JPH062654A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機の吐出弁の開閉に伴う騒音、振動を減
少させる。 【構成】 圧縮機のバルブプレート３に開口している吐
出口１８の下流側端面における吐出弁１６（図示例はリ
ード弁）の接触面の範囲内に、閉弁状態でも吐出口１８
内の空間に連通している例えば楔形の切り欠き３７が設
けられる。作動室１４内で圧縮された流体の圧力は吐出
口１８の断面積だけでなく、切り欠き３７の面積にも作
用するので、吐出弁１６を開弁させるための力が切り欠
き３７を設けない場合に比して大きくなり、吐出圧力を
越えて吐出弁１６を開弁させるために必要な過圧縮量が
小さくなる。その結果、吐出弁１６の開閉に伴う騒音、
振動が減少し、駆動のためのトルク変動や動力の増大も
抑制され、吐出される流体の温度が低下する。なお、２
０は従来から行われているショットブラストによる微小
な凹凸を、１９は弁おさえを示している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用空調装
置において冷媒を圧縮するのに適した圧縮機に係り、特
にその圧縮機に用いられる吐出弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の静粛性、快適性の向上を
図るために、車体や搭載している内燃機関が発生する騒
音を抑制する技術の研究が進み、全体に騒音、振動のレ
ベルが低下してきているため、それらが高いレベルにあ
った時にはあまり問題にならなかった補機部品等の騒
音、振動が目立つようになり、それらを抑制する技術の
開発が急務とされるようになってきた。そのような補機
部品の騒音のうちでも問題になるものとして、自動車用
空調装置の冷媒圧縮機の、特に圧縮した冷媒を作動室か
ら冷凍回路の凝縮器に向かって吐出する吐出口に設けら
れている例えばリード弁のような形状の吐出弁が、間欠
的に吐出口を開閉する際に発生する脈動的な騒音があ
る。

【０００３】冷媒圧縮機の吐出弁には圧力差によって自
動的に開閉するリード弁を用いることが多いが、リード
弁はバルブプレートに開口している吐出口の外側を塞ぐ
ように弾性のある金属薄板（リード）を片持ち状に取り
付けた構造を有するから、常時はリードが吐出口を閉塞
しており、圧縮機の作動室の圧力が上昇する過程で、吐
出口の面積に作動室内の圧力を乗じた値の開弁力がリー
ドを開弁側に曲げ変形させ得る大きさに達したときに、
リードがたわんで急激に吐出口を開き開弁状態となる。
その際に作動室内で圧縮された冷媒が破裂するように吐
出室へ噴出するので、これが騒音の原因になる。

【０００４】このような吐出弁が開弁するときは、常時
閉弁している吐出弁を開弁させるのであるから、圧縮機
の作動室の圧力が吐出弁の外側の吐出室の圧力と同じ値
に達しただけでは開弁せず、吐出圧よりも更に高い主と
してリードの剛性によって決まる開弁圧に達したときに
リードをたわませて開弁する。この過分の圧力を一般に
過圧縮量と呼んでおり、圧縮した流体を吐出室へ吐出す
るためには、圧縮機はその分だけ余分に冷媒等の被圧縮
流体を圧縮する必要がある。過圧縮量が増加すると、騒
音、振動、トルク変動等が増加するだけでなく、吐出さ
れる流体の温度（吐出温度）が上昇し、圧縮機を駆動す
るのに必要な動力も増加するというように、多くの悪影
響が生じることは良く知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】過圧縮量を低下させる
ための手段として、従来からバルブプレートの表面のう
ちでも吐出弁のリードが接触する吐出口の周囲にショッ
トブラスト加工を施し、平滑な面に故意に微小な凹凸を
付けるということが行われている。これによって過圧縮
量を低下させ得るという効果があることも事実である
が、圧縮機が長期間使用されて、リードのバルブプレー
トへの衝突回数が非常に多くなると、バルブプレート表
面のうちでもリードの着座面においては、ショットブラ
ストによる微小な凹凸が次第に磨滅して面粗さが低下
し、凹凸の効果が失われて騒音、振動の上昇を招くとい
う問題があった。本発明は、これら従来技術の問題点に
鑑み、きわめて簡単に圧縮機の騒音、振動を低減させる
と共に、その効果が持続するような新規な手段を提供す
ることを発明の目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題に
対応する解決手段として、作動室内で圧縮された流体の
圧力に応じて吐出室に向かって自動的に開弁することが
できる吐出弁と、作動室から前記吐出弁を経て前記吐出
室に到る吐出通路として形成され前記吐出弁によって下
流側端面を閉塞されている吐出口と、前記吐出口の下流
側端面における前記吐出弁の接触面の範囲内に形成され
常時前記吐出口内の空間に連通している切り欠きとを備
えていることを特徴とする圧縮機を提供する。

