(57)【要約】【課題】密閉型圧縮機に関し、効率的に吸入弁の円周応力を軽減することにより、吸入効率を改善することができる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】バルブプレート１０４の吸入孔１０７に対し、別体の仕切り板２０８を取り付け、吸入孔１０７を、その径方向において複数に区切り、吸入弁１１０の撓みを規制することにより、効率的に吸入弁１１０の円周応力を軽減することができる。さらに、仕切り板２０８をバネ材によって形成することにより、容易に組立てることができる、高信頼性で高効率な密閉型圧縮機を提供することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を配置し、前記圧縮要素を、シリンダブロックに形成されたシリンダボアと、前記シリンダボア内で往復運動するピストンと、前記シリンダボア内の開口端部に備えられ、吸入孔および吐出孔が穿設されたバルブプレートと、前記バルブプレートと前記シリンダボアの開口端との間に配置された吸入弁を備える構成とし、前記バルブプレートに、前記吸入孔を該吸入孔の径方向において複数に区切る仕切り板を着脱可能に設けた密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記仕切り板の材質を、バネ鋼材とした請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記バルブプレートにおける吸入孔の周縁に弁座部を設け、前記仕切り板における圧縮室側の端面を、前記弁座部より低く形成した請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記仕切り板における圧縮室側の端面と前記弁座部の最大高低差を、前記吸入弁にかかる円周応力が、弁材の疲労限度の９０％に達するときの変位量以下の範囲とした請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記仕切り板を、前記吸入孔の面方向においてＷ字状に位置する波型形状に形成した請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍冷蔵庫などの冷凍サイクルに用いられる密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷凍冷蔵庫などの冷凍装置に使用される密閉型圧縮機については、消費電力を低減させるための高効率化の他に、低騒音化や、高信頼性化が望まれている。
【０００３】
従来、この種の密閉型圧縮機としては、圧縮時の吸入弁の円周応力を改善することにより、信頼性を向上させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来技術の密閉型圧縮機について説明する。
【０００５】
図８は、従来の密閉型圧縮機の縦断面図であり、図９は、従来の密閉型圧縮機の圧縮部の要部拡大図、図１０は、従来の異なる密閉型圧縮機の圧縮部の要部拡大図、図１１は、従来の密閉型圧縮機の図９のＣ−Ｃ線による縦断面図である。
【０００６】
図８において、シリンダブロック２０２には、シリンダ２０３が形成されており、ピストン２０５がシリンダ２０３内に往復自在に挿入されている。シリンダ２０３の開口端部には、これを封止するようにバルブプレート２０４が配設されており、バルブプレート２０４とシリンダ２０３の開口端との間には吸入弁２１０が挟持されている。
【０００７】
バルブプレート２０４には、図９、図１０に示すように、吐出孔２１１と吸入孔２０７が少なくとも１つ以上配設されており、吸入孔２０７は、吸入孔２０７を開閉する吸入弁２１０が接触する弁座部２０９と、吸入孔２０７を複数に区分するリブ２０８で形成されている。
【０００８】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【０００９】
ピストン２０５がシリンダ２０３内を往復運動することで、吸入行程時にはシリンダ２０３内の圧力が下がり、吸入弁２１０が開くことで、吸入孔２０７から冷媒をシリンダ２０３内に吸入する。
【００１０】
吐出行程時には、シリンダ２０３内の圧力が上がることにより、吸入弁２１０は強制的に弁座部２０９に押し付けられ、吸入孔２０７を閉じ、反対に高圧室側に配設された吐出弁２１１は、シリンダの内圧が高圧室側の圧力より高くなることにより押し上げられ、冷媒がシリンダ２０３外へと吐出される。
【００１１】
密閉型圧縮機において、さらなる高効率化を図るための改善点の一つとして、冷媒を効率よく吸入することがあげられる。その方法として、吸入孔の開口面積を拡大することが一般的である。
【００１２】
このような密閉型圧縮機では、シリンダ２０３内において、液状冷媒の圧縮時に吸入弁２１０に過大な荷重がかかり、液が吸入室側にリークしたり、吸入弁２１０が変形、破損したりすることがある。
【００１３】
そこで、吸入孔２０７にリブ２０８を設けることにより、シリンダ２０３内で液状冷媒
