(57)【要約】【課題】            本発明は圧縮機において、吸込弁の磨耗低減による吸込弁の寿命延長を図ることを課題とする。【解決手段】        シリンダ１の段部１Ａに上面６Ｄが傾斜し、摩擦係数の低い自己潤滑性を有する材料を用いた吸込弁受け部材６を設け、吸込弁受け部材６と吸込弁５とを当接させる構成とした。これにより、吸込弁５の開弁時には該吸込弁５の他端側５Ａから除々に吸込弁受け６と接触させ、吸込弁５を受承するようにしたので、磨耗部が集中せず、吸込弁の寿命延長を図ることができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の流体を圧縮する圧縮室と、
該圧縮室に流体を吸込む吸込口と、
一端側が固定され他端側が移動可能な可撓性の板状体で、前記吸込口を開閉可能な吸込弁と、
前記圧縮室の流体を吐出する吐出口と、
からなる圧縮機において、
前記吸込弁の開弁方向側に該吸込弁の他端側と当接する吸込弁規制手段を設け、
該吸込弁規制手段と前記吸込弁の少なくとも一方の当接部に前記吸込弁規制手段および前記吸込弁よりも摩擦係数が低い保護部を設けてなる圧縮機。
【請求項２】
内部の流体を圧縮する圧縮室と、
該圧縮室に流体を吸込む吸込口と、
一端側が固定され他端側が移動可能な可撓性の板状体で、前記吸込口を開閉可能な吸込弁と、
前記圧縮室の流体を吐出する吐出口と、
からなる圧縮機において、
前記吸込弁の開弁方向側に該吸込弁の他端側と当接する吸込弁規制手段を設け、
該吸込弁規制手段は、前記吸込弁の一端側と比して他端側のほうが高くなるよう傾斜した構成であることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
前記吸込弁規制手段は、シリンダと該シリンダの上端面を覆うように取り付けられたシリンダヘッドとの間に設けられた係合段部によって形成され、一端が該係合段部の前記吸込弁が当接する上面に開口し、他端が前記圧縮室と常時連通するよう連通路を設けた構成であることを特徴とする請求項１，２に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復動圧縮機や斜板式圧縮機等の圧縮機に関し、特に吸込弁の寿命延長を図り、信頼性を高めるよう改良された往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部の流体を圧縮する圧縮室と、該圧縮室の流体を吐出する吐出口と、前記圧縮室に流体を吸込む吸込口と、一端側が固定され他端側が移動可能な可撓性の板状体で、前記吸込口を開閉可能な吸込弁と、この吸込弁の開弁量を規制するために、吸込弁が当接する吸込弁規制手段と、からなる圧縮機は往復動圧縮機等で知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には吸込弁の吸込弁規制手段として吸込弁受けと吸込弁受けを係止する係合段部とを設けている往復動圧縮機が開示されており、吸込弁の開度を吸込弁受けで規制し、吸込口の開口面積を大きくすることにより吸込弁のリフト量を低減し、吸込弁の開閉に伴う騒音を抑える構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、吸込弁と吸込弁規制手段としてのストッパ面とを直接当接させないよう吸込弁本体と重ねて設けられる補助弁を備え、補助弁の端部に湾曲部分を設け、予めストッパ面に湾曲部分を接触させておくことにより叩き音を減少させ、またトップクリアランスを小さくし、追従性を向上させるため、補助弁のそり曲げ方向を吸込弁と逆方向にしている構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０６８３８２号公報
【０００６】
