説明

密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫

【課題】吸込リード弁が形成する無効容積を小さくすることで、圧縮効率を向上した密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】密閉容器内に駆動部を収納し、前記駆動部で駆動される駆動軸に設けたピストンが圧縮室内を往復運動する密閉型圧縮機において、前記圧縮室の開口端部に設けられて吸込孔を有する弁座と、該弁座と前記圧縮室の開口端部との間に設けられて前記吸込孔を開閉する吸込リード弁を有する吸込弁プレートと、を備え、前記吸込リード弁は固定端部及び自由端部を有するように前記吸込弁プレートに隙間をあけて一体に形成されて、前記固定端部には前記吸込リード弁よりも幅が小さい架橋部が設けられて、前記吸込リード弁の前記固定端部は前記架橋部を介して前記吸込弁プレートに連結したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【0002】
本技術分野の背景技術として、特開平8−151977号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、弁装置において、弾性部材からなる吸入側弁体に舌状の吸込リード弁をスリットの形成により設けることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平8−151977号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1記載の構成では、スリット部分が大きくなると、無効容積が大きくなる。例えば、吸込工程においては、この無効容積に滞留する高圧の冷媒が、圧縮室で再膨張する。そのため、圧縮室に吸込まれる冷媒の量が少なくなるので、吸込効率が低下して、圧縮効率が低下する。また、圧縮工程においては、この無効容積が大きいことで、冷媒の吐出効率が低下する。
【0005】
また、吸込リード弁をスリットと共に型抜き加工で形成する場合、型抜き加工した端面は傷,バリ,エッジ等が残る。これらが残存すると、吸込リード弁の繰り返し開閉動作によって、疲労破壊するおそれがある。そのため、端面はバレル研磨等の仕上工程が重要となるが、スリットが小さいと、吸込リード弁の端面が十分に研磨できずに粗い状態となる。
【0006】
そこで本発明は、吸込リード弁が形成する無効容積を小さくすることで、圧縮効率を向上した密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫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】
【0007】
前記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、密閉容器内に駆動部を収納し、前記駆動部で駆動される駆動軸に設けたピストンが圧縮室内を往復運動する密閉型圧縮機において、前記圧縮室の開口端部に設けられて吸込孔を有する弁座と、該弁座と前記圧縮室の開口端部との間に設けられて前記吸込孔を開閉する吸込リード弁を有する吸込弁プレートと、を備え、前記吸込リード弁は固定端部及び自由端部を有するように前記吸込弁プレートに隙間をあけて一体に形成されて、前記固定端部には前記吸込リード弁よりも幅が小さい架橋部が設けられて、前記吸込リード弁の前記固定端部は前記架橋部を介して前記吸込弁プレートに連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、吸込リード弁が形成する無効容積を小さくすることで、圧縮効率を向上した密閉型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施例における密閉型圧縮機の全体構造を示す断面図。
【図2】図1のA−A線断面図。
【図3】本発明の一実施例における密閉型圧縮機の要部分解斜視図。
【図4】本発明の一実施例における吸込弁プレートの平面図。
【図5】本発明の一実施例における吸込リード弁が動作した状態の斜視図。
【図6】本発明の一実施例における吸込リード弁の端面の拡大図。
【図7】比較例における吸込リード弁の端面の拡大図。
【図8】本発明の一実施形態の冷蔵庫の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0011】
本実施形態の密閉型圧縮機は、図1に示すように、上部容器1aと下部容器1bを結合して密閉容器1が形成される。密閉容器1の内部には、冷媒の圧縮が行われる圧縮部10と、冷媒を圧縮する動力を与える駆動部21とを備えている。
