JPH07174071A - 圧縮機の吐出機構 - Google Patents
圧縮機の吐出機構Info
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- JPH07174071A JPH07174071A JP6187286A JP18728694A JPH07174071A JP H07174071 A JPH07174071 A JP H07174071A JP 6187286 A JP6187286 A JP 6187286A JP 18728694 A JP18728694 A JP 18728694A JP H07174071 A JPH07174071 A JP H07174071A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 騒音及び振動を低減した圧縮機を提供する。
【構成】 圧縮室と吐出室とを連通する吐出口の開閉を
制御するリード弁を吐出口に臨んで配設し、このリード
弁の吐出口に対向した面の表面粗度を比較的粗く、例え
ば、5〜25μmRzの表面粗度となるように形成す
る。
制御するリード弁を吐出口に臨んで配設し、このリード
弁の吐出口に対向した面の表面粗度を比較的粗く、例え
ば、5〜25μmRzの表面粗度となるように形成す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮機の吐出機構に関
し、特に圧縮室と吐出室とを連通する吐出口に臨んで設
けられたリード弁に関するものである。
し、特に圧縮室と吐出室とを連通する吐出口に臨んで設
けられたリード弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、流体を圧縮する圧縮機では騒
音や振動が発生し易い。これら騒音や振動の発生は、圧
縮行程における流体の過圧縮に主に起因していることは
周知のところである。ところで流体の圧縮は、圧縮室、
例えばシリンダに流体を取り込み、この後この流体の容
積を減少させることにより行われる。そして圧縮された
流体は吐出口を介して圧縮室から吐出室に吐出される。
米国特許第4,095,921号が開示するように、流
体が吐出室から圧縮室へ逆流することを防ぐため、リー
ド弁を吐出口に臨ませて配設し、これにより吐出口の開
閉を制御する圧縮機が知られている。この米国特許によ
れば、圧縮室と吐出室の圧力差に応じ、リード弁が撓
み、これによって吐出口の開閉が制御されている。
音や振動が発生し易い。これら騒音や振動の発生は、圧
縮行程における流体の過圧縮に主に起因していることは
周知のところである。ところで流体の圧縮は、圧縮室、
例えばシリンダに流体を取り込み、この後この流体の容
積を減少させることにより行われる。そして圧縮された
流体は吐出口を介して圧縮室から吐出室に吐出される。
米国特許第4,095,921号が開示するように、流
体が吐出室から圧縮室へ逆流することを防ぐため、リー
ド弁を吐出口に臨ませて配設し、これにより吐出口の開
閉を制御する圧縮機が知られている。この米国特許によ
れば、圧縮室と吐出室の圧力差に応じ、リード弁が撓
み、これによって吐出口の開閉が制御されている。
【0003】一般にこのような圧縮機においては、圧縮
機内の作動部分の潤滑を行うための潤滑油が、圧縮対象
の流体(例えば、冷媒)とともに、圧縮機内に取り込ま
れるようになっている。そして圧縮機の運転中、リード
弁や吐出口を含む圧縮機内の全ての作動部分が、この潤
滑油の薄い膜で被われる。
機内の作動部分の潤滑を行うための潤滑油が、圧縮対象
の流体(例えば、冷媒)とともに、圧縮機内に取り込ま
れるようになっている。そして圧縮機の運転中、リード
弁や吐出口を含む圧縮機内の全ての作動部分が、この潤
滑油の薄い膜で被われる。
【0004】上述した米国特許第4,095,921号
に記載されている圧縮機は、一般に多シリンダ型圧縮機
と呼ばれ、複数のシリンダ内に取り込まれた流体を、そ
れぞれのシリンダ内で往復運動するピストンによって圧
縮するものである。多シリンダ型圧縮機に属するものと
して、スワッシュ・プレート型圧縮機や揺動板型圧縮機
といったいわゆる斜板式圧縮機が知られている。例えば
揺動板型圧縮機にあっては、駆動軸とともに回転するカ
ムロータの回転運動を揺動板の揺動運動に変化させるこ
とで、ピストンを往復動させている(例えば米国特許第
4,893,993号)。さらに、特開昭58−158
382号で開示するように、駆動軸とともに回転するカ
ムロータの斜面に配設された揺動板の傾斜角を変化さ
せ、これによってピストンのストローク量を変化させる
ことで圧縮機の圧縮容量を可変とした可変容量型揺動式
圧縮機も周知である。
に記載されている圧縮機は、一般に多シリンダ型圧縮機
と呼ばれ、複数のシリンダ内に取り込まれた流体を、そ
れぞれのシリンダ内で往復運動するピストンによって圧
縮するものである。多シリンダ型圧縮機に属するものと
して、スワッシュ・プレート型圧縮機や揺動板型圧縮機
といったいわゆる斜板式圧縮機が知られている。例えば
揺動板型圧縮機にあっては、駆動軸とともに回転するカ
ムロータの回転運動を揺動板の揺動運動に変化させるこ
とで、ピストンを往復動させている(例えば米国特許第
4,893,993号)。さらに、特開昭58−158
382号で開示するように、駆動軸とともに回転するカ
ムロータの斜面に配設された揺動板の傾斜角を変化さ
せ、これによってピストンのストローク量を変化させる
ことで圧縮機の圧縮容量を可変とした可変容量型揺動式
圧縮機も周知である。
【0005】上記した米国特許第4,893,993号
が開示する揺動板型圧縮機はフロントエンドプレート、
一端にシリンダブロックを含む圧縮機ハウジング及びシ
リンダヘッドとを有している。フロントエンドプレート
はハウジングのシリンダブロックとは反対の端面に取り
付けられ、シリンダヘッドはハウジングのシリンダブロ
ック側の端面に弁板を介して取り付けられている。シリ
ンダヘッド内には吸入室および吐出室が画成されてい
る。前記シリンダブロックには周方向で等間隔に、複数
のシリンダがその軸心を後述する駆動軸の軸心と平行と
なるようにして形成されている。そして、それぞれのシ
リンダにはピストンが軸心方向で往復摺動自在に配設さ
