JP2008008269A - Reciprocating compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば空気、冷媒等を圧縮するのに用いて好適な往復動圧縮機に関する。 The present invention relates to a reciprocating compressor suitable for use, for example, for compressing air, refrigerant and the like.
一般に、往復動圧縮機は、駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、吸込口と吐出口とを有するシリンダヘッドが搭載されたシリンダと、該シリンダ内で往復動することにより前記吸込口から吸込んだ気体を圧縮し、吐出口から圧縮気体を吐出するピストンと、該ピストンとクランク軸とを連結する連接棒とを備える構成としている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a reciprocating compressor has a crankshaft that is rotationally driven by a drive source, a cylinder on which a cylinder head having a suction port and a discharge port is mounted, and suction from the suction port by reciprocating in the cylinder. It is set as the structure provided with the piston which compresses gas and discharges compressed gas from a discharge port, and the connecting rod which connects this piston and a crankshaft (for example, refer patent document 1).
そして、往復動圧縮機は、例えば電動モータ等の駆動源を用いて偏心したクランク軸を回転駆動する。このとき、クランク軸に連接棒を介して連結されたピストンがシリンダ内で往復動する。これにより、往復動圧縮機は、吸込口から吸込んだ気体をシリンダ内で圧縮し、吐出口から圧縮気体を吐出する構成となっている。 The reciprocating compressor rotates and drives the eccentric crankshaft using a drive source such as an electric motor. At this time, the piston connected to the crankshaft via the connecting rod reciprocates in the cylinder. Thus, the reciprocating compressor is configured to compress the gas sucked from the suction port in the cylinder and discharge the compressed gas from the discharge port.
ところで、上述した従来技術による往復動圧縮機は、クランク軸の回転駆動に伴って、ピストン等の遠心力および往復動慣性力が作用し、圧縮機全体が振動する。そこで、ピストン等の遠心力および往復動慣性力を打ち消すために、クランク軸にはバランスウエイトを付加している。この結果、従来技術による往復動圧縮機では、クランク軸の重量が増加すると共に、大型化するという問題がある。 By the way, in the above-described reciprocating compressor according to the prior art, the centrifugal force of the piston or the like and the reciprocating inertial force act as the crankshaft rotates, and the entire compressor vibrates. Therefore, a balance weight is added to the crankshaft in order to cancel the centrifugal force of the piston and the reciprocating inertial force. As a result, the conventional reciprocating compressor has a problem that the weight of the crankshaft increases and the size thereof increases.
また、ピストン等の往復動慣性力がクランク軸に作用すると、クランク軸が変形する虞がある。このため、クランク軸の強度を高めるために、クランク軸の直径寸法を大きくしたり、クランク軸の強度不足を補うために、クランク軸を回転支持する箇所を増加させる必要がある。しかし、クランク軸の直径寸法を大きくした場合には、クランク軸の重量がさらに増加してしまう。また、多数箇所でクランク軸を回転支持した場合には、クランク軸を回転支持する構造が複雑化すると共に、回転支持用の軸受等の構成部品が増加し、製造コストが高くなるという問題がある。 Further, when a reciprocating inertial force such as a piston acts on the crankshaft, the crankshaft may be deformed. For this reason, in order to increase the strength of the crankshaft, it is necessary to increase the diameter of the crankshaft or to increase the number of locations for rotating and supporting the crankshaft in order to compensate for the lack of strength of the crankshaft. However, when the diameter of the crankshaft is increased, the weight of the crankshaft further increases. In addition, when the crankshaft is rotationally supported at many locations, the structure for rotationally supporting the crankshaft is complicated, and there are problems that the number of components such as a bearing for rotational support increases and the manufacturing cost increases. .
