JP4218027B2 - 密閉形圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵、冷凍機器や、空調機器などに用いられる密閉形圧縮機に係り、特に、往復移動するピストンを有する密閉形圧縮機に関する。

往復移動するピストンを有する密閉型圧縮機では、内部をピストンが往復移動するシリンダ部の開口を塞いだ状態で設けられたバルブプレートの吐出孔を、バルブプレートのシリンダ部側と反対側に設けられた吐出弁で開閉する構造が一般に用いられている。このような構造の密閉型圧縮機では、吐出弁は、シリンダの内部の圧力が吐出弁よりも外側の圧力より高くなったときに開くようになっている（例えば、特許文献１−３参照）。

特許文献１では、吐出弁は、吐出弁の固定部を、吐出弁上に重ねられた制振部材の固定部と共にボルトにより締付け固定された構成となっている。特許文献２では、吐出弁は、吐出弁上に設置される制振部材が制振部材上に設置されるストッパーによって位置決めされ固定されることにより、吐出弁の固定部が、この制振部材を折り曲げて形成した頂部からなる固定部によって押さえつけられ、この制振部材がバルブプレートに形成された窪み部内に固定される構成となっている。特許文献３では、吐出弁は、吐出弁の固定部が、吐出弁上に順に設置される制振部材の固定部に、この固定部の側縁部から吐出弁方向に折り曲げて形成したバルブ押え片や安定片によって押さえつけられ、バルブプレートに形成された窪み部内に固定される構成となっている。

いずれの構成においても、吐出弁の固有振動を制御して減衰させるための制振部材が設けられており、制振部材は、吐出弁の固定部に対応する部分で、固定部に対して突出弁側と反対側に折り曲げられた状態となっている。そして、このような制振部材により、吐出弁が開くときに発生する吐出弁の固有振動を制御して減衰させ、吐出弁に起因する圧縮機の動作音を低減させている。

特開平９−４５８２号公報（第３頁、第３図） 特開平１０−１１０６７８公報（第３−４頁、第１−３図） 特開２０００−８７８５８号公報（第２−３頁、第１、２図）

ところで、近年、地球環境保護の観点から、冷蔵庫などの冷蔵冷凍機器や、空調機器などに用いられる冷媒として炭化水素冷媒が用いられるようになっている。炭化水素冷媒では、従来用いられてきた代替フロンと比べて、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の比が小さい、吐出圧力が低い、分子量が小さいため流体力が小さいといった理由により圧縮機の吐出弁の閉じ遅れが生じてしまう。圧縮機の吐出弁の閉じ遅れが生じると、圧縮された冷媒ガスの逆流が生じるため、圧縮機の圧縮効率が低下して圧縮機の性能が低下してしまう。このため、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減することにより、圧縮機の性能を向上することが必要となっている。

これに対して、特許文献１に記載されたような構成では、ボルトを相通する孔の加工精度、ボルトを締め付けるときの吐出弁の位置精度などにより、吐出弁の支点位置が変化し、吐出弁の振動部分となる支点から弁部までの長さが変化することにより、吐出弁の固有振動数が変化してしまう。

特許文献２に記載されたような構成では、制振部材を位置決めして固定するストッパーの固定に関係してくるシリンダヘッドやバルブプレートの成形精度などにより、密閉型圧縮機のシリンダ部分の組立時にシリンダヘッドによる負荷されるストッパーへの押さえ付け力が変化する。ストッパーへの押さえ付け力が変化すると、ストッパーへの押さえ付け力により変形したストッパーにより位置決めされる制振部材の折り曲げた部分の頂部からなる固定部が吐出弁の固定部を押さえ付ける位置が変化し、吐出弁の固有振動数が変化してしまう。

特許文献３に記載されたような構成でも、特許文献２に記載されたような構成と同様に、シリンダヘッドやバルブプレートの成形精度などによってストッパーへの押さえ付け力が変化することにより、制振部材の固定部の側縁部から吐出弁方向に折り曲げて形成したバルブ押え片や安定片が吐出弁の固定部を押さえ付ける位置が変化し、吐出弁の固有振動数が変化してしまう。このように、従来の密閉型圧縮機では、吐出弁の固有振動数の制御が難しいため、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減することは難しい。

