JP2002250280A

JP2002250280A - 気体圧縮機

Info

Publication number: JP2002250280A
Application number: JP2002000435A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Kumakura; 泰秀熊倉; Norimasa Arai; 則匡新井; Toru Takahashi; 徹高橋
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2002-01-07
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】運転時の騒音を低減し、かつ消費動力の増大
等を招く冷媒ガスの過圧縮を防止するのに好適な気体圧
縮機を提供する。【解決手段】リードバルブ２３の取付面１ｂを吐出孔
シール面２２ａより高い位置に設ける。これにより、圧
縮され高圧となった冷媒ガスの圧力によりリードバルブ
２３が押し上げられ開こうとするときは、吐出孔シール
面２２ａの法線方向に対してリードバルブ２３の弾性回
復力の作用線がずれることで、リードバルブ２３が開き
やすく、リードバルブ２３の貼り付け現象が防止され、
吐出孔２２から高圧室２４への冷媒ガスの吐き出し性が
よくなり、またリードバルブ２３が閉じるときは、リー
ドバルブ面２３ａと吐出孔シール面２２ａとがその高さ
の差ｈで与えられた角度をもって斜めに接触すること
で、その両面同士の直接衝突を避け、バルブ接触音が小
さくなるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカーエアコンシステ
ムの一部として車両に搭載される気体圧縮機に関し、特
に、運転時の騒音を低減し、かつ消費動力の増大等を招
く冷媒ガスの過圧縮を防止したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の気体圧縮機としては、た
とえば図８に示すように内周略楕円状のシリンダ１を有
し、シリンダ１の両端面にはサイドブロック２、３が取
り付けられ、シリンダ１の内側にはロータ４が収納され
ている。ロータ４は、これに一体に形成されたロータ軸
５と、そのロータ軸５の先端側および後端側を支持する
軸受６、７とを介して回転可能に設けられ、また、ロー
タ４の外周面側にはベーン溝８が複数形成され（図９参
照）、ベーン溝８にはベーン９が摺動可能に装着されて
いる。

【０００３】図９に示すように、シリンダ１の内周側
は、シリンダ１内壁、サイドブロック２、３内面、ロー
タ４外周面、およびベーン９によって複数の小室に仕切
られており、この小室は圧縮室１５と称し、ロータ４の
回転により容積の大小変化を繰り返す。圧縮室１５の容
積変化が生じると、その容積増加時に、吸入室１３から
圧縮室１５への冷媒ガスの吸入が行われるとともに、そ
の容積減少時に、圧縮室１５での冷媒ガスの圧縮が行わ
れる。

【０００４】圧縮室１５の容積が最小付近となる位置、
すなわちシリンダ１の楕円短径付近には、圧縮室１５と
シリンダ１外周面側の高圧室（吐出チャンバ）２４側と
を連通する吐出孔２２が設けられており、この吐出孔２
２の高圧室側開口端２２ｂには、高圧室２４側から圧縮
室１５側への冷媒ガスの逆流を防止するために、リード
バルブ２３が取り付けられている。このリードバルブ２
３は、圧縮室１５内の冷媒ガス圧が高圧室２４の冷媒ガ
ス圧より高くなったときのみに開き、それ以外のときは
閉じて高圧室２４側から圧縮室１５側への逆流を阻止
し、冷媒ガスの再圧縮を防止している。このようにリー
ドバルブ２３が閉じている場合、圧縮室１５と高圧室２
４は、吐出孔２２周囲のリードバルブ２３と接触する面
（以下、「吐出孔シール面２２ａ」という）によって気
密性が保たれる。なお、リードバルブ２３の開度はバル
ブサポート２７によって所定の開度に制限される。

【０００５】なお、リードバルブ２３が開くと、圧縮室
１５内の冷媒ガスが吐出孔２２を通過して高圧室２４側
に吐出し、この吐出冷媒ガスは、さらにリア側サイドブ
ロック３の吐出通路２５を通過した後、同サイドブロッ
ク３に取り付けられている油分離器１６を通って吐出室
１４側に吐出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示すように、従来の気体圧縮機によると、リードバル
ブ２３の閉時の気密性を確保するために、リードバルブ
取付面１ｂと吐出孔シール面２２ａとが同一面上に位置
する構成を採用していた。そのため、リードバルブ２３
が閉じるときに、リードバルブ面２３ａと吐出孔シール
面２２ａとが面同士の衝突を起こすため、そのバルブ衝
突音が大きく、圧縮機運転時の騒音が大きい。

