JP7241915B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。

冷媒を圧縮する圧縮機は、冷凍サイクル装置を構成する機器の１つとして用いられている。また、冷凍サイクル装置は、例えば、空気調和装置及び冷凍装置に搭載されている。

このような冷凍サイクル装置の構成機器の１つとなる圧縮機の種類の１つとして、従来、圧縮機構部の吐出口から吐出された冷媒が密閉容器内の吐出室に一旦吐出される構成となっており、吐出室側から吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構を備えた圧縮機が知られている。例えば、このような圧縮機の一例としては、スクロール圧縮機が知られている（特許文献１参照）。詳しくは、従来のスクロール圧縮機は、吐出口が形成され、内部で圧縮した冷媒を吐出口から吐出するスクロール式の圧縮機構部を備えている。また、従来のスクロール圧縮機は、圧縮機構部が収納され、圧縮機構部の吐出口から吐出された冷媒が流入する吐出室が内部に形成された密閉容器を備えている。また、従来のスクロール圧縮機は、密閉容器内に、吐出室側から圧縮機構部の吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構も備えている。

従来の吐出弁機構の周辺の構成を具体的に説明すると、圧縮機構部は、吐出口の吐出室側の端部の周縁に、弁座を備えている。また、吐出弁機構は、一部が圧縮機構部に固定されたリード弁を備えている。リード弁は、全体に渡って一様な厚みの板状部材である。リード弁は、圧縮機構部との固定箇所から吐出口に向かって延び、先端部が弁座に接触している。リード弁における吐出口と対向している箇所には、吐出口から吐出される冷媒の圧力が作用する。このため、吐出口から吐出される冷媒の圧力が上がってくると、当該冷媒の圧力によってリード弁が圧縮機構との固定箇所を固定端として弾性変形し、リード弁の先端部が弁座から離れる。これにより、吐出口が開かれる。そして、圧縮機構部で圧縮された冷媒は、吐出口から吐出され、弁座とリード弁との間を通り、吐出室に流入する。また、吐出口から吐出される冷媒の圧力が下がってくると、リード弁の弾性変形が戻り、リード弁の先端部が弁座に接触する。これにより、吐出口が閉じられ、吐出口から吐出室への冷媒の流入が終了する。

特開２００１－２２１１７３号公報

リード弁の弾性変形が戻り、吐出口がリード弁で閉じられる際、リード弁における弁座との接触箇所には、弁座へ衝突した際の衝撃が加わる。この衝撃によってリード弁が損傷することを抑制するためには、リード弁における弁座との接触箇所の厚みを、ある程度厚くする必要がある。ここで、従来のリード弁は、上述のように、全体に渡って一様な厚みの板状部材となっている。このため、リード弁の損傷を抑制するためにリード弁の厚みを厚くすると、リード弁の剛性が高くなり、リード弁が弾性変形しにくくなる。この結果、吐出口が開かれた際に弁座とリード弁との間の隙間が小さくなり、弁座とリード弁との間の流路抵抗が増加する。したがって、吐出室側から吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構を備えた従来の圧縮機は、リード弁の損傷を抑制するためにリード弁の厚みを厚くすると、圧縮機構部で圧縮された冷媒が吐出室に流入しにくくなり、圧縮機の性能が低下してしまうという課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、リード弁の損傷を抑制でき、性能の低下を抑制することもできる圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係る圧縮機は、吐出口が形成され、内部で圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部が収納され、前記吐出口から吐出された冷媒が流入する吐出室が内部に形成された密閉容器と、前記密閉容器に収納され、前記吐出室側から前記吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構と、を備え、前記圧縮機構部は、前記吐出口の前記吐出室側の端部の周縁に弁座を備え、前記吐出弁機構は、前記圧縮機構部との固定箇所から前記吐出口に延び、前記弁座に接触するリード弁を備え、前記吐出口から吐出される冷媒の圧力によって前記リード弁が前記固定箇所を固定端として弾性変形し、前記圧縮機構部の内部と前記吐出室とが連通する構成であり、前記リード弁は、前記弁座と接触する箇所を含む第１板厚部と、前記第１板厚部から前記固定箇所へ向かって延びる第２板厚部と、を備え、前記第１板厚部の最大厚みが前記第２板厚部の厚みより厚く、前記吐出弁機構は、前記吐出口から吐出される冷媒の圧力によって前記リード弁が弾性変形した際に該リード弁と接触する弁押さえを備え、前記第１板厚部における前記弁押さえと対向する表面部は、前記第２板厚部における前記弁押さえと対向する表面部よりも前記弁押さえ側に突出しており、前記弁押さえにおける前記リード弁と対向する表面部には、前記リード弁が該弁押さえに接触した際に前記第１板厚部と対向する箇所に、前記リード弁が該弁押さえに接触した際に前記第１板厚部が入る弁押さえ凹部が形成されており、前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に前記第１板厚部及び前記弁座を観察した際、前記第１板厚部の外周部は、前記弁座の外周部よりも外側に配置され、前記第１板厚部には、前記吐出口と対向する箇所に、前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に凹むリード弁凹部が形成され、前記リード弁凹部が形成されている箇所の前記第１板厚部の厚みは、前記第２板厚部の厚みよりも薄い。

本発明に係る圧縮機のリード弁は、第１板厚部の最大厚みが第２板厚部の厚みより厚くなっている。このため、リード弁の損傷を抑制するために弁座と接触する箇所を含む第１板厚部の厚みを厚くした場合でも、第１板厚部よりも薄い第２板厚部によって、リード弁が弾性変形しにくくなることを従来よりも抑制できる。したがって、本発明に係る圧縮機は、リード弁の損傷を抑制するために弁座と接触する箇所を含む第１板厚部の厚みを厚くした場合でも、性能の低下を従来よりも抑制することができる。

