JP5208288B1

JP5208288B1 - コンプレッサ用防振ゴムおよびそれを用いたコンプレッサ

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Publication number: JP5208288B1
Application number: JP2012013450A
Authority: JP
Inventors: 利夫齋藤
Original assignee: Yamauchi Corp
Current assignee: Yamauchi Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: CN103392072A; KR20130098390A; JP2013151996A; WO2013111356A1; CN103392072B; KR101323987B1

Abstract

【課題】軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも、小さな外力がかかった場合でもクッション性を示し、さらに、長期に亘っての使用でも座屈せず、クッション性を継続して示し、防振の対象に振動が伝わりにくくすることが可能な、コンプレッサ用支持部材を提供する。
【解決手段】コンプレッサ用支持部材１０２は中空の円筒形状であり、円筒部は径方向の内側に滑らかに湾曲した湾曲部１２を含む。
【選択図】図２

Description

この発明は、コンプレッサで使用されるコンプレッサ用支持部材およびそれを用いたコンプレッサに関する。

コンプレッサ運転時に発する振動、騒音を低減するために防振ゴムなどの支持部材が使用されている。近年、省電力の要求が高まり、コンプレッサを使用するエアコン、冷蔵庫などのいわゆる白物家電、およびその他の製品でも、消費電力を少なくすることを目的としてコンプレッサをインバータ制御するものが多くなっている。これにより、使用する周波数域が従来の定格運転に比べて広がり、支持部材に求められる防振の対象に振動を伝えない性能の要求が高まっている。

従来のコンプレッサ用支持部材に関して、例えば、特開昭６２−３５１３１号公報（特許文献１）および特開平１０−２６１８０号公報（特許文献２）などに記載のものが知られている。

特許文献１は、空気調和機の冷凍サイクルを構成するコンプレッサの脚部に取り付けられる樹脂製の防振材であって、中空の略円筒形状であり、内壁および外壁が共に径方向の内側に窪むと共にその窪みがＶ字形状である部分を含む、コンプレッサ用支持部材を開示している。

特許文献２は、コンプレッサに取り付けられるゴム製の防振材であって、中空の略円筒形状であり、内壁および外壁が共に径方向の内側に窪むと共に窪んだ部分がＶ字形状である上部と、外壁のみが径方向の内側に上部と比較して小さく窪む浅溝と、径方向に大きな厚みを有する肉厚な下部とを含む、コンプレッサ用支持部材およびそれを用いたコンプレッサを開示している。

特開昭６２−３５１３１号公報（図２およびそれに関連する記載）特開平１０−２６１８０号公報（図１およびそれに関連する記載）

従来からあるコンプレッサ用支持部材は、上記のように構成されていた。特許文献１に記載のコンプレッサ用支持部材は、軸方向の上側から小さな外力がかかるとクッション性を示す。ここでクッション性を示すとは、圧縮変形した後に効果的に変形前の形状に戻ることをいう。しかし、軸方向の上側から大きな外力がかかると、内壁のＶ字形状の先の細い先端部分に局所的に大きな荷重がかかって応力集中が生じ、長期の使用において劣化すると共に、支持部材が座屈してしまいクッション性を示さなくなる場合があるという問題があった。

なお、上記小さな外力及び大きな外力とは、以下に記載する支持部材に作用する力を指す。小さな外力とは、コンプレッサ運転時に発生する振動による力や、動作周波数に合わせ小刻みに伝わる力のことをいう。そして、大きな外力とは、コンプレッサの自重により加わる力、コンプレッサと支持部材とを含む室外機ユニットの落下、倒れにより加わる力、またはトラック等の運搬・輸送時の大きな振動により加わる力のことをいう。

また、特許文献２に記載のコンプレッサ用支持部材は、特許文献１に記載のコンプレッサ用支持部材に対して、軸方向の上側から大きな外力がかかっても、下部の肉厚な部分がクッション性を示す。しかし、この場合も下部をＶ字形状にする場合と比較して、クッション性を示さない場合があるという問題があった。

