圧縮機
【課題】振動が小さく、生産性の高い圧縮機を提供する。
【解決手段】薄板で形成されたバランスウエイト１１３の固定孔に板厚よりも高い円筒部１２２を形成したもので、円筒部１２２によりシャフト１０８の偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイト１１３の板厚を薄くして本体部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイト１１３の大型化を抑制するとともに、バランスウエイト１１３の回転モーメントを低減することができるため、圧縮機の停止時などにバランスウエイト１１３がずれることを防止することができ、振動が小さく小型で安価な圧縮機を提供することができる。
【解決手段】薄板で形成されたバランスウエイト１１３の固定孔に板厚よりも高い円筒部１２２を形成したもので、円筒部１２２によりシャフト１０８の偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイト１１３の板厚を薄くして本体部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイト１１３の大型化を抑制するとともに、バランスウエイト１１３の回転モーメントを低減することができるため、圧縮機の停止時などにバランスウエイト１１３がずれることを防止することができ、振動が小さく小型で安価な圧縮機を提供することができる。
【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、圧縮機の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シャフトに備える事によって、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技術の圧縮機について説明する。
【０００５】
図７は従来の圧縮機の縦断面図であり、図８は従来のバランスウエイトの構成図である。
【０００６】
図７および図８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】
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に対して偏心して形成した偏心部１０を有し、ブロック１４は略円筒形のシリンダー１５を有し、ピストン１６はシリンダー１５に往復摺動自在に挿入されており、連結手段１７によって偏心部１０と連結されている。
【０００８】
シャフト８は主軸部９と偏心部１０を備え、偏心部１０の上方には、偏心部１０の外径よりも小さい段差部１１が形成されており、段差部１１には、内径が段差部１１の外径よりも小さく略円弧状のバランスウエイト１３が圧入固定されている。
【０００９】
バランスウエイト１３は、一枚の板体をプレスし、略環状の本体部１８とウエイト部１９を同時に成形し、ウエイト部１９は折り曲げられて重ねられ、重なり部分をかしめて接合されている。そして、本体部１８の固定孔２０がシャフト８の段差部１１に圧入固定されている。
【００１０】
以上のように構成された従来の圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
電動要素５の回転子４はシャフト８を回転させ、偏心部１０の回転運動が連結手段１７を介してピストン１６に伝えられることで、ピストン１６はシリンダー１５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１５へ吸入されて圧縮された後、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１６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１６と逆位相となるようにバランスウエイト１３を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン１６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、バランスウエイト本体部をシャフトの偏心部に圧入固定していたため、固定力を得るのに必要な圧入長さを確保する必要があり、バランスウエイトの板厚を厚くする必要があった。そのため、偏心部の重量に加えてバランスウエイトの本体部の重量が偏心重量として付加され、その分偏心重量が重くなっていた。
【００１４】
ところが、偏心重量が重くなると、シャフト偏心部とバランスウエイトの偏心重量の総和の不平衡力と釣り合わせるために、バランスウエイトのウエイト部の重量が増大し大型化し、圧縮機が急停止したときなどは、バランスウエイトの回転モーメントが大きいために、シャフトの偏心部に対してバランスウエイトがずれて振動が増加してしまう可能性があった。
【００１５】
また、偏心重量を軽くするためにバランスウエイト１３の板厚を薄くすると、シャフトにバランスウエイトを固定する力（固定トルク）が小さくなり、圧縮機が急停止したときなどは、シャフトの偏心部に対してバランスウエイトが回転して固定位置がずれたり、圧縮機の運転中においても、バランスウエイトが回転して固定位置がずれたりする可能性があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、偏心重量を低減し、小型化と低振動化を実現した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】
【００１７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、バランスウエイトはウエイト部と固定部が薄板で一体に形成された本体部を有するとともに、固定部に、偏心部に嵌入される円筒部を突設したもので、偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイトの固定部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイトの大型化を抑制するとともに、バランスウエイトの回転モーメントを低減することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の圧縮機は、偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイトの固定部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイトの大型化を抑制するとともに、バランスウエイトの回転モーメントを低減することができるため、圧縮機の運転時や停止時にバランスウエイトがずれることを防ぎ、振動が小さく小型で安価な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】
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、圧縮要素と電動要素を有し、前記圧縮要素は、主軸部及び偏心部を有するシャフトと、シリンダーを形成するブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心部とを連結する連結手段と、前記偏心部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ウエイト部と固定部が薄板で一体に形成された本体部を有するとともに、前記固定部に、前記偏心部に嵌入される円筒部を突設したもので、バランスウエイトの円筒部によりシャフト偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイトの板厚を薄くして本体部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイトの大型化を抑制するとともに、バランスウエイトの回転モーメントを低減することができるため、圧縮機の停止時などにバランスウエイトがずれることを防止することができ、振動が小さく小型で安価な圧縮機を提供することができる。
【００２０】
