JP2006077731A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮機の製造コストの低減を図ることができる往復動型圧縮機を提供する。
【解決手段】 冷凍回路から吸入した冷媒を圧縮し、クランク室の圧力調整によって吐出容量を変更して圧縮冷媒ガスを吐出室に吐出し、冷凍回路に送出する圧縮機であって、ハウジング(16)と、ハウジング内に形成され、吐出室(64)と圧縮冷媒ガスを送出させる冷凍回路とを連通し、その内周側に雌ねじ部(76b)を備えた吐出通路(76)と、その外周側に雌ねじ部に螺合される雄ねじ部(82a)を有する弁本体(82)を備えた逆止弁(80)とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、往復動型圧縮機に係り、詳しくは、車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれて好適な往復動型圧縮機に関する。

この種の圧縮機は冷凍回路に組み込まれ、例えば自動車ではエンジンルーム内に配置される。より具体的には、この圧縮機はエンジンルームと車室との間を区画するインストルメントパネル内に配置された蒸発器に冷媒循環経路の復路を介して接続され、この循環経路の往路には凝縮器及び膨張弁が介挿されている。そして、圧縮機は冷媒を循環経路の復路から吸入室に吸い込んで圧縮室で圧縮し、この圧縮した冷媒ガスが吐出室を介して凝縮器に向けて送出される。

この吐出室と凝縮器とは吐出通路で接続されており、この吐出通路に逆止弁を配設させることがある。凝縮器に向かう冷媒ガスが吐出室に逆流するのを防止するためである。また、圧縮機がクラッチレス式の場合、つまり、エンジン等の駆動に伴って駆動される圧縮機の場合には、逆止弁はその閉弁によって実質的に０％の吐出容量が達成可能となる（特許文献１）。
特開２０００−３４６２１７号公報

ところで、前記従来の技術では、吐出通路に圧入固定された逆止弁の構成や吐出通路にスナップリングを用いて固定された逆止弁の構成が記載されている。
ここで、この逆止弁は吐出通路等とは別部品として製造されるのが一般的であることを考慮すれば、スナップリングを要することは部品点数の面で不利になるとの問題がある。
一方、逆止弁を吐出通路に圧入固定すると、吐出通路近傍の形状が変形し、しかも、圧縮機に一旦装着した後には逆止弁を取り外すことが困難になり、逆止弁自体の交換はハウジング自体の交換にも繋がるとの懸念がある。更に、圧入用の嵌め合い精度、換言すれば、圧入用の高精度の寸法管理も必要になる。

このように、前記従来の技術では、圧縮機の製造コストの低減という点については格別の配慮がなされていない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、圧縮機の製造コストの低減を図ることができる往復動型圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、請求項１記載の往復動型圧縮機は、冷凍回路から吸入した冷媒を圧縮し、クランク室の圧力調整によって吐出容量を変更して圧縮冷媒ガスを吐出室に吐出し、冷凍回路に送出する圧縮機であって、ハウジングと、ハウジング内に形成され、吐出室と圧縮冷媒ガスを送出させる冷凍回路とを連通し、その内周側に雌ねじ部を備えた吐出通路と、その外周側に雌ねじ部に螺合される雄ねじ部を有する弁本体を備えた逆止弁とを具備することを特徴としている。

また、請求項２記載の発明では、弁本体は、吐出室に接続され、弁体によって開閉される弁孔を有し、弁孔は、吐出室側に対峙する一の開口と、弁体側に対峙する他の開口とを有し、一の開口の周縁には、弁孔に向けて工具の挿入を許容し、その径が他の開口径よりも大きな工具溝を有することを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、工具溝は、マイナス形状、プラス形状、六角形状、又は、トルクス形状であることを特徴としている。

従って、請求項１記載の本発明の往復動型圧縮機によれば、弁本体の外周側と吐出通路の内周側とをねじで固定することから、従来に比してスナップリングが不要になり、部品点数が削減される。
また、弁本体を吐出通路に螺合させるので、従来に比して弁本体に対する圧入用の加工も不要になる。つまり、圧入用の高精度の寸法管理が不要になる。

