JPH1182302A - 往復式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸入弁の開く時期を大幅に早めて冷媒ガスの
吸入量を増加させ、体積効率を向上させる。 【解決手段】 吸入弁部２７ｄ，２８ｄを磁性材料で形
成し、ピストン１２が上死点に達したときに吸入弁部逃
がし孔３ｂ，５ｂに進入する磁石Ｍを、ピストン１２の
両端面１２ａに固着した。ピストン１２が上死点から下
死点へ移動するときに、吸入弁部２７ｄ，２８ｄがピス
トン１２の磁石Ｍに吸引され、圧縮室２１の圧力が吸入
室２３の圧力より低くなる前に吸入ポート２９ｄ，３０
ｄが開く。その結果、吸入弁部２７ｄ，２８ｄの開弁時
期が大幅に早くなり、冷媒ガスの吸入量が増加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば斜板式圧
縮機、揺動板式圧縮機、列型圧縮機（クランク式圧縮
機）等の往復式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の往復式圧縮機として、複数のシリ
ンダボアを有するシリンダブロックと、複数のシリンダ
ボア内にそれぞれ摺動可能に収容された複数のピストン
と、シリンダブロックに固定され、吐出室と吸入室とを
有するシリンダヘッドと、各シリンダボア内に形成され
る圧縮室の冷媒ガスを吐出室に吐出するための複数の吐
出ポートを有するバルブプレートと、各吐出ポートを開
閉する複数の吐出弁部を有する弁シートと、各吐出弁部
の開き量を抑制するストッパプレートとを備えた斜板式
圧縮機がある。

【０００３】前記バルブプレート、弁シート及びストッ
パプレートは、互いに重なりあった状態で、シリンダブ
ロックとシリンダヘッドとの間に配置される。バルブプ
レートがシリンダブロック側に、ストッパプレートがシ
リンダヘッド側に、弁シートがバルブプレートとストッ
パプレートの間に、それぞれ位置する。

【０００４】ストッパプレートには、吸入室の冷媒を圧
縮室に導くための複数の吸入ポートが形成されている。

【０００５】弁シートには、各吸入ポートを開閉する複
数の吸入弁部が形成されている。

【０００６】バルブプレートには、各吸入弁部を介して
吸入ポートに隣接し、吸入行程で各吸入弁部を逃がす複
数の吸入弁部逃がし孔が形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記斜板式圧縮機が起
動すると、ピストンがシリンダボア内を往復運動する。
吸入工程でピストンが上死点（圧縮行程の終り）から下
死点へ移動することにより、バルブプレートの吸入弁部
逃がし孔内に残留する冷媒ガスが再膨脹し始める。

【０００８】この再膨脹した冷媒ガスの圧力が吸入室の
圧力より低くなり、吸入弁部のばね定数によって決まる
抵抗（吸入弁部の変形を阻止する力）や吸入弁部がスト
ッパプレートの表面に張り付いている抵抗（張り付いて
いようとする力）に打ち勝つ差圧になったとき初めて吸
入弁部が開く。したがって体積効率が良くなかった。

【０００９】吸入弁部を開き易くするため、従来、吸入
ポートの周囲に溝（グルーブ）を設けたり、吸入ポート
の周囲の表面の表面粗さを粗くしたりするなどして、ス
トッパプレートの表面に張り付いている抵抗を小さくし
（吸入弁部をストッパプレートの表面から離れ易く
し）、吸入弁部が開くための圧縮室と吸入室との差圧を
下げていた。すなわち吸入弁部の開く時期を早めてい
た。

【００１０】しかし、吸入弁部は圧縮室の圧力が吸入室
の圧力よりも小さくならなければ開かないので、従来技
術に較べて吸入弁部の開く時期がわずかに早まるにすぎ
なかった。

【００１１】したがって、冷媒ガスの吸入量はほとんど
増加せず、体積効率は依然として良くなかった。

【００１２】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は吸入弁部の開く時期を大幅に早め
て冷媒ガスの吸入量を増加させ、体積効率を向上させる
ことである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の往復式圧縮機は、シリンダボア
を有するシリンダブロックと、前記シリンダボア内に摺
動可能に収容されたピストンと、前記シリンダボア内に
形成される圧縮室と、高圧室と低圧室とを有し、前記シ
リンダブロックに結合されたシリンダヘッドと、前記圧
縮室で圧縮された冷媒を前記高圧室に導くための吐出ポ
ートが形成されたバルブプレートと、前記吐出ポートを
開閉する吐出弁と、前記吐出弁の開き量を抑制するスト
ッパが形成されたストッパプレートとを備え、前記バル
ブプレート及び前記ストッパプレートが互いに重なりあ
って前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとの間
に配置され、前記ストッパプレートに、前記低圧室の冷
媒を前記圧縮室に導くための吸入ポートが形成され、前
記吸入ポートを開閉する吸入弁を介して前記吸入ポート
に隣接し、吸入行程で前記吸入弁を逃がす吸入弁逃がし
孔が、前記バルブプレートに形成された往復式圧縮機に
おいて、前記吸入弁が磁性材料で形成され、前記ピスト
ンの頂面に、前記ピストンが上死点に達したときに前記
吸入弁逃がし孔に進入する磁石が固着されていることを
特徴とする。

