(57)【要約】【課題】本発明に係る釣合錘は、軸回転する回転体の振動を抑制することができる。【解決手段】本発明に係る釣合錘は、軸回転する回転体６０に発生する不釣合いを相殺する複数の釣合錘５４，５６である。複数の釣合錘５４，５６の内の一の釣合錘は、回転体６０の回転方向に移動可能である可動釣合錘５６である。【選択図】図４
2013087708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回転する回転体（６０，１６０，２６０）に発生する不釣合いを相殺する複数の釣合錘（５４，５６，１５６，２５６）であって、複数の前記釣合錘の内の一の前記釣合錘は、前記回転体の回転方向に移動可能である可動釣合錘（５４，５６，１５６，２５６）である、
釣合錘。
【請求項２】
前記可動釣合錘は、複数の前記釣合錘の中で最大の不釣合い量を有する、
請求項１に記載の釣合錘。
【請求項３】
前記可動釣合錘は、軸回転する前記回転体に発生する不釣合い量が最小となる位置に移動可能となる程度に、前記回転体の回転方向に移動可能な範囲が制限されている、
請求項１または２に記載の釣合錘。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の釣合錘と、
クランク軸（１７，１１７）と、
前記クランク軸に固定して連結された回転子（５２）を有するモータ（１６）と、
前記クランク軸に回転可能に連結され、前記モータによって駆動される圧縮機構（１５）と、
前記釣合錘、前記クランク軸、前記モータおよび前記圧縮機構を収容するケーシング（１０）と
を備え、
前記可動釣合錘は、前記クランク軸に取り付けられている
圧縮機（１）。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の釣合錘と、
クランク軸と、
前記クランク軸に固定して連結された回転子（５２）を有するモータ（１６）と、
前記クランク軸に回転可能に連結され、前記モータによって駆動される圧縮機構（１５）と、
前記釣合錘、前記クランク軸、前記モータおよび前記圧縮機構を収容するケーシング（１０）と
を備え、
前記可動釣合錘は、前記回転子に取り付けられている
圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、釣合錘、および、それを有する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸回転する回転体に発生する不釣合いを相殺するために、釣合錘（バランスウェイト）が用いられている。例として、特許文献１（特開２００６−５７４５７号公報）に開示される、釣合錘を有する圧縮機について説明する。このロータリー式の圧縮機では、釣合錘が、モータの回転子の端面に取り付けられている。回転子に連結されて軸回転するクランク軸は、圧縮機構内部に偏心軸部を有するので、クランク軸と回転子とからなる回転体の軸回転時において、偏心軸部には不釣合い力が発生する。しかし、回転子に取り付けられている釣合錘には、偏心軸部の不釣合い力を打ち消すような不釣合い力が設定されている。そのため、回転体の不釣合い力に起因する回転体の振動が、釣合錘によって防止される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、鋳造時等における釣合錘の加工誤差等によって、釣合錘の実際の不釣合い力が、偏心軸部の不釣合い力を打ち消すようにあらかじめ設定された不釣合い力と異なってしまうことがある。この場合、偏心軸部の不釣合い力は、釣合錘によって完全に打ち消されず、その結果、回転体に不釣合い力が残留してしまう。そのため、回転体に残留する不釣合い力に起因して、回転体の振動が増大する。
【０００４】
本発明に係る釣合錘は、軸回転する回転体の振動を抑制することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係る釣合錘は、軸回転する回転体に発生する不釣合いを相殺する複数の釣合錘である。複数の釣合錘の内の一の釣合錘は、回転体の回転方向に移動可能である可動釣合錘である。
【０００６】
第１観点に係る釣合錘は、モータの回転子等の軸回転する回転体に取り付けられる。釣合錘は、回転体に取り付けられ、軸回転する回転体に発生する不釣合いを相殺する物体である。回転体の不釣合いは、例えば、回転体の偏心部の不釣合い力に起因する。この場合、偏心部の不釣合い力は、偏心部の質量と偏心部の重心半径（回転体の回転軸から偏心部の重心までの距離）との積である不釣合い量を有し、かつ、偏心部の重心に最も近い回転軸上のポイントから偏心部の重心への向きを有するベクトルで表される。また、回転体と共に軸回転する釣合錘には、不釣合い力が発生する。釣合錘の不釣合い力は、釣合錘の質量と釣合錘の重心半径（回転体の回転軸から釣合錘の重心までの距離）との積である不釣合い量を有し、かつ、釣合錘の重心に最も近い回転軸上のポイントから釣合錘の重心への向きを有するベクトルで表される。釣合錘の不釣合い力は、回転体の偏心部の不釣合い力を打ち消すことで、軸回転する回転体に発生する不釣合いを相殺する。