れている。駆動機構はハウジング内を軸方向に延在する
駆動軸を含んでいる。上記駆動軸はその一端がフロント
エンドプレートを貫通するとともに、軸受を介してフロ
ントエンドプレートによって回転自在に支持されてい
る。上記駆動機構は駆動軸の内端に取り付けられ駆動軸
とともに回転するロータと、このロータの回転運動をピ
ストンの往復運動に変換する駆動力変換機構とを更に含
んでいる。なおピストンと駆動力変換機構とはピストン
ロッドを介して連結されている。
が開示する揺動板型圧縮機はフロントエンドプレート、
一端にシリンダブロックを含む圧縮機ハウジング及びシ
リンダヘッドとを有している。フロントエンドプレート
はハウジングのシリンダブロックとは反対の端面に取り
付けられ、シリンダヘッドはハウジングのシリンダブロ
ック側の端面に弁板を介して取り付けられている。シリ
ンダヘッド内には吸入室および吐出室が画成されてい
る。前記シリンダブロックには周方向で等間隔に、複数
のシリンダがその軸心を後述する駆動軸の軸心と平行と
なるようにして形成されている。そして、それぞれのシ
リンダにはピストンが軸心方向で往復摺動自在に配設さ
れている。駆動機構はハウジング内を軸方向に延在する
駆動軸を含んでいる。上記駆動軸はその一端がフロント
エンドプレートを貫通するとともに、軸受を介してフロ
ントエンドプレートによって回転自在に支持されてい
る。上記駆動機構は駆動軸の内端に取り付けられ駆動軸
とともに回転するロータと、このロータの回転運動をピ
ストンの往復運動に変換する駆動力変換機構とを更に含
んでいる。なおピストンと駆動力変換機構とはピストン
ロッドを介して連結されている。
【0006】前記したように、駆動力変換機構によって
ロータすなわち駆動軸の回転運動はピストンの往復運動
に変換される。従って、駆動軸の回転に伴ってピストン
は軸方向に離間した第1と第2の位置、すなわち二つの
「死点」間を往復動する。詳述すれば、駆動軸が1回転
する間にピストンは第1と第2の位置間を1往復する。
まず、ピストンが第1の位置から第2の位置に向けて移
動すると、シリンダ内の容積が次第に増大し、流体が吸
入室から弁板に穿設された吸入口を経てシリンダ内に取
り込まれる。そして、第2の位置に到達するとシリンダ
内の容積は最大となり、流体の取り込みが終了し、同時
にピストンは第2の位置から第1の位置に向けて移動を
開始する。これにつれ、シリンダ内の容積は最大値の状
態から次第に減少を始め、シリンダ内の圧力が次第に増
加する。そして、シリンダ内の圧力が所定値を越える
と、弁板に穿設された吐出口を開くようにリード弁が撓
み、この結果、圧縮された流体がシリンダ内すなわち圧
縮室から吐出室に吐出口を介して吐出される。そして、
第1の位置に到達すると同時に流体の吐出が終了し、再
びピストンは第1の位置から第2の位置に向けて移動を
開始する。上述したことから分かるように、駆動軸の1
回転すなわちピストンの1往復の間に、流体がシリンダ
内に取り込まれ、圧縮され、そして吐出室へ吐出され
る。ところで、このような圧縮機では圧縮機の圧縮効率
を高めるため、ピストンが第1の位置に到達した際、ピ
ストンの先端面は可能な限り弁板に近接するようになっ
ている。
ロータすなわち駆動軸の回転運動はピストンの往復運動
に変換される。従って、駆動軸の回転に伴ってピストン
は軸方向に離間した第1と第2の位置、すなわち二つの
「死点」間を往復動する。詳述すれば、駆動軸が1回転
する間にピストンは第1と第2の位置間を1往復する。
まず、ピストンが第1の位置から第2の位置に向けて移
動すると、シリンダ内の容積が次第に増大し、流体が吸
入室から弁板に穿設された吸入口を経てシリンダ内に取
り込まれる。そして、第2の位置に到達するとシリンダ
内の容積は最大となり、流体の取り込みが終了し、同時
にピストンは第2の位置から第1の位置に向けて移動を
開始する。これにつれ、シリンダ内の容積は最大値の状
態から次第に減少を始め、シリンダ内の圧力が次第に増
加する。そして、シリンダ内の圧力が所定値を越える
と、弁板に穿設された吐出口を開くようにリード弁が撓
み、この結果、圧縮された流体がシリンダ内すなわち圧
縮室から吐出室に吐出口を介して吐出される。そして、
第1の位置に到達すると同時に流体の吐出が終了し、再
びピストンは第1の位置から第2の位置に向けて移動を
開始する。上述したことから分かるように、駆動軸の1
回転すなわちピストンの1往復の間に、流体がシリンダ
内に取り込まれ、圧縮され、そして吐出室へ吐出され
る。ところで、このような圧縮機では圧縮機の圧縮効率
を高めるため、ピストンが第1の位置に到達した際、ピ
ストンの先端面は可能な限り弁板に近接するようになっ
ている。
【0007】リード弁に作用する力を以下に説明する。
吐出口はリード弁が弁板から離れる方向に撓むことで開
口し、これによりシリンダ内から吐出室へ圧縮流体が流
入する。従って、リード弁を弁板から離れさせるために
は、シリンダ内の圧縮流体の圧力によって生じるリード
弁を撓ませようとする力が、リード弁の弾性復原力とリ
ード弁と弁板との間に存在する潤滑油によって生じる両
部材を密着させる力との和を上回らなければならない。
なお、リード弁の弾性復原力は、弁の形状ならびに弁の
ヤング係数(弾力性)から求めることが出来る。また、
リード弁と弁板との間の密着力は、リード弁と弁板との
間に形成される油膜の厚さ、潤滑油の粘度、およびリー
ド弁と弁板との接触面積から求めることが可能である。
吐出口はリード弁が弁板から離れる方向に撓むことで開
口し、これによりシリンダ内から吐出室へ圧縮流体が流
入する。従って、リード弁を弁板から離れさせるために
は、シリンダ内の圧縮流体の圧力によって生じるリード
弁を撓ませようとする力が、リード弁の弾性復原力とリ
ード弁と弁板との間に存在する潤滑油によって生じる両
部材を密着させる力との和を上回らなければならない。
なお、リード弁の弾性復原力は、弁の形状ならびに弁の
ヤング係数(弾力性)から求めることが出来る。また、
リード弁と弁板との間の密着力は、リード弁と弁板との
間に形成される油膜の厚さ、潤滑油の粘度、およびリー
ド弁と弁板との接触面積から求めることが可能である。
【0008】リード弁と弁板との間に存在する潤滑油に
よって、リード弁と弁板とを互いに密着させ、シリンダ
の密封度を所望の状態に維持することは必要である。し
