JP4257639B2

JP4257639B2 - 気体圧縮機の開閉弁、及び気体圧縮機

Info

Publication number: JP4257639B2
Application number: JP2003098707A
Authority: JP
Inventors: 洋明関口
Original assignee: カルソニックコンプレッサー株式会社
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2023-04-02
Also published as: JP2004308428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の空調設備や冷凍用等に使用される気体圧縮機の開閉弁及び気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、容積型の気体圧縮機は、自動車の空調設備や冷凍設備等に広く使用されている。
図５は、このような従来の気体圧縮機の断面図である。
この図５に示す気体圧縮機は、フロントヘッドで閉塞されたケーシング１０１内に、筒状のシリンダブロック１０７を有する圧縮機本体１０３が収納されている。シリンダブロック１０７の両端部はフロントサイドブロック（図示せず）及びリアサイドブロック１０６により閉塞されることでシリンダ室１０８が形成されている。シリンダブロック１０７には、シリンダ室１０８へ低圧の気体を吸入する吸気孔１０６ｂと、圧縮気体を吐出する吐出孔１０７ａが形成されている。
この吐出孔１０７ａの吐出側には、吐出孔１０７ａを開閉する薄板状の吐出弁１２２と、吐出弁１２２が開く程度を規制するための弁サポート１２３が、ボルト１２８によりシリンダブロック１０７に取り付けられている。
【０００３】
シリンダ室１０８内には、軸受１０６ａで回転可能に支持されたロータ１０９が配設され、ロータ１０９にはベーン１１３が装着されるベーン溝１０４が複数形成されている。このベーン溝１０４と連通するサライ溝１２５が、フロントサイドブロック及びリアサイドブロック１０６のシリンダ室１０８側の面に凹設されている。
圧縮機本体１０３とケーシングとの間には油貯溜室が形成され、油貯留室とサライ溝１２５とがオイル通路によって連通されている。
そして、油貯留室に貯留される潤滑油に、吐出室から吐出される圧縮された気体の圧力が作用することで、潤滑油は、軸受１０６ａ等の摺動部や、オイル通路及びサライ溝１２５を介してベーン背圧室１０４ａに供給され、潤滑油の油圧によって、ベーン１１３がシリンダ室１０８の周面に押圧され、シリンダ室１０８がベーン１１３によって区分され複数の圧縮室１１４が形成されるようになっている。
【０００４】
このような気体圧縮機において、ロータ１０９が回転するとベーン１１３がシリンダ室１０８の周面に沿って摺動し、ベーン１１３によって区分された各圧縮室１１４の容積が小さく変化する。そしてこの容積変化により、吸気孔１０６ｂから吸入された気体が圧縮され、所定の圧力になった時点で吐出弁１２２を押し開いて吐出孔１０７ａから吐出される。
圧縮室１１４の容積変化により圧縮された高圧の気体は、吐出孔１０７ｂから吐出された後、リアサイドブロックとケーシングとの間の吐出室に吐出され、油分離器で潤滑油が分離された後、ケーシング外部のエアコンシステムに送出される。
【０００５】
このような従来の気体圧縮機では、摺動部やサライ溝１２５への潤滑油の圧送供給が、圧縮室１１４と油貯留室（高圧室）との高低圧差によるものである。このため、圧縮動作を停止しても、その高低圧差が残っている間は油貯溜室からオイル通路や摺動部を介して吸入室や圧縮室１１４への潤滑油の流入が継続することになる。また、圧縮動作の停止後は、ミストとしての潤滑油の吐出もされないために、圧縮動作の停止中に、圧縮室１１４内に潤滑油が多量に溜まってしまう。
