JPH08144974A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】従来、別体部品であるベーン１４とローラ１３
とを一体化し、吐出弁８の他に新たにリリース弁５を設
けた。 【効果】通常運転時だけでなく液圧縮時にも、耐久性の
高いロータリ圧縮機を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容積型機械に係り、特
に、冷凍機や空気調和機の冷凍サイクル用のロータリ圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロータリ圧縮機は、例えば、実開
平3−129794 号公報に記載されているように、ローラと
ベーンとは完全に別体となっており、シリンダに設けら
れたベーンスロットに滑動可能に組み込まれたベーンの
先端円弧部を背圧やばね力によりローラの円筒外周に線
接触により押し付けて気密を維持する構造であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
ベーンの先端円弧部がローラの円筒外周に線接触により
押し付けられるので局部的な面圧が非常に高く、過酷な
運転状態においては摩耗・焼き付きが発生して圧縮機の
信頼性を低下させるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、ロータリ圧縮機において
ベーン先端とローラ外周とが線接触しながら摺動するの
を避けて、その部分の摩耗・焼付きを防止すると同時
に、液圧縮時の作動室内圧力上昇を低減して、総合的に
信頼性の高い圧縮機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はベーンとローラとを、ベーンの平行な二平
面とローラの円筒状外周面の中心軸とが互いに平行とな
る状態で結合もしくは一体成形し、更にベーンを、シリ
ンダの円筒状内周面の中心軸と平行なシリンダ上の一軸
線廻りの揺動運動と一軸線を含む平面内での進退運動が
可能なように、シリンダにより支持する構造とし、か
つ、吐出弁の他に、新たに通常運転時には開閉動作を行
わないリリーフ機構を設ける。

【０００６】

【作用】本発明では、ローラの中心が駆動機構により公
転運動をした時、ローラはその中心軸廻りに微小量だけ
揺動して結合もしくは一体成形されたベーンをシリンダ
の円筒状内周面の中心軸と平行なシリンダ上の一軸線の
方向に向けることが可能である。この時、ベーンはシリ
ンダ上の一軸線に対してその廻りに微小量だけ揺動しな
がら進退運動を繰り返す事が可能なようにシリンダによ
り支持されている。従って、ベーンとローラとを結合も
しくは一体成形してもローラとシリンダとの間の空間を
ベーンによって仕切ることができ、ベーンとローラとが
全く摺動を行わずそれらの間で摩耗が発生しないロータ
リ圧縮機を構成することが可能となる。

【０００７】一方、ベーンとローラとを結合もしくは一
体成形した場合、液圧縮時における作動室内圧力の上昇
が予想される。即ち、液冷媒を圧縮することにより作動
室内の圧力が上昇したとき、ローラとベーンが別体であ
る従来構造では、ベーンの背面に作用する背圧と予圧ば
ねによる押し付け力の和より、ベーン先端に作用する圧
力の方が大きくなり、その結果、ベーン先端とローラ外
周が離れて作動室と吸込室が連通し、吐出弁以外の出口
から液冷媒を逃がすことにより、圧力上昇を緩和するこ
とができるが、ベーンとローラとを結合もしくは一体成
形した構造では、圧力上昇の緩和効果が期待できないた
め、作動室内の圧力が更に上昇し、軸受部あるいはクラ
ンクピン部が損傷の発生に至る可能性がある。しかし、
本発明では、吐出弁の他に新規のリリーフ機構を備えて
いるため、ここからも作動室内で高圧となった液冷媒を
作動室外へ逃がすことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図７によ
り説明する。図１は本発明の実施例のロータリ圧縮機の
断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は本発
明の実施例におけるリリーフ機構の説明図、図４は図３
におけるＢ−Ｂ断面図、図５は圧縮機駆動用のモータを
９０°ずつ回転させた場合の図２における各部品の動き
の説明図、図６は図１におけるポンプ部分の拡大図、図
７は従来のロータリ圧縮機のポンプ部分の断面図であ
る。

【０００９】図１ないし図６に示す本発明の実施例で、
シリンダ１には中央部に円筒状の孔部１ａが形成されて
おり、その両端部を閉塞するようにプレート部材２とプ
レート部材３とがボルト４により固定されている。な
お、プレート部材２には吐出弁８と作動室を挟んだ反対
側の位置にリリース弁５が設けられており、その離脱を
防止するための予圧ばね６を拘束するリリース弁押さえ
７も同時にボルト４により固定されている。プレート部
材２，プレート部材３の中央部のボス部２ａ，３ａに形
成された孔部２ｂ，３ｂの中心軸が、シリンダ１の円筒
状の孔部１ａの中心軸と同軸となるように固定されてい
る。

