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公開番号2021148109
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210927
出願番号2020051442
出願日20200323
発明の名称弁装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人特許業務法人深見特許事務所
主分類F04B 39/00 20060101AFI20210830BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】低温環境下に置かれた場合であっても、弁体の外周面と筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制可能弁装置を得る。
【解決手段】弁装置は、弁座部75と、弁座部75に離接することで弁孔75cを開閉する弁体77と、弁室71b内に弁体77が配置される筒状部63aと、弁体77の外周面の周囲に配置され、弁体77と筒状部63aとの軸方向における相対移動を許容しながら、弁体77の外周面と筒状部63aの内周面71cとの間に流体が流れることを抑制するシール材80とを備え、シール材80は、周方向に沿って円弧状に延びる形状を有し、周方向におけるシール材80の一端部81と他端部82との間には合口部88が形成され、シール材80は、細径部81,82と第1太径部87とを有し、シール材80の径方向における細径部83,84の幅は、シール材80の径方向における第1太径部87の幅よりも小さい。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項1】
弁孔を形成する弁座部と、
前記弁座部に離接することで前記弁孔を開閉する弁体と、
弁室を内側に形成し、前記弁室内に前記弁体が配置される筒状部と、
前記弁体の外周面の周囲に配置され、前記弁体と前記筒状部との軸方向における相対移動を許容しながら、前記弁体の前記外周面と前記筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制するシール材と、を備え、
前記シール材は、周方向に沿って円弧状に延びる形状を有し、前記周方向における前記シール材の一端部と前記周方向における前記シール材の他端部との間には合口部が形成されており、
前記シール材は、細径部と第1太径部とを有し、前記シール材の径方向における前記細径部の幅は、前記シール材の径方向における前記第1太径部の幅よりも小さい、
弁装置。
続きを表示(約 480 文字)【請求項2】
前記周方向において、前記第1太径部と前記合口部との間に前記細径部が設けられている、
請求項1に記載の弁装置。
【請求項3】
前記シール材の前記一端部および前記シール材の前記他端部のうちの少なくとも一方には第2太径部が設けられており、前記シール材の径方向における前記第2太径部の幅は、前記シール材の径方向における前記細径部の幅よりも大きい、
請求項2に記載の弁装置。
【請求項4】
前記シール材の径方向における幅は、前記第1太径部から前記細径部に向かうに従って徐々に細くなる、
請求項2または3に記載の弁装置。
【請求項5】
前記シール材の前記一端部は、前記合口部を形成している第1端面を有し、
前記シール材の前記他端部は、前記合口部を形成している第2端面を有し、
前記軸方向に対して平行な方向を規定した場合、前記第1端面および前記第2端面は、前記平行な方向に対して交差するように設けられている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の弁装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本明細書は、弁装置に課する。
続きを表示(約 5,800 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1(国際公開WO2017/145798号)に開示されるように、弁装置はたとえば開度調整弁として利用される。一般的な弁装置は、弁孔を形成する弁座部と、弁座部材に離接することにより弁孔を開閉する弁体と、弁体を収容して弁体の軸方向移動を案内する筒状部とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開WO2017/145798号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
弁装置の用途によっては、弁体の外周面と筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制することが求められる。この対策として、弁体の外周面の周囲を取り囲むようにシール材を配置することが考えられる。シール材は、たとえば径方向外側に向かって広がるように変形することで、弁体と筒状部との軸方向における相対移動を許容しながら、弁体の外周面と筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制する。
【0005】
しかしながら、シール材の温度が低下することによってシール材は固くなる。弁装置が圧縮機などに組み込まれた状態で低温環境下に置かれた場合には、シール材の温度が低下することによってシール材は径方向外側に向かって十分に広がることができなくなり、ひいては、弁体の外周面と筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制するというシール機能をシール材が十分に発輝することが難しくなる。
【0006】