これらの結果、圧縮機の製造コストの低減が図られる。
また、請求項２記載の発明によれば、逆止弁をハウジングに対して脱着する場合には、工具溝に工具を挿入して弁本体を工具とともに回転させれば良く、ハウジングに対する逆止弁の脱着が容易になる。
しかも、工具溝径は弁孔の他の開口径よりも大きいことから、吐出室から弁体に向かう圧縮冷媒ガスの流量を妨げることなく、冷凍回路に送出可能となる。

更に、請求項３記載の発明によれば、上記の如くの工具溝の形状により、逆止弁の脱着の自動化が可能となる。この結果、製造コストのより一層の低減が図られる。

以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は往復動型圧縮機の一実施形態に係る斜板式圧縮機を示す。当該圧縮機２は車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれている。具体的には、この冷凍回路の冷媒循環経路４には圧縮機２、凝縮器６、膨脹弁８及び蒸発器１０が順次配置され、圧縮機２は冷媒循環経路４の復路から冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮して冷媒循環経路４の往路に向けて吐出する。

上記圧縮機２はシリンダブロック１２を備え、シリンダブロック１２の一端側にはフロントハウジング１４が、他端側にはシリンダヘッド（ハウジング）１６が連結ボルトにより相互に連結されている。なお、図１には、フロントハウジング１４とシリンダヘッド１６との間を連結する連結ボルトのみが示されている。
フロントハウジング１４内にはその中央に駆動軸２０が配置され、この駆動軸２０の一端側はフロントハウジング１４を貫通し、軸受２２を介してフロントハウジング１４に回転自在に支持されている。一方、駆動軸２０の他端はシリンダブロック１２の中央に貫通して形成された中央孔２４に進入し、軸受２６を介してシリンダブロック１２に回転自在に支持されている。

駆動軸２０の一端は駆動プーリ２８がボルト３０を介して取り付けられている。駆動プーリ２８は軸受３２を介してフロントハウジング１４に回転自在に支持され、車両のエンジン（図示しない）から動力を受けて回転される。従って、エンジンの駆動に伴って駆動プーリ２８の回転が駆動軸２０に伝達され、この駆動軸２０は一方向に回転される。
シリンダブロック１２内には例えば７個のシリンダボア３４が形成されている。これらシリンダボア３４はシリンダブロック１２の周方向に等間隔を存して配置され、駆動軸２０と平行にしてシリンダブロック１２をその軸線方向に貫通している。

各シリンダボア３４内にはピストン３６が摺動自在に嵌合され、これらピストン３６の一端はシリンダブロック１２からフロントハウジング１４内、すなわち、クランク室１８に突出したテール３８として形成されている。テール３８は一対のシュー４０を有し、これらシュー４０間に斜板４２の外周縁部が摺動自在に挟み付けられている。
斜板４２は駆動軸２０に取り付けられ、この駆動軸２０にはフロントハウジング１４と斜板４２との間に位置するロータ４４が取り付けられている。これら斜板４２及びロータ４４は駆動軸２０と一体に回転し、斜板４２はロータ４４にヒンジ４６を介して連結され、リング４８との当接等に応じて傾動可能に構成されている。更に、駆動軸２０には、コイルスプリング５０がこの駆動軸２０を囲繞するように取り付けられており、このコイルスプリング５０はピストン３６の往復直線運動に応じて斜板４２をシリンダヘッド１６側に押圧付勢している。

一方、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１６との間にはガスケット５２、５４を介して円形のバルブプレート５６が挟持されており、このバルブプレート５６は各シリンダボア３４内に、そのピストン３６の他端とガスケット５２との間にて圧縮室５８を形成させる。バルブプレート５６にはシリンダボア３４毎に吐出ポート６０及び吸入ポート６１がそれぞれ形成されている。また、連通路６２はバルブプレート５６の中央部に形成されている。つまり、バルブプレート５６の径方向でみて、吸入ポート６１は連通路６２の外側に位置付けられ、吐出ポート６０は吸入ポート６１の外側に位置付けられている。

