CN102803729B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明的压缩机(1)具有外壳(10)、压缩机构(15)、驱动源(16)、轴(17)、壳体(23)以及下部主轴承(60)。驱动源具有定子(51)和转子(52)，产生驱动压缩机构的动力。轴与转子连接，将驱动源产生的动力传递到压缩机构。壳体具有将轴支承为旋转自如的主轴承部(32)。下部主轴承隔着驱动源而配置在与壳体对置的位置，具有副轴承部(61)和脚部(62)。副轴承部将轴支承为旋转自如。脚部以放射状从轴承部的外周面延伸到外壳的内周面。脚部在最小截面积部分中高度尺寸大于宽度尺寸。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机。

背景技术

过去，为了降低旋转式压缩机的振动和噪声，提出了“在副轴承附近配设并固定滚动型推力轴承作为辅助轴承”。另外，关于这种提案，例如在专利文献1(日本特开平5-133353号公报)中详细叙述。

发明内容

发明要解决的课题

但是，这样除了副轴承以外还追加滚动型推力轴承的辅助轴承时，制造成本增大。并且，通过设置副轴承，与轴为悬臂状态时相比，虽然抑制了由于轴的弯曲而导致的振摆回转振动，但是，产生由于马达的转子与定子之间的磁引力而产生的马达激振力引起的振动和噪声。在之前的专利文献1中，作为降低该振动和噪声的方法，例如没有考虑提高轴和轴承的刚性，存在产生由马达激振力引起的振动和噪声的问题。

本发明的课题在于，在维持较低的制造成本的前提下将振动和噪声抑制为较低。

用于解决课题的手段

第1方面的压缩机具有外壳、压缩机构、驱动源、轴、主轴承部件以及副轴承部件。压缩机构收纳在外壳内。驱动源产生驱动压缩机构的动力。驱动源具有定子和以旋转自如的方式配置于定子内部的转子。轴与转子连接。轴将驱动源产生的动力传递到压缩机构。主轴承部件收纳在外壳内。主轴承部件具有主轴承部。主轴承部将轴支承为旋转自如。副轴承部件隔着驱动源而配置在与主轴承部件对置的位置。副轴承部件具有副轴承部和脚部。副轴承部将轴支承为旋转自如。脚部以放射状从副轴承部的外周面延伸到外壳的内周面。并且，该脚部在最小截面积部分中高度尺寸大于宽度尺寸。

在仅设置主轴承部件和副轴承部件的压缩机中，通过驱动源的转子与定子之间的磁引力，以主轴承部和副轴承部为支点，轴以弓形状的振动模式进行振动。为了抑制该振动模式，例如，通过轴的材质变更或基于直径扩大等的厚壁化来提高轴的刚性、或者通过同样方法提高主轴承部和副轴承部的刚性是有效的。但是，简单的材质变更或厚壁化导致成本上升，所以，需要高效地提高刚性。

在该压缩机中，副轴承部件的脚部在最小截面积部分中高度尺寸大于宽度尺寸。因此，在该压缩机中，脚部中针对沿着水平方向延伸的X轴的截面二次力矩大于针对沿着竖直方向延伸的Z轴的截面二次力矩。即，在该压缩机中，能够提高轴的支承刚性。因此，在该压缩机中，能够将振动和噪声抑制为较低。特别地，在该压缩机中，与水平方向相比，针对竖直方向的弯曲提高副轴承部的刚性，由此，能够抑制轴的弓形状的振动模式，能够高效地将由马达激振力引起的振动和噪声抑制为较低。

第2方面的压缩机在第1方面的压缩机中，脚部设置3根或4根。

因此，在该压缩机中，能够在抑制制造成本的前提下适度分散振动。

第3方面的压缩机在第1方面或第2方面的压缩机中，在俯视观察时，至少在与脚部相对于外壳的固定位置相同的位置处，定子固定于外壳。

在该压缩机中，在俯视观察时，至少在与脚部相对于外壳的固定位置相同的位置处，定子固定于外壳。因此，在该压缩机中，能够提高外壳的刚性来抑制振动和噪声。

第4方面的压缩机在第1方面或第2方面的压缩机中，定子具有多个集中卷绕线圈。

在该压缩机中，电动机的定子具有多个集中卷绕线圈。因此，在该压缩机中，与分布卷绕线圈相比，能够减小线圈末端。因此，在该压缩机中，能够缩短主轴承部件与副轴承部件的距离。由此，在该压缩机中，能够提高轴的支承刚性。其结果，在该压缩机中，能够抑制振动。

