(57)【要約】【課題】  簡単な構成にて耐久性に優れ且つ静粛なスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】  スクロール圧縮機は、ハウジング２内にスクロールユニット２８を備え、スクロールユニット２８は、互いの間に圧縮室３８を形成する可動スクロール３４及び固定スクロール３６と、圧縮室３８から作動流体を固定スクロール３６の吐出孔６２を通じて吐出させる吐出弁６０とを含む。吐出弁６０は、球状の弾性材からなり、吐出孔６２を開閉する弁体６４と、弁体の開度を規制するブロック６６とを有する。【選択図】      図１
2006274970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内にスクロールユニットを備え、このスクロールユニットが、
互いの間に圧縮室を形成する可動スクロール及び固定スクロールと、
前記圧縮室から作動流体を前記固定スクロールの吐出孔を通じて吐出させる吐出弁とを含む、スクロール圧縮機において、
前記吐出弁は、
球状の弾性材からなり、前記吐出孔を開閉する弁体と、
前記弁体の開度を規制する規制手段と
を有する
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記規制手段は、前記基板から前記弁体の開弁方向に離間して設けられ、前記吐出弁の開弁時に前記弁体が衝突する規制面を含むことを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記規制面は、前記弁体の一部に合致可能な円弧状をなすことを特徴とする請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記規制手段は、前記ハウジングと前記弁体との間に設けられ、前記弁体の開弁を許容すべく収縮可能な弾性部材を含むことを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール圧縮機はハウジング内にスクロールユニットを備え、スクロールユニットは、互いの間に圧縮室を形成する可動スクロール及び固定スクロールと、圧縮室から作動流体を固定スクロールの吐出孔を通じて吐出させる吐出弁とを含む。この吐出弁は逆止弁であり、吐出孔を閉塞可能な弁体を有する。弁体としては、一般に、前記基板の背面に取り付けられるリード弁体が用いられ、リード弁体の開度は弁押えにより規制される（特許文献１）。
【特許文献１】特開2000-257570号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来技術のスクロール圧縮機の吐出弁では、その開閉時、リード弁体が弁押えや基板（球面座）に衝突し、ノイズ音が発生する。また、この吐出弁では、頻繁に開閉されることからリード弁体が疲労し易いため、要求される締切圧を長期に亘って維持することができず、耐久性が低いという問題もある。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成にて耐久性に優れ且つ静粛なスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、ハウジング内にスクロールユニットを備え、このスクロールユニットが、互いの間に圧縮室を形成する可動スクロール及び固定スクロールと、前記圧縮室から作動流体を前記固定スクロールの吐出孔を通じて吐出させる吐出弁とを含む、スクロール圧縮機において、前記吐出弁は、球状の弾性材からなり、吐出孔を開閉する弁体と、前記弁体の開度を規制する規制手段とを有することを特徴とするスクロール圧縮機が提供される（請求項１）。
【０００５】
好適な態様として、前記規制手段は、前記基板から前記弁体の開弁方向に離間して設けられ、前記吐出弁の開弁時に前記弁体が衝突する規制面を含む（請求項２）。
好適な態様として、前記規制面は、前記弁体の一部に合致可能な円弧状をなす（請求項３）。
好適な態様として、前記規制手段は、前記ハウジングと前記弁体との間に設けられ、前記弁体の開弁を許容すべく収縮可能な弾性部材を含む（請求項４）。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１のスクロール圧縮機の吐出弁では、開弁時、弾性材からなる弁体が作動流体から自身に加わる衝撃を吸収するため、弁体と規制手段との間で発生するノイズ音が抑制される。
