圧縮機
【課題】圧縮効率を低下させることなく、圧縮機の騒音を低減することができる圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機１は、密閉ケーシング１０と、密閉ケーシング１０内に収容され、ロータ５１及びロータ５１の径方向外側に配置されるステータ５２を有するモータ２０とを備えている。そして、ロータ５１のロータ本体５３には、その下面であるロータ下面５３ａに吸音室開口を有するヘルムホルツ共鳴器となる吸音室５４ａが設けられている。これら吸音室５４ａは、ロータ本体５３の回転軸Ｏに対して１８０°間隔で配置されるとともに、平面視して、ロータ本体５３に埋設されている磁石６０ｂの内側に設けられている。
【解決手段】圧縮機１は、密閉ケーシング１０と、密閉ケーシング１０内に収容され、ロータ５１及びロータ５１の径方向外側に配置されるステータ５２を有するモータ２０とを備えている。そして、ロータ５１のロータ本体５３には、その下面であるロータ下面５３ａに吸音室開口を有するヘルムホルツ共鳴器となる吸音室５４ａが設けられている。これら吸音室５４ａは、ロータ本体５３の回転軸Ｏに対して１８０°間隔で配置されるとともに、平面視して、ロータ本体５３に埋設されている磁石６０ｂの内側に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転時に発生する騒音を低減するための吸音室を備えた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機内にヘルムホルツ型の共鳴室を設けることにより、圧縮機の運転時に発生する騒音の低減が図られている。このような圧縮機の一例として、特許文献１には、圧縮室と連通するヘルムホルツ型共鳴室が形成され、この共鳴室と圧縮室との連通路を、圧縮機の運転状態に応じて作動する弁体で開閉するロータリコンプレッサの消音構造を備える圧縮機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−１０００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された共鳴室を備えた圧縮機では、圧縮室で圧縮された冷媒ガスが共鳴室内に残留することがあり、その状態で、圧縮室内に冷媒ガスを吸入すると、共鳴室内に残留している冷媒ガスが低圧状態の圧縮室内で膨張するため、圧縮効率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧縮効率を低下させることなく、圧縮機の騒音を低減することができる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、密閉容器と、密閉容器内に収容され、回転子及び回転子の径方向外側に配置される固定子を有する駆動機構とを備え、回転子の下面には、ヘルムホルツ共鳴器となる吸音室が設けられている。
【０００７】
この圧縮機では、ヘルムホルツ共鳴器である吸音室が圧縮室に連通しておらず、圧縮ガスが吸音室に残留することがないため、圧縮効率を低下させることなく騒音を低減することが可能となる。また、この吸音室を回転子の上面に設けた場合、圧縮機内を循環する潤滑油が吸音室に流入する可能性があるが、この圧縮機では、吸音室が回転子の下面に設けられているため、潤滑油が吸音室に流入することなく騒音を低減することが可能となる。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、回転子はその軸方向に沿って延在する磁石を有しており、吸音室は平面視において磁石より内側に配置されている。
【０００９】
この圧縮機では、磁石よりも内側に吸音室が配置されていることにより、吸音室が回転子及び固定子の鉄板内を通る磁束の流れを妨げることがないため、モータの効率を低下させることなく、騒音を低減することが可能となる。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、第１又は第２の発明に係る圧縮機において、回転子の下面には、複数の吸音室が設けられており、この複数の吸音室は、平面視において回転子の回転軸を中心として略等角度間隔で配置されている。
【００１１】
この圧縮機では、複数の吸音室を平面視において回転子の回転軸を中心として略等角度間隔で配置することにより、回転子が回転する際に、各吸音室が交互に圧縮機構のマフラに設けられた吐出口と周期的に対向する。すると、吐出口から吐出した冷媒ガスに起因する騒音をこの複数の吸音室が周期的に吸音するため、吸音のタイミングに偏りが生じず、安定して騒音を低減することが可能となる。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、第１から第３のいずれかの発明に係る圧縮機において、駆動機構は、前記回転子の中央を貫通するクランク軸と、前記クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、前記吸音室は、平面視において、クランク軸の中心と偏心部の中心とを通過する第１直線に対して対称に配置されている。
【００１３】
この圧縮機では、平面視においてロータにおける第１直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【００１４】
第５の発明に係る圧縮機は、第１から第４のいずれかの発明に係る圧縮機において、駆動機構は、回転子の中央を貫通するクランク軸と、クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、吸音室は、平面視において、クランク軸の中心と偏心部の中心とを通過する第１直線と垂直であり且つクランク軸の中心を通過する第２直線に対して対称に配置されている。
【００１５】
この圧縮機では、平面視においてロータにおける第１直線とは垂直の第２直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
第１の発明では、上記のとおり、ヘルムホルツ共鳴器である吸音室が圧縮室に連通しておらず、圧縮ガスが吸音室に残留することがないため、圧縮効率を低下させることなく騒音を低減することが可能となる。また、この吸音室を回転子の上面に設けた場合、圧縮機内を循環する潤滑油が吸音室に流入する可能性があるが、この圧縮機では、吸音室が回転子の下面に設けられているため、潤滑油が吸音室に流入することなく騒音を低減することが可能となる。
【００１８】
第２の発明では、上記のとおり、磁石よりも内側に吸音室が配置されていることにより、吸音室が回転子及び固定子の鉄板内を通る磁束の流れを妨げることがないため、モータの効率を低下させることなく、騒音を低減することが可能となる。
【００１９】
第３の発明では、上記のとおり、複数の吸音室を平面視において回転子の回転軸を中心として略等角度間隔で配置することにより、回転子が回転する際に、各吸音室が交互に圧縮機構のマフラに設けられた吐出口と周期的に対向する。すると、吐出口から吐出した冷媒ガスに起因する騒音をこの複数の吸音室が周期的に吸音するため、吸音のタイミングに偏りが生じず、安定して騒音を低減することが可能となる。
【００２０】
第４の発明では、上記のとおり、平面視においてロータにおける第１直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【００２１】
第５の発明では、上記のとおり、平面視においてロータにおける第１直線とは垂直の第２直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図２】第１実施形態に係るロータを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＡ−Ａ’縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の矢印方向から視た回転子の下面図である。
【図３】第１実施形態に係るロータ、シャフト及びバランスウェイトを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ’断面であり、（Ｂ）は上面視図である。
【図４】第２実施形態に係るロータ、シャフト及びバランスウェイトを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ’断面であり、（Ｂ）は上面視図である。
【図５】ロータ、シャフト及びバランスウェイトの一例を示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ’断面であり、（Ｂ）は上面視図である。
【図６】ロータの第１例を示す図である。
【図７】ロータの第２例を示す図である。
【図８】ロータの第３例を示す図である。