本実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図である。 本実施の形態１に係る圧縮機の吐出弁機構周辺を示す縦断面図である。 本実施の形態１に係る圧縮機の吐出弁機構のリード弁の平面図である。 本実施の形態１に係る圧縮機の別の一例の吐出弁機構周辺を示す縦断面図である。 図４に示す弁押さえの端部周辺を下方から見た図である。 本実施の形態２に係る圧縮機の吐出弁機構周辺を示す縦断面図であり、弁座及びリード弁の第１板厚部周辺を示す図である。 図６のリード弁の第１板厚部を示す平面図である。 本実施の形態２に係る圧縮機の別の一例の吐出弁機構周辺を示す縦断面図であり、弁座及びリード弁の第１板厚部周辺を示す図である。 図８のリード弁の第１板厚部を示す平面図である。 本実施の形態２に係る圧縮機の別の一例の吐出弁機構周辺を示す縦断面図であり、弁座及びリード弁の第１板厚部周辺を示す図である。

以下の各実施の形態で、本発明に係る圧縮機の一例について説明する。なお、本発明に係る圧縮機は、圧縮機構部の吐出口から吐出された冷媒が密閉容器内の吐出室に一旦吐出される構成となっており、吐出室側から吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構を備えた圧縮機である。従来、吐出室側から吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構を備えた圧縮機としては、スクロール圧縮機、ベーン圧縮機、ロータリ圧縮機及びレシプロ圧縮機等、種々の種類の圧縮機が知られている。以下の各実施の形態では、スクロール圧縮機を例に、本発明に係る圧縮機の一例を説明する。しかしながら、本発明は、スクロール圧縮機に採用される発明に限定されるものではない。スクロール圧縮機以外の圧縮機に本発明を採用してもよい。また、以下の各実施の形態に用いられる各図面では、本発明に係る圧縮機の構成部品の大きさが、本発明を用いて実際に製造された圧縮機の構成部品の大きさとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る圧縮機の縦断面図である。
以下、図１に基づいて、本実施の形態１に係る圧縮機２００の概略構成について説明する。圧縮機２００は、冷凍サイクル装置の構成機器の１つとなるものである。より詳しくは、圧縮機２００は、冷凍サイクル装置内を循環する冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出する。冷凍サイクル装置は、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、及び給湯器等の各種産業機械に用いられている。

圧縮機２００は、スクロール圧縮機であり、スクロール式の圧縮機構部１０と、密閉容器１と、吐出弁機構１００とを備えている。圧縮機構部１０は、吐出口３２が形成され、内部で圧縮した冷媒を吐出口３２から吐出するものである。圧縮機構部１０は、固定スクロール１１及び揺動スクロール２１を備えたスクロール式の圧縮機構部となっている。密閉容器１には、圧縮機構部１０及び吐出弁機構１００が収納されている。また、密閉容器１の内部には、圧縮機構部１０の吐出口３２から吐出された冷媒が流入する吐出室９が形成されている。吐出弁機構１００は、吐出室９側から圧縮機構部１０の吐出口３２を開閉自在に覆うものである。また、本実施の形態１に係る圧縮機２００は、密閉容器１に収納された電動機４０及び駆動軸５０を備えている。駆動軸５０は、電動機４０の駆動力を圧縮機構部１０に伝達するものである。以下、圧縮機２００の構成について、さらに具体的に説明していく。

密閉容器１は、圧縮機２００の外郭を構成するものである。本実施の形態１では、密閉容器１は、センターシェル２、アッパーシェル３及びロアシェル４を備えている。センターシェル２は、上部及び下部が開口した筒状の部材である。アッパーシェル３は、センターシェル２の上部の開口部を塞ぐ部材である。ロアシェル４は、センターシェル２の下部の開口部を塞ぐ部材である。また、密閉容器１の底部には、油溜まりが形成されている。油溜まりには、圧縮機構部１０等の摺動部に供給する冷凍機油が貯留されている。

密閉容器１の内部は、圧縮機構部１０の固定スクロール１１と後述するフレーム６０とによって、流入室８と上述の吐出室９とに仕切られている。具体的には、後述のように、フレーム６０は、固定スクロール１１の下方に配置されている。密閉容器１内において、フレーム６０の下方となる位置が流入室８となっており、固定スクロール１１の上方となる位置が吐出室９となっている。そして、密閉容器１には、流入室８に連通する吸入パイプ６と、吐出室９に連通する吐出パイプ７とが設けられている。本実施の形態１では、吸入パイプ６は、密閉容器１のセンターシェル２に固定されている。吐出パイプ７は、密閉容器１のアッパーシェル３に固定されている。

流入室８には、吸入パイプ６を通って、低温低圧のガス状冷媒が流入する。すなわち、流入室８には、圧縮機構部１０で圧縮される低温低圧のガス状冷媒が流入する。吐出室９には、圧縮機構部１０で圧縮されて吐出口３２から吐出された高温高圧のガス状冷媒が流入する。このため、流入室８は、吐出室９と比べ、低圧の部屋となる。換言すると、吐出室９は、流入室８と比べ、高圧の部屋となる。吐出室９に流入した高温高圧のガス状冷媒は、吐出パイプ７を通って、圧縮機２００の外部へ流出する。

密閉容器１の内部には、さらに、駆動軸５０の軸方向に電動機４０を挟んで対向するように、フレーム６０とサブフレーム６５とが収納されている。フレーム６０は、圧縮機構部１０を保持するものである。フレーム６０は、電動機４０の上側に配置されて、電動機４０と圧縮機構部１０との間に位置している。サブフレーム６５は、電動機４０の下側に位置している。フレーム６０及びサブフレーム６５は、密閉容器１のセンターシェル２の内周面に、焼嵌め等によって固定されている。

