(57)【要約】【課題】気体圧縮機の気体吸入経路に設けられ、運転停止時の気体の逆流を阻止する吸入逆止弁の信頼性を向上するとともに、部品点数を減らし、コストを低減する。【解決手段】バルブコア３４のシール部とストッパ３１のシール部に、互いに吸引するように極性を持った永久磁石３４ａ、３１ａをそれぞれ取り付け、磁石３４ａ、３１ａの吸着力によりバルブを閉じるようにする。気体圧縮機の運転停止時は、この磁石の吸着力によりバルブが閉じ、運転時は、気体圧縮機の気体吸入力が磁石の吸着力に打ち勝ってバルブが開く。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を吸入・圧縮する圧縮機本体と、
上記圧縮機本体の下流側に配置され、該圧縮機本体により圧縮された気体を外部へ吐出する吐出ポートと、
上記圧縮機本体の上流側に配置され、該圧縮機本体が吸入する気体を外部から供給する吸入ポートと、
上記圧縮機本体と上記吸入ポートとの間に設けられ、圧縮機運転停止時に、バルブコアとストッパとが磁力により当接密着することにより、上記圧縮機本体側の気体が上記吸入ポート側に逆流することを阻止する吸入逆止弁と、
を具備したことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
上記バルブコアと上記ストッパとが互いに同じ向きの磁極を有し、該磁極の吸引力により上記吸入逆止弁の上記バルブコアと上記ストッパとが当接密着する請求項１記載の気体圧縮機。
【請求項３】
上記バルブコアと上記ストッパとの当接密着面付近に永久磁石を固着した請求項２記載の気体圧縮機。
【請求項４】
上記バルブコアと上記ストッパのいずれか一方が永久磁石を有し、他方が強磁性体であって、該永久磁石と該強磁性体との吸引力により上記吸入逆止弁の上記バルブコアと上記ストッパとが当接密着する請求項１記載の気体圧縮機。
【請求項５】
上記バルブコアが上記ストッパに当接密着する面に樹脂フィルムを介在させた請求項１、２、３または４に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
上記バルブコアを上記ストッパ当接位置と離間位置との間で移動自在に収容するバルブケースを更に具備し、
上記離間位置にある上記バルブコアと上記バルブケースとの対向面において該バルブコアと該バルブケースとが互いに同じ磁極を有し、該磁極の反発力により上記吸入逆止弁の上記バルブコアを上記ストッパ当接位置に向けて付勢する請求項１ないし５のいずれかに記載の気体圧縮機。
【請求項７】
上記バルブケースは、上記離間位置よりも更に下流側に圧縮機本体側に連通する連通孔を有し、圧縮機運転停止時に、圧縮機本体側の気体が該連通孔を通って該バルブケースに流入して上記吸入逆止弁の上記バルブコアを上記ストッパ当接位置に向けて付勢する請求項１ないし６のいずれかに記載の気体圧縮機。
【請求項８】
圧縮機本体と吸入ポートとの間に設けられ、圧縮機運転停止時に、バルブコアがストッパに磁力により当接密着することにより、圧縮機本体側の気体の吸入ポートへの逆流を阻止する吸入逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調装置等に用いられる気体圧縮機およびその吸入逆止弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の気体圧縮機では、気体圧縮機の運転により冷媒等の気体を冷房システム等の外部から吸入ポート経由で吸入し、圧縮機本体で圧縮して、圧縮気体を吐出ポート経由で空調システム等の外部へ吐出する。圧縮機本体にはロータ等機械的に摺動しながら運動する部材があり、運転時は摺動面に潤滑油が供給されるようになっている。
【０００３】
運転中圧縮機本体側の気体圧力は、その圧縮動作により、吸入ポート側の気体圧力よりも高くなっている。そして、気体圧縮機の運転を停止したときは、この圧力差が残っており、圧縮機本体側の気体が吸入ポート側へ逆流しようとする。圧縮機本体側の気体には上述の潤滑油が含まれている。もし潤滑油を含んだ気体が吸入ポート経由で空調システム側に入ると、空調効率の低下等の障害が発生するので、圧縮機本体と吸入ポートとの間に吸入逆止弁が設けられ、圧縮機本体側の潤滑油入り気体の吸入ポートへの逆流を阻止している。
【０００４】
従来の吸入逆止弁の例を図７に示す。図７の吸入逆止弁は、例えば、特許文献１にも開示されているもので、バルブケース内を摺動するバルブコア（弁座）１２５、バルブシート１４０を備えたストッパ１２６、バルブコア１２５をストッパ１２６のバルブシート面１３９へ付勢するコイルバネ等のバネ１２７で構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２５７０４６号公報  （段落番号００２４、図１）