【図９】ロータの第４例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明に係る圧縮機の実施形態について説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。図２は、ロータを示す図であって、図２（Ａ）はロータの縦断面図であり、図２（Ｂ）はロータの下面視図である。なお、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）のＡ−Ｏ−Ｂ断面図である。図３は、ロータ本体と一体となって構成されたシャフトを示す図であって、図３（Ａ）はシャフトの縦断面図であり、図３（Ｂ）はシャフトの上面視図である。以下、図１〜図３に基づいて、本発明の実施形態に係る圧縮機について説明する。なお、図１に示す回転子の断面は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ’断面である。
【００２５】
［圧縮機の全体構成］
圧縮機１は、図１に示すように、１シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されており、後述する圧縮機構３０と吸入管３を介して連通するアキュムレータ２から導入される冷媒を圧縮して、その上端部に配置された吐出管１１ａから圧縮した圧縮冷媒を排出するものである。この圧縮機１は、密閉ケーシング１０と、密閉ケーシング１０内に配置される駆動機構としてのモータ２０と、このモータ２０によって駆動される圧縮機構３０とを備えている。また、この圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、密閉ケーシング１０内において、圧縮機構３０がモータ２０の下側に配置される。また、密閉ケーシング１０の下部には、圧縮機構３０の各摺動部に供給される潤滑油４０が貯留されている。
【００２６】
［密閉ケーシングの構成］
密閉ケーシング１０は、密閉空間を形成するためのトップ１１、パイプ１２及びボトム１３で構成されている。トップ１１は、パイプ１２の上端の開口を塞ぐ部材として設けられている。このトップ１１には、圧縮機構３０によって圧縮された高温高圧の冷媒を密閉ケーシング１０の外部に吐出するための吐出管１１ａが設けられている。このトップ１１には、駆動機構であるモータ２０に接続されるターミナル端子１１ｂが設けられている。ボトム１３は、パイプ１２の下端の開口を塞ぐ部材として設けられると共に、その内部には油溜部４１が設けられている。
【００２７】
［モータの構成］
モータ２０は、シャフト５０と、このシャフト５０が取り付けられたロータ５１（回転子）と、このロータ５１の径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ５２とを有している。ロータ５１は、積層された電磁鋼板からなるロータ本体５３と、このロータ本体５３に埋設された４つの磁石６０ａ〜６０ｄとを有している。また、ロータ本体５３には、後述するヘルムホルツ型の吸音室５４ａ，５４ｂが形成されている。さらに、ロータ本体５３の上下両端面には、重心を安定させることによってロータ本体５３が回転時に傾くのを防止するためのバランスウェイト６１ａ，６１ｂが配設されている。
【００２８】
ステータ５２は、パイプ１２に焼き嵌めによって固定されている。ステータ５２の外周部にはパイプ１２との間に切欠きを設けて貫通穴を形成している。圧縮機構３０から吐出された冷媒ガスは、この貫通穴を通過して下方から上方へと移動する。ステータ５２は、コア５５と、このコア５５の上下両端面にそれぞれ配置された上側インシュレータ５６及び下側インシュレータ５７と、コイルとを有している。コア５５は、例えば積層された複数の鋼板からなる。上側インシュレータ５６及び下側インシュレータ５７は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド及びポリエステル等の耐熱性の高い樹脂材料で構成される。なお、上側インシュレータ５６及び下側インシュレータ５７は、その強度を向上させるために、例えばガラス繊維入りの材料で構成しても良い。
【００２９】
モータ２０は、ステータ５２で発生する電磁力をロータ５１に埋設されている磁石６０ａ〜６０ｄに作用させることにより、ロータ５１をシャフト５０と共に回転させる。シャフト５０は、ロータ本体５３の略中央部に形成されている軸穴５８を貫通するクランク軸５０ａと、このクランク軸５０ａの下端部に設けられた偏心部５０ｂと、を有している。この偏心部５０ｂには、ローラ３４が装着されている。クランク軸５０ａは、ロータ５１と共に回転することによって偏心部５０ｂをシリンダ室Ａ１内で回転させ、シリンダ室Ａ１に流入した冷媒ガスを圧縮する。
【００３０】
［圧縮機構の構成］
圧縮機構３０は、ロータ５１の回転軸Ｏに沿って上から下に向かって配置された、フロントマフラ３１と、フロントヘッド３２と、シリンダ３３と、リアヘッド３５とを有している。フロントマフラ３１は、フロントヘッド３２に設けられた吐出ポート（図示せず）から吐出された冷媒の脈動に起因する騒音を低減する。フロントマフラ３１の上面のフロントヘッド３２に近接する位置には、吐出口３６が形成されており、吐出口３６は、フロントマフラ３１で騒音を低減した冷媒を、１次空間Ｂ１に吐出する。この吐出口３６は、後述するロータ本体５３の下端面（以下「ロータ下面５３ａ」という。）と対向している。また、後述する吸音室５４ａ，５４ｂは、このロータ下面５３ａに開口を有しているため、吐出口３６は、吸音室５４ａ，５４ｂとも対向している。
【００３１】
フロントヘッド３２は、シリンダ３３の上面に接合されており、シリンダ室Ａ１の上端の開口を塞いでいる。このフロントヘッド３２には、シリンダ室Ａ１において圧縮された冷媒を、フロントマフラ３１によって形成されるマフラ空間Ｃ１に吐出するための吐出ポート（図示せず）が設けられている。
【００３２】
シリンダ３３には、その中央部分にシリンダ室Ａ１が設けられている。シリンダ室Ａ１には、クランク軸５０ａの回転に伴って偏心回転運動する偏心部５０ｂが配置されている。このシリンダ室Ａ１は、上記したフロントヘッド３２に設けられている吐出ポート（図示せず）を介して、マフラ空間Ｃ１に連通している。したがって、偏心部５０ｂに装着されるローラ３４の偏心回転運動によって圧縮された冷媒は、シリンダ室Ａ１からマフラ空間Ｃ１に導かれる。ローラ３４は、シリンダ室Ａ１の内周面に沿って偏心回転運動を行い、アキュムレータ２から吸入された冷媒を圧縮する。ローラ３４の外周面には、図示しないブレードが配置されており、これらのローラ３４及びブレードは、それぞれ、別体として構成されている。
【００３３】
［ロータの構成］
次に、ロータ５１を構成するロータ本体５３について説明する。ロータ本体５３は、図２（Ｂ）に示すように、ヘルムホルツ型の吸音室である２個の吸音室５４ａ，５４ｂと、クランク軸５０ａを貫通させるための軸穴５８と、を有している。また、ロータ本体５３には、回転軸Ｏを中心に回転させるための４個の磁石６０ａ〜６０ｄが埋設されている。
【００３４】
軸穴５８は、クランク軸５０ａを貫通・嵌合させるためのものであって、平面視においてロータ本体５３の略中央部に設けられている。軸穴５８は、クランク軸５０ａの径と略同一の径を備えた筒状であって、その中心軸はロータ５１の回転軸Ｏ（即ち、ロータ本体５３の回転軸）と一致する。
【００３５】
磁石６０ａ〜６０ｄは、板状の磁石である。ロータ本体５３には、磁石６０ａ〜６０ｄと略同一形状の取付孔が設けられており、磁石６０ａ〜６０ｄは、この取付孔に取り付けられてロータ本体５３に埋設されている。また、磁石６０ａ〜６０ｄは、図２（Ｂ）に示すように、ロータ本体５３の下面（ロータ下面）５３ａから視て回転軸Ｏを中心として時計回りに約９０°間隔で磁石６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの順に配置されている。これら磁石６０ａ〜６０ｄからは、ロータ本体５３の径方向外側において、図２（Ｂ）に模式的に示した点線に沿って磁束が流れており、コア５５に巻回されたコイルから発生する磁気力と相互作用することによってロータ本体５３を回転させている。
【００３６】
［吸音室の構成］
吸音室５４ａ，５４ｂは、ヘルムホルツ型共鳴器であって、ロータ下面５３ａに設けられており、その開口（吸音室開口）５４１ａ，５４１ｂがロータ下面５３ａに設けられている。ロータ下面５３ａは、図１に示すように、モータ２０と圧縮機構３０との間の空間である１次空間Ｂ１に面し、圧縮機構３０に設けられた後述する吐出口３６に対向している。従って、ロータ下面５３ａに設けられている吸音室開口５４１ａ，５４１ｂも、この吐出口３６に対向している。吸音室５４ａ，５４ｂは、ともに同一の構造及び機能等を備えている。そこで、吸音室５４ａを例に、その構造及び機能等について説明する。
【００３７】
