JP5554123B2 - 圧縮装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、騒音や振動の低減を図った圧縮装置を提供することを目的とする。
また、前記吸気側膨張室に乾燥剤を収容しても良い。この構成によれば、吸気経路を通じてシリンダ室に流入する空気中の水分を除去することができるため、乾燥した空気をシリンダ室に供給でき、シリンダ室及び回転圧縮要素での結露を防止することができる。従って、回転圧縮要素の腐食や凍結を防止することができ、圧縮装置の長寿命化を図ることができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る真空ポンプ(圧縮装置)1の側部部分断面図である。図2は、図1の真空ポンプ1をその前側(同図中の右側)から見た図である。ただし、図2は、シリンダ室Sの構成を示すべく、ポンプカバー24,サイドプレート26等の部材を取り外した状態を図示している。また、図2では、取付部材40を取り外した状態を示している。なお、以下では、説明の便宜上、図1および図2の上部にそれぞれ矢印で示す方向が、真空ポンプ1の上下前後左右を示すものとして説明する。また、前後方向については軸方向、左右方向については幅方向ともいう。
取付部材40は、ポンプ本体20の幅方向に延びる矩形の突出溝41Aを設けた取付板41と、この取付板41の前端及び後端にそれぞれ固定される防振ゴム42,42とを備える。これら防振ゴム42,42は、車体に形成された孔部に嵌入して保持される。取付板41は、突出溝41Aでポンプ本体20の下面にボルト43で固定されている。
電動モータ10は、電源(図示略)の投入により、出力軸12が、図2中の矢印R方向(反時計回り)に回転し、これによりロータ27を、回転中心X1を中心として同方向(矢印R方向)に回転させるようになっている。
また、円板部61Aの略中央には、出力軸12が貫通する貫通孔61Dと、この出力軸12を軸支するベアリング62の外輪を保持する凹部61Eが形成されている。
シリンダ部23は、ロータ27と同一の金属材料(本実施形態では、鉄)で形成されている。この構成では、シリンダ部23とロータ27とは熱膨張係数が同じなので、シリンダ部23及びロータ27の温度変化にかかわらず、ロータ27が回転した際の当該ロータ27の外周面27Bとシリンダ部23の内周面23Aとの接触を防止できる。
また、ケーシング本体22に形成された孔部22Bにシリンダ部23を圧入することにより、ケーシング本体22の前後方向の長さ範囲内でシリンダ部23を収容することができるため、このシリンダ部23がケーシング本体22から突出することが防止され、ケーシング本体22の小型化を図ることができる。
更に、ケーシング本体22はロータ27よりも熱伝導性の高い材料で形成されている。これによれば、ロータ27及びベーン28が回転駆動した際に発生した熱がケーシング本体22に速やかに伝達できることにより、ケーシング本体22から十分に放熱することができる。
膨張室33と共鳴室34との間は、ケーシング本体22に一体形成されたリブ35によって仕切られ、図3に示すように、このリブ35に膨張室33と共鳴室(レゾネータ)34とを接続するオリフィス35Aが形成されている。
膨張室33は、シリンダ部23の下方に大きな閉空間として形成され、ポンプカバー24に形成された排気口24Aに連通している。この膨張室33に流入した圧縮空気は、当該膨張室33内で膨張、分散して当該膨張室33の隔壁にぶつかって乱反射する。これにより、圧縮空気の音エネルギが減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。本実施形態では、ケーシング本体22及びシリンダ部にそれぞれ形成された吐出口22C,23C、膨張室33及び排気口24Aを備えて排気経路37を構成する。
このため、本実施形態では、膨張室33には、排気経路37から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室34が接続されている。この共鳴室34は、排気経路37を流れる圧縮空気の圧力脈動を打ち消すような共鳴を発生するように形成されており、この圧力脈動による騒音及び振動を抑制するものである。
共鳴室34は、上記した空気の圧力脈動の基本周波数と一致するような共鳴周波数を生じるように設計されており、具体的には、この共鳴周波数は、膨張室33と接続するためのオリフィス35Aの長さ及び面積と、共鳴室34の容積とで決定される。
この構成によれば、膨張室33にオリフィス35Aを介して共鳴室34を接続することにより、膨張室33で膨張された空気の音エネルギがオリフィス35Aと共鳴室34内の空気ばねで振動して減衰されるため、ロータ27及びベーン28の回転により吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
