(57)【要約】偏心軸部（１１２）に固定されるバランスウエイト（１４２）は、第１バランスウエイト（１４６）と第２バランスウエイト（１４８）から構成され、第１バランスウエイト（１４６）は第２バランスウエイト（１４８）よりも主軸部（１０９）側に位置しており、第２バランスウエイト（１４８）は第１バランスウエイト（１４６）よりも偏心軸部（１１２）の軸心から離れた位置に張り出している。この構成により、振動が低く、全高の低い密閉型圧縮機を提供することができる。
2010537093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器を備え、
前記密閉容器は電動要素と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部と、
前記偏心軸部の反主軸部側に固定されるバランスウエイトとを備え、
前記バランスウエイトは、第１バランスウエイトと第２バランスウエイトとを含み、
前記第１バランスウエイトは前記第２バランスウエイトよりも前記主軸部側に位置しており、
前記第２バランスウエイトは前記第１バランスウエイトよりも前記偏心軸部の軸心から離れた位置に張り出していることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記第１バランスウエイトの重量よりも前記第２バランスウエイトの重量が大きい請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記第１バランスウエイトの厚さよりも前記第２バランスウエイトの厚さが厚いことを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記第１バランスウエイトの比重よりも前記第２バランスウエイトの方が比重の大きい材料で形成された請求項２、３に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記第１バランスウエイトは前記偏心軸部に固定されており、前記ピストンの下死点位置において、前記第２バランスウエイトは前記ピストンに対して前記反主軸部側に位置していることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記第１バランスウエイトの前記主軸部側の面は前記ピストンの前記反主軸部側の面よりも前記主軸部側に位置していることを特徴とする請求項５記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記第１バランスウエイトと前記第２バランスウエイトは固着して一体化されていることを特徴とする請求項１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、冷凍冷蔵庫や自動販売機、エアコン等の冷凍サイクル装置に使用される密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉型圧縮機としては、振動を低減するために、クランクシャフトの偏心軸部の上端部にバランスウエイトを取り付けたものが一般的である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。図４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である。図５は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機のバランスウエイトの斜視図である。
【０００４】
図４、図５において、密閉容器１には冷媒（図示せず）およびオイル２が封入されている。また、密閉容器１には、圧縮要素３と、圧縮要素３を駆動する電動要素４が収納されている。
【０００５】
圧縮要素３を構成するブロック５には圧縮室６が形成されている。圧縮室６内には、ピストン７が往復自在に挿入されている。
【０００６】
クランクシャフト８は、電動要素４に固定されている主軸部９と、連結部１０の大端部６１に嵌挿されている偏心軸部１２とを備える。クランクシャフト８は、ブロック５の軸受け部２１に軸支されている。クランクシャフト８の主軸部９の内部には、オイルポンプ３１を形成する傾斜孔１３を設けてある。傾斜孔１３は、主軸部９の外周に設けたオイルポンプ３１を形成する螺旋溝１４の下端に開口している。
【０００７】
