WO2016158645A1

WO2016158645A1 - ベーン型圧縮機

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Publication number: WO2016158645A1
Application number: PCT/JP2016/059318
Authority: WO
Inventors: 龍治菅野; 俊二牟田
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2017-09-27
Also published as: EP3293396A1; JPWO2016158645A1; EP3293396A4; JP6472870B2; EP3293396B1

Abstract

【課題】本発明の目的は、逆止弁の動作性を向上させたベーン型圧縮機を提供することである。【解決手段】本発明に係るベーン型圧縮機１は、冷媒ガスを吸入する吸入ポート１２と吸入ポート１２に連通する低圧室１３とを有するハウジングと、低圧室での冷媒ガスの逆流を防止する逆止弁５０と、を備えるベーン型圧縮機において、逆止弁は、吸入ポート内に設けられた弁座５１と、弁座に当接する当接部５２１ｂを有する筒状の弁体５２と、弁体を弁座に当接させる付勢部材５３と、ハウジングと一体に形成され、弁体をスライド自在に収容するガイド部５４とを有し、ガイド部は、周壁の一部を低圧室に開口させた開口部５５を有し、弁体の周面部５２２がガイド部の内壁に沿ってスライドすることで、開口部の開口面積が変化し、弁座に対する弁体の離間距離の増加にしたがって、離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合が小から大に段階的に変化する。

Description

ベーン型圧縮機

　本発明は、ベーン型圧縮機に関し、特には、逆止弁の動作性を向上させたベーン型圧縮機に関する。

　車両用空調装置用のベーン型圧縮機において、圧縮機の低圧室から外部冷凍サイクルへの冷媒ガスの逆流を防止するために、圧縮機の吸入ポート近傍に逆止弁を設ける構造が知られている。この構造によれば、圧縮機運転中は逆止弁が開き、外部冷凍サイクルから吸入された低圧冷媒が吸入ポートから低圧室内に吸入される。また圧縮機停止時は逆止弁が閉じることにより、圧縮過程にある圧縮室内の冷媒が圧縮機構を逆転させて吸入ポートから冷却用熱交換器側外部冷凍サイクルに逆流することを抑制している。

　逆止弁の構成として、ガイド筒（弁ケース）、付勢手段（スプリング）、弁体及び弁座が、フロントヘッドに形成された吸入ポートに挿入され、弁体が弁ケースにより姿勢制御される構成が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。しかし、弁ケースを有する逆止弁では、弁ケースをフロントヘッドに固定する時に弁ケースが変形するおそれがあった。そこで、弁ケースをフロントヘッドに一体化させた逆止弁が提案されている（例えば、特許文献２～４を参照。）。

特開平５－２８８１８６号公報特開平９－２５０４７２号公報特開２００４－３５３６２０号公報特開２００９－２０３９３１号公報

　しかし、特許文献２の逆止弁では、弁体がガイド部によって片持ち支持されるため、弁体が傾斜してガス通路を形成する開口に引っかかり、逆止弁の動作性が妨げられる問題があった。また、特許文献３の逆止弁では、特許文献２の逆止弁に比べて弁体の開口への引っかかりは解消されているが、開口部が複数に分断されているため、冷媒ガスのための有効な通路が狭くなり、相対的に通路抵抗が大きくなりがちである。また、圧縮機の運転開始とともにすみやかに逆止弁を全開にさせる工夫はされていない。特許文献４の逆止弁では、特許文献２の逆止弁に比べて弁体に対する押上げ力の発生は解消されているが、圧縮機の運転開始とともにすみやかに逆止弁を全開にさせる工夫はされていない。これまで、弁ケースをフロントヘッドに一体化させた逆止弁に関し、圧縮機の運転開始とともにすみやかに弁体をガイド部の底面まで押し下げて、逆止弁を全開にすることができる逆止弁構造は開示されていない。

　本発明の目的は、弁ケースをフロントヘッドに一体化させた逆止弁に関し、逆止弁の通路抵抗を低減させるために、逆止弁の動作性を向上させたベーン型圧縮機を提供することである。

