KR100363934B1

KR100363934B1 - 압축기의 토출맥동 감쇠장치

Info

Publication number: KR100363934B1
Application number: KR1020000008968A
Authority: KR
Inventors: 기무라나오후미; 신또꾸노리유끼; 가와무라히사또; 다니가와가즈히로
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2002-12-11
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: DE10017704C2; CN1272596A; DE10017704A1; KR20000071379A; US6296457B1; JP3924985B2; JP2000297755A

Abstract

한정된 크기 안에서, 토출맥동 중에 목적하는 주파수 성분을 안정적으로 소거할 수 있는 압축기의 토출맥동 감쇠장치를 제공한다.

실린더 블록 (11,12) 내에 소정의 용적을 갖는 팽창 머플러 (46) 와 공명 머플러 (58) 를 격벽 (59,60) 을 사이에 두고, 공명 머플러 (58) 가 중력 방향 상측이 되도록 구획한다. 팽창 머플러 (46) 를 토출실 (38,39) 및 토출구 (48) 에 접속함과 동시에, 양 머플러 (46,58) 를 격벽 (59,60) 에 형성된 연결 통로 (61) 에 의해 연결시킨다. 공명 머플러 (58) 의 용적, 연결 통로 (61) 의 개구 단면적 및 통로 길이를 팽창 머플러 (46) 내의 토출맥동의 특정의 주파수 성분을 소거하는 압력 변동을 공명 머플러 (58) 내에서 발생시키는 값으로 설정한다. 그리고, 공명 머플러 (58) 내에서 응축한 윤활유를 연결 통로 (61) 를 통해 팽창 머플러 (46) 내로 귀환시킨다.

Description

압축기의 토출맥동 감쇠장치{DISCHARGING PULSATION DAMPING DEVICE OF COMPRESSOR}

본 발명은, 예를 들면 차량 공조장치, 압축 공기 공급장치 등에 사용되는 압축기의 토출맥동 감쇠장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 압축기로는, 예를 들면 외부로부터 흡입된 압축성 유체를 작동실 내로 인도하고 그 작동실의 체적이 작아지도록 변화시킴으로써, 상기 압축성 유체의 압력을 높이도록 구성된 것이 있다. 이러한 압축기에서는, 상기 작동실로부터 소정의 시간 간격을 두고, 압축된 압축성 유체가 토출실 내로 토출된다. 이 때문에, 이 토출 타이밍에 따라 상기 토출실 내의 압력이 변동되는, 소위 토출맥동이 발생한다. 여기서, 회전축의 주위에 복수의 실린더 보어를 배열하고, 그 실린더 보어 내에 수용된 피스톤을 상기 회전축에 부착된 캠플레이트의 요동에 의해 왕복 운동시켜 압축 동작을 행하는 왕복 운동형 압축기에서는 그 실린더 보어의 수 (기통수) 에 따른 차수 성분을 갖는 토출맥동이 발생한다. 이러한 토출맥동이 발생하면, 이 압축기에 접속되는 외부 배관 등에서 공진을 발생시켜 진동이나 소음이 발생하는 경우가 있다.

이러한 진동이나 소음을 저감하기 위해, 종래로부터 압축기에는 그 압축 동작에 의해 발생하는 토출맥동을 감쇠시키는 토출맥동 감쇠장치가 장비되어 있다. 이러한 종류의 토출맥동 감쇠장치로는, 압축기의 하우징 내에 소정 용적의 팽창 공간을 구획하고, 그 팽창 공간을 통해 상기 토출실로부터 외부 배관으로 압축성 유체를 공급하는 팽창형 토출 머플러가 공지되어 있다.

그런데, 상기의 종래 구성에서는, 상기 토출맥동을 효과적으로 감쇠시키려면, 일반적으로 충분한 용적의 팽창 공간을 필요로 하여 압축기를 대형화시킬 수 밖에 없는 문제가 있었다. 특히, 차량용 공조 장치에 사용되는 압축기에서는 엔진룸 내에 있어서의 압축기의 탑재 공간이 한정되어 있다. 이 때문에, 종래의 팽창형의 토출 머플러에서는 충분히 용적을 확보할 수 없어, 상기 토출맥동 중에 소정의 주파수 영역의 성분을 충분히 감쇠시킬 수 없는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해서는, 예를 들면 상기 압축기의 토출실로부터 외부 배관으로의 토출 통로의 도중에, 연결 통로를 사이에 두고 소정의 용적을 갖는 막다른 골목 형상의 공명 공간으로 이루어지는 공명형의 토출 머플러를 접속하는 구성이 고려된다. 이러한 공명형의 토출 머플러에서는 상기 토출 통로를 통과하는 압축성 유체의 일부를 상기 연결 통로를 통하여 공명 공간 내로 인도하도록 되어 있다. 이 압축성 유체의 일부 도입에 의해, 상기 토출맥동 중에 소정의 주파수 영역을 소거하는 압력 변동을 발생시키도록 되어 있다.

