JP3618431B2 - 密閉圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等に用いられる密閉圧縮機に関し、特に静音化構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
空気調和機や冷蔵庫等を構成する冷凍サイクル装置に用いられる密閉圧縮機は、例えば図5に示すように構成されている。すなわち、密閉圧縮機10は、密閉容器20と、この密閉容器20内に収容された電動機部30と、圧縮部40と、この圧縮部40に取り付けられたマフラー部50とを備えている。なお、図5中60はアキュムレータ、61は吸込管を示している。
【0003】
電動機部30は、密閉容器20内壁部に取り付けられたステータ部31と、このステータ部31の中空部に回転自在に配置されたロータ部32と、このロータ部32の中心部に固定された回転軸33とを備えている。なお、回転軸33の一端側は後述するシリンダ41内まで延設された偏心部33aが形成されている。
【0004】
圧縮部40は、円筒状のシリンダ41と、このシリンダ41の両端面41a,41bにそれぞれ取り付けられシリンダ41内に後述する圧縮室44を形成するとともに、上記回転軸33を軸支する主軸受具42及び副軸受具43と、シリンダ41内に形成された圧縮室44と、この圧縮室44内に偏心回転自在に配置されるとともに、上記回転軸33の偏心部33aに嵌合したロータ45とを備えている。ここで、図5中一点鎖線Cは回転軸33の軸心線、一点鎖線Dはロータ45の軸心線を示している。
【0005】
シリンダ41には、圧縮室44内に被圧縮ガスGを導入する吸気ポート41cと、上記ロータ45外周面にその先端部を弾性的に当接させることにより上記圧縮室44内を区分するブレード(不図示)とが設けられている。
主軸受具42には、圧縮室44内で圧縮された被圧縮ガスGを吐出する吐出ポート(不図示)が設けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の密閉圧縮機では次のような問題があった。すなわち、密閉圧縮機10の圧縮部40は、シリンダ41の外周部が直接密閉容器20内壁面に溶接、圧入等の方法で強固に固着されることによりマウントされている。このため、圧縮部40内では圧縮動作に伴う複雑な脈動が、振動エネルギとなりシリンダ41内部を固体伝搬し、最終的には密閉容器20を振動させることになる。このため、密閉容器20から外部に耳障りな騒音が放射されるという問題があった。
【0007】
そこで本発明は、圧縮部で発生する振動の密閉容器への伝搬を最小限に抑えることにより静音化を図ることができる密閉圧縮機を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、被圧縮ガスを圧縮する密閉圧縮機において、密閉容器と、この密閉容器内に収容されその内部に上記被圧縮ガスを導入するとともに、圧縮して吐出する圧縮部と、この圧縮部を上記密閉容器内に支持固定するフレームとを備え、上記圧縮部と上記フレームとが当接する当接部において、上記圧縮部の上記フレームに当接する第1当接面及び上記フレームの上記第1当接面に当接する第2当接面のうち、一方を高精度仕上げ面とし、他方を低精度仕上げ面とすることにより形成するようにした。
【0009】
請求項2に記載された発明は、被圧縮ガスを圧縮する密閉圧縮機において、密閉容器と、この密閉容器内に収容されその内部に上記被圧縮ガスを導入するとともに、圧縮して吐出する圧縮部と、この圧縮部を上記密閉容器内に支持固定するフレームとを備え、上記圧縮部と上記フレーム間に円環状の部材を設けるとともに、上記圧縮部の上記円環状の部材との当接面及び上記フレームの上記円環状の部材との当接面の少なくとも一方の仕上げ精度を上記円環状の部材の当接面の仕上げ精度と変えたことにより形成するようにした。
【0012】
上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。すなわち、請求項1に記載された発明では、圧縮部とフレームとが当接する当接部において、圧縮部のフレームに当接する第1当接面及びフレームの第1当接面に当接する第2当接面のうち、一方を高精度仕上げ面とし、他方を低精度仕上げ面とすることにより断面積を急変させることができる。
