(57)【要約】【課題】吐出弁の剛性を適正に確保すると共に摩耗強度及び疲労強度を高める。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮部を備える。圧縮部は、圧縮された冷媒を吐出する吐出孔と、基端部が固定されて先端部が吐出孔を開閉するリード弁型の吐出弁と、吐出孔の周囲に設けられた環状の弁座と、を有する。吐出弁は、弁座側の第１面の硬度が、第１面の反対側の第２面の硬度よりも高い。【選択図】図６
2019023450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮部を備え、
前記圧縮部は、圧縮された冷媒を吐出する吐出孔と、基端部が固定されて先端部が前記吐出孔を開閉するリード弁型の吐出弁と、前記吐出孔の周囲に設けられた環状の弁座と、を有し、
前記吐出弁は、前記弁座側の第１面の硬度が、前記第１面の反対側の第２面の硬度よりも高い、圧縮機。
【請求項２】
前記吐出弁の前記第１面において、前記基端部と前記先端部の硬度が、前記基端部と前記先端部との間の中央部よりも高い、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記吐出弁の前記第１面において、前記先端部が前記弁座と接する環状領域のみが、前記第２面よりも硬度が高い、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第１面における前記基端部の硬度と前記先端部の硬度とが異なる、
請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記吐出弁の前記第１面は、前記吐出弁の厚み方向において硬度が高められた深さが、前記吐出弁の厚みの１／５以下である、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば空気調和機や冷凍装置では、冷媒を圧縮するために圧縮機が用いられている。例えば、ロータリ圧縮機等の圧縮機におけるエネルギ損失は、圧縮時に温度上昇する冷媒ガスにおける熱損失と、摺動部における摩擦損失、いわゆる摺動損失とに大別される。これら熱損失及び摺動損失は、圧縮室内の冷媒ガスの圧力が、圧縮室から吐出される冷媒ガスの圧力よりも高くなる状態（過圧縮）に伴って増大する。したがって、圧縮機では、エネルギ損失を低減するために、過圧縮が抑制されるように、吐出弁によって吐出孔を速やかに開くことが望ましい。
【０００３】
この種の圧縮機の圧縮部としては、例えば、吐出孔を開閉するリード弁型の薄板状の吐出弁と、吐出孔の周囲に形成された弁座と、を有する構成が知られている。この圧縮部では、吐出孔に対する上流側と下流側との圧力差に応じて、吐出弁が弾性変形することで、吐出孔が自動的に開閉される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０１５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような圧縮機において、上述の過圧縮が発生する原因としては、吐出弁が開く動作の遅れによる圧力上昇と、冷媒ガスが、吐出弁と吐出孔との間隙、いわゆる絞り部分を通過するときに生じる流路抵抗による圧力上昇とが挙げられる。過圧縮は、吐出弁の開く動作の遅れの継続時間に比例して増大する。
【０００６】
吐出弁の開く動作の遅れを招く原因の１つとしては、吐出弁自体の剛性がある。吐出弁の剛性を低下させた場合には、吐出弁を開きやすくすることで過圧縮を低減し、吐出弁が開き始めた後に吐出弁が反応よく開き続けることで流路抵抗を低減することが考えられる。しかし、吐出弁の剛性を低下させた場合には、一般的に吐出弁の疲労強度も低下してしまう。
【０００７】
一方で、圧縮機の使用地域の気温（例えば、寒冷地）や利用分野の拡大に伴い、圧縮機の圧縮比が高くなる傾向にある。このため、吐出弁は、高圧の冷媒が流動することに伴い吐出孔を閉じるときに弁座に衝突するエネルギが大きくなり、吐出弁に生じる摩耗が増える傾向がある。例えば、厚みが２００［μｍ］〜３００［μｍ］程度の吐出弁を用いる場合、１０［μｍ］程度の摩耗が生じたときに吐出弁の機械的強度が急激に低下する。耐摩耗性を高めるために、吐出弁全体を焼き入れした場合には、吐出弁の剛性が高くなり、吐出弁が開きにくくなるという不都合がある。
【０００８】
したがって、吐出弁において、剛性、摩耗強度（耐摩耗性）、労強度（耐疲労性）それぞれの適正なバランスを確保することが困難であった。