吸音室５４ａは、図２（Ａ）に示すように、吸音室開口５４１ａと、入口部５４２ａと、この入口部５４２ａと接続する共鳴室５４３ａと、を備えている。入口部５４２ａと共鳴室５４３ａとは、ともに円筒状であって、共鳴室５４３ａの径は入口部５４２ａの径よりも大きい。また、入口部５４２ａの上端部と共鳴室５４３ａの下端部とが接続しており、入口部５４２ａと共鳴室５４３ａとによって一つの空間が形成されている。このような構造を備えることにより、圧縮機構３０の吐出口３６から吐出されたガスに圧力脈動が起こって騒音が発生すると、その音波が入口部５４２ａ及び共鳴室５４３ａを満たしたガスを介してこれら入口部５４２ａ及び共鳴室５４３ａへ侵入して共鳴する。その結果、吐出ガスの騒音の音エネルギーが熱エネルギーに変換され、音エネルギーが減少し、騒音が低減する。
【００３８】
吸音室５４ａ，５４ｂは、図２（Ｂ）に示すように、平面視してロータ本体５３の回転軸Ｏを中心として１８０°間隔で配置されている。このように配置されることにより、ロータ本体５３が回転軸Ｏを中心として回転する際に、吸音室５４ａ，５４ｂは、圧縮機構３０の吐出口３６と、交互に周期的に対向する。すると、吸音室５４ａ，５４ｂは、吐出孔３６から吐出した冷媒ガスの脈動に起因する騒音を周期的に吸音するため、吸音のタイミングに偏りが生じない。また、吸音室５４ａ，５４ｂは、ロータ下面５３ａにおいて４つの磁石６０ａ〜６０ｄよりも内側に配設されている。つまり、吸音室５４ａ，５４ｂは、磁石６０ａ〜６０ｄから発生する磁束の流れる範囲より外側に配置されている。
【００３９】
［バランスウェイトの構成］
次に、図３を参照して、バランスウェイトについて説明する。図３は、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０を示す図であって、図３（Ａ）は図３（Ｂ）の第１直線Ｘ−Ｘ’断面を矢印方向から視た断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の矢印方向から視た上面視図である。なお、図３（Ｂ）中の第１直線Ｘ−Ｘ’は回転軸Ｏと偏心部５０ｂの中心Ｃとを結ぶ直線であり、第２直線Ｙ−Ｙ’は第１直線Ｘ−Ｘ’に垂直であって回転軸Ｏを通過する直線である。
【００４０】
バランスウェイト６１ａ，６１ｂは、それぞれロータ本体５３の上端面及び下端面に配設されており、材質が同一であり、図３（Ｂ）に示すように、その形状は半リング状である。ただし、下端面に配設されているバランスウェイト６１ａの厚みは、図３（Ａ）に示すように、上端面に配設されているバランスウェイト６１ｂの厚みよりも厚い。従って、バランスウェイト６１ａがバランスウェイト６１ｂよりも重い。
【００４１】
次に、バランスウェイト６１ａ，６１ｂの配設される位置について説明する。なお、説明の便宜上、図３（Ｂ）において、第２直線Ｙ−Ｙ’よりも偏心部５０ｂの中心Ｃ側を「右側」、第２直線Ｙ−Ｙ’よりも中心Ｃとは反対側を「左側」、第１直線Ｘ−Ｘ’よりもＹ側を「上側」、第１直線Ｘ−Ｘ’よりもＹ’側を「下側」と呼ぶ。
【００４２】
ロータ本体５３に吸音室が形成されていない場合には、偏心部５０ｂの右側部分が左側部分よりも大きいため、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心は、左右方向に関して右側に偏っている。一方、シャフト５０及びロータ本体５３はともに第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称であるため、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心は、上下方向に関して偏っておらず、回転軸Ｏと一致している。
【００４３】
従って、左右方向に関する重心の偏りを解消するため、即ち、右側部分の重量と左側部分の重量との差を解消するため、重量の大きいバランスウェイト６１ａはロータ下面５３ａの左側に配設され、重量の小さいバランスウェイト６１ｂはロータ本体５３の上面の右側に配設されている。一方、上下方向に関する重心の偏りが生じるのを防止するため、バランスウェイト６１ａ，６１ｂが第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称となるように配設されている。従って、バランスウェイト６１ａ，６１ｂは、図３（Ｂ）に示すように、平面視して１８０°間隔で配置されており、互いの位置関係は、平面視して第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称もしくは回転軸Ｏに対して点対称の関係にある。
【００４４】
［吸音室の配置］
吸音室５４ａ，５４ｂは、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心が上下方向及び左右方向に関して偏りが生じないように設けられる。従って、第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称となるように吸音室５４ａ，５４ｂを設ける必要がある。まず、重心が左右方向に関して偏るのを防止するために、吸音室５４ａ，５４ｂを第２直線Ｙ−Ｙ’に関して対称に配置する（図３（Ａ）参照）。つまり、吸音室５４ａ，５４ｂは、中心軸Ｏに関して１８０°間隔で配置されている。即ち、吸音室５４ａ，５４ｂは、中心軸Ｏに関して点対称となるように配置されている（図３（Ｂ）参照）。
【００４５】
さらに、重心が上下方向に関して偏るのを防止するために、吸音室５４ａ，５４ｂを第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称に配置する。つまり、吸音室５４ａ，５４ｂの円形状の横断面が第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称に、即ち、入口部５４１ａ，５４１ｂ及び共鳴室５４２ａ，５４２ｂのそれぞれ中心が第１直線Ｘ−Ｘ’上となるように配置されている（図３（Ｂ）参照）。
【００４６】
このように、吸音室５４ａ，５４ｂを平面視して第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称に配置することにより、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心が上下方向及び左右方向に偏るのを防止しつつ（即ち、重心を平面視して回転軸Ｏと一致させつつ）、圧縮機構３０の吐出口３６から吐出した冷媒ガスの脈動に起因する騒音を低減することが可能となる。
【００４７】
（第１実施形態に係る圧縮機の特徴）
第１実施形態に係る圧縮機には、以下のような特徴がある。
【００４８】
第１実施形態の圧縮機では、吸音室５４ａ，５４ｂが圧縮室Ｂ１に連通しておらず、圧縮された冷媒ガスが吸音室５４ａ，５４ｂ内に残留することがないため、圧縮効率を低下させることなく騒音を低減することが可能となる。また、ロータ本体５３の上面に吸音室を設けた場合、圧縮機内を循環する潤滑油が吸音室に流入する可能性がある。これに対して、第１実施形態の圧縮機では、ロータ下面５３ａにおいて下方に吸音室開口５４１ａ，５４１ｂを有するように吸音室５４ａ，５４ｂが設けられているため、潤滑油４０が吸音室５４ａ，５４ｂに流入することなく騒音を低減することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の圧縮機では、ロータ本体５３に設けられている磁石６０ａ〜６０ｄよりも内側に吸音室５４ａ，５４ｂが配置されており、吸音室５４ａ，５４ｂがロータ５１及びステータ５２の鉄板内を通る磁束の流れを妨げることがないため、モータ２０の効率を低下させることなく、騒音を低減することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態の圧縮機では、吸音室５４ａ，５４ｂを、回転軸Ｏを中心として１８０°間隔で配置しているため、ロータ本体５３が回転する際に、吸音室５４ａ，５４ｂが交互に周期的に圧縮機構３０の吐出口３６に対向する。従って、吸音のタイミングに偏りが生じず、安定して騒音を低減することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の圧縮機では、吸音室５４ａ，５４ｂが第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称に配置されているため、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心が上下方向及び左右方向に偏るのを防止しつつ（即ち、重心を回転軸Ｏと一致させつつ）、圧縮機構３０の吐出口３６から吐出した冷媒ガスの脈動に起因する騒音を低減することが可能となる。
【００５２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ロータ本体に吸音室を２つ設けた場合について説明したが、吸音室の個数はこれに限られない。そこで、第２実施形態では、ロータ本体に吸音室を１つ設けた場合について、図４，５を参照して説明する。
【００５３】
