JP2011214406A - ローリングピストン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入冷媒ガスに発生した脈動を減衰する消音構造をローリングピストン型圧縮機の圧縮機構部の内部に形成する。
【解決手段】冷媒を吸入して圧縮する圧縮機構部１１０を備えるローリングピストン型圧縮機１００において、圧縮機構部１１０は、上面７ｈと下面７ｉと内周面７ｆと外周面７ｇとを有し、外周面７ｇから内周面７ｆに貫通し冷媒ガスを内部に吸入する吸入孔７ａを有するシリンダ７を備え、シリンダ７は内周面７ｆを上面７ｈから下面７ｉまで切り欠いて形成されるスリット部１５であって、内周面７ｆに形成された吸入孔７ａの内周面開口部７ｅの少なくとも一部と重なるように形成されるスリット部１５を有し、上軸受９は吸入孔７ａから吸入される冷媒ガスから発生する脈動周波数を減衰する共鳴空間３１と、スリット部１５と共鳴空間３１とを連通させる流路３２とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ローリングピストン型圧縮機に関するものであり、特に、冷媒の吸入部の構造に関するものである。

一般的なローリングピストン型圧縮機では、冷媒の吸入と圧縮とを連続的かつ反復的に繰り返すことにより、吸入冷媒に脈動が発生する。この吸入冷媒の脈動の減衰のために、冷媒回路内に共鳴型消音器を取付ける方法がある。

また、圧縮機構内部のシリンダ及びその近傍部品に、共鳴空間及び／又は共鳴空間に連通する流路を形成し、消音構造を成すものもある（特許文献１参照）。

圧縮機に動作圧力の高い冷媒を用いるローリングピストン型圧縮機では、ベーンとベーン溝の片当たりが生じるのを低減するため、ベーン溝近傍にベーン溝と隔壁を形成するようなスリットを設ける技術がある（特許文献２参照）。

特開平１１−１８２４７４号公報（第３―５頁、第４―１０図） 特開２００６−１１２３９６号公報（第３―７頁、第１図）

従来の冷媒回路内に共鳴型消音器を取付ける方法では、装置全体の小型化が困難なことや部品の増加に伴いコストが上昇する等の課題がある。

また、圧縮機構内部のシリンダに共鳴空間及び／又は共鳴空間に連通する流路を設け、消音構造を成す構造の場合、シリンダの冷媒吸入孔付近の薄肉部に加工を施す必要がある。この場合、特に動作圧力の高い冷媒では、加工歪みによる圧縮機の性能低下や、加工バリの圧縮機構内部への混入による圧縮機の信頼性低下等の課題がある。さらには、シリンダ厚と冷媒吸入孔径の寸法関係上、十分な共鳴空間及び／又は共鳴空間に連通する流路が確保できない可能性があるという課題もある。

また、ローリングピストン型圧縮機で動作圧力の高い冷媒を用いる場合には、ベーン溝近傍にベーン溝と隔壁を形成するようなスリットが必要である。このため、シリンダに共鳴空間及び／又は共鳴空間に連通する流路を設け消音構造を成す場合、シリンダにもうけられたスリットの位置によっては、消音構造を設ける位置に制約が生じてしまうという課題もある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機構内部に消音構造を設ける場合に、シリンダに加工を施すことなく吸入部から共鳴空間に連通する流路及び共鳴空間を有するローリングピストン型圧縮機を得ることを目的とする。

また、不要なコスト上昇を避け、加工が容易な消音構造を有するローリングピストン型圧縮機を得ることを目的とする。

本発明に係るローリングピストン型圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機において、
前記圧縮機構部は、
上面と下面と内周面と外周面とを有するシリンダであって、前記外周面から前記内周面に貫通し前記冷媒を内部に吸入する吸入孔を有するシリンダを備え、
前記シリンダは、
前記内周面を前記上面と前記下面との少なくとも一方から切り欠いて形成される切り欠き部であって、前記内周面に形成された前記吸入孔の少なくとも一部と重なるように形成される切り欠き部を有することを特徴とする。

本発明に係るローリングピストン型圧縮機は、圧縮機構部が、上面と下面と内周面と外周面とを有するシリンダであって、前記外周面から前記内周面に貫通し前記冷媒を内部に吸入する吸入孔を有するシリンダを備え、前記シリンダは、前記内周面を前記上面と前記下面との少なくとも一方から切り欠いて形成される切り欠き部であって、前記内周面に形成された前記吸入孔の少なくとも一部と重なるように形成される切り欠き部を有するので、シリンダに特別な加工をすることなく、吸入孔からシリンダの上面と下面との少なくとも一方へ連通する流路を得ることができる。