この発明の目的は、上記の従来からあるコンプレッサ用支持部材の問題を解決し、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも、小さな外力がかかった場合でもクッション性を示し、さらに、長期に亘っての使用でも座屈せず、クッション性を継続して示し、防振の対象に振動が伝わりにくくすることが可能な、コンプレッサ用支持部材およびそれを用いたコンプレッサを提供することである。

この発明に係るコンプレッサ用支持部材は、中空の円筒部を含み、円筒部は、径方向の内側に滑らかに湾曲した湾曲部を含む。

好ましくは、湾曲部の上下端部には非湾曲部が設けられる。

好ましくは、上側の非湾曲部は径方向の内側に向かって延びる部分を含む。

好ましくは、下側の非湾曲部は径方向の内側に向かって延びる部分を含む。

好ましくは、湾曲部と非湾曲部の接続部の内径の最大寸法は、湾曲部の外径の最小寸法よりも大きい。

好ましくは、湾曲部と非湾曲部の接続部の内径の最大寸法は、湾曲部の外径の最小寸法よりも小さい。

好ましくは、湾曲部の曲率半径（Ｒ）は、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

好ましくは、湾曲部の軸方向の長さ（Ａ）と湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ａ）／（Ｒ）は、０．１以上７以下である。

好ましくは、中空の円筒部の径方向の外径の長さ（Ｂ）と湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ｂ）／（Ｒ）は、０．２以上８以下である。

好ましくは、湾曲部は軸方向に複数設けられる。

好ましくは、複数の湾曲部の接続部には、肉厚部が設けられる。

好ましくは、湾曲部の曲率半径（Ｒ）は、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

好ましくは、湾曲部の軸方向の長さ（Ａ）と湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ａ）／（Ｒ）は、０．０２以上３５以下である。

好ましくは、中空の円筒部の外方向の外径の長さ（Ｂ）と湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ｂ）／（Ｒ）は、０．２以上４０以下である。

この発明の他の局面においては、コンプレッサは上記コンプレッサ支持部材を含む。

径方向の内側に滑らかに湾曲した湾曲部を有することにより、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも、小さな外力がかかった場合でも、内部に圧縮方向の力がかかって体積変化に対して反発する応力が生じるため、座屈することなくクッション性を示す。また、Ｖ字形状ではない滑らかに湾曲する湾曲部を有することにより、局所的に大きな荷重がかからないため、応力集中が生じず、長期の使用において劣化しづらい。

その結果、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも、小さな外力がかかった場合でもクッション性を示し、さらに、長期に亘っての使用でも座屈せず、クッション性を継続して示し、防振の対象に振動が伝わりにくくすることが可能な、コンプレッサ用支持部材およびそれを用いたコンプレッサを提供できる。

中空の円筒部を含み、径方向の外側に滑らかに湾曲する湾曲部を一つ有する防振ゴム１０１の断面図を示すものである。中空の円筒部を含み、径方向の外側に滑らかに湾曲する湾曲部を一つ有する、この発明の第２の実施形態に係る防振ゴム１０２の断面図を示すものである。この発明の第１実施例に係る防振ゴム１０３の断面図を示すものである。この発明の第３実施例に係る防振ゴム１０５の断面図と、この防振ゴム１０５がコンプレッサ本体１に取り付けられた様子を示すものである。

まず、この発明の基本的な考え方について説明する。発明者は、従来の防振ゴム（コンプレッサ用支持部材）の問題点が、湾曲部の形状がＶ字形状であるためと考え、滑らかに湾曲する湾曲部を設けて改善することを考えた。滑らかに湾曲する湾曲部は、防振ゴムの径方向の外側に湾曲するものと、内側に湾曲するものが考えられる。そこで、図１および図２に示す、この様な湾曲部について比較検討した。その結果は以下の通りである。

