(57)【要約】【課題】ピストンと吸入バルブとの接触面積を低減し、吸入バルブが円滑に動作するとともに、潤滑油の緩衝作用によって騷音をも低減し得る往復動式圧縮機を提供すること。【解決手段】往復動圧縮機が、往復動式モータ３０に連結されシリンダ１４１の圧縮空間Ｐで往復運動しかつ内部に圧縮空間Ｐと連通する吸入流路Ｆが形成されたピストン１４２と、ピストン１４２の端面に装着されてそのピストン１４２の吸入流路Ｆを開閉することによってガスの吸入を調節する吸入バルブ１４３と、シリンダ１４１の吐出側に装着されて圧縮空間Ｐを開閉することによってガスの吐出を調節する吐出バルブ組立体７０と、ピストン１４２と吸入バルブ１４３との接触面積を低減し、潤滑油の粘着を最小化できるようにピストン端面と吸入バルブ１４３との接触部分に形成された粘着防止部とを具備する。【選択図】　　　図１
2004100687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動式モータに連結されてシリンダの圧縮空間で往復運動をする、かつ内部に前記圧縮空間と連通する吸入流路が形成されたピストンと、前記ピストンの端面に装着されてそのピストンの吸入流路を開閉することによってガスの吸入を調節する吸入バルブと、
前記シリンダの吐出側に装着されて圧縮空間を開閉することによってガスの吐出を調節する吐出バルブ組立体と、
前記ピストンと前記吸入バルブとの接触面積を低減し、潤滑油の粘着を最小化できるように前記ピストン端面と前記吸入バルブとの接触部分に形成された粘着防止部を含む往復動式圧縮機。
【請求項２】
前記粘着防止部は、ピストンの端面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項３】
前記粘着防止部は、溝であることを特徴とする請求項２記載の往復動式圧縮機。
【請求項４】
前記粘着防止部は、深さ２０〜２００μｍの溝であることを特徴とする請求項３記載の往復動式圧縮機。
【請求項５】
前記ピストンの前面に位置する吸入流路の端部には、ガス逆流防止のための突条が形成されていることを特徴とする請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項６】
前記粘着防止部は、前記吸入バルブに形成されていることを特徴とする請求項５記載の往復動式圧縮機。
【請求項７】
前記粘着防止部は、溝であることを特徴とする請求項６記載の往復動式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は往復動式圧縮機に関し、より詳細には、ピストンと吸入バルブとの接触面積を低減し、吸入バルブの動作を円滑にし得る往復動式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍サイクル装置を構成する圧縮機は、増発器から流入する低温、低圧状態の冷媒ガスを圧縮して高温・高圧の状態で吐出する機器である。
圧縮機は、流体を圧縮する方式によって回転式圧縮機、往復動式圧縮機、スクロール圧縮機等に分類することができる。
【０００３】
特に、往復動式圧縮機は、ピストンが線形に動きながら流体を吸入、圧縮するものであって、駆動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換して流体を吸入、圧縮する方式のものと、駆動モータが直線往復運動しながらピストンを往復運動させ、流体を吸入、圧縮する方式のものとに大別される。
【０００４】
図９は、従来の往復動式圧縮機の内部を示す縦断面図で、図１０は、図９におけるピストンと吸入バルブとの取り付けを示す分解斜視図で、図１１は、図９における吸入行程を示す縦断面図で、図１２は、図９における圧縮行程を示す縦断面図である。
【０００５】
図示するように、従来の往復動式圧縮機は、ガス吸入管ＳＰ及びガス吐出管ＤＰを有するケース１０と、ケース１０の内部に弾力的に設けられるフレームユニット２０と、フレームユニット２０に固定され、可動子３３が直線往復運動する往復動式モータ３０と、往復動式モータ３０の可動子３３に連結され、かつ、フレームユニット２０により支持される圧縮ユニット４０と、往復動式モータ３０の可動子３３を運動方向に付勢し、共振運動を誘導する共振スプリングユニット５０とから構成される。
【０００６】
