JP2005248843A - Enclosed type compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調機器などの冷凍回路内に用いられる希土類磁石電動機搭載密閉型圧縮機に関するものであり、特に、回転系バランスを釣り合わせるために用いられる電動機部の回転子に付設されるバランスウェイトに関するものである。 The present invention relates to a rare earth magnet motor-equipped hermetic compressor used in a refrigeration circuit such as an air conditioner, and in particular, a balance weight attached to a rotor of an electric motor unit used for balancing a rotating system balance. It is about.
従来、密閉型圧縮機の回転系バランスを釣り合わせるには、例えば、次のようにしていた。
回転子の圧縮機構部から遠い側の端面に偏心部の偏心方向に偏心した上部バランスウエイトを取り付け、回転子の圧縮機構部に近い側の端面にスペーサを介して偏心部の偏心方向と反対側に偏心した下部バランスウエイトを取り付け、スペーサを挿入することにより、下部バランスウエイトを回転子端面から遠ざけることにより質量の小さな上部バランスウエイトの場合でも不平衡力を相殺して振動を抑制するとともに、高速回転時の回転軸の撓みを防止する(特許文献1参照)。
An upper balance weight eccentric in the eccentric direction of the eccentric part is attached to the end face of the rotor far from the compression mechanism part, and the end face near the compression mechanism part of the rotor is opposite to the eccentric direction of the eccentric part via a spacer. By attaching a lower balance weight that is eccentric to the center and inserting a spacer, the lower balance weight is moved away from the rotor end face, thereby canceling the unbalanced force even in the case of an upper balance weight with a small mass and suppressing vibration. The bending of the rotating shaft during rotation is prevented (see Patent Document 1).
ところで、冷凍回路内に用いられる希土類磁石電動機搭載密閉型圧縮機においては、電動機部の回転子に希土類磁石を用いているため、フェライト磁石を用いた回転子よりも、磁力が強力となり、同一出力を必要とする場合、電磁鋼板の積層厚を小さくすることができる。そのため、密閉型圧縮機自体の軽量化、小型化、低コスト化を図ることができると共に、ユニット搭載性の自由度が広がるという利点がある。 By the way, in a hermetic compressor mounted with a rare earth magnet motor used in a refrigeration circuit, since the rare earth magnet is used for the rotor of the motor section, the magnetic force is stronger than the rotor using a ferrite magnet, and the same output When it is necessary, the lamination thickness of the electromagnetic steel sheets can be reduced. Therefore, there is an advantage that the hermetic compressor itself can be reduced in weight, size, and cost, and the degree of freedom of unit mounting is increased.
しかしながら、希土類磁石を用いた電動機の場合、電磁鋼板の積層厚が小さくなるため、回転子自体の重量が軽くなり、回転時の慣性力が小さくなるので、回転負荷変動の影響を大きく受けることがある。これにより、性能が低下し、騒音、振動が大きくなるといった不具合が生じることがある。 However, in the case of an electric motor using a rare earth magnet, since the laminated thickness of the electromagnetic steel sheets is reduced, the weight of the rotor itself is reduced, and the inertial force during rotation is reduced. is there. As a result, the performance may be degraded, and noise and vibration may be increased.
特許文献1に記載の密閉型圧縮機においても、希土類磁石を使用し、回転子の電磁鋼板積層厚が小さい場合、比重の軽い材質のスペーサーでは、回転子自体の重量増分が小さく、回転時の慣性力が小さくなるので、回転負荷変動の影響を大きく受けてしまうという問題がある。 Even in the hermetic compressor described in Patent Document 1, when a rare earth magnet is used and the laminated thickness of the electromagnetic steel sheet of the rotor is small, the spacer of the material having a light specific gravity has a small weight increment of the rotor itself, Since the inertial force is small, there is a problem that it is greatly influenced by fluctuations in rotational load.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、希土類磁石を使用し、磁石を小型化することにより原価低減を図るとともに、回転子の電磁鋼板積層厚を小さくしても、回転負荷変動の影響を大きく受けることのない密閉型圧縮機を得ることを目的とする。
また、希土類磁石を使用し、磁石を小型化することにより原価低減を図るとともに、回転子の電磁鋼板積層厚を小さくしても、振動が少なく、軸受信頼性も確保された密閉型圧縮機を得ることを目的とする。
また、希土類磁石を使用し、磁石を小型化することにより原価低減を図るとともに、回転子の電磁鋼板積層厚を小さくしても、回転軸の撓み変形を小さくし、回転時に振れ回らないようにすることで、軸受と金属接触を起すことを防止する密閉型圧縮機を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and uses rare earth magnets to reduce the cost by reducing the size of the magnets, and even if the laminated thickness of the electromagnetic steel sheets of the rotor is reduced. An object of the present invention is to obtain a hermetic compressor that is not greatly affected by fluctuations in rotational load.
