JP2011208511A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の吸入時における吸入抵抗を低減することができ、加工工数及びコスト上昇を抑制することが可能な圧縮機の提供にある。
【解決手段】ピストン２０が往復移動可能に設けられたシリンダボア１１Ａと、冷媒を収容する吸入室２２と、シリンダボア１１Ａと吸入室２２との間に設けられたバルブプレート２７と、該バルブプレート２７に形成された吸入室２２とシリンダボア１１Ａとを連通する吸入ポート３０と、該吸入ポート３０を開閉する吸入弁２６Ａとを備えた圧縮機１０において、吸入弁２６Ａに貫通孔３２を設け、貫通孔３２の形成位置を閉弁状態における吸入ポート３０に対向する位置より自由端側で、吸入ポート３０と重ならない位置とする。
【選択図】 図４

Description

この発明は、圧縮機に関する。

圧縮機においては、吸入ポートを有する弁板とシリンダブロック端面との間に吸入リード弁が配設されており、ピストンの吸入ストロークに従って吸入リード弁が吸入ポートを開放し、吸入室からシリンダボア内に冷媒ガスを吸入することが周知である（例えば、特許文献１）。特許文献１では、吸入時に舌状リード弁が撓曲して弁座面から離れ、吸入ポートを開放する。しかし、吸入ポートを通過した冷媒ガスは、舌状リード弁と弁板との狭い隙間を流れるため流路が限られており、特に吸入流量の多い場合、吸入抵抗が増大する問題があった。

この問題に対処するために、例えば、特許文献２の図５には、シリンダボアを有するシリンダブロックと、シリンダボア内で往復移動するピストンと、シリンダボアへ冷媒ガスを導く吸入孔とシリンダボア内の冷媒ガスをシリンダボア外へ導く吐出孔とが形成された弁板と、吸入孔を開閉する帯板状の吸入弁と、吐出孔を開閉する帯板状の吐出弁とを備えた圧縮機が開示されている。この従来技術においては、吸入弁の先端側をＹ字型に拡張し、Ｙ字の分岐部とシリンダボア周壁との間に吸入冷媒ガス通路が形成されている。また、Ｙ字の先端に対峙してシリンダブロックには２つの吸入弁開度規制凹部が形成され、吸入弁の閉弁時にＹ字の先端部がこの凹部に当接することにより吸入弁の開度の規制が行われる。そのため、吸入孔を通過した冷媒ガスは、Ｙ字の分岐部とシリンダボア周壁との間に形成された吸入冷媒ガス通路を通ってシリンダボア内へ流入する。

特開２０００−５４９６１号公報 特開２００５−２４８８７２号公報

特許文献２で開示された従来技術においては、吸入孔を通過した冷媒ガスが、Ｙ字の分岐部とシリンダボア周壁との間に形成された吸入冷媒ガス通路を通ってシリンダボア内へ流入するため、冷媒ガスの吸入時における吸入抵抗を低減することが可能である。しかし、シリンダブロックには２つの吸入弁開度規制凹部を形成する必要があり、加工工数が増加すると共に、コスト上昇を招く恐れがある。

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、冷媒の吸入時における吸入抵抗を低減することができ、加工工数及びコスト上昇を抑制することが可能な圧縮機の提供にある。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ピストンが往復移動可能に設けられたシリンダボアと、吸入室と、前記シリンダボアと前記吸入室との間に設けられた弁板と、該弁板に形成された前記吸入室と前記シリンダボアとを連通する吸入ポートと、該吸入ポートを開閉する吸入リード弁とを備えた圧縮機において、前記吸入リード弁に貫通孔を設け、前記貫通孔の形成位置を、閉弁状態における前記吸入ポートに対向する位置より自由端側で、前記吸入ポートと重ならない位置としたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、吸入ポートを介して吸入室から吸入された冷媒によって吸入リード弁が開弁され、吸入された冷媒は、吸入リード弁と弁板との間の隙間よりシリンダボア内に流入する。しかし、吸入リード弁に貫通孔が設けられ、貫通孔の形成位置が、閉弁状態における吸入ポートに対向する位置より自由端側で、吸入ポートと重ならない位置とされていることにより、吸入された冷媒は、吸入リード弁と弁板との間の隙間に加えて、吸入リード弁の自由端側の貫通孔からシリンダボア内に流入する。従って、冷媒の流路面積を増大させることが可能となり、吸入抵抗を低減させることが可能となる。なお、冷媒の流路面積とは、冷媒の流通する流路の断面積のことを指し、この断面積が小さいほど冷媒に作用する吸入抵抗は高くなり、この断面積が大きいほど冷媒に作用する吸入抵抗は低くなる。また、吸入リード弁の自由端側に貫通孔を設けるだけなので、プレス加工により簡単に形成可能であり、シリンダブロックに２つの吸入弁開度規制凹部を形成する必要のある従来技術と比較して、加工工数及びコスト上昇を抑制することが可能となる。

