(57)【要約】【課題】圧縮機の全体サイズを増大させず、しかも流量損失を誘起させないで騒音、振動及びハーシュネスを減少させる圧縮機用のリヤハウジングを提供する。【解決手段】リヤハウジング（20）は低圧流体を収容する吸込みチャンバ（26）及び高圧流体を収容する吐出しチャンバ（28）を構成する外壁（22）及び内壁（24）を有する。入口（30）が吸込みチャンバと、出口（34）が吐出しチャンバとそれぞれ流体連通している。出口は、吐出しチャンバ内に突き出た管状部材（38）を備えた吐出し通路（36）を有する。管状部材の側壁（44）は、吐出しチャンバと吐出し通路を流体連結する複数個の穴（50）を有する。複数個の穴の断面積の合計は、吐出し通路の断面積に実質的に等しく、それにより損失を最小限に抑えた状態で適量の流体の流れをもたらす。【選択図】図１
2008025556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機用のリヤハウジングであって、
前記圧縮機が、前記リヤハウジングからの低圧流体を受け入れ、高圧流体を前記リヤハウジングに戻すシリンダブロックを有し、
吸込みチャンバ及び吐出しチャンバを構成する環状の外壁及び内壁を有し、前記吸込みチャンバは前記低圧流体を収容し、前記吐出しチャンバは前記高圧流体を収容し、
前記吸込みチャンバと流体連通している入口を有し、
前記吐出しチャンバと流体連通している出口を有し、該出口は、前記吐出しチャンバに突出する管状部材を備えた吐出し通路を有し、
前記管状部材は、側壁及び閉鎖端壁によって構成され、前記側壁は、前記吐出しチャンバと前記吐出し通路を流体連結する複数個の穴を有し、該複数個の穴の断面積の合計は、吐出し通路の断面積に実質的に等しい、
リヤハウジング。
【請求項２】
前記複数個の穴は、少なくとも３つの穴から成る、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項３】
前記複数個の穴は各々、前記閉鎖端壁から等間隔を置いて設けられている、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項４】
前記複数個の穴の一部は、前記閉鎖端壁から等しくない間隔を置いて設けられている、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項５】
前記複数個の穴は、前記管状部材の前記側壁に沿ってぐるりと円周方向に等間隔を置いて設けられている、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項６】
前記管状部材は、直線状に延びている、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項７】
前記複数個の穴を有する前記管状部材の前記側壁の周囲全体は、前記吐出しチャンバ内の流体にさらされる、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項８】
前記吐出しチャンバ内の前記高圧流体は、脈動を呈し、前記管状部材の長さは、前記脈動の周波数に相当するよう寸法決めされている、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項９】
前記吐出し通路は、曲がり部を有し、前記長さは、前記曲がり部から前記閉鎖端壁まで測定される、請求項８記載のリヤハウジング。
【請求項１０】
前記吐出しチャンバは、前記内壁の内側により構成され、前記吐出し通路は、前記吸込みチャンバと前記吐出しチャンバの両方を貫通し、前記曲がり部は、前記内壁に近接して位置している、請求項９記載のリヤハウジング。
【請求項１１】
前記吐出しチャンバ内の前記高圧流体は、脈動を呈し、前記複数個の穴を構成する穴の数は、前記脈動の振幅に基づいて選択される、請求項１記載のリヤハウジング。
【請求項１２】
前記内壁の内部に位置決めされ、前記吐出しチャンバの一部を形成するマフラーチャンバを構成するマフラー壁を更に有し、前記管状部材は、前記マフラーチャンバ内へ突き出ており、前記複数個の穴は、前記マフラーチャンバ内に設けられている、請求項１記載のリヤハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、圧縮機及びポンプに関し、特に、かかる圧縮機及びポンプからの流体脈動、騒音、振動及びハーシュネス（harshness）の減少に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の圧縮機、例えば車両内に見受けられるエアコン（空調）用圧縮機は、比較的騒音が大きい。