JPH05288151A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸入弁及び吐出弁における圧力損失を減少さ
せ、従来のリード弁のような打音等の騒音をなくして開
閉を静粛にする。また部品点数を少なく、構造を簡単化
して組み付けを容易にすると共に、圧縮機全体を小型化
する。 【構成】 開口５２を有するバルブプレート５１に取り
付けられるゴムのような柔軟な弾性体からなる弁体５３
に、可及的に多くの突起５４を形成すると共に、それら
の突起５４の先端に穿孔５６或いは切り目を設けること
により、一方向にのみ流体を通過させる機能を持たせた
ものを、圧縮機の吸入弁或いは吐出弁として使用する。
弁体が柔軟で開弁に要する圧力差が小さく、かつ多数の
弁が並列に設けられたのと同じであるから、開弁、閉弁
時の衝撃的な騒音が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は気体を加圧する圧縮機に
係り、特に圧縮機に使用される吸入弁、或いは吐出弁に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８に斜板式の圧縮機の従来例を示す。
シリンダブロック１及び２の両端部には、それぞれバル
ブプレート３及び４を介してフロントハウジング５及び
リヤハウジング６が取り付けられ、それらは数本の通し
ボルト７によって締結されて、一体化された圧縮機本体
を形成する。シリンダブロック１、２の内部空間は斜板
室８を形成しており、その中に軸承された駆動軸９には
斜板１０が取り付けられている。シリンダブロック１、
２には、駆動軸９と平行に、且つ駆動軸９の周囲の均等
位置に、同一軸線上で対向するシリンダボア１１及び１
２の対が複数組設けられており（それらのうちの１対だ
けが図示されている）、シリンダボア１１及び１２の各
対には、一対の頭部１３及び１４を有するピストン１５
がそれぞれ挿入されている。

【０００３】各ピストン１５は、半球状のシュー１６を
介して斜板１０に係合しており、斜板１０が駆動軸９と
共に回転駆動されることによって、各ピストン１５はそ
れぞれのシリンダボア１１及び１２の中で往復動し、作
動室１７及び１８の容積を拡縮するようになっており、
フロントハウジング５及びリヤハウジング６内に形成さ
れた吸入室１９及び２０から、バルブプレート３及び４
の開口に形成された吸入弁２１及び２２を介して、圧縮
すべき気体を作動室１７及び１８内に吸入すると共に、
それを圧縮して、やはりバルブプレート３及び４の開口
に形成された吐出弁２３及び２４を介して、フロントハ
ウジング５及びリヤハウジング６内に形成された吐出室
２５及び２６へ吐出する。

【０００４】なお、吸入室１９及び２０はそれぞれ通路
２７及び２８によって斜板室８に通じており、圧縮すべ
き気体を斜板室８から供給される。斜板室８は図示しな
い通路によって吸入ポートに通じており、吸入ポートは
例えば空調装置の蒸発器に接続されていて圧縮すべき冷
媒のような気体を受入れるようになっている。また、吐
出室２５及び２６は、図示しない通路によって吐出ポー
トに通じており、圧縮された気体を例えば空調装置の凝
縮器へ送り出すようになっている。

【０００５】従来の圧縮機において、吸入弁２１及び２
２、或いは吐出弁２３及び２４として通常使用されてい
るものは所謂リード弁であって、いずれも弾性のあるバ
ネ鋼板のような可撓性のある薄い金属板からなり、バル
ブプレート３及び４に穿孔された開口のそれぞれに１枚
づつのリード弁部分が対応している。この場合、作動室
１７及び１８の側から見て、吸入弁２１及び２２はバル
ブプレート３及び４の内側から開口を閉塞するように、
また吐出弁２３及び２４はバルブプレート３及び４の外
側から開口を閉塞するように取り付けられる。なお、リ
ード状の薄い弁板の可動範囲を制限するために、図１に
例示する場合は、吐出弁２３及び２４にバルブ押さえ２
９及び３０が設けられている。

