(57)【要約】【課題】本発明は、吐出弁の閉じ遅れを低減した密閉型圧縮機およびこの密閉型圧縮機を備えた冷蔵庫を提供することである。【解決手段】吐出孔と吐出弁面シート面とが形成されたバルブプレートと、前記バルブプレートに重ねられ、前記吐出孔を開閉する吐出弁部を備えた吐出弁板と、前記吐出弁板の反バルブプレート側に配設され、前記吐出弁部と当接して前記吐出弁部の変位を抑制する制振部を備えた制振部材と、を有する密閉型圧縮機において、前記制振部材の反バルブプレート側に配設され、前記制振部と当接して前記制振部及び前記吐出弁部の変位を抑制する衝撃吸収部を備えた衝撃吸収部材と、を有する密閉型圧縮機。【選択図】  図１
2011043100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮要素及び電動要素を収納し、前記圧縮要素は主要構成要素としてシリンダ室を形成するシリンダと、前記電動要素で駆動されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトとコネクティングロッドにより連結され、前記シリンダ内を往復動するピストンと、吐出孔と吸入孔を有し、前記シリンダの反クランクシャフト側の端面に固定されるバルブプレートと、前記バルブプレートの反ピストン側に配置され、一端が前記バルブプレート上に支持され、他端が前記吐出孔をシールする吐出弁板と、前記吐出弁板の反ピストン側に配置され、前記吐出弁板が開いた際に前記吐出弁板が当接して弾性変形する制振部材と、前記吐出弁板と前記制振部材との間に配置される板状部材と、前記制振部材の反ピストン側に配置され、前記吐出弁板が開いた際に前記制振部材が当接する衝撃吸収部を有する平面板形状の衝撃吸収部材と、前記制振部材と前記衝撃吸収部材との間に配置される板状部材と、を備え、
前記衝撃吸収部は、前記バルブプレートに対して端部が固定支持された梁構造をとることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉型圧縮機において、前記衝撃吸収部材は板ばね材により構成されることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の密閉型圧縮機において、前記衝撃吸収部は、前記バルブプレートに対して両端が固定支持された梁構造をとることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載の密閉型圧縮機において、前記衝撃吸収部は、前記バルブプレートに対して片端が固定支持された梁構造をとることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項５】
請求項３または４に記載の密閉型圧縮機において、前記衝撃吸収部が前記吐出孔の反ピストン側投影面を完全に覆うことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項６】
請求項３または４に記載の密閉型圧縮機において、前記衝撃吸収部材の前記制振部材が当接する部位における変位Ｘ［mm］と荷重Ｐ［Ｎ］との関係が、１.５［Ｎ／mm］≦Ｐ／Ｘ≦１０.５［Ｎ／mm］であることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項７】
吐出孔と吐出弁面シート面とが形成されたバルブプレートと、
前記バルブプレートに重ねられ、前記吐出孔を開閉する吐出弁部を備えた吐出弁板と、
前記吐出弁板の反バルブプレート側に配設され、前記吐出弁部と当接して前記吐出弁部の変位を抑制する制振部を備えた制振部材と、
を有する密閉型圧縮機において、
前記制振部材の反バルブプレート側に配設され、前記制振部と当接して前記制振部及び前記吐出弁部の変位を抑制する衝撃吸収部を備えた衝撃吸収部材と、
を有する密閉型圧縮機。
【請求項８】
請求項７において、
前記衝撃吸収部は、前記バルブプレートに対して両端が固定支持された梁構造の板ばね材としたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項９】
請求項７において、
前記衝撃吸収部は、前記バルブプレートに対して片端が固定支持された梁構造の板ばね材としたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項１０】
請求項７において、
