JP2017155628A - Compressor and refrigerator with this compressor - Google Patents
Compressor and refrigerator with this compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017155628A JP2017155628A JP2016038095A JP2016038095A JP2017155628A JP 2017155628 A JP2017155628 A JP 2017155628A JP 2016038095 A JP2016038095 A JP 2016038095A JP 2016038095 A JP2016038095 A JP 2016038095A JP 2017155628 A JP2017155628 A JP 2017155628A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- piston
- crankshaft
- cylinder
- main shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004323 axial length Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 11
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 101100313003 Rattus norvegicus Tanc1 gene Proteins 0.000 description 2
- 241000375392 Tana Species 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
- F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/0094—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 crankshaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Compressor (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、圧縮機およびこれを備えた冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a compressor and a refrigerator including the compressor.
レシプロ型の圧縮機は、電動機の動力でクランク軸を偏心回転させてピストンを往復運動させることで、冷媒を圧縮する機構を有している(特許文献1参照)。 A reciprocating compressor has a mechanism for compressing refrigerant by reciprocating a piston by rotating a crankshaft eccentrically with the power of an electric motor (see Patent Document 1).
ところで、レシプロ型の圧縮機では、各摺動部の、真円度や、円筒度の他、直角度と平行度などの幾何交差が重要になる。しかしながら、特許文献1に記載の圧縮機において、圧縮機の小型化を図るためにクランク軸を短縮化すると、クランク軸の傾きが大きくなることでクランク軸に作用する荷重が大きくなり、幾何公差の精度が低い場合、最終的にクランク軸がロックして圧縮機が正常に動作しなくなるという問題があった。
By the way, in a reciprocating compressor, geometrical intersections such as squareness and parallelism as well as roundness and cylindricity of each sliding part are important. However, in the compressor described in
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、動作不良を防止しつつ小型化が可能な圧縮機およびこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a compressor that can be downsized while preventing malfunction and a refrigerator including the compressor.
本発明は、圧縮要素と、前記圧縮要素を駆動する電動要素と、前記圧縮要素および前記電動要素を収容する容器と、を備える圧縮機において、前記圧縮要素は、シリンダと、前記シリンダ内において往復動することで冷媒を圧縮するピストンと、前記電動要素によって偏心回転するクランクシャフトと、前記クランクシャフトの偏心部と前記ピストンとを回転可能に連結するロッドと、前記クランクシャフトを支持する軸受と、を備え、前記クランクシャフトの主軸の上端から前記軸受の下端までの軸方向の長さをLとし、前記ロッドの一端の回転中心と他端の回転中心とを結ぶ距離をPとしたときに、L/Pが1.1以下であることを特徴とする。 The present invention provides a compressor including a compression element, an electric element that drives the compression element, and a container that accommodates the compression element and the electric element. The compression element reciprocates in the cylinder. A piston that compresses the refrigerant by moving; a crankshaft that rotates eccentrically by the electric element; a rod that rotatably connects the eccentric portion of the crankshaft and the piston; and a bearing that supports the crankshaft; When the length in the axial direction from the upper end of the main shaft of the crankshaft to the lower end of the bearing is L, and the distance connecting the rotation center of one end of the rod and the rotation center of the other end is P, L / P is 1.1 or less.
