JPS587835B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧縮機に関し、特に、吐出流体（吐出ガス）の
脈動を緩和することにより消音効果を図った圧縮機の構
造に関する。

フレオンガス等の冷媒を圧縮する冷房用圧縮機にあって
は、ピストン・シリンダ機構を内蔵するシリンダブロッ
クの端面に板状のサイドプレートとその外側を被うサイ
ドカバーとを固定し、該サイドプレートにシリンダ内へ
流入させるための低圧側通孔および該シリンダから流出
させるための高圧側通孔を設ける構造が採用されている
。

従来、この種の圧縮機の消音機構としては、実開昭５０
−４４３１３号あるいは特開昭５４−３１６１１号に示
される様に、高低圧室を形成するサイドカバーの外壁面
側に偏平な吐出室を別途形成し、この吐出室を介して高
圧室から吐出口へ吐出冷媒を導ひくことにより、吐出冷
媒からの消音を行うことが知られている。

しかるに、この消音機構では単に高圧室から絞り機能を
有する小孔を介して吐出室に冷媒が吐出される際の、容
積の膨脹と圧力の低下に基づく脈動エネルギーの平滑作
用だけにその消音効果をたよっている為、十分な消音効
果が得られなかった。

本発明は高圧室から吐出室のほぼ中央に向けて冷媒を吐
出すると共に吐出室のほぼ中央から吐出口へ冷媒を導ひ
く様に構成することにより、吐出室内に吐出された吐出
冷媒の放射方向への拡散が効果的に行なわれる様にして
、より偏平な小容積の吐出室でより大きな消音効果を得
んとするものである。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図において、シリンダブロックは左右部分１２，１
２に分割され、これらを中央合せ面で結合して構成され
ている。

シリンダブロック内には、中央部に斜板室１４が形成さ
れ、左右両側には中心軸線に平行にシリンダ１６，１６
が形成されている。

該シリンダは円周方向に複数個（例えば、片側３個ずつ
で合計６個）形成されている。

シリンダブロックの中心にはこれを貫通するシャフト１
８が支承され、該シャフトの前記斜板室１４に相当する
部分には斜板２０が固定されている。

前記シャフト１８と平行にその周囲に配列された前記各
シリンダ１６，１６には複動形のピストン２２．２２が
嵌合されている。

各ピストンは、前記斜板の両側に固定したスリッパ２４
および各スリッパに支持されたスチールボール２６を介
して、該斜板２０に連結されている。

前記シャフト１８はラジアルベアリング２８，２８によ
りシリンダブロック１２．１２に回転自在に支承され、
また、斜板２０の軸方向分力を受けるためのスラストベ
アリング３０，３０が設けられている。

シリンダブロック１２，１２の両端面には弁板３２，３
２およびサイドプレート３４，３４が重ね合せて取付け
られ、各サイドプレートの外側にはフロント側サイドカ
バー（図面中左側）３６およびリャ側サイドカバー（図
面中右側）３８が取付けられている。

シリンダブロック１２，１２の周囲には円筒状ハウジン
グ４０が設けられている。

図示の例では、円筒状ハウジング４０の左端をフロント
側サイドカバー３６の段部に係合させ、かつ該円筒状ハ
ウジングの右端部をリャ側サイドカバー３８にねじ等で
締結することにより、各弁板３２，３２、各サイドプレ
ート３４，３４、フロント側サイドカバー３６、および
リャ側サイドカバー３８がシリンダブロック１２．１２
に対し固定されるようになっている。

ハウジング４０のほぼ中央部には、冷媒ガス（フレオン
ガス）等の流体吸入口４２が設けられ、シリンダブロッ
クに形成した通孔４４を介して前記斜板室１４へ開口し
ている。

フロント側サイドカバー３６の中心開口部にはシャフト
シール４６が装着され、シャフト１８とフロント側サイ
ドカバー３６との間を密封している。

前記斜板室１４の前後には通孔４８，４８が形成され、
該通孔を介して、シリンダブロックの前後に形成された
拡大通路５０，５０へ通じている。

前後の各拡大通路は前後のサイドプレート３４，３４に
形成された各低圧側通孔５２，５２を介して、フロント
側およびリャ側の各低圧室５４，５４へ通じている。

各低圧室５４，５４はフロント側およびリャ側の各サイ
ドカバー３６，３８によって画定されている。

また、各低圧室５４．５４は各サイドプレート３４．３
４に形成された他の低圧側通孔５６，５６を介して各シ
リンダ１６，１６内へ通じている。

これらの低圧側通孔５６，５６は各弁板３２，３２に形
成された図示しない流入弁によって各ピストン２２の吸
入行程の間にシリンダ１６．１６と低圧室５４．５４と
を連通ずるようになっている。

