JP2017209014A - Compressor, refrigeration cycle device and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機に関するものである。 The present invention relates to a compressor, a refrigeration cycle apparatus, and an air conditioner.
冷凍サイクル装置等に適用される圧縮機のモータでは、冷媒の圧縮時にはトルクが大きくなり、圧縮された高圧冷媒の吐出時にはトルクが小さくなるため、トルク変動が生じる。このようなトルク変動が生じることにより、シャフトにたわみが生じ、圧縮機の動作時に振動および騒音が生じてしまう。このような振動および騒音を抑制するため、下記特許文献１に代表される従来技術ではロータにバランスウェイトと呼ばれる部材が設けられている。このバランスウェイトは、モータの磁力を低下させないため、一般的に非磁性体が使用される。
In a motor of a compressor applied to a refrigeration cycle apparatus or the like, torque increases when the refrigerant is compressed, and torque decreases when the compressed high-pressure refrigerant is discharged. When such torque fluctuation occurs, the shaft is deflected, and vibration and noise are generated during operation of the compressor. In order to suppress such vibration and noise, a member called a balance weight is provided on the rotor in the prior art represented by
しかしながら、バランスウェイトは比重が大きく、またバランスウェイトにはモータの磁力を低下させないため一般的に非磁性体が用いられている。従って、上記特許文献１に代表される従来の圧縮機では、バランスウェイトを用いることなくロータの回転時における振動および騒音を低減するというニーズに対応することができないという課題があった。
However, since the balance weight has a large specific gravity and the balance weight does not reduce the magnetic force of the motor, a non-magnetic material is generally used. Therefore, the conventional compressor represented by the above-mentioned
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストを抑えながら振動を抑制可能な圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the compressor, the refrigerating-cycle apparatus, and air conditioner which can suppress a vibration, suppressing cost.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮部にロータの回転を伝達する回転軸の軸心は、前記ロータの径方向中心からオフセットしており、前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第１の距離と、前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第２の距離とを有し、前記ロータには、磁石が挿入され、前記ロータの外周面とステータコアの内周面との間のギャップは、不均一であり、前記第１の距離は、前記第２の距離よりも長い。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the compressor according to the present invention is configured such that the axis of the rotation shaft that transmits the rotation of the rotor to the compression unit that compresses the refrigerant is offset from the radial center of the rotor. The rotor includes a first distance between an outer peripheral surface of the rotor and the shaft center located on a direction side from the shaft center toward the radial center of the rotor, and a radial center of the rotor. And a second distance between the outer peripheral surface of the rotor and the axial center located on the direction side toward the shaft center, and a magnet is inserted into the rotor, and the outer peripheral surface of the rotor and the stator core The gap between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface is non-uniform, and the first distance is longer than the second distance.
この発明によれば、コストを抑えながら振動を抑制することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to suppress vibration while suppressing cost.
