JPH0641750B2 - コンプレツサ−の吸振構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はコンプレッサーの振動および騒音を低減するた
めの吸振構造に関する。

〔従来技術〕

コンプレッサーは、エアコンや冷蔵庫から各種作業機用
として、家庭、ビルあるいは工場などで多種多様に使用
されている。

コンプレッサーを運転するとき、該コンプレッサーから
振動や騒音が発生するのみならず、配管部にも該コンプ
レッサーに起因して振動等が発生し、これによって種々
の不具合あるいは環境問題が生じることがある。

従来、コンプレッサーの防音手段として、フェルトおよ
びビニールの積層材などで作った遮音カバーでコンプレ
ッサーを覆う構造のものが使用されている。

しかし、この遮音カバーでは、低周波音を遮音すること
が難しいという問題、並びに、コンプレッサー本体の振
動を低減できないためコンプレッサー本体の振動に起因
する配管振動やその他の部分へ伝達して生じる固体音な
どを低減できないという問題があった。

上記配管振動に対しては、従来、ブチルゴムシートなど
を巻き付けて制振する方法が採用されているが、この方
法では、制振効果がほとんど得られず場合によっては悪
化するという問題があった。

〔目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決でき、動吸
振作用を利用して、コンプレッサー運転時に発生する振
動および騒音を効果的に低減し得るコンプレッサーの吸
振構造を提供することである。

〔概要〕

本発明は、ばね系に相当する軟質フォーム層と質量系に
相当する所定重量の拘束層とから成る動吸振器に相当す
る動吸振積層部材を使用し、これをコンプレッサーに取
付けることにより振動および騒音を低減しようとするも
のである。

すなわち、本発明は、コンプレッサー胴部の表面にばね
材としての軟質フォーム層を固着するとともに、該軟質
フォーム層の外面にコンプレッサー本体の質量の２０分
の１以上の質量を有する拘束層を固着し、コンプレッサ
ー本体に対し前記軟質フォーム層を介して前記拘束層を
自由状態で連結することにより固有振動数が３０〜１２
５Ｈｚの動吸振手段を構成することにより、上記目的を
達成するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する 第１図および第２図は本発明によるコンプレッサーの吸
振構造の一実施例を示す。

コンプレッサー１の全体を示す第１図において、該コン
プレッサーの吸入口および吐出口には気体を循環させる
ための配管２が接続され、該配管（圧縮側）の途中には
タンク３が接続されている。このコンプレッサー１は電
動機（図示せず）などの動力源によって駆動される。

然して、前記コンプレッサー１の胴部１Ａすなわち本体
ケースの表面には、動吸振積層部材４が接着等により取
付けられている。

前記動吸振積層部材４は、第１図および第２図に示すご
とく、ばね材としての軟質フォーム層５を内側層とし、
その外面に質量としての拘束層６を接合した構造を有し
ている。

したがって、コンプレッサー１の運転時に発生する振動
および騒音は、軟質フォーム層５のばねとこれに接合さ
れた質量（拘束層）６とから成るばね系の動吸振作用
（ダイナミックダンパ効果）を利用して低減させること
ができる。すなわち、拘束層（質量）６がその質量と軟
質フォーム層（ばね）５のばね定数とから決まる固有振
動数付近で共振することにより、動吸振作用を得ること
ができる。

ところで、コンプレッサー１の振動固体音は、一般的
に、周波数が３０〜１２５ＨＺ程度の比較的低周波域で
問題となるが、前記動吸振積層部材４の固有振動数はこ
の問題周波数に合致させることが制振効果を高めるうえ
で好ましい。また、拘束層６の質量ｍとコンプレッサー
本体の質量Ｍとの比ｍ／Ｍは、これを大きく設定するほ
ど（例えば１／２０以上、好ましくは１／１０以上）大
きな制振効果が得られる。

以上の点より、コンプレッサー本体の重量が１０Ｋｇ程
度以上の場合、実用上の拘束層６としては、加工性およ
びコストなどの面より例えば２〜５ｍｍ厚さの鉄板を使
用するのが適切である。

