JP3832475B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリ圧縮機に関し、特に、シリンダから吐出される圧縮冷媒の吐出圧力を調節する弁の開閉速度を制御するための弁押えを備えるロータリ圧縮機に関するものである。

従来より、モータと、このモータによる回転力がクランク軸によって伝達され、冷媒ガスを圧縮する回転圧縮要素とを備えるロータリ圧縮機が用いられている。まず、従来から用いられているロータリ圧縮機２００の構造および動作を図７〜１０を用いて説明する。このロータリ圧縮機２００は、ケーシング２０１の内部に設けられた固定子２０２と回転子２０３とを有するモータの回転に伴ってクランク軸２０４が回転する。

それにより、フロントヘッド２０５、リアヘッド２０６およびフロントヘッド２０５とリアヘッド２０６とに挟まれたシリンダ２０７により形成された、冷媒ガスを圧縮するための空間であるシリンダ室２１０内を、クランク軸２０４の回転に伴って、クランク軸２０４に偏心して設けられた円柱状の偏心ピン部２０８が回転する。偏心ピン部２０８の回転により、偏心ピン部２０８の外周に接しながら、シリンダ室２１０内を円筒状のピストン２０９が公転する。ピストン２０９の公転により、冷媒ガス吸入管２１１から吸入された冷媒ガス３００が、シリンダ室２１０内部で圧縮される。

圧縮された冷媒ガス４００は、所定の圧力になるとフロントヘッド２０５の上面に設けられた図８に示す吐出弁１０３を押し上げて、吐出口１０１ａを開くことにより、マフラー２１２で囲まれた空間から１次空間２１３、エアギャップ２１４、２次空間２１５および吐出管２１６を順次通過し、凝縮器に送られる。

圧縮された冷媒ガス４００の圧力により、吐出弁１０３の支点は曲げモーメントを受け、曲げ回数が多くなると疲労限界に達し、破断する恐れがある。また、吐出弁１０３が大きく撓むと、閉じるための動作が遅くなる。そのため、ロータリ圧縮機２００のシリンダ室から吐出される圧縮された冷媒４００の吐出圧力による吐出弁１０３の最大撓みを規制することを目的として、弁押え１０４が設けられている。

従来の、ロータリ圧縮機２００に用いられる吐出弁１０３および弁押え１０４は、図９および図１０に示すように、固定ピン１０２によりフロントヘッド２０５の弁設置部１０１に設けられている。この吐出弁１０３は、冷媒ガスの吐出圧力を受けて撓み可能に設けられている。また、プレート状の吐出弁１０３の先端から所定の部分は、フロントヘッド２０５に設けられた、シリンダ室２１０内で圧縮された冷媒ガス４００の吐出ポート１０１ａを塞ぐ。また、弁押え１０４は、圧縮された冷媒ガス４００が所定の圧力に達すると、この圧縮された冷媒ガス４００の吐出により撓んだプレート状の吐出弁１０３を所定の位置で押さえる。また、弁押え１０４の形状は、吐出弁１０３が全開するときに、吐出弁１０３が弁押え１０４に衝突する音を低減するために、プレート状の吐出弁１０３の自由撓み曲線１０５よりも曲率半径が小さな曲線で形成されている。
特開昭６２−１９５４８４号公報

上記従来の弁押え１０４を用いた場合、吐出された冷媒ガスおよびその冷媒ガスとともに吐出されるミスト状の油が流れているケーシング２０１内において、吐出弁１０３と弁押え１０４とが、その間に付着した油１１０により固定ピン１０２に近い部分から徐々に密着しながら、吐出弁１０３が撓んで吐出ポート１０１ａを開閉する。そのため、吐出弁１０３と弁押え１０４とが密着している部分Ａの長さが徐々に大きくなり、吐出弁１０３と弁押えとが接触していない部分の長さＢが徐々に短くなる。それにより、吐出弁１０３の撓み剛性が高くなり、吐出弁１０３の開閉速度は、吐出弁１０３が弁押え１０４に押付けられるにしたがって徐々に遅くなる。その結果、適当な圧力の圧縮された冷媒ガス４００が送り出せず、シリンダ室２１０内の冷媒ガス圧力が増加するという不都合な現象が生じる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、消音性を維持しながら、吐出弁の開閉速度を大きくすることができる弁押えを備えるロータリ圧縮機を提供することである。

