JP4143248B2 - 往復動式圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式圧縮機に関し、一層詳細には、ピストンに連結されるとともに該ピストンの軸心から所定距離で離間して設けられた吸入口を開閉する吸入弁を備えた往復動式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置は、通常、凝縮器、蒸発器および圧縮機等を備えている。外部から導入されたエアは、蒸発器へと送られ、該蒸発器のチューブ内を流通する液状冷媒と互いに熱交換する。その結果、エアは潜熱を奪われることにより冷却され、この冷却されたエアが自動車の車内冷房に供される。一方、液状冷媒は気化してガス状冷媒となる。
【０００３】
ガス状冷媒は、次いで、圧縮機により高温・高圧状態にされる。その後、凝縮器へと送気され、該凝縮器にて冷却されることにより凝縮して液状冷媒となる。ガス状冷媒が圧縮機により高温・高圧状態にされることにより、凝縮器における該ガス状冷媒の凝縮が比較的容易に起こるようになる。そして、液状冷媒が蒸発器に送液された後、上記のサイクルが繰り返されることにより自動車の車内冷房が連続的に行われる。
【０００４】
上記したような作用を営む圧縮機としては、往復動式圧縮機が例示されるが、その中でも特に、斜板に嵌合されたピストンが前記斜板の回転動作に伴いシリンダ内を往復動作する、いわゆる斜板式圧縮機が広汎に使用されている。
【０００５】
近年、このピストンとして、図１５に示すように、円盤部１の中心から一端部側に吸気口２、２が偏在して設けられたものが提案されている（例えば、特開昭５８−１４６８３号公報および特開昭５８−１４６８４号公報参照）。これら吸気口２、２は、ピン３等でピストン４に連結された吸入弁５により開閉される。
【０００６】
吸入弁５としては、例えば、実開平５−２１１８５号公報の図２に示されるものが挙げられる。この吸入弁５は、吸気口２、２を覆う開閉部５ａと、該開閉部５ａの両端から延在した２本のアーム部５ｂ、５ｂと、取付孔６が形成された固定部５ｃと、アーム部５ｂ、５ｂと固定部５ｃとを橋架する連結部５ｄと、固定部５ｃから連結部５ｄに亘って形成された溝５ｅとを有する。そして、該吸入弁５は、ピン３によってピストン４に連結されるとともに、ピストン４に嵌合する際にピン３が塑性変形されて形成された縁部３ａで押圧されることにより回り止めがなされている。
【０００７】
図示しない蒸発器から送気されてシリンダ内に導入されたガス状冷媒は、吸気口２、２内に貯留され、該吸気口２、２内で圧力が所定値に達すると吸入弁５を押圧する。この押圧に伴ってアーム部５ｂ、５ｂが撓むことにより、開閉部５ａがピストン４から離間する。すなわち、吸入弁５が開き、その結果、ピストン４とシリンダウォールとの間にガス状冷媒が導入される。
【０００８】
このガス状冷媒は、斜板の回転動作に伴いピストン４がシリンダ内を前進動作することにより圧縮される。この圧縮によってガス状冷媒の圧力が所定値以上となることに伴い図示しない吐出弁が開き、その結果、圧縮されたガス状冷媒がシリンダから導出される。このガス状冷媒は、斜板式圧縮機の導出ポート（図示せず）を介して凝縮器へと送気される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した吸入弁５には、図１５に示されるように、アーム部５ｂ、５ｂの内周部の長さが短く、このために開閉部５ａがピストン４から離間する距離が短くガス状冷媒の吸入効率が小さいという不具合がある。
【００１０】
開閉部５ａのピストン４からの離間距離を大きくして吸入効率を向上するためには、アーム部５ｂ、５ｂの幅を細くするかまたは吸入弁５の厚みを薄くすること等によりアーム部５ｂ、５ｂの可撓性を向上させることが想起される。
【００１１】
しかしながら、前記したいずれの場合においてもアーム部５ｂ、５ｂの剛性が低下する。したがって、長期間に亘る吸入弁５の使用に伴い、該吸入弁５が損傷することが懸念される。すなわち、アーム部５ｂ、５ｂの幅を細くした場合や吸入弁５の厚みを薄くした場合には、吸入弁５の耐久性が乏しくなるという不具合が惹起される。
【００１２】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、可撓性が優れたアーム部を有し、このために流体の吸入効率が優れ、かつ耐久性が優れた吸入弁を備える往復動式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、３個の吸入口が軸心から所定距離で離間して貫通形成されたピストンがシリンダ内を往復動作して流体を圧縮する往復動式圧縮機において、
前記吸入口を開閉する吸入弁は、前記吸入口を覆う開閉部と、前記開閉部の両端から延在して該開閉部よりも幅狭のループ状アーム部と、固定部材が通る孔部が設けられて前記ピストンに連結される固定部と、前記ループ状アーム部と前記固定部とを橋架する連結部とを有し、
前記連結部の幅が前記固定部に比して小さく、
かつ前記開閉部、前記ループ状アーム部、前記固定部および前記連結部が一体的に構成され、
さらに、前記ループ状アーム部中の前記開閉部側の幅が前記連結部の幅よりも小さく設定され、
前記吸入弁の前記固定部に設けられた孔が前記開閉部に臨む側に開口し、
前記固定部材が塑性変形されて前記孔に圧入されることで前記吸入弁の回り止めがなされていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることにより、ループ状アーム部および連結部の連結箇所と固定部とを互いに大きく離間させることができる。このため、ループ状アーム部と連結部との連結強度が比較的小さくなるので、ループ状アーム部の可撓性が向上する。すなわち、開閉部がピストンから容易に離間するようになるので、ガス状冷媒等の流体の吸入効率を向上することができる。
【００１５】
前記吸入弁は、前記ループ状アーム部の幅が前記開閉部から前記連結部側に指向して広くなっていることが好ましい。ループ状アーム部は該連結箇所を起点として撓むので、この場合、ループ状アーム部が撓むことに伴って発生する応力に対して充分な強度を確保することができる。すなわち、肉厚が薄い場合であっても、吸入弁の耐久性を確保することができる。
【００１６】
また、吸入弁の固定部に設けられた孔部が前記開閉部に臨む側に開口していることが好ましい。これにより、吸入弁を製造する際の打ち抜き加工を容易に行うことができるようになるからである。
【００１７】
いずれの場合においても、吸入弁の開閉部がピストンから離間した際に該開閉部を固定部材に設けられたストッパ部に当接させることが好ましい。これによりループ状アーム部が必要以上に撓むことが回避されるので、吸入弁が変形することを回避することができる。すなわち、吸入弁の耐久性を一層向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本実施の形態に係る往復動式圧縮機の概略横断面図を図１に示す。この往復動式圧縮機１０においては、所定の角度で傾斜した状態で回転軸１２に固定された円盤状の斜板１４が回転動作することに伴い該斜板１４に嵌合されたピストン１６がシリンダ１８内を往復動作する。すなわち、この往復動式圧縮機１０はいわゆる斜板式圧縮機であり、自動車用空調装置においてガス状冷媒を蒸発器から凝縮器へと送気するためのものとして好適に使用される。
【００２０】
この往復動式圧縮機１０のケーシングは、リアハウジング２０、リアシリンダブロック２２、フロントシリンダブロック２４およびフロントハウジング２６が図１における左方からこの順序で連結されてなり、リアハウジング２０とリアシリンダブロック２２との間、およびフロントシリンダブロック２４とフロントハウジング２６との間にはバルブプレート２８、２８がそれぞれ介装されている。そして、両バルブプレート２８、２８とリアシリンダブロック２２およびフロントシリンダブロック２４とにより、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視概略断面図である図２に示すように、７２°の角度で互いに離間した５本のシリンダ１８がケーシングの内部に形成される。勿論、ピストン１６は全てのシリンダ１８内に配置されている。
【００２１】
フロントハウジング２６（図１参照）の一端面の中央には中空円筒部３０が突出形成されており、該中空円筒部３０の外周壁部には電磁クラッチ３２がベアリング３３を介して回転自在に嵌合されている。また、リアシリンダブロック２２には導入ポート３４および導出ポート３６が形成されており、かつリアシリンダブロック２２とフロントシリンダブロック２４には、流路３８を介して導出ポート３６に連通する室４０が形成されている。
【００２２】
一方、リアシリンダブロック２２、フロントシリンダブロック２４およびフロントハウジング２６には貫通孔４２、４４、４６がそれぞれ形成されており、回転軸１２はこれら貫通孔４２、４４、４６を通ることによりケーシング内に収容されている。なお、リアシリンダブロック２２およびフロントシリンダブロック２４の各貫通孔４２、４４と回転軸１２との間にはラジアルベアリング４８、４８がそれぞれ介装されており、回転軸１２はこれらラジアルベアリング４８、４８を介してリアシリンダブロック２２およびフロントシリンダブロック２４に回転自在に支持されている。また、フロントハウジング２６の貫通孔４６と回転軸１２との間は、シール部材５０によりシールがなされている。
