JP2015140782A

JP2015140782A - 圧縮機の逆止弁

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Publication number: JP2015140782A
Application number: JP2014015611A
Authority: JP
Inventors: 熊澤　伸吾; Shingo Kumazawa; 伸吾熊澤; 山本　健治; Kenji Yamamoto; 健治山本; 規彰佐竹; Noriaki Satake; 雅佳古澤; Masayoshi Kozawa
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2015-08-03
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: US9670914B2; KR20150091001A; DE102015101224A1; JP6237274B2; US20150211500A1; CN104819129B; CN104819129A

Abstract

【課題】ハンチング現象を抑制し、弁体の動作を安定させる。
【解決手段】圧縮機の逆止弁１０は、弁体１５と、弁孔１２を有する弁座１１と、連通窓１４を有する弁ハウジング１３とを有する。弁体１５は、当接面１５ｄおよび外周面１５ｃを含む。弁孔１２は、大径部１２ａおよび小径部１２ｂを含む。連通窓１４は、その開口面積が弁座１１から遠ざかるにつれて徐々に大きくなる形状を有する。当接面が大径部から離間し且つ外周面が連通窓を開放することにより開放状態が形成される。当接面が大径部を閉鎖し且つ外周面が連通窓を介した連通を遮断することにより全閉状態が形成される。当接面が大径部から離間し且つ外周面が連通窓を介した連通を遮断することにより緩衝状態が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機に用いられる逆止弁に関する。

可変容量型の圧縮機が知られている。このような圧縮機は、吐出通路上に逆止弁を備えている。逆止弁を備えた圧縮機においては、高圧の冷媒ガスが吐出ポートから吐出弁を押し退けて吐出室に吐出される際に、冷媒ガスによる脈動が発生しやすい。脈動が生じた冷媒ガスによって逆止弁の弁体が押圧されると、弁体が振動し、この弁体の振動によるノイズが外部冷媒回路を通じて外部に伝搬し、騒音の原因となる虞がある。

特開２０００−３４６２１７号公報（特許文献１）は、逆止弁を備えた圧縮機を開示している。この逆止弁は、連通口が形成された弁ハウジングを備えている。連通口の開口面積は、弁座から離れる方向に向かう弁体のリフト長に対して比例関係未満である。同公報は、リフト長が小さい時点では流路内の流体が大量に流れ出ないため、弁体が開閉を繰り返すことによる振動（ハンチング現象）の発生が抑制され、異音や振動を生じ難く圧力損失も小さくできると述べている。

特開２０００−３４６２１７号公報

冷媒の流量が極めて小さい場合には、弁体のハンチング現象を抑制することが困難となる。したがって本発明は、弁体のハンチング現象を十分に抑制し、弁体の動作を一層安定させることができる圧縮機の逆止弁を提供することを目的とする。

本発明に基づく圧縮機の逆止弁は、圧縮機の冷媒流路上に配置され、冷媒が通過する弁孔を有する弁座と、上記弁座と接離する方向に移動可能な弁体と、上記弁体が上記弁座に接近する方向に上記弁体を付勢する付勢部材と、上記弁孔に連通する弁室を内部に形成し、上記弁体と上記付勢部材とを収容する弁ハウジングと、上記弁ハウジングの周壁に形成され、上記冷媒流路の一部をなす連通窓と、を備え、上記弁孔は、小径部と、上記小径部よりも下流側に設けられ上記小径部よりも大きな流路断面積を有する大径部とを含み、上記弁体は、上記弁体が上記弁座に着座した際に上記弁孔の上記大径部を閉鎖する当接面と、上記周壁に案内され上記連通窓を介した連通を遮断する外周面とを含み、上記連通窓は、その開口面積が上記弁座から遠ざかるにつれて徐々に大きくなる形状を有し、上記当接面が上記弁孔の上記大径部から離間し、且つ上記外周面が上記連通窓を開放することにより開放状態を形成し、上記当接面が上記弁孔の上記大径部を閉鎖し、且つ上記外周面が上記連通窓を介した連通を遮断することにより全閉状態を形成し、上記当接面が上記弁孔の上記大径部から離間し、且つ上記外周面が上記連通窓を介した連通を遮断することにより緩衝状態を形成する。

