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技術 圧縮機

出願人 株式会社デンソー
発明者 石原孝宏森下昭生村田和也
出願日 1999年4月15日 (21年7ヶ月経過) 出願番号 1999-108460
公開日 2000年10月24日 (20年0ヶ月経過) 公開番号 2000-297745
状態 特許登録済
技術分野 圧縮機、真空ポンプ及びそれらの系
主要キーワード 製造原価低減 両作動室 通路径 冷媒加熱度 集合回収 車両用冷凍サイクル 両シリンダ 軸シール
関連する未来課題
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この項目の情報は公開日時点(2000年10月24日)のものです。
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図面 (6)

課題

簡便な手段にて液圧縮音の低減を図る。

解決手段

シャフト5より上方側に位置する第1吸入通路40の通路抵抗をシャフト5より下方側に位置する第2吸入通路41の通路抵抗より小さくする。これにより、両吸入室27、31には、第2吸入通路41に比べて第1吸入通路40から多くの冷媒吸入されるので、両吸入室27、31に多量の液冷媒が吸入されることを防止でき、簡便な手段にて液圧縮音の発生を抑制できる。

概要

背景

車両用冷凍サイクル用の圧縮機として、例えば斜板型圧縮機(以下、圧縮機と略す。)では、複数個作動室冷媒を供給する吸入室は、斜板室を介して蒸発器側に接続される吸入口に連通しているので、吸入口に流入する冷媒は、斜板室を経由して吸入室に流入することとなる。

ところで、斜板室の体積は、吸入室に比べて十分に大きく、多量の冷媒が充満しているので、圧縮機の停止時等、圧縮機の温度が低下したときには、斜板室内の冷媒が凝縮して斜板室内に多量の液冷媒が溜まってしまう。このため、斜板室内に多量の液冷媒が溜まった状態で圧縮機を起動させると、斜板室内の液冷媒が多量に吸入室に吸入されてしまうので、作動室にて液冷媒を圧縮してしまい、比較的大きな騒音液圧縮音)が発生してしまう。

概要

簡便な手段にて液圧縮音の低減を図る。

シャフト5より上方側に位置する第1吸入通路40の通路抵抗をシャフト5より下方側に位置する第2吸入通路41の通路抵抗より小さくする。これにより、両吸入室27、31には、第2吸入通路41に比べて第1吸入通路40から多くの冷媒が吸入されるので、両吸入室27、31に多量の液冷媒が吸入されることを防止でき、簡便な手段にて液圧縮音の発生を抑制できる。

目的

しかし、この手段では、エンジン始動時に圧縮機の駆動トルクが作用するので、エンジンの始動性が悪化すると言う問題が発生する。本発明は、上記点に鑑み、簡便な手段にて液圧縮音の低減を図ることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ハウジング(1〜4)に対して可動する可動部(8)を有し、前記ハウジング(1〜4)及び前記可動部(8)によって形成される複数個作動室(38、39)の体積拡大縮小させることにより流体吸入圧縮する圧縮機構(Cp)と、前記ハウジング(1〜4)内に回転可能に支持され、前記可動部(8)を可動させるシャフト(5)とを備え、前記ハウジング(1〜4)には、前記複数個の作動室(38、39)に流体を分配供給する吸入室(27、31)、外部機器に接続される吸入口(24)及び吐出口(23)、前記シャフト(5)が収納される空間(38a)、並びに前記吸入口(34)から前記空間(38a)内に流入した流体を前記吸入室(27、31)に導く複数本吸入通路(40、41)が設けられており、さらに、前記複数本の吸入通路(40、41)のうち、前記シャフト(5)より上方側にて前記空間(38a)に向けて開口する吸入通路(40)の通路抵抗が、前記シャフト(5)より下方側にて前記空間(38a)に向けて開口する吸入通路(41)の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする圧縮機。

