JP2016070229A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、マフラ空間で発生する共鳴に起因する騒音を抑制することができる圧縮機を提供することである。
【解決手段】ロータリ圧縮機１０１は、圧縮機構１５と、クランクシャフト１７と、リアマフラ４６とを備える。圧縮機構は、リアヘッド４３を有する。リアマフラは、環状のリアマフラ空間３３をリアヘッドと共に形成する。リアヘッドは、リア吐出ポート４３ｂと、マフラ締結孔４３ｅと、リブ４３ｇとを有する。リブは、リアマフラ空間に形成される。リアマフラ空間は、第１マフラ部分空間３３ａと、第２マフラ部分空間３３ｂとを有する。第１マフラ部分空間は、リアマフラ空間の周方向においてマフラ締結孔およびリブが形成されていない範囲内にある。第２マフラ部分空間は、リアマフラ空間の周方向においてリブが形成されている範囲内にある。第２マフラ部分空間の径方向断面積は、第１マフラ部分空間の径方向断面積の７０％以下である。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧縮機に関する。

従来、特許文献１（特許平５−１３３３７７号公報）に開示されているように、マフラを備える圧縮機が用いられている。マフラは、圧縮機内部の圧縮機構に取り付けられ、圧縮機構から冷媒が吐出される際に発生する騒音を低減する効果を有する。

マフラは、圧縮機構と共に、環状のマフラ空間を形成する。圧縮機構は、吐出ポートからマフラ空間に冷媒を周期的に吐出する。これにより、マフラ空間では、冷媒の圧力脈動による共鳴が発生する。この共鳴の一次モードでは、吐出ポートの近傍の空間、および、マフラ空間の中心に対して吐出ポートの反対側の空間の２箇所において、圧力脈動の振幅が最大となる腹が形成される。一次モード共鳴のエネルギーは、マフラを振動させて、圧縮機から発生する騒音の原因となる。そのため、マフラ空間で発生する共鳴のエネルギーを低減する方法が求められている。

本発明の目的は、マフラ空間で発生する共鳴に起因する騒音を抑制することができる圧縮機を提供することである。

本発明の第１観点に係る圧縮機は、圧縮機構と、クランクシャフトと、マフラとを備える。圧縮機構は、第１部材を有する。クランクシャフトは、第１部材を貫通し、回転軸周りに回転する。マフラは、マフラ空間を第１部材と共に形成する。マフラ空間は、回転軸の周りに位置している環状空間である。第１部材は、吐出ポートと、締結孔と、リブとを有する。吐出ポートは、マフラ空間と連通する。締結孔は、マフラ空間の外側に形成され、締結部材が通る。リブは、マフラ空間に形成され、回転軸に対して吐出ポートの反対側に位置している。マフラ空間は、第１空間と、第２空間とを有する。第１空間は、マフラ空間の周方向において締結孔およびリブが形成されていない範囲内にある。第２空間は、マフラ空間の周方向においてリブが形成されている範囲内にある。第２空間の径方向断面積は、第１空間の径方向断面積の７０％以下である。径方向断面積は、第１部材の径方向における断面積である。

第１観点に係る圧縮機において、マフラ空間は、圧縮機構で圧縮された冷媒が吐出ポートから周期的に吐出されて圧力脈動が発生する環状の空間である。マフラ空間では、マフラ空間の周方向に沿って、圧力脈動に起因する定常波が発生する。定常波は、圧力脈動の大きさが最大となる「腹」と、圧力脈動の大きさが最小となる「節」とを有する。定常波の腹の位置に、障害物であるリブを設けることにより、定常波の発生を抑制することができる。すなわち、リブは、マフラ空間で発生する圧力脈動を抑制する効果を有する。従って、第１観点に係る圧縮機は、マフラ空間に形成されるリブによって、マフラ空間で発生する音響共鳴に起因する騒音を抑制することができる。

本発明の第２観点に係る圧縮機は、第１観点に係る圧縮機であって、第１直線と、第２直線との間の角度は、６０°以下である。第１直線は、マフラ空間の周方向におけるリブの中心位置と、回転軸とを結ぶ。第２直線は、マフラ空間の周方向における吐出ポートの中心位置と、回転軸とを結ぶ。

第２観点に係る圧縮機において、リブは、吐出ポートの反対側の空間に形成されている。マフラ空間の周方向において、リブは、所定の範囲内に形成されている。

本発明の第３観点に係る圧縮機は、第１観点または第２観点に係る圧縮機であって、第１部材は第１軸受を有する。リブは、第１軸受と連結されている。

第３観点に係る圧縮機において、第１軸受およびリブは、一体的に形成されている。

本発明の第４観点に係る圧縮機は、第１乃至第３観点のいずれか１つに係る圧縮機であって、リブは、第１部材の成形時に形成される。

第４観点に係る圧縮機において、リブを有する第１軸受は、鋳造および焼結等によって一体的に形成される。

本発明の第５観点に係る圧縮機は、第１乃至第４観点のいずれか１つに係る圧縮機であって、圧縮機構は、第２部材と、第１連通路と、第２連通路とをさらに有する。第２部材は、クランクシャフトに貫通され、かつ、回転軸の方向において第１部材と対向する。第１連通路は、マフラ空間と、第２部材の周囲の空間とを連通し、かつ、回転軸に沿って延びている。第２連通路は、マフラ空間と、第２部材の周囲の空間とを連通し、かつ、回転軸に沿って延びている。吐出ポート、第１連通路、リブおよび第２連通路は、マフラ空間の周方向に沿って、この順番で配置されている。

第５観点に係る圧縮機において、吐出ポートから吐出された冷媒は、マフラ空間を流れて、第１連通路および第２連通路に流入する。第１連通路および第２連通路を通過した冷媒は、圧縮機構の外部空間に供給される。

本発明の第６観点に係る圧縮機は、第１乃至第４観点のいずれか１つに係る圧縮機であって、マフラは、第１吐出孔と、第２吐出孔とを有する。第１吐出孔は、マフラ空間と、マフラの周囲の空間とを連通する。第２吐出孔は、マフラ空間と、マフラの周囲の空間とを連通する。吐出ポート、第１吐出孔、リブおよび第２吐出孔は、マフラ空間の周方向に沿って、この順番で配置されている。