本発明によれば、動作不良を防止しつつ小型化が可能な圧縮機およびこれを備えた冷蔵庫を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the compressor which can be reduced in size while preventing a malfunction and a refrigerator provided with the same can be provided.
以下、本発明の実施形態に係る圧縮機100について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の圧縮機を示す縦断面図である。
図1に示すように、圧縮機100は、圧縮要素20および電動要素30を密閉容器3内に配置して構成されたいわゆるレシプロ圧縮機である。圧縮要素20および電動要素30は、密閉容器3内において複数のコイルバネ9(弾性部材)を介して弾性的に支持されている。密閉容器3は、略上半分の外郭を構成する上ケース3mと略下半分の外郭を構成する下ケース3nとが溶接などで接合され、内部に圧縮要素20および電動要素30を収容する空間を有している。
Hereinafter, a
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a compressor of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
圧縮要素20は、シリンダ21と、このシリンダ21内において往復動することで冷媒を圧縮するピストン22と、電動要素30によって偏心回転するクランクシャフト23(クランク軸)と、クランクシャフト23の偏心部23pとピストン22とを連結するコネクティングロッド25(ロッド)と、クランクシャフト23を支持するラジアル軸受26(軸受)およびスラスト軸受27(軸受)と、を備えて構成されている。
The
シリンダ21は、クランクシャフト23(主軸23a)の中心軸Oよりも径方向の外側の偏った位置に形成されている。また、シリンダ21の軸方向O1は、クランクシャフト23の軸方向(中心軸O)に対して直交する向きに構成されている。また、シリンダ21の軸方向O1の外周側の端部にはヘッドカバー28が取り付けられ、反対側の端部にはピストン22が挿入されている。このように、シリンダ21とピストン22とヘッドカバー28とによって、圧縮室(シリンダ室)Q1が構成されている。なお、シリンダ21とヘッドカバー28との間には、冷媒を吸気する際に開く吸気弁、圧縮した冷媒を吐出する際に開く吐出弁を備えた弁開閉機構(不図示)が設けられている。
The
ピストン22は、コネクティングロッド25の小端部25a(ピストン22側の端部)とピストンピン29を介して連結されている。すなわち、ピストン22には、上下方向に貫通する連結孔22aと、コネクティングロッド25の小端部25aが挿入される凹部22bと、が形成されている。
The
クランクシャフト23は、主軸23aと、主軸23aの上端において径方向に突出するフランジ部23bと、主軸23aの中心軸Oから偏心した位置に形成される偏心部23pと、を備えて構成されている。主軸23aの中心軸Oは、偏心部23pの回転中心軸と平行になるように設定されている。また、クランクシャフト23の下端部は、下ケース3nの近傍まで延びている。偏心部23pが中心軸Oに対して偏心回転することで、ピストン22がシリンダ21内を往復運動するようになっている。
The
主軸23aは、鉛直方向に延在する円柱形状を呈するものであり、ラジアル軸受26によって回転自在に支持されている。また、主軸23aの中心軸O(軸方向)は、ラジアル軸受26の軸方向と平行になるように構成されている。
The
フランジ部23bは、バランスウエイトと兼用する構造となっている。バランスウエイトは、圧縮要素20が駆動したときの振動を低減する機能を有している。このように、バランスウエイトが主軸23aと偏心部23pとの間に位置することにより、圧縮要素20の高さ寸法を低減でき、圧縮機100の小型化に寄与できる。
The
また、クランクシャフト23の主軸23aには、軸方向の下端面から上方に向けて凹形状の中繰り穴23cが形成され、主軸23a内に中空部を有するように構成されている。また、クランクシャフト23には、中繰り穴23cの上端からフランジ部23bの上面に向けて貫通する上部連通孔23dが形成されている。また、クランクシャフト23の外周面には、らせん溝23eがフランジ部23bの近傍まで形成されている。
Further, the
偏心部23pには、軸方向の上端面から下方に向けて凹形状の中繰り穴23fが形成されている。中繰り穴23fの上面からの深さは、偏心部23pの軸方向の長さよりも短く形成されている。また、中繰り穴23fは、らせん溝23eの上端部と、連通孔23gを介して連通している。
The
主軸23aの中空部には、固定軸部材23hが挿入されている。固定軸部材23hは、固定具23iによって、クランクシャフト23の回転時においても回転しないように固定されている。固定軸部材23hの外周面には、固定軸らせん溝23jが形成されている。この固定軸らせん溝23jの壁面と中繰り穴23cの壁面とでらせん状の潤滑油通路が形成され、クランクシャフト23(主軸23a)の回転による壁面移動に伴い、潤滑油が粘性の効果で壁面に引きずられて固定軸らせん溝23j内を上昇するようになっている。
A fixed
フレーム24は、略水平方向に延びるベース24aを有し、シリンダ21がベース24aの上部に位置している。また、フレーム24の略中央部には、鉛直方向下方に(下ケース3nの底面に向けて)延びる円筒形状のラジアル軸受26が形成されている。また、フレーム24は、シリンダ21の一部を構成している。
The
コネクティングロッド25(ロッド)は、ピストン22とクランクシャフト23とを連結する部材であり、小端部25aと、大端部25b(偏心部23p側の端部)と、を有している。小端部25aには、ピストンピン29が挿通される円形の連結孔25a1が上下方向に貫通して形成されている。大端部25bには、偏心部23pが挿通される円形の連結孔25b1が上下方向に貫通して形成されている。
