JPH07107385B2 - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷暖房兼用空気調和装置等に使用される斜板
式圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来の斜板式圧縮機においては、第６図に示すように、
ケーシング（ａ）内に主軸（ｂ）を介してロータ（ｂ）
が回転自在に支持され、該ロータ（ｃ）にはロータ
（ｃ）を貫通するシリンダボア（ｄ）内にピストン
（ｅ）が嵌入されて該シリンダボア（ｄ）の上部に圧縮
室（ｆ）が形成され、上記ケーシング（ａ）内底部に
は、ロータ（ｃ）におけるピストン（ｅ）の突出側端面
に所定間隔を存して対面し、かつ上記ピストン（ｅ）の
端面が摺動する斜板（ｇ）が傾斜して設けられる一方、
ケーシング（ａ）内の上部と上記ロータ（ｃ）の圧縮室
（ｆ）側との間には吸込口（ｈ）と吐出口（ｉ）とが１
つ宛開設された弁板（ｊ）が介設されて構成されてい
る。そして、上記ロータ（ｃ）を回転すると、ピストン
（ｅ）が斜板（ｇ）の傾斜によってシリンダボア（ｄ）
内を上下動し、吸込口（ｈ）より圧縮室（ｆ）に流入し
た液体を圧縮して吐出口（ｉ）より吐出している。

（発明が解決しようとする課題） 上述した斜板式圧縮機においては、吸込口（ｈ）及び吐
出口（ｉ）はそれぞれ一つ設けられているのみで、流体
の流れ方向は常に一定であった。しかしながら、これで
は、第６図に示すように、斜板式圧縮機（ｃ），室外熱
交換器（ｌ），膨張弁（ｍ），室内熱交換器（ｎ）を有
する冷暖房兼用空気調和装置のように、冷房時と暖房時
とで冷媒、すなわち被圧縮流体の循環方向を逆転するシ
ステムに上記斜板式圧縮機を使用する場合には、四路切
換弁（ｋ）が必要となり、部品点数が多くなり、冷媒回
路が複雑、高価になるという問題があった。しかも、上
記四路切換弁そのものの支持及び配管の支持等も困難さ
が増大する上に、四路切換弁（ｋ）からの冷媒の漏洩等
が生じる可能性があるという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、圧縮機本
体に四路切換弁の機能を持たせることにより多機能化を
図り、冷媒回路等の簡素化を図れるようにすることを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、請求項（１）に係る発明が講
じた手段は、第２図及び第４図に示すように、先ず、ケ
ーシング（４）に主軸（３）を介して正逆転自在に支持
されたロータ（１）が設けられ、該ロータ（１）にはロ
ータ（１）を貫通してシリンダボア（５）が形成される
と共に、該シリンダボア（５）内に摺動自在に嵌入され
てシリンダボア（５）内に圧縮室（20）を形成するピス
トン（６）が設けられている。そして、上記ロータ
（１）におけるピストン（６）の突出端面側には該端面
と所定間隔を存して対面し、かつ、上記ピストン（６）
の先端が摺接移動する斜板（７）が上記端面に対し傾斜
して設けられている。更に、上記ロータ（１）における
圧縮室（20）側端面には該端面に密接して上記ロータ
（１）の正転時に設定される正転側定位置と、逆転時に
設定される逆転側定位置との２つの定位置に摺動可能な
弁板（９）が設けられている。その上、第１図及び第３
図に示すように該弁板（９）には、該弁板（９）の正転
側定位置と逆転側定位置との両設定時において少なくと
もシリンダボア（５）に対するピストン（６）の最突出
位置にて圧縮室（20）が連通する１つの吸込口（21）が
開設されている。加えて、上記弁板（９）には該弁板
（９）を正転側定位置に設定すると、シリンダボア
（５）に対するピストン（６）の最没入位置近傍にて圧
縮室（20）が連通する正転側吐出口（22）と、逆転側定
位置に設定すると、シリンドボア（５）に対するピスト
ン（６）の最没入位置近傍にて圧縮室（20）が連通する
逆転側吐出口（23）とが開設された構成としている。