第5方面的压缩机在第4方面的压缩机中，压缩机还具有油分离板。油分离板安装于副轴承部件的下部。另外，优选该油分离板安装于副轴承部件的最下端。

因此，在该压缩机中，即使在副轴承部件离油面较远的情况下，也能够使油分离板尽可能地接近油槽的油面。因此，在该压缩机中，能够良好地维持油分离功能。

第6方面的压缩机在第4方面的压缩机中，脚部相对于外壳的固定位置位于副轴承部件的高度范围内。

因此，在该压缩机中，能够提高副轴承部件的刚性。所以，在该压缩机中，能够抑制脚部的振动。

第7方面的压缩机具有外壳、压缩机构、驱动源、轴、主轴承部件以及副轴承部件。压缩机构收纳在外壳内。驱动源产生驱动压缩机构的动力。驱动源具有定子和以旋转自如的方式配置于定子内部的转子。轴与转子连接。轴将驱动源产生的动力传递到压缩机构。主轴承部件收纳在外壳内。主轴承部件具有主轴承部。主轴承部将轴支承为旋转自如。副轴承部件隔着驱动源而配置在与主轴承部件对置的位置。副轴承部件具有副轴承部和脚部。副轴承部包围轴的一部分。脚部以放射状从副轴承部的外周面延伸到外壳的内周面。而且，该脚部中针对沿着水平方向延伸的X轴的截面二次力矩大于针对沿着竖直方向延伸的Z轴的截面二次力矩。

在该压缩机中，副轴承部件的脚部中针对沿着水平方向延伸的X轴的截面二次力矩大于针对沿着竖直方向延伸的Z轴的截面二次力矩。因此，在该压缩机中，能够提高轴的支承刚性。因此，在该压缩机中，能够将振动和噪声抑制为较低。特别地，在该压缩机中，与水平方向相比，针对竖直方向的弯曲提高副轴承部的刚性，由此，能够抑制轴的弓形状的振动模式，能够高效地将由马达激振力引起的振动和噪声抑制为较低。

发明效果

在第1方面的压缩机中，脚部中针对沿着水平方向延伸的X轴的截面二次力矩大于针对沿着竖直方向延伸的Z轴的截面二次力矩。即，在该压缩机中，能够提高轴的支承刚性。因此，在该压缩机中，能够将振动和噪声抑制为较低。特别地，在该压缩机中，与水平方向相比，针对竖直方向的弯曲提高副轴承部的刚性，由此，能够抑制轴的弓形状的振动模式，能够高效地将由马达激振力引起的振动和噪声抑制为较低。

在第2方面的压缩机中，能够在抑制制造成本的前提下适度分散振动。

在第3方面的压缩机中，能够提高外壳的刚性来抑制振动和噪声。

在第4方面的压缩机中，与分布卷绕线圈相比，能够减小线圈末端。因此，在该压缩机中，能够缩短主轴承部件与副轴承部件的距离。由此，在该压缩机中，能够提高轴的支承刚性。其结果，在该压缩机中，能够抑制振动。

在第5方面的压缩机中，即使在副轴承部件离油面较远的情况下，也能够使油分离板尽可能地接近油槽的油面。因此，在该压缩机中，能够良好地维持油分离功能。

在第6方面的压缩机中，能够提高副轴承部件的刚性。因此，在该压缩机中，能够抑制脚部的振动。

在第7方面的压缩机中，能够提高轴的支承刚性。因此，在该压缩机中，能够将振动和噪声抑制为较低。特别地，在该压缩机中，与水平方向相比，针对竖直方向的弯曲提高副轴承部的刚性，由此，能够抑制轴的弓形状的振动模式，能够高效地将由马达激振力引起的振动和噪声抑制为较低。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图。

图2是本发明的一个实施方式的涡旋压缩机的横剖视图。

图3是本发明的一个实施方式的涡旋压缩机的下部主轴承的俯视图。

图4是图3所示的下部主轴承的A-A剖视图。

图5是图3所示的下部主轴承的仰视图。

图6是示出本发明的一个实施方式的涡旋压缩机的曲柄轴的振动模式的图。

图7是本发明的一个实施方式的涡旋压缩机与比较例之间的噪声特性的比较图。

具体实施方式

本发明的实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1与蒸发器、冷凝器和膨胀机构等一起构成制冷剂回路，承担对该制冷剂回路中的制冷剂(包含氟利昂系制冷剂或二氧化碳制冷剂等)进行压缩的作用，如图1所示，涡旋压缩机1主要由密闭拱顶型的外壳10、涡旋压缩机构15、曲柄轴17、驱动马达16、下部主轴承60、油分离板70、吸入管19以及排出管20构成。下面，分别详细叙述该高低压拱顶型涡旋压缩机1的构成部件。另外，在本实施方式中，如图1所示，设水平方向为X轴，设竖直方向为Y轴。

