JP2781419B2 - 回転型圧縮機の振動減衰装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍冷蔵装置等に用いられる回転型圧縮機
の振動減衰装置に関する。

従来の技術 近年、冷凍冷蔵装置等に用いられる圧縮機は、省エネ
ルギー，省スペースの見地から往復型から回転型へと移
行してきている。これらの回転型圧縮機は、通常密閉ケ
ースに圧縮要素部及び電動機部よりなる電動圧縮要素を
直接固定して収納しているため、電動圧縮要素の圧縮仕
事時の負荷変動等により電動圧縮要素の軸心を中心とし
て発生する回転振動等が密閉ケースを直接振動させ、そ
の振動により冷媒配管や冷凍冷蔵装置等の本体を振動さ
せ大きな騒音を発生することがあった。

そのため、回転型圧縮機の振動を減衰させる従来の技
術としては、例えば、特公昭58−5486号公報に示されて
いるように、梁式動吸振器を用いた回転式密閉型電動圧
縮機の振動減衰構造がある。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の回転型圧
縮機の振動減衰構造の一例について説明する。

第９図は従来の回転型圧縮機の部分断面図である。図
において、１は回転型圧縮機、２は密閉ケースである。
３は電動機であり、3aは電動機のステータで、前記密閉
ケース２内に焼バメ固定されている。3bは電動機のロー
タで、圧縮要素４のクランクシャフト５と焼バメにて連
結固定されている。６はピストンで、前記クランクシャ
フト５の偏心部に回転自在に装着されている。７はシリ
ンダで、両端に下軸受８、上軸受９が配設されており、
外周部を前記密閉ケース２内に溶接固定している。10は
吐出カバーで、前記上軸受９に圧入固定されている。11
は動吸振器で、慣性体12及びこの慣性体12を端部13aに
設けたシャフト状の連結部13とにより構成されており、
連結部13の他の端部13bは前記密閉ケース２の外壁面に
垂直となるように抵抗溶接にて固定されている。又、前
記動吸振器11は回転型圧縮機１を支持固定していること
による回転型圧縮機１そのものの支持系の固有振動と、
動吸振器11の１次の固有振動との連成により生じる最大
減衰周波数が、前記回転型圧縮機１の回転周波数とほぼ
一致するように、慣性体12の重量、形状及び連結部13の
長さ、断面の直径等を調整している。

以上のように構成された回転型圧縮機の振動減衰装置
について、以下その動作を説明する。

シリンダ７内にて冷媒を圧縮する際、クランクシャフ
ト５の１回転中にシリンダ７内の圧力が大きく変動する
ことにより、クランクシャフト５の回転に角速度の変動
を生じ、その反作用としてシリンダ７等に力を受ける。
そのために、クランクシャフト５の軸心を中心とする回
転方向の振動を生じ、密閉ケース２が大きく振動する。
ところが、回転型圧縮機１の回転周波数に最大減衰周波
数がほぼ一致するように固有振動数を調整して密閉ケー
ス２に配置された動吸振器11の慣性体12が、密閉ケース
２の振動と逆位相で振動することにより、動吸振器11は
密閉ケース２への設置箇所において、動吸振器11の連結
部13を介して反作用トルクを密閉ケースに供給し、振動
を減衰するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、動吸振器11の固
有振動のピーク（Ｑ値）が鋭いため、回転型圧縮機１そ
のものの支持系の固有振動との連成により生じる最大減
衰周波数のピーク（Ｑ値）も鋭くなる。従って、最大減
衰周波数と回転型圧縮機１の回転周波数が一致した場
合、減衰効果は極めて大きいが、回転型圧縮機１の運転
条件の変化による回転周波数の変化や、動吸振器11の製
造時のばらつき等による固有振動の変化のため、回転型
圧縮機１そのものの支持系との連成により生じる最大減
衰周波数が変化する等により、最大減衰周波数と回転型
圧縮機１の回転周波数との周波数差が大きくなった場合
に振動減衰効果が不十分になってしまう。

さらに、連結部13の端部13bは連結部13の変形による
応力が集中するため振動による疲労や、衝撃により破断
することがある。

本発明は上記課題に鑑み、回転型圧縮機の回転周波数
の変動や、製造時のばらつき等による振動減衰効果の低
下を防止し、かつ振動による疲労や衝撃による動吸振器
の破壊を防止するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の回転型圧縮機の振
動減衰装置は、略円柱状で端部形状が略螺旋状の心棒を
有する固定具と、略円柱状で端部形状が略螺旋状の心棒
を有する慣性体と、前記固定具の心棒に一端部を外装固
定し、もう一方の端部を前記慣性体の心棒に外装固定す
るコイル状の連結部と、前記連結部の両端部側の外周部
に接触部の高さが前記固定具及び慣性体の心棒の高さよ
り低くなるように設置し、連結部の外周部をはさみ込み
連結部を心棒に押さえつける、もしくは略ネジ状の内周
部にて連結部外周を締め付けて固定具及び慣性体に押さ
えつけることで連結部を固定する締め付け固定部とを備
え、前記固定具を圧縮要素部及び電動機部よりなる電動
圧縮要素部を固定収納した密閉ケース、もしくは前記電
動圧縮要素部のうち回転体でない部品に固定した構成と
したものである。

