JP2014190232A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】脈動による振動をより低減可能な圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明の圧縮機では、弁板２７に座面２７ａと六つの凹部２７０とが形成されている。各凹部２７０は、弁板２７において、各吸入リード弁２５の弁部２５４側と対面する箇所にそれぞれ位置している。また、各凹部２７０には平坦な底面２７０ａがそれぞれ形成されている。これらの各底面２７０ａに各吸入ポート２３ａがそれぞれ位置している。この圧縮機では、吸入ポート２３ａの閉鎖時に吸入リード弁２５ａシール面２５７が座面２７ａと当接する一方、シール面２５７は底面２７０ａ及び吸入ポート２３ａと当接することがない。また、この圧縮機では、凹部２７０の展開面積Ｌｈが吸入ポート２３ａの開口面積Ｓ以上の大きさとなっている。
【選択図】図３

Description

本発明は圧縮機に関する。

特許文献１に従来の圧縮機が開示されている。この圧縮機は、ハウジングと、シリンダブロックと、弁板と、リード弁と、リテーナとを備えている。

ハウジングは、フロントハウジングとリヤハウジングとからなる。フロントハウジングとリヤハウジングとには、ともに圧力室である吸入室及び吐出室がそれぞれ形成されている。シリンダブロックは、フロントハウジングとリヤハウジングとに結合されている。シリンダブロックには、圧縮室が形成されている。フロントハウジングとシリンダブロックとの間には一方の弁板が設けられており、リヤハウジングとシリンダブロックとの間には他方の弁板が設けられている。各弁板には、吸入室と圧縮室との間で冷媒を流通可能な吸入ポートと、圧縮室と吐出室との間で冷媒を流通可能な吐出ポートとが開口されている。リード弁は吸入リード弁と吐出リード弁とからなる。

例えば、吐出リード弁は、圧縮室と吐出室との間において、自己の両面に作用する差圧により弾性変形することにより、吐出ポートを開閉可能となっている。リテーナは、吐出リード弁に当接することにより、吐出リード弁の変形を規制する当接面を有している。各弁板の吐出室側には、平坦な座面と、座面から凹設された凹部とが形成されている。吐出ポートは座面から貫設されている。凹部は吐出ポートの全周に対して連通している。また、吐出リード弁には、座面と当接するシール面が形成されている。

この圧縮機では、吐出リード弁に対し、吐出ポート内の冷媒の圧力と、凹部内の冷媒の圧力とが作用する。このため、この圧縮機では、吐出リード弁に対して圧力が作用する面積が拡大していることから、吐出行程時における吐出リード弁の開き遅れが抑制され、騒音の原因である吐出脈動の低減を図ることが可能になっている。

実開平４−１４７７３号公報

しかし、上記従来の圧縮機においては、これまでよりも低い圧力でリード弁が開弁動作する分、動作後の開弁状態の維持が安定しておらず、リード弁が振動して脈動につながるおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、脈動による騒音をより低減可能な圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の圧縮機は、吸入室及び吐出室の少なくとも一方である圧力室が形成されたハウジングと、
前記ハウジングに結合されるとともに圧縮室が形成されたシリンダブロックと、
前記ハウジングと前記シリンダブロックとの間に配置され、前記圧力室と前記圧縮室との間で冷媒を流通可能なポートが開口された弁板と、
自己の両面に作用する差圧により弾性変形して前記ポートを開閉可能なリード弁と、
前記リード弁に当接することにより、前記リード弁の変形を規制する当接面を有するリテーナとを備えた圧縮機において、
前記弁板には、平坦な座面と、前記座面から凹設されるとともに前記ポートの全周に対して連通する凹部とが形成され、
前記リード弁には、前記凹部の全周を囲みつつ前記座面と当接するシール面が形成されており、
前記凹部の開口縁の長さをＬ、前記リード弁が前記当接面に当接した状態における前記開口縁から前記リード弁までの距離のうち最も短いものをｈ、前記ポートの開口面積をＳとすると、Ｌｈ≧Ｓであることを特徴とする（請求項１）。

本発明の圧縮機では、吸入行程時や吐出行程時において、リード弁に対し、ポート内の冷媒の圧力と、凹部内の冷媒の圧力とが作用する。このため、この圧縮機では、リード弁に対して圧力が作用する面積が拡大していることから、吸入行程時や吐出行程時におけるリード弁の開き遅れが抑制される。

ここで、凹部の開口縁の長さをＬ、リード弁がリテーナの当接面に当接した状態における開口縁からリード弁までの距離のうち最も短いものをｈとする。そして、長さＬに対して距離ｈを乗じれば、ポートの開放時において、冷媒の流通経路の絞りとなる展開面積Ｌｈが算出される。この圧縮機では、ポートの開口面積をＳとすると、Ｌｈ≧Ｓとされている。このため、この圧縮機では、圧力が低くても、ポートを通過してリード弁に作用する冷媒の動圧が高まり、開弁後のリード弁の形状をそのまま安定して維持することができる。このため、リード弁が振動し難く、脈動を生じ難い。

したがって、本発明の圧縮機は、脈動による騒音をより低減することが可能である。

また、この圧縮機では、弁板に座面と凹部とが形成され、座面は平坦であり、凹部は座面から凹設されるとともにポートの全周に対して連通している。そして、リード弁のシール面が凹部の全周を囲みつつ座面と当接する。このため、リード弁によって、ポート及び凹部内の気密性が確保される。

