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Patent Searching and Data


Title:
COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/154076
Kind Code:
A1
Abstract:
A compressor wherein a valve plate having formed therein a suction hole and a discharge hole is mounted between a cylinder head and a cylinder block and a discharge valve, or a reed valve, is mounted to the discharge hole in the valve plate.  The discharge hole is formed in a U-shape having a bottom which corresponds to the front end of the reed valve, and the reed valve is formed in a U-shape extending corresponding to the U-shape of the discharge hole.  The cross-sectional area of flow of discharge gas is significantly increased to drastically reduce flow path resistance, and excessive compression is suppressed to significantly increase the efficiency of the compressor.

Inventors:
MIYAZAWA KANETAKA (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/060037
Publication Date:
December 23, 2009
Filing Date:
June 02, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SANDEN CORP (JP)
MIYAZAWA KANETAKA (JP)
International Classes:
F04B27/08; F04B39/10; F04B39/12
Foreign References:
JP2005036694A2005-02-10
JP2001221161A2001-08-17
JPS5077804U1975-07-05
JPH10141222A1998-05-26
JPS5943685U1984-03-22
JP2000515606A2000-11-21
JP2007518928A2007-07-12
JPH11280685A1999-10-15
JP2009091932A2009-04-30
Attorney, Agent or Firm:
BAN Toshimitsu (JP)
Toshimitsu Ban (JP)
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Claims:
 吸入室および吐出室が形成されたシリンダヘッドとシリンダボアが形成されたシリンダブロックとの間に、吸入室とシリンダボアとの間を連通可能な吸入孔および吐出室とシリンダボアとの間を連通可能な吐出孔が形成された弁板が介装され、該弁板の吐出孔に対し、吐出孔開閉用のリード弁からなる吐出弁が設けられているとともに、該リード弁の先端側に吐出孔が配置されている圧縮機において、前記吐出孔を、前記リード弁の先端側をU字の底部側とするU字形状に形成するとともに、前記リード弁を、前記吐出孔のU字形状に対応して延びるU字形状に形成したことを特徴とする圧縮機.
 前記U字形状に形成された吐出孔が、U字に沿って延びる方向に、全長にわたって連続して延びている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記U字形状に形成された吐出孔が、U字に沿って延びる方向に、断続して延びている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記U字形状に形成された吐出孔のU字各腕部の吐出孔幅をa、bとし、前記U字形状に形成されたリード弁のU字両腕間の間隔をcとするとき、ほぼa=b=cとされている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記U字形状に形成された吐出孔のU字底部の吐出孔幅をdとし、該U字形状のU字底部の底点と該U字形状一方のU字腕部の頂点との距離で定義される擬似吐出孔全長をeとするとき、e≧2dを満足する、請求項1に記載の圧縮機。
 前記U字形状に形成された吐出孔のU字両腕の長さが等しい、請求項1に記載の圧縮機。
 前記U字形状に形成された吐出孔のU字両腕の長さが互いに異なっている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記リード弁のリフト量を制限するリテーナが設けられている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記リテーナが、前記弁板と前記シリンダヘッドとの間に介装されるガスケットと一体的に形成されたガスケット一体型リテーナとして形成されている、請求項8に記載の圧縮機。
 前記リテーナおよび/または前記ガスケットに、吐出ガスが通過可能な連通孔が形成されている、請求項8に記載の圧縮機。
 前記リテーナが、前記リード弁開時に該リード弁の先端部を係止可能な形状に形成されている、請求項8に記載の圧縮機。
 前記吐出孔の面積をS1とし、前記リード弁からなる吐出弁が開弁したときの該弁と弁板との隙間の該弁の側方からみた開口面積をS2とするとき、S1<2×S2とされている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記吐出弁開時に、吐出弁横断面方向に見て流体の主要な通過経路が3つ以上形成される構成とされている、請求項1に記載の圧縮機。
 前記吐出孔および前記リード弁からなる吐出弁の少なくとも一方が、U字形状が2つ接続されたW字形、S字形、X字形の形状に形成されている、請求項1に記載の圧縮機。
Description:
圧縮機

