JPH11141474A - スクロール型コンプレッサのバルブ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルブの追従性を向上させると共に、吐出口
付近の構造を簡略化して組み付け易い構造とする。 【解決手段】 固定スクロール部材に形成の吐出口を開
閉する吐出バルブを、前記吐出孔を開閉する円形部と、
該円形部から所定の長さで延出すると共に所定の弾性力
を有する方形部と、該方形部の一端で前記固定スクロー
ル部材に固定される固定部とによって構成すると共に、
前記方形部には所定の範囲にわたって長穴を形成する。
また、バイパスバルブと前記吐出バルブを、バルブプレ
ートに一体に成形し、これに対応するバルブストッパプ
レートを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、スクロール型コ
ンプレッサの固定スクロール部材に開口する吐出孔、若
しくは吐出孔とバイパス孔とを開閉するバルブ構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−１７９８８４号公報は、スク
ロール型コンプレッサにおいて、渦巻きの中心に対して
略対称となるバイパスバルブの各々の根本をつなぎ、二
点以上で固定する一体型のバイパスバルブを開示する。
また、この引例は、バイパスバルブの開口するときの角
度を規制するリテーナを開示する。

【０００３】特開平７−１８９９３７号公報は、長手方
向の一端を固定スクロールに固定した弾性体からなる逆
止弁を、固定スクロールの中心部付近に設けられた吐出
口が長手方向の中央部付近に位置するように配設したス
クロール型コンプレッサを開示する。また、この引例
は、逆止弁の開弁高さを規制する弁押さえを開示し、液
圧縮なつによる異常な圧力上昇時の逆止弁の保護や逆止
弁の塑性変形や疲労破壊の防止を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、特開平４
−１７９８８４号公報に開示されるスクロール圧縮機に
おいては、各バイパスバルブを一体に成型するものの、
吐出口に逆止弁が設けられていないために、圧縮不足運
転時の逆流を防止できないため、高負荷時の効率向上が
困難であるという不具合を有する。また、特開平７−１
８９９３７号公報に開示される吐出バルブは、バルブ本
体が大きいために運転時の追従性が悪く、さらにバイパ
ス孔及びリリーフバルブを有していないので、低負荷時
にスクロール固有の圧縮比により過圧縮運転時の性能が
低下するという不具合を有する。

【０００５】このため、この発明においては、バルブの
追従性を向上させると共に、吐出口付近の構造を簡略化
して組み付け易い構造としたスクロール型コンプレッサ
のバルブ構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、密閉ケース内に配され、駆動力を伝達する駆動軸の
回転に伴って旋回運動する旋回スクロール部材と、該旋
回スクロール部材と噛合して圧縮室を画成する固定スク
ロール部材とを少なくとも具備すると共に、前記固定ス
クロール部材の中央を貫通して前記圧縮室の最終段に連
通する吐出孔を有するスクロール型コンプレッサにおい
て、前記吐出孔を開閉する吐出バルブは、前記吐出孔を
開閉する円形部と、該円形部から所定の長さで延出する
と共に所定の弾性力を有する方形部と、該方形部の一端
で前記固定スクロール部材に固定される固定部とによっ
て構成されると共に、前記方形部には所定の範囲にわた
って長穴が形成されることにある。

【０００７】よって、この発明によれば、固定スクロー
ル部材に形成の吐出口を開閉する吐出バルブを、前記吐
出孔を開閉する円形部と、該円形部から所定の長さで延
出すると共に所定の弾性力を有する方形部と、該方形部
の一端で前記固定スクロール部材に固定される固定部と
によって構成すると共に、前記方形部には所定の範囲に
わたって長穴を形成したことによって、方形部の弾性力
を調整できると共に、吐出バルブの貼り付きを防止でき
るものである。

【０００８】また、上記発明は、前記吐出バルブのリフ
ト量を制限するリフト制限部を有すると共に、該リフト
制限部の両端が前記固定スクロール部材に固定される吐
出バルブストッパを具備することにある。これによっ
て、リフト制限部の両端が前記固定スクロール部材に固
定されることによって、バルブストッパをブリッジ形状
としたことによって、バルブストッパの材質をＳＰＣＣ
標準材によって形成することができるため、バルブスト
ッパを容易に形成することができると共に、コストダウ
ンを達成できるものである。

