(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機本体の圧縮機ケーシングとインバータモータのモータケーシングとが一体的に結合され、圧縮機ケーシング内には互いに噛合う雌雄１対のスクリュロータが回転可能に収納されており、そのうちの一方のロータ軸がモータケーシング内の出力軸に結合されている圧縮機に設けられる制振装置であって、
上記出力軸と略同一方向にモータケーシングから突出して上記モータケーシングに設けられ、該モータケーシングと一体的に振動する減衰部と、
この減衰部の振動時にこれと衝突し得る位置よりもこの減衰部の非振動時の位置に近付いた初期位置にて、この減衰部から遠のき、或いはこれに近付くように変位可能に保持され、かつ常時上記初期位置に復帰可能に付勢された質量体とを備え、
上記減衰部が、上記モータケーシングにこの振動方向に対して直交する方向に突設された棒状体から形成され、上記質量体が上記モータケーシングと上記棒状体の端部との間に配置されたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
上記減衰部が、上記棒状体から張出したつば部を備え、上記質量体がばねにより常時上記つば部に押し付けられたことを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
上記質量体が、互いに相対的に摺動可能な複数の板状部材を積層して形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動を抑制するための制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１１に示すスクリュ圧縮機Ｓ１が公知である。このスクリュ圧縮機Ｓ１は、圧縮機本体Ｃの圧縮機ケーシング５１とモータＭのモータケーシング５２とが一体的に結合されたいわゆる半密閉構造を備えたもので、圧縮機ケーシング５１内には互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータが回転可能に収納されており、その内の一方のロータ軸がモータケーシング５２内の出力軸に結合されている。このスクリュ圧縮機Ｓ１は、防振ゴム５３を介して台板５４上に設置され、スクリュ圧縮機Ｓ１の振動が台板５４に直接伝わって騒音が発生するのを抑制する工夫がなされている。
【０００３】
さらに、図１２に示すスクリュ圧縮機Ｓ２が公知である。このスクリュ圧縮機Ｓ２は、図１１に示すスクリュ圧縮機Ｓ１とは、動吸振器５５が設けられている点を除き、他は同一であり、互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この動吸振器５５は、モータケーシング５２上に立設したばね５６とこのばね５６により保持された質量体５７とから形成されている。そして、この動吸振器５５によりスクリュ圧縮機Ｓ２の共振周波数を分散させ、共振の回避が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のスクリュ圧縮機Ｓ１（図１１）の場合、共振が発生するモータ回転数は防振ゴム５３の硬さによって変わる。即ち、図１３（横軸：モータ回転数、縦軸：圧縮機振幅）において実線で示すように、防振ゴム５３の場合に硬さが小さい場合には、モータ回転数がＮ１のときに共振が発生するのに対して、上記硬さが大きい場合には、図１３において破線で示すように、共振が発生するモータ回転数はＮ１よりも大きいＮ２となる。従って、スクリュ圧縮機Ｓ１がモータ回転数をＮ１として使用されている限りにおいては、防振ゴム５３を硬くすることにより共振は避けられるが、モータＭがインバータモータの場合、その回転数が変化してＮ２になることがあり、この場合には、共振が発生してしまうという問題がある。
【０００５】
一方、スクリュ圧縮機Ｓ２（図１２）の場合、動吸振器５５により固有周波数は二つに分散させられる。即ち、図１４（横軸：モータ回転数、縦軸：圧縮機振幅）において実線で示すように、動吸振器５５が取り付けられていない場合、回転数がＮ１のときに共振が発生するのに対して、図１４にて破線で示すように、動吸振器５５が取り付けられた場合には、モータ回転数がＮ１よりも小さいＮ３とＮ１よりも大きいＮ４のときに共振が発生する。従って、上記同様、このスクリュ圧縮機Ｓ２についても、モータＭがインバータモータの場合、その回転数が変化してＮ３或いはＮ４になることがあり、この場合には、共振が発生してしまうという問題が生じる。
【０００６】
このように、従来は制振対象物の固有振動数を変えることにより共振を避けるようにしているが、インバータモータを使用した場合のように、モータ回転数が変化する場合においては、例えば最小時に対して最大時ではその１０倍にもなり、その変化する範囲が広く、この範囲から変えられた固有振動数を外すことは非常に困難である。このため、この変えられた固有振動数にモータ回転数が一致することもあり、このときには共振が生じ、制振対象物の故障の原因となる。