<高低压拱顶型涡旋压缩机的构成部件的详细情况>

(1)外壳

如图1所示，外壳10由主体部外壳部11、上壁部12以及底壁部13构成。主体部外壳部11是大致圆筒状的耐压部件。上壁部12呈碗状，覆盖主体部外壳部11的上端。底壁部13呈碗状，覆盖主体部外壳部11的下端。而且，在该外壳10中主要收纳有涡旋压缩机构15、曲柄轴17、驱动马达16、下部主轴承60以及油分离板70。另外，在本实施方式中，驱动马达16配置于涡旋压缩机构15的下方。而且，涡旋压缩机构15和驱动马达16通过曲柄轴17连接，该曲柄轴17在外壳10内沿上下方向延伸配置。

(2)涡旋压缩机构

如图1所示，涡旋压缩机构15主要由壳体23、固定涡盘24、可动涡盘26以及十字连杆(Oldham Link)39构成。下面，分别详细叙述该涡旋压缩机构15的构成部件。

a)壳体

壳体23在其外周面在周方向全体压入固定于主体部外壳部11。即，主体部外壳部11和壳体23在整周呈气密状紧密贴合。因此，外壳10的内部被壳体23划分为2个空间。另外，在本实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，在运转时，比壳体23更靠上侧的空间成为低压状态，比壳体23更靠下侧的空间成为高压状态。并且，该壳体23配置成上端面与固定涡盘24的下端面紧密贴合，固定涡盘24通过螺栓(未图示)紧固固定于壳体23。并且，在该壳体23形成有壳体凹部31和主轴承部32。壳体凹部31凹陷设置于壳体的上部中央。在该壳体凹部31配置有可动涡盘26的轴承部26c(后述)和曲柄轴17的偏心轴部17a(后述)。主轴承部32从下部中央朝向下方形成。而且，在该主轴承部32形成有沿上下方向贯通的轴承孔33，曲柄轴17的主轴部17b经由滑动轴承34以旋转自如的方式嵌入该轴承孔33中。

b)固定涡盘

固定涡盘24是配置成与壳体23的上方紧密贴合的部件，如图1所示，主要由端板24a、螺旋状(渐开线状)的涡卷(lap)24b以及外周壁24c构成。

在端板24a形成有排出通路41和扩大凹部42。排出通路41以沿上下方向延伸的方式形成于端板24a的中央部分，排出通路41与压缩室40(后述)连通。扩大凹部42形成为在端板24a的上表面开口，并与排出通路41连通。而且，以堵住该扩大凹部42的方式，通过螺栓44a在端板24a紧固固定有盖体44。另外，通过这样利用盖体44覆盖扩大凹部42，从而形成有对涡旋压缩机构15的运转音进行消音的膨胀室、即消声空间45。另外，固定涡盘24和盖体44隔着未图示的垫圈紧密贴合从而被密封。

涡卷24b形成于端板24a的下侧。

外周壁24c以包围涡卷24b的方式延伸到固定涡盘24的下侧。

c)可动涡盘

如图1所示，可动涡盘26主要由端板26a、螺旋状(渐开线状)的涡卷26b、轴承部26c以及槽部26d构成。

涡卷26b形成于端板26a的上侧。另外，该涡卷26b与固定涡盘24的涡卷24b啮合。其结果，在两个涡卷24b、26b的接触部之间形成有压缩室40。

轴承部26c形成于端板26a的下侧。另外，曲柄轴17的偏心轴部17a嵌入该轴承部26c中。

槽部26d形成于端板26a的两端部。另外，十字连杆39(后述)的可动涡盘侧键部嵌入该槽部26d中。另外，十字连杆39的壳体侧键部嵌入设于壳体23的槽中。即，可动涡盘26以公转自如的方式经由十字连杆39支承于壳体23，在壳体23内公转，而不会由于曲柄轴17的旋转而自转。另外，伴随该可动涡盘26的公转，两个涡卷24b、26b之间的容积朝向中心收缩，制冷剂被压缩。

d)十字连杆

十字连杆39是用于防止可动涡盘26的自转运动的部件，可动涡盘侧键部嵌入可动涡盘26的槽部26d中，壳体侧键部嵌入壳体23的十字槽(未图示)中。另外，该十字槽是长圆形状的槽，配设于壳体23中相互对置的位置。