さらに、各低圧室５４．５４のまわりには、各サイドカ
バー３６，３８によって高圧室６０，６０が画定されて
いる。

各高圧室は、各サイドプレート３４，３４に形成された
高圧側通孔５８，５８を介して各シリンダ１６，１６内
へ通じている。

各高圧側通孔５８．５８は、各サイドプレート３４，３
４に取りけられた流出弁により、各ピストン２２の吐出
行程の間にシリンダ１６．１６と高圧室６０とを連通ず
るようになっている。

リャ側サイドカバー３８は、ほぼ碗形形状をしており、
その内部は環状隔壁部３８Ｂ（第６図、第７図に示す）
によって半径方向内外に二つの室が画定されている。

半径方向内方の室は前記低圧室５４であり、半径方向外
方の室は前記高圧室６０である。

これらの室の内側（図面中左側）はサイドプレート３４
によって仕切られている。

リャ側サイドカバー３８の外側（図面中右側）には、ほ
ぼ皿形形状の吐出室カバー７２が固定され、該リャ側サ
イドカバーと該吐出室カバーとの間に吐出室６８が画定
されている。

しかして、前記高圧室６０と前記吐出室６８とは、サイ
ドカバー３８に形成された複数個（例れば円周方向等間
隔に形成された４個）の小孔７０によって連通されてい
る。

各小孔７０は、シリンダブロック１２，１２の中心軸線
の延長上に向う方向に略一致した方向に形成されている
。

図示の例では、各小孔７０はシリンダブロック中心軸線
に対し傾斜して該中心軸線延長上に向けて形成されてい
る。

こうして、前記高圧室６０と前記吐出室６８との間は該
吐出室の略中央に向う小孔７０によって連通されている
。

前記吐出室６８の略中央の位置、すなわち前記吐出室カ
バー７２の略中央の位置には、圧縮冷媒ガスを吐出する
ための吐出口６４が吐出室カバー７２の略中夫に設けた
冷媒取出口に直接設けられている。

以上説明した第１図の圧縮機の作動は次のとおりである
。

吸入口４２から導入された低圧の冷媒ガスはシリンダブ
ロック内の斜板室１４に入る。

該冷媒は低温でありかつ潤滑油を含んでいるので、斜板
２０およびスラストベアリング３０，３０等を直接接触
により冷却しかつ潤滑する。

冷媒は、第１図中矢印で示す如く流れ、通孔４８，４８
を通して各拡大通路５０，５０へ入る。

この時、冷媒は急に遅速して油分だけが下方へ落ち、還
油孔（図示せず）を通って各ラジアルベアリング２８，
２８を潤滑する。

さらに、冷媒ガスは低圧側通孔５２，５２を介して各低
圧室５４，５４内へ導入される。

フロント側の低圧室に導入された冷媒は、これに臨設さ
れたシャフトシール４６を冷却しかつ潤滑する。

次いで、冷媒は、各ピストンの吸入行程の際、各サイド
プレート３４，３４に形成された低圧側通孔５６，５６
を介して各シリンダ１６，１６内へ吸入される。

各シリンダ内の冷媒は、ピストン２２が圧縮行程（吐出
行程）に入ると、サイドプレート３４の高圧室通孔５８
を介してその吐出弁作用により高圧状態（圧縮状態）で
高圧室６０内へ吐出される。

フロント側およびリャ側の各高圧室６０，６０はパイプ
（図示せず）等により互いに連通されており、このため
、フロント側の高圧室内の高圧冷媒もリャ側の高圧室内
へ流入する。

リャ側の高圧室６０へ導入された高圧冷媒は、サイドカ
バー３８に形成された複数個の小孔７０を通して吐出室
６８内へ流入し、該吐出室の中央部に設けた吐出口６４
から配管等を通して冷凍サイクルへ吐出される。