【0012】
密閉容器1の一側及び他側には、図2に示すように、外部の冷媒を密閉容器1の内部に案内する吸入継ぎパイプ2と、圧縮部10で圧縮された冷媒を密閉容器1の外部に吐出する吐出継ぎパイプ3とが設けられている。
【0013】
圧縮部10には、冷媒を圧縮するための圧縮室11aが形成されたシリンダブロック11と、圧縮室11aの内部で直線往復運動をして冷媒の圧縮作用を行うピストン12を備える。
【0014】
圧縮部10と駆動部21は、偏心軸部13aを具備した回転軸13を介して係合している。シリンダブロック11の頂部、すなわち、圧縮室開口端面11bには、弁座カバー14,吸込サイレンサ15及びバルブ構成部材16が取り付けられている。バルブ構成部材16については後述する。また、弁座カバー14とバルブ構成部材16との間には、シール部材16aが設けられており、隙間を閉塞している。
【0015】
バルブ構成部材16は、図3に示すように、吐出弁17と、吸込孔18a及び吐出孔18bを具備した弁座18と、吸込弁プレート19を備えた構成である。バルブ構成部材16では、吸込サイレンサ15から圧縮室11aに吸入される冷媒、及び圧縮室11aから弁座カバー14の吐出室14aに吐出される冷媒の流れを制御する。
【0016】
弁座カバー14の吐出室14aに連通する吐出マフラ14b,14cは、弁座カバー14に連結している。さらに吐出マフラ14cには吐出管20の一端が連結し、他端は吐出継ぎパイプ3に連結している(図3参照)。
【0017】
また、駆動部21は、ピストン12が圧縮室11aの内部で往復運動するための駆動力を与えるものであり、密閉容器1の内部に弾性支持された固定子22と、この固定子22の内周側に隔離設置され、固定子22と電磁気的に相互作用をする回転子23とを備えている。
【0018】
また、回転子23の中心部には、回転子23と共に回転する回転軸13の一端が直結して、他端の偏心軸部13aにはピストン12が摺動自在に嵌合されている。
【0019】
図1において、支持ベアリング24は、圧縮部10と駆動部21の支持枠を兼ね備え、回転軸13及び回転子23の回転を支持する。
【0020】
次に、吸入弁プレート19の構成について、図3から図5を参照して詳しく述べる。吸入弁プレート19は、薄い鋼板をプレス機で型抜き加工等することで形成する。また、吸入弁プレート19は、弁座18と圧縮室開口端面11bとの間に配置される。吸入弁プレート19は、吸込リード弁30と、隙間30aを隔てて吸込リード弁30を囲む吸込リード弁支持プレート部40を有する。隙間30aは、例えば薄い鋼板を型抜き加工することで形成して、このとき吸込リード弁30が形成される。
【0021】
吸入弁プレート19は、角部に締結孔42が設けられており、数本の締結部材35(例えばボルト)によって圧縮室開口端面11bに締結される。圧縮室開口端面11bは、高精度の平面に加工が施されており、この圧縮室開口端面11bと弁座18の接合面との間に吸入弁プレート19を挟んだ状態で組み立てられることで、圧縮室11aの気密を保持している。
【0022】
従って、この吸込リード弁支持プレート部40は、直接、吸込リード弁30の開閉動作をすることはない。
【0023】
吸込リード弁30は、固定端部31と自由端部32を具備した構造である。自由端部32は、圧縮室開口端面11bの開口投影位置、すなわち圧縮室11a開口の内径側に位置しており、弁座18の吸込孔18aを開閉動作する機能を有する。固定端部31は、圧縮室開口端面11bの開口外側に配置されている。固定端部31は、吸込リード弁支持プレート部40と同様に、圧縮室開口端面11bと、この面に対向する弁座18の接合面に挟まれて保持固定される。
【0024】
吸込リード弁30の固定端部31と、吸込リード弁支持プレート部40との間には、これらを連結する架橋部41が設けられている。すなわち、架橋部41は、吸込リード弁30の自由端部32と反対側の固定端部31側に配置されている。架橋部41は、吸込リード弁支持プレート部40に対して、吸込リード弁30を位置決めする機能を有する。架橋部41の幅寸法は、吸込リード弁30の幅よりも小さい。特に、吸入弁プレート19の幅の2倍から10倍の範囲が望ましい。この範囲とすれば、後に述べる研磨時のリフトアップが適切に制御されて、吸込リード弁30の端面の仕上げ粗さが向上する。また、架橋部41の長さは、吸込リード弁30の固定端部31から自由端部32までの長さよりも短く、圧縮室開口端面11bの開口の外側に位置する。
【0025】