In addition, a rare earth magnet is used to reduce the cost of the magnet and reduce the cost, and even if the laminated thickness of the electromagnetic steel sheet of the rotor is reduced, a hermetic compressor that has low vibration and ensures bearing reliability. The purpose is to obtain.
In addition, the use of rare earth magnets and the miniaturization of the magnets will reduce costs, and even if the laminated thickness of the electromagnetic steel sheets of the rotor is reduced, the bending deformation of the rotating shaft is reduced so that it does not sway during rotation. Thus, an object is to obtain a hermetic compressor that prevents metal contact with the bearing.
本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部が回転軸で連結され収容され、また、電動機部の回転子に希土類磁石使用し、回転子の上部及び下部の端面に先端側がバランスウエイト部であり、端面側がイナーシャ部である非磁性体のイナーシャ機能付きバランスウエイトを設け、圧縮機構部の偏心部の回転運動により発生する不平衡力を静的及び動的にバランスさせ、また、回転子の質量とイナーシャ機能付きバランスウエイトのイナーシャ部の質量の合計が回転負荷変動の影響を小さくする所定の質量以上としたものである。 In the hermetic compressor according to the present invention, the compression mechanism unit and the motor unit are connected and accommodated in a hermetic container by a rotating shaft, and a rare earth magnet is used for the rotor of the motor unit, and the upper and lower end faces of the rotor. A non-magnetic balance weight with inertia function is provided on the tip side of the balance weight part and the end face side is an inertia part, and the unbalanced force generated by the rotational movement of the eccentric part of the compression mechanism is balanced statically and dynamically. In addition, the sum of the mass of the rotor and the mass of the inertia part of the balance weight with the inertia function is equal to or greater than a predetermined mass that reduces the influence of the rotational load fluctuation.
本発明の密閉型圧縮機は、電動機部の回転子に希土類磁石使用し、回転子の上部及び下部の端面に先端側がバランスウエイト部であり、端面側がイナーシャ部である非磁性体のイナーシャ機能付きバランスウエイトを設け、圧縮機構部の偏心部の回転運動により発生する不平衡力を静的及び動的にバランスさせ、また、回転子の質量とイナーシャ機能付きバランスウエイトのイナーシャ部の質量の合計が回転負荷変動の影響を小さくする所定の質量以上としたことにより、磁石の小型化による原価低減を図るとともに、電動機部の回転子とイナーシャ部の重量を重く、慣性力を大きくすることで、回転負荷変動の影響を小さくし、性能向上、騒音、振動の低減を図った密閉型圧縮機を得るという効果を有する。 The hermetic compressor of the present invention uses a rare-earth magnet for the rotor of the motor part, and has a non-magnetic inertia function in which the tip end side is a balance weight part and the end face side is an inertia part on the upper and lower end faces of the rotor. A balance weight is provided to balance the unbalance force generated by the rotational movement of the eccentric part of the compression mechanism part statically and dynamically, and the total mass of the rotor and the inertia part of the balance weight with inertia function is By reducing the influence of rotational load fluctuations to a predetermined mass or more, cost reduction is achieved by downsizing the magnet, and the rotor and inertia parts of the motor part are heavier and the inertial force is increased. This has the effect of obtaining a hermetic compressor in which the influence of load fluctuation is reduced and performance is improved and noise and vibration are reduced.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における密閉型圧縮機であるロータリ圧縮機を示す断面図であり、図2は、同じくロータリ圧縮機の回転時のバランスの釣り合いを説明する図である。
図1において、密閉容器内1に圧縮機構部2と電動機部3が回転軸4で連結され収容される。圧縮機構部2は、密閉容器1に固定されたシリンダ2aと、シリンダ2a内で回転軸4の偏心部4aの外周部に取付けられたピストン2eと、シリンダ2aの両端面を閉塞する上端板2b、下端板2c等とで構成される。また、電動機部3は、密閉容器に固定された固定子3aと、固定子3aに囲われ、回転軸4に固定された回転子3bとで構成される。
このロータリ圧縮機は、吸入管11から吸入した冷媒をシリンダ室2dの圧縮室で圧縮後、圧縮冷媒を密閉容器1内に吐出し、吐出管12から機外に吐出する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotary compressor that is a hermetic compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the balance of balance when the rotary compressor rotates.