【０００７】また、リードバルブ２３の閉時の気密性が
良くなると、冷媒ガス雰囲気中の潤滑油の回り込みによ
る該リードバルブ２３の貼り付き現象が顕著となり、リ
ードバルブ２３が開き難くなる傾向がある。リードバル
ブ２３が開き難くなると、吐出開始直前の圧縮室１５内
の圧力はリードバルブ２３の開直前に瞬間的に高くな
り、冷媒ガスの過圧縮が生じる。冷媒ガスの過圧縮は、
消費動力の増大、冷媒ガスの吐出温度の上昇、および、
ベーン９のシリンダ１内面への追従不良を生じさせ、特
に、ベーン９の追従不良が生じた場合、ベーン８とベー
ン溝８底部との衝突音や、ベーン８とシリンダ１内壁と
の再接触音も発生し、これらによっても圧縮機運転時の
騒音が大きくなっている。

【０００８】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、圧縮機運転時の騒音を可
能な限り低減でき、消費動力の増大等を招く冷媒ガスの
過圧縮をも防止するのに好適な気体圧縮機を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、圧縮室内で圧縮された冷媒ガスの圧力に
より、該圧縮室と高圧室とに連通する吐出孔のリードバ
ルブが開かれ、このとき吐出孔を通じて圧縮室から高圧
室側に冷媒ガスが吐出される気体圧縮機において、上記
リードバルブの取付面を、そのリードバルブが閉時に接
する吐出孔周囲の吐出孔シール面より高い位置に設けた
ことを特徴とするものである。

【００１０】本発明では、リードバルブ取付面を吐出孔
シール面より高い位置に設けたことから、リードバルブ
面と吐出孔シール面とがその高さの差で与えられた角度
をもって斜めに接触する。したがって、リードバルブ面
と吐出孔シール面との面同士の直接衝突が回避される。
また、リードバルブが吐出孔シール面に接触するときの
速度が遅くなる。このような点から、リードバルブと吐
出孔シール面との接触音が小さくなる。また、リードバ
ルブ取付面と吐出孔シール面との高さの差との関係か
ら、吐出孔シール面の法線方向に対してリードバルブの
弾性回復力の作用線がずれるため、リードバルブが開き
やすくなり、リードバルブの貼り付け現象が防止され、
吐出孔から高圧室への冷媒ガスの吐き出し性がよくな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る気体圧縮機の
実施形態について図１乃至図７を基に詳細に説明する。
なお、本実施形態の気体圧縮機の基本的な構成は図８、
図９に示した従来例と同様であり、その詳細説明は省略
する。

【００１２】本実施形態の気体圧縮機にあっても、図
８、図９を代用して説明すると、圧縮室１５内で圧縮さ
れた冷媒ガスの圧力により、該圧縮室１５と高圧室２４
とに連通する吐出孔２２のリードバルブ２３が開かれ、
このとき吐出孔２２を通じて圧縮室１５から高圧室２４
側に冷媒ガスが吐出されるが、本実施形態では、従来と
異なり、吐出孔２２に取り付けられているリードバルブ
取付面１ｂが、図１に示すように吐出孔シール面２２ａ
より高い位置に設けられている。

【００１３】リードバルブ取付面１ｂを吐出孔シール面
２２ａより高い位置に設ける手段としては各種考えられ
るが、本実施形態におけるリードバルブ取付面１ｂや吐
出孔シール面２２ａは、従来と同じく、高圧室２４内壁
を構成するシリンダ１外周の切り欠き部１ａに設けられ
ることから（図９参照）、本実施形態では、シリンダ１
の加工時に、リードバルブ取付面１ｂと吐出孔シール面
２２ａに段差を設け、リードバルブ取付面１ｂの方が吐
出孔シール面２２ａより高く位置するように加工してい
る。したがって、リードバルブ２３と吐出孔シール面２
２ａとの間には、リードバルブ取付面１ｂと吐出孔シー
ル面２２ａの高さの差ｈに相当する大きさの隙間Ｇが形
成される。

【００１４】なお、リードバルブ取付面１ｂを吐出孔シ
ール面２２ａより高い位置に設ける手段としては、上記
実施形態のほか、たとえば図２に示すように、リードバ
ルブ取付面１ｂ上に薄板２６を置き、この薄板２６の厚
みの分だけリードバルブ取付面１ｂの位置を吐出孔シー
ル面２２ａより高くしてもよい。