　本発明に係るベーン型圧縮機は、外部冷凍サイクルから冷媒ガスを吸入する吸入ポートと該吸入ポートに連通する低圧室とを有するハウジングと、前記低圧室から前記外部冷凍サイクルへの前記冷媒ガスの逆流を防止する逆止弁と、を備えるベーン型圧縮機において、前記逆止弁は、前記吸入ポート内に設けられ、中央に吸入口が形成された弁座と、該弁座に当接する当接部を有する筒状の弁体と、該弁体を前記弁座に当接させる方向に付勢する付勢部材と、前記ハウジングと一体に形成され、前記弁体をスライド自在に収容するガイド部と、を有し、該ガイド部は、周壁の一部を前記低圧室に開口させた開口部を有し、前記弁体の周面部が前記ガイド部の内壁に沿ってスライドすることで、前記開口部の開口面積が変化し、前記弁座に対する前記弁体の離間距離の増加にしたがって、前記離間距離の変化量に対する前記開口部の開口面積の変化量の割合が小から大に段階的に変化することを特徴とする。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記離間距離の変化量に対する前記開口面積の変化量の割合が小であるときの前記開口面積の最大値は、前記弁座が形成する吸入口の面積よりも小さいことが好ましい。これによって、吸入口を通過する圧力降下（圧力損失ともいう。）に比して開口部を通過する圧力降下が相対的に大きくなるようにし、弁体の上流側に作用する圧力を相対的に高めることができる。その結果、圧縮機の運転開始とともにすみやかに弁体をガイド部の底面まで押し下げて、逆止弁を全開にすることができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記開口部は、前記吸入ポート側から順に、第１開口部と、該第１開口部に連接し、該第１開口部よりも前記弁体の周方向の開口間隔が広い第２開口部とを有することが好ましい。これによって、離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合を小から大に段階的に変化させることができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記ガイド部は、前記弁体の傾きを抑制するように該弁体の周面部を支持する支持部を有し、該支持部は、前記弁体の前記当接部が前記第２開口部内にあるとき、前記弁体の周面部の高さの１／２以上を支持することが好ましい。これによって、弁体の傾きをより抑制することができる。その結果、逆止弁の動作性をより向上させることができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記弁体の当接部が前記離間距離の変化量に対する前記開口面積の変化量の割合が小である前記離間距離の位置にあるとき、前記弁体の中心軸に直交し、かつ、前記当接部に接する断面において、前記開口部の一端と、前記弁体の中心軸と、前記開口部の他端とを結んで得られる角度は、１２０°未満であることが好ましい。これによって、弁体の傾きをより抑制して、逆止弁の動作性をより向上させることができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記開口部は、ロータの回転軸方向に平行な方向に開口していることが好ましい。これによって、吸入ポートから圧縮室への冷媒ガスの流入経路が短縮されるため、冷媒ガスの流れ抵抗を低減することができる。その結果、低圧冷媒をスムーズに圧縮機構側に流すことができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記弁体は、前記周面部と前記当接部との境界がＲ形状を有するように形成されていることが好ましい。これによって、弁体が開口部に引っかかりにくくなり、逆止弁の動作性をより向上させることができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記ガイド部は、前記吸入ポート側とは反対側の端部で、前記ガイド部の周壁の内周面を拡径させた環状の冷媒流通溝を有することが好ましい。これによって、ガイド部の底部に流れ込んだ冷媒ガスが冷媒流通溝を通るため、弁体の筒内でのガスの滞留を低減させて、弁体をガイド部の底面まで押し下げることができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記支持部には、前記第２開口部に連接する第３開口部が設けられていることが好ましい。これによって、冷媒ガスの流れ抵抗を低減することができる。また、弁体の筒内でのガスの滞留を低減させて、弁体をガイド部の底面まで押し下げることができる。さらに、弁体を押し下げた状態を保持することができる。また、弁体の中心軸方向における冷媒ガスの流量を増やすことができる。

　本発明に係るベーン型圧縮機では、前記第３開口部の前記第２開口部側とは反対側の端部は、前記弁体の中心軸方向に直交する方向に対して傾斜していることが好ましい。これによって、潤滑オイル又は冷媒ガスのガイド部からの排出性を向上することができる。また、弁体の下端が第３開口部の端部に引っかかりにくく、弁体が下方に移動しやすくなる。

　本発明は、弁ケースをフロントヘッドに一体化させた逆止弁に関し、逆止弁の通路抵抗を低減させるために、逆止弁の動作性を向上させたベーン型圧縮機を提供することができる。

本実施形態に係るベーン型圧縮機の一例を示す断面図である。逆止弁の一例を示す断面図である。逆止弁の一例を示す正面図であり、全閉状態を示す。逆止弁の一例を示す正面図であり、全開状態を示す。ガイド部の断面形状の一例であり、（ａ）は図４のＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は図４のＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）は図４のＣ－Ｃ線断面図、（ｄ）は図４のＤ－Ｄ線断面図、（ｅ）は図４のＥ－Ｅ線断面図を示す。離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合の段階的な変化を説明するための概念図である。比較例１の逆止弁を示す正面図である。離間距離と開口面積との関係を示すグラフである。