一方、軟質フォーム層５に関しては、前記問題の周波数
３０〜１２５ＨＺに合致させるためには、厚さが実用に
適した３〜１５ｍｍの場合、動ばね定数を１００×１０
⁶Ｎ／ｍ／m²程度以下に選定することが好ましく、この
範囲に選定することにより前記拘束層（鉄板など）６の
固有振動数を問題周波数の３０〜１２５ＨＺに合致させ
ることができる。

また、軟質フォーム層５の損失係数（tan δ）は0.05〜
0.3 の範囲が好ましい。損失係数が小さければ動吸振作
用の効果が大きくなるが、0.05以下になると効果周波数
域（振動、騒音を効果的に低減させうる周波数帯域）が
小さくなる。一方、損失係数が0.3 以上になると、効果
周波数域は広くなるが効果の絶対値が小さくなり実用性
に乏しくなる。

さらに、前記軟質フォーム層５のばね定数は、コンプレ
ッサーの型式すなわちレシプロ型式かロータリー型式か
に対応してせん断動ばね定数にするのが好適である。こ
のばね定数を得るために軟質フォーム層５を複数に分割
することも可能であるが、面積、が小さくなると動吸振
器の損失係数（tan δ）が小さくなるので分割する場合
でも拘束層６の面積の５０％以上を使用してばね定数を
合致させることが好ましい。

前記軟質フォーム層５の材質としては、上記のようなば
ね定数および損失係数（tan δ）が得られるものであれ
ば適当な材質を選定することができ、例えば、ウレタン
フォーム、ポリオレフィン、ゴムあるいはこれらの加工
品などが使用される。

以上第１図および第２図に示した実施例によれば、コン
プレッサー１の胴部の表面に、ばね材としての軟質フォ
ーム層５と該軟質フォーム層の外面に接合した質量とし
ての拘束層６とを有する動吸振積層部材４を取り付けた
ので、コンプレッサー運転時の振動および騒音を動吸振
作用により効果的に低減することができる。さらに、コ
ンプレッサー１の制振作用によりこれに接続される配管
等の振動や固体音なども同時に低減することができる。

なお、第１図および第２図の実施例では、動吸振積層部
材４がコンプレッサー１の胴部の全周ではなく一部を残
した範囲に取付けられているが、この取付け範囲は適宜
選定することができ、全周に取付けることもできる。

また、動吸振積層部材４のコンプレッサー１への取付け
は、接着、粘着、加硫法の他、機械的に圧着または固定
するなど、適当な方法で行うことができる。

第３図は本発明の他の実施例に係るコンプレッサーの吸
振構造を示し、この実施例では、動吸振積層部材４とコ
ンプレッサー１の胴部との間に断熱材の層７が設けられ
ている。この実施例の動吸振積層部材４は前述の第１図
および第２図の場合と実質上同じ構造、すなわち、前述
のようなばね材としての軟質フォーム層５および質量と
しての拘束層６を接合した構造を有しており、本実施例
ではコンプレッサー１の胴部の全周に取付けられてい
る。

前記断熱材の層７は、コンプレッサー１の表面温度が高
くなり、直接動吸振積層部材４を接合したのでは耐久性
に問題が生じる場合があることに鑑みて設けられたもの
である。

この断熱材の層７は、動吸振積層部材４の共振周波数に
実質上の変化を与えないよう、硬質であることが好まし
く、動ばね定数が２００×１０⁶Ｎ／ｍ／m²程度以上の
材質にするのが適切である。また実用性の面から、厚さ
を３〜１０ｍｍ程度とし、熱伝導率が0.07Kcal／ｈ℃ｍ
以下のものを使用するのが好ましく、これによって軟質
フォーム層５の温度を断熱材を使用しない場合に比べ１
０〜２０℃以上低下させることができる。

