JP4368255B2 - 往復動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明はボアが形成されたシリンダブロックと、ボア内で往復動するピストンと、ボアに対峙する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板と、吸入弁と吐出弁とを装備した弁板をシリンダブロックと協働して挟持し吸入孔に連通する吸入室と吐出孔に連通する吐出室とを画成するシリンダヘッドとを備え、ボアの弁板側端部周壁に吸入弁の開度を規制する係止凹部が形成された往復動圧縮機に関するものである。

ボアが形成されたシリンダブロックと、ボア内で往復動するピストンと、ボアに対峙する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板と、吸入弁と吐出弁とを装備した弁板をシリンダブロックと協働して挟持し吸入孔に連通する吸入室と吐出孔に連通する吐出室とを画成するシリンダヘッドとを備え、ボアの弁板側端部周壁に吸入弁の開度を規制する係止凹部が形成された往復動圧縮機が、特許文献１の図１３〜図１５に記載されている。
実公平３−３５８９９号公報

特許文献１の図１３〜図１５に記載された復動圧縮機には、圧縮機が小容量で運転されている時に、吸入弁の先端が係止凹部の底面に当接せず、片持梁状態となった吸入弁が自励振動し、吸入弁近傍の冷媒ガス通路断面積が変動して近傍の冷媒ガスに圧力変動が発生し、当該圧力変動が外部冷凍回路へ伝播して外部冷凍回路の蒸発器が共振し、異音が発生するという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ボアが形成されたシリンダブロックと、ボア内で往復動するピストンと、ボアに対峙する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板と、吸入弁と吐出弁とを装備した弁板をシリンダブロックと協働して挟持し吸入孔に連通する吸入室と吐出孔に連通する吐出室とを画成するシリンダヘッドとを備え、ボアの弁板側端部周壁に吸入弁の開度を規制する係止凹部が形成された往復動圧縮機であって、圧縮機が小容量で運転されている時に、吸入弁が自励振動を起こさず、且つ圧縮機が大容量で運転されている時に、吸入弁部での圧力損失の増加が抑制された往復動圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、ボアが形成されたシリンダブロックと、外部駆動源により回転駆動される回転軸と、回転軸の回転に従動してボア内で往復動するピストンと、ボアに対峙する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板と、吸入弁と吐出弁とを装備した弁板をシリンダブロックと協働して挟持し吸入孔に連通する吸入室と吐出孔に連通する吐出室とを画成するシリンダヘッドとを備え、ボアの弁板側端部周壁に吸入弁の開度を規制する係止凹部が形成された往復動圧縮機であって、弁板の吸入孔に対峙する当該吸入孔よりも小径の開口が吸入弁に形成され、弁板から離隔する側で前記開口を覆って吸入弁に当接する副吸入弁を備え、副吸入弁の先端は吸入弁の先端よりもボア中心方向へオフセットし、前記係止凹部は、吸入弁のみが係止する第１凹部と、副吸入弁のみが係止し第１凹部よりも深い第２凹部とから成る階段状に形成されていることを特徴とする往復動圧縮機を提供する。

往復動圧縮機が小容量で運転されている時には、吸入室内圧とボア内圧との差圧が小さく、ボアに流入するガス流量も少ないので、吸入行程において吸入弁と副吸入弁とは両者の間に介在する潤滑油膜の吸引力により互いに張り付いたまま一体となって開弁し、両者が一体となったまま吸入弁が係止凹部の第１凹部に当接して両者の開度が規制される。第１凹部は第２凹部よりも浅いので、吸入弁は確実に第１凹部に当接する。従って、吸入弁と副吸入弁とは自励振動を起こさない。
往復動圧縮機が大容量で運転されている時には、吸入室内圧とボア内圧との差圧が大きく、ボアに流入するガス流量も多いので、吸入行程において吸入弁と副吸入弁とが互いに張り付いたまま一体となって開弁し、両者が一体となったまま吸入弁が係止凹部の第１凹部に当接した後、潤滑油膜の吸引力に抗して副吸入弁が吸入弁から剥がれて更に開弁し、係止凹部の第２凹部に当接する。吸入弁に形成された開口から流入する高速ガスの動圧を受ける副吸入弁は確実に第１凹部よりも深い第２凹部に当接する。従って、副吸入弁は自励振動を起こさない。吸入弁と弁板との間の隙間からのみならず、吸入弁に形成された開口からもガスがボアに流入することにより、大容量運転時の吸入弁部での圧力損失の増加が抑制される。