駆動軸５０は、電動機４０の駆動力を揺動スクロール２１に伝達する。揺動スクロール２１は、駆動軸５０に偏心して連結され、オルダムリング７０を介してフレーム６０と組み合わされる。すなわち、オルダムリング７０は、揺動スクロール２１とフレーム６０との間に配置されている。詳しくは、オルダムリング７０は、揺動スクロール２１の後述する台板２２とフレーム６０との間に配置されている。オルダムリング７０は、リング部７１と、リング部７１の上面に設けられた一対のキー７２と、リング部７１の下面に設けられた一対のキー７３とを備える。一方、揺動スクロール２１の台板２２の下面２２ａには、一対のキー７２が摺動自在に挿入される一対のキー溝２６が形成されている。また、フレーム６０には、一対のキー７３が摺動自在に挿入される一対のキー溝６１が形成されている。電動機４０の駆動力によって揺動スクロール２１が回転しようとした際、オルダムリング７０によって揺動スクロール２１の自転が規制される。このため、電動機４０の駆動力によって揺動スクロール２１が回転しようとした際、揺動スクロール２１は、自転することなく公転運動する。すなわち、揺動スクロール２１は、揺動運動する。

圧縮機構部１０は、上述のように固定スクロール１１及び揺動スクロール２１を備えている。固定スクロール１１は、台板１２と、渦巻歯１３とを備えている。渦巻歯１３は、台板１２の下面に設けられている。固定スクロール１１は、図示せぬボルト等によってフレーム６０に固定されている。

揺動スクロール２１は、台板２２と、渦巻歯２３とを備えている。台板２２は、上面が固定スクロール１１と対向している。渦巻歯２３は、渦巻歯１３と実質的に同一形状をしており、台板２２の上面に設けられている。また、揺動スクロール２１は、台板２２の下面に、中空円筒形状のボス部２４が設けられている。

揺動スクロール２１及び固定スクロール１１は、渦巻歯２３と渦巻歯１３とを組み合わせた状態で密閉容器１内に配置されている。渦巻歯２３と渦巻歯１３とが組み合わされた状態では、渦巻歯２３の巻き方向と渦巻歯１３の巻き方向とが逆になる。このように、固定スクロール１１の渦巻歯１３と揺動スクロール２１の渦巻歯２３とが組み合わされることにより、渦巻歯１３と渦巻歯２３との間に、冷媒を圧縮する圧縮室３０が形成される。圧縮室３０は、揺動スクロール２１の揺動運動により、容積が変化する。なお、固定スクロール１１の渦巻歯１３の先端には、渦巻歯１３と揺動スクロール２１の台板２２との間からの冷媒漏れを低減するため、シール部材１４が設けられている。同様に、揺動スクロール２１の渦巻歯２３の先端には、渦巻歯２３と固定スクロール１１の台板１２との間からの冷媒漏れを低減するため、シール部材２７が設けられている。

固定スクロール１１の台板１２の略中央位置には、圧縮室３０の内部と外部とを連通させる連通口１５が形成されている。すなわち、圧縮室３０で圧縮された冷媒は、連通口１５を通って、圧縮室３０の内部から圧縮室３０の外部へ流出する。なお、本実施の形態１に係る圧縮機２００の圧縮機構部１０は、吐出チャンバー３１を備えている。吐出チャンバー３１は、圧縮室３０の外部側で、連通口１５を覆うものである。吐出チャンバー３１は、固定スクロール１１の台板１２の上面にボルト等によって固定されている。また、吐出チャンバー３１には、吐出口３２が形成されている。このため、本実施の形態１では、圧縮室３０で圧縮された冷媒は、連通口１５から吐出チャンバー３１の内部に吐出され、その後に吐出口３２から吐出室９に流入する構成となっている。すなわち、本実施の形態１では、吐出室９側から圧縮機構部１０の吐出口３２を開閉自在に覆う吐出弁機構１００は、吐出チャンバー３１に取り付けられている。この吐出弁機構１００は、吐出室９から吐出口３２への冷媒の逆流を防止するものである。吐出弁機構１００の詳細は、後述する。

フレーム６０は、揺動スクロール２１の台板２２の下面２２ａに下方から対向する面を有している。この面は、揺動スクロール２１を揺動自在に支持する面であり、冷媒の圧縮過程で揺動スクロール２１に作用する荷重を支持する面である。このため、この面には、揺動スクロール２１の台板２２の下面２２ａとの摺動性改善を目的として、スラストプレート２５が設けられている。また、フレーム６０には、流入室８に流入した冷媒を圧縮機構部１０内に導く図示せぬ流路が形成されている。

駆動軸５０に駆動力を供給する電動機４０は、固定子４１と回転子４２とを有している。固定子４１は、密閉容器１のセンターシェル２の内周面に、焼嵌め等によって固定されている。また、固定子４１は、電源端子５に電気的に接続されており、該電源端子５からから電力が供給される。回転子４２は、固定子４１の内周側に配置され、駆動軸５０の後述する主軸部５１に焼嵌め等によって接続されている。

駆動軸５０は、主軸部５１と、主軸部５１の上端に設けられた偏心軸部５２とを備えている。主軸部５１の上部は、フレーム６０に設けられた主軸受６２に回転自在に支持されている。また、主軸部５１の下部は、サブフレーム６５に設けられた副軸受６６に回転自在に支持されている。なお、サブフレーム６５には、容積型のポンプ５３も設けられている。密閉容器１の上述の油溜まりに貯留された冷凍機油は、ポンプ５３によってくみ上げられ、駆動軸５０に形成された油供給穴５４を通って、圧縮機構部１０等の摺動部に供給される。