The connecting rod 25 (rod) is a member for connecting the
小端部25aの連結孔25a1の軸方向は、ピストンピン29の軸方向と平行になるように構成されている。大端部25bの連結孔25b1の軸方向は、偏心部23pの軸方向と平行になるように構成されている。
The axial direction of the connecting hole 25a1 of the
ラジアル軸受26は、クランクシャフト23の主軸23aが軸支されるすべり軸受によって構成されている。また、ラジアル軸受26は、上下方向に貫通する貫通孔26bを有している。また、ラジアル軸受26は、主軸23aの一部を支持している。すなわち、ラジアル軸受26の上端26aは、フランジ部23bの略下端に位置し、ラジアル軸受26の下端26cは、中繰り穴23cの高さ方向の略中央に位置している。
The
スラスト軸受27は、ベース24aの貫通孔26bの開口縁部に円形溝状に形成された凹部24cに配置されている。このスラスト軸受27は、一組の軌道板27a,27bと、保持器27cと、転動体27dとで構成されている。クランクシャフト23のフランジ部23bと凹部24cとの間に配置されている。
The thrust bearing 27 is disposed in a
下側に位置する軌道板27aは、リング形状を呈し、凹部24cの底面24c1に接するように配置されている。上側に位置する軌道板27bは、リング形状を呈し、フランジ部23bの下面23b1に接するように配置されている。
The track plate 27a located on the lower side has a ring shape and is disposed so as to be in contact with the bottom surface 24c1 of the
ピストンピン29は、ピストン22の連結孔22aと小端部25aの連結孔25a1の双方に挿通されることで、ピストン22とコネクティングロッド25とを回転可能に連結する。また、ピストンピン29の軸方向(図示上下方向)は、ピストン22の連結孔22aの軸方向と平行になるように構成されている。
The
中繰り穴23cを上昇した潤滑油(冷凍機油)は、上部連通孔23dを通ってフランジ部23b上に吹き出して、スラスト軸受27を潤滑する。また、クランクシャフト23のらせん溝23eを上昇した潤滑油は、クランクシャフト23(主軸23a)とラジアル軸受26との間を潤滑するとともに、連通孔23gを通って、偏心部23pの中繰り穴23fに向けて流れ込み、コネクティングロッド25の周辺を潤滑する。なお、スラスト軸受27などを潤滑した潤滑油は、フレーム24に形成された孔24s(図2参照)を介して、密閉容器3の底に戻るように構成されている。
Lubricating oil (refrigerating machine oil) that has risen through the
電動要素30は、フレーム24の下側(ベース24aの下方)に配置され、ロータ31およびステータ32を含んで構成されている。
The
ロータ31は、電磁鋼板を積層したロータコアを備えて構成され、クランクシャフト23(主軸23a)の下部に圧入などによって固定されている。また、ロータ31は、半径Rが厚み(軸方向の高さ)T1よりも大きい扁平形状である。また、ロータ31の厚み(軸方向の高さ)T1は、ラジアル軸受26の長さ(軸受長)の略半分程度に設定されている。
The
ステータ32は、ロータ31の外周に配置され、円筒状のステータコアとこのステータコアの内周に形成された複数のスロットとからなる鉄心32aと、鉄心32aに絶縁体(図示せず)を介して巻回されたコイル32bとを備えて構成されている。また、鉄心32aは、図1の縦断面視において、径方向の長さL1が厚み(軸方向の高さ)T2よりも長い扁平形状である。コイル32bも、図1の縦断面視において、径方向の長さが厚み(軸方向の高さ)よりも長い扁平形状である。また、鉄心32aの厚み(軸方向の高さ)T2は、ロータ31の厚み(軸方向の高さ)T1と同程度になるように構成されている。このように、ロータ31を扁平にした場合、ステータ32の径も広げて扁平形状にすることで、ロータ31を回転させるためのトルクをかせぐことができる。
The
このようにして圧縮要素20および電動要素30が設けられたフレーム24は、密閉容器3内において複数のコイルバネ9,9を介して弾性支持されている。また、圧縮要素20および電動要素30は、運転時に振動したときに、密閉容器3の内壁面に接触しないように、所定のクリアランスCLが予め設定された状態で設計されている。
The
コイルバネ9は、圧縮要素20の一部を構成するシリンダ21の側(圧縮機室側Q2、図1の左側)と、シリンダ21の側とは反対側(反圧縮機室側Q3、図1の右側)に設けられている。なお、本実施形態では、コイルバネ9が、圧縮室側と反圧縮室側のそれぞれにおいて、図1の紙面に直交する方向の手前側と奥側にそれぞれ設けられ、密閉容器3が計4本のコイルバネ9で支持されるように構成されている(図2参照)。なお、すべてのコイルバネ9は、いずれも同一の形状およびばね特性を有している。このように、コイルバネ9を単一種類にすることで、コイルバネ9が異種混在する場合の配置ミスを防止できる。ただし、コイルバネ9の本数は、4本に限定されるものではなく、3本であってもよく、5本以上であってもよい。
The
また、フレーム24は、シリンダ21よりも外周側(径方向外側)に延びる延出部24dを有している。この延出部24dは、ステータ32よりも外周側に延びている。また、延出部24dの下面には、コイルバネ9の上部に嵌合して保持する突起部24eが形成されている。
In addition, the
また、フレーム24は、延出部24dとは反対側においても、延出部24dと同程度に延びる延出部24fを有している。この延出部24fも、ステータ32よりも外周側に延びている。また、延出部24fの下面には、コイルバネ9の上部に嵌合して保持する突起部24gが形成されている。
Further, the
密閉容器3の底面には、ステータ32の外周側において、密閉容器3内に突出するように盛り上がる段差部3aが形成されている。この段差部3aは、下ケース3nの底面の一部と側面の一部とが合わさって外面が凹み形状となることで構成されている。また、段差部3aは、コイルバネ9の位置と対応する位置に設けられている。また、段差部3aの上端面には、コイルバネ9の下部が嵌合して保持する突起部3bが形成されている。突起部3bは、ロータ31の下面31aよりも上側に位置している。なお、潤滑油の油面40は、潤滑油がロータ31と浸からないように、ロータ31の下面31aよりも下側に位置するように構成されている。また、クランクシャフト23(主軸23a)の下端および固定軸部材23hの下端が油面40よりも下方に位置している。