【０００６】
しかし、特許文献１のような従来の吸入逆止弁においては、部品点数が多く、コスト高になるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述の問題点を解決し、バルブコアをストッパに付勢するバネなしでも済んで、コストを低減することができる気体圧縮機およびその吸入逆止弁を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、この発明の気体圧縮機は、気体を圧縮する圧縮機本体と、上記圧縮機本体により圧縮された気体を外部へ吐出する吐出ポートと、上記圧縮機本体が吸入する気体を外部から供給する吸入ポートと、上記圧縮機本体と吸入ポートとの間に設けられ、圧縮機運転停止時に、バルブコアがストッパに当接密着することにより、圧縮機本体側の気体の吸入ポートへの逆流を阻止する吸入逆止弁とを具備し、吸入逆止弁のバルブコアとストッパとが磁力により当接密着するようになっているものである。
【０００９】
また、この発明の吸入逆止弁は、圧縮機本体と吸入ポートとの間に設けられ、圧縮機運転停止時に、バルブコアがストッパに磁力により当接密着することにより、圧縮機本体側の気体の吸入ポートへの逆流を阻止するものである。
【００１０】
また、上記発明において、バルブコアとストッパとが互いに同じ向きの磁極を有し、磁極の吸引力により吸入逆止弁のバルブコアとストッパとが当接密着するようにし、更に、バルブコアとストッパとの当接密着面付近に永久磁石を固着し、あるいは、バルブコアとストッパのいずれか一方が永久磁石を有し、他方が強磁性体であって、永久磁石と強磁性体との吸引力により吸入逆止弁のバルブコアとストッパとが当接密着するようにすることもできる。
【００１１】
また、バルブコアがストッパに当接密着する面に樹脂フィルムを介在させることもできる。
【００１２】
また、上記発明において、バルブコアをストッパ当接位置と離間位置との間で摺動自在に収容するバルブケースを更に具備し、上記離間位置にあるバルブコアとバルブケースとの対向面においてバルブコアとバルブケースとが互いに同じ磁極を有し、磁極の反発力により吸入逆止弁のバルブコアをストッパ当接位置に向けて付勢するようにしたり、上記離間位置よりも更に離れた位置に、圧縮機本体側に連通する連通孔を有し、圧縮機運転停止時に、圧縮機本体側の気体が連通孔を通ってバルブケースに流入して吸入逆止弁のバルブコアをストッパ当接位置に向けて付勢するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下、図１〜図６を参照して説明する。
【００１４】
図１は、この発明の一実施形態のロータリベーン型気体圧縮機を示す縦断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図１の要部である吸入逆止弁の拡大断面図である。
【００１５】
図１および図２において、１は圧縮機本体、２は吐出ポート、３は吸入ポート、４は吸入逆止弁である。
【００１６】
圧縮機本体１には、シリンダブロック５、サイドブロック６および７、ロータ８、ロータ軸９、５枚のベーン１０が設けられている。
【００１７】
両側に上記サイドブロック６、７が固定されたシリンダブロック５内には、シリンダ室１１が形成されている。
【００１８】
上記ロータ８は、ロータ軸９に固定されていて、上記シリンダ室１１内に回動自在となっている。
【００１９】
このロータ８には、ほぼ放射状に５つのベーン溝１２が均等に刻設され、上記５枚のベーン１０は、それぞれこのベーン溝１２に摺動自在に出没できるようになっている。これらベーン１０の各先端１０ａは、上記シリンダブロック５の内周面５ａに、両側面は、上記サイドブロックの内壁面６ａ、７ａに摺接している。
【００２０】
上記５枚のベーン１０により上記シリンダ室１１は５分割されて圧縮室１１ａ、１１ａ、‥‥を形成している。また、上記シリンダ室１１内の短径円弧部１１ｂ（２か所）からロータ８が回転する矢印方向（図２参照）の手前側には、それぞれ吐出穴１３が開口して、シリンダ室１１と吐出室１４とを連通させている。この吐出穴１３の外側、吐出穴１３と吐出室１４との間の吐出弁室１５には、吐出弁１６が取り付けられている。この吐出弁１６はリーフ弁式であって、上記圧縮室１１ａから吐出室１４へ圧縮された気体（冷媒ガス）を通過させ、吐出弁室１５からシリンダ室１１への気体の逆流を遮断する。
【００２１】
吸入逆止弁４は、圧縮機本体１と吸入ポート３との間に、吸入ポート３に直結して設けられている。吸入逆止弁４と圧縮機本体１のシリンダ室１１とは、吸気室１９、吸入路２０、吸入口２０ａにより連通している。
【００２２】