【０００７】
第１観点に係る釣合錘を有する回転体が軸回転しているとき、可動釣合錘は、回転体の回転方向に移動することができる。このとき、自動調心作用によって、回転体の不釣合い量が最小となる位置に、可動釣合錘が移動する。従って、第１観点に係る釣合錘は、軸回転する回転体に発生する不釣合い量を最小にすることができるので、軸回転する回転体の振動を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係る釣合錘は、第１観点に係る釣合錘において、可動釣合錘は、複数の釣合錘の中で最大の不釣合い量を有する。
【０００９】
本発明の第３観点に係る釣合錘は、第１観点または第２観点に係る釣合錘において、可動釣合錘は、軸回転する回転体に発生する不釣合い量が最小となる位置に移動可能となる程度に、回転体の回転方向に移動可能な範囲が制限されている。
【００１０】
本発明の第４観点に係る圧縮機は、第１観点乃至第３観点のいずれか１つに係る釣合錘と、クランク軸と、モータと、圧縮機構と、ケーシングとを備える。モータは、クランク軸に固定して連結された回転子を有する。圧縮機構は、クランク軸に回転可能に連結され、モータによって駆動される。ケーシングは、釣合錘、クランク軸、モータおよび圧縮機構を収容する。可動釣合錘は、クランク軸に取り付けられている。
【００１１】
第４観点に係る圧縮機では、クランク軸と回転子とからなる回転体が軸回転しているときに、クランク軸に取り付けられた可動釣合錘が、回転体に発生する不釣合い量が最小となる位置に移動する。これにより、圧縮機の運転中におけるクランク軸および回転子の振動を抑制することができるので、圧縮機から発生する騒音を低減することができる。
【００１２】
本発明の第５観点に係る圧縮機は、第１観点乃至第３観点のいずれか１つに係る釣合錘と、クランク軸と、モータと、圧縮機構と、ケーシングとを備える。モータは、クランク軸に固定して連結された回転子を有する。圧縮機構は、クランク軸に回転可能に連結され、モータによって駆動される。ケーシングは、釣合錘、クランク軸、モータおよび圧縮機構を収容する。可動釣合錘は、回転子に取り付けられている。
【００１３】
第５観点に係る圧縮機では、クランク軸と回転子とからなる回転体が軸回転しているときに、回転子に取り付けられた可動釣合錘が、回転体に発生する不釣合い量が最小となる位置に移動する。これにより、圧縮機の運転中におけるクランク軸および回転子の振動を抑制することができるので、圧縮機から発生する騒音を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１観点乃至第３観点に係る釣合錘は、軸回転する回転体の振動を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第４観点および第５観点に係る圧縮機は、運転中の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における、圧縮機の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態における、回転体に発生する力を表す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における、回転体に発生する力を表す図である。
【図４】本発明の第１実施形態における、可動釣合錘が取り付けられたクランク軸の外観図である。
【図５】本発明の第１実施形態における、クランク軸の外観図である。
【図６】本発明の第１実施形態における、可動釣合錘の外観図である。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態における、可動釣合錘のクランク軸への取り付け方法を表す図である。
【図７Ｂ】本発明の第１実施形態における、可動釣合錘のクランク軸への取り付け方法を表す図である。
【図８Ａ】本発明の第１実施形態における、可動釣合錘が取り付けられたクランク軸の平面図である。
【図８Ｂ】本発明の第１実施形態における、可動釣合錘が取り付けられたクランク軸の平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態における、自動調心作用が働く前における、回転体に発生する力を表す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における、自動調心作用が働いた後における、回転体に発生する力を表す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における、可動釣合錘が取り付けられたクランク軸の外観図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における、クランク軸の外観図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における、可動釣合錘の外観図である。