여기서, 이러한 공명형의 머플러에서는 목적하는 주파수 성분을 소거하는 압력 변동을 안정적으로 발생시키기 위해서, 이 공명 공간의 용적을 항상 소정값로 유지할 필요가 있다. 그런데, 상기 압축성 유체에는 압축기 내의 슬라이딩부에 있어서의 윤활과 냉각을 확보하기 위해, 윤활유나 물 등이 분산되어 있다. 이 때문에, 당연한 것이지만, 상기 공명 공간 내에서도 압축성 유체에 동반되어 상기 윤활유 등이 유입된다. 이러한 윤활유 등이 공명 공간 내에서 응축하고 체류하면, 이 공명 공간의 용적이 뜻하지 않게 변경되게 된다. 이로 인해, 상기 압력 변동의 발생이 불안정적으로 되어, 곧, 목적하는 주파수 성분을 충분히 감쇠시키는 것이 어려워지는 경우가 있다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 이루어진 것이다. 이 목적으로는, 한정된 크기 중에서 토출맥동 중에 목적하는 주파수 성분을 안정적으로 소거할 수 있는 압축기의 토출맥동 감쇠장치를 제공하는 것이다.

도 1 은 제 1 실시형태의 압축기 전체를 도시한 단면도.

도 2 는 도 1 의 리어측의 실린더 블록을 프론트측에서 본 측면도.

도 3 은 도 1 의 연결 통로의 주변을 확대하여 도시한 평면도.

도 4 는 10 차 성분의 저감에 관한 설명도.

도 5 는 제 2 실시형태의 리어측의 실린더 블록을 프론트측에서 본 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 …하우징 구성체로서의 프론트측 실린더 블록

12 …하우징 구성체로서의 리어측 실린더 블록

13 …하우징 구성체로서의 프론트 하우징

15 …하우징 구성체로서의 리어 하우징

24 …압축 기구를 구성하는 피스톤

33 …압축기의 외부를 이루는 외부 냉매 회로

38 …토출실로서의 프론트측 토출실

39 …토출실로서의 리어측 토출실

45 …유통 경로의 일부를 구성하는 토출 통로

46 …유통 경로의 일부를 구성하는 제 1 머플러실로서의 팽창 머플러

47 …유통 경로의 일부를 구성하는 도출 통로

48 …유통 경로의 일부를 구성하는 토출구

58, 71 …제 2 머플러실로서의 공명 머플러

59 …격벽으로서의 프론트측 격벽

59a, 60a …접합면

60 …격벽으로서의 리어측 격벽

61 …귀환 통로를 겸한 연결 통로

72 …격벽

62 …홈

73 …귀환 통로를 겸한 연결 통로로서의 연결 구멍

상기 목적을 달성하기 위해, 압축기의 토출맥동 감쇠장치에 관한 본원의 청구항 1 에 기재된 발명은, 하우징 내에 압축 기구를 수용하고, 이 압축 기구의 동작에 의해 압축성 유체를 외부로부터 흡입하여 압축함과 동시에 상기 하우징 내에 구획된 토출실 내로 토출하도록 구성함과 동시에, 이 토출실 내의 압축성 유체를 압축기의 외부로 인도하는 유통 경로를 설치하고, 상기 하우징 내에 있어서의 그 유통 경로의 도중에 토출 머플러 영역을 구획한 압축기에 있어서, 상기 토출 머플러 영역 내에 격벽을 설치하고, 상기 토출 머플러 영역을 상기 유통 경로의 일부를 이루는 제 1 머플러실과, 이 제 1 머플러실과 연결 통로를 통해 연결됨과 동시에 상기 유통 경로로부터 독립된 제 2 머플러실로 이분하고, 상기 압축성 유체에 동반되어 상기 제 2 머플러실 내로 공급되고 이 제 2 머플러실 내에서 응축된 액체를 상기 제 1 머플러실 내로 귀환시키는 귀환 통로를 설치하는 것을 요지로 하는 것이다.

이 본원 청구항 1 에 기재된 발명에서는, 제 2 머플러실 내에서 응축된 액체가 귀환 통로에 의해 제 1 머플러실 내로 귀환되어, 제 2 머플러실 내에 체류하지 않는다. 이 때문에, 이 제 2 머플러실의 용적을 항상 일정하게 유지할 수 있고, 토출맥동 중에 목적하는 주파수 영역의 성분을 소거하는 압력 변동을 안정적으로 발생시킬 수 있다.

본원의 청구항 2 에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 2 머플러실의 용적과 상기 연결 통로의 개구 단면적 및 통로 길이를, 이 제 2 머플러실에서 발생하는 맥동이 상기 제 1 머플러실의 공진 주파수와 일치함과 동시에 제 1 머플러실의 맥동에 대해 역위상이 되도록 설정하는 것을 요지로 하는 것이다.

이 본원 청구항 2 에 기재된 발명에서는, 상기 청구항 1 에 기재된 발명의 작용에 더하여, 상기 제 2 머플러실에 있어서의 압력 변동의 제어 요인이 제 2 머플러실의 용적만에 한하지 않고, 토출 머플러 영역에 있어서의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.

본원의 청구항 3 에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 발명에 있어서, 상기 연결 통로가 상기 귀환 통로를 겸하는 것을 요지로 하는 것이다.

이 본원 청구항 3 에 기재된 발명에서는, 상기 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 발명의 작용에 더하여, 귀환 통로와 연결 통로를 따로 설치할 필요가 없어, 구성의 간소화를 꾀할 수 있다.

또한, 본원의 청구항 4 에 기재된 발명은, 상기 청구항 3 에 기재된 발명에 있어서, 상기 제 2 머플러실을 중력 방향의 상방에 배치함과 동시에, 상기 제 1 머플러실을 중력 방향의 하방에 배치한 것을 요지로 하는 것이다.