上記ロータ軸９は、プーリ１７、電磁クラッチ１８を介して、外部から回転動力を伝達されて回転する。上記ロータ８はロータ軸９とともに回転し、圧縮室１１ａの容積を増減させて、シリンダ室１１に開口する吸入口２０ａから気体を吸入し、圧縮室１１ａ内でこの気体を圧縮し、吐出穴１３、吐出弁１６、吐出弁室１５、吐出通路１５ａ経由で、圧縮した圧縮気体を吐出室１４へ吐出する。
【００２３】
ロータ８には等間隔に５枚のベーンが備えられ、シリンダブロック５には、吸入口２０ａ、吐出穴１３が、それぞれ１８０°の間隔で２か所に配設されているから、ロータ８が１回転する間に、各吸入口２０ａと各吐出穴１３は、５回吸入あるいは吐出をそれぞれ繰り返し、ベーンが奇数枚なので、２か所の吸入口２０ａ、吐出穴１３の吸入あるいは吐出の位相は１８０°ずれて、圧縮機の吸入ポート３では、ロータ１回転当たり１０回吸入を繰り返す。
【００２４】
圧縮機本体１への冷媒等の気体は、吸入ポート３経由で外部、空調システムに圧縮機が用いられている場合は、空調システムの配管から供給される。
【００２５】
圧縮機本体１により圧縮された気体は、吐出室１４から吐出ポート２経由で外部（空調システムの配管）へ吐出される。
【００２６】
吸入逆止弁４のストッパ２１は、図１に示すように、フロントヘッド２２に固着され、その吸気室１９側には、バルブケース２３が固定され、このバルブケース２３内に、バルブコア２４が摺動自在に納められている。バルブコア２４とストッパ２１とが対向する端面は、当接密着面（シール面）２５となっていて、当接密着した状態では、吸入ポート３に連通しているストッパ２１内の空間２６と吸気室１９に連通しているバルブケース２３の側穴２７との連通路が遮断され、吸入逆止弁４は閉止する。バルブコア２４とストッパ２１とが離れると、上記連通路の遮断が解除されて、吸入逆止弁４は開く。
【００２７】
図３における実施の形態では、吸入逆止弁４のバルブコア２４とストッパ２１とは、互いに同じ向きの上下方向の磁極、すなわち、対向面において逆の極性を持った永久磁石でできており、磁力により互いに当接密着するようになっている。
【００２８】
この吸入逆止弁４においては、運転時に圧縮機本体１が気体を吸引すると、圧縮機本体１側の気圧が吸入ポート３の気圧より下がって、気圧差が生じ、この気圧差により、バルブコア２４が、磁石の吸引力に逆らって、バルブケース２３内を図の下方（図３の想像線）へ移動して、バルブケース２３の側穴２７と吸入ポート３に連通するストッパ２１内とが連通する。これにより、吸入ポート３とシリンダ室１１とを連通して、外部の気体がシリンダ室１１に導入される。
【００２９】
この実施の形態では、上述のように、ロータ１回転当たり吸入ポート３から１０回吸入がサイクリックに繰り返される。圧縮機運転中は、このサイクルに合わせて、吸入逆止弁４を通過する気体流が脈動し、この脈動に応じてバルブコア・ストッパ間の磁力とロータ回転による気体吸引力とのバランスが変動して、バルブコア２４がストッパ２１に対して離れたり接近したりする。従来のコイルバネを用いた吸入逆止弁においても脈動があり、バルブコアがストッパに対して離れたり接近したりすると同時に、コイルバネが伸縮した。コイルバネが伸縮を繰り返すため、長時間の圧縮機運転ではコイルバネに疲労が生じ、バネ定数が低下することがあった。従って、圧縮機停止直後のバルブコアをストッパに当接させる弾性力が不足し、バルブコアが途中でバルブケースに引っ掛かってしまい、気体が吸入ポート側に逆流してしまうこともあった。しかしながら、本実施形態の吸入逆止弁４ではコイルバネを用いていないため、長時間の圧縮機運転でも疲労することはなく、逆流防止の長期信頼性が確保できる。
【００３０】
一方、圧縮機運転が停止するときは、圧縮機本体１側の圧縮されていた気体の圧力が残って、吸入ポート３との気圧差が逆になり、圧縮機本体１の気体吸引力がなくなり、バルブコア２４がストッパ２１に磁力により当接密着する。これにより、圧縮機本体１側気体の吸入ポート３への逆流を阻止して、圧縮機本体１側気体中の潤滑油の外部（空調システム配管）逆流が防止される。
【００３１】
図３の実施の形態において、バルブコア２４またはストッパ２１の材料を永久磁石に代えて鉄系等の強磁性体とすることもできる。あるいは、バルブコア２４とストッパ２１との当接密着面付近の材料だけを、一方を永久磁石に、他方を強磁性体とすることもできる。これらの場合も、永久磁石と強磁性体とが吸引して、同様にバネなしで吸入逆止弁の機能を発揮する。
【００３２】
図４は、この発明の他の実施の形態を示す。図４において、図３と同様の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。図４の実施の形態では、バルブコア３４とストッパ３１との当接密着面（シール面）２５付近にそれぞれ永久磁石３４ａ、３１ａを固着してある。永久磁石３４ａ、３１ａは、互いに同じ向きの上下方向の磁極、すなわち、対向面において逆の極性を持っていて、図３の実施の形態と同様に吸引力を生じる。