シリンダヘッド１６は、シリンダブロック１２に向けて開口したカップ形状をなし、このカップ形状の開口端はガスケット５４を介してバルブプレート５６に気密に嵌合され、シリンダブロック１２に連結される。また、シリンダヘッド１６はその内部に互いに独立した環状の吐出室６４と、吸入室６６とを有している。吸入室６６はシリンダヘッド１６の中央部に配置され、吐出室６４はその外周側に配置されている。

吸入室６６は各シリンダボア３４の圧縮室５８に吸入ポート６１を介して連通している。また、吸入室６６はシリンダブロック１２に設けられた中央孔２４及び連通路６２を介してクランク室１８に常時連通している。この連通路６２はその途中に絞りを有し、クランク室１８内の圧力を吸入室６６側に徐々に逃がすことができる。
これに対し、吐出室６４は各シリンダボア３４の圧縮室５８に吐出ポート６０を介して連通し、この吐出ポート６０は吐出リード弁６８によって吐出室６４側から開閉される。また、吐出室６４はクランク室１８にも連通し、この連通途中に電磁制御弁７０が介挿されている。

電磁制御弁７０はエアコンＥＣＵ７２からの出力信号によって作動する。エアコンＥＣＵ７２には、入出力装置、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、ＣＰＵ等が備えられており、このエアコンＥＣＵ７２により、圧縮機２の容量制御を含めた総合的な制御が行われる。そして、この電磁制御弁７０による開閉作動に応じて吐出室６４内の冷媒は接続路７３、７４を介してクランク室１８に供給される。

また、シリンダヘッド１６の周壁には吐出室６４及び吸入室６６にそれぞれ連通する吐出通路７６及び吸入通路７８が形成されており、吸入通路７８は循環経路４の復路に接続され、吐出通路７６は循環経路４の往路に接続されている。そして、この吐出通路７６には逆止弁８０が配設されている。
逆止弁８０の詳細は図２に示されている。

同図（ａ）に示されるように、シリンダヘッド１６の吐出通路７６は吐出室６４に接続される有底管状の収納室７６ａを備え、この収納室７６ａの内周側には吐出室６４との境界位置から駆動軸２０の軸線方向に向けて所定長さの雌ねじ部７６ｂが形成されている。また、収納室７６ａは接続通路７６ｃに接続され、吐出室６４と循環経路４の往路とを連通している。

そして、逆止弁８０は上記収納室７６ａに装着されており、循環経路４の往路に送出される冷媒ガスの吐出室６４への逆流を防止している。より詳しくは、逆止弁８０は筒状の弁本体８２を備え、この弁本体８２の外周側には雌ねじ部７６ｂに螺合される雄ねじ部８２ａが形成されている。また、弁本体８２の内周側には弁体９０に向けて小径となる段付きの弁孔８４が形成されている。

具体的には、弁孔８４は吐出室対峙口８４ｃを介して吐出室６４に接続されている。また、弁孔８４は、吐出室６４側に対峙する吐出室対峙口（一の開口）８４ｃと、弁体９０側に対峙する弁体対峙口（他の開口）８４ｂとを有しており、吐出室対峙口８４ｃの周縁にはトルクス溝（工具溝）８４ａが形成されている（同図（ｂ））。このトルクス溝８４ａはその径が弁体対峙口８４ｂの開口径よりも大きく形成され、逆止弁８０のシリンダヘッド１６に対する脱着時には工具（図示しない）の挿入を許容する。

更に、弁孔８４は弁体９０によって開閉される。この弁体９０は吐出室６４に向けて開口するカップ状のケース８８内に収納されており、このケース８８の開口部分８８ｄは弁本体８２の突起部８２ｂに係合され、このケース８８の底部分には吐出室６４に向けて凸状をなすストッパ８８ａが形成されている。
また、ケース８８内において、弁体９０の背面側とケース８８の底部分との間にはスプリング９１が備えられ、このスプリング９１の付勢力によって弁体９０は吐出室６４に向けて移動する。更に、ストッパ８８ａの中央部分には収納室７６ａに連通する連通孔８８ｂが形成されており、圧縮された冷媒ガスをケース８８内に導入させている。つまり、凸状のストッパ８８ａ及び連通孔８８ｂの構成によって、スプリング９１の付勢力を補助し、スプリング９１の座屈を防止する。

