JPH1182303A - 往復式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンの突起の外周に形成される空間の容
積をほぼゼロにし、体積効率を向上させる。 【解決手段】 ピストン１２の頂面１２ａに、ピストン
１２が上死点に達したときに吸入弁逃がし孔３ｂに進入
する突起１５を設け、ピストン１２の突起１５の外周面
に弾性体４０を装着する。これによりピストン１２が上
死点へ達したとき、ピストン１２の突起１５が吸入弁部
逃がし孔３ｂに進入し、弾性体４０の外周面が吸入弁部
逃がし孔３ｂの内周面に接触する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば斜板式圧
縮機、揺動板式圧縮機、列型圧縮機（クランク式圧縮
機）等の往復式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の往復式圧縮機として、複数のシリ
ンダボアを有するシリンダブロックと、各シリンダボア
内に摺動可能に収容された複数のピストンと、各シリン
ダボア内に形成される圧縮室と、高圧室及び低圧室を有
し、シリンダブロックに結合されたシリンダヘッドと、
各圧縮室で圧縮された冷媒を高圧室に導くための複数の
吐出ポートが形成されたバルブプレートと、各吐出ポー
トを開閉する複数の吐出弁部が形成された弁シートと、
各吐出弁部の開き量を抑制する複数のストッパが形成さ
れたストッパプレートとを備えた斜板式圧縮機がある。

【０００３】前記バルブプレート、弁シート及びストッ
パプレートは、互いに重なりあった状態で、シリンダブ
ロックとシリンダヘッドとの間に配置される。バルブプ
レートがシリンダブロック側に、ストッパプレートがシ
リンダヘッド側に、弁シートがバルブプレートとストッ
パプレートの間に、それぞれ位置する。

【０００４】前記ストッパプレートに、各圧縮室と低圧
室とを連通させる複数の吸入ポートと、吐出弁部を介し
て吐出ポートに隣接する複数の吐出用孔とが形成されて
いる。

【０００５】前記弁シートに、各吸入ポートを開閉する
複数の吸入弁部が形成されている。

【０００６】前記バルブプレートに、吸入弁部を介して
吸入ポートに隣接する複数の吸入弁部逃がし孔が形成さ
れている。

【０００７】前記ピストンの頂面に、円板状の突起が設
けられている。

【０００８】斜板式圧縮機が起動すると、ピストンがシ
リンダボア内を往復運動する。

【０００９】吸入行程でピストンが上死点から下死点へ
移動するとき、圧縮室の圧力が吸入室の圧力よりも小さ
くなり、圧縮室の圧力がある値以下になると、吸入弁部
が吸入弁部逃がし孔側へ弾性変形し、吸入ポート及び吸
入弁部逃がし孔を介して圧縮室と吸入室とが連通し、吸
入室から圧縮室へ低圧の冷媒ガスが流入する。

【００１０】これに対し、ピストンが下死点から上死点
へ移動するとき、圧縮室の圧力が吐出室の圧力よりも大
きくなり、圧縮室の圧力がある値以上になると、吐出弁
部がストッパ側へ弾性変形し、吐出ポート及び吐出用孔
を介して圧縮室と吐出室とが連通し、圧縮室から吐出室
へ高圧の冷媒ガスが流出する。

【００１１】ピストンが上死点に達したとき、ピストン
の突起が吸入弁部逃がし孔に進入する。その結果、吸入
弁部逃がし孔内の冷媒ガスが押し出される。したがっ
て、突起を持たないピストンに較べ、デッドボリューム
を減らすことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図５はピストンの突起
と吸入弁部逃がし孔との関係を示す断面図である。

【００１３】前記デッドボリュームを極力減らすには、
ピストン１１２の突起１１５の径を大きく、又は吸入弁
部逃がし孔１０３ｂを小さくして、その突起１１５の外
周に形成される空間（突起１１５の外周面と吸入弁部逃
がし孔１０３ｂの内周面との間に形成される空間）Ａの
容積を少なくした方がよい。

【００１４】しかし、吸入弁部逃がし孔１０３ｂは前述
のように吸入行程で吸入弁部１２７ｄをピストン１１２
側へ逃がす役割も持つため、吸入弁部逃がし孔１０３ｂ
を小さくすることはできないので、ピストン１１２の突
起１１５の径だけを小さくすると、逆にデッドボリュー
ムが増えてしまう。