かしながら、従来技術では、リード弁の弁板と対向する
面の粗度が極めて滑らか(たとえば0.2〜0.8μm
Rzの範囲にある。なお、Rzは表面粗度の単位で、測定
対象表面の山の尾根部分の平均高さを示している)であ
るため両部材の接触面積が大きく、それ故、両部材間の
密着力が過度に大きなものとなっていた。
よって、リード弁と弁板とを互いに密着させ、シリンダ
の密封度を所望の状態に維持することは必要である。し
かしながら、従来技術では、リード弁の弁板と対向する
面の粗度が極めて滑らか(たとえば0.2〜0.8μm
Rzの範囲にある。なお、Rzは表面粗度の単位で、測定
対象表面の山の尾根部分の平均高さを示している)であ
るため両部材の接触面積が大きく、それ故、両部材間の
密着力が過度に大きなものとなっていた。
【0009】このため、シリンダ内の圧力が所定値を過
剰に越えたところでリード弁が撓み吐出口が開くことに
なる。この結果、リード弁がリテーナ(リテーナとはリ
ード弁に重なるように隣接配置されリード弁の過度な撓
みを防止する剛体の部材である)に激しく接触してしま
い、騒音の発生源となっている。しかも、このような場
合、圧縮機内部の作動部品には過度な摩擦が生じること
になり、この結果、圧縮機を運転するのに余分のエネル
ギーが消費され、運転効率が低下してしまう。又、圧縮
機内部の作動部品が過度に摩耗するので、圧縮機の寿命
が設計値より短くなってしまう。なお、上記したことと
同様な不具合は、多シリンダー型圧縮機だけでなく、リ
ード弁によって吐出口の開閉が制御される他のタイプの
圧縮機、例えばベーン型圧縮機や米国特許第4,90
0,238号で開示するところのスクロール型圧縮機に
も発生している。
剰に越えたところでリード弁が撓み吐出口が開くことに
なる。この結果、リード弁がリテーナ(リテーナとはリ
ード弁に重なるように隣接配置されリード弁の過度な撓
みを防止する剛体の部材である)に激しく接触してしま
い、騒音の発生源となっている。しかも、このような場
合、圧縮機内部の作動部品には過度な摩擦が生じること
になり、この結果、圧縮機を運転するのに余分のエネル
ギーが消費され、運転効率が低下してしまう。又、圧縮
機内部の作動部品が過度に摩耗するので、圧縮機の寿命
が設計値より短くなってしまう。なお、上記したことと
同様な不具合は、多シリンダー型圧縮機だけでなく、リ
ード弁によって吐出口の開閉が制御される他のタイプの
圧縮機、例えばベーン型圧縮機や米国特許第4,90
0,238号で開示するところのスクロール型圧縮機に
も発生している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、シリンダ内の圧力が所定値を過剰
に越えたところでリード弁を撓ませ、吐出口を開くよう
な現象を防止することにある。これにより、圧縮機から
発生する騒音や振動が低減され、さらにまた圧縮機の寿
命が設計値より短くなってしまうことが防止される。
しようとする課題は、シリンダ内の圧力が所定値を過剰
に越えたところでリード弁を撓ませ、吐出口を開くよう
な現象を防止することにある。これにより、圧縮機から
発生する騒音や振動が低減され、さらにまた圧縮機の寿
命が設計値より短くなってしまうことが防止される。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願発明による圧縮機に
あっては、内部に少なくとも一つのシリンダを軸方向に
形成したシリンダブロックを含むハウジングを有してい
る。シリンダ内には摺動自在にピストンが配設されてい
る。圧縮機の駆動機構は、ハウジングによって回転自在
に支持される駆動軸と、この駆動軸の回転運動をピスト
ンの往復運動に変換しピストンをシリンダ内で往復運動
させる駆動力変換機構とを有している。シリンダの一端
は弁板によって閉塞されている。ハウジング内には吸入
室と吐出室が弁板によってシリンダと隔てられた状態で
画成されている。弁板にはシリンダと吸入室並びに吐出
室とをそれぞれ連通する吸入口並びに吐出口が穿設され
ている。
あっては、内部に少なくとも一つのシリンダを軸方向に
形成したシリンダブロックを含むハウジングを有してい
る。シリンダ内には摺動自在にピストンが配設されてい
る。圧縮機の駆動機構は、ハウジングによって回転自在
に支持される駆動軸と、この駆動軸の回転運動をピスト
ンの往復運動に変換しピストンをシリンダ内で往復運動
させる駆動力変換機構とを有している。シリンダの一端
は弁板によって閉塞されている。ハウジング内には吸入
室と吐出室が弁板によってシリンダと隔てられた状態で
画成されている。弁板にはシリンダと吸入室並びに吐出
室とをそれぞれ連通する吸入口並びに吐出口が穿設され
ている。
【0012】リード弁が吐出側から前記吐出口に臨んだ
状態で配設され、吐出口の開閉を、シリンダ内の圧力と
吐出室内の圧力との差によって、リード弁が撓むことで
制御している。このリード弁の弁板側の面であって、少
なくとも吐出口及びこれの近傍部に対向する部分を5〜
25μmRz、山部の頂間の平均距離を75〜200μ
mSmの範囲の値にしている。
状態で配設され、吐出口の開閉を、シリンダ内の圧力と
吐出室内の圧力との差によって、リード弁が撓むことで
制御している。このリード弁の弁板側の面であって、少
なくとも吐出口及びこれの近傍部に対向する部分を5〜
25μmRz、山部の頂間の平均距離を75〜200μ
mSmの範囲の値にしている。
【0013】
【作用】リード弁の弁板と対向する面の粗度を比較的大
きな値、具体的には5〜25μmRz、山部の頂間の平
均距離を75〜200μmSmの範囲の値としたので、
リード弁と弁板との接触面積が大きな値とならない。こ
の結果、リード弁と弁板との間に存在する潤滑油によっ
て生じる両部材間の密着力が過度な値とならない。言い
換えれば、リード弁の弾性復原力とリード弁と弁板と密
着力との和が過度な値とならないということであり、リ
ード弁を弁板から離れる方向に撓ませようとするシリン
ダ内の圧縮流体の圧力が過度な値となるようなことがな
くなる。
きな値、具体的には5〜25μmRz、山部の頂間の平
均距離を75〜200μmSmの範囲の値としたので、
リード弁と弁板との接触面積が大きな値とならない。こ
の結果、リード弁と弁板との間に存在する潤滑油によっ