 本発明は、圧縮機に関し、とくに、吐出 および吐出弁部の構造を改良した圧縮機に する。

 圧縮機、例えば車両用空調装置に使用さ る冷媒を圧縮するピストン往復動式多気筒 縮機においては、吸入室および吐出室が形 されたシリンダヘッドとシリンダボアが形 されたシリンダブロックとの間に、吸入室 シリンダボアとの間を連通可能な吸入孔お び吐出室とシリンダボアとの間を連通可能 吐出孔が形成された弁板が介装され、該弁 の吐出孔に対し、吐出孔開閉用のリード弁 らなる吐出弁が設けられているとともに、 リード弁の先端側に吐出孔が配置されてい 構成とされることが多い。吐出孔は通常円 に形成され、吐出弁を構成するリード弁は この円形吐出孔を塞ぐ形状に形成されてい 。このような圧縮機において、とくに、外 に吐出室、内側に吸入室を配置した圧縮機 おいては、吐出弁開時の吐出弁のリフト量 制限するストッパーとしてリテーナ一体型 スケットが用いられることが一般的である

 しかしながら、吐出行程においては吐出弁 そのリフト量が制限されるため、開口され 流路の断面積が比較的小さく抑えられて流 抵抗が発生し、これに伴う過圧縮により、( 1)クランク室側へ冷媒が洩れるブローバイに る冷凍能力の低下、
(2)圧縮機駆動のための消費動力の増加、
などを招き、圧縮機の効率が悪化する原因と なっていた。

 このような問題に対し、吐出弁に弾性力 与える弁ばねに吐出ガスが通過可能な孔を 成して、吐出ガスの流動損失を低減するよ にした構造が特許文献1に開示されているが 、流路の断面積の大幅な増大は望めないため 、流路抵抗の低減効果としては不十分なもの であった。

特開2005-90495号公報

 そこで本発明の課題は、吐出孔および吐 弁部の構造を従来にない新規な構造とする とにより、リテーナにより吐出弁のリフト が制限されている場合にあっても、吐出ガ の流動断面積の大幅な増大を可能にして流 抵抗の大幅な低減を可能にし、過圧縮を抑 して圧縮機効率の大幅な改善をはかること ある。

 上記課題を解決するために、本発明に係 圧縮機は、吸入室および吐出室が形成され シリンダヘッドとシリンダボアが形成され シリンダブロックとの間に、吸入室とシリ ダボアとの間を連通可能な吸入孔および吐 室とシリンダボアとの間を連通可能な吐出 が形成された弁板が介装され、該弁板の吐 孔に対し、吐出孔開閉用のリード弁からな 吐出弁が設けられているとともに、該リー 弁の先端側に吐出孔が配置されている圧縮 において、前記吐出孔を、前記リード弁の 端側をU字の底部側とするU字形状に形成す とともに、前記リード弁を、前記吐出孔のU 形状に対応して延びるU字形状に形成したこ とを特徴とするものからなる。

 このような本発明に係る圧縮機において 、弁板吐出孔をU字形状に形成し、リード弁 からなる吐出弁をU字形状の吐出孔に対応し 形状に形成することにより、従来の円形の 出孔とそれを塞ぐ形状の吐出弁に比べ、吐 弁が開いた時のガス流路面積の拡大が可能 なり、それにより流路抵抗が低減されて過 縮が抑制され、圧縮機効率の大幅な改善が 能になる。また、吐出孔をU字形状とするこ で、吐出孔の幅(U字形状の吐出孔の各部の )は、容易に、円形の吐出孔の直径よりは大 くならならないようにすることができ、そ によって、たとえ圧縮時の高圧力が吐出弁 かかっても、吐出弁に過大な応力が発生し いようにすることも可能になる。さらに、 出孔をU字形状とすることで、吐出孔を広い 範囲にわたって延在させることができ、吐出 孔の存在位置がリード弁先端部付近のみに集 中しなくなるので、弁先端部を大型にしなく ても済む。

 このような本発明に係る圧縮機の構造に いては、上記U字形状に形成される吐出孔は 、U字に沿って延びる方向に、全長にわたっ 連続して延びていてもよく、U字に沿って延 る方向に、断続して延びていてもよい。前 の構造の場合には、より大きなガス流路面 の確保が可能であり、後者の構造の場合に 、断続部分が弁板自体で構成できるため、U 字に沿って延びる方向に長い吐出孔であって も、弁板の吐出孔形成部の強度を十分に高く 維持できる。