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、振動を低減すると共に、軽量化および小型化が可能な往復動圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor capable of reducing vibration and reducing the weight and size.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、吸込口と吐出口とを有するシリンダヘッドが搭載されたシリンダと、該シリンダ内で往復動することにより前記吸込口から吸込んだ気体を圧縮し、吐出口から圧縮気体を吐出するピストンと、該ピストンとクランク軸とを連結する連接棒とを備えてなる往復動圧縮機において、前記クランク軸には、その一部が中空となった中空部を設け、当該クランク軸の回転時の振動を抑制することを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the invention of
また、請求項2の発明は、駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、吸込口と吐出口とを有するシリンダヘッドが搭載されたシリンダと、該シリンダ内で往復動することにより前記吸込口から吸込んだ気体を圧縮し、吐出口から圧縮気体を吐出するピストンと、該ピストンとクランク軸とを連結する連接棒とを備えてなる往復動圧縮機において、前記クランク軸には、その一部が異なる密度となった異密度部を設け、当該クランク軸の回転時の振動を抑制することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a crankshaft that is rotationally driven by a drive source, a cylinder on which a cylinder head having a suction port and a discharge port is mounted, and a reciprocating motion in the cylinder so as to move from the suction port. In a reciprocating compressor comprising a piston that compresses sucked gas and discharges compressed gas from a discharge port, and a connecting rod that connects the piston and the crankshaft, a part of the crankshaft is included in the reciprocating compressor. Different density portions having different densities are provided to suppress vibration during rotation of the crankshaft.
請求項3の発明は、前記クランク軸は、その両端側に回転支持するための支持部を設ける構成としている。 According to a third aspect of the present invention, the crankshaft is configured to be provided with support portions for rotationally supporting both ends thereof.
請求項1の発明によれば、クランク軸にはその一部が中空となった中空部を設けたから、該中空部によってクランク軸の重量バランスを回転中心から位置ずれさせることができる。このとき、中空部は、クランク軸のうち回転中心に対して従来技術でバランスウエイトが設けられた位置とは反対側の位置に配置する。これにより、クランク軸の重心位置を、バランスウエイトが設けられた場合とほぼ同様な位置に配置することができるから、ピストン等の遠心力および往復動慣性力に伴う振動を、クランク軸に作用する遠心力によって打ち消すことができ、圧縮機全体の振動を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the crankshaft is provided with a hollow portion that is partially hollow, so that the weight balance of the crankshaft can be displaced from the center of rotation by the hollow portion. At this time, the hollow portion is disposed at a position on the crankshaft opposite to the position where the balance weight is provided in the related art with respect to the rotation center. As a result, the center of gravity of the crankshaft can be arranged at a position that is substantially the same as when the balance weight is provided, so that vibrations caused by the centrifugal force of the piston and the reciprocating inertial force act on the crankshaft. It can be canceled out by centrifugal force, and vibration of the entire compressor can be suppressed.
また、クランク軸にはバランスウエイトに代えて中空部を設けたから、クランク軸を小型化、軽量化することができる。さらに、クランク軸に中空部を設けることによって振動を抑制するから、クランク軸は従来技術のようにバランスウエイトを設けた場合と同様に回転支持すればよく、クランク軸を回転支持するための支持部を増加させる必要がない。このため、クランク軸の支持構造を簡略化することができ、製造コストを抑制することができる。 Further, since the hollow portion is provided in the crankshaft instead of the balance weight, the crankshaft can be reduced in size and weight. Further, since the vibration is suppressed by providing a hollow portion on the crankshaft, the crankshaft may be supported by rotation as in the case of providing a balance weight as in the prior art, and a support portion for rotatingly supporting the crankshaft. There is no need to increase. For this reason, the support structure of a crankshaft can be simplified and manufacturing cost can be suppressed.
請求項2の発明によれば、クランク軸にはその一部が異なる密度となった異密度部を設けたから、該異密度部によってクランク軸の重量バランスを回転中心から位置ずれさせることができる。このとき、クランク軸に比べて例えば異密度部の密度を低くすると共に、クランク軸のうち回転中心に対して従来技術でバランスウエイトが設けられた位置とは反対側の位置に配置する。これにより、クランク軸の重心位置を、バランスウエイトが設けられた場合とほぼ同様な位置に配置することができるから、ピストン等の遠心力および往復動慣性力に伴う振動を、クランク軸に作用する遠心力によって打ち消すことができ、圧縮機全体の振動を抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the crankshaft is provided with the different density portion, part of which has a different density, the weight balance of the crankshaft can be displaced from the center of rotation by the different density portion. At this time, for example, the density of the different density portion is made lower than that of the crankshaft, and the crankshaft is arranged at a position opposite to the position where the balance weight is provided in the related art with respect to the rotation center. As a result, the center of gravity of the crankshaft can be arranged at a position that is substantially the same as when the balance weight is provided, so that vibrations caused by the centrifugal force of the piston and the reciprocating inertial force act on the crankshaft. It can be canceled out by centrifugal force, and vibration of the entire compressor can be suppressed.