なおここでいう滑らかに湾曲する湾曲部は、内壁および外壁ともに湾曲しているものとする。

まず、図１は、中空の円筒部を含み、径方向の外側に滑らかに湾曲する湾曲部を一つ有する防振ゴム１０１の断面図（Ａ）と、図１（Ａ）に示す防振ゴム１０１の軸方向の上側から外力がかかった場合の解析結果を示す断面図（Ｂ）である。

また、図２は、中空の円筒部を含み、径方向の内側に滑らかに湾曲する湾曲部を一つ有する防振ゴム１０２の断面図（Ａ）と、図２（Ａ）に示す防振ゴム１０２の軸方向の上側から外力がかかった場合の解析結果を示す図（Ｂ）である。図１（Ｂ）、図２（Ｂ）の一点鎖線で示す図形は、外力がかかって圧縮変形する前の状態を示し、図中点線は外力が大きくかかっている部分を示す。また、ここで外力の大きさは等しい。

図１（Ａ）を参照して、防振ゴム１０１は、中空の円筒形状であり、軸方向に貫通する孔である中心孔８１と、内壁および外壁が共に防振ゴム１０１の径方向の外側に滑らかに湾曲する湾曲部１１と、湾曲部１１の上端部に設けられる径方向の内側に向かって延びる上端非湾曲部２１と、下端部に設けられる径方向の内側に向かって延びる下端非湾曲部２２とを含む。

一方、図２（Ａ）を参照して、防振ゴム１０２は、中空の円筒形状であり、軸方向に貫通する孔である中心孔８２と、内壁および外壁が共に防振ゴム１０２の径方向の内側に滑らかに湾曲する湾曲部１２と、湾曲部１２の上端部に設けられる径方向の内側に向かって延びる上端非湾曲部２３と、下端部に設けられる径方向の内側に向かって延びる下端非湾曲部２４とを含む。

このときの応力解析結果は、次の通りである。図１（Ｂ）を参照して、径方向の外側に湾曲した湾曲部１１は、軸方向の上側から外力がかかると、点線で示すように外力のかかる方向と交わる径方向の外側に向かって力が作用し、矢印で示す方向に変形する。この時、湾曲部１１の軸方向に垂直な円周方向の面には伸び方向の力が生じる。

したがって、外力が大きければ容易に変形する。

一方、図２（Ｂ）を参照して、径方向の内側に湾曲した湾曲部１２は、軸方向の上側から外力がかかると、図中点線で示すように、外力に沿った方向に力が作用し、矢印で図示するように径方向の内側に向かって変形する。この時、湾曲部１２の軸方向に垂直な円周方向の面には圧縮力が生じる。一般的にゴムは、伸び方向に対しては、寸法比数百パーセントの変形が可能であるが、圧縮方向に対しては、体積変化の抵抗により、伸び方向ほど大きく変形できない特性を有する。すなわち、ゴムは圧縮力に対しては強いため、外力が大きくても十分その形状を保持する。

以上から、軸方向の上側から小さな外力がかかった場合、図１（Ａ）に示す防振ゴム１０１および図２（Ａ）に示す防振ゴム１０２は共にクッション性を示す。

一方、図２（Ａ）に示す防振ゴム１０２は、図１（Ａ）に示す防振ゴム１０１よりも、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも体積変化が少ないと共に、内部に体積変化に対して反発する応力が生じることにより、座屈することなくクッション性を示す。また、長期の使用においても座屈せず、継続してクッション性を示す。