以下に、本発明に係る圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a compressor, a refrigeration cycle apparatus, and an air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の断面図である。図２は、図１に示されるロータの断面図である。図３は、図２に示されるロータの第１の部分と第２の部分を説明するための図である。図４は、ロータの側面図である。図５は、図２に示されるロータのＢ−Ｂ矢視断面図である。図６は、従来の圧縮機に用いられるモータの断面図である。図７は、図１に示されるモータのＡ−Ａ矢視断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a compressor according to
図１に示される圧縮機１１のフレーム１６にはモータ２２と圧縮部４０とが設けられている。モータ２２は、ステータ２４とロータ１と回転軸２とから成り、例えばブラシレスＤＣモータである。ステータ２４は、巻線１８と絶縁部１７とステータコア２３とから成り、ステータコア２３の中心付近には回転軸２が配置される。本実施の形態では、密閉型の圧縮機１１の電動要素としてモータ２２が用いられているが、モータ２２は圧縮機１１以外のあらゆる装置の電動要素としても適用可能である。
A
圧縮部４０は、シリンダ４２と、モータ２２により回転する回転軸２が挿入されるピストン４３と、回転軸２が挿入されてシリンダ４２の軸方向端面を閉塞する上下一対のフレーム（上部フレーム４６および下部フレーム４５）と、上部フレーム４６に装着された上部吐出マフラ４１と、下部フレーム４５に装着された下部吐出マフラ４４とを有して構成されている。
The
フレーム１６は、所定厚の鋼板を絞り加工により円筒形状に形成され、フレーム１６の底部には圧縮部４０の各摺動部を潤滑する冷凍機油（図示せず）が貯留されている。ロータ１は、ステータコア２３の内径側のギャップＧ１、Ｇ２（図７参照）を介して配置されている。回転軸２は、圧縮機１１の下部に設けた上部フレーム４６および下部フレーム４５により、回転自在な状態で保持されている。ステータコア２３は、例えば焼き嵌めによりフレーム１６の内周部に保持される。ステータコア２３に巻回された巻線１８には、フレーム１６に固定されるガラス端子１４からの電力が供給される。
The
図７には、フレーム１６の内部に配置されるステータコア２３と、ステータコア２３の内径部に配置されるロータ１と、回転軸２とが示され、ロータ１には一例として４つの磁石群（磁石３、磁石４、磁石５、および磁石６）が挿入されている。４つの磁石３〜６は、それぞれＮ極とＳ極とが交互になるように着磁された平板形状の永久磁石である。ロータ１の中央側付近にはシャフト孔（図示せず）が形成され、シャフト孔には回転軸２が焼き嵌めや圧入等により連結されている。
FIG. 7 shows a
ロータ１の外周面とステータコア２３の内周面との間にはギャップ（Ｇ１、Ｇ２）が形成され、指令回転数に同期した周波数の電流をステータコア２３の巻線１８（図１参照）に通電することにより回転磁界が発生し、ロータ１が回転する。ステータコア２３は、所定厚の電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、打ち抜かれた電磁鋼板を複数枚かしめながら積層したものである。
Gaps (G1, G2) are formed between the outer peripheral surface of the
なお、図示例では、ステータコア２３に９つのティース２５が設けられ、ロータ１に４つの磁石３〜６が設けられているが、ティース数や磁石数は図示例に限定されるものではない。また本実施の形態では一例としてIPM（Interior Permanent Magnet）型のモータ２２が用いられているが、IPM型以外のものでもよい。
In the illustrated example, nine
以下、本実施の形態に係る圧縮機１１の特徴部分であるロータ１の構成を具体的に説明する。
Hereinafter, the structure of the
図２〜図５に示されるように、ロータ１の径方向中心（ロータ中心１ａ）に対して、回転軸２の軸心２ａがずれている。また、ロータ１が、ロータ中心１ａに対して軸心２ａからロータ中心１ａへ向かう方向側（図２の例では左方向側）に位置する第１の部分Ｃと、ロータ中心１ａに対してロータ中心１ａから軸心２ａへ向かう方向側（図２の例では右方向側）に位置する第２の部分Ｄとに区分されるとき、第１の部分Ｃの磁力は、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ロータ１の第１の部分Ｃと第２の部分Ｄを具体的に説明すると、図３においてロータ中心１ａと軸心２ａとを通る線８に直交し、かつ、ロータ中心１ａを含む面を境界面７とする。このとき、境界面７よりも軸心２ａ側とは反対側が第１の部分Ｃであり、境界面７よりも軸心２ａ側が第２の部分Ｄである。
The first portion C and the second portion D of the
ロータ中心１ａに対して、回転軸２の軸心２ａがずれている。そのため、図７に示されるように、第１の部分Ｃ側のギャップＧ１は、第２の部分Ｄ側のギャップＧ２よりも狭くなる。このとき、ギャップＧ１側の磁気吸引力は、ギャップＧ２側の磁気吸引力より大きくなるため、ロータ１には不均一な磁気吸引力が発生する。この不均一な磁気吸引力により、後述するバランスウェイト３０、３１を設けたロータ１（図１６参照）と同様の効果を得ることができる。例えば図１に示される圧縮部４０の偏心部（図示せず）の回転に伴い発生する振動を抑制することができると共に、低騒音化を図ることができる。
The
さらにロータ１の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より大きいことにより、さらに第１の部分Ｃとステータコア２３との間に発生する磁気吸引力がさらに大きくなり、ロータ１がギャップＧ１側へ引き付けられる磁気吸引力はさらに強くなり、さらなる低騒音化が期待できる。
Further, since the magnetic force of the first portion C of the
一方、図６に示される従来の一般的なモータ２２−１では、ロータ中心１ａの位置と軸心２ａの位置が一致しているため、ギャップＧ１、Ｇ２の寸法が一定となり、ロータ１の回転時にステータコア２３との間で発生する磁気吸引力が均一になる。従って、後述するバランスウェイト３０、３１をロータ１に設けるなどの措置を講じなければならない。
On the other hand, in the conventional general motor 22-1 shown in FIG. 6, since the position of the
次に第１の部分Ｃの磁力を第２の部分Ｄの磁力よりも強くする構成例を説明する。 Next, a configuration example in which the magnetic force of the first portion C is made stronger than the magnetic force of the second portion D will be described.