本発明の好ましい態様においては、副吸入弁のシール部外径が吸入弁のシール部外径よりも小さく、シリンダブロックの端面に形成された吸入弁逃げ段差が、吸入弁用段差と、吸入弁用段差よりも深い副吸入弁用段差からなる階段状に形成されている。
副吸入弁のシール部外径を吸入弁のシール部外径よりも小さくし、シリンダブロックの端面に形成された吸入弁逃げ段差を、吸入弁用段差と、吸入弁用段差よりも深い副吸入弁用段差からなる階段状に形成することにより、シリンダブロックの端面と弁板との間に介挿されるシール用ガスケットの、吸入弁逃げ段差部での急激な変形が防止され、該部でのシール用ガスケットの損傷が防止される。

本発明に係る往復動圧縮機が小容量で運転されている時には、吸入室内圧とボア内圧との差圧が小さく、ボアに流入するガス流量も少ないので、吸入行程において吸入弁と副吸入弁とは両者の間に介在する潤滑油膜の吸引力により互いに張り付いたまま一体となって開弁し、両者が一体となったまま吸入弁が係止凹部の第１凹部に当接して両者の開度が規制される。第１凹部は第２凹部よりも浅いので、吸入弁は確実に第１凹部に当接する。従って、吸入弁と副吸入弁は自励振動を起こさない。
往復動圧縮機が大容量で運転されている時には、吸入室内圧とボア内圧との差圧が大きく、ボアに流入するガス流量も多いので、吸入行程において吸入弁と副吸入弁とが互いに張り付いたまま一体となって開弁し、両者が一体となったまま吸入弁が係止凹部の第１凹部に当接した後、潤滑油膜による吸引力に抗して副吸入弁が吸入弁から剥がれて更に開弁し、係止凹部の第２凹部に当接する。吸入弁に形成された開口から流入する高速ガスの動圧を受ける副吸入弁は確実に第１凹部よりも深い第２凹部に当接する。従って、副吸入弁は自励振動を起こさない。吸入弁と弁板との間の隙間からのみならず、吸入弁に形成された開口からもガスがボアに流入することにより、大容量運転時の吸入弁部での圧力損失の増加が抑制される。

本発明の実施例に係る往復動圧縮機を説明する。

図１に示すように、柱状のシリンダブロック１の両端を覆って、フロントハウジング２とシリンダヘッド３とが配設されている。フロントハウジング２の内部にクランク室４が形成され、シリンダブロック１の内部に周方向に互いに間隔を隔てて複数のシリンダボア５が形成されている。クランク室４内に、斜板６が配設されている。斜板６の中心に駆動軸７が挿通されている。駆動軸７は、図示しないベアリングを介して、フロントハウジング２とシリンダブロック１とに回転可能に支持されている。
駆動軸７に、ロータ８が固定されている。ロータ８は、スラストベアリング９を介してフロントハウジング２に支持されている。
斜板６は、リンク機構１０を介して、駆動軸７に対する傾角変動可能に、且つロータ８に対する駆動軸７回りの相対回転不能に、ロータ８に連結されている。

