JP2014231776A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体と弁座を確実に当接させることができ、逆止弁のシール性を向上させることのできる気体圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】ハウジング２と、ハウジング２内に収容されて気体を圧縮する圧縮機構４とを備える気体圧縮機１であって、前記ハウジング２の外周に形成されて前記ハウジング２内に気体を吸入する吸入ポート３５には、弁収容部３９が連続して形成され、前記弁収容部３９には、気体の逆流を防止する逆止弁４１が配置され、前記逆止弁４１は、気体の通路である吸入通路３７を開閉する弁体５１と、前記弁体５１が接離する弁座５５と、前記弁体５１を弁座５５側へ付勢する弾性部材５３とを備え、前記弁体５１が前記弁座５５に当接する当接面５７が、前記弁座５５に均一に当接する均一当接手段１０を前記逆止弁４１に設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、気体圧縮機に関し、特に吸入ポートに逆止弁を配置した気体圧縮機に関する。

従来、一般的な気体圧縮機は特許文献１に示すように、ハウジングと、ハウジングに収容されて冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構に動力を伝達する動力伝達部とから構成されている。

ハウジングの外周には、ハウジング内に冷媒を吸入する吸入ポートが形成されており、吸入ポートから吸入された冷媒が気体吸入通路を通って圧縮機構に冷媒が供給されている。

なお、吸入ポートに連続するようにして弁体収容孔が設けられており、この弁体収容孔には、冷媒の逆流を防止する逆止弁が配置されている。この逆止弁は、気体圧縮機が駆動状態においては、吸入する冷媒の圧力によって弁体が開状態となり、気体圧縮機が停止した状態では、付勢手段によって弁体が閉状態となるようにして構成されている。

特開２００９−２０３９３１号公報

しかしながら、特許文献１に示すような気体圧縮機では、図５に示すように吸入ポート１００に連続するようにして弁体収容孔１０１が設けられ、弁体収容孔１０１に収容される弁体１０２が気体吸入通路１０３を閉状態とした際、弁体１０２が傾いて弁座１０４に当接することがあった。

すなわち、弁体１０２は弁体収容孔１０１内を摺動するため、弁体収容孔１０１と弁体１０２との間には隙間が形成されており、この隙間によって弁体１０２が傾いてしまうことがあった。

このように、弁体１０２が弁座１０４に対して傾いて当接することにより、弁体１０２と弁座１０４との間が十分にシールされず、圧縮した冷媒が弁体１０２と弁座１０４との隙間から逆流してしまい、逆止弁１０５のシール性が低下してしまうという課題があった。

そこで、本発明は、弁体と弁座を確実に当接させることができ、逆止弁のシール性を向上させることのできる気体圧縮機を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明は、ハウジング２と、ハウジング２内に収容されて気体を圧縮する圧縮機構４とを備える気体圧縮機１であって、前記ハウジング２の外周に形成されて前記ハウジング２内に気体を吸入する吸入ポート３５には、弁収容部３９が連続して形成され、前記弁収容部３９には、気体の逆流を防止する逆止弁４１が配置され、前記逆止弁４１は、気体の通路である吸入通路３７を開閉する弁体５１と、前記弁体５１が接離する弁座５５と、前記弁体５１を弁座５５側へ付勢する弾性部材５３とを備え、前記弁体５１が前記弁座５５に当接する当接面５７が、前記弁座５５に均一に当接する均一当接手段１０を前記逆止弁４１に設けたことを特徴とする。

