JP2004308640A - 往復動型圧縮機のバルブ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】組立を簡便にし、リードバルブの動作による衝撃及び騒音を低減させる往復動型圧縮機のバルブ組立体を提供する。
【解決手段】バルブ組立体は、吐出孔プレート、リードバルブが設けられたリードバルブプレート、ストッパが設けられたストッパプレート、及びシリンダヘッドの背面に形成された加圧部材を備えるもので、シリンダヘッドがシリンダに結合されるとき、シリンダヘッドとともに組み立てられる。ストッパは、その自由端はストッパプレートからシリンダヘッド側に一定角度に傾くように固定端が折曲される。加圧部材は、ストッパの固定端を支持する第１突起と、第１突起より長く形成され、ストッパの自由端を加圧する第２突起と、第１突起より短く形成され、ストッパの固定端と自由端間でストッパを支持する第３突起とを有することにより、ストッパがシリンダヘッドと吐出孔プレート間で略弓状に配置される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、往復動型圧縮機に関し、より詳しくは組立が簡便であるばかりでなく、リードバルブの作動による衝撃及び騒音を低減させて静かな運転を可能にした往復動型圧縮機のバルブ組立体に関するものである。

往復動型圧縮機は、固定子と、回転子と、回転子を貫通して配置され、固定子と回転子の電磁作用により回転するクランクシャフトと、気体を吸い込んで圧縮する空間を有するシリンダと、シリンダの内部に配置され、クランクシャフトの回転により直線往復運動をするピストンと、シリンダの上部を覆うシリンダヘッドと、これらの構成要素を収容する密閉容器とを有するものであり、クランクシャフトの回転によりピストンがシリンダの内部で直線往復運動することにより、密閉容器の内部に気体を吸い込んで圧縮した後、高圧の気体を密閉容器の外部へ吐き出す装置である。このような往復動型圧縮機は、冷蔵庫又は空気調和機のような製品に設置され、低圧の冷媒ガスを高圧に圧縮する機能を果たす。

このような往復動型圧縮機においては、密閉容器の内部に気体を吸い込んで吐き出すため、シリンダとシリンダヘッド間に、気体の吸込及び吐出しを制御するバルブ組立体が設けられている。

上述のバルブ組立体は、気体の吐出しを制御するリードバルブと、リードバルブの開度が一定範囲内になるように制限するストッパと、ストッパを支持するキーパとからなる吐出バルブ装置を備えており、この吐出バルブ装置は、吸込孔と吐出孔が形成された吐出孔プレートに順次組み立てられる。このようにして吐出バルブ装置が組み立てられた吐出孔プレートは、吸入バルブが一体的に設けられた吸入バルブプレートとともにシリンダヘッドとシリンダとの間にボルトで結合されて組み立てられる。

したがって、ピストンが上死点に移動して圧縮すると、吐出孔に加わる気体の圧力により、リードバルブの自由端がストッパとともにシリンダヘッド側に弾性変形され、吐出孔が開放されることにより、高圧の気体がシリンダヘッドを通して密閉容器の外部へ吐き出される。ピストンが下死点に移動する過程において、ストッパとリードバルブの弾性力により、リードバルブが再び吐出孔を閉鎖するとともに、吸入バルブプレートに設けられた吸入バルブが開放し、吸入バルブを通して低圧の気体がシリンダの内部に吸い込まれる。

しかし、このように構成された従来の往復動型圧縮機のバルブ組立体は、吐出孔を開閉するリードバルブと、リードバルブの開度を制限するストッパと、ストッパを支持するキーパとが分離構成されて吐出孔プレートに組み立てられる構造であるため、吐出孔プレートをシリンダヘッドとシリンダ間に結合する前に、上述の部品を吐出孔プレートに組み立てる作業を行わなければならず、よって組立時間が増加するという問題点がある。

また、従来の往復動型圧縮機のバルブ組立体は、リードバルブの一端部が吐出孔プレートに固定される固定端を形成し、その他端部が吐出圧により吐出孔プレートからシリンダヘッド側に弾性変形される自由端を形成する構造となっているため、ピストンが往復動するにつれて、リードバルブの自由端がストッパと吐出孔プレートに繰り返し衝突して大きい衝撃及び騒音が発生し、自由端で振れ現象が発生して高周波の異常騒音が発生するという問題点がある。

