JPS6323592Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧縮機のピストンと弁座との間に形
成される隙間を流れる気体の流速を、該隙間の入
口と出口とでほぼ同じになる如くなして、流通抵
抗を低下せしめるようにした圧縮機に関するもの
である。

一般に、圧縮機はハウジング内に圧縮機部と、
圧縮機部のピストンを動作させる電動機部とを内
蔵し、圧縮機部を構成する架構の一部に前記ピス
トンを包含するシリンダを形成し、このシリンダ
の端面に吸入弁及び吐出弁を設け、ピストンの往
復動に関連して気体の吸入、圧縮及び吐出を順次
行なわせて所定圧力に圧縮した気体を供給する様
に構成している。

ところで、上記吸入弁及び吐出弁は、第１図に
示す様に、シリンダ１の端面に取付けられる弁座
２に、吸入孔３及び吐出孔４を互いに連通するこ
とのないように形成し、吸入孔３を開閉する輪状
の吸入弁５をシリンダ１と弁座２との間に開閉自
在に介在させ、弁座２の背面に吐出孔４を開閉さ
せる吐出弁６を装着し、弾性体７を介して吐出弁
押え８を弁座２に取付けて弁装置を構成してい
る。

そしてこの弁装置には、シリンダ１内を往復動
するピストン９の最大圧縮時（上死点）にピスト
ン９の押圧面と吐出弁６との間に形成されるクリ
アランスボリユーム（間隙容積）を小さくして体
積効率を向上させるため、弁座２の吐出孔４を中
空円状に形成する一方、ピストン９の押圧面に、
吐出孔４内に挿入し得る円筒状の突部１０を形成
し、且つこの突部１０が吐出孔４内に進入し易く
するため、突部１０及び吐出孔４の側面を傾斜さ
せている。

ところが、上述したような、突部１０及び吐出
孔４の側面を傾斜した状態に形成した圧縮機は、
ピストン９の突部１０が弁座２の吐出孔４に挿入
した時から、冷媒吐出通路面積が狭くなり、ピス
トン９の上昇につれて吐出流路面積は次第に狭く
なる。而して、ピストン９がストローク上死点に
達したときには、クリアランスボリユームを可及
的に小さくなるように弁座２とピストン９の突部
１０とによつて形成される隙間ｌを可及的に狭く
し、さらにこの隙間ｌが等間隔になるように弁座
２及びピストン９を構成している。

したがつて、弁座２とピストン９の突部１０に
よつて形成された隙間ｌを圧縮気体が通過する時
の吐出流路面積は、突部３８および吐出孔４４の
内外径差に起因して第２図イおよびロに斜線を付
した部分として示す如く、ａ部（突部１０の先端
外側と吐出孔４との間の部分）がｂ部（突部１０
の底部外側と吐出孔４との間の部分）より小さく
なり、又ｃ部（突部１０の先端内側と吐出孔４と
の間の部分）がｄ部（突部１０の底部内側と吐出
孔４との間の部分）より大きくなる。

このため、ピストン９の突部１０が弁座２の吐
出孔４内に入り込み、突部１０と弁座２との間に
形成された隙間ｌを通つて圧縮された気体が排出
されるとき、圧縮された気体の流速は、流路面積
の狭くなつているａ部及びｄ部で非常に速くな
り、このため流通抵抗が大となり、冷媒の過圧縮
をより一層大きくする。即ち、圧縮機吐出圧力に
較べて、シリンダ室内圧は吐出弁６を押圧する弾
性体７の弾性力に相当する圧力だけ高くなつてお
り、これを過圧縮と称しているが、従来の圧縮機
では、流路面積が狭くなり、流通抵抗が発生する
と、前記過圧縮をより一層助長することになる。
従つて入力が増大して圧縮機のEER（エネルギ効
率比）が悪くなるといつた欠点があつた。

本考案は上記在来の圧縮機に認められた問題点
の解決手段として、圧縮機のシリンダ２９内を往
復動するピストン３７の押圧面に突部３８を形成
し、シリンダ２９の端面に取付けた弁座４２に設
けられた吐出孔４４を前記ピストン３７の突部３
８が嵌入可能な形状とし、且つ前記突部３８およ
び吐出孔４４の側面部分を傾斜せしめた圧縮機に
おいて、ピストン３７ストロークの上死点におけ
るピストン押圧面と弁座４２との間に形成される
通路面積を可及的に狭くする一方、前記突部３８
の先端外側における傾斜面のピストン軸線に対す
る傾斜角θpを、該突部先端外周面と対向する前
記弁座４２を吐出孔４４の壁面の傾斜面θBより
も大きく設定し、且つ該突部３８の先端内側にお
ける傾斜面のピストン軸線に対する傾斜角αpを、
該突部３８先端の内周面と対向する前記弁座４２
の吐出孔４４の壁面の傾斜角αBよりも小さく設
定し、これによつて前記ピストン３７の突部３８
が弁座４２の吐出孔４４内に嵌入したとき、該弁
座４２と突部３８との隙間Ｌによつて定まる流路
面積が、前記突部３８の底部と先端部とで略等し
くなるように設定した圧縮機を提供するものであ
る。

