(57)【要約】【課題】往復動式圧縮機のガスの吸入を調節する吸入バルブと、ガス吐出を調節する吐出バルブとの構造を改善して圧縮性能を向上させること。【解決手段】往復動式圧縮機が、往復動式モータ３０によりシリンダ１４１内部を往復運動し内部にガスの吸入流路Ｆが形成されたピストン１４２と、吸入流路Ｆを通じて流入する吸入ガスの流れを調節するように、ピストン１４２の端面に装着される吸入バルブ１４３と、シリンダ１４１の一方に係合する吐出カバー１７１と、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２のガスの吐出を調節するように、シリンダ１４１の端部に配設される吐出バルブ１７２と、吐出バルブ１７２を付勢するバルブスプリング１７３とを有したバルブ組立体１７０と、吸入バルブ１４３を前後移動自在に受容するようにピストン１４２の前面に取り付けられた吸入バルブ固定部材１４４とを具備する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動式モータの駆動力が伝えられシリンダ内部を往復運動し、かつ内部にガスの吸入流路が形成されたピストンと、
前記吸入流路を通じて流入する吸入ガスの流れを調節するように前記ピストンの端面に装着される吸入バルブと、
前記シリンダの一方に係合する吐出カバーと、前記シリンダとピストンにより形成された圧縮空間のガスの吐出を調節するように、前記シリンダの端部に配設される吐出バルブと、前記吐出バルブを弾性力により付勢するバルブスプリングとを具備するバルブ組立体と、
前記吸入バルブを前後移動自在に受容するように前記ピストンの前面に係合する吸入バルブ固定部材とを具備する往復動式圧縮機。
【請求項２】
前記吸入バルブは、ガス吸入行程において前記吸入流路を開放し、ガス圧縮行程において前記吸入流路を遮断するように構成されている請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項３】
前記吸入バルブは、その外周辺に支持面が形成され、該支持面の間にはガスの通過のために吸入面が形成されている請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項４】
前記吸入バルブ固定部材は、その中心前面に前記吸入流路と連通する貫通穴が形成されている請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項５】
前記吸入バルブ固定部材は、筒状に形成されている特徴とする請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項６】
前記吸入バルブ固定部材は、前記ピストンの前方に嵌合されている請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項７】
前記吸入バルブ固定部材の内周面に雌ネジ部が形成され、前記ピストンの前方に雄ネジ部が形成されている請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項８】
前記吸入バルブ固定部材は、前記ピストンに係合する円筒状の胴体と、前記吸入バルブの移動を制限するように前記胴体の端面で屈曲形成された係止突起部とで構成されている請求項１記載の往復動式圧縮機。
【請求項９】
往復動式モータの駆動力が伝達されてシリンダの内部を往復運動し、かつ内部にガスの吸入流路が形成されたピストンと、
前記吸入流路を通じて流入する吸入ガスの流れを調節するように前記ピストンの端面に装着される吸入バルブと、
前記シリンダの一方に係合する吐出カバーと、前記シリンダとピストンとにより形成された圧縮空間のガスの吐出を調節できるように前記シリンダの端部に配設された吐出バルブと、前記吐出バルブを弾力的に付勢しバルブスプリングとを具備するバルブ組立体と、
前記吸入バルブを前記ピストンに固定させる丸頭リベットと、
前記丸頭リベットが挿入されるように前記吐出バルブの背面に形成された挿入溝とを具備する往復動式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動式圧縮機に係るもので、より詳細には、ガス吸入を調節する吸入バルブおよびガス吐出を調節する吐出バルブの構造を改善して圧縮性能を向上させた往復動式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷凍サイクル装置の主要構成部品である圧縮機は、蒸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、ピストンが直線状に動きながら流体を吸入、圧縮するが、このような往復動式圧縮機は、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、圧縮する方式と、直線往復運動する駆動モータによりピストンを往復運動させて、流体を吸入、圧縮する方式とに大別することができる。