したがって、本発明は上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、簡便な組立を可能にした往復動型圧縮機のバルブ組立体を提供することにある。

本発明の他の目的は、リードバルブの作動による衝撃及び騒音を低減させるように構成された往復動型圧縮機のバルブ組立体を提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明は、シリンダと、シリンダヘッドとを備えた往復動型圧縮機のバルブ組立体において、バルブ組立体は、シリンダとシリンダヘッド間に配置され、シリンダに連通する吐出孔が形成された吐出孔プレートと、吐出孔を開閉するリードバルブが一体的に形成されたリードバルブプレートと、リードバルブの開放を制限するストッパが一体的に形成されたストッパプレートとを備え、シリンダヘッドがシリンダに結合されるとき、シリンダヘッドとともにシリンダに組み立てられるように構成された往復動型圧縮機のバルブ組立体を提供する。

シリンダヘッドの背面に、シリンダヘッドに一体的に形成されストッパを支持するとともに、ストッパがリードバルブに予圧を作用するようにする加圧部材をさらに設けてもよい。

リードバルブは、その一端部が固定端となり、他端部が自由端となるように、リードバルブプレートを切断して形成してもよい。

ストッパは、その一端部が固定端となり、他端部が自由端となるように、ストッパプレートを切断して形成され、自由端がシリンダヘッド側に一定角度に傾くように固定端を折曲してもよい。

加圧部材は、ストッパの固定端に対応する位置で突出してストッパの固定端を加圧する第１突起と、ストッパの自由端に対応する位置で突出してストッパの自由端を加圧する第２突起と、ストッパの固定端と自由端間の一地点に対応する位置で突出して一地点を加圧する第３突起とを有していてもよい。

第２突起は第１突起より少し長く形成され、第３突起は第１突起より少し短く形成されることにより、ストッパは第１乃至第３突起によりシリンダヘッドと吐出孔プレートとの間で略弓状に配置され、リードバルブの自由端は、第２突起により加圧されるストッパの自由端により予圧を受けるようにしてもよい。

第３突起は第１突起と第２突起間の偏倚した位置に配置され、吐出孔は第３突起とほぼ同じ位置の吐出孔プレートに形成されてもよい。

第３突起は相対的に第２突起側に偏倚した位置に配置されてもよい。

吐出孔プレートの吐出孔の周囲には凹溝が形成され、リードバルブは吐出孔の周縁部及び凹溝の外側で部分的に接触した状態で吐出孔を閉鎖してもよい。

本発明による往復動型圧縮機のバルブ組立体は、リードバルブとストッパがそれぞれ、シリンダヘッドとともにシリンダに簡便にボルトで結合されるリードバルブプレートとストッパプレートに一体的に構成される構造を有するため、組立が簡便であり、よって組立時間及び組立費用が節減される効果がある。

また、本発明による往復動型圧縮機のバルブ組立体は、シリンダヘッドの背面に設けられた加圧部材によりストッパが弓状となりリードバルブの自由端に予圧を加え、リードバルブがリードバルブの固定端と自由端間で部分的に吐出孔に接触して開閉する構造を有するので、リードバルブが吐出孔を開閉するときの衝撃及び騒音が大幅に減少し、リードバルブの自由端で揺れ現象が発生せず、よって圧縮機の性能が向上する効果がある。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明に基づくバルブ組立体が設けられた往復動型圧縮機の概略縦断面図である。同図に示すように、往復動型圧縮機は、固定子１と、回転子２と、回転子２を貫通して設置されたクランクシャフト３と、圧縮空間を有するシリンダ４と、シリンダ４の内部に配置され、コネクチングロッド５によりクランクシャフト３に連結されたピストン６と、シリンダ４の上部を覆うシリンダヘッド７とを備えており、密閉容器１０により密閉されるように構成されている。