また、この圧縮機では、凹部がポートの全周に臨んでいるため、リード弁において圧力が作用する面積が拡大している。また、シール面と座面との貼り付きは、冷媒中に含まれる潤滑油が当接面と座面との間に引き込まれることによって生じるが、ポートの全周に凹部が存在すれば、ポート内の潤滑油は凹部を経てシール面と座面との間に引き込まれることとなる。このため、この圧縮機では、シール面と座面との間に潤滑油が存在し難く、シール面が座面に貼り付くことを抑制できる。これらにより、この圧縮機では、吸入行程時や吐出行程時におけるリード弁のポートの開放動作の応答性を高くすることが可能となっている。

本発明の圧縮機としては、リード弁によってポートの開放と閉鎖とが可能であれば、種々の構成を採用することができる。例えば、容量固定型両頭斜板式圧縮機、容量可変型両頭斜板式圧縮機、容量固定型片頭斜板式圧縮機、容量可変型片頭斜板式圧縮機、ベーン型圧縮機、スクロール型圧縮機等が本発明の圧縮機であり得る。

本発明の圧縮機において、吸入室のみ又は吐出室のみが圧力室であり得る。例えば、本発明の圧縮機において、吸入室が圧力室である場合、弁板に開口されるポートは、吸入室と圧縮室との間で冷媒を流通可能な吸入ポートとなり、弁板において、圧縮室側に凹部が凹設される。また、リード弁は吸入ポートを開閉可能な吸入リード弁となる。そして、凹部の開口縁の長さが長さＬとなる。また、凹部の開口縁から吸入リード弁までの距離のうち最も短いものが距離ｈとなる。このため、算出されるＬｈは凹部についての展開面積となる。また、吸入ポートの開口面積Ｓが規定される。この場合、圧縮機は、吸入脈動、吸入リード弁に起因する振動が低減される。

一方、本発明の圧縮機において、吐出室が圧力室である場合、弁板に開口されるポートは、圧縮室と吐出室との間で冷媒を流通可能な吐出ポートとなり、弁板において、吐出室側に凹部が凹設される。また、リード弁は吐出ポートを開閉可能な吐出リード弁となる。そして、凹部の開口縁の長さが長さＬとなる。また、凹部の開口縁から吐出リード弁までの距離のうち最も短いものが距離ｈとなる。このため、算出されるＬｈは凹部についての展開面積となる。また、吐出ポートの開口面積Ｓが規定される。この場合、圧縮機は、吐出脈動、吐出リード弁に起因する振動が低減される。

さらに、本発明の圧縮機において、圧力室は吸入室及び吐出室であり得る。この場合、圧縮機は、圧力室が吸入室である場合の作用効果と、圧力室が吐出室である場合の作用効果とを奏する。

なお、吸入室や吐出室は複数であっても良い。また、吸入室及び吐出室が圧力室である場合、吸入室の数と吐出室の数とは、同数でも良く、異なっていても良い。

弁板には、凹部の底面から突出してリード弁を支持可能な支持部が設けられていることが好ましい（請求項２）。この場合には、吸入行程時や吐出行程時において、リード弁が凹部の底面に向かって移動する不必要な弾性変形を防止できる。このため、この圧縮機では、リード弁の耐久性を向上させることも可能となる。

支持部の形状は適宜設計することが可能である。例えば、支持部は、座面と連続しても良く、座面と連続しなくても良い。

本発明の圧縮機において、座面には、リード弁の先端側における縁部と重なる位置に形成され、座面及びシール面の接触面積を減少させる窪みが形成されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、シール面の座面に対する貼り付きをより好適に低減することが可能となる。このため、この圧縮機では、吸入行程時や吐出行程時において、リード弁がより弾性変形し易くなり、ポートをより好適に開放させることが可能となる。

また、座面及びシール面の少なくとも一方には、摩擦係数を低下させる表面層が形成されていることが好ましい（請求項４）。この場合にも、シール面の座面に対する貼り付きを低減することが可能となる。

表面層は、例えば、シール面や座面に対して、フッ素樹脂等を塗布することによって形成することができる。また、表面層は、シール面や座面に対して、スズめっき等を施すことによって形成することもできる。なお、シール面と座面とに対し、異なる表面層を形成しても良い。

本発明の圧縮機は、脈動による騒音をより低減することが可能である。

実施例１の圧縮機を示す断面図である。 実施例１の圧縮機に係り、複数の吸入リード弁が形成された吸入弁板と、弁板とを示す平面図である。 実施例１の圧縮機に係り、吸入リード弁及び弁板を示す要部拡大図である。図（Ａ）は吸入リード弁等の平面図である。図（Ｂ）は、図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。図（Ｃ）は図（Ａ）におけるＣ−Ｃ方向の矢視断面図である。図（Ｄ）は、図（Ｂ）における要部拡大断面図である。 実施例１の圧縮機に係り、吸入ポートの開放時における吸入リード弁、弁板等を示す要部拡大断面図である。図（Ａ）は、図３の図（Ｂ）と同様の断面図である。図（Ｂ）は、図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。図（Ｃ）は、吸入ポートの開放時における凹部の展開面積と、吸入ポートの開口面積とを示す模式図である。 比較例の圧縮機に係り、吸入リード弁及び弁板を示す要部拡大図である。図（Ａ）は吸入リード弁等の平面図である。図（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。図（Ｃ）は図（Ａ）におけるＣ−Ｃ方向の矢視断面図である。 実施例１の圧縮機及び比較例の圧縮機に係り、斜板の回転角度の変化と圧縮室内の圧力変化との関係を示すグラフである。図（Ａ）はグラフの全体図である。図（Ｂ）は、比較例の圧縮機における図（Ａ）中のＸ部分を示す拡大図である。図（Ｃ）は、実施例１の圧縮機における図（Ａ）中のＸ部分を示す拡大図である。 実施例２の圧縮機に係り、吸入リード弁及び弁板を示す要部拡大図である。図（Ａ）は吸入リード弁等の平面図である。図（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。 実施例３の圧縮機に係り、吸入リード弁及び弁板を示す要部拡大図である。図（Ａ）は吸入リード弁等の平面図である。図（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。 実施例４の圧縮機に係り、複数の吐出リード弁が形成された吐出弁板と、弁板とを示す平面図である。 実施例４の圧縮機に係り、吐出リード弁及び弁板を示す要部拡大図である。図（Ａ）は吐出リード弁等の平面図である。図（Ｂ）は図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。図（Ｃ）は図（Ａ）におけるＣ−Ｃ方向の矢視断面図である。図（Ｄ）は、図（Ｂ）における要部拡大断面図である。 実施例４の圧縮機に係り、吐出ポートの開放時における吸入リード弁及び弁板等を示す要部拡大断面図である。図（Ａ）は、図１０の図（Ｂ）と同様の断面図である。図（Ｂ）は、図（Ａ）におけるＢ−Ｂ方向の矢視断面図である。図（Ｃ）は、吐出ポートの開放時における凹部の展開面積と、吐出ポートの開口面積とを示す模式図である。