　以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機１は、図１に示すように、外部冷凍サイクル（不図示）から冷媒ガスを吸入する吸入ポート１２と吸入ポート１２に連通する低圧室１３とを有するハウジング１０と、低圧室１３から外部冷凍サイクルへの冷媒ガスの逆流を防止する逆止弁５０と、を備えるベーン型圧縮機において、逆止弁５０は、図２～図４に示すように、吸入ポート１２内に設けられ、中央に吸入口５１ａが形成された弁座５１と、弁座５１に当接する当接部５２１ｂを有する筒状の弁体５２と、弁体５２を弁座に当接させる方向に付勢する付勢部材５３と、ハウジング１０と一体に形成され、弁体５２をスライド自在に収容するガイド部５４と、を有し、ガイド部５４は、周壁の一部を低圧室１３に開口させた開口部５５を有し、弁体の周面部５２２がガイド部５４の内壁に沿ってスライドすることで、開口部５５の開口面積Ａが変化し、図６に示すように、弁座５１に対する弁体５２の離間距離Ｌの増加にしたがって、離間距離Ｌの変化量に対する開口部５５の開口面積Ａの変化量の割合が小から大に段階的に変化する。

　ベーン型圧縮機１は、冷凍サイクル（不図示）の一部であり、冷却用熱交換器（不図示）で気化された冷媒ガスを圧縮して、高温・高圧になったガスを凝縮機（不図示）に送る。ベーン型圧縮機１について、図１を参照しながら簡単に説明する。本発明では、ベーン型圧縮機１は、逆止弁５０以外の基本的な構造は特に限定されない。

　ハウジング１０は、カムリング２のリア側端面に固定されるリアヘッド７と、カムリング２のフロント側端面及び外周面を包囲し、リアヘッド７に嵌合するフロントヘッド８とを有する。

　吸入ポート１２は、フロントヘッド８と一体に形成された略円筒状の開口であり、冷却用熱交換器（不図示）で気化された冷媒ガスを吸入する。低圧室１３は、フロントヘッド８内に形成された空間であって、吸入ポート１２に連通する。また、リアヘッド７には、冷媒ガスを吐出する吐出ポート１４と、吐出ポート１４に連通する高圧室１５とが設けられる。

　ハウジング１０内には、例えば、カムリング２と、カムリング２に回転可能に収納されるとともに回転軸３に固定されたロータ４と、が配置される。ロータ４には、複数のベーン溝５が設けられ、各ベーン溝５にはベーン６が挿入される。カムリング２の内周面には、楕円状の空間９が形成され、この空間９に真円状のロータ４が配置されることで、カムリング２の内周面とロータ４の外周面との間には圧縮空間１６が形成される。圧縮空間１６は、ベーン６によって仕切られて複数の圧縮室１７を形成する。各圧縮室１７の容積はロータ４の回転によって変化するようになっている。

　逆止弁５０は、図１に示すように、吸入ポート１２と低圧室１３との境界部に配置される。次に、図２～図６を参照しながら逆止弁５０について説明する。

　逆止弁５０は、図２に示すように、弁座５１と、弁体５２と、付勢部材５３と、ガイド部５４と、を有する。

　弁座５１は、中央に吸入口５１ａが形成された環状部材であり、吸入ポート１２内に圧入されて固定される。

　弁体５２は、閉塞部５２１と閉塞部５２１の周縁から下垂する周面部５２２とを有する筒状部材である。閉塞部５２１は、閉塞部５２１の中央を山形に突出させた突出部５２１ａと、突出部５２１ａの周囲に設けられた平坦状の当接部５２１ｂとを有する。本実施形態に係るベーン型圧縮機では、弁体の周面部５２２と当接部５２１ｂとの境界は、Ｒ形状を有するように形成されていることが好ましい。これによって、弁体５２が開口部５５に引っかかりにくくなり、逆止弁５０の動作性をより向上させることができる。Ｒの範囲は特に限定されないが、例えば、Ｒ１ｍｍ～Ｒ２ｍｍであることが好ましい。

