JP2024076712A - バランスウェイト及びそれを備えた圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧縮機の効率を向上させることができるバランスウェイト及びそれを備えた圧縮機を提供する。【解決手段】軸線Xの周りに回転駆動されることで圧縮機が有するスクロール圧縮機構へ駆動力を伝達する回転軸に設けられる回転軸ウェイト54であって、軸線Xの方向に立設しているとともに軸線Xに対する周方向に沿って延在しているウェイト部54bを備え、周方向におけるウェイト部54bの端部54dは、軸線Xと直交する平面において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。【選択図】図2

Description

本開示は、バランスウェイト及びそれを備えた圧縮機に関する。
例えば、回転軸を介して電動モータから駆動力が伝達される圧縮機構を有しているスクロール圧縮機において、ドライブブッシュ(偏心ブッシュ)に設けられたバランスウェイトの端部が、回転軸の回転方向に対して垂直な面を有していることがある(例えば特許文献1)。
また、電動モータのロータに設けられたバランスウェイトの端部が、回転軸の回転方向に対して垂直な面を有していることがある(例えば特許文献2)。
特開2020-2904号公報 特開2004-270654号公報
ドライブブッシュが回転する際に、バランスウェイトの端部はドライブブッシュ室に溜まっている油を押し退けるときに油から抵抗を受ける。
また、冷媒密度が大きい場合、電動モータのロータが回転する際に、バランスウェイトの端部は冷媒を押し退けるときに冷媒から抵抗を受ける。
いずれの場合であっても、バランスウェイトが回転する際に、バランスウェイトの端部は周囲にある流体(油や流体)を押し退けるときに流体から抵抗を受けることになる。
この場合、バランスウェイトを回転させるために動力が消費され、圧縮機の効率が低下する可能性がある。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、圧縮機の効率を向上させることができるバランスウェイト及びそれを備えた圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示のバランスウェイト及びそれを備えた圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係るバランスウェイトは、軸線の周りに回転駆動されることで圧縮機が有する圧縮機構へ駆動力を伝達する回転軸に設けられるバランスウェイトであって、前記軸線の方向に立設しているとともに前記軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部を備え、前記周方向における前記ウェイト部の端部は、前記軸線と直交する平面において、前記周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。
また、本開示の一態様に係るバランスウェイトは、圧縮機が有する圧縮機構へ駆動力を伝達する回転軸を軸線の周りに回転駆動させる電動モータのロータに設けられるバランスウェイトであって、前記軸線の方向に立設しているとともに前記軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部を備え、前記周方向における前記ウェイト部の端部は、前記軸線と直交する平面において、前記周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。
また、本開示の一態様に係る圧縮機は、上記のバランスウェイトを備えている。
本開示によれば、圧縮機の効率を向上させることができる。
本開示の一実施形態に係る圧縮機の断面図である。 実施例1に係る回転軸ウェイトの平面図である。 実施例1に係る回転軸ウェイトの側面図である。 実施例1に係る回転軸ウェイトの正面図である。 図3及び図7に示す平面P1における断面図である。 実施例2に係る回転軸ウェイトの平面図である。 実施例2に係る回転軸ウェイトの側面図である。 実施例2に係る回転軸ウェイトの正面図である。 実施例3に係る回転軸ウェイトの平面図である。 実施例3に係る回転軸ウェイトの側面図である。 図10に示す平面P1における断面図である。 図10に示す平面P2における断面図である。 実施例3に係る回転軸ウェイトの平面図である。 実施例4に係る回転軸ウェイトの側面図である。 図14に示す平面P1における断面図である。 変形例に係る回転軸ウェイトの平面図である。 実施例1に係るロータウェイトの平面図である。 実施例1に係るロータウェイトの側面図である。 実施例1に係るロータウェイトの正面図である。 図18及び図23に示す平面P3における断面図である。 ロータに取り付けられたロータウェイトの側面図である。 実施例2に係るロータウェイトの平面図である。 実施例2に係るロータウェイトの側面図である。 実施例2に係るロータウェイトの正面図である。 実施例3に係るロータウェイトの平面図である。 実施例3に係るロータウェイトの側面図である。 図26に示す平面P3における断面図である。 図26に示す平面P4における断面図である。 実施例4に係るロータウェイトの平面図である。 実施例4に係るロータウェイトの側面図である。 図30に示す平面P3における断面図である。 変形例に係るロータウェイトの平面図である。