また、異密度部は、クランク軸に穴を設けると共に、該穴内にクランク軸と異なる密度の部材を封入することによって構成してもよい。この場合には、穴内に封入する部材の密度、量を調整することによって、クランク軸の重心位置を調整することができる。このため、圧縮機を組み立てた後に、圧縮機の実際の振動状態を確認しつつ、クランク軸の重心位置を調整することができる。 The different density portion may be formed by providing a hole in the crankshaft and enclosing a member having a density different from that of the crankshaft in the hole. In this case, the position of the center of gravity of the crankshaft can be adjusted by adjusting the density and amount of the members sealed in the holes. For this reason, after assembling the compressor, the center of gravity of the crankshaft can be adjusted while confirming the actual vibration state of the compressor.
また、クランク軸にはバランスウエイトに代えて異密度部を設けたから、クランク軸を小型化、軽量化することができる。さらに、クランク軸に異密度部を設けることによって振動を抑制するから、クランク軸は従来技術のようにバランスウエイトを設けた場合と同様に回転支持すればよく、クランク軸を回転支持するための支持部を増加させる必要がない。このため、クランク軸の支持構造を簡略化することができ、製造コストを抑制することができる。 Further, since the crankshaft is provided with the different density portion instead of the balance weight, the crankshaft can be reduced in size and weight. Furthermore, since vibrations are suppressed by providing different density portions on the crankshaft, the crankshaft may be supported by rotation as in the case of providing a balance weight as in the prior art, and support for rotating support of the crankshaft. There is no need to increase the number of parts. For this reason, the support structure of a crankshaft can be simplified and manufacturing cost can be suppressed.
請求項3の発明によれば、クランク軸の両端側には、回転支持するための支持部を設ける構成としたから、クランク軸に複数のピストンが連結されるときでも、2個の支持部だけでクランク軸を回転支持することができる。このため、クランク軸の支持構造を簡略化し、製造コストを低下させることができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態による往復動圧縮機として水平対向4気筒型の空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a horizontally opposed four-cylinder air compressor will be described as an example of a reciprocating compressor according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1ないし図3は本発明の第1の実施の形態を示している。そして、図において、1は往復動圧縮機としての水平対向4気筒型の空気圧縮機を示し、該空気圧縮機1は、後述する左側の気筒8,18と右側の気筒13,23とがクランクケース2を挟んで水平方向で対向する水平対向位置に配置されている。
First, FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In the figure,
2は空気圧縮機1のクランクケースで、該クランクケース2は、例えば中空な直方体状の金属ケースとして形成されている。即ち、クランクケース2は、後述するクランク軸3の軸方向で対面するように前,後方向(長さ方向)に離間して配設された前,後の壁面2A,2Bと、クランク軸3を上,下から挟むように該各壁面2A,2B間に亘って設けられた上,下の壁面2C,2Dと、クランク軸3を左,右から挟むように該各壁面2A,2B間に亘って設けられた左,右の壁面2E,2Fとによって外形が構成されている。