本発明によれば、吸入リード弁の自由端側に貫通孔を設けることにより、冷媒の吸入時における吸入抵抗を低減することができ、加工工数及びコスト上昇を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線要部拡大断面図である。 図２における１つのシリンダボアに対応する吸入弁近傍の構成を拡大して示す要部拡大断面図である。

（本発明の実施形態）
以下、本発明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。
図１に示す圧縮機１０は可変容量型斜板式圧縮機である。圧縮機１０はシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の前端に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁形成体１３を介して接合固定されたリヤハウジング１４とを備えている。
フロントハウジング１２からリヤハウジング１４まで通される複数の通しボルト１５の前後方向の締め付けにより、フロントハウジング１２、シリンダブロック１１、弁形成体１３及びリヤハウジング１４が互いに積層され一体的に固定されている。なお、図１において、紙面左側を前側とし、紙面右側を後側とする。

シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とで囲まれた領域にはクランク室１６が区画されている。クランク室１６内には、駆動軸１７が回転可能に配設されている。駆動軸１７は、車両に積載された図示しないエンジンに作動連結され、エンジンからの動力伝達によって回転駆動される。
クランク室１６において、駆動軸１７上にはラグプレート１８が一体回転可能に固定されている。また、クランク室１６内には斜板１９が収容されている。斜板１９は駆動軸１７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。

シリンダブロック１１内には複数（図１においては１つのみ示す）のシリンダボア１１Ａが形成されており、各シリンダボア１１Ａ内には片頭型のピストン２０がそれぞれ往復移動可能に収容されている。各ピストン２０はシュー２１を介して斜板１９の外周部に係留されている。従って、駆動軸１７の回転に伴う斜板１９の回転運動が、シュー２１を介してピストン２０の往復直線運動に変換される。
シリンダボア１１Ａの背面側（図１で右方）には、ピストン２０と弁形成体１３とで囲まれた圧縮室２４が区画されている。

リヤハウジング１４内の中心側には吸入室２２が区画形成されており、リヤハウジング１４内の外周側には吐出室２３が区画形成されている。
また、リヤハウジング１４には、吸入室２２へ冷媒ガスを導入するための入口となる吸入通路３４と、吐出室２３から冷媒ガスを排出する吐出通路３５とがそれぞれ形成されており、吸入通路３４と吐出通路３５とは、図示しないが、外部冷媒回路を介して接続されている。

弁形成体１３は、前方よりガスケット２５、吸入弁板２６、バルブプレート２７、吐出弁板２８及びリテーナプレート２９の順に構成されている。なお、バルブプレート２７は弁板に相当する。
吸入弁板２６及びバルブプレート２７には、圧縮室２４と吐出室２３とを連通させる吐出ポート３１が形成されている。吐出弁板２８には、吐出ポート３１を開閉する吐出弁２８Ａが形成されている。リテーナプレート２９には、各吐出弁２８Ａのリフト長を規制するリテーナ２９Ａが形成されている。
バルブプレート２７、吐出弁板２８及びリテーナプレート２９には、吸入室２２と圧縮室２４とを連通させる吸入ポート３０が形成されている。吸入弁板２６には、吸入ポート３０を開閉する吸入リード弁に相当する吸入弁２６Ａが形成されている。

本実施例では、吸入弁板２６は、図２に示すように、弾性変形可能な円形薄板からなっている。図２において、紙面手前側が前側であり、紙面奥側が後側である。各シリンダボア１１Ａは、吸入弁板２６に対して紙面手前側に位置するので、二点鎖線で図示している。吸入弁板２６には、半径方向の外周側より中心側に向かって放射状に延びる複数の舌片状の吸入弁２６Ａが周囲を繰り抜かれて形成されている。各吸入弁２６Ａの自由端側（中心側）には、三日月形に繰り抜かれた貫通孔３２が形成されている。なお、吸入弁２６Ａの自由端側とは、拘束されずに自由に撓曲する側のことを指す。