前記吐出弁部が弾性変形する支点となる部分と、前記制振部が弾性変形する支点となる部分とが、前記吐出弁部と前記制振部との当接する部分を挟んで互いに反対側に位置されたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項１１】
請求項７において、
前記衝撃吸収部材と前記制振部材との間には、スペーサを配設したことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項１２】
請求項７において、
前記衝撃吸収部が前記吐出孔の反ピストン側投影面を完全に覆うことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項１３】
請求項７において、
前記衝撃吸収部材の前記制振部材が当接する部位における変位Ｘ［mm］と荷重Ｐ［Ｎ］との関係が、１.５［Ｎ／mm］≦Ｐ／Ｘ≦１０.５［Ｎ／mm］であることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項１４】
請求項１または請求項７に記載された密閉型圧縮機を搭載したことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫等に用いられる密閉型圧縮機に関し、特に、往復運動するピストンを有する密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型圧縮機として例えば特許文献１が知られている。この密閉型圧縮機はガスの吸込み、吐出を行うポートを有する静止部材と、前記ポートを開閉する吐出弁と、前記静止部材に固定され前記吐出弁の開放時に、前記吐出弁の当接部となる弁受け部材を有しており、弁受け部材の取付部に制振機能を有する弾性体が取付けられている。この制振機能は吐出弁の弁受け部材への衝突による騒音の発生を低減する目的で取付けられている。具体的には弁受け部材または静止部材の振動を抑制する目的で取付けられている。
【０００３】
また、従来の密閉型圧縮機の吐出弁構造として例えば特許文献２が知られている。この密閉型圧縮機は吐出口を有するバルブプレートと、前記吐出口上に吐出弁部を有する吐出弁板と、前記吐出弁部上に片持ち梁部を有する制振部材と、前記吐出弁板と前記制振部材との間に配置される第一の板状部材と、前記制振部材上に設けられ前記制振部材の動作範囲を規制する板状のストッパと、前記制振部材と前記ストッパの間に設けられる第二の板状部材を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１５６５６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１，特許文献２に記載された構造を適用した場合、次のような課題があった。
【０００６】
特許文献１に記載された構造の場合、吐出時において吐出弁は吐出ガス圧力により開いて、弁受け部材に衝突する。この時、弁受け部材取付け部に取付けられた弾性体は衝突により発生した弁受け部材の振動を抑制する。一方、吐出弁は衝突による弁受け部材からの反発により、吐出ポート側へとはね返る。弁受け部材の剛性が大きい場合、吐出弁は弁受け部材から大きな反発力を受けるため、弁受け部材と吐出ポートの間をはげしく振動することとなる。すると、吐出弁はシリンダ内のガスの吐出が完了した後も振動してしまい、吐出弁の閉じ遅れが発生する可能性があった。弁受け部材の剛性が小さい場合においては、吐出弁が弁受け部材から得る反発力が小さいため、吐出弁が吐出ポートに着座するまでの時間がかかってしまい、吐出弁の閉じ遅れが発生する可能性があった。
【０００７】
この吐出弁の閉じ遅れが発生すると、吐出したガスがシリンダ内へ逆流するため、圧縮機の性能が十分に発揮できていない恐れがあった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載された構造の場合、ストッパは制振部材の動作範囲を規制するため、バルブプレートからの距離が常に一定になるように剛に固定されている。そのためストッパに衝突した吐出弁は、ストッパより大きな反発力を受け、ストッパとバルブプレートの間を振動することとなる。制振部材の曲げ剛性を高めることでこの振動をより抑制する効果が得られる一方、吐出弁が開きにくくなり吐出損失が増大するため、制振部材の剛性を高めることができなかった。