また、前記弁収容部３９と吸入通路３７とを連通する気体抜き溝４９を弁収容部３９に設けたことを特徴とする。

さらに、前記均一当接手段１０は、前記弁座５５に設けられて、前記弁体５１の当接面５７を前記弁座５５に案内する案内リブ１０Ａであることを特徴とする。

加えて、前記案内リブ１０Ａは、傾斜面６９を有しており、前記傾斜面６９は、弁座５５から離間する方向に拡径する円錐形状であることを特徴とする。

また、前記均一当接手段１０は、前記弁体５１の外周面５９から突出するフランジ部１０Ｂであることを特徴とする。

さらに、前記均一当接手段１０は、前記弁体５１に設けられて該弁体５１の内周と外周とを連通する連通孔１０Ｃであることを特徴とする。

さらにまた、前記弁体５１は、内周に弾性部材５３を収容可能な弾性部材収容部６７が設けられ、前記連通孔１０Ｃは、弾性部材収容部６７と弁体５１の外周面５９とを連通していることを特徴とする。

本発明は、弁体５１が前記弁座５５に当接する当接面５７が、弁座５５に均一に当接する均一当接手段１０を逆止弁４１に設けたことによって、弁体５１が弁座５５に確実に当接することができるため、逆止弁４１のシール性を高めることができる。

本発明の気体圧縮機の全体断面図。 第１実施例を示す吸入ポートの拡大断面図。 第２実施例を示す吸入ポートの拡大断面図。 第３実施例を示す吸入ポートの拡大断面図。 従来の気体圧縮機に用いられる吸入ポートの拡大断面図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

〔実施例１〕
本実施例に係る気体圧縮機１を図１，２を用いて説明する。

図１に示すように、気体圧縮機１は、円筒状のハウジング２と、ハウジング２に収容されて気体を圧縮する圧縮機構４と、圧縮機構４に動力を伝達する動力伝達部３とを備えている。

前記ハウジング２は、圧縮機構４が収容される有底筒状のリアケース７と、リアケース７の開口を覆うようにして配置されるフロントヘッド５とを備えている。

フロントヘッド５は、略円錐形状を有しており、フロントヘッド５の外周には、ベアリング１７を介して回転自在に動力伝達部３が支持されている。

フロントヘッド５にベアリング１７を介して回転自在に支持される動力伝達部３は、図示しない動力源（エンジン等）からの回転駆動力を受けるプーリ１１と、プーリ１１の回転駆動力を伝達するアーマチュア１３と、磁力によってプーリ１１とアーマチュア１３とを接離するコイル９と、後述する圧縮機構４の駆動軸２９とアーマチュア１３とを連結するボルト１５とを備えている。

後述する圧縮室３３内に配置されて、動力伝達部３から動力を伝達されて回転する圧縮機構４は、内周に楕円形状を有するシリンダブロック１９と、シリンダブロック１９の両端を狭持するように配置される一対のサイドブロック２１と、サイドブロック２１に固定されて気体と潤滑用の油とを分離する油分離器２３と、シリンダブロック１９の内周に回転自在に配置されるロータ２７と、ロータ２７に形成されるベーン溝に出没自在に収容されるベーン２５と、一端側を動力伝達部３に連結され他端側をロータ２７に固定されている駆動軸２９とを備えている。

シリンダブロック１９は、断面Ｏ字形状に形成されており、内周にロータ２７が回転自在に支持される。また、このシリンダブロック１９の両端に一対のサイドブロック２１で狭持することにより、シリンダブロック１９の内周にシリンダ室３１が形成される。

シリンダブロック１９の両端を狭持するように配置されるサイドブロック２１は、フロントサイドブロック２１ａと、リアサイドブロック２１ｂとからなっている。このリアサイドブロック２１ｂには、シリンダ室３１にて圧縮された気体と気体に混合している潤滑用油とを分離する油分離器２３が固定されている。

シリンダブロック１９の内周で回転自在に支持されるロータ２７は、略円柱形状を有しており、後述するベーン２５が収容されるベーン溝が形成されている。このベーン２５がシリンダ室３１内で回転することにより、ベーン溝からベーン２５が突出し、ベーン２５の先端がシリンダブロック１９の内壁と摺接して気体を圧縮し、リアサイドブロック２１ｂを介して油分離器２３へ気体を吐出している。

