(57)【要約】【課題】回転子に回転慣性体としてのウェイト部材を設け、回転子の角速度変動を低減して圧縮性能の向上、騒音、振動の低減を図り、ウェイト部材による振れ回り、潤滑油、冷媒ガスの撹拌による油上がりを抑制し得る電動圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】電動モータ３と、電動モータ３の回転子６と結合された回転駆動軸９と、回転駆動軸９の少なくとも一端部側に、該回転駆動軸９を支持する軸受部材１０，１１を含んで構成され、該回転駆動軸９を介して駆動される圧縮機構部４と、回転子６の少なくとも圧縮機構部４側の端面もしくは両端面に設けられる回転慣性体としてのウェイト部材２５と、を備えた電動圧縮機１であって、回転子６の圧縮機構部４側の端面に設けられるウェイト部材２５は、圧縮機構部４を構成する軸受部材１０のボス部１０Ａの外周にオーバーハングされ、その外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材２５とされている。【選択図】図１
2017082684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子および回転子からなる電動モータと、
前記電動モータの回転子と結合された回転駆動軸と、
前記回転駆動軸の少なくとも一端部側に、該回転駆動軸を支持する軸受部材を含んで構成され、該回転駆動軸を介して駆動される圧縮機構部と、
前記電動モータの前記回転子の少なくとも前記圧縮機構部側の端面もしくは両端面に設けられる回転慣性体としてのウェイト部材と、を備え、
前記回転子の前記圧縮機構部側の端面に設けられる前記ウェイト部材は、前記圧縮機構部を構成する前記軸受部材のボス部の外周にオーバーハングされ、その外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材とされていることを特徴する電動圧縮機。
【請求項２】
前記回転子の両端面に設けられる前記ウェイト部材は、それぞれ外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材とされていることを特徴する請求項１に記載の電動圧縮機。
【請求項３】
前記ウェイト部材は、その外端面の複数箇所に設けられている座刳り部でリベットまたはボルト・ナットにより前記回転子に対して一体に結合され、前記リベットのカシメ部または前記ボルト・ナットの頭部が前記座刳り部内に収納可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
前記ウェイト部材は、所定の偏心方向位置に穴部を設けた非対称形状とされ、回転慣性体兼バランスウェイトとされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動圧縮機。
【請求項５】
前記ウェイト部材は、前記回転子の端面側の一部が非磁性体、その外端面側の一部が磁性体とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動圧縮機。
【請求項６】
前記ウェイト部材の前記非磁性体部分は、前記回転子の軸方向厚さＨに対し、少なくとも５％を超える厚さ寸法ｔとされていることを特徴とする請求項５に記載の電動圧縮機。
【請求項７】
前記ウェイト部材の重量は、前記回転子の全重量の少なくとも１０％を超える重さとされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータにより、回転駆動軸を介して圧縮機構部を駆動する電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機や空調機等に適用される電動圧縮機においては、電動モータとして回転子に永久磁石を埋め込んだ磁石モータが用いられている。この磁石を希土類磁石として磁力を高めることにより、同一出力を得る場合、回転子の軸方向厚さ寸法を小さくし、電動モータひいては電動圧縮機を軽量化、小型化できることが知られている。しかし、希土類磁石を用いた場合、回転子自体の重量が軽くなり、回転時の慣性力が小さくなることから、圧縮行程時のガス圧縮トルクの変動に伴うモータ回転子の角速度変動が大きくなり、それが電動圧縮機の効率低下や振動、騒音の増加の要因となる。
