JP2013148043A - 差圧弁及び差圧弁を備える電動圧縮機 - Google Patents

差圧弁及び差圧弁を備える電動圧縮機 Download PDF

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Abstract

【課題】弁の開放時における流通する流体の流体変動の抑制を図る差圧弁及び差圧弁を備える電動圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機100の冷媒の抽気通路部82上に設けられる差圧弁101は、抽気通路部82上に設けられた弁室81内に固定され且つ弁室81における冷媒の流通方向を横断するように延在する支持部材102と、抽気通路部82の弁室81への開口である弁孔82aを開放及び閉鎖可能な弁体103と、支持部材102及び弁体103の間に設けられ且つ弁体103を弁孔82aに向かって押圧するコイルバネ104とを備える。支持部材102は、弁室81で弁体103が設けられている側と、支持部材102を挟んだ反対側とを連通する貫通穴102c及び導入溝102dを有する。貫通穴102c及び導入溝102dは、少なくとも一部が支持部材102の弁体103が設けられている側で、支持部材102の外周方向で均等に分布して開口する。
【選択図】図2

Description

この発明は、差圧弁及び差圧弁を備える電動圧縮機に関する。
圧縮機には、スクロールタイプの圧縮機がある。このスクロールタイプの圧縮機は、基板から渦巻き状の壁を突出させてハウジングに一体に固定された固定スクロールと、基板から渦巻き状の壁を突出させてこの渦巻き状の壁を固定スクロールの渦巻き状の壁の間にはめ込むように配置された可動スクロールとを有している。可動スクロールは、公転運動を行い、それに伴い、その渦巻き状の壁と固定スクロールの渦巻き状の壁とで閉鎖された圧縮空間を形成し、この圧縮空間の容積を減少させることによって内部の冷媒等の流体を圧縮する。圧縮空間内の流体の圧縮時には、内部の流体の圧縮反力によって、可動スクロールは、固定スクロールから離される方向の力を受ける。これにより、可動スクロールと固定スクロールとの間において、渦巻き状の壁と基板との間での圧縮空間の密閉性が低下する。このため、可動スクロールの背面側、つまり固定スクロールと反対側に形成された背圧室に高圧の流体が導入され、この高圧の流体の圧力によって可動スクロールを固定スクロールに向かって押圧し密閉性を向上させている。
例えば、特許文献1に記載されたスクロールタイプの圧縮機では、背圧室は、低圧領域(吸入圧領域)よりも高圧となるように形成され、背圧室の圧力は差圧弁である圧力調整弁によって所定の圧力に調節されるように構成されている。この圧力調整弁は、背圧室を低圧領域に連通する抽気通路上に設けられている。圧力調整弁は、抽気通路上に形成された筒状の弁室と、弁室よりも上流側に形成されて抽気通路の一部を構成する弁孔と、弁室内にスライド移動可能に収容された球状の弁体と、弁孔を閉鎖する方向に弁体を付勢する付勢バネとによって構成されている。そして、背圧室の圧力が弁体に対して弁孔を開放する方向に作用すると共に、低圧領域の圧力が弁体に対して弁孔を閉鎖する方向に作用する。また、弁室の下流側を低圧領域に連通する抽気通路は、弁室側方の筒状の内周面から延びている。よって、圧力調整弁は、背圧室の圧力が所定の圧力よりも大きくなると作動して抽気通路を開放し、背圧室の圧力が過度に上昇するのを防ぐ。
特開平7−229484号公報
しかしながら、特許文献1のスクロールタイプの圧縮機では、圧力調整弁の弁体が弁孔を開放した開弁時、弁孔から弁室内に流入した流体は、弁体の周囲と弁室の内周面との間を通って弁体を迂回した後、弁室の内周面に設けられた側方の抽気通路に流出する。このとき、弁室内の流体の流れに偏りが生じるため、弁体が付勢バネの伸縮方向に垂直な方向に暴れ、それにより、流体に流体変動が発生する。この流体変動は、流体を振動させるため、流体音(異音)を発生させるという問題がある。
特に圧縮機の停止直後に圧力調整弁の前後に差圧があり圧力調整弁が作動していると、発生する流体音が使用者に与える不快感は大きく問題となる。