　付勢部材５３は、例えばコイルスプリングであり、弁体５２の筒内に挿入される。

　ガイド部５４は、フロントヘッド８の内側に一体に形成される。ガイド部５４の内部空間には弁体５２がスライド自在に収容される。ガイド部５４の底面には、シャフトシール室１９に連通する穴５４ａが設けられていてもよい。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、ガイド部５４は、図２に示すように、吸入ポート１２側とは反対側の端部で、ガイド部５４の周壁の内周面を拡径させた環状の冷媒流通溝５６を有することが好ましい。図５は、ガイド部の断面形状の一例であり、（ａ）は図４のＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は図４のＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）は図４のＣ－Ｃ線断面図、（ｄ）は図４のＤ－Ｄ線断面図、（ｅ）は図４のＥ－Ｅ線断面図を示す。図５では、弁体が当該断面に存在する場合の仮想外周面形状５２Ｆを二点鎖線で示した。冷媒流通溝５６を設けることで、図５（ｅ）に示すように、ガイド部５４の内周面と弁体の外周面５２Ｆとの間に隙間が形成される。このため、ガイド部５４の底部に流れ込んだ冷媒ガスが、冷媒流通溝５６を通って低圧室１３に流れる。その結果、弁体５２の筒内でのガスの滞留を低減させて、弁体５２をガイド部５４の底面まで押し下げることができ、かつ、押し下げた状態を保持することができる。

　ガイド部５４は、図２に示すように、冷媒流通溝５６に交差し、冷媒流通溝５６と吸入ポート１２とを連通させる縦溝５７を更に有することが好ましい。縦溝５７の数は、特に限定されず、１個であるか、又は２個以上であってもよい。図５（ａ）～（ｄ）では一例として縦溝５７が２個である形態を示した。冷媒流通溝５６に加えて縦溝５７を有することで、縦溝５７、冷媒流通溝５６及び低圧室１３を順次通る冷媒ガスの流路が形成され、冷媒ガスの流量を増やすことができる。

　開口部５５は、図２に示すように、ガイド部５４の周壁のうち低圧室１３に面する周壁に形成された孔である。吸入ポート１２は、開口部５５によって低圧室１３に連通される。本実施形態に係るベーン型圧縮機１では、図１に示すように、開口部５５は、ロータ４の回転軸３方向に平行な方向に開口していることが好ましい。これによって、吸入ポート１２から圧縮室１７への冷媒ガスの流入経路が短縮されるため、冷媒ガスの流れ抵抗を低減することができる。その結果、冷媒ガスをスムーズに圧縮機構側に流すことができる。

　また、開口部５５が、弁体５２の周方向に一つだけあることが好ましい。すなわち、開口部５５が周壁で区画されていないことが好ましい。開口部５５が弁体５２の周方向に一つだけあることで、冷媒ガスを分断することなく一つの開口部５５に集中させて流してスムーズに圧縮機構側に供給することができる。このため、開口部５５が弁体５２の周方向に複数ある場合と比較して、許容可能な圧力降下を開口部での圧力降下のみに割り当てて設定することができる。その結果、弁体５２をガイド部５４の底面に向けてすみやかに押し下げて、逆止弁５０を全開にすることができる。本明細書において、弁体５２の周方向とは、弁体の周面部５２２の周方向をいう。

　開口部５５は、図３に示すように、ロータ４の回転軸３方向に平行な方向に開口し、かつ、弁体５２の周方向に一つだけあることがより好ましい。

　開口部５５の開口面積Ａ［ｍｍ^２］は、弁体の周面部５２２がガイド部５４の内壁に沿ってスライドすることで変化する。弁体の当接部５２１ｂが図３に示すように弁座５１に当接しているとき、弁座５１の吸入口５１ａが弁体の当接部５２１ｂによって閉鎖されるとともに、開口部５５の全体が弁体５２によって塞がれており、開口面積Ａは０である。弁体５２が弁座５１から離れる方向にリフトすると、吸入口５１ａが閉鎖状態から開放されるとともに、開口部５５の一部が開放され、弁座５１に対する弁体５２の離間距離Ｌ［ｍｍ］の増加にしたがって開口面積Ａは大きくなる。そして、弁体５２が図４に示すようにガイド部５４の底面に到達したとき、開口部５５の全体が開放され、開口面積Ａは最大となる。本明細書において、開口面積Ａは、ガイド部５４の内壁面を開口部５５内に仮想的に延長させた仮想面の面積のうち、開口部５５の開放されている部分の面積である。ガイド部５４の内壁面が円筒状であるとき、仮想面は円筒の周面形状をなす。