偏心軸部１２には螺旋溝１４と連通するオイル経路１５を設けてあり、オイル経路１５は偏心軸部１２の上端面１６で開口している。連結部１０は大端部６１と小端部６３を備えている。ピストンピン２０はピストン７に固定されており、小端部６３はピストンピン２０に嵌挿され、大端部６１は偏心軸部１２に嵌挿されている。
【０００８】
バランスウエイト４２は鉄板などから構成され、クランクシャフト８の偏心軸部１２の上端部１９に固着されている。バランスウエイト４２は、ピストン７が往復運動において下死点に位置するときには、ピストン７側へ張り出すように形成されている。
【０００９】
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。電動要素４に電気が供給されることで電動要素４はクランクシャフト８を回転駆動する。クランクシャフト８の回転による偏心軸部１２の回転運動が、連結部１０を介してピストン７を駆動し、ピストン７は圧縮室６内を往復運動する。これにより、冷媒（図示せず）は連続して圧縮される。
【００１０】
この圧縮動作を行なう際、ピストン７が往復運動を行なうことにより、ピストン７の慣性力が生じる。また偏心軸部１２が回転運動することにより、偏心軸部１２の遠心力が生じる。このピストン７の慣性力と偏心軸部１２の遠心力からなるアンバランス成分が、密閉型圧縮機の振動の原因となる。
【００１１】
このピストン７の慣性力と偏心軸部１２の遠心力を打ち消すようにバランスウエイト４２を設ける。これにより、ピストン７の慣性力と偏心軸部１２の遠心力をバランスウエイト４２の慣性力で相殺し、振動を減少させている。
【００１２】
しかしながらそのためには、バランスウエイト４２の重心位置は主軸中心線より偏心軸部の軸心から離れた位置に位置し、バランスウエイト４２には十分な重量が必要となる。結果として、ピストン７の往復運動においてピストン７が下死点に位置するとき、バランスウエイト４２のウエイト部４４がピストン７側へ張り出し、ピストン７と接触する恐れが生じる。
【００１３】
そのため、バランスウエイト４２を固着する上端部１９を有する偏心軸部１２は、バランスウエイト４２のウエイト部４４とピストン７が接触しないように、十分に長いものでなければならなかった。よって偏心軸部１２は重くなり、遠心力が大きく振動が大きくなるといった課題を有していた。
【００１４】
また、偏心軸部１２の長さを変えずに、バランスウエイト４２のウエイト部４４がピストン７に接触しないようにする場合、図４に示すように、ウエイト部４４をバランスウエイト４２に対して角度をもたせる必要がある。この場合には、ウエイト部４４が密閉容器１の内面に近づくことになる。これを避けるために密閉容器１の高さを大きくしなければならないといった課題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第６１９５８８８号明細書
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、振動が低く、全高の低い密閉型圧縮機を提供するものである。
【００１７】
本発明は、密閉容器内に、電動要素と圧縮要素とを収容し、圧縮要素は、主軸部及び偏心軸部を有するクランクシャフトと、圧縮室を形成するブロックと、圧縮室内を往復動するピストンと、ピストンと偏心軸部とを連結する連結部と、偏心軸部の反主軸部側に固定されるバランスウエイトとから構成される。バランスウエイトは、第１バランスウエイトと第２バランスウエイトから構成され、第１バランスウエイトは第２バランスウエイトよりも主軸部側に位置しており、第２バランスウエイトは第１バランスウエイトよりも偏心軸部の軸心から離れた位置に張り出している構成を有している。
【００１８】
かかる構成により、偏心軸部の長さを短くしてバランスウエイトを偏心軸部に固着できるので、偏心軸部の重量が軽くなり偏心軸部の回転により発生する遠心力を小さくでき、振動を低減することができる。さらに、密閉型圧縮機の全高を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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バランスウエイトの斜視図
【図３】同実施の形態におけるバランスウエイトの上面図
【図４】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図５】従来の密閉型圧縮機におけるバランスウエイトの斜視図
【発明を実施するための形態】