【００１５】圧縮室１５での冷媒ガスの圧縮が末期にな
ると、圧縮され高圧となった冷媒ガスの圧力によりリー
ドバルブ２３が押し上げられ開こうとする。このとき
は、上記のようなリードバルブ取付面１ｂと吐出孔シー
ル面２２ａとの高さの差ｈとの関係から、吐出孔シール
面２２ａの法線方向に対してリードバルブ２３の弾性回
復力の作用線がずれるため、従来に比し、リードバルブ
２３が開きやすく、リードバルブ２３の貼り付け現象が
防止され、吐出孔２２から高圧室２４への冷媒ガスの吐
き出し性がよい。

【００１６】本実施形態の気体圧縮機では、上記のよう
にリードバルブ２３が開きやすいことから、従来のよう
に、吐出開始直前の圧縮室１５内の圧力がリードバルブ
２３の開直前に瞬間的に高くなることや、それによる冷
媒ガスの過圧縮が生じることもなく、過圧縮による消費
動力の増大、冷媒ガスの吐出温度の上昇、およびベーン
９のシリンダ１内面への追従不良、ならびに、ベーン９
の追従不良が生じた場合に起こり得るベーン８とベーン
溝８底部との衝突音や、ベーン８とシリンダ１内壁との
再接触音の発生をも防止できる。

【００１７】一方、リードバルブ２３が閉じるときは、
リードバルブ面２３ａと吐出孔シール面２２ａとがその
高さの差ｈで与えられた角度をもって斜めに接触する。
このため、リードバルブ面２３ａと吐出孔シール面２２
ａとの面同士の直接衝突を避けることができ、リードバ
ルブ２３と吐出孔シール面２２ａとの接触音が緩和され
小さくなる。

【００１８】また、閉となっているリードバルブ２３
は、高圧室２４側の吐出冷媒ガスの圧力が作用すること
により、吐出孔シール面２２ａ側に撓んで押し付けられ
ているため、吐出孔２２から高圧室２４側に吐出した冷
媒ガスの逆流は生ぜず、リードバルブ２３の閉時の気密
性が損なわれることもない。

【００１９】図３（ａ）は本実施形態におけるリードバ
ルブ２３の浮き上がり位置（リフト量）の時間的な変化
を、図３（ｂ）はその浮き上がり位置でのリードバルブ
２３の速度をそれぞれ示したものである。ここで、図中
符号"＋Ａ"はリードバルブ２３の開時の浮き上がり最高
点を、図中符号"−Ｂ"はリードバルブ２３の閉時の弾性
回復力による戻り点を示している。

【００２０】これらの図からも分かるように、本実施形
態では、上記の如くリードバルブ２３が吐出孔シール面
２２ａより隙間Ｇの分だけ浮いていることとの関係か
ら、リードバルブ２３の速度Ｖは、速度０ｍｍ／ｓｅｃ
の浮き上がり最高点（＋Ａ）から出発して戻り点（−
Ｂ）に向うのに従い次第に速くなり、やがて最高速度Ｖ
ｍａｘに達した後、速度低下が生じる。そして、この最
高速度Ｖｍａｘより遅い速度Ｖ１でリードバルブ２３が
吐出孔シール面２２ａに接触するので、この点でもリー
ドバルブ２３と吐出孔シール面２２ａとの接触音が緩和
され小さくなる。

【００２１】図４（ａ）は本発明におけるリードバルブ
取付面１ｂと吐出孔シール面２２ａの高さの差ｈと動力
との関係を、同図（ｂ）はその高さの差ｈと騒音との関
係を示したものであり、これらの関係図をみると、高さ
の差ｈが０．１〜０．５ｍｍであるときが、騒音低減効
果が大きく、かつ動力の増大も少ない好適な範囲である
ことが分かる。また、その高さの差ｈが０．１ｍｍ以下
であっても、従来のように０ｍｍでない限り、動力や騒
音の低減効果が現れている。

【００２２】図５乃至図７はそれぞれ本発明の関連技術
を示したものである。図５の技術はリードバルブ取付面
１ｂを傾斜面とすることにより、リードバルブ２３が吐
出孔シール面２２ａに対して斜め上がりに傾斜設置され
ることを利用して、リードバルブ２３先端が吐出孔シー
ル面２２ａから浮き上がるように構成したものである。
図６の技術は、リードバルブ２３を一定の曲率Ｒで反り
上げ形成することにより、リードバルブ２３先端が吐出
孔シール面２２ａから浮き上がるように構成したもので
ある。また、図７の技術は、リードバルブ２３に段差２
３ｄを設けることにより、これもまたリードバルブ２３
の先端側が吐出孔シール面２２ａから浮き上がるように
構成したものである。これらの技術では、いずれも、リ
ードバルブ面２３ａと吐出孔シール面２２ａとに高さの
差はないが、リードバルブ２３の浮き上がりによりその
高さの差に相当する隙間Ｇができるから、本発明の上記
実施形態と同様な効果が得られる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る気体圧縮機にあっては、上
記の如く、リードバルブ取付面を吐出孔シール面より高
い位置に設けたものである。このため、リードバルブ面
と吐出孔シール面とがその高さの差で与えられた角度を
もって斜めに接触し、リードバルブ面と吐出孔シール面
との面同士の直接衝突が回避され、またリードバルブが
吐出孔シール面に接触するときの速度が遅くなることか
ら、リードバルブと吐出孔シール面との接触音が小さく
なり、気体圧縮機全体の騒音の低減を図ることができ
る。

