JP2005264727A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出通路の容積拡大に基づく再膨張損失量の低減効果が、吐出弁の抵抗により抑制されることのないように、吐出弁の吐出通路の形状を最適とし、圧縮機の吐出効率を最大限向上させることができる圧縮機の提供にある。
【解決手段】低圧の圧縮性流体を圧縮する作動室３１と、圧縮された高圧の圧縮性流体を収容する吐出室１４ｂと、作動室３１と吐出室１４ｂとの間に設けられる弁板３４と、作動室３１と吐出室１４ｂとを連通する吐出通路３９と、吐出通路３９の下流側開口面３９ａを開閉する吐出弁３６ａとを備え、吐出通路３９の吐出通路空間が、上流側開口面３９ａを断面とする主通路空間４１と拡張空間４２からなり、下流側開口面３９ｂを最大開度の吐出弁３６ａに投影させて得られる投影面４４と下流側開口面３９ｂとを含む投影空間４３が形成され、投影空間４３の側面４４の面積Ｓ３と上流側開口面３９ａの面積Ｓ１とがほぼ一致する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、圧縮性流体の圧縮に適した圧縮機に係り、特に、作動室において圧縮した高圧の圧縮性流体を吐出する吐出通路と、吐出通路を開閉する吐出弁を備えた圧縮機に関する。

一般的に、車両用空調装置等に用いられる圧縮機として斜板式と称される圧縮機が知られている。この種の圧縮機は、例えば、特開平６−２６５４号公報に記載されるように、シリンダブロックの内部に円筒状の作動室（圧縮室）が設けられ、この作動室に収容されたピストンにより圧縮性流体である冷媒を作動室に吸入・圧縮するようにしている。また、この圧縮機はシリンダブロックの作動室を覆うハウジングを備えており、このハウジングとシリンダブロックとの間には、弁板（バルブプレート）が介装されている。そして、この弁板には、ハウジング内に形成された吸入室から作動室に低圧の冷媒を吸入する吸入通路（吸入ポート）と、ピストンにより圧縮された高圧の冷媒をハウジング内に形成された吐出室へ吐出する吐出通路（吐出ポート）が形成されている。

この圧縮機には、弁板とハウジングとの間に薄い金属製の吐出弁形成板が備えられ、吐出弁形成板には、前記弁板の吐出通路を閉塞するように片持ち状の複数の吐出弁が吐出弁形成板として一体的に形成されており、常時は吐出弁が吐出通路を閉塞しており、作動室内の圧力が上昇する過程で、吐出口の面積に作動室内の圧力を乗じた値の開弁力が吐出弁を開弁側に曲げ変形させ得る大きさに達したときに吐出弁が撓んで急激に吐出口を開き開弁状態となる。その際に作動室内で圧縮された冷媒が破裂するように吐出室へ噴出するので、これが騒音の原因になるとともに吐出弁が吐出弁形成板の弾性限度を越えて変形することがある。このため、この圧縮機では吐出弁を挟んで吐出通路と対向する側にリテーナを設け、このリテーナにより吐出弁の最大開度を規制し、吐出弁の開度を吐出弁形成板の弾性範囲内に収めるようにしている。

このような吐出弁が開弁するときは、常時閉弁している吐出弁を開弁させるのであるから、作動室の圧力が吐出室の圧力と同じ値に達しただけでは吐出弁は開弁せず、吐出圧よりも更に高い圧力により開弁される。つまり、作動室の圧力が主として吐出弁の剛性によって決まる開弁圧並びに吐出弁と弁板との油膜等を介しての密着力に勝る圧力に達したとき吐出弁を撓ませて開弁させる。この過分の圧力を一般に過圧縮量と呼んでおり、圧縮した冷媒を吐出室へ吐出するためには、圧縮機はその分だけ余分に冷媒を圧縮する必要がある。過圧縮量が増加すると騒音、振動、トルク変動等が増加するだけではなく、吐出される冷媒温度（吐出温度）が上昇し、圧縮機を駆動するのに必要な動力も増加するというように、多くの悪影響が生じることは良く知られている。