【０００４】
図９は、従来技術による往復動式圧縮機を示す断面図で、図１０は、従来技術による往復動式圧縮機のガス吸入行程における吸入バルブおよび吐出バルブの動作を示す部分断面図であり、図１１は、従来技術による往復動式圧縮機のガス吐出行程における吸入バルブおよび吐出バルブの動作を示す部分断面図である。
【０００５】
図に示すように、従来技術による往復動式圧縮機は、ガス吸入管ＳＰとガス吐出管ＤＰとを有するケース１０と、ケース１０の内部に弾力的に配設されるフレームユニット２０と、フレームユニット２０に固定されて駆動力を発生する往復動式モータ３０と、往復動式モータ３０の直線往復動力を利用してガスを吸入、圧縮及び吐出する圧縮ユニット４０と、圧縮ユニット４０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とを具備している。
【０００６】
往復動式モータ３０は、中間フレーム２２と後方フレーム２３との間に配設される外側固定子３１と、外側固定子３１と所定間隔をおいて係合して後方フレーム２３に嵌合される内側固定子３２と、外側固定子３１と内側固定子３２との間に設けられて直線往復運動する可動子３３とから成る。
【０００７】
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に係合してシリンダ４１の圧縮空間Ｐ１で往復運動するピストン４２と、ピストン４２の先端に装着されてピストン４２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４３と、シリンダ４１の吐出側に装着されて圧縮空間Ｐ１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７０とから成る。
【０００８】
吐出バルブ組立体７０は、さらに所定の空間を有するように形成されてシリンダ４１の一方をカバーする吐出カバー７１と、吐出カバー７１の内部に挿入されてシリンダ４１の圧縮空間Ｐ１を開閉する吐出バルブ７２と、吐出カバー７１の内側に配設されて吐出バルブ７２を付勢するバルブスプリング７３とから構成される。
【０００９】
吐出バルブ７２の背面、即ち、圧力支持面７２ａに挿入溝７２ｂが形成されるが、これに対応して、吸入バルブ４３を固定するボルトＢの頭部は、突出形成されている。従って、ガス圧縮行程において、ボルトＢの頭部は挿入溝７２ｂに挿入されるように構成される。
【００１０】
このように構成された従来技術による往復動式圧縮機の動作過程は、次の通りである。
往復動式モータ３０に電力が供給され、外側固定子３１と内側固定子３２との間にフラックス（ｆｌｕｘ）が形成されると、往復動式モータ３の可動子３３が共振スプリングユニット５０により弾力的に往復動する。
【００１１】
これと同時にピストン４２が、シリンダ４１の内部で往復動しながら圧縮空間Ｐ１の体積を変化させ、ガスを圧縮空間Ｐ１に吸入、圧縮する。
ガスの圧力が所定圧力を超えてバルブスプリング７３の弾性力より大きくなる瞬間、吐出バルブ７２が移動する。
【００１２】
これと同時に、圧縮ガスが吐出空間Ｐ２に吐出され、この一連の過程が繰り返される。吐出バルブ７２の開閉によって吐出されたガスは、吐出カバー７１に形成されたガス吐出管ＤＰを通じて外部へ吐出される。
【００１３】
以下、図１０、１１を参照して、ガスの吸入過程と圧縮及び吐出過程について説明する。
まず、図１０に示すように、ピストン４２が下死点ａに移動すると、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の端部に接して圧縮空間Ｐ１を閉じる。
【００１４】
これと同時にピストン４２に係合する吸入バルブ４３が曲がり、吸入流路Ｆを開き、冷媒ガスがピストン４２の吸入流路Ｆを通じてシリンダ４１の圧縮空間Ｐ１の内部に吸入される。
【００１５】
さらに、図１１に示すように、ピストン４２が下死点ａに達した後、上死点ｂに移動すると、吸入バルブ４３が元の状態に復帰し、ピストン４２の吸入流路Ｆが閉じられ、シリンダ４２の圧縮空間Ｐ１内に吸入された冷媒ガスが圧縮される。
【００１６】
ガスの圧力が所定圧力を超えて、バルブスプリング７３の弾性力より大きくなる瞬間、吐出バルブ組立体７０の吐出バルブ７２が開かれ、圧縮された冷媒ガスが吐出される。
【００１７】
然しながら、従来技術による往復動式圧縮機では、ガス圧縮行程において、バルブスプリング７３により支持されている吐出バルブ７２が、水平に移動せずに傾いた状態で移動する。