また、この吐出弁では弁体が球状をなすことから、開弁時、弁体と球面座との間の幅狭な隙間を作動流体が流れ、この隙間にて作動流体の圧力が低くなる。従って開弁時、弁体には閉弁方向に力が働き、弁体の開弁速度が減速されるので、弁体と規制手段との間で発生するノイズ音が抑制される。
【０００７】
これらの結果、このスクロール圧縮機では静粛性が確保される。
更に、この吐出弁では弁体が球状をなすことから、シール面積が大きく、一旦吐出された作動流体の圧縮室への戻り量が低減される。この結果、このスクロール圧縮機では作動流体の再圧縮が抑制され、消費動力が削減される。
一方、この吐出弁では、弁体は球状をなし、リード弁体のように曲げにより疲労することはない。また、開閉時、球状の弁体は回転可能であり、球面座に当接する弁体の部分が変化するため、弁体の局所的な摩耗が防止される。これらの結果、この吐出弁は良好な耐久性を有し、スクロール圧縮機の耐久性が向上する。
【０００８】
請求項２のスクロール圧縮機の吐出弁では、規制手段の規制面により弁体の開度を規制することで、閉位置と開位置との間での弁体の移動が安定し、もって吐出弁が安定に作動する。また、弾性材からなる弁体は、規制面との衝突による反発力を利用して閉弁方向に移動することから、吐出弁の応答性が向上する。この結果、このスクロール圧縮機では一旦吐出された作動流体の圧縮室への戻り量が低減されて再圧縮が抑制されるので、消費動力が削減される。
【０００９】
請求項３のスクロール圧縮機の吐出弁では、規制面が円弧状をなすことで、弁体と規制面との接触面積が増大する。この結果、弁体が規制面に衝突したときのノイズ音が抑制されるとともに弁体の偏摩耗が防止され、静粛性及び耐久性が更に向上する。
請求項４のスクロール圧縮機の吐出弁では、開弁時、弁体が作動流体から受けた衝撃を弾性部材も収縮して吸収するので、ノイズ音が更に抑制される。また、収縮した弾性部材の反発力を利用して弁体が閉弁方向に移動することから、吐出弁の応答性が向上する。この結果、このスクロール圧縮機では一旦吐出された作動流体の圧縮室への戻り量が低減されて再圧縮が抑制されるので、消費動力が削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は一実施例のスクロール圧縮機を示している。
圧縮機のハウジング２は駆動側ケーシング４及び圧縮側ケーシング６から形成され、これらケーシング４,６は連結ボルト８を介して互いに結合されている。駆動側ケーシング４内には駆動軸１０が配置され、この駆動軸１０は圧縮側ケーシング６側に位置した大径端部１２と、駆動側ケーシング４からその端部が突出した小径軸部１４とを有する。
【００１１】
大径端部１２及び小径軸部１４と駆動側ケーシング４との間には、ニードル軸受１６及びボール軸受１８が設けられ、駆動軸１０はこれら軸受１６,１８を介して駆動側ケーシング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部１４と駆動側ケーシング４との間には、ボール軸受１８と大径端部１２との間に位置してリップシール２０が設けられ、リップシール２０は駆動側ケーシング４内を気密に区画する。
【００１２】
また、駆動側ケーシング４の外側には、軸受２２を介して駆動プーリ２４が回転自在に支持され、駆動プーリ２４には例えば車両のエンジンとの間に駆動ベルトが架けまわされる。駆動プーリ２４は、電磁クラッチ２６のドライブ側ユニットを構成し、電磁クラッチ２６のドリブン側ユニットは小径軸部１４の突出端に取付けられている。従って、エンジンの駆動中、電磁クラッチ２６がオン作動されると、駆動軸１０は駆動プーリ２４と一体的に回転する。
【００１３】
一方、圧縮側ケーシング６は駆動側ケーシング４の大径端に向けて開口したカップ形状をなし、圧縮側ケーシング６内にはスクロールユニット２８が収容されている。
スクロールユニット２８と圧縮側ケーシング６の周壁６ａとの間には吸入室３０が区画され、スクロールユニット２８と圧縮ケーシング６の端壁６ｂとの間には吐出室３２が区画されている。そして、図１には示されていないが、圧縮側ケーシング６の周壁６ａには吸入室３０及び吐出室３２にそれぞれ連通する吸入口及び送出口が形成されている。
