JPH06117369A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】十分な体積効率を維持するとともに、十分な動
力効率を確保し、かつ吐出温度の上昇を抑制する。 【構成・作用】シリンダブロックにおける各導通路２Ａ
〜２Ｆの中心軸孔１ａ側の開口周囲部位にラビリンス溝
２６を刻設する。圧縮・吐出行程にある各ボア１Ａ〜１
Ｆの導通路２Ａ〜２Ｆと対向するシール部位に圧縮中の
ガス又は残留ガスによって高圧が作用し、これらのガス
がシール部位に漏れたとしても、漏れた高圧ガスはラビ
リンス溝２６によってクランク室５、吸入室１７及び吸
入通路２５に移動しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な往復動型圧縮機の改良に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば特開昭５９−１４５３７８号
公報記載の斜板式圧縮機のように、シリンダブロックに
駆動軸と平行に形成された複数のボア内で各ピストンが
往復動することにより、冷媒ガスの圧縮を行う圧縮機が
知られている。この種の圧縮機では、シリンダブロック
の中心軸孔内に駆動軸が嵌挿支承され、各ピストンはこ
の駆動軸と共動するクランク室内の斜板に連係されて各
ボア内を直動する。シリンダブロックの端面には弁板を
介してハウジングが接合され、このハウジングにはボア
内に冷媒ガスを供給する吸入室と、ボア内でピストンに
よって圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出室とが形成
されている。そして、吸入室からボア内への冷媒ガスの
吸入は、ピストンの下死点位置への移動により、弁板に
形成された吸入ポートと、この吸入ポートのボア側に設
けられてボア内の圧力に応じて吸入ポートを開放する吸
入弁とを介して行われる。また、ボア内から吐出室への
冷媒ガスの吐出は、ピストンの上死点位置への移動によ
り、弁板に形成された吐出ポートと、この吐出ポートの
吐出室側に設けられてボア内の圧力に応じて吐出ポート
を開放する吐出弁とを介して行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧縮機
では、吸入弁が閉弁状態を維持する方向に働くそれ自身
の弾性力に打ち勝って開弁するように構成されているた
め、圧力損失が大きい。この圧力損失は体積効率の悪化
に繋がってしまう。そこで、本出願人は、特願平３−２
２９１６６号において、体積効率の優れた往復動型圧縮
機を提案した。この圧縮機は、各ボアと中心軸孔とを放
射状に連通する導通路が形成され、駆動軸には回転弁が
同期回転可能に結合されている。回転弁には、吸入行程
にある各ボアの導通路と吸入室とを順次連通する吸入通
路が形成されている。この提案の圧縮機では、駆動軸と
同期して回転弁が回転することにより、吸入室の冷媒ガ
スが順次各ボア内に吸入され、各ボアでは冷媒ガスの吸
入作用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失が
きわめて小さくされる。こうして、この圧縮機では十分
な体積効率を維持できる。

【０００４】しかしながら、この圧縮機では、圧縮・吐
出行程にある各ボアの導通路と対向するシール部位に圧
縮中のガス又は残留ガスによって高圧が作用しており、
これらのガスがシール部位において漏れる場合がある。
こうしてシール部位に漏れた高圧ガスは、回転弁の両端
面側からクランク室又は中心軸孔と連通する吸入室に移
動し、また漏れた場所から吸入通路までのシール幅が短
いことから吸入通路にも短絡する。このため、動力効率
の低下を招来するとともに、既に高温のガスを再圧縮し
てさらに高温化することから吐出温度の上昇を生じて空
調装置の能力低下等を生じてしまう。

【０００５】本発明は、十分な体積効率を維持するとと
もに、十分な動力効率を確保し、かつ吐出温度の上昇を
抑制することを解決すべき課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の往復動型圧縮機
は、上記課題を解決するため、軸心まわりに複数のボア
を有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの軸
孔内に嵌挿支承された駆動軸と、該駆動軸と共動するク
ランク室内の斜板に連係されて該ボア内を直動するピス
トンとを備えた往復動型圧縮機において、前記シリンダ
ブロックには前記各ボアと前記軸孔との間に導通路が形
成され、前記駆動軸には吸入行程にある各ボアの導通路
と吸入室とを順次連通する吸入通路をもつ回転弁が同期
回転可能に結合され、該シリンダブロックにおける各該
導通路の該軸孔側の開口周囲部位と、該回転弁の外周面
における圧縮・吐出行程にある各ボアの導通路と対向す
る部位との少なくとも一方にはラビリンスシールが設け
られているという新規な構成を採用している。

