JP2008038692A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】能力と効率の個体間のばらつきが小さい圧縮機を提供することを目的としている。
【解決手段】バルブプレート１１９に穿設した吸入孔１３１と、吸入孔１３１のシリンダーボア１１４側の外周に形成された吸入弁座１３２と、吸入弁座１３２の弁座面を開閉する薄板状の吸入リード１３６とで形成された吸入バルブ１３７を有するとともに吸入弁座１３２の弁座面をバルブプレート１１９の端面に設けた台座面１４０より低く形成したもので、吸入弁座１３２の弁座面の深さを加工により精度良く仕上げることができ、吸入バルブ１３７の閉状態において吸入リード１３６には開方向への安定したバネ力が生じるため、能力と効率の個体間のばらつきを小さくできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫に使用される圧縮機に関するものである。

従来この種の圧縮機は、高効率化を行うため吸入バルブ装置に改良を加えたものがある（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圧縮機を説明する。

図１５は特許文献１に記載された従来の圧縮機を示す断面図、図１６は従来の圧縮機の要部断面図、図１７は従来の圧縮機の吸入リードの平面図、図１８は従来の圧縮機の吸入リードの斜視図である。

図１５から図１８において、容器１は固定子２、および回転子３からなる電動要素４とこれによって駆動される圧縮機構５を収容している。

次に圧縮機構５の詳細を以下に説明する。

クランクシャフト１０は回転子３に圧入固定した主軸部１１および主軸部１１に対し偏心して形成された偏心部１２からなる。ブロック１３は略円筒形のシリンダーボア１４を有するとともに主軸部１１を軸支する軸受け部１５を有している。

シリンダーボア１４に遊嵌されたピストン１６は、ピストンピン１７を介して偏心部１２との間を連結手段であるコンロッド１８によって連結されている。シリンダーボア１４の端面はバルブプレート１９で封止されピストン１６と共に圧縮室２０を構成している。

ヘッド２１は高圧室を形成し、バルブプレート１９の反シリンダーボア１４側に固定される。サクションチューブ２２は容器１に固定されるとともに装置の１次側（図示せず）に接続され、作動流体（図示せず）を容器１内に導く。サクションマフラー２３は、バルブプレート１９とヘッド２１に挟持される。

バルブプレート１９は吸入孔３１と吸入弁座３２とを備えており、薄板状のばね鋼材にスリットを設けることで形成した円頭部３３と基部３４と円頭部３３と基部３４とを繋ぐ腕部３５からなる吸入リード３６と共に吸入バルブ３７を構成する。腕部３５は腕部３５の軸線と鋭角をなす屈折部３８において曲げ加工がなされている。

また、バルブプレート１９には反シリンダーボア１４側に吐出孔（図示しない）と吐出弁座（図示しない）が形成されており吐出リード（図示しない）と共に吐出バルブ（図示しない）を構成する。

吸入リード３６はシリンダーボア１４に相当する円形の抜き部を有するプレートガスケット４０を介して、バルブプレート１９、ヘッドガスケット（図示しない）、ヘッド２１と共にブロック１３にボルト締結される。

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。

電動要素４に外部電源より通電がされると、回転子３が回転する。回転子３はクランクシャフト１０を回転させ、偏心部１２の偏心運動が連結手段のコンロッド１８からピストンピン１７を介してピストン１６を駆動することでピストン１６はシリンダーボア１４内を往復運動し、圧縮機構５が所定の圧縮動作を行う。

サクションチューブ２２を通して容器１内に導かれた作動流体はこの圧縮動作によりサクションマフラー２３から吸入バルブ３７を介して吸入され、圧縮室２０内で連続して圧縮され吐出バルブ（図示せず）から排出される。

作動流体が吸入バルブ３７を介して圧縮室２０に吸入される際、吸入リード３６の屈折部３８の曲げ加工により、吸入バルブ３７の閉時において吸入リード３６の腕部３５と円頭部３３には吸入バルブ３７を開放しようとするバネ力が弾性変形によって発生する。