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、円筒部はバーリング加工で形成されたもので、バランスウエイトを薄板で形成する際に、同時に円筒部を形成することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、バランスウエイトの製造が容易となり、さらに生産性が高く安価な圧縮機を提供することができる。
【００２１】
請求項３に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、ウエイト部にカウンタウエイトが付加されたもので、圧縮機によって異なる不平衡力を相殺するために、圧縮機の不平衡力と釣り合うバランスウエイト重量となるようにカウンタウエイトを付加して調整すれば良いため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、圧縮機毎に対応したバランスウエイトの製造が容易となり、生産性が高く安価な圧縮機を提供することができる。
【００２２】
請求項４に記載の圧縮機は、請求項１または２に記載の発明において、円筒部の内径に突起部を凸設するとともに、偏心部の内径に前記突起部に対応する切り欠き部が凹設されたもので、極端な高速運転からの急停止や、何らかの要因でバランスウエイトを偏心部に固定する固定トルクが低下した場合においても、バランスウエイトの突起部がシャフト偏心部の切り欠き部に常に係止されているため、確実にバランスウエイトがずれることを防止することができ、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、さらに振動が小さく安価な圧縮機を提供することができる。
【００２３】
請求項５に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、本体部の外周部にリブが形成されたもので、薄板が撓んだり反り返ったりすることを抑制できるため、カウンタウエイトの重力方向の重心位置がずれることを防止することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、カウンタウエイトの重心位置のずれによる振動増加を防止し、さらに振動を低減することができる。
【００２４】
請求項６に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、偏心部へのバランスウエイトの嵌入方向は、円筒部が突設した方向と一致するもので、バランスウエイトの下端面が重力方向上方となりピストンとの距離が遠くなるため、ピストン径が大きくてもバランスウエイトの固定位置を上方に変える必要が無くなるとともに、バランスウエイトが撓んでもピストンとの接触を防止することができるので、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに小型で信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００２５】
請求項７に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、円筒部は偏心部に焼き嵌めまたは溶接されているもので、固定部を偏心部に挿入する際に、バランスウエイトの円筒部と偏心部とにクリアランスがあるため、挿入作業時に負荷が掛かることがないため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、挿入作業が容易となり、さらに作業性の高めることができる。
【００２６】
請求項８に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、バランスウエイトは熱間圧延鋼板、または冷間圧延鋼板であり、バランスウエイトを厚みのばらつきの少ない鉄板材にて成形するため、バランスウエイト自体の重量ばらつきを低減できることから、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに生産性が高く、振動ばらつきが少ない圧縮機を提供することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図、図２は同実施の形態における要部組み立て図、図３は同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図である。
【００２９】
図１から図３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、複数の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。
【００３０】
ブロック１１５は、略円筒形のシリンダー１１６を形成しており、シリンダー１１６にはピストン１１７が往復摺動自在に挿入されている。ピストン１１７は連結手段１１８によってシャフト１０８の偏心部１１０と連結されている。
【００３１】
シャフト１０８は、回転子１０４に圧入もしくは焼嵌め固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対して偏心して形成した偏心部１１０を有している。シャフト１０８の偏心部１１０の上方には、バランスウエイト１１３の固定孔１２０が挿入固定される段差部１１１が形成されており、段差部１１１の外径は偏心部１１０よりも小さい。
【００３２】
また、段差部１１１の上部には、後述するバランスウエイト１１３の突起部１２７が嵌め合う切り欠き部１２８を備えている。
【００３３】
バランスウエイト１１３は、ウエイト部１２６と固定部である固定孔１２０が薄板で一体に形成された本体部１２３を備えている。さらに、偏心部１１０の段差部１１１に嵌入される固定孔１２０を形成する円筒部１２２がバーリング加工により突設され、円筒部１２２の内径に突出した突起部１２７を突設している。この突起部１２７に対応する切り欠き部１２８が凹設されており、嵌め合っている。
【００３４】
ここで、バーリング加工とは、薄板に予め下孔を開け、プレス加工によって、薄板と垂直に円筒形状を立ち上げる工法のことである。
【００３５】
また、本体部１２３のウエイト部１２６には、カウンタウエイト１２９がプロジェクション溶接によって付加されている。
【００３６】
バランスウエイト１１３は、固定孔１２０を形成している円筒部１２２で偏心部に焼き嵌めされており、バランスウエイト１１３は熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板である。
【００３７】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
電動要素１０５の回転子１０４はシャフト１０８を回転させ、偏心部１１０の回転運動が連結手段１１８を介してピストン１１７に伝えられることで、ピストン１１７はシリンダー１１６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１１６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。
【００３９】
上記圧縮作用を行う際、ピストン１１７が往復運動を行うことによる不平衡力が生じるが、バランスウエイト１１３によって水平方向におけるピストン１１７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。
【００４０】
次に、バランスウエイト１１３とシャフト１０８の偏心部１１０との固定について説明する。
【００４１】
バランスウエイト１１３は、偏心部１１０の段差部１１１に挿入される前に、高周波誘導加熱などにより８００℃程度に加熱され、加熱により固定孔１２０の内径が熱膨張して段差部１１１の外径よりも大きく偏心部１１０の外径より小さい寸法となった後に、バランスウエイト１１３の下端面が偏心部１１０の上部に当接する位置まで挿入される。即ち、固定孔１２０の内径は偏心部１１０の外径よりも小さい寸法であるため、偏心部１１０の上部の位置で固定孔１２０は挿入されなくなる。
【００４２】
挿入後、エアブラシ等を用いてバランスウエイト１１３を冷却することにより、バランスウエイト１１３の寸法が元に戻る。加熱前のバランスウエイト１１３の内径は段差部１１１の外径よりも小さいため、冷却とともにバランスウエイト１１３の内径は半径方向に縮小して締まり、その結果、段差部１１１に焼嵌め固定される。
