CN105992872B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

压缩机(100)具备：电动机(1)；以及压缩机构(103)，其被电动机(1)驱动，电动机包括：定子(3)；以及转子(5)，其与定子(3)对置且设置为能够旋转，定子(3)与转子(5)之间的气隙(15)在整个周向上不均匀。可以构成为：转子的外周形状形成为点对称、且该点对称的外周形状的外周中心EC与转子的旋转中心RC错开，或者也可以构成为转子的外周形状形成为非点对称。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机。

背景技术

专利文献1中公开了一种对压缩机中的压缩机构进行驱动的电动机。在这样的压缩机用的电动机中，为了减少伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动、噪声，在转子安装有被称为平衡配重件的部件。

专利文献1：日本特开平9-200986号公报

为了不使电动机中所产生的磁力降低，对于上述平衡配重件一般使用非磁性体。然而，能够不设置平衡配重件便降低旋转时的振动、噪声是理想的状态。

发明内容

本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种压缩机，其能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

为了达成上述目的，本发明的压缩机具备：电动机；以及压缩机构，其被上述电动机驱动，上述电动机包括：定子；以及转子，其与上述定子对置且设置为能够旋转，上述转子包括第一部分以及第二部分，该第一部分以及第二部分在上述转子的旋转中心RC延伸的方向上排列，上述第一部分与上述定子之间的气隙、以及上述第二部分与上述定子之间的气隙分别在整个周向上不均匀，上述第一部分以及第二部分各自的外周形状形成为点对称，且该点对称的外周形状的外周中心与上述转子的旋转中心RC错开，从侧方观察，上述第一部分的外周中心与上述第二部分的外周中心隔着上述转子的旋转中心RC而彼此位于相反侧。

根据本发明的压缩机，能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的回转式压缩机的纵剖视图。

图2是示出在以旋转轴线为垂线的面观察电动机的情况下的内部结构的图。

图3是示出图2中的转子单体的图。

图4是从侧方示出图3的转子单体的图。

图5是本发明的实施方式2所涉及的、与图4为相同形态的图。

图6示出从图5中的箭头VI观察的转子铁芯的结构的图。

图7是示出包括活塞在内的轴的图。

图8是示出设置有平衡配重件的转子的图。

图9是示出将图7的轴与图8的转子组合后的结构的图。

图10涉及本发明的实施方式2，且是示出转子、活塞以及旋转轴(轴)的一体旋转构造体的图。

图11是本发明的实施方式3所涉及的、与图5为相同形态的图。

图12是示出从图11中的箭头VIII观察的转子铁芯的结构的图。

图13是本发明的实施方式4所涉及的、与图3为相同形态的图。

图14涉及本实施方式4，且是仅选取转子铁芯的外周形状而示出的图。

图15是本发明的实施方式5所涉及的、与图13为相同形态的图。

图16是本实施方式5所涉及的、与图13及图14为相同形态的图。

图17是本发明的实施方式6所涉及的、与图15为相同形态的图。

图18是本实施方式6所涉及的、与图16为相同形态的图。

图19是本发明的实施方式7所涉及的、与图17为相同形态的图。

图20是本实施方式7所涉及的、与图18为相同形态的图。

具体实施方式

以下，基于附图对将本发明应用于回转式压缩机的情况下的实施方式进行说明。此外，在附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部分。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1所涉及的回转式压缩机的纵剖视图。此外，本发明的压缩机的种类并不限定于回转式压缩机。

回转式压缩机100在密闭容器101内具备电动机1和压缩机构103。此外，虽省略了图示，但在密闭容器101的底部贮存有对压缩机构103的各滑动部进行润滑的冷冻机油。