【０００９】さらに、上記発明は、前記固定スクロール
部材は前記圧縮室の所定の位置と連通するバイパス孔を
有すると共に該バイパス孔を開閉するバイパスバルブが
設けられ、該バイパスバルブと前記吐出バルブは、バル
ブプレートに一体に成形されることにある。これによっ
て、固定スクロール部材にバイパスバルブ及び吐出バル
ブが一体に成型されたバルブプレートを装着するだけで
良いので、バルブ構造を簡易にすることができると共に
装着作業を容易にすることができるものである。

【００１０】さらにまた、前記バイパスバルブのリフト
量を制限するリフト制限部を有するバイパスバルブスト
ッパは、前記吐出バルブストッパと共にバルブストッパ
プレートに一体に成形されることにある。これよって、
バルブストッパプレートを装着するだけで、バイパスバ
ルブと吐出バルブのリフト制限部を形成することができ
るので、バルブ構造を簡略化することができるものであ
る。

【００１１】また、前記バルブストッパプレートは、所
定に位置から固定スクロール部材側に突出する位置整合
突起を有し、該位置整合突起が前記バルブプレートに形
成の位置整合穴及び前記固定スクロール部材に形成の位
置整合孔に挿通して前記バルブストッパプレート、バル
ブプレート及び固定スクロール部材との間の位置の整合
を行うことにある。これによって、固定スクロール部
材、バルブプレート、及びバルブストッパプレートの位
置の整合を容易に行うことができるものである。

【００１２】また、前記吐出バルブにおいて、前記円形
部の径は、固定スクロール部材に形成された吐出口の径
の１．８倍から２．２倍とすることが望ましく、前記円
形部と前記方形部の境目部分の幅は、前記円形部の直径
の０．６〜０．８５倍とすることが望ましい。さらに、
該吐出バルブが形成されるバルブプレートと該吐出バル
ブとの境目部分（基部）の幅は、前記円形部の幅と同一
とすることが望ましい。さらにまた、前記長穴の長さは
吐出バルブの重心位置から前記基部までとし、その幅は
前記基部の幅の０．６〜０．７倍とすることが望まし
い。この割合による形状により最も最適な吐出バルブ能
力を得ることができるものである。

【００１３】また、吐出バルブは、前記吐出バルブスト
ッパのリフト規制部により、そのリフト量が前記吐出口
の径の１／６〜１／８となるように制限され、前記円形
部の中心から基部までの距離（リード長）は前記リフト
量の２５〜３０倍となることが望ましい。これによっ
て、最も最適なリフト量を得ることができるものであ
る。

【００１４】さらに、前記バイパスバルブは、バイパス
孔の径の２．４倍の径を有する円形部と、該円形部の径
の１／２の幅を有する方形部からなり、前記円形部の中
心から前記方形部の基部との間の距離は前記円形部の径
の２．１〜２．３倍とするものである。これによって、
最適なバイパスバルブを得ることができるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。

【００１６】図１に示すスクロール型コンプレッサは、
円筒状の密閉容器２内に、駆動部３と圧縮部４とを有す
るもので、家庭用若しくは車両用の空調装置の冷房サイ
クルの一部を構成するものである。

【００１７】前記密閉容器２は、円筒ケース２ａ、蓋部
２ｂ及び底部２ｃとによって構成され、円筒ケース２ａ
には冷媒吸引パイプ５が設けられ、前記蓋部２ｂには冷
媒吐出パイプ６及び電源端子７が設けられるものであ
る。

【００１８】駆動部３は、この実施の形態においてはブ
ラシレスモータで、前記円筒ケース２ａに固着されると
共に励磁コイル８が巻回されたステータ９と、周囲に永
久磁石がその磁極が交互になるように配されると共に駆
動軸１１に固着されるロータ１０とによって構成され
る。

