JP4670146B2 - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫等に使用される密閉型電動圧縮機に関し、特に冷媒ガスの吐出経路に設けられる吐出弁装置を改良するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電気冷蔵庫等の冷却システムに用いる密閉型電動圧縮機には高い耐久性を有すると同時にエネルギー効率の向上と運転による騒音が低いことが求められている。
【０００３】
従来の密閉型電動圧縮機は例えば特開平９−１３７７７９号公報に開示されているものがある。以下図面を参照しながら上記従来の密閉型電動圧縮機の一例を説明する。図４は、従来の密閉型電動圧縮機における吐出弁装置の断面図である。図４において、３２はバルブプレート、３３はバルブプレート３２に備えられた吐出孔、３４は吐出リードであり、吐出孔の開口を開閉する蓋部３５を有している。また、３６はスプリングリード、３７はシリンダヘッド、３８はシリンダヘッド３７に設けられた凹所、３９はガスケットであり、吐出リード３４とスプリングリード３６はガスケット３９を介してバルブプレート３２とシリンダヘッド３７間の押圧力によって保持されている。また、バルブプレート３２、シリンダヘッド３７等から構成されるこの吐出弁装置はシリンダ端部にボルト等で締結されている。この密閉型電動圧縮機において、スプリングリード３６とシリンダヘッド３７の間の吐出リード蓋部３５に対応する位置における空間高さはシリンダヘッド３７に設けられた凹所３８の深さによって調整されている為、ガスケット３９の板厚を厚くすることなく空間高さを調節することができることを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、吐出リードとスプリングリードの支点部分は弾性部材からなるガスケットを介してシリンダヘッドにより押圧変形させることによって保持されている為、長期間における連続使用に伴って生じる弾性部材の劣化やシリンダへの締結手段であるボルト等のゆるみによりシリンダヘッドとプレートガスケット間の押圧保持力が変化し、スプリングリードと吐出リードおよびシリンダヘッドとの隙間高さを長期間一定に保つことに対して不確実であった。また、吐出リードとスプリングリードとをシリンダヘッドで覆うことにより保持する為、保持後において、スプリングリードの吐出リードの蓋部に対応する位置に対しての吐出リードおよびシリンダヘッドとの空間高さの確認検査および、吐出弁装置単体で吐出リードおよびスプリングリードが正常に働くようにセットされているかどうかの確認検査ができないといった課題を有していた。この課題については、近年環境負荷の少ない冷媒の採用が積極的に行われている中で、圧縮比の大きく違う冷媒であるＨＦＣ１３４ａとＲ６００ａ等で部品を共用する際には、それぞれの冷媒に合わせて各部品を最適化しなければ高いエネルギー効率を実現することが難しく、吐出弁装置においてもスプリングリードと吐出リードおよびストッパとの空間距離を管理し、各冷媒においてのエネルギー効率の最大値が得られるよう吐出弁装置組立後においても検査する必要がある為、早急な解決が要求されていた。
【０００５】
また、吐出リードの開き量をスプリングリードによって規制する際に、吐出リードの自由端である反バルブ保持部側端部とスプリングリードの当たり角が大きい為、騒音が発生しやすいという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の密閉型電動圧縮機の課題を同時に解決するものであり、運転音が低く、耐久性およびエネルギー効率が高く、また圧縮比の異なる冷媒に対しても部品を共用することができる密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明は、密閉容器内に電動要素とシリンダを有する圧縮要素を設け、前記シリンダの開口端部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凹所と、前記凹所に設けられた吐出弁座を備える吐出孔と、前記凹所に設けられ前記吐出弁座と同一平面上に配されたバルブ保持部と、前記凹所に配され前記吐出孔の開口を開閉する蓋部を備える吐出リードと、前記吐出リードの反バルブプレート側に配されたスプリングリードと、前記スプリングリードの反吐出リード側に配されたストッパとからなる吐出弁装置を有し、前記スプリングリードは吐出リード蓋部に対して隙間を有するよう配され、前記ストッパは前記吐出弁座と前記バルブ保持部を含む平面に対して前記バルブプレート側に略平行部を少なくとも２つ有し前記吐出リード蓋部に対応する位置において前記スプリングリードに対して隙間を有するよう配され、前記吐出リード、前記スプリングリード、前記ストッパ、前記バルブプレートは前記バルブ保持部において固着され、さらに、前記スプリングリードと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ａがストッパと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ｂに対してＡ／Ｂ＝０．