【図１４Ａ】本発明の第２実施形態における、可動釣合錘のクランク軸への取り付け方法を表す図である。
【図１４Ｂ】本発明の第２実施形態における、可動釣合錘のクランク軸への取り付け方法を表す図である。
【図１５Ａ】本発明の第２実施形態における、可動釣合錘が取り付けられたクランク軸の平面図である。
【図１５Ｂ】本発明の第２実施形態における、可動釣合錘が取り付けられたクランク軸の平面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態における、回転子の下端部の外観図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における、可動釣合錘内部の外観図である。
【図１８】本発明の第３実施形態における、可動部材の外観図である。
【図１９Ａ】本発明の第３実施形態における、可動釣合錘内部の平面図である。
【図１９Ｂ】本発明の第３実施形態における、可動釣合錘内部の平面図である。
【図２０】本発明の変形例Ｂにおける、クランク軸の外観図である。
【図２１】本発明の変形例Ｂにおける、クランク軸の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る釣合錘の第１実施形態乃至第３実施形態について説明する。なお、これらの実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る釣合錘について、図１乃至図１０を参照しながら説明する。本実施形態に係る釣合錘は、空気調和装置等に組み込まれる冷媒回路を構成する圧縮機の内部で使用される。この圧縮機は、モータによって圧縮機構を駆動して、冷媒ガスを圧縮する。
【００１９】
（１）圧縮機の構成
図１は、圧縮機１の概略構成図である。圧縮機１は、シリンダ内のピストンを偏心回転させることによってシリンダ内の空間の容積を増減させて冷媒ガスを圧縮するロータリー式の圧縮機である。圧縮機１のケーシング１０は、圧縮機構１５と、モータ１６と、クランク軸１７等を収容する。ケーシング１０の側面には、吸入管１９が気密状に嵌入され、ケーシング１０の上面には、吐出管２０が気密状に嵌入されている。
【００２０】
圧縮機構１５は、主として、厚肉の円筒形状を有するシリンダ２１と、シリンダ２１の上端面および下端面をそれぞれ覆うヘッド２２，２３と、シリンダ２１の内部に配置されるピストン２４とを有する。圧縮機構１５は、クランク軸１７に回転可能に連結されている。圧縮機構１５は、吸入管１９からケーシング１０の内部に吸入した冷媒ガスを圧縮して、吐出管２０からケーシング１０の外部に吐出する。モータ１６は、固定子５１と回転子５２とを有する。回転子５２は、クランク軸１７に固定して連結されている。モータ１６を起動して回転子５２を駆動させると、クランク軸１７は回転軸ＡＸを中心に軸回転する。クランク軸１７は、圧縮機構１５の内部に偏心軸部１８を有している。偏心軸部１８の外周面にはピストン２４が回動可能に連結されている。以下、すべての実施形態において、「偏心軸部１８」は、ピストン２４が連結された偏心軸部１８を表すものとする。クランク軸１７の回転運動によって圧縮機構１５内部のピストン２４が偏心回転すると、冷媒が圧縮される。また、後述するように、回転子５２には固定釣合錘５４が取り付けられ、クランク軸１７には可動釣合錘５６が取り付けられている。本実施形態において、ピストン２４が連結されたクランク軸１７と、回転子５２と、固定釣合錘５４と、可動釣合錘５６とから構成される部材を、回転体６０という。
【００２１】
回転体６０が回転軸ＡＸを中心に軸回転すると、偏心軸部１８の不釣合い力が発生する。図２において、偏心軸部１８の不釣合い力は、第１ベクトルｖ１として表される。第１ベクトルｖ１は、偏心軸部１８の質量ｍ１と偏心軸部１８の重心半径ｒ１との積である不釣合い量の大きさを有する。偏心軸部１８の重心半径ｒ１は、回転体６０の回転軸（これは、クランク軸１７の回転軸ＡＸと同じである。以下、「回転体６０の回転軸ＡＸ」と表記する。）から偏心軸部１８の重心Ｇ１までの距離である。また、第１ベクトルｖ１は、偏心軸部１８の重心Ｇ１に最も近い回転軸ＡＸ上のポイントＳ１から偏心軸部１８の重心Ｇ１への向きを有する。
【００２２】
（２）釣合錘の構成