【特許文献２】実開昭４９−４８２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１、および２においては吸込弁と吸込弁規制手段とを直接当接させることによる吸込弁、もしくは吸込弁規制手段の磨耗を避けるため、吸込弁受けや補助弁を設けているため、部品点数が多くなるという問題がある。また、特許文献２の構成に至っては、吸込弁の先端部の磨耗は低減できるものの、補助弁の先端部は開閉のたびにストッパ面と摺動するため磨耗が著しく、補助弁の寿命低下という問題がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、吸込弁と重ねて設けられる吸込弁受け等を廃止することにより性能向上を図り、また吸込弁、もしくは吸込弁規制手段の磨耗低減等による吸込弁の寿命延長を図るようにした往復動圧縮機等の圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために本発明にあっては、内部の流体を圧縮する圧縮室と、該圧縮室に流体を吸込む吸込口と、一端側が固定され他端側が移動可能な可撓性の板状体で、前記吸込口を開閉可能な吸込弁と、前記圧縮室の流体を吐出する吐出口と、からなる圧縮機において、前記吸込弁の開弁方向側に該吸込弁の他端側と当接する吸込弁規制手段を設け、該吸込弁規制手段と前記吸込弁の少なくとも一方の当接部に前記吸込弁規制手段および前記吸込弁よりも摩擦係数が低い保護部材を設けることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明にあっては、内部の流体を圧縮する圧縮室と、該圧縮室に流体を吸込む吸込口と、一端側が固定され他端側が移動可能な可撓性の板状体で、前記吸込口を開閉可能な吸込弁と、前記圧縮室の流体を吐出する吐出口と、からなる圧縮機において、前記吸込弁の開弁方向側に該吸込弁の他端側と当接する吸込弁規制手段を設け、該吸込弁規制手段は、前記吸込弁の一端側と比して他端側のほうが高くなるよう傾斜した構成であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明にあっては、請求項１，２に記載の往復動機械において前記吸込弁規制手段は、シリンダと該シリンダの上端面を覆うように取り付けられたシリンダヘッドとの間に設けられた係合段部によって形成され、一端が該係合段部の前記吸込弁が当接する上面に開口し、他端が前記圧縮室と常時連通するよう連通路を設けた構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明にあっては、吸込弁の開弁方向側に吸込弁の他端側と当接する吸込弁規制手段を設け、該吸込弁規制手段と吸込弁の少なくとも一方の当接部に吸込弁規制手段および吸込弁よりも摩擦係数が低い保護部材を設ける構成としたので、吸込弁もしくは吸込弁規制手段の磨耗を低減することが可能となり、吸込弁の寿命延長を図ることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明にあっては、吸込弁の開弁方向側に吸込弁の他端側と当接する吸込弁規制手段を設け、該吸込弁規制手段は、前記吸込弁の一端側と比して他端側のほうが高くなるよう傾斜した構成とした。これにより、吸込弁の開弁時には該吸込弁の他端側から除々に吸込弁規制手段と接触させ、吸込弁を面で受承するようにしたので、磨耗部が集中せず、吸込弁の寿命延長を図ることができる。さらに、吸込弁の他端側と吸込弁規制手段との初期当り距離を短くすることができ、衝突音による騒音を低減することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明にあっては、吸込弁が当接する上面と、圧縮室と常時連通する面とが連通するよう連通路を設ける構成としたので、吸込弁が閉弁する際、圧縮室の圧力を、連通路を介して吸込弁の他端側に背圧として供給することができる。これにより、吸込弁の追従性を高めることができ、圧縮機としての性能向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態では、圧縮機として往復動圧縮機を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１乃至図２は本発明の第１の実施の形態を示す。図１は、本発明の第１の実施の形態による往復動圧縮機の圧縮行程を示す要部断面図であり、それに対し図２は吸込行程を示す要部断面図である。
【００１７】
図１に示す往復動圧縮機は、シリンダ１と該シリンダの上端面１Ｃを覆うように設けられたシリンダヘッド２と、該シリンダヘッド２に設けられた吸込口３Ａと、該吸込口３Ａを閉塞または開口するため前記シリンダヘッド２に固着された吸込弁５と、該吸込弁５の他端側５Ａを係止するため前記シリンダ１の内壁に形成された段部１Ａと、該段部１Ａと吸込弁５の他端側５Ａの間に設けられた吸込弁受け部材６と、前記シリンダ１内に摺動可能に挿嵌されたピストン９と、前記シリンダ１内と接続され、吐出弁７を有する吐出口３Ｂとから大略構成されている。以下、個々の構成について詳細に述べる。
