WO2025220109A1 - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
- Publication number
- WO2025220109A1 WO2025220109A1 PCT/JP2024/015109 JP2024015109W WO2025220109A1 WO 2025220109 A1 WO2025220109 A1 WO 2025220109A1 JP 2024015109 W JP2024015109 W JP 2024015109W WO 2025220109 A1 WO2025220109 A1 WO 2025220109A1
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- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- balance
- hole
- compressor
- rotating shaft
- axial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
Definitions
- This disclosure relates to a compressor equipped with a balance weight.
- a scroll compressor comprises a compression mechanism having an orbiting scroll and a fixed scroll, a motor that drives the compression mechanism, a rotating shaft that is fixed to the motor's rotor and transmits the motor's driving force to the compression mechanism, two balance adjustment parts, and a shell that houses these.
- the two balance adjustment parts are used to offset the centrifugal force generated on the rotating shaft by the orbiting motion of the orbiting scroll.
- One of the two balance adjustment parts, the first balance adjustment part is fixed to the rotating shaft, and the other, the second balance adjustment part, is fixed to the underside of the rotor.
- This type of compressor equipped with two balance adjustment parts has issues such as oil leakage, as the two balance adjustment parts rotate in the space within the shell, stirring the refrigerant and refrigeration oil floating within the shell.
- Patent Document 1 there are conventional compressors that do not have a first balance adjustment part fixed to the rotating shaft and a second balance adjustment part fixed to the rotor (see, for example, Patent Document 1).
- the compressor in Patent Document 1 has a configuration in which two rectangular spaces extending in the axial direction are provided in the core of the rotor fixed to the rotating shaft, and weight adjustment parts are embedded and fixed in the two spaces. By embedding the weight adjustment parts in the rotor, the compressor in Patent Document 1 prevents the refrigerant and refrigeration oil from being stirred by the rotation of the two balance adjustment parts, while canceling out centrifugal force.
- the holding force of the rotor to the rotating shaft is the force that secures the rotor to the rotating shaft so that the rotor fixed to the rotating shaft does not rotate independently, in other words, so that the rotating shaft rotates integrally with the rotor.
- the holding force of the rotor to the rotating shaft can be increased as the core thickness increases, and conversely, it decreases as the core thickness decreases.
- the core thickness is the radial distance of the core portion between the rotating shaft insertion hole and the balance hole of the rotor.
- the balance hole which is the space into which the weight adjustment part is embedded, is rectangular when viewed in the axial direction of the rotor and extends in a direction tangential to the rotary shaft insertion hole formed in the center of the rotor.
- the core thickness of the part containing the balance hole is large at both longitudinal ends of the balance hole and small at the longitudinal center of the balance hole.
- the core thickness of the part where the balance hole is formed is a mixture of thick and short parts, and is not constant circumferentially around the rotary shaft insertion hole.
- the compressor in Patent Document 1 has a problem in that the core thickness is not constant in the circumferential direction of the rotating shaft insertion hole, which can cause problems when fixing the rotating shaft in the rotating shaft insertion hole and can easily lead to a decrease in the holding force of the rotor against the rotating shaft.
- the present disclosure is intended to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a compressor that can reduce component costs while ensuring the retention force of the rotor against the rotating shaft.
- the compressor according to the present disclosure comprises a compression mechanism having an eccentric part and compressing a refrigerant, a motor, a rotating shaft that transmits the driving force of the motor to the compression mechanism, and a first balance adjustment part;
- the motor comprises a rotor to which the rotating shaft is fixed, the rotor comprising an annular core having a circular rotating shaft insertion hole formed in the center to which the rotating shaft is fixed, and a balance part having at least one balance hole that is arc-shaped and follows the rotating shaft insertion hole when viewed in the axial direction of the rotating shaft, passing through the core in the axial direction, and which, together with the first balance adjustment part, offsets any imbalance caused by the eccentric part;
- the at least one balance hole has a shape with an arc-shaped inner periphery that follows the rotating shaft insertion hole when viewed in the axial direction, and the center of an imaginary circle including the inner periphery coincides with the center of the rotating shaft when viewed in the axial direction.
- This disclosure makes it possible to provide a compressor that can reduce component costs while ensuring the holding force of the rotor against the rotating shaft.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a compressor according to a first embodiment.
- 1 is a schematic perspective view of a rotary shaft and a structural portion around the rotary shaft of a compressor according to a first embodiment.
- FIG. FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of a rotor in the compressor according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic plan view of a rotor core in the compressor according to the first embodiment.
- 4 is an explanatory diagram of the radial arrangement position of a balance section in the compressor according to the first embodiment.
- FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of the positional relationship between the orbiting scroll, the first balance adjustment component, and the balance unit in the compressor according to the first embodiment.
- FIG. 10 is a schematic plan view of a rotor core in a compressor according to a second embodiment.
- FIG. 10 is a schematic plan view of a first modified example of a rotor core in the compressor according to the second embodiment.
- FIG. 10 is a schematic plan view of a second modified example of the rotor core in the compressor according to the second embodiment.
- FIG. 11 is a schematic plan view of a rotor core in a compressor according to a third embodiment.
- FIG. 10 is a schematic plan view of a rotor core in a compressor according to a fourth embodiment.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a compressor 1 according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic perspective view of a rotating shaft 7 and a structural portion around the rotating shaft 7 of the compressor 1 according to the first embodiment.
- the compressor 1 is, for example, a compressor in which a shell 2 is filled with a low-pressure refrigerant.
- the compressor 1 is applied to a refrigeration cycle device used for refrigeration or air conditioning purposes, such as a refrigerator, a freezer, a vending machine, an air conditioner, a refrigeration device, or a water heater.
- the compressor 1 draws in refrigerant circulating through a refrigeration cycle device's refrigerant circuit, compresses it, and discharges it in a high-temperature, high-pressure state.
- FIG. 1 shows a scroll compressor as an example of the compressor 1.
- compressor 1 comprises a shell 2, an oil pump 3, a motor 4, a compression mechanism 5, a frame 6, and a rotating shaft 7. Furthermore, compressor 1 comprises an intake pipe 11, a discharge pipe 12, a subframe 20, and an oil drain pipe 21.
- the direction in which rotating shaft 7 extends will be referred to as the axial direction, the direction perpendicular to the axial direction as the radial direction, and the direction around the rotating shaft as the circumferential direction.
- the shell 2 includes a middle shell 2c, an upper shell 2a disposed above the middle shell 2c, and a lower shell 2b disposed below the middle shell 2c, and constitutes the outer casing of the compressor 1.
- the middle shell 2c constitutes the cylindrical peripheral wall of the shell 2.
- the upper end of the middle shell 2c is closed by the dome-shaped upper shell 2a.
- the lower end of the middle shell 2c is closed by the lower shell 2b.
- the shell 2 houses an oil pump 3, a motor 4, a compression mechanism 5, a frame 6, a rotating shaft 7, a subframe 20, an oil drain pipe 21, and the like.
- the shell 2 has an oil reservoir 3a at its lower part.
- a discharge chamber 13 is formed between the upper shell 2a of the shell 2 and the compression mechanism 5.
- the discharge chamber 13 is located above the compression mechanism 5.
- the discharge chamber 13 is a high-pressure space that contains the refrigerant compressed and discharged by the compression mechanism 5.
- Oil pump 3 The oil pump 3 is housed in the shell 2 and pumps oil from the oil sump 3a.
- the oil pump 3 is located at the bottom of the shell 2.
- the oil pump 3 supplies the oil pumped from the oil sump 3a to lubricated parts, such as bearings, of the compressor 1, thereby lubricating the parts.
- the oil After being pumped up by the oil pump 3 and lubricating the rocking bearing 8c, the oil is stored, for example, in an internal space 6d of the frame 6 and then passes through radial oil supply grooves 6c provided in the thrust bearing 6b (described below).
- the oil that passes through the oil supply grooves 6c flows into the Oldham ring space where the Oldham ring 15 (described below) is disposed, and lubricates the Oldham ring 15.
- One end of an oil drain pipe 21 is connected to the Oldham ring space, and the oil in the Oldham ring space is returned to the oil sump 3a through the oil drain pipe 21.
- the compression mechanism 5 is disposed in the shell 2 and compresses the refrigerant drawn into the shell 2 from the suction pipe 11.
- the compression mechanism 5 includes a fixed scroll 30 fixed to the shell 2 and an orbiting scroll 40 that orbits (i.e., revolves) relative to the fixed scroll 30.
- the compression mechanism 5 compresses the refrigerant by the orbiting motion of the orbiting scroll 40 relative to the fixed scroll 30.
- the compression mechanism 5 is not limited to a scroll type and may be a rotary type. The following description will be given assuming that the compression mechanism 5 is of the scroll type.
- the fixed scroll 30 is disposed, for example, at the upper end of the frame 6 so as to close the cylindrical opening of the frame 6, and is fixed to the frame 6 with fasteners such as bolts.
- the fixed scroll 30 may also be fixed directly to the middle shell 2c of the shell 2 without being fixed to the frame 6.
- the fixed scroll 30 compresses the refrigerant together with the orbiting scroll 40.
- the fixed scroll 30 is positioned opposite the orbiting scroll 40.
- the fixed scroll 30 has an end plate 30a and a spiral portion 31 extending downward from the underside of the end plate 30a.
- the spiral portion 31 protrudes toward the orbiting scroll 40 from the wall surface of the end plate 30a facing the orbiting scroll 40, and its cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the end plate 30a is a spiral-shaped protrusion.
- the end plate 30a together with the volute portion 31 of the fixed scroll 30 and the volute portion 41 of the orbiting scroll 40 (described below), constitutes the compression chamber 5a.
- the end plate 30a is fixed within the shell 2 with its outer peripheral surface facing the inner peripheral surface of the middle shell 2c and the outer peripheral portion of the lower end surface of the end plate 30a abutting the upper end surface of the frame 6.
- the end plate 30a is a circular plate-shaped member, and a discharge port 32 is formed through the center of the end plate 30a to discharge the refrigerant compressed in the compression chamber 5a.
- a discharge valve mechanism 50 is installed on the outlet side of the discharge port 32.
- the discharge valve mechanism 50 includes a valve seat 52 formed around the open end 32a on the outlet side of the discharge port 32, a leaf spring-shaped reed valve 51 mounted on the valve seat 52 and opening and closing the discharge port 32 based on the pressure difference between inside and outside, and a reed valve retainer 53 mounted on the valve seat 52 to limit the maximum opening degree of the reed valve 51.
- the discharge valve mechanism 50 prevents backflow of the refrigerant discharged from the outlet-side open end 32a of the discharge port 32.
- the orbiting scroll 40 is arranged opposite the fixed scroll 30.
- the orbiting scroll 40 is eccentric with respect to the fixed scroll 30.
- the orbiting scroll 40 has a mirror plate 40a and a spiral portion 41 extending upward on the upper surface of the mirror plate 40a.
- the spiral portion 41 protrudes toward the fixed scroll 30 from the wall surface of the mirror plate 40a facing the fixed scroll 30, and is a protrusion with a spiral-shaped cross section when cut on a plane parallel to the mirror plate 40a.
- the mirror plate 40a together with the spiral portion 41 of the orbiting scroll 40 and the spiral portion 31 of the fixed scroll 30, forms the compression chamber 5a.
- the mirror plate 40a is a disc-shaped member that oscillates within the frame 6 due to the rotation of the rotating shaft 7.
- the axial thrust load of the orbiting scroll 40 is supported by the frame 6.
- the wall surface of the mirror plate 40a opposite the wall surface on which the spiral portion 41 is formed acts as a thrust bearing 6b.
- the orbiting scroll 40 has its rotation restricted by the Oldham ring 15, and performs an orbital motion, or in other words, an orbital motion, relative to the fixed scroll 30.
- the Oldham ring 15 is arranged on the thrust surface of the end plate 40a, which is the surface opposite to the upper surface on which the spiral portion 41 of the orbiting scroll 40 is formed, and prevents the orbiting scroll 40 from rotating.
- the Oldham ring 15 prevents the orbiting scroll 40 from rotating and allows it to oscillate.
- Claws (not shown) are formed on the upper and lower surfaces of the Oldham ring 15, protruding perpendicularly to each other. The claws of the Oldham ring 15 are fitted into Oldham grooves 15a formed in the orbiting scroll 40 and Oldham grooves 15b formed in the frame 6, respectively.
- the fixed scroll 30 and the orbiting scroll 40 are housed within the middle shell 2c with their spiral portions 31 and 41 facing each other and meshing with each other.
- the compression chamber 5a is formed by the space where the spiral portion 31 of the fixed scroll 30 and the spiral portion 41 of the orbiting scroll 40 mesh together.
- the orbiting scroll 40 oscillates due to the rotation of the rotary shaft 7, compressing the gaseous refrigerant in the compression chamber 5a.
- the frame 6 is formed in a cylindrical shape, its outer periphery is fixed to the shell 2, and its inner periphery houses the compression mechanism 5.
- the frame 6 holds the orbiting scroll 40 of the compression mechanism 5.
- the frame 6 supports the thrust bearing load generated during operation of the compressor 1 via the thrust bearing 6b of the orbiting scroll 40.
- the frame 6 also rotatably supports the rotating shaft 7 via the main bearing 8a.
- a suction port 6a is formed in the frame 6. The gaseous refrigerant sucked into the shell 2 from the suction pipe 11 flows into the compression mechanism 5 through the suction port 6a.
