(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
この種の圧縮機には、例えば特許文献1に、ハウジングの外周面にマフラ室を備えた可変容量型クラッチレス圧縮機が開示されている。
この圧縮機では、ハウジング(シリンダブロック)の外周面から突設された筒状の突壁の開口端面に、カバー部材が当接面において当接することにより、外周面、突壁、及びカバー部材でマフラ室が画定されている。マフラ室は、圧縮機の作動流体である冷媒の吐出通路が開口され、吐出室で生じた冷媒の圧力脈動を減衰する。
【0003】
カバー部材には、マフラ室に向けて冷媒の吐出ポートが開口され、吐出ポートには、例えば車両用エアコンシステムの吐出側冷媒回路(外部回路)の配管が接続される。さらに、カバー部材のマフラ室と吐出ポートとの間には逆止弁が収容され、また、カバー部材の外周面にはリリーフ弁(安全弁)が装着されている。
一方、圧縮機には、ハウジングの外周面にエンジンやエンジン側の部材であるフレーム等(被取付部材)に対する取り付け部がハウジングと一体に3〜4個程度形成され、取り付け部にはボルト孔が形成され、ボルト孔にボルトを挿通して被取付部材に締結することにより圧縮機が固定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
被取付部材に圧縮機を取り付けるために、ハウジングには、取り付け部に被取付部材に対する取付面が形成される。上記従来技術では、突壁の内周面は取付面と平行に形成される一方、吐出ポートの内周面は、取付面の上側に取付面と所定の傾斜角を有して傾斜している。また、突壁の開口端面、及びこの開口端面に当接されるカバー部材の当接面は、取付面と直交して形成される一方、カバー部材において冷媒回路の配管が接続される側の吐出ポートの周囲の接続端面は、吐出ポートの内周面と直交して形成されている。
【0006】
このように、圧縮機の取付面に対して、吐出ポートの内周面を非平行に形成し、ひいてはカバー部材の接続端面を非直交に形成するのは、圧縮機の取り付けに係るレイアウト上の制約を考慮したり、あるいは、吐出ポートに冷媒回路の配管を接続し易いように配管の配策作業性向上を図るためである。
しかしながら、カバー部材は、突壁に対する当接面が取付面に直交する一方、配管に対する接続端面及び吐出ポートの内周面が取付面と傾斜して形成されるため、取付面を基準としたときのカバー部材の加工面が複数の加工角度で存在することとなる。したがって、カバー部材に切削加工等を行う場合の加工行程が煩雑になり易く、加工誤差を生じ易い。
【0007】
また、一般に、基準面と直交ではない傾斜面の加工は傾斜角の管理を厳密に行う必要があるため、加工行程が煩雑になり、加工誤差を生じることが多い。上記従来技術では、これらの点について格別な配慮がなされていないため、マフラ室を画定するカバー部材、ひいては圧縮機ハウジングの加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制が阻害され、圧縮機の生産コストを低減するには依然として課題が残されている。
【0008】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マフラ室を画定するカバー部材の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制を図り、圧縮機ハウジングひいては圧縮機の生産コストを大幅に低減することができる圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明の圧縮機は、被取付部材に対する取付面を有するハウジングと、ハウジングの外周面から突設され、作動流体の連通路が開口された筒状の突壁と、突壁が当接される当接面、作動流体の外部回路の配管が接続される接続端面、及び、接続端面において貫通された接続ポートを有するカバー部材と、外周面、突壁、及びカバー部材で画定されたマフラ室とを備え、接続ポートの内周面は、取付面と所定の傾斜角を有するとともに、当接面及び接続端面と直交
し、接続ポートは作動流体の吐出ポートであって、連通路は作動流体の吐出室からマフラ室を介して吐出ポートに至る作動流体の吐出通路を構成し、マフラ室は、接続ポートの内周面が取付面と傾斜角を有することにより、その空間に拡大領域と狭小領域とを形成し、連通路は、マフラ室の拡大領域側に開口されることを特徴とする。