本発明の課題は、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減することにある。

本発明の密閉型圧縮は、内部をピストンが往復移動するシリンダ部と、このシリンダ部の開口を塞いだ状態で設けられ、吐出孔が形成されたバルブプレートと、このバルブプレートのシリンダ部側と反対側の面に設けられた窪み部内に設置されて吐出孔を開閉する板状の吐出弁と、窪み部内で吐出弁上に設置された板状の制振部材と、窪み部内でこの制振部材上に設置されたストッパーとを有する密閉型圧縮機であり、吐出弁は、バルブプレートに固定される固定部と、吐出孔を開閉する弁部と、固定部と弁部とを連結するアーム部とを備え、制振部材は、吐出弁の固定部に対応する形状の固定部と、吐出弁のアーム部の延在方向に対応する方向に延在する制振部とを備え、ストッパーは、制振部材の固定部に重ねられる固定部を備え、バルブプレートの窪み部の吐出弁の固定部が嵌合される部分は、この固定部の形状に対応する形状に形成されており、吐出弁の固定部と制振部材の固定部との間、または、制振部材の固定部とストッパーの固定部との間には、吐出弁の固定部に対応する形状に形成された固定板が設置され、制振部は、固定部側の部分が吐出弁のアーム部と接触した状態で延在しており、固定部と反対側の部分がストッパー方向に向けて屈曲して吐出弁のアーム部と接触していない状態で延在している構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすることにより、まず、固定板が、吐出弁の固定部、または、制振部材の固定部と吐出弁の固定部とを押さえつけ固定することになる。このとき、固定板と吐出弁の固定部、または、固定板、制振部材の固定部及び吐出弁の固定部は、各々面で接触しているため、固定板の吐出弁のアーム部側の縁部分が支点となり吐出弁の振動部分の長さを決めることになる。したがって、シリンダヘッドやバルブプレートの成形精度などによってストッパーへの押さえ付け力が変化しても、吐出弁の振動部分となる支点から弁部までの長さが変化し難くなる。すなわち、吐出弁の振動部分となる支点から弁部までの長さが変化し難くなることにより、吐出弁の固有振動数の制御精度を向上できるため、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減できる。

ところで、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減するためには、吐出弁が吐出孔を塞ぐタイミングとピストンの位置が上死点となるタイミングとができるだけ同一になるように吐出弁の固有振動数を制御する必要がある。このため、圧縮機の回転速度などによっては、固定板を用いて吐出弁の固定位置を変わり難くし、固定板の突出部の端縁部分を支点としただけでは、吐出弁が吐出孔を塞ぐタイミングとピストンの位置が上死点となるタイミングとができるだけ同一になるように吐出弁の固有振動数を制御できない場合がある。

これに対して、本発明の密閉型圧縮では、制振部材の制振部を、固定部側の部分が吐出弁のアーム部と接触した状態で延在しており、固定部と反対側の部分がストッパー方向に向けて屈曲して吐出弁のアーム部と接触していない状態で延在している構成とすることにより、吐出弁の固有振動数は、吐出弁のアーム部の長さに加え、厚みによっても変化する。このため、吐出弁のアーム部に制振部材が接触している部分は、吐出弁のアーム部の厚みが厚くなったのと同じ状態となり、吐出弁の固有振動数を変化させることになる。したがって、吐出弁のアーム部に制振部材が接触している部分の長さを調整することで、より広い範囲で吐出弁の固有振動数の制御が可能となる。すなわち、吐出弁開閉時の閉じ遅れをより確実に低減できる。

また、固定板は、吐出弁のアーム部の延在方向に突出した突出部を有している構成とすれば、突出部の吐出弁のアーム部側の面を削ることで吐出弁の支点の位置を用意に調整できる。

さらに、制振部材は、制振部の先端部分がストッパーまたはバルブプレートの窪み部が形成された側の面に取り付けられるシリンダヘッドの内面に当接する構成とする。このような構成とすれば、制振部材の制振部の吐出弁のアーム部に接触した状態の部分が、吐出弁のアーム部に確実に押し付けられ、吐出弁のアーム部と確実に密着した状態となる。このため、吐出弁のアーム部の制振部材の制振部の吐出弁のアーム部に接触した状態の部分が確実に一体に動くようになり、吐出弁のアーム部に制振部材が接触している部分の長さを調整することで、より確実に吐出弁の固有振動数を制御できるようになる。

また、固定板は、この固定板の縁部分から形成されたスリット状の切り込みを有してばね様の構造となっており、バルブプレートの窪み部の吐出弁の固定部が嵌合される部分に固定板自体の付勢力で固定可能である構成とする。圧入によりバルブプレートに固定板を嵌合させる場合、固定板の圧入時にバルブプレートの窪み部の壁面などが削れることにより、吐出弁の支点の位置を同一位置にできない場合が生じる。しかし、固定板がばね様の構造となっているため、固定板をバルブプレートの窪み部に嵌合するとき、バルブプレートの窪み部の壁面などが削れ難い。したがって、吐出弁の支点の位置をほぼ同一位置にでき、吐出弁の固有振動数の制御精度を向上できる。