以下、本開示の一実施形態に係るバランスウェイト及びそれを備えた圧縮機について、図面を参照して説明する。
[圧縮機の概要]
図1に示すように、圧縮機1は、空調機に用いられ、例えば二酸化炭素等のガスである冷媒Rfを二段圧縮する。圧縮機1は、脚部3を介して設置面FLに対して固定されている。
圧縮機1は、ハウジング11と、ハウジング11の内部に設けられたロータリ圧縮機構(低段側圧縮機構)12と、スクロール圧縮機構(高段側圧縮機構)13と、電動モータ14と、回転軸15とを備えている。
ハウジング11は、円筒状をなす本体部21と、本体部21の上部の開口を閉塞する上蓋部22と、本体部21の下部の開口を閉塞する下蓋部23とを備えている。
そして、本体部21、上蓋部22及び下蓋部23によって画定されたハウジング11の内部には、密閉空間が形成されている。
回転軸15は、ハウジング11の内部で軸線Xに沿って上下に延在して設けられている。回転軸15は、電動モータ14からの駆動力をロータリ圧縮機構12及びスクロール圧縮機構13に伝達するための部材である。
回転軸15の上端(一端)側の部分は、スクロール側軸受31によって回転可能に支持されている。また、回転軸15の下端(他端)側の部分は、上部軸受32A(ロータリ側上部軸受)及び下部軸受32B(ロータリ側下部軸受)の2つの軸受によって回転可能に支持されている。
電動モータ14は、回転軸15の長手方向における中央でかつ回転軸15の外周側に配置され、回転軸15を軸線X回りに回転させる。
電動モータ14は、回転軸15の外周面に固定されたロータ38と、ロータ38の外周面と隙間を空けてロータ38と径方向に対向し、ハウジング11の本体部21の内壁に焼嵌め等によって固定されたステータ39とを有している。
ロータ38には、軸線Xに対する周方向に所定間隔で設けられたロータ通路38aが設けられている。各ロータ通路38aは、上下方向(軸線X方向)にロータ38を貫通している。これらのロータ通路38aを介して、ロータリ圧縮機構12から吐出された冷媒Rfが上方へ流れる。
ロータ38の上面及び下面には、ロータウェイト37(バランスウェイト)が設けられている。各ロータウェイト37は、ロータ38が有する積層された鋼板を軸線X方向に貫通したピン38cによって固定されている(共締め)。ロータウェイト37の形状の詳細については後述する。
ロータ38の上部に設置されたロータウェイト37の上面には、油分離プレート38bが固定されている。油分離プレート38bは、円板形状とされており水平方向に延在するように配置されている。油分離プレート38bは、ロータ38とともに軸線X回りに回転する。
電動モータ14は、インバータ(図示せず)を介して電源に接続されており、回転軸15を周波数可変として回転させる。
ロータリ圧縮機構12は、ハウジング11の内部で回転軸15の下端側に設けられている。
ロータリ圧縮機構12は、本実施形態では2気筒とされており、回転軸15に設けられた偏心軸部41と、偏心軸部41に固定され、回転軸15の回転に伴って軸線Xに対して偏心して圧縮室C1内で回転するロータ42と、圧縮室C1が内部に形成されたシリンダ44とを備えている。
シリンダ44に形成された圧縮室C1には、吸入管33及び吸入ボス35(ボス部)を介して外部から冷媒Rfが供給されるようになっている。
圧縮室C1で圧縮された冷媒Rfは、上部軸受32Aを介してロータリ吐出管43からハウジング11内の電動モータ14の下方の領域に吐出される。
セパレートプレート45を挟んだ2つのシリンダ44は、上部軸受32A及び下部軸受32Bに対してボルト(図示せず)によって下方から固定(締結)されている。
シリンダ44の下方には、ボルトによって固定された油ポンプ49が設けられている。
油ポンプ49は、ハウジング11の下部にある油溜まりから油を吸い込み、回転軸15の軸線Xに沿って貫通された油供給穴15aを介してスクロール側軸受31側へと導く。
スクロール圧縮機構13は、ハウジング11の内部で回転軸15の上端側に設けられている。
スクロール圧縮機構13は、スクロール側軸受31に固定された固定スクロール51と、固定スクロール51の下方で固定スクロール51に対向して配置された旋回スクロール57とを備えている。
固定スクロール51は、スクロール側軸受31の上面に固定された端板52及び端板52から下方に突出する固定ラップ53を有している。
端板52の中央部(軸線X近傍)には、軸線X方向に沿って貫通する吐出孔52aが形成されている。
旋回スクロール57は、軸線X方向においてスクロール側軸受31と固定スクロール51との間に挟まれるようにして配置されている。
旋回スクロール57は、回転軸15の偏心軸部56に接続された端板58及び端板58から上方に突出する旋回ラップ59を有している。
端板58は、回転軸15の上端に設けられた偏心軸部56に対してドライブブッシュ55を介して摺動可能に連結されており、回転軸15の回転に伴って軸線Xに対して旋回運動する。
旋回ラップ59は、固定ラップ53と噛み合うことで固定ラップ53との間に冷媒Rfを圧縮する圧縮室C2を形成している。
