JP4199943B2

JP4199943B2 - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP4199943B2
Application number: JP2001257138A
Authority: JP
Inventors: 賢二荻野; 芳之島田; 秀樹矢沢; 将利三品
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: KR100517264B1; KR20030019116A; CN1401903A; JP2003065237A; CN1187527C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍、冷蔵、冷房、除湿等に使用される冷蔵庫、空気調和機、冷凍装置等で用いられる密閉形電動圧縮機に関し、特に弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の圧縮機に用いられる弁装置は、実公平２−１４７０４号公報に記載された図６に示すように、吐出弁１１及び弁ストッパ１２は吐出穴１５に対してそれらの一端が対向し、それらの他端が弁座板１３にボルト１４により固定される構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来構造の場合、ボルト締め付け用強度を弁座板１３に確保するため、弁座板１３はかなりの板厚(4mm程度)が必要である。また、吐出弁１１の機能上、固定される端部と吐出穴１５に対向する端部のそれぞれの端面は同一平面上にする必要がある。そのため、弁座板１３の板厚が厚い場合には、デッドスペースとなる吐出穴１５の容積が板厚に伴い大きくなる。そのため圧縮機の容積効率を上げることが出来ないという問題があった。
【０００４】
特に最近の地球環境問題により、電気機器の省エネ化を図ることは、必須事項であり、吐出弁部の構造により容積効率が悪くなることは避けなければならない。
【０００５】
また、吐出弁及び弁ストッパは、ボルト等を使用して固定されていることと、弁装置の外側を覆うカバー（弁座カバー）も必要なため、ボルト締付用の冶具（ビット）の挿入スペースを確保する分、覆うカバーも更に大きくしなければならない。そのため、省スペース化及び構造の簡素化が図れないという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題を解決した弁機構を備える密閉型圧縮機を提供せんとすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出穴を有する弁座板と、前記圧縮室の圧力の変動に伴い前記吐出穴を開閉する吐出弁と、該吐出弁の一端を前記弁座板の方向に押しつける押しつけ部と該押しつけ部に力を付与する押しつけ力付与部とを有し前記吐出弁の開度を規制する弁ストッパとを備え、該弁ストッパの前記押しつけ力付与部が前記吐出弁及び前記弁ストッパの前記押しつけ部とが接触している端部の方向へ伸びていることを特徴とする。また、前記弁ストッパの一部を少なくとも覆うカバー部を備えたことを特徴とする。また、前記弁ストッパの前記押しつけ力付与部は、前記カバー部と接触することを特徴とする。また、前記弁ストッパの前記押しつけ力付与部は、前記弁ストッパの前記押しつけ部に対し、前記カバー部との接触による反力を持って押しつけ力を生じさせる構造を備えたことを特徴とする。また、前記弁座板は、前記弁ストッパの前記押しつけ部に押しつけられた前記吐出弁の端部を保持する保持部を少なくとも備えたことを特徴とする。また、前記弁ストッパの前記押し付け力付与部が、前記弁ストッパとは別ピースであることを特徴とする。これにより、ボルト等の締結部材を介して弁ストッパを弁座板に固定することを不要とする。また、必要となる弁座板の強度が大幅に低減出来るので、吐出穴部の板厚を薄く出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施例を図１から図５を用いて説明する。図５は本発明の一実施形態が適用される密閉型圧縮機の断面図である。密閉型圧縮機としてレシプロ形圧縮機に適用した実施形態を示すが、本発明は、レシプロ形圧縮機に適用が限られるものではない。
【０００９】