以下、本発明を具体化した実施例１〜４を図面を参照しつつ説明する。実施例１〜４の圧縮機は、いずれも車両に搭載されており、車両用空調装置の冷凍回路を構成している。

（実施例１）
実施例１の圧縮機は容量可変型斜板式圧縮機である。この圧縮機は、図１及び図２に示すように、シリンダブロック１に六つのシリンダボア１ａが形成されている。各シリンダボア１ａは、シリンダブロック１の中心軸周りに等角度間隔でそれぞれ平行に配設されている。図１に示すように、シリンダブロック１は、前方に位置するフロントハウジング３と、後方に位置するリヤハウジング５とに挟持され、この状態で複数本のボルト７によって締結されている。シリンダブロック１とフロントハウジング３とによって内部に斜板室８が形成されている。リヤハウジング５には吸入室５ａと吐出室５ｂとが形成されている。具体的には、リヤハウジング５において、径方向の外側となる位置に環状の吸入室５ａが形成されており、吸入室５ａの内側、すなわちリヤハウジング５の中心側に吐出室５ｂが形成されている。この圧縮機では、吸入室５ａが本発明における圧力室に相当する。後述の実施例２、３についても同様である。

フロントハウジング３には軸孔３ａが形成されている。また、シリンダブロック１には軸孔１ｂが形成されている。これらの軸孔３ａ、１ｂには、軸封装置９ａ及びラジアル軸受９ｂ、９ｃを介して駆動軸１１が回転可能に支持されている。駆動軸１１には図示しないプーリ又は電磁クラッチが設けられている。プーリ又は電磁クラッチのプーリには、車両のエンジン等によって駆動される図示しないベルトが巻き掛けられている。

斜板室８内では、駆動軸１１にラグプレート１３が圧入されている。そして、ラグプレート１３とフロントハウジング３との間にはスラスト軸受１５が設けられている。また、駆動軸１１には斜板１７が挿通されている。ラグプレート１３と斜板１７とは、斜板１７を傾角変動可能に支持するリンク機構１９によって接続されている。

各シリンダボア１ａ内には、それぞれピストン２１が往復動可能に収納されている。シリンダブロック１とリヤハウジング５との間には弁ユニット２３が設けられている。この弁ユニット２３の詳細は後述する。これらのフロントハウジング３、弁ユニット２３及びリヤハウジング５によってハウジング１０が形成されている。

斜板１７と各ピストン２１との間には前後で対をなすシュー３３ａ、３３ｂが設けられている。斜板１７の揺動運動は、各対のシュー３３ａ、３３ｂによって各ピストン２１の往復動に変換されるようになっている。各シリンダボア１ａ、各ピストン２１及び弁ユニット２３によって各圧縮室２４が形成されている。また、シリンダブロック１ａの後端には、溝部１ｃが複数形成されている。この溝部１ｃが本発明におけるリテーナに相当する。そして、図４に示すように、この溝部１ｃにおいて、前方に位置する垂直の壁面は当接面１００とされている。この当接面１００に対し、後述する吸入リード弁２５ａを当接させることで、溝部１ｃは吸入リード弁２５ａの弾性変形量、すなわちリフト量を規制することが可能となっている。

図１に示すように、斜板室８と吸入室５ａとは図示しない抽気通路によって接続されており、斜板室８と吐出室５ｂとは図示しない給気通路によって接続されている。また、給気通路には図示しない容量制御弁が設けられている。この容量制御弁は、吸入圧力に応じて給気通路の開度を変更できるようになっている。この圧縮機の吐出室５ｂには凝縮器が接続され、凝縮器は膨張弁を介して蒸発器が接続され、蒸発器は圧縮機の吸入室５ａに接続されている。なお、凝縮器、膨張弁及び蒸発器の図示はいずれも省略する。

弁ユニット２３は、吸入弁板２５と弁板２７と吐出弁板２９とリテーナ板３１と、固定ピン３２とを有している。吸入弁板２５は弁板２７の前面側に位置しており、吐出弁板２９は弁板２７の後面側に位置している。リテーナ板３１は吐出弁板２９の後方側に位置している。これらの吸入弁板２５、弁板２７、吐出弁板２９及びリテーナ板３１は、固定ピン３２によって一体とされている。リテーナ板３１には、後述する吐出リード弁２９ａと当接する当接面３１０が形成されている。

