JP2014066220A

JP2014066220A - Rotary compressor

Info

Publication number: JP2014066220A
Application number: JP2012213377A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Tominaga; 克巳富永
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】シャフトの変形を抑制して、振動や騒音をより低減することの可能な構造の圧縮機を提供することをその目的とする。
【解決手段】上軸受は、その外周部を密閉容器の内壁に固定し、かつ、その中心部に、その内部にシャフトを軸支するボス部を備えており、そして、シャフトは、回転子と接合され、回転子は、複数枚の薄板を積層した構造であり、その両端は、固定するためのプレートを取り付けており、このプレートは、上軸受のボス部との接触を回避するために、シャフト周辺部は中抜きの構造としており、軸受側に配置したプレートと接した回転子の薄板を、シャフトと接合する部分を、端面でＬ字に折り曲げ、シャフトを抑える部分を形成したことを特徴とするロータリ圧縮機。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a compressor having a structure capable of suppressing vibration and noise by suppressing deformation of a shaft.
An upper bearing has an outer peripheral portion fixed to an inner wall of an airtight container, and has a boss portion that pivotally supports a shaft at the center thereof, and the shaft includes a rotor and The joined rotor has a structure in which a plurality of thin plates are laminated, and both ends thereof are attached with plates for fixing, and this plate avoids contact with the boss portion of the upper bearing. The periphery of the shaft has a hollow structure, and the part that joins the thin plate of the rotor in contact with the plate arranged on the bearing side is bent into an L shape at the end face, and the part that suppresses the shaft is formed. Rotary compressor.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ルームエアコン、冷蔵庫、空気調和装置などの冷凍サイクルの一部に組み込まれ、当該冷凍サイクル内に循環する冷媒を圧縮するためのロータリ圧縮機の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a rotary compressor for compressing a refrigerant that is incorporated in a part of a refrigeration cycle such as a room air conditioner, a refrigerator, and an air conditioner and circulates in the refrigeration cycle.

従来のロータリ式の密閉型圧縮機は、一般に、以下の特許文献１にも示すように、密閉容器内に配置されており、当該圧縮機を駆動するための電動機部と冷媒を圧縮するための圧縮機構部とを備えている。そして、当該密閉容器には、蒸発器側に接続される吸入管と、凝縮器側に接続される吐出管とを備えている。なお、電動機部は、固定子と回転子から構成されており、当該固定子は、密閉容器１内に固定され、他方、回転子は、固定子内において回転自在に設けられている。圧縮機構部は、シリンダと共に、上記電動機部により回転駆動されるシャフトの偏心部によりシリンダ内を回転するローラと、シリンダとローラの両端面を閉塞し、上記シャフトを支持する上軸受である第１の軸受、下軸受である第２の軸受によって構成されており、電動機部によって発生された駆動力がシャフトの偏心部を通して伝達されている。 A conventional rotary-type hermetic compressor is generally disposed in a hermetic container as shown in Patent Document 1 below, and an electric motor unit for driving the compressor and a compressor for compressing a refrigerant. And a compression mechanism. And the said airtight container is provided with the suction pipe connected to the evaporator side, and the discharge pipe connected to the condenser side. In addition, the electric motor part is comprised from the stator and the rotor, and the said stator is fixed in the airtight container 1, On the other hand, the rotor is rotatably provided in the stator. The compression mechanism portion is a first roller that is a roller that rotates in the cylinder by an eccentric portion of a shaft that is driven to rotate by the electric motor portion together with the cylinder, and an upper bearing that closes both ends of the cylinder and the roller and supports the shaft. And a second bearing which is a lower bearing, and the driving force generated by the electric motor part is transmitted through the eccentric part of the shaft.