【００１９】前記駆動軸１１は、その一端が、前記円筒
ケース２ａに固定された支持プレート１２に装着された
ベアリング１３によって回転自在に保持されると共に、
他端は、メイン軸受１５を介して前記圧縮部４を構成す
るブロック１４に回転自在に保持される。

【００２０】前記ブロック１４は、前記円筒ケース２ａ
に固着されると共に中央を貫通する貫通孔１６を有す
る。この貫通孔１６は、前記駆動軸１１を回転自在に保
持するメイン軸受１５が装着される部分と、オイル溜１
７と連通孔１８を介して連通されるオイル空間１９とな
る部分と、前記駆動軸１１を軸方向に支持するシールベ
アリング５１を支持する部分と、下記する揺動スクロー
ル部材２０の揺動軸受２１が揺動する揺動空間５２とな
る部分によって構成される。

【００２１】前記駆動軸１１の端部には、該駆動軸１１
の端部から軸方向に偏心して延出する偏心軸１１ａが設
けられる。この偏心軸１１ａは前記揺動軸受２１に挿着
されるものである。また、駆動軸１１の前記ロータ１０
の下方には、下記する揺動スクロール部材２０との回転
バランスをとるためのバランスウェート１１ｂが設けら
れ、該バランスウェート１１ｂの回動範囲を確保するカ
バー３６が前記ブロック１４に配される。

【００２２】前記圧縮部４を構成する揺動スクロール部
材２０は、前記揺動軸受２１が形成された面と反対側の
面に渦巻き状に形成された揺動スクロール２２を有し、
オルダムリング８１等からなる自転防止機構によって自
転が防止された旋回運動（揺動運動）を行うものであ
る。

【００２３】前記揺動スクロール部材２０、ブロック１
４と共に圧縮部４を構成する固定スクロール部材３０
は、前記揺動スクロール２２と噛合して圧縮室５０を画
成する固定スクロール３１を有し、前記ブロック１４と
の間に前記揺動スクロール部材２０を揺動自在に挟持す
るものである。また前記圧縮室５０は、その外周端部に
おいて前記冷媒吸引パイプ５と連通すると共に、中央側
の最終段において、前記固定スクロール部材３０の中央
を軸方向に貫通する吐出孔３２と連通する。

【００２４】また、前記吐出孔３２は、吐出バル４０に
よって開閉されるようになっており、この吐出バルブ４
０の開放時に吐出カバー７０によって画成される吐出空
間７１と連通するようになっている。そして、この吐出
空間は、固定スクロール部材２０に形成された溝部３３
及び冷媒通路３４、前記ブロック１４に形成された冷媒
通路３５、前記カバー３６の脚部３８に形成された冷媒
通路３７、さらには前記カバー３６によって画成される
バランスウェート１１ｂの回動空間３９を介して、密閉
ケース２内の駆動部３が配される空間（高圧空間）８０
と連通するものである。尚、この高圧空間８０は、前記
冷媒吐出パイプ６と連通するものである。

【００２５】以上の構成のスクロール型コンプレッサ１
において、駆動軸１１が回転運動することによって前記
揺動スクロール部材２０が前記固定スクロール部材３０
に対して揺動運動を行う。この揺動スクロール部材２０
の揺動運動によって、前記圧縮室４０は外方から内方に
かけて漸次容積を縮小する圧縮工程と、内方から外方に
かけて漸次容積を拡大する吸入工程が順次繰り返される
ことによって、冷媒吸引パイプ５からの冷媒の吸引と、
吐出孔３２からの冷媒の吐出を繰り返すものである。

【００２６】以上の構成のスクロール型コンプレッサ１
において、前記吐出バルブ４０は、所定の弾性力を有す
る、例えばバネ鋼等の弾性部材によって形成されるもの
で、図２及び図３に示すように、前記吐出孔３２の開口
部（吐出口）３２ａを開閉する円形部４１と、該円形部
４１から延出する方形部４２と、ネジ６７によって吐出
バルブストッパ６０と固定スクロール部材３０との間に
挟持固定される固定部４３とによって構成されるいわゆ
る前方後円型に形成されるものであり、前記方形部４１
及び固定部４３にかけて、さらに長穴４４が形成される
ものである。この実施の形態においては、この長穴４４
の固定部側は螺子穴と共通となるように形成されるもの
である。