【0010】
請求項
2記載の発明では、接続ポートは、マフラ室の狭小領域側に連通される。
【0011】
請求項
3記載の発明では、カバー部材は、吐出ポートとマフラ室との間の吐出通路に配された逆止弁と、吐出通路において逆止弁を収容する収容室とを有し、収容室の内周面は、接続ポートの内周面と平行である。
請求項
4記載の発明では、カバー部材は、その外周面に装着されたリリーフ弁と、リリーフ弁と吐出通路の逆止弁の下流側とを連通する放圧通路とを有し、放圧通路の内周面は、当接面及び接続端面と平行である。
【0012】
請求項
5記載の発明では、ハウジングは複数のハウジング部材から構成され、取付面と突壁とは異なるハウジング部材に形成される。
【発明の効果】
【0013】
請求項1記載の本発明の圧縮機によれば、接続ポートの内周面が取付面と所定の傾斜角を有することにより、作動流体の外部回路の配管を取付面と傾斜角を有してカバー部材に接続することができるため、圧縮機の取り付けに係るレイアウト上の制約を克服し、外部回路の配管の配策作業性を高めることができる。
しかも、接続ポートの内周面が突壁に対するカバー部材の当接面と配管に対するカバー部材の接続端面とに直交することにより、当接面と接続端面とが平行となって、カバー部材におけるこれらの面の加工方向を同一方向に統一することができる。
【0014】
また、一般に、基準面と直交ではない傾斜面の加工は傾斜角の管理を厳密に行う必要があるため、加工行程が煩雑になり、加工誤差を生じることが多いが、接続ポートの内周面が当接面及び接続端面に直交することにより、これを回避することができる。したがって、マフラ室を画定するカバー部材の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制を図り、ハウジングひいては圧縮機の生産コストを低減することができる。
【0015】
また、連通路は、マフラ室の拡大領域側に開口されることにより、マフラ室に吐出された作動流体の圧力脈動をより広い拡大領域において効率的に減衰することができる。したがって、ハウジングひいては圧縮機の生産コストを低減しながら、マフラ室の性能を高めることができる。
請求項
2記載の発明によれば、接続ポートは、マフラ室の狭小領域側に開口されることにより、マフラ室に吐出された作動流体は、拡大領域において圧力脈動が減衰された後、より狭い狭小領域において整流された後に吐出ポートから外部回路に吐出される。したがって、ハウジングひいては圧縮機の生産コストを低減しながら、マフラ室の性能をさらに高めることができる。
【0016】
請求項
3記載の発明によれば、逆止弁の収容室の内周面は、接続ポートの内周面と平行であることにより、逆止弁の収容室の内周面と接続ポートの内周面との加工方向を同一方向に統一することができる。したがって、カバー部材の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制をより一層促進し、ハウジングひいては圧縮機の生産コストをさらに低減することができる。
【0017】
請求項
4記載の発明によれば、放圧通路の内周面は、カバー部材の当接面及び接続端面と平行であることにより、放圧通路の内周面とカバー部材の当接面及び接続端面との加工方向を同一方向に統一することができる。したがって、カバー部材の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制をより一層促進し、ハウジングひいては圧縮機の生産コストをさらに低減することができる。
【0018】
請求項
5記載の発明によれば、取付面と突壁とは異なるハウジング部材に形成されることにより、マフラ室が形成されるハウジング部材の加工性が取付面の形成が必要となることに伴い悪化することを回避することができる。したがって、マフラ室が形成されたハウジングの加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制をより一層促進することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図1に示す可変容量圧縮機100は、車両用エアコンシステムに使用されるクラッチレス圧縮機であって、複数のシリンダボア101aを備えたシリンダブロック101と、シリンダブロック101の一端に設けられたフロントハウジング102と、シリンダブロック101の他端にバルブプレート103を介して設けられたシリンダヘッド104とを備えている。
