JP4390444B2 - 圧縮機の吐出弁機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の吐出弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば空調装置には所謂多気筒型圧縮機が使用されることが多い。その多気筒型圧縮機の吐出弁機構としては様々なものが提案されている。それらの吐出弁機構の一例は特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された吐出弁機構は、シリンダに連通した吐出孔を有する弁板を含んでいる。吐出孔の出口側で弁板に可撓性の板状吐出弁が重ね合わされる。板状吐出弁は弁板と平行な第１の方向における一端を弁板に固定される。さらに、板状吐出弁の弁板から離れる向きの撓みを制限する押え面を有する弁押えを備えている。弁押えの押え面は、弁板と平行でかつ第１の方向と直交する第２の方向に対し、傾斜した形状に作られている。また第１の方向に対しては、弁押えの押え面は曲面を形成しつつ傾斜している。その曲面は、第２の方向でのいずれの部分においても実質的に同じ曲率半径をもつ形状にされている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−２５５７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された吐出弁機構によると、弁板から弁押えの押え面までの距離を低減させた場合には、圧縮機のノイズ低減に効果がある。しかし、その場合には板状吐出弁の可動量、即ち、弁のリフト量が小さく制限されるので、高流量時に圧損が大きくなり、シリンダ内圧が高くなって過圧縮になってしまう虞がある。
【０００６】
一方、弁板から弁押えの押え面までの距離を増大させると、過圧縮は回避されるが、圧縮機のノイズ低減の効果が十分に得られなくなる。
【０００７】
それ故に本発明の課題は、通常は弁の可動量が小の状態で運転し、高流量時には弁の可動量が自動的にかつスムースに大に切り替り、これにより、ノイズ低減効果が得られる上に過圧縮の問題も回避した圧縮機の吐出弁機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、シリンダに連通した吐出孔を有する弁板、前記弁板に対し固定された固定部と該固定部から前記弁板に平行な第１の方向にのびて前記吐出孔の出口端に対向した可動部とを有する可撓性の板状吐出弁、及び前記可動部に離間して対向し前記可動部の移動を制限する曲面を有した弁押えを備え、前記曲面の曲率半径は、前記弁板と平行でかつ前記第１の方向に直交する第２の方向における一端で最大値をもち他端で最小値をもつように連続的に変化して前記曲面にねじれを与えており、これにより前記板状吐出弁が前記曲面に沿ってねじれながら前記吐出孔を開閉することを特徴とする圧縮機の吐出弁機構が得られる。
【００１０】
前記曲面の前記第２の方向における一端は前記板状吐出弁の最小可動量を規定し、前記曲面の前記第２の方向における他端は前記板状吐出弁の最大可動量を規定し、前記最小可動量と前記最大可動量との比が１．５〜３．０に設定されていてもよい。
【００１１】
前記曲面は円錐形に沿った部分を有してもよいし、平坦面を捻った形を有してもよい。
【００１２】
前記弁押えは、前記弁板と平行でかつ前記板状吐出弁の固定部に重なった平坦面を有していてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係る吐出弁機構を備えた多気筒型圧縮機について説明する。
【００１４】
図示の圧縮機は冷凍回路に使用されるものであり、図示しないハウジングと一体のシリンダブロック１１を含んでいる。シリンダブロック１１には、複数例えば７つのシリンダボア（一つのみが図示されている）１２が軸端面に開口するように形成されている。シリンダボア１２にはピストン１３が挿入されている。ピストン１３の周囲には、シリンダボア１２に摺接する複数のピストンリング１４が備えられている。またピストン１３の保持部１５にはピストンロッド１６の一端が保持されている。図示は省略したが、ピストンロッド１６の他端には動力伝達機構が連結され、ピストン１３をシリンダボア１２内で往復動させ得るようになっている。
