JP2017223227A - 冷却圧縮機のヘッド締結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現在の既存の冷凍圧縮機のヘッド締結方法の高い複雑性、ひいては高い製造コストの問題を解決する。【解決手段】本発明は、家庭用機器の冷却システムに使用されるような圧縮機のブロックへのヘッド締結およびその部品の技術分野に属する。冷却圧縮機のヘッド締結装置は、冷却圧縮機のシリンダ（３）の近くに配置され、ヘッド蓋（２）を有するヘッドと、同様にシリンダ（３）の近くに配置される少なくとも１つの支持装置（４）と、ヘッド蓋（２）の支持装置（４）への少なくとも１つの連結要素（６）であって、ヘッド蓋（２）と支持装置（４）をシリンダ（３）に対して押圧する力を伝達することができる連結要素（６）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却圧縮機のブロック（より正確には、シリンダ）にヘッドを締結するための新規な構造的装置に関する。本発明の目的は、ヘッドの締結効率を高め、部品の製造コストを低減するために開発された解決策を開示する。

圧縮機ブロック、より正確には、シリンダへのヘッドの締結には、圧縮機の機能に固有のいくつかの課題がある。克服すべきこれらの課題の中には、シリンダとヘッドを構成する部品との間のガスケットの封止、さらにヘッドの締結力の伝達によって生じるシリンダ壁の変形がある。

現在のところ、ヘッドをシリンダに締結する従来の方法は、通常、ヘッド（弁、弁板、およびヘッド蓋）上に存在する組をシリンダブロックの壁の周囲に位置する穴に位置合わせした４つのねじが貫通する位置合わせ穴を形成するステップを含む。この従来の方法の一例を図９に示す。

この従来の方法にはいくつかの欠点がある。第１に、封止する必要がないねじ周囲の領域では接触圧がより集中するので、ガスケット封止を保証することができるように、ねじに高い締結力を加える必要がある。これらの高い締結力は、シリンダ壁に伝達される変形を生じさせることになる。第２に、全てのヘッド部品の穴と、主にシリンダブロックのねじ穴とを有する必要があり、これらの穴は、高い位置公差の精度と長い加工時間を必要とし、このことは、確実にこの解決策のコストを著しく上昇させる。

特許文献に関連して、ねじを用いた上述の締結方法は、例えば、米国特許第９０７４５９１号明細書に見られる。

別の例は、韓国特許第２００１−０５４０６９号公報で確認することができる。この特許文献は、吐出弁、弁板、および吸入弁の間の締結および位置合わせを支援するためにクランプを使用する解決策を記載している。クランプは、ヘッドの前部に配置される。しかしながら、クランプは、位置合わせおよび締結を補助する機能しか有さないので、締結および位置合わせ自体は、依然として前述した従来の解決策で述べたのと同じねじで行われる。

上述したように、最新技術には、締結効率の低下および付随する損傷（例えば、ブロックのシリンダ壁の変形の増大）をさらにもたらすことなく、製造の複雑性およびコストが低い冷凍圧縮機用のヘッド締結方法が依然としてない。

米国特許第９０７４５９１号明細書 韓国特許第２００１−０５４０６９号公報

したがって、本発明は、基本的に、現在の既存の冷凍圧縮機のヘッド締結方法の高い複雑性、ひいては高い製造コストの問題を解決することを目的とする。

また、本発明の目的の１つは、ヘッドとシリンダガスケットとの間の封止を確実にする締結装置によって、ヘッド締結力がシリンダ壁に伝達されることによって生じる変形を最小限に抑えることである。

本発明の目的は、冷却圧縮機のヘッド締結装置であって、蓋を有する密閉型圧縮機のシリンダの近くに配置されるヘッドと、シリンダの近くに配置される少なくとも１つの支持装置と、ヘッド蓋の支持装置への少なくとも１つの連結要素であって、ヘッド蓋と支持装置をシリンダに対して押圧する力を伝達することができる連結要素と、を備えるヘッド締結装置によって達成される。

本発明を、以下の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明のヘッド締結装置の分解斜視図であり、密閉圧縮機の内部、より正確には、当業者に周知の他の部品のうちヘッド、シリンダ、ピストン、コネクティングロッドが配置される圧縮機の上部の斜視図である。 本発明の支持装置の斜視図である。 本発明の装置を備えた密閉型圧縮機のシリンダの側断面図である。 本発明の装置の斜視図である。 本発明の装置の上面図である。 従来の締結方法における変形をねじの数の関数として表したグラフである。 本発明の装置による変形をねじの数の関数として表したグラフである。 図２に示された支持装置が受ける変形を意図的に誇張して示した上部概略断面図である。 最新技術の従来の解決方法を示した図である。

請求される保護範囲を逸脱することなく、調整および変更を行うことができるので、単に例示的かつ非限定的な特徴を示した添付図面に基づいて、本発明の目的を詳細に記載および説明する。