このように、逆止弁８０はスプリング９１及び弁体９０が収納されたケース８８を弁本体８２に接合することによって構成され、Ｏリング８６を介して収納室７６ａ内に挿入される。次いで、工具をトルクス溝８４ａ内に挿入して回転させ、弁本体８２の雄ねじ部８２ａと収納室７６ａの雌ねじ部７６ｂとを螺合させる。これにより、逆止弁８０が吐出通路７６に固定される。その後、吐出室対峙口８４ｃをポンチ等でかしめ、逆止弁８０の吐出通路７６に対する回転が阻止される。

そして、冷凍サイクルの熱負荷が大きくなり、エアコンＥＣＵ７２からの出力信号によって電磁制御弁７０が励磁されると、吐出室６４内の圧力はクランク室１８には供給されない。一方、クランク室１８内の圧力は、連通路６２中の絞りを介して吸入室６６に徐々に逃がされているので、次第に低下し、ピストン３６に加わる背圧もまた低下する。これにより、斜板４２の傾斜角が大きくなる。そして、圧縮機２に最大容量時での運転が要求される場合には、斜板４２が最大傾斜角を持って回転する。

この斜板４２の回転は各ピストン３６の往復直線運動に変換される。ここで、ピストン３６がそのシリンダボア３４内の圧縮室５８を増加させる方向に移動すると、吸入室６６から吸入ポート６１を通じて冷媒ガスが吸い込まれる。この後、ピストン３６が吐出室６４側に向けて移動すると、圧縮室５８内に吸い込まれた冷媒は圧縮され、この圧縮圧が吐出リード弁６８の締切圧を越えた時点で吐出リード弁６８が開かれる。この結果、圧縮冷媒は圧縮室５８から吐出ポート６０を通じて吐出室６４内に向けて吐出される。

この吐出された冷媒は逆止弁８０の弁孔８４内に入る。そして、この冷媒の圧力がスプリング９１の付勢力を越えると、弁体９０はスプリング９１の付勢力に抗して開かれる。この弁体９０による弁孔８４の開弁に伴い、吐出室６４から吐出された冷媒は弁孔８４、図２（ｃ）に示されるケース８８の外周に設けられた複数個の弁口８８ｃ及びこの弁口８８ｃに対峙して略垂直方向に延びる接続通路７６ｃを介して冷媒循環経路４に向けて送出される。

この後、送出された冷媒は凝縮器６にて凝縮され、膨脹弁８を通じて気液混合状態の冷媒が蒸発器１０に供給される。この２相の冷媒は蒸発器１０内にて気化し、この気化熱によって蒸発器１０周辺の空気が冷却される。従って、このような冷却空気を車室内に導入させて、車室内の冷房を行うことができる。
以上のように、本実施形態の圧縮機２によれば、弁本体８２の外周側と吐出通路７６の内周側とをねじで固定する。従って、従来の構成に比して逆止弁を吐出通路に固定させるためのスナップリングが不要になり、部品点数が削減される。また、弁本体８２を吐出通路７６に螺合させている。よって、従来の構成に比して弁本体に対する圧入用の加工も不要になる。すなわち、圧入用の高精度の寸法管理が不要になる。これらの結果、圧縮機２の製造コストの低減が図られる。

また、スナップリングによる固定部分が不要になれば、逆止弁８０の収納に要する収納部７６ａの全長が短くなり、ひいては、圧縮機２の小型化が図られる。
更に、逆止弁８０をシリンダヘッド１６に対して脱着する場合には、トルクス溝８４ａに工具を挿入して弁本体８２を工具とともに回転させれば良く、シリンダヘッド１６に対する逆止弁８０の脱着が容易になる。