On the bottom surface of the sealed
図2は、本実施形態の圧縮機を示す横断面図である。なお、図2では、圧縮機100内の冷媒の流れについて説明する。
図2に示すように、冷蔵庫の冷却器66(図6参照)から戻って、密閉容器3を貫通して接続された吸入パイプ3eから導入された冷媒は、吸入サイレンサ41の吸入口(不図示)から吸入された後、ヘッドカバー28などを介して圧縮室Q1(図1参照)に導入される。また、圧縮室Q1においてピストン22によって圧縮された冷媒は、吐出室空間(不図示)を通って、フレーム24に形成された吐出サイレンサ42a,42bおよびパイプ3fを通って、吐出パイプ3gから、凝縮器(不図示)、減圧装置(不図示)を通って冷却器66(図4参照)に送られる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the compressor of this embodiment. In addition, in FIG. 2, the flow of the refrigerant | coolant in the
As shown in FIG. 2, the refrigerant introduced from the suction pipe 3 e that has returned from the refrigerator cooler 66 (see FIG. 6) and connected through the
このように構成された圧縮機100では、フレーム24の上部に圧縮要素20、下部に電動要素30が配置され、フレーム24がコイルバネ9,9を介して密閉容器3内に弾性支持されている。この場合、フレーム24の高さ位置(コイルバネ9,9の上端と同程度の位置)に重心が位置するため、圧縮要素20および電動要素30を含む内部機構部の振れ角を小さくできる。また、コイルバネ9の位置を、シリンダ21の外周側に配置することで、前記内部機構部の振動をさらに効果的に抑えることができる。このように、内部機構部の振動を抑制できることで、内部機構部(圧縮要素20および電動要素30)と密閉容器3との間のクリアランスCL(図1参照)を小さくできる。その結果、密閉容器3を小さくでき、圧縮機100の小型化を図ることが可能になる。
In the
また、各段差部3aの下部には、密閉容器3を弾性支持するゴム座10が設けられている(図1参照)。このゴム座10は、密閉容器3の下ケース3nに固定されたプレート11に支持されている。また、ゴム座10は、鉛直方向(上下方向)においてコイルバネ9と重なる位置に配置されている。このように段差部3aを形成して、段差部3aにコイルバネ9を配置することにより、コイルバネ9を潤滑油に浸からない高さに設置することが可能になるので、コイルバネ9が潤滑油内で振動する際に生じていた騒音を防止でき、圧縮機100の静穏化を図ることが可能になる。また、ゴム座10を段差部3aの下部に配置することで、ゴム座10が密閉容器3の下ケース3nから下方に大きく出っ張るのを防止できるので、圧縮機100の高さが高くなるのを抑制でき、圧縮機100の小型化を図ることが可能になる。
A
次に、圧縮機100のロッドピッチPと主軸長Lの関係を決定する手段について図3ないし図5を参照して説明する。図3は、圧縮機における干渉率を求める際のクリアランスによる各傾斜角度の位置寸法を示す説明図、図4は、干渉率とCOPの関係を示すグラフ、図5は、干渉率と主軸長/ロッドピッチとの関係を示すグラフである。なお、図3は、各クリアランスによる傾斜角度を分かり易くするために模式的に図示している。
ところで、圧縮機のCOP(Coefficient Of Performance)を決める要因の一つとして、干渉率を挙げることができる。この干渉率は、以下の式(1)によって求めることができる。なお、以下の式(1)の説明では、クランクシャフトをシャフトと称し、コネクティングロッドをロッドと称し、シリンダとラジアル軸受をフレームと称する。また、式(1)中のα,β,γ,δ(いずれも不図示)は、幾何公差による傾斜角度であり、A,B,C,D,Eは、クリアランスによる傾斜角度である。また、α〜δについては、実際に使用した各部品の径寸法を括弧書きで記載している。
干渉率=(α+β+γ+δ)/(A+B+C+D+E)・・・(1)
α:シャフトの平行度による傾斜角度(主軸φ18−偏心部φ15.9)
β:ロッドの平行度による傾斜角度(大端部φ15.9−小端部φ9.5)
γ:ピストンの直角度による傾斜角度(外径φ25.4−連結孔φ9.5)
δ:フレームの直角度による傾斜角度(シリンダφ25.4−ラジアル軸受φ18)
A:フレーム(ラジアル軸受) − シャフト(主軸)
B:シャフト(偏心部) − ロッド(大端部)
C:ロッド(小端部) − ピストンピン
D:ピストンピン − ピストン
E:ピストン − フレーム(シリンダ)
Next, means for determining the relationship between the rod pitch P and the spindle length L of the
By the way, an interference factor can be mentioned as one of the factors that determine the COP (Coefficient Of Performance) of the compressor. This interference rate can be obtained by the following equation (1). In the following description of equation (1), the crankshaft is referred to as a shaft, the connecting rod is referred to as a rod, and the cylinder and the radial bearing are referred to as a frame. In the equation (1), α, β, γ, and δ (not shown) are inclination angles due to geometrical tolerances, and A, B, C, D, and E are inclination angles due to clearance. Moreover, about (alpha)-(delta), the diameter dimension of each component actually used is described in the parenthesis writing.