底部に潤滑油を貯溜する密閉容器１００内には、電動機としてロータ１０１とステータ１０２が設けられている。ロータ１０１が固定されたクランク軸１０３は、軸受け構造を備えたフレーム１０４に支持され、電動機の回転駆動力を圧縮機構部へ伝達する。圧縮機構部では、クランク軸１０３の駆動力が伝えられたピストン１０５が、シリンダ１０６内を往復運動することによってシリンダ１０６内に吸込まれたガスを圧縮する。圧縮されたガスは、シリンダヘッド部１０７の内部に設けられた吐出穴（後述）を通じて密閉容器内に吐出される。圧縮機構部と電動機部とはフレーム１０４の上下に配され圧縮機本体を構成する。この圧縮機本体はバネ１０８にて支持され、密閉容器１内に収納される。
図１は、本発明の一実施形態における圧縮機の弁機構部の縦断面図を表す。この弁機構部は、図５のシリンダヘッド部１０７に設けられている。図１において、弁機構部はシリンダ６のトップ面に、図１に示すように設けられる。吐出弁１は、締結部材としての機能を備えた弁ストッパ２によって弁座板３に押し付けられ圧縮機本体に装着される。
【００１０】
弁ストッパ２は、図２に示すように、押し付け力付与部としてのスプリング性（バネ力）を有する腕部２ａ、吐出弁押さえ部２ｂ、吐出弁ストッパ部２ｃを有する。腕部２ａは、弁ストッパ２の一部を支点として、吐出弁押さえ部２ｂに対して反対方向、つまり吐出弁押さえ部２ｂに押し付け力を発生する方向に伸びている。また、弁ストッパ２は、腕部２ａがスプリング性（バネ力）を有することが出来るような材料からなることが望ましい。（例えば、ＳＫ材の焼き入れ品など）。
【００１１】
本実施の形態における弁座板３は、図３に示すように、吐出弁部ポケット３ａと固定部ポケット３ｂとから成る凹部を有している。また、吐出弁１は、図４に示すように弁部１ａと吐出弁固定部１ｂとから形成されている。
図３では凹部としたが、必ずしも凹部とする必要はない。吐出穴４が板厚の薄い部分に形成され、弁ストッパ２の吐出弁押さえ部２ｂと吐出弁１の吐出弁固定部１ｂとが一定の位置に位置付けられる構造を成していればよい。したがって、弁座板３が吐出弁部ポケット３aが十分広い領域にわたって設けられていた場合、弁ストッパ２の吐出弁押さえ部２ｂと吐出弁１の吐出弁固定部１ｂとを、一定の位置に位置付けるリブ部（凸部）を弁座板３に設けた構造としてもよい。
【００１２】
これらの吐出弁１及び弁ストッパ２の弁座板３への装着は、図１にその縦断面を示すように、まず、弁座板３の固定部ポケット３ｂの中に吐出弁固定部１ｂが収まるように吐出弁１が挿入され、次に、弁ストッパ２の吐出弁押さえ部２ｂが、吐出弁固定部１ｂを押さえるように固定部ポケット３ｂに挿入される。その後、弁座カバー５及び弁座板３が締結部材（図示せず）によって、シリンダのトップ６面に取りつけられる。
【００１３】
弁ストッパ２のスプリング性（バネ力）を有する腕部２ａは、弁座カバー５によって押さえ込まれる。そのため弁ストッパ２及び吐出弁１は、弁座板３の固定部ポケット３ｂ内に、それぞれの固定部が弾性的に固定される。図１に示すように、本実施形態は従来通りの弁機能を損なうことはない。つまり、吐出弁１の弁部１ａは吐出穴４を開閉可能に位置している。また、この弁部１ａに対し反対側の端部（吐出弁固定部１ｂ）は、固定されているからである。
【００１４】
本発明の一実施形態は、図１に示すように、弁ストッパ２を固定するのに、締結部材としてのボルトなどを不要とする。そのため弁座板３に、締結部材に対応したねじ山等を確保するための板厚は弁座板３全体には不必要となる。つまり、本発明の一実施形態は、従来必要であった締結部材用の強度を弁座板の全体に不要とする。
したがって、図１に示すように、弁座板３の弁受け部３ｃ（図３における吐出弁部ポケット３ａと固定部ポケット３ｂを合わせた部分）の板厚を、弁の取り付けに必要であった強度分の厚みを除いて小さくすることが出来る。そして、図１に示すように吐出穴１１部分のボリュームもミニマムとする事が出来る。
【００１５】
この吐出穴１１部分のボリュームについて説明する。弁座板８の板厚は、従来の場合、約４ｍｍであったのに対し、本発明の場合、シリンダで圧縮に支障がない約１ｍｍまでは可能である。吐出穴の内径は、Ф５ｍｍ程度なので、このボリューム（弁座板の内部を側面とする円筒部の体積）は、従来の圧縮機で約０．０８ccであった。本実施形態を適用すると、このボリュームは約０．０２ccとなる。
【００１６】
例えば、日本の冷蔵庫の主流である４００Ｌクラスに使用されている密閉形電動圧縮機のシリンダ容積は、5.7cc程度で、圧縮比は約１０で使われている。シリンダから圧縮された高圧ガスを吐出した（吐出工程）後、次の吸入工程において吐出穴１１に残った高圧の残留ガスが圧縮室内で再膨張した場合、従来の圧縮機では、圧縮されたガスは圧縮比に基づき約０．８ccのガスとなり、この再膨張ガスがシリンダ容積に占める割合は約１４％となる。一方、本発明の実施形態における圧縮機では、圧縮されたガスが再膨張しても約０．２ccであり、この再膨張ガスがシリンダ容積に占める割合は約３．５％でしかない。この割合の差はかなりの低減効果であり、その分が容積効率の向上となる。