이 본원 청구항 4 에 기재된 발명에서는, 상기 청구항 3 에 기재된 발명의 작용에 더하여, 제 2 머플러실 내에서 응축한 액체가 자중에 의해 자동적으로 연결 통로를 통해 제 1 머플러실로 귀환된다.

또한, 본원의 청구항 5 에 기재된 발명은, 상기 청구항 1 ∼ 4 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 하우징을 복수의 하우징 구성체에 의해 구성하고, 상기 격벽을 대향 배치되는 한 쌍의 하우징 구성체와 일체로 형성하고, 상기 각각의 머플러실을 상기 한 쌍의 하우징 구성체를 접합시킴으로써 형성함과 동시에, 상기 연결 통로를 상기 한 쌍의 하우징 구성체에 있어서의 격벽의 적어도 한 쪽 접합면 상에 오목하게 설치된 홈에 의해 형성하는 것을 요지로 하는 것이다.

이 본원 청구항 5 에 기재된 발명에서는, 상기 청구항 1 ∼ 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 작용에 더하여, 한 쌍의 하우징 구성체를 접합함으로써 자동적으로 제 1 머플러실과 제 2 머플러실이 구획됨과 동시에, 연결 통로가 형성된다. 또한, 양 머플러실을 구획하는 격벽을 형성함에 있어서, 하우징 구성체와 별체의 부재를 필요로 하지 않으므로 부품 점수의 증대를 초래하지 않는다.

발명의 실시형태

(제 1 실시형태)

다음에서, 본 발명을 차량 공조 장치용의 양두(兩頭) 피스톤형의 경사판식 압축기의 토출맥동 감쇠장치를 구체화한 제 1 실시형태에 대해 도 1 ∼ 4 에 기초하여 설명한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 하우징 구성체로서의 한 쌍의 실린더 블록 (11,12) 은 대향하는 단부 가장자리에서 서로 접합되어 있다. 마찬가지로, 하우징 구성체로서의 프론트 하우징 (13) 은, 프론트측 실린더 블록 (11) 의 전단면에 프론트측 밸브 형성체 (14) 를 사이에 두고 접합되어 있다. 마찬가지로, 하우징 구성체로서의 리어 하우징 (15) 은 리어측 실린더 블록 (12) 의 후단면에 리어측 밸브 형성체 (16) 를 사이에 두고 접합되어 있다.

복수의 볼트 삽입 통과 구멍 (17) 은, 프론트 하우징 (13) 으로부터 프론트측 밸브 형성체 (14), 양 실린더 블록 (11,12) 및 리어측 밸브 형성체 (16) 를 관통하여 리어 하우징 (15) 으로 구멍을 뚫어 형성되어 있다. 복수의 관통 볼트(18) 는 같은 볼트 삽입 통과 구멍 (17) 에 대해 프론트 하우징 (13) 측으로부터 삽입되고, 그 선단부로써 리어 하우징 (15) 에 형성된 나사 구멍 (17a) 에 나사식으로 결합되어 있다. 그리고, 프론트 하우징 (13) 및 리어 하우징 (15) 은 이들 관통 볼트 (18) 에 의해, 대응하는 실린더 블록 (11,12) 의 단부면에 체결 고정되어 있다.

구동축 (19) 은, 상기 실린더 블록 (11,12) 및 프론트 하우징 (13) 의 중앙에 전후 한 쌍의 래디얼 베어링 (20) 을 통해 회전 가능하게 지지되어 있다. 립 시일 (21) 은 구동축 (19) 의 전단부 외주와 프론트 하우징 (13) 의 사이에 장치되어 있다. 그리고, 상기 구동축 (19) 은, 그 전단이 클러치 기구 (22) 를 통해 외부 구동원을 이루는 차량 엔진 (E) 에 작동 연결되어, 클러치 기구 (22) 의 접속시에 차량 엔진 (E) 의 구동력이 전달되어 회전 구동된다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 복수 (본 실시형태에서는 5 개) 의 실린더 보어 (23) 는, 상기 구동축 (19) 과 평행하게 연장되도록 각각의 실린더 블록 (11,12) 의 양단부 사이에 동일 원주 상에서 소정 간격마다 관통 성형되어 있다. 복수의 압축 기구를 구성하는 양두형 피스톤 (24) 은, 각각의 실린더 보어 (23) 내에 왕복 운동이 가능하도록 끼워 삽입되어 지지되고 있다. 이들 각각의 피스톤 (24) 의 양단부면과 상기 각각의 밸브 형성체 (14,16) 와의 사이에 있어서, 각각의 실린더 보어 (23) 내에서는 작동실 (25: 프론트측, 26: 리어측) 이 복수 (본 실시형태에서는 각각 5 개씩) 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태의 압축기는 10 기통 타입의 양두 피스톤형 압축기로 되어 있다.

크랭크실 (27) 은, 상기 양 실린더 블록 (11,12) 의 중간 내부에 구획 형성되어 있다. 경사판 (28) 은 크랭크실 (27) 내에 있어서 구동축 (19) 에 끼워맞춰 고정되고, 그 외주부가 슈 (29) 를 통해 피스톤 (24) 의 중간부에 계류되어 있다. 그리고, 이 피스톤 (24) 은 구동축 (19) 의 회전에 의하여 경사판 (28) 을 통해 왕복 운동된다. 전후 한 쌍의 스러스트 베어링 (30) 은, 경사판 (28) 의 양단부면과 각각의 실린더 블록 (11,12) 의 내단부면의 사이에 끼워 장치되고, 이 스러스트 베어링 (30) 을 통해 경사판 (28) 이 양 실린더 블록 (11,12) 사이에 협착 유지되어 있다. 상기 크랭크실 (27) 은 도입 통로 (31) 및 흡입구 (32) 를 통해 외부 배관을 이루는 외부 냉매 회로 (33) 에 접속되어 있고, 흡입압 영역을 구성하고 있다.