実施の形態１に係るローリングピストン型圧縮機１００を示す縦断面図である。 実施の形態１に係るシリンダ７の斜視図である。 実施の形態１に係る圧縮機構部１１０の一部拡大横断面図である。 実施の形態１に係る圧縮機構部１１０（他の例）の一部拡大横断面図である。 図４のＡ−Ａ断面図であり、実施の形態１に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態２に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態３に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態３に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態３に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態４に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態４に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態５に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。 実施の形態５に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るローリングピストン型圧縮機１００を示す縦断面図である。図２は、実施の形態１に係るシリンダ７の斜視図である。図３は、実施の形態１に係る圧縮機構部１１０の一部拡大横断面図である。図４は、実施の形態１に係る圧縮機構部１１０（他の例）の一部拡大横断面図である。図５は、実施の形態１に係る圧縮機構部１１０の一部拡大縦断面図であり、図４のＡ−Ａ断面図である。

以下に、図１から図５を用いて、実施の形態１に係るローリングピストン型圧縮機１００及びローリングピストン型圧縮機１００の圧縮機構部１１０の構造について説明する。ローリングピストン型圧縮機１００は、冷媒（以下、冷媒ガス、吸入ガス、吸入冷媒、吸入冷媒ガスともいう）を吸入して圧縮する圧縮機構部１１０を備える。

密閉型圧縮機であるローリングピストン型圧縮機１００は、密閉容器であるケーシング２内に、駆動部１２０であるロータ４ｂとステータ４ａとからなる電動モータ４と、クランク軸５によって駆動部１２０に連結された圧縮機構部１１０とを収容する。

ステータ４ａは、ケーシング２の内周面に固設され、ロータ４ｂは、ケーシング２の中央部で、クランク軸５に固定される。また、ケーシング２内の底部には、潤滑油２２が貯留されており、クランク軸５の下端はこの潤滑油２２に浸漬されている。

圧縮機構部１１０は、シリンダ７、ローリングピストン８、クランク軸５の偏心部５ａ、上軸受９、下軸受１０等からなる。シリンダ７は、円筒形であり、上面７ｈと下面７ｉと内周面７ｆと外周面７ｇとを有する（図２参照）。冷媒（吸入冷媒、吸入冷媒ガス、吸入ガス、冷媒ガス）を外部から内部に吸入する吸入孔７ａを有する。つまり、シリンダ７は、外周面７ｇから内周面７ｆに貫通し冷媒を内部に吸入する吸入孔７ａを有する。

ローリングピストン８は、シリンダ７の内部の壁面である内周面７ｆ（内壁面）に沿って回転することにより、吸入した冷媒を圧縮する。クランク軸５は、ローリングピストン８に連結され、駆動部１２０により回転することによりローリングピストン８に回転力を伝達する。

上軸受９は、クランク軸５を支持するとともにシリンダ７の上面７ｈを閉塞する。下軸受１０は、クランク軸５を支持するとともにシリンダ７の下面７ｉを閉塞する。クランク軸５は、上軸受９と下軸受１０とを貫通して支持される。

シリンダ７は、ケーシング２の内壁に固着され、シリンダ７内にローリングピストン８が偏心して収納される。ローリングピストン８には、クランク軸５の偏心部５ａが嵌入されている。

シリンダ７の上面７ｈ（上端面）には上軸受９が取り付けられる。シリンダ７の下面７ｉ（下端面）には下軸受１０が取付けられる。シリンダ７は、上軸受９と下軸受１０とにより上下方向から閉塞され、シリンダ７の内周面７ｆとローリングピストン８の外壁面との間には圧縮室１２が形成される。

シリンダ７には、上述したように圧縮室１２の低圧室１２ａに連通する冷媒の吸入孔７ａが形成されている（図３，図４参照）。吸入孔７ａは、ケーシング２に取付けられた吸入管１９に連通する。

ローリングピストン８は、シリンダ７に対して偏心して収納され、ローリングピストン８の外壁面の一部がシリンダ７の内周面７ｆに接しながら回転する。ローリングピストン８が内周面７ｆに接しながら回転することにより、吸入孔７ａから吸入された冷媒ガスが圧縮室１２で圧縮され、圧縮された冷媒ガスは吐出口７ｃ（図２〜図４参照）から吐出される。