本実施形態では、偏心軸部１８の不釣合い力を打ち消す釣合錘として、回転子５２に固定釣合錘５４が取り付けられ、クランク軸１７に可動釣合錘５６が取り付けられている。固定釣合錘５４は、回転子５２の上端面に固定して取り付けられる釣合錘である。可動釣合錘５６は、回転子５２と圧縮機構１５との間の高さ位置において、クランク軸１７の回転方向に移動可能に取り付けられる釣合錘である。
【００２３】
回転体６０が軸回転しているとき、固定釣合錘５４および可動釣合錘５６には、偏心軸部１８の不釣合い力を打ち消す不釣合い力が発生する。図２において、固定釣合錘５４に発生する不釣合い力は、第２ベクトルｖ２として表される力のベクトルであり、可動釣合錘５６に発生する不釣合い力は、第３ベクトルｖ３として表される力のベクトルである。第２ベクトルｖ２は、固定釣合錘５４の質量ｍ２と固定釣合錘５４の重心半径ｒ２との積である不釣合い量の大きさを有する。固定釣合錘５４の重心半径ｒ２は、回転体６０の回転軸ＡＸから固定釣合錘５４の重心Ｇ２までの距離である。また、第２ベクトルｖ２は、固定釣合錘５４の重心Ｇ２に最も近い回転軸ＡＸ上のポイントＳ２から固定釣合錘５４の重心Ｇ２への向きを有する。同様に、第３ベクトルｖ３は、可動釣合錘５６の質量ｍ３と可動釣合錘５６の重心半径ｒ３との積である不釣合い量の大きさを有する。可動釣合錘５６の重心半径ｒ３は、回転体６０の回転軸ＡＸから可動釣合錘５６の重心Ｇ３までの距離である。また、第３ベクトルｖ３は、可動釣合錘５６の重心Ｇ３に最も近い回転軸ＡＸ上のポイントＳ３から可動釣合錘５６の重心Ｇ３への向きを有する。
【００２４】
図２に示される回転体６０を上面視した場合における、偏心軸部１８の不釣合い力を表す第１ベクトルｖ１、固定釣合錘５４の不釣合い力を表す第２ベクトルｖ２、および、可動釣合錘５６の不釣合い力を表す第３ベクトルｖ３の一例を、図３に示す。図３において、第１ベクトルｖ１および第２ベクトルｖ２の大きさと向き、および、第３ベクトルｖ３の大きさは不変である。しかし、本実施形態において、可動釣合錘５６はクランク軸１７の回転方向に移動可能であるので、第３ベクトルｖ３の向きは、図３の点線の両矢印で示されるように、回転軸ＡＸ上のポイントＳ３を中心にして、回転体６０の回転方向に変化する。第３ベクトルｖ３の向きが変化可能な範囲は、クランク軸１７および可動釣合錘５６の構造によって制限されている。そして、本実施形態では、後述するように、第１ベクトルｖ１と第２ベクトルｖ２と第３ベクトルｖ３との和である第４ベクトルｖ４の大きさが最小となるような第３ベクトルｖ３の向きが、第３ベクトルｖ３の向きが変化可能な範囲内に存在する。
【００２５】
（３）可動釣合錘の構成
本実施形態における可動釣合錘５６の詳細な構成について図４乃至図８を参照しながら説明する。図４は、可動釣合錘５６が取り付けられたクランク軸１７の外観図である。図５は、クランク軸１７の外観図である。図６は、可動釣合錘５６を下から見た場合の外観図である。図７Ａおよび図７Ｂは、可動釣合錘５６のクランク軸１７への取り付け方法を表す図である。図８Ａおよび図８Ｂは、可動釣合錘５６が取り付けられたクランク軸１７を上から見た場合の平面図である。
【００２６】
クランク軸１７は、図５に示されるように、外周面に、可動釣合錘５６を支持するための突起部１７ａを有する。可動釣合錘５６は、図６に示されるように、クランク軸１７が貫通する孔である貫通孔５６ａと、貫通孔５６ａの内周面に形成される窪み部５６ｂと、可動釣合錘５６の重心Ｇ３を有する錘部５６ｃとを有する。窪み部５６ｂは、可動釣合錘５６の下端の高さ位置から、可動釣合錘５６の下端と上端との間の高さ位置まで形成されている。突起部１７ａおよび窪み部５６ｂは、可動釣合錘５６が回転体６０の回転方向に移動可能な範囲を制限するために設けられている。
【００２７】
可動釣合錘５６は、図７Ａに示されるように、窪み部５６ｂが形成されている下端側から、クランク軸１７を貫通孔５６ａに通すことで、クランク軸１７に取り付けられる。図７Ｂに示されるように、可動釣合錘５６がクランク軸１７に取り付けられた状態では、クランク軸１７の突起部１７ａの上端面１７ａ１は、可動釣合錘５６の窪み部５６ｂの上端面５６ｂ１に接触している。
【００２８】
可動釣合錘５６は、クランク軸１７に固定されていないので、クランク軸１７に対して回転体６０の回転方向に移動することができる。すなわち、クランク軸１７に対する可動釣合錘５６の回転角度を考える場合、可動釣合錘５６は、図８Ａに示されるように、窪み部５６ｂの左側面５６ｂ２が突起部１７ａの左側面１７ａ２に接触する角度位置から、図８Ｂに示されるように、窪み部５６ｂの右側面５６ｂ３が突起部１７ａの右側面１７ａ３に接触する角度位置まで、回転軸ＡＸを軸にして回転することができる。
【００２９】
（４）可動釣合錘の動作
