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技術 回転機械および圧縮機

出願人 ダイキン工業株式会社
発明者 西出洋平出口良平松川和彦
出願日 2006年2月2日 (14年9ヶ月経過) 出願番号 2006-026128
公開日 2007年8月16日 (13年3ヶ月経過) 公開番号 2007-205282
状態 特許登録済
技術分野 防振装置 回転型液体ポンプの応用細部 回転型圧縮機の応用細部 回転型圧縮機の応用細部
主要キーワード 中間ばめ 遠心力方向 隙間ばめ しまりばめ バランスウェイト 軸受け部材 蒸発機 焼きばめ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年8月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

ロータの変形を抑えることができる回転機械を提供する。

解決手段

回転機械は、ロータ55と、ロータ55に固定されるシャフト31と、バランスウェイト32とを備える。バランスウェイト32は、ロータ55に固定されると共に、ロータ55と共に回転する時に発生する遠心力方向への移動を規制するようにシャフト31に係止する。

概要

背景

電動機等の回転機械には、ロータと、ロータに固定されるシャフトと、ロータに固定されるバランスウェイトとを備えるものがある(特許文献1参照)。このような回転機械では、バランスウェイトは、ロータの上面や底面上においてロータの中心から偏心して設けられる。
特開2005−113750号公報

概要

ロータの変形を抑えることができる回転機械を提供する。回転機械は、ロータ55と、ロータ55に固定されるシャフト31と、バランスウェイト32とを備える。バランスウェイト32は、ロータ55に固定されると共に、ロータ55と共に回転する時に発生する遠心力方向への移動を規制するようにシャフト31に係止する。

目的

上記のような回転機械では、ロータが回転すると、ロータと共にバランスウェイトも回転して、回転による遠心力がバランスウェイトに作用する。バランスウェイトに遠心力が作用すると、バランスウェイトはロータに固定されているため、ロータがバランスウェイトに作用した遠心力の影響を受けて変形することがある。
本発明の課題は、ロータの変形を抑えることができる回転機械および圧縮機を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

ロータ(55)と、前記ロータ(55)に固定されるシャフト(31)と、前記ロータ(55)に固定されると共に、前記ロータ(55)と共に回転する時に発生する遠心力方向への移動を規制するように前記シャフト(31)に係止するバランスウェイト(32)と、を備える回転機械(50)。

請求項2

前記バランスウェイト(32)は、前記シャフト(31)に対して前記バランスウェイト(32)の重心位置の反対側において前記シャフト(31)に係止する係止部(60)を有する、請求項1に記載の回転機械(50)。

請求項3

前記係止部(60)は前記シャフト(31)が通される貫通孔(62)を有する、請求項2に記載の回転機械(50)。

請求項4

前記バランスウェイト(32)は前記シャフト(31)に隙間ばめされる、請求項3に記載の回転機械(50)。

請求項5

前記ロータ(55)は、回転軸方向に積層された複数の金属板(33)を有し、前記バランスウェイト(32)と複数の前記金属板(33)とを貫通して共締めする固定部材(36)をさらに備える、請求項1から4のいずれかに記載の回転機械(50)。

請求項6

前記バランスウェイト(32)は、前記シャフト(31)が通される貫通孔(62)が中心に設けられた円盤状の外形を有する台座部(60)と、前記台座部(60)の中心から偏心して前記台座部(60)上に段差を作るように前記台座部(60)と一体に設けられたウェイト部(61)と、を有する、請求項1に記載の回転機械(50)。

請求項7

前記台座部(60)は、前記台座部(60)の中心に対して前記ウェイト部(61)の反対側に位置する部分において周縁部から前記台座部(60)の中心に向けて凹んだ凹部(64)を有する、請求項6に記載の回転機械(50)。

請求項8

請求項1から7のいずれかに記載の回転機械(50)を備える圧縮機(1)。

技術分野

0001

本発明は、回転機械および圧縮機に関する。

背景技術

0002

電動機等の回転機械には、ロータと、ロータに固定されるシャフトと、ロータに固定されるバランスウェイトとを備えるものがある(特許文献1参照)。このような回転機械では、バランスウェイトは、ロータの上面や底面上においてロータの中心から偏心して設けられる。
特開2005−113750号公報