第６観点に係る圧縮機において、吐出ポートから吐出された冷媒は、マフラ空間を流れて、第１吐出孔および第２吐出孔を通過する。第１吐出孔および第２吐出孔を通過した冷媒は、圧縮機構の外部空間に供給される。

本発明に係る圧縮機は、マフラ空間で発生する共鳴に起因する騒音を抑制することができる。

実施形態のロータリ圧縮機の縦断面図である。 図１の高さ位置ＩＩにおける圧縮機構の断面図である。 フロントマフラが取り付けられたフロントヘッドの斜視図である。 図１の高さ位置ＩＶにおける圧縮機構の断面図である。 リアヘッドの斜視図である。 リアヘッドの平面図である。 図６の線分ＶＩＩ―ＶＩＩにおけるリアヘッドの断面図である。 図６の線分ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩにおけるリアヘッドの断面図である。 リブの位置を説明するためのリアヘッドの平面図である。 参考例としての仮想マフラ空間の概念図である。 参考例としての仮想マフラ空間で発生する一次共鳴モードを表す概念図である。 リアマフラ空間における冷媒の流れを表す図である。 参考例としての仮想マフラ空間で発生する二次共鳴モードを表す概念図である。 変形例Ｄにおけるリアヘッドの平面図である。 変形例Ｅにおけるフロントヘッドの斜視図である。 変形例Ｅにおけるフロントマフラが取り付けられたフロントヘッドの上面図である。

本発明の実施形態である圧縮機について、図面を参照しながら説明する。圧縮機は、空気調和装置等の冷凍装置に備えられる冷媒回路に取り付けられる。圧縮機は、冷媒回路を流れる冷媒ガスを圧縮する。

（１）ロータリ圧縮機の構成
図１は、本実施形態のロータリ圧縮機１０１の縦断面図である。ロータリ圧縮機１０１は、２シリンダタイプのロータリ圧縮機である。ロータリ圧縮機１０１は、主として、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、駆動モータ１６と、クランクシャフト１７と、２つの吸入管１９と、吐出管２０とを備える。ロータリ圧縮機１０１で圧縮される冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ２２、Ｒ３２および二酸化炭素である。次に、ロータリ圧縮機１０１の各構成要素について説明する。

（１−１）ケーシング
ケーシング１０は、円筒形の胴部１１と、ボウル形の頂部１２と、ボウル形の底部１３とから構成される。頂部１２は、胴部１１の上端部と気密状に連結されている。底部１３は、胴部１１の下端部と気密状に連結されている。

ケーシング１０は、ケーシング１０の内部空間および外部空間の圧力および温度の変化によって変形および破損が起こりにくい剛性部材で成形されている。ケーシング１０は、胴部１１の円筒形の軸方向が鉛直方向に沿うように設置されている。ケーシング１０の内部空間の下部は、潤滑油が貯留される油貯留部１０ａである。潤滑油は、ケーシング１０の内部空間に存在する摺動部の潤滑性を向上させるために用いられる冷凍機油である。

ケーシング１０は、主として、圧縮機構１５と、駆動モータ１６と、クランクシャフト１７とを収容している。圧縮機構１５は、クランクシャフト１７を介して駆動モータ１６と連結されている。吸入管１９および吐出管２０は、ケーシング１０を貫通するように、ケーシング１０と気密状に連結されている。

（１−２）圧縮機構
圧縮機構１５は、主として、フロントマフラ２６と、フロントヘッド２３と、フロントシリンダ２４と、フロントピストン２５と、ミドルプレート３１と、リアシリンダ４４と、リアピストン４５と、リアヘッド４３と、リアマフラ４６とから構成される。フロントヘッド２３、フロントシリンダ２４、ミドルプレート３１、リアシリンダ４４およびリアヘッド４３は、複数のボルトによって互いに締結されている。図面において、これらのボルトが通る孔は省略されている。

圧縮機構１５は、低圧の冷媒ガスを吸引して圧縮し、高圧の冷媒ガスを吐出する。圧縮機構１５の上方の空間は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒が吐出される高圧空間Ｓ１である。圧縮機構１５は、油貯留部１０ａに貯留されている潤滑油に浸かっている。潤滑油は、圧縮機構１５の摺動部に供給される。次に、圧縮機構１５の各構成要素について説明する。

（１−２−１）フロントシリンダ
フロントシリンダ２４は、フロントヘッド２３とミドルプレート３１との間に挟まれている。フロントシリンダ２４の上面は、フロントヘッド２３の下面と接触している。フロントシリンダ２４の下面は、ミドルプレート３１の上面と接触している。

図２は、図１の高さ位置ＩＩにおける圧縮機構１５の断面図である。フロントシリンダ２４は、フロントシリンダ孔２４ａと、フロント吸入孔２４ｂと、フロント吐出路２４ｃと、フロントブッシュ収容孔２４ｄと、フロントブレード収容孔２４ｅとを有している。

フロントシリンダ孔２４ａは、フロントシリンダ２４の上面から下面に向かって、フロントシリンダ２４を鉛直方向に貫通する円柱形の孔である。フロント吸入孔２４ｂは、フロントシリンダ２４の外周面から内周面に向かって、フロントシリンダ孔２４ａの径方向に沿ってフロントシリンダ２４を貫通する孔である。フロント吐出路２４ｃは、フロントシリンダ２４の内周面の上端部に形成される切り欠き部である。フロントブッシュ収容孔２４ｄは、フロントシリンダ２４を鉛直方向に貫通する孔である。フロントブッシュ収容孔２４ｄは、鉛直方向に沿って見た場合において、フロント吸入孔２４ｂとフロント吐出路２４ｃとの間に形成されている。フロントブレード収容孔２４ｅは、フロントシリンダ２４を鉛直方向に貫通する孔である。フロントブレード収容孔２４ｅは、フロントブッシュ収容孔２４ｄと連通している。