 また、上記U字形状に形成された吐出孔の U字各腕部の吐出孔幅をa、bとし、上記U字形 に形成されたリード弁のU字両腕間の間隙をc とするとき、ほぼa=b=cとされていることが好 しい。このような構成によって、吐出弁が いた時のガス流路面積の拡大をはかりつつ 吐出孔から吐出されるガスの流れの均一化 はかることができる。

 また、上記U字形状に形成された吐出孔の U字底部の吐出孔幅をdとし、該U字形状のU字 部の底点と該U字形状の一方のU字腕部の(長 方のU字腕部の)頂点との距離で定義される擬 似吐出孔全長をeとするとき、e≧2dを満足す ことが好ましい。このような構成によって 吐出孔をU字形状とすることによる上述の効 、つまり、流路抵抗を低減しつつ吐出弁に 大な応力が発生しないようにするとともに 弁先端部の大型化防止の効果がより確実に られるようになる。

 また、上記U字形状に形成された吐出孔の U字両腕の長さが等しい構成を採用すること でき、U字両腕の長さが互いに異なっている 成を採用することもできる。後者の構成で 、吐出孔は、より正確に表現すると、J字形 状に形成されることになる。本発明では、こ のようなJ字形状の吐出孔も、本発明で言うU 形状の吐出孔に含まれるものとする。この うなJ字形状の吐出孔の場合にあっても、上 記リード弁を、この吐出孔のJ字形状に対応 て延びるU字形状に形成すればよい。

 また、本発明に係る構造は、とくに上記 ード弁のリフト量を制限するリテーナが設 られている場合に好適なものである。前述 如く、リード弁のリフト量を制限するリテ ナの存在により、吐出弁開時の開口の流路 面積は抑えられようとするが、このような テーナが存在する場合にあっても、吐出孔 U字形状に形成し、リード弁からなる吐出弁 をU字形状の吐出孔に対応した形状に形成す ことにより、従来構造に比べ、吐出弁が開 た時のガス流路面積の拡大が可能になるの 、それによって流路抵抗が低減されて過圧 が抑制され、圧縮機効率の改善が可能にな 。

 とくに、本発明に係る構造は、上記リテ ナが、弁板とシリンダヘッドとの間に介装 れるガスケットと一体的に形成されたガス ット一体型リテーナとして形成されている 合に好適なものである。このようなガスケ トでは、本発明の技術思想に沿った構造の テーナを容易に形成できる。

 また、上記リテーナまたは上記ガスケッ 、またはそれらの両方に、吐出ガスが通過 能な連通孔が形成されている形態を採用す こともできる。このような連通孔を形成し おくことにより、吐出ガスはより円滑にか 容易に通過することになり、それによって 路抵抗の一層の低減が可能になる。

 また、上記リテーナが、上記リード弁開 に該リード弁の先端部を係止可能な形状に 成されている形態を採用することもできる このように、とくにリード弁の先端部を係 させることにより、それほど剛性を高める となく比較的強度の低い構造にて、所望の 止部、つまり、所望の吐出弁ストッパ機能 有するリテーナ構造が構成できることにな 。

 また、上記吐出孔の面積をS1とし、上記 ード弁からなる吐出弁が開弁したときの該 と弁板との隙間の該弁の側方からみた開口 積をS2とするとき、S1<2×S2とされているこ が好ましい。すなわち、開弁時の吐出弁と 板との隙間の吐出ガス流れ用の流路面積S2 、ほぼS1の半分あるいは、それよりも大きい 面積として表すことができるから、吐出孔の 面積S1が2×S2よりも小さいことによって、こ 吐出孔を通して吐出されるガスは大きな抵 を受けることなく円滑にシリンダボア内か 吐出室内に流入することができるようにな 、効率の改善に寄与することができる。

 また、本発明においては、とくに、上記 出弁開時に、吐出弁横断面方向に見て流体( 例えば、冷媒)の主要な通過経路が3つ以上形 される構成とされていることが好ましい。 なわち、例えば、U字形状の吐出孔のU字両 部を通過して吐出されてきた吐出ガスは、U 形状の吐出弁のU字各腕部の両側へと分岐さ れるようにした構成である。この場合、各腕 部の位置で分岐された一方の流れ同士がたと え合流したとしても、合計3つの主要な通過 路が形成されることになる。