【０００９】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、吐出弁の剛性を適正に確保すると共に摩耗強度及び疲労強度を高めることができる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の開示する圧縮機の一態様は、冷媒を圧縮する圧縮部を備え、前記圧縮部は、圧縮された冷媒を吐出する吐出孔と、基端部が固定されて先端部が前記吐出孔を開閉するリード弁型の吐出弁と、前記吐出孔の周囲に設けられた環状の弁座と、を有し、前記吐出弁は、前記弁座側の第１面の硬度が、前記第１面の反対側の第２面の硬度よりも高い。
【発明の効果】
【００１１】
本願の開示する圧縮機の一態様によれば、吐出弁の剛性を適正に確保すると共に摩耗強度及び疲労強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図２は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、実施例のロータリ圧縮機の下端板を下方から見た平面図である。
【図４】図４は、実施例のロータリ圧縮機の下端板に取り付けられた下吐出弁を示す縦断面図である。
【図５】図５は、実施例のロータリ圧縮機の下吐出弁を示す平面図である。
【図６】図６は、実施例のロータリ圧縮機の下吐出弁を示す断面図である。
【図７】図７は、変形例１の下吐出弁を説明するための平面図である。
【図８】図８は、変形例２の下吐出弁を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本願の開示する圧縮機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示する圧縮機が限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
（ロータリ圧縮機の構成）
図１は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。図２は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。図３は、実施例のロータリ圧縮機の下端板を下方から見た平面図である。図４は、実施例のロータリ圧縮機の下端板に取り付けられた下吐出弁を示す縦断面図である。
【００１５】
図１に示すように、ロータリ圧縮機１は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体１０内の下部に配置された圧縮部１２と、圧縮機筐体１０内の上部に配置され回転軸１５を介して圧縮部１２を駆動するモータ１１と、圧縮機筐体１０の外周面に固定され密閉された縦置き円筒状のアキュムレータ２５と、を備えている。
【００１６】
圧縮機筐体１０は、冷媒を吸入する上吸入管１０５及び下吸入管１０４を有しており、上吸入管１０５及び下吸入管１０４が圧縮機筐体１０の側面下部に設けられている。アキュムレータ２５は、上吸入管１０５及びアキュムレータ上湾曲管３１Ｔを介して上シリンダ１２１Ｔの上シリンダ室１３０Ｔ（図２参照）と接続され、下吸入管１０４及びアキュムレータ下湾曲管３１Ｓを介して下シリンダ１２１Ｓの下シリンダ室１３０Ｓ（図２参照）と接続されている。本実施例では、圧縮機筐体１０の周方向において、上吸入管１０５と下吸入管１０４の位置が重なっており、同一位置に位置する。
【００１７】
モータ１１は、外側に配置されたステータ１１１と、内側に配置されたロータ１１２と、を備えている。ステータ１１１は、圧縮機筐体１０の内周面に焼嵌めまたは溶接によって固定されている。ロータ１１２は、回転軸１５に焼嵌めによって固定されている。
【００１８】
回転軸１５は、下偏芯部１５２Ｓの下方の副軸部１５１が、下端板１６０Ｓに設けられた副軸受部１６１Ｓに回転自在に支持され、上偏芯部１５２Ｔの上方の主軸部１５３が上端板１６０Ｔに設けられた主軸受部１６１Ｔに回転自在に支持されている。回転軸１５には、上偏芯部１５２Ｔと下偏芯部１５２Ｓとが互いに１８０度の位相差をつけて設けられており、上偏芯部１５２Ｔに上ピストン１２５Ｔが支持され、下偏芯部１５２Ｓに下ピストン１２５Ｓが支持されている。これによって、回転軸１５は、圧縮部１２全体に対して回転自在に支持されると共に、回転によって上ピストン１２５Ｔの外周面１３９Ｔを上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔに沿って公転運動させ、下ピストン１２５Ｓの外周面１３９Ｓを下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓに沿って公転運動させる。
【００１９】
