JP2005140100A - 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、リードバルブの作動による衝撃及び騒音を低減させるための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２０は、吐出孔プレート３０、リードバルブプレート４０、ストッパープレート５０、及び加圧部７０を含んで、シリンダヘッドとともに組み立てられる。ストッパー５１はストッパープレート５０からシリンダヘッド側に一定角度だけ折曲され、ストッパー５１の自由端部はシリンダヘッド側にさらに折曲されて弾支部５４を形成する。加圧部７０は、ストッパー５１の固定端を支持する第１突起７１と、第１突起７１より長く形成され、ストッパー５１の弾支部５４の端部を加圧する第２突起７２と、第１突起７１より短く形成され、ストッパー５１の固定端と自由端との間でストッパー５１を支持する第３突起７３とを含み、ストッパー５１はシリンダヘッドと吐出孔プレート３０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のバルブ組立体に係り、より詳しくは簡便な組立を可能にするだけでなく、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粛な運転を可能にする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、前記回転子に貫設され、固定子と回転子の電磁気作用により回転するクランクシャフトと、気体を吸入して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、前記諸般要素を収容する密閉容器とを含んでなるもので、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動することにより、密閉容器の内部に気体を吸入して圧縮した後、高圧の気体を密閉容器の外部へ排出する装置である。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有する。

このような往復動型圧縮機において、密閉容器の内部に気体を吸入して排出するため、シリンダとシリンダヘッド間には、気体の吸入及び排出を制御するバルブ組立体が設けられている。

前記バルブ組立体は、気体の排出を制御するリードバルブと、リードバルブの開度を一定範囲内に制限するストッパーと、ストッパーを支持するキーパーとからなる吐出バルブ装置を備え、吸入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、このように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ながら気体を圧縮すると、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ー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介して密閉容器の外部へ排出される。ピストンが下死点に移動すると、ストッパー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、シリンダヘッドを介して低圧の気体がシリンダの内部に吸入される。

ところで、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限定するストッパーと、ストッパーを支持するキーパーとが分離して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に先立ち、前記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なく、よって組立時間が増加する欠点がある。
したがって、本発明は、前述したような従来の問題点を解決するためのもので、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。

前記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、前記シリンダと前記シリンダヘッド間に配置されたバルブ組立体とを備えた往復動型圧縮機において、前記バルブ組立体は、前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、前記吐出孔を開閉するリードバルブが一体に形成されたリードバルブプレートと、前記リードバルブの開放を限定するストッパーが一体に形成されたストッパープレートとを含んでなり、前記リードバルブ及び前記ストッパーは、一側端が固定端となり、他側端が自由端となるように設けられ、前記シリンダヘッドの背面には、前記ストッパーを支持するとともに、前記ストッパーを介して前記リードバルブに予圧を加える加圧部が設けられ、前記ストッパーは、前記ストッパープレートに対して一定角度をなすように、前記シリンダヘッド側に折曲され、その自由端には、前記加圧部に弾支されて前記ストッパーに弾性力を与える弾支部が設けられる往復動型圧縮機のバルブ組立体を提供する。

前記弾支部は前記ストッパーの自由端が前記シリンダヘッド側に所定角度だけ折曲される。前記加圧部は、前記ストッパーの固定端に対応する位置で突出して前記ストッパーの固定端を加圧する第１突起と、前記弾支部に対応する位置で突出して前記弾支部の端部を加圧する第２突起と、前記ストッパー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前記一地点を加圧する第３突起とを含んでなる。前記第２突起は前記第１突起よりやや長く形成され、前記第３突起は前記第１突起よりやや短く形成されることにより、前記ストッパーは前記第１ないし第３突起により前記シリンダヘッドと前記吐出孔プレートとの間で略弓状に配置され、前記リードバルブの自由端は、前記第２突起により加圧される前記ストッパーの自由端により予圧を受ける。前記第３突起は前記第１突起と前記第２突起間の偏倚した位置に配置され、前記吐出孔は前記第３突起とほぼ同一の位置の前記吐出孔プレートに形成される。前記第３突起は相対的に前記第２突起側に偏って位置する。前記吐出孔の周囲には凹溝が形成され、前記リードバルブは前記吐出孔の周囲及び前記凹溝の外側で部分的に接触した状態で前記吐出孔を閉鎖する。