図４は、ロータ本体５３０と一体として構成されたシャフト５０を示す図であって、図４（Ａ）は図４（Ｂ）の第１直線Ｘ−Ｘ’断面を矢印方向から視た断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の矢印方向から視た上面視図である。なお、図４（Ｂ）中の第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’についての説明は、第１実施形態の図３における説明と同様である。
【００５４】
シャフト５０及び偏心部５０ｂは、第１実施形態に係るものと同一のものであるため、説明を省略する。一方、ロータ本体５３０は、第１実施形態に係るロータ本体５３とは異なるものであって、内部に形成されている吸音室は吸音室５４ｂのみである。吸音室５４ｂの配置については後述する。なお、吸音室５４ｂの構造及び機能は、第１実施形態におけるものと同様である。
【００５５】
バランスウェイト６２ａ，６２ｂは、ロータ本体５３０のそれぞれ下端面及び上端面に配設されている。バランスウェイト６２ａ，６２ｂは、材質が同一であり、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ともに円板状である。以下、バランスウェイト６２ａ，６２ｂの配置について説明する。
【００５６】
まず、説明の便宜のため、ロータ本体５３０に吸音室５４ｂが形成されていない場合について説明する。図５は、吸音室が形成されていないロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０を示す図であって、図５（Ａ）は、シャフト５０の縦断面図であり、図５（Ｂ）は、シャフト５０の上面視図である。
【００５７】
ロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０の重心は、偏心部５０ｂの右側部分が左側部分よりも大きいため、左右方向に関して右側に偏っている。一方、シャフト５０及びロータ本体５３０’はともに第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称であるため、重心は上下方向に関して偏っておらず、回転軸Ｏと一致している。
【００５８】
従って、左右方向に関する重心の偏りを解消するため、重量の大きいバランスウェイト６２ａ’はロータ下面５３０ａの左側に配設され、重量の小さいバランスウェイト６２ｂ’はロータ本体５３０の上面の右側に配設されている。一方、上下方向に関する重心の偏りが生じるのを防止するため、バランスウェイト６２ａ’，６２ｂ’が第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称となるように配置されている。
【００５９】
これに対して、吸音室５４ｂが形成されているロータ本体５３０と一体となって構成されたシャフト５０では、ロータ本体５３０については、左側部分が吸音室５４ｂの形成されている右側部分よりも重く、シャフト５０については、偏心部５０ｂの右側部分が左側部分よりも大きいため、その右側部分が左側部分よりも重い。一方、シャフト５０及びロータ本体５３０’はともに第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称であるため、重心は上下方向に関して偏っておらず、回転軸Ｏと一致している。
【００６０】
従って、ロータ本体５３０と一体となって構成されたシャフト５０の右側部分の重量と左側部分の重量との差を解消するとともに、重心に上下方向の偏りが生じないようにバランスウェイト６２ａ，６２ｂを配置する。上下方向に関しては、バランスウェイト６２ａ，６２ｂは上述のとおり円板状であるため、その中心が第１直線Ｘ−Ｘ’上になるように配置する。一方、左右方向に関しては、第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称となるように配置する。
【００６１】
次に、バランスウェイト６２ａ，６２ｂの重量について説明する。ロータ本体５３０と一体として構成されたシャフト５０と、ロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０とを対比すると、前者における右側部分の重量と左側部分の重量との差は、後者における右側部分の重量と左側部分の重量との差よりも小さい。従って、バランスウェイトは右側部分の重量と左側部分の重量との差を解消するために設けられるため、吸音室５４ｂが形成されている場合におけるバランスウェイト６２ａ，６２ｂの全体の重量は、吸音室５４ｂが形成されていない場合におけるバランスウェイト６２ａ’，６２ｂ’の全体の重量よりも軽いものである。
【００６２】
（第２実施形態に係る圧縮機の特徴）
第２実施形態に係る圧縮機には、以下のような特徴がある。
【００６３】
第２実施形態の圧縮機では、ロータ本体５３０と一体として構成されたシャフト５０と、ロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０とを対比すると、前者における右側部分の重量と左側部分の重量との差は、後者における右側部分の重量と左側部分の重量との差よりも小さい。従って、吸音室５４ｂが形成されている場合におけるバランスウェイト６２ａ，６２ｂの全体の重量は、吸音室５４ｂが形成されていない場合におけるバランスウェイト６２ａ’，６２ｂ’の全体の重量よりも軽くすることが可能となる。それに伴って、バランスウェイトのコストを低減させることができるため、圧縮機の製造コストも低減することが可能となる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６５】
上記実施形態では、ロータ本体に１個又は２個のヘルムホルツ型の吸音室を設けたが、これに限定されず、例えば、図６に示すロータ本体５３１のように、回転軸Ｏに関して略９０°間隔で４個の吸音室５４ａ〜５４ｄを設けてもよい。なお、これら吸音室５４ａ〜５４ｄは、磁石６０ａ〜６０ｄよりも内側に配置されているため、モータの効率を低下させることなく騒音を低減することが可能である。
【００６６】
また、上記実施形態では、ロータ本体に４個の磁石を設けたが、これに限定されず、例えば、図７に示すロータ本体５３２のように、回転軸Ｏに関して１２０°間隔で３つの吸音室５４ｅ〜５４ｇを設け、さらに、回転軸Ｏに関して６０°間隔で６つの磁石６２ａ〜６２ｆを設けてもよい。また、吸音室５４ｅ〜５４ｇは、吸音室５４ａ〜５４ｄと異なる形状を備えさせることにより、吸音室５４ａ〜５４ｄとは異なる周波数の騒音を低減させてもよい。この他にも、例えば、図８に示すロータ本体５３３のように、１個の吸音室５４ｅと６個の磁石６２ａ〜６２ｆとを設けてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、ロータに４個の板状の磁石６０ａ〜６０ｄを埋設したが、これに限定されず、例えば、図９に示すように、ロータ本体５３４の径よりも小さな径を有する略半円筒状の２個の磁石６３ａ，６３ｂを埋設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明を利用すれば、圧縮効率を低下させることなく、圧縮機の騒音を低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 圧縮機
２０ モータ
３０ 圧縮機構
５０ シャフト
５０ａ クランク軸
５０ｂ 偏心部
５１ ロータ
５２ ステータ
５３，５３０〜５３４ ロータ本体
５３ａ ロータ下面
５４ａ〜５４ｆ 吸音室（ヘルムホルツ型）
５４１ａ，５４１ｂ 吸音室開口
５４２ａ，５４２ｂ 共鳴室
６０ａ〜６０ｄ，６２ａ〜６２ｆ，６３ａ〜６３ｂ 磁石
Ｂ１ １次空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転時に発生する騒音を低減するための吸音室を備えた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機内にヘルムホルツ型の共鳴室を設けることにより、圧縮機の運転時に発生する騒音の低減が図られている。このような圧縮機の一例として、特許文献１には、圧縮室と連通するヘルムホルツ型共鳴室が形成され、この共鳴室と圧縮室との連通路を、圧縮機の運転状態に応じて作動する弁体で開閉するロータリコンプレッサの消音構造を備える圧縮機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−１０００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された共鳴室を備えた圧縮機では、圧縮室で圧縮された冷媒ガスが共鳴室内に残留することがあり、その状態で、圧縮室内に冷媒ガスを吸入すると、共鳴室内に残留している冷媒ガスが低圧状態の圧縮室内で膨張するため、圧縮効率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧縮効率を低下させることなく、圧縮機の騒音を低減することができる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、密閉容器と、密閉容器内に収容され、回転子及び回転子の径方向外側に配置される固定子を有する駆動機構とを備え、回転子の下面には、ヘルムホルツ共鳴器となる吸音室が設けられている。