回転体６０が回転しているときにおける可動釣合錘５６の動作について、図９および図１０を用いて説明する。回転体６０が回転しているとき、偏心軸部１８には第１ベクトルｖ１で表される不釣合い力が発生し、固定釣合錘５４には第２ベクトルｖ２で表される不釣合い力が発生し、可動釣合錘５６には第３ベクトルｖ３で表される不釣合い力が発生している。固定釣合錘５４および可動釣合錘５６は、偏心軸部１８に発生する不釣合い力を打ち消す不釣合い力を発生するように、設計されている。
【００３０】
しかし、実際の回転体６０では、鋳物の品質のバラツキや加工誤差が存在することによって、偏心軸部１８、固定釣合錘５４および可動釣合錘５６は設計上の狙い通りの不釣合い量を有さない。そのため、偏心軸部１８の不釣合い力が、固定釣合錘５４および可動釣合錘５６の不釣合い力によって完全に打ち消されていない状態にある。この場合、図９に示されるように、第１ベクトルｖ１と第２ベクトルｖ２と第３ベクトルｖ３との和である第４ベクトルｖ４の大きさはゼロではない。すなわち、回転体６０には、第４ベクトルｖ４で表される不釣合い力が残留している。
【００３１】
一般に、剛体は、拘束のない状態で自転する場合、その重心を通る回転軸周りに回転する。剛体が２つのジャーナル軸受によって特定された中心軸周りに回転しようとする場合、２つの軸受中心を通る中心軸上に剛体の重心があることが望ましい。しかし、実際には、剛体に残留不釣合いが存在し、中心軸と重心位置に僅かなズレ（ε０）が生じる。この場合、剛体は、軸受隙間と軸受反力とによって許容される範囲内で、重心を通る軸周りに回転しようとするため、結果としての回転軸は中心軸と重心の間に位置することになる。回転軸と重心との距離をεとすると、ε＜ε０となる。以下、このεが小さくなる作用を「自動調心作用」という。
【００３２】
本実施形態では、可動釣合錘５６は、回転軸ＡＸの回転方向に、図８Ａに示される角度位置から、図８Ｂに示される角度位置まで回転することができる。そして、可動釣合錘５６が回転して可動釣合錘５６の重心Ｇ３が移動することによって、回転体６０に残留している不釣合い量（第４ベクトルｖ４の向きと大きさ）が変化する。
【００３３】
上述したように、軸回転する回転体には、その重心を中心軸に近づけようとする自動調心作用が働く。そのため、図９に示される回転体６０に残留している不釣合い量は、自動調心作用によって最小になろうとする。軸回転する回転体６０に働く自動調心作用によって、可動釣合錘５６は、回転体６０の不釣合い量が最小になる角度位置まで、回転軸ＡＸの回転方向に自動的に移動する。この場合、図１０に示されるように、可動釣合錘５６の不釣合い力である第３ベクトルｖ３は、第３ａベクトルｖ３ａまで回転し、その結果、回転体６０に残留している不釣合い力を表す第４ベクトルｖ４は、第４ａベクトルｖ４ａに変化する。第４ａベクトルｖ４ａは、第１ベクトルｖ１と第２ベクトルｖ２と第３ａベクトルｖ３ａとの和である。
【００３４】
本実施形態では、回転体６０の不釣合い力である第４ベクトルｖ４の大きさが最小となるように、可動釣合錘５６が回転体６０の回転方向に移動することができる。すなわち、可動釣合錘５６の移動可能範囲である図８Ａに示される角度位置から図８Ｂに示される角度位置までの範囲には、回転体６０に残留している不釣合い力が図１０に示される第４ａベクトルｖ４ａとなる可動釣合錘５６の角度位置が存在する。
【００３５】
（５）特徴
回転体に対する位置が固定されている従来の釣合錘では、回転体の偏心軸部に発生する不釣合い力と釣合錘に発生する不釣合い力とのベクトル和がゼロになるように、すなわち、回転体の偏心軸部に発生する不釣合い力が釣合錘に発生する不釣合い力によって打ち消されるように、釣合錘の不釣合い力が設定されている。しかし、上述の通り、鋳物の品質のばらつきや加工誤差が存在することにより、偏心軸部に発生する不釣合い力の向きや大きさに誤差が生じてしまい、結果的に、回転体に発生する不釣合い力が完全に打ち消されずに残留してしまう。そして、回転体に残留する不釣合い力は、軸回転する回転体の振動の原因となる。
【００３６】
本実施形態に係る圧縮機１は、偏心軸部１８を有するクランク軸１７および回転子５２からなる回転体６０に取り付けられる釣合錘であって、回転体６０の回転方向に移動可能な可動釣合錘５６を有する。この圧縮機１では、軸回転する回転体６０に働く自動調心作用によって、可動釣合錘５６は、回転体６０に残留している不釣合い力の大きさが最小になる角度位置まで、自動的に回転移動する。その結果、可動釣合錘５６を用いることによって、回転体６０の不釣合い量を低減して、回転体６０の振動を抑制することができる。従って、本実施形態に係る圧縮機１は、運転中の騒音を低減することができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る釣合錘について、図１１乃至図１５を参照しながら説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第１実施形態に係る釣合錘と同一であるので、第１実施形態との相違点を主に説明する。第１実施形態と同一の構造および機能を有する要素には、同一の参照符号が用いられている。
