JP4492032B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫,ショーケース等の冷凍空調装置における密閉型圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、家庭用冷蔵庫の低騒音化が進み、密閉型圧縮機への低騒音化の要求は益々高まっている。
【0003】
従来の密閉型圧縮機は、吸入圧力脈動を吸入マフラ上に構成した消音機能によって減衰するものがある(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の密閉型圧縮機を説明する。
【0005】
図5は従来の密閉型圧縮機の断面図、図6は図5要部分解斜視図である。
【0006】
図5,6において、密閉容器1には電動要素2およびこれによって駆動される圧縮要素3が収容されている。
【0007】
圧縮要素3を構成するシリンダブロック4にはシリンダ5が形成され、ピストン6はシリンダ5内に往復自在に嵌装されている。薄板状のプレート7は吸入穴8および吐出穴9を形成するとともにシリンダの開口端を封止する。プラスチックでできた吸入マフラ10は、密閉容器1内に開口した開口部11と、膨張マフラを形成する消音空間部12と、消音空間部12内と吸入穴8とを連通する連通管部13とからなる。
【0008】
シリンダヘッド18はプレート7を覆うように構成されており、吐出穴9が開口する吐出室19と、連通管部13が収容される収納部20と、共鳴空間21を形成する共鳴室22を形成する。
【0009】
連通管部13には共鳴室22に連通開口する通路15が設けてあり、共鳴室22と通路15とで共鳴マフラを形成する。
【0010】
以上のように構成された密閉型圧縮機(以下、圧縮機という)について、以下その動作を説明する。
【0011】
電動要素2によって圧縮要素3が駆動され、ピストン6がシリンダ5内で往復運動をすることで、冷凍サイクル(図示せず)より密閉容器1内に戻った冷媒ガスは吸入マフラ10の開口部11から消音空間部12へと吸入され、連通管部13を通って吸入穴8を経てシリンダ5内へと吸入される。そして、ピストンの往復運動により圧縮された冷媒ガスは吐出穴9から吐出室19に吐出され、再び冷凍サイクル(図示せず)へと送り出される。
【0012】
この際、吸入穴8を経てシリンダ5内へと吸入される冷媒ガスはピストン6がシリンダ5内で往復運動をすることで断続的に吸入されることから圧力脈動を伴うが、この圧力脈動は消音空間部12内の膨張マフラの効果および共鳴空間21の共鳴マフラ効果によって減衰され、その結果、圧力脈動から発生する騒音を低減することができる。
【0013】
【特許文献1】
特開2002−227766号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、共鳴空間21内の吸入圧力脈動が連通管部13と収納部20との隙間から漏れることがあり、漏れた圧力脈動エネルギーが大きいとこれが密閉容器内を加振することで騒音が増幅されることがあった。
【0015】
本発明は従来の課題を解決するもので、騒音の低い圧縮機を提供するものである。
【0016】
【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、密閉容器内にオイルを貯留するとともに電動要素と
圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は往復動するピストンを収納するシリンダと、前記シリンダの開口端に備えられたプレートと、前記プレートの吸入穴に連通する連通管部を有するプラスチック製の吸入マフラと、前記プレートの反シリンダ側に設けられ、かつ吐出室と前記連通管の一部が開口する共鳴室とを形成したシリンダヘッドとを備え、前記連通管の外周に、略U字状のフランジ部と、このフランジ部から直角に突出したリブを設け、さらに前記フランジ部と前記シリンダヘッドの前記フランジ部に対応する位置に設けた略U字状の溝部とを係合することで形成したシール部を備え、前記シール部を、前記溝部に挟まれたシール面と、前記溝部とリブの当接により、前記シール面と連続し、かつ該シール面に対して直角に延びるように形成されたシール面より構成し、さらに、前記共鳴室を、前記吐出室側に円弧が張り出す略半月状に形成したものであり、前記シール部によって共鳴室が密閉容器内と隔離されることで吸入圧力脈動は密閉容器内に漏れにくいという作用を有する。
【0017】
