JPH07286579A - ピストン式圧縮機における振動騒音抑制構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】斜板式圧縮機の振動騒音を低減する。 【構成】回転軸３の周囲にはシリンダボア６Ａ，６Ｂ，
６Ｃ，６Ｄ，６Ｅが配列されており、各シリンダボア６
Ａ〜６Ｅには両頭ピストン７が収容されている。各シリ
ンダボア６Ａ〜６Ｅの半径中心Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐ
ｄ，Ｐｅは回転軸３の回転軸線上に半径中心Ｐ₀ を持つ
円Ｃ₀ 上にある。半径中心Ｐａを通る半径線Ｒａ，ｒ
ｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅは等間隔角度位置にあり、半径中
心Ｐａを通る半径線Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅは半径線ｒ
ｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅから半径線Ｒａに近づくように角
度αだけずらされている。半径中心Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，
Ｐｄ，Ｐｅはそれぞれ半径線Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，
Ｒｅ上にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸の周囲に配列さ
れた前後で対となる複数対のシリンダボア内に両頭ピス
トンを収容すると共に、回転軸に支持された斜板の回転
運動を前記両頭ピストンの往復運動に変換するピストン
式圧縮機における振動騒音抑制構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】実開平２−１０１０８０号公報に開示さ
れる従来のピストン式圧縮機では、前後で対となるシリ
ンダボア内に区画される圧縮室内の冷媒ガスが両頭ピス
トンの往動動作によって吐出室へ吐出され、吸入室内の
冷媒ガスが両頭ピストンの復動動作によって圧縮室内へ
吸入される。両頭ピストンは複数個用いられ、回転軸の
周囲に等間隔角度位置に配列されたシリンダボア内に収
容されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の圧縮機ではシ
リンダボアの等間隔角度の配置のために特有の振動成分
がある。図５（ａ）のグラフの曲線Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ ，
Ｄ₄ ，Ｄ₅ は５対のシリンダボアを備えたピストン式圧
縮機における前側の圧縮室内の圧力変化を示す。横軸は
圧縮機の回転角を表し、縦軸は圧力を表す。図５（ｂ）
のグラフの曲線Ｄ ₆ ，Ｄ₇ ，Ｄ₈ ，Ｄ₉ ，Ｄ₁₀は後側の
圧縮室内の圧力変化を示す。横軸は圧縮機の回転角を表
し、縦軸は圧力を表す。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の
グラフの破線曲線Ｅ₀ は前後で対となるシリンダボアを
等間隔角度位置に配置した場合に曲線Ｄ₁ 〜Ｄ₁₀を基に
して高速フーリエ変換解析した実効値曲線を表す。即
ち、各圧縮室における圧縮反力の総和を高速フーリエ変
換解析して得られた次数成分の大きさが表されている。
曲線Ｅ₀ から明らかなように１０気筒の場合には次数５
の整数倍の所で実効値が大きくなっており、このような
特定の次数成分が振動、騒音の原因の１つとなる。

【０００４】本発明はこのような次数成分を低減して振
動、騒音を抑制することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
回転軸の周囲に配列された前後で対となる複数対のシリ
ンダボア内に両頭ピストンを収容すると共に、回転軸に
支持された斜板の回転運動を前記両頭ピストンの往復運
動に変換するピストン式圧縮機を対象とし、請求項１の
発明では、前記複数対のシリンダボアの対の数で斜板の
１回転角度を割った角度で等間隔に配置された等間隔角
度位置のうちの１つを基準位置とし、前記複数対のシリ
ンダボアのうちの１つを前記基準位置に配置し、前記基
準位置へ近づくように前記等間隔角度位置から斜板の周
方向へずらした位置に他の対のシリンダボアを配置し
た。

【０００６】請求項２の発明では、前記等間隔角度位置
から斜板の周方向へ対のシリンダボアをずらすずらし角
をずらされる対のシリンダボアの全てについて同一角と
した。

