JPH11117868A - コンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンプレッサの冷媒流通ポートで発生する機
械的騒音を十分に低減するとともに、低負荷高速運転時
においても動作不良を起こさないようにする。 【解決手段】 冷媒流通ポート１７，１８と圧縮室１５
とを区画するバルブプレート１９に、これらを連通する
冷媒用開口部２０，２１を設け、基端部２２ａ，２３ａ
を前記バルブプレート１９に固着するとともに先端部２
２ｂ，２３ｂを前記冷媒用開口部２０，２１に開閉可能
に弾性的に当接してなる制御弁２２，２３を取り付け、
前記バルブプレート１９の冷媒用開口部２０，２１の周
囲に環状溝２６，２７を形成してなるコンプレッサ１で
あって、前記バルブプレートの吸入側制御弁が当接する
シール面の半径方向の幅を、０．６ｍｍ以上０．９ｍｍ
以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用冷
房サイクルに使用するコンプレッサであって、特に吸入
ポートと吐出ポートにおける騒音を低減するとともに動
作不良を生じないようにしたコンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用空気調和装置に使用され
る容量可変斜板式コンプレッサ５０は、図８に示すよう
に、冷媒を圧縮する圧縮室１５と冷媒の吸入ポート１７
および吐出ポート１８（以下総称して冷媒流通ポートと
称す）との間をバルブプレート１９により区画してあ
り、このバルブプレート１９に、圧縮室１５と各ポート
１７，１８とを連通する吸入口２０及び吐出口２１（以
下総称して冷媒用開口部と称す）を形成してある。

【０００３】この吸入口２０には、弾性的に当接して開
閉する長尺板状の吸入弁２２がバルブプレート１９の圧
縮室１５側に設けてあり、吐出口２１には、同様の長尺
板状の吐出弁２３が、バルブプレート１９の吐出ポート
１８側に設けてある。

【０００４】これらの吸入口２０及び吐出口２１の周囲
には、図８に示すように、各々円環状溝２６，２７が形
成してあり、これらの円環状溝２６，２７と吸入口２０
及び吐出口２１との間に、吸入弁２２、吐出弁２３（以
下総称して制御弁と称す）が当接するシール面２８，２
９が形成してある。

【０００５】上述した円環状溝２６，２７は、冷媒の吸
入あるいは吐出時に、吸入弁２２あるいは吐出弁２３が
シール面２８，２９に当接するときの衝撃力を抑制し、
吸入弁２２あるいは吐出弁２３を破損から保護するもの
である（例えば、実開昭６２−１５６１８１号公報、実
開昭６３−１１３７７９号公報等参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のコンプレッサ５０では、円環状溝２６，２７と冷媒
用開口部２０，２１との間隔内に形成されたシール面２
８，２９の幅が、一般に約１．２〜１．３ｍｍと、比較
的幅広に形成されている。

【０００７】しかし、特に吸入口２０側において、シー
ル面２８の幅が上述した約１．２〜１．３ｍｍである
と、吸入弁２２が閉状態から開状態になる際に、吸入弁
２２がシール面２８に張り付いてしまい、吸入弁２２の
開タイミングが遅れてしまう。このため、吸入口２０に
一気に冷媒が流れ込んで、冷媒の圧力変動をきたす。し
たがって、冷媒の吸入圧力脈動が上昇し、音振レベルが
上昇するという問題点があった。

【０００８】また、コンプレッサ５０を低負荷高速運転
すると、吸入弁２２の開タイミングが遅れ、吸入弁２２
が開く以前に吐出工程に入ってしまい、吸入弁２２が開
かない可能性もある。このため、クランク室内圧力を吐
出冷媒の圧力により制御して斜板角を変えて吐出冷媒の
容量を変える圧縮機では、斜板が、軸に対して最も立っ
た状態である最小ディストロークに張り付いてしまい、
コンプレッサ５０の機能を果たさなくなるという問題点
があった。

