JP3574395B2 - 凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，密閉型圧縮機，及び圧縮機から吐出される圧縮冷媒の吐出流路である高圧吐出パイプに巻かれる凹凸形吸振バネに関し，より詳しくは，高圧吐出パイプの吸振バネの構造を改善して，圧縮機の所定の回転数で発生する固有振動数を回避し，また，高圧吐出パイプでの吸振を向上することにより，高圧吐出パイプの振動を低減し，信頼性を向上すると共に，圧縮機の振動騒音までも低減させることができるようにした，凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は，一般的な密閉型圧縮機の内部構造を示した断面図である。図４に示すように，一般に密閉型圧縮機は，上・下部容器１および２の内部に固定子３と回転子（図示せず）とからなる電動機構部５と，回転子の中央に圧入固定されたクランクシャフト６の回転動作で冷媒を吸入して圧縮させた後，吐き出す圧縮機構部７とで構成される。
【０００３】
圧縮機構部７は，冷媒の吸入空間をなすシリンダ８が一体に形成されたシリンダブロック９と，クランクシャフト６の下端部に結合され，シリンダ８の内部で直線往復運動するピストン（図示せず）と，シリンダ８の端部に覆蓋固定されるシリンダヘッド１１と，シリンダヘッド８とシリンダ１１との間に介在して冷媒をシリンダ８の内部に吸入すると共に，圧縮冷媒を吐出すバルブ装置１２とを備えている。
【０００４】
また，シリンダヘッド１１の上部には，所定の形状を有する吸入マフラ１３が，固定子３と密着される形態で立設して固定されている。吸入マフラ１３には，下部容器２を貫通して設けられた吸入管１４が連結固定されている。
【０００５】
上記のように，一般の密閉型圧縮機では，吸入管１４を介して吸入された冷媒が，吸入マフラ１３を経てシリンダヘッド１１およびバルブ装置１２を通過した後，シリンダ８の内部に流入される吸入過程と，クランクシャフト６の回転によるピストンの直線往復運動によって吸入冷媒が圧縮される圧縮過程と，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒が，再びバルブ装置１２およびシリンダヘッド１１を介して吐出経路に沿って外部に吐出される吐出過程とを繰り返すようになっている。
【０００６】
また，シリンダブロック９の下面に半球形状の吐出マフラ２１が固定されており，この吐出マフラ２１は，シリンダヘッド１１の吐出空間と通じるように連結されている。
【０００７】
吐出マフラ２１には，固定子３を囲む形態で，高圧吐出パイプ２２が連結固定されており，この高圧吐出パイプの端部は，下部容器２に貫通するように連結固定された吐出管（図示せず）に溶接で固定されている。
【０００８】
従って，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒は，シリンダヘッド１１の吐出空間を通って吐出マフラ２１の内部に流入された後，高圧吐出パイプを経て吐出管を介して密閉型圧縮機から外れるようになる。
【０００９】
このとき，圧縮冷媒が，比較的狭い管である高圧吐出パイプを通りながら振動を発生し，その振動は，振動音波に変化して特定の周波数の周期的な騒音および振動となって表われるので，騒音および振動を低減するため，高圧吐出パイプの外周面に所定の長さだけ円筒形の吸振バネを結合するように構成されている。円筒形吸振バネ２４は，高圧吐出パイプの質量を補強し，自体の吸振作用で，振動騒音を低減する役割をする。
【００１０】
しかし，上記のような円筒形吸振バネ２４を使用する場合，特定の周波数帯域の振動が発生するという問題がある。従来の密閉型圧縮機においては，これを改善することができる具体的な方法が存在しなかった。
【００１１】
バネの線径，内径，ピッチなどの微細な調整によって，問題周波数帯域の変化を観察することはできるが，数多い設計要因のうち，どの要因で実際問題周波数の振動改善の効果が示されるかを予測することはできないため，振動の設計は難しいものであるといわれている。
【００１２】
従来，高圧吐出パイプに使用される円筒形吸振バネ２４は，一定の問題周波数帯域の振動を改善するための能動的な振動低減方法ではなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，上記のような問題点を解決するためになされたもので，本発明の目的は，圧縮機の高圧吐出パイプに伝達される振動を低減することができる凹凸形吸振バネを適用して，圧縮機の所定回転数（例えば，３８００ｒｐｍ）運転で発生する固有振動数を回避し，高圧吐出パイプにおける吸振を向上することにより，高圧吐出パイプの振動を低減し，信頼性を向上すると共に，圧縮機の振動騒音までも低減することができるようにした，凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため，本発明の第１の観点によれば，密閉型圧縮機の高圧吐出パイプに巻かれる凹凸形吸振バネにおいて，高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺するように，外径と線径を調節し，固有振動数を高圧吐出パイプの問題周波数帯域にあわせたことを特徴とする凹凸形吸振バネが提供される。