発明が解決しようとする課題

0003

上記のような回転機械では、ロータが回転すると、ロータと共にバランスウェイトも回転して、回転による遠心力がバランスウェイトに作用する。バランスウェイトに遠心力が作用すると、バランスウェイトはロータに固定されているため、ロータがバランスウェイトに作用した遠心力の影響を受けて変形することがある。
本発明の課題は、ロータの変形を抑えることができる回転機械および圧縮機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0004

第1発明に係る回転機械は、ロータと、ロータに固定されるシャフトと、バランスウェイトとを備える。バランスウェイトは、ロータに固定されると共に、ロータと共に回転する時に発生する遠心力方向への移動を規制するようにシャフトに係止する。
この回転機械では、バランスウェイトはロータに固定されているため、ロータの回転と共に回転して遠心力が作用する。このとき、バランスウェイトは、遠心力方向への移動を規制するようにシャフトに係止するため、ロータがバランスウェイトから受ける負荷が低減される。これにより、この回転機械では、ロータの変形を抑えることができる。

0005

第2発明に係る回転機械は、第1発明の回転機械であって、バランスウェイトは、係止部を有する。係止部は、シャフトに対してバランスウェイトの重心位置の反対側において、シャフトに係止する。
この回転機械では、係止部が、シャフトに対してバランスウェイトの重心位置の反対側において、シャフトに係止する。これにより、係止部は、バランスウェイトに作用する遠心力に抗してバランスウェイトの遠心力方向への移動を規制することができる。

0006

第3発明に係る回転機械は、第2発明の回転機械であって、係止部は、シャフトが通される貫通孔を有する。
この回転機械では、係止部の貫通孔にシャフトが通されることにより、係止部がシャフトに係止可能となる。このため、簡易な構造でバランスウェイトをシャフトに係止させることができる。

0007

第4発明に係る回転機械は、第3発明の回転機械であって、バランスウェイトは、シャフトに隙間ばめされる。
この回転機械では、バランスウェイトはシャフトに隙間ばめされるため、バランスウェイトを容易にシャフトに取り付けることができる。このため、この回転機械では、組立性を向上させることができる。

0008

第5発明に係る回転機械は、第1発明から第4発明のいずれかの回転機械であって、ロータは、回転軸方向に積層された複数の金属板を有する。そして、この回転機械は、バランスウェイトと複数の金属板とを貫通して共締めする固定部材をさらに備える。
この回転機械では、積層された複数の金属板とバランスウェイトとを固定部材が貫通して、複数の金属板とバランスウェイトとを共締めしている。ロータが複数の金属板によって構成されていると固定部材を介してバランスウェイトに作用する遠心力の影響を受けることにより変形し易くなるが、バランスウェイトがシャフトに係止することによって、ロータの変形を抑えることができる。

0009

第6発明に係る回転機械は、第1発明の回転機械であって、バランスウェイトは、台座部とウェイト部とを有する。台座部は、シャフトが通される貫通孔が中心に設けられた円盤状の外形を有する。ウェイト部は、台座部の中心から偏心して台座部上に段差を作るように台座部と一体に設けられている。
この回転機械では、ウェイト部によってバランスウェイトの機能を果たすことができると共に、台座部によってシャフトに係止することができる。そして、ウェイト部と台座部とが一体とされているため、構造が簡易であると共に、バランスウェイトをロータとシャフトとに容易に取り付けることができる。

0010

第7発明に係る回転機械は、第6発明の回転機械であって、台座部は凹部を有する。凹部は、台座部の中心に対してウェイト部の反対側に位置する部分において、周縁部から台座部の中心に向けて凹んだ形状の部分である。
この回転機械では、台座部の中心に対してウェイト部の反対側に位置する部分において凹部が設けられている。バランスウェイトの機能上、ウェイト部の反対側の重量が増大すれば、ウェイト部の重量も大きくする必要があるが、この回転機械では、凹部によってウェイト部の反対側の重量が低減されているため、ウェイト部の重量を低減することができる。