【００４３】
このとき、バランスウエイト１１３の固定孔１２０に形成された円筒部１２２は板厚Ｔよりも挿入方向の距離が長いため、バランスウエイト１１３に１．５〜２．０ｍｍ程度の薄板を用いても、段差部１１１との接触面積を十分に確保することができ、固定トルクが大幅に増大する。
【００４４】
ここで言う固定トルクとは、バランスウエイト１１３をシャフト１０８の段差部１１１に固定する固定力である。そして、特に、段差部１１１に対してバランスウエイト１１３の回転を防止する必要があるため、バランスウエイト１１３をシャフト１０８の段差部１１１に固定するとともに、回転ずれを防止するための固定力である。
【００４５】
例えば、固定孔１２０をプレス打ち抜きなどで形成した場合、固定孔１２０の内径部の一部が破断面となって、接触面積が十分確保できないため、固定トルクが安定しないことがあるが、バーリング加工により、破断面を形成することなく固定孔１２０に円筒部１２２を形成することができ、固定トルクが安定して増大する。
【００４６】
以上のように構成されたバランスウエイト１１３について、以下その動作、作用を説明する。
【００４７】
ピストン１１７が往復運動し生じる不平衡力である往復動慣性力を、ピストン１１７と逆位相となるようにバランスウエイト１１３を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン１１７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。
【００４８】
しかしながら、バランスウエイト１１３の薄板が厚くて、シャフト１０８の回転軸に対して偏心している偏心重量が大きいと、偏心部１１０の重量に加えてバランスウエイト１１３の本体部１２３の重量の一部が偏心重量として付加され、偏心重量が必要以上に重くなる。
【００４９】
そのため、偏心部１１０とバランスウエイト１１３の本体部１２３の偏心重量の総和の不平衡力と釣り合わせるために、バランスウエイト１１３のウエイト部１２６の重量が増大し大型化するとともに、圧縮機が急停止したときなどは、バランスウエイト１１３のウエイト部１２６の回転モーメント１４０が大きいために、偏心部１１０に対してバランスウエイト１１３が回転し、バランスウエイト１１３が組み立て時に固定されていた所定の位置からずれることがある。
【００５０】
しかし、バランスウエイト１１３の本体部１２３は薄板で形成することにより、偏心重量を少なくすることができ、そのため、ウエイト部１２６の重量を低減でき、圧縮機の急停止時にバランスウエイト１１３のウエイト部１２６の回転モーメント１４０を低減できるので、組み立て時の所定の位置に強固に保持することができる。
【００５１】
そのため、圧縮機の停止時などにバランスウエイトがずれることを防止することができ、振動が小さな圧縮機とすることができる。
【００５２】
さらに、薄板を採用することにより、偏心重量を低減できることから、偏心重量の総和の不平衡力と釣り合わせるためのウエイト部１２６の重量を低減できる。つまり、ウエイト部１２６を小さくし回転半径を小さくできることから、バランスウエイト１１３とブロック１１５の隙間が大きくなり、得られた隙間分だけブロックを小型化でき、圧縮機を小型化することができる。さらに、バランスウエイト１１３、ブロック１１５及び密閉容器１０１の材料の使用量も低減できるため、より安価な圧縮機とすることができる。
【００５３】
また、バランスウエイト１１３の円筒部１２２はバーリング加工で形成されるとともに、円筒部１２２の内径側へ突出した突起部１２７も同時に形成される。そして、偏心部１１０には、突起部１２７に対応する切り欠き部１２８を備えているため、停電などが原因で極端な高速運転から急停止したり、段差部１１１の強度不足や加工不良によりバランスウエイト１１３の段差部１１１に対する固定トルクが低下したりした場合に、バランスウエイト１１３が偏心部１１０を中心に回転方向にずれようとしても、突起部１２７と切り欠き部１２８が係止されているため、バランスウエイト１１３は所定の位置からずれることを防ぐことができる。
【００５４】
そのため、バランスウエイト１１３がずれるによる振動の増大を防止し、振動が小さく安価な圧縮機とすることができる。
【００５５】
さらに、偏心部１１０の中心軸に向かった方向に突起部１２７ができるようにプレス加工で打ち抜いた後に円筒部１２２のバーリング加工を行うため、バーリング加工直後は突起部１２７が円筒部１２２の中心軸方向とは平行に立っており、バーリング加工後に突起部１２７を円筒部１２２の中心軸方向に９０°折り曲げするだけで突起部１２７を形成することができるため、加工が容易であり生産性を高めることができる。
【００５６】
さらに、圧縮機は、バランスウエイト１１３の重量を変更し、圧縮機の不平衡力に応じた慣性モーメントを与える必要があるが、バランスウエイト１１３は本体部１２３にカウンタウエイト１２９をプロジェクション溶接などで付加するだけで、圧縮機の不平衡力に応じた慣性モーメントを与えることができ、圧縮機の不平衡力に応じて専用の部品を生産する必要がなく、さらに生産性を高めることができる。
【００５７】
なお、カウンタウエイト１２９の溶接以外の取り付け方法として、カシメピン等を用いて本体部とカウンタウエイト１２９を貫く孔にカシメピンを通し、ピンをかしめるといった方法でも同様に生産性を高めることができる。
【００５８】
また、電動要素１０５や圧縮要素１０６は、密閉容器１０１内でサスペンションスプリング１０７に弾性的に支えられていることから、回転方向の揺動運動以外にも、サスペンションスプリング１０７を基点として揺動運動をおこなう。こういった揺動運動した際にも、本体部１２３の外周部１３０に、外周部１３０を折り曲げて形成したリブ１３３が形成されているため、バランスウエイト１１３の薄板が撓んだり反り返ったりすることを抑制できるため、バランスウエイト１１３の重心位置のずれによる振動増加を防止し、さらに振動を低減することができる。
【００５９】
また、バランスウエイト１１３の段差部１１１への固定方法として、段差部１１１と円筒部１２２とを締まり嵌めの寸法としておき、焼嵌め固定しているため、円筒部１２２を段差部１１１に挿入する作業時に負荷が掛かることがないため挿入作業が容易となり、さらに作業性を高めることができる。
【００６０】
また、バランスウエイト１１３の段差部１１１への固定方法として、段差部１１１と円筒部１２２とを遊嵌できる寸法としておき、円筒部１２２を段差部１１１に挿入した後に溶接固定してもよく、溶接固定することにより、さらに強固に所定の位置に保持することが可能となるとともに、焼嵌め固定と同様に、円筒部１２２を段差部１１１に挿入する作業時に負荷が掛かることがないため挿入作業が容易となる。
【００６１】
また、バランスウエイト１１３の段差部１１１への固定方法として、段差部１１１に円筒部１２２を圧入固定してもよく、段差部１１１と円筒部１２２とを強固に所定の位置に保持することができる。
【００６２】
さらに、バランスウエイト１１３は熱間圧延鋼板もしくは冷間圧延鋼板で形成されているが、熱間圧延鋼板もしくは冷間圧延鋼板は板厚のばらつきが少ないため、バランスウエイト１１３自体の質量のばらつきが小さく、安定した振動低減の効果が得られる。また、固定孔１２０の円筒部１２２を容易に形成することができ、安価で加工性に優れる。
【００６３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図、図５は同実施の形態における要部組み立て図、図６は同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図である。
【００６４】
図４から図６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、複数の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。
【００６５】
ブロック２１５は、略円筒形のシリンダー２１６を形成しており、シリンダー２１６にはピストン２１７が往復摺動自在に挿入されている。ピストン２１７は連結手段２１８によってシャフト２０８の偏心部２１０と連結されている。
【００６６】