　図６は、離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合の段階的な変化を説明するための概念図である。弁座５１に対する弁体５２の離間距離Ｌの増加にしたがって、離間距離Ｌの変化量に対する開口部５５の開口面積Ａの変化量の割合（以降、ｄＡ／ｄＬということもある。）が小から大に段階的に変化する。ｄＡ／ｄＬが段階的に変化するとは、図６に示すように、離間距離ＬをＸ軸に、ｄＡ／ｄＬをＹ軸にとって作成したグラフ９００が、段差９０１を有することをいう。図６に示すように、段差前のｄＡ／ｄＬは、段差後のｄＡ／ｄＬよりも小さい。本発明は、グラフ９００の形状及び段差９０１の程度に制限されない。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、Ｌの変化量に対するＡの変化量の割合が小であるときの開口面積Ａの最大値は、弁座５１が形成する吸入口５１ａの面積よりも小さいことが好ましい。これによって、吸入口５１ａを通過する冷媒ガスの圧力降下に比して開口部５５を通過する圧力降下が相対的に大きくなり、弁体の上流側に作用する圧力を高めることができる。その結果、圧縮機の運転開始とともにすみやかに弁体５２をガイド部５４の底面まで押し下げて、逆止弁５０を全開にすることができる。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、図３に示すように、開口部５５は、吸入ポート１２（図２に図示）側から順に、第１開口部５５ａと、第１開口部５５ａに連接し、第１開口部５５ａよりも弁体５２の周方向の開口間隔が広い第２開口部５５ｂとを有することが好ましい。これによって、Ｌの変化量に対するＡの変化量の割合を小から大に段階的に変化させることができる。

　圧縮機の起動によって吸入ポート１２から冷媒が吸入されると、弁体５２が弁座５１から離れる方向にリフトする。リフト開始直後は、弁体の当接部５２１ｂが第１開口部５５ａにあり、Ｌの変化量に対するＡの変化量の割合は相対的に小さい。このため、冷媒流量の増加に伴って弁体５２の離間距離Ｌが増加しても開口面積Ａが緩慢に増加し、弁体５２の上流側の圧力が高められることとなる。その結果、高められた弁体５２の上流側の圧力によって、弁体５２をガイド部５４の底面に向けて勢いをつけて押し下げて、逆止弁５０が全開になることを助けることができる。また、逆止弁５０の通路抵抗を低減させるためには、逆止弁５０が全開時に十分な開口面積を確保する必要がある。例えば、逆止弁５０が全開時における開口部５５の開口面積が、弁座５１が形成する吸入口５１ａの面積よりも大きいことが好ましい。ところが、図３において第２開口部５５ｂの開口間隔を第１開口部５５ａの開口間隔まで狭めた形態を想定すると、開口部５５の長さ（弁体５２の中心軸Ｏ方向の長さ）を長くしなければ、逆止弁５０の全開時の開口面積が相対的に小さくなって、逆止弁５０の通路抵抗を十分に低減することができない。開口部５５の長さを長くすると、弁体５２のストローク長さが長くなり、弁体５２をガイド部５４の底面まで到達させることが難しくなる。また、圧縮機のハウジング１０内に逆止弁５０が収まりきらない場合がある。そこで、本実施形態では、開口部５５が、第１開口部５５ａよりも弁体５２の周方向の開口間隔が広い第２開口部５５ｂを有することで、開口部５５の長さを長くしなくても、逆止弁５０が全開時に十分な開口面積を確保することができる。これによって、弁体５２がガイド部５４の底面まで達しやすくするとともに、十分な開口面積を確保して開口部での圧力降下を低減することができる。また、ガイド部５４が第１開口部５５ａを有することで、弁体５２が弁座５１から離れた直後の弁体５２の傾きを抑制することができる。ガイド部５４が支持部５８を有することで、弁体の当接部５２１ｂが第２開口部５５ｂにあるときの弁体５２の傾きをより抑制することができる。その結果、逆止弁５０の動作性をより向上させることができる。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、ガイド部５４は、弁体５２の傾きを抑制するように弁体の周面部５２２を支持する支持部５８を有し、この支持部５８は、弁体の当接部５２１ｂが第２開口部５５ｂ内に位置しているとき、弁体の周面部５２２の高さの１／２以上を支持することが好ましい。これによって、弁体の傾きをより抑制することができる。その結果、逆止弁の動作性をより向上させることができる。