【００１５】
シリンダブロック１１の軸端面には、弁板アセンブリ１７及びシリンダヘッド１８がボルト１９等により結合されている。弁板アセンブリ１７は、弁板２１に対し、可撓性の材料からなる板状吸入弁２２、可撓性の材料からなる板状吐出弁２３、ガスケット２４，２５、及び板状吐出弁２３の撓みを制限するバルブリテーナ２６を、ボルト２７及びナット２８によって固定したものである。弁板２１は、各シリンダボア１２に対応して、シリンダボア１２に連通する吸入孔３１と吐出孔３２とを有している。板状吸入弁２２及び板状吐出弁２３は吸入孔３１及び吐出孔３２に一対一で対応して配設されている。なお、バルブリテーナ２６については後文にて詳述する。
【００１６】
シリンダヘッド１８には吸入室３３及び吐出室３４が形成されている。吸入室３３は周囲に沿って形成され、板状吸入弁２２の作用を伴って吸入孔３１のすべてに連通し得るものである。吐出室３４は中央部に形成され、板状吐出弁２３の作用を伴って吐出孔３２のすべてに連通し得るものである。なお、吸入室３３及び吐出室３４には吸入ポート及び吐出ポートを通して冷凍回路（図示せず）の両端が接続される。
【００１７】
この圧縮機においては、ピストン１３の右方への移動により、吸入ポートから流体即ち冷媒が吸込まれ、吸入室３３から板状吸入弁２２を開いて吸入孔３１を通ってシリンダボア１２に吸入される。このとき、板状吐出弁２３は閉成している。次に、ピストン１３の左方への移動により、シリンダボア１２から板状吐出弁２３を開いて吐出孔３２を経て吐出室３４に矢印３５のように圧縮冷媒が吐出される。このとき、板状吸入弁２２は閉成している。冷媒は冷凍回路を循環する。
【００１８】
図１の加えて図２及び図３をも参照して、吐出弁２３及びバルブリテーナ２６について説明する。
【００１９】
図２に示すように、板状吐出弁２３は、弁板２１に対し固定された固定部２３ａと、固定部２３ａから弁板２１に平行な第１の方向Ａ１にのびて吐出孔３２の出口端に対向した可動部２３ｂとを有している。可動部２３ｂは、圧縮機の運転停止時には弁板２１に当接して吐出孔３２を覆っているが、運転時にはピストン１３の往復動にしたがい弁板２１に対し当接及び離間を繰り返すものである。
【００２０】
図３に示すように、バルブリテーナ２６は、ボルト２７を挿通させるための貫通孔４１を形成した固定部４２と、固定部４２から放射方向外方に突出した、シリンダボア１２の数に対応した数即ち７つの弁押え４３とを有している。各弁押え４３は、板状吐出弁２３と同様に、吐出孔３２に対応した位置にまで延在している。さらに、各弁押え４３は、弁板２１と平行でかつ板状吐出弁２３の固定部２３ａに重なった平坦面４３ａと、板状吐出弁２３の可動部２３ｂに離間して対向した曲面４３ｂとを有している。弁押え４３の曲面４３ｂは、板状吐出弁２３の可動部２３ｂの移動を制限するためのものである。
【００２１】
さらに図４及び図５をも参照して、弁押え４３の曲面４３ｂの形状について説明する。図４は弁押え４３の一部の平面図であり、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は図４における第１の方向Ａ１と平行なVa−Va，Vb−Vb，Vc−Vc，Vd−Vd，Ve−Ve線に沿った弁押え４３の様々な一部断面図（側面図を含む）である。
【００２２】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）において、弁押え４３の曲面４３ｂの曲率半径ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅは互いに異なり、ｒａ＞ｒｂ＞ｒｃ＞ｒｄ＞ｒｅ成る関係をもつように設定されている。即ち、弁押え４３の曲面４３ｂは、弁板２１と平行でかつ図４の第１の方向Ａ１に直交する第２の方向Ａ２に、曲率半径が互いに異なる部分を有している。しかも、それらの曲率半径は、曲面４３ｂの図４の第２の方向Ａ２における一端４４で最大値（ｒａ）をもち他端４５で最小値（ｒｅ）をもつように徐々に変化している。なお、曲面４３ｂの曲率半径が大きいということは、弁板２１からの離間距離が小さいことを意味している。
【００２３】