シャフト２０８は、回転子２０４に圧入もしくは焼嵌め固定した主軸部２０９と、主軸部２０９に対して偏心して形成した偏心部２１０を有している。シャフト２０８の偏心部２１０の上方には、バランスウエイト２１３の固定孔２２０が挿入固定される段差部２１１が形成されており、段差部２１１の外径は偏心部２１０よりも小さい。
【００６７】
バランスウエイト２１３は、ウエイト部２２６と固定孔２２０が薄板で一体に形成された本体部２２３を備えている。さらに、偏心部２１０の段差部２１１に嵌入される円筒部２２２がバーリング加工により突設されている。
【００６８】
ここで、バーリング加工とは、薄板に予め下孔を開け、プレス加工によって、薄板と垂直に円筒形状を立ち上げる工法のことである。
【００６９】
また、本体部２２３のウエイト部２２６には、カウンタウエイト２２９がプロジェクション溶接によって円筒部２２２の突設方向とは反対方向に付加され、シャフト２０８の偏心部２１０へのバランスウエイト２１３の嵌入方向は、円筒部２２２が突設した方向と一致している。
【００７０】
バランスウエイト２１３は固定孔２２０で偏心部に焼き嵌めされており、バランスウエイト２１３は熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板である。
【００７１】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００７２】
電動要素２０５の回転子２０４はシャフト２０８を回転させ、偏心部２１０の回転運動が連結手段２１８を介してピストン２１７に伝えられることで、ピストン２１７はシリンダー２１６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２１６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。
【００７３】
上記圧縮作用を行う際、ピストン２１７が往復運動を行うことによる不平衡力が生じるが、バランスウエイト２１３によって水平方向におけるピストン２１７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。
【００７４】
次に、バランスウエイト２１３とシャフト２０８の偏心部２１０との固定について説明する。
【００７５】
バランスウエイト２１３は、偏心部２１０の段差部２１１に挿入される前に、高周波誘導加熱などにより８００℃程度に加熱され、加熱により固定部である固定孔２２０の内径が熱膨張して段差部２１１の外径よりも大きく偏心部２１０の外径より小さい寸法となった後に、段差部２１１へのバランスウエイト２１３の嵌入方向を、円筒部２２２が突設した方向と一致させて嵌入させ、円筒部の端面２２７が偏心部２１０の上部に当接する位置まで挿入される。即ち、固定孔２２０の内径は偏心部２１０の外径よりも小さい寸法であるため、偏心部２１０の上部の位置で固定孔２２０は挿入されなくなる。
【００７６】
挿入後、エアブラシ等を用いてバランスウエイト２１３を冷却することにより、バランスウエイト２１３の寸法が元に戻る。加熱前のバランスウエイト２１３の内径は段差部２１１の外径よりも小さいため、冷却とともにバランスウエイト２１３の内径は半径方向に縮小して締まり、その結果、段差部２１１に焼嵌め固定される。
【００７７】
このとき、バランスウエイト２１３の固定孔２２０に形成された円筒部２２２は板厚Ｔよりも挿入方向の距離が長いため、バランスウエイト２１３に１．５〜２．０ｍｍ程度の薄板を用いても、段差部２１１との接触面積を十分に確保することができ、固定トルクが大幅に増大する。
【００７８】
ここで言う固定トルクとは、バランスウエイト２１３をシャフト２０８の段差部２１１に固定する固定力である。そして、特に、段差部２１１に対してバランスウエイト２１３の回転を防止する必要があるため、バランスウエイト２１３をシャフト２０８の段差部２１１に固定するとともに、回転ずれを防止するための固定力である。
【００７９】
例えば、固定孔２２０をプレス打ち抜きなどで形成した場合、固定孔２２０の内径部の一部が破断面となって、接触面積が十分確保できないため、固定トルクが安定しないことがあるが、バーリング加工により、破断面を形成することなく固定孔２２０に円筒部１２２を形成することができ、固定トルクが安定して増大する。
【００８０】
以上のように構成されたバランスウエイト２１３について、以下その動作、作用を説明する。
【００８１】
ピストン２１７が往復運動し生じる不平衡力である往復動慣性力を、ピストン２１７と逆位相となるようにバランスウエイト２１３を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン２１７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。
【００８２】
また、段差部２１１へのバランスウエイト２１３の嵌入方向を、円筒部２２２が突設した方向と一致させるとともに、カウンタウエイト２２９を円筒部２２２の突設方向とは反対側の本体部２２３に取り付けることにより、バランスウエイト２１３の下端面が重力方向上方となり、ピストン２１７との距離が遠くなる。
【００８３】
そのため、圧縮機として大きな冷凍能力を得るためにピストン２１７の外径が大きくなった場合などに、段差部２１１の位置を変更し、バランスウエイト２１３の固定位置を上方に変更する必要がなくなるため、冷凍能力の異なる圧縮機を生産する場合などでも、バランスウエイト２１３を共用して使用することができ、安価で高い生産性を得ることができる。
【００８４】
さらに、バランスウエイト２１３が撓んでもピストン２１７との距離が遠いため、ピストン２１７との接触を防止し、接触することによる騒音や運転停止を防ぐことができるため、低振動でかつ、信頼性の高い圧縮機とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、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圧縮機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態における要部組み立て図
【図３】同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図
【図４】本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図
【図５】同実施の形態における要部組み立て図
【図６】同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図
【図７】従来の圧縮機の縦断面図
【図８】従来のバランスウエイトの構成図
【符号の説明】
【００８７】
１０１，２０１ 密閉容器
１０５，２０５ 電動要素
１０６，２０６ 圧縮要素
１０８，２０８ シャフト
１０９，２０９ 主軸部
１１０，２１０ 偏心部
１１３，２１３ バランスウエイト
１１５，２１５ ブロック
１１６，２１６ シリンダー
１１７，２１７ ピストン
１１８，２１８ 連結手段
１２０，２２０ 固定孔
１２２，２２２ 円筒部
１２３，２２３ 本体部
１２６，２２６ ウエイト部
１２７ 突起部
１２８ 切り欠き部
１２９，２２９ カウンタウエイト
１３３ リブ
【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、圧縮機の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シャフトに備える事によって、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技術の圧縮機について説明する。
【０００５】
図７は従来の圧縮機の縦断面図であり、図８は従来のバランスウエイトの構成図である。
【０００６】
図７および図８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】
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に対して偏心して形成した偏心部１０を有し、ブロック１４は略円筒形のシリンダー１５を有し、ピストン１６はシリンダー１５に往復摺動自在に挿入されており、連結手段１７によって偏心部１０と連結されている。