　第１開口部５５ａは、図３に示すように、弁体５２の周方向の長さを弁体５２の中心軸Ｏ方向で一定とした形状を有することが好ましい。弁体５２は、第１開口部５５ａが開口されたガイド部５４の内壁によって、傾きを抑制されながらガイド部５４内を上下動する。このとき、弁体５２とガイド部５４の内壁面との間にはクリアランスがあり、当該クリアランスの範囲内で弁体５２は傾いて弁体の周面部５２２の一部が第１開口部５５ａの縁辺に接触する場合がある。第１開口部５５ａの周方向の長さが一定ではなく、例えば、第２開口部５５ｂに向かうにしたがって広がる形状であったとすると、弁体５２がクリアランスの範囲内で傾いたとき、弁体の周面部５２２の第１開口部５５ａの縁辺に対する接触箇所が、弁体５２の上下動に伴って変化する。そうすると、弁体の周面部５２２の第１開口部５５ａの縁辺に対する摺動抵抗が大きくなって、弁体５２の上下動が妨げられるおそれがある。これに対して、第１開口部５５ａの周方向の長さが一定であると、弁体５２がクリアランスの範囲内で傾いたとしても、弁体の周面部５２２の第１開口部５５ａの縁辺に対する接触箇所が、弁体５２の上下動に伴って変化しない。その結果、弁体の周面部５２２が第１開口部５５ａの縁辺と擦れたとしても摺動抵抗を受けにくく、弁体５２を滑らかに作動させることができる。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、弁体の当接部５２１ｂがＬの変化量に対するＡの変化量の割合が小である離間距離Ｌの位置にあるとき（図４では弁体の当接部５２１ｂが第１開口部５５ａ内にあるとき）、図５（ｂ）に示すように、弁体５２の中心軸Ｏに直交し、かつ、当接部５２１ｂに接する仮想平面において、開口部５５ａの一端と、弁体の中心軸Ｏと、開口部５５ａの他端とを結んで得られる角度θ１は、１２０°未満であることが好ましい。これによれば、弁体の当接部５２１ｂが第１開口部５５ａにあるとき、ガイド部５４内において弁体５２が傾いたとしても、弁体の当接部５２１ｂ側が開口部５５ａの縁辺を超えて傾くことが抑制される。θ１は、開口部５５ａの両端と弁体の中心軸Ｏが形成する角度のうち、開口部５５ａ側の角度である。θ１は９０°以下であることがより好ましい。弁体５２（図２に図示）が弁座５１（図２に図示）から離れた直後は、弁体の周面部５２２のうち支持部５８によって支持される長さが、弁体の周面部５２２の高さの１／２未満となり、弁体５２が傾きやすく、弁体５２が開口部５５ａに引っかかりやすい傾向にあるところ、θ１を前記範囲とすることで、弁体５２の傾きをより抑制して、逆止弁の動作性をより向上させることができる。θ１の下限は、４５°以上であることが好ましく、６０°以上であることがより好ましい。

　弁体の当接部５２１ｂがＬの変化量に対するＡの変化量の割合が大である離間距離Ｌの範囲内にあるとき（図４では弁体の当接部５２１ｂが第１開口部５５ｂ内にあるとき）、図５（ｃ）に示すように、弁体５２の中心軸Ｏに直交し、かつ、当接部５２１ｂに接する断面において、開口部５５ｂの一端と、弁体の中心軸Ｏと、開口部５５ｂの他端とを結んで得られる角度θ２は、１２０°以上３００°以下であることが好ましく、１５０°以上２４０°以下であることが好ましい。θ２は、開口部５５ｂの両端と弁体の中心軸Ｏが形成する角度のうち、開口部５５ｂ側の角度である。θ２を前記範囲とすることで、冷媒ガスの吸入効率を向上させることができる。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、図３及び図４に示すように、支持部５８には、第２開口部５５ｂに連接する第３開口部５９が設けられていることが好ましい。図１及び図３から明らかなように、弁体の当接部５２１ｂが第１開口部５５ａ内にあるとき、ガイド部５４の内部空間は、第３開口部５９を介して低圧室１３に連通している。このため、弁体５２が下方に移動する際、弁体５２の下方の冷媒ガスを速やかに低圧室１３に逃がし、弁体５２の筒内でのガスの滞留を低減させて、弁体５２をガイド部５４の底面まで押し下げることができる。さらに、弁体５２を押し下げた状態を保持することができる。また、弁体５２の中心軸方向における冷媒ガスの流量を増やすことができる。

　本実施形態では、図５（ｄ）に示すように、弁体５２の中心軸Ｏに直交する断面において、第３開口部５９の一端と、弁体の中心軸Ｏと、第３開口部５９ａの他端とを結んで得られる角度θ３は、４５°以上１２０°未満であることが好ましく、６０°以上１００°以下であることが好ましい。θ３は、第３開口部５９の両端と弁体の中心軸Ｏが形成する角度のうち、第３開口部５９側の角度である。θ３を前記範囲とすることで、支持部５８の効果及び第３開口部５９の効果をバランスよく両立することができる。

　本実施形態に係るベーン型圧縮機では、図３及び図４に示すように、第３開口部５９の第２開口部５５ｂ側とは反対側の端部５９ａは、弁体５２の中心軸Ｏ方向に直交する方向に対して傾斜していることが好ましい。これによって、潤滑オイル又は冷媒ガスのガイド部５４からの排出性を向上することができる。また、弁体５２の下端が第３開口部の端部５９ａに引っかかりにくく、弁体５２が下方に移動しやすくなる。