【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縦断面図であり、偏心軸部１１２の軸心を通りかつ主軸部１０９の軸心を通る平面の縦断面図である。また図１は、ピストン１０７が下死点に位置している状態を示している。また、図２は同実施の形態におけるバランスウエイトの斜視図である。図３は同実施の形態におけるバランスウエイトの上面図である。
【００２２】
図１において、本実施の形態の密閉型圧縮機は、密閉容器１０１外に、商用電源２０２が供給されるインバーター制御回路２０１を有している。インバーター制御回路２０１は、密閉容器１０１に固定されているターミナル１２８に結線されている。
【００２３】
密閉容器１０１内には、回転子１２６と固定子１２７よりなる電動要素１０４を収納する。電動要素１０４は、ターミナル１２８とリード線１２９で結線される。さらに、密閉容器１０１内には、電動要素１０４の上方に配置され、電動要素１０４によって駆動される圧縮要素１０３を収納する。電動要素１０４と圧縮要素１０３は、スプリング１５０で弾性支持されている。密閉容器１０１の底部にはオイル１０２が貯留され冷媒（図示せず）が封入されている。
【００２４】
クランクシャフト１０８は、回転子１２６を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された偏心軸部１１２を有している。
【００２５】
また、クランクシャフト１０８には、オイルポンプ１３１を形成する傾斜孔１１３が設けられている。また、主軸部１０９の外周には、オイルポンプ１３１を形成する螺旋溝１１４が、上方に向かってクランクシャフト１０８の反回転方向に傾斜しながら螺旋状に切削されて配設されている。また、偏心軸部１１２の内部にはオイル経路１１５が設けられている。傾斜孔１１３の下端は、オイル１０２中に開口している。螺旋溝１１４は、下端が傾斜孔１１３の上端近傍と連通しており、上端はオイル経路１１５の下端近傍と連通している。オイル経路１１５は偏心軸部１１２の上端面１１６で密閉容器１０１内に開口している。
【００２６】
ブロック１０５は、略円筒形の圧縮室１０６を有する。ブロック１０５は、主軸部１０９を軸支する軸受け部１２１を有し、電動要素１０４の上方に形成されている。
【００２７】
圧縮室１０６にはピストン１０７が往復摺動自在に挿入されており、ピストン１０７は偏心軸部１１２の軸心と平行に開孔したピストンピン孔１７０を有する。ピストンピン孔１７０には中空円筒状のピストンピン１２０が嵌入されている。ピストンピン１２０は中空円筒状のロックピン１７４によってピストン１０７に固定されている。
【００２８】
偏心軸部１１２とピストン１０７は連結部１１０により連結されている。連結部１１０の一方の端部である大端部１６１は、偏心軸部１１２に嵌入しており、連結部１１０の他方の端部である小端部１６３は、ピストンピン１２０に嵌入されている。
【００２９】
偏心軸部１１２における反主軸部側である上端部１１９には、バランスウエイト１４２が固着されている。図２に示すように、バランスウエイト１４２は、偏心軸部１１２の上端部１１９に固着される第１バランスウエイト１４６と、ピストン１０７に対して反主軸部側（図１においては上方側）に位置する第２バランスウエイト１４８のそれぞれ別部材から構成されている。すなわち、第２バランスウエイト１４８は、第１バランスウエイト１４６よりも、偏心軸部１１２の端部側に設けられている。
【００３０】
第１バランスウエイト１４６と第２バランスウエイト１４８は、抵抗溶接などにより固着することで一体化されている。第１バランスウエイト１４６の偏心軸部１１２との固着部１４５は、偏心軸部１１２の上端部１１９の外径より若干小さい内径をもつ略円筒形状をしており、上端部１１９に圧入または焼き嵌め固定される。第１バランスウエイト１４６は、第２バランスウエイト１４８よりも主軸部１０９側（図１では下方側）に位置している。また、図３に示すように、第２バランスウエイト１４８は、第１バランスウエイト１４６よりも、偏心軸部１１２の軸心から離れた位置に張り出すよう構成されている。バランスウエイトの重心位置Ｂは、主軸部の軸心Ｍよりも反偏心軸側Ｒに位置している。また、図１からわかる通り、ピストン１０７が下死点に位置する際には、第２バランスウエイト１４８はピストン１０７に対して反主軸部側に位置している。
【００３１】