本明細書は、上記のような事情に鑑みて創作されたものであって、低温環境下に置かれた場合であっても、弁体の外周面と筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制することが可能な構成を備えた弁装置を開示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に基づく弁装置は、弁孔を形成する弁座部と、上記弁座部に離接することで上記弁孔を開閉する弁体と、弁室を内側に形成し、上記弁室内に上記弁体が配置される筒状部と、上記弁体の外周面の周囲に配置され、上記弁体と上記筒状部との軸方向における相対移動を許容しながら、上記弁体の上記外周面と上記筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制するシール材と、を備え、上記シール材は、周方向に沿って円弧状に延びる形状を有し、上記周方向における上記シール材の一端部と上記周方向における上記シール材の他端部との間には合口部が形成されており、上記シール材は、細径部と第1太径部とを有し、上記シール材の径方向における上記細径部の幅は、上記シール材の径方向における上記第1太径部の幅よりも小さい。
【0008】
上記弁装置においては、上記周方向において、上記第1太径部と上記合口部との間に上記細径部が設けられていてもよい。
【0009】
上記弁装置においては、上記シール材の上記一端部および上記シール材の上記他端部のうちの少なくとも一方には第2太径部が設けられており、上記シール材の径方向における上記第2太径部の幅は、上記シール材の径方向における上記細径部の幅よりも大きくてもよい。
【0010】
上記弁装置においては、上記シール材の径方向における幅は、上記第1太径部から上記細径部に向かうに従って徐々に細くなっていてもよい。
【0011】
上記弁装置においては、上記シール材の上記一端部は、上記合口部を形成している第1端面を有し、上記シール材の上記他端部は、上記合口部を形成している第2端面を有し、上記軸方向に対して平行な方向を規定した場合、上記第1端面および上記第2端面は、上記平行な方向に対して交差するように設けられていてもよい。
【発明の効果】
【0012】
上記構成を備えた弁装置によれば、低温環境下に置かれた場合であっても、弁体の外周面と筒状部の内周面との間に流体が流れることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)を備えた圧縮機1を示す断面図である。
実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)を備えた圧縮機1に関し、最小容量時における圧縮機1の要部を拡大して示す断面図である。
実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)を備えた圧縮機1に関し、最小容量時における開度調整弁61を拡大して示す断面図である。
実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)に備えられるシール材80を示す斜視図である。
図3中のV−V線に沿った矢視断面図である。
実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)を備えた圧縮機1に関し、開度調整弁61の要部を拡大して示す断面図である。
実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)を備えた圧縮機1に関し、開度調整弁61の要部を拡大して示す断面図である。
比較例における弁装置(開度調整弁)を備えた圧縮機に関し、開度調整弁の要部を拡大して示す断面図である。
実施の形態1(シール材80)と比較例(シール材80Z)とに関して、0°から360°までの角度範囲における、筒状部63aの内周面71cと各シール材との間の隙間の大きさを示したシミュレーション結果である。
実施の形態2における弁装置(開度調整弁)に備えられるシール材80Aを示す平面図である。
実施の形態3における弁装置(開度調整弁)に備えられるシール材80Bを示す側面図である。
実施の形態3の変形例1における弁装置(開度調整弁)に備えられるシール材80Cを示す側面図である。
実施の形態3の変形例2における弁装置(開度調整弁)に備えられるシール材80Dを示す斜視図である。
実施の形態4における弁装置(開度調整弁)に備えられるシール材80Eを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下の説明において同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。各実施の形態に例示される圧縮機は、片頭ピストン式の容量可変型斜板式圧縮機である。これらの圧縮機は、たとえば車両に搭載され、空調装置の冷凍回路を構成する。
【0015】
[実施の形態1]
(圧縮機1)
図1は、実施の形態1における弁装置(開度調整弁61)を備えた圧縮機1を示す断面図である。圧縮機1は、ハウジングを備え、そのハウジングの構成要素として、フロントハウジング3、リヤハウジング5、シリンダブロック7、および、弁ユニット9を有している。
【0016】
シリンダブロック7は、フロントハウジング3と弁ユニット9との間に位置する。フロントハウジング3とシリンダブロック7との間にクランク室15が形成される。シリンダブロック7には、複数個のシリンダボア7aが周方向に等角度間隔で形成される。各シリンダボア7aはクランク室15と連通している。
【0017】
フロントハウジング3およびシリンダブロック7には駆動軸19が挿通される。駆動軸19は、ラジアル軸受およびスラスト軸受等を介して回転可能に支持される。駆動軸19には、ラグプレート21が圧入され、斜板23がさらに挿通される。ラグプレート21と斜板23とはリンク機構31によって接続される。リンク機構31は斜板23の傾斜角度を変更可能なように斜板23を支持する。
【0018】