In FIG. 1, a
In this rotary compressor, after the refrigerant sucked from the
電動機部3は、希土類磁石電動機であり、回転子3bには、希土類磁石が用いられている。
この電動機部3の回転子3bの構造は、積層された電磁鋼板の磁石挿入孔に希土類磁石を挿入し、挿入した磁石の落下を防止するため、電動機部3の回転子3bの両端面に非磁性体の端板一体型のバランスウェイトを付設している。そして、これらをリベット等によってかしめている。バランスウェイトは、回転系バランスを釣り合わせるために付設するものであるが、希土類磁石を用いた電動機の場合、電磁鋼板の積層厚が小さくなった分、フェライト磁石を用いた電動機の場合よりも大きなバランスウェイトを付設し、慣性力を大きくする必要がある。
The
The structure of the
本実施の形態では、回転子3bの上下に、非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を付設している。この非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5は、回転子3bの端面側のイナーシャ部5aと、イナーシャ部5aの上端(回転子3bの上の場合)又は下端(回転子3bの下の場合)のバランスウエイト部5bとからなり、上端のバランスウエイト部5bは、回転軸4の偏心部4aと同じ側に偏心するように、また、下端のバランスウエイト部5bは、偏心部4aと反対側に偏心するように取付ける。また、上下のイナーシャ部5aと回転子3bとで、フェライト磁石搭載回転子と同等の電磁鋼板積層厚となるように、上下のイナーシャ部5aは合わせて所定の厚さとする。図1では、上下の厚さを等しくしている。さらに、イナーシャ部5aの質量W1を、バランスウエイト部5bの質量W2より大きくし、かつ、回転子3bの質量とイナーシャ機能付きバランスウェイト5のイナーシャ部5a(上下共)の質量との合計の質量が、所定の質量、例えば、フェライト磁石搭載回転子の質量以上とする。そして、これらをリベット等によってかしめている。
In the present embodiment, the
図2により回転系バランスの釣り合いを説明する。
回転軸4の回転時、偏心部4aの回転により発生する不平衡力F1は、上下のバランスウエイト部5bの不平衡力F3、F2によりバランスされる。即ち、F1+F3=F2とし、静的バランスを釣り合わせる。
また、回転軸4は、軸受を兼ねる上端板2bに支持され回転する。その際、偏心部4a及び上下のバランスウエイト5bのアンバランスによる力F1、F2、F3は、圧縮機重心位置を支点として、モーメントが釣り合うように設定される。即ち、支点からアンバランスによる力F1、F2、F3までの距離を図2のように表して、F1×L1+F2×L2=F3×L3とし、動的バランス(モーメント)を釣り合わせる。
このように、静的及び動的バランスを釣り合わせることにより、偏心部4aのアンバランスを相殺し、また、回転軸4をスリコギ運動させようとするモーメント力も相殺することができるので、振動が少なく、軸受信頼性も確保されたロータリ圧縮機が得られる。
The balance of the rotation system balance will be described with reference to FIG.
When the rotating
Moreover, the rotating
In this way, by balancing the static and dynamic balance, the unbalance of the
さらに、図1に示すように、フェライト磁石搭載回転子と同等の電磁鋼板積層厚となるようにイナーシャ部5aに所定の厚みがあり、バランスウェイト部5bの質量W2よりイナーシャ部5aの質量W1が重い非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を回転子3bの両端に付設し、かつ、回転子3bの質量とイナーシャ機能付きバランスウェイト5のイナーシャ部5a(上下共)の質量との合計の質量が、所定の質量、例えば、フェライト磁石搭載回転子の質量以上とするので、回転子3b自体の重量が重くなり、慣性力を大きくすることで、回転負荷変動による影響を小さくすることができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
上記のように、上下のイナーシャ部5aと回転子3bとで、フェライト磁石搭載回転子と同等の電磁鋼板積層厚となるように、上下のイナーシャ部5aは合わせて所定の厚さとしたが、上下のイナーシャ部5aと回転子3bとの厚さを、フェライト磁石搭載回転子の電磁鋼板積層厚より小さくしてもよい。但し、慣性力を高めるために必要な上下のイナーシャ部5aの所定の重量増加を行う。また、L2、L3を小さくして、静的及び動的バランスを釣り合わせる。このようにすれば、同様の効果が得られる。
また、上記では、イナーシャ部5aの質量W1を、バランスウエイト部5bの質量W2より大きくしているが、これにこだわらずにイナーシャ部5aの質量W1と回転の質量とを合わせた質量とで、回転負荷変動による影響を小さくすることができる所定の質量、例えば、フェライト磁石搭載回転子の質量以上とすればよく、同様な効果が得られる。
As described above, the upper and
Further, in the above, the mass W1 of the
実施の形態2.
