JPH06249144A - ピストン式圧縮機における冷媒ガス吸入構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ロータリバルブのテーパ外周面とそれを収容
する収容室のテーパ内周面との回転摺動摩擦を抑制して
圧縮機の駆動に要する動力損失を軽減する。 【構成】 ピストン１５によってシリンダボア１３内に
区画される作動室Ｒａに冷媒ガスを導入するための吸入
通路２９をロータリバルブ２７内に形成する。このバル
ブ２７を収容する収容室１ａのテーパ内周面Ｓには吸入
行程中の作動室Ｒａと前記ロータリーバルブ２７の吸入
通路２９の出口２９ｂとを連通する導通路１ｂを形成す
る。前記導通路１ｂのシリンダボア１３側出口１ｃの位
置を、前記ピストン１５が上死点に移動する以前に該ピ
ストン１５の外周面１５ａにより閉鎖される位置に設定
する。さらに、テーパ外周面２７ｃには前記導通路１ｂ
内がピストン１５の外周面１５ａ及びテーパ外周面２７
ｃにより閉じ込み空間となっている状態で、該空間の冷
媒ガスを圧縮途中の作動室Ｒａと連通する他の導通路１
ｂ内に導くバイパス通路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸の周囲に配列さ
れた複数のシリンダボア内にピストンを収容するととも
に、回転軸の回転に連動してピストンを往復動させる車
両空調装置用に適したピストン式圧縮機における冷媒ガ
ス吸入構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のピストン式圧縮機（例えば特開平
３−９２５８７号公報参照）では、ピストンによってシ
リンダボア内に区画される作動室と吸入室との間の吸入
ポートが作動室内のフラッパ弁によって開閉されるよう
になっている。吸入室内の冷媒ガスは上死点側から下死
点側へ移動するピストンの吸入動作によってフラッパ弁
を押し開いて作動室へ流入する。ピストンが下死点側か
ら上死点側へ移動する吐出行程ではフラッパ弁が吸入ポ
ートを閉じ、作動室内の冷媒ガスが吐出ポートから吐出
弁を押し退けて吐出室へ吐出される。

【０００３】フラッパ弁の開閉動作は作動室と吸入室と
の間の圧力差に基づくものであり、吸入室の圧力が作動
室の圧力よりも高ければフラッパ弁は撓み変形して吸入
ポートを開く。吸入室の圧力が作動室の圧力よりも高く
なるのは上死点側から下死点側へ移動するピストンの吸
入動作時である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】弾性変形であるフラッ
パ弁の撓み変形は弾性抵抗として作用し、吸入室の圧力
が作動室の圧力をある程度上回らなければフラッパ弁は
開放しない。即ち、フラッパ弁の開放が遅れる。圧縮機
内の潤滑を行うために冷媒ガス中には潤滑油が混入され
ており、この潤滑油が冷媒ガスとともに圧縮機内の必要
な潤滑部位に送り込まれる。この潤滑油は冷媒ガスの流
通領域ならばどこへでも入り込み可能であり、吸入ポー
トを閉じているフラッパ弁とその密接面との間にも潤滑
油が付着する。この付着潤滑油は前記密接面とフラッパ
弁との間の密接力を高め、フラッパ弁の撓み変形開始が
一層遅れる。このような撓み変形開始遅れは作動室への
冷媒ガス流入量の低下、すなわち体積効率の低下をもた
らす。又、フラッパ弁が開いている場合にもフラッパ弁
の弾性抵抗が吸入抵抗として作用し、冷媒ガス流入量が
低下する。

【０００５】そこで、本願出願人は圧縮効率を向上する
ことができるピストン式圧縮機を提案している。（例え
ば、特願平４−２１１１６５号参照）この圧縮機はピス
トンによってシリンダボア内に区画される作動室に冷媒
ガスを導入するための吸入通路をロータリバルブ内に形
成している。又、前記ロータリバルブの摺接周面をテー
パ形状とするとともに、ロータリバルブを収容する収容
室の内周面をテーパ形状としている。さらに、ピストン
の往復動に同期して前記作動室と前記吸入通路とを順次
連通するように、かつロータリバルブの軸方向にスライ
ド可能に前記ロータリバルブを前記収容室に収容してい
る。そして、付勢バネによりロータリバルブを大径端部
側から小径端部側に付勢して前記ロータリーバルブのテ
ーパ外周面を収容室のテーパ内周面に押圧し、両テーパ
周面間にシール力を作用させるようにしている。

