圧縮機
【課題】動力損失をより低減可能であるとともに、より優れた耐久性を発揮可能な圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明の圧縮機では、弁板27には、シール面27a、凹溝273、受け面27b及び支持面27dが形成されている。シール面27aは、固定面271と面一をなし、吸入ポート23a回りで弁部255の裏面252と環状に当接可能である。凹溝273は、シール面27aの外側で固定面271から凹設され、弁部255の両縁を自己の底部から離反させている。受け面27bは、固定面271と面一をなし、弁部255の先端領域の裏面252と当接可能である。支持面27dは、固定面271と面一をなし、弁部255の中央領域の裏面252と当接可能である。弁板27には、吸入ポート23aを二分するように延びる延在部272が形成され得る。延在部272に支持面27dが形成され得る。
【解決手段】本発明の圧縮機では、弁板27には、シール面27a、凹溝273、受け面27b及び支持面27dが形成されている。シール面27aは、固定面271と面一をなし、吸入ポート23a回りで弁部255の裏面252と環状に当接可能である。凹溝273は、シール面27aの外側で固定面271から凹設され、弁部255の両縁を自己の底部から離反させている。受け面27bは、固定面271と面一をなし、弁部255の先端領域の裏面252と当接可能である。支持面27dは、固定面271と面一をなし、弁部255の中央領域の裏面252と当接可能である。弁板27には、吸入ポート23aを二分するように延びる延在部272が形成され得る。延在部272に支持面27dが形成され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
以下の圧縮機が公知である(例えば、特許文献1)。この圧縮機では、吸入室と圧縮室との間に弁板が設けられ、この弁板には吸入室と圧縮室とを連通可能な吸入ポートが貫設されている。吸入ポートは吸入室内に位置するリード弁によって開閉されるようになっている。
【0003】
吸入リード弁は、弾性変形可能であり、常態において表面と裏面とが平行な板材からなる。また、この吸入リード弁は、弁板に固定される固定部と、固定部から長手方向に延び、弁板からリフト可能な根元部と、根元部から長手方向の先端側に延び、吸入ポートを開閉する弁部とからなる。
【0004】
弁板は、吸入室側に位置し、固定部が裏面を当接させて固定される固定面を有している。この弁板には、固定面と面一をなし、吸入ポート回りで弁部の裏面と環状に当接可能なシール面と、シール面の外側で固定面から凹設され、吸入ポートの全周を囲う環状の凹溝とが形成されている。
【0005】
この種の圧縮機では、吸入時における吸入リード弁の変形(リフト)が小さいと、リード弁と弁板との間においてガスがスムーズに流出されず抵抗となってしまい、動力損失につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−235913号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、上記従来の圧縮機に対しては、省エネルギーの観点から動力損失のさらなる低減が求められている。
【0008】
また、この圧縮機では、吸入リード弁の損傷が懸念され、耐久性の向上も求められている。
【0009】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、動力損失をより低減可能であるとともに、より優れた耐久性を発揮可能な圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
発明者らは、上記課題を解決するため、従来の圧縮機について詳細に分析した結果、吸入リード弁の薄板化と、吸入リード弁が閉じる瞬間とに着目した。
【0011】
すなわち、吸入リード弁を薄板化すれば、吸入リード弁が撓みやすくなるため、リード弁と弁板との間においてガスがスムーズに流出され、抵抗とならない。このため、動力損失を低減することが可能となる。
【0012】
しかしながら、上記の圧縮機において、吸入リード弁を薄板化すれば、吸入リード弁が閉じる瞬間に弁部の先端領域が慣性力によって凹溝内に大きく撓んでしまう。また、この場合、弁部の中央領域も慣性力か、圧縮行程における圧縮室と吸入室との差圧等によって吸入ポート内に大きく撓んでしまう。このため、弁部に疲労破壊を生じ易い。この傾向は圧縮機が高速で運転された場合に特に生じやすい。この場合、圧縮機の耐久性の低下に繋がってしまう。
【0013】
発明者らは、こうして本発明を完成するに至った。
【0014】
本発明の圧縮機は、吸入室と圧縮室との間に弁板が設けられ、該弁板には該吸入室と該圧縮室とを連通可能な吸入ポートが貫設され、該吸入ポートは吸入リード弁によって開閉され、
該吸入リード弁は弾性変形可能であり、
該吸入リード弁は、該弁板に固定される固定部と、該固定部から長手方向に延び、該弁板から接離可能な根元部と、該根元部から該長手方向の先端側に延び、該吸入ポートを開閉する弁部とからなり、
該弁板は、該吸入リード弁の該固定部を当接させて固定させるための固定面を該圧縮室側に有する圧縮機において、
前記弁板には、前記固定面と面一をなし、前記吸入ポート回りで前記弁部と環状に当接可能なシール面と、
該シール面より外側にあって該固定面から凹設され、該弁部の縁を自己の底部から離反させる凹溝と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該長手方向の先端における縁部を含む先端領域と当接可能な受け面と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該シール面より内側にある中央領域と当接可能な支持面とが形成されていることを特徴とする(請求項1)。
【0015】
本発明の圧縮機では、吸入リード弁が閉じる瞬間、弁部の先端領域が慣性力によって弁板側に移動しようとしても、弁板に固定面と面一をなす受け面が形成され、受け面が弁部の先端領域の裏面と当接する。このため、従来のように、弁部の先端領域が凹溝内に大きく撓んでしまうようなことがない。
【0016】
また、この圧縮機では、吸入リード弁の弁部には、弁部が閉じる時に慣性力が作用する。また、吸入リード弁の弁部には、圧縮行程中に圧縮室の圧力と吸入室の圧力との差圧による荷重が作用する。特に、その荷重は、上死点に至る直前、圧縮室の圧力が吐出室の圧力を超える過圧縮の際に最大となる。これらのため、吸入リード弁の弁部が弁板側に移動しようとしても、弁板に固定面と面一をなす支持面が形成され、支持面が弁部の中央領域の裏面と当接する。このため、従来のように、弁部の中央領域が吸入ポート内に大きく撓んでしまうようなこともない。これらのため、弁部に疲労破壊を生じ難い。
【0017】
この圧縮機は、以上の作用の下、吸入リード弁の薄板化を図ることにより、吸入抵抗を低減することが可能となり、動力損失を抑制することが可能となる。
【0018】
したがって、本発明の圧縮機は、動力損失をより低減できるとともに、より優れた耐久性を発揮できる。
【0019】
本発明において、弁部の先端領域とは、弁部のうち、裏面が弁板のシール面と当接する部分よりも長手方向の先端部分であり、一部の縁を含んでいる。弁部の先端領域の裏面は受け面と当接する。また、弁部の中央領域とは、弁部のうち、裏面が弁板のシール面と当接する部分よりも内側の部分である。中央領域は後述する中心領域を含む。弁部の中央領域の裏面は支持面と当接する。
【0020】
吸入ポートは、弁板を平面視した場合、円形であってもよく、長手方向に直交する方向に長い長穴であってもよく、三角形状や四角形状等であってもよい。吸入リード弁の弁部はこれら種々の形状の吸入ポートと整合していることが好ましい。また、凹溝及びシール面もこれら種々の形状の吸入ポートと整合していることが好ましい。
【0021】
弁板には、吸入ポートを二分するように延びる延在部が形成され、延在部に支持面が形成されていることが好ましい(請求項2)。この場合、弁板に支持面を形成し易い。延在部は、必ずしも吸入ポートを二分していなくてもよく、吸入ポートを二分するように延びていればよい。延在部が延びる方向は、吸入ポートの中心に向かっている場合に限られず、吸入ポートの中心から吸入ポートのいずれかの縁にずれていてもよい。
【0022】
また、延在部は、吸入ポートに対していずれの方向で延びていてもよいが、延在部が長手方向に直交する方向に延び、吸入ポートを長手方向で二分していることが好ましい(請求項3)。この場合、吸入リード弁が根元部で弁板からリフトして弁部が吸入ポートを開いた瞬間、冷媒ガスが延在部に邪魔されず、長手方向の先端側に位置する吸入ポートから圧縮室に吸入され易い。このため、吸入抵抗が小さく、より確実に動力損失を低減することができる。
【0023】
延在部における弁部側の面には、閉弁時に吸入ポートと連通する連通溝が凹設されていることが好ましい(請求項4)。この場合、弁部の裏面に密着力が作用し難く、逆に吸入ポート内の圧力が弁部の裏面に作用することから、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。
【0024】
支持面は、吸入ポートの中心を含む中心支持面と、シール面と連続する外側支持面とからなり得る。そして、連通溝は、中心支持面と外側支持面との間に形成され得る(請求項5)。弁部の中心領域とは、弁部のうち、中心側の部分である。弁部の中心領域の裏面は中心支持面と当接する。この場合、弁部の中央領域を中心支持面と外側支持面とで支持することが可能であるとともに、連通溝によって確実に動力損失を低減することができる。吸入ポートの開口面積が比較的大きいか、吸入リード弁の板厚が比較的薄い場合に効果的である。