【００１５】したがって、従来の斜板式圧縮機には、デ
ッドボリュームを十分に減らすことができず、体積効率
が悪いという問題があった。

【００１６】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題はピストンの突起の外周に形成され
る空間の容積をほぼゼロにし、体積効率を向上させるこ
とができる往復式圧縮機を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明の往復式圧縮機は、シリンダボアを有するシ
リンダブロックと、前記シリンダボア内に摺動可能に収
容されたピストンと、前記シリンダボア内に形成される
圧縮室と、高圧室と低圧室とを有し、前記シリンダブロ
ックに結合されたシリンダヘッドと、前記圧縮室で圧縮
された冷媒を前記高圧室に導くための吐出ポートが形成
されたバルブプレートと、前記吐出ポートを開閉する吐
出弁と、前記吐出弁の開き量を抑制するストッパが形成
されたストッパプレートとを備え、前記バルブプレート
及び前記ストッパプレートが互いに重なりあって前記シ
リンダブロックと前記シリンダヘッドとの間に配置さ
れ、前記ストッパプレートに、前記低圧室の冷媒を前記
圧縮室に導くための吸入ポートが形成され、前記吸入ポ
ートを開閉する吸入弁を介して前記吸入ポートに隣接
し、吸入行程で前記吸入弁を逃がす吸入弁逃がし孔が、
前記バルブプレートに形成され、前記ピストンの頂面
に、前記ピストンが上死点に達したときに前記吸入弁逃
がし孔に進入する突起が設けられた往復式圧縮機におい
て、前記吸入弁逃がし孔の内周面及び前記突起の外周面
の少なくとも一方に、弾性体が装着されていることを特
徴とする。

【００１８】前述のように吸入弁逃がし孔の内周面及び
前記突起の外周面の少なくとも一方に弾性体を装着した
ので、ピストンが上死点へ達し、ピストンの突起が吸入
弁部逃がし孔に進入したとき、弾性体の外周面が吸入弁
部逃がし孔の内周面に接触する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００２０】図２はこの発明の一実施形態に係る斜板式
圧縮機の全体を示す縦断面図である。

【００２１】フロント側のシリンダブロック１とリヤ側
のシリンダブロック２とは軸方向に互いに対向接合され
ている。接合されたシリンダブロック１，２の一端には
バルブプレート３、弁シート２７及びストッパプレート
２９を介してフロントヘッド（シリンダヘッド）４が配
置され、他端にはバルブプレート５、弁シート２８及び
ストッパプレート３０を介してリヤヘッド（シリンダヘ
ッド）６が配置されている。

【００２２】フロントヘッド４にフロント側のシェル１
３が、リヤヘッド６にリヤ側のシェル１４がそれぞれ一
体に設けられ、フロント側シェル１３とリヤ側シェル１
４とがＯリング３８を介して軸方向に互いに嵌合してい
る。

【００２３】フロントヘッド４、シリンダブロック１，
２、シェル１３，１４、リヤヘッド６は通しボルト３９
で軸方向に結合されている。

【００２４】シリンダブロック１，２の中心部には駆動
軸７が配設され、この駆動軸７には斜板８が固定され、
駆動軸７及び斜板８はベアリング９，１０により回転可
能に支持されている。斜板８は駆動軸７に対して傾いて
いる。

【００２５】シリンダブロック１，２には複数のシリン
ダボア１１が設けられている。各シリンダボア１１は駆
動軸７に平行であって、駆動軸７を中心とする円周方向
に所定間隔おきに配置されている。各シリンダボア１１
内にはピストン１２が摺動可能に収容されている。ピス
トン１２の両方の端面（頂面）１２ａには円板状の突起
１５が設けられている。突起１５の外周面には環状の弾
性体４０（例えばゴム等）が貼着されている。

【００２６】各シリンダボア１１内のピストン１２の両
側には圧縮室２１，２２が形成される。ピストン１２は
ほぼ半球体状のシュー１９，２０を介して斜板８に連結
され、ピストン１２は斜板８の回転に連れてシリンダボ
ア１１内を往復運動する。

【００２７】図３はバルブプレートと弁シートとストッ
パプレートとを示す分解斜視図、図４はバルブプレート
と弁シートとストッパプレートとを重ねたときのストッ
パプレートの平面図である。

