(57)【要約】往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造が開示され、電動機構部の駆動力によりシリンダーの内部で直線運動をするように、内部のガス流路を通してガスが流動するピストンに、ガス流路を開閉するバルブを溶接し得るように構成することで、吸入バルブの結合状態を堅固且つ簡単に構成して死体積を除去し、行程体積を増加させて圧縮効率を向上し、また、ピストンのストローク制御を容易にして、ピストンの動きに対する正確な制御を可能にすると共に、吸入バルブの結合に対する信頼性を向上させたものである。
2004522062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動式モータの可動子と共にシリンダーの内部で直線往復運動し、その前端面に冷媒流路が連通されたピストンと、該ピストンの前端面に配置されて冷媒流路を開閉する吸入バルブとを具備する往復動式圧縮機のための吸入バルブ結合構造において、
前記ピストンの前端面には、前記吸入バルブを装着し得るように所定深さの接合部材装着溝が切削形成されている往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項２】
前記接合部材装着溝には、前記吸入バルブとの溶接が容易な接合部材が挿合されている請求項１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項３】
前記接合部材装着溝は、前記ピストンの前端面の中央に切削形成されている請求項１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項４】
前記接合部材は、前記接合部材装着溝にろう付け（Ｂｒａｚｉｎｇ）により結合されている請求項２記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項５】
前記接合部材装着溝の内部には、溶接性の良い溶接材が充填され、前記冷媒流路を開閉する吸入バルブが前記接合部材装着溝に満たされた前記溶接材と溶接により接合される請求項１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項６】
前記接合部材装着溝は、鉛系金属の溶融時に発生する気泡が容易に排出されるように、その内側から大気と接触する外側へ次第に直径が拡大するように形成されている請求項１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項７】
前記接合部材装着溝は、その外側の角を外側方向に拡張するように面取りされて形成される請求項１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項８】
前記ピストンの前端面に切削形成された接合部材装着溝に接合される接合部材の中央部には、内側から外側に向かう排気口を穿設して、鉛系金属の溶融時に発生する気泡が容易に排出されるようになっている請求項１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項９】
前記排気口は、接合部材装着溝の内側から外側へ次第にその直径が大きくなるように形成されている請求項８記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項１０】
前記接合部材装着溝の内周面には、排気溝が更に切削形成されている請求項８記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項１１】
往復動式モータの可動子と共にシリンダーの内部で直線往復運動し、その前端面に冷媒流路が連通されたピストンと、該ピストンの前端面に配置されて冷媒流路を開閉する吸入バルブとを具備する往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造において、
前記吸入バルブの側端面と、これに対応するピストンの前端面間を直接溶接することで、前記吸入バルブがピストンに固定されている往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項１２】
前記ピストンの前端面に挿合溝を切削形成して、吸入バルブと溶接性の良い材質からなる溶接媒体が前記挿合溝に圧入されて、前記吸入バルブの側端面と溶接媒体の前端面とが溶接される請求項１１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項１３】
前記溶接媒体に対応される吸入バルブに溶接孔が穿設されて、該溶接孔の側端面と溶接媒体の前端面とが溶接される請求項１２記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項１４】