ここで、前壁面2Aの内側には、ほぼ中心部に位置して有底状の軸受ボス部2Gが設けられ、後壁面2Bには、軸受ボス部2Gと同軸となる位置を貫通するように軸受ボス部2Hが設けられている。また、左,右の壁面2E,2Fには、後述の連接棒12,17,22,27が揺動可能に挿通される挿通穴2Jが前,後方向に間隔をもって2箇所ずつ設けられている。
Here, inside the front wall surface 2A, a bottomed
3はクランクケース2に回転可能に取付けられたクランク軸で、該クランク軸3は、その軸方向の両側がクランクケース2の前壁面2A,後壁面2Bに後述の主軸受6,7を介して支持されている。これにより、クランク軸3は、軸線O1−O1を中心として回転可能となっている。また、クランク軸3の軸方向中間部には、回転中心となる軸線O1−O1から所定の寸法だけ径方向に離間するように、例えば2箇所の偏心軸部3A,3Bが設けられ、これらの偏心軸部3A,3Bは、軸線O1−O1に対して互いに直径方向の反対側に偏心している。また、クランク軸3の一方の端部は、クランクケース2の後壁面2Bから外部に突出して突出端3Cとなっている。
4はクランク軸3に設けられた中空部で、該中空部4は、クランク軸3の他方の端部からクランク軸3の長さ方向に沿って屈曲して延びている。また、中空部4は、例えば2箇所の偏心軸部3A,3Bのうち偏心軸部3Aの内部に設けられている。これにより、中空部4は、クランク軸3の重心位置を回転中心となる軸線O1−O1を挟んで中空部4の反対側に配置している。この結果、クランク軸3の重心位置は、後述するように従来技術によるバランスウエイトが設けられた場合とほぼ同じ位置に配置されている。
A
5はクランク軸3の突出端3Cに取付けられたプーリで、該プーリ5は、ベルト等を介して例えばモータ等の駆動源(図示せず)に連結されている。そして、プーリ5は、駆動源と一緒にクランク軸3を回転駆動するものである。また、プーリ5の内周側には、圧縮機1に向けて冷却風を供給する冷却ファン5Aが形成されている。
A
6,7はクランクケース2の軸受ボス部2G,2Hにそれぞれ挿嵌された支持部としての主軸受で、これらの主軸受6,7は、例えば玉軸受等として形成され、偏心軸部3A,3Bを挟んでクランク軸3の軸方向の両端側に配置されている。そして、主軸受6,7は、クランクケース2内にクランク軸3を回転可能に支持している。
次に、空気の圧縮動作を行う圧縮部を構成する4個の気筒8,13,18,23について説明する。4個の気筒8,13,18,23のうち、前側に位置する左前気筒8と右前気筒13が対をなし、ほぼ180°の開き角度をもって水平方向に対抗し、後側に位置する左後気筒18と右後気筒23が対をなし、ほぼ180°の開き角度をもって水平方向に対抗している。
Next, the four
まず、8はクランクケース2の左壁面2Eの前側寄りに設けられた左前の気筒を示している。この気筒8は、吸込んだ空気を圧縮して吐出するもので、後述するシリンダ9、ピストン10、連接棒12等により大略構成されている。
First,
9は左前気筒8を構成する左前のシリンダで、該シリンダ9は、左前の挿通穴2Jに対応するようにクランクケース2の左壁面2Eに立設されている。
10はシリンダ9内に往復動可能に挿嵌されたピストンで、該ピストン10は、後述の連接棒12を介してクランク軸3に連結され、該クランク軸3が回転駆動することによりシリンダ9内で往復動する。
A
11はシリンダ9の先端側に設けられたシリンダヘッドで、該シリンダヘッド11には、吸込口11Aと吐出口11Bとが形成されている。また、シリンダヘッド11には、外気を吸入するときに開弁する吸込弁11Cと圧縮空気を吐出するときに開弁する吐出弁11Dとが設けられている。
12はクランク軸3とピストン10とを連結する連接棒で、該連接棒12は、クランク軸3の回転をピストン10の往復動に変換するものである。ここで、連接棒12の基端側に位置する大端部12Aは、例えば玉軸受等からなる大端部軸受12Cを介して偏心軸部3Aに回転可能に取付けられている。また、連接棒12の先端側に位置する小端部12Bは、例えばスリーブ軸受等からなる小端部軸受12D、ピストンピン12Eを介してピストン10に揺動可能に取付けられている。
A connecting
そして、左前気筒8は、クランク軸3が回転駆動してピストン10が吸込行程になると、シリンダヘッド11の吸込弁11Cが開弁することにより、吸込口11Aを介して外気をシリンダ9内に吸込む。また、圧縮行程では、吸込弁11Cが閉弁してシリンダ9内の空気を圧縮しつつ、上死点の近傍で吐出弁11Dを開弁させることにより、シリンダ9内の圧縮空気を吐出口11Bを介して外部のエアタンク(図示せず)等に向けて吐出する。
When the
次に、13は左前の気筒8と対向するようにクランクケース2の右壁面2Fの前側寄りに設けられた右前の気筒を示している。この気筒13は、左前の気筒8とほぼ同様に、シリンダ14、ピストン15、シリンダヘッド16、連接棒17等により大略構成されている。そして、連接棒17は、クランク軸3の偏心軸部3Aとピストン15との間を連結している。ここで、右前の気筒13は、左前の気筒8とほぼ同様の構成となっていることから、詳細な構成については気筒8に対応する符号を付して説明を省略するものとする。
Next,
また、18は左前の気筒8の後側に位置するようにクランクケース2の左壁面2Eの後側寄りに設けられた左後の気筒を示している。この気筒18は、左前の気筒8とほぼ同様に、シリンダ19、ピストン20、シリンダヘッド21、連接棒22等により大略構成されている。そして、連接棒22は、クランク軸3の偏心軸部3Bとピストン20との間を連結している。ここで、左後の気筒18は、左前の気筒8とほぼ同様の構成となっていることから、詳細な構成については気筒8に対応する符号を付して説明を省略するものとする。