【００２３】
フロントハウジング２６の貫通孔４６は、該貫通孔４６に比して小径な小貫通孔５２を介して中空円筒部３０の中空部と連通している。回転軸１２の一端部は、この小貫通孔５２を通って中空円筒部３０の外部に突出することによりフロントハウジング２６に支持されている。この突出した回転軸１２の一端部にはボルト穴５４が形成されており、該ボルト穴５４に螺着されたボルト５６により回転軸１２と電磁クラッチ３２を構成するハブ５８とが互いに連結されている。
【００２４】
回転軸１２の中央部には第１〜第４ディスク６０、６２、６４、６６が嵌合されており、かつ第１ディスク６０と第２ディスク６２との間には第１スラストベアリング６８、第２ディスク６２と第３ディスク６４との間には斜板１４、第３ディスク６４と第４ディスク６６との間には第２スラストベアリング７０がそれぞれ介装されるとともに回転軸１２に嵌合されている。
【００２５】
斜板１４の円盤部は、リアシリンダブロック２２、フロントシリンダブロック２４および両バルブプレート２８、２８により形成されるシリンダ１８内まで延在している。そして、この円盤部には半球状シュー７２、７２を介してピストン１６が嵌合されており、後述するように、斜板１４が回転動作することに伴ってピストン１６がシリンダ１８内を往復動作する。
【００２６】
ピストン１６は、図３に示されるように、略左右対称である。このピストン１６は、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂと、該第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂからそれぞれ延在してテーパ状に縮径したテーパ部７６、７６および半球状溝７７、７７が形成されたシュー受部７８、７８を有する第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂと、シュー受部７８、７８同士を連結する連結部８２とが一体的に構成されてなる。なお、第１吸気部８０ａと第２吸気部８０ｂとは、シュー受部７８、７８同士が互いに対向しかつ所定の間隔で離間するように配置されている。
【００２７】
連結部８２の最大高さは、斜板１４の逃げを確保するために、各シュー受部７８の半球状溝７７の図３における中心よりやや下方となるように設定されている。
【００２８】
この連結部８２からは、図４に示すように、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの直径方向と平行にウェブ部８４が突出しており、該ウェブ部８４は、第１円盤部７４ａから第２円盤部７４ｂに亘って橋架されている。すなわち、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂはウェブ部８４を介して互いに一体的に連結されており、これにより連結部８２の剛性が向上されている。
【００２９】
ウェブ部８４の高さは、連結部８２と同一高さに設定されている（図３参照）。ウェブ部８４を連結部８２に比して高くした場合、斜板１４の逃げを確保するために、該ウェブ部８４におけるシュー受部７８、７８同士の間の部位を切り欠く等の後加工が必要となるからである。
【００３０】
第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの側周壁部には溝８６、８６がそれぞれ設けられており（図３参照）、該溝８６、８６にはリング状シール部材８８、８８が嵌合されている。第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの厚みは、このリング状シール部材８８、８８よりやや大きい程度である。
【００３１】
第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂは、テーパ部７６、７６によって支持される。この場合、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの厚みが大きい場合に比してピストン１６の重量を小さくすることができる。なお、第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂのテーパ部７６、７６の上方は、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂからシュー受部７８、７８に指向して縮径する途中で鈍角的に屈曲されることにより屈曲部９０が設けられている。
【００３２】
すなわち、このピストン１６は、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂがテーパ部７６、７６で支持され、かつウェブ部８４（図４参照）が設けられることによって軽量化がなされるとともに剛性が向上されている。
【００３３】
ピストン１６の正面図である図５に示されるように、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂから第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂのテーパ部７６、７６の上方に至るまで、ケーシング（図１参照）の導入ポート３４から導入されたガス状冷媒をバルブプレート２８、２８に形成された吐出口９２、９２へと送気するための３個の吸気口９４ａ〜９４ｃが貫通形成されている。これら吸気口９４ａ〜９４ｃの第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂ側の開口には、吸入弁９８が配設されている。
【００３４】
この吸入弁９８は、図６に示すように、吸気口９４ａ〜９４ｃを開閉する開閉部１００と、該開閉部１００の両端部から延在して第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの外周に沿い湾曲した第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂと、該第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの連結箇所から立ち上がった連結部１０４と、該連結部１０４の先端部に配置されてＵ字状孔１０６が設けられた略Ｕ字型の固定部１０７とを有し、このため、該吸入弁９８には、開閉部１００、固定部１０７、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂに囲繞された孔部１０８が形成されている。
【００３５】
連結部１０４は、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの連結箇所から固定部１０７に亘り橋架されている。また、固定部１０７が略Ｕ字型であるので、該固定部１０７における開閉部１００に臨む側には、開口１０９が形成された形態となっている。
【００３６】
連結部１０４の幅Ｗ１は、固定部１０７の幅Ｗ２に比して小さく設定されている。このため、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの内周部の長さは、従来技術に係る吸入弁５のアーム部５ｂ、５ｂの内周部に比して著しく長い。これにより、後述するように、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの可撓性を向上することができる。
【００３７】
また、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの幅は、連結部１０４に指向するにつれて広がっている。すなわち、図６に示されるように、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂにおける連結部１０４側の幅ｔ１は、開閉部１００側の幅ｔ２に比して広く設定されている。このような構成とすることにより、吸入弁９８の耐久性が確保される。
【００３８】
吸入弁９８は、Ｕ字状孔１０６に胴部が通された固定部材としてのリベット１１０（図１、図３、図４および図５参照）がピストン１６に設けられたリベット穴１１２（図１および図３参照）に嵌合されることによりピストン１６の両側壁部に連結されている。そして、吸入弁９８はリベット１１０の塑性変形された頭部により第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂに指向して常時押圧されており、これにより該吸入弁９８の回り止めがなされている。
【００３９】
ここで、図７に示されるように、リベット１１０の頭部の側周壁部にはストッパ部１１４が突出形成されている。そして、該ストッパ部１１４において開閉部１００が当接する側の端面の隅部は、湾曲形成されている。
【００４０】
該リベット１１０は、図５から諒解されるように、ストッパ部１１４が吸入弁９８の開閉部１００に対向するようにリベット穴１１２に嵌合されている。開閉部１００が開いた場合、後述するように、該開閉部１００はストッパ部１１４に当接する。
【００４１】
第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂのシュー受部７８、７８の半球状溝７７、７７（図３参照）には半球状シュー７２、７２の半球部が収容されており、該半球状シュー７２、７２の平面部同士は斜板１４の円盤部を介して対向している（図１参照）。すなわち、斜板１４は２個の半球状シュー７２、７２で挟持されており、これによりピストン１６が斜板１４に嵌合されている。
