(57)【要約】【課題】  発生騒音及び接触衝撃量を最小化できるようにした往復動式圧縮機の吐出弁組立体を提供する。【解決手段】  往復動式圧縮機の吐出弁組立体２００は、シリンダ１５０の内部に形成されて冷媒を圧縮させる圧縮空間Ｐを開閉する吐出弁２０２と、吐出弁２０２と一端が連結されて吐出弁２０２を弾性支持する弁バネ２０３と、弁バネ２０３と連結される支持面２０４を備え、シリンダ１５０の端部に被さり、吐出弁２０２及び弁バネ２０３を収容すると共に、冷媒の吐出空間Ｄを形成する吐出カバー２０１と、シリンダ１５０の外側装着面３２０に装着され、吐出弁２０２がシリンダ１５０の圧縮空間Ｐを閉鎖するためにシリンダ１５０と接触する前に予め接触して衝撃を緩和させる緩衝部材３００とを有する。【選択図】      図１
2006132525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内部に形成されて冷媒を圧縮させる圧縮空間を開閉する吐出弁と、
前記吐出弁と一端が連結されて前記吐出弁を弾性支持する弁バネと、
前記弁バネと連結される支持面を備え、前記シリンダの端部に被さり、前記吐出弁及び弁バネを収容すると共に、冷媒の吐出空間を形成する吐出カバーと、
前記シリンダの外側装着面に装着され、前記吐出弁が前記シリンダの圧縮空間を閉鎖するために前記シリンダと接触する前に予め接触して衝撃を緩和させる緩衝部材と、
を含むことを特徴とする往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項２】
前記緩衝部材の前記装着面からの垂直高さは、前記装着面から前記吐出弁と接触する前記シリンダの接触面までの高さより１ｍｍ以上高いことを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項３】
前記緩衝部材は、前記装着面からの垂直高さが１ｍｍ以上で、前記装着面及び前記吐出弁と接触する前記シリンダの接触面が同一平面上に位置することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項４】
前記緩衝部材は、一つのコイルバネにより構成され、前記装着面の周縁に配設されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項５】
前記緩衝部材は、ウェーブバネであることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項６】
前記緩衝部材は、複数のコイルバネにより構成され、前記装着面の周縁に配設されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項７】
前記緩衝部材は、伸縮性のある材質により形成されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項８】
前記緩衝部材は、スポンジであることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項９】
前記シリンダの段差が形成された一端部のうち、突出部分は、前記吐出弁と接触する接触面をなし、非突出部分は、前記緩衝部材が配設される装着面をなすことを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項１０】
前記吐出弁は、前記ピストン側に付着される接触部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【請求項１１】
前記接触部材は、その外径が、前記吐出弁と接触する前記シリンダの接触面の外径と一致するように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の往復動式圧縮機の吐出弁組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動式圧縮機の吐出弁組立体に関し、特に、発生騒音及び接触衝撃量を最小化できるようにした往復動式圧縮機の吐出弁組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、往復動式圧縮機は、シリンダの内部でピストンが直線往復運動を行いながら冷媒ガスを吸入して圧縮する機械である。このような往復動式圧縮機は、駆動メカニズムによって二つの方式に大別される。その一つは、モータの回転運動が直線往復運動に変換されてピストンに伝達される方式で、他の一つは、モータの直線往復運動が直接ピストンに伝達される方式である。