通常の使用の際、流体、例えば冷媒ガスが、圧縮機のリヤハウジング内に設けられた吸込みチャンバを介して圧縮機に流入する。流体は次に、シリンダブロック及びそのチャンバを通って進み、往復動ピストン運動によりこれらチャンバ内に吸い込まれたりこれらから押し出され、かかる往復ピストン運動により、流体は、圧縮されてポンプから吐き出される。吐出し流体は、これまたリヤハウジング内に設けられ、吸込みチャンバに隣接して位置決めされた吐出しチャンバを介して圧縮機から出る。一連の往復動ピストンによる流体の圧縮の結果として、大きな圧力脈動及び変動が生じ、これらの結果として、ノイズ（noise ）、振動（vibration ）及びハーシュネス（harshness ）（これらをひとまとめにして「ＮＶＨ」という）が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多くの圧縮機は内蔵型流体騒音制御装置、例えばマフラーを有している。残念ながら、これら装置は通常、圧縮機注型品又はハウジングに加えて嵩が大きく、圧縮機の全体サイズ及び重量を著しく増大させる。他の欠点としては、マフラーと圧縮機を連結するチャネルの構造に起因して流量損失が大きいことが挙げられる。
【０００４】
したがって、圧縮機の全体サイズを増大させず又は流量損失を誘起させないでＮＶＨを減少させる圧縮機及びリヤハウジングを提供することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、圧縮機の全体サイズを増大させず又は流量損失を誘起させないでＮＶＨを減少させる圧縮機用のリヤハウジングを提供する。一般に、この圧縮機は、リヤハウジングから低圧流体を受け入れ、高圧流体をリヤハウジングに戻すシリンダブロックを有する。リヤハウジングは、吸込みチャンバ及び吐出しチャンバを構成する環状の外壁及び内壁を有する。吸込みチャンバは、低圧流体を収容し、吐出しチャンバは、高圧流体を収容する。入口が、吸込みチャンバと流体連通している。出口が、吐出しチャンバと流体連通している。出口は、吐出しチャンバに突出する管状部材を備えた吐出し通路を有する。管状部材は、側壁及び閉鎖端壁によって構成される。側壁は、吐出しチャンバと吐出し通路を流体連結する複数個の穴を有する。複数個の穴の断面積の合計は、吐出し通路の断面積に実質的に等しく、それにより損失を最小限に抑えた状態で適量の流体の流れをもたらす。
【０００６】
より詳細な特徴によれば、複数個の穴は好ましくは、少なくとも３つの穴から成る。複数個の穴は各々、閉鎖端壁から等間隔を置いて設けられているのがよい。変形例として、複数個の穴の一部は、閉鎖端壁から等しくない間隔を置いて設けられていてもよい。これらの穴は又、管状部材の側壁に沿ってぐるりと円周方向に等間隔を置いて設けられるのが好ましい。複数個の穴を有する管状部材の側壁の周囲全体は、吐出しチャンバ内の流体にさらされるのがよい。
【０００７】
さらに詳細な特徴によれば、吐出しチャンバ内の高圧流体は、脈動を呈し、管状部材の長さは、脈動の周波数に相当するよう寸法決めされているのがよい。同様に、複数個の穴を構成する穴の数は、脈動の振幅に基づき、特に、振幅の所望の減少に基づいて選択される。吐出し通路が曲がり部を有する場合、管状部材の長さは、曲がり部から閉鎖端壁まで測定されたものである。リヤハウジングは、内壁の内部に位置決めされていて、マフラーチャンバを構成するマフラー壁を更に有するのがよい。マフラー壁は、吐出しチャンバとマフラーチャンバを互いに流通させる開口部を有し、管状部材は、複数個の開口部がマフラーチャンバ内に位置するようにマフラーチャンバ内へ突き出ている。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、リヤハウジングであって、リヤハウジングから低圧流体を受け入れ、高圧流体をリヤハウジングに戻すシリンダブロックを有する圧縮機用のリヤハウジングである。リヤハウジングは、吸込みチャンバ及び吐出しチャンバを構成する環状の外壁及び内壁を有する。吸込みチャンバは、低圧流体を収容し、吐出しチャンバは、高圧流体を収容する。入口が、吸込みチャンバと流体連通している。出口が、吐出しチャンバと流体連通している。出口は、吐出しチャンバに突出する管状部材を備えた吐出し通路を有する。管状部材は、側壁及び閉鎖端壁によって構成される。外壁は、吐出しチャンバと吐出し通路を流体連結する複数個の穴を有する。複数個の穴は、管状部材の側壁に沿って円周方向に間隔を置いて設けられると共に吐出し通路の長さに沿って閉鎖端壁から等間隔を置いて設けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願に組み込まれてその一部を形成する添付の図面は、本発明の幾つかの特徴を示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１０】
