JPS5824633B2 - 冷凍機用密閉形モ−タ圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 冷凍機用密閉形モータ圧縮機であって、鉛直のモータク
ランク軸、摺動ピストンを備え殊に上に位置している圧
縮機、モータ圧縮機の重心の、前記圧縮機と同じ側で前
記モータクランク軸に配置されている少なくとも１つの
釣合錘および、モータ圧縮機の重心の、前記圧縮機とは
反対側に生じる１平面に作用するばね、殊にモータ圧縮
機をカプセル内に弾性的に設置する鉛直の圧縮コイルば
ねを有している形式のものは公知である。

この形式の公知のモータ圧縮機は４極のモータを有して
いて、該モータの固定子には２つの支承板が取り付けら
れている。

その上方の支承板はシリンダを支持している。

その下方の支承板は受容孔を備え半径方向に突出してい
る３つの足を有しており、該受容孔内には鉛直の圧縮コ
イルばねが挿入されている。

弾力性がある吐出管はモータ圧縮機の下側で２巻きされ
て油だめを通して導出されている。

前記のばねと弾力性がある吐出管とはモータ圧縮機内で
始動時および運転中に発生する振動が阻止されずにカプ
セル壁に伝達され、該カプセル壁を振動せしめさらに該
カプセル壁から部分的に体音として次へ回され、部分的
に不都合な騒音として放出されることを防止しなくては
ならない。

実際には何年も前から、前記のばねをモータの、圧縮機
とは反対側には配置しなくなっている。

その代わりに、圧縮機とモータとの間の１平面内にかあ
るいはモータ圧縮機の重心を貫通する１平面内に位置す
る作用点が好まれている。

しかしながらこれらの手段によっては、振動のレベルを
一定の値以下に下げることができなかった。

本発明の課題は、冒頭で述べた公知の形式のモータ圧縮
機における振動を減少させることである。

この課題は本発明の構成では、冷凍機用密閉形モータ圧
縮機であって、ピストンおよび連接棒を備えた上方の圧
縮機部分と下方のモータ部分から成っているモータ圧縮
機ユニットを有しており、このモータ圧縮機ユニットが
基準面内で重心を有していてかつ該モータ圧縮機ユニッ
トの上端部の第１の平面内でクランクピンを備えた鉛直
のモータクランク軸を有しており、上記のクランクピン
が連接棒に連結されており、上記のクランクピン、連接
棒およびピストンがモータクランク軸の軸線から偏心距
離ｒｋだけ隔てられた重心を備えた質量Ｍを有しており
、上記の基準面の、圧縮機部分と同じ側の第２の平面内
でモータクランク軸上に少なくとも１つの釣合錘が設け
られており、この釣合錘が上記モータクランク軸の軸線
から間隔ｒａ だけ隔てられている重心を備えた質量ｍ
ａを有しており、上記の第２の平面が基準面から間隔ａ
だげ隔てられており、上記のモータ圧縮機ユニットを弾
性的に据え付けるためのコイルばねが基準面の、圧縮機
部分とは反対側の第３の平面内でモータ圧縮機ユニット
に作用するようになっており、この第３の平面が基準面
から間隔Ｚだげ隔てられており、上記モータ圧縮機ユニ
ットが第３の平面内で極めて小さい半径方向のふれを有
しているように積ｍａ−ｒａが設計されていることによ
って解決されている。

この構７＆ｊ−Ｌ所定の構成データを有しているモータ
圧縮機の場合にそれぞれ選ばれた釣合錘に該釣合錘の、
モータ圧縮機の重心からの間隔を次のように配属させる
ことができるとわかったことに基く。

即ちモータ圧縮機自体が摺動ピストンの駆動のためにか
つ場合によっては存在しているアンバランスのためにモ
ータ回転数の振動数を有している運動を行なうのではあ
るけれども、モータ圧縮機の重心の反対側に１つの静止
平面が得られ、該静止平面内ではモータ圧縮機の偏位が
モータ軸線に対する垂直の方向で実際はゼロである。