更に、本実施形態では、シリンダ部23をロータ27の回転中心X1から偏心して配置することにより、ケーシング本体22にはシリンダ部23の上記回転中心X1側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室33と共鳴室34とを並設することにより、ケーシング本体22に膨張室33及び共鳴室34を一体に形成することができるため、当該膨張室33及び共鳴室34をケーシング本体22の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体22の小型化を図ることができ、ひいては真空ポンプ1の小型化を図ることができる。
この構成によれば、吸気経路32を流れる空気が吸気側膨張室38内で膨張、分散して当該吸気側膨張室38の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
また、吸気側膨張室38内には、例えば、シリカゲルやゼオライト等の乾燥剤65が配置されている。この乾燥剤65は、シリカゲルやゼオライト粒を吐出口23C、22Cを通過しない程度の大きさに固着して形成されており、吸気側膨張室38内に流入した空気中の水分を除去する。このため、乾燥剤65によって水分が除去された空気がシリンダ室S内に流入するため、このシリンダ室S内での結露が防止され、この結露に起因するロータ27やシリンダ部23の腐食や、シリンダ室S内での凍結を防止できる。
また、本実施形態では、ケーシング本体22には、シリンダ部23の周縁部に膨張室33、共鳴室34及び吸気側膨張室38を形成されるため、これら膨張室33、共鳴室34及び吸気側膨張室38をケーシング本体22にまとまりよく配置することができる。このため、吸気側膨張室38をケーシング本体22の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体22の小型化を図ることができ、ひいては真空ポンプ1の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、シリンダ部23の周縁部に、膨張室33、共鳴室34及び吸気側膨張室38を配置し、これら膨張室33、共鳴室34及び吸気側膨張室38をそれぞれリブ35,36,39で区分けしているため、これらリブ35,36,39の位置を変更することにより、各膨張室33、共鳴室34及び吸気側膨張室38の大きさを変更することができ、例えば、共鳴室34の大きさが決定された後に、膨張室33及び吸気側膨張室38の大きさを適宜設定することができる。
更に、本実施形態によれば、シリンダ室Sは、ケーシング本体22内におけるロータ27やベーン28の回転中心X1から偏心した位置に設けられるため、ケーシング本体にはシリンダ室の回転中心側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室と共鳴室とを並設することにより、膨張室及び共鳴室をケーシング本体の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体の小型化を図ることができ、ひいては圧縮装置の小型化を図ることができる。
図4は、別の実施形態にかかる真空ポンプ100の側部部分断面図である。
この別の実施形態では、電動モータ10のケース11内が共鳴室として形成される点で上記したものと構成を異にする。上記構成と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
真空ポンプ100は、図4に示すように、ケーシング本体22に形成された膨張室33に設けられた第1オリフィス33Aと、ケース11のカバー体61に形成されて当該第1オリフィス33Aに連なる第2オリフィス64とを備え、これら第1オリフィス33A及び第2オリフィス64を通じて、膨張室33とケース11内とが接続されている。この別の実施形態では、ケース11内の空間11Aがヘルムホルツ式の共鳴室として機能する。
この別の実施形態では、例えば、ポンプ本体20の外径が小さく、シリンダ部23の周縁部に共鳴室を形成できないような場合に有用であり、膨張室33に、排気経路37から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室としてのケース11が第1オリフィス33A及び第2オリフィス64を介して接続されているため、膨張室33で膨張された空気の音エネルギが第1オリフィス33A及び第2オリフィス64とケース11内の空気ばねで振動して減衰されるため、シリンダ室Sから吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