スクロール側軸受31の中央に形成された凹所と旋回スクロール57の下部との間には、バランスウェイト室63が形成されている。このバランスウェイト室63には、油が溜まっている。
バランスウェイト室63では、回転軸15とともに回転軸ウェイト54(バランスウェイト)が回転する。
回転軸ウェイト54は、ドライブブッシュ55に焼ばめされ、偏心軸部56に挿入されている。
回転軸ウェイト54は、回転軸15の回転に伴って軸線Xに対して偏心して回転することで、軸線Xに対して偏心して旋回運動する旋回スクロール57との回転軸15に対するつり合いを取る。回転軸ウェイト54の形状の詳細については後述する。
ロータリ圧縮機構12で圧縮されてハウジング11内に吐出された冷媒Rfは、スクロール圧縮機構13の外周側から圧縮室C2内に吸い込まれて、中心側に向かって圧縮される。
圧縮された冷媒Rfは、固定スクロール51に形成された吐出孔52aを介して、吐出管34等を介してハウジング11の外部へ吐出される。
スクロール側軸受31の下方には、スクロール側軸受31を覆うようにカバー48が設けられている。
カバー48は、板金加工されて成形されており、下方から上方に向かって段階的に拡径された筒形状とされている。
カバー48の下端には、吸入開口48a形成されている。すなわち、吸入開口48aは、下方を向いて開口した、軸線Xに対する周方向においてカバー48と回転軸15との間に形成された円環状の領域である。
カバー48によってハウジング11の電動モータ14側の空間とスクロール側軸受31側の空間とが仕切られており、吸入開口48aから吸い込まれた冷媒Rfのみがスクロール圧縮機構13に導かれるようになっている。
ハウジング11の外部でかつ下方には、オイルレベルタンク60が設けられている。
オイルレベルタンク60は、中空の容器とされ、下部に設けられた下部配管61と上部に設けられた均圧管62を介してハウジング11の内部と連通している。
オイルレベルタンク60の上部にはソケット65が設けられており、ソケット65にはレベル計(図示せず)が設置される。
オイルレベルタンク60の内部には、ハウジング11の内部の油溜まりから下部配管61を介して油が導かれ、ソケット65に設置されるレベル計によって油溜まりの油面高さを計測することができる。
ハウジング11内には、ハウジング11の内壁に接触しつつ上下方向に延在する油戻し管67が設けられている。油戻し管67は、上端(一端)がスクロール側軸受31に固定され、下端(他端)がハウジング11の下部の油溜まりに位置するように設けられており、バランスウェイト室63内の油を下部の油溜り戻すように設計されている。
[回転軸に設けられたバランスウェイト(回転軸ウェイト)について]
図2から図4に示すように、偏心軸部56に対してドライブブッシュ55を介して固定された回転軸ウェイト54は、円環部54a及びウェイト部54bを有している。
円環部54aは円環状の部分とされ、内側に形成された貫通穴54a1にドライブブッシュ55が嵌合されている。
ドライブブッシュ55は偏心軸部56に対して可変旋回機構を有している。
ウェイト部54bは、円環部54aの上面から軸線Xの方向に立設した部分であり、円環部54aと一体的に形成されている。
ウェイト部54bは、回転軸ウェイト54を軸線Xの方向から平面視したとき円弧状に形成された部分である。図2の場合、ウェイト部54bは、略180度にわたって形成された半円形状とされている。
ウェイト部54bの幅寸法W及び高さ寸法Hは、端部54dを除いて、略一定とされている。
端部54dは、ウェイト部54bの両端に形成された部分であり、幅寸法W及び/又は高さ寸法Hが変化することで、バランスウェイト室63に溜まっている油から受ける抵抗が軽減されるような形状をしている。
以下、端部54dの形状について複数の実施例を用いて説明する。
<実施例1>
図2から図4に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面54d1)とされており、高さ寸法Hが周方向に沿って略一定とされている。なお、垂直面54d1の「垂直」は、実際の形状や姿勢を限定するものではない。
また、図5に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する平面P1(図3参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部54dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされている。
これによって、端部54dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化することになる。
<実施例2>
図6から図8に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面54d1)及び軸線Xに対して傾斜した面(傾斜面54d2)を有している。なお、垂直面54d1の「垂直」は、実際の形状や姿勢を限定するものではない。
これによって、端部54dの高さ寸法Hが、傾斜面54d2において、周方向に沿って線形的に変化(先細り)することになる。
なお、傾斜面54d2の傾斜角度θは、軸線Xに対して30度以上であることが好ましい。
