JP4542634B2 - コンプレッサユニットの結合ピース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサ素子のハウジングと、駆動ユニットのハウジングとを結合する結合ピースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような結合ピースは、コンプレッサ素子用の鋳造金属製のハウジングと、駆動ユニットが配置されたハウジング、例えばモータのハウジングとを結合するために、コンプレッサユニットで使用される。構造上の理由のために、これらのハウジングは一体ユニットとして製造することができない。
【０００３】
結合ピースの中で、カップリングがコンプレッサ素子の１つまたは複数のロータの１つまたは複数のシャフトと、駆動ユニットの１つまたは複数の外出シャフトとの間に配置される。この結合ピースの中に、ギヤホイール伝動またはもう１つのカップリング変換器も組み込むことができる。
【０００４】
コンプレッサユニットは多くの雑音を発生する。雑音レベルを抑制するために、振動減衰器がユニットを基礎から絶縁するために使用され、骨組は雑音を抑制する材料を備えている。換気空気が吸い込まれるチャネルも音響学的に処理される。
【０００５】
これらの手段はすでに相当な雑音減衰を達成しているが、コンプレッサユニットの雑音レベルはなお高い。
【０００６】
この雑音レベルをさらに減らす努力の中で、研究が行われ、相当な雑音エネルギーがコンプレッサ素子の中で発生され、またユニット全体の構造的特徴によって望ましくない振動と雑音に変換されることが明らかになった。
【０００７】
特に、このユニットの構造的な共振周波数はこのコンプレッサ素子の脈動周波数によって誘起され、余分な雑音エネルギーの放出をもたらす。
【０００８】
特にコンプレッサ素子のハウジングと、駆動ユニットとの間の結合ピースが、モータへの、またこの結合ピースの支点への振動と雑音の雑音放出と伝達の役割を果たすことが指摘された。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コンプレッサユニットの雑音放出が低減されるように、雑音放出と振動の伝達が最小であるような結合ピースを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に基づき、結合ピースがその壁部の少なくとも１部分の上にリブを備え、この場合すべてのリブの高さは、そのリブが立っている壁部の少なくとも１．５倍の厚さに等しく、またリブの厚さはその高さの半分のところで壁部の厚さの少なくとも半分に等しく、この場合リブは隣接壁部区画に壁部を分割するパターンを形成し、それを曲げるための第１の特徴モードは共振周波数を有し、この共振周波数によって、コンプレッサ素子の最高励起周波数を含む主なすべての励起周波数による励起が除去されることによって、達成される。
【００１１】
好ましくは、リブと隣接する区画がその壁部の少なくとも半分を占めるような方法で、結合ピース上にリブが設けられる。
【００１２】
リブは外側または内側に設けることができる。
【００１３】
結合ピースは、管状部とその末端の２つのフランジとから形成することができ、この場合例えば、少なくともこの部分の横方向側面にはリブが設けられる。
【００１４】
いかなる限定もなしに、実例によって本発明の特徴をより良く示す目的で、本発明に基づくコンプレッサ素子と駆動ユニットとの間の結合ピースの複数の好適な実施形態について、添付図面を参考にして説明する。
【００１５】
【実施例】
図１では、コンプレッサ素子１、例えば１つのロータを有するスクロールコンプレッサ素子または２つのロータを有するスクリューコンプレッサ素子と、電動機によって形成される駆動ユニット２と、コンプレッサ素子１のハウジング５と駆動ユニット２のハウジング４とを結合する結合ピース３と、から構成されるコンプレッサユニットが示され、またカップリング６は、この駆動ユニット２の出力シャフト７と、コンプレッサ素子１のロータのシャフト８との間に位置する。コンプレッサ素子１がスクリューコンプレッサであり、すなわち２つのロータを備えている場合、シャフト８は、ギヤホイール伝動、ベルト伝動または他のカップリング変換器によってロータのシャフトを駆動することができる。
【００１６】
結合ピース３は管状部９から構成され、管状部は一方の末端においてコンプレッサ素子１のハウジング５に固定するためのフランジ１０を有し、また他方の末端、若干より大きい末端において駆動ユニット２のハウジング４の上に固定するためのフランジ１１を有する。
【００１７】