好ましくは、上記連通窓における最も上記弁座側に位置する部分を窓端部とすると、上記弁体が上記弁座に着座した状態においては上記外周面のうちの最も上記弁座側に位置する部分と上記窓端部とは特定の距離Ｄ（Ｄ＞０）だけ離れており、上記弁体のストローク量をＬ［ｍｍ］とすると、上記距離Ｄ［ｍｍ］≧０．２×Ｌの関係が成立している。

好ましくは、上記連通窓における最も上記弁座側に位置する部分を窓端部とすると、上記弁体が上記弁座に着座した状態においては上記外周面のうちの最も上記弁座側に位置する部分と上記窓端部とは特定の距離Ｄ（Ｄ＞０）だけ離れており、上記小径部の流路断面積をＳ［ｍｍ^２］とすると、上記距離Ｄ［ｍｍ］≧０．０３５×Ｓの関係が成立している。

上記の圧縮機の逆止弁によれば、弁体のハンチング現象を十分に抑制し、弁体の動作を一層安定させることができる。

実施の形態における逆止弁を備えた圧縮機を示す断面図である。実施の形態における逆止弁を示す断面図である。実施の形態における逆止弁が動作している様子を示す断面図である。実施の形態における逆止弁が動作している様子を示す他の断面図である。弁体の変位量と、弁室内において冷媒ガスが流通可能な流路の面積（流路面積）との関係について説明するための図である。実施の形態に関して行った実験結果を示す図である。

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。同一の部品および相当部品には、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（圧縮機１００）
図１は、容量可変型の斜板式圧縮機１００（以下、圧縮機という）を示す断面図である。本実施の形態における圧縮機の逆止弁１０（以下、逆止弁１０という）は、この圧縮機１００に組み付けられ、差圧制御弁として機能する（詳細は後述する）。圧縮機１００は、シリンダブロック１、フロントハウジング３およびリヤハウジング５を備えている。

シリンダブロック１は、フロントハウジング３とリヤハウジング５とに挟持されている。シリンダブロック１の内側には、複数のシリンダボア１ａが同心円状に等角度間隔で設けられている。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、これらの内部にクランク室９が形成されている。

シリンダブロック１は軸孔１ｈを有し、フロントハウジング３は軸孔３ｈを有している。軸孔１ｈ，３ｈには、軸封装置９ａおよび軸受装置９ｂ，９ｃを介して駆動軸６が回転可能に支持されている。フロントハウジング３には、軸受装置３ｂを介してプーリ６ｍが設けられ、プーリ６ｍは駆動軸６に固定されている。プーリ６ｍには、車両のエンジンまたはモータによって駆動されるベルト６ｎが巻き掛けられている。

クランク室９内には、ラグプレート９ｆおよび斜板７が設けられている。ラグプレート９ｆは駆動軸６に圧入され、斜板７は駆動軸６に挿通されている。ラグプレート９ｆとフロントハウジング３との間には、軸受装置９ｄ，９ｅが設けられている。ラグプレート９ｆと斜板７との間には、傾角縮小バネ８ａが設けられている。ラグプレート９ｆと斜板７とは、斜板７を傾角変動可能に支持するリンク機構７ｃによって接続されている。

駆動軸６には、サークリップ６ａが固定されている。サークリップ６ａと斜板７との間には、復帰バネ８ｂが設けられている。複数のシリンダボア１ａ内には、ピストン１ｂが一つずつ収納されている。各ピストン１ｂと斜板７との間には、一対のシュー７ａ，７ｂが設けられている。斜板７の揺動は、シュー７ａ，７ｂによって各ピストン１ｂの往復移動に変換される。

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１ｄが設けられている。各シリンダボア１ａは、ピストン１ｂと弁ユニット１ｄとの間に圧縮室１ｃを形成している。リヤハウジング５内には、吸入室５ａと環状の吐出室５ｂとが設けられている。吸入室５ａには冷媒ガス（流体）が供給される。ピストン１ｂが吸入行程にあるとき、吸入室５ａ内の冷媒ガスは圧縮室１ｃに吸入される。ピストン１ｂが吐出工程にあるとき、圧縮室１ｃ内の冷媒ガスは圧縮され吐出室５ｂに吐出される。