請求項2

ハウジング(1〜4)に対して可動する可動部(8)を有し、前記ハウジング(1〜4)及び前記可動部(8)によって形成される複数個の作動室(38、39)の体積を拡大縮小させることにより流体を吸入圧縮する圧縮機構(Cp)と、前記ハウジング(1〜4)内に回転可能に支持され、前記可動部(8)を可動させるシャフト(5)とを備え、前記ハウジング(1〜4)には、前記複数個の作動室(38、39)に流体を分配供給する吸入室(27、31)、外部機器に接続される吸入口(24)及び吐出口(23)、並びに前記シャフト(5)が収納される空間(38a)、並びに前記吸入口(24)から前記空間(38a)内に流入した流体を前記吸入室()に導く吸入通路(40、41)が設けられており、さらに、前記吸入通路(40)は、前記シャフト(5)より上方側のみにて前記空間(38a)に向けて開口していることを特徴とする圧縮機。

請求項3

平方向に延びて配設され、回転するシャフト(5)と、前記シャフト(5)の長手方向と平行な方向に往復運動する複数本のピストン(8)と、前記ピストン(8)が摺動可能に挿入された複数本のシリンダボア(9a、9b)が形成されたハウジング(1〜4)と、前記シャフト(1〜4)に対して傾いた状態で前記シャフト(5)と共に回転することにより前記ピストン(8)を往復運動させる斜板(6)とを有し、前記ハウジング(1〜4)には、前記複数本のピストン(8)及び前記複数本のシリンダボア(9a、9b)によって形成される複数個の作動室(38、39)に流体を分配供給する吸入室(27、31)、外部機器に接続される吸入口(24)及び吐出口(23)、前記シャフト(5)が収納される斜板室(38a)、並びに前記吸入口(34)から前記斜板室(38a)内に流入した流体を前記吸入室(27、31)に導く複数本の吸入通路(40、41)が設けられており、さらに、前記複数本の吸入通路(40、41)のうち、前記シャフト(5)より上方側にて前記斜板室(38a)に向けて開口する吸入通路(40)の通路抵抗が、前記シャフト(5)より下方側にて前記斜板室(38a)に向けて開口する吸入通路(41)の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする圧縮機。

請求項4

水平方向に延びて配設され、回転するシャフト(5)と、前記シャフト(5)の長手方向と平行な方向に往復運動する複数本のピストン(8)と、前記ピストン(8)が摺動可能に挿入された複数本のシリンダボア(9a、9b)が形成されたハウジング(1〜4)と、前記シャフト(5)に対して傾いた状態で前記シャフト(5)と共に回転することにより前記ピストン(8)を往復運動させる斜板(6)とを有し、前記ハウジング(1〜4)には、前記複数本のピストン(8)及び前記複数本のシリンダボア(9a、9b)によって形成される複数個の作動室(38、39)に流体を分配供給する吸入室(27、31)、外部機器に接続される吸入口(24)及び吐出口(23)、前記シャフト(5)が収納される斜板室(38a)、並びに前記吸入口(24)から前記斜板室(38a)内に流入した流体を前記吸入室(27、31)に導く吸入通路(40)が設けられており、さらに、前記吸入通路(40)は、前記シャフト(5)より上方側のみにて前記斜板室(38a)に向けて開口していることを特徴とする圧縮機。

技術分野

0001

本発明は、流体吸入圧縮する圧縮機に関するもので、車両用冷凍サイクルの圧縮機に適用して有効である。

背景技術

0002

車両用冷凍サイクル用の圧縮機として、例えば斜板型圧縮機(以下、圧縮機と略す。)では、複数個作動室冷媒を供給する吸入室は、斜板室を介して蒸発器側に接続される吸入口に連通しているので、吸入口に流入する冷媒は、斜板室を経由して吸入室に流入することとなる。