【００２７】具体的には、図３に示すように、前記円形
部４１の径φａは、固定スクロール部材３０に形成され
た吐出口３２ａの径ｒの１．８倍から２．２倍とし、前
記円形部４１と前記方形部４２の境目部分の幅ｂは、前
記円形部の直径φａの０．６〜０．８５倍とするもので
ある。さらに、前記方形部４２と固定部４３との境目部
分（基部）の幅ｃは、前記円形部４１の幅φａと同一と
するものである。さらにまた、前記基部からの長穴４４
の長さは、吐出バルブの重心位置Ｇまでとし、その幅ｅ
は前記基部の幅ｃの０．６〜０．７倍とするものであ
る。この割合による形状により、冷媒の吐出作用に素早
く対応できる適度な弾性力を得ることができると共に、
吐出バルブ自体の貼り付き現象を防止することができる
ので、最適な吐出バルブ能力を得ることができるもので
ある。

【００２８】この吐出バルブ４０のリフト量を規制する
吐出バルブストッパ６０は、図２に示すもので、前記吐
出バルブ４０の固定部４３と共にネジ６７によって固定
する第１の固定部６１と、該第１の固定部６４から吐出
バルブ４０のリフト量となる高さまで吐出バルブ４０の
リフト傾斜に沿って立ち上がる第１の脚部６２と、該第
１の脚部６２から前記吐出バルブ４０の先端の移動範囲
に沿って傾斜する第２の脚部６３と、該第２の脚部６３
の側を固定する第２の固定部６４によって構成され、前
記第１及び第２の固定部６１，６４に形成されたネジ穴
６５，６６を介してネジ６７，６８が前記固定スクロー
ル部材３０に形成のネジ穴７２，７３に螺合することに
よって前記固定スクロール部材３０に固定されるもので
ある。

【００２９】これによって、前記吐出バルブ４０は、記
吐出バルブストッパ６０の第１の脚部６２からなるリフ
ト規制部により、そのリフト量が前記吐出口３２ａの径
の１／６〜１／８となるように制限されるものである。
また、前記円形部４１の中心から基部までの距離（リー
ド長）ｄは前記リフト量の２５〜３０倍となるように設
定されるものである。これによって、最適なリフト量を
得ることができるものである。

【００３０】また、吐出バルブストッパ６０をブリッジ
形状としたことから、吐出バルブストッパ６０の変形を
防止できるために、安価で形成が容易なＳＰＣＣ標準材
によって吐出バルブストッパ６０を形成できるために、
吐出バルブストッパ６０のコストダウンを達成できるも
のである。

【００３１】また、上記構成のスクロール型コンプレッ
サ１は、通常、所定の位置で圧縮室４０と吐出空間７１
とを連通する複数（この実施の形態では４つ）のバイパ
ス孔９０を有し、さらにこれらバイパス孔９０を開閉す
るバイパスバルブを具備するものである。このため、こ
のような構造のスクロール型コンプレッサ１において
は、吐出バルブの他にバイパスバルブを固定スクロール
部材に装着する必要があるため、上記バルブ構造の他
に、固定スクロール部材にはバイパスバルブ及びバイパ
スストッパを装着しなければならない。

【００３２】このため、固定スクロール部材に装着され
るバルブ構造を簡略化し、さらにはバルブの装着を容易
とする必要があるために、この第２の実施の形態におい
ては、前記吐出バルブと前記バイパスバルブを一体に成
型したバルブプレート１００を設けると共に、吐出バル
ブのリフト量を制限する吐出バルブストッパとバイパス
バルブのリフト量を制限するバイパスバルブストッパを
一体に成形したバルブストッパプレート２００を設ける
ようにしたものである。以下、このバルブプレート１０
０とバルブストッパプレート２００について説明する。