【０００７】

【作用】吐出口の下流側端面における吐出弁の接触面の
範囲内に、閉弁状態でも吐出口内の空間に連通している
切り欠きが設けられているので、作動室内の流体の圧力
は吐出口の断面積だけでなく、切り欠きの面積にも作用
する。従って、吐出弁を開弁させるための力が切り欠き
を設けない場合に比して大きくなり、吐出圧力を越えて
吐出弁を開弁させるために必要な過圧縮量が小さくな
る。その結果、吐出弁の開閉に伴う騒音、振動が減少
し、駆動のためのトルク変動や動力の増大も抑制され、
吐出される流体の温度が低下する。

【０００８】

【実施例】図２に本発明の実施例としての斜板型圧縮機
を示す。そのＡ−Ａ線における断面形は図１として、こ
の実施例の要部Ｂを含むバルブプレートの表面の形状が
示されている。そして、この実施例の要部Ｂの断面形は
拡大されて図３及び図４に示されている。図２に示され
た斜板型圧縮機１の本体は、中央のシリンダブロック２
と、その左側にバルブプレート３を挟んで締結されたフ
ロントハウジング４と、右側にバルブプレート５を挟ん
で締結されたリヤハウジング６とからなっている。本体
中央のシリンダブロック２は、更に、フロント側のシリ
ンダブロック２ａと、リヤ側のシリンダブロック２ｂと
の２つの部分に分かれている。そして、シリンダブロッ
ク２ａ及び２ｂ，バルブプレート３，及び５，フロント
ハウジング４及びリヤハウジング６を一体的に締結する
手段として、５本の通しボルト７が用いられている。

【０００９】フロントハウジング４の内部には、内周寄
りに略環状の吸入室８と、外周寄りに略環状の吐出室９
がそれぞれ形成されており、同様にリヤハウジング６の
内部にも、内周寄りに略環状の吸入室１０と、外周寄り
に略環状の吐出室１１が形成されている。フロント側の
吸入室８とリヤ側の吸入室１０とは相互に連通してい
て、圧縮すべき流体として、例えば空調装置の冷凍回路
における蒸発器から戻り冷媒の供給を受ける。また、フ
ロント側の吐出室９とリヤ側の吐出室１１も相互に連通
していて、圧縮した冷媒のような流体を合流させて、例
えば空調装置の冷凍回路における凝縮器に向かって送出
する。

【００１０】フロント側のシリンダブロック２ａには、
中心のまわりの均等な位置に５個のシリンダ１２が穿設
されており、それらと対応するように、リヤ側のシリン
ダブロック２ｂにも、それぞれ対のものと同一の軸線上
において、５個のシリンダ１３が穿設されている。フロ
ント側とリヤ側でそれぞれ対になっている各シリンダに
は、後述のように共通のピストンが橋渡しをするように
挿入されていて、フロント側の５個のシリンダ１２内に
は作動室１４が、また、リヤ側の５個のシリンダ１３内
には作動室１５がそれぞれ形成される。

