(57)【要約】  【課題】振動が小さく、生産性の高い、電気冷蔵庫、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等の冷凍サイクルに接続される往復式の密閉型圧縮機を提供することを目的とする。  【解決手段】主軸部１０９及び偏心軸部１１０を有するとともにバランスウエイト１１１を備えたクランクシャフトと、バランスウエイト１１１はウエイト部１２１と固定部１２０とを有し、固定部１２０は偏心軸部１１０の主軸部１０９側に配置され、固定部１２０の一部を加工除去することで、ピストン、連結手段、偏心軸部１１０等の回転アンバランスをバランスするように調整したもので、バランスウエイト１１１の慣性力不足があっても、よりバランスするように調節することができ、振動のばらつきを抑え、振動そのものも低減した密閉型圧縮機を提供することができる。【選択図】図２
2010127217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、主軸部及び偏心軸部を有するとともにバランスウエイトを備えたクランクシャフトと、圧縮室を形成するブロックと、前記圧縮室内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段とを備え、前記バランスウエイトはウエイト部と固定部とを有し、前記固定部は前記偏心軸部の前記主軸部側に配置され、前記固定部の一部を加工除去することで、前記ピストン、前記連結手段、前記偏心軸部等の回転アンバランスをバランスするように調整したことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
固定部の反偏心軸部または、固定部の外縁部の一部を加工除去することを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気冷蔵庫、エアーコンディショナー、冷凍冷蔵装置等の冷凍サイクルに接続される密閉型圧縮機の低振動化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅事情による要求から家庭用冷蔵庫は、ますます低振動化への動きが高まっている。そういった中、主な振動源であるピストンと釣り合いを取るためにバランスウエイトを用いるという方法は、振動を低減する要素技術として有効である。
【０００３】
従来の密閉型圧縮機としては、外形が略円弧状であるバランスウエイトをクランクシャフトに備える事によって、密閉型圧縮機構部の不釣り合い力を調整するようなものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機について説明する。
【０００５】
図７は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図８は、従来の密閉型圧縮機の要部分解図、図９は、図８におけるＣ方向の矢視図である。
【０００６】
図７ないし図９において、密閉容器１内には、冷媒ガス２が充填されており、固定子３と回転子４からなる電動要素５と、電動要素５によって駆動される圧縮要素６がサスペンションスプリング７によって弾性的に収容されている。
【０００７】
クランクシャフト８は、回転子４に圧入固定した主軸部９と、主軸部９と一体鋳造された同部材のバランスウェイト１１、主軸部９に対して偏心して形成した偏心軸部１０を有し、ブロック１３は、略円筒形の圧縮室であるシリンダー１４を有し、ピストン１５はシリンダー１４に往復摺動自在に挿入されており、連結手段１６によって偏心軸部１０と連結されている。
【０００８】
クランクシャフト８の偏心軸部１０の上方には、主軸部９の軸心を中心とした別体バランスウエイト１２が固定されている。
【０００９】
この主軸部９と同部材のバランスウェイト１１と別体バランスウェイト１２が、回転アンバランスの釣り合いを取るため、密閉型圧縮機の低振動・低騒音に大きく寄与する。
【００１０】
以上のように構成された従来の密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
電動要素５の回転子４はクランクシャフト８を回転させ、偏心軸部１０の回転運動が連結手段１６を介してピストン１５に伝えられることで、ピストン１５はシリンダー１４内を往復運動する。それにより冷媒ガス２は、冷却システム（図示せず）からシリンダー１４へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【００１２】
この圧縮作用を行う際、ピストン１５が往復運動することにより、不平衡力である往復動慣性力が生じる。この往復動慣性力を、ピストン１５と逆位相となるようにバランスウエイト１１と別体バランスウエイト１２を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン１５の往復動慣性力を相殺することで振動を減少させている。
【特許文献１】特開２００２−７０７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、クランクシャフト８に密閉型圧縮機の全高を低くするなどの理由からピストン１５の水平延長上に主軸部９と同部材のバランスウエイト１１と別体バランスウエイト１２を配置した場合、バランスウェイト１１と別体バランスウェイト１２で十分な大きさの慣性力を得ることができず、その結果ピストン１５の往復動慣性力を十分に相殺しきれないため、密閉型圧縮機の振動が大きくなってしまう可能性があった。