その結果、吸入弁座３２と円頭部３３のオイル粘性による貼り付きによる吸入リード３６の開き遅れを回避し、圧縮室２０への作動流体（図示せず）の吸入量を増加せしめ、効率が向上する。
特開昭６０−２２７０７５号公報

しかしながら上記従来の構成では、屈折部３８の曲げ加工は薄板を塑性変形させるため、薄板のスプリングバックや曲げ冶具の摩耗等により屈折量が安定せず圧縮機の能力と効率が個体間においてばらつく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、能力と効率の個体間におけるばらつきの小さい圧縮機を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、吸入弁座の弁座面をバルブプレートの端面に設けられ吸入リードが固定される台座面より低く形成したものであり、吸入弁座の弁座面の高さを加工により精度良くだすことができるため、吸入バルブの閉状態において吸入リードには開方向への安定したバネ力が生じるという作用を有する。

本発明の圧縮機は、吸入弁座の弁座面の高さは加工により精度良く仕上げられ、吸入バルブの閉状態において吸入リードには開方向への安定したバネ力が生じることから吸入リードの応答性が良くなり、性能と効率が良く、個体間におけるばらつきを小さくすることができる。

請求項１に記載の発明は、シリンダーボアを形成したブロックと、前記シリンダーボア内を往復運動するピストンと、前記ブロックの前記シリンダーボアの開口端を封止するように配置されたバルブプレートを備え、前記バルブプレートに穿設した吸入孔と、前記吸入孔の前記シリンダーボア側の外周に形成された吸入弁座と、前記吸入弁座を開閉する薄板状の吸入リードとで形成された吸入バルブを有し、前記ピストンの前記バルブプレート側のトップ面および前記シリンダーボアの前記開口端に前記吸入リードに対応する窪みを設けるとともに、前記吸入弁座の弁座面を前記バルブプレートの端面に設けられ前記吸入リードが固定される台座面より低く形成したものであり、吸入弁座の弁座面の高さを加工により精度良く仕上げることから吸入バルブの閉状態において吸入リードには開方向への安定したバネ力が生じ、吸入リードの応答性を改善し、性能と効率が良く、個体間におけるばらつきを小さくすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、吸入弁座の周辺部からバルブプレートの台座面の、吸入リードの基部に対応する位置に向かって傾斜する傾斜部をバルブプレートに設けたものであり、吸入弁座の周辺部の高さが吸入リードの基部に対応する部分まで続く場合よりも再膨張体積の増大を抑えて請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに性能と効率が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、吸入弁座の弁座面を吸入リードの閉時の傾斜にあわせて傾斜したものであり、吸入バルブが閉じる際に吸入弁座の弁座面に対し吸入リードがほぼ全周において同時に衝突するとともに閉時においてシール性が良いことから請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えてさらに吸入バルブの耐久性が向上し、性能と効率が向上する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、周辺部と傾斜部の終端がシリンダーボアの延長範囲内に位置するものであり、組立状態において吸入リードが押圧固定されるシリンダーボアの延長範囲外に台座面が存在し、吸入リードが押圧により変形するのを防止でき、吸入バルブの閉時、吸入リードに開方向への一定なバネ力が生じるため、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてさらに個体間における性能と効率のばらつきを小さくすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、バルブプレートに突起部を突設すると共に前記突起部に対応する吸入リードの基部に孔を穿設したものであり、組立時において吸入リードの孔を台座面の突起部に勘合して吸入リードを容易に位置決めできることから請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに生産性が向上する。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、バルブプレートのブロックに対向する側は吸入弁座の弁座面の部分のみ研磨加工したものであり、バルブプレートのブロックに対向する側の全てを研磨加工するものより加工が容易であることから請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに生産性が向上する。

以下、本発明による圧縮機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における圧縮機の断面図、図２は、同実施の形態における圧縮機の要部断面図、図３は、同実施の形態における圧縮機の要部断面拡大図、図４は、同実施の形態における圧縮機のバルブプレートを示す平面図、図５は、同実施の形態における圧縮機の吸入リードを示す平面図、図６は、同実施の形態における圧縮機のピストンおよびブロックのバルブプレートに対向する側の面を示す要部斜視図、図７は、同実施の形態における圧縮機のプレートガスケットを示す平面図である。

