(57)【要約】【課題】  簡単な構成にてノイズ音の低減されたスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】  流体機械としてのスクロール型圧縮機は、圧縮側ケーシング６内にて圧縮室３２を形成する可動及び固定スクロール２８，３０と、圧縮側ケーシング内６に設けられ、圧縮された作動ガスを圧縮室３２から圧縮側ケーシング６内の固定スクロール３０に隣接した吐出室４４に吐出させる吐出弁４６とを具備する。吐出弁４６は、固定スクロール３０の基板３０ａに設けられ、圧縮室３２に開口した弁口５０を有する吐出孔４８と、閉位置にて弁口５０に嵌合して弁口５０を閉塞する弁体５２と、吐出室４４内に配置され、弁体５２の開弁ストロークを規制する弁押え６０とを含む。弁体５２は、開弁時、弁押え６０に衝突したとき、この衝突エネルギを減衰させるダンパ部材として、例えば圧縮コイルばね５８を有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に圧縮室を形成すべく互いに噛み合うように配置され、前記圧縮室内への作動ガスの吸込み及び前記圧縮室内での作動ガスの圧縮を互いに協働して行う可動及び固定スクロールと、
前記ケーシング内に設けられ、前記圧縮作動ガスを前記圧縮室から前記ケーシング内の前記固定スクロールに隣接した吐出室に吐出させる吐出弁と
を具備したスクロール型流体機械において、
前記吐出弁は、
前記固定スクロールの基板に設けられ、前記圧縮室に開口した弁口を有する吐出孔と、
前記吐出孔内に摺動自在に挿入され、閉位置にて前記弁口に嵌合して前記弁口を閉塞する弁体と、
前記吐出室内に前記吐出孔から前記弁体の開弁方向に離間して配置され、前記弁体の開弁ストロークを規制する弁押えと
を含み、
前記弁体は、開弁時、前記弁押えに衝突したとき、この衝突エネルギを減衰させるダンパ部材を有する
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記弁体は、
前記弁口に嵌合可能な弁体チップと、
前記弁体チップから前記開弁方向に離間したエンドプレートと、
前記弁体チップと前記エンドプレートとの間に配置され、これら弁体チップとエンドプレートとを連結する圧縮コイルばねと
を有する
ことを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記弁体は、
前記弁口に嵌合可能な先端を有する筒部と、
前記筒部の後端から前記開弁方向に突出した弾性部と
を有する
ことを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記弾性部は、前記吐出室内に位置付けられ、前記吐出孔の内径よりも大の外径を有するベロフラム形状をなし、前記固定スクロールの前記基板に向けて開口した周溝を有することを特徴とする請求項３記載のスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記吐出弁は、前記吐出孔内を該吐出孔の軸線方向に延びるガイドロッドを更に含み、
前記弁体は前記ガイドロッドに摺動自在に支持されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型流体機械、つまり、スクロール型圧縮機は圧縮プロセスにより圧縮された作動ガスの吐出を許容する逆止弁としての吐出弁を備える。吐出弁は、固定スクロールの基板に形成された吐出孔と、当該吐出孔を閉塞可能な弁体とを有する。弁体としては、前記基板の背面に取り付けられるリード弁体の他に、吐出孔内に収容される弁体も知られている（特許文献１）。後者の弁体によれば、作動ガスの圧縮プロセスにて吐出孔の内部空間がデッドスペースにならず、作動ガスの再圧縮が防止され、圧縮機の圧縮効率が向上する。