また、傾斜面54d2は、型抜き時に必要な最低限の抜き勾配よりも十分に大きいものであり、単なる抜き勾配とは区別される。
図5に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する平面P1(図7参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部54dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされている。
これによって、平面P1における端部54dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化することになる。
ここで、平面P1は、垂直面54d1を通過する平面(軸線Xと直交する平面)である。
<実施例3>
図9及び図10に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面54d1)、軸線Xと直交する面(水平面54d3)及び軸線Xと略平行をなした他の面(垂直面54d4)を有している。なお、垂直面54d1,54d4の「垂直」及び水平面54d3の「水平」は、実際の形状や姿勢を限定するものではない。
これによって、端部54dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、段差を形成することになる。言い換えれば、端部54dの高さ寸法Hが、周方向に沿ってステップ状に変化することになる。
図11及び図12に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する平面P1及び平面P2(図10参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部54dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされている。
これによって、平面P1及び平面P2における端部54dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化することになる。なお、平面P1及び平面P2における円弧の半径Rは、互いに異なっていてもよい。
ここで、平面P1は垂直面54d1を通過する平面(軸線Xと直交する平面)であり、平面P2は垂直面54d4を通過する平面(軸線Xと直交する平面)である。
<実施例4>
図13及び図14に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面54d1)とされており、端部54dの高さ寸法Hが周方向に沿って一定となる。
また、図15に示すように、端部54dは、軸線Xと直交する平面P1(図14参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部54dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされ、半円の中心が幅寸法Wの中心位置からオフセットした位置にある。
これによって、端部54dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化するとともに、端部54dの先端位置が半径方向の内側又は外側に寄ることになる。
図15の場合、半円の中心を軸線X側に寄せることで、端部54dの先端位置を半径方向の内側に寄せている。
<その他>
複数の曲率半径を組み合わせて端部54dの曲線を形成してもよい。この場合、各半径は、いずれもロータウェイト37の幅寸法Wの1/5以上とされることが好ましい。
また、図16に示すように、抵抗が軽減されるような形状とされた端部54dは、少なくとも、ウェイト部54bの回転方向の前方端に設ければよい。
ただし、回転方向の後方端にもそのような形状の端部54dを設けることで、ウェイト部54bの形状を対称にすることができる。これによって、ウェイト部54bの重心の位置を把握しやすくなる。
また、ウェイト部54bは、円環部54aの上面に加えて/代えて、円環部54aの下面から軸線Xの方向に立設していてもよい。
[電動モータのロータに設けられたバランスウェイト(ロータウェイト)について]
図17から図19に示すように、ロータ38の上面及び下面に固定された各ロータウェイト37は、軸線Xの方向から平面視したとき円弧状に形成された部材(ウェイト部そのもの)である。図17の場合、ロータウェイト37は、略180度にわたって形成された半円形状とされている。
ロータウェイト37の幅寸法W及び高さ寸法Hは、端部37dを除いて、一定とされている。
端部37dは、ロータウェイト37の両端に形成された部分であり、幅寸法W及び/又は高さ寸法Hが変化することで冷媒や潤滑油から受ける抵抗が軽減されるような形状をしている。
以下、端部37dの形状について複数の実施例を用いて説明する。
<実施例1>
図17から図19に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面37d1)とされており、高さ寸法Hが周方向に沿って略一定とされている。なお、垂直面37d1の「垂直」は、実際の形状や姿勢を限定するものではない。