図８は、図２のロータに設けられた磁石の磁力(残留磁束密度Ｂｒ)を変えた第１の構成例を示す図である。図示例のロータ１では、磁石３の磁力（Ｂｒ）が他の３つの磁石４〜６の磁力（Ｂｒ）よりも高く、このことにより、ロータ１の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より高くなり、ロータ１に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a first configuration example in which the magnetic force (residual magnetic flux density Br) of the magnet provided in the rotor of FIG. 2 is changed. In the illustrated
図９は、図２のロータに設けられた磁石の磁力を変えた第２の構成例を示す図である。図示例のロータ１では第１の部分Ｃに２つの磁石３、６が設けられ、第２の部分Ｄに２つの磁石４、５が設けられている。そして、磁石３、６の少なくとも一方の磁石の磁力（Ｂｒ）は、磁石４、５のそれぞれの磁力（Ｂｒ）よりも高い。この構成よりロータ１に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a second configuration example in which the magnetic force of the magnet provided in the rotor of FIG. 2 is changed. In the illustrated
なお、ロータ１の高磁力化は、磁石の磁力(Ｂｒ)を高める方法に限定されるものではなく、磁石の体積を大きくすることによっても実現可能である。以下に具体例を説明する。
The increase in the magnetic force of the
図１０は、図２のロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。図示例のロータ１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の周方向幅Ｗ１が他の３つの磁石４〜６の周方向幅Ｗ２よりも広くなるように形成されている。なお、図１０では説明の便宜上、磁石４および磁石６の周方向幅の表示が省略されているが、これらの周方向幅は磁石３の周方向幅よりも狭いものとする。この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと径方向幅を同一と仮定したとき、磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなることによって、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the circumferential width of the magnet provided in the rotor of FIG. 2 is changed. In the illustrated
図１１は、図２のロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。図示例のロータ１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の径方向幅Ｔ１が他の３つの磁石４〜６の径方向幅Ｔ２よりも広くなるように形成されている。なお、図１１では説明の便宜上、磁石４および磁石６の径方向幅の表示が省略されているが、これらの径方向幅は磁石３の径方向幅よりも狭いものとする。この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと周方向幅を同一と仮定したとき、磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなることによって、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。さらに磁石３の径方向幅Ｔ１、すなわち磁石幅が大きくなることにより反磁界に強くなり、減磁耐力の改善も期待できる。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the radial width of the magnet provided in the rotor of FIG. 2 is changed. In the illustrated
図１２は、図２のロータに設けられた磁石の軸方向長さを変えた例を示す図である。図示例のロータ１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の軸方向長さＬ１が他の３つの磁石４〜６の軸方向長さＬ２よりも長くなるように形成されている。なお、図１２では説明の便宜上、磁石４および磁石６の表示が省略されているが、これらの軸方向長さは磁石３の軸方向長さＬ１よりも短いものとする。この構成例では、４つの磁石３〜６の径方向幅と周方向幅を同一と仮定したとき、磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなることによって、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。
12 is a diagram showing an example in which the axial length of the magnet provided in the rotor of FIG. 2 is changed. In the illustrated
なお、図１０〜図１２に示される高磁力化の例は、組み合わせることも可能である。組み合わせることにより、１つの高磁力化の例に比べて高い効果を得ることができる。 The examples of increasing the magnetic force shown in FIGS. 10 to 12 can be combined. By combining, it is possible to obtain a higher effect than one example of increasing the magnetic force.