主軸部５１が回転すると、主軸部５１に対して偏心している偏心軸部５２は、主軸部５１に対して、主軸部５１の軸心と偏心軸部５２の軸心との間の距離となる半径で回転する。これにより、偏心軸部５２と連結されている揺動スクロール２１は、主軸部５１に対して上述の半径で回転しようとする。換言すると、揺動スクロール２１は、固定されている固定スクロール１１に対して、上述の半径で回転しようとする。この際、上述のように、揺動スクロール２１は、オルダムリング７０によって自転が規制されている。このため、揺動スクロール２１は、固定スクロール１１に対して、上述の半径で揺動する。

また、本実施の形態１に係る圧縮機２００は、揺動スクロール２１が揺動することにより生じる荷重のアンバランスを相殺するため、第１バランスウェイト５５及び第２バランスウェイト５６を備えている。第１バランスウェイト５５は、主軸部５１におけるフレーム６０と回転子４２との間となる位置に、焼嵌め等によって取り付けられている。第２バランスウェイト５６は、回転子４２の下部に取り付けられている。

図２は、本実施の形態１に係る圧縮機の吐出弁機構周辺を示す縦断面図である。図３は、本実施の形態１に係る圧縮機の吐出弁機構のリード弁の平面図である。なお、図３には、リード弁１１０が弁座３５に接触している状態における該弁座３５の外周部３５ａの位置を、想像線である二点鎖線で示している。以下、図２及び図３を用いて、吐出弁機構１００周辺の構成と、吐出弁機構１００の詳細構成について説明する。

圧縮機構部１０の吐出チャンバー３１は、吐出口３２の吐出室９側の端部の周縁に、例えば平面視略円環状の弁座３５を備えている。吐出弁機構１００は、吐出室９側から圧縮機構部１０の吐出口３２を開閉自在に覆うリード弁１１０を備えている。リード弁１１０は、固定箇所において、吐出チャンバー３１に固定されている。本実施の形態１では、リード弁１１０の端部１１１が、リード弁１１０の吐出チャンバー３１との固定箇所となっている。また、本実施の形態１では、ボルトである固定具１０１を用いて、リード弁１１０を吐出チャンバー３１に固定している。具体的には、リード弁１１０の端部１１１には、貫通穴１１３が形成されている。貫通穴１１３に挿入された固定具１０１が吐出チャンバーに形成された雌ネジ部にねじ込まれることにより、リード弁１１０が吐出チャンバー３１に固定されている。

リード弁１１０は、固定箇所である端部１１１から吐出口３２に向かって延びている。そして、端部１１２が弁座３５に接触している。換言すると、端部１１２が弁座３５に着座している。リード弁１１０は、端部１１２に吐出口３２から吐出される冷媒の圧力がかかると、端部１１１が固定端となり、端部１１２が自由端となって弾性変形する。これにより、圧縮機構部１０の内部と吐出室９とが連通する。さらに詳しく説明すると、吐出口３２から吐出される冷媒の圧力が上がってくると、当該冷媒の圧力によってリード弁１１０が端部１１１を固定端として弾性変形し、端部１１２が弁座３５から離れる。これにより、吐出口３２が開かれる。そして、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒は、吐出口３２から吐出され、弁座３５とリード弁１１０との間を通り、吐出室９に流入する。また、吐出口３２から吐出される冷媒の圧力が下がってくると、リード弁１１０の弾性変形が戻り、リード弁１１０の端部１１２が弁座３５に接触する。これにより、吐出口３２が閉じられ、吐出口３２から吐出室９への冷媒の流入が終了する。また、これにより、吐出室９から吐出口３２への冷媒の逆流が防止される。

また、本実施の形態１に係る吐出弁機構１００は、弁押さえ１２０を備えている。弁押さえ１２０は、吐出口３２から吐出される冷媒の圧力によってリード弁１１０が弾性変形した際に該リード弁１１０と接触し、リード弁１１０が曲がりすぎることを防止するものである。具体的には、弁押さえ１２０は、リード弁１１０の上方に配置されている。弁押さえ１２０の端部１２１には、貫通穴１２３が形成されている。貫通穴１２３に挿入された固定具１０１が吐出チャンバーに形成された雌ネジ部にねじ込まれることにより、弁押さえ１２０はリード弁１１０と共に吐出チャンバー３１に固定されている。また、弁押さえ１２０の端部１２２は、リード弁１１０の端部１１２の上方に配置されている。そして、リード弁１１０が弾性変形していない状態においては、端部１２１から端部１２２に向かうにしたがって、リード弁１１０と弁押さえ１２０との間の隙間が徐々に広くなっている。これにより、吐出口３２から吐出される冷媒の圧力によってリード弁１１０が弾性変形した際、リード弁１１０と弁押さえ１２０とが接触し、リード弁１１０が曲がりすぎることを防止できる。

ここで、従来のリード弁は、全体に渡って一様な厚みの板状部材となっていた。一方、本実施の形態１に係るリード弁１１０は、場所によって厚みが異なっている。具体的には、端部１１２側における弁座３５と接触する箇所を含む箇所は、厚みＴ１の第１板厚部１１４となっている。また、第１板厚部１１４から固定箇所である端部１１１へ向かって延びる箇所は、厚みＴ２の第２板厚部１１５となっている。そして、第１板厚部１１４の厚みＴ１は、第２板厚部１１５の厚みＴ２よりも厚くなっている。なお、実施の形態２で後述するように第１板厚部１１４に凹凸が形成されている場合、第１板厚部１１４の厚みＴ１は、第１板厚部１１４の最大厚みを表すものとする。