【００１８】
図１中、１は図示せぬクランクケース上に搭載されたシリンダを示し、該シリンダ１は図１中上下方向に伸長する筒状体として形成されている。１Ａはシリンダ１の内壁に形成された係合段部を示し、該段部１Ａは、吸込弁５の他端側５Ａを格納できる上下方向に窪んだ溝形状となっている。そして、段部１Ａは、吸込弁５の他端側５Ａが段部１Ａの底面に直接当接することを避けるため設けられた吸込弁受け部材６を保持している。また、段部１Ａと径方向に対向する位置には吸込弁５の基端側５Ｂを収納する収納部１Ｂが設けられている。この段部１Ａと吸込弁受け部材６とで本発明の吸込弁規制手段を構成し、さらに係合段部を構成している。
【００１９】
２はシリンダ１の上端面１Ｃを覆うように設けられたシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッド２は吸込口３Ａ、吐出口３Ｂを有する平板状の弁座部材３と、吸込室４Ａ、吐出室４Ｂを形成する吸込・吐出室形成部材４とから構成されている。また、吸込・吐出室形成部材４には、その外壁に外気を取り込むための吸込ポート４Ｃと、生成した圧縮空気をタンク（図示せず）等に吐出するための吐出ポート４Ｄが穿設されている。
【００２０】
５は弁座部材３とピストン９頂部との間に設けられた吸込弁を示し、該吸込弁５は、シリンダ１内のピストン９の往復動に応じて弁座部材３の下面側に離着座することにより吸込口３Ａを開閉し、吸込室４Ａからシリンダ１内への空気の流通のみを許すものである。吸込弁５の形状は長細い長方形で、可撓性の薄板形状とし、幅方向は吸込口３Ａよりもやや大きく、厚みは吸込口３Ａから吸込まれる空気量、および吸込弁受け６形状などから算出したものとする。
【００２１】
６はシリンダ１の段部１Ａと吸込弁５の他端側５Ａとの間に位置する保護部および吸込弁規制手段としての吸込弁受け部材を示し、該吸込弁受け部材６は吸込弁５の一端側５Ｂである径方向内側６Ａと他端側５Ａである径方向外側６Ｂとで高さが異なるよう上面６Ｄを傾斜させている。また、吸込弁受け部材６は、吸込弁５の他端側５Ａが段部１Ａと直接当接し、吸込弁５の他端側５Ａが破損するのを防止するために設けられるものであるから、摩擦係数が低いポリテトラフルオロエチレン、カーボン材等の自己潤滑性を有する材料で形成することが望ましい。また、吸込弁受け部材６の上面６Ｄは、吸込弁５の他端側５Ａを広い面で受ける事が可能なように傾斜させている。さらに、吸込弁受け部材６は段部１Ａからシリンダ１内に落下しないよう接着材で固定する、もしくは段部１Ａに圧入することにより固定する。
【００２２】
ここで、段部１Ａおよび吸込弁受け部材６について詳述すると、段部１Ａに設けられた吸込弁受け部材６は、吸込弁５の他端側５Ａのリフト量を規制するものである。よって、段部１Ａを形成する際の溝の深さは、寿命を考慮した吸込弁受け６の高さと、吸込弁５のリフト量を確保できるものとする。さらには段部１Ａおよび吸込弁受け部材６は、吸込弁５がシリンダ１内に落ち込むことのないよう係止するために設けられたものである。よって、段部１Ａの吸込弁５方向の長さは、吸込弁５の他端側５Ａを十分係止でき、性能が低下しない程度に確保する。
【００２３】
７は吐出室４Ｂ内に位置して弁座部材３と吐出弁受け８との間に設けられた吐出弁を示し、該吐出弁７は、長細い薄板に形成されている。また該吐出弁７は、シリンダ１内でのピストン９の往復動に応じて弁座部材３の上面側に離着座することにより吐出口３Ｂを開閉し、シリンダ１内から吐出室４Ｂへの空気の流通のみを許すよう作動する。そして、開弁時の吐出弁７のリフト量が吐出弁受け８によって規制される構成となっている。吐出弁受け８は吐出弁７と同様吐出室４Ｂ内に位置して弁座部材３の上面側に配設され、基端側が弁座部材３の上面側にねじ８Ａにより固着されている。また、吐出弁受け８は、先端側が弁座部材３の上面から離間するように上向きに曲げられている。
【００２４】