【００３８】
本実施形態に係る釣合錘を有する圧縮機は、第１実施形態のクランク軸１７と異なる形状を有するクランク軸１１７と、第１実施形態の可動釣合錘５６と異なる形状を有する可動釣合錘１５６とを有している。そして、第１実施形態と同様に、クランク軸１１７の偏心軸部１８に発生する不釣合い力を打ち消すために、回転子５２に固定釣合錘５４が取り付けられ、クランク軸１１７に可動釣合錘１５６が取り付けられている。可動釣合錘１５６は、クランク軸１１７に対して固定されていない状態で、クランク軸１１７の回転方向に移動可能に取り付けられる釣合錘である。本実施形態において、ピストン２４が連結されたクランク軸１１７と、回転子５２と、固定釣合錘５４と、可動釣合錘１５６とから構成される部材を、回転体１６０という。回転体１６０が、クランク軸１１７の回転軸周りに軸回転しているとき、固定釣合錘５４および可動釣合錘１５６には、偏心軸部１８の不釣合い力を打ち消す不釣合い力が発生する。
【００３９】
次に、可動釣合錘１５６の詳細な構成について説明する。図１１は、可動釣合錘１５６が取り付けられたクランク軸１１７の外観図である。図１２は、クランク軸１１７の外観図である。図１３は、可動釣合錘１５６の外観図である。図１４Ａおよび図１４Ｂは、可動釣合錘１５６のクランク軸１１７への取り付け方法を表す図である。図１５Ａおよび図１５Ｂは、可動釣合錘１５６が取り付けられたクランク軸１１７を上から見た場合の平面図である。
【００４０】
クランク軸１１７は、図１２に示されるように、突起部１１７ａと周縁部１１７ｂとを有する。周縁部１１７ｂは、突起部１１７ａの下方に形成され、クランク軸１１７の外周面から環状に突き出た部分である。可動釣合錘１５６は、図１３に示されるように、クランク軸１１７が貫通する孔である貫通孔１５６ａと、貫通孔１５６ａの内周面に形成される窪み部１５６ｂと、可動釣合錘１５６の重心を有する錘部１５６ｃとを有する。窪み部１５６ｂは、可動釣合錘１５６の下端から上端まで形成されている。突起部１１７ａおよび窪み部１５６ｂは、可動釣合錘１５６が回転体１６０の回転方向に移動可能な範囲を制限するために設けられている。なお、突起部１１７ａの上端から周縁部１１７ｂの上端までの鉛直方向の長さは、可動釣合錘１５６の厚みよりも小さい。
【００４１】
可動釣合錘１５６は、図１４Ａに示されるように、突起部１１７ａが形成されている側からクランク軸１１７を貫通孔１５６ａに通すことで、クランク軸１１７に取り付けられる。図１４Ｂに示されるように、可動釣合錘１５６をクランク軸１１７に取り付けた状態では、クランク軸１１７の周縁部１１７ｂの上端面１１７ｂ１は、可動釣合錘１５６の下端面に接触している。
【００４２】
可動釣合錘１５６は、クランク軸１１７に固定されていないので、クランク軸１１７に対して回転体１６０の回転方向に移動することができる。すなわち、クランク軸１１７に対する可動釣合錘１５６の回転角度を考える場合、可動釣合錘１５６は、図１５Ａに示されるように、窪み部１５６ｂの左側面１５６ｂ２が突起部１１７ａの左側面１１７ａ２に接触する角度位置から、図１５Ｂに示されるように、窪み部１５６ｂの右側面１５６ｂ３が突起部１１７ａの右側面１１７ａ３に接触する角度位置まで、回転軸ＡＸを軸にして回転することができる。
【００４３】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、可動釣合錘１５６は、回転軸ＡＸの回転方向に、図１５Ａに示される角度位置から、図１５Ｂに示される角度位置まで回転することができる。そして、可動釣合錘１５６が回転して可動釣合錘１５６の重心が移動することによって、回転体１６０に残留している不釣合い量（不釣合い力の大きさ）が変化する。回転体１６０に残留している不釣合い量は、回転体１６０の自動調心作用によって最小になろうとする。すなわち、軸回転する回転体１６０に働く自動調心作用によって、可動釣合錘１５６は、回転体１６０の不釣合い量が最小になる角度位置まで、回転軸ＡＸの回転方向に自動的に移動する。
【００４４】
以上より、本実施形態に係る釣合錘を有する圧縮機では、軸回転する回転体１６０に働く自動調心作用によって、可動釣合錘１５６は、回転体１６０に残留している不釣合い量が最小になる角度位置まで、自動的に回転移動する。その結果、可動釣合錘１５６を用いることによって、回転体１６０の不釣合い量を低減して、回転体１６０の振動を抑制することができる。従って、本実施形態に係る圧縮機は、運転中の騒音を低減することができる。
