(57)【要約】【課題】吐出孔形状の簡単な改良にて、吐出弁の弁板への貼り付きを抑制して弁の開き遅れを小さくできるとともに、吐出弁が開いたときの圧縮ガス流れの有効面積を大きくし圧力損失を低減でき、過圧縮量を低減して駆動のための消費動力を低減可能な圧縮機の構造を提供する。【解決手段】弁板の吐出孔に対し、吐出孔開閉用のリード弁からなる吐出弁が設けられている圧縮機において、吐出孔をＵ字形状に形成するとともに、該Ｕ字形状の吐出孔に囲まれた弁板部位を、該弁板部位の根元部の幅ｂと先端部の幅ａとの関係としてｂ＜ａを満足する舌片形状に形成したことを特徴とする圧縮機。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室が形成されたシリンダヘッドとシリンダボアが形成されたシリンダブロックとの間に、吐出室とシリンダボアとの間を連通可能な吐出孔が形成された弁板が介装され、該弁板の吐出孔に対し、吐出孔開閉用のリード弁からなる吐出弁が設けられているとともに、該吐出弁の先端部側に吐出孔が配置されている圧縮機において、前記吐出孔をＵ字形状に形成するとともに、該Ｕ字形状の吐出孔に囲まれた弁板部位を、該弁板部位の根元部の幅ｂと先端部の幅ａとの関係としてｂ＜ａを満足する舌片形状に形成したことを特徴とする圧縮機．
【請求項２】
前記リード弁からなる吐出弁の、前記吐出孔のＵ字形状のＵ字両腕間に対応する部位に、開口が形成されている、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記リード弁からなる吐出弁の先端部が、前記Ｕ字形状の吐出孔を覆うように該Ｕ字形状に沿って湾曲して延びる細長形状に形成されている、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
被圧縮流体中に潤滑油が混入されている、請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記Ｕ字形状の吐出孔が、Ｕ字に沿って延びる方向に、全長にわたって連続して延びている、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記Ｕ字形状の吐出孔が、Ｕ字に沿って延びる方向に、断続して延びている、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項７】
車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関し、とくに、吐出孔および吐出弁部の構造を改良した圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機、例えば車両用空調装置に使用される冷媒を圧縮するピストン往復動式多気筒圧縮機においては、例えば図８に示すように、吸入室１０１および吐出室１０２が形成されたシリンダヘッド１０３とシリンダボア１０４が形成されたシリンダブロック１０５との間に、吸入室１０２とシリンダボア１０４との間を連通可能な吸入孔１０６および吐出室１０２とシリンダボア１０４との間を連通可能な吐出孔１０７が形成された弁板１０８が介装され、該弁板１０８の吸入孔１０６に対し、吸入孔１０６開閉用のリード弁からなる吸入弁１０９が設けられるとともに、該弁板１０８の吐出孔１０７に対し、吐出孔１０７開閉用のリード弁からなる吐出弁１１０が設けられ、該吐出弁１１０の先端側に吐出孔１０７が配置されている構成とされることが多い。吐出孔１０７は通常図９に示すように円形に形成され、吐出弁１１０を構成するリード弁は、図１０に示すように、この円形吐出孔１０７を塞ぐことができるように吐出孔１０７よりも一回り大きい先端部形状に形成されている。ピストン１１１の圧縮動作により圧縮された冷媒の圧力により吐出弁１１０が開かれ、圧縮された冷媒が吐出室１０２内に吐出される。このとき、吐出弁１１０の開弁量は、リテーナ１１２によって規制される。
【０００３】
このような圧縮機においては、圧縮機内の各部の潤滑状態を良好に保つために、通常、被圧縮流体としての冷媒内に、潤滑油（例えば、冷凍機油）が混入されており、圧縮機内には潤滑油が存在している。吸入行程で冷媒ガスをシリンダボア１０４内に吸入するときには、潤滑油が吐出弁１１０と弁板１０８の間に付着することによって、吐出弁１１０と弁板１０８間のシール性が高まり、吸入効率が向上する。しかし、圧縮行程から吐出行程に移行する際は、この潤滑油の存在により吐出弁１１０が弁板１０８に貼り付きやすくなり、吐出弁１１０が開き遅れやすくなるため、シリンダボア１０４内圧力が、所定の吐出圧力より過剰に高くなり、圧縮機を駆動させるために余分な動力を必要とするおそれがあった。