圧縮機の通常状態での運転時には、板状吐出弁２３は弁板２１と曲面４３ｂの一端４４との間を可動範囲とし、吐出孔３２を開閉する。したがって、このときには板状吐出弁２３の可動量が小の状態で運転され、ノイズ低減の効果が得られる。
【００２４】
圧縮機の高流量状態での運転時には、板状吐出弁２３が曲面４３ｂの一端４４に接触した上で、曲面４３ｂに沿ってねじれながら、最大で曲面４３ｂの他端４５に接触するまで開くことが出来る。即ち、板状吐出弁２３は弁板２１と曲面４３ｂの他端４５との間を実質的な可動範囲とし、吐出孔３２を開閉する。したがって、このときには板状吐出弁２３の可動量が大の状態で運転され、過圧縮が回避される。つまり、圧縮機の運転状態に応じて弁押え４３の実質的な高さが自動的にかつスムースに変更され最適な状態に制御されるのと同等の効果が期待される。
【００２５】
このように、弁押え４３の曲面４３ｂの第２の方向Ａ２における一端４４は板状吐出弁２３の最小可動量を規定し、他端４５は板状吐出弁２３の最大可動量を規定する。ここで、最小可動量と最大可動量との比は１．５〜３．０に設定することが好ましい。
【００２６】
なお、弁押え４３の曲面４３ｂの形状には様々な変形が可能である。例えば、曲面４３ｂは円錐形に沿った部分を有する形状に形成されてもよいし、平坦面を捻った形を有する形状に形成されてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、通常は弁の可動量が小の状態で運転し、高流量時には弁の可動量が自動的にかつスムースに大に切り替り、これにより、ノイズ低減効果が得られる上に過圧縮の問題も回避した圧縮機の吐出弁機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る吐出弁機構を備えた多気筒型圧縮機の要部のみの断面図である。
【図２】図１の多気筒型圧縮機の吐出弁機構を示した断面図である。
【図３】図１の多気筒型圧縮機の吐出弁機構に使用されたバルブリテーナの全体の平面図である。
【図４】図３のバルブリテーナの一部である弁押えの平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は図４におけるVa−Va，Vb−Vb，Vc−Vc，Vd−Vd，Ve−Ve線に沿った弁押えの様々な一部断面図（側面図を含む）である。
【符号の説明】
１１ シリンダブロック
１２ シリンダボア
１３ ピストン
１４ ピストンリング
１５ 保持部
１６ ピストンロッド
１７ 弁板アセンブリ
１８ シリンダヘッド
１９ ボルト
２１ 弁板
２２ 板状吸入弁
２３ 板状吐出弁
２３ａ 固定部
２３ｂ 可動部
２４，２５ ガスケット
２６ バルブリテーナ
２７ ボルト
２８ ナット
３１ 吸入孔
３２ 吐出孔
３３ 吸入室
３４ 吐出室
４１ 貫通孔
４２ 固定部
４３ 弁押え
４３ａ 平坦面
４３ｂ 曲面
４４ 曲面の一端
４５ 曲面の他端

Claims (5)

1. シリンダに連通した吐出孔を有する弁板、前記弁板に対し固定された固定部と該固定部から前記弁板に平行な第１の方向にのびて前記吐出孔の出口端に対向した可動部とを有する可撓性の板状吐出弁、及び前記可動部に離間して対向し前記可動部の移動を制限する曲面を有した弁押えを備え、前記曲面の曲率半径は、前記弁板と平行でかつ前記第１の方向に直交する第２の方向における一端で最大値をもち他端で最小値をもつように連続的に変化して前記曲面にねじれを与えており、これにより前記板状吐出弁が前記曲面に沿ってねじれながら前記吐出孔を開閉することを特徴とする圧縮機の吐出弁機構。
2. 前記曲面の前記第２の方向における一端は前記板状吐出弁の最小可動量を規定し、前記曲面の前記第２の方向における他端は前記板状吐出弁の最大可動量を規定し、前記最小可動量と前記最大可動量との比が１．５〜３．０に設定されている請求項１に記載の圧縮機の吐出弁機構。
3. 前記曲面は平坦面を捻った形を有する請求項１又は２に記載の圧縮機の吐出弁機構。
4. 前記曲面は円錐形に沿った部分を有する請求項１又は２に記載の圧縮機の吐出弁機構。
5. 前記弁押えは、前記弁板と平行でかつ前記板状吐出弁の固定部に重なった平坦面を有している請求項１−４のいずれかに記載の圧縮機の吐出弁機構。

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