(57)【要約】【課題】低外気温等の冷媒液戻り現象発生時にワッシャが緩んでバルブ固定を開放し、液圧縮によるバルブの破壊防止を低コストで行うことができる。【解決手段】本発明の圧縮機の吐出弁構造は、吐出バルブ３と吐出バルブストッパ２とを重ね合わせてリベット５により作動室壁面１に締結固定するに際して、形状記憶合金ワッシャ部品６を吐出バルブストッパ上に介在させるようにして締結固定している。周囲温度が低温のときに、形状記憶合金ワッシャ部品がリベットによる締結力を弱めるように変形する。【選択図】　　　図２
2004011457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポートから吸入された圧縮性作動流体を作動室に導いて圧縮し、吐出バルブが設けられた吐出ポートから吐出する圧縮機の吐出弁構造が、
前記吐出ポートを覆うように設けられた吐出バルブと、
前記吐出バルブの上に重ね合わされて設けられ、前記吐出バルブのリフト量を規制する吐出バルブストッパと、
重ね合わされた前記吐出バルブと前記吐出バルブストッパの根元部を作動室壁面に締結固定するためのリベットと、
前記吐出バルブストッパの上に配置され、前記リベットによる締結固定を補佐する形状記憶合金ワッシャ部品と、
とを具備していて、
周囲温度が低温のときに、前記形状記憶合金ワッシャ部品が前記リベットによる締結力を弱めるように変形することを特徴とする圧縮機の吐出弁構造。
【請求項２】
前記形状記憶合金ワッシャ部品が、周囲温度が０℃以上のときには、ヘの字型又はアーチ状に曲がっていて、周囲温度が０℃以下のときには、一の字状又は直線状に変形することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の吐出弁構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機における冷媒の吐出弁構造に関するものであり、好適には、空気調和装置の冷凍サイクルに使用される圧縮機の吐出弁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置には、冷媒（圧縮性流体）の圧縮を行う圧縮機が設けられており、この圧縮機の冷媒が吐出される吐出口には、冷媒の吐出を規制する吐出弁が付設されており、かつこの吐出弁のリフト量を一定量以下に規制するストッパが設けられているのが一般的である。そこで従来の吐出弁構造は、図３に示すように圧縮室壁面１に吐出バルブ３と吐出バルブストッパ２とを重ね合わせて固定リベット５で固着した構造となっているため、０℃以下などの低い周囲温度においては、圧縮機起動時に寝込み液冷媒４が、圧縮室内で液圧縮されて異常高圧となり、吐出バルブ３が破損され易いことが知られている。
【０００３】
この弁リフト規制は、弁のリフトが小さいと応力的に楽になるが、冷媒ガスの通路抵抗が大きくなり冷凍能力が低下し、逆にリフトを大きくすると、生ずる応力が大きくなるばかりか、ある値以上にすると冷凍能力まで低下することから規制するものである。なお、リフトをあまり大きくすると冷凍能力が低下するのは、弁の追従性に遅れが生じるためと考えられる。
【０００４】
そこで、従来技術として実開平５−７９９０号公報に開示された吐出弁構造が知られている。この吐出弁構造は、図４に示すように吐出バルブ３と吐出バルブストッパ２とが重ね合わされて、その付け根部分をバルブストッパガイド７内に挿入して、吐出バルブ３とバルブストッパガイド７とを圧縮室壁面１に固定すると共に、吐出バルブストッパ２の付け根部分とバルブストッパガイド７の内側壁との間にスプリング８を介装したものであり、これによって、圧縮機の負荷に応じて吐出バルブストッパ２をスライドさせ、バルブのリフト量を変えられるようにして、液圧縮による吐出バルブ３の破損防止を図ったものである。また、同公報の明細書には、リフト量の変更手段として、電熱線を内蔵させた形状記憶合金で吐出バルブストッパ２を形成することが記載されている。
【０００５】
しかしながら、この公知の吐出弁構造は、構造が複雑である上、吐出バルブストッパの材質を形状記憶合金にすると、その材質の温度復帰精度が現状の市販材料では軸方向で±１％以上のバラツキが避けられないため、吐出バルブ３のリフト量がばらつき、冷凍サイクルが不安定になるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、低外気温度などの冷媒液戻り現象発生時にワッシャが緩んでバルブ固定を開放し、液圧縮によるバルブの破壊防止を低コストで行うことを可能とした圧縮機の吐出弁構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の圧縮機の吐出弁構造を提供する。
