JPS59213956A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は圧縮機に関するものであり、特に、ハウジング
とその内部に配設された可動部＋Ａとによって形成され
る圧縮室の容積が〜可動部材の作動によって増減させら
れることにより気体が圧縮される容積式圧縮機に関する
ものである。

従来技術 容積式圧縮機は、クランク軸や斜板によってビス１−ン
が往復動させられ、それによって気体が圧縮される所謂
レシプロ圧縮機と、ヘーン圧縮機。

スクリュー圧縮機、スクロール圧縮機等ロータの回転に
伴って圧縮室の容積が変化させられるロークリ圧縮機と
に分類されるが、いずれの場合にも可動部材の周期的な
運動に伴って圧縮室の容積が変化し、それによって気体
が圧縮され、吐出孔から吐出されるものであるため、吐
出圧力の変動、すなわち吐出脈動が周期的なものとなる
のが普通である。

しかし、吐出脈動が比較的周波数の低い単純な周期関数
で表されるようなものである場合には、その圧縮機に接
続される配管等が共振して所謂配管振動を生じ易い。圧
縮室の数を増し、かつ、それぞれの圧縮室からの吐出時
期をずらずようにすれば、それだけ吐出脈動の周波数が
増し、また、最高圧力と最低圧力との差も小さくなって
配管振動の発生を回避し易くなるのであるが、この場合
には圧縮機自体の構造が複雑となり、高（ｉｌｉになる
ことを避しＪ得ない。

発明のｌ」的 本発明は上記のような事情を背景として、圧縮機の構造
をできる限り複雑化させることなく吐出脈動の不規則化
を図り得る容積式圧縮機を提供することを目的として為
されたものである。

発明の構成 本発明は上記の目的を達成するために、１つのまたは複
数の圧縮室を備えた容積式圧縮機において、各圧縮室に
対して吐出孔を複数個設けるとともにそれら、の出口側
開口に吐出弁を設け、かつ、それら複数の吐出孔のうち
少なくともＩｌｌ！ｉｔを断面積もしくは吐出弁の開弁
圧において他の吐出孔と異ならせたことを特徴とするも
のである。吐出弁は必すしも１個の吐出孔に対して１個
設ける必要はないのであるが、１つの圧縮室に対応して
設けられる一群の吐出孔に対して少な（とも２個以上設
けられて、それらが独立に開閉しｉｑることが必要であ
る。

発明の効果 １つの圧縮室に対応して設けられた複数個の吐出弁の開
弁圧を相異ならせれば、その吐出弁が設けられた吐出孔
からの吐出開始時期にずれが生じ、各吐出孔からの吐出
気体が合流させられた結果である圧縮機全体の吐出脈動
が不規則化することは比較的理解し易いのであるが、複
数個の吐出孔の面積を相異ならせることによって吐出脈
動を不規則化し得るということは、やや不思議な感じが
する。しかし、実際に不規則化し得るのであり、この理
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
場合のように圧縮室全体において圧力が均一になってい
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＆Ｊた場合にすべての吐出孔において同
し状態で吐出が行われるわけではなく、たとえばヘーン
圧縮機において１つの圧縮室に対して第１図に示すよう
に４個の吐出孔２を設けた場合には吐出脈動が第２図に
示すようなものとなるのに対して、吐出孔２を第３図に
示すように６個とすれば第４図に示すようなものとなる
のであって、吐出孔の数、配置、断面積等によって吐出
脈動の波形が異なってくる。したがって、１個の圧縮室
に対して設けられている複数の吐出孔の断面積を相異な
らせれば吐出脈動を不規則化することができるのである
。

このように本発明によれば、圧縮機の製作コストを殆ど
上昇させないような簡単な手段によって圧縮機の吐出脈
動を不規則化させ、それによってその圧縮機に接続され
る流体装置の配管振動を良好に防止することができるの
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５図は本発明を車室空調装置の冷媒ガス圧縮用ヘーン
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１ｏの前後両端面にフロントおよび
リヤのサイドプレート１２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ってロータ室１８．吐出室２
ｏおよび油分離室２２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．フロント
サイドプレート１２およびフロントハウジング２４は第
６図に示す複数本のボルト２８によって互いに締め付は
固定され、また、シリンダｌＯとリヤサイトプレートＩ
４ならびにフロントハウジング２４とリヤハウジング１
６も互いに図示しない複数本のボルトによって締め付は
固定されて、これらが圧縮機本体を構成し°ζいる。

フロントサイドプレー１−１２．　　リヤサイトプレー
トＩ４およびフロントハウジング２４には、シリンダ１
０の中心線がら偏心した位置において円筒状の軸受部３
０．３２および３４が互いに同心に設けられており、軸
受部３ｏ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
、がっ、同心的に設けられており、回転軸３８は軸封装
置４４によっ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ンチ金介シテエ
ンジンに接続されることによってロータ４２が回転駆動
されるようになっている。