【０００３】
そこで、モータ回転子の角速度変動を低減し、電動圧縮機の性能向上、振動、騒音の低減を図るべく、特許文献１，２等に示されるように、モータ回転子の少なくとも一端面もしくは両端面に回転慣性体としての質量体（ウェイト部材）を設け、その慣性力でモータ回転子の角速度変動を抑制するようにしたものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４８８４３号公報
【特許文献２】特開２００７−１４６７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、モータ回転子に結合された回転駆動軸の少なくとも一端部には、軸受部材を介して圧縮機構部が設けられており、回転子にウェイト部材を設けると、その重さや圧縮機構部と電動モータ間の距離に比例する大きさの振れ回りが発生し、回転系のバランスに悪影響を及ぼす場合がある。また、ウェイト部材の形状や固定構造により、例えば回転系のバランスを取るバランスウェイトと兼用化するため、外周面や外端面の一部に突出部を設けたり、ウェイト部材を固定するリベットのカシメ部を突出させた構成としたりすると、その突出部が電動圧縮機内の潤滑油や冷媒ガスを撹拌し、動力ロスや油上がりを促進する要因となったりすることから、ウェイト部材の形状や固定構造に対して工夫を施す必要があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、回転子に回転慣性体としてのウェイト部材を設け、回転子の角速度変動を低減して電動圧縮機の性能向上、騒音、振動の低減を図るとともに、そのウェイト部材による振れ回りや、潤滑油、冷媒ガスの撹拌による油上がりを抑制し得る電動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる電動圧縮機は、固定子および回転子からなる電動モータと、前記電動モータの回転子と結合された回転駆動軸と、前記回転駆動軸の少なくとも一端部側に、該回転駆動軸を支持する軸受部材を含んで構成され、該回転駆動軸を介して駆動される圧縮機構部と、前記電動モータの前記回転子の少なくとも前記圧縮機構部側の端面もしくは両端面に設けられる回転慣性体としてのウェイト部材と、を備え、前記回転子の前記圧縮機構部側の端面に設けられる前記ウェイト部材は、前記圧縮機構部を構成する前記軸受部材のボス部の外周にオーバーハングされ、その外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材とされていることを特徴する。
【０００８】
本発明によれば、回転子の少なくとも圧縮機構部側の端面に設けられる回転慣性体としてのウェイト部材を、圧縮機構部を構成する軸受部材のボス部の外周にオーバーハングさせて設け、その外端面を平面状としたリング形状のウェイト部材としているため、回転慣性体としてのウェイト部材で慣性力を大きくすることにより、圧縮行程時のガス圧縮トルクの変動に伴うモータ回転子の角速度変動を低減し、電動圧縮機の性能向上、騒音、振動の低減を図ることができることはもちろんのこと、ウェイト部材を極力圧縮機構部側に接近させて設置することより、ウェイト部材による振れ回りを抑制することができるとともに、ウェイト部材の回転によって電動圧縮機内の潤滑油が撹拌され、潤滑油が巻上げられることによる油上がりを低減することができる。従って、電動圧縮機をより一層高効率化し、性能の向上および低振動化、低騒音化を図ることができる。また、油上がり量の低減により潤滑に対する信頼性の向上、冷凍サイクル側での熱交換性能の向上を図ることができる。
【０００９】