クランク室９と吸入室５ａとは、通路４ａによって接続されている。クランク室９と吐出室５ｂとは、通路４ｂ，４ｃによって接続されている。リヤハウジング５内には、容量制御弁２が収納されている。容量制御弁２は、通路４ｂ，４ｃに連通しており、検圧通路４ｄによって吸入室５ａと連通している。

容量制御弁２は、検圧通路４ｄにより検圧される冷媒ガスの流量差圧等に基づいて、通路４ｂ，４ｃを開閉する。吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスは、通路４ｂ，４ｃを介してクランク室９に供給される。クランク室９内の圧力が所望の値に調整されることで、斜板７の傾角が変化し、所望の吐出容量に変更される。

リヤハウジング５内には、吐出通路５ｃ（冷媒流路）が形成されている。吐出通路５ｃは、吐出室５ｂに連通し、リヤハウジング５の後面に開口している。吐出通路５ｃは、吐出室５ｂの内壁面から後方に向かって凹設された大径穴部５ｄと、大径穴部５ｄと開口５ｆとを連通させる小径穴部５ｅとを有している。大径穴部５ｄ内に、次述する逆止弁１０が配設されている。圧縮機１００が車両用の空調装置に搭載される際、吐出通路５ｃにおけるリヤハウジング５の後面側の開口５ｆは、図示しない凝縮器に接続される。

（逆止弁１０）
図２は、逆止弁１０を示す断面図である。逆止弁１０は、弁座１１、弁ハウジング１３および弁体１５を備えている。逆止弁１０は、これらが組み立てられてユニット化されている。弁座１１の凹部１１ｅにＯリング１７を嵌め込んだ状態で、逆止弁１０は吐出室５ｂ側から大径穴部５ｄの中に挿入される。大径穴部５ｄには、段部５ｇが設けられている。

段部５ｇに弁座１１の外周面が当て止まった状態で、逆止弁１０は図示しないサークリップ等により抜け止めされる。逆止弁１０は、吐出室５ｂと吐出通路５ｃとを区分けしている。吐出室５ｂは、吐出通路５ｃの上流側に位置し、大径穴部５ｄにおける弁座１１を挟んで吐出室５ｂとは反対側が吐出通路５ｃの下流側に位置している。以下、弁座１１、弁ハウジング１３および弁体１５の各構成について順に詳述する。

（弁座１１）
弁座１１は、円筒部１１ａおよび円筒部１１ｂを有し、圧縮機１００（図１）の吐出通路５ｃ上に配置されている。円筒部１１ａの内周面は、円筒部１１ｂの外周面に対応する大きさおよび形状を有しており、円筒部１１ｂは、円筒部１１ａの内側に配置されている。円筒部１１ａ，１１ｂは、別部材として作製されたのちに一体化されている。円筒部１１ａ，１１ｂは、削り出し法などにより一体的に構成されることも可能である。

円筒部１１ａの吐出室５ｂ側に位置する端面１１ａｅと、円筒部１１ｂの吐出室５ｂ側に位置する端面１１ｂｅとは、互いに面一の関係を有している。弁座１１の内部には、圧縮された冷媒ガス（冷媒）が通過する弁孔１２が設けられている。弁孔１２は、吐出室５ｂと、吐出通路５ｃの下流側とを連通させている。弁孔１２は、大径部１２ａおよび小径部１２ｂを含んでいる。

大径部１２ａは、円筒部１１ａの内周面のうち、円筒部１１ｂに覆われていない（露出している）部分により形成される部位である。小径部１２ｂは、円筒部１１ｂの内周面により形成される部位である。大径部１２ａは、小径部１２ｂよりも冷媒ガスが流れる方向における下流側に位置している。大径部１２ａの直径Ｄ１は小径部１２ｂの直径Ｄ２よりも大きく、大径部１２ａは小径部１２ｂよりも大きな流路断面積を有している。

直径Ｄ１はたとえば４ｍｍ〜８ｍｍであり、直径Ｄ２はたとえば３ｍｍ〜６ｍｍである。軸線Ｘ１の方向において、大径部１２ａの長さＤ３は小径部１２ｂの長さＤ４よりも短い。軸線Ｘ１の方向における大径部１２ａの長さＤ３は、たとえば、（直径Ｄ１−直径Ｄ２）／２以上の値とすることができる。直径Ｄ１が５ｍｍであり、直径Ｄ２が３ｍｍである場合、長さＤ３は１ｍｍ以上の値とすることができる。