【００１４】
特に、ピストン１５が下死点時にバランスウェイト１１と別体バランスウェイト１２はピストン１５に最も接近するが、この干渉を避けるように外形を略円弧状のまま設計すると上記課題が顕著となる。また、製造上のばらつきのためにバランスウェイト１１と別体バランスウェイト１２の慣性力不足が発生する可能性があった。
【００１５】
本発明は、振動が小さく、生産性の高い密閉型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】
【００１６】
上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、主軸部及び偏心軸部を有するとともにバランスウエイトを備えたクランクシャフトと、バランスウエイトはウエイト部と固定部とを有し、固定部は偏心軸部の主軸部側に配置され、固定部の一部を加工除去することで、ピストン、連結手段、偏心軸部等の回転アンバランスをバランスするように調整したもので、バランスウェイトの慣性力不足があっても、よりバランスするように調整することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の密閉型圧縮機は、主軸部及び偏心軸部を有するとともにバランスウエイトを備えたクランクシャフトと、バランスウエイトはウエイト部と固定部とを有し、固定部は偏心軸部の主軸部側に配置され、固定部の一部を加工除去することで、ピストン、連結手段、偏心軸部等の回転アンバランスをバランスするように調整したもので、バランスウエイトの慣性力不足があっても、よりバランスするように調整することができ、振動のばらつきを抑え、振動そのものも低減した密閉型圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に電動要素と前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、主軸部及び偏心軸部を有するとともにバランスウエイトを備えたクランクシャフトと、圧縮室を形成するブロックと、前記圧縮室内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心軸部とを連結する連結手段とを備え、前記バランスウエイトはウエイト部と固定部とを有し、前記固定部は前記偏心軸部の主軸部側に配置され、前記固定部の一部を加工除去することで、前記ピストン、前記連結手段、前記偏心軸部等の回転アンバランスをバランスするように調整したもので、バランスウェイトの往復慣性力不足があっても、ピストン、連結手段、偏心軸部等の回転アンバランスを容易にバランスするように調整することができ、振動のばらつきを抑え、振動が小さく、生産性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、固定部の反偏心軸部側または固定部の外縁部の一部を加工除去したもので、請求項１に記載の発明の効果に加えてさらに、構造体の強度を低下させることなく効果的にバランスするように調整することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の断面図、図２は同実施の形態における密閉型圧縮機の要部分解図、図３は図２におけるＡ方向の矢視図である。
【００２２】
図１および図２において、密閉容器１０１内には、冷媒ガス１０２が充填されており、固定子１０３と回転子１０４からなる電動要素１０５と、電動要素１０５によって駆動される圧縮要素１０６とがサスペンションスプリング１０７によって弾性的に収容されている。
【００２３】
ブロック１１３は、略円筒形の圧縮室であるシリンダー１１４を形成しており、シリンダー１１４にはピストン１１５が往復摺動自在に挿入されている。ピストン１１５は連結手段１１６によって偏心軸部１１０と連結されている。
【００２４】
クランクシャフト１０８は、回転子１０４に圧入固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対して偏心して形成した偏心軸部１１０を有するとともにバランスウエイト１１１と別体バランスウエイト１１２を備える。
【００２５】
バランスウエイト１１１は不平衡力である往復動慣性力と釣り合わせるための固定部１２０とウエイト部１２１を有し、固定部１２０は偏心軸部１１０の主軸部１０９側に配置されている。
【００２６】
クランクシャフト１０８の偏心軸部１１０の上方には、別体バランスウエイト１１２が挿入固定されている。
【００２７】
バランスウエイト１１１の材料は、クランクシャフト１０８と同材料または熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板である。
【００２８】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２９】
電動要素１０５の回転子１０４はクランクシャフト１０８を回転させ、偏心軸部１１０の回転運動が連結手段１１６を介してピストン１１５に伝えられることで、ピストン１１５はシリンダー１１４内を往復運動する。それにより冷媒ガス１０２は、冷却システム（図示せず）からシリンダー１１４へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【００３０】
