(57)【要約】【課題】吸入弁及び吐出弁のバルブプレートへの貼り付きを防ぐ（離れ性の向上）とともに気密性低下を防止する。【解決手段】吸入弁、吐出弁及びバルブプレートに樹脂コーティングすると共に、吸入孔と吐出孔を非円形孔とする。これにより、前記吸入弁及び吐出弁の樹脂コーティング部分の摩耗箇所が複数に分散することにより、長期に渡り樹脂コーティング層が残せる樹脂の非粘着性を活用できるとともに、気密性の低下を防止できる。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアが形成されたシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在され、吸入孔と吐出孔が形成されたバルブプレートと、
このバルブプレートに形成の吸入孔のシリンダブロック側に配された吸入弁と、
前記吐出孔のシリンダヘッド側に配された吐出弁とを含む弁装置において、
前記バルブプレートと吸入弁及び吐出弁のうち、少なくとも一部又は全部を、少なくとも接触する表面を樹脂とすると共に、
前記吸入孔と吐出孔との少なくとも一方又は双方を、非円形孔に形成したことを特徴とする弁装置。
【請求項２】
前記バルブプレートと吸入弁及び吐出弁のうち、少なくとも一部又は全部を、少なくとも接触する表面を樹脂とするために、前記各部材に樹脂のコーティングを施すことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項３】
前記バルブプレートと吸入弁及び吐出弁のうち、少なくとも一部又は全部を、少なくとも接触する表面を樹脂とするため、前記各部材を樹脂材によって製造したことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項４】
前記吸入孔及び吐出孔の非円形孔として、少なくとも一つ以上の直線を有する円周を持つことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項５】
前記吸入孔及び吐出孔の非円形孔として、該孔の任意の所の接線が２つ以上の支点を持つことを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等で用いられる冷媒圧縮機に使用される弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒圧縮機において、性能の向上を図る目的から、例えば吸入孔にあっては、吸入孔の開口面積を拡大することで、吸入効率の向上を図ることが行われている。しかし、開口面積の拡大は吸入弁に対し大きな変動荷重が発生し塑性変形強度不足や共振点低下による高回転での使用が困難になる。
【０００３】
そこで、特許文献１に示す発明が開発され、吸入弁の閉弁時に該吸入弁を支持する吸入弁支持部を弁板に設けたものである。この構成から、閉弁時に吸入弁支持部によって、吸入弁の弁板側への変形が抑制され、変動荷重による吸入弁の塑性変形が防止される作用効果を得ている。
【０００４】
また、吸入弁や吐出弁が冷媒に含まれるオイルによって弁板のはり付き現象が生じて、作動遅れが生じ、吸入弁及び吐出弁と弁板の不連続な開閉作動による脈動音が圧縮機の振動騒音増加の原因となっていた。そこで、特許文献２に示す発明が開発され、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在の弁板や、その弁板に形成の吸入孔及び吐出孔を開閉する吸入弁及び吐出弁の少なくとも表面を樹脂化している。この構成から、吸入弁、吐出弁の離れ性は向上している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２８４４９
【特許文献２】特開平９−２８０１６７
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前者の特許文献１に示される発明では、吸入弁支持部により疲労強度の向上は見られるが、この吸入弁支持部となるリブの形状設定の法則が明らかでなく、全ての形状に対して疲労強度の向上の作用効果が表れるかが問題であるし、吸入孔の中心に入り込むようなリブの製造もコストアップの原因となる問題点を有している。
【０００７】
後者の特許文献２に示される発明では、弁装置の少なくとも表面に樹脂をコーティングすることから、離れ性が向上（即ち貼り付き防止）することが確認されているが、所定時間運転して見ると、吸入孔が単純円の場合は、吸入孔の全周部位の樹脂コーティングが摩滅してしまい離れ性の低下とともに、気密性低下による冷凍能力劣化が否めない。その原因としては、吸入孔の孔形状によることが、出願人の実験の結果から発見できた。即ち、単純円の場合には、孔の全周に均等に支持荷重が掛かるからである。
【０００８】
そこで、この発明は、樹脂の特性である貼り付き防止機能を最大限に活用するとともに、長期に渡り弁の気密性を保持することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明に係る弁装置は、シリンダボアが形成されたシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介在され、吸入孔と吐出孔が形成されたバルブプレートと、このバルブプレートに形成の吸入孔のシリンダブロック側に配された吸入弁と、前記吐出孔のシリンダヘッド側に配された吐出弁とを含む弁装置において、前記バルブプレートと吸入弁及び吐出弁のうち、少なくとも一部又は全部を、少なくとも接触する表面を樹脂とすると共に、前記吸入孔と吐出孔との少なくとも一方又は双方を、非円形孔に形成したことにある（請求項１）。