本発明によれば、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減できる。

以下、本発明を適用してなる密閉型圧縮機の一実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる密閉型圧縮機の概略構成を示す断面図である。図２は、本発明を適用してなる密閉型圧縮機のシリンダ部分の概略構成を拡大して示す分解斜視図である。図３は、本発明を適用してなる密閉型圧縮機が有する吐出弁部分の概略構成を拡大して示す断面図である。図４は、固定板及び吐出弁を拡大して示す斜視図である。図５は、吐出弁開閉時の閉じ遅れについて説明する図である。

本実施形態の密閉型圧縮機は、図１に示すように、密閉容器１内の中央部に位置する略筒状の軸受３、軸受３の上端部から鍔状に張り出したフレーム５、軸受３やフレーム５と一体にフレーム５の上面側に成形されたシリンダ部７、シリンダ部７内を往復移動するピストン９などを有するレシプロ型の圧縮機である。軸受３の貫通穴には、クランクシャフト１１が挿通されている。フレーム５の上面から突出したクランクシャフト１１の上端部には、クランクシャフト１１の回転中心より偏心した位置に上方に向けて突設された略棒状のクランクピン１１ａが設けられている。フレーム５の下方で軸受３の周囲部分には、電動機を構成するロータ１３、ロータ１３の外側に位置するステータ１５などが配設されている。ロータ１３は、クランクシャフト１１に連結されている。

クランクピン１１ａには、ピストン９の端部に接合されたスライド管９ａがクランクピン１１ａの円周面を覆うように被せられており、スライド管９ａ内を摺動するスライダ１１ｂが設けられている。したがって、クランクシャフト１１の回転、例えば時計回りに回転すると、クランクピン１１ａが編心状態で回転移動するため、スライダ１１ｂ及びスライド管９ａを介してピストン９が横向きに形成されたシリンダ部７内で横方向の往復動を行う。

このような本実施形態の密閉型圧縮機のシリンダ部７のピストン９が挿入されたクランクピン１１ａ側の開口と反対側の開口は、図１及び図２に示すように、吸入孔２１と吐出孔２３が形成されたバルブプレート１９により塞がれた構造となっている。バルブプレート１９とシリンダ部７の端部との間には、吸入孔２１を圧力差により開閉するための吸入弁２５がバルブプレート１９とシリンダ部７の端部との間に挟み込まれた状態で取り付けられている。バルブプレート１９のシリンダ部７側と反対側の面側には、図２に示すように、底面に吐出孔２３が穿設された窪み部１９ａが形成されており、窪み部１９ａ内に、吐出弁２７、吐出弁２７の開度を規制する制振部材であるリテーナー２９、固定板３１、そして、ストッパー３３が順次重ねて設置されている。さらに、バルブプレート１９の窪み部１９ａが形成された側の面には、内部を密閉にするためのシール部材であるパッキン３５を間に挟み込んだ状態でシリンダヘッド３７が取り付けられている。

バルブプレート１９は、焼結材などでシリンダ部７の端部の形状に対応する形状に形成された板状の部材であり、図２及び図３に示すように、両面間に貫通する吸入孔２１や吐出孔２３が形成されている。また、バルブプレート１９の四隅部分には、各々、シリンダヘッド３７からシリンダ部７の端部にかけて図示していないボルトを挿通するための貫通孔１９ｂが形成されている。

吸入弁２５は、図２に示すように、バルブ鋼板をシリンダ部７の端部の形状及びバルブプレート１９の外形に対応する形状に成形した部材であり、バルブプレート１９に形成された吸入孔２１に対応する部分には、吸入孔２１を開閉する弁部２５ａが形成されている。吸入弁２５の弁部２５ａは、吸入弁２５となるバルブ鋼板をプレス加工することなどにより吸入弁２５に一体に成形されている。吸入弁２５には、バルブプレート１９の吐出孔２３やボルトのための貫通孔３９に対応する位置に、各々に対応する径の孔２５ａ、２５ｂが形成されている。

吐出弁２７は、図４に示すように、バルブ鋼板をプレス加工などで型抜きした平らな板状の部材であり、バルブプレート１９に形成された吐出孔２３を開閉する円形状の弁部２７ａ、バルブプレート１９に固定される略方形状の固定部２７ｂ、弁部２７ａと固定部２７ｂ間に延在する帯状のアーム部２７ｃを有している。なお、図２及び図４では、吐出弁２７のアーム部２７ｃは、間隔を置いて平行に延在する２本の帯状に形成されているが、吐出弁のアーム部は、例えば１本の帯状に形成されたものなど様々な形状で形成できる。