(3)曲柄轴

如图1所示，曲柄轴17是大致圆柱状的一体成形部件，主要由偏心轴部17a、主轴部17b、配重部17c以及副轴部17d构成。偏心轴部17a收纳于可动涡盘26的轴承部26c。主轴部17b经由滑动轴承34收纳于壳体23的轴承孔33。副轴部17d收纳于下部主轴承60(后述)的轴承孔。

(4)驱动马达

在本实施方式中，驱动马达16是无刷DC马达，主要由定子51和转子52构成。

定子51是环状体，在多个齿部(未图示)分别集中卷绕有铜线。而且，在该齿部的上方和下方形成有线圈末端53。在该定子51中，与分布卷绕线圈相比，线圈末端53较小。并且，如图1和图2所示，在该定子51的外周部以等间隔的方式设有9个铁心切割部(Core Cut)55。即，该定子51呈正齿轮的形状。而且，该定子51压入固定于外壳10的内壁面。

转子52以旋转自如的方式具有微小间隙(气隙通路)地收纳于定子51的内侧。并且，该转子52经由曲柄轴17而与涡旋压缩机构15的可动涡盘26驱动连接。

(5)下部主轴承

如图1所示，下部主轴承60配设于驱动马达16的下侧。而且，如图3～图5所示，该下部主轴承60主要由副轴承部61和脚部62构成。副轴承部61将曲柄轴17的副轴部17d支承为旋转自如。脚部62形成有3根，在沿着转子52的旋转轴进行观察的情况下，脚部62以不与定子51的铁心切割部55重叠的方式，通过点焊固定于主体部外壳部11。并且，在本实施方式中，点焊位置位于下部主轴承60的高度范围内。并且，如图4所示，脚部62具有竖直方向(Z轴方向)的厚度即高度尺寸H最小的部分。并且，如图3所示，脚部62在高度尺寸H最小的部分中，具有俯视观察时的宽度的广度即宽度尺寸W最小的部分。因此，如图3和图4所示，脚部62具有截面积最小的部分即最小截面积部分R，在该最小截面积部分R中，高度尺寸H为27mm，宽度尺寸W为25mm，设计成高度尺寸H大于宽度尺寸W。并且，与应用具有分布卷绕线圈的定子的情况相比，该下部主轴承60接近驱动马达侧配置。另外，这是由于，与具有分布卷绕线圈的定子的线圈末端相比，具有集中卷绕线圈的定子的线圈末端更小。

(6)油分离板

油分离板70是大致半圆形的板部件。而且，如图3～图5所示，该油分离板70安装于比下部主轴承60的高度方向中央点稍微靠下侧的位置。

(7)吸入管

吸入管19用于将制冷剂回路中的制冷剂导向涡旋压缩机构15，其气密状地嵌入外壳10的上壁部12中。吸入管19的内端部嵌入固定涡盘24中。

(8)排出管

排出管20用于将外壳10内的制冷剂排出到制冷剂回路中，其气密状地嵌入外壳10的主体部外壳部11中。

<本实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机的特征>

(1)

在本发明的实施方式的下部主轴承60中，脚部62设计成在最小截面积部分R中高度尺寸H大于宽度尺寸W。因此，在本实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，脚部62中针对沿着水平方向延伸的X轴的截面二次力矩大于针对沿着竖直方向延伸的Z轴的截面二次力矩。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够提高曲柄轴17的支承刚性。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够将振动和噪声抑制为较低。并且，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，与水平方向相比，副轴承部61针对竖直方向的弯曲的刚性较高，所以，能够抑制以主轴承部32和副轴承部61为支点、曲柄轴17呈弓形状进行振动的振动模式，能够高效地将由马达激振力引起的振动和噪声抑制为较低。图6示出曲柄轴17的弓形状的振动模式M。该振动模式M是由于驱动马达16的转子52与定子51之间的磁引力而产生的。

图7示出具有本发明的实施方式的下部主轴承60的高低压拱顶型涡旋压缩机1针对频率的噪声特性和不具有本发明的实施方式的下部主轴承60的压缩机(比较例)针对频率的噪声特性的比较图。在图7中，噪声声级是马达的转速为90rps的试验条件下的测定值。如图7所示，在本发明的实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，与比较例相比，将曲柄轴17的旋转频率分量的低次分量(100Hz～315Hz)下的噪声声级抑制为较低。并且，在本发明的实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，与比较例相比，将产生由于曲柄轴17的旋转频率的固有值与马达基本激振力的频率一致而引起的共振现象的频率(500Hz～630Hz)下的噪声声级也抑制为较低。

(2)