【００４２】
両バルブプレート２８、２８には、上記したように、シリンダ１８内で圧縮されたガス状冷媒を吐出するための吐出口９２、９２がそれぞれ形成されている。各シリンダ１８とフロントハウジング２６およびリアハウジング２０の各室４０とは、これら吐出口９２により連通されている。
【００４３】
図８に示されるように、各吐出口９２は、シリンダ１８から室４０に指向してテーパ状に縮小している。また、各吐出口９２の形状は、シリンダ１８側または室４０側のいずれにおいてもリベット１１０の頭部と相似形であり、かつ該頭部に比してやや大きく形成されている。すなわち、ピストン１６が死点に到達した場合、図９に示すように、リベット１１０の頭部は遊びがある状態で吐出口９２に挿入される。
【００４４】
吐出口９２の室４０側の開口には、図１０に示すように、吐出弁１１６が配置されている。この吐出弁１１６は、円環部１１８と該円環部１１８からそれぞれ延在してかつ互いに７２°離間した５本の枝部１２０と、各枝部１２０の先端部に形成された円状部１２２とを一体的に有する。円環部１１８の中央には大貫通孔１２４が形成されており、フロントハウジング２６側の吐出弁１１６における該大貫通孔１２４には回転軸１２が通されている。また、該大貫通孔１２４の周囲にはピン１２５（図１参照）を通すためのピン孔１２６が設けられている。一方、各円状部１２２は各シリンダ１８の吐出口９２を開閉自在に覆っている。
【００４５】
吐出弁１１６の外側には、図１１に示すように、吐出弁用バルブストッパ１２８が配置されている。該吐出弁用バルブストッパ１２８は、小円環部１３０と、該小円環部１３０から一体的に延在して互いに７２°離間した５本の枝部１３２とを有し、吐出弁１１６の枝部１２０（図１０参照）は、バルブプレート２８、２８と吐出弁用バルブストッパ１２８の枝部１３２との間に介装されている。
【００４６】
各枝部１３２は、吐出弁１１６の枝部１２０と円状部１２２との境界に対応する位置からフロントハウジング２６またはリアハウジング２０の室４０側に指向して屈曲し、かつ円状部１２２の端部に対応する位置からバルブプレート２８、２８側に指向して屈曲した屈曲部１３４を有する（図１および図１１参照）。後述するように、吐出弁１１６の円状部１２２がバルブプレート２８、２８から離間した際、該円状部１２２は吐出弁用バルブストッパ１２８の屈曲部１３４に当接して支持される。この支持により、吐出弁１１６が変形することが回避される。
【００４７】
また、吐出弁用バルブストッパ１２８の枝部１３２同士は、該枝部１３２と一体的な大円環部１３６により互いに全て連結されている（図１１参照）。この大円環部１３６には、ボルト孔１３７が設けられた複数個の固定部１３８が突出形成されている。すなわち、フロントシリンダブロック２４とフロントハウジング２６との間またはリアシリンダブロック２２とリアハウジング２０との間に介装された吐出弁用バルブストッパ１２８は、ボルト孔１３７を通ってフロントハウジング２６からリアハウジング２０までを連結する図示しないボルトによりケーシングに位置決め固定される。
【００４８】
さらに、吐出弁用バルブストッパ１２８の小円環部１３０には、吐出弁１１６の円環部１１８のピン孔１２６に対応する位置にピン孔１４０が設けられている。これら両ピン孔１２６、１４０を通ったピン１２５（図１参照）がフロントシリンダブロック２４とフロントハウジング２６、またはリアシリンダブロック２２とリアハウジング２０に螺着されることにより、吐出弁１１６がケーシングに位置決め固定される。
【００４９】
リアハウジング２０の各室４０およびフロントハウジング２６の各室４０は流路３８に連通しており、かつ該流路３８は導出ポート３６に連通している。すなわち、各室４０は流路３８を介して導出ポート３６に連通しており、導入ポート３４から往復動式圧縮機１０内に導入されたガス状冷媒は、シリンダ内にてピストン１６で圧縮された後、吐出口９２、室４０を介して導出ポート３６から導出される。
【００５０】
フロントハウジング２６の中空円筒部３０の外周壁部に嵌合された電磁クラッチ３２（図１参照）は、回転軸１２を回転動作または回転停止させるための機器である。
【００５１】
この電磁クラッチ３２は、上記したハブ５８と、該ハブ５８にボルト１４１を介して連結されたクラッチ板１４２と、ロータ１４４と、該ロータ１４４内に収容された電磁石コイル１４６とを具備して構成されている。このうち、ロータ１４４の側周壁部には図示しないベルトが装着されており、該ベルトは自動車用内燃機関（図示せず）を構成する駆動軸（図示せず）にも装着されている。また、ハブ５８には、上記したように、ボルト５６を介して回転軸１２が連結されている。
【００５２】
電磁石コイル１４６への通電または通電停止は、自在に設定することができる。後述するように、電磁石コイル１４６へ通電または通電停止することにより、回転軸１２を回転動作または停止させることができる。
【００５３】
本実施の形態に係る往復動式圧縮機１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用について説明する。
【００５４】
吸入弁９８（図６参照）は、素材をプレス成形してＵ字状孔１０６および開口１０９の打ち抜き加工を行い、孔部１０８を形成することにより製造される。この際、開口１０９が存在するため、すなわち、固定部１０７が略Ｕ字型であるので、該固定部１０７と開閉部１００とが離間している。このため、孔部１０８を容易に形成することができる。
【００５５】
そして、リベット１１０の頭部を塑性変形してＵ字状孔１０６に圧入する。この圧入により、吸入弁９８の回り止めがなされる。
【００５６】
往復動式圧縮機１０は、以下のように動作する。
【００５７】
まず、図示しない自動車用内燃機関を付勢することにより該自動車用内燃機関を構成する駆動軸（図示せず）を回転動作させる。その結果、前記ベルトの作用によりロータ１４４（図１参照）が回転付勢される。
【００５８】
ここで、電磁石コイル１４６への通電がなされていない場合、クラッチ板１４２がロータ１４４に引き寄せられることはない。このため、クラッチ板１４２とロータ１４４とが互いに離間した状態を維持するので、ロータ１４４が回転動作することに伴いクラッチ板１４２およびハブ５８が回転動作することはない。したがって、回転軸１２が回転動作することはない。
【００５９】
一方、電磁石コイル１４６に通電がなされた場合、磁力の発生により該電磁石コイル１４６にクラッチ板１４２が引き寄せられ、その結果、クラッチ板１４２がロータ１４４に当接する。したがって、ロータ１４４の回転動作に伴ってクラッチ板１４２およびハブ５８が回転動作し、これにより回転軸１２が回転動作される。この場合、斜板１４も回転動作し、これによりピストン１６がシリンダ１８内を往復動作するに至る。
【００６０】
図示しない蒸発器から導入ポート３４を介してケーシングの内部に導入されたガス状冷媒は、図示しない供給通路を介してシリンダ１８内に供給され、テーパ部７６、７６に設けられた開口を介して吸気口９４ａ〜９４ｃ内に到達する。
【００６１】
吸気口９４ａ〜９４ｃ内に貯留されたガス状冷媒は、ピストン１６が後退動作することにより、第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂとバルブプレート２８、２８の間、すなわち、圧縮室が負圧となると、その圧力差により吸入弁９８を押圧する。
【００６２】
この押圧に伴って吸入弁９８の第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂ（図７参照）が撓み、その結果、開閉部１００が第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂから離間する。すなわち、吸気口９４ａ〜９４ｃの第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂ側の開口が開放され、ガス状冷媒が圧縮室に導入される。
【００６３】
上記したように、連結部１０４の幅Ｗ１は固定部１０７の幅Ｗ２に比して小さく設定されている。このため、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの内周部が著しく長くなり、その結果、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂと連結部１０４との連結箇所と、固定部１０７とを従来技術に係る吸入弁５に比して互いに大きく離間させることができる。このため、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂと連結部１０４との連結強度が比較的小さくなるので、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの可撓性が向上する。すなわち、開閉部１００が第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂから容易に離間するようになるので、ガス状冷媒の吸入効率を向上することができる。
【００６４】