また、フロントシリンダ２４は、２つのフロントシリンダ連通孔２４ｈを有している。フロントシリンダ連通孔２４ｈは、後述するマフラ空間連通路３４ａ，３４ｂの一部である。

（１−２−２）フロントピストン
フロントピストン２５は、フロントヘッド２３とミドルプレート３１との間に挟まれている。フロントピストン２５の上面は、フロントヘッド２３の下面と接触している。フロントピストン２５の下面は、ミドルプレート３１の上面と接触している。

フロントピストン２５は、円筒形のフロントローラ２５ａと、板状のフロントブレード２５ｂとから構成される。フロントブレード２５ｂは、フロントローラ２５ａの径方向に沿って、フロントローラ２５ａから突出している。

フロントローラ２５ａは、フロントシリンダ２４のフロントシリンダ孔２４ａに収容される。フロントローラ２５ａは、クランクシャフト１７のフロント偏心軸部１７ａが嵌め込まれている。クランクシャフト１７が回転すると、フロントローラ２５ａは、クランクシャフト１７の回転軸を中心とする公転運動を行う。フロントローラ２５ａは、鉛直方向に沿って上から見た場合において、時計回りに公転する。

フロントブレード２５ｂは、主として、フロントシリンダ２４のフロントブッシュ収容孔２４ｄおよびフロントブレード収容孔２４ｅに収容される。クランクシャフト１７が回転すると、フロントブレード２５ｂは、フロントブッシュ２２と摺動しながら往復運動を行う。

フロントブッシュ２２は、一対の半円柱形の部材である。フロントブッシュ２２は、フロントピストン２５のフロントブレード２５ｂを挟み込むようにして、フロントシリンダ２４のフロントブッシュ収容孔２４ｄに収容される。

圧縮機構１５は、フロント圧縮室４０を有している。フロント圧縮室４０は、冷媒が供給される空間である。フロント圧縮室４０は、フロントシリンダ２４と、フロントピストン２５と、フロントヘッド２３と、ミドルプレート３１とによって囲まれた空間である。フロント圧縮室４０は、フロント吸入孔２４ｂと連通するフロント吸入室４０ａと、フロント吐出路２４ｃと連通するフロント吐出室４０ｂとに区画されている。フロント吸入室４０ａおよびフロント吐出室４０ｂの容積は、フロントピストン２５の位置に応じて変化する。

（１−２−３）フロントヘッド
フロントヘッド２３は、フロントシリンダ２４の上面と接触している。フロントヘッド２３は、フロントシリンダ２４のフロントシリンダ孔２４ａを覆っている。フロントヘッド２３は、ケーシング１０の内周面に固定されている。フロントヘッド２３は、クランクシャフト１７を支持するためのフロント軸受２３ａを有している。フロントヘッド２３は、フロント吐出ポート２３ｂを有している。フロント吐出ポート２３ｂは、フロント吐出路２４ｃおよび後述のフロントマフラ空間３２と連通している。フロント吐出ポート２３ｂは、フロント圧縮室４０で圧縮された冷媒をフロントマフラ空間３２に送るための流路である。

フロントヘッド２３の上面には、フロント吐出弁２３ｃが取り付けられている。フロント吐出弁２３ｃは、フロント吐出ポート２３ｂの開口に取り付けられる。フロント吐出弁２３ｃは、フロントマフラ空間３２からフロント圧縮室４０への冷媒の逆流を防ぐ。フロント吐出弁２３ｃの一端は、フロントヘッド２３に固定されている。フロント吐出弁２３ｃの他端は、フロント吐出ポート２３ｂの圧力が上昇すると、フロントヘッド２３から離れる。これにより、フロント圧縮室４０は、フロント吐出ポート２３ｂを介してフロントマフラ空間３２と連通する。

（１−２−４）フロントマフラ
フロントマフラ２６は、フロントヘッド２３の上面に固定されている。図３は、フロントマフラ２６が取り付けられたフロントヘッド２３の斜視図である。フロントマフラ２６は、固定部２６ａと、突出部２６ｂとから構成される。固定部２６ａは、フロントヘッド２３の上面に固定される環状の部分である。突出部２６ｂは、固定部２６ａから上方に向かって突出している部分である。フロントマフラ２６は、フロントヘッド２３のフロント吐出ポート２３ｂから冷媒が吐出される際に発生する騒音を低減するために取り付けられている。

フロントマフラ２６は、フロントヘッド２３と共にフロントマフラ空間３２を形成する。フロントマフラ２６は、フロントヘッド２３のフロント軸受２３ａが貫通するフロント軸受貫通孔２６ｃを有している。フロントマフラ２６は、２つのフロントマフラ吐出孔２６ｄを有している。フロントマフラ吐出孔２６ｄは、フロント軸受貫通孔２６ｃと接続されている。フロントマフラ吐出孔２６ｄは、フロントマフラ空間３２と高圧空間Ｓ１とを連通する。

（１−２−５）ミドルプレート
ミドルプレート３１は、フロントシリンダ２４とリアシリンダ４４との間に挟まれている。ミドルプレート３１の上面は、フロントシリンダ２４の下面と接触している。ミドルプレート３１の下面は、リアシリンダ４４の上面と接触している。ミドルプレート３１は、フロントシリンダ２４のフロントシリンダ孔２４ａ、および、リアシリンダ４４のリアシリンダ孔４４ａを覆っている。

（１−２−６）リアシリンダ
リアシリンダ４４は、ミドルプレート３１とリアヘッド４３との間に挟まれている。リアシリンダ４４の上面は、ミドルプレート３１の下面と接触している。リアシリンダ４４の下面は、リアヘッド４３の上面と接触している。

図４は、図１の高さ位置ＩＶにおける圧縮機構１５の断面図である。リアシリンダ４４は、リアシリンダ孔４４ａと、リア吸入孔４４ｂと、リア吐出路４４ｃと、リアブッシュ収容孔４４ｄと、リアブレード収容孔４４ｅとを有している。