本実施例における架橋部41は、自由端部32の幅よりも外側位置に一対設けており、これによって位置決め精度を高めるとともに、研磨時の吸込リード弁30のリフトアップを適切に制御している。なお、同様の効果を奏することができれば、架橋部41は単一でも複数であってもよい。また、架橋部41は、圧縮室開口端面11bと弁座18の接合面に挟まれて保持固定されるので、架橋部41が小さな幅寸法であっても強度上の機能的な問題はない。
【0026】
本実施形態の密閉型圧縮機は、駆動部21に通電されると、固定子22と回転子23との間の電気的な相互作用により、回転子23が回転し、これに直結した回転軸13が一緒に回転する。そして、回転軸13の偏心軸部13aに嵌合連結されたピストン12が圧縮室11aの内部で直線往復運動をする。
【0027】
ピストン12が圧縮室11aの内部で直線往復運動をすると、密閉容器1の外部の冷媒は、吸込工程では吸込継ぎパイプ2の中を通過して密閉容器1内に吸入される。その後、吸込みサイレンサ15内を通過し、弁座カバー14の吸込孔14d、及び弁座18の吸込孔18aを通過して圧縮室11a内に吸込まれる。
【0028】
また、吐出工程では、圧縮室11aに吸込まれた冷媒が、圧縮室11a内で圧縮されて、弁座18の吐出孔18bを通過して、弁座カバー14の吐出室14aに吐出される。その後、吐出マフラ14b,14c、吐出管20,吐出継ぎパイプ3を通過して、密閉容器1の外部に吐出される。
【0029】
また、吸込工程において、吸込リード弁30は、弁座18の吸込孔18aを開口すると共に、吐出弁17が弁座18の吐出孔18bを閉じる。一方、吐出工程において、吸込リード弁30は弁座18の吸込孔18aを閉じると共に、吐出弁17は弁座18の吐出孔18bを開口する開閉動作をする。このような過程が反復的に行われることで、冷媒の圧縮作用が行われる。
【0030】
本実施形態では、吸入弁プレート19は、吸込リード弁30と吸込リード弁支持プレート部40の二つの要素を備えており、吸込リード弁30は架橋部41で吸込リード弁支持プレート部40に支持される。これにより、一枚のプレート上に吸込リード弁30が一体に形成されているので、組み立てが容易である。
【0031】
次に、吸込リード弁30の端面の加工について説明する。図5に示すように、吸込リード弁30は、冷媒の吸入工程でリフトアップする。吸込リード弁30の端面Bが粗い場合、その分、隙間30aを大きくしなければならず、無効空間が増大する。無効空間が増大すると、圧縮性能が悪化する。そこで、本実施例では、打ち抜き加工後に端面Bをバレル研磨仕上げしている。
【0032】
次に、図6及び図7を参照して、本実施形態の吸込リード弁と、従来の吸込リード弁の端面を比較して説明する。図6は、本実施形態における吸込リード弁30の端面Bを拡大した図であり、バレル研磨後の外観を部分的に拡大した図である。なお、図6及び図7には、それぞれ5つのサンプルを並べて示している。
【0033】
吸込弁プレートの隙間の幅寸法は、図7の従来例の吸入弁プレートの場合は0.7mmとしており、図6の本実施形態の吸入弁プレート19の隙間30aの幅寸法は0.3mmに設計してバレル研磨を実施している。
【0034】
図6と図7を比較すると、本実施形態を示す図6のほうが、各サンプルで良好な仕上げ面となっていることがわかる。これは、本実施形態では、架橋部41で吸込リード弁支持プレート部40に吸込リード弁30を接続したことによる。すなわち、バレル研磨仕上げ作業において、吸込リード弁支持プレート部40に対して吸込リード弁30が架橋部41を基点としてリフトアップするので、吸込リード弁30の端面Bが、隙間30aから開放された状態になり、吸込リード弁30の端面へのバレル研磨仕上げが効率よく行われるためである。
【0035】
特に、隙間30aを狭めた状態であっても、架橋部41を基点としてリフトアップするので、吸込リード弁30の端面へのバレル研磨仕上げを適切に行うことができる。
【0036】
また、図8に示すように、上記の密閉型圧縮機を冷蔵庫100に設置すれば、圧縮効率が向上して冷却効率を向上でき、冷蔵庫100の消費電力を低減することができる。
【0037】
冷蔵庫100は断熱箱体100aに上から順に夫々温度帯の異なる冷蔵室103,冷凍室104,野菜室105が区画されている。冷凍室104の後方には蒸発器51が収納された蒸発器室51aが設けられている。蒸発器51の上方には、蒸発器51で熱交換した冷気を、各貯蔵室に送風して循環する送風機52が設けられている。密閉型圧縮機50は、冷蔵温度帯室(本実施形態では野菜室105だが、冷蔵室103でもよい)の後方の機械室102に設置される。
【0038】
すなわち、駆動することで高温となる密閉型圧縮機50は、比較的高温の貯蔵室の後方に設置される。一方、蒸発器51は比較的低温の貯蔵室の後方に設置される。
【0039】
