JP2006183458A - バルブ位置決め機構 - Google Patents

Abstract

【課題】往復動型圧縮機において、位置決め孔の厳格な管理を不要にすると共に、ボアの変形や作動流体の内部リーク、さらには、シート不良の恐れをなくすことができるバルブ位置決め機構を提供する。
【解決手段】シリンダブロックと、シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔２８が形成されたバルブプレート７と、シリンダブロックにバルブプレート７を介して固定されるシリンダヘッド８と、シリンダブロックを貫通するよう回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴いシリンダボア内を往復動するピストンと、ピストンの往復動に伴い吸入孔及び吐出孔２８を開閉するバルブ３６とを有する往復動型圧縮機において、位置決めピンを用いてバルブをバルブプレートに位置決めするにあたり、位置決めピン４７を、径方向への弾性を許容し、バルブプレート７に形成された位置決め孔４６に圧入して該バルブプレート７に対してのみ固定する。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、往復動型圧縮機のバルブをバルブプレートに位置決めするための機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷媒などの作動流体を圧縮する往復動型圧縮機は、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれのシリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックにバルブプレートを介して固定され、吸入孔に連通可能な吸入室および吐出孔に連通可能な吐出室を画設するシリンダヘッドと、シリンダブロックを貫通するよう回転可能に設けられたシャフトと、このシャフトの回転に伴いシリンダボア内を往復動するピストンと、このピストンの往復動に伴い吸入孔及び吐出孔を開閉するバルブとを備えている。
【０００３】
このような圧縮機において、吐出バルブをバルブプレートに固定する場合、従来においては、図７（ａ）に示されるように、リベット１００の軸部を吐出バルブ１０１やリテーナ１０２などと共にバルブプレート１０３の孔１０４に差し込み、軸端をかしめて固定する方式を採用していたが、昨今においては、図７（ｂ）に示されるように、シリンダヘッド１０５に一体に設けられたリブ１０５ａなどを用いて吐出バルブ１０１やリテーナ１０２をバルブプレート１０３に押し付けて固定する方式が採用されつつある。
【０００４】
このような方式によれば、バルブやリテーナをバルブプレートやシリンダヘッドによって挟持すればいいので、新たな部材が不要となり、また、シリンダヘッドの組付けと同時にバルブ等が一緒に固定されることから、バルブの組み付け作業を簡易に行うことが可能となる。ところが、このような方式においては、リベット１００を用いた固定方式のように、組付けと同時にバルブ１０１やリテーナ１０２がバルブプレート１０３に対して適切な位置に位置決めされる保証がないので、バルブなどをバルブプレートに位置決めするには、位置決めピンを用いる必要がある。
【０００５】
下記する特許文献１は、このような構成を示しているもので、同文献には、図８に示されるように、バルブプレート１０３やバルブ１０２に形成されたピン孔１０６、１０７に位置決めピン１０８を受容してバルブプレート１０３とバルブ１０２との予備組立てを行い、これによって形成された副組立て体を、ハウジング部分（シリンダブロック１０９）に形成された位置決め孔１１０に位置決めピン１０８を挿入することで当該シリンダブロック１０９に組付ける構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８２６３８５号公報（００４９〜００５０欄、図７、図１０）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成において、シリンダブロック１０９に対して挿入される位置決めピン１０８は、平行ピンやテーパピンを圧入する場合が多く、このような構成においては、位置決め孔１１０の公差を厳格に管理する必要があり、管理が不十分であると、ボアが変形してピストンとの間に所定のクリアランスが確保できなくなる不都合がある。また、位置決め孔１１０がシリンダブロック１０９に形成されると、そこに位置決めピンが圧入されるか否かに拘わらず作動流体がリークする可能性もある。さらには、シリンダブロック１０９やバルブプレート１０３に上述した位置決めピン１０８が強く圧入されると、位置決め孔１１０、１０６の回りが盛り上がって平坦度が悪くなり、これと対峙する部材との間でシール不良を起す可能性があった。