図２及び図３に示すように、吸入弁板２５は円形の薄板からなる。図２では、紙面手前側を圧縮機の前側として規定しており、紙面奥側を圧縮機の後側として規定している。これにより、弁板２７は、吸入弁板２５に対して図２の紙面奥側に位置することになる。また、各シリンダボア１ａ及び各圧縮室２４は、吸入弁板２５に対して紙面手前側に位置することになるため、同図では、二点鎖線で図示している。

吸入弁板２５には、その中心側から径方向の外側に放射状に細長く延びる複数の延出部分がくり抜かれるように形成されている。この各延出部分がそれぞれ吸入リード弁２５ａとされている。吸入弁板２５には、六つの吸入リード弁２５ａが形成されている。これらの各吸入リード弁２５ａが本発明におけるリード弁に相当している。

各吸入リード弁２５ａは、図３に示すように、根元部２５１から先端部２５２に向かって延びる略矩形状に形成されている。吸入リード弁２５ａの根元部２５１は吸入弁板２５の中心側に位置している。なお、図３では説明を容易にするため、吐出弁板２９の図示を省略している。後述の図４、図５、図７及び図８も同様である。

また、図３に示すように、根元部２５１には、略矩形状の貫通穴２５３が形成されている。そして、吸入リード弁２５ａの先端側、つまり、貫通穴２５３と先端部２５２との間には、弁部２５４が形成されている。一方、先端部２５２の両端には、ストッパ２５５、２５６が形成されている。これらの各ストッパ２５５、２５６は、図４に示すシリンダブロック１の溝部１ｃおける当接面１００と当接可能となっている。

図１に示すように、弁板２７の前面は座面２７ａとされており、弁板２７の後面は座面２７ｂとされている。これらの座面２７ａ、２７ｂはいずれも平坦に形成されている。

また、図２に示すように、弁板２７の座面２７ａ側には、六つの凹部２７０が形成されている。各凹部２７０はいずれも同一形状であり、座面２７ａから弁板２７の後面に向かって凹設されている。さらに、弁板２７には、六つの吸入ポート２３ａと、六つの吐出ポート２３ｂとが開口されている。実施例１の圧縮機において、座面２７ａが本発明における座面に相当している。また、各吸入ポート２３ａが本発明のポートに相当している。後述の実施例２、３も同様である。

図３に示すように、各凹部２７０は、吸入弁板２５と弁板２７とを組み付けた際、弁板２７において、各吸入リード弁２５の弁部２５４側と対面する箇所にそれぞれ位置している。凹部２７０は、弁部２５４と略相似となる形状とされており、弁部２５４よりも小さく形成されている。また、凹部２７０には平坦な底面２７０ａが形成されている。なお、凹部２７０の形状は、吸入リード弁２５ａの形状に応じて適宜設計することが可能である。

各吸入ポート２３ａは、長孔状に形成されており、各凹部２７０の各底面２７０ａにそれぞれ開口している。これにより、この弁板２７では、六つの凹部２７０のそれぞれにおいて、凹部２７０が吸入ポート２３ａの全周に対して連通している。

一方、各吐出ポート２３ｂは、円形に形成されており、各吸入ポート２３ａよりも弁板２７の中心側、すなわち座面２７ａの中心側に位置している。より具体的には、各吐出ポート２３ｂは、弁板２７において、凹部２７０の中心側であって、かつ、吸入弁板２５と弁板２７とを組み付けた際に、吸入リード弁２５ａの貫通穴２５３内に配置されるように形成されている。なお、各吸入ポート２３ａ及び各吐出ポート２３ｂの形状は適宜設計することが可能である。

図３の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、各吸入リード弁２５ａには、座面２７ａと当接するシール面２５７が形成されている。ここで、凹部２７０は弁部２５４と略相似であることから、シール面２５７は、凹部２７０の全周を囲みつつ座面２７ａと当接する。この際、凹部２７０の底面２７０ａ及び吸入ポート２３ａは、共にシール面２５７と当接しない。これらのシール面２５７及び座面２７ａには、同図の（Ｄ）に示すように、それぞれフッ素樹脂が塗布されることにより、表面層２８ａ、２８ｂが形成されている。

各吸入ポート２３ａは、それぞれシール面２５７と座面２７ａとを当接させることにより、閉鎖される。この際、吸入ポート２３ａ内の冷媒に含まれる潤滑油がシール面２５７と座面２７ａとの間、具体的には、図３の（Ａ）において網目模様で示す部分に引き込まれることとなる。

また、各吸入リード弁２５ａは、吸入行程時の圧縮室２４内の圧力変化により、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、先端部２５２及び弁部２５４が弁板２７から離反するように弾性変形する。これにより、シール面２５７が座面２７ａから離反する。このため、各吸入ポート２３ａが開放され、図１に示す吸入室５ａと圧縮室２４との間で冷媒が流通可能となる。なお、弾性変形した各吸入リード弁２５ａでは、ストッパ２５５、２５６がそれぞれ溝部１ｃの当接面１００と当接する。

ここで、図４の（Ｃ）に示すように、この圧縮機では、吸入ポート２３ａが開放され、かつ、吸入リード弁２５ａが溝部１ｃの当接面１００に当接した状態における凹部２７０の展開面積Ｌｈが吸入ポート２３ａの開口面積Ｓ以上の大きさとなるように設定されている。この凹部２７０の展開面積Ｌｈは、凹部２７０の開口縁の長さＬに対して、吸入リード弁２５ａのストッパ２５５、２５６が溝部１ｃの当接面１００に当接した状態における凹部２７０の開口縁から吸入リード弁２５ａまでの最短距離ｈを乗じることで算出される。

この最短距離ｈは、図４の（Ｂ）に示すように、吸入リード弁２５ａのストッパ２５５、２５６が溝部１ｃの当接面１００に当接するまで弾性変形した状態において、凹部２７０の開口縁から吸入リード弁２５ａまでの距離が最も短いものである。