【０００６】図９及び図１０は従来の圧縮機の吸入弁２
１及び２２と吐出弁２３及び２４の付近だけを具体的に
例示したもので、図８に全体を示した従来例と対応する
部分には同じ参照符号を付して示す。この従来例では図
９に分解して示すように、フロント側の５個のシリンダ
ボア１１にそれぞれ対応して１個づつ設けられるリード
弁である５枚の吸入弁２１は、共通の１枚の薄いバネ鋼
からなる円板である吸入弁板３１に打ち抜きで形成され
ている。

【０００７】また、フロント側の５個の吐出弁２３も同
様で、バルブプレート３の側面のうち、吸入弁板３１と
は反対側の側面に取り付けられる１枚の薄いバネ鋼から
なる円板である吐出弁板３２に、共通に打ち抜きで形成
されている。バルブプレート３には、吸入弁２１や吐出
弁２３に対応する開口をはじめ、通路２７や通しボルト
７等に対応する開口等が設けられている。吐出弁２３の
周辺の断面は、部分的に拡大されて図１０として示され
ている。

【０００８】図９における３３は、バルブ押さえ２９を
形成する一連の金属板３４と共に、バルブプレート３と
フロントハウジング５との間に挟みこまれて固定される
ガスケットを示している。図９はフロント側の弁部の構
造だけを、また図１０はリヤ側の弁部の一部分だけを示
しているが、図示されていない部分の吸入弁板及び吐出
弁板等も同様な構造であって、バルブプレート３及び４
の両面に積層されて構成されることは言うまでもない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機において
は、吸入弁２１、２２及び吐出弁２３、２４は、いずれ
も大抵は、１個のシリンダボア１１及び１２に対してバ
ルブプレート３及び４に穿孔された各１個の開口と、そ
の開口を閉塞するバネ鋼板のような弾性のある薄い金属
板からなるリード弁を使用しており、薄いながらもリー
ド弁には相当の剛性があるため、吸入弁２１及び２２
は、作動室１７及び１８内の圧力が、吸入室１９及び２
０内の吸入圧力よりも、吸入弁２１及び２２の剛性によ
って決まる一定の値以上に低下したときに始めて開弁す
る結果、吸入圧力損失が発生する。

【００１０】また、吐出弁２３及び２４についても同様
であって、作動室１７及び１８内の圧力が吐出室２５及
び２６内の吐出圧力よりも、吐出弁２３及び２４の剛性
によって決まる一定の値以上に上昇したときに始めて開
弁するので、吐出圧力損失が発生するだけでなく、オー
バーコンプレッションの状態で吐出弁２３及び２４が開
弁することになっており、それだけ動力損失を伴うこと
になる。

【００１１】また、従来の吸入弁２１及び２２や吐出弁
２３及び２４は、圧縮機の各作動室１７及び１８に対し
てそれぞれ１個づつ設けられ、それ以上の数に増やすこ
とはスペース的に困難であるため、それぞれ１個づつの
吸入弁２１及び２２と吐出弁２３及び２４の開弁動作が
言わば破裂的に、また閉弁動作が衝撃的に起こることに
なり、特に閉弁の際には、薄板状の弁のリードがバルブ
プレート３及び４の開口の面に衝突して、所謂弁の打音
を発生するので、圧縮機の開弁及び閉弁による騒音は相
当大きなものになる。従って、弁騒音は圧縮機が発生す
る騒音・振動の中でも主要なものとされている。

【００１２】更に、従来のリード弁型の吸入弁２１及び
２２や吐出弁２３及び２４では、構造上、吸入弁２１及
び２２と吐出弁２３及び２４とを一体化することは困難
であるから、バルブ押さえ２９及び３０等をも含めて部
品点数がかなり多くなることは避けられず、組み付けに
もそれだけ手数がかかるという問題もあった。本発明
は、従来技術が有するこれらの諸問題を解決すること
を、発明の解決課題としているものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、開口を有するバルブプレー
トに取り付けられるゴムのような柔軟な弾性体からなる
弁体に可及的に多数の突起を形成すると共に、それらの
突起の先端に穿孔或いは切り目を設けることにより、一
方向にのみ流体を通過させる機能を持たせたものを、作
動室への入口である吸入弁と、作動室からの出口である
吐出弁とのうち、少なくとも一方に使用したことを特徴
とする圧縮機を提供する。