上記の通り、防振ゴムの径方向の内側に湾曲する湾曲部を有する防振ゴムは、有利な作用効果を示すので、この様な湾曲部を有する防振ゴムの実施例について、以下で説明する。

（１）第１実施例
図３は、この発明の第１実施例に係る防振ゴム１０３の断面図を示すものである。防振ゴム１０３は、基本的には図２に示す防振ゴム１０２と同じ形状であるが、下端非湾曲部２６が径方向の内側に延びていないことが、防振ゴム１０２と異なる。防振ゴム１０３は、中空の円筒形状であり、軸方向に貫通する孔である中心孔８３と、内壁および外壁が共に防振ゴム１０３の径方向の内側に滑らかに湾曲する湾曲部１３と、湾曲部１３の上端部に設けられる径方向の内側に向かって延びる上端非湾曲部２５と、下端部に設けられる下端非湾曲部２６とを含む。ここで、滑らかに湾曲する湾曲部１３は楕円形状でもよいが、円弧形状が好ましい。

防振ゴム１０３の形状およびクッション性を維持するために、湾曲部１３の軸方向の長さ（Ａ）および防振ゴム１０３の外径寸法（Ｂ）は、一定の寸法が必要である。実用性を考慮し、湾曲部１３の軸方向の長さ（Ａ）は１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下であることが好ましい。防振ゴム１０３の外径寸法（Ｂ）については、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。この２つの寸法と振動吸収特性とを用い解析すると、湾曲部１３の曲率半径（Ｒ）は５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。５ｍｍ未満の場合は、剛性が低くなりすぎて防振ゴムの座屈の虞がある。１００ｍｍ以上の場合は、剛性が高くなりすぎて外力を吸収できなくなる虞がある。湾曲部の軸方向の長さ（Ａ）と湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ａ）／（Ｒ）は、０．１以上７以下であることが好ましい。防振ゴム１０３の外径寸法（Ｂ）と湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ｂ）／（Ｒ）は、０．２以上８以下であることが好ましい。

ここで、湾曲部１３と、上端非湾曲部２５または下端非湾曲部２６との接続部の内径の最大寸法は、湾曲部１３の外径の最小寸法よりも小さい。

湾曲部１３は、内壁および外壁が共に径方向の内側に向かって湾曲することにより、外力がかかる方向で圧縮変形する。これにより、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも、小さな外力がかかった場合でも、防振ゴム１０３の内部に体積変化に対して反発する応力が生じることによって、座屈することなくクッション性を示す。また、湾曲部は滑らかに湾曲することにより、局所的な荷重がかからず、長期の使用においても座屈せず、継続してクッション性を示す。また、上端非湾曲部２５を有することにより、円筒形状を保持すると共に、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合にも、よりクッション性を示すと共に、コンプレッサ本体で生じる振動を防振ゴムに伝える図示しない支持板を保持する。湾曲部１３と、上端非湾曲部２５または下端非湾曲部２６との接続部の内径の最大寸法が、湾曲部１３の外径の最小寸法よりも小さいことにより、よりクッション性を示すと共に、湾曲部１３の外径の最小寸法よりも大きい場合と比較して、より円筒形状を保持できる。また、下端非湾曲部が径方向の内側に延びていないことにより、安価なコストで製造が可能である。

（２）第２実施例
この発明の第２実施例に係る防振ゴム１０２の断面図は先に示した図２（Ａ）と同じである。したがって、その説明は省略する。また、径方向の内側に向かって延びる下端非湾曲部２４を有すること、および湾曲部と非湾曲部との接続部の内径の最大寸法が湾曲部の外径の最小寸法よりも大きいことを除いて、基本的に図３に示す防振ゴム１０３と同じ形状であり、防振ゴムを構成する要部の比率も同じであり、同じ作用効果を示す。径方向の内側に向かって延びる下端非湾曲部２４を有することにより、設置面積が大きくなり、より円筒形状を保持すると共に、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合に、よりクッション性を示すとともに安定性を有する。また、湾曲部１２と、上端非湾曲部２３または下端非湾曲部２４との接続部の内径の最大寸法が、湾曲部１２の外径の最小寸法よりも大きいことにより、第１実施例の防振ゴム１０３と比較して、よりクッション性を示す。