さらに、本発明の電動圧縮機は、上記の電動圧縮機において、前記回転子の両端面に設けられる前記ウェイト部材は、それぞれ外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材とされていることを特徴する。
【００１０】
本発明によれば、回転子の両端面に設けられるウェイト部材が、それぞれ外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材とされているため、回転するウェイト部材の外周面や外端面が電動圧縮機内の潤滑油や冷媒ガスと接することによる撹拌を抑制し、その撹拌による動力ロスや、潤滑油の巻上げおよびその油と冷媒ガスとの接触、混合の促進による油上がりを低減することができる。従って、電動圧縮機の一層の高効率化、油上がりの低減による潤滑に対する信頼性の向上、冷凍サイクル側での熱交換性能の向上を図ることができる。
【００１１】
さらに、本発明の電動圧縮機は、上述のいずれかの電動圧縮機において、前記ウェイト部材は、その外端面の複数箇所に設けられている座刳り部でリベットまたはボルト・ナットにより前記回転子に対して一体に結合され、前記リベットのカシメ部または前記ボルト・ナットの頭部が前記座刳り部内に収納可能とされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、ウェイト部材が、その外端面の複数箇所に設けられている座刳り部でリベットまたはボルト・ナットにより回転子に対して一体に結合され、リベットのカシメ部またはボルト・ナットの頭部が座刳り部内に収納可能とされているため、回転子に対してウェイト部材を座刳り部でリベットまたはボルト・ナットにより一体に結合し、そのカシメ部またはボルト・ナットの頭部を座刳り部内に収納することにより、カシメ部またはボルト・ナットの頭部がウェイト部材の外端面から外側に突出しないようにすることができる。従って、リベットのカシメ部またはボルト・ナットの頭部による潤滑油や冷媒ガスの撹拌を防止し、油上がりを一層低減することができる。
【００１３】
さらに、本発明の電動圧縮機は、上述のいずれかの電動圧縮機において、前記ウェイト部材は、所定の偏心方向位置に穴部を設けた非対称形状とされ、回転慣性体兼バランスウェイトとされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ウェイト部材が、所定の偏心方向位置に穴部を設けた非対称形状とされ、回転慣性体兼バランスウェイトとされているため、回転慣性体であるウェイト部材の所定の偏心方向位置に穴部を設け、穴部側の重さを軽くすることによって、ウェイト部材を回転慣性体のみならず、回転系のバランスを取るバランスウェイトとしても機能させることができる。従って、一のウェイト部材に突出部等を設けることなく、穴部を設けるだけで、回転慣性体およびバランスウェイトとしての２つの機能を持たせることができ、各々の効果や上述の効果を享受しながら、構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。
【００１５】
さらに、本発明の電動圧縮機は、上述のいずれかの電動圧縮機において、前記ウェイト部材は、前記回転子の端面側の一部が非磁性体、その外端面側の一部が磁性体とされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、ウェイト部材の回転子の端面側の一部が非磁性体、その外端面側の一部が磁性体とされているため、回転子端面からの磁束漏れを非磁性体部分によって防止しながら、ウェイト部材の一部を磁性体である鉄系等の低コスト材とすることができる。つまり、通常この種ウェイト部材としては、磁束漏れを防止すべく、高比重金属材である黄銅材（真鍮）やステンレス材等の非磁性体を用いていたが、回転子の端面側の一部を黄銅材やステンレス材、高マンガン鋼等の非磁性体とし、外端面側の一部を磁性体とすることにより、回転子端面からの磁束漏れを防止しつつ、ウェイト部材の一部を安価な鋳鉄等の鉄系材とすることができる。従って、ウェイト部材としての機能を満たすと同時に、低コスト化を図ることができる。