作为主要要素，压缩机构103包括：缸体104；旋转轴107(后述的轴13)，其是借助电动机1而旋转的轴；活塞109，其嵌插于旋转轴107；叶片(未图示)，其将缸体104内划分为吸入侧和压缩侧；上下一对上部框架111及下部框架113，旋转轴107以旋转自如的方式嵌插于上部框架111及下部框架113，该上部框架111及下部框架113将缸体104的上下端面封闭；以及消音器115，其分别安装于上部框架111以及下部框架113。

电动机1的定子3通过热压配合或焊接等方法而直接安装并保持于密闭容器101。从固定于密闭容器101的玻璃端子对定子3的线圈供给电力。

转子5隔着空隙而配置于定子3的内径侧，并经由转子5的中心部的旋转轴107而以旋转自如的状态被压缩机构103的轴承部(上部框架111以及下部框架113)保持。

接下来，对本实施方式1所涉及的电动机1进行说明。图2是示出在以旋转轴线为垂线的面观察电动机的情况下的内部结构的图。图3是示出图2中的转子单体的图。图4是从侧方示出图3的转子单体的图。

电动机1具备：定子3；以及转子5，其与定子对置且设置为能够旋转。定子3具备定子铁芯17，该定子铁芯17具有多个齿部7。多个齿部7分别隔着对应的插槽部9而与其他齿部7相邻。多个齿部7与多个插槽部9配置为在周向上交替且隔开相等间隔地排列。在多个齿部7分别以公知形态而卷绕有省略了图示的公知的定子绕组。

齿部7分别在径向上延伸，并朝向旋转中心RC突出。另外，齿部7的大部分从径向外侧至径向内侧具有大致相等的周向宽度，但在齿部7的处于径向最内侧的前端部具有齿顶部7a。齿顶部7a分别形成为其两侧部在周向上扩展的伞状的形状。并且，齿顶部7a的前端面以弧状弯曲。

转子5具有转子铁芯11和轴13。轴13通过热压配合、压入等而与转子铁芯11连结，并将旋转能量传递至转子铁芯11。在转子5的外周面与定子3的内周面之间确保有气隙15。

将规定厚度的电磁钢板冲裁为所需形状，并一边通过敛缝的方式将规定张数的电磁钢板紧固连结一边对它们进行层叠，由此构成转子铁芯11以及定子铁芯17。

在转子铁芯11设置有省略了图示的多个永磁铁。永磁铁的设置形态并未特别限定，可以是公知的形态。例如，多个永磁铁可以粘贴于转子铁芯11的外表面，也可以埋设于转子铁芯11的内部。

如图2～图4所示，电动机1具有旋转中心RC。转子5以该旋转中心RC为中心而旋转。另外，上述多个齿顶部7a的前端面的弯曲的弧状形成为位于以旋转中心RC为中心的一个圆上。并且，轴13的外径以及转子铁芯11的内径由以旋转中心RC为中心的圆规定。另一方面，电动机1具有转子外周中心EC，该转子外周中心EC是转子铁芯11的圆形的外形形状的中心(图心)。该转子外周中心EC相对于旋转中心RC在径向上错开。即，转子5的外周形状的中心相对于旋转的中心偏心。

接下来，对所述回转式压缩机100的动作进行说明。从蓄积器(accumulator)117供给的制冷剂气体被从固定于密闭容器101的吸入管119向缸体104内吸入。通过对逆变器(invertor)的通电而使电动机1旋转，从而使嵌合于旋转轴107的活塞109在缸体104内旋转。由此，在缸体104内进行制冷剂的压缩。制冷剂于经过消音器115之后在密闭容器101内上升。此时，冷冻机油混入至压缩后的制冷剂。当该制冷剂与冷冻机油的混合物从设置于转子铁芯11的风孔通过时，制冷剂与冷冻机油的分离得到促进，从而能够防止冷冻机油向排出管121流入。这样一来，压缩后的制冷剂从设置于密闭容器101的排出管121通过而向冷冻循环的高压侧供给。