て生じる両部材間の密着力が過度な値とならない。言い
換えれば、リード弁の弾性復原力とリード弁と弁板と密
着力との和が過度な値とならないということであり、リ
ード弁を弁板から離れる方向に撓ませようとするシリン
ダ内の圧縮流体の圧力が過度な値となるようなことがな
くなる。
【0014】
【実施例】自動車用空調装置に使用される揺動板型圧縮
機を例にとり、図1を参照して、本発明の一実施例を詳
述する。揺動板型圧縮機は円筒状のケーシング2を含ん
でいる。ケーシング2はその一端にシリンダブロック5
を含み、その他端にはフロントエンドプレート1が固定
されている。これにより、シリンダーブロック5とフロ
ントエンドプレート1との間にクランク室4が画成され
る。シリンダーブロック5の一端には、弁板6を介して
シリンダーヘッド3が重ね合わされ複数のネジ(図示せ
ず)によってこれに取り付けられている。シリンダヘッ
ド3にはその中央部に吐出室32が、そして吐出室32
を取り囲むよう吸入室31が画成されている。
機を例にとり、図1を参照して、本発明の一実施例を詳
述する。揺動板型圧縮機は円筒状のケーシング2を含ん
でいる。ケーシング2はその一端にシリンダブロック5
を含み、その他端にはフロントエンドプレート1が固定
されている。これにより、シリンダーブロック5とフロ
ントエンドプレート1との間にクランク室4が画成され
る。シリンダーブロック5の一端には、弁板6を介して
シリンダーヘッド3が重ね合わされ複数のネジ(図示せ
ず)によってこれに取り付けられている。シリンダヘッ
ド3にはその中央部に吐出室32が、そして吐出室32
を取り囲むよう吸入室31が画成されている。
【0015】駆動軸7がフロントエンドプレート1の中
央部に穿設された穴11に挿通され、その内端はクラン
ク室4内に配置している。そして駆動軸7は穴11に配
設されたラジアルニードルベアリング8によって、フロ
ントエンドプレート1に回転可能に支持されている。駆
動軸7の内端には楔形のロータ9が固着され、駆動軸7
とともに回転するようになっている。フロントエンドプ
レート1の内側面とこれと対向するロータ9の一端面と
の間には、スラストニードルベアリング10が配設され
ロータ9からの軸方向荷重を受けつつ、これを回転可能
に支持している。さらにロータ9の他端の斜面には、ス
ラストニードルベアリング14を介して環状の揺動板1
2がロータ9と相対回転可能に配設されている。
央部に穿設された穴11に挿通され、その内端はクラン
ク室4内に配置している。そして駆動軸7は穴11に配
設されたラジアルニードルベアリング8によって、フロ
ントエンドプレート1に回転可能に支持されている。駆
動軸7の内端には楔形のロータ9が固着され、駆動軸7
とともに回転するようになっている。フロントエンドプ
レート1の内側面とこれと対向するロータ9の一端面と
の間には、スラストニードルベアリング10が配設され
ロータ9からの軸方向荷重を受けつつ、これを回転可能
に支持している。さらにロータ9の他端の斜面には、ス
ラストニードルベアリング14を介して環状の揺動板1
2がロータ9と相対回転可能に配設されている。
【0016】支持部材16は軸部161を含み、この軸
部161はシリンダブロック5の中央部に穿設された中
央孔51に挿入されている。軸部161はこれと中央孔
51との間に設けたキー・キー溝機構(図示せず)によ
って、その回転が阻止されるが、軸方向には可動となっ
ている。コイルスプリング161aが軸部161に穿設
された孔161b内に圧縮された状態で配設され、これ
により軸部161すなわち支持部材16が揺動板12の
方向に付勢されている。支持部材16の内端には傘歯車
部162が設けられ、その中央には略半球状の凹所16
2aが形成されている。傘歯車部162と対向するよう
にして傘歯車13が揺動板12の中央に嵌合固定されて
いる。傘歯車13の中央には、前記半球凹所162aと
同一の曲率を有する略半球状の凹所13aが形成されて
いる。鋼球15が傘歯車部162の半球凹所162aと
傘歯車13の半球凹所13aとの間で摺動可能に配設保
持されている。傘歯車部162と傘歯車13とが噛み合
うことにより、ロータ9の回転に伴い揺動板12は回転
することなく揺動運動を行う。
部161はシリンダブロック5の中央部に穿設された中
央孔51に挿入されている。軸部161はこれと中央孔
51との間に設けたキー・キー溝機構(図示せず)によ
って、その回転が阻止されるが、軸方向には可動となっ
ている。コイルスプリング161aが軸部161に穿設
された孔161b内に圧縮された状態で配設され、これ
により軸部161すなわち支持部材16が揺動板12の
方向に付勢されている。支持部材16の内端には傘歯車
部162が設けられ、その中央には略半球状の凹所16
2aが形成されている。傘歯車部162と対向するよう
にして傘歯車13が揺動板12の中央に嵌合固定されて
いる。傘歯車13の中央には、前記半球凹所162aと
同一の曲率を有する略半球状の凹所13aが形成されて
いる。鋼球15が傘歯車部162の半球凹所162aと
傘歯車13の半球凹所13aとの間で摺動可能に配設保
持されている。傘歯車部162と傘歯車13とが噛み合
うことにより、ロータ9の回転に伴い揺動板12は回転
することなく揺動運動を行う。
【0017】図1中ではただ一つしか示されていない
が、シリンダブロック5には複数の、例えば図2で示す
ように7つのシリンダ52が周方向で等間隔に、また、
その軸心を駆動軸7の軸心と平行となるようにして形成
されている。なお、それぞれのシリンダ52にはピスト
ン17が軸心方向で往復摺動自在に配設されている。ピ
ストンロッド18がピストン17と揺動板12とを連結
しており、ピストンロッド18の一端に形成された球部
18aがピストン17に、他端に形成された球部18b
が揺動板12にそれぞれ摺動自在に受容にされている。
が、シリンダブロック5には複数の、例えば図2で示す
ように7つのシリンダ52が周方向で等間隔に、また、
その軸心を駆動軸7の軸心と平行となるようにして形成
されている。なお、それぞれのシリンダ52にはピスト
ン17が軸心方向で往復摺動自在に配設されている。ピ
ストンロッド18がピストン17と揺動板12とを連結
しており、ピストンロッド18の一端に形成された球部
18aがピストン17に、他端に形成された球部18b