また、本実施の形態１では、第１板厚部１１４と弁座３５との対向方向に第１板厚部１１４及び弁座３５を観察した際、第１板厚部１１４の外周部１１４ｂは、弁座３５の外周部３５ａよりも外側に配置されている。換言すると、上下方向に第１板厚部１１４及び弁座３５を観察した際、第１板厚部１１４の外周部１１４ｂは、弁座３５の外周部３５ａよりも外側に配置されている。

次に、圧縮機２００の動作について説明する。
電源端子５に通電されると、固定子４１の電線部に電流が流れ、磁界が発生する。この磁界は、回転子４２を回転させるように働く。つまり、回転子４２にトルクが発生し、回転子４２が回転する。回転子４２が回転すると、それに伴って、回転子４２接続されている駆動軸５０も回転する。駆動軸５０が回転すると、オルダムリング７０によって自転が規制された揺動スクロール２１は、揺動運動する。これにより、圧縮機２００は、公知の圧縮原理によって冷媒の圧縮を開始する。なお、回転子４２が回転するとき、第１バランスウェイト５５及び第２バランスウェイト５６により、揺動スクロール２１が揺動することにより生じる荷重のアンバランスを相殺している。

冷媒の圧縮が開始されると、吸入パイプ６を通って、低温低圧のガス状冷媒が密閉容器１内の流入室８に流入する。流入室８に流入した低温低圧のガス状冷媒の一部は、フレーム６０に形成された図示せぬ流路を通って、圧縮機構部１０の外周側から圧縮室３０に吸入される。また、流入室８に流入した低温低圧のガス状冷媒の残りの一部は、密閉容器１の油溜まりに貯留されている冷凍機油及び電動機４０等を冷却する。

圧縮室３０は、揺動スクロール２１の揺動運動によって揺動スクロール２１の中心へ移動して行く際、体積が縮小していく。この工程により、圧縮室３０に吸入された低温低圧のガス状冷媒は高温高圧のガス状冷媒へと圧縮されていく。このように圧縮された冷媒は、固定スクロール１１の連通口１５を通って吐出チャンバー３１へ流入する。そして、吐出チャンバー３１に流入して貯留されている冷媒の圧力が上がってくると、すなわち吐出口３２から吐出される冷媒の圧力が上がってくると、当該冷媒の圧力によってリード弁１１０が端部１１１を固定端として弾性変形し、端部１１２が弁座３５から離れる。これにより、吐出口３２が開かれる。そして、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒は、吐出口３２から吐出され、弁座３５とリード弁１１０との間を通り、吐出室９に流入する。吐出室９に流入した高温高圧のガス状冷媒は、吐出パイプ７を通って、圧縮機２００の外部へ流出する。

また、吐出口３２から吐出される冷媒の圧力が下がってくると、リード弁１１０の弾性変形が戻り、リード弁１１０の端部１１２が弁座３５に接触する。これにより、吐出口３２が閉じられ、吐出口３２から吐出室９への冷媒の流入が終了する。また、これにより、吐出室９から吐出口３２への冷媒の逆流が防止される。

ところで、リード弁１１０の弾性変形が戻り、吐出口３２がリード弁１１０で閉じられる際、リード弁１１０における弁座３５との接触箇所には、弁座３５へ衝突した際の衝撃が加わる。この衝撃によってリード弁１１０が損傷することを抑制するためには、リード弁１１０における弁座３５との接触箇所の厚みを、ある程度厚くする必要がある。このため、本実施の形態１に係るリード弁１１０においても、弁座３５との接触箇所を含む第１板厚部１１４の厚みＴ１を、弁座３５へ衝突した際に第１板厚部１１４の損傷を抑制できる厚みにしている。

ここで、従来のリード弁は、上述のように、全体に渡って一様な厚みの板状部材となっている。このため、従来のリード弁においては、リード弁の損傷を抑制するためにリード弁の厚みを厚くすると、リード弁の剛性が高くなり、リード弁が弾性変形しにくくなる。この結果、吐出口が開かれた際に弁座とリード弁との間の隙間が小さくなり、弁座とリード弁との間の流路抵抗が増加する。したがって、吐出室側から吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構を備えた従来の圧縮機においては、リード弁の損傷を抑制するためにリード弁の厚みを厚くすると、圧縮機構部で圧縮された冷媒が吐出室に流入しにくくなり、該圧縮機の性能が低下してしまう。

一方、本実施の形態１に係る圧縮機２００のリード弁１１０においては、第１板厚部１１４の厚みＴ１が、第２板厚部１１５の厚みＴ２より厚くなっている。換言すると、第２板厚部１１５の厚みＴ２は、第１板厚部１１４の厚みＴ１よりも薄くなっている。このため、リード弁１１０の損傷を抑制するために弁座３５と接触する箇所を含む第１板厚部１１４の厚みＴ１を厚くした場合でも、第１板厚部１１４よりも薄い第２板厚部１１５によって、リード弁１１０が弾性変形しにくくなることを従来よりも抑制できる。したがって、本実施の形態１に係る圧縮機２００は、リード弁１１０の損傷を抑制するために弁座３５と接触する箇所を含む第１板厚部１１４の厚みＴ１を厚くした場合でも、性能の低下を従来よりも抑制することができる。

また、本実施の形態１に係るリード弁１１０においては、第２板厚部１１５の厚みＴ２が第１板厚部１１４の厚みＴ１よりも薄くなっていることにより、全体に渡って一様な厚みの板状部材となっている従来のリード弁と比べ、第１板厚部１１４が弁座３５へ衝突した際の衝撃を抑制できる。このため、本実施の形態１に係る圧縮機２００は、従来と比べ、リード弁１１０の損傷をより抑制することができる。