圧縮機筐体１０の内部には、圧縮部１２において摺動する上シリンダ１２１Ｔと上ピストン１２５Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓと下ピストン１２５Ｓ等の摺動部の潤滑性を確保し、上圧縮室１３３Ｔ（図２参照）及び下圧縮室１３３Ｓ（図２参照）をシールするための潤滑油１８が、圧縮部１２をほぼ浸漬する量だけ封入されている。圧縮機筐体１０の下側には、ロータリ圧縮機１全体を支持する複数の弾性支持部材（図示せず）を係止する取付脚３１０（図１参照）が固定されている。
【００２０】
図１に示すように、圧縮部１２は、上吸入管１０５及び下吸入管１０４から吸入された冷媒を圧縮し、後述する吐出管１０７から吐出する。図２に示すように、圧縮部１２は、上から、内部に中空空間が形成された膨出部１８１を有する上端板カバー１７０Ｔ、上端板１６０Ｔ、環状の上シリンダ１２１Ｔ、中間仕切板１４０、環状の下シリンダ１２１Ｓ、下端板１６０Ｓ及び平板状の下端板カバー１７０Ｓを積層して構成されている。圧縮部１２全体は、上下から略同心円上に配置された複数の通しボルト１７４，１７５及び補助ボルト１７６によって固定されている。
【００２１】
上シリンダ１２１Ｔには、円筒状の内周面１３７Ｔが形成されている。上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔの内側には、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔの内径よりも小さい外径の上ピストン１２５Ｔが配置されており、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔと上ピストン１２５Ｔの外周面１３９Ｔとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する上圧縮室１３３Ｔが形成される。下シリンダ１２１Ｓには、円筒状の内周面１３７Ｓが形成されている。下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓの内側には、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓの内径よりも小さい外径の下ピストン１２５Ｓが配置されており、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓと下ピストン１２５Ｓの外周面１３９Ｓとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する下圧縮室１３３Ｓが形成される。
【００２２】
図２に示すように、上シリンダ１２１Ｔは、外周部から、内周面１３７Ｔの径方向における外周側へ張り出した上側方突出部１２２Ｔを有する。上側方突出部１２２Ｔには、上シリンダ室１３０Ｔから放射状に外方へ延びる上ベーン溝１２８Ｔが設けられている。上ベーン溝１２８Ｔ内には、上ベーン１２７Ｔが摺動可能に配置されている。下シリンダ１２１Ｓは、外周部から、内周面１３７Ｓの径方向における外周側へ張り出した下側方突出部１２２Ｓを有する。下側方突出部１２２Ｓには、下シリンダ室１３０Ｓから放射状に外方へ延びる下ベーン溝１２８Ｓが設けられている。下ベーン溝１２８Ｓ内には、下ベーン１２７Ｓが摺動可能に配置されている。
【００２３】
上側方突出部１２２Ｔは、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔの周方向に沿って、所定の突出範囲にわたって形成されている。下側方突出部１２２Ｓは、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓの周方向に沿って、所定の突出範囲にわたって形成されている。上側方突出部１２２Ｔ及び下側方突出部１２２Ｓは、上シリンダ１２１Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓの加工時に加工治具に固定するためのチャック用保持部として用いられる。上側方突出部１２２Ｔ及び下側方突出部１２２Ｓが加工治具に固定されることで、上シリンダ１２１Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓが所定の位置に位置決めされる。
【００２４】
上側方突出部１２２Ｔには、外側面から上ベーン溝１２８Ｔと重なる位置に、上シリンダ室１３０Ｔに貫通しない深さで上スプリング穴１２４Ｔが設けられている。上スプリング穴１２４Ｔには上スプリング１２６Ｔが配置されている。下側方突出部１２２Ｓには、外側面から下ベーン溝１２８Ｓと重なる位置に、下シリンダ室１３０Ｓに貫通しない深さで下スプリング穴１２４Ｓが設けられている。下スプリング穴１２４Ｓには下スプリング１２６Ｓが配置されている。
【００２５】