【０００３】
図３は、モータの直線往復運動が直接ピストンに伝達される方式で運転される従来の往復動式圧縮機を示す断面図である。図に示すように、従来の往復動式圧縮機は、ガス吸入管１及びガス吐出管２が結合されたケーシング１０と、前記ケーシング１０の内部に互いに所定の間隔をおいて弾性支持されて設置される前方フレーム２０及び中間フレーム３０と、前記前方フレーム２０と中間フレーム３０との間に装着され、直線往復駆動力を発生する駆動モータ４０と、前記前方フレーム２０に挿入されるシリンダ５０と、前記駆動モータ４０の駆動力の伝達を受けて前記シリンダ５０の内部で直線往復運動を行うピストン６０と、前記ピストン６０を覆蓋する後方フレーム７０と、前記ピストン６０を弾性支持して共振を誘導する共振バネ８０と、前記ピストン６０の先端面に結合され、前記ピストン６０の直線往復運動により前記シリンダ５０の内部に流入するガスの流れを制御する吸入弁９０と、前記シリンダ５０の一側に設置され、前記ピストン６０の直線往復運動により前記シリンダ５０の内部で圧縮される圧縮ガスの吐出を制御する吐出弁組立体１００とを含む。
【０００４】
前記駆動モータ４０は、前記前方フレーム２０と中間フレーム３０との間に装着される外側固定子４１と、前記外側固定子４１の内部に挿入されて前記前方フレーム２０に装着される内側固定子４２と、前記外側固定子４１に結合される巻線コイル４３と、前記外側固定子４１と内側固定子４２との間に直線移動自在に挿入される可動子４４とを含む。前記可動子４４は、円筒状のホルダー４５と、前記ホルダー４５に結合される複数のマグネット４６とから構成され、前記ホルダー４５は、前記ピストン６０に連結される。
【０００５】
前記吐出弁組立体１００は、前記シリンダ５０の内部空間を覆蓋する吐出カバー１０１と、前記吐出カバー１０１の内部に位置し、前記シリンダの内部空間を開閉する吐出弁１０２と、前記吐出弁１０２を弾性支持する弁バネ１０３とを含む。前記吐出カバー１０１には、前記ガス吐出管２が連結される。
未説明符号１０４は締結ボルトで、１０５はナットである。
【０００６】
以下、このように構成される往復動式圧縮機の作動を説明する。
まず、圧縮機に電源が印加されると、前記駆動モータ４０から直線往復駆動力が発生して、前記駆動モータの可動子４４が直線往復運動を行うことにより、前記可動子４４の直線往復駆動力が前記ピストン６０に伝達されて、前記ピストン６０が前記シリンダ５０の内部空間で直線往復運動を行うようになる。前記ピストン６０が前記シリンダ５０の内部空間で直線往復運動を行うことによって、前記シリンダ５０の内部で発生する圧力差により、前記吸入弁９０及び吐出弁組立体１００がガス流路を開閉しながら、ガスがシリンダ５０の内部に吸入され、圧縮されて吐出される。前記シリンダ５０の内部空間から吐出された圧縮ガスは、前記吐出カバー１０１の内部を経て前記ガス吐出管２を通して流出する。このような過程が持続的に繰り返されながらガスが圧縮される。
【０００７】
一方、このような従来の往復動式圧縮機においては、前記ピストン５０の直線往復運動により圧縮されたガスを吐出させる吐出弁組立体１００により、騒音発生の程度が左右され、且つ、前記吐出弁組立体１００の作動により、吐出ガスの流動抵抗が左右されて、ガス吐出流量に影響を及ぼす。従って、前記吐出弁組立体１００に関する研究は、信頼性及び効率の向上において重要な要素として作用し、且つ、多くの研究が進行中である。
【０００８】
図４は、従来の往復動式圧縮機の吐出弁組立体を示す断面図である。同図に示すように、従来の往復動式圧縮機の吐出弁組立体１００は、前記シリンダ５０の内部空間を覆蓋する吐出カバー１０１と、前記吐出カバー１０１内に挿入され、前記シリンダ５０の内部空間を開閉する吐出弁１０２と、前記吐出弁１０２を弾性支持する弁バネ１０３とから構成され、前記吐出カバー１０１は、所定の厚さを有するキャップ状に形成されている。即ち、前記吐出カバー１０１は、所定の長さ及び外径を有する円筒部１１１と、前記円筒部１１１の一端部から折曲延長されて前記前方フレーム２０に結合される固定部１１２とからなり、前記円筒部１１１の一側には、前記ガス吐出管２が結合される吐出孔１１３が形成されている。