これは、バルブスプリング７３がコイルスプリングで構成されているためであるが、コイルスプリングは、その構造上、水平に変位させることが困難である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、従来技術による往復動式圧縮機では、吐出バルブ７２が水平状態ではなく傾いた状態で移動すると、ボルトＢの頭部、特にその角部分が挿入溝７２ｂに挿入できず、その隣接部に接触してしまうか、または圧縮により吐出バルブ７２が破損するだけでなく、圧縮空間がその分大きくなって死体積（ｄｅａｄ　ｖｏｌｕｍｅ）が発生し、圧縮機の全体の圧縮性能が低下してしまうという問題がある。
【００１９】
また、従来技術には、吸入流路がピストンの中心に形成されていなかったため、ガスの吐出が不均一となる。
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、ガスの吸入を調節する吸入バルブとガス吐出を調節する吐出バルブとの構造を改善して圧縮性能を向上させることのできる往復動式圧縮機を提供することを目的とする。
【００２０】
【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、往復動式モータの駆動力が伝えられてシリンダ内部を往復運動し、かつ内部にガスの吸入流路が形成されたピストンと、前記吸入流路を通じて流入した吸入ガスの流れを調節するように前記ピストンの端面に装着された吸入バルブと、
前記シリンダの一方に係合する吐出カバーと、前記シリンダとピストンとにより形成された圧縮空間のガスの吐出を調節できるように前記シリンダの端部に配設された吐出バルブと、前記吐出バルブを弾性力により付勢するバルブスプリングとを具備するバルブ組立体と、
前記吸入バルブを前後移動自在に受容できるように前記ピストンの前面に係合する吸入バルブ固定部材とを具備する。
【００２１】
前記吸入バルブは、その周辺に支持面が形成され、該支持面の間には、ガス通過のための吸入面が形成される。
前記吸入バルブ固定部材は、その中心前面に前記吸入流路と連通する貫通穴が形成される。
前記貫通穴と対応するように前記吐出バルブの背面中心には突出面が形成される。
【００２２】
また、本発明の他の特徴によれば、往復動式モータの駆動力が伝えられてシリンダ内部を往復運動し、かつ内部にガスの吸入流路が形成されたピストンと、
前記吸入流路を通じて流入した吸入ガスの流れを調節できるように前記ピストンの端面に装着される吸入バルブと、前記シリンダの一方に係合する吐出カバーと、前記シリンダとピストンとにより形成された圧縮空間のガスの吐出を調節できるように前記シリンダの端部に配設された吐出バルブと、前記吐出バルブを弾性力により付勢するバルブスプリングとを具備するバルブ組立体と、
前記吸入バルブを前記ピストンに固定させる丸頭リベットと、
前記丸頭リベットが挿入されるように前記吐出バルブの背面に形成された挿入溝とを具備する往復動式圧縮機が提供される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の往復動式圧縮機を図面を用いてより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の往復動式圧縮機を示す縦断面図で、図２は、図１のガス吸入行程における吐出バルブ組立体の動作を示した部分断面図であり、図３は、図１の実施形態のガス吐出行程における吐出バルブ組立体の動作を示した部分断面図で、図４は、吸入バルブとピストンの取付形態を示した分解斜視図で、図５は、吸入バルブとピストンの他の取付形態を示した分解斜視図で、図６は、図１の実施形態の吸入バルブ固定部材を示した正面図である。
【００２４】
図に示すように、本発明の実施形態に係る往復動式圧縮機は、ガス吸入管ＳＰとガス吐出管ＤＰとを有するケース１０と、ケース１０の内部に配設されたフレームユニット２０と、直線運動する可動子を有する往復動式モータ３０と、可動子と連結されてシリンダ１４１の内部を往復運動し、かつ内部にガスの吸入流路Ｆが形成されたピストン１４２と、吸入流路Ｆを通じて流入する吸入ガスの流れを調節するようにピストン１４２の端面に装着される吸入バルブ１４３と、圧縮されたガスの吐出を制御するバルブ組立体１７０と、吸入バルブ１４３をピストン１４２に固定させる丸頭リベットＲと、丸頭リベットＲが挿入されるように吐出バルブ１７２の背面に形成された挿入溝１７２ｂとを具備する。
【００２５】
吐出バルブ組立体１７０は、所定の空間を有するように形成されてシリンダ１４１の一方をカバーする吐出カバー１７１と、吐出カバー１７１の内部に挿入されてシリンダ１４１の圧縮空間Ｐ１を開閉する吐出バルブ１７２と、吐出カバー１７１の内側に支持されるとともに吐出バルブ１７２と係合し、吐出バルブ１７２の位置を設定しながら吐出バルブ１７２を弾性的に付勢するバルブスプリング１７３とから成る。