シリンダヘッド７には、密閉容器１０を貫通する気体吸入管８と気体排気管（図示せず）が配置され、気体吸入管８を通してシリンダ４の内部に吸い込まれ圧縮された気体が気体排気管を通して密閉容器１０の外部へ吐き出される。また、シリンダ４とシリンダヘッド７と間には、気体の吸込と吐出しを制御するため、本発明に基づくバルブ組立体２０が設けられる。

図２は、本発明に基づくバルブ組立体２０の構成を示す分解斜視図である。同図に示すように、バルブ組立体２０は、吐出孔３１が形成された吐出孔プレート３０と、リードバルブ４１が設けられたリードバルブプレート４０と、ストッパ５１が設けられたストッパプレート５０とが、シリンダ４とシリンダヘッド７の間に順次配置される。

また、シリンダヘッド７とストッパプレート５０との間には、シリンダ４とシリンダヘッド７間で気体が漏洩することを防止するためのガスケット６０が配設され、吐出孔プレート３０の下部には、吐出孔プレート３０に形成された吸込孔３２を開閉するための吸入バルブが設けられた吸入バルブプレート（図示せず）が配置されてバルブ組立体２０を構成する。

ここで、本発明に基づくバルブ組立体は、リードバルブとストッパの構成を技術的な特徴とするものであるので、吸入バルブプレートについては図示せず、また更なる説明は省略する。

吐出孔プレート３０、リードバルブプレート４０、ストッパプレート５０及びガスケット６０はそれぞれ略矩形状に形成され、各プレートのそれぞれの角部にはボルト孔３５、４５、５５、６５が設けられており、シリンダヘッド７がシリンダ４にボルトで結合されるとき、シリンダヘッド７の各角部に設けられたボルト孔２５を通るボルト２６により同時に締結される。

また、シリンダヘッド７の背面には、ストッパ５１を複数の位置で加圧して支持するとともに、リードバルブ４１の一端を予圧するための加圧部材７０が設けられるが、このようなリードバルブ４１、ストッパ５１、加圧部材７０の構造については図３乃至図６を参照しながら以下で説明する。

図３乃至図５はそれぞれ図２に示す吐出孔プレート３０、リードバルブプレート４０及びストッパプレート５０の上面斜視図であり、図６は図２に示すシリンダヘッド７の背面斜視図である。

図３に示すように、吐出孔プレート３０は一定の厚さを有する板状に形成され、各角部にはボルト孔３５が設けられ、内側には吐出孔３１と吸込孔３２が設けられており、吐出孔プレート３０の吸込孔３２を通じてシリンダ４の内部に気体が流入され圧縮された後、吐出孔３１を通じてシリンダ４から吐き出される。

吐出孔３１の周りには、リードバルブプレート４０に形成されたリードバルブ４１より少し小さい凹溝３３が形成されているため、リードバルブ４１が吐出孔３１を閉鎖するとき、リードバルブ４１が吐出孔プレート３０と部分的に接触するようになり、リードバルブ４１と吐出孔プレート３０間の接触面積を減らすことにより、リードバルブ４１の作動騒音を低減させる。

図４に示すように、リードバルブプレート４０は吐出孔プレート３０に比べ非常に薄い板状に形成され、各角部にはボルト孔４５が設けられ、内側には吐出孔３１と凹溝３３に対応する位置にリードバルブ４１が配設されて吐出孔３１を開閉する。

リードバルブ４１は、リードバルブプレート４０に、リードバルブ４１の一端部を除く辺部を切断してリードバルブプレート４０と一体的に形成される構造を有するので、切断されていない一端部はリードバルブ４１がリードバルブプレート４０に固定される固定端４２となり、切断された他端部は吐出孔３１を開放するか閉鎖するように弾性変形される自由端４３となる。

図５に示すように、ストッパプレート５０はリードバルブプレート４０と同様に、吐出孔プレート３０に比べ非常に薄い板状に形成され、各角部にはボルト孔５５が設けられ、内側にはリードバルブ４１に対応する位置に、リードバルブ４１に対応するストッパ５１が設けられて、リードバルブ４１の開度を制限するとともに、リードバルブ４１の自由端４３に予圧を作用させる。