そのため、この過圧縮量を低減させるための手段として特開平６−２６５４号公報に開示された発明では、吐出口の下流側端面における吐出弁の接触面の範囲内に、吐出口内の空間に連通している切り欠きが設けられている。この発明により、作動室内の流体の圧力は吐出口の断面積だけでなく、切り欠きの面積にも作用するため、吐出弁を開弁させるための力が大きくなり、過圧縮量が低減されている。

また、これらの技術に関連する別の従来技術としては、例えば、特開２００３−１３９０６３号公報に示されるように、吐出通路の吐出室側口を漏斗形状にして通路抵抗を少なくする技術が知られている。
特開平６−２６５４号公報（第２−５頁、図１−図５） 特開２００３−１３９０６３号公報（第２−３頁、図１−図２）

しかしながら、特許文献１に記載される従来の圧縮機では、切り欠きを設けて吐出弁を開き易くして過圧縮量の低減を図っているものの、吐出通路内のデッドボリュームが増大し再膨張損失が増加するという問題を十分に解消する技術とは言えない。つまり、切り欠きの大きさによっては、過圧縮量の低減量より再膨張損失の増加量が上回り、逆に吐出効率が低下するおそれがある。また、特許文献２においても、拡径部を設けることでポートを通るガスの流路抵抗と乱流を低減できるが、拡径部を大きくとると、ポートを通るガスの流路抵抗の低減量より吐出弁による抵抗が大きくなるため吐出効率の向上を見込めなくなる上、再膨張損失の増大により逆に吐出効率が低下するおそれがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、吐出通路の容積拡大に基づく再膨張損失量の低減効果が、吐出弁の抵抗により抑制されることのないように、吐出弁の吐出通路の形状を最適とし、圧縮機の吐出効率を最大限向上させることができる圧縮機の提供にある。

上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、低圧の圧縮性流体を圧縮する作動室と、圧縮された高圧の圧縮性流体を収容する吐出室と、前記作動室と前記吐出室との間に設けられる弁板と、前記作動室と前記吐出室とを連通する吐出通路と、前記吐出通路の下流側開口面を開閉する吐出弁とを備えた圧縮機において、前記吐出通路を形成する吐出通路空間が、前記吐出通路の上流側開口面を断面とする主通路空間と、前記吐出通路の上流側開口面よりも前記下流側開口面の面積を大きくする拡張空間との組み合わせからなり、前記下流側開口面を最大開度の前記吐出弁に投影させて得られる投影面と下流側開口面とを含む投影空間が形成され、前記投影空間の側面の面積と上流側開口面の面積とがほぼ一致することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、吐出弁の開弁時において圧縮性流体は、吐出通路の上流側開口面を断面とする主通路空間と吐出通路の上流側開口面よりも下流側開口面の面積を大きくする拡張空間との組み合わせからなる吐出通路空間を通過する。そして、圧縮性流体は、下流側開口面を最大開度の吐出弁に投影させて得られる投影面と吐出室側開口面とを含む投影空間を通じて吐出室へ吐出される。投影空間の側面の面積と上流側開口面の面積とがほぼ一致することから、吐出通路を開閉する吐出弁の最大開度を大きく設定することなく吐出弁を開放し、吐出弁の閉弁時においてデッドボリューム内に残存する圧縮性流体の圧力が低減され、再膨張損失量が低減されるほか、再膨張損失量の低減効果が、吐出弁の抵抗により抑制されることがなく、圧縮機の吐出効率は最大限に向上される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の圧縮機において、前記主通路空間と前記拡張空間との間で通路方向と一致する吐出通路側共通面が設定されるとともに、前記投影空間にて前記共通面と同一面となる投影空間側共通面が設定され、投影空間の側面が投影空間側共通面により主通路側側面と拡張側側面とに区画設定され、前記吐出通路側共通面と前記投影空間側共通面との面積の和が、拡張側側面の面積とほぼ一致することを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、主通路空間と拡張空間との間で通路方向と一致する吐出通路側共通面と、吐出通路側共通面と同一面となる投影空間側共通面とにおいて、圧縮性流体の一部が通過するが、吐出弁の閉弁時においてデッドボリューム内に残存する圧縮性流体の圧力がより確実に低減される。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の圧縮機において、前記下流側開口面が円形であるとともに、前記上流側開口面が下流側開口面と同心同径の円弧を有し、前記拡張空間が半截円錐状であることを特徴とする。請求項３記載の発明によれば、下流側開口面が円形であって、拡張空間が半截円錐状であることから、圧縮性流体が主通路空間から拡張空間を通じて下流側開口面へ円滑に通過することができる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の圧縮機において、前記吐出通路側共通面と前記下流側開口面の中心との距離が、前記投影空間の側面の面積に基づき設定されることを特徴とする。請求項４記載の発明によれば、吐出通路側共通面と下流側開口面の中心との距離が、投影空間の側面の面積に基づいて設定されるから、再膨張損失量の低減効果が吐出弁の抵抗により抑制されることのないように、最適な吐出通路を形成するための拡張空間を設定することができる。

