JPH09158876A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動室１０から吐出口１１へ至って形成され
る空間の体積（デットボリューム）を小さくする 【構成】 断面をくの字の弁体１５を回転可能に支持す
る回転軸１５ａを吐出室１３側に配置する。さらに、回
転軸１５ａを、固定スクロール９の端板部９ｂの厚み方
向に対して直角に配置するとともに、弁体１５の重心位
置より重力方向に高い位置に配置する。これにより、吐
出口１１が閉じた状態では、自重または作動室１０と吐
出室１３との圧力差により、弁体１５のうち断面くの字
形状を形成する一の稜線側面１５ｄが吐出口１１を閉塞
するように構成され、一方、吐出口１１の最大開口状態
では、弁体１５のうち断面くの字形状を形成する他の稜
線側面１５ｅが端板部９ｂに接触する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機の吐出弁装
置に関するもので、スクロール型圧縮機に用いて好適で
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧縮機の吐出口に設けられる吐出
弁装置の構造は、実開昭６０−４５８８５号公報に記載
のごとく、板状の弁体と弁体の最大開度を規制するスト
ッパとを圧縮機のハウジング（この例では、固定スクロ
ールの端板部）に、その厚み方向にボルトをねじ込んで
固定したものである。なお、吐出口はハウジングに形成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吐出口から
吐出する流体の流体力により、ボルトには曲げモーメン
トおよびボルト軸方向の引張力が作用する。したがっ
て、このボルトは、安全率を考慮した上で、これらの作
用力に対抗し得るボルト（具体的には、ボルトの種類、
ねじの呼び、呼び長さおよび強度区分等）を選定しなけ
ればならない。

【０００４】また、ボルトがねじ込まれているハウジン
グは、流体を圧縮する作動室の隔壁を形成しているの
で、ボルトがねじ込まれている側のハウジングの肉厚
は、ボルトがハウジングを貫通しないように呼び長さよ
り厚くしなければならなかった。なお、通常、圧力に対
抗するため必要なハウジングの肉厚は、呼び長さに比べ
て小さい。

【０００５】このため、作動室から吐出口へ至るハウジ
ングの肉厚によって形成される空間の体積（デットボリ
ューム）が大きくなるので、圧縮機の体積（容積）効率
の低下およびデットボリューム分の流体の逆流という問
題を有していた。本発明は、上記点に鑑み、作動室から
吐出口へ至って形成される空間の体積（デットボリュー
ム）を小さくすることのできる吐出弁装置を供給するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に
記載の発明では、弁体（１５）を回転可能に支持する回
転軸（１５ａ）を吐出室（１３）側に配置する。この回
転軸（１５ａ）は、ハウジング（９）の厚み方向に対し
て略直角に配置されいることを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の圧縮機において、吐出口（１１）が閉じた状態で
は、弁体（１５）のうち断面くの字形状を形成する一の
稜線側面（１５ｄ）が吐出口（１１）を閉塞するように
構成され、一方、吐出口（１１）の最大開口状態では、
弁体（１５）のうち断面くの字形状を形成する他の稜線
側面（１５ｅ）がハウジング（９）に接触するように構
成されていることを特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
２に記載の圧縮機において、回転軸（１５ａ）は弁体
（１５）の重心位置より重力方向に高い位置に配置され
ている。そして、弁体（１５）は、重力によって吐出口
（１１）を閉塞することを特徴とする。請求項４に記載
の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の
圧縮機において、ハウジング（９）のうち吐出室（１
３）側の吐出口（１１）には、その他の部位に比べて肉
厚の薄い凹部（１１ａ）が形成されている。そして、回
転軸（１５ａ）は、凹部（１１ａ）内に配置されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記
載の圧縮機。

【０００９】次に、作用効果を述べる。請求項１〜４に
記載の発明によれば、回転軸（１５ａ）は、ハウジング
（９）の厚み方向に対して略直角になるように配置され
ているので、回転軸（１５ａ）の長さおよび直径等の寸
法とは独立に、ハウジング（９）の厚みを設定すること
ができる。したがって、従来の弁体と弁体の最大開度を
規制するストッパとをハウジング（９）の厚み方向にボ
ルトをねじ込んで固定したものに比べて、ボルトの呼び
長さを考慮しなくてもよいので、ハウジング（９）の厚
みを薄くすることができる。延いては、作動室（１０）
から吐出口（１１）へ至るハウジングの厚み（肉厚）に
よって形成される空間の体積（デットボリューム）を小
さくすることができるので、圧縮機の体積（容積）効率
の低下およびデットボリューム分の流体の逆流を抑制す
ることができる。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、吐出口
（１１）が閉じた状態では、弁体（１５）のうち断面く
の字形状を形成する一の稜線側面（１５ｄ）が吐出口
（１１）を閉塞するように構成され、一方、吐出口（１
１）の最大開口状態では、弁体（１５）のうち断面くの
字形状を形成する他の稜線側面（１５ｅ）がハウジング
（９）に接触するように構成されているので、弁体（１
５）の断面くの字形状を形成する角度（θ）を調整する
ことにより、容易に最大開口状態を規制することができ
る。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、弁体（１
５）は、回転軸（１５ａ）を介して回転可能に支持さ
れ、かつ、重力によって吐出口（１１）を閉塞するの
で、弁体（１５）に作用する力は、吐出口（１１）から
吐出される流体の流体力および弁体（１５）の自重であ
る。したがって、自重による弁体（１５）に作用する曲
げモーメントは殆ど無視することができるので、靱性に
優れた高価な材料を使用する必要がなく、安価な材料に
て弁体（１５）を製作することができる。