３〜０．９であることを特徴とするものであり、前記吐出リードと前記スプリングリード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の空間高さを調整することによって吐出リードの開き量を規制することができる。これらに加えて、ストッパに吐出弁座とバルブ保持部を含む平面に対して略平行部を２つ以上備えることによって、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、また同時にバルブプレート、吐出リード、スプリングリードおよびストッパを締結することにより、吐出弁装置を単体で検査することができるという作用を有する。
【０００８】
また、前記スプリングリードと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ａと、前記ストッパと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ｂの比Ａ／Ｂを、０．３〜０．９の範囲内で管理することによって吐出リードの開き遅れを防止すると同時に開き量を適正に規制し、またスプリングリードのバネ力を利用して吐出リードの閉じ遅れを減少させる為、圧縮機のエネルギー効率を高めることができるという作用を有する。
【０００９】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに、前記スプリングリードは少なくとも１つの折り曲げ部を有し、吐出リード蓋部に対応する位置において前記吐出弁座と前記バルブ保持部を含む平面に対して傾きを有するものであり、吐出リード開き時において、スプリングリードが吐出リードと線接触もしくは面接触することを防ぎ、点接触することによってスプリングリードと吐出リード間における冷凍機油等の介在による粘着抵抗を減少させ吐出リードの閉じ遅れを防ぐと同時に吐出リードが開き量規制の為にスプリングリードと衝突する際の吐出リード自由端部とスプリングリードの接触角度を小さく保ち、衝撃荷重を低減することができる為、衝突時における騒音の発生を低減することができる。また、スプリングリードの折り曲げ位置と折り曲げに必要とする荷重を調整することによって、スプリングリードと吐出リードおよびストッパの自由端における空間高さを容易に調整することができる為、圧縮比の異なる冷媒においても容易に吐出弁装置を共用化することができるという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ストッパ、スプリングリード、吐出リードをバルブ保持部でリベットによりカシメることにより固着する為、長期間の使用による固着のゆるみを防ぎ、吐出弁装置の耐久性に対する信頼性を向上させることができるという作用を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による密閉型電動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。
【００１２】
図１は本発明の密閉型電動圧縮機における吐出弁装置の断面図である。図２は本発明の密閉型電動圧縮機の断面図である。
【００１３】
図１，図２において、１は上側容器と下側容器とで構成されている密閉容器、２は圧縮要素、３は電動要素、４は密閉容器底部に滞留した冷凍機油である。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。なお、６は密閉容器内の空間を満たしている冷媒であり、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Ｒ６００ａ等である。
【００１４】
また、圧縮要素２はシリンダブロック７に設けられたシリンダ８内を往復運動するピストン９と、シリンダ８の開口端部に設けられたサクションリード１０と、バルブプレートアッセンブリ１１とこのサクションリード１０、バルブプレートアッセンブリ１１を介してシリンダに取り付けられたシリンダヘッド１２とで構成されている。またバルブプレートアッセンブリ１１は吐出弁装置を備えるものであり、吐出孔１３および吸入孔１４を備えたバルブプレート１５と、吐出リード１６と、スプリングリード１７と、ストッパ１８とが一体となって構成されている。
【００１５】