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、弁の開放時における流通する流体の流体変動の抑制を図る差圧弁及び差圧弁を備える電動圧縮機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、この発明に係る差圧弁は、圧縮機を流通する流体の流体通路上に設けられる差圧弁であって、流体通路上に設けられた筒状の弁室内に固定され、弁室における流体の流通方向を横断するように延在する支持部材と、流体通路の弁室への開口である弁孔を開放及び閉鎖可能な弁体と、支持部材及び弁体の間に設けられ、弁体を弁孔に向かって押圧する伸縮可能な付勢部材とを備え、支持部材は、弁室で弁体が設けられている側と、支持部材を挟んだ反対側とを連通する連通路を有し、連通路は、少なくとも一部が支持部材の弁体が設けられている側で、支持部材の外周方向で均等に分布して開口する。
支持部材は、付勢部材の伸縮方向に突出し且つ付勢部材の収縮時に弁体と当接可能である突出部を有し、連通路は、突出部における弁体との当接部の中心で開口する開口部を有するとともに、当接部に開口部から放射状に延びる複数の溝を有していてもよい。
付勢部材は、突出部の周囲を囲むコイル状のバネであり、弁体の支持部材への当接時に付勢部材のコイル間に間隙を有していてもよい。
突出部は、弁孔から支持部材に向かう弁室の延在方向に垂直な断面の中心に位置していてもよい。
弁体は、球状であり、弁室の内表面との間に間隙を有してもよい。
上記差圧弁は、スクロール式電動圧縮機における可動スクロールの背面側に位置する背圧室と吸入側の領域とを連通する抽気通路上に設けられてもよい。
また、この発明に係る電動圧縮機は、上記差圧弁を備える。
この発明に係る差圧弁及び差圧弁を備える電動圧縮機によれば、弁の開放時に差圧弁を流通する流体の流体変動を抑制することが可能になる。
この発明の実施の形態1に係る差圧弁を備える圧縮機の構成を示す模式断面側面図である。 図1の差圧弁を拡大した模式断面側面図である。 図2のIII−III線に沿った断面を示す模式図である。 図2の差圧弁の開弁時の状態を示す模式側面図である。 この発明の実施の形態2に係る差圧弁の構成を示す模式断面側面図である。 図5のVI−VI線に沿った断面を示す模式図である。
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1を参照すると、この発明の実施の形態1に係る差圧弁101を備える圧縮機100が示されている。なお、以下の実施形態において、圧縮機100として、冷凍回路に設けられて、冷凍回路を流通する流体である冷媒を吸入、圧縮して吐出するスクロール型の電動圧縮機を使用した場合の例について説明する。
圧縮機100は、固定スクロールを形成する第二ハウジング20と、第二ハウジング20の両側にボルト等で一体に連結された第一ハウジング10及び第三ハウジング30と、第三ハウジングに30に対して第二ハウジング20と反対側でボルト等によって一体に連結されたモータハウジング50とを有している。
第二ハウジング20は、固定基板20aと、固定基板20aから第三ハウジング30に向かう方向へ突出する固定渦巻壁20bと、固定基板20aから第三ハウジング30に向かう方向へ突出して固定渦巻壁20bを外側から取り囲むようにして延在する外周壁20cとを一体に有している。そして、固定渦巻壁20bは、固定基板20a上で渦巻き状に延びている。ここで、固定基板20a及び固定渦巻壁20bは、固定スクロールの固定基板及び固定渦巻壁を構成している。
第一ハウジング10は、第二ハウジング20の固定基板20a側に取り付けられ、固定基板20aと共に、閉鎖された空間である吐出室12と、圧縮機100の潤滑油を貯留するための第一貯油室14及び第二貯油室15とを、その内側に形成する。さらに、第一ハウジング10は、吐出室12及び第一貯油室14に隣接して油分離室13をその内側に形成している。油分離室13は、第一ハウジング10の外周壁10aに形成された吐出口16を介して、圧縮機100の外部に連通する。油分離室13の内部には、吐出口16から延びて途中で縮径する油分離管17が延びている。
吐出室12は、油分離管17に側方で対向する位置にある油分離室連通穴13aを介して、油分離室13に連通する。油分離室13は、貯油室連通穴14aを介して第一貯油室14に連通する。
また、圧縮機100は、第二ハウジング20と第三ハウジング30との間に、可動スクロール40を有している。可動スクロール40は、第二ハウジング20の固定基板20aに対向するように延在する基板40aと、基板40aから固定基板20aに向かう方向へ突出する渦巻壁40bとを一体に有している。そして、渦巻壁40bは、基板40a上で渦巻き状に延びて、第二ハウジング20の固定渦巻壁20bの間にはまりこんでいる。これにより、可動スクロール40の渦巻壁40bは、第二ハウジング20の固定渦巻壁20bと当接することによって、閉鎖された空間である三日月状の圧縮室41を形成することができる。