しかも、この場合、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの幅が開閉部１００から連結部１０４に指向して広くなっているので、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂが撓む際に該連結箇所に発生する応力に対して充分な強度を確保することができる。換言すれば、吸入弁９８の耐久性を確保することができる。
【００６５】
第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂから離間した開閉部１００は、図１２に示されるように、リベット１１０のストッパ部１１４に当接して支持される。すなわち、このピストン１６においては、リベット１１０のストッパ部１１４が吸入弁用バルブストッパとして作用する。この当接支持により開閉部１００がそれ以上開くことが阻止され、これにより吸入弁９８が変形することが回避される。このため、吸入弁９８の耐久性を一層向上することができる。
【００６６】
換言すれば、開閉部１００がストッパ部１１４で確実に支持されるので、該開閉部１００が第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂから所定距離を超えて離間することがない。したがって、吸入弁９８が可撓性の高い柔軟な材料から構成されている場合であっても、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂが変形することを回避することができる。すなわち、可撓性の高い柔軟な材料からなる吸入弁９８を使用することができるので、往復動式圧縮機１０の吸入効率を一層向上することができる。
【００６７】
そして、リベット１１０においては、ストッパ部１１４における開閉部１００に当接する側の端面の隅部が湾曲形成されている（図７参照）。このため、開閉部１００が当接する際にストッパ部１１４の隅部により開閉部１００が損傷することを回避することができる。
【００６８】
圧縮室に導入されたガス状冷媒は、該圧縮室内でピストン１６の前進動作により圧縮される。例えば、図１においては、リアシリンダブロック２２側の圧縮室にガス状冷媒が導入されるとともにフロントシリンダブロック２４側の圧縮室で圧縮されたガス状冷媒が導出されている状態が示されている。
【００６９】
この圧縮に伴い、圧縮室内の圧力が第２円盤部７４ｂ側の吸気口９４ａ〜９４ｃ内に比して高くなるので、第２円盤部７４ｂ側の吸入弁９８の開閉部１００が第２円盤部７４ｂに指向して押圧される。その結果、第２円盤部７４ｂ側の吸気口９４ａ〜９４ｃの開口が開閉部１００により閉塞される。
【００７０】
すなわち、図１に示される場合、圧縮室にてガス状冷媒が圧縮される際、第２円盤部７４ｂに形成された吸気口９４ａ〜９４ｃは吸入弁９８の開閉部１００により閉塞されている。このため、ガス状冷媒が吸気口９４ａ〜９４ｃを逆流することがないので、ガス状冷媒を効率よく圧縮することができる。
【００７１】
なお、ピストン１６が死点に到達した際、リベット１１０の頭部は吐出口９２に遊びがある状態で挿入される。このため、リベット１１０の頭部のためにピストン１６の死点を後退させる必要はない。したがって、リベット１１０が存在することにより圧縮効率が低下することはない。
【００７２】
しかも、この場合、吐出口９２がリベット１１０の頭部と相似形であるので、圧縮室内のガス状冷媒におけるバルブプレート２８、２８で遮られる量が最少となる。すなわち、シリンダ１８内にて圧縮されたガス状冷媒が効率よく室４０へ導出されるので、圧縮効率が一層向上する。
【００７３】
図１において、シリンダ１８のフロントシリンダブロック２４側の圧縮室で圧縮されたガス状冷媒は、バルブプレート２８に設けられた吐出口９２から室４０へ導出される。この際、吐出弁１１６がガス状冷媒に押圧されて開き、吐出弁用バルブストッパ１２８の枝部１３２の屈曲部１３４に当接する。
【００７４】
ガス状冷媒は、さらに、流路３８を介して導出ポート３６へと送気され、次いで、該導出ポート３６から図示しない凝縮器へと送気される。
【００７５】
なお、図１において、フロントシリンダブロック２４側の圧縮室に供給されたガス状冷媒が圧縮されて室４０へと導出される一方で、次に圧縮・導出されるガス状冷媒がリアシリンダブロック２２側の圧縮室に導入される。
【００７６】
そして、斜板１４が１／２回転動作すると、斜板１４の円盤部は、図１３に示されるように図１と逆位相となる。その結果、ピストン１６が図１３における右端へと移動し、これに伴いリアシリンダブロック２２側の圧縮室に導入されたガス状冷媒が圧縮・導出されるとともに、次に圧縮・導出されるガス状冷媒がフロントシリンダブロック２４側の圧縮室に導入される。すなわち、１本のシリンダ１８においては、回転軸１２が１回転することに伴ってガス状冷媒の吸入・排気が営まれる。
【００７７】
なお、上記した実施の形態では、吸入弁９８において、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの幅を開閉部１００側から連結部１０４側に指向して広くしているが、図１４に示すように、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂを一定幅ｔ３にしてその連結箇所から垂直に連結部１０４を立ち上げるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記した吸入弁の構成は斜板式圧縮機に限定されて採用されるものではなく、その他の往復動式圧縮機、例えば、クランク式圧縮機にも採用することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る往復動式圧縮機によれば、吸入口を開閉する開閉部と、該開口部の両端から延在するループ状アーム部と、該ループ状アーム部と固定部材が通される固定部とを橋架する連結部とを有し、かつ前記連結部の幅が前記固定部に比して小さい吸入弁を使用するようにしている。このため、ループ状アーム部の内周部が著しく長くなり該ループ状アーム部と固定部とが互いに大きく離間するようになるので、該ループ状アーム部と連結部との連結強度が比較的小さくなる。これにより該ループ状アーム部の可撓性が向上するので、結局、ガス状冷媒等の流体の吸入効率を向上することができるという効果が達成される。
【００８０】
また、開閉部から連結部に指向してループ状アーム部の幅を広げるようにしているので、吸入弁の肉厚が薄い場合であっても、ループ状アーム部が撓む際に発生する応力に対して充分な強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る往復動式圧縮機の縦断面概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視概略断面図である。
【図３】図１の往復動式圧縮機が有するピストンの要部拡大一部縦断面図である。
【図４】図３に示すピストンの概略平面図である。
【図５】図３に示すピストンの概略正面図である。
【図６】前記ピストンに連結された吸入弁の概略正面図である。
【図７】図６の吸入弁を前記ピストンに連結するリベットの拡大説明図である。
【図８】図７のリベットと、前記ピストンが死点に到達した際に該リベットが挿入される吐出口の要部拡大説明図である。
【図９】図７のリベットが図８の吐出口に挿入された状態を示す要部拡大説明図である。
【図１０】吐出口の開口に配置された吐出弁の全体構成説明図である。
【図１１】図１０の吐出弁が開いた際に該吐出弁の円状部に当接して支持する吐出弁用バルブストッパの全体構成説明図である。
【図１２】図６の吸入弁の開閉部が開き、図７のリベットのストッパ部に当接して支持されている状態を示す要部拡大説明図である。
【図１３】シリンダ内においてピストンが図１と逆位相となった状態を示す要部縦断面図である。
【図１４】別の実施形態に係る吸入弁を示す概略全体構成図である。
【図１５】従来技術に係る吸入弁がピストンに連結された状態を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１０…往復動式圧縮機 １２…回転軸
１４…斜板 １６…ピストン
１８…シリンダ ２８…バルブプレート
３２…電磁クラッチ ３４…導入ポート
３６…導出ポート ７２…半球状シュー
７４ａ、７４ｂ…円盤部 ７６…テーパ部
８０ａ、８０ｂ…吸気部 ８４…ウェブ部
８８…リング状シール部材 ９２…吐出口
９４ａ〜９４ｃ…吸気口 ９８…吸入弁
１００…開閉部 １０２ａ、１０２ｂ…ループ状アーム部
１０６…Ｕ字状孔 １０７…固定部
１０８…孔部 １０９…開口
１１０…リベット １１４…ストッパ部
１１６…吐出弁 １２０…枝部
１２２…円状部 １２８…吐出弁用バルブストッパ
１４２…クラッチ板 １４４…ロータ
１４６…電磁石コイル
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式圧縮機に関し、一層詳細には、ピストンに連結されるとともに該ピストンの軸心から所定距離で離間して設けられた吸入口を開閉する吸入弁を備えた往復動式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置は、通常、凝縮器、蒸発器および圧縮機等を備えている。外部から導入されたエアは、蒸発器へと送られ、該蒸発器のチューブ内を流通する液状冷媒と互いに熱交換する。その結果、エアは潜熱を奪われることにより冷却され、この冷却されたエアが自動車の車内冷房に供される。一方、液状冷媒は気化してガス状冷媒となる。