コンプレッサ素子によって圧縮プロセスに発生される騒音エネルギーはむしろ調性的であり、また決定論的信号の合成である。最低の決定論的信号、すなわち基本音は、コンプレッサ素子が周囲から空気を吸い込み、コンプレッサ素子のアウトレットに空気を放出するリズムと等しい周波数を有する正弦曲線である。空気は圧縮チャンバの中に圧縮され、このプロセスが漸進的に実施されないように、アウトレット内にむしろ急に放出される。その結果、この基本音の高調波成分が発生される。これらの高調波成分は基本周波数の整数倍である周波数を有する。
【００１８】
種々のプロセスと形状パラメータに応じて、若干調波が発生され、またそれらの振幅は多かれ少なかれ基本音に関係する。この全体の調性的エネルギーはコンプレッサ素子１のハウジングと、フランジ結合構造のハウジング５とを振動させ、各部分はそれ自体の方法でこのエネルギーを振動と雑音に変換する。
【００１９】
前記の振動を制限するために、フランジ１０と１１の間のこの外側を隣接壁部区画１３に分割するパターンによれば、リブ１２は管状部９の１部分、好ましくはその壁部の半分以上に設けられる。
【００２０】
図示例では、これらのリブ１２は部分９の前述の壁部外側に設けられるが、内側に配置することも可能である。
【００２１】
これらのリブ１２は特定の条件を満足する。図６に詳細に示したように、高さＨまたはリブ１２は、リブが立っている壁部の厚さＤの少なくとも１．５倍であり、例えば２倍であり、またこのリブ１２の高さの半分のところで測定した幅Ｂは、前述の厚さＤの少なくとも半分、例えばこの厚さに等しい。
【００２２】
結合ピースが金属鋳物であるという事実を考慮して、鋳物技術上の理由のためリブ１２はそれらの基部に向かって若干広くなっている。リブ１２の頂部は面取りされ、リブ１２のその面取り部は、それらが立つ壁部に結合される。
【００２３】
またリブ１２によって形成される前述のパターンは特定の条件を満足する。すなわち、各壁部区画１３に合わせて曲がるための第１の特徴モードが、コンプレッサ素子１によって発生する最高励起周波数までの主な励起周波数のどれによっても壁部区画１３は全く励起されないような共振振動数を有するように、そのパターンは高密度の構造を持つ。
【００２４】
最高調波、換言すれば、最高周波数の励起成分はいわゆる呼吸モードまたは壁部区画１３の第１の曲げモードをもはや開始することができない。この結果、この壁部区画１３は大きな雑音を放出することはない。
【００２５】
各壁部区画１３は力学的な力で励起される時に振動し始める。供給される振動がこの壁部区画１３の共振周波数の１つと同じ周波数をとる時、他の周波数でこの壁部区画によって放出される雑音よりもかなり多くの雑音が放出される。
【００２６】
特徴モードは、壁部区画がその共振周波数の１つで振動して共振振動数毎に異なるような仕方である。
【００２７】
第１の共振振動数の特徴モードは代表的な曲げモードであり、この場合壁部区画１３の中央点は上下運動を行い、またこの場合この壁部区画１３の他のすべての点はより小さな運動を行うが、それは中央点の運動と同相である。第１の特徴モードは「呼吸モード」としても表される。
【００２８】
かくして、前述のパターンは、コンプレッサ素子１の励起周波数に影響を及ぼす回転速度とロータ構造のようなコンプレッサ素子１の特性に依存する。
【００２９】
壁部区画１３の大部分には、結合ピース３の内部冷却のために条溝１４を設けることができる。
【００３０】
図示例では、リブ１２、したがって壁部区画１３は管状部９の横方向側面にある。１つの横方向側面は互いに角度を形成する部分から構成される。部分９の上側と下側は平坦な部分を有する。
【００３１】
このような平坦部の下方部によって、弾力性のあるクッション１５の間挿部を有する結合ピース３は、図１に示されているように支持部１６上に着座する。同様の方法で、駆動ユニット２のハウジング４は第２の支点１７に着座する。
【００３２】
リブ１２、したがって壁部区画１３は部分９の上側および／または底部側に、またはどちらか一方に配置できることが明白である。
【００３３】
フランジ１１は、部分９の開口部に関してこの部分９の対応する末端上に外側方向にほぼ延在する。このフランジ１１は４つの開口部１８を備える。このフランジ１１は、ボルトによってハウジング４をフランジに固定するために内側にねじ山を備える。
【００３４】
反対にフランジ１０は、関連する末端上の部分９の開口部に関して非対称であり、換言すれば、フランジ１０は横方向側面で外側方向に突出し、また他の横方向側面で内側方向に突出する。
【００３５】
このフランジ１０の中に、ボルトによってフランジ１０をハウジング５に固定するために開口部１９が設けられる。
【００３６】
これまで説明してきた結合ピース３は結果として雑音放出を相当低減する。
【００３７】
結合ピース３は必ずしもコンプレッサ素子１と駆動ユニット２の延長上に位置させる必要はない。結合ピースは、例えばこのコンプレッサ素子とこの駆動ユニット２の隣の下または上に配置することができる。この場合、カップリング６は伝動によって形成される。
【００３８】
さらに、図７ではコンプレッサユニットの実施形態が概略的に示されている。
