JP2009062834A - 固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリバルブを用いた固定容量型ピストン式圧縮機の起動ショック緩和の効果を高める。
【解決手段】回転軸２１には第１ロータリバルブ３５及び第２ロータリバルブ３６がシリンダブロック１１，１２に対応して設けられている。リヤハウジング１４に形成された台座４０の内壁面４０１には円筒４１が一体形成されている。円筒４１の筒内４１１には弁体４２が背圧室４１２を区画するように嵌入されている。弁体４２は、復帰バネ４７のバネ力によって背圧室４１２の底壁面４０２に向けて付勢されている。背圧室４１２は、抜き通路４８を介して吸入室１４２に接続されており、抜き通路４８上には逆止弁Ｇ１が介在されている。背圧室４１２内の流体は、抜き通路４８を経由して吸入室１４２へ流出可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストンによってシリンダボア内に区画される圧縮室に吸入圧領域から冷媒を導入するための導入通路を有するロータリバルブを備え、該ロータリバルブが前記回転軸と一体的に回転する固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造に関する。

ロータリバルブを用いたピストン式圧縮機（例えば特許文献２，５を参照）は、リード弁型の吸入弁を用いたピストン式圧縮機（例えば特許文献１，４を参照）に比べて、シリンダボア内へ吸入ガスを吸入する際の吸入抵抗が少なく、エネルギー効率に優れる。

特許文献２の段落［０００６］に記載のように、圧縮機の起動時にはガスの圧縮に伴ってトルクが急激に増大し、これが車両エンジン（内燃機関）に負荷として加わる。そのため、車両の走行速度が一瞬低下して車両の乗員がショックを感じるという起動ショックが生じる。

特許文献２に開示のピストン式圧縮機では、回転軸と一体的に回転するロータリバルブが回転軸の軸方向へ移動可能に設けられており、ロータリバルブは、制御圧室に供給される圧力に応じて、回転軸の軸方向における位置を変えられるようになっている。又、殆ど全てのシリンダボアをシリンダブロックの中心部に対して設けられた吸入口に連通可能なバイパス溝がロータリバルブに形成されている。ロータリバルブは、運転停止時と起動時には、バイパス溝が殆ど全てのシリンダボアを吸入口に連通可能な位置に来るように、回転軸の軸方向の位置に配置される。従って、起動時にはピストンがシリンダボア内のガスを圧縮する動作をしても、シリンダボア内のガスがバイパス溝を経由して吸入口へ戻ってしまうため、起動ショックが生じない。

ロータリバルブの周面におけるクリアランスは、この周面に沿ってガスが洩れないように、且つロータリバルブが回転できるように、可及的に小さくする必要がある。しかし、ロータリバルブを回転軸の軸方向へ移動可能とする構成では、ロータリバルブを回転軸の軸方向へも移動可能とするクリアランスが必要とされるが、このようなクリアランスの管理は非常に困難である。

特許文献４に開示のピストン式圧縮機では、吐出圧と吸入圧との差圧によって開閉する差圧感知開閉弁が設けられている。差圧感知開閉弁は、圧縮機外部から冷媒を導入する低圧冷媒管路と、圧縮機内の吸入室との間に介在されており、圧縮機が圧力バランスしている状態から起動すると、差圧感知開閉弁が閉状態になり、圧縮機外部から吸入室への冷媒の流入が止められる。これにより、起動ショックが緩和される。

特許文献３に開示の圧縮機では、吸入室に至る吸入通路の途中に起動負荷低減装置が設けられている。起動負荷低減装置は、オイルダンパを構成するスプール弁を備え、スプール弁のダンパ部とハウジングとの間に隙間が設けられている。スプール弁が吸入通路を開く方向に移動する際には、ダンパ室内のオイルが前記隙間から少量ずつ中間室へ抜けてゆく。そのため、スプール弁の移動速度は、緩やかなものとなり、吸入通路の開き速度が緩やかになる。これにより、起動ショックが緩和される。
特開昭６４−８８０６４号公報 特開平７−１１９６３１号公報 特開平７−１３９４７４号公報 特開２０００−１４５６２９号公報 特開２００６−８３８３５号公報

しかし、特許文献３に開示の圧縮機では、吸入通路がスプール弁によって閉じられた状態にあっても吸入室には冷媒が残っており、この残留冷媒がシリンダボアに吸入されて圧縮される。又、特許文献４に開示の圧縮機においても、差圧感知開閉弁が閉状態になっても吸入室には冷媒が残っており、この残留冷媒がシリンダボアに吸入されて圧縮される。吸入室の容積は、吸入脈動を抑制するために大きくしてあるため、差圧感知開閉弁が閉状態になった状態、あるいは吸入通路が閉じた状態でシリンダボアに吸入される冷媒量が多く、起動ショック緩和の効果は十分でない。

本発明は、起動ショック緩和の効果を高めることを目的とする。

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が収容されており、前記ピストンが前記回転軸と一体化されたカム体を介して前記回転軸の回転に連動されており、前記ピストンによって前記シリンダボア内に区画される圧縮室に吸入圧領域から冷媒を導入するための導入通路を有するロータリバルブを備え、前記ロータリバルブは、前記回転軸と一体的に回転し、前記回転軸は、クラッチを介して外部駆動源に連結される固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造を対象とし、請求項１の発明は、圧縮機内の吸入圧領域と前記導入通路の出口とを連通する状態と遮断する状態とに切り換えられる切り換え手段が設けられており、前記切り換え手段は、前記圧縮機内の吸入圧領域と前記導入通路の出口とを連通する位置と遮断する位置とに切り換え配置される弁体と、前記連通する位置から前記遮断する位置へ前記弁体を戻す復帰バネと、前記弁体によって区画される背圧室と、前記圧縮機内の吸入圧領域と前記背圧室とを連通する背圧通路とを備え、前記背圧室と吸入圧領域とは、抜き通路によって連通されており、前記背圧室から前記抜き通路への流体の流れを許容する逆止弁が設けられていることを特徴とする。