【0025】
また、支持面はシール面と連続する外側支持面だけであり得る。そして、連通溝は、外側支持面内に形成されていることもできる(請求項6)。この場合、弁部の中心側の部分を支持することはできないが、弁部の中央領域を外側支持面で支持することが可能である。また、連通溝によって確実に動力損失を低減することができる。吸入ポートの開口面積が比較的小さいか、吸入リード弁の板厚が比較的厚い場合に効果的である。
【0026】
延在部における弁部側の面には、閉弁時に吸入ポートと連通しない凹部が凹設されていることも好ましい(請求項7)。この場合、弁部の裏面に密着力が作用し難く、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。
【0027】
シール面と受け面とが連続していることが好ましい(請求項8)。具体的には、凹溝は( )状であり得る。また、凹溝はC字状であり、凹溝の両端に挟まれた領域においてシール面と前記受け面とが連続し得る(請求項9)。この場合、弁部の裏面がシール面に続いて受け面に当接するため、弁部への衝撃を好適に受けることができる。また、吸入リード弁がアーム長にばらつきを有していても、確実に本発明の作用効果を奏することができる。また、弁板への加工工数を最低限にし、製造コストの低廉化を実現することもできる。
【0028】
吸入ポートは抜き加工によって形成され、凹溝及び連通溝は潰し加工によって形成されていることが好ましい(請求項10)。パンチによって弁板のワークWに対して抜き加工及び潰し加工を行えば、切削加工を行うよりも製造コストの低廉化を実現できる。吸入ポートを抜き加工するパンチと、凹溝又は連通溝を潰し加工するパンチとは、ワークWに対して逆方向から変位するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【0029】
本発明の圧縮機は、動力損失をより低減できるとともに、より優れた耐久性を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施例1〜9の圧縮機の断面図である。
【図2】実施例1の圧縮機に係り、弁板の平面図である。
【図3】実施例1の圧縮機に係り、弁板の要部拡大図である。図Aは吸入ポート回りの平面図、図Bは図AのB−B矢視断面図、図Cは図AのC−C矢視断面図である。
【図4】実施例1の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図5】実施例1の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図6】実施例1の圧縮機に係り、弁板の製造工程を示す模式断面図である。
【図7】実施例2の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図8】実施例3の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図9】実施例3の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図10】実施例4の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図11】実施例4の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図12】実施例5の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図13】実施例5の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図14】実施例6の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図15】実施例6の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図16】実施例7の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図17】実施例7の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図18】実施例8の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図19】実施例8の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図20】実施例9の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図21】実施例9の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を具体化した実施例1〜9を図面を参照しつつ説明する。
【0032】
(実施例1)
実施例1の圧縮機は容量可変型斜板式圧縮機である。この圧縮機は、図1に示すように、シリンダブロック1に複数個のシリンダボア1aが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。シリンダブロック1は、前方に位置するフロントハウジング3と後方に位置するリヤハウジング5とに挟持され、この状態で複数本のボルト7によって締結されている。シリンダブロック1とフロントハウジング3とによって内部にクランク室9が形成されている。リヤハウジング5には吸入室5aと吐出室5bとが形成されている。
【0033】
フロントハウジング3には軸孔3aが形成され、シリンダブロック1には軸孔1bが形成されている。軸孔3a、1bには軸封装置9a及びラジアル軸受9b、9cを介して駆動軸11が回転可能に支承されている。駆動軸11には図示しないプーリ又は電磁クラッチが設けられており、プーリ又は電磁クラッチのプーリには車両のエンジンによって駆動される図示しないベルトが巻き掛けられている。
【0034】
クランク室9内では、駆動軸11にラグプレート13が圧入されており、ラグプレート13とフロントハウジング3との間にはスラスト軸受15が設けられている。また、駆動軸11には斜板17が挿通されている。ラグプレート13と斜板17とは、斜板17を傾角変動可能に支持するリンク機構19によって接続されている。
【0035】
各シリンダボア1a内にはピストン21が往復動可能に収納されている。シリンダブロック1とリヤハウジング5との間には弁ユニット23が設けられている。この圧縮機の弁ユニット23は、シリンダブロック1の後端面と当接される吸入弁板25と、吸入弁板25と当接される弁板27と、弁板27と当接される吐出弁板29と、吐出弁板29と当接されるリテーナ板31とからなる。吸入弁板25及び弁板27の詳細については後述する。
【0036】
斜板17と各ピストン21との間には前後で対をなすシュー33a、33bが設けられており、各対のシュー33a、33bによって斜板17の揺動運動が各ピストン21の往復動に変換されるようになっている。
【0037】
クランク室9と吸入室5aとは図示しない抽気通路によって接続されており、クランク室9と吐出室5bとは図示しない給気通路によって接続されている。給気通路には図示しない容量制御弁が設けられている。この容量制御弁は、吸入圧力に応じて給気通路の開度を変更できるようになっている。シリンダボア1a、ピストン21及び弁ユニット23によって各圧縮室24が形成されている。圧縮機の吐出室5bには配管によって凝縮器が接続され、凝縮器は膨張弁を介して蒸発器が配管によって接続され、蒸発器は配管によって圧縮機の吸入室5aに接続されている。
【0038】
弁板27には、吸入室5aと各圧縮室24とを連通させる複数個の吸入ポート23aが形成されている。実施例1では、ばね鋼からなる板材をプレス加工によってくり抜いて吸入弁板25を成形している。図2に示すように、吸入弁板25には、各吸入ポート23aを開閉する複数の吸入リード弁25aが放射状に形成されている。各吸入リード弁25aは、図3(B)及び(C)に示すように、弾性変形可能であり、常態において表面231と裏面232とが平行な板材からなる。
【0039】
また、図1に示すように、吸入弁板25及び弁板27には、各圧縮室24と吐出室5bとを連通させる複数個の吐出ポート23bが形成されている。吐出弁板29には、各吐出ポート23bを開閉する複数の吐出リード弁29aが形成されている。
【0040】
各吸入リード弁25aは、図1及び図2に示すように、吸入弁板25の中心に位置し、ボルト35によって弁板27に固定される固定部253と、図3(A)に示すように、固定部253から放射方向である長手方向Dに延び、弁板27からリフト可能な根元部254と、根元部254から長手方向Dの先端側に延び、吸入ポート23aを開閉する弁部255とからなる。実施例1では、各吸入リード弁25aが吸入ポート23aを大きく開くよう、根元部254を長辺が長手方向Dに延びる長方形とし、弁部255を根元部254の短辺以上を直径とする円形としている。
【0041】
弁板27は、図3及び図4に示すように、圧縮室24側に位置し、固定部253が裏面232を当接させて固定される固定面271を有している。弁板27には、長手方向Dに延びる延在部272が形成されている。延在部272は、吸入ポート23aを長手方向Dに直交する方向で左右に二分している。吸入ポート23aはこの延在部272によってそれぞれ半月状の分割ポート231、232に二分されている。吸入ポート23aは、弁板27を平面視した場合、両分割ポート231、232によって全体が円形になっている。