作用 本発明は上記した構成によって、回転型圧縮機の運転
時に発生する振動を、回転型圧縮機本体に固定したコイ
ル状の連結部と慣性体及び固定具により構成される動吸
振器が、回転型圧縮機の振動と逆位相にて振動すること
で回転型圧縮機に対して反作用トルクを供給することに
より減衰させ、かつ固定具と慣性体との連結部をコイル
状とすることにより、略ダンピング効果が得られるため
に振動減衰効果幅が広くなり、回転型圧縮機の回転周波
数の変動や製造時のばらつき等による振動減衰効果の低
下を防止するとともに、固定される連結部の端部の、振
動や衝撃で生じる変形による応力を軽減することができ
る。さらに、連結部を固定具及び慣性体の端部が略螺旋
状となった心棒に外装固定することで連結部の固定及び
有効巻数のばらつきを小さくできることから、製造時に
おける動吸振器の固有振動のばらつきを小さくでき、か
つ連結部の外周部を略Ｃ字状の締め付け固定部にてはさ
み心棒に押さえつけて固定、もしくは連結部の外周部を
内周部を略ねじ状とした締め付け固定部にて固定具及び
慣性体に押さえつけて固定することで脱落をも防止でき
るものである。

実施例 以下、本発明の回転型圧縮機の振動減衰装置の第一の
実施例について図面を参照しながら説明する。尚、説明
の重複を避けるため、従来例と同一部分については同一
符号を付して説明を省略する。

第１図〜第５図は本発明の回転型圧縮機の振動減衰装
置の第一の実施例を示すものである。

図において、14は動吸振器で、慣性体15,密着したコ
イル状の連結部16,固定具17及び締め付け固定部18,19に
て構成されている。慣性体15及び固定具17にはそれぞれ
略円柱状で端部形状が連結部16の内周形状に沿うような
略螺旋状の心棒15a,17aが設けられており、連結部16の
両端部を前記心棒15a,17aに圧入固定し、かつ連結部16
の外周部を締め付け固定部18,19の略Ｃ字状の締め付け
部材18a,18b及び19a,19bをそれぞれねじ18c,19cにより
締め付けてはさみ込むことで連結部16をそれぞれ心棒15
a,17aに押さえつけて強固に固定している。又、締め付
け部材18a,18b及び19a,19bの連結部16との接触部の高さ
は心棒15a,17aの高さよりも低くなるように設定してい
る。さらに、動吸振器14は前記固定具17を密閉ケース２
に溶接固定することで回転型圧縮機１に固定されてい
る。

又、動吸振器14は、回転型圧縮機１の支持系の固有振
動と動吸振器14の固有振動との連成により生じる最大減
衰周波数が回転型圧縮機１の回転周波数とほぼ一致する
ように、連結部16の形状，慣性体15や締め付け固定部18
の重量・形状等を調整している。

以上のように構成された回転型圧縮機の振動減衰装置
について、以下その動作を説明する。

シリンダ７内にて冷媒を圧縮する際、クランクシャフ
ト５の１回転中にシリンダ７内の圧力が大きく変動する
ことにより、クランクシャフト５の回転に角速度の変動
を生じ、その反作用としてシリンダ７等に力を受ける。
そのためにクランクシャフト５の軸心を中心とする回転
方向の振動を生じ、密閉ケース２が大きく振動する。と
ころが、回転型圧縮機１の回転周波数と最大減衰周波数
がほぼ一致するように固有振動数を調整して密閉ケース
２に配置された動吸振器14の慣性体15及び締め付け固定
部18が、密閉ケース２の振動と逆位相で振動することに
より、動吸振器14は密閉ケース２への設置箇所におい
て、動吸振器14の連結部16、固定具17を介して反作用ト
ルクを密閉ケースに供給し、振動を減衰する。

その際、連結部16を密着したコイル状とし、かつ変形
を曲げ方向として使用するため、連結部16は振動の１サ
イクルにおいて曲げ方向の変形量が小さい内は巻線間に
隙間を生じないため曲げ剛性が大きいが、曲げ方向の変
形量が大きくなると巻線間に隙間が生じ曲げ剛性が小さ
くなるため、１サイクル間に曲げ剛性の変化を生じるこ
とから非線形なものとなる。そのためダイピング効果が
得られることで動吸振器14の固有振動のピーク幅が広く
なる（Ｑ値が大きくなる）。このことより、動吸振器14
の固有振動と回転型圧縮機１の支持系の固有振動の連成
により生じる最大減衰周波数のピーク幅が広くなり、幅
広い周波数帯域にて振動減衰効果が得られることで、回
転型圧縮機１の運転条件の変化による回転周波数の変化
や、動吸振器14の製造時のばらつき等による固有振動の
変化があっても十分な振動減衰効果が得られる。