　図１を参照しながら、逆止弁５０の動作を説明する。圧縮機が起動し、冷却用熱交換器（不図示）の出口から吸入ポート１２に冷媒ガスが吸入されると、弁体５２が弁座５１から離れる方向にリフトし、冷媒ガスが吸入ポート１２から低圧室１３へ流入する。このとき、離間距離が少ない領域では開口部５５の面積を狭めているため、開口部５５を通過する圧力降下が大きくなり、弁体５２に作用する圧力差を瞬間的に高くすることができる。その結果、弁体５２はすみやかにガイド部５４の底面まで押し下げられて、逆止弁５０を全開にすることができる。また、吸入ポート１２への冷媒ガスの流入量が少なくなると、付勢手段の付勢力によって弁体５２が弁座５１に押し付けられ、低圧室１３から吸入ポート１２への冷媒ガスの逆流を防止する。

　以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１，２）
　図２～図５に示す逆止弁の動作性を評価した。圧縮機のハウジング１０に逆止弁５０（スプリング５３、弁体５２及び弁座５１）を装着した。弁体とガイド部とのクリアランス影響を確認するため、弁体とガイド部とのクリアランスを０．４５ｍｍとしたクリアランス大品（実施例１）、弁体とガイド部とのクリアランスを０．２５ｍｍとしたクリアランス小品（実施例２）の２種を用意した。その他の部品については逆止弁の動作を目視で確認するために組付けなかった。動作性の評価は、次の通り行った。すなわち、ハウジング１０の吸入ポート１２に、空気圧供給源（０．３～０．６ＭＰａ）をボールバルブを介して取り付けた。ボールバルブを断続的に繰り返して開閉（約１秒間隔）して逆止弁の上流に空気圧を供給し、逆止弁の弁体の動作性を目視で確認した。

（比較例１）
　図７に示す逆止弁の動作性を実施例１と同様の方法で評価した。図７に示す逆止弁１５０の弁座（不図示）、弁体１５２及び付勢手段１５３は、図２に示す逆止弁５０のそれらと同じである。図７に示す逆止弁１５０が、図２に示す逆止弁５０と相違する点は、ガイド部１５４の形状及びガイド部１５４に設けられた開口部１５５の形状である。すなわち、図２に示す逆止弁５０が支持部５８に第３開口部５９を有するのに対して、図７に示す逆止弁５０は支持部１５８が弁体１５２の周方向の全周を取り囲んでおり、開口部を有さない。図２に示す逆止弁５０が、弁体５２の周方向の長さが相互に異なる第１開口部５５ａ及び第２開口部５５ｂを有するのに対して、図７に示す逆止弁１５０は、弁体１５２の中心軸Ｏ方向の全体にわたって弁体１５２の周方向の長さが一定である。

（評価結果）
　クリアランス大品（実施例１）及びクリアランス小品（実施例２）は、ともに２０回の開閉動作確認試験において、一度も開口部に引っかかることがなかった。また、弁体がガイド部の底面まで瞬時に下がって、逆止弁を全開にすることができた。一方、比較例１の逆止弁は、２０回の開閉動作確認試験において、開口部の途中で弁体が引っかかる現象が１６回確認された。また、弁体をガイド部の底面まで下げる速度が、実施例１よりも遅いことがあった。

　実施例１、実施例２及び比較例１について、離間距離と、離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合との関係を確認したところ、実施例１及び実施例２は、図６に示すように、実施例１は、離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合が小から大に段階的に変化した。一方、比較例１は、離間距離の変化量に対する開口部の開口面積の変化量の割合が一定であった（不図示）。

　実施例１、実施例２及び比較例１について、離間距離と開口面積との関係を確認した。図８は、離間距離と開口面積との関係を示すグラフである。図８の実施例１及び実施例２において、離間距離Ｌ１前は、弁体の当接面が第１開口部内にあり、離間距離Ｌ１後は、弁体の当接面が第２開口部内にあることを示す。図８において離間距離Ｌ２は、実施例１、２及び比較例１の逆止弁の全開時の離間距離を示す。また、図８において開口面積Ａ０は、弁座が形成する吸入口の面積を示す。

　図８に示すように、実施例１及び実施例２は、離間距離Ｌ１の前後で傾きが大きく変化するのに対して、比較例１は、傾きが一定であった。実施例１及び実施例２の離間距離Ｌ１後の傾きは、比較例１の傾きとほぼ同じであった。