また、可動スクロール40は、基板40aの側方で第三ハウジング30との間に吸入室11を形成している。圧縮室41は、第二ハウジング20の外周壁20c側で吸入室11に連通し、第二ハウジング20の固定基板20aの中心側で、固定基板20aの中心に形成された吐出ポート21を介して、吐出室12に連通する。そして、この吐出ポート21は、固定基板20aの吐出室12側に固定された板状の吐出弁22によって開閉される。なお、吸入室11は、図示しない吸入口を介して圧縮機100の外部に連通すると共に、図示しない冷媒通路及び潤滑油通路を介して第二貯油室15に連通している。このため、第二貯油室15内は、吸入室11と同様に低圧になっている。
また、可動スクロール40の基板40aには、渦巻壁40bと反対側に、筒状のシャフト支持部40cが一体に突出形成されている。
また、圧縮機100は、可動スクロール40のシャフト支持部40c側に、駆動シャフト60を有している。駆動シャフト60は、シャフト支持部40c内に延びる偏心シャフト部60cと、偏心シャフト部60cより径が大きくなった拡径部60bと、拡径部60bから偏心シャフト部60cと反対側に延びるメインシャフト部60aとを一体に有している。偏心シャフト部60cは、互いの中心軸を同一とするメインシャフト部60a及び拡径部60bに対してその中心軸を偏心させており、ブッシュ34及びその外周の軸受33を介してシャフト支持部40cと回転自在に嵌合している。
よって、偏心シャフト部60cは、メインシャフト部60a及び拡径部60bの回転中心軸の周りを旋回するように回転することができる。このため、可動スクロール40は、メインシャフト部60aを回転させると、その回転中心軸の周りを公転運動する。そして、可動スクロール40が公転運動することによって、吸入室11側で形成された圧縮室41が、固定基板20aの中心の吐出ポート21に向かって移動しつつその容積を減少させ、内部に含む流体(冷媒)を圧縮する。
また、第三ハウジング30は、シャフト支持部40c側から可動スクロール40と駆動シャフト60の拡径部60b及び偏心シャフト部60cとを覆うようにして、第二ハウジング20に連結されている。そして、第三ハウジング30は、その内側で、軸受35を介して拡径部60bを回転自在に支持し、駆動シャフト60のメインシャフト部60aが第三ハウジング30を貫通して外側に突出している。また、第三ハウジング30は、可動スクロール40の基板40aとの間に設けられたブッシュ32を介して、可動スクロール40を駆動シャフト60の軸方向に支持している。
さらに、第三ハウジング30は、可動スクロール40の基板40aの背面側となるシャフト支持部40c側に、基板40aと共に閉鎖された空間である背圧室31を形成している。
背圧室31は、第三ハウジング30に形成された給気通路部73、第二ハウジングに形成された給気通路部72及び71を順次介して、第一貯油室14に連通している。そして、給気通路部72及び73は、給気通路部71よりも内径が大幅に小さくなっている。このため、吐出室12から流入した第一貯油室14内の高圧の冷媒が、給気通路部72及び73で絞られて背圧室31に流入し背圧室31を高圧にする。よって、背圧室31内の高圧の冷媒は、可動スクロール40を固定スクロールである第二ハウジング20に向かって押し付け、可動スクロール40の渦巻壁40b及び基板40aと、固定スクロールの固定基板20a及び固定渦巻壁20bとの間の密閉性を高める。
また、背圧室31は、第三ハウジング30に形成された抽気通路部83及び第二ハウジングに形成された抽気通路部82を順次介して、第二貯油室15に連通する。そして、抽気通路部82上の第二貯油室15側の端部には、内径が大きくなった円筒状の弁室81が形成され、この弁室81の内部に差圧弁101が設けられている。
ここで、抽気通路部82は、流体通路を構成している。
差圧弁101は、抽気通路部82と第二貯油室15との間の連通を通常遮断している。そして、差圧弁101は、背圧室31の高い内圧と第二貯油室15の低い内圧との間の差圧に対応して動作し抽気通路部82から第二貯油室15に向かう流体の流れを許容するが、第二貯油室15から抽気通路部82に向かう反対方向の流体の流れを許容しない。つまり、差圧弁101は、差圧によって作動する逆止弁である。このため、背圧室31内の冷媒の圧力が上昇して所定の圧力になると差圧弁101が動作し、内部の冷媒を第二貯油室15に逃がすことができる。さらに、第一貯油室14から背圧室31内に冷媒と共に流入した潤滑油が過剰になると、それにより冷媒の圧力が上昇して差圧弁101が動作し、冷媒と共に過剰の潤滑油を第二貯油室15に逃がすことができる。
