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公開番号2021161959
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211011
出願番号2020065264
出願日20200331
発明の名称圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04C 18/344 20060101AFI20210913BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】径方向への大型化を抑制できる圧縮機を提供すること。
【解決手段】圧縮機10は、回転体リング部70に設けられ、且つシリンダ内周面31に対して径方向の内側に位置し、圧縮室A4,A5にて圧縮された圧縮流体が導入される吐出凹部71を備えている。圧縮機10は、回転体面71a,72aに開口することによって圧縮室A4,A5と吐出凹部71とを連通させる吐出ポートと、回転体筒部61の内部に挿入され、当該回転体筒部61と一体回転する回転軸12と、を備えている。回転軸12は、軸方向Zに延びて吐出室A1に連通する軸内通路171、及び軸内通路171と吐出凹部71とを連通させる連通孔172を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
回転軸線を中心に回転するものであって、前記回転軸線を中心軸線とする回転体筒部と、前記回転体筒部から径方向外側に向けて突出している回転体リング部と、を備え、前記回転軸線に対して交差している回転体面を前記回転体リング部に有する回転体と、
回転しないものであって、前記回転体面と前記回転軸線の延びる軸方向に対向する固定体面、及び、前記径方向に対して交差している固定体外周面を有する固定体と、
前記回転体及び前記固定体を収容するものであって、前記固定体外周面に対して前記径方向に対向するシリンダ内周面を有し、前記回転体と一体回転するシリンダと、
前記回転体リング部に形成された複数のベーン溝に挿入され、前記回転体の回転に伴って前記軸方向に移動しながら回転する複数のベーンと、
前記シリンダ内周面、前記回転体面及び前記固定体面を用いて区画され、前記ベーンが前記軸方向に移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室と、
前記軸方向に沿って前記回転体筒部よりも外側に区画される吐出室と、
前記回転体リング部に設けられ、且つ前記シリンダ内周面に対して前記径方向の内側に位置し、前記圧縮室にて圧縮された圧縮流体が導入される吐出凹部と、
前記回転体面に開口することによって前記圧縮室と前記吐出凹部とを連通させる吐出ポートと、
前記回転体筒部の内部に挿入され、当該回転体筒部と一体回転する通路形成軸部材と、を備え、
前記通路形成軸部材は、前記軸方向に延びて前記吐出室に連通する軸内通路、及び前記軸内通路と前記吐出凹部とを連通させる連通孔を有することを特徴とする圧縮機。
続きを表示(約 790 文字)【請求項2】
前記固定体としてフロント固定体及びリア固定体を備え、
前記回転体リング部は、前記フロント固定体と前記リア固定体との間に配置され、
前記回転体リング部は、前記回転体面としてのフロント回転体面に開口する前記吐出ポートとしてのフロント吐出ポートを備えるとともに、前記回転体面としてのリア回転体面に開口する前記吐出ポートとしてのリア吐出ポートを備え、
前記フロント固定体は、前記固定体面として、前記フロント回転体面と前記軸方向に対向するフロント固定体面を有し、
前記リア固定体は、前記固定体面として、前記リア回転体面と前記軸方向に対向するリア固定体面を有し、
前記フロント固定体面は、フロント固定体当接面を含み、
前記リア固定体面は、リア固定体当接面を含み、
前記フロント固定体当接面と前記リア固定体当接面とが前記周方向にずれていることにより、前記フロント回転体面と前記フロント固定体当接面との当接箇所であるフロント当接箇所と、前記リア回転体面と前記リア固定体当接面との当接箇所であるリア当接箇所とが前記周方向にずれており、
前記圧縮機は、
前記圧縮室として、前記シリンダ内周面、前記フロント回転体面及び前記フロント固定体面を用いて区画されたフロント圧縮室、並びに、前記シリンダ内周面、前記リア回転体面及び前記リア固定体面を用いて区画されたリア圧縮室と、を備えている請求項1に記載の圧縮機。
【請求項3】
前記吐出ポートを開閉する吐出弁を備え、前記吐出弁は、長手方向の第1端部が前記回転体リング部に固定され、前記長手方向の第2端部において前記吐出ポートを開閉する長板状であり、前記吐出弁は、前記長手が前記回転体リング部の周方向に沿うように延びている請求項1又は請求項2に記載の圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、圧縮機に関する。
続きを表示(約 6,900 文字)【背景技術】
【0002】
