JP2009024651A - 密閉型ロータリ圧縮機及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】近年インバータ制御による高速運転により主軸に働く曲げモーメントが増大し、主軸の上部がふれるため主軸受けでの焼き付き、かじりの発生、入力、振動、騒音等の増加を促している。本発明は、回転軸にはたらく遠心力をクランク軸自体でつり合わせることで、主軸にはたらく遠心力を最小にし、さらに圧縮機構部分の製造工程を簡単にすることを目的とする。ロータリ圧縮機の回転軸にはたらく遠心力を偏心軸部でつり合わせることで、主軸にはたらく遠心力を最小にし、さらに圧縮機構部分の製造工程を簡単にすることを目的とする。
【解決手段】主軸の中心軸線にクランク軸重心がくるようにクランク軸偏心部に比重の高い金属等を挿入配置した。これにより、クランク軸偏心部自体でアンバランスが相殺される為、外部からバランサを付加する等して構造を複雑なものにすることなく、アンバランスによる負荷や振動を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機や冷蔵庫などの冷凍機器に使用される冷媒の圧縮を行う圧縮機及びその製造方法に関するものである。

図６に従来の密閉型圧縮機の断面図を示す。従来の密閉型ロータリ圧縮機は、主軸３１の回転軸に対してクランク軸４１の重心が偏心しているため、運転時の主軸周りに生じる遠心力を釣り合わせるため、ロータの上下にバランサ１３を取り付けていた（例えば、特許文献１参照）。

また、主軸とクランク軸の中心軸を含む平面上にクランク軸の重心がくるようにクランク軸を切り欠いたものもある（例えば、特許文献２参照）。しかしこの方法では、主軸の中心とクランク軸の重心を同一軸にすることはできず、アンバランスは解消できなかった。
特開平６−１５９２７４号公報 特開昭６２−０７５０９２号公報

しかし、近年インバータ制御による高速運転により主軸に働く曲げモーメントが増大し、主軸の上部がふれるため主軸受けでの焼き付き、かじりの発生、入力、振動、騒音等の増加を促している。

上記問題を解決するために、この曲げモーメントを減少させるため、ローラの内側で主軸にバランサを取り付けたものが提案されている。しかしこの方法では、バランサを取り付けるため構造が複雑になるという欠点があった。

又、特許文献２のように、主軸とクランク軸の中心軸を含む平面上にクランク軸の重心がくるようにクランク軸を切り欠いたものでは、主軸の中心とクランク軸の重心を同一軸にすることはできず、アンバランスは解消できなかった。

本発明は、回転軸にはたらく遠心力をクランク軸自体でつり合わせることで、主軸にはたらく遠心力を最小にし、さらに圧縮機構部分の製造工程を簡単にすることを目的とする。

本発明は、主軸の中心軸線にクランク軸の偏心部重心がくるようにクランク軸偏心部に比重の高い金属等を挿入したものである。

これにより、クランク軸偏心部自体でアンバランスが相殺される為、外部からバランサを付加する等して構造を複雑なものにすることなく、アンバランスによる負荷や振動を低減することができる。

本発明によれば、起動時の消費電力の低減、立ち上がり時間の短縮、主軸での焼付き、かじりの減少による全運転周波数での能力向上、振動、騒音の低下になる。

以下図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。図１は本発明の一実施例を示す圧縮機の断面図である。

（実施の形態１）
図において、１は密閉空間を形成する容器１で、密閉空間下方部に圧縮機構部、上方部に電動機構部を収納する。圧縮機構部は、容器１に圧入固定されたシリンダ２と、主軸３のクランク軸４によりシリンダ２内を回転するローラ５と、このローラ５に当接して圧縮機を２つの空間に仕切る図示しないブレードと、ブレードをローラ５に当接するように付勢する図示しないバネと、シリンダ２の上面に取り付けられ、主軸３をガイドする主軸受８と、シリンダ２の下面に取り付けられ、主軸３の副軸受部９をガイドする副軸受１０より構成されている。

電動機構部は、圧縮機構部と主軸３を介して速動しており、主軸３と主軸３の外周に圧入固定されたロータ１１の外面と一定間隔をおいているステータ１２より構成されている。

図２は本発明実施の形態１に係わる主軸３とクランク軸４を示す図である。クランク軸４の中心軸線２０は、主軸３の中心軸線２１より距離２２偏心している。クランク軸４の偏心方向の反対側には、主軸３の中心軸線２１に対してクランク軸４の中心軸線２０側の反対側に主軸３の中心軸線２１と直角で且つ主軸３の中心軸線２１に向かってクランク軸の外周から穴を明け、比重の大きな材料からなる部品２３を圧入している。

（実施の形態２）
図３では、主軸の中心軸２１に対してクランク軸４の中心軸線２０の反対側に主軸３の中心軸線２１と直角で且つクランク軸外周円の接線方向と平行にクランク軸４に横穴を明け、比重の大きな材料からなる部品２３を圧入している。

