JPH0510257A - 往復動式圧縮機の弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力損失を極力低減しつつ、弁体による弁座
面の摩耗損傷を極力防止する。 【構成】 吸入ポート６ａが開口された弁座面６ｂと、
弁座面に離隔対向するリテーナ２６との間に弁体２７を
遊装する。弁座面６ｂは吸入ポートを囲繞するテーパ状
に形成され、弁体の少なくとも着座面２７ａは該テーパ
面と密合する球面状に形成されている。弁体が着座する
際やポートを開口する際、弁体のエッジ部分が弁座面に
当たることがなく、弁体のエッジ部分による弁座面の摩
耗損傷を確実に防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な往復動式圧縮機の弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の往復動式圧縮機の弁装置としてリ
ード弁が用いられており、図９に示すように、吐出弁に
おいては冷媒が圧縮されるボア１００と吐出室１０３と
を仕切る弁板１０５にポート１０６を形成するととも
に、弁板１０５に板ばね状の弁１０７およびリテーナ１
０９を共締めしたものが知られている。このようなリー
ド弁形式の弁装置では、常時閉弁状態であり、ボア１０
０と吐出室１０３との差圧が開弁圧以上になると、弁１
０７はポート１０６から離れて開弁するように設定され
ている。開弁すると、ボア１００内で圧縮された冷媒は
ポート１０６を通り吐出室１０３に吐出される。なお、
弁１０７の開弁度はリテーナ１０９により規制される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記リード
弁形式の弁装置は、前述したように、常時閉弁状態であ
り、ボア１００と吐出室１０３との差圧が弁１０７の所
定の開弁圧を越えると、弁１０７は始めて開弁する。す
なわち、弁１０７は、ボア１００と吐出室１０３との差
圧による弁１０７を開けようとする力が、弁１０７の弾
性力よりも大きくなったとき始めて開弁する。このた
め、吐出の際に上記弾性力による抵抗が大きいことか
ら、冷媒は過圧縮となり動力損失を許容しなければなら
なかった。

【０００４】また、弁１０７は上述のように開弁の際の
応答性が悪く、吐出圧の脈動が生じやすい。これらの不
具合を避けるべく、弁板にポートが開口された弁座面を
含む弁室を形成し、この弁室内にポートを挟む領域の差
圧のみに応動して該ポートを開閉する平板状弁体を遊嵌
する手段を採用することもできる。しかし、このような
フロート弁形式の弁装置では、弁体と弁体の外周面を囲
む弁室の内壁面との間に、ポートから吐出又は吸入され
た流体が通過できるようにある程度の間隙を確保する必
要がある。このため、とくにこの弁装置が横置きされた
場合など平板状弁体が横倒しやすくなるので、平板状弁
体が全面同時に弁座面に着座することがほとんどなく、
弁体のエッジ部分で弁座面のポート周辺部が摩耗損傷す
るという不都合が生じる場合がある。また、平板状弁体
が弁座面に着座する際に、弁体と弁座面との接触巾がポ
ート回りでアンバランスになりやすい。すると、弁体が
ポートを開口する際、弁体は上記接触巾が大きい方のエ
ッジを支点として上記接触巾が小さい方から開くことと
なり、弁体がポートを開口する際にも上記エッジ部分で
弁座面が摩耗損傷する場合がある。

【０００５】本発明は、動力損失及び吐出脈動を極力低
減し、しかも上記フロート弁形式の弁装置において、開
弁時に流体が通過する上記間隙を確保しつつ、弁体によ
る弁座面の摩耗損傷を極力防止することを解決すべき技
術課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の往復動式圧縮機
の弁装置は、ポートが開口された弁座面と、該弁座面に
離隔対向するリテーナとの間に、該ポートを挟む領域の
差圧に応じて該ポートを開閉する弁体を遊装してなり、
前記弁座面が前記ポートを囲繞するテーパ状に形成さ
れ、前記弁体の少なくとも着座面が該テーパ面と密合す
る球面状に形成されていることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の往復動式圧縮機の弁装置
は、前記弁座面が前記ポートを含む円柱状凹曲面に形成
され、前記弁体の着座面が該円柱状凹曲面と密合する円
柱状凸曲面に形成されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の弁装置においては、ポートを挟む領域
において差圧が生じると、その差圧に応じて弁体は弁座
面及びリテーナ間で移動し、これにより弁体が弁座面に
着座してポートを閉じたり、弁体が弁座面から離れてポ
ートを開き、リテーナに当たったりする。