【００１２】また、回転軸（１５ａ）には捩じりモーメ
ントが作用しないので、回転軸（１５ａ）の寿命低下を
抑制することができる。したがって、前述の安価な材料
にて弁体（１５）を製作することと相まって、圧縮機の
製造原価の低減を図ることができる。また、弁体（１
５）は回転軸（１５ａ）を介して回転可能に支持されて
いるので、弁体（１５）は回転軸（１５ａ）周りのモー
メントに対抗しない。したがって、作動室（１０）から
吐出室（１３）へ流れる流体の流体抵抗が小さくなるの
で、圧縮機の効率の向上を図ることができる。

【００１３】また、弁体１５の自重または吐出室（１
３）内圧力と作動室（１０）内圧力との圧力差によっ
て、弁体（１５）は吐出口（１１）に押しつけられるの
で、圧縮機から吐出された流体が作動室（１０）内に逆
流することを防止することができる。したがって、流体
の逆流による圧縮機の逆転を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （実施形態）図１に示す圧縮機１は、渦巻き状の可動ス
クロールと固定スクロールとからなる周知のスクロール
型圧縮機である。

【００１５】２は、圧縮機１のフロントハウジングで、
このフロントハウジング２のほぼ中心部に、シャフト３
を回転可能に支持するため軸受４が配置されている。こ
のシャフト３の軸方紙面右側には、その軸中心から偏心
した位置にシャフト３と一体に駆動キー５ａが形成され
ており、この駆動キー５ａの外側には、ブッシュ８が挿
入されている。ブッシュ８には、駆動キー５ａが挿入さ
れるキー溝８ａが設けられており、駆動キー５ａおよび
キー溝８ａの断面形状は、図２に示すように、略長方形
に形成されている。

【００１６】また、駆動キー５ａ側のフロントハウジン
グ２端部には、渦巻き状の歯部６ａを有する可動スクロ
ール６が配置されている。そして、可動スクロール６の
中心に設けられたボス部６ｃには、軸受７が圧入されて
おり、この軸受７の内側には、ブッシュ８が配置されて
いる。なお、軸受７はシェル型の針状ころ軸受で、ブッ
シュ８の円筒側面（ブッシュ８と軸受７の針状ころ７ａ
との接触面）が軸受７の軌道面を兼ねることにより、ボ
ス部６ｃの小型化を図っている。

【００１７】そして、キー溝８ａの断面長手方向寸法
は、図２に示すように、駆動キー５ａの断面長手方向寸
法に比べて僅かに大きく、駆動キー５ａはキー溝８ａに
対して、断面長手方向寸法に移動可能に挿入されてい
る。また、駆動キー５ａおよびキー溝８ａの断面長手方
向は、可動スクロール６の公転方向とは逆向きに傾いて
（図２のｗ）いる。以上に述べた駆動キー５ａ、ブッシ
ュ８およびキー溝８ａにより、クランク部５が構成され
ている。

【００１８】また図１において、９は、渦巻き状の歯部
９ａを有する固定スクロールで、固定スクロール９は、
図示されていないボルトによって、フロントハウジング
２に組付けられている。この固定スクロール９と可動ス
クロール６とによって流体を圧縮する作動室１０が形成
され、可動スクロール６は、固定スクロール９とフロン
トハウジング２とから形成される空間内でシャフト３の
回転軸周りに公転している。

【００１９】固定スクロール９の端板９ｂのうち吐出室
１３側のほぼ中央部には、端板９ｂの肉厚が薄くなるよ
うに凹部１１ａが形成され、この凹部１１ａの底部に
は、圧縮された流体を吐出する吐出口１１が設けられて
いる。この吐出口１１は、固定スクロール９の端板９ｂ
とリヤハウジング１２とによって形成される吐出室１３
と作動室１０とを連通させており、吐出室１３は、圧縮
流体の脈動を平滑化するものである。