本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、制振対象物の振動が、その固有振動数に関係なく抑制されることを可能とした制振装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１発明は、圧縮機本体の圧縮機ケーシングとインバータモータのモータケーシングとが一体的に結合され、圧縮機ケーシング内には互いに噛合う雌雄１対のスクリュロータが回転可能に収納されており、そのうちの一方のロータ軸がモータケーシング内の出力軸に結合されている圧縮機に設けられる制振装置であって、上記出力軸と略同一方向にモータケーシングから突出して上記モータケーシングに設けられ、該モータケーシングと一体的に振動する減衰部と、この減衰部の振動時にこれと衝突し得る位置よりもこの減衰部の非振動時の位置に近付いた初期位置にて、この減衰部から遠のき、或いはこれに近付くように変位可能に保持され、かつ常時上記初期位置に復帰可能に付勢された質量体とを備え、上記減衰部が、上記モータケーシングにこの振動方向に対して直交する方向に突設された棒状体から形成され、上記質量体が上記モータケーシングと上記棒状体の端部との間に配置された構成とした。
【０００８】
第２発明は、第１発明の構成に加えて、上記減衰部が、上記棒状体から張出したつば部を備え、上記質量体がばねにより常時上記つば部に押し付けられた構成とした。
【０００９】
第３発明は、第１または第２発明のいずれかの構成に加えて、上記質量体が、互いに相対的に摺動可能な複数の板状部材を積層して形成された構成とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１および２は、本発明の第１実施形態に係る制振装置１Ａを示したものである。この制振装置１Ａは減衰部１１と質量体１２とを備えている。減衰部１１は制振対象物１３、例えばスクリュ圧縮機のケーシングに突設され、この制振対象物１３と一体的に振動する。質量体１２は、減衰部１１の振動時に、これと衝突し得る位置よりもこの減衰部１１の非振動時の位置に近付いた初期位置にて、この減衰部１１から遠のき、或いはこれに近付くように変位可能にばね１４により保持され、かつこのばね１４により常時上記初期位置に復帰可能に付勢されている。なお、ばね１４は静止部１５に取り付けられている。
【００１１】
そして、制振対象物１３と一体的な減衰部１１の振動が激しくなってくると、減衰部１１と質量体１２とが衝突するようになる。この結果、制振対象物１３の振動エネルギは、上記衝突により失われる衝突エネルギと質量体１２の振動エネルギとに転化され、制振対象物１３の振動がその固有振動数に関係なく抑制される。
【００１２】
図３は、本発明の第２実施形態に係る制振装置１Ｂを示し、図１および２に示す制振装置１Ａと互いに共通する部分については、同一番号を付してある。
この制振装置１Ｂでは、減衰部１１の両側に質量体１２が配設されている。このように、本発明は、質量体１２の数を限定するものでなく、一つの減衰部１１に対して３以上の質量体１２が配設された制振装置も含むものである。特に、減衰部１１が一次元的（直線的）な振動のみを行なうものでなく、二次元的（例えば円形）や三次元的（例えばねじれを含んだ螺旋形）な振動を行なうものであれば、その二次元的、三次元的な振動の含む方向成分のうちの抑制すべき方向成分の位置に各々、複数の質量体１２を配設することが望ましい。
【００１３】
図４は、本発明の第３実施形態に係る制振装置１Ｃを示し、図１および２に示す制振装置１Ａと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この制振装置１Ｃでは、減衰部１１は制振対象物１３から横方向に突設されている。また、質量体１２は環状に形成され、重力の作用下で、その内周面が非振動時における減衰部１１に当接する初期位置にて、この減衰部１１から遠のき、或いはこれに近付くように変位可能に減衰部１１により保持され、かつ減衰部１１の振動時には、常時重力の作用或いは減衰部１１からの上向きの力により上記初期位置に復帰可能に付勢されるように設けられている。
【００１４】
そして、上述した各実施形態と同様、制振対象物１３と一体的な減衰部１１の振動が激しくなり、減衰部１１の上下方向の振動加速度が１Ｇ（Ｇ：重力加速度）よりも大きくなってくると、質量体１２が減衰部１１から分離し、飛び跳ね、減衰部１１と衝突を繰返すようになる。この結果、制振対象物１３の振動エネルギは、上記衝突により失われる衝突エネルギと質量体１２の振動エネルギとに転化され、制振対象物１３の振動が抑制される。
なお、質量体１２の形状は、環状に限定されるものでなく、減衰部１１上に質量体１２が重力の作用で安定して支持され得る形状（例えば、逆Ｕ字形状）であればよい。