が圧縮されても、吸入弁２１０に掛かる荷重を軽減し、液状冷媒等の吸入室内側へのリークや吸入弁２１０の変形、破損を防ぐことができる密閉型圧縮機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１９３６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来の密閉型圧縮機においては、リブ２０８はバルブプレート２０４と一体型で形成されており、リブ２０８の強度および製造上における成形金型の強度を確保する為に、少なくともリブ２０８の幅と高さは一定値以上確保することが必要とされている。
【００１６】
リブ２０８の形状を大きく設定すると、リブ２０８が冷媒の流れを阻害してしまうため、吸入孔の拡大による吸入効率改善効果を十分に得ることができなくなる。そのため、吸入効率改善効果を最大限に発揮しようとすると、冷媒流路の確保の為、更なる吸入孔の拡大が必要とされる。
【００１７】
このような場合、シリンダボア径の小さいモデルでは、吸入孔２０７の拡大幅にも制限がある為、実際には、リブ２０８の配置が困難であったり、また、シリンダボア径の大きいモデルでは、吸入孔２０７が大きくなりすぎると、吸入マフラーの開口部や前記開口部を固定するシリンダヘッドが大きくなったりするなどの課題を有していた。
【００１８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、液状冷媒等の低圧室側へのリークや吸入弁の変形、破損を防ぎ、かつ同一の吸入孔面積でも吸入孔の外形を最小限に抑えることにより、シリンダボア径にかかわらず、高信頼性化、高効率化、かつ小型化を実現した密閉型圧縮機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】
【００１９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、シリンダブロックに形成されたシリンダボアと、シリンダボア内で往復運動するピストンと、シリンダボア内の開口端部に備えられ、吸入孔および吐出孔が穿設されたバルブプレートと、バルブプレートとシリンダボアの開口端との間に配置された吸入弁を備え、吸入孔を複数に分割するように仕切り板を構成したものである。
【００２０】
これによって、効率的に吸入弁の円周応力を軽減することができ、バルブプレートの吸入孔面積が同じでも吸入孔を小さく形成することができる。
【００２１】
また、リブ仕切り板は、仕切り板の体積が小さく形成できるよう別体部品によって配設されたもので、バルブプレートの吸入孔面積が同じでも吸入孔を小さく設計することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の密閉型圧縮機は、効果的に吸入弁の円周応力を緩和できるため、より一層の高信頼性化、高効率化と小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態１における密閉型圧縮機のバルブプレートの要部拡大図
【図３】同実施の形態１における密閉型圧縮機の図２におけるＡ−Ａ線による通常運転時の縦断面図
【図４】同実施の形態１における密閉型圧縮機の圧縮部の図２におけるＡ−Ａ線による過大負荷が作用した時の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機のバルブプレートの要部拡大図
【図６】同実施の形態２における密閉型圧縮機の図５のＢ−Ｂ線による通常運転時の縦断面図
【図７】同実施の形態２における密閉型圧縮機の変形構成を示すバルブプレートの要部拡大図
【図８】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図９】従来の密閉型圧縮機の圧縮部の要部拡大図
【図１０】従来の異なる密閉型圧縮機の圧縮部の要部拡大図
【図１１】従来の密閉型圧縮機の図９におけるＣ−Ｃ縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を配置し、前記圧縮要素を、シリンダブロックに形成されたシリンダボアと、前記シリンダボア内で往復運動するピストンと、前記シリンダボア内の開口端部に備えられ、吸入孔および吐出孔が穿設されたバルブプレートと、前記バルブプレートと前記シリンダボアの開口端との間に配置された吸入弁を備える構成とし、前記バルブプレートに、前記吸入孔を該吸入孔の径方向において複数に区切る仕切り板を着脱可能に設けたものである。
【００２５】
これによって、通常運転時は、吸入弁とリブが接触することなく、かつ異常負荷（過負荷）時のみに吸入弁を保持することができ、吸入弁の変形、破損を軽減し、より一層の高信頼性化と高効率化を達成することができる。
【００２６】
また、前記仕切り板は、体積を小さく形成することができるため、吸入面積の同じ吸入孔でも外形を小さく設計することが可能となり、より一層の高信頼性化と、高効率化と、小型化を達成することができる。
【００２７】
しかも、前記仕切り板は、吸入孔に取り付ける構成であるため、バルブプレートの形成加工が簡素かつ容易となり、安価に形成することができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記仕切り板の材質を、バネ鋼材としたものである。
【００２９】