このように圧縮室１１４内に潤滑油が溜まった状態で圧縮動作を再開すると、いわゆる圧縮室１１４でのオイル圧縮が生じ、起動トルクが増大するという課題がある。
【０００６】
このような圧縮動作停止後の潤滑油の逆流量を減らすことが可能な技術として次の特許文献１が提案されている。
上記特許文献１では、オイル通路の途中に、通路を開閉する機構を配置したものである。この通路開閉機構は、オイル通路の開閉を行う弁体をオイル通路の途中に介在させ、圧縮動作時には圧縮室からの吐出気体を弁体に衝突させてオイル通路を閉状態にし、圧縮停止時には吐出気体が衝突せずにばね力で弁体を移動してオイル通路を閉状態にするようになっている。この通路開閉機構により、圧縮停止時には、オイル通路から圧縮室１１４への潤滑油の流入が停止される。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０１３０７９号
【０００８】
また、リードバルブ（吐出弁）と吐出孔シール面との衝突音を低減することを目的として、無負荷状態において所定の隙間を形成するように、リードバルブの取り付け面を吐出孔シール面よりも高い位置に設ける技術が下記の特許文献２に記載されている。
この特許文献２によれば、リードバルブの取り付け面を吐出孔シール面よりも高い位置に設け、バルブが弾性変形した状態でシールしている。従って、圧縮動作停止後にリードバルブのばね力で吐出孔が開かれて両室の圧力が等しくなるので、以後の潤滑油の流入の停止も可能になる。
【０００９】
【特許文献２】
特開２０００−２４９０６７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載の技術によると、オイル通路の途中に通路を開閉する機構を配置する必要があり、構造及び製造行程が複雑になるという問題がある。
また特許文献２記載の技術によると、リードバルブ（吐出弁）のばね力が小さいため、圧縮動作停止後に吐出孔が開くまでに時間がかかり、その間の潤滑油流入量を充分に減少させることができないという問題がある。
圧縮動作停止後に吐出孔を早期に開くために、吐出弁の厚さを厚くすることでばね力を大きくすることも考えられるが、吐出弁のばね力を大きくすると吐出弁が弁サポート側に開きにくくなる。このため圧縮気体の吐出時に吐出孔が充分に開かず、圧縮機の性能が低下するという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、気体圧縮機における圧縮動作停止時の潤滑油の流入量を簡単な構造で減少させ、再起動時の起動トルクの増大を防止することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、吐出孔を介して互いに連通された圧縮室と吐出室の前記吐出孔の一端に設けられ、前記吐出孔を開閉する開閉弁であって、前記吐出孔を前記圧縮室と前記吐出室との圧力差により開閉する吐出弁と、前記吐出弁の吐出孔と反対側に前記吐出弁と一部が接触して配置される、前記吐出弁の開く程度を制限する弁サポートと、前記吐出弁と前記吐出孔間に接して配置されたスペーサと、を具備し、前記スペーサと前記吐出弁における、前記吐出弁の長手方向で前記吐出孔側の接触端が、前記吐出弁と前記弁サポートにおける、前記吐出弁の長手方向で前記吐出孔側の接触端よりも前記吐出孔側である、ことを特徴とする気体圧縮機の開閉弁を提供する。
請求項２に記載の発明では、気体を圧縮する圧縮室及び該圧縮室から圧縮された気体を外方の吐出室に吐出させる吐出孔を有するシリンダと、このシリンダの吐出室側に配置された請求項１に記載の前記開閉弁と、を気体圧縮機に具備させて前記目的を達成する。