モータハウジング50は、その内部に、第三ハウジング30と共に囲むモータ室51を形成している。モータハウジング50は、軸受54を介して、モータ室51内に延びる駆動シャフト60のメインシャフト部60aを回転自在に支持している。また、モータ室51内では、ロータ52が、一体に回転するようにメインシャフト部60aの周りに固定されている。さらに、モータハウジング50の外周壁50bの内周面には、ロータ52を取り囲むようにして、コイル53aを有するステータ53が固定されている。そして、コイル53aに交流電流が流されることによって、ステータ53は、メインシャフト部60aと共にロータ52を回転させる。
よって、圧縮機100では、外部電源によって電圧が印加されると、コイル53aに交流電流が流れ、それによって、ロータ52と共に駆動シャフト60が回転する。このとき、偏心シャフト部60cは、拡径部60b及びメインシャフト部60aの回転中心軸の周りを旋回運動する。そして、旋回運動する偏心シャフト部60cとシャフト支持部40cで嵌合する可動スクロール40は、メインシャフト部60aの回転中心軸の周りを公転運動する。
これにより、可動スクロール40の渦巻壁40bと第二ハウジング(固定スクロール)20の固定渦巻壁20bとの間には、可動スクロール40の公転に伴って移動しつつ容積を減少させる圧縮室41が形成される。そして、圧縮室41が形成されて容積を変える過程で、吸入室11から圧縮室41内に冷媒が潤滑油と共に吸入され、さらに、潤滑油を含む冷媒は、圧縮室41内で圧縮された後、吐出ポート21において吐出弁22を押し上げて吐出室12に吐出される。このとき、冷媒に含まれる潤滑油は、圧縮室41に流入して吐出ポート21から吐出されるまでの過程で、可動スクロール40及び第二ハウジング(固定スクロール)20の摺動部を潤滑する。
吐出室12内の冷媒は、油分離室13に吐出され、油分離室13内では、途中で縮径しテーパー状になった油分離管17の周囲を旋回しつつその先端に向かって流れた後、油分離管17の内部を通って吐出口16から外部に吐出される。冷媒に含まれる潤滑油は、油分離管17の周囲を旋回する際に遠心分離され、遠心分離された潤滑油は、貯油室連通穴14aを通って第一貯油室14内に流下する。
また、油分離室13内の高圧の冷媒の一部は、第一貯油室14内に流入し、さらに、第一貯油室14内の潤滑油を含有させて、給気通路部71、72及び73を順次通過して背圧室31に流入する。そして、背圧室31内の高圧の冷媒は、可動スクロール40を第二ハウジング(固定スクロール)20に押し付けると共に、背圧室31内の摺動部に潤滑油を供給する。
背圧室31内の冷媒の圧力と第二貯油室15つまり吸入室11内の冷媒の圧力との差圧が所定圧力を超えると、差圧弁101が作動し、背圧室31内の潤滑油を含む冷媒を第二貯油室15に逃がす。これにより、背圧室31内の各部に過度に高い圧力が作用するのが防止される。
また、第二貯油室15に流出した冷媒は、第二貯油室15の壁の内表面に衝突することによって含有する潤滑油が除去され、さらに、吸入室11で発生する吸引力によって吸入室11に吸入される。また、第二貯油室15に貯留された潤滑油は、吸入室11で発生する吸引力によって吸入室11に吸入され、図示しない吸入口から吸入室11に吸入される冷媒に含有されて、圧縮室41に送られる。
図2及び図3を参照すると、差圧弁101の詳細が示されている。
差圧弁101は、円筒状の弁室81の内周面81cに嵌合している支持部材102を有している。
支持部材102は、弁室81の内周面81cに整合する外周面102b3を有し且つ内周面81cに嵌合する略円筒状をした本体部102bを有している。さらに、支持部材102は、略円筒状の本体部102bの両端面102b1及び102b2それぞれから突出する2つの略円筒状の突出部102aを有している。突出部102aは、その円筒の中心軸を本体部102bの円筒の中心軸と同一にして、弁室81の延びる方向である弁室81の円筒の中心軸CLに沿う方向に向かって突出している。つまり、突出部102aは、後述する弁孔82aから支持部材102に向かう弁室81の延在方向に垂直な断面の中心に位置している。そして、支持部材102は、本体部102b及び突出部102aの中心軸を、弁室81の中心軸CLと同一としている。また、突出部102aは、本体部102bよりも小さい外径を有し、弁室81の内周面81cとの間に間隙を形成している。
