(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、圧縮室を有するシリンダーブロックと、前記圧縮室内で往復動するピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するバルブプレートと、一端がバルブプレートを介して圧縮室に連通し、他端が前記密閉容器内に開口した消音空間を形成するサクションマフラと、前記バルブプレートの反圧縮室側に配置され、高圧室を形成するとともに、前記サクションマフラの延出部を、板バネを介して前記バルブプレートに押着するシリンダーヘッドとを前記圧縮要素の構成に含み、前記サクションマフラの延出部と前記シリンダーヘッドの間の空間距離を、圧縮機の使用最高温度以上に加熱した際に、前記板バネが塑性変形を生じる寸法とし、さらに、前記サクションマフラを、樹脂材料で形成するとともに、前記シリンダーヘッドを、前記サクションマフラより線膨張係数の小さい材料で形成し、圧縮機の使用最高温度以上の加熱処理を、前記圧縮機の組立て後に実施した密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
前記サクションマフラの延出部に、前記シリンダーヘッド側に突出した突起部を設けるとともに、前記板バネにバーリングを有した孔部を設け、前記突起部に前記孔部を嵌入し、前記板バネを前記延出部に係止した請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫等に使用される密閉型電動圧縮機の低騒音化、高信頼性化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉型電動圧縮機としては、特開昭６２−２７１９７４号公報に示されているものがある。
以下、図面を参照しながら上記従来例の密閉型電動圧縮機を説明する。
【０００３】
図８は、従来の密閉型電動圧縮機の断面図である。図９は、従来の密閉型電動圧縮機を構成する板バネの平面図である。図１０は、従来の密閉型電動圧縮機のサクションマフラとシリンダーヘッドとの隙間の概略図である。図１１は、従来の密閉型電動圧縮機における板バネのバネ特性概念図である。
【０００４】
図８および図９において、１は密閉容器で、冷凍機油２を貯留する。５は電動要素で、固定子３、および回転子４からなる。６は圧縮要素で、電動要素５によって駆動され、ともに密閉容器１に収容される。
【０００５】
次に、圧縮要素６の詳細を以下に説明する。
【０００６】
１０はクランクシャフトで、回転子４を圧入固定した主軸部１１、および主軸部１１に対し偏心して形成された偏心部１２を有する。２０はシリンダーブロックで、略円筒形の圧縮室２２を有するとともに、主軸部１１を軸支する軸受け部２３を有する。３０はピストンで、圧縮室２２に嵌入され、偏心部１２との間を連結手段３１によって連結されている。
【０００７】
３４は圧縮室２２の端面を封止するバルブプレートで、吸入孔３５を有する。３６はバルブプレート３４表面に設けたガスケット、３７はシリンダーヘッドで、高圧室を形成し、バルブプレート３４の反圧縮室２２側に固定される。
【０００８】
３９はサクションチューブで、密閉容器１に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス（図示せず）を密閉容器１内に導く。４０は樹脂で形成されたサクションマフラで、消音空間４２を形成するとともに、延出部４４がバルブプレート３４の吸入孔３５周りに延出している。４６は板バネで、延出部４４とシリンダーヘッド３７の間に形成される空間に、弾性力を付与するように嵌装されている。
【０００９】
以上のように構成された密閉型電動圧縮機について、以下その動作を説明する。
回転子４は、クランクシャフト１０を回転させ、偏心部１２の偏心運動が連結手段３１を介してピストン３０を駆動することで、ピストン３０は、圧縮室２２内を往復運動する。これに伴い、サクションチューブ３９を通して密閉容器１内に導かれた前記冷媒ガスは、サクションマフラ４０から吸入され、圧縮室２２内で連続して圧縮され、再びバルブプレート３４を通過し、密閉容器１内へ開放されることなく冷凍サイクルへ排出される。
【００１０】