また、上シリンダ１２１Ｔには、上ベーン溝１２８Ｔの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを開口部で連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、上ベーン１２７Ｔに冷媒の圧力により背圧をかける上圧力導入路１２９Ｔが形成されている。また、下シリンダ１２１Ｓには、下ベーン溝１２８Ｓの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、下ベーン１２７Ｓに冷媒の圧力により背圧をかける下圧力導入路１２９Ｓが形成されている。
【００２６】
上シリンダ１２１Ｔの上側方突出部１２２Ｔには、上吸入管１０５と嵌合する上吸入孔１３５Ｔが設けられている。下シリンダ１２１Ｓの下側方突出部１２２Ｓには、下吸入管１０４と嵌合する下吸入孔１３５Ｓが設けられている。
【００２７】
図２に示すように、上シリンダ室１３０Ｔは、上側が上端板１６０Ｔで閉塞され、下側が中間仕切板１４０で閉塞されている。下シリンダ室１３０Ｓは、上側が中間仕切板１４０で閉塞され、下側が下端板１６０Ｓで閉塞されている。
【００２８】
上シリンダ室１３０Ｔは、上ベーン１２７Ｔが上スプリング１２６Ｔに押圧されて上ピストン１２５Ｔの外周面１３９Ｔに当接することによって、上吸入孔１３５Ｔに連通する上吸入室１３１Ｔと、上端板１６０Ｔに設けられた上吐出孔１９０Ｔに連通する上圧縮室１３３Ｔと、に区画される。下シリンダ室１３０Ｓは、下ベーン１２７Ｓが下スプリング１２６Ｓに押圧されて下ピストン１２５Ｓの外周面１３９Ｓに当接することによって、下吸入孔１３５Ｓに連通する下吸入室１３１Ｓと、下端板１６０Ｓに設けられた下吐出孔１９０Ｓに連通する下圧縮室１３３Ｓと、に区画される。
【００２９】
また、上吐出孔１９０Ｔは、上ベーン溝１２８Ｔに近接して設けられており、下吐出孔１９０Ｓは、下ベーン溝１２８Ｓに近接して設けられている。上圧縮室１３３Ｔ内で圧縮された冷媒は、上圧縮室１３３Ｔ内から上吐出孔１９０Ｔを通って吐出される。下圧縮室１３３Ｓ内で圧縮された冷媒は、下圧縮室１３３Ｓ内から下吐出孔１９０Ｓを通って吐出される。
【００３０】
図２に示すように、上端板１６０Ｔには、上端板１６０Ｔを貫通して上シリンダ１２１Ｔの上圧縮室１３３Ｔと連通する上吐出孔１９０Ｔが設けられている。上吐出孔１９０Ｔの出口側には、上吐出孔１９０Ｔの周囲に環状の上弁座１９１Ｔが形成されている。上端板１６０Ｔの上側（上端板カバー１７０Ｔ側）には、上吐出孔１９０Ｔの位置から上端板１６０Ｔの外周に向かって溝状に延びる上吐出弁収容凹部１６４Ｔが形成されている。
【００３１】
上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内には、リード弁型の上吐出弁２００Ｔ全体と、上吐出弁２００Ｔの開度を規制する上吐出弁押さえ２０１Ｔ全体とが収容されている。上吐出弁２００Ｔは、基端部２００ａが上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内に上リベット２０２Ｔにより固定されており、先端部２００ｂが上吐出孔１９０Ｔを開閉する（図２）。上吐出弁押さえ２０１Ｔは、基端部２００ａが上吐出弁２００Ｔに重ねられて上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内に上リベット２０２Ｔにより固定されており、先端部２００ｂが上吐出弁２００Ｔが開く方向へ湾曲して（反って）いて上吐出弁２００Ｔの開度を規制する。また、上吐出弁収容凹部１６４Ｔは、その幅が上吐出弁２００Ｔ及び上吐出弁押さえ２０１Ｔの幅よりわずかに大きく形成されており、上吐出弁２００Ｔ及び上吐出弁押さえ２０１Ｔを収容すると共に、上吐出弁２００Ｔ及び上吐出弁押さえ２０１Ｔを位置決めしている。
【００３２】
図３及び図４に示すように、下端板１６０Ｓには、下端板１６０Ｓを貫通して下シリンダ１２１Ｓの下圧縮室１３３Ｓと連通する下吐出孔１９０Ｓが設けられている。下吐出孔１９０Ｓの出口側には、下吐出孔１９０Ｓの周囲に環状の下弁座１９１Ｓが形成されている。下弁座１９１Ｓは、後述する下吐出室凹部１６３Ｓの底面に対して盛り上がって形成されている。下端板１６０Ｓの下側（下端板カバー１７０Ｓ側）には、下吐出孔１９０Ｓの位置から下端板１６０Ｓの外周に向かって溝状に延びる下吐出弁収容凹部１６４Ｓが形成されている。
【００３３】