【０００６】この新規な圧縮機においてはピストンが上
死点に移動したとき前記導通路がピストンの外周面によ
り閉鎖を完了するようになっている。このためピストン
が上死点にあるときのシリンダボア内作動室の高圧力が
導通路を通してロータリーバルブのテーパ外周面に作用
するので、ロータリーバルブのテーパ外周面が収容室の
テーパ内周面から離隔する方向への分圧力を受ける。そ
して、この分圧力に抗して両テーパ周面間にシール力を
付与する付勢バネの弾性力が設定されている。しか、こ
の新規な圧縮機が自動車用の空調装置に使用される場合
には、冷房負荷の変動により吐出圧力が４〜４０Ｋｇ／
ｃｍ² の範囲で変動する。このため最高圧力４０Ｋｇ／
ｃｍ² においてもロータリーバルブを所定の押圧力で押
し付けるため前記付勢バネの弾性力を大きく設定しなけ
ればならない。従って、冷房負荷が小さくて吐出圧力が
低い圧縮機の運転状態では、ロータリーバルブに必要以
上の押圧力が作用し、ロータリーバルブのテーパ外周面
と収容室のテーパ内周面との間での摩擦が増大し、動力
損失が大きくなるという新たな問題が生じる。又、収容
室とロータリーバルブとの摺接面の齧りが発生して耐久
性を低下するという問題も生じる。

【０００７】又、本願出願人は前述したロータリーバル
ブの外周面を円筒状に形成するとともに、このロータリ
ーバルブを円筒状の収容室に収容する構造のピストン型
圧縮機（例えば、特願平４−２１１１６４号）を提案し
ている。

【０００８】この圧縮機においては、ロータリーバルブ
の外周面と収容室の内周面との摺動部のシール性を確保
するため、ロータリーバルブが回転軸に若干の隙間をも
って同期回転可能に嵌合されている。このため、閉じ込
み状態の導通路内の圧力が吐出圧力相当になると、この
高圧力がロータリーバルブの円筒状外周面に対しラジア
ル方向に作用する。このためロータリーバルブの反対側
の外周面が収容室の内周面に局部的に強く押圧され、回
転摺動摩擦の増大により圧縮機を駆動するのに必要な動
力が増大するとともに、摺動面が磨耗するという問題が
ある。

【０００９】本発明は上記新規な圧縮機に存する問題点
を解消して、吐出圧力が変動してもロータリバルブの外
周面に作用する閉じ込み状態の導通路内の圧力を吸入圧
力と吐出圧力との中間圧に保持して、ロータリーバルブ
の外周面へ作用する圧力を抑制し、ロータリーバルブの
外周面とそれに摺接する収容室の内周面との摺接面の回
転摺動摩擦を抑制して動力損失を軽減し、耐久性を向上
することができ、加えて閉じ込み状態の導通路内の圧力
の動力を回収して圧縮効率を向上し、吸入脈動を抑制し
て振動及び騒音を軽減することができるピストン式圧縮
機における冷媒ガス吸入構造を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのためにこの発明で
は、シリンダブロックに対し各シリンダボアと回転軸と
の間に位置するように内周面を有する収容室を設け、該
収容室には前記内周面に摺接嵌合される外周面を形成し
たロータリーバルブを収容する。該ロータリーバルブを
前記回転軸に対し該軸と同期回転可能に支持し、ロータ
リーバルブには前記吸入室から吸入行程中の前記作動室
へ冷媒ガスを吸入するための吸入通路を形成する。前記
収容室と前記作動室との間に両室を連通する導通路を形
成する。前記導通路の前記シリンダボア側出口の位置
を、前記ピストンが上死点に移動する以前に該ピストン
の外周面により閉鎖される位置に設定する。さらに前記
ロータリーバルブには前記導通路がピストンの外周面及
びロータリーバルブの外周面により閉じ込み空間となっ
ている状態で、該空間の冷媒ガスを圧縮途中の作動室と
連通する導通路内に導くバイパス通路を形成する。

【００１１】

【作用】ロータリバルブに形成した吸入通路のテーパ外
周面側出口は、該ロータリバルブの回転に伴って複数の
導通路に順次連通する。このため、吸入室と作動室は吸
入通路及び導通路を通して順次連通される。この連通は
各作動室に対するピストンの吸入動作に同期して行われ
る。前記吸入通路と作動室とが連通している時にピスト
ンが下死点側へ向かい、作動室の圧力が吸入通路の圧力
（吸入圧力）以下まで低下していく。この圧力低下によ
り吸入室の冷媒ガスが吸入通路及び導通路を介して作動
室へ流入する。