リアシリンダ４４は、基本的に、フロントシリンダ２４と同じ構成を有している。すなわち、リアシリンダ孔４４ａ、リア吸入孔４４ｂ、リア吐出路４４ｃ、リアブッシュ収容孔４４ｄおよびリアブレード収容孔４４ｅは、それぞれ、フロントシリンダ孔２４ａ、フロント吸入孔２４ｂ、フロント吐出路２４ｃ、フロントブッシュ収容孔２４ｄおよびフロントブレード収容孔２４ｅと同じ形状および同じ作用を有している。しかし、リア吐出路４４ｃは、リアシリンダ４４の内周面の下端部に形成される切り欠き部である。

また、リアシリンダ４４は、２つのリアシリンダ連通孔４４ｈを有している。リアシリンダ連通孔４４ｈは、後述するマフラ空間連通路３４ａ，３４ｂの一部である。

（１−２−７）リアピストン
リアピストン４５は、ミドルプレート３１とリアヘッド４３との間に挟まれている。リアピストン４５の上面は、ミドルプレート３１の下面と接触している。リアピストン４５の下面は、リアヘッド４３の上面と接触している。

リアピストン４５は、円筒形のリアローラ４５ａと、板状のリアブレード４５ｂとから構成される。リアブレード４５ｂは、リアローラ４５ａの径方向に沿って、リアローラ４５ａから突出している。

リアローラ４５ａは、リアシリンダ４４のリアシリンダ孔４４ａに収容される。リアローラ４５ａは、クランクシャフト１７のリア偏心軸部１７ｂが嵌め込まれている。鉛直方向に沿って見た場合において、リア偏心軸部１７ｂは、クランクシャフト１７の回転軸の周りにフロント偏心軸部１７ａを１８０°回転させた位置と同じ位置に設けられている。クランクシャフト１７が回転すると、リアローラ４５ａは、クランクシャフト１７の回転軸を中心とする公転運動を行う。リアローラ４５ａは、鉛直方向に沿って上から見た場合に、時計回りに公転する。

リアブレード４５ｂは、主として、リアシリンダ４４のリアブッシュ収容孔４４ｄおよびリアブレード収容孔４４ｅに収容される。クランクシャフト１７が回転すると、リアブレード４５ｂは、リアブッシュ４２と摺動しながら往復運動を行う。

リアブッシュ４２は、一対の略半円柱形の部材である。リアブッシュ４２は、リアピストン４５のリアブレード４５ｂを挟み込むようにして、リアシリンダ４４のリアブッシュ収容孔４４ｄに収容される。

圧縮機構１５は、リア圧縮室４１を有している。リア圧縮室４１は、冷媒が供給される空間である。リア圧縮室４１は、リアシリンダ４４と、リアピストン４５と、リアヘッド４３と、ミドルプレート３１とによって囲まれた空間である。リア圧縮室４１は、リア吸入孔４４ｂと連通するリア吸入室４１ａと、リア吐出路４４ｃと連通するリア吐出室４１ｂとに区画されている。リア吸入室４１ａおよびリア吐出室４１ｂの容積は、リアピストン４５の位置に応じて変化する。

（１−２−８）リアヘッド
リアヘッド４３は、リアシリンダ４４の下面と接触している。リアヘッド４３は、リアシリンダ４４のリアシリンダ孔４４ａを覆っている。リアヘッド４３は、クランクシャフト１７を支持するためのリア軸受４３ａを有している。リアヘッド４３は、リア吐出ポート４３ｂを有している。リア吐出ポート４３ｂは、リア吐出路４４ｃおよび後述のリアマフラ空間３３と連通している。リア吐出ポート４３ｂは、リア圧縮室４１で圧縮された冷媒をリアマフラ空間３３に送るための流路である。

リアヘッド４３の下面には、リア吐出弁４３ｃが取り付けられている。リア吐出弁４３ｃは、リア吐出ポート４３ｂの開口に取り付けられる。リア吐出弁４３ｃは、リアマフラ空間３３からリア圧縮室４１への冷媒の逆流を防ぐ。リア吐出弁４３ｃの一端は、リアヘッド４３に固定されている。リア吐出弁４３ｃの他端は、リア吐出ポート４３ｂの圧力が上昇すると、リアヘッド４３から離れる。これにより、リア圧縮室４１は、リア吐出ポート４３ｂを介してリアマフラ空間３３と連通する。

図５は、リアヘッド４３の斜視図である。図６は、リアヘッド４３の平面図である。図５および図６には、リアヘッド４３の下面が示されている。リアヘッド４３は、外壁４３ｄを有している。外壁４３ｄは、リアヘッド４３の下面の外縁部に形成される環状の部分である。外壁４３ｄの高さは、リア軸受４３ａの高さより短い。外壁４３ｄは、複数のマフラ締結孔４３ｅを有している。マフラ締結孔４３ｅは、リアマフラ４６をリアヘッド４３に固定するボルトが通る孔である。外壁４３ｄは、マフラ締結孔４３ｅが形成されている部分において、リアヘッド４３の中心４３ｉに向かって突出している。リアヘッド４３の中心４３ｉは、クランクシャフト１７の回転軸が通過するポイントである。

リアヘッド４３は、マフラ底面４３ｆおよび２つのリアヘッド連通孔４３ｈを有している。マフラ底面４３ｆは、外壁４３ｄとリア軸受４３ａとの間に位置するリアヘッド４３の下面である。リアヘッド連通孔４３ｈは、後述するマフラ空間連通路３４ａ，３４ｂの一部である。リアヘッド連通孔４３ｈは、マフラ底面４３ｆに開口している。

圧縮機構１５は、２つのマフラ空間連通路３４ａ，３４ｂを有している。マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂは、フロントマフラ空間３２とリアマフラ空間３３と連通する。図１に示されるように、マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂは、フロントヘッド２３、フロントシリンダ２４、ミドルプレート３１、リアシリンダ４４およびリアヘッド４３を貫通する。マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂは、フロントシリンダ連通孔２４ｈ、リアシリンダ連通孔４４ｈおよびリアヘッド連通孔４３ｈを含む。以下、必要に応じて、２つのマフラ空間連通路３４ａ，３４ｂを、それぞれ、第１マフラ空間連通路３４ａおよび第２マフラ空間連通路３４ｂと呼ぶ。