【００２８】ほぼ円板状のバルブプレート３，５には、
圧縮室２１，２２の冷媒ガスを吐出室（高圧室）２４に
吐出させるための吐出ポート３ａ，５ａ、吸入行程で吸
入弁部（吸入弁）２７ｄ，２８ｄを圧縮室２１，２２側
へ逃がす吸入弁部逃がし孔（吸入弁逃がし孔）３ｂ，５
ｂ及び通しボルト３９を挿入するためのボルト通し孔３
ｃ，５ｃが、それぞれ形成されている。吸入弁部逃がし
孔３ｂ，５ｂは、吸入弁部２７ｄ，２８ｄを介して吸入
ポート２９ｄ，３０ｄに隣接し、吸入行程で吸入弁部２
７ｄ，２８ｄが開いたときに吸入ポート２９ｄ，３０ｄ
と連通する（図１参照）。

【００２９】ほぼ円板状の弁シート２７，２８には、舌
片状の吐出弁部（吐出弁）２７ａ，２８ａ及び舌片状の
吸入弁部２７ｄ，２８ｄがそれぞれ切込み形成されてい
るとともに、ボルト通し孔２７ｃ，２８ｃが形成されて
いる。

【００３０】ほぼ円板状のストッパプレート２９，３０
には、吐出弁部２７ａ，２８ａの開き量又は変形量を抑
制する溝状のストッパ２９ａ，３０ａ、吸入室２３の冷
媒ガスを圧縮室２１，２２に吸入させるための吸入ポー
ト２９ｄ，３０ｄ及びボルト通し孔２９ｃ，３０ｃが、
それぞれ形成されている。ストッパ２９ａ，３０ａの底
面は閉弁状態の吐出弁部２７ａ，２８ａに対して所定角
度又は任意の曲率で傾斜している。

【００３１】また、ストッパプレート２９，３０には吐
出用孔２９ｂ，３０ｂが形成されている。吐出用孔２９
ｂ，３０ｂは、吐出弁部２７ａ，２８ａを介して吐出ポ
ート３ａ，５ａに隣接し、吐出行程で吐出弁部２７ａ，
２８ａが開いたときに吐出ポート３ａ，５ａと連通する
（図１参照）。

【００３２】次に、この実施形態の斜板式圧縮機の作動
を説明する。

【００３３】駆動軸７が回転すると、斜板８も一体に回
転する。斜板８の回転によりピストン１２がシリンダボ
ア１１内を往復運動する。ピストン１２がバルブプレー
ト３に最も近づいた位置（圧縮室２１側におけるピスト
ン１２の上死点の位置）から斜板８が１／２回転する
と、ピストン１２がバルブプレート５側へ移動し、圧縮
室２１側では吸入行程が終了し、圧縮室２２側では圧縮
行程、吐出行程が終了する。この状態から斜板８が更に
１／２回転すると、逆に圧縮室２２側で吸入行程が終了
し、圧縮室２１側で圧縮行程、吐出行程が終了する。

【００３４】次に、一方の圧縮室２１に着目して吸入行
程、圧縮行程及び吐出行程を図１に基づいて説明する。

【００３５】図１は図４のＩ−Ｉ線に沿う断面図であっ
て、図１（ａ）は圧縮室２１側でピストン１２が下死点
に位置する状態を示す図、図１（ｂ）は圧縮室２１側で
ピストン１２が上死点に位置する状態を示す図である。

【００３６】吸入行程では圧縮室２１の圧力が吸入室２
３の圧力よりも小さくなり、吸入弁部２７ｄが吸入弁部
逃がし孔３ｂ側へ弾性変形し、吸入ポート２９ｄ及び吸
入弁部逃がし孔３ｂを介して圧縮室２１と吸入室２３と
が連通し、吸入室２３から圧縮室２１へ低圧の冷媒ガス
が流入する。

【００３７】ピストン１２が下死点に達すると吸入行程
が終了する（図１（ａ）に示す状態）。このとき圧縮室
２１の容積は最大になる。

【００３８】その後、ピストン１２が下死点から移動
し、圧縮行程に入る。ピストン１２がバルブプレート３
に近づくにしたがって圧縮室２１の容積が次第に小さく
なり、圧縮室２１内部の冷媒ガスが圧縮される。このと
き吸入弁部２７ｄ及び吐出弁部２７ａは閉じている。

【００３９】圧縮室２１の圧力がある値以上になると、
吐出行程に移り、吐出弁部２７ａがストッパ２９ａ側へ
弾性変形し、吐出ポート３ａ及び吐出用孔２９ｂを介し
て圧縮室２１と吐出室２４とが連通し、圧縮室２１から
吐出室２４へ高圧の冷媒ガスが流出する。