それゆえ該静止平面に作用するばねは少なくとも前記振
動数によって実際には励振されず、従って振動の相応し
た減少が得られる。

さらにばねを従来よりも著しく柔軟に構成することがで
きる。

というのは固定子の過度に大きな変位に対して軸線に対
する横方向で抵抗するばねの戻し力を顧慮することが不
要だからである。

それゆえモータ圧縮機およびばね懸架機構から成ってい
る系の固有振動数は、励振体の振動数と該固有振動数と
の間に多大の隔たりがあるように減少せしめられる。

合錘の質量、ｒａ はその重心の回転半径、Ｍはクラン
クピン、連接棒およびピストンの質量の合計並びに１は
クランクピンの偏心距離である）実際に使用可能な値は
ほぼ０．１とほぼ３．０との間に位置している。

しかしながらｎが０．３と１．５との間に位置している
と特に有利である。

このように選ばれたｎの値では、１つの静止平面を得る
ために必要である。

釣合錘の重心が回転する平面とモータ圧縮機の重心との
間の間隔が、シリンダ軸線とモータ圧縮機の重心との間
の間隔よりも過度に大きくなることはない。

それ故モータ圧縮機の軸線方向の長さはこの新しい提案
によって実際には拡大されない。

特に有利には唯一の釣合錘が使用されている際にｎがほ
ぼ０．６〜０．９になっている。

その場合この釣合錘を軸受とクランクピンとの間に配置
しておくことができる。

２個の釣合錘が使用されている状態では、該釣合錘の重
心はこれらの釣合錘の間に位置しており、ｎがほぼ０，
９〜１．１になるようにしたい。

何故ならばこの値はモータ圧縮機を比較的短くするから
である。

殊に静止平面がほぼ固定子薄板ブロックの下側に位置し
しかも鉛直の圧縮コイルばねがほぼ固定子薄板フ七ツク
の投影輪郭内に配置されているように積ｍａ−ｒａを選
ぶことができる。

このようにしてばねのためには比較的簡単な保持機構で
済ますことができる。

さらに固定子の半径方向で外側にばねのための付加的な
スペースは不要になっている。

前記の釣合錘の質量ｍａがピストンおよび連接棒の重量
の１〜２倍、有利にはほぼ１．５倍の重量と等しげれば
特に好都合である。

そのように振動する質量に関連させて釣合錘を設計する
ことは、１未満、例えばほぼ０．５の係数で公知になっ
ている従来の設計をかなり上回っている。

このようにして、カプセル壁になお伝えられる振動がす
べての励振体への方向で前述の少さい限界値以下である
、つまり一般的に振動のレベルが低くても優先方向で過
度の振動の振幅は発生しないことが得られる。

さらにシリンダ軸線に対して平行なＹ軸を中心とした、
モータ圧縮機の慣性モーメントが該Ｙ軸およびモータク
ランク軸軸線に対して直角のＹ軸を中心としたその慣性
モーメントよりも小さければ好都合である。

このことは重心から静止平面への間隔が、増大するｎに
伴なって小さくなることにつながる。

それゆえｎを相応に選択することによって短かいモータ
圧縮機を製造することができる。

２極のモータであると特に好都合である。

２極モ一タ自体は公知になっているのではあるが、本発
明の新しい組み合わせではこの２極性は雑音がさらに減
少せしめられるように活用される。

何故ならば４極構造よりも高い回転数のために励振体の
振動数が高められておりさらにそれ故、可能な限り柔軟
なばねを用いて減少せしめられている内部系の固有振動
数に対する隔たりが大きくなるからである。

殊に、圧縮コイルばねがモータ圧縮機の重量下ではブロ
ックストッパによって制限される自由ばね行程のほぼ半
分以上縮まるように、該圧縮コイルばねを柔軟に設計し
ておくことができる。

これらの柔軟なばねは特に低い共振振動数を示す。

有利なｌ実施例では、モータ圧縮機の横方向の振幅に関
連する有効なばねの長さを短縮するための機構が設けら
れている。

該機構は例えば、圧縮コイルばねのそれぞれの中に上と
下とで放物線状の挿入体が係合していると生じることが
できる。

このようにして、スタートの際に不可避であるような、
モータ圧縮機が周方向に動かされる場合にばねが次第に
堅くなるように配慮されており、従って運転中柔軟なば
ねでも始動の際に過度な周方向の偏位は発生しない。