【0021】
シリンダブロック101と、フロントハウジング102とによって規定されるクランク室140内を横断して駆動軸110が設けられ、その長手方向中央の周囲には斜板111が配置されている。斜板111は、駆動軸110に固定されたロータ112とリンク機構120を介して連結され、駆動軸110に沿ってその傾角が変化可能となっている。
リンク機構120は、ロータ112から突設された第1アーム112aと、斜板111から突設された第2アーム111aと、一端側が第1連結ピン122を介して第1アーム112aに対して回動自在に連結され、他端側が第2連結ピン123を介して第2アーム111aに対して回動自在に連結されたリンクアーム121とから構成されている。
【0022】
斜板111の径方向中央には貫通孔111bが形成され、貫通孔111bは斜板111が最大傾角(θmax)と最小傾角(θmin)の範囲で傾動可能な形状をなしており、貫通孔111bには駆動軸110と当接する最大傾角規制部と最小傾角規制部とが形成されている。
詳しくは、斜板111が駆動軸110に対して直交するときの斜板111の傾角を0°とした場合、貫通孔111bの最小傾角規制部は斜板111の傾角がほぼ0°となるように形成されている。また、貫通孔111bの最大傾角規制部は斜板111の傾角がほぼ20°となるように形成されている。
【0023】
ロータ112と斜板111との間には斜板111を最小傾角に至るまで付勢する圧縮コイルバネからなる傾角減少バネ114が装着されている。また、駆動軸110の斜板111を隔てた傾角減少バネ114と反対側にはバネ支持部材116が固定され、斜板111とバネ支持部材116との間には斜板111の傾角を最大傾角より小さい所定の傾角まで増大する方向に付勢する圧縮コイルバネからなる傾角増大バネ115が装着されている。最小傾角において傾角増大バネ115の付勢力は傾角減少バネ114の付勢力より大きく設定されているので、斜板111は駆動軸110が回転していないときは、傾角減少バネ114の付勢力と傾角増大バネ115の付勢力との合力がゼロとなる所定の傾角に位置決めされる。
【0024】
駆動軸110の一端は、フロントハウジング102の外側に突出したボス部102a内を貫通して外側まで延在し、動力伝達装置150に連結されている。
駆動軸110とボス部102aとの間には軸封装置130が挿入され、軸封装置130はフロントハウジング102の内外を遮断している。駆動軸110は、そのラジアル方向において、軸受131を介してフロントハウジング102に支持され、軸受132を介してシリンダブロック101に支持されている。また、駆動軸110は、そのスラスト方向において、軸受133を介してフロントハウジング102に支持され、スラストプレート134を介してシリンダブロック101に支持されており、外部駆動源からの動力が動力伝達装置150に伝達され、駆動軸110は動力伝達装置150の回転と同期して回転可能となっている。なお、駆動軸110とスラストプレート134との隙間は調整ネジ135により所定の隙間に調整されている。
【0025】
シリンダボア101a内にはピストン136が配置され、ピストン136のクランク室140側に突出している端部の内側空間には、斜板111の外周部が収容され、斜板111は一対のシュー137を介してピストン136と連動する構成となっている。したがって、斜板111の回転によりピストン136がシリンダボア101a内を往復動することが可能となる。
【0026】
シリンダヘッド104には、その中央内方に吸入室141が区画され、吸入室141を環状に取り囲むようにして吐出室142が区画されている。吸入室141は、バルブプレート103に設けられた連通孔103a、及び吸入弁(図示せず)を介してシリンダボア101aと連通し、吐出室142は吐出弁(図示せず)、及びバルブプレート103に設けられた連通孔103bを介してシリンダボア101aと連通している。
【0027】