【００１７】
さらに、本発明の電動圧縮機は、上記の電動圧縮機において、前記ウェイト部材の前記非磁性体部分は、前記回転子の軸方向厚さＨに対し、少なくとも５％を超える厚さ寸法ｔとされていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、ウェイト部材の非磁性体部分が、回転子の軸方向厚さＨに対し、少なくとも５％を超える厚さ寸法ｔとされているため、ウェイト部材の非磁性体部分を回転子の軸方向厚さＨの５％以上の厚さ寸法ｔとすることにより、外端面側の一部を安価な鋳鉄等の磁性体としながら、十分磁束漏れを防止することができる。従って、ウェイト部材としての機能を満たすと同時に、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
さらに、本発明の電動圧縮機は、上述のいずれかの電動圧縮機において、前記ウェイト部材の重量は、前記回転子の全重量の少なくとも１０％を超える重さとされていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、ウェイト部材の重量が、回転子の全重量の少なくとも１０％を超える重さとされているため、回転子の重量と、回転子の全重量の少なくとも１０％を超える重さとしたウェイト部材の重量との合計重量により、ガス圧縮トルクの変動に伴うモータ回転子の角速度変動を低減するのに必要な重量を確保して所要の慣性力を得ることで、回転子の角速度変動を低減することができる。従って、回転子の角速度変動による効率の低下や振動、騒音を解消し、電動圧縮機における性能の向上、振動、騒音の低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、回転慣性体としてのウェイト部材で慣性力を大きくすることにより、圧縮行程時のガス圧縮トルクの変動に伴うモータ回転子の角速度変動を低減し、電動圧縮機の性能向上、騒音、振動の低減を図ることができることはもちろんのこと、ウェイト部材を極力圧縮機構部側に接近させて設置することより、ウェイト部材による振れ回りを抑制することができるとともに、ウェイト部材の回転によって電動圧縮機内の潤滑油が撹拌され、潤滑油が巻上げられることによる油上がりを低減することができるため、電動圧縮機をより一層高効率化し、性能の向上および低振動化、低騒音化を図ることができる。また、油上がり量の低減により潤滑に対する信頼性の向上、冷凍サイクル側での熱交換性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図である。
【図２】上記電動圧縮機に組込まれる電動モータの回転子を端面側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る電動圧縮機の縦断面図が示され、図２には、その電動モータの回転子を端面側から見た平面図が示されている。
本実施形態の電動圧縮機１は、密閉ハウジング２内に、電動モータ３と、２気筒ロータリ式の圧縮機構部４が内蔵された２気筒ロータリ式の電動圧縮機１とされているが、本発明は、このような２気筒ロータリ式の電動圧縮機１に限定されるものでないことはもちろんである。
【００２４】
密閉ハウジング２内の上方部位には、固定子５および回転子６からなる電動モータ３が固定設置されている。固定子５は、内周側に複数のティース部を打ち抜き成形した環状の磁性鋼板を多数枚積層し、そのティース部に絶縁ボビン７を介してアルミ巻線等の固定子巻線８を集中巻きしたものであり、一方、回転子６は、複数の磁石挿入孔を打ち抜き成形した環状の磁性鋼板を多数枚積層し、その磁石挿入孔にフェライト磁石、希土類であるネオジム磁石、ディスプロシウム磁石等の永久磁力（図示省略）を挿入することにより、リベットあるいはボルト・ナット等で円筒状に一体に結合され、固定子５の内周部にエアギャップを介して装着されるものである。
【００２５】