【特許文献１】特開2002-364564号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スクロール型流体機械にあっては、吐出弁の開作動するときに弁体が弁押えと衝突し、ノイズ音が発生する。このようなノイズ音は、弁体を吐出孔内に収容した場合にも発生する。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成にてノイズ音の低減された静粛なスクロール型流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、ケーシング内に圧縮室を形成すべく互いに噛み合うように配置され、前記圧縮室内への作動ガスの吸込み及び前記圧縮室内での作動ガスの圧縮を互いに協働して行う可動及び固定スクロールと、前記ケーシング内に設けられ、前記圧縮作動ガスを前記圧縮室から前記ケーシング内の前記固定スクロールに隣接した吐出室に吐出させる吐出弁とを具備したスクロール型流体機械において、前記吐出弁は、前記固定スクロールの基板に設けられ、前記圧縮室に開口した弁口を有する吐出孔と、前記吐出孔内に摺動自在に挿入され、閉位置にて前記弁口に嵌合して前記弁口を閉塞する弁体と、前記吐出室内に前記吐出孔から前記弁体の開弁方向に離間して配置され、前記弁体の開弁ストロークを規制する弁押えとを含み、前記弁体は、開弁時、前記弁押えに衝突したとき、この衝突エネルギを減衰させるダンパ部材を有するスクロール型流体機械が提供される（請求項１）。
【０００５】
本発明のスクロール型流体機械によれば、弁体のダンパ部材により、弁体が弁押えと衝突したときの衝突エネルギが減衰される結果、衝突によるノイズ音が低減される。
好適な態様として、前記弁体は、前記弁口に嵌合可能な弁体チップと、前記弁体チップから前記開弁方向に離間したエンドプレートと、前記弁体チップと前記エンドプレートとの間に配置され、これら弁体チップとエンドプレートとを連結する圧縮コイルばねとを有する（請求項２）。この場合、弁体が閉位置から開弁方向に移動し、エンドプレートが弁押えに衝突したときに、衝突エネルギが圧縮コイルばねにより減衰される。一方、弁体が閉位置に向けて閉弁方向に移動し、弁体チップが弁口に衝突したときにも、衝突エネルギが圧縮コイルばねにより減衰される。つまり、閉弁時に弁体から発生するノイズ音も低減される。
【０００６】
好適な態様として、前記弁体は、前記弁口に嵌合可能な先端を有する筒部と、前記筒部の後端から前記開弁方向に突出した弾性部とを有する（請求項３）。この場合、弁体が閉位置から開弁方向に移動すると、弾性部が弁押えに直接衝突する。このため、衝突エネルギが弾性部により減衰され易く、ノイズ音が確実に低減される。
好適な態様として、前記弾性部は、前記吐出室内に位置付けられ、前記吐出孔の内径よりも大の外径を有するベロフラム形状をなし、前記固定スクロールの前記基板に向けて開口した周溝を有する（請求項４）。この場合、弁体が閉位置に向けて閉弁方向に移動し、筒部の先端が弁口に衝突したときに、衝突エネルギが周溝に保持されたオイルの粘性により減衰される。つまり、閉弁時に弁体から発生するノイズ音も低減される。
【０００７】
好適な態様として、前記吐出弁は、前記吐出孔内を該吐出孔の軸線方向に延びるガイドロッドを更に含み、前記弁体は前記ガイドロッドに摺動自在に支持され（請求項５）、この場合、閉位置と開位置との間における弁体の移動が円滑且つ安定になる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明の請求項１〜５のスクロール型流体機械によれば、弁体の衝突によるノイズ音が低減され、圧縮機の静粛性が向上する。
とりわけ、請求項２及び４のスクロール型流体機械によれば、弁体の閉弁時に発生するノイズ音も低減され、圧縮機の静粛性が一層向上する。
また、請求項５のスクロール型流体機械によれば、弁体の移動が円滑且つ安定になり、圧縮機の動作安定性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１はスクロール型流体機械としての第１実施例のスクロール型圧縮機を示している。