が揺動板12にそれぞれ摺動自在に受容にされている。
【0018】弁板6には吸入室31とシリンダ52とを
連通する吸入口6a並びに吐出室32とシリンダ52と
を連通する吐出口6bがそれぞれ穿設されている。弁板
6のシリンダヘッド3側の端面には図3に示すようなリ
ード弁61(図1には図示せず)が隣接配設されてい
る。リード弁61はシリンダ52の数と同数の放射状に
延在する先端部63を有しており、この先端部63によ
って吐出口6bの開閉が制御される。さらに、リード弁
61の中央部には後述するボルトの軸部が貫通するため
の穴621が穿設されている。また、リード弁61と重
なるようにしてリード弁61とほぼ同様な形状の鋼製の
リテーナ65(図1では、断面図のため一つの板状片の
ように示されている。)が配設されている。リテーナ6
5はその先端部があらかじめ設定した略円弧の形状に曲
げられており、圧縮流体が吐出口6bを介してシリンダ
52から吐出室32へ吐出される際、リード弁61が過
度にシリンダヘッド3側に撓むことを防いでいる。リー
ド弁61並びにリテーナ65はその中央部において、ボ
ルト・ナット62によって弁板6に固定されている。
連通する吸入口6a並びに吐出室32とシリンダ52と
を連通する吐出口6bがそれぞれ穿設されている。弁板
6のシリンダヘッド3側の端面には図3に示すようなリ
ード弁61(図1には図示せず)が隣接配設されてい
る。リード弁61はシリンダ52の数と同数の放射状に
延在する先端部63を有しており、この先端部63によ
って吐出口6bの開閉が制御される。さらに、リード弁
61の中央部には後述するボルトの軸部が貫通するため
の穴621が穿設されている。また、リード弁61と重
なるようにしてリード弁61とほぼ同様な形状の鋼製の
リテーナ65(図1では、断面図のため一つの板状片の
ように示されている。)が配設されている。リテーナ6
5はその先端部があらかじめ設定した略円弧の形状に曲
げられており、圧縮流体が吐出口6bを介してシリンダ
52から吐出室32へ吐出される際、リード弁61が過
度にシリンダヘッド3側に撓むことを防いでいる。リー
ド弁61並びにリテーナ65はその中央部において、ボ
ルト・ナット62によって弁板6に固定されている。
【0019】上記した構造において、ロータ9の回転に
伴って揺動板12が揺動すると、各ピストン17が位相
を変えて対応するシリンダ52内をその上・下死点間で
往復動し、リード弁61の各先端部63が弁板6から離
間する方向に順次撓み吐出口6bを開く。
伴って揺動板12が揺動すると、各ピストン17が位相
を変えて対応するシリンダ52内をその上・下死点間で
往復動し、リード弁61の各先端部63が弁板6から離
間する方向に順次撓み吐出口6bを開く。
【0020】ところで、リード弁61の素材は炭素鋼
で、少なくとも500Hvの硬度を有し、引張り強さは
168.74〜193.34kgf/mm2の範囲にあ
るものが好ましい。そして、特にバネ鋼であることが好
ましい。一方、弁板6の素材は、その硬度が120〜4
50Hvの範囲にある炭素鋼が好ましい。従って、リー
ド弁61の硬度は弁板6のそれより大幅に大きい。それ
故、リード弁61が弁板6と頻繁に接触を繰り返して
も、これらの間で偏摩耗が発生することが回避できる。
で、少なくとも500Hvの硬度を有し、引張り強さは
168.74〜193.34kgf/mm2の範囲にあ
るものが好ましい。そして、特にバネ鋼であることが好
ましい。一方、弁板6の素材は、その硬度が120〜4
50Hvの範囲にある炭素鋼が好ましい。従って、リー
ド弁61の硬度は弁板6のそれより大幅に大きい。それ
故、リード弁61が弁板6と頻繁に接触を繰り返して
も、これらの間で偏摩耗が発生することが回避できる。
【0021】図4から分かるように、リード弁61の各
先端部63は、それぞれ対応する吐出口6bと重なり合
うようになっているが、吐出口6bより径方向外方に位
置する吸入口6aとは重なり合っていない。それ故、図
示はしないが、米国特許第4,011,029号で開示
するような吸入弁が、リード弁61とは別体で弁体6の
クランク室4側端面に配設されている。
先端部63は、それぞれ対応する吐出口6bと重なり合
うようになっているが、吐出口6bより径方向外方に位
置する吸入口6aとは重なり合っていない。それ故、図
示はしないが、米国特許第4,011,029号で開示
するような吸入弁が、リード弁61とは別体で弁体6の
クランク室4側端面に配設されている。
【0022】なお、リード弁の形状は上記したものに限
定されるものでなく、例えば、それぞれ別個に複数個用
意した後、これらを個々に対応する吐出口に臨ませて固
定するようにしてもよい。とは言え、上記したリード弁
61を用いれば、不必要に部品点数を増加させることを
防ぐことができ、しかも、圧縮機の組立が簡便になると
いう利点が有る。
定されるものでなく、例えば、それぞれ別個に複数個用
意した後、これらを個々に対応する吐出口に臨ませて固
定するようにしてもよい。とは言え、上記したリード弁
61を用いれば、不必要に部品点数を増加させることを
防ぐことができ、しかも、圧縮機の組立が簡便になると
いう利点が有る。
【0023】図5は、吐出口6bがリード弁61の先端
部63によって閉鎖されている状態を示している。この
時、先端部63の弾性復原力は、シリンダ52内の圧縮
流体の圧力によって生じるリード弁61の先端部63を
弁板6から離間させる方向に撓ませる力より勝ってい
る。図6は、リード弁61の先端部63が弁板6から離
間させる方向に撓み、吐出口6bが開口した状態を示し
ている。この時、シリンダ52内の圧縮流体の圧力によ
って生じるリード弁61の先端部63を弁板6から離間
させる方向に撓ませる力は、リード弁61の先端部63
の弾性復原力と弁体6とリード弁61の先端部63との
間の密着力の和より勝っている。
部63によって閉鎖されている状態を示している。この
時、先端部63の弾性復原力は、シリンダ52内の圧縮
流体の圧力によって生じるリード弁61の先端部63を
弁板6から離間させる方向に撓ませる力より勝ってい
る。図6は、リード弁61の先端部63が弁板6から離
間させる方向に撓み、吐出口6bが開口した状態を示し
ている。この時、シリンダ52内の圧縮流体の圧力によ
って生じるリード弁61の先端部63を弁板6から離間