프론트측 흡입실 (35) 및 리어측 흡입실 (36) 은, 상기 프론트 하우징 (13) 및 리어 하우징 (15) 내의 외주측에 고리 형상으로 구획 형성되어 있다. 상기 볼트 삽입 통과 구멍 (17) 을 겸하는 흡입 통로 (37) 는 양 실린더 블록 (11,12) 에 관통하여 설치되고, 상기 프론트측 흡입실 (35) 및 리어측 흡입실 (36) 을 각각 크랭크실 (27) 에 연결시킨다. 프론트측 토출실 (38) 및 리어측 토출실 (39) 은 프론트 하우징 (13) 및 리어 하우징 (15) 내의 중심측에 고리 형상으로 구획 형성되어 있다.

복수의 흡입 구멍 (40) 은 각각의 실린더 보어 (23) 에 대응하여 상기 각각의 밸브 형성체 (14,16) 에 관통하여 설치되어 있다. 흡입 밸브 (41) 는 각각의 밸브 형성체 (14,16) 에 형성되어, 각각의 흡입 구멍 (40) 을 개폐한다. 그리고, 피스톤 (24) 의 상사점 위치에서 하사점 위치로의 이동에 동반하여 흡입 밸브 (41) 가 개방되고, 양 흡입실 (35,36) 로부터 각각의 작동실 (25,26) 내로 냉매 가스가 흡입된다.

복수의 토출 구멍 (42) 은 각각의 실린더 보어 (23) 에 대응하여, 상기 각각의 밸브 형성체 (14,16) 에 관통하여 설치되어 있다. 토출 밸브 (43) 는 각각의 밸브 형성체 (14,16) 에 형성되고, 각각의 토출 구멍 (42) 을 개폐한다. 그리고, 피스톤 (24) 의 하사점 위치에서 상사점 위치로의 이동에 동반하여 상기 토출 밸브 (43) 의 작용에 의해 각각의 작동실 (25,26) 내의 냉매 가스가 소정 압력에 도달하기까지 압축되어 양 토출실 (38,39) 에 토출된다. 또한, 이 토출 밸브 (43) 의 개방도는 각각의 밸브 형성체 (14,16) 에 각각 중합된 리테이너 (44) 에 의해 규제된다.

각각의 토출실 (38,39) 은 토출 통로 (45), 제 1 머플러실로서의 팽창 머플러 (46), 도출 통로 (47) 및 토출구 (48) 로 이루어지는 유통 경로를 통해 상기 외부 냉매 회로 (33) 에 연결되어 있다. 이 팽창 머플러 (46) 는 토출 머플러 영역의 일부를 구성하고, 소정의 용적을 갖는 팽창형 머플러로 되어 있다.

상기 외부 냉매 회로 (33) 상에는, 응축기 (49), 팽창 밸브 (50) 및 증발실 (51) 이 순서대로 접속되어 있다. 응축기 (49) 는 압축기로부터 토출된 고온 고압의 냉매 가스를 냉각하고 액체냉매로 응축시킨다. 팽창 밸브 (50) 는 가변 교축 저항으로서의 역할을 하고, 고온 고압의 액체냉매를 팽창시켜 저온 저압의 상태 (예를 들면 안개 형상) 로 한다. 증발기 (51) 는 차실내에 공급되는 공기와의 사이의 열교환에 의해 안개 형상의 액체냉매를 기화시킨다.

여기서, 상기 팽창 밸브 (50) 의 밸브 개방도는, 증발기 (51) 에 병설된 감온(感溫)통 (52) 의 온도 검지에 근거하여 제어되고 있다. 이로 인해, 증발기 (51) 에서의 냉매의 증발 상태가 적절한 가열도를 갖도록, 외부 냉매 회로 (33) 에 있어서의 냉매의 유량이 조절된다. 그리고, 증발기 (51) 에서 기화된 냉매 가스는 압축기의 압축 동작에 의해 흡입구 (32) 및 도입 통로 (31) 를 통해 크랭크실 (27) 내로 귀환되고, 다시 압축에 제공된다.

다음으로, 상기 구성의 양두 피스톤형 압축기의 머플러 구조에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 프론트측 팽출부 (56) 는 프론트측 실린더 블록 (11) 의 외측에 일체로 형성되어 있다. 리어측 팽출부 (57) 는 리어측 실린더 블록 (12) 의 외측에 일체로 형성되고, 양 실린더 블록 (11,12) 의 접합 상태로 프론트측 팽출부 (56) 와 연속된다. 각각의 팽출부 (56,57) 의 내부에는 토출 머플러 영역이 구획되어 있다. 이 토출 머플러 영역 내에서는, 상기 팽창 머플러 (46) 및 공명형 머플러를 이루는 제 2 머플러실로서의 공명 머플러 (58) 가 각각 형성되어 있고, 서로 대향하는 팽출부 (56,57) 의 접합면에서 개구되어 있다. 그리고, 양 실린더 블록 (11,12) (팽출부 (56,57)) 이 접합됨으로써 각각의 머플러 (46,58) 가 밀봉되어, 양 머플러 (46,58) 가 각각 일체화된 공간이 되도록 구성되어 있다.