【０００７】

【作用】複数対のシリンダボアを不等角度の間隔で配列
することにより特有の次数成分が低減し、振動、騒音が
抑制される。

【０００８】ずらし角を３°〜５°とすれば振動、騒音
の抑制効果があり、好ましいずらし角は３°．５〜４．
５°である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に基づいて説明する。図２に示すように締付け接合
された前後一対のシリンダブロック１，２には回転軸３
が支持されており、回転軸３には斜板４が固着されてい
る。図１に示すように回転軸３の周囲にはシリンダボア
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅが形成されている。シリ
ンダボア６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅはシリンダブロ
ック２側にある。シリンダボア６Ａと対となるシリンダ
ブロック１側のシリンダボア５Ａは図２に図示してある
が、シリンダボア６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅと対となるシ
リンダブロック１側のシリンダボアの図示は省略してあ
る。前後で対となるシリンダボア５Ａ，６Ａ内には両頭
ピストン７が往復動可能に収容されている。両頭ピスト
ン７はシリンダボア５Ａ，６Ａ内に圧縮室Ｓａ，Ｓｂを
区画形成する。両頭ピストン７と斜板４との間にはシュ
ー８が介在されている。斜板４の回転はシュー８を介し
て両頭ピストン７の往復動に変換される。他のシリンダ
ボア６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅにも両頭ピストン７が収容
されており、両頭ピストン７はシリンダボア６Ｂ〜６Ｅ
内に圧縮室を区画形成する。

【００１０】両シリンダブロック１，２にはフロントハ
ウジング９及びリヤハウジング１０がバルブプレート１
１，１２を介して接合固定させている。両ハウジング
９，１０内には吸入室９ａ，１０ａ及び吐出室９ｂ，１
０ｂが区画形成されている。斜板室１３から吸入通路１
ａ，２ａを介して吸入室９ａ，１０ａに流入する冷媒ガ
スはバルブプレート１１，１２上の吸入ポート１１ａ，
１２ａから吸入弁１４を押し退けつつ圧縮室Ｓａ，Ｓｂ
に吸入される。圧縮室Ｓａ，Ｓｂ内の冷媒ガスはバルブ
プレート１１，１２上の吐出ポート１１ｂ，１２ｂから
吐出弁１５を押し退けつつ吐出室９ｂ，１０ｂに吐出さ
れる。

【００１１】図１に示すようにシリンダボア６Ａ，６
Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの半径中心Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐ
ｄ，Ｐｅは回転軸３の回転軸線上に半径中心Ｐ₀ を持つ
円Ｃ₀上にある。Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅ，ｒ
ｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅは半径中心Ｐ₀ を通る半径線であ
る。半径線Ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅは圧縮機の１
回転、即ち斜板４の１回転３６０°をシリンダボアの対
の数で割った角度７２°の等間隔角度位置にある。半径
線Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅは半径線ｒｂ，ｒｃ，ｒｄ，
ｒｅから半径線Ｒａに近づくように斜板４の周方向へ角
度αだけずらした不等間隔角度位置にある。

【００１２】半径中心Ｐａは半径線Ｒａ上にある。半径
中心Ｐｂは半径線Ｒｂ上にあり、半径中心Ｐｃは半径線
Ｒｃ上にある。半径中心Ｐｄは半径線Ｒｄ上にあり、半
径中心Ｐｅは半径線Ｒｅ上にある。即ち、シリンダボア
６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの半径中心Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，
Ｐｅは半径線Ｒａという基準位置上に半径中心Ｐａを持
つシリンダボア６Ａに近づくように等間隔角度位置の半
径線ｒｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅから斜板４の周方向にずら
されている。

【００１３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）のグラフの実
線曲線Ｅ₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ₃ は図４（ａ），（ｂ）の曲線Ｆ
₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ ，Ｆ₄ ，Ｆ₅ ，Ｆ₆ ，Ｆ₇ ，Ｆ₈ ，
Ｆ₉ ，Ｆ ₁₀を基にして圧縮反力の総和をフーリエ変換解
析した実効値曲線を表す。曲線Ｆ ₁ 〜Ｆ₅ は前側の５つ
の圧縮室Ｓａ内の圧力変化を示す。曲線Ｆ₆ 〜Ｆ₁₀は後
側の５つの圧縮室Ｓｂ内の圧力変化を示す。シリンダボ
ア６Ａ〜６Ｅは前述したような不等間隔で配置されてお
り、図３（ａ）の場合にはずらし角度αが２°、図３
（ｂ）の場合にはずらし角度αが３°、図３（ｃ）の場
合にはずらし角度αが４°である。