また、前記共鳴室は、前記吐出室側に円弧が張り出す略半月状をなしたもので、吐出室の空間容積を犠牲にせず、効率よく共鳴室の空間容積を大きくできるという作用を有する。
【0018】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明に、吸入マフラの底部でかつ前記シール部の鉛直上方にオイル抜き穴を設けたもので、オイルがシール部に滴下され隙間に浸透しこれを封止することでさらにシール性が向上するという作用を有する。
【0019】
請求項3に記載の発明は記載請求項1に記載の発明に、共鳴室の内壁に沿うよう形成した環状の座を前記連通管に設けたもので、吸入マフラがプレートに押圧固定される際、座りが良くなり、所定の位置に吸入マフラが固定されやすくなるという作用を有する。
【0020】
請求項4に記載の発明は請求項1に記載の発明に、吸入マフラの開口部の共振周波数と前記共鳴室が構成する共鳴マフラの周波数とを一致させたもので、吸入マフラ内の圧力脈動の吹き返しに開口部の持つ共振周波数の成分が少なくなり、開口部の加振力が減衰するという作用を有する。
【0021】
請求項5に記載の発明は請求項1に記載の発明に、密閉容器に形成した平面部の共振周波数を前記吸入マフラの開口部の共振周波数と一致させないもので、開口部の持つ加振力が密閉容器の最も鳴きやすい平面部を加振しないという作用を有する。
【0022】
【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。なお、従来例と同一構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【0023】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による密閉型圧縮機の断面図である。図2は同実施の形態の密閉型圧縮機の要部分解斜視図である。図3は同実施の形態の吸入マフラの斜視図である。図4は同実施の形態の図2の要部組み立て図である。
【0024】
図1から図4において、鉄板を絞り加工して形成された密閉容器1にはオイル101および冷媒ガス(図示せず)が封入され、電動要素2およびこれによって駆動される圧縮要素103が収容されている。また容器内外を連絡する部材を固定するために密閉容器1には平面部1Aが形成されている。
【0025】
圧縮要素103を構成するシリンダブロック4にはシリンダ5が形成され、ピストン6はシリンダ5内に往復自在に嵌装されている。
【0026】
薄板状のプレート7は吸入穴8および吐出穴9を形成するとともにシリンダの開口端を封止する。
【0027】
ガラス繊維を15%程度混入させることで耐熱性、耐オイル、冷媒性を高めたPBTでできた吸入マフラ110は、その1面が密閉容器1内に開口した略立法形の開口部111と、膨張マフラを形成する消音空間部112と、消音空間部112内と吸入穴8とを連通する連通管部113とを備えている。
【0028】
連通管部113の開口端114には、開口端114内外を連通するとともに所定の断面積および長さを持たせた溝状の導通路115が設けられ、また、略半月状をなした環状の座116が形成される。さらに連通管部113には開口端114側の面を除く外周側に突出した略U字状のフランジ部118と、このフランジ部118において、直角に突出したリブ118aが形成されている。また、消音空間部112の底部でフランジ部118の上方に位置する部位にオイル抜き穴119が形成されている。
【0029】
シリンダヘッド123は比較的安価な材料であるアルミダイカストを材料とし、プレート7を覆うように構成されており、吐出穴9が開口する吐出室124と連通管部113が収容される収納部125が形成されている。
【0030】
収納部125には環状の座116が内壁に沿うように形成した略半月状の共鳴室128と、フランジ部118に対応する位置に設けられ、前記フランジ部118が僅かな隙間で嵌合される略U字状の溝部129が形成されている。さらに、この溝部129の開口縁129aは、フランジ部118の嵌合状態において、図4に示す如く、連通管部113に設けたリブ118aと当接することにより、溝部129に挟まれたシール面に連続し、かつそのシール面に対して直角に延びるシール面を形成する。
【0031】
吸入マフラ110とシリンダヘッド123とを係合することで、フランジ部118と溝部129は嵌合されシール部130を形成する。また、プレート7と、連通管部113外周面と、環状の座116の内周面と、共鳴室128内壁面とで空間132を構成し、この空間132と導通路115とが共鳴マフラ140を形成する。