Interference rate = (α + β + γ + δ) / (A + B + C + D + E) (1)
α: Inclination angle due to the parallelism of the shaft (main axis φ18−eccentric portion φ15.9)
β: Inclination angle due to the parallelism of the rod (large end φ15.9−small end φ9.5)
γ: Inclination angle due to the squareness of the piston (outer diameter φ25.4—connection hole φ9.5)
δ: Inclination angle by perpendicularity of frame (cylinder φ25.4-radial bearing φ18)
A: Frame (radial bearing)-Shaft (spindle)
B: Shaft (eccentric part)-Rod (large end)
C: Rod (small end)-Piston pin D: Piston pin-Piston E: Piston-Frame (cylinder)
αは、クランクシャフト23における主軸23aと偏心部23pとの平行度であり、一例として、主軸23aの直径(外径)を18mmとし、偏心部23pの直径(外径)を15.9mmとしたものである。βは、コネクティングロッド25における小端部25aと大端部25bとの平行度であり、一例として、大端部25bの連結孔25b1の直径を15.9mmとし、小端部25aの連結孔25a1の直径を9.5mmとしたものである。γは、ピストン22における円筒部分の外径とピストンピン29が挿入される連結孔22aとの直角度であり、一例として、外径を25.4mmとし、連結孔22aの直径(外径)を9.5mmとしたものである。δは、フレーム24におけるシリンダ21の軸方向(図示左右方向)とラジアル軸受26の軸方向(図示上下方向)との直角度であり、一例として、シリンダ21の内径を25.4mmとし、ラジアル軸受26の直径(内径)を18mmとしたものである。
α is the parallelism between the
図3に示すように、Aは、クランクシャフト23の主軸23aとラジアル軸受26との間のクリアランスによって、主軸23aがラジアル軸受26内で傾いたときの傾斜角度である。Bは、コネクティングロッド25の大端部25bとクランクシャフト23の偏心部23pとの間のクリアランスによって、偏心部23pが大端部25b内で傾いたときの傾斜角度である。Cは、コネクティングロッド25の小端部25aとピストンピン29との間のクリアランスによって、ピストンピン29が小端部25a内で傾いたときの傾斜角度である。Dは、ピストンピン29とピストン22の連結孔22aとの間のクリアランスによって、ピストンピン29が連結孔22a内で傾いたときの傾斜角度である。Eは、ピストン22とフレーム24のシリンダ21との間のクリアランスによって、ピストン22がシリンダ21内で傾いたときの傾斜角度である。
As shown in FIG. 3, A is an inclination angle when the
そして、図3に示す傾斜角度A,B,C,D,Eから、tanA、tanB、tanC、tanD、tanEを求めると、以下の式(2)〜(6)で表すことができる。なお、式(2)〜(6)に記載の「×1000」は、クリアランスの単位がマイクロメートルであるため、単位系をミリメートルに合わせるためのものである。
tanA=CLa/(La×1000)・・・(2)
tanB=CLb/(Lb×1000)・・・(3)
tanC=CLc/(Lc×1000)・・・(4)
tanD=CLd/(Ld×1000)・・・(5)
tanE=CLe/(Le×1000)・・・(6)
なお、CLaは、ラジアル軸受26の軸方向の端部(下端)において主軸23aとラジアル軸受26とが離間する距離であり、Laは、主軸23aが摺動するラジアル軸受26の摺動長である。CLbは、大端部25bの軸方向の端部(上端)において偏心部23pと大端部25bとが離間する距離であり、Lbは、偏心部23pが摺動する大端部25bの摺動長である。CLcは、小端部25aの軸方向の端部(下端)においてピストンピン29と小端部25aとが離間する距離であり、Lcは、ピストンピン29が摺動する小端部25aの摺動長である。CLdは、ピストン22の軸方向に直交する方向の端部(上端)においてピストン22の連結孔22aとピストンピン29とが離間する距離であり、Ldは、ピストンピン29が摺動する連結孔22aの摺動長である。CLeは、ピストン22の軸方向の端部においてシリンダ21とピストン22とが離間する距離であり、Leは、ピストン22が摺動するシリンダ21の摺動長である。
Then, when tanA, tanB, tanC, tanD, and tanE are obtained from the inclination angles A, B, C, D, and E shown in FIG. 3, they can be expressed by the following equations (2) to (6). Note that “× 1000” described in the equations (2) to (6) is for adjusting the unit system to millimeters because the unit of clearance is micrometer.
