(57)【要約】【課題】ロータの回転速度に応じて適切な流量の冷媒ガスを吸入することが可能な逆止弁及びその逆止弁を備えた気体圧縮機を提供すること。【解決手段】本発明に係る逆止弁４１は、外部に連通するストッパ４２と、ストッパ４２に圧接することにより冷媒ガスＲの吸入室２への吸入及び逆流を防止し、ストッパ４２から離反することによって冷媒ガスＲの吸入室２への流入を許容する弁本体４３とを有している。ストッパ４２の内部には、ストッパ４２の中部から外部側端部にかけて口径が拡大されて傾斜面４８が形成された拡径空間４９が設けられ、拡径空間４９には、ロータ２４の回転速度に応じて傾斜面４８を摺接動して拡径空間４９における冷媒ガスＲの流入孔内径Ｌ１、Ｌ２を変更することが可能な径可変部材５０が設けられている。【選択図】  図３ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室へ冷媒ガスを送出する吸入室に連通し、ロータの回転に伴って外部から冷媒ガスが吸入される吸入ポートに設置される逆止弁であって、
該逆止弁は、前記外部に連通するストッパと、該ストッパに圧接することにより前記冷媒ガスの吸入室への吸入及び逆流を防止し、前記ストッパから離反することによって前記冷媒ガスの前記吸入室への流入を許容する弁本体とを有し、
前記ストッパの内部には、該ストッパの中部から前記外部側端部にかけて口径が拡大されて傾斜面が形成された拡径空間が設けられ、
該拡径空間には、前記ロータの回転速度に応じて前記傾斜面を摺動して前記拡径空間における前記冷媒ガスの流入孔内径を変更することが可能な径可変部材が設けられること
を特徴とする逆止弁。
【請求項２】
前記径可変部材は、還状部材が複数に分割された還片部材と、該還片部材の中心部に周方向に向かって延設された孔部に挿入される棒状弾性バネとを有し、
前記孔部に前記棒状弾性バネが挿入されて前記複数の還片部材によって還形状を形成する前記径可変部材が、前記棒状弾性バネの弾性力により径方向に広がろうとする拡径力と、前記ロータの回転に伴って吸入される前記冷媒ガスにより前記還片部材の上面に加えられる吸入圧力との強弱関係に応じて前記流入孔内径が拡狭すること
を特徴とする請求項１に記載の逆止弁。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の逆止弁を備えたことを特徴とする気体圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮室へ冷媒ガスを送出する吸入室に連通し、ロータの回転に伴って外部から冷媒ガスが吸入される吸入ポートに設置される逆止弁及びその逆止弁を備えた気体圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅用又は車両用の空調システムには、冷媒ガス（例えば代替フロンガス等）を圧縮することにより、空調システム内に設置される空調機器（凝縮器、蒸発器等）への冷媒ガスの循環を実現する気体圧縮機が設けられている。
【０００３】
気体圧縮機は、往復動式や回転式等の様々な駆動方式が実現されているが、どのような駆動方式であってもその駆動過程において、圧縮室内に導入された冷媒ガスを圧縮室の容積変動（容積減少）によって圧縮する構造となっている。
【０００４】
気体圧縮機の圧縮室の端部であって冷媒ガスの上流（吸入）側には、図６に示すように、圧縮室１に連通する冷媒ガスＲの吸入室２と、空調システム内を循環した冷媒ガスＲが供給される吸入ポート３が形成されている。吸入室２と吸入ポート３とは連通されており、吸入ポート３には、供給された冷媒ガスＲの吸入室２への流入を許容するとともに、吸入室２から吸入ポート３への冷媒ガスＲの逆流を阻止するための逆止弁４が設けられている。
【０００５】
逆止弁４は、図７に示すように円筒形状を呈するストッパ６と、ストッパ６の下端部に圧接する弁本体７と、弁本体７を上方に付勢するスプリング８と、弁本体７とスプリング８とを収納するケース９とを備えている。
【０００６】
ストッパ６の外周下部には、段付き部６ａが形成されており、段付き部６ａは、ケース９の上部開口９ａの周縁部９ｂに当接している。ケース９の上部開口９ａは、ストッパ６の下端部６ｂを内部に嵌入することが可能な円径を備えている。また、ケース９の外周面には、吸入ポート３と吸入室２とを連通させるための複数の開口１０が形成されており、底面には、冷媒ガスＲをケース９の底部から排出するためのガス抜孔９ｃが形成されている。