圧縮機のハウジング２は駆動側ケーシング４及び圧縮側ケーシング６から形成され、これらケーシング４，６は連結ボルト８を介して互いに結合されている。駆動側ケーシング４内には駆動軸１０が配置され、この駆動軸１０は圧縮側ケーシング６側に位置した大径端部１２と、駆動側ケーシング４から突出した小径軸部１４とを有する。大径端部１２はニードル軸受１６を介して駆動側ケーシング４に回転自在に支持され、小径軸部１４はボール軸受１８を介して駆動側ケーシング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部１４にはリップシール２０が配置されている。このリップシール２０はボール軸受１８と大径端部１２との間に位置付けられ、駆動側ケーシング４内を気密に区画する。
【００１０】
また、駆動側ケーシング４の外側には、軸受２２を介して駆動プーリ２４が回転自在に支持されており、駆動プーリ２４と一体に設けられた電磁クラッチ２６が小径軸部１４の突出端に取付けられている。駆動プーリ２４には、例えば車両のエンジンの動力が駆動ベルトを介して伝達され、そして、駆動プーリ２４の回転は電磁クラッチ２６を介して駆動軸１０に断続的に伝達可能である。従って、エンジンの駆動中、電磁クラッチ２６がオン作動されると、駆動軸１０は駆動プーリ２４と一体的に回転する。
【００１１】
一方、圧縮側ケーシング６は駆動側ケーシング４の大径端に向けて開口したカップ形状をなしている。圧縮側ケーシング６内には互いに噛み合うように配置された可動スクロール２８及び固定スクロール３０が収容されている。これら可動及び固定スクロール２８，３０は、基板２８ａ,３０ａに形成された渦巻きラップ２８ｂ，３０ｂを有し、渦巻きラップ２８ｂ，３０ｂが互いに協働することにより、チップシールを介して圧縮室３２を形成する。この圧縮室３２は可動スクロール２８の旋回運動に伴い、渦巻きラップ２８ｂ，３０ｂの径方向外側から中心に向けて移動し、その容積が減少される。
【００１２】
上述した可動スクロール２８に旋回運動を付与するため、可動スクロール２８と駆動軸１０の大径端部１２とは、クランクピン３４、偏心ブッシュ３６及びニードル軸受３８を介して互いに連結され、そして、可動スクロール２８の自転が可動スクロール２８と駆動側ケーシング４との間に配置されたボール型の旋回スラストベアリング４０により阻止されている。なお、図１中の参照符号４２はカウンタウエイトを示し、このカウンタウエイト４２は偏心ブッシュ３６に取付けられている。
【００１３】
一方、固定スクロール３０は圧縮側ケーシング６内にて固定され、その基板３０ａが圧縮側ケーシング６内を圧縮室３２側と吐出室４４とに仕切り、そして、基板３０ａと圧縮側ケーシング６の端壁との間に後述する吐出弁４６が設けられている。
なお、図１には示されていないが、圧縮側ケーシング６の周壁には圧縮室３２及び吐出室４４にそれぞれ連通する吸込口及び送出口が形成されている。
【００１４】
上述したスクロール型圧縮機によれば、駆動軸１０の回転に伴い、クランクピン３４及び偏心ブッシュ３６を介して可動スクロール２８が偏心回転いわゆる旋回運動し、この際、可動スクロール２８は旋回スラストベアリング４０の働きにより、その自転が阻止される。この結果、可動スクロール２８はその旋回姿勢を一定に維持した状態で、固定スクロール３０に対して旋回運動することになり、この旋回運動は吸込口から圧縮室３２内への作動ガスの吸込み、そして、吸い込んだ作動ガスの圧縮プロセスを行い、最終的に圧縮作動ガスは吐出弁４６を通じて吐出室４４内に吐出され、この後、吐出室４４から送出口を通じて送出される。
【００１５】
以下、上述のスクロール型圧縮機に適用された吐出弁４６について説明する。