圧縮機の運転が停止されているときには、弁体は、圧縮機内の吸入圧領域と導入通路の出口とを遮断する位置にあるが、圧縮機の運転が開始されると、弁体より下流の導入通路内の圧力が低下し、弁体が遮断する位置から連通する位置へ移動する。圧縮機の起動時には圧縮機内の吸入圧領域と導入通路の出口との連通が遮断されるため、切り換え手段が前記遮断する状態にあるときに圧縮される冷媒量が少なく、起動ショック緩和の効果が高い。

圧縮機が運転されているときには、冷媒と共に流動する油が背圧室に溜まるが、圧縮機の運転が停止されると、背圧室に溜まっている油は、連通する位置から遮断する位置への弁体の移動によって抜き通路へ排出される。そのため、圧縮機の運転が停止されると、弁体は、復帰バネのばね力によって前記遮断する位置へ確実に戻される。復帰バネの採用は、弁体を遮断する位置へ復帰させる上で簡便な構成である。

好適な例では、前記弁体は、前記背圧室を区画するピストン部を有し、前記背圧室は、底壁面を有し、前記背圧室の圧力を受ける前記ピストン部の受圧端面は、前記背圧室の底壁面に面接触する。

弁体が遮断する位置にあるときには、受圧端面が背圧室の底壁面に面接触する。背圧室内に溜まっていた油は、抜き通路へ排出されるが、弁体が遮断する位置にあるときには、受圧端面と底壁面との間には油膜ができる。この油膜は、弁体の移動開始時に弁体に制動を掛け、圧縮機の運転開始後において弁体が遮断する位置から連通する位置へ移行するまでの所要時間が長くなる。これは、起動ショックの緩和に寄与する。

好適な例では、前記受圧端面と前記底壁面とは、互いに平行な平面である。
受圧端面と底壁面とを互いに平行な平面とした構成は、油膜による起動ショックの緩和の寄与を高める上で好適である。

好適な例では、前記抜き通路の入口は、前記底壁面上に開口している。
好適な例では、前記弁体は、前記回転軸の軸線の方向に移動して前記連通する位置と前記遮断する位置とに切り換え配置される。

前記抜き通路は、前記固定容量型ピストン式圧縮機を構成するハウジングを貫通して前記圧縮機内の吸入圧領域に連通されている。
好適な例では、前記背圧通路は、前記背圧室よりも上にある。

冷媒と共に流動する油は、圧縮機内の下部に溜まりやすい。背圧室よりも上に背圧通路を設けた構成は、背圧室への油の流入を少なくする上で好適である。
好適な例では、前記背圧通路の入口の周りを一周する降り段差が設けられている。

降り段差とは、入口から遠ざかる方向に向かうと、入口側から背圧通路側へ落ち込む段差のことである。このような降り段差は、背圧室への油の流入を少なくする。
好適な例では、前記切り換え手段が前記遮断する状態にあるときには、前記弁体は、前記導入通路の入口を前記圧縮機内の吸入圧領域から遮断する位置に配置される。

圧縮機の起動時には圧縮機内の吸入圧領域と導入通路の入口との連通が遮断されるため、切り換え手段が前記遮断する状態にあるときに圧縮される冷媒量が少なく、起動ショック緩和の効果が高い。

好適な例では、前記シリンダボアを形成するシリンダブロックにリヤハウジングが連結されており、前記リヤハウジング内には吸入室が形成されており、前記弁体は、前記リヤハウジング内に設けられている。

本発明は、起動ショック緩和の効果を高めることができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、連結された一対のシリンダブロック１１，１２の一方のシリンダブロック１１にはフロントハウジング１３が連結されており、他方のシリンダブロック１２にはリヤハウジング１４が連結されている。シリンダブロック１１，１２、フロントハウジング１３及びリヤハウジング１４は、固定容量型ピストン式圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。フロントハウジング１３には圧縮機内の吐出圧領域としての吐出室１３１が形成されており、リヤハウジング１４には圧縮機内の吐出圧領域としての吐出室１４１及び圧縮機内の吸入圧領域としての吸入室１４２が形成されている。圧縮機内とは、固定容量型ピストン式圧縮機１０の全体ハウジングの内部のことであり、圧縮機外とは、固定容量型ピストン式圧縮機１０の全体ハウジングの外部のことである。

シリンダブロック１１とフロントハウジング１３との間にはバルブプレート１５、弁形成プレート１６及びリテーナ形成プレート１７が介在されている。シリンダブロック１２とリヤハウジング１４との間にはバルブプレート１８、弁形成プレート１９及びリテーナ形成プレート２０が介在されている。バルブプレート１５，１８には吐出ポート１５１，１８１が形成されており、弁形成プレート１６，１９には吐出弁１６１，１９１が形成されている。吐出弁１６１，１９１は、吐出ポート１５１，１８１を開閉する。リテーナ形成プレート１７，２０にはリテーナ１７１，２０１が形成されている。リテーナ１７１，２０１は、吐出弁１６１，１９１の開度を規制する。

シリンダブロック１１，１２には回転軸２１が回転可能に支持されている。シリンダブロック１１，１２には軸孔１１１，１２１が貫設されており、軸孔１１１，１２１には回転軸２１が通されている。回転軸２１の外周面は、軸孔１１１，１２１の内周面に接しており、回転軸２１は、軸孔１１１，１２１の内周面を介してシリンダブロック１１，１２によって直接支持されている。軸孔１１１に接する回転軸２１の外周面部分は、シール周面２１１となっており、軸孔１２１に接する回転軸２１の外周面部分は、シール周面２１２となっている。