상기 팽창 머플러 (46) 는, 소정 용적을 확보하기 위하여 실린더 블록(11,12) 의 외벽면 (11a,12a) 을 따라서 그 원주 방향으로 연장되어 있고, 가능한한 팽출부 (56,57) 의 돌출 정도를 작게 하도록 하고 있다. 또한, 양 팽출부 (56,57) 에 걸쳐서 팽창 머플러 (46) 를 형성함으로써 그 용적을 확보함과 동시에, 팽출부 (56,57) 의 돌출 정도를 작게 하는 데 공헌하고 있다.

팽창 머플러 (46) 와 공명 머플러 (58) 는, 양 실린더 블록 (11,12) 이 접합됨으로써 서로 접합되는 격벽 (59,60) 에 의해 구획되어 있다. 이 격벽 (59,60) 은 각각의 실린더 블록 (11,12) 의 주조시에 각각 일체적으로 형성되는 것으로 되어 있다. 여기서, 공명 머플러 (58) 는, 소정의 용적을 가지고 중력 방향에 있어서 팽창 머플러 (46) 의 상방에 배치되고, 귀환 통로를 겸하는 연결 통로 (61) 를 통하여 팽창 머플러 (46) 에 연결되어 있다. 또한, 이 공명 머플러 (58) 에는 팽창 머플러 (46) 를 통과하는 냉매 가스의 일부가 연결 통로 (61) 를 통해 유입되지만, 막다른 골목길 형상으로 되어 있기 때문에 토출실 (38,39) 로부터 외부 냉매 회로 (33) 로의 냉매 가스의 유통 경로의 일부를 구성하지 않는다.

도 1 ∼ 도 3 에 도시된 바와 같이, 이 연결 통로 (61) 는 양 격벽 (59,60) 의 접합면 (59a,60a) 의 거의 중앙에 오목 설치된, 단면이 반원형상인 홈 (62) 에 의해 구성되어 있다. 이 연결 통로 (61) 는 소정의 개구 단면적 및 소정의 통로 길이가 확보되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 공명 머플러 (58) 의 용적과 연결 통로 (61) 의 개구 단면적 및 통로 길이는 팽창 머플러 (46) 내를 통과하는 냉매 가스의 일부가 공명 머플러 (58) 내에 유입될 때에, 팽창 머플러 (46) 내에서의 냉매 가스의 토출맥동 (주기적인 압력 변동) 에 있어서의 특정 주파수 성분을 소거하는 압력 변동이 발생되도록 설정되어 있다. 이로 인해, 팽창 머플러 (46) 내에 있어서의 토출맥동의 특정 주파수 성분이 감쇠되도록 되어 있다.

공명 머플러 (58) 내에서는 냉매 가스와 함께 그 냉매 가스에 안개 형상으로 분산된 윤활유도 유입되게 된다. 이 윤활유는 냉매 가스가 공명 머플러 (58) 의 내벽면에 충돌을 반복함으로써 그 내벽면에 부착하여 응축하고 물방울 형상으로 된다. 이 응축된 윤활유는 상기 연결 통로 (61) 를 통하여 팽창 머플러 (46) 내로 귀환되도록 되어 있다.

다음으로, 상기 구성의 양두 피스톤식 압축기에 있어서의 토출맥동의 저감 작용에 대해서 설명한다.

클러치 기구 (22) 의 접속에 의해 차량 엔진 (E) 으로부터 구동축 (19) 에 구동력이 전달되면, 경사판 (28) 의 회전에 연동하여 피스톤 (24) 의 왕복 운동이 개시된다. 피스톤 (24) 의 왕복 운동이 개시되면, 흡입실 (35,36) 로부터 각각의 작동실 (25,26) 로의 냉매 가스의 흡입, 작동실 (25,26) 에서의 압축, 및 토출실 (38,39) 로의 토출의 사이클이 개시된다. 프론트측 토출실 (38) 과 리어측 토출실 (39) 에 각각 토출된 냉매 가스는, 토출 통로 (45) 를 통하여 팽창 머플러 (46) 내로 인도되어 합류된다.

여기서, 본 실시형태와 같이 10 기통 타입의 압축기에서는 경사판 (28) 이 1 회전하는 동안에 10 회의 토출 동작이 행해지고, 이 토출 동작에 의해 순간적으로 팽창 머플러 (46) 내의 압력이 높아진다. 이로 인해, 팽창 머플러 (46) 내에서 경사판 (28) 이 1 회전하는 시간 내에 10 회의 압력 변동을 반복하는 10 차 성분을 중심으로 한 토출맥동이 발생한다.

여기서, 도 4 는 외부 냉매 회로 (33) 에 있어서의 압축기와 응축기 (49) 사이의 배관에서 계측한 토출맥동의 레벨의 일례를 도시한 것이다. 도면에 있어서, 실시예 1 은 공명 머플러 (58) 의 용적을 12 cc, 연결 통로 (61) 의 개구 직경을 3.3 mm, 통로 길이를 4 mm 로 설정한 압축기에 있어서의 계측 결과를 나타내고 있다. 실시예 2 은 공명 머플러 (58) 의 용적을 12 cc, 연결 통로 (61) 의 개구 직경을 4.8 mm, 통로 길이를 4 mm 로 설정한 압축기에 있어서의 계측 결과를 나타내고 있다. 또한, 비교예는 공명 머플러 (58) 및 연결 통로 (61) 를 설치하지 않은 압축기에 있어서의 계측 결과를 나타내고 있다.