リアヘッド４３は、リブ４３ｇを有している。リブ４３ｇは、マフラ底面４３ｆおよびリア軸受４３ａと連結されている。リブ４３ｇは、リアヘッド４３の一部である。そのため、リブ４３ｇは、リアヘッド４３の成形時において、一体的に形成される。例えば、鋳造および焼結によって、リブ４３ｇを備えるリアヘッド４３が製造されてもよい。図６に示されるように、リブ４３ｇは、リア軸受４３ａに対して、リア吐出ポート４３ｂの反対側に位置している。

（１−２−９）リアマフラ
リアマフラ４６は、リアヘッド４３の外壁４３ｄの下面にボルトによって固定されている。リアマフラ４６は、板状の部材である。リアマフラ４６は、リア吐出ポート４３ｂから冷媒が吐出される際に発生する騒音を低減するために取り付けられている。

リアマフラ４６は、リアヘッド４３のリア軸受４３ａが貫通するリア軸受貫通孔４６ａを有している。リアマフラ４６は、リアヘッド４３の下面を覆うことで、リアヘッド４３と共にリアマフラ空間３３を形成する。次に、リアマフラ空間３３について説明する。

（１−２−１０）リアマフラ空間
リアマフラ空間３３は、実質的に環状の空間である。リアマフラ空間３３は、第１マフラ部分空間３３ａと第２マフラ部分空間３３ｂとを有している。第１マフラ部分空間３３ａは、リアマフラ空間３３の周方向において、マフラ締結孔４３ｅおよびリブ４３ｇが形成されていない領域における空間である。第２マフラ部分空間３３ｂは、リアマフラ空間３３の周方向において、リブ４３ｇが形成されている領域における空間である。

図７は、図６の線分ＶＩＩ―ＶＩＩにおけるリアヘッド４３の断面図である。図８は、図６の線分ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩにおけるリアヘッド４３の断面図である。図７および図８には、参考として、リアマフラ４６が示されている。図８に示されるように、リアマフラ４６は、ボルト４７によって、リアヘッド４３に固定されている。図７および図８は、リアヘッド４３の中心４３ｉを通過し、かつ、リアヘッド４３の径方向に沿った断面図である。図７は、第１マフラ部分空間３３ａを通過する断面図である。図８は、第２マフラ部分空間３３ｂを通過する断面図である。

第１マフラ空間連通路３４ａおよび第２マフラ空間連通路３４ｂは、第２マフラ部分空間３３ｂを除くリアマフラ空間３３に開口している。第１マフラ空間連通路３４ａおよび第２マフラ空間連通路３４ｂは、リアマフラ空間３３の周方向において、リア吐出ポート４３ｂとリブ４３ｇとの間に位置している。図６に示されるように、リア吐出ポート４３ｂ、第１マフラ空間連通路３４ａ、リブ４３ｇおよび第２マフラ空間連通路３４ｂは、リアマフラ空間３３の周方向に沿って、この順番で配置されている。

リアヘッド４３の径方向における第２マフラ部分空間３３ｂの断面積Ｃ２は、リアヘッド４３の径方向における第１マフラ部分空間３３ａの断面積Ｃ１の７０％以下であり、好ましくは５０％以下である。図７および図８には、それぞれ、断面積Ｃ１および断面積Ｃ２が点線のハッチングで示されている。リブ４３ｇは、リアマフラ空間３３を局所的に狭くするために設けられている。

リアマフラ空間３３の周方向におけるリブ４３ｇの位置について説明する。図９は、図６と同様のリアヘッド４３の平面図である。しかし、図９では、説明の便宜上、リブ４３ｇの位置が図６と異なっている。図９には、第１直線Ｌ１および第２直線Ｌ２が示されている。第１直線Ｌ１は、リアマフラ空間３３の周方向におけるリブ４３ｇの中心位置と、リアヘッド４３の中心４３ｉとを結ぶ。第２直線Ｌ２は、リアマフラ空間３３の周方向におけるリア吐出ポート４３ｂの中心位置と、リアヘッド４３の中心４３ｉとを結ぶ。図９に示されるように、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との間の角度Ｒは、６０°以下であり、好ましくは３０°以下である。

（１−３）駆動モータ
駆動モータ１６は、圧縮機構１５の上方に設置されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、主として、ステータ５１と、ロータ５２とから構成される。ステータ５１は、ケーシング１０の胴部１１の内周面に固定される円筒形の部材である。ロータ５２は、ステータ５１の内側に設置される円柱形の部材である。ステータ５１とロータ５２との間には、わずかな隙間が形成されている。

ステータ５１は、ステータコア６１と、一対のインシュレータ６２とを有する。一対のインシュレータ６２は、ステータコア６１の鉛直方向の両端面に取り付けられる。ステータコア６１は、円筒部と、複数のティースとを有する。ティースは、円筒部の内周面から径方向内側に向かって突出している。ステータコア６１のティースは、一対のインシュレータ６２と共に、導線が巻き付けられている。これにより、ステータコア６１の各ティースには、コイル７２ａが形成されている。

ステータ５１の外側面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘って複数のコアカットが形成されている。コアカットは、ステータ５１の周方向に沿って、所定の間隔で形成されている溝である。コアカットは、胴部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びる通路を形成する。

ロータ５２は、ロータコア５２ａと、複数の磁石５２ｂとを有する。ロータコア５２ａは、鉛直方向に積層された複数の金属板から構成される。磁石５２ｂは、ロータコア５２ａに埋め込まれている。磁石５２ｂは、ロータコア５２ａの周方向に沿って、等間隔に配置されている。

ロータ５２は、クランクシャフト１７に連結されている。クランクシャフト１７は、ロータ５２を鉛直方向に貫通する。ロータ５２は、クランクシャフト１７を介して、圧縮機構１５と接続されている。