【００１０】
この構成により、バルブプレート、吸入弁及び吐出弁のうち、少なくとも一部又は全部が樹脂で覆われることになり、離れ性が向上すると共に、吸入孔なり、吐出孔が非円形孔から、吸入弁及び吐出弁に掛かる支持荷重は、その孔の複数ヶ所に分散して、その結果として支持荷重が少ない部分では、樹脂コーティング層の摩耗が進行しなくなり、又は摩耗があったとしても少なく、長期に渡り樹脂コーティング層が残せるので、非粘着機能を維持できる。したがって、離れ性の向上（貼り付き防止）気密性の保持と、吸入孔及び吐出孔を非円形孔としたため、円形孔に比して開口面積の拡大にも寄与できる。
【００１１】
また、前記バルブプレートと吸入弁及び吐出弁のうち、少なくとも一方又は双方を少なくとも接触する表面を樹脂とするため、各部材に樹脂コーティンを施すことや（請求項２）、樹脂材にて製造しても良い（請求項３）。
【００１２】
さらに、前記吸入孔及び吐出孔の非円形孔として、三角形、四角形、五角形等の少なくとも一つ以上の直線を有する円周を持つ孔であり、または曲線が連続するひょうたん形の孔の任意の所の接線が２つ以上の交点をもつものであっても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１４】
図１及び図２において、自動車空調装置に用いられる冷媒圧縮機の要部拡大断面図及び吸入弁のシリンダブロック側より見た説明図で、圧縮機１は、大別してシリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、前記シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に挾持されるバルブプレート４より構成されている。なお、１１はガスケットである。
【００１５】
前記シリンダブロック２は、アルミニウム等の軽金属を主原料とする合金材料にて製造され、適当数のシリンダボア５が穿設されている。このシリンダボア５にピストン６が挿入され、このピストン６が図示しない往復動機構を介して、シリンダボア５内を往復動され、圧縮室７内の容積を増加減少させることで、冷媒を導入し圧縮し吐出させる作用（働き）をするものである。
【００１６】
シリンダヘッド３は、同じくアルミニウム等の軽金属を主原料とする合金材料により製造され、隔壁８により吸入室９と吐出室１０とに分けられ、吸入室９は、図示しない吸入継手から冷媒配管に、また吐出室１０は図示しない吐出継手から冷媒配管に接続されている。
【００１７】
バルブプレート４は、鈑板又はアルミニウム等の金属材料から作られ、その表面には、フッソを含有する樹脂（ＰＴＦＥ）がコーティングされ、前記吸入室９と前記圧縮室７を連通させる吸入孔１２と、前記圧縮室７と吐出室１０を連通させる吐出孔１３が穿設されている。この吸入孔１２として、その孔形状が三角形であり、また吐出孔１３は四角形である。孔形状については下記に説明する。
【００１８】
前記吸入孔１２のシリンダブロック側にフラップ動作を行う薄板状の吸入弁１５が配され、また、吐出孔１３のシリンダヘッド側にフラップ動作を行う薄板状の吐出弁１６がリテーナ１７を伴って配され、前記したシリンダブロック２とシリンダヘッド３にて介在され取付られている。
【００１９】
この吸入弁１５及び吐出弁１６は、フッ素を含有する樹脂（ＰＴＦＥ）がコーティングされている。この両弁１５，１６には両面にコーティングされているが、接触する側の片面でも良い。
【００２０】
次に、上述の構成の弁機構にあって、ピストン６が下降し、圧縮室７の容積が拡大することにより、圧縮室７内の圧力が低下する。そして圧縮室７内の圧力が吸入室９の圧力よりも低下すると、吸入弁１５は開弁し、吸入室９と圧縮室７と連通する。吸入弁１５はストッパー１９に当たることで、開度規制が行われる。このような吸入行程において、吸入弁１５のみならずバルブプレート４の表面にも樹脂がコーティングされていることから、離れ性が向上し、作動遅れが生じることはない。
【００２１】
さらに、ピストン６が反転して上死点側へ移動が行われると、圧縮室７の容積が縮小され、圧縮室７内の圧力は吸入室９の圧力に対し相対的に増圧される。そして吸入行程とは逆に圧縮室７内の圧力が吸入室９の圧力を上回ると、吸入弁１５は上方へ動き、バルブプレート４に当接され、閉弁される。
【００２２】
このように、圧縮行程が進むにつれて、吸入弁１５に大きな荷重（以下支持荷重という）が掛かる。即ち、支持荷重は、図３に示すように、略三角形の吸入孔１２の周縁で斜線で図示した周縁で３ヶ所に集まり、この部分にあっては、樹脂コーティングは削り取られて無くなるが、その他の部分にあっては、長く残ることが確認されている。したがって、多少削り取られても離れ性や気密性の低下はない。
【００２３】
圧縮行程で圧縮室７内の圧力が吐出室１０内の圧力より上回ると、吐出弁１６が開き、圧縮冷媒は吐出室１０内へ吐出される。この場合でも吐出弁１６のみならずバルブプレート４の表面に樹脂がコーティングされているので離れ性が向上しており、吐出遅れが生じることはない。