９はシリンダ１内に摺動可能に嵌挿され上室（圧縮室１５）と下室とにわけるピストンを示し、該ピストン９の外周側にはピストンリング１０、ライダーリング１１が嵌着されており、それぞれの外周面がシリンダ１の内周面に摺接するような構成としている。そして、ピストン９は、連接棒１２、ピストンピン１３、小端部軸受１４を介してクランク軸（図示せず）に連結され、該クランク軸を回転駆動することによりシリンダ１内を図１中上下方向に往復動する。
【００２５】
本実施の形態による往復動圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００２６】
モータ等によってクランク軸（いずれも図示せず）が回転駆動されると、ピストン９がシリンダ１内で上下方向に往復動する。ピストン９が下動を開始すると吸込弁５が開弁し、吸込ポート４Ｃ、吸込室４Ａ、吸込口３Ａの順に外部の空気がシリンダ１内に吸込まれる。その後、圧縮行程ではピストン９が上動することにより、シリンダ１内の空気が圧縮される。そして、シリンダ１内の圧力は、吸込弁５を弁座部材３へと着座させ、吐出室４Ａに接続された図示せぬタンク内の圧力を超えると吐出弁７が開弁し、この圧縮された空気が吐出口３Ｂ、吐出室４Ｂおよび吐出ポート４Ｄを介してタンク内に吐出される。
【００２７】
以下、吸込弁５の吸込行程時の動作を詳細に説明する。ピストン９が下動を開始すると、吸込室４Ａと圧縮室１５の圧力差が生じる。その際、吸込弁５の先端５ａが吸込弁受け部材６の上端６Ｄの径方向外側にまず当接し、その後、吸込弁５の他端側５Ａは吸込弁受け部材６の傾斜に沿って連続的に着接し、吸込弁５はシリンダ１内に導入される大気により湾曲する。吸込弁受け部材６の傾斜角度は吸込弁５の硬さ、吸込口３Ａの位置、吸込量等から算出し、吸込弁５に最もストレスがかからない傾斜としている。このように、吸込弁受け部材６の上面６Ｄを径方向内側６Ａと外側６Ｂとで高さが異なるよう傾斜させたことにより、初めに着接する吸込弁５の先端５ａと吸込弁受け部材６の上面６Ｄとの距離ｈ１を従来（図５に示すｈ２）よりも短くすることができる。よって、吸込弁５の先端５Ａに掛かる衝撃荷重を低減することができ、その後吸込弁受け部材６の傾斜に沿って連続的に当接させるようにしたので、吸込弁５の吸込弁受け６への叩き音を低減することができる。また、吸込弁受け部材６を摩擦係数が低い自己潤滑性材料で構成したことにより、さらに磨耗低減を図ることができ、吸込弁５の寿命を延長することができる。また、衝撃荷重を低減させることができたことにより、叩き音による騒音の発生も抑えることができる。さらに、段部１Ａを吸込弁受け６で塞ぎ、さらには従来用いていた吸込弁２０と対向する位置に配していた吸込弁受け２１を廃止したので、隙間容積を減らし、体積効率を高めることができる。
【００２８】
次に、本発明による第２の実施の形態を図３を用いて説明する。図３は本発明の第２の実施の形態による往復動圧縮機の吸込弁受け１６を示す要部断面図である。本発明の実施の形態の特徴は、吸込行程から圧縮行程に切り替わる際の吸込弁５の追従性をさらに高めるため、吸込弁受け部材１６に設けた連通路を介して吸込弁受け５の他端側５Ａに背圧を与える構成としたことにある。なお、本発明の実施の形態では、前記第１の発明の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２９】
１６は第１の実施の形態で説明した吸込弁受け部材６と大きさや傾斜は同一の吸込弁受け部材で、該吸込弁受け部材１６は、その底面１６Ｃと上面１６Ｄとを貫通する連通路１７と段部１Ａの底面凹部１９に嵌合させる吸込弁受け部材凸部１８とが設けられている。また、吸込弁受け１６の底面１６Ｃの径方向内側には、連通路１７が常時連通するよう窪み１６Ｃ1を形成している。
【００３０】
これにより、吸込行程から圧縮行程に切り替わった直後、つまりピストン９が上動を開始してすぐから圧縮室内の圧力を吸込弁受け１６の底面１６Ｃに取り込み吸、連通路１７を介して吸込弁５に背圧として圧縮空気を供給することができる。よって、吸込行程から圧縮行程に切り替わった直後、いち早く吸込弁５を弁座部材３に着座させることができ、追従性を高めることができる。また、段部１Ａの底面凹部１９に吸込弁受け部材凸部１８を嵌合させることにより、吸込弁受け１６を浮上させる際、吸込弁受け１６が段部１Ａからシリンダ１内に抜け落ちることを確実に防止することができる。