【００１２】冷媒ガスの吐出動作時には吸入通路と圧縮
行程中の作動室との連通は、ロータリーバルブの外周面
によって遮断され、作動室の冷媒ガスは設定圧以上にな
ると吐出室へ吐出される。

【００１３】前記ピストンが下死点から上死点に向かう
圧縮行程においては、作動室に吸入されたガスは圧縮さ
れて、ピストンの移動に比例して圧縮ガスの圧力が上昇
する。そして、圧縮ガスの圧力が最大となる上死点にピ
ストンが移動する以前に吸入通路と作動室とを連通する
導通路の作動室側出口がピストンの外周面により閉鎖さ
れる。この結果、導通路内の圧力は中間力状態で閉塞さ
れ、ロータリーバルブの外周面が円筒状である場合に
は、その外周面への押圧力が抑制される。従って、ロー
タリーバルブの外周面と収容室の内周面との回転摺動摩
擦が軽減され、圧縮機を駆動するのに必要な動力を抑制
することができるとともに、摺接面の磨耗を抑制して耐
久性を向上することができる。

【００１４】又、ロータリーバルブの外周面がテーパ状
に形成されていて、このテーパ外周面が収容室のテーパ
内周面に摺接されている場合には、導通路内の圧力がテ
ーパ外周面に作用する。このためロータリーバルブはテ
ーパ内周面から離隔する方向への分圧力を受ける。従っ
て、ロータリーバルブを両テーパ周面を圧接してシール
性を確保するための付勢部材が使用されるが、この付勢
部材の付勢力を小さくできる。このため付勢部材による
ロータリーバルブの押圧力が軽減される。従って、ロー
タリーバルブのテーパ外周面の回転摺動摩擦が軽減さ
れ、圧縮機の駆動に要する動力が軽減され、摺接面の齧
りも防止される。

【００１５】特に、この発明では前記導通路がピストン
の外周面及びロータリーバルブの外周面により閉じ込み
空間となっている状態で、該導通路内空間の冷媒ガスが
バイパス通路により圧縮途中の作動室と連通する導通路
内に導かれる。このため閉じ込み空間内の冷媒ガスが吸
入室へ戻されるのと比較して動力損失が低減される。
又、導通路内の閉じ込み空間から吸入室への吹き戻しが
なくなり、吸入脈動が抑制され、圧縮機の振動を低減す
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を斜板式両頭ピストン圧縮機に
具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】図２に示すように接合された前後一対のシ
リンダブロック１，２の中心部にはバルブ収容室１ａ，
２ａが貫設されている。シリンダブロック１，２の端面
にはバルブプレート３，４が接合されており、バルブプ
レート３，４には支持孔３ａ，４ａが貫設されている。
支持孔３ａ，４ａの周縁には位置決め用の環状突条３
ｂ，４ｂが突設されており、環状突条３ｂ，４ｂは収容
室１ａ，２ａに嵌入されている。バルブプレート３，４
及びシリンダブロック１，２にはピン５，６が挿通され
ており、シリンダブロック１，２に対するバルブプレー
ト３，４の回動がピン５，６により阻止されている。

【００１８】バルブプレート３，４の支持孔３ａ，４ａ
には回転軸７が円錐コロ軸受け８，９を介して回転可能
に支持されており、回転軸７には斜板１０が嵌合固定さ
れている。円錐コロ軸受け８，９は回転軸７に対するス
ラスト荷重及びラジアル荷重の両方を受け止める。

【００１９】斜板室１１を形成するシリンダブロック
１，２には導入口１２が形成されており、導入口１２に
は図示しない外部冷媒ガス吸入管路が接続されている。
図２，３に示すようにシリンダブロック１，２には回転
軸７を中心とする等間隔角度位置に複数のシリンダボア
１３，１４が形成されている。図１に示すように前後で
対となるシリンダボア１３，１４（本実施例では５対）
内には両頭ピストン１５が往復動可能に収容されてい
る。両頭ピストン１５と斜板１０の前後両面との間には
半球状のシュー１６，１７が介在されている。従って、
斜板１０が回転することによって両頭ピストン１５がシ
リンダボア１３，１４内を往復動する。