上記電動モータ３は、固定子５が密閉ハウジング２内に焼嵌めされることによって密閉ハウジング２内に固定設置されており、その下方部位に、２気筒ロータリ式の圧縮機構部４が固定設置されている。電動モータ３の回転子６には、回転駆動軸９が一体に結合されており、その回転駆動軸９の他端部分に圧縮機構部４が連結されることにより、圧縮機構部４が駆動される構成とされている。回転駆動軸９の下方部分には、上下に所定の間隔をおいて２箇所に偏心軸部９Ａ，９Ｂが１８０度位相をずらして対向配設されている。
【００２６】
圧縮機構部４は、上下一対の上部軸受部材１０および下部軸受部材１１と、その上部軸受部材１０および下部軸受部材１１間にセパレータプレート１２を挟んで設けられる上下一対のシリンダ本体１３Ａ，１３Ｂと、シリンダ本体１３Ａ，１３Ｂに形成され、上下が上部軸受部材１０、下部軸受部材１１およびセパレータプレート１２で密閉されたシリンダ室１４Ａ，１４Ｂと、シリンダ室１４Ａ，１４Ｂ内において、回転駆動軸９の偏心軸部９Ａ，９Ｂに回動自在に嵌合され、シリンダ室１４Ａ，１４Ｂの内周面を回動するロータ１５Ａ，１５Ｂと、シリンダ本体１３Ａ，１３Ｂに設けられた半径方向の溝内に摺動自在に嵌装され、シリンダ室１４Ａ，１４Ｂ内を吸入側と吐出側とに仕切るベーンおよびそのベーン押えバネ（いずれも図示省略）等々を備えたものである。
【００２７】
なお、上部軸受部材１０および下部軸受部材１１は、上部軸受部材１０がメイン軸受、下部軸受部材１１がサブ軸受として回転駆動軸９を回転自在に支持するとともに、その下面および上面でシリンダ本体１３Ａ，１３Ｂに形成されているシリンダ室１４Ａ，１４Ｂの一端面を密閉する構成とされている。かかる２気筒ロータリ式の圧縮機構部４は、広く知られている公知のものである。
【００２８】
圧縮機構部４は、シリンダ本体１３Ａ，１３Ｂ、セパレータプレート１２、上部軸受部材１０および下部軸受部材１１を、図１に示すように、セパレータプレート１２を挟んでその両面側にシリンダ本体１３Ａ，１３Ｂ、更にシリンダ本体１３Ａ，１３Ｂの上下両端面に上部軸受部材１０および下部軸受部材１１を積み重ねてボルト等により一体に結合した状態とし、上部軸受部材１０を密閉ハウジング２に対して複数箇所で溶接（栓溶接）することによって、密閉ハウジング２内に固定設置されている。なお、上部軸受部材１０に代えて、シリンダ本体１３Ａ，１３Ｂのいずれかを密閉ハウジング２内に固定設置するようにしてもよい。
【００２９】
圧縮機構部４の上下一対のシリンダ室１４Ａ，１４Ｂには、密閉ハウジング２の外周にブラケット１８により一体に組み付け設置されているアキュームレータ１９を介して、冷凍サイクルを循環した低圧の冷媒ガスが、吸入配管２０Ａ，２０Ｂおよびシリンダ本体１３Ａ，１３Ｂに設けられている吸入ポート１６Ａ，１６Ｂを経て吸入されるようになっている。また、シリンダ室１４Ａ，１４Ｂに吸込まれた低圧の冷媒ガスは、電動モータ３により回転駆動軸９の偏心軸部９Ａ，９Ｂを介して、ロータ１５Ａ，１５Ｂがシリンダ室１４Ａ，１４Ｂ内を回動することにより、所定の圧力に圧縮され、吐出弁（図示省略）を介して吐出チャンバー１７Ａ，１７Ｂ内に吐出される。
【００３０】
この吐出チャンバー１７Ａ，１７Ｂ内に吐出された高圧の冷媒ガスは、吐出チャンバー１７Ａ，１７Ｂから密閉ハウジング２内に吐き出され、固定子５の外周面と密閉ハウジング２の内周面との間に形成されている冷媒流路２１等を経て、電動モータ３の上部空間２２内に導かれ、そこから吐出配管２３を介して冷凍サイクル側へと循環されるようになっている。なお、密閉ハウジング２内の底部は、油溜りとされており、圧縮機構部４の摺動部分を潤滑するため、所要量の潤滑油が充填されている。
【００３１】
上記の如く構成された電動圧縮機１の電動モータ３には、その円筒状回転子６の少なくとも圧縮機構部４側の下端面もしくは上下両端面に回転系のバランスを取るバランスウェイトの機能と、圧縮行程時のガス圧縮トルクの変動に伴う回転子６の角速度変動を低減する回転慣性体としての機能を併せ持つウェイト部材２５が設けられている。なお、本実施形態では、回転子６の上下両端面にウェイト部材２５を設けたものが示されているが、圧縮機構部４側の下端面のみにウェイト部材２５を設けたものとしてもよい。