【００２０】また、吐出口１１の吐出室側の開口部に
は、圧縮室への逆流を防止する吐出口弁装置１４が設け
られており、この吐出弁装置１４は、図３に示すよう
に、吐出口１１の開閉を行う弁体１５と、弁体１５を回
転可能に支持する回転軸１５ａと、この回転軸１５ａを
固定スクロール９の端板９ｂに係止する係止具１５ｂと
から構成れている。

【００２１】回転軸１５ａは、その軸方向を固定スクロ
ール９の端板９ｂの厚み方向に対して略直角になるよう
に、固定スクロール９の端板９ｂに形成された係止穴１
５ｃ内に配置された状態で、係止穴１５ｃに嵌合された
樹脂製の係止具１５ｂによって回転可能に脱落防止され
ている。また、弁体１５は樹脂またはＳＰＣＣ（冷間圧
延鋼板）等の成形し易く安価な材料にて、図４に示すよ
うに、回転軸１５ａに対して直角方向断面をくの字状に
形成されている。そして、その折り曲げ部が回転軸１５
ａに接合しており、回転軸１５ａを介して固定スクロー
ル９の端板９ｂに対して回転可能に支持されている。な
お、回転軸１５ａは、図１、４に示すように、弁体１５
の重心位置より重力方向に高い位置、すなわち、弁体１
５の自重により吐出口１１を閉じるような位置に配置さ
れており、吐出口１１が閉じた状態では、弁体１５のう
ち断面くの字形状を形成する一の稜線側面１５ｄが吐出
口１１を閉塞するように構成されいる。また、吐出口１
１が最も開口した状態では、図４の２点鎖線で示される
ように、弁体１５のうち断面くの字形状を形成する他の
稜線側面１５ｅが固定スクロール９の端板９ｂに接触す
るように構成されている。

【００２２】また、可動スクロール６の歯部６ａおよび
固定スクロール９の歯部９ａの先端部には、図１に示す
ように、圧縮室の密閉性を保つための樹脂（本実施の形
態では、テフロン）製のチップシール１６、１７が配置
されている。そして、可動スクロール６の端板６ｂの外
縁部近傍には、複数の円形穴１８が設けられ、この穴１
８には、複数個の円柱状のスクロール側ピン部材１９が
圧入されている。また、端板６ｂに対向するフロントハ
ウジング２の面には、スクロール側ピン部材１９にオフ
セットして、スクロール側ピン部材１９と対をなすよう
に、円形穴２０が設けられている。この穴２０には、円
柱状のハウジング側ピン部材２１が圧入されている。な
お、両ピン部材は、耐磨耗性に優れ、強度の高い材質の
金属（本実施の形態では、高炭素クロム軸受鋼鋼材）製
である。

【００２３】２２は、高炭素クロム軸受鋼鋼材製の環状
のリング部材で、両ピン部材１９、２１は、リング部材
２２を貫通して配置されている。次に、本実施形態に係
る吐出口弁装置１４の作動を述べる。圧縮機１が停止し
ているときは、図４の実線および破線で示されるよう
に、弁体１５の自重によって吐出口１１を閉じる。ま
た、圧縮機１停止直後は、前述のように、弁体１５の自
重によって吐出口１１を閉じるとともに、吐出室１３内
圧力と作動室１０内圧力との圧力差（吐出室１３内圧力
＞作動室１０内圧力）によって、弁体１５は吐出口１１
に押しつけられる。

【００２４】また、圧縮機１が低回転で稼働している場
合には、作動室１０内圧力は可動スクロール６の公転と
ともに圧力変動が発生し、この圧力変動と連動して弁体
１５が吐出口１１を開閉する。一方、高回転で稼働して
いる場合には、圧力変動の周期が非常に短くなり、作動
室１０と吐出室１３との平均的な圧力差に対応した弁体
の開度で開弁し続ける。

【００２５】次に、本実施形態の特徴を述べる。弁体１
５は、回転軸１５ａを介して回転可能に支持されている
ので、吐出口１０から吐出される流体の流体力による曲
げモーメントが発生しない。したがって、弁体１５には
曲げ応力が発生しないので、焼入れステンレス帯鋼等の
靱性に優れた高価な材料を使用する必要がなく、樹脂ま
たはＳＰＣＣ等の安価な材料にて弁体１５を制作するこ
とができる。

【００２６】また、回転軸１５ａは、その軸方向を固定
スクロール９の端板９ｂの厚み方向に対して略直角にな
るように配置されているので、回転軸の長さおよび直径
等の寸法とは独立に、端板９ｂの最小厚みを設定するこ
とができる。したがって、従来の弁体と弁体の最大開度
を規制するストッパとを固定スクロールの端板部の厚み
方向にボルトをねじ込んで固定したものに比べて、ボル
トの呼び長さを考慮しなくてもよいので、端板９ｂの最
小厚みを薄くすることができる。延いては、作動室１０
から吐出口１１へ至る端板９ｂの厚み（肉厚）によって
形成される空間の体積（デットボリューム）を小さくす
ることができるので、圧縮機の体積（容積）効率の低下
およびデットボリューム分の流体の逆流を抑制すること
ができる。