その結果、吐出弁はストッパとバルブプレートの間を振動することによって閉じ遅れが発生し、圧縮機の性能が十分に発揮できていない恐れがあった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、吐出弁の閉じ遅れを低減した密閉型圧縮機およびこの密閉型圧縮機を備えた冷蔵庫を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に圧縮要素及び電動要素を収納し、前記圧縮要素は主要構成要素としてシリンダ室を形成するシリンダと、前記電動要素で駆動されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトとコネクティングロッドにより連結され、前記シリンダ内を往復動するピストンと、吐出孔と吸入孔を有し、前記シリンダの反クランクシャフト側の端面に固定されるバルブプレートと、前記バルブプレートの反ピストン側に配置され、一端が前記バルブプレート上に支持され、他端が前記吐出孔をシールする吐出弁板と、前記吐出弁板の反ピストン側に配置され、前記吐出弁板が開いた際に前記吐出弁板が当接して弾性変形する制振部材と、前記吐出弁板と前記制振部材との間に配置される板状部材と、前記制振部材の反ピストン側に配置され、前記吐出弁板が開いた際に前記制振部材が当接する衝撃吸収部を有する平面板形状の衝撃吸収部材と、前記制振部材と前記衝撃吸収部材との間に配置される板状部材と、を備え、前記衝撃吸収部は、前記バルブプレートに対して端部を固定支持された梁構造をとることを特徴とする。
【００１１】
また、上記本発明の目的は、
吐出孔と吐出弁面シート面とが形成されたバルブプレートと、
前記バルブプレートに重ねられ、前記吐出孔を開閉する吐出弁部を備えた吐出弁板と、
前記吐出弁板の反バルブプレート側に配設され、前記吐出弁部と当接して前記吐出弁部の変位を抑制する制振部を備えた制御部材と、
を有する密閉型圧縮機において、
前記制振部材の反バルブプレート側に配設され、前記制振部と当接して前記制振部及び前記吐出弁部の変位を抑制する衝撃吸収部を備えた衝撃吸収部材と、
を有する密閉型圧縮機によって達成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吐出弁の閉じ遅れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の密閉型圧縮機の縦断面図。
【図２】図１の密閉型圧縮機が搭載された冷蔵庫の縦断面図。
【図３】図１の密閉型圧縮機のシリンダの端面に取付けられる各部品の斜視図。
【図４】図３の吐出弁装置に組みつけられる各部品の斜視図。
【図５】図４の吐出弁装置の中のバルブプレートを示す図。
【図６】図４の吐出弁装置の中の吐出弁板を示す図。
【図７】図４の吐出弁装置の中の制振部材を示す図。
【図８】図４の吐出弁装置の中の衝撃吸収部材を示す図。
【図９】図４の吐出弁装置の中のバルブプレート，吐出弁板，第一のスペーサ，制振部材，第二のスペーサ，衝撃吸収部材，パッキン，ヘッドカバーを含む吐出圧力空間を形成する部品の分解図。
【図１０】図４の吐出弁装置の中のバルブプレート，吐出弁板，第一のスペーサ，制振部材，第二のスペーサ，衝撃吸収部材，パッキン，ヘッドカバーの積層状態を示す断面模式図。
【図１１】図４の吐出弁装置の中の吐出弁部と制振部，衝撃吸収部の変形時における状態を強調して示す断面模式図。
【図１２】吐出弁板動作時におけるシリンダ室圧力の時間変化を示すグラフ。
【図１３】衝撃吸収部の剛性と体積効率の関係を示すグラフ。
【図１４】実施例２の吐出弁装置の中のバルブプレート，吐出弁板，第一のスペーサ，制振部材，第二のスペーサ，衝撃吸収部材，パッキン，ヘッドカバーの積層状態を示す断面模式図。
【図１５】剛性Ｋと閉じ遅れとの関係について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例について図１〜図１３を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１６】
まず、本実施形態の密閉型圧縮機５０について図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態の密閉型圧縮機５０の縦断面図である。
【００１７】
本実施形態の密閉型圧縮機５０は、圧縮要素２０と電動要素３０とを密閉容器３内に上下に配置すると共にクランクシャフト７で連結したレシプロ圧縮機である。圧縮要素２０及び電動要素３０は密閉容器３内に弾性的に支持されている。
【００１８】
電動要素３０は、フレーム１ｂの下方に配置され、ステータ５及びロータ６を備えている。ステータ５はフレーム１ｂに固定され、ロータ６はクランクシャフト７に固定されている。クランクシャフト７の上端部には回転中心から偏心したクランクピン７ａが設けられている。
