JP2004332689A

JP2004332689A - 密閉ケース

Info

Publication number: JP2004332689A
Application number: JP2003133119A
Authority: JP
Inventors: Ko Inagaki; 耕稲垣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】コンプレッサの密閉ケースに関し、密閉ケースの共振に起因する騒音の低減を図る。
【解決手段】天面２５２及び底面２５４と、前記天面２５２及び底面２５４より大きな曲率を有する側面２５０と、前記天面２５２及び底面２５４と側面２５０とを結ぶ接続面２５８とを備えるとともに、前記接続面２５８に、内側に凸となるリブ２７２を備えたことにより、接続面２５８の曲げ剛性が向上し、密閉ケース２０２の剛性を向上することで、騒音を低減する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクル等に用いられるコンプレッサの密閉ケースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷凍機器の低騒音化の必要性はさらに高まっており、このため、コンプレッサの密閉ケースに関しても種々の改良がなされている。
【０００３】
密閉ケースにより低騒音化を図った従来の密閉型電動コンプレッサとしては、ケースを複数の曲面で形成し、曲面同士で形成される稜線を略半径方向と略円周方向に形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図７を参照しながら、従来の密閉ケースについて説明する。図７は、従来のコンプレッサの縦断面図である。
【０００５】
図７において、圧縮要素１００を収納する密閉ケース１１０はそれぞれ鉄板を成形して製造される下側部分１１２と上側部分１１４とを、ライン１１６に沿って互いに溶接して構成される。
【０００６】
また、ほぼ円筒形状の圧縮要素１００を収納した上で、全体寸法を小さくするため、密閉ケース１１０はほぼ円筒状の側面１２２と大きな曲率の天面１２４、底面１２６を小さな曲率の接続面１３０、１３２でつないだ形になっている。さらに、半径稜線１４０および円周稜線１４２などで曲面を分割している。
【０００７】
以上のように構成された従来のコンプレッサの密閉ケースについて、以下その動作を説明する。
【０００８】
圧縮要素１００が駆動されると、振動、騒音が発生し、これが加振源となって、密閉ケース１１０は加振される。
【０００９】
ここで一般に、曲率が大きく広い曲面は、曲率が小さく狭い面より剛性が低くなるため、密閉ケース１１０においては接続面１３０，１３２の剛性は高く、側面１２２、天面１２４、底面１２６の剛性は相対的に低くなる。このため、密閉ケース１１０の振動モードは剛性の低い側面１２２、天面１２４、底面１２６などの面の中央部が腹となって、半径方向に変形する形態となる。
【００１０】
このような振動モードによる騒音発生を防止するため、ここで例示している従来の技術においては、例えば側面１２２、天面１２４、底面１２６などの曲率の大きな部分の面積を小さくしたり、曲率をなるべく小さくするなどして、剛性向上を図っている。
【００１１】
さらに、曲面を半径稜線１４０および円周稜線１４２で複雑に分割することで、個々の曲面の剛性向上を図っている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−２９１５６０号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では、側面１２２、天面１２４、底面１２６などの曲率の大きな部分の面積を小さくするか、曲率を小さくすれば、この部分の剛性は向上するため、曲率の大きな面の中心部が腹となって変形する振動モードに対しては、腹となっている部分の剛性が向上することになる。
【００１４】
ところが、密閉ケースの外形寸法がほぼ一定なので、腹となる面の面積が小さく、あるいは曲率が小さくなるほど、これを囲む接続面１３０，１３２の面積が広くなり曲率も大きくなるため、接続面１３０，１３２の剛性が低下する。
【００１５】
従って、腹となる面の剛性自体は向上しても、これを周囲で保持している接続面１３０，１３２の剛性が低下し、腹となる面全体が振動するような変形を生じやすくなるため、全体の変形量はそれほど小さくならない。
【００１６】
また、同様に曲面を稜線で細分化する場合も、密閉ケースの外形寸法がほぼ一定なので、稜線で分割された曲面同士がなす角度は小さくなるか、分割された曲面の曲率が大きくなるため、分割された曲面と稜線部のいずれかの剛性が低くなる。
【００１７】
このように、面積や曲率を小さくして腹となっている面の剛性を向上するか、稜線部で曲面を細分化しても、密閉ケース全体の剛性を大幅に向上することはむずかしい。その結果、密閉ケースの振動モードの周波数を十分に上げられないので、圧縮要素の作動による加振によって密閉ケースが振動し、騒音が発生するという欠点があった。
【００１８】