- a sleeve 17 is provided between the frame 6 and the main bearing 8a.
- the sleeve 17 is a cylindrical member.
- the sleeve 17 absorbs the tilt between the frame 6 and the rotating shaft 7.
- the rotating shaft 7 is connected to the motor 4 and the orbiting scroll 40, and transmits the driving force of the motor 4 to the orbiting scroll 40.
- the rotating shaft 7 has a main shaft 7a fixed to a rotor 4a (described later) of the motor 4, and an eccentric shaft 7b provided above the main shaft 7a and eccentric to the central axis of the main shaft 7a, and connected to the orbiting scroll 40.
- a portion of the rotating shaft 7 located above the rotor 4a is rotatably supported by a main bearing 8a provided in the frame 6.
- a portion of the rotating shaft 7 located below the rotor 4a is rotatably supported by a sub-bearing 8b of the sub-frame 20.
- An oil pump 3 is provided at the lower end of the rotating shaft 7 to pump up oil accumulated in an oil reservoir 3a.
- An oil passage 7c is formed inside the rotating shaft 7, allowing the oil pumped up by the oil pump 3 to flow upward.
- a slider 16 is attached to the outer surface of the eccentric shaft 7b of the rotating shaft 7.
- the slider 16 is a cylindrical member.
- the slider 16 is located on the inner surface of the lower part of the oscillating scroll 40.
- the oscillating scroll 40 is attached to the eccentric shaft 7b of the rotating shaft 7 via the slider 16, and rotates as the rotating shaft 7 rotates.
- An oscillating bearing 8c is provided between the oscillating scroll 40 and the slider 16.
- a first balance adjustment component 18 is fixed to the rotating shaft 7. As shown in Figure 2, the first balance adjustment component 18 has an integrated shape with a semicircular arc portion fixed to the outer periphery of a cylindrical portion. The first balance adjustment component 18 is fixed to the rotating shaft 7 by, for example, shrink fitting. The first balance adjustment component 18 is disposed between the frame 6 and the rotor 4a. The first balance adjustment component 18 is housed in a cylindrical balance adjustment component cover 18a. Together with the balance portion 65 described below, the first balance adjustment component 18 offsets imbalances caused by the orbiting scroll 40, etc.
- the main bearing 8a and the rocking bearing 8c are sliding bearings, which are made up of a fixed cylindrical metal or resin member and a rotating metal member, and form a fluid film of oil by utilizing the relative motion between the sliding surfaces.
- the suction pipe 11 is a pipe that draws gaseous refrigerant into the shell 2.
- the suction pipe 11 is provided on the side wall of the shell 2 and is connected to the middle shell 2c.
- the discharge pipe 12 is a pipe that discharges the refrigerant compressed by the compression mechanism 5 to the outside of the shell 2.
- the discharge pipe 12 is provided at the top of the shell 2 and connected to the upper shell 2a.
- the discharge pipe 12 connects a discharge chamber 13 in the shell 2 to a refrigerant circuit outside the shell 2.
- the sub-frame 20 is provided below the motor 4 inside the shell 2 and is fixed to the inner peripheral surface of the middle shell 2c.
- the sub-frame 20 rotatably supports the rotating shaft 7 via an auxiliary bearing 8b.
- This auxiliary bearing 8b is configured as a ball bearing, but is not limited to a ball bearing and may be configured as another type of bearing.
- the auxiliary bearing 8b is fitted into an auxiliary bearing housing fixed to the center of the sub-frame 20.
- oil drain pipe 21 As described above, one end of the oil drain pipe 21 communicates with the Oldham ring space and communicates with the space between the frame 6 and the orbiting scroll 40. The other end of the oil drain pipe 21 extends downward within the shell 2 and communicates with the space between the frame 6 and the subframe 20. The oil drain pipe 21 allows excess oil, which flows through the space between the frame 6 and the orbiting scroll 40, to flow into the space between the frame 6 and the subframe 20. The oil that has flowed into the space between the frame 6 and the subframe 20 passes through the subframe 20 and is returned to the oil reservoir 3a.
- the motor 4 has a rotor 4a and a stator 4b.
- the rotor 4a is fixed to a main shaft 7a of the rotary shaft 7.
- the rotor 4a and the main shaft 7a are fixed together by shrink fitting, cooling fitting, press fitting, or the like.
- the stator 4b is fixed to the inner circumferential surface of the middle shell 2c, below the compression mechanism 5.
- the stator 4b rotates the rotor 4a using electric power supplied from outside the compressor 1.
- the structure of the rotor 4a will be described in detail below.
- FIG. 4a is a schematic exploded perspective view of the rotor 4a in the compressor 1 according to the first embodiment.
- the rotor 4a has an annular core 61 formed by stacking a plurality of electromagnetic steel plates, a permanent magnet 62, and end plates 63 disposed at both axial ends of the core 61.
- Each of the plurality of electromagnetic steel plates has a V-shaped or other crimping portion (not shown) for crimping purposes formed in advance during the punching process of each thin plate. A pressure is applied to the crimping portion to join the electromagnetic steel plates together, thereby forming the core 61.
- the core 61 has multiple magnet insertion holes 61c formed therein. In the illustrated example, there are six magnet insertion holes 61c, but this is not limited to six.
- a permanent magnet 62 is inserted into each magnet insertion hole 61c.
- a rotating shaft insertion hole 61a is formed in the center of the core 61, into which the main shaft 7a of the rotating shaft 7 is inserted.
- the rotating shaft insertion hole 61a is circular when viewed in the axial direction.
- the core 61 has rivet insertion holes 61b formed around the rotating shaft insertion hole 61a, into which rivets 64 are inserted.
- the end plate 63 holds the permanent magnet 62 so that it does not fall out of the magnet insertion hole 61c.
- the end plate 63 is formed with a rotating shaft insertion hole 63a, a rivet insertion hole 63b, and a refrigerant passage hole 63c.
- the rotating shaft insertion hole 63a is formed opposite the rotating shaft insertion hole 61a of the core 61.
- the rivet insertion holes 63b are formed opposite the rivet insertion holes 61b of the core 61, and there are the same number of rivet insertion holes 61b.
- the refrigerant passage holes 63c are formed opposite the balance hole 65a, which will be described later.
- the refrigerant passage hole 63c has the same shape as the balance hole 65a when viewed in the axial direction, but this is not limited to the same shape.
- the refrigerant passage hole 63c only needs to be formed so that at least a portion of it overlaps with the balance hole 65a when viewed in the axial direction.
- the core 61 is also provided with a balance portion 65 that, together with the first balance adjustment component 18, offsets imbalances caused by the orbiting scroll 40 and other components.
- the balance portion 65 has at least one balance hole 65a that penetrates the core 61 in the axial direction.
- the balance portion 65 in embodiment 1 has one balance hole 65a and a second balance adjustment component 65c.
- the balance hole 65a is formed by connecting holes provided in each of the multiple electromagnetic steel plates that make up the core 61 in the vertical direction.
- the second balance adjustment component 65c is fixed to the underside of the rotor 4a, for example, by shrink fitting.
- the fixing position of the second balance adjustment component 65c is not limited to the underside of the rotor 4a and may be near the rotor 4a on the rotating shaft 7. While Figure 2 shows an example of the second balance adjustment component 65c as a semicircular arc plate, the shape of the second balance adjustment component 65c is not limited to the shape shown.
- the balance hole 65a is formed inside the multiple magnet insertion holes 61c when looking at the core 61 in the axial direction.
- the rotor 4a has the rotating shaft insertion hole 61a, balance hole 65a, rivet insertion hole 61b, and magnet insertion hole 61c formed in this order from the inside to the outside in the radial direction when looking at the axial direction. If the balance hole 65a is formed too close to the magnet insertion hole 61c on the rotor 4a, it will interfere with the magnetic field generated by the permanent magnet 62. For this reason, the balance hole 65a is formed between the magnet insertion hole 61c and the rotating shaft insertion hole 61a when looking at the axial direction, closer to the rotating shaft insertion hole 61a.
- the components configured as described above are stacked in the axial direction, and when stacked, the rivet insertion holes 63b and 61b are connected in the axial direction. Rivets 64 are inserted into these connecting holes, and the entire rotor is crimped and fastened together to form the rotor 4a. Note that while four rivets 64 are used to fasten the entire rotor together here, this number is not limited to four and can be set at any number.
- FIG 4 is a schematic plan view of the core 61 of the rotor 4a in the compressor 1 according to the first embodiment.
- the core 61 has a balance section 65 as described above.
- the balance hole 65a that constitutes the balance section 65 is formed as an arc-shaped elongated hole that follows the rotating shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction, as shown in Figure 4.
- the balance hole 65a When viewed in the axial direction, the balance hole 65a has a circumferential length that corresponds to a 180° semicircle centered on the central axis O of the rotating shaft 7.
- the balance hole 65a has an inner peripheral edge 65a1, an outer peripheral edge 65a2, and a pair of connecting edges 65a3.
- the inner peripheral edge 65a1 is an arc-shaped edge that follows the rotation shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction.
- the outer peripheral edge 65a2 is located radially outward of the inner peripheral edge 65a1 and is an arc-shaped edge that follows the inner peripheral edge 65a1.
- the pair of connecting edges 65a3 are edges that connect the ends of the inner peripheral edge 65a1 and the outer peripheral edge 65a2 on the same circumferential side. In the illustrated example, the pair of connecting edges 65a3 are arc-shaped with convex outward projections, but are not limited to this shape and may be linear.
- the center of an imaginary circle C1 including the inner peripheral edge 65a1 and the center of an imaginary circle C2 including the outer peripheral edge 65a2 of the balance hole 65a coincide with the center of the rotating shaft 7.
- the centers of the imaginary circles C1 and C2 are on the central axis O of the rotating shaft 7.
- the core thickness A which is the radial distance between the balance hole 65a and the rotating shaft insertion hole 61a, is constant in the circumferential direction.
- the width L of the balance hole 65a is constant in the circumferential direction.
- the width L of the balance hole 65a is the radial length of the balance hole 65a.
- FIG. 5 is an explanatory diagram of the radial position of the balance section 65 in the compressor 1 according to the first embodiment.
- the balance hole 65a that constitutes the balance section 65 is arranged on a straight line LG that passes through the center of gravity G1 of the first balance adjustment component 18 and is parallel to the rotating shaft 7.
- the balance hole 65a that constitutes the balance section 65 is arranged so that the straight line LG that passes through the center of gravity G1 of the first balance adjustment component 18 and is parallel to the rotating shaft 7 passes through the interior of the balance hole 65a.
- the balance hole 65a is formed so as to be located inside the balance adjustment component cover 18a when viewed in the axial direction.
- the balance hole 65a is formed in a position axially opposite the lower end opening 18a1 of the balance adjustment component cover 18a.
- Figure 6 is an explanatory diagram of the positional relationship between the orbiting scroll 40, first balance adjustment component 18, and balance unit 65 in the compressor 1 according to embodiment 1.
- the first direction is a radial direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 7, and a direction away from the rotating shaft 7.
- the second direction is a radial direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 7, and a direction away from the rotating shaft 7 in the opposite direction to the first direction.
- the center of gravity Ga of the orbiting scroll 40 is located at position Ra in the first direction from the rotation axis 7.
- the center of gravity G1 of the first balance adjustment component 18 is located at position R1 in the second direction from the rotation axis 7.
- the center of gravity Gb of the balance section 65 is located at position Rb in the first direction from the rotation axis 7.
- the center of gravity G3 of the core 61 is located at position R3 in the first direction from the rotation axis 7.
- the second balance adjustment component 65c is located at position R2 in the first direction from the rotation axis 7.
- Wa is the weight of the orbiting scroll 40.
- W1 is the weight of the first balance adjustment component 18.
- W2 is the weight of the second balance adjustment component 65c.
- the balance part 65 has a balance hole 65a and a second balance adjustment part 65c, and the center of gravity Gb of the balance part 65 is based on the center of gravity G3 of the core 61 having the balance hole 65a and the center of gravity G2 of the second balance adjustment part 65c.
- the positional relationships of the centers of gravity of the orbiting scroll 40, the first balance adjustment component 18, and the balance unit 65 relative to the rotation axis 7 are as follows:
- the center of gravity Ga of the orbiting scroll 40 and the center of gravity Gb of the balance unit 65 are located on opposite sides of the rotation axis 7 from the center of gravity G1 of the first balance adjustment component 18.
- the center of gravity Ga of the orbiting scroll 40 and the center of gravity Gb of the balance unit 65 are disposed in the same first direction relative to the rotation axis 7, while the center of gravity G1 of the first balance adjustment component 18 is disposed in the opposite second direction.
- the balance hole 65a in the balance section 65 of the rotor 4a shifts the center of gravity G3 of the rotor 4a from the radial center to the side of the rotating shaft 7 where the balance section 65 is not located, as shown by the arrow in FIG. 5 .
- the position of the center of gravity G3 of the rotor 4a itself can be adjusted by the radial position of the balance hole 65a constituting the balance section 65, the width L of the balance hole 65a, and other factors.
- the balance section does not have a balance hole and has only the second balance adjustment component, i.e., if the balance section has a configuration similar to the conventional configuration described above, the balance section must adjust the center of gravity position using only the second balance adjustment component. Therefore, if the balance section has only the second balance adjustment component, the second balance adjustment component 650 must be made larger, as shown by the dotted line in FIG. 3 .