制振部材であるリテーナー２９は、図２及び図３に示すように、例えばバルブ鋼板などの鋼板をプレス加工などで型抜きした部材を設定された位置で斜めに折り曲げて形成したものである。リテーナー２９は、吐出弁２７に対応する形状に形成されており、バルブプレート１９に固定される略方形状の固定部２９ａ、固定部２９ａから延在する帯状の制振部２９ｂを有している。リテーナー２９の固定部２９ａは、吐出弁２７の固定部２７ｂと同じ形状に形成されている。リテーナー２９の固定部２９ａに連続する側の制振部２９ｂの部分は、固定部２９ａに対して平らに連続しているが、制振部２９ｂは、途中で折り曲げられ、制振部２９ｂの先端側の部分は、固定部２９ａに連続する側の制振部２９ｂの部分に対して傾斜した状態になっている。リテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置は、吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触する長さを決めるものであり、必要とされる吐出弁の固有振動数に応じて設定される。

さらに、本実施形態のリテーナー２９の制振部２９ｂは、先端部分が吐出弁２７の弁部２７ａに対応する円形状に拡大した状態に形成されている。ただし、リテーナー２９の制振部２９ｂは、先端部分が円形状に拡大した状態になっていない形状、例えば、先端部分まで帯状に形成された形状などにできる。

固定板３１は、図４に示すように、例えばバルブ鋼板などの鋼板をプレス加工などで型抜きした板状の部材である。固定板３１は、吐出弁２７の固定部２７ｂやリテーナー２９の固定部２９ａと同様の形状の略方形に形成された本体部３１ａ、そして、本体部３１ａの吐出弁２７のアーム部２７ｃやリテーナー２９の制振部２９ｂが延在する側に来る縁部分から吐出弁２７のアーム部２７ｃやリテーナー２９の制振部２９ｂが延在する方向に突出させて形成した突出部３１ｂを有している。この固定板３１の突出部３１ｂは、突出部３１ｂが形成された本体部３１ａの縁部分の幅よりも幅が狭い略方形状に形成されており、固定板３１は、全体が略Ｔ字状になっている。

さらに、本実施形態の固定板３１は、突出部３１ｂが形成された本体部３１ａの縁部分に直角に交わる縁部分から、この縁部分に対向する縁部分に向けてスリット上の切り込み３１ｃが形成されている。そして、固定板３１の切り込み３１ｃが延在している方向の幅は、吐出弁２７の固定部２７ｂやリテーナー２９の固定部２９ａと同じ幅に形成されており、突出部３１ｂが形成された縁部分と、この縁部分に対向する縁部分間の本体部３１ａの幅は、吐出弁２７の固定部２７ｂやリテーナー２９の固定部２９ａよりも大きめに形成されている。

ここで、バルブプレート１９の窪み部１９ａには、図２に示すように、吐出弁２７の固定部２７ｂやリテーナー２９の固定部２９ａなどを嵌合する部分が形成されており、この部分は、吐出弁２７の固定部２７ｂやリテーナー２９の固定部２９ａとほぼ同じ形状で同じ大きさに形成されている。したがって、固定板３１の突出部３１ｂが形成された縁部分と、この縁部分に対向する縁部分間の本体部３１ａの幅は、バルブプレート１９の窪み部１９ａの、吐出弁２７の固定部２７ｂやリテーナー２９の固定部２９ａなどを嵌合する部分の対応する側壁間の幅よりも大きめに形成されていることになる。

このため、固定板３１は、突出部３１ｂが形成された縁部分と、この縁部分に対向する縁部分間を切り込み３１ｃの幅を狭めるように本体部３１ａを押さえ付けた状態で、バルブプレート１９の窪み部１９ａの対応する部分に挿入する。固定板３１がバルブプレート１９の窪み部１９ａの対応する部分に挿入されると、固定板３１の本体部３１ａの突出部３１ｂが形成された縁部分と、この縁部分に対向する縁部分とが、切り込み３１ｃの幅が広がる方向に付勢されることにより、バルブプレート１９の窪み部１９ａの対応する壁面に押さえつけられ、固定板３１がバルブプレート１９の窪み部１９ａの対応する部分内に固定される。

本実施形態のストッパー３３は、図２及び図３に示すように、例えばバルブ鋼板などの鋼板をプレス加工などで型抜きした部材である。ストッパー３３は、バルブプレート１９に固定される略方形状の固定部３３ａ、固定部３３ａから延在する帯状部３３ｂを有している。ストッパー３３の固定部３３ａは、吐出弁２７の固定部２７ｂと同じ形状に形成されている。ストッパー３３の帯状部３３ｂは、ストッパー３３の固定部３３ａに対して折り曲げられ、固定部３３ａに対して傾斜した状態になっている。そして、ストッパー３３の帯状部３３ｂの傾斜面からは、この傾斜面から固定部３３ａの方向に向けて斜め上方に延在する帯状の板ばね部３３ｃが形成されている。

