JP4587778B2

JP4587778B2 - 吐出側構造及びこれに用いる逆止弁、並びにこれらを用いた圧縮機

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Publication number: JP4587778B2
Application number: JP2004318406A
Authority: JP
Inventors: 真一郎東原
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2024-11-01
Also published as: JP2006125374A; EP1653080A1; EP1653080B1; DE602005010180D1

Description

本発明は、流体を圧縮するコンプレッサ（圧縮機）の吐出側構造及びこれに用いる逆止弁、並びにこれらを用いた圧縮機に関する。

一般に空調用などのコンプレッサの吐出側では、冷媒等の流体をシリンダ内から吐出する際に吐出弁が開閉することにより流体の脈動が生じ、コンプレッサの吐出側に配設されて流体の逆流等を防止する逆止弁によってさらに増長されることがある。

そこで上述した問題を解決するために、例えば特許文献１に記載されているように、冷媒等の流体吐出側のハウジング自体に、流体の脈動を低減する絞り部分（冷媒通路）を形成したコンプレッサが提案されている。
特開平１１−３１５７８５号公報（段落番号００３５〜００４０、図１）

ところが、上記の特許文献１に記載されているものでは、コンプレッサのシリンダ内から吐出する際に発生し逆止弁で増長された流体の脈動を絞り部分（冷媒通路）で低減することができるが、この絞り部分がコンプレッサのハウジング自体に形成されているので、コンプレッサのハウジングが大型化し、広いスペースを必要とする。

また、上記の特許文献１に記載されているものでは、ハウジング自体に絞り部分を形成しているので、レイアウトの自由度が低く、汎用性に欠ける。

さらに、ハウジング側の冷媒通路の開口部分に逆止弁を精度良く位置合わせして流体が漏れないように取り付ける必要があり、同様に、冷媒通路である絞り部分に他の流路を連結する際にも高い位置合わせ精度を必要とするため、組付性が悪いという課題もある。

そこで、本発明は、コンプレッサのハウジングが大型化することがなく、レイアウトの自由度を向上することができ、汎用性があり、組付性が良好で、かつコンプレッサの吐出側に生じる流体の脈動を低減することができる吐出側構造及びこれに用いる逆止弁、並びにこれらを用いた圧縮機の提供を目的とする。

上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、流体を圧縮するコンプレッサの流体吐出側に逆止弁が配設される吐出側構造であって、前記逆止弁は前記流体吐出側の吐出室から吐出配管との接続端に向けた流路内に配置され、該逆止弁は前記コンプレッサの流体吐出側に連通する開口を有する本体と、この本体の前記開口を開閉可能な弁体と、前記開口の閉位置へ弁体を付勢すると共に流体の圧力で撓んで前記開口を開放する弾性体とからなり、前記本体が、一側が前記コンプレッサの流体吐出側に連通する連通穴が設けられ他側が開口された筒状部材と、この筒状部材の他側を被うキャップ部材とで形成され、前記開口が前記筒状部材の側壁に設けられ、前記弁体が前記筒状部材の内部に前記開口を開放状態とする開位置と、前記開口を閉じ状態とする閉位置との間で移動可能に収納され、前記筒状部材の内部に筒状部材の一側と前記弁体との間に配設されて弁体を閉位置へ前記弾性体が常時付勢し、前記コンプレッサは前記逆止弁と、該逆止弁は吐出配管に向けた筒状流路内に収容されており、筒状部材の開口と、筒状流路と筒状部材とにより形成される通路と、キャップ部材頂部と偏向板からなる内向通路と、偏向板の中央開口とからなる流路を有し、前記逆止弁の流体吐出側に、前記逆止弁を固定するリテーナに一体に形成されて中心部に貫通孔が形成された穴付き絞り部材からなり、前記コンプレッサの駆動により生じた流体の脈動を低減する脈動低減手段を設けた構成にしてある。

このように構成した請求項１記載の発明では、コンプレッサのシリンダ内から吐出する際に流体の脈動が発生し逆止弁で増長される場合、逆止弁の流体吐出側に設けた脈動低減手段により流体の脈動を低減する。また、逆止弁の流体吐出側に上記の脈動低減手段を設けたので、従来のようにコンプレッサのハウジング自体に絞り部分を形成する必要がなくて済み、これによって、ハウジングが大型化することがないと共に、レイアウトの自由度を向上することができる。さらに、従来のようにハウジングに絞り部分を設ける場合に比べて、逆止弁の位置合わせのために高い精度を必要としない。