特開２００９−１８５７６１号公報JP 2009-185761 A 特願２０１０−９０２９１号公報Japanese Patent Application No. 2010-90291

しかしながら、上記従来の圧縮機では、圧縮機の運転中、上記回転子の回転又は回転子の組立時の偏心によって、半径方向の加振力が生じる。この半径方向の加振力によって、上記シャフトの自由端側が撓んだ状態で、上記回転子が振れ回る。これに伴い、固定子と回転子とが接触し、第１の軸受や第２の軸受及びシャフトに過大な力が加わり、その結果、圧縮機の効率の低下を、場合によっては、損傷をきたすという課題を有していた。また、上述した現象は、更には、大きな振動を生じ、そして、騒音が発生する原因ともなっていた。 However, in the conventional compressor, a radial excitation force is generated during the operation of the compressor due to the rotation of the rotor or the eccentricity during the assembly of the rotor. Due to this radial excitation force, the rotor is swung in a state where the free end side of the shaft is bent. As a result, the stator and the rotor come into contact with each other, and an excessive force is applied to the first bearing, the second bearing, and the shaft. As a result, the efficiency of the compressor is reduced, and in some cases, the damage is caused. It had the problem that. In addition, the above-described phenomenon further causes large vibrations and causes noise.

また、それ以外にも、シリンダ内を回転するローラにより、半径方向に加振力が生じ
る。これにより、誘起される振動も、騒音が発生する原因となっている。
このときに共振する振動周波数のモード形状において、軸受に対して回転子が片持ち構造となっており、回転子が首を振るモード形状が想定されるが、回転子自体はあまり動かず、軸受部と圧縮機構部、圧縮機外郭部が一体となって揺動する振動モード形状も存在し、大きな振動を生じ、騒音を発生する原因になっている。 In addition, an exciting force is generated in the radial direction by a roller rotating in the cylinder. Thereby, the induced vibration also causes noise.
In the mode shape of the vibration frequency that resonates at this time, the rotor has a cantilever structure with respect to the bearing, and a mode shape in which the rotor swings the head is assumed, but the rotor itself does not move so much, and the bearing There is also a vibration mode shape in which the part, the compression mechanism part, and the compressor outer part swing together, causing large vibrations and causing noise.

そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑みて達成されたものであり、より具体的には、回転子を中心とし、揺動部としては、軸受部と圧縮機構部、圧縮機外郭部が一体となって振動している、振動モード形状において、もっとも変形が大きくなっているところは、回転子の根元にあたるシャフトの部分であり、シャフトの変形を抑制して、振動や騒音をより低減することの可能な構造の圧縮機を提供することをその目的とする。 Therefore, the present invention has been achieved in view of the above-described problems in the prior art, and more specifically, the rotor is the center, and the swinging portion includes a bearing portion, a compression mechanism portion, and a compressor. In the vibration mode shape in which the outer part vibrates as one body, the place where the deformation is the largest is the part of the shaft that is the root of the rotor, which suppresses the deformation of the shaft and suppresses vibration and noise. It is an object of the present invention to provide a compressor having a structure that can be further reduced.

そこで、本発明では、上述した発明者による新たな認識に基づいて達成されたものであり、より具体的には、密閉容器内に、シリンダと、偏心部を持つシャフトと、前記偏心部により前記シリンダ内を偏心移動するローラと、前記ローラと摺接してそれに従動するように設けられたベーンと、前記シリンダ及び前記ローラの両端面を閉塞する上部端板と下部端板を構成すると共に、前記シャフトを支持する上軸受と下軸受とから構成された圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機を備えたロータリ圧縮機であって、前記上軸受は、その外周部を前記密閉容器の内壁に固定し、かつ、その中心部に、その内部に前記シャフトを軸支するボス部を備えている。 Therefore, the present invention has been achieved based on the above-mentioned new recognition by the inventor, and more specifically, the cylinder, the shaft having the eccentric portion, and the eccentric portion in the sealed container. A roller that moves eccentrically in the cylinder, a vane that is slidably in contact with the roller, and an upper end plate and a lower end plate that close both ends of the cylinder and the roller, and A rotary compressor provided with a compression mechanism part composed of an upper bearing and a lower bearing for supporting a shaft, and an electric motor for driving the compression mechanism part, wherein the upper bearing has an outer peripheral part of the sealed container A boss portion that is fixed to the inner wall and that pivotally supports the shaft is provided at the center thereof.

