CN104379930A - 密闭型压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明包括轴支承轴(119)的主轴部(120)的主轴承(126)，在主轴承(126)的上端设置有推力滚珠轴承，转子(116)通过法兰部安装于主轴部(120)。而且，转子铁芯(117)的磁中心配置于比定子铁芯(115)的磁中心靠上方的位置，在转子(116)与定子(114)之间作用向下的磁吸引力。由此，适当地维持推力滚珠轴承的滚珠与上座圈和下座圈的接触荷重。

Description

密闭型压缩机

技术领域

本发明涉及主要在电冷冻冷藏库等制冷循环中所使用的密闭型压缩机。

背景技术

近几年，对于用于电冷冻冷藏库的密闭型压缩机，期待减少消耗电力实现高效、低噪音以及高可靠性。

现有技术中，作为这种密闭型压缩机，存在推力轴承采用滚珠轴承来提高效率的密闭型压缩机(例如参照专利文献1)。

下面，参照附图说明上述现有的密闭型压缩机。

图4是现有的密闭型压缩机的纵截面图，图5是现有的密闭型压缩机的主要部分分解立体图。

在图4、图5中，在密闭容器2的底部贮存润滑油4，压缩机主体6由悬簧(未图示)弹性地支承于密闭容器2。

压缩机主体6包括：电动构件10；和配设于电动构件10上方的压缩构件12。电动构件10包括定子14和转子16。

压缩构件12的轴19包括：主轴部20、设置于主轴部20上端的臂部21、和从臂部21的上表面延伸的偏心轴部22。主轴部20以自如旋转的方式被轴支承于缸体(cylinder block)24的主轴承26，并且固定有转子16。而且，采用对于承受压缩荷重的偏心轴部22，用仅配置于偏心轴部22下侧的主轴部20和主轴承26支承的悬臂轴承的结构。

另外，轴19包括由设置于主轴部20内部的倾斜孔27和设置于主轴部20表面的引导槽28等构成的供油机构29。

活塞30以自如往复的方式***到具有形成于缸体24的大致呈筒形的内表面的缸(cylinder)34中。另外，连结部36，通过使设置于两端的孔部分别被安装于活塞30的活塞销38和偏心轴部22嵌插，将偏心轴部22和活塞30连结。

缸34和活塞30与安装于缸34的开口端面的阀板40一起形成压缩室42。而且，固定有缸盖44覆盖阀板40形成盖子。

吸入消音器46用PBT等树脂成型，在内部形成消音空间，安装于缸盖44。

下面，对推力滚珠轴承50进行说明。

主轴承26在上端面具有作为与轴心成直角的平面部的推力面52。

在推力面52的上部配置推力滚珠轴承50，该推力滚珠轴承50包括上座圈54、被保持于保持架部58的滚珠(钢珠)56、和下座圈60。

上座圈54和下座圈60是环状的金属制的平板，上下面平行。另外，保持架部58形成环状的形状，在设置于圆周方向上的多个孔部中自如转动地收纳滚珠56。

而且，在推力面52上，以相互接触的状态依次层叠下座圈60、被保持于保持架部58的滚珠56、上座圈54，在上座圈54的上表面安放轴19的臂部21。

下面，对按照以上方式构成的密闭型压缩机，说明其动作。

对电动构件10通电时，因在定子14中产生的旋转磁场，转子16与主轴部20一起旋转。根据主轴部20的旋转，偏心轴部22偏心运动，偏心轴部22的偏心运动通过连结部36向活塞30传递，活塞30在缸34内往复运动。

从密闭容器2外的制冷循环(未图示)返回的制冷剂，经由吸入消音器46被导入到压缩室42内，在压缩室42内被活塞30压缩，被压缩后的制冷剂从密闭容器2向制冷循环送出。