【００１４】
スクロールユニット２８は、互いに噛み合うように配置された可動スクロール３４及び固定スクロール３６を有し、これら可動及び固定スクロール３４,３６は、基板３４ａ,３６ａ及び当該基板３４ａ,３６ａに一体に形成された渦巻き壁３４ｂ,３６ｂからなる。これら可動及び固定スクロール３４,３６は、渦巻き壁３４ｂ,３６ｂの先端に設けられたチップシールを介して互いの間に圧縮室３８を形成する。
【００１５】
可動スクロール３４は固定スクロール３６に対して旋回運動可能であり、可動スクロール３４の旋回運動に伴い、圧縮室３８は渦巻き壁３４ｂ,３６ｂに沿って基板３４ａ,３６ａの径方向外側から中央部に向けて移動する。この移動の際、圧縮室３８の容積は徐々に減少し、基板３４ａ,３６ａの中央部にて最小になる。
上述した可動スクロール３４に旋回運動を付与するため、可動スクロール３４と駆動軸１０の大径端部１２とは、クランクピン４０、偏心ブッシュ４２及びニードル軸受４４を介して互いに連結されている。
【００１６】
また、可動スクロール３４の基板３４ａと駆動側ケーシング４との間には、可動スクロール３４の自転阻止機構が設けられ、この自転阻止機構は、例えば、ボール型の旋回スラストベアリング４６からなる。
なお、図１中の参照符号４８はカウンタウエイトを示し、このカウンタウエイト４８は偏心ブッシュ４２に取付けられている。
【００１７】
一方、固定スクロール３６は圧縮側ケーシング６にボルト（図示せず）を用いて固定され、固定スクロール３６の基板３６ａ（以下、固定基板３６ａともいう）がＯリングを介して吸入室３０と吐出室３２との間を仕切っている。また、固定基板３６ａは、圧縮室３８と吐出室３２との間も仕切っているが、圧縮室３８は吐出弁６０を介して吐出室３２に連通可能である。
【００１８】
より詳しくは、吐出弁６０は弁孔としての吐出孔６２を有し、吐出孔６２は固定基板３６ａの中央部を貫通している。吐出孔６２は、固定基板３６ａの中央部に位置する圧縮室３８と吐出室３２との間を連通し、固定基板３２ａの外面側つまり吐出室３２側の吐出孔６２の開口端部には球面座６２ａが形成されている。
吐出孔６２の球面座６２ａにすわる弁体６４は球状の弾性材からなり、弁体６４の弾性材には、例えばフッ素ゴムやシリコーンゴムを用いることができる。
【００１９】
また、弁体６４と圧縮側ケーシング６の端壁６ｂとの間にはブロック６６が設けられ、ブロック６６は端壁６ｂから弁体６４に向けて突出している。ブロック６６の先端面６６ａは、固定基板３６ａに平行且つ平坦であり、閉位置にある弁体６４から開弁方向に所定距離にて離間している。なお、先端面６６と固定基板３６ａとの間の距離は弁体６４の直径に比べて短い。
【００２０】
上述したスクロール圧縮機によれば、駆動軸１０の回転に伴い、クランクピン４０及び偏心ブッシュ４２を介して可動スクロール３４が旋回運動する。この旋回運動により圧縮室３８は以下のプロセスを実行する。
圧縮室３８は、スクロールユニット２８の外周部にて吸入口及び吸入室３０を通じて作動流体を吸入した後、径方向中央部に向けて移動する。この移動の間、圧縮室３８の容積減少により吸入した作動流体が圧縮され、圧縮された作動流体は、吐出弁６０を通じて吐出室３２内に吐出され、この後、吐出室３２から送出口を通じて送出される。
【００２１】
以下、このプロセスにおける吐出弁６０の動作を図２を参照して説明する。
吐出弁６０では、圧縮室３８内の作動流体の圧力が上昇し、この圧力が吐出室３２内の作動流体の圧力に打ち勝つと、弁体６４が閉位置から開弁方向に移動する。つまり、弁体６４は球面座６２ａから離れてブロック６６の先端面６６ａに向移動する。これにより、弁体６４と球面座６２ａとの間に隙間が生じ、この隙間を通じて圧縮室３８内の作動流体が吐出室３２内に吐出される。
【００２２】
ここで、弁体６４の開弁方向での移動は、弁体６４がブロック６６の先端面６６ａに衝突した時点で停止する。つまり、ブロック６６により、弁体６４の開度が規制されている。
作動流体の吐出後、吐出室３２内での作動流体の圧力が圧縮室３８内での作動流体の圧力よりも勝ると、弁体６４は、この圧力差により球面座６２ａに向けて閉弁方向に移動する。そして、弁体６４が球面座６２ａに座り吐出孔６２を閉塞することで、吐出弁６０を通じた作動流体の吐出動作が終了する。