図３はシリンダ開口端部に取り付けられる構成要素の分解図である。これらサクションリード１０、バルブプレート１５、シリンダヘッド１２はボルト等によってシリンダ８開口端部に締結されている。サクションリード１０は金属製の薄板からなっており、サクションリード弁２１が切り欠きにより形成されており、吐出孔用の切り欠き２２も設けられている。サクションリード１０により吸入孔１４の開口が開閉される。バルブプレート１５は焼結金属からなり、吸入孔１４、凹所２３、吐出弁座２４を備える吐出孔１３、バルブ保持部２５を備えている。凹所２３には吐出孔１３が設けられている為、圧縮された冷媒が吐出孔１３部分に残り、吸入時に膨張する為に生じる体積効率の低下を防ぐ為強度の許す最少厚さで形成されており、１．２ｍｍ〜２ｍｍ程度となっている。また凹所２３に備えられているバルブ保持部２５は、吐出弁座２４と同平面上に形成され、吐出リード１６を取り付け吐出孔１３が閉じられている状態において吐出リード１６が一平面上に配されるよう形成されている。吐出孔１３の開口の開閉は吐出リード１６に備えられた吐出リード蓋部２６によって行われる。また、吐出弁座２４は吐出リード１６が開く際の冷凍機油による粘着抵抗を抑えると同時に吐出リード１６が閉まる際の衝撃荷重による摩耗を防ぐ目的でその吐出リード１６側の面は曲面に加工され、また表面は研磨されている為、吐出リード１６との接触面は線接触を安定的に保つことができる。また、吐出リード１６と吐出弁座２４における衝突速度は運転周波数が５０Ｈｚ付近の安定運転時において０．２［ｍ／ｓ］程度、６０Ｈｚ付近においても０．５［ｍ／ｓ］程度であり、衝撃疲労限度に対して１／６以下の衝撃荷重である為、高い信頼性を得ることができ、また開き始めの吐出リード１６のばね定数はバルブ応答性の実験的最適値である１００ｇ／ｍｍ以下となるよう設計されている。スプリングリード１７は吐出リード１６およびストッパ１８と反バルブ保持部である自由端部において隙間を有しており、本実施例においてはスプリングリード１７に１つの折り曲げ部２７を有し、折り曲げ部２７の位置と折り曲げ時の荷重によってこの隙間寸法を調節する。また、この隙間寸法を調整することによって圧縮比の大きく違う冷媒を使用する機種においても部品を共用することができる。スプリングリード１７と吐出リード１６の自由端部における距離Ａ２８がストッパ１８と吐出リード１６の自由端部における距離Ｂ２９に対してＲ１３４ａ冷媒使用機種ではＡ／Ｂ＝０．５〜０．９であり、Ｒ６００ａ冷媒使用機種においてはＡ／Ｂ＝０．３〜０．７であることが好ましい。また、スプリングリード１７は吐出弁座２４とバルブ保持部２５を含む平面に対して傾きを有し、その傾きは、吐出バルブ開き量をスプリングリード１７によって規制する際に吐出リード１６の自由端部におけるスプリングリード１７に対する当たり角が４０度より小さくなるよう成形されている。これによって、吐出リード１６がスプリングリード１７と衝突する際に生じる騒音が抑えられ、低騒音の吐出バルブ装置を提供することができる。ストッパ１８は吐出リード１６、スプリングリード１７と共にバルブプレート１５の凹所２３に設けられたバルブ保持部２５に対応する位置において固着されており、例えばバルブプレート１５、吐出リード１６、スプリングリード１７、ストッパ１８がそれぞれのバルブ保持部２５に対応する位置にカシメ用孔を有し、そのカシメ用孔においてリベット３０等によりカシメられている。ストッパ１８は前記吐出弁座２４と前記バルブ保持部２５を含む平面に対して少なくとも２つの段違いの略平行部（面）３１を持ち、例えば略平行部３１はストッパ両端部分であり、略平行部３１をつなぐ部分は曲面を有し吐出弁座２４とバルブ保持部２５を含む平面に対して傾きを持っている。このように両端に吐出弁座２４とバルブ保持部２５を含む平面に対して段違いの略平行部（面）３１を有することにより、スプリングリード１７と吐出リード１６の自由端部における距離Ｂ２９を管理することが容易となり、組立行程における検査も容易に行うことができる。これらのバルブプレート１５、吐出リード１６、スプリングリード１７、ストッパ１８をバルブ保持部２５において固着して形成されたバルブプレートアッセンブリは単体で吐出弁装置としての機能を確認する検査をすることができる為、シリンダ８への取り付け前の組立段階において、動作確認の検査を行うことができ、不良品を早期段階で発見することができる。また、スプリングリード１７と吐出バルブの距離Ａ２８およびストッパ１８と吐出バルブの距離Ｂ２９についても、シリンダ８への取り付け前のバルブプレートアッセンブリの段階で検査することができる為、スプリングリード１７の個体差によるエネルギー効率のバラツキの小さい吐出弁装置を提供することができる。
【００１６】