気体圧縮機の構成としては、例えば、気体を圧縮する圧縮室及び該圧縮室から圧縮された気体を外方に吐出させる吐出孔を有するシリンダと、このシリンダの吐出室側に配置された請求項１に記載の前記開閉弁と、前記吐出孔により前記圧縮室と連通され、前記吐出孔からの圧縮気体が吐出される吐出室と、この吐出室の圧力が作用する油溜りと、この油溜りと前記圧縮室の前記回転体の摺動部とを接続し、前記吐出室と前記圧縮室との圧力差によって、前記油溜りの潤滑油を前記摺動部に供給するオイル通路と、を具備させるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の気体圧縮機の開閉弁及び気体圧縮機について図面に基づいて詳細に説明する。
なお、説明する本実施形態は、カーエアコンシステムにおいて、冷媒ガスを圧縮するために使用される気体圧縮機であるが、例えば、冷凍装置等で使用される他の気体圧縮機についても適用が可能である。
図１は、本発明の気体圧縮機の断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面からみた圧縮機本体及びその内部の断面図である。なお、図２では圧縮機本体及びその内部は、リアサイドブロック側のみが示されているが、フロントサイドブロック側はほぼ左右対称な構成となっている。
【００１４】
本実施形態の気体圧縮機は、図１に示すように、ケーシング１と、ケーシング１の開口端を閉塞するフロントヘッド２と、ケーシング１内に収納される圧縮機本体３を備えている。
圧縮機本体３は、シリンダブロック７とリアサイドブロック６とフロントサイドブロック５とで形成されるシリンダと、ロータ９とを含んでいる。シリンダブロック７は、断面が楕円形状の中空部を有する筒状であって、シリンダブロック７の両端面のうちフロントヘッド２側の一方にフロントサイドブロック５が固着され他方にリアサイドブロック６が固着されている。
そして、シリンダブロック７の中空部がフロントサイドブロック５とリアサイドブロック６によって閉塞されて、内周略楕円筒状のシリンダ室８が形成されている。
【００１５】
シリンダ室８の内部には、図２にも示すように、略円柱状のロータ９が収容されている。ロータ９は、図２に示すように、その径方向に外周面側から穿設されたベーン溝４を有しており、各ベーン溝４にはベーン１３が出没自在に保持されている。
図１に示すように、ロータ９からは、その軸線方向にロータ軸９ａ，９ｂが延設されている。ロータ軸９ａ，９ｂは、フロントサイドブロック５及びリアサイドブロック６に形成された軸支承孔５ａ、６ａ（軸受）に、それぞれ回転自在に支持されている。フロントサイドブロック５の軸支承孔５ａに支持されるロータ軸９ａの端部は、図示しない原動機（車両のエンジン）からの駆動力が伝達されるようになっており、この駆動力がロータ軸９ａを介してロータ９に伝達され、ロータ９が回転駆動されるようになっている。
【００１６】
そしてロータ９が原動機回転駆動されることにより、ベーン１３が、遠心力及びベーン溝４内の油圧によりシリンダ室８の周壁に接触し、シリンダ室８がベーン１３によって区画され圧縮室１４が形成されるようになっている。
そして、ロータ９の回転に伴って、ベーン１３がシリンダ室８の周壁の形状に沿ってベーン溝４内を出没するとともに各圧縮室１４の容積が変化し、この容積の変化によって圧縮室１４室内の冷媒ガスを圧縮するようになっている。
【００１７】
フロントヘッド２には、圧縮すべき気体（冷媒ガス）を吸引する吸入口１６が形成されており、フロントヘッド２と圧縮機本体３との間に、吸入口１６からの気体が導入される吸入室１５が形成されている。
フロントサイドブロック５には、吸入室１５とシリンダ室８とを連通する吸気孔５ｂが形成されており、外部からの気体が、吸入口１６から吸入室１５、吸気孔５ｂと順に経由してシリンダ室８に吸入されるようになっている。