【００１１】フロント側のバルブプレート３には、各シ
リンダ１２内の作動室１４と、略環状の共通の吐出室９
とを連通し得る吐出口１８が開口しており、それぞれ薄
いばね板からなるリード弁状の吐出弁１６によって、バ
ルブプレート３の外側（図２において左側）から閉塞さ
れている。１９は吐出口１８に設けられる吐出弁のため
の弁おさえの１つを例示している。バルブプレート３の
外側面においては、図１に示すように、吐出口１８を閉
塞するように吐出弁１６が着座する環状の部分２０にシ
ョットブラスト加工によって微細な凹凸を付けている。

【００１２】リヤ側のバルブプレート５にも同様に、各
シリンダ１３内の作動室１５と、略環状の共通の吐出室
１１とを連通し得る吐出口２１が開口しており、それぞ
れ薄いばね板からなるリード弁状の吐出弁１７によって
バルブプレート５の外側（図２において右側）から閉塞
されている。図示していないが、バルブプレート５の外
側の吐出口２１の周囲にも、フロント側と同様にショッ
トブラスト加工によって微細な凹凸を付けた環状の部分
を設ける。なお、２２は弁おさえの１つを例示してい
る。

【００１３】シリンダブロック２内に形成された斜板室
２３内には側面から回転軸２４が伸びており、図示しな
い車両の内燃機関から電磁クラッチとか変速機のような
伝動装置を介して回転駆動される。回転軸２４は、その
前後をシリンダブロック２内に設けられたラジアル軸受
２５及び２６によって支持されている。斜板室２３内に
おいて、回転軸２４には楕円形の斜板２７が適当な手段
によって取り付けられて一体化されており、斜板２７に
よって回転軸２４に作用する反力としての軸方向荷重
は、一対のスラスト軸受２８及び２９によって支持され
る。

【００１４】回転軸２４と平行にシリンダブロック２内
に穿設されているフロント側のシリンダ１２及びリヤ側
のシリンダ１３の各対には、それぞれ双頭のピストン３
０が軸方向に往復摺動可能に挿入されており、それらの
ピストン３０の中心部分の溝の両側壁には、例えば球形
の窪み３１が形成されていて、それらの窪み３１と同径
の球の一部をなす一対の耐摩耗性シュー３２が挿入さ
れ、それらのシュー３２の間に前述の斜板２７の周縁部
を摺動可能に挟んでいる。

【００１５】斜板室２３は斜板型圧縮機１の吸入通路の
一部として利用されており、前述のようにフロント側の
吸入室８とリヤ側の吸入室１０は共に斜板室２３に連通
していて、斜板室２３に接続された図示しない吸入配管
によって、例えば空調装置の冷凍回路における蒸発器か
ら戻って来る低温低圧の冷媒を受け入れるようになって
いる。

【００１６】フロント側の吸入室８と、各シリンダ１２
の作動室１４との間のバルブプレート３には吸入口３３
が穿孔されており、バルブプレート３の内側（図２にお
いて右側）には弾性のある金属薄板（リード）からなる
吸気弁３４が設けられて、吸入口３３を内側から閉塞し
ている。同様に、リヤ側の吸入室１０と、各シリンダ１
３の作動室１５との間のバルブプレート５には吸入口３
５が穿孔されており、バルブプレート５の内側（図２に
おいて左側）には弾性のある金属薄板からなる吸気弁３
６が設けられて、吸入口３５を内側から閉塞している。

【００１７】以上の構成は、従来の圧縮機と格別異なる
ものではないが、本発明の特徴に対応して、図示実施例
の圧縮機においては、図３及び図４に拡大して明示した
ように、バルブプレート３に穿孔した吐出口１８の外側
（吐出室９側）の周縁の一部に切り欠き３７を形成して
いる。この例の切り欠き３７は楔形の浅い溝のようなも
ので、その深さは先端Ｐに向かって徐々に浅くなる形状
を有する。切り欠き３７はバルブプレート３を貫通する
必要はなく、リード状の吐出弁１６によって覆われたバ
ルブプレート３の表面に、例えばプレスによって吐出口
１８を打ち抜く際に、工具に形成された突起によって同
時に形成される。リヤ側のバルブプレート５については
図２に小さく図示しているだけで特別に詳細に示してい
ないが、図３及び図４に示したような切り欠き３７はリ
ヤ側のバルブプレート５の吐出口２１に対しても同様に
設けられる。