図２に示すように、シリンダ７には、圧縮室１２の吸入孔７ａと吐出口７ｃとの間からシリンダ７の半径方向に延設されたベーン溝７ｂが形成されている。ベーン溝７ｂは、圧縮室１２からシリンダ７の半径方向に延びているとともに、シリンダ７の上面７ｈから下面７ｉに貫通する。べーン溝７ｂの（シリンダ７の）外周側の先端部には、べーン溝穴７ｄが形成されている。べーン溝穴７ｄは、べーン溝７ｂと連通し、ベーン溝７ｂと同様にシリンダ７の上面７ｈから下面７ｉに貫通する。

図３及び図４に示すように、ベーン溝７ｂには、圧縮室１２を低圧側の低圧室１２ａと高圧側の高圧室１２ｂとに分離するベーン１４が挿入されている。ベーン１４は、例えば、背部（シリンダ７の外周側）からベーン溝穴７ｄに収容されるスプリング等（図示なし）によって、シリンダ７の内部側に押圧される。スプリング等の押圧により、べーン１４の先端がローリングピストン８の外壁面と当接する。このようにして、ベーン１４によって圧縮室１２は、低圧側の低圧室１２ａと高圧側の高圧室１２ｂとに分離される。

圧縮過程においては、高圧室１２ｂ側からベーン１４に圧縮荷重Ｐが加わり、ベーン１４がベーン溝７ｂを低圧室１２ａ側に押圧する。このとき、ベーン１４とベーン溝７ｂの低圧側の縁部との片当たりが発生するため、圧縮機構部１１０には、シリンダ７の接触部位の摩耗による機械損失等の恐れが生じる。

上記のような片当たりによる摩耗等を軽減するため、低圧室１２ａ側のシリンダ７の内周面７ｆに上下方向に貫通するようなスリット部１５（切り欠き部の一例）を設ける。シリンダ７には、内周面７ｆに形成されるスリット部１５であって、上面７ｈから下面７ｉに貫通するスリット部１５が形成される。スリット部１５は、べーン溝７ｂの低圧側に設けられ（図３，４参照）、ベーン溝７ｂとの間に隔壁１６を形成するように設けられる。このようなスリット部１５により、ベーン１４がベーン溝７ｂの低圧側を押圧しても、隔壁１６が押圧方向に弾性的に撓む機構となっているので、ベーン１４とベーン溝７ｂの低圧側との片当たりによる影響（摩耗や機械損失等）を低減することができる。

シリンダ７は、内周面７ｆを上面７ｈと下面７ｉとの少なくとも一方から切り欠いて形成されるスリット部１５（切り欠き部の一例）であって、内周面７ｆに形成された吸入孔７ａの少なくとも一部と重なるように形成されるスリット部１５を有する。本実施の形態で説明するスリット部１５は、内周面７ｆを上面７ｈから下面７ｉまで上下方向に切り欠いて形成されている。

シリンダ７には、ベーン１４近傍の高圧室１２ｂ側に吐出口７ｃが設けられている（図２から図４参照）。吐出口７ｃは、上軸受９に設けた開口部（図示せず）でケーシング２の内部空間に連通している。そして、ケーシング２の上部には吐出管２０が取付けられており、圧縮機構部１１０からケーシング２の内部空間に放出された高温高圧の冷媒は、吐出管２０からローリングピストン型圧縮機１００の外部に吐出される。

図２に示すように、本実施の形態に係るシリンダ７では、内周面７ｆに設けられたスリット部１５が吸入孔７ａの内部側の開口部（内周面開口部７ｅ）と重なる位置に形成されている。図２では、スリット部１５と内周面開口部７ｅとが完全に重なっているが、スリット部１５の少なくとも一部が内周面開口部７ｅと重なっている構造でもよい。

図３および図４に示すように、スリット部１５は、内周面７ｆからシリンダ７の半径方向に切り欠かれた切り欠き部であるので、凹み部分４０がある。スリット部１５は、吸入孔７ａ（の内周面開口部７ｅ）と重なっているので、吸入孔７ａとスリット部１５とは連通する。

図５に示すように、上軸受９は、吸入孔７ａから吸入される冷媒から発生する脈動周波数を減衰する共鳴空間３１（共鳴空間部の一例）（空間部の一例）と、スリット部１５と共鳴空間３１とを連通させる流路３２（流路部の一例）（空間部の一例）とを備える。流路３２および共鳴空間３１は、上軸受９の下端面に形成され、上軸受９の下端面が開口するように形成される。