【００１４】前述のように吸入弁が磁性材料で形成さ
れ、ピストンが上死点に達したときに吸入弁逃がし孔に
進入する磁石がピストンの頂面に固着されているので、
ピストンが上死点から下死点へ移動するときに、吸入弁
がピストンの磁石に吸引され、圧縮室の圧力が吸入室の
圧力より低くなる前に吸入ポートが開く。その結果、吸
入弁の開弁時期が大幅に早くなり、冷媒ガスの吸入量が
増加する。

【００１５】請求項２記載の発明の往復式圧縮機は、請
求項１記載の発明の往復式圧縮機において、前記吸入弁
がリーフ弁であることを特徴とする。

【００１６】吸入弁がリーフ弁であるので、吸入弁がピ
ストンの磁石に吸引され易くなり、吸入弁の開弁時期が
より早くなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１８】図２はこの発明の一実施形態に係る斜板式
圧縮機の全体を示す縦断面図である。

【００１９】フロント側のシリンダブロック１とリヤ側
のシリンダブロック２とは軸方向に互いに対向接合され
ている。接合されたシリンダブロック１，２の一端には
バルブプレート３、弁シート２７及びストッパプレート
２９を介してフロントヘッド（シリンダヘッド）４が配
置され、他端にはバルブプレート５、弁シート２８及び
ストッパプレート３０を介してリヤヘッド（シリンダヘ
ッド）６が配置されている。

【００２０】フロントヘッド４にフロント側のシェル１
３が、リヤヘッド６にリヤ側のシェル１４がそれぞれ一
体に設けられ、フロント側シェル１３とリヤ側シェル１
４とがＯリング３８を介して軸方向に互いに嵌合してい
る。

【００２１】フロントヘッド４、シリンダブロック１，
２、シェル１３，１４、リヤヘッド６は通しボルト３９
で軸方向に結合されている。

【００２２】シリンダブロック１，２の中心部には駆動
軸７が配設され、この駆動軸７には斜板８が固定され、
駆動軸７及び斜板８はベアリング９，１０により回転可
能に支持されている。斜板８は駆動軸７に対して傾いて
いる。

【００２３】シリンダブロック１，２には複数のシリン
ダボア１１が設けられている。各シリンダボア１１は駆
動軸７に平行であって、駆動軸７を中心とする円周方向
に所定間隔おきに配置されている。各シリンダボア１１
内にはピストン１２が摺動可能に収容されている。ピス
トン１２の両端面（頂面）１２ａにはそれぞれ円シート
状の磁石Ｍが、円板状の突起１５を介して固着されてい
る。

【００２４】各シリンダボア１１内のピストン１２の両
側には圧縮室２１，２２が形成されている。ピストン１
２はほぼ半球体状のシュー１９，２０を介して斜板８に
連結され、ピストン１２は斜板８の回転に連れてシリン
ダボア１１内を往復運動する。

【００２５】図３はバルブプレートと弁シートとストッ
パプレートとを示す分解斜視図、図４はバルブプレート
と弁シートとストッパプレートとを重ねたときのストッ
パプレートの平面図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面
図、図１は磁石と吸入弁部との関係を示す拡大断面図で
ある。

【００２６】ほぼ円板状のバルブプレート３，５には、
圧縮室２１，２２の冷媒ガスを吐出室（高圧室）２４に
吐出させるための吐出ポート３ａ，５ａ、吸入行程で吸
入弁部（吸入弁）２７ｄ，２８ｄを圧縮室２１，２２側
へ逃がす吸入弁部逃がし孔（吸入弁逃がし孔）３ｂ，５
ｂ及び通しボルト３９を挿入するためのボルト通し孔３
ｃ，５ｃがそれぞれ形成されている。吸入弁部逃がし孔
３ｂ，５ｂは、図１に示すように、圧縮室２１，２２に
開口し、吸入弁部２７ｄ，２８ｄが開いたとき吸入ポー
ト２９ｄ，３０ｄと連通する。

【００２７】ほぼ円板状の弁シート２７，２８には、舌
片状の吐出弁部（吐出弁）２７ａ，２８ａ及び舌片状の
吸入弁部２７ｄ，２８ｄがそれぞれ切込み形成されてい
るとともに、ボルト通し孔２７ｃ，２８ｃが形成されて
いる。弁シート２７，２８は例えば板ばね材などの磁性
材料で形成されている。吐出弁部２７ａ，２８ａ及び吸
入弁部２７ｄ，２８ｄはそれぞれリーフ弁である。