以上に説明したように本実施の形態に係る圧縮機１１は、冷媒を圧縮する圧縮部４０にロータ１の回転を伝達する回転軸２の軸心２ａが、ロータ１の径方向中心（ロータ中心１ａ）からオフセットしており、ロータ１は、ロータ中心１ａに対して、軸心２ａからロータ中心１ａへ向かう方向側に位置する第１の部分Ｃと、ロータ中心１ａから軸心２ａへ向かう方向側に位置する第２の部分Ｄとに区分されるとき、第１の部分Ｃの磁力が、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている。この構成により、ロータ１の回転時にロータ１には不均一な磁気吸引力が発生し、圧縮部４０の偏心部の回転に伴い発生する振動を抑制することができると共に、低騒音化を図ることができる。また、振動抑制部材であるバランスウェイト３０、３１の使用量を削減し、またはバランスウェイト３０、３１を省くことができるため、コストを抑えながら低振動化と低騒音化を図ることができる。
As described above, in the
実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機に用いられる第１の分割ロータの断面図である。図１４は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機に用いられる第２の分割ロータの断面図である。図１５は、図１３の第１の分割ロータと図１４の第２の分割ロータの側面図である。実施の形態１との相違点は、ロータが回転軸２の軸方向に分割された２つのロータにより構成され、各ロータは、第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力よりも強く、二つのロータのうち一方のロータ（１−１）の第１の部分Ｃと他方のロータ（１−２）の第１の部分Ｃは、回転軸２の軸心２ａに対して対称な位置に配置されている点である。以下、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the first divided rotor used in the compressor according to
第１の分割ロータ１−１は回転軸２の軸方向の一方側に位置し、第２の分割ロータ１−２は回転軸２の軸方向の他方側に位置する。軸心２ａはロータ中心１ａからオフセットしており、第１の分割ロータ１−１は、第１の部分Ｃの磁力が、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている（図１３参照）。図１３の例では、境界面７よりも左側が第１の部分Ｃ、境界面７よりも右側が第２の部分Ｄである。第２の分割ロータ１−２は、第１の部分Ｃの磁力が、第２の部分Ｄの磁力よりも強くなるように構成されている（図１４参照）。図１４の例では、境界面７よりも右側が第１の部分Ｃ、境界面７よりも左側が第２の部分Ｄである。そして、第１の分割ロータ１−１の第１の部分Ｃと第２の分割ロータ１−２の第１の部分Ｃは、回転軸２の軸心２ａに対して対称な位置に配置されている（図１５参照）。
The first divided rotor 1-1 is located on one side of the
図１５のように第１の分割ロータ１−１および第２の分割ロータ１−２を配置することにより、第１の分割ロータ１−１のロータ中心１ａは軸心２ａから左側にオフセットされ、第２の分割ロータ１−２のロータ中心１ａは軸心２ａから右側にオフセットされる。そして、そして各ロータの磁力は、オフセットする側の部分、すなわち第１の部分Ｃが大きくなっている。このように構成することで、第１の分割ロータ１−１では左方向の磁気吸引力が右方向の磁気吸引力より大きくなり、第２の分割ロータ１−２では右方向の磁気吸引力が左方向の磁気吸引力より大きくなり、実施の形態１と同様の効果が期待できる。
By arranging the first divided rotor 1-1 and the second divided rotor 1-2 as shown in FIG. 15, the
図１６は、２つのバランスウェイトを備えた従来のロータの側面図である。図１６に示されるロータ１は、図６に示されるロータ１と同様のものであり、前述したようにロータ中心１ａの位置と軸心２ａの位置が一致している。そのため、ギャップＧ１、Ｇ２の寸法が一定となり、ロータ１の回転時にステータコア２３との間で発生する磁気吸引力が均一になる。従って、圧縮部４０の偏心部が回転することによる回転軸２のたわみを抑制するためには、ロータ１の一端にバランスウェイト３０を設け、かつ、ロータ１の他端にバランスウェイト３１を設けるなどの措置を講じなければならない。２つのバランスウェイトは、それぞれの重心がアンバランスな形状をしており、回転軸２のたわみを打ち消す向きに取り付けられる。図１６の例では、上側のバランスウェイト３０の遠心力は左方向に働き、下側のバランスウェイト３１の遠心力は右方向に働く。このことにより、偏心部の回転に起因した回転軸２のたわみが相殺され、振動や騒音を抑制することができる。しかしながらこれらのバランスウェイト３０、３１は、比重が大きく、かつ、ロータ１から発生する磁束を通さない（透磁率の低い）材料であることが望ましく、一般的には真鍮が用いられている。ただし、真鍮は高価であり、低コスト化には真鍮を使わない方法が望ましい。
FIG. 16 is a side view of a conventional rotor having two balance weights. The
これに対して図１５に示される第１の分割ロータ１−１では相対的に左方向の磁気吸引力が大きく、かつ、第２の分割ロータ１−２では相対的に右方向の磁気吸引力が大きくなる。そのため、バランスウェイト３０、３１を備えた場合と同様の効果を得ることができるだけでなく、高価な材料を用いる必要がなくなり低コスト化を図ることができる。