（１−４）クランクシャフト
クランクシャフト１７は、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト１７は、駆動モータ１６のロータ５２、および、圧縮機構１５のフロントピストン２５およびリアピストン４５に連結されている。クランクシャフト１７は、フロント偏心軸部１７ａおよびリア偏心軸部１７ｂを有している。フロント偏心軸部１７ａは、フロントピストン２５のフロントローラ２５ａと連結されている。リア偏心軸部１７ｂは、リアピストン４５のリアローラ４５ａと連結されている。

クランクシャフト１７の上端部は、駆動モータ１６のロータ５２と連結されている。クランクシャフト１７の下端部は、フロントヘッド２３のフロント軸受部２３ａ、および、リアヘッド４３のリア軸受部４３ａによって支持されている。

（１−５）吸入管
吸入管１９は、ケーシング１０の胴部１１を貫通する管である。ケーシング１０の内部空間において、２つの吸入管１９の端部は、それぞれ、フロントシリンダ２４のフロント吸入孔２４ｂ、および、リアシリンダ４４のリア吸入孔４４ｂに嵌め込まれている。ケーシング１０の外部空間において、吸入管１９の端部は、冷媒回路に接続されている。吸入管１９は、冷媒回路から圧縮機構１５に冷媒を供給するための管である。

（１−６）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０の頂部１２を貫通する管である。ケーシング１０の内部空間において、吐出管２０の端部は、駆動モータ１６の上方の空間に位置している。ケーシング１０の外部空間において、吐出管２０の端部は、冷媒回路に接続されている。吐出管２０は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒を冷媒回路に供給するための管である。

（２）ロータリ圧縮機の動作
ロータリ圧縮機１０１の動作について説明する。駆動モータ１６が始動すると、クランクシャフト１７のフロント偏心軸部１７ａおよびリア偏心軸部１７ｂは、クランクシャフト１７の回転軸を中心に偏心回転する。

フロント偏心軸部１７ａに連結されているフロントピストン２５は、フロントシリンダ孔２４ａにおいて公転運動を行う。公転運動の間、フロントピストン２５のフロントローラ２５ａの外周面は、フロントシリンダ２４の内周面と接触している。公転運動の間、フロントピストン２５のフロントブレード２５ｂは、フロントブッシュ２２に挟まれながら往復運動を行う。フロントブッシュ２２は、フロントシリンダ２４およびフロントブレード２５ｂと摺動しながら、フロントブッシュ収容孔２４ｄで揺動する。

フロントローラ２５ａの公転運動により、フロント吸入孔２４ｂと連通するフロント吸入室４０ａの容積は、徐々に増加する。これにより、吸入管１９からフロント吸入孔２４ｂを経由してフロント吸入室４０ａに低圧の冷媒が吸入される。フロントローラ２５ａの公転運動により、フロント吸入室４０ａは、フロント吐出路２４ｃと連通するフロント吐出室４０ｂとなり、フロント吐出室４０ｂの容積が徐々に減少して、フロント吐出室４０ｂは、フロント吸入室４０ａとなる。これにより、フロント吸入室４０ａに吸入された低圧の冷媒は、フロント吐出室４０ｂで圧縮される。フロント吐出室４０ｂで圧縮された高圧の冷媒は、フロント吐出路２４ｃおよびフロント吐出ポート２３ｂを経由して、フロントマフラ空間３２に吐出される。フロントマフラ空間３２には、圧縮された冷媒がフロント吐出ポート２３ｂから周期的に吐出される。

一方、リア偏心軸部１７ｂに連結されているリアピストン４５は、リアシリンダ孔４４ａにおいて公転運動を行う。公転運動の間、リアピストン４５のリアローラ４５ａの外周面は、リアシリンダ４４の内周面と接触している。公転運動の間、リアピストン４５のリアブレード４５ｂは、リアブッシュ４２に挟まれながら往復運動を行う。リアブッシュ４２は、リアシリンダ４４およびリアブレード４５ｂと摺動しながら、リアブッシュ収容孔４４ｄで揺動する。

リアローラ４５ａの公転運動により、リア吸入孔４４ｂと連通するリア吸入室４１ａの容積は、徐々に増加する。これにより、吸入管１９からリア吸入孔４４ｂを経由してリア吸入室４１ａに低圧の冷媒が吸入される。リアローラ４５ａの公転運動により、リア吸入室４１ａは、リア吐出路４４ｃと連通するリア吐出室４１ｂとなり、リア吐出室４１ｂの容積が徐々に減少して、リア吐出室４１ｂは、リア吸入室４１ａとなる。これにより、リア吸入室４１ａに吸入された低圧の冷媒は、リア吐出室４１ｂで圧縮される。リア吐出室４１ｂで圧縮された高圧の冷媒は、リア吐出路４４ｃおよびリア吐出ポート４３ｂを経由して、リアマフラ空間３３に吐出される。リアマフラ空間３３には、圧縮された冷媒がリア吐出ポート４３ｂから周期的に吐出される。

リアマフラ空間３３に吐出された冷媒は、リアマフラ空間３３を流れて、第１マフラ空間連通路３４ａおよび第２マフラ空間連通路３４ｂに流入する。その後、冷媒は、第１マフラ空間連通路３４ａおよび第２マフラ空間連通路３４ｂを通過して、フロントマフラ空間３２に流入する。

フロントマフラ空間３２に供給された冷媒は、フロントマフラ２６のフロントマフラ吐出孔２６ｄを通過して、高圧空間Ｓ１に供給される。高圧空間Ｓ１に供給された冷媒は、上方に向かって流れて、吐出管２０に供給される。

（３）ロータリ圧縮機の特徴
図１０は、参考例としての仮想マフラ空間９３の概念図である。仮想マフラ空間９３は、吐出ポート９３ｂから冷媒が周期的に吐出される環状の空間である。吐出ポート９３ｂから吐出された冷媒は、仮想マフラ空間９３を時計回りの方向に流れる冷媒と、仮想マフラ空間９３を反時計回りの方向に流れる冷媒とに分かれる。図１０において、冷媒の流れは、点線の矢印で示されている。