【００１０】プレート部材２とプレート部材３が固定さ
れたシリンダ１の外周部はチャンバ９に固定されてい
る。チャンバ９には、また、圧縮機駆動用モータのステ
ータ部１０が固定されている。孔部２ｂ，３ｂにはクラ
ンクシャフト１１が軸受支持されており、クランクシャ
フト１１の端部に固定されたロータ部１２の外周はステ
ータ部１０の内周に微小な隙間を持って組み込まれ圧縮
機駆動用モータを形成している。また、クランクシャフ
ト１１にはシリンダ１の円筒状孔部１ａ中に対応した位
置にクランクシャフト１１の中心軸と偏心した円筒形状
のクランクピン部１１ａが形成されている。

【００１１】ローラ１３の外周の１箇所にはベーン１４
が一体となって固定されているが、その際、ベーン１４
の平行な二平面がローラ１３の中心軸と平行となるよう
に固定されている。シリンダ１の円筒状内周面１ａの外
側には該円筒状内周面１ａの中心軸と平行な中心軸を持
つ円筒孔部１ｂが形成されており、円筒孔部１ｂのシリ
ンダ中心側とその反対側とはそれぞれ円筒状内周面１ａ
と円筒孔部１ｂの外側に設けた別の空間１５に連通して
いる。ベーン１４は円筒孔部１ｂと空間１５とに挿入さ
れているが、ベーン１４と円筒孔部１ｂとの間にはベー
ン１４の平面部に滑動可能に当接する平面部と円筒孔部
１ｂの円筒状内周面に滑動可能に当接する円筒状外周面
とを有する滑動部材１６がベーン１４を挟み込んで組み
込まれており、この結果、ベーン１４は円筒孔部１ｂの
中心軸方向進退運動と中心軸廻りの揺動運動とが可能
に、シリンダ１により支持されている。ベーン１４のロ
ーラ１３との結合部の反対側の先端部は空間１５の中で
運動しシリンダ１と干渉することは無い。

【００１２】以上の構成とすることにより、圧縮機駆動
用モータのロータ部１２が回転すると、これに固定され
たクランクシャフト１１も回転する。これに伴いクラン
クシャフト１１に偏心して形成されたクランクピン部１
１ａも回転し、ローラ１３に公転運動が与えられる。図
５は圧縮機駆動用モータのロータ部１２が９０°ずつ回
転した時のローラ１３とこれに一体になったベーン１４
の運動を示した図であるが、ローラ１３は一体となった
ベーン１４が常にシリンダの円筒孔部１ｂの中心線方向
を向くようにクランクシャフト１１のクランクピン部１
１ａの中心廻りに図５の面内で若干の角度だけ揺動運動
を行いながらその中心が公転運動をする。ベーン１４は
シリンダ１の円筒孔部１ｂの中心軸方向の進退運動と中
心軸廻りの揺動運動を行うが、ベーン１４とシリンダ１
の円筒孔部１ｂとの間の隙間のシールは滑動部材１６が
挿入されることにより保たれる。従って、シリンダ１，
ローラ１３，ベーン１４およびプレート部材２，プレー
ト部材３とにより密閉空間である作動室が形成され、圧
縮機駆動用モータのロータ部１２の回転に伴い、図５の
ようにその容積の増減を繰り返す。

【００１３】チャンバ９の両端開口部にはサイドチャン
バ１７とサイドチャンバ１８とが溶接されて、全体とし
て密閉容器を形成している。作動気体は吸入口１９より
圧縮機内に流入し、シリンダ１に形成された吸入通路１
ｃを通過して吸入された後、作動室容積の増減により作
動室内で圧縮されて吐出されるが、この際、プレート部
材２に設けられたリリース弁５の離脱防止用の予圧ばね
６のばね定数が、プレート部材３に設けられた吐出弁８
のばね定数よりも大きい事とリリース弁５の作動室内側
受圧面積が作動室外側受圧面積よりも小さいために、通
常運転時ではリリース弁５は開閉しないため、作動気体
はプレート部材３に形成された吐出ポート（図示せず）
から吐出弁８，吐出弁押さえ２０を通過して吐き出され
る。その後、モータ室を通過してサイドチャンバ１８に
設けられた吐出口２１から圧縮機外に流出する。