【０００９】
前記吐出弁１０２は、一側には弁バネ１０３が結合され、他側には前記シリンダ５０の内部空間を閉鎖する円形状の圧縮平面１２３が形成されている。
前記弁バネ１０３は、所定の長さを有するコイルバネである。
【００１０】
前記弁バネ１０３は、その一側は前記吐出弁１０２と結合されており、他側は前記吐出カバー１０１の内側面に接触支持されている。このとき、前記吐出弁１０２の圧縮平面１２３は、前記シリンダ５０の端面である接触面Ｓ１に接触し、前記弁バネ１０３と接触する吐出カバー１０１の内側面は、前記吐出弁１０２の圧縮平面１２３と接触するシリンダ５０の接触面Ｓ１と平行な平面をなす。
【００１１】
以下、このように構成される従来の往復動式圧縮機の吐出弁組立体の作動をより詳しく説明する。
【００１２】
まず、前記ピストン６０が上死点から下死点に移動すると、前記シリンダ５０の内部空間の圧力差により、前記吐出弁１０２の圧縮平面１２３が前記シリンダ５０の接触面Ｓ１に密着されると共に、前記吸入弁９０が開放されながら、ガスが前記ピストン６０の内部に形成された流路を通して前記シリンダ５０の内部空間に流入する。
【００１３】
そして、前記ピストン６０が下死点から上死点に移動すると、前記吸入弁９０が前記ピストン６０のガス流路を閉鎖し、前記シリンダ５０の内部空間に吸入されたガスが次第に圧縮され、そのガスが設定された圧縮状態となると、前記弁バネ１０３に支持される吐出弁１０２を開放させ、圧縮されたガスが吐出される。このような過程が持続的に繰り返されながらガスが圧縮される。
【００１４】
このような吐出弁組立体１００は、ガスが圧縮されるシリンダ５０の内部空間の断面が円形状で、これを開閉する吐出弁１０２が円形状に形成されるので、前記シリンダ５０の内部空間の形状及びその内部空間を開閉する吐出弁１０２の形状が最大の吐出面積を有することによって、吐出ガスの流れが円滑になるだけでなく、多量の吐出ガスが一気に流出して効率が優れているという利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来の往復動式圧縮機の吐出弁組立体においては、前記吐出弁１０２の動きを円滑にするために、該吐出弁１０２を弾性支持する弁バネ１０３の剛性が弱く設計されるので、前記吐出弁１０２が動くときにその動きの幅が大きいため、前記シリンダ５０と接触する衝撃量が増加することによって、高周波成分の弁接触騒音が大きく発生するという問題点があった。
【００１６】
また、従来の往復動式圧縮機の吐出弁組立体においては、接触面でのオイルの接着力、弁バネによる力、及び吐出カバー内の圧力による力の和より、ピストン及び吐出弁により形成される圧縮空間の圧力による力がさらに大きいときに吐出弁が開放されるので、ピストンが流体に対し過度な動作を行うこととなり、過圧縮損失が発生するという問題点があった。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、発生騒音及び接触衝撃量を最小化できるようにした往復動式圧縮機の吐出弁組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような目的を達成するために、本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体は、シリンダの内部に形成されて冷媒を圧縮する圧縮空間を開閉する吐出弁と、前記吐出弁と一端が連結されて前記吐出弁を弾性支持する弁バネと、前記弁バネと連結される支持面を備え、前記シリンダの端部に被さり、前記吐出弁及び弁バネを収容すると共に、冷媒の吐出空間を形成する吐出カバーと、前記シリンダの外側装着面に装着され、前記吐出弁が前記シリンダの圧縮空間を閉鎖するために前記シリンダと接触する前に予め接触して衝撃を緩和させる緩衝部材とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体においては、吐出弁がシリンダと接触する前に予め接触してその衝撃を吸収する緩衝部材を設置することにより、ピストンの往復運動によって発生する圧力差により前記シリンダの内部空間を開閉するときに、前記吐出弁とシリンダとの間の衝撃量を減少させることによって、吐出弁の接触騒音の発生が減少して信頼性を高めることができるという効果がある。