図１から図７において、容器１０１は固定子１０２、および回転子１０３からなる電動要素１０４とこれによって駆動される圧縮機構１０５を収容している。

次に圧縮機構１０５の詳細を以下に説明する。

クランクシャフト１１０は回転子１０３が圧入固定される主軸部１１１および主軸部１１１に対し偏心して形成された偏心部１１２から形成される。ブロック１１３は略円筒形のシリンダーボア１１４を有するとともに主軸部１１１を軸支する軸受け部１１５を有している。

シリンダーボア１１４に遊嵌されたピストン１１６は焼結成形されており、ピストンピン１１７を介して偏心部１１２との間を連結手段であるコンロッド１１８によって連結されている。シリンダーボア１１４の端面はバルブプレート１１９で封止されピストン１１６と共に圧縮室１２０を構成している。

ヘッド１２１は高圧室を形成し、バルブプレート１１９の反シリンダーボア１１４側に固定される。サクションチューブ１２２は容器１０１に固定されるとともに装置の低圧側（図示せず）に接続され、作動流体（図示せず）を容器１０１内に導く。サクションマフラー１２３は、バルブプレート１１９とヘッド１２１に挟持される。

バルブプレート１１９には吐出孔（図示しない）と吐出弁座（図示しない）が形成されており吐出リード（図示しない）と共に吐出バルブ（図示しない）を構成する。

また、バルブプレート１１９は吸入孔１３１と吸入弁座１３２とを備え、吸入リード１３６とともに吸入バルブ１３７を構成する。

吸入リード１３６は薄板状のばね鋼材で形成され、円頭部１３３と基部１３４と円頭部１３３と基部１３４とを繋ぐ腕部１３５から形成される。

バルブプレート１１９には吸入リード１３６の円頭部１３３および腕部１３５とほぼ同形状をなす凹部１４１が形成されている。バルブプレート１１９の、吸入リード１３６の基部１３４に対応する部分は吸入リード１３６の台座面１４０でバルブプレート１１９の端面と同一面上にある。

台座面１４０には一対の突起部１４３が突設されており、吸入リード１３６の基部１３４に穿設した一対の孔１４２と嵌合している。

凹部１４１の吸入弁座１３２の周辺には吸入弁座１３２より深い周辺部１３８が形成されており、周辺部１３８から台座面１４０へと順次浅くなる傾斜を有する傾斜部１３９が形成されている。

吸入弁座１３２の弁座面１３２ａは台座面１４０に対して図３に示すＡ寸法分だけ低く形成されている。従って吸入リード１３６に応力がかからない状態においては、弁座面１３２ａと円頭部１３３との間に図３に示すＡ寸法分の間隔が形成される。

バルブプレート１１９のシリンダーボア１１４側の面は吸入弁座１３２の弁座面１３２ａのみが研磨加工されており、その他の部位については焼結またはプレス成形により形成される。

傾斜部１３９の台座面１４０側の終端１４４はシリンダーボア１１４の延長範囲１４６の仮想線内にある。

吸入リード１３６はシリンダーボア１１４に相当する円形の抜き部を有するプレートガスケット１５０を介して、バルブプレート１１９、ヘッドガスケット（図示しない）、ヘッド１２１と共にブロック１１３にボルト締結によって挟持されることで台座面１４０に密着する。

このとき、ブロック１１３のシリンダーボア１１４の開口端１１４ａには吸入リード１３６の基部１３４とほぼ同形状で板厚相当の窪み１１３ｂが設けられており、吸入リード１３６の基部１３４がプレートガスケット１５０とともに挟持される際に生じる段差を吸収する。また、ブロック１１３のシリンダーボア１１４の開口端１１４ａの窪み１１３ｂには逃げ孔１４８が設けられている。

また、ピストン１１６のトップ面１１６ａには吸入リード１３６の円頭部１３３および腕部１３５とほぼ同形状で板厚相当の窪み１１６ｂが設けられており、バルブプレート１１９の台座面１１９ａとピストン１１６のトップ面１１６ａとの隙間距離と、吸入リード１３６とピストン１１６の窪み１１６ｂとの隙間距離とを同等にする。