この発明によれば、吐出通路の容積拡大に基づく再膨張損失量の低減効果が、吐出弁の抵抗により抑制されることのないように、吐出弁の吐出通路の形状を最適とし、圧縮機の吐出効率を最大限向上させることができる。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る圧縮機を図１〜図４に基づいて説明する。この実施形態の圧縮機は、圧縮性流体として冷媒を用いる可変容量型圧縮機であり、図１においてその一例を示している。図１に示される圧縮機１０は、圧縮機１０の外殻であるハウジング１１が形成されているが、このハウジング１１は、複数のシリンダボア１２ａが形成されたシリンダブロック１２と、そのシリンダブロック１２の前部側に接合されるフロントハウジング１３と、シリンダブロック１２の後部側に接合されるリヤハウジング１４とから構成されている。この実施形態では、ハウジング１１を構成するフロントハウジング１３、シリンダブロック１２及びリヤハウジング１４は、軽量化を図るためにアルミ系金属材料により形成されている。そして、フロントハウジング１３からリヤハウジング１４まで通される通しボルト１６の前後方向の締め付けにより、フロントハウジング１３、シリンダブロック１２及びリヤハウジング１４が一体的に固定され、ハウジング１１が形成される。

フロントハウジング１３には、クランク室１７が後部側をシリンダブロック１２により閉鎖した状態にて形成されている。そして、回転自在の駆動軸１８がそのクランク室１７を中央付近を貫通するように備えられており、この駆動軸１８はフロントハウジング１３に設けられるラジアル軸受１９と、シリンダブロック１２に設けられる別のラジアル軸受２０により支持されている。この駆動軸１８の前部を支持するラジアル軸受１９の前方に、駆動軸１８の周面に亘って摺接する軸封機構３３が備えられている。この軸封機構３３は、リップシール部材及びリップシール部材を保持する保持金具とから構成され、クランク室１７内の冷媒がフロントハウジング１３と駆動軸１８の間から漏れ出すことを防止するものとなっている。

前記クランク室１７における駆動軸１８には、ラグプレート２１が一体回転可能に固着されている。ラグプレート２１の後方における駆動軸１８には、容量変更機構２２を構成する斜板２３が、駆動軸１８の軸線方向へスライド可能及び傾動可能に支持されている。斜板２３とラグプレート２１との間にはヒンジ機構２４が介在され、このヒンジ機構２４を介して斜板２３がラグプレート２１および駆動軸１８に対して、同期回転可能及び傾動可能に連結されている。