0003

ところで、斜板室の体積は、吸入室に比べて十分に大きく、多量の冷媒が充満しているので、圧縮機の停止時等、圧縮機の温度が低下したときには、斜板室内の冷媒が凝縮して斜板室内に多量の液冷媒が溜まってしまう。このため、斜板室内に多量の液冷媒が溜まった状態で圧縮機を起動させると、斜板室内の液冷媒が多量に吸入室に吸入されてしまうので、作動室にて液冷媒を圧縮してしまい、比較的大きな騒音液圧縮音)が発生してしまう。

発明が解決しようとする課題

0004

この液圧縮音を防止する手段として、圧縮機に駆動力を伝達する電磁クラッチを滑らせながら(半クラッチ状態としながら)圧縮機を起動する、又は電磁クラッチを比較的短い周期で電磁クラッチを断続した後、電磁クラッチを完全に接続する等の手段が知られている。

0005

しかし、これらの手段では、電磁クラッチの耐久性を低下させるとともに、電磁クラッチの制御が複雑になってしまうので、電磁クラッチを含めた冷凍サイクル製造原価上昇を招いてしまう。また、車両用冷凍サイクルでは、走行用エンジンから駆動力を得て圧縮機を駆動しているので、エンジン始動連動させて圧縮機を起動させることにより、圧縮機の回転数を徐々に上昇させて液冷媒を徐々に吸入圧縮することによって、液圧縮音を防止する手段も知られている。

0006

しかし、この手段では、エンジンの始動時に圧縮機の駆動トルクが作用するので、エンジンの始動性が悪化すると言う問題が発生する。本発明は、上記点に鑑み、簡便な手段にて液圧縮音の低減を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、吸入口(34)からシャフト(5)が収納される空間(38a)内に流入した流体を吸入室(27、31)に導く複数本の複数本の吸入通路(40、41)のうち、シャフト(5)より上方側にて空間(38a)に向けて開口する吸入通路(40)の通路抵抗が、シャフト(5)より下方側にて空間(38a)に向けて開口する吸入通路(41)の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする。

0008

これにより、吸入室(27、31)には、シャフト(5)より下方側にて開口する吸入通路(41)に比べて、シャフト(5)より上方側にて開口する吸入通路(40)から多くの流体が吸入されるので、吸入室(27、31)に多量の液相の流体が吸入されることを防止できる。したがって、簡便な手段にて液圧縮音のの低減を図ることができる。

0009

請求項2に記載の発明では、吸入通路(40)は、シャフト(5)より上方側のみにて空間(38a)に向けて開口していることを特徴とする。これにより、シャフト(5)より下方側に溜まった液相の流体が吸入室(27、31)に吸入されることを防止できるので、多量の液相の流体が吸入室(27、31)に吸入されることを防止できる。したがって、簡便な手段にて液圧縮音の発生を防止できる。

0010

請求項3に記載の発明では、吸入口(34)からシャフト(5)が収納される斜板室(38a)内に流入した流体を吸入室(27、31)に導く複数本の吸入通路(40、41)のうち、シャフト(5)より上方側にて斜板室(38a)に向けて開口する吸入通路(40)の通路抵抗が、シャフト(5)より下方側にて斜板室(38a)に向けて開口する吸入通路(41)の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする。

0011

これにより、請求項1に記載の発明と同様に、簡便な手段にて液圧縮音の発生を防止できる。請求項4に記載の発明では、吸入通路(40)は、シャフト(5)より上方側のみにて斜板室(38a)に向けて開口していることを特徴とする。これにより、請求項2に記載の発明と同様に、簡便な手段にて液圧縮音の発生を防止できる。

0012

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

発明を実施するための最良の形態

0013

本実施形態は、本発明に係る圧縮機を車両用冷凍サイクルの斜板型圧縮機に適用したものであり、図1は、本実施形態に係る斜板型圧縮機(以下、単に圧縮機と呼ぶ。)100の軸方向断面であり、図2は冷凍サイクルの模式図である。図2中、200は圧縮機100から吐出した冷媒を冷却する凝縮器放熱器)であり、300は凝縮器200から流出した冷媒を気相冷媒液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出するとともに、冷凍サイクル中余剰冷媒を蓄えるレシーバ気液分離手段)である。