本発明の締結装置は、例えば、家庭用および商用の冷凍システムに使用されるような冷凍圧縮機に適用することが好ましい。当然、本発明はこの用途に限定されず、この用途は請求項の範囲内にある可能性のうちの１つに過ぎない。

図１、図３、図４、および図５から分かるように、本発明の締結装置は、圧縮機のシリンダ３の近くに配置されるヘッドを備える。ヘッドは、蓋２を有する。ところで、「シリンダ蓋」としても周知の蓋２は、ここでは、ヘッド部品を包囲するので、ヘッド蓋２と呼ぶ。しかしながら、いずれにしても、この命名法のわずかな差異は、本発明の保護範囲の理解を低下させる、または理解に支障を来すものと見なすことはできない。

さらに、本発明の締結装置１はまた、同様にシリンダ３の近くに配置される少なくとも１つの支持装置４を含む。本発明の一実施形態では、支持装置４は、ヘッドに対して、つまり、ヘッド蓋２に対して反対側の位置に配置される。さらに、本発明の範囲内で、装置１は、複数の支持装置４を用いて構成することができる。図１、図３、図４、および図５に示す本発明の例示的な実施形態では、支持装置４はシリンダ３の後部１４の近くに配置され、ヘッドはシリンダ３の前部の近くに配置される。本発明の他の構成では、前記支持装置４は、シリンダ３の中間領域の近くに配置されてよい。明らかに、本明細書の「前部」および「後部」の用語は、読者に最小限の空間的参照を与えるという性質を有し、したがって厳密に文字通りに解釈されるべきではない。

ここで図２を参照すると、支持装置４が実質的にアーチ状、すなわち「馬蹄」の形を備えることが分かる。この特定のアーチ状の形は、２つの端部領域１１Ａ、１１Ｂと、端部領域１１Ａ、１１Ｂ間に配置される退避領域１１Ｃと、を含む。さらに、支持装置４は、シリンダ３と対向する表面９に配置される予備縮小領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄを備える。より正確には、支持装置４は、４つの予備接触領域１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄを備え、第１の予備接触領域１０Ａおよび第２の予備接触領域１０Ｂは、支持装置４のアーチ状本体の第１の端部領域１１Ａおよび第２の端部領域１１Ｂにそれぞれ配置される。また、第３および第４の予備接触領域１０Ｃ、１０Ｄは、支持装置４のアーチ状本体の退避領域１２に配置される。

退避領域１２は、接触領域１０Ｃ、１０Ｄ以外に、剛性セグメント１３をさらに備え、剛性セグメント１３も、表面９に対して与えられる。このセグメント１３の機能は、その名の通り、支持装置４の剛性を確実に実現するためのものである。図示されている本発明の実施形態の例では、このセグメント１３は円弧状の形を備え、第３の接触領域１０Ｃと第４の接触領域１０Ｄとの間に配置され、両方に接続される。

さらに、予備接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄは、本発明の範囲内の任意の形にすることができることを強調する価値がある。したがって、例えば、図面では、これらの接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄは実質的に円形のリバウンド部として示されているが、図面は本発明を実施するための様々な可能性のうちの１つのみを表しているので、他の形態を採用することも可能である。

本発明の締結装置１は、ヘッド蓋２を少なくとも１つの支持装置４に連結する少なくとも１つの連結要素６であって、ヘッド蓋２と支持装置４をシリンダ３に対して押圧する力を伝達することができる連結要素６を備える。本発明の一実施形態では、連結要素６は、支持装置４上に配置される少なくとも１つねじ山に結合されるねじである。本発明の他の実施形態では、連結要素６は、支持装置４とヘッド蓋２をシリンダ３に対して押圧する機能を発揮する別の部品、装置、または機構としてよく、ナットまたはねじ山と結合されても、または結合されなくてもよい。なお、本明細書で言及される用語「ねじ山」は、本明細書に記載されている機能を果たすためにねじによって使用可能なナットまたは他の任意の部品のような同等の部品も含めるものとする。

本発明の実施形態では、連結要素６は、支持装置４に設けられた少なくとも１つのねじ山に結合されるねじであり、ヘッド蓋２は、少なくとも１つの有孔突出タブ１５を有する。この有孔突出タブ１５は、図１、図４、および図５から分かるように、シリンダの直径を超えて延びる。特に、ヘッド蓋２は、少なくとも２つの突出タブ１５を備え、さらに具体的には、蓋２は、互いに対して反対位置に配置される２つの突出タブ１５を備える。

一方、支持装置４には少なくとも１つの締結孔８が設けられており、図２に示す実施形態では、支持装置４は互いに反対側の位置に配置される２つの締結孔８を備える。この構造から、有孔突出タブ１５と締結孔８は互いに位置合わせされるので、ねじは締結孔８と前記突出タブ１５の穿孔を横切るように構成される。このようにして、既に述べたように、支持装置４と蓋２は連結されて、シリンダ３に対して支持装置４と蓋２を押圧する力を伝達し、結果として、さらに互いに対して押圧し合う。本発明のこの実施形態におけるねじの締結に関しては、支持装置４の締結孔８によって１つまたは複数のねじ山を設けることができる。