도 4 에서 알 수 있듯이, 종래 구성, 즉 팽창 머플러 (46) 만을 갖춘 10 기통 타입의 압축기 (비교예) 에서는, 이 토출맥동의 10 차 성분에 있어서 구동축 (19) 의 회전수 (Nc) 가 1500 rpm 부근에서 맥동 레벨의 커다란 피크가 존재한다. 이 1500 rpm 부근의 10 차 성분은 그 주파수가 약 250 Hz 가 되어, 외부 냉매 회로 (33) 의 고유 진동수와 거의 일치하고, 엔진음과는 상이한, 차량의 운전자에 있어서 귀에 거슬리는 소음의 근원이 된다.

이에 대해, 본 실시형태의 압축기 (실시예 1 및 실시예 2) 에서는 1500 rpm 부근에 피크가 존재하지만, 상기 비교예에 대해서 맥동 레벨이 20 % 정도 저감되어 있다. 또한, 실시예 1 과 실시예 2 에서는 1500 rpm 이외의 회전수에 있어서의 피크의 맥동 레벨이 상이하다. 이 때문에, 예를 들면 약 23 Hz 의 진동수에 대응하는 1400 rpm 부근의 맥동 레벨은 실시예 1 의 구성을 채용함으로써 효과적으로 저감된다. 또한, 예를 들면 약 266 ∼ 417 Hz 의 진동수에 대응하는 1600 ∼ 2500 rpm 부근의 맥동 레벨은 실시예 2 의 구성을 채용함으로써 효과적으로 저감된다.

따라서, 본 실시형태에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(가) 본 실시형태의 압축기에서는, 실린더 블록 (11,12) 의 팽출부 (56,57) 내에 격벽 (59,60) 을 사이에 두고 구획된 팽창 머플러 (46) 와 공명 머플러 (58) 가 설치되어 있다. 팽창 머플러 (46) 는 토출실 (38,39) 로부터 외부 냉매 회로 (33) 로의 냉매 가스의 유통 경로의 일부를 이루고 있다. 공명 머플러 (58) 는 상기 유통 경로로부터 독립한 상태에서 그 팽창 머플러 (46) 에 연결 통로 (61) 를 통해 연결되어 있다. 또한, 그 공명 머플러 (58) 내에서 응축된 윤활유는 연결 통로 (61) 를 통해 팽창 머플러 (46) 내에 귀환되도록 되어 있다.

이 때문에, 공명 머플러 (58) 내에서 응축된 윤활유가 그 공명 머플러 (58) 내에 체류하는 일이 없어, 그 공명 머플러 (58) 의 용적을 항상 일정하게 유지할 수 있다. 이로 인해, 공명 머플러 (58) 내에 있어서 토출맥동의 10 차 성분 내에서 목적하는 주파수 영역의 성분을 소거하는 압력 변동을 안정되게 발생시킬 수 있다. 따라서, 토출맥동 중에 목적하는 주파수 영역의 성분을 안정적으로 감쇠시킬 수 있다.

게다가, 연결 통로 (61) 가 공명 머플러 (58) 내에서 응축된 윤활유를 팽창 머플러 (46) 내로 귀환시키는 역할도 부담하고 있다. 이 때문에, 귀환 통로를 연결 통로 (61) 와는 별도로 설치할 필요가 없어, 구성의 간소화를 꾀할 수 있다.

(나) 본 실시형태의 압축기에서는, 공명 머플러 (58) 의 용적과 연결 통로 (61) 의 개구 단면적 및 통로 길이가, 그 공명 머플러 (58) 내에서 발생되는 압력 변동의 주파수가 팽창 머플러 (46) 의 공진 주파수와 일치함과 동시에 팽창 머플러 (46) 의 토출맥동에 대해 역위상이 되도록 설정되어 있다.

이 때문에, 토출맥동 중에 목적하는 주파수 영역의 성분을 소거하기 위한 압력 변동의 제어를 공명 머플러 (58) 의 용적뿐만 아니라, 연결 통로 (61) 의 개구 단면적 및 통로 길이의 설정값의 조합에 의해 행할 수 있다. 따라서, 팽창 머플러 (46) 및 공명 머플러 (58) 에 있어서의 설계의 자유도를 향상할 수 있음과 동시에, 양 머플러 (46,58) 의 소형화를 꾀할 수 있다.

또한, 공명 머플러 (58) 의 용적과 연결 통로 (61) 의 개구 단면적 및 통로 길이의 설정값의 조합을 변경함으로써, 공명 머플러 (58) 에서 발생하는 압력 변동의 주파수를 변경할 수 있다. 따라서, 토출맥동에 있어서의 각종 주파수 성분에도 용이하게 대응할 수 있다.

(다) 본 실시형태의 압축기에서는 공명 머플러 (58) 가 팽창 머플러 (46) 의 중력 방향에서의 상방에 배치되어 있다.

이 때문에, 공명 머플러 (58) 내에서 응축된 윤활유가 자중에 의해 자동적으로 연결 통로 (61) 를 통해 팽창 머플러 (46) 로 귀환된다. 따라서, 공명 머플러 (58) 내에서 응축된 윤활유를 간단한 구성으로 자동적으로 팽창 머플러 (46) 에 귀환시킬 수 있다.