なお、弁室81は、弁室81内で中心軸CLに沿う方向を横断するように延在し且つこの横断する断面全体にわたって延在する支持部材102の本体部102bによって、後述する弁体103が設けられている側(抽気通路部82側の第一弁室部81a)とその反対側(第二貯油室15側の第二弁室部81b)との2つの空間に分割される。
また、支持部材102は、一方の突出部102aの端面102a1から他方の突出部102aの端面102a1に向かって延びて支持部材102を貫通する貫通穴102cを有している。貫通穴102cは、円形断面を有して弁室81及び突出部102aの中心軸CLをその中心軸とし、各端面102a1上において、中心軸CLをその中心とした円形の開口部102c1で開口している。つまり、両開口部102c1は、両突出部102aの端面102a1の中心で開口している。さらに、両突出部102aの端面102a1には、開口部102c1から、突出部102aの円筒の径方向に放射状に延びる4つの導入溝102dが十字状に形成されている。各導入溝102dは、突出部102aの略円筒状の側部102a2で開口し、支持部材102の外周方向で均等に分布して開口している。よって、弁室81内における支持部材102を挟んで両側にある第一弁室部81a及び第二弁室部81bは、導入溝102d及び貫通穴102cを通して互いに連通する。なお、本実施の形態1では、突出部102aの側部102a2は、先端側で先細になったテーパー形状を有しているが、テーパー状になっていなくてもよい。
ここで、貫通穴102c及び導入溝102dは連通路を構成している。
そして、支持部材102は、弁室81内に押し込むことによって弁室81の内周面81cに嵌合して固定されるように構成されている。
また、差圧弁101は、弁室81の第一弁室部81aの内部において、支持部材102と抽気通路部82との間に球状の弁体103をスライド移動可能に有している。さらに、差圧弁101は、第一弁室部81aの内部において、支持部材102と弁体103との間に付勢部材であるコイルバネ104を有している。コイルバネ104は、支持部材102の突出部102aの側部102a2を取り囲むようにして配置されて本体部102bの端面102b1に当接すると共に、弁体103に当接し、その付勢力によって、抽気通路部82の弁室81への開口である弁孔82aに向かって弁体103を押圧する。そして、弁体103にコイルバネ104の付勢力以外の力が作用しない時、弁体103は、弁孔82aを閉じている。なお、弁体103及びコイルバネ104の中心軸CLに垂直な方向の断面は弁室81の断面より小さくなっており、弁体103及びコイルバネ104は、弁室81内で移動しても弁室81の内周面81cとの間に間隙を形成する。また、弁体103が、支持部材102の突出部102aの端面102a1に当接したとき、貫通穴102cは、導入溝102dを介して突出部102aの側方から、弁室81の第一弁室部81a内に連通することができる。
ここで、突出部102aの端面102a1は、当接部を構成している。
また、弁体103には、抽気通路部82側から背圧室31(図1参照)内の冷媒の圧力が作用し、その反対側からは、貫通穴102cを介して第二貯油室15内つまり吸入室11(図1参照)内の冷媒の圧力が作用する。
抽気通路部82側からの冷媒の圧力が弁体103を押圧する力が、第二貯油室15側からの冷媒の圧力が弁体103を押圧する力及びコイルバネ104が弁体103を押圧する力の合力を超えると、弁孔82aを閉鎖している弁体103は、支持部材102に向かって移動させられ、弁孔82aを開放する。これにより、抽気通路部82内つまり背圧室31内の冷媒は、弁室81の第一弁室部81a内に流入し、さらに、弁体103を迂回するようにして弁体103の周囲と第一弁室部81aの内周面81cとの間の間隙を通って貫通穴102cに流入し、貫通穴102c及び第二弁室部81bを順次通過して第二貯油室15内に流入する。
背圧室31(図1参照)内の冷媒の圧力が高い場合、弁体103は、弁孔82aの開放時つまり開弁時、コイルバネ104の付勢力に抗した冷媒の圧力の作用によって支持部材102の突出部102aに当接するまで移動させられて停止する。
図4を参照すると、弁体103が支持部材102の突出部102aに当接した状態の差圧弁101の側面図が示されている。
このとき、コイルバネ104の螺旋状のコイル部材104aは、中心軸CLに沿う方向に縮まって互いに接近するが、弁体103が支持部材102の突出部102aに当接した状態でも、全てが密着してしまうことなく互いの間に隙間を有した状態を維持するように構成されている。