【００１７】
また、弁ストッパ２及び吐出弁１を固定するのに、ボルトのような締結部材を不要としたので、弁座板３及び弁座カバ５が閉めるスペースが小さくても弁機構を収めることが出来、しいてはこの部分の小形化を図ることが出来る。
【００１８】
また、締結部材を使用せず、単に、弁座板３の固定部ポケット３ｂに吐出弁１及び弁ストッパ２をはめ込むだけで済むようにしたので、構造も簡素であると同時に組み立ても簡易となり、原価低減を図ることが出来る。
【００１９】
また、腕部２ａのバネ力に対して、吐出弁ストッパ部２ｃと吐出弁押さえ部２ｂとをバランスさせて、吐出弁ストッパ部２ｃの先端部を弁座カバー５に接触させるようにすれば、省スペース化を損なう事なしに、安定性を更に向上させることが出来る。
【００２０】
また、弁ストッパ２の押し付け力付与部である腕部２ａが、弁ストッパ２とは別ピースであってもよい。この場合には、弁座カバー５に対して弾性力で弁ストッパ２の吐出弁押さえ部２ｂを押えつける構造を有する。例えば、弓型部の板状部材により弁座カバー５と弁ストッパ２の吐出弁押さえ部２ｂとの間に押し付け力を発生させるようにしてもよい。
【００２１】
また、上述の実施形態では、適用される圧縮機としてレシプロ型圧縮機を用いて説明したが、本発明は、弁機構を備えていれば他のタイプの圧縮機にも適用可能である。例えば、図７に示すように、圧縮室７に対して弁座カバー５の固定部を弁座板３の肉厚部に固定することで、弁座板３の弁の取付部を薄肉化でき、密閉型圧縮機の容積効率を上げることが出来る。圧縮室７は、圧縮機の構造によっては、圧縮室につながる吐出室であっても同様の作用がなされる。
【００２２】
図７の弁座カバー５は弁ストッパ２の腕部２ａがバネ力を生じる部分だけ覆うようにしている。この弁座カバー５の形状とすることで、弁座カバー５の固定個所を少なくすることができ、弁座カバー５を設ける自由度が高まる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、密閉型圧縮機の容積効率を上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す吐出弁部の縦断面図。
【図２】本発明の基本部品となる弁ストッパの斜視図。
【図３】本発明の弁機構部が組み込まれる弁座板の掘り込み部を示す斜視図。
【図４】本発明の弁機構部を構成する吐出弁の斜視図。
【図５】本発明の一実施例が適用される密閉型圧縮機の断面図。
【図６】従来の吐出弁部の構造を示す縦断面図。
【図７】本発明の他の実施例を示す吐出弁部の縦断面図。
【符号の説明】
１・・・・・・・・吐出弁
１a・・・・・・・弁部
１b・・・・・・・吐出弁固定部
２・・・・・・・・弁ストッパ
２a・・・・・・・腕部
２b・・・・・・・吐出弁押さえ部
２c・・・・・・・吐出弁ストッパ部
３・・・・・・・・弁座板
３a・・・・・・・吐出弁部ポケット
３b・・・・・・・固定部ポケット
３c・・・・・・・弁受け部
４・・・・・・・・吐出孔
５・・・・・・・・弁座カバー
６・・・・・・・・シリンダトップ

Claims

圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出穴を有する弁座板と、前記圧縮室の圧力の変動に伴い前記吐出穴を開閉する吐出弁と、該吐出弁の一端を前記弁座板の方向に押しつける押しつけ部と該押しつけ部に力を付与する押しつけ力付与部とを有し前記吐出弁の開度を規制する弁ストッパとを備え、該弁ストッパの前記押しつけ力付与部が前記吐出弁及び前記弁ストッパの前記押しつけ部とが接触している端部の方向へ伸びている密閉型圧縮機。
前記弁ストッパの一部を少なくとも覆うカバー部を備えた請求項１記載の密閉型圧縮機。
前記弁ストッパの前記押しつけ力付与部は、前記カバー部と接触する請求項２記載の密閉型圧縮機。
前記弁ストッパの前記押しつけ力付与部は、前記弁ストッパの前記押しつけ部に対し、前記カバー部との接触による反力を持って押しつけ力を生じさせる構造を備えた請求項２記載の密閉型圧縮機。
前記弁座板は、前記弁ストッパの前記押しつけ部に押しつけられた前記吐出弁の端部を保持する保持部を少なくとも備えた請求項１記載の密閉型圧縮機。
前記弁ストッパの前記押し付け力付与部が、前記弁ストッパとは別ピースである請求項１記載の密閉形圧縮機。