また，本発明の第２の観点によれば，吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と，吸入した冷媒が圧縮された冷媒の吐出経路となる高圧吐出パイプと，高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺するように，外径と線径を調節して固有振動数を高圧吐出パイプの問題周波数帯域にあわせた凹凸形吸振バネと，を備えたことを特徴とする，密閉型圧縮機が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，添付の図面に基づいて本発明の凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機について詳細に説明する。図４は，密閉形圧縮機の内部構成を示した断面図である。
【００１６】
図４に示したように，吸入管１４を介して吸入された冷媒が，吸入マフラ１３を経てシリンダヘッド１１およびバルブ装置１２を通過した後，シリンダ８の内部に流入される吸入過程と，クランクシャフト６の回転によるピストンの直線往復運動によって吸入冷媒が圧縮される圧縮過程と，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒が再びバルブ装置１２およびシリンダヘッド１１を介して吐出経路に沿って外部に吐出される吐出過程とを繰り返すようになっている。
【００１７】
吐出過程で，シリンダブロック９の下面に半球形状の吐出マフラ２１が固定されており，その吐出マフラ２１は，シリンダヘッド１１の吐出空間と通じるように連設されている。
【００１８】
吐出マフラ２１には，固定子３を囲む形態で，高圧吐出パイプ２２が連設されており，高圧吐出パイプの端部は，下部容器２に貫通するように連設された吐出管に溶接で固定されている。
【００１９】
従って，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒は，シリンダヘッド１１の吐出空間を経て吐出マフラ２１の内部に流入された後，高圧吐出パイプを経て吐出管を介して密閉形圧縮機を外れるようになる。
【００２０】
図１は，本実施の形態にかかる凸凹形吸振バネを示したものである。図１に示したように，圧縮された冷媒の吐出流路である高圧吐出パイプ２２に凸凹形吸振バネ２５を適用した。本実施の形態において，本発明による吸振器の原理を，往復動式圧縮機の高圧吐出パイプの凹凸形吸振バネに適用したものである。
【００２１】
図２は，本発明による吸振器の原理を示したものである。図２に示したように，吸振器の原理は，一次質量Ｍに伝達される一定周波数の固有振動を二次質量ｍが吸収するという構造となっている。即ち，ｍ，ｋ振動系の固有振動数（数式１）を加振因子２３の問題周波数ｆと一致させると，Ｍは全く振動しないことになる。
【数式１】
（ｋ＝振動係数，ｍ＝二次質量）
これは，吸振器の原理を凸凹形吸振バネに適用したものである。即ち，減殺のない二次誘導振動系で，質量Ｍに加振力に加えられたとき，質量ｍが存在しない場合，質量Ｍは，加振因子２３の全ての振動を受けることになる。
【００２２】
質量ｍがない場合は，加振因子２３の加振力は全て質量Ｍの加振要因として動作する。質量ｍがないときは，
加振因子２３＝圧縮機の脈動
Ｍ＝高圧吐出パイプと高圧吐出パイプの円筒形吸振バネ
となり，圧縮機の脈動は高圧吐出パイプを経てそのまま圧縮機の吐出管に伝達される。ここでは，高圧吐出パイプにバネが密着して組付けられているため，一つの質量として動作する。
【００２３】
質量ｍがあるときは，加振因子の加振力は，質量ｍが全て吸収して振動し，質量Ｍには伝達されない。質量ｍがあるときは，
加振因子２３＝圧縮機の脈動
Ｍ＝高圧吐出パイプ
ｍ＝高圧吐出パイプの凸凹形吸振バネ
となり，圧縮機の脈動は高圧吐出パイプを介して質量ｍを振動させ，実際高圧吐出パイプは振動しないため，圧縮機の吐出管には伝達されない。高圧吐出パイプにバネがゆるく組付けられ，二つの質量に別に動作することになる。
【００２４】
圧縮機の脈動は，モーターの回転により周期的に発生するため，多くの圧縮機において振動が一定の問題周波数を有する要因となる。高圧吐出パイプの振動モードも，このような電源周波数の倍数に相当する周波数で振動が激しく，いくつかの特定周波数の振動などが発生する。
【００２５】