今、図面を参照すると、図１及び図２は、圧縮機（図示せず）中の圧力脈動及びＮＶＨを減少させるために設計されたリヤハウジング２０を示している。自動車用ＨＶＡＣ用の圧縮機は典型的には、シリンダブロックを有し、このシリンダブロックは、シリンダブロック内でのピストンの往復運動により、低圧流体をリヤハウジング２０から受け入れ、高圧流体をリヤハウジング２０に戻す。リヤハウジング２０は、高圧流体及び低圧流体の流れを圧縮機に出し入れするためにシリンダブロックと連通状態にある。リヤハウジング２０は一般に、外壁２２及び外壁２２の内部に位置決めされた内壁２４を有する。内壁２２と外壁２４は両方共、形状が環状である。本明細書で用いる「環状」という用語は、リングの形の構造体（即ち、特定の開始部又は終端部が無い）を意味する。ただし、必ずしも円形である必要はない。例えば、内壁２４は、一連の「花弁状部」により形成される花の形をしており、これら花弁状部は、シリンダブロックの個々の往復動ピストンに対応している。外壁２２と内壁２４との間の容積部は、低圧流体を圧縮機に供給するために利用される吸込みチャンバ２６を構成する。内壁２４内の内部空間は、高圧流体を圧縮機から受け入れる吐出しチャンバ２８を構成している。
【００１１】
吸込みチャンバ２６は、入口３０を介して低圧流体を受け入れ、この入口は、吸込みチャンバ２６に流体連結された吸込み通路３２を有する。これと同様に、吐出しチャンバ２８は、吐出し通路３６により構成された出口３４に流体連結されている。吐出し通路３６は一般に、吸込みチャンバ２６を貫通した第１の部分３６ａ及び吐出しチャンバ２８を貫通した第２の部分３６ｂを有する。当業者であれば認識されるように、吐出しチャンバ２８は、吸込みチャンバ２６の内部に位置決めされた状態で示されているが、これらチャンバを逆にすることは容易であり、したがって、吐出しチャンバ２８が内壁２２と外壁２４との間に位置し、吸込みチャンバが内壁２４の内部に位置決めされるようにすることが可能である。
【００１２】
また、理解できるように、図１及び図２に示すリヤハウジング２０は、これまた形状が環状であり、内壁２４の内部に位置決めされたマフラー壁４０を有する。マフラー壁４０は、マフラーチャンバ４２を構成し、このマフラーチャンバは、吐出しチャンバ２８の一部を形成し、複数個の開口部４２′を介して吐出しチャンバ２８に通じている。このマフラー構造体は、２００４年３月１６日に発行された米国特許第６，７０５，８４３号明細書により詳細に説明されているように、圧縮機の吐出し流体の乱流及び圧力脈動の追加の減衰手段となる。なお、この米国特許を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。
【００１３】
出口３４及び吐出し通路３６は、吐出しチャンバ２８内に突き出ると共に図示のように更にマフラーチャンバ４２内に突き出た管状部材３８を有する。管状部材３８及び吐出し通路３６は、以下に詳細に説明するように、シリンダブロック及びその往復動ピストンにより吐き出された流体の圧力脈動を減少させるような構造になっている。特に、管状部材３６は、吐出しチャンバ２８の既存の空間内に嵌まり込む単純な構造のものであり、その結果、重量の追加が極めて抑えられ、しかも圧縮機又はリヤハウジング２０のサイズがそれほど増大しない。
【００１４】
図３及び図４の断面図に示すように、管状部材３８は主要構成要素として、側壁４４及び端壁４８により閉鎖された自由端部４６を有する。即ち、閉鎖端壁４８は、これを通る流体の流通を可能にしない。これとは異なり、側壁４４は、吐出しチャンバ２８と吐出し通路３６を流体連結する複数個の穴５０を有する。特に、管状部材３８は、吐出し通路３６の第３の部分３６ｃ及び出口３４を備えている。好ましくは、複数個の穴５０は、少なくとも３つの穴から成り、図示の実施形態は、図４に最もよく示されているように４個の穴５０を有する。
【００１５】