一端側を動力伝達部３のアーマチュア１３とボルト１５によって連結された駆動軸２９は、他端側をロータ２７に固定されており、動力伝達部３からの回転駆動力を圧縮機構４を伝達している。

圧縮機構４を収容するリアケース７は、外周に吸入ポート３５を備え、内周に圧縮機構４が配置される圧縮室３３と、吸入ポート３５から吸入した気体の通路となる吸入通路３７とを備えている。

リアケース７の外周から突出するようにして形成される吸入ポート３５は、図示しない冷凍サイクルに連結されており、気体を気体圧縮機１内へ吸入している。

また、図２に示すように、吸入ポート３５に連続するようにして弁収容部３９が形成されている。

この弁収容部３９は、吸入ポート３５から連続して筒状に形成されており、壁部４５と、底部４７とを備え、弁収容部３９は、一端側が後述する吸入通路３７に開口しており、他端側が底部４７となっている。

弁収容部３９の壁部４５には、吸入通路３７と底部４７とを連通する気体抜き溝４９が形成されており、底部４７に気体が滞留することを防止している。ずなわち、底部４７に気体が滞留して負圧になることを防止することができ、後述する逆止弁４１が底部４７に張り付くことを防止している。

また、弁収容部３９には、逆止弁４１が収容されており、逆止弁４１は、略円筒状の弁体５１と、弾性部材５３としてのバネ部５３と、弁収容部３９の吸入ポート３５側に固定されて弁体５１が当接する弁座５５とを備え、弁体５１が弁座５５に接離することで、吸入通路３７を開閉している。

略円筒形状の弁体５１は、弁座５５と当接する当接面５７と、弁収容部３９の壁部４５と摺接する外周面５９と、弾性部材収容部６７が形成される内周面６１とを備えている。

また、当接面５７には、弁座５５に当接する当接面５７から突出するようにして突出部６３が設けられており、突出部６３と当接面５７とを連続するようにして傾斜部６５が設けられている。

なお、図示していないが、当接面５７の外周端は丸みを帯びており、所謂面取り加工が施されることが好ましい。また、傾斜部６５は直線形状でなく、曲線形状であってもよい。

また、弁体の内周面６１には、バネ部５３が収容可能な弾性部材収容部６７としてのバネ収容部６７が形成されている。バネ収容部６７に収容されるバネ部５３は、弁体５１を後述する弁座５５側へ付勢している。

弁体５１の当接面５７が当接する弁座５５は、弁収容部３９の吸入ポート３５側に固定されている。この弁座５５は、略Ｏ字形状を有しており、中心に吸入通路３７が形成されている。

また、弁座５５の弁体５１が当接する側の端面から、均一当接手段１０として案内リブ１０Ａが突出するようにして形成されている。この案内リブ１０Ａは、弁座５５から離間する方向に拡径する円錐形状を有している。

すなわち、案内リブ１０Ａは、弁座５５の内周側から外周側へ向けて拡径するようにして傾斜面６９を有しているため、弁体５１が傾いて弁座５５に当接したとしても、弁座５５に形成された案内リブ１０Ａの傾斜面６９によって、弁体５１を正規の位置に案内する。

なお、この案内リブ１０Ａの傾斜面６９は直線形状に限らず、曲線形状であってもよい。

リアケース７の内周側に形成されて吸入ポート３５から吸入した気体の通路となる吸入通路３７の一端側は、弁収容部３９に開口している。弁収容部３９に開口する開口部４３から吸入した気体は、吸入通路３７を通って他端側に連結する圧縮室３３へ流入し、圧縮室３３内に配置される圧縮機構４へ気体が供給される。