0014

400はレシーバ300から流出する冷媒を減圧する減圧器であり、500は減圧器400にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器である。なお、減圧器400は、蒸発器500出口側冷媒加熱度所定値となるようにその開度が調節される温度式膨張弁式のものである。次に、図1に基づいて本実施形態に係る圧縮機100について述べる。

0015

5は電磁クラッチ(図示せず)を介して外部駆動源車両走行用エンジン)からの駆動力を得て回転するシャフトであり、このシャフト5は水平方向に延びてシリンダブロックハウジング)2、3に配置されたラジアル軸受13、14及びスラスト軸受11、12によって回転可能に保持されている。ここで、ラジアル軸受13、14はシャフト5の垂直方向荷重対抗し、スラスト軸受11、12はシャフト5の軸方向荷重に対抗している。

0016

シリンダブロック2、3内には、シャフト5と平行、かつ、シャフト5を中心として周方向に5等分する位置にシリンダボア9a、9bが形成されており(図3参照)、シリンダブロック2側にはシリンダボア9aが5本、シリンダブロック3側にはシリンダボア9bが5本と合計10本形成されている。また、両シリンダボア9a、9bには、各シリンダボア9a、9b内で往復運動する第1、2ピストン部8b、8aが形成された双頭ピストン可動部)8が挿入れており、この双頭ピストン8及び両シリンダボア9b、9aによって第1作動室38及び第2作動室39がそれぞれ5個づつ形成されている。

0017

6はシャフト5に結合されてシャフト5と一体的に回転するとともに、シャフト5に対して所定量傾いた斜板6であり、この斜板6は、シュー7を介して双頭ピストン8と摺動、かつ、揺動可能に連結するとともに、シャフト5の回転運動を往復運動に変換して双頭ピストン8を両シリンダボア9a、9b内に往復運動させるものである。

0018

したがって、本実施形態では、シリンダブロック2、3、双頭ピストン8及び斜板6等から、複数個の作動室38、39の体積を拡大縮小させて冷媒(流体)を吸入圧縮する圧縮機構Cpが構成されている。また、両シリンダブロック2、3の端面には、両作動室38、39内に吸入された冷媒の逆流を防止する吸入弁(図示せず)及び両シリンダボア9a、9bを閉塞するバルブプレート15、16が配置されている。

0019

そして、バルブプレート15にはシリンダボア9aに連通する吸入ポート34と吐出ポート35が形成れており、シリンダボア9aの反対側の吐出ポート35には、作動室39から吐出した冷媒の逆流を防止する吐出弁17と、この吐出弁17の最大開度規制する弁止板18とがボルト(図示せず)によってバルブプレート15に固定されている。

0020

同様に、バルブプレート16には、シリンダボア9bに連通する吸入ポート25と吐出ポート26が形成されており、シリンダボア9bの反対側の吐出ポート26には吐出弁19と弁止板20とがボルト(図示せず)によってバルブプレート16に固定されている。なお、バルブプレート15及び吐出弁17はフロントハウジング1とシリンダブロック2とによって挟まれてボルト37によって共締めされ、バルブプレート16及び吐出弁19はリアハウジング4とシリンダブロック3とによって挟まれてボルト36によって共締めされている。

0021

また、フロントハウジング1には、フロントハウジング1とシャフト5との隙間から冷媒が外部へ漏れることを防止する軸シール10が配置され、この軸シール10はシャフト5に圧入されたリング10aの端面10bに接して冷媒の漏れを防止している。ところで、シリンダブロック2には、蒸発器(外部機器)500の冷媒流出側に接続される吸入口24が形成されており、吸入口24から吸入された冷媒は、シリンダブロック2内に形成された斜板6を収納する斜板室(空間)38aを経由して第1、2吸入通路40、41からフロントハウジング1に形成された吸入室31及びリアハウジング4に形成された吸入室27に供給される。