【０００８】
シャフト８は主軸部９と偏心部１０を備え、偏心部１０の上方には、偏心部１０の外径よりも小さい段差部１１が形成されており、段差部１１には、内径が段差部１１の外径よりも小さく略円弧状のバランスウエイト１３が圧入固定されている。
【０００９】
バランスウエイト１３は、一枚の板体をプレスし、略環状の本体部１８とウエイト部１９を同時に成形し、ウエイト部１９は折り曲げられて重ねられ、重なり部分をかしめて接合されている。そして、本体部１８の固定孔２０がシャフト８の段差部１１に圧入固定されている。
【００１０】
以上のように構成された従来の圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００１１】
電動要素５の回転子４はシャフト８を回転させ、偏心部１０の回転運動が連結手段１７を介してピストン１６に伝えられることで、ピストン１６はシリンダー１５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１５へ吸入されて圧縮された後、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１６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１６と逆位相となるようにバランスウエイト１３を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン１６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、バランスウエイト本体部をシャフトの偏心部に圧入固定していたため、固定力を得るのに必要な圧入長さを確保する必要があり、バランスウエイトの板厚を厚くする必要があった。そのため、偏心部の重量に加えてバランスウエイトの本体部の重量が偏心重量として付加され、その分偏心重量が重くなっていた。
【００１４】
ところが、偏心重量が重くなると、シャフト偏心部とバランスウエイトの偏心重量の総和の不平衡力と釣り合わせるために、バランスウエイトのウエイト部の重量が増大し大型化し、圧縮機が急停止したときなどは、バランスウエイトの回転モーメントが大きいために、シャフトの偏心部に対してバランスウエイトがずれて振動が増加してしまう可能性があった。
【００１５】
また、偏心重量を軽くするためにバランスウエイト１３の板厚を薄くすると、シャフトにバランスウエイトを固定する力（固定トルク）が小さくなり、圧縮機が急停止したときなどは、シャフトの偏心部に対してバランスウエイトが回転して固定位置がずれたり、圧縮機の運転中においても、バランスウエイトが回転して固定位置がずれたりする可能性があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、偏心重量を低減し、小型化と低振動化を実現した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】
【００１７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、バランスウエイトはウエイト部と固定部が薄板で一体に形成された本体部を有するとともに、固定部に、偏心部に嵌入される円筒部を突設したもので、偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイトの固定部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイトの大型化を抑制するとともに、バランスウエイトの回転モーメントを低減することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の圧縮機は、偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイトの固定部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイトの大型化を抑制するとともに、バランスウエイトの回転モーメントを低減することができるため、圧縮機の運転時や停止時にバランスウエイトがずれることを防ぎ、振動が小さく小型で安価な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】
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、圧縮要素と電動要素を有し、前記圧縮要素は、主軸部及び偏心部を有するシャフトと、シリンダーを形成するブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心部とを連結する連結手段と、前記偏心部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ウエイト部と固定部が薄板で一体に形成された本体部を有するとともに、前記固定部に、前記偏心部に嵌入される円筒部を突設したもので、バランスウエイトの円筒部によりシャフト偏心部への固定トルクを維持しつつ、バランスウエイトの板厚を薄くして本体部の重量を低減することで偏心重量を低減し、バランスウエイトの大型化を抑制するとともに、バランスウエイトの回転モーメントを低減することができるため、圧縮機の停止時などにバランスウエイトがずれることを防止することができ、振動が小さく小型で安価な圧縮機を提供することができる。
【００２０】
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、円筒部はバーリング加工で形成されたもので、バランスウエイトを薄板で形成する際に、同時に円筒部を形成することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、バランスウエイトの製造が容易となり、さらに生産性が高く安価な圧縮機を提供することができる。
【００２１】
請求項３に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、ウエイト部にカウンタウエイトが付加されたもので、圧縮機によって異なる不平衡力を相殺するために、圧縮機の不平衡力と釣り合うバランスウエイト重量となるようにカウンタウエイトを付加して調整すれば良いため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、圧縮機毎に対応したバランスウエイトの製造が容易となり、生産性が高く安価な圧縮機を提供することができる。
【００２２】
請求項４に記載の圧縮機は、請求項１または２に記載の発明において、円筒部の内径に突起部を凸設するとともに、偏心部の内径に前記突起部に対応する切り欠き部が凹設されたもので、極端な高速運転からの急停止や、何らかの要因でバランスウエイトを偏心部に固定する固定トルクが低下した場合においても、バランスウエイトの突起部がシャフト偏心部の切り欠き部に常に係止されているため、確実にバランスウエイトがずれることを防止することができ、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、さらに振動が小さく安価な圧縮機を提供することができる。
【００２３】
請求項５に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、本体部の外周部にリブが形成されたもので、薄板が撓んだり反り返ったりすることを抑制できるため、カウンタウエイトの重力方向の重心位置がずれることを防止することができ、請求項１に記載の発明の効果に加えて、カウンタウエイトの重心位置のずれによる振動増加を防止し、さらに振動を低減することができる。
【００２４】
請求項６に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、偏心部へのバランスウエイトの嵌入方向は、円筒部が突設した方向と一致するもので、バランスウエイトの下端面が重力方向上方となりピストンとの距離が遠くなるため、ピストン径が大きくてもバランスウエイトの固定位置を上方に変える必要が無くなるとともに、バランスウエイトが撓んでもピストンとの接触を防止することができるので、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに小型で信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００２５】
