JP2005337156A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】密閉型圧縮機の冷凍能力の低下を抑え高効率化を図る。
【解決手段】バルブプレート１２０に形成した吐出弁装置１２３において吐出リード１４２は１つの吐出リード折曲部１５２を有し、開閉部１４８は弁座部１３４と台座部１３８を含む平面に対して弁座部１３４側に傾きを有することにより、吐出リード保持部１５０を台座部１３８にて固着したときに開閉部１４８を弁座部１３４に押し付ける力が働き、吐出リード１４２の弁座部１３４からの浮きを防ぐことができるため、冷凍能力の低下を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は冷蔵庫等に使用される密閉型圧縮機に関し、特に冷媒ガスの吐出経路に設けられる吐出弁装置の改良に関するものである。
従来の密閉型圧縮機としては、運転時の低騒音化を図るとともに、吐出リードの開閉時における損失を低減させることでエネルギー効率を向上させる吐出弁装置を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。
図５は、従来の密閉型圧縮機の断面図、図６は、従来の密閉型圧縮機の吐出弁装置の断面図である。図５、６において、密閉容器１には圧縮要素２およびこれを駆動する電動要素３が収容されており、底部に冷凍機油４を貯留している。
圧縮要素２と電動要素３とは密閉容器１の内部に支持装置５を介して弾性的に支持されている。
また、圧縮要素２は略円筒形のシリンダ６を形成するシリンダブロック７と、シリンダ６内を往復動するピストン８と、シリンダ６の開口端に取り付けられた吸入リード９とバルブプレート１０とシリンダヘッド１１を備えている。
板状のバルブプレート１０は、吸入孔１２と反シリンダ６側の凹部１４に形成した吐出弁装置１５を備えている。
吐出弁装置１５はシリンダ６内に連通する吐出孔１６と、吐出孔１６の外側に設けられた弁座部１７と吐出リード１８と、スプリングリード１９と、ストッパ２０を備えている。また、凹部１４には弁座部１７と同一平面上に台座部２１が配されている。
吐出リード１８は、吐出孔１６の開口を開閉する開閉部２２を有している。
スプリングリード１９は吐出リード１８のバルブプレート１０の反シリンダ６側に配されており、開閉部２２に対して隙間を有するように配されている。
ストッパ２０はスプリングリード１９の反吐出リード１８側に配され、弁座部１７と台座部２１を含む平面に対してバルブプレート１０の反シリンダ６側に略平行部２４を少なくとも２つ有し、開閉部２２に対応する位置にスプリングリード１９に対し隙間を有するように配されている。吐出リード１８、スプリングリード１９、ストッパ２０、バルブプレート１０は台座部２１においてリベット２５によって固着されている。
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
吸入孔１２から吸い込まれた冷媒（図示せず）がシリンダ６内で往復動するピストン８によって圧縮され、吐出弁装置１５に設けられた吐出孔１６より吐出されることで圧縮動作を有している。
吐出リード１８とスプリングリード１９の自由端における空間高さを確保することにより、吐出リード１８の開き時における圧力損失を防止し、またスプリングリード１９の空間高さを調節することによって吐出リード１８の開き量を規制することができる。これらに加えて、ストッパ２０に弁座部１７と台座部２１を含む平面に対して略平行部２４を２つ以上備えることによって、ストッパ２０の吐出リード１８に対する空間高さを容易に管理できるものである。
特開２００２−１９５１６０号公報
しかしながら、上記従来の構成では、バルブプレート１０、吐出リード１８、スプリングリード１９、ストッパ２０が台座部２１において片持ちで固着されるため、バルブプレート１０、吐出リード１８、スプリングリード１９、ストッパ２０が台座部２１においてリベット２５等で固着される時、リベット２５のカシメ力が強い場合、吐出リード１８が台座部２１において過剰に押さえ付けられ、開閉部２２が弁座部１７から浮いてしまい吐出リード１８と弁座部１７とのシール性が低下する可能性があるという課題を有していた。