モータ圧縮機の重量によって圧縮コイルばねが負荷を受
けている状態で上方の挿入体が下方の挿入体の近くまで
延びる時には、これらの挿入体は同時に運搬の際のモー
タ圧縮機の鉛直動のための運搬用ストッパを形成する。

さらに前記静止平面の近くで固定子を越えて半径方向に
突出している運搬用ストッパが設けられていてもよい。

この運搬用ストッパは運搬中モータ圧縮機が半径方向に
変位するのを制限する。

有利な１実施例では固定子ボルトの頭部に保持機構が装
着されており、該保持機構は圧縮コイルばねのためのリ
ング形の接触面およびばね内に緊定されるほぼ円筒状の
延長部を有している。

殊に該保持機構はプラスチックから成っていて、前記の
放物線状の挿入体が円筒状の延長部に接合されていてか
つ運搬用ストッパが該保持機構のカラーによって形成さ
れていてもよい。

そのような保持機構は容易に固定でき、簡単にばねと結
合できさらに多数の機能を果たす。

前記プラスチックは運搬用ストッパとして働くようにな
っている状態では変形によってエネルギを吸収ししかも
金属チップの発生を防止する。

別の構成では次のことについて配慮されている。

即ち吐出管が油面の上方に延びていてかつ少なくとも２
つのほぼ方形のループが形成されていて、該ループの平
面は互いにほぼ直角に位置しかつ鉛直線に対して最大４
５°の角度で延びていることによって、すべての３座標
方向で著しい柔軟性を有している。

この吐出管は比較的大きい振幅を行なう位置に接続され
ている。

従って吐出管の大きな柔軟性は、強い騒音がカプセル壁
に伝達されることを防止する。

油面の上方に該吐出管を配置したことは、騒音振動が油
を介してカプセル壁に放たれないことを保証する。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

カプセル１の中にはモータ圧縮機２が配置されている。

固定子３には、シリンダ５および軸受６を有している構
造部材４が固定されている。

該軸受６の中には、ロータ８を支持していてかつクラン
クピン９および連接棒１０を介してピストン１１を動か
すクランク軸７が保持されている。

クランクピン９と軸受６との間では釣合錘１２がモータ
クランク軸７に取り付けられている。

吐出管１３は消音室１４から排出管接続部１５へ延びて
いる。

該吐出管１３は第１のほぼ方形のループ１６を有してい
て、該ループ１６の平面は図平面に対してほぼ２０〜３
０°だけ傾斜せしめられている。

第２のループ１１はほぼ鉛直方向に延びている平面を有
している。

前記吐出管１３は多くのまっすぐな区分およびループ形
状に基づきすべての３座標において著しい柔軟性を有し
ている。

前記モータ圧縮機は、カプセルの底と固定子３の下面と
の間に延びている４つの圧縮コイルばね１８によって支
えられている。

この圧縮コイルばね１８の固定機構にはそれぞれ、ばね
１８のための接触面を有しているカラー２１，２１’、
ばねの端部が締めつげて坐着している円筒形の挿入体２
２．２２’、および放物線状の延長部２３，２３’から
成っている上方の保持機構１９および下方ノ保持機構２
０が役立つ。

上方の該保持機構１９は凹所２４を有しており、従って
上方の該保持機構１９を固定子のボルト２６の頭部２５
に装着することができる。

前記保持機構２０は金属から成っていてかつカプセル１
の底に固定溶接されている。

前記のカラー２１はその周方向の１部で固定子３を越え
て突出している。

前記の保持機構１９は比較的柔軟で耐冷のプラスチック
、例えばテトラフルオルエチレンから成っていてもよい
。

放物線状の延長部２３および２３′の両端部は互いの間
隔がわずかであり、従ってこれらはモータ圧縮機が鉛直
に動かされる場合に運搬用ストッパとして役立つ。

カラー２１の前記の突出している部分は、運搬中モータ
圧縮機が過度に半径方向に動かされることが発生する時
に、カプセル壁と接触するようになりしかもそれ放間様
に運搬用ストッパとして役立つ。