請求項７に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、円筒部は偏心部に焼き嵌めまたは溶接されているもので、固定部を偏心部に挿入する際に、バランスウエイトの円筒部と偏心部とにクリアランスがあるため、挿入作業時に負荷が掛かることがないため、請求項１に記載の発明の効果に加えて、挿入作業が容易となり、さらに作業性の高めることができる。
【００２６】
請求項８に記載の圧縮機は、請求項１に記載の発明において、バランスウエイトは熱間圧延鋼板、または冷間圧延鋼板であり、バランスウエイトを厚みのばらつきの少ない鉄板材にて成形するため、バランスウエイト自体の重量ばらつきを低減できることから、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに生産性が高く、振動ばらつきが少ない圧縮機を提供することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図、図２は同実施の形態における要部組み立て図、図３は同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図である。
【００２９】
図１から図３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、複数の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。
【００３０】
ブロック１１５は、略円筒形のシリンダー１１６を形成しており、シリンダー１１６にはピストン１１７が往復摺動自在に挿入されている。ピストン１１７は連結手段１１８によってシャフト１０８の偏心部１１０と連結されている。
【００３１】
シャフト１０８は、回転子１０４に圧入もしくは焼嵌め固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対して偏心して形成した偏心部１１０を有している。シャフト１０８の偏心部１１０の上方には、バランスウエイト１１３の固定孔１２０が挿入固定される段差部１１１が形成されており、段差部１１１の外径は偏心部１１０よりも小さい。
【００３２】
また、段差部１１１の上部には、後述するバランスウエイト１１３の突起部１２７が嵌め合う切り欠き部１２８を備えている。
【００３３】
バランスウエイト１１３は、ウエイト部１２６と固定部である固定孔１２０が薄板で一体に形成された本体部１２３を備えている。さらに、偏心部１１０の段差部１１１に嵌入される固定孔１２０を形成する円筒部１２２がバーリング加工により突設され、円筒部１２２の内径に突出した突起部１２７を突設している。この突起部１２７に対応する切り欠き部１２８が凹設されており、嵌め合っている。
【００３４】
ここで、バーリング加工とは、薄板に予め下孔を開け、プレス加工によって、薄板と垂直に円筒形状を立ち上げる工法のことである。
【００３５】
また、本体部１２３のウエイト部１２６には、カウンタウエイト１２９がプロジェクション溶接によって付加されている。
【００３６】
バランスウエイト１１３は、固定孔１２０を形成している円筒部１２２で偏心部に焼き嵌めされており、バランスウエイト１１３は熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板である。
【００３７】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
電動要素１０５の回転子１０４はシャフト１０８を回転させ、偏心部１１０の回転運動が連結手段１１８を介してピストン１１７に伝えられることで、ピストン１１７はシリンダー１１６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１１６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。
【００３９】
上記圧縮作用を行う際、ピストン１１７が往復運動を行うことによる不平衡力が生じるが、バランスウエイト１１３によって水平方向におけるピストン１１７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。
【００４０】
次に、バランスウエイト１１３とシャフト１０８の偏心部１１０との固定について説明する。
【００４１】
バランスウエイト１１３は、偏心部１１０の段差部１１１に挿入される前に、高周波誘導加熱などにより８００℃程度に加熱され、加熱により固定孔１２０の内径が熱膨張して段差部１１１の外径よりも大きく偏心部１１０の外径より小さい寸法となった後に、バランスウエイト１１３の下端面が偏心部１１０の上部に当接する位置まで挿入される。即ち、固定孔１２０の内径は偏心部１１０の外径よりも小さい寸法であるため、偏心部１１０の上部の位置で固定孔１２０は挿入されなくなる。
【００４２】
挿入後、エアブラシ等を用いてバランスウエイト１１３を冷却することにより、バランスウエイト１１３の寸法が元に戻る。加熱前のバランスウエイト１１３の内径は段差部１１１の外径よりも小さいため、冷却とともにバランスウエイト１１３の内径は半径方向に縮小して締まり、その結果、段差部１１１に焼嵌め固定される。
【００４３】
このとき、バランスウエイト１１３の固定孔１２０に形成された円筒部１２２は板厚Ｔよりも挿入方向の距離が長いため、バランスウエイト１１３に１．５〜２．０ｍｍ程度の薄板を用いても、段差部１１１との接触面積を十分に確保することができ、固定トルクが大幅に増大する。
【００４４】
ここで言う固定トルクとは、バランスウエイト１１３をシャフト１０８の段差部１１１に固定する固定力である。そして、特に、段差部１１１に対してバランスウエイト１１３の回転を防止する必要があるため、バランスウエイト１１３をシャフト１０８の段差部１１１に固定するとともに、回転ずれを防止するための固定力である。
【００４５】
例えば、固定孔１２０をプレス打ち抜きなどで形成した場合、固定孔１２０の内径部の一部が破断面となって、接触面積が十分確保できないため、固定トルクが安定しないことがあるが、バーリング加工により、破断面を形成することなく固定孔１２０に円筒部１２２を形成することができ、固定トルクが安定して増大する。
【００４６】
以上のように構成されたバランスウエイト１１３について、以下その動作、作用を説明する。
【００４７】
ピストン１１７が往復運動し生じる不平衡力である往復動慣性力を、ピストン１１７と逆位相となるようにバランスウエイト１１３を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン１１７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。
【００４８】
しかしながら、バランスウエイト１１３の薄板が厚くて、シャフト１０８の回転軸に対して偏心している偏心重量が大きいと、偏心部１１０の重量に加えてバランスウエイト１１３の本体部１２３の重量の一部が偏心重量として付加され、偏心重量が必要以上に重くなる。
【００４９】
そのため、偏心部１１０とバランスウエイト１１３の本体部１２３の偏心重量の総和の不平衡力と釣り合わせるために、バランスウエイト１１３のウエイト部１２６の重量が増大し大型化するとともに、圧縮機が急停止したときなどは、バランスウエイト１１３のウエイト部１２６の回転モーメント１４０が大きいために、偏心部１１０に対してバランスウエイト１１３が回転し、バランスウエイト１１３が組み立て時に固定されていた所定の位置からずれることがある。
【００５０】
しかし、バランスウエイト１１３の本体部１２３は薄板で形成することにより、偏心重量を少なくすることができ、そのため、ウエイト部１２６の重量を低減でき、圧縮機の急停止時にバランスウエイト１１３のウエイト部１２６の回転モーメント１４０を低減できるので、組み立て時の所定の位置に強固に保持することができる。
【００５１】