【００２０】図２に示すようにシリンダブロック１の端
面にはフロントハウジング１８が接合されており、シリ
ンダブロック２の端面にもリヤハウジング１９が接合さ
れている。シリンダブロック１、バルブプレート３及び
フロントハウジング１８はボルト２１により締め付け固
定されている。シリンダブロック１、シリンダブロック
２、バルブプレート４及びリヤハウジング１９はボルト
２２により締め付け固定されている。

【００２１】両ハウジング１８，１９内には吐出室２
３，２４が形成されている。両頭ピストン１５によりシ
リンダボア１３，１４内に区画され、かつ吸入と圧縮を
繰り返す作動室Ｒａ，Ｒｂはバルブプレート３，４上の
吐出ポート３ｃ，４ｃを介して吐出室２３，２４に連通
している。吐出ポート３ｃ，４ｃはフラッパ弁型の吐出
弁３１，３２により開閉される。吐出弁３１，３２の開
度はリテーナ３３，３４により規制される。吐出弁３
１，３２及びリテーナ３３，３４はボルト（図示略）に
よりバルブプレート３，４上に締め付け固定されてい
る。吐出室２３は排出通路２５を介して図示しない外部
冷媒ガス吐出管路に連通している。

【００２２】２６は回転軸７の周面に沿った吐出室２３
から圧縮機外部への冷媒ガス漏洩を防止するリップシー
ルである。又、２６Ａ，２６Ｂは前記環状突条３ｂ，４
ｂ内に収容されて回転軸７の周面に沿った吐出室２３，
２４から斜板室１１への冷媒ガス漏洩を防止するリップ
シールである。

【００２３】回転軸７上の段差部７ａ，７ｂには図２に
示すようにロータリバルブ２７，２８がスラスト方向へ
のスライド可能に支持されている。ロータリバルブ２
７，２８と回転軸７との間にはシールリング３９，４０
が介在されている。ロータリバルブ２７，２８は回転軸
７と一体的に図３の矢印Ｑ方向に回転可能に収容室１
ａ，２ａ内に収容されている。

【００２４】図２に示すように収容室１ａ，２ａの内周
面Ｓはテーパ形状であり、シリンダブロック１，２の端
面から内部に向かうにつれて拡径となっている。ロータ
リバルブ２７，２８の外周面２７ｃ，２８ｃは収容室１
ａ，２ａと同形のテーパにしてある。両テーパ外周面２
７ｃ，２８ｃは収容室１ａ，２ａのテーパ内周面Ｓにぴ
ったりと嵌合可能である。即ち、ロータリバルブ２７の
大径端部２７ａ側は斜板室１１側を向き、ロータリバル
ブ２７の小径端部２７ｂ側は吐出室２３側を向いてい
る。又、ロータリバルブ２８の大径端部２８ａ側は斜板
室１１側を向き、ロータリバルブ２８の小径端部２８ｂ
側は吐出室２４側を向いている。

【００２５】図２及び図４に示すように、ロータリバル
ブ２７，２８内には吸入通路２９，３０が形成されてい
る。吸入通路２９，３０の入口２９ａ，３０ａは大径端
部２７ａ，２８ａ上に開口しており、吸入通路２９，３
０の出口２９ｂ，３０ｂはテーパ外周面２７ｃ，２８ｃ
上に開口している。

【００２６】図２及び図３に示すようにロータリバルブ
２７を収容する収容室１ａのテーパ内周面Ｓにはシリン
ダボア１３と同数の導通路１ｂが等間隔角度位置に配列
形成されている。導通路１ｂとシリンダボア１３とは１
対１で常に連通しており、各導通路１ｂは吸入通路２９
の出口２９ｂの周回領域に位置している。

【００２７】同様に、ロータリバルブ２８を収容する収
容室２ａのテーパ内周面Ｓにはシリンダボア１４と同数
の導通路２ｂ（図２に一つのみ図示）が等間隔角度位置
に配列形成されている。導通路２ｂとシリンダボア１４
とは１対１で常に連通しており、各導通路２ｂは吸入通
路３０の出口３０ｂの周回領域に位置している。

【００２８】前記導通路１ｂ，２ｂのシリンダボア１
３，１４側出口１ｃ，２ｃの位置は、図１に示すように
前記ピストン１５が上死点から所定距離Ｌ離れた位置に
移動された場合にピストン１５の外周面１５ａにより閉
鎖されるように設定されている。