第１図の中にはモータ圧縮機ユニットの重心Ｓが所属の
基準面Ｏとともに記入されている。

前記の釣合錘の重心Ｐはモータ軸線からの間隔ｒ８
を有している。

該重心Ｐの軌道は、基準面Ｏからの間隔ａを有している
平面Ｉ内に位置している。

クランクピンの偏心距離は１であり、シリンダ軸線は基
準面Ｏからの間隔Ｃを有している平面■を決める。

カラー２１の接触面は固定子薄板ブロックの僅かに下側
に位置していてかつ静止平面ＩＩＩとして第１図に記入
されている１平而を限定する。

該平面■は基準面Ｏからの間隔Ｚを有している。

第４図にはダイヤグラムが図示されていて、該ダイヤグ
ラムの横座標は基準面Ｏの位置に相応している。

縦座標には上方に向かって間隔ａがプロットされかつ下
方に向かって間隔２がプロットされている。

所定のモータ圧縮機の場合にはシリンダ軸線に対する間
隔Ｃが前もって与えられている。

いる。

（式中ｍａが釣合錘１２の質量でｒａがその重心の回転
半径、Ｍがクランクピン９、連接棒１０およびピストン
１１の質量の合計並びに−がクランクピンの偏心距離で
ある。

）ダイヤグラムから明白であるように、それぞれのｎの
ためにあるａの値が得られ、そのａの値では静止平向が
限定された間隔Ｚで生ぜしめられる。

図示のＺのための特性線の勾配は、Ｘ軸（第２図参照）
を中心としたモータ圧縮機の慣性モーメントがＹ軸（第
２図参照）を中心としたモータ圧縮機の慣性モーメント
よりも大きい時に得られる。

所定のモータ圧縮機のための特性線は実験によってもあ
るいは又計算によっても算出可能である。

図示されているｎ ＝ ０．３〜１５の範囲は、間隔ａ
が過度に大きくならずしかもそれ酸モータ圧縮機の、軸
受６から突出している部分が過度に長くならないことを
保証する。

軸線方向の長さが下方に過度に犬きくならなりように、
つまり間隔２ができるだけ小さくなっているためには、
この実施例の場合にはダイヤグラムの右方部分のちょう
どｎ＝１の付近の設計値を選ぶべきである。

もちろんこのことは正確には、クランクピンの上下の両
側に取り付けられる２つの釣合錘が存在している場合に
だけ得ることができる。

何故ならば間隔Ｃにおいて、つまりクランクピンの高さ
においては釣合錘をまったく取り付けることができない
からである。

１個の釣合錘だけを有している実施例では、この場合０
．７〜０．９のｎ値が好ましい。

なぜならばそうすれば間隔ａはちょうど、釣合錘が軸受
とクランクピンとの間に位置しているような大きさにな
っているからである。

このように構成すれば極めて柔軟なばねを使用すること
ができる。

はぼ５．５（１７７１０行程容積と４に９より若干多い
重量とを有しているモータ圧縮機では、該モータ圧縮機
のために従来は０．３５〜０．４Ｋｐ／ｍｍのばね定数
を有しているばねが必要だったのであるが、今Ｈ０，Ｉ
Ｋｐ ／ｉｎのばね定数を有するばねを使用すること
が可能である。

このことはもちろん該ばねが従来はぼ３ｍｍ圧縮される
のに対して、今後はぼ１０ｍｍ圧縮されることを意味す
るのではあるがこの柔軟性は許容範囲内のものである。

何故ならば運転中に静止位置に配置されていることに基
いてばねの半径方向の運動が発生しないからでありかつ
始動中に不可避の周方向の変位には放物線状の延長部２
３，２３’に標線が接触することによって偏位に伴なっ
てばねが次第に堅くなるからである。