図２に拡大して示されるように、吐出弁４６は固定スクロール３０の基板３０ａに形成された吐出孔４８を有し、この吐出孔４８は基板３０ａの中央部を貫通し、圧縮室３２と吐出室４４との間を連通している。吐出孔４８は圧縮室３２側の端が弁口５０として形成され、この弁口５０は圧縮室３２に向けて先細状の切頭円錐形状をなしている。
【００１６】
吐出孔４８内には弁体５２が摺動自在に収容されており、この弁体５２は固定スクロール３０の基板３０ａの厚みに等しい軸方向長さを有する。
より詳しくは、弁体５２は、例えば樹脂製の弁体チップ５４を有し、弁体チップ５４の先端は弁口５０に合致する弁体部５５として形成され、この弁体部５５もまた切頭円錐形状をなしている。ここで、弁体部５５の最小外径は弁口５０の最小内径に一致するが、その最大外径は弁口５０の最大内径、即ち、吐出孔４８の内径よりも小さい。従って、弁体５２が図１に示す閉位置にあるとき、弁体部５５の先端面は圧縮室３２に対する弁口５０の開口面上に正確に位置付けられ、吐出孔４８内に圧縮室３２に連なるデッドスペースは存在しない。また、弁体５２は、弁体チップ５４から開弁方向に離間した例えば樹脂製の円形のエンドプレート５６と、弁体チップ５４とエンドプレート５６との間に配置され、弁体チップ５４とエンドプレート５６との間を連結する圧縮コイルばね５８とを有する。従って、エンドプレート５６の外端面により弁体５２の後端面が形成されている。
【００１７】
また、吐出室４４内には弁押え６０が配置され、弁押え６０は、吐出孔４８から弁体５２の開弁方向に所定距離だけ離間している。
以下、上述した吐出弁４６の動作について説明する。
この吐出弁４６では、圧縮室３２内の作動ガスの圧力が上昇し、この圧力が吐出室４４内の作動ガスの圧力に打ち勝つと、弁体５２は、吐出孔４８内から吐出室４４へと向かって、つまり閉位置から開弁方向に移動する。この開弁方向での移動により、その弁体部５５が吐出孔４８の弁口５０からリフトして弁口５０が開き、圧縮室３２内の圧縮作動ガスは、吐出孔４８を通じて吐出室４４内に吐出される。
【００１８】
弁体５２の開弁方向での移動は、弁体５２が吐出室４４内へと部分的に突出してから、弁体５２の後端面、即ちエンドプレート５６の外端面が弁押え６０の正面に衝突した時点で停止する。つまり、弁押え６０により、弁体５２の開弁ストロークが規制されている。
圧縮作動ガスの吐出後、吐出室４４内での圧縮作動ガスの圧力が圧縮室３２内での圧縮作動ガスの圧力よりも勝ると、弁体５２は、この圧力差により吐出孔４８内を弁口５０に向けて、つまり閉弁方向に移動する。そして、その弁体部５５が弁口５０を閉じることで、圧縮作動ガスの吐出動作が終了する。
【００１９】
前述の説明から既に明らかなように、この吐出弁４６によれば、弁体５２が閉位置にあるとき、吐出孔４８内には圧縮室３２内での作動ガスの圧縮に悪影響を及ぼすデッドスペースが存在しないので、スクロール型圧縮機の圧縮損失が避けられ、その消費動力の削減を図ることができる。
また、この吐出弁４６によれば、弁体５２が閉位置から開弁方向に移動し、弁押え６０に衝突するとき、その衝突エネルギが圧縮コイルばね５８の圧縮変形により減衰され、衝突により発生するノイズ音が低減される。更に、弁体５２が開位置から閉弁方向に移動し、弁体部５５が弁口５０に衝突するときも、その衝突エネルギが圧縮コイルばね５８の圧縮変形により減衰され、衝突により発生するノイズ音が低減される。
【００２０】
このため、この吐出弁４６によれば、その開作動及び閉作動に伴うノイズ音が低減され、圧縮機の静粛性も向上する。
本発明は上述の第１実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば、弁体５２における弁体チップ５４及びエンドプレート５６は金属製であってもよい。
