(57)【要約】【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１
2014066220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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おり、
そして、前記シャフトは、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、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おり、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。
【請求項２】
前記請求項１に記載したロータリ圧縮機において、前記回転子のシャフトと接合する端面でのＬ字に折り曲げる部分において、その折り曲げの全長を、シャフトの全周長さの１／２以上とすることを特徴とするロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８５７６１号公報
【特許文献２】特願２０１０−９０２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】上記回転子の具体的な構造を示す上面図である。
【図４】本発明と従来形状における振動評価結果図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【符号の説明】
【００２０】
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）
【図１】
2014066220.tif 000003
【図２】
2014066220.tif 000004
【図３】
2014066220.tif 000005
【図４】
2014066220.tif 000006