【0042】
また、弁板27には、長手方向Dの先端側において不連続となっているC字状の凹溝273が固定面271から凹設されている。弁板27は、図5に示すように、吸入ポート23aと凹溝273との間が円環状のシール面27aとされている。シール面27aは固定面271と面一である。シール面27aは吸入ポート23a回りで弁部255の裏面252と円環状に当接可能である。凹溝273は、シール面27aの外側で固定面271から凹設され、弁部255の両縁及び根元部254を自己の底部から離反させている。
【0043】
また、弁板27には、凹溝273が長手方向Dの先端側において不連続となっているC字状であることから、凹溝273が不連続となっている箇所、つまり凹溝273の両端に挟まれた箇所において、受け面27bも形成されている。受け面27bも固定面271と面一である。受け面27bは弁部255の先端領域の裏面252と当接可能である。図5において、シール面27a及び受け面27bが弁部255の裏面252と当接することから、これらをハッチングで示す。ハッチング中に記載された円弧27cがシール面27aと受け面27bとの境界であるが、シール面27aと受け面27bとは連続している。
【0044】
延在部272における弁部255側の面の中央には、支持面27dが形成されている。支持面27dも固定面271と面一である。支持面27dは弁部255の中央領域の裏面252と当接可能である。また、延在部272における支持面27dの前後には、連通溝27e、27fが形成されている。両連通溝27e、27fは、固定面271から凹設されていることから、弁部255の閉弁時に分割ポート231、232を連通させている。図5において、支持面27dも、弁部255の裏面252と当接することから、ハッチングで示す。
【0045】
以上のように構成された弁板27は、図6に示す金型37によって成形されている。この金型37は、下型39と上型41とを有しており、下型39と上型41との間に弁板27を構成するワークWを挟持できるようになっている。下型39には分割ポート231、232と整合する位置にパンチ穴39a、39bが上下に貫設されている。各パンチ穴39a、39bにはパンチ43、45が上下動可能に設けられている。
【0046】
また、上型41にはパンチ穴39a、39bと整合する排出穴41a、41bが上下に貫設されている。また、上型41には、凹溝273及び連通溝27e、27fと整合する位置にパンチ穴41c、41d等が上下に貫設されている。各パンチ穴41c、41d等にはパンチ47、49等が上下動可能に設けられている。
【0047】
ワークWから弁板27を成形する場合、まず下型39と上型41との間にワークWを挟持し、パンチ43、45を下方から上昇させるとともに、パンチ47、49等を上方から下方に下降させる。これにより、分割ポート231、232は抜き加工によって形成され、凹溝273及び連通溝27e、27fは潰し加工によって形成される。加工後、表面を研磨し、弁板27が完成する。これにより、切削加工を行うよりも製造コストの低廉化を実現できる。
【0048】
以上のように構成された圧縮機では、図1に示す駆動軸11が回転駆動されることにより、ラグプレート13及び斜板17が駆動軸11と同期回転し、斜板17の傾斜角に応じたストロークで各ピストン21が各シリンダボア1a内を往復動する。このため、吸入室5a内の冷媒ガスは、各圧縮室24に吸入されて圧縮され、吐出室5bに吐出される。圧縮機が圧縮作用を行う冷媒ガスにはミスト状の潤滑油が含まれている。この潤滑油は、各ピストン21、各シュー33a、33b及び斜板17等の摺動部分に介在してそれらの摩耗を抑制する。
【0049】
この間、圧縮室24内の圧力と吸入室5a内の圧力との差圧により、吸入リード弁25aが根元部254で弾性変形し、弁部255が吸入ポート23aを開く。そして、この圧縮機では、吸入リード弁25aが閉じる時に慣性力が作用する。また、吸入リード弁25aの弁部255には、圧縮行程中に圧縮室24の圧力と吸入室5aの圧力との差圧による荷重が作用する。特に、その荷重は、上死点に至る直前、圧縮室24の圧力が吐出室5bの圧力を超える過圧縮の際に最大となる。これらのため、弁部255の先端領域が弁板27側に移動しようとしても、弁板27に固定面271と面一をなす受け面27bが形成されているため、受け面27bが弁部255の先端領域の裏面と当接する。このため、弁部255の先端領域が凹溝273内に大きく撓んでしまうようなことはない。
【0050】
特に、シール面27aと受け面27bとが連続していることから、弁部255の裏面252がシール面27aに続いて受け面27bに当接するため、吸入リード弁25aがアーム長にばらつきを有していても、弁部255への衝撃を好適に受けることができる。また、弁板27への加工工数を最低限にし、製造コストの低廉化を実現することもできる。
【0051】
また、この圧縮機では、吸入リード弁25aが閉じる瞬間や閉じている間、弁部255の中央領域が慣性力や荷重によって弁板27側に移動しようとしても、弁板27に固定面271と面一をなす支持面27dも形成されているため、支持面27dが弁部255の中央領域の裏面252と当接する。このため、弁部255の中央領域が吸入ポート23a内に大きく撓んでしまうようなこともない。これらのため、弁部255に疲労破壊を生じ難い。
【0052】
さらに、この圧縮機では、吸入リード弁25aが開く瞬間、延在部272における弁部255側の面に連通溝27e、27fが凹設されているため、弁部255の裏面252に密着力が作用し難く、逆に吸入ポート23a内の圧力が作用することから、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。
【0053】
この圧縮機は、以上の作用の下、吸入リード弁25aの薄板化を図ることにより、吸入抵抗を低減することが可能となり、動力損失を抑制することが可能となる。
【0054】
したがって、この圧縮機は、動力損失をより低減できるとともに、より優れた耐久性を発揮できる。
【0055】
また、この圧縮機では、吸入リード弁25aの開き遅れを抑制することにより吸入脈動を小さくできるので、静粛性を向上させることができる。さらに、この圧縮機では、吸入抵抗の低減により、加振力、軸受負荷及びピストンサイドフォース(横力)等が低減する傾向となるので、機械損失を減らしたり、摩耗を抑制したりすることができる。その結果、省動力化や信頼性の向上を図ることができる。
【0056】
(実施例2)
実施例2の圧縮機は、図7に示す延在部69を採用している。この延在部69は、弁板27において、長手方向Dに直交する方向に延び、吸入ポート23aを長手方向Dで前後に二分している。吸入ポート23aはこの延在部69によってそれぞれ半月状の分割ポート233、234に二分されている。他の構成は実施例1と同様である。
【0057】
吸入リード弁25aが弁板27からリフトする際、長手方向Dの先端側から弁部255が吸入ポート23aを開くが、この圧縮機では、冷媒ガスが延在部69に邪魔されず、長手方向Dの先端側に位置する分割ポート233から圧縮室24に吸入され易い。このため、吸入抵抗が小さく、より確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。
【0058】
(実施例3)
実施例3の圧縮機では、図8に示すように、延在部272の中心に中心支持面42aが形成されている。中心支持面42aは、延在部272の幅方向、つまり長手方向Dに直交する方向に延びている。中心支持面42aは、弁部255の中心領域の裏面252と当接可能である。
【0059】
また、延在部272の長手方向Dの基端側及び先端側に外側支持面42b、42cが形成されている。外側支持面42b、42cは、それぞれ吸入ポート23aの中心側が開いた略U字状をなしている。外側支持面42b、42cは、中心支持面42aより外側に位置し、シール面27aと連続している。
【0060】
中心支持面42aと外側支持面42b、42cとの間に連通溝42d、42eが形成されている。連通溝42dは外側支持面42b内にも延びており、連通溝42eは外側支持面42c内にも延びている。
【0061】
図9において、中心支持面42a及び外側支持面42b、42cは、シール面27a及び受け面27bと同様、弁部255の裏面252と当接することから、ハッチングで示す。ハッチング中に記載された円弧42f、42gがシール面27aと外側支持面42b、42cとの境界であるが、シール面27aと外側支持面42b、42cとは連続している。他の構成は実施例1と同様である。
【0062】
この圧縮機では、弁部255の中央領域を中心支持面42aと外側支持面42b、42cとで支持することが可能であるとともに、連通溝42d、42eによって確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。
【0063】
(実施例4)
実施例4の圧縮機は、図10及び図11に示す凹溝275、シール面43a、外側支持面43b、連通溝43cを採用している。凹溝275は、図3等に示す凹溝273と異なり、長手方向Dの基端側が先端側に向かって突出している。そのため、シール面43aは、図3等に示すシール面27aと異なり、長手方向Dの基端側が外側支持面43bと一体になって先端側に向かって突出している。連通溝43cは外側支持面43b内には延びていない。他の構成は実施例3と同様である。
【0064】
この圧縮機においても、実施例3と同様の作用効果を奏することができる。