このため、抽気通路部82から弁室81の第一弁室部81a内に流入した冷媒は、弁体103と第一弁室部81aの内周面81cとの間の間隙を通った後、コイルバネ104の螺旋状のコイル部材104a同士の間を通ってコイルバネ104の内側に流入し、さらに、突出部102aの側方(側部102a2)から導入溝102dを通って貫通穴102c内に流入し、第二弁室部81bに流出することができる。
また、差圧弁101の開弁時、背圧室31(図1参照)から弁室81内に流入した冷媒は、弁体103の周囲を迂回した後、支持部材102及び弁室81の中心軸CLを中心軸とする貫通穴102cに、貫通穴102cの開口部102c1から放射状に等間隔(均等)に延びる導入溝102dを通って流入するため、弁体103を迂回する冷媒は、弁体103の周囲にほぼ均等に分散されて流通する。このため、流通する冷媒が、弁室81の中心軸CLに沿う方向であるコイルバネ104の伸縮方向に対して垂直な方向へ弁体103を移動させるのが抑えられ、それにより、流通する冷媒に生じる流体変動も抑えられる。よって、差圧弁101内を流通する冷媒による流体音が抑えられる。
このように、この発明に係る差圧弁101は、圧縮機100を流通する冷媒の抽気通路部82上に設けられる差圧弁である。差圧弁101は、抽気通路部82上に設けられた筒状の弁室81内に固定され且つ弁室81における冷媒の流通方向を横断するように延在する支持部材102と、抽気通路部82の弁室81への開口である弁孔82aを開放及び閉鎖可能な弁体103と、支持部材102及び弁体103の間に設けられ且つ弁体103を弁孔82aに向かって押圧する伸縮可能なコイルバネ104とを備える。支持部材102は、弁室81で弁体103が設けられている側(第一弁室部81a)と、支持部材102を挟んだ反対側とを連通する連通路(貫通穴102c及び導入溝102d)を有している。貫通穴102c及び導入溝102dは、支持部材102の弁体103が設けられている側で、少なくとも一部が支持部材102の外周方向で均等に分布して開口する。
これによって、差圧弁101では、通常、コイルバネ104の付勢力によって弁体103が弁孔82aを閉鎖し、弁体103に作用する抽気通路部82の冷媒の圧力による力が、コイルバネ104の付勢力とコイルバネ104側から作用する冷媒の圧力による力との合力を超えると、弁体103が移動して弁孔82aを開放する。このとき、弁孔82aから弁室81の第一弁室部81a内に流入した冷媒は、弁室81における冷媒の流通方向を横断するように延在する支持部材102に形成された貫通穴102cに向かって流通する。支持部材102の貫通穴102c及び導入溝102dは、支持部材102における弁体103が設けられた第一弁室部81a側で、支持部材102の外周方向に均等に分布して開口しているため、冷媒は、第一弁室部81a内で均等に分布し導入溝102d及び貫通穴102cに流入する。よって、流通する冷媒によって、弁体103が、コイルバネ104の伸縮方向に垂直な方向へ移動させられるのが抑えられるため、流通する冷媒に生じる流体変動が抑えられ、冷媒の流体音の発生を抑えることが可能になる。
また、差圧弁101では、支持部材102は、コイルバネ104の伸縮方向に突出し且つコイルバネ104の収縮時に弁体103と当接可能である突出部102aを有している。さらに、貫通穴102cは、突出部102aにおける弁体103との当接部である端面102a1の中心で開口する開口部102c1を有するとともに、端面102a1に開口部102c1から放射状に延びる複数の導入溝102dを有している。これによって、開弁時に弁体103が突出部102aの端面102a1に当接しても、冷媒は、導入溝102dを通過して貫通穴102cに流入することができる。さらに、導入溝102dの間隔を均等にすることによって、導入溝102dに流入する冷媒の流れを均等に分布させることができる。
また、差圧弁101では、コイルバネ104は、突出部102aの周囲を囲み、弁体103の支持部材102への当接時にコイルバネ104のコイル間に間隙を有している。これによって、弁体103の支持部材102への当接時に冷媒は、コイルバネ104のコイル同士の間を通って、コイルバネ104の内側の貫通穴102cに流入することができる。
また、差圧弁101では、突出部102aは、弁孔82aから支持部材102に向かう弁室81の延在方向に垂直な断面の中心に位置している。これによって、貫通穴102cは筒状の弁室81の中心軸CLを開口部102c1の中心として配置されるため、弁体103と弁室81の内周面81cとの間を通る冷媒の流れをさらに均等に分布させることができる。