- the compressor 1 is equipped with a first balance adjustment component 10 and a balance unit 65 as components that offset the imbalance caused by the eccentric components of the compression mechanism unit 5.
- the eccentric component is the oscillating scroll 40.
- the compression mechanism unit 5 is a rotary type, the eccentric component is the eccentric component of the rotating shaft.
- the compression mechanism unit of a rotary compressor is equipped with a cylindrical cylinder having a compression chamber therein, an eccentric component that is eccentric with respect to the axis of the rotating shaft, and a rotating piston rotatably mounted on the eccentric component.
- the compression mechanism unit of a rotary compressor reduces the volume of the compression chamber and compresses the refrigerant by rotating the rotating shaft and causing the rotating piston to rotate eccentrically within the cylinder.
- the compressor 1 is equipped with a first balance adjustment component 10 and a balance unit 65 as components that offset the imbalance caused by the eccentric component of the rotating shaft.
- the first balance adjustment component 18 is located closer to the eccentric component of the compression mechanism section 5 in the axial direction than the second balance adjustment component 65c.
- the second balance adjustment component 65c is located farther from the eccentric component of the compression mechanism section 5 in the axial direction than the first balance adjustment component 18. In this way, the positions of the first balance adjustment component 18 and the second balance adjustment component 65c are defined relative to the eccentric component of the compression mechanism section 5.
- the balance hole is rectangular when viewed in the axial direction of the rotor, extending in a direction tangential to the rotating shaft insertion hole formed in the center of the rotor.
- the core thickness is not constant in the circumferential direction of the rotating shaft insertion hole in the area where the balance hole is formed, making it easy for the holding force of the rotor to the rotating shaft to decrease.
- shrink-fitting of the rotating shaft into the rotor is performed, for example, as follows: First, a heating coil is inserted into the rotating shaft insertion hole of the core, and the core is heated. As the core is heated, the diameter of the rotating shaft insertion hole in the core thermally expands, enlarging it. The heating coil is then removed from the expanded rotating shaft insertion hole of the core, and the rotating shaft is then inserted into the rotating shaft insertion hole. The core is then cooled, causing the diameter of the rotating shaft insertion hole to shrink, and the core and rotating shaft are fixed together.
- the core thickness where the balance hole is formed is not constant in the circumferential direction of the rotating shaft insertion hole, which causes variations in heat conduction from the inner periphery to the outer periphery of the core during shrink fitting.
- uneven heating occurs around the rotating shaft insertion hole of the core, resulting in shrink fitting defects.
- the compressor 1 when viewed in the axial direction, the center of an imaginary circle C1 including the inner peripheral edge 65a1 of the balance hole 65a that constitutes the balance portion 65 coincides with the center of the rotating shaft 7.
- the core thickness A of the balance portion 65 is ensured to be constant in the circumferential direction of the rotating shaft insertion hole 61a, and heat conduction from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the core 61 is uniform during shrink fitting.
- This allows the compressor 1 to uniformly heat the surroundings of the rotating shaft insertion hole 61a of the core 61 in the circumferential direction, preventing shrink fitting defects.
- the compressor 1 can ensure the holding force of the rotor 4a against the rotating shaft 7.
- the center of the imaginary circle C2 including the outer circumferential edge 65a2 of the balance hole 65a that constitutes the balance section 65 in the compressor 1 coincides with the center of the rotating shaft 7 when viewed in the axial direction.
- the radial size of the balance hole 65a itself in the compressor 1 is ensured to be constant in the circumferential direction, and heat transferred to the core wall thickness A portion during shrink fitting can be dissipated and transferred uniformly in the circumferential direction to the space within the balance hole 65a, thereby maintaining a more uniform heating temperature in the circumferential direction.
- the compressor 1 is sufficient as long as the center of the imaginary circle C1 coincides with the center of the rotating shaft 7; it is not necessarily required that the center of the imaginary circle C2 coincide with the center of the rotating shaft 7; however, having such a configuration is effective in maintaining a more uniform heating temperature in the circumferential direction.
- the compressor 1 is not limited to cases where the core 61 and the rotating shaft 7 are fixed by shrink fitting; fixation failures can also be prevented when fixation is by cold fitting or press fitting, and the holding force of the rotor 4a on the rotating shaft 7 can be ensured.
- the compressor 1 can equalize physical quantities acting on the core 61 during cold fitting or press fitting, such as heat or force in the circumferential direction around the rotating shaft insertion hole 61a, and as a result, the holding force of the rotor 4a on the rotating shaft 7 can be ensured.
- compressor 1 required the provision of two weight adjustment parts on the rotor.
- compressor 1 has a first balance adjustment part 18 and a balance part 65 as balance adjustment parts, and balance part 65 has a balance hole 65a and a second balance adjustment part 65c.
- balance part 65 has balance hole 65a and second balance adjustment part 65c, it is possible to reduce the weight of second balance adjustment part 65c as described above, compared to when balance part 65 is composed of only second balance adjustment part 65c. As a result, compressor 1 can reduce parts costs.
- the compressor 1 having the above configuration can reduce component costs while ensuring the holding force of the rotor 4a against the rotating shaft 7.
- the balance holes 65a that constitute the balance section 65 penetrate the core 61 in the axial direction. Therefore, the balance holes 65a connect the space above the rotor 4a to the space below the rotor 4a via the refrigerant passage holes 63c in the end plate 63, and serve as a refrigerant flow path through which refrigerant containing refrigerating machine oil passes.
- the balance holes 65a also function as cooling holes that cool the rotor 4a. Therefore, in the compressor 1, the core 61 has the balance holes 65a, which allows the rotor 4a to be cooled more effectively than a configuration in which the core 61 does not have the balance holes 65a.
- compressor 1 allows for the miniaturization of the second balance adjustment component, which is fixed to rotor 4a and rotates together with rotor 4a, as described above, making it possible to reduce stirring loss due to oil being stirred up.
- the compressor 1 has been described as having a configuration in which the balance section 65 has a balance hole 65a and a second balance adjustment component 65c.
- the compressor 1 may also have a configuration in which the balance section 65 does not have a second balance adjustment component 65c.
- the balance section 65 of the compressor 1 may be configured with at least one balance hole 65a.
- the compressor 1 has at least one balance hole 65a that allows the position of the center of gravity G3 of the rotor 4a itself to be adjusted, and together with the first balance adjustment component 18, the balancing of the rotational system during operation can be adjusted.
- the compressor 1 does not have a second balance adjustment component 65c, which further reduces component costs and stirring loss.
- the compressor 1 of the first embodiment includes the compression mechanism 5 having an eccentric part and compressing a refrigerant, the motor 4, the rotating shaft 7 that transmits the driving force of the motor 4 to the compression mechanism 5, and the first balance adjustment part 18.
- the motor 4 includes the rotor 4a to which the rotating shaft 7 is fixed.
- the rotor 4a includes the annular core 61 having a circular rotating shaft insertion hole 61a formed in the center thereof to which the rotating shaft 7 is fixed, and the balance part 65 that, together with the first balance adjustment part 18, offsets imbalance caused by the eccentric part.
- the balance part 65 has at least one balance hole 65a that is arc-shaped and follows the rotating shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction of the rotating shaft 7, and penetrates the core 61 in the axial direction.
- the balance part 65 may also include at least one balance hole 65a and a second balance adjustment part 65c that is positioned axially farther from the eccentric part than the first balance adjustment part.
- the balance hole 65a has an arc-shaped inner peripheral edge 65a1 that is aligned with the rotary shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction.
- the center of an imaginary circle C1 that includes the inner peripheral edge 65a1 of the balance hole 65a coincides with the center of the rotary shaft 7.
- the eccentric part is the orbiting scroll 40 when the compression mechanism 5 is of a scroll type, and is the eccentric part of the rotary shaft when the compression mechanism 5 is of a rotary type.
- the compressor 1 can equalize the physical quantities acting on the core 61 in the circumferential direction around the rotating shaft insertion hole 61a of the core 61 when the core 61 is fixed to the rotating shaft 7, thereby ensuring the holding force of the rotor 4a against the rotating shaft 7.
- the balancing section 65 of the compressor 1 has at least one balancing hole 65a, or at least one balancing hole 65a and a second balancing component 65c.
- the compressor 1 can adjust the position of the center of gravity G3 of the rotor 4a itself. Therefore, because the compressor 1 does not rely solely on the second balancing component 65c to adjust the center of gravity position using the balancing section 65, the second balancing component 65c can be made smaller or eliminated, reducing component costs.
- At least one balance hole is located radially outward from the inner circumferential edge, has an outer circumferential edge that runs along the inner circumferential edge, and a pair of connecting edges that connect the ends of the inner and outer circumferential edges, and when viewed in the axial direction, the center of an imaginary circle that includes the outer circumferential edge coincides with the center of the rotation shaft.
- the compressor 1 can equalize the physical quantities acting on the core 61 in the circumferential direction around the rotary shaft insertion hole 61a of the core 61 when the core 61 and the rotary shaft 7 are fixed together, thereby ensuring a stronger holding force for the rotor 4a against the rotary shaft 7.
- the center of gravity Ga of the eccentric part and the center of gravity Gb of the balance part 65 are located on opposite sides of the rotation axis 7 from the center of gravity G1 of the first balance adjustment part 18.
- compressor 1 can suppress imbalance caused by eccentric parts.
- the balance hole 65a is located on a straight line LG that passes through the center of gravity G1 of the first balance adjustment component 18 and is parallel to the rotation axis 7.
- the compressor 1 can adjust the imbalance caused by the eccentric parts using the balance hole 65a together with the first balance adjustment part 18 by adjusting the position of the balance hole 65a on the straight line LG.
- the core 61 extends in the axial direction and has a magnet insertion hole 61c into which a permanent magnet 62 is inserted, and at least one balance hole 65a is formed between the magnet insertion hole 61c and the rotary shaft insertion hole 61a, closer to the rotary shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction.
- the compressor 1 can prevent at least one balance hole 65a from interfering with the next formation by the permanent magnet 62.
- Embodiment 2 The compressor 1 of the second embodiment differs from that of the first embodiment in the configuration of the balance unit 65.
- the following description will focus on the configuration of the second embodiment that differs from that of the first embodiment, and the configuration that is not described in the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
- the balance hole 65b is formed in an arc shape that follows the rotary shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction.
- the balance hole 65b has an inner peripheral edge 65b1, an outer peripheral edge 65b2, and a pair of connecting edges 65b3.
- the inner peripheral edge 65b1 is an arc-shaped edge that follows the rotary shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction.
- the outer peripheral edge 65b2 is located radially outward of the inner peripheral edge 65b1 and is an arc-shaped edge that follows the inner peripheral edge 65b1.
- the pair of connecting edges 65b3 connect the ends of the inner peripheral edge 65b1 and the outer peripheral edge 65b2 on the same circumferential side.
- the pair of connecting edges 65b3 are straight, but are not limited to this shape and may be, for example, an arc-shaped edge with a convex outward curve.
- the balance section 65 of embodiment 2 is composed of multiple balance holes 65b spaced apart in the circumferential direction, and the portions of the core 61 between the multiple balance holes 65b form ribs 67 extending radially when viewed in the axial direction.
- the balance section 65 of embodiment 2 can be said to be configured to have a rib 67 that circumferentially divides the interior of the balance hole 65a of embodiment 1, which has a length equivalent to a 180° semicircle.
- the rib 67 is formed to extend radially and axially.
- the rib 67 is formed by overlapping the electromagnetic steel sheet portions between holes spaced apart in the circumferential direction in each of the multiple electromagnetic steel sheets that make up the core 61, by laminating the multiple electromagnetic steel sheets.
- Figure 8 is a schematic plan view of a first modified example of the core 61 of the rotor 4a in the compressor 1 according to embodiment 2.
- Figure 9 is a schematic plan view of a second modified example of the core 61 of the rotor 4a in the compressor 1 according to embodiment 2.
- the shape of the balance holes 65ba at both circumferential ends of the multiple balance holes 65b differs from the shape of the balance hole 65bb in the circumferential center.
- the balance hole 65ba in Figure 8 has a shape that tapers toward the circumferential ends.
- the balance hole 65ba in Figure 9 has a shape where the center of a circumferentially extending elongated hole is narrowed in the radial direction.
- the central balance hole 65bb which has a center of gravity close to the center of gravity of the orbiting scroll 40 and the first balance adjustment component 18, is important in eliminating imbalance between the orbiting scroll 40 and the first balance adjustment component 18.
- the balance holes 65ba at both circumferential ends eliminate imbalance to a lesser extent than the balance hole 65bb at the circumferential center.
- the shape of the balance holes 65ba at both circumferential ends does not have to be the same as the balance hole 65bb at the circumferential center, and there is no problem if they are different, as shown in Figures 8 and 9.
- FIG 11 is a schematic plan view of the core 61 of the rotor 4a in a compressor 1 according to embodiment 4.
- the rotor 4a has a heat-shielding slit 70.
- the heat-shielding slit 70 is a slit provided on the opposite side of the balance hole 65b to maintain circumferential thermal balance when the inner periphery of the rotor is heated when the rotating shaft 7 is shrink-fitted to the rotor 4a, i.e., to make the heating temperature of the inner periphery of the rotor uniform.
- the heat-shielding slit 70 is formed to penetrate the core 61 in the axial direction.
- the heat-shielding slit 70 When viewed in the axial direction, the heat-shielding slit 70 is formed as an arc-shaped elongated hole that follows the rotating shaft insertion hole 61a.
