电动式压缩机及具有其的制冷装置的制造方法_3

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下降,所以线圈弹簧40可以释放能量。因此,偏心轴10的角速度会增加,相位角Θ 3会减少,再次开始压缩的大约25°之前,Θ 3最小。以上的I转的行程中,线圈弹簧40可以伸缩,转子力矩Tr是平滑的,所以转子力矩Tr的?最大值会下降,力矩曲线比较平坦。
[0087]—般来说、Θ 3少的话,缓冲效果较小,Θ 3大的话,缓冲效果较大。但是,90rps这样的高速运行条件下,Θ 3过大的话,定子和转子的同期速度不能维持。可能会产生所谓的失步现象,电机可能会急停。
[0088]为了改善该课题,推荐采用会随着相位角Θ 3的大小,弹簧常数增加,使力矩缓冲装置的弹簧特性为非线形的设计。图8的横轴为相位角Θ 3、纵轴为线圈弹簧的发生力矩Ts或者弹簧常数K。曲线A为非线形弹簧,曲线B为通常的线性弹簧。
[0089]相对于Θ 3的增加Ts或者K会增加,线性弹簧B是一定的,但非线型弹簧A随着Θ 3的增加,增加率会变大。因此,Θ 3会过大,产生的失步现象可以通过采用非线性弹簧进行改善。特别是,制冷负荷过大时产生的失步现象,可以通过非线性弹簧的采用进行改善。特别是,制冷循环装置负荷有较大变动的空调器、变速度电机采用非线性弹簧是有用的。
[0090]作为实施例1中使用的线圈弹簧40的替代手段,比如,将盘簧的中心侧固定在偏心轴处,外周侧固定在转子处的方法。另外,螺旋扭转弹簧、盘簧,还是实施例3中揭示的扭杆弹簧相关的详细设计手法有几个已经公开,可以利用。
[0091]本实用新型的力矩缓冲装置不但能降低旋转振动,还有如下几个附带效果。这些效果,不但是在实施例1的旋转式压缩机,在实施例2的往复式压缩机,实施例3的扭杆弹簧的使用中也有同样的效果。
[0092]I)噪音改善
[0093]电动式压缩机的大部分噪音是由于压缩腔的排气音。力矩缓冲装置,可以延长压缩腔的排气时间,使气体速度变缓,所以排气音可以有效减少。另外,转子30的角速度的稳定化,可以使200?800Hz的刺耳的电机音得到缓和。
[0094]2)压缩机启动性能提升
[0095]运转停止时,滑动部的油膜可以与冷媒进行置换,所以偏心轴的启动力矩会增加。其结果,有时会产生电机启动不了的课题。但是通过力矩缓冲装置,转子进行启动,所以偏心轴的启动就容易了。
[0096]3)液压缩导致的损伤改善
[0097]由于压缩腔的大量的液体冷媒吸入,运行中的压缩机会急停。或者会损伤偏心轴或者活塞。力矩缓冲装置可以在这样的过激力矩变动的情况下防止压缩机的急停和损伤。
[0098]4)低电压导致运转停止的改善
[0099]高力矩运行中由于一时的电压下降,压缩机会停机。力矩缓冲装置可以使转子旋转力矩平稳,改善上述课题。
[0100]实施例2:
[0101]本实施例是将本实用新型应用在往复式压缩机中的应用事例。
[0102]图9所示的往复式压缩机101在壳体102的内部收纳了压缩机构105和电机3。电机3由定子4和转子30组成,压缩机构105由固定定子4的机架120、与其一体化的气缸块125、其中具备的压缩腔126和活塞128、对活塞128进行往复驱动的偏心轴110、以及对偏心轴110进行滑动配合的轴承122、固定在气缸块125上的阀盖162等组成。转子30与偏心轴110滑动配合,通过力矩缓冲装置41进行连接。
[0103]从组装结构的视点来看,对往复式压缩机101和旋转式压缩机I进行比较的话,机架120相当于旋转式压缩机I的壳体2。但是,往复式压缩机101的压缩机构105被壳体102内部具备的3个防震弹簧108所支撑。
[0104]通过压缩机的运转,从吸气管150吸入的低压气体流入到壳体102中,从吸气消声器160开始通过阀盖162的低压腔流入到压缩腔126中。被活塞128压缩的高压气体排出到阀盖162的高压腔后,经过排气管165排出到制冷系统中。由于流出到压缩腔126中的低压气体的压缩和排出,产生了偏心轴110的轴矩Tc。
[0105]在转子30的上端具备的力矩缓冲装置41与实施例1具有相同的构成,其详细情况如图10的转子30的截面图所示。与实施例1主要的不同点在于,不变更轴径的偏心轴110中铁芯中心管34可以回转滑动。因此,线圈弹簧40的作用和效果与实施例1 一样。
[0106]图11与实施例1 一样,表示偏心轴110的轴矩Tc的变化。Trl和Tr2分别表示以往的往复式压缩机和实施例2的往复式压缩机101的转子力矩变化。