【００２０】
実験によれば、接触騒音が約４ｄＢ程度低減されるという効果がある。
本発明によれば、緩衝部材により吐出弁がより容易に開放されるので、従来のような過圧縮損失を抑制することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体について、添付の図面を参照して説明する。但し、従来技術と同様の事項については説明を省略する。
図１は、本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体の第１実施形態を示す断面図である。
【００２２】
図に示すように、本発明の第１実施形態による往復動式圧縮機の吐出弁組立体２００は、シリンダ１５０の内部に形成されて冷媒を圧縮させる圧縮空間Ｐを開閉する吐出弁２０２と、前記吐出弁２０２と一端が連結されて前記吐出弁２０２を弾性支持する弁バネ２０３と、前記弁バネ２０３と連結される支持面２０４とを備え、前記シリンダ１５０の端部に被さり、前記吐出弁２０２及び弁バネ２０３を収容すると共に、冷媒の吐出空間Ｄを形成する吐出カバー２０１と、前記シリンダ１５０の外側装着面３２０に装着され、前記吐出弁２０２が前記シリンダ１５０の圧縮空間Ｐを閉鎖するために前記シリンダ１５０と接触する前に予め接触して衝撃を緩和させる緩衝部材３００とを含む。
【００２３】
前記シリンダ１５０は、前方フレーム２０に支持されて設置される。
前記シリンダ１５０は、内部にピストン６０が挿入され、前記ピストン６０は、前記シリンダ１５０の圧縮空間Ｐ内で往復動式駆動モータの可動子に結合される。
【００２４】
前記シリンダ１５０の一側端には、前記吐出弁２０２が接触する接触面３１０、及び後述する緩衝部材３００が装着される装着面３２０が、段差を有するように形成される。
前記ピストン６０は、内部にガス流路６１が貫通形成され、その一側端には、前記ガス流路６１を開閉する吸入弁９０が装着される。
【００２５】
前記吐出カバー２０１は、内部に収容空間を有するように一側が開放され、所定の厚さ及び長さを有する円筒状の円筒部２１１と、前記円筒部２１１の他側から折曲されて延長形成される固定部２１２とからなる。前記吐出カバー２０１は、前記シリンダの接触面３１０側を含んで覆蓋するように、前記固定部２１２が前記前方フレーム２０に結合される。前記円筒部２１１の一側には、圧縮された冷媒を排出する吐出孔２１３が形成されている。前記吐出孔２１３がガス吐出管(図示せず)に連結されていることは、従来技術と同様である。
【００２６】
前記吐出弁２０２は、その一側に前記シリンダ１５０の接触面３１０に接触する圧縮平面２２３が形成され、前記圧縮平面２２３の他側に弁バネ２０３が結合される。前記吐出弁２０２の圧縮平面２２３は、前記シリンダ１５０の圧縮空間Ｐを密封させるように、前記シリンダの接触面３１０に接触する。
【００２７】
前記弁バネ２０３は、所定の長さを有するコイルバネである。
前記弁バネ２０３は、その一側が前記吐出弁２０２と結合されており、他側が前記吐出カバー２０１の支持面２０４に接触支持されている。このとき、前記吐出弁２０２の圧縮平面２２３は、前記シリンダ１５０の端面である接触面３１０に接触し、前記弁バネ２０３と接触する吐出カバー２０１の支持面２０４は、前記吐出弁２０２の圧縮平面２２３と接触するシリンダ１５０の接触面３１０と平行な平面をなす。
【００２８】
前記緩衝部材３００は、前記シリンダ１５０の装着面３２０に装着される。
前記緩衝部材３００が荷重を全く受けないときの高さは、前記装着面３２０から接触面３１０までの高さＨより約１ｍｍ以上高いことが好ましい。即ち、前記吐出弁２０２が閉鎖されるとき、前記吐出弁２０２と接触面３１０との間の距離が１ｍｍ以上になる位置で、前記緩衝部材３００との接触を開始することが好ましい。
【００２９】
前記緩衝部材３００は、一つのコイルバネにより構成され、前記装着面３２０の周縁に配設されることが好ましい。且つ、前記緩衝部材３００は、複数のコイルバネにより構成され、前記装着面３２０の周縁に配設させることもできる。