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

電動要素１０４に外部電源より通電がされると、回転子１０３が回転する。回転子１０３はクランクシャフト１１０を回転させ、偏心部１１２の偏心運動が連結手段のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１６を駆動することでピストン１１６はシリンダーボア１１４内を往復運動し、圧縮機構１０５が所定の圧縮動作を行う。

サクションチューブ１２２を通して容器１０１内に導かれた作動流体はこの圧縮動作によりサクションマフラー１２３から吸入バルブ１３７を介して吸入され、圧縮室１２０内で連続して圧縮され吐出バルブ（図示せず）から排出される。

作動流体が吸入バルブ１３７を介して圧縮室１２０に吸入される際、吸入弁座１３２の弁座面１３２ａがバルブプレート１１９の台座面１４０よりも低い位置にあるため、吸入バルブ１３７の閉時において吸入リード１３６の腕部１３５と円頭部１３３には吸入バルブ１３７を開放しようとするバネ力が弾性変形によって発生する。

その結果、吸入弁座１３２の弁座面１３２ａと円頭部１３３間のオイル粘性による貼り付き及び、バルブプレート１１９の台座面１４０や傾斜部１３９と腕部１３５のオイル粘性による貼り付きによる吸入リード１３６の開き遅れを防止でき応答性が改善されるので、圧縮室１２０への作動流体（図示せず）の吸入量が増加され、能力と効率が向上する。

このとき、バルブプレート１１９の台座面１４０と吸入弁座１３２の弁座面１３２ａの段差寸法には吸入リード１３６の円頭部１３３と腕部１３５の板厚や形状によって決定するバネ定数や固有値、吸入弁座１３２の面積やオイル粘性による貼り付きの違いによって最適なる諸元が存在するが、概ね０．１ｍｍから０．７ｍｍの範囲内となることが実験的に判った。０．７ｍｍを超えるような大きな段差は逆に閉時のシール性の悪化を招く。

決定された段差寸法は機械加工により精度良く再現することができ、その結果、効率のばらつきが改善される。個体間のばらつきを抑えるためには決定された最適な段差寸法に対して０．２ｍｍの範囲内で寸法を管理することが望ましい。

ここで、凹部１４１の空間には圧縮行程において高圧の冷媒ガスが残留する。この高圧の冷媒ガスは次の吸入行程において再膨張するため、気筒容積から再膨張体積分を引いた容積が実質的な気筒容積となる。この再膨張による実質的な気筒容積の減少を再膨張損といい、この再膨張損が大きくなると圧縮機の冷凍能力が低下し、また効率が低下する。従って高圧の冷媒ガスが残留する空間容積、すなわち凹部１４１の空間容積は小さいほど良い。

本実施の形態によれば周辺部１３８から台座面１４０へと順次浅くなる傾斜を有する傾斜部１３９が形成されているので、周辺部１３８と同じ深さで吸入リード１３６の基部１３４に対応する部分まで続く場合に較べてはるかに凹部１４１の空間容積を小さくすることができる。従って再膨張損を小さく抑えることで圧縮機の冷凍能力の低下を抑え、高い効率の圧縮機を実現できる。

また、バルブプレート１１９に設けた傾斜部１３９の台座面１４０側における終端１４４の位置をシリンダーボア１１４の延長範囲１４６内とすることにより、組立状態において吸入リード１３６がプレートガスケット１５０により押圧される部分にはバルブプレート１１９の台座面１４０が密接するため、吸入リード１３６は変形することがなく、吸入リード１３６の閉時におけるバネ力が個体間によりばらつかないので能力と効率の個体間におけるばらつきが改善される。