また、請求項１の発明では、逆止弁の流体吐出側の絞り部による絞り効果で流体の脈動を低減する。

さらに、このように構成した請求項１の発明では、逆止弁から流出した流体が中心部に集まった状態で、穴付き絞り部材の中心部に設けた貫通孔を通過する。その際、穴付き絞り部材による流体絞り効果で流体の脈動を低減する。

さらにまた、このように構成した請求項１記載の発明では、穴付き絞り部材及びリテーナが一体に形成されているので、穴付き絞り部材及びリテーナの取り付けを１度の手間で行なうことができる。

加えて、このように構成した請求項１記載の発明では、逆止弁の弾性体が弁体を閉位置へ常時付勢するので、コンプレッサの流体吐出圧力が小さい場合、コンプレッサの流体吐出側に連通する開口が閉状態にある。その結果、コンプレッサの流体吐出側の流体が逆流することを逆止弁で阻止できる。また、コンプレッサの流体吐出圧力が大きい場合、逆止弁の弾性体に抗して弁体を開位置まで押圧して開口を開放状態とする。その結果、コンプレッサからの吐出流体が逆止弁の開口より脈動低減手段へ流出する。

さらに加えて、このように構成した請求項１記載の発明では、コンプレッサの流体吐出圧力が大きい場合、筒状部材の内部に収納される弁体を弾性体に抗して開位置まで押圧して開口を開放状態とする。その結果、筒状部材の一側の連通穴を介して筒状部材の内部に流体が流入した後、流体が筒状部材の側壁に設けた開口より流出して筒状部材の外側を通って脈動低減手段へ向うようになっている。また、流体は通路を通り、内向通路を通って、偏向板の中央開口から吐出され、この流路の通過によってその脈動が低減される。

本発明では、ハウジングが大型化することがなく、レイアウトの自由度を向上することができるので、コンパクトで汎用性に富むコンプレッサを提供できるという効果がある。また、従来のようにハウジングに冷媒通路である絞り部分を設ける場合に比べて、逆止弁の位置合わせのために高い精度を必要としないので、組付性の良好なコンプレッサを提供できるという効果もある。

以下、本発明の実施の形態及び参考例に係る吐出側構造の詳細を図に基づいて説明する。

〔コンプレッサ（圧縮機）の構造〕本発明の参考例が設けられるコンプレッサ（圧縮機）の構造を図１に示す。

図１のコンプレッサは、ハウジング１と、このハウジング１の後端側（図１の右側）に接合されるリアハウジング２と、これらのハウジング１とリアハウジング２との間に介在するバルブプレート３と、ハウジング１に回転可能に支持される回転軸４と、この回転軸４の先端に連結され、図示しないエンジンによる回転駆動力を伝達する駆動力伝達部５と、回転軸４の中間部に固設される回転支持体６と、この回転支持体６を介して支持される斜板７と、この斜板７に連結され、複数の圧縮室（シリンダボア）８内をそれぞれ往復動するピストン９とにより主として構成されている。このようなコンプレッサにあっては、リアハウジング２内の吸入室１０及び吐出室１１が外部冷媒回路１２と接続されており、圧縮室８内でピストン９が往復動することにより冷媒ガスが吸入室１０から圧縮室８内に流入し、この圧縮室８内で所定の圧力まで圧縮された後、高圧冷媒ガスが吐出室１１へ吐出されて外部冷媒回路１２を循環し、低圧冷媒ガスが、吸入室１０に帰還するようになっている。

〔第１実施形態〕本発明の第１実施形態を図１乃至図５に示す。

本実施形態に係る吐出側構造１３では、コンプレッサの流体吐出側に位置する吐出室１１から吐出配管１４との接続端に向けて筒状流路Ｒが設けられ、同一軸線上に絞り径１５、逆止弁１６及び脈動低減手段１７が順次配置され、これらの絞り径１５、逆止弁１６及び脈動低減手段１７により流体吐出経路が形成されている。リアハウジング２内の吐出室１１が隣接する部分に絞り径１５が形成され、この絞り径１５を介して吐出室１１に逆止弁１６が接続され、この逆止弁１６の流体吐出側に、コンプレッサの駆動により生じた流体の脈動を低減する脈動低減手段１７が設けられ、この脈動低減手段１７の流体吐出側に吐出配管１４が接続されている。