この圧縮機では、展開面積Ｌｈ≧開口面積Ｓを満たすように、吸入ポート２３ａの形状の他、吸入リード弁２５ａのリフト量等が設定されている。

図１に示すように、吐出弁板２９には、各吐出ポート２３ｂを開閉する吐出リード弁２９ａが形成されている。また、リテーナ板３１には、各吐出リード弁２９ａのリフト量を規制する当接面３１０が形成されている。なお、吐出弁板２９及び吐出リード弁２９ａについての詳細な説明は実施例４において行う。

これらのように構成された圧縮機では、図３に示すように、吸入ポート２３ａの閉鎖時に表面層２８ａ、２８ｂを介してシール面２５７が座面２７ａと当接する一方、シール面２５７は凹部２７０の底面２７０ａと当接することがない。そして、座面２７ａに凹部２７０が凹設されていることにより、吸入ポート２３ａ内の冷媒中に含まれる潤滑油は、吸入リード弁２５ａと座面２７ａとの間であって、凹部２７０の外側となる位置に引き込まれることとなる。これにより、この圧縮機では、シール面２５７及び潤滑油により、吸入ポート２３ａの閉鎖時における吸入ポート２３ａ及び凹部２７０内の気密性を確保することが可能となっている。

また、この圧縮機では、凹部２７０が吸入ポート２３ａの全周に対して連通しているため、吸入ポート２３ａの閉鎖時にシール面２５７に対して、吸入ポート２３ａ内の冷媒の圧力と、凹部２７０内の冷媒の圧力とが作用する。このように、この圧縮機では、吸入ポート２３ａの閉鎖時において、吸入リード弁２５ａに圧力が作用する面積が大きくなっている。

さらに、この圧縮機では、シール面２５７が凹部２７０の底面２７０ａと当接することがなく、座面２７ａに対するシール面２５７の接触面積が減少している。そして、吸入ポート２３ａ内の潤滑油は、凹部２７０を経て凹部２７０の外側に引き込まれる。このため、この圧縮機では、シール面２５７と座面２７ａとの間に潤滑油が存在し難く、潤滑油によるシール面２５７と座面２７ａとの貼り付きを好適に抑制できる。

これらにより、この圧縮機では、吸入リード弁２５ａが吸入室５ａと圧縮室２４との差圧により弾性変形し易くなり、吸入リード弁２５ａの開き遅れを抑制することが可能となっている。このため、この圧縮機は、吸入行程時における各吸入リード弁２５ａの吸入ポート２３ａの開放動作の応答性が高くなっている。

そして、図４の（Ｃ）に示すように、この圧縮機では、吸入室５ａから圧縮室２４に至る冷媒の流通経路の絞りとなる吸入ポート２３ａの開口面積Ｓが凹部２７０周りの展開面積Ｌｈ以下の大きさとなっている。このため、この圧縮機では、圧力が低くても、吸入ポート２３ａを通過して吸入リード弁２５ａに垂直に向かう冷媒の動圧が高まり、開弁後の吸入リード弁２５ａの形状をそのまま安定して維持することができる。このため、吸入リード弁２５ａが振動し難く、吸入脈動を生じ難い。

実施例１の圧縮機におけるこれらの作用について、図５に示す比較例の圧縮機と、図６に示すグラフとを基に具体的に説明する。比較例は、弁板３５が設けられていることを除き、実施例１の圧縮機と同様に構成されている。このため、実施例１の圧縮機も比較例の圧縮機も、斜板１７が回転することよる各圧縮室２４内の圧力変化は、おおよそ図６の（Ａ）に示す通りとなる。

ここで、比較例の圧縮機では、弁板３５に座面３５ａ、３５ｂと、吸入ポート３５０ａと吐出ポート３５０ｂとが形成されている。この吸入ポート３５０ａは、実施例１の圧縮機における吸入ポート２３ａよりも径が大きくなるように形成されている。また、この弁板３５には、実施例１の圧縮機のような凹部２７０は形成されていない。このため、この圧縮機では、吸入リード弁２５のシール面２５７と座面３５ａとの接触面積が実施例１の圧縮機よりも大きくなっている。これにより、比較例の圧縮機では、同図の網目模様部分で示すように、シール面２５７と座面２７ａとの間において、シール面２５７のほぼ全域にわたって潤滑油が引き込まれることとなる。

このため、比較例の圧縮機では、図６の（Ｂ）に示すように、吸入行程時において、吸入リード弁２５ａを弾性変形させる。すなわち、吸入ポート３５０ａを開放するために必要な圧縮室２４内と吸入室５ａ内との差圧Ｐ１が大きくなる。この際、比較例の圧縮機では、吸入ポート３５０ａを流通する冷媒のみが吸入リード弁２５ａを押圧する。また、比較例の圧縮機において、吸入ポート３５０ａを開放するために必要な差圧Ｐ１が大きくなるのは、吸入リード弁２５ａの開き遅れが大きいことに起因する。つまり、比較例の圧縮機では、シール面２５７と座面３５ａとの間に引き込まれた潤滑油の量が多くなることで、シール面２５７と座面３５ａとの貼り付きが生じ易くなっている。これらのため、比較例の圧縮機では、吸入リード弁２５ａを弾性変形させ難く、結果として、吸入ポート３５０ａを開放するために必要な差圧Ｐ１が大きくなっている。