吐出し流体の流量損失が殆ど無い状態から全く無い状態にするために、複数個の穴５０の断面積の合計は、吐出し通路３６、具体的には管状部材３８により構成される吐出し通路の第３の部分３６ｃの断面積に実質的に等しい。「実質的」という用語は、複数個の穴の断面積の合計が、吐出し通路３６ｃの面積の１０％以内であることを意味する。というのは、圧縮機性能の８０％以上は、これら面積が互いの１０％以内であるときに維持されるよう計算されるからである。このように、吐出し流体の流量損失が殆ど無い状態から全く無い状態になり、それと同時に、圧力脈動の振幅は、吐出し流体を吐出し通路３６よりも小さな穴５０のうちの１つに通すことにより減少する。吐出し通路３６の直径（Ｄ）と各小穴５０の直径（ｄ）との間の関係をＤ＝√（ｎ・ｄ・ｄ）で表すことができ、この式において、ｎ＝小穴５０の数である。かくして、各穴５０の直径が小さければ小さいほど、それ故穴５０の数が多ければ多いほど、消音作用がそれだけ一層高く且つ出力された吐出し流体脈動の振幅の減少がそれだけ一層大きい。
【００１６】
さらに、吐出し通路３６の長さ、特に、第２の部分３６ｂ及び第３の部分３６ｃの長さ（即ち、吐出し通路３６内の曲がり部又は任意他の障害部前の長さ）は、複数個の穴５０と閉鎖端壁４８との間の距離と組み合わさって、吐出し流体の周波数のうち最も影響を受ける周波数を制御するために使用できる。したがって、穴５０の個数及び吐出し通路３６の長さを制御すると共に吐出し通路に沿う穴５０の位置決め具合を制御することにより、リヤハウジング２０を「チューニング」して指定周波数における圧力脈動の振幅を減少させることができる。
【００１７】
図３に示すように、複数個の穴５０は、閉鎖端壁４８から等間隔を置いて設けられ、又、図４に示すように、管状部材３８の側壁４４に沿って円周方向に等間隔を置いて設けられている。また、図１で理解できるように、穴５０を有する管状部材３８の部分の外周部全体は、吐出しチャンバ２８に露出している。しかしながら、当業者であれば認識されるように、複数個の穴５０は、管状部材３８周りに円周方向に等間隔を置く必要はなく、同様に、複数個の穴５０は、閉鎖端壁４８から等間隔を置く必要はない。例えば、図５の断面図に示すように、管状部材１３８の変形実施形態は、吐出し通路部分１３６ｃを備えた状態で示されている。管状部材１３８は、側壁１４４及び端壁１４８により密封された閉鎖遠位端部１４６を有する。この実施形態では、側壁１４４に形成された複数個の穴１５０は、閉鎖端壁１４８から互いに異なる距離を置いて設けられ、それにより、吐出し流体の脈動を減少させる周波数のチューニングが可能である。先の実施形態の場合と同様、複数個の穴１５０の断面積の合計は好ましくは、吐出し通路部分１３６ｃの断面積に実質的に等しく、それにより吐出し流体の潜在的な流量損失が最小限に抑えられる。
【００１８】
したがって、単にリヤハウジング２０の出口の吐出し通路を閉鎖端部及び複数個の流通穴を有するような構造にすることにより、吐出し流体の圧力脈動の振幅を大幅に減少させることができるということは、当業者には理解されよう。この構造は又、或る特定の周波数の脈動に取り組むよう設計されたものであるのがよい。さらに、吐出し通路の端部に形成された複数個の穴のサイズを制御することにより、流量損失を本質的に無くすことができる。
【００１９】
本発明の種々の実施形態の上記説明は、例示の目的及び説明の目的で与えられている。本発明は、説明したものが全てではなく、本発明を開示した実施形態そのものに限定するものではない。上記教示に照らして、多くの改造及び変形が可能である。説明した実施形態は、本発明の原理及びその実際の用途の最適形態を提供するよう選択されると共に説明されており、それにより、当業者であれば、本発明を種々の実施形態でまた、意図した特定の用途に合うような種々の改造を施した状態で利用できる。かかる全ての改造例及び変形例は、公正であり法定であり均等である権利の広さに従って解釈されると、特許請求の範囲により定められる本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の教示に従って構成されたリヤハウジングの斜視図である。
【図２】図１に示すリヤハウジングの平面図である。
【図３】図１及び図２に示すリヤハウジングの一部を形成する吐出しチャンバの断面図である。
【図４】図１及び図２に示すリヤハウジングの一部を形成する吐出し通路の別の断面図である。
【図５】図３と類似した断面図であるが、吐出し通路の変形実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
２０  リヤハウジング
２２  外壁
２４  内壁
２６  吸込みチャンバ
２８  吐出しチャンバ
３０  入口
３４  出口
３６  吐出し通路
３８，１３８  管状部材
４０  マフラー壁
４４，１４４  側壁
５０，１５０  穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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