另外，在本实施方式1中，如前所述，转子5的外周形状的中心相对于转子5的旋转中心偏心。因此，在压缩机的驱动过程中，转子5一边振动一边转动，定子3与转子5之间的气隙15在整个周向上不一致、即在整个周向上不均匀。由此，作用于转子5的磁引力产生不平衡，能够降低伴随于压缩机的压缩机构103的偏心部的旋转而产生的振动，能够去除或削减作为用于抑制振动的专用部件的平衡配重件。另外，在外周形状对称的转子中，由于利用因转子振摆旋转而引起的磁引力的不平衡，因此无论磁铁插入孔等转子外周与内周之间的形状如何，均能够实施本实施方式1。

此外，在转子外周中心EC与旋转中心RC隔开的情况下，考虑到模具的冲压精度，只要转子外周中心EC与旋转中心RC错开的距离为层叠的板厚的5％以上就能够实施。

如以上说明，根据本实施方式1的压缩机以及压缩机的振动降低方法，能够不依赖专用的振动抑制部件地减少伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

实施方式2.

接下来，利用图5～图9对本发明的实施方式2进行说明。图5是本实施方式2所涉及的、与图4为相同形态的图。另外，图6是示出从图5中的箭头VI观察的转子铁芯的结构的图。另外，图3是对上述实施方式1进行说明的图，但本实施方式2所涉及的、从图5中的箭头III观察的转子铁芯的结构也与图3相同。此外，除以下说明的部分之外，本实施方式2的结构与上述实施方式1相同。

在本实施方式2中，设置于压缩机的电动机的转子105包括作为第一台阶部(第一部分)的转子铁芯11a和作为第二台阶部(第二部分)的转子铁芯11b，该转子铁芯11a和转子铁芯11b在旋转中心RC延伸的方向上排列。定子3与作为第一部分的转子铁芯11a之间的气隙、以及定子3与作为第二部分的转子铁芯11b之间的气隙分别在整个周向上不均匀。转子铁芯11a以及转子铁芯11b各自的外周形状形成为点对称。另外，转子铁芯11a的转子外周中心ECa与转子的旋转中心RC错开，且转子铁芯11b的转子外周中心ECb与转子的旋转中心RC错开。从侧方观察，作为第一台阶部的转子铁芯11a的转子外周中心ECa与作为第二台阶部的转子铁芯11b的转子外周中心ECb隔着旋转中心RC而朝彼此相反的方向(作为一个例子，相差180度)错开。此外，作为一个例子，转子铁芯11a以及11b设置为相同的高度尺寸(旋转中心RC延伸的方向上的尺寸)的部分。

并且，对如上述那样构成的本实施方式2的优点进行说明。首先，利用图7～图9对作为偏心部而发挥功能的活塞进行说明。图7中示出包括活塞在内的轴。相对于旋转轴107(轴13)的旋转中心RC，活塞109的中心轴PC处于偏心的位置，因此，若旋转轴107(轴13)以旋转中心RC为中心而旋转，则离心力在偏心方向(图7的箭头方向)上作用于活塞109。因此，旋转时振摆旋转这样的力作用于旋转轴107(轴13)。

这里，作为降低上述旋转时的振动的方法之一，如图8所示，存在使用设置有平衡配重件的转子的方法。如图8所示，在转子5’的轴向两端面安装有平衡配重件6’，该平衡配重件6’由比重大的非磁性的部件构成。

而且，图9中示出将图7的轴与图8的转子组合后的结构。如图9所示，从侧方观察，如图9所示那样在转子5’的上方安装的平衡配重件6’和在转子5’的下方安装的平衡配重件6’以重心位置上下不一致的方式而偏置。并且，在转子5’的上方安装的平衡配重件6’的重心与在转子5’的下方安装的平衡配重件6’的重心均处于相对于旋转轴的旋转中心RC偏心的位置。因此，在旋转时，对转子5’的各个平衡配重件6’也如针对活塞所述的那样作用有离心力。