また、図20に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する平面P3(図18参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部37dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされている。
これによって、端部37dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化することになる。
なお、図21には、実施例1のロータウェイト37がロータ38に固定された状態が示されている。
<実施例2>
図22から図24に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面37d1)及び軸線Xに対して傾斜した面(傾斜面37d2)を有している。なお、垂直面37d1の「垂直」は、実際の形状や姿勢を限定するものではない。
これによって、端部37dの高さ寸法Hが、傾斜面37d2において、周方向に沿って線形的に変化(先細り)することになる。
なお、傾斜面37d2の傾斜角度θは、軸線Xに対して30度以上であることが好ましい。
また、傾斜面37d2は、型抜き時に必要な最低限の抜き勾配よりも十分に大きいものであり、単なる抜き勾配とは区別される。
図20に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する平面P3(図23参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部37dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされている。
これによって、平面P3における端部37dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化することになる。
ここで、平面P3は、垂直面37d1を通過する平面(軸線Xと直交する平面)である。
<実施例3>
図25及び図26に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした部分、軸線Xと直交する面(垂直面37d1)、軸線Xと略平行をなした面(水平面37d3)及び軸線Xと略平行をなした他の面(垂直面37d4)を有している。
これによって、端部37dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、段差を形成することになる。言い換えれば、端部37dの高さ寸法Hが、周方向に沿ってステップ状に変化することになる。
図27及び図28に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する平面P3及び平面P4(図25参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部37dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされている。
これによって、平面P3及び平面P4における端部37dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化することになる。なお、平面P3及び平面P4における円弧の半径Rは、互いに異なっていてもよい。
ここで、平面P3は垂直面37d1を通過する平面(軸線Xと直交する平面)であり、平面P4は垂直面37d4を通過する平面(軸線Xと直交する平面)である。
<実施例4>
図29及び図30に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xと略平行をなした面(垂直面37d1)とされており、端部37dにおける高さ寸法Hが周方向に沿って一定となる。
また、図31に示すように、端部37dは、軸線Xと直交する平面P3(図30参照)において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。具体的には、端部37dは曲線のみによって形成され、その曲線は半径Rの円弧とされ、半円の中心が幅寸法Wの中心位置からオフセットした位置にある。
これによって、端部37dの幅寸法Wが周方向に沿って滑らかに変化するとともに、端部37dの先端位置が半径方向の内側又は外側に寄ることになる。
図31の場合、半円の中心を軸線X側に寄せることで、端部37dの先端位置を半径方向の内側に寄せている。
<その他>
複数の曲率半径を組み合わせて端部37dの曲線を形成してもよい。
図31の場合、半径Rの円弧と半径Rよりも小さい半径R′の円弧とが組み合わされている。この場合、各半径は、いずれもロータウェイト37の幅寸法Wの1/5以上とされることが好ましい。
また、図32に示すように、抵抗が軽減されるような形状とされた端部37dは、少なくとも、回転方向の前方端に設ければよい。
ただし、回転方向の後方端にもそのような形状の端部37dを設けることで、形状を対称にすることができる。これによって、重心の位置を把握しやすくなる。
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