また、吸気孔５ｂは、シリンダブロック７に形成された吸入路７ｂによって、リアサイドブロック６に設けられた吸気室６ｂに連通され、吸気室６ｂは、シリンダ室８に連通可能となっており、外部から吸気孔５ｂに至った気体は、直接シリンダ室８に吸入される他、吸入路７ｂ及び吸気室６ｂを順に経由しても、シリンダ室８へ吸入されるようになっている。
【００１８】
シリンダブロック７は、図２に示すように、シリンダ室８の断面でみた短径の両端部それぞれの近傍に、外周側から切欠き状に形成された吐出弁取り付け部７ｃを有しており、各吐出弁取り付け部７ｃには、吐出孔７ａが穿設されている。
吐出孔７ａは、シリンダブロック７を貫通して、シリンダ室８と吐出弁取り付け部７ｃとを連通している。シリンダ室８の短径の両端部近傍は、シリンダ室８の内部での気体の圧縮行程の終了位置であり、吐出孔７ａからシリンダ室８内の圧縮された気体が吐出されるようになっている。
また、それぞれの吐出弁取り付け部７ｃには、スペーサ２９、吐出弁２２、及び弁サポート２３が、ボルト２８によって固定されている。スペーサ２９、吐出弁２２、及び弁サポート２３は、本実施形態における開閉弁を構成している。
【００１９】
図３は、シリンダブロック７の吐出孔７ａ付近を表す要部拡大断面図である。
この図３に示すように、開閉弁は、圧縮室１４と吐出室１８との圧力差により吐出孔７ａを開閉する薄板状の吐出弁２２と、吐出弁２２の吐出孔７ａ（シリンダブロック７）と反対側に配置されて吐出弁２２の開く程度を制限する弁サポート２３と、シリンダブロック７と吐出弁２２間に配置されたスペーサ２９とを備えている。
【００２０】
吐出弁２２は、その厚みが約十分の一から数分の一ミリメートルの薄板状であり、可撓性を有している。吐出弁２２は、例えば、薄板状のばね鋼が使用される。
吐出弁２２は、一端部がシリンダブロック７に固定された固定端部となっており、他端部は、吐出孔７ａに対して固定端部と逆側に配置され、自由端部となっている。
本実施形態では、吐出弁２２の固定端部は、ロータ９の回転方向における吐出孔７ａの上流側において、スペーサ２９を挟んで弁取り付け部７ｃにボルト２８で留め付けられている。自由端部は、吐出孔７ａの下流側に配置されている。
このように、吐出弁２２と弁取り付け部７ｃとの間にスペーサ２９が配置されることで、無負荷状態における吐出弁２２は、吐出弁取り付け部７ｃ（吐出孔７ａの端部）との間にスペーサ２９の厚さ分だけの間隔が形成される。本実施形態におけるスペーサ２９の厚さは、吐出弁２２の厚さと略同一であるが、１／３、１／２、１.５倍、２倍等の各種厚さとすることが可能である。
本実施形態におけるスペーサ２９は、吐出孔７ａ側の端部Ｂ（吐出孔側端部Ｂ）を含めて全面が吐出弁２２と接触している。なお、スペーサ２９は、吐出孔側端部Ｂを含む少なくとも一部が吐出弁２２と接触していれば充分であり、他の一部において吐出弁２２から離れた部分が存在することも可能である。
吐出弁２２は、圧縮室１４（シリンダブロック７の内部）と吐出室１８（シリンダブロック７の外部）との圧力差によって、自由端部側が吐出弁取り付け部７ｃに接離して、吐出孔７ａを開閉する。
【００２１】
弁サポート２３は、シリンダブロック７に対して固定的に配置されている。本実施形態における弁サポート２３は、一端部が吐出弁２２及びスペーサ２９とともにシリンダブロック７の吐出弁取り付け部７ｃにボルト２８により共留めされて、シリンダブロック７に固定されている。
そして、弁サポート２３の吐出弁２２側の面は、ボルト２８による留め付け位置から他端部側（吐出弁の自由端部との対向側）へ所定距離まで（接触端Ｃ点まで）が、平板状のストレート部２３ａとなっている。このストレート部２３ａは、吐出弁２２と常時接触している。
【００２２】