前記吸入バルブの開閉部と固定部とを区分する切開部の側端面と、これに対応される溶接媒体の前端面とが溶接される請求項１１記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【請求項１５】
前記吸入バルブの外周面とこれに連なるピストンの先方端部の外周面とが更に溶接される請求項１４記載の往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜技術分野＞
本発明は、往復動式圧縮機に関し、特に、ガス流路を開閉する吸入バルブの結合構造を堅固に構成するのみならず、その結合構造を簡単にすることで、死体積を最小化し得る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造に関する。
【０００２】
＜背景技術＞
一般に、圧縮機は、空気や冷媒ガスなどの流体を圧縮する機械である。このような圧縮機は、前記密閉容器の内部に収納設置されて駆動力を発生する電動機構部と、該電動機構部の駆動力によりガスを吸入して圧縮する圧縮機構部とを含んでいる。このような圧縮機は、電動機構部において駆動力を発生させるために電力を供給すると、該駆動力は圧縮機構部に伝達され、それにより圧縮機構部からガスが吸入、圧縮されて吐出される。
【０００３】
往復動式圧縮機は、図１に示すように、クランク軸の代わりに、往復動式モータの可動子にピストンが一体化されて構成されている。
【０００４】
即ち、図示するように、従来の往復動式圧縮機は、ケーシングＶの内部に弾性支持部材（図示せず）により支持された環状のフレーム１と、該フレーム１の一方側面に固定された中空円筒状のカバー２と、フレーム１の中央横方向に固定されたシリンダー３と、該シリンダー３を支持するフレーム１の内側外周面に固定された内側固定子組立体４Ａと、該内側固定子組立体４Ａの外周面から所定の間隙を設けてフレーム１の外側内周面に固定された外側固定子組立体４Ｂと、それら各内／外側固定子組立体４Ａ、４Ｂ間の間隙に介在されて往復動式モータの可動子を形成する可動子５と、該可動子５に一体に固定されてシリンダー３の内部で滑動しながら冷媒ガスを吸入、圧縮するピストン６と、フレーム１の一方側面及びピストン６と一体化された可動子５の内側に支持されて共振運動をする内側共振スプリング７Ａと、ピストン６と一体化された可動子５の外側及びカバー２の内側の一方側面に支持されて共振運動をする外側共振スプリング７Ｂと、シリンダー３の吐出側の先端に装着されてピストン６の往復運動時に圧縮ガスの吐出を制限する吐出バルブ組立体８と、を含んで構成されている。
【０００５】
図中、未説明符号８ａは吐出バルブ、８ｂは吐出バルブ支持用スプリング、８ｃは冷媒ガスの吐出カバー、ＳＰは吸入管、ＤＰは吐出管を夫々示したものである。
【０００６】
以下、従来技術による往復動式圧縮機の作用を説明する。
即ち、内／外側固定子組立体４Ａ、４Ｂに電流が供給されて可動子５が直線往復運動をすると、これに結合されたピストン６がシリンダー３の内部を直線状に往復運動し、これにより、シリンダー３の内部に圧力差が発生する。該圧力差により、ケーシングＶ内部の冷媒ガスがピストン６の冷媒流路Ｆを通してシリンダーの内部に吸入、圧縮、吐出され、この一連の過程が反復される。
【０００７】
一方、図２は従来技術による往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造を示した斜視図で、図３は従来技術による往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造を示した断面図である。
【０００８】
図示するように、ピストン６のヘッド部６ｂの前方面には、冷媒流路Ｆ及び冷媒吸入通孔６ｅを通過した冷媒ガスの吸入を制限する吸入バルブ９が固定ボルトＢにより螺合固定される。
吸入バルブ９は、ピストン６のヘッド部６ｂの前端面Ｓと相応する薄い円形板により形成されている。
【０００９】
前記円形板の外縁から内側には曲状に屈曲された切開溝９ｃが「クェスチョンマーク」状に切削形成され、それら円形板の中央部分はピストン６のヘッド部６ｂに結合される固定部９ｄを形成しており、その外縁のリング状部分が冷媒吸入通孔６ｅを開閉させる開閉部９ａを形成している。このとき、吸入バルブ９は、一般的に使用される高炭素バネ鋼で製作され、ピストン６は鋳造性の良い鋳鉄により製作される。
【００１０】