このような、吐出弁２９、リテーナー２９、固定板３１、そして、ストッパー３３は、図２及び図３に示すように、順にバルブプレート１９の窪み部１９ａ内に、積み重ねるように設置される。このとき、バルブプレート１９の窪み部１９ａの対応する部分に、吐出弁２７の固定部２７ｂ、リテーナー２９の固定部２９ａが順次積み重ねられ、そして、固体板３１がリテーナー２９の固定部２９ａ上に積み重ねられた状態で固定される。さらに、固体板３１上に、ストッパー３３の固定部３３ａが積み重ねられる。これにより、吐出弁２７、リテーナー２９そしてストッパー３３は、各々のアーム部２７ｃ、制振部２９ｂそして帯状部３３ｂが同方向に延在した状態でバルブプレート１９の窪み部１９ａ内に設置される。

この状態で、パッキン３５を挟んでシリンダヘッド３７が取り付けられ、シリンダヘッド３７からシリンダ部７に向けて挿通された図示していないボルトによって、シリンダヘッド３７やバルブプレート１９などがシリンダ部７に固定される。

このように組み立てられたとき、吐出弁２７の弁部２７ａは、バルブプレート１９の窪み部１９ａの底面に設けられた吐出孔２３周囲のリング状の突起からなる弁座２３ａに当接し、吐出孔２３を閉じた状態となっている。リテーナー２９は、制振部２９ｂの先端がシリンダヘッド３７の内面に向かう状態となっており、折り曲げられていない固定部２９ａに連続する側の制振部２９ｂの部分は、この制振部２９ｂの部分の面が吐出弁２７のアーム部２７ｃの面に接触した状態となっている。また、折り曲げられて傾斜したリテーナー２９の制振部２９ｂの部分は、吐出弁２７のアーム部２７ｃに接触していない状態となっている。

ストッパー３３の帯状部３３ｂは、先端がシリンダヘッド３７の内面に向かう状態に傾斜しており、先端部分がシリンダヘッド３７の内面に当接している。また、ストッパー３３の板ばね部３３ｃもシリンダヘッド３７方向に延在した状態となり、先端部分がシリンダヘッド３７の内面に当接している。さらに、リテーナー２９の制振部２９ｂの先端部分は、ストッパー３３の帯状部３３ｂの先端部分に当接している。これにより、吐出弁２７、リテーナー２９、そして、固定板３１は、ストッパー３３と共にバルブプレート１９とシリンダヘッド３７に挟まれ、ストッパー３３に設けられた板バネ部３３ｃの復元力によりバルブプレート１９に押し付けられて固定される。

さらに、リテーナー２９の制振部２９ｂの先端部分がシリンダヘッド３７組み付けによってバルブプレート１９方向に押し付けられることにより、リテーナー２９の制振部２９ｂと吐出弁２７のアーム部２７ｃとが接触した部分の密着性が高まり、リテーナー２９の制振部２９ｂと吐出弁２７のアーム部２７ｃとが接触した部分が、確実に吐出弁２７のアーム部２７ｃの厚みが増した場合と同じ状態になる。なお、リテーナー２９の制振部２９ｂの先端部分は、ストッパー３３の帯状部３３ｂの先端部分に当接している状態だけでなく、シリンダヘッド３７の内面に直接当接した状態にすることもできる。ただし、リテーナー２９の制振部２９ｂの先端部分をシリンダヘッド３７の内面に直接当接した状態にすると、吐出弁２７の振動によってリテーナー２９が振動することにより、シリンダヘッド３７の内面が削れてしまう場合がある。このため、リテーナー２９の制振部２９ｂの先端部分は、ストッパー３３の帯状部３３ｂの先端部分に当接している状態とすることが望ましい。

ここで、組立時に吐出弁２７の振動の支点の位置がずれると吐出弁２７の支点から弁部２７ａまでの長さが変化する為、吐出弁２７の固有振動数が変化する。したがって、本実施形態では、図４に示すように、固定板３１の本体部３１ａの突出部３１ｂが形成された縁部分の面３１ｄと、突出部３１ｂの端面３１ｅとの距離、つまり、突出部３１ｂが本体部３１ａから突出した距離をＬ１、そして、吐出弁２７の固定部２７ｂのアーム部２７ｃが形成された縁部分の面２７ｄと、弁部２７ａの先端との距離をＬ２としたとき、固定板３１における距離Ｌ１と、吐出弁２７における距離Ｌ２とが一定となるように固定板３１及び吐出弁２７を作成している。

そして、吐出弁２７及び固定板３１を組み立てるときの位置決めを、固定板３１の本体部３１ａの縁部分の面３１ｄと、吐出弁２７の固定部２７ｂの縁部分の面２７ｄとが、バルブプレート１９の窪み部１９ａの吐出弁２７の固定部２７ｂを嵌合する部分の壁面に当接させることで行ない、吐出弁２７の振動部分の長さ、つまり固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅで決まる吐出弁２７の振動の支点から吐出弁２７の弁部２７ａの先端までの長さが一定の長さＬ２‐Ｌ１となるようにした。さらに、固定板３１の突出部３１ｂが本体部３１ａから突出した距離Ｌ１は、固定板３１をプレス加工などにより形成する際の加工精度を向上しなくても、突出部３１ｂの端面３１ｅを削ることで容易に調整できる。