仮想マフラ空間９３では、吐出ポート９３ｂから周期的に吐出される冷媒により、圧力脈動が発生する。仮想マフラ空間９３では、圧力脈動に起因して、仮想マフラ空間９３の周方向に沿って、定常波が発生する。この定常波は、仮想マフラ空間９３で発生する音響共鳴の一次共鳴モードに相当する。図１１は、仮想マフラ空間９３で発生する一次共鳴モードを表す概念図である。一次共鳴モードは、圧力脈動の大きさが最大となる一対の「腹」と、圧力脈動の大きさが最小となる一対の「節」とを有する。図１１において、一次共鳴モードの腹は、「＋」および「−」の符号が付されている領域である。「＋」の符号は、圧力脈動の振幅の値が最大となる腹を表す。「−」の符号は、圧力脈動の振幅の値が最小となる腹を表す。

本実施形態において、圧縮機構１５のリアマフラ空間３３は、圧縮された冷媒がリア吐出ポート４３ｂから周期的に吐出される環状の空間である。リア吐出ポート４３ｂから吐出された冷媒は、リアマフラ空間３３を時計回りの方向に流れる冷媒と、リアマフラ空間３３を反時計回りの方向に流れる冷媒とに分かれる。図１２は、リアマフラ空間３３における冷媒の流れを表す図である。図１２において、冷媒の流れは、点線の矢印で示されている。

上述の仮想マフラ空間９３と同様に、リアマフラ空間３３では、リア吐出ポート４３ｂから周期的に吐出される冷媒により、圧力脈動が発生する。リアマフラ空間３３では、圧力脈動に起因して、リアマフラ空間３３の周方向に沿って、定常波が発生する。この定常波は、リアマフラ空間３３で発生する音響共鳴の一次共鳴モードに相当する。この定常波は、圧力脈動の大きさが最大となる一対の「腹」と、圧力脈動の大きさが最小となる一対の「節」とを有する。リアマフラ空間３３において、定常波の腹の位置には、リブ４３ｇが設けられている。リブ４３ｇは、定常波の発生を抑制する障害物として機能する。これにより、リアマフラ空間３３において、定常波の腹の位置における圧力脈動の振幅の大きさが低減される。すなわち、リブ４３ｇは、リアマフラ空間３３で発生する圧力脈動を抑制する作用効果を有する。

従って、リアマフラ空間３３にリブ４３ｇを設けることにより、リアマフラ空間３３で発生する音響共鳴に起因する騒音が抑制される。特に、リアマフラ空間３３で発生する一次共鳴モードに起因する騒音が効果的に抑制される。

（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
実施形態では、リアヘッド４３のリブ４３ｇは、マフラ底面４３ｆおよびリア軸受４３ａと連結されている。しかし、リブ４３ｇは、例えば、マフラ底面４３ｆおよび外壁４３ｄと連結されてもよく、マフラ底面４３ｆのみと連結されてもよい。

また、リアヘッド４３がリブ４３ｇを有する代わりに、リアマフラ４６は、リブ４３ｇとして機能することができる突起を有してもよい。この場合、リアマフラ４６をリアヘッド４３に固定することにより、リアマフラ４６の突起は、リアマフラ空間３３においてリブ４３ｇと同じ効果を奏する。

（４−２）変形例Ｂ
実施形態では、リアヘッド４３は、鋳造および焼結等によって一体的に形成される。すなわち、リブ４３ｇは、リアヘッド４３の一部である。しかし、リブ４３ｇは、リアヘッド４３とは別の部材であってもよい。この場合、リブ４３ｇは、リアヘッド４３に溶接等によって固定される。

（４−３）変形例Ｃ
実施形態では、マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂは、リアマフラ空間３３の周方向において、リア吐出ポート４３ｂとリブ４３ｇとの間に位置している。図６に示されるように、リア吐出ポート４３ｂ、第１マフラ空間連通路３４ａ、リブ４３ｇおよび第２マフラ空間連通路３４ｂは、リアマフラ空間３３の周方向に沿って、この順番で配置されている。

しかし、マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂは、リアマフラ空間３３で発生する一次共鳴モードの節の位置において、リアマフラ空間３３に開口することが好ましい。一次共鳴モードの節は、圧力脈動の大きさが最小となるポイントである。そのため、マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂを節の位置に設けることで、マフラ空間連通路３４ａ，３４ｂに圧力脈動が伝達されることが抑制される。その結果、フロントマフラ空間３３で発生する圧力脈動が抑制される。

（４−４）変形例Ｄ
実施形態では、リアヘッド４３は、１つのリブ４３ｇを有している。しかし、リアヘッド４３は、複数のリブ４３ｇを有してもよい。この場合、複数のリブ４３ｇは、リアマフラ空間３３で発生する高次共鳴モードの圧力脈動を抑制することができる。

例として、リアマフラ空間３３で発生する二次共鳴モードの圧力脈動を抑制することができるリアヘッド１４３について説明する。図１３は、図１１と同様の参考例に関し、仮想マフラ空間９３で発生する二次共鳴モードを表す概念図である。二次共鳴モードでは、二対の腹、および、二対の節が形成される。図１４は、本変形例のリアヘッド１４３の平面図である。図１４において、実施形態のリアヘッド４３と同じ構成要素には、同じ参照符号が付されている。リアヘッド１４３は、３つのリブ１４３ｇを有している。３つのリブ１４３ｇは、図１３で示される二次共鳴モードの腹の位置に形成されている。従って、リアヘッド１４３によって形成されるリアマフラ空間で発生する二次共鳴モードに起因する騒音が効果的に抑制される。

（４−５）変形例Ｅ
実施形態では、リアヘッド４３は、１つのリブ４３ｇを有している。しかし、フロントヘッド２３も、リブ４３ｇに相当する構成要素を有してもよい。図１５は、本変形例のフロントヘッド２２３の斜視図である。図１６は、フロントマフラ２２６が取り付けられたフロントヘッド２２３の上面図である。フロントマフラ２２６は、フロントヘッド２２３の上面に固定されている。フロントヘッド２２３およびフロントマフラ２２６は、フロントマフラ空間２３２を形成する。フロントマフラ空間２３２は、環状の空間である。フロントマフラ２２６は、第１フロントマフラ吐出孔２２６ｄおよび第２フロントマフラ吐出孔２２６ｅを有している。フロントマフラ吐出孔２２６ｄ，２２６ｅは、フロントマフラ空間２３２と高圧空間Ｓ１とを連通する。図１６において、冷媒の流れは、点線の矢印で示されている。