次に、吸入バルブ９をピストン６に結合する構造を説明する。先ず、ピストン６のヘッド部６ｂの前端面Ｓの中央にねじ孔６ｄが穿設され、吸入バルブ９の固定部９ｄの中央にバルブ貫通孔９ｂが穿設される。次いで、それら吸入バルブ９の貫通孔９ｂとピストン６のねじ孔６ｄとを一致させた状態で、固定ボルトＢを螺合締結することにより、ピストン６に吸入バルブ９が固定される。
【００１１】
然しながら、このような従来の吸入バルブ結合構造では、薄板で形成された吸入バルブ９が固定ボルトＢにより固定されるため、吸入バルブ９が反復的に開閉する過程で、前記固定ボルトが微細に緩んで、吸入バルブ９のスリップ回転が発生する。これにより、吸入バルブが冷媒吸入通孔６ｅの穴面から抜け出て、圧縮機の信頼性が低下する。
【００１２】
また、固定ボルトＢの頭部が圧縮空間Ｐの内部に突出するため、死体積が発生する。従って、圧縮効率が低下するのみならず、突出する固定ボルトＢの頭部により、ピストン６の上死点及び下死点の正確な位置検知が難しくなり、ピストン６の往復運動に対するストローク位置制御が困難になるという問題がある。
【００１３】
＜発明の要約＞
従って、本発明は、ガス流路を開閉する吸入バルブの結合を堅固にするのみならず、その結合構造を簡単に構成して、前記圧縮空間の死体積を最小化し得る往復動式圧縮機のバルブ結合構造を提供することを目的とする。
【００１４】
＜発明の詳細な説明＞
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の吸入バルブ結合構造は、往復動式モータの可動子と共にシリンダーの内部で直線往復運動し、その前端面に冷媒流路が連通されたピストンと、該ピストンの前端面に配置されて冷媒流路を開閉する吸入バルブとを具備する往復動式圧縮機のための吸入バルブ結合構造において、前記ピストンの前端面には、前記吸入バルブを装着し得るように所定深さの接合部材装着溝が切削形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、前記吸入バルブの側端面とこれに連なるピストンとの対応面との間を溶接することで、前記吸入バルブをピストンに溶接した往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造が提供される。
【００１６】
＜発明を実施する最良の形態＞
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
図４は、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第１の好ましい実施形態を示した縦断面図である。図４を参照すると、シリンダー３に挿入されるピストン１０の内部中央に冷媒ガスが流通する冷媒流路Ｆが切削形成され、ピストン１０の先方端のピストンヘッド部１０ｂの前端面Ｓに複数の冷媒吸入通孔６ｅが穿設されている。
【００１７】
冷媒吸入通孔６ｅを包含したピストン１０の前面に、それら冷媒吸入通孔６ｅを開閉する吸入バルブ２０が溶接により接合されている。この時、吸入バルブ２０は、ピストン１０の前端面Ｓと相応する面積を有する円形状の薄板状に形成される。
【００１８】
溶接は、抵抗スポット溶接、レーザー溶接、及びティグ溶接の何れか一つが使用される。図中、未説明符号Ｗは溶接部を示したものである。
図５は本発明の第１実施形態の変形例を示したもので、電動機構部の駆動力によりシリンダー３の内部で直線運動することで、内部に切削形成された冷媒流路Ｆを通して冷媒ガスが流動するピストン１０に、所定深さ及び所定径を有する断面矩形状の収容溝３０が切削形成され、収容溝３０の内部に溶接性の優秀な挿合材４０として、低炭素鋼又はステンレス鋼がろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）により収納結合され、その上面に冷媒流路Ｆを開閉する吸入バルブ２０が溶接により接合されている。
【００１９】
また、吸入バルブ２０は、ピストン１０の前端面Ｓと相応する大きさの薄板状に形成され、挿合材４０と吸入バルブ２０との溶接は、抵抗スポット溶接、レーザー溶接、及びティグ溶接から選択して行われ、吸入バルブ２０が溶接性の良い挿合材４０と溶接されるため、吸入バルブ２０の接合強度が向上する。
【００２０】
一方、図６は本発明の第１実施形態の更に他の変形例を示したもので、電動機構部の駆動力によりシリンダー３の内部で直線運動をすることで、内部に形成された冷媒流路Ｆを通して冷媒ガスが流動するピストン１０の前端面に、所定大きさを有する断面ほぼ三角形状の収容溝５０が切削形成される。
【００２１】
ピストン１０の収容溝５０の内部に溶接性の優秀な溶接材６０が溶融されて充填されるが、該溶接材６０はニッケル系溶接材が使用される。
そして、ピストン１０の冷媒流路Ｆを開閉する吸入バルブ２０が収容溝５０内の溶接材６０に溶接されて接合される。
【００２２】