さらに、比較例の圧縮機では、吸入リード弁２５ａにおいて、冷媒の圧力が作用する面積を大きくしているため、吸入ポート３５０ａの径を大きくせざるを得ない。このため、比較例の圧縮機では、吸入ポート３５０ａの開放による吸入室５ａ内と圧縮室２４内との圧力損失Ｐ２を大きくすることができない。これにより、比較例の圧縮機では、吸入ポート３５０ａの開放後における圧縮室２４内の圧力の変動量Ｐ３が大きくなり、かつ、その変動が急激となる。そして、この圧縮機では、吸入ポート３５０ａの開放後に吸入リード弁２５ａに作用する冷媒の動圧も低くなる。これらのため、この圧縮機では、吸入ポート３５０ａの開放を行うように弾性変形した吸入リード弁２５ａの形状をそのまま安定して維持することが難しく、結果として、吸入脈動が大きくなり、吸入リード弁２５ａの振動も大きくなる。

これに対し、実施例１の圧縮機では、上記のように、凹部２７０内の冷媒を利用することで、吸入ポート２３ａ径を小さくしながら吸入リード弁２５ａの受圧面積を大きくすることが可能となっている。また、実施例１の圧縮機では、座面２７ａとシール面２５７との接触面積が小さく、シール面２５７が座面２７ａに貼り付くことを抑制できる。このため、図６の（Ｃ）に示すように、実施例１の圧縮機では、吸入行程時において、吸入ポート２３ａを開放するために必要な圧縮室２４内と吸入室５ａ内との圧力差Ｐ１を小さくすることができる。このため、実施例１の圧縮機では、吸入ポート２３ａの開放による吸入室５ａ内と圧縮室２４内との圧力損失Ｐ２を大きくすることができる。これにより、実施例１の圧縮機では、吸入ポート２３ａの開放後における圧縮室２４内の圧力の変動量Ｐ３が小さくなり、かつ、その変動が緩やかとなる。このため、この圧縮機では、上記のように、弾性変形した吸入リード弁２５ａの形状をそのまま安定して維持させることができる。

したがって、実施例１の圧縮機は、吸入脈動による振動をより低減することが可能である。

特に、この圧縮機では、シール面２５７及び座面２７ａに対して、それぞれ表面層２８ａ、２８ｂが形成されている。このため、この圧縮機では、吸入ポート２３ａの開放時におけるシール面２５７と座面２７ａとにおける摩擦係数が低くなり、シール面２５７の座面２７ａに対する貼り付きを好適に低減することが可能となっている。

（実施例２）
図７に示すように、実施例２の圧縮機では、弁板２７の座面２７ａ側に支持部２７ｃが形成されている。支持部２７ｃは凹部２７０内に位置している。弁板２７において、六つの支持部２７ｃが形成されている。同図の（Ａ）に示すように、各支持部２７ｃは、座面２７ａと連続しない島状となっている。

各支持部２７ｃは、弁板２７において、支持部２７ｃとなる箇所を残すように凹部２７０を凹設することで形成されている。これにより、同図の（Ｂ）に示すように、各支持部２７ｃは、凹部２７０の底面２７０ａから吸入リード弁２５ａに向かって突出した状態となっている。この圧縮機における他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成については同一の符号をして構成に関する詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、吸入リード弁２５ａによって吸入ポート２３ａが閉鎖された際、支持部２７ｃが凹部２７０の底面２７０ａ側から吸入リード弁２５ａと当接することで、支持部２７ｃが吸入リード弁２５ａを支持する。これにより、この圧縮機では、吐出行程の際、吸入リード弁２５ａが凹部２７０の底面２７０ａに向かって移動する不必要な変形を防止できる。このため、この圧縮機では、吸入リード弁２５ａの耐久性を向上させることが可能となっている。この圧縮機における他の作用は実施例１の圧縮機と同様である。

（実施例３）
図８に示すように、実施例３の圧縮機では、弁板２７の座面２７ａ側に対して、複数の窪み２７ｄが形成されている。各窪み２７ｄは半球状に形成されている。同図の（Ａ）に示すように、各窪み２７ｄは、各吸入リード弁２５ａの先端部２５２側の縁部と重なる位置、より詳細には、吸入リード弁２５ａの各ストッパ２５５、２５６側とそれぞれ重なる位置、各吸入リード弁２５ａの先端部２５２の略中央に重なる位置とに形成されている。窪み２７ｄは、各吸入リード弁２５ａに対して三つずつ位置するように設けられている。なお、窪み２７ｄの数や形状は適宜設計することが可能である。この圧縮機における他の構成は実施例１と同様である。

同図の（Ｂ）に示すように、窪み２７ｄが形成された箇所では、吸入リード弁２５ａのシール面２５７と座面２７ａとが当接しない。これにより、この圧縮機では、実施例１、２の圧縮機と比較して、シール面２５７と座面２７ａとの接触面積が減少している。より詳細には、この圧縮機では、ストッパ２５５、２５６を含む吸入リード弁２５ａの先端部２５２側におけるシール面２５７と座面２７ａとの接触面積が減少している。このため、この圧縮機では、シール面２５７の座面２７ａに対する貼り付きをより好適に低減することが可能となっている。

また、図４に示すように、吸入リード弁２５ａは、吸入行程時、先端部２５２側がより大きく座面２７ａから離反するように弾性変形する。このため、この圧縮機では、図８に示す各窪み２７ｄによって吸入リード弁２５ａの先端部２５２側におけるシール面２５７と座面２７ａとの接触面積が減少していることで、吸入リード弁２５ａがより弾性変形し易くなる。このため、この圧縮機では、吸入ポート２３ａをより好適に開放させることが可能となっている。この圧縮機における他の作用は実施例１の圧縮機と同様である。