【0065】
(実施例5)
実施例5の圧縮機では、図12に示すように、弁板27に延在部45、47が形成されている。延在部45は、長手方向Dの基端側から吸入ポート23aの中心に向かって短く延びている。延在部47は、長手方向Dの先端側から吸入ポート23aの中心に向かって短く延びている。吸入ポート23aは、両延在部45、47によって二分されておらず、瓢箪形状にされている。
【0066】
延在部45には外側支持面45aが形成され、延在部47には外側支持面47aが形成されている。外側支持面45a、47aは、それぞれ吸入ポート23aの中心側が開いた略U字状をなしている。外側支持面45a、47aはシール面27aと連続している。
【0067】
外側支持面45a、47a内には連通溝45b、47bが形成されている。図13において、ハッチング中に記載された円弧45c、47cがシール面27aと外側支持面45a、47aとの境界である。他の構成は実施例1と同様である。
【0068】
この圧縮機では、弁部255の中心側の部分を支持することはできないが、弁部255の中央領域を外側支持面45a、47aで支持することが可能である。また、連通溝45b、47bによって確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。
【0069】
(実施例6)
実施例6の圧縮機は、図14に示す延在部49を採用している。延在部49は、長手方向Dの先端側から吸入ポート23aの中心に向かって短く延びている。延在部49は、実施例6の延在部47よりやや長く、かつやや幅が広い。吸入ポート23aは、延在部49によって二分されておらず、湾曲形状にされている。
【0070】
延在部49には外側支持面49aが形成されている。外側支持面49aは、吸入ポート23aの中心側が開いた略U字状をなしており、シール面27aと連続している。図15において、ハッチング中に記載された円弧49cがシール面27aと外側支持面49aとの境界である。外側支持面49a内には連通溝49bが形成されている。他の構成は実施例5と同様である。
【0071】
この圧縮機においても、実施例3と同様の作用効果を奏することができる。
【0072】
(実施例7)
実施例7の圧縮機では、図16に示すように、長手方向Dに延びて吸入ポート23aを二分する延在部272が形成されている。延在部272における弁部255側の面には、その幅方向の両端に支持面51a、51bが形成されている。支持面51a、51bは固定面271と面一である。図17に示すように、ハッチング中に記載された円51dがシール面27aと支持面51a、51bとの境界であるが、シール面27aと支持面51a、51bとは連続している。
【0073】
支持面51a、51b間には、凹部51cが形成されている。凹部51cは、固定面271から凹設されているが、支持面51a、51bによって分割ポート231、232とは連通しない。他の構成は実施例3と同様である。
【0074】
この圧縮機においては、閉弁時に凹部51cが分割ポート231、232と連通しないため、吸入ポート23a内の圧力を弁部255の裏面252に作用させることはできないが、弁部255の裏面に密着力が作用し難い。このため、この圧縮機においても、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例3と同様である。
【0075】
(実施例8)
実施例8の圧縮機では、図18及び図19に示すように、吸入ポート23aを二分しない延在部45、47が形成されている。延在部45、47における弁部255側の面には、支持面45d、47dが形成されている。支持面45d、47dは固定面271と面一である。シール面27aと支持面45d、47dとは連続している。
【0076】
支持面45d、47d内には、凹部45e、47eが形成されている。凹部45e、47eは、固定面271から凹設されているが、支持面45d、47dによって吸入ポート23aとは連通しない。他の構成は実施例5と同様である。
【0077】
この圧縮機においても、実施例3、7と同様の作用効果を奏することができる。
【0078】
(実施例9)
実施例9の圧縮機は、図20に示す吸入ポート23a、吸入リード弁25a、凹溝277、シール面53a、延在部55、支持面55a、連通溝55b、55cを採用している。吸入ポート23aは長手方向Dに直交する方向に長い長穴である。そのため、吸入リード弁25aの弁部255、凹溝277及びシール面53aも吸入ポート23aと整合している。
【0079】
また、弁板27には、凹溝277が吸入ポート23aと整合したC字状であることから、長手方向Dに直交する方向に長い受け面53bも形成されている。支持面55aは固定面271と面一である。図21に示すように、ハッチング中に記載された線分53cがシール面53aと受け面53bとの境界であるが、シール面27aと受け面53bとは連続している。
【0080】
さらに、弁板27には、長手方向Dに延びて吸入ポート23aを二分する延在部55が形成されている。延在部55における弁部255側の面の中央には、支持面55aが形成されている。また、延在部55における支持面55aの前後には、連通溝55b、55cが形成されている。両連通溝55b、55cは、固定面271から凹設されていることから、弁部255の閉弁時に分割ポート235、236を連通させている。他の構成は実施例1と同様である。
【0081】
この圧縮機においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
【0082】
以上において、本発明を実施例1〜9に即して説明したが、本発明は上記実施例1〜9に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【0083】
例えば、吸入ポート23aは、弁板27を平面視した場合、三角形状や四角形状等であってもよい。また、長穴、三角形状や四角形状等の吸入ポート23aに実施例1等の延在部272、69、45、47、49、55を形成してもよい。さらに、長穴、三角形状や四角形状等の吸入ポート23aに実施例1等の支持面27d、42a45a、47a、49a、51a、51b、45d、47d、55aを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【符号の説明】
【0085】
5a…吸入室
24…圧縮室
27…弁板
23a…吸入ポート
25a…吸入リード弁
251…表面
252…裏面
253…固定部
254…根元部
255…弁部
271…固定面
27a、43a、53a…シール面
273、275、277…凹溝
27b、53b…受け面
27d、51a、51b、55a…支持面
272、45、47、49、55…延在部
27e、27f、42d、42e、43c、45b、47b、49b、55b、55c…連通溝
42a…中心支持面
42b、42c、43b、45a、47a、49a、45d、47d…外側支持面
51c、45e、47e…凹部
【技術分野】
【0001】
本発明は圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
以下の圧縮機が公知である(例えば、特許文献1)。この圧縮機では、吸入室と圧縮室との間に弁板が設けられ、この弁板には吸入室と圧縮室とを連通可能な吸入ポートが貫設されている。吸入ポートは吸入室内に位置するリード弁によって開閉されるようになっている。
【0003】
吸入リード弁は、弾性変形可能であり、常態において表面と裏面とが平行な板材からなる。また、この吸入リード弁は、弁板に固定される固定部と、固定部から長手方向に延び、弁板からリフト可能な根元部と、根元部から長手方向の先端側に延び、吸入ポートを開閉する弁部とからなる。
【0004】
弁板は、吸入室側に位置し、固定部が裏面を当接させて固定される固定面を有している。この弁板には、固定面と面一をなし、吸入ポート回りで弁部の裏面と環状に当接可能なシール面と、シール面の外側で固定面から凹設され、吸入ポートの全周を囲う環状の凹溝とが形成されている。
【0005】
この種の圧縮機では、吸入時における吸入リード弁の変形(リフト)が小さいと、リード弁と弁板との間においてガスがスムーズに流出されず抵抗となってしまい、動力損失につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2009−235913号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、上記従来の圧縮機に対しては、省エネルギーの観点から動力損失のさらなる低減が求められている。
【0008】
また、この圧縮機では、吸入リード弁の損傷が懸念され、耐久性の向上も求められている。
【0009】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、動力損失をより低減可能であるとともに、より優れた耐久性を発揮可能な圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
発明者らは、上記課題を解決するため、従来の圧縮機について詳細に分析した結果、吸入リード弁の薄板化と、吸入リード弁が閉じる瞬間とに着目した。
【0011】
すなわち、吸入リード弁を薄板化すれば、吸入リード弁が撓みやすくなるため、リード弁と弁板との間においてガスがスムーズに流出され、抵抗とならない。このため、動力損失を低減することが可能となる。
【0012】