また、本実施の形態１に係るリード弁１１０においては、第１板厚部１１４と弁座３５との対向方向に第１板厚部１１４及び弁座３５を観察した際、第１板厚部１１４の外周部１１４ｂは弁座３５の外周部３５ａよりも外側に配置されている。第１板厚部１１４が弁座３５へ衝突する際、第１板厚部１１４の外周部１１４ｂが最も損傷しやすい。本実施の形態１に係る圧縮機２００は、第１板厚部１１４の外周部１１４ｂを弁座３５の外周部３５ａよりも外側に配置しているので、第１板厚部１１４の外周部１１４ｂと弁座３５との衝突を防止でき、リード弁１１０の損傷をさらに抑制することができる。

なお、従来のスクロール圧縮機には、吐出チャンバー３１を備えていないものも存在する。本実施の形態１に係る圧縮機２００も、吐出チャンバー３１を備えていない構成としてもよい。この場合、固定スクロール１１の連通口１５から吐出室９へ、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒が吐出されたこととなる。すなわち、連通口１５が吐出口として機能する。圧縮機２００がこのように吐出チャンバー３１を備えていない構成となっている場合、吐出口として機能する連通口１５の吐出室９側の端部の周縁に、弁座３５を設ければよい。そして、吐出弁機構１００を固定スクロール１１の例えば台板１２に取り付ければよい。

また、本実施の形態１のようにリード弁１１０を構成する場合、図２に示すように、第１板厚部１１４における弁押さえ１２０と対向する表面部１１４ａが、第２板厚部１１５における弁押さえ１２０と対向する表面部１１５ａよりも弁押さえ１２０側に突出する場合がある。このような場合、図４のように弁押さえ１２０を構成してもよい。

図４は、本実施の形態１に係る圧縮機の別の一例の吐出弁機構周辺を示す縦断面図である。図５は、図４に示す弁押さえの端部周辺を下方から見た図である。なお、図５は、弁押さえ１２０の端部１２２周辺を示す図となっている。また、図５には、弁押さえ１２０に接触した際のリード弁１１０の第１板厚部１１４及び第２板厚部１１５を、想像線である二点鎖線で示している。

図４に示す弁押さえ１２０においては、リード弁１１０と対向する表面部１２０ａには、リード弁１１０が弁押さえ１２０に接触した際に第１板厚部１１４と対向する箇所に、リード弁１１０が弁押さえ１２０に接触した際に第１板厚部１１４が入る弁押さえ凹部１２４が形成されている。弁押さえ凹部１２４の凹み量は、第２板厚部１１５の表面部１１５ａから突出する第１板厚部１１４の表面部１１４ａの突出量と略同じとなっている。このように弁押さえ１２０を構成することにより、リード弁１１０が弾性変形して弁押さえ１２０に接触する際、第１板厚部１１４及び第２板厚部１１５の双方が弁押さえ１２０に接触し、リード弁１１０全体を略均一に弁押さえ１２０で押さえることができる。これにより、リード弁１１０の損傷をさらに抑制することができる。

以上、本実施の形態１に係る圧縮機２００は、圧縮機構部１０と、密閉容器１と、吐出弁機構１００とを備えている。圧縮機構部１０は、吐出口３２が形成され、内部で圧縮した冷媒を吐出口３２から吐出するスクロール式の圧縮機構部である。密閉容器１は、圧縮機構部１０が収納され、吐出口３２から吐出された冷媒が流入する吐出室９が内部に形成されている。吐出弁機構１００は、密閉容器１に収納され、吐出室９側から吐出口３２を開閉自在に覆うものである。また、圧縮機構部１０は、吐出口３２の吐出室９側の端部の周縁に、弁座３５を備えている。また、吐出弁機構１００は、圧縮機構部１０との固定箇所から吐出口３２に延び、弁座３５に接触するリード弁１１０を備えている。また、吐出弁機構１００は、吐出口３２から吐出される冷媒の圧力によってリード弁１１０が前記固定箇所を固定端として弾性変形し、圧縮機構部１０の内部と吐出室９とが連通する構成となっている。また、リード弁１１０は、弁座３５と接触する箇所を含む第１板厚部１１４と、第１板厚部１１４から前記固定箇所へ向かって延びる第２板厚部１１５とを備えている。そして、第１板厚部１１４の厚みＴ１が第２板厚部１１５の厚みＴ２より厚くなっている。

このように構成された本実施の形態１においては、リード弁１１０の損傷を抑制するために弁座３５と接触する箇所を含む第１板厚部１１４の厚みＴ１を厚くした場合でも、第１板厚部１１４よりも薄い第２板厚部１１５によって、リード弁１１０が弾性変形しにくくなることを従来よりも抑制できる。したがって、本実施の形態１に係る圧縮機２００は、リード弁１１０の損傷を抑制するために弁座３５と接触する箇所を含む第１板厚部１１４の厚みＴ１を厚くした場合でも、性能の低下を従来よりも抑制することができる。

実施の形態２．
リード弁１１０は、実施の形態１で示した構成に限定されない。本実施の形態２では、リード弁１１０の一例を幾つか紹介する。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、実施の形態１と同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図６は、本実施の形態２に係る圧縮機の吐出弁機構周辺を示す縦断面図であり、弁座及びリード弁の第１板厚部周辺を示す図である。図７は、図６のリード弁の第１板厚部を示す平面図である。
図６及び図７に示すリード弁１１０の第１板厚部１１４には、吐出口３２と対向する箇所に、第１板厚部１１４と弁座３５との対向方向に凹むリード弁凹部１１６が形成されている。第１板厚部１１４にリード弁凹部１１６を形成することにより、第１板厚部１１４を軽量化することができる。そして、第１板厚部１１４を軽量化することにより、第１板厚部１１４が弁座３５へ衝突した際の衝撃を軽減することができる。このため、第１板厚部１１４にリード弁凹部１１６を形成することにより、リード弁１１０の損傷をより抑制することができる。