円筒部１１ａの外周面には、弁ハウジング１３の端部１３ｋを係合させるための凹部１１ｄと、Ｏリング１７を嵌め込むための凹部１１ｅとが設けられている。円筒部１１ａの下流側を向く先端には、座面１１ｃが形成されている。座面１１ｃは、軸線Ｘ１と直交する平面に対して平行である。

（弁ハウジング１３）
弁ハウジング１３は、周壁１３ａおよび底部１３ｂを含み、内部に弁室１３ｓ（図３参照）を形成している。周壁１３ａは、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状を有し、底部１３ｂは、周壁１３ａの後端縁を塞ぐ円盤形状を有している。弁ハウジング１３の端部１３ｋが円筒部１１ａの凹部１１ｄに外側から係合することにより、弁ハウジング１３が弁座１１に固定され、弁室１３ｓは弁孔１２に連通する。弁室１３ｓには、弁体１５およびバネ１６が収容される。

周壁１３ａのうちの軸線Ｘ１方向における途中部分には、弁室１３ｓと周壁１３ａの外部とを連通させる複数の連通窓１４が形成されている。複数の連通窓１４は、軸線Ｘ１を中心とする円周に沿って間隔を空けて並ぶように位置している。各連通窓１４は、角を丸めた二等辺三角形状を有している。連通窓１４のうちの最も弁座１１側に位置する窓端部１４ａが、この三角形の頂点を形成し、連通窓１４のうちの最も弁座１１から遠い側に位置する窓底部１４ｂが、この三角形の底部を形成している。

各連通窓１４は、弁孔１２から弁室１３ｓに流入した冷媒ガスを弁室１３ｓの外部に流出させるための部位であり、圧縮機１００（図１）の冷媒流路（吐出通路）の一部をなすことができる（若しくは、冷媒流路の一部として機能することができる）。各連通窓１４は、その開口面積が弁座１１から遠ざかるにつれて徐々に大きくなる形状を有するものであれば、二等辺三角形状に限られず、正三角形状および直角三角形状などの三角形状であってもよい。三角形状の各辺は、直線であっても曲線であってもよい。三角形状の各頂点も、屈曲していてもよいし湾曲していてもよい。

（弁体１５）
弁体１５は、弁ハウジング１３の弁室１３ｓの中に配置され、弁座１１に対して吐出通路５ｃの下流側に位置している。弁体１５は、円筒部１５ａおよび円盤部１５ｂを含んでいる。円筒部１５ａは、軸線Ｘ１を中心軸とする円筒形状を有している。円盤部１５ｂは、円筒部１５ａの前端縁を塞ぐ円盤形状を有している。

弁体１５の円筒部１５ａの外周面１５ｃと弁ハウジング１３の周壁１３ａの内周面１３ｃとの間には、弁体１５を軸線Ｘ１方向に摺動可能とする微小なクリアランスが確保されている。クリアランスにより、弁体１５は、弁ハウジング１３に案内されながら弁座１１と接離する方向に移動することができる。弁体１５の円盤部１５ｂと弁ハウジング１３の底部１３ｂとの間には、バネ１６（付勢部材）が設けられている。バネ１６は、弁体１５が弁座１１に接近する方向に弁体１５を付勢している。

弁体１５の円盤部１５ｂの外径は、弁ハウジング１３の周壁１３ａの内径とほぼ等しい。弁体１５の円盤部１５ｂの前端には当接面１５ｄが形成され、弁体１５の円筒部１５ａの周囲には弁ハウジング１３の周壁１３ａに案内される外周面１５ｃが形成されている。当接面１５ｄも、軸線Ｘ１と直交する平面に対して平行である。弁体１５が前方に変位し、当接面１５ｄが座面１１ｃに当接することにより、弁体１５が弁座１１に着座し、当接面１５ｄは弁孔１２の大径部１２ａを閉鎖する。この際、弁体１５の円筒部１５ａの外周面１５ｃは、連通窓１４を閉鎖し、連通窓１４を介した連通を遮断している（全閉状態）。