ストッパ５１は、リードバルブ４１と同様に、ストッパプレート５０に、ストッパ５１の一端部を除く辺部を切断してストッパプレート５０と一体的に形成される構造を有するので、切断されていない一端部はストッパ５１がストッパプレート５０に固定される固定端５２となり、切断された他端部はリードバルブ４１の開度を制限するとともにリードバルブ４１の自由端４３に予圧を作用させる自由端５３となる。

また、ストッパ５１は、切断された自由端５３がシリンダヘッド７側に斜めに配置されるように、固定端５２から上向きに折曲されてストッパプレート５０に対して一定の傾斜角度（θ）をなすので、ストッパプレート５０がシリンダヘッド７と吐出孔プレート３０との間に配設されるとき、シリンダヘッド７の加圧部材７０により押されて弓状となる。ストッパ５１がストッパプレート５０に対してなす傾斜角度（θ）は９０°以下にする。

図６に示すように、各角部にボルト孔２５が形成されたシリンダヘッド７の背面には、ストッパプレート５０からシリンダヘッド７側に傾いたストッパ５１を複数の位置で加圧して支持する加圧部材７０が設けられる。

加圧部材７０は、ストッパ５１の固定端５２に対応する位置に配置された第１突起７１と、ストッパ５１の自由端５３に対応する位置に配置された第２突起７２と、固定端５２と自由端５３間の一地点に対応する位置に配置された第３突起７３とを有している。第１乃至第３突起７１、７２、７３の配置関係については図７及び図８を参照して以下で説明する。

図７に示すように、第１突起７１と第２突起７２はシリンダヘッド７の背面７ａから下側に延長され、第３突起７３はシリンダヘッド７の背面７ａの上側に位置して、第１突起７１，第２突起７２及び第３突起７３は、シリンダヘッド７側に折曲されたストッパ５１の固定端５２及び自由端５３と、固定端５２と自由端５３間の一地点を支持してストッパ５１を弓状に配置させる。

すなわち、ストッパ５１の固定端５２はストッパプレート５０に固定されたままで第１突起７１により制限されて可動しないようにされ、ストッパ５１の自由端５３はシリンダヘッド７と吐出孔プレート３０間の隙間を通して固定端５２側に可動するようにした状態で、第２突起７２により少し押されて支持され、ストッパ５１の固定端５２と自由端５３間の一地点はシリンダヘッド７の背面７ａの上側で第３突起７３により支持されて弓状となる。

このように、第１突起７１、第２突起７２及び第３突起７３によりストッパ５１が弓状に変形して支持されるので、ストッパ５１と吐出孔プレート３０間に配置されたリードバルブ４１の自由端４３は固定端４２側に可動するようにした状態で、ストッパ５１の自由端５３により吐出孔プレート３０側に加わる予圧を受ける。

また、第１突起７１と第３突起７３間の長さ（Ｌ１）を第３突起７３と第２突起７２間の長さ（Ｌ２）よりやや長くして、第３突起７３が第１突起７１と第２突起７２との間で第２突起７２側に少し偏倚した位置に配置されるようにする。このような配置構造により、リードバルブ４１が固定端４２に比べて自由端４３側にもう少し偏った部分で吐出孔３１を開閉するため、リードバルブ４１の中心部で吐出孔３１を開閉する構造に比べると、リードバルブ４１の変位が小さくなるため、衝撃及び騒音が低減するとともに、リードバルブ４１の開閉動作がより円滑になる。

上述したように構成された本発明による往復動型圧縮機のバルブ組立体２０はつぎのように動作する。すなわち、ピストン６が下死点に移動する過程においては、図７に示すように、リードバルブ４１がストッパ５１の自由端５３から下向きに加わる予圧を受けて吐出孔３１を閉鎖した状態に維持される。

この状態で、ピストン６が上死点に移動すると、シリンダ４内で圧縮される気体の圧力が、ストッパ５１がリードバルブ４１に加える予圧より高くなり、よって図８に示すように、リードバルブ４１の吐出孔３１に対応する部分が上向きに移動するとともに、リードバルブ４１の自由端４３が固定端４２側に移動して吐出孔３１を開放することになる。