回転軸ウェイト54のウェイト部54bの端部54dは、軸線Xと直交する平面P1,P2において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されているので、回転軸ウェイト54が回転したときに、曲線よって形成された部分(すなわち曲面部分)によって、ウェイト部54bが流体(例えば油)から受ける抵抗が低減される。そのため、回転軸ウェイト54の回転に伴う動力の消費が低減され、圧縮機1の効率を向上させることができる。
また、ロータウェイト37の端部37dは、軸線Xと直交する平面P3,P4において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されているので、ロータウェイト37が回転したときに、曲線によって形成された部分(すなわち曲面部分)によって、ロータウェイト37が流体(例えば冷媒Rf)から受ける抵抗が低減される。そのため、ロータウェイト37の回転に伴う動力の消費が低減され、圧縮機1の効率を向上させることができる。
また、端部54d,37dが、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、軸線Xに対して30度以上傾いた傾斜面54d2,37d2を有していれば、その傾斜面54d2,37d2によって流体を押し退けやすくなる。これによって、回転軸ウェイト54やロータウェイト37が流体(例えば油や冷媒Rf)から受ける抵抗が低減される。そのため、圧縮機1の効率を向上させることができる。
また、端部54d,37dが、軸線Xと直交する方向から側面視したとき、段差を形成していれば、その段差によって流体を押し退けやすくなる。これによって、回転軸ウェイト54やロータウェイト37が流体(例えば油や冷媒Rf)から受ける抵抗が低減される。そのため、圧縮機1の効率を向上させることができる。
また、両方の端部54d,37dが曲線によって形成されていれば、回転軸ウェイト54やロータウェイト37の形状が対称になり、重心の位置を把握しやすくなる。
なお、回転軸ウェイト54やロータウェイト37は、本実施形態で開示された二段圧縮タイプの圧縮機1に限らず、スクロール圧縮機やロータリ圧縮機が備えている回転軸やモータロータに適用できることは言うまでもない。
以上の通り説明した一実施形態に係るバランスウェイト及びそれを備えた圧縮機は、例えば、以下のように把握される。
すなわち、本開示の第1態様に係るバランスウェイト(54)は、軸線(X)の周りに回転駆動されることで圧縮機(1)が有する圧縮機構(12,13)へ駆動力を伝達する回転軸(15)に設けられるバランスウェイトであって、前記軸線の方向に立設しているとともに前記軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部(54b)を備え、前記周方向における前記ウェイト部の端部(54d)は、前記軸線と直交する平面(P1,P2)において、前記周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。
本態様に係るバランスウェイトによれば、軸線の方向に立設しているとともに軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部を備え、周方向におけるウェイト部の端部は、軸線と直交する平面において、周方向の外側
に向かって凸とされた曲線によって形成されているので、バランスウェイトが回転したときに、曲線よって形成された部分(すなわち曲面部分)によって、ウェイト部が流体(例えば油)から受ける抵抗が低減される。そのため、バランスウェイトの回転に伴う動力の消費が低減され、圧縮機の効率を向上させることができる。
また、本開示の第2態様に係るバランスウェイト(37)は、圧縮機(1)が有する圧縮機構(12,13)へ駆動力を伝達する回転軸(15)を軸線(X)の周りに回転駆動させる電動モータ(14)のロータ(38)に設けられるバランスウェイトであって、前記軸線の方向に立設しているとともに前記軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部(37)を備え、前記周方向における前記ウェイト部の端部(37d)は、前記軸線と直交する平面(P3,P4)において、前記周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている。
本態様に係るバランスウェイトによれば、軸線の方向に立設しているとともに軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部を備え、周方向におけるウェイト部の端面端部は、軸線と直交する平面において、周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されているので、バランスウェイトが回転したときに、曲線によって形成された部分(すなわち曲面部分)によって、ウェイト部が流体(例えば冷媒)から受ける抵抗が低減される。そのため、バランスウェイトの回転に伴う動力の消費が低減され、圧縮機の効率を向上させることができる。
また、本開示の第3態様に係るバランスウェイトは、第1態様及び第2態様において、前記ウェイト部の前記端部は、前記軸線と直交する方向から側面視したとき、前記軸線に対して30度以上傾いた傾斜面(54d2,37d2)を有している。