【０００７】
この圧縮機では、ヘルムホルツ共鳴器である吸音室が圧縮室に連通しておらず、圧縮ガスが吸音室に残留することがないため、圧縮効率を低下させることなく騒音を低減することが可能となる。また、この吸音室を回転子の上面に設けた場合、圧縮機内を循環する潤滑油が吸音室に流入する可能性があるが、この圧縮機では、吸音室が回転子の下面に設けられているため、潤滑油が吸音室に流入することなく騒音を低減することが可能となる。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、回転子はその軸方向に沿って延在する磁石を有しており、吸音室は平面視において磁石より内側に配置されている。
【０００９】
この圧縮機では、磁石よりも内側に吸音室が配置されていることにより、吸音室が回転子及び固定子の鉄板内を通る磁束の流れを妨げることがないため、モータの効率を低下させることなく、騒音を低減することが可能となる。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、第１又は第２の発明に係る圧縮機において、回転子の下面には、複数の吸音室が設けられており、この複数の吸音室は、平面視において回転子の回転軸を中心として略等角度間隔で配置されている。
【００１１】
この圧縮機では、複数の吸音室を平面視において回転子の回転軸を中心として略等角度間隔で配置することにより、回転子が回転する際に、各吸音室が交互に圧縮機構のマフラに設けられた吐出口と周期的に対向する。すると、吐出口から吐出した冷媒ガスに起因する騒音をこの複数の吸音室が周期的に吸音するため、吸音のタイミングに偏りが生じず、安定して騒音を低減することが可能となる。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、第１から第３のいずれかの発明に係る圧縮機において、駆動機構は、前記回転子の中央を貫通するクランク軸と、前記クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、前記吸音室は、平面視において、クランク軸の中心と偏心部の中心とを通過する第１直線に対して対称に配置されている。
【００１３】
この圧縮機では、平面視においてロータにおける第１直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【００１４】
第５の発明に係る圧縮機は、第１から第４のいずれかの発明に係る圧縮機において、駆動機構は、回転子の中央を貫通するクランク軸と、クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、吸音室は、平面視において、クランク軸の中心と偏心部の中心とを通過する第１直線と垂直であり且つクランク軸の中心を通過する第２直線に対して対称に配置されている。
【００１５】
この圧縮機では、平面視においてロータにおける第１直線とは垂直の第２直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
第１の発明では、上記のとおり、ヘルムホルツ共鳴器である吸音室が圧縮室に連通しておらず、圧縮ガスが吸音室に残留することがないため、圧縮効率を低下させることなく騒音を低減することが可能となる。また、この吸音室を回転子の上面に設けた場合、圧縮機内を循環する潤滑油が吸音室に流入する可能性があるが、この圧縮機では、吸音室が回転子の下面に設けられているため、潤滑油が吸音室に流入することなく騒音を低減することが可能となる。
【００１８】
第２の発明では、上記のとおり、磁石よりも内側に吸音室が配置されていることにより、吸音室が回転子及び固定子の鉄板内を通る磁束の流れを妨げることがないため、モータの効率を低下させることなく、騒音を低減することが可能となる。
【００１９】
第３の発明では、上記のとおり、複数の吸音室を平面視において回転子の回転軸を中心として略等角度間隔で配置することにより、回転子が回転する際に、各吸音室が交互に圧縮機構のマフラに設けられた吐出口と周期的に対向する。すると、吐出口から吐出した冷媒ガスに起因する騒音をこの複数の吸音室が周期的に吸音するため、吸音のタイミングに偏りが生じず、安定して騒音を低減することが可能となる。
【００２０】
第４の発明では、上記のとおり、平面視においてロータにおける第１直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【００２１】
第５の発明では、上記のとおり、平面視においてロータにおける第１直線とは垂直の第２直線で仕切られる２つの部分の重量バランスが保たれるため、駆動機構の運転時におけるロータの振動を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る圧縮機の断面図である。
【図２】第１実施形態に係るロータを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＡ−Ａ’縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の矢印方向から視た回転子の下面図である。
【図３】第１実施形態に係るロータ、シャフト及びバランスウェイトを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ’断面であり、（Ｂ）は上面視図である。
【図４】第２実施形態に係るロータ、シャフト及びバランスウェイトを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ’断面であり、（Ｂ）は上面視図である。
【図５】ロータ、シャフト及びバランスウェイトの一例を示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ’断面であり、（Ｂ）は上面視図である。
【図６】ロータの第１例を示す図である。
【図７】ロータの第２例を示す図である。
【図８】ロータの第３例を示す図である。
【図９】ロータの第４例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明に係る圧縮機の実施形態について説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。図２は、ロータを示す図であって、図２（Ａ）はロータの縦断面図であり、図２（Ｂ）はロータの下面視図である。なお、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）のＡ−Ｏ−Ｂ断面図である。図３は、ロータ本体と一体となって構成されたシャフトを示す図であって、図３（Ａ）はシャフトの縦断面図であり、図３（Ｂ）はシャフトの上面視図である。以下、図１〜図３に基づいて、本発明の実施形態に係る圧縮機について説明する。なお、図１に示す回転子の断面は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ’断面である。
【００２５】
［圧縮機の全体構成］
圧縮機１は、図１に示すように、１シリンダ型の冷媒用ロータリ圧縮機として構成されており、後述する圧縮機構３０と吸入管３を介して連通するアキュムレータ２から導入される冷媒を圧縮して、その上端部に配置された吐出管１１ａから圧縮した圧縮冷媒を排出するものである。この圧縮機１は、密閉ケーシング１０と、密閉ケーシング１０内に配置される駆動機構としてのモータ２０と、このモータ２０によって駆動される圧縮機構３０とを備えている。また、この圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、密閉ケーシング１０内において、圧縮機構３０がモータ２０の下側に配置される。また、密閉ケーシング１０の下部には、圧縮機構３０の各摺動部に供給される潤滑油４０が貯留されている。
【００２６】
［密閉ケーシングの構成］
密閉ケーシング１０は、密閉空間を形成するためのトップ１１、パイプ１２及びボトム１３で構成されている。トップ１１は、パイプ１２の上端の開口を塞ぐ部材として設けられている。このトップ１１には、圧縮機構３０によって圧縮された高温高圧の冷媒を密閉ケーシング１０の外部に吐出するための吐出管１１ａが設けられている。このトップ１１には、駆動機構であるモータ２０に接続されるターミナル端子１１ｂが設けられている。ボトム１３は、パイプ１２の下端の開口を塞ぐ部材として設けられると共に、その内部には油溜部４１が設けられている。
【００２７】
［モータの構成］
