(57)【要約】【課題】ピストン挙動を安定化し、ピストンのチャタリングによる異音を防止しする、挙動安定化制御弁を提供する。【解決手段】ピストン２３側面の圧力分布が異なるようにし、ピストン２３の運動方向成分と異なる向き（略直角方向）にも荷重成分を与える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の通路を開閉する弁体と、弁体を移動させるピストンと、ピストンへ荷重を与える弾性体と、ピストンの運動方向を規制する規制手段からなり、ピストンにかかる圧力差及び弁体にかかる圧力差の少なくとも一方と弾性体の荷重とでピストンの動きを制御する制御弁において、ピストンの運動方向の略直角方向に荷重が働くように、ピストン側面の圧力分布が異なるようにしたことを特徴とする挙動安定化制御弁。
【請求項２】
請求項１記載の挙動安定化制御弁であって、ピストンの運動方向を規制する規制手段とピストン外周とが微小隙間を有し、ピストン外周の一部に、ピストン外周以外の部分と連通する圧力導入部を有することを特徴とする挙動安定化制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用空調装置等に供される、スライディングベーン式圧縮機に使用するベーン背圧付与装置の挙動安定化制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術は、周知のようにスライディングベーン式圧縮機においては、ベーンとシリンダとロータと両サイドプレートで圧縮室を形成し、ロータの回転に伴って冷媒等を吸入し、圧縮・吐出する。その際、圧縮室を構成するため、ベーンの先端がシリンダ内壁に接するように摺動運動をする必要があり、ベーン背圧付与装置によりベーンに冷媒あるいは潤滑油による圧力を付与し、シリンダ内壁に押し付ける構成が広く用いられている。
【０００３】
以下図面を参照しながら、上述した従来のスライディングベーン式圧縮機のベーン背圧付与装置の一例について説明する。
【０００４】
図３および図４は従来の差圧給油式のベーン背圧付与装置を有するスライディングベーン式圧縮機の具体構成を示すものである。
同図において、シリンダ１は、円筒内壁を有し、ロータ２は、その外周の一部がシリンダ１内壁と微小隙間を形成する。ベーンスロット３は、ロータ２に設けられ、複数のベーン４はベーンスロット３内に摺動自在に挿入されている。駆動軸５は、ロータ２と一体的に形成され回転自在に軸支される。
【０００５】
前部側板６および後部側板７は、それぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に作動室８を形成する。吸入口９は、低圧側の作動室８に連通し、吐出口１０は、吐出弁１１を配し、高圧側の作動室８に連通する。高圧ケース１２は、高圧通路１３に連通する高圧室１４を形成し、下部に油溜り部を有して、高圧流体中の潤滑油を分離捕捉する。
【０００６】
ベーン背圧付与装置本体１６は、後部側板７に配設され、絞り１９を経由し高圧室１４下方の油溜り部の潤滑油を給油通路１８で、ロータ２に設けられたベーン背圧室１７に供給し、また、ベーン背圧付与装置本体１６は、高圧室１４上方の冷媒も給油通路１８でベーン背圧室１７に供給する。
【０００７】
給油通路１８途中に設けられた第１球座２０と第１球体２１で弁体を構成し、給油通路１８を連通遮断する。第１ピストン室２２は、第１球座２０に第１球体２１と反対側で開口し、運動方向を規制し摺動自在に第１ピストン２３を配設する。
【０００８】
第１ピストン２３は、第１球座２０側へ移動した際、第１球体２１を第１球座２０から遊離させ、給油通路を連通する。又、第１ピストン２３は、反対側へ移動した際、給油通路１８を遮断する。
【０００９】
第１圧力導入路２４は、第１ピストン２３の下方に位置する第１下部ピストン室２５と圧縮前（吸入圧力雰囲気）の作動室８とを連通する。弾性体２６は、第１ピストン２３に荷重を与え、逆止弁２７は、通路１８の途中に有り、ベーン背圧室１７から第一ピストン室２２への流体の逆流を防止する。
【００１０】
以上のように構成されたスライディングベーン式圧縮機のベーン背圧付与装置について、以下その動作について説明する。
【００１１】
エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて駆動軸５およびロータ２が図４において時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体（潤滑油を含む冷媒）が吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２の回転に伴い圧縮された高圧流体は吐出口１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１３より高圧室１４に流入し、流体中の潤滑油の一部が高圧ケース１２内で分離補捉され、高圧ケース１２の油溜り部に溜る。
【００１２】