また、吸入バルブ２０は、ピストン１０の前端面Ｓと相応する面積を有する薄板状に形成され、挿合材４０と吸入バルブ２０との溶接は、抵抗スポット溶接、レーザー溶接、及びティグ溶接の何れか一つの方法により行われる。
【００２３】
このようにすることにより、吸入バルブ２０が溶接性の良い溶接材６０と溶接されることで、吸入バルブ２０の接合強度が一層向上する。
以下、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第１実施形態の作用効果を説明する。
【００２４】
まず、電動機構部の駆動力がピストン１０に伝達され、ピストン１０がシリンダー３の内部を直線往復運動すると、ピストン１０の端部に切削形成された冷媒流路Ｆを通してシリンダー３の圧縮空間Ｐに冷媒が吸入、圧縮されて、吐出バルブ組立体８（図１参照）の吐出バルブ８ａ（図１参照）の開閉作用により吐出され、このような過程が反復されるが、このとき、冷媒流路Ｆを開閉する吸入バルブ４０が溶接によりピストン１０に結合されているため、その結合状態が堅固になることはもちろん、吸入バルブ２０の反復的な開閉作用が進行しても、スリップ回転が発生することなく圧縮作用が円滑に行われる。
【００２５】
また、吸入バルブ２０の外側に突出する部分がないので、平滑で簡単な構成になり、圧縮空間Ｐの死体積が除去されることはもちろん、ピストン１０の上死点及び下死点の位置検出が正確に行われ、ピストン１０の往復運動に対するストローク制御が容易になる。
【００２６】
以下、図７から図１１を参照して、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態を説明する。
図７、８は、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態を示した斜視図及び縦断面図で、図９から図１１は、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態の溶接部の他の態様を示した正面図である。
【００２７】
図示するように、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態は、往復動式モータの可動子５に結合されて、シリンダー３の内部で滑動自在に挿合されるピストン１１０の前端面に配置され、ピストン１１０の冷媒流路Ｆを開閉する円板状の吸入バルブ１２０の側面がピストンの前端面にアークを発生しないレーザーまたは電子ビーム等の特殊な溶接法により溶接されることで構成される。これによって、溶接の熱影響部が最小化され、ビードによる突出が発生しなくなる。
【００２８】
ピストン１１０は、所定長さを有するボディー部１１１の前方側にヘッド部１１２が形成され、ボディー部１１１の後方側に可動子５と連結される連結部１１３が形成され、ボディー部１１１の中央及びヘッド部１１２の一方側には冷媒ガスをシリンダー３に案内する冷媒流路Ｆが切削形成されて構成される。
【００２９】
ヘッド部１１２の中央には、吸入バルブ１２０を固定するために、後述する溶接媒体Ｍが圧入される溶接媒体挿合溝１１２ａが断面矩形状に切削形成され、ヘッド部１１２の前端面には複数（図面では三つ）の冷媒吸入通孔６ｅが夫々穿設される。
【００３０】
このとき、溶接媒体Ｍは、溶接時、強弾性材質の吸入バルブ１２０が円滑に溶接される材質により形成される。
また、吸入バルブ１２０は、外縁から中央方向にクェスチョンマーク状の切開部１２３が切開形成されて開閉部１２１が形成され、該開閉部１２１はヘッド部１１２の各冷媒吸入通孔６ｅを開閉するように、それら冷媒吸入通孔６ｅに対向して配置され、その中央には固定部１２２が形成されて、該固定部１２２には溶接媒体Ｍの径に対応する溶接孔１２２ａが穿設されて構成される。
【００３１】
そして、図９に示すように、溶接孔１２２ａは円状に穿設されて、その内周面とこれに対応する溶接媒体Ｍの前端面とが溶接され、または、図１０に示すように、長孔のスリット状に穿設されて、その内側端面とこれに連なる溶接媒体Ｍの前端面とを溶接させることもできる。
図中、未説明符号Ｗ′は溶接部を示したものである。
【００３２】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態の作用効果を説明する。
即ち、往復動式モータに電力が供給されて可動子５が直線往復運動をすると、これに結合されたピストン１１０がシリンダー３の内部を直線状に往復運動しながら、密閉容器Ｖの内部に充填されていた冷媒ガスを吸入して、圧縮、吐出する一連の過程が反復される。
【００３３】