【０００９】さらに、シール面２８の幅が大きいと、吸
入弁２２がシール面２８に当接する際の叩き音が大きく
なり、騒音が発生するという問題点もあった。

【００１０】本発明は、上記した従来の技術の有する問
題点に鑑み提案されたもので、コンプレッサの冷媒流通
ポートで発生する機械的騒音を十分に低減するととも
に、低負荷高速運転時においても動作不良を起こさない
ようにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、冷媒流通ポートと圧縮室とを区画するバル
ブプレートに、これらを連通する冷媒用開口部を設け、
基端部を前記バルブプレートに固着するとともに先端部
を前記冷媒用開口部に開閉可能に弾性的に当接してなる
制御弁を取り付け、前記バルブプレートの冷媒用開口部
の周囲に環状溝を形成してなるコンプレッサであり、前
記バルブプレートの吸入側制御弁が当接するシール面の
半径方向の幅を、０．６ｍｍ以上０．９ｍｍ以下とした
ことを特徴とする。

【００１２】本発明にあっては、バルブプレートの吸入
側制御弁が当接するシール面の半径方向の幅が、従来の
コンプレッサよりも狭くなっている。このため、吸入側
制御弁がバルブプレートに当接する際の打音の発生が低
減されるとともに、吸入側制御弁の振動に伴う冷媒の圧
力変動を低減することができ、さらに、低負荷高速運転
時においても、動作不良を起こすことがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施の形態に係る容量
可変斜板式コンプレッサの断面図、図２は、図１の要部
を拡大した断面図、図３は、図２に示すバルブプレート
の拡大正面図、図４は、図３に示すバルブプレートのシ
ール面の拡大図である。

【００１５】本実施の形態に係る容量可変斜板式コンプ
レッサ１は、図１に示すように、エンジンによりベル
ト、プーリ２及びマグネットクラッチ２ａを介して回転
駆動される駆動軸３を有している。この駆動軸３には、
駆動棒３ａが駆動軸３と直角方向に突設してあり、クラ
ンク室４内で駆動軸３とともに回転するようになってい
る。

【００１６】また、駆動棒３ａには、ピン３ｂを揺動支
点として、駆動斜板５が駆動軸３に対して傾斜して揺動
可能に連結されている。したがって、駆動軸３の回転力
は、駆動棒３ａ及びピン３ｂを介して駆動斜板５に伝達
される。この駆動斜板５には、スラスト軸受６及びラジ
アル軸受７を介して、非回転のウォブル板８を摺動可能
に取り付けてある。

【００１７】ウォブル板８は、クランク室４のケーシン
グ９に固定された案内ピン１０に対して滑動可能に連結
されたシュー１１を有していて、このシュー１１により
回転が防止される一方、軸線方向の往復動が許容されて
いる。このウォブル板８には、球面軸受１２ａを介して
複数のピストンロッド１２が円周方向に等間隔に取り付
けられており、このピストンロッド１２の他端には、球
面軸受１２ｂを介してピストン１３が連結されている。

【００１８】したがって、駆動斜板５が回転すると、ウ
ォブル板８がいわゆるみそ摺り的動作をして軸線方向に
往復動し、これによりピストンロッド１２を介してピス
トン１３を往復動させる。さらに、ピストン１３が嵌挿
されたシリンダ１４のピストン１３の前面側部分は、圧
縮室１５となり、背面側部分は、クランク室４と連通し
ている。

【００１９】シリンダヘッド１６には、図示しないエバ
ポレータからの帰還冷媒が流入する吸入ポート１７と、
圧縮した冷媒を図示しないコンデンサへ吐出する吐出ポ
ート１８が設けてある。この吸入ポート１７と吐出ポー
ト１８とが、冷媒流通ポートとして機能する。

【００２０】この吸入ポート１７及び吐出ポート１８と
圧縮室１５との間には、吸入ポート１７及び吐出ポート
１８と圧縮室１５とを区画するバルブプレート１９が設
けてある。このバルブプレート１９には、吸入ポート１
７と圧縮室１５とを連通する吸入口２０と、吐出ポート
１８と圧縮室１５とを連通する吐出口２１とが形成され
ている。この吸入口２０と吐出口２１とが、冷媒用開口
部として機能する。

【００２１】図３は、上記したバルブプレート１９をシ
リンダ１４側から視た図であり、吸入口２０及び吐出口
２１は、周方向に一定間隔で配置されている。この吸入
口２０及び吐出口２１の数は、圧縮室１５の数に対応し
ていて、例えばそれぞれ５個ずつ設けてある。