【００４５】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る釣合錘について、図１６乃至図１９を参照しながら説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第１実施形態に係る釣合錘と同一であるので、第１実施形態との相違点を主に説明する。第１実施形態と同一の構造および機能を有する要素には、同一の参照符号が用いられている。
【００４６】
本実施形態に係る釣合錘を有する圧縮機は、第１実施形態のクランク軸１７が有する突起部１１７ａを有さないクランク軸を有している。そして、クランク軸１７の偏心軸部１８に発生する不釣合い力を打ち消すために、回転子５２に固定釣合錘５４および可動釣合錘２５６が取り付けられている。すなわち、本実施形態では、第１実施形態のようにクランク軸１７に可動釣合錘５６が取り付けられているのではなく、回転子５２に可動釣合錘２５６が取り付けられている。固定釣合錘５４は、回転子５２の上端面に取り付けられ、可動釣合錘２５６は、回転子５２の下端面に取り付けられる。本実施形態において、ピストン２４が連結されたクランク軸１７と、回転子５２と、固定釣合錘５４と、可動釣合錘２５６とから構成される部材を、回転体２６０という。回転体２６０が、クランク軸１７の回転軸周りに軸回転しているとき、固定釣合錘５４および可動釣合錘２５６には、偏心軸部１８の不釣合い力を打ち消す不釣合い力が発生する。
【００４７】
次に、可動釣合錘２５６の詳細な構成について説明する。図１６は、本実施形態における回転子５２の下端部の外観図である。図１７は、可動釣合錘２５６内部の外観図である。図１８は、可動部材２５６ｂの外観図である。図１９Ａおよび図１９Ｂは、可動釣合錘２５６内部の平面図である。なお、図１６および図１７は、回転子５２を下から見た場合の外観図であり、図１９Ａおよび図１９Ｂは、回転子５２を下から見た場合の平面図である。
【００４８】
可動釣合錘２５６は、図１７に示されるように、回転子端板２５６ａと、可動部材２５６ｂと、止め板２５６ｃとから構成される。回転子端板２５６ａは、回転子５２の下端面に取り付けられ、平面視したときの形状が半円である厚肉部を有する。錘空間２５６ｄは、回転子端板２５６ａの厚肉部を扇状にくり抜いて設けられた空間である。可動部材２５６ｂは、錘空間２５６ｄに嵌め込まれる扇状の部材である。止め板２５６ｃは、錘空間２５６ｄを塞ぐように、回転子端板２５６ａの厚肉部の端面に取り付けられる半円状の板状部材である。回転子端板２５６ａおよび止め板２５６ｃは、ボルトや溶接等によって回転子５２に取り付けられている。
【００４９】
なお、図１８、図１９Ａおよび図１９Ｂに示されるように、可動部材２５６ｂを上面視した場合における形状は、内径および外径が回転子５２と同心の円環の一部をなす扇形状である。可動部材２５６ｂの扇形状の中心角は、錘空間２５６ｄの扇形状の中心角よりも小さい。
【００５０】
本実施形態では、可動釣合錘２５６は、回転子端板２５６ａ内部の錘空間２５６ｄに可動部材２５６ｂが嵌め込まれている構成を有している。可動部材２５６ｂは、回転子端板２５６ａに固定されていないので、回転子５２に対して回転体２６０の回転方向に錘空間２５６ｄ内を移動することができる。すなわち、回転子５２に対する可動部材２５６ｂの回転角度を考える場合、可動部材２５６ｂは、図１９Ａに示されるように、可動部材２５６ｂの左端面２５６ｂ１が錘空間２５６ｄの左端面２５６ｄ１に接触する角度位置から、図１９Ｂに示されるように、可動部材２５６ｂの右端面２５６ｂ２が錘空間２５６ｄの右端面２５６ｄ２に接触する角度位置まで、回転軸ＡＸを軸にして回転することができる。
【００５１】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、可動釣合錘２５６の可動部材２５６ｂは、回転軸ＡＸの回転方向に、図１９Ａに示される角度位置から図１９Ｂに示される角度位置まで回転することができる。そして、可動部材２５６ｂが錘空間２５６ｄを移動して可動釣合錘２５６全体の重心が移動することによって、可動釣合錘２５６の不釣合い力（図９の第３ベクトルｖ３に相当する。）の向きは、第１実施形態における可動釣合錘５６の不釣合い力（第３ベクトルｖ３）の向きと同じように、回転軸ＡＸを中心に変化する。これにより、回転体２６０に残留している不釣合い量（不釣合い力の大きさ）が変化する。回転体２６０に残留している不釣合い量は、回転体２６０の自動調心作用によって最小になろうとする。すなわち、軸回転する回転体２６０に働く自動調心作用によって、可動釣合錘２５６は、回転体２６０の不釣合い量が最小になる角度位置まで、回転軸ＡＸの回転方向に自動的に移動する。
【００５２】
なお、第１実施形態では、可動釣合錘５６はクランク軸１７に回転可能に連結され、可動釣合錘５６が軸回転することで、可動釣合錘５６の重心が移動するが、本実施形態では、可動釣合錘２５６の可動部材２５６ｂはクランク軸１７に回転可能に連結されず、可動部材２５６ｂが錘空間２５６ｄを移動することで、可動釣合錘２５６の重心が移動する。