更にまた、このトルクス溝８４ａの径は弁体対峙口８４ｂよりも大きいことから、吐出室６４から弁体９０に向かう冷媒の流量を妨げることなく、冷媒循環経路４に送出可能となる。また、トルクス溝８４ａの構成により、逆止弁８０の脱着の自動化も可能となる。この結果、圧縮機２の製造コストのより一層の低減が図られる。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。

例えば、上記実施形態では、弁本体８２にトルクス溝８４ａが形成されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。
一例を挙げれば図３に示されるように、弁本体９２の外周側には雄ねじ部９２ａが形成され、弁本体９２の中央部分には弁体対峙口９４ｂの径よりも大径のマイナス溝９４ａを工具溝として形成させても良い（同図（ａ））。この場合には、マイナス溝９４ａの外径が弁体対峙口９４ｂの径に比してより大きくなる（同図（ｂ））。

また、図４に示されるように、雄ねじ部１０２ａを介して螺合される弁本体１０２の中央部分に、弁体対峙口１０４ｂの径よりも大径のプラス（十字）溝１０４ａを工具溝として形成させる（同図（ａ））、又は、雄ねじ部１１２ａを介して螺合される弁本体１１２に、弁体対峙口１１４ｂの径よりも大径の六角溝１１４ａを工具溝として形成させても良い（同図（ｂ））。

これらの場合にも、上記と同様に、吐出室から弁体に向かう冷媒の流量は妨げられず、且つ、逆止弁の脱着の自動化も可能になるとの効果を奏する。
なお、吐出室から弁体に向かう冷媒の流量や工具の挿入を妨げなければ、上述したトルクス溝８４ａ、マイナス溝９４ａ、プラス溝１０４ａ、及び六角溝１１４ａは、吐出室対峙口から弁体対峙口に向けて縮径されるテーパ状に形成されていても良い。

更に、本発明は、上記斜板式圧縮機の他、揺動板式の往復動型圧縮機にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係る往復動型圧縮機を示した縦断面図である。 図１の逆止弁の拡大断面図である。 他の実施例における逆止弁の説明図である。 他の実施例における逆止弁の説明図である。

符号の説明

２ 斜板式圧縮機（往復動型圧縮機）
１６ シリンダヘッド（ハウジング）
１８ クランク室
６４ 吐出室
７６ 吐出通路
７６ｂ 雌ねじ部
８０ 逆止弁
８２、９２、１０２、１１２ 弁本体
８２ａ、９２ａ、１０２ａ、１１２ａ 雄ねじ部
８４ 弁孔
８４ａ トルクス溝（工具溝）
８４ｂ、９４ｂ、１０４ｂ、１１４ｂ 弁体対峙口（他の開口）
８４ｃ 吐出室対峙口（一の開口）
９０ 弁体
９４ａ マイナス溝（工具溝）
１０４ａ プラス溝（工具溝）
１１４ａ 六角溝（工具溝）

Claims (3)

1. 冷凍回路から吸入した冷媒を圧縮し、クランク室の圧力調整によって吐出容量を変更して圧縮冷媒ガスを吐出室に吐出し、前記冷凍回路に送出する圧縮機であって、
   ハウジングと、
   該ハウジング内に形成され、前記吐出室と前記圧縮冷媒ガスを送出させる前記冷凍回路とを連通し、その内周側に雌ねじ部を備えた吐出通路と、
   その外周側に前記雌ねじ部に螺合される雄ねじ部を有する弁本体を備えた逆止弁と
   を具備することを特徴とする往復動型圧縮機。
2. 前記弁本体は、前記吐出室に接続され、弁体によって開閉される弁孔を有し、
   該弁孔は、前記吐出室側に対峙する一の開口と、前記弁体側に対峙する他の開口とを有し、
   前記一の開口の周縁には、前記弁孔に向けて工具の挿入を許容し、その径が前記他の開口径よりも大きな工具溝を有することを特徴とする請求項１に記載の往復動型圧縮機。
3. 前記工具溝は、マイナス形状、プラス形状、六角形状、又は、トルクス形状であることを特徴とする請求項２に記載の往復動型圧縮機。

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