図３に示した第２実施例の吐出弁６２では、弁体６４が弁体チップ５４及びエンドプレート５６を貫通するガイド孔５４ａ,５６ａを有し、ガイド孔５４ａ,５６ａ及び圧縮コイルばね５８には、弁押え６０から吐出孔４８を通じて弁口５０の開口面まで延びるガイドロッド６６が挿通されている。この場合、弁体６４はガイドロッド６６により摺動自在に支持され、閉位置と開位置との間での弁体６４の移動がガイドロッド６６により案内されるので、吐出弁６２の開閉動作は円滑且つ安定である。この結果、この吐出弁６２によれば、圧縮機の動作安定性も向上する。なお、弁体６４が閉位置にあるとき、弁体チップ５４のガイド孔５４ａは、ガイドロッド６６の先端部により気密に閉塞される。
【００２１】
また、図４に示した第３実施例の吐出弁６８では、弁体７０は合成樹脂製の筒部７２を有し、筒部７２の先端が弁体部５５として形成されている。筒部７２は吐出孔４８の軸線方向長さと略同じ長さを有し、筒部７２の後端面には、吐出孔４８の内径よりも大の外径を有するベロフラム形状の弾性部７４が一体に形成されている。より詳しくは、弾性部７４は、吐出室４４内を筒部７２の後端面の外周縁から径方向外側に拡がるとともに、その断面形状が開弁方向に凸のアーチ形状をなしている。このため、弾性部７４は、固定スクロール３０の基板３０ａに向けて開口した周溝７６を有する。弁体７０が閉位置にあるとき、弾性部７４の外周縁は、固定スクロール３０の基板３０ａの背面に当接し、基板３０ａの背面と弾性部７４との間には、周溝７６に対応した環状の空間が形成される。この吐出弁６８では、弁体７０が閉位置から開弁方向に移動したとき、図４に２点鎖線で示したように、弾性部７４の開弁方向に突出した部分が弁押え６０に直接衝突する。この場合も、弾性部７４が圧縮変形して衝突エネルギが減衰されるが、弾性部７４は直接衝突することにより変形し易く、ノイズ音が確実に低減される。一方、弁体７０が開位置から閉弁方向に移動し、弁体部５５が弁口５０に衝突するときには、弾性部７４の外周縁が基板３０ａの背面に衝突することで、衝突エネルギの減衰がもたらされ、ノイズ音が低減される。また、この際、弾性部７４の周溝７６内に溜まった潤滑オイルが基板３０ａと弾性部７４との間で圧縮され、この潤滑オイルの粘性によっても衝突エネルギが減衰される。つまり、吐出弁６８によれば、弾性部７４のオイルダンパとしての機能によってもノイズ音が減衰される。なお、圧縮機の設置方向に係わらず、周溝７６内に潤滑オイルは溜まるものの、周溝７６内に潤滑オイルをより多く溜め、オイルダンパとしての機能を十分に発揮させるために、圧縮側ケーシング６を下にして圧縮機を設置するのが好ましい。
【００２２】
更に、図５に示した第４実施例の吐出弁７８のように、弁体７０にガイド孔７０ａを形成し、弁体７０をガイドロッド６６により摺動自在に支持してもよい。また、図６に示した弁体８０のように、筒部７２と弾性部７４とを異なる材料により形成してもよい。なお、上述した各弁体７０，８０は合成樹脂製に限らず、金属製であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施例のスクロール型圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機に適用された吐出弁を拡大して示した図である。
【図３】第２実施例の吐出弁を示した図である。
【図４】第３実施例の吐出弁を示した図である。
【図５】第４実施例の吐出弁を示した図である。
【図６】変形例の弁体を示した図である。
【符号の説明】
【００２４】
６    圧縮側ケーシング
２８    可動スクロール
３０    固定スクロール
３０ａ  固定スクロールの基板
３２    圧縮室
４４    吐出室
４６    吐出弁
４８    吐出孔
５０    弁口
５２    弁体
５８    圧縮コイルばね
６０    弁押え
【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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