回転軸２１にはカム体としての斜板２３が固着されている。斜板２３は、シリンダブロック１１，１２間の斜板室２４に収容されている。フロントハウジング１３と回転軸２１との間にはリップシール型の軸シール部材２２が介在されている。軸シール部材２２は、フロントハウジング１３と回転軸２１との間からのガス洩れを防止する。フロントハウジング１３から外部に突出する回転軸２１の突出端部は、電磁クラッチ２５を介して外部駆動源である車両エンジン２６に接続されている。回転軸２１は、電磁クラッチ２５を介して車両エンジン２６から回転駆動力を得る。

図２（ａ）に示すように、シリンダブロック１１には複数のシリンダボア２７が回転軸２１の周囲に配列されるように形成されている。図２（ｂ）に示すように、シリンダブロック１２には複数のシリンダボア２８が回転軸２１の周囲に配列されるように形成されている。前後（フロントハウジング１３側を前側、リヤハウジング１４を後側としている）で対となるシリンダボア２７，２８には両頭ピストン２９が収容されている。

図１に示すように、回転軸２１と一体的に回転する斜板２３の回転運動は、シュー３０を介して両頭ピストン２９に伝えられ、両頭ピストン２９がシリンダボア２７，２８内を前後に往復動する。両頭ピストン２９は、シリンダボア２７，２８内に圧縮室２７１，２８１を区画する。

回転軸２１内には軸内通路３１が回転軸２１の回転軸線２１０に沿って形成されている。軸内通路３１の入口３１１は、シリンダブロック１２内の回転軸２１の端面２１３にあってリヤハウジング１４内の吸入室１４２に開口している。軸孔１１１内の回転軸２１には軸内通路３１の出口３１２が回転軸２１のシール周面２１１に開口するように形成されている。軸孔１２１内の回転軸２１には軸内通路３１の出口３１３が回転軸２１のシール周面２１２に開口するように形成されている。

図２（ａ）に示すように、シリンダブロック１１には連通路３２がシリンダボア２７と軸孔１１１とに連通するように形成されている。図２（ｂ）に示すように、シリンダブロック１２には連通路３３がシリンダボア２８と軸孔１２１とに連通するように形成されている。回転軸２１の回転に伴い、軸内通路３１の出口３１２，３１３は、連通路３２，３３に間欠的に連通する。

両頭ピストン２９がシリンダボア２７側で吸入行程の状態（両頭ピストン２９が図１の左側から右側へ移動する行程）にあるときには、出口３１２と連通路３２とが連通する。両頭ピストン２９がシリンダボア２７側で吸入行程の状態にあるときには、回転軸２１の軸内通路３１内の冷媒が出口３１２及び連通路３２を経由してシリンダボア２７の圧縮室２７１に吸入される。

両頭ピストン２９がシリンダボア２７側で吐出行程の状態（両頭ピストン２９が図１の右側から左側へ移動する行程）にあるときには、出口３１２と連通路３２との連通が遮断される。両頭ピストン２９がシリンダボア２７側で吐出行程の状態にあるときには、圧縮室２７１内の冷媒が吐出ポート１５１から吐出弁１６１を押し退けて吐出室１３１へ吐出される。吐出室１３１へ吐出された冷媒は、通路３４１を介して外部冷媒回路３４へ流出する。

両頭ピストン２９がシリンダボア２８側で吸入行程の状態（両頭ピストン２９が図１の右側から左側へ移動する行程）にあるときには、出口３１３と連通路３３とが連通する。両頭ピストン２９がシリンダボア２８側で吸入行程の状態にあるときには、回転軸２１の軸内通路３１内の冷媒が出口３１３及び連通路３３を経由してシリンダボア２８の圧縮室２８１に吸入される。

両頭ピストン２９がシリンダボア２８側で吐出行程の状態（両頭ピストン２９が図１の左側から右側へ移動する行程）にあるときには、出口３１３と連通路３３との連通が遮断される。両頭ピストン２９がシリンダボア２８側で吐出行程の状態にあるときには、圧縮室２８１内の冷媒が吐出ポート１８１から吐出弁１９１を押し退けて吐出室１４１へ吐出される。吐出室１４１へ吐出された冷媒は、通路３４２を介して外部冷媒回路３４へ流出する。

圧縮機内及び外部冷媒回路３４には油が入れられており、この油は、冷媒と共に流動し、圧縮機内の潤滑必要部位を潤滑する。
外部冷媒回路３４上には、冷媒から熱を奪うための熱交換器３７、膨張弁３８、及び周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器３９が介在されている。膨張弁３８は、熱交換器３９の出口側のガス温度の変動に応じて冷媒流量を制御する。外部冷媒回路３４へ流出した冷媒は、吸入室１４２へ還流する。

回転軸２１のシール周面２１１の部分は、回転軸２１に一体形成された第１ロータリバルブ３５となり、回転軸２１のシール周面２１２の部分は、回転軸２１に一体形成された第２ロータリバルブ３６となる。つまり、回転軸２１は、ロータリバルブである。回転軸線２１０は、ロータリバルブの回転軸線であり、回転軸２１の端面２１３（つまりロータリバルブの端面）は、ロータリバルブの回転軸線２１０と交差する。軸内通路３１及び出口３１２，３１３は、ロータリバルブの導入通路を構成し、軸孔１１１は、第１ロータリバルブ３５を収容するバルブ収容室であり、軸孔１２１は、第２ロータリバルブ３６を収容するバルブ収容室である。

図３及び図４に示すように、吸入室１４２を形成するリヤハウジング１４の端壁には台座４０が一体形成されており、台座４０の内壁面４０１には円筒４１が一体形成されている。回転軸２１の回転軸線２１０は、内壁面４０１に対して垂直に交差する。

円筒４１の筒内４１１にはスプール形状の弁体４２がスライド可能に嵌入されている。弁体４２は、円板形状のピストン部４３と円筒部４４とを備え、円筒部４４には導入口４４１が円筒部４４の外周面に開口し、且つ円筒部４４の筒内４４２に連通するように形成されている。筒内４４２は、弁体４２の内部通路である。ピストン部４３は、円筒４１の筒内４１１に背圧室４１２を区画する。背圧室４１２は、背圧通路４１３を介して吸入室１４２に連通している。背圧通路４１３の入口４１４は、背圧室４１２よりも上にある。筒内４１１の内壁面４０１は、背圧室４１２の底壁面４０２であり、底壁面４０２は、平面である。