- the arc-shaped inner peripheral edge 70a on the radially inner side of the heat-shielding slit 70 and the inner peripheral edge 65b1 of the balance hole 65b are located on the same circle centered on the central axis O of the rotating shaft 7, in other words, the central axis of the rotating shaft insertion hole 61a.
- the radial width L2 of the heat shielding slit 70 is set smaller than the radial width L1 of the balance hole 65b.
- Multiple heat shielding slits 70 are provided at intervals in the circumferential direction of the core 61. In the illustrated example, multiple heat shielding slits 70 are provided, but it is sufficient that at least one heat shielding slit 70 is provided.
- the heat shielding slits 70 are formed on the opposite side of the balance hole 65b with respect to the rotary shaft insertion hole 61a when viewed in the axial direction.
- the heat shielding slits 70 are formed in a range of 180° on the opposite side of the 180° range centered on the central axis O of the rotary shaft 7 in which the balance hole 65b is formed.
- the heat shielding slits 70 are also arranged in the same first direction (see Figures 6 and 11) as the orbiting scroll 40.
- the compressor 1 of the fourth embodiment provides the same effects as those of the first to third embodiments, and also provides the following effect by providing the core 61 with the heat-shielding slits 70.
- the compressor 1 can make the heating temperature around the rotary shaft insertion hole 61a of the core 61 more uniform in the circumferential direction during shrink fitting compared to a configuration without the heat-shielding slits 70.
- the arc-shaped inner peripheral edge 70a on the radially inner side of the heat shielding slit 70 and the inner peripheral edge 65b1 of the balance hole 65b are located on the same circle centered on the central axis O of the rotating shaft 7, in other words, the central axis of the rotating shaft insertion hole 61a.
- the heat shielding slits 70 are arranged in the first direction, the same as the center of gravity of the orbiting scroll 40, and are therefore positioned in a direction that causes imbalance. For this reason, if the heat shielding slits 70 were large, it would affect the elimination of imbalance.
- the radial width L2 of the heat shielding slits 70 is set smaller than the radial width L1 of the balance holes 65b, and the size of the heat shielding slits 70 is set to an extent that does not affect the elimination of imbalance.
- the size of the heat shielding slits 70 is as small as possible compared to the balance holes 65b. In other words, the size of the heat shielding slits 70 is set to an extent that does not affect the elimination of imbalance. For this reason, by having the heat shielding slits 70 in the core 65b, the compressor 1 can further reduce shrink fit defects without affecting the elimination of imbalance.
- Compressor 2. Shell, 2a. Upper shell, 2b. Lower shell, 2c. Middle shell, 3. Oil pump, 3a. Oil reservoir, 4. Motor, 4a. Rotor, 4b. Stator, 5. Compression mechanism, 5a. Compression chamber, 6. Frame, 6a. Intake port, 6b. Thrust bearing, 6c. Oil supply groove, 6d. Internal space, 7. Rotating shaft, 7a. Main shaft, 7b. Eccentric shaft, 7c. Oil passage, 8a. Main bearing, 8b. Sub-bearing, 8c.
- Swing bearing 11 Intake pipe, 12 discharge pipe, 13 discharge chamber, 15 Oldham ring, 15a Oldham groove, 15b Oldham groove, 16 slider, 17 sleeve, 18 first balance adjustment part, 18a balance adjustment part cover, 18a1 lower end opening, 20 subframe, 21 oil drain pipe, 30 fixed scroll, 30a head plate, 31 volute portion, 32 discharge port, 32a open end, 40 swinging scroll, 40a head Plate, 41 volute portion, 50 discharge valve mechanism, 51 reed valve, 52 valve seat, 53 reed valve retainer, 61 core, 61a rotating shaft insertion hole, 61b rivet insertion hole, 61c magnet insertion hole, 62 permanent magnet, 63 end plate, 63a rotating shaft insertion hole, 63b rivet insertion hole, 63c refrigerant passage hole, 64 rivet, 65 balance portion, 65a balance hole, 65a1 inner peripheral edge, 65a2 outer peripheral edge, 65a3 connecting edge, 65 b balance hole, 65b1 inner peripheral edge, 65b2 outer peripheral edge,
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Abstract
圧縮機は、偏心部品を有する圧縮機構部と、モータと、モータの駆動力を圧縮機構部に伝達する回転軸と、第1バランス調整部品と、を備える。モータは、回転軸が固定されるロータを備える。ロータは、環状のコアと、回転軸の軸方向に見て回転軸挿入孔に沿う円弧状でコアを軸方向に貫通する少なくとも一つのバランス孔を有し、偏心部品によって生じるアンバランスを第1バランス調整部品と共に相殺するバランス部と、を備える。少なくとも一つのバランス孔は、軸方向に見て、回転軸挿入孔に沿う円弧状の内周縁を有する形状であり、軸方向に見て、内周縁を含む仮想円の中心が回転軸の中心と一致している。
Description
本開示は、バランスウェイトを備えた圧縮機に関するものである。
バランスウェイトを備えた圧縮機として、例えばスクロール圧縮機がある。スクロール圧縮機は、揺動スクロール及び固定スクロールを有する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動するモータと、モータのロータに固定され、モータの駆動力を圧縮機構部に伝達する回転軸と、2つのバランス調整部品と、これらを収容するシェルと、を備えている。2つのバランス調整部品は、揺動スクロールの揺動運動によって回転軸に発生する遠心力を相殺するためのものである。2つのバランス調整部品の一方である第1バランス調整部品は、回転軸に固定され、他方の第2バランス調整部品は、ロータの下面に固定されている。この種の2つのバランス調整部品を備えた圧縮機は、2つのバランス調整部品がシェル内の空間を回転することによってシェル内を浮遊している冷媒及び冷凍機油が撹拌され、油上がりが生じる等の課題があった。
そこで、従来、回転軸に固定される第1バランス調整部品と、ロータに固定される第2バランス調整部品と、を無くした圧縮機がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の圧縮機は、回転軸に固定されているロータのコアに、軸方向に延びる矩形状の空間が2箇所設けられ、2つの空間に重量調整部品が埋め込み固定された構成を有している。特許文献1の圧縮機は、重量調整部品がロータに埋め込まれることで、2つのバランス調整部品の回転による冷媒及び冷凍機油の撹拌を防止しつつ、遠心力の相殺を行うようにしている。
ところで、回転軸がロータの中心部に形成された回転軸挿入孔に例えば焼き嵌め、冷やし嵌め、又は圧入等によって固定される圧縮機では、回転軸に対するロータの保持力が高いことが求められる。回転軸に対するロータの保持力とは、回転軸に固定されているロータが単独で回転しないように、言い換えれば回転軸がロータと一体で回転するように、ロータを回転軸に固定する力である。回転軸に対するロータの保持力は、コア肉厚が厚いほど高めることができ、反対にコア肉厚が薄いほど低くなる。コア肉厚とは、ロータの回転軸挿入孔とバランス孔との間のコア部分の径方向の距離である。
特許文献1の圧縮機において、重量調整部品が埋め込まれる空間であるバランス孔は、ロータの軸方向に見て、ロータの中心部に形成された回転軸挿入孔の接線方向に沿う方向に延びる長方形状である。このため、特許文献1の圧縮機は、バランス孔を有する部分のコア肉厚が、バランス孔の長手方向の両端部で大きく、バランス孔の長手方向の中心部で小さくなる。言い換えれば、バランス孔の形成部分のコア肉厚が、厚い部分と短い部分とで混在しており、回転軸挿入孔の周方向に一定でない。
特許文献1の圧縮機は、上述したようにコア肉厚が回転軸挿入孔の周方向に一定でないことで、回転軸挿入孔に回転軸を固定する際の不具合を招き、回転軸に対するロータの保持力の低下を招きやすいという問題があった。
また、特許文献1の圧縮機は、回転軸に固定される第1バランス調整部品と、ロータの下面に固定される第2バランス調整部品と、の2つのバランス調整部品が無くなる一方で、新たに2つの重量調整部品が必要となるため、部品コストの削減を見込めず、改善の余地があった。
本開示は、上述のような課題を解決するためのものであり、回転軸に対するロータの保持力を確保しつつ、部品コストの削減が可能な圧縮機を提供することを目的とする。
本開示に係る圧縮機は、偏心部品を有し、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、モータと、モータの駆動力を圧縮機構部に伝達する回転軸と、第1バランス調整部品と、を備え、モータは、回転軸が固定されるロータを備え、ロータは、回転軸が固定される円状の回転軸挿入孔が中心部に形成された環状のコアと、回転軸の軸方向に見て回転軸挿入孔に沿う円弧状でコアを軸方向に貫通する少なくとも一つのバランス孔を有し、偏心部品によって生じるアンバランスを第1バランス調整部品と共に相殺するバランス部と、を備え、少なくとも一つのバランス孔は、軸方向に見て、回転軸挿入孔に沿う円弧状の内周縁を有する形状であり、軸方向に見て、内周縁を含む仮想円の中心が回転軸の中心と一致しているものである。
本開示によれば、回転軸に対するロータの保持力を確保しつつ、部品コストの削減が可能な圧縮機を提供できる。
以下、実施の形態に係る圧縮機について図面を参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態1.
[圧縮機1の構成]