【００２２】バルブプレート１９には、上記した吸入口
２０あるいは吐出口２１に臨んで、吸入口２０あるいは
吐出口２１を開閉するための長尺板状の吸入弁２２ある
いは吐出弁２３が設けてある。この吸入弁２２と吐出弁
２３とが、制御弁として機能する。

【００２３】この吸入弁２２あるいは吐出弁２３の基端
部２２ａ，２３ａは、吐出弁２３を保持するリテーナ２
４の基端部とともにバルブプレート１９にリベット２５
等の固着手段により固着されている。また、吸入弁２２
あるいは吐出弁２３は、板ばね材から構成してあり、吸
入弁２２あるいは吐出弁２３のそれぞれの先端部２２
ｂ，２３ｂは、吸入口２０あるいは吐出口２１の周囲に
開閉自在に弾性的に当接している。なお、図示しない
が、吸入弁２２あるいは吐出弁２３は、例えばヒトデ型
に、すなわち５方向に放射状に伸延する形状に形成して
ある。

【００２４】したがって、ピストン１３による冷媒の吸
入時には、吸入弁２２が図２に実線で示すように湾曲し
て吸入口２０を開き、吸入ポート１７から圧縮室１５に
冷媒を導入する。このとき、吐出弁２３は、図２に仮想
線で示すように閉じた状態にある。一方、冷媒の吐出時
には、吐出弁２３が図２に実線で示すように湾曲して吐
出口２１を開き、圧縮した冷媒を圧縮室１５から吐出ポ
ート１８に排出する。このとき、吸入弁２２は、図２に
仮想線で示すように閉じた状態にある。

【００２５】上記したバルブプレート１９には、図３に
示すように、吸入口２０あるいは吐出口２１の周囲に、
それぞれ円環状溝２６，２７が形成してあり、吸入口２
０あるいは吐出口２１と円環状溝２６，２７との間に、
吸入弁２２あるいは吐出弁２３が当接する円環状のシー
ル面２８，２９が形成してある。

【００２６】上記した吸入口２０側のシール面２８は、
図４に示すように、径方向の幅Ｌが、０．６ｍｍ以上
０．９ｍｍ以下に形成されている。

【００２７】吸入口２０側のシール面２８の幅を、上述
した０．６ｍｍ以上０．９ｍｍ以下とした理由を、図５
〜図７に基づいて説明する。

【００２８】図５は、シール面２８の幅を変えた場合の
シリンダ内圧の時間的変化を示した説明図、図６は、シ
ール面２８の幅と、弁開直前のシリンダ内圧と吸入圧力
との差圧との関係を示した説明図、図７は、シール面２
８の幅と圧力脈動レベルとの関係を示した説明図であ
る。

【００２９】図５に示すように、ピストン１３が上死点
を通過した後、下死点に向かう際に、シール面２８の幅
が狭い場合（図中、一点鎖線で示す）と、シール面２８
の幅が広い場合（図中、実線で示す）とを比較すると、
シール面２８の幅が狭い場合の方が、吸入弁２２の弁開
遅れが少なくなっている。したがって、シール面２８の
幅が狭い場合の方が、弁開遅れにより生じる弁開直前の
シリンダ内圧と吸入圧力との圧力差が小さくなる。この
ため、冷媒の圧力脈動が小さくなって、音振レベルの上
昇が抑制される。

【００３０】具体的には、図６に示すように、吸入弁２
２の弁開遅れによる弁開直前のシリンダ内圧と吸入圧力
との差は、シール面２８の幅が０．９ｍｍを超えると一
気に高くなることが分かる。

【００３１】また、図７に示すように、圧力脈動レベル
は、シール面２８の幅が０．９ｍｍを超えると一気に高
くなることが分かる。

【００３２】したがって、シール面２８の幅は、０．９
ｍｍ以下であることが好ましい。

【００３３】一方、シール面２８の幅を狭くしてゆく
と、吸入弁２２のシール面２８に当接する部分に応力が
集中し、吸入弁２２が破損してしまうという不都合が生
じる虞れがある。したがって、シール面２８の幅は、吸
入弁２２の耐久性を低下させることがない、０．６ｍｍ
以上であることが好ましい。