運搬中の偏位は運搬用ストッパによって受は止められる
。

要するにモータ圧縮機ではこの手段によってのみ振動の
レベルを８分の１に減少させることができた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるモータ圧縮機の１実施例を示したも
のであって、第１図は密閉形モータ圧縮機の鉛直断面図
、第２図はカプセル内の固定子の概略平面図、第３図は
第２図のＡ−Ａ線に沿った断面図、第４図はモータ圧縮
機の基準面０から釣合錘の重心の軌道への間隔ａと静止
平向■への間隔Ｚとを示した線図である。 １・・・・・・カプセル、２・・・・・・モータ圧縮機
、３・・・・・・固定子、４・・・・・・構造部材、５
・・・・・・シリンダ、６・・・・・・軸受、７・・・
・・・モータクランク軸、８・・・・・印−タ、９・・
・・・・クランクピン、１０・・・・・・連接棒、１１
・・・・・・ピストン、１２・・・・・・釣合錘、１３
・・・・・・吐出管、１４・・・・・・消音室、１５・
・・・・・排出管接続部、１６゜１７・・・・・・ルー
プ、１８・・・・・・圧縮コイルばね、１９゜２０・・
・・・・保持機構、２１，２１’・・・・・・カラー、
２２゜２２′・・・・・・挿入体、２３，２３’・・・
・・・延長部、２４・・・・・・凹所、２５・・・・・
・頭部、２６・・・・・・固定そのボルト、Ｓ・・・・
・・モータ圧縮機ユニットの重心、Ｏ・・・・・・基準
面、Ｐ・・・・・・釣合錘の重心、ｒａ ・・・・・・
間隔、ｒ 、 ｎ。 ■・・・・・・平面、玉・・・・・・偏心距離、ａ、ｃ
、ｚ・・・・・・間隔、Ｘ、Ｙ・・・・・・軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷凍機用密閉形モータ圧縮機であって、ピストン１
   １および連接棒１０を備えた上方の圧縮機部分と下方の
   モータ部分から成っているモータ圧縮機ユニットを有し
   ており、このモータ圧縮機ユニットが基準面Ｏ内で重心
   Ｓを有していてかつ該モータ圧縮機ユニットの上端部の
   第１の平面■内でクランクピン９を備えた鉛直のモータ
   クランク軸７を有しており、上記のクランクピン９が連
   接棒１０に連結されており、上記のクランクピン９、連
   接棒１０およびピストン１１がモータクランク軸７の軸
   線から偏心距離ｒｋだけ隔てられた重心を備えた質量Ｍ
   を有しており、上記の基準面Ｏの、圧縮機部分と同じ側
   の第２の平面■内でモータクランク軸７上に少なくとも
   １つの釣合錘１２が設けられており、この釣合錘１２が
   上記モータクランク軸７の軸線から間隔ｒａ だけ隔て
   られている重心を備えた質量ｍａを有しており、上記の
   第２の平面Ｉが基準面０から間隔ａだけ隔てられており
   、上記のモータ圧縮機ユニットを弾性的に据え付げるた
   めのコイルばね１８が基準面Ｏの、圧縮機部分とは反対
   側の第３の平面■内でモータ圧縮機ユニットに作用する
   ようになっており、この第３の平面■が基準面Ｏから間
   隔Ｚだけ隔てられており、上記モータ圧縮機ユニットが
   第３の平面■内で極めて小さい半径方向のふれを有して
   いるように積ｍａ ” ｒａが設計されていることを特
   徴とする冷凍機用密閉形モータ圧縮機。 ２ （ｍａ−ｒａ）／（Ｍ−１）としての比ｎが０．３
   〜１．５の範囲内にある特許請求の範囲第１項記載の冷
   凍機用密閉形モータ圧縮機。 ３ ただ１つだけの釣合錘１２が存在しており、前記比
   ｎが０．６〜０，９の範囲内にある特許請求の範囲第２
   項記載の冷凍機用密閉形モータ圧縮機。 ４ 前記モータ部分が固定子薄板層３を有しており、前
   記の第３の平面■がこの薄板層の底とほぼ一致している
   特許請求の範囲第１項記載の冷凍機用密閉形モータ圧縮
   機。