【００３２】
各ウェイト部材２５は、外周が回転子６の外径と略同径の円形形状で、両端面が平面状とされたリング形状の質量体とされている。また、回転子６の下端面に設けられるウェイト部材２５は、リング形状の内周部位に上部軸受部材１０のボス部１０Ａの上端部が挿入され、該ボス部１０Ａの外周にオーバーハングして設置されており、電動モータ３と圧縮機構部４とを接近させて設置し、両者間の距離を可及的に詰められるようにしている。
【００３３】
上記ウェイト部材２５の外端面側には、図２に示されるように、円周上に等間隔で４箇所に所定深さを有する座刳り部２６が設けられている。この座刳り部２６は、ウェイト部材２５を回転子６の両端面にリベット２７またはボルト・ナット（図示省略）を介して一体的に固定設置する際、リベット２７のカシメ部またはボルト・ナットの頭部が平面状の外端面より外側に突出しないようにするためのものである。
【００３４】
また、ウェイト部材２５は、該ウェイト部材２５を回転子６の角速度変動を低減する回転慣性体として機能させるべく、その重量を回転子６の全重量の少なくとも１０％を超える重さとしており、回転子６の重量と、回転子６の全重量の少なくとも１０％を超える重さとしたウェイト部材２５の重量との合計重量により、ガス圧縮トルクの変動に伴う回転子６の角速度変動を低減するのに必要な重量を確保して所要の慣性力を得ることで、回転子６の角速度変動を低減できるようにしている。
【００３５】
さらに、ウェイト部材２５は、回転子６の下端面側に設けられるウェイト部材２５に対して、回転駆動軸９の偏心軸部９Ａと１８０度対向する方向の偏心位置に２個の打ち抜き穴部２８を設ける一方、回転子６の上端面側に設けられるウェイト部材２５に対して、回転駆動軸９の偏心軸部９Ａと同方向の偏心位置に２個の打ち抜き穴部２８を設けることによって、ウェイト部材２５を非対称形状とし、穴部２８側を軽くすることにより回転系のバランスを取るバランスウェイトとしての機能を併せ持つウェイト部材２５としている。
【００３６】
また、ウェイト部材２５は、厚さ方向に２層の異なる金属材料により構成されたものとされている。つまり、回転子６の両端面と接する端面側の一部が非磁性体２５Ａ、外端面側の一部が磁性体２５Ｂとされている。非磁性体２５Ａとしては、回転子６の端面からの磁束漏れを防止すべく、高比重金属材である黄銅材（真鍮）、ステンレス材、高マンガン鋼等を使用することができ、磁性体２５Ｂとしては、安価な鋳鉄等の鉄系材料を使用することができる。これによって、比較的高価な非磁性体２５Ａである黄銅材（真鍮）やステンレス材、高マンガン鋼等の使用量を極力減らしつつ、磁束漏れを防止し、所要の重量を確保し得るウェイト部材２５を構成している。
【００３７】
この場合、磁束漏れを防止する非磁性体２５Ａの厚さｔは、上記高比重金属材料とした場合、回転子６の軸方向厚さ寸法Ｈに対して、少なくとも５％を超える程度の厚さ寸法ｔとされる。因みに、この種電動モータ３の回転子６の軸方向厚さ寸法Ｈは、８０〜１００ｍｍ程度であり、非磁性体２５Ａの厚さｔは、４〜５ｍｍ程度とされることになる。
【００３８】
以上に説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
上記した電動圧縮機１において、電動モータ３の固定子巻線８にインバータを介して所要周波数の電流を印加することにより回転子６が回転駆動され、その回転子６に結合されている回転駆動軸９を介して２気筒ロータリ式圧縮機構部４の各ロータ１５Ａ，１５Ｂが回動される。これによって、吸入配管２０Ａ，２０Ｂおよび吸入ポート１６Ａ，１６Ｂを経てシリンダ室１４Ａ，１４Ｂ内に吸込まれた低圧冷媒ガスが圧縮され、吐出チャンバー１７Ａ，１７Ｂを介して密閉ハウジング２内に吐き出される。この高圧冷媒ガスは、冷媒流路２１等を経て電動モータ３の上部空間２２に導かれ、そこから吐出配管２３を介して冷凍サイクルへと循環される。
【００３９】