モータ２０は、シャフト５０と、このシャフト５０が取り付けられたロータ５１（回転子）と、このロータ５１の径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ５２とを有している。ロータ５１は、積層された電磁鋼板からなるロータ本体５３と、このロータ本体５３に埋設された４つの磁石６０ａ〜６０ｄとを有している。また、ロータ本体５３には、後述するヘルムホルツ型の吸音室５４ａ，５４ｂが形成されている。さらに、ロータ本体５３の上下両端面には、重心を安定させることによってロータ本体５３が回転時に傾くのを防止するためのバランスウェイト６１ａ，６１ｂが配設されている。
【００２８】
ステータ５２は、パイプ１２に焼き嵌めによって固定されている。ステータ５２の外周部にはパイプ１２との間に切欠きを設けて貫通穴を形成している。圧縮機構３０から吐出された冷媒ガスは、この貫通穴を通過して下方から上方へと移動する。ステータ５２は、コア５５と、このコア５５の上下両端面にそれぞれ配置された上側インシュレータ５６及び下側インシュレータ５７と、コイルとを有している。コア５５は、例えば積層された複数の鋼板からなる。上側インシュレータ５６及び下側インシュレータ５７は、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド及びポリエステル等の耐熱性の高い樹脂材料で構成される。なお、上側インシュレータ５６及び下側インシュレータ５７は、その強度を向上させるために、例えばガラス繊維入りの材料で構成しても良い。
【００２９】
モータ２０は、ステータ５２で発生する電磁力をロータ５１に埋設されている磁石６０ａ〜６０ｄに作用させることにより、ロータ５１をシャフト５０と共に回転させる。シャフト５０は、ロータ本体５３の略中央部に形成されている軸穴５８を貫通するクランク軸５０ａと、このクランク軸５０ａの下端部に設けられた偏心部５０ｂと、を有している。この偏心部５０ｂには、ローラ３４が装着されている。クランク軸５０ａは、ロータ５１と共に回転することによって偏心部５０ｂをシリンダ室Ａ１内で回転させ、シリンダ室Ａ１に流入した冷媒ガスを圧縮する。
【００３０】
［圧縮機構の構成］
圧縮機構３０は、ロータ５１の回転軸Ｏに沿って上から下に向かって配置された、フロントマフラ３１と、フロントヘッド３２と、シリンダ３３と、リアヘッド３５とを有している。フロントマフラ３１は、フロントヘッド３２に設けられた吐出ポート（図示せず）から吐出された冷媒の脈動に起因する騒音を低減する。フロントマフラ３１の上面のフロントヘッド３２に近接する位置には、吐出口３６が形成されており、吐出口３６は、フロントマフラ３１で騒音を低減した冷媒を、１次空間Ｂ１に吐出する。この吐出口３６は、後述するロータ本体５３の下端面（以下「ロータ下面５３ａ」という。）と対向している。また、後述する吸音室５４ａ，５４ｂは、このロータ下面５３ａに開口を有しているため、吐出口３６は、吸音室５４ａ，５４ｂとも対向している。
【００３１】
フロントヘッド３２は、シリンダ３３の上面に接合されており、シリンダ室Ａ１の上端の開口を塞いでいる。このフロントヘッド３２には、シリンダ室Ａ１において圧縮された冷媒を、フロントマフラ３１によって形成されるマフラ空間Ｃ１に吐出するための吐出ポート（図示せず）が設けられている。
【００３２】
シリンダ３３には、その中央部分にシリンダ室Ａ１が設けられている。シリンダ室Ａ１には、クランク軸５０ａの回転に伴って偏心回転運動する偏心部５０ｂが配置されている。このシリンダ室Ａ１は、上記したフロントヘッド３２に設けられている吐出ポート（図示せず）を介して、マフラ空間Ｃ１に連通している。したがって、偏心部５０ｂに装着されるローラ３４の偏心回転運動によって圧縮された冷媒は、シリンダ室Ａ１からマフラ空間Ｃ１に導かれる。ローラ３４は、シリンダ室Ａ１の内周面に沿って偏心回転運動を行い、アキュムレータ２から吸入された冷媒を圧縮する。ローラ３４の外周面には、図示しないブレードが配置されており、これらのローラ３４及びブレードは、それぞれ、別体として構成されている。
【００３３】
［ロータの構成］
次に、ロータ５１を構成するロータ本体５３について説明する。ロータ本体５３は、図２（Ｂ）に示すように、ヘルムホルツ型の吸音室である２個の吸音室５４ａ，５４ｂと、クランク軸５０ａを貫通させるための軸穴５８と、を有している。また、ロータ本体５３には、回転軸Ｏを中心に回転させるための４個の磁石６０ａ〜６０ｄが埋設されている。
【００３４】
軸穴５８は、クランク軸５０ａを貫通・嵌合させるためのものであって、平面視においてロータ本体５３の略中央部に設けられている。軸穴５８は、クランク軸５０ａの径と略同一の径を備えた筒状であって、その中心軸はロータ５１の回転軸Ｏ（即ち、ロータ本体５３の回転軸）と一致する。
【００３５】
磁石６０ａ〜６０ｄは、板状の磁石である。ロータ本体５３には、磁石６０ａ〜６０ｄと略同一形状の取付孔が設けられており、磁石６０ａ〜６０ｄは、この取付孔に取り付けられてロータ本体５３に埋設されている。また、磁石６０ａ〜６０ｄは、図２（Ｂ）に示すように、ロータ本体５３の下面（ロータ下面）５３ａから視て回転軸Ｏを中心として時計回りに約９０°間隔で磁石６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄの順に配置されている。これら磁石６０ａ〜６０ｄからは、ロータ本体５３の径方向外側において、図２（Ｂ）に模式的に示した点線に沿って磁束が流れており、コア５５に巻回されたコイルから発生する磁気力と相互作用することによってロータ本体５３を回転させている。
【００３６】
［吸音室の構成］
吸音室５４ａ，５４ｂは、ヘルムホルツ型共鳴器であって、ロータ下面５３ａに設けられており、その開口（吸音室開口）５４１ａ，５４１ｂがロータ下面５３ａに設けられている。ロータ下面５３ａは、図１に示すように、モータ２０と圧縮機構３０との間の空間である１次空間Ｂ１に面し、圧縮機構３０に設けられた後述する吐出口３６に対向している。従って、ロータ下面５３ａに設けられている吸音室開口５４１ａ，５４１ｂも、この吐出口３６に対向している。吸音室５４ａ，５４ｂは、ともに同一の構造及び機能等を備えている。そこで、吸音室５４ａを例に、その構造及び機能等について説明する。
【００３７】
吸音室５４ａは、図２（Ａ）に示すように、吸音室開口５４１ａと、入口部５４２ａと、この入口部５４２ａと接続する共鳴室５４３ａと、を備えている。入口部５４２ａと共鳴室５４３ａとは、ともに円筒状であって、共鳴室５４３ａの径は入口部５４２ａの径よりも大きい。また、入口部５４２ａの上端部と共鳴室５４３ａの下端部とが接続しており、入口部５４２ａと共鳴室５４３ａとによって一つの空間が形成されている。このような構造を備えることにより、圧縮機構３０の吐出口３６から吐出されたガスに圧力脈動が起こって騒音が発生すると、その音波が入口部５４２ａ及び共鳴室５４３ａを満たしたガスを介してこれら入口部５４２ａ及び共鳴室５４３ａへ侵入して共鳴する。その結果、吐出ガスの騒音の音エネルギーが熱エネルギーに変換され、音エネルギーが減少し、騒音が低減する。
【００３８】
吸音室５４ａ，５４ｂは、図２（Ｂ）に示すように、平面視してロータ本体５３の回転軸Ｏを中心として１８０°間隔で配置されている。このように配置されることにより、ロータ本体５３が回転軸Ｏを中心として回転する際に、吸音室５４ａ，５４ｂは、圧縮機構３０の吐出口３６と、交互に周期的に対向する。すると、吸音室５４ａ，５４ｂは、吐出孔３６から吐出した冷媒ガスの脈動に起因する騒音を周期的に吸音するため、吸音のタイミングに偏りが生じない。また、吸音室５４ａ，５４ｂは、ロータ下面５３ａにおいて４つの磁石６０ａ〜６０ｄよりも内側に配設されている。つまり、吸音室５４ａ，５４ｂは、磁石６０ａ〜６０ｄから発生する磁束の流れる範囲より外側に配置されている。
【００３９】
［バランスウェイトの構成］
次に、図３を参照して、バランスウェイトについて説明する。図３は、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０を示す図であって、図３（Ａ）は図３（Ｂ）の第１直線Ｘ−Ｘ’断面を矢印方向から視た断面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の矢印方向から視た上面視図である。なお、図３（Ｂ）中の第１直線Ｘ−Ｘ’は回転軸Ｏと偏心部５０ｂの中心Ｃとを結ぶ直線であり、第２直線Ｙ−Ｙ’は第１直線Ｘ−Ｘ’に垂直であって回転軸Ｏを通過する直線である。
【００４０】
バランスウェイト６１ａ，６１ｂは、それぞれロータ本体５３の上端面及び下端面に配設されており、材質が同一であり、図３（Ｂ）に示すように、その形状は半リング状である。ただし、下端面に配設されているバランスウェイト６１ａの厚みは、図３（Ａ）に示すように、上端面に配設されているバランスウェイト６１ｂの厚みよりも厚い。従って、バランスウェイト６１ａがバランスウェイト６１ｂよりも重い。
【００４１】