圧縮ユニット４０は、前方フレーム２１に一体形成されるシリンダ４１と、往復動式モータ３０の可動子３３に連結されてシリンダ４１の圧縮空間Ｐで往復運動をするピストン４２と、ピストン４２の先端に設けられて該ピストン４２の吸入流路Ｆを開閉し、ガスの吸入を調節する吸入バルブ４３と、シリンダ４１の吐出側に設けられて圧縮空間Ｐを開閉し、ガスの吐出を調節する吐出バルブ組立体７０とから構成されている。
【０００７】
吐出バルブ組立体７０は、シリンダ４１の圧縮空間Ｐをカバーする吐出カバー７１と、吐出カバー７１の内部に配備され、圧縮空間Ｐを弾力的に開閉する吐出バルブ７２とからなる。
【０００８】
吸入バルブ４３は円形の薄板状に形成されており、その中には、切開溝４３ａが設けられる。吸入バルブ４３は、切開溝４３ａにより固定部４３ｂと開閉部４３ｃとに分けられる。吸入バルブ４３は、ピストンの端面４６に面接触するボルトＢによってピストンの端面４６に固定される。
【０００９】
上記のように構成された従来の往復動式圧縮機の作用について説明する。
往復動式モータ３０の駆動力によってピストン４２がシリンダ４１の内部で往復動することにより圧縮空間Ｐの体積を変化させながらガスを圧縮空間Ｐに吸入、圧縮する。
【００１０】
ガスの圧力が所定圧力以上になると、吐出バルブ組立体７０の吐出カバー７２が開かれて圧縮ガスが吐出され、この一連の過程が繰り返し実施される。
ピストン４２が下死点／位置ａに達すると、圧力差により吐出バルブ組立体７０の吐出バルブ７２がシリンダ４１の圧縮空間Ｐを閉鎖すると同時に、ピストン４２に取り付けられた吸入バルブ４３の開閉部４３ｃが湾曲し、吸入流路Ｆを開放する。この時、ガスがピストン４２の吸入流路Ｆを通じてシリンダ４２の圧縮空間Ｐ内に吸入される。
【００１１】
次いで、ピストン４２が上死点ｂに達すると、吸入バルブ４３が元の状態に復帰してピストン４２の吸入流路Ｆを閉鎖し、圧縮空間Ｐに吸入されたガスを圧縮する。ガスの圧力が所定圧力以上となると、吐出バルブ組立体７０の吐出カバー７２が開放されて圧縮ガスを吐出する。
【００１２】
通常、ピストンの往復運動を円滑にするために、吸入バルブ４３とピストン端面４６との間に潤滑油が供給される。従来の往復動式圧縮機では、その潤滑油の粘性のために、吸入バルブ４３がピストンの端面４６に一時的に付着することがある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
吸入バルブ４３がピストンの端面４６に付着すると、吸入流路Ｆが正常状態より遅れて開放されるのみならず、より大きく開かれることにより、圧縮機の圧縮効率を低減するという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、ピストンの端面と吸入バルブの接触面積を低減して、潤滑油による粘着力を弱めることによって、吸入バルブを円滑に動作するとともに、潤滑油の緩衝作用によって騷音を低減し得る往復動式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る往復動式圧縮機は、往復動式モータに連結されてシリンダの圧縮空間で往復運動し、内部には、前記圧縮空間と連通する吸入流路が形成されたピストンと、前記ピストンの端面に装着されてそのピストンの吸入流路を開閉し、ガスの吸入を調節する吸入バルブと、前記シリンダの吐出側に装着されて圧縮空間を開閉し、ガスの吐出を調節する吐出バルブ組立体と、前記ピストンと前記吸入バルブの接触面積を低減し、潤滑油の粘着を最小化するように、前記ピストンの端面と前記吸入バルブとの接触部分に形成された粘着防止部とを具備する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による往復動式圧縮機の内部を示した縦断面図で、図２は、図１の往復動圧縮機のピストンと吸入バルブとの取り付けを示す分解斜視図で、図３は、図１の往復動圧縮機のピストンの端面を示す正面図で、図４は、図１の往復動圧縮機の吸入行程を示す縦断面図で、図５は、図１の往復動圧縮機の圧縮行程を示す縦断面図である。
【００１７】
図示するように、本発明の往復動圧縮機は、ガス吸入管ＳＰ及びガス吐出管ＤＰを有するケース１０と、ケース１０の内部に弾力的に設置されるフレームユニット２０と、フレームユニット２０に固定されて可動子（図示せず）が直線往復運動する往復動式モータ３０と、往復動式モータ３０の可動子に連結され、かつ、フレームユニット２０により支持される圧縮ユニット１４０と、往復動式モータ３０の可動子を運動方向に付勢し、共振運動を誘導する共振スプリングユニット５０とから構成される。