On the other hand, the first split rotor 1-1 shown in FIG. 15 has a relatively large leftward magnetic attractive force, and the second divided rotor 1-2 has a relatively right magnetic attractive force. Becomes larger. Therefore, it is possible not only to obtain the same effect as when the
図１７は、回転軸の軸方向に３つに分割された複数の分割ロータの側面図である。図１８は、図１７の軸方向中央に位置する分割ロータの断面図である。図１８に示されるように第３の分割ロータ１−３は、ロータ中心１ａが軸心２ａと一致するように形成されている。この第３の分割ロータ１−３は、図１７に示されるように第１の分割ロータ１−１と第２の分割ロータ１−２との間に配置されている。このように本実施の形態の圧縮機１１で用いられる分割ロータは、２つに限定されるものではなく、図１７のように３つの分割コアを用いてもよいし、４つ以上の分割コアを用いて構成してもよい。
FIG. 17 is a side view of a plurality of divided rotors divided into three in the axial direction of the rotating shaft. 18 is a cross-sectional view of the divided rotor located at the center in the axial direction of FIG. As shown in FIG. 18, the third divided rotor 1-3 is formed such that the
次に各分割ロータの第１の部分Ｃの磁力を第２の部分Ｄの磁力よりも強くする構成例を説明する。 Next, a configuration example in which the magnetic force of the first portion C of each divided rotor is made stronger than the magnetic force of the second portion D will be described.
図１９は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の磁力を変えた構成例を示す図である。図２０は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の磁力を変えた構成例を示す図である。図２１は、図１９および図２０に示される分割ロータの断面図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example in which the magnetic force of the magnet provided in the divided rotor of FIG. 13 is changed. FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example in which the magnetic force of the magnet provided in the split rotor of FIG. 14 is changed. FIG. 21 is a cross-sectional view of the divided rotor shown in FIGS. 19 and 20.
図１９の第１の分割ロータ１−１では、磁石３の磁力（Ｂｒ）が他の３つの磁石４〜６の磁力（Ｂｒ）よりも高く、このことにより、第１の分割ロータ１−１の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より高くなり、第１の分割ロータ１−１に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。図２０の第２の分割ロータ１−２では、磁石５の磁力（Ｂｒ）が他の３つの磁石３、４、６の磁力（Ｂｒ）よりも高く、このことにより、第２の分割ロータ１−２の第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力より高くなり、第２の分割ロータ１−２に不均一な磁気吸引力を発生させることができる。従って、これらの第１の分割ロータ１−１と第２の分割ロータ１−２を図２１のように配置することにより、バランスウェイト３０、３１を備えた場合と同様の効果が期待できる。
In the first divided rotor 1-1 of FIG. 19, the magnetic force (Br) of the
なお、各分割ロータの高磁力化は、磁石の磁力(Ｂｒ)を高める方法に限定されるものではなく、磁石の体積を大きくすることによっても実現可能である。以下に具体例を説明する。 It should be noted that increasing the magnetic force of each divided rotor is not limited to the method of increasing the magnetic force (Br) of the magnet, but can also be realized by increasing the volume of the magnet. A specific example will be described below.