リヤハウジング１４側のシリンダブロック１２の端面には円筒形状のガイド筒４５が円筒４１に対向するように一体形成されている。ガイド筒４５の筒内４５１は、軸内通路３１（導入通路）の入口３１１に連通している。ガイド筒４５の先端と円筒４１の先端とは、離れており、弁体４２の円筒部４４は、ガイド筒４５にスライド可能に嵌合されている。ガイド筒４５の内周面にはサークリップ４６が取り付けられており、サークリップ４６とピストン部４３との間には復帰バネ４７が介在されている。復帰バネ４７は、底壁面４０２に近づけるように弁体４２を付勢する。弁体４２が底壁面４０２に近づくと、背圧室４１２の容積が減少する。

弁体４２のピストン部４３は、背圧室４１２の圧力を受ける平面の受圧端面４３１を有している。平面の受圧端面４３１と平面の底壁面４０２とは、平行であり、互いに平行な受圧端面４３１と底壁面４０２とは、回転軸線２１０に対して垂直であり、受圧端面４３１と底壁面４０２とは、面接触可能である。

台座４０の壁内には抜き通路４８が形成されている。抜き通路４８は、背圧室４１２に開口する弁孔４８１と、吸入室１４２に開口する出口を有する出口通路４８２と、弁孔４８１と出口通路４８２とを連通する弁収容室４８３とから構成されている。弁孔４８１は、抜き通路４８の入口である。

弁収容室４８３にはボール弁体４９が弁孔４８１を開閉可能に収容されている。弁収容室４８３は、蓋５１によって圧縮機外部から遮断されており、ボール弁体４９と蓋５１との間には圧縮バネ５０が介在されている。ボール弁体４９は、圧縮バネ５０のバネ力によって弁孔４８１を閉じる位置に向けて付勢されている。弁孔４８１、弁収容室４８３、ボール弁体４９及び圧縮バネ５０は、背圧室４１２から抜き通路４８への流体の流れを許容する逆止弁Ｇ１を構成する。

図４に示す状態では、導入口４４１の全体が吸入室１４２内に露出する位置にあり、軸内通路３１がガイド筒４５の筒内４５１、円筒部４４の筒内４４２及び導入口４４１を介して吸入室１４２に連通している。この状態では弁体４２は底壁面４０２から離間しており、図４は、弁体４２が軸内通路３１と吸入室１４２とを連通する位置にある状態を示す。図３に示す状態では、導入口４４１の全体が筒内４１１に入り込んでいる位置にあり、軸内通路３１と吸入室１４２との連通が遮断されている。この状態では、弁体４２のピストン部４３の受圧端面４３１が底壁面４０２に面接触しており、図３は、弁体４２が軸内通路３１と吸入室１４２とを遮断する位置にある状態を示す。受圧端面４３１と底壁面４０２との面接触は、冷媒と共に流動する流体としての油〔吸入室１４２の下部に溜まった油Ｙを図３，４に図示〕の膜が受圧端面４３１と底壁面４０２との間にある場合を含む。

図１に示すように、電磁クラッチ２５は、制御コンピュータＣの励消磁制御を受ける。制御コンピュータＣには空調装置作動スイッチＷ、室温設定器Ｓ及び室温検出器Ｆが信号接続されている。空調装置作動スイッチＷがＯＮ状態にある場合、制御コンピュータＣは、室温設定器Ｓによって設定された目標室温と、室温検出器Ｆによって検出された検出室温との温度差に基づいて、電磁クラッチ２５に対する電流供給（励消磁）を制御する。

検出温度が目標温度よりも低い場合、又は、検出温度が目標温度よりも高く、且つ検出温度と目標温度との温度差が許容差以下である場合、制御コンピュータＣは、電磁クラッチ２５に対する電流供給を停止する。このときには、電磁クラッチ２５は遮断状態となり、車両エンジン２６の回転駆動力が回転軸２１に伝達されることはない。検出温度が目標温度よりも高く、且つ検出温度と目標温度との温度差が許容差を超える場合、制御コンピュータＣは、電磁クラッチ２５に対する電流供給を行なう。このときには、電磁クラッチ２５は連結状態となり、車両エンジン２６の回転駆動力が回転軸２１に伝達される。

固定容量型ピストン式圧縮機１０は、運転停止状態（電磁クラッチ２５が遮断されている状態）にあるとする。この状態では、圧縮機内の圧力がバランスしており、弁体４２は、復帰バネ４７のバネ力によって図３に示す遮断する位置にある。弁体４２が遮断する位置にあるときには、受圧端面４３１と底壁面４０２とが油膜を介して面接触している。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が開始されると、軸内通路３１内の冷媒及び筒内４５１，４４２内の冷媒は、圧縮室２７１（図１参照）及び圧縮室２８１へ吸入されるため、この吸入作用により、軸内通路３１内及び筒内４５１，４４２の圧力は、低くなる。つまり、軸内通路３１内及び筒内４５１，４４２の圧力は、吸入室１４２内の圧力よりも低くなる。吸入室１４２の圧力は、背圧室４１２に波及しており、背圧室４１２内の圧力は、吸入室１４２内の圧力相当である。背圧室４１２内の圧力は、弁体４２を介して筒内４５１，４４２の圧力と復帰バネ４７のバネ力とに対抗している。