【００２６】
本発明の一実施形態では、吸入バルブ１４３を前後移動可能に受容するように、ピストン１４２の前面と所定空間をおいてピストン１４２の前方に吸入バルブ固定部材１４４が係合し、吸入バルブ固定部材１４４の中心前面には、吸入流路Ｆと連通する貫通穴Ｈが形成される。貫通穴Ｈに対応するように吐出バルブ１７２の背面中心には、突出面１７２ａが突出形成される。
【００２７】
吸入バルブ固定部材１４４は、ピストン１４２に係合する円筒状の胴体１４４ｂと、吸入バルブ１４３の移動を制限するように胴体１４４ｂの端面で屈曲形成された係止突起部１４４ａとから形成される。
【００２８】
吸入バルブ固定部材１４４をピストン１４２に固定するために、図４に示すように、吸入バルブ固定部材１４４はピストン１４２の前方に嵌合される。
また、図５に示すように、吸入バルブ固定部材１４４の内周面に形成された雌ネジ部Ｓ２とピストン１４２の前方に形成された雄ネジ部Ｓ１とを螺合することにより、吸入バルブ固定部材１４４をピストン１４２に固定してもよい。
【００２９】
吸入バルブ１４３は、ガス吸入行程において吸入流路Ｆを開放し、ガス圧縮行程において吸入流路Ｆを遮断するように構成されたもので、その周辺に支持面１４３ｂが形成されて、その支持面１４３ｂの間には、ガスの通過のための吸入面１４３ａが形成される。
【００３０】
即ち、支持面１４３ｂは、吸入バルブ固定部材１４４の係止突起部１４４ａに係り、また吸入面１４３ａは、ガス吸入行程においてピストン１４２の吸入流路Ｆを開放してガス圧縮行程において吸入バルブ１４３の貫通穴Ｈを遮断するように構成される。
【００３１】
このように構成された本発明の一実施形態に係る往復動式圧縮機の作用効果について説明する。
往復動式モータ３０の駆動力が伝えられてピストン１４２が下死点ａまで後退すると、吸入流路Ｆに流入したガスは、圧力差によって吸入バルブ１４３を押し出す。
【００３２】
この時、吸入バルブ固定部材１４４内に配設された吸入バルブ１４３は、後方に後退しながら吸入流路Ｆを開放し、これと同時に吸入流路Ｆを通過したガスは、吸入バルブ１４３の吸入面１４３ａを経て貫通穴Ｈを通過して圧縮室Ｐ１に流入される。
【００３３】
ガスの吸入動作が完了すると、往復動式モータ３０の駆動力によりピストン１４２が前進し、この時、圧力差によって吸入バルブ１４３は、後退しながらピストン１４２の吸入流路Ｆを遮断する。
【００３４】
ピストン１４２が上死点位置ｂに達し、圧縮空間Ｐ１のガスの圧力が所定圧力を超えてバルブスプリング１７３の弾性力より大きくなる瞬間、ガスは、吐出バルブ１７２を移動させて吐出される。
【００３５】
さらに、圧縮空間Ｐ１内の圧縮されたガスが吐出空間Ｐ２に移動して、該圧縮空間Ｐ１の圧力が所定圧力の以下になると、バルブスプリング１７３の弾性力によって吐出バルブ１７２は元の状態に復帰し、再びガスの吸入及び圧縮を行う一連の過程が繰り返される。
【００３６】
本発明の一実施形態では、ガス圧縮行程において、吐出バルブ１７２が傾いた状態で移動しても、吐出バルブ１７２の突出面１７２ａが吸入バルブ固定部材１４４の貫通穴Ｈに挿入されるため、接触及び衝突による構成部品の破損を効果的に防止することは、もちろん、死体積を最小化し、圧縮性能を向上することができる。
【００３７】
さらに、吸入流路Ｆがピストン１４２の中心に形成されているために、ガスが均一に吐出され、不均一に吐出する問題が発生しない。
図７、８は、本発明の他の実施形態に係る往復動式圧縮機の一部を示すもので、図７は、ガス吸入行程における吐出バルブ組立体の動作を示した縦断面図で、図８は、ガス圧縮行程における吐出バルブ組立体の動作を示した縦断面図である。
【００３８】
図に示すように、本発明の他の実施形態に係る往復動式圧縮機は、ガス吸入管ＳＰとガス吐出管ＤＰとを有するケース１０と、ケース１０の内部に配設されたフレームユニット２０と、直線運動する可動子を有する往復動式モータ３０と、可動子と連結してシリンダ１４１内部を往復運動して内部にガスの吸入流路Ｆが形成されたピストン１４２と、吸入流路Ｆを通じて流入する吸入ガスの流れを調節できるようにピストン１４２の端面に装着される吸入バルブ１４３と、圧縮されたガスの吐出を制御するバルブ組立体１７０と、吸入バルブ１４３をピストン１４２に固定させる丸頭リベットＲと、丸頭リベットＲが挿入されることができるように吐出バルブ１７２の背面に形成された挿入溝１７２ｂとを含む。
【００３９】