（３）第３実施例
図４は、この発明の第３実施例に係る防振ゴム１０５の断面図と、この防振ゴム１０５がコンプレッサ本体１に取り付けられた様子を示す図である。防振ゴム１０５の形状は、図２に示す防振ゴム１０２を軸方向に二つ重ねたものである。なお、図示しないが、コンプレッサ本体１には、コンプレッサ本体１を安定して支持できるように、防振ゴム１と同様の防振ゴムが、少なくとも３か所に設けられる。

コンプレッサ本体１で生じた振動は、コンプレッサ本体１に取り付けられ、水平方向に延びる支持板２を通じて、防振ゴム１０５で吸収される。防振ゴム１０５は、下端肉厚部２９が有する底部５２が、防振の対象である底板３に当接している。底板３にはボルト４が固定されており、このボルト４は、防振ゴム１０５の中心孔８４を貫通することにより、防振ゴム１０５の径方向の動きを制限する。さらに、ボルト４の上端に、ナット５およびワッシャ６を締めて取り付けることにより、防振ゴム１０５の軸方向の動きを制限する。なお、取付時には、防振ゴム１０５とナット５およびワッシャ６の間には、軸方向に隙間が設けられる。

防振ゴム１０５は、その上部に軸方向の上向きに先が細くなる円錐形状のテーパ部３１が設けられる。このテーパ部３１により、支持板２の貫通孔を容易に挿入可能となるとともに、芯ずれ等に対処できる。

テーパ部３１の下部には、径方向に肉厚な部分を有する第１肉厚部２７が設けられる。第１肉厚部２７はその上部に径方向と平行な段部５１を有する。支持板２は段部５１に当接し、コンプレッサ本体１を支持すると共に、コンプレッサ本体１で生じた振動を防振ゴム１０５に伝える。第１肉厚部２７の下部には、径方向の内側に湾曲する第１湾曲部１７が設けられる。この実施例における要部の比率は、湾曲部を２つ有するので、第１湾曲部１７の曲率半径（Ｒ）は１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。第１湾曲部の軸方向の長さ（Ａ）と第１湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ａ）／（Ｒ）は、０．０２以上３５以下であることが好ましい。防振ゴム１０５の外径寸法（Ｂ）と第１湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ｂ）／（Ｒ）は、０．２以上４０以下であることが好ましい。第１湾曲部１７の下部には、第１肉厚部２７と同様の形状の第２肉厚部２８が設けられる。第２肉厚部２８の下部には、第１湾曲部２７と同様の形状の第２湾曲部１８が設けられる。第２湾曲部１８の下部には、第１肉厚部２７および第２肉厚部２８と同様の形状であり、その底部５２が底板３に当接する第３肉厚部２９が設けられる。

テーパ部３１と対応する内径側には、上部が防振ゴム１の軸方向と平行であると共に下部が径方向の上向きに先が細くなる円錐形状の内壁であるテーパ内壁部３１Ａが設けられる。第１肉厚部２７と対応する内径側には、軸方向と平行な内壁である第１肉厚内壁部２７Ａが設けられる。第１湾曲部１７と対応する内径側には、径方向の内側に湾曲する内壁である第１湾曲内壁部１７Ａが設けられる。第２肉厚部２８と対応する内径側には、軸方向と平行な内壁である第２肉厚内壁部２８Ａが設けられる。第２湾曲部１８と対応する内径側には、径方向の内側に湾曲する内壁である第２湾曲内璧部１８Ａが設けられる。第３肉厚部２９と対応する内径側には、上部が防振ゴム１の軸方向と平行であると共に下部が径方向の上向きに先が細くなる円錐形状の内壁である面取部２９Ｂを有する第３肉厚内壁部２９Ａが設けられる。

ボルト４は、中心孔８４を通って防振ゴム１を貫通する。ボルト４は、テーパ内壁部３１Ａ、第１肉厚内壁部２７Ａ、第１湾曲内壁部１７Ａ、第２肉厚内壁部２８Ａ、第２湾曲内壁部１８Ａ、および第３肉厚内壁部２９Ａには当接せず、径方向に隙間を有する。