【００１９】
クランクシャフト７は軸受部１ａを貫通してフレーム１ｂの下方から上方へ延伸しており、クランクピン７ａがフレーム１ｂの上方側に位置するように設けられている。クランクシャフト７の下部はロータ６と直結しており、電動要素３０の動力によりクランクシャフト７が回転する。クランクシャフト７が回転するとクランクピン７ａが偏心回転し、ピストン４が往復動する構成となっている。
【００２０】
圧縮要素２０はシリンダ室を形成するシリンダ１とシリンダ室内を往復動するピストン４と、このピストン４を駆動するコネクティングロッド２と、シリンダ１の反クランクシャフト側端面に組み立てられる吐出弁装置４０と、吸入弁板９と、吐出圧力空間を形成するヘッドカバー１７と、を備えている。シリンダ１は軸受部１ａ及びフレーム１ｂを一体に成形している。ピストン４は、コネクティングロッド２を介してクランクピン７ａに連結され、クランクピン７ａの偏心回転によりシリンダ室内を往復運動する。
【００２１】
シリンダ１内に供給された冷媒はピストン４の往復動によって圧縮され、圧縮されたガス冷媒は、圧縮機外部に連通する吐出管へと送られる。
【００２２】
次に、密閉型圧縮機５０を搭載した冷蔵庫６０について図２を参照しながら説明する。図２は本実施形態の密閉型圧縮機５０が搭載された冷蔵庫６０の縦断面図である。冷蔵庫６０は冷蔵室６２，上段冷凍室６３，下段冷凍室６４，野菜室６５により構成される。なお、冷蔵室６２，上段冷凍室６３，下段冷凍室６４，野菜室６５の位置関係は図２の限りではない。
【００２３】
密閉型圧縮機５０から吐出された冷媒は、冷蔵庫６０内に設けられた凝縮器，減圧機構を通過し、冷却器６６で冷蔵庫内の熱を吸収して、再び圧縮機内へと戻される。この密閉型圧縮機５０，凝縮器，減圧機構及び冷却器６６からなる冷凍サイクルには、プロパンやイソブタンなどの炭化水素系の冷媒が使用されている。
【００２４】
次に図３を用いて吐出弁装置４０の位置を説明する。図３はシリンダ１の反クランクシャフト側端面に取付けられる各部品の斜視図である。シリンダ１の端面には、トップパッキン２２，吸入弁板９，吐出弁装置４０，パッキン１６，ヘッドカバー１７，吸入サイレンサパッキン２３ａ，吸入サイレンサ２３，吸入サイレンサ固定部材２３ｂの順に配置され、トップパッキン２２，吸入弁板９，吐出弁装置４０，パッキン１６，ヘッドカバー１７の締結具貫通穴１８にボルト等の締結具を貫通してシリンダ１の端面側に固定される。従って吐出弁装置４０は吸入弁板９とパッキン１６の間に挟まれる位置に設置され、吸入弁板９と隣り合うことで吸入構造を構成する。また、吐出弁装置４０とパッキン１６，ヘッドカバー１７により吐出圧力空間が形成されている。
【００２５】
図４を用いて吐出弁装置４０の構造について説明する。図４は吐出弁装置４０に組みつけられる各部品の斜視図である。吐出弁装置４０はシリンダ側から順に、バルブプレート１０，吐出弁板１１，第一のスペーサ１２，制振部材１３，第二のスペーサ１４，衝撃吸収部材１５からなる。吐出弁板１１，制振部材１３，衝撃吸収部材１５はステンレス系の板ばね材により構成される。例示として本実施例では、重量比率にしてクロムが１３.５％、モリブデンが１.３％、炭素が０.４％含まれているステンレス系の板バネ材を用いている。また、本実施例では吐出弁板１１および制振部材１３の厚さが０.１５mm、衝撃吸収部材１５の厚さが０.２mm、第一のスペーサ１２の厚さが０.１５mm、第二のスペーサ１４の厚さが０.４５mmである。
【００２６】
図４に示すように、これらの部品９〜１５及びパッキン１６，トップパッキン２２，ヘッドカバー１７は概略同じ外形を有する板材で構成され、部品９〜１７及びトップパッキン２２の４隅部には締結具貫通穴１８が形成されている。また、部品９〜１７及びトップパッキン２２には、吸入孔１９が形成されている。さらに、部品１１〜１６は図９に示すように吐出圧力空間の壁面を形成する吐出弁板外周部１１ｂ，第一のスペーサ外周部１２ａ，制振部材外周部１３ｃ，第二のスペーサ外周部１４ａ，衝撃吸収部材外周部１５ｂ，トップパッキン外周部１６ａを有している。バルブプレート１０とヘッドカバー１７の間にはこれら各部品１１〜１６の外周部が積層して設置され、一つの吐出圧力空間を形成している。
【００２７】
そして、シリンダ１の端面に、トップパッキン２２，吐出弁装置４０，パッキン１６，ヘッドカバー１７の順に配置され、トップパッキン２２，吐出弁装置４０，パッキン１６，ヘッドカバー１７の締結具貫通穴１８にボルト等の締結具を貫通してシリンダ１の端面側に固定される。