【０００７】
弁本体７は、外径がケース９の内径とほぼ同径を成しており、底部にはスプリング８の上部が収納される凹部７ｂが形成されている。
【０００８】
上記部品（６〜９）を有する逆止弁４が組み立てられると、弁本体７とスプリング８とが収納された状態で、ケース９の上部開口９ａにストッパ６の下端部６ｂが嵌入され、スプリング８の付勢力により上方に押し上げられる弁本体７が、ストッパ６の下端部６ｂに圧接した状態となる。
【０００９】
吸入ポート３に設置された逆止弁４において、吸入室２の内部圧力が冷媒ガスＲの供給圧よりも高いときや、冷媒ガスＲの供給圧が吸入室２との内部圧力よりも高いが、その圧力差がスプリング８の付勢力よりも小さいときには、図８（ａ）に示すように、弁本体７がスプリング８の付勢力によりストッパ６に突き当てられることによって、吸入室２と吸入ポート３との連通が閉塞され、吸入室２から吸入ポート３への冷媒ガスＲの逆流が防止される。
【００１０】
一方、冷媒ガスＲの供給圧が吸入室２との内部圧力よりも高く、さらにその圧力差がスプリング８の付勢力よりも大きい場合には、図８（ｂ）に示すように、弁本体７がスプリング８の付勢力に対抗して下方に押し下げられ、弁本体７の上面７ｃがケース９の開口１０の上端部１０ａよりも下方まで変位することによって、吸入ポート３と吸入室２とが連通し、吸入ポート３に供給された冷媒ガスＲが吸入室２に流入する。
【特許文献１】特開２００２−２５７０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ストッパ６は、図７に示すように、一定の口径を備える筒状体により構成されているため、吸入ポート３を経て気体圧縮機本体に吸入される冷却ガスＲの流量は、ロータの回転速度に比例して増大する。このため、ロータを高速に回転させた場合、本来必要とされる冷媒ガスＲの吸入量以上の冷媒ガスＲが気体圧縮機に吸入されてしまい、エネルギー効率の観点から無駄なエネルギー消費をもたらすおそれがあった。一方、無駄なエネルギー消費を低減させるために、ストッパ６の口径を小さくすると、ロータを低速で回転させた場合に冷媒ガスＲを気体圧縮機へ十分に吸入させることが困難となり、気体圧縮機による冷却能力が低下してしまうおそれがあった。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ロータの回転速度に応じて適切な流量の冷媒ガスを吸入することが可能な逆止弁及びその逆止弁を備えた気体圧縮機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明に係る逆止弁は、圧縮室へ冷媒ガスを送出する吸入室に連通し、ロータの回転に伴って外部から冷媒ガスが吸入される吸入ポートに設置される逆止弁であって、該逆止弁が、前記外部に連通するストッパと、該ストッパに圧接することにより前記冷媒ガスの吸入室への吸入及び逆流を防止し、前記ストッパから離反することによって前記冷媒ガスの前記吸入室への流入を許容する弁本体とを有し、前記ストッパの内部には、該ストッパの中部から前記外部側端部にかけて口径が拡大されて傾斜面が形成された拡径空間が設けられ、該拡径空間には、前記ロータの回転速度に応じて前記傾斜面を摺動して前記拡径空間における前記冷媒ガスの流入孔内径を変更することが可能な径可変部材が設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、前記径可変部材は、還状部材が複数に分割された還片部材と、該還片部材の中心部に周方向に向かって延設された孔部に挿入される棒状弾性バネとを有し、前記孔部に前記棒状弾性バネが挿入されて前記複数の還片部材によって還形状を形成する前記径可変部材が、前記棒状弾性バネの弾性力により径方向に広がろうとする拡径力と、前記ロータの回転に伴って吸入される前記冷媒ガスにより前記還片部材の上面に加えられる吸入圧力との強弱関係に応じて前記流入孔内径が拡狭することを特徴とする。
【００１５】
