JPH0261630B2

JPH0261630B2 -

Info

Publication number: JPH0261630B2
Application number: JP58108197A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suzuki; Hitoshi Shoji; Kunifumi Goto
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1990-12-20
Also published as: JPS601389A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は圧縮室の容積の変化によつて気体を圧
縮する容積型圧縮機に関するものであり、特に、
その吐出脈動の低減に関するものである。

従来技術近年、冷媒ガス用圧縮機等の運転騒音低減が強
く望まれており、その一対策として特開昭56―
44481号公報に、斜板式圧縮機の吐出室を仕切壁
によつて複数室に仕切るとともにその仕切壁に比
較的小さい開口を設けて各室を連通させ、マフラ
としての役割を果たすようにすることが提案され
ている。このマフラは波長の短い脈動には効果が
期待できるのであるが、波長の長い脈動には十分
な効果が期待できないため、気筒数の少ない圧縮
機では十分な効果が得られず、また、同じ圧縮機
でも低速回転領域において効果が薄いうらみがあ
る。

本発明者らは気筒数が少ない場合や低速回転領
域においても十分な脈動低減効果の得られる圧縮
機を提供することを目的として実験を重ねるう
ち、１個の圧縮室あたりの吐出孔の数を増すこと
によつてマフラの効果を高めることができ、さら
に、それらの複数の吐出孔における吐出条件を意
図的に相異ならせることによつてマフラの効果を
一層高めることができるという事実を見い出し
た。

上記特開昭56―44481号公報には、１つの圧縮
室に複数の吐出孔を設けてマフラの効果を上げる
ことは記載されていないのであり、また、ベーン
圧縮機等においては従来から１つの圧縮室に対し
て複数の吐出孔を設けることは行われていたが、
この複数の吐出孔とマフラとを組み合わせること
によつて吐出脈動を低減させ得ることは知られて
いなかつたのである。まして、複数の吐出孔の吐
出条件を意図的に相異ならせることによつて一層
マフラの効果を高め得るということが知られてい
なかつたのは勿論である。

発明の目的本発明は上記のような事情を背景として為され
たものであり、したがつて、その目的とするとこ
ろは、できる限り吐出脈動の小さい圧縮機を提供
することにある。

発明の構成本発明の特徴とするところは、往復型圧縮機，
ベーン圧縮機等圧縮室を画定する静止壁の少なく
とも１つが圧縮行程の進行にかかわらず面積もし
くは長さの変化しないものであり、かつ、運転中
に吐出弁が開閉を繰り返す圧縮機において、その
面積もしくは長さの変化しない静止壁に複数の吐
出孔を設けるとともに、それら複数の吐出孔のう
ち少なくとも１つにおいて、断面積および吐出弁
の開弁力のうち少なくとも１つを他の吐出孔と異
ならせることによつて吐出条件を異ならせ、か
つ、それら吐出孔からの吐出気体が合流して流れ
る流路の途中にマフラを設けたことにある。

すなわち、ピストンがクランクシヤフトや斜板
によつて往復運動させられることによつて圧縮室
の容積が変わる往復型圧縮機においては、圧縮室
を画定する静止壁のうちピストンの頂面に対向す
る静止壁の面積は圧縮行程の進行にかかわらず一
定に保たれるのであり、この十分な面積を備えた
静止壁に複数の吐出孔を形成し、それらの吐出条
件を相異ならせるのである。また、ベーン圧縮機
においては、圧縮室を画定する静止壁であるシリ
ンダの周壁は圧縮行程の進行に伴つて円周方向の
幅は減少するが軸方向の長さは変わらないのであ
り、この種の圧縮機においてもやはり吐出孔の形
成位置に自由度があるためそれを利用して複数の
吐出孔を形成するとともに、それらの吐出条件を
相異ならせるのである。

なお、吐出弁の開弁力とは、吐出弁を開くのに
要する力であつて、吐出弁がリード弁である場合
にはリード弁の剛性を変えることによつて開弁力
を変えることができる。

発明の効果運転中に吐出弁が開閉を繰り返す圧縮機におい
て、１個の圧縮室に対する吐出孔の数を増せば、
その圧縮室からの吐出脈動の波形が複雑となる。
これはやや不思議な感じがするのであるが、実際
に複雑化することが実験で確認されており、その
理由は以下のように推定されている。圧縮機にお
いては極めて短時間で吸入，圧縮が行われるた
め、静的に考えた場合のように圧縮機全体におい
て圧縮力が均一になつているわけではない。その
ため、１つの圧縮室に対して複数個の吐出孔を設
けた場合にすべての吐出孔において同じ時期に吐
出が行われるわけではなく、各吐出孔における吐
出圧のピーク時がずれてくるため、その和である
吐出脈動波形が複雑となるのである。