【００２８】
部品９〜１７及びトップパッキン２２の組立て後では、吐出弁板１１と制振部材１３との隙間寸法は第一のスペーサ１２の厚さにより規定され、制振部材１３と衝撃吸収部材１５との隙間寸法は第二のスペーサ１４の厚さにより規定される。
【００２９】
通常、圧延により成形された板材厚さの寸法制度は数マイクロメートルから数十マイクロメートル以下で管理されるため、安価に高い精度でバルブプレート１０と制振部材１３，衝撃吸収部材１５の隙間寸法を管理することが可能である。
【００３０】
図５に示すようにバルブプレート１０は、吸入孔１９，吐出孔１０ａ及び吐出弁シート面１０ｂを有し、シリンダ１の反クランクシャフト７側端面に固定されている。
【００３１】
図６に示すように吐出弁板１１は、バルブプレート１０の反ピストン側に配置され、吐出孔１０ａを通じて受けるガス圧力により弾性変形して吐出孔１０ａの開閉を行う吐出弁部１１ａを有している。この吐出弁板１１は、具体的には、吐出圧力空間を形成する外周部１１ｂの壁面から中央に延びる吐出弁部１１ａを有する平坦な板材で構成されている。なお、吐出弁部１１ａは吐出弁シート面１０ｂに接触して吐出孔１０ａを封止する。つまり、吐出孔１０ａと吐出弁シート面１０ｂとが形成されたバルブプレート１０には、吐出弁板１１が重ねられており、その吐出弁板１１は、吐出孔１０ａを開閉する吐出弁部１１ａを備えている。
【００３２】
図７に示される制振部材１３は、吐出弁板１１の反ピストン側に配置され、吐出弁部１１ａが開いた際に当該吐出弁部１１ａが当接して一緒に弾性変形する制振部１３ａを有している。この制振部材１３は、具体的には、吐出圧力空間を形成する外周部１３ｃの壁面から中央に延びる制振部１３ａを有する平坦な板材で構成されている。このように、制振部１３ａは片端固定支持の梁構造であり、吐出弁開弁時において制振部１３ａの先端側下面が吐出弁部１１ａ先端と接触する構造である（図１１参照）。制振部１３ａは穴部１３ｂにより吐出弁部１１ａとの接触面積が低減され、吐出弁部１１ａと制振部材１３の間隙に潤滑油が溜まった時に発生する表面張力による貼りつきを低減させている。別の観点で言えば、制振部材１３は、吐出弁板１１の反バルブプレート側に配設されており、吐出弁部１１ａと当接して吐出弁部１１ａの変位を抑制する制振部１３ａを備えている。
【００３３】
吐出弁板１１及び制振部材１３は、図１０のように吐出弁部１１ａが弾性変形する支点となる部分と、制振部材１３ａが弾性変形する支点となる部分とが、吐出弁部１１ａと制振部３ａとの当接する部分を挟んで互いに反対側に位置され、吐出弁部１１ａの先端側と制振部１３ａの先端側の間隔が、第一のスペーサ１２の厚さとなるように設置されている。
【００３４】
図８に示す衝撃吸収部材１５は、制振部１３ａの上方に配置され、吐出弁板１１および制振部材１３が衝撃吸収部材１５に衝突した際に、吐出弁板１１および制振部材１３の衝突による衝撃および振動を抑制するための衝撃吸収部１５ａを有している。つまり、衝撃吸収部材１５は、制振部材１３の反バルブプレート側に配設され、制振部１３ａと当接して制振部１３ａ及び吐出弁部１１ａの変位を抑制する衝撃吸収部１５ａを備えている。なお、上記したとおり、衝撃吸収部材１５と制振部材１３との間には、第二のスペーサ１４が挟まれているので、衝撃吸収部材１５は、スペーサを介して制振部材１３の反バルブプレート側に配設されているとも言える。
【００３５】
この衝撃吸収部材１５は、吐出圧力空間を形成する衝撃吸収部材外周部１５ｂの壁面から中央に延びる衝撃吸収部１５ａを有する平坦な板ばね材で構成されている。衝撃吸収部１５ａは、吐出孔１０ａの反ピストン側投影面に配置されており、反ピストン側からピストン方向にバルブプレート１０を見たとき、衝撃吸収部１５ａが吐出孔１０ａを完全に覆う両持ち梁形状となっている。また、衝撃吸収部材１５は、制振部材１３と当接する部位における変位Ｘ［mm］と荷重Ｐ［Ｎ］との関係が、Ｐ／Ｘ＝３.０［Ｎ／mm］を満たすような形状となっている。
【００３６】
次に図１０，図１１，図１２を参照しながら吐出弁板１１及び制振部材１３の変形動作について説明する。図１０は吐出弁板１１，制振部材１３，衝撃吸収部材１５をバルブプレート１０へと組付けた時の断面模式図である。模式図であるため前述通りの厚さ寸法にはなっていない。組付け時において吐出弁板１１は吐出孔１０ａを塞いだ状態となっている。図１１は吐出弁板１１と制振部材１３の変形時の状態を示す断面模式図であり、変形は強調して描いている。図１２は吐出弁板１１動作時における、シリンダ１内の圧力であるシリンダ室圧力の時間変化を示すグラフである。