実施の形態1では、回転子3bに非磁性体イナーシャ機能付きバランスウエイト5を加えることにより、慣性力を大きくし、回転負荷変動による影響を小さくし、また、静的及び動的バランスを釣り合わせることで、性能向上と騒音、振動の低減を図るものであるが、本実施の形態では、ロータリ圧縮機の断面図である図3に示すように、イナーシャ機能付きバランスウェイト5を回転子3bの下部端面にのみ付設する。即ち、希土類磁石電動機搭載ロータリ圧縮機において、フェライト磁石搭載回転子と同等の電磁鋼板積層厚となるようにイナーシャ部5aに所定の厚みがあり、バランスウェイト部5bの質量よりイナーシャ部5aの質量が重い非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を回転子3bの下端面にのみ付設する。そこで、図1の回転子3bの上部端面のイナーシャ部5aは、下部端面のイナーシャ部5aと上下方向に合わさり一体となり、また、上部のバランスウエイト部5bは削除する。また、回転子3bの質量とイナーシャ機能付きバランスウェイト5のイナーシャ部5aの質量との合計の質量が、所定の質量、例えば、フェライト磁石搭載回転子の質量以上とする。そして、回転子3bの上部端面は、端板9で希土類磁石が抜け落ちないようにする。その他は実施の形態1と同様である。
In the first embodiment, the
このように、フェライト磁石搭載回転子の電磁鋼板積層厚と同等なるようにイナーシャ部5aに所定の厚みがあり、バランスウェイト部5bの質量よりイナーシャ部5aの質量が重い非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を回転子3bの下部端面にのみ付設し、回転子3bの上部端面は端板9で塞ぐことにより、密閉圧縮機の重心位置が低くなり、付設するバランスウェイト部の大きさを小さくすることができる。また、非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を付設したことで慣性力はおおきくなる。そのため、振れ回りによる信頼性への影響を受けることなく、回転系バランスの保持することができ、コスト低減を図ることができる。
In this way, the
本実施の形態のロータリ圧縮機は、図3において、回転子3bの上部端面の偏心部4aと同じ側にバランスウエイト5bを設けてもよい。非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を回転子3bの下部端面にのみ付設することにより、下部のバランスウエイト部5bが軸受を兼ねる上端板の支点に近くなり、即ち、図2に示すL2が小さくなり、上記の静的及び動的バランスの釣り合いの式より、上部のバランスウエイト部5bの質量W2は小さくできる。そこで、静的及び動的バランスを釣り合わせることにより、振動が少なくでき、また、非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5により、慣性力を大きくすることで回転負荷変動による影響を小さくでき、さらに、回転軸4が撓わみ、振れ回ることが防止でき、軸受との金属接触を起こし信頼性が失われるのが防止できる。
なお、回転軸4の撓み量は遠心力が作用する部分と上端板2bの支点との距離の3乗に比例するので、特に上部バランスウエイト部5bの質量W2の影響が大きい。
In the rotary compressor of the present embodiment, a
In addition, since the amount of bending of the
実施の形態3.