【００１８】
圧縮ユニット１４０は、フレームユニット２０に一体形成されるシリンダ１４１と、往復動式モータ３０の可動子に連結されてシリンダ１４１の圧縮空間Ｐで往復運動するピストン１４２と、ピストン１４２の先端に装着されてそのピストン１４２の吸入流路Ｆを開閉することによってガスの吸入を調節する吸入バルブ１４３と、シリンダ１４１の吐出側に装着されて圧縮空間Ｐを開閉することによって圧縮ガスの吐出を調節する吐出バルブ組立体１７０とから形成されている。
【００１９】
ピストン１４２は、所定長さを有し、シリンダ１４１の内部に挿入されるヘッド部１４５と、ヘッド部１４５の一方の端部に設けられて圧縮空間Ｐを形成するピストン端面１４６と、ヘッド部１４５の他方には前記可動子に連結するようにその長手方向に直交するように所定面積を有して形成された連結部１４７とで構成される。
【００２０】
ガスが流れる吸入流路Ｆが、ヘッド部１４５の内部からピストン端面１４６に達するまで形成される。
吐出バルブ組立体１７０は、シリンダ１４１の圧縮空間Ｐを覆う吐出カバー１７１と、吐出カバー１７１の内部に配設され、圧縮空間Ｐを弾力的に開閉する吐出バルブ１７２とからなる。
【００２１】
吸入バルブ１４３は円形の薄板状に形成され、その中間には、切開溝１４３ａが設けられる。吸入バルブ１４３は、その切開溝１４３ａにより固定部１４３ｂと開閉部１４３ｃとに分けられる。吸入バルブ１４３は、ピストン端面１４６に面接触された状態で、ボルトＢによってピストンの端面１４６に固定される。
【００２２】
即ち、吸入行程時には、圧力差によって吸入バルブ１４３が吸入流路Ｆを開放し、また圧縮行程時には、圧力差によって吸入バルブ１４３が吸入流路Ｆを遮断するように構成される。
【００２３】
本発明では、吸入バルブ１４３との接触面積を低減し、潤滑油の粘性による付着作用を最小化するように、ピストンの端面１４６と吸入バルブ１４３の接触部とに粘着防止部が形成される。
前記粘着防止部を形成する場合において、ピストン端面１４６と吸入バルブ１４３との接触部の一方または両方に粘着防止部を形成することができる。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る往復動式圧縮機では、図１〜図５に示すように粘着防止部として、ピストン端面１４６に所定深さで設けられた粘着防止溝１４６ａが形成されている。
粘着防止溝１４６ａの深さは、潤滑油の粘性に影響を与えない範囲内で決められるが、約２０〜２００μｍ程度と微細に形成することが望ましい。
【００２５】
さらに、粘着防止溝１４６ａに流入した潤滑油が、吸入流路Ｆ側に流入しないように、ピストンの端面１４６に位置する吸入流路Ｆの端部に、流入防止突条１４６ｂが突出形成される。
吸入バルブ１４３によって吸入流路Ｆが選択的に開閉できるように流入防止突条１４６ｂは、ピストン端面１４６と同一な垂直面上に配置される。
【００２６】
図６は、本発明の他の実施例に係る往復動式圧縮機の一部を示した縦断面図で、図７は、図６の往復動圧縮機のピストンと吸入バルブとの取り付けを示した分解斜視図である。
【００２７】
図示するように、本発明の他の実施例に係る往復動式圧縮機では、粘着防止のために、ピストンの端面１４６に所定深さで設けられた粘着防止溝１５６ａが形成されている。粘着防止溝１５６ａは、ピストンの端面１４６の上端一部に形成されている。
【００２８】
これは、吸入行程時に吸入バルブ１４３が吸入流路Ｆを適時に開放し、また圧縮行程時には吸入バルブ１４３がガスが漏れないように吸入流路Ｆを気密に遮断し得るようにするためである。
【００２９】
粘着防止溝１５６ａの深さは、潤滑油の粘性に影響を与えない範囲内で決められるが、概ね２０〜２００μｍ程度と微細に形成することが望ましい。さらに、粘着防止溝１５６ａに流入した潤滑油が、吸入流路Ｆ側に流入しないように、ピストンの端面１４６に位置した吸入流路Ｆの端部にガス逆流防止突条１５６ｂが突出形成される。
吸入バルブ１４３によって吸入流路Ｆが選択的に開閉されるようにガス逆流防止突条１５６ｂは、ピストン端面１４６と同一な垂直面上に位置される。
【００３０】
図８は、本発明の更に他の実施形態に係る往復動式圧縮機を示すものである。図示するように、本発明の他の実施形態では、粘着防止溝１６６ａが吸入バルブ１４３に形成されている。