図３に示すように、シリンダボア１１Ａの後側開口部の周縁には、吸入弁２６Ａの自由端側の自由端部２６Ｂに対応するように半円形状をなすストッパ部３３が凹設されている。吸入弁２６Ａが開弁時には、自由端部２６Ｂがストッパ部３３に当接し、吸入弁２６Ａの最大開度の規制が行われる。
吸入弁２６Ａの基端部（吸入弁板２６の外周側）は、シリンダブロック１１とバルブプレート２７間に挟持固定されている。

図４に示すように、吸入弁２６Ａに設けられた貫通孔３２の形成位置は、閉弁状態における吸入ポート３０に対向する位置より自由端側で、吸入ポート３０と重ならない位置とされている。従って、閉弁状態においては吸入ポート３０と貫通孔３２とが連通することはない。
また、吸入ポート３０は、断面長丸孔で形成されている。貫通孔３２は、この吸入ポート３０に近接する位置に設けられており、貫通孔３２における吸入ポート３０側の周縁部が、吸入ポート３０の長丸孔に沿うように形成されている。そして、貫通孔３２の開口面積は、吸入弁２６Ａの自由端側の機械的強度を損なわない範囲内でできるだけ大きく形成するのが好ましい。

次に、上記構成を有する圧縮機についてその作用説明を行う。
ピストン２０が上死点位置より下死点位置へ移動することにより、圧縮室２４が負圧になると、吸入室２２に収容されている冷媒ガスは、バルブプレート２７に形成された吸入ポート３０を介して吸入弁２６Ａを押し開き（開弁状態）、圧縮室２４に吸入される。

吸入ポート３０から圧縮室２４に吸入される冷媒ガスは、バルブプレート２７と吸入弁２６Ａの周縁部との間の隙間からなる流路だけでなく、吸入弁２６Ａの自由端側に設けられた貫通孔３２を通過する新たな流路を通って圧縮室２４内に流入する。なお、図４に示すように、矢印Ｘで示すルートが、バルブプレート２７と吸入弁２６Ａの周縁部との間の隙間からなる流路を表し、矢印Ｙで示すルートが、貫通孔３２を通過する新たな流路を表している。

このように、吸入弁２６Ａの自由端側に貫通孔３２が設けられていることにより、吸入室２２から圧縮室２４への冷媒ガスの吸入時において、冷媒ガスの通過する流路の流路面積を増大させることが可能となる。従って、冷媒ガスの吸入時の吸入抵抗が低減され、圧力損失を低減することができるので、圧縮機の圧縮効率を向上させることが可能である。

加えて、貫通孔３２における吸入ポート３０側の周縁部が、吸入ポート３０の長丸孔に沿うように形成されていることにより、開弁状態において、吸入ポート３０から吸入された冷媒ガスが貫通孔３２を通って圧縮室２４内に速やかに流入させることができ、吸入抵抗を一層低減可能である。

圧縮室２４に吸入された冷媒ガスは、ピストン２０が下死点位置から上死点位置へ移動することにより所定の圧力まで圧縮される。このとき、冷媒ガスの圧力上昇に伴い、吸入弁２６Ａは閉弁されるが、貫通孔３２の形成位置が、閉弁状態における吸入ポート３０に対向する位置より自由端側で、吸入ポート３０と重ならない位置とされていることにより、貫通孔３２を介して圧縮室２４と吸入ポート３０とが連通することはなく、冷媒ガスの漏れを防止できる。そして、所定の圧力まで圧縮された冷媒ガスは、バルブプレート２７に形成された吐出ポート３１を介して吐出弁２８Ａを開弁させ吐出室２３へと吐出される。

また、吸入弁２６Ａの製造時において、吸入弁２６Ａの自由端側に貫通孔３２を設けるだけなので、プレス加工により簡単に形成可能である。そして、シリンダブロックに２つの吸入弁開度規制凹部を形成する必要のある従来技術と比較して、本実施例では、シリンダボア１１Ａの後側開口部の周縁に、ストッパ部３３を１箇所だけ凹設すれば良い。従って、加工工数及びコスト上昇を抑制することが可能となる。