させる方向に撓ませる力は、リード弁61の先端部63
の弾性復原力と弁体6とリード弁61の先端部63との
間の密着力の和より勝っている。
【0024】図5、図6から分かるように、リード弁6
1の先端部63の吐出口6bと対向する方の面64は、
比較的粗く形成されている、例えば好ましくは5〜25
μmRzの表面粗度となるように形成されている。この
粗面の形成手段として、ショット・ブラスティング加
工、蒸気ホーニング加工、研削加工、プレス加工、エッ
チング加工、ローレット加工、及び切削加工が挙げられ
る。上記した形成手段のうち、例えばショット・ブラス
ティング加工にあっては、圧搾空気とともに粉体を面6
4に噴射衝突させ粗面を形成している。なお、圧搾空気
の噴射スピードを適宜選択することにより粉体の運動エ
ネルギーを制御することが可能である。そしてこの粉体
の運動エネルギーを制御することにより、面64の粗度
(Rz)を選択することが出来る。さらに、粉体の粒度
を変化させることで、図7に示す山頂間の平均距離(S
m)を選択することが可能である。なお、粉体の粒径に
ついては75〜200μmの範囲内のものが好ましい。
1の先端部63の吐出口6bと対向する方の面64は、
比較的粗く形成されている、例えば好ましくは5〜25
μmRzの表面粗度となるように形成されている。この
粗面の形成手段として、ショット・ブラスティング加
工、蒸気ホーニング加工、研削加工、プレス加工、エッ
チング加工、ローレット加工、及び切削加工が挙げられ
る。上記した形成手段のうち、例えばショット・ブラス
ティング加工にあっては、圧搾空気とともに粉体を面6
4に噴射衝突させ粗面を形成している。なお、圧搾空気
の噴射スピードを適宜選択することにより粉体の運動エ
ネルギーを制御することが可能である。そしてこの粉体
の運動エネルギーを制御することにより、面64の粗度
(Rz)を選択することが出来る。さらに、粉体の粒度
を変化させることで、図7に示す山頂間の平均距離(S
m)を選択することが可能である。なお、粉体の粒径に
ついては75〜200μmの範囲内のものが好ましい。
【0025】リード弁61の先端部63の吐出口6bと
対向する方の面64を、比較的粗く形成することによっ
て、リード弁61の先端部63と弁板6との接触面積を
小さくでき、この結果、潤滑油の介在によって生じるリ
ード弁61の先端部63と弁板6との間の密着力が過度
に大きくなってしまうことを防いでいる。
対向する方の面64を、比較的粗く形成することによっ
て、リード弁61の先端部63と弁板6との接触面積を
小さくでき、この結果、潤滑油の介在によって生じるリ
ード弁61の先端部63と弁板6との間の密着力が過度
に大きくなってしまうことを防いでいる。
【0026】図8を参照して、本発明の一実施例の変形
例について説明を行う。リード弁61の先端部63はそ
の最先端が、弁板6から離間した状態で最初から折曲げ
られている。図中でLによって示される折曲げ量は、具
体的には0.05〜0.25mmの範囲にある。なお、
従来技術にあっては、Lの値は0.05〜0.15mm
の範囲にあるよう製作されていた。本変形例によれば、
先端部63を上記した範囲で折曲げるようにしたので、
リード弁61の先端部63を弁板6から離間させる方向
に撓ませるためのシリンダ52内の圧縮流体の圧力はさ
らに小さな値となる。
例について説明を行う。リード弁61の先端部63はそ
の最先端が、弁板6から離間した状態で最初から折曲げ
られている。図中でLによって示される折曲げ量は、具
体的には0.05〜0.25mmの範囲にある。なお、
従来技術にあっては、Lの値は0.05〜0.15mm
の範囲にあるよう製作されていた。本変形例によれば、
先端部63を上記した範囲で折曲げるようにしたので、
リード弁61の先端部63を弁板6から離間させる方向
に撓ませるためのシリンダ52内の圧縮流体の圧力はさ
らに小さな値となる。
【0027】図9で示すグラフを参照して本願発明の一
実施例の効果を説明する。このグラフでは縦軸に圧力、
横軸に容積をとっている。グラフ中、Aで示す曲線は従
来技術におけるシリンダ内の圧縮流体の特性を表し、B
およびCで示す曲線は本願発明の一実施例及びその変形
例におけるシリンダ内の圧縮流体の特性をそれぞれ表し
ている。グラフから分かるように、シリンダ内の圧縮流
体の圧力のピーク値は、本願発明の一実施例ではP2と
なって従来技術のピーク値P1と比較して大幅に低下し
ている。さらに、本願発明の一実施例の変形例では、ピ
ーク値はP3となりさらに低下している。
実施例の効果を説明する。このグラフでは縦軸に圧力、
横軸に容積をとっている。グラフ中、Aで示す曲線は従
来技術におけるシリンダ内の圧縮流体の特性を表し、B
およびCで示す曲線は本願発明の一実施例及びその変形
例におけるシリンダ内の圧縮流体の特性をそれぞれ表し
ている。グラフから分かるように、シリンダ内の圧縮流
体の圧力のピーク値は、本願発明の一実施例ではP2と
なって従来技術のピーク値P1と比較して大幅に低下し
ている。さらに、本願発明の一実施例の変形例では、ピ
ーク値はP3となりさらに低下している。
【0028】本願の出願人であるところのサンデン株式
会社で製造販売している揺動板型圧縮機(型式SD70
9P)に、上述した本願発明の一実施例及びその変形例
を実際に適用させ、次のような結果を得た。本願発明の
一実施例では、シリンダ52内の圧縮流体の圧力のピー
ク値20.4kg/cm2・Gとなった。本願発明の一
実施例の変形例では、シリンダ52内の圧縮流体の圧力
のピーク値は、さらに低くなり19.2kg/cm2・
Gとなった。
会社で製造販売している揺動板型圧縮機(型式SD70
9P)に、上述した本願発明の一実施例及びその変形例
を実際に適用させ、次のような結果を得た。本願発明の
一実施例では、シリンダ52内の圧縮流体の圧力のピー
ク値20.4kg/cm2・Gとなった。本願発明の一
実施例の変形例では、シリンダ52内の圧縮流体の圧力
のピーク値は、さらに低くなり19.2kg/cm2・
Gとなった。
【0029】参考までに上述した本願発明の一実施例を
適用しなかった場合(すなわち従来技術)では、シリン
ダ52内の圧縮流体の圧力のピーク値は、24.6kg
/cm2・Gであった。なお、試験条件は、吸入圧を