しかしながら、上記の圧縮機において、吸入リード弁を薄板化すれば、吸入リード弁が閉じる瞬間に弁部の先端領域が慣性力によって凹溝内に大きく撓んでしまう。また、この場合、弁部の中央領域も慣性力か、圧縮行程における圧縮室と吸入室との差圧等によって吸入ポート内に大きく撓んでしまう。このため、弁部に疲労破壊を生じ易い。この傾向は圧縮機が高速で運転された場合に特に生じやすい。この場合、圧縮機の耐久性の低下に繋がってしまう。
【0013】
発明者らは、こうして本発明を完成するに至った。
【0014】
本発明の圧縮機は、吸入室と圧縮室との間に弁板が設けられ、該弁板には該吸入室と該圧縮室とを連通可能な吸入ポートが貫設され、該吸入ポートは吸入リード弁によって開閉され、
該吸入リード弁は弾性変形可能であり、
該吸入リード弁は、該弁板に固定される固定部と、該固定部から長手方向に延び、該弁板から接離可能な根元部と、該根元部から該長手方向の先端側に延び、該吸入ポートを開閉する弁部とからなり、
該弁板は、該吸入リード弁の該固定部を当接させて固定させるための固定面を該圧縮室側に有する圧縮機において、
前記弁板には、前記固定面と面一をなし、前記吸入ポート回りで前記弁部と環状に当接可能なシール面と、
該シール面より外側にあって該固定面から凹設され、該弁部の縁を自己の底部から離反させる凹溝と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該長手方向の先端における縁部を含む先端領域と当接可能な受け面と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該シール面より内側にある中央領域と当接可能な支持面とが形成されていることを特徴とする(請求項1)。
【0015】
本発明の圧縮機では、吸入リード弁が閉じる瞬間、弁部の先端領域が慣性力によって弁板側に移動しようとしても、弁板に固定面と面一をなす受け面が形成され、受け面が弁部の先端領域の裏面と当接する。このため、従来のように、弁部の先端領域が凹溝内に大きく撓んでしまうようなことがない。
【0016】
また、この圧縮機では、吸入リード弁の弁部には、弁部が閉じる時に慣性力が作用する。また、吸入リード弁の弁部には、圧縮行程中に圧縮室の圧力と吸入室の圧力との差圧による荷重が作用する。特に、その荷重は、上死点に至る直前、圧縮室の圧力が吐出室の圧力を超える過圧縮の際に最大となる。これらのため、吸入リード弁の弁部が弁板側に移動しようとしても、弁板に固定面と面一をなす支持面が形成され、支持面が弁部の中央領域の裏面と当接する。このため、従来のように、弁部の中央領域が吸入ポート内に大きく撓んでしまうようなこともない。これらのため、弁部に疲労破壊を生じ難い。
【0017】
この圧縮機は、以上の作用の下、吸入リード弁の薄板化を図ることにより、吸入抵抗を低減することが可能となり、動力損失を抑制することが可能となる。
【0018】
したがって、本発明の圧縮機は、動力損失をより低減できるとともに、より優れた耐久性を発揮できる。
【0019】
本発明において、弁部の先端領域とは、弁部のうち、裏面が弁板のシール面と当接する部分よりも長手方向の先端部分であり、一部の縁を含んでいる。弁部の先端領域の裏面は受け面と当接する。また、弁部の中央領域とは、弁部のうち、裏面が弁板のシール面と当接する部分よりも内側の部分である。中央領域は後述する中心領域を含む。弁部の中央領域の裏面は支持面と当接する。
【0020】
吸入ポートは、弁板を平面視した場合、円形であってもよく、長手方向に直交する方向に長い長穴であってもよく、三角形状や四角形状等であってもよい。吸入リード弁の弁部はこれら種々の形状の吸入ポートと整合していることが好ましい。また、凹溝及びシール面もこれら種々の形状の吸入ポートと整合していることが好ましい。
【0021】
弁板には、吸入ポートを二分するように延びる延在部が形成され、延在部に支持面が形成されていることが好ましい(請求項2)。この場合、弁板に支持面を形成し易い。延在部は、必ずしも吸入ポートを二分していなくてもよく、吸入ポートを二分するように延びていればよい。延在部が延びる方向は、吸入ポートの中心に向かっている場合に限られず、吸入ポートの中心から吸入ポートのいずれかの縁にずれていてもよい。
【0022】
また、延在部は、吸入ポートに対していずれの方向で延びていてもよいが、延在部が長手方向に直交する方向に延び、吸入ポートを長手方向で二分していることが好ましい(請求項3)。この場合、吸入リード弁が根元部で弁板からリフトして弁部が吸入ポートを開いた瞬間、冷媒ガスが延在部に邪魔されず、長手方向の先端側に位置する吸入ポートから圧縮室に吸入され易い。このため、吸入抵抗が小さく、より確実に動力損失を低減することができる。
【0023】
延在部における弁部側の面には、閉弁時に吸入ポートと連通する連通溝が凹設されていることが好ましい(請求項4)。この場合、弁部の裏面に密着力が作用し難く、逆に吸入ポート内の圧力が弁部の裏面に作用することから、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。
【0024】
支持面は、吸入ポートの中心を含む中心支持面と、シール面と連続する外側支持面とからなり得る。そして、連通溝は、中心支持面と外側支持面との間に形成され得る(請求項5)。弁部の中心領域とは、弁部のうち、中心側の部分である。弁部の中心領域の裏面は中心支持面と当接する。この場合、弁部の中央領域を中心支持面と外側支持面とで支持することが可能であるとともに、連通溝によって確実に動力損失を低減することができる。吸入ポートの開口面積が比較的大きいか、吸入リード弁の板厚が比較的薄い場合に効果的である。
【0025】
また、支持面はシール面と連続する外側支持面だけであり得る。そして、連通溝は、外側支持面内に形成されていることもできる(請求項6)。この場合、弁部の中心側の部分を支持することはできないが、弁部の中央領域を外側支持面で支持することが可能である。また、連通溝によって確実に動力損失を低減することができる。吸入ポートの開口面積が比較的小さいか、吸入リード弁の板厚が比較的厚い場合に効果的である。
【0026】
延在部における弁部側の面には、閉弁時に吸入ポートと連通しない凹部が凹設されていることも好ましい(請求項7)。この場合、弁部の裏面に密着力が作用し難く、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。
【0027】
シール面と受け面とが連続していることが好ましい(請求項8)。具体的には、凹溝は( )状であり得る。また、凹溝はC字状であり、凹溝の両端に挟まれた領域においてシール面と前記受け面とが連続し得る(請求項9)。この場合、弁部の裏面がシール面に続いて受け面に当接するため、弁部への衝撃を好適に受けることができる。また、吸入リード弁がアーム長にばらつきを有していても、確実に本発明の作用効果を奏することができる。また、弁板への加工工数を最低限にし、製造コストの低廉化を実現することもできる。
【0028】
吸入ポートは抜き加工によって形成され、凹溝及び連通溝は潰し加工によって形成されていることが好ましい(請求項10)。パンチによって弁板のワークWに対して抜き加工及び潰し加工を行えば、切削加工を行うよりも製造コストの低廉化を実現できる。吸入ポートを抜き加工するパンチと、凹溝又は連通溝を潰し加工するパンチとは、ワークWに対して逆方向から変位するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【0029】
本発明の圧縮機は、動力損失をより低減できるとともに、より優れた耐久性を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施例1〜9の圧縮機の断面図である。
【図2】実施例1の圧縮機に係り、弁板の平面図である。
【図3】実施例1の圧縮機に係り、弁板の要部拡大図である。図Aは吸入ポート回りの平面図、図Bは図AのB−B矢視断面図、図Cは図AのC−C矢視断面図である。
【図4】実施例1の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図5】実施例1の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図6】実施例1の圧縮機に係り、弁板の製造工程を示す模式断面図である。
【図7】実施例2の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図8】実施例3の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図9】実施例3の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図10】実施例4の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図11】実施例4の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図12】実施例5の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図13】実施例5の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図14】実施例6の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図15】実施例6の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図16】実施例7の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図17】実施例7の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図18】実施例8の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図19】実施例8の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【図20】実施例9の圧縮機に係り、弁板及び吸入リード弁の要部拡大平面図である。