另外，轴19的下端浸渍在润滑油4中，轴19旋转，由此，润滑油4由供油机构29供给压缩构件12的各个部分，进行滑动部的润滑。

推力滚珠轴承50是在滚珠56与上座圈54和下座圈60中以点接触的状态滚动的滚动轴承，能够一边支承轴19和转子16的自重等垂直方向的轴向荷重一边旋转。滚动轴承与一般使用的滑动轴承形式的推力滚珠轴承相比摩擦少，能够降低输入，提高效率。

但是，现有的结构存在以下的问题，如果在以超过电源频率的频率高速旋转的变频压缩机中使用推力滚珠轴承，则在上座圈和下座圈中通常有微小平面的起伏，所以在超过电源频率的高速旋转时，推力滚珠轴承的滚珠与上座圈和下座圈之间的接触状态变得不稳定，噪音和振动增加。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-127305号公报

发明内容

本发明的密闭型压缩机包括具有多个滚珠、和配设于滚珠的上下的上座圈和下座圈的推力滚珠轴承，转子通过法兰(flange)部固定于主轴部。另外，本发明中，转子铁芯的磁中心配置于比定子铁芯的磁中心向上方错开的位置，所以因作用于转子铁芯与定子铁芯之间的磁吸引力，在转子上作用向下的荷重。由此，能够适当地维持作用于推力滚珠轴承的滚珠与上座圈和下座圈之间的接触荷重，防止噪音和振动的发生。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的密闭型压缩机的纵截面图。

图2是本发明的一个实施方式的密闭型压缩机的推力滚珠轴承的放大图。

图3是本发明的一个实施方式的密闭型压缩机的电动构件周边的主要部分放大图。

图4是现有的密闭型压缩机的纵截面图。

图5是现有的密闭型压缩机的主要部分分解立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并非限定于该实施方式。

图1是本发明的一个实施方式的密闭型压缩机的纵截面图。图2是本发明的一个实施方式的密闭型压缩机的推力滚珠轴承的放大图。图3是本发明的一个实施方式的密闭型压缩机的电动构件周边的主要部分放大图。

图中，在密闭容器102的内底部贮存润滑油104，并且利用悬簧108将包括电动构件110和由其驱动的压缩构件112的压缩机主体106弹性地支承在密闭容器102内。另外，在密闭容器102中填充作为全球变暖潜势低的制冷剂的R600A(异丁烷)。

在密闭容器102安装有用于对电动构件110供给电源的电源端子113。

首先，对压缩构件112进行说明。

压缩构件112配设于电动构件110的上方。

构成压缩构件112的轴119包括：主轴部120、主轴部120上端的臂部121、从臂部121上表面延伸，中心轴与主轴部120不同且平行的偏心轴部122。

缸体124包括具有圆筒形的内表面的主轴承126，轴119的主轴部120以自如旋转的方式被***、支承于主轴承126。而且，压缩构件112采用悬臂轴承结构，用配置于偏心轴部122下侧的主轴部120和主轴承126支承作用于偏心轴部122的荷重。

另外，轴119包括供油机构129，该供油机构129包括设置于主轴部120内部的倾斜孔(未图示)和设置于主轴部120表面的螺旋状的引导槽128等。

另外，缸体124包括作为圆筒状的孔部的缸134，活塞130自如往复地***到缸134内。

另外，连结部136，通过使设置于两端的孔部分别被安装于活塞130的活塞销138和偏心轴部122嵌插，将偏心轴部122和活塞130连结。

在缸134的端面安装有阀板140，与缸134和活塞130一起形成压缩室142。另外，还固定有缸盖(cylinder head)144，覆盖阀板140而形成盖。吸入消音器146用PBT等树脂成型，在内部形成消音空间，安装于缸盖144。

主轴承126具有：作为与轴心成直角的平面部的推力面152；和比推力面152更向上方延长，且具有与主轴部120相对的内表面的轴承延长部153。

在轴承延长部153的上侧配置上座圈154，在轴承延长部153的外径侧且上座圈154的下侧，配置保持于保持架部158的滚珠156、下座圈160，构成推力滚珠轴承150。