また、請求項（２）に係る発明が講じた手段は、請求項
（１）の発明において、上記弁板（９）は平面視略長円
形に形成されて長径方向に摺動自在に設けられ、中央部
に上記吸込口（22）が短径方向に開設される一方、短径
方向の一側部に正転側吐出口（22）と逆転側吐出口（2
3）とが上記吸込口（21）の両側方に位置して開設され
た構成としている。

（作用） 上記構成により、請求項（１）に係る発明では、ロータ
（１）を回転すると、ピストン（６）が、例えば上記シ
リンダボア（５）内のスプリング（８）のバネ力により
斜板（７）に押圧されつつ主軸（３）を中心に回転する
と共に、斜板（７）の傾斜に沿ってシリンダボア（５）
内を往復摺動し、圧縮室（20）容積が膨張又は収縮す
る。

そして、上記ロータ（１）の正回転時においては、弁板
（９）が正転側定位置に設定され、吸込口（21）及び正
転側吐出口（22）が圧縮室（20）に連通することにな
り、該吸込口（21）より流体が圧縮室（20）に流入して
圧縮された後、正転側吐出口（22）より吐出されること
になる。

一方、上記ロータ（１）の逆回転時においては、弁板
（９）は逆転側定位置に設定され、例えば、請求項
（２）に係る発明では、弁板（９）を長径方向に摺動し
て逆転側定位置に設定され、吸込口（21）及び逆転側吐
出口（23）が圧縮室（20）に連通することになり、該吸
込口（21）より流体が圧縮室（20）に流入して圧縮され
た後、逆転側吐出口（23）より吐出されることになる。

従って、上記弁板（９）を二位置に設定することにより
流体の流通方向を逆転することができるので、圧縮機自
体に四路切換弁機能を具備させることができる。

（実施例） 以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第２図及び第４図に示すように、（ｃ）は冷房サイクル
と暖房サイクルとに可逆運転可能な冷媒循環回路などに
設けられる密閉型の斜板式圧縮機であって、複数個のピ
ストン（６），（６），…が一体に組込まれたモータ
（Ｍ）がケーシング（４）内に収納されて構成されてい
る。そして、該モータ（Ｍ）はステータ（２）がケーシ
ング（４）の側面に取付けられると共に、ロータ（１）
が該ステータ（２）に嵌挿されて成り、該ロータ（１）
が上記ケーシング（４）に上下方向の主軸（３）を介し
て正逆転自在に支持されている。更に、上記ロータ
（１）には、両端面間を貫通する複数個のシリンダボア
（５），（５），…が形成されると共に、該シリンダボ
ア（５），（５），…内にはピストン（６）が上下方向
に摺動自在に嵌入されてシリンダボア（５）内の上部に
圧縮室（20）が形成されている。そして、上記ピストン
（６）は、シリンダボア（５）内に設けられたスプリン
グ（８）により下方へ付勢されている。

また、上記ケーシング（４）内の下面板（42）上には斜
板（７）が上記ロータ（１）におけるピストン（６）の
突出側端面（下端面）と所定間隔を存して対面して設け
られ、該斜板（７）は上記ピストン（６）の先端が摺接
移動すると共に、上記ロータ（１）の下端面に対し傾斜
するよう形成されている。

更に、上記ケーシング（４）の上面板（41）とロータ
（１）の圧縮室（20）の側端面（上端面）との間には弁
板（９）が該上端面で密接して介設されている。該弁板
（９）は上記斜板（７）の傾斜方向に対して直角方向に
長い略長円形の平板で形成され、長径方向に摺動自在に
設けられている。そして、上記弁板（９）は、第１図に
示すように、ロータ（１）が時計方向の正回転時に該ロ
ータ（１）が弁板（９）の左側に位置する正転側定位置
と、第３図に示すように、ロータ（１）が反時計方向の
逆回転時に該ロータ（１）が弁板（９）の右側に位置す
る逆転側定位置とに移動設定自在に構成されている。

また、上記弁板（９）には、１つの吸込口（21）と、ロ
ータ（１）が正転時に圧縮室（20）が連通する正転側吐
出口（22）と、逆転時に圧縮室（20）が連通する逆転側
吐出口（23）と、上記主軸（３）が貫通する軸孔（21
s）とが穿設されている。

該吸込口（21）は、上記弁板（９）の中央部に、短径方
向の両端部に亘って矩形状に形成され、該弁板（９）の
両定位置の何れの設定状態においても膨張行程の圧縮室
（20）に連通するように構成されている。つまり、上記
シリンダボア（５）に対するピストン（６）の最没入位
置近傍から最突出位置近傍に至る行程での圧縮室（20）
に連通するように構成されている。