本実施の形態のロータリ圧縮機は、実施の形態2において、回転子3bの下部端面に取付ける非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5の形状、取付け方法を変えたものである。
図4は、非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を回転子3bに取付けた状態を断面で示す説明図である。回転軸4は、記載を省略しているが、図4の上下方向に回転子3bを左右に分け、また、バランスウエイト部5bを右に、非磁性スペーサ8を左になるような配置となる。
図4に示すように、回転子4にフェライト磁石搭載回転子と同等の電磁鋼板積層厚となるようにイナーシャ部5aに所定の厚みがあり、バランスウェイト部5bの質量W2よりイナーシャ部5aの質量W1が重い非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5(回転子3bの質量とイナーシャ部5aの質量との合計の質量が、所定の質量、例えば、フェライト磁石搭載回転子の質量以上とするのは同じ)を付設する際、回転子4の下部端面の回転軸4の偏心部4aと反対側にバランスウェイト部5bをに取付け、また、回転軸4の偏心部4aと同じ側には非磁性体スペーサー8を取付け、これらを介して、イナーシャ部5aを取付ける。
The rotary compressor according to the present embodiment is obtained by changing the shape and mounting method of the
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which the
As shown in FIG. 4, the
このようにすることで、密閉圧縮機の重心位置が低くなり、付設するバランスウェイト部の大きさを小さくすることができる。また、非磁性体イナーシャ機能付きバランスウェイト5を付設したことで慣性力はおおきくなる。そのため、振れ回りによる信頼性への影響を受けることなく、回転系バランスの保持することができ、コスト低減を図ることができる。
また、圧縮機構部で圧縮、吐出された冷媒ガスが、バランスウェイトの平面形状側(図4のイナーシャ機能付きバランスウェイト5側)に吐出されるため、密閉容器内に封入された冷凍機油の巻上げを抑え、また、吐出された冷媒ガスの油分離効果が向上するため、密閉容器から搭載ユニットへの油持ち出し量が低減し、ユニット搭載時の性能向上を図ることができるものである。
By doing in this way, the gravity center position of a hermetic compressor becomes low, and the size of the balance weight part to attach can be made small. Further, the inertia force is increased by providing the
In addition, since the refrigerant gas compressed and discharged by the compression mechanism is discharged to the planar shape side of the balance weight (the
実施の形態4.
本実施の形態は、図5に示すように、実施の形態1〜3において、希土類磁石電動機搭載ロータリ圧縮機の回転子3bに付設されるイナーシャ機能付きバランスウェイト5をイナーシャ部5aとバランスウェイト部5bとの別部品にし、回転子3bに組合わせて付設するものである。
As shown in FIG. 5, the present embodiment is the same as in the first to third embodiments. The
このように別部品として作成することにより、回転子3bに付設されるイナーシャ機能付きバランスウェイト5は、偏芯部4aの質量が変更させた場合のシリーズ展開に対し、バランスウェイト部5bのみの変更で容易に対応できるものである。
By creating a separate part in this manner, the
1 密閉容器、2 圧縮機構部、3 電動機部、3b 回転子、4 回転軸、4a 偏心部、5 イナーシャ機能付きバランスウエイト、5a イナーシャ部、5b バランスウエイト部、8 スペーサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container, 2 Compression mechanism part, 3 Electric motor part, 3b Rotor, 4 Rotating shaft, 4a Eccentric part, 5 Balance weight with inertia function, 5a Inertia part, 5b Balance weight part, 8 Spacer.
Claims (4)
また、前記電動機部の回転子に希土類磁石使用し、
前記回転子の上部及び下部の端面に先端側がバランスウエイト部であり、前記端面側がイナーシャ部である非磁性体のイナーシャ機能付きバランスウエイトを設け、前記圧縮機構部の偏心部の回転運動により発生する不平衡力を静的及び動的にバランスさせ、また、前記回転子の質量と前記イナーシャ機能付きバランスウエイトの前記イナーシャ部の質量との合計が回転負荷変動の影響を小さくする所定の質量以上としたことを特徴とする密閉型圧縮機。 The compression mechanism part 2 and the electric motor part 3 are connected and accommodated in the sealed container 1 by the rotating shaft 4,
Moreover, a rare earth magnet is used for the rotor of the electric motor part,
A non-magnetic balance weight with an inertia function is provided on the upper and lower end faces of the rotor, the tip side being a balance weight part, and the end face side being an inertia part, and is generated by the rotational movement of the eccentric part of the compression mechanism part The unbalanced force is statically and dynamically balanced, and the sum of the mass of the rotor and the mass of the inertia part of the balance weight with the inertia function is not less than a predetermined mass that reduces the influence of rotational load fluctuations. A hermetic compressor characterized by
The hermetic compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the balance weight part of the balance weight with inertia function and the inertia part are separate members.
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