また、吐出リード１８の開き時に吐出リード１８がスプリングリード１９と接触し、間に介在する冷凍機油４によりスプリングリード１９と吸着して吐出リード１８の閉じ遅れが起こる可能性があるという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、吐出リードと弁座部のシール性を向上させるとともに、吐出リードの閉じ遅れを減らしたエネルギー効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために本発明の密閉型圧縮機は、吐出リードの開閉部を吐出リード折曲部において弁座部側に折り曲げたもので、吐出リードを台座部にて固着したときに開閉部を弁座部に押し付ける力が働き、開閉部の弁座部からの浮きを防止できるため、吐出リードと弁座部のシール性を向上させることができるという作用を有する。
本発明の密閉型圧縮機は、吐出リードと弁座部のシール性を向上させることができるので、冷凍能力の低下を抑え高効率化を図ることができる。
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に圧縮要素および冷凍機油を収容し、前記圧縮要素はピストンと、前記ピストンが往復動するシリンダと、前記シリンダの開口端に取り付けられるバルブプレートと、前記バルブプレートの反シリンダ側に形成した吐出弁装置とを備え、前記吐出弁装置は前記バルブプレートに形成され前記シリンダ内に連通する吐出孔と、前記吐出孔の外側に設けられた弁座部と、前記弁座部と略同一平面上に形成した台座部と、板ばね材からなり前記吐出孔を開閉する開閉部と前記台座部に固定される吐出リード保持部とを形成する吐出リードと、前記開閉部と所定の隙間をもって前記吐出リードの動きを規制するストッパ部を有するストッパとを備えるとともに、前記吐出リードは吐出リード折曲部において前記開閉部側が前記弁座部側に折り曲げられたもので、吐出リード保持部を台座部にて固着したときに開閉部を弁座部に押し付ける力が働き、開閉部の弁座部からの浮きを防止し、吐出リードと弁座部のシール性が向上するため、冷凍能力の低下を抑え高効率化を図ることができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、吐出弁装置は吐出リードとストッパとの間にスプリングリードを備え、前記スプリングリードは板ばね材から形成されるとともに、前記吐出リードと前記ストッパとの間に挟持されるスプリングリード保持部と、前記吐出リードの開閉部および前記ストッパとのいずれとの間にも所定の隙間を形成するようスプリングリード折曲部において折曲形成されたスプリングリードリフト部とを有するようにしたもので、スプリングリードの折り曲げ角度により吐出リードの開き特性を調整することができるとともに、吐出リードとスプリングリードの接触面積を減少させ、吐出リードとスプリングリードの吸着を防止することができるため、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、高効率化と低騒音化を図ることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の吐出リード折曲部を弁座部と台座部との間に形成された逃げ部に位置させたもので、吐出リードの傾き量を安定させることができ、常に設定値どおりの押し付け力が弁座部に働くため、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、確実に吐出リードと弁座部とのシール性を得ることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明のスプリングリード折曲部を台座部に位置させたもので、逃げ部において吐出リードとスプリングリードとの間に確実に隙間ができるため、請求項２に記載の発明の効果に加えてさらに、吐出リードのばね特性を安定させることができ、安定して高効率を維持することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載の発明のバルブプレートの反シリンダ側面に凹部を設けるとともに、弁座部および台座部を前記凹部に形成したもので、圧縮された冷媒が残る体積を減少させることができ、請求項１から４に記載の発明の効果に加えてさらに、体積効率の低下を減少させることができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