図２２は、図１５の各分割ロータに設けられた磁石の軸方向長さを変えた例を示す図である。第１の分割ロータ１−１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の軸方向長さＬ１が他の３つの磁石４〜６の軸方向長さＬ２よりも長くなるように形成されている。また、第２の分割ロータ１−２では、第１の部分Ｃに設けられた磁石５の軸方向長さＬ２が他の３つの磁石３、４、６の軸方向長さＬ１よりも長くなるように形成されている。
FIG. 22 is a diagram illustrating an example in which the axial length of the magnet provided in each divided rotor in FIG. 15 is changed. In the 1st division | segmentation rotor 1-1, it forms so that the axial direction length L1 of the
図２２では説明の便宜上、磁石４および磁石６の表示が省略されているが、第１の分割ロータ１−１に設けられる磁石４および磁石６の軸方向長さは磁石３の軸方向長さＬ１よりも短いものとする。同様に第２の分割ロータ１−２に設けられる磁石４および磁石６の軸方向長さは磁石５の軸方向長さＬ２よりも短いものとする。
In FIG. 22, for convenience of explanation, the display of the
この構成例では、４つの磁石３〜６の径方向幅と周方向幅を同一と仮定したとき、第１の分割ロータ１−１に設けられる磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなり、また、第２の分割ロータ１−２に設けられる磁石５の体積が他の３つの磁石３、４、６のそれぞれの体積よりも大きくなる。このことにより、各分割ロータの第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。
In this configuration example, assuming that the radial width and the circumferential width of the four
図２３は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。図２４は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の周方向幅を変えた例を示す図である。図２３の第１の分割ロータ１−１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の周方向幅Ｗ１が他の３つの磁石４〜６の周方向幅Ｗ２よりも広くなるように形成されている。また図２４の第２の分割ロータ１−２では、第１の部分Ｃに設けられた磁石５の周方向幅Ｗ２が他の３つの磁石３、４、６の周方向幅Ｗ１よりも広くなるように形成されている。
FIG. 23 is a diagram illustrating an example in which the circumferential width of the magnet provided in the divided rotor of FIG. 13 is changed. FIG. 24 is a diagram illustrating an example in which the circumferential width of the magnet provided in the divided rotor of FIG. 14 is changed. 23, the circumferential width W1 of the
この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと径方向幅を同一と仮定したとき、第１の分割ロータ１−１の磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなり、第２の分割ロータ１−２の磁石５の体積が他の３つの磁石３、４、６のそれぞれの体積よりも大きくなる。このことにより、各分割ロータの第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。
In this configuration example, when it is assumed that the axial length and the radial width of the four
図２５は、図１３の分割ロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。図２６は、図１４の分割ロータに設けられた磁石の径方向幅を変えた例を示す図である。図２７は、図２５および図２６に示される分割ロータの断面図である。図２５の第１の分割ロータ１−１では、第１の部分Ｃに設けられた磁石３の径方向幅Ｔ１が他の３つの磁石４〜６の径方向幅Ｔ２よりも広くなるように形成されている。また図２６の第２の分割ロータ１−２では、第１の部分Ｃに設けられた磁石５の径方向幅Ｔ２が他の３つの磁石３、４、６の径方向幅Ｔ１よりも広くなるように形成されている。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example in which the radial width of the magnet provided in the split rotor of FIG. 13 is changed. FIG. 26 is a diagram illustrating an example in which the radial width of the magnet provided in the divided rotor of FIG. 14 is changed. FIG. 27 is a cross-sectional view of the divided rotor shown in FIGS. 25 and 26. 25, the radial width T1 of the
この構成例では、４つの磁石３〜６の軸方向長さと周方向幅を同一と仮定したとき、第１の分割ロータ１−１の磁石３の体積が他の３つの磁石４〜６のそれぞれの体積よりも大きくなり、第２の分割ロータ１−２の磁石５の体積が他の３つの磁石３、４、６のそれぞれの体積よりも大きくなる。このことにより、第１の部分Ｃの高磁力化につながり、低騒音化の効果が期待できる。さらに第１の分割ロータ１−１の磁石３の径方向幅Ｔ１と第２の分割ロータ１−２の磁石５の径方向幅Ｔ２が大きくなることにより反磁界に強くなり、減磁耐力の改善も期待できる。
In this configuration example, when the axial length and the circumferential width of the four