【００２７】なお、通常、圧力に対抗するため必要な肉
厚はボルトの呼び長さに比べて小さく、発明者等の試算
によれば、自動車用空調装置に用いられるスクロール型
圧縮機においては、従来の約３０％程度まで肉厚を薄く
することができる。また、弁体１５は回転軸１５ａを介
して回転可能に支持されているので、弁体１５は回転軸
１５ａ周りのモーメントに対抗しない。したがって、作
動室１０から吐出室１３へ流れる流体の流体抵抗が小さ
くなるので、圧縮機１の効率の向上を図ることができ
る。

【００２８】また、回転軸１５ａには捩じりモーメント
が作用しないので、回転軸１５ａの寿命低下を抑制する
ことができる。したがって、前述の樹脂またはＳＰＣＣ
等の安価な材料にて弁体１５を制作することと相まっ
て、圧縮機１の製造原価の低減を図ることができる。ま
た、弁体１５の自重によって吐出口１１を閉じるととも
に、吐出室１３内圧力と作動室１０内圧力との圧力差に
よって、弁体１５は吐出口１１に押しつけられるので、
圧縮機１から吐出された流体が作動室１０内に逆流する
ことを防止することができる。したがって、流体の逆流
による圧縮機１の逆転を防止することができる。

【００２９】また、吐出口１１が最も開口した状態で
は、図４の２点鎖線で示されるように、弁体１５のうち
断面くの字形状を形成する稜線側面１５ｅが固定スクロ
ール９の端板９ｂに接触するように構成されているの
で、ストッパを設けて最大開口状態を規制するものに比
べて、弁体１５の断面くの字形状を形成する角度θを調
整することにより容易に最大開口状態を規制することが
できる。

【００３０】ところで、本発明に係る吐出弁装置１４
は、スクロール型圧縮機に適用が限定されるものではな
く、ローリングピストン型圧縮機等のその他の形式の圧
縮機にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る吐出弁装置をスクロール型
圧縮機に適用した場合を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ矢視図である。

【図４】図３のＣ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１…スクロール型圧縮機、６…可動スクロール、９…固
定スクロール、９ａ…歯部、９ｂ…端板部、１０…作動
室、１１…吐出口、１３…吐出室、１４…吐出弁装置、
１５…弁体、１５ａ…回転軸、１５ｂ…係止具。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間を仕切るハウジング（９）と、 前記ハウジング（９）内に設けられ、前記ハウジング
   （９）で仕切られた作動室（１０）の体積を縮小させる
   ことにより、その作動室（１０）内に充填された流体を
   圧縮する圧縮機構（６）と、 前記ハウジング（９）に隣接して設けられ、前記圧縮機
   構（６）で圧縮された流体の脈動を平滑化する吐出室
   （１３）と、 前記ハウジング（９）に形成され、前記作動室（１０）
   と前記吐出室（１３）とを連通させる吐出口（１１）
   と、 前記吐出口を開閉する弁体（１５）と、 前記吐出室（１３）側に配置され、前記弁体（１５）を
   回転可能に支持する回転軸（１５ａ）とを有し、 前記回転軸（１５ａ）は、前記ハウジング（９ａ）の厚
   み方向に対して略直角に配置されていることを特徴とす
   る圧縮機。
2. 【請求項２】 前記弁体（１５）は、前記回転軸（１５
   ａ）に対して直角方向断面をくの字状に形成され、 前記吐出口（１１）が閉じた状態では、前記弁体（１
   ５）のうち断面くの字形状を形成する一の稜線側面（１
   ５ｄ）が前記吐出口（１１）を閉塞し、 前記吐出口（１１）の最大開口状態では、前記弁体（１
   ５）のうち断面くの字形状を形成する他の稜線側面（１
   ５ｅ）が前記ハウジング（９）に接触することを特徴と
   する請求項１に記載の圧縮機。
3. 【請求項３】 前記回転軸（１５ａ）は、前記弁体（１
   ５）の重心位置より重力方向に高い位置に配置されてお
   り、 前記弁体（１５）は、重力によって前記吐出口（１１）
   を閉塞することを特徴とする請求項１または２に記載の
   圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ハウジング（９）のうち前記吐出室
   （１３）側の前記吐出口（１１）には、その他の部位に
   比べて肉厚の薄い凹部（１１ａ）が形成されており、 前記回転軸（１５ａ）は、前記凹部（１１ａ）内に配置
   されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   か１つに記載の圧縮機。