駆動軸１８におけるラグプレート２１と斜板２３との間にはコイルスプリング２５が巻装されているほか、コイルスプリング２５の押圧により後方へ付勢される摺動自在の筒状体２６が駆動軸１８に嵌挿されている。斜板２３は、コイルスプリング２５の付勢力を受けた筒状体２６により常に後方、すなわち、斜板２３の傾斜角度が減少する方向へ向けて押圧される。なお、斜板２３の傾斜角度とは、ここでは駆動軸１８と直交する面と斜板２２の面により成す角度を意味している。斜板２３の前部にはストッパ部２３ａが突設され、図１に示すように、このストッパ部２３ａがラグプレート２１に当接することにより、斜板２３の最大傾斜位置が規制されるようになっている。斜板２３の後方における駆動軸１８には止め輪２７が取り付けられ、この止め輪２７の前方においてコイルスプリング２８が駆動軸１８に巻装されている。このコイルスプリング２８の前部に当接することにより斜板２３の最小傾斜位置が規制されるようになっている。

前記シリンダブロック１２の各シリンダボア１２ａには、片頭型のピストン２９が夫々往復移動可能に収容され、これらのピストン２９の首部がシュー３０を介して斜板２３の外周に係留されている。そして、駆動軸１８の回転に伴って斜板２３が回転運動されるとき、シュー３０を介して各ピストン２９が往復移動される。

一方、図１に示されるように、リヤハウジング１４の前部側とシリンダブロック１２の後部側は接合されているが、両者１４、１２との間には弁板３４と、弁体形成板３５、３６と、リテーナ３７が介装されている。リヤハウジング１４は、シリンダブロック１２に接合される後部側のハウジングであるが、このリヤハウジング１４内の中心側には、吸入室１４ａが形成されており、吸入室１４ａは弁板３４に設けられる吸入通路３８によりシリンダボア１２ａ内の作動室３１と連通されている。また、リヤハウジング１４の外周側には、吐出室１４ｂが形成されており、この吐出室１４ｂと吸入室１４ａは隔壁１４ｃにより隔絶されている。このため、各ピストン２９が上死点位置から下死点位置へ移動されるときには、吸入室１４ａ内の冷媒が吸入通路３８を通じてシリンダボア１２ａ内の作動室３１に吸入される。

弁板３４はシリンダボア１２ａにおいてピストン２９とともに作動室３１を形成するためのものであるが、リヤハウジング１４側の吸入室１４ａと連通する吸入通路３８と、吐出室１４ｂと連通する吐出通路３９を有している。このため、各ピストン２９が下死点位置から上死点位置へ移動されるときには、作動室３１内の冷媒が所定の圧力まで圧縮され、吐出通路３９を通じて吐出室１４ｂへ吐出されるようになっている。弁体形成板３５は、作動室３１及び吸入通路３８との間に介在される吸入弁（図示せず）を形成する吸入弁形成板であり、一方、弁体形成板３６は、吐出通路３９及び吐出室１４ｂとの間に介在されるリード式の吐出弁３６ａを形成する吐出弁形成板である。また、リテーナ３７は吐出弁３６ａの最大開度を規制するためのものである。なお、この圧縮機１０では、斜板２３の傾斜角度を変更させてピストン２９のストロークすなわち圧縮機１０の吐出容量を調整するために、リヤハウジング１４に容量制御弁３２が配設されている。

この実施形態では、図２に示されるように、弁板３４における吐出通路３９には作動室３１を臨む上流側開口面３９ａと、吐出室１４ｂを臨む下流側開口面３９ｂとが夫々形成されている。図３に示されるように、下流側開口面３９ｂの輪郭は完全な円Ｃであり、上流側開口面３９ａの輪郭は下流側開口面３９ｂの輪郭を形成する円Ｃと同径同芯の円弧Ａと円弧Ａの円弧端を結ぶ直線Ｌにより形成される。従って、下流側開口面３９ａの面積は上流側開口面３９ｂの面積よりも大きく設定されていることになる。吐出通路３９を形成する吐出通路空間は、上流側開口面３９ａを断面とする主通路空間４１と、下流側開口面３９ｂの面積を大きく設定する拡張空間４２との組み合わせから構成されていると言える。なお、図３は主通路空間４１と拡張空間４２とから構成される吐出通路空間と、後述する投影空間４３を説明するための図であり、図３においては説明の便宜上、必要に応じて各空間毎に分離して示されている。