脈動低減手段１７は、逆止弁１６の流体吐出側に設けられた絞り部であり、絞り部は中心部に貫通孔１８が形成された穴付き絞り部材１９からなり、この穴付き絞り部材１９は、逆止弁１６と、逆止弁１６を固定するリテーナ（Ｃリング）２０との間に設けられている。

また、逆止弁１６は、コンプレッサの流体吐出側に連通する複数の開口２１（実施例では４つ）を有する本体２２と、この本体２２の開口２１を開閉可能な弁体２３と、開口２１の閉位置へ弁体２３を付勢すると共に流体の圧力で撓んで開口２１を開放する弾性体２４とからなっている。本体２２は、一側（図３の下端側）が吐出室１１に連通する連通穴２５が設けられ他側（図３の上端側）が開口された筒状部材２６と、この筒状部材２６の他側を被い脱着可能に締結されるキャップ部材２７とで形成され、前記開口２１が筒状部材２６の側壁に等間隔をおいて（実施例では９０度の間隔）設けられている。なお、筒状部材２６の開口２５側の外周には、Ｏリング４５が配設されており、このＯリング４５により筒状流路Ｒとの間がシールされている。

弁体２３は、筒状部材２６の内部を図２の（ａ）に示す閉位置と図２の（ｂ）に示す開位置との間で移動可能に収納されている。弾性体２４は、筒状部材２６の内部に筒状部材２６の一側と弁体２３との間に配設されて弁体２３を閉位置へ常時付勢する。

なお、弁体２３の軸方向の移動に伴って、図２の（ｂ）に示す開位置では前記開口２１を開放状態とし、図２の（ａ）に示す閉位置では前記開口２１を閉じ状態とする。キャップ部材２７は、本体２２の他側（図３の上端側）に装着される円板２８と、この円板２８の一側（図３の下側）の中央部に設けられるばね受け２９と、円板２８の外周部に等間隔をおいて設けられる複数の突起３０（実施例では４つ）とから構成されている。各突起３０は円板２８より図３の上方及び外周方向へ突出することによって、隣り合う突起３０間で流体吐出経路の一部を形成すると共に、各突起３０は下方へ突出して本体２２の開口２１に係止可能である。

この逆止弁１６を組み立てる際、まず本体２２の他側より弁体２３を挿入し、弁体２３に弾性体２４の一端を当接した後、弾性体２４の他端をキャップ部材２７のばね受け２９に係合させた状態で円板２８を本体２２の他側に装着すると共に、突起３０を本体２２の開口２１に係止するようになっている。

また、キャップには逆止弁後流側空間と、弁体２３の背面空間を連通する連通穴が設けられている。これにより弁体の動きをスムーズにしている。

このような参考例にあっては、逆止弁１６の弾性体２４が弁体２３を閉位置へ常時付勢するので、コンプレッサの流体吐出圧力が小さい場合、図２の（ａ）及び図４に示すように筒状部材２６の側壁に設けた開口２１が閉じ状態にある。これによって、吐出配管１４側の流体が吐出室１１へ逆流することを逆止弁１６で阻止できる。また、コンプレッサの流体吐出圧力が大きい場合、図２の（ｂ）及び図５に示すように弾性体２４に抗して弁体２３を軸方向に開位置まで押圧して開口２１を開放状態とする。これによって、リアハウジング２内の吐出室１１から吐出流体が絞り径１５を通過する際に流体の脈動を低減した後、逆止弁１６の本体２２の連通穴２５に流入し、開口２１より本体２２の外部で本体円筒部材２６と筒状流路Ｒからなる流路へ流出してキャップ部材２７の突起３０間を通って円板２８上で中心部に集まり、穴付き絞り部材１９中心部の貫通孔１８を通る際に再び流体の脈動を低減する。次いで、吐出流体はリテーナ２０を通って吐出配管１４より外部冷媒回路１２へ流入する。