【０００９】このように、弁体がポートを挟む領域の差
圧のみに応じて弁体が該ポートを開閉するので、開弁の
際の応答性が向上し、冷媒の過圧縮による動力損失や吐
出脈動を低減できる。そして、弁座面がポートを囲繞す
るテーパ状に形成され、弁体の少なくとも着座面が該テ
ーパ面と密合する球面状に形成された本発明の弁装置で
は、弁体が弁座面に着座する際、球面状に形成された弁
体の着座面がテーパ状に形成された弁座面と密合する。
すなわち、弁体が着座する際や弁体がポートを開口する
際、弁体のエッジ部分が弁座面に当たることがなく、弁
体のエッジ部分による弁座面の摩耗損傷を確実に防ぐこ
とができる。また、弁体が傾いた状態で着座したり、弁
座面に対して偏って着座した場合でも、球面状に形成さ
れた着座面がテーパ状に形成された弁座面に常に一定の
状態で密合するので安定したシール性を発揮できる。

【００１０】一方、弁座面がポートを含む円柱状凹曲面
に形成され、弁体の着座面が該円柱状凹曲面と密合する
円柱状凸曲面に形成された本発明の弁装置では、弁体が
着座する際や弁体がポートを開口する際、弁体の着座面
と弁座面とは円柱状曲面同士が当たるので、弁座面の摩
耗損傷を防止できる。また、弁体がポートを開口したと
き弁体の円柱状凸曲面と弁座面の円柱状凹曲面との間に
形成された間隙によりポートからリテーナ側へ流体が流
れる流体通路が確保されるので、弁体の軸方向における
クリアランスを小さく設定して弁体の軸方向遊動を小さ
くすることができる。このため、弁体の軸方向における
傾動が小さくなり、弁体が軸方向に大きく傾いた状態で
着座することが防止でき、弁体の軸方向端面のエッジ部
分により弁座面が摩耗損傷する不都合を防止できる。

【００１１】さらに、本発明の弁装置では、弁体がポー
トを開口している時、ポートからリテーナ側へ流れる流
体は弁体の球面又は円柱曲面に沿って案内されるため、
その流れがスムーズとなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照しつつ説明する。 （第１実施例）この斜板式圧縮機は、図１に示すよう
に、一対のシリンダブロック１、２が前後に対設されて
結合部分に帰還冷媒の吸入口３と連通する斜板室４を形
成している。各シリンダブロック１、２はその両端をそ
れぞれアルミ合金系の弁板５、６を介してフロントハウ
ジング７及びリアハウジング８により閉塞されている。
フロントハウジング７及びリアハウジング８には、径内
側に吸入室９、１０が形成され、径外側にリング状の吐
出室１１、１２が形成されている。なお、吸入室９、１
０はそれぞれ吸入通路１６、１７により斜板室４と連通
している。

【００１３】各シリンダブロック１、２の共通中心軸孔
には各シリンダブロック１、２との間にラジアル軸受１
４、１５を介して駆動軸１８が挿嵌されており、この駆
動軸１８はフロント側の弁板５の中心孔５ａを貫通しラ
ジアル軸受１９及び軸封装置２０を介してフロントハウ
ジング７に支承されている。駆動軸１８には斜板室４内
を回転可能に斜板２３が固着されており、この斜板２３
はスラスト軸受２１、２２を介して各シリンダブロック
１、２に支承されている。また、各シリンダブロック
１、２には駆動軸１８周りに平行状に配列した前後複数
対のボア１ａ、２ａが形成され、各ボア１ａ、２ａには
斜板２３に一対のシュー２４、２４を介して係留された
両頭形のピストン２５が直動自在に嵌入されている。