また、吸入リード１３６は基部１３４に穿設した孔１４２を台座面１４０に突設した突起部１４３と勘合し、台座面１４０に当接して収容され、孔１４２から突出した突起部１４３はシリンダーボア１１４の開口端１１４ａの窪み１１３ｂに設けた逃げ孔１４８に勘合して収容されるため、組立時において吸入リード１３６の位置決めが容易であり生産性が高い。なお本実施の形態では前記のごとく孔１４２を突起部１４３と勘合するものについて記載したが、バルブプレートに通し孔を設けて吸入リードと共にリベットにて固定し、リベットと干渉が生じる他の部品に逃げ部を設けて構成することもできる。また、バルブプレートに雌螺子を螺刻して吸入リードと共に螺子にて固定し、螺子と干渉が生じる他の部品に逃げ部を設けて構成することもできる。

また、バルブプレート１１９のシリンダーボア１１４側の面は吸入弁座１３２の弁座面１３２ａのみが研磨加工されており、薄板状のばね鋼材にスリットを設けることで吸入リードを形成するもののようにバルブプレートと吸入リードとの接触面のシールの必要がなく、全面を研磨加工するものと比べて加工が容易であり生産性が向上する。

さらには、薄板状のばね鋼材にスリットを設けることで吸入リードを形成するものにおいてはスリットを打ち抜く金型の設計上、スリットの幅を小さくするのには限界がある。しかし、本発明においては周辺部１３８と傾斜部１３９とからなる凹部１４１とピストン１１６のトップ面１１６ａに設けた窪み１１６ｂの形状は焼結もしくはプレス加工にて精度良く成形され、吸入リード１３６は円頭部１３３と基部１３４と円頭部１３３と基部１３４とを繋ぐ腕部１３５の外形をプレス加工にて精度良く成形されることから組立時の隙間寸法を小さくすることができるため再膨張損失を低減して性能と効率を向上することができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における圧縮機の断面図、図９は、同実施の形態における圧縮機の要部断面図、図１０は、同実施の形態における圧縮機の要部断面拡大図、図１１は、同実施の形態における圧縮機のバルブプレートを示す平面図、図１２は、同実施の形態における圧縮機の吸入リードを示す平面図、図１３は、同実施の形態における圧縮機のピストンおよびブロックのバルブプレートに対向する側の面を示す要部斜視図、図１４は、同実施の形態における圧縮機のプレートガスケットを示す平面図である。

図８から図１４において、容器２０１は固定子２０２、および回転子２０３からなる電動要素２０４とこれによって駆動される圧縮機構２０５を収容している。

次に圧縮機構１０５の詳細を以下に説明する。

クランクシャフト２１０は回転子２０３が圧入固定される主軸部２１１および主軸部２１１に対し偏心して形成された偏心部２１２から形成される。ブロック２１３は略円筒形のシリンダーボア２１４を有するとともに主軸部２１１を軸支する軸受け部２１５を有している。

シリンダーボア２１４に遊嵌されたピストン２１６は焼結成形されており、ピストンピン２１７を介して偏心部２１２との間を連結手段であるコンロッド２１８によって連結されている。シリンダーボア２１４の端面はバルブプレート２１９で封止されピストン２１６と共に圧縮室２２０を構成している。

ヘッド２２１は高圧室を形成し、バルブプレート２１９の反シリンダーボア２１４側に固定される。サクションチューブ２２２は容器２０１に固定されるとともに装置の低圧側（図示せず）に接続され、作動流体（図示せず）を容器２０１内に導く。サクションマフラー２２３は、バルブプレート２１９とヘッド２２１に挟持される。

バルブプレート２１９には吐出孔（図示しない）と吐出弁座（図示しない）が形成されており吐出リード（図示しない）と共に吐出バルブ（図示しない）を構成する。

また、バルブプレート２１９は吸入孔２３１と吸入弁座２３２とを備え、吸入リード２３６とともに吸入バルブ２３７を構成する。

吸入リード２３６は薄板状のばね鋼材で形成され、円頭部２３３と基部２３４と円頭部２３３と基部２３４とを繋ぐ腕部２３５から形成される。

バルブプレート２１９には吸入リード２３６の円頭部２３３および腕部２３５とほぼ同形状をなす凹部２４１が形成されている。バルブプレート２１９の、吸入リード２３６の基部２３４に対応する部分は吸入リード２３６の台座面２４０でバルブプレート２１９の端面と同一面上にある。