図1は、実施の形態1に係る圧縮機1を示す概略断面図である。図2は、実施の形態1に係る圧縮機1の回転軸7と回転軸7周囲の構造部の概略斜視図である。圧縮機1は、例えば、シェル2に低圧の冷媒が満たされる圧縮機である。圧縮機1は、例えば、冷蔵庫あるいは冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の、冷凍用途又は空調用途に用いられる冷凍サイクル装置に適用される。圧縮機1は、冷凍サイクル装置の冷媒回路を循環する冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。図1では、圧縮機1の一例としてスクロール圧縮機を示している。
[圧縮機1の構成]
図1は、実施の形態1に係る圧縮機1を示す概略断面図である。図2は、実施の形態1に係る圧縮機1の回転軸7と回転軸7周囲の構造部の概略斜視図である。圧縮機1は、例えば、シェル2に低圧の冷媒が満たされる圧縮機である。圧縮機1は、例えば、冷蔵庫あるいは冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の、冷凍用途又は空調用途に用いられる冷凍サイクル装置に適用される。圧縮機1は、冷凍サイクル装置の冷媒回路を循環する冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。図1では、圧縮機1の一例としてスクロール圧縮機を示している。
圧縮機1は、図1に示すように、シェル2と、油ポンプ3と、モータ4と、圧縮機構部5と、フレーム6と、回転軸7と、を備える。さらに、圧縮機1は、吸入管11と、吐出管12と、サブフレーム20と、排油パイプ21と、を備える。以下において、回転軸7が延びる方向を軸方向、軸方向に垂直な方向を径方向、回転軸周りの方向を周方向という。
(シェル2)
シェル2は、ミドルシェル2cと、ミドルシェル2cの上部に配置されたアッパーシェル2aと、ミドルシェル2cの下部に配置されたロアーシェル2bと、を有し、圧縮機1の外郭を構成する。ミドルシェル2cは、シェル2の円筒状の周壁を構成する。シェル2は、ドーム状のアッパーシェル2aによって、ミドルシェル2cの上端部が塞がれている。また、シェル2は、ロアーシェル2bによって、ミドルシェル2cの下端部が塞がれている。シェル2は、内部に油ポンプ3、モータ4、圧縮機構部5、フレーム6、回転軸7、サブフレーム20及び排油パイプ21等を収容している。シェル2は、下部に油溜り3aを有する。シェル2のアッパーシェル2aと圧縮機構部5との間には、吐出チャンバ13が形成されている。吐出チャンバ13は、圧縮機構部5の上方に設けられている。吐出チャンバ13は、圧縮機構部5にて圧縮されて吐出される冷媒を収容する空間であり、高圧空間になっている。
シェル2は、ミドルシェル2cと、ミドルシェル2cの上部に配置されたアッパーシェル2aと、ミドルシェル2cの下部に配置されたロアーシェル2bと、を有し、圧縮機1の外郭を構成する。ミドルシェル2cは、シェル2の円筒状の周壁を構成する。シェル2は、ドーム状のアッパーシェル2aによって、ミドルシェル2cの上端部が塞がれている。また、シェル2は、ロアーシェル2bによって、ミドルシェル2cの下端部が塞がれている。シェル2は、内部に油ポンプ3、モータ4、圧縮機構部5、フレーム6、回転軸7、サブフレーム20及び排油パイプ21等を収容している。シェル2は、下部に油溜り3aを有する。シェル2のアッパーシェル2aと圧縮機構部5との間には、吐出チャンバ13が形成されている。吐出チャンバ13は、圧縮機構部5の上方に設けられている。吐出チャンバ13は、圧縮機構部5にて圧縮されて吐出される冷媒を収容する空間であり、高圧空間になっている。
(油ポンプ3)
油ポンプ3は、シェル2に収容され、油溜り3aから油を吸い上げる。油ポンプ3は、シェル2内の下部に設けられている。油ポンプ3は、油溜り3aから吸い上げた油を圧縮機1の軸受部等の被潤滑部に供給し、被潤滑部を潤滑させる。油ポンプ3に吸い上げられて揺動軸受8cを潤滑した後の油は、例えば、フレーム6の内部空間6dに蓄えられた後、後述のスラスト軸受6bに設けられた放射状の給油溝6cを通過する。給油溝6cを通過した油は、後述のオルダムリング15が配置されるオルダムリング空間に流れてオルダムリング15を潤滑する。オルダムリング空間には、排油パイプ21の一端が連通し、オルダムリング空間内の油は排油パイプ21を通って油溜り3aに戻される。
油ポンプ3は、シェル2に収容され、油溜り3aから油を吸い上げる。油ポンプ3は、シェル2内の下部に設けられている。油ポンプ3は、油溜り3aから吸い上げた油を圧縮機1の軸受部等の被潤滑部に供給し、被潤滑部を潤滑させる。油ポンプ3に吸い上げられて揺動軸受8cを潤滑した後の油は、例えば、フレーム6の内部空間6dに蓄えられた後、後述のスラスト軸受6bに設けられた放射状の給油溝6cを通過する。給油溝6cを通過した油は、後述のオルダムリング15が配置されるオルダムリング空間に流れてオルダムリング15を潤滑する。オルダムリング空間には、排油パイプ21の一端が連通し、オルダムリング空間内の油は排油パイプ21を通って油溜り3aに戻される。
(圧縮機構部5)
圧縮機構部5は、シェル2内に配置され、吸入管11からシェル2内に吸入される冷媒を圧縮するものである。圧縮機構部5は、シェル2に固定された固定スクロール30と、固定スクロール30に対して揺動(すなわち、公転運動)する揺動スクロール40と、を備える。圧縮機構部5は、揺動スクロール40が固定スクロール30に対して揺動運動することで冷媒を圧縮するものである。なお、圧縮機構部5は、スクロール型に限られたものではなく、ロータリ型であってもよい。以下では、圧縮機構部5がスクロール型であるものとして説明する。
圧縮機構部5は、シェル2内に配置され、吸入管11からシェル2内に吸入される冷媒を圧縮するものである。圧縮機構部5は、シェル2に固定された固定スクロール30と、固定スクロール30に対して揺動(すなわち、公転運動)する揺動スクロール40と、を備える。圧縮機構部5は、揺動スクロール40が固定スクロール30に対して揺動運動することで冷媒を圧縮するものである。なお、圧縮機構部5は、スクロール型に限られたものではなく、ロータリ型であってもよい。以下では、圧縮機構部5がスクロール型であるものとして説明する。
固定スクロール30は、例えば、フレーム6の筒状開口部を塞ぐようにフレーム6の上端部に配置され、ボルト等の固定具によってフレーム6に固定されている。なお、固定スクロール30は、フレーム6に固定されずにシェル2のミドルシェル2cに直接固定された構成としてもよい。
固定スクロール30は、揺動スクロール40と共に冷媒を圧縮する。固定スクロール30は、揺動スクロール40に対向して配置されている。固定スクロール30は、鏡板30aと、鏡板30aの下面にて下方向に延びる渦巻部31と、を有する。渦巻部31は、揺動スクロール40と対向する鏡板30aの壁面から揺動スクロール40側に突出し、鏡板30aと平行な面で切断した断面形状が渦巻形状の突起である。
鏡板30aは、固定スクロール30の渦巻部31、及び、揺動スクロール40の後述の渦巻部41と共に、圧縮室5aを構成する。鏡板30aは、その外周面がミドルシェル2cの内周面に対向すると共に、鏡板30aの下端面の外周部がフレーム6の上端面に当接した状態でシェル2内に固定されている。鏡板30aは、円板形状の部材であり、鏡板30aの中央部には、圧縮室5aで圧縮された冷媒を吐出するための吐出口32が貫通して形成されている。吐出口32の出口側には、吐出弁機構50が設置されている。吐出弁機構50は、吐出口32の出口側の開口端部32aの周囲形成された弁座52と、弁座52に設けられ、内外の圧力差で吐出口32を開閉する板ばね状のリード弁51と、弁座52に設けられ、リード弁51の最大開度を規制するリード弁押さえ53とを有する。吐出弁機構50は、吐出口32の出口側の開口端部32aから吐出される冷媒の逆流を防止する。
揺動スクロール40は、固定スクロール30に対向して配置されている。揺動スクロール40は、固定スクロール30に対して偏心している。揺動スクロール40は、鏡板40aと、鏡板40aの上面にて上方向に延びる渦巻部41と、を有する。渦巻部41は、固定スクロール30と対向する鏡板40aの壁面から固定スクロール30側に突出し、鏡板40aと平行な面で切断した断面形状が渦巻形状の突起である。鏡板40aは、揺動スクロール40の渦巻部41、及び、固定スクロール30の渦巻部31と共に、圧縮室5aを構成する。鏡板40aは、円板形状の部材であり、回転軸7の回転によってフレーム6内で揺動運動する。揺動スクロール40は、フレーム6によって軸方向のスラスト荷重が支持されている。鏡板40aにおいて渦巻部41が形成されている壁面とは反対側の壁面は、スラスト軸受6bとして作用する。揺動スクロール40は、オルダムリング15によって自転運動が規制され、固定スクロール30に対して公転旋回運動、言い換えれば揺動運動を行う。
オルダムリング15は、鏡板40aにおいて、揺動スクロール40の渦巻部41の形成される上面とは反対側の面であるスラスト面に配置され、揺動スクロール40の自転運動を阻止する。オルダムリング15は、揺動スクロール40の自転運動を阻止すると共に、揺動スクロール40の揺動運動を可能にする。オルダムリング15の上下面には、互いに直交するように突設された図示しない爪が形成されている。オルダムリング15の爪は、揺動スクロール40に形成されたオルダム溝15a及びフレーム6に形成されたオルダム溝15bにそれぞれ嵌め込まれている。
固定スクロール30と揺動スクロール40とは、渦巻部31と渦巻部41とを対向させ、互いの渦巻部31と渦巻部41とを噛み合わせた状態でミドルシェル2c内に収容されている。固定スクロール30の渦巻部31と揺動スクロール40の渦巻部41とが噛み合った空間によって、圧縮室5aが形成されている。揺動スクロール40が、回転軸7の回転により揺動運動することで、圧縮室5aにおいてガス状態の冷媒が圧縮される。
(フレーム6)
フレーム6は、筒状に形成されており、外周部はシェル2に固定され、内周部には圧縮機構部5を収納する。フレーム6は、圧縮機構部5の揺動スクロール40を保持する。フレーム6は、圧縮機1の運転中に生じるスラスト軸受荷重を、揺動スクロール40のスラスト軸受6bを介して支持する。また、フレーム6は、主軸受8aを介して回転軸7を回転自在に支持する。フレーム6には、吸入ポート6aが形成されている。吸入管11からシェル2内に吸入されたガス状態の冷媒は、吸入ポート6aを通って圧縮機構部5に流入する。
フレーム6は、筒状に形成されており、外周部はシェル2に固定され、内周部には圧縮機構部5を収納する。フレーム6は、圧縮機構部5の揺動スクロール40を保持する。フレーム6は、圧縮機1の運転中に生じるスラスト軸受荷重を、揺動スクロール40のスラスト軸受6bを介して支持する。また、フレーム6は、主軸受8aを介して回転軸7を回転自在に支持する。フレーム6には、吸入ポート6aが形成されている。吸入管11からシェル2内に吸入されたガス状態の冷媒は、吸入ポート6aを通って圧縮機構部5に流入する。
フレーム6と主軸受8aとの間には、スリーブ17が設けられている。スリーブ17は、筒状の部材である。スリーブ17は、フレーム6と回転軸7との傾斜を吸収する。
(回転軸7)
回転軸7は、モータ4と揺動スクロール40とにそれぞれ接続され、モータ4の駆動力を揺動スクロール40に伝達するものである。回転軸7は、モータ4の後述のロータ4aに固定される主軸7aと、主軸7aの上部において主軸7aの中心軸から偏心して設けられ、揺動スクロール40に接続される偏心軸7bと、を有する。回転軸7は、ロータ4aよりも上方に位置する回転軸部分が、フレーム6に設けられた主軸受8aによって回転自在に支持されている。また、回転軸7は、ロータ4aより下方に位置する回転軸部分が、サブフレーム20の副軸受8bによって回転自在に支持されている。
回転軸7は、モータ4と揺動スクロール40とにそれぞれ接続され、モータ4の駆動力を揺動スクロール40に伝達するものである。回転軸7は、モータ4の後述のロータ4aに固定される主軸7aと、主軸7aの上部において主軸7aの中心軸から偏心して設けられ、揺動スクロール40に接続される偏心軸7bと、を有する。回転軸7は、ロータ4aよりも上方に位置する回転軸部分が、フレーム6に設けられた主軸受8aによって回転自在に支持されている。また、回転軸7は、ロータ4aより下方に位置する回転軸部分が、サブフレーム20の副軸受8bによって回転自在に支持されている。
回転軸7の下端には、油溜り3aに溜まった油を吸い上げる油ポンプ3が設けられている。回転軸7の内部には、油ポンプ3によって吸い上げられる油を上方に流通させる油通路7cが形成されている。回転軸7の偏心軸7bの外周面には、スライダ16が取り付けられている。スライダ16は、筒状の部材である。スライダ16は、揺動スクロール40の下部の内側面に位置する。揺動スクロール40は、このスライダ16を介して回転軸7の偏心軸7bに取り付けられており、回転軸7の回転に伴って回転する。なお、揺動スクロール40とスライダ16との間には、揺動軸受8cが設けられている。
回転軸7には、第1バランス調整部品18が固定されている。第1バランス調整部品18は、図2に示すように円筒部の外周に半円弧状の円弧部が固定されて一体化された形状を有する。第1バランス調整部品18は、例えば、焼嵌めによって回転軸7に固定されている。第1バランス調整部品18は、フレーム6とロータ4aとの間に配置されている。第1バランス調整部品18は、円筒状のバランス調整部品カバー18a内に収容されている。第1バランス調整部品18は、後述のバランス部65と共に、揺動スクロール40等によって生じるアンバランスを相殺する。
(主軸受8a及び揺動軸受8c)
主軸受8a及び揺動軸受8cはすべり軸受で構成されている。ここでいうすべり軸受とは、固定された円筒状の金属又は樹脂と回転する金属とが、摺動面間の相対運動を利用して油の流体膜を形成し、軸受を構成するものを指す。
主軸受8a及び揺動軸受8cはすべり軸受で構成されている。ここでいうすべり軸受とは、固定された円筒状の金属又は樹脂と回転する金属とが、摺動面間の相対運動を利用して油の流体膜を形成し、軸受を構成するものを指す。
(吸入管11)
吸入管11は、ガス状態の冷媒をシェル2の内部に吸入する管である。吸入管11は、シェル2の側壁部に設けられており、ミドルシェル2cに接続されている。
吸入管11は、ガス状態の冷媒をシェル2の内部に吸入する管である。吸入管11は、シェル2の側壁部に設けられており、ミドルシェル2cに接続されている。
(吐出管12)
吐出管12は、圧縮機構部5で圧縮された冷媒をシェル2の外部に吐出する管である。吐出管12は、シェル2の上部に設けられており、アッパーシェル2aに接続されている。吐出管12は、シェル2内の吐出チャンバ13と、シェル2の外部の冷媒回路とを接続する。
吐出管12は、圧縮機構部5で圧縮された冷媒をシェル2の外部に吐出する管である。吐出管12は、シェル2の上部に設けられており、アッパーシェル2aに接続されている。吐出管12は、シェル2内の吐出チャンバ13と、シェル2の外部の冷媒回路とを接続する。
(サブフレーム20)