次に、バランスウェイト６１ａ，６１ｂの配設される位置について説明する。なお、説明の便宜上、図３（Ｂ）において、第２直線Ｙ−Ｙ’よりも偏心部５０ｂの中心Ｃ側を「右側」、第２直線Ｙ−Ｙ’よりも中心Ｃとは反対側を「左側」、第１直線Ｘ−Ｘ’よりもＹ側を「上側」、第１直線Ｘ−Ｘ’よりもＹ’側を「下側」と呼ぶ。
【００４２】
ロータ本体５３に吸音室が形成されていない場合には、偏心部５０ｂの右側部分が左側部分よりも大きいため、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心は、左右方向に関して右側に偏っている。一方、シャフト５０及びロータ本体５３はともに第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称であるため、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心は、上下方向に関して偏っておらず、回転軸Ｏと一致している。
【００４３】
従って、左右方向に関する重心の偏りを解消するため、即ち、右側部分の重量と左側部分の重量との差を解消するため、重量の大きいバランスウェイト６１ａはロータ下面５３ａの左側に配設され、重量の小さいバランスウェイト６１ｂはロータ本体５３の上面の右側に配設されている。一方、上下方向に関する重心の偏りが生じるのを防止するため、バランスウェイト６１ａ，６１ｂが第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称となるように配設されている。従って、バランスウェイト６１ａ，６１ｂは、図３（Ｂ）に示すように、平面視して１８０°間隔で配置されており、互いの位置関係は、平面視して第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称もしくは回転軸Ｏに対して点対称の関係にある。
【００４４】
［吸音室の配置］
吸音室５４ａ，５４ｂは、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心が上下方向及び左右方向に関して偏りが生じないように設けられる。従って、第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称となるように吸音室５４ａ，５４ｂを設ける必要がある。まず、重心が左右方向に関して偏るのを防止するために、吸音室５４ａ，５４ｂを第２直線Ｙ−Ｙ’に関して対称に配置する（図３（Ａ）参照）。つまり、吸音室５４ａ，５４ｂは、中心軸Ｏに関して１８０°間隔で配置されている。即ち、吸音室５４ａ，５４ｂは、中心軸Ｏに関して点対称となるように配置されている（図３（Ｂ）参照）。
【００４５】
さらに、重心が上下方向に関して偏るのを防止するために、吸音室５４ａ，５４ｂを第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称に配置する。つまり、吸音室５４ａ，５４ｂの円形状の横断面が第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称に、即ち、入口部５４１ａ，５４１ｂ及び共鳴室５４２ａ，５４２ｂのそれぞれ中心が第１直線Ｘ−Ｘ’上となるように配置されている（図３（Ｂ）参照）。
【００４６】
このように、吸音室５４ａ，５４ｂを平面視して第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称に配置することにより、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心が上下方向及び左右方向に偏るのを防止しつつ（即ち、重心を平面視して回転軸Ｏと一致させつつ）、圧縮機構３０の吐出口３６から吐出した冷媒ガスの脈動に起因する騒音を低減することが可能となる。
【００４７】
（第１実施形態に係る圧縮機の特徴）
第１実施形態に係る圧縮機には、以下のような特徴がある。
【００４８】
第１実施形態の圧縮機では、吸音室５４ａ，５４ｂが圧縮室Ｂ１に連通しておらず、圧縮された冷媒ガスが吸音室５４ａ，５４ｂ内に残留することがないため、圧縮効率を低下させることなく騒音を低減することが可能となる。また、ロータ本体５３の上面に吸音室を設けた場合、圧縮機内を循環する潤滑油が吸音室に流入する可能性がある。これに対して、第１実施形態の圧縮機では、ロータ下面５３ａにおいて下方に吸音室開口５４１ａ，５４１ｂを有するように吸音室５４ａ，５４ｂが設けられているため、潤滑油４０が吸音室５４ａ，５４ｂに流入することなく騒音を低減することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の圧縮機では、ロータ本体５３に設けられている磁石６０ａ〜６０ｄよりも内側に吸音室５４ａ，５４ｂが配置されており、吸音室５４ａ，５４ｂがロータ５１及びステータ５２の鉄板内を通る磁束の流れを妨げることがないため、モータ２０の効率を低下させることなく、騒音を低減することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態の圧縮機では、吸音室５４ａ，５４ｂを、回転軸Ｏを中心として１８０°間隔で配置しているため、ロータ本体５３が回転する際に、吸音室５４ａ，５４ｂが交互に周期的に圧縮機構３０の吐出口３６に対向する。従って、吸音のタイミングに偏りが生じず、安定して騒音を低減することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の圧縮機では、吸音室５４ａ，５４ｂが第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称に配置されているため、ロータ本体５３と一体として構成されたシャフト５０の重心が上下方向及び左右方向に偏るのを防止しつつ（即ち、重心を回転軸Ｏと一致させつつ）、圧縮機構３０の吐出口３６から吐出した冷媒ガスの脈動に起因する騒音を低減することが可能となる。
【００５２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ロータ本体に吸音室を２つ設けた場合について説明したが、吸音室の個数はこれに限られない。そこで、第２実施形態では、ロータ本体に吸音室を１つ設けた場合について、図４，５を参照して説明する。
【００５３】
図４は、ロータ本体５３０と一体として構成されたシャフト５０を示す図であって、図４（Ａ）は図４（Ｂ）の第１直線Ｘ−Ｘ’断面を矢印方向から視た断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の矢印方向から視た上面視図である。なお、図４（Ｂ）中の第１直線Ｘ−Ｘ’及び第２直線Ｙ−Ｙ’についての説明は、第１実施形態の図３における説明と同様である。
【００５４】
シャフト５０及び偏心部５０ｂは、第１実施形態に係るものと同一のものであるため、説明を省略する。一方、ロータ本体５３０は、第１実施形態に係るロータ本体５３とは異なるものであって、内部に形成されている吸音室は吸音室５４ｂのみである。吸音室５４ｂの配置については後述する。なお、吸音室５４ｂの構造及び機能は、第１実施形態におけるものと同様である。
【００５５】
バランスウェイト６２ａ，６２ｂは、ロータ本体５３０のそれぞれ下端面及び上端面に配設されている。バランスウェイト６２ａ，６２ｂは、材質が同一であり、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ともに円板状である。以下、バランスウェイト６２ａ，６２ｂの配置について説明する。
【００５６】
まず、説明の便宜のため、ロータ本体５３０に吸音室５４ｂが形成されていない場合について説明する。図５は、吸音室が形成されていないロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０を示す図であって、図５（Ａ）は、シャフト５０の縦断面図であり、図５（Ｂ）は、シャフト５０の上面視図である。
【００５７】
ロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０の重心は、偏心部５０ｂの右側部分が左側部分よりも大きいため、左右方向に関して右側に偏っている。一方、シャフト５０及びロータ本体５３０’はともに第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称であるため、重心は上下方向に関して偏っておらず、回転軸Ｏと一致している。
【００５８】
従って、左右方向に関する重心の偏りを解消するため、重量の大きいバランスウェイト６２ａ’はロータ下面５３０ａの左側に配設され、重量の小さいバランスウェイト６２ｂ’はロータ本体５３０の上面の右側に配設されている。一方、上下方向に関する重心の偏りが生じるのを防止するため、バランスウェイト６２ａ’，６２ｂ’が第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称となるように配置されている。
【００５９】