【０００３】
ガス状冷媒は、次いで、圧縮機により高温・高圧状態にされる。その後、凝縮器へと送気され、該凝縮器にて冷却されることにより凝縮して液状冷媒となる。ガス状冷媒が圧縮機により高温・高圧状態にされることにより、凝縮器における該ガス状冷媒の凝縮が比較的容易に起こるようになる。そして、液状冷媒が蒸発器に送液された後、上記のサイクルが繰り返されることにより自動車の車内冷房が連続的に行われる。
【０００４】
上記したような作用を営む圧縮機としては、往復動式圧縮機が例示されるが、その中でも特に、斜板に嵌合されたピストンが前記斜板の回転動作に伴いシリンダ内を往復動作する、いわゆる斜板式圧縮機が広汎に使用されている。
【０００５】
近年、このピストンとして、図１５に示すように、円盤部１の中心から一端部側に吸気口２、２が偏在して設けられたものが提案されている（例えば、特開昭５８−１４６８３号公報および特開昭５８−１４６８４号公報参照）。これら吸気口２、２は、ピン３等でピストン４に連結された吸入弁５により開閉される。
【０００６】
吸入弁５としては、例えば、実開平５−２１１８５号公報の図２に示されるものが挙げられる。この吸入弁５は、吸気口２、２を覆う開閉部５ａと、該開閉部５ａの両端から延在した２本のアーム部５ｂ、５ｂと、取付孔６が形成された固定部５ｃと、アーム部５ｂ、５ｂと固定部５ｃとを橋架する連結部５ｄと、固定部５ｃから連結部５ｄに亘って形成された溝５ｅとを有する。そして、該吸入弁５は、ピン３によってピストン４に連結されるとともに、ピストン４に嵌合する際にピン３が塑性変形されて形成された縁部３ａで押圧されることにより回り止めがなされている。
【０００７】
図示しない蒸発器から送気されてシリンダ内に導入されたガス状冷媒は、吸気口２、２内に貯留され、該吸気口２、２内で圧力が所定値に達すると吸入弁５を押圧する。この押圧に伴ってアーム部５ｂ、５ｂが撓むことにより、開閉部５ａがピストン４から離間する。すなわち、吸入弁５が開き、その結果、ピストン４とシリンダウォールとの間にガス状冷媒が導入される。
【０００８】
このガス状冷媒は、斜板の回転動作に伴いピストン４がシリンダ内を前進動作することにより圧縮される。この圧縮によってガス状冷媒の圧力が所定値以上となることに伴い図示しない吐出弁が開き、その結果、圧縮されたガス状冷媒がシリンダから導出される。このガス状冷媒は、斜板式圧縮機の導出ポート（図示せず）を介して凝縮器へと送気される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した吸入弁５には、図１５に示されるように、アーム部５ｂ、５ｂの内周部の長さが短く、このために開閉部５ａがピストン４から離間する距離が短くガス状冷媒の吸入効率が小さいという不具合がある。
【００１０】
開閉部５ａのピストン４からの離間距離を大きくして吸入効率を向上するためには、アーム部５ｂ、５ｂの幅を細くするかまたは吸入弁５の厚みを薄くすること等によりアーム部５ｂ、５ｂの可撓性を向上させることが想起される。
【００１１】
しかしながら、前記したいずれの場合においてもアーム部５ｂ、５ｂの剛性が低下する。したがって、長期間に亘る吸入弁５の使用に伴い、該吸入弁５が損傷することが懸念される。すなわち、アーム部５ｂ、５ｂの幅を細くした場合や吸入弁５の厚みを薄くした場合には、吸入弁５の耐久性が乏しくなるという不具合が惹起される。
【００１２】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、可撓性が優れたアーム部を有し、このために流体の吸入効率が優れ、かつ耐久性が優れた吸入弁を備える往復動式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、３個の吸入口が軸心から所定距離で離間して貫通形成されたピストンがシリンダ内を往復動作して流体を圧縮する往復動式圧縮機において、
前記吸入口を開閉する吸入弁は、前記吸入口を覆う開閉部と、前記開閉部の両端から延在して該開閉部よりも幅狭のループ状アーム部と、固定部材が通る孔部が設けられて前記ピストンに連結される固定部と、前記ループ状アーム部と前記固定部とを橋架する連結部とを有し、
前記連結部の幅が前記固定部に比して小さく、
かつ前記開閉部、前記ループ状アーム部、前記固定部および前記連結部が一体的に構成され、
さらに、前記ループ状アーム部中の前記開閉部側の幅が前記連結部の幅よりも小さく設定され、
前記吸入弁の前記固定部に設けられた孔が前記開閉部に臨む側に開口し、
前記固定部材が塑性変形されて前記孔に圧入されることで前記吸入弁の回り止めがなされていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることにより、ループ状アーム部および連結部の連結箇所と固定部とを互いに大きく離間させることができる。このため、ループ状アーム部と連結部との連結強度が比較的小さくなるので、ループ状アーム部の可撓性が向上する。すなわち、開閉部がピストンから容易に離間するようになるので、ガス状冷媒等の流体の吸入効率を向上することができる。
【００１５】
前記吸入弁は、前記ループ状アーム部の幅が前記開閉部から前記連結部側に指向して広くなっていることが好ましい。ループ状アーム部は該連結箇所を起点として撓むので、この場合、ループ状アーム部が撓むことに伴って発生する応力に対して充分な強度を確保することができる。すなわち、肉厚が薄い場合であっても、吸入弁の耐久性を確保することができる。
【００１６】
また、吸入弁の固定部に設けられた孔部が前記開閉部に臨む側に開口していることが好ましい。これにより、吸入弁を製造する際の打ち抜き加工を容易に行うことができるようになるからである。
【００１７】
いずれの場合においても、吸入弁の開閉部がピストンから離間した際に該開閉部を固定部材に設けられたストッパ部に当接させることが好ましい。これによりループ状アーム部が必要以上に撓むことが回避されるので、吸入弁が変形することを回避することができる。すなわち、吸入弁の耐久性を一層向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本実施の形態に係る往復動式圧縮機の概略横断面図を図１に示す。この往復動式圧縮機１０においては、所定の角度で傾斜した状態で回転軸１２に固定された円盤状の斜板１４が回転動作することに伴い該斜板１４に嵌合されたピストン１６がシリンダ１８内を往復動作する。すなわち、この往復動式圧縮機１０はいわゆる斜板式圧縮機であり、自動車用空調装置においてガス状冷媒を蒸発器から凝縮器へと送気するためのものとして好適に使用される。
【００２０】
この往復動式圧縮機１０のケーシングは、リアハウジング２０、リアシリンダブロック２２、フロントシリンダブロック２４およびフロントハウジング２６が図１における左方からこの順序で連結されてなり、リアハウジング２０とリアシリンダブロック２２との間、およびフロントシリンダブロック２４とフロントハウジング２６との間にはバルブプレート２８、２８がそれぞれ介装されている。そして、両バルブプレート２８、２８とリアシリンダブロック２２およびフロントシリンダブロック２４とにより、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視概略断面図である図２に示すように、７２°の角度で互いに離間した５本のシリンダ１８がケーシングの内部に形成される。勿論、ピストン１６は全てのシリンダ１８内に配置されている。
【００２１】
フロントハウジング２６（図１参照）の一端面の中央には中空円筒部３０が突出形成されており、該中空円筒部３０の外周壁部には電磁クラッチ３２がベアリング３３を介して回転自在に嵌合されている。また、リアシリンダブロック２２には導入ポート３４および導出ポート３６が形成されており、かつリアシリンダブロック２２とフロントシリンダブロック２４には、流路３８を介して導出ポート３６に連通する室４０が形成されている。
【００２２】
一方、リアシリンダブロック２２、フロントシリンダブロック２４およびフロントハウジング２６には貫通孔４２、４４、４６がそれぞれ形成されており、回転軸１２はこれら貫通孔４２、４４、４６を通ることによりケーシング内に収容されている。なお、リアシリンダブロック２２およびフロントシリンダブロック２４の各貫通孔４２、４４と回転軸１２との間にはラジアルベアリング４８、４８がそれぞれ介装されており、回転軸１２はこれらラジアルベアリング４８、４８を介してリアシリンダブロック２２およびフロントシリンダブロック２４に回転自在に支持されている。また、フロントハウジング２６の貫通孔４６と回転軸１２との間は、シール部材５０によりシールがなされている。
【００２３】
フロントハウジング２６の貫通孔４６は、該貫通孔４６に比して小径な小貫通孔５２を介して中空円筒部３０の中空部と連通している。回転軸１２の一端部は、この小貫通孔５２を通って中空円筒部３０の外部に突出することによりフロントハウジング２６に支持されている。この突出した回転軸１２の一端部にはボルト穴５４が形成されており、該ボルト穴５４に螺着されたボルト５６により回転軸１２と電磁クラッチ３２を構成するハブ５８とが互いに連結されている。