高圧吐出パイプの特定の問題周波数帯域が過大な振動が発生して共振を生じているとき，図１に示したように，高圧吐出パイプの凸凹コイル部を，高圧吐出パイプより大きくすると，高圧吐出パイプの吸振コイル部は，高圧吐出パイプとは別に振動することになる。
【００２６】
すなわち，吸振コイル部の外径と線径を調節するとｍとｋが変化し，これにより，高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺することができる。従って，特定の問題周波数帯域にあわせて，凸凹形吸振バネの質量と剛性の要因になる線径，凸凹の大きさを調節すれば，凸凹形吸振バネは振動するが，高圧吐出パイプは振動しないように設計することができる。
【００２７】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように，本発明にかかる凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機によれば，密閉型圧縮機の圧縮冷媒の吐出流路である高圧吐出パイプに，問題周波数と同じ固有振動数を有するように外径と線径を調節した凹凸形吸振バネを取付けることにより，高圧吐出パイプから発生する共振と，特定の問題周波数帯域の振動を低減して改善することができ，従って密閉型圧縮機の低振動および低騒音圧縮機に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態にかかる高圧吐出パイプの凸凹形吸振バネを示した図である。
【図２】本発明の吸振原理を示した図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかる高圧吐出パイプの拡管状態のバネを示した図である。
【図４】一般的な密閉形圧縮機の内部構成を示した断面図である。
【図５】一般的な密閉形圧縮機の高圧吐出パイプの円筒形吸振バネを示した図である。
【符号の説明】
６ クランクシャフト
８ シリンダ
１１ シリンダヘッド
１３ 吸入マフラ
１４ 吸入管
２１ 吐出マフラ
２２ 高圧吐出パイプ
２４ 円筒形吸振バネ
２５ 凸凹形吸振バネ
【発明の属する技術分野】
本発明は，密閉型圧縮機，及び圧縮機から吐出される圧縮冷媒の吐出流路である高圧吐出パイプに巻かれる凹凸形吸振バネに関し，より詳しくは，高圧吐出パイプの吸振バネの構造を改善して，圧縮機の所定の回転数で発生する固有振動数を回避し，また，高圧吐出パイプでの吸振を向上することにより，高圧吐出パイプの振動を低減し，信頼性を向上すると共に，圧縮機の振動騒音までも低減させることができるようにした，凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は，一般的な密閉型圧縮機の内部構造を示した断面図である。図４に示すように，一般に密閉型圧縮機は，上・下部容器１および２の内部に固定子３と回転子（図示せず）とからなる電動機構部５と，回転子の中央に圧入固定されたクランクシャフト６の回転動作で冷媒を吸入して圧縮させた後，吐き出す圧縮機構部７とで構成される。
【０００３】
圧縮機構部７は，冷媒の吸入空間をなすシリンダ８が一体に形成されたシリンダブロック９と，クランクシャフト６の下端部に結合され，シリンダ８の内部で直線往復運動するピストン（図示せず）と，シリンダ８の端部に覆蓋固定されるシリンダヘッド１１と，シリンダヘッド８とシリンダ１１との間に介在して冷媒をシリンダ８の内部に吸入すると共に，圧縮冷媒を吐出すバルブ装置１２とを備えている。
【０００４】
また，シリンダヘッド１１の上部には，所定の形状を有する吸入マフラ１３が，固定子３と密着される形態で立設して固定されている。吸入マフラ１３には，下部容器２を貫通して設けられた吸入管１４が連結固定されている。
【０００５】
上記のように，一般の密閉型圧縮機では，吸入管１４を介して吸入された冷媒が，吸入マフラ１３を経てシリンダヘッド１１およびバルブ装置１２を通過した後，シリンダ８の内部に流入される吸入過程と，クランクシャフト６の回転によるピストンの直線往復運動によって吸入冷媒が圧縮される圧縮過程と，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒が，再びバルブ装置１２およびシリンダヘッド１１を介して吐出経路に沿って外部に吐出される吐出過程とを繰り返すようになっている。
【０００６】
また，シリンダブロック９の下面に半球形状の吐出マフラ２１が固定されており，この吐出マフラ２１は，シリンダヘッド１１の吐出空間と通じるように連結されている。
【０００７】
吐出マフラ２１には，固定子３を囲む形態で，高圧吐出パイプ２２が連結固定されており，この高圧吐出パイプの端部は，下部容器２に貫通するように連結固定された吐出管（図示せず）に溶接で固定されている。
【０００８】