(라) 본 실시형태의 압축기에서는 팽창 머플러 (46) 와 공명 머플러 (58) 를 구획하는 격벽 (59,60) 이 대향 배치되는 프론트측 실린더 블록 (11) 과 리어측 실린더 블록 (12) 에 각각 일체적으로 형성되어 있다. 그리고, 팽창 머플러 (46) 및 공명 머플러 (58) 가 양 실린더 블록 (11,12) 의 접합에 의해 형성되도록 되어 있다. 또한, 양 머플러 (46,58) 를 연결하는 연결 통로 (61) 가 양 격벽 (59,60) 의 접합면 (59a,60a) 상에 오목 설치된 홈 (62) 에 의해 형성되도록 되어 있다.

이 때문에, 양 실린더 블록 (11,12) 을 접합함으로써 팽창 머플러 (46) 와 공명 머플러 (58) 를 자동적으로 구획할 수 있음과 동시에, 연결 통로 (61) 를 자동적으로 형성할 수 있다. 따라서, 양 머플러 (46,58) 및 연결 통로 (61) 를 형성하기 위해서 작업공수의 증가를 초래하는 일이 없다.

또한, 양 머플러 (46,58) 를 구획하는 격벽 (59,60) 을 형성함에 있어서, 실린더 블록 (11,12) 과 별체의 부재를 필요로 하지 않아, 부품점수의 증대를 초래하지 않는다.

(제 2 실시형태)

다음에서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해, 상기 제 1 실시형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

이 제 2 실시형태에 있어서는, 도 5 에 도시된 바와 같이 제 2 머플러실을 구성하는 공명 머플러 (71) 가 중력 방향에 있어서 팽창 머플러 (46) 의 측방에 배치되어 있다. 이 공명 머플러 (71) 는 그 내저면 (71a) 이 팽창 머플러 (46) 의 내저면 (46a) 보다 중력 방향에 있어서 높은 위치가 되도록 형성되어 있다. 그리고, 양 머플러 (46,71) 를 구획하는 격벽 (72) 은 각각의 실린더 블록 (12 (11)) 과는 별체의 금속판 등으로 구성되어 있고, 중력 방향을 따라 실린더 블록 (12 (11)) 에 부착되어 있다. 또한, 이 격벽 (72) 에는, 그 공명 머플러 (71) 의 내저면 (71a) 에 대응하는 위치에 귀환 통로를 겸한 연결 통로로서의 연결 구멍 (73) 이 형성되어 있다. (또한, 도 5 에 있어서는 리어측의 실린더 블록 (12) 만을 도시하고 있다.)

따라서, 본 실시형태에 의하면, 상기 제 1 실시형태에 있어서의 (가) 및 (나) 에 기재된 효과에 더하여, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

(마) 본 실시형태의 압축기에서는 공명 머플러 (71) 의 내저면 (71a) 이 팽창 머플러 (46) 의 내저면 (46a) 보다 중력 방향에서의 상방이 되도록 배치되어 있다. 그리고, 격벽 (72) 에 있어서의 공명 머플러 (71) 의 내저면 (71a) 에 대응하는 위치에 연결 구멍 (73) 이 형성되어 있다.

이 때문에, 공명 머플러 (71) 내에서 응축된 윤활유는 자중에 의해 그 내저면 (71a) 에 도달하고, 또한 연결 구멍 (73) 을 통해 자동적으로 팽창 머플러 (46) 에 귀환된다. 따라서, 공명 머플러 (58) 내에서 응축된 윤활유를 간단한 구성으로 자동적으로 팽창 머플러 (46) 에 귀환시킬 수 있다.

(바) 본 실시형태의 압축기에서는 팽창 머플러 (46) 와 공명 머플러 (71) 를 구획하는 격벽 (72) 이 각각의 실린더 블록 (11,12) 과는 별체의 부재로 구성되어 있다.

이 때문에, 공명 머플러 (71) 에서 발생되는 압력 변동의 주파수를, 상이한 개구 단면적 및/또는 통로 길이의 연결 구멍 (73) 을 갖는 격벽 (72) 을 선택하여 부착함으로써 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 토출맥동에 있어서의 각종 주파수 성분에도 용이하게 대응할 수 있다.

(변경예)

또한, 상기 각각의 실시형태는 다음과 같이 변경할 수도 있다.

상기 제 1 실시형태에서는 각각의 격벽 (59,60) 의 접합면 (59a,60a) 에 연결 통로 (61) 를 형성하기 위한 홈 (62) 을 오목하게 설치했으나, 임의의 한쪽의 접합면 (59a,60a) 에만 홈 (62) 을 오목하게 설치할 수도 있다.

상기 제 1 실시형태에서는 각각의 격벽 (59,60) 의 접합면 (59a,60a) 상의 홈 (62) 을 단면이 반원 형상으로 형성했으나, 예를 들면 단면이 반타원 형상, 단면이 삼각 형상, 단면이 직사각 형상 등으로 형성할 수도 있다.

상기 제 1 실시형태에서는 연결 통로 (61) 를 각각의 격벽 (59,60) 의 접합면 (59a,60a) 상에 형성했으나, 각각의 격벽 (59,60) 의 접합면 (59a,60a) 에서 이간하는 위치에 형성할 수도 있다.

상기 각각의 실시형태에서는, 팽창 머플러 (46) 및 공명 머플러 (58,71) 를 한 쌍의 실린더 블록 (11,12) 에 걸치도록 형성했으나, 어느 한 쪽의 실린더 블록 (11,12) 에 형성할 수도 있다.