そして、前記シャフトは、回転子と接合されている。回転子は、複数枚の薄板を積層した構造であり、その両端は、固定するためのプレートを取り付けている。このプレートは、前記上軸受のボス部との接触を回避するために、シャフト周辺部は中抜きの構造としている。前記軸受側に配置した前記プレートと接した回転子の薄板を、シャフトと接合する部分を、端面でＬ字に折り曲げ、シャフトを抑える部分を形成したことを特徴とするロータリ圧縮機。 The shaft is joined to the rotor. The rotor has a structure in which a plurality of thin plates are laminated, and both ends thereof are attached with plates for fixing. In order to avoid contact with the boss portion of the upper bearing, the plate has a hollow structure around the shaft. A rotary compressor in which a thin plate of a rotor in contact with the plate arranged on the bearing side is bent into an L shape at an end surface to join a shaft, and a portion for holding the shaft is formed.

以上に述べた本発明になるロータリ圧縮機によれば、回転子を中心とし、軸受部と圧縮機構部、圧縮機外郭部が一体となって振動することを抑制することができ、大きな振動や騒音も抑制できる。 According to the rotary compressor according to the present invention described above, it is possible to suppress the vibration of the bearing portion, the compression mechanism portion, and the compressor outer portion integrally with the rotor as the center. Noise can also be suppressed.

本発明の一実施例になるロータリ圧縮機の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the rotary compressor which becomes one Example of this invention. 上記ロータリ圧縮機において、シャフトと回転子を示す断面図である。薄板積層構造の回転子において、軸受側端部の薄板の構造を示す。In the said rotary compressor, it is sectional drawing which shows a shaft and a rotor. In the rotor having a thin plate laminated structure, the structure of the thin plate at the bearing side end is shown. 上記回転子の具体的な構造を示す上面図である。It is a top view which shows the specific structure of the said rotor. 本発明と従来形状における振動評価結果図である。It is a vibration evaluation result figure in the present invention and a conventional shape.

以下、実施例を図面を用いて説明する。 Hereinafter, examples will be described with reference to the drawings.

まず、添付の図１は、本発明の一実施例（実施例１）であるロータリ圧縮機の内部構造を示す縦断面図であり、この図からも明らかなように、本発明になるロータリ圧縮機は、密閉容器１内の上部には、固定子６と回転子７とからなる電動機部２を収納し、他方、その下部には、上軸受１２、シリンダ８、上記シリンダ内を偏心移動するローラ１０、前記ローラと摺接してそれに従動するベーン１１、下軸受１３、そして、偏心部を持つシャフトである、クランクシャフト９からなる圧縮機構部３を収納している。なお、上記上軸受１２の下面と上記下軸受１３の上面は、それぞれ、上記シリンダ及びローラの両端面を閉塞する上部端板及び下部端板を構成している。 First, FIG. 1 attached herewith is a longitudinal sectional view showing the internal structure of a rotary compressor according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention. As is apparent from this figure, the rotary compression according to the present invention is shown. The machine houses an electric motor unit 2 composed of a stator 6 and a rotor 7 in the upper part of the hermetic container 1, while the lower part moves eccentrically in the upper bearing 12, the cylinder 8, and the cylinder. A compression mechanism 3 including a roller 10, a vane 11 that slides on the roller and follows the roller 10, a lower bearing 13, and a crankshaft 9 that is a shaft having an eccentric portion is housed. Note that the lower surface of the upper bearing 12 and the upper surface of the lower bearing 13 constitute an upper end plate and a lower end plate that close both end surfaces of the cylinder and the roller, respectively.