【図21】実施例9の圧縮機に係り、弁板の要部拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を具体化した実施例1〜9を図面を参照しつつ説明する。
【0032】
(実施例1)
実施例1の圧縮機は容量可変型斜板式圧縮機である。この圧縮機は、図1に示すように、シリンダブロック1に複数個のシリンダボア1aが同心円状に等角度間隔でそれぞれ平行に形成されている。シリンダブロック1は、前方に位置するフロントハウジング3と後方に位置するリヤハウジング5とに挟持され、この状態で複数本のボルト7によって締結されている。シリンダブロック1とフロントハウジング3とによって内部にクランク室9が形成されている。リヤハウジング5には吸入室5aと吐出室5bとが形成されている。
【0033】
フロントハウジング3には軸孔3aが形成され、シリンダブロック1には軸孔1bが形成されている。軸孔3a、1bには軸封装置9a及びラジアル軸受9b、9cを介して駆動軸11が回転可能に支承されている。駆動軸11には図示しないプーリ又は電磁クラッチが設けられており、プーリ又は電磁クラッチのプーリには車両のエンジンによって駆動される図示しないベルトが巻き掛けられている。
【0034】
クランク室9内では、駆動軸11にラグプレート13が圧入されており、ラグプレート13とフロントハウジング3との間にはスラスト軸受15が設けられている。また、駆動軸11には斜板17が挿通されている。ラグプレート13と斜板17とは、斜板17を傾角変動可能に支持するリンク機構19によって接続されている。
【0035】
各シリンダボア1a内にはピストン21が往復動可能に収納されている。シリンダブロック1とリヤハウジング5との間には弁ユニット23が設けられている。この圧縮機の弁ユニット23は、シリンダブロック1の後端面と当接される吸入弁板25と、吸入弁板25と当接される弁板27と、弁板27と当接される吐出弁板29と、吐出弁板29と当接されるリテーナ板31とからなる。吸入弁板25及び弁板27の詳細については後述する。
【0036】
斜板17と各ピストン21との間には前後で対をなすシュー33a、33bが設けられており、各対のシュー33a、33bによって斜板17の揺動運動が各ピストン21の往復動に変換されるようになっている。
【0037】
クランク室9と吸入室5aとは図示しない抽気通路によって接続されており、クランク室9と吐出室5bとは図示しない給気通路によって接続されている。給気通路には図示しない容量制御弁が設けられている。この容量制御弁は、吸入圧力に応じて給気通路の開度を変更できるようになっている。シリンダボア1a、ピストン21及び弁ユニット23によって各圧縮室24が形成されている。圧縮機の吐出室5bには配管によって凝縮器が接続され、凝縮器は膨張弁を介して蒸発器が配管によって接続され、蒸発器は配管によって圧縮機の吸入室5aに接続されている。
【0038】
弁板27には、吸入室5aと各圧縮室24とを連通させる複数個の吸入ポート23aが形成されている。実施例1では、ばね鋼からなる板材をプレス加工によってくり抜いて吸入弁板25を成形している。図2に示すように、吸入弁板25には、各吸入ポート23aを開閉する複数の吸入リード弁25aが放射状に形成されている。各吸入リード弁25aは、図3(B)及び(C)に示すように、弾性変形可能であり、常態において表面231と裏面232とが平行な板材からなる。
【0039】
また、図1に示すように、吸入弁板25及び弁板27には、各圧縮室24と吐出室5bとを連通させる複数個の吐出ポート23bが形成されている。吐出弁板29には、各吐出ポート23bを開閉する複数の吐出リード弁29aが形成されている。
【0040】
各吸入リード弁25aは、図1及び図2に示すように、吸入弁板25の中心に位置し、ボルト35によって弁板27に固定される固定部253と、図3(A)に示すように、固定部253から放射方向である長手方向Dに延び、弁板27からリフト可能な根元部254と、根元部254から長手方向Dの先端側に延び、吸入ポート23aを開閉する弁部255とからなる。実施例1では、各吸入リード弁25aが吸入ポート23aを大きく開くよう、根元部254を長辺が長手方向Dに延びる長方形とし、弁部255を根元部254の短辺以上を直径とする円形としている。
【0041】
弁板27は、図3及び図4に示すように、圧縮室24側に位置し、固定部253が裏面232を当接させて固定される固定面271を有している。弁板27には、長手方向Dに延びる延在部272が形成されている。延在部272は、吸入ポート23aを長手方向Dに直交する方向で左右に二分している。吸入ポート23aはこの延在部272によってそれぞれ半月状の分割ポート231、232に二分されている。吸入ポート23aは、弁板27を平面視した場合、両分割ポート231、232によって全体が円形になっている。
【0042】
また、弁板27には、長手方向Dの先端側において不連続となっているC字状の凹溝273が固定面271から凹設されている。弁板27は、図5に示すように、吸入ポート23aと凹溝273との間が円環状のシール面27aとされている。シール面27aは固定面271と面一である。シール面27aは吸入ポート23a回りで弁部255の裏面252と円環状に当接可能である。凹溝273は、シール面27aの外側で固定面271から凹設され、弁部255の両縁及び根元部254を自己の底部から離反させている。
【0043】
また、弁板27には、凹溝273が長手方向Dの先端側において不連続となっているC字状であることから、凹溝273が不連続となっている箇所、つまり凹溝273の両端に挟まれた箇所において、受け面27bも形成されている。受け面27bも固定面271と面一である。受け面27bは弁部255の先端領域の裏面252と当接可能である。図5において、シール面27a及び受け面27bが弁部255の裏面252と当接することから、これらをハッチングで示す。ハッチング中に記載された円弧27cがシール面27aと受け面27bとの境界であるが、シール面27aと受け面27bとは連続している。
【0044】
延在部272における弁部255側の面の中央には、支持面27dが形成されている。支持面27dも固定面271と面一である。支持面27dは弁部255の中央領域の裏面252と当接可能である。また、延在部272における支持面27dの前後には、連通溝27e、27fが形成されている。両連通溝27e、27fは、固定面271から凹設されていることから、弁部255の閉弁時に分割ポート231、232を連通させている。図5において、支持面27dも、弁部255の裏面252と当接することから、ハッチングで示す。
【0045】
以上のように構成された弁板27は、図6に示す金型37によって成形されている。この金型37は、下型39と上型41とを有しており、下型39と上型41との間に弁板27を構成するワークWを挟持できるようになっている。下型39には分割ポート231、232と整合する位置にパンチ穴39a、39bが上下に貫設されている。各パンチ穴39a、39bにはパンチ43、45が上下動可能に設けられている。
【0046】
また、上型41にはパンチ穴39a、39bと整合する排出穴41a、41bが上下に貫設されている。また、上型41には、凹溝273及び連通溝27e、27fと整合する位置にパンチ穴41c、41d等が上下に貫設されている。各パンチ穴41c、41d等にはパンチ47、49等が上下動可能に設けられている。
【0047】
ワークWから弁板27を成形する場合、まず下型39と上型41との間にワークWを挟持し、パンチ43、45を下方から上昇させるとともに、パンチ47、49等を上方から下方に下降させる。これにより、分割ポート231、232は抜き加工によって形成され、凹溝273及び連通溝27e、27fは潰し加工によって形成される。加工後、表面を研磨し、弁板27が完成する。これにより、切削加工を行うよりも製造コストの低廉化を実現できる。
【0048】
以上のように構成された圧縮機では、図1に示す駆動軸11が回転駆動されることにより、ラグプレート13及び斜板17が駆動軸11と同期回転し、斜板17の傾斜角に応じたストロークで各ピストン21が各シリンダボア1a内を往復動する。このため、吸入室5a内の冷媒ガスは、各圧縮室24に吸入されて圧縮され、吐出室5bに吐出される。圧縮機が圧縮作用を行う冷媒ガスにはミスト状の潤滑油が含まれている。この潤滑油は、各ピストン21、各シュー33a、33b及び斜板17等の摺動部分に介在してそれらの摩耗を抑制する。
【0049】
この間、圧縮室24内の圧力と吸入室5a内の圧力との差圧により、吸入リード弁25aが根元部254で弾性変形し、弁部255が吸入ポート23aを開く。そして、この圧縮機では、吸入リード弁25aが閉じる時に慣性力が作用する。また、吸入リード弁25aの弁部255には、圧縮行程中に圧縮室24の圧力と吸入室5aの圧力との差圧による荷重が作用する。特に、その荷重は、上死点に至る直前、圧縮室24の圧力が吐出室5bの圧力を超える過圧縮の際に最大となる。これらのため、弁部255の先端領域が弁板27側に移動しようとしても、弁板27に固定面271と面一をなす受け面27bが形成されているため、受け面27bが弁部255の先端領域の裏面と当接する。このため、弁部255の先端領域が凹溝273内に大きく撓んでしまうようなことはない。