なお、リテーナー２９も、吐出弁２７と同等の方法により位置決めを行った。また、本実施形態では、固定板３１の本体部３１ａの縁部分の面３１ｄと、吐出弁２７の固定部２７ｂの縁部分の面２７ｄとにより位置決めを行った。しかし、固定板３１の本体部３１ａの面３１と対向する縁部分の面と、吐出弁２７の固定部２７ｂの面２７ｄと対向する縁部分の面とで位置決めを行なうこともできる。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、リテーナー２９の制振部２９ｂの一部が吐出弁２７のアーム部２７ｃの一部と接触した状態となっている。このため、リテーナー２９の制振部２９ｂと吐出弁２７のアーム部２７ｃとが接触している部分は、吐出弁２７のアーム部２７ｃの厚みが増したのと同じ状態となる。吐出弁２７の固有振動数は、振動部分の長さと厚みで決まるため、吐出弁２７の振動の支点となる固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅからのリテーナー２９の制振部２９ｂと吐出弁２７のアーム部２７ｃとが接触している部分の距離、つまり、固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅからリテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置までの長さＬ３を調整することによって吐出弁２７の固有振動数を制御することができる。

したがって、リテーナー２９は、リテーナー２９の固定部２９ａの制振部２９ｂが形成された縁部分の面からリテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置までの距離が一定になるように形成されており、これにより吐出弁２７の支点からのアーム部２７ｃの厚みが増した状態となる部分の長さＬ３が一定となるようになっている。このような本実施形態の構成において、吐出弁２７の固有振動数を調整する場合、リテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置を調整することで長さＬ３を調整することができる。しかし、吐出弁２７の固有振動数を調整する場合、固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅを削ることで長さＬ３を調整すれば、リテーナー２９は一定の折り曲げ位置で作成できるため、製造を簡素化できる。

このような吐出弁部分の構成を有する密閉型圧縮機における吐出弁の動作挙動について説明する。ピストン９のシリンダヘッド３７方向への移動により、吐出孔２３内の圧力が吐出弁２７より外側の圧力よりも高くなると、吐出弁２７の表裏両面側の圧力差により生じる負荷が吐出弁２７に作用し、吐出弁２７が撓むことで吐出孔２３が開いた状態となり、図５に示すように、冷媒ガスの吐出開始となる。その後、吐出弁２７は周期をＰ１からＰｎまで徐々に変化させながら激しく振動し、やがて吐出弁２７が開いていても冷媒ガスの吐出がなくなる状態となって吐出終了となる。一方、吐出弁２７が吐出孔２３を開く時間Ｔは、Ｔ＝Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋Ｐｎで決まる長さとなり、時間Ｔと、吐出開始から終了までの吐出時間Ｔ１との差が閉じ遅れ時間Ｔ２となる。

閉じ遅れ時間Ｔ２が短くなる程、つまり閉じ遅れが低減される程、圧縮冷媒の逆流が無くなり、圧縮機の性能が向上する。吐出弁２７の振動周期Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｎは、それぞれ吐出弁２７の固有振動の周期に比例する。そこで、本実施形態では、閉じ遅れ時間Ｔ２ができるだけなくなるように、固定板３１の突出部３１ｂが本体部３１ａから突出した距離Ｌ１、そして、吐出弁２７の固定部２７ｂの縁部分の面２７ｄから弁部２７ａの先端までの距離Ｌ２を選択して吐出弁２７の振動の支点から吐出弁２７の弁部２７ａの先端までの長さＬ２‐Ｌ１を選択すると共に、固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅからリテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置までの長さＬ３の長さを選択して、吐出弁２７の固有振動数を調整した。

このような本実施形態の密閉型圧縮機の一例として、吐出弁２７の振動の支点から吐出弁２７の弁部２７ａの先端までの長さＬ２‐Ｌ１を１４ｍｍ、固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅからリテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置までの長さＬ３を４ｍｍ、そして、吐出弁２７の最大変位量を１ｍｍとした場合、従来の密閉型圧縮機に比べて、固有振動の周期を１／４程度短くでき、閉じ遅れ時間を短縮できた。さらに、閉じ遅れ時間を短縮できたことにより、圧縮冷媒の逆流が発生し難くなり、圧縮機の効率が向上することによって圧縮機の性能を向上できた。