さらに、上述した逆止弁を備えた気体圧縮装置も本発明に該当する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る逆止弁及び該逆止弁を備えた気体圧縮装置によれば、ロータの回転速度が低速である場合には、径可変部材の内径を大きくしてロータの回転速度に応じて吸入される冷媒ガスの吸入量の増減率を高くすることができ、ロータの回転速度が中速になった場合には、回転速度に応じて径可変部材の内径を増減させることによって、ロータの回転に最適な冷媒ガスの吸入量を維持することができ、さらに、ロータの回転速度が高速になった場合には、径可変部材の内径を小さくして冷媒ガスの吸入量の増減率を低くすることができるので、ロータの回転速度に応じて必要とされる冷媒ガスの吸入量を調整することができ、無駄なエネルギー消費を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る逆止弁を備えた気体圧縮装置について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る逆止弁を備えた気体圧縮機であって、車両用の空調システムに用いられるロータリコンプレッサ２０を示した側方断面図である。
【００１９】
このロータリコンプレッサ２０は、図１に示すように、フロントサイドブロック２１、リヤサイドブロック２２、シリンダ２３、ロータ２４及びロータ２４に備えられたベーン２５を有しており、シリンダ２３、ロータ２４、ベーン２５に囲まれて形成された複数の圧縮室１の各容積が、ロータ２４の回転にしたがって縮小されることによって、圧縮室１内の冷媒ガスＲが圧縮される構造となっている。
【００２０】
フロントサイドブロック２１には、吸入室２に導入された冷媒ガスＲを吸入行程において圧縮室１へ導入する吸入口（図示せず）が形成されている。また、シリンダ２３には、冷媒ガスＲの吐出行程において圧縮された冷媒ガスＲが圧縮室１から排出される吐出孔（図示せず）が形成され、この吐出孔には吐出弁（図示せず）が設けられている。
【００２１】
リヤサイドブロック２２には、シリンダ２３の吐出弁から吐出された冷媒ガスＲの流路となる吐出口が形成され、さらにこのリヤサイドブロック２２の外側には、吐出口から吐出された冷媒ガスＲの混入冷凍機油Ｌを冷媒ガスＲから分離するための分離機金網２７を備えたサイクロンブロック２８が取り付けられている。
【００２２】
フロントサイドブロック２１、リヤサイドブロック２２、シリンダ２３、ロータ２４、シャフト２９は圧縮機本体３０を構成し、この圧縮機本体３０とサイクロンブロック２８は、フロントヘッド３１及びケース３２によって覆われている。
【００２３】
ロータ２４には、図示しない電動機から、動力伝達ベルト３４、動力伝達機構３５、及びフロントサイドブロック２１とリヤサイドブロック２２とに軸支されたシャフト２９を介して回転力が与えられる。動力伝達機構３５は、動力伝達ベルト３４が巻き掛けられ、ラジアルベアリングを介してフロントヘッド３１に支持されたプーリ３６、及びシャフト２９とプーリ３６とを連結する連結板３７を備えている。
【００２４】
一方、フロントヘッド３１とフロントサイドブロック２１との間には、フロントサイドブロック２１の吸入口に通じ、圧縮室１に対して冷媒ガスＲの上流側となる吸入室２が形成されている。フロントヘッド３１には、このコンプレッサ２０の外部すなわち空調システムのエバポレータから冷媒ガスＲが供給される吸入ポート３Ａが形成され、ケース３２にはコンプレッサ２０の外部すなわち空調システムのコンデンサに、圧縮されて高温・高圧となった冷媒ガスＲを吐出する吐出ポート４０が形成されている。
【００２５】
吸入ポート３Ａには、逆止弁４１が配設されており、吸入ポート３Ａは逆止弁４１を介して吸入室２と連通する構造となっている。
【００２６】
逆止弁４１は、図２に示すように、上部開口の口径Ｒ１が中部の口径Ｒ２に比べて幅広に形成されるストッパ４２と、ストッパ４２の下端部に圧接する弁本体４３と、弁本体４３を上方に付勢するスプリング４４と、弁本体４３とスプリング４４とを収納するケース４５とを備えている。
【００２７】
ストッパ４２の内周上部は、中部から上部に沿って口径が拡大されて傾斜面４８が形成される拡径空間４９を備えており、この拡径空間４９には、後述する口径可変部材５０が設けられている。ストッパ４２の外周下部には、段付き部４２ａが形成されており、段付き部４２ａは、ケース４５上部開口４５ａの周縁部４５ｂに当接する。
