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空調機用小型・高効率スクロール圧縮機の開発

機械

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山下 拓馬

山下 拓馬

総合研究所

2008年入社
材料科学専攻 修了

技術紹介

空調機用圧縮機の開発には何が重要ですか?

高性能化と静粛性の両立です。

世の中に高性能なエアコンを提供していくためには、圧縮機の性能を向上させることが重要です。エアコンにおける圧縮機は、車におけるエンジンです。私はエアコンの心臓部である圧縮機の研究をしており、高性能・低騒音圧縮機を作り出すことを目指しています。空調機は、普段の生活の中で身近なもので、高性能であることは必要条件であり、静粛性についても高い要求があります。騒音・振動の問題は、設計段階での事前検討が難しく、試作・試験によ評価することが多いです。また、目標の騒音レベルを満足したとしても、市場で指摘される場合も多くあり、設計段階で騒音・振動対策を入れ込むことが求められています。
その要求を満足する手段として、解析技術を活用し、効率的に開発を進めています。

どのような解析をしていますか?

機構解析による振動評価や起動・停止時の挙動評価をしています。

機構解析を多用し、開発を進めています。
機構解析とは、リンク機構等の複数部品の挙動を計算する解析で、部品間の力のやり取りや、変位、速度等が計算できます。圧縮機では、この技術を組み立て公差を考慮した振動計算や、起動時、停止時に起こる部品の過渡的な挙動の理解に活用しています。圧縮機内部の部品は、実験的に可視化することが難しいため、機構解析は対策検討に欠かせないツールの1つです。機構解析を適用する場合、対象製品の力学を十分理解した上で実施しないと、計算の結果の妥当性が判断できません。十分机上検討を行い、解析と合わせて振動や圧縮機内部の圧力を計測し、実際に起こっている現象を把握することが対策検討の第一歩です。

図:機械要素技術のイラスト

実際の製品への貢献を聞かせてください。

スクロール圧縮機の騒音・振動を低減!

三菱重工グループが製造しているスクロール圧縮機とは、2つの渦巻き形状を有した部品(以下、スクロール)を噛み合わせ、一方を公転運動させることで、冷媒を圧縮する圧縮機です。
公転運動するスクロールは、稼働するために必要な隙間を有しているため、起動や停止時に不安定な動きが起こります。その際に、色々な部品が衝突するため、騒音・振動が発生します。この問題に対して、機構解析を適用し、接触箇所、及びスクロールの遊動メカニズムを明らかにし、騒音・振動低減に貢献しました。
三菱重工グループのなかでは数少ない量産製品を取り扱っており、街中で自分の開発した製品を見かけることがあります。その際には、自分が開発した製品が社会に貢献している姿をみて、非常にうれしい気持ちになります。

写真:スクロール圧縮機

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