そのため、圧縮機の停止時などにバランスウエイトがずれることを防止することができ、振動が小さな圧縮機とすることができる。
【００５２】
さらに、薄板を採用することにより、偏心重量を低減できることから、偏心重量の総和の不平衡力と釣り合わせるためのウエイト部１２６の重量を低減できる。つまり、ウエイト部１２６を小さくし回転半径を小さくできることから、バランスウエイト１１３とブロック１１５の隙間が大きくなり、得られた隙間分だけブロックを小型化でき、圧縮機を小型化することができる。さらに、バランスウエイト１１３、ブロック１１５及び密閉容器１０１の材料の使用量も低減できるため、より安価な圧縮機とすることができる。
【００５３】
また、バランスウエイト１１３の円筒部１２２はバーリング加工で形成されるとともに、円筒部１２２の内径側へ突出した突起部１２７も同時に形成される。そして、偏心部１１０には、突起部１２７に対応する切り欠き部１２８を備えているため、停電などが原因で極端な高速運転から急停止したり、段差部１１１の強度不足や加工不良によりバランスウエイト１１３の段差部１１１に対する固定トルクが低下したりした場合に、バランスウエイト１１３が偏心部１１０を中心に回転方向にずれようとしても、突起部１２７と切り欠き部１２８が係止されているため、バランスウエイト１１３は所定の位置からずれることを防ぐことができる。
【００５４】
そのため、バランスウエイト１１３がずれるによる振動の増大を防止し、振動が小さく安価な圧縮機とすることができる。
【００５５】
さらに、偏心部１１０の中心軸に向かった方向に突起部１２７ができるようにプレス加工で打ち抜いた後に円筒部１２２のバーリング加工を行うため、バーリング加工直後は突起部１２７が円筒部１２２の中心軸方向とは平行に立っており、バーリング加工後に突起部１２７を円筒部１２２の中心軸方向に９０°折り曲げするだけで突起部１２７を形成することができるため、加工が容易であり生産性を高めることができる。
【００５６】
さらに、圧縮機は、バランスウエイト１１３の重量を変更し、圧縮機の不平衡力に応じた慣性モーメントを与える必要があるが、バランスウエイト１１３は本体部１２３にカウンタウエイト１２９をプロジェクション溶接などで付加するだけで、圧縮機の不平衡力に応じた慣性モーメントを与えることができ、圧縮機の不平衡力に応じて専用の部品を生産する必要がなく、さらに生産性を高めることができる。
【００５７】
なお、カウンタウエイト１２９の溶接以外の取り付け方法として、カシメピン等を用いて本体部とカウンタウエイト１２９を貫く孔にカシメピンを通し、ピンをかしめるといった方法でも同様に生産性を高めることができる。
【００５８】
また、電動要素１０５や圧縮要素１０６は、密閉容器１０１内でサスペンションスプリング１０７に弾性的に支えられていることから、回転方向の揺動運動以外にも、サスペンションスプリング１０７を基点として揺動運動をおこなう。こういった揺動運動した際にも、本体部１２３の外周部１３０に、外周部１３０を折り曲げて形成したリブ１３３が形成されているため、バランスウエイト１１３の薄板が撓んだり反り返ったりすることを抑制できるため、バランスウエイト１１３の重心位置のずれによる振動増加を防止し、さらに振動を低減することができる。
【００５９】
また、バランスウエイト１１３の段差部１１１への固定方法として、段差部１１１と円筒部１２２とを締まり嵌めの寸法としておき、焼嵌め固定しているため、円筒部１２２を段差部１１１に挿入する作業時に負荷が掛かることがないため挿入作業が容易となり、さらに作業性を高めることができる。
【００６０】
また、バランスウエイト１１３の段差部１１１への固定方法として、段差部１１１と円筒部１２２とを遊嵌できる寸法としておき、円筒部１２２を段差部１１１に挿入した後に溶接固定してもよく、溶接固定することにより、さらに強固に所定の位置に保持することが可能となるとともに、焼嵌め固定と同様に、円筒部１２２を段差部１１１に挿入する作業時に負荷が掛かることがないため挿入作業が容易となる。
【００６１】
また、バランスウエイト１１３の段差部１１１への固定方法として、段差部１１１に円筒部１２２を圧入固定してもよく、段差部１１１と円筒部１２２とを強固に所定の位置に保持することができる。
【００６２】
さらに、バランスウエイト１１３は熱間圧延鋼板もしくは冷間圧延鋼板で形成されているが、熱間圧延鋼板もしくは冷間圧延鋼板は板厚のばらつきが少ないため、バランスウエイト１１３自体の質量のばらつきが小さく、安定した振動低減の効果が得られる。また、固定孔１２０の円筒部１２２を容易に形成することができ、安価で加工性に優れる。
【００６３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図、図５は同実施の形態における要部組み立て図、図６は同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図である。
【００６４】
図４から図６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、複数の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。
【００６５】
ブロック２１５は、略円筒形のシリンダー２１６を形成しており、シリンダー２１６にはピストン２１７が往復摺動自在に挿入されている。ピストン２１７は連結手段２１８によってシャフト２０８の偏心部２１０と連結されている。
【００６６】
シャフト２０８は、回転子２０４に圧入もしくは焼嵌め固定した主軸部２０９と、主軸部２０９に対して偏心して形成した偏心部２１０を有している。シャフト２０８の偏心部２１０の上方には、バランスウエイト２１３の固定孔２２０が挿入固定される段差部２１１が形成されており、段差部２１１の外径は偏心部２１０よりも小さい。
【００６７】
バランスウエイト２１３は、ウエイト部２２６と固定孔２２０が薄板で一体に形成された本体部２２３を備えている。さらに、偏心部２１０の段差部２１１に嵌入される円筒部２２２がバーリング加工により突設されている。
【００６８】
ここで、バーリング加工とは、薄板に予め下孔を開け、プレス加工によって、薄板と垂直に円筒形状を立ち上げる工法のことである。
【００６９】
また、本体部２２３のウエイト部２２６には、カウンタウエイト２２９がプロジェクション溶接によって円筒部２２２の突設方向とは反対方向に付加され、シャフト２０８の偏心部２１０へのバランスウエイト２１３の嵌入方向は、円筒部２２２が突設した方向と一致している。
【００７０】
バランスウエイト２１３は固定孔２２０で偏心部に焼き嵌めされており、バランスウエイト２１３は熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板である。
【００７１】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００７２】
電動要素２０５の回転子２０４はシャフト２０８を回転させ、偏心部２１０の回転運動が連結手段２１８を介してピストン２１７に伝えられることで、ピストン２１７はシリンダー２１６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２１６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。
【００７３】
上記圧縮作用を行う際、ピストン２１７が往復運動を行うことによる不平衡力が生じるが、バランスウエイト２１３によって水平方向におけるピストン２１７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。
【００７４】
次に、バランスウエイト２１３とシャフト２０８の偏心部２１０との固定について説明する。
【００７５】
バランスウエイト２１３は、偏心部２１０の段差部２１１に挿入される前に、高周波誘導加熱などにより８００℃程度に加熱され、加熱により固定部である固定孔２２０の内径が熱膨張して段差部２１１の外径よりも大きく偏心部２１０の外径より小さい寸法となった後に、段差部２１１へのバランスウエイト２１３の嵌入方向を、円筒部２２２が突設した方向と一致させて嵌入させ、円筒部の端面２２７が偏心部２１０の上部に当接する位置まで挿入される。即ち、固定孔２２０の内径は偏心部２１０の外径よりも小さい寸法であるため、偏心部２１０の上部の位置で固定孔２２０は挿入されなくなる。