弁サポート２３は、ストレート部２３ａの端部である接触端Ｃを曲げ起点として、他端部（シリンダブロック７に固定されている一端部と逆側の解放端側端部）までが、シリンダブロック７側に凸に湾曲した湾曲部２３ｂとなっている。湾曲部２３ｂは、曲げ起点である接触端Ｃから解放端側端部までの湾曲率は一定であるが、吐出孔７ａに近づくにつれ、シリンダブロック７との距離が急激に離れていくようになっている。
また、弁サポート２３は、吐出孔７ａとの距離が、吐出弁２２の所定の持ち上がり量Ｌ１を確保できるように設定されている。所定の持ち上がり量Ｌ１は、吐出孔７ａの中心におけるシリンダブロック７から、弁サポート２３に接触した状態での吐出弁までの距離である。そのため、圧縮気体を吐出する際に、吐出弁２２が弁サポート２３に当接するまで持ち上がって吐出孔７ａを開放するので、圧縮された気体が充分に吐出され、且つ圧縮室等への逆流等が起きない程度に吐出弁２２の持ち上がり量が確保される。
【００２３】
本実施形態における気体圧縮機の開閉弁では、図３に示されるように、吐出弁２２が弁サポート２３と接触している端部である接触端Ｃよりも、吐出弁２２がスペーサ２９と接触している端部である吐出孔側端部Ｂの方が、吐出弁２２の解放端側（吐出孔７ａ側）に位置している。すなわち、ボルト２８から吐出孔７ａ方向の長さは、弁サポート２３のストレート部２３ａの長さよりも、スペーサ２９の長さの方が長くなっている。
このため、吐出弁２２は、圧縮気体の吐出時には接触端Ｃを支点として上方（弁サポート２３方向）に弾性変形し、吐出終了後は吐出室１８の圧力により吐出孔側端部Ｂを支点として下方（吐出孔７ａ方向）に弾性変形する。そして、吐出弁２２は、吐出時の支点（接触端Ｃ）から作用点（吐出孔７ａ）までの長さの方が、吐出孔７ａを閉じるときの支点（吐出孔側端部Ｂ）から作用点までの長さの方が大きいため、吐出弁２２の開閉は開き易く、閉じにくい（閉じた状態から弾性変形していない状態へ復帰し易い）ことになる。
このように本実施形態における気体圧縮機の開閉弁では、吐出弁が開閉する際の支点の位置を異なるように設定している。すなわち、開時の支点（接触端Ｃ）よりも閉時の支点（吐出孔側端部Ｂ）の方を吐出孔７ａ側に配置することで、吐出弁２２は、開放時に小さなばね力（ばね定数が小）となり開放し易くし、閉鎖時に大きなばね力（ばね定数が大）となり閉じにくくなる。
これにより、圧縮気体の吐出時において吐出弁２２が充分に開かなくなることがない。
また、圧縮動作を停止した場合に、吐出孔７ａを閉鎖する際のばね定数が大きいので、吐出弁２２は従来よりも早く無負荷状態（吐出弁２２が弾性変形していない状態）となり、吐出室１８と圧縮室１４の圧力が均一になる。このため、圧縮動作停止後に吐出孔７ａが開くまでの時間が短くなり、その間の潤滑油流入量を充分に少なくすることができる。
【００２４】
図１において、リアサイドブロック６には、吐出孔７ａから吐出された気体の吐出連絡路６ｃが形成されている。リアサイドブロック６には、ケーシング１との間に油分離器１７が固定されており、吐出孔７ａからの気体は気体通路を通って油分離器１７に至り油分離器１７で油と分離されるようになっている。
圧縮機本体３とケーシング１との間には、吐出室１８が形成されており、油分離器１７で分離された気体はこの吐出室１８に吐出される。またケーシング１には、排気口１９が形成されており、吐出室１８内の気体は、この排気口１９を経由して外部へと吐出されるようになっている。
一方、油分離器１７で分離された油は、リアサイドブロック６とケーシング１との間に形成される油貯留室２０内に収容される。この油貯留室２０には、吐出室１８に吐出される気体の圧力が作用する。
【００２５】