なお、本実施の形態２では、リード弁１１０の加工のしやすさ等を考慮し、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の第１板厚部１１４の厚みＴ３と第２板厚部１１５の厚みＴ２とが同じになっている。しかしながら、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の第１板厚部１１４の厚みＴ３と、第２板厚部１１５の厚みＴ２とは、異なっていてもよい。例えば、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の第１板厚部１１４の厚みＴ３が、第２板厚部１１５の厚みＴ２よりも薄くなっていてもよい。このようにリード弁１１０を構成することにより、第１板厚部１１４をさらに軽量化することができ、リード弁１１０の損傷をより抑制することができる。また例えば、第２板厚部１１５の厚みＴ２が、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の第１板厚部１１４の厚みＴ３よりも薄くなっていてもよい。このようにリード弁１１０を構成することにより、第２板厚部１１５の剛性が小さくなるので、第１板厚部１１４が弁座３５へ衝突した際の衝撃を抑制でき、リード弁１１０の損傷をより抑制することができる。

また、第１板厚部１１４にリード弁凹部１１６を形成する場合、リード弁凹部１１６の形成位置は、図６に示す位置が好ましい。具体的には、第１板厚部１１４と弁座３５との対向方向に第１板厚部１１４及び吐出口３２を観察した際、リード弁凹部１１６は、吐出口３２の周縁部３２ａよりも内側となる位置に形成されているのが好ましい。このようにリード弁凹部１１６を形成することにより、第１板厚部１１４において弁座３５と接触する箇所は、厚みＴ１となっている厚みの厚い箇所となる。このため、このようにリード弁凹部１１６を形成することにより、リード弁１１０の損傷をより抑制することができる。

ここで、図６に示すように、本実施の形態２に係る吐出口３２は、圧縮機構部１０の内部と外部とを連通させる貫通穴３３と、該貫通穴３３の吐出室９側の端部の周縁に形成されたテーパ部３４とで形成されている。すなわち、吐出口３２の周縁部３２ａは、テーパ部３４の外周側の周縁部となる。このような構成の吐出口３２において、吐出口３２の周縁部３２ａよりも内側となる位置にリード弁凹部１１６を形成する場合、リード弁凹部１１６の形成位置は、次に示す位置がより好ましい。第１板厚部１１４と弁座３５との対向方向に第１板厚部１１４及び吐出口３２を観察した際、リード弁凹部１１６の周縁部１１６ａは、テーパ部３４の外周側の周縁部３２ａの内側となり、貫通穴３３の周縁部３３ａよりも外側となる位置に配置されているのがより好ましい。このようにリード弁凹部１１６を形成することにより、第１板厚部１１４において弁座３５と接触する箇所が厚みＴ１の箇所となり、リード弁凹部１１６も大きく形成することができる。このため、このようにリード弁凹部１１６を形成することにより、リード弁１１０の損傷をさらに抑制することができる。

図８は、本実施の形態２に係る圧縮機の別の一例の吐出弁機構周辺を示す縦断面図であり、弁座及びリード弁の第１板厚部周辺を示す図である。図９は、図８のリード弁の第１板厚部を示す平面図である。
リード弁１１０の第１板厚部１１４に形成される凹部は１つの凹部に限定されるものではなく、例えば図８及び図９で示すように、第１板厚部１１４に複数の凹部を形成してもよい。詳しくは、図８及び図９に示すリード弁１１０の第１板厚部１１４には、リード弁凹部１１６の内側に、第１板厚部１１４と弁座３５との対向方向に凹む第２リード弁凹部１１７が形成されている。このようにリード弁１１０を構成することにより、第１板厚部１１４をさらに軽量化することができ、リード弁１１０の損傷をより抑制することができる。

図１０は、本実施の形態２に係る圧縮機の別の一例の吐出弁機構周辺を示す縦断面図であり、弁座及びリード弁の第１板厚部周辺を示す図である。
上述のリード弁凹部１１６の底部は、平坦形状となっていた。換言すると、上述のリード弁凹部１１６が形成された第１板厚部１１４は、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の厚みが一様となっていた。これに限らず、リード弁凹部１１６の底部は、曲面形状となっていてもよい。例えば、図１０に示すように、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の第１板厚部１１４の厚みは、リード弁凹部１１６の周縁部１１６ａからリード弁凹部１１６の中心部へ向かって連続的に薄くなっている構成でもよい。第２リード弁凹部１１７の底部の形状も、平坦形状に限らず、曲面形状となっていてもよい。なお、リード弁凹部１１６の底部が曲面形状となっている場合、上述の厚みＴ３は、リード弁凹部１１６が形成されている箇所の第１板厚部１１４の厚みのうちで最小厚みとなる箇所の厚みを表すものとする。

以上、実施の形態１及び実施の形態２で示した圧縮機２００はスクロール圧縮機であったが、圧縮機２００はスクロール圧縮機に限定されない。従来、吐出室側から吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構を備えた圧縮機としては、スクロール圧縮機以外にも、ベーン圧縮機、ロータリ圧縮機及びレシプロ圧縮機等、種々の種類の圧縮機が知られている。圧縮機２００は、ベーン圧縮機、ロータリ圧縮機及びレシプロ圧縮機等、スクロール圧縮機以外の圧縮機であってもよい。この際、圧縮機構部の吐出口の吐出室側の端部の周縁に、上述の弁座３５を設ければよい。そして、密閉容器の吐出室に、上述の吐出弁機構１００を設ければよい。これにより、圧縮機２００は、スクロール圧縮機以外の圧縮機であっても、実施の形態１及び実施の形態２で示した効果を得ることができる。