【００２３】
上述したスクロール圧縮機の吐出弁６０では、開弁時、弾性材からなる弁体６４が作動流体から自身に加わる衝撃（圧力）を吸収する。また、弁体６４は、自身がブロック６６の先端面６６ａに衝突するときの衝撃や、球面座６２ａに座るときの衝撃をも吸収する。
一方、この吐出弁６０では弁体６４が球状をなすことから、開弁時、弁体６４と球面座６２ａとの間の幅狭な隙間を作動流体が流れ、この隙間にて作動流体の圧力が低くなる。従って開弁時、弁体６４には閉弁方向に力が働き、弁体６４の開弁速度、即ちブロック６６の先端面６６ａに対する弁体６４の衝突速度が減速される。
【００２４】
これらの結果、吐出弁６０ではノイズ音が抑制され、スクロール圧縮機の静粛性を確保することができる。
また、この吐出弁６０では弁体６４が球状をなすことから、弁体６４と球面座６２ａとの間でのシール面積が大きく、一旦吐出室３２に吐出された作動流体の圧縮室３８への戻り量が低減される。この結果、このスクロール圧縮機では作動流体の再圧縮が抑制され、もって消費動力が削減される。
【００２５】
更に、この吐出弁６０では、弁体６４が球状をなし、リード弁体のように曲げにより疲労することはない。また、その開閉時、球状の弁体６４は回転可能であり、球面座６２ａに当接する弁体６４の部分が変化するため、弁体６４の局所的な摩耗が防止される。これらの結果、この吐出弁６０は良好な耐久性を有し、スクロール圧縮機の耐久性が向上する。
【００２６】
その上、吐出弁６０では、ブロック６６により弁体６４の開度が規制され、吐出孔６２から弁体６４が抜けることはない。このため、閉位置と開位置との間での弁体６４の移動が安定し、もって吐出弁６０は安定に作動する。また、弾性材からなる弁体６４は、圧縮室３８と吐出室３２との間の圧力差のみならず、ブロック６６の先端面６６ａとの衝突による反発力を利用して閉弁方向に移動することから、吐出弁６０の応答性が向上する。このように吐出弁６０の安定性及び応答性を確保した結果、このスクロール圧縮機では作動流体の戻り量が一層低減され、消費動力を更に削減可能である。
【００２７】
本発明は上述の一実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば図３に示したように、弁体６４の開度を規制する規制手段として、ブロック６６に代えて、先端面６８ａが弁体６４に対して凹んだブロック６８を用いてもよい。先端面６８ａは弁体６４の一部に合致可能な円弧状をなし、ブロック６６を用いた場合に比べ、弁体６４と先端面６８ａとの接触面積が増大する。この結果、弁体６４が先端面６８ａに衝突したときのノイズ音が更に抑制されるとともに弁体６４の偏摩耗が防止され、圧縮機の静粛性及び耐久性が更に向上する。
【００２８】
また、規制手段として、図４に示したように弾性部材７０を用いてもよい。弾性部材７０は例えば圧縮コイルばねからなり、開弁時、作動流体から弁体６４が受けた衝撃を収縮により吸収するので、ノイズ音が更に抑制される。また、収縮した弾性部材７０の反発力を利用して弁体６４が閉弁方向に移動することから、吐出弁６０の応答性が向上する。従って、この場合も、作動流体の戻り量が低減されて再圧縮が抑制されるので、圧縮機の消費動力が削減される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施例のスクロール圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機に適用された吐出弁を拡大して示した図である。
【図３】変形例の吐出弁を示した図である。
【図４】他の変形例の吐出弁を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
２    ハウジング
２８    スクロールユニット
３２    吐出室
３４    可動スクロール
３６    固定スクロール
３８    圧縮室
６０    吐出弁
６２    吐出孔
６４    弁体
６６    ブロック（規制手段）
６６ａ  先端面（規制面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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