フロントハウジング102、シリンダブロック101、バルブプレート103、シリンダヘッド104は、図示しないガスケットを介して複数の通しボルト105によって締結されて圧縮機のハウジングが構成される。
図2に示すように、シリンダブロック101にはマフラ室143が設けられている。マフラ室143は、シリンダブロック101の外周面101fと、外周面101fから径方向外側に向けて突設された筒状の突壁101bと、突壁101bの開口端面101eに当接される当接面106dを有したカバー部材106とで画定されている。なお、突壁101bの中心は開口端面101eと直交し、突壁101bはシリンダブロック101の鋳造により形成されるため、突壁101bの内外壁面は鋳造時の抜き勾配により僅かに傾斜している。
【0028】
突壁101bには、吐出室142と連通する冷媒の連通路144が開口され、カバー部材106には、車両用エアコンシステムの図示しない吐出側冷媒回路(外部回路)の配管がそのフランジで接続される接続端面106cが形成されている。接続端面106cには、吐出側冷媒回路の配管が接続される吐出ポート(接続ポート)106aがマフラ室143に開口されている。カバー部材106はボルト108によってシール部材107を介して突壁101bの開口端面101eに締結接合されている。
【0029】
マフラ室143は、逆止弁200及び吐出ポート106aを介して吐出側冷媒回路と連通し、また、連通路144を介して吐出室142と連通している。したがって、吐出室142は、連通路144、マフラ室143、逆止弁200及び吐出ポート106aにより構成された冷媒の吐出通路151を介して吐出側冷媒回路と連通されている。
逆止弁200は、マフラ室143と吐出ポート106aとの間に形成された収容室106bに配設され、逆止弁200の吐出通路151上流側にあるマフラ室143と、逆止弁200の吐出通路151下流側にある吐出ポート106aとの圧力差に応答して動作し、圧力差が所定値より小さい場合は吐出通路を遮断し、圧力差が所定値より大きい場合吐出通路を開放する。
【0030】
また、カバー部材106の外周面106gにはリリーフ弁220が装着されている。逆止弁200の収容室106bは吐出ポート106aよりもリリーフ弁220側にずれて配設されている。また、収容室106bはその径方向において吐出ポート106aとオーバーラップする部分を有して形成され、リリーフ弁220に冷媒を導く放圧通路106fは逆止弁200の収容室106bと連通している。つまり、放圧通路106fは、吐出通路151において逆止弁200よりも下流側に配設されている。
【0031】
また、シリンダヘッド104には一端に図示しない吸入側冷媒回路(外部回路)と連通する吸入ポート(接続ポート)104aを有する図示しない吸入通路が形成され、吸入室141は吸入通路を介してエアコンシステムの吸入側冷媒回路と連通されている。
シリンダヘッド104にはさらに制御弁300が設けられている。制御弁300は吐出室142と制御圧室としてのクランク室140とを連通する圧力供給通路145の開度を調整し、クランク室140への吐出ガス導入量を制御する。また、クランク室140内の冷媒は、連通路101c、空間101d、バルブプレート103に形成されたオリフィス103cを経由する放圧通路146を介して吸入室141へ流れる。したがって、制御弁300の開閉によりクランク室140の圧力を変化させることができる。
【0032】
斜板111の変角動作はピストン136のクランク室140側の面に作用するクランク室140の圧力に基づく傾角減少モーメントと、ピストン136のトップ面に作用するシリンダ内の圧力に基づく傾角増大モーメントとのバランスを崩すことにより行われるので、制御弁300の開閉によりクランク室140の圧力を変化させれば、斜板111の傾斜角、つまりピストン136のストロークを変化させることができ、圧縮機100の吐出容量を可変制御することができる。
【0033】
エアコン作動時、つまり圧縮機100の作動状態では空調設定や外部環境に基づいて制御弁300のソレノイドへの通電量が調整され、吸入室141の圧力が通電量に対応する設定圧力になるように吐出容量が制御される。また、エアコン非作動時、つまり圧縮機100の非作動状態では制御弁300のソレノイドへの通電をOFFすることにより圧力供給通路145を強制開放し、圧縮機100の吐出容量を最小の状態に制御する。
【0034】