【００１８】切り欠き３７の望ましい大きさは、その先
端Ｐが吐出弁１６のたわみの起点、つまりフロントハウ
ジング４の押さえ部３８に達しないようにし、その幅
は、図３に示すように吐出弁１６の幅との関係で、シー
ル部分が２ｍｍ程度残るように設定する。溝の深さは最
も深いところで例えば０．２〜０．５ｍｍ程度にする。
深さを過度に大きくとると、作動室１４のデッドボリュ
ームの増大を招き、圧縮機能を低下させることになる。

【００１９】図示実施例の斜板型圧縮機１の基本的な作
動は従来の斜板型圧縮機のそれと同様であって、回転軸
２４が回転駆動されると、斜板２７が回転しながら揺動
してシュー３２を介してピストン３０に軸方向の往復運
動を与える。それによって対になっているフロント側の
作動室１４とリヤ側の作動室１５は交互に拡縮を繰り返
し、吸入室８及び１０から吸入口を通して吸入した冷媒
のような流体を圧縮する。作動室１４又は作動室１５内
で加圧された流体は吐出口１８及び２１から吐出弁１６
及び１７を押し開いて吐出室９及び１１へ噴出し、合流
したのち図示しない通路を通って例えば空調装置の冷凍
回路における凝縮器へ導かれる。

【００２０】作動室１４又は作動室１５内の冷媒のよう
な流体がピストン３０によって圧縮されるとき、圧縮さ
れた流体の圧力は、吐出口１８又は２１の断面積の大き
さに応じて吐出弁１６又は１７の表面（内側面）に作用
して開弁方向の力を発生するが、その力が、吐出弁１６
又は１７をバルブプレート３又は５に対して押しつけて
いる密着力を越えただけでは吐出弁１６又は１７は開弁
せず、それ以上に流体がピストン３０によって強く圧縮
されることによって、吐出弁１６又は１７が流体の通過
に必要な隙間をとるように、吐出弁１６又は１７の弾性
力に抗してそれをたわませなければならないから、その
時に発生する最大の圧力値と吐出圧力との差を一般に
「過圧縮量」と呼ばれること、及び過圧縮量が大きくな
ると圧縮機の騒音、振動、トルク変動が増大し、吐出温
度の上昇、駆動に必要な動力の増加をもたらすことは前
述の通りであるが、この過圧縮量の大きさは吐出弁の開
きやすさに依存している。

【００２１】本発明の実施例の場合はバルブプレート３
及び５に切り欠き３７を設けているので、作動室１４又
は１５の圧力流体が、吐出口１８又は２１の断面積に相
当する領域にわたって吐出弁１６又は１７に作用するだ
けでなく、切り欠き３７を通って吐出弁１６又は１７の
表面により広く回り込んで、切り欠き３７の大きさに相
当する面積に対しても作用するので、流体圧力が作用す
る吐出弁１６又は１７上の有効面積が増大し、吐出弁１
６又は１７を開弁方向に押す力が大きくなって吐出弁１
６及び１７が開きやすくなる。

【００２２】従って、切り欠き３７を設けた場合は、そ
れを設けない場合に比べて吐出圧力を越える圧力の値が
小さくても吐出弁１６及び１７が開弁する。この関係を
図５のＰ−Ｖ線図によって示す。図５において、横軸に
は作動室１４又は１５の体積Ｖを、縦軸には作動室１４
又は１５の圧力Ｐをとって、斜板型圧縮機の行程に対す
る作動室１４又は１５の圧力の変化を示したものである
が、その最高圧力の部分において、実線によって示す本
発明の実施例の場合と、破線によって示す従来例（切り
欠き３７を設けない）の場合との間には明瞭な差が生じ
ている。即ち、本発明実施例による過圧縮量Ｐｔは、従
来例による過圧縮量Ｐｔ’のような尖頭値をもたず、平
均的に高さが低い。