【００３３】
ところで、永久磁石には、磁力は強いがやや脆く、衝撃に弱いものもある。図５の実施の形態は、このようなやや脆い磁石を採用するのに好適なものである。図５は、図４の実施の形態において、吸入逆止弁の開閉動作に伴う当接密着面２５での衝撃を和らげるために、永久磁石３１ａ、３１ｂの表面、特に、当接密着面２５に四弗化エチレン樹脂等の樹脂フィルム３５、３６を被覆して、磁石と磁石の間に樹脂フィルムを介在させたものである。このように樹脂フィルムを介在させると、磁石同士の密着による過度の吸着力が適度に軽減され、強力な永久磁石を使用しても圧縮機起動時に容易に吸入逆止弁が開いて、スムーズに起動する。
【００３４】
上記樹脂フィルムは、図５のように両方の永久磁石に被覆してもよいし、どちらか一方の磁石に被覆してもよい。バルブケース２３内を摺動するバルブコア３４側の永久磁石３４ａに被覆する場合は、図５のように、摺動面にも被覆を延長することが望ましい。
【００３５】
また、当接密着面の樹脂フィルムは、図３の実施の形態にも適用することができる。
【００３６】
図６は、この発明の更に他の実施の形態を示す。図６において、図４と同様の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。図６の実施の形態では、離間位置にあるバルブコア３４（図６の実線）とバルブケース４３との対向面においてバルブコア３４の第２の永久磁石３４ｂとバルブケース４３の永久磁石４３ａとが互いに同じ磁極を有し、磁極の反発力により吸入逆止弁４のバルブコア３４をストッパ当接位置（図６の想像線）に向けて付勢する。
【００３７】
バルブコア３４の第１の永久磁石３４ａとストッパ３１の永久磁石３１ａとの吸引力は、互いに接近しているときは強力であるが、距離があまり離れると弱くなる。図６の実施の形態では、上記距離が離れた位置でバルブコア３４の第２の永久磁石３４ｂとバルブケース４３の永久磁石４３ａとが接近するので、永久磁石３４ｂと永久磁石４３ａとの反発力が加担して、距離が離れてもバルブコア３４がストッパ３１に向けて、図６の矢印の向きに磁力により付勢される。
【００３８】
図６の実施の形態では、更に、もうひとつの付勢力が加担している。すなわち、上記離間位置よりも更に離れた、図の下方の位置に、圧縮機本体１側に連通する連通孔５１を有し、圧縮機運転停止時に、圧縮機本体１側の気体が連通孔５１を通ってバルブケース４３に流入して吸入逆止弁４のバルブコア３４をストッパ当接位置（図６の想像線）に向けて付勢する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、吸入逆止弁のバルブコアとストッパとが磁力により当接密着するようにしたから、バルブコアをストッパに付勢するのに従来から使用されているバネなしでも済み、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１の吸入逆止弁を拡大して示す拡大断面図。
【図４】吸入逆止弁の他の実施の形態を示す縦断面図。
【図５】吸入逆止弁の他の実施の形態を示す縦断面図。
【図６】吸入逆止弁の他の実施の形態を示す縦断面図。
【図７】従来の吸入逆止弁を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  圧縮機本体
２  吐出ポート
３  吸入ポート
４  吸入逆止弁
５  シリンダブロック
５ａ  内周面
６、７  サイドブロック
６ａ、７ａ  内壁面
８  ロータ
９  ロータ軸
１０  ベーン
１０ａ  先端
１１  シリンダ室
１１ａ  圧縮室
１１ｂ  短径円弧部
１２  ベーン溝
１３  吐出穴
１４  吐出室
１５  吐出弁室
１６  吐出弁
１７  プーリ
１８  電磁クラッチ
１９  吸気室
２０  吸入路
２０ａ  吸入口
２１  ストッパ
２２  フロントヘッド
２３  バルブケース
２４  バルブコア
２５  当接密着面（シール面）
２７  側穴
３１  ストッパ
３１ａ  永久磁石
３４  バルブコア
３４ａ、３４ｂ  永久磁石
３５、３６  樹脂フィルム
４３  バルブケース
４３ａ  永久磁石
５１  連通孔
【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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【図６】
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【図７】
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