この時、ピストン１１０の往復運動する間、ピストン１１０が、シリンダー３に吸入されていた冷媒ガスを圧縮するために前進運動をすると、ピストン１１０の前進運動によって圧縮空間の体積が狭くなると共に、シリンダー３の圧縮空間に存在する冷媒ガスが漸進的に圧縮され、この圧縮空間の圧力が所定値以上になった瞬間、冷媒ガスは、前記圧縮空間の吐出側を遮断していた吐出バルブ８ａ（図１参照）を押しながら吐出されるが、ピストン１１０の前端面に位置する吸入バルブ１２０がピストン１１０に溶接して結合されることで、吸入バルブ１２０とこれに対応する吐出バルブ８ａ間の死体積がほとんど存在しないようにピストン１１０のストローク距離を設定し得るようになる。
【００３４】
また、ピストン１１０の前端面に溶接性の良い材質の溶接媒体Ｍが圧入されて、溶接媒体Ｍと吸入バルブ１２０とが溶接されることで溶接性が向上するだけでなく、吸入バルブ１２０の側端面と該側端面に垂直なピストン１１０の前端面または溶接媒体Ｍの前端面とが溶接されるようになるため、二つの部材の結合力が垂直成分と水平成分とに両分されて、吸入バルブ１２０の一方向性開閉動作が一層大きな抵抗力を有するようになる。また、溶接の熱影響部が最小化され、ビードによる突出が発生しなくなる。
【００３５】
一方、本発明に係る往復動式圧縮機の第２実施形態の変形例においては、吸入バルブ１２０の固定部１２２に別途の円状またはスリット状の溶接孔１２２ａを穿設して、溶接孔１２２ａの側端面とピストン１１０に圧入された溶接媒体Ｍとが溶接されるが、他の態様として、図１１に示すように、別途の溶接孔を穿設することなく、吸入バルブ１２０を開閉部１２１と固定部１２２とに分割されるように切開された切開部１２３の側端面とピストン１１０の溶接媒体Ｍとを溶接するように形成することで、吸入バルブ１２０の外周面とピストン１１０の前端面とを溶接することもできる。
【００３６】
即ち、更に溶接孔を別途穿設することなく、溶接部位を２ケ所にして溶接結合力を増加するようになる。
以下、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態を説明する。
図１２は本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態を示した斜視図で、図１３は図１２のピストンを示した縦断面図で、図１４は図１３の前記ピストンに接合部材を接合させる過程を示した縦断面図である。
【００３７】
図示するように、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態は、往復動式モータ（図示せず）の可動子に結合されて、シリンダー３内に滑動自在に挿合され、冷媒ガスをシリンダー３の圧縮空間に吸入して圧縮／吐出するピストン２１１と、該ピストン２１１の前端面に装着されてピストン２１１の冷媒流路Ｆを開閉する吸入バルブ２１２と、ピストン２１１の前端面とこれに対応される吸入バルブ２１２間に介在されて、該吸入バルブ２１２の溶接性を高めるためにピストン２１１の前端面に装着される接合部材２１３と、を含んで構成される。
【００３８】
ピストン２１１は通常鋳鉄材質で成形され、その前端面の中央には接合部材２１３が挿合される接合部材装着溝２１１ａが切削形成され、該接合部材装着溝２１１ａの直径は、後述する鉛系金属２１４が接合部材２１３の外周面との間に挿合されるように接合部材２１３の直径より大きく形成される。
【００３９】
接合部材装着溝２１１ａは、その内側から大気と接触する外側へ次第に直径が広くなるように形成され、好ましくは、図１３、１４に示すように、接合部材装着溝２１１ａの外側面の角が外側方向に拡張するように面取りされた拡張面２１１ｂに形成されるか、または、図１５に示すように、接合部材装着溝２２１ａが断面「台形」の拡張面２２１ｂに形成される。
【００４０】
接合部材２１３は、鉛系金属２１４の融点より高い材質のステンレスにより形成され、鉛系金属２１４により接合部材装着溝２１１ａ、２２１ａに溶接される。
図中、未説明符号Ｇは気泡、６ｅは冷媒吸入通孔、Ｗは溶接部をそれぞれ示したものである。
【００４１】
以下、往復動式圧縮機用ピストンに吸入バルブを固定する過程を説明する。
まず、ピストン２１１の前端面に切削形成された接合部材装着溝２１１ａに接合部材２１３を挿入し、それら接合部材装着溝２１１ａと接合部材２１３間に鉛系金属２１４を挿合し、その後、ピストン２１１と接合部材２１３との接合のために、鉛系金属２１４を該鉛系金属２１４の融点より高い温度で加熱することで、鉛系金属２１４が融解されながらピストン２１１と接合部材２１３間に染み込み、ピストン２１１と接合部材２１３とを反応させて、所定時間の間冷却させ、鉛系金属２１４を再び硬化させながら二つの部材２１１、２１３を接合させる。
【００４２】
次いで、ピストン２１１の前端面に吸入バルブ２１２を配置した後、該吸入バルブ２１２の固定部（図示せず）を接合部材２１３の前端面に溶接して、吸入バルブ２１２を固定する。