この間、回転駆動軸９の回転により発生する回転系のアンバランスモーメントは、電動モータ３の回転子６の両端面に設けられているウェイト部材２５がカウンタウェイトとして機能し、静アンバランス量あるいは動アンバランス量を取ることにより、回転系のアンバランス量を低減し、それに起因する振動、騒音を低減することができる。従って、電動圧縮機１における回転系のバランスを取り、電動圧縮機１を低振動化および低騒音化することができる。
【００４０】
一方、回転子６の軽量化、小型化等によって回転子自体の重量が軽くなり、回転時の慣性力が小さくなることから、圧縮行程時のガス圧縮トルクの変動に伴う回転子の角速度変動が大きくなる傾向にあり、それが電動圧縮機の効率低下や振動、騒音の増加の要因となっているが、回転子６の少なくとも一端面もしくは両端面に回転慣性体として機能するウェイト部材２５を設けることにより、その慣性力で回転子６の角速度変動を抑制し、効率の低下や振動、騒音の増加を抑制することができる。これによって、電動圧縮機１を高効率化し、性能の向上、低振動化、低騒音化を図ることができる。
【００４１】
特に、回転子６の少なくとも圧縮機構部４側の端面に設けられる回転慣性体としてのウェイト部材２５を、圧縮機構部４を構成する上部軸受部材１０のボス部１０Ａの外周にオーバーハングさせて設け、その外端面を平面状としたリング形状のウェイト部材２５としている。このため、回転慣性体としてのウェイト部材２５で慣性力を大きくすることによって、圧縮行程時のガス圧縮トルクの変動に伴う回転子６の角速度変動を低減し、電動圧縮機１の性能向上、騒音、振動の低減を図ることができることはもちろんのこと、ウェイト部材２５を極力圧縮機構部４側に接近させて設置することより、ウェイト部材２５による振れ回りを抑制することができるとともに、ウェイト部材２５の回転によって電動圧縮機１内の潤滑油が撹拌され、潤滑油が巻上げられることによる油上がりを低減することができる。
【００４２】
従って、電動圧縮機１をより一層高効率化し、性能の向上および低振動化、低騒音化を図ることができると同時に、油上がり量の低減により潤滑に対する信頼性の向上、冷凍サイクル側での熱交換性能の向上を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、回転子６の両端面にウェイト部材２５が設けられ、各々のウェイト部材２５の外端面が平面状とされたリング形状のウェイト部材２５とされているため、回転するウェイト部材２５の外周面や外端面が電動圧縮機１内の潤滑油や冷媒ガスと接することによる撹拌を抑制し、その撹拌による動力ロスや、潤滑油の巻上げおよびその油と冷媒ガスとの接触、混合の促進による油上がり等を低減することができる。これによって、電動圧縮機１の一層の高効率化、油上がりの低減による潤滑に対する信頼性の向上、冷凍サイクル側での熱交換性能の向上を図ることができる。
【００４４】
さらに、上記ウェイト部材２５は、その外端面の複数箇所に設けられている座刳り部２６でリベット２７またはボルト・ナットにより回転子６に対して一体に結合され、リベット２７のカシメ部またはボルト・ナットの頭部が座刳り部２６に収納可能な構成とされている。このため、回転子６に対してウェイト部材２５を座刳り部２６でリベット２７またはボルト・ナットにより一体に結合し、そのカシメ部またはボルト・ナットの頭部を座刳り部２６内に収納することにより、カシメ部またはボルト・ナットの頭部がウェイト部材２５の外端面から外側に突出しないようにすることができる。従って、リベット２７のカシメ部またはボルト・ナットの頭部による潤滑油や冷媒ガスの撹拌を防止し、油上がりを一層低減することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、ウェイト部材２５を所定の偏心方向位置に穴部２８を設けた非対称形状とし、回転慣性体に対しバランスウェイトを兼用化させた構成としている。このため、回転慣性体であるウェイト部材２５の所定の偏心方向位置に穴部２８を設け、穴部２８側の重さを軽くすることにより、ウェイト部材２５を回転慣性体のみならず、回転系のバランスを取るバランスウェイトとしても機能させることができる。これにより、一のウェイト部材２５に対し突出部等を設けることなく、穴部２８を設けるだけで、回転慣性体およびバランスウェイトとしての２つの機能を持たせることができ、各々の効果や上述の効果を享受しながら、構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。