これに対して、吸音室５４ｂが形成されているロータ本体５３０と一体となって構成されたシャフト５０では、ロータ本体５３０については、左側部分が吸音室５４ｂの形成されている右側部分よりも重く、シャフト５０については、偏心部５０ｂの右側部分が左側部分よりも大きいため、その右側部分が左側部分よりも重い。一方、シャフト５０及びロータ本体５３０’はともに第１直線Ｘ−Ｘ’に関して線対称であるため、重心は上下方向に関して偏っておらず、回転軸Ｏと一致している。
【００６０】
従って、ロータ本体５３０と一体となって構成されたシャフト５０の右側部分の重量と左側部分の重量との差を解消するとともに、重心に上下方向の偏りが生じないようにバランスウェイト６２ａ，６２ｂを配置する。上下方向に関しては、バランスウェイト６２ａ，６２ｂは上述のとおり円板状であるため、その中心が第１直線Ｘ−Ｘ’上になるように配置する。一方、左右方向に関しては、第２直線Ｙ−Ｙ’に関して線対称となるように配置する。
【００６１】
次に、バランスウェイト６２ａ，６２ｂの重量について説明する。ロータ本体５３０と一体として構成されたシャフト５０と、ロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０とを対比すると、前者における右側部分の重量と左側部分の重量との差は、後者における右側部分の重量と左側部分の重量との差よりも小さい。従って、バランスウェイトは右側部分の重量と左側部分の重量との差を解消するために設けられるため、吸音室５４ｂが形成されている場合におけるバランスウェイト６２ａ，６２ｂの全体の重量は、吸音室５４ｂが形成されていない場合におけるバランスウェイト６２ａ’，６２ｂ’の全体の重量よりも軽いものである。
【００６２】
（第２実施形態に係る圧縮機の特徴）
第２実施形態に係る圧縮機には、以下のような特徴がある。
【００６３】
第２実施形態の圧縮機では、ロータ本体５３０と一体として構成されたシャフト５０と、ロータ本体５３０’と一体として構成されたシャフト５０とを対比すると、前者における右側部分の重量と左側部分の重量との差は、後者における右側部分の重量と左側部分の重量との差よりも小さい。従って、吸音室５４ｂが形成されている場合におけるバランスウェイト６２ａ，６２ｂの全体の重量は、吸音室５４ｂが形成されていない場合におけるバランスウェイト６２ａ’，６２ｂ’の全体の重量よりも軽くすることが可能となる。それに伴って、バランスウェイトのコストを低減させることができるため、圧縮機の製造コストも低減することが可能となる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６５】
上記実施形態では、ロータ本体に１個又は２個のヘルムホルツ型の吸音室を設けたが、これに限定されず、例えば、図６に示すロータ本体５３１のように、回転軸Ｏに関して略９０°間隔で４個の吸音室５４ａ〜５４ｄを設けてもよい。なお、これら吸音室５４ａ〜５４ｄは、磁石６０ａ〜６０ｄよりも内側に配置されているため、モータの効率を低下させることなく騒音を低減することが可能である。
【００６６】
また、上記実施形態では、ロータ本体に４個の磁石を設けたが、これに限定されず、例えば、図７に示すロータ本体５３２のように、回転軸Ｏに関して１２０°間隔で３つの吸音室５４ｅ〜５４ｇを設け、さらに、回転軸Ｏに関して６０°間隔で６つの磁石６２ａ〜６２ｆを設けてもよい。また、吸音室５４ｅ〜５４ｇは、吸音室５４ａ〜５４ｄと異なる形状を備えさせることにより、吸音室５４ａ〜５４ｄとは異なる周波数の騒音を低減させてもよい。この他にも、例えば、図８に示すロータ本体５３３のように、１個の吸音室５４ｅと６個の磁石６２ａ〜６２ｆとを設けてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、ロータに４個の板状の磁石６０ａ〜６０ｄを埋設したが、これに限定されず、例えば、図９に示すように、ロータ本体５３４の径よりも小さな径を有する略半円筒状の２個の磁石６３ａ，６３ｂを埋設してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明を利用すれば、圧縮効率を低下させることなく、圧縮機の騒音を低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 圧縮機
２０ モータ
３０ 圧縮機構
５０ シャフト
５０ａ クランク軸
５０ｂ 偏心部
５１ ロータ
５２ ステータ
５３，５３０〜５３４ ロータ本体
５３ａ ロータ下面
５４ａ〜５４ｆ 吸音室（ヘルムホルツ型）
５４１ａ，５４１ｂ 吸音室開口
５４２ａ，５４２ｂ 共鳴室
６０ａ〜６０ｄ，６２ａ〜６２ｆ，６３ａ〜６３ｂ 磁石
Ｂ１ １次空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内に収容され、回転子及び前記回転子の径方向外側に配置される固定子を有する駆動機構とを備え、
前記回転子の下面には、ヘルムホルツ共鳴器となる吸音室が設けられている、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記回転子は、その軸方向に沿って延在する磁石を有しており、
前記吸音室は、平面視において前記磁石より内側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記回転子の下面には、複数の吸音室が設けられており、
前記複数の吸音室は、平面視において前記回転子の回転軸に関して略等角度間隔で配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機。
【請求項４】
前記駆動機構は、
前記回転子の中央を貫通するクランク軸と、
前記クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、
前記吸音室は、平面視において、前記クランク軸の中心と前記偏心部の中心とを通過する第１直線に対して対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧縮機。
【請求項５】
前記駆動機構は、
前記回転子の中央を貫通するクランク軸と、
前記クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、
前記吸音室は、平面視において、前記クランク軸の中心と前記偏心部の中心とを通過する第１直線と垂直であり且つ前記クランク軸の中心を通過する第２直線に対して対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の圧縮機。
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内に収容され、回転子及び前記回転子の径方向外側に配置される固定子を有する駆動機構とを備え、
前記回転子の下面には、ヘルムホルツ共鳴器となる吸音室が設けられている、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記回転子は、その軸方向に沿って延在する磁石を有しており、
前記吸音室は、平面視において前記磁石より内側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記回転子の下面には、複数の吸音室が設けられており、
前記複数の吸音室は、平面視において前記回転子の回転軸に関して略等角度間隔で配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機。
【請求項４】
前記駆動機構は、
前記回転子の中央を貫通するクランク軸と、
前記クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、
前記吸音室は、平面視において、前記クランク軸の中心と前記偏心部の中心とを通過する第１直線に対して対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の圧縮機。
【請求項５】
前記駆動機構は、
前記回転子の中央を貫通するクランク軸と、
前記クランク軸に設けられた偏心部とを有しており、
前記吸音室は、平面視において、前記クランク軸の中心と前記偏心部の中心とを通過する第１直線と垂直であり且つ前記クランク軸の中心を通過する第２直線に対して対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２５９２（Ｐ２０１１−１２５９２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５６９６８（Ｐ２００９−１５６９６８）
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１日（２００９．７．１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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