サブフレーム20は、シェル2の内部におけるモータ4の下方に設けられ、ミドルシェル2cの内周面に固定されている。サブフレーム20は、副軸受8bを介して回転軸7を回転自在に支持する。この副軸受8bは、玉軸受で構成されているが、玉軸受に限定されるものではなく、他の軸受による構成であってもよい。副軸受8bは、サブフレーム20の中央部に固定された副軸受収納部に嵌め込まれている。
サブフレーム20は、シェル2の内部におけるモータ4の下方に設けられ、ミドルシェル2cの内周面に固定されている。サブフレーム20は、副軸受8bを介して回転軸7を回転自在に支持する。この副軸受8bは、玉軸受で構成されているが、玉軸受に限定されるものではなく、他の軸受による構成であってもよい。副軸受8bは、サブフレーム20の中央部に固定された副軸受収納部に嵌め込まれている。
(排油パイプ21)
排油パイプ21は、上述したようにオルダムリング空間に一端が連通してフレーム6と揺動スクロール40との間の空間に連通している。排油パイプ21の他端は、シェル2内の下方に向けて延びており、フレーム6とサブフレーム20との間の空間に連通している。排油パイプ21は、フレーム6と揺動スクロール40との間の空間に流通する油のうち、過剰な油を、フレーム6とサブフレーム20との間の空間に流出させる。フレーム6とサブフレーム20との間の空間に流出した油は、サブフレーム20を通過して油溜り3aに戻される。
排油パイプ21は、上述したようにオルダムリング空間に一端が連通してフレーム6と揺動スクロール40との間の空間に連通している。排油パイプ21の他端は、シェル2内の下方に向けて延びており、フレーム6とサブフレーム20との間の空間に連通している。排油パイプ21は、フレーム6と揺動スクロール40との間の空間に流通する油のうち、過剰な油を、フレーム6とサブフレーム20との間の空間に流出させる。フレーム6とサブフレーム20との間の空間に流出した油は、サブフレーム20を通過して油溜り3aに戻される。
(モータ4)
モータ4は、ロータ4aと、ステータ4bと、を有する。ロータ4aは、回転軸7の主軸7aに固定されている。ロータ4aと主軸7aとは、焼嵌め、冷やし嵌め又は圧入等により固定されている。ステータ4bは、ミドルシェル2cの内周面であって圧縮機構部5の下側に固定されている。ステータ4bは、圧縮機1の外部から供給される電力によって、ロータ4aを回転させる。以下、ロータ4aの構造について詳細に説明する。
モータ4は、ロータ4aと、ステータ4bと、を有する。ロータ4aは、回転軸7の主軸7aに固定されている。ロータ4aと主軸7aとは、焼嵌め、冷やし嵌め又は圧入等により固定されている。ステータ4bは、ミドルシェル2cの内周面であって圧縮機構部5の下側に固定されている。ステータ4bは、圧縮機1の外部から供給される電力によって、ロータ4aを回転させる。以下、ロータ4aの構造について詳細に説明する。
[ロータ4aの詳細説明]
図3は、実施の形態1に係る圧縮機1におけるロータ4aの分解概略斜視図である。ロータ4aは、複数の電磁鋼板が積層されて構成された環状のコア61と、永久磁石62と、コア61の軸方向の両端部に配置された端板63と、を有する。複数の電磁鋼板のそれぞれには、カシメ結合用のたとえばV形等のカシメ部(図示せず)が予め各薄板の打抜き工程で形成されている。このカシメ部に圧着力が加えられることで電磁鋼板同士の結合が図られてコア61が形成されている。
図3は、実施の形態1に係る圧縮機1におけるロータ4aの分解概略斜視図である。ロータ4aは、複数の電磁鋼板が積層されて構成された環状のコア61と、永久磁石62と、コア61の軸方向の両端部に配置された端板63と、を有する。複数の電磁鋼板のそれぞれには、カシメ結合用のたとえばV形等のカシメ部(図示せず)が予め各薄板の打抜き工程で形成されている。このカシメ部に圧着力が加えられることで電磁鋼板同士の結合が図られてコア61が形成されている。
コア61には、複数の磁石挿入孔61cが形成されている。磁石挿入孔61cは、図示の例では6個であるが、6個に限定されるものではない。各磁石挿入孔61cには、永久磁石62が挿入されている。コア61の中心部には、回転軸7の主軸7aが挿入される回転軸挿入孔61aが形成されている。回転軸挿入孔61aは、軸方向に見て円状である。また、コア61には、回転軸挿入孔61aの周囲に、リベット64が挿入されるリベット挿入孔61bが形成されている。
端板63は、永久磁石62が磁石挿入孔61cから抜け落ちないように保持するものである。端板63には、回転軸挿入孔63aと、リベット挿入孔63bと、冷媒通路孔63cと、が形成されている。回転軸挿入孔63aは、コア61の回転軸挿入孔61aに対向して形成されている。リベット挿入孔63bは、コア61のリベット挿入孔61bに対向して形成されており、リベット挿入孔61bと同数設けられている。冷媒通路孔63cは、後述のバランス孔65aに対向して形成されている。
冷媒通路孔63cは、図示の例では、軸方向に見てバランス孔65aと同一の形状であるが、同一の形状に限られたものではない。冷媒通路孔63cは、軸方向に見て少なくとも一部がバランス孔65aに重なるように形成されていればよい。冷媒通路孔63cは、バランス孔65aと共にロータ4aを軸方向に貫通する冷媒流路を形成している。
また、コア61には、揺動スクロール40等によって生じるアンバランスを第1バランス調整部品18と共に相殺するバランス部65が設けられている。バランス部65は、コア61を軸方向に貫通する少なくとも一つのバランス孔65aを有する。実施の形態1のバランス部65は、一つのバランス孔65aと、第2バランス調整部品65cと、を有する。バランス孔65aは、コア61を構成する複数の電磁鋼板のそれぞれに設けられた孔が上下方向に連通することで形成されている。第2バランス調整部品65cは、ロータ4aの下面に例えば焼嵌め等によって固定されている。第2バランス調整部品65cの固定位置は、ロータ4aの下面に限られたものではなく、回転軸7のロータ4a近傍であってもよい。第2バランス調整部品65cは、図2では半円弧状の板状の例を示しているが、第2バランス調整部品65cの形状は図示の形状に限られたものではない。
バランス孔65aは、コア61を軸方向に見て複数の磁石挿入孔61cの内側に形成されている。ロータ4aは、軸方向に見て径方向の内側から外側に向けて、回転軸挿入孔61a、バランス孔65a、リベット挿入孔61b及び磁石挿入孔61cが、この順に形成されている。ロータ4aは、バランス孔65aが磁石挿入孔61cの近くに形成されると、永久磁石62によって形成される磁界の妨げになる。このため、バランス孔65aは、軸方向に見て磁石挿入孔61cと回転軸挿入孔61aとの間において回転軸挿入孔61a側に寄せて形成されている。
バランス部65は、コア61の重心を偏らせるためのものである。バランス部65は、従来の圧縮機においてロータの下面に固定されていた第2バランス調整部品の代わりとなるものである。参考のため、図3において、従来の圧縮機における第2バランス調整部品650を点線で図示している。実施の形態1の圧縮機1は、従来の圧縮機と同様の位置に第2バランス調整部品65cを有しているが、第2バランス調整部品65cは、従来の第2バランス調整部品650に比べて小型化が図られている。バランス部65の詳細については改めて説明する。
以上のように構成された各部品は、軸方向に重ねられ、重ねられた状態においてリベット挿入孔63b及びリベット挿入孔61bが軸方向に連通し、その連通孔にリベット64が挿入されて全体がカシメ締結され、ロータ4aが構成されている。なお、ロータ全体の締結に用いるリベット64の個数はここでは4個としたが、4個に限られたものではなく、任意に設定できる。
図4は、実施の形態1に係る圧縮機1におけるロータ4aのコア61の概略平面図である。コア61は、上述したようにバランス部65を有する。バランス部65を構成するバランス孔65aは、図4に示すように、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに沿う円弧状の長穴状に形成されている。バランス孔65aは、軸方向に見て、周方向の長さが回転軸7の中心軸Oを中心とした180°の半円分の長さを有する。
バランス孔65aは、内周縁65a1と、外周縁65a2と、一対の連結縁65a3と、を有する。内周縁65a1は、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに沿った円弧状の縁である。外周縁65a2は、内周縁65a1よりも径方向外側に位置し、内周縁65a1に沿う円弧状の縁である。一対の連結縁65a3は、内周縁65a1及び外周縁65a2の周方向の同一側の端部同士を繋ぐ縁である。一対の連結縁65a3は、図示の例では外側の凸の円弧状であるが、この形状に限られたものではなく、直線状でもよい。
バランス孔65aは、軸方向に見て、内周縁65a1を含む仮想円C1の中心と、外周縁65a2を含む仮想円C2の中心と、が回転軸7の中心に一致している。つまり、仮想円C1の中心と、仮想円C2の中心とは、回転軸7の中心軸O上にある。この構成により、バランス孔65aと回転軸挿入孔61aとの径方向の距離であるコア肉厚Aが、周方向において一定である。また、バランス孔65aの幅Lが、周方向に一定である。バランス孔65aの幅Lは、バランス孔65aの径方向の長さである。
図5は、実施の形態1に係る圧縮機1におけるバランス部65の径方向の配置位置の説明図である。図5に示すように、回転軸7の径方向に見て、バランス部65を構成するバランス孔65aは、第1バランス調整部品18の重心G1を通る、回転軸7に平行な直線LG上に配置されている。言い換えれば、回転軸7の径方向に見て、バランス部65を構成するバランス孔65aは、バランス孔65aの内部を、第1バランス調整部品18の重心G1を通る、回転軸7に平行な直線LGが通過するように配置されている。
また、バランス孔65aは、軸方向に見てバランス調整部品カバー18aの内側に位置するように形成されている。バランス孔65aは、バランス調整部品カバー18aの下端開口18a1に軸方向に対向する位置に形成されている。上記構成により、バランス調整部品カバー18a内において回転軸7の外周面等を伝って下方向に流れる冷凍機油が、自重でバランス孔65a内に入りやすくなり、ロータ4aの冷却効果を増すことができる。
図6は、実施の形態1に係る圧縮機1における揺動スクロール40、第1バランス調整部品18及びバランス部65の位置関係の説明図である。図6において第1方向は、回転軸7の軸方向に対して垂直な径方向であって回転軸7から離れる方向である。第2方向は、回転軸7の軸方向に対して垂直な径方向であって回転軸7から第1方向とは逆方向に離れる方向である。
揺動スクロール40の重心Gaは、回転軸7から第1方向にRaの位置にある。第1バランス調整部品18の重心G1は、回転軸7から第2方向にR1の位置にある。バランス部65の重心Gbは、回転軸7から第1方向にRbの位置にある。コア61の重心G3は、回転軸7から第1方向にR3の位置にある。第2バランス調整部品65cは、回転軸7から第1方向にR2の位置にある。ここで、Waは揺動スクロール40の重量である。W1は第1バランス調整部品18の重量である。W2は第2バランス調整部品65cの重量である。
バランス部65は、バランス孔65aと、第2バランス調整部品65cとを有しており、バランス部65の重心Gbは、バランス孔65aを有するコア61の重心G3と、第2バランス調整部品65cの重心G2とに基づく重心である。
図6より明らかなように、揺動スクロール40と、第1バランス調整部品18と、バランス部65と、のそれぞれの重心の回転軸7に対する位置関係は以下の関係を有する。揺動スクロール40の重心Ga及びバランス部65の重心Gbと、第1バランス調整部品18の重心G1とは、回転軸7に対して互いに反対側に位置している。揺動スクロール40の重心Ga及びバランス部65の重心Gbは、回転軸7に対して同じ第1方向に配置され、第1バランス調整部品18の重心G1は、これらと反対の第2方向に配置されている。
[作用効果の説明]
上記構成の作用効果について説明する。ロータ4aは、バランス部65がバランス孔65aを有することで、ロータ4aの重心G3が、図5の矢印で示すように径方向の中心から、回転軸7に対してバランス部65を有していない側に移動する。ロータ4a自身の重心G3の位置は、バランス部65を構成するバランス孔65aの径方向の位置、バランス孔65aの幅L等によって調整できる。ここで、バランス部がバランス孔を有しておらず、第2バランス調整部品のみを有する構成、つまり上記従来構成と同様の構成である場合、バランス部は第2バランス調整部品のみで重心位置の調整を図る必要がある。このため、バランス部が第2バランス調整部品のみを有する構成である場合、図3の点線で示すように第2バランス調整部品650を大きく形成する必要がある。
上記構成の作用効果について説明する。ロータ4aは、バランス部65がバランス孔65aを有することで、ロータ4aの重心G3が、図5の矢印で示すように径方向の中心から、回転軸7に対してバランス部65を有していない側に移動する。ロータ4a自身の重心G3の位置は、バランス部65を構成するバランス孔65aの径方向の位置、バランス孔65aの幅L等によって調整できる。ここで、バランス部がバランス孔を有しておらず、第2バランス調整部品のみを有する構成、つまり上記従来構成と同様の構成である場合、バランス部は第2バランス調整部品のみで重心位置の調整を図る必要がある。このため、バランス部が第2バランス調整部品のみを有する構成である場合、図3の点線で示すように第2バランス調整部品650を大きく形成する必要がある。
これに対し、圧縮機1は、バランス部65が第2バランス調整部品65c及びバランス孔65aを有する。圧縮機1は、バランス部65が第2バランス調整部品65c及びバランス孔65aの両方でバランス部65の重心Gbの位置を調整できる。つまり、圧縮機1は、バランス部65の重心位置の調整を第2バランス調整部品65cのみに頼らず、バランス孔65aも含めて調整できる。このため、圧縮機1は、第2バランス調整部品65cの小型化及び軽量化を図ることができ、部品コストを削減できる。以上のように、圧縮機1は、バランス部65を有することで、第1バランス調整部品18と共に運転時の回転系バランシングを調整することが可能となる。
なお、圧縮機1は、圧縮機構部5の偏心部品によって生じるアンバランスを相殺する部品として、第1バランス調整部品10及びバランス部65を備えている。圧縮機構部5がスクロール型である場合、偏心部品は揺動スクロール40である。圧縮機構部5がロータリ型である場合、偏心部品は回転軸の偏心部である。詳しくは、ロータリ圧縮機の圧縮機構部は、内部に圧縮室を有する円筒状のシリンダと、回転軸の軸心に対して偏心した偏心部と、偏心部に回転可能に装着された回転ピストンと、を備えている。ロータリ圧縮機の圧縮機構部は、回転軸が回転して回転ピストンがシリンダ内で偏心回転することで、圧縮室の体積を縮小して冷媒を圧縮する。圧縮機構部5がロータリ型である場合、圧縮機1は、回転軸の偏心部によって生じるアンバランスを相殺する部品として、第1バランス調整部品10及びバランス部65を備えている。
