JPH109128A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気筒数ｎに対応するトルク変動の回転ｎ次成
分が低減されて、騒音及び振動の発生の少ない往復動型
圧縮機を提供する。 【解決手段】 一対のシリンダブロック内のシリンダボ
ア２２ａ（２１ａ）〜２２ｅ（２１ｅ）には、両頭ピス
トンを収容して圧縮室を区画する。両頭ピストンの頭部
を所定長さ削り取ることによって、各圧縮室のデッドボ
リュームの値を、大きく２つのグループとなるように変
更する。シリンダボア２２ａ（２１ａ）〜２２ｅ（２１
ｅ）の配列面内において、少なくとも２室の大デッドボ
リューム圧縮室４０ｂ１（３９ｂ１）は、連続するよう
に配列する。他の大デッドボリューム圧縮室４０ｂ２
（３９ｂ２）は、前記少なくとも２室４０ｂ１（３９ｂ
１）に対して小デッドボリューム圧縮室４０ａ（３９
ａ）を介して配列する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、車両空
調装置に使用される往復動型圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の往復動型圧縮機では、ハウジン
グの内部に駆動シャフトが支持されているとともに、ク
ランク室が形成されている。前記ハウジングの一部を構
成するシリンダブロックには、前記駆動シャフトを囲む
ように複数のシリンダボアが互いに平行に配列されてい
る。そのシリンダボア内にはピストンが往復動可能に収
容されて、圧縮室が区画形成されている。前記駆動シャ
フトには斜板が一体回転可能に装着され、その斜板の回
転に連動して前記ピストンが往復動されて、圧縮室内の
冷媒ガスが圧縮される。

【０００３】この圧縮機の運転時には、前記各ピストン
に対しその圧縮動作に伴って圧縮反力が作用する。この
圧縮反力が斜板を介して駆動シャフトに作用し、トルク
変動が発生する。このトルク変動は、駆動シャフト−ク
ラッチ系のねじり振動の加振力となる。ここで、トルク
変動の総和、言い換えれば各圧縮室で発生する圧縮反力
の総和を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）解析すると、０次
からかなり高次にわたる幅広い周波数成分が得られる。
これらの周波数成分の中で主成分となるのが、気筒数ｎ
に対応した回転ｎ次成分である。そして、この回転ｎ次
成分等の周波数が、圧縮機並びにそれに接続される補機
等の固有振動数と近接している場合には、共振現象によ
る騒音が発生して、車室内の騒音レベルを上昇させる原
因となっていた。

【０００４】このような問題を解決するために、例えば
実開平１−１６０１８０号公報には、揺動斜板式の可変
容量圧縮機において、構造上シリンダボアの配列が不等
となる場合に、一部のシリンダボア内の圧縮室のデッド
ボリュームを変更した構成が開示されている。なお、デ
ッドボリュームとは、ピストンが上死点に達したときに
おける圧縮室の容積のことである。この往復動型圧縮機
では、前記デッドボリュームがピストンの表面を所定長
だけ削り落すことによって形成されている。このデッド
ボリュームが拡大された圧縮室においては、その容積と
圧力との推移曲線が前記のデッドボリュームの拡大に伴
って変更される。そして、その圧縮室で発生する圧縮反
力が緩和されて、揺動斜板に作用する前記圧縮反力の総
和が常に等しくなって、ねじり振動や騒音の発生が低減
されるとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
は、圧縮機のねじり振動を低減するために、単に一部の
シリンダボアのデッドボリュームを変更することが開示
されているのみである。つまり、駆動シャフトのトルク
変動を対策するための規則性は、何等開示も示唆もなさ
れていない。このため、トルク変動を十分に低減するこ
とができず、騒音及び振動の発生を十分に抑制できない
おそれがあるという問題があった。

【０００６】この発明の目的は、ねじり振動の加振力で
あり、気筒数ｎに対応するトルク変動の回転ｎ次成分が
低減されて、騒音及び振動の発生の少ない往復動型圧縮
機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、ハウジングの一部を構
成するシリンダブロックに駆動シャフトを囲むように複
数のシリンダボアを配列し、そのシリンダボア内にピス
トンを往復動可能に収容して圧縮室を区画形成した往復
動型圧縮機において、前記各圧縮室は各々所定のデッド
ボリュームを有してなり、前記シリンダボアの配列面内
における各圧縮室の少なくとも３室は同配列面内におけ
る他の圧縮室より前記デッドボリュームの値を大きく設
定した大デッドボリューム圧縮室のグループを構成する
と共に、前記他の圧縮室を小デッドボリューム圧縮室の
グループとして構成し、前記大デッドボリューム圧縮室
のデッドボリュームの値と前記小デッドボリューム圧縮
室のデッドボリュームの値との差を各デッドボリューム
圧縮室のグループ内におけるデッドボリュームの値の差
より大きく設定すると共に、前記大デッドボリューム圧
縮室の内少なくとも２室は前記シリンダボアの配列方向
に連続するように配列し、他の大デッドボリューム圧縮
室は連続するように配列された前記少なくとも２室に対
して前記小デッドボリューム圧縮室を介して配列したも
のである。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の往復動型圧縮機において、前記ハウジングの前記シ
リンダボアの配列方向に連続するように配列された前記
大デッドボリューム圧縮室と対応する位置に外部冷媒回
路からの冷媒ガスの吸入口を設けたものである。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の往復動型圧縮機において、前記シリンダボアの配列
方向に連続するように配列された前記大デッドボリュー
ム圧縮室の間に向けて前記吸入口を開口したものであ
る。

【００１０】請求項４に記載の発明では、請求項２また
は３に記載の往復動型圧縮機において、前記他の大デッ
ドボリューム圧縮室を前記吸入口から最も離間した位置
に形成したものである。

【００１１】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれかに記載の往復動型圧縮機において、前記大デ
ッドボリューム圧縮室のグループ内における最小デッド
ボリュームの値は、前記小デッドボリューム圧縮室のグ
ループ内における最大デッドボリュームの値の２〜７倍
となるように形成したものである。

【００１２】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかに記載の往復動型圧縮機において、前記各圧
縮室間における最大デッドボリュームの値と最小デッド
ボリュームの値とは、該最小デッドボリュームを有する
圧縮室の下死点時における容積の１％以上の差をもたせ
たものである。