さらに、連結部16をコイル状とすることにより、同一
素材、同一線径の梁に比べて慣性体15の同一変位に対す
る連結部16への付加応力が小さく、振動による疲労や衝
撃による慣性体15の大変形があっても連結部16が破断し
てしまうことがなく、極めて信頼性の高いものとするこ
とができる。

その上、連結部16は慣性体15及び固定具17の端部形状
が略螺旋状の心棒15a,17aに圧入し、かつ外周部を締め
付け固定具18,19にて強固に固定されていることによ
り、心棒15a,17aへの圧入時に略螺旋状端部にて連結部
と心棒の離合位置が明確となるため、連結部の固定及び
有効巻数のばらつきを小さくできることから、製造時に
おける動吸振器14の固有振動のばらつきを小さく抑え、
さらに心棒15a,17aの高さよりも低くした締め付け固定
具18,19により連結部16の有効巻数には影響を与えず確
実に固定できることで、動吸振器14の固有振動を安定し
たものとしつつ慣性体15や固定具17が連結部16から脱落
し振動減衰効果がなくなるのを防止できるものである。

尚、第５図に示すように、密閉ケース２内部に動吸振
器14を固定しても同様の効果が得られる。又、密閉ケー
ス２の代わりに、圧縮要素部に同様にして動吸振器14を
固定しても同様の効果が得られる。

次に、本発明の回転型圧縮機の振動減衰装置の第二の
実施例について図面を参照しながら説明する。尚、説明
の重複を避けるため、従来例及び第一の実施例と同一部
分については同一符号を付して説明を省略する。

第６図〜第８図は本発明の回転型圧縮機の振動減衰装
置の第二の実施例を示すものである。

図において、20は動吸振器で、慣性体15,密着したコ
イル状の連結部16,固定具17及び締め付け固定部21,22に
て構成されている。慣性体15及び固定具17にはそれぞれ
略円柱状で端部形状が連結部16の内周形状に沿うような
略螺旋状の心棒15a,17aが設けられており、連結部16の
両端部を前記心棒15a,17aに圧入固定し、かつ連結部16
の外周部を内周部22a及び23aが略ねじ状となり高さが心
棒15a,17aの高さよりも低い締め付け固定部21,22をそれ
ぞれ慣性体15,固定具17側に押さえつけるように締め付
け固定し、さらに締め付け固定部21,22が回ってゆるま
ないようにねじ21b,22bにて慣性体15,固定具17に固定さ
れている。又、動吸振器20は前記固定具17を密閉ケース
２に溶接固定することで回転型圧縮機１に固定されてい
る。

又、動吸振器20は、回転型圧縮機１の支持系の固有振
動と動吸振器20の固有振動との連成により生じる最大減
衰周波数が回転型圧縮機１の回転周波数とほぼ一致する
ように、連結部16の形状，慣性体15や締め付け固定部21
の重量・形状等を調整している。

以上のように構成された回転型圧縮機の振動減衰装置
により、第一の実施例に示したのと同様に、連結部16を
コイル状とすることにより、ダンピング効果により幅広
い周波数帯域にて振動減衰効果が得られることで、回転
型圧縮機１の運転条件の変化による回転周波数の変化
や、動吸振器14の製造時のばらつき等による固有振動の
変化があっても十分な振動減衰効果が得られ、かつ、振
動による疲労や衝撃による動吸振器20の破壊をも防止す
ることができるため信頼性の高いものとすることができ
る。

さらに、連結部16は慣性体15及び固定具17の端部形状
が略螺旋状の心棒15a,17aに圧入し、かつ外周部を締め
付け固定具21,22にて強固に固定されていることによ
り、心棒15a,17aへの圧入時に略螺旋状端部にて連結部
と心棒の離合位置が明確となるため、連結部の固定及び
有効巻数のばらつきを小さくできることから、製造時に
おける動吸振器14の固有振動のばらつきを小さく抑え、
さらに心棒15a,17aの高さよりも低くした締め付け固定
具21,22により連結部16の有効巻数には影響を与えず確
実に固定できることで、第一の実施例と同様動吸振器14
の固有振動を安定したものとしつつ慣性体15や固定具17
が連結部16から脱落し振動減衰効果がなくなるのを防止
できるものである。