弁体１５が弁座１１に着座した状態においては、弁体１５の外周面１５ｃのうちの最も弁座１１に位置する部分（当接面１５ｄと外周面１５ｃとの間に位置する部分）と連通窓１４の窓端部１４ａとは特定の距離Ｄ（Ｄ＞０）だけ離れている。距離Ｄとは、たとえば０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである。

（圧縮機１００の動作）
図３および図４を参照して、以上のように構成された圧縮機１００の動作について説明する。圧縮機１００がたとえば車両用の空調装置に用いられているとする。吐出室５ｂは、吐出通路５ｃを通して凝縮器に接続され、凝縮器は膨張弁を介して蒸発器に接続され、蒸発器は吸入室５ａに接続されている。エンジン等によって駆動軸６が回転駆動された場合、吸入室５ａに流入した冷媒ガスは、斜板７の傾角に応じたピストン１ｂのストローク量で、圧縮室１ｃ内で圧縮されて吐出室５ｂに吐出される。

この間、搭乗者による空調温度の変更指令や、車両のエンジン等の回転数の変化等に対応して容量制御弁２が作動したとする。吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが通路４ｂ，４ｃを介してクランク室９に供給された場合、斜板７の傾角が減少して、吐出容量が小さくなる。逆に、吐出室５ｂ内の高圧の冷媒ガスが通路４ｂ，４ｃを介してクランク室９に供給され難くなれば、斜板７の傾角が増加して、吐出容量が大きくなる。圧縮機１００では、以上のようにして吐出容量が適宜変更されることができる。

逆止弁１０は以下のように動作する。斜板７の傾角が最小となって、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの流量が極めて小さくなると、吐出室５ｂと吐出通路５ｃの下流側との圧力差は、所定の値ΔＰ以下となる。バネ１６の付勢力により、弁体１５が弁座１１に向かって付勢されて弁座１１に着座する。弁体１５の当接面１５ｄは弁孔１２の大径部１２ａを閉鎖し、弁体１５の外周面１５ｃは弁ハウジング１３の連通窓１４を介した連通を遮断する。この状態は、バネ１６の付勢力により維持される。その結果、吐出通路５ｃが閉鎖状態（全閉状態）となり、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器間の冷媒循環が停止する。

図３を参照して、一方で、斜板７の傾角が最小から増加すると、吐出室５ｂから吐出される冷媒ガスの流量も増加し、吐出室５ｂと吐出通路５ｃの下流側との圧力差は、所定の値ΔＰを超える。バネ１６の付勢力がその圧力差に負けて、弁体１５が弁孔１２を閉鎖できなくなり、弁体１５が弁ハウジング１３に案内されて弁座１１から離間する。弁体１５が弁座１１に着座した状態から距離Ｄだけ弁座１１から遠ざかる方向に移動するまでは、各連通窓１４は弁体１５の外周面１５ｃにより略閉鎖されている（緩衝状態）。この緩衝状態では、ごくわずかな冷媒ガスのみが、弁体１５の外周面１５ｃと弁ハウジング１３の内周面１３ｃとの間の隙間を通過して連通窓１４を通過し、外部へと吐出される。

図４を参照して、圧力差の増加に伴い、弁体１５は、弁孔１２を通過する冷媒ガスにさらに押される。弁体１５が距離Ｄよりもさらに後方側に移動したのちは、弁体１５の外周面１５ｃは連通窓１４を開放する（開放状態）。この開放状態では、弁体１５の当接面１５ｄは弁孔１２の大径部１２ａから離間し、且つ弁体１５の外周面１５ｃは弁ハウジング１３の連通窓１４を開放している。弁体１５がさらに後方に変位して、円筒部１５ａの後端が弁ハウジング１３の底部１３ｂに当て止まることにより、弁孔１２が全開状態となる。この際、円筒部１５ａは連通窓１４を全開にする。その結果、吐出通路５ｃが全開状態に切り替わり、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器間の冷媒循環が行われる。弁体１５が着座した状態から弁ハウジング１３の底部１３ｂに当て止まるまでの弁体１５の変位量が、弁体１５のストローク量（最大変位量）である。なお、弁体１５は底部１３ｂに当て止まるとしたが、底部１３ｂに形成されたバネ受け突起に当て止まるようにしてもよく、バネ受け以外の部位に突起を設けて弁体１５がその突起に当て止まるようにしてもよい。これらの場合には、そのような突起に当て止まるまでの弁体１５の変位量が、弁体１５のストローク量（最大変位量）である。