【００１３】請求項７に記載の発明では、請求項１〜６
のいずれかに記載の往復動型圧縮機において、前記各圧
縮室間における最大デッドボリュームの値と最小デッド
ボリュームの値とは、該最小デッドボリュームを有する
圧縮室の下死点時における容積の１０％以下の差をもた
せたものである。

【００１４】請求項８に記載の発明では、請求項１〜７
のいずれかに記載の往復動型圧縮機において、前記大デ
ッドボリューム圧縮室のグループ内におけるデッドボリ
ュームがそれぞれ異なるように形成したものである。

【００１５】請求項９に記載の発明では、請求項１〜８
のいずれかに記載の往復動型圧縮機において、前記シリ
ンダボアを前後対向するように形成するとともに、前記
ピストンを両頭型に構成し、前後両側の各圧縮室に各々
所定のデッドボリュームを形成したものである。

【００１６】請求項１０に記載の発明では、請求項９に
記載の往復動型圧縮機において、ひとつの両頭型のピス
トンに対してフロント側のデッドボリュームとリヤ側の
デッドボリュームとを同じ大きさに形成したものであ
る。

【００１７】請求項１１に記載の発明では、請求項１〜
１０のいずれかに記載の往復動型圧縮機において、前記
各圧縮室のデッドボリュームを前記ピストンの形状を変
更することにより形成したものである。

【００１８】従って、上記のように構成された往復動型
圧縮機では、シリンダボアの配列面（一方のバルブプレ
ートに対応するシリンダボア群を指す）における各圧縮
室が、大デッドボリューム圧縮室と小デッドボリューム
圧縮室との２つのグループに分かれている。そして、大
デッドボリューム圧縮室の内少なくとも２室は前記シリ
ンダボアの配列方向に連続するように配列されている。
そして、他の大デッドボリューム圧縮室は、それらの少
なくとも２室に対して前記小デッドボリューム圧縮室を
介して配列されている。また、外部冷媒回路からハウジ
ング内への冷媒ガスの吸入口が、前記連続配列された大
デッドボリューム圧縮室の間に向けて開口されている。
さらに、前記他の大デッドボリューム圧縮室は前記吸入
口から最も離間した位置に形成されている。

【００１９】また、前記２つのグループ内においても、
各圧縮室のデッドボリュームの値がわずかずつ変更され
ている（ここでは同一のデッドボリュームを含む）。こ
のとき、大デッドボリューム圧縮室のグループ内におけ
る最小デッドボリュームは、小デッドボリューム圧縮室
のグループ内における最大のデッドボリュームの２〜７
倍となるように形成されていることが望ましい。

【００２０】これらのため、各デッドボリューム圧縮室
のグループ内におけるデッドボリュームの差より大きな
差をもつ大デッドボリューム圧縮室と小デッドボリュー
ム圧縮室との２つのグループにおいて、それらの圧縮室
内の容積と圧力との推移曲線が大きく変更される。しか
も、大デッドボリューム圧縮室のグループ内において
も、その吸入口との位置関係に相違があって、各大デッ
ドボリューム圧縮室内の容積と圧力との推移曲線が微妙
に変更される。つまり、各圧縮室で発生する圧縮反力に
基づくトルク変動がそれぞれ異なったものとなる。そし
て、前記トルク変動の総和の高速フーリエ変換解析によ
り得られる気筒数ｎに対応した回転ｎ次成分が、各圧縮
室のデッドボリュームの変更を行わない場合に比べて低
減される。

【００２１】ところで、圧縮機を構成する各部品の製造
誤差はそれぞれ異なっており、全ての製品において組み
付け公差を同じにすることは困難である。これに対し
て、上記のように構成された往復動型圧縮機では、最大
デッドボリュームの値と最小デッドボリュームの値との
間には、最小デッドボリュームを有する圧縮室の下死点
時における容積（以下、基準吸入容積とする）の１％以
上で１０％以下の範囲内に相当する差が存在している。
このデッドボリュームの拡大量は、各部品の加工精度か
ら最大限に見積った組み付け公差によるデッドボリュー
ムの変動量を十分上回るとともに、圧縮機の圧縮効率を
極端に低下させないものとなっている。このため、各部
品の製造誤差に関わらず前記デッドボリュームの変更が
確保されるとともに、前記デッドボリュームの変更によ
る圧縮機の圧縮性能の低下を低く抑えることができる。

【００２２】さらに、上記のように構成された両頭ピス
トン式圧縮機では、前記のようなデッドボリュームの変
更に加えて、同一の両頭ピストンに対しては、そのフロ
ント側のデッドボリュームとリヤ側のデッドボリューム
とが同じ大きさとなるように形成されている。この両頭
ピストン式圧縮機における圧縮反力の位相は、フロント
側の総和とリヤ側の総和との間で１８０゜のずれが存在
している。ここで、ねじり振動の加振力となるトルク変
動の気筒数ｎに対応した回転ｎ次成分は、両頭ピストン
式圧縮機では偶数次成分となる。この偶数次成分は、そ
の位相が駆動シャフトの１回転に相当する時間内に同一
変位を偶数回繰り返すものとなっている。このため、回
転ｎ次成分のフロント側の総和とリヤ側の総和とは、位
相が一致して重畳される。

【００２３】しかし、前記のようにデッドボリュームの
変更を行うことによって、回転ｎ次成分のフロント側の
総和及びリヤ側の総和がそれぞれ低減される。そして、
そのフロント側の総和とリヤ側の総和とが重畳された圧
縮機全体の回転ｎ次成分も低減される。しかも、回転ｎ
／２次成分が奇数次成分となっても、その奇数次成分は
駆動シャフトの１回転に相当する時間内に同一変位を奇
数回繰り返すものであり、フロント側とリヤ側とでその
波形が互いに反転した状態となる。このため、その回転
ｎ／２次成分は同一のピストンのフロント側とリヤ側と
で互いに打ち消し合って消滅する。