リアサイドブロック６には、軸支承孔６ａの内周面にリング状の油溝６ｇが形成されており、油貯留室２０と油溝６ｇとを連通するオイル通路６ｄが形成されている。これにより、油貯留室２０の潤滑油Ａがオイル通路６ｄから油溝６ｇを介して軸支承孔６ａに供給されるようになっている。
フロントサイドブロック５の軸支承孔５ａの内周面にはリング状の油溝５ｇが形成されている。そして、油貯留室２０と連通するオイル通路６ｄは、リアサイドブロック６中で分岐しており、潤滑油は、更に、この分岐通路６ｅから、シリンダブロック７の油供給路７ｅ、フロントサイドブロック５に形成されている油供給路５ｅ、及び油溝５ｇを経由して、フロントサイドブロック５の軸受（軸支承孔５ａ）に供給されるようになっている。
フロントサイドブロック５及びリアサイドブロック６それぞれのロータ側端面には、扇型をしたサライ溝２５が設けられている。これらのサライ溝２５は、ロータ９のベーン背圧室４ａと連通可能な位置に形成されている。そしてサライ溝２５には、オイル通路６ｄ、油溝６ｇ、及び、分岐通路６ｅ、油供給路７ｅ、油供給路５ｅ、油溝５ｇからの潤滑油が軸受５ａ，６ａを介して供給される。このサライ溝２５に供給される潤滑油は軸受５ａ、６ａで減圧されており、この減圧して供給された潤滑油がベーン背圧室４ａに供給され、潤滑油の油圧によりベーン１３がシリンダ室８の周壁へ押圧されるようになっている。
【００２６】
更に、リアサイドブロック６は、オイル通路６ｄが連通している油溝６ｇに一端が連通する高圧供給路６ｆを備えている。この高圧供給路６ｆの他端は、リアサイドブロック６のシリンダ室８側の中央に開口されており、油貯留室２０からの潤滑油が軸受６ａを介すことなく（軸受６ａで減圧されることなく）供給されるようになっている。リアサイドブロック６の高圧供給路６ｆは、ロータ９の回転方向からみてサライ溝２５の下流であって、シリンダブロック７の吐出孔７ａ近傍に開口されている（図２参照）。そして、高圧供給路６ｆは、吐出孔７ａ近傍の所定位置に到達したベーン背圧室４ａに、サライ溝２５よりも高い圧力で潤滑油を供給するようになっている。
【００２７】
上述の構成を有する本実施形態の気体圧縮機及び開閉弁における動作について説明する。
図示しない原動機によってロータ９が回転駆動されると、外部の気体が吸入口１６から吸入室１５等を経由して圧縮室１４へと吸い込まれる。
圧縮室１４は、ロータ９の回転に伴ってベーン１３がシリンダ室８の形状に沿って出没することにより、吸入口側から吐出孔７ａ側へ移動するに従って内容積が縮小し、圧縮室１４内の気体が圧縮される。
そして、圧縮室１４が圧縮行程の終了側の領域に位置し（ベーン１３が吐出孔７ａ近傍に位置し）、ほぼ最小の容積となると、圧縮された気体がこのときの内部の圧力によって吐出弁２２を押し上げて、吐出孔７ａから噴出する。その際、吐出弁２２は、従来の開閉弁と同一の接触端Ｃを支点として直ちに弾性変形するため、弁サポート２３に当接するまで容易に変形して吐出孔７ａを開放する。
圧縮室１４から噴出した気体は吐出連絡路６ｃを経て、油分離器１７により油が分離され、吐出室１８に排出される。その後、圧縮された高圧気体は排気口１９から外部に吐出される。油分離器１７で分離された油（潤滑油）は、油貯留室２０に貯留される。
【００２８】
圧縮気体の吐出が終了すると、弁サポート２３に接していた吐出弁２２は、吐出弁２２が弾性変形していない位置に戻ろうとするが、戻る際の反動及び吐出室１８の圧力によってシリンダブロック７に衝突して吐出孔７ａを塞ぐ。すなわち、ベーン１３が吐出孔７ａを通過すると、その後方に位置する次のベーン１３で仕切られた圧縮室１４が吐出孔７ａに連通する。この時点での圧縮室１４内はまだ内容積が大きいため圧力が低い状態である。従って吐出室１８と圧縮室１４との圧力差が大きく、吐出弁２２が吐出孔７ａを塞ぐ場合の吐出孔側端部Ｂを支点とする大きなばね力よりも充分に大きな圧力差である。このため、圧縮気体を吐出した後のベーン１３が吐出孔７ａを通過すると、吐出室１８からの圧力と、弁サポート２３の位置から戻る際の反動により、吐出弁は直ちに吐出孔７ａを塞ぐ。