【００３０】
前記緩衝部材３００は、ウェーブバネであり得る。
また、前記緩衝部材３００は、スポンジのように伸縮性のある材質により形成されることもできる。
【００３１】
前記装着面３２０は、前記シリンダ１５０の一側端の段差を有する個所に位置し、詳しくは、前記シリンダ１５０の段差が形成された一端部のうち、突出部分は、前記吐出弁２０２の圧縮平面２２３と接触する接触面３１０をなし、未突出部分は、前記緩衝部材３００が配設される装着面３２０をなす。前記装着面３２０から接触面３１０までの高さＨは、所定の値を有するが、前記高さＨの値は０であり得る。即ち、前記装着面３２０と接触面３１０とは同一平面上に存在させることもできる。この場合、前記緩衝部材３００が荷重を全く受けないときの高さを１ｍｍ以上とすることにより、本発明の効果を奏することができる。但し、前記緩衝部材３００を前記シリンダ１５０の一側に固定する別途の手段があるべきことは勿論である。
【００３２】
以下、本発明の第１実施形態による往復動式圧縮機の吐出弁組立体の作用効果を説明する。
【００３３】
駆動モータの駆動力の伝達を受けて、前記ピストン６０が前記シリンダ１５０内で直線往復運動を行う。このとき、前記ピストン６０が下死点から上死点に動くと、前記吸入弁９０が前記ピストン６０のガス流路を閉鎖し、前記シリンダ１５０の圧縮空間Ｐに吸入されたガスが次第に圧縮され、そのガスが設定された圧縮状態となると、前記弁バネ２０３に支持される吐出弁２０２が開放し、圧縮されたガスが吐出される。
【００３４】
そして、前記ピストン２３０が上死点から下死点に動くと、前記シリンダ１５０の内部空間の圧力差により、前記吐出弁２０２の圧縮平面２２３が前記シリンダ１５０の接触面３１０に密着されると共に、前記吸入弁９０が開放し、ガスが前記ピストン９０のガス流路を通して前記シリンダ１５０の内部空間に流入する。このとき、前記緩衝部材３００は、前記装着面３２０に位置しており、その高さが、前記装着面３２０から接触面３１０までの高さＨより高く形成されているので、前記吐出弁２０２が前記接触面３１０と衝突する前に前記緩衝部材３００に接触することにより、その衝撃量が分配される。即ち、前記緩衝部材３００は、前記吐出弁２０２の圧縮平面２２３が前記シリンダ１５０の接触面３１０と接触する前に衝撃を緩和する役割をする。
【００３５】
このような過程が持続的に繰り返されながら、ガスが吸入、圧縮及び吐出される。
図２は、本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体の第２実施形態を示す断面図である。
【００３６】
第２実施形態の場合は、吐出弁２０２が段差を有するように形成したもので、第１実施形態の吐出弁２０２に、接触部材２５０をピストン６０側に付着させたものである。前記接触部材２５０の外径は、接触面３１０の外径と一致させることが好ましい。
【００３７】
このような第２実施形態において、圧縮平面２２３は、前記接触部材２５０上に形成され、緩衝部材３００は、前記接触部材２５０が位置する部分を除いた吐出弁２０２の部分に接触する。前記接触部材２５０は、前記吐出弁２０２と緩衝部材３００との間隔を調節するために、その厚さを調節して前記吐出弁２０２上に付着させる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明による往復動式圧縮機の吐出弁組立体の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】従来の往復動式圧縮機を示す断面図である。
【図４】従来の往復動式圧縮機の吐出弁組立体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１５０    シリンダ
２０１    吐出カバー
２０２    吐出弁
２０３    弁バネ
２０４    支持面
３００    緩衝部材
【図１】
2006132525.tif 000003
【図２】
2006132525.tif 000004
【図３】
2006132525.tif 000005
【図４】
2006132525.tif 000006