下吐出弁収容凹部１６４Ｓ内には、リード弁型の下吐出弁２００Ｓ全体と、下吐出弁２００Ｓの開度を規制する下吐出弁押さえ２０１Ｓ全体とが収容されている。下吐出弁２００Ｓは、基端部２００ａが下吐出弁収容凹部１６４Ｓ内に下リベット２０２Ｓにより固定されており、先端部２００ｂが下吐出孔１９０Ｓを開閉する（図２、図５）。下吐出弁押さえ２０１Ｓは、基端部２００ａが下吐出弁２００Ｓに重ねられて下吐出弁収容凹部１６４Ｓ内に下リベット２０２Ｓにより固定されており、先端部２００ｂが下吐出弁２００Ｓが開く方向へ湾曲して（反って）いて下吐出弁２００Ｓの開度を規制する。また、下吐出弁収容凹部１６４Ｓは、その幅が下吐出弁２００Ｓ及び下吐出弁押さえ２０１Ｓの幅よりわずかに大きく形成されており、下吐出弁２００Ｓ及び下吐出弁押さえ２０１Ｓを収容すると共に、下吐出弁２００Ｓ及び下吐出弁押さえ２０１Ｓを位置決めしている。
【００３４】
また、互いに密着固定された上端板１６０Ｔと膨出部１８１を有する上端板カバー１７０Ｔとの間には、上端板カバー室１８０Ｔが形成される。互いに密着固定された下端板１６０Ｓと平板状の下端板カバー１７０Ｓとの間には、下端板カバー室１８０Ｓ（図４参照）が形成される。下端板１６０Ｓ、下シリンダ１２１Ｓ、中間仕切板１４０、上端板１６０Ｔ及び上シリンダ１２１Ｔを貫通し下端板カバー室１８０Ｓと上端板カバー室１８０Ｔとを連通する冷媒通路孔１３６が設けられている。
【００３５】
図４に示すように、下端板カバー室１８０Ｓは、下端板カバー１７０Ｓが平板状であって上端板カバー１７０Ｔのようなドーム状の膨出部１８１を有していないので、下端板１６０Ｓに設けられた下吐出室凹部１６３Ｓと下吐出弁収容凹部１６４Ｓとによって形成されている。図３に示すように、下吐出室凹部１６３Ｓは、下吐出弁収容凹部１６４Ｓに連通されている。下吐出室凹部１６３Ｓは、下吐出弁収容凹部１６４Ｓの下吐出孔１９０Ｓ側に重なるように、下吐出弁収容凹部１６４Ｓの深さと同じ深さに形成されている。下吐出弁収容凹部１６４Ｓの下吐出孔１９０Ｓ側は、下吐出室凹部１６３Ｓに収容されている。冷媒通路孔１３６は、少なくとも一部が下吐出室凹部１６３Ｓに重なり、下吐出室凹部１６３Ｓと連通する位置に配置されている。
【００３６】
また、下端板１６０Ｓの下面（下端板カバー１７０Ｓとの当接面）には、下吐出室凹部１６３Ｓ及び下吐出弁収容凹部１６４Ｓが形成された領域以外の領域に、通しボルト１７４等が通される複数のボルト孔１３８（図３）が設けられている。
【００３７】
冷媒通路孔１３６は、少なくとも一部が上吐出室凹部１６３Ｔに重なって上吐出室凹部１６３Ｔと連通する位置に配置されている。上端板１６０Ｔに形成された上吐出室凹部１６３Ｔ及び上吐出弁収容凹部１６４Ｔについては、詳細な図示を省略するが、下端板１６０Ｓに形成された下吐出室凹部１６３Ｓ及び下吐出弁収容凹部１６４Ｓと同様の形状に形成されている。上端板カバー室１８０Ｔは、上端板カバー１７０Ｔのドーム状の膨出部１８１と上吐出室凹部１６３Ｔと上吐出弁収容凹部１６４Ｔとによって形成されている。
【００３８】
以下に、回転軸１５の回転による冷媒の流れを説明する。上シリンダ室１３０Ｔ内において、回転軸１５の回転によって、回転軸１５の上偏芯部１５２Ｔに嵌合された上ピストン１２５Ｔが、上シリンダ１２１Ｔの内周面１３７Ｔに沿って公転することにより、上吸入室１３１Ｔが容積を拡大しながら上吸入管１０５から冷媒を吸入し、上圧縮室１３３Ｔが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が上吐出弁２００Ｔの外側の上端板カバー室１８０Ｔの圧力より高くなると、上吐出弁２００Ｔが開いて上圧縮室１３３Ｔから上端板カバー室１８０Ｔへ冷媒が吐出される。上端板カバー室１８０Ｔに吐出された冷媒は、上端板カバー１７０Ｔに設けられた上端板カバー吐出孔１７２Ｔ（図１参照）から圧縮機筐体１０内に吐出される。
【００３９】
また、下シリンダ室１３０Ｓ内において、回転軸１５の回転によって、回転軸１５の下偏芯部１５２Ｓに嵌合された下ピストン１２５Ｓが、下シリンダ１２１Ｓの内周面１３７Ｓに沿って公転することにより、下吸入室１３１Ｓが容積を拡大しながら下吸入管１０４から冷媒を吸入し、下圧縮室１３３Ｓが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が下吐出弁２００Ｓの外側の下端板カバー室１８０Ｓの圧力より高くなると、下吐出弁２００Ｓが開いて下圧縮室１３３Ｓから下端板カバー室１８０Ｓへ冷媒が吐出される。下端板カバー室１８０Ｓに吐出された冷媒は、冷媒通路孔１３６及び上端板カバー室１８０Ｔを通って上端板カバー１７０Ｔに設けられた上端板カバー吐出孔１７２Ｔから圧縮機筐体１０内に吐出される。
【００４０】
圧縮機筐体１０内に吐出された冷媒は、ステータ１１１外周に設けられた上下に連通する切欠き（図示せず）、又はステータ１１１の巻線部の隙間（図示せず）、又はステータ１１１とロータ１１２との隙間１１５（図１参照）を通ってモータ１１の上方に導かれ、圧縮機筐体１０の上部に配置された吐出管１０７から吐出される。
【００４１】
（ロータリ圧縮機の特徴的な構成）