その潤滑油は、ベーン背圧付与装置によりベーン背圧室１７へ供給され、ベーン４をシリンダ１の内周面に押し付け、作動室８を形成し圧縮動作を行なう。動力伝達を受けてロータ２が回転し運転されると、高圧室１４の圧力は上昇し、第１ピストン室２２の圧力が上昇する。
【００１３】
また、第１下部ピストン室２５は、圧縮前の圧縮室に開口している第１圧力導入路２４に連通しているため、第１ピストン２３の下部圧力は上部圧力より低くなり、第１ピストン２３にかかる圧力差が弾性体２６の荷重より大となった際に、第１ピストン２３は下方へ移動し、第１球体２１は、第１球座２０に着座し、連通路は遮断される。
【００１４】
その後、第一ピストン室２２内圧力と圧縮前の作動室に連通している第１下部ピストン室２５とは、ピストンとピストン室との隙間によって圧力が平衡化され、ほぼ同等となる。従って、ベーン背圧室１７圧力より低くなり、逆止弁２７が作動する。
【００１５】
以降、第１球体２１は、高圧室１４圧力と第１ピストン室２２内圧力の差圧力による荷重が弾性体２６の荷重より大きい間、着座した状態が継続する。動力伝達が停止し、ロータの回転が止まると、第１球体にかかる高圧室１４の圧力が低下し、第１ピストン室２２との圧力差による荷重が低下する。
【００１６】
その圧力差による荷重より、弾性体２６の荷重が大きくなった時点で、第１ピストン２３が上方に移動し、第１球体２１を押し上げ、第１球座２０から離れ、高圧室１４とベーン背圧室１７との給油通路１８が連通する。
【００１７】
しかしながら、第１球体２１と第１ピストン２３の動きが、弾性体２６の荷重と、第１球体２１にかかる差圧力または第１ピストン２３の上下にかかる差圧力のいずれか一方の差圧力により制御される構成であり、圧縮機の停止時、高圧室１４の圧力が低下し、弾性体２６の荷重が第１球体２１にかかる差圧力の荷重より大きくなり、第１ピストン２３が第１球体２１を押し上げ第１球座２０から離れ、弁体が開いた際に、第１球体２１に作用する圧力差が無くなると同時に第１ピストン室２２に高圧室１４の圧力が作用し、第１ピストン２３の下向きにかかる差圧力が弾性体２６の荷重より大となり、第１ピストン２３が下向きに動き第１球体２１が第１球座２０に着座し、弁体が閉じることとなる。
【００１８】
その後、第１球体２１が第１球座２０に着座した直後に、ベーン背部に連通している第１ピストン室２２圧力と、作動室８と連通している第１下部ピストン室２５圧力は、ほぼ同等となり、第１ピストン２３にかかる圧力差による荷重はほぼ無くなり、弾性体２６の荷重が、第１球体２１にかかる高圧室１４内圧力による荷重より大きい場合は、第１ピストンが第１球体２１を押し上げる方向に移動し、第１球座２０から第１球体２１は離れ、弁体は開くこととなる。
【００１９】
以上のように、高圧室１４の圧力が低下し、弾性体２６の荷重より小さくなり、第１ピストン２３を押し下げることができなくなるまで、ピストンの運動は繰り返すこととなる。
【００２０】
第１ピストン室２２と、第１ピストン２３との摺動抵抗が小さい時など、このようなことが、短時間周期で繰り返し、第１ピストン２３はチャタリング現象が発生する。これにより、第１ピストン２３が、ベーン背圧付与装置本体１６の一部と衝突し、その際に発する衝突音が、異音となって発生するという課題を有していた。（例えば特許文献１参照）
又、油圧プレス機械の戻り油回路脈動防止装置において、図５に示すように、弁体内部の弁座８３と対向して褶動自在な弁部８５が設けられ、前記弁体と弁部内部との間に弾性部材８７が設けられ、前記弾性部材により弁体が弁座に押圧され、一定圧以上の圧力により前記弁体と弁座との間を開き、前記戻り油を直接前記油タンクへ戻すチェック弁を備えることを特徴とする油圧プレス機械の戻り油回路脈動防止装置において、チェック弁の弁体８５と弁部外側との褶動面に０リング８９を設け、摺動抵抗を増加させて摺動面の動き（摺動感度）を鈍くし、チェック弁のチャタリングによる異常音の発生を防止していた。（例えば特許文献２参照）
【００２１】
【特許文献１】
特公平０７−４５８７７号公報
【特許文献２】
特開平０９−１２２７７３号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来特許文献１の構成では、圧縮機運転後の停止状態で、吐出圧力と吸入圧力が平衡するまでの間で、ピストンとピストン室の摺動抵抗が小さい場合に、弁体が開いた直後など、ピストンにかかる圧力差及び弁体にかかる圧力差の少なくとも一方と弾性体の荷重のバランスが急変し、ピストンの運動方向が短時間に逆転するような状態となり、弁体の開閉が短時間に繰り返えされる。そのように、ベーン背圧付与装置のピストン挙動が不安定となり、ピストンのチャタリングによる異音が発生する。
【００２３】
従来特許文献２の構成では、チェック弁の弁体８５と弁部外側との褶動面に０リング８９を設け、摺動面の動き（摺動感度）を鈍くし、チェック弁のチャタリングによる異常音の発生を防止するが、運転中と停止時に温度差がある圧縮機の場合に、チェック弁と弁体との熱膨張差による隙間の変化で、Ｏリングの締め代が変化しチェック弁の摺動感度が変化するという課題がある。