【０００７】

【作用】本発明の往復動型圧縮機では、駆動軸と同期し
て回転弁が回転することにより、吸入室の冷媒ガスが回
転弁の吸入通路、吸入行程にある各ボアの導通路を介し
て順次各ボア内に吸入され、各ボアでは冷媒ガスの吸入
作用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失がき
わめて小さくされる。

【０００８】このとき、圧縮・吐出行程にある各ボアの
導通路と対向するシール部位に圧縮中のガス又は残留ガ
スによって高圧が作用し、これらのガスがシール部位に
漏れたとしても、この漏れた高圧ガスは、シリンダブロ
ック及び回転弁の少なくとも一方に形成されたラビリン
スシールによってクランク室、吸入室及び吸入通路に移
動するガス量を低減する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１〜４を図
面に基づき説明する。 （実施例１）図１及び図２において、１は軸方向に貫通
する中心軸孔１ａ及び６個のボア１Ａ〜１Ｆを有するシ
リンダブロックであって、このシリンダブロック１の一
端面にはフロントハウジング２が接合され、他端面には
リング状の弁板３を介してリアハウジング４が接合され
ている。フロントハウジング２内のクランク室５には、
駆動軸６がフロントハウジング２及びシリンダブロック
１の中心軸孔１ａに嵌挿され回転可能に支承されてい
る。この駆動軸６上にはロータ７が固着され、このロー
タ７の後面側に延出した支持アーム８の先端部には長孔
８ａが貫設されている。この長孔８ａにはピン８ｂがス
ライド可能に嵌入されており、同ピン８ｂには斜板９が
傾動可能に連結されている。

【００１０】ロータ７の後端に隣接して駆動軸６上には
スリーブ１０が遊嵌され、コイルばね１１により常にロ
ータ７側へ付勢されるとともに、スリーブ１０の左右両
側に突設された枢軸１０ａ（一方のみ図示）が斜板９の
図示しない係合孔に嵌入されて、斜板９は枢軸１０ａの
周りを揺動しうるように支持されている。斜板９の後面
側には揺動板１２がスラスト軸受等を介して支持され、
揺動板１２は図示しない切欠けにより自転が拘束されて
いる。また、揺動板１２の外縁には等間隔で６本のコン
ロッド１４が係留され、各コンロッド１４はボア１Ａ〜
１Ｆ内のピストン１５と係留されている。したがって、
駆動軸４の回転運動がロータ７及び斜板９の介入により
揺動板１２の前後揺動に変換され、各ピストン１５がボ
ア１Ａ〜１Ｆ内を往復動するとともに、クランク室５内
の圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストン１５のスト
ローク及び揺動板１２の傾角が変化するように構成され
ている。なお、クランク室５内の圧力はリアハウジング
４に内装された図示しない制御弁により冷房負荷に基づ
いて制御される。

【００１１】リアハウジング４には、中央においてリア
側端面に開口するとともにシリンダブロック１の中心軸
孔１ａと連通する吸入室１７が設けられており、吸入室
１７の外方域には吐出室１８が形成されている。弁板３
には各ボア１Ａ〜１Ｆのヘッドと連通する吐出ポート３
ａが貫設され、各吐出ポート３ａの吐出室１８側には吐
出弁２０を介してリテーナ２１が挟持されている。