【００３１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の発明の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。さらに、本発明の実施の形態では、吸込弁受け１６を圧縮室内の圧縮空気を利用して浮上させることにより吸込弁５の他端側５Ａを弁座部材３に突き当てることができるので、吸込弁５の追従性をさらに高めることができる。また、吸込弁５の他端側５Ａの弁座部材３への叩き音を抑え、騒音低減を図ることができる。さらには、吸込弁受け部材６の傾斜角度を吸込弁５に最もストレスがかからない傾きとしたので、吸込弁５の他端側５Ａのストレスを最小限に抑えることができ、吸込弁５の寿命延長を図ることができる。また、吸込弁受け部材６を自己潤滑性材料で構成したことにより、叩き音、吸込弁５の他端側５Ａに掛かるストレスをさらに改善することができる。また、段部１Ａを吸込弁受け６で塞ぎ、さらには従来用いていた吸込弁２０と対向する位置に配していた吸込弁受け２１を廃止したので、隙間容積を減らし、体積効率を高めることができる。
【００３２】
尚、前記の発明の実施の形態では、圧縮機として往復動圧縮機を例に挙げて説明したが、それに限らず斜板式圧縮機等に適用してもよい。
【００３３】
また、本発明の実施の形態では吸込弁受け部材６、１６の材質として自己潤滑性を有するものを用いた例を説明したがそれに限らず、シリンダ１の材質と同様のアルミ等金属材料で形成してもよい。但し、その場合には油式の往復動機械に適用することが望ましい。また、同一材料の場合には、一体で形成してもよい。
【００３４】
また、本発明の実施の形態では、吸込弁受け部材６、１６の上面６Ｄ、１６Ｄを傾斜させる構成としたが、それに限らず、例えば凹円弧面や凸円弧面に形成してもよい。また、図４に示すよう吸込弁受け部材２６の上面２６Ｄに傾斜をつけない形状としてもよい。しかし、その場合には吸込弁５と吸込弁受け部材２６が接する面積が減るので、自己潤滑性を有する材料で形成することが望ましい。また、図４に示す吸込弁受け部材２６の上面２６Ｄが平らな金属材料の上に自己潤滑性を有する材料をコーティングし、傾斜部を形成してもよい。
【００３５】
また、本発明の実施の形態では、連通路１７を吸込弁受け部材１６の上面１６Ｄと下面１６Ｃとを貫通するよう構成したが、それに限らず、圧縮室１５に接する面であればよい。
【００３６】
また、本発明の実施の形態では、保護部材としての吸込弁受け部材６、１６は段部１Ａに設ける構成としたが、吸込弁５の他端側５Ａで吸込弁規制手段としての段部１Ａと対向する側に摩擦係数が低い自己潤滑性材料等を貼り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による往復動圧縮機の圧縮行程を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による往復動圧縮機の吸込行程を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による往復動圧縮機の吸込弁受けを示す要部断面図である。
【図４】本発明の尚書きに示す吸込弁受け部材２６を示す往復動圧縮機の要部断面図である。
【図５】従来の吸込弁１９、および吸込弁受け２０を示す往復動圧縮機の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  シリンダ
１Ａ  段部（吸込弁規制手段）
１Ｂ  収納部
１Ｃ  上端面
２  シリンダヘッド
３  弁座部材
３Ａ  吸込口
３Ｂ  吐出口
４  吸込・吐出室形成部材
４Ａ  吸込室
４Ｂ  吐出室
４Ｃ  吸込ポート
４Ｄ  吐出ポート
５  吸込弁
６、１６、２６  吸込弁受け部材（吸込弁規制手段、保護部）
７  吐出弁
８  吐出弁受け
９  ピストン
１０  ピストンリング
１１  ライダーリング
１２  連接棒
１３  ピストンピン
１４  小端部軸受
１５  圧縮室
１７  連通路
１８  吸込弁受け部材凸部
１９  底面凹部
【図１】
2005291021.tif 000003
【図２】
2005291021.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005291021.tif 000006
【図５】
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