【００１４】フロント側の弁板５、及びリヤ側の弁板６
は同じ構成をもっているので、リヤ側の弁板６の構成に
ついて説明する。図２の部分断面図に示すように、リヤ
側の弁板６には、吸入ポート６ａが開口されたリング状
の弁座面６ｂと、弁座面６ｂに離隔対向するリテーナ２
６とを含んで囲包された弁室６ｃが形成されている。弁
座面６ｂは吸入ポート６ａを囲繞するテーパ状に形成さ
れている。弁座面６ｂとリテーナ２６との間、すなわち
弁室６ｃには弁体２７が遊装されている。弁体２７は、
円板状のものを球形状にプレス加工したもので、上記テ
ーパ状に形成された弁座面６ｂと密合する球面状に形成
された着座面２７ａをもっている。吸入ポート６ａは弁
室６ｃを介してボア２ａと吸入室１０とを連通してい
る。また、リヤ側の弁板６には、吐出ポート６ｈが開口
されたリング状の弁座面６ｉと、弁座面６ｉに離隔対向
するリテーナ２６とを含んで囲包された弁室６ｊが形成
されている。弁座面６ｉは吐出ポート６ｈを囲繞するテ
ーパ状に形成されている。弁座面６ｉとリテーナ２６と
の間、すなわち弁室６ｊには弁体２８が遊装されてい
る。弁体２８は、円板状のものを球形状にプレス加工し
たもので、上記テーパ状に形成された弁座面６ｉと密合
する球面状に形成された着座面２８ａをもっている。吐
出ポート６ｈは弁室６ｊを介してボア２ａと吐出室１２
とを連通している。

【００１５】図３に図２のＡ矢視図を示すように、リテ
ーナ２６は、リング部２６ａと、弁室６ｊの外周にそっ
てほぼ等間隔で４個形成された舌片部２６ｂとから構成
されている。なお、リテーナ２６は弁板６に形成された
凹部６ｄに圧入又は溶接により固定されている。この斜
板式圧縮機では、駆動軸１８が回転して斜板２３が回転
すると、ピストン２５が各ボア１ａ、２ａ内を往復動
し、ボア１ａ、２ａの容積拡大による吸入行程、ボア１
ａ、２ａの容積縮小による圧縮行程が交互に行われる。

【００１６】上記吸入行程の際には、図示しない冷凍回
路より吸入口３を介して斜板室４内に帰還した帰還冷媒
は、吸入通路１６、１７を通り、フロント側では吸入室
９に導出され、リヤ側では吸入室１０に導出される。こ
こで、ボア２ａが容積拡大して吸入行程に至ったときを
説明する。このときには、ボア２ａ内が減圧されるの
で、差圧が生じ、リヤ側の弁体２７、２８はボア２ａ側
に寄せられる。そのため、吐出用の弁体２８は弁座面６
ｉに着座し吐出ポート６ｈを閉じるとともに、吸入用の
弁体２７はリテーナ２６に当たり吸入ポート６ａを開口
する。したがって、吸入室１０の冷媒は吸入ポート６
ａ、弁室６ｃを介して容積拡大途上のボア２ａ内に吸入
される。

【００１７】この後、ボア２ａが容積縮小するため、ボ
ア２ａ内が増圧され、吐出用の弁体２８は吐出室１２側
に、吸入用の弁体２７は吸入室１０側に寄せられる。そ
のため、吸入用の弁体２７は弁座面６ｂに着座し吸入ポ
ート６ａを閉じるとともに、吐出用の弁体２８はリテー
ナ２６に当たり吐出ポート６ｈを開口する。したがっ
て、ボア２ａ内の圧縮冷媒は吐出ポート６ｈ、弁室６ｊ
を介して吐出室１２に吐出される。