【００１５】
図５は、本発明の第４実施形態に係る制振装置１Ｄを示し、図４に示す制振装置１Ｃと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この制振装置１Ｄでは、制振対象物１３から横方向に突設された減衰部１１の端部にはつば部２１が設けられ、質量体１２はこれと制振対象物１３との間に介設されたばね２２により常時つば部２１に向けて付勢され、押付けられている。
そして、斯かる構成により質量体１２が傾くことなく安定的に保持されるとともに、減衰部１１に対して質量体１２がふらつくことなく、一定の状態で衝突するようになり、安定した制振作用が得られるようになる。
【００１６】
図６は、本発明の第５実施形態に係る制振装置１Ｅを示し、図５に示す制振装置１Ｄと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この制振装置１Ｅでは、質量体１２が、互いに相対的に摺動可能な複数の板状部材３１を積層して形成されている。なお、複数の板状部材３１は質量体１２の振動方向（図面上、上下方向）とほぼ同方向に摺動するように、質量体１２の振動方向と垂直の方向（図面上、左右方向。減衰部１１の軸の方向）に積層されている。
そして、斯かる構成により、板状部材３１間の摺動摩擦によるエネルギ損失が加わり、さらに制振作用が向上する。
【００１７】
図７は、上述した制振装置１Ｃを適用したスクリュ圧縮機Ｓ０を示し、図４および図１１に示す部分と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
このスクリュ圧縮機Ｓ０では、モータケーシング５２が上述した制振対象物１３に該当する。
このスクリュ圧縮機Ｓ０について、モータケーシング５２および質量体１２の振動に関して行ったシミュレーション結果を次に示す。
図８（横軸：時間、縦軸：変位）は、制振装置１Ｃを設けない場合におけるモータケーシング５２の振動状態を示し、時間Δｔの部分を拡大した枠I内に示すように、モータケーシング５２は振幅が略一定で、極めて短い周期で振動している。
【００１８】
一方、図９（横軸：時間、縦軸：変位）は、制振装置１Ｃを設けた場合におけるモータケーシング５２および質量体１２の振動状態を示し、時間Δｔの部分を拡大した枠II内に示すように、モータケーシング５２は極めて短い周期で振動し、これに比べて質量体１２はゆっくりとした周期で振動している。即ち、図９において黒塗り部がモータケーシング５２の振動状態、この上方に延びている曲線群が質量体１２の振動状態を表している。なお、この曲線群の上方部分はかなりの高さに至っているため、一部省略して示されている。そして、この図９では、モータケーシング５２、さらに正確に言えば減衰部１１に質量体１２が、減衰部１１の振動周期に比べて非常にゆっくりとした周期で衝突して、減衰部１１の振幅に比べて非常に大きな高さまで飛び跳ねている状態が示されている。さらに、図８と図９とを比較すると、制振装置１Ｃを設けることにより、モータケーシング５２の振幅が顕著に縮小され、モータケーシング５２の振動エネルギが質量体１２との衝突により失われるエネルギ、および質量体１２の運動エネルギに転化され、この転化される比率が大きいことが分かる。
【００１９】
図１０は、上記シミュレーションの結果から得られたモータ回転数とモータケーシング５２の振幅との関係を、制振装置１Ｃを設けない場合については実線IIIにより、質量体１２を設けた場合については一群の点IVにより示したものである。なお、図１０において、横軸に平行な直線Vは減衰部１１の振動加速度が１Ｇのときのモータケーシング５２の振幅を示している。
この図１０では、減衰部１１と質量体１２との衝突が生じ始める振動加速度が１Ｇときの振動状態からあまり振動が増大することなく、この振動状態を超えて振動させようとするエネルギは殆ど減衰部１１と質量体１２との衝突に伴うエネルギに転化されることが表れている。
【００２０】
ところで、制振装置１Ｃ，１Ｄ或いは１Ｅは、長期間の使用で減衰部１１と質量体１２との衝突でこの両者間においてフレッティング現象を起こす可能性があるので、できるだけ斯かる現象を回避するように減衰部１１と質量体１２との間にグリース等の粘性物質を充填するのが好ましい。
なお、制振装置１Ｃに代えて制振装置１Ａ，１Ｂ，１Ｄ或いは１Ｅをスクリュ圧縮機Ｓ０に適用しても良いことは言うまでもない。