【００２４】しかも、上記のように構成された両頭ピス
トン式圧縮機では、各圧縮室のデッドボリュームの設定
が、ピストンの形状を変更することによって行われてい
る。このため、デッドボリュームの設定において、その
設定値の許容幅を大きくすることができて、各圧縮室の
デッドボリュームの変更を確保することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下に、この発明を１０気筒タイプ
の両頭ピストン式圧縮機に具体化した第１の実施形態に
ついて、図１〜図１０に基づいて説明する。

【００２６】図１に示すように、フロント側のシリンダ
ブロック２１とリヤ側のシリンダブロック２２とは、中
央部において接合されている。シリンダブロック２１の
フロント側端面にはバルブプレート２３を介してフロン
トハウジング２５が、シリンダブロック２２のリヤ側端
面にはバルブプレート２４を介してリヤハウジング２６
が、それぞれ接合されている。

【００２７】前記シリンダブロック２１（２２）とバル
ブプレート２３（２４）との間には、吸入弁２７ａ（２
８ａ）を形成する吸入弁形成板２７（２８）が介在され
ている。バルブプレート２３（２４）とフロント（リ
ヤ）ハウジング２５（２６）との間には、吐出弁２９ａ
（３０ａ）を形成する吐出弁形成板２９（３０）が介在
されている。吐出弁形成板２９（３０）とフロント（リ
ヤ）ハウジング２５（２６）との間には、前記吐出弁２
９ａ（３０ａ）の最大開口を規制するリテーナプレート
３１（３２）が介在されている。

【００２８】前記シリンダブロック２１、２２、フロン
トハウジング２５、リヤハウジング２６、バルブプレー
ト２３、２４、吸入弁形成板２７、２８及び吐出弁形成
板２９、３０は、複数の通しボルト３３により互いに締
付固定されて、圧縮機のハウジングが形成されている。

【００２９】前記フロントハウジング２５及びリヤハウ
ジング２６内の外周には吐出室３４、３５が形成され、
中心側には吸入室３６、３７が区画形成されている。図
１〜図３に示すように、前記シリンダブロック２１、２
２には、複数のシリンダボア２１ａ〜２１ｅ、２２ａ〜
２２ｅが互いに平行をなすように貫通形成され、それら
の内部には両頭ピストン３８が挿入されている。ここ
で、この実施形態の圧縮機は、５本の両頭ピストン３８
を備えた１０気筒タイプの往復動型圧縮機となってい
る。なお、図３は、後述する斜板４４、スラストベアリ
ング４７及びピストン３８を省略した図となっている。

【００３０】前記シリンダボア２１ａ〜２１ｅ、２２ａ
〜２２ｅ内には、前後一対の圧縮室３９、４０が区画形
成される。この圧縮室３９、４０は、バルブプレート２
３、２４に形成された吸入ポート２３ａ、２４ａを介し
て吸入室３６、３７に、また、同様にバルブプレート２
３、２４に形成された吐出ポート２３ｂ、２４ｂを介し
て吐出室３４、３５に連通されている。

【００３１】前記両シリンダブロック２１、２２の中央
部には、クランク室４１が形成されている。両シリンダ
ブロック２１、２２の軸孔２１ｇ、２２ｇには、駆動シ
ャフト４２が一対のラジアルベアリング４３を介して回
転可能に支持されている。この駆動シャフト４２は、図
示しないクラッチを介して車両エンジン等の外部駆動源
により回転される。前記駆動シャフト４２の中間外周部
には、カムプレートとしての斜板４４が嵌合固定されて
いる。この斜板４４には、前記両頭ピストン３８がシュ
ー４５、４６を介して係留され、斜板４４の回転により
両頭ピストン３８が駆動シャフト４２を囲むように配置
されたシリンダボア２１ａ〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｅ内
で往復動される。

【００３２】前記斜板４４のボス部４４ａは、スラスト
ベアリング４７、４８を介して前記クランク室４１を形
成するシリンダブロック２１、２２の前後両側壁面に支
持されている。

【００３３】前記クランク室４１は、シリンダブロック
２１、２２に形成した吸入通路４９、５０により吸入室
３６、３７と連通されている。クランク室４１は、シリ
ンダブロック２２に形成した吸入口５１を介して、図示
しない外部冷媒回路に接続されている。さらに、前記吐
出室３４、３５は、バルブプレート２３、２４及びシリ
ンダブロック２１、２２に形成した吐出通路５２、５
３、及び、シリンダブロック２２に形成した吐出口５４
を介して外部冷媒回路に接続されている。

【００３４】さて、この実施形態においては、前記各シ
リンダボア２１ａ〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｅは、いずれ
もその内径が同一に形成されている。そして、シリンダ
ボア２１ａ、２１ｂ、２１ｄ、２２ａ、２２ｂ、２２ｄ
内に収容されている３つの両頭ピストン３８のフロント
側及びリヤ側の頭部は、所定の長さだけ削り取られてい
る。従って、各ピストン３８が上死点位置に達したとき
において、ピストン３８の頭部端面とシリンダボア２１
ａ〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｅの外端面との間の距離（い
わゆるトップクリアランス）が、シリンダボア２１ａ〜
２１ｅ、２２ａ〜２２ｅの配列面内（フロント側なら２
１ａ〜２１ｅのみ、リヤ側なら２２ａ〜２２ｅのみ）に
おいて、ピストン３８の頭部を削り取ったグループと削
り取らないグループとの間で異なる。これにより、各圧
縮室３９、４０内のデッドボリュームが、大小２つの異
なった値に設定されている。ここで、デッドボリューム
とは、ピストン３８が上死点位置に達したときにおける
圧縮室３９、４０の容積のことである。

【００３５】また、図３に示すように、前記吸入口５１
は、シリンダボア２１ａ〜２１ｅの配列方向に連続する
ように配列された２つのシリンダボア２１ａ、２１ｂの
間に向かって開口されている。