この場合コンプレッサ素子１と駆動ユニット２はそれらの相互の延長上に配置されず、また結合ピース３はこれまで説明してきた形態と異なった形態を有する。
この実施形態では、この結合ピース３は平坦な箱状の形状を有し、この中にベルト伝動によって形成されるカップリング６が配置される。
【００３９】
コンプレッサ素子１は、フランジとボルトによってこの箱の頂部上の１つの側面に固定される。ロータのシャフト８は開口部を通して前述の側面の中に延在する。
【００４０】
駆動ユニット２は同様の方法でフランジとボルトによって他の結合ピース３の下方端部の側面に固定される。出力シャフト７は開口部を通して最後に述べた側面の中に延在する。
【００４１】
横方向の縁部にまた前述の２つの側面に、コンプレッサ素子１と駆動ユニット２の隣りにリブ１２が設けられ、かくして隣接した壁部区画１３を確定する。
【００４２】
それらが形成するそれらの寸法ならびにパターンに関しては、リブ１２は図１から図６に基づく実施形態と同一の要件を満足する。
【００４３】
この場合にも、リブ１２によって雑音放出または伝達がかなり削減される。
【００４４】
別の実施形態では、コンプレッサ素子１と駆動ユニット２は、上方にまたは互いに隣接して結合ピース３の同一側面に配置することが可能である。
【００４５】
本発明はこれまで説明し、また図に示した実施形態に決して限定されず、反対にこのような結合ピースは、本発明の範囲を逸脱することなしに別の種々の実施形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく結合ピースを有するコンプレッサユニットの概略図である。
【図２】図１のコンプレッサユニットの結合ピースの拡大側面図である。
【図３】図２の矢印 Ｆ３に基づく図面である。
【図４】図２の矢印 Ｆ４に基づく図面である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに基づく断面図である。
【図６】図２の線VI−VIに基づく拡大断面図である。
【図７】図１に類似しているが、別の実施形態に関するコンプレッサユニットの概略図である。
【符号の説明】
１ コンプレッサ素子
２ 駆動ユニット
３ 結合ピース
４ 駆動ユニットのハウジング
５ コンプレッサ素子のハウジング
６ カップリング
７ 出力シャフト
８ シャフト
９ 管状部
１０、１１ フランジ
１２ リブ
１３ 壁部区画
１４ 条溝
１５ 可塑性のクッション
１６ 支持部
１７ 支点
１８、１９ 開口部
Ｂ 幅
Ｄ 壁部の厚さ
Ｈ 高さ

Claims (7)

1. 駆動ユニット（２）のハウジング（４）とコンプレッサ素子（１）のハウジング（５）とを結合する結合ピースにおいて、
   該結合ピースは管状部（９）と末端の２つのフランジ（１０と１１）とから形成され、
   該結合ピースがその壁部の少なくとも１部分にわたってリブ（１２）を備え、該リブの高さが、該リブが立っている壁部の少なくとも１．５倍の厚さに等しく、また前記リブの厚さは該リブの高さの半分のところで前記壁部の厚さの少なくとも半分に等しく、この場合リブ（１２）は隣接壁部区画（１３）に壁部を分割するパターンを形成し、該壁部区画を曲げるための第１の特徴モードは共振周波数を有し、該壁部区画は、該共振周波数のために、コンプレッサ素子（１）の最高励起周波数を含む主なすべての励起周波数によって励起されないことを
   特徴とする結合ピース。
2. 前記リブ（１２）によって確定される区画（１３）が壁部の少なくとも半分を占めるような方法で、前記リブが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の結合ピース。
3. 前記リブ（１２）が壁部の外側に設けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の結合ピース。
4. 前記リブ（１２）が壁部の内側に設けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の結合ピース。
5. 前記管状部（９）が少なくとも両方の横方向側面にリブ（１２）を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の結合ピース。
6. カップリング（６）が前記結合ピースの中に位置し、駆動ユニット（２）の出力シャフト（７）と、コンプレッサ素子（１）のロータのシャフト（８）との間に位置する、請求項１から５のいずれかに記載の結合ピース。
7. 前記結合ピースが前記管状部（９）の下側に平坦部分を有しているとともに、前記結合ピースが弾力性のあるクッション（１５）を介して支持部（１６）上に着座していることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の結合ピース。

Images