従って，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒は，シリンダヘッド１１の吐出空間を通って吐出マフラ２１の内部に流入された後，高圧吐出パイプを経て吐出管を介して密閉型圧縮機から外れるようになる。
【０００９】
このとき，圧縮冷媒が，比較的狭い管である高圧吐出パイプを通りながら振動を発生し，その振動は，振動音波に変化して特定の周波数の周期的な騒音および振動となって表われるので，騒音および振動を低減するため，高圧吐出パイプの外周面に所定の長さだけ円筒形の吸振バネを結合するように構成されている。円筒形吸振バネ２４は，高圧吐出パイプの質量を補強し，自体の吸振作用で，振動騒音を低減する役割をする。
【００１０】
しかし，上記のような円筒形吸振バネ２４を使用する場合，特定の周波数帯域の振動が発生するという問題がある。従来の密閉型圧縮機においては，これを改善することができる具体的な方法が存在しなかった。
【００１１】
バネの線径，内径，ピッチなどの微細な調整によって，問題周波数帯域の変化を観察することはできるが，数多い設計要因のうち，どの要因で実際問題周波数の振動改善の効果が示されるかを予測することはできないため，振動の設計は難しいものであるといわれている。
【００１２】
従来，高圧吐出パイプに使用される円筒形吸振バネ２４は，一定の問題周波数帯域の振動を改善するための能動的な振動低減方法ではなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，上記のような問題点を解決するためになされたもので，本発明の目的は，圧縮機の高圧吐出パイプに伝達される振動を低減することができる凹凸形吸振バネを適用して，圧縮機の所定回転数（例えば，３８００ｒｐｍ）運転で発生する固有振動数を回避し，高圧吐出パイプにおける吸振を向上することにより，高圧吐出パイプの振動を低減し，信頼性を向上すると共に，圧縮機の振動騒音までも低減することができるようにした，凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため，本発明の第１の観点によれば，密閉型圧縮機の高圧吐出パイプに巻かれる凹凸形吸振バネにおいて，高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺するように，外径と線径を調節し，固有振動数を高圧吐出パイプの問題周波数帯域にあわせたことを特徴とする凹凸形吸振バネが提供される。
また，本発明の第２の観点によれば，吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と，吸入した冷媒が圧縮された冷媒の吐出経路となる高圧吐出パイプと，高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺するように，外径と線径を調節して固有振動数を高圧吐出パイプの問題周波数帯域にあわせた凹凸形吸振バネと，を備えたことを特徴とする，密閉型圧縮機が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，添付の図面に基づいて本発明の凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機について詳細に説明する。図４は，密閉形圧縮機の内部構成を示した断面図である。
【００１６】
図４に示したように，吸入管１４を介して吸入された冷媒が，吸入マフラ１３を経てシリンダヘッド１１およびバルブ装置１２を通過した後，シリンダ８の内部に流入される吸入過程と，クランクシャフト６の回転によるピストンの直線往復運動によって吸入冷媒が圧縮される圧縮過程と，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒が再びバルブ装置１２およびシリンダヘッド１１を介して吐出経路に沿って外部に吐出される吐出過程とを繰り返すようになっている。
【００１７】
吐出過程で，シリンダブロック９の下面に半球形状の吐出マフラ２１が固定されており，その吐出マフラ２１は，シリンダヘッド１１の吐出空間と通じるように連設されている。
【００１８】
吐出マフラ２１には，固定子３を囲む形態で，高圧吐出パイプ２２が連設されており，高圧吐出パイプの端部は，下部容器２に貫通するように連設された吐出管に溶接で固定されている。
【００１９】
従って，シリンダ８の内部で圧縮された冷媒は，シリンダヘッド１１の吐出空間を経て吐出マフラ２１の内部に流入された後，高圧吐出パイプを経て吐出管を介して密閉形圧縮機を外れるようになる。
【００２０】
図１は，本実施の形態にかかる凸凹形吸振バネを示したものである。図１に示したように，圧縮された冷媒の吐出流路である高圧吐出パイプ２２に凸凹形吸振バネ２５を適用した。本実施の形態において，本発明による吸振器の原理を，往復動式圧縮機の高圧吐出パイプの凹凸形吸振バネに適用したものである。