図1に示すように、圧縮機100にはフロントハウジング102の外周面には取り付け部102b、102cが一体に形成され、シリンダヘッド104の外周面には、取り付け部104bが一体に形成され、圧縮機100は取り付け部102b、102c、104bにおいて車両のエンジン、またはエンジン側の部材であるフレーム等の被取付部材に取り付けられる。
図3に示すように、取り付け部102b、102c、104bには、圧縮機100を被取付部材に締結するためのボルトが挿通されるボルト孔102b1、102c1、104b1が貫通されている。
【0035】
特に、取り付け部102b、102cは、ボルト孔102b1、102c1が開口されるとともに被取付部材に当接される第1端面102b2、102c2と、ボルト孔102b1、102c1が開口されるとともにボルトの頭部が当接される第2端面102b3、102c3とを有している。第1端面102b2、102c2は同一平面に形成され、圧縮機100の取付面210を形成している。
【0036】
ボルト孔102b1、102c1の中心線は、それぞれ駆動軸110の軸線及び第1端面102b2、102c2と直交しており、第2端面102b3、102c3は第1端面102b2、102c2とそれぞれ平行な平面上に形成されている。なお、取り付け部104bにも取り付け部102b、102cと同様の図示しない第1端面及び第2端面が形成され、これら第1端面及び第2端面もそれぞれ第1端面102b2、102c2、第2端面102b3、102c3と平行な平面上に形成されるとともに、ボルト孔104b1の中心線と直交している。
【0037】
ここで、
図2及び
図3に示すように、本実施形態のカバー部材106は、吐出ポート106aの内周面211が取付面210と所定の傾斜角を有するとともに、当接面106d及び接続端面106cと直交する形状を有している。換言すると、カバー部材106は、接続端面106cを含む平面212と、当接面106d及び開口端面101eを含む平面213とは、互いに平行であって、駆動軸110の軸線と平行であるとともに取付面210に対し傾斜角αを有して傾斜している。
【0038】
この傾斜角α、つまり内周面211と取付面210との傾斜角β(=90−α)は、圧縮機100の取り付けに係るレイアウト上の制約や、吐出側冷媒回路の配管の配策作業性を高めるために所定の値に予め設定されている。
また、突壁101bの内周面214は吐出ポート106aの内周面211と略平行であって、マフラ室143を区画するカバー部材106の天壁106eは当接面106dと略平行な面となっている。
【0039】
また、シリンダブロック101にはシリンダボア101aが駆動軸110の略同心円上に形成されることから、マフラ室143の空間の取付面210に近い側に容積の大きい拡大領域143aが形成され、この拡大領域143a側に連通路144が開口されている。一方、マフラ室143の空間の取付面210に遠い側に容積の小さい狭小領域143bが形成され、この狭小領域143b側に逆止弁200の入口孔が開口され、吐出ポート106aが連通されている。
【0040】
また、逆止弁200の収容室106bの内周面215は、吐出ポート106aの内周面211と平行に互いに連通して形成され、また、放圧通路106fの内周面216は、当接面106d及び接続端面106cと平行に形成されている。
また、本実施形態の場合には、リリーフ弁220の放圧口が形成される外方端は、取付面210を垂直としたとき斜め下方に向いている。
【0041】
以上のように本実施形態では、吐出ポート106aの内周面211が取付面210と傾斜角βを有することにより、吐出側冷媒回路の配管を取付面210と傾斜角βを有してカバー部材106に接続することができるため、圧縮機100の取り付けに係るレイアウト上の制約を克服し、吐出側冷媒回路の配管の配策作業性を高めることができる。
しかも、吐出ポート106aの内周面211が突壁101に対するカバー部材106の当接面106dと配管に対するカバー部材106の接続端面106cとに直交することにより、当接面106dと接続端面106cとが略平行となって、カバー部材106におけるこれらの面106d、106cの加工方向を同一方向に統一することができる。
【0042】