フロントヘッド２２３は、フロント軸受２２３ａ、フロント吐出ポート２２３ｂおよびリブ２２３ｇを有している。リブ２２３ｇは、フロントヘッド２２３の上面と連結されている。リブ２２３ｇは、フロント軸受２２３ａの中心２２３ｉに対して、フロント吐出ポート２２３ｂの反対側の空間に位置している。フロント吐出ポート２２３ｂから吐出された冷媒は、図１６に示されるように、フロントマフラ空間２３２を時計回りに流れる冷媒の流れと、フロントマフラ空間２３２を反時計回りに流れる冷媒の流れとに分かれる。本変形例では、実施形態と同じ原理により、リブ２２３ｇによってフロントマフラ空間２３２で発生する圧力脈動が抑制される。従って、フロントマフラ空間２３２にリブ２２３ｇを設けることにより、フロントマフラ空間２３２で発生する音響共鳴に起因する騒音が抑制される。

また、第１フロントマフラ吐出孔２２６ｄおよび第２フロントマフラ吐出孔２２６ｅは、フロントマフラ空間２３２の周方向において、フロント吐出ポート２２３ｂとリブ２２３ｇとの間に位置している。図１６に示されるように、フロント吐出ポート２２３ｂ、第１フロントマフラ吐出孔２２６ｄ、リブ２２３ｇおよび第２フロントマフラ吐出孔２２６ｅは、フロントマフラ空間２３２の周方向に沿って、この順番で配置されていてもよい。

（４−６）変形例Ｆ
実施形態では、ロータリ圧縮機１０１は、２シリンダタイプのロータリ圧縮機である。しかし、ロータリ圧縮機１０１は、１シリンダタイプのロータリ圧縮機であってもよい。１シリンダタイプのロータリ圧縮機では、通常、圧縮機構は、リアマフラを有さず、フロントマフラのみを有する。そのため、本変形例のロータリ圧縮機は、変形例Ｅのフロントヘッド２２３およびフロントマフラ２２６を有してもよい。

本発明に係る圧縮機は、マフラ空間で発生する共鳴に起因する騒音を抑制することができる。

１５ 圧縮機構
１７ クランクシャフト
２３ フロントヘッド（第２部材）
３３ リアマフラ空間（マフラ空間）
３３ａ 第１マフラ部分空間（第１空間）
３３ｂ 第２マフラ部分空間（第２空間）
３４ａ 第１マフラ空間連通路（第１連通路）
３４ｂ 第２マフラ空間連通路（第２連通路）
４３ リアヘッド（第１部材）
４３ａ リア軸受（第１軸受）
４３ｂ リア吐出ポート（吐出ポート）
４３ｅ マフラ締結孔（締結孔）
４３ｇ リブ
４６ リアマフラ（マフラ）
１０１ ロータリ圧縮機（圧縮機）
２２６ｄ 第１フロントマフラ吐出孔（第１吐出孔）
２２６ｅ 第２フロントマフラ吐出孔（第２吐出孔）
Ｌ１ 第１直線
Ｌ２ 第２直線

特許平５−１３３３７７号公報

Claims (6)

1. 第１部材（４３）を有する圧縮機構（１５）と、
   前記第１部材を貫通し、回転軸周りに回転するクランクシャフト（１７）と、
   前記回転軸の周りに位置している環状空間であるマフラ空間（３３）を前記第１部材と共に形成するマフラ（４６）と、
   を備え、
   前記第１部材は、
   前記マフラ空間と連通する吐出ポート（４３ｂ）と、
   前記マフラ空間の外側に形成され、締結部材が通る締結孔（４３ｅ）と、
   前記マフラ空間に形成され、前記回転軸に対して前記吐出ポートの反対側に位置しているリブ（４３ｇ）と、
   を有し、
   前記マフラ空間は、
   前記マフラ空間の周方向において前記締結孔および前記リブが形成されていない範囲内にある第１空間（３３ａ）と、
   前記マフラ空間の周方向において前記リブが形成されている範囲内にある第２空間（３３ｂ）と、
   を有し、
   前記第２空間の径方向断面積は、前記第１空間の径方向断面積の７０％以下である、
   圧縮機（１０１）。
2. 前記マフラ空間の周方向における前記リブの中心位置と、前記回転軸とを結ぶ第１直線（Ｌ１）と、前記マフラ空間の周方向における前記吐出ポートの中心位置と、前記回転軸とを結ぶ第２直線（Ｌ２）との間の角度は、６０°以下である、
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記第１部材は、第１軸受（４３ａ）を有し、
   前記リブは、前記第１軸受と連結されている、
   請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 前記リブは、前記第１部材の成形時に形成される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
5. 前記圧縮機構は、
   前記クランクシャフトに貫通され、かつ、前記回転軸の方向において前記第１部材と対向する第２部材（２３）と、
   前記マフラ空間と、前記第２部材の周囲の空間とを連通し、かつ、前記回転軸に沿って延びている第１連通路（３４ａ）と、
   前記マフラ空間と、前記第２部材の周囲の空間とを連通し、かつ、前記回転軸に沿って延びている第２連通路（３４ｂ）と、
   をさらに有し、
   前記吐出ポート、前記第１連通路、前記リブおよび前記第２連通路は、前記マフラ空間の周方向に沿って、この順番で配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。
6. 前記マフラは、
   前記マフラ空間と、前記マフラの周囲の空間とを連通する第１吐出孔（２２６ｄ）と、
   前記マフラ空間と、前記マフラの周囲の空間とを連通する第２吐出孔（２２６ｅ）と、
   を有し、
   前記吐出ポート、前記第１吐出孔、前記リブおよび前記第２吐出孔は、前記マフラ空間の周方向に沿って、この順番で配置されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。

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