受圧端面４３１と底壁面４０２との間にある油膜は、ピストン部４３を底壁面４０２に吸着させる。油膜による吸着力と復帰バネ４７のばね力との和は、固定容量型ピストン式圧縮機１０を運転したときに背圧室４１２内の圧力と筒内４５１，４４２の圧力との間に生じる差圧に負けるように設定されている。従って、固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転を開始したときに背圧室４１２内の圧力と筒内４５１，４４２の圧力との間に生じる差圧は、復帰バネ４７のばね力と、油膜による吸着力との和に打ち勝つ。これにより、弁体４２は、図３に示す遮断する位置から図４に示す連通する位置に移動する。弁体４２が連通する位置にあると、吸入室１４２内の冷媒が導入口４４１、筒内４４２、筒内４５１、軸内通路３１及び連通路３２，３３を経由して圧縮室２７１，２８１へ流入する。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が停止されると、軸内通路３１内の冷媒及び筒内４５１，４４２内の冷媒が圧縮室２７１（図１参照）及び圧縮室２８１へ吸入されなくなり、軸内通路３１内及び筒内４５１，４４２の圧力が高くなる。そのため、軸内通路３１内及び筒内４５１，４４２の圧力と、背圧室４１２内の圧力とが均衡し、弁体４２は、復帰バネ４７のばね力によって図４に示す連通する位置から図３に示す遮断する位置に移動する。

弁体４２が遮断する位置から連通する位置へ移動すると、吸入室１４２内の油が背圧通路４１３を経由して背圧室４１２へ吸入される。又、図４に示すように、弁体４２が遮断する位置にあるときにも、吸入室１４２内の油が背圧室４１２を経由して背圧室４１２に流入する。そのため、背圧室４１２には油Ｙが溜まる。背圧室４１２内の圧力と出口通路４８２内の圧力とは、同等であるため、弁孔４８１は、圧縮バネ５０のばね力を受けているボール弁体４９によって閉じられており、吸入室１４２内の油Ｙが抜き通路４８を介して背圧室４１２へ流入することはない。固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転停止に伴って弁体４２が連通する位置から遮断する位置に移動すると、背圧室４１２に溜まっている油Ｙが背圧通路４１３から吸入室１４２へ流出する。又、背圧室４１２に溜まっている油Ｙは、ボール弁体４９を弁孔４８１から押し退けながら抜き通路４８から吸入室１４２へ流出する。

弁体４２は、固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転状態と運転停止状態とに対応した導入通路（軸内通路３１）内の圧力の高低に応じて、圧縮機内の吸入室１４２（吸入圧領域）と前記導入通路の出口３１２，３１３とを連通する位置と遮断する位置とに切り換え配置される。弁体４２、復帰バネ４７、背圧室４１２及び背圧通路４１３は、圧縮機内の吸入室１４２（吸入圧領域）と前記導入通路の出口３１２，３１３とを連通する状態と遮断する状態とに切り換えられる切り換え手段５２を構成する。

図３の状態では、切り換え手段５２は、導入通路の出口３１２（図１参照）及び出口３１３と、吸入室１４２とを遮断する状態にあり、図４の状態では、切り換え手段５２は、導入通路の出口３１２（図１参照）及び出口３１３と、吸入室１４２とを連通する状態にある。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）固定容量型ピストン式圧縮機１０内の吸入室１４２と導入口４４１との連通が遮断されている間に圧縮される冷媒量が少ないため、トルクの変動抑制の効果、つまり起動ショック緩和の効果が高い。

（２）弁体４２が遮断する位置から連通する位置へ移動するのに要する時間が長ければ、起動ショック緩和の効果が高くなる。固定容量型ピストン式圧縮機１０を運転開始したときに遮断する位置にある弁体４２は、受圧端面４３１と底壁面４０２との間にある油膜による吸着力によって、遮断する位置から連通する位置へ向けて移動開始することを遅らせられる。固定容量型ピストン式圧縮機１０が運転開始した後の、油膜の吸着力に起因する遮断する位置から連通する位置への弁体４２の移動の遅れは、起動ショックの緩和に寄与する。

（３）背圧室４１２に溜まった油Ｙが背圧室４１２から排出されないとすると、弁体４２が遮断する位置に復帰できない。固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が開始されるときに、弁体４２が遮断する位置に復帰していないとすると、固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が開始されたときに圧縮される冷媒量は、弁体４２が遮断する位置に復帰している場合に比べて、多くなってしまい、起動ショックの緩和効果が得られない。

本実施形態では、固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が停止されると、背圧室４１２に溜まっている油Ｙは、連通する位置から遮断する位置への弁体４２の移動によって背圧通路４１３及び抜き通路４８から吸入室１４２へ排出される。そのため、固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が停止されると、弁体４２は、復帰バネ４７のばね力によって遮断する位置へ確実に戻される。

（４）互いに平行な受圧端面４３１と底壁面４０２とは面接触し、弁体４２が遮断する位置にあるときには、背圧室４１２に臨む弁孔４８１の開口を除いた底壁面４０２全体に油膜が生じる。受圧端面４３１と底壁面４０２とを互いに平行な平面とした構成は、油膜による吸着力を最大にし、遮断する位置から連通する位置への弁体４２の移動の遅れが大きくなる。受圧端面４３１と底壁面４０２とを互いに平行な平面とした構成は、起動ショックの緩和の寄与を高める上で好適な構成である。

（５）背圧室４１２に溜まった油Ｙは、背圧通路４１３と抜き通路４８とから吸入室１４２へ排出できる。そのため、背圧通路４１３の通路断面積は、吸入室１４２内の圧力を背圧室４１２へ波及させるのに必要な最小限の大きさに設定できる。これは、吸入室１４２内の油が背圧通路４１３へ流入し難くすることに寄与する。

（６）固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が停止されると、弁体４２が復帰バネ４７のばね力によって前記遮断する位置へ復帰する。復帰バネ４７の採用は、弁体４２を遮断する位置へ復帰させる上で簡便な構成である。

（７）冷媒と共に流動する油は、吸入室１４２の下部に溜まりやすい。背圧室４１２よりも上に背圧通路４１３の入口４１４を設けた構成は、背圧通路４１３への油の流入、つまり背圧室４１２への油の流入を少なくする上で好適である。