吐出バルブ組立体１７０は、所定の空間を有するように形成されシリンダ１４１の一方をカバーする吐出カバー１７１と、吐出カバー１７１の内部に挿入されてシリンダ１４１の圧縮空間Ｐ１を開閉する吐出バルブ１７２と、吐出カバー１７１の内側に支持されるとともに吐出バルブ１７２と係合して吐出バルブ１７２の位置を設定しながら、吐出バルブ１７２を弾性的に付勢するバルブスプリング１７３とから成る。
【００４０】
ガス圧縮行程において丸頭リベットＲが挿入されるように、吐出バルブ２７２の背面に挿入溝２７２ｂが形成される。
これと共に構成された本発明の他の実施形態では、往復動式モータ３０の駆動力を伝達を受けてピストン１４２が下死点位置ａまで後退すれば、吸入流路Ｆに流入したガスは、圧力差によって吸入バルブ１４３を押し出す。
【００４１】
この時、吸入バルブ固定部材１４４内に配設された吸入バルブ１４３は、後方に後退しながら吸入流路Ｆを開放するとともに、吸入流路Ｆを通過したガスが圧縮室Ｐ１に流入する。
【００４２】
ガスの吸入動作が完了すると、往復動式モータ３０の駆動力によりピストン１４２が前進するが、この時圧力差によって吸入バルブ１４３は、後退しながらピストン１４２の吸入流路Ｆを遮断する。
【００４３】
ピストン１４２が上死点位置ｂに達すると、圧縮空間Ｐ１のガスの圧力が所定圧力を超えてバルブスプリング１７３の弾性力より大きくなる瞬間、ガスは吐出バルブ１７２を移動させて吐出される。
【００４４】
そして、圧縮空間Ｐ１の圧縮されたガスが吐出空間Ｐ２に移動し、圧縮空間Ｐ１の圧力が所定圧力以下にとなると、バルブスプリング１７３の弾性力によって吐出バルブ１７２は元の状態に復帰し、再びガスの吸入及び圧縮を行う一連の過程が繰り返される。
【００４５】
このように、ガスの圧縮行程で吐出バルブ２７２が傾いた状態で移動しても、丸頭リベットＲが挿入溝２７２ｂ中に挿入される。
従って、丸頭リベットＲが吐出バルブ２７２の背面に接触または衝突しないため、それによる構成部品の破損を防止することはもちろん、死体積を最小化して圧縮性能を向上することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、ガス圧縮行程での吐出バルブの衝突による破損を防止できることはもちろんのこと、圧縮室の死体積を最小化して圧縮機の圧縮性能を向上し得るという効果を奏する。
吸入流路がピストンの中心に形成されているため、ガスが均一に吐出されるので、吐出の不均一性の問題が発生しない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の往復動式圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】図１の実施形態のガス吸入行程における吐出バルブ組立体の動作を示した部分断面図である。
【図３】図１の実施形態のガス吐出運転時の吐出バルブ組立体の動作を示した部分断面図である。
【図４】吸入バルブとピストンとの取付形態を示す分解斜視図である。
【図５】吸入バルブとピストンとの他の取付形態を示した分解斜視図である。
【図６】図１の実施形態の吸入バルブ固定部材を示した正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る往復動式圧縮機の一部を示したもので、ガス吸入行程における吐出バルブ組立体の動作を示した縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る往復動式圧縮機の一部を示したもので、ガス圧縮行程における吐出バルブ組立体の動作を示した縦断面図である。
【図９】従来技術による往復動式圧縮機を示した断面図である。
【図１０】従来技術による往復動式圧縮機のガス吸入行程における、吐出バルブ組立体の動作を示した部分断面図である。
【図１１】従来技術による往復動式圧縮機のガス吐出行程における、吐出バルブ組立体の動作を示した部分断面図である。
【符号の説明】
３０…往復動式モータ
１４１…シリンダ
１４２…ピストン
１４３…吸入バルブ
１４４…吸入バルブ固定部材
１４４ａ…係止突起部
１４４ｂ…円筒の胴体
１７０…吐出バルブ組立体
１７１…吐出カバー
１７２…吐出バルブ
１７２ａ…突出面
１７３…バルブスプリング
２４１…シリンダ
２４２…ピストン
２４３…吸入バルブ
２７０…吐出バルブ組立体
２７１…吐出カバー
２７２…吐出バルブ
２７２ｂ…挿入溝
２７３…バルブスプリング
Ｆ…吸入流路
Ｈ…貫通穴
Ｐ１…圧縮空間
Ｐ２…圧縮空間
Ｒ…丸頭リベット
Ｓ１…雄ネジ部
Ｓ２…雌ネジ部
【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】
2004100685.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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