【００３３】バルブプレート１００は、図５に示すよう
に、所定の弾性力を有する、例えばバネ鋼等の弾性部材
によって一体に成形された吐出バルブ部１４０と、複数
のバイパスバルブ部１１０とを有するものである。吐出
バルブ部１４０は、上記第１の実施の形態と同様に、所
定の弾性力を有する、例えばバネ鋼等の弾性部材によっ
て形成されるもので、前記吐出孔３２の開口部（吐出
口）３２ａを開閉する円形部１４１と、該円形部１４１
から延出する方形部１４２とによって構成され、ネジ３
０２によってバルブストッパプレート２００と固定スク
ロール部材３０との間に挟持固定される周縁部１４３か
ら延出するものである。また、吐出バルブ部１４０に
は、前記方形部１４１及び周縁部１４３にかけて長穴１
４４が形成されるものである。この実施の形態において
は、この長穴１４４の周縁部側は螺子穴と共通となるよ
うに形成されるものである。

【００３４】具体的には、前記第１の実施の形態と同様
に、前記円形部１４１の径φａは、固定スクロール部材
３０に形成された吐出口３２ａの径ｒの１．８倍から
２．２倍とし、前記円形部１４１と前記方形部１４２の
境目部分の幅ｂは、前記円形部の直径φａの０．６〜
０．８５倍とするものである。さらに、前記方形部１４
２と周縁部１４３との境目部分（基部）の幅ｃは、前記
円形部１４１の幅φａと同一とするものである。さらに
また、前記基部からの長穴１４４の長さは、吐出バルブ
部１４０の重心位置Ｇまでとし、その幅ｅは前記基部の
幅ｃの０．６〜０．７倍とするものである。この割合に
よる形状により、冷媒の吐出作用に素早く対応できる適
度な弾性力を得ることができると共に、吐出バルブ自体
の貼り付き現象を防止することができるので、最適な吐
出バルブ能力を得ることができるものである。

【００３５】さらに、このバルブプレート１００に形成
された４つのバイパスバルブ部１１０は、バイパス孔９
０を開閉する円形部１１１と、該円形部１１１と前記周
縁部１４３との間に連設される方形部１１２とによって
構成される。さらに具体的にいえば、前記バイパスバル
ブ部１１０は、バイパス孔９０の径の２．４倍の径を有
する円形部１１１と、該円形部１１１の径の１／２の幅
を有する方形部１１２からなり、前記円形部１１１の中
心から前記方形部１１２の基部との間の距離は前記円形
部の径の２．１〜２．３倍とするものである。これによ
って、最適なバイパスバルブを得ることができるもので
ある。

【００３６】バルブストッパプレート２００は、図６に
示すように、前記吐出バルブ部１４０のリフト量を制限
する吐出バルブストッパ部２６０と、前記バイパスバル
ブ部１１０のリフト量を制限するバイパスバルブストッ
パ部２１０によって構成される。前記吐出バルブストッ
パ部２６０は、前記バルブプレート１００の周縁部１４
３と共にネジ３０２によって固定される周縁部２６１
と、この周縁部２６１から前記吐出バルブ部１４０のリ
フト量となる高さまで吐出バルブ部１４０のリフト傾斜
に沿って立ち上がる第１の脚部２６２と、該第１の脚部
２６２から前記吐出バルブ部１４０の先端の移動範囲に
沿って傾斜し、前記周縁部２６１に連接される第２の脚
部２６３とによって構成され、周縁部２６１に形成の複
数のネジ穴２２２を介してネジ３０２が前記固定スクロ
ール部材３０に形成のネジ穴９に螺合することによって
前記固定スクロール部材３０に固定されるものである。
また、前記バイパスバルブストッパ部２１０は、前記バ
イパスバルブ部１１０のリフトに要求される高さまで、
前記バイパスバルブ部１１０のリフト時の傾斜に沿って
形成されるものである。