【００２９】
油貯留室２０に貯留している潤滑油は吐出室１８に吐出される気体の圧力によって、オイル通路６ｄ及び油溝６ｇに押し出され、油溝６ｇからリアサイドブロック６の軸受６ａを通ってサライ溝２５に供給される。
また、オイル通路６ｄから分岐通路６ｅ、油供給路７ｅ、油供給路５ｅ、油溝５ｇ、フロントサイドブロックの軸受５ａを通ってサライ溝２５に供給される。これらのサライ溝２５は、ロータ９の回転に伴い所定位置の範囲にあるベーン溝４と連通し、潤滑油は、サライ溝２５から、ベーン溝４のベーン背圧室４ａに供給される。そして潤滑油の油圧と、ロータ９の回転に伴って生じる遠心力によって、ベーン１３がシリンダ室８の外壁に押圧される。このため、ベーン１３は、その収納されているベーン溝４のベーン背圧室４ａがサライ溝２５と連通している間は、ロータ９の回転による遠心力とベーン背圧室４ａに作用する圧力により、シリンダ室８の内周壁に密着しながら回転する。
【００３０】
一方、クラッチをオフにして運転を停止し、圧縮動作が終了すると、吐出孔７ａから弾性変形の支点である吐出孔側端部Ｂまでの長さが短く（ばね定数が大きく）、ばね力により復帰しようとする力が大きいため、吐出弁２２は従来の気体圧縮機の吐出弁よりも早い時点で、無負荷状態（弾性変形していない状態）に復帰する。
これにより、シリンダブロック７と吐出弁２２との隙間から吐出孔７ａを介して吐出室１８と圧縮室１４が連通され、吐出室１８と圧縮室１４（シリンダ室８）との圧力が等しくなるため、それ以後、油貯留室２０からオイル通路６ｄ等を通してシリンダ室８内に流入する潤滑油の流入が停止する。
このように、本実施形態の開閉弁によれば気体圧縮機の運転を停止してから、吐出室１８と圧縮室１４（シリンダ室８）が均圧になるまでの時間を短くすることができるので、運転停止によりシリンダ室８内に流入する潤滑油の量を減らすことができる。従って、再起動した場合の起動トルクを小さくすることが可能になる。
【００３１】
図４は、吐出弁２２の、吐出孔側端部Ｂを支点として吐出孔７ａ側に弾性変形する場合のばね定数ｋと、起動トルク、及び油貯留室２０内の潤滑油減少量との関係を表したものである。
この図４に示されるように、ばね定数が大きくなると油貯留室２０内の潤滑油減少量（シリンダ室８に流入する潤滑油量）が少なくなり、その結果、その後再び起動した場合の起動トルクも小さくなる。
ここで、吐出孔７ａの半径をＤ、吐出室１８の圧力をＰ１、吐出室１８から吐出弁２２に作用する力をＦ１、圧縮室１４の圧力をＰ２、圧縮室１４から吐出弁２２に作用する力をＦ２とした場合、Ｆ１，Ｆ２は次の式（１）、（２）で表される。
Ｆ１＝Ｐ１×πＤ² （１）
Ｆ２＝Ｐ２×πＤ² （２）
そして、スペーサの厚さをｘとした場合、ばね定数ｋＢとした場合、Ｆ１−Ｆ２＜ｋｘとなるようなばね定数ｋに設定する。
このばね定数ｋは、吐出弁２２のヤング率をＥ、断面２次モーメントをＩ、吐出孔７ａの中心から吐出孔側端部Ｂまでの長さをＬとした場合に、次の式（３）により求まる。
ｋ＝３・Ｅ・Ｉ／Ｌ³ （３）
本実施形態では、式（３）において、Ｌの値を変更することでばね定数ｋを所定の値とする。すなわち、ばね定数ｋを大きくする場合には、Ｌの値を小さくする必要があり、そのため、スペーサ２９の吐出孔７ａ方向の長さ（張り出し長さ）を大きくする。このように、スペーサ２９の長さを調節することで、最適なばね定数ｋとすることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の気体圧縮機は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各部材の形状、大きさ、材料等は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更が可能である。