上記圧縮作用を行う際、ピストン１１５が往復運動を行うことによる不平衡力が生じるが、クランクシャフト１０８のバランスウエイト１１１と別体バランスウエイト１１２によって水平方向におけるピストン１１５の往復動慣性力を相殺することで振動を減少させている。
【００３１】
次に、バランスウエイト１１１について説明する。
【００３２】
バランスウエイト１１１は、不平衡力である往復動慣性力と釣り合わせるための固定部１２０とウエイト部１２１を有している。
【００３３】
バランスウエイト１１１は、ピストン１１５に軸心に対して平行に配置された略円板状の形状であり、バランスウエイト１１１のウエイト部１２１は、主軸部１０９中心を基準として、偏心軸部１１０側に配置され、固定部１２０は反偏心軸部１１０側に配置されている。
【００３４】
上記バランスウエイト１１１により、圧縮作用を行う際、ピストン１１５が往復動運動を行うことで生じるピストン１１５、連結手段１１６、偏心軸部１１０、固定部１２０のアンバランスモーメントを相殺することで振動を低減している。
【００３５】
ウエイト部１２１において、重量の不足やクランクシャフト１０８の軸中心からの距離の不足などに起因して慣性力が不足し、ピストン１１５の往復動運動によるアンバランスモーメントを相殺できない場合がある。
【００３６】
その時には、アンバランスモーメントが発生するピストン１１５、連結手段１１６、偏心軸部１１０、固定部１２０の中で、固定部１２０の反偏心軸部１１０を図２に示すように加工除去（加工除去部１２２）することで、ウエイト部１２１の往復慣性力不足を補い、ピストン１１５の往復動運動によるアンバランスモーメントを相殺するように調整する。
【００３７】
特に、この加工除去部１２２は、図２に示すように、主軸部１０９中心からの距離が遠いため、加工除去部１２２による僅かな重量の減少であっても、ウエイト部１２１の往復慣性力不足を補う効果が大きい。
【００３８】
これは、慣性力が中心から質量点までの距離の二乗に比例するためである。
【００３９】
図２に示した実施例では、加工除去部１２２の重心とウエイト部１２１の重心とが主軸部１０９中心からとほぼ同じ距離にあり、ウエイト部１２１の往復慣性力不足を補うためにウエイト部１２１に質量を追加する代わりに、加工除去部１２２から同等の質量を除去することで、同等のバランス調整効果、すなわちアンバランスモーメントの相殺効果がある。
【００４０】
また、クランクシャフト１０８は、偏心軸部１１０、固定部１２０が偏心しているために、ピストン１１５の往復動運動時において、偏心軸部１１０中心と主軸部１０９中心の間で応力が最も発生するが、固定部１２０の加工除去部１２２は、偏心軸部１１０中心と主軸部１０９中心の間に位置せず応力発生が低い位置に設けているため、加工除去部１２２を設けることに対して強度的制約がほとんど無く、加工除去部の範囲や加工の大きさなどの制限を受けにくいことから、ピストン１１５が往復動運動を行うことで生じるピストン１１５、連結手段１１６、偏心軸部１１０、固定部１２０のアンバランスモーメントを相殺するよう、バランスを調整する範囲が広く、大きい効果を得ることができる。
【００４１】
このため、ウエイト部１２１が、ピストン１１５の往復動運動によるアンバランスモーメントを相殺できない場合、図２で示す加工除去部１２２で相殺不足分を補うことにより、アンバランスモーメントをバランスするように調節することができ、振動のばらつきを抑え、振動が小さく、生産性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の断面図、図５は、同実施の形態における密閉型圧縮機の要部分解図、図６は、図５におけるＢ方向の矢視図である。
【００４３】
図４および図５において、密閉容器２０１内には、冷媒ガス２０２が充填されており、固定子２０３と回転子２０４からなる電動要素２０５と、電動要素２０５によって駆動される圧縮要素２０６とがサスペンションスプリング２０７によって弾性的に収容されている。
【００４４】
ブロック２１３は、略円筒形の圧縮室であるシリンダー２１４を形成しており、シリンダー２１４にはピストン２１５が往復摺動自在に挿入されている。ピストン２１５は連結手段２１６によって偏心軸部２１０と連結されている。
【００４５】
クランクシャフト２０８は、回転子２０４に圧入固定した主軸部２０９と、主軸部２０９に対して偏心して形成した偏心軸部２１０を有するとともにバランスウエイト２１１と別体バランスウエイト２１２を備える。
【００４６】
バランスウエイト２１１は不平衡力である往復動慣性力と釣り合わせるための固定部２２０とウエイト部２２１を有し、固定部２２０は偏心軸部２１０の主軸部２０９側に配置されている。
【００４７】
クランクシャフト２０８の偏心軸部２１０の上方には、別体バランスウエイト２１２が挿入固定されている。
【００４８】
バランスウエイト２１１の材料は、クランクシャフト２０８と同材料または熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板である。
【００４９】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００５０】
電動要素２０５の回転子２０４はクランクシャフト２０８を回転させ、偏心軸部２１０の回転運動が連結手段２１６を介してピストン２１５に伝えられることで、ピストン２１５はシリンダー２１４内を往復運動する。それにより冷媒ガス２０２は、冷却システム（図示せず）からシリンダー２１４へ吸入・圧縮された後、再び冷却システムへと吐き出される。
【００５１】