【0032】
そしてシリンダヘッド123を、プレート7を介してシリンダブロック4にボルトで固定することで吸入マフラ110はスプリング142を介してシリンダヘッド123によってプレート7に挿圧、固定される。
【0033】
また、密閉容器1の平面部1Aは約2.5kHzの共振周波数を持っており、開口部111の共振周波数は平面部1Aの共振周波数と一致しないよう、約1.6kHzに設定している。
【0034】
一方、共鳴マフラ140は開口部111とほぼ同じ共振周波数にチューニングしてある。
【0035】
以上のように構成された密閉型圧縮機(以下、圧縮機という)について、以下その動作を説明する。
【0036】
電動要素2に電力が供給されることによって圧縮要素103が駆動され、ピストン6がシリンダ内で往復運動をすることで、冷凍サイクル(図示せず)より密閉容器1内に戻った冷媒ガスは吸入マフラの開口部114から消音空間部112へと吸入され、連通管部113から吸入穴8を経てシリンダ5内へと吸入される。そして、ピストン6の往復運動により圧縮された冷媒ガスは吐出穴9から吐出室124に吐出され、再び冷凍サイクル(図示せず)へと送り出される。
【0037】
この際、吸入穴8を経てシリンダ5内へと吸入される冷媒ガスはピストン6がシリンダ5内で往復運動をすることで断続的に吸入されることから強い圧力脈動を伴う。この圧力脈動は吸入マフラ110に設けた消音空間部112内の膨張マフラの効果および共鳴マフラ140の効果によって大きく減衰される。
【0038】
また共鳴マフラ140内に残留した圧力脈動はシール部130により共鳴マフラ140と密閉容器1内とが隔離されることで密閉容器1内への漏出が抑えられ、密閉容器1内の冷媒ガスの加振を防ぐ。その結果、上記膨張マフラの効果および共鳴マフラ140の効果が有効に働き、騒音を低減することができる。
【0039】
シール部130はフランジ部118と溝部129の嵌合によって形成されるが、フランジ部118の上下両面と、溝部129の開口縁129aに当接するリブ118aの外周面のトータル距離がシール幅の有効長となるため、シール幅が稼げるので良好なシール性が得られる。
【0040】
一方、吸入マフラ110とシリンダヘッド123とを係合する際、フランジ部118は略U字状をなしていることでフランジ部118の肩のアールが溝部129に係合しやすく、良好な作業性が得られる。
【0041】
また、開口部114から吸入した冷媒ガスは霧状のオイル(図示せず)を含んでおり、このオイルは消音空間部112で冷媒ガスから分離される。この分離されたオイルはオイル抜き穴119からシール部130へ滴下する。その結果、シール部130が形成する僅かな隙間にオイルが浸透しこれを封止することでシール性は飛躍的に向上し、共鳴マフラ140内に残留した圧力脈動はほとんど漏出することが無くなり、上記した膨張マフラの効果および共鳴マフラ140の効果がより一層有効に働き、騒音を低減することができる。
【0042】
共鳴室128は吐出室124側に円弧が張り出す略半月状をなした環状の座116が内壁に沿うように形成していることで吐出室124の空間容積を犠牲にせず、限られたスペースの中で最も大きな容積が得られるため、共鳴マフラ140の効果を高めることができ、より大きな消音効果が得られる。
【0043】
同時に、共鳴室128の内壁に沿うよう形成した環状の座116は連通管部113の軸を中心とした回転方向の動きを効果的に規制している。このことにより吸入マフラ110がプレート7に押圧固定される際、座りが良くなり、所定の位置に吸入マフラ110がしっかりと固定される。その結果、ヘッド7と吸入マフラ110間のがたによって生ずるビビリ音を防ぐことができる。
【0044】
本実施の形態では共鳴マフラ140は開口部111とほぼ同じ約1.6kHzに共振周波数をチューニングしてあることで、開口部111における共振音が著しく減衰される。その結果、開口部111が加振源となって密閉容器の共鳴部を加振することで発生する騒音は大幅に低下する。
【0045】
加えて密閉容器1に形成された平面部1Aは剛性が弱く、その結果、平面部1Aの持つ固有振動数で加振されるとその部分が鳴いてしまい、大きな騒音を発生しやすい。しかしながら本実施の形態では前述した加振源になりやすい開口部111の共振周波数と平面部1Aの持つ固有振動数とを一致させないことで、開口部111からの加振力が密閉容器1の最も鳴きやすい平面部1Aを加振しないため、騒音の発生を抑制することができる。