（実施例４）
図９に示すように、実施例４の圧縮機では、弁板２７の座面２７ｂ側に六つの凹部２７１が凹設されている。弁板３５において、吐出弁板２９側となる箇所に各凹部２７１が凹設されている。これにより、実施例４の圧縮機において、座面２７ｂが本発明における座面に相当している。また、図１に示す吐出室５ｂが本発明における圧力室に相当している。なお、図９において、各シリンダボア１ａ及び各圧縮室２４は、吐出弁板２９に対して紙面奥側に位置することになるため、同図では、二点鎖線で図示している。

ここで、吐出弁板２９は、吐出弁板２９の中心側に位置する固定部２９１と、固定部２９１から吐出弁板２９の先端側に向かって放射状に延びる六つの根元部２９２と、各根元部２９２の先端にそれぞれ形成された六つの弁部２９３とからなる。これにより、吐出弁板２９は、略星型形状を呈している。

また、各根元部２９２は略矩形状に形成されており、各弁部２９３は根元部２９２と連続する略円形に形成されている。これらの根元部２９２と弁部２９３とにより、吐出リード弁２９ａが形成されている。吐出弁板２９には六つの吐出リード弁２９ａが形成されている。

各凹部２７１はいずれも同一形状である。図１０に示すように、各凹部２７１は、吐出弁板２９と弁板２７とを組み付けた際、弁板２７において、各吐出リード弁２９ａと対面する箇所にそれぞれ位置している。凹部２７１は、同図の（Ａ）に示すように、吐出リード弁２９ａの弁部２５４と略相似となる形状とされており、吐出リード弁２９ａよりも小さく形成されている。また、凹部２７１には平坦な底面２７１ａが形成されている。実施例４の圧縮機において、各吐出リード弁２９ａが本発明のリード弁に相当しており、各吐出ポート２３ｂが本発明のポートに相当している。なお、図１０では説明を容易にするため吸入弁板２５の図示を省略している。また、凹部２７１の形状は、吐出リード弁２９ａの形状に応じて適宜設計することが可能である。

各吐出ポート２３ｂは、各凹部２７１の各底面２７１ａにそれぞれ開口している。これにより、凹部２７１が吐出ポート２３ｂの全周に対して連通している。

また、同図の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、各吐出リード弁２９ａには、座面２７ｂと当接するシール面２９４が形成されている。上記のように凹部２７１は、シール面２９４と略相似形であることから、シール面２９４は、凹部２７１の全周を囲みつつ座面２７ｂと当接する。この際、凹部２７１の底面２７１ａ及び吐出ポート２３ｂは、共にシール面２９４と当接しない。同図の（Ｄ）に示すように、これらのシール面２９４及び座面２７ｂについても、実施例１の圧縮機と同様の表面層２８ａ、２８ｂが形成されている。

各吐出ポート２９ａは、それぞれシール面２９４と座面２７ｂとを当接させることにより、各吐出ポート２３ｂを閉鎖する。この際、吐出ポート２３ｂ内の冷媒に含まれる潤滑油がシール面２９４と座面２７ｂとの間、具体的には、図１０の（Ａ）において網目模様で示す部分に引き込まれることとなる。

また、各吐出リード弁２９ａは、吐出行程時の圧縮室２４内の圧力変化により、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、弁部２９３が弁板２７から離反するように弾性変形する。これにより、シール面２９４が座面２７ｂから離反する。このため、各吐出ポート２３ｂが開放され、図１に示す圧縮室２４と吐出室５ｂとの間で冷媒が流通可能となる。なお、上記のように弾性変形した各吐出リード弁２９ａは、リテーナ板３１の当接面３１０と当接する（図１１参照）。つまり、この圧縮機では、このリテーナ板３１が本発明におけるリテーナに相当する。

図１１の（Ｃ）に示すように、この圧縮機では、吐出ポート２３ｂが開放され、かつ、吐出リード弁２９がリテーナ板３１の当接面３１０に当接した状態における凹部２７１の展開面積Ｌｈが吐出ポート２３ｂの開口面積Ｓ以上の大きさとなるように設定されている。凹部２７１の展開面積Ｌｈは、凹部２７１の開口縁の長さＬに対して、吐出リード弁２９ａがリテーナ板３１の当接面３１０に当接した状態での凹部２７１の開口縁から吐出リード弁２９ａまでの最短距離ｈを乗じることで算出される。

この最短距離ｈは、吐出リード弁２９ａがリテーナ板３１の当接面３１０に当接するまで弾性変形した状態において、凹部２７１の開口縁から吐出リード弁２９ａまでの距離が最も短いものである。

実施例１〜３の圧縮機と同様、この圧縮機においても、展開面積Ｌｈ≧開口面積Ｓを満たすように、吐出ポート２３ｂの形状の他、吐出リード弁２９ａのリフト量等が設定されている。この圧縮機における他の構成は、実施例１の圧縮機と同様である。

これらのように構成された圧縮機では、図３に示すように、吐出ポート２３ｂの閉鎖時に表面層２８ａ、２８ｂを介して、シール面２９４が座面２７ｂと当接する一方、シール面２９４は凹部２７１の底面２７１ａと当接することがない。そして、座面２７ｂに凹部２７１が凹設されていることにより、吐出ポート２３ｂ内の冷媒中に含まれる潤滑油は、吐出リード弁２９ａと座面２７ｂとの間であって、凹部２７１の外側となる位置に引き込まれることとなる。これにより、この圧縮機では、シール面２９４及び潤滑油により、吐出ポート２３ｂの閉鎖時における吐出ポート２３ｂ及び凹部２７１内の気密性を確保することが可能となっている。