シリンダボア7aにはピストン33が往復動可能に収納される。ピストン33の後端面は、シリンダボア7a内で弁ユニット9と対向しており、シリンダボア7aの後方に圧縮室35を区画する。ピストン33は斜板23に接続しており、斜板23の回転がピストン33の往復動に変換される。
【0019】
リヤハウジング5には、吸入室5aおよび吐出室5bが形成される。吸入室5aは、リヤハウジング5の径方向外側に位置し、吐出室5bは、リヤハウジング5の径方向内側に位置する。弁ユニット9は、前方から吸入弁板、弁板および吐出弁板が積層されたものである。弁ユニット9には、シリンダボア7aに対応し、吸入リード弁、吸入ポート、吐出ポートおよび吐出リード弁が形成される。弁ユニット9の後面にはリテーナ39が固定される。
【0020】
吸入室5aには、リヤハウジング5の径方向に延びる弁収容室47が連続して形成される。吸入室5aは、吸入通路51により、不図示の蒸発器に接続される。弁収容室47は吸入通路51の一部を構成する。吐出室5bは、吐出通路53により、不図示の凝縮器に接続される。吐出通路53には逆止弁55が設けられる。リヤハウジング5には、容量制御弁13、制御逆止弁14、逆止弁55、および開度調整弁61(弁装置)が設けられる。
【0021】
圧縮機1には、抽気通路52a,52b、給気通路41,43、検知通路45、および制御通路59が形成される。抽気通路52a,52bは、クランク室15と吸入室5aとを連通する。給気通路41は、吐出室5bと容量制御弁13とを連通する。給気通路43は、制御逆止弁14を介して、容量制御弁13とクランク室15とを接続する。検知通路45は、吸入室5aと容量制御弁13とを連通する。制御通路59はリヤハウジング5に形成されている。制御通路59の一方側は、給気通路43における制御逆止弁14よりも容量制御弁13側の位置に接続しており、制御通路59の他方側は、弁収容室47に接続している。
【0022】
抽気通路52aは、開度調整弁61を介してクランク室15と吸入室5aとを連通し、開度調整弁61によって連通面積が調整される。抽気通路52bは、弁ユニット9を介してクランク室15と吸入室5aとを連通する。オフ運転時には、抽気通路52aは閉じており、一方で抽気通路52bは開いている。起動時および最大容量運転時には、抽気通路52aおよび抽気通路52bの両方が開いた状態を形成する。容量制御弁13はリヤハウジング5に設けられ、吸入室5a内の吸入圧力および制御信号に基づいて、給気通路41と給気通路43との連通面積を調整する。
【0023】
制御逆止弁14は、シリンダブロック7内の給気通路43上に設けられる。制御逆止弁14においては、容量制御弁13から高圧の冷媒が給気通路43に供給された場合、冷媒がクランク室15に供給される。容量制御弁13から高圧の冷媒が給気通路43に供給されない場合、クランク室15内の冷媒は給気通路43から給気通路41内に供給されない。
【0024】
(開度調整弁61(弁装置))
図2は、最小容量時における圧縮機1の要部(開度調整弁61の周辺構成)を拡大して示す断面図である。リヤハウジング5に形成された弁収容室47は、リヤハウジング5の径方向に延びる略円柱状の形状を有する。弁収容室47に、開度調整弁61が設けられる。開度調整弁61は弁装置の一例である。図3は、最小容量時における開度調整弁61の一部を拡大して示す断面図である。
【0025】
図2および図3に示すように、開度調整弁61は、弁ケース63、第1弁体65、コイルばね69、第2弁体77、およびシール材80を備える。弁ケース63、第1弁体65、第2弁体77およびシール材80は、たとえば樹脂製である。コイルばね69は、たとえば金属製である。
【0026】
コイルばね69は、第1弁体65と第2弁体77との間に保持される。コイルばね69は、第1弁体65と第2弁体77とをその付勢力によって軸方向に離間させる。弁ケース63は、Oリング79a,79b,79cを介して弁収容室47の内壁面上に保持され、サークリップ48によって固定される。弁ケース63は、その構成要素として、筒状部63a、蓋体63bおよび支持体63cを含む。
【0027】
(筒状部63a)
筒状部63aおよび支持体63cは、いずれも軸心Vの方向(軸方向)に延びる円筒形状を有する。筒状部63aは、弁ケース63の周壁を構成する。蓋体63bは、軸心Vを中心として周方向に延びる円盤形状を有し、筒状部63aの下端に固定されている。蓋体63bには連通窓61bが形成され、連通窓61bは、Oリング79a(図2)よりも下方において制御通路59と連通している。支持体63cは筒状部63aの上端に固定され、弁ケース63の上端で吸入口61aを形成している。
【0028】
筒状部63aは、第1弁室71aおよび第2弁室71bを内側に形成する。第1弁室71aは、第2弁室71bよりも大径であり、第2弁室71bの上方に位置している。第1弁室71aおよび第2弁室71bは、軸方向に延びる同軸の円柱状をなしている。
【0029】
筒状部63aには、複数の吸入窓61cが周方向に並んで形成される。吸入窓61cは、Oリング79b,79c間に位置し、吸入通路51と連通する。筒状部63aにはさらに、複数の抽気窓61dが周方向に並んで形成される。抽気窓61dは、外側から軸心Vに向かう径方向に延在する。抽気窓61dは、Oリング79a,79b間に位置し、抽気通路52aと連通する。
【0030】
(弁座部75)
筒状部63aの内側には弁座部75が設けられる。弁座部75は、筒状部63aのうちの第1弁室71aを形成している部分と、筒状部63aのうちの第2弁室71bを形成している部分との間に位置する。弁座部75は、筒状部63aから径方向内側に環状に突出する形状を有する。弁座部75は、第1弁体65の下位置を規制するとともに、第2弁体77の上位置を規制する。
(【0031】以降は省略されています)

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