本発明の締結装置１の上記の構造から、より少ない部品を使用して、締結の質を低下させることなく、より効果的にヘッドを圧縮機ブロックに締結することが可能である。これらの利点に加えて、本発明をさらに良くする予備接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄについて言及することは重要である。これらの領域は、図３に見られるように、シリンダ３の後部１４と効果的に接触する領域である。このように、予備縮小領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄにおいてシリンダ３との物理的接触を集中させる場合には、特定の点のみで連結要素６（および、例えば、ねじ山のような可能性のある追加の部品）と協働して締結力が伝達され、このことは、シリンダへのモーメント伝達を大幅に減少させる。これらの予備接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄが使用されなかった場合、表面９の全てまたは大部分がシリンダ３と接触することになり、このことは、伝達されるモーメントを大きく増加させる。接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄの効果は、モーメントの作用を概略的に示した図８で確認することができる。

したがって、接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄを実現すると、安全かつ効果的な固定が保証され、締結する部品の数を減らすことができる。この意味で、図６について再度言及する価値がある。この図は、従来技術の解決策においてねじの数に応じてどの程度変形に差が生じるかを示している以外に、予備接触領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄのない支持装置４を使用した場合に生じる変形の差を示している。このシナリオでは、効果的かつ変形の小さい締結を実現するために、多数のねじを使用すべきである。ねじの数を増やすと、各ねじのコストだけでなく、各ねじが貫通する部品に正確な穴を開ける必要もあることを覚えておくことが重要である。

一方、本発明の締結装置１では、適切な締結を達成するだけでなく、ヘッド部品のブロック加工領域および輪郭周囲長の大幅な削減に伴うコストを低減することも可能であり、さらにねじの数を減らしてシリンダ壁の変形を適切なレベルで維持することができる。この挙動は、図７に示されている。

上述したように、本発明は、最新技術の問題を完全に解決し、より効果的な締結方法を提供し、部品数を減らすことができる。

１ 締結装置
２ ヘッド蓋
３ シリンダ
４ 支持装置
６ 連結要素
８ 締結孔
９ 表面
１０Ａ 第１の予備接触領域
１０Ｂ 第２の予備接触領域
１０Ｃ 第３の予備接触領域
１０Ｄ 第４の予備接触領域
１１Ａ 第１の端部領域
１１Ｂ 第２の端部領域
１１Ｃ 退避領域
１３ 剛性セグメント
１４ 後部
１５ 有孔突出タブ

Claims (10)

1. 冷却圧縮機のシリンダ（３）の近くに配置され、ヘッド蓋（２）を有するヘッドを備える冷却圧縮機のヘッド締結装置であって、
   同様にシリンダ（３）の近くに配置される少なくとも１つの支持装置（４）と、
   ヘッド蓋（２）の支持装置（４）への少なくとも１つの連結要素（６）であって、ヘッド蓋（２）と支持装置（４）をシリンダ（３）に対して押圧する力を伝達することができる連結要素（６）と、
   をさらに備えることを特徴とするヘッド締結装置。
2. 支持装置（４）が、ヘッドと反対側の位置に配置され、シリンダに対向する表面（９）に配置される予備接触領域（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 支持装置（４）が、少なくとも４つの予備接触領域（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 支持装置（４）が、アーチ状の形を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 第１の予備接触領域（１０Ａ）および第２の予備接触領域（１０Ｂ）が、支持装置（４）のアーチ状本体の第１の端部領域（１１Ａ）および第２の端部領域（１１Ｂ）にそれぞれ配置され、さらに、第３および第４の接触領域（１０Ｃ、１０Ｄ）が、支持装置（４）のアーチ状本体の後退領域（１２）に配置されることを特徴とする、請求項３および請求項４に記載の装置。
6. 支持装置（４）のアーチ状本体の後退領域（１２）には、さらに剛性セグメント（１３）が設けられ、剛性セグメント（１３）が、円弧状の形を備え、第３および第４の接触領域（１０Ｃ、１０Ｄ）間に配置され、両方に接続されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. ヘッドが、シリンダ（３）の前部に配置され、支持装置（４）が、シリンダ（３）の後部（１４）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 連結要素（６）が、少なくとも１つのねじ山に結合されるねじであり、ヘッド蓋（２）には、少なくとも１つの有孔突出フラップ（１５）が設けられ、支持装置（４）には、少なくとも１つの締結孔（８）が設けられ、さらに、ねじが、前記締結孔（８）および前記突出フラップ（１５）の穿孔を横切るように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. 支持装置（４）の締結孔（８）によって形成される少なくとも１つのねじ山にそれぞれ結合される２つのねじを備えることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 支持装置（４）が、互いに対向する位置に配置される少なくとも２つの締結孔（８）を備え、ヘッド蓋（２）が、互いに対向する位置に配置される少なくとも２つの有孔突出タブ（１５）を備え、有孔突出タブ（１５）と締結孔（８）が、互いに対して位置合わせされることを特徴とする、請求項８に記載の装置。

Images