台座面２４０には一対の突起部２４３が突設されており、吸入リード２３６の基部２３４に穿設した一対の孔２４２と嵌合している。

凹部２４１の吸入弁座２３２の周辺には吸入弁座２３２より深い周辺部２３８が形成されており、周辺部２３８から台座面２４０へと順次浅くなる傾斜を有する傾斜部２３９が形成されている。

吸入弁座２３２の弁座面２３２ａは吸入リード２３６の閉時の傾斜にあわせた傾斜を有する。

吸入弁座２３２の弁座面２３２ａは台座面２４０に対して図３に示すＢ寸法分だけ低く形成されている。従って吸入リード２３６に応力がかからない状態においては、弁座面２３２ａと円頭部２３３との間に図３に示すＢ寸法分の間隔が形成される。

バルブプレート２１９のシリンダーボア２１４側の面は吸入弁座２３２の弁座面２３２ａのみが研磨加工されており、その他の部位については焼結またはプレス成形により形成される。

傾斜部２３９の台座面２４０側の終端２４４はシリンダーボア２１４の延長範囲２４６の仮想線内にある。

吸入リード２３６はシリンダーボア２１４に相当する円形の抜き部を有するプレートガスケット２５０を介して、バルブプレート２１９、ヘッドガスケット（図示しない）、ヘッド２２１と共にブロック２１３にボルト締結によって挟持されることで台座面２４０に密着する。

このとき、ブロック２１３のシリンダーボア２１４の開口端２１４ａには吸入リード２３６の基部２３４とほぼ同形状で板厚相当の窪み２１３ｂが設けられており、吸入リード２３６の基部２３４がプレートガスケット２５０とともに挟持される際に生じる段差を吸収する。また、ブロック２１３のシリンダーボア２１４の開口端２１４ａの窪み２１３ｂには逃げ孔２４８が設けられている。

また、ピストン２１６のトップ面２１６ａには吸入リード２３６の円頭部２３３および腕部２３５とほぼ同形状で板厚相当の窪み２１６ｂが設けられており、バルブプレート２１９の台座面２１９ａとピストン２１６のトップ面２１６ａとの隙間距離と、吸入リード２３６とピストン２１６の窪み２１６ｂとの隙間距離とを同等にする。

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

電動要素２０４に外部電源より通電がされると、回転子２０３が回転する。回転子２０３はクランクシャフト２１０を回転させ、偏心部２１２の偏心運動が連結手段のコンロッド２１８からピストンピン２１７を介してピストン２１６を駆動することでピストン２１６はシリンダーボア２１４内を往復運動し、圧縮機構１０５が所定の圧縮動作を行う。

サクションチューブ２２２を通して容器２０１内に導かれた作動流体はこの圧縮動作によりサクションマフラー２２３から吸入バルブ２３７を介して吸入され、圧縮室２２０内で連続して圧縮され吐出バルブ（図示せず）から排出される。

作動流体が吸入バルブ２３７を介して圧縮室２２０に吸入される際、吸入弁座２３２の弁座面２３２ａがバルブプレート２１９の台座面２４０よりも低い位置にあるため、吸入バルブ２３７の閉時において吸入リード２３６の腕部２３５と円頭部２３３には吸入バルブ２３７を開放しようとするバネ力が弾性変形によって発生する。

その結果、吸入弁座２３２の弁座面２３２ａと円頭部２３３間のオイル粘性による貼り付き及び、バルブプレート２１９の台座面２４０や傾斜部２３９と腕部２３５のオイル粘性による貼り付きによる吸入リード２３６の開き遅れを防止でき応答性が改善されるので、圧縮室２２０への作動流体（図示せず）の吸入量が増加され、能力と効率が向上する。

このとき、バルブプレート２１９の台座面２４０と吸入弁座２３２の弁座面２３２ａの段差寸法には吸入リード２３６の円頭部２３３と腕部２３５の板厚や形状によって決定するバネ定数や固有値、吸入弁座２３２の面積やオイル粘性による貼り付きの違いによって最適なる諸元が存在するが、概ね０．１ｍｍから０．７ｍｍの範囲内となることが実験的に判った。０．７ｍｍを超えるような大きな段差は逆に閉時のシール性の悪化を招く。