さらに、23は左後の気筒18と対向するようにクランクケース2の右壁面2Fの後側寄りに設けられた右後の気筒を示している。この気筒23は、左前の気筒8とほぼ同様に、シリンダ24、ピストン25、シリンダヘッド26、連接棒27等により大略構成されている。そして、連接棒27は、クランク軸3の偏心軸部3Bとピストン25との間を連結している。ここで、右後の気筒23は、左前の気筒8とほぼ同様の構成となっていることから、詳細な構成については気筒8に対応する符号を付して説明を省略するものとする。
Further,
そして、これら4個の気筒8,13,18,23は、クランク軸3が回転することにより、対をなす左前の気筒8のピストン10と右前の気筒13のピストン15とが180°の位相差をもって往復動する。一方、左後の気筒18のピストン20と右後の気筒23のピストン25とが180°の位相差をもって往復動する。このときに、前側の気筒8,13と後側の気筒18,23とは、逆位相で往復動を行うことにより、空気圧縮機1は、各ピストン10,15,20,25の往復動等により生じる慣性力(慣性モーメント)をバランス良く打消すことができ、振動、騒音等を低減することができる。
The four
本実施の形態による空気圧縮機1は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
The
まず、モータ等の駆動源によりクランク軸3を回転駆動すると、各気筒8,13,18,23のうち、例えば気筒8では、クランク軸3の回転を連接棒12によってピストン10の往復動に変換し、該ピストン10をシリンダ9内でそれぞれ往復動させる。
First, when the
これにより、ピストン10の吸込行程では、吸込弁11Cが開弁することにより、外気をシリンダ9内に吸込む。また、圧縮行程では、吸込弁11Cが閉弁してシリンダ9内の空気を圧縮しつつ、上死点の近傍で吐出弁11Dが開弁することにより、シリンダ9内の圧縮空気を外部のエアタンク(図示せず)等に向けて吐出する。この動作は、他の気筒13,18,23でも同様となるので、その説明を省略するものとする。
Thereby, in the suction stroke of the
次に、本実施の形態による空気圧縮機1の振動の抑制作用について、図3および図4を参照しつつ説明する。
Next, the vibration suppressing action of the
まず、図4に示す比較例について考えると、この比較例は、振動を抑制するために、従来技術と同様に中実なクランク軸31にバランスウエイト32を設けた場合を示している。ここで、クランク軸31の軸方向中間部には、本実施の形態によるクランク軸3とほぼ同様に、例えば2箇所の偏心軸部31A,31Bが設けられ、これらの偏心軸部31A,31Bは、軸線O1−O1に対して互いに直径方向の反対側に偏心している。
First, considering the comparative example shown in FIG. 4, this comparative example shows a case where a
このとき、クランク軸31の偏心軸部31A,31Bには、連接棒12,17,22,27を介してピストン10,15,20,25が連結される。このため、ピストン10,15,20,25の往復動に伴って、偏心軸部31A,31Bには、径方向外側に向う往復動慣性力F1,F2がそれぞれ作用する。ここで、往復動慣性力F1,F2は、軸線O1−O1を挟んで互いに逆向きとなる。これにより、クランク軸31には、例えば偏心軸部31A,31Bの中間点となる回転基準点Pを中心として回転させる慣性偶力F3が作用する。
At this time, the
一方、バランスウエイト32は、例えばクランク軸31のうち偏心軸部31A,31Bの間に配置されている。また、バランスウエイト32の重心は、クランク軸31の軸方向に対して回転基準点Pよりも偏心軸部31A側に配置されると共に、クランク軸31の径方向に対して軸線O1−O1を挟んで偏心軸部31Aとは反対側に配置されている。
On the other hand, the
これにより、バランスウエイト32には、クランク軸31の回転に伴って遠心力F4が作用すると共に、この遠心力F4は、偏心軸部31Aの往復動慣性力F1を打ち消す方向に作用する。このため、比較例では、クランク軸31に生じる慣性偶力F3をバランスウエイト32の遠心力F4によって低減している。
As a result, centrifugal force F4 acts on the
一方、本実施の形態では、図3に示すように、比較例によるバランスウエイト32に代えて、クランク軸3に中空部4を設けている。このとき、中空部4は、径方向に対して軸線O1−O1を挟んで、比較例のバランスウエイト32が設けられた位置とは反対側の位置として、クランク軸3の偏心軸部3A内に設けられている。この結果、クランク軸3の重心位置は径方向に対して軸線O1−O1を挟んで偏心軸部3Aの反対側に配置することができるから、クランク軸3の重心位置を、バランスウエイト32が設けられたクランク軸31とほぼ同様な位置に配置することができる。この結果、クランク軸3でも、往復動慣性力F1,F2による慣性偶力F3が作用するものの、この慣性偶力F3をクランク軸3に作用する遠心力F4によって打ち消すことができ、圧縮機1全体の振動を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