そして、このように複雑化されれた吐出脈動の
波長は当然短くなるため、マフラの脈動減衰効果
が高められるのである。すなわち、波長の長い脈
動を減衰させようとすれば大形のマフラが必要な
のであるが、現実にはそのような大形のマフラを
設けることはできず、設置可能な程度のマフラで
あれば脈動波形の波長を短くするほど有効に脈動
減衰効果を得ることができるのである。

その上、複数の吐出孔のうち少なくとも１つに
おいて、断面積および吐出弁開弁力のうち少なく
とも１つを他の吐出孔と異ならせれば、吐出孔ご
との吐出圧のピーク時を更に積極的にずらすこと
ができ、それらの和である吐出脈動の波形が一層
複雑となつてマフラの脈動減衰効果を一層高める
ことができるのである。

実施例以下、本発明の幾つかの実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図は本発明を車室空調装置の冷媒ガス圧縮
用ベーン圧縮機に適用した場合の一実施例であ
り、図において肉厚円筒状のシリンダ１０の前後
両端面にフロントおよびリヤのサイドプレート１
２および１４が固定されるとともに、それらの外
周面には有底円筒状のリヤハウジング１６が嵌合
されることによつてロータ室１８および吐出室２
０が形成されている。また、フロントサイドプレ
ート１２とリヤハウジング１６との前端面にはフ
ロントハウジング２４が固定されて、その内側に
吸入室２６が形成されている。シリンダ１０，フ
ロンナトサイドプレート１２およびフロントハウ
ジング２４は第２図に示す複数本のボルト２８に
よつて互いに締め付け固定され、また、シリンダ
１０とリヤサイドプレート１４ならびにフロント
ハウジング２４とリヤハウジング１６も互いに図
示しない複数本のボルトによつて締め付け固定さ
れて、これらが圧縮機本体を構成している。

フロントサイドプレート１２，リヤサイドプレ
ート１４およびフロントハウジング２４には、シ
リンダ１０の中心線から偏心した位置において円
筒状の軸受部３０，３２および３４が互いに同心
に設けられており、軸受部３０および３２はラジ
アルベアリング３６を介してそれぞれ回転軸３８
および４０を回転可能に支承している。これら回
転軸３８および４０はロータ４２と一体に、か
つ、同心的に設けられており、回転軸３８は軸封
装置４４によつてシールされつつ圧縮機本体の外
側へ露出させられており、この露出部が電磁クラ
ツチを介してエンジンに接続されることによつて
ロータ４２が回転駆動されるようになつている。

ロータ４２は円柱状の部材であり、両端面が両
サイドプレート１２および１４に摺接し、外周面
の一部が第２図に示すようにシリンダ１０の内周
面に摺接する状態でロータ室１８内に収容されて
いる。このロータ４２の外周面にはその全幅にわ
たつて複数（本実施例においては４本）のベーン
溝４６がロータ軸心に平行に形成され、各ベーン
溝４６にはベーン４８が摺動可能に嵌合されてい
る。各ベーン４８は圧縮機の作動時には先端縁に
おいてシリンダ１０の内周面に接触して、ロータ
室１８内の空間を複数個（本実施例においては４
個）の圧縮室５０に分割する。そして、これら圧
縮室５０は、ロータ４２の回転に伴つてシリンダ
１０内を回動しつつ容積を変えるのである。