tanA = CLa / (La × 1000) (2)
tanB = CLb / (Lb × 1000) (3)
tanC = CLc / (Lc × 1000) (4)
tanD = CLd / (Ld × 1000) (5)
tanE = CLe / (Le × 1000) (6)
Note that CLa is a distance that the
前記した式(2)〜(6)からA〜Eを求めると、以下の式(7)〜(11)となる。
A=arctan(CLa/(La×1000)・・・(7)
B=arctan(CLb/(Lb×1000)・・・(8)
C=arctan(CLc/(Lc×1000)・・・(9)
D=arctan(CLd/(Ld×1000)・・・(10)
E=arctan(CLe/(Le×1000)・・・(11)
このように、各傾斜角度A〜Eをまとめて表すと、以下に示す式(12)となる。
arctan(各クリアランス/(摺動長×1000))・・・(12)
When A to E are obtained from the above equations (2) to (6), the following equations (7) to (11) are obtained.
A = arctan (CLa / (La × 1000) (7)
B = arctan (CLb / (Lb × 1000) (8)
C = arctan (CLc / (Lc × 1000) (9)
D = arctan (CLd / (Ld × 1000) (10)
E = arctan (CLe / (Le × 1000) (11)
Thus, when each inclination-angle AE is represented collectively, it will become a formula (12) shown below.
arctan (each clearance / (sliding length × 1000)) (12)
ところで、前記した式(1)から得られた干渉率と、COPとの関係を検討したところ、図4に示すように、干渉率が低くなるほど、COPが高くなる関係が得られることが確認された。よって、図4に示す関係から、干渉率を求めることで、圧縮機100のCOPを高められることが確認された。
By the way, when the relationship between the interference rate obtained from the above-described equation (1) and the COP was examined, it was confirmed that a relationship in which the COP increases as the interference rate decreases as shown in FIG. It was. Therefore, it has been confirmed that the COP of the
そこで、クランクシャフト23の長さに関係のある式(1)の傾斜角度A以外の数字を固定値とし、主軸長L(図1参照)の長さを変化させたときの、主軸長LとロッドピッチP(図1参照)の比(L/P)と、干渉率との関係について複数プロットしたものを図5に示す。なお、本実施形態での主軸長Lは、図1に示すように、クランクシャフト23の主軸23aの上端、換言するとフランジ部23bの下面23b1から、ラジアル軸受26の下端までの長さを意味する。ロッドピッチPは、図1に示すように、コネクティングロッド25の小端部25aの回転中心(軸中心)c1と大端部25bの回転中心(軸中心)c2とを結ぶ距離を意味する。よって、主軸長Lを短くすることにより、L/P(主軸長/ロッドピッチ)が小さくなり、主軸長Lを長くすることにより、L/Pが大きくなる。
Accordingly, the spindle length L when the length of the spindle length L (see FIG. 1) is changed with a numerical value other than the inclination angle A of the expression (1) related to the length of the
図5に示すように、L/Pが大きくなるにつれて、干渉率が高くなることが確認された。また、L/Pが1.1近辺において変曲点が存在することが確認された。すなわち、L/Pが1.1以下の場合には、干渉率が直線S1に沿って変化し、L/Pが1.1を超える場合には、干渉率が直線S2に沿って変化することが確認された。このように、L/Pが1.1以下の場合には、干渉率を低くしつつ、主軸長Lを短くできる。なお、L/Pが1.1を超える場合には、干渉率が高くなるとともに主軸長Lが長くなる。このように、L/Pを1.1以下に設定することで、クランクシャフト23を短くして圧縮機100の小型化が可能になるとともに、圧縮機100の性能を確保して動作不良を防止することが可能になる(クランクシャフト23がロックするのを防止できる)。また、これまで、主軸長Lを短くすることは(圧縮機100を小型化することは)、軸受荷重が大きくなるため、これまで積極的に採用されてこなかった。しかし、主軸長Lを短縮化したとしても、L/Pを1.1以下に設定することで、主軸長短縮に伴う軸受荷重の増加を許容することができ、圧縮機100としての性能を確保しつつ小型化することが可能になることが確認された。
As shown in FIG. 5, it was confirmed that the interference rate increased as L / P increased. In addition, it was confirmed that an inflection point exists when L / P is near 1.1. That is, when L / P is 1.1 or less, the interference rate changes along the straight line S1, and when L / P exceeds 1.1, the interference rate changes along the straight line S2. Was confirmed. Thus, when L / P is 1.1 or less, the spindle length L can be shortened while lowering the interference rate. When L / P exceeds 1.1, the interference rate increases and the spindle length L increases. Thus, by setting L / P to 1.1 or less, the
また、圧縮機100の性能向上を目的とするために、ピストン22とコネクティングロッド25との連結方式をボールジョイントからピストンピン方式に変更すると、高い寸法精度が要求される。しかし、主軸長Lを短くすることで、クランクシャフト23の傾き角度が大きくなるので、幾何公差の精度を緩和することができる。また、主軸長Lを短くすることで、クランクシャフト23の固定軸部材23hが挿入される中繰り穴23cが形成される空間が狭くなる。この空間が狭くなることで、円筒状の薄肉部分の領域もクランクシャフトが長い場合に比べて狭くなるので、その分クランクシャフト23の剛性を高めることができる。クランクシャフト23の撓み変形を抑えられることで、クランクシャフト23を短くして圧縮機100を小型化したとしても圧縮機100としての性能を確保できる。
Further, in order to improve the performance of the
また、本実施形態では、圧縮機100において、小端部25aの軸方向の高さをHとしたときに(図1参照)、主軸長Lを高さHの3〜5倍にすることで、ピストンピン29の軸方向と主軸23aの軸方向(中心軸O)との平行度の精度を緩和することが可能になる。よって、クランクシャフト23を短くして圧縮機100を小型化したとしても、圧縮機100としての性能を確保できる。
In the present embodiment, in the
図6は、本実施形態の圧縮機を搭載した冷蔵庫の概略断面図を示し、(a)は圧縮機を下部に配置した構成、(b)は圧縮機を上部に配置した構成である。 FIG. 6: shows the schematic sectional drawing of the refrigerator carrying the compressor of this embodiment, (a) is the structure which has arrange | positioned the compressor in the lower part, (b) is the structure which has arrange | positioned the compressor in the upper part.