【００１４】

【作用】圧縮機の作動室の入口及び出口となる吸入弁及
び吐出弁のいずれか、或いはそれらの双方について、開
口を有するバルブプレートにゴムのような柔軟な弾性体
からなる弁体を取り付けて、その弁体にできるだけ多く
の突起を形成し、それらの突起の先端に穿孔或いは切り
目を設けるので、突起の内部の圧力が突起の外側の圧力
よりも低いときには、突起は収縮する傾向を帯び、先端
の穿孔或いは切り目は閉じて気体の通過を許さないが、
反対に、突起の内部の圧力が突起の外側の圧力よりも少
しでも高いときには、突起が膨張しようとする傾向を帯
びるため、突起の先端の穿孔或いは切り目は開口して、
気体がそれを通り抜けて外部に流れるようになり、弁体
は逆止弁の働きをするようになる。弁体は柔軟なゴムの
ような材質でできているので、開弁させるための圧力差
はきわめて小さい。従って、それを圧縮機の吸入弁、或
いは吐出弁として使用する場合、従来のリード弁よりも
小さな圧力差によって開弁するし、個々の弁が小さく、
且つ、多数の弁を並列に設けることができるため、開弁
や閉弁の際に発生する騒音や振動が小さくなる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す。５１はバルブ
プレートであって、図８及び図９に示す従来の圧縮機の
弁における、バルブプレート３及び４と実質的に同じよ
うなものであってもよい。バルブプレート５１は、従来
例と同様に、シリンダブロック１及び２とフロントハウ
ジング５及びリヤハウジング６との間に挟み込まれて、
通しボルト７のような手段によって緊締される。バルブ
プレート５１には従来例と比較して小さな多数の弁開口
５２が穿孔されている。圧縮機の１個の作動室１７及び
１８に対して同じ働きをする弁開口５２が、できるだけ
多く設けられていることが望ましい。

【００１６】バルブプレート５１の一面には、ゴムのよ
うな弾性体からなる弁体５３が、全面的にではなく、少
なくとも弁開口５２の部分を残して接触するように取り
付けられている。弁体５３をバルブプレート５１に取り
付ける手段としては、加硫時の焼き付けや接着剤を用い
た接合だけでなく、図示しない枠状の、或いは帯状の金
具等を使用して、弁体５３の一部（帯状にできる接触部
分）をバルブプレート５１に押しつけながら固定する等
の方法を利用することができる。

【００１７】図１に示したものを圧縮機の作動室に対す
る吐出弁として使用する場合には、同じような構造であ
って外見的には作動室１７に対する位置関係だけが異な
るところの、図２に示したような構造の弁を吸入弁とし
て使用することになる。いずれの場合も、弁体５３はゴ
ムのような柔軟な弾性体製であって、更に具体的に言え
ば、強度が高くて耐摩耗性や耐油性もある、例えばＯリ
ングやリップシールののようなガスケットに使用される
合成ゴムから製造することが望ましい。

【００１８】弁体５３には、加硫前の可塑性のある素材
の状態で、予め多数の独立峰状の突起５４、或いは図３
に示す山脈状の起伏のある突条５５を成形しておき、加
硫後の弁体５３に対して、突起５４の場合は先端に白矢
印の方向に錐のような工具を突き刺して穿孔５６を設け
る。また、突条５５の場合はその幅だけの長さを有する
刃物工具を使用して切り目５７を設ける。