【００３７】
図１０を用いて吐出弁板１１が閉じた状態について説明する。密閉型圧縮機５０が運転状態のとき、吐出弁板１１には弁が開く向きの外力としてシリンダ室圧力，弁が閉じる向きの外力として吐出圧力空間の圧力が負荷される。そしてシリンダ室圧力が、吐出圧力よりも小さい時、吐出弁板１１は図１０に示すように吐出孔１０ａを塞いだ状態となる。
【００３８】
次に図１１と図１２を用いて吐出弁板１１が閉じた状態から開く動作について説明する。吐出弁板１１が閉じている時、吐出弁板１１には弁が開く向きの力としてシリンダ室圧力が挙げられる。また、弁が閉じる向きの力としては吐出圧力空間の圧力と、吐出弁板１１と吐出弁シート面１０ｂとの間に存在する潤滑油の表面張力が挙げられる。ピストン４が下死点の状態からバルブプレート１０側に移動すると、シリンダ室容積が縮小し、図１２に示すようにシリンダ室圧力が上昇する。シリンダ室圧力の上昇により、シリンダ室圧力と吐出弁板１１の復元力との合力が吐出圧力と潤滑油の表面張力との合力よりも大きくなった時、吐出弁板１１が吐出弁シート面１０ｂから離れ、吐出弁板１１が開く（点ａ）。
【００３９】
吐出弁板１１が開くと、シリンダ１内で圧縮されたガス冷媒が吐出孔１０ａを通じて吐出圧力空間に吐出され、圧縮冷媒の流体力により吐出弁板１１がヘッドカバー１７側に反り、吐出弁板先端部である吐出弁部１１ａが制振部材１３に当接することによって吐出弁板１１の自励振動が抑制される。
【００４０】
吐出弁板１１の開動作の進行に伴って、図１２に示すようにシリンダ室圧力がやがて低下すると共に、吐出弁部１１ａはバルブプレート１０からさらにヘッドカバー１７側へと移動し、制振部材１３が衝撃吸収部１５ａに当接する。すると衝撃吸収部１５ａは制振部材１３および吐出弁板１１を介して圧縮冷媒の流体力を受けるため、ヘッドカバー１７側へと変形する。その結果、吐出弁板１１と制振部材１３と衝撃吸収部材１５は図１１に示すように変形する。すると衝撃吸収部１５ａは反シリンダ方向にたわむこととなる。衝撃吸収部１５ａのたわみによる変形量は密閉型圧縮機５０の運転条件により異なるものの、本実施例における冷蔵庫６０の運転条件では０.１mm〜１mm程度である。
【００４１】
圧縮冷媒の流体力による吐出弁板１１の変形は、制振部材１３と衝撃吸収部材１５により抑制されるとともに、制振部材１３と衝撃吸収部材１５の当接時における衝撃は衝撃吸収部１５ａの変形によって吸収される。そして制振部材１３が衝撃吸収部材１５と当接している間は、吐出弁板１１と制振部材１３の振動は衝撃吸収部１５ａが変形することによって減衰する。
【００４２】
また、衝撃吸収部１５ａは吐出孔１０ａの反ピストン側投影面に配置されており、反ピストン側からピストン方向にバルブプレート１０を見たとき、衝撃吸収部１５ａが吐出孔１０ａを完全に覆う形状となっているため、安定して吐出孔１０ａから吐出された冷媒により変形する吐出弁板１１および制振部材１３を受け止めることができ、吐出弁板１１および制振部材１３の振動を効率よく低減することができる。これは吐出弁板１１において吐出孔１０ａからの吐出ガス冷媒による流体力を受ける位置と、吐出弁板１１および制振部材１３を受け止める位置とが一致しているためである。
【００４３】
吐出弁板１１が全開状態まで進行し（点ｂ）、シリンダ１内の冷媒が吐出空間に吐出され、シリンダ室圧力が低下することに伴い、吐出冷媒の流体力が減少し、吐出弁板１１および制振部材１３，衝撃吸収部材１５の複合弾性力により吐出弁板１１がバルブプレート１０側に戻され、吐出弁板１１と吐出弁シート面１０ｂの距離が接近する。すると、吐出冷媒の流路が狭くなり流路抵抗が増加するため、図１２に示すように再びシリンダ室圧力が上昇する（点ｃ）。そして、シリンダ室圧力と吐出圧力の差圧が大きくなり、吐出弁板１１が再び開く方向に動作し、シリンダ室圧力が低下する。
【００４４】
ピストン４が上死点に近づくにつれて、吐出孔１０ａを通過する吐出冷媒流量が減少し、吐出弁板１１に作用する流体力が減少し、最終的にピストン４が上死点となったとき、吐出冷媒の流れが止まり（点ｄ）、吐出弁板１１に作用する流体力がゼロとなり、吐出弁板１１および制振部材１３，衝撃吸収部材１５の複合弾性力により吐出弁板１１が吐出孔１０ａを塞ぐ方向に動作する。そして、ピストン４が下死点に向けて移動を開始するとシリンダ室圧力が急激に低下し、図１０に示すように吐出弁板１１が吐出孔１０ａを塞ぐ。