この本発明の実施形態に係る圧縮機によれば以下の効果を奏する。
（１）吸入弁２６Ａに貫通孔３２が設けられ、貫通孔３２の形成位置が、閉弁状態における吸入ポート３０に対向する位置より自由端側で、吸入ポート３０と重ならない位置とされていることにより、吸入ポート３０から圧縮室２４に吸入された冷媒ガスは、バルブプレート２７と吸入弁２６Ａの周縁部との間の隙間からなる流路だけでなく、吸入弁２６Ａの自由端側に設けられた貫通孔３２を通過する新たな流路を通って圧縮室２４内に流入する。従って、吸入室２２から圧縮室２４への冷媒ガスの吸入時において、冷媒ガスの通過する流路の流路面積を増大させることが可能となり、冷媒ガスの吸入時の吸入抵抗を低減することができる。その結果、冷媒ガスの吸入時の圧力損失を低減することができ、圧縮機の圧縮効率を向上させることが可能である。
（２）圧縮工程においては、圧縮室２４に吸入された冷媒ガスの圧力上昇に伴い、吸入弁２６Ａは閉弁されるが、貫通孔３２の形成位置が、閉弁状態における吸入ポート３０に対向する位置より自由端側で、吸入ポート３０と重ならない位置とされていることにより、貫通孔３２を介して圧縮室２４と吸入ポート３０とが連通することはなく、冷媒ガスの漏れを防止できる。
（３）貫通孔３２における吸入ポート３０側の周縁部が、吸入ポート３０の長丸孔に沿うように形成されていることにより、開弁状態において、吸入ポート３０から吸入された冷媒ガスが貫通孔３２を通って圧縮室２４内に速やかに流入させることができ、吸入抵抗を一層低減可能である。
（４）吸入弁２６Ａの自由端側に貫通孔３２を設けるだけなので、プレス加工により簡単に形成可能であると共に、シリンダブロックに２つの吸入弁開度規制凹部を形成する必要のある従来技術と比較して、本実施例では、シリンダボア１１Ａの後側開口部の周縁に、ストッパ部３３を１箇所だけ凹設すれば良く、加工工数及びコスト上昇を抑制することが可能となる。

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良い。
○ 本発明の実施形態では、吸入弁２６Ａの自由端側に設ける貫通孔３２を１個としたが、複数個設けても良い。このとき、貫通孔の開口面積を同等とした場合に、例えば、貫通孔が１個の場合と比較して、複数個の場合には、個々の貫通孔の開口面積は小さくなる。しかし、個々の貫通孔間に吸入弁の基材部が存在することになり、吸入弁の機械的強度を向上させることが可能となる。
○ 本発明の実施形態では、吸入ポートの断面形状を長丸孔としたが、丸孔や楕円孔でも良く、どのような形状でも構わない。この場合、吸入ポートに近接して吸入弁に設けられる貫通孔を、吸入ポートの孔に沿うように形成されていることが好ましい。
○ 本発明の実施形態では、リヤハウジング内の中心側に吸入室が区画形成され、リヤハウジング内の外周側に吐出室が区画形成されているとして説明したが、リヤハウジング内の中心側に吐出室が区画形成され、リヤハウジング内の外周側に吸入室が区画形成された圧縮機であっても良い。
○ 本発明の実施形態では、圧縮機を片側ピストン型の可変容量型斜板式圧縮機として説明したが、両側ピストン型でも良く、また固定容量型、ワッブル式でも構わない。更に、圧縮機は斜板式に限らず、スクロール式やベーン式等でも良く、吸入弁を有する圧縮機であれば、圧縮機の形式は特に問わない。

１０ 圧縮機
１１Ａ シリンダボア
１３ 弁形成体
２０ ピストン
２２ 吸入室
２６Ａ 吸入弁
２７ バルブプレート
３０ 吸入ポート
３２ 貫通孔

Claims (1)

1. ピストンが往復移動可能に設けられたシリンダボアと、吸入室と、前記シリンダボアと前記吸入室との間に設けられた弁板と、該弁板に形成された前記吸入室と前記シリンダボアとを連通する吸入ポートと、該吸入ポートを開閉する吸入リード弁とを備えた圧縮機において、
   前記吸入リード弁に貫通孔を設け、前記貫通孔の形成位置を、閉弁状態における前記吸入ポートに対向する位置より自由端側で、前記吸入ポートと重ならない位置としたことを特徴とする圧縮機。

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