以上のような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ー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締結されるリードバルブプレートとストッパープレートに一体的に形成される構造を有するので、簡便な組立を可能にし、よって組立時間及び組立費用を節減する効果がある。
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によりストッパーが弓状に配設されて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の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の揺動現象が発生せずに、よって圧縮機の性能が向上する効果がある。
更に、本発明による往復動型圧縮機のバルブ組立体は、ストッパーの自由端に弾支部が設けられるので、ストッパーがリードバルブを予圧し得る充分な弾性力を受ける。したがって、冷媒が圧縮室で完全に圧縮されていない状態で、リードバルブが開放されることを防止して圧縮機の信頼性を向上させる効果がある。

以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。

図１は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を示す。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、前記回転子２に貫設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、コネクティングロッド５を介してクランクシャフト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とを含んでなり、密閉容器１０により密閉されるように構成される。

前記シリンダヘッド７には、密閉容器１０を貫通する気体吸入管８と気体排出管（図示せず）が配置され、気体吸入管８を介してシリンダ４の内部に吸入されて圧縮された気体が気体排出管を介して密閉容器１０の外部へ排出されるようにする。また、シリンダ４とシリンダヘッド７との間には、気体の吸入と排出を制御するため、本発明によるバルブ組立体２０が設けられる。

図２は本発明によるバルブ組立体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、ストッパー５１が設けられたストッパープレート５０とがシリンダ４とシリンダヘッド７との間に順次配置される。

また、シリンダヘッド７とストッパープレート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に形成された吸入孔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、本発明によるバルブ組立体はリードバルブとストッパー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面に示さなく、これ以上の説明は省く。

前記吐出孔プレート３０、リードバルブプレート４０、ストッパープレート５０及びガスケット６０は全て略長方形に形成され、各角部にはボルト孔３５、４５、５５、６５が形成されているので、シリンダヘッド７の各角部に形成されたボルト孔２５にボルト２６を締結してシリンダヘッド７をシリンダ４に結合すると、同時に締結される。

また、シリンダヘッド７の背面には、ストッパー５１を多数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７０が設けられるが、このようなリードバルブ４１、ストッパー５１、加圧部７０の構造については図３ないし図６に基づいて以下に説明する。

図３ないし図５はそれぞれ図２に示す吐出孔プレート、リードプレート及びストッパープレートの上面斜視図を示し、図６は図２に示すシリンダヘッドの背面斜視図を示す。

図３に示すように、吐出孔プレート３０は一定厚さの板状となり、各角部にはボルト孔３５が形成され、内側には吐出孔３１と吸入孔３２が形成されているので、吐出孔プレート３０の吸入孔３２と吐出孔３１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、シリンダ４から排出される。

前記吐出孔３１の周囲には、リードバルブプレート４０に形成されたリードバルブ４１の大きさよりやや小さい凹溝３３が形成されているので、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して、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、リードプレート４０は吐出孔プレート３０に比べ非常に薄い板状となり、各角部にはボルト孔４５が形成され、内側には前記吐出孔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。

前記リードバルブ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と一体に形成される構造を有するので、切断されていない前記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、切断された他端は吐出孔３１を開放するか又は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、ストッパープレート５０はリードプレート４０と同様に、吐出孔プレート３０に比べ非常に薄い板状となり、各角部にはボルト孔５５が形成され、内側には前記リードバルブ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ー５１が設けられて、リードバルブ４１の開度を限定するとともに、リードバルブ４１の自由端４３に予圧を作用させる。

前記ストッパー５１は、リードバルブ４１と同様に、ストッパープレート５０に、ストッパー５１の一端部を除く辺部を切断してストッパープレート５０と一体に形成される構造を有するので、切断されていない前記一端部はストッパー５１がストッパープレート５０に固定される固定端５２となり、切断された他端はリードバルブ４１の開度を限定する自由端５３となる。

また、前記ストッパー５１は、ストッパープレート５０に対して一定角度（θ）をなすようにシリンダヘッド３０側に折曲され、その自由端はシリンダヘッド３０側に切断された自由端５３がシリンダヘッド７側に所定角度だけさらに折曲されることにより、弾支部５４が形成される。このような弾支部５４により、ストッパー５１はリードバルブ４１を予圧し得る充分な弾性力を受ける。この際、折曲角度（θ、ω）は９０°以下となるようにする。