例えば特許文献1に示すように、回転軸と、ベーン溝としての複数のスリット溝が形成された回転体としてのロータと、複数のスリット溝に摺動可能に嵌め込まれた複数のベーンと、固定体面としてのカム面が形成されたサイドプレートと、を備えたアキシャルベーン型圧縮機について記載されている。特許文献1に記載のアキシャルベーン型圧縮機では、回転軸及びロータの回転に伴い複数のベーンが回転軸の軸方向に移動しながら回転することによって、回転体面としてのロータの軸方向端面とカム面とを用いて区画された圧縮室にて流体の吸入及び圧縮が行われる。また、特許文献1には、固定体としてのサイドプレートに、吐出ポートとしての吐出冷媒通路が形成されている点について記載されている。また、特許文献1には、吐出冷媒通路に連通する吐出室が回転軸の軸周りに円環状に形成されるとともに、吐出室に連通する吐出口としての冷媒吐出口がミドルハウジングの側面に設けられる点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2018−44483号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、圧縮室にて圧縮された流体がミドルハウジングの側面に設けられた冷媒吐出口から吐出される構成において、圧縮機が径方向へ大型化することが懸念される。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、径方向への大型化を抑制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】
【0005】
上記問題点を解決するための圧縮機は、回転軸線を中心に回転するものであって、前記回転軸線を中心軸線とする回転体筒部と、前記回転体筒部から径方向外側に向けて突出している回転体リング部と、を備え、前記回転軸線に対して交差している回転体面を前記回転体リング部に有する回転体と、回転しないものであって、前記回転体面と前記回転軸線の延びる軸方向に対向する固定体面、及び、前記径方向に対して交差している固定体外周面を有する固定体と、前記回転体及び前記固定体を収容するものであって、前記固定体外周面に対して前記径方向に対向するシリンダ内周面を有し、前記回転体と一体回転するシリンダと、前記回転体リング部に形成された複数のベーン溝に挿入され、前記回転体の回転に伴って前記軸方向に移動しながら回転する複数のベーンと、前記シリンダ内周面、前記回転体面及び前記固定体面を用いて区画され、前記ベーンが前記軸方向に移動しながら回転することによって流体の吸入及び圧縮が行われる圧縮室と、前記軸方向に沿って前記回転体筒部よりも外側に区画される吐出室と、前記回転体リング部に設けられ、且つ前記シリンダ内周面に対して前記径方向の内側に位置し、前記圧縮室にて圧縮された圧縮流体が導入される吐出凹部と、前記回転体面に開口することによって前記圧縮室と前記吐出凹部とを連通させる吐出ポートと、前記回転体筒部の内部に挿入され、当該回転体筒部と一体回転する通路形成軸部材と、を備え、前記通路形成軸部材は、前記軸方向に延びて前記吐出室に連通する軸内通路、及び前記軸内通路と前記吐出凹部とを連通させる連通孔を有することを要旨とする。
【0006】
かかる構成によれば、回転体リング部の吐出凹部は、軸内通路及び連通孔を介して吐出室に連通している。このため、圧縮室にて圧縮された圧縮流体は、軸方向に回転体リング部を貫通して吐出凹部に流れた後、吐出凹部よりも径方向内側の連通孔及び軸内通路を流れて吐出室に流れる。したがって、圧縮室にて圧縮された圧縮流体が圧縮室から径方向の外側に向けて流れる場合、つまり、回転体よりも径方向の外側に吐出室が形成されている場合と比べると、圧縮機の径方向への大型化を抑制できる。
【0007】
圧縮機について、前記固定体としてフロント固定体及びリア固定体を備え、前記回転体リング部は、前記フロント固定体と前記リア固定体との間に配置され、前記回転体リング部は、前記回転体面としてのフロント回転体面に開口する前記吐出ポートとしてのフロント吐出ポートを備えるとともに、前記回転体面としてのリア回転体面に開口する前記吐出ポートとしてのリア吐出ポートを備え、前記フロント固定体は、前記固定体面として、前記フロント回転体面と前記軸方向に対向するフロント固定体面を有し、前記リア固定体は、前記固定体面として、前記リア回転体面と前記軸方向に対向するリア固定体面を有し、前記フロント固定体面は、フロント固定体当接面を含み、前記リア固定体面は、リア固定体当接面を含み、前記フロント固定体当接面と前記リア固定体当接面とが前記周方向にずれていることにより、前記フロント回転体面と前記フロント固定体当接面との当接箇所であるフロント当接箇所と、前記リア回転体面と前記リア固定体当接面との当接箇所であるリア当接箇所とが前記周方向にずれており、前記圧縮機は、前記圧縮室として、前記シリンダ内周面、前記フロント回転体面及び前記フロント固定体面を用いて区画されたフロント圧縮室、並びに、前記シリンダ内周面、前記リア回転体面及び前記リア固定体面を用いて区画されたリア圧縮室と、を備えていてもよい。
【0008】