５に記載の発明のストッパ部の吐出リード側面は弁座部と台座部を含む平面に対して略平行に形成したもので、ストッパの吐出リードに対する空間高さを容易に管理することができ、請求項１から５に記載の発明の効果に加えてさらに、効率および騒音のばらつきを低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の断面図、図２は同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出弁装置の断面図、図３は同実施の形態における密閉型圧縮機の要部構成要素の分解図、図４は同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出弁装置開時の断面図である。
図１から図４において、密閉空間を形成する密閉容器１０１には圧縮要素１０２および圧縮要素１０２を駆動する電動要素１０３が収容されており、底部に冷凍機油１０４を貯留している。
圧縮要素１０２と電動要素１０３とは密閉容器１０１の内部に支持装置１０５を介して弾性的に支持されている。また、密閉容器１０１の空間には冷媒１０６が封入されている。冷媒１０６は、好ましくは近年の環境問題に対応した特定フロン対象以外の冷媒で例えばＲ１３４ａや自然冷媒であるＲ６００ａ等である。電動要素１０３は、ステータ１０７と、ロータ１０８から構成されている。
次に圧縮要素１０２について説明する。
シリンダ１０９を形成するシリンダブロック１１０にはクランクシャフト１１１を支持する支持体１１２が固定されている。クランクシャフト１１１は主軸部１１３と偏芯部１１４を備え、主軸部１１３にはロータ１０８が嵌合されている。
シリンダ１０９にはピストン１１５を収納し、ピストン１１５と偏心部１１４とは連結手段１１６によって連結されている。
偏心部１１４の下端には遠心力によって冷凍機油１０４を圧縮要素１０２の各摺動部に給油する給油管１１７が設置されている。
シリンダ１０９の開口端を封止するよう配設されるバルブプレート１２０は焼結合金等からなり、吸入リード１２１の開閉によりシリンダ１０９と連通する吸入孔１２２を設けるとともに、反シリンダ１０９側面には吐出弁装置１２３を形成する凹部１２４を設けている。
吐出弁装置１２３を内包する高圧室１２５を形成したシリンダヘッド１２６はバルブプレート１２０の反シリンダ１０９側に配設される。
吸入リード１２１は金属製の薄板からなり、リード弁１２７が切り欠きにより形成されており吸入孔１２２の開口を開閉する。また、吸入リード１２１には吐出孔１２８を逃げる切り欠き１２９が設けられている。
吸入リード１２１、バルブプレート１２０、高圧室１２５を形成するシリンダヘッド１２６、ＰＢＴなどの樹脂で成型される吸入マフラー１３２はボルト等によってシリンダブロック１１０に締結固定されている。
つぎに吐出弁装置１２３について説明する。
バルブプレート１２０の凹部１２４にはシリンダ１０９と連通する吐出孔１２８と吐出孔１２８を囲うように形成した弁座部１３４を設けるとともに、バルブプレートリベット孔１３６を備えた台座部１３８が弁座部１３４と同一平面上に形成される。弁座部１３４と台座部１３８との間には、台座部１３８より更に深い逃げ部１４０を形成している。
そして吐出リード１４２と、スプリングリード１４４と、ストッパ１４６が順にリベット１４７によって台座部１３８に挟着されている。
吐出リード１４２は舌状の板ばね材からなり、一端に吐出孔１２８の開口を開閉する開閉部１４８を形成し、他端には台座部１３８に固定される吐出リード保持部１５０を形成するとともに吐出リードリベット孔１５１を設けている。また吐出リード１４２は開閉部１４８側が吐出リード折曲部１５２において弁座部１３４側に折曲形成されている。なお、吐出リード折曲部１５２は逃げ部１４０に対応する任意の位置に形成されており、吐出リード折曲部１５２における折曲角度は１度から１５度の範囲にあることが好ましい。
スプリングリード１４４は舌状の板ばね材からなり、一端にスプリングリード折曲部１５４において反吐出リード１４２側に折曲形成したスプリングリードリフト部１５６を形成し、他端には台座部１３８に固定されるスプリングリード保持部１５８を形成するとともにスプリングリードリベット孔１５９を設けている。