[0107]往复式压缩机在偏心轴的旋转0°?180°时,压缩气体、在180°?360°时吸入气体,所以与旋转式压缩机相比较,轴矩变动很大。轴矩Tc在活塞128的下止点(Θ =0° )开始增加,其后,大约在135°左右时为最大,之后减少,在上止点的大约180度时为最小。从180°到360°之间是吸气彳丁程,所以Tc是最小。
[0108]转子力矩Trl通过从下止点0°开始的压缩行程开始增加,大约135度的时候为最大,之后开始减少。另一方面,转子力矩Tr2从下止点0°开始增加,但其增加速度较迟,大约160°的时候为最大,之后减少。
[0109]与转子力矩Trl的最大值Θ I相比,转子力矩Tr2的最大值Θ 2的发生角度大约延迟40°的原因与有无线圈弹簧40,相位角Θ 3为最大有关。另外、转子的力矩值和力矩曲线幅度有差别的原因是,与实施例1 一样,如上所述,与线圈弹簧40的伸缩作用有关。SP,与实施例1 一样,本实施例的转子力矩角速度稳定,力矩变动小。因此,往复式压缩机101可以降低回转振动。
[0110]本实施例不限定速电机,电机速度可变的AC或者变频电机中都可以应用。另外,可以采用以往机种中需要的并用防震弹簧108和力矩缓冲装置41的方法、也可以省略防震弹簧108使设计简化。
[0111]另外,家用冰箱中搭载的往复式压缩机,相对于机架120电机3在下侧、压缩腔126配置在上侧的设计较多。即使是这样的设计,揭示的力矩缓冲装置41的设计是可以应用的。该设计中,在偏心轴110的下部具备了油栗装置。但是本实施例中揭示的力矩缓冲装置可以借用。
[0112]实施例3:
[0113]实施例3在旋转式压缩机和往复式压缩机中将扭杆弹簧(Tors1n Bar Spring)作为力矩缓冲装置进行了应用。扭杆弹簧,与线圈弹簧相比,特点是小型轻量,而且可以产生大的力矩。在偏心轴中可以收纳,所以空间效率也高。这些特点和效果可以通过以下的说明进一步明确。
[0114]图12是扭杆弹簧47和力矩棒44 (Torque Bar)和弹簧销19的部品图。图13表示偏心轴10的轴中孔14中配备的扭杆弹簧47。
[0115]在图12中、扭杆弹簧47由在扭轴47a的两端一体结合了动作端A48和动作端B49组成。动作端A48是偏心轴10与转子30共同旋转的圆柱轴。弹簧销19是将动作端B49固定在轴中的手段。力矩棒44是将动作端A48连接转子30的手段。
[0116]图13中,与主轴承55进行滑动支持的主轴11中具备轴中孔14。轴中孔14中可以固定动作端B49、也可以是(I)主轴承55中、或者(2)主轴承55的上端和转子铁芯31的下端之间,或者(3)转子铁芯31中等部位,任意地选择固定位置。因此,扭轴47a的设计自由度大。
[0117]本实施例作为动作端B49的固定位置选择了上述(I)。偏心轴10的单体状态下,扭杆弹簧47从轴中孔14的上端插入后,从主轴11中具备的横孔14a开始朝着动作端B49压入弹簧销19、动作端B49固定在轴中孔14中。这时,同时在主轴端孔Ilb中嵌入了动作端 A48。
[0118]接下来,从主轴承55的下侧轴承孔插入主轴11后,在主轴11中固定了止推环18a。接下来,将转子30从主轴11插入。其后,止推环18b安装在动作端A48的槽中。而且,贯通动作端A48的横孔中插入了力矩棒44、其两端嵌入端环槽32a中。通过上述组装工序,主轴11和扭杆弹簧47和转子30的组装完成。图14表示连接动作端A48和转子30的力矩棒44。
[0119]与实施例1和2 —样,偏心轴10和转子30通过扭杆弹簧47进行连接。其结果,会完成力矩缓冲装置43。在此,主轴端孔Ilb的内径和动作端A48的外径进行滑动配合。本实施例省略了在实施例1和2中使用的铁芯中心管34、所以转子铁芯31的内径可以直接与主轴11滑动配合。
[0120]通过以上的设计构成,转子30的旋转力矩通过力矩棒可以传递到动作端A48、所以扭杆弹簧47扭动,转子力矩传递到偏心轴10处。相反,偏心轴10的轴力矩、通过扭杆弹簧47和力矩棒44传递到转子30上。
[0121]另外,力矩棒44的旋转角在一转以下,比较少,所以力矩棒44和轴中孔14要设置间隙,使其不接触,也可以设计成间隙较小,使其滑动配合的状态,这两种设计都可以选择。
[0122]具备扭杆弹簧47的力矩缓冲装置43具有以下特征。
[0123](I)耐反复的强力矩,
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