上記圧縮作用を行う際、ピストン２１５が往復運動を行うことによる不平衡力が生じるが、クランクシャフト２０８のバランスウエイト２１１と別体バランスウエイト２１２によって水平方向におけるピストン２１５の往復動慣性力を相殺することで振動を低減させている。
【００５２】
次に、バランスウエイト２１１について説明する。
【００５３】
バランスウエイト２１１は、不平衡力である往復動慣性力と釣り合わせるための固定部２２０とウエイト部２２１を有している。
【００５４】
バランスウエイト２１１は、ピストン２１５に軸心に対して平行に配置された略円板状の形状であり、バランスウエイト２１１のウエイト部２２１は、主軸部２０９中心を基準として、偏心軸部２１０側に配置され、固定部２２０は反偏心軸部２１０側に配置されている。
【００５５】
上記バランスウエイト２１１により、圧縮作用を行う際、ピストン２１５が往復動運動を行うことで生じるピストン２１５、連結手段２１６、偏心軸部２１０、固定部２２０のアンバランスモーメントを相殺することで振動を低減している。
【００５６】
ウエイト部２２１において、重量の不足やクランクシャフト２０８の軸中心からの距離の不足などに起因して慣性力が不足し、ピストン２１５の往復動運動によるアンバランスモーメントを相殺できない場合がある。
【００５７】
その時には、アンバランスモーメントが発生するピストン２１５、連結手段２１６、偏心軸部２１０、固定部２２０の中で、固定部２２０の反偏心軸部２１０を図５に示すように加工除去（加工除去部２２２）することで、ウエイト部２２１の往復慣性力不足を補い、ピストン２１５の往復動運動によるアンバランスモーメントを相殺するように調整する。
【００５８】
特に、この加工除去部２２２は、図５に示すように、主軸部２０９中心からの距離が遠いため、加工除去部２２２による僅かな重量の減少であっても、ウエイト部２２１の往復慣性力不足を補う効果が大きい。
【００５９】
これは、慣性力が中心から質量点までの距離の二乗に比例するためである。
【００６０】
図５に示した実施例では、加工除去部２２２の重心とウエイト部２２１の重心とが主軸部２０９中心からとほぼ同じ距離にあり、ウエイト部２２１の往復慣性力不足を補うためにウエイト部２２１に質量を追加する代わりに、加工除去部２２２から同等の質量を除去することで、同等のバランス調整効果、すなわちアンバランスモーメントの相殺効果がある。
【００６１】
また、クランクシャフト２０８は、偏心軸部２１０、固定部２２０が偏心しているために、ピストン２１５の往復動運動時において、偏心軸部２１０中心と主軸部２０９中心の間で応力が最も発生するが、固定部２２０の加工除去部２２２は、偏心軸部２１０中心と主軸部２０９中心の間に位置せず応力発生が低い位置に設けているため、加工除去部２２２を設けることに対して強度的制約がほとんど無く、加工除去部の範囲や加工の大きさなどの制限を受けにくいことから、ピストン２１５が往復動運動を行うことで生じるピストン２１５、連結手段２１６、偏心軸部２１０、固定部２２０のアンバランスモーメントを相殺するよう、バランスを調整する範囲が広く、大きい効果を得ることができる。
【００６２】
本実施の形態における加工除去部２２２は、固定部２２０で最も主軸部２０９中心からの距離が大きく設定できるため、さらにアンバランスモーメントの相殺効果が高い。
【００６３】
このため、ウエイト部２２１が、ピストン２１５の往復動運動によるアンバランスモーメントを相殺できない場合、図５で示す加工除去部２２２で相殺不足分を補うことにより、アンバランスモーメントをバランスするように調節することができ、振動のばらつきを抑え、振動が小さく生産性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、高い生産性を確保しながら、振動が小さく安価な密閉型圧縮機が可能になるため、家庭用冷蔵庫を初めとして、除湿機やショーケース、自販機等の冷凍サイクルに用いる密閉型圧縮機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態における密閉型圧縮機の要部分解図
【図３】図２におけるＡ方向の矢視図
【図４】本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図
【図５】同実施の形態における密閉型圧縮機の要部分解図
【図６】図５におけるＢ方向の矢視図
【図７】従来の密閉型圧縮機における密閉型圧縮機の縦断面図
【図８】従来の密閉型圧縮機の要部分解図
【図９】図８におけるＣ方向の矢視図
【符号の説明】
【００６６】
１０１、２０１  密閉容器
１０５、２０５  電動要素
１０６、２０６  圧縮要素
１０８、２０８  クランクシャフト
１０９、２０９  主軸部
１１０、２１０  偏心軸部
１１１、２１１  バランスウエイト
１１３、２１３  ブロック
１１４、２１４  シリンダー（圧縮室）
１１５、２１５  ピストン
１１６、２１６  連結手段
１２０、２２０  固定部
１２１、２２１  ウエイト部
【図１】
2010127217.tif 000003
【図２】
2010127217.tif 000004
【図３】
2010127217.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010127217.tif 000008
【図７】
2010127217.tif 000009
【図８】
2010127217.tif 000010
【図９】
2010127217.tif 000011