決定された段差寸法は機械加工により精度良く再現することができ、その結果、効率のばらつきが改善される。個体間のばらつきを抑えるためには決定された最適な段差寸法に対して０．２ｍｍの範囲内で寸法を管理することが望ましい。

ここで、凹部２４１の空間には圧縮行程において高圧の冷媒ガスが残留する。この高圧の冷媒ガスは次の吸入行程において再膨張するため、気筒容積から再膨張体積分を引いた容積が実質的な気筒容積となる。この再膨張による実質的な気筒容積の減少を再膨張損といい、この再膨張損が大きくなると圧縮機の冷凍能力が低下し、また効率が低下する。従って高圧の冷媒ガスが残留する空間容積、すなわち凹部２４１の空間容積は小さいほど良い。

本実施の形態によれば周辺部２３８から台座面２４０へと順次浅くなる傾斜を有する傾斜部２３９が形成されているので、周辺部２３８と同じ深さで吸入リード２３６の基部２３４に対応する部分まで続く場合に較べてはるかに凹部２４１の空間容積を小さくすることができる。従って再膨張損を小さく抑えることで圧縮機の冷凍能力の低下を抑え、高い効率の圧縮機を実現できる。

また、バルブプレート２１９に設けた傾斜部２３９の台座面２４０側における終端２４４の位置をシリンダーボア２１４の延長範囲２４６内とすることにより、組立状態において吸入リード２３６がプレートガスケット２５０により押圧される部分にはバルブプレート２１９の台座面２４０が密接するため、吸入リード２３６は変形することがなく、吸入リード２３６の閉時におけるバネ力が個体間によりばらつかないので能力と効率の個体間におけるばらつきが改善される。

また、吸入リード２３６は基部２３４に穿設した孔２４２を台座面２４０に突設した突起部２４３と勘合し、台座面２４０に当接して収容され、孔２４２から突出した突起部２４３はシリンダーボア２１４の開口端２１４ａの窪み２１３ｂに設けた逃げ孔２４８に勘合して収容されるため、組立時において吸入リード２３６の位置決めが容易であり生産性が高い。なお本実施の形態では前記のごとく孔２４２を突起部２４３と勘合するものについて記載したが、バルブプレートに通し孔を設けて吸入リードと共にリベットにて固定し、リベットと干渉が生じる他の部品に逃げ部を設けて構成することもできる。また、バルブプレートに雌螺子を螺刻して吸入リードと共に螺子にて固定し、螺子と干渉が生じる他の部品に逃げ部を設けて構成することもできる。

また、バルブプレート２１９のシリンダーボア２１４側の面は吸入弁座２３２の弁座面２３２ａのみが研磨加工されており、薄板状のばね鋼材にスリットを設けることで吸入リードを形成するもののようにバルブプレートと吸入リードとの接触面のシールの必要がなく、全面を研磨加工するものと比べて加工が容易であり生産性が向上する。

さらには、薄板状のばね鋼材にスリットを設けることで吸入リードを形成するものにおいてはスリットを打ち抜く金型の設計上、スリットの幅を小さくするのには限界がある。しかし、本発明においては周辺部２３８と傾斜部２３９とからなる凹部２４１とピストン２１６のトップ面２１６ａに設けた窪み２１６ｂの形状は焼結もしくはプレス加工にて精度良く成形され、吸入リード２３６は円頭部２３３と基部２３４と円頭部２３３と基部２３４とを繋ぐ腕部２３５の外形をプレス加工にて精度良く成形されることから組立時の隙間寸法を小さくすることができるため再膨張損失を低減して性能と効率を向上することができる。

さらには、吸入リード２３６が閉時において吸入弁座２３２の弁座面２３２ａに衝突する際、吸入弁座２３２の弁座面２３２ａを吸入リード２３６の閉時の傾斜にあわせた傾斜で設け、また周辺部２３８および傾斜部２３９を吸入リード２３６の閉時の位置よりも低くすることにより、吸入リード２３６の円頭部２３３は吸入弁座２３２の全周にわたってほぼ同時に衝突する。その結果、吸入リード２３６の片当たりを防止し、吸入弁座２３２と吸入リード２３６にかかる衝撃を抑えることができるので耐久性を向上することができる。また、吸入リード２３６が吸入弁座２３２の弁座面２３２ａにほぼ平行に全周にわたってほぼ同時に着座することからシール性が向上し、性能と効率が向上する。