次に、吸入ポート３５から吸入する気体の流れと逆止弁４１の動作について説明する。

図１に示すように、気体圧縮機１の駆動状態には、リアケース７の外周側に設けられた吸入ポート３５から気体が吸入される。

吸入ポート３５から吸入された気体は、吸入ポート３５と連続して形成される弁収容部３９に流入し、弁収容部３９に開口する開口部４３から吸入通路３７へ流入する。

このとき、吸入ポート３５から吸入した気体の圧力によって弁体５１の当接面５７を弁収容部３９の底部４７側へ押圧し、逆止弁４１を開状態としている。

吸入通路３７へ流入した気体は、他端側から圧縮室３３へ吐出され、圧縮室３３内に配置される圧縮機構４へ供給される。

そして、圧縮機構４によって圧縮された気体は、油分離器２３を介して吐出され、図示しない吐出ポートから冷凍サイクルへ吐出される。

また、気体圧縮機１が上述した駆動状態から停止状態となった場合には、圧縮機構４によって圧縮された高圧の気体が上述した駆動状態の気体の流路を逆流するが、弁収容部３９に配置される逆止弁４１がバネ部５３の付勢力によって、当接面５７を弁座５５に当接するように付勢して逆止弁４１を閉状態とする。

このとき、弁体５１が傾いて弁座５５に当接したとしても、弁座５５に形成された案内リブ１０Ａの傾斜面６９によって、弁体５１を正規の位置に案内し、当接面５７が弁座５５に対して均一に当接している。

本実施例では、上記構成とすることにより、弁体５１が弁座５５に確実に当接することができるため、逆止弁４１のシール性を高めることができる。

また、弁収容部３９と吸入通路３７とを連通する気体抜き溝４９を弁収容部３９に設けたことにより、弁収容部３９に気体が滞留することを防止することができるため、逆止弁４１を正常に作動させることができる。

さらに、均一当接手段１０が、弁体５１を案内する案内リブ１０Ａを設けたことにより、弁体５１が案内リブ１０Ａによって正規の位置に案内されて弁体５１が弁座５５に確実に当接することができるので、逆止弁４１のシール性を高めることができる。

また、弁体５１の当接面５７の外周端を面取り加工することにより、当接面５７の外周端が案内リブ１０Ａの傾斜面６９に当接した際、案内リブ１０Ａの傾斜に沿って案内されやすくすることができる。

〔実施例２〕
本実施例に係る気体圧縮機１を図３を用いて説明する。なお、上記実施例１と同様の構成については説明を省略する。

図３に示すように、本実施例の気体圧縮機１では、逆止弁４１の形状が上述した実施例１と異なっている。

本実施例の逆止弁４１は、均一当接手段１０として、弁体５１の外周面５９から突出するようにしてフランジ部１０Ｂが設けられている。

このフランジ部１０Ｂは、弁座５５に当接する当接面５７と連続するようにして設けられており、当接面５７とフランジ部１０Ｂの端面は面一に形成されている。

外周面５９から突出するフランジ部１０Ｂの突出高さは、弁座５５の直径とほぼ同一に設定されていることが好ましい。

本実施例によれば、当接面５７とフランジ部１０Ｂの端面とが面一に形成されていることにより、弁体５１と弁座５５との接触面積が大きくなるため、逆止弁４１のシール性を高めることができる。

また、弁体５１と弁座５５との接触面積を大きくすることができるため、弁体５１が傾いた場合であっても、フランジ部１０Ｂの端面が弁座５５と当接するため、逆止弁４１のシール性を高めることができる。

〔実施例３〕
本実施例に係る気体圧縮機１を図４を用いて説明する。なお、上記実施例１及び実施例２と同様の構成については説明を省略する。

図４に示すように、本実施例の気体圧縮機１では、逆止弁４１の形状が上述した実施例１、実施例２と異なっている。

本実施例の逆止弁４１は、均一当接手段１０として、弁体５１の外周面５９に連通孔１０Ｃを設け、弁体５１の内周と外周を連通している。

この連通孔１０Ｃは、弁体５１の外周面５９と弁体５１の内周面６１に設けられるバネ収容部６７とを連通している。

本実施例の逆止弁４１では、弁体５１の外周面５９に設けられた連通孔１０Ｃから気体を弁体５１の内周側に形成されるバネ収容部６７へ取り込み、気体の圧力によって弁体５１の内周面６１を弁座５５側へ向けて押圧している。