（実施の形態３）
図４では、図２に示した穴を各クランク軸に複数個穴を明け、そこに比重の大きな材料からなる部品２３を圧入している。

（実施の形態４）
図５では、図３に示した穴を各クランク軸に複数個穴を明け、そこに比重の大きな材料からなる部品２３を圧入している。

以上説明した実施の形態において、圧入した重りによりクランク軸４の重心２４は、主軸の中心軸線２１方向に移動すると共に、挿入した物質の比重を上げることや、穴径を大きくすることで、重心は主軸の中心軸線２１に合わせることができる。尚、挿入している比重の大きな材料としては、例えばタングステン等の金属を用いることができる。

この構成により、運転されるロータリーコンプレッサーは、挿入した重りによりクランク軸４の重心２４は、主軸の中心軸線２１方向に移動すると共に、挿入した物質の比重を上げることで、重心は主軸の中心軸線２１にすることができ、主軸３に働く遠心力が減少し、又釣り合わせることができ、バランサ１３を不要とすることができる。

これにより主軸３に働く曲げモーメントも減少するため、主軸受８でのかじり、焼付き等がなく摩擦損失がへる。その結果起動時の低電流化を実現でき、立ち上がり時間を短縮できる。又、ＣＯＰの向上や振動、騒音の低減ができる。

以上のように本発明にかかる密閉型ロータリ圧縮機は、起動時の消費電力の低減、立ち上がり時間の短縮、主軸での焼付き、かじりの減少による全運転周波数での能力向上、振動、騒音の低下が可能となるので、乾燥機や除湿機、給湯器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態におけるロータリ圧縮機の断面図 本発明実施の形態１に係る圧縮機の主軸とクランク部を示す図 本発明実施の形態２に係る圧縮機の主軸とクランク部を示す図 本発明実施の形態３に係る圧縮機の主軸とクランク部を示す図 本発明実施の形態４に係る圧縮機の主軸とクランク部を示す図 従来のロータリ圧縮機の断面図

符号の説明

１ 容器
２ シリンダ
３ 主軸
４ クランク軸
５ ローラ
８ 主軸受
１０ 副軸受
１１ ロータ
１２ ステータ
１３ バランサ
２０ クランク軸の中心軸線
２１ 主軸の中心軸線
２３ 比重の大きな材料からなる部品
２４ クランク軸の重心

Claims (8)

1. 圧縮機構に駆動力を伝達する主軸と、前記主軸と一体に形成されたクランク軸を有し、前記クランク軸は軸方向投影断面が主軸の軸方向投影断面を包含し、かつ主軸の中心軸線に対して偏心した中心軸線を有する密閉型ロータリ圧縮機であって、前記クランク軸の主軸中心軸線よりも反偏心方向側に、主軸およびクランク軸を構成する材料よりも比重の大きな材料を配置した密閉型ロータリ圧縮機。
2. クランク軸の重心が主軸中心軸線上となるように、比重の大きな材料の位置及び量を設定した請求項１記載の密閉型ロータリ圧縮機。
3. 請求項１または２記載の密閉型ロータリ圧縮機を製造するために、クランク軸の主軸中心軸線よりも反偏心方向側に、主軸中心軸線と直角で且つ主軸の中心軸線に向かう穴を設け、しかる後、前記穴に比重の大きな材料を圧入する密閉型ロータリ圧縮機の製造方法。
4. 請求項１または２記載の密閉型ロータリ圧縮機を製造するために、クランク軸の主軸中心軸線よりも反偏心方向側に、主軸中心軸線と直角で且つクランク軸外周を構成する円の接線方向と平行な穴を設け、しかる後、前記穴に比重の大きな材料を圧入する密閉型ロータリ圧縮機の製造方法。
5. 請求項１または２記載の密閉型ロータリ圧縮機を製造するために、クランク軸の主軸中心軸線よりも反偏心方向側に、主軸中心軸線と直角で且つ主軸の中心軸線に向かう穴を設け、しかる後、前記穴に加熱溶融した比重の大きな材料を流し込み、その後に冷却固化する密閉型ロータリ圧縮機の製造方法。
6. 請求項１または２記載の密閉型ロータリ圧縮機を製造するために、クランク軸の主軸中心軸線よりも反偏心方向側に、主軸中心軸線と直角で且つクランク軸外周を構成する円の接線方向と平行な穴を設け、しかる後、前記穴に加熱溶融した比重の大きな材料を流し込み、その後に冷却固化する密閉型ロータリ圧縮機の製造方法。
7. 比重の大きな材料がタングステンである請求項１または２記載の密閉型ロータリ圧縮機。
8. 比重の大きな材料として、タングステンを用いる請求項３〜６いずれか１項に記載の密閉型ロータリ圧縮機の製造方法。

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