【００２８】
ケース４５の上部開口４５ａはストッパ４２の下端部４２ａを内部に嵌入することが可能な内径を備えている。また、ケース４５の外周面には、吸入ポート３Ａと吸入室２とを連通させるための複数の開口４６が形成されており、底面には、冷媒ガスＲをケース４５の底部から排出するためのガス抜孔４５ｃが形成されている。
【００２９】
弁本体４３は、外径がケース４５の内径とほぼ同径を成しており、底部には、スプリング４４の上部が収納される凹部４３ｂが形成されている。各部品からなる逆止弁４１を組み立てると、逆止弁４１は、弁本体４３とスプリング４４とが収納された状態で、ケース４５の上部開口４５ａにストッパ４２の下端部４２ａが嵌入され、スプリング４４の付勢力によって上方に押し上げられる弁本体４３が、ストッパ４２の下端部４２ｂに圧接した状態となる。
【００３０】
径可変部材５０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、円環状部材が４分割された還片部材５１によって構成されており、還片部材５１は、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、互いに平行な水平面を形成する上面５２ａ及び下面５２ｂと、上面５２ａ及び下面５２ｂに直行する内面５２ｃと、ストッパ４２の傾斜面４８を摺動する外面２５ｄとを有している。還片部材５１の両端面５３ａ、５３ｂには、還片部材５１の略中心部を周方向に延設された孔部５４が形成されており、孔部５４には、弾性棒状バネ５５が挿入される。弾性棒状バネ５５が、隣接する還片部材５１の孔部５４に挿入されて４つの還片部材５１で円環形状が形成されると、還片部材５１は弾性棒状バネ５５の弾性力によって、円還形状の径方向へ広がろうとする（拡径力が生じる）ため、径可変部材５０の内径が拡大する。
【００３１】
径可変部材５０が、図３（ｂ）に示すようにストッパ４２の拡径空間４９に設置された場合であって、ロータ２４の回転が停止して冷媒ガスＲの吸入が行われない場合又はロータ２４の回転速度が低速であって冷媒ガスＲの吸入流速が遅い場合には、弾性棒状バネ５５の弾性力によって各還片部材５１の内径（冷媒ガスの流入孔内径）が径方向に広がって外面５２ｄが傾斜面４８に摺動し、各還片部材５１が、拡径空間４９を上昇してストッパ４２の上端部に形成される規制枠５６に還片部材５１の上面５２ａ外周縁部を当接させてストッパ４２の上部に停止する。この場合、図３（ａ）に示すように、各還片部材５１が径方向に広がって径可変部材５０の内径（流入孔内径）が大きくなる（内径Ｌ１）ので、ストッパ４２を通過する冷媒ガスＲの吸入量を多くすることが可能となる。
【００３２】
一方で、ロータ２４の回転速度が高速であって冷媒ガスＲの吸入流速が早い場合には、還片部材５１の上面５２ａに冷媒ガスＲが当たって、還片部材５１を下方へ押し下げようとする。冷媒ガスＲが還片部材５１を押し下げようとする圧力（吸入圧力）が、弾性棒状バネ５５の弾性力が各還片部材５１を上昇させようとする力よりも強い場合には、図３（ｄ）に示すように、ストッパ４２の上部に停止していた還片部材５１がストッパ４２の中部へと押し下げられる。この場合、図３（ｂ）に示すように、各還片部材５１が互いに近づき間隔を狭めようとするため、径可変部材５０の内径が狭まり（内径Ｌ２）、ストッパ４２を通過する冷媒ガスＲの吸入量が制限される。
【００３３】
図４はロータ２４の回転速度と冷媒ガスＲの吸入量との関係を示したグラフであり、ロータ２４の回転速度Ａは、径可変部材５０がストッパ４２内を下降し始めるときの回転速度を示し、回転速度Ｂは、径可変部材５０がストッパ４２の最下部へ下降して停止する回転速度を示している。
【００３４】
ロータ２４の回転速度が０〜Ａである場合（回転速度が低速度である場合）には、径可変部材５０がストッパ４２の上部に位置して内径Ｌ１を維持するため、ロータ２４の回転速度に対応する冷媒ガスＲの吸入量の増加率を従来のストッパ６を通る冷媒ガスＲの吸入量の増減率と同程度にすることができる。
【００３５】