前記断熱材の層７の材質としては、前述の特性が得られ
るものであれば何でもよいが、実用上では１００℃に耐
える必要があり、したがって、適切な材質としてはフェ
ノールやヌレート（イソシアヌレート樹脂）の発泡体、
紙（ダンボール）および無機質の発泡体、あるいは無機
質および有機質の混合発泡品などを挙げることができ
る。

第３図の実施例構造の具体例として、コンプレッサー１
の胴部側より順に、３〜１０ｍｍ厚さの断熱材の層７、
３〜１５ｍｍ厚さの軟質フォーム層５および２〜５ｍｍ
厚さの鉄板を接合し、断熱材の層７は硬く動ばね定数が
２００×１０⁶Ｎ／ｍ／m²（３〜１０ｍｍ厚さで）以上
の材質とし、軟質フォーム層５は動ばね定数が１００×
１０⁶Ｎ／ｍ／ｍ²（３〜１５ｍｍ厚さで）以下で損失係
数（tan δ）が0.05〜0.3 の軟質ウレタンフォームとす
ることにより、顕著な吸振効果が得られる。

以上第３図について説明した実施例によれば、第１図お
よび第２図の場合と同様の振動低減および防音効果が得
られる他、コンプレッサー１の表面温度が高い場合でも
動吸振積層部材４（特に軟質フォーム層５）の耐久性を
確保しうるという効果が得られる。

なお、第３図の場合断熱材の層７および動吸振積層部材
４をコンプレッサー１の全周に設けたが、これは適当範
囲に部分的に設けることもできる。

第４図は本発明のさらに他の実施例に係るコンプレッサ
ーの吸振構造を示す。

第４図の実施例は、動吸振積層部材４の内面に輻射熱反
射材８を接合するとともに、断熱材の層７を円周方向所
定間隔ごとに（部分的に）配置する点で第３図の構造と
相違しており、その他は実質上同じであり、対応する部
分をそれぞれ同一参照番号で表示しその詳細説明を省略
する。

前記輻射熱反射材８としては、例えばアルミ箔や鉄箔な
どを使用することができ、これは軟質フォーム層５の内
面に貼り付けられている。

なお、第４図に示す吸振構造も、図示のようにコンプレ
ッサー１の胴部１Ａの全周に設ける他、所望範囲に部分
的に設けることができる。

また、第４図のように断熱材の層７を所望間隔ごとに配
置する場合、この断熱材７の動ばね定数は実際の面積
（使用面積）において２００×１０₆Ｎ／ｍ／m²以上の
硬さにすることが好ましい。

第４図の実施例によれば、第３図の実施例と同様の振動
低減、防音および耐熱性向上の効果が得られる他、さら
に、軟質フォーム層５をコンプレッサー表面からの輻射
熱から保護することができ、耐久性を一層向上させるこ
とができる。

第５図は、一体型空調機のコンプレッサーにおいて、本
発明を実施した場合と実施しない場合（従来構造）との
騒音レベルを測定した比較試験の結果を示す。

第５図中、横軸は時間（分）を示し、縦軸は騒音レベル
（ｄＢＡ）のオーバーオール値を示し、曲線Ａは従来構
造の場合を、曲線Ｂは本発明構造の場合を示す。

ここで、従来構造は吸振構造を設けない構造とし、本発
明構造は次のような構造にした。

すなわち、コンプレッサー本体に、熱伝導率（入）が0.
06Kcal/hr℃ｍで、ばね定数が５００×１０₆Ｎ／ｍ／m²
の厚さ５ｍｍの片面ダンボールの断熱材の層を接合し、
その表面に損失係数（tan δ）が0.08でばね定数が４０
×１０₆Ｎ／ｍ／m²の厚さ５ｍｍのウレタンフォーム層
を接合し、その外面に厚さ4.5 ｍｍの鉄板を接合した構
造にした。