この時、ピストン３０の往復運動による断続的な圧縮により、圧縮室２２内に生じた圧力脈動は、サクションマフラ４０の消音空間４２に一部逆流するが、板バネ４６が、延出部４４とシリンダーヘッド３７の間に形成される空間に、弾性力を付与するように嵌装されることで、圧力脈動の漏れを防ぎ、消音空間４２内で減衰され、騒音を低減する。また、延出部４４は、吸入孔３５の周りに弾性的に押し付けられることによって、サクションマフラ４０の熱膨張やへたり等を吸収しつつ、サクションマフラ４０を押着固定し、振動等によるがたつきを抑制するようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、サクションマフラを押着する力は、サクションマフラの延出部４４とシリンダーヘッド３７が形成する隙間寸法と、板バネ４６のバネ定数により決まるが、仮にサクションマフラを押着する力が弱く、樹脂製のマフラ４０がシリンダーヘッド３７や板バネ４６、ガスケット３６との間でがたつきを発生した場合、樹脂製のマフラ４０からは、樹脂粉が発生し、圧縮機の各摺動部を摩耗させたり、各摺動部の隙間に入り込んで可動部をロックさせてしまったり、異常騒音を発生する可能性がある。また、サクションマフラを押着する力が強すぎても、サクションマフラを変形させ、長期の使用の過程では破壊してしまう、といった問題が生ずる。
【００１２】
そのために、上記従来の構成では、図１０に示すサクションマフラの延出部４４とシリンダーヘッド３７とが形成する空間距離Ｈ１と、図１１に示す板バネ４６のバネ特性から決まるバネ力Ｐ１とを調整して、サクションマフラ４０を押着固定するために適切な荷重を得る必要がある。
【００１３】
しかしながら、各々の寸法公差を加味した場合、空間距離１は、ＡｍｉｎからＡｍａｘまでばらつく事となり、それに従って、バネ力Ｐ１は、Ｂｍｉｎ、Ｂｍａｘまでばらつく事となる。したがって、上記条件を満たす適切な荷重を得るためには、サクションマフラ４０の延出部４４の寸法公差幅、およびシリンダーヘッド３７の寸法公差幅による空間距離Ｈ１のばらつきを最小限に押さえるとともに、板バネ４６の高さ方向のばらつきも極めて狭い公差範囲で管理する必要がある。その結果、部品の加工や寸法選別といった工程が必要となり、おおきなコストアップを招いていた。また、部品の取り扱いもシビアとなり、設計品質を維持する事が難しいという欠点があった。
【００１４】
本発明は、従来の課題を解決するもので、サクションマフラの延出部とシリンダーヘッドとの間に形成される空間距離のバラツキが大きいことを前提に、一定のバネ力を得ることで、安定してサクションマフラのがたつきを抑え、低騒音でかつ信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、圧縮室を有するシリンダーブロックと、前記圧縮室内で往復動するピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するバルブプレートと、一端がバルブプレートを介して圧縮室に連通し、他端が前記密閉容器内に開口した消音空間を形成するサクションマフラと、前記バルブプレートの反圧縮室側に配置され、高圧室を形成するとともに、前記サクションマフラの延出部を、板バネを介して前記バルブプレートに押着するシリンダーヘッドとを前記圧縮要素の構成に含み、前記サクションマフラの延出部と前記シリンダーヘッドの間の空間距離を、圧縮機の使用最高温度以上に加熱した際に、前記板バネが塑性変形を生じる寸法とし、さらに、前記サクションマフラを、樹脂材料で形成するとともに、前記シリンダーヘッドを、前記サクションマフラより線膨張係数の小さい材料で形成し、圧縮機の使用最高温度以上の加熱処理を、前記圧縮機の組立て後に実施したもので、前記サクションマフラの延出部と前記シリンダーヘッドの間の空間距離に合ったバネ特性に自己調整し、サクションマフラの押着力の一定化が図れるという作用を有する。
【００１６】
さらに、前記サクションマフラを樹脂材料で形成し、前記シリンダーヘッドを、前記サクションマフラより線膨張係数の小さい材料で形成し、圧縮機の使用最高温度以上の加熱処理を、前記圧縮機の組立て後に実施することで、圧縮機の運転時より高い温度において得られる空間距離に合ったバネ特性に自己調整することができ、圧縮機の運転時に、温度が上がった状態で前記板バネを弾性領域で使用できるように押着力を安定化させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記サクションマフラの延出部に、前記シリンダーヘッド側に突出した突起部を設けるとともに、前記板バネにバーリングを有した孔部を設け、前記突起部に前記孔部を嵌入し、前記板バネを前記延出部に係止したことにより、圧縮機の組立時に、サクションマフラとシリンダーヘッドのサブアッセンブリーができるので、圧縮機の組立てが容易になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による密閉型電動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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による密閉型電動圧縮機の要部断面図である。