図6(a)に示すように、冷蔵庫60Aは、冷蔵庫本体61を複数の収納室62,63,64,65に分けて構成したものである。例えば、収納室62は冷蔵室、収納室63は上段冷凍室、収納室64は下段冷凍室、収納室65は野菜室である。なお、各収納室62,63,64,65の位置関係は図6(a)の限りではない。圧縮機100は、収納室65の引出し65aの奥側下部(冷蔵庫本体61の背面側の最下端)の機械室に配置されている。圧縮機100から吐出された冷媒は、冷蔵庫60A内に設けられた凝縮器(不図示)、減圧機構(不図示)を通り、冷却器66で冷蔵庫内の熱を吸収して、再び圧縮機100内へと戻される。
As shown in FIG. 6A, the
ところで、従来のように背の高い圧縮機を適用すると、機械室の容積を大きくする必要があるため、収納室65に収納される引出し65aの容量が小さくなる(浅い引出しになる)。そこで、本実施形態の圧縮機100を適用した冷蔵庫60Aを採用することで、機械室の容積を小さくすることができ、機械室の天井面の高さ位置を低くできるので、収納室65の奥側の庫内容量を拡大することが可能になる。
By the way, when a tall compressor is applied as in the prior art, it is necessary to increase the volume of the machine room, so that the capacity of the
また、図6(b)に示すように、冷蔵庫60Bは、圧縮機100が収納室62の奥側上部(冷蔵庫本体61の背面側最上端)の機械室に配置されている。
As shown in FIG. 6B, in the
ところで、従来のように背の高い圧縮機を適用すると、圧縮機が発生する振動が大きいので、冷蔵庫本体に伝達される振動も大きくなる。そこで、本実施形態の圧縮機100を適用した冷蔵庫60Bを採用することで、前記した構造によって振動を低減できるので、冷蔵庫本体61に伝わる振動を抑制することが可能になる。また、小型の圧縮機100を適用することで、収納室62の庫内容量を拡大することも可能になる。
By the way, when a tall compressor is applied as in the prior art, the vibration generated by the compressor is large, so the vibration transmitted to the refrigerator body is also large. Therefore, by adopting the
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しつない範囲において種々変更することができる。例えば、本実施形態では、ピストン22とコネクティングロッド25とをピストンピン29で連結した場合を例に挙げて説明したが、ピストンピン29に限定されるものではなく、ボールジョイント方式を採用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in this embodiment, the case where the
3 密閉容器(容器)
9 コイルバネ
10 ゴム座
20 圧縮要素
21 シリンダ
22 ピストン
23 クランクシャフト
23a 主軸
23b フランジ部
23p 偏心部
24 フレーム
24a ベース
24b 貫通孔
24c 凹部
24d 延出部
25 コネクティングロッド(ロッド)
25a 小端部
25a1 連結孔
25b 大端部
25b1 連結孔
26 ラジアル軸受(軸受)
27 スラスト軸受
28 ヘッドカバー
29 ピストンピン
30 電動要素
31 ロータ
32 ステータ
100 圧縮機
A〜E 傾斜角度
H 小端部の高さ
L 主軸長
P ロッドピッチ
Q2 圧縮機室側
Q3 反圧縮機室側
3 Sealed container (container)
DESCRIPTION OF
25a Small end portion
27 Thrust bearing 28
Claims (3)
前記圧縮要素は、シリンダと、前記シリンダ内において往復動することで冷媒を圧縮するピストンと、前記電動要素によって偏心回転するクランクシャフトと、前記クランクシャフトの偏心部と前記ピストンとを回転可能に連結するロッドと、前記クランクシャフトを支持する軸受と、を備え、
前記クランクシャフトの主軸の上端から前記軸受の下端までの軸方向の長さをLとし、前記ロッドの一端の回転中心と他端の回転中心とを結ぶ距離をPとしたときに、L/Pが1.1以下であることを特徴とする圧縮機。 In a compressor comprising: a compression element; an electric element that drives the compression element; and a container that houses the compression element and the electric element.