ロータ４２は円柱状の部祠であり、両端面が両サイドプ
レート１２およびＩ４に摺接し、外周面の一部が第６図
に示すようにシリンダ１ｏの内周面に摺接する状態でロ
ーフ室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１陥にわたって複数のベーン４４６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４
８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１ｏの内周面に接
触して、ローフ室１８内の空間を複数個の圧縮室５０に
分割する。そして、これら圧縮室５゜は、ロータ４２の
回転に伴ってシリンダ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を介して冷媒ガスが吸入さ
れ、各圧縮室５０の容積が減少する過程において圧縮さ
れて、その圧縮行程の末期に吐出孔５４から吐出室２０
へ吐出される。吸入孔５２はフロントサイドプレート１
２に形成されているものであり、第６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。−力、吐出孔５
４はシリンダ１０の側壁に第５図に示すようにシリンダ
ＩＯの中心線に平行な直線に沿って３（［！ｉｌ形成さ
れているが、これら複数の吐出孔５４の断面積はりャザ
イドプレート１４例のものからフロントサイドプレート
Ｉ　２　ＩＮのものへ順に減少さ・υられている。そし
て、これら各吐出孔５４の出口側開口、すなわち吐出室
２０例の開口は各々吐出弁５６によって閉塞されている
。これら吐出弁５６は形状寸法が互いに同一のり一ド弁
であって、第６図から明らかなように吐出孔５４を閉塞
Ｊる測の端部とは反対側の端部がリテーナ５８およびボ
ルト６０によってシリンダ１０に固定されている。

各吐出孔５４から吐出室２０へ吐出された冷媒ガスはり
ャザイドプレ−１・１４を貫通して形成された連通孔６
２を経て油分離室２２へ導かれ、フィルタ６４によって
油を分離された後、リヤハウジング１６に形成された図
示しない吐出口から吐出される。また、分離された油は
油分離室２２の下方部分によって形成されている油溜６
６に貯えられる。油溜６６に貯えられた油はリヤ号イト
プレート１４に形成された導油孔６８を経てキャップ７
０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７２および油溝７４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’ｔｈ油ならびにシール油としての
役割を果たす。

以上のように構成された圧縮機においてロータ４２が回
転さゼられれば、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
伴って各圧縮室５０の容積は一旦増大さ−Ｕられた後、
減少さゼられるのであるが、この増大過程にある間に吸
入孔５２を経て吸入室２Ｇから冷媒ガスを吸入し、８蹟
が最大となったとき吸入孔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５
０は吐出孔５４と連通ずるに至るが、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は閉し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内の圧力が吐出弁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５４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、３個の吐出孔は
いずれも断面積が互いに相異ならされているために各吐
出孔５４からの冷媒ガスの吐出量は異なってくるのであ
り、この時期および吐出量の異なる吐出ガスが合流する
連通孔６２の圧力変動が不規則なものとなり、したがっ
て油分離室２２の圧力変動も不規則となって、結局、圧
縮機全体の吐出脈動が不規則な波形を描くこととなるの
である。

なお、本実施例においては、３個の吐出孔５４の面積が
互いに異ならされているにもかかわらず吐出弁５６の形
状寸法は同一とされているため、静的に考えればりャタ
イドプレート１４に近い吐出弁５６からフロントサイド
プレート１２に近い吐出弁５６へ順に開弁圧が高くなっ
ていることになる。したがって、これによっても各吐出
孔５４からの冷媒ガスの吐出開始時期が時間的にずれる
こととなり、吐出脈動の不規則化が促進される。

」二記実施例においては吐出孔５４が３開設けられ、す
べてが互いに犬き卒の異なるものとされていたが、たと
えば第７図に示すように６個の吐出孔７６を設＆Ｊ、そ
のうち３個の断面積を他の３個より小さくすることによ
っても吐出脈動を不規則化さゼろことかできる。ただし
、この場合には、吐出弁は大小１個ずつの吐出孔７Ｇを
それぞれ閉塞する３個の吐出弁が設りられるものとする
。また、第８図に示す実施例におけるように、゛吐出孔
７８の数は３個であってもその断面積の変え方、ならび
に配置を前記第５図および第６図の実施例と異ならせる
ことによっても吐出脈動の不規則化を図ることができる
。さらに第９図および第１０図に示すように、各仕様の
圧縮機に対して試行錯誤的に種々の断面積の吐出孔８０
および８２を形成して、最も不規則化の効果の大きい組
合わせを選定することも可能である。

また、第１１図に示すように、吐出孔８４の断面積は変
えることなく、吐出弁８６の長さを変えることによりそ
れらの開弁圧を変えて吐出脈動の不規則化を図ることも
可能である。なお、８８はリテーナである。