以下、本考案の具体例を添付図面に基づいて説
明する。

第３図は全密閉形の圧縮機の全体構成を示す図
面で、図に於いて、２０は碗状の下部ケース２０
ａと逆碗状の上部ケース２０ｂとで密封状に構成
したハウジングで、上部ケース２０ｂに吸入口
（図示せず）を形成し、下部ケース２０ａに吐出
口（図示せず）を形成し、電動機部２１と圧縮機
部２２とで構成される圧縮装置を内蔵し、これを
ハウジング２０内に弾性支持している。２３は電
動機部２１を構成する固定子、２４は回転子、２
５は回転主軸で、下部にクランク軸２５ａを一体
に有し、上部を回転子２４の中心に取付けてい
る。

２６は圧縮機部２２を構成すると共に、電動機
部２１を支持する架構で、上面側中央部に軸受部
２７を形成し、外周縁に支持腕２８を形成し、更
に下面側一部にシリンダ２９を一体に形成してい
る。そして支持腕２８の上面にて前記固定子２３
を支持し、これの外周面に電動機部２１を囲続す
るカバー３０をビス３１等で取付け、軸受部２７
内にメタル３２を介して回転主軸２５を回転自在
に支持している。また、架構２６はハウジング２
０の下部ケース２０ａの内周面適数個所、例えば
三個所に固着した支持金具３３に突部３４及びス
プリング３５を介して弾性支持されている。３６
は架構２６の下面に取付けた下部軸受で、回転主
軸２５の下部を支持する。

３７はシリンダ２９内に摺動自在に配したピス
トンである。このピストン３７の押圧面には、後
述する弁座４２の吐出孔４４内に挿入し得る円筒
状の突部３８が設けられており、この突部３８の
側面は、傾斜した状態に形成している。又当該ピ
ストン３７のピストンピン３９と回転主軸２５の
クランク軸２５ａとはコネクチングロツド４０で
連結している。

４１はシリンダ２９の端部に装着した弁装置で
あり、この弁装置４１は第４図に示すように、シ
リンダ２９の端面に取付けられる弁座４２に吸入
口４３及び吐出孔４４を互いに連通することのな
いように形成し、吸入孔４３を開閉する輪状の吸
入弁４５をシリンダ２９と弁座４２との間に開閉
自在に介在させ、弁座４２の背面に吐出孔４４を
開閉させる吐出弁４６を装着し、弾性体４７を介
して吐出弁押え４８を弁座４２に取付けて弁装置
４１を構成している。又、この弁装置４１の弁座
４２を設けた吐出孔４４は中空円状に形成し、そ
の側面は上述したピストン３７に設けた突部３８
が挿入し易いように傾斜させてある。

そして、上記ピストン３７の押圧面に設けた円
筒状の突部３８と、弁座４２に設ける中空円筒状
の吐出孔４４の側面の傾斜角度は、第５図イ及び
ロに示すように、αB＞αp、θB＜θpとなるように
形成し、突部３８を吐出孔４４内に挿入した時、
両者間にできる隙間Ｌの流路面積が、Ａ部（突部
３８の低端外側と吐出孔４４との間の部分）とＢ
部（突部３８の低部外側と吐出孔４４との間の部
分）とで略等しくなり、又Ｃ部（突部３８の先端
内側と吐出孔４４との間の部分）とＤ部（突部３
８の底部内側と吐出孔４４との間の部分）とで略
等しくなるようにするのである。なお、Ａ部、Ｂ
部の面積とＣ部、Ｄ部の面積はそれぞれ圧縮機の
能力に適合する如く、かつクリアランスボリユー
ムを従来に比して大きくならないように適当に決
定すればよい。

４９は弁装置４１の吐出側とを連通させて設け
た一次側吐出管、５０は一次側吐出管４９と下部
ケース２０ａの吐出口とを連通する二次吐出管
で、これらにより圧縮された気体を外部へ導出さ
せるようにしている。

この様になした圧縮機の作用は、電動機部２１
を作動させ、回転主軸２５を回転させると、これ
と一体のクランク軸２５ａが回転し、ピストン３
７がシリンダ２９内で往復動し、後退時に弁装置
４１の吸入弁４５を開放し、吐出弁４６を閉じて
ハウジング２０内に導入された気体を弁座４２の
吸入孔４３からシリンダ２９内に吸入し、前進時
に吸入弁４５を閉じ、気体を圧縮し、所定の圧力
以上になると吐出弁４６を弾性体４７に抗して開
放させて弁座４２の吐出孔４４から一次吐出管４
９へ吐出させ、更に二次吐出管５０を介して外部
へ導出させ、これを所定の機器に供給し、再びハ
ウジング２０内に導入させる。この様な動作を繰
り弁して圧縮気体を連続して供給させるものであ
る。