因此，在图9所示那样的包括平衡配重件6’、转子5’以及活塞在内的一体旋转构造体中，箭头所示那样的离心力分别作用于平衡配重件6’以及活塞，由此，形成为活塞上的离心力由平衡配重件6’上的离心力抵消的关系，从一体旋转构造体的整体来看，旋转时振摆旋转的力得到抑制，低振动、低噪声化得到促进。

然而，这样的依赖平衡配重件的存在的振动、噪声的降低方法会相伴产生转子的大型化、转子的重量增加、成本增大之类的其他问题。因此，若能够不依赖平衡配重件之类的仅用于振动抑制作用的专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动，则是非常优选的。

因此，在本实施方式2中使用上述转子105。图10涉及本实施方式2，且是示出转子、活塞以及旋转轴(轴)的一体旋转构造体的图。

如图10所示，在本实施方式2中，转子铁芯11a的转子外周中心ECa与转子的旋转中心RC错开，且转子铁芯11b的转子外周中心ECb与转子的旋转中心RC错开，并且，从侧方观察，转子铁芯11a的转子外周中心ECa与转子铁芯11b的转子外周中心ECb隔着旋转中心RC而朝彼此相反的方向错开。

特别是在本实施方式2的一个优选例子中，如图10所示，在作为第二部分的转子铁芯11b位于活塞109与作为第一部分的转子铁芯11a之间(在旋转中心RC延伸的方向上观察的之间)的关系下，从侧方观察，转子铁芯11a的转子外周中心ECa与活塞109的中心轴PC以旋转中心RC为基准而位于同一侧(在图10中观察，为旋转中心RC的左侧)，从侧方观察，转子铁芯11b的转子外周中心ECb隔着旋转中心RC而位于转子铁芯11a的转子外周中心ECa以及活塞109的中心轴PC的相反侧(在图10中观察，为旋转中心RC的右侧)。

根据图10所示那样的偏心形态的一体旋转构造体，转子105本身能够产生将作用于活塞109的离心力抵消的作用，由此，即便大幅缩小设置于转子105的平衡配重件也能够降低振动，或者能够不设置平衡配重件本身便降低振动。

并且，转子铁芯11a的转子外周中心ECa以及转子铁芯11b的转子外周中心ECb与转子的旋转中心RC错开，不仅是指转子铁芯11a的重心位置以及转子铁芯11b的重心位置与转子的旋转中心RC错开，而且还在转子铁芯11a与定子3的气隙的偏置方式和转子铁芯11b与定子3的气隙的偏置方式之间造成差异。即，不仅能够利用因惯性力(重心位置)而引起的力，还能够通过灵活运用因磁力(气隙)所引起的力而降低振动。即，在转子铁芯11a以及转子铁芯11b中，转子与定子3之间的气隙分别在整个周向上不均匀，在转子铁芯11a以及转子铁芯11b中，分别与气隙的不均匀的形态相应地产生因磁阻差而引起的磁不平衡。而且，因该磁不平衡而在转子铁芯11a以及转子铁芯11b中分别作用有与因上述重心位置所引起的离心力的方向相同的方向上的磁引力。因此，上述磁引力也起到将活塞的离心力抵消的作用，从而低振动、低噪声化得到促进。

根据这样的本实施方式2，也能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

实施方式3.

接下来，基于图11以及图12对本发明的实施方式3进行说明。图11是本实施方式3所涉及的、与图4及图5为相同形态的图。另外，图12是示出从图11中的箭头VIII观察的转子铁芯的结构的图。另外，本实施方式3所涉及的、从图11中的箭头III观察的转子铁芯的结构与图3相同，从图11中的箭头VI观察的转子铁芯的结构与图6相同。此外，除以下说明的部分之外，本实施方式3的结构与上述实施方式2相同。