【0050】
特に、シール面27aと受け面27bとが連続していることから、弁部255の裏面252がシール面27aに続いて受け面27bに当接するため、吸入リード弁25aがアーム長にばらつきを有していても、弁部255への衝撃を好適に受けることができる。また、弁板27への加工工数を最低限にし、製造コストの低廉化を実現することもできる。
【0051】
また、この圧縮機では、吸入リード弁25aが閉じる瞬間や閉じている間、弁部255の中央領域が慣性力や荷重によって弁板27側に移動しようとしても、弁板27に固定面271と面一をなす支持面27dも形成されているため、支持面27dが弁部255の中央領域の裏面252と当接する。このため、弁部255の中央領域が吸入ポート23a内に大きく撓んでしまうようなこともない。これらのため、弁部255に疲労破壊を生じ難い。
【0052】
さらに、この圧縮機では、吸入リード弁25aが開く瞬間、延在部272における弁部255側の面に連通溝27e、27fが凹設されているため、弁部255の裏面252に密着力が作用し難く、逆に吸入ポート23a内の圧力が作用することから、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。
【0053】
この圧縮機は、以上の作用の下、吸入リード弁25aの薄板化を図ることにより、吸入抵抗を低減することが可能となり、動力損失を抑制することが可能となる。
【0054】
したがって、この圧縮機は、動力損失をより低減できるとともに、より優れた耐久性を発揮できる。
【0055】
また、この圧縮機では、吸入リード弁25aの開き遅れを抑制することにより吸入脈動を小さくできるので、静粛性を向上させることができる。さらに、この圧縮機では、吸入抵抗の低減により、加振力、軸受負荷及びピストンサイドフォース(横力)等が低減する傾向となるので、機械損失を減らしたり、摩耗を抑制したりすることができる。その結果、省動力化や信頼性の向上を図ることができる。
【0056】
(実施例2)
実施例2の圧縮機は、図7に示す延在部69を採用している。この延在部69は、弁板27において、長手方向Dに直交する方向に延び、吸入ポート23aを長手方向Dで前後に二分している。吸入ポート23aはこの延在部69によってそれぞれ半月状の分割ポート233、234に二分されている。他の構成は実施例1と同様である。
【0057】
吸入リード弁25aが弁板27からリフトする際、長手方向Dの先端側から弁部255が吸入ポート23aを開くが、この圧縮機では、冷媒ガスが延在部69に邪魔されず、長手方向Dの先端側に位置する分割ポート233から圧縮室24に吸入され易い。このため、吸入抵抗が小さく、より確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。
【0058】
(実施例3)
実施例3の圧縮機では、図8に示すように、延在部272の中心に中心支持面42aが形成されている。中心支持面42aは、延在部272の幅方向、つまり長手方向Dに直交する方向に延びている。中心支持面42aは、弁部255の中心領域の裏面252と当接可能である。
【0059】
また、延在部272の長手方向Dの基端側及び先端側に外側支持面42b、42cが形成されている。外側支持面42b、42cは、それぞれ吸入ポート23aの中心側が開いた略U字状をなしている。外側支持面42b、42cは、中心支持面42aより外側に位置し、シール面27aと連続している。
【0060】
中心支持面42aと外側支持面42b、42cとの間に連通溝42d、42eが形成されている。連通溝42dは外側支持面42b内にも延びており、連通溝42eは外側支持面42c内にも延びている。
【0061】
図9において、中心支持面42a及び外側支持面42b、42cは、シール面27a及び受け面27bと同様、弁部255の裏面252と当接することから、ハッチングで示す。ハッチング中に記載された円弧42f、42gがシール面27aと外側支持面42b、42cとの境界であるが、シール面27aと外側支持面42b、42cとは連続している。他の構成は実施例1と同様である。
【0062】
この圧縮機では、弁部255の中央領域を中心支持面42aと外側支持面42b、42cとで支持することが可能であるとともに、連通溝42d、42eによって確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。
【0063】
(実施例4)
実施例4の圧縮機は、図10及び図11に示す凹溝275、シール面43a、外側支持面43b、連通溝43cを採用している。凹溝275は、図3等に示す凹溝273と異なり、長手方向Dの基端側が先端側に向かって突出している。そのため、シール面43aは、図3等に示すシール面27aと異なり、長手方向Dの基端側が外側支持面43bと一体になって先端側に向かって突出している。連通溝43cは外側支持面43b内には延びていない。他の構成は実施例3と同様である。
【0064】
この圧縮機においても、実施例3と同様の作用効果を奏することができる。
【0065】
(実施例5)
実施例5の圧縮機では、図12に示すように、弁板27に延在部45、47が形成されている。延在部45は、長手方向Dの基端側から吸入ポート23aの中心に向かって短く延びている。延在部47は、長手方向Dの先端側から吸入ポート23aの中心に向かって短く延びている。吸入ポート23aは、両延在部45、47によって二分されておらず、瓢箪形状にされている。
【0066】
延在部45には外側支持面45aが形成され、延在部47には外側支持面47aが形成されている。外側支持面45a、47aは、それぞれ吸入ポート23aの中心側が開いた略U字状をなしている。外側支持面45a、47aはシール面27aと連続している。
【0067】
外側支持面45a、47a内には連通溝45b、47bが形成されている。図13において、ハッチング中に記載された円弧45c、47cがシール面27aと外側支持面45a、47aとの境界である。他の構成は実施例1と同様である。
【0068】
この圧縮機では、弁部255の中心側の部分を支持することはできないが、弁部255の中央領域を外側支持面45a、47aで支持することが可能である。また、連通溝45b、47bによって確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例1と同様である。
【0069】
(実施例6)
実施例6の圧縮機は、図14に示す延在部49を採用している。延在部49は、長手方向Dの先端側から吸入ポート23aの中心に向かって短く延びている。延在部49は、実施例6の延在部47よりやや長く、かつやや幅が広い。吸入ポート23aは、延在部49によって二分されておらず、湾曲形状にされている。
【0070】
延在部49には外側支持面49aが形成されている。外側支持面49aは、吸入ポート23aの中心側が開いた略U字状をなしており、シール面27aと連続している。図15において、ハッチング中に記載された円弧49cがシール面27aと外側支持面49aとの境界である。外側支持面49a内には連通溝49bが形成されている。他の構成は実施例5と同様である。
【0071】
この圧縮機においても、実施例3と同様の作用効果を奏することができる。
【0072】
(実施例7)
実施例7の圧縮機では、図16に示すように、長手方向Dに延びて吸入ポート23aを二分する延在部272が形成されている。延在部272における弁部255側の面には、その幅方向の両端に支持面51a、51bが形成されている。支持面51a、51bは固定面271と面一である。図17に示すように、ハッチング中に記載された円51dがシール面27aと支持面51a、51bとの境界であるが、シール面27aと支持面51a、51bとは連続している。
【0073】
支持面51a、51b間には、凹部51cが形成されている。凹部51cは、固定面271から凹設されているが、支持面51a、51bによって分割ポート231、232とは連通しない。他の構成は実施例3と同様である。
【0074】
この圧縮機においては、閉弁時に凹部51cが分割ポート231、232と連通しないため、吸入ポート23a内の圧力を弁部255の裏面252に作用させることはできないが、弁部255の裏面に密着力が作用し難い。このため、この圧縮機においても、吸入抵抗をより低減することが可能となり、より確実に動力損失を低減することができる。他の作用効果は実施例3と同様である。
【0075】
(実施例8)
実施例8の圧縮機では、図18及び図19に示すように、吸入ポート23aを二分しない延在部45、47が形成されている。延在部45、47における弁部255側の面には、支持面45d、47dが形成されている。支持面45d、47dは固定面271と面一である。シール面27aと支持面45d、47dとは連続している。
【0076】
支持面45d、47d内には、凹部45e、47eが形成されている。凹部45e、47eは、固定面271から凹設されているが、支持面45d、47dによって吸入ポート23aとは連通しない。他の構成は実施例5と同様である。
【0077】
この圧縮機においても、実施例3、7と同様の作用効果を奏することができる。
【0078】
(実施例9)