また、同じベーン圧ｆｓ’６ｍであっても、たとえば楕
円形の横断面形状を有するロータ室を有するシリンダに
、円形断面のロータが楕円の短軸上に位置する２箇所に
おいて摺接する状態で配設され、そのロータに等角度間
隔に４枚のベーンが取り（＝Ｊけられて成るベーン圧縮
機のように、複数個の圧縮室の容積が同時に増減さセら
れて、複数箇所の吐出孔から同時に吐出が行われる形式
のベーン圧縮機に本発明を適用することも可能である。

すなわち、複数箇所にそれぞれ設けられる吐出孔を複数
個とし、かつ、それらを断面積もしくは吐出弁の開弁圧
の少なくとも一方において相異なら〜Ｕることによって
吐出脈動の不規則化を図ることができるのである。

その他、スクリュー圧縮機、スクロール圧縮機等のロー
タリ圧縮機に本発明を適用することが可能であることは
勿論であるが、さらに斜板もしくはクランク軸によって
往復運動を与えられるピストンを備えたレシプロ圧縮機
に本発明を適用することも可能である。その一実施例を
第１２図に示す。図において９０はシリンダブロックで
あり、シリンダプロソゲ９０は複数のシリンダボア９２
を備えているか、第１２図にはその１個だけが示されて
いる。シリンダボア９２の一方の開口はバルブプレート
９４によって覆われており、このバルブプレート９４に
は大きさの異なる複数個の吐出孔９６が形成されている
。吐出孔９６の出１」側聞口は吐出弁９８によって閉塞
されており、吐出弁９８の開き量はリテーナ１００によ
って規制されている。シリンダボア９２にはピストン１
０２が摺動可能に嵌合されており、このピストン１゜２
はピンＩ０４およびコネクティングロソｌ”１０６を介
して図示しないクランクシャフトに連結されている。し
たがって、クランクシャフトの回転に伴ってピストン１
０２がシリンダボア９２内で往復動さセられ、このピス
トン１０２とシリンダブ１コツク９０およびバルブプレ
ート９４に囲まれて形成されている圧縮室１０８の容積
が変化さ一ロられる。この圧縮室１０８の容積が増大す
る過程では図示しない吸入孔から冷媒ガスが吸入され、
圧縮室１０８の容積減少過程の末期には吐出孔９６から
冷媒ガスが吐出されるのであるが、この際、複数の吐出
孔９６の断面積が互いに相異ならされているために、ロ
ークリ圧縮機に関して先に詳述したのと同じ理由で吐出
脈動が不規則化されるのである。

レシプロ圧縮機においても吐出孔の断面積を相異なら・
Ｕるのに代えて、もしくは相異ならせるのに加えて吐出
弁の開弁圧を変えることにより吐出脈動を不規則化させ
ることが可能である。

その他、本発明はその趣旨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実施
し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の理解を容易にするために示
した図であり、第１図および第３図はそれぞれ４個およ
び６ｔｌｌｉ］の吐出孔を有するベーン圧縮機における
吐出孔の平面図、第２図および第４図はそれぞれ第１図
および第３図の吐出孔を有するベーン圧１ｉｌｉ機にお
ける吐出脈動波形を示すグラフである。第５図は本発明
の一実施例であるベーン圧縮機の縦断面図であり、第６
図は同しく横断面図である。第７図乃至第１０図はそれ
ぞれ本発明の更に別の実施例における吐出孔の平面図で
ある。第１１図は本発明の更に別の実施例にお＆Ｊる吐
出弁周辺の平面図（一部切欠）である。第１２図は本発
明の更に別の実施例であるレシプロ圧縮機の要部を示す
正面断面図である。 ｌＯニジリンダ １２：フロントサイドプレ−１・ １４：リヤサイドプレート １６：リヤハウジング　　Ｉ８：ロータ室２０：吐出室
　　　　　２２：油分離室２４：フロントハウジング　
　２６；吸入室４２：ロータ　　　　　　　４８：ベー
ン５０．１０８：圧縮室　　　５２：吸入孔５４、７６
、７８．８０．８２．、８４．９６　：吐出孔 ５６．８６，９８：吐出弁 ９０ニジリンダブロツク ９４：パルププレート　　１０２：ビスＩ・ン１０６：
コネクテイングロソド 出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所’２．；ｘ　
９　＋＝４ ”　１１　ｉ”：１ ８４８６１５５ に＋！　８　＋　： 第１２１５ニ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本体とその内部に配設された可動部材とによって形成さ
   れる圧縮室の容積が該可動部材の作動によって増減させ
   られることにより、吸入孔から吸入された気体が圧縮さ
   れて吐出孔から吐出される形式の圧縮機において、 前記圧縮室に対して前記吐出孔を複数個設けるとともに
   それらの出口側開口を閉塞する複数の吐出弁を設け、か
   つ、該複数の吐出孔のうち少なくとも１個を断面積もし
   くは吐出弁の開弁圧において他の吐出孔と異ならせるこ
   とを特徴とする圧縮機。