主通路空間４１は弁板３４を上流側から下流側へ貫通しており、その断面は上流側開口面３９ａと一致している。このため、主通路空間４１には弁板３４の円弧面３４ａと平坦面３４ｂが存在することになる。また、拡張空間４２は主通路空間４１の途中から下流側において形成される空間であり半截円錐状となっている。拡張空間４２は半截円錐状となるように、平坦面３４ｂの中心付近から下流側へ向けて末広がる一対の端線部４２ａが形成されている。そして、両端線部４２ａ、４２ａから平坦部３４ｂの外側へ向けて張り出すように扇状面４２ｂが形成されている。このため、主通路空間４１と拡張空間４２との関係から見ると、両空間４１、４２との間で通路方向と一致する吐出通路側共通面Ｆ１が設定される。また、下流側開口面３９ｂは、主通路空間４１及び拡張空間４２において下流側を臨む夫々の面の組み合わせにより形成されていると言える。

次に、弁体形成板３６及び吐出弁３６ａについて説明する。図１に示される弁体形成板３６は金属製の薄板であり、弁板３４に形成された吐出通路３９を開閉するためのリード式の吐出弁３６ａを形成している。この吐出弁３６ａは各シリンダボア１２ａの吐出通路３９に対応するものであり、この吐出弁３６ａにおいてリヤハウジング１４の中心側に位置する基端部はリテーナ３７により押圧されることにより、弁板３４に対して固定されている状態にある。そして、吐出弁３６ａは前後方向に揺動可能であり、吐出弁３６ａとしての最大開度はリテーナ３７に吐出弁３６ａの前面が当接することにより規制される。この吐出弁３６ａは下流側開口面３９ｂを完全に塞ぐことができ、また、吐出通路３９からの一定圧を越える冷媒圧力を受けて下流側開口面３９ｂを開放することが可能となっている。この実施形態では、図２及び図３に示されるように吐出弁３６ａに対して拡張空間４２が吐出弁３６ａの基端部側に位置し、吐出弁３６ａの先端部側に主通路空間４１が位置している。

この実施形態では、吐出弁３６ａが最大開度の状態にあるとき、図３に示されるように下流側開口面３９ｂを吐出通路３９から吐出弁３６ａへ向けて投影させて得られる投影面４４を便宜的に設定する。さらに、吐出弁３６ａの内側面に投影される投影面４４と下流側開口面３９ｂを含む投影空間４３を設定することにより、投影空間４３において通路方向と一致する投影空間４３の側面４５が設定されることになる。そして、この実施形態では、上流側開口面３９ａの面積をＳ１、下流側開口面３９ｂの面積をＳ２、投影空間４３の側面４５の面積をＳ３とするが、投影空間４３における側面４５の面積Ｓ３と上流側開口面３９ｂの面積Ｓ１がほぼ一致するように、吐出弁３６ａの最大開度がリテーナ３７により設定されている。

さらに、この実施形態では、投影空間４３において吐出通路側共通面Ｆ１と同一面となる投影空間側共通面Ｆ２が設定される。この投影空間側共通面Ｆ２の設定により、投影空間４３の側面４５が主通路側側面４５ａと拡張側側面４５ｂに分割することができる。ここでは、主通路側側面４５ａの面積をＳ４、拡張側側面４５ｂの面積をＳ５、吐出通路側共通面Ｆ１の面積をＳ６、投影空間側共通面Ｆ２の面積をＳ７としている。この実施形態では、吐出通路側共通面Ｆ１の面積Ｓ６と投影空間側共通面Ｆ２との面積Ｓ７の和が、拡張側側面４５ｂの面積Ｓ５とほぼ一致するとしている。