斜板６に、シュー１１を介してピストン１２が係合している。ピストン１２は、シリンダボア５に往復摺動可能に挿入されている。

シリンダヘッド３の内部に、吸入室１３と吐出室１４とが画成されている。シリンダヘッド３に形成された吸入ポート３ａが吸入室１３に連通している。シリンダヘッド３に形成された図示しない吐出ポートが吐出室１４に連通している。
シリンダブロック１とシリンダヘッド３とに挟持されてガスケット１５と弁板１６とが配設されている。弁板１６には、シリンダボア５と吸入室１３とに連通する吸入孔１６ａと、シリンダボア５と吐出室１４とに連通する吐出孔１６ｂとが形成されている。弁板１５は、吸入室１３から離隔する側で吸入孔１６ａを開閉する吸入弁１７、副吸入弁１８と、吐出室１４側で吐出孔１６ｂを開閉する吐出弁１９とを装備している。吸入弁１７、副吸入弁１８、吐出弁１９は、内外の圧力差により面外方向へ弾性変形して吸入孔１６ａ、吐出孔１６ｂを開閉するリード型弁として構成されている。
図１、２に示すように、吸入弁１７に、吸入孔１６ａに対峙して吸入孔１６ａよりも小径の開口１７ａが形成されている。吸入弁１７、吐出弁１９は弁板１６に当接し、副吸入弁１８は吸入室１３から離隔する側で開口１７ａを覆って吸入弁１７に当接している。図１、２から分かるように、副吸入弁１８の先端は吸入弁１７の先端よりもボア５の中心方向へオフセットしている。

図１、図２（ａ）に示すように、シリンダボア５の弁板１６側端部周壁に、吸入弁１７と副吸入弁１８の開度を規制する係止凹部２０が形成されている。係止凹部２０は、吸入弁１７の先端部のみが係止する第１凹部２０ａと、副吸入弁１８の先端部のみが係止し、第１凹部２０ａよりも深い第２凹部２０ｂとから成る階段状に形成されている

図２（ｂ）に示すように、副吸入弁１８のシール部外径は吸入弁１７のシール部外径よりも小さく設定され、シリンダブロック１の端面に形成された吸入弁逃げ段差２１は、吸入弁用段差２１ａと、吸入弁用段差２１ａよりも深い副吸入弁用段差２１ｂからなる階段状に形成されている。

本往復動圧縮機の作動を以下に説明する。
図示しない外部駆動源によって駆動軸７が回転駆動され、駆動軸７の回転に伴って斜板６が回転する。斜板６の回転に伴って、ピストン１２がシリンダボア５内を往復移動する。ピストン１２の往復移動に伴い、外部冷凍回路から吸入ポート３ａを通って吸入室１３へ流入した冷媒ガスが、吸入孔１６ａ、開口１７ａと副吸入弁１８とを通って、或いは吸入孔１６ａと吸入弁１７とを通ってボア５内に吸引され、ボア５内で圧縮され、吐出孔１６ｂと吐出弁１９とを通って吐出室１４内へ吐出し、吐出室１４から図示しない吐出ポートを通って外部冷凍回路へ流出する。

本往復動圧縮機が小容量で運転されている時には、吸入室１３の内圧とボア５の内圧との差圧が小さく、ボア５に流入する冷媒ガス流量も少ないので、図３に示すように、吸入行程において吸入弁１７と副吸入弁１８とは両者の間に介在する潤滑油膜の吸引力により互いに張り付いたまま一体となって開弁し、両者が一体となったまま吸入弁１７が係止凹部２０の第１凹部２０ａ当接して両者の開度が規制される。第１凹部２０ａは第２凹部２０ｂよりも浅いので、吸入弁１７は確実に第１凹部２０ａに当接する。従って、吸入弁１７と副吸入弁１８は自励振動を起こさない。