したがって、ストッパープレート５０がシリンダヘッド７と吐出孔プレート３０との間に配置されて組み立てられるとき、ストッパー５１はシリンダヘッド７の加圧部７０により押されて弓状となる。

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、ストッパープレート５０からシリンダヘッド７側に傾いたストッパー５１を多数位置で加圧して支持する加圧部７０が設けられる。

前記加圧部７０は、ストッパー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、ストッパー５１の弾支部５４に対応する位置に配置された第２突起７２と、前記固定端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突起とを含んでなる。前記第１ないし第３突起７１、７２、７３の配置関係については図７及び図８に基づいて以下に説明する。

図７及び図８はそれぞれリードバルブが吐出孔を閉鎖した状態と開放した状態の図２の線Ａ−Ａについての断面図である。

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、シリンダヘッド７側に折曲されたストッパー５１の固定端５２及び自由端５３と、前記固定端５２と自由端５３間の一地点を支持してストッパー５１を弓状に配置させる。

すなわち、ストッパー５１の固定端５２はストッパープレート５０に固定されたままで第１突起７１により制限されて動けないようにし、ストッパー５１の弾支部５４はシリンダヘッド７と吐出孔プレート３０間のギャップを介して固定端５２側に動け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、ストッパー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突起ないし第３突起７１、７２、７３によりストッパー５１が弓状に変形して支持されるので、ストッパー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側に動けるようにした状態で、ストッパー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、前記第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側に少し偏って位置するようにする。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側にさらに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、リードバルブ４１の変位が大きくなくなるので、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。

前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、図７に示すように、ピストン６が下死点に移動する過程においては、リードバルブ４１がストッパー５１の弾支部５４から下向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、ストッパー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ー５１の弾支部５４もシリンダヘッド７の第３突起７３と吐出孔プレート３０間に形成されたギャップを介してストッパー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、ストッパー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のような状態に転換される。

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に示すストッパー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 ストッパープレート
５１ ストッパー
７０ 加圧部
７１ 第１突起
７２ 第２突起
７３ 第３突起１

Claims (7)

1. シリンダと、シリンダヘッドと、前記シリンダと前記シリンダヘッド間に配置されたバルブ組立体とを備えた往復動型圧縮機において、
   前記バルブ組立体は、
   前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、
   前記吐出孔を開閉するリードバルブが一体に形成されたリードバルブプレートと、
   前記リードバルブの開放を限定するストッパーが一体に形成されたストッパープレートとを有して、
   前記リードバルブ及び前記ストッパーは、一側端が固定端となり、他側端が自由端となるように設けられ、
   前記シリンダヘッドの背面には、前記ストッパーを支持するとともに、前記ストッパーを介して前記リードバルブに予圧を加える加圧部が設けられ、
   前記ストッパーは、前記ストッパープレートに対して一定角度をなすように、前記シリンダヘッド側に折曲され、前記ストッパーの自由端には、前記加圧部に弾支されて前記ストッパーに弾性力を与える弾支部が設け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. 前記弾支部は前記ストッパーの自由端が前記シリンダヘッド側に所定角度だけ折曲されることを特徴とする請求項１に記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
3. 前記加圧部は、前記ストッパーの固定端に対応する位置で突出して前記ストッパーの固定端を加圧する第１突起と、前記弾支部に対応する位置で突出して前記弾支部の端部を加圧する第２突起と、前記ストッパー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前記一地点を加圧する第３突起とを含んでなることを特徴とする請求項２に記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
4. 前記第２突起は前記第１突起よりやや長く形成され、前記第３突起は前記第１突起よりやや短く形成されることにより、前記ストッパーは前記第１ないし第３突起により前記シリンダヘッドと前記吐出孔プレートとの間で略弓状に配置され、前記リードバルブの自由端は、前記第２突起により加圧される前記ストッパーの自由端により予圧を受けることを特徴とする請求項３に記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
5. 前記第３突起は前記第１突起と前記第２突起間の偏倚した位置に配置され、前記吐出孔は前記第３突起とほぼ同一の位置の前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４に記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
6. 前記第３突起は相対的に前記第２突起側に偏って位置することを特徴とする請求項５に記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。
7. 前記吐出孔の周囲には凹溝が形成され、前記リードバルブは前記吐出孔の周囲及び前記凹溝の外側で部分的に接触した状態で前記吐出孔を閉鎖することを特徴とする請求項６に記載の往復動型圧縮機のバルブ組立体。

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