【０００４】
また、吐出弁１１０が開いた後の吐出行程においては、上記のような従来構造では、吐出ガスが通過する有効流れ面積が比較的狭いので、吐出ガスが通過する際の圧力損失が過大になり、その分圧縮機を駆動させるために余分な動力を必要とするおそれがあった。
【０００５】
このような問題に対し、吐出弁に弾性力を与える弁ばねを設け、該弁ばねに吐出ガスが通過可能な孔を形成して、吐出ガスの流動損失を低減するようにした構造が特許文献１に開示されているが、吐出弁部分の構造が複雑になるとともに、流路の断面積の大幅な増大は望めないため、流路抵抗（圧力損失）の低減効果としては不十分なものであった。
【特許文献１】特開２００５−９０４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、とくに吐出孔形状の簡単な改良にて、吐出弁の弁板への貼り付きを効果的に抑制して弁の開き遅れを小さくできるとともに、吐出弁が開いたときの圧縮ガス流れの有効面積を大きくし圧力損失を低減でき、過圧縮量を低減して駆動のための消費動力を低減可能な圧縮機の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、吐出行程での過圧縮量を低減する方策として、吐出弁が開いたときの圧縮ガスが流れる有効面積を大きくすることと、吐出弁と弁板の貼り付き力を小さくして、弁の開き遅れを小さくすることがとくに有効であると考えられ、本発明が完成された。
【０００８】
すなわち、本発明に係る圧縮機は、吐出室が形成されたシリンダヘッドとシリンダボアが形成されたシリンダブロックとの間に、吐出室とシリンダボアとの間を連通可能な吐出孔が形成された弁板が介装され、該弁板の吐出孔に対し、吐出孔開閉用のリード弁からなる吐出弁が設けられているとともに、該吐出弁の先端部側に吐出孔が配置されている圧縮機において、前記吐出孔をＵ字形状に形成するとともに、該Ｕ字形状の吐出孔に囲まれた弁板部位を、該弁板部位の根元部の幅ｂと先端部の幅ａとの関係としてｂ＜ａを満足する舌片形状に形成したことを特徴とするものからなる。
【０００９】
この本発明に係る圧縮機の構造においては、吐出孔形状がＵ字形状とされているため、従来の円形形状に比べ、吐出弁が開いたときの吐出ガスが通る有効流れ面積を大きくとることができ、圧力損失が低減され、過圧縮量が低減されて、圧縮機駆動のための消費動力が低減される。また、Ｕ字形状の吐出孔に囲まれた弁板部位が、該弁板部位の根元部の幅ｂと先端部の幅ａとの間にｂ＜ａの関係を満足する舌片形状に形成されているので、幅の小さい根元部に対し、より幅の大きい先端部側が変形しやすい形状とされている。この変形方向は、吐出行程直前には、シリンダボア内の圧縮ガスの圧力によって吐出弁を押し上げる方向となるので、吐出弁と弁板の間の貼り付き力を阻害するように作用し、吐出弁の開き遅れが防止される。したがって、この吐出弁の開き遅れ防止によっても過圧縮量が低減され、圧縮機駆動のための消費動力が低減される。
【００１０】
上記本発明に係る圧縮機においては、上記リード弁からなる吐出弁の、上記吐出孔のＵ字形状のＵ字両腕間に対応する部位に、開口が形成されている構造を採用することができる。このように構成すれば、吐出弁中央部分からのガス流れが改善され、吐出弁が開いたときの吐出弁と弁板の間の有効流れ面積がより広くなり、過圧縮量がより低減する。
【００１１】
また、上記リード弁からなる吐出弁の先端部が、上記Ｕ字形状の吐出孔を覆うように該Ｕ字形状に沿って湾曲して延びる細長形状に形成されている構造を採用することもできる。このように構成すれば、細長形状の吐出弁の先端部に沿って、Ｕ字形状の吐出孔からのガス通路が形成され、上記同様に、吐出弁が開いたときの吐出弁と弁板の間の有効流れ面積がより広くなり、過圧縮量がより低減する。
【００１２】
また、前述の如く、被圧縮流体中には潤滑油が混入されていることが多いが、上記の如く吐出行程直前に特定の舌片形状の弁板部位により、潤滑油の存在による吐出弁と弁板の間の貼り付きを抑制できるので、本発明はこのような条件下でとくに有効である。
【００１３】
また、上記Ｕ字形状の吐出孔は、有効流れ面積拡大の面からは、Ｕ字に沿って延びる方向に、全長にわたって連続して延びていることが好ましい。しかし、上記Ｕ字形状の吐出孔が、Ｕ字に沿って延びる方向に、断続して延びている形態も採用可能である。例えば、Ｕ字形状のＵ字の腕長をより長くとりたいが、それによって剛性低下が懸念される場合等においては、Ｕ字腕部の途中に断続部を存在させて、剛性低下を防止しつつ、実質的なＵ字腕長を長く設定することが可能になる。長いＵ字腕長により、有効流れ面積をより大きくすることが可能になる。