【００７６】
挿入後、エアブラシ等を用いてバランスウエイト２１３を冷却することにより、バランスウエイト２１３の寸法が元に戻る。加熱前のバランスウエイト２１３の内径は段差部２１１の外径よりも小さいため、冷却とともにバランスウエイト２１３の内径は半径方向に縮小して締まり、その結果、段差部２１１に焼嵌め固定される。
【００７７】
このとき、バランスウエイト２１３の固定孔２２０に形成された円筒部２２２は板厚Ｔよりも挿入方向の距離が長いため、バランスウエイト２１３に１．５〜２．０ｍｍ程度の薄板を用いても、段差部２１１との接触面積を十分に確保することができ、固定トルクが大幅に増大する。
【００７８】
ここで言う固定トルクとは、バランスウエイト２１３をシャフト２０８の段差部２１１に固定する固定力である。そして、特に、段差部２１１に対してバランスウエイト２１３の回転を防止する必要があるため、バランスウエイト２１３をシャフト２０８の段差部２１１に固定するとともに、回転ずれを防止するための固定力である。
【００７９】
例えば、固定孔２２０をプレス打ち抜きなどで形成した場合、固定孔２２０の内径部の一部が破断面となって、接触面積が十分確保できないため、固定トルクが安定しないことがあるが、バーリング加工により、破断面を形成することなく固定孔２２０に円筒部１２２を形成することができ、固定トルクが安定して増大する。
【００８０】
以上のように構成されたバランスウエイト２１３について、以下その動作、作用を説明する。
【００８１】
ピストン２１７が往復運動し生じる不平衡力である往復動慣性力を、ピストン２１７と逆位相となるようにバランスウエイト２１３を設けることで釣り合わせ、水平方向におけるピストン２１７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。
【００８２】
また、段差部２１１へのバランスウエイト２１３の嵌入方向を、円筒部２２２が突設した方向と一致させるとともに、カウンタウエイト２２９を円筒部２２２の突設方向とは反対側の本体部２２３に取り付けることにより、バランスウエイト２１３の下端面が重力方向上方となり、ピストン２１７との距離が遠くなる。
【００８３】
そのため、圧縮機として大きな冷凍能力を得るためにピストン２１７の外径が大きくなった場合などに、段差部２１１の位置を変更し、バランスウエイト２１３の固定位置を上方に変更する必要がなくなるため、冷凍能力の異なる圧縮機を生産する場合などでも、バランスウエイト２１３を共用して使用することができ、安価で高い生産性を得ることができる。
【００８４】
さらに、バランスウエイト２１３が撓んでもピストン２１７との距離が遠いため、ピストン２１７との接触を防止し、接触することによる騒音や運転停止を防ぐことができるため、低振動でかつ、信頼性の高い圧縮機とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、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圧縮機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図
【図２】同実施の形態における要部組み立て図
【図３】同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図
【図４】本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図
【図５】同実施の形態における要部組み立て図
【図６】同実施の形態におけるバランスウエイトの構成図
【図７】従来の圧縮機の縦断面図
【図８】従来のバランスウエイトの構成図
【符号の説明】
【００８７】
１０１，２０１ 密閉容器
１０５，２０５ 電動要素
１０６，２０６ 圧縮要素
１０８，２０８ シャフト
１０９，２０９ 主軸部
１１０，２１０ 偏心部
１１３，２１３ バランスウエイト
１１５，２１５ ブロック
１１６，２１６ シリンダー
１１７，２１７ ピストン
１１８，２１８ 連結手段
１２０，２２０ 固定孔
１２２，２２２ 円筒部
１２３，２２３ 本体部
１２６，２２６ ウエイト部
１２７ 突起部
１２８ 切り欠き部
１２９，２２９ カウンタウエイト
１３３ リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、圧縮要素と電動要素を有し、前記圧縮要素は、主軸部及び偏心部を有するシャフトと、シリンダーを形成するブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心部とを連結する連結手段と、前記偏心部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ウエイト部と固定部が薄板で一体に形成された本体部を有するとともに、前記固定部に、前記偏心部に嵌入される円筒部を突設した圧縮機。
【請求項２】
円筒部は、バーリング加工で形成された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
ウエイト部にカウンタウエイトが付加された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
円筒部の内径に突起部を凸設するとともに、偏心部の内径に前記突起部に対応する切り欠き部が凹設された請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項５】
本体部の外周部にリブが形成された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
偏心部へのバランスウエイトの嵌入方向は、円筒部が突設した方向と一致する請求項１に記載の圧縮機。
【請求項７】
円筒部は偏心部に焼き嵌めまたは溶接されている請求項１に記載の圧縮機。
【請求項８】
バランスウエイトは熱間圧延鋼板、または冷間圧延鋼板である請求項１に記載の圧縮機。
【請求項１】
密閉容器内に、圧縮要素と電動要素を有し、前記圧縮要素は、主軸部及び偏心部を有するシャフトと、シリンダーを形成するブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記ピストンと前記偏心部とを連結する連結手段と、前記偏心部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ウエイト部と固定部が薄板で一体に形成された本体部を有するとともに、前記固定部に、前記偏心部に嵌入される円筒部を突設した圧縮機。
【請求項２】
円筒部は、バーリング加工で形成された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
ウエイト部にカウンタウエイトが付加された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
円筒部の内径に突起部を凸設するとともに、偏心部の内径に前記突起部に対応する切り欠き部が凹設された請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項５】
本体部の外周部にリブが形成された請求項１に記載の圧縮機。
【請求項６】
偏心部へのバランスウエイトの嵌入方向は、円筒部が突設した方向と一致する請求項１に記載の圧縮機。
【請求項７】
円筒部は偏心部に焼き嵌めまたは溶接されている請求項１に記載の圧縮機。
【請求項８】
バランスウエイトは熱間圧延鋼板、または冷間圧延鋼板である請求項１に記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２１５５４（Ｐ２００８−１２１５５４Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６３６４（Ｐ２００６−３０６３６４）
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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