（８）弁体４２の筒内４４２の入口である導入口４４１は、弁体４２が遮断する位置にあるときには、筒内４１１に入り込んで遮蔽され、弁体４２が連通する位置にあるときには、筒内４１１外にあって吸入室１４２内に露出する。導入口４４１が筒内４１１に対して出入りする構成は、導入口４４１を大きくして導入通路の十分な通路断面積を確保する上で好適である。

次に、図５（ａ），（ｂ）の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
リヤハウジング１４には連絡室５３及び弁孔５４１が形成されており、連絡室５３内には磁性体からなる板形状の開閉プレート５５が弁孔５４１を開閉可能に収容されている。弁孔５４１は、連絡室５３と吸入室１４２とを隔てる隔壁５４に貫設されている。軸内通路３１の入口３１１は、シリンダブロック１２内の回転軸２１の端面２１３にあってリヤハウジング１４内の連絡室５３に開口している。

筒内４１１にはピストン部５６が嵌入されており、ピストン部５６には伝達ロッド５７が一体形成されている。伝達ロッド５７の先端には開閉プレート５５が止着されている。開閉プレート５５は、弁座面５４２に接離する。弁座面５４２に接する開閉プレート５５のシール面５５１は、平面に形成されている。つまり、開閉プレート５５が弁孔５４１を閉じたときには、開閉プレート５５のシール面５５１は、弁座面５４２に面接触している。ピストン部５６、伝達ロッド５７及び開閉プレート５５は、弁孔５４１を開閉する弁体５９を構成し、弁体５９は、筒内４１１に背圧室４１２を区画する。

円筒４１の周囲の内壁面４０１には円柱台５８が突設されており、背圧通路４１３の入口４１４が円柱台５８の端面上に開口している。円柱台５８の周面は、入口４１４の周りの一周する環状の降り段差５８１である。

ピストン部５６と隔壁５４との間には復帰バネ６０が介在されている。復帰バネ６０は、ピストン部５６を筒内４１１に押し込む方向へ付勢する。図５（ｂ）では弁体５９が弁孔５４１を開いて連絡室５３と吸入室１４２とを連通する位置にあり、図５（ａ）では弁体５９が弁孔５４１を閉じて連絡室５３と吸入室１４２との連通を遮断する位置にある。復帰バネ６０は、弁体５９を前記連通する位置から前記遮断する位置に向けて付勢している。

回転軸２１の端面２１３に対向する開閉プレート５５の背面には複数のストッパ５５２が突設されている。ストッパ５５２は、シリンダブロック１２の端面１２２に突設された筒部１２３の先端に接離可能である。弁体５９が図５（ｂ）に示す連通する位置に配置されている状態では、ストッパ５５２が筒部１２３の先端に当接しており、弁体５９が図５（ａ）に示す遮断する位置に配置されている状態では、ストッパ５５２が筒部１２３の先端から離れている。

固定容量型ピストン式圧縮機１０が運転停止状態にあるときには、弁体５９が復帰バネ６０のバネ力によって図５（ａ）に示す遮断する位置に配置され、吸入室１４２内の冷媒が連絡室５３へ流入不能である。この状態では、ピストン部５６の受圧端面５６１が底壁面４０２に面接触している。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が開始されると、軸内通路３１内の冷媒及び連絡室５３内の冷媒は、圧縮室２７１（図１参照）及び圧縮室２８１へ吸入されるため、この吸入作用により、軸内通路３１内及び連絡室５３内の圧力は、低くなる。つまり、軸内通路３１内及び連絡室５３内の圧力は、吸入室１４２内の圧力よりも低くなる。そのため、弁体５９が図５（ｂ）に示す連通する位置に配置され、吸入室１４２内の冷媒が弁孔５４１、連絡室５３及び軸内通路３１を経由して圧縮室２７１（図１参照）及び圧縮室２８１へ流入する。

弁体５９、復帰バネ６０、背圧室４１２及び背圧通路４１３は、圧縮機内の吸入室１４２（吸入圧領域）と導入通路の出口３１２（図１参照）及び出口３１３とを連通する状態と遮断する状態とに切り換えられる切り換え手段５２Ａを構成する。

第２の実施形態では、板形状の開閉プレート５５を収容する連絡室５３の容積を小さくできるため、第１の実施形態の場合と同様に起動ショックの緩和効果が高い。又、背圧通路４１３の入口４１４の周囲に降り段差５８１を設けたので、円筒４１の周囲の内壁面４０１を伝う油が背圧通路４１３へ入り難くなっている。つまり、背圧通路４１３の入口４１４の周囲に降り段差５８１を設けた構成は、吸入室１４２内の油を背圧室４１２へ流入し難くする。これは、弁体５９を遮断する位置へ確実に復帰させる上で好ましい。

次に、図６（ａ），（ｂ）の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
円筒４１にはピストン部６１がスライド可能に嵌入されており、ピストン部６１は、筒内４１１に背圧室４１２を区画する。ピストン部６１には伝達ロッド６２が連結されている。伝達ロッド６２は、軸内通路３１Ａ内に入り込んでいる。軸内通路３１Ａは、小径通路３１４と、小径通路３１４よりも大径の大径通路３１５とを備えている。小径通路３１４内の伝達ロッド６２の先端には円板６３が止着されており、大径通路３１５内の伝達ロッド６２には円筒形状の円周面体６４が止着されている。

円板６３は、回転軸２１の回転軸線２１０の方向へスライド可能に小径通路３１４に嵌入されており、円筒形状の円周面体６４は、回転軸２１の回転軸線２１０の方向へスライド可能、且つ出口３１３を開閉可能に大径通路３１５に嵌入されている。円筒形状の円周面体６４の筒内は、円板６３と円周面体６４との間の軸内通路３１Ａと、軸内通路３１Ａの入口３１１と円周面体６４との間の軸内通路３１Ａとを連通している。