【００３７】さらに、バルブストッパプレート２００に
は、所定の位置から固定スクロール部材側に吐出する位
置整合突起２２１が形成される。この位置整合突起２２
１は、バルブプレート１００に形成の位置整合穴１２１
を貫通し、さらに固定スクロール部材３０に形成の位置
整合孔９１に挿通する。これによって、バルブストッパ
プレート２００及びバルブプレート１００と、固定スク
ロール部材３０との位置の整合を容易に行うことができ
るため、バルブストッパプレート２００及びバルブプレ
ート１００の装着作業性を向上させることができるもの
である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、吐出バルブを円形部と方形部からなる前方後円型と
すると共に方形部に所定の範囲にわたって長穴を形成し
たことによって、吐出バルブの弾性力を最適な強さに設
定できると共に、吐出バルブの貼り付きを防止できるた
めに、応答性の良い吐出バルブを得ることができるもの
である。また、吐出バルブストッパをブリッジ形状とし
たことから、吐出バルブストッパの強度を得ることがで
きるので、吐出バルブストッパを形成容易で安価なＳＰ
ＣＣ標準材で形成できるので、コストダウンを達成でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係るスクロール型コン
プレッサの断面図である。

【図２】本願発明の第１の実施の形態に係る吐出バルブ
と吐出バルブストッパの構成を示した分解斜視図であ
る。

【図３】本願発明の第１の実施の形態に係る吐出バルブ
の平面図である。

【図４】本願発明の第２の実施の形態に係るバルブプレ
ート及びバルブストッパプレートを示した斜視図であ
る。

【図５】本願発明の第２の実施の形態に係るバルブプレ
ートの平面図である。

【図６】本願発明の第２の実施の形態に係るバルブスト
ッパプレートの平面図である。

【符号の説明】 １ スクロール型コンプレッサ ２ 密閉容器 ３ 駆動部 ４ 圧縮部 ２０ 揺動スクロール部材 ３０ 固定スクロール部材 ４０ 吐出バルブ ６０ 吐出バルブストッパ １００ バルブプレート １１０ バイパスバルブ部 １４０ 吐出バルブ部 ２００ バルブストッパプレート ２１０ バイパスバルブストッパ部 ２６０ 吐出バルブストッパ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉ケース内に配され、駆動力を伝達す
   る駆動軸の回転に伴って旋回運動する旋回スクロール部
   材と、該旋回スクロール部材と噛合して圧縮室を画成す
   る固定スクロール部材とを少なくとも具備すると共に、
   前記固定スクロール部材の中央を貫通して前記圧縮室の
   最終段に連通する吐出孔を有するスクロール型コンプレ
   ッサにおいて、 前記吐出孔を開閉する吐出バルブは、前記吐出孔を開閉
   する円形部と、該円形部から所定の長さで延出すると共
   に所定の弾性力を有する方形部と、該方形部の一端で前
   記固定スクロール部材に固定される固定部とによって構
   成されると共に、前記方形部には所定の範囲にわたって
   長穴が形成されることを特徴とするスクロール型コンプ
   レッサのバルブ構造。
2. 【請求項２】 前記吐出バルブのリフト量を制限するリ
   フト制限部を有すると共に、該リフト制限部の両端が前
   記固定スクロール部材に固定される吐出バルブストッパ
   を具備することを特徴とする請求項１記載のスクロール
   型コンプレッサのバルブ構造。
3. 【請求項３】 前記固定スクロール部材は前記圧縮室の
   所定の位置と連通するバイパス孔を有すると共に該バイ
   パス孔を開閉するバイパスバルブが設けられ、該バイパ
   スバルブと前記吐出バルブは、バルブプレートに一体に
   成形されること特徴とする請求項１又は２記載のスクロ
   ール型コンプレッサのバルブ構造。
4. 【請求項４】 前記バイパスバルブのリフト量を制限す
   るリフト制限部を有するバイパスバルブストッパは、前
   記吐出バルブストッパと共にバルブストッパプレートに
   一体に成形されることを特徴とする請求項２又は３記載
   のスクロール型コンプレッサのバルブ構造。
5. 【請求項５】 前記バルブストッパプレートは、所定に
   位置から固定スクロール部材側に突出する位置整合突起
   を有し、該位置整合突起が前記バルブプレートに形成の
   位置整合穴及び前記固定スクロール部材に形成の位置整
   合孔に挿通して前記バルブストッパプレート、バルブプ
   レート及び固定スクロール部材との間の位置の整合を行
   うことを特徴とする請求項４記載のスクロール型コンプ
   レッサのバルブ構造。