かかる構成によれば、フロント圧縮室にて圧縮された圧縮流体は、フロント吐出ポートを軸方向に通過して吐出凹部に吐出され、リア圧縮室にて圧縮された圧縮流体は、リア吐出ポートを軸方向に通過して吐出凹部に吐出される。つまり、圧縮流体が両圧縮室から吐出凹部に至るまでの軸方向への吐出経路の長さは同じ又は僅かに異なるだけである。例えば、フロント圧縮室から吐出凹部に至るまでの軸方向への吐出経路の長さと、リア圧縮室から吐出凹部に至るまでの軸方向への吐出経路の長さとが異なる場合と比べると、吐出経路の長さの違いに起因した吐出脈動を無くすことができる。
【0009】
圧縮機について、前記吐出ポートを開閉する吐出弁を備え、前記吐出弁は、長手方向の第1端部が前記回転体リング部に固定され、前記長手方向の第2端部において前記吐出ポートを開閉する長板状であり、前記吐出弁は、前記長手が前記回転体リング部の周方向に沿うように延びていてもよい。
【0010】
かかる構成によれば、吐出弁の長手が回転体リング部の径方向に延びるようにした場合、長板状の吐出弁の第1端部を固定体リング部に固定するには、回転体リング部を大径化しなくてはならない。しかし、吐出弁の長手が回転体リング部の周方向に沿うようにすることで、第1端部を固定体リング部に固定しても回転体リング部が大径化しなくて済む。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、径方向への大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
実施形態の圧縮機の概要を示す概略図。
実施形態の主要な構成の分解斜視図。
図2とは反対側から見た主要な構成の分解斜視図。
実施形態の圧縮機における主要な構成の断面図。
シリンダの断面図。
図1の6−6線断面図。
フロント固定体を示す斜視図。
ベーンが半回転するときのベーンの速度、加速度、及び位置を表すグラフ。
ベーンが半回転するときのベーンの速度、加速度、及び位置を表すグラフ。
3枚のベーンの加速度の関係を表すグラフ。
図1の11−11線断面図。
図1の12−12線断面図。
回転体、両固定体、及びベーンを模式的に示す展開図。
回転体、両固定体、及びベーンを模式的に示す展開図。
フロント連通路の入口が閉じられた状態を示す展開図。
フロント連通路の入口が閉じられた状態を示す模式的に示す断面図。
フロント連通路が連通した状態を示す展開図。
フロント連通路の入口が閉じられた状態を示す展開図。
フロント連通路の入口が閉じられた状態を示す模式的に示す断面図。
別形態においてフロント連通路の入口が閉じられた状態を示す模式的に示す断面図。
フロント連通路が連通した状態を示す展開図。
フロント連通凹部と出口が連通した状態を示す断面図。
フロント連通凹部と出口が連通した状態を示す展開図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、圧縮機の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、本実施形態の圧縮機は、例えば車両用であり、詳細には車両に搭載されて使用される。圧縮機は、例えば車両用空調装置に用いられるものであり、本圧縮機の圧縮対象の流体はオイルを含む冷媒である。なお、図示の都合上、図1については回転軸12、回転体60、両固定体90,110を側面図で示す。
【0014】
図1に示すように、圧縮機10は、ハウジング11と、回転軸12と、電動モータ13と、インバータ14と、シリンダ30と、リアプレート40と、回転体60と、フロント固定体90と、リア固定体110と、を備えている。
【0015】
ハウジング11は、例えば全体として筒状であり、外部からの吸入流体が吸入される吸入口11a及び吐出口11bを有している。回転軸12、電動モータ13、インバータ14、シリンダ30、回転体60、両固定体90,110は、ハウジング11内に収容されている。
【0016】
ハウジング11は、フロントハウジング21と、リアハウジング22と、インバータカバー25と、吐出カバー26と、リアプレート40と、を備えている。
フロントハウジング21は、有底筒状であり、リアハウジング22に向けて開口している。吸入口11aは、例えばフロントハウジング21の側壁部のうち開口端部よりも底部側の位置に設けられている。但し、吸入口11aの位置は任意である。
【0017】
リアハウジング22は、リアプレート40と協働して両固定体90,110及び回転体60を収容する収容室A3を区画するのに用いられる。リアハウジング22は、有底筒状であり、リアプレート40に向けて開口している。
【0018】
リアハウジング22は、リアハウジング底部23と、リアハウジング底部23からリアプレート40に向けて起立したリアハウジング側壁部24と、を有している。フロントハウジング21とリアハウジング22とは、フロントハウジング21の開口端部とリアハウジング底部23の底部とが向き合う状態でユニット化されている。
【0019】
図1及び図2に示すように、リアハウジング底部23には、回転軸12が挿通可能なフロント挿通孔23cが形成されており、回転軸12は、フロント挿通孔23cに挿通されている。
【0020】