本往復動圧縮機が大容量で運転されている時には、吸入室１３の内圧とボア５の内圧との差圧が大きく、ボア５に流入する冷媒ガス流量も多いので、図３に示すように、吸入行程において吸入弁１７と副吸入弁１８とが互いに張り付いたまま一体となって開弁し、両者が一体となったまま吸入弁１７が係止凹部２０の第１凹部２０ａに当接した後、図４に示すように、潤滑油膜の吸引力に抗して副吸入弁１８が吸入弁１７から剥がれて更に開弁し、係止凹部２０の第２凹部２０ｂに当接する。吸入弁１７に形成された開口１７ａから流入する高速冷媒ガスの動圧を受ける副吸入弁１８は第１凹部２０ａよりも深い第２凹部２０ｂに確実に当接する。従って、副吸入弁１８は自励振動を起こさない。吸入弁１７と弁板１６との間の隙間からのみならず、吸入弁１７に形成された開口１７ａからも冷媒ガスがボア５に流入することにより、大容量運転時の吸入弁部での圧力損失の増加が抑制される。

本往復動圧縮機においては、副吸入弁１８のシール部外径を吸入弁１７のシール部外径よりも小さくし、シリンダブロック１の端面に形成された吸入弁逃げ段差２１を、吸入弁用段差２１ａと、吸入弁用段差２１ａよりも深い副吸入弁用段差２１ｂからなる階段状に形成したので、図２（ｂ）から分かるように、シリンダブロック１の端面と弁板１６との間に介挿されるシール用ガスケット１５の、吸入弁逃げ段差２０での急激な変形が防止され、該部でのシール用ガスケット１５の損傷が防止されている。

本発明はボアが形成されたシリンダブロックと、ボア内で往復動するピストンと、ボアに対峙する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板と、吸入弁と吐出弁とを装備した弁板をシリンダブロックと協働して挟持し吸入孔に連通する吸入室と吐出孔に連通する吐出室とを画成するシリンダヘッドとを備え、ボアの弁板側端部周壁に吸入弁の開度を規制する係止凹部が形成された往復動圧縮機に広く適用可能である。

本発明の実施例に係る往復動圧縮機の部分断面図である。 本発明の実施例に係る往復動圧縮機の部分構造図である。（ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の線ｂ−ｂに沿った断面図である。 本発明の実施例に係る往復動圧縮機が小容量で運転されている時の、往復動圧縮機の部分断面図である。 本発明の実施例に係る往復動圧縮機が大容量で運転されている時の、往復動圧縮機の部分断面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
５ シリンダボア
１６ 弁板
１７ 吸入弁
１７ａ 開口
１８ 副吸入弁
１９ 吐出弁
２０ 係止凹部
２０ａ 第１凹部
２０ｂ 第２凹部
２１ 吸入弁逃げ段差
２１ａ 吸入弁用段差
２１ｂ 副吸入弁用段差

Claims (2)

1. ボアが形成されたシリンダブロックと、外部駆動源により回転駆動される回転軸と、回転軸の回転に従動してボア内で往復動するピストンと、ボアに対峙する吸入孔と吐出孔とが形成された弁板と、吸入弁と吐出弁とを装備した弁板をシリンダブロックと協働して挟持し吸入孔に連通する吸入室と吐出孔に連通する吐出室とを画成するシリンダヘッドとを備え、ボアの弁板側端部周壁に吸入弁の開度を規制する係止凹部が形成された往復動圧縮機であって、弁板の吸入孔に対峙する当該吸入孔よりも小径の開口が吸入弁に形成され、弁板から離隔する側で前記開口を覆って吸入弁に当接する副吸入弁を備え、副吸入弁の先端は吸入弁の先端よりもボア中心方向へオフセットし、前記係止凹部は、吸入弁のみが係止する第１凹部と、副吸入弁のみが係止し第１凹部よりも深い第２凹部とから成る階段状に形成されていることを特徴とする往復動圧縮機。
2. 副吸入弁のシール部外径が吸入弁のシール部外径よりも小さく、シリンダブロックの端面に形成された吸入弁逃げ段差が、吸入弁用段差と、吸入弁用段差よりも深い副吸入弁用段差からなる階段状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。

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