因みに、投影空間４３の側面４５の面積Ｓ３は、下流側開口面３９ｂを描く円Ｃの直径（又は半径）と、この円Ｃの中心における弁板３４の吐出側表面と吐出弁３６ａの内側面との高さに基いて近似的に求められる。また、上流側開口面３９ｂの面積Ｓ１は、投影空間４３における側面４５の面積Ｓ３とほぼ一致することから、吐出通路側共通面Ｆ１と下流側側開口面３９ａの中心Ｐとの距離ｄを算出することができ、この距離ｄに基いて拡張空間４２の吐出通路側共通面Ｆ１における頂点Ｑと下流側開口面３９ｂ（弁板３４の吐出側表面）との距離Ｈを算出することができる。これにより、拡張空間４２の空間的特定が確保される。従って、吐出弁３６ａの最大開度と、上流側開口面３９ａ及び拡張空間４２の設定条件とが互いに関連付けられている。
このように、この実施形態では、吐出弁３６ａの開弁しやすく過圧縮量の低減を図るために、吐出通路３９の容積を大きく設定する拡張空間４２を設けているが、過圧縮量の低減に基づく再膨張損失量の低減効果が吐出弁３６ａの抵抗により抑制されないように、上流側開口面３９ａの面積Ｓ１と投影空間４３の側面４５の面積Ｓ３がほぼ一致するように設定されている。
さらに、吐出通路側共通面Ｆ１の面積Ｓ６と投影空間側共通面Ｆ２との面積Ｓ７の和が、拡張側側面４５ｄの面積Ｓ５とほぼ一致することにより、吐出弁３６ａの抵抗により抑制されることなく、過圧縮量の低減に基づく再膨張損失量の低減効果を維持することができる最適な吐出通路３９が設定されている。

ここで、各面積Ｓ１〜Ｓ７の関係について、図４に示される具体例に基づき説明する。図５に示される具体例では、下流側開口面と吐出弁との関係が以下のとおりとする。
（条件１）下流側開口面３９ｂの直径を１０ｍｍとする
（条件２）下流側開口面３９ｂの中心において最大開度にある吐出弁３５ａの内側面と弁板３４の吐出側表面との距離を１．４ｍｍとする
（条件３）吐出弁３６ａに投影される投影面４４における最基端部側と弁板３４の吐出側表面との距離を１．０ｍｍとする
（条件４）吐出弁３６に投影される投影面４４における最先端部側と弁板３４の吐出側表面との距離を１．８ｍｍとする
（条件５）吐出弁３６ａにおける投影面４４がほぼ平坦とする
このとき、投影空間の側面Ｓ３の面積は、
Ｓ３＝１０×π×１．４＝４３．９８ｍｍ^２
となる。

一方、上流側開口面３９ａの面積Ｓ１は、
Ｓ１＝１０^２×π×１／４−１０^２×π×（（２ｃｏｓ^−１（ｄ／５））＋
５ｓｉｎ（ｃｏｓ^−１（ｄ／５））×ｄ
により算出されるから、前述のＳ３の値から距離ｄは、
ｄ＝０．４７
と算出され、拡張空間側側面４５ｂの面積Ｓ５は、
Ｓ５＝１６．６９ｍｍ^２
となり、Ｓ５＝Ｓ１とするためには、
Ｈ＝０．５８ｍｍ
となり、距離Ｈが求められる。このように、各面積Ｓ１〜Ｓ７のうちの面積Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５〜Ｓ７とは互いに関連付けされており、これらの面積Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５〜Ｓ７に関係する距離ｄ及び距離Ｈが設定され、吐出弁３６ａの最大開度と上流側開口面３９ａの面積Ｓ１に対して最適な拡張空間４２を特定することができる。