【００２８】ほぼ円板状のストッパプレート２９，３０
には、吐出弁部２７ａ，２８ａに対応する溝状のストッ
パ２９ａ，３０ａ、吸入室２３の冷媒ガスを圧縮室２
１，２２に吸入させるための吸入ポート２９ｄ，３０ｄ
及びボルト通し孔２９ｃ，３０ｃがそれぞれ形成されて
いる。ストッパ２９ａ，３０ａの底面は閉弁状態の吐出
弁部２７ａ，２８ａに対して所定角度又は任意の曲率で
傾斜しており、吐出弁部２７ａ，２８ａの開き量又は変
形量を抑制する。また、ストッパプレート２９，３０に
は、ストッパ２９ａ，３０ａの長手方向に沿って吐出用
孔（吐出通路）２９ｂ，３０ｂが形成されている。吐出
用孔２９ｂ，３０ｂは、吐出室２４に開口し、吐出弁部
２７ａ，２８ａが開いたとき吐出ポート３ａ，５ａと連
通する。

【００２９】吐出ポート３ａ，５ａには吐出弁部２７
ａ，２８ａが対向配置され、吐出弁部２７ａ，２８ａが
開いたとき、バルブプレート３，５の吐出ポート３ａ，
５ａ及びストッパプレート２９，３０の吐出用孔２９
ｂ，３０ｂを介して、圧縮室２１，２２と吐出室２４と
が連通する。

【００３０】また、吸入ポート２９ｄ，３０ｄには吸入
弁部２７ｄ，２８ｄが対向配置され、吸入弁部２７ｄ，
２８ｄが開いたとき、ストッパプレート２９，３０の吸
入ポート２９ｄ，３０ｄ及びバルブプレート３，５の吸
入弁部逃がし孔３ｂ，５ｂを介して、圧縮室２１，２２
と吸入室（低圧室）２３とが連通する。

【００３１】次に、この第１の実施形態の斜板式圧縮機
の作動を説明する。

【００３２】駆動軸７が回転すると、斜板８も一体に回
転する。斜板８の回転によりピストン１２がシリンダボ
ア１１内を往復運動する。ピストン１２がバルブプレー
ト３に最も近づいた位置（図２の左側）にあるとき（ピ
ストン１２が圧縮室２１側で上死点に位置するとき）か
ら、斜板８が１／２回転すると、ピストン１２がバルブ
プレート５側（図２の右側）へ移動し、圧縮室２１側で
は吸入行程が終了し、圧縮室２２側では圧縮行程が終了
する。この状態から斜板８が更に１／２回転すると、逆
に圧縮室２２側で吸入行程が終了し、圧縮室２１側で圧
縮行程が終了する。

【００３３】次に、一方の圧縮室２１に着目して吸入行
程及び圧縮行程を図６に基づいて詳細に説明する。

【００３４】図６（ａ）は吸入行程の開始状態（ピスト
ンが上死点に位置する状態）を示す断面図、図６（ｂ）
は吸入弁部の開き始めを示す断面図、図６（ｃ）は吸入
行程の終了状態（ピストンが下死点に位置する状態）を
示す断面図である。

【００３５】ピストン１２が図６（ａ）に示す上死点か
ら図６（ｃ）に示す下死点へ移動するにともない、バル
ブプレート３の吸入弁部逃がし孔３ｂ内に残留する冷媒
ガスが圧縮室２１で再膨脹し始める。また、吸入弁部２
７ｄがピストン１２の磁石Ｍに吸引され、吸入ポート２
９ｄは開く（図６（ｂ）参照）。その結果、吸入ポート
２９ｄ及び吸入弁部逃がし孔３ｂを介して圧縮室２１と
吸入室２３とが連通し、吸入室２３から圧縮室２１へ低
圧の冷媒ガスが流入する。

【００３６】ピストンが上死点から下死点へ移動すると
きに、吸入弁部２７ｄがピストン１２の磁石Ｍに吸引さ
れるので、圧縮室２１の圧力が吸入室２３の圧力より低
くなる前に吸入ポート２９ｄは開く。すなわち、吸入弁
部２７ｄのばね定数によって決まる抵抗や吸入弁部２７
ｄがストッパプレート２９の表面に張り付いている抵
抗、更には吸入室２３より高い圧縮室２１の圧力に抗し
て、吸入弁部２７ｄがピストン１２の磁石Ｍに吸引され
る。