在本实施方式3中，设置于压缩机的电动机的转子205具有作为第一台阶部(第一部分)的转子铁芯11a、作为第三台阶部的转子铁芯11c以及作为第二台阶部(第二部分)的转子铁芯11b，这些转子铁芯在旋转中心RC延伸的方向上按照转子铁芯11a、转子铁芯11c以及转子铁芯11b的顺序而排列。转子铁芯11a以及11b的转子外周中心ECa以及ECb均相对于旋转中心RC在径向上错开，但作为第一台阶部的转子铁芯11a的转子外周中心ECa与作为第二台阶部的转子铁芯11b的转子外周中心ECb隔着旋转中心RC而朝彼此相反的方向(作为一个例子，相差180度)错开。另外，作为第三台阶部的转子铁芯11c位于作为第一台阶部的转子铁芯11a与作为第二台阶部的转子铁芯11b之间，作为第三台阶部的转子铁芯11c的转子外周中心ECc与旋转中心RC一致。此外，虽是一个例子，但转子铁芯11a以及11b设置为高度尺寸相同的部分，作为第三台阶部的转子铁芯11c的高度尺寸大于作为第一台阶部的转子铁芯11a以及作为第二台阶部的转子铁芯11b的高度尺寸。

根据这样的本实施方式3，也与上述实施方式1相同，能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。另外，本实施方式3的图11的转子铁芯11a以及转子铁芯11b也与本实施方式2的图5的转子铁芯11a以及转子铁芯11b同样地发挥功能，在本实施方式3中，也能够获得与上述实施方式2同样的优点。

实施方式4.

在本发明中，作为第一形态，定子与转子之间的气隙在整个周向上不均匀的形态可以通过使转子的外周形状形成为点对称、且使该点对称的外周形状的转子外周中心与旋转中心错开而实现。即，作为第一形态，本发明是如下的压缩机的振动降低方法：在以旋转轴线为垂线的面观察的情况下，转子的外周形状形成为点对称、且该点对称的外周形状的转子外周中心与旋转中心错开，由此使定子与转子之间的气隙在整个周向上不均匀。上述实施方式1～3分别为上述第一形态的例子。而且，作为上述第一形态的其他例子，对本实施方式4进行说明。此外，除以下说明的部分之外，本实施方式4的结构与上述实施方式1相同。

图13是本实施方式4所涉及的、与图3为相同形态的图。图14涉及实施方式4，且是仅选取转子铁芯的外周形状而示出的图。如图13所示，虽然转子铁芯11d在其外周面形成有多个切口51，但如图14所示，其外周形状形成为关于转子外周中心EC而点对称。这样的转子铁芯11d与轴13组合，如图13所示，使得转子外周中心EC相对于旋转中心RC在径向上错开。

根据这样的本实施方式4，也与上述实施方式1相同，能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

实施方式5.

本实施方式5是第一形态的一个例子，且是与上述实施方式1～4更加不同的例子。图15及图16是本实施方式5所涉及的、与图13及图14为相同形态的图。此外，除以下说明的部分之外，本实施方式5的结构与上述实施方式1相同。

如图15所示，虽然转子铁芯11e在其外周面形成有多个突出部(鼓出部)53，但如图16所示，其外周形状形成为关于转子外周中心EC而点对称。这样的转子铁芯11e与轴13组合，如图15所示，使得转子外周中心EC相对于旋转中心RC在径向上错开。此外，突出部53具有直径小于转子铁芯11e的突出部53以外的外周部的直径的圆弧形状，但并不限定于此。

根据这样的本实施方式5，也与上述实施方式1相同，能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

此外，上述本实施方式4及5均能够与上述实施方式2及3组合而实施。即，实施方式4及5各自的转子铁芯可以用作上述实施方式2或3中的作为第一台阶部的转子铁芯11a以及作为第二台阶部的转子铁芯11b中的一方或双方。

实施方式6.