【００２１】
図２は，本発明による吸振器の原理を示したものである。図２に示したように，吸振器の原理は，一次質量Ｍに伝達される一定周波数の固有振動を二次質量ｍが吸収するという構造となっている。即ち，ｍ，ｋ振動系の固有振動数（数式１）を加振因子２３の問題周波数ｆと一致させると，Ｍは全く振動しないことになる。
【数式１】
これは，吸振器の原理を凸凹形吸振バネに適用したものである。即ち，減殺のない二次誘導振動系で，質量Ｍに加振力に加えられたとき，質量ｍが存在しない場合，質量Ｍは，加振因子２３の全ての振動を受けることになる。
【００２２】
質量ｍがない場合は，加振因子２３の加振力は全て質量Ｍの加振要因として動作する。質量ｍがないときは，
加振因子２３＝圧縮機の脈動
Ｍ＝高圧吐出パイプと高圧吐出パイプの円筒形吸振バネ
となり，圧縮機の脈動は高圧吐出パイプを経てそのまま圧縮機の吐出管に伝達される。ここでは，高圧吐出パイプにバネが密着して組付けられているため，一つの質量として動作する。
【００２３】
質量ｍがあるときは，加振因子の加振力は，質量ｍが全て吸収して振動し，質量Ｍには伝達されない。質量ｍがあるときは，
加振因子２３＝圧縮機の脈動
Ｍ＝高圧吐出パイプ
ｍ＝高圧吐出パイプの凸凹形吸振バネ
となり，圧縮機の脈動は高圧吐出パイプを介して質量ｍを振動させ，実際高圧吐出パイプは振動しないため，圧縮機の吐出管には伝達されない。高圧吐出パイプにバネがゆるく組付けられ，二つの質量に別に動作することになる。
【００２４】
圧縮機の脈動は，モーターの回転により周期的に発生するため，多くの圧縮機において振動が一定の問題周波数を有する要因となる。高圧吐出パイプの振動モードも，このような電源周波数の倍数に相当する周波数で振動が激しく，いくつかの特定周波数の振動などが発生する。
【００２５】
高圧吐出パイプの特定の問題周波数帯域が過大な振動が発生して共振を生じているとき，図１に示したように，高圧吐出パイプの凸凹コイル部を，高圧吐出パイプより大きくすると，高圧吐出パイプの吸振コイル部は，高圧吐出パイプとは別に振動することになる。
【００２６】
すなわち，吸振コイル部の外径と線径を調節するとｍとｋが変化し，これにより，高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺することができる。従って，特定の問題周波数帯域にあわせて，凸凹形吸振バネの質量と剛性の要因になる線径，凸凹の大きさを調節すれば，凸凹形吸振バネは振動するが，高圧吐出パイプは振動しないように設計することができる。
【００２７】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように，本発明にかかる凹凸形吸振バネ，及び密閉型圧縮機によれば，密閉型圧縮機の圧縮冷媒の吐出流路である高圧吐出パイプに，問題周波数と同じ固有振動数を有するように外径と線径を調節した凹凸形吸振バネを取付けることにより，高圧吐出パイプから発生する共振と，特定の問題周波数帯域の振動を低減して改善することができ，従って密閉型圧縮機の低振動および低騒音圧縮機に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態にかかる高圧吐出パイプの凸凹形吸振バネを示した図である。
【図２】本発明の吸振原理を示した図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかる高圧吐出パイプの拡管状態のバネを示した図である。
【図４】一般的な密閉形圧縮機の内部構成を示した断面図である。
【図５】一般的な密閉形圧縮機の高圧吐出パイプの円筒形吸振バネを示した図である。
【符号の説明】
６ クランクシャフト
８ シリンダ
１１ シリンダヘッド
１３ 吸入マフラ
１４ 吸入管
２１ 吐出マフラ
２２ 高圧吐出パイプ
２４ 円筒形吸振バネ
２５ 凸凹形吸振バネ
Claims (2)
- 密閉型圧縮機の高圧吐出パイプに巻かれる凹凸形吸振バネにおいて，
前記高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺するように，外径と線径を調節し，固有振動数を前記高圧吐出パイプの問題周波数帯域にあわせたことを特徴とする，凹凸形吸振バネ。 - 密閉型圧縮機において，
吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と，
吸入した冷媒が圧縮された前記冷媒の吐出経路となる高圧吐出パイプと，
前記高圧吐出パイプの問題周波数帯域の共振を相殺するように，外径と線径を調節し，固有振動数を前記高圧吐出パイプの問題周波数帯域にあわせた凹凸形吸振バネと，
を備えたことを特徴とする，密閉型圧縮機。
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