【００３６】ここで、リヤ側の各圧縮室４０のデッドボ
リュームについて説明する。図２及び図４に示すよう
に、シリンダボア２２ｃ、２２ｅには、頭部が削り取ら
れていない両頭ピストン３８が収容されており、圧縮室
４０のデッドボリュームが小さくなっている。つまり、
シリンダボア２２ｃ、２２ｅ内には、デッドボリューム
の値が小さく設定された小デッドボリューム圧縮室４０
ａ（他の圧縮室）が形成されている。また、シリンダボ
ア２２ａ、２２ｂ、２２ｄには、頭部が削り取られた両
頭ピストン３８が収容されており、圧縮室４０のデッド
ボリュームが大きくなっている。つまり、シリンダボア
２２ａ、２２ｂ、２２ｄには、デッドボリュームの値が
大きく設定された大デッドボリューム圧縮室４０ｂが形
成されている。そして、各シリンダボア２２ａ〜２２ｅ
内の圧縮室４０が、大デッドボリューム圧縮室４０ｂの
グループと、小デッドボリューム圧縮室４０ａのグルー
プとに、区分される。

【００３７】また、前記大デッドボリューム圧縮室４０
ｂの内２室、ここではシリンダボア２２ａ、２２ｂ内の
第１の大デッドボリューム圧縮室４０ｂ１は、シリンダ
ボア２２ａ〜２２ｅの配列方向に連続するように配列さ
れている。このシリンダボア２２ａ〜２２ｅの配列方向
に連続配列された第１の大デッドボリューム圧縮室４０
ｂ１の間に向かって、吸入口５１を介して外部冷媒回路
から冷媒ガスが流入するようになっている。そして、前
記大デッドボリューム圧縮室４０ｂの内他の１室、ここ
ではシリンダボア２２ｄ内の第２の大デッドボリューム
圧縮室４０ｂ２は、前記第１の大デッドボリューム圧縮
室４０ｂ１に対してシリンダボア２２ｃ、２２ｅ内の小
デッドボリューム圧縮室４０ａを介するように配列され
ている。この第２の大デッドボリューム圧縮室４０ｂ２
は、前記吸入口５１に対して最も離間した位置となる。

【００３８】また、前記大デッドボリューム圧縮室４０
ｂのデッドボリュームの値と、小デッドボリューム圧縮
室４０ａのデッドボリュームの値との差は、各グループ
内におけるデッドボリュームの値の差より大きくなるよ
うに設定されている。この実施形態では、大デッドボリ
ューム圧縮室４０ｂのデッドボリューム間には差がな
く、同様に小デッドボリューム圧縮室４０ａのデッドボ
リューム間にも差がない。そして、大デッドボリューム
圧縮室４０ｂのグループ内における最小デッドボリュー
ム（３つとも同じ）は、小デッドボリューム圧縮室４０
ａの最大デッドボリューム（２つとも同じ）の２〜７
倍、好ましくは２．５〜６倍、さらに好ましくは３〜
５．５倍となるように設定されている。

【００３９】さらに、前記各圧縮室４０間において、最
大デッドボリュームの値と最小デッドボリュームの値と
の間には、最小デッドボリュームを有する圧縮室４０の
下死点時における容積（以下、基準吸入容積とする）を
基準として、１％以上で１０％以下の範囲内に相当する
差が存在するように設定される。なお、この設定値は３
〜７％の範囲内が好ましく、３．５〜５．５％の範囲内
がさらに好ましい。この実施形態の圧縮機では、前記基
準吸入容積を例えば２０ｃｃとして、大デッドボリュー
ム圧縮室４０ｂにおいては、小デッドボリューム圧縮室
４０ａに比べて、デッドボリュームが例えば０．８ｃｃ
拡大されている。このデッドボリュームの変更量は、前
記基準吸入容積の４％に相当する。

【００４０】しかも、前記両頭ピストン３８は、そのフ
ロント側及びリヤ側の削り取り量が同一となるように形
成されている。このため、ひとつの両頭ピストン３８に
対してそのフロント側の圧縮室３９のデッドボリューム
と、リヤ側の圧縮室４０のデッドボリュームとが、同じ
大きさとなっている。言い換えると、両頭ピストン３８
を介して駆動シャフト４２の軸線方向に対向するシリン
ダボア２１ａ内の圧縮室３９と、シリンダボア２２ａ内
の圧縮室４０とは、同一の大きさのデッドボリュームと
なるように設定されている。同様に、シリンダボア２１
ｂと２２ｂ、２１ｃと２２ｃ、２１ｄと２２ｄ、２１ｅ
と２２ｅとにおいても、それぞれの圧縮室３９と圧縮室
４０とのデッドボリュームは同一の大きさとなってい
る。従って、フロント側の大デッドボリューム圧縮室３
９ｂ及び小デッドボリューム圧縮室３９ａの配置は、リ
ヤ側の大デッドボリューム圧縮室４０ｂ及び小デッドボ
リューム圧縮室４０ａの配置と駆動シャフト４２の回転
方向において同じになる。

【００４１】次に、前記のように構成した往復動型圧縮
機について動作について説明する。車両エンジン等の外
部駆動源により駆動シャフト４２が回転されると、クラ
ンク室４１内の斜板４４が回転され、シュー４５、４６
を介して複数の両頭ピストン３８がシリンダボア２１ａ
〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｅ内で往復動される。この両頭
ピストン３８の運動により、図示しない外部冷媒回路か
ら吸入口５１を経てクランク室４１に導かれた冷媒ガス
は、クランク室４１から吸入通路４９、５０を経て吸入
室３６、３７に導かれる。両頭ピストン３８が上死点か
ら下死点に向かう再膨張・吸入行程においては、圧縮室
３９、４０の圧力低下に伴い吸入弁２７ａ、２８ａが開
放され、吸入室３６、３７内の冷媒ガスは、吸入ポート
２３ａ、２４ａを通って圧縮室３９、４０内に吸入され
る。

【００４２】次に、両頭ピストン３８が下死点から上死
点に向かう圧縮・吐出行程においては、圧縮室３９、４
０内の冷媒ガスは圧縮される。そして、冷媒ガスが所定
の圧力に達すると、高圧の圧縮冷媒ガスが吐出弁２９
ａ、３０ａを押し退けて、吐出ポート２３ｂ、２４ｂを
経て吐出室３４、３５に吐出される。さらに、吐出室３
４、３５内の圧縮冷媒ガスは、吐出通路５２、５３及び
吐出口５４を経て外部冷媒回路をなす凝縮器、膨張弁、
蒸発器に供給され、車両室内の空調に供される。