【００４５】
本実施例により構成される密閉型圧縮機５０の性能について、図１３および図１５を用いて以下に説明する。
【００４６】
図１３は衝撃吸収部１５ａの剛性と、圧縮機の性能指標の一つである体積効率（実冷媒循環量／理論冷媒循環量）の関係を示すグラフである。横軸は衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋ［Ｎ／mm］であり、衝撃吸収部材１５の制振部材１３と当接する部位における変位Ｘ［mm］と荷重Ｐ［Ｎ］を用いてＫ＝Ｐ／Ｘで定義される。縦軸は体積効率比であり、衝撃吸収部１５ａの剛性を変えていき、最も体積効率が高くなるときの体積効率を１とした比で定義される。図１５は吐出弁板１１動作時におけるシリンダ室圧力を示すグラフ（図１５（Ｘ））と、３種類の衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋにおける、吐出弁部１１ａ先端の吐出弁シート面１０ｂからの浮上量を示したグラフ（図１５（ａ）〜（ｃ））である。いずれのグラフも横軸は時間を示す。
【００４７】
図１３をみると、体積効率は衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋがある値の時にピークを持つことが分かる。この現象は、以下に記述する理由により発生する。
【００４８】
衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋが（体積効率のピーク値を与える剛性よりも）小さい場合、以下の２つの現象が起こる。一つは、吐出弁板１１が制振部材１３，衝撃吸収部材１５に衝突した後の変位が大きくなるということである。こうであれば衝撃吸収という観点からすると好ましい。もう一つは、吐出弁板１１および制振部材１３，衝撃吸収部材１５の複合弾性力が小さいため、ピストン４が上死点となったときに吐出弁板１１がバルブプレート１０側に押し戻される力が弱くなるということである。すると、図１５（ａ）に示すように、吐出弁板１１が吐出弁シート面１０ｂに着座し、吐出孔１０ａを塞ぐまでに時間がかかる結果となる。これは代表質量をｍ、代表剛性をｋとした振動系において、振動周期が（ｍ／ｋ）0.5に比例する事実と同様の理屈により、複合弾性力を小さくすると吐出孔１０ａを塞ぐまでに要する時間が増えるためである。ピストン４が上死点となり、下死点に向けて移動を開始してから吐出弁板１１が吐出孔１０ａを封止するまでの間は、吐出された圧縮冷媒がシリンダ１内に逆流するため、実冷媒循環量の低下となり、体積効率悪化の要因となる。すなわち、衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋが小さい場合は、吐出弁板１１が吐出孔１０ａを塞ぐまでに時間がかかるため、得られる体積効率は低いものとなる。従って、なるべく剛性Ｋが大きい方が好ましい。体積効率をピーク値の９５％以上とするのであれば、１.５［Ｎ／mm］≦Ｋとする必要がある。
【００４９】
一方、衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋが（体積効率のピーク値を与える剛性よりも）大きい場合においては、以下の２つの現象が起こる。一つは、前記の変位が小さくなる。しかし、剛性Ｋが大き過ぎると衝撃を吸収しないこととなり、好ましくない。もう一つは、吐出弁板１１および制振部材１３，衝撃吸収部材１５の複合弾性力が大きいため、ピストン４が上死点となったときに吐出弁板１１がバルブプレート１０側に押し戻される力が強くなる。すると、塞ぐまでの時間を短くすることができそうである。しかし、図１５（ｃ）に示すように、吐出弁板１１は大きな速度で吐出弁シート面１０ｂに着座するために、吐出弁シート面１０ｂから反発力を受けてバウンドする。その結果、吐出弁板１１は吐出弁シート面１０ｂと衝撃吸収部１５ａの間を振動することとなる。ピストン４が上死点を迎えてからの吐出弁板１１の振動は、吐出弁板１１が吐出孔１０ａを塞ぐことができないために体積効率悪化の要因となる。従って、なるべく剛性Ｋが小さい方が好ましい。体積効率をピーク値の９５％以上とするのであれば、Ｋ≦１０.５［Ｎ／mm］とする必要がある。
【００５０】
以上から、より高い体積効率を達成するためには衝撃吸収部１５ａの剛性Ｋを、図１３において体積効率比がピーク値となる付近に設定する必要がある。具体的には、図１５（ｂ）に示すように、閉じるのも比較的速く、バウンドもしないことが好ましい。つまり、１.５［Ｎ／mm］≦Ｋ≦１０.５［Ｎ／mm］とすることで、体積効率をピーク値の９５％以上とすることが可能である。すなわち、１.５［Ｎ／mm］≦Ｋ≦１０.５［Ｎ／mm］とすることによって吐出弁板１１の閉じ遅れによる体積効率の悪化を低減することができる。