かくして、本実施の形態によれば、クランク軸3にはその一部が中空となった中空部4を設けたから、該中空部4によってクランク軸3の重量バランスを軸線O1−O1から位置ずれさせることができる。これにより、ピストン10,15,20,25等の往復動慣性力F1,F2による慣性偶力F3を打ち消す方向に向けて、クランク軸3の遠心力F4を発生させることができ、圧縮機1全体の振動を抑制することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
また、クランク軸3には中空部4を設けることによって振動を抑制するから、従来技術のようなバランスウエイトを設ける必要がなく、クランク軸3を小型化、軽量化することができる。さらに、クランク軸3に中空部を設けることによって往復動慣性力F1,F2による慣性偶力F3を打ち消すから、クランク軸3は、従来技術のようにバランスウエイトを設けた場合と同様に両端側の2箇所で回転支持すればよく、クランク軸3を回転支持するための支持部(主軸受)を増加させる必要がない。
Further, since vibration is suppressed by providing the
このため、クランク軸3は、その両端側に設けた2個の主軸受6,7によって回転支持すればよい。これにより、クランク軸3に複数(例えば4個)のピストン10,15,20,25が連結されるときでも、これらのピストン10,15,20,25を挟んで軸方向両端側に位置する2個の主軸受6,7だけでクランク軸3を回転支持することができる。この結果、クランク軸3の支持構造を簡略化し、製造コストを低下させることができる。
For this reason, the
次に、図5は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、クランク軸には、その一部が低い密度となった低密度部を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that the crankshaft is provided with a low density portion, a part of which has a low density. is there. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
41は本実施の形態によるクランク軸で、該クランク軸41は、例えば金属材料を用いて形成され、第1の実施の形態によるクランク軸3とほぼ同様に、その両端側が主軸受(図示せず)を用いて回転可能に支持されている。これにより、クランク軸41は、軸線O1−O1を中心として回転可能となっている。また、クランク軸41の軸方向中間部には、回転中心となる軸線O1−O1から所定の寸法だけ径方向に離間するように、例えば2箇所の偏心軸部41A,41Bが設けられ、これらの偏心軸部41A,41Bは、軸線O1−O1に対して互いに直径方向の反対側に偏心している。また、クランク軸41の一方の端部は、突出端41Cとなると共に、該突出端41Cは、プーリを介して駆動源(いずれも図示せず)に連結されている。
42はクランク軸41に設けられた異密度部としての低密度部で、該低密度部42は、第1の実施の形態による中空部4とほぼ同様に、クランク軸41の他方の端部からクランク軸41の長さ方向に沿って屈曲して延びた中空部42Aと、該中空部42A内に封入された封入部材42Bとによって構成されている。このとき、封入部材42Bは、クランク軸41よりも低密度な材料として、樹脂材料または金属等が混入された樹脂材料等によって形成されている。
また、低密度部42は、例えば2箇所の偏心軸部41A,41Bのうち偏心軸部41Aの内部に設けられている。これにより、低密度部42は、クランク軸41の重心位置を回転中心となる軸線O1−O1を挟んで低密度部42の反対側に配置している。この結果、クランク軸41の重心位置は、従来技術によるバランスウエイトが設けられた場合とほぼ同じ位置に配置されている。
Moreover, the
かくして、本実施の形態でも、第1の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、クランク軸41に低密度部42を設けたから、該低密度部42によってクランク軸41の重量バランスを軸線O1−O1から位置ずれさせることができる。これにより、第1の実施の形態と同様に、ピストン10,15,20,25等の往復動慣性力F1,F2による慣性偶力F3を打ち消す方向に向けて、クランク軸41の遠心力F4を発生させることができ、圧縮機1全体の振動を抑制することができる。
Thus, also in this embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those in the first embodiment. In particular, in the present embodiment, since the
また、低密度部42は、クランク軸41に設けた中空部42A内に封入部材42Bを封入することによって構成したから、封入部材42Bの密度、量を調整することによって、クランク軸41の重心位置を調整することができる。このため、圧縮機1を組み立てた後に、圧縮機1の実際の振動状態を確認しつつ、クランク軸41の重心位置を調整することができる。
Further, since the