また、一般に、基準面と直交ではない傾斜面の加工は傾斜角の管理を厳密に行う必要があるため、加工行程が煩雑になり、加工誤差を生じることが多いが、吐出ポート106aの内周面211が当接面106d及び接続端面106cに直交することにより、これを回避することができる。なお、カバー部材106には、吐出側冷媒回路の配管フランジの図示しない固定用ボルト孔や位置決めピン用孔が形成されるが、これらの孔も吐出ポート106aの内周面211と平行に形成され、当接面106d及び接続端面106cに直交することとなる。したがって、マフラ室143を画定するカバー部材106の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制を図り、圧縮機100のハウジング部材であるシリンダブロック101、ひいては圧縮機100の生産コストを低減することができる。
【0043】
また、連通路144がマフラ室143の拡大領域143a側に開口されることにより、マフラ室143に吐出された冷媒の圧力脈動をより広い拡大領域143aにおいて効率的に減衰することができる。したがって、圧縮機100の生産コストを低減しながら、マフラ室143の性能を高め、マフラ室143を膨張型のマフラとして効果的に機能させることができる。
【0044】
また、マフラ室143の狭小領域143b側において逆止弁200の入口孔が開口され、吐出ポート106aが連通されることにより、マフラ室143に吐出された冷媒は、拡大領域143aにおいて圧力脈動が減衰された後、より狭い狭小領域143bの内周面214において整流されて吐出ポート106aから吐出側冷媒回路に吐出される。したがって、圧縮機100の生産コストを低減しながら、マフラ室143の性能をさらに高めることができる。
【0045】
また、逆止弁200の収容室106bの内周面215は、吐出ポート106aの内周面211と平行であることにより、これら各内周面211、215の加工方向を同一方向に統一することができる。したがって、カバー部材106の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制をより一層促進し、圧縮機100の生産コストをさらに低減することができる。
【0046】
しかも、逆止弁200の収容室106bは吐出ポートよりもリリーフ弁220側にずれて配設され、放圧通路106fの経路長を短縮することができるため、カバー部材106の加工をさらに簡素化することができる。
さらには、収容室106bの一部がその径方向において吐出ポート106aとオーバーラップして吐出ポート106aに直接連通していることにより、収容室106bと吐出ポート106aとを連通する連通路が不要となるので、カバー部材106の加工をさらに簡素化可能である。
【0047】
また、リリーフ弁220の外方端は斜め下方に向いているため、リリーフ弁220が作動した場合には、冷媒は被取付部材を含む障害となる部材を回避して下方に好適に放出され、例えばエンジンルームの下側から車両外部に容易に冷媒を排出可能である。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれ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。
【0048】
例えば、マフラ室143は吐出通路151に配設されているが、吸入通路に配設しても良い。
また、マフラ室143はシリンダブロック101に形成されているが、他のハウジング部材(フロントハウジング102やシリンダヘッド104)に形成しても良い。ただし、マフラ室143を取り付け部102b、102c、104b等の被取付部材に対する取り付け部材が形成されるハウジング部材と異なる部材に形成することにより、取付面210と突壁101bとは異なるハウジング部材に形成されるため、マフラ室143が形成されるハウジング部材の加工性が取付面210の形成が必要となることに伴い悪化することを回避することができる。したがって、マフラ室143が形成されるハウジング部材の加工行程の簡素化、及び加工誤差の抑制をより一層促進することができる。
【0049】
また、
図4に示すように、本発明は逆止弁200及びリリーフ弁220が装着されていないカバー部材106にも適用可能である。
また、圧縮機100は可変容量圧縮機であるが、これに限らず、本発明は他の種々の圧縮機に適用可能である。