【００３４】すなわち、シール面２８の幅を０．６ｍｍ
以上０．９ｍｍ以下とすることにより、吸入弁２２の耐
久性を低下させることなく、吸入弁２２がシール面２８
に当接する際の打音の発生を低減することができ、吸入
弁２８の振動に伴う冷媒の圧力変動を低減することがで
きる。さらに、低負荷高速運転時においても、吸入弁２
２がシール面２８に張り付くおそれがないので、動作不
良を起こすことがない。

【００３５】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されることなく、種々変更可能である。例えば、容量
可変斜板式コンプレッサのみではなく、ロータリコンプ
レッサや、通常のレシプロ式等、種々のコンプレッサに
適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、バルブ
プレートの吸入側制御弁が当接するシール面の幅を従来
よりも狭い０．６ｍｍ以上０．９ｍｍ以下に設定してい
る。

【００３７】したがって、吸入側制御弁がシール面に当
接する際の叩き音が低減されることにより、コンプレッ
サの騒音、振動を低減することができる。

【００３８】また、コンプレッサ運転時の弁開タイミン
グ遅れが小さくなり、冷媒の圧力脈動に伴う音振レベル
を低減することができる。

【００３９】また、コンプレッサを低負荷高速回転させ
た際に、吸入側制御弁がシール面に張り付くおそれがな
いので、コンプレッサの動作不良が生じない。

【００４０】しかも、シール面の幅を従来より狭くした
場合であっても、コンプレッサ単品の性能が低下した
り、コストが上昇することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る容量可変斜板式
コンプレッサの断面図である。

【図２】 図１の要部を拡大した断面図である。

【図３】 図２に示すバルブプレートの拡大正面図であ
る。

【図４】 図３に示すバルブプレートのシール面の拡大
図である。

【図５】 シール面幅を変えた場合のシリンダ内圧の時
間的変化を示した説明図である。

【図６】 シール面幅と、弁開直前のシリンダ内圧と吸
入圧力との差圧との関係を示した説明図である。

【図７】 シール面幅と圧力脈動レベルとの関係を示し
た説明図である。

【図８】 従来のコンプレッサの要部を拡大した断面図
である。

【図９】 図８に示すバルブプレートのシール面の拡大
図である。

【符号の説明】

１…コンプレッサ、 ２…プーリ、 ２ａ…マグネットクラッチ、 ３…駆動軸、 ３ａ…駆動棒、 ３ｂ…ピン、 ４…クランク室、 ５…駆動斜板、 ６…スラスト軸受、 ７…ラジアル軸受、 ８…ウォブル板、 ９…ケーシング、 １０…案内ピン、 １１…シュー、 １２…ピストンロッド、 １２ａ，ｂ…球面軸受、 １３…ピストン、 １４…シリンダ、 １５…圧縮室、 １６…シリンダヘッド、 １７…吸入ポート、 １８…吐出ポート、 １９…バルブプレート、 ２０…吸入口、 ２１…吐出口、 ２２…吸入弁、 ２２ａ…基端部、 ２２ｂ…先端部、 ２３…吐出弁、 ２３ａ…基端部、 ２３ｂ…先端部、 ２４…リテーナ、 ２５…リベット、 ２６，２７…円環状溝、 ２８，２９…シール面、 ５０…従来のコンプレッサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒流通ポート(17,18) と圧縮室(15)と
   を区画するバルブプレート(19)に、これらを連通する冷
   媒用開口部(20,21) を設け、基端部(22a,23a) を前記バ
   ルブプレート(19)に固着するとともに先端部(22b,23b)
   を前記冷媒用開口部(20,21) に開閉可能に弾性的に当接
   してなる制御弁(22,23) を取り付け、前記バルブプレー
   ト(19)の冷媒用開口部(20,21) の周囲に環状溝(26,27)
   を形成してなるコンプレッサにおいて、 前記バルブプレート(19)の吸入側制御弁(22)が当接する
   シール面(28)の半径方向の幅(L) を、０．６ｍｍ以上
   ０．９ｍｍ以下としたことを特徴とするコンプレッサ。