【００１８】なお、フロント側の弁板５についてもリヤ
側の弁板６と同様に作用する。そして、フロント側の吐
出室１１内の圧縮冷媒は図示しない吐出通路を経てリア
側の吐出室１２に集められ、リア側の吐出室１２内の圧
縮冷媒は図示しない吐出口から再び冷凍回路に循環され
る。ここで、この斜板式圧縮機では、吸入弁側を考えた
場合（吐出弁側も同様）、球面状に形成された弁体２７
の着座面２７ａがテーパ状に形成された弁座面６ｂと密
合することにより、弁体２７は着座状態となる、すなわ
ち、弁体２７が着座する際や弁体２７が吸入ポート６ａ
を開口する際、弁体２７のエッジ部分が弁座面６ｂに当
たることがなく、弁体２７のエッジ部分による弁座面６
ｂの摩耗損傷を確実に防ぐことができる。

【００１９】また、弁体２７、２８が傾いた状態で着座
したり、弁座面６ｂ，６ｉに対して偏って着座した場合
でも、球面状に形成された着座面２７ａ、２８ａがテー
パ状に形成された弁座面６ｂ、６ｉに常に一定の状態で
密合する。このため、吸入用の弁体２７における吐出時
のシール性、及び吐出用の弁体２８における吸入時のシ
ール性が向上し、圧縮機の体積効率を向上させるのに有
利となる。

【００２０】さらに、弁体２７、２８がポート６ａ、６
ｈを開口している時、ポート６ａ、６ｈから弁室６ｃ、
６ｊ内に流入した冷媒は弁体２７、２８の円弧面に沿っ
てリテーナ２６側へ流れるため、その流れがスムーズと
なる。したがって、とくに吐出用の弁体２８において吐
出ポート６ｈから弁室６ｊを介して吐出室１２へ流れる
冷媒の流れがスムースとなれば、吐出圧の脈動を低減す
るのに有利となる。

【００２１】また、上述したように、リヤ側の弁板６
（フロント側の弁板５も同様）の吸入用の弁体２７、吐
出用の弁体２８はボア２ａと吸入室１０、吐出室１２と
の差圧のみに応じて往復動してリヤ側の吸入ポート６
ａ、吐出ポート６ｈを開閉するので、開弁の際の応答性
が向上する。したがって、冷媒の過圧縮を低減又は回避
するのに有利であり、圧縮効率の向上を図ることが可能
となる。また、吐出圧の脈動を低減するのにも有利とな
る。

【００２２】なお、弁体２８（弁体２７も同様）の形状
は上記したものに限られず、例えば図４に示すように中
実の半球形状としたり、図５に示すように中実の球形状
とすることも可能である。 （第２実施例）図６〜図８に示す第２実施例の弁装置
は、上記圧縮機において、吐出用の弁を改良したもので
ある。

【００２３】弁体２８は、パイプ状のものを軸方向にス
リットをいれて周方向の一部を開口し、所定長さに切り
取ったもので、円柱状凸曲面に形成された着座面２８ａ
を有している。また、リヤ側の弁板６（フロント側の弁
板５も同様）のボア２ａ側の端面に吐出ポート６ｈが形
成され、弁板６のリアハウジング８の端面に上記着座面
２８ａの円柱状凸曲面と同等の曲率半径を持つ円柱状凹
曲面の弁座面６ｉが形成されている。なお、弁体２８の
軸方向の遊動や傾動は、円柱状凹曲面に形成された弁座
面６ｉの軸方向長さを決める一対の壁６ｋ、６ｋによっ
て規制されている。この壁６ｋと弁体２８との間の軸方
向クリアランスは、弁体２８の軸方向の遊動や傾動を抑
えるべく小さく設定されている。また、弁体２８が吐出
ポート６ｈを開口し後述するリテーナに当たった状態
で、弁体２８が一対の壁６ｋ、６ｋ間からはみ出ない様
に、弁座面６ｉは十分に深く形成されている。そして、
吐出ポート６ｈに対向する位置でリヤハウジング８には
棒状のリテーナ２６’が溶接により固着されている。こ
のリテーナ２６’は吐出室１２内に突出し、その先端は
弁体２８の開口部２８ｂ内に挿入されている。