すなわち、気体圧縮機１の駆動状態から停止状態となったとき、バネ部５３の付勢力に加えて、圧縮機構４によって圧縮された高圧の気体が低圧側に流れようとする気体の押圧力を利用し、弁体５１を弁座５５へ押圧している。

本実施例によれば、バネ部５３の付勢力に加えて、圧縮機構４によって圧縮された高圧の気体が低圧側へ流れようとする力を利用することができるため、より強力な力で弁体５１を弁座５５側へ押圧することができる。

したがって、弁体５１が傾いて弁座５５に当接した場合であっても、弁体５１の内側からさらに弁座５５側へ向けて押圧するので、弁体５１を正規の位置に案内することができる。

なお、本発明は、上述されていない様々な実施の形態を含むことはもちろん、上述した実施形態を組み合わせてもよい。

本発明は、吸入ポートに逆止弁が配置される気体圧縮機に利用することができる。

１ 気体圧縮機
２ ハウジング
４ 圧縮機構
１０ 均一当接手段
３７ 吸入通路
３９ 弁収容部
４１ 逆止弁
５１ 弁体
５５ 弁座
５７ 当接面

Claims (7)

1. ハウジング（２）と、ハウジング（２）内に収容されて気体を圧縮する圧縮機構（４）とを備える気体圧縮機（１）であって、
   前記ハウジング（２）の外周に形成されて前記ハウジング（２）内に気体を吸入する吸入ポート（３５）には、弁収容部（３９）が連続して形成され、
   前記弁収容部（３９）には、気体の逆流を防止する逆止弁（４１）が配置され、
   前記逆止弁（４１）は、気体の通路である吸入通路（３７）を開閉する弁体（５１）と、前記弁体（５１）が接離する弁座（５５）と、前記弁体（５１）を弁座（５５）側へ付勢する弾性部材（５３）とを備え、
   前記弁体（５１）が前記弁座（５５）に当接する当接面（５７）が、前記弁座（５５）に均一に当接する均一当接手段（１０）を前記逆止弁（４１）に設けたことを特徴とする気体圧縮機（１）。
2. 請求項１記載の気体圧縮機（１）であって、
   前記弁収容部（３９）と吸入通路（３７）とを連通する気体抜き溝（４９）を弁収容部（３９）に設けたことを特徴とする気体圧縮機（１）。
3. 請求項１又は請求項２記載の気体圧縮機（１）であって、
   前記均一当接手段（１０）は、前記弁座（５５）に設けられて、前記弁体（５１）の当接面（５７）を前記弁座（５５）に案内する案内リブ（１０Ａ）であることを特徴とする気体圧縮機（１）。
4. 請求項３記載の気体圧縮機（１）であって、
   前記案内リブ（１０Ａ）は、傾斜面（６９）を有しており、前記傾斜面（６９）は、弁座（５５）から離間する方向に拡径する円錐形状であることを特徴とする気体圧縮機（１）。
5. 請求項１又は請求項２記載の気体圧縮機（１）であって、
   前記均一当接手段（１０）は、前記弁体（５１）の外周面（５９）から突出するフランジ部（１０Ｂ）であることを特徴とする気体圧縮機（１）。
6. 請求項１又は請求項２記載の気体圧縮機（１）であって、
   前記均一当接手段（１０）は、前記弁体（５１）に設けられて該弁体（５１）の内周と外周とを連通する連通孔（１０Ｃ）であることを特徴とする気体圧縮機（１）。
7. 請求項６記載の気体圧縮機（１）であって、
   前記弁体（５１）は、内周に弾性部材（５３）を収容可能な弾性部材収容部（６７）が設けられ、
   前記連通孔（１０Ｃ）は、弾性部材収容部（６７）と弁体（５１）の外周面（５９）とを連通していることを特徴とする気体圧縮機（１）。

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