【００５３】
以上より、本実施形態に係る釣合錘を有する圧縮機では、軸回転する回転体２６０に働く自動調心作用によって、可動釣合錘２５６は、回転体２６０に残留している不釣合い量が最小になる角度位置まで、自動的に回転移動する。その結果、可動釣合錘２５６を用いることによって、回転体２６０の不釣合い量を低減して、回転体２６０の振動を抑制することができる。従って、本実施形態に係る圧縮機は、運転中の騒音を低減することができる。
【００５４】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に係る釣合錘に対する適用可能な変形例について説明する。
【００５５】
（１）変形例Ａ
本発明において、可動釣合錘は、回転体に取り付けられる複数の釣合錘の中で最大の不釣合い量を有することが好ましい。例えば、本発明の第１実施形態において、可動釣合錘５６の不釣合い量は、偏心軸部１８の不釣合い量、および、固定釣合錘５４の不釣合い量よりも大きいことが好ましい。可動釣合錘の不釣合い量が大きいほど、可動釣合錘の不釣合い力の向きに応じて、回転体６０に残留している不釣合い量が変化しやすい。そのため、軸回転している回転体６０の振動をより確実に抑制することができる。
【００５６】
（２）変形例Ｂ
本発明の第２実施形態において、クランク軸１１７の突起部１１７ａは、図２０および図２１に示されるような形状を有していてもよい。図２０において、クランク軸３１７の突起部３１７ａは、第２実施形態の突起部１１７ａと比べてクランク軸３１７の軸方向に延びている形状を有している。図２１において、クランク軸４１７の突起部４１７ａは、クランク軸４１７の軸方向下方に延び、周縁部１１７ｂと連結している。本変形例においても、可動釣合錘１５６は回転軸ＡＸの回転方向に移動することができるので、軸回転している回転体１６０の振動を抑制することができる。
【００５７】
（３）変形例Ｃ
本発明の第１実施形態乃至第３実施形態において、ロータリー式の圧縮機の内部で使用される可動釣合錘について説明したが、これらの可動釣合錘は、スクロール式の圧縮機など、クランク軸を介してモータが圧縮機構を駆動するタイプの他の圧縮機の内部で使用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る釣合錘は、軸回転する回転体の振動を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１        圧縮機
１０      ケーシング
１５      圧縮機構
１６      モータ
１７      クランク軸
５２      回転子
５４      固定釣合錘（釣合錘）
５６      可動釣合錘（釣合錘）
６０      回転体
１１７      クランク軸
１５６      可動釣合錘（釣合錘）
１６０      回転体
２５６      可動釣合錘（釣合錘）
２６０      回転体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００６−５７４５７号公報
【図１】
2013087708.tif 000003
【図２】
2013087708.tif 000004
【図３】
2013087708.tif 000005
【図４】
2013087708.tif 000006
【図５】
2013087708.tif 000007
【図６】
2013087708.tif 000008
【図７Ａ】
2013087708.tif 000009
【図７Ｂ】
2013087708.tif 000010
【図８Ａ】
2013087708.tif 000011
【図８Ｂ】
2013087708.tif 000012
【図９】
2013087708.tif 000013
【図１０】
2013087708.tif 000014
【図１１】
2013087708.tif 000015
【図１２】
2013087708.tif 000016
【図１３】
2013087708.tif 000017
【図１４Ａ】
2013087708.tif 000018
【図１４Ｂ】
2013087708.tif 000019
【図１５Ａ】
2013087708.tif 000020
【図１５Ｂ】
2013087708.tif 000021
【図１６】
2013087708.tif 000022
【図１７】
2013087708.tif 000023
【図１８】
2013087708.tif 000024
【図１９Ａ】
2013087708.tif 000025
【図１９Ｂ】
2013087708.tif 000026
【図２０】
2013087708.tif 000027
【図２１】
2013087708.tif 000028