この際、リードバルブ４１の自由端４３に予圧を加えるストッパ５１の自由端５３もシリンダヘッド７の第３突起７３と吐出孔プレート３０間に形成された隙間を通してストッパ５１の固定端５２側に少し移動してリードバルブ４１の開放動作を可能にする。

このような状態で、ピストン６が下死点に再び移動すると、ストッパ５１とリードバルブ４１が元の状態に復元し、リードバルブ４１が吐出孔３１を閉鎖することにより、図７のような状態に戻る。

本発明によるバルブ組立体が設けられた往復動型圧縮機の概略縦断面図である。 図１に示すバルブ組立体の分解斜視図である。 図２に示す吐出孔プレートの上面斜視図である。 図２に示すリードバルブプレートの上面斜視図である。 図２に示すストッパプレートの上面斜視図である。 図２に示すシリンダヘッドの背面斜視図である。 リードバルブが吐出孔を閉鎖した状態を示す図２の線Ａ−Ａについての断面図である。 リードバルブが吐出孔を開放した状態を示す図２の線Ａ−Ａについての断面図である。

符号の説明

７ シリンダヘッド， ２０ バルブ組立体， ３０ 吐出孔プレート， ３１ 吐出孔， ４０ リードバルブプレート， ４１ リードバルブ， ５０ ストッパプレート， ５１ ストッパ， ７０ 加圧部材， ７１ 第１突起， ７２ 第２突起， ７３ 第３突起

Claims (9)

1. シリンダと、シリンダヘッドとを備えた往復動型圧縮機のバルブ組立体において、
   当該バルブ組立体は、上記シリンダと上記シリンダヘッド間に配置され、当該バルブ組立体は、
   上記シリンダに連通する吐出孔が形成された吐出孔プレートと、
   上記吐出孔を開閉するリードバルブが一体的に形成されたリードバルブプレートと、
   上記リードバルブの開放を制限するストッパが一体的に形成されたストッパプレートと備え、
   当該バルブ組立体は、上記シリンダヘッドが上記シリンダに結合されるとき、上記シリンダヘッドとともに上記シリンダに組み立てられることを特徴とする往復動型圧縮機のバルブ組立体。
2. 上記シリンダヘッドの背面に、上記シリンダヘッドに一体的に形成されて上記ストッパを支持するとともに、上記ストッパが上記リードバルブに予圧を作用するようにする加圧部材をさらに備える請求項１記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
3. 上記リードバルブは、その一端部が固定端となり、他端部が自由端となるように、上記リードバルブプレートを切断して形成されてなることを特徴とする請求項２記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
4. 上記ストッパは、その一端部が固定端となり、他端部が自由端となるように、上記ストッパプレートを切断して形成されてなり、上記自由端が上記シリンダヘッド側に一定角度に傾くように固定端が折曲されることを特徴とする請求項３記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
5. 上記加圧部材は、上記ストッパの固定端に対応する位置で突出して上記ストッパの固定端を加圧する第１突起と、上記ストッパの自由端に対応する位置で突出して上記ストッパの自由端を加圧する第２突起と、上記ストッパの固定端と自由端間の一地点に対応する位置で突出して上記一地点を加圧する第３突起とを備えていることを特徴とする請求項４記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
6. 上記第２突起は、上記第１突起より少し長く形成され、上記第３突起は上記第１突起より少し短く形成されることにより、上記ストッパは上記第１乃至第３突起により上記シリンダヘッドと上記吐出孔プレートとの間で略弓状に配置され、上記リードバルブの自由端は、上記第２突起により加圧される上記ストッパの自由端により予圧を受けることを特徴とする請求項５記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
7. 上記第３突起は、上記第１突起と上記第２突起間の偏倚した位置に配置され、上記吐出孔は上記第３突起とほぼ同じ位置の上記吐出孔プレートに形成されることを特徴とする請求項６記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
8. 上記第３突起は、相対的に上記第２突起側に偏倚した位置に配置されることを特徴とする請求項７記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
9. 上記吐出孔プレートの吐出孔の周囲には凹溝が形成され、上記リードバルブは上記吐出孔の周縁部及び上記凹溝の外側で部分的に接触した状態で上記吐出孔を閉鎖することを特徴とする請求項７記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。

Images