【００２４】
回転軸１２の中央部には第１〜第４ディスク６０、６２、６４、６６が嵌合されており、かつ第１ディスク６０と第２ディスク６２との間には第１スラストベアリング６８、第２ディスク６２と第３ディスク６４との間には斜板１４、第３ディスク６４と第４ディスク６６との間には第２スラストベアリング７０がそれぞれ介装されるとともに回転軸１２に嵌合されている。
【００２５】
斜板１４の円盤部は、リアシリンダブロック２２、フロントシリンダブロック２４および両バルブプレート２８、２８により形成されるシリンダ１８内まで延在している。そして、この円盤部には半球状シュー７２、７２を介してピストン１６が嵌合されており、後述するように、斜板１４が回転動作することに伴ってピストン１６がシリンダ１８内を往復動作する。
【００２６】
ピストン１６は、図３に示されるように、略左右対称である。このピストン１６は、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂと、該第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂからそれぞれ延在してテーパ状に縮径したテーパ部７６、７６および半球状溝７７、７７が形成されたシュー受部７８、７８を有する第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂと、シュー受部７８、７８同士を連結する連結部８２とが一体的に構成されてなる。なお、第１吸気部８０ａと第２吸気部８０ｂとは、シュー受部７８、７８同士が互いに対向しかつ所定の間隔で離間するように配置されている。
【００２７】
連結部８２の最大高さは、斜板１４の逃げを確保するために、各シュー受部７８の半球状溝７７の図３における中心よりやや下方となるように設定されている。
【００２８】
この連結部８２からは、図４に示すように、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの直径方向と平行にウェブ部８４が突出しており、該ウェブ部８４は、第１円盤部７４ａから第２円盤部７４ｂに亘って橋架されている。すなわち、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂはウェブ部８４を介して互いに一体的に連結されており、これにより連結部８２の剛性が向上されている。
【００２９】
ウェブ部８４の高さは、連結部８２と同一高さに設定されている（図３参照）。ウェブ部８４を連結部８２に比して高くした場合、斜板１４の逃げを確保するために、該ウェブ部８４におけるシュー受部７８、７８同士の間の部位を切り欠く等の後加工が必要となるからである。
【００３０】
第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの側周壁部には溝８６、８６がそれぞれ設けられており（図３参照）、該溝８６、８６にはリング状シール部材８８、８８が嵌合されている。第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの厚みは、このリング状シール部材８８、８８よりやや大きい程度である。
【００３１】
第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂは、テーパ部７６、７６によって支持される。この場合、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの厚みが大きい場合に比してピストン１６の重量を小さくすることができる。なお、第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂのテーパ部７６、７６の上方は、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂからシュー受部７８、７８に指向して縮径する途中で鈍角的に屈曲されることにより屈曲部９０が設けられている。
【００３２】
すなわち、このピストン１６は、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂがテーパ部７６、７６で支持され、かつウェブ部８４（図４参照）が設けられることによって軽量化がなされるとともに剛性が向上されている。
【００３３】
ピストン１６の正面図である図５に示されるように、第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂから第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂのテーパ部７６、７６の上方に至るまで、ケーシング（図１参照）の導入ポート３４から導入されたガス状冷媒をバルブプレート２８、２８に形成された吐出口９２、９２へと送気するための３個の吸気口９４ａ〜９４ｃが貫通形成されている。これら吸気口９４ａ〜９４ｃの第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂ側の開口には、吸入弁９８が配設されている。
【００３４】
この吸入弁９８は、図６に示すように、吸気口９４ａ〜９４ｃを開閉する開閉部１００と、該開閉部１００の両端部から延在して第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂの外周に沿い湾曲した第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂと、該第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの連結箇所から立ち上がった連結部１０４と、該連結部１０４の先端部に配置されてＵ字状孔１０６が設けられた略Ｕ字型の固定部１０７とを有し、このため、該吸入弁９８には、開閉部１００、固定部１０７、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂに囲繞された孔部１０８が形成されている。
【００３５】
連結部１０４は、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの連結箇所から固定部１０７に亘り橋架されている。また、固定部１０７が略Ｕ字型であるので、該固定部１０７における開閉部１００に臨む側には、開口１０９が形成された形態となっている。
【００３６】
連結部１０４の幅Ｗ１は、固定部１０７の幅Ｗ２に比して小さく設定されている。このため、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの内周部の長さは、従来技術に係る吸入弁５のアーム部５ｂ、５ｂの内周部に比して著しく長い。これにより、後述するように、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの可撓性を向上することができる。
【００３７】
また、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの幅は、連結部１０４に指向するにつれて広がっている。すなわち、図６に示されるように、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂにおける連結部１０４側の幅ｔ１は、開閉部１００側の幅ｔ２に比して広く設定されている。このような構成とすることにより、吸入弁９８の耐久性が確保される。
【００３８】
吸入弁９８は、Ｕ字状孔１０６に胴部が通された固定部材としてのリベット１１０（図１、図３、図４および図５参照）がピストン１６に設けられたリベット穴１１２（図１および図３参照）に嵌合されることによりピストン１６の両側壁部に連結されている。そして、吸入弁９８はリベット１１０の塑性変形された頭部により第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂに指向して常時押圧されており、これにより該吸入弁９８の回り止めがなされている。
【００３９】
ここで、図７に示されるように、リベット１１０の頭部の側周壁部にはストッパ部１１４が突出形成されている。そして、該ストッパ部１１４において開閉部１００が当接する側の端面の隅部は、湾曲形成されている。
【００４０】
該リベット１１０は、図５から諒解されるように、ストッパ部１１４が吸入弁９８の開閉部１００に対向するようにリベット穴１１２に嵌合されている。開閉部１００が開いた場合、後述するように、該開閉部１００はストッパ部１１４に当接する。
【００４１】
第１および第２吸気部８０ａ、８０ｂのシュー受部７８、７８の半球状溝７７、７７（図３参照）には半球状シュー７２、７２の半球部が収容されており、該半球状シュー７２、７２の平面部同士は斜板１４の円盤部を介して対向している（図１参照）。すなわち、斜板１４は２個の半球状シュー７２、７２で挟持されており、これによりピストン１６が斜板１４に嵌合されている。
【００４２】
両バルブプレート２８、２８には、上記したように、シリンダ１８内で圧縮されたガス状冷媒を吐出するための吐出口９２、９２がそれぞれ形成されている。各シリンダ１８とフロントハウジング２６およびリアハウジング２０の各室４０とは、これら吐出口９２により連通されている。
【００４３】