上記複数の圧縮室５０の各々の容積が増大しつ
つある間は、吸入室２６から吸入孔５２を経て冷
媒ガスが吸入される。この吸入孔５２はフロント
サイドプレート１２に形成されているものであ
り、第２図には現れないため二点鎖線で位置のみ
が示されている。吸入された冷媒ガスは各圧縮室
５０の容積が減少する過程において圧縮され、そ
の圧縮行程の末期に吐出孔５４ａ，５４ｂ，５４
ｃ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃから吐出される。こ
れら吐出孔はシリンダ１０の周壁に第３図に示す
ようにシリンダ１０の中心線に平行な２本の直線
に沿つて３個ずつ形成されているが、これら２本
の直線の一方に沿つた吐出孔５４ａ，５４ｂおよ
び５４ｃの断面積はリヤサイドプレート１４側の
ものからフロントサイドプレート１２側のものへ
順に減少させられており、他方の直線に沿つた吐
出孔５５ａ，５５ｂおよび５５ｃは逆にフロント
サイドプレート１２側のものからリヤサイドプレ
ート１４側のものへ順に減少させられている。そ
して、これら各吐出孔の出口側開口、すなわち吐
出室２０側の開口は各々吐出弁５６によつて閉塞
されている。これら吐出弁５６は形状寸法が互い
に同一のリード弁であつて、第２図から明らかな
ように吐出孔５４を閉塞する側の端部とは反対側
の端部がリテーナ５８およびボルト６０によつて
シリンダ１０に固定されている。

各吐出孔から吐出室２０へ吐出された冷媒ガス
は、リヤサイドプレート１４を貫通して形成され
た連通孔６２を経てマフラ６４に流入する。この
マフラ６４はリヤハウジング１６とリヤサイドプ
レート１４との間に形成された空室が仕切板６６
によつて第一室６８と第二室７０とに仕切られる
とともに、仕切板６６に形成された比較的小面積
の開口７２によつて互いに連通させられて成るも
のであり、上記連通孔６２から第一室６８へ流入
した冷媒ガスは開口７２において絞り作用を受け
つつ第二室７０へ流入し、この第二室７０から図
示しない圧縮機出口を経て空調装置に供給され
る。

上記第一室６８の連通孔６２に近い部分にフイ
ルタ７４が設けられており、冷媒ガスに混入して
いるミスト状の油はこのフイルタ７４に付着して
冷媒ガスから分離され、第一室６８の下部に設け
られた油溜７６に貯えられる。すなわち、第一室
６８は油分離室を兼ねているのである。油溜７６
に貯えられた油はリヤサイドプレート１４に形成
された導油孔７８を経てキヤツプ８０内に導かれ
てラジアルベアリング３６を潤滑し、さらに導油
孔８２および油溝８４を経て各ベーン溝４６へ供
給され、ベーン４８を押し出す役割を果たすとと
もに各摺動部に付着して潤滑油ならびにシール油
としての役割を果たす。なお、第二室７０の下部
にもある程度の油が溜るため、これを油溜７６に
戻すために仕切板６６の下端部に開口８６が形成
されている。

以上のよう構成された圧縮機においてロータ４
２が回転させられれば、ベーン４８が先端縁にお
いてシリンダ１０の内周面に摺接しつつ回動させ
られる。この回動に伴つて各圧縮室５０の容積は
一旦増大させられた後、減少させられるのである
が、この増大過程にある間に吸入孔５２を経て吸
入室２６から冷媒ガスを吸入し、容積が最大とな
つたとき吸入孔５２との連通を断たれて圧縮行程
に移行する。この圧縮行程の後期において圧縮室
５０は吐出孔５４ａ，５５ａ等と連通するに至る
が、この連通の初期においては圧縮室５０内の圧
力より吐出室２０の圧力が高いため吐出弁５６は
閉じられたままの状態に保たれる。そして、圧縮
室５０内の圧力がさらに高められ、各吐出孔５４
ａ，５５ａ等の内部の圧力が吐出弁５６の開弁圧
まで高められれば、吐出弁５６が開いて冷媒ガス
の吐出室２０への吐出が開始される。

ただし、この場合に各吐出孔５４ａ，５５ａ等
において全く同様に吐出が行われるわけではな
く、各吐出孔ごとに極く短い時間ずつずれて吐出
が行われる。しかも、６個の吐出孔は断面積が互
いに相異ならされているために各吐出孔からの冷
媒ガスの吐出量も異なつてくるのであり、これら
時期および吐出量の異なる吐出ガスが合流した連
通孔６２における脈動が第４図に示すように周波
数の高い、すなわち波長の短いものとなる。