そして、上記動作時の吐出行程に於いて、ピス
トン３７の押圧面に設けた突部３８が、弁座４２
に設けた吐出孔４４内に入り込み、弁座４２と突
部３８との間に形成された隙間Ｌを通つて圧縮さ
れた気体が外部へ排出されるとき、第５図イに斜
線を付した部分として表示するように、Ａ部（突
部３８の先端外側と吐出孔４４との間の部分）と
Ｂ部（突部３８の底部外側と吐出孔４４との間の
部分）、およびＣ部（突部３８の先端内側と吐出
孔４４との間の部分）とＤ部（突部３８の底部内
側と吐出孔４４との間の部分）における流路面積
が、ピストンの突部と弁座の吐出孔との係合域の
全長に亘つてそれぞれ略等しくなるように設定さ
れているため、突部３８と弁座４２の吐出孔４４
との間にできる隙間Ｌを通る気体の流速が従来の
如く急激に上昇することはなく、ほぼ一定の流速
となるため、流通抵抗を従来に比して低下するこ
とができる。

第６図及び第７図は、ピストンの突部と弁座の
吐出孔との間に形成される隙間ｌ或はＬのａ部乃
至ｄ部、あるいはＡ部乃至Ｄ部を通る気体の流速
を測定した結果を示すグラフであり、第６図は従
来の圧縮機の測定結果を示し、第７図は本考案に
係る圧縮機の測定結果を示している。この測定結
果からもわかるように、本考案に係る圧縮機は、
突部３８と弁座４２との間に形成される隙間Ｌを
通過する気体の流速を、該隙間Ｌの入口と出口と
でほぼ同じにすることができる。

なお、Ａ部、Ｂ部の流速がＣ部、Ｄ部の流速よ
り大きい理由は、ピストン３７の突部３８の外側
容積が内側容積よりも大きく、このため、単位時
間にＡ部、Ｂ部を流れる気体の流量がＣ部、Ｄ部
の流量よりも大きいからである。

以上説明したように、本考案はピストン押圧面
に形成された突部および弁座の吐出孔の側壁面の
傾斜角を調整することによつて圧縮機のシリンダ
３７の押圧面に形成した突部３８を弁座４２に設
けた吐出孔４４内に挿入した時、弁座４２と突部
３８とによつて形成される隙間Ｌの流路面積が、
突部３８の底部と先端部とで等しくなるように構
成したから、圧縮された気体が弁座４２と突部３
８とによつて形成される隙間Ｌを通つて排出され
る時、気体の流速を該隙間Ｌの入口と出口とでほ
ぼ同一にできるので、気体の流通抵抗を低下せし
めることができる。従つて冷媒ガスの過圧縮を大
きくすることもない。なお、クリアランスボリユ
ームは、流路面積Ａ及びＤ部を大きくしたことに
より、従来技術と比して多少増加するか過圧縮が
小さくなることにより、圧縮機に与える入力が少
なくてすむため、結果として圧縮機のEERを向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧縮機の弁装置の従来例を示す断面
図、第２図イ及びロは従来の圧縮機の弁座とピス
トンの突部とによつて形成される隙間の形状を示
す図面、第３図は圧縮機の全体構成を示す断面
図、第４図は本考案に係る圧縮機の弁装置を示す
断面図、第５図イ及びロは本考案に係る圧縮機の
弁座とピストンの突部とによつて形成される隙間
の形状を示す図面、第６図は従来の圧縮機の弁座
とピストンの突部とによつて形成される隙間を流
れる気体の流速を測定したグラフ、第７図は本考
案に係る圧縮機の弁座とピストンの突部とによつ
て形成される隙間を流れる気体の流速を測定した
グラフ。 ２９……シリンダ、３７……ピストン、３８…
…突部、４２……弁座、４４……吐出孔、Ｌ……
隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機のシリンダ２９内を往復動するピストン
   ３７の押圧面に突部３８を形成し、シリンダ２９
   の端部に取付けた弁座４２に設けられた吐出孔４
   ４を前記ピストン３７の突部３８が嵌入可能な形
   状とし、且つ前記突部３８および吐出孔４４の側
   面部分を傾斜せしめた圧縮機において、ピストン
   ３７ストロークの上死点におけるピストン押圧面
   と弁座４２との間に形成される通路面積を可及的
   に狭くする一方、前記突部３８の先端外側におけ
   る傾斜面のピストン軸線に対する傾斜角θpを、
   該突部先端外周面と対向する前記弁座４２の吐出
   孔４４の壁面の傾斜角θBよりも大きく設定し、
   且つ該突部３８の先端内側における傾斜面のピス
   トン軸線に対する傾斜角αpを、該突部３８先端
   の内周面と対向する前記弁座４２の吐出孔４４の
   壁面の傾斜角αBよりも小さく設定し、これによ
   つて前記ピストン３７の突部３８が弁座４２の吐
   出孔４４内に嵌入したとき、該弁座４２と突部３
   ８との隙間Ｌによつて定まる流路面積が、前記突
   部３８の底部と先端部とで略等しくなるように設
   定したことを特徴とする圧縮機。