図２は、同実施の形態１の密閉型電動圧縮機のサクションマフラと板バネの要部拡大図である。図３は、同実施の形態１の密閉型電動圧縮機のサクションマフラとシリンダーヘッドとの隙間の概略図である。図４から図６は、同実施の形態１の密閉型電動圧縮機の板バネのバネ特性の概念を示したグラフである。
【００２０】
図１および図２において、１０１は密閉容器で、冷凍機油１０２を貯留する。１０５は電動要素で、固定子１０３、および回転子１０４からなる。１０６は圧縮要素で、電動要素１０５によって駆動され、ともに密閉容器１０１に収容される。
【００２１】
次に、圧縮要素１０６の詳細を以下に説明する。
【００２２】
１１０はクランクシャフトで、回転子１０４を圧入固定した主軸部１１１、および主軸部１１１に対し偏心して形成された偏心部１１２を有する。１２０はシリンダーブロックで、略円筒形の圧縮室１２２を有するとともに、主軸部１１１を軸支する軸受け部１２３を有する。１３０はピストンで、圧縮室１２２に嵌入され、偏心部１１２との間を連結手段１３１によって連結されている。１３４は圧縮室１２２の端面を封止するバルブプレートで、吸入孔１３５を有する。
【００２３】
１３６はバルブプレート１３４表面に設けたガスケット、１３７はシリンダーヘッドで、高圧室を形成し、合成樹脂材料より線膨張係数の小さなアルミをダイキャストしたもので、バルブプレート１３４の反圧縮室１２２側に固定される。１３９はサクションチューブで、密閉容器１０１に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス（図示せず）を密閉容器１内に導く。
【００２４】
１４０はＰＢＴやＰＰＳなどの合成樹脂材料で形成されたサクションマフラで、消音空間１４２を形成するとともに、延出部１４４がバルブプレート１３４の吸入孔１３５周りに延出している。１４６は板バネで、バネ用鋼材やバネ用冷間圧延鋼材等で形成され、図４に示す様なバネ特性を有している。板バネ１４６は、延出部１４４とシリンダーヘッド１３７の間に形成される空間に、弾性力を付与するように嵌装されている。加えて、本発明の密閉型電動圧縮機は、圧縮機の実運転中のサクションマフラ延出部１４４近傍の温度より高い１５０℃以上の温度に組立後に加温乾燥したもので、その時のサクションマフラの延出部１４４と前記シリンダーヘッド１３７の間の図３に示す空間距離Ｈ２（以下空間距離という）は、図４に示すＤ寸法となる寸法に設定している。
【００２５】
以上のような構成において、図４に示すように組立後の空間距離Ｈ２は、Ｃ寸法となるが、高温の乾燥炉に投入された時、空間距離Ｈ２は、サクションマフラの延出部１４４とシリンダーヘッド１３７の線膨張係数差により、Ｄ寸法に縮むこととなる。
【００２６】
このとき、サクションマフラの延出部１４４の最大寸法公差時と、シリンダーヘッド１３７の最小寸法公差時の組合わせ時には、空間距離Ｈ２はＤｍｉｎとなり、サクションマフラの延出部１４４の最小寸法公差時と、シリンダーヘッド１３７の最大寸法公差時の組合わせ時には、空間距離Ｈ２はＤｍａｘとなるが、空間距離Ｈ２がＤｍｉｎ，Ｄｍａｘの時は、図４に示す様に、板バネ１４６のバネ特性が塑性変形領域に有る事から、塑性変形後は、空間距離Ｈ２がＤｍｉｎ時のバネ特性は、図６に示す特性に変化し、Ｄｍａｘ時のバネ特性は、図５に示す特性に変化する。
【００２７】
また、サクションマフラの延出部１４４の板バネの当接部１４４ａが、板バネのバネ力により、収縮変形し、空間距離Ｈ２寸法は、それぞれＥｍｉｎ，Ｅｍａｘのポイントへ広がる。また、Ｄｍｉｎ，Ｄｍａｘのポイントは、圧縮機の運転時のサクションマフラの延出部４４ａの温度より高い温度とした為、圧縮機の運転時に、Ｅｍｉｎ，Ｅｍａｘのポイントより狭いポイントに至る事はなく、板バネ１４６のバネ特性は、再び塑性変形領域に達する事はない。
【００２８】