次に、この実施形態に係る圧縮機１０の作用について説明する。駆動軸１８の回転に伴って斜板２３が回転運動されるとき、シュー３０を介して各ピストン２９が往復移動される。これにより、各ピストン２９が上死点位置から下死点位置へ移動されるときには、吸入室１４ａ内の冷媒が吸入弁を介してシリンダボア１２ａ内の作動室３１に吸入される。その後に、各ピストン２９が下死点位置から上死点位置へ移動されるときには、作動室３１内の冷媒が所定の圧力まで圧縮される。このとき、高圧状態にある冷媒は作動室３１から吐出通路３９へ導入され、冷媒が吐出通路３９の上流側開口面３９ａから下流側開口面３９ｂへ向けて通過する。このとき、冷媒が主通路空間４１を通過すると、冷媒の一部は拡張空間４２へ流れ込む。下流側開口面３９ｂにおいて冷媒の圧力により吐出弁３６ａが最大開度まで開放される。吐出弁３６ａが開放される状態になると、冷媒は下流側開口面３９ｂから吐出室１４ｂへ吐出される。そして、リヤハウジング１４の吐出室１４ｂに吐出された冷媒は外部冷媒回路等に接続される吐出配管へ吐出される。

因みに、吐出弁３６ａを臨む下流側開口面３９ｂが上流側開口面３９ａと比較して広く設定されていることから、吐出弁３６ａにおいて冷媒の圧力が作用する有効面積が増加され、吐出弁３６の開放する力を増大させることが可能となり、吐出弁３６ａが開きやすくなる。また、下流側開口面３９ｂから吐出室１４ｂへ吐出されるとき、上流側開口面３９ａの面積Ｓ１と、投影空間４３の側面４５の面積Ｓ３とは面積がほぼ同じであることから、吐出弁３６ａの閉弁時において吐出通路３９内に残存する冷媒の圧力が低減され、再膨張損失量が低減されるほか、再膨張損失量の低減効果が吐出弁３６ａの抵抗により抑制されることがない。さらに言うと、吐出通路側共通面Ｆ１の面積Ｓ６と投影空間側共通面Ｆ２の面積Ｓ７との和と、拡張側側面４５ｂの面積Ｓ５がほぼ同じであることから、再膨張損失量の低減効果を抑制する吐出弁３６ａの抵抗が抑制される。

この実施形態の圧縮機１０による圧縮効率の改善については、図５のＰＶ線図に示される。このＰＶ線図では、実施形態に係る圧縮機１０と従来の圧縮機について、横軸を作動室の体積Ｖ、縦軸を作動室内の圧力Ｐとして、作動室の体積変化及び圧力変化を示している。ＰＶ線図によれば、本発明では従来例（点線で示す線）よりも吸入工程における吸入容積が約２５％向上しており、本発明の圧縮機における圧縮効率が改善されていることが理解できる。