また、この圧縮機では、凹部２７１が吐出ポート２３ｂの全周に対して連通しているため、吐出ポート２３ｂの閉鎖時にシール面２９４に対して、吐出ポート２３ｂ内の冷媒の圧力と、凹部２７１内の冷媒の圧力とが作用する。このように、この圧縮機では、吐出ポート２３ｂの閉鎖時において、吐出リード弁２９ａに圧力が作用する面積が大きくなっている。

さらに、この圧縮機では、シール面２９４が凹部２７１の底面２７１ａと当接することがなく、座面２７ｂに対するシール面２９４の接触面積が減少している。そして、吐出ポート２３ｂ内の潤滑油は、凹部２７１を経て上記のように、凹部２７１の外側に引き込まれる。このため、この圧縮機では、シール面２９４と座面２７ｂとの間に潤滑油が存在し難く、潤滑油によるシール面２９４と座面２７ｂとの貼り付きを好適に抑制できる。

これらにより、この圧縮機では、吐出リード弁２９ａが吐出室５ｂと圧縮室２４との差圧により弾性変形し易くなり、吐出リード弁２９ａの開き遅れを抑制することが可能となっている。このため、この圧縮機は、吐出行程時における各吐出リード弁２９ａの吐出ポート２３ｂの開放動作の応答性が高くなっている。

そして、図１１の（Ｃ）に示すように、この圧縮機では、吐出ポート２３ｂ開放時において、圧縮室２４から吐出室５ｂに至る冷媒の流通経路の絞りとなる吐出ポート２３ｂの開口面積Ｓが凹部２７１の展開面積Ｌｈ以下の大きさとなっている。このため、この圧縮機では、圧力が低くても、吐出ポート２３ｂを通過して吐出リード弁２９ａに垂直に向かう冷媒の動圧が高まり、開弁後の吐出リード弁２９ａの形状をそのまま安定して維持することができる。このため、吐出リード弁２９ａが振動し難く、吐出脈動を生じ難い。この圧縮機における他の作用は実施例１の圧縮機と同様である。

したがって、実施例４の圧縮機は、吐出脈動による振動をより低減することが可能である。

また、この圧縮機においても、シール面２９４及び座面２７ｂに対して、それぞれ表面層２８ａ、２８ｂが形成されている。このため、この圧縮機では、吐出ポート２３ｂの開放時におけるシール面２５７と座面２７ｂとの摩擦係数が低くなり、シール面２９４の座面２７ｂに対する貼り付きを好適に低減することが可能となっている。

以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜４に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、実施例１〜４の圧縮機をそれぞれ組み合わせて構成しても良い。

また、実施例１〜４の圧縮機において、リヤハウジング５の径方向の外側となる位置に吐出室５ｂを形成し、リヤハウジング５の中心側に吸入室５ａを形成しても良い。

さらに、実施例１〜３の圧縮機において、凹部２７０の開口縁から吸入リード弁２５ａまでの最短距離ｈは、測定箇所によって変動し得る。このため、本発明では、吸入脈動の低減効果を最も発揮し得るように、凹部２７０の開口縁から吸入リード弁までの距離のうち最も短いものを最短距離ｈとし、この最短距離ｈと凹部２７０の開口縁の長さＬとを乗じることによって、凹部２７０の展開面積Ｌｈを算出している。これに対し、凹部２７０の開口縁に沿って吸入リード弁２５ａまでの距離を連続して測定することで、より正確に凹部２７０の展開面積Ｌｈを測定しても良い。実施例４の圧縮機についても同様である。

本発明は車両用空調装置に利用可能である。

１…シリンダブロック
１ｃ…溝部（リテーナ）
５ａ…吸入室（圧力室）
５ｂ…吐出室（圧力室）
１０…ハウジング
２３…弁板
２３ａ…吸入ポート（ポート）
２３ｂ…吐出ポート（ポート）
２４…圧縮室
２５ａ…吸入リード弁（リード弁）
２７ａ…座面
２７ｂ…座面
２７ｃ…支持部
２８ａ、２８ｂ…表面層
２９ａ…吐出リード弁（リード弁）
３１…リテーナ板（リテーナ）
１００…当接面
２５４…シール面
２７１ａ…凹部
２７２ａ…凹部
２９４…シール面
３１０…当接面

Claims (4)

1. 吸入室及び吐出室の少なくとも一方である圧力室が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングに結合されるとともに圧縮室が形成されたシリンダブロックと、
   前記ハウジングと前記シリンダブロックとの間に配置され、前記圧力室と前記圧縮室との間で冷媒を流通可能なポートが開口された弁板と、
   自己の両面に作用する差圧により弾性変形して前記ポートを開閉可能なリード弁と、
   前記リード弁に当接することにより、前記リード弁の変形を規制する当接面を有するリテーナとを備えた圧縮機において、
   前記弁板には、平坦な座面と、前記座面から凹設されるとともに前記ポートの全周に対して連通する凹部とが形成され、
   前記リード弁には、前記凹部の全周を囲みつつ前記座面と当接するシール面が形成されており、
   前記凹部の開口縁の長さをＬ、前記リード弁が前記当接面に当接した状態における前記開口縁から前記リード弁までの距離のうち最も短いものをｈ、前記ポートの開口面積をＳとすると、Ｌｈ≧Ｓであることを特徴とする圧縮機。
2. 前記弁板には、前記凹部の底面から突出して前記リード弁を支持可能な支持部が設けられている請求項１記載の圧縮機。
3. 前記座面には、前記リード弁の先端側における縁部と重なる位置に形成され、前記座面及び前記シール面の接触面積を減少させる窪みが形成されている請求項１又は２記載の圧縮機。
4. 前記座面及び前記シール面の少なくとも一方には、摩擦係数を低下させる表面層が形成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧縮機。

Images