【００２４】
さらに、ピストン６が反転して下死点側へ移動が行われると、圧縮室７の容積が拡大され、圧縮室７内の圧力が吐出室１０の圧力に対し相対的に減圧される。そして、圧縮室内の圧力が吐出室１０の圧力より下回ると、吐出弁１６は下方へ動き、バルブプレート４に当接され、閉弁される。
【００２５】
このように吸入行程が進むにつれて吐出弁１６にも大きな支持荷重が掛かる。即ち、その場合に支持荷重は図４に示すように、四角形の吐出孔１３の周辺で斜線で図示した４ヶ所に集まり、この部分にあっては、樹脂コーティングは削り取られて無くなるが、その他の部分にあっては、長く残ることが確認されている。したがって、多少削り取られても離れ性や気密性の低下はない。
【００２６】
以上のように、吸入孔１２のみならず吐出孔１３を非円形孔とすることで、今まで採用されてきた円形孔よりも面積的に拡大が出来ると共に、吸入孔１５と吐出弁１６への支持荷重が部分的になり、その部分にあっての樹脂コーティングの削り取りはあるが、他の部分が長く残り、離れ性や気密性の低下はない。
【００２７】
吸入弁１５と吐出弁１６の孔形状は、図５から図１３に示され、図５は長方形の孔で、支持荷重が当たる部分は、４ヶ所（以下接点という）となっている。図６は台形の孔で、接点は４ヶ所、図７は八角形の孔で、接点は８ヶ所、図８は六角の孔で、接点は６ヶ所、図９は十字形の孔で、接点は４ヶ所、図１０は四角形を基本形としその一面を円弧面とした孔で、接点は４ヶ所、図１１は四角形を基本形とし、対向する面を円弧面とした孔で、接点は４ヶ所、図１２は星形の孔で、接点は５ヶ所になっている。即ち、図３から図１２までは、非円形孔ではあるが、少なくとも１辺が直線部分を持つ円周となっている。
【００２８】
しかし、図１３は、ひょうたん形の孔で、非円形孔ではあるが、曲線部分のみによる構成のもので、ある部分の接線が他の円周の２つの交点を持つものとなっている。この例では接点は４ヶ所となっている。
【００２９】
以上の実施の形態にあって、吸入弁、吐出弁及びバルブプレートに樹脂コーティングした例を示したが、樹脂によって製造しても問題なく、前記した実施の形態に示したと同様な作用効果が得られるものである。また、吸入弁に樹脂コーティングすると共に、吸入孔を非円形孔とし、吐出弁を通常の樹脂コーティングなしにし且つ円形孔としても本願発明の一実施形態であり、逆に吐出弁に樹脂コーティングすると共に吐出孔を非円形孔とし、吸入孔を通常の樹脂コーティングなしにし、且つ円形孔としても本発明の一実施形態であり、同一の作用効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、吸入弁、吐出弁の離れ性を向上させるために樹脂コーティングすると共に、吸入孔及び吐出孔が非円形孔とするため、吸入弁及び吐出弁に掛かる支持荷重が複数個所に分散して、支持荷重が少ない部分では、摩耗が進行しなく、また摩耗があったとしても少なく、長期に渡り樹脂コーティング層が残せ、離れ性の向上に寄与できる効果を持つとともに、気密性低下もない。。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮機の要部拡大断面図である。
【図２】吸入弁のシリンダブロック側より見た説明図である。
【図３】略三角形の吸入孔に配される吸入弁にあって、支持荷重が掛かる部分を示した説明図である。
【図４】四角形の吐出孔に配される吐出弁にあって、支持荷重が掛かる部分を示した説明図である。
【図５】吸入孔及び吐出孔を長方形とした例の図である。
【図６】吸入孔及び吐出孔を台形とした例の図である。
【図７】吸入孔及び吐出孔を八角形とした例の図である。
【図８】吸入孔及び吐出孔を六角形とした例の図である。
【図９】吸入孔及び吐出孔を十字形とした例の図である。
【図１０】吸入孔及び吐出孔を四角形を基本形とした一面を円弧面とした例の図である。
【図１１】吸入孔及び吐出孔を四角形を基本形とし、対向する２面を円弧面とした例の図である。
【図１２】吸入孔及び吐出孔を星形とした例の図である。
【図１３】吸入孔及び吐出孔をひょうたん形とした例で、孔ある部分の接点が他の円周の２ヶ所の交点を持つ孔の図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  シリンダブロック
３  シリンダヘッド
４  バルブプレート
５  シリンダボア
６  ピストン
７  圧縮室
９  吸入室
１０  吐出室
１２  吸入孔
１３  吐出孔
１５  吸入弁
１６  吐出弁
【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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【図８】
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【図９】
2005036694.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005036694.tif 000013
【図１２】
2005036694.tif 000014
【図１３】
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