상기 각각의 실시형태에서는, 본 발명을 차량 공조 장치에 사용되는 양두 피스톤형의 경사판식 압축기의 토출맥동 감쇠장치로 구체화하고 있지만, 예를 들면 웨이브 캠식 압축기, 워블식 압축기, 스크롤식 압축기, 베인식 압축기 등, 또한 편두(片頭) 피스톤형 압축기의 토출맥동 감쇠장치로 구체화할 수도 있다. 또한,압축 공기 공급 장치에 사용되는 압축기의 토출맥동 감쇠장치로 구체화할 수도 있다. 이 경우, 공명 머플러 (58,71) 내에서 응축되는 액체로는 윤활유 외에, 예를 들면 물 등이 있다.

이들과 같이 하여도 상기 각각의 실시형태와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 상기 각각의 실시형태 및 변경예로부터 파악할 수 있는 청구항에 기재한 발명 이외의 기술적 사상에 대해서, 그 효과들과 함께 다음에서 기재한다.

(1) 상기 제 2 머플러실의 내저면을 상기 제 1 머플러실의 내저면보다 중력 방향에 있어서의 상방 위치가 되도록 형성함과 동시에, 상기 연결 구멍을 상기 격벽에 있어서의 제 2 머플러실의 내저면에 대응하는 위치에 형성한 청구항 3 에 기재된 압축기의 토출맥동 감쇠장치.

이 (1) 에 기재된 구성에 의하면, 제 2 머플러실 내에서 응축된 액체는 자중에 의해 그 내저면에 도달하고, 또한 연결 통로를 통해 자동적으로 제 1 머플러실로 귀환된다. 따라서, 제 2 머플러실 내에서 응축된 액체를 간단한 구성으로 자동적으로 제 1 머플러실에 귀환시킬 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본원 청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 토출맥동 중에 목적하는 주파수 영역의 성분을 안정적으로 감쇠시킬 수 있다.

또한, 본원 청구항 2 에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 에 기재된 발명의 효과에 더하여, 토출 머플러 영역에 있어서의 설계의 자유도를 향상할 수 있음과 동시에, 그 토출 머플러 영역의 소형화를 꾀할 수 있다.

또한, 본원 청구항 3 에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 발명의 효과에 더하여, 귀환 통로와 연결 통로를 따로 설치할 필요가 없어, 구성의 간소화를 꾀할 수 있다.

또한, 본원 청구항 4 에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 3 에 기재된 발명의 효과에 더하여, 제 2 머플러실 내에서 응축한 액체를 간단한 구성으로 자동적으로 연결 통로를 통해 제 1 머플러실로 귀환시킬 수 있다.

또한, 본원 청구항 5 에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 ∼ 4 항 중 어느 한 항에 기재된 발명의 작용에 더하여, 제 1 머플러실, 제 2 머플러실 및 연결 통로를 작업공수의 증대를 초래함없이 형성할 수 있다. 또한, 양 머플러실을 구획하는 격벽을 형성함에 있어서, 하우징 구성체와 별체의 부재를 필요로 하지 않아, 부품점수의 증대를 초래하지 않는다.

Claims

하우징 내에 압축 기구를 수용하고, 이 압축 기구의 동작에 의해 압축성 유체를 외부로부터 흡입하여 압축함과 동시에 상기 하우징 내에 구획된 토출실 내로 토출하도록 구성함과 동시에, 이 토출실 내의 압축성 유체를 압축기의 외부로 인도하는 유통 경로를 설치하고, 상기 하우징 내에서의 그 유통 경로의 도중에 토출 머플러 영역을 구획한 압축기에 있어서,

상기 토출 머플러 영역 내에 격벽을 설치하고, 상기 토출 머플러 영역을 상기 유통 경로의 일부를 이루는 제 1 머플러실과, 이 제 1 머플러실과 연결 통로를 통해 연결됨과 동시에 상기 유통 경로로부터 독립된 제 2 머플러실로 이분하고, 상기 압축성 유체에 동반되어 상기 제 2 머플러실 내로 공급되고 이 제 2 머플러실 내에서 응축된 액체를 상기 제 1 머플러실 내에 귀환시키는 귀환 통로를 설치한 압축기의 토출맥동 감쇠장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 머플러실의 용적과 상기 연결 통로의 개구 단면적 및 통로 길이를, 이 제 2 머플러실에서 발생하는 맥동이 상기 제 1 머플러실의 공진 주파수와 일치함과 동시에 제 1 머플러실의 맥동에 대해 역위상이 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 압축기의 토출맥동 감쇠장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연결 통로가 상기 귀환 통로를 겸하는 것을 특징으로 하는 압축기의 토출맥동 감쇠장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제 2 머플러실을 중력 방향의 상방에 배치함과 동시에, 상기 제 1 머플러실을 중력 방향의 하방에 배치하는 것을 특징으로 하는 압축기의 토출맥동 감쇠장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하우징을 복수의 하우징 구성체에 의해 구성하고, 상기 격벽을 대향 배치되는 한 쌍의 하우징 구성체와 일체로 형성하고, 상기 각각의 머플러실을 상기 한 쌍의 하우징 구성체를 접합시킴으로써 형성함과 동시에, 상기 연결 통로를 상기 한 쌍의 하우징 구성체에서의 격벽의 적어도 한 쪽 접합면 상에 오목하게 설치된 홈에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기의 토출맥동 감쇠장치.