【００４３】さて、図１０に示すように、デッドボリュ
ームが均一の１０気筒タイプの両頭ピストン式圧縮機に
おいては、各圧縮室３９、４０の圧縮反力の位相は、フ
ロント側の総和とリヤ側の総和とで１８０゜ずれたもの
となる。ここで、各圧縮室３９、４０の圧縮反力の総和
の高速フーリエ変換解析によって得られる回転ｎ次成分
としての回転１０次成分は、駆動シャフト４２の１回転
分の時間において同一変位を１０回つまり偶数回繰り返
す規則正しい波形を有している。このため、回転１０次
成分のフロント側の総和の位相とリヤ側の総和の位相と
が一致し、各圧縮室の圧縮反力に由来するトルク変動の
回転１０次成分は完全に重畳されて、駆動シャフト４２
と図示しないクラッチとの間のねじり振動の加振力の主
成分となる。

【００４４】この場合、回転ｎ／２次成分としての回転
５次成分は、駆動シャフト４２の１回転分の時間におい
て同一変位を５回つまり奇数回繰り返すものとなってい
る。この回転５次成分は、フロント側の総和とリヤ側の
総和との間に１８０゜の位相のずれがあり、互いに打ち
消し合っている。

【００４５】ここで、前記回転１０次成分を低減するた
めに、両頭ピストン３８のフロント側とリヤ側とでデッ
ドボリュームを異ならせた場合には、図９に示すよう
に、回転１０次成分は、フロント側の総和とリヤ側の総
和とで位相にずれが生じて低減される。ところが、回転
５次成分も回転１０次成分と同様にフロント側とリヤ側
とで位相のずれが生じて、新たに重畳部分が発生する。
このため、トルク変動の回転５次成分が新たな騒音の発
生要因となることがある。

【００４６】これに対して、この実施形態の圧縮機で
は、フロント側及びリヤ側において、各圧縮室３９、４
０のデッドボリュームの値が大きく２つのグループをな
すように変更されている。そして、前述のように、各シ
リンダボア２１ａ〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｅの配列面内
において、大デッドボリューム圧縮室３９ｂ、４０ｂと
小デッドボリューム圧縮室３９ａ、４０ａとが配列され
ている。この各圧縮室３９、４０のデッドボリュームの
変更に伴って、それらの圧縮室３９、４０の容積と圧力
との推移の曲線がそれぞれ大きく異なったものとなる。
すなわち、図５に示すように、デッドボリュームが小さ
いものと、デッドボリュームが大きいものとの間では、
再膨張行程及び圧縮行程において、圧縮室３９、４０内
の圧力変化のタイミングに差が生じる。また、圧縮行程
における過圧縮時の圧力についても差が生じる。

【００４７】しかも、大デッドボリューム圧縮室３９
ｂ、４０ｂのグループ内においても、吸入口５１との位
置関係が相違する２種類の大デッドボリューム圧縮室３
９ｂ、４０ｂに分けられている。つまり、吸入口５１に
近接した第１の大デッドボリューム圧縮室３９ｂ１、４
０ｂ１と、吸入口５１と最も離間した第２のデッドボリ
ューム圧縮室３９ｂ２、４０ｂ２とに分けられている。
このため、各大デッドボリューム圧縮室３９ｂ、４０ｂ
内の容積と圧力との推移曲線がさらに微妙に変更され
る。

【００４８】これにより、図６に示すように、デッドボ
リュームが小さいものと、デッドボリュームが大きいも
のとの間では、１つの圧縮室３９、４０あたりの圧縮ト
ルクの推移曲線において、トルクのピーク位置に差が生
じる。このため、図７に示すように、１０個分の圧縮室
３９、４０の圧縮トルクを重畳した圧縮機全体の圧縮ト
ルクについては、デッドボリュームを変更しない場合に
比べて、デッドボリュームを変更した場合には、トルク
変動の曲線の規則性が失われるとともに、全体のレベル
が低下する。従って、図８に示すように、圧縮反力の総
和の高速フーリエ変換解析により得られる気筒数に対応
したトルク変動の回転１０次成分が低減される。

【００４９】ところで、一般に圧縮機を構成する各部品
の製造誤差はそれぞれ異なっており、全ての製品におい
て組み付け公差を同じくすることは困難である。この組
み付け公差によるデッドボリュームの変動量は、各部品
の加工精度から最大に見積ったとしても、前記基準吸入
容積に対して１％に満たない程度のものである。これに
対して、この実施形態の圧縮機では、前記最大デッドボ
リュームの値と最小デッドボリュームの値との間に、基
準吸入容積の４％に相当する差が存在している。このた
め、前記の組み付け公差を考慮しても、前記デッドボリ
ュームの変更が確保される。また、この程度のデッドボ
リュームの拡大量は、圧縮機の圧縮効率を極端に低下さ
せないものである。

【００５０】さらに、ひとつの両頭ピストン３８のフロ
ント側の圧縮室３９とリヤ側の圧縮室４０とのデッドボ
リュームが同一となるように形成されている。このた
め、回転５次成分は、そのフロント側の総和とリヤ側の
総和との間に１８０゜の位相のずれが保たれたままとな
って、互いに打ち消し合って消滅する。

【００５１】以上のように構成されたこの実施形態によ
れば、以下の優れた効果を奏する。 （ａ） フロント側及びリヤ側において、それぞれ各圧
縮室３９、４０のデッドボリュームの値が、大きく２つ
のグループをなすように変更されている。大デッドボリ
ューム圧縮室３９ｂ、４０ｂの内２室、つまり第１の大
デッドボリューム圧縮室３９ｂ１、４０ｂ１は、シリン
ダブロック２１ａ〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｅ配列方向に
連続するように配置されている。他の大デッドボリュー
ム圧縮室３９ｂ、４０ｂ、つまり第２の大デッドボリュ
ーム圧縮室３９ｂ２、４０ｂ２は、前記第１の大デッド
ボリューム圧縮室３９ｂ１、４０ｂ１に対して、小デッ
ドボリューム圧縮室３９ａ、４０ａを介して配列されて
いる。これによって、１０気筒タイプの両頭ピストン式
圧縮機において、ねじり振動の加振力となるトルク変動
の主成分である回転１０次成分が低減される。従って、
前記ねじり振動によって、圧縮機並びにそれに接続され
る補機等の共振現象による騒音の発生が低減されて、車
室内の騒音レベルが低下される。