1.76kg/cm2・G、吐出圧を17.6kg/c
m2・G、駆動軸の回転速度を2500RPMとした。
適用しなかった場合(すなわち従来技術)では、シリン
ダ52内の圧縮流体の圧力のピーク値は、24.6kg
/cm2・Gであった。なお、試験条件は、吸入圧を
1.76kg/cm2・G、吐出圧を17.6kg/c
m2・G、駆動軸の回転速度を2500RPMとした。
【0030】なお、本発明は、圧縮機の圧縮機構にとら
われることなく、例えば米国特許第4,900,238
号で開示するようなスクロール型圧縮機にも適用可能で
ある。
われることなく、例えば米国特許第4,900,238
号で開示するようなスクロール型圧縮機にも適用可能で
ある。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本願発明によれば、
従来技術と比較して大幅にシリンダ52内の圧縮流体の
圧力のピーク値を小さく出来る。従って、圧縮流体が吐
出室32へ吐出される際、リード弁61がリテーナ65
に激しく接触するようなことを防止できる。さらに、圧
縮機の運転時に圧縮機内部の作動部品に過度な摩擦が生
じることがなくなる。この結果、圧縮機を運転するのに
余分のエネルギーが消費され、運転効率が低下すること
が防止される。又、圧縮機内部の作動部品が過度に摩耗
することがなくなるので、圧縮機の寿命が設計値より短
くなってしまうようなことも防げる。
従来技術と比較して大幅にシリンダ52内の圧縮流体の
圧力のピーク値を小さく出来る。従って、圧縮流体が吐
出室32へ吐出される際、リード弁61がリテーナ65
に激しく接触するようなことを防止できる。さらに、圧
縮機の運転時に圧縮機内部の作動部品に過度な摩擦が生
じることがなくなる。この結果、圧縮機を運転するのに
余分のエネルギーが消費され、運転効率が低下すること
が防止される。又、圧縮機内部の作動部品が過度に摩耗
することがなくなるので、圧縮機の寿命が設計値より短
くなってしまうようなことも防げる。
【図1】本発明の一実施例による揺動板型圧縮機の縦断
面図である。
面図である。
【図2】図1におけるII−II断面図である。
【図3】本発明の一実施例によるリード弁の平面図であ
る。
る。
【図4】本発明の一実施例による弁板の平面図である。
【図5】本発明の一実施例の要部を示すリード弁周りの
拡大断面図であって、リード弁が吐出口を閉じた状態を
示している。
拡大断面図であって、リード弁が吐出口を閉じた状態を
示している。
【図6】本発明の一実施例の要部を示すリード弁周りの
拡大断面図であって、リード弁が吐出口を開いた状態を
示している。
拡大断面図であって、リード弁が吐出口を開いた状態を
示している。
【図7】リード弁の弁板に対向する面の粗度を説明する
ための模式断面図である。
ための模式断面図である。
【図8】図3におけるVII−VII断面を拡大した図
に相当するもので、本発明の一実施例の変形例を示して
いる。
に相当するもので、本発明の一実施例の変形例を示して
いる。
【図9】本発明の一実施例の効果を説明するためのグラ
フで、縦軸に圧力を横軸に容積をとっている。
フで、縦軸に圧力を横軸に容積をとっている。
1…フロントエンドプレート、2…ケーシング、3…シ
リンダヘッド、4…クランク室、5…シリンダブロッ
ク、6…弁板、6a…吸入口、6b…吐出口、7…駆動
軸、9…ロータ、12…揺動板、13…傘歯車、17…
ピストン、18…ピストンロッド、31…吸入室、32
…吐出室、52…シリンダ、61…リード弁、62…ボ
ルト・ナット、63…先端部、64…面、65…リテー
ナ、161…軸部、162…傘歯車部
リンダヘッド、4…クランク室、5…シリンダブロッ
ク、6…弁板、6a…吸入口、6b…吐出口、7…駆動
軸、9…ロータ、12…揺動板、13…傘歯車、17…
ピストン、18…ピストンロッド、31…吸入室、32
…吐出室、52…シリンダ、61…リード弁、62…ボ
ルト・ナット、63…先端部、64…面、65…リテー
ナ、161…軸部、162…傘歯車部
Claims (24)
- 【請求項1】 圧縮機構とこれを動作させる駆動機構を
内部に配設するとともに内部に吐出室を画成したハウジ
ングと;前記圧縮機構の動作に伴って画成される圧縮室
と;前記吐出室と前記圧縮室とを連通する吐出口と;前
記吐出口に前記吐出室側から臨んでこれに重なり配設さ
れ、前記吐出口の開閉を、前記圧縮室内の圧力と前記吐
出室内の圧力との差によって制御する弾性部材を有し;
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分を所定の表
面粗度としたことを特徴とする圧縮機。 - 【請求項2】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
所定の表面粗度は5〜25μmRz、山部の頂間の平均
距離を75〜200μmSmの範囲であることを特徴と
する。 - 【請求項3】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材がバネ鋼製であることを特徴とする。 - 【請求項4】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材の前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分
を前記吐出口及びこれの近傍部から次第に離間させるよ
うにあらかじめ折曲げたことを特徴とする。 - 【請求項5】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前記
吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、ショット・
ブラスティング加工によって処理されていることを特徴
とする。 - 【請求項6】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前記
吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、蒸気ホーニ
ング加工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項7】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前記
吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、研削加工に
よって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項8】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前記
吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、プレス加工
によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項9】 請求項1に記載の圧縮機において、前記
弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前記
吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、エッチング
加工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項10】 請求項1に記載の圧縮機において、前
記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前
記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、ローレッ
ト加工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項11】 請求項1に記載の圧縮機において、前
記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも前
記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、切削加工
によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項12】 請求項1に記載の圧縮機において、前
記圧縮機構がスクロール型圧縮機構であることを特徴と
する。 - 【請求項13】 請求項1に記載の圧縮機において、前
記圧縮機構が揺動板型圧縮機構であることを特徴とす
る。 - 【請求項14】 内部に少なくとも一つのシリンダを軸
方向に形成したシリンダブロックを含むハウジングと;
前記シリンダ内に摺動自在に配設されたピストンと;前
記ハウジングによって回転自在に支持される駆動軸と、
該駆動軸の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換し
前記ピストンを前記シリンダ内で往復運動させる駆動力
変換機構とを有する駆動機構と;前記シリンダの一端を
閉塞する板材と;前記シリンダとは前記板材によって隔
てられ前記ハウジング内に画成された吸入室と吐出室
と;前記板材に穿設され前記シリンダと前記吸入室並び
に前記吐出室とをそれぞれ連通する吸入口並びに吐出口
と;前記吐出室側から前記吐出口に臨み前記吐出口の開
閉を、前記シリンダ内の圧力と前記吐出室内の圧力との
差によって制御する弾性部材とを含み;前記弾性部材の
前記板材側の面であって、少なくとも前記吐出口及びこ
れの近傍部に対向する部分を所定の表面粗度としたこと
を特徴とする圧縮機。 - 【請求項15】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記所定の表面粗度は5〜25μmRz、山部の頂間の
平均距離を75〜200μmSmの範囲であることを特
徴とする。 - 【請求項16】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材がバネ鋼製であることを特徴とする。 - 【請求項17】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記吐出口及びこれの近傍部に対向する
部分を前記吐出口及びこれの近傍部から次第に離間させ
るようにあらかじめ折曲げたことを特徴とする。 - 【請求項18】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、ショッ
ト・ブラスティング加工によって処理されていることを
特徴とする。 - 【請求項19】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、蒸気ホ
ーニング加工によって処理されていることを特徴とす
る。 - 【請求項20】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、研削加
工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項21】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、プレス
加工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項22】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、エッチ
ング加工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項23】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、ローレ
ット加工によって処理されていることを特徴とする。 - 【請求項24】 請求項14に記載の圧縮機において、
前記弾性部材の前記圧縮室側の面であって、少なくとも
前記吐出口及びこれの近傍部に対向する部分は、切削加
工によって処理されていることを特徴とする。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050418 |
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| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050418 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050906 |