図２８は、図１３の分割ロータの磁石挿入孔の位置を変更した例を示す図である。図２９は、図１４の分割ロータの磁石挿入孔の位置を変更した例を示す図である。図３０は、図２８および図２９に示される分割ロータの断面図である。第１の分割ロータ１−１および第２の分割ロータ１−２では、４つの磁石３〜６のそれぞれから軸心２ａまでの長さが、各々等しくなるように、ロータコア１ｂの磁石挿入孔が形成されている。
FIG. 28 is a diagram illustrating an example in which the position of the magnet insertion hole of the divided rotor in FIG. 13 is changed. FIG. 29 is a diagram illustrating an example in which the position of the magnet insertion hole of the split rotor in FIG. 14 is changed. FIG. 30 is a cross-sectional view of the divided rotor shown in FIGS. 28 and 29. In the first divided rotor 1-1 and the second divided rotor 1-2, the magnet insertion holes of the
この構成例では、図３０に示すように各分割ロータでは４つの磁石３〜６を共用することができる。すなわち、第１の分割ロータ１−１の磁石３と第２の分割ロータ１−２の磁石３を一体形成したものを用いることができ、他の３つの磁石４〜６も同様である。一体形成された４つの磁石３〜６を用いることにより磁石の製造数を減らすことができる。ここで、一体形成される磁石３は、その軸方向長さが、第１の分割ロータ１−１の一端から第２の分割ロータ１−２の他端までの長さよりも短くなるように製作される。同様に一体形成される磁石５が製作される。そして、磁石３と磁石５を図３０のように各分割コアへ挿入した後、磁石３を第１の分割ロータ１−１の軸方向端部側へずらし、磁石５を第２の分割ロータ１−２の軸方向端部側へずらす。このことによって図２２に示した構成と同様の構造を模擬でき、結果として低騒音化を図ることができる。
In this configuration example, as shown in FIG. 30, each of the divided rotors can share four
なお、図１９〜図２７に示される高磁力化の例は、組み合わせることも可能であり、これらの例を組み合わせることにより、１つの高磁力化の例に比べて高い効果を得ることができる。 Note that the examples of increasing the magnetic force shown in FIGS. 19 to 27 can be combined, and by combining these examples, a higher effect can be obtained compared to one example of increasing the magnetic force.
以上に説明したように本実施の形態に係る圧縮機１１は、ロータが回転軸２の軸方向に分割された２つのロータに区分され、各ロータは、第１の部分Ｃの磁力が第２の部分Ｄの磁力よりも強く、第１の分割ロータ１−１の第１の部分Ｃと第２の分割ロータ１−２の第１の部分Ｃは、回転軸２の軸心２ａに対して対称な位置に配置されている。この構成により、各分割ロータに異なる方向の磁気アンバランスが発生し、この磁気アンバランスが偏心部の回転により振れ回る力(モーメント)を打ち消す方向に作用し、偏心部の回転に伴い発生する振動を抑制することができると共に、低騒音化を図ることができる。
As described above, the
図３１は、本発明の実施の形態１、２に係る圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置５０の一構成例を示す図である。冷凍サイクル装置５０は、圧縮機１１、凝縮器５３、減圧装置５４、蒸発器５５、温度センサ５２、バイパス回路５６、および制御回路５１を備えている。減圧装置５８と開閉弁５７とが直列に接続されて構成されるバイパス回路５６は、凝縮器５３の液冷媒吐出口と圧縮機１１のガス吸入口との間に介在する。温度センサ５２は、圧縮機１１のガス吐出口付近に設けられ、ガス吐出口に流れる冷媒の温度を検出する。また、制御回路５１は、温度センサ５２の検出結果に基づいて、開閉弁５７を制御する。なお、冷凍サイクル装置５０は、例えば、空気調和機に好適である。
FIG. 31 is a diagram showing a configuration example of the
以下、動作を説明する。冷凍サイクル装置５０の通常の運転時では、圧縮機１１、凝縮器５３、減圧装置５４、蒸発器５５の順に冷媒が循環し、再び圧縮機１１に戻る冷凍サイクルを行う。圧縮機１１において圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮器５３において空気と熱交換して凝縮して液冷媒となる。液冷媒は、減圧装置５４において膨張して低温低圧の冷媒ガスとなり、蒸発器５５において空気と熱交換して蒸発して再び圧縮機１１において圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなる。
The operation will be described below. During the normal operation of the
アキュームレータ１２（図１参照）では、蒸発器５５で蒸発し切れなかった冷媒液が分離され、吸入パイプ１３を経て圧縮部４０に吸入された低温低圧の冷媒ガスは、圧縮部４０により圧縮される。こうして高温高圧となった冷媒ガスは、ロータ１に形成された複数の貫通孔（図示せず）やギャップＧ１、Ｇ２（図７参照）を通過して、吐出パイプ１５から吐出される。
In the accumulator 12 (see FIG. 1), the refrigerant liquid that has not been completely evaporated by the
このように本発明の実施の形態１、２に係る圧縮機１１を用いることによって、コストを抑えながら低振動化と低騒音化を図ることが可能な冷凍サイクル装置５０を提供することができる。
Thus, by using the
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。 Note that the configuration shown in the above embodiment is an example of the configuration of the present invention, and can be combined with another known technique, and a part thereof is omitted without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is possible to change the configuration.