請求項１に記載の圧縮機の吐出弁構造は、吐出バルブと吐出バルブストッパとを重ね合わせてリベットにより作動室壁面に締結固定するに際して、形状記憶合金ワッシャ部品を吐出バルブストッパ上に介在させるようにして、周囲温度が低温のときに、形状記憶合金ワッシャ部品がリベットによる締結力を弱めるように変形するようにしたものである。これにより、低外気温時等の冷媒液戻り現象発生時に、形状記憶合金ワッシャ部品が形状変化して締結力を一時的に開放して、寝込み液冷媒の液圧縮による圧力上昇によって吐出バルブが破損されることを防止できる。
【０００８】
請求項２の圧縮機の吐出弁構造は、形状記憶合金ワッシャ部品が形状変化する温度条件を特定したものである。その作用効果は、請求項１の該吐出弁構造と同様である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の圧縮機の吐出弁構造について説明する。図１は、本発明の吐出弁構造を採用したスクロール型圧縮機の断面図であり、図２は、本発明の実施の形態の圧縮機の吐出弁構造の部分拡大図である。なお、本発明においては、スクロール型圧縮機を例として説明するが、本発明の吐出弁構造は、他の回転式及び往復式等種々の圧縮機においても採用可能なものである。
【００１０】
符号１２は、フロントハウジング１１に固定されてフロントハウジング１１と共に空間を形成するシェル（固定スクロール）である。この固定スクロール１２には、フロントハウジング１１側に向けて端板部１２ａから突出する渦巻状のラップ部１２ｂが形成されており、フロントハウジング１１と固定スクロール１２との間に、同じく固定スクロール側に向けて端板部１３ａから突出する渦巻状のラップ部１３ｂが形成された可動スクロール１３が配設される。この固定スクロール１２のラップ部１２ｂと可動スクロール１３のラップ部１３ｂとは対向して噛み合い、三日月状の作動室１４を形成している。そして、この可動スクロール１３が固定スクロール１２に対して旋回することにより、作動室１４の体積を拡大縮小させて作動流体の吸入圧縮を行う。
【００１１】
可動スクロール１３を連結するシャフト１５は、シール材１６及び軸受１７を介してフロントハウジング１１に回転可能に支持されている。このシャフト１５は通常、電磁クラッチ等の駆動力断続手段（図示せず）を介してエンジンや電動モータ等の外部駆動源（図示せず）から駆動力を得て回転する。可動スクロール１３は、その略中央に形成されたボス部１３ｃにてシャフト１５の一端側（可動スクロール側）に形成されたクランク部１５ａに軸受１８を介して連結されている。このクランク部１５ａはシャフト１５の回転中心から径方向側に偏心した位置に形成されているため、シャフト１５が回転すると、可動スクロール１３はシャフト１５の周りに公転運動である偏心旋回する。
【００１２】
可動スクロール１３に設けられた穴に圧入された円筒状ピン２０と、フロントハウジング１１に設けられた穴に圧入された円筒状ピン２１とが、適当なクリアランスをもって中空円筒状のリング２２に挿入されていることによって、可動スクロール１３がクランク部１５ａ周りに回転（自転）することを防止する、いわゆる自転防止機構を構成している。
【００１３】
符号１９は、可動スクロール１３をクランク部１５ａに対して摺動可能に連結し、可動スクロール１３のラップ部１３ｂと固定スクロール１２のラップ部１２ｂ間の接触面圧を増大させるクランク機構を構成するブッシングであり、このブッシング１９は、可動スクロール１３に作用する圧縮反力のうち旋回方向の力によって可動スクロール１３をクランク部１５ａに対して微小変位させて、両ラップ部１２ｂ，１３ｂ間の接触面圧を増大させている。
【００１４】
固定スクロール１２の側面には吸入ポート２３が配置されると共に、中央には吐出ポート２４が配置されている。また、固定スクロール１２とリアハウジング２５とによって吐出室２６が形成されている。これらの吸入ポート２３及び吐出ポート２４には、吸入弁及び吐出弁としての弁機構が設けられる。
【００１５】