また、差圧弁101では、弁体103は、球状であり、弁室81の内周面81cとの間に間隙を有している。これによって、弁体103がコイルバネ104を押し縮めて弁孔82aを開放したとき、弁孔82aから流入する冷媒に、流れを乱すことなく円滑に且つ均等に弁体103と弁室81の内周面81cとの間を通過させることができる。
また、差圧弁101の支持部材102は、本体部102bの両端面102b1及び102b2それぞれから突出する2つの突出部102aを有している。さらに、貫通穴102cが2つの突出部102aの端面102a1で開口するように形成され、導入溝102dも各突出部102aに形成されている。このため、支持部材102は、2つの突出部102aのいずれの側からでも弁室81に挿入し設置することができるので、支持部材102を弁室81に押し込む際に支持部材102の向きを考慮する必要がなく、差圧弁101の組立作業が容易且つ確実なものになり、コストを低減することが可能になる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る差圧弁201は、実施の形態1における差圧弁101において支持部材102の突出部102aの中心に形成されていた貫通穴102cを、支持部材202の本体部202bの外周面202b3に形成された導出溝202cとしたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図5及び図6をあわせて参照すると、この発明の実施の形態2に係る差圧弁201は、
実施の形態1の差圧弁101と同様にして、弁室81の内周面81cに嵌合している支持部材202を有している。
支持部材202は、弁室81の内周面81cに整合する外周面202b3を有する略円柱状をした本体部202bと、本体部202bの両端面202b1及び202b2それぞれから突出する2つの略円柱状の突出部202aを有している。
また、支持部材202は、本体部202bの外周面202b3に、一方の端面202b1から他方の端面202b2にわたって延びる4つの同形状の導出溝202cを有している。4つの導出溝202cは、矩形断面を有して外周面202b3の周方向に等間隔となるように配置され、弁室81の第一弁室部81aを第二弁室部81bに連通する連通路を構成している。つまり、導出溝202cの端面202b1及び端面202b2における開口部202c1は、同一の形状を有して等間隔に配置されており、支持部材202の外周方向で均等に分布して開口している。
また、差圧弁201は、実施の形態1の差圧弁101と同様にして、弁室81の第一弁室部81aの内部に、弁体103とコイルバネ104とを有している。
よって、抽気通路部82側の冷媒の圧力によって弁体103が押圧される力が、第二貯油室15側の冷媒の圧力及びコイルバネ104によって弁体103が押圧される力を超えると、弁孔82aを閉鎖している弁体103は弁孔82aを開放する。これにより、抽気通路部82内の冷媒は、弁室81の第一弁室部81a内に流入した後、弁室81の内周面81cに沿って弁体103側方の周囲を迂回するように流通してそのまま導出溝202c内に流入し、第二弁室部81bを通過して第二貯油室15に流入する。
このとき、開弁時に弁体103の周囲を迂回した冷媒は、支持部材202の本体部202bの外周面202b3の周方向に等間隔に配置された導出溝202cにそのまま流入するため、弁体103の周囲にほぼ均等に分散されて流通する。よって、流通する冷媒が、コイルバネ104の伸縮方向に垂直な方向へ弁体103を移動させるのが抑えられ、それにより、流通する冷媒に生じる流体変動も抑えられるため、差圧弁201内を流通する冷媒による流体音が抑えられる。
なお、本実施の形態2では、冷媒はコイルバネ104の外側を流通するため、弁体103が支持部材202の突出部202aの端面202a1に当接しているとき、コイルバネ104のコイル部材104a同士は、密着していても間隙を形成していてもよい。
また、この発明の実施の形態2に係る差圧弁201のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
このように、実施の形態2における差圧弁201によれば、上記実施の形態1の差圧弁101と同様な効果が得られる。