スプリングリードリフト部１５６は吐出リード１４２の開閉部１４８およびストッパ１４６とのいずれとの間にも所定の隙間を形成するように調整されている。またスプリングリード折曲部１５４は台座部１３８に対応する任意の位置に形成されている。
ストッパ１４６は吐出リード１４２の開閉部１４８と所定の隙間をもって吐出リード１４２の動きを規制するストッパ部１６０と、ストッパリベット孔１６１を備え、台座部１３８に固定されるストッパ保持部１６２とを有する。ストッパ部１６０の吐出リード１４２側面は弁座部１３４と台座部１３８を含む平面に対して略平行に形成されている。
ストッパ保持部１６２は吐出リード保持部１５０、スプリングリード保持部１５８と共にバルブプレート１２０の凹部１２４に設けられた台座部１３８のバルブプレートリベット孔１３６に対応する位置において、それぞれ吐出リードリベット孔１５１、スプリングリードリベット孔１５９、ストッパリベット孔１６１においてリベット１４７をカシメることで挟着されている。
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
ステータ１０７に電力が供給されるとロータ１０８とともにクランクシャフト１１１が回転し、偏芯部１１４の偏芯運動が連結手段１１６を解してピストン１１５をシリンダ１０９内で往復動させる。ピストン１１５の往復動に応じて、吸入行程において冷却システム（図示せず）から戻ってきた密閉容器１０１内の冷媒１０６は、吸入マフラー１３２を経て吸入リード１２１を押し開け、吸入孔１２２を通ってシリンダ１０９内に吸入される。吸入された冷媒１０６は圧縮行程においてシリンダ１０９内で圧縮され、吐出リード１４２を押し開け、吐出孔１２８からシリンダヘッド１２６に形成された高圧室１２５に吐出された後、冷却システム（図示せず）へと吐出される。
またクランクシャフト１１１の回転に伴って給油管１１７が回転し、遠心力によって冷凍機油１０４を圧縮要素１０２の各摺動部や吐出弁装置１２３等に給油する。
吐出リード１４２の開閉部１４８は吸入行程では閉じて弁座部１３４をシールし、圧縮行程においてシリンダ１０９内の圧力が上がると開くことで冷媒１０６を高圧室１２５に吐出する。図２に示すように吐出リード１４２は開閉部１４８側が吐出リード折曲部１５２において弁座部１３４側に折曲形成されているので、開閉部１４８を弁座部１３４に押し付ける力が働くため、吐出リード１４２が閉じている間の弁座部１３４からの浮きを防ぐことができる。その結果、吸入行程においてシリンダヘッド１２６の高圧室１２５からシリンダ１０９内に逆流する高圧の冷媒１０６の量が減少するため、高い体積効率を得ることができる。
また吐出リード１４２は開閉部１４８側が吐出リード折曲部１５２において弁座部１３４側に折曲形成されているので、図４に示すように、吐出リード１４２の開閉部１４８が開いた時、吐出リード折曲部１５２を支点にたわむので吐出リード折曲部１５２から開閉部１４８の先端までの曲率が大きくなり、スプリングリードリフト部１５６に当たった時の吐出リード１４２とスプリングリードリフト部１５６とのなす角度が大きくなる。その結果、吐出リード１４２の開閉部１４８の先端とスプリングリードリフト部１５６は点接触となるため、吐出リード１４２とスプリングリードリフト部１５６が面接触に近づいた際に生ずる、冷凍機油１０４等の介在による粘着現象を減らすことができ、吐出リード１４２の応答性が上がって閉じ遅れが減ることで、更に体積効率が高まる。
さらに、吐出リード１４２の吐出リード折曲部１５２を逃げ部１４０に位置させることにより、吐出リード１４２を固着したときに吐出リード折曲部１５２が台座部１３８とスプリングリード保持部１５８およびストッパ保持部１６２とにより押さえ付けられることを防止できるため、吐出リード１４２の傾き量を安定させることができる。その結果設定値どおりの押し付け力が弁座部１３４に働くため、より確実に吐出リード１４２と弁座部１３４とのシール性を得ることができる。
スプリングリードリフト部１５６は吐出リード１４２の開閉部１４８およびストッパ１４６に対して所定の隙間を形成し、弁座部１３４と台座部１３８を含む平面に対して傾きを有している。従って吐出リード１４２はスプリングリードリフト部１５６に当たるまでは剛性が低く、当たってからは高くなるという２段階の特性を有することになり、応答性を損なうことなく冷媒循環量の少ない条件下で吐出リード１４２が開きやすく、高い圧縮効率を得ることができる。