【0013】
請求項2に記載された発明では、圧縮部とフレーム間に円環状の部材を設けるとともに、圧縮部の円環状の部材との当接面及びフレームの円環状の部材との当接面の少なくとも一方の仕上げ精度を円環状の部材の当接面の仕上げ精度と変えることにより断面積を急変させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施の形態に係る密閉圧縮機100の縦断面図、図2は密閉圧縮機100に組込まれたシリンダ81とフレーム本体71との関係を示す模式図ある。なお、これらの図において、図5と同一機能部分には同一符号が付されている。
【0017】
すなわち、密閉圧縮機100は、密閉容器20と、この密閉容器20内に収容された電動機部30と、圧縮部80と、この圧縮部80に取り付けられたマフラー部50と、圧縮部80を密閉容器20内に支持するフレーム70とを備えている。なお、図1中60はアキュムレータ、61は吸込管を示している。
【0018】
電動機部30は、密閉容器20内壁部に取り付けられたステータ部31と、このステータ部31の中空部に回転自在に配置されたロータ部32と、このロータ部32の中心部に固定された回転軸33とを備えている。なお、回転軸33の一端側は後述するシリンダ81内まで延設された偏心部33aが形成されている。
【0019】
圧縮部80は、円筒状のシリンダ81と、このシリンダ81の両端面81a,81bにそれぞれ取り付けられシリンダ81内に後述する圧縮室84を形成するとともに、上記回転軸33を軸支する主軸受具82及び副軸受具83と、シリンダ81内に形成された圧縮室84と、この圧縮室84内に偏心回転自在に配置されるとともに、上記回転軸33の偏心部33aに嵌合したロータ85とを備えている。なお、シリンダ81と主軸受具82及び副軸受具83とはボルト86a〜86c,87a〜87c(86b,86c,87b,87cは不図示)により連結されている。ここで、図1中一点鎖線Cは回転軸33の軸心線、一点鎖線Dはロータ45の軸心線を示している。
【0020】
シリンダ81には、圧縮室84内に被圧縮ガスGを導入する吸気ポート81cと、上記ロータ85外周面にその先端部を弾性的に当接させることにより上記圧縮室84内を区分するブレード(不図示)とが設けられている。主軸受具82には、圧縮室84内で圧縮された被圧縮ガスGを吐出する吐出ポート(不図示)が設けられている。
【0021】
フレーム70は、シリンダ81の図1中上側に配置された枠状のフレーム本体71を有している。フレーム本体71は、フレーム本体71とシリンダ81とは、3本のボルト72a〜72c(72b,72cは不図示)により強固に締結されている。
【0022】
一方、シリンダ81の端面81a(第1当接面)とフレーム71の下面71a(第2当接面)とが接触する当接部P(固体伝搬波減衰部)は、図2の(a),(b)に示すように形成されている。すなわち、シリンダ81の端面81aは十点平均粗さRz=6.3μm以下の高精度仕上げ面となるように研磨加工され、フレーム71の下面71aは十点平均粗さRz=12.5μm以上の低精度仕上げ面となるように切削加工されている。このため、シリンダ81の端面81aとフレーム71の下面71aとは線接触となり、当接部Pはその肉厚が極端に小さく形成されている。また、フレーム本体71は、当接部Pから密閉容器20側に向けて肉厚が拡大する形状に形成されている。
【0023】
なお、シリンダ81とフレーム71は鋳物材で形成されており、シリンダ81にはさらに添加剤としてバナジウムが添加され金属密度が密となっている。
このような密閉圧縮機10では、次のようにして被圧縮ガスGの圧縮が行われる。すなわち、電動機部30を作動させると、回転軸33が回転し、ロータ85が圧縮室84内を偏心回転する。これに伴い、アキュムレータ60から送られた被圧縮ガスGが吸込管61及び吸気ポート81cを介して、圧縮室84内に導入される。圧縮室84内はロータ85とブレードとにより区分され、この区分された部分の容積は回転軸33の回転に伴い徐々に低減し、内部の被圧縮ガスGは圧縮され、高圧化する。所定圧まで高圧化した被圧縮ガスGは吐出ポートからマフラー50を介して密閉容器20内に吐出される。
【0024】