図５は、図４のＡ−Ａ断面図であり、実施の形態１に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）を示す一部拡大縦断面図である。図４において点線で示された形状は、流路３２および共鳴空間３１を上方からみた場合の形状である。流路３２は、断面が矩形であり、その一部（先端）がスリット部１５に重なり、この重なり部分でスリット部１５と連通する。流路３２に連通する共鳴空間３１は、断面が円形である。したがって、流路３２と流路３２に連通する共鳴空間３１との断面は、図４に示すように略鍵穴形状となる。流路３２および共鳴空間３１の断面の形状は、矩形あるいは円形（鍵穴形状）に限らない。上軸受９の下端面に加工を施しやすい形状であり、後述する共鳴空間３１の容積、共鳴空間３１へ連通する流路３２の長さ、断面積等の関係（条件）を満たせばどのような形状でもよい。

上軸受９の下端面には、一定の容積の共鳴空間３１及び共鳴空間３１へ連通する流路３２が形成されている。流路３２は、上軸受９の下端面において少なくとも一部がスリット部１５と連通する位置に形成される。下軸受１０に共鳴空間３１及び流路３２を形成する場合も、上軸受９と同様の構成である。

図５に示すように、吸入冷媒ガスは、吸入孔７ａを通り内周面開口部７ｅからシリンダ７の圧縮室へ吸入される（吸入ガスのルートＱ１）。吸入孔７ａは、スリット部１５に連通する流路３２を介して共鳴空間３１と連通する（ルートＱ２）。つまり、流路３２は、スリット部１５により吸入孔７ａの上方のシリンダ７の上面７ｈに形成された開口に連通するように形成される。スリット部１５は、吸入孔７ａと共鳴空間３１とを流路３２を介して連通させる流路（連通路）である。

つまり、本実施の形態に係るスリット部１５は、ベーン１４とベーン溝７ｂとの片当たりを低減するためのスリットとしての構成と、吸入孔７ａと共鳴空間３１とを流路３２を介して連通させる流路としての構成とを兼ねる構成となっている。ベーン１４とベーン溝７ｂとの片当たりを低減するためのスリットは、ローリングピストン型圧縮機１００の圧縮機構部１１０には必要な構成であるので、本実施の形態に係るスリット部１５を備えることで、シリンダ７に特別な加工を施すことなく吸入孔７ａと共鳴空間３１とを連通させる流路としての構成を得ることができる。

図４において点線で示された共鳴空間３１及び流路３２は、上軸受９に形成された共鳴空間３１及び流路３２の位置を示している。図４では、流路３２及び共鳴空間３１は、吸入孔７ａの真上に形成されている。図３において点線で示された共鳴空間３１及び流路３２のように、共鳴空間３１と流路３２とは、吸入孔７ａの真上部分ではなく、吸入孔７ａの真上部分から横にずれた位置（すなわち、吸入孔７ａではない部分の上部）に設けられてもよい。

共鳴空間３１と流路３２との位置は、吸入孔７ａの真上であっても、真上でなくてもよい。流路３２の少なくとも一部がスリット部１５と連通しており、かつ、共鳴空間３１と流路３２との位置がベーン溝７ｂ及び圧縮室１２と干渉しない位置であればよい。

上述した上軸受９とシリンダ７との関係は、下軸受１０に共鳴空間３１及び流路３２（空間部の一例）を形成する場合も同様である。

次に動作について説明する。ローリングピストン型圧縮機１００は、電動モータ４を駆動させると、電動モータ４の駆動力がクランク軸５を介して圧縮機構部１１０のローリングピストン８に伝達される。この回転力により、ローリングピストン８がシリンダ７内で偏心回転する。これにより、冷媒ガスが吸入孔７ａを介して圧縮室１２の低圧室１２ａに流入し、高圧室１２ｂで圧縮され、高圧状態の冷媒ガスが吐出口７ｃからケーシング２の内部空間へ吐出し、その後、吐出管２０よりローリングピストン型圧縮機１００の外部の冷凍回路に吐出される。

圧縮機構部１１０は、冷媒ガスが吸入孔７ａを通過する際、吸入孔７ａからシリンダ７に設けられたスリット部１５を介して上軸受９に形成されている流路３２に連通し、そして一定の容積の共鳴空間３１へと連通している。この過程で、吸入冷媒（冷媒ガス）に生じている脈動のうち、特定の周波数帯域が減衰する。減衰する特定の周波数帯域は、共鳴空間３１の容積と、共鳴空間３１へ連通する流路３２の長さと断面積との関係により定まる。