したがって、圧縮機の冷時から熱時において、それぞれＦｍｉｎ〜Ｅｍｉｎ、Ｆｍａｘ〜Ｅｍａｘの安定弾性領域の範囲で運転されると共に、バネ力Ｐ２は、冷時のＦｍｉｎ，Ｆｍａｘにおいてはそれぞれ、Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘ、熱時のＥｍｉｎ，ＥｍａｘにおいてはそれぞれＨｍｉｎ，Ｈｍａｘとなり、サクションマフラの延出部１４４とシリンダーヘッド１３７の組合わせ公差上、最小の空間距離においても、最大の空間距離においても、夫々同様のバネ力Ｐ２が得られる。このように、空間距離Ｈ２のバラツキの影響を打ち消す自己調整機能が働くと共に、生涯弾性域に戻る事なく、安定的に、設計バネ力を保持することが可能となる。
【００２９】
また、冷時のＦｍｉｎ，Ｆｍａｘのポイントでのバネ力Ｐ２＝Ｇｍｉｎ，Ｇｍａｘは、圧縮機の組立時や、輸送時や、圧縮機の運転中や、停止時等に受ける振動や衝撃による力がサクションマフラ１４０に加わっても、サクションマフラ１４０を、充分押着固定し得る荷重に設定する事で、サクションマフラ１４０のがたつきを容易に抑制することができる。
【００３０】
以上のように構成された密閉型電動圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００３１】
回転子１０４は、クランクシャフト１１０を回転させ、偏心部１１２の偏心運動が、連結手段１３１を介してピストン１３０を駆動することで、ピストン１３０は、圧縮室２２内を往復運動する。これに伴い、サクションチューブ１３９を通して密閉容器１０１内に導かれた前記冷媒ガスは、サクションマフラ１４０から吸入され、圧縮室１２２内で連続して圧縮され、再びバルブプレート１３４を通過し、密閉容器１内へ開放されることなく冷凍サイクルへ排出される。
【００３２】
この時、ピストン１３０の往復運動による断続的な圧縮により、圧縮室１２２内に生じた圧力脈動は、サクションマフラ１４０の消音空間１４２に一部逆流するが、板バネ１４６が、延出部１４４とシリンダーヘッド１３７の間に形成される空間に、弾性力を付与するように嵌装され、かつ、その弾性力が、ガスケットに充分押着固定し得る荷重となるように延出部１４４を設定する事で、板バネ１４６は、その設定荷重へと自己調整し、確実に設定荷重を得ることができる。したがって、圧力脈動は漏れることなく、消音空間１４２で減衰され、騒音を低減することが出来る。
【００３３】
また、延出部１４４が、吸入孔１３５の周りに、常に設定荷重で弾性的に押し付けられるため、板バネ１４６は、サクションマフラ１４０の熱膨張やへたり等を吸収し、サクションマフラ１４０を押着固定し、振動等によるがたつきを確実に抑制する。
【００３４】
以上のように、本実施の形態１の密閉型電動圧縮機によれば、サクションマフラ１４０の延出部１４４とシリンダーヘッド１３７との間に形成される空間距離のバラツキが大きいことを前提に、一定のバネ力を得ることで、サクションマフラ１４０の延出部１４４の寸法公差幅、およびシリンダーヘッド１３７の寸法公差幅による空間距離Ｈ１のばらつきを最小限に押さえる必要がなく、板バネ１４６の高さ方向のばらつきも、一般的な公差範囲で管理するだけでよい。その結果、部品の加工や寸法選別といった工程が不要となり、製造コストの大幅な削減が可能となる。また、部品も通常の取り扱いで、設計品質を維持する事ができ、安定してサクションマフラのがたつきを抑え、低騒音でかつ信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２による密閉型電動圧縮機の分解斜視図である。図７において、１４０はサクションマフラで、サクションマフラ１４０の延出部２４４には、シリンダーヘッド側に突出した突起部１４４ｂを設けている。１４６は板バネで、反サクションマフラ側に立てたバーリング１４６ａを有した孔部１４６ｂを設けている。
【００３６】
以上のような構成において、サクションマフラの突起部１４４ｂに、板バネの孔部１４６ｂを挿入することで、突起部１４４ｂはバーリング１４６ａに圧入固定され、板バネ１４６をサクションマフラ１４０に仮止めすることができる。