尚、第一の実施例と同様、密閉ケース２内部に動吸振
器14を固定しても同様の効果が得られる。又、密閉ケー
ス２の代わりに、圧縮要素部に同様にして動吸振器14を
固定しても同様の効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明は、略円柱状で端部形状が略螺旋
状の心棒を有する固定具と、略円柱状で端部形状が略螺
旋状の心棒を有する慣性体と、前記固定具の心棒に一端
部を外装固定し、もう一方の端部を前記慣性体の心棒に
外装固定するコイル状の連結部と、前記連結部の両端部
側の外周部に接触部の高さが前記固定具及び慣性体の心
棒の高さより低くなるように設置し、連結部の外周部を
はさみ込み連結部を心棒に押さえつける、もしくは略ネ
ジ状の内周部にて連結部外周を締め付けて固定具及び慣
性体に押さえつけることで連結部を固定する締め付け固
定部とを備え、前記固定具を圧縮要素部及び電動機部よ
りなる電動圧縮要素部を固定収納した密閉ケース、もし
くは前記電動圧縮要素部のうち回転体でない部品に固定
した回転型圧縮機の振動減衰装置とすることで、慣性
体，締め付け固定部，連結部及び固定具により動吸振器
構造を形成し、回転型圧縮機の運転時に発生する振動を
減衰させ、かつ連結部をコイル状とすることで、ダンピ
ング効果が得られることから広い周波数帯域にて振動減
衰効果が得られるため、回転型圧縮機の運転条件の変化
による回転周波数の変化等があっても十分な振動減衰効
果が得られる上に、振動による疲労や衝撃による動吸振
器の破壊をも防止することができるため極めて安定した
振動減衰効果が得られるものである。又、連結部を端部
形状が略螺旋状の心棒に外装固定することで連結部の固
定及び有効巻数のばらつきを小さく抑えて動吸振器の固
有振動を安定したものとし、さらに心棒よりも低い高さ
にて締め付け固定部により強固に固定することで、連結
部の有効巻数に影響を与えずに確実な固定ができること
から動吸振器の固有振動を安定したものとしつつ慣性体
等の脱落により振動減衰効果がなくなるのを防止するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す回転型圧縮機の断
面図、第２図は同圧縮機の減衰装置の断面図、第３図は
同圧縮機の減衰装置の締め付け固定部の斜視図、第４図
は同圧縮機に用いる減衰装置の固定具の斜視図、第５図
は同圧縮機の減衰装置を密閉ケース内に固定した回転型
圧縮機の断面図、第６図は本発明の第二の実施例を示す
回転型同圧縮機の減衰装置の断面図、第７図は同圧縮機
の減衰装置の締め付け固定部の斜視図、第８図は同圧縮
機の減衰装置の固定具の斜視図、第９図は従来の回転型
圧縮機の断面図である。 ２……密閉ケース、14……動吸振器、15……慣性体、15
a……心棒、16……連結部、17……固定具、17a……心
棒、18,19……締め付け固定部、18a,18b,19a,19b……締
め付け部材、20……動吸振器、21,22……締め付け固定
部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略円柱状で端部形状が略螺旋状の心棒を有
   する固定具と、端部形状が略螺旋状で略円柱状の心棒を
   有する慣性体と、前記固定具の心棒に一端部を外装固定
   し、もう一方の端部を前記慣性体の心棒に外装固定する
   コイル状の連結部と、前記連結部の両端部側の外周部に
   接触部の高さが前記固定具及び慣性体の心棒の高さより
   低くなるように設置し、略Ｃ字状の部材にて連結部の外
   周部をはさみ込み連結部を心棒に押さえつけるようにし
   た締め付け固定部とを備え、前記固定具を圧縮要素部及
   び電動機部よりなる電動圧縮要素部を固定収納した密閉
   ケース、もしくは前記電動圧縮要素部のうち回転体でな
   い部品に固定した回転型圧縮機の振動減衰装置。
2. 【請求項２】略円柱状で端部形状が略螺旋状の心棒を有
   する固定具と、端部形状が略螺旋状で略円柱状の心棒を
   有する慣性体と、前記固定具の心棒に一端部を外装固定
   し、もう一方の端部を前記慣性体の心棒に外装固定する
   コイル状の連結部と、前記連結部の両端部側の外周部に
   接触部の高さが前記固定具及び慣性体の心棒の高さより
   低くなるように設置し、略円筒形状で略ねじ状の内周部
   を有し、連結部外周を前記内周部に挿入して締め付け、
   固定具及び慣性体に押さえつけることで連結部を固定す
   るようにした締め付け固定部とを備え、前記固定具を圧
   縮要素部及び電動機部よりなる電動圧縮要素部を固定収
   納した密閉ケース、もしくは前記電動圧縮要素部のうち
   回転体でない部品に固定した回転型圧縮機の振動減衰装
   置。