【００２３】このように過圧縮量を減少させることによ
り、実際に騒音、振動、トルク変動等を低減させること
ができ、吐出温度の低下や駆動に必要な動力の減少など
の効果が得られることは、発明者等の実験によっても確
認されている。切り欠き３７の深さは、バルブプレート
３及び５の表面の環状の部分２０に形成されたショット
ブラスト加工による微細な凹凸よりも深いので、吐出弁
１６及び１７が長期間接触を繰り返しても摩滅するよう
なことがなく、環状の部分２０の効果が摩滅によって減
少しても、切り欠き３７を併せて設けてある場合は騒音
等の低減効果が持続する。

【００２４】図６は、従来の普通の斜板型圧縮機と、そ
のバルブプレートの吐出口に切り欠き３７を設けた場合
（本発明）とを比較して、発生する騒音のレベルを示し
たものである。いずれの場合にも設けられているショッ
トブラスト加工による微細な凹凸は時間と共に摩滅する
ので、騒音レベルは次第に高くなるが、切り欠き３７に
よる騒音低減効果は顕著である。

【００２５】本発明は実施例としてリード弁型の吐出弁
１６及び１７を有する斜板型圧縮機１を取り上げて説明
しているが、切り欠き３７を設ける対象は斜板型圧縮機
１のバルブプレート３又は５のようなものに限られない
ので、本発明は吐出弁を有する圧縮機一般に適用するこ
とができるものと考えられる。切り欠き３７の形状につ
いては、図示実施例の場合は楔形の溝として形成されて
いるが、同様な作用、効果をもたらすものであれば楔形
に代わる他の形状であってもよい。切り欠き３７の溝の
幅等は、吐出弁１６又は１７のシール性が十分に確保さ
れている限り、また作動室１４及び１５のデッドボリュ
ームの増大を無視し得る限り、可及的に大きくすること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明を実施すれば、吐出弁の吐出口の
下流側端面に切り欠きを設けるというきわめて簡単な手
段によって、圧縮機から発生する騒音、振動を低減させ
ることが可能になり、駆動のためのトルク変動や動力の
増大を防止し、吐出される流体の温度を低下させること
ができる。切り欠きを設けるために特別の工程を挿入す
る必要はなく、吐出口を穿孔する工程において同時に加
工することができ、加工がきわめて簡単であるから、本
発明の実施によってコストが増大することもない。本発
明による切り欠きは従来のショットブラスト加工による
微細な凹凸のように摩滅する恐れがないので、長期間安
定して効果が持続する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す横断側面図である。

【図２】図１の実施例の全体構成を示す縦断正面図であ
る。

【図３】図１の要部を拡大して示す側断面図である。

【図４】図３に示す要部の正断面図である。

【図５】本発明の作用、効果を説明するための実測のＰ
−Ｖ線図である。

【図６】本発明の騒音低減効果を従来例と比較して示す
線図である。

【符号の説明】

１…斜板型圧縮機 ２…シリンダブロック ３，５…バルブプレート ９，１１…吐出室 １４，１５…作動室 １６，１７…吐出弁 １８，２１…吐出口 ２３…斜板室 ２４…回転軸 ２７…斜板 ３０…双頭のピストン ３７…切り欠き ３８…押さえ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動室内で圧縮された流体の圧力に応じ
   て吐出室に向かって自動的に開弁することができる吐出
   弁と、作動室から前記吐出弁を経て前記吐出室に到る吐
   出通路として形成され前記吐出弁によって下流側端面を
   閉塞されている吐出口と、前記吐出口の下流側端面にお
   ける前記吐出弁の接触面の範囲内に形成され常時前記吐
   出口内の空間に連通している切り欠きとを備えているこ
   とを特徴とする圧縮機。