しかして、高圧室６０へ吐出された冷媒は圧力脈動の成
分を有しており、このままの状態で吐出口６４から冷凍
サイクルへ吐出させたのでは配管やコンデンサが加振さ
れかつ車体を伝わって車室内に振動および騒音を発生す
るが、前述の実施例では、高圧室６０内の高圧冷媒は小
孔７０を通して吐出室６８内へ流入する際に拡散膨脹す
るとともに、吐出室の略中央部に向って形成した各小孔
７０により吐出される吐出圧力脈動の高周波成分は該中
央部で衝突する際の相互干渉によって効果的に減衰され
る。

したがって、膨脹および干渉作用により、効果的に消音
することができる。

前記膨脹による消音効果は、各小孔７０の合計の断面積
と吐出室６８の面積との比、すなわち開口比を適当に選
ぶことによって達成することができる。

第２図は前記開口比の模型を示す説明図であり、直径Ａ
の吸入配管（前記小孔７０に相当する）からこれより大
径の直径Ｂのサイレンサに入る場合、その開口比はπＢ
２／πＡ２によって表わされる。

さらに、サイレンサの厚さｄも、これを適当に選ぶこと
により一層の消音効果を達成することができる。

第２図中のＣはサイレンサから吐出口（第１図中の吐出
口６４に相当する）の直径を示す。

なお、各小孔７０の断面積は、あまり小さくすると圧力
損失を生じ性能低下を招くので、ある最小値以上に選定
する必要がある。

また、各小孔７０の断面に円形の丸孔の他に角形形状等
適当な形状にすることもできる。

また、吐出圧力脈動の高周波成分の干渉を引き起し、こ
れを利用して消音効果を高めるためには第２図に示す如
く、直径Ｃの吐出口を直径Ｂのサイレンサの中央付近に
設けることが最も効果的である。

第１図の実施例では、この考え方を適用し、吐出口６４
は吐出室６８の略中央に設けられている。

第３図は吐出圧力脈動周波数Ｆ（Ｈｚ）に対する脈動圧
力Ｐ（ｋｇ／ｃｍ２〕の分布状態を例示する図表である
。

第３図中の点線Ｘは従来技術による吐出圧力脈動の分布
状態を例示しており、同図中斜線を付した騒音範囲すな
わち周波数がＰｏより高くかつ脈動圧力がＰｏより高い
成分をかなり大きな割合で含んでいる。

このため、従来の圧縮機は振動および騒音が大きく不快
感を生じるものであった。

これに対し、第３図中の実線Ｙは本発明による圧縮機の
吐出圧力脈動の分布状態を例示している。

これから明らかな如く、本発明によれば、周波数Ｆｏ以
上の高周波成分の圧力は全てＰｏ以下に減衰させること
ができ、騒音範囲（斜線範囲）の成分を全て消失させる
ことができる。

したがって、本発明による圧縮機では、振動および騒音
を殆ど感じない程度まで消音することができる。

さらに、第１図の実施例においては、リャ側サイド力バ
ー３８を利用してその内側に低圧室５４および高圧室６
０が設けらた、その外側に吐出室６８が設けられている
。

圧縮機の運転状態では、低圧室は低圧力であり、高圧室
と吐出室とは高圧力である、また、小孔７０を通過する
ときの圧力損失で吐出室内圧力は高圧室の平均圧力より
若干低いがその差はわずかである。

このため、サイド力バー３８の円板部３８Ａには、吐出
室（高圧）と低圧室（低圧）との圧力差に該低圧室の対
向面積を乗じた値にほぼ等しい大きさの力がシリンダ方
向（第１図中左向け）へ作用することになる。

したがって、サイドカバー３８の環状隔壁部３８Ｂはサ
イドプレート３４の面（実際にはパッキング等が介在し
ている）に強圧され、低圧室５４と高圧室６０との間の
気密性が確実に保持されるという効果もある。

第４図は本発明の圧縮機の第二実施例の部分図である。

この実施例は、略中央に通孔７４を有する仕切板γ６を
サイド力バー３８と吐出室カバー７２との間に介在させ
、第１図の実施例の吐出室６８を第二高圧室６８Ａと吐
出室６８Ｂとの二室に分割した点で第１図の実施例と相
異しており、その他の部分の構造は実質上同じである。

したがって、第４図中の参照番号で第１図中のものと同
一の番号はそれぞれ対応または同一部分を表示し、てい
る。

通孔７４は吐出室６８Ｂの中央に向けて高圧冷媒を吐出
する機能を有する。

第４図の構造によれば、高圧室６０内の高圧冷媒は、小
孔７０→第二高圧室６８Ａ→通孔７４→吐出室６８Ｂ→
吐出口６４を通る間に、急膨脹および急縮を繰返すこと
になり、これによって消音効果を一層高めることができ
る。