このように構成した参考例では、吐出室１１の流体吐出側に設けた絞り径１５及び逆止弁１６の流体吐出側に設けた穴付き絞り部材１９により流体の脈動を低減することができる。また、逆止弁１６の流体吐出側に上記の穴付き絞り部材１９を設けたので、従来のようにコンプレッサのハウジング自体に絞り部分を形成する必要がなくて済み、ハウジングが大型化することがないと共に、レイアウトの自由度を向上することができる。さらに、逆止弁１６の流体吐出側に隣接する状態で穴付き絞り部材１９を設けたので、逆止弁１６の位置合わせのために高い精度を必要としない。

また、この参考例では、吐出室１１から吐出配管１４に向けて同一軸線上に絞り径１５、逆止弁１６及び脈動低減手段１７を順次配置したので、これらの絞り径１５、逆止弁１６及び脈動低減手段１７で形成される流体吐出経路が簡素な構造であり、リアハウジング２内の設置スペースが小さくて済む。さらに、吐出流体が吐出室１１から吐出配管１４へ上記の軸線に沿ってほぼ直線状に流動するので、絞り径１５及び穴付き絞り部材１９以外での吐出流体の流動抵抗を低減することもできる。

〔第１実施形態〕本発明の第１実施形態を図６及び図７に示す。なお、図６及び図７において前述した図１乃至図５に示すものと同様のものには同一符号を付してある。

図６及び図７に示すように第１実施形態の吐出側構造３１は、前述した図１乃至図５に示す参考例と比べて、脈動低減手段３２がリテーナ一体型の穴付き絞り部材３３からなる点が異なっており、その他の構成は参考例と基本的に同様である。

穴付き絞り部材３３は中心部に貫通孔３４が形成され、穴付き絞り部材３３の外周部より吐出側に突出する複数の係止片３５がリアハウジング２に係止可能であり、隣り合う係止片３５間に流体吐出経路の一部が形成されている。また、穴付き絞り部材３３は逆止弁１６との間で柱部材３６を備え、穴付き絞り部材３３及び逆止弁１６間に形成した隙間３７により流体吐出経路の一部を形成している。逆止弁１６を通過した流体は、穴付き絞り部材３３及び逆止弁１６間の隙間３７を介して中心部に集まり、穴付き絞り部材３３中心部の貫通孔３４を通る際に流体の脈動を低減した後、隣り合う係止片３５間を通って吐出配管１４より外部冷媒回路１２へ流入する。

なお、絞り部材３３に柱部材３６を設けず、キャップ部材２７の突起３０を用いて絞り部材３３と逆止弁キャップ部材２７の間に隙間を確保しても良い。

このように構成した第１実施形態の吐出側構造３１にあっても、参考例と同様に、逆止弁１６の流体吐出側に設けた穴付き絞り部材３３などにより流体の脈動を低減することができる。また、逆止弁１６の流体吐出側に上記の穴付き絞り部材３３を設けたので、従来のようにコンプレッサのハウジング自体に絞り部分を形成することなくて済み、ハウジングが大型化することがないと共に、レイアウトの自由度を向上することができる。さらに、逆止弁１６の流体吐出側に穴付き絞り部材３１を設けたので、逆止弁１６の位置合わせのために高い精度を必要としない。

さらに、この第１実施形態にあっては、リテーナと穴付き絞り部材３３を一体に設けたので、これらの取り付けを１度の手間で行なうことができる。

なお、上記参考例にあっては、穴付き絞り部材１９を単独で設ける場合について説明し、上記第１実施形態にあっては、リテーナ一体型の穴付き絞り部材３３を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、穴付き絞り部材を逆止弁あるいはリアハウジングと一体に設けてもよい。

〔第２実施形態〕本発明の第２実施形態を図８に示す。なお、図８において前述した図１乃至図５に示すものと同様のものには同一符号を付してある。

本実施形態の吐出側構造３８は、図８に示すように、逆止弁１６のキャップ部材２７の流体吐出側に偏向板３９が設けられ、脈動低減手段としての絞り部が、偏向板３９と円板２８と突起３０による開口部４０により形成されている。