0011

第8発明に係る圧縮機は、第1発明から第7発明のいずれかの回転機械を備える。
この圧縮機では、バランスウェイトはロータに固定されているため、ロータの回転と共に回転して遠心力が作用する。このとき、バランスウェイトは、遠心力方向への移動を規制するようにシャフトに係止するため、ロータがバランスウェイトから受ける負荷が低減される。これにより、この圧縮機では、ロータの変形を抑えることができる。

発明の効果

0012

第1発明に係る回転機械では、バランスウェイトはロータに固定されているため、ロータの回転と共に回転して遠心力が作用する。このとき、バランスウェイトは、遠心力方向への移動を規制するようにシャフトに係止するため、ロータがバランスウェイトから受ける負荷が低減される。これにより、この回転機械では、ロータの変形を抑えることができる。

0013

第2発明に係る回転機械では、係止部が、シャフトに対してバランスウェイトの重心位置の反対側において、シャフトに係止する。これにより、係止部は、バランスウェイトに作用する遠心力に抗してバランスウェイトの遠心力方向への移動を規制することができる。
第3発明に係る回転機械では、係止部の貫通孔にシャフトが通されることにより、係止部がシャフトに係止可能となる。このため、簡易な構造でバランスウェイトをシャフトに係止させることができる。

0014

第4発明に係る回転機械では、バランスウェイトはシャフトに隙間ばめされるため、バランスウェイトを容易にシャフトに取り付けることができる。このため、この回転機械では、組立性を向上させることができる。
第5発明に係る回転機械では、積層された複数の金属板とバランスウェイトとを固定部材が貫通して、複数の金属板とバランスウェイトとを共締めしている。ロータが複数の金属板によって構成されていると固定部材を介してバランスウェイトに作用する遠心力の影響を受けることにより変形し易くなるが、バランスウェイトがシャフトに係止することによって、ロータの変形を抑えることができる。

0015

第6発明に係る回転機械では、ウェイト部によってバランスウェイトの機能を果たすことができると共に、台座部によってシャフトに係止することができる。そして、ウェイト部と台座部とが一体とされているため、構造が簡易であると共に、バランスウェイトをロータとシャフトとに容易に取り付けることができる。
第7発明に係る回転機械では、台座部の中心に対してウェイト部の反対側に位置する部分において凹部が設けられている。バランスウェイトの機能上、ウェイト部の反対側の重量が増大すれば、ウェイト部の重量も大きくする必要があるが、この回転機械では、凹部によってウェイト部の反対側の重量が低減されているため、ウェイト部の重量を低減することができる。

0016

第8発明に係る圧縮機では、バランスウェイトはロータに固定されているため、ロータの回転と共に回転して遠心力が作用する。このとき、バランスウェイトは、遠心力方向への移動を規制するようにシャフトに係止するため、ロータがバランスウェイトから受ける負荷が低減される。これにより、この圧縮機では、ロータの変形を抑えることができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、図1から図3に基づいて、本発明の一実施形態に係る圧縮機1について説明する。
<圧縮機1の構造>
本発明の実施の形態に係る圧縮機1は、例えば、空気調和機冷媒回路において蒸発機から吸入した冷媒を圧縮して凝縮器へと吐出するために用いられるものである。圧縮機1は、図1に示されるように、本体ケーシング10と、本体ケーシング10内に収納される圧縮ポンプユニット40および電動機50を備えている。

0018

〔本体ケーシング10〕
本体ケーシング10は、主に、略円筒形状の胴体ケーシング部12、胴体ケーシング部12の上部を覆う上蓋部11、および胴体ケーシング部12の下部を覆う底蓋部13から構成されている。
なお、上蓋部11、胴体ケーシング部12、および底蓋部13は、順に溶接され一体化されており、本体ケーシング10は密閉されている。
また、本体ケーシング10の側面には、本体ケーシング10の側壁を貫通してターミナル20が設けられており、ターミナル20の一部が本体ケーシング10の外側に突出している。