【００４６】
また、上記ウェイト部材２５は、回転子６の端面側の一部が非磁性体２５Ａ、その外端面側の一部が磁性体２５Ｂとされている。これにより、回転子６の端面からの磁束漏れを非磁性体２５Ａ部分によって防止しながら、ウェイト部材２５の一部を磁性体２５Ｂである鉄系等の低コスト材とすることができる。
【００４７】
つまり、通常この種のウェイト部材２５としては、磁束漏れを防止すべく、高比重金属材である黄銅材（真鍮）やステンレス材等の非磁性体を用いていたが、回転子６の端面側の一部を黄銅材やステンレス材、高マンガン鋼等の非磁性体２５Ａとし、外端面側の一部を磁性体２５Ｂとすることにより、回転子６の端面からの磁束漏れを防止しつつ、ウェイト部材２５の一部を安価な鋳鉄等の鉄系材とすることができるため、ウェイト部材２５としての機能を満たすと同時に、低コスト化を図ることができる。
【００４８】
この際、ウェイト部材２５の非磁性体部分２５Ａを、回転子６の軸方向厚さＨに対し、少なくとも５％を超える厚さ寸法ｔとしている。このように、ウェイト部材２５の非磁性体部分２５Ａを回転子６の軸方向厚さＨの５％以上の厚さ寸法ｔとすることにより、外端面側の一部を安価な鋳鉄等の磁性体２５Ｂとしながら、十分磁束漏れを防止することができる。従って、ウェイト部材２５としての機能を満たすと同時に、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態においては、ウェイト部材２５の重量を、回転子６の全重量の少なくとも１０％を超える重さとしている。このため、回転子６の重量と、回転子６の全重量の少なくとも１０％を超える重さとしたウェイト部材２５の重量との合計重量により、ガス圧縮トルクの変動に伴う回転子６の角速度変動を低減するのに必要な重量を確保して所要の慣性力を得ることで、回転子６の角速度変動を低減することができる。従って、回転子６の角速度変動による効率の低下や振動、騒音を解消し、電動圧縮機１における性能の向上、振動、騒音の低減を図ることができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、２気筒ロータリ式の電動圧縮機１に適用した例について説明したが、単気筒のロータリ式電動圧縮機あるいはスクロール式電動圧縮機、電動モータ３が密閉ハウジング２内の下方部、圧縮機構部４が密閉ハウジング２内の上方部に設置された形式の各種電動圧縮機、更には電動モータ３を挟んで、上下に２組の圧縮機構部４が設置された形式の電動圧縮機等にも同様に適用できることはもちろんである。
【００５１】
また、本発明に係る電動圧縮機１は、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ等々の冷媒を用いた冷凍サイクル用の圧縮機に適用できるだけではなく、それらの冷媒に対して適用性を有する冷凍機油を潤滑油としている圧縮機にも同様に適用できることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１  電動圧縮機
３  電動モータ
４  圧縮機構部
５  固定子
６  回転子
９  回転駆動軸
１０  上部軸受部材
１０Ａ  ボス部
１１  下部軸受部材
２５  ウェイト部材
２５Ａ  非磁性体
２５Ｂ  磁性体
２６  座刳り部
２７  リベット
２８  穴部
【図１】
2017082684.tif 000003
【図２】
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