図６（ｂ）に示すように、円周面体６４が出口３１３を閉じる位置にあるときには、円板６３は、軸内通路３１Ａ内において出口３１２よりも上流側にあり、軸内通路３１Ａの冷媒が出口３１２を介して圧縮室２７１へ流入不能である。図６（ａ）に示すように、円周面体６４が出口３１３を開く位置にあるときには、円板６３は、軸内通路３１Ａ内において出口３１２よりも下流側にあり、軸内通路３１Ａの冷媒が出口３１２を介して圧縮室２７１へ流入可能である。

小径通路３１４と大径通路３１５との間の段差３１６と円周面体６４との間には復帰バネ６５が介在されている。復帰バネ６５は、ピストン部６１を筒内４１１に押し込むように円板６３、円周面体６４、伝達ロッド６２及びピストン部６１の全体を背圧室４１２に向けて付勢している。

抜き通路４８Ａを構成する弁収容室４８３Ａにはボール弁体４９が自重によって弁孔４８１Ａを閉じ可能に収容されている。弁孔４８１Ａ、弁収容室４８３Ａ及びボール弁体４９は、背圧室４１２から抜き通路４８Ａへの流体の流れを許容する逆止弁Ｇ２を構成する。

背圧通路４１３の入口４１４は、円筒４１の周囲の内壁面４０１上に開口しており、背圧通路４１３の入口４１４の周囲には環状の溝６６が入口４１４を一周するように形成されている。溝６６の内側周面は、入口４１４の周りの一周する環状の降り段差６６１である。

固定容量型ピストン式圧縮機１０が運転停止状態にあるときには、円板６３及び円周面体６４は、復帰バネ６５のばね力によって図６（ｂ）に示す遮断する位置に保持される。この状態では、ピストン部６１の受圧端面６１１は、底壁面４０２に面接触している。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が開始されると、円板６３と軸内通路３１Ａの末端との間の空間３１７（軸内通路３１Ａの一部）内の冷媒が圧縮室２７１に吸入されて空間３１７内の圧力が低下する。そのため、円板６３及び円周面体６４は、復帰バネ６５のばね力に抗して図６（ｂ）に示す遮断する位置から図６（ａ）に示す連通する位置へ配置される。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が停止されると、円板６３及び円周面体６４は、復帰バネ６５のバネ力によって図６（ｂ）に示す遮断する位置に復帰する。背圧室４１２内に溜まった油は、ボール弁体４９を押し上げながら抜き通路４８Ａから吸入室１４２へ流出する。

円板６３、円周面体６４、伝達ロッド６２及びピストン部６１は、筒内４１１に背圧室４１２を区画する弁体を構成する。該弁体は、固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転状態と運転停止状態とに対応した空間３１７〔導入通路（軸内通路３１Ａ）の一部〕内の圧力の高低に応じて、圧縮機内の吸入室１４２（吸入圧領域）と前記導入通路の出口３１２，３１３とを連通する位置と遮断する位置とに切り換え配置される。該弁体、復帰バネ６５、背圧室４１２及び背圧通路４１３は、圧縮機内の吸入室１４２（吸入圧領域）と導入通路の出口３１２，３１３とを連通する状態と遮断する状態とに切り換えられる切り換え手段５２Ｂを構成する。

第３の実施形態では第１の実施形態と同様の効果が得られる。又、円板６３及び円周面体６４が遮断する位置にあるときに圧縮室２７１，２８１に流入可能な冷媒は、空間３１７内、出口３１２，３１３内及び連通路３２，３３内の冷媒のみであるため、起動ショックの緩和効果は、第１，２の実施形態の場合よりも高い。

ボール弁体４９は、自重で弁孔４８１Ａを閉じるため、逆止弁Ｇ２の構成は、第１，２の実施形態における逆止弁Ｇ１に比べて、簡素になる。更に、背圧通路４１３の入口４１４の周囲に降り段差６６１を設けたので、円筒４１の周囲の内壁面４０１を伝う油が背圧通路４１３へ入り難くなっている。つまり、背圧通路４１３の入口４１４の周囲に降り段差６６１を設けた構成は、吸入室１４２内の油を背圧室４１２へ流入し難くする。

次に、図７（ａ），（ｂ）の第４の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。
ピストン部４３の受圧端面４３１の裏側には収容筒部６７が形成されており、収容筒部６７内の弁収容室６７１にはボール弁体４９が収容されている。ピストン部４３には受圧端面４３１上に開口する弁孔４３２が形成されている。収容筒部６７の内周面にはサークリップ６８が取り付けられており、サークリップ６８とボール弁体４９との間には圧縮バネ５０が介在されている。ボール弁体４９は、弁孔４３２を開閉可能であり、圧縮バネ５０は、弁孔４３２を閉じる位置に向けてボール弁体４９を付勢している。弁収容室６７１は、円筒部４４の筒内４４２に連通しており、弁収容室６７１及び弁孔４３２は、背圧室４１２から筒内４４２内へ至る抜き通路６９を構成する。弁孔４３２、弁収容室６７１、ボール弁体４９及び圧縮バネ５０は、背圧室４１２から抜き通路６９への流体の流れを許容する逆止弁Ｇ３を構成する。

固定容量型ピストン式圧縮機１０が運転停止状態にあるときには、弁体４２が復帰バネ４７のばね力によって図７（ａ）に示す遮断する位置に保持される。この状態では、受圧端面４３１が底壁面４０２に面接触している。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が開始されると、弁体４２が復帰バネ４７のばね力と、受圧端面４３１と底壁面４０２との間の油膜による吸着力とに抗して図７（ａ）に示す遮断する位置から図７（ｂ）に示す連通する位置へ配置される。

固定容量型ピストン式圧縮機１０の運転が停止されると、弁体４２は、復帰バネ４７のバネ力によって図７（ａ）に示す遮断する位置に復帰する。背圧室４１２内に溜まった油は、ボール弁体４９を弁孔４３２から押し退けながら抜き通路６９から筒内４４２へ流出する。