【００４３】
この時、鉛系金属２１４が加熱されて溶融し、気泡が発生するが、該気泡は相対的に密度の低い大気との接触面側に排出される。気泡の大きさは、図１４に示すように、接合部材装着溝２１１ａの上方の大気側へ行くほど大きくなり、鉛系金属の上下部間の密度差が大きくなる。これにより、鉛系金属２１４の溶融時に発生する気泡Ｇが大気中に迅速に排出され、結局、ピストン２１１と接合部材２１３間には気泡Ｇがほとんど残留しなくなり、よって、ピストン２１１と接合部材２１３間の接合面に対する気孔の発生率や大きさが顕著に低減される。
【００４４】
一方、ピストン２２１の前端面に切削形成される接合部材装着溝２２１ａを台形断面形状に切削形成しても、その組立工程や作用効果は同様である。
以下、このように構成された本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態の作用効果は、吸入バルブとこれに対応する吐出バルブ間の死体積が除去されることはもちろん、吸入バルブがピストンに堅固に固定されることで、吸入バルブの空回り現象を未然に防止して圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００４５】
また、接合部材をピストンに接合させるために鉛系金属を溶融する時、鉛系金属の内部で発生する気泡がほとんど大気中に排出され、接合後、鉛系金属とピストンまたは鉛系金属と接合部材との接合界面に残存する気孔の量や大きさが顕著に低減され、これによる接合強度の低下を未然に防止することができる。
【００４６】
また、ピストンの駆動時、高温により気泡の体積が膨脹することにより発生する微細な亀裂も防止することができ、各気孔間の密度差による濃度差転位を抑制して、ピストンや接合部材の腐蝕も未然に防止し得るという効果がある。
【００４７】
以下、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態を説明する。
図１６は本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態を示した斜視図で、図１７は図１６の縦断面図で、図１８は図１７の接合部材を接合させる過程を示した縦断面図である。
【００４８】
図示するように、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態は、往復動式モータ（図示せず）の可動子に結合されてシリンダー３内に滑動自在に挿合され、冷媒ガスをシリンダー３の圧縮空間に吸入して圧縮／吐出するピストン３１１と、該ピストン３１１の前端面に装着されてピストン３１１の冷媒流路Ｆを開閉する吸入バルブ３１２と、ピストン３１１の前端面とこれに対応される吸入バルブ３１２間に介在されて、吸入バルブ３１２の溶接性を向上し得るようにピストン３１１の前端面に装着される接合部材３１３と、を含んで構成される。
【００４９】
ピストン３１１は通常鋳鉄材質で成形され、その前端面の中央には接合部材３１３が挿入される接合部材装着溝３１３ａが切削形成され、その直径は後述する鉛系金属３１４が接合部材３１３の外周面との間に挿合されるように接合部材３１３の直径より大きく形成される。
【００５０】
又、接合部材装着溝３１１ａは、その内側から大気と接触する外側まで同じ直径で切削形成されるが、場合によっては、図１９に示すように、その内周面に内側から外側に数個の排気溝３１１ｂを切削形成することもできる。
【００５１】
又、接合部材３１３は、鉛系金属３１４の融点より高い材質のステンレス等で形成され、その中央部には接合部材装着溝３１１ａの内側から外側方向に排気口３１１ａが穿設され、該排気口３１３ａは、接合部材装着溝３１１ａの内径より大気と接触する外側の直径が広く形成される。
図中、未説明符号Ｇは気泡、６ｅは冷媒吸入通孔、Ｗは溶接部を夫々示したものである。
【００５２】
以下、このように構成された第４実施形態の往復動式圧縮機用ピストンに吸入バルブを固定する工程を説明する。
まず、ピストン３１１の前端面に切削形成された接合部材装着溝３１１ａに接合部材３１３を挿入して、接合部材装着溝３１１ａと接合部材３１３間に鉛系金属３１４を挿合し、その後、ピストン３１１に接合部材３１３を接合するために鉛系金属３１４をその融点より高い温度に加熱することで、鉛系金属３１４が溶融しながらピストン３１１と接合部材３１３間に染み込み、ピストン３１１と接合部材３１３とが金属間結合反応を起こすようにする。次いで、所定時間冷却して、鉛系金属３１４を再び硬化させながら、二つの部材３１１、３１３が接合されるようにする。
【００５３】