【００１９】図１及び図２の場合は、白矢印の方向に圧
力が加わると弁体５３の突起５４が拡大する方向に僅か
に変形するので、図５に示すように穿孔５６が弾性的に
拡径して気体の通過を許すが、白矢印と反対の方向に圧
力が加わると、突起５４は収縮する方向に僅かに変形す
るので、図４に示すように穿孔５６は閉鎖して気体の通
過を阻止することによって、弁体５３は逆止弁的な働き
をする。

【００２０】図３に示すように突条５５の突起部分の先
端に切り目５７が設けられている場合も、略同様な作用
によって、一方向への気体の通過だけを許し、それとは
反対の方向の通過は許さないという逆止弁的な働きをす
る。切り目５７の方が穿孔５６よりも大きく開くので、
気体の流れに与える抵抗は更に小さくなる。

【００２１】突起５４や、切り目５７を有する突条５５
の一つの突起のそれぞれはいずれも微小なものであるか
ら、突条５５の場合を図３に例示しているように、圧縮
機の１個の作動室１７又は１８の断面積に対して多数の
突起５４、又は突条５５の突起を配置することが可能に
なる。なお、図３の場合は隔壁５８が上下の部分を隔て
ており、隔壁５８の上部の突条５５の切り目５７を吐出
弁として使用する場合には、隔壁５８の下部の突条５５
の切り目５７は吸入弁の働きをするように設定すること
になる。

【００２２】このように、１個の作動室１７及び１８に
対する吸入弁や吐出弁のいずれにも多数の突起５４又は
突条５５の突起を設けることができるので、吸入弁や吐
出弁はそれぞれ、多数の穿孔５６或いは切り目５７を有
するものとなる。更に、弁体５３は柔軟なゴムのような
弾性体からなっているので、僅かな圧力差が突起の内側
から外側に対して作用すれば、図５のように穿孔５６或
いは切り目５７は簡単に開口して気体の通過を許すし、
穿孔５６或いは切り目５７の数が多いので、気体の流れ
に大きな抵抗を与えることがない。

【００２３】しかも、弁体５３の微細で且つ多数の穿孔
５６或いは切り目５７が、並列的に且つそれぞれが微小
な時間差をもって開口するため、従来技術におけるリー
ド弁型の吸入弁２１及び２２や吐出弁２３及び２４が、
各作動室１７及び１８に１個づつ設けられることによっ
て破裂的に開弁し衝撃的に閉弁して発生するような、打
音等の騒音や振動が発生しない。また、図８の吸入弁２
１及び２２や吐出弁２３及び２４に代わるものとして、
バルブプレート５１と弁体５３からなる簡単な構造を使
用し、バルブ押さえ２９及び３０のようなものも使用し
ないので、従来のものよりも部品点数が少なくなり、構
造が簡単で組み付けも容易になるという利点がある。

【００２４】図１及び図２に示した弁の構造は、１枚の
バルブプレート５１の片面に吸入弁を形成した場合、吐
出弁はバルブプレート５１の他の片面に形成するのに適
しているが、吸入弁と吐出弁を１枚のバルブプレート５
１の同じ側の面に形成することも可能である。図６はそ
のような実施例の一つを示したもので、１枚のバルブプ
レート５１の上面側は、隔壁５８によって吐出領域５９
と吸入領域６０に分割されており、吐出領域５９の弁体
５３ｄと、吸入領域６０の弁体５３ｓは、いずれもバル
ブプレート５１の上面側に取り付けられている。しか
し、吐出領域５９の突起５４ｄと吸入領域６０の突起５
４ｓとは、突出する方向が反対になっていて、吐出領域
５９の突起５４ｄは図１に示したものと同様な形状であ
るが、吸入領域６０の突起５４ｓは弁開口５２ｓの中に
向かって突出している。この場合、弁開口５２ｓの大き
さは、吐出領域５９の弁開口５２ｄよりも一般に大径に
した方がよい。