【0046】
なお、吸入マフラ110はその構成上、内部に様々な空間距離を有しているため、通過する騒音の波長によっては大きく増幅されてしまう場合がある。このような場合、その周波数の音と共鳴マフラ140の共鳴周波数を一致させることにより、この増幅された騒音を減衰させることができ、こういった手段も騒音低減に大変有効的なものである。
【0047】
本実施の形態における効果は、あらゆる冷媒ガスとこれに対して相溶性を備えるオイルにおいて普遍的に得られるものである。
【0048】
【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、シール部によって共鳴室が密閉容器内と隔離されることで吸入圧力脈動が密閉容器内に漏れにくく、騒音を低減させる効果がある。
【0049】
また、吐出室の空間容積を犠牲にせず、効率よく共鳴室の空間容積を大きくできることで共鳴マフラの効果が高まり、さらに騒音を低減させる効果がある。
【0050】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の効果に加えて、さらにシール部のシール性が向上し、さらに騒音を低減させる効果がある。
【0051】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明の効果に加えて吸入マフラがプレートに押圧固定される際、座りが良くなり、ビビリ音の発生を防ぐという効果がある。
【0052】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明の効果に加えて、開口部の加振力が減衰することで密閉容器内の加振が減り、騒音を低減させる効果がある。
【0053】
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明の効果に加えて開口部の持つ加振力が密閉容器の最も鳴きやすい平面部を加振しないため騒音を低減させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の密閉型圧縮機の実施の形態1による断面図
【図2】 同実施の形態の密閉型圧縮機の要部分解斜視図
【図3】 同実施の形態の吸入マフラの斜視図
【図4】 同実施の形態の図2の要部組立て図
【図5】 従来の密閉型圧縮機の断面図
【図6】 同従来の密閉型圧縮機の要部分解斜視図
【符号の説明】
1 密閉容器
1A 平面部
2 電動要素
5 シリンダ
6 ピストン
7 プレート
8 吸入穴
101 オイル
103 圧縮要素
110 吸入マフラ
111 開口部
113 連通管部
118 フランジ部
119 オイル抜き穴
123 シリンダヘッド
124 吐出室
128 共鳴室
129 溝部
130 シール部
Claims (5)
- 密閉容器内にオイルを貯留するとともに電動要素と圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は往復動するピストンを収納するシリンダと、前記シリンダの開口端に備えられたプレートと、前記プレートの吸入穴に連通する連通管部を有するプラスチック製の吸入マフラと、前記プレートの反シリンダ側に設けられ、かつ吐出室と前記連通管の一部が開口する共鳴室とを形成したシリンダヘッドとを備え、前記連通管の外周に、略U字状のフランジ部と、このフランジ部から直角に突出したリブを設け、さらに前記フランジ部と前記シリンダヘッドの前記フランジ部に対応する位置に設けた略U字状の溝部とを係合することで形成したシール部を備え、前記シール部を、前記溝部に挟まれたシール面と、前記溝部とリブの当接により、前記シール面と連続し、かつ該シール面に対して直角に延びるように形成されたシール面より構成し、さらに、前記共鳴室を、前記吐出室側に円弧が張り出す略半月状に形成した密閉型圧縮機。
- 前記吸入マフラの底部でかつ前記シール部の鉛直上方にオイル抜き穴を設けた請求項1に記載の密閉型圧縮機。
- 前記共鳴室の内壁に沿うよう形成した環状の座を前記連通管部に設けた請求項1に記載の密閉型圧縮機。
- 前記吸入マフラの開口部の共振周波数と前記共鳴室が構成する共鳴マフラの周波数とを一致させた請求項1に記載の密閉型圧縮機。
- 前記密閉容器に形成した平面部の共振周波数を前記吸入マフラの開口部の共振周波数と一致させない請求項1に記載の密閉型圧縮機。
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