【００１４】実効値曲線Ｅ₁ ，Ｅ₂ ，Ｅ₃ では従来の実
効値曲線Ｅ₀ に比べて次数５の整数倍の所で実効値の減
少が見られる。このような実効値の減少は振動、騒音の
低減をもたらす。騒音レベルから判断した場合にはずら
し角度αが３．５°〜４．５°の範囲では騒音レベル低
下の効果が最も大きい。ずらし角度αが３．５°〜４．
５°を除く３°〜５°の範囲でも騒音レベル低下の効果
がある。

【００１５】本発明は勿論前記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば図６に示すように、基準位置とな
る半径線Ｒａ上に配置されたシリンダボア６Ａに近い側
のシリンダボア６Ｂ，６Ｅに対するずらし角α₁ と、シ
リンダボア６Ａから遠い側のシリンダボア６Ｃ，６Ｄに
対するずらし角α₂ とに差を持たせてもよい。この場
合、α₁ ＞α₂ であり、このような不等配置によっても
次数５の整数倍の成分の低減が可能である。

【００１６】又、本発明はシリンダボアの対の数が奇数
のみならず偶数のピストン式圧縮機、ピストン式圧縮機
の一種であるウェーブカム式圧縮機にも適用できる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、複数対の
シリンダボアの対の数で斜板の１回転角度を割った角度
で等間隔に配置された等間隔角度位置のうちの１つを基
準位置とし、前記複数対のシリンダボアのうちの１つを
前記基準位置に配置し、前記基準位置へ近づくように前
記等間隔角度位置から斜板の周方向へずらした位置に他
の対のシリンダボアを配置したので、振動、騒音を抑制
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図２のＡーＡ線断面図である。

【図２】 本発明を具体化した一実施例を示す圧縮機全
体の側断面図である。

【図３】 （ａ），（ｂ），（ｃ）は次数成分を表すグ
ラフである。

【図４】 （ａ），（ｂ）は圧縮室内の圧力変化を示す
グラフである。

【図５】 （ａ），（ｂ）は従来の圧縮室内の圧力変化
を示すグラフである。

【図６】 別例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

４…斜板、５Ａ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ…シリ
ンダボア、７…両頭ピストン、Ｒａ…基準位置となる半
径線、α，α₁ ，α₂ …ずらし角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸の周囲に配列された前後で対となる
   複数対のシリンダボア内に両頭ピストンを収容すると共
   に、回転軸に支持された斜板の回転運動を前記両頭ピス
   トンの往復運動に変換するピストン式圧縮機において、 前記複数対のシリンダボアの対の数で斜板の１回転角度
   を割った角度で等間隔に配置された等間隔角度位置のう
   ちの１つを基準位置とし、前記複数対のシリンダボアの
   うちの１つを前記基準位置に配置し、前記基準位置へ近
   づくように前記等間隔角度位置から斜板の周方向へずら
   した位置に他の対のシリンダボアを配置したピストン式
   圧縮機における振動騒音抑制構造。
2. 【請求項２】前記等間隔角度位置から斜板の周方向へ対
   のシリンダボアをずらすずらし角はずらされる対のシリ
   ンダボアの全てについて同一角である請求項１に記載の
   ピストン式圧縮機における振動騒音抑制構造。
3. 【請求項３】前記ずらし角は３°〜５°である請求項２
   に記載のピストン式圧縮機における振動騒音抑制構造。
4. 【請求項４】前記ずらし角は３．５°〜４．５°である
   請求項２に記載のピストン式圧縮機における振動騒音抑
   制構造。