另外，在下座圈160的下侧与推力面152之间配置有能够在上下方向弹性变形的弹性部件164。

另外，在推力滚珠轴承150中，上座圈154和下座圈160是环状的金属制的平板，优选采用进行了热处理的弹簧钢等形成，上下面平行且表面被加工得平滑。

保持架部158采用聚酰胺等树脂材料形成，形成环状的形状，具有分别以自如转动的方式收纳滚珠156的孔部159。

下面，对电动构件110进行说明。

电动构件110是包括定子114和转子116的凸极集中绕组方式的DC无刷电机。定子114在层叠电磁钢板而形成的定子铁芯115的多个磁极齿(未图示)上隔着绝缘材料176直接卷绕绕组174。转子116配置于定子114的内径侧，在层叠电磁钢板而形成的转子铁芯117中内置永磁铁118。

由于DC无刷电机能够获得比永磁铁118更强的磁力，所以与未使用永磁铁的感应电机相比，能够降低定子铁芯115和转子铁芯117的高度，转子116比感应电机轻。

定子114的绕组经由电源端子113通过导线与密闭型压缩机外的控制电路(未图示)连接，电动构件110在20r/s左右的低速至80r/s左右的高速的大运转范围驱动。

转子116在转子铁芯117的下侧配置有采用SUS304、黄铜等非磁性材料形成的法兰部170，转子铁芯117和法兰部170由铆销172固定。如图3详细所示，铆销172所贯通的法兰部上部170A，是外径比转子铁芯117的外径小的大致圆盘形状，在中心具有与主轴部120卡合的孔部。另外，在法兰部170的下侧具有外径比法兰部上部170A小的延伸部170B，与法兰部上部170A同样，在中心具有与主轴部120卡合的孔部。

转子116隔着法兰部170采用烧嵌等方法固定于主轴部120。另外，在作为转子铁芯117的内径侧的圆筒状孔部的涡旋齿(wrap)178的内部延伸配置主轴承126，主轴承126的下端部126A与法兰部170的法兰部上部170A的上端面接近相对。

定子铁芯115的高度为H1，转子铁芯117的高度为H2，H2大于H1。定子114的磁中心182与转子116的磁中心184距各自的下端为H1/2，H2/2的高度，转子铁芯117的磁中心184自定子铁芯115的磁中心182在上方错开距离D1配置。

另外，与定子铁芯115的下端相比，转子铁芯117的下端在其上方D2的位置。

下面说明如上所述的那样构成的密闭型压缩机的工作、作用。

通过电源端子113对电动构件110通电时，因在定子114中产生的磁场，转子116与轴119一起旋转。伴随主轴部120的旋转的偏心轴部122的偏心旋转，由连结部136转换，使活塞130在缸134内往复运动。然后，压缩室142的容积变化，由此将密闭容器102内的制冷剂吸入到压缩室142内，进行压缩的压缩动作。

在伴随该压缩动作的吸入行程中，密闭容器102内的制冷剂经由吸入消音器146间断地被吸入到压缩室142内，在压缩室142内被压缩后，高温高压的制冷剂经由排出配管148等，向来自密闭容器102的制冷循环(未图示)送出。

另外，轴119的下端浸渍在润滑油104中，轴119旋转，由此，润滑油104通过供油机构129供给到主轴部120等各滑动部。

转子116的磁中心184相对于定子114的磁中心182在上方错开D1配置，所以利用作用于定子114与转子116之间的磁吸引力，在转子116上作用重力方向的力。

另外，转子铁芯117的下端相比定子铁芯115的下端在上方错开D2地配置，所以在转子116上作用更强的向下的磁吸引力。

其结果是，在推力滚珠轴承150施加转子116和轴119的重量产生的荷重，作用磁吸引力产生的向下的荷重，能够总是在滚珠156与上座圈154和下座圈160的接触部施加适当的荷重。