そして、この波長の短い脈動がマフラ６４の減
衰作用を受けるものであるが、マフラ６４の減衰
作用は波長の短いものに対して特に効果的である
ため、第５図に示すように脈動の高周波成分が除
かれ、しかも、圧力変動幅がマフラ入口における
それに比較して約３分の１に減少する。すなわ
ち、マフラ６４の脈動減衰率は約65％にも達する
のである。

比較のためにシリンダの２箇所に同じ大きさの
吐出孔が１列に４個ずつ形成された４気筒のベー
ン圧縮機（ただし、上記実施例の圧縮機はヨーク
タイプであるが、本従来の圧縮機は楕円形のロー
タ室を円形のロータが二分する所謂ボツシユタイ
プである）にマフラを設けた場合のマフラ通過前
と通過後における脈動波形を第６図および第７図
に示すが、これらの図から明らかなように、従来
の圧縮機の吐出脈動波形は比較的単調であり、そ
のためマフラ効果も低くなつている。すなわち、
マフラ通過前における圧力変動幅が0.51Kg／cm²で
あつたものが、マフラ通過後に0.28Kg／cm²になる
のであり、脈動動の減衰率は約45％であつて、前
記実施例においては約65％の減衰率が得られるの
と対照的である。

本実施例においては６個の吐出孔５４ａ乃至５
５ｃが２列に設けられ、吐出孔５５ａ乃至５５ｃ
は別の列に属する吐出孔５４ａ乃至５４ｃより前
方側、すなわち、圧縮機運転時にベーン４８が早
く通過する位置に設けられている。すなわち、各
列に属する吐出孔は圧縮室に対する形成位置の条
件を異にしているのである。また、１列に属する
３個ずつの吐出孔５４ａ乃至５４ｃならびに吐出
孔５５ａ乃至５５ｃは互いに断面積を異ならされ
ている。このように本実施例においては吐出孔の
形成位置の条件ならびに断面積が変えられること
によつて吐出脈動波形の複雑化、すなわち、波長
の短縮が図られているのであり、かつ、その波長
の短い脈動を有する冷媒ガスがマフラ６４を通過
させられることによつて効果的に減衰作用を受け
るようにされているのである。

吐出脈動の不規則化は吐出弁の開弁力を変える
ことによつても図り得る。すなわち、吐出孔の数
および形成位置の条件は変えなくても、複数の吐
出孔にそれぞれ設けられる吐出弁の開力弁、すな
わち、リード弁の曲げ剛性等を吐出孔ごとに相異
ならせることによつて吐出時期をずらすことがで
き、結局、複数の吐出孔から吐出された冷媒ガス
の流れの合流したものの吐出脈動を複雑化するこ
とができるのである。なお、リード弁の剛性を変
えるためには、その厚さ，幅および長さのいずれ
か、もしくはそれらの組合わせを変えればよい。
ただし、この場合には、リード弁が通常のリード
弁のように開弁力を無視し得るほど薄いものであ
つてはならないことは勿論である。

要するに、１個の圧縮室に連通する複数の吐出
孔のうち、少なくとも１つにおいて断面積および
吐出弁の開力弁のうち少なくとも１つの他の吐出
孔と異ならせれば吐出脈動波形を複雑化すること
ができるのである。

なお、ベーン圧縮機であつても、例えば楕円形
の断面を有するロータ室を備えたシリンダに円柱
状のロータが楕円の短軸上における２箇所におい
てロータ室内面に接触もしくは極く近接させられ
ており、かつ、このロータに等角度間隔に４枚の
ベーンが設けられて２個の圧縮室において同時期
に吐出が行われる所謂ボツシユタイプの圧縮機等
においては、各圧縮機に連通する複数の吐出孔に
対して上記のような対策を施すのみならず、２個
の圧縮室にそれぞれ連通する各吐出孔群の間で吐
出孔相互の配列，断面積および吐出弁の開弁力の
うち少なくとも１つの他の吐出孔群と異ならせれ
ば、それらの各吐出孔群から吐出された冷媒ガス
の合流したものの脈動波形は一層複雑化すること
となり、マフラの減衰効果を一層有効に享受し得
ることとなる。

また、マフラの配設場所は、前記各実施例にお
けるように圧縮機本体内に限定されるものではな
く、例えば第８図に示すように、圧縮機本体９０
に接続された吐出管９２の途中にマフラ９４を設
けることも可能であり、マフラの型式も膨張型に
限定されるわけではない。