【００２９】斜板室１１は吸入圧領域であり、作動室Ｒ
ａ，Ｒｂは吸入圧領域と吐出圧領域との間で変化する。
吐出圧領域の作動室Ｒａ，Ｒｂの高圧冷媒ガスが導通路
１ｂ，２ｂを通してロータリバルブ２７のテーパ外周面
２７ｃに作用するため、収容室１ａのテーパ内周面Ｓと
の隙間を通して斜板室１１に漏洩する。この漏洩は斜板
１０のボス部とロータリーバルブ２７，２８との間に介
在した付勢バネ３５，３６によりロータリバルブ２７，
２８を大径端部２７ａ，２８ａ側から小径端部２７ｂ，
２８ｂ側に向けて付勢することにより防止される。すな
わちこの付勢によりロータリバルブ２７，２８のテーパ
外周面２７ｃ，２８ｃが収容室１ａ，２ａのテーパ内周
面Ｓに押接され、ロータリバルブ２７，２８は収容室１
ａ，２ａのテーパ内周面Ｓに摺接しながら回転する。従
って、作動室Ｒａ，Ｒｂの吐出冷媒ガスがテーパ外周面
２７ｃ，２８ｃとテーパ内周面Ｓとの間から斜板室１１
側へ漏洩することはない。

【００３０】ロータリバルブ２７，２８の外周面２７
ｃ，２８ｃをテーパとする構成により吐出冷媒ガスの漏
洩が防止され、体積効率が向上する。しかも、収容室１
ａ，２ａに対するロータリバルブ２７，２８の嵌入作業
も容易となる。

【００３１】ロータリバルブ２７，２８の摺接周面２７
ｃ，２８ｃをテーパとする構成はさらに次のような利点
をもたらす。収容室１ａ，２ａのテーパ内周面Ｓとロー
タリバルブ２７，２８のテーパ外周面２７ｃ，２８ｃと
の摺接は摺接周面における摩耗をもたらすが、ロータリ
バルブ２７，２８は収容室１ａ，２ａに対して常に良好
に摺接する。即ち、ロータリバルブ２７，２８と収容室
１ａ，２ａとの間のシールは自己補充機能を有し、シー
ル性が低下することはない。ロータリバルブ２７，２８
の線膨張係数とシリンダブロック１，２の線膨張係数と
が異なっていてもシールの自己補充機能は常に確保され
る。従って、圧縮機内の温度変化に対してもシール性能
は変化しない。しかも、ロータリバルブ２７，２８を合
成樹脂製とすることもでき、ロータリバルブ２７，２８
の摺接周面２７ｃ，２８ｃのテーパ構成は圧縮機の軽量
化にも寄与する。

【００３２】図３，４に示すようにロータリーバルブ２
７（２８）のテーパ外周面２７ｃ（２８ｃ）には、溝状
のバイパス通路２７ｄ（２８ｄ）が形成されている。こ
のバイパス通路２７ｄ（２８ｄ）のロータリーバルブの
回転方向先行側には、吸入通路２９（３０）の出口２９
ｂ（３０ｂ）が収容室のテーパ内周面Ｓにより閉鎖され
た少し後に導通路１ｂ（２ｂ）と一時的に連通する第１
連通溝２７ｅ（２８ｅ）が形成されている。同様にこの
バイパス通路２７ｄ（２８ｄ）のロータリーバルブの回
転方向後行側には、前記出口２９ｂ（３０ｂ）が導通路
１ｂ（２ｂ）と連通される少し前に導通路１ｂ（２ｂ）
と一時的に連通する第２連通溝２７ｆ（２８ｆ）が形成
されている。そして、前記導通路１ｂ（２ｂ）がピスト
ン１５の外周面１５ａ及びテーパ外周面２７ｃ（２８
ｃ）により閉じ込み空間となった少し後に、該空間内の
冷媒ガスをバイパス通路２７ｄ（２８ｄ）を通して一つ
隔てた後行側の導通路１ｂ（２ｂ）内に導くようにして
いる。（図３，５参照）回転軸７の一端はフロントハウ
ジング１８から外部に突出しており、他端はリヤハウジ
ング１９側の吐出室２４内に突出している。回転軸７の
軸心部には吐出通路３７が形成されている。吐出通路３
７は吐出室２４に開口している。フロントハウジング１
８側の吐出室２３によって包囲される回転軸７の周面部
位には導出口３８が形成されており、吐出室２３と吐出
通路３７とが導出口３８によって連通されている。従っ
て、前後の吐出室２３，２４が吐出通路３７によって連
通しており、吐出室２４の冷媒ガスは吐出通路３７から
吐出室２３に合流する。吐出室２３の吐出冷媒ガスは排
出通路２５から外部の吐出冷媒ガス管路へ排出される。