実施例9の圧縮機は、図20に示す吸入ポート23a、吸入リード弁25a、凹溝277、シール面53a、延在部55、支持面55a、連通溝55b、55cを採用している。吸入ポート23aは長手方向Dに直交する方向に長い長穴である。そのため、吸入リード弁25aの弁部255、凹溝277及びシール面53aも吸入ポート23aと整合している。
【0079】
また、弁板27には、凹溝277が吸入ポート23aと整合したC字状であることから、長手方向Dに直交する方向に長い受け面53bも形成されている。支持面55aは固定面271と面一である。図21に示すように、ハッチング中に記載された線分53cがシール面53aと受け面53bとの境界であるが、シール面27aと受け面53bとは連続している。
【0080】
さらに、弁板27には、長手方向Dに延びて吸入ポート23aを二分する延在部55が形成されている。延在部55における弁部255側の面の中央には、支持面55aが形成されている。また、延在部55における支持面55aの前後には、連通溝55b、55cが形成されている。両連通溝55b、55cは、固定面271から凹設されていることから、弁部255の閉弁時に分割ポート235、236を連通させている。他の構成は実施例1と同様である。
【0081】
この圧縮機においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
【0082】
以上において、本発明を実施例1〜9に即して説明したが、本発明は上記実施例1〜9に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【0083】
例えば、吸入ポート23aは、弁板27を平面視した場合、三角形状や四角形状等であってもよい。また、長穴、三角形状や四角形状等の吸入ポート23aに実施例1等の延在部272、69、45、47、49、55を形成してもよい。さらに、長穴、三角形状や四角形状等の吸入ポート23aに実施例1等の支持面27d、42a45a、47a、49a、51a、51b、45d、47d、55aを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0084】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【符号の説明】
【0085】
5a…吸入室
24…圧縮室
27…弁板
23a…吸入ポート
25a…吸入リード弁
251…表面
252…裏面
253…固定部
254…根元部
255…弁部
271…固定面
27a、43a、53a…シール面
273、275、277…凹溝
27b、53b…受け面
27d、51a、51b、55a…支持面
272、45、47、49、55…延在部
27e、27f、42d、42e、43c、45b、47b、49b、55b、55c…連通溝
42a…中心支持面
42b、42c、43b、45a、47a、49a、45d、47d…外側支持面
51c、45e、47e…凹部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸入室と圧縮室との間に弁板が設けられ、該弁板には該吸入室と該圧縮室とを連通可能な吸入ポートが貫設され、該吸入ポートは吸入リード弁によって開閉され、
該吸入リード弁は弾性変形可能であり、
該吸入リード弁は、該弁板に固定される固定部と、該固定部から長手方向に延び、該弁板から接離可能な根元部と、該根元部から該長手方向の先端側に延び、該吸入ポートを開閉する弁部とからなり、
該弁板は、該吸入リード弁の該固定部を当接させて固定させるための固定面を該圧縮室側に有する圧縮機において、
前記弁板には、前記固定面と面一をなし、前記吸入ポート回りで前記弁部と環状に当接可能なシール面と、
該シール面より外側にあって該固定面から凹設され、該弁部の縁を自己の底部から離反させる凹溝と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該長手方向の先端における縁部を含む先端領域と当接可能な受け面と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該シール面より内側にある中央領域と当接可能な支持面とが形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項2】
前記弁板には、前記吸入ポートを二分するように延びる延在部が形成され、
該延在部に前記支持面が形成されている請求項1記載の圧縮機。
【請求項3】
前記延在部は、前記長手方向に直交する方向に延び、前記吸入ポートを該長手方向で二分している請求項2記載の圧縮機。
【請求項4】
前記延在部における前記弁部側の面には、閉弁時に前記吸入ポートと連通する連通溝が凹設されている請求項2又は3記載の圧縮機。
【請求項5】
前記支持面は、前記吸入ポートの中心を含む中心支持面と、前記シール面と連続する外側支持面とからなり、
前記連通溝は、該中心支持面と該外側支持面との間に形成されている請求項4記載の圧縮機。
【請求項6】
前記支持面は前記シール面と連続する外側支持面だけであり、
前記連通溝は、該外側支持面内に形成されている請求項4記載の圧縮機。
【請求項7】
前記延在部における前記弁部側の面には、閉弁時に前記吸入ポートと連通しない凹部が凹設されている請求項2又は3記載の圧縮機。
【請求項8】
前記シール面と前記受け面とが連続している請求項1乃至7のいずれか1項記載の圧縮機。
【請求項9】
前記凹溝はC字状であり、前記凹溝の両端に挟まれた領域において前記シール面と前記受け面とが連続している請求項8記載の圧縮機。
【請求項10】
前記吸入ポートは抜き加工によって形成され、前記凹溝及び前記連通溝は潰し加工によって形成されている請求項4記載の圧縮機。
【請求項1】
吸入室と圧縮室との間に弁板が設けられ、該弁板には該吸入室と該圧縮室とを連通可能な吸入ポートが貫設され、該吸入ポートは吸入リード弁によって開閉され、
該吸入リード弁は弾性変形可能であり、
該吸入リード弁は、該弁板に固定される固定部と、該固定部から長手方向に延び、該弁板から接離可能な根元部と、該根元部から該長手方向の先端側に延び、該吸入ポートを開閉する弁部とからなり、
該弁板は、該吸入リード弁の該固定部を当接させて固定させるための固定面を該圧縮室側に有する圧縮機において、
前記弁板には、前記固定面と面一をなし、前記吸入ポート回りで前記弁部と環状に当接可能なシール面と、
該シール面より外側にあって該固定面から凹設され、該弁部の縁を自己の底部から離反させる凹溝と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該長手方向の先端における縁部を含む先端領域と当接可能な受け面と、
該固定面と面一をなし、該弁部の該シール面より内側にある中央領域と当接可能な支持面とが形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項2】
前記弁板には、前記吸入ポートを二分するように延びる延在部が形成され、
該延在部に前記支持面が形成されている請求項1記載の圧縮機。
【請求項3】
前記延在部は、前記長手方向に直交する方向に延び、前記吸入ポートを該長手方向で二分している請求項2記載の圧縮機。
【請求項4】
前記延在部における前記弁部側の面には、閉弁時に前記吸入ポートと連通する連通溝が凹設されている請求項2又は3記載の圧縮機。
【請求項5】
前記支持面は、前記吸入ポートの中心を含む中心支持面と、前記シール面と連続する外側支持面とからなり、
前記連通溝は、該中心支持面と該外側支持面との間に形成されている請求項4記載の圧縮機。
【請求項6】
前記支持面は前記シール面と連続する外側支持面だけであり、
前記連通溝は、該外側支持面内に形成されている請求項4記載の圧縮機。
【請求項7】
前記延在部における前記弁部側の面には、閉弁時に前記吸入ポートと連通しない凹部が凹設されている請求項2又は3記載の圧縮機。
【請求項8】
前記シール面と前記受け面とが連続している請求項1乃至7のいずれか1項記載の圧縮機。
【請求項9】
前記凹溝はC字状であり、前記凹溝の両端に挟まれた領域において前記シール面と前記受け面とが連続している請求項8記載の圧縮機。
【請求項10】
前記吸入ポートは抜き加工によって形成され、前記凹溝及び前記連通溝は潰し加工によって形成されている請求項4記載の圧縮機。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【公開番号】特開2013−104420(P2013−104420A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−251259(P2011−251259)
【出願日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【出願人】(000003218)株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】(000219864)東久株式会社 (8)
【出願人】(000003609)株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【出願人】(000003218)株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】(000219864)東久株式会社 (8)
【出願人】(000003609)株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Fターム(参考)】
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