 さらに、本発明において、前述のU字形状 は、拡張された形状の概念まで含むものであ る。例えば、本発明は、上記吐出孔および上 記リード弁からなる吐出弁の少なくとも一方 が、U字形状が2つ接続されたW字形、S字形、X 形の形状に形成されている形態まで含む。 なわち、U字形状を2つ並列に接続すれば、 似W字形の形状となり、2つのU字形状のうち 方のU字形状を反転させた状態で並列に接続 れば、疑似S字形の形状となり、2つのU字形 のうち一方のU字形状を反転させた状態でU 形状の頂部同士を接続すれば、疑似X字形の 状となる。これらのW字形、S字形、X字形の 状以外にも、U字形状が2つ接続された形状 採ることも可能である。

 このように、本発明に係る圧縮機によれ 、U字形状の吐出孔およびそれに対応した形 状の吐出弁により、吐出ガス流路面積を拡大 し、流路抵抗を低減して、圧縮機の効率を大 幅に改善することができる。とくに、リテー ナにより吐出弁のリフト量が制限されていて も、流路抵抗を低減できるので、過圧縮を低 減して圧縮機の効率を大幅に改善することが できる。

本発明の一実施態様に係る圧縮機の吐 孔および吐出弁部の構造を示す圧縮機の部 縦断面図である。 図1の圧縮機の弁板部および吐出弁部材 部分のシリンダヘッド側から見た透視平面図 である。 図1の圧縮機の吐出孔および吐出弁部の 拡大透視平面図である。 図1の圧縮機における吐出ガス通過経路 を示す概略部分断面図である。 図1の圧縮機におけるリテーナ部分を示 す拡大部分縦断面図である。 図5に示した部分およびその周囲部分の 透視斜視図である。

 以下に、本発明の望ましい実施の形態を、 面を参照して説明する。
 図1~図6は、本発明の一実施態様に係る圧縮 の吐出孔および吐出弁部の構造を示してい 。図1において、吸入室1および吐出室2が形 されたシリンダヘッド3とシリンダボア4が 成されたシリンダブロック5との間に、吸入 1とシリンダボア4との間を連通可能な吸入 6および吐出室2とシリンダボア4との間を連 可能な吐出孔7が形成された弁板8が介装され ている。弁板8の吸入孔6に対しては、吸入孔 閉用のリード弁からなる吸入弁9が設けられ ている。吐出孔7に対しては、吐出孔開閉用 リード弁からなる吐出弁10が設けられ、該リ ード弁10の先端側に吐出孔7が配置されている 。この吐出弁10に対しては、吐出弁10開時に 出弁10のストッパとなり吐出弁10のリフト量 制限するリテーナ11が設けられている。吐 弁10は、図2にも示すように、円板状の吐出 部材12中に形成され、気筒数に対応する複数 、周方向に配設されている。リテーナ11は、 実施態様では、弁板8とシリンダヘッド3と 間に介装されるガスケット13と一体的に形成 されたガスケット一体型リテーナとして形成 されている。本実施態様では、図2に示すよ に、圧縮機径方向に見て、吸入孔6が径方向 側に、したがって吸入室1が径方向内側に、 吐出孔7が径方向外側に、したがって吐出室2 径方向外側に、配置されている。シリンダ ア4内には往復動自在にピストン14が挿入さ ており、該往復動に伴って、吸入室1からシ リンダボア4内への被圧縮流体(例えば、冷媒 ス)の吸入、圧縮された流体のシリンダボア 4内から吐出室2内への吐出が行われる。

 図2の透視図に示すように、吐出孔7は、 出弁10(リード弁)の先端側をU字の底部側とす るU字形状に形成されている。また、リード からなる吐出弁10は、吐出孔7のU字形状に対 して延びるU字形状に形成されている。この 吐出弁10のU字形状への形成のために、吐出弁 部材12には、吐出弁10の外側にU字形状の切り き孔15と、吐出弁10の外側に直線的に延びる 切り欠き孔16が設けられている。