なお、湾曲部と肉厚部との接続部の内径の最大寸法は、湾曲部の外径の最小寸法よりも小さい。

防振ゴム１０５は、湾曲部を２つ有すること、２つの湾曲部の接続部に肉厚部が設けられること、湾曲部の形状と他の要部との寸法の比率、および湾曲部と肉厚部の接続部の内径の最大寸法が、湾曲部の外径の最小寸法よりも小さいことを除いて、図２に示す防振ゴム１０２と基本的には同じ形状であり、同じ作用効果を示す。湾曲部を２つ有すると共に湾曲部の形状と他の要部との寸法の比率を適したものにすることにより、図２に示す防振ゴム１０２と比較して、よりクッション性を示す。また、２つの湾曲部の接続部に肉厚部が設けられることにより、防振ゴム１０５の円筒形状をより保持する。また、湾曲部と肉厚部の接続部の内径の最大寸法が、湾曲部の外径の最小寸法よりも小さいことにより、クッション性を示すと共に、図２に示す防振ゴム１０２と比較して、より円筒形状を保持する。

なお、この実施例では、湾曲部を軸方向に２つ有する場合について説明したが、これに限らず、湾曲部を軸方向に３つ以上設けてもよい。

なお、上記の実施の形態において、防振ゴムはゴムである場合について説明したが、これに限らず、粘弾性部材であれば、熱可塑性エラストマーや、ゲル状物質などであってもよい。

なお、上記の実施の形態において、防振ゴムは中空の円筒形状である場合について説明したが、中空と中実との中間程度の柔軟性を備えるように、防振ゴムに空隙を設けるようにしてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示す実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明に係るコンプレッサ用支持部材は、軸方向の上側から大きな外力がかかった場合でも、小さな外力がかかった場合でもクッション性を示し、さらに、長期に亘っての使用でも座屈せず、クッション性を継続して示し、防振の対象に振動が伝わりにくくすることが可能であるため、コンプレッサ用支持部材として有利に利用される。

１コンプレッサ本体、２支持板、３底板、４ボルト、５ナット、６ワッシャ、１１，１２，１３湾曲部、１７第１湾曲部、１７Ａ第１湾曲内壁部、１８第２湾曲部、１８Ａ第２湾曲内壁部、２１，２３，２５上端非湾曲部、２２，２４，２６下端非湾曲部、２７第１肉厚部、２７Ａ第１肉厚内壁部、２８第２肉厚部、２８Ａ第２肉厚内壁部、２９第３肉厚部、２９Ａ第３肉厚内壁部、２９Ｂ面取部、３１テーパ部、３１Ａテーパ内壁部、５１段部、５２底部、８１，８２，８３，８４中心孔、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６防振ゴム

Claims

軸方向に弾性変形することにより、防振の対象に伝わる振動を低減するコンプレッサ用防振ゴムであって、
中空の円筒部を含み、
前記円筒部は、径方向の内側に滑らかに湾曲した湾曲部を含み、
前記湾曲部は軸方向に複数設けられ、
前記複数の湾曲部の接続部には、前記湾曲部と比較して、径方向に肉厚な肉厚部が設けられる、コンプレッサ用防振ゴム。
前記湾曲部の曲率半径（Ｒ）は、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、請求項１に記載のコンプレッサ用防振ゴム。
前記湾曲部の軸方向の長さ（Ａ）と前記湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ａ）／（Ｒ）は、０．０２以上３５以下である、請求項１または２に記載のコンプレッサ用防振ゴム。
前記中空の円筒部の外方向の外径の長さ（Ｂ）と前記湾曲部の曲率半径（Ｒ）との比率（Ｂ）／（Ｒ）は、０．２以上４０以下である、請求項１から３のいずれかに記載のコンプレッサ用防振ゴム。
請求項１から４のいずれかに記載のコンプレッサ用防振ゴムを含む、コンプレッサ。