JP2001304121A - モータ圧縮機 - Google Patents

モータ圧縮機

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JP2001304121A
JP2001304121A JP2000123734A JP2000123734A JP2001304121A JP 2001304121 A JP2001304121 A JP 2001304121A JP 2000123734 A JP2000123734 A JP 2000123734A JP 2000123734 A JP2000123734 A JP 2000123734A JP 2001304121 A JP2001304121 A JP 2001304121A
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JP
Japan
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motor
compressor
inertia
drive shaft
torque
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JP2000123734A
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English (en)
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Yuichi Nakamura
友一 中村
Sugimatsu Hasegawa
杉松 長谷川
Hideo Hirano
秀夫 平野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021Systems for the equilibration of forces acting on the pump

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の負荷トルク変動の大きなモータ圧縮機
の振動を、トルク制御により低減する方法では、モータ
トルクTMを負荷トルクTLに近づけるために、電流波
形が歪んだ波形となり、モータの効率が低下し、また、
制御も複雑になるという課題を有していた。本発明は、
上記従来の問題点を解決するもので複雑な制御が無くて
も、安価で効率が良く、振動の少ないモータ圧縮機を提
供することを目的とする。 【解決手段】 これらの課題を解決するために本発明
は、モータ圧縮機の駆動軸にモータ部、メカ部以外にイ
ナーシャを追加した構成にしたものである。慣性モーメ
ントの大きな回転体は大きなエネルギーをもち、速度変
動が少なくなるように自動調整が行われ、モータに供給
する電流、電圧の変動も少なくなり、効率のよいモータ
圧縮機が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモータが搭載される
圧縮機の回転負荷変動低減および高効率化の機械構造に
関するものであり、特にエアコン等に使用される圧縮機
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エアコン等に用いられるモータが
搭載された圧縮機は、振動低減のために図17に示すよ
うに、1回転での負荷変動の大きな1ピストンロータリ
から負荷変動の小さな2ピストンロータリ、スクロール
へと変化してきた。これは、図18に示すように、モー
タのトルクTMと負荷トルクTLの関係により各位置で
差トルク(TM−TL)が生じ、TM>TLなら加速、
TM<TLなら減速するために、速度は一定とはなら
ず、大きく変動する。この差トルクが存在するために回
転方向の振動が発生し、加振力となって作用する。特に
低速領域では機械系の共振領域のために振動は激しくな
る。メカ的には、負荷トルク変動の少ないスクロールを
用いれば、低速から高速領域まで低振動を実現できる。
しかしながら、作りやすさ、メカ損失の点では構造が簡
単な1ピストンロータリの方が、スクロールよりも有利
である。そこで、1ピストンロータリ圧縮機モータのト
ルク波形を制御により低減する方法に関して、特開昭6
1−173690号公報等に開示されている。これは、
モータトルクTMの波形を負荷トルクTLの波形に近づ
けることにより、差トルク(TM−TL)を小さくして
速度変動を押さえようとする方法である。速度変動が小
さくなれば、回転方向の振動を小さくすることができ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の負荷トルク変動
の大きなモータ圧縮機の振動を、トルク制御により低減
する方法では、モータトルクTMを負荷トルクTLに近
づけるために、電流波形が歪んだ波形となり、モータの
効率が低下し、また、制御も複雑になるという課題を有
していた。
【0004】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので複雑な制御がなくても、安価で効率が良く、振動の
少ないモータ圧縮機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明は、モータ圧縮機の駆動軸にモータ部、メ
カ部以外にイナーシャを追加した構成にしたものであ
る。一般に粘性を無視した運動方程式は(1)式のよう
に表せる。
【0006】
【数1】
【0007】
【数2】
【0008】ここで、Jは駆動軸上の慣性モーメント、
2θ/dt2は、角度の2階時間分、つまり加速度を示
す。ここで(1)式を変形したのが(2)式であり、左
辺の差トルクを一定とした場合、慣性モーメントJの項