上述した圧縮過程において、圧縮室１２内に突出し、ローリングピストン８に当接しながら低圧室１２ａと高圧室１２ｂを分離するベーン１４は、高圧冷媒の圧縮荷重（Ｐ）により、ベーン溝７ｂの低圧側の縁部を高圧室１２ｂ側から低圧室１２ａ側に押し付ける。ここで、低圧室１２ａのシリンダ７の内周面７ｆを上下方向に貫通するように設けられたスリット部１５が、ベーン溝７ｂとの間に隔壁１６を形成しているので、隔壁１６が押圧方向に弾性的に撓む機構となり、ベーン１４とベーン溝７ｂとの片当たりの発生を低減している。

以上のように、本実施の形態にかかるローリングピストン型圧縮機１００は、圧縮過程においてベーン１４とベーン溝７ｂとの片当たり発生の低減のために必要であるシリンダ７のスリット部１５を利用して、吸入冷媒の脈動周波数を減衰させる消音構造（共鳴空間３１、流路３２）を上軸受９に形成するので、シリンダ７には前記消音構造のみに係る加工は必要ない。また、シリンダ７に加工歪が生じた場合、ローリングピストン８や上軸受９及び下軸受１０との隙間の変化により圧縮過程で冷媒ガスの漏れが発生し、ローリングピストン型圧縮機１００の効率低下となる恐れがあるが、本実施の形態に係るローリングピストン型圧縮機１００によれば、このような恐れが低減できる。

共鳴空間３１及び流路３２のような構造により特定の周波数帯域を減衰させる共鳴機について説明する。共鳴空間３１及び流路３２のような構造により特定の周波数帯域を減衰させるものをヘルムホルツ共鳴器と呼ぶ。ヘルムホルツ共鳴器は、共鳴器の持つ共鳴周波数を減衰できる。

ヘルムホルツ共鳴器において、共鳴空間３１の容積をＶ、流路３２の断面積をＳ、流路３２の長さをＬ、音速をＣとすると、共鳴機の持つ共鳴周波数ｆ０は下記の（式１）で得られる。
ｆ０＝Ｃ／｛２π（Ｓ／ＶＬ）^１／２｝ （式１）

また、吸入冷媒ガスの脈動は、低周波数帯域ほど大きいので、上記（式１）から、流路３２の断面積Ｓを一定とすれば、共鳴空間３１の容積Ｖを大きくする又は流路３２の長さＬを長くすることで、低周波数帯域に効果を発揮することができる。

本実施の形態に係るローリングピストン型圧縮機１００によれば、上軸受９に共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を設けているので、シリンダ７に共鳴空間３１及び／又は共鳴空間３１に連通する流路３２を設ける場合より、形状にも大きさにも制約が少なくなる。

また、本実施の形態に係るローリングピストン型圧縮機１００によれば、簡単な形状で共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を形成することができるので、上軸受９を鋳造品とした場合には、鋳型に予め成形時より共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を形成しておくことで、機械加工を行わずに消音構造を得ることができる。

本実施の形態１では、上軸受９に共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を形成する場合について説明したが、下軸受１０に共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を形成する場合でも、同様の説明を適用することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、上軸受９のみに共鳴空間３１及び共鳴空間３１に連通する流路３２を形成した構成について説明した。本実施の形態では、下軸受１０のみに共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を形成する場合について説明する。

図６は、実施の形態２に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。図６は、実施の形態１の図５に対応する図である。図５と同様の構成部については同様の符号を付し、その説明を省略する。また、以下の実施の形態で説明する図７から図１３についても、図５と同様の構成部については同様の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態に係る圧縮機構部１１０は、下軸受１０に一定の容積の共鳴空間３１及び共鳴空間３１へ連通する流路３２が形成されている。消音構造は、吸入孔７ａから内周面開口部７ｅ部分のスリット部１５に沿ってシリンダ７の下端面に連通し、スリット部１５に連通する流路３２を介して共鳴空間３１に連通する。本実施の形態の作用及び効果は、実施の形態１で述べたものと同一である。

実施の形態３．
上述した実施の形態１、２では、上軸受９又は下軸受１０のどちらか一方に共鳴空間３１及び共鳴空間３１に連通する流路３２を形成するようにした構成について説明した。本実施の形態では、上軸受９及び下軸受１０の双方に共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２を形成する場合について説明する。

図７は、実施の形態３に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。図７に示すように、上軸受９に一定の容積の共鳴空間３１ａ及び共鳴空間３１ａへ連通する流路３２ａを形成し、下軸受１０に一定の容積の共鳴空間３１ｂ及び共鳴空間３１ｂへ連通する流路３２ｂを形成する。すなわち、図５で説明した上軸受９と、図６で説明した下軸受１０とを合わせた構成である。本実施の形態の作用及び効果は、実施の形態１、２で述べたものと同一である。