 図3は、上記のような吐出孔7および吐出 10部の拡大透視図であり、本実施態様におけ るこの部分の寸法関係を示している。図3に すように、U字形状に形成された吐出孔7のU 各腕部の吐出孔幅をa、bとし、U字形状に形 された吐出弁10(リード弁)のU字両腕間の間隙 をcとするとき、ほぼa=b=cとされている。この ような寸法関係とすることで、吐出弁10が開 た時のガス流路面積の拡大をはかりつつ、 出孔7から吐出されるガスの流れの均一化を はかることができる。また、U字形状に形成 れた吐出孔7のU字底部の吐出孔幅をdとし、 U字形状のU字底部の底点と該U字形状の一方 U字腕部(長い方のU字腕部:図示例では両U字腕 部は同じ長さ)の頂点との距離で定義される 似吐出孔全長をeとするとき、e≧2dを満足し いる。このような寸法関係とすることで、 路抵抗を低減しつつ吐出弁10に過大な応力 発生しないようにすることが可能になる。 お、図3におけるLは、吐出孔7のU字の形状に って(倣って)見た吐出孔7の全長を示してい 。

 上記のようなU字形状に形成された吐出孔 7と、それに対応させてU字形状に形成された 出弁10を備えた部分の断面、つまり図2のIV-I V線に沿って見た横断面を図4に示すように、 ード弁からなる吐出弁10開時には、吐出弁10 のリフト量はリテーナ11によって制限される このとき、図3に矢印でガス流れを示すよう に、U字形状の吐出孔7の各U字腕部を通過した 吐出ガスは、開かれている吐出弁10の各U字腕 部近傍に至り、そこで左右に分岐され、両側 の開口を通して吐出室2内へと吐出される。 出弁10の各U字腕部近傍で左右に分岐された ス流れのうち一方のガス流れ同士は合流さ 、吐出弁10のU字両腕部間の隙間およびリテ ナ11に形成された吐出ガスが通過可能な連通 孔21を通して吐出室2内へと吐出される。した がって、本実施態様では、吐出弁横断面方向 に見て、合計3つの流体の主要な通過経路が 成されることになる。

 また、この吐出弁10の開弁状態において 図5も参照しながら説明するに、吐出孔7の面 積(開口面積)をS1とし、リード弁からなる吐 弁10が開弁したときの該弁10と弁板8との隙間 の該弁10の側方からみた開口面積(図5の方向 ら見た開口面積)をS2とするとき、S1<2×S2と されている。このような開口面積の大小関係 とすることで、吐出孔7を通して吐出される スは大きな抵抗を受けることなく円滑にシ ンダボア4内から吐出室2内に流入することが できるようになる。

 さらに本実施態様では、図5に示すように 、リテーナ一体型ガスケット22に設けられた テーナ11の中央部に連通孔21が形成され、こ のリテーナ11が、とくにリテーナ11の弁先端 に対応する部位が、リード弁からなる吐出 10が開弁したときに弁先端部を係止可能な形 状に、つまり、弁先端部のストッパ23として 成されている。この部分を、斜視図で示す 図6のようになる。図6に示すように、リテ ナ一体型ガスケット22から盛り上げられて形 成されたリテーナ11に連通孔21とストッパ23が 形成され、図示例では、ストッパ23に係止さ る吐出弁10先端側の係止部24が、吐出弁10先 側に弁延長部として形成されている。図6に おける25は、図5の方向から見た弁10およびリ ーナ11の側方の開口を示している。

 このように、本発明においては、U字形状 の吐出孔7およびそれに対応した形状の吐出 10とすることにより、吐出ガス流路面積を大 幅に拡大でき、それによってガス吐出時の流 路抵抗を大幅に低減でき、圧縮機の効率を大 幅に改善することができる。そして、リテー ナ11により吐出弁10のリフト量制限機能を保 つつ、流路抵抗を大幅に低減でき、過圧縮 低減して圧縮機の効率を大幅に改善するこ ができる。

 本発明に係る圧縮機の構造は、吐出孔を する弁板およびリード弁からなる吐出弁を えたあらゆる圧縮機に適用可能である。と に、効率の改善が求められる車両用の冷媒 縮機等に好適である。

1 吸入室
2 吐出室
3 シリンダヘッド
4 シリンダボア
5 シリンダブロック
6 吸入孔
7 吐出孔
8 弁板
9 吸入弁
10 吐出弁
11 リテーナ
12 吐出弁部材
13 ガスケット
14 ピストン
15、16 切り欠き孔
21 連通孔
22 リテーナ一体型ガスケット
23 ストッパ
24 吐出弁先端側の係止部
25 開口




 
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