【００５１】
なお、剛性Ｋを高くすればするほど、ピストン４が上死点を過ぎた後、吐出弁板１１が最初に吐出孔１０ａを塞ぐＺ点を上死点に近付けることができそうである。しかし、剛性Ｋを高くすると、ピストン４が下死点から上死点へと動く間の吐出弁板１１の振動数も変化するため、剛性Ｋを高くしたからといって必ずしもＺ点を上死点に近付けることができる訳ではない。なお、図１５に示した（Ｘ）と（ａ），（ｂ），（ｃ）との関係やバウンド数等は、必ずしも現実のものではなく、どのような現象が起こっているかの理解を容易にするために示したものである。
【００５２】
本実施例においては衝撃吸収部１５ａの剛性ＫがＫ＝３.０［Ｎ／mm］となっている。この値は１.５［Ｎ／mm］≦Ｋ≦１０.５［Ｎ／mm］の範囲内であり、吐出弁板１１の閉じ遅れの低減によって十分高い体積効率を得ることが可能となっている。
【００５３】
以上に説明したように、本実施例によれば密閉型圧縮機５０の性能が向上し、この密閉型圧縮機５０を搭載した冷蔵庫６０の消費電力を下げることが可能である。
【実施例２】
【００５４】
本発明の第２の実施例について図１４を用いて説明する。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と異なるものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００５５】
この第２実施形態では、吐出弁板１１，第一のスペーサ１２，制振部材１３，第二のスペーサ１４，衝撃吸収部材１５は固定ピン２１によってバルブプレート１０に固定されている。図１４は吐出弁板１１，制振部材１３，衝撃吸収部材１５をバルブプレート１０へと組付けた時の断面模式図である。吐出弁板１１，制振部材１３，衝撃吸収部材１５は片端がバルブプレート１０へ固定されているため、片持ち梁構造となる。吐出弁板１１と制振部材１３の隙間寸法は第一のスペーサ１２により規定され、制振部材１３と衝撃吸収部材１５の隙間寸法は第二のスペーサ１４により規定される。
【００５６】
衝撃吸収部材１５は平坦な板ばね材で構成されており、制振部材１３の弾性変形時に制振部材１３と当接する部位における変位Ｘ［mm］と荷重Ｐ［Ｎ］との関係が、１.５［Ｎ／mm］≦Ｐ／Ｘ≦１０.５［Ｎ／mm］を満たすような形状となっている。この第２実施形態によると、第１実施形態と同様の効果によって吐出弁板１１の閉じ遅れを低減することができ、密閉型圧縮機５０の性能が向上し、この密閉型圧縮機５０を搭載した冷蔵庫６０の消費電力を下げることが可能である。
【００５７】
以上、各実施例によれば、吐出弁の閉じ遅れを防止することができる。そして、高性能な密閉型圧縮機を提供することができ、延いては、消費電力量の少ない冷蔵庫を提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  シリンダ
１ａ  軸受部
１ｂ  フレーム
２  コネクティングロッド
３  密閉容器
４  ピストン
５  ステータ
６  ロータ
７  クランクシャフト
７ａ  クランクピン
９  吸入弁板
１０  バルブプレート
１０ａ  吐出孔
１０ｂ  吐出弁シート面
１１  吐出弁板
１１ａ  吐出弁部
１１ｂ  吐出弁板外周部
１２  第一のスペーサ
１２ａ  第一のスペーサ外周部
１３  制振部材
１３ａ  制振部
１３ｂ  穴部
１３ｃ  制振部材外周部
１４  第二のスペーサ
１４ａ  第二のスペーサ外周部
１５  衝撃吸収部材
１５ａ  衝撃吸収部
１５ｂ  衝撃吸収部材外周部
１６  パッキン
１７  ヘッドカバー
１８  締結具貫通穴
１９  吸入孔
２０  圧縮要素
２１  固定ピン
２２  トップパッキン
２３  吸入サイレンサ
２３ａ  吸入サイレンサパッキン
２３ｂ  吸入サイレンサ固定部材
３０  電動要素
４０  吐出弁装置
５０  密閉型圧縮機
６０  冷蔵庫
６１  冷蔵庫本体
６２  冷蔵室
６３  上段冷凍室
６４  下段冷凍室
６５  野菜室
６６  冷却器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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