【００２４】また、本発明では、リードバルブ取付面と
吐出孔シール面との高さの差との関係から、吐出孔シー
ル面の法線方向に対してリードバルブの弾性回復力の作
用線がずれるため、従来に比し、リードバルブが開きや
すく、リードバルブの貼り付け現象が防止され、吐出孔
から高圧室への冷媒ガスの吐き出し性が向上する。この
ため、従来のように、吐出開始直前の圧縮室内の圧力が
リードバルブの開直前に瞬間的に高くなることや、それ
による冷媒ガスの過圧縮が生じることをも回避でき、過
圧縮による消費動力の増大、冷媒ガスの吐出温度の上昇
などを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部の一実施形態を示す断面図。

【図２】本発明の要部の他の実施形態を示す断面図。

【図３】（ａ）は本発明におけるリードバルブの浮き上
がり位置（リフト量）の時間的な変化、（ｂ）はその浮
き上がり位置でのリードバルブの速度をそれぞれ示した
説明図である。

【図４】（ａ）は本発明におけるリードバルブ取付面と
吐出孔シール面の高さの差と動力との関係の説明図、
（ｂ）はその高さの差と騒音との関係の説明図である。

【図５】本発明の関連技術の説明図。

【図６】本発明の関連技術の説明図。

【図７】本発明の関連技術の説明図。

【図８】従来の気体圧縮機の断面図。

【図９】図８のＡ−Ａ線断面図。

【図１０】従来の気体圧縮機におけるリードバルブの説
明図。

【符号の説明】

１シリンダ１ａ切り欠き部１ｂリードバルブ取付面２、３サイドブロック４ロータ５ロータ軸６、７軸受８ベーン溝９ベーン１３吸入室１５圧縮室１６油分離器２３リードバルブ２３ａリードバルブ面２４高圧室２２吐出孔２２ａ吐出孔シール面２２ｂ高圧室側開口端２５吐出通路２６薄板２７バルブサポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋徹千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB07 AC03 CC11 3H029 AA05 AA17 AB03 BB21 BB22 BB52 BB53 CC15 CC25 CC54 CC85 3H040 AA07 AA09 BB05 BB11 CC10 CC14 CC18 DD01 DD03 DD23 DD28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮室内で圧縮された冷媒の圧力によ
り、該圧縮室と高圧室とに連通する吐出孔のリードバル
ブが開かれ、このとき吐出孔を通じて圧縮室から高圧室
側に冷媒ガスが吐出される気体圧縮機において、上記リードバルブの取付面が、該リードバルブが閉時に
接する吐出孔周囲の吐出孔シール面より高い位置に設け
られ、かつ、上記リードバルブの取付面と上記吐出孔シ
ール面との高さの差に相当する隙間が０．１ｍｍ〜０．
５ｍｍに設定されていることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】リードバルブが取り付けられ吐出孔を有
するシリンダと、上記シリンダの両端面に取り付けられ軸受を備えたサイ
ドブロックと、上記シリンダ内に収納され上記サイドブロックの軸受で
回転可能に支持されるとともに、外周面側にベーン溝が
形成されたロータと、上記ロータのベーン溝に摺動可能に装着されたベーン
と、上記シリンダ、サイドブロック、ロータ及びベーンによ
り仕切り形成される複数の圧縮室と、を備え、上記ロータの回転により上記複数の圧縮室が容積変化を
繰り返すことで冷媒ガスの圧縮を行う気体圧縮機であっ
て、上記リードバルブの取付面が、該リードバルブが閉時に
接する上記吐出孔周囲の吐出孔シール面より高い位置に
設けられ、かつ、上記リードバルブの取付面と上記吐出
孔シール面との高さの差に相当する隙間が０．１ｍｍ〜
０．５ｍｍに設定されていることを特徴とする気体圧縮
機。
【請求項３】上記リードバルブの取付面が、高さ位置
調整手段を介して該リードバルブが閉時に接する上記吐
出孔周囲の吐出孔シール面より高い位置に設けられてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の気体
圧縮機。