【０００８】
そこで、この発明においては、ボアの変形や作動流体の内部リーク、さらには、シール不良の恐れをなくすことができるバルブ位置決め機構を提供することを課題としている。また、位置決め孔の厳格な管理を不要にしたバルブ位置決め機構を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明に係るバルブ位置決め機構は、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設するシリンダヘッドと、前記シリンダブロックを貫通するよう回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復動するピストンと、前記ピストンの往復動に伴い前記吸入孔及び前記吐出孔を開閉するバルブとを有する往復動型圧縮機に用いられ、位置決めピンを用いて前記吸入孔及び前記吐出孔を開閉する少なくとも一方のバルブを位置決めするバルブ位置決め機構において、前記バルブプレートに位置決め孔を形成し、前記位置決めピンを、前記位置決め孔に対して圧入すると共に前記バルブプレートに対してのみ固定するようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
ここで、位置決めピンは、位置決め孔に対して径方向に弾性を持たせて圧入することが好ましく（請求項２）、また、スプリングピンによって構成しても（請求項３）、バルブと共にこのバルブのリフト量を規定するリテーナを位置決めするものであってもよい（請求項４）。
【００１１】
したがって、位置決めピンを、バルブプレートに対してのみ固定するようにしたので、シリンダブロックに位置決め孔を形成する必要がなくなり、ボア変形や作動流体の内部リーク、さらにはシール不良を誘発する恐れもなくなる。特に、位置決めピンを、径方向への弾性を許容してバルブプレートの位置決め孔に圧入して固定すれば、位置決め孔の公差の厳格な管理を行わなくても、位置決めピンを位置決め孔に軽圧入することで位置決めピンの復元力で位置決め孔に固定させることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。図１及び図２において、往復動型圧縮機１は、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに用いられるもので、この圧縮機１は、フロント側シリンダブロック２と、このフロント側シリンダブロック２に組み付けられるリア側シリンダブロック４と、フロント側シリンダブロック２のフロント側（図中、左側）にバルブプレート５を介して組み付けられたフロント側シリンダヘッド６と、リア側シリンダブロック４のリア側（図中、右側）にバルブプレート７を介して組み付けられたリア側シリンダヘッド８とを有して構成されているもので、これらフロント側シリンダヘッド６、バルブプレート５、フロント側シリンダブロック２、リア側シリンダブロック４、バルブプレート７、及び、リア側シリンダヘッド８は、図示しない締結ボルトにより軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。尚、図示されていないが、シリンダブロック２，４とバルブプレート５，７との間、バルブプレート５，７とシリンダヘッド６，８との間には、適宜ガスケットが介在されている。
【００１３】
それぞれのシリンダブロック２，４には、後述するシャフト９を回転自在に支持するシャフト支持孔１０と、このシャフト支持孔１０に対して平行に、且つ、シャフト９を中心とする円周上に等間隔に配された複数の（５つの）シリンダボア１１と、このシリンダボア１１に平行に設けられた２つの吐出通路１２と、低圧の作動流体が流通する２つの吸入通路１３とが形成されている。それぞれの吐出通路１２は、図示しない案内路を介して連通すると共に、後述するフロント側シリンダヘッド６に形成された吐出室１４とリア側シリンダヘッド８に形成された吐出室１４とに連通している。また、一方の吐出通路１２にあっては、バルブプレート７などに形成された連通ポート１５を介して外部サイクルへ作動流体を吐出する吐出口１６に接続されている。また、吸入通路１３は、下記する斜板収容室２１を介してシリンダボア１１と平行に設けられ、各シリンダヘッド６，８に形成された後述する吸入室１７と連通する低圧通路１８に接続されている。そして、それぞれのシリンダボア１１内には、両頭ピストン１９が往復摺動可能に挿入されている。尚、図中において２０は、隣り合うシリンダボア１１間に設けられた締結ボルトを挿着するボルト挿着孔である。
【００１４】