本態様に係るバランスウェイトによれば、ウェイト部の端面端部は、軸線と直交する方向から側面視したとき、軸線に対して30度以上傾いた傾斜面を有しているので、その傾斜面によって流体を押し退けやすくなる。これによって、ウェイト部が流体(例えば油や冷媒)から受ける抵抗が低減される。そのため、圧縮機の効率を向上させることができる。
また、本開示の第4態様に係るバランスウェイトは、第1態様及び第2態様において、前記ウェイト部の前記端部は、前記軸線と直交する方向から側面視したとき、段差を形成している。
本態様に係るバランスウェイトによれば、ウェイト部の端面端部は、軸線と直交する方向から側面視したとき、段差を形成しているので、その段差によって流体を押し退けやすくなる。これによって、ウェイト部が流体(例えば油や冷媒)から受ける抵抗が低減される。そのため、圧縮機の効率を向上させることができる。
また、本開示の第5態様に係るバランスウェイトは、第1態様から第4態様のいずれかにおいて、前記ウェイト部の前記端部を形成する前記曲線は円弧とされ、該円弧の中心が前記ウェイト部の幅方向の中心からオフセットしている。
本態様に係るバランスウェイトによれば、ウェイト部の前記端部を形成する前記曲線は円弧とされ、該円弧の中心が前記ウェイト部の幅方向の中心からオフセットしている。
また、本開示の第6態様に係るバランスウェイトは、第1態様から第5態様のいずれかにおいて、前記周方向における前記ウェイト部の両方の前記端部が前記曲線によって形成されている。
本態様に係るバランスウェイトによれば、周方向におけるウェイト部の両方の端面端部が曲線によって形成されているので、ウェイト部の形状が対称になり、重心の位置を把握しやすくなる。
また、本開示の第7態様に係る圧縮機は、第1態様から第6態様のいずれかのバランスウェイトを備えている。
1 圧縮機
3 脚部
11 ハウジング
12 ロータリ圧縮機構(低段側圧縮機構)
13 スクロール圧縮機構(高段側圧縮機構)
14 電動モータ
15 回転軸
15a 油供給穴
21 本体部
22 上蓋部
23 下蓋部
31 スクロール側軸受
32A 上部軸受(ロータリ側上部軸受)
32B 下部軸受(ロータリ側下部軸受)
33 吸入管
34 吐出管
35 吸入ボス(ボス部)
37 ロータウェイト(バランスウェイト、ウェイト部)
37d 端部
37d1 垂直面
37d2 傾斜面
37d3 水平面
37d4 垂直面
38 ロータ
38a ロータ通路
38b 油分離プレート
38c ピン
39 ステータ
41 偏心軸部
42 ロータ
43 ロータリ吐出管
44 シリンダ
45 セパレートプレート
48 カバー
48a 吸入開口
49 油ポンプ
51 固定スクロール
52 端板
52a 吐出孔
53 固定ラップ
54 回転軸ウェイト(バランスウェイト)
54a 円環部
54a1 貫通穴
54b ウェイト部
54d 端部
54d1 垂直面
54d2 傾斜面
54d3 水平面
54d4 垂直面
55 ドライブブッシュ
56 偏心軸部
57 旋回スクロール
58 端板
59 旋回ラップ
60 オイルレベルタンク
61 下部配管
62 均圧管
63 バランスウェイト室
65 ソケット
C1 圧縮室
C2 圧縮室
FL 設置面
X 軸線

Claims (7)

  1. 軸線の周りに回転駆動されることで圧縮機が有する圧縮機構へ駆動力を伝達する回転軸に設けられるバランスウェイトであって、
    前記軸線の方向に立設しているとともに前記軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部を備え、
    前記周方向における前記ウェイト部の端部は、前記軸線と直交する平面において、前記周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている
    バランスウェイト。
  2. 圧縮機が有する圧縮機構へ駆動力を伝達する回転軸を軸線の周りに回転駆動させる電動モータのロータに設けられるバランスウェイトであって、
    前記軸線の方向に立設しているとともに前記軸線に対する周方向に沿って延在しているウェイト部を備え、
    前記周方向における前記ウェイト部の端部は、前記軸線と直交する平面において、前記周方向の外側に向かって凸とされた曲線によって形成されている
    バランスウェイト。
  3. 前記ウェイト部の前記端部は、前記軸線と直交する方向から側面視したとき、前記軸線に対して30度以上傾いた傾斜面を有している
    請求項1又は2に記載のバランスウェイト。
  4. 前記ウェイト部の前記端部は、前記軸線と直交する方向から側面視したとき、段差を形成している
    請求項1又は2に記載のバランスウェイト。
  5. 前記ウェイト部の前記端部を形成する前記曲線は円弧とされ、該円弧の中心が前記ウェイト部の幅方向の中心からオフセットしている
    請求項1又は2に記載のバランスウェイト。
  6. 前記周方向における前記ウェイト部の両方の前記端部が前記曲線によって形成されている
    請求項1又は2に記載のバランスウェイト。
  7. 請求項1又は2に記載のバランスウェイトを備えている
    圧縮機。
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