図５を参照して、弁体１５の変位量と、弁室１３ｓ内において冷媒ガスが流通可能な流路の面積（流路面積）との関係について説明する。図中の線Ｌ１に示すように、弁室１３ｓ内の流路面積は、弁体１５の変位量に伴って変化する。具体的には、弁体１５の変位量がゼロである場合、弁室１３ｓ内の流路面積もゼロである。弁体１５が座面１１ｃから離れることに伴って、弁室１３ｓ内の流路面積は増加する（区間Ｆ１）。区間Ｆ１においては、弁室１３ｓ内の流路面積は、（弁体１５の変位量）×（弁ハウジング１３の周壁１３ａの内周長さ）の分だけ線形的に増加する。

区間Ｆ２においては、弁体１５が座面１１ｃからさらに離れたとしても、弁室１３ｓ内の流路面積は増加しない。これは、弁体１５が弁座１１に着座した状態において上記の距離Ｄ（Ｄ＞０）が設けられていることに起因するものである。連通窓１４の面積は、弁体１５の外周面１５ｃと弁ハウジング１３の周壁１３ａの内周面１３ｃとの間の微小な隙間の断面積に比べて十分に大きいため、区間Ｆ２においては冷媒ガスの流通は制限される。したがって、区間Ｆ２においては弁体１５の変位量が増加したとしても、冷媒ガスの流量が急激に変化することはない。弁孔１２と弁ハウジング１３の外部との圧力差は急激には変化せず、ハンチング現象はほとんど発生しない。

ここで、弁体１５の変位量がゼロである時（全閉状態の時）には、距離Ｄ×弁室１３ｓの断面積分の容積を有するほぼ閉じられた空間が、弁室１３ｓ内に大径部１２ａと連続して形成されている。大径部１２ａと、距離Ｄ×弁室１３ｓの断面積分の容積を有するほぼ閉じられた空間とがダンパー空間として機能し、このダンパー空間は、弁体１５を閉じる方向の圧力と対抗し弁体１５を閉じにくくする。このダンパー空間は、弁体１５の変位量が増加するに従い（連通窓１４が開放されるに従い）、徐々にダンパー効果を弱める。このダンパー空間は、弁体１５の変位量がゼロから距離Ｄに到達するまでの間に、すなわち緩衝状態が形成されている間に主として機能する。

弁体１５の変位量が距離Ｄと同じ値となったとき、弁体１５の外周面１５ｃのうちの最も弁座１１に位置する部分（当接面１５ｄと外周面１５ｃとの間に位置する部分）と連通窓１４の窓端部１４ａとが重なる。弁体１５が距離Ｄよりもさらに後方側に移動することにより、開放状態が形成され、連通窓１４の窓端部１４ａの付近において弁孔１２と弁ハウジング１３の外部とが直接連通し、弁室１３ｓ内の流路面積は徐々に増加する（区間Ｆ３）。弁室１３ｓ内の流路面積は、所定の流路面積（後述する）に到達するまで弁体１５の変位量の増加に伴って増加し続ける。

連通窓１４は、上記のように、窓端部１４ａから弁座１１と反対側に向かって広がる略二等辺三角形状を有している。弁体１５の変位量が距離Ｄを超えた直後は、弁体１５の変位量の増加に対する連通窓１４の開口面積の増加率は比較的小さい。弁体１５の変位量がさらに増加し続けると、弁体１５の変位量の増加に対する開口面積（弁室１３ｓ内の流路面積）の増加率が大きくなる。この開口面積は、弁体１５の当接面１５ｄが連通窓１４の窓底部１４ｂと重なるまで増加し続け、その後では弁室１３ｓ内の流路面積は連通窓１４の開口面積（および／または弁座１１の円筒部１１ｂの流路断面積）に律速され略一定となる。この連通窓１４の開口面積は比較的大きいため、大流量の場合であっても流体の流量損失を小さくできる。