次いで、ピストン３１１の前端面に吸入バルブ３１２を配置した後、吸入バルブ３１２の固定部（図示せず）を接合部材３１３の前端面に溶接して、吸入バルブ３１２を固定する。
【００５４】
この時、図１８に示すように、鉛系金属２１４が加熱されて溶融すると気泡が発生し、この気泡は相対的に密度の低い大気との接触面側に排出されるが、接合部材３１３の中央には排気口３１３ａが穿設されており、鉛系金属３１４の溶融時に発生する気泡Ｇが排気口３１３ａを通して大気中に迅速に排出される。
【００５５】
特に、排気口３１３ａは、大気側へ行くほど漸次その直径が拡大するように形成されており、これにより鉛系金属３１４の上／下部間の密度差がより大きくなるため、気泡Ｇがより速く大気中に排出される。
【００５６】
また、図１９、２０に示すように、ピストン３１１の接合部材装着溝３１１ａに排気溝３１１ｂを別途に切削形成する場合は、気泡Ｇが接合部材３１３の排気口３１３ａはもちろん、ピストン３１１の排気溝３１１ｂからも抜け出されるようにすることで、気泡Ｇの除去が一層速く行われるようになる。
【００５７】
以下、このように構成された本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態の作用効果を説明する。吸入バルブと、これに対応される吐出バルブ間の死体積が除去されることはもちろん、吸入バルブをピストンに堅固に固定させて、吸入バルブの空回り現象を未然に防止して圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００５８】
また、前記接合部材をピストンに接合させるための鉛系金属の溶融時、該鉛系金属の内部で気泡がほとんど大気中に排出されて、接合後、鉛系金属とピストンまたは鉛系金属と接合部材との接合界面に残存する気孔の量や大きさが顕著に低減され、よって、接合強度の低下を未然に防止することができる。
【００５９】
また、ピストンの駆動時に発生する高温により気泡の体積が膨脹することにより発生する微細亀裂が防止され、各気孔間の密度差による濃度差転位を抑制して、ピストンや接合部材の腐蝕を未然に防止することができる。
【００６０】
＜産業上の利用可能性＞
以上、説明したように、本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造は、冷媒流路を開閉する薄板状の吸入バルブが溶接によりピストンに接合して結合されることで、吸入バルブの結合状態が堅固になるだけでなく、その結合構造が簡単に構成されることで、死体積が排除されて、実際の行程の体積が増加して圧縮効率が向上し、また、ピストンのストローク制御が容易になってピストンの動作を正確に制御し得るようになる。よって、吸入バルブの結合構造の信頼性が向上する。
【００６１】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造は、吸入バルブの側端面とこれに対応するピストンの前端面間を溶接して、吸入バルブをピストンに固定することで、吸入バルブとこれに対応される吐出バルブ間の死体積を除去することはもちろん、吸入バルブをピストンに堅固に固定することで、吸入バルブの空回り現象を未然に防止して圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００６２】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造は、ピストンに接合部材装着溝を切削形成して接合部材を挿合し、前記接合部材を利用して吸入バルブを溶接結合すると共に、接合部材装着溝を大気側に拡大形成して、該接合部材装着溝と接合部材間に挿入される鉛系金属の溶融時、気泡が発生しても、その気泡を大気中に迅速に排出することで、吸入バルブとこれに対応する吐出バルブ間の死体積を除去することはもちろん、吸入バルブをピストンに堅固に固定することで、吸入バルブの空回り現象を未然に防止して圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００６３】
そして、前記各部材とその間に介在された鉛系金属間の接合界面の接合強度が低下されることを防止して、高温駆動による気泡の膨脹とこれによる微細な亀裂を防止して、各気孔間の密度差によって発生する濃度差転位とこれによる各部材の腐蝕を未然に防止することができる。