第４の実施形態では第１の実施形態と同様の効果が得られる。
次に、図８の第５の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。

固定容量型ピストン式圧縮機１０Ａの全体ハウジングは、シリンダブロック１２とフロントハウジング１３とリヤハウジング１４とから構成されており、シリンダブロック１２とフロントハウジング１３との間の斜板室２４に斜板２３が収容されている。斜板２３に連係された片頭ピストン７０は、斜板２３の回転に伴ってシリンダボア２８内を往復動する。回転軸２１にはロータリバルブ３６がシリンダブロック１２に対応して設けられており、リヤハウジング１４には弁体４２、抜き通路４８及び逆止弁Ｇ１が設けられている。

第５の実施形態では第１の実施形態と同様の効果が得られる。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１ロータリバルブ３５及び第２ロータリバルブ３６を回転軸２１とは別体に形成してもよい。

○背圧室４１２の最下位部に抜き通路が開口するようにしてもよい。
○第１の実施形態において、受圧端面４３１を円錐面形状の凹面とし、底壁面４０２を円錐面形状の凸面とし、凹面と凸面とが面接触するようにしてもよい。このようにすれば、受圧端面４３１の面積が増え、油膜による密着力が増す。

前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔１〕前記導入通路は、前記ロータリバルブの端面に入口を有すると共に、前記ロータリバルブの周面に出口を有し、前記導入通路は、前記回転軸の内部に前記回転軸の回転軸線の方向に延びる軸内通路を有し、前記導入通路の出口は、前記回転軸の周面を貫通して前記軸内通路に連通しており、前記弁体は、前記導入通路の入口から前記導入通路内を前記回転軸線の方向へスライド可能に前記軸内通路内に嵌入されており、前記弁体は、前記軸内通路内を前記回転軸線の方向へ移動されて前記連通する位置と前記遮断する位置とに切り換え配置され、前記遮断する位置は、前記弁体が前記軸内通路から前記導入通路の出口を遮断する位置である請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。

第１の実施形態を示す圧縮機全体の側断面図。 （ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図。（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線断面図。 部分拡大側断面図。 部分拡大側断面図。 （ａ），（ｂ）は、第２の実施形態を示す部分拡大側断面図。 （ａ），（ｂ）は、第３の実施形態を示す部分拡大側断面図。 （ａ），（ｂ）は、第４の実施形態を示す部分側断面図。 第５の実施形態を示す圧縮機全体の側断面図。

符号の説明

１０，１０Ａ…固定容量型ピストン式圧縮機。１１，１２…シリンダブロック。１３１，１４１…吐出圧領域としての吐出室。１４…リヤハウジング。１４２…圧縮機内の吸入圧領域としての吸入室。２１…回転軸。２１０…回転軸線。２３…カム体としての斜板。２５…電磁クラッチ。２６…外部駆動源としての車両エンジン。２７，２８…シリンダボア。２７１，２８１…圧縮室。２９…両頭ピストン。３１，３１Ａ…導入通路を構成する軸内通路。３１１…入口。３１２，３１３…出口。３５…第１ロータリバルブ。３６…第２ロータリバルブ。４０２…平面の底壁面。４１２…背圧室。４１３…背圧通路。４１４…入口。４２，５９…弁体。４３，５６，６１…ピストン部。４３１…平面の受圧端面。４７，６０，６５…復帰バネ。４８，４８Ａ，６９…抜き通路。５２，５２Ａ，５２Ｂ…切り換え手段。５８１，６６１…降り段差。７０…片頭ピストン。Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…逆止弁。

Claims (10)

1. 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が収容されており、前記ピストンが前記回転軸と一体化されたカム体を介して前記回転軸の回転に連動されており、前記ピストンによって前記シリンダボア内に区画される圧縮室に吸入圧領域から冷媒を導入するための導入通路を有するロータリバルブを備え、前記ロータリバルブは、前記回転軸と一体的に回転し、前記回転軸は、クラッチを介して外部駆動源に連結される固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造において、
   圧縮機内の吸入圧領域と前記導入通路の出口とを連通する状態と遮断する状態とに切り換えられる切り換え手段が設けられており、前記切り換え手段は、前記圧縮機内の吸入圧領域と前記導入通路の出口とを連通する位置と遮断する位置とに切り換え配置される弁体と、前記連通する位置から前記遮断する位置へ前記弁体を戻す復帰バネと、前記弁体によって区画される背圧室と、前記圧縮機内の吸入圧領域と前記背圧室とを連通する背圧通路とを備え、前記背圧室と吸入圧領域とは、抜き通路によって連通されており、前記背圧室から前記抜き通路への流体の流れを許容する逆止弁が設けられている固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
2. 前記弁体は、前記背圧室を区画するピストン部を有し、前記背圧室は、底壁面を有し、前記背圧室の圧力を受ける前記ピストン部の受圧端面は、前記背圧室の底壁面に面接触する請求項１に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
3. 前記受圧端面と前記底壁面とは、互いに平行な平面である請求項２に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
4. 前記抜き通路の入口は、前記底壁面上に開口している請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
5. 前記弁体は、前記回転軸の軸線の方向に移動して前記連通する位置と前記遮断する位置とに切り換え配置される請求項４に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
6. 前記抜き通路は、前記固定容量型ピストン式圧縮機を構成するハウジングを貫通して前記圧縮機内の吸入圧領域に連通されている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
7. 前記背圧通路の入口は、前記背圧室よりも上にある請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
8. 前記背圧通路の入口の周りを一周する降り段差が設けられている請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
9. 前記切り換え手段が前記遮断する状態にあるときには、前記弁体は、前記導入通路の入口を前記圧縮機内の吸入圧領域から遮断する位置に配置される請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
10. 前記シリンダボアを形成するシリンダブロックにリヤハウジングが連結されており、前記リヤハウジング内には吸入室が形成されており、前記弁体は、前記リヤハウジング内に設けられている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の固定容量型ピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。

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