上述の通り、弁孔１２には大径部１２ａと小径部１２ｂとが設けられており、大径部１２ａは小径部１２ｂよりも下流側に位置している。大径部１２ａの内側に形成された空間は、ダンパー機能を発揮することができる。具体的には、仮に弁孔１２が単なる円柱状の空間でありダンパー機能を有していないとすると、弁孔１２には冷媒ガスが比較的勢いよく流入する。この冷媒ガスの勢いよく流入する動作は、弁体１５が開閉を繰り返すことによる振動（ハンチング現象）を誘発し得る。

本実施の形態の弁孔１２は、下流側に大径部１２ａを有している。大径部１２ａの内側に形成された空間は、弁体１５に制動力を付与する。仮に、冷媒ガスが閉弁圧を超える圧力を持って流入し、冷媒ガスが弁体１５を押圧することにより弁体１５が下流側に向かって急峻に移動しようとしたとしても、大径部１２ａの内側に形成された空間は、ダンパー効果により弁体１５のこのような移動を抑制する。弁体１５が開閉を繰り返すことによる振動を抑制することができる。

区間Ｆ４においては、弁室１３ｓ内の流路面積は一定となる。ここで言う所定の流路面積とは、弁座１１の円筒部１１ｂの流路断面積および／または連通窓１４の開口面積に律速される値である。区間Ｆ４においては、弁体１５の変位量がさらに増加したとしても、弁室１３ｓ内の流路面積は増加しない。

距離Ｄの値を長くすることにより、上記のような関係は、線Ｌ１から図５中の線Ｌ２および線Ｌ３に示すものへと変化する。これに伴い、連通窓１４が閉鎖され且つ弁室１３ｓ内の流路面積が増加しない区間Ｆ２は、区間Ｆ２Ａおよび区間Ｆ３Ａに示すように長くなる。冷媒ガスの想定される圧力など、圧縮機１００が使用される環境に応じて距離Ｄの値を最適化することが好ましい。

たとえば、弁体１５のストローク量（最大変位量）をＬ［ｍｍ］とすると、距離Ｄ［ｍｍ］≧０．２×Ｌの関係が成立するように構成することができる。または、弁孔１２の小径部１２ｂの流路断面積をＳ［ｍｍ^２］とすると、距離Ｄ［ｍｍ］≧０．０３５×Ｓの関係が成立するように構成することができる。以上説明したように、本実施の形態の逆止弁１０は、弁体１５が開閉を繰り返すことによる振動を抑制することができる。

図６は、実施の形態に関して行った実験結果を示す図である。図６中に示す比較例１においては、弁孔１２が単なる円柱形状の空間から構成されており、距離Ｄ＝０である。比較例２においては、弁孔１２が単なる円柱形状の空間から構成されており、距離Ｄ＞０である。実施例は、上述の実施の形態と同様の構成を有しており、弁孔１２が大径部１２ａおよび小径部１２ｂを含み、距離Ｄ＞０である。

比較例１の構成では、吐出通路５ｃから吐出される冷媒ガスの流量に比較的大きなバラツキが発生した。比較例２の構成では、比較例１に比べて改善されているものの、吐出通路５ｃから吐出される冷媒ガスの流量にややバラツキが発生した。実施例の構成では、比較例１，２に比べて優れた結果が得られた。実施の形態の逆止弁１０によれば、冷媒ガスの流量のバラツキを少なくすることが可能であることがわかる。

以上説明したように、可変容量型の圧縮機に備えられる逆止弁は、冷媒の流量が極小である時にのみ冷媒流路を閉じることが望ましい。すなわち、冷媒の流量がゼロまたは実質的にゼロである場合には逆止弁は冷媒流路（弁孔）を閉鎖するが、多少の流量がある場合には逆止弁は僅かに冷媒流路を開けておき、開弁圧を低い値に設定したままの状態で冷媒の吐出を許容することにより、圧縮機を圧縮手段として機能させることが望ましい。しかしながら開弁圧を低い値に設定すると、逆止弁が冷媒流路を閉じやすくなり、結果として、極小流量時以外でも冷媒流路が閉じられることに起因してハンチング現象が発生しやすくなる。