【００３７】ピストン１２が上死点から下死点（吸入行
程の終り）へ到達したとき（図６（ｃ）参照）、吸入室
２３から圧縮室２１への冷媒ガスの吸入が終る。その
後、ピストン１２が下死点から上死点へ移動するとき、
圧縮室２１の容積が小さくなって冷媒ガスが圧縮される
ので、圧縮室２１の圧力は吸入室２３の圧力よりもはる
かに高くなり、そのため吸入弁部２７ｄはストッパプレ
ート２９に押し付けられ、吸入ポート２９ｄが閉じてい
る。

【００３８】この実施形態によれば、吸入弁部２７ｄ，
２８ｄの開弁時期が従来例よりも大幅に早まるので、冷
媒ガスの吸入量が増加し、体積効率が向上する。

【００３９】また、吸入弁部２７ｄ，２８ｄがリーフ弁
であるので、吸入弁部２７ｄ，２８ｄがピストン１２の
磁石Ｍに吸引され易くなり、吸入弁部２７ｄ，２８ｄの
開弁時期がより早くなる。

【００４０】なお、この実施形態ではシート状の磁石Ｍ
をピストン１２の端面１２ａに円板状の突起１５を介し
て接着した場合について述べたが、円板状の磁石Ｍをピ
ストン１２の端面１２ａに直接固着するようにしてもよ
い。

【００４１】また、この実施形態では往復式圧縮機とし
て斜板式圧縮機を用いた場合について述べたが、この発
明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、揺動板
式圧縮機、列型圧縮機（クランク式圧縮機）等の各種の
往復式圧縮機に適用することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
の往復式圧縮機によれば、ピストンが上死点から下死点
へ移動するときに、吸入弁がピストンの磁石に吸引さ
れ、圧縮室の圧力が吸入室の圧力より低くなる前に吸入
ポートが開く（吸入弁の開弁時期が大幅に早まる）の
で、冷媒ガスの吸入量が増加し、体積効率が向上する。

【００４３】請求項２記載の発明の往復式圧縮機によれ
ば、吸入弁がリーフ弁であるので、吸入弁がピストンの
磁石に吸引され易くなり、吸入弁の開弁時期がより早く
なり、体積効率が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は磁石と吸入弁部との関係を示す拡大断面
図である。

【図２】図２はこの発明の一実施形態に係る斜板式圧縮
機の全体を示す縦断面図である。

【図３】図３はバルブプレートと弁シートとストッパプ
レートとを示す分解斜視図である。

【図４】図４はバルブプレートと弁シートとストッパプ
レートとを重ねたときのストッパプレートの平面図であ
る。

【図５】図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図６（ａ）は吸入行程の開始状態（ピストンが
上死点に位置する状態）を示す断面図、図６（ｂ）は吸
入弁部の開き始めを示す断面図、図６（ｃ）は吸入行程
の終了状態（ピストンが下死点に位置する状態）を示す
断面図である。

【符号の説明】

１，２ シリンダブロック ３，５ バルブプレート ３ａ，５ａ 吐出ポート ３ｂ，５ｂ 吸入弁部逃がし孔 ４ フロントヘッド ６ リヤヘッド １１ シリンダボア １２ ピストン １２ａ ピストンの端面 ２１ 圧縮室 ２４ 吐出室 ２３ 吸入室 ２７，２８ 弁シート ２７ａ，２８ａ 吐出弁部 ２７ｄ，２８ｄ 吸入弁部 ２９，３０ ストッパプレート ２９ａ，３０ａ ストッパ ２９ｂ，３０ｂ 吐出用孔 ２９ｄ，３０ｄ 吸入ポート Ｍ 磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 壱 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアを有するシリンダブロック
   と、 前記シリンダボア内に摺動可能に収容されたピストン
   と、 前記シリンダボア内に形成される圧縮室と、 高圧室と低圧室とを有し、前記シリンダブロックに結合
   されたシリンダヘッドと、 前記圧縮室で圧縮された冷媒を前記高圧室に導くための
   吐出ポートが形成されたバルブプレートと、 前記吐出ポートを開閉する吐出弁と、 前記吐出弁の開き量を抑制するストッパが形成されたス
   トッパプレートとを備え、 前記バルブプレート及び前記ストッパプレートが互いに
   重なりあって前記シリンダブロックと前記シリンダヘッ
   ドとの間に配置され、 前記ストッパプレートに、前記低圧室の冷媒を前記圧縮
   室に導くための吸入ポートが形成され、 前記吸入ポートを開閉する吸入弁を介して前記吸入ポー
   トに隣接し、吸入行程で前記吸入弁を逃がす吸入弁逃が
   し孔が、前記バルブプレートに形成された往復式圧縮機
   において、 前記吸入弁が磁性材料で形成され、 前記ピストンの頂面に、前記ピストンが上死点に達した
   ときに前記吸入弁逃がし孔に進入する磁石が固着されて
   いることを特徴とする往復式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記吸入弁がリーフ弁であることを特徴
   とする請求項１記載の往復式圧縮機。