以下、共鳴器とは共鳴空間３１と流路３２とによる消音機構（消音構造）を示すものとする。本実施の形態に係る圧縮機構部１１０は、図７に示すように、上軸受９の共鳴空間３１ａの容積と下軸受１０の共鳴空間３１ｂの容積が等しく、さらに上軸受９の流路３２ａの断面積及び長さと下軸受１０の流路３２ｂの断面積及び長さが等しい。上述したように、共鳴器により減衰する特定の周波数帯域は、共鳴空間３１の容積と、共鳴空間３１へ連通する流路３２の長さと断面積との関係により定まる。したがって、本実施の形態に係る圧縮機構部１１０によれば、上軸受９の共鳴空間３１と下軸受１０の共鳴空間３１との２つの等しい共鳴器を備えることになるので、減衰させたい特定の周波数帯域への消音効果を増大させることができる。

図８は、実施の形態３に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。図９は、実施の形態３に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。

以下、共鳴器とは共鳴空間３１と流路３２とによる消音機構を示すものとする。
図８に示す圧縮機構部１１０の共鳴器は、上軸受９の共鳴空間３１ａの容積と下軸受１０の共鳴空間３１ｂの容積が異なっている。これにより、上軸受９の共鳴器により減衰される周波数帯域と、下軸受１０の共鳴器により減衰される周波数帯域とは異なる周波数帯域となる。図８に示す構造により、減衰させたい周波数帯域が２種類ある場合にも、２種類の周波数帯域に対して消音効果を得ることができる。

図９に示す圧縮機構部１１０の共鳴器は、上軸受９の流路３２ａの長さと下軸受１０の流路３２ｂの長さとが異なっている。これにより、上軸受９の共鳴器により減衰される周波数帯域と、下軸受１０の共鳴器により減衰される周波数帯域とは異なる周波数帯域となる。図９に示す構造により、減衰させたい周波数帯域が２種類以上ある場合にも、２種類の周波数帯域に対して消音効果を得ることができる。

上述したように、共鳴空間３１の容積を変更したり、流路３２の長さを変更するだけでなく、流路３２の断面積を変更したりしてもよい。共鳴器により減衰する特定の周波数帯域は、共鳴空間３１の容積と、共鳴空間３１へ連通する流路３２の長さと断面積との関係により定まるので、上軸受９と下軸受１０とで、共鳴空間３１の容積、流路３２の長さ、流路３２の断面積等を変更して組み合わせることで、所望の周波数帯域を減衰させることができる。

実施の形態４．
実施の形態１、２では、上軸受９あるいは下軸受１０に共鳴空間３１及び共鳴空間３１に連通する流路３２を形成する構造としたが、本実施の形態では、共鳴空間３１に連通する流路３２を持たず、吸入孔７ａからシリンダ７に設けたスリット部１５を介して上軸受９あるいは下軸受１０に形成された共鳴空間３１へ直接連通する形態について説明する。

図１０は、実施の形態４に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。図１０に示すように、上軸受９の共鳴空間３１は、共鳴空間３１の一部がスリット部１５に重なる位置に形成される。これにより、共鳴空間３１とスリット部１５とが直接連通する。スリット部１５が、吸入孔７ａと共鳴空間３１とを連通させる流路となっている。

図１１は、実施の形態４に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。図１１に示すように、下軸受１０の共鳴空間３１は、共鳴空間３１の一部がスリット部１５に重なる位置に形成される。これにより、共鳴空間３１とスリット部１５とが直接連通する。スリット部１５が、吸入孔７ａと共鳴空間３１とを連通させる流路となっている。

本実施の形態に係る圧縮機構部１１０の共鳴器は、シリンダ７に設けたスリット部１５を、実施の形態１で述べた共鳴空間３１に連通する流路３２に模して機能を代用する構造となっている。シリンダ７に設けたスリット部１５の寸法及び、スリット部１５と上軸受９に設けた共鳴空間３１の重なりとを調整することで、吸入冷媒（冷媒ガス）に生じている脈動のうち、特定の周波数帯域を減衰する効果を得ることができる。

また、上軸受９あるいは下軸受１０に流路３２と共鳴空間３１とを形成するための加工に比べて、共鳴空間３１だけを形成するための加工だけですむので、加工コストを抑えることができる。