【００３３】フラッパ弁型の吸入弁の場合には、潤滑油
が吸入弁とその密接面との間の吸着力を大きくしてしま
い、吸入弁の開放開始タイミングが前記吸着力によって
遅れる。この遅れ、吸入弁の弾性抵抗による吸入抵抗が
体積効率を低下させる。しかしながら、強制回転される
ロータリバルブ２７，２８の採用では潤滑油に起因する
吸着力及び吸入弁の弾性抵抗による吸入抵抗の問題はな
く、作動室Ｒ，Ｒａ，Ｒｂ内の圧力が斜板室１１内の吸
入圧をわずかに下回れば冷媒ガスが直ちに作動室Ｒ，Ｒ
ａ，Ｒｂに流入する。従って、ロータリバルブ２７，２
８採用の場合には体積効率がフラッパ弁型の吸入弁採用
の場合に比して大幅に向上する。

【００３４】次に、前記のように構成したピストン型圧
縮機について、その作用を説明する。図２に示す状態で
は最上部に位置する両頭ピストン１５は一方のシリンダ
ボア１３に対して上死点位置にあり、他方のシリンダボ
ア１４に対して下死点位置にある。このようなピストン
配置状態のとき、吸入通路２９の出口２９ｂは図３に示
すようにシリンダボア１３の作動室Ｒａと連通する導通
路１ｂに接続する直前にあり、吸入通路３０の出口３０
ｂは図示しないがシリンダボア１４の導通路２ｂと連通
を終了する直前にある。

【００３５】両頭ピストン１５がシリンダボア１３内で
上死点位置から下死点位置に向かう吸入行程に入ったと
きには吸入通路２９はシリンダボア１３の作動室Ｒａに
連通する。この連通により斜板室１１内の冷媒ガスが吸
入通路２９及び導通路１ｂを経由してシリンダボア１３
の作動室Ｒａに吸入される。

【００３６】一方、両頭ピストン１５がシリンダボア１
４に対して下死点位置から上死点位置に向かう圧縮行程
に入ったときには吸入通路３０はシリンダボア１４の作
動室Ｒｂとの連通を遮断される。この連通遮断により作
動室Ｒｂ内の冷媒ガスが吐出弁３２を押し退けつつ吐出
ポート４ｃから吐出室２４に吐出される。

【００３７】このような冷媒ガスの吸入及び吐出は他の
シリンダボア１３，１４の作動室Ｒにおいても同様に行
われる。図６はロータリーバルブ２７（回転軸７）の回
転角、つまりピストン１５の位置と、シリンダボア１３
内作動室Ｒａの圧力Ｐａとの関係を示す。このグラフに
より冷房負荷が大きい場合と、小さい場合の圧縮動作に
ついて説明する。

【００３８】冷房負荷が大きくて圧縮機の吐出圧力Ｐｄ
が大きい（例えば３５Ｋｇ／ｃｍ²）場合には、ピスト
ン１５が上死点から下死点に向かって移動すると、トッ
プ容積の作動室Ｒａ内に残留していた圧縮ガスが再膨張
する。このため作動室Ｒａ内の圧力Ｐａ（３５Ｋｇ／ｃ
ｍ² ）が図６に実線Ｇで示すように急激に低下し、ロー
タリーバルブ２７が約４０度回転した時点でピストン１
５の外周面１５ａにより閉塞されていた導通路１ｂの出
口１ｃが開口される。従って、作動室Ｒａと斜板室１１
が吸入通路２９及び導通路１ｂを介して連通されるの
で、斜板室１１から冷媒ガスが作動室Ｒａ内に吸入さ
れ、該室Ｒａ内の圧力Ｐａは吸入圧（例えば２Ｋｇ／ｃ
ｍ² ）となる。