The compression element includes a cylinder, a piston that compresses the refrigerant by reciprocating in the cylinder, a crankshaft that rotates eccentrically by the electric element, and an eccentric portion of the crankshaft and the piston that are rotatably connected to each other. And a bearing that supports the crankshaft,
When the length in the axial direction from the upper end of the main shaft of the crankshaft to the lower end of the bearing is L, and the distance connecting the rotation center at one end of the rod and the rotation center at the other end is P, L / P The compressor characterized by being 1.1 or less.
前記ピストンピンの端部の軸方向の高さをHとしたときに、L/Hが3〜5であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。 A piston pin that rotatably connects the piston and the rod;
2. The compressor according to claim 1, wherein L / H is 3 to 5 where H is an axial height of an end portion of the piston pin.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016038095A JP2017155628A (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Compressor and refrigerator with this compressor |
CN201710025343.7A CN107131109A (en) | 2016-02-29 | 2017-01-13 | Compressor and the refrigerator for possessing the compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016038095A JP2017155628A (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Compressor and refrigerator with this compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017155628A true JP2017155628A (en) | 2017-09-07 |
JP2017155628A5 JP2017155628A5 (en) | 2018-04-05 |
Family
ID=59721032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016038095A Pending JP2017155628A (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Compressor and refrigerator with this compressor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017155628A (en) |
CN (1) | CN107131109A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109372723A (en) * | 2018-12-11 | 2019-02-22 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | Compressor and refrigerating plant with it |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56175580U (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | ||
JPS59130086U (en) * | 1983-02-18 | 1984-08-31 | 三洋電機株式会社 | Compressor oil supply system |
US20020108813A1 (en) * | 2001-02-10 | 2002-08-15 | Nissen Jens Erik | Piston compressor |
JP2006220059A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Compressor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1896505A (en) * | 2005-07-13 | 2007-01-17 | 乐金电子(天津)电器有限公司 | Crank equalizing frame for closed compressor |
ES2380442T3 (en) * | 2008-07-31 | 2012-05-11 | Panasonic Corporation | Closed type compressor |
JP5278176B2 (en) * | 2009-06-08 | 2013-09-04 | パナソニック株式会社 | Hermetic compressor |
CN102200114A (en) * | 2011-06-17 | 2011-09-28 | 华意压缩机股份有限公司 | Super-efficient single-support compressor having taper hole bearing structure |
CN203962319U (en) * | 2014-07-25 | 2014-11-26 | 浙江美亚特精密机械有限公司 | A kind of refrigeration compressor piston driving mechanism |
-
2016
- 2016-02-29 JP JP2016038095A patent/JP2017155628A/en active Pending
-
2017
- 2017-01-13 CN CN201710025343.7A patent/CN107131109A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56175580U (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | ||
JPS59130086U (en) * | 1983-02-18 | 1984-08-31 | 三洋電機株式会社 | Compressor oil supply system |
US20020108813A1 (en) * | 2001-02-10 | 2002-08-15 | Nissen Jens Erik | Piston compressor |
JP2006220059A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Compressor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107131109A (en) | 2017-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10233930B2 (en) | Rotary compressor having two cylinders | |
JP5370322B2 (en) | Rotary compressor | |
JP6787480B2 (en) | Rotary compressor | |
JP2011021608A5 (en) | ||
KR101523435B1 (en) | Rotary compressor | |
CN107542646B (en) | Hermetic motor compressor | |
JP2018035727A (en) | Compressor and refrigerator with the same | |
JP2017155628A (en) | Compressor and refrigerator with this compressor | |
US10859076B2 (en) | Compressor | |
JP6351749B2 (en) | Scroll compressor | |
JP2016205134A (en) | Hermetic type compressor | |
WO2010050141A1 (en) | Sealed compressor | |
JP4950138B2 (en) | Reciprocating hermetic compressor and manufacturing method thereof | |
KR20140043287A (en) | Rotary compressor | |
JP2017053221A (en) | Electric compressor | |
JP2017014992A (en) | Hermetic compressor | |
JP6650690B2 (en) | Hermetic compressor | |
JP2013241848A (en) | Sealed compressor and refrigerator with the same | |
JP6429987B2 (en) | Rotary compressor | |
JP2013050075A (en) | Hermetic compressor | |
JP2014156803A (en) | Hermetic type compressor and refrigerator using the same | |
CN109488559B (en) | Hermetic compressor and device provided with same | |
JP6637863B2 (en) | Hermetic compressor and equipment equipped with it | |
JP2014105588A (en) | Hermetic type compressor, and refrigerator, freezer, and air conditioner using the same | |
JP2014055534A (en) | Rotary compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180220 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181204 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190730 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200218 |