【００４０】そして、ピストン１２が上死点へ達すると
吐出行程が終了する（図１（ｂ）に示す状態）。このと
きピストン１２の突起１５が吸入弁部逃がし孔３ｂに進
入し、弾性体４０の外周面が吸入弁部逃がし孔３ｂの内
周面に接触する。

【００４１】この実施形態によれば、吸入弁部逃がし孔
３ｂを小さくしないので吸入弁部逃がし孔３ｂは吸入行
程で吸入弁部２７ｄを逃がす役割を果たすことができる
し、突起１５の外周面と吸入弁部逃がし孔３ｂの内周面
との間に形成される空間の容積がゼロになるため、デッ
ドボリュームが十分に減少し、体積効率が向上する。

【００４２】なお、前述の実施形態では、弾性体４０を
突起１５の外周面に貼着した場合について述べたが、他
の実施形態として、弾性体４０を吸入弁部逃がし孔３ｂ
の内周面に貼着してもよいし、弾性体４０を突起１５の
外周面及び吸入弁部逃がし孔３ｂの内周面の両方に貼着
してもよい。このようにしても前述の実施形態と同様の
効果を得ることができる。

【００４３】また、前述の実施形態では往復式圧縮機と
して斜板式圧縮機を用いた場合について述べたが、この
発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、揺動
板式圧縮機、列型圧縮機（クランク式圧縮機）等の各種
の往復式圧縮機に適用することが可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の往復式圧
縮機によれば、吸入弁部逃がし孔を小さくする必要がな
いので吸入弁部逃がし孔は吸入行程で吸入弁部を逃がす
役割を果たすことができるし、突起の外周面と吸入弁部
逃がし孔の内周面との間に形成される空間の容積はゼロ
になるためデッドボリュームが十分に減少し、体積効率
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は図４のＩ−Ｉ線に沿う断面図であって、
図１（ａ）は一方の圧縮室側でピストンが下死点に位置
する状態を示す図、図１（ｂ）は一方の圧縮室側でピス
トンが上死点に位置する状態を示す図である。

【図２】図２はこの発明の一実施形態に係る斜板式圧縮
機の全体を示す縦断面図である。

【図３】図３はバルブプレートと弁シートとストッパプ
レートとを示す分解斜視図である。

【図４】図４はバルブプレートと弁シートとストッパプ
レートとを重ねたときのストッパプレートの平面図であ
る。

【図５】図５は従来の斜板式圧縮機のピストンの突起と
吸入弁部逃がし孔との関係を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２ シリンダブロック ３，５ バルブプレート ３ａ，５ａ 吐出ポート ３ｂ，５ｂ 吸入弁部逃がし孔 ４ フロントヘッド ６ リヤヘッド １１ シリンダボア １２ ピストン １２ａ 端面 １５ 突起 ２１ 圧縮室 ２４ 吐出室 ２３ 吸入室 ２７，２８ 弁シート ２７ａ，２８ａ 吐出弁部 ２７ｄ，２８ｄ 吸入弁部 ２９，３０ ストッパプレート ２９ａ，３０ａ ストッパ ２９ｂ，３０ｂ 吐出用孔 ２９ｄ，３０ｄ 吸入ポート ４０ 弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 壱 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 株式会社ゼクセル江南工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアを有するシリンダブロック
   と、 前記シリンダボア内に摺動可能に収容されたピストン
   と、 前記シリンダボア内に形成される圧縮室と、 高圧室と低圧室とを有し、前記シリンダブロックに結合
   されたシリンダヘッドと、 前記圧縮室で圧縮された冷媒を前記高圧室に導くための
   吐出ポートが形成されたバルブプレートと、 前記吐出ポートを開閉する吐出弁と、 前記吐出弁の開き量を抑制するストッパが形成されたス
   トッパプレートとを備え、 前記バルブプレート及び前記ストッパプレートが互いに
   重なりあって前記シリンダブロックと前記シリンダヘッ
   ドとの間に配置され、 前記ストッパプレートに、前記低圧室の冷媒を前記圧縮
   室に導くための吸入ポートが形成され、 前記吸入ポートを開閉する吸入弁を介して前記吸入ポー
   トに隣接し、吸入行程で前記吸入弁を逃がす吸入弁逃が
   し孔が、前記バルブプレートに形成され、 前記ピストンの頂面に、前記ピストンが上死点に達した
   ときに前記吸入弁逃がし孔に進入する突起が設けられた
   往復式圧縮機において、 前記吸入弁逃がし孔の内周面及び前記突起の外周面の少
   なくとも一方に、弾性体が装着されていることを特徴と
   する往復式圧縮機。