実施の形態５．
上述した実施の形態４では、上軸受９又は下軸受１０のどちらか一方に共鳴空間３１を形成するようにした構成について説明した。本実施の形態では、上軸受９及び下軸受１０の双方にスリット部１５と直接連通する共鳴空間３１を形成する場合について説明する。

図１２は、実施の形態５に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。図１２に示すように、上軸受９に一定の容積の共鳴空間３１ａを形成し、下軸受１０に一定の容積の共鳴空間３１ｂを形成する。すなわち、図１０で説明した上軸受９と、図１１で説明した下軸受１０とを合わせた構成である。本実施の形態の作用及び効果は、実施の形態４で述べたものと同一である。

本実施の形態に係る圧縮機構部１１０は、図１２に示すように、上軸受９の共鳴空間３１ａの容積と下軸受１０の共鳴空間３１ｂの容積が等しい。上述したように、共鳴器により減衰する特定の周波数帯域は、共鳴空間３１の容積と、共鳴空間３１へ連通する流路３２の長さと断面積との関係により定まる。したがって、本実施の形態に係る圧縮機構部１１０によれば、上軸受９の共鳴空間３１ａと下軸受１０の共鳴空間３１ｂとの２つの等しい共鳴器を備えることになるので、減衰させたい特定の周波数帯域への消音効果を増大させることができる。

図１３は、実施の形態５に係る圧縮機構部１１０の消音構造（共鳴器構造）の一例を示す一部拡大縦断面図である。

図１３に示す圧縮機構部１１０の共鳴器は、上軸受９の共鳴空間３１ａの容積と下軸受１０の共鳴空間３１ｂの容積が異なっている。これにより、上軸受９の共鳴器により減衰される周波数帯域と、下軸受１０の共鳴器により減衰される周波数帯域とは異なる周波数帯域となる。図１３に示す構造により、減衰させたい周波数帯域が２種類ある場合にも、２種類の周波数帯域に対して消音効果を得ることができる。

上述したように、実施の形態１〜５では、上面７ｈから下面７ｉに上下方向に縦に切り欠いたスリット部１５について説明した。しかし、例えば、吸入孔７ａから上面７ｈまで切り欠いたスリット部１５でもよい。この場合は、吸入孔７ａから連通する共鳴空間３１は上軸受９に形成される。

また、例えば、吸入孔７ａから下面７ｉまで切り欠いたスリット部１５でもよい。この場合は、吸入孔７ａから連通する共鳴空間３１は下軸受１０に形成される。このように、吸入孔７ａの上方あるいは下方のみにスリットがある場合でも、このスリットによりベーン１４とベーン溝７ｂとの片当たりによる摩耗等の低減は期待できる。

実施の形態１〜３に係るローリングピストン型圧縮機は、吸入冷媒ガスに発生した脈動を減衰する効果を持つ構造をロータリー圧縮機の圧縮機構内部に形成する。実施の形態１〜３に係るローリングピストン型圧縮機は、圧縮室１２の構成部品である上軸受９及び／又は下軸受１０に、共鳴空間３１及び、共鳴空間３１へ連通する流路３２をシリンダ７に設けたスリット部１５を介して形成する。これにより、共鳴空間３１と流路３２とはヘルムホルツ共鳴を起こし、その共鳴周波数と同じ帯域の、吸入冷媒ガスに発生する脈動を減衰させる消音器として機能する。この消音器は、上軸受９又は下軸受１０の一方に形成する方法や、上軸受９及び下軸受１０の双方に形成し、更に共鳴空間３１及び、共鳴空間３１へ連通する流路３２の寸法関係を変化させる方法を用い、あらゆる周波数帯域に対応可能できる。さらに、実施の形態１〜３に係るローリングピストン型圧縮機は、以下のような特徴を有する。

ケーシング２内に圧縮機構部１１０と駆動部１２０とを備えた、使用冷媒が二酸化炭素に代表される動作圧力の高い冷媒であるローリングピストン型圧縮機１００において、前記圧縮機構部１１０の構成部品であるシリンダ７は、吸入管１９を介してケーシング２の外部から冷媒を吸入するための吸入孔７ａを有し、前記シリンダ７には内部圧縮室１２を低圧室１２ａと高圧室１２ｂとに隔てるベーン１４を保持する為のベーン溝７ｂが形成されており、前記ベーン１４の高圧側で前記ベーン１４に圧縮荷重Ｐが加えられるとき、前記ベーン１４が前記ベーン溝７ｂを押圧する側のシリンダ７に、前記ベーン溝７ｂとの間に隔壁１６を形成するようなスリット部１５を、前記シリンダ７を上下方向に貫通するよう設け、前記ベーン１４に圧縮荷重Ｐが加えられたとき、前記隔壁１６が前記ベーン１４の押圧方向に弾性的に撓む機構を含み、前記駆動部１２０から駆動を伝達する偏芯軸（クランク軸５）の前記シリンダ７を挟んで上下に位置する両軸受（上軸受９、下軸受１０）は鍔部を有し、前記上軸受９及び／又は下軸受１０鍔部には、前記吸入孔７ａから前記スリット部１５を介し前記シリンダ内部圧縮室１２へ吸入される冷媒の脈動周波数を減衰させるための共鳴空間３１及び、前記共鳴空間３１に連通する流路３２を備えたことを特徴とする。