【００２５】このように弁体５３ｄと弁体５３ｓとをバ
ルブプレート５１の同じ側に取り付けても、弁としての
作用は図１や図２に示したものと実質的には同じであ
る。また、吐出領域５９及び吸入領域６０とも、弁体５
３ｄ及び弁体５３ｓがバルブプレート５１の一面のみに
取り付けられる実施例においては、弁体によるデッドス
ペースを小さくすることができるので、その分だけ圧縮
機全体の大きさを小型化することが可能になる。

【００２６】図７に示した他の実施例は、図６に示した
実施例の変形例であって、図６における弁体５３ｄ及び
弁体５３ｓは一体化されて弁体５３となり、隔壁５８の
端面が弁体５３を押圧することによって、バルブプレー
ト５１の上面を吐出領域５９と吸入領域６０との２つの
部分に分割している。吐出領域５９及び吸入領域６０の
間のシール性を保つための面圧は、隔壁５８が弁体５３
を押圧して多少変形させることによって得られるし、隔
壁５８が弁体５３をバルブプレート５１上に固定するた
めの手段を兼ねることができるという利点がある。しか
も、弁体５３が吐出領域５９と吸入領域６０に跨がるた
だ１枚の部材でよいので、図８のような形式の圧縮機な
らば、フロント側とリヤ側に弁体５３を１枚づつ使用す
ればよいことになり、部品点数が更に減少して構造が簡
単になるという利点もある。

【００２７】

【発明の効果】本発明を実施することにより、吸入弁及
び吐出弁における圧力損失が減少し、オーバーコンプレ
ッションの状態も解消するので、圧縮機を駆動するため
の動力損失も減少して、性能が向上する。また、従来の
吸入弁及び吐出弁のような薄板状の弾性金属板を使用し
ないで、柔軟なゴムのような弾性体を使用しており、し
かも、多数の突起に設けられた穿孔或いは切り目が並列
的に気体の通路となるので、リード弁に見られるような
破裂的な開弁や衝撃的な閉弁が起こらないので、騒音や
振動も発生せず、開閉が静粛になる。更に、吸入弁及び
吐出弁関係の部品点数が少なく、構造が簡単になるか
ら、組み付けにも手数がかからず、また、弁部のデッド
ボリュームも少なくなるので、圧縮機全体を小型化する
ことも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の一部を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例の他の一部を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例を示す側断面図である。

【図４】第１実施例の作動状態を説明するための断面図
である。

【図５】第１実施例の他の作動状態を説明するための断
面図である。

【図６】本発明の第３実施例を示す側断面図である。

【図７】第３実施例の変形例を示す側断面図である。

【図８】従来の圧縮機を例示する縦断正面図である。

【図９】従来の圧縮機における弁部を例示する分解斜視
図である。

【図１０】従来の圧縮機における弁部の一部分を拡大し
て示す断面図である。

【符号の説明】

１、２…シリンダブロック ３、４…バルブプレート ５…フロントハウジング ６…リヤハウジング ７…通しボルト ８…斜板室 ９…駆動軸 １０…斜板 １１、１２…シリンダボア １５…ピストン １７、１８…作動室 １９、２０…吸入室 ２１、２２…吸入弁 ２３、２４…吐出弁 ２５、２６…吐出室 ２９、３０…バルブ押さえ ３１…吸入弁板 ３２…吐出弁板 ５１…バルブプレート ５２…弁開口 ５３…弁体 ５４…突起 ５５…突条 ５６…穿孔 ５７…切り目 ５８…隔壁 ５９…吐出領域 ６０…吸入領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 健二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口を有するバルブプレートに取り付け
   られる柔軟な弾性体からなる弁体に可及的に多数の突起
   を形成すると共に、それらの突起の先端に穿孔或いは切
   り目を設けることにより、一方向にのみ流体を通過させ
   る機能を持たせたものを、作動室への入口である吸入弁
   と、作動室からの出口である吐出弁とのうち、少なくと
   も一方に使用したことを特徴とする圧縮機。