上記両吐出口は、弁板（９）の短径方向の側部で、且
つ、吸込口（21）の両側方に開設されており、上記正転
側吐出口（22）は、第１図に示すように、弁板（９）が
正転側定位置に設定されると、シリンダボア（５）に対
するピストン（６）の最没入位置近傍の圧縮室（20）に
連通するよう構成されている。一方、上記逆転側吐出口
（23）は、第３図に示すように、弁板（９）が逆転側定
位置に設定されると、シリンダボア（５）に対するピス
トン（６）の最没入位置近傍の圧縮室（20）に連通する
よう構成されている。

また、上記軸孔（21s）は、弁板（９）の中央部に長径
方向に、上記吸込口（21）と直交して形成され、該吸込
口（21）と併せて冷媒を圧縮室（20）に導くように構成
されている。そして、該軸孔（21s）は、第１図に示す
ように、弁板（９）が正転側定位置に設定されると、主
軸（３）が左側に、第３図に示すように、逆転側定位置
に設定されると、主軸（３）が右側に位置するように形
成されている。

一方、上記ケーシング（４）の上面板（41）には、第２
図及び第４図に示すように、冷媒が流出入する第１開孔
（43）と第２開孔（44）とが１つ宛形成されている。そ
して、該両開孔（43），（44）は上記ピストン（６）が
ロータ（１）に没入して圧縮室（20）を形成する側のケ
ーシング（４）側部に開設されており、上記弁板（９）
の正転側定位置の設定時に第１開孔（43）が吸込口（2
1）に、第２開孔（44）が正転側吐出口（22）に連通
し、逆に、上記弁板（９）の逆転側定位置の設定時に第
２開孔（44）が吸込口（21）に、第１開孔（43）が逆転
側吐出口（23）に連通するように構成されている。

次に、この斜板式圧縮機（ｃ）の圧縮動作を説明する。

先ず、ロータ（１）の正転時においては、第１図に示す
ように、弁板（９）が正転側定位置に設定され、ロータ
（１）の正回転により、シリンダボア（５）に対するピ
ストン（６）の最没入状態より、該ピストン（６）がス
プリング（８）のバネ力で突出行程（膨張行程）に移る
と、吸込口（21）が圧縮室（20）に連通し、流体、例え
ば冷媒が第１開口（43）より圧縮室（20）に流入する。

その後、ロータ（１）が回転し、上記シリンダボア
（５）がピストン（６）の最突出点近傍に回動すると、
上記圧縮室（20）は弁板（９）により閉鎖される。

そして、ロータ（１）の回転に伴い、シリンダボア
（５）内でピストン（６）は斜板（７）の傾斜に沿って
上昇し、この上昇により、圧縮室（20）内の流体が圧縮
される。

更に、ロータ（１）の回転が進み、上記シリンダボア
（５）がピストン（６）の最没入点近傍に回動したと
き、上記シリンダボア（５）内の圧縮室（20）は、弁板
（９）の正転側吐出口（22）に至り、該正転側吐出口が
圧縮室（20）に連通し、該正転側吐出口（22）より第２
開孔（44）を介して外部に吐出される。

更にロータ（１）の回転がすすむと、上記圧縮室（20）
は、一旦、弁板（９）で閉鎖された後、上述のごとく、
再び吸込口（21）に連通し、順次上述の動作が繰り返さ
れる。

次に、ロータ（１）を逆回転する場合には、第３図に示
すように、弁板（９）を長径方向に移動し、逆転側定位
置に設定する。この弁板（９）の移動により、正転側吐
出口（22）はロータ（１）の側方に逃げ、第１開孔（4
3）が逆転側吐出口（23）を介して圧縮室（20）に連通
することになる。つまり、吸込口（21）は正転時と同様
に膨張行程の圧縮室（20）に連通し、該吸込口（21）を
介して第２開孔（44）が圧縮室（20）に連通することに
なり、ロータ（１）が回転してピストン（６）がシリン
ダボア（５）に最も没入すると、圧縮室（20）が逆転側
吐出口（23）に連通することになり、この動作を繰り返
して流体を圧縮する。従って、上記ロータ（１）の正転
時と逆転時とで冷媒の流れ方向が逆転することになり、
例えば、冷媒循環回路における四路切換弁を省略するこ
とができ、部品点数を減少することができると共に、回
路の簡素化を図ることができる。