また、実施の形態１〜３に係るローリングピストン型圧縮機は、前記共鳴空間３１が、前記上軸受９及び／又は下軸受１０の鍔部に形成され、前記共鳴空間３１に連通する流路３２はスリット部１５に連通する（スリット部１５を代用する）ことを特徴とする。

実施の形態１〜５に係るローリングピストン型圧縮機１００によれば、上軸受９及び／又は下軸受１０に、共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２（あるいは共鳴空間３１のみ）を設けているので、シリンダ７に共鳴空間３１及び／又は共鳴空間に連通する流路３２（あるいは共鳴空間３１のみ）を設ける場合より、形状にも大きさにも制約が少なくなる。

また、実施の形態１〜５に係るローリングピストン型圧縮機１００によれば、簡単な形状で共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２（あるいは共鳴空間３１のみ）を形成することができるので、上軸受９を鋳造品とした場合には、鋳型に予め成形時より共鳴空間３１及び共鳴空間に連通する流路３２（あるいは共鳴空間３１のみ）を形成しておくことで、機械加工を行わずに消音構造を得ることができる。

以上、実施の形態１〜５について説明したが、これらのうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、２つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。

２ ケーシング、４ 電動モータ、４ａ ステータ、４ｂ ロータ、５ クランク軸、５ａ 偏心部、７ シリンダ、７ａ 吸入孔、７ｂ ベーン溝、７ｃ 吐出口、７ｄ ベーン溝穴、７ｅ 内周面開口部、７ｆ 内周面、７ｇ 外周面、７ｈ 上面、７ｉ 下面、８ ローリングピストン、９ 上軸受、１０ 下軸受、１２ 圧縮室、１２ａ 低圧室、１２ｂ 高圧室、１４ ベーン、１５ スリット部、１６ 隔壁、１９ 吸入管、２０ 吐出管、２２ 潤滑油、３１，３１ａ，３１ｂ 共鳴空間、３２，３２ａ，３２ｂ 流路、４０ 凹み部分、１００ ローリングピストン型圧縮機、１１０ 圧縮機構部、１２０ 駆動部。

Claims (4)

1. 冷媒を吸入して圧縮する圧縮機構部を備えるローリングピストン型圧縮機において、
   前記圧縮機構部は、
   上面と下面と内周面と外周面とを有するシリンダであって、前記外周面から前記内周面に貫通し前記冷媒を内部に吸入する吸入孔を有するシリンダを備え、
   前記シリンダは、
   前記内周面を前記上面と前記下面との少なくとも一方から切り欠いて形成される切り欠き部であって、前記内周面に形成された前記吸入孔の少なくとも一部と重なるように形成される切り欠き部を有する
   ことを特徴とするローリングピストン型圧縮機。
2. 前記切り欠き部は、
   前記内周面を前記上面から前記下面まで切り欠いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のローリングピストン型圧縮機。
3. 前記ローリングピストン型圧縮機は、さらに、
   前記内周面に沿って偏心回転することにより前記吸入孔から吸入した前記冷媒を圧縮するローリングピストンと、
   前記ローリングピストンに連結され、回転することにより前記ローリングピストンに回転力を伝達するクランク軸と、
   前記クランク軸を支持するとともに前記シリンダの上面を閉塞する上軸受と、
   前記クランク軸を支持するとともに前記シリンダの下面を閉塞する下軸受とを備え、
   前記上軸受と下軸受とのうちの少なくとも一方は、前記切り欠き部と連通する空間部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のローリングピストン型圧縮機。
4. 前記上軸受と下軸受とのうちの少なくとも一方は、前記空間部として、
   前記吸入孔から吸入される前記冷媒から発生する脈動周波数を減衰する共鳴空間部と、
   前記切り欠き部と前記共鳴空間部とを連通させる流路部と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のローリングピストン型圧縮機。

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