0019

〔圧縮ポンプユニット40〕
圧縮ポンプユニット40は、主に、固定スクロール41、可動スクロール42、ハウジング43、オルダムリング44、およびクランクシャフト45等の構成部品から構成されるスクロール型の圧縮ポンプユニットであり、可動スクロール42が固定スクロール41に対して偏心回転運転することにより冷媒等の流体を圧縮するように構成されている。

0020

〔電動機50〕
電動機50は、ターミナル20に接続され、圧縮ポンプユニット40のクランクシャフト45を介して可動スクロール42を駆動するものであり、圧縮ポンプユニット40の下方に配置されている。電動機50は、主に、胴体ケーシング部12の円筒部分の内壁面に固定されるリング形状のステータ51と、側方をステータ51に囲まれるように配置されたロータ55と、ロータ55に固定されたメインシャフト31と、バランスウェイト32とから構成されている。

0021

ステータ51は、主に、ステータ鉄心52と、ステータ鉄心52の複数の歯部巻回されるコイル53とから構成される。そして、ステータ鉄心52の圧縮ポンプユニット40側およびその反対側には、コイルエンド53aが形成されている。
ロータ55は、回転軸方向に積層された複数の金属板33を有している。この金属板33は円盤状の鋼板であり、複数の金属板33が積層することによってロータ55は略円柱状の外形となっている。また、ロータ55の中心にはメインシャフト31が通される貫通孔34が設けられている。なお、ロータ55を構成する複数の金属板33は、貫通孔34の周囲に設けられ回転軸方向に貫通する複数の孔35を有しており、リベット36がこの孔35に通されている。リベット36は、後述するバランスウェイト32と複数の金属板33とを貫通しており、バランスウェイト32と複数の金属板33とを共締めすることによって、複数の金属板33を一体化させている。なお、ここでは、4つの孔35と4つのリベット36とが設けられている。

0022

メインシャフト31は、ロータ55の貫通孔34に通されており、焼きばめによってロータ55に固定されている。メインシャフト31の上端は、圧縮ポンプユニット40のクランクシャフト45に連結されており、ロータ55と共に回転することによってクランクシャフト45を介して可動スクロール42を偏心回転運転させる。なお、メインシャフト31の下端軸受け部材37によって支持されている。

0023

バランスウェイト32は、ロータ55に固定されると共に、ロータ55と共に回転する時に発生する遠心力方向への移動を規制するようにメインシャフト31に係止する金属製の部材である。バランスウェイト32は、図2および図3に示すように、回転軸方向からみて概ね円形の外形を有しており、その外径はロータ55の外径と概ね一致している。バランスウェイト32の縁部近傍には上述したリベット36が通される複数の孔38が設けられている。なお、ここでは、ロータ55の孔35に対応して4つの孔38が設けられている。このバランスウェイト32は、台座部60とウェイト部61とを有している。

0024

台座部60は、概ね円盤状の外形を有しており、その中心にはメインシャフト31が通される円形の貫通孔62が設けられている。貫通孔62の径はメインシャフト31の径よりも僅かに大きいため、バランスウェイト32はメインシャフト31に隙間ばめされる。また、この貫通孔62の周囲を囲むように、複数の孔63と凹部64とが設けられている。複数の孔63は、貫通孔62の縁部に沿って湾曲した円弧状の形状を有しており、ここでは3つの孔63が設けられている。凹部64は、台座部60の周縁部から台座部60の中心に向けて凹んだ形状を有している。

0025

ウェイト部61は、台座部60の中心から偏心して台座部60上に段差を作るように設けられており、ウェイト部61と台座部60とは一体的に形成されている。ウェイト部61は、台座部60の外形に沿って湾曲した円弧状の形状を有しており、台座部60上において台座部60の縁部と貫通孔62との間の部分であり且つ孔63の外側に設けられている。ウェイト部61は、台座部60の中心に対して凹部64の反対側に位置する部分に設けられている。すなわち、ウェイト部61は、台座部60の貫通孔62に対して凹部64の反対側に位置する部分に設けられている。
なお、バランスウェイト32のうちロータ55と接する側の面は平坦な形状であり、その反対側の面は、ウェイト部61によって一部が下方に突出した段差のある形状となっている。