また、クランク軸41にはバランスウエイトに代えて低密度部42を設けたから、クランク軸41を小型化、軽量化することができる。さらに、クランク軸41に低密度部42を設けることによって振動を抑制するから、クランク軸41は、従来技術のようにバランスウエイトを設けた場合と同様にその両端側の2箇所で回転支持すればよく、クランク軸41を回転支持するための支持部を増加させる必要がない。このため、クランク軸41の支持構造を簡略化することができ、製造コストを抑制することができる。
Further, since the
なお、本実施の形態では、クランク軸41にはクランク軸41よりも低密度の低密度部42を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図6に示す第1の変形例のように、クランク軸41には、クランク軸41よりも高密度の高密度部43を設ける構成としてもよい。この場合、高密度部43は、クランク軸41のうち例えば偏心軸部41A,41Bの間に位置して、径方向に対して軸線O1−O1よりも偏心軸部41Aと反対側で、軸方向に対して回転基準点Pよりも偏心軸部41Aに近い位置に設けられるものである。
In the present embodiment, the
次に、図7は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、クランク軸には中空部を設けると共に、重量バランスを微調整するための調整用バランスウエイトを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that a crankshaft is provided with a hollow portion and an adjustment balance weight for finely adjusting the weight balance is provided. It is in the configuration. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
51は本実施の形態によるクランク軸で、該クランク軸51は、第1の実施の形態によるクランク軸3とほぼ同様に構成され、その両端側が主軸受(図示せず)を用いて回転可能に支持されている。これにより、クランク軸51は、軸線O1−O1を中心として回転可能となっている。また、クランク軸51の軸方向中間部には、回転中心となる軸線O1−O1から所定の寸法だけ径方向に離間するように、例えば2箇所の偏心軸部51A,51Bが設けられ、これらの偏心軸部51A,51Bは、軸線O1−O1に対して互いに直径方向の反対側に偏心している。また、クランク軸51の一方の端部は、突出端51Cとなると共に、該突出端51Cは、プーリを介して駆動源(いずれも図示せず)に連結されている。
52はクランク軸51に設けられた中空部で、該中空部52は、第1の実施の形態による中空部4とほぼ同様に形成され、クランク軸51の他方の端部からクランク軸51の長さ方向に沿って屈曲して延びている。そして、中空部52は、例えば2箇所の偏心軸部51A,51Bのうち偏心軸部51Aの内部に設けられている。これにより、中空部52は、クランク軸51の重心位置を回転中心となる軸線O1−O1を挟んで中空部52の反対側に配置している。
53はクランク軸51に設けられた重量バランスを微調整するための調整用バランスウエイトで、該調整用バランスウエイト53は、クランク軸51のうち例えば偏心軸部51A,51Bの間に位置して、径方向に対して軸線O1−O1よりも偏心軸部51Aと反対側で、軸方向に対して回転基準点Pよりも偏心軸部51Aに近い位置に設けられている。
53 is an adjustment balance weight for finely adjusting the weight balance provided on the
かくして、本実施の形態でも、第1の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、クランク軸51には中空部52を設けると共に、調整用バランスウエイト53を設けたから、中空部52によってクランク軸51の重心位置をずらすことができ、調整用バランスウエイト53の大きさ、重量を従来技術のバランスウエイトに比べて小さく、軽量化することができる。また、クランク軸51には調整用バランスウエイト53を設けたから、調整用バランスウエイト53の大きさ、形状等を調整することによって、クランク軸51の重心位置を調整することができる。このため、圧縮機1を組み立てた後に、圧縮機1の実際の振動状態を確認しつつ、クランク軸51の重心位置を調整することができる。
Thus, also in this embodiment, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those in the first embodiment. In particular, in the present embodiment, since the
なお、第3の実施の形態では、クランク軸51のうち偏心軸部51A,51Bの間に調整用バランスウエイト53を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図8に示す第2の変形例のように、クランク軸51の両端側に調整用バランスウエイト53′を設ける構成としてもよい。この場合、調整用バランスウエイト53′は、クランク軸51の両端のうちいずれか一方にだけ設ける構成としてもよく、両端にそれぞれ設ける構成としてもよい。