つまり、第２バランスウエイト１４８の主軸部側の面（図１においては下面）はピストン１０７の反主軸部側の面（図１においては上面）よりも反主軸部側（図１においては上方）に位置している。また、そのとき第１バランスウエイト１４６の主軸部側の面（図１においては下面）はピストン１０７の反主軸部側の面よりも主軸部側(図１においては下方)に位置している。なお、第１バランスウエイト１４６と第２バランスウエイト１４８は、固着部１４９により固着されている。
【００３２】
第２バランスウエイト１４８は、第１バランスウエイト１４６よりも比重の大きい材料でできており、第１バランスウエイト１４６よりも重量が大きく設定されている。
【００３３】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。商用電源２０２から供給される電力はインバーター制御回路２０１を通してターミナル１２８に送られ、リード線１２９を介して電動要素１０４に供給される。これによって、電動要素１０４の回転子１２６は任意の回転数で回転する。回転子１２６はクランクシャフト１０８を回転させ、偏心軸部１１２を偏心運動させる。偏心軸部１１２の偏心運動が連結部１１０を介してピストン１０７を駆動する。これによりピストン１０７は圧縮室１０６内を往復運動し冷媒（図示せず）を連続して圧縮する。
【００３４】
第１バランスウエイト１４６と第２バランスウエイト１４８から構成されるバランスウエイト１４２は、偏心軸部１１２の上端部１１９に固定されており、偏心軸部１１２とともに回転している。これにより、ピストン１０７が往復運動するときに発生する慣性力と、偏心軸部１１２が発生させる遠心力からなるアンバランス成分を、バランスウエイト１４２の慣性力で効果的に相殺し、密閉型圧縮機の振動を減少させている。
【００３５】
本実施の形態においては、偏心軸部１１２に固定された第１バランスウエイト１４６が第２バランスウエイト１４８よりも主軸部１０９側に位置している。さらに、第２バランスウエイト１４８は、第１バランスウエイト１４６より偏心軸部１１２の軸心から離れた位置に張り出すように構成されている。これにより、ピストン１０７が下死点に位置する際に、ピストン１０７上方に張り出した第２バランスウエイト１４８がピストン１０７に接触することなく、偏心軸部１１２の長さを短くすることができる。したがって、偏心軸部１１２を軽量化することができる。その結果、クランクシャフト１０８の主軸部１０９が回転することにより発生する偏心軸部１１２の遠心力を低減することができ、アンバランス成分を低減できる。これにより、極めて振動の低い密閉型圧縮機を提供することができる。また、偏心軸部１１２の長さを短くしたことにより、密閉型圧縮機の全高を抑制することができる。また、偏心軸部１１２を軽量化できたことにより、バランスウエイト１４２を軽量化、小型化することができるため、さらに密閉型圧縮機の全高を抑制することができる。
【００３６】
また本実施の形態では、第２バランスウエイト１４８の厚さを第１バランスウエイト１４６に比べて厚くすることにより、第２バランスウエイト１４８を第１バランスウエイト１４６に比べて重量を大きくしている。これにより、図３に示すバランスウエイト１４２の重心位置Ｂをより反偏心軸側Ｒへ設定している。したがって、アンバランス成分を相殺するためのバランスウエイト１４２のモーメント量を大きくすることができる。これにより、より効果的にアンバランス成分を相殺することができるので、さらに振動の低い密閉型圧縮機を提供することができる。このような構成以外に、第２バランスウエイト１４８を第１バランスウエイト１４６に比べて重量を大きくするためには、例えば第２バランスウエイト１４８が第１バランスウエイト１４６よりも偏心軸部１１２の軸心から離れた位置に張り出す長さをより長くすることが挙げられる。
【００３７】
また、第２バランスウエイト１４８を第１バランスウエイト１４６に比べて重量を重くした結果として、第１バランスウエイト１４６の重量を低減することができる。第１バランスウエイト１４６において、偏心軸部１１２に固定された部分の重量は、偏心軸部１１２の重量とともに、アンバランス成分である遠心力の大きさに寄与している。よって、第１バランスウエイト１４６の重量を低減することで、アンバランス成分である遠心力が低減できる。これにより、さらに振動の低い密閉型圧縮機を提供することができる。
【００３８】
また、第２バランスウエイト１４８を第１バランスウエイト１４６よりも比重の高い材料で構成することにより、一定重量の第２バランスウエイト１４８であっても、より体積の小さい小型なものでアンバランス成分を相殺することができる。これにより、バランスウエイト１４２を小型化できるので振動が低く、より小型の密閉型圧縮機を提供できる。