因此，转子116轻量，且在进行高速运转的情况下也能稳定接触状态，所以能够防止推力滚珠轴承150的噪音和振动的发生。另外，能够防止滚珠156与上座圈154和下座圈160的滑动，将转动状态维持为一定，所以能够防止磨损和剥离等的发生，提高可靠性。

另外，法兰部上部170A的外径比转子铁芯117的外径小，法兰部上部170A的外周与定子铁芯115的间隙宽，所以磁吸引力几乎不会作用在法兰部上部170A与定子铁芯115之间。其结果是，作用于定子114与转子116之间的磁吸引力不会变小而是稳定地发挥作用，所以能够防止推力滚珠轴承150的接触荷重降低，更加可靠地防止噪音和振动的发生，并且防止滚珠156与上座圈154和下座圈160的滑动，从而能够提高可靠性。

另外，法兰部170采用非磁性的材料形成，由此在法兰部上部170A与定子铁芯115之间完全不会产生磁吸引力，所以能够更加可靠地防止推力滚珠轴承150的接触荷重的降低。而且，即使受到转子铁芯117的磁场的影响，也能防止在法兰部170中产生涡电流，所以能够防止电动构件110效率的降低，能够防止密闭型压缩机效率的降低。

通常如果是悬臂轴承，在轴119的偏心轴部122通过连结部136承受荷重的情况下，如果轴承长度短，则在主轴承126的上下端产生的力矩带来的荷重增大，摩擦增大，难以实现高效且可靠性高的密闭型压缩机。

在本发明中，将主轴承126的很多部分与转子铁芯117的内部重叠配置，从而能够充分确保主轴承126的长度，并且能够降低压缩机的整个高度。

另外，在润滑油104中溶入制冷剂，油面上升，即使法兰部170下部的延伸部170B与润滑油104接触，延伸部170B的外径与转子铁芯117的外径相比也大幅缩小，所以能够防止搅拌润滑油104而产生噪音，能够防止润滑油104中的制冷剂发泡。

因此，与将转子铁芯117直接固定于主轴部120的情况相比，通过使用法兰部170，能够在更靠近油面的位置配置转子116，能够进一步降低压缩机的整个高度。

其结果是，不改变外形尺寸就能够扩大冷藏库的库内容积，提高密闭型压缩机的使用便利性。

此外，在本实施方式中，法兰部170采用非磁性材料，但是通过采用烧结材料等铁系材料，能够采用与轴119相同的铁系材料形成。其结果是，能够使法兰部170的线膨胀系数与轴119相同，所以当将转子116固定于轴119时，容易使用烧嵌固定等方法。

本发明在密闭容器内贮存润滑油并且收纳有：包括定子铁芯和绕组的定子；包括转子铁芯、永磁铁和配置于转子铁芯下方的法兰部的转子；包括转子和定子的电动构件；和配置于电动构件上方的压缩构件。另外，压缩构件配置有：具有主轴部和偏心轴部的轴；包括缸的缸体；能够往复运动地插设在缸内部的活塞；连结活塞和偏心轴部的连结部；形成于缸体，轴支承轴的主轴部的主轴承；和配置在主轴承的上端的推力滚珠轴承，推力滚珠轴承包括：多个滚珠；和配设于滚珠的上下的上座圈和下座圈，转子通过法兰部固定于主轴部，并且转子铁芯的磁中心配置于比定子铁芯的磁中心向上方错开的位置。

由此，能够适当地维持作用于上座圈和下座圈之间的接触荷重，从而稳定滚珠与上座圈和下座圈之间的接触状态，防止噪音和振动的发生，并且防止滚珠与上座圈和下座圈的滑动，从而能够提高可靠性。

另外，本发明中，密闭型压缩机的转子铁芯的下端配置于比定子铁芯的下端靠上方。根据该结构，能够更加可靠地获得转子铁芯与定子铁芯之间的磁吸引力，所以防止推力滚珠轴承的接触荷重降低，更加可靠地防止噪音和振动的发生。而且，防止滚珠与座圈的滑动，从而能够提高可靠性。