これによって、バネ力で仕切り板を吸入孔に配設することができ、また、組立も容易であることから、低コスト化を実現することができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記バルブプレートにおける吸入孔の周縁に弁座部を設け、前記仕切り板における圧縮室側の端面を、前記弁座部より低く形成したものである。
【００３１】
これによって、前記吸入弁に過大な円周応力が発生しない通常運転時には、吸入弁と仕切り板との接触を防ぐことができるため、吸入弁と弁座面の高いシール性を確保することが可能となり、さらに高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記仕切り板における圧縮室側の端面と前記弁座部の最大高低差を、前記吸入弁にかかる円周
応力が、弁材の疲労限度の９０％に達するときの変位量以下の範囲としたものである。
【００３３】
これによって、前記吸入弁へ過大負荷が掛かった時、前記仕切り板によって吸入弁を保持し、吸入弁の変形を防止することができ、高信頼性化を実現することができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記仕切り板を、前記吸入孔の面方向においてＷ字状に位置する波型形状に形成したものである。
【００３５】
これによって、吸入面積の大きな吸入孔に対して２箇所以上の仕切り板を必要とする場合においても、一つの仕切り板を波型形状に成形することで吸入弁の複数箇所を保持することが可能となり、さらなる高信頼性化と高効率化を実現することができる。
【００３６】
以下、本発明による密閉型圧縮機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態１における密閉型圧縮機のバルブプレートの要部拡大図、図３は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の図２におけるＡ−Ａ線による通常運転時の縦断面図、図４は、同実施の形態１における密閉型圧縮機の図２におけるＡ−Ａ線による過大負荷が作用した時の縦断面図である。
【００３８】
図１において、密閉型圧縮機は、周知のように、密閉容器１０１内に、電動要素２０と、この電動要素２０によって駆動される圧縮要素３０が配置されている。また、密閉容器１０１の内底部には、潤滑油１０６が貯留されている。
【００３９】
圧縮要素３０を構成するシリンダブロック１０２には、シリンダ１０３が形成されており、ピストン１０５が、シリンダ（圧縮室）１０３内に往復自在に挿入されている。シリンダ１０３の開口端部には、シリンダ１０５の空間を封止するようにバルブプレート１０４とシリンダヘッド１１５が配設されており、バルブプレート１０４とシリンダ１０３の間には吸入弁１１０（図３）が狭持されている。
【００４０】
バルブプレート１０４には、図２に示すように、吐出孔１１１と吸入孔１０７がそれぞれ穿設されている。吸入孔１０７には、その周辺部に吸入弁１１０と接触する弁座部１０９が設けられ、また、吸入孔１０７を複数に区分する仕切り板１０８が設けられている。この仕切り板１０８は、バネ材で形成され、適宜構成によって固定されている。また、仕切り板１０８は、そのシリンダ１０３（圧縮室）側の端面Ｘが、バルブプレート１０４の吸入孔１０７周りに配設される弁座部１０９の面より低くなるように形成されている。
【００４１】
また、仕切り板１０８におけるシリンダ１０３（圧縮室）側の端面と弁座部１０９との最大高低差を、吸入弁１１０にかかる円周応力が、弁材（本実施の形態１においては、スプリング鋼材）の疲労限度の９０％に達するときの変位量以下の範囲としている。
【００４２】
さらに、シリンダ１０３内には、ピストン１０５の摺動損失および摩耗を低減するために、周知の潤滑油供給機構により、潤滑油１０６が供給される。
【００４３】
また、シリンダヘッド１１５とバルブプレート１０４の間には、吸入孔１０７に連通する吸入マフラー１１６が設けられている。
【００４４】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００４５】
ピストン１０５が、シリンダ１０３内を往復運動することで、吸入行程時には、シリンダ１０３内の圧力が下がる。これに伴い、密閉容器１０１内の圧力との差圧によって吸入弁１１０が開くことで、冷媒をシリンダ１０３内に吸入する。
【００４６】
吐出行程時には、図３に示すように、吸入弁１１０を閉じ、シリンダ１０３内の圧力が上がることにより、吸入弁１１０が吸入孔１０７の弁座部１０９をシールする。さらに潤滑油１０６により、吸入弁１１０と弁座部１０９の密着性が向上するため、リークすることなく吐出孔１１１から冷媒をシリンダ１０３外へ吐出することができる。
【００４７】
また、液状冷媒の圧縮時においては、吸入弁１１０に過大な荷重が作用するが、図４に示すように、仕切り板１０８により保持される。そのため、吸入弁１１０の円周に作用する円周応力を低減することができる。
【００４８】
ここで、吸入効率を改善する為に、吸入孔１０７の径を大きくし、吸入面積を拡大したときに、その副作用として吸入弁の円周応力が増大する。円周応力の緩和の為、従来の構成のように、吸入孔１０７にバルブプレート１０４と一体型のリブを追加したときは、リブの幅が厚くなる分拡大した吸入面積を狭小化してしまい、さらなる吸入面積の拡大が必要となる。その結果、吸入マフラー１１６の開口部や吸入マフラー１１６を固定するシリンダヘッド１１５等の大型化を招くことになる。