また、密閉型圧縮機50,凝縮器,減圧機構及び蒸発器51により冷凍サイクルを形成している。吐出管へ送られた冷媒は、凝縮器,減圧機構,蒸発器51を経て、再び密閉型圧縮機51内へと戻される。この冷凍サイクルには、プロパン(R290)やイソブタン(R600a)などの炭化水素系の冷媒(HC冷媒)が使用されている。
【0040】
以上より、本発明では、密閉型圧縮機及びこれを備えた冷蔵庫において、吸込リード弁の端面の粗さが良好となり、キズ,バリ,エッジ等の少ない品質の安定した吸入弁プレートを得ることができ、圧縮効率を向上することができる。
【符号の説明】
【0041】
1 密閉容器
1a 上部容器
1b 下部容器
2 吸入継ぎパイプ
3 吐出継ぎパイプ
10 圧縮部
11 シリンダブロック
11a 圧縮室
11b 圧縮室開口端面
12 ピストン
13 回転軸
13a 偏心軸部
14 弁座カバー
14a 吐出室
14b,14c 吐出マフラ
15 吸込サイレンサ
16 バルブ構成部材
17 吐出弁
18 弁座
18a 吸込孔
18b 吐出孔
19 吸込弁プレート
20 吐出管
21 駆動部
22 固定子
23 回転子
24 支持ベアリング
30 吸入リード弁
30a 隙間
31 固定端部
32 自由端部
35 締結部材
40 吸入リード弁支持プレート部
41 架橋部
42 締結孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
密閉容器内に駆動部を収納し、前記駆動部で駆動される駆動軸に設けたピストンが圧縮室内を往復運動する密閉型圧縮機において、
前記圧縮室の開口端部に設けられて吸込孔を有する弁座と、
該弁座と前記圧縮室の開口端部との間に設けられて前記吸込孔を開閉する吸込リード弁を有する吸込弁プレートと、を備え、
前記吸込リード弁は固定端部及び自由端部を有するように前記吸込弁プレートに隙間をあけて一体に形成されて、
前記固定端部には前記吸込リード弁よりも幅が小さい架橋部が設けられて、前記吸込リード弁の前記固定端部は前記架橋部を介して前記吸込弁プレートに連結したことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項2】
前記架橋部は前記吸込リード弁の前記固定端部から前記自由端部までの長さよりも短く、且つ前記圧縮室の開口の外側に位置することを特徴とする、請求項1記載の密閉型圧縮機。
【請求項3】
前記架橋部は前記吸込弁プレートの幅の2倍から10倍の幅としたことを特徴とする、請求項1記載の密閉型圧縮機。
【請求項4】
前記架橋部は互いに間隔をあけて二つ設けたことを特徴とする、請求項1記載の密閉型圧縮機。
【請求項5】
前記吸入リード弁の前記固定端部は前記圧縮室の開口端面と前記弁座との間に固定されて、前記自由端部は前記圧縮室の開口端面の内径側に位置することを特徴とする、請求項1記載の密閉型圧縮機。
【請求項6】
断熱箱体に区画された冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室と、
前記冷凍温度帯室の後方に区画して設置された蒸発器と、
前記冷蔵温度帯室の後方に区画して設置された密閉型圧縮機と、
前記密閉型圧縮機,凝縮器,減圧手段及び前記蒸発器が順に配管接続されて構成された冷凍サイクルと、を備えた冷蔵庫において、
前記密閉型圧縮機は、密閉容器内に駆動部を収納し、前記駆動部で駆動される駆動軸に設けたピストンが圧縮室内を往復運動する密閉型圧縮機であって、
前記圧縮室の開口端部に設けられて吸込孔を有する弁座と、
該弁座と前記圧縮室の開口端部との間に設けられて前記吸込孔を開閉する吸込リード弁を有する吸込弁プレートと、を備え、
前記吸込リード弁は固定端部及び自由端部を有するように前記吸込弁プレートに隙間をあけて一体に形成されて、
前記固定端部には前記吸込リード弁よりも幅が小さい架橋部が設けられて、前記吸込リード弁の前記固定端部は前記架橋部を介して前記吸込弁プレートに連結したことを特徴とする冷蔵庫。

【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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【公開番号】特開2012−21400(P2012−21400A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−157430(P2010−157430)
【出願日】平成22年7月12日(2010.7.12)
【出願人】(399048917)日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Fターム(参考)】