【００３９】ピストン１５が下死点に移動した後、再び
上死点に向かって移動されると、ロータリーバルブ２７
のテーパ外周面２７ｃにより導通路１ｂが閉鎖されて、
作動室Ｒａ内に吸入された冷媒ガスが圧縮され、該室Ｒ
ａ内の圧力Ｐａが上昇する。その後、ピストン１５が下
死点と上死点との中間位置に移動（回転軸７の回転角で
約３００度）したとき、導通路１ｂがピストン１５の外
周面１５ａにより閉塞されて、該導通路１ｂ内は両外周
面２７ｃ，１５ａにより閉じ込み空間となる。このため
導通路１ｂ内の圧力Ｐｎは図６の鎖線Ｈで示すように中
間圧力（例えば１２Ｋｇ／ｃｍ² ）に保持される。又、
導通路１ｂの閉じ込み開始から少し後にバイパス通路２
７ｄの第１連通溝２７ｅが先行側の閉じ込み状態の導通
路１ｂを通過する間、該導通路１ｂと一時的に連通され
る。これと同期して第２連通溝２７ｆが先行側の導通路
１ｂから一つ隔てた後行側の他の導通路１ｂを通過する
間、該導通路１ｂと一時的に連通される。このため先行
側の導通路１ｂ内にある中間圧力Ｐｎの冷媒ガスは、第
１連通溝２７ｅ、バイパス通路２７ｄ及び第２連通溝２
７ｆ及び後行側の導通路１ｂを通して圧縮行程途中の作
動室Ｒａ内に供給され、動力が回収される。すなわち、
図５の実線Ｇで示す圧力曲線の途中に圧力が少し立ち上
がっている箇所がある。これは先行する導通路１ｂ内の
冷媒ガスがバイパス通路２７ｄを通して作動室Ｒａ内に
供給されるためである。この結果、先行側の導通路１ｂ
内の閉じ込み冷媒ガスを直接斜板室１１へ戻すのと比較
して、圧縮効率が向上するとともに、吸入脈動を抑制
し、振動及び騒音を抑制することができる。

【００４０】一方、ピストン１５の上死点への移動に伴
って作動室Ｒａ内の圧力Ｐａが吐出圧力Ｐｄ相当に上昇
すると、吐出弁３１が押し退けられて圧縮された冷媒ガ
スが吐出室２３に吐出される。この作動室Ｒａ内の圧力
Ｐａが上昇しても、この高圧力がロータリーバルブ２７
のテーパ外周面２７ｃに作用することはない。

【００４１】一方、冷房負荷が小さくて圧縮機の吐出圧
力Ｐｄが低い場合（例えば１５Ｋｇ／ｃｍ² ）には、ピ
ストン１５の往復動による作動室Ｒａ内の圧力Ｐａの曲
線は図６の鎖線Ｊで示すようになる。しかし、この場合
にも両外周面２７ｃ，１５ａにより閉じ込み空間となっ
た導通路１ｂの圧力Ｐｎは冷房負荷が大きい場合と同様
に中間圧力（例えば１２Ｋｇ／ｃｍ² ）に保持され、少
し後に前記第１連通溝２７ｅ、バイパス通路２７ｄ及び
第２連通溝２７ｆを通して圧縮行程途中の作動室Ｒａと
連通する他の導通路１ｂ内に供給され、動力が回収され
る。

【００４２】従って、ロータリーバルブ２７のテーパ外
周面２７ｃに作用する圧力は、冷房負荷の大小と無関係
に前記導通路１ｂの閉じ込み中間圧力Ｐｎのみとなる。
このためテーパ内周面Ｓからロータリーバルブ２７を離
隔しようとする小さい分圧力のみを考慮して付勢バネ３
５の弾性力を予め低く設定すればよい。このように付勢
バネ３５によるロータリーバルブ２７の押圧力を低下す
ることにより、収容室１ａのテーパ内周面Ｓに対するバ
ルブ２７のテーパ外周面２７ｃの回転摺動摩擦を低減し
て圧縮機の駆動に要する動力を軽減することができる。
又、ロータリーバルブ２７の摺動面２７ｃの摩耗あるい
は齧りを抑制し、耐久性を向上することもできる。

【００４３】ところで、導通路１ｂのピストン１５によ
る閉鎖時期は、閉じ込み状態の導通路１ｂ内の圧力を最
大吐出圧力Ｐｄ（３５Ｋｇ／ｃｍ² ）以下の中間圧力Ｐ
ｎに保持できるのであれば、前記回転角（３００度）に
限定されない。

【００４４】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、次のように具体化することもできる。 （１）前記実施例ではロータリーバルブ２７，２８の外
周面をテーパ状に形成したが、これを円筒状に形成する
こと。この場合には閉じ込み状態の導通路１ｂ，２ｂ内
の中間圧力Ｐｎが円筒状の外周面に作用する。このため
ロータリーバルブ２７，２８の外周面が収容孔の円筒状
内周面に局部的に押圧される力が軽減される。従って、
摺動面の回転摺動摩擦を低減して動力損失を防止すると
ともに、摺動面の磨耗や齧りを抑制することができる。
なお、その他の構成及び作用、効果は前記実施例と同様
である。