第５図は他の実施例を示し、本実施例は、開放型の斜板
式圧縮機（ｃ）を示し、モータ（Ｍ′）がケーシング
（４）の外部に設けられたものであり、主軸（31）の一
端がケーシング（４）外に延長され、該主軸（31）の外
端部にモータ（Ｍ′）が連結されている。一方、ケーシ
ング（４）内では、上記主軸（３）にピストン（６）が
挿入せられたシリンダボア（５）を有するロータ（11）
が取り付けられると共に、該主軸（31）はケーシング下
面板（42）に片持ち支持されている。従って、上記弁板
（９）には軸孔（21s）が設けられていない。

その他の構成及び作用，効果は、前実施例と同じであ
る。

尚、本発明に係る斜板式圧縮機の用途は、冷暖房兼用空
気調和機に限られるものではなく、広く産業一般に適用
できるのは勿論である。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、２つの吐出口を有す
る弁板を移動可能に設け、その移動とロータの正逆転に
より流体の流れ方向を変更可能に構成したために、圧縮
機自体に四路切換弁機能を具備させることができるの
で、例えば、冷媒循環回路の部品点数を少なくすること
ができると共に、構造を簡素にすることができる。

更に、四路切換弁の支持も不要となり、且つ、冷媒ガス
等の漏洩の懸念もなくなる等の効果を発揮することにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示し、第１図はモー
タ正転時の弁板の位置を示す斜板式圧縮機の水平断面
図、第２図は第１図Ａ−Ａ線における同断面図、第３図
はモータ逆転時の弁板の位置を示す同水平断面図、第４
図は第３図Ｂ−Ｂ線における同断面図、第５図は他の実
施例を示す斜板式圧縮機の中央断面図である。第６図は
従来技術の斜板式圧縮機の縦断面及び冷暖房兼用空気調
和装置の系統を示す図である。 （１），（11）……ロータ、（３），（31）……主軸、
（４）……ケーシング、（５）……シリンダボア、
（６）……ピストン、（７）……斜板、（９）……弁
板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（４）に主軸（３）を介して正
   逆転自在に支持されたロータ（１）と、該ロータ（１）
   を貫通して形成されたシリンダボア（５）と、該シリン
   ダボア（５）内に摺動自在に嵌入されてシリンダボア
   （５）内に圧縮室（20）を形成するピストン（６）と、
   上記ロータ（１）におけるピストン（６）の突出端面側
   に該端面と所定間隔を存して対面し、かつ該端面に対し
   て傾斜して設けられ、上記ピストン（６）の先端が摺接
   移動する斜板（７）と、上記ロータ（１）における圧縮
   室（20）側端面に密接して設けられ、上記ロータ（１）
   の正転時に位置する正転側定位置と逆転時に位置する逆
   転側定位置とに設定移動自在な弁板（９）と、該弁板
   （９）に開設され、該弁板（９）の正転側定位置と逆転
   側定位置との両設定時において少なくともシリンダボア
   （５）に対するピストン（６）の最突出位置にて圧縮室
   （20）が連通する１つの吸込口（21）と、上記弁板
   （９）に開設され、該弁板（９）を正転側定位置に設定
   すると上記シリンダボア（５）に対するピストン（６）
   の最没入位置近傍にて圧縮室（20）が連通する正転側吐
   出口（22）と、上記弁板（９）に開設され、該弁板
   （９）を逆転側定位置に設定すると上記シリンダボア
   （５）に対するピストン（６）の最没入位置近傍にて圧
   縮室（20）が連通する逆転側吐出口（23）とを備えてい
   ることを特徴とする斜板式圧縮機。
2. 【請求項２】弁板（９）は、平面視略長円形に形成され
   て長径方向に摺動自在に設けられ、中央部に吸込口（2
   1）が短径方向に開設される一方、短径方向の一側部に
   正転側吐出口（22）と逆転側吐出口（23）とが上記吸込
   口（21）の両側方に位置して開設されていることを特徴
   とする請求項（１）記載の斜板式圧縮機。