が大きければ、大きいほどd 2θ/dt2は小さくなる。
つまり、加速度の変化が少なくなる、すなわち速度変動
が小さくなることを示している。ロータ軸上の慣性モー
メントJを大きくすることで振動を低減したモータ圧縮
機が得られる。また、慣性モーメントの大きな回転体は
大きなエネルギーをもち、速度変動が少なくなるように
自動調整が行われ、モータに供給する電流、電圧の変動
も少なくなり、効率のよいモータ圧縮機が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、モータが取り付けられ
た圧縮機において、モータ回転子と圧縮機メカ、イナ−
シャを同一駆動軸上に設けたことを特徴とするモータ圧
縮機であり、ロータ軸上の慣性モーメントを大きくする
ことで振動を低減した。
【0010】また、本発明は、イナーシャをモータ回転
子と圧縮機メカとの間に配置することで、ロータ軸上の
慣性モーメントを大きくし振動を低減した。
【0011】また、本発明は、イナーシャを圧縮機メカ
側駆動軸端部に配置することで、ロータ軸上の慣性モー
メントを大きくし振動を低減した。
【0012】また、本発明は、イナーシャをモータ回転
子側駆動軸端部に配置することで、ロータ軸上の慣性モ
ーメントを大きくし振動を低減した。
【0013】また、本発明は、イナーシャをモータ回転
子と圧縮機メカとの間、圧縮機メカ側駆動軸端部の2ヶ
所に配置してもよい。また、本発明は、イナーシャをモ
ータ回転子と圧縮機メカとの間、モータ回転子側駆動軸
端部の2ヶ所に配置してもよい。また、本発明は、イナ
ーシャをモータ回転子と圧縮機メカとの間、および圧縮
機メカ側駆動軸端部、およびモータ回転子側駆動軸端部
の3ヶ所に配置してもよい。
【0014】また、本発明は、回転軸の上部から見たイ
ナーシャ形状が点対称であることを特徴としてもよい。
また、本発明は回転軸の上部から見たイナーシャ形状が
面対称であることを特徴としてもよい。また、本発明
は、イナーシャに穴をあけてもよい。
【0015】
【実施例】(実施例1)図1は、圧縮機メカ部に図15
に示す1ピストンロータリ圧縮機メカを搭載し、モータ
部2と圧縮機メカ部3の間にイナーシャ8aを配置した
モータ圧縮機の軸方向断面を示している。
【0016】1ピストンロータリ圧縮機メカのシリンダ
ーブロック10はケース1に固定されており、内部にロ
ーラピストン12や、バネ17が連結されたベーン16
が配置されている。このような構成のもとで駆動軸4が
半時計方向に回転すると冷媒ガスは、吸入口5より吸入
され、圧縮室11により、所定の圧力まで加圧され吐出
口より排出される。このような圧縮機メカ単体の負荷ト
ルク特性は、駆動軸が1回転する間に、図17に示すよ
うに、非常に大きく変動する。モータ部2が一定のトル
クを出力すると、(2)式に示す負荷トルクとモータト
ルクとの差が回転振動となるが、図1のイナーシャを付
加することで慣性モーメントが大きくなり、振動を抑制
することができる。ここでは、1ピストンロータリ圧縮
機の例を示したが、圧縮機メカは、2ピストンロータリ
圧縮機メカでも、スクロール圧縮機でもよい。
【0017】イナーシャの断面形状は、図1のイナーシ
ャ8aに示すような簡単な形状でも、図2のイナーシャ
8aに示すように、圧縮機内部の隙間に配置できる形状
にしてもよい。また、図3に示すように、圧縮機内部の
圧縮機メカ部3とモータ部2が逆転した位置に取り付け
られた圧縮機でもよい。
【0018】このように、イナーシャを配置した圧縮機
は、効率が良く、負荷変動を少なくでき、振動を押さえ
ることができる。
【0019】(実施例2)図4は、イナーシャ8bを圧
縮機メカ部3側駆動軸端部に配置したモータ圧縮機の軸
方向断面を示している。イナーシャ形状は単純な形状、
または、圧縮機内部の隙間に配置できる形状にしてもよ
い。
【0020】(実施例3)図5は、イナーシャ8cをモ
ータ部2側駆動軸端部に配置したモータ圧縮機の軸方向
断面を示している。イナーシャ形状は単純な形状、また
は、圧縮機内部の隙間に配置できる形状にしてもよい。
【0021】(実施例4)図6は、イナーシャ8aをモ
ータ部2と圧縮機メカ部3の間に、イナーシャ8bを圧
縮機メカ部3側駆動軸端部に配置したモータ圧縮機の軸
方向断面を示している。イナーシャ形状は単純な形状、
または、圧縮機内部の隙間に配置できる形状にしてもよ
い。
【0022】(実施例5)図7は、イナーシャ8aをモ
ータ部2と圧縮機メカ部3の間に、イナーシャ8cをモ
ータ部2側駆動軸端部に配置したモータ圧縮機の軸方向
断面を示している。イナーシャ形状は単純な形状、また
は、圧縮機内部の隙間に配置できる形状にしてもよい。
【0023】(実施例6)図8は、イナーシャ8bを圧
縮機メカ部3側駆動軸端部に、イナーシャ8cをモータ
部2側駆動軸端部に配置したモータ圧縮機の軸方向断面
を示している。イナーシャ形状は単純な形状、または、
圧縮機内部の隙間に配置できる形状にしてもよい。
【0024】(実施例7)図9は、イナーシャ8aをモ
ータ部2と圧縮機メカ部3の間に、イナーシャ8bを圧
縮機メカ部3側駆動軸端部に、イナーシャ8cをモータ
部2側駆動軸端部に配置したモータ圧縮機の軸方向断面
を示している。イナーシャ形状は単純な形状、または、
圧縮機内部の隙間に配置できる形状にしてもよい。
【0025】(実施例8)イナーシャを駆動軸上部から
見た断面は、図10に示すような円筒形、図11に示す
ような正多角形、図12に示すようなスポーク型、図1
3、図14に示すような円筒形に穴をあけた形状、また
は、回転した時に安定する形状でもよい。これによれ
ば、バランスのよいイナーシャを構成でき、負荷変動お
よび、振動の少ない、効率のよいモータ圧縮機を提供す
ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように本願発明によれば、負荷変
動および、振動の少ない、効率のよいモータ圧縮機を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図2】本発明の実施例1における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図3】本発明の実施例1における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図4】本発明の実施例2における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図5】本発明の実施例3における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図6】本発明の実施例4における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図7】本発明の実施例5における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図8】本発明の実施例6における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図9】本発明の実施例7における負荷変動を低減する
イナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構造
【図10】本発明の実施例8における負荷変動を低減す
るイナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構
造図
【図11】本発明の実施例8における負荷変動を低減す
るイナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構
造図
【図12】本発明の実施例8における負荷変動を低減す
るイナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構
造図
【図13】本発明の実施例8における負荷変動を低減す
るイナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構
造図
【図14】本発明の実施例8における負荷変動を低減す
るイナーシャを搭載した圧縮機の駆動軸方向断面透視構
造図
【図15】圧縮機メカ部の横断面透視図
【図16】従来の圧縮機を示す図
【図17】各種圧縮機の負荷トルク特性の説明図
【図18】圧縮機の負荷トルク、モータのトルク特性
と、速度変動の説明図
【符号の説明】
1 密閉容器 2 モータ部 2a 巻線 2b ステータ 2c ロータ 3 圧縮機メカ部 4 駆動軸 5 吸入口 6 吐出管 7 ターミナル 8 イナーシャ 8a モータ部と圧縮機メカ部の間のイナーシャ 8b 圧縮機メカ端部側イナーシャ 8c ロータ端部側イナーシャ 9 穴 10 シリンダーブロック 11 圧縮室 12 ローラピストン 13 クランク部 14 吐出口 15 案内溝 16 ベーン 17 バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H02K 7/14 H02K 7/14 B (72)発明者 平野 秀夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3H003 AA05 AB04 AC03 BB08 3H029 AA04 AA15 AB03 BB23 BB32 CC07 CC16 CC27 CC30 5H607 AA04 AA12 BB01 BB14 CC03 CC05 EE41 FF07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータが取り付けられた圧縮機におい
    て、モータ回転子と圧縮機メカ、イナーシャを同一駆動
    軸上に設けたことを特徴とするモータ圧縮機。
  2. 【請求項2】 イナーシャをモータ回転子と圧縮機メカ
    との間に配置したことを特徴とする請求項1記載のモー
    タ圧縮機。
  3. 【請求項3】 イナーシャを圧縮機メカ側駆動軸端部に
    配置したことを特徴とする請求項1記載のモータ圧縮
    機。
  4. 【請求項4】 イナーシャをモータ回転子側駆動軸端部
    に配置したことを特徴とする請求項1記載のモータ圧縮
    機。
  5. 【請求項5】 イナーシャをモータ回転子と圧縮機メカ
    との間、圧縮機メカ側駆動軸端部の少なくとも2ヶ所に
    配置したことを特徴とする請求項1記載のモータ圧縮
    機。
  6. 【請求項6】 イナーシャをモータ回転子と圧縮機メカ
    との間、モータ回転子側駆動軸端部の少なくとも2ヶ所
    に配置したことを特徴とする請求項1記載のモータ圧縮
    機。
  7. 【請求項7】 イナーシャをモータ回転子と圧縮機メカ
    との間、および圧縮機メカ側駆動軸端部、およびモータ
    回転子側駆動軸端部の少なくとも3ヶ所に配置したこと
    を特徴とする請求項1記載のモータ圧縮機。
  8. 【請求項8】 回転軸の上部から見たイナーシャ形状が
    点対称であることを特徴とする請求項1記載のモータ圧
    縮機。
  9. 【請求項9】 回転軸の上部から見たイナーシャ形状が
    面対称であることを特徴とする請求項1記載のモータ圧
    縮機。
  10. 【請求項10】 イナーシャに穴をあけたことを特徴と
    する請求項1記載のモータ圧縮機。
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