【００１４】
本発明に係る圧縮機の構造は、基本的にはあらゆるピストン式圧縮機に適用可能であるが、とくに本発明は、車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機等に有効である。とくに圧縮機の駆動力を車両のエンジンからとる場合、上記の如く圧縮機の消費動力の低減が可能になるため、エンジンへの負荷が低減される。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明に係る圧縮機によれば、吐出孔形状をＵ字形状とすることで、吐出弁が開いたときの吐出弁と弁板の間の有効流れ面積が広くなり、過圧縮量を低減できる。また、Ｕ字形状の吐出孔に囲まれる弁板の一部の形状を特定の舌片形状にすることによって、吐出行程直前の圧縮ガスの圧力によって（圧力がたとえ低くても）、この舌片形状の弁板部位を吐出弁を押し上げる方向に微小変形させ、吐出弁を押し上げて吐出弁と弁板の間の貼り付き力を阻害するように作用させ、弁の開き遅れを防止することができ、過圧縮量を低減できる。過圧縮量の低減により、圧縮機駆動に要する消費動力を低減することができる。
【００１６】
また、吐出弁に、Ｕ字形状の吐出孔のＵ字両腕部間に対応する部位に開口を設ければ、有効流れ面積がより広くして、過圧縮量をより低減することが可能になる。さらに、吐出弁の先端部を、Ｕ字形状の吐出孔を覆うように湾曲した細長形状とすることで、同様に過圧縮量をより低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１〜図５は、本発明の第１実施態様に係る圧縮機の吐出孔および吐出弁部の構造を示している。図１において、吸入室１および吐出室２が形成されたシリンダヘッド３とシリンダボア４が形成されたシリンダブロック５との間に、吸入室１とシリンダボア４との間を連通可能な吸入孔６および吐出室２とシリンダボア４との間を連通可能な吐出孔７が形成された弁板８が介装されている。弁板８の吸入孔６に対しては、吸入孔開閉用のリード弁からなる吸入弁９が設けられている。吐出孔７に対しては、吐出孔開閉用のリード弁からなる吐出弁１０が設けられ、該リード弁１０の先端側に吐出孔７が配置されている。この吐出弁１０に対しては、吐出弁１０開時に吐出弁１０のストッパとなり吐出弁１０のリフト量を制限するリテーナ１１が設けられている。シリンダボア４内には往復動自在にピストン１２が挿入されており、該往復動に伴って、吸入室１からシリンダボア４内への被圧縮流体（例えば、冷媒ガス）の吸入、圧縮された流体のシリンダボア４内から吐出室２内への吐出が行われる。
【００１８】
吐出孔７は、弁板８に、図２に示すようにＵ字形状に形成されている。そして、図３に示すように、Ｕ字形状に形成された吐出孔７に囲まれた弁板部位２１は、該弁板部位２１の根元部の幅ｂと先端部の幅ａとの関係としてｂ＜ａを満足する舌片形状に形成されている。この特定の舌片形状を有する弁板部位２１を形成するように、吐出孔７が図２に示すように所定数（シリンダボア４に対応する数）弁板８に形成されている。また、図４に示すように、各吐出孔７を覆うように配置されるリード弁からなる吐出弁１０は、各リード弁部が放射状に延びる一体型の吐出弁部材２２に形成されている。リード弁からなる各吐出弁１０には、吐出孔７のＵ字形状のＵ字両腕間に対応する部位に、開口２３が形成されている。この開口２３の形状、サイズは、吐出弁１０が吐出孔７を閉じている際にはその閉弁状態が保たれるように、かつ、吐出弁１０が吐出孔７を開いた際には、吐出弁１０の中央部分にシリンダボア４内から吐出室２内へのガス吐出通路が開口２３を通しても形成されるように、設定されている。図５は、このように構成された弁板８の吐出孔７と吐出弁１０との、組立状態における位置関係を示している。
【００１９】
上記のように構成された第１実施態様に係る圧縮機においては、吐出孔７の形状がＵ字形状であるので、従来の円形形状に比べ、吐出弁１０が開いたときの吐出ガスが通る有効流れ面積が大きくなる。その結果、吐出ガスが通過する際の圧力損失が低減され、過圧縮量が低減され、圧縮機駆動のための消費動力が低減される。また、とくに、Ｕ字形状の吐出孔７に囲まれた弁板部位２１が、根元部の幅ｂが先端部の幅ａよりも小さい特定の関係を満足する舌片形状に形成されているので、幅の小さい根元部に対し、より幅の大きい先端部側が変形しやすくなり、吐出行程直前に、シリンダボア４内の圧縮ガスの圧力によって吐出弁１０を押し上げる方向に微小変形可能となり、この変形は、吐出弁１０と弁板８の間の貼り付き力を阻害するように作用し、吐出弁１０の開き遅れが防止される。吐出弁１０の開き遅れ防止により、過圧縮量が低減され、圧縮機駆動のための消費動力が低減される。さらに、吐出弁１０の、吐出孔７のＵ字形状のＵ字両腕間に対応する部位に、開口２３が形成されているので、吐出弁１０の中央部分からのガス流れが改善され、吐出弁１０が開いたときの吐出弁１０と弁板８の間の有効流れ面積がより広くなり、過圧縮量がより低減される。