【００３９】
本実施の形態の構成によると、例えばインバーター駆動による低回転運転時においても効果的にアンバランス成分を相殺し、振動の少ない密閉型圧縮機を実現できる。インバーター駆動による低回転運動時には、ピストン１０７の慣性力の発生周期が大きく、また偏心軸部１１２の遠心力の発生周期も大きいので、通常運転時に比べ、よりアンバランスになる。このような場合においても、本実施の形態においては、偏心軸部１１２を短くしたことによる軽量化でアンバランス成分を低減できる。またバランスウエイトの重心位置をより反偏心軸側Ｒへ設けることにより、バランスウエイト１４２のモーメント量を大きくできる。したがって、アンバランス成分を効果的に相殺することができる。
【００４０】
また、従来は、異なる種類の密閉型圧縮機のバランスを調整するのにバランスウエイト１４２自体の大きさや重量を調整する必要があった。しかし、かかる本実施の形態によれば、バランスウエイト１４２を、第１バランスウエイト１４６と第２バランスウエイト１４８というそれぞれ別部材で構成することにより、第２バランスウエイト１４８の微調整のみで調整が可能となる。これにより、従来と比べ生産性を高くすることができる。
【００４１】
また、ピストン１０７が大型化するような場合、ピストン１０７とバランスウエイト１４２の接触を避けるため偏心軸部１１２を長くする必要がある。しかしながら、本実施の形態によれば、ピストン１０７が大型化してもバランスウエイト１４２の位置は従来と同様の位置で保持することが可能であり、偏心軸部１１２の長さを長くする必要はない。よって、アンバランス成分の増大や密閉型圧縮機の全高の増大を抑制することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態のように下死点時に第２バランスウエイト１４８がピストン１０７の上方に位置するような構成の場合だけでなく、ピストン以外の構成の上方、例えばブロック１０５の圧縮室１０６の上方に張り出している場合などにも有効である。また、ピストン１０７の下方にバランスウエイト１４２が位置するような構成においても同様の効果を奏するものである。
【００４３】
なお、本実施の形態では、圧縮要素１０３を電動要素１０４の上方に配置しているが、圧縮要素１０３を電動要素１０４の下方に配置しても同様に実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の密閉型圧縮機は、振動を小さくするとともに全高を低くすることが可能となるので、冷蔵庫やエアーコンディショナーや自販機等に有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１０１    密閉容器
２，１０２    オイル
３，１０３    圧縮要素
４，１０４    電動要素
５，１０５    ブロック
６，１０６    圧縮室
７，１０７    ピストン
８，１０８    クランクシャフト
９，１０９    主軸部
１０，１１０    連結部
１２，１１２    偏心軸部
１３，１１３    傾斜孔
１４，１１４    螺旋溝
１５，１１５    オイル経路
１６，１１６    上端面
１９、１１９    上端部
２０，１２０    ピストンピン
２１，１２１    軸受け部
３１，１３１    オイルポンプ
４２，１４２    バランスウエイト
４４    ウエイト部
６１，１６１    大端部
６３，１６３    小端部
１２６    回転子
１２７    固定子
１２８    ターミナル
１２９    リード線
１４５    固着部
１４６    第１バランスウエイト
１４８    第２バランスウエイト
１４９    固着部
１５０    スプリング
１７０    ピストンピン孔
１７４    ロックピン
２０１    インバーター制御回路
２０２    商用電源
【図１】
2010537093.tif 000003
【図２】
2010537093.tif 000004
【図３】
2010537093.tif 000005
【図４】
2010537093.tif 000006
【図５】
2010537093.tif 000007
【国際調査報告】
2010537093.tif 000008
2010537093.tif 000009
2010537093.tif 000010