【００１２】また、シリンダブロック１には、図２にも
示すように、各ボア１Ａ〜１Ｆと中心軸孔１ａとの間に
放射状に導通路２Ａ〜２Ｆが形成されている。シリンダ
ブロック１には各導通路２Ａ〜２Ｆの中心軸孔１ａ側の
開口周囲部位に、図４に展開図を示すように、それぞれ
２条のラビリンス溝２６が刻設されることにより、ラビ
リンスシールが構成されている。また、中心軸孔１ａ内
に延出した駆動軸６の先端には、中心軸孔１ａと滑合す
る円柱状の回転弁２２が装着されており、回転弁２２の
リア側はスラスト軸受を介して吸入室１７の内壁に支持
されている。回転弁２２には、図３に展開図を示すよう
に、吸入室１７側の軸心中央から軸方向に伸び、外周面
において所定の角度開口する吸入通路２５が形成されて
いる。

【００１３】以上のように構成された圧縮機は、車両空
調用冷凍装置としてその回路中に配設され、使用に供さ
れる。この圧縮機が運転されて図１に示す駆動軸６が回
転すると、斜板９は駆動軸６とともに回転しつつ揺動
し、揺動板１２は斜板９に対して回転を規制された状態
で揺動運動のみを行い、これによりピストン１５がボア
１Ａ〜１Ｆ内を往復動する。そして、ボア１Ａ〜１Ｆ内
でピストン１５が上死点から下死点に向かって移動を開
始すれば、ボア１Ａ〜１Ｆは吸入行程に入る。また、ボ
ア１Ａ〜１Ｆ内でピストン１５が下死点から上死点に向
かって移動を開始すれば、ボア１Ａ〜１Ｆは圧縮・吐出
行程に入る。

【００１４】ここで、駆動軸６と同期して回転弁２２が
図２に矢視する方向に回転することにより、吸入行程に
あるボア１Ａ〜１Ｆは、それらの導通路２Ａ〜２Ｆが吸
入通路２５と連通し、吸入室１７の冷媒ガスが吸入通路
２５、導通路２Ａ〜２Ｆを介して順次各ボア１Ａ〜１Ｆ
内に吸入される。その後、回転弁２２の回転により、各
ボア１Ａ〜１Ｆが圧縮・吐出行程にあれば、それらの導
通路２Ａ〜２Ｆが吸入通路２５とは連通せず、回転弁２
２のシール部位によって閉塞されている。このとき、圧
縮行程のボア１Ａ〜１Ｆ内は未だ吐出室１８内の圧力よ
り低く、吐出弁２０は閉弁されている。また、吐出行程
にあるボア１Ａ〜１Ｆも、その導通路２Ａ〜２Ｆが吸入
通路２５とは連通せず、回転弁２２のシール部位によっ
て閉塞されている。しかし、このとき、吐出行程にある
ボア１Ａ〜１Ｆ内は吐出室１８内の圧力より高くなり、
吐出弁２０が開弁される。

【００１５】こうして、ピストン１５の往復動と同調回
転する回転弁２２を介して、各ボア１Ａ〜１Ｆは、順次
吸入・圧縮・吐出行程を繰り返す。このとき、吸入行程
にあるボア１Ａ〜１Ｆは、導通路２Ａ〜２Ｆ、吸入通路
２５を介して吸入室１７と連通され、冷媒ガスの吸入作
用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失がきわ
めて小さくされる。したがって、この圧縮機では、十分
な体積効率を維持することができる。

【００１６】また、圧縮・吐出行程にある各ボア１Ａ〜
１Ｆの導通路２Ａ〜２Ｆと対向するシール部位には圧縮
中のガス又は残留ガスによって高圧が作用し、これらの
ガスがシール部位に漏れる場合がある。この漏れた高圧
ガスは、図５に示すように、回転弁２２に設けられたラ
ビリンス溝２６によって膨張・収縮される間に圧力が低
下される。このため、高圧ガスのクランク室５側、吸入
室１７側及び吸入通路２５への移動が阻止される。

【００１７】したがって、この圧縮機では、例えばチッ
プシール等の他の構成部材を採用することなく、比較的
簡易な手段により、十分な動力効率を確保し、既に高温
のガスを再圧縮してさらに高温化することことがほとん
どないため吐出温度の上昇を抑制することができる。 （実施例２）この圧縮機は、図６及び図７に示すよう
に、シリンダブロック１にはラビリンス溝２６を刻設せ
ず、回転弁２２の外周面における圧縮・吐出行程にある
各ボア１Ａ〜１Ｆの導通路２Ａ〜２Ｆと対向する部位に
軸方向及び周方向のラビリンス溝２７が刻設されること
により、ラビリンスシールが構成されている。他の構成
は実施例１の圧縮機と同一であるため、詳説は省略す
る。