また、バルブプレートアッセンブリにおいては吐出リード１６、スプリングリード１７、ストッパ１８の各部品がバルブプレート１５に設けられたバルブ保持部２５に対応する位置において固着されている為、長期運転後においてもその固定位置が劣化等により変化することがなく、安定した高効率と低騒音を長期間維持する密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明の冷媒圧縮機は吐出リードとスプリングリード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の空間高さを調整することによって吐出リードの開き量を規制し、密閉型電動圧縮機の効率を向上させることができる。また、スプリングリードが吐出リード蓋部に対応する位置において吐出弁座とバルブ保持部を含む平面に対して傾きを有することにより、吐出リードとスプリングリードが衝突する際に生じる騒音を抑えることができ、その結果、密閉型電動圧縮機の騒音を低減することができる。これらに加えて、ストッパに吐出弁座とバルブ保持部を含む平面に対して略平行部（面）を２つ以上備えることによって、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、また同時にバルブプレート、吐出リード、スプリングリードおよびストッパを固着し一体とすることにより、吐出弁装置を単体で検査することができる為、バラツキを低減し、異種冷媒機種においても吐出弁装置の部品を共用し、コストを低減することができるという作用を有する。また、スプリングリードと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ａと、ストッパと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ｂの比Ａ／Ｂを、０．３〜０．９の範囲内で管理することによって吐出リードの開き遅れを防止すると同時に開き量を適正に規制し、またスプリングリードのバネ力を利用して吐出リードの閉じ遅れを減少させる為、圧縮機のエネルギー効率を高めることができるという作用を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密閉型電動圧縮機における吐出弁装置の断面図
【図２】本発明の密閉型電動圧縮機の断面図
【図３】本発明のシリンダ開口端部に取り付けられる構成要素の分解図
【図４】従来の密閉型電動圧縮機における吐出弁装置の断面図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ 電動要素
８ シリンダ
１２ シリンダヘッド
１３ 吐出孔
１５ バルブプレート
１６ 吐出リード
１７ スプリングリード
１８ ストッパ
２３ 凹所
２４ 吐出弁座
２５ バルブ保持部
２６ 吐出リード蓋部
２７ スプリングリード折り曲げ部
２８ 距離Ａ
２９ 距離Ｂ
３０ リベット
３１ 略平行部

Claims (3)

1. 密閉容器内に電動要素とシリンダを有する圧縮要素を設け、前記シリンダの開口端部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凹所と、前記凹所に設けられた吐出弁座を備える吐出孔と、前記凹所に設けられ前記吐出弁座と同一平面上に配されたバルブ保持部と、前記凹所に配され前記吐出孔の開口を開閉する蓋部を備える吐出リードと、前記吐出リードの反バルブプレート側に配されたスプリングリードと、前記スプリングリードの反吐出リード側に配されたストッパとからなる吐出弁装置を有し、前記スプリングリードは、吐出リード蓋部に対して隙間を有するよう配され、前記ストッパは、前記吐出弁座と前記バルブ保持部を含む平面に対して前記バルブプレート側に略平行部を少なくとも２つ有し、かつ前記吐出リード蓋部に対応する位置において前記スプリングリードに対して隙間を有するよう配され、前記吐出リード、前記スプリングリード、前記ストッパ、前記バルブプレートは、前記バルブ保持部において固着され、さらに、前記スプリングリードと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ａがストッパと吐出リードの反バルブ保持部側端部における距離Ｂに対してＡ／Ｂ＝０．３〜０．９であることを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 前記スプリングリードは少なくとも１つの折り曲げ部を有し、吐出リード蓋部に対応する位置において前記吐出弁座と前記バルブ保持部を含む平面に対して傾きを有することを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 前記ストッパ、スプリングリード、吐出リードをバルブ保持部でリベットによりカシメることにより固着することを特徴とする請求項１または２に記載の密閉型電動圧縮機。

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