【００６４】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造は、ピストンに接合部材装着溝を切削形成して接合部材を挿合し、該接合部材を利用して吸入バルブを溶接すると共に、吸入バルブを溶接するために、ピストンに装着される接合部材に排気口を貫通形成したり、または、該接合部材が挿合される接合部材装着溝の内周面に排気溝を付加形成して、前記接合部材装着溝と接合部材間に挿合される鉛系金属の溶融時、気泡が発生しても、この気泡を大気中に迅速に排出することで、前記吸入バルブとこれに対応される吐出バルブ間の死体積を除去することはもちろん、前記吸入バルブをピストンに堅固に固定させて、吸入バルブの空回り現象を未然に防止して圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００６５】
また、各部材とその間に介在された鉛系金属間の接合界面の接合強度が低下されることを防止して、高温駆動による気泡の膨脹とこれによる微細亀裂を防止して、各気孔間の密度差によって発生する濃度差転位とこれによる各部材の腐蝕を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術による往復動式圧縮機の一例を示した縦断面図である。
【図２】
従来技術による往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造を示した斜視図である。
【図３】
従来技術による往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造を示した縦断面図である。
【図４】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第１実施形態を示した縦断面図である。
【図５】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第１実施形態の他の実施例を示した縦断面図である。
【図６】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第１実施形態の又他の実施例を示した縦断面図である。
【図７】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態を示した斜視図である。
【図８】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態を示した縦断面図である。
【図９】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態の溶接部の態様を示した正面図である。
【図１０】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態の溶接部の他の態様を示した正面図である。
【図１１】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第２実施形態の溶接部の又他の態様を示した正面図である。
【図１２】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態を示した斜視図である。
【図１３】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態を示した縦断面図である。
【図１４】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態のピストンに接合部材を接合させる過程を示した縦断面図である。
【図１５】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第３実施形態のピストンに形成される装着溝の他の実施例を示した縦断面図である。
【図１６】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態を分解して示した斜視図である。
【図１７】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態を示した縦断面図である。
【図１８】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態のピストンに接合部材を接合させる過程を示した縦断面図である。
【図１９】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態の他の実施例を示した斜視図である。
【図２０】
本発明に係る往復動式圧縮機の吸入バルブ結合構造の第４実施形態の又他の実施例を示した縦断面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004522062.tif 000004
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【国際調査報告】
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