このように、本実施形態の密閉型圧縮機では、固定板３１が制振部材であるリテーナー２９の固定部２９ａと吐出弁２７の固定部２７ｂとを面で押さえつけて固定することになる。そして、固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅが吐出弁２７の振動の支点となり、吐出弁２７の振動部分の長さを決めることになる。したがって、シリンダヘッド３７やバルブプレート１９の成形精度などによってストッパー３３への押さえ付け力が変化しても、吐出弁２７の振動部分となる支点から弁部２７ａまでの長さＬ２−Ｌ１は変化し難い。すなわち、吐出弁の振動部分の長さが設定した長さから変化し難くなることにより、吐出弁の固有振動数の制御精度を向上できるため、吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減できる。

さらに、本実施形態の密閉型圧縮機では、制振部材であるリテーナー２９の制振部２９ｂは、固定部２９ａ側の部分が吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触した状態で延在しており、固定部２９ａと反対側の部分がストッパー３３方向に向けて屈曲して吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触していない状態で延在している。したがって、吐出弁２７のアーム部２７ｃにリテーナー２９の制振部２９ｂが接触している部分は、吐出弁２７のアーム部２７ｃの厚みが厚くなったのと同じ状態となり、吐出弁２７の固有振動数を変化させることになる。

このため、固定板３１の突出部３１ｂが本体部３１ａから突出した距離Ｌ１を調整して支点の位置を調整しただけでは、吐出弁２７が吐出孔２３を塞ぐタイミングとピストン９の位置が上死点となるタイミングとができるだけ同一になるように吐出弁２７の固有振動数を制御できない場合でも、吐出弁２７のアーム部２７ｃにリテーナー２９の制振部２９ｂが接触している部分の長さＬ３を調整することで、より広い範囲で吐出弁２７の固有振動数の制御が可能となり、吐出弁２７が吐出孔２３を塞ぐタイミングとピストン９の位置が上死点となるタイミングとができるだけ同一になるように吐出弁２７の固有振動数を制御でき、吐出弁開閉時の閉じ遅れをより確実に低減できる。

加えて、固定板３１は、吐出弁２７のアーム部２７ｃの延在方向に突出した突出部３１ｂを有しているため、突出部３１ｂの端面３１ｅを削ることで吐出弁２７の振動の支点の位置を用意に調整できる。また、リテーナー２９の制振部２９ｂが折り曲げられ、制振部２９ｂの固定部２９ａ側の部分が吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触した状態で延在しており、固定部２９ａと反対側の部分がストッパー３３方向に向けて屈曲して吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触していない状態で延在している構成においては、固定板３１の突出部３１ｂの端面３１ｅを削ることで、リテーナー２９の制振部２９ｂの折り曲げ位置を変えずに、吐出弁２７のアーム部２７ｃにリテーナー２９の制振部２９ｂが接触している部分の長さＬ３を調整できる。

さらに、本実施形態では、リテーナー２９は、制振部２９ｂの先端部分がストッパー３３の先端部分に当接しており、シリンダヘッド３７が組み付けられたとき、リテーナー２９の制振部２９ｂの吐出弁２７のアーム部２７ｃに接触している部分が、吐出弁２７のアーム部２７ｃに押さえ付けられる状態となる。したがって、リテーナー２９の制振部２９ｂの吐出弁２７のアーム部２７ｃに接触した部分が、吐出弁２７のアーム部２７に確実に密着した状態となる。このため、リテーナー２９の制振部２９ｂの吐出弁２７のアーム部２７ｃに接触している部分と吐出弁２７のアーム部２７ｃとが確実に一体に動くようになり、吐出弁２７のアーム部２７ｃにリテーナー２９の制振部２９ｂが接触している部分の長さＬ３を調整することで、確実に吐出弁の固有振動数を制御できるようになる。

加えて、本実施形態の固定板３１は、固定板３１の縁部分から形成されたスリット状の切り込み３１ｃを有してばね様の構造となっている。このため、バルブプレート１９の窪み部１９ａの吐出弁２７の固定部２７ｂが嵌合される部分に、固定板３１自体の付勢力で固定できる。したがって、圧入によりバルブプレートに固定板３１を嵌合させる場合、固定板３１の圧入時にバルブプレート１９の窪み部１９ａの壁面などが削れることにより、吐出弁２７の支点の位置を同一位置にできなくなるのを防ぐことができる。このように、バルブプレートの窪み部の壁面などが削れ難いため、吐出弁の支点の位置をほぼ同一位置にでき、吐出弁の固有振動数の制御精度を向上できる。

また、本実施形態では、固定板３１にスリット状の切り込み３１ｃを形成しているが、スリット状の切り込み３１ｃを形成していない構成にすることもできる。この場合、固定板３１を形成する際の加工精度を、スリット状の切り込み３１ｃを形成した場合よりも向上させる必要がある。さらに、本実施形態では、固定板３１に突出部３１ｂを形成しているが、突出部３１ｂを形成していない構成にすることもできる。ただし、突出部３１ｂを形成した方が、吐出弁２７の固有振動数の調整が容易になり、また、吐出弁２７の固有振動数に影響する各部品の製造や加工などが容易になる。