また、実施の形態1及び2の差圧弁101及び201は、スクロール型圧縮機の背圧室31と吸入側の第二貯油室15とを連通する抽気通路部82上に設けられていたがこれに限定されるものでなく、圧縮機において差圧により流体の流れを制御する部位であれば、どの部位にも設けることができる。さらに、差圧弁101及び201を備える圧縮機は、スクロール型に限定されるものでなく、ベーン型等の圧縮機であってもよい。
また、実施の形態1及び2の差圧弁101及び201において、弁体103は球体であったがこれに限定されるものでなく、円錐、円錐台、又は、先端が球面、円錐面若しくは円錐台状の面をした柱状体であってもよい。
また、実施の形態1及び2の差圧弁101及び201において、弁室81は円筒状であったがこれに限定されるものでなく、楕円筒状、多角形断面を有する角筒状であってもよい。
また、実施の形態1の差圧弁101において、貫通穴102c及びその開口部102c1は円形断面を有していたがこれに限定されるものでない。開口部102c1は、弁室81の内周面81cの周方向で均等に開口するものであればよく、多角形等であってもよい。
また、実施の形態2の差圧弁201において、導出溝202c及びその開口部202c1は矩形断面を有していたがこれに限定されるものでなく、円形、多角形であってもよい。さらに、4つの導出溝202c及びその開口部202c1は同形状であったが異なっていてもよく、導出溝の開口部は、開口面積が弁室81の内周面81cの周方向で均等に分布するように形成されていればよい。また、導出溝202cの数は、4つに限定されず、3つ又は5つ以上であってもよい。また、実施の形態1の差圧弁101においても、導入溝102dは、弁室81の内周面81cの周方向で均等に分布するように形成されていればよく、その数も3つ又は5つ以上であってもよい。
また、実施の形態1及び2の差圧弁101及び201において、支持部材102及び202には、2つの突出部102a及び202aが設けられていたが、弁体103が設けられている側とは反対側の突出部は設けなくてもよい。
81 弁室、81a 第一弁室部、81c 内周面(弁室の内表面)、82 抽気通路部(流体通路)、82a 弁孔、100 圧縮機、101,201 差圧弁、102,202 支持部材、102a,202a 突出部、102a1,202a1 端面(当接部)、102c 貫通穴(連通路)、102c1,202c1 開口部、102d 導入溝(連通路)、103 弁体、104 コイルバネ(付勢部材)、202c 導出溝(連通路)。

Claims (7)

  1. 圧縮機を流通する流体の流体通路上に設けられる差圧弁であって、
    前記流体通路上に設けられた筒状の弁室内に固定され、前記弁室における前記流体の流通方向を横断するように延在する支持部材と、
    前記流体通路の前記弁室への開口である弁孔を開放及び閉鎖可能な弁体と、
    前記支持部材及び前記弁体の間に設けられ、前記弁体を前記弁孔に向かって押圧する伸縮可能な付勢部材とを備え、
    前記支持部材は、前記弁室で前記弁体が設けられている側と、前記支持部材を挟んだ反対側とを連通する連通路を有し、
    前記連通路は、少なくとも一部が前記支持部材の前記弁体が設けられている側で、前記支持部材の外周方向で均等に分布して開口する差圧弁。
  2. 前記支持部材は、前記付勢部材の伸縮方向に突出し且つ前記付勢部材の収縮時に前記弁体と当接可能である突出部を有し、
    前記連通路は、前記突出部における前記弁体との当接部の中心で開口する開口部を有するとともに、前記当接部に前記開口部から放射状に延びる複数の溝を有する請求項1に記載の差圧弁。
  3. 前記付勢部材は、前記突出部の周囲を囲むコイル状のバネであり、前記弁体の前記支持部材への当接時に前記付勢部材のコイル間に間隙を有する請求項2に記載の差圧弁。
  4. 前記突出部は、前記弁孔から前記支持部材に向かう前記弁室の延在方向に垂直な断面の中心に位置する請求項2または3に記載の差圧弁。
  5. 前記弁体は、球状であり、前記弁室の内表面との間に間隙を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の差圧弁。
  6. 前記差圧弁は、スクロール式電動圧縮機における可動スクロールの背面側に位置する背圧室と吸入側の領域とを連通する抽気通路上に設けられる請求項1〜5のいずれか一項に記載の差圧弁。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項の差圧弁を備える電動圧縮機。
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