另外，本发明中，密闭型压缩机的法兰部的外径比转子铁芯的外径小。根据该结构，法兰部与定子铁芯的间隙扩大，能够将作用于它们之间的磁吸引力抑制得较小，从而防止推力滚珠轴承的接触荷重降低。而且，更加可靠地防止噪音和振动的发生，且防止滚珠和上座圈和下座圈的滑动，从而能够提高可靠性。

另外，本发明中，密闭型压缩机的法兰部用非磁性的材料形成。根据该结构，法兰部是非磁性体，所以能够防止因转子铁芯的磁通的影响而在法兰部中产生涡电流。而且，能够防止电动构件效率的下降，能够防止密闭型压缩机效率的降低。

另外，本发明中，密闭型压缩机的主轴承延伸到转子铁芯的内径侧，并且主轴承的下端部与法兰部上部的上端面接近地相对。根据该结构，充分确保主轴承的长度，从而在运转时，能够抑制在主轴部与主轴承之间产生的表面压力的增加，所以能够提高可靠性。另外，将主轴承与转子铁芯重叠，从而降低密闭型压缩机的整个高度，即使冷藏库的外形尺寸相同，也能提高库内容积扩大这样的使用便利性。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明并不限于家用电冷冻冷藏库，也能广泛地适用于空调机、自动售货机和其他的制冷装置等。

附图符号说明

2、102 密闭容器

4、104 润滑油

6、106 压缩机主体

10、110 电动构件

12、112 压缩构件

14、114 定子

16、116 转子

19、119 轴(shaft)

20、120 主轴部

21、121 臂部

22、122 偏心轴部

24、124 缸体(cylinder block)

26、126 主轴承

27 倾斜孔

28、128 引导槽

29、129 供油机构

30、130 活塞

34、134 缸(cylinder)

36、136 连结部

38、138 活塞销

40、140 阀板(valve plate)

42、142 压缩室

44、144 缸盖(cylinder head)

46、146 吸入消音器

50、150 推力滚珠轴承(thrust ball bearing)

52、152 推力面

54、154 上座圈

56、156 滚珠

58、158 保持架部

60、160 下座圈

115 定子铁芯

117 转子铁芯

118 永磁铁

126A 下端部

170 法兰部

170A 法兰部上部

170B 延伸部

174 绕组

178 涡旋齿(wrap)

182、184 磁中心

Claims (5)

1.一种密闭型压缩机，其特征在于：

在密闭容器内贮存润滑油并且收纳有：包括定子铁芯和绕组的定子；包括转子铁芯、永磁铁和配置于所述转子铁芯下方的法兰部的转子；包括所述转子和所述定子的电动构件；和配置于所述电动构件上方的压缩构件，

所述压缩构件配置有：具有主轴部和偏心轴部的轴；包括缸的缸体；能够往复运动地插设在所述缸内部的活塞；连结所述活塞和所述偏心轴部的连结部；形成于所述缸体，轴支承所述轴的所述主轴部的主轴承；和配置在所述主轴承的上端的推力滚珠轴承，

所述推力滚珠轴承包括：多个滚珠；和配设于所述滚珠的上下的上座圈和下座圈，

所述转子通过所述法兰部固定于所述主轴部，并且所述转子铁芯的磁中心配置于比所述定子铁芯的磁中心向上方错开的位置。

2.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述转子铁芯的下端配置于比所述定子铁芯的下端靠上方。

3.如权利要求1或2所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述法兰部的外径比所述转子铁芯的外径小。

4.如权利要求1或2所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述法兰部用非磁性的材料形成。

5.如权利要求1或2所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述主轴承延伸到所述转子铁芯的内径侧，并且所述主轴承的下端部与所述法兰部上部的上端面接近地相对。