以上のように、本発明は、圧縮機、冷凍サイクル装置、および空気調和機に適用可能であり、特に、コストを抑えながら振動を抑制可能な発明として有用である。 As described above, the present invention can be applied to a compressor, a refrigeration cycle apparatus, and an air conditioner, and is particularly useful as an invention capable of suppressing vibration while suppressing cost.
１ ロータ、１−１ 第１の分割ロータ（一方のロータ）、１−２ 第２の分割ロータ（他方のロータ）、１−３ 第３の分割ロータ、１ａ ロータ中心（径方向中心）、１ｂ ロータコア、２ 回転軸、２ａ 軸心、３，４，５，６ 磁石、７ 境界面、８ 線、１１ 圧縮機、１２ アキュームレータ、１３ 吸入パイプ、１４ ガラス端子、１５ 吐出パイプ、１６ フレーム、１７ 絶縁部、１８ 巻線、２２，２２−１ モータ、２３ ステータコア、２４ ステータ、２５ ティース、３０，３１ バランスウェイト、４０ 圧縮部、４１ 上部吐出マフラ、４２ シリンダ、４３ ピストン、４４ 下部吐出マフラ、４５ 下部フレーム、４６ 上部フレーム、５０ 冷凍サイクル装置、５１ 制御回路、５２ 温度センサ、５３ 凝縮器、５４，５８ 減圧装置、５５ 蒸発器、５６ バイパス回路、５７ 開閉弁。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第１の距離と、前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する前記ロータの外周面と前記軸心との間の第２の距離とを有し、
前記ロータには、磁石が挿入され、
前記ロータの外周面とステータコアの内周面との間のギャップは、不均一であり、
前記第１の距離は、前記第２の距離よりも長い圧縮機。 The axis of the rotation shaft that transmits the rotation of the rotor to the compression unit that compresses the refrigerant is offset from the radial center of the rotor,
The rotor includes a first distance between an outer peripheral surface of the rotor located on a direction side from the shaft center toward the radial center of the rotor and the shaft center, and the shaft center from the radial center of the rotor. A second distance between the outer peripheral surface of the rotor and the axial center located on the direction side toward
A magnet is inserted into the rotor,
The gap between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the stator core is non-uniform,
The first distance is a compressor longer than the second distance.
前記各ロータは、前記軸心から前記ロータの径方向中心へ向かう方向側に位置する第１の部分の磁力が前記ロータの径方向中心から前記軸心へ向かう方向側に位置する第２の部分の磁力よりも強く、
一方のロータの前記第１の部分と他方のロータの前記第１の部分は、前記回転軸の軸心に対して対称な位置に配置されている請求項１に記載の圧縮機。 The rotor is divided into two rotors divided in the axial direction of the rotating shaft,
Each rotor is a second portion where the magnetic force of the first portion located on the direction side from the axial center toward the radial center of the rotor is located on the direction side from the radial center of the rotor toward the axial center. Stronger than the magnetic force of
2. The compressor according to claim 1, wherein the first portion of one rotor and the first portion of the other rotor are arranged at positions symmetrical with respect to an axis of the rotation shaft.
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