ここで、第1バランス調整部品18及びバランス部65の第2バランス調整部品65cと、圧縮機構部5の偏心部品と、の位置関係について定義する。第1バランス調整部品18は、軸方向において第2バランス調整部品65cよりも圧縮機構部5の偏心部品に近い位置に位置する。第2バランス調整部品65cは、軸方向において第1バランス調整部品18よりも圧縮機構部5の偏心部品から遠い位置に位置する。このように、第1バランス調整部品18及び第2バランス調整部品65cは、圧縮機構部5の偏心部品に対して位置が定義される。
ところで、上記特許文献1の圧縮機は、上述したように、バランス孔が、ロータの軸方向に見て、ロータの中心部に形成された回転軸挿入孔の接線方向に沿う方向に延びる長方形状である。このため、特許文献1の圧縮機は、バランス孔の形成部分においてコア肉厚が回転軸挿入孔の周方向に一定でないことに起因して回転軸に対するロータの保持力が低下しやすい。
ここで、回転軸のロータへの焼嵌めは、例えば以下のように行われる。まず、コアの回転軸挿入孔に加熱コイルが挿入され、コアが加熱される。コアが加熱されることで、コアの回転軸挿入孔の径が熱膨張して拡径する。拡径したコアの回転軸挿入孔から加熱コイルが抜き出され、その後、回転軸挿入孔に回転軸が挿入される。その後、コアが冷却されることで、回転軸挿入孔が縮径し、コアと回転軸とが固着される。
特許文献1の圧縮機は、バランス孔の形成部分におけるコア肉厚が回転軸挿入孔の周方向に一定でないため、焼嵌め時においてコアの内周部から外周部への熱伝導にバラツキが生じる。このため、特許文献1の圧縮機は、コアの回転軸挿入孔周囲の加熱温度にムラが生じ、焼嵌め不良が発生する。
これに対し、圧縮機1は、軸方向に見て、バランス部65を構成するバランス孔65aの内周縁65a1を含む仮想円C1の中心が回転軸7の中心と一致している。このため、圧縮機1は、バランス部65のコア肉厚Aが回転軸挿入孔61aの周方向に一定に確保されており、焼嵌め時においてコア61の内周部から外周部への熱伝導が一様となる。これにより、圧縮機1は、コア61の回転軸挿入孔61a周囲の加熱温度を周方向において均一化でき、焼嵌め不良を抑制できる。その結果、圧縮機1は、回転軸7に対するロータ4aの保持力を確保できる。
また、圧縮機1は、仮想円C1に加えて、軸方向に見て、バランス部65を構成するバランス孔65aの外周縁65a2を含む仮想円C2の中心が、回転軸7の中心と一致している。このため、圧縮機1は、バランス孔65a自身の径方向の大きさが周方向に一定に確保され、焼嵌め時においてコア肉厚A部分に伝わった熱のバランス孔65a内の空間への放熱、熱伝達を周方向に一様にでき、加熱温度の周方向の均一化をより保つことができる。なお、圧縮機1は、少なくとも仮想円C1の中心が回転軸7の中心と一致していればよく、仮想円C2の中心が回転軸7の中心と一致する構成については必ずしも必要ないが、当該構成を備えることは、加熱温度の周方向の均一化をより保つ上で有効である。
なお、圧縮機1は、コア61と回転軸7との固定が焼嵌めによるものに限らず、冷やし嵌め又は圧入による固定においても固定不良を抑制でき、回転軸7に対するロータ4aの保持力を確保できる。つまり、圧縮機1は、回転軸挿入孔61a周囲の周方向における熱又は力といった、冷やし嵌め時又は圧入時においてコア61に作用する物理量の均一化を図ることができ、結果として回転軸7に対するロータ4aの保持力を確保できる。
また、特許文献1の圧縮機は、ロータに2つの重量調整部品を設ける必要があった。これに対し、圧縮機1は、バランス調整部品として第1バランス調整部品18とバランス部65とを有し、バランス部65がバランス孔65aと第2バランス調整部品65cとを有する。圧縮機1は、バランス部65がバランス孔65aと第2バランス調整部品65cとを有することで、バランス部65が第2バランス調整部品65cだけで構成される場合に比べて、上述したように第2バランス調整部品65cの軽量化が可能である。このため、圧縮機1は、部品コストの削減が可能である。
以上より、上記構成を有する圧縮機1は、回転軸7に対するロータ4aの保持力を確保しつつ、部品コストの削減が可能である。
また、バランス部65を構成するバランス孔65aは、コア61を軸方向に貫通している。このため、バランス孔65aは、端板63の冷媒通路孔63cを介してロータ4aの上方空間とロータ4aの下方空間とを連通し、冷凍機油を含む冷媒が通過する冷媒流路となる。バランス孔65aは、冷凍機油を含む冷媒が通過する冷媒流路となることで、ロータ4aを冷却する冷却孔としても機能する。このため、圧縮機1は、コア61がバランス孔65aを有することで、コア61がバランス孔65aを有さない構成に比べてロータ4aを冷却することができる。
また、圧縮機1は、第1バランス調整部品及び第2バランス調整部品を備えた従来の圧縮機と比較すると、ロータ4aに固定されてロータ4aと共に回転する第2バランス調整部品を上述したように小型化できるため、油の巻き上げによる撹拌ロスの削減が可能である。
なお、上記では、圧縮機1は、バランス部65がバランス孔65aと第2バランス調整部品65cとを有する構成であるとして説明した。圧縮機1は、バランス部65が第2バランス調整部品65cを有さない構成としてもよい。つまり、圧縮機1のバランス部65は、少なくとも一つのバランス孔65aで構成されてもよい。
この構成では、圧縮機1は、少なくとも一つのバランス孔65aによってロータ4a自身の重心G3の位置が調整され、第1バランス調整部品18と共に運転時の回転系バランシングを調整することができる。この構成では、圧縮機1は、第2バランス調整部品65cを有さないため、より部品コストの削減及び撹拌ロスの削減が可能である。
[実施の形態1の効果]
以上説明したように、実施の形態1の圧縮機1は、偏心部品を有し、冷媒を圧縮する圧縮機構部5と、モータ4と、モータ4の駆動力を圧縮機構部5に伝達する回転軸7と、第1バランス調整部品18と、を備える。モータ4は、回転軸7が固定されるロータ4aを備える。ロータ4aは、回転軸7が固定される円状の回転軸挿入孔61aが中心部に形成された環状のコア61と、偏心部品によって生じるアンバランスを第1バランス調整部品18と共に相殺するバランス部65とを備える。バランス部65は、回転軸7の軸方向に見て回転軸挿入孔61aに沿う円弧状でコア61を軸方向に貫通する少なくとも一つのバランス孔65aを有する。バランス部65は、少なくとも一つのバランス孔65aと、軸方向において第1バランス調整部品よりも偏心部品から遠い位置に配置された第2バランス調整部品65cと、を有する構成でもよい。バランス孔65aは、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに沿う円弧状の内周縁65a1を有する形状である。バランス孔65aは、軸方向に見て、内周縁65a1を含む仮想円C1の中心が回転軸7の中心と一致している。偏心部品は、上述したように圧縮機構部5がスクロール型である場合、揺動スクロール40であり、ロータリ型である場合、回転軸の偏心部である。
以上説明したように、実施の形態1の圧縮機1は、偏心部品を有し、冷媒を圧縮する圧縮機構部5と、モータ4と、モータ4の駆動力を圧縮機構部5に伝達する回転軸7と、第1バランス調整部品18と、を備える。モータ4は、回転軸7が固定されるロータ4aを備える。ロータ4aは、回転軸7が固定される円状の回転軸挿入孔61aが中心部に形成された環状のコア61と、偏心部品によって生じるアンバランスを第1バランス調整部品18と共に相殺するバランス部65とを備える。バランス部65は、回転軸7の軸方向に見て回転軸挿入孔61aに沿う円弧状でコア61を軸方向に貫通する少なくとも一つのバランス孔65aを有する。バランス部65は、少なくとも一つのバランス孔65aと、軸方向において第1バランス調整部品よりも偏心部品から遠い位置に配置された第2バランス調整部品65cと、を有する構成でもよい。バランス孔65aは、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに沿う円弧状の内周縁65a1を有する形状である。バランス孔65aは、軸方向に見て、内周縁65a1を含む仮想円C1の中心が回転軸7の中心と一致している。偏心部品は、上述したように圧縮機構部5がスクロール型である場合、揺動スクロール40であり、ロータリ型である場合、回転軸の偏心部である。
上記構成により、圧縮機1は、コア61の回転軸挿入孔61a周囲の周方向において、コア61と回転軸7との固定時にコア61に作用する物理量の均一化を図ることができ、回転軸7に対するロータ4aの保持力を確保できる。また、圧縮機1は、バランス部65が、少なくとも一つのバランス孔65aを有するか、少なくとも一つのバランス孔65aと第2バランス調整部品65cとを有する。圧縮機1は、バランス部65が少なくとも一つのバランス孔65aを有することで、ロータ4a自身の重心G3の位置を調整できる。このため、圧縮機1は、バランス部65による重心位置の調整を第2バランス調整部品65cのみに頼らないため、第2バランス調整部品65cの小型化又は第2バランス調整部品65cを不要とでき、部品コストを削減できる。
少なくとも一つのバランス孔は、内周縁よりも径方向外側に位置し、内周縁に沿う外周縁と、内周縁及び外周縁の端部同士を繋ぐ一対の連結縁と、を有し、軸方向に見て、外周縁を含む仮想円の中心が回転軸の中心と一致している。
上記構成により、圧縮機1は、コア61の回転軸挿入孔61a周囲の周方向において、コア61と回転軸7との固定時にコア61に作用する物理量の均一化を図ることができ、回転軸7に対するロータ4aの保持力をより確保できる。
偏心部品の重心Ga及びバランス部65の重心Gbと、第1バランス調整部品18の重心G1と、は、回転軸7に対して互いに反対側に位置する。
上記構成により、圧縮機1は、偏心部品によって生じるアンバランスを抑制できる。
バランス孔65aは、第1バランス調整部品18の重心G1を通る、回転軸7に平行な直線LG上に配置されている。
上記構成により、圧縮機1は、偏心部品によって生じるアンバランスを第1バランス調整部品18と共にバランス孔65aによって調整するにあたり、バランス孔65aの配置位置を直線LG上に調整することで行える。
コア61は、軸方向に延びて形成され、永久磁石62が挿入される磁石挿入孔61cを有し、少なくとも一つのバランス孔65aは、軸方向に見て磁石挿入孔61cと回転軸挿入孔61aとの間に、回転軸挿入孔61a側に寄せて形成されている。
上記構成により、圧縮機1は、少なくとも一つのバランス孔65aが永久磁石62によって形成される次回の妨げになることを抑制できる。
実施の形態2.
実施の形態2の圧縮機1は、バランス部65の構成が実施の形態1と異なる。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる構成を中心に説明し、実施の形態2で説明しない構成は実施の形態1と同様である。
実施の形態2の圧縮機1は、バランス部65の構成が実施の形態1と異なる。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる構成を中心に説明し、実施の形態2で説明しない構成は実施の形態1と同様である。
図7は、実施の形態2に係る圧縮機1におけるロータ4aのコア61の概略平面図である。上記実施の形態1のバランス部65は少なくとも1つのバランス孔65aで構成されていたが、実施の形態2のバランス部65は、コア61を軸方向に貫通する複数のバランス孔65bで構成されている。実施の形態2のバランス部65は、第2バランス調整部品65cを備えていてもよいし、備えていなくてもよい。実施の形態2のバランス部65は、軸方向に見て回転軸7の中心軸Oを中心とした180°の半円分の長さの範囲において、周方向に間隔を開けて形成された複数のバランス孔65bで構成されている。バランス孔65bの数は、図示の例では4個であるが、4個に限られたものではなく、2個又は3個でも良いし、5個以上でもよい。
バランス孔65bは、軸方向に見て回転軸挿入孔61aに沿う円弧状に形成されている。バランス孔65bは、内周縁65b1と、外周縁65b2と、一対の連結縁65b3と、を有する。内周縁65b1は、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに沿う円弧状の縁である。外周縁65b2は、内周縁65b1よりも径方向外側に位置し、内周縁65b1に沿う円弧状の縁である。一対の連結縁65b3は、内周縁65b1及び外周縁65b2の周方向の同一側の端部同士を繋ぐ縁である。一対の連結縁65b3は、図示の例では直線状であるが、この形状に限られたものではなく、他に例えば外側の凸の円弧状でもよい。
実施の形態2のバランス部65は、周方向に間隔を開けて形成された複数のバランス孔65bで構成されていることで、複数のバランス孔65b同士の間のコア61の部分が、軸方向に見て、径方向に延びるリブ67となっている。実施の形態2のバランス部65は、180°の半円分の長さを有する実施の形態1のバランス孔65aの内部に、バランス孔65aの内部を周方向に仕切るリブ67を有する構成と言える。リブ67は、径方向及び軸方向に延びて形成されている。リブ67は、コア61を構成する複数の電磁鋼板のそれぞれに周方向に間隔を空けて形成された孔同士の間の電磁鋼板部分が、複数の電磁鋼板の積層によって重なることで形成された部分である。
図8は、実施の形態2に係る圧縮機1におけるロータ4aのコア61の変形例1の概略平面図である。図9は、実施の形態2に係る圧縮機1におけるロータ4aのコア61の変形例2の概略平面図である。図8及び図9では、複数のバランス孔65bのうち周方向の両端部のバランス孔65baの形状が、周方向の中央部のバランス孔65bbの形状と異なる。図8のバランス孔65baは、周方向の端部に向かうにつれて先細りの形状を有する。図9のバランス孔65baは、周方向に延びる長穴の中心部を径方向に絞った形状を有する。
圧縮機1は、揺動スクロール40及び第1バランス調整部品18とのアンバランスを解消する上で、複数のバランス孔65bのうち、揺動スクロール40及び第1バランス調整部品18の重心方向に近い位置に重心を持つ、中央部のバランス孔65bbが重要である。逆に言えば、圧縮機1は、複数のバランス孔65bのうち、周方向の両端部のバランス孔65baは、周方向の中央部のバランス孔65bbに比べてアンバランスの解消度合いが低い。このため、周方向の両端部のバランス孔65baの形状は、周方向の中央部のバランス孔65bbと同じ形状に限らず、図8及び図9に示すように異ならせても支障はない。
[実施の形態2の効果]
実施の形態2の圧縮機1は、実施の形態2と同様の効果が得られると共に、コア61がリブ67を有することで、実施の形態1の圧縮機1に比べて、回転軸7に対するロータ4aの保持力を高めることができる。
実施の形態2の圧縮機1は、実施の形態2と同様の効果が得られると共に、コア61がリブ67を有することで、実施の形態1の圧縮機1に比べて、回転軸7に対するロータ4aの保持力を高めることができる。
実施の形態3.