0026

<特徴>
(1)
この圧縮機1では、バランスウェイト32の台座部60に貫通孔62が設けられており、この貫通孔62にメインシャフト31が通されている。このため、バランスウェイト32がロータ55と共に回転してバランスウェイト32に遠心力が作用した場合には、台座部60がメインシャフト31に対してバランスウェイト32の重心位置すなわちウェイト部61が設けられている部分の反対側においてメインシャフト31に係止する。これにより、バランスウェイト32に作用する遠心力がメインシャフト31によって支えられ、ロータ55への負担が軽減される。よって、この圧縮機1では、ロータ55の変形を抑えることができる。

0027

(2)
この圧縮機1では、バランスウェイト32はリベット36によってロータ55に固定されているが、メインシャフト31には隙間ばめによって嵌め合わされている。このため、バランスウェイト32のメインシャフト31への取付が容易である。また、台座部60とウェイト部61とが一体に形成されているため、ロータ55への取付が容易である。これにより、この圧縮機1では、組立性を向上させることができる。

0028

(3)
この圧縮機1では、台座部60の中心に対してウェイト部61の反対側に位置する部分において凹部64が設けられている。バランスウェイトの機能上、ウェイト部61の反対側の重量が増大すれば、ウェイト部61の重量も大きくする必要があるが、この回転機械では、凹部64によってウェイト部61の反対側の重量が低減されているため、ウェイト部61の重量を低減することができる。

0029

<他の実施形態>
(A)
上記の実施形態では、圧縮機1の電動機50に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、バランスウェイトが設けられる回転機械であれば本発明が適用可能である。

0030

(B)
上記の実施形態では、メインシャフト31が通される貫通孔62が設けられた台座部60がメインシャフト31に係止する係止部となっているが、係止部の構造はこれに限られるものではない。例えば、ウェイト部61からメインシャフト31に向かって延びメインシャフト31の周囲を覆う形状の部材が係止部として設けられてもよい。

0031

(C)
上記の実施形態では、バランスウェイト32がメインシャフト31に隙間ばめされているが、バランスウェイト32とメインシャフト31との嵌め合いは、隙間ばめに限らず「しまりばめ」や「中間ばめ」であってもよい。ただし、組立性の容易の観点からは、隙間ばめであることが望ましい。

0032

(D)
上記の実施形態では、ロータ55が複数の金属板33で形成されている。このように、ロータ55が複数の金属板33で形成されている場合には、バランスウェイト32に作用する遠心力の影響によってロータ55が変形し易いため本発明が特に有効である。しかし、ロータ55が一体の部材で形成される場合であっても、本発明によりロータ55への負担を軽減してロータ55の変形を抑えることが可能である。

0033

(E)
上記の実施形態では、リベット36がバランスウェイト32とロータ55との固定部材として用いられているが、ボルト等の他の固定部材が用いられてもよい。
また、上記の実施形態では、リベット36がバランスウェイト32と複数の金属板33とを貫通して共締めしているが、バランスウェイト32を貫通してロータ55の途中まで達することによってバランスウェイト32とロータ55を固定する固定部材が用いられてもよく、或いは、接着等の固定手段によってバランスウェイト32がロータ55の表面に固定されてもよい。

0034

(F)
上記の実施形態では、バランスウェイト32は、ロータ55の下面に固定されているが、ロータ55の上面に固定されてもよい。また、ロータ55の上面と下面との両方にバランスウェイト32が設けられてもよい。

0035

本発明はロータの変形を抑えることができる効果を有し、回転機械および圧縮機として有用である。

図面の簡単な説明

0036

圧縮機の側面断面図。
バランスウェイトの外観斜視図。
バランスウェイトの上面図。

符号の説明

0037

1圧縮機
31メインシャフト(シャフト)
32バランスウェイト
33 複数の金属板
36リベット(固定部材)
50電動機(回転機械)
55ロータ
60台座部(係止部)
61ウェイト部
62貫通孔
64 凹部

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