在本发明中，作为第二形态，定子与转子之间的气隙在整个周向上不均匀的形态可以通过使用外周形状关于旋转中心RC为非点对称的转子来实现。即，作为第二形态，本发明是如下的压缩机的振动降低方法：在以旋转轴线为垂线的面观察的情况下，使用外周形状形成为非点对称的转子而使定子与转子之间的气隙在整个周向上不均匀。而且，作为上述第二形态的一个例子，对本实施方式6进行说明。图17及图18是本实施方式6所涉及的、与图15及图16为相同形态的图。此外，除以下说明的部分之外，本实施方式6的结构与上述实施方式1相同。

如图17所示，转子铁芯11f在其外周面仅形成有一个突出部(鼓出部)55。因此，如图18所示，转子铁芯11f的外周形状形成为非点对称。此外，突出部55具有直径小于转子铁芯11f的突出部55以外的外周部的直径的圆弧形状，但并不限定于此。并且，在考虑与转子铁芯11f的外周形状重叠的范围最多的近似点对称外周形状X的情况下，在图17的图示中，近似点对称外周形状X的转子外周中心EC与旋转中心RC一致，但本实施方式6并不限定于此，转子外周中心EC可以相对于旋转中心RC在径向上错开。

根据这样的本实施方式6，也与上述实施方式1相同，能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

实施方式7.

本实施方式7是第二形态的一个例子，且是与上述实施方式6更加不同的例子。图19及图20是本实施方式7所涉及的、与图17及图18为相同形态的图。此外，除以下说明的部分之外，本实施方式7的结构与上述实施方式1相同。

如图19所示，转子铁芯11g在其外周面形成有多个突出部(鼓出部)57，但如图20所示，转子铁芯11g的外周形状形成为非点对称。此外，突出部57具有直径小于转子铁芯11g的突出部57以外的外周部的直径的圆弧形状，但并不限定于此。并且，在考虑与转子铁芯11g的外周形状重叠的范围最多的近似点对称外周形状X的情况下，在图19的图示中，近似点对称外周形状X的转子外周中心EC与旋转中心RC一致，但本实施方式6并不限定于此，转子外周中心EC可以相对于旋转中心RC在径向上错开。

根据这样的本实施方式7，也与上述实施方式1相同，能够不依赖专用的振动抑制部件地降低伴随于压缩机构的偏心部的旋转而产生的振动。

以上虽然参照优选的实施方式对本发明的内容进行了具体说明，但本领域技术人员当然能够基于本发明的基本技术思想及启示而实现各种变更形态。

附图标记说明：

1...电动机；3...定子；105、205...转子；11...转子铁芯；15...气隙；100...回转式压缩机；103...压缩机构；107...旋转轴；109...活塞。

Claims (2)

1.一种压缩机，其具备：电动机；以及压缩机构，其被所述电动机驱动，其中，

所述电动机包括：定子；以及转子，其与所述定子对置且设置为能够旋转，

所述转子包括第一部分以及第二部分，该第一部分以及第二部分在所述转子的旋转中心RC延伸的方向上排列，

所述第一部分与所述定子之间的气隙、以及所述第二部分与所述定子之间的气隙分别在整个周向上不均匀，

所述第一部分以及第二部分各自的外周形状形成为点对称，

所述第一部分的外周形状的外周中心与所述转子的旋转中心RC错开，

所述第二部分的外周形状的外周中心与所述转子的旋转中心RC错开，

从侧方观察，所述第一部分的外周中心与所述第二部分的外周中心隔着所述转子的旋转中心RC而彼此位于相反侧。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述压缩机构包括活塞，

所述第二部分位于所述第一部分与所述活塞之间，

从侧方观察，所述第一部分的外周中心与所述活塞的中心轴PC以所述转子的旋转中心RC为基准而位于同一侧，

从侧方观察，所述第二部分的外周中心隔着所述转子的旋转中心RC而位于所述第一部分的外周中心以及所述活塞的中心轴PC的相反侧。