【００５２】（ｂ） 第１の大デッドボリューム圧縮室
３９ｂ１、４０ｂ１の間に向かって、吸入口５１が開口
されている。一方、第２のデッドボリューム圧縮室３９
ｂ２、４０ｂ２は、吸入口５１に対して最も離間した位
置に配置されている。従って、各大デッドボリューム圧
縮室３９ｂ、４０ｂ内の容積と圧力との推移曲線がさら
に微妙に変更されて、前記回転１０次成分がさらに低減
される。

【００５３】（ｃ） 大デッドボリューム圧縮室３９
ｂ、４０ｂのデッドボリュームの値と、小デッドボリュ
ーム圧縮室３９ａ、４０ａのデッドボリュームの値との
差が、各デッドボリューム圧縮室のグループ内における
デッドボリュームの値の差より大きくなるように設定さ
れている。そして、大デッドボリューム圧縮室３９ｂ、
４０ｂのデッドボリュームは、小デッドボリューム圧縮
室３９ａ、４０ａのデッドボリュームの２〜７倍、好ま
しくは２．５〜６倍、さらに好ましくは３〜５．５倍と
なるように形成されている。さらに、最大デッドボリュ
ームの値と最小デッドボリュームの値との差が、最小デ
ッドボリュームを有する小デッドボリューム圧縮室３９
ａ、４０ａにおける基準吸入容積の４％に相当するよう
に形成されている。従って、この実施形態の圧縮機で
は、組み付け公差を考慮しても、各圧縮室３９、４０の
デッドボリュームの変更が確保されるとともに、そのデ
ッドボリュームの変更による圧縮機の圧縮性能の低下を
低く抑えることができる。

【００５４】（ｄ） ひとつの両頭ピストン３８のフロ
ント側の圧縮室３９とリヤ側の圧縮室４０とのデッドボ
リュームが同一となるように形成されている。このた
め、回転５次成分は、そのフロント側の総和とリヤ側の
総和とが互いに打ち消し合って、消滅する。従って、前
記（ａ）項及び（ｂ）項の効果とあいまって、トルク変
動の回転１０次成分を低減しつつ、回転５次成分の発生
を抑制することができる。

【００５５】（ｅ） 大デッドボリューム圧縮室３９
ｂ、４０ｂのデッドボリュームの設定が、両頭ピストン
３８の両端面を削り取ることによって行われている。こ
のため、デッドボリュームの設定において、その設定値
の許容幅を大きくすることができて、各圧縮室３９、４
０のデッドボリュームの変更を容易に確保することがで
きる。

【００５６】（第２の実施形態）次に、この発明を１２
気筒タイプの両頭ピストン式圧縮機に具体化した第２の
実施形態について、図１１に基づいて説明する。なお、
リヤ側のシリンダボア２２ａ〜２２ｆの圧縮室４０につ
いてのみ説明する。ここで、フロント側の各圧縮室３９
は、駆動シャフト４２の回転方向に対してリヤ側の各圧
縮室４０の配置と同様になっている。

【００５７】この第２の実施形態においては、シリンダ
ボア２２ｃ、２２ｆ内には、デッドボリュームの値が小
さく設定された小デッドボリューム圧縮室４０ａが形成
されている。また、シリンダボア２２ａ、２２ｂ、２２
ｄ、２２ｅには、デッドボリュームの値が大きく設定さ
れた大デッドボリューム圧縮室４０ｂが形成されてい
る。つまり、前記大デッドボリューム圧縮室４０ｂの内
２室、ここではシリンダボア２２ａ、２２ｂ内の第１の
大デッドボリューム圧縮室４０ｂ１が、シリンダボア２
２ａ〜２２ｆの配列方向に連続するように配列されてい
る。また、前記大デッドボリューム圧縮室４０ｂの内他
の２室、ここではシリンダボア２２ｄ、２２ｅ内の第２
の大デッドボリューム圧縮室４０ｂ２は、前記第１の大
デッドボリューム圧縮室４０ｂ１に対してシリンダボア
２２ｃ、２２ｆ内の小デッドボリューム圧縮室４０ａを
介するように配列されている。つまり、第２の大デッド
ボリューム圧縮室４０ｂ２も、シリンダボア２２ａ〜２
２ｆの配列方向に連続するように配列されている。そし
て、各シリンダボア２２ａ〜２２ｆ内の圧縮室４０が、
大デッドボリューム圧縮室４０ｂのグループと、小デッ
ドボリューム圧縮室４０ａのグループとに、区分され
る。

【００５８】また、このシリンダボア２２ａ〜２２ｆの
配列方向に連続配列された第１の大デッドボリューム圧
縮室４０ｂ１の間に向かって、吸入口５１を介して外部
冷媒回路から冷媒ガスが流入するようになっている。

【００５９】このように構成しても、前記第１の実施形
態とほぼ同様な作用及び効果が得られる。 （第３の実施形態）次に、この発明を前記第２の実施形
態と同様に、１２気筒タイプの両頭ピストン式圧縮機に
具体化した第３の実施形態について、図１２に基づいて
説明する。なお、リヤ側のシリンダボア２２ａ〜２２ｆ
の圧縮室４０についてのみ説明する。ここで、フロント
側の各圧縮室３９は、駆動シャフト４２の回転方向に対
してリヤ側の各圧縮室４０の配置と同様になっている。

【００６０】この第３の実施形態においては、シリンダ
ボア２２ｄ、２２ｆ内には、デッドボリュームの値が小
さく設定された小デッドボリューム圧縮室４０ａが形成
されている。また、シリンダボア２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｅには、デッドボリュームの値が大きく設定さ
れた大デッドボリューム圧縮室４０ｂが形成されてい
る。つまり、前記大デッドボリューム圧縮室４０ｂの内
３室、ここではシリンダボア２２ａ〜２２ｃ内の第１の
大デッドボリューム圧縮室４０ｂ１は、シリンダボア２
２ａ〜２２ｆの配列方向に連続するように配列されてい
る。また、前記大デッドボリューム圧縮室４０ｂの内他
の１室、ここではシリンダボア２２ｅ内の第２の大デッ
ドボリューム圧縮室４０ｂ２は、前記第１の大デッドボ
リューム圧縮室４０ｂ１に対してシリンダボア２２ｄ、
２２ｆ内の小デッドボリューム圧縮室４０ａを介するよ
うに配列されている。そして、各シリンダボア２２ａ〜
２２ｆ内の圧縮室４０が、大デッドボリューム圧縮室４
０ｂのグループと、小デッドボリューム圧縮室４０ａの
グループとに、区分される。