【００２４】この実施例の弁装置では、弁体２８が着座
する際や弁体２８が吐出ポート６ｈを開口する際、弁体
２８の着座面２８ａと弁座面６ｉとは円柱状曲面同士が
当たるので、弁座面６ｉの摩耗損傷を防止できる。ま
た、弁体２８が吐出ポート６ｈを開口したとき弁体２８
の円柱状凸曲面に形成された着座面２８ａと弁座面６ｉ
との間に形成された間隙により吐出ポート６ｈから吐出
室１２へ流れる流体通路が確保されるので、上記のよう
に弁体２８の軸方向におけるクリアランスを小さく設定
して弁体２８の軸方向遊動を小さくすることができる。
このため、弁体２８の軸方向における傾動が小さくな
り、弁体２８が軸方向に大きく傾いた状態で着座するこ
とが防止でき、弁体２８の軸方向端面のエッジ部分２８
ｃにより弁座面６ｉが摩耗損傷する不都合を防止でき
る。

【００２５】また、リテーナ２６’がリヤハウジング８
側に固着されるので、弁板６を薄くできるとともに、弁
体２８がリテーナ２６’に衝突する際の衝撃はリテーナ
２６’をリヤハウジング８に対して打ち込む方向に作用
するので、リテーナ２６’が脱落したりすることを防止
できる。なお、弁座面６ｉの周方向全体を着座面２８ａ
の円柱状凸曲面と同等の曲率半径をもつ円柱状凹曲面で
形成する例について示したが、開弁時の流体流れをさら
に良くするために、弁座面６ｉの形状を以下の様にする
こともできる。すなわち、所定のシート巾を確保できる
ように吐出ポート６ｈから周方向両側に所定の範囲内に
わたってのみ着座面２８ａの円柱状凸曲面と同等の曲率
半径をもつ円柱状凹曲面で形成し、その外側には該円柱
状凹曲面の接線方向にテーパ面を形成したり又はより大
きな曲率半径をもつ円柱状凹曲面を形成したりすること
もできる。また他の作用、効果については上記第１実施
例と同様なので説明は省略する。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の往復動式
圧縮機の弁装置によれば、弁体の開弁の際の応答性が向
上するので、冷媒の過圧縮、吐出圧の脈動を低減するこ
とができる。また、弁体が弁座面に着座したりポートを
開口したりする際、弁体のエッジ部分により弁座面が摩
耗損傷されることを極力防止でき、弁装置の耐久性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例にかかる斜板式圧縮機の縦断面図で
ある。

【図２】第１実施例にかかる弁板部分の部分断面図であ
る。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】弁体の他の態様を示す部分断面図である。

【図５】弁体の他の態様を示す部分断面図である。

【図６】第２実施例にかかる弁装置の断面図である。

【図７】第２実施例にかかる弁座面を示す斜視図であ
る。

【図８】第２実施例にかかる弁体の斜視図である。

【図９】従来装置にかかる断面図である。

【符号の説明】

６ａは吸入ポート、６ｈは吐出ポート、６ｂ、６ｉは弁
座面、６ｃは弁室、２６、２６’はリテーナ、２７、２
８は弁体、２７ａ、２８ａは着座面である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポートが開口された弁座面と、該弁座面
   に離隔対向するリテーナとの間に、該ポートを挟む領域
   の差圧に応じて該ポートを開閉する弁体を遊装してな
   り、 前記弁座面は前記ポートを囲繞するテーパ状に形成さ
   れ、前記弁体の少なくとも着座面は該テーパ面と密合す
   る球面状に形成されていることを特徴とする往復動式圧
   縮機の弁装置。
2. 【請求項２】 ポートが開口された弁座面と、該弁座面
   に離隔対向するリテーナとの間に、該ポートを挟む領域
   の差圧に応じて該ポートを開閉する弁体を遊装してな
   り、 前記弁座面は前記ポートを含む円柱状凹曲面に形成さ
   れ、前記弁体の着座面は該円柱状凹曲面と密合する円柱
   状凸曲面に形成されていることを特徴とする往復動式圧
   縮機の弁装置。