実施の形態3の圧縮機1は、バランス孔65bとリブ67との寸法関係を特定するものである。以下、実施の形態3が実施の形態2と異なる構成を中心に説明し、実施の形態3で説明しない構成は実施の形態2と同様である。
実施の形態3の圧縮機1は、バランス孔65bとリブ67との寸法関係を特定するものである。以下、実施の形態3が実施の形態2と異なる構成を中心に説明し、実施の形態3で説明しない構成は実施の形態2と同様である。
図10は、実施の形態3に係る圧縮機1におけるロータ4aのコア61の概略平面図である。実施の形態3の圧縮機1は、ロータ4aにおいて、A>Bの関係を有する。Aは、バランス孔65bの内周縁65b1と回転軸挿入孔61aとの径方向の距離であって、コア肉厚である。Bは、リブ67の周方向の幅である。Bは、隣接するバランス孔65b同士の間隔でもある。
[実施の形態3の効果]
実施の形態3の圧縮機1は、実施の形態2と同様の効果が得られると共に、ロータ4aにおいてA>Bの関係を有することで、回転軸7のロータ4aへの焼嵌めにおけるロータ加熱時の熱の逃げを防止し、ロータ4aの周方向における熱伝導のバランスを確保できる。その結果、実施の形態3の圧縮機1は、周方向において偏り無く回転軸7をロータ4aに固定することができる。
実施の形態3の圧縮機1は、実施の形態2と同様の効果が得られると共に、ロータ4aにおいてA>Bの関係を有することで、回転軸7のロータ4aへの焼嵌めにおけるロータ加熱時の熱の逃げを防止し、ロータ4aの周方向における熱伝導のバランスを確保できる。その結果、実施の形態3の圧縮機1は、周方向において偏り無く回転軸7をロータ4aに固定することができる。
実施の形態4.
実施の形態4の圧縮機1は、ロータ4aの構成が実施の形態1~3と異なる。実施の形態4の圧縮機1は、ロータ4aが熱遮蔽スリットを有する。以下、実施の形態4が実施の形態1~3と異なる構成を中心に説明し、実施の形態4で説明しない構成は実施の形態1~3と同様である。
実施の形態4の圧縮機1は、ロータ4aの構成が実施の形態1~3と異なる。実施の形態4の圧縮機1は、ロータ4aが熱遮蔽スリットを有する。以下、実施の形態4が実施の形態1~3と異なる構成を中心に説明し、実施の形態4で説明しない構成は実施の形態1~3と同様である。
図11は、実施の形態4に係る圧縮機1におけるロータ4aのコア61の概略平面図である。実施の形態4の圧縮機1は、ロータ4aが熱遮蔽スリット70を有する。熱遮蔽スリット70は、回転軸7をロータ4aに焼嵌めする際のロータ内周部加熱時に周方向の熱バランスを保つために、つまりロータ内周部の加熱温度を均等にするために、バランス孔65bの反対側に設けられたスリット孔である。熱遮蔽スリット70は、コア61を軸方向に貫通して形成されている。熱遮蔽スリット70は、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに沿う円弧状の長穴状に形成されている。熱遮蔽スリット70の径方向内側の円弧状の内周縁70aと、バランス孔65bの内周縁65b1とは、回転軸7の中心軸O、言い換えれば回転軸挿入孔61aの中心軸を中心とする同一円上に位置している。熱遮蔽スリット70の径方向の幅L2は、バランス孔65bの径方向の幅L1よりも小さく設定されている。
熱遮蔽スリット70は、コア61に周方向に間隔を空けて複数設けられている。熱遮蔽スリット70は、図示の例では複数設けられているが、熱遮蔽スリット70は少なくとも一つ設けられていればよい。
熱遮蔽スリット70は、軸方向に見て、回転軸挿入孔61aに対してバランス孔65bとは反対側に形成されている。熱遮蔽スリット70は、軸方向に見て、バランス孔65bが形成された、回転軸7の中心軸Oを中心とした180°の範囲とは反対側の180°の範囲に形成されている。また、熱遮蔽スリット70は、軸方向に見て、揺動スクロール40と同じ第1方向(図6及び図11参照)に配置されている。
[実施の形態4の効果]
実施の形態4の圧縮機1は、実施の形態1~3と同様の効果が得られると共に、コア61が熱遮蔽スリット70を有することで、以下の効果が得られる。圧縮機1は、コア61が熱遮蔽スリット70を有することで、焼嵌め時における、コア61の回転軸挿入孔61a周囲の加熱温度を、熱遮蔽スリット70を有さない構成に比べて周方向においてより均一化できる。
実施の形態4の圧縮機1は、実施の形態1~3と同様の効果が得られると共に、コア61が熱遮蔽スリット70を有することで、以下の効果が得られる。圧縮機1は、コア61が熱遮蔽スリット70を有することで、焼嵌め時における、コア61の回転軸挿入孔61a周囲の加熱温度を、熱遮蔽スリット70を有さない構成に比べて周方向においてより均一化できる。
熱遮蔽スリット70の径方向内側の円弧状の内周縁70aと、バランス孔65bの内周縁65b1とは、回転軸7の中心軸O、言い換えれば回転軸挿入孔61aの中心軸を中心とする同一円上に位置している。圧縮機1は、上記構成を有していることで、焼嵌め時に、コア61の内周部から外周部への熱伝導のバランスを周方向に均一化でき、焼嵌め不良をより抑制できる。
なお、熱遮蔽スリット70は、揺動スクロール40の重心と同じ第1方向に設けられているため、アンバランスを生じさせる方向に位置している。このため、熱遮蔽スリット70が大きいと、アンバランスの解消に影響が出る。しかし、熱遮蔽スリット70は、径方向の幅L2がバランス孔65bの径方向の幅L1よりも小さく設定され、熱遮蔽スリット70の大きさは、バランス解消に影響を与えない程度に設定されている。熱遮蔽スリット70の大きさは、バランス孔65bよりも限りなく小さい。つまり熱遮蔽スリット70の大きさは、バランス解消に影響を与えない程度の大きさに設定されている。このため、圧縮機1は、コア61が熱遮蔽スリット70を有することで、アンバランスの解消に影響を与えることなく、焼嵌め不良をより抑制できる。
1 圧縮機、2 シェル、2a アッパーシェル、2b ロアーシェル、2c ミドルシェル、3 油ポンプ、3a 油溜り、4 モータ、4a ロータ、4b ステータ、5 圧縮機構部、5a 圧縮室、6 フレーム、6a 吸入ポート、6b スラスト軸受、6c 給油溝、6d 内部空間、7 回転軸、7a 主軸、7b 偏心軸、7c 油通路、8a 主軸受、8b 副軸受、8c 揺動軸受、11 吸入管、12 吐出管、13 吐出チャンバ、15 オルダムリング、15a オルダム溝、15b オルダム溝、16 スライダ、17 スリーブ、18 第1バランス調整部品、18a バランス調整部品カバー、18a1 下端開口、20 サブフレーム、21 排油パイプ、30 固定スクロール、30a 鏡板、31 渦巻部、32 吐出口、32a 開口端部、40 揺動スクロール、40a 鏡板、41 渦巻部、50 吐出弁機構、51 リード弁、52 弁座、53 リード弁押さえ、61 コア、61a 回転軸挿入孔、61b リベット挿入孔、61c 磁石挿入孔、62 永久磁石、63 端板、63a 回転軸挿入孔、63b リベット挿入孔、63c 冷媒通路孔、64 リベット、65 バランス部、65a バランス孔、65a1 内周縁、65a2 外周縁、65a3 連結縁、65b バランス孔、65b1 内周縁、65b2 外周縁、65b3 連結縁、65ba バランス孔、65bb バランス孔、65c 第2バランス調整部品、67 リブ、70 熱遮蔽スリット、70a 内周縁、650 第2バランス調整部品、A コア肉厚、B リブの周方向の幅、C1 仮想円、C2 仮想円、G 重心、G1 重心、G2 重心、G3 重心、Ga 重心、Gb 重心、O 中心軸。
Claims (13)
- 偏心部品を有し、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
モータと、
前記モータの駆動力を前記圧縮機構部に伝達する回転軸と、
第1バランス調整部品と、を備え、
前記モータは、
前記回転軸が固定されるロータを備え、
前記ロータは、
前記回転軸が固定される円状の回転軸挿入孔が中心部に形成された環状のコアと、
前記回転軸の軸方向に見て前記回転軸挿入孔に沿う円弧状で前記コアを前記軸方向に貫通する少なくとも一つのバランス孔を有し、前記偏心部品によって生じるアンバランスを前記第1バランス調整部品と共に相殺するバランス部と、を備え、
前記少なくとも一つのバランス孔は、
前記軸方向に見て、前記回転軸挿入孔に沿う円弧状の内周縁を有する形状であり、
前記軸方向に見て、前記内周縁を含む仮想円の中心が前記回転軸の中心と一致している圧縮機。 - 前記少なくとも一つのバランス孔は、
前記内周縁よりも径方向外側に位置し、前記内周縁に沿う外周縁と、
前記内周縁及び前記外周縁の端部同士を繋ぐ一対の連結縁と、を有し、
前記軸方向に見て、前記外周縁を含む仮想円の中心が前記回転軸の中心と一致している請求項1記載の圧縮機。 - 前記バランス部は、前記軸方向において前記第1バランス調整部品よりも前記偏心部品から遠い位置に配置された第2バランス調整部品を有する請求項1又は請求項2記載の圧縮機。
- 前記偏心部品の重心及び前記バランス部の重心と、前記第1バランス調整部品の重心と、は、前記回転軸に対して互いに反対側に位置する請求項1~請求項3の何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記少なくとも一つのバランス孔は、前記第1バランス調整部品の重心を通る、前記回転軸に平行な直線上に配置されている請求項1~請求項4の何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記コアは、前記軸方向に延びて形成され、永久磁石が挿入される磁石挿入孔を有し、
前記少なくとも一つのバランス孔は、前記軸方向に見て前記磁石挿入孔と前記回転軸挿入孔との間に、前記回転軸挿入孔側に寄せて形成されている請求項1~請求項5の何れか一項に記載の圧縮機。 - 前記少なくとも一つのバランス孔は、1つのバランス孔である請求項1~請求項6の何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記少なくとも一つのバランス孔は、複数のバランス孔であり、
前記複数のバランス孔は、前記回転軸周りの周方向に間隔を開けて形成されており、
前記複数のバランス孔同士の間の前記コアの部分は、径方向に延びるリブを構成している請求項1~請求項7の何れか一項に記載の圧縮機。 - 前記複数のバランス孔のそれぞれの前記内周縁と前記回転軸挿入孔との前記径方向の距離であるAと、前記周方向における前記リブの幅であるBとは、A>Bの関係を有する請求項8記載の圧縮機。
- 前記コアは、前記軸方向に見て、前記回転軸挿入孔に対して前記バランス部とは反対側に形成され、前記コアを前記軸方向に貫通する少なくとも一つの熱遮蔽スリットを有する請求項1~請求項9の何れか一項に記載の圧縮機。
- 前記少なくとも一つの熱遮蔽スリットは、前記軸方向に見て、前記回転軸挿入孔に沿う円弧状の長穴状に形成されており、
前記少なくとも一つの熱遮蔽スリットの径方向内側の円弧状の内周縁と、前記少なくとも一つのバランス孔の前記内周縁とは、前記回転軸の中心軸を中心とする同一円上に位置している請求項10記載の圧縮機。 - 前記少なくとも一つの熱遮蔽スリットの径方向の幅は、前記少なくとも一つのバランス孔の前記径方向の幅よりも小さく設定されている請求項10又は請求項11記載の圧縮機。
- 前記少なくとも一つの熱遮蔽スリットは、複数の熱遮蔽スリットであり、
前記複数の熱遮蔽スリットは、前記回転軸周りの周方向に間隔を空けて形成されている請求項10~請求項12の何れか一項に記載の圧縮機。
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| WO2016120982A1 (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 三菱電機株式会社 | 電動圧縮機 |
| WO2020095374A1 (ja) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | 三菱電機株式会社 | 回転子、電動機、圧縮機、空気調和装置および回転子の製造方法 |
| WO2022185524A1 (ja) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 三菱電機株式会社 | 回転子、電動機、圧縮機及び空気調和装置 |
-
2024
- 2024-04-16 WO PCT/JP2024/015109 patent/WO2025220109A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
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