図1に示すように、リアハウジング側壁部24は、内周面であるリアハウジング内周面24aと、リアハウジング内周面24aとは反対側に配置された外周面としてのリアハウジング外周面24bと、を有している。リアハウジング内周面24a及びリアハウジング外周面24bは、例えば軸方向Zを軸線方向とする円筒面である。リアハウジング内周面24aは、シリンダ30の外周面と径方向Rに離間している。
【0021】
インバータカバー25は、フロントハウジング21に対してリアハウジング22側とは反対側に配置されている。インバータカバー25は、フロントハウジング21の底部に突き合せられた状態でフロントハウジング21に固定されている。インバータカバー25内には、インバータ14が収容されている。インバータ14は、電動モータ13を駆動させるものである。
【0022】
吐出カバー26は、リアプレート40に対してリアハウジング22側とは反対側に配置されている。吐出カバー26は、カバー底部26aと、カバー底部26aからリアプレート40に向けて起立したカバー側壁部26bと、を有している。吐出カバー26は、リアプレート40におけるリアハウジング22とは反対側に突き合せられた状態でリアプレート40に固定されている。吐出口11bは、カバー側壁部26bに設けられている。但し、吐出口11bの位置及び数は任意である。リアプレート40の外面と吐出カバー26とによって、圧縮流体が存在する吐出室A1が区画されている。本実施形態における吐出室A1は、軸方向Zを中心軸線とする円盤状に形成されている。吐出室A1は、吐出口11bと連通している。吐出室A1内の圧縮流体は、吐出口11bからハウジング11の外部へ吐出される。
【0023】
図1〜図5に示すように、シリンダ30は、両固定体90,110及び回転体60を収容するのに用いられる。シリンダ30は、リアハウジング側壁部24よりも小さく形成された筒状である。シリンダ30は内周面であるシリンダ内周面31と、シリンダ内周面31とは反対側に配置された外周面としてのシリンダ外周面32と、を有している。シリンダ内周面31及びシリンダ外周面32は、例えば軸方向Zを軸線方向とする円筒面である。本実施形態では、シリンダ30は回転体60に固定され、回転体60と一体回転する。
【0024】
図1に示すように、シリンダ外周面32は、リアハウジング内周面24aと径方向に離間している。実施形態では、リアハウジング底部23の内面となる内側底面23eと、リアハウジング内周面24aと、リアプレート40の内面となる第1プレート面43と、シリンダ外周面32との間に収容室A3が区画されている。本実施形態における収容室A3は、軸方向Zを軸線方向とする円筒状に形成されている。
【0025】
また、ハウジング11内には、フロントハウジング21及びリアハウジング底部23によって区画されたモータ室A2が設けられており、モータ室A2に電動モータ13が収容されている。電動モータ13は、インバータ14から駆動電力を供給されることにより、回転軸12を、矢印Mで示す方向、詳細には電動モータ13から両固定体90,110を見て時計回りの方向(以下、「回転方向M」という。)に回転させる。回転軸12の中心軸線は、回転軸12の回転軸線Lである。つまり、回転軸12は、回転軸線Lを中心に回転する。
【0026】
ちなみに、吸入口11aはモータ室A2を区画するフロントハウジング21に設けられているため、吸入口11aから吸入された吸入流体はハウジング11内のモータ室A2に吸入(換言すれば導入)される。つまり、モータ室A2内には吸入流体が存在する。すなわち、モータ室A2は、吸入流体が吸入される吸入室の一部を形成しているといえる。
【0027】
本実施形態の圧縮機10では、インバータ14、電動モータ13、フロント固定体90、回転体60、リア固定体110が軸方向Zに順に並んでいる。但し、これら各部品の位置は任意であり、例えばインバータ14が電動モータ13に対して回転軸12の径方向R外側に配置されていてもよい。
【0028】
リアプレート40は板状(本実施形態では円板状)であり、その板厚方向が軸方向Zに一致するようにリアハウジング22と吐出カバー26とに挟まれている。リアプレート40の外径は、例えばリアハウジング外周面24b及びカバー側壁部26bの外周面と同一径である。このため、リアプレート40はハウジング11の一部を構成していると言える。
【0029】
リアハウジング22とリアプレート40とは、リアハウジング側壁部24の開口端部がリアプレート40に突き合わせられるように組み付けられており、リアプレート40によってリアハウジング22の開口が塞がれている。また、吐出カバー26とリアプレート40とは、カバー側壁部26bの開口端部がリアプレート40に突き合わされるように組み付けられており、リアプレート40によって吐出カバー26の開口が塞がれている。
【0030】
詳細には、リアプレート40のうちリアハウジング側壁部24の開口端部と軸方向Zに対向する箇所にはプレート窪み42が形成されている。プレート窪み42は、全周に亘って形成されている。リアハウジング22とリアプレート40とは、リアハウジング側壁部24の開口端部がプレート窪み42に嵌合した状態で互いに取り付けられている。
(【0031】以降は省略されています)

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