本発明は従来の課題を解決するもので、密閉ケースの剛性が高く密閉ケースの振動に起因する騒音をより効果的に低減できるコンプレッサを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、電動圧縮要素を収納すると共に冷媒を充填する密閉ケースとからなり、前記密閉ケースは鉛直断面において天面及び底面と、前記天面及び底面より大きな曲率を有する側面と、前記天面及び底面と側面とを結ぶ接続面とを備えるとともに、前記接続面に内側に凸となるリブを形成したものであり、接続面は密閉ケースの振動モードの節に位置するので曲げ主体の変形となるが、リブにより接続面の曲げ剛性が向上するので、密閉ケース全体の剛性を向上し、密閉ケースの振動による騒音を低減することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに前記密閉ケースの側面には平面部が形成されるとともに、前記リブを前記平面部の略中心線に対して１００度〜２６０度の少なくとも一方向に配置したものであり、密閉ケースの振動が問題となる振動モードの節の部分に位置するリブにより、曲げ剛性を向上し、前記の振動モードに対する密閉ケースの剛性を高めることで、密閉ケースの振動による騒音を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による密閉ケースの実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるコンプレッサの縦断面図、図２は下側密閉ケースの上面図、図３は図２の下側密閉ケースのＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は密閉ケースの振動モードの形態を示す模式図、図６は振動モードに伴う変形の様子を示す模式図である。
【００２３】
図１、図２において、コンプレッサ２００の密閉ケース２０２は、上側密閉ケース２０４と下側密閉ケース２０６を接合部２０８で溶接等により密封結合して形成される。密閉ケース２０２内には、下方に配置された電動モータ２１０と、上方に配置された圧縮要素２１２を一体化した電動圧縮要素２１４がスプリング等の弾性部材２１６を介して支持されている。電動モータ２１０は、ロータ２２０と、ステータ２２２で構成され、圧縮要素２１２は、シリンダ２２４と、軸受２２６に支持されたクランクシャフト２２８と、その偏芯部２３０とピストン２３２とを連結したコンロッド２３４等から構成されている。吸入配管２３６と吐出配管２３８は密閉ケース２０２へ溶接等により固定されている。また、吐出配管２３８は、Ｄライン２４０を介して圧縮要素２１２と連結している。
【００２４】
図１から図４において、密閉ケース２０２は、接合部２０８を含む略円筒型の側面２５０と、天面２５２と、底面２５４と、側面２５０と天面２５２および底面２５４を小さな曲率でつなぐ接続面２５６、２５８とから構成されている。また、側面２５０の一部に平面部２６０を設け、平面部２６０のほぼ中心に電動モータ２１０に電源を供給するための端子２６２が取り付けられている。
【００２５】
Ａ−Ａ線で示される断面２７０は、平面部２６０の中心に対して約１２０度の方向に位置する。断面２７０において、側面２５０の曲率Ｒ１は底面２５４の曲率Ｒ２より小さく、いずれも密閉ケース２０２の半径の平均値に比べて大きい。一方、接続面２５８の曲率半径Ｒ３はこれらより小さくなっている。
【００２６】
リブ２７２は、断面２７０上の弧に沿って接続面２５８の一部を内径方向に成型し、接続面２５８と交差する面２７６、２７８を形成したものである。なお、リブ２７２の深さは、ケースの板厚の１〜４倍程度が望ましい。また、リブ２７２の形状は、断面２７０上の弧に沿った長さが断面２７０に垂直方向の長さより長い方が望ましい。
【００２７】
以上のように構成されたコンプレッサにおいて以下その動作を説明する。
【００２８】
電動モータ２１０の回転運動がクランクシャフト２２８を回転させ、コンロッド２３４を介してピストン２３２がシリンダ２２４内で往復運動することにより、吸入管から導かれた冷媒がシリンダ２２４内へ導かれ、ピストン２３２の圧縮作用により圧縮冷媒がＤライン２４０を通り、吐出配管２３８へ排出される。
【００２９】
このため、シリンダ２２４内で大きな圧力変動を伴うので電動圧縮要素２１４に大きな振動が発生し、弾性部材２１６または、Ｄライン２４０、吐出配管２３８を介して密閉ケース２０２を加振することとなる。また、吸入配管２３６と、吐出配管２３８内で圧力脈動が発生し、配管を介して密閉ケース２０２を加振することとなる。さらに、密閉ケース２０２内へ開放された吸入冷媒の圧力脈動が直接、密閉ケース２０２を加振することになる。
【００３０】
一般に、密閉ケース２０２はその形状と剛性による固有の共振周波数と振動モードを有するので、加振力を受けるとこの共振周波数の振動が起こりやすくなる。
【００３１】
小型の冷蔵庫用コンプレッサにおける振動モードは、例えば図５に示すように、側面２５０の多角形状の変形や、天面２５２、底面２５４の上下方向の変形など、比較的平坦な曲面の中央部が振動モードの腹となり、接続面２５６，２５８は節になる場合が多い。