圧縮部80内では圧縮動作に伴う複雑な脈動により振動が発生する。この振動による固体伝搬波は、図2の(a)中矢印Vに示すようにシリンダ81内部を固体伝搬し、当接部Pに到達する。当接部Pでは、上述したようにフレーム71の下面71aが線接触で接することにより肉厚が急激に小さくなる。また、フレーム71とシリンダ81とは添加剤の作用により金属組織の密度が異なっている。このため、固体伝搬波Vのうち一部の固体伝搬波は図2の(a)中矢印Vaに示すように当接部Pで反射され、圧縮容器20には伝達されない。このとき、固体伝搬波Vaの成分は主に高周波である。
【0025】
なお、図2の(a)中矢印Vbは、当接部Pで反射されることなく当接部Pを通過し、フレーム本体71側に伝達される固体伝搬波を示している。この固体伝搬波Vbは、密閉容器20を振動させる。
【0026】
上述したように密閉圧縮機100では、圧縮部80で発生する固体伝搬波Vのうち固体伝搬波Vaが当接部Pで反射され、固体伝搬波Vbのみが密閉容器20に伝達する。このため、密閉容器20の発生する騒音の周波数特性を測定すると図3に示すような分析結果となる。ここで、図3中実線αは従来の密閉圧縮機の騒音、破線βは密閉圧縮機100の騒音を示している。すなわち、当接部Pで反射される固体伝搬波Vaは高周波成分を多く含んでいるため、密閉圧縮機100の作動時に発生する騒音のうち高周波成分が、従来の密閉圧縮機に比べ少なくなる。このため、耳障りな音が低減され、静音化を図ることができる。
【0027】
一方、フレーム本体71の下面71aとシリンダ81の端面81aは上述したように線接触となっており、フレーム本体71の下面71aがシリンダ81の端面81aに食い込むことにより、振動に対する位置ずれが発生し難くなり、耐衝撃力が向上する。また、シリンダ81の端面81aは高精度仕上げ面となっているので、密閉容器20内の圧縮部80の位置決め精度は十分に確保することができる。
【0028】
上述したように本第1の実施の形態に係る密閉圧縮機100では、特別な機構を用いることなく圧縮部で発生する振動の密閉容器への伝搬を最小限に抑えることにより静音化を図ることができる。
【0029】
図4は本発明の第2の実施の形態に係る密閉圧縮機110の要部を示す図である。なお、本実施の形態の構成は上述した第1実施の形態と同様であるので省略する。
【0030】
本第2の実施の形態に係る密閉圧縮機110が上述した密閉圧縮機100と異なる点は、シリンダ81の端面81aとフレーム本体71の下面71aとの間に円環状の部材111を設けた点にある。
【0031】
すなわち、部材111の上面111a及び下面111bはそれぞれフレーム本体71の下面71a及びシリンダ81の端面81aに当接する位置に配置されている。なお、部材111の下面111bとシリンダ81の端面81aとの当接部をP′(固体伝搬波減衰部)、部材111の上面111aとフレーム本体71の下面71aとの当接部をP″(固体伝搬波減衰部)とする。また、フレーム本体71,シリンダ81及び部材111は鋳物材で形成されているとともに、部材111にのみバナジウム等の添加剤が添加され、金属組織が密となっている。
【0032】
一方、シリンダ81の端面81aとフレーム本体71の下面71aはそれぞれ十点平均粗さRz=6.3μm以下の高精度仕上げ面となるように研磨加工されている。また、部材111の上面111a及び下面111bは十点平均粗さRz=12.5μm以上の低精度仕上げ面となるように切削加工されている。このため、当接部P′,P″は線接触となっている。
【0033】
このように構成された密閉圧縮機110では、上述した密閉圧縮機100と同様にして運転される。このとき圧縮部80で発生した固体伝搬波は、シリンダ81内部を伝達し、当接部P′に到達する。当接部P′では、上述した密閉圧縮機100の当接部Pと同様にシリンダ81と部材111との材質の違いと、線接触による肉厚の急激な変化により固体伝搬波の一部が反射される。
【0034】
さらに当接部P′において反射されることなく通過した一部の固体伝搬波は、当接部P″に到達する。当接部P″では、部材111とフレーム本体71との材質の違いと、線接触による肉厚の急激な変化により固体伝搬波の一部が反射される。そして、当接部P′,P″を通過した固体伝搬波のみが密閉容器20を振動させる。
【0035】