また、本実施形態の吐出構造、逆止弁１６が用いられた圧縮機（コンプレッサ）では、筒状部材２６の開口２１と、筒状流路Ｒと筒状部材２６とにより形成される通路４２と、ギャップ部材２７頂部と偏向板３９からなる内向通路４１と、偏向板３９の中央開口４４とを有した流路を有している。

また、本実施形態において、偏向板３９の中央開口４４は、通路４２、内向通路４１の断面積よりも小さく設定されても良く、内向通路４１が、通路４２、偏向板３９の中央開口４４よりも小さく設定されても良い。

なお、偏向板３９は、リテーナ２０と一体でも良く、逆止弁１６と一体でも良い。

本発明は、コンパクトで汎用性に富み、かつ組付性の良好なコンプレッサを提供できるという効果があるので、車両用空調装置として適用できると共に、その他、一般機械用あるいは産業機械用などの空調装置としても広く適用可能である。

本発明の参考例に係る吐出側構造を備えたコンプレッサの断面図である。本参考例の吐出側構造を示す断面図である。本参考例の吐出側構造に設けられる逆止弁の分解斜視図である。本参考例の逆止弁が閉じた状態を示す組立斜視図である。本参考例の逆止弁が開いた状態を示す組立斜視図である。本発明の第１実施形態に設けられる脈動低減手段を示す説明図である。本実施形態の吐出側構造を示す断面図である。本発明の第２実施形態に設けられる脈動低減手段を示す説明図である。

符号の説明

２リアハウジング（ハウジング）
１１吐出室
１３吐出側構造
１６逆止弁
１７脈動低減手段
１８貫通孔
１９穴付き絞り部材
２０リテーナ
２１開口
２２本体
２３弁体
２４弾性体
２５連通穴
２６筒状部材
２７キャップ部材
２８円板
２９ばね受け
３０突起
３１吐出側構造
３２脈動低減手段
３３穴付き絞り部材
３４貫通孔
３５係止片
３６柱部材
３７隙間
３８吐出構造
３９偏向板

Claims

流体を圧縮するコンプレッサの流体吐出側に逆止弁（１６）が配設される吐出側構造であって、
前記逆止弁（１６）は前記流体吐出側の吐出室（１１）から吐出配管（１４）との接続端に向けた流路内に配置され、
該逆止弁（１６）は前記コンプレッサの流体吐出側に連通する開口（２１）を有する本体（２２）と、この本体（２２）の前記開口（２１）を開閉可能な弁体（２３）と、前記開口（２１）の閉位置へ弁体（２３）を付勢すると共に流体の圧力で撓んで前記開口（２１）を開放する弾性体（２４）とからなり、
前記本体（２２）が、一側が前記コンプレッサの流体吐出側に連通する連通穴（２５）が設けられ他側が開口された筒状部材（２６）と、この筒状部材（２６）の他側を被うキャップ部材（２７）とで形成され、前記開口（２１）が前記筒状部材（２７）の側壁に設けられ、前記弁体（２３）が前記筒状部材（２６）の内部に前記開口（２１）を開放状態とする開位置と、前記開口（２１）を閉じ状態とする閉位置との間で移動可能に収納され、前記筒状部材（２６）の内部に筒状部材（２６）の一側と前記弁体（２３）との間に配設されて弁体（２３）を閉位置へ前記弾性体（２４）が常時付勢し、
前記コンプレッサは前記逆止弁（１６）と、該逆止弁（１６）は吐出配管（１４）に向けた筒状流路（Ｒ）内に収容されており、筒状部材（２６）の開口（２１）と、筒状流路（Ｒ）と筒状部材（２６）とにより形成される通路（４２）と、キャップ部材（２７）頂部と偏向板（３９）からなる内向通路（４１）と、偏向板（３９）の中央開口（４４）とからなる流路を有し、
前記逆止弁（１６）の流体吐出側に、前記逆止弁（１６）を固定するリテーナ（２０）に一体に形成されて中心部に貫通孔（１８，３４）が形成された穴付き絞り部材（１９，３３）からなり、前記コンプレッサの駆動により生じた流体の脈動を低減する脈動低減手段（１７，３２）を設けたことを特徴とする吐出側構造。