【００３１】
粘着防止溝１６６ａも約２０〜２００μｍ程度と微細に形成されることが望ましい。
以下、本発明の一実施形態に係る往復動式圧縮機の作用について説明する。
【００３２】
往復動式モータ３０の駆動力によってピストン１４２がシリンダ１４１の内部で往復運動し、圧縮空間Ｐの体積を変化させながらガスを圧縮空間Ｐに吸入、圧縮する。ガスの圧力が所定圧力以上となると、吐出バルブ組立体１７０が開かれ、圧縮ガスを吐出する。こうした一連の過程が繰り返し実施される。
【００３３】
すなわち、ピストン１４２が下死点ａに達すると、圧力差により吐出バルブ組立体１７０がシリンダ１４１の圧縮空間Ｐを閉じると同時に、ピストン１４２に取り付けられた吸入バルブ１４３の開閉部１４３ｃが湾曲して吸入流路Ｆが開放される。この時、ピストン１４２の吸入流路Ｆを通じてガスがシリンダ１４２の圧縮空間Ｐの内部に吸入される。
【００３４】
本発明では、ピストン１４２の端面１４６に粘着防止溝１４６ａが形成されているため、その分だけ吸入バルブ１４３とピストンの端面１４６との接触面積が低減される。
すなわち、潤滑油の粘着力は、接触面積に比例するので吸入バルブ１４３は、潤滑油の粘着力に影響されず、適時に吸入流路Ｆを開放することができる。
【００３５】
次いで、ピストン１４２が上死点ｂに達すると、吸入バルブ１４３が元の状態に復帰しながらピストン１４２の吸入流路Ｆが閉鎖し、圧縮空間Ｐに吸入されているガスを圧縮する。ガスの圧力が所定圧力以上になると、吐出バルブ組立体１７０の吐出カバー１７２が開かれて圧縮されたガスを吐出する。
【００３６】
上述したように、吸入行程から圧縮行程に転じる時、湾曲していた吸入バルブ１４３の開閉部１４３ｃは元の状態に復帰する。この時、粘着防止溝１４６ａに溜まっている潤滑油によって緩衝される。即ち、潤滑油によって吸入バルブ１４３の開閉部１４３ｃとピストン端面１４６との接触面積が減少し、チャタリング（Ｃｈａｔｔｅｒｉｎｇ）騷音を与える少なくすることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると潤滑油の粘着力を少なくし、吸入バルブ１４３が適時に開かれるため、圧縮性能を高め、製品の信頼性を向上し得るとの効果を奏する。
また、本発明によれば、潤滑油の緩衝作用によって、ピストン１４２と吸入バルブ１４３との接触により発生するチャタリング騷音を低減し得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る往復動式圧縮機の内部を示した縦断面図である。
【図２】図１の往復動式圧縮機におけるピストンと吸入バルブとの取り付けを示す分解斜視図である。
【図３】図１の往復動式圧縮機におけるピストンの端面を示す正面図である。
【図４】図１の往復動式圧縮機における吸入行程を示す縦断面図である。
【図５】図１の往復動式圧縮機における圧縮行程を示す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る往復動式圧縮機の一部を図示した縦断面図である。
【図７】図６の往復動式圧縮機におけるピストンと吸入バルブとの取り付けを示した分解斜視図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態に係る往復動式圧縮機の一部を図示した縦断面図である。
【図９】従来の往復動式圧縮機の内部を示した縦断面図である。
【図１０】図９の往復動式圧縮機におけるピストンと吸入バルブの取り付けを示す分解斜視図である。
【図１１】図９の往復動式圧縮機における吸入行程を示す縦断面図である。
【図１２】図９の往復動式圧縮機における圧縮行程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１４０…圧縮ユニット
１４１…シリンダ
１４２…ピストン
１４３…吸入バルブ
１４３ａ…切開溝
１４３ｂ…固定部
１４３ｃ…開閉部
１４５…ヘッド部
１４６…ピストンの端面
１４６ａ…粘着防止溝
１５６ａ…粘着防止溝
【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】
2004100687.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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