【００４９】
しかしながら、本実施の形態１においては、リブを別体の仕切り板１０８で構成しており、バルブプレート１０４と一体型のリブに対し、リブの幅をより小さく設計することができる。その結果、リブ面積が占める分の吸入孔１０７の拡大を抑え、さらにはその周辺部品の形状も大型化することなく、仕切り板１０８を配設することが可能となり、効果的に液状冷媒の圧縮時の過大な荷重に対して、円周応力の低減を達成することができる。
【００５０】
また、仕切り板１０８は、そのシリンダ１０３（圧縮室）側の端面Ｘが、バルブプレート１０４の吸入孔１０７周りに配設される弁座部１０９の面より低くなるように形成することにより、吸入弁１０７に過大な円周応力が発生しない通常運転時には、吸入弁１０７と仕切り板１０８との接触を防ぐことができる。そのため、吸入弁１０７と弁座部１０９の面との高いシール性を確保することが可能となり、高信頼性化を実現することができる。
【００５１】
さらに、仕切り板１０８の端面Ｘと弁座部１０９の最大高低差を、吸入弁１０７にかかる円周応力が弁材の疲労限度の９０％に達するときの変位量以下の範囲に形成することにより、吸入弁１０７へ過大負荷が掛かった時に、仕切り板１０８により、吸入弁１０７を保持することができる。そのため、過大負荷に対しても高信頼性化を実現することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機のバルブプレートの要部拡大図、図６は、同実施の形態２における密閉型圧縮機の図５のＢ−Ｂ線による通常運転時の縦断面図、図７は、同実施の形態２における変形構成を示すバルブプレートの要部拡大図である。
【００５３】
なお、本実施の形態２における密閉型圧縮機の全体構成については、図１を援用し、ここでは、実施の形態１と相違する構成を主体に説明する。また、実施の形態１と同一の構成要件については、同一の符号を用いて説明する。
【００５４】
図５および図６において、実施の形態１と相違する構成は、バネ材からなる仕切り板１１８を、図５に示すように、Ｓ字形に形成した点である。
【００５５】
そして、仕切り板１１８の外形は、吸入孔１０７の径（形）よりも若干大きく形成され、弾性変形作用を利用して吸入孔１０７内に嵌合されている。
【００５６】
吸入孔１０７の圧縮室側端面には、吸入孔１０７の径方向に突出し、仕切り板１１８の抜け止めを行う突出部１０９ａが設けられている。
【００５７】
したがって、仕切り板１１８は、自身のバネ力により、吸入孔１０７に保持することを可能とし、固定部品を追加することなく配置することができる。その結果、組立も容易であり、低コスト化を実現することができる。
【００５８】
さらに、仕切り板１１８の保持構造として、吸入孔１０７の圧縮室側を残して孔径を大きくすることにより、シリンダ側への抜け防止となる。また、低圧室側からは、吸入マフラー１１６の開口部で抑えることも可能である。
【００５９】
また、吸入孔１０７の径（外形）が大きく、吸入弁１０７の複数箇所を保持する必要がある場合は、図７に示すように仕切り板１２８の蛇行部を増やした形状とすることにより、単一部品で吸入弁１０７の撓みを複数箇所で支持することができる。
【００６０】
加えて、仕切り板１１８、１２８は板状であるため、吸入孔１０７の径（外形）が大きくなるほど、リブの本数（蛇行列数）が増えるが、吸入孔面積に対するリブ面積の占める割合を抑えることができ、吸入孔１０７の外形を必要以上に大きくすることを抑えることができる。
【００６１】
また、実施の形態１および２における仕切り板による円周応力の低減効果は、吸入孔１０７だけでなく、バルブプレート１０４に形成された吐出孔１１１でも、同様に実施でき、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、効率的に吸入弁の円周応力を軽減することにより、部品を大型化することなく吸入効率を改善することができるため、高い効率を得るとともに、高信頼性化を実現することができる。その結果、家庭用冷蔵庫および、除湿機やショーケース、自販機等、冷凍サイクルを用いたあらゆる用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
２０  電動要素
３０  圧縮要素
１０１  密閉容器
１０２  シリンダブロック
１０３  シリンダ
１０４  バルブプレート
１０５  ピストン
１０７  吸入孔
１０８  仕切り板
１０９  弁座部
１１０  吸入弁
１１１  吐出孔
１１８  仕切り板
１２８  仕切り板
【図１】
2012225260.tif 000003
【図２】
2012225260.tif 000004
【図３】
2012225260.tif 000005
【図４】
2012225260.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012225260.tif 000008
【図７】
2012225260.tif 000009
【図８】
2012225260.tif 000010
【図９】
2012225260.tif 000011
【図１０】
2012225260.tif 000012
【図１１】
2012225260.tif 000013