第５図は本発明の圧縮機の第三実施例の部分図である。

この実施例は、吐出室カバー７２の中心部に冷媒取出口
７８を形成するとともに、該取出口に連続する半径方向
通路８０を形成し、該半径方向通路の出口端に吐出口６
４を設けた点で、第１図の実施例と相異しており、その
他の構造は実質上同じである。

したがって、第１図中の各部分と同一またはこれに相当
する部分は同一参照番号で表示されている。

第５図の構造によれば、第１図の実施例の作用効果の他
に、圧縮機の軸方向長さを最小にすることができるとい
う効果が得られる。

自動車用空調装置等に使用する圧縮機では、装着スペー
スに制約があり、吐出口６４およびこれに接続される配
管を軸方向に設けることができない場合が多いが、第５
図の実施例によればこのような問題が解決され便利であ
る。

第５図に示した各実施例においても、高圧室６０→小孔
７０→吐出室６８→吐出口６４を通して流える高圧冷媒
は、第１図の場合と実施上同じ状態で膨脹および干渉作
用を受けるので、同様の消音効果を達成することができ
る。

なお、以上説明した各実施例の低圧室５４および高圧室
６０の形状は、第６図に示す如く完全に閉じた環状隔壁
部３８Ｂによって同心状の円形および円環形状の室にす
ることは勿論、第７図に示す如く環状隔壁部３８Ｂの一
部がサイドカバー外周壁へ接続するほぼＵ字形状にし、
その同部にＵ字形状の低圧室５４を画定するとともにそ
の外部とサイドカバー外周壁との間に高圧室６０を画定
するような構造にすることも可能である。

いずれの形状であっても同様の消音効果を達成すること
ができる。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれば低・高圧
室の外側に隣接して設けられた偏平な吐出室の中央に向
けて高圧室から高圧冷媒を吐出すると共に該吐出室の略
中央に設けた取出口から高圧冷媒を吐出口へ導びく様に
構成したので、吐出室での膨脹による消音効果に加え冷
媒の効果的な拡散に伴う干渉作用による消音効果が期待
でき、より小容積の吐出室でより効果的な消音を行うこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧縮機の第一実施例の縦断面図、
第２図は膨脹式サイレンサの開口比の原理模型を示す説
明図、第３図は従来の圧縮機と本発明による圧縮機との
吐出脈動圧力の周波数分布を例示する図表、第４図は本
発明の圧縮機の第二実施例の要部を示す部分縦断面図、
第５図は本発明の圧縮機の第三実施例の要部を示す部分
縦断面図、第６図，第７図は本発明の圧縮機の低出室お
よび高圧室の形状の一実施例及び他の実施例を示す断面
図である。 １２・・・・・・シリンダブロツク、１６・・・・・・
シリンダ、１８・・・・・シヤフト、２２・・・・・・
ピストン、３２・・・・・・弁板、３４・・・・・・サ
イドプレート３６・・・・・・フロント側サイドカバー
、３８・・・・・・リャ側サイドカバー、４２・・・・
・・吸入口、５４・・・・・・低圧室、５６・・・・・
・低圧側通孔、５８・・・・・・高圧側通孔、６０・・
・・・・高圧室、６４・・・・・・吐出口、６８・・・
・・・吐出室、６８Ａ・・・・・・第二高圧室、６８Ｂ
・・・・・・吐出室、７０・・・・・・小孔、７２・・
・・・・吐出室カバー、７４・・・・・・通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダブロックの端面に板状のサイドプレートを
   当接し、その外側部に該サイドプレートを介してシリン
   ダに連通する低・高圧室を画成し、該低・高圧室の反サ
   イドプレート側に偏平な吐出室を隣接して画成し、且つ
   前記高圧室と前記吐出室とを連通する通孔を設けて前記
   高圧室から前記吐出室へ高圧冷媒を吐出すると共に吐出
   室に設けた取出口から圧縮機の吐出口へ高圧冷媒を導ひ
   く様にしたものにおいて、前記通孔を前記吐出室の略中
   央に向けて開口せしめると共に、前記吐出室に設けた高
   圧冷媒の取出口を前記吐出室の略中央に開口させたこと
   を特徴とする圧縮機。