請求項１に記載の本発明のロータリ圧縮機は、密閉ケーシング内に回転駆動軸を有する電動要素と、シリンダ室を内部に構成するシリンダ室構成部材を有し、回転駆動軸によって駆動されて、シリンダ室内において冷媒ガスを圧縮する回転圧縮要素とを備えている。また、回転圧縮要素は、シリンダ室で圧縮された冷媒ガスを吐出するためにシリンダ室構成部材に設けられた吐出ポートを、圧縮された冷媒ガスの吐出圧力に応じて開閉するように、吐出ポートの出口が位置するシリンダ室構成部材の外表面に取付けられた、プレート状の吐出弁と、吐出弁の最大撓みを規制する弁押えとを含んでいる。また、弁押えが、シリンダ室構成部材の外表面に吐出弁側の面が当接して固定される基端側プレート部と、冷媒ガスの吐出圧力によって、吐出ポートを開くように吐出弁が撓んだときに、吐出弁の弁押え側の面が当接する先端側当接部と、基端側プレート部と先端側当接部とを連結する連結部とを有し、さらに、連結部は、吐出弁側の面が、先端側当接部に吐出弁の弁押え側の面が当接した状態で、吐出弁の弁押え側の面との間に隙間を形成するような形状を有する。また、先端側当接部は、弁押えの先端側を構成している。弁押えの先端は、吐出ポートの上方に位置している。吐出弁の先端は、弁押えの先端からさらに突出している。

このような構造にすることにより、吐出弁の撓みが進行しても、連結部において吐出弁と弁押えとは接することがないように隙間を有する形状となっているため、吐出弁と弁押えとの間に入り込む油により吐出弁と弁押えとの支点に近い部分が互いに密着することが抑制される。そのため、撓みによる吐出弁の支点位置の移動が生じない。それにより、吐出弁にかかる曲げモーメントは常に一定となるため、吐出弁の撓む速度が遅くなることが抑制される。その結果、弁の開閉動作の速度を向上させることが可能となる。また、吐出弁と弁押えとは、当接部のみで衝突し、吐出弁の先端が衝突する弁押えの部分がないため、大きなエネルギーを有する部分の衝突が抑制される。その結果、消音性のすぐれた弁押えとなる。

請求項２に記載の本発明のロータリ圧縮機は、請求項１に記載のロータリ圧縮機において、連結部の吐出弁側の面が、吐出弁が先端側当接部に衝突したときに吐出弁が撓む方向と平行な面において、先端側当接部と支点とを結ぶ直線形状である。

このような構造にすることにより上記請求項１に記載のロータリ圧縮機の効果を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機の構造を、図１および図２を用いて説明する。本実施の形態のロータリ圧縮機は、その全体構造においては、図７に示す従来のロータリ圧縮機と共通している。本実施の形態のロータリ圧縮機は、図１に示すように、吐出弁および弁押えが取付けられている部分が、シリンダ室２１０の吐出ポート１ａから吐出される圧縮された冷媒ガス４００の吐出圧力を受けて、支点ａを基準にして撓むことにより吐出ポート１ａを開くプレート状の吐出弁３と、吐出弁３が過剰に撓むことによって、吐出弁３の開閉速度が低下することを抑制するために設けられた弁押え４と、フロントヘッド２０５に吐出弁３と弁押え４とをともに固定する固定ピン２とを含んでいる。

また、弁押え４が、固定ピン２によってフロントヘッド２０５に固定される基端側プレート部４ａと、吐出弁３が撓んだときに、吐出弁３と接し、吐出弁３の撓みを止めるための先端側当接部ｃと、基端側プレート部４ａと先端側当接部ｃとを連結する連結部４ｂとを有している。また、連結部４ｂが、吐出弁３が先端側当接部ｃに衝突したときに吐出弁３が撓む方向に平行な面において、先端側当接部ｃと支点ａとを結ぶ直線形状である。

このような構造にすることにより、吐出弁３の撓みが進行して図２に示すような状態となった場合においても、連結部４ｂの区間では吐出弁３と弁押え４とは接することがないように隙間を有する形状となっているため、吐出弁３と弁押え４との間に入り込む油により吐出弁３と弁押え４との支点ａに近い部分が互いに密着することが抑制される。そのため、吐出弁３の撓みの支点ａが常に弁押え４の支点ａと同一の位置のままである。それにより、吐出弁３にかかる曲げモーメントは常に一定となるため、吐出弁３の撓む速度が遅くなることが抑制される。その結果、吐出弁３の開閉速度を向上させることが可能となる。また、吐出弁３と弁押え４とは、先端側当接部ｃのみで衝突し、吐出弁３の先端ｂが衝突する弁押え４の部分がないため、大きなエネルギーを有する部分の衝突を抑制できることにより、消音性のすぐれた弁押え４となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２のロータリ圧縮機の構造を、図３および図４を用いて説明する。本実施の形態のロータリ圧縮機は、全体構造においては、図７に示す従来のロータリ圧縮機と共通している。本実施の形態のロータリ圧縮機は、図３に示すように、実施の形態１の弁押えの構造に、先端側当接部ｃの先端にさらに先端側延長部４ｃを備え、先端側延長部４ｃが、吐出弁３が先端側当接部ｃに当接するときに形成される自由撓み曲線５よりも弁設置部１から離れていく連続的曲線である。