在本发明的实施方式的下部主轴承60中，脚部62设置3根。因此，在本实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够在抑制加工成本的前提下适度分散振动。

(3)

在本发明的实施方式的下部主轴承60中，在沿着转子52的旋转轴进行观察的情况下，以脚部62与定子51的铁心切割部55不重叠的方式，通过点焊将脚部62固定于主体部外壳部11。即，在本实施方式中，在沿着转子52的旋转轴进行观察的情况下，下部主轴承60的固定位置与定子51的固定位置一致。因此，在本实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够提高外壳10的刚性来抑制振动和噪声。

(4)

在本发明的实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，采用具有集中卷绕线圈的定子51，与采用具有分布卷绕线圈的定子的情况相比，下部主轴承60接近驱动马达16配置。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，与采用具有分布卷绕线圈的定子的情况相比，能够缩短壳体23与下部主轴承60的距离。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够提高曲柄轴17的支承刚性。由此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够抑制振动。

(5)

在本发明的实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，在比下部主轴承60的高度方向中央点稍微靠下侧安装有油分离板70。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够使油分离板70尽可能地接近油槽的油面。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够良好地维持油分离功能。

(6)

在本发明的实施方式的高低压拱顶型涡旋压缩机1中，脚部62的焊接位置位于下部主轴承60的高度范围内。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够提高下部主轴承60的刚性。因此，在该高低压拱顶型涡旋压缩机1中，能够抑制脚部62的振动。

<变形例>

(A)

在之前的实施方式的下部主轴承60设有3根脚部62，但是，脚部62的根数没有特别限定，也可以是4根，还可以是6根。另外，在功能上优选脚部的根数较多，但是，在制造成本上优选脚部的根数较少。

(B)

在之前的实施方式的下部主轴承60，在比高度方向中央点稍微靠下侧安装有油分离板70，但是，油分离板70也可以安装于下部主轴承60的最下端。

(C)

在之前的实施方式中，本发明的下部主轴承60应用于高低压拱顶型涡旋压缩机，但是，拱顶型方式和压缩机构的种类没有限定，该下部主轴承60可以应用于低压拱顶型涡旋压缩机，也可以应用于拱顶全体为高压的高压拱顶型涡旋压缩机，也可以应用于旋转压缩机或螺杆压缩机。

(D)

在之前的实施方式中，本发明的下部主轴承60应用于全密闭型压缩机，但是，该下部主轴承60也可以应用于半密闭型压缩机。

产业上的可利用性

本发明的压缩机具有能够将振动和噪声抑制为较低的特征，所以是有用的。

标号说明

1：高低压拱顶型涡旋压缩机(压缩机)；10：外壳；15：涡旋压缩机构(压缩机构)；16：驱动马达(驱动源)；17：曲柄轴(轴)；23：壳体(主轴承部件)；32：主轴承部；51：定子；52：转子；60：下部主轴承(副轴承部件)；61：副轴承部；62：脚部；70：油分离板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-133353号公报

Claims (7)

1.一种压缩机(1)，其中，该压缩机具有：

外壳(10)；

压缩机构(15)，其收纳在所述外壳内；

驱动源(16)，其产生驱动所述压缩机构的动力，具有定子(51)和以旋转自如的方式配置于所述定子内部的转子(52)；

轴(17)，其与所述转子连接，将所述驱动源产生的所述动力传递到所述压缩机构；

主轴承部件(23)，其收纳在所述外壳内，具有将所述轴支承为旋转自如的主轴承部(32)；以及

副轴承部件(60)，其隔着所述驱动源而配置在与所述主轴承部件对置的位置，该副轴承部件(60)具有副轴承部(61)和脚部(62)，所述副轴承部将所述轴支承为旋转自如，所述脚部以放射状从所述副轴承部的外周面延伸到所述外壳的内周面，且在最小截面积部分中高度尺寸大于宽度尺寸，

所述最小截面积部分是如下部分：在所述脚部的竖直方向的厚度即高度尺寸最小的部分中，俯视观察时的所述脚部的宽度的广度即宽度尺寸最小。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述脚部设置3根或4根。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，

在俯视观察时，至少在与所述脚部相对于所述外壳的固定位置相同的位置处，所述定子固定于所述外壳。

4.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，

所述定子具有多个集中卷绕线圈。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

所述压缩机还具有安装于所述副轴承部件的下部的油分离板(70)。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

所述脚部相对于所述外壳的固定位置位于所述副轴承部件的高度范围内。

7.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，

所述脚部中针对沿着水平方向延伸的X轴的截面二次力矩大于针对沿着竖直方向延伸的Z轴的截面二次力矩。