図８に示されるように、各吐出口９２は、シリンダ１８から室４０に指向してテーパ状に縮小している。また、各吐出口９２の形状は、シリンダ１８側または室４０側のいずれにおいてもリベット１１０の頭部と相似形であり、かつ該頭部に比してやや大きく形成されている。すなわち、ピストン１６が死点に到達した場合、図９に示すように、リベット１１０の頭部は遊びがある状態で吐出口９２に挿入される。
【００４４】
吐出口９２の室４０側の開口には、図１０に示すように、吐出弁１１６が配置されている。この吐出弁１１６は、円環部１１８と該円環部１１８からそれぞれ延在してかつ互いに７２°離間した５本の枝部１２０と、各枝部１２０の先端部に形成された円状部１２２とを一体的に有する。円環部１１８の中央には大貫通孔１２４が形成されており、フロントハウジング２６側の吐出弁１１６における該大貫通孔１２４には回転軸１２が通されている。また、該大貫通孔１２４の周囲にはピン１２５（図１参照）を通すためのピン孔１２６が設けられている。一方、各円状部１２２は各シリンダ１８の吐出口９２を開閉自在に覆っている。
【００４５】
吐出弁１１６の外側には、図１１に示すように、吐出弁用バルブストッパ１２８が配置されている。該吐出弁用バルブストッパ１２８は、小円環部１３０と、該小円環部１３０から一体的に延在して互いに７２°離間した５本の枝部１３２とを有し、吐出弁１１６の枝部１２０（図１０参照）は、バルブプレート２８、２８と吐出弁用バルブストッパ１２８の枝部１３２との間に介装されている。
【００４６】
各枝部１３２は、吐出弁１１６の枝部１２０と円状部１２２との境界に対応する位置からフロントハウジング２６またはリアハウジング２０の室４０側に指向して屈曲し、かつ円状部１２２の端部に対応する位置からバルブプレート２８、２８側に指向して屈曲した屈曲部１３４を有する（図１および図１１参照）。後述するように、吐出弁１１６の円状部１２２がバルブプレート２８、２８から離間した際、該円状部１２２は吐出弁用バルブストッパ１２８の屈曲部１３４に当接して支持される。この支持により、吐出弁１１６が変形することが回避される。
【００４７】
また、吐出弁用バルブストッパ１２８の枝部１３２同士は、該枝部１３２と一体的な大円環部１３６により互いに全て連結されている（図１１参照）。この大円環部１３６には、ボルト孔１３７が設けられた複数個の固定部１３８が突出形成されている。すなわち、フロントシリンダブロック２４とフロントハウジング２６との間またはリアシリンダブロック２２とリアハウジング２０との間に介装された吐出弁用バルブストッパ１２８は、ボルト孔１３７を通ってフロントハウジング２６からリアハウジング２０までを連結する図示しないボルトによりケーシングに位置決め固定される。
【００４８】
さらに、吐出弁用バルブストッパ１２８の小円環部１３０には、吐出弁１１６の円環部１１８のピン孔１２６に対応する位置にピン孔１４０が設けられている。これら両ピン孔１２６、１４０を通ったピン１２５（図１参照）がフロントシリンダブロック２４とフロントハウジング２６、またはリアシリンダブロック２２とリアハウジング２０に螺着されることにより、吐出弁１１６がケーシングに位置決め固定される。
【００４９】
リアハウジング２０の各室４０およびフロントハウジング２６の各室４０は流路３８に連通しており、かつ該流路３８は導出ポート３６に連通している。すなわち、各室４０は流路３８を介して導出ポート３６に連通しており、導入ポート３４から往復動式圧縮機１０内に導入されたガス状冷媒は、シリンダ内にてピストン１６で圧縮された後、吐出口９２、室４０を介して導出ポート３６から導出される。
【００５０】
フロントハウジング２６の中空円筒部３０の外周壁部に嵌合された電磁クラッチ３２（図１参照）は、回転軸１２を回転動作または回転停止させるための機器である。
【００５１】
この電磁クラッチ３２は、上記したハブ５８と、該ハブ５８にボルト１４１を介して連結されたクラッチ板１４２と、ロータ１４４と、該ロータ１４４内に収容された電磁石コイル１４６とを具備して構成されている。このうち、ロータ１４４の側周壁部には図示しないベルトが装着されており、該ベルトは自動車用内燃機関（図示せず）を構成する駆動軸（図示せず）にも装着されている。また、ハブ５８には、上記したように、ボルト５６を介して回転軸１２が連結されている。
【００５２】
電磁石コイル１４６への通電または通電停止は、自在に設定することができる。後述するように、電磁石コイル１４６へ通電または通電停止することにより、回転軸１２を回転動作または停止させることができる。
【００５３】
本実施の形態に係る往復動式圧縮機１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用について説明する。
【００５４】
吸入弁９８（図６参照）は、素材をプレス成形してＵ字状孔１０６および開口１０９の打ち抜き加工を行い、孔部１０８を形成することにより製造される。この際、開口１０９が存在するため、すなわち、固定部１０７が略Ｕ字型であるので、該固定部１０７と開閉部１００とが離間している。このため、孔部１０８を容易に形成することができる。
【００５５】
そして、リベット１１０の頭部を塑性変形してＵ字状孔１０６に圧入する。この圧入により、吸入弁９８の回り止めがなされる。
【００５６】
往復動式圧縮機１０は、以下のように動作する。
【００５７】
まず、図示しない自動車用内燃機関を付勢することにより該自動車用内燃機関を構成する駆動軸（図示せず）を回転動作させる。その結果、前記ベルトの作用によりロータ１４４（図１参照）が回転付勢される。
【００５８】
ここで、電磁石コイル１４６への通電がなされていない場合、クラッチ板１４２がロータ１４４に引き寄せられることはない。このため、クラッチ板１４２とロータ１４４とが互いに離間した状態を維持するので、ロータ１４４が回転動作することに伴いクラッチ板１４２およびハブ５８が回転動作することはない。したがって、回転軸１２が回転動作することはない。
【００５９】
一方、電磁石コイル１４６に通電がなされた場合、磁力の発生により該電磁石コイル１４６にクラッチ板１４２が引き寄せられ、その結果、クラッチ板１４２がロータ１４４に当接する。したがって、ロータ１４４の回転動作に伴ってクラッチ板１４２およびハブ５８が回転動作し、これにより回転軸１２が回転動作される。この場合、斜板１４も回転動作し、これによりピストン１６がシリンダ１８内を往復動作するに至る。
【００６０】
図示しない蒸発器から導入ポート３４を介してケーシングの内部に導入されたガス状冷媒は、図示しない供給通路を介してシリンダ１８内に供給され、テーパ部７６、７６に設けられた開口を介して吸気口９４ａ〜９４ｃ内に到達する。
【００６１】
吸気口９４ａ〜９４ｃ内に貯留されたガス状冷媒は、ピストン１６が後退動作することにより、第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂとバルブプレート２８、２８の間、すなわち、圧縮室が負圧となると、その圧力差により吸入弁９８を押圧する。
【００６２】
この押圧に伴って吸入弁９８の第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂ（図７参照）が撓み、その結果、開閉部１００が第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂから離間する。すなわち、吸気口９４ａ〜９４ｃの第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂ側の開口が開放され、ガス状冷媒が圧縮室に導入される。
【００６３】
上記したように、連結部１０４の幅Ｗ１は固定部１０７の幅Ｗ２に比して小さく設定されている。このため、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの内周部が著しく長くなり、その結果、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂと連結部１０４との連結箇所と、固定部１０７とを従来技術に係る吸入弁５に比して互いに大きく離間させることができる。このため、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂと連結部１０４との連結強度が比較的小さくなるので、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの可撓性が向上する。すなわち、開閉部１００が第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂから容易に離間するようになるので、ガス状冷媒の吸入効率を向上することができる。
【００６４】
しかも、この場合、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの幅が開閉部１００から連結部１０４に指向して広くなっているので、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂが撓む際に該連結箇所に発生する応力に対して充分な強度を確保することができる。換言すれば、吸入弁９８の耐久性を確保することができる。
【００６５】