ここで、上軸受１２は、上記電動機部２を構成する回転子７に連結されたクランクシャフト９を支持する一方の軸受であり、その一部である１２aには、シリンダ８、ローラ１０、ベーン１１で構成される圧縮作動室の吐出ポート１７が形成され、かつ、その上端部には吐出ポートバルブ１７ａが取り付けられている。また、この上軸受１２の外周壁部１２ｂは、上記密閉容器１の内壁に当接すると共に、例えば、圧入や溶接などにより固定されている。更に、この上軸受１２のボス部１２ｃは、その中央部において円筒状に上方に延びて形成されており、その内部に上記クランクシャフト９を回転可能に挿入・保持することにより軸受として機能している。他方、下軸受１３は、図からも明らかなように、上記圧縮機構部３を構成するシリンダ８やローラ１０の下部に取り付けられているが、しかしながら、密閉容器１に対しては、必ずしも十分に強固に固定されているとは言えない状態である。 Here, the upper bearing 12 is one bearing that supports the crankshaft 9 connected to the rotor 7 constituting the electric motor unit 2, and a cylinder 12, a roller 10, a vane are included in a part 12 a of the upper bearing 12. 11, a discharge port 17 of the compression working chamber is formed, and a discharge port valve 17a is attached to an upper end portion thereof. Further, the outer peripheral wall portion 12b of the upper bearing 12 is in contact with the inner wall of the sealed container 1 and is fixed by, for example, press-fitting or welding. Further, the boss portion 12c of the upper bearing 12 is formed to extend upward in a cylindrical shape at the central portion thereof, and functions as a bearing by rotatably inserting and holding the crankshaft 9 therein. Yes. On the other hand, the lower bearing 13 is attached to the lower part of the cylinder 8 and the roller 10 constituting the compression mechanism section 3 as is apparent from the figure. It cannot be said that it is firmly fixed.

発明者による検討によれば、上述した圧縮機の構造では、回転駆動部である電動機部２の回転子７に連結されるクランクシャフト９は、二つの軸受けである、上軸受１２と下軸受１３により保持される、しかしながら、その保持位置は、クランクシャフト９全体の下部に限られており、所謂、片持ち状態で保持されており、このことで、圧縮機内において振動が生じるものと推測された。 According to the study by the inventors, in the above-described compressor structure, the crankshaft 9 connected to the rotor 7 of the electric motor unit 2 that is a rotation drive unit is an upper bearing 12 and a lower bearing 13 that are two bearings. However, the holding position is limited to the lower part of the whole crankshaft 9 and is held in a so-called cantilever state, and it is assumed that vibration is generated in the compressor. .

さらに、その振動の共振周波数によるモード形状を確認すると、回転子７の首振り運動ではなく、回転子７を中心として、接合しているシャフトの変形により、軸受１２、１３と圧縮機構部９、１０と、圧縮機密閉容器１が一体となって振動しているモード形状が振動を大きくしていると推測された。 Further, when confirming the mode shape based on the resonance frequency of the vibration, the bearings 12 and 13 and the compression mechanism portion 9 are not caused by the swinging motion of the rotor 7 but by the deformation of the shafts joined around the rotor 7. 10 and the mode shape in which the compressor hermetic container 1 vibrates integrally was estimated to increase the vibration.

そこで、本実施例では、図２に示すように、軸受側の端部に設置している回転子７を形成する薄板をそのシャフトに接合する部分において、Ｌ字に曲げ、７ｂを形成することで、シャフトの変形を抑え、問題となる周波数の振動のモード形状を抑制した。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the thin plate forming the rotor 7 installed at the end on the bearing side is bent into an L shape at a portion where the thin plate is joined to the shaft to form 7b. Therefore, the deformation of the shaft was suppressed, and the mode shape of the vibration of the frequency in question was suppressed.