例えば、実施形態では、ロータリー式の気体圧縮機について説明したが、往復動式の気体圧縮機、例えば、斜板式圧縮機やクランク式圧縮機の開閉弁に使用することが可能である。
また、説明した実施形態では、スペーサ２９を吐出弁取り付け部７ｃと吐出弁２２との間に介在させたが、スペーサ２９を、シリンダブロック７と一体形成するようにしてもよい。すなわち、シリンダブロック７の吐出弁取り付け部７ｃにスペーサ２９と同一形状の凸状のスペース用段差部を設けるようにしてもよい。この場合、スペース用段差部の吐出孔側端部Ｂは接触端Ｃよりも吐出孔側に位置させる。
【００３３】
また、吐出孔７ａの周囲に凹部を設けることで吐出弁がシリンダブロック７に張り付く面積を小さくして張り付きによる吐出孔７ａからの離れにくさを小さくすることも可能である。
更に、吐出孔７ａの周囲を凸状の段差部としても同様である。この場合、段差部高さよりも、スペーサ２９の厚さ、又は、スペーサ用段差部の高さの方が長くなるようにする。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、スペーサと吐出弁における、吐出弁の長手方向で吐出孔側の接触端が、吐出弁と弁サポートにおける、吐出弁の長手方向で吐出孔側の接触端よりも吐出孔側にしたので、圧縮動作停止時の潤滑油の流入量を簡単な構造で減少させ、再起動時の起動トルクの増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の気体圧縮機のシリンダブロック及びロータを示す径方向断面図であり、従来技術の図３相当図である。
【図３】シリンダブロックの吐出孔付近を表す要部拡大断面図である。
【図４】吐出弁の、吐出孔側端部Ｂを支点として吐出孔側に弾性変形する場合のばね定数ｋと、起動トルク、及び油貯留室内の潤滑油減少量との関係を表した説明図である。
【図５】従来の気体圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング２フロントヘッド
３圧縮機本体４ベーン溝
４ａベーン背圧室５フロントサイドブロック
５ａ軸支承孔５ｂ吸気孔
５ｅ油供給路５ｆ高圧供給路
５ｇ油溝６リアサイドブロック
６ａ軸支承孔６ｂ吸気室
６ｃ吐出連絡路６ｄオイル通路
６ｅ分岐通路６ｆ高圧供給路
６ｇ油溝７シリンダブロック
７ａ吐出孔７ｂ吸入路
７ｃ吐出弁取り付け部７ｅ油供給路
８シリンダ室９ロータ
１３ベーン１４圧縮室
１５吸入室１６吸入口
１７油分離器１８吐出室
１９排気口２０油貯留室
２２吐出弁２３弁サポート
２５サライ溝２９スペーサ
Ａ潤滑油Ｂ吐出孔側端部
Ｃ接触端

Claims

吐出孔を介して互いに連通された圧縮室と吐出室の前記吐出孔の一端に設けられ、前記吐出孔を開閉する開閉弁であって、
前記吐出孔を前記圧縮室と前記吐出室との圧力差により開閉する吐出弁と、
前記吐出弁の吐出孔と反対側に前記吐出弁と一部が接触して配置される、前記吐出弁の開く程度を制限する弁サポートと、
前記吐出弁と前記吐出孔間に接して配置されたスペーサと、を具備し、
前記スペーサと前記吐出弁における、前記吐出弁の長手方向で前記吐出孔側の接触端が、前記吐出弁と前記弁サポートにおける、前記吐出弁の長手方向で前記吐出孔側の接触端よりも前記吐出孔側である、
ことを特徴とする気体圧縮機の開閉弁。
気体を圧縮する圧縮室及び該圧縮室から圧縮された気体を外方の吐出室に吐出させる吐出孔を有するシリンダと、
このシリンダの吐出室側に配置された請求項１に記載の前記開閉弁と、
を具備することを特徴とする気体圧縮機。