フロント側シリンダブロック２とリア側シリンダブロック４の内部には、それぞれのシリンダブロックを組み付けることによって画設される斜板収容室２１が形成され、この斜板収容室２１には、フロント側シリンダブロック２及びリア側シリンダブロック４に形成されたシャフト支持孔１０に挿入されると共に、一端がフロント側のシリンダヘッド６から突出して図示しない電磁クラッチのアマチュアに固定されるシャフト９が配設されている。。
【００１５】
シャフト９には、斜板収容室２１内において、該シャフト９と一体に回転する斜板２２が固装されている。この斜板２２は、フロント側シリンダブロック２及びリア側シリンダブロック４に対してスラスト軸受２３を介して回転自在に支持されており、周縁部分が前後を挟み込むように設けられた半球体状の一対のシュー２４を介して両頭ピストン１９の中央部に形成されたシューポケット２５に係留されている。したがって、シャフト９が回転して斜板２２が回転すると、その回転運動がシュー２４を介して両頭ピストン１９の往復直線運動に変換され、この両頭ピストン１９の往復動により、シリンダボア１１内においてピストン１９とバルブプレート５，７との間に形成される圧縮室２６の容積が変更されるようになっている。
【００１６】
それぞれのバルブプレート５，７には、図３にも示されるように、各シリンダボア１１に対応して吸入孔２７と吐出孔２８とが形成され、また、フロント側とリア側のシリンダヘッド６，８には、圧縮室２６に供給する作動流体を収容する吸入室１７と、圧縮室２６から吐出された作動流体を収容する吐出室１４とが画設されている。吸入室１７は、バルブプレート５，７の吸入孔２７を介して圧縮室２６と連通するようになっており、吐出室１４は、吸入室１７の周囲に連続的に形成されて、バルブプレート５，７の吐出孔２８を介して圧縮室２６と連通するようになっている。
【００１７】
また、バルブプレート５，７には、該バルブプレート５，７をシリンダブロック２，４に重ねた際に、吐出通路１２と対向する位置に通孔３０が、吸入通路１３と対向する位置に通孔３１が、低圧通路１８と対向する位置に通孔３２が、ボルト挿着孔２０と対向する位置に通孔３３が、シャフト支持孔１０と対向する位置に通孔３４がそれぞれ形成されている。
【００１８】
そして、吸入孔２７は、バルブプレート５，７のシリンダブロック側端面に設けられた吸入バルブ３５によって開閉され、また、吐出孔２８は、バルブプレート５，７のシリンダヘッド側端面に設けられた吐出バルブ３６によって開閉されるようになっている。
【００１９】
したがって、ピストン１９の往復動に伴い圧縮室２６の容積が増大する吸入行程時においては、吸入室１７から吸入孔２７及び吸入バルブ３５を介して圧縮室２６に作動流体が吸入され、圧縮室２６の容積が減少する圧縮行程時においては、圧縮室２６で圧縮された作動流体が、吐出孔２８及び吐出バルブ３６を介して吐出室１４に吐出し、吐出通路１２を介して吐出口１６から圧縮機外部へ圧送されるようになっている。尚、４０は、吐出バルブ３６のリフト量を規制するリテーナである。
【００２０】
前記吸入バルブ３５は、バルブプレート５，７のシリンダブロック側の端面に固定され、また、前記吐出バルブ３６は、バルブプレート５，７のシリンダヘッド側の端面に固定されている。このうち、各シリンダボア１１に対応する吐出バルブ３６は、図４に示されるように、弁シート４１の周縁を径方向に突出して舌片状に形成されているもので、これらを一体に形成してバルブプレート５，７のヘッド側端面に当接させている。この弁シート４１には、該弁シート４１をバルブプレート５，７に重ねた際に、通孔３２と対向する位置に通孔４２が、吸入孔２７と対向する位置に通孔４３が、通孔３４と対向する位置に通孔４４がそれぞれ形成されている。
【００２１】
また、上述した吐出バルブ３６が形成された弁シート４１とバルブプレート５，７には、重ね合わせた場合に互いに整合する２箇所において位置決め孔４５，４６が形成され、吐出バルブ３６とバルブプレート５，７とは、図５及び図６にも示されるように、これらの位置決め孔４５，４６に挿入される位置決めピン４７により相対的に位置決めされている。また、吐出バルブ３６のリフト量を規制するリテーナ４０も、該リテーナ４０に形成された位置決め孔４８に前記位置決めピン４７を挿入して吐出バルブ３６の背面に位置決めされている。そして、バルブプレート５，７に仮組された吐出バルブ３６及びリテーナ４０は、シリンダヘッド６，８をシリンダブロック２，４に組付けることで該シリンダヘッド６，８の吸入室１７と吐出室１４とを隔てる隔壁６ａ，８ａによって押圧され、バルブプレート５，７と隔壁６ａ，８ａとの間に挟持されている。
【００２２】
上述した位置決め孔４５，４６，４８に挿入される位置決めピン４７は、半径方向にばね作用を有するスプリングピンによって構成されており、初期状態においては位置決め孔４５，４６，４８の径よりも大きく形成され、位置決め孔４５，４６，４８に対して径を小さくした状態で軽圧入されている。また、位置決めピン４７は、バルブプレート５，７のシリンダヘッダ側の端面から挿入され、シリンダブロック側の端面から吐出しない範囲で固定されるようになっている。