また、本実施形態では、リテーナー２９は、制振部２９ｂの途中で折り曲げられ、制振部２９ｂの一部が吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触した状態となっている。しかし、リテーナー２９は、固定部２９ａや、固定部２９ａと制振部２９ｂとの境界部分で折り曲げ、制振部２９ｂが吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触していない構成にすることもできる。ただし、固定板３１を用いただけでは、固有振動数を制御して吐出弁開閉時の閉じ遅れを低減できない場合には、リテーナー２９の制振部２９ｂを途中で折り曲げ、制振部２９ｂの一部が吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触した構成とすることが望ましい。

また、本実施形態では、固定板３１は、リテーナー２９の固定部２９ａとストッパー３３の固定部３３ａとの間に設けられている。しかし、テーナー２９が、固定部２９ａや、固定部２９ａと制振部２９ｂとの境界部分で折り曲げ、制振部２９ｂが吐出弁２７のアーム部２７ｃと接触していない構成の場合などには、固定板３１は、吐出弁２７の固定部２７ｂとリテーナー２９の固定部２９ａとの間に設けた構成にすることもできる。

また、本実施形態では、ストッパー３３に一体に板ばね部３３ｃを設けているが、ストッパーに一体に板ばね部を設けず、板ばね部３３ｃに代えて、板ばね部３３ｃの役割を果たす弾性を有する別部材を設けた構成にすることもできる。さらに、ストッパー３３は、一つの固定部３３ａを有している構成に限らず、帯状部の両側に固定部を有する構成などにすることもできる。

また、本発明は、本実施形態の構成の密閉型圧縮機に限らず、往復移動するピストンを備えた様々な構成の密閉型圧縮機に適用することができる。

本発明を適用してなる密閉型圧縮機の一実施形態の概略構成を示す断面図である。 本発明を適用してなる密閉型圧縮機のシリンダ部分の一実施形態の概略構成を拡大して示す分解斜視図である。 本発明を適用してなる一実施形態の密閉型圧縮機が有する吐出弁部分の概略構成を拡大して示す断面図である。 本発明を適用してなる一実施形態の密閉型圧縮機が有する固定板及び吐出弁を拡大して示す斜視図である。 吐出弁開閉時の閉じ遅れについて説明する図である。

符号の説明

１９ バルブプレート
１９ａ 窪み部
２３ 吐出孔
２７ 吐出弁
２７ａ 弁部
２７ｂ 固定部
２７ｃ アーム部
２９ リテーナー
２９ａ 固定部
２９ｂ 制振部
３１ 固定板
３１ａ 本体部
３１ｂ 突出部
３３ ストッパー
３３ａ 固定部
３３ｂ 帯状部

Claims (4)

1. 内部をピストンが往復移動するシリンダ部と、該シリンダ部の開口を塞いだ状態で設けられ、吐出孔が形成されたバルブプレートと、該バルブプレートの前記シリンダ部側と反対側の面に設けられた窪み部内に設置されて前記吐出孔を開閉する板状の吐出弁と、前記窪み部内で前記吐出弁上に設置された板状の制振部材と、前記窪み部内で該制振部材上に設置されたストッパーとを有する密閉型圧縮機であり、
   前記吐出弁は、前記バルブプレートに固定される固定部と、前記吐出孔を開閉する弁部と、前記固定部と前記弁部とを連結するアーム部とを備え、前記制振部材は、前記吐出弁の固定部に対応する形状の固定部と、前記吐出弁のアーム部の延在方向に対応する方向に延在する制振部とを備え、前記ストッパーは、前記制振部材の固定部に重ねられる固定部を備え、前記バルブプレートの窪み部の前記吐出弁の固定部が嵌合される部分は、該固定部の形状に対応する形状に形成されており、前記吐出弁の固定部と前記制振部材の固定部との間、または、前記制振部材の固定部と前記ストッパーの固定部との間には、前記吐出弁の固定部に対応する形状に形成された固定板が設置され、前記制振部は、前記固定部側の部分が前記吐出弁のアーム部と接触した状態で延在しており、前記固定部と反対側の部分が前記ストッパー方向に向けて屈曲して前記吐出弁のアーム部と接触していない状態で延在していることを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記固定板は、前記吐出弁のアーム部の延在方向に突出した突出部を有していることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記制振部材は、前記制振部の先端部分が前記ストッパーまたは前記バルブプレートの窪み部が形成された側の面に取り付けられるシリンダヘッドの内面に当接することを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記固定板は、該固定板の縁部分から形成されたスリット状の切り込みを有してばね様の構造となっており、前記バルブプレートの窪み部の前記吐出弁の固定部が嵌合される部分に前記固定板自体の付勢力で固定可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。

Images