【００４５】（２）前記実施例ではロータリーバルブ２
７，２８のテーパ外周面２７ｃ，２８ｃに対しバイパス
通路２７ｄ，２８ｄを形成したが、この通路の両端部を
外周面に開口し、中間部をロータリーバルブ２７，２８
内に形成すること。

【００４６】（３）前記実施例では両頭斜板式ピストン
圧縮機に具体化したが、揺動斜板式可変容量ピストン圧
縮機に具体化すること。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、導通路の
シリンダボア側出口の位置を、ピストンが上死点に移動
する以前に該ピストンの外周面により閉鎖される位置に
設定した。又、ロータリーバルブには前記導通路がピス
トンの外周面及びロータリーバルブの外周面により閉じ
込み空間となっている状態で、該空間の冷媒ガスを圧縮
途中の作動室と連通する導通路内に導くバイパス通路を
形成したので、次の効果がある。

【００４８】（１）吐出圧力が変動してもロータリバル
ブの外周面に作用する閉じ込み状態の導通路内の圧力を
吸入圧力と吐出圧力との中間圧に保持して、ロータリー
バルブの外周面へ作用する圧力を抑制する。そして、ロ
ータリーバルブの外周面とそれに摺接する収容室の内周
面との摺接面の回転摺動摩擦を抑制して動力損失を軽減
し、摺動面の磨耗や齧りを抑制して耐久性を向上するこ
とができる。

【００４９】（２）閉じ込み状態の導通路内の中間圧力
の冷媒ガスの動力を回収して圧縮効率を向上し、導通路
内の冷媒ガスが吸入室へ戻されるのを無くして吸入脈動
を抑制でき圧縮機の振動及び騒音を軽減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮機の一実施例を示す要部の断面図
である。

【図２】圧縮機全体を示す断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ロータリーバルブの斜視図である。

【図５】ロータリーバルブの展開図である。

【図６】ロータリーバルブの回転角とシリンダボア内作
動室の圧力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１，２…シリンダブロック、１ａ，２ａ…収容室、１
ｂ，２ｂ…導通路、１ｃ，２ｃ…導通路のシリンダボア
側出口、７…回転軸、１１…吸入室としての斜板室、１
３，１４…シリンダボア、１５…ピストン、１５ａ…外
周面、２３，２４…吐出室、２７，２８…ロータリバル
ブ、２７ｃ，２８ｃ…テーパ外周面、２７ｄ，２８ｄ…
バイパス通路、２９，３０…吸入通路、２９ｂ，３０ｂ
…吸入通路の出口、３５，３６…付勢バネ、Ｓ…テーパ
内周面、Ｒ，Ｒａ，Ｒｂ…作動室、Ｐｎ…閉じ込み空間
となった導通路１ｂ，２ｂ内の圧力。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩一 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】 シリンダブロックに対し回転軸を取り巻
   くように配列された複数のシリンダボア内にピストンを
   収容するとともに、回転軸の回転に連動してピストンを
   往復動させることにより、吸入室から冷媒ガスを前記ピ
   ストンによってシリンダボア内に区画される作動室へ吸
   入し、圧縮された冷媒ガスを吐出室へ吐出するように構
   成したピストン式圧縮機において、 前記シリンダブロックに対し各シリンダボアと回転軸と
   の間に位置するように内周面を有する収容室を設け、該
   収容室には前記内周面に摺接嵌合される外周面を形成し
   たロータリーバルブを収容するとともに、該ロータリー
   バルブを前記回転軸に対し該軸と同期回転可能に支持
   し、ロータリーバルブには前記吸入室から吸入行程中の
   前記作動室へ冷媒ガスを吸入するための吸入通路を形成
   し、前記収容室と前記作動室との間に両室を連通する導
   通路を形成し、前記導通路の前記シリンダボア側出口の
   位置を、前記ピストンが上死点に移動する以前に該ピス
   トンの外周面により閉鎖される位置に設定し、さらに前
   記ロータリーバルブには前記導通路がピストンの外周面
   及びロータリーバルブの外周面により閉じ込み空間とな
   っている状態で、該空間の冷媒ガスを圧縮途中の作動室
   と連通する導通路内に導くバイパス通路を形成したピス
   トン式圧縮機における冷媒ガス吸入構造。