ロータ２４の回転速度がＡ〜Ｂの間である場合（回転速度が中速度である場合）には、径可変部材５０が回転速度に比例して下降するので、径可変部材５０の内径（流入孔内径）がロータの回転速度に応じて連続的に増減し、回転速度に応じて適切に冷媒ガスの吸入量増減率を変化させることができる。
【００３６】
さらに、ロータ２４の回転速度がＢ以上になった場合には、径可変部材５０の内径（流入孔内径）が内径Ｌ２に固定されるので、ロータ２４の回転速度に対応する冷媒ガスＲの吸入量の増減率を内径Ｌ１の場合に比べて制限することが可能となる。
【００３７】
このように、本発明に係る吸入ポート３Ａを備えた気体圧縮装置２０を用いることによって、ロータ２４の回転速度が低速である場合には、径可変部材５０の内径を大きくして冷媒ガスＲの流入量の増減率を高くすることができる。また、ロータ２４の回転速度が中速になった場合には、回転速度に応じて径可変部材５０の内径を増減させることによって、ロータ２４の回転に最適な冷媒ガスの流入量を維持することができる。さらに、ロータ２４の回転速度が高速になった場合には、径可変部材５０の内径を小さくして冷媒ガスＲの吸入量の増減率を低くすることができる。
【００３８】
このように本発明に係る径可変部材５０を用いることによって、ロータ２４の回転速度に応じて必要とされる冷媒ガスＲの吸入量を調整することができるので、無駄なエネルギー消費を防止することが可能となる。
【００３９】
また、ロータ２４の回転速度に応じて径可変部材５０の内径が変更するので、ロータ２４の低速回転時であっても十分な冷媒ガスを吸入すること可能であり、気体圧縮機２０において十分な冷却能力を確保することができる。
【００４０】
なお、本発明に係る径可変部材５０の構造は、上述したものに限定されるものはなく、上記実施の形態に示した効果と同様の効果を奏するものであるならば形状、構造等に変更を加えたものであっても本発明に含まれるものである。例えば、図５に示すように、還片部材５１の下方にバネ５８を設置して、バネ５８の付勢力によって径可変部材５０が上昇して内径が拡大され、冷媒ガスＲの流圧によりバネ５８が押し下げられて径可変部材５０の内径が小さくなる構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る吸入ポートを備えた気体圧縮機を示した断面図である。
【図２】図１に示した逆止弁の展開側面図である。
【図３】図２に示すストッパと径可変部材とを示した図であり、（ａ）は内径が拡大したときの径可変部材を示した平面図であり、（ｂ）は内径が狭くなったときの径可変部材を示した平面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線を矢印方向から見た断面図であり、（ｄ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線を矢印方向から見た断面図である。
【図４】ロータの回転速度と冷媒ガスの吸入量との関係を示したグラフである。
【図５】他のストッパと径可変部材とを示した図であり、（ａ）は径可変部材を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線を矢印方向から見た断面図であり、
【図６】従来の気体圧縮機における逆止弁を示した断面図である。
【図７】従来の逆止弁を示した展開側面図である。
【図８】従来の逆止弁の駆動状況を示した断面図であって、（ａ）は弁本体の閉塞時を示し、（ｂ）は弁本体の開放時を示したものである。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧縮室
２  吸入室
３、３Ａ  吸入ポート
６、４２  ストッパ
７、４３  弁本体
２４  ロータ
４８  傾斜面
４９  拡径空間
５０  径可変部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006022653.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006022653.tif 000007
【図６】
2006022653.tif 000008
【図７】
2006022653.tif 000009
【図８】
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