【００６１】また、このシリンダボア２２ａ〜２２ｆの
配列方向に連続配列された第１の大デッドボリューム圧
縮室４０ｂ１の内、シリンダボア２２ａと２２ｂとのの
間に向かって、吸入口５１を介して外部冷媒回路から冷
媒ガスが流入するようになっている。

【００６２】このように構成しても、前記第１の実施形
態とほぼ同様な作用及び効果が得られる。なお、この発
明は以下のように変更して具体化することもできる。

【００６３】（１） 各圧縮室３９、４０のデッドボリ
ュームの変更を、両頭ピストン３８の頭部に凹部を設け
て行うこと。 （２） 各圧縮室３９、４０のデッドボリュームの変更
を、両頭ピストン３８の頭部に溝を設けて行うこと。

【００６４】（３） 各圧縮室３９、４０のデッドボリ
ュームの変更を、シリンダボア２１ａ〜２１ｆ、２２ａ
〜２２ｆの内周面に切欠部を設けて行うこと。 （４） 各圧縮室３９、４０のデッドボリュームの変更
を、シリンダボア２１ａ〜２１ｆ、２２ａ〜２２ｆの長
さをそれぞれ変更して行うこと。

【００６５】（５） 各圧縮室３９、４０のデッドボリ
ュームの変更を、バルブプレート２３、２４の板厚を変
更して行うこと。 （６） 各圧縮室３９、４０のデッドボリュームの変更
を、吸入弁２７ａ、２８ａの板厚を変更して行うこと。

【００６６】以上の（１）〜（６）のように構成して
も、簡単な構成で各圧縮室３９、４０のデッドボリュー
ムを変更できる。 （７） この発明を前記実施形態に記載以外の気筒数、
例えば６、８気筒の両頭ピストン式圧縮機において具体
化すること。

【００６７】（８） フロント側及びリヤ側において、
大デッドボリューム圧縮室３９ｂ、４０ｂのデッドボリ
ュームの値を、複数種類に変更して、あるいは、それぞ
れ異なるように形成すること。なお、このデッドボリュ
ームの変更は、任意に設定されたものであっても、ピス
トン３８他の各部品の製作公差によって自動的に設定さ
れたものであってもよい。

【００６８】（９） デッドボリュームの最小値と最大
値の差を、基準吸入容積の１％を下限とするとともに１
０％を上限として変更すること。 （１０） 前記基準吸入容積を、前記各実施形態に記載
以外の値に設定すること。

【００６９】以上の（７）〜（１０）のように構成して
も、気筒数ｎに対応する回転ｎ次成分を低減しつつ、回
転ｎ／２次成分が奇数次成分である場合その発生を抑制
することができる。

【００７０】（１１） ２種類以上のデッドボリューム
の変更を、フロント側の各圧縮室３９あるいはリヤ側の
各圧縮室４０のどちらか一方のみにおいて行うこと。 （１２） この発明を片頭ピストン式圧縮機において具
体化すること。

【００７１】以上の（１１）及び（１２）のように構成
しても、気筒数ｎに対応する回転ｎ次成分を低減するこ
とができる。 （１３） この発明をウェーブカムプレートタイプの往
復動型圧縮機において具体化すること。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
以下の優れた効果を奏する。シリンダボアの配列面内に
おける各圧縮室のデッドボリュームが、大きく２つのグ
ループをなすように変更されている。大デッドボリュー
ム圧縮室の内少なくとも２室は、前記シリンダボアの配
列方向に連続するように配列されている。そして、他の
大デッドボリューム圧縮室は、それらの少なくとも２室
に対して前記小デッドボリューム圧縮室を介して配列さ
れている。また、外部冷媒回路からハウジング内への冷
媒ガスの吸入口が、前記連続配列された大デッドボリュ
ーム圧縮室の間に向けて開口されている。さらに、前記
他の大デッドボリューム圧縮室は前記吸入口から最も離
間した位置に形成されている。従って、気筒数ｎに対応
したトルク変動の回転ｎ次成分が大きく低減されて、駆
動シャフト−クラッチ系のねじり振動の加振力が抑制さ
れる。そして、圧縮機並びにそれに接続される補機にお
いて、前記ねじり振動によって励起される共振現象が低
減されて、車室内の騒音レベルを低下させることができ
る。

【００７３】また、大デッドボリューム圧縮室のグルー
プ内における最小デッドボリュームの値は、小デッドボ
リューム圧縮室のグループ内における最大のデッドボリ
ュームの値の２〜７倍に形成されている。しかも、各圧
縮室の最大デッドボリュームの値と最小デッドボリュー
ムの値とは、基準吸入容積に対して１％以上で１０％以
下の範囲内の差が存在している。このため、組み付け公
差を考慮しても、前記デッドボリュームの変更を確保す
ることができる。

【００７４】さらに、両頭ピストン式圧縮機において
は、ひとつのピストンに対してフロント側のデッドボリ
ュームとリヤ側のデッドボリュームとは、同じ大きさと
なるように構成されている。このため、気筒数がｎであ
る場合の回転ｎ／２次成分は、ひとつのピストンのフロ
ント側とリヤ側とで互いに打ち消し合って消滅する。従
って、前記の発明の効果とあいまって、気筒数ｎに対応
する回転ｎ次成分を低減しつつ、回転ｎ／２次成分の発
生を抑制することができる。そして、回転ｎ次成分対策
による新たな振動発生要因の発生が防止される。

【００７５】しかも、大デッドボリューム圧縮室のデッ
ドボリュームの設定が、ピストンの形状を変更すること
によって行われている。このため、デッドボリュームの
設定において、その設定値の許容幅を大きくすることが
できて、各圧縮室のデッドボリュームの変更を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の往復動型圧縮機を示す断面
図。