なお、吸入リード２３６の閉時の傾斜については実測やＣＡＥで求めることができる。

以上のように、本発明にかかる圧縮機は、吸入弁座の高さを加工により精度良く仕上げることから吸入バルブの閉状態において吸入リードには開方向への安定したバネ力が生じ、性能と効率が良く個体間におけるばらつきを小さくすることが可能となるので、冷蔵庫に加えて空調や自販機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図 同実施の形態の圧縮機の要部断面図 同実施の形態の圧縮機の要部断面拡大図 同実施の形態の圧縮機のバルブプレートを示す平面図 同実施の形態の圧縮機の吸入リードを示す平面図 同実施の形態の圧縮機のピストンのトップ面およびシリンダーボアの開口端を示す要部斜視図 同実施の形態の圧縮機のプレートガスケットを示す平面図 本発明の実施の形態２における圧縮機の断面図 同実施の形態の圧縮機の要部断面図 同実施の形態の圧縮機の要部断面拡大図 同実施の形態の圧縮機のバルブプレートを示す平面図 同実施の形態の圧縮機の吸入リードを示す平面図 同実施の形態の圧縮機のピストンのトップ面およびシリンダーボアの開口端を示す要部斜視図 同実施の形態の圧縮機のプレートガスケットを示す平面図 従来の圧縮機の断面図 従来の圧縮機の要部断面図 従来の圧縮機の吸入リードを示す平面図 従来の圧縮機の吸入リードを示す斜視図

符号の説明

１１３，２１３ ブロック
１１３ｂ，１１６ｂ，２１３ｂ，２１６ｂ 窪み
１１４，２１４ シリンダーボア
１１４ａ，２１４ａ 開口端
１１６，２１６ ピストン
１１６ａ，２１６ａ トップ面
１１９，２１９ バルブプレート
１３１，２３１ 吸入孔
１３２，２３２ 吸入弁座
１３２ａ，２３２ａ 弁座面
１３４，２３４ 基部
１３６，２３６ 吸入リード
１３７，２３７ 吸入バルブ
１３８，２３８ 周辺部
１３９，２３９ 傾斜部
１４２，２４２ 孔
１４３，２４３ 突起部
１４４，２４４ 終端
１４６，２４６ 延長範囲

Claims (6)

1. シリンダーボアを形成したブロックと、前記シリンダーボア内を往復運動するピストンと、前記ブロックの前記シリンダーボアの開口端を封止するように配置されたバルブプレートを備え、前記バルブプレートに穿設した吸入孔と、前記吸入孔の前記シリンダーボア側の外周に形成された吸入弁座と、前記吸入弁座を開閉する薄板状の吸入リードとで形成された吸入バルブを有し、前記ピストンの前記バルブプレート側のトップ面および前記シリンダーボアの前記開口端に前記吸入リードに対応する窪みを設けるとともに、前記吸入弁座の弁座面を前記バルブプレートの端面に設けられ前記吸入リードが固定される台座面より低く形成した圧縮機。
2. 吸入弁座の周辺部からバルブプレートの台座面の、吸入リードの基部に対応する位置に向かって傾斜する傾斜部をバルブプレートに設けた請求項１に記載の圧縮機。
3. 吸入弁座の弁座面を吸入リードの閉時の傾斜にあわせて傾斜した請求項１または請求項２に記載の圧縮機。
4. 周辺部と傾斜部の終端がシリンダーボアの延長範囲内に位置する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機。
5. バルブプレートに突起部を突設すると共に前記突起部に対応する吸入リードの基部に孔を穿設した請求項１に記載の圧縮機。
6. バルブプレートのブロックに対向する側は吸入弁座の弁座面の部分のみ研磨加工した請求項１に記載の圧縮機。

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