１ 密閉容器、２ センターシェル、３ アッパーシェル、４ ロアシェル、５ 電源端子、６ 吸入パイプ、７ 吐出パイプ、８ 流入室、９ 吐出室、１０ 圧縮機構部、１１ 固定スクロール、１２ 台板、１３ 渦巻歯、１４ シール部材、１５ 連通口、２１ 揺動スクロール、２２ 台板、２２ａ 下面、２３ 渦巻歯、２４ ボス部、２５ スラストプレート、２６ キー溝、２７ シール部材、３０ 圧縮室、３１ 吐出チャンバー、３２ 吐出口、３２ａ 周縁部、３３ 貫通穴、３３ａ 周縁部、３４ テーパ部、３５ 弁座、３５ａ 外周部、４０ 電動機、４１ 固定子、４２ 回転子、５０ 駆動軸、５１ 主軸部、５２ 偏心軸部、５３ ポンプ、５４ 油供給穴、５５ 第１バランスウェイト、５６ 第２バランスウェイト、６０ フレーム、６１ キー溝、６２ 主軸受、６５ サブフレーム、６６ 副軸受、７０ オルダムリング、７１ リング部、７２ キー、７３ キー、１００ 吐出弁機構、１０１ 固定具、１１０ リード弁、１１１ 端部、１１２ 端部、１１３ 貫通穴、１１４ 第１板厚部、１１４ａ 表面部、１１４ｂ 外周部、１１５ 第２板厚部、１１５ａ 表面部、１１６ リード弁凹部、１１６ａ 周縁部、１１７ 第２リード弁凹部、１２０ 弁押さえ、１２０ａ 表面部、１２１ 端部、１２２ 端部、１２３ 貫通穴、１２４ 弁押さえ凹部、２００ 圧縮機、Ｔ１ 厚み、Ｔ２ 厚み、Ｔ３ 厚み。

Claims (7)

1. 吐出口が形成され、内部で圧縮した冷媒を前記吐出口から吐出する圧縮機構部と、
   前記圧縮機構部が収納され、前記吐出口から吐出された冷媒が流入する吐出室が内部に形成された密閉容器と、
   前記密閉容器に収納され、前記吐出室側から前記吐出口を開閉自在に覆う吐出弁機構と、
   を備え、
   前記圧縮機構部は、前記吐出口の前記吐出室側の端部の周縁に弁座を備え、
   前記吐出弁機構は、前記圧縮機構部との固定箇所から前記吐出口に延び、前記弁座に接触するリード弁を備え、
   前記吐出口から吐出される冷媒の圧力によって前記リード弁が前記固定箇所を固定端として弾性変形し、前記圧縮機構部の内部と前記吐出室とが連通する構成であり、
   前記リード弁は、
   前記弁座と接触する箇所を含む第１板厚部と、
   前記第１板厚部から前記固定箇所へ向かって延びる第２板厚部と、
   を備え、
   前記第１板厚部の最大厚みが前記第２板厚部の厚みより厚く、
   前記吐出弁機構は、前記吐出口から吐出される冷媒の圧力によって前記リード弁が弾性変形した際に該リード弁と接触する弁押さえを備え、
   前記第１板厚部における前記弁押さえと対向する表面部は、前記第２板厚部における前記弁押さえと対向する表面部よりも前記弁押さえ側に突出しており、
   前記弁押さえにおける前記リード弁と対向する表面部には、前記リード弁が該弁押さえに接触した際に前記第１板厚部と対向する箇所に、前記リード弁が該弁押さえに接触した際に前記第１板厚部が入る弁押さえ凹部が形成されており、
   前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に前記第１板厚部及び前記弁座を観察した際、
   前記第１板厚部の外周部は、前記弁座の外周部よりも外側に配置され、
   前記第１板厚部には、前記吐出口と対向する箇所に、前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に凹むリード弁凹部が形成され、
   前記リード弁凹部が形成されている箇所の前記第１板厚部の厚みは、前記第２板厚部の厚みよりも薄い
   圧縮機。
2. 前記リード弁凹部の内側に、前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に凹む第２リード弁凹部が形成されている
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に前記リード弁凹部及び前記吐出口を観察した際、前記リード弁凹部は、前記吐出口の周縁部よりも内側となる位置に形成されている
   請求項１又は２に記載の圧縮機。
4. 前記吐出口は、前記圧縮機構部の内部と外部とを連通させる貫通穴と、該貫通穴の前記吐出室側の端部の周縁に形成されたテーパ部とで形成されており、
   前記第１板厚部と前記弁座との対向方向に前記リード弁凹部及び前記吐出口を観察した際、
   前記リード弁凹部の周縁部は、前記テーパ部の外周側の周縁部の内側となり、前記貫通穴の周縁部よりも外側となる位置に配置されている
   請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記リード弁凹部が形成されている箇所の前記第１板厚部の厚みは、前記リード弁凹部の周縁部から前記リード弁凹部の中心部へ向かって連続的に薄くなっている
   請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
6. 前記圧縮機構部はスクロール式の圧縮機構部であり、
   該圧縮機構部は、
   圧縮室の内部と外部とを連通させる連通口が形成された固定スクロールと、
   前記圧縮室の外部側で前記連通口を覆い、前記吐出口が形成された吐出チャンバーと、
   を備え、
   前記吐出弁機構は前記吐出チャンバーに取り付けられている
   請求項１～５のいずれか一項に記載の圧縮機。
7. 前記圧縮機構部はスクロール式の圧縮機構部であり、
   該圧縮機構部は、前記吐出口が形成された固定スクロールを備え、
   前記吐出弁機構は前記固定スクロールに取り付けられている
   請求項１～５のいずれか一項に記載の圧縮機。

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