これにより、本組立前に、サクションマフラでサクションマフラと板バネのサブアッセンブリーを可能とし、圧縮機の組立性を向上させる事ができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、閉容器内に、電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、圧縮室を有するシリンダーブロックと、前記圧縮室内で往復動するピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するバルブプレートと、一端がバルブプレートを介して圧縮室に連通し、他端が前記密閉容器内に開口した消音空間を形成するサクションマフラと、前記バルブプレートの反圧縮室側に配置され、高圧室を形成するとともに、前記サクションマフラの延出部を、板バネを介して前記バルブプレートに押着するシリンダーヘッドとを前記圧縮要素の構成に含み、前記サクションマフラの延出部と前記シリンダーヘッドの間の空間距離を、前記板バネが塑性変形を生じる寸法とし、さらに、前記サクションマフラを、樹脂材料で形成するとともに、前記シリンダーヘッドを、前記サクションマフラより線膨張係数の小さい材料で形成し、圧縮機の使用最高温度以上の加熱処理を、前記圧縮機の組立て後に実施したもので、前記サクションマフラの延出部と前記シリンダーヘッドの間の空間距離にバラツキがあっても、板バネが夫々のバラツキ距離に習って塑性変形する事で、板バネ自信のバネ特性を夫々の空間距離に合ったバネ特性に自己調整するため、前記サクションマフラの押着力のばらつきが少なくなる。その結果、前記サクションマフラのがたつきを抑制する保証設計が容易となり、より信頼性の高い圧縮機を提供する事が可能となる。
【００３８】
また、前記サクションマフラを、樹脂材料で形成するとともに、前記シリンダーヘッドを、前記サクションマフラより線膨張係数の小さい材料で形成し、圧縮機の使用最高温度以上の加熱処理を、前記圧縮機の組立て後に実施することで、圧縮機の運転時より高い温度において得られる、空間距離に合ったバネ特性に自己調整することができる。その結果、圧縮機の運転時に温度が上がった状態でも、前記板バネを弾性領域で使用できるよう押着力を安定化させるものである。
【００３９】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記サクションマフラの延出部に、前記シリンダーヘッド側に突出した突起部を設けるとともに、前記板バネにバーリングを有した孔部を設け、前記突起部に前記孔部を嵌入し、前記板バネを前記延出部に係止したもので、圧縮機の組立時に、サクションマフラとシリンダーヘッドのサブアッセンブリーを可能とすることで、組立、生産性を向上させる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による実施形態１における密閉型電動圧縮機の断面図
【図２】  同施の形態１の密閉型電動圧縮機の要部拡大断面図
【図３】  同実施の形態１のサクションマフラとシリンダーヘッドとの隙間の概略図
【図４】  同実施の形態１の板バネの空間距離とバネ荷重を表した特性図
【図５】  同実施の形態１の板バネの空間距離が最大の時のバネ荷重変化を表した特性図
【図６】  同実施の形態１の板バネの空間距離が最小の時のバネ荷重変化を表した特性図
【図７】  本発明による密閉型電動圧縮機の実施の形態２におけるサクションマフラと板バネの斜視図
【図８】  従来の密閉型電動圧縮機の断面図
【図９】  従来の密閉型電動圧縮機における板バネの平面図
【図１０】  従来の密閉型電動圧縮機におけるサクションマフラとシリンダーヘッドとの隙間の概略図
【図１１】  従来の密閉型電動圧縮機における板バネのバネ特性概念図
【符号の説明】
１０１    密閉容器
１０５    電動要素
１０６    圧縮要素
１１１    主軸部
１２０    シリンダーブロック
１２２    圧縮室
１３０    ピストン
１３４    バルブプレート
１３６    ガスケット
１３７    シリンダーヘッド
１４０    サクションマフラ
１４２    サクションマフラの消音空間
１４４    サクションマフラの延出部
１４４ｂ  サクションマフラの突起部
１４６    板バネ
１４６ａ  バーリング
１４６ｂ  孔部
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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２】
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【図３】
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【図７】
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