本実施の形態においては、大径部１２ａと、距離Ｄ×弁室１３ｓの断面積分の容積を有するほぼ閉じられた空間とがダンパー空間として機能する。このダンパー空間は、逆止弁１０の全閉状態と開放状態との間の緩衝状態（あるいは開放状態と全閉状態との間の緩衝状態）において主として機能する。開弁圧を低い値に設定しなくとも、ダンパー空間の機能によって極小流量時以外でも冷媒流路は閉じ難くなっており、ハンチング現象を抑制することができる。それにより、弁体の振動および振動に伴う脈動を効果的に抑制することが可能となっている。

以上、本発明に基づいた実施の形態および実験結果について説明したが、今回開示された内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１シリンダブロック、１ａシリンダボア、１ｂピストン、１ｃ圧縮室、１ｄ弁ユニット、１ｈ，３ｈ軸孔、２容量制御弁、３フロントハウジング、３ｂ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ軸受装置、４ａ，４ｂ，４ｃ通路、４ｄ検圧通路、５リヤハウジング、５ａ吸入室、５ｂ吐出室、５ｃ吐出通路、５ｄ大径穴部、５ｅ小径穴部、５ｆ開口、５ｇ段部、６駆動軸、６ａサークリップ、６ｍプーリ、６ｎベルト、７斜板、７ａ，７ｂシュー、７ｃリンク機構、８ａ傾角縮小バネ、８ｂ復帰バネ、９クランク室、９ａ軸封装置、９ｆラグプレート、１０逆止弁、１１弁座、１１ａ，１１ｂ，１５ａ円筒部、１１ａｅ，１１ｂｅ端面、１１ｃ座面、１１ｄ，１１ｅ凹部、１２弁孔、１２ａ大径部、１２ｂ小径部、１３弁ハウジング、１３ａ周壁、１３ｂ底部、１３ｃ内周面、１３ｋ端部、１３ｓ弁室、１４連通窓、１４ａ窓端部、１４ｂ窓底部、１５弁体、１５ｂ円盤部、１５ｃ外周面、１５ｄ当接面、１６バネ（付勢部材）、１７リング、１００斜板式圧縮機（圧縮機）。

Claims

圧縮機の冷媒流路上に配置され、冷媒が通過する弁孔を有する弁座と、
前記弁座と接離する方向に移動可能な弁体と、
前記弁体が前記弁座に接近する方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記弁孔に連通する弁室を内部に形成し、前記弁体と前記付勢部材とを収容する弁ハウジングと、
前記弁ハウジングの周壁に形成され、前記冷媒流路の一部をなす連通窓と、
を備え、
前記弁孔は、小径部と、前記小径部よりも下流側に設けられ前記小径部よりも大きな流路断面積を有する大径部とを含み、
前記弁体は、前記弁体が前記弁座に着座した際に前記弁孔の前記大径部を閉鎖する当接面と、前記周壁に案内され前記連通窓を介した連通を遮断する外周面とを含み、
前記連通窓は、その開口面積が前記弁座から遠ざかるにつれて徐々に大きくなる形状を有し、
前記当接面が前記弁孔の前記大径部から離間し、且つ前記外周面が前記連通窓を開放することにより開放状態を形成し、
前記当接面が前記弁孔の前記大径部を閉鎖し、且つ前記外周面が前記連通窓を介した連通を遮断することにより全閉状態を形成し、
前記当接面が前記弁孔の前記大径部から離間し、且つ前記外周面が前記連通窓を介した連通を遮断することにより緩衝状態を形成する、
圧縮機の逆止弁。
前記連通窓における最も前記弁座側に位置する部分を窓端部とすると、前記弁体が前記弁座に着座した状態においては前記外周面のうちの最も前記弁座側に位置する部分と前記窓端部とは特定の距離Ｄ（Ｄ＞０）だけ離れており、
前記弁体のストローク量をＬ［ｍｍ］とすると、前記距離Ｄ［ｍｍ］≧０．２×Ｌの関係が成立している、
請求項１に記載の圧縮機の逆止弁。
前記連通窓における最も前記弁座側に位置する部分を窓端部とすると、前記弁体が前記弁座に着座した状態においては前記外周面のうちの最も前記弁座側に位置する部分と前記窓端部とは特定の距離Ｄ（Ｄ＞０）だけ離れており、
前記小径部の流路断面積をＳ［ｍｍ^２］とすると、前記距離Ｄ［ｍｍ］≧０．０３５×Ｓの関係が成立している、
請求項１に記載の圧縮機の逆止弁。