In the third embodiment, the
また、前記各実施の形態では、クランク軸3,41,51には他方の端部から屈曲して延びる中空部4,42A,52を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、図9に示す第3の変形例のように、クランク軸3には、偏心軸部3A,3Bの中間位置から偏心軸部3Aの内部に向けて延びる中空部4′を設ける構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、前記各実施の形態では、各気筒8,13,18,23を構成するピストン10,15,20,25と連接棒12,17,22,27は、別部品として構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、ピストンと連接棒とが一体に形成されたり、これらが固定的に連結された揺動型のピストン(ロッキングピストン)を有する圧縮機に適用してもよい。
In each of the above embodiments, the
また、前記各実施の形態では、往復動圧縮機として水平対向4気筒型の空気圧縮機1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば2気筒、6気筒等の水平対向型圧縮機に適用してもよい。また、各シリンダがクランク軸の直径方向一側に直列に並んだ直列型の圧縮機、各シリンダがクランク軸を挟んでV字型に配置されたV型の圧縮機、または3個の気筒を120゜間隔で配設することによりクランクケース内の容積変動をほとんど生じない構成となった圧縮機等に適用してもよい。さらに、冷媒等を含めて空気以外の気体を圧縮する各種の圧縮機にも適用できるものである。
In each of the above embodiments, the horizontally opposed four-cylinder
1 空気圧縮機
3,41,51 クランク軸
4,42A,52,4′ 中空部
6,7 主軸受
8,13,18,23 気筒
9,14,19,24 シリンダ
10,15,20,25 ピストン
12,17,22,27 連接棒
42 低密度部(異密度部)
42B 封入部材
43 高密度部(異密度部)
53,53′ 調整用バランスウエイト
DESCRIPTION OF
53,53 'Balance weight for adjustment
Claims (3)
前記クランク軸には、その一部が中空となった中空部を設け、当該クランク軸の回転時の振動を抑制することを特徴とする往復動圧縮機。 A crankshaft that is rotationally driven by a drive source, a cylinder on which a cylinder head having a suction port and a discharge port is mounted, and a gas that is sucked from the suction port by reciprocating in the cylinder, In a reciprocating compressor comprising a piston that discharges compressed gas from a connecting rod that connects the piston and a crankshaft,
A reciprocating compressor, wherein the crankshaft is provided with a hollow portion that is partially hollow to suppress vibration during rotation of the crankshaft.
前記クランク軸には、その一部が異なる密度となった異密度部を設け、当該クランク軸の回転時の振動を抑制することを特徴とする往復動圧縮機。 A crankshaft that is rotationally driven by a drive source, a cylinder on which a cylinder head having a suction port and a discharge port is mounted, and a gas that is sucked from the suction port by reciprocating in the cylinder, In a reciprocating compressor comprising a piston that discharges compressed gas from a connecting rod that connects the piston and a crankshaft,
A reciprocating compressor characterized in that the crankshaft is provided with a different density part, part of which has a different density, to suppress vibration during rotation of the crankshaft.
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