図３に、Ｌ字曲げ部７ｂを形成する薄板を図示する。また、図４に、本発明での効果を図示する。 FIG. 3 illustrates a thin plate forming the L-shaped bent portion 7b. FIG. 4 illustrates the effect of the present invention.

図４は、従来形状と本発明形状による、振動のＣＡＥ解析結果を示す。各周波数での一定の加振力に対応する応答を、加速度振幅で図示している。従来形状で突出していた周波数応答が、本発明形状により、約１／１０に加速度振幅が低減され、振動が抑制されていることが分かる。 FIG. 4 shows a CAE analysis result of vibration according to the conventional shape and the shape of the present invention. The response corresponding to a constant excitation force at each frequency is illustrated in terms of acceleration amplitude. It can be seen that the frequency response prominent in the conventional shape is reduced to about 1/10 of the acceleration amplitude and the vibration is suppressed by the shape of the present invention.

なお、前記の解析検討では、加振方向で周波数応答も変化し、最も大きくなる加振の方向での振動評価を行っているが、シャフトと回転子自体は、回転するため、Ｌ字曲げ７ｂの部分は、シャフト全周の１／２以上が必要となる。つまり、１／２以下であると、対象とする振動のモード形状で、瞬間的にＬ字の効果が出なくなる位置が発生するためである。 In the above analysis study, the frequency response also changes in the direction of vibration, and vibration evaluation is performed in the direction of maximum vibration. However, since the shaft and the rotor itself rotate, the L-shaped bend 7b. This part needs to be 1/2 or more of the entire circumference of the shaft. That is, if the ratio is 1/2 or less, a position in which the L-shaped effect does not appear instantaneously occurs in the target vibration mode shape.

１…密閉容器、２…電動機部、３…圧縮機構部、４…吸入管、５…吐出管、６…固定子、７…回転子、８…シリンダ、９…シャフト、１０…ローラ、１１…ベーン、１２…上軸受、１２ｃ…ボス部、１３…下軸受、１４…ガスカバー、１６…サイレンサ室、１７…吐出ポート、１７ａ…吐出ポートバルブ。７ａ…回転子（薄板積層）、７ｂ…回転子（シャフト接合部Ｌ字曲げ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Airtight container, 2 ... Electric motor part, 3 ... Compression mechanism part, 4 ... Intake pipe, 5 ... Discharge pipe, 6 ... Stator, 7 ... Rotor, 8 ... Cylinder, 9 ... Shaft, 10 ... Roller, 11 ... Vane, 12 ... upper bearing, 12c ... boss, 13 ... lower bearing, 14 ... gas cover, 16 ... silencer chamber, 17 ... discharge port, 17a ... discharge port valve. 7a ... Rotor (thin plate lamination), 7b ... Rotor (shaft joint L-shaped bending)

Claims

In a sealed container,
A cylinder, a shaft having an eccentric portion, a roller that moves eccentrically in the cylinder by the eccentric portion, a vane that is slidably in contact with the roller and is driven by the roller, and both end surfaces of the cylinder and the roller The upper end plate and the lower end plate are closed, and the compression mechanism portion is composed of an upper bearing and a lower bearing that support the shaft,
A rotary compressor including an electric motor for driving the compression mechanism,
The upper bearing has an outer peripheral portion fixed to the inner wall of the sealed container, and a boss portion that pivotally supports the shaft in the center thereof.
The shaft is joined to a rotor, and the rotor has a structure in which a plurality of thin plates are stacked, and both ends thereof are attached with plates for fixing, and the plates are bosses of the upper bearing. In order to avoid contact with the part, the periphery of the shaft has a hollow structure, and the portion where the rotor thin plate in contact with the plate arranged on the bearing side is joined to the shaft has an L-shape at the end face A rotary compressor characterized in that a part for bending and holding a shaft is formed.

In the rotary compressor according to claim 1, in the portion that is bent into an L shape at an end surface that joins the shaft of the rotor, the total length of the bending is ½ or more of the entire circumference of the shaft. Rotary compressor characterized by this.