【図２】 図１の２−２線における断面図。

【図３】 図１の一部の部材を省略した状態での３−３
線における断面図。

【図４】 （ａ）はフロント側、（ｂ）はリヤ側の各圧
縮室のデッドボリュームの変更に関する説明図。

【図５】 シャフト回転角とボア内圧力との関係を示す
説明図。

【図６】 シャフト回転角と１圧縮室あたりの圧縮トル
クとの関係を示す説明図。

【図７】 シャフト回転角と１０圧縮室重畳した圧縮機
全体の圧縮トルクとの関係を示す説明図。

【図８】 圧縮トルクの次数成分に関する説明図。

【図９】 回転１０次成分の低減と回転５次成分の変化
を示す説明図。

【図１０】 （ａ）は回転５次成分の、（ｂ）は回転１
０次成分のフロント側の総和とリヤ側の総和との重畳現
象に関する説明図。

【図１１】 第２の実施形態の往復動型圧縮機の各圧縮
室のデッドボリュームの変更に関する説明図。

【図１２】 第３の実施形態の往復動型圧縮機の各圧縮
室のデッドボリュームの変更に関する説明図。

【符号の説明】

２１、２２…ハウジングの一部を構成するシリンダブロ
ック、２１ａ〜２１ｆ、２２ａ〜２２ｆ…シリンダボ
ア、２５…ハウジングの一部を構成するフロントハウジ
ング、２６…ハウジングの一部を構成するリヤハウジン
グ、３８…両頭ピストン、３９、４０…圧縮室、３９
ａ、４０ａ…小デッドボリューム圧縮室、３９ｂ、４０
ｂ…大デッドボリューム圧縮室、３９ｂ１、４０ｂ１…
連続するように配列された大デッドボリューム圧縮室と
しての第１の大デッドボリューム圧縮室、３９ｂ２、４
０ｂ２…他の大デッドボリューム圧縮室としての第２の
大デッドボリューム圧縮室、４１…クランク室、４２…
駆動シャフト、４４…カムプレートとしての斜板、５１
…吸入口。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部に駆動シャフトを支持
   するとともに、クランク室を形成し、前記ハウジングの
   一部を構成するシリンダブロックには前記駆動シャフト
   を囲むように複数のシリンダボアを配列し、そのシリン
   ダボア内にピストンを往復動可能に収容して圧縮室を区
   画形成し、前記駆動シャフトにはカムプレートを一体回
   転可能に装着し、そのカムプレートの回転に連動して前
   記ピストンを往復動させて、冷媒ガスを圧縮するように
   した往復動型圧縮機において、 前記各圧縮室は各々所定のデッドボリュームを有してな
   り、前記シリンダボアの配列面内における各圧縮室の少
   なくとも３室は同配列面内における他の圧縮室より前記
   デッドボリュームの値を大きく設定した大デッドボリュ
   ーム圧縮室のグループを構成すると共に、前記他の圧縮
   室を小デッドボリューム圧縮室のグループとして構成
   し、前記大デッドボリューム圧縮室のデッドボリューム
   の値と前記小デッドボリューム圧縮室のデッドボリュー
   ムの値との差を各デッドボリューム圧縮室のグループ内
   におけるデッドボリュームの値の差より大きく設定する
   と共に、前記大デッドボリューム圧縮室の内少なくとも
   ２室は前記シリンダボアの配列方向に連続するように配
   列し、他の大デッドボリューム圧縮室は連続するように
   配列された前記少なくとも２室に対して前記小デッドボ
   リューム圧縮室を介して配列したことを特徴とする往復
   動型圧縮機。
2. 【請求項２】 前記ハウジングの前記シリンダボアの配
   列方向に連続するように配列された前記大デッドボリュ
   ーム圧縮室と対応する位置に外部冷媒回路からの冷媒ガ
   スの吸入口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   往復動型圧縮機。
3. 【請求項３】 前記シリンダボアの配列方向に連続する
   ように配列された前記大デッドボリューム圧縮室の間に
   向けて前記吸入口を開口したことを特徴とする請求項２
   に記載の往復動型圧縮機。
4. 【請求項４】 前記他の大デッドボリューム圧縮室を前
   記吸入口から最も離間した位置に形成したことを特徴と
   する請求項２または３に記載の往復動型圧縮機。
5. 【請求項５】 前記大デッドボリューム圧縮室のグルー
   プ内における最小デッドボリュームの値は、前記小デッ
   ドボリューム圧縮室のグループ内における最大デッドボ
   リュームの値の２〜７倍となるように形成したことを特
   徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の往復動型圧縮
   機。
6. 【請求項６】 前記各圧縮室間における最大デッドボリ
   ュームの値と最小デッドボリュームの値とは、該最小デ
   ッドボリュームを有する圧縮室の下死点時における容積
   の１％以上の差をもたせたことを特徴とする請求項１〜
   ５のいずれかに記載の往復動型圧縮機。
7. 【請求項７】 前記各圧縮室間における最大デッドボリ
   ュームの値と最小デッドボリュームの値とは、該最小デ
   ッドボリュームを有する圧縮室の下死点時における容積
   の１０％以下の差をもたせたことを特徴とする請求項１
   〜６のいずれかに記載の往復動型圧縮機。
8. 【請求項８】 前記大デッドボリューム圧縮室のグルー
   プ内におけるデッドボリュームがそれぞれ異なるように
   形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記
   載の往復動型圧縮機。
9. 【請求項９】 前記シリンダボアを前後対向するように
   形成するとともに、前記ピストンを両頭型に構成し、前
   後両側の各圧縮室に各々所定のデッドボリュームを形成
   したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の
   往復動型圧縮機。
10. 【請求項１０】 ひとつの両頭型のピストンに対してフ
    ロント側のデッドボリュームとリヤ側のデッドボリュー
    ムとを同じ大きさに形成したことを特徴とする請求項９
    に記載の往復動型圧縮機。
11. 【請求項１１】 前記各圧縮室のデッドボリュームを前
    記ピストンの形状を変更することにより形成したことを
    特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の往復動型
    圧縮機。