さらに本発明は、ピストンが斜板もしくはクラ
ンク軸によつて往復動させられる往復型の圧縮機
に適用することも可能である。その一例を第９図
に示す。図においてシリンダブロツク１００はシ
リンダボア１０２を備えており、このシリンダボ
ア１０２の一方の開口は、バルブプレート１０４
によつて覆われている。このバルブプレート１０
４には断面積の異なる二個の吐出孔１０６及び１
０８が設けられており、これらの出口側開口には
吐出弁１１０がリテーナ１１２を介して図示しな
いボルトによつて固定されている。シリンダボア
１０２にはピストン１１４が摺動可能に嵌合され
ており、このピストン１１４はピン１１６及びコ
ネクテイングロツド１１８を介して図示しないブ
ランクシヤフトに連結されている。したがつてク
ランクシヤフトの回転に伴つて、ピストン１１４
がシリンダボア１０２内で往復動をさせられ、こ
のピストン１１４とシリンダブロツク１００及び
バルブプレート１０４に囲まれて形成されている
圧縮室１２０の容積が変化させられる。この際、
圧縮室を画定する二つの静止壁即ちシリンダブロ
ツク１００とバルブプレート１０４とのうち、一
方の静止壁であるバルブプレート１０４の面積
は、圧縮行程の最後まで変わらない。すなわち、
本実施例においては吐出孔１０６，１０８は、そ
のような条件を備えた静止壁１０４に設けられて
いるのである。なお、マフラが圧縮機本体内に設
けられることも、圧縮機本体外に設けられること
も可能であることは、前記ベーン圧縮機における
場合と同様である。本実施例においても複数の吐
出孔の断面積が変えられていることによつて吐出
脈動の波形が複雑化し、マフラの減衰効果が有効
に得られるのであるが、この点については前述の
ベーン圧縮機におけると同様であるので詳細な説
明は省略する。また、往復型圧縮機においても複
数の吐出弁の開弁力を変えることによつて吐出脈
動を複雑化させることが可能である。

その他、いちいち例示することはしないが、特
許請求の範囲を逸脱することなく当業者の知識に
基づいて種々の変形改良を施した態様で本発明を
実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である冷媒ガス圧縮
用ベーン圧縮機の正面断面図である。第２図は第
１図における―断面図である。第３図は第１
図および第２図に示した圧縮機における吐出孔の
形成位置および大きさを示す説明図である。第４
図および第５図は第１図乃至第３図に示した圧縮
機の脈動低減効果を説明するためのグラフであ
り、第４図はマフラ通過前、第５図はマフラ通過
後の脈動波形を示すものである。第６図および第
７図は比較のために従来の圧縮機にマフラを取り
付けて行つた実験の結果を示すグラフであり、第
６図はマフラ通過前、第７図はマフラ通過後にお
ける脈動波形を示すものである。第８図は本発明
の別の実施例を示す概略図である。第９図は本発
明の更に別の実施例である往復型圧縮機の一部を
示す正面断面図である。１０：シリンダ、１２：フロントサイドプレー
ト、１４：リヤサイドプレート、、１６：リヤハ
ウジング、２０：吐出室、４２：ロータ、４８：
ベーン、５０，１２０：圧縮室、５４ａ，５４
ｂ，５４ｃ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，１０６，
１０８：吐出孔、５６，１１０：吐出弁、６４，
９４：マフラ、６６：仕切板、６８：第一室、７
０：第二室、７２：開口、９０：圧縮機本体、９
２：吐出管、１００：シリンダブロツク、１０
４：バルブプレート、１１４：ピストン。

Claims

【特許請求の範囲】１往復型圧縮機，ベーン圧縮機等圧縮室を画定
する静止壁の少なくとも１つが圧縮行程の進行に
かかわらず面積もしくは長さの変化しないもので
あり、かつ、運転中に吐出弁が開閉を繰り返す圧
縮機において、該面積もしくは長さの変化しない静止壁に複数
の吐出孔を設けるとともに、該複数の吐出孔のう
ち少なくとも１つにおいて、断面積および吐出弁
の開弁力のうち少なくとも１つを他の吐出孔と異
ならせ、かつ、該複数の吐出孔からの吐出気体が
合流して流れる流路の途中にマフラを設けたこと
を特徴とする低吐出脈動圧縮機。