試験方法は、分割した２室の間に空調機を設置し、１方
の室（室内に相当）で該空調機より１ｍ離れた点の音圧
レベル（オーバーオール値）を測定した。

第５図中の曲線Ａ、Ｂから明らかなごとく、本発明を実
施することによりコンプレッサーの騒音を効果的に低減
させうることが判明した。

第６図は、コンプレッサーの配管の振動を、従来構造Ｉ
および従来構造IIと本発明構造とについて各周波数にお
ける振動加速度レベルおよびそのオーバーオール値で示
すグラフである。

第６図中、横軸はオーバーオール値（ＯＡ）および1/3
オクターブバンド中心周波数を示し、縦軸は振動加速度
レベル（ｄＢ）を示し、曲線Ｘは従来構造Ｉの場合を、
曲線Ｙは従来構造IIの場合を、曲線Ｚは本発明構造の場
合をそれぞれ示す。

ここで、従来構造Ｉはコンプレッサーに何ら吸振構造を
設けない構造とし、従来構造IIは配管にブチルゴムシー
トを巻き付けた構造とし、本発明構造は次のような構造
にした。

すなわち、コンプレッサー本体に、熱伝導率（入）が0.
06Kcal/hr℃ｍでばね定数が５００×１０₆Ｎ／ｍ／m²の
厚さ５ｍｍの片面ダンボールの断熱材を接合し、その表
面に損失係数（tan δ）が0.1 でばね定数が１０×１０
₆Ｎ／ｍ／m²の厚さ１０ｍｍのウレタンフォームを接合
し、その外面に厚さ4.5 ｍｍの鉄板を接合した構造にし
た。

第６図中の曲線Ｘ、Ｙ、Ｚおよびそのオーバーオール値
（ＯＡ）から明らかなごとく、本発明を実施することに
より、コンプレッサーの配管の振動を効果的に低減させ
うることが判明した。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、コン
プレッサー胴部の表面にばね材としての軟質フォーム層
を固着するとともに、該軟質フォーム層の外面にコンプ
レッサー本体の質量の２０分の１以上の質量を有する拘
束層を固着し、コンプレッサー本体に対し前記軟質フォ
ーム層を介して前記拘束層を自由状態で連結することに
より固有振動数が３０〜１２５Ｈｚの動吸振手段を構成
することにより、自由状態で連結された拘束層の質量と
前記軟質フォーム層のばね定数とから決まる固有振動数
で、該拘束層を有する動吸振手段が共振することにより
得られる動吸振作用を利用して、コンプレッサー運転時
に発生する振動および騒音を効果的に低減することが可
能なコンプレッサーの吸振構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコンプレッサーの吸振構造の一実
施例を示す一部破断斜視図、第２図は第１図中の吸振構
造の断面図、第３図は本発明による吸振構造の他の実施
例の断面図、第４図は本発明による吸振構造のさらに他
の実施例を示す断面図、第５図は本発明を実施した場合
と実施しない場合のコンプレッサー騒音レベルの測定値
を示すグラフ、第６図は本発明を実施した場合のコンプ
レッサー配管の振動加速度レベルの測定値およびそのオ
ーバーオール値（ＯＡ）を２種類の従来構造の場合と比
較した示すグラフである。 １……コンプレッサー、１Ａ……胴部、４……動吸振積
層部材、５……軟質フォーム層、６……拘束層、７……
断熱材の層、８……輻射熱反射材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンプレッサー胴部の表面にばね材として
   の軟質フォーム層を固着するとともに、該軟質フォーム
   層の外面にコンプレッサー本体の質量の２０分の１以上
   の質量を有する拘束層を固着し、コンプレッサー本体に
   対し前記軟質フォーム層を介して前記拘束層を自由状態
   で連結することにより固有振動数が３０〜１２５Ｈｚの
   動吸振手段を構成することを特徴とするコンプレッサー
   の吸振構造。
2. 【請求項２】コンプレッサー胴部の表面に断熱材の層を
   形成し、該断熱材の層の表面に前記動吸振手段を構成す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコンプ
   レッサーの吸振構造。
3. 【請求項３】前記動吸振手段の内面に輻射熱反射材を接
   合することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のコ
   ンプレッサーの吸振構造。