このような構造にすることにより、先端側延長部４ｃがないものに比べて、先端側当接部ｃの先端の形状を曲面で連続的にできる。それにより、先端側当接部ｃより先端側で吐出弁３と弁押え４とが徐々に接触していくことにより、図４に示すように、吐出弁３が先端側当接部ｃに衝突した後の吐出弁３の先端部の撓みが滑らかになるできる。すなわち、先端側当接部ｃの先端で吐出弁３が急激に折れ曲がらない。そのため、吐出弁３が損傷する恐れが低減される。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機の構造を、図５および図６を用いて説明する。本実施の形態のロータリ圧縮機は、全体構造においては、図７に示す従来のロータリ圧縮機と共通している。本実施の形態のロータリ圧縮機は、図５に示すように、吐出弁３と弁押え４との当接開始位置ｃ₁ および当接終了位置ｃ₂ の間の区間である弁押え４の当接区間Ｃの吐出弁３側の面が、吐出弁３と面で接するように、吐出弁３が当接区間Ｃに衝突したときの、吐出弁３の自由撓み曲線５上にある曲面となり、その他の部分は自由撓み曲線５より弁設置部１から離れた位置にある。

このような構造にすることにより、図６に示すように、当接区間Ｃが面で接することにより、点または線で接するよりも、衝突時のエネルギー吸収量が大きくなるため、衝突時に発生する衝突音が小さくなる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく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。

本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機において、吐出弁が開く前の状態を示した図である。 本発明の実施の形態１のロータリ圧縮機において、吐出弁が弁押えに衝突した後の状態を示した図である。 本発明の実施の形態２のロータリ圧縮機において、吐出弁が開く前の状態を示した図である。 本発明の実施の形態２のロータリ圧縮機において、吐出弁が弁押えに衝突した後の状態を示した図である。 本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機において、吐出弁が開く前の状態を示した図である。 本発明の実施の形態３のロータリ圧縮機において、吐出弁が弁押えに衝突した後の状態を示した図である。 従来のロータリ圧縮機の断面図である。 従来のロータリ圧縮機をフロントヘッド側から見た図である。 従来のロータリ圧縮機において、吐出弁が開く前の状態を示した図である。 従来のロータリ圧縮機において、吐出弁が弁押えに衝突した後の状態を示した図である。

符号の説明

ａ 支点、ｂ 先端、ｃ 先端側当接部、１ 弁設置部、１ａ 吐出ポート、２ 固定ピン、３ 吐出弁、４ 弁押え、４ａ 基端側プレート部、４ｂ 連結部、４ｃ 先端側延長部、１１０ 油、４００ 冷媒ガス。

Claims (2)

1. 密閉ケーシング（２０１）内に回転駆動軸（２０４）を有する電動要素と、
   シリンダ室（２１０）を内部に構成するシリンダ室構成部材（２０５，２０６，２０７）を有し、前記回転駆動軸（２０４）によって駆動されて、前記シリンダ室（２１０）内において冷媒ガスを圧縮する回転圧縮要素とを備え、
   前記回転圧縮要素は、
   前記シリンダ室（２１０）で圧縮された冷媒ガスを吐出するために前記シリンダ室構成部材（２０５，２０６，２０７）に設けられた吐出ポート（１ａ）を、圧縮された冷媒ガスの吐出圧力に応じて開閉するように、前記吐出ポート（１ａ）の出口が位置する前記シリンダ室構成部材（２０５，２０６，２０７）の外表面に取付けられた、プレート状の吐出弁（３）と、
   前記吐出弁（３）の最大撓みを規制する弁押え（４）とを含み、
   前記弁押え（４）が、
   前記シリンダ室構成部材（２０５，２０６，２０７）の外表面に前記吐出弁（３）側の面が当接して固定される基端側プレート部（４ａ）と、
   冷媒ガスの吐出圧力によって、前記吐出ポート（１ａ）を開くように前記吐出弁（３）が撓んだときに、前記吐出弁（３）の前記弁押え（４）側の面が当接する先端側当接部（ｃ）と、
   前記基端側プレート部（４ａ）と前記先端側当接部（ｃ）とを連結する連結部（４ｂ）とを有し、
   前記連結部（４ｂ）は、前記吐出弁（３）側の面が、前記先端側当接部（ｃ）に前記吐出弁（３）の前記弁押え（４）側の面が当接した状態で、前記吐出弁（３）の前記弁押え（４）側の面との間に隙間を形成するような形状を有し、
   前記先端側当接部（ｃ）は、前記弁押え（４）の先端側を構成しており、
   前記弁押え(４）の先端は、前記吐出ポートの上方に位置し、
   前記吐出弁（３）の先端は、前記弁押え（４）の先端からさらに突出している、ロータリ圧縮機。
2. 前記連結部（４ｂ）の前記吐出弁（３）側の面が、前記吐出弁（３）が前記先端側当接部（ｃ）に衝突したときに前記吐出弁（３）が撓む方向と平行な面において、前記先端側当接部（ｃ）と支点（ａ）とを結ぶ直線形状である、請求項１に記載のロータリ圧縮機。

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