次に、実施例のロータリ圧縮機１の特徴的な構成について説明する。以下、下吐出弁２００Ｓの特徴についてのみ説明するが、上吐出弁２００Ｔについても同様である。図５は、実施例のロータリ圧縮機１の下吐出弁２００Ｓを示す平面図である。図５における下吐出弁２００Ｓは、下弁座１９１Ｓに接する側から見ている。図６は、実施例のロータリ圧縮機１の下吐出弁２００Ｓを示す断面図である。
【００４２】
図５に示すように、下吐出弁２００Ｓは、例えば、ステンレス鋼等の金属材料によって薄板状に形成されており、基端部２００ａと、先端部２００ｂと、基端部２００ａと先端部２００ｂとの間の中央部２００ｃと、を有する。下吐出弁２００Ｓは、円形状の先端部２００ｂから、中央部２００ｃ及び基端部２００ａが直線状に延ばされて形成されている。基端部２００ａには、下リベット２０２Ｓが通される貫通孔２００ｄが形成されている。
【００４３】
下吐出弁２００Ｓは、環状の下弁座１９１Ｓ側に対向する第１面２００ｅの硬度が、第１面２００ｅの反対側の第２面２００ｆの硬度よりも高い。言い換えると、図６に示すように、下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅの表面には、第２面２００ｆよりも硬度が高い硬化層２００ｇが形成されている。図５に示す実施例の下吐出弁２００Ｓは、第１面２００ｅ全体の領域２０５に硬化層２００ｇが形成されており、第１面２００ｅ全体の領域２０５の硬度が第２面２００ｆよりも高められている。
【００４４】
下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅは、レーザ光が照射されることによって硬度が高められている。レーザ光を用いる表面処理としては、例えば、レーザ焼き入れまたはレーザピーニングが行われている。また、レーザ光を用いる表面処理の代わりに、キャビテーションピーニングが行われてもよい。このような表面処理を行うことにより、第１面２００ｅの表層のみが改質され、第１面２００ｅの摩耗強度及び疲労強度が高められている。
【００４５】
つまり、レーザ焼き入れ、レーザピーニング、キャビテーションピーニングを利用することで、圧縮残留応力を加えて引張残留応力を減らず技術（例えば、特開平０７−２２４７７８号公報、特開２００３−１６６０１５号公報）が用いられている。このよう第１面２００ｅ側の引張残留応力を減らすことにより、下吐出弁２００Ｓが開くときに下吐出弁２００Ｓの片面（第１面２００ｅ）が延びることで作用する引張応力が繰り返し加わり続けても疲労破壊しにくくなる。すなわち、リード弁型の下吐出弁２００Ｓにおいて、下吐出孔１９０Ｓの開閉時に引張応力が繰り返し発生する第１面２００ｅ側のみを硬化層２００ｇで改質することによって、下吐出弁２００Ｓ全体の剛性を過剰に高めることなく、耐摩耗性及び耐疲労性が高められている。また、キャビテーションピーニングを利用することによって、レーザピーニングと同様に硬度を高めることができると共に、レーザピーニングと比べて第１面２００ｅの表面粗度を小さく、すなわち、表面を滑らかに形成することができるので、第１面２００ｅの摩耗強度及び疲労強度が更に高められる。
【００４６】
なお、下吐出弁２００Ｓの製造過程において、打ち抜き加工された下吐出弁２００Ｓの切断面のバリを除去するためにバレル加工が行われる。下吐出弁２００Ｓのバレル加工により、下吐出弁２００Ｓ全体、すなわち、第１面２００ｅ及び第２面２００ｆの硬度が高められるが、上述した表面処理が行われた第１面２００ｅの硬度は、バレル加工に伴って高められた第２面２００ｆの硬度よりも高められている。なお、バレル加工において、下吐出弁２００Ｓの第２面２００ｆは、下吐出弁２００Ｓの剛性が高くなり過ぎないように硬度を高めない方が望ましい。
【００４７】
また、バリを除去するためのバレル加工に加えて、下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅの硬度を高めるための追加のバレル加工が行われてもよい。例えば、追加のバレル加工では、下吐出弁２００Ｓの第２面２００ｆを被覆膜等でマスキングすることで、第１面２００ｅだけの硬度を高めることが可能である。
【００４８】
下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅには、下吐出弁２００Ｓの厚み方向において硬度が高められた硬化層２００ｇの深さ（厚み）ｄが、下吐出弁２００Ｓの厚みｔの１／５（２０％）以下に形成されている。
【００４９】