【００２０】
図６および図７は、本発明の第２実施態様に係る圧縮機の吐出孔および吐出弁部の構造を示している。本実施態様においては、弁板８および弁板８に形成されたＵ字形状の吐出孔７は、実質的に上記第１実施態様と同等の形状、構造に構成されている。各吐出孔７を覆うように配置されるリード弁からなる吐出弁３１は、第１実施態様同様、各リード弁部が放射状に延びる一体型の吐出弁部材３２に形成されているが、各吐出弁３１は、その先端部が、Ｕ字形状の吐出孔７を覆うように該Ｕ字形状に沿って鉤形に湾曲して延びる細長形状部３３に形成されている。この細長形状部３３に囲まれるように形成される空間部３４は、図６に示すように、吐出孔７のＵ字形状のＵ字両腕間に対応する部位に位置されている。なお、Ｕ字形状の吐出孔７に囲まれた弁板部位は、第１実施態様同様、根元部の幅ｂが先端部の幅ａよりも小さい特定の関係を満足する舌片形状に形成されている。
【００２１】
このように構成された第２実施態様に係る圧縮機においては、第１実施態様同様、吐出孔７の形状がＵ字形状であるので、従来の円形形状に比べ、吐出弁１０が開いたときの吐出ガスが通る有効流れ面積が大きくなる。その結果、吐出ガスが通過する際の圧力損失が低減され、過圧縮量が低減され、圧縮機駆動のための消費動力が低減される。また、Ｕ字形状の吐出孔７に囲まれた弁板部位が、第１実施態様同様、根元部の幅ｂが先端部の幅ａよりも小さい特定の関係を満足する舌片形状に形成されているので、幅の小さい根元部に対し、より幅の大きい先端部側が変形しやすくなり、吐出行程直前に、シリンダボア４内の圧縮ガスの圧力によって吐出弁３１を押し上げる方向に微小変形可能となる。とくに本実施態様では、吐出弁３１の先端部が、Ｕ字形状の吐出孔７のＵ字形状に沿って鉤形に湾曲して延びる細長形状部３３に形成されているので、上記舌片形状に形成された弁板部位が微小変形されると、その舌片形状に沿う形状の吐出弁３１の先端部が効率よく押し上げられ、吐出弁３１と弁板８の間の貼り付き力が効果的に弱められて、吐出弁３１の開き遅れが防止される。吐出弁３１の開き遅れ防止により、過圧縮量が低減され、圧縮機駆動のための消費動力が低減される。さらに、細長形状部３３に囲まれるように形成された空間部３４は、上記第１実施態様における開口２３と同様に、吐出弁３１が開いたときの吐出弁３１と弁板８の間の有効流れ面積をより広くするように働き、過圧縮量をより低減する効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係る圧縮機の構造は、あらゆるピストン式圧縮機に適用可能であり、とくに車両用空調装置の冷凍回路に設けられる圧縮機に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施態様に係る圧縮機の部分縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機の弁板の平面図である。
【図３】図２の弁板における吐出孔部の拡大平面図である。
【図４】図１の圧縮機の吐出弁の平面図である。
【図５】図１の圧縮機の弁板と吐出弁の位置関係を示す平面図である。
【図６】本発明の第１実施態様に係る圧縮機の弁板と吐出弁の平面図である。
【図７】図６の圧縮機の吐出弁の平面図である。
【図８】従来の圧縮機の部分縦断面図である。
【図９】図８の圧縮機の弁板の平面図である。
【図１０】図８の圧縮機の弁板と吐出弁の位置関係を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  吸入室
２  吐出室
３  シリンダヘッド
４  シリンダボア
５  シリンダブロック
６  吸入孔
７  吐出孔
８  弁板
９  吸入弁
１０  吐出弁
１１  リテーナ
１２  ピストン
２１  弁板部位
２２  吐出弁部材
２３  開口
３１  吐出弁
３２  吐出弁部材
３３  細長形状部
３４  空間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010053789.tif 000011
【図１０】
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