上述したように密閉圧縮機110では、圧縮部80で発生する固体伝搬波の一部が当接部P′で反射される。さらに、当接部P′を通過した固体伝搬波のみが当接部P″に到達し、当接部P″においてその一部が反射される。このため、圧縮部80で発生した固体伝搬波は当接部P′,P″で減衰した後、密閉容器20を振動させる。したがって、密閉容器20の振動を抑えることができる。このとき、上述した密閉圧縮機100と同様に当接部P′,P″で反射される固体伝搬波は主に高周波成分であるため、密閉圧縮機110の作動時に発生する騒音のうち高周波成分が、従来の密閉圧縮機に比べ少なくなる。このため、耳障りな音が低減され、静音化を図ることができる。
【0036】
一方、フレーム本体71の下面71aと部材111の上面111a及びシリンダ81の端面81aと部材111の下面111bとは上述したように線接触となっており、部材111の上面111aがフレーム本体71の下面71aに食い込むとともに、部材111の下面111bがシリンダ81の端面81aに食い込むことにより、振動に対する位置ずれが発生し難くなり、耐衝撃力が向上する。また、シリンダ81の端面81a及びフレーム本体71の下面71aは高精度仕上げ面となっているので、密閉容器20内の圧縮部80の位置決め精度は十分に確保することができる。
【0037】
上述したように本第2の実施の形態に係る密閉圧縮機110では、特別な機構を用いることなく圧縮部80で発生する振動の密閉容器20への伝搬を最小限に抑えることにより静音化を図ることができる。
【0038】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち上記実施の形態では、1シリンダ縦型ロータリ式の密閉圧縮機に適用したものについて説明したが、2シリンダ縦型ロータリ式の密閉圧縮機に適用しても同様の効果が得られる。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、被圧縮ガスを圧縮して吐出する圧縮動作に伴う振動が圧縮部から密閉容器に伝達される過程で減衰させることができる。したがって、密閉圧縮機の作動時に特殊な機構を用いることなく密閉容器の振動を減らすことができ、静音化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る密閉圧縮機を示す縦断面図。
【図2】同密閉圧縮機に組込まれたシリンダとフレームとの関係を示す模式図。
【図3】同密閉圧縮機の発生する騒音と従来の密閉圧縮機の発生する騒音とを比較して示すグラフ。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る密閉圧縮機の要部を示す模式図。
【図5】従来の密閉圧縮機を示す縦断面図。
【符号の説明】
20…密閉容器
30…電動機部
33…回転軸
70…フレーム
71…フレーム本体
71a…下面(当接面)
80…圧縮部
81…シリンダ
81a…端面(当接面)
81b…端面
82…主軸受具
83…副軸受具
84…圧縮室
85…ロータ
100,110…密閉圧縮機
111…円環状の部材
111a…上面(当接面)
111b…下面(当接面)
Claims (2)
- 被圧縮ガスを圧縮する密閉圧縮機において、
密閉容器と、
この密閉容器内に収容されその内部に上記被圧縮ガスを導入するとともに、圧縮して吐出する圧縮部と、
この圧縮部を上記密閉容器内に支持固定するフレームとを備え、
上記圧縮部と上記フレームとが当接する当接部において、上記圧縮部の上記フレームに当接する第1当接面及び上記フレームの上記第1当接面に当接する第2当接面のうち、一方を高精度仕上げ面とし、他方を低精度仕上げ面としたことを特徴とする密閉圧縮機。 - 被圧縮ガスを圧縮する密閉圧縮機において、
密閉容器と、
この密閉容器内に収容されその内部に上記被圧縮ガスを導入するとともに、圧縮して吐出する圧縮部と、
この圧縮部を上記密閉容器内に支持固定するフレームとを備え、
上記圧縮部と上記フレーム間に円環状の部材を設けるとともに、
上記圧縮部の上記円環状の部材との当接面及び上記フレームの上記円環状の部材との当接面の少なくとも一方の仕上げ精度を上記円環状の部材の当接面の仕上げ精度と変えたことを特徴とする密閉圧縮機。
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