【００３２】
振動モードによる変形を極端に大きくするとすると図６のようになる。すなわち、平坦な面の中央に位置する腹２８０ａが面に垂直な方向２８１に変形して、２８０ｂあるいは２８０ｃの状態になる。これに伴って、面自体が矢印２８２，２８３の方向に伸びるような変形となる。一方、平坦な面の端に位置する節２８４、２８５では、面が伸びるような変形は少ないものの、隣接する腹２８０の変形の影響で、矢印２８６，２８８の方向に曲がる変形がおきる。
【００３３】
このように接続面２５８では曲げ変形が起きるが、リブ２７２により接続面２５８とほぼ垂直に交差する面２７６、２７８が形成されるので、側面２５０と底面２５４の間の曲げに対する剛性が向上する。
【００３４】
また、図５において、端子２６２周辺の平面部２６０と曲面のつなぎ部分２５０ａ，２５０ｂと、側面２５０の曲率が小さい部分２５０ｃ、２５０ｄは、密閉ケース２０２の側面２５０において相対的に剛性が低くなる部分である。このため、密閉ケース２０２は図５に示すような、側面上の位置２５０ａ，２５０ｄ，２５０ｅと、２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｆが交互に略三角形に変形する振動モード２９０を有する。振動モード２９０は小型の冷蔵庫用コンプレッサにおいては３ｋＨｚ程度の共振周波数を持ち、騒音の原因となりやすい。
【００３５】
これに対して本発明では、端子２６２から１２０度の方向にリブ２７２を設けることで、振動モード２９０の３箇所の内、最も変形が小さい腹２９０ｃと隣接する接続面２５８上の位置にリブ２７２を設けている。
【００３６】
変形の大きい腹２９０ａ，２９０ｂの周辺では接続面２５８の近傍まで変形が生じており、接続面２５８には曲げ方向の変形に加え、伸び方向の変形が発生している。リブ２７２は曲げ変形に対しては剛性を高める効果を有するが、伸び変形に対しては面に弛みがある状態になり、逆に剛性を下げる結果になる。従って、変形の大きい腹の周辺にリブ２７２を加えて曲げ剛性を向上させても、伸び方向の剛性が若干低下するので、十分に剛性が向上しない。
【００３７】
一方、変形の小さい腹２９０ｃの傍にリブ２７２を加えると、伸び方向の変形がわずかであり、曲げ剛性の向上により、密閉ケース２０２の剛性を効果的に向上させることができる。
【００３８】
このように、リブ２７２を端子の方向に対して１００度〜２６０度の範囲に配置することで、問題となる振動モード２９０の節の部分に確実に配置することができるので、接続面の曲げ剛性の向上により、密閉ケース２０２の全体剛性を向上することができ、密閉ケース２０２の振動に起因する騒音を低減することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、リブ２７２を１箇所に設けたが、２箇所以上に設けても同様の効果が得ることができる。
【００４０】
また、リブ２７２は凹みにより構成したが、突起によりリブ２７２を構成しても、ほぼ同様の効果を得ることが出来る。
【００４１】
また、接続面の面積を広くして、リブ２７２により接続面の剛性があげるとともに、側面、天面、底面の面積を小さくすることで、密閉ケース全体の剛性をさらに向上することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明したように請求項１記載の発明は、接続面に内側に凸となるリブを形成したので、接続面部分の曲げ剛性が向上することで、密閉ケースの振動を防止し、騒音を低減することができる。
【００４３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、リブを前記平面部の略中心線に対して１００度〜２６０度の少なくとも一方向に配置したので、問題となる振動モードに対し確実にケースの全体剛性を高めることで、密閉ケースの振動を防止し、騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による密閉ケースの実施の形態１の縦断面図
【図２】同実施の形態の下側密閉ケースの上面図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図
【図５】同実施の形態の振動モードを示す模式図
【図６】同実施の形態の変形状態を示す模式図
【図７】従来のコンプレッサの縦断面図
【符号の説明】
２０２密閉ケース
２１４電動圧縮要素
２５０側面
２５２天面
２５４底面
２５６、２５８接続面
２６０平面部
２７２リブ

Claims

電動圧縮要素を収納すると共に冷媒を充填する密閉ケースであって、前記密閉ケースは鉛直断面において天面及び底面と、前記天面及び底面より大きな曲率を有する側面と、前記天面及び底面と側面とを結ぶ接続面とを備えるとともに、前記接続面に、内側に凸となるリブを形成した密閉ケース。
前記密閉ケースの側面には平面部が形成されるとともに、前記リブを前記平面部の略中心線に対して１００度〜２６０度の少なくとも一方向に配置した密閉ケース。