【００１８】漏れた高圧ガスは、回転弁２２に設けられ
たラビリンス溝２７によって膨張・収縮される間に圧力
が低下される。このため、この圧縮機においても、実施
例１のものと同様の効果を奏することができる。 （実施例３）この圧縮機は、図８に示すように、シリン
ダブロック１に分割された２条のラビリンス溝２８を刻
設したものである。他の構成は実施例１の圧縮機と同一
であるため、詳説は省略する。この圧縮機においても、
実施例１のものと同様の効果を奏することができる。

【００１９】かかるラビリンス溝２８を回転弁２２のシ
ール部位に刻設する場合も同様の効果が得られる。 （実施例４）この圧縮機は、図９に示すように、シリン
ダブロック１にディンプル状のラビリンス穴２９を刻設
したものである。他の構成は実施例１の圧縮機と同一で
あるため、詳説は省略する。この圧縮機においても、実
施例１のものと同様の効果を奏することができる。

【００２０】かかるラビリンス穴２９を回転弁２２のシ
ール部位に刻設する場合も同様の効果が得られる。な
お、上述の実施例１〜４は、シリンダブロック側又は回
転弁側の一方にラビリンスシールを設けたが、シリンダ
ブロック側又は回転弁側の双方にラビリンスシールを設
けることもできる。

【００２１】また、上述の実施例１〜４は、一方側にピ
ストンヘッドをもつ単頭型ピストンを用いて構成された
揺動斜板式圧縮機を例にとって説明したが、シリンダブ
ロックの中央部に斜板室（クランク室）をもち、その両
側に対設されたボア内を両頭型のピストンが往復動する
ように構成された斜板式圧縮機に対しても、本発明を適
用しうることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の往復動型
圧縮機では、特許請求の範囲記載の構成を採用している
ため、他の構成部材を採用することなく、比較的簡易な
手段により、十分な体積効率を維持するとともに、十分
な動力効率を確保し、かつ吐出温度の上昇を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例１の圧縮機の横断面図である。

【図３】実施例１の圧縮機に係り、回転弁の展開図であ
る。

【図４】実施例１の圧縮機に係り、導通路の展開図であ
る。

【図５】実施例１の圧縮機に係り、回転弁と導通路との
断面図である。

【図６】実施例２の圧縮機に係り、回転弁の展開図であ
る。

【図７】実施例２の圧縮機に係り、導通路の展開図であ
る。

【図８】実施例３の圧縮機に係り、導通路の一部展開図
である。

【図９】実施例４の圧縮機に係り、導通路の一部展開図
である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック １ａ…中心軸孔 １Ａ
〜１Ｆ…ボア ３…弁板 ４…リヤハウジング ６…
駆動軸 ５…クランク室 ９…斜板 １５
…ピストン １７…吸入室 １８…吐出室 ２Ａ
〜２Ｆ…導通路 ２２…回転弁 ２５…吸入通路 ２６、２７、２８…ラビリンス溝 ２９…ラビリンス
穴

フロントページの続き (72)発明者 平松 修 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心まわりに複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの軸孔内に嵌挿支承さ
   れた駆動軸と、該駆動軸と共動するクランク室内の斜板
   に連係されて該ボア内を直動するピストンとを備えた往
   復動型圧縮機において、 前記シリンダブロックには前記各ボアと前記軸孔との間
   に導通路が形成され、前記駆動軸には吸入行程にある各
   ボアの導通路と吸入室とを順次連通する吸入通路をもつ
   回転弁が同期回転可能に結合され、該シリンダブロック
   における各該導通路の該軸孔側の開口周囲部位と、該回
   転弁の外周面における圧縮・吐出行程にある各ボアの導
   通路と対向する部位との少なくとも一方にはラビリンス
   シールが設けられていることを特徴とする往復動型圧縮
   機。