　また、図８において一点差線で囲った領域Ｓは、開閉動作確認試験において比較例１の弁体が開口部の途中で引っかかった領域である。この領域Ｓでは、比較例１の開口面積は弁座が形成する吸入口の面積Ａ０よりも小さい。このため、比較例１の開閉動作確認試験のように、弁体が開口部の途中で引っかかると、十分な開口面積が確保できず、通路抵抗が増大して、圧縮機の性能が低下することが予測される。これに対して、実施例１及び実施例２の全開時の離間距離Ｌ２における開口面積は、比較例１のそれよりも小さいが、弁座が形成する吸入口の面積Ａ０よりも大きい。そして、図２～図５に示す逆止弁は、実施例１及び実施例２の開閉動作確認試験のように、弁体が開口部に引っかかることなく逆止弁を全開状態にして、十分な開口面積を確保することができ、通路抵抗が増大することがない。

１　ベーン型圧縮機
２　カムリング
３　回転軸
４　ロータ
５　ベーン溝
６　ベーン
７　リアヘッド
８　フロントヘッド
９　空間
１０　ハウジング
１２　吸入ポート
１３　低圧室
１４　吐出ポート
１５　高圧室
１６　圧縮空間
１７　圧縮室
１８　シャフトシール
１９　シャフトシール室
５０　逆止弁
５１　弁座
５１ａ　吸入口
５２　弁体
５２Ｆ　弁体の外周面形状
５３　付勢部材
５４　ガイド部
５４ａ　穴
５５　開口部
５５ａ　第１開口部
５５ｂ　第２開口部
５６　冷媒流通溝
５７　縦溝
５８　支持部
５９　第３開口部
５９ａ　第３開口部の端部
１５０　逆止弁
１５２　弁体
１５３　付勢手段
１５４　ガイド部
１５５　開口部
１５８　支持部
５２１　閉塞部
５２１ａ　突出部
５２１ｂ　当接部
５２２　周面部
９００　グラフ
９０１　段差

Claims

　外部冷凍サイクルから冷媒ガスを吸入する吸入ポートと該吸入ポートに連通する低圧室とを有するハウジングと、前記低圧室から前記外部冷凍サイクルへの前記冷媒ガスの逆流を防止する逆止弁と、を備えるベーン型圧縮機において、
　前記逆止弁は、
　前記吸入ポート内に設けられ、中央に吸入口が形成された弁座と、
　該弁座に当接する当接部を有する筒状の弁体と、
　該弁体を前記弁座に当接させる方向に付勢する付勢部材と、
　前記ハウジングと一体に形成され、前記弁体をスライド自在に収容するガイド部と、を有し、
　該ガイド部は、周壁の一部を前記低圧室に開口させた開口部を有し、
　前記弁体の周面部が前記ガイド部の内壁に沿ってスライドすることで、前記開口部の開口面積が変化し、
　前記弁座に対する前記弁体の離間距離の増加にしたがって、前記離間距離の変化量に対する前記開口部の開口面積の変化量の割合が小から大に段階的に変化することを特徴とするベーン型圧縮機。
　前記離間距離の変化量に対する前記開口面積の変化量の割合が小であるときの前記開口面積の最大値は、前記弁座が形成する吸入口の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のベーン型圧縮機。
　前記開口部は、前記吸入ポート側から順に、第１開口部と、該第１開口部に連接し、該第１開口部よりも前記弁体の周方向の開口間隔が広い第２開口部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のベーン型圧縮機。
　前記ガイド部は、前記弁体の傾きを抑制するように該弁体の周面部を支持する支持部を有し、
　該支持部は、前記弁体の前記当接部が前記第２開口部内にあるとき、前記弁体の周面部の高さの１／２以上を支持することを特徴とする請求項３に記載のベーン型圧縮機。
　前記弁体の当接部が前記離間距離の変化量に対する前記開口面積の変化量の割合が小である前記離間距離の位置にあるとき、前記弁体の中心軸に直交し、かつ、前記当接部に接する断面において、前記開口部の一端と、前記弁体の中心軸と、前記開口部の他端とを結んで得られる角度は、１２０°未満であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のベーン型圧縮機。
　前記開口部は、ロータの回転軸方向に平行な方向に開口していることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のベーン型圧縮機。
　前記弁体は、前記周面部と前記当接部との境界がＲ形状を有するよう形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載のベーン型圧縮機。
　前記ガイド部は、前記吸入ポート側とは反対側の端部で、前記ガイド部の周壁の内周面を拡径させた環状の冷媒流通溝を有することを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載のベーン型圧縮機。
　前記支持部には、前記第２開口部に連接する第３開口部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のベーン型圧縮機。
　前記第３開口部の前記第２開口部側とは反対側の端部は、前記弁体の中心軸方向に直交する方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項９に記載のベーン型圧縮機。