この実施形態に係る圧縮機１０によれば以下の効果を奏する。
（１）吐出通路３９を開閉する吐出弁３６ａの最大開度を大きく設定することなく、吐出弁３６ａを開放しやすくすることができるほか、吐出弁３６ａの閉弁時において吐出通路３９内に残存する冷媒の圧力が低減され、再膨張損失量が低減されるほか、再膨張損失量の低減効果が吐出弁３６ａの抵抗により抑制されることがない。
（２）吐出通路側共通面Ｆ１の面積Ｓ６と投影空間側共通面Ｆ２の面積Ｓ７との和と、拡張側側面４５ｂの面積Ｓ５がほぼ同じであることから、再膨張損失量の低減効果を抑制する吐出弁３６ａの抵抗が抑制される。
（３）下流側開口面３９ｂが円形であって、拡張空間４２が半截円錐状であることから、冷媒が主通路空間４１から拡張空間４２を通じて下流側開口面３９ｂへ円滑に通過することができる。
（４）吐出通路側共通面Ｆ１と下流側開口面３９ｂの中心Ｐとの距離ｄと、頂点Ｑと下流側開口面３９ｂ（弁板３４の吐出側表面）との距離Ｈが、投影空間４３の側面４５の面積Ｓ３に基づいて設定されるから、再膨張損失量の低減効果が吐出弁３６ａの抵抗により抑制されることのないように、最適な吐出通路を形成するための拡張空間４３を設定することができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 上記の実施形態では、容量可変型斜板圧縮機を例として示したが、本発明は、例えば、容量固定式斜板圧縮機やスクロール式圧縮機に適用することができ、少なくとも作動室と吐出室を連通する吐出通路を備え、吐出通路を吐出弁により開閉する構造の圧縮機であれば本発明の適用に好適であり、圧縮機の種類は特に限定されない。
○ 上記の実施形態では、リヤハウジングの外周側に吐出室が備えられるとしたが、リヤハウジングの中心側に吐出室を備え、外周側に吸入室を備えるとしてもよい。
○ 上記の実施形態では、圧縮性流体を冷媒としたが、圧縮機に用いられる圧縮性流体はフロン系ガスや二酸化炭素等の冷媒に限定されず、例えば、燃料電池に用いられる水素や空気等を適用することもでき、圧縮機における圧縮性流体の種類は問われない。

この発明の実施形態に係る圧縮機の概要を示す断面図である。 実施形態に係る圧縮機の吐出通路付近を示す拡大断面図である。 圧縮機における吐出通路空間及び投影空間を説明する斜視図である。 圧縮機の吐出通路の具体例を説明する拡大断面図である。 圧縮機の作用効果を示すＰＶ線図である。

符号の説明

１０ 圧縮機
１１ ハウジング
１４ リヤハウジング
１４ａ 吸入室
１４ｂ 吐出室
２２ 容量変更機構
２９ ピストン
３１ 作動室
３４ 弁板
３５、３６ 弁体形成板
３７ リテーナ
３８ 吸入通路
３９ 吐出通路
３９ａ 上流側開口面
３９ｂ 下流側開口面
４１ 主通路空間
４２ 拡張空間
４３ 投影空間
４４ 投影面
４５ 投影空間の側面
４５ａ 主通路側側面
４５ｂ 拡張側側面
Ｆ１ 吐出通路側共通面
Ｆ２ 拡張空間側共通面

Claims (4)

1. 低圧の圧縮性流体を圧縮する作動室と、圧縮された高圧の圧縮性流体を収容する吐出室と、前記作動室と前記吐出室との間に設けられる弁板と、前記作動室と前記吐出室とを連通する吐出通路と、前記吐出通路の下流側開口面を開閉する吐出弁とを備えた圧縮機において、
   前記吐出通路を形成する吐出通路空間が、前記吐出通路の上流側開口面を断面とする主通路空間と、前記吐出通路の上流側開口面よりも前記下流側開口面の面積を大きくする拡張空間との組み合わせからなり、前記下流側開口面を最大開度の前記吐出弁に投影させて得られる投影面と下流側開口面とを含む投影空間が形成され、前記投影空間の側面の面積と上流側開口面の面積とがほぼ一致することを特徴とする圧縮機。
2. 前記主通路空間と前記拡張空間との間で通路方向と一致する吐出通路側共通面が設定されるとともに、前記投影空間にて前記共通面と同一面となる投影空間側共通面が設定され、投影空間の側面が投影空間側共通面により主通路側側面と拡張側側面とに区画設定され、前記吐出通路側共通面と前記投影空間側共通面との面積の和が、拡張側側面の面積とほぼ一致することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
3. 前記下流側開口面が円形であるとともに、前記上流側開口面が下流側開口面と同心同径の円弧を有し、前記拡張空間が半截円錐状であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機。
4. 前記吐出通路側共通面と前記下流側開口面の中心との距離が、前記投影空間の側面の面積に基づき設定されることを特徴とする請求項２又は３記載の圧縮機。

Images