硬化層２００ｇの深さｄが、下吐出弁２００Ｓの厚みｔの１／１０未満の場合には、第１面２００ｅの耐摩耗性及び耐疲労性を高める効果も十分に得られないと共に、表面処理される深さｄを制御することが困難となり、レーザピーニング及びキャビテーションピーニングを行ったときに深さｄのバラツキが生じやすくなる不都合がある。一方、硬化層２００ｇの深さｄが、下吐出弁２００Ｓの厚みｔの１／５を超える場合には、第１面２００ｅの耐摩耗性及び耐疲労性が高められるが、下吐出弁２００Ｓの剛性が高くなり過ぎるので好ましくない。実施例における下吐出弁２００Ｓは、厚みｔが２００［μｍ］〜３００［μｍ］程度に形成されているので、例えば、厚みｔが２００［μｍ］のときに硬化層２００ｇの深さｄが３０［μｍ］程度に形成され、厚みｔが３００［μｍ］のときに硬化層２００ｇの深さｄが５０［μｍ］程度に形成されている。
【００５０】
上述したように実施例のロータリ圧縮機１が有する下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）は、下弁座１９１Ｓ（上弁座１９１Ｔ）側の第１面２００ｅの硬度が、第２面２００ｆの硬度よりも高い。これにより、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）は、第２面の硬度が高くなることが避けられ、かつ、耐摩耗性及び耐疲労性の向上に効果的な第１面２００ｅだけの硬度が高められる。したがって、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）は、開閉動作が損なわれるまで剛性が高くなり過ぎず、疲労強度の低下を招くまで剛性が低下し過ぎないような適正の剛性を得ることができる。このため、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の剛性を適正に確保すると共に摩耗強度及び疲労強度を高めることができる。その結果、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）が下吐出孔１９０Ｓ（上吐出孔１９０Ｔ）を開く動作を反応良く（遅れが生じることなく）行うことが可能になると共に、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の摩耗や疲労破壊を抑えることができる。したがって、ロータリ圧縮機１によれば、エネルギ損失を抑えることができる。
【００５１】
また、実施例のロータリ圧縮機１において、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の第１面２００ｅは、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の厚み方向において硬度が高められた深さｄが、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の厚みｔの１／５以下である。これにより、表面処理による深さｄのバラツキを抑えると共に、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の剛性、第１面２００ｅの摩耗強度、疲労強度の適正なバランスを確保することができる。
【００５２】
また、実施例のロータリ圧縮機１において、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の第１面２００ｅは、レーザ光が照射されることによって硬度が高められている。これにより、第１面２００ｅのみの硬度を適正に高めることができる。
【００５３】
また、実施例のロータリ圧縮機１において、下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）の第１面２００ｅは、キャビテーションピーニングによって硬度が高められている。これにより、第１面２００ｅのみの硬度を適正に高めることができると共に、レーザピーニングと比べて第１面２００ｅの表面を滑らかに形成することができるので、表面の摩擦特性が良好になり、第１面２００ｅの摩耗強度及び疲労強度が更に高めることができる。
【変形例１、２】
【００５４】
以下、変形例１、２の下吐出弁２００Ｓについて図面を参照して説明する。便宜上、変形例１、２においても、実施例と同一の符号を付して説明する。図７は、変形例１の下吐出弁２００Ｓを説明するための平面図である。図８は、変形例２の下吐出弁２００Ｓを説明するための平面図である。図７及び図８における下吐出弁２００Ｓは、下弁座１９１Ｓに接する側から見ている。変形例１、２は、下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅにおいて、硬化層２００ｇが形成される領域が、実施例と異なる。
【００５５】