【００２３】
したがって、位置決めピン４７は、バルブプレート５，７の位置決め孔４６に圧入された状態においては、径方向外側へ広がろうとするばね作用（復元力）が働き、圧入された部分の外周面が位置決め孔４６の内周面に押し付けられ、位置決め孔４６に固定されている。また、位置決めピン４７は、径方向への弾性が許容されて圧縮された状態で軽圧入されるので、位置決め孔４６を形成するにあたり、位置決め孔４６の公差の厳格な管理が不要となり、位置決め孔４６の回りの平坦度が損なわれることもなくなる。
【００２４】
さらに、位置決めピン４７は、バルブプレート５，７のシリンダブロック側端面から吐出しないように取り付けられ、バルブプレート５，７に対してのみ固定されているので、シリンダブロック２，４に位置決め孔を形成する必要がなくなる。このため、シリンダブロック２，４に位置決め孔を形成したことによる不都合、例えば、ボア形状の変形や作動流体の内部リーク、さらにはシリンダブロック２，４とこれに対峙する部材とのシール不良を誘発することがなくなる。
【００２５】
尚、上述の構成例においては、吐出バルブ３６を取り付ける場合の構成例を示したが、吸入バルブ３５においても同様の構成を採用してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、位置決めピンを用いてバルブなどをバルブプレートに位置決めするに際し、位置決めピンを、バルブプレートに形成された位置決め孔に圧入し、該バルブプレートに対してのみ固定するようにしたので、ボアの変形や作動流体の内部リーク、さらには、シール不良の恐れをなくすことが可能となる。特に、位置決めピンを、径方向への弾性を持たせてバルブプレートの位置決め孔に圧入する構成とすれば、位置決めピンを挿入する位置決め孔の厳格な管理が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用される往復動型圧縮機を示す断面図である。
【図２】図２は、図１で示す圧縮機のシリンダブロックを示す図であり、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】図３は、バルブプレートを示す図である。
【図４】図４は、バルブプレートのシンダヘッド側の端面に取り付けられる吐出バルブを示す図である。
【図５】図５は、図１で示す往復動型圧縮機のリア側のバルブプレート付近の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は図５の組付け状態を構成する部品を示す分解図であり、図６（ｂ）はスプリングピンの位置決め孔に挿着する前後の状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、従来の固定手法を説明する図である。
【図８】図８は、位置決めピンを用いてバルブをバルブプレートに固定する従来の手法を説明する図である。
【符号の説明】
１ 往復動型圧縮機
２，４ シリンダブロック
５，７ バルブプレート
６，８ シリンダヘッド
９ シャフト
１１ シリンダボア
１４ 吐出室
１７ 吸入室
１９ ピストン
２７ 吸入孔
２８ 吐出孔
３５ 吸入バルブ
３６ 吐出バルブ
４０ リテーナ
４７ 位置決めピン

Claims (4)

1. 複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設するシリンダヘッドと、前記シリンダブロックを貫通するよう回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復動するピストンと、前記ピストンの往復動に伴い前記吸入孔及び前記吐出孔を開閉するバルブとを有する往復動型圧縮機に用いられ、位置決めピンを用いて前記吸入孔及び前記吐出孔を開閉する少なくとも一方のバルブを位置決めするバルブ位置決め機構において、
   前記バルブプレートに位置決め孔を形成し、前記位置決めピンを、前記位置決め孔に対して圧入すると共に前記バルブプレートに対してのみ固定するようにしたことを特徴とするバルブ位置決め機構。
2. 前記位置決めピンは、前記位置決め孔に対して径方向に弾性を持たせて圧入されていることを特徴とする請求項１記載のバルブ位置決め機構。
3. 前記位置決めピンは、スプリングピンによって構成されることを特徴とする請求項１記載の往復動型圧縮機。
4. 前記位置決めピンは、前記バルブと共にこのバルブのリフト量を規定するリテーナを位置決めするものであることを特徴とする請求項１又は２記載のバルブ位置決め機構。

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