【００２４】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、ピストンに摺動抵抗を与えることで、ピストン挙動を安定化し、ピストンのチャタリングによる異音を防止しする、挙動安定化制御弁を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ピストン側面の圧力分布が異なるようにし、ピストンの運動方向成分と異なる向き（略直角方向）にも荷重成分を与えるものである。
【００２６】
上記ピストンの運動方向成分と異なる向き（略直角方向）にも荷重成分を与えることによって、ピストンとピストン室の摺動抵抗が増すこととなり、ピストンの摺動感度を鈍くすることができ、弁体が短時間で開閉することが減少し、弁体が開いている間に、高圧室は給油通路を通じてシリンダ内作動室に連通し、ピストン下部圧力が増し、ピストンの上部圧力とのピストン差圧力が減少し、弾性体の荷重でピストンをピストン室内で弁体側へ押し付け保持することができるようになる。その結果、ピストンのチャタリングによる異音を防止できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１において、流体の通路を開閉する第１球体２１と第１球座２０とからなる弁体と、弁体を移動させる第１ピストン２３と、第１ピストン２３へ荷重を与える弾性体２６と、第１ピストン２３の運動方向を規制する規制手段である第１ピストン室２２からなり、第１ピストン２３にかかる圧力差と弁体にかかる圧力差と、弾性体２６の荷重で第１ピストン２３の動きを制御する制御弁を有するベーン背圧付与装置において、第１ピストン２３へ与える荷重の方向が第１ピストン２３の運動方向分力成分Ｆ１と、その方向に対し略直角方向への分力成分Ｆ２を有する様に、第１ピストン２３の側面圧力分布が異なるように構成されている。
【００２９】
第１ピストン２３には、運動方向に対し、略直角方向の分力成分Ｆ２がかかり、ピストン運動の摺動抵抗を増加させることができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図２は、本実施形態の第二の実施例を示した図で、第１ピストン２３と、第１ピストン２３の運動方向を規制しかつその外周と微小隙間を有する第１ピストン室と、第１ピストン２３へ荷重を与える弾性体２６とからなり、第１ピストン２３にかかる圧力差と弁体にかかる圧力差と、弾性体２６の荷重で第１ピストン２３の動きを制御する制御弁を有するベーン背圧付与装置において、第１ピストン２３へ与える荷重の方向が第１ピストン２３の運動方向分力成分Ｆ１と、その方向に対し略直角方向への分力成分Ｆ２を有する様に、第１ピストン２３の外周の一部に、ピストン下部と連通する圧力導入部２９を設け、ピストン側面の圧力分布が異なるようにする。
【００３１】
これにより、ピストンの運動方向に対し、略直角方向の分力成分Ｆ２をかけ、ピストン運動の摺動感度を鈍くできる。ピストン外周部に導く圧力導入路２９は、ピストン上部と連通するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００３２】
又、本実施例は、スライディングベーン式圧縮機に使用するベーン背圧付与装置について述べたが、他の制御弁においても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
上記から明らかなように、本発明は、ピストンの運動方向と略直角方向に荷重を与えることで、ピストンに摺動抵抗を与えるもので、この構成によれば、ピストン運動の摺動感度を鈍くでき、ピストンのチャタリングによる異音の発生を防止できるという効果を奏する。
【００３４】
また、本発明は、ピストンとピストン室との熱膨張差による隙間が発生しても、荷重の方向に変化はなく、摺動抵抗の変化も無いため、本構成によれば、温度が変化する環境においても、安定した摺動抵抗を与えることができ、ピストンのチャタリングによる異音の発生を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示すベーン背圧付与装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態２を示すベーン背圧付与装置の断面図
【図３】従来例１のロータリコンプレッサの縦断面図
【図４】同ロータリコンプレッサの横断面図
【図５】従来例２のチェック弁の断面図
【符号の説明】
２０  第１球座
２１  第１球体
２３  第１ピストン
２６  弾性体
Ｆ１  運動方向分力成分
Ｆ２  略直角方向への分力成分
【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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