図７に示すように、変形例１の下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅには、基端部２００ａの第１領域２０５Ａと先端部２００ｂの第２領域２０５Ｂのみに硬化層２００ｇが形成されており、中央部２００ｃに硬化層２００ｇが形成されていない。基端部２００ａの第１領域２０５Ａは、貫通孔２００ｄの周囲を含む楕円形に形成されている。先端部２００ｂの第２領域２０５Ｂは、円形状に形成されている。変形例１では、下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅにおいて、例えば、第１面２００ｅに生じる引張応力や、加わる衝撃が相対的に大きな領域のみ（例えば、引張応力や衝撃が所定の大きさ以上になる領域のみ）に硬化層２００ｇが形成されている。基端部２００ａ、特に下リベット２０２Ｓの周囲は、下吐出弁２００Ｓが開いたときの弾性変形に伴う引張応力が集中する部分なので、硬化層２００ｇが効果的に作用する。
【００５６】
また、下吐出弁２００Ｓの外形による第１面２００ｅの応力分布に応じて、第１領域２０５Ａと第２領域２０５Ｂの硬度が異ならせてもよい。第１領域２０５Ａと第２領域２０５Ｂの硬度を異ならせる場合には、第１領域２０５Ａと第２領域２０５Ｂの硬化層２００ｇの深さｄを異ならせることで調節される。例えば、基端部２００ａ側に生じる引張応力が、先端部２００ｂ側よりも大きい場合には、第１領域２０５Ａの硬度が、第２領域２０５Ｂの硬度よりも高く形成されてもよい。これにより、第１面２００ｅに生じる応力分布に応じて適正に硬度を設定することができる。また、必要に応じて、第１領域２０５Ａ及び第２領域２０５Ｂとは硬度が更に異なる第３領域が第１面２００ｅに形成されてもよい。
【００５７】
このように、下吐出弁２００Ｓの第１面２００ｅへレーザ光を照射することで硬度が高められるので、第１面２００ｅの任意の領域だけの硬度を容易に高めることができる。また、硬化層２００ｇの深さｄを異ならせることで、第１面２００ｅの任意の領域に形成される硬化層２００ｇの硬度を、他の領域に形成される硬化層２００ｇの硬度と容易に異ならせることができる。
【００５８】
変形例１によれば、第１面２００ｅにおいて、特に、金属疲労によりクラックが生じ、破損しやすい下リベット２０２Ｓの周囲を含む基端部２００ａと、下弁座１９１Ｓとの衝撃で外周部の一部が欠けやすい（割れやすい）先端部２００ｂとに硬化層２００ｇが形成されることにより、基端部２００ａ及び先端部２００ｂの摩耗強度及び疲労強度を高めることができる。加えて、変形例１によれば、第１面２００ｅ全体の領域２０５にレーザ光を照射するのに比べて、第１面２００ｅにおけるレーザ光の照射領域が少なくなるので、生産性を高めることができる。
【００５９】
図８に示すように、変形例２の下吐出弁２００Ｓは、先端部２００ｂの外周側における、下弁座１９１Ｓに接する環状領域２０５Ｃのみに硬化層２００ｇが形成されている。下吐出弁２００Ｓの外形に応じて、第１面２００ｅにおいて、例えば、基端部２００ａ及び中央部２００ｃに生じる引張応力の影響が小さい場合、必要最小限の領域である先端部２００ｂの環状領域２０５Ｃのみ、硬度が高められてもよい。更に、先端部２００ｂに環状領域２０５Ｃのうち、下弁座１９１Ｓから受ける衝撃が相対的に大きい領域の硬度を更に高めるように硬度が異ならせてもよい。変形例２によれば、第１面２００ｅにおけるレーザ光の照射領域が更に少なくなるので、生産性を更に高めることができる。
【００６０】
なお、本実施例における下吐出弁２００Ｓ（上吐出弁２００Ｔ）は、ロータリ圧縮機に限定されるものではなく、リード弁型の吐出弁を有するスクロール圧縮機、レシプロ圧縮機（往復圧縮機）等の他の圧縮機に適用されてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  ロータリ圧縮機
１２  圧縮部
１９０Ｔ  上吐出孔
１９０Ｓ  下吐出孔
１９１Ｔ  上弁座
１９１Ｓ  下弁座
２００Ｔ  上吐出弁
２００Ｓ  下吐出弁
２００ａ  基端部
２００ｂ  先端部
２００ｃ  中央部
２００ｄ  貫通孔
２００ｅ  第１面
２００ｆ  第２面
２００ｇ  硬化層
２０１Ｔ  上吐出弁押さえ
２０１Ｓ  下吐出弁押さえ
２０２Ｔ  上リベット
２０２Ｓ  下リベット
２０５  領域
２０５Ａ  第１領域
２０５Ｂ  第２領域
２０５Ｃ  環状領域
【図１】
2019023450.tif 000003
【図２】
2019023450.tif 000004
【図３】
2019023450.tif 000005
【図４】
2019023450.tif 000006
【図５】
2019023450.tif 000007
【図６】
2019023450.tif 000008
【図７】
2019023450.tif 000009
【図８】
2019023450.tif 000010