ここで、スプリングリード折曲部１５４は台座部１３８上に位置させていることで、逃げ部１４０において吐出リード１４２とスプリングリード１４４との間に確実に隙間ができるため、吐出リード１４２のばね特性を安定させることができ、安定して高効率を維持する効果が得られる。
吐出孔１２８はバルブプレート１２０の反シリンダ１０９側面に設けられた凹部１２４に設けられているため、吐出孔１２８部分に残る圧縮された冷媒１０６の量が減ることで、吸入時にこれらが再膨張するために生じる体積効率の低下を抑える効果が得られる。
ストッパ部１６０の吐出リード１４２側面は弁座部１３４と台座部１３８を含む平面に対して略平行に形成されているので、スプリングリードリフト部１５６および吐出リード１４２の開閉部１４８に対する空間高さを容易に管理することができ、エネルギー効率および騒音のばらつきを低減する効果が得られる。
以上のように本実施の形態によれば高いエネルギー効率を備えた密閉型圧縮機を実現することができる。
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は冷凍能力の低下を抑え高効率化を図ることが可能となるので、冷凍ショーケースや除湿機等の用途にも適用できる。
本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出弁装置の断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の要部構成要素の分解図 同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出弁装置開時の断面図 従来の密閉型圧縮機の断面図 従来の密閉型圧縮機における吐出弁装置の断面図
符号の説明
１０１ 密閉容器
１０２ 圧縮要素
１０４ 冷凍機油
１０９ シリンダ
１１５ ピストン
１２０ バルブプレート
１２３ 吐出弁装置
１２４ 凹部
１２８ 吐出孔
１３４ 弁座部
１３８ 台座部
１４０ 逃げ部
１４２ 吐出リード
１４４ スプリングリード
１４６ ストッパ
１４８ 開閉部
１５０ 吐出リード保持部
１５２ 吐出リード折曲部
１５４ スプリングリード折曲部
１５６ スプリングリードリフト部
１５８ スプリングリード保持部
１６０ ストッパ部

Claims (6)

  1. 密閉容器内に圧縮要素および冷凍機油を収容し、前記圧縮要素はピストンと、前記ピストンが往復動するシリンダと、前記シリンダの開口端に取り付けられるバルブプレートと、前記バルブプレートの反シリンダ側に形成した吐出弁装置とを備え、前記吐出弁装置は前記バルブプレートに形成され前記シリンダ内に連通する吐出孔と、前記吐出孔の外側に設けられた弁座部と、前記弁座部と略同一平面上に形成した台座部と、板ばね材からなり前記吐出孔を開閉する開閉部と前記台座部に固定される吐出リード保持部とを形成する吐出リードと、前記開閉部と所定の隙間をもって前記吐出リードの動きを規制するストッパ部を有するストッパとを備えるとともに、前記吐出リードは吐出リード折曲部において前記開閉部側が前記弁座部側に折り曲げられた密閉型圧縮機。
  2. 吐出弁装置は吐出リードとストッパとの間にスプリングリードを備え、前記スプリングリードは板ばね材から形成されるとともに、前記吐出リードと前記ストッパとの間に挟持されるスプリングリード保持部と、前記吐出リードの開閉部および前記ストッパとのいずれとの間にも所定の隙間を形成するようスプリングリード折曲部において折曲形成されたスプリングリードリフト部とを有する請求項１に記載の密閉型圧縮機。
  3. 吐出リード折曲部を弁座部と台座部との間に形成された逃げ部に位置させた請求項１に記載の密閉型圧縮機。
  4. スプリングリード折曲部を台座部に位置させた請求項２に記載の密閉型圧縮機。
  5. バルブプレートの反シリンダ側面に凹部を設けるとともに、弁座部および台座部を前記凹部に形成した請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
  6. ストッパ部の吐出リード側面は弁座部と台座部を含む平面に対して略平行に形成された請求項１から５のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
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