次に本発明の特徴である圧縮機の吐出弁構造について説明する。図２は、本発明の実施の形態の圧縮機の吐出弁構造の部分拡大図であり、符号１は固定スクロール１２の端板部１２ａに相当する圧縮室壁面である。この圧縮室壁面１には、吐出ポート２４に相当する吐出口１ａが穿設されている。吐出口１ａを覆うように吐出バルブ３が配置され、この吐出バルブ３の上に重ね合わせて吐出バルブストッパ２が設けられる。これらの吐出バルブ３と吐出バルブストッパ２とは、その根元部で形状記憶合金ワッシャ部品６を介して、リベット５により圧縮室壁面１に対しリベット固定される。したがって、吐出バルブ３は圧縮室内の作動流体（冷媒）の圧力に応じて吐出口１ａを開閉する。この形状記憶合金ワッシャ部品６は、０℃以上の通常の周囲温度時ではヘの字型又はアーチ状に曲がった状態で、形状記憶合金の性能を損なわない程度の弾性力を保持しながらリベット５により圧縮室壁面１に対し固定し、圧縮機の通常運転状態において吐出バルブストッパ２と吐出バルブ３とを圧縮室壁面１に対して浮かないようにする。
【００１６】
次にスクロール型圧縮機の作動について説明する。
固定スクロール１２の吸入ポート２３から吸入された圧縮性作動流体（冷媒）は、作動室１４に取り込まれる。外部駆動源によるシャフト１５の回転によって可動スクロール１３は旋回運動をし、これにより作動室１４は渦巻の中央に向かって移動しながら容積を縮小し、作動流体を圧縮する。この容積変化により圧縮された作動流体は、中央の吐出ポート２４である吐出口１ａから排出される。
【００１７】
本発明においては、圧縮機周辺温度が例えば０℃以下のときに形状記憶合金ワッシャ部品６が一の字状又は直線状に変形するように形状を記憶させておく。こうすることによって圧縮機起動時、圧縮機周辺が０℃以下のときに、圧縮室壁面１、吐出バルブストッパ２、吐出バルブ３、リベット５及び形状記憶合金ワッシャ部品６のそれぞれの締結力は、形状記憶合金ワッシャ部品６が一の字状又は直線状に変形することにより一時的に開放されて、圧縮室（作動室）内が液圧縮状態になることを回避し、速やかに圧縮室内より液冷媒４を吐出口１ａより排出して吐出バルブ３の破損を防止することができる。
【００１８】
圧縮機運転開始後、数秒後には圧縮機内部の機械運動による発熱や圧縮機の吸入冷媒ガス温度の上昇などにより、圧縮機周辺温度が０℃を超えると、形状記憶合金ワッシャ部品６は元の形状であるヘの字型又はアーチ状に戻り、圧縮室壁面１、吐出バルブストッパ２、吐出バルブ３、リベット５及び形状記憶合金ワッシャ部品６のそれぞれの部品が元の締結力を回復し、通常の吐出バルブとしての機能を回復する。
【００１９】
このように本発明の圧縮機の吐出弁構造においては、その締結部分に低温において形状変化する形状記憶合金ワッシャ部品を追加することにより、低外気温時などの冷媒液戻り現象発生時に形状記憶合金ワッシャ部品が形状変化して、その締結部分の締結力を一時的に開放して液圧縮状態になることを回避し、速やかに圧縮室内より液冷媒を排出して吐出バルブの破損を防止し、圧縮機運転開始の数秒後に吸入冷媒ガスの圧縮熱等による圧縮機の温度上昇により、形状記憶合金ワッシャ部品の形状を元に戻して、その締結部分の締結力を回復して通常の吐出バルブとしての機能を回復させることを、低コストで実現したものである。
【００２０】
本発明の圧縮機の吐出弁構造は、低外気温条件下で冷房運転されるような使い方が多い業務用空調機器や車両用空調機器の冷凍サイクル用圧縮機などに利用することが、好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の圧縮機の吐出弁構造を採用したスクロール型圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の圧縮機の吐出弁構造の部分拡大図である。
【図３】従来の圧縮機の吐出弁構造を示す図である。
【図４】従来の圧縮機の吐出弁構造を示す図である。
【符号の説明】
１…圧縮室壁面（固定スクロールの端板１２ａ）
１ａ…吐出口（吐出ポート２４）
２…吐出バルブストッパ
３…吐出バルブ
４…液冷媒
５…リベット
６…形状記憶合金ワッシャ部品
【図１】
2004011457.tif 000003
【図２】
2004011457.tif 000004
【図３】
2004011457.tif 000005
【図４】
2004011457.tif 000006