第１または第２円盤部７４ａ、７４ｂから離間した開閉部１００は、図１２に示されるように、リベット１１０のストッパ部１１４に当接して支持される。すなわち、このピストン１６においては、リベット１１０のストッパ部１１４が吸入弁用バルブストッパとして作用する。この当接支持により開閉部１００がそれ以上開くことが阻止され、これにより吸入弁９８が変形することが回避される。このため、吸入弁９８の耐久性を一層向上することができる。
【００６６】
換言すれば、開閉部１００がストッパ部１１４で確実に支持されるので、該開閉部１００が第１および第２円盤部７４ａ、７４ｂから所定距離を超えて離間することがない。したがって、吸入弁９８が可撓性の高い柔軟な材料から構成されている場合であっても、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂが変形することを回避することができる。すなわち、可撓性の高い柔軟な材料からなる吸入弁９８を使用することができるので、往復動式圧縮機１０の吸入効率を一層向上することができる。
【００６７】
そして、リベット１１０においては、ストッパ部１１４における開閉部１００に当接する側の端面の隅部が湾曲形成されている（図７参照）。このため、開閉部１００が当接する際にストッパ部１１４の隅部により開閉部１００が損傷することを回避することができる。
【００６８】
圧縮室に導入されたガス状冷媒は、該圧縮室内でピストン１６の前進動作により圧縮される。例えば、図１においては、リアシリンダブロック２２側の圧縮室にガス状冷媒が導入されるとともにフロントシリンダブロック２４側の圧縮室で圧縮されたガス状冷媒が導出されている状態が示されている。
【００６９】
この圧縮に伴い、圧縮室内の圧力が第２円盤部７４ｂ側の吸気口９４ａ〜９４ｃ内に比して高くなるので、第２円盤部７４ｂ側の吸入弁９８の開閉部１００が第２円盤部７４ｂに指向して押圧される。その結果、第２円盤部７４ｂ側の吸気口９４ａ〜９４ｃの開口が開閉部１００により閉塞される。
【００７０】
すなわち、図１に示される場合、圧縮室にてガス状冷媒が圧縮される際、第２円盤部７４ｂに形成された吸気口９４ａ〜９４ｃは吸入弁９８の開閉部１００により閉塞されている。このため、ガス状冷媒が吸気口９４ａ〜９４ｃを逆流することがないので、ガス状冷媒を効率よく圧縮することができる。
【００７１】
なお、ピストン１６が死点に到達した際、リベット１１０の頭部は吐出口９２に遊びがある状態で挿入される。このため、リベット１１０の頭部のためにピストン１６の死点を後退させる必要はない。したがって、リベット１１０が存在することにより圧縮効率が低下することはない。
【００７２】
しかも、この場合、吐出口９２がリベット１１０の頭部と相似形であるので、圧縮室内のガス状冷媒におけるバルブプレート２８、２８で遮られる量が最少となる。すなわち、シリンダ１８内にて圧縮されたガス状冷媒が効率よく室４０へ導出されるので、圧縮効率が一層向上する。
【００７３】
図１において、シリンダ１８のフロントシリンダブロック２４側の圧縮室で圧縮されたガス状冷媒は、バルブプレート２８に設けられた吐出口９２から室４０へ導出される。この際、吐出弁１１６がガス状冷媒に押圧されて開き、吐出弁用バルブストッパ１２８の枝部１３２の屈曲部１３４に当接する。
【００７４】
ガス状冷媒は、さらに、流路３８を介して導出ポート３６へと送気され、次いで、該導出ポート３６から図示しない凝縮器へと送気される。
【００７５】
なお、図１において、フロントシリンダブロック２４側の圧縮室に供給されたガス状冷媒が圧縮されて室４０へと導出される一方で、次に圧縮・導出されるガス状冷媒がリアシリンダブロック２２側の圧縮室に導入される。
【００７６】
そして、斜板１４が１／２回転動作すると、斜板１４の円盤部は、図１３に示されるように図１と逆位相となる。その結果、ピストン１６が図１３における右端へと移動し、これに伴いリアシリンダブロック２２側の圧縮室に導入されたガス状冷媒が圧縮・導出されるとともに、次に圧縮・導出されるガス状冷媒がフロントシリンダブロック２４側の圧縮室に導入される。すなわち、１本のシリンダ１８においては、回転軸１２が１回転することに伴ってガス状冷媒の吸入・排気が営まれる。
【００７７】
なお、上記した実施の形態では、吸入弁９８において、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂの幅を開閉部１００側から連結部１０４側に指向して広くしているが、図１４に示すように、第１および第２ループ状アーム部１０２ａ、１０２ｂを一定幅ｔ３にしてその連結箇所から垂直に連結部１０４を立ち上げるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記した吸入弁の構成は斜板式圧縮機に限定されて採用されるものではなく、その他の往復動式圧縮機、例えば、クランク式圧縮機にも採用することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る往復動式圧縮機によれば、吸入口を開閉する開閉部と、該開口部の両端から延在するループ状アーム部と、該ループ状アーム部と固定部材が通される固定部とを橋架する連結部とを有し、かつ前記連結部の幅が前記固定部に比して小さい吸入弁を使用するようにしている。このため、ループ状アーム部の内周部が著しく長くなり該ループ状アーム部と固定部とが互いに大きく離間するようになるので、該ループ状アーム部と連結部との連結強度が比較的小さくなる。これにより該ループ状アーム部の可撓性が向上するので、結局、ガス状冷媒等の流体の吸入効率を向上することができるという効果が達成される。
【００８０】
また、開閉部から連結部に指向してループ状アーム部の幅を広げるようにしているので、吸入弁の肉厚が薄い場合であっても、ループ状アーム部が撓む際に発生する応力に対して充分な強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る往復動式圧縮機の縦断面概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視概略断面図である。
【図３】図１の往復動式圧縮機が有するピストンの要部拡大一部縦断面図である。
【図４】図３に示すピストンの概略平面図である。
【図５】図３に示すピストンの概略正面図である。
【図６】前記ピストンに連結された吸入弁の概略正面図である。
【図７】図６の吸入弁を前記ピストンに連結するリベットの拡大説明図である。
【図８】図７のリベットと、前記ピストンが死点に到達した際に該リベットが挿入される吐出口の要部拡大説明図である。
【図９】図７のリベットが図８の吐出口に挿入された状態を示す要部拡大説明図である。
【図１０】吐出口の開口に配置された吐出弁の全体構成説明図である。
【図１１】図１０の吐出弁が開いた際に該吐出弁の円状部に当接して支持する吐出弁用バルブストッパの全体構成説明図である。
【図１２】図６の吸入弁の開閉部が開き、図７のリベットのストッパ部に当接して支持されている状態を示す要部拡大説明図である。
【図１３】シリンダ内においてピストンが図１と逆位相となった状態を示す要部縦断面図である。
【図１４】別の実施形態に係る吸入弁を示す概略全体構成図である。
【図１５】従来技術に係る吸入弁がピストンに連結された状態を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１０…往復動式圧縮機 １２…回転軸
１４…斜板 １６…ピストン
１８…シリンダ ２８…バルブプレート
３２…電磁クラッチ ３４…導入ポート
３６…導出ポート ７２…半球状シュー
７４ａ、７４ｂ…円盤部 ７６…テーパ部
８０ａ、８０ｂ…吸気部 ８４…ウェブ部
８８…リング状シール部材 ９２…吐出口
９４ａ〜９４ｃ…吸気口 ９８…吸入弁
１００…開閉部 １０２ａ、１０２ｂ…ループ状アーム部
１０６…Ｕ字状孔 １０７…固定部
１０８…孔部 １０９…開口
１１０…リベット １１４…ストッパ部
１１６…吐出弁 １２０…枝部
１２２…円状部 １２８…吐出弁用バルブストッパ
１４２…クラッチ板 １４４…ロータ
１４６…電磁石コイル
Claims (3)
- ３個の吸入口が軸心から所定距離で離間して貫通形成されたピストンがシリンダ内を往復動作して流体を圧縮する往復動式圧縮機において、
前記吸入口を開閉する吸入弁は、前記吸入口を覆う開閉部と、前記開閉部の両端から延在して該開閉部よりも幅狭のループ状アーム部と、固定部材が通る孔部が設けられて前記ピストンに連結される固定部と、前記ループ状アーム部と前記固定部とを橋架する連結部とを有し、
前記連結部の幅が前記固定部に比して小さく、
かつ前記開閉部、前記ループ状アーム部、前記固定部および前記連結部が一体的に構成され、
さらに、前記ループ状アーム部中の前記開閉部側の幅が前記連結部の幅よりも小さく設定され、
前記吸入弁の前記固定部に設けられた孔が前記開閉部に臨む側に開口し、
前記固定部材が塑性変形されて前記孔に圧入されることで前記吸入弁の回り止めがなされていることを特徴とする往復動式圧縮機。 - 請求項１記載の往復動式圧縮機において、前記吸入弁は、前記ループ状アーム部の幅が前記開閉部から前記連結部側に指向して広くなっていることを特徴とする往復動式圧縮機。
- 請求項１または２記載の往復動式圧縮機において、前記吸入弁の前記開閉部が前記ピストンから離間した際に該開閉部が前記固定部材に設けられたストッパ部に当接することを特徴とする往復動式圧縮機。
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