0022

そして、シャフト5より下方側にて開口する第2吸入通路41には、第2吸入通路41の通路抵抗(圧力損失)がシャフト5より上方側にて開口する第1吸入通路40の通路抵抗より大きくなるように絞り手段42(本実施形態では、φ1〜3mmの固定絞り)が配設されている。なお、吸入室31は3個の作動室39に冷媒を分配供給するものであり、吸入室27は3個の作動室38に冷媒を分配供給するものである。

0023

また、23は凝縮器(外部機器)200の冷媒流入側に接続される吐出口であり、各作動室38、39から吐出した冷媒は、吐出室28、32にて集合回収されて吐出口23から凝縮器に向けて吐出される。なお、吐出室28に集合回収された冷媒は、吐出通路30及び吐出室28を経由して吐出口23に導かれる。次に、本実施形態の特徴を述べる。

0024

斜板室38a内に液冷媒が溜まると、前述のごとく、液圧縮音が発生し易くなるが、発明者等の種々に渡る試験検討によると、液冷媒の液面がシャフト5を越えたときに、特に顕著に液圧縮音が発生することを確認している。そして、本実施形態では、シャフト5より上方側に位置して斜板室38aに向けて開口する第1吸入通路40の通路抵抗が、シャフト5より下方側に位置して斜板室38aに向けて開口する第2吸入通路41の通路抵抗より小さいので、両吸入室27、31には、第2吸入通路41に比べて第1吸入通路40から多くの冷媒が吸入される。

0025

したがって、両吸入室27、31に多量の液冷媒が吸入されることを防止できるので、第1吸入通路40の通路抵抗を第2吸入通路41の通路抵抗より小さいするといった簡便な手段にて液圧縮音の発生を抑制できる。延いては、冷凍サイクルの製造原価低減を図りつつ、液圧縮音の低減を図ることができる。
(第2実施形態)第1実施形態では、第2吸入通路41に絞り手段42を設けることにより第1吸入通路40の通路抵抗を第2吸入通路41の通路抵抗より小さくしたが、本実施形態は、図4に示すように、シャフト5より下方側に位置する第2吸入通路41を廃止して、第1吸入通路40のうち斜板室38a側に開口する開口部40aが、シャフト5より上方側のみに位置するように構成したものである。

0026

これにより、シャフト5より下方側に溜まった液冷媒が両吸入室27、31に吸入されることを防止できるので、多量の液冷媒が両吸入室27、31に吸入されることを防止できる。したがって、簡便な手段にて液圧縮音の発生を防止できる。ところで、上述の実施形態では、斜板6により双頭ピストン8を往復運動させたが、クランクシャフトによりピストンを往復運動させる圧縮機であってもよい。なお、この場合は、クランクシャフトが収納されるクランク室が斜板室38aに相当する。

0027

また、第1実施形態では、絞り手段42を設けることにより、第2吸入通路441の通路抵抗を第1吸入通路40より大きくしたが、図5に示すように、第2吸入通路441の通路断面積を第1吸入通路40の通路断面積より小さくすることにより、第2吸入通路441の通路抵抗を第1吸入通路40より大きくしてもよい。なお、この例では、第1吸入通路40の通路径は約φ12mm相当であり、第2吸入通路41の通路径は約φ2mm相当である。

0028

さらに、上述の実施形態では、双頭ピストン型の斜板型圧縮機であったが、ピストン部を片側のみに有する片斜板型圧縮機やワッブル型圧縮機等のその他の圧縮機であってもよい。

図面の簡単な説明

0029

図1本発明の第1実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
図2冷凍サイクルの模式図である。
図3図1のA−A断面図である。
図4本発明の第2実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
図5本発明の変形例に係る圧縮機の軸方向断面図である。

--

0030

5…シャフト、6…斜板、27、31…吸入室、38、39…作動室、40…第1吸入通路、41…第2吸入通路。

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