また、制振対象の振動方向は、上下方向に限らず、横方向或いは上下方向と横方向を合成した方向でもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、第１発明によれば、圧縮機本体の圧縮機ケーシングとインバータモータのモータケーシングとが一体的に結合され、圧縮機ケーシング内には互いに噛合う雌雄１対のスクリュロータが回転可能に収納されており、そのうちの一方のロータ軸がモータケーシング内の出力軸に結合されている圧縮機に設けられる制振装置であって、上記出力軸と略同一方向にモータケーシングから突出して上記モータケーシングに設けられ、該モータケーシングと一体的に振動する減衰部と、この減衰部の振動時にこれと衝突し得る位置よりもこの減衰部の非振動時の位置に近付いた初期位置にて、この減衰部から遠のき、或いはこれに近付くように変位可能に保持され、かつ常時上記初期位置に復帰可能に付勢された質量体とを備え、上記減衰部が、上記モータケーシングにこの振動方向に対して直交する方向に突設された棒状体から形成され、上記質量体が上記モータケーシングと上記棒状体の端部との間に配置された構成としてある。
このため、制振対象物の振動エネルギが、減衰部と質量体との衝突エネルギーと質量体の運動エネルギに転化され、制振対象物の振動をその固有振動数に関係なく抑制することが可能になるという効果を奏する。
【００２２】
また、スクリュ圧縮機の振動が主にその駆動用モータに起因していることから、モータ回転数に関係なく、スクリュ圧縮機の振動を抑制し、この振動に基づく騒音の発生を最小限に止めることが可能になるという効果を奏する。
【００２３】
第２発明によれば、第１発明の構成に加えて、上記減衰部が、上記棒状体から張出したつば部を備え、上記質量体がばねにより常時上記つば部に押し付けられた構成としてある。
このため、第１発明による効果をより安定して得ることが可能になるという効果を奏する。
【００２４】
第３発明によれば、第１、第２発明のいずれかの構成に加えて、上記質量体が、互いに相対的に摺動可能な複数の板状部材を積層して形成された構成としてある。
このため、モータケーシングの振動エネルギを板状部材間の摺動摩擦により失われるエネルギにも転化され、第１または第２発明による効果をさらに顕著なものにすることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る制振装置の正面図である。
【図２】  図１に示す制振装置の側面図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係る制振装置の側面図である。
【図４】  本発明の第３実施形態に係る制振装置の一部断面正面図である。
【図５】  本発明の第４実施形態に係る制振装置の一部断面正面図である。
【図６】  本発明の第５実施形態に係る制振装置の一部断面正面図である。
【図７】  本発明の第３実施形態に係る制振装置を適用したスクリュ圧縮機の一部断面正面図である。
【図８】  図７に示すスクリュ圧縮機の振動に関するシミュレーション結果で、制振装置が設けられていない場合における振動状態を示す図である。
【図９】  図７に示すスクリュ圧縮機の振動に関するシミュレーション結果で、制振装置が設けられた場合における振動状態を示す図である。
【図１０】  図７に示すスクリュ圧縮機の振動に関するシミュレーション結果で、モータ回転数と圧縮機振幅との関係を示す図である。
【図１１】  従来のスクリュ圧縮機の正面図である。
【図１２】  従来の別のスクリュ圧縮機の正面図である。
【図１３】  図１１に示すスクリュ圧縮機の振動特性を示す図である。
【図１４】  図１２に示すスクリュ圧縮機の振動特性を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｅ  制振装置              １１  減衰部
１２  質量体                      １３  制振対象物
１４  ばね                        １５  静止部
２１  つば部                      ２２  ばね
３１  板状部材                    ５１  圧縮機ケーシング
５２  モータケーシング            ５３  防振ゴム
５４  台板                        Ｃ  圧縮機本体
Ｍ  モータ                        Ｓ０  スクリュ圧縮機
【図１】
0004190803.tif 000002
【図２】
0004190803.tif 000003
【図３】
0004190803.tif 000004
【図４】
0004190803.tif 000005
【図５】
0004190803.tif 000006
【図６】
0004190803.tif 000007
【図７】
0004190803.tif 000008
【図８】
0004190803.tif 000009
【図９】
0004190803.tif 000010
【図１０】
0004190803.tif 000011
【図１１】
0004190803.tif 000012
【図１２】
0004190803.tif 000013
【図１３】
0004190803.tif 000014
【図１４】
0004190803.tif 000015