この別の実施形態では、電動モータ10のケース11内を吸気側膨張室として形成される点で上記したものと構成を異にする。上記構成と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この構成では、真空ポンプ200は、電動モータ10のケース11を構成するケース本体60には、吸気口60A1が形成され、この吸気口60A1には、上記した真空吸込ニップル130が接続されている。また、ケーシング本体22には、軸方向に延びる第1連通孔71と、この第1連通孔71とシリンダ部23の開口23Bとを連通する第2連通孔72とが形成され、カバー体61には第1連通孔71に連通する連通孔68が形成されている。これにより、ケース11内の空間11Aは、連通孔68、第1連通孔71、第2連通孔72及び開口23Bを通じてシリンダ室Sと連通しており、これらを備えて吸気経路132を形成する。
このため、この別の実施形態では、吸気経路132にケース11内の空間11Aを設けたため、シリンダ室Sに吸い込まれる空気が空間11A内で膨張、分散することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、真空吸込ニップル130を通じてケース11内の空間に流入した空気流がケース11内に収容されるコイルや整流子等(不図示)を冷却するため、エンジンルーム等の劣悪環境に配置される場合であっても別途の冷却装置が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。
また、上記した実施形態では、排気側の膨張室33に共鳴室34(もしくはケース11内の空間11A)を組み合わせた構成を有するものとして説明したが、この共鳴室を吸気側膨張室38(もしくはケース11内の空間11A)と組み合わせても良い。
また、上記した図1にかかる真空ポンプ1に図4の共鳴室を組み合わせても良い。すなわち、ケーシング本体22のシリンダ部23の周縁部に膨張室33及び共鳴室34を設けるだけでなく、この膨張室33と電動モータ10のケース11とを第1オリフィス33A及び第2オリフィス64を通じて連通させ、このケース11内を共鳴室34とは別の共鳴室として形成しても良い。この構成によれば、第1オリフィス33A及び第2オリフィス64の断面積、長さやケース11内の体積を適宜変更することにより、異なる基本周波数の圧力脈動に対応することができる。
11 ケース
11A 空間(共鳴室、吸気側膨張室)
20 ポンプ本体
22 ケーシング本体
23 シリンダ部
24 ポンプカバー
24A 排気口
27 ロータ(回転圧縮要素)
28 ベーン(回転圧縮要素)
30、130 真空吸込ニップル
32、132 吸気経路
33 膨張室
33A 第1オリフィス
34 共鳴室
35A オリフィス
37 排気経路
38 吸気側膨張室
60 ケース本体
61 カバー体
64 第2オリフィス
65 乾燥剤
68 連通孔
71 第1連通孔
72 第2連通孔
S シリンダ室
X1 回転中心
X2 軸心
Claims (6)
- ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置において、
前記ケーシングは、前記回転圧縮要素が摺動するシリンダ室が形成されるケーシング本体と、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路と、この排気経路に形成される膨張室とを備え、この膨張室を前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に設けるとともに、前記膨張室には、前記排気経路から分岐した共鳴室が接続されていることを特徴とする圧縮装置。 - 前記共鳴室は、ヘルムホルツ式の共鳴室であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮装置。
- 前記シリンダ室は、前記ケーシング本体内における前記回転圧縮要素の回転中心から偏心した位置に設けられ、このシリンダ室の前記回転中心側の周縁部に前記膨張室と前記共鳴室とを並設したことを特徴とする請求項1または2に記載の圧縮装置。
- 前記シリンダ室に空気を導く吸気経路を備え、この吸気経路に当該吸気経路を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の圧縮装置。
- 前記吸気側膨張室は、前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に前記膨張室と並んで形成されていることを特徴とする請求項4に記載の圧縮装置。
- 前記吸気側膨張室に乾燥剤を収容したことを特徴とする請求項4または5に記載の圧縮装置。
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