【００１４】本実施例では、ローラ１３とベーン１４と
を一体にしているため、図７に示したローラ２２とベー
ン２３が別体の従来構造に比べてローラとベーンが離脱
するのを防止するために必要であった予圧ばね２４とベ
ーン背圧が不要になる。また、図７の構造ではベーン２
３先端とローラ２２外周の接触部，ベーン２３とシリン
ダ２５のスリット部との接触部が線接触ないしそれに近
い接触形態となるので、予圧ばね２４と背圧およびベー
ン２３に直接作用する圧縮気体の圧力により局部的な集
中荷重が作用するのに対して、本実施例の構造ではベー
ン１４に直接作用する圧縮気体の圧力は滑動部材１６を
介したシリンダ１の円筒孔部１ｂとクランクシャフト１
１のクランクピン部１１ａとで支持することになり、全
て面接触によって支持することができる。すなわち、ベ
ーン１４周りの摺動部の摺動面圧を従来構造に比べて低
減し耐久性を向上できる。

【００１５】次に、本実施例では、吐出弁８の他にリリ
ース弁５を備えているため、液圧縮運転時に液冷媒を逃
がす経路が十分確保でき、作動室内での異常高圧の発生
を防止でき、リリース弁５が吐出弁８に対し作動室を挟
んだ反対側の位置に設けられているため作動室内の軸方
向圧力勾配が発生せず、ローラ１３及びベーン１４の片
当りを防止することができる。なお、ここでリリース弁
５の替わりに、吐出弁８を用いても全く同様な効果を得
ることができる。

【００１６】次に、本実施例では、リリース弁５の離脱
防止用の予圧ばね６のばね定数が、プレート部材３に設
けられた吐出弁８のばね定数よりも大きい事とリリース
弁５の作動室内側受圧面積が作動室外側受圧面積よりも
小さいために、液圧縮を行っていない通常運転時ではリ
リース弁５は開閉せず、リリース弁５が開閉する時に発
生する騒音及び振動を防止できる。

【００１７】次に、本実施例では、図４に示すようにリ
リースポート２６及びリリース弁５の形状がテーパ形状
で構成されて、ポート部のほとんどをリリース弁が塞い
でいるため、デッドボリューム増大による再膨張損失の
増加を防止することができ、性能を低下させることな
く、リリース弁５を採用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、耐久性の高いロータリ
圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のロータリ圧縮機の断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。

【図３】本発明の実施例におけるリリーフ機構の説明
図。

【図４】図３におけるＢ−Ｂ断面図。

【図５】圧縮機駆動用のモータを９０°ずつ回転させた
場合の図２における各部品の動きの説明図。

【図６】図１におけるポンプ部分の説明図。

【図７】従来のロータリ圧縮機のポンプ部分の断面図。

【符号の説明】

１…シリンダ、１ａ…円筒状内周面、２，３…プレート
部材、２ｂ，３ｂ…孔部、３ａ…ボス部、４…ボルト、
５…リリース弁、６…予圧ばね、７…リリース弁押さ
え、８…吐出弁、９…チャンバ、１０…ステータ部、１
１…クランクシャフト、１１ａ…クランクピン部、１２
…ロータ部、１３…ローラ、１４…ベーン、１５…空
間、１７，１８…サイドチャンバ、２０…吐出弁押さ
え、２１…吐出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状内周面を持つシリンダと、前記シリ
   ンダの円筒状内周面の両端部を閉塞する複数のサイドプ
   レートと、前記シリンダと前記複数のサイドプレートと
   に囲まれた空間の中でその円筒状外周面が前記シリンダ
   の円筒状内周面と常に微小な隙間を維持しながら公転運
   動をするローラと、前記ローラに公転運動を与えるクラ
   ンクシャフトと、前記シリンダの円筒状内周面と前記ロ
   ーラの円筒状外周面と前記複数のサイドプレートとによ
   り囲まれた密閉空間を更に複数の密閉空間に仕切るベー
   ンとを含み、前記ローラの公転運動に伴い前記複数の密
   閉空間の容積が変化することを利用して気体の圧縮を行
   うロータリ圧縮機であって、前記ベーンと前記ローラと
   は、前記ベーンの平行な二平面と前記ローラの円筒状外
   周面の中心軸とが互いに平行となる状態で、結合もしく
   は一体成形されており、更にその前記ベーンを前記シリ
   ンダの円筒状内周面の外側に円筒状内周面の中心軸と平
   行な中心軸をもって形成した円筒孔部に挿入し、前記ベ
   ーンと前記円筒孔部との間に前記ベーンの平面部に滑動
   可能に当接する平面部と前記円筒孔部の円筒状内周面に
   滑動可能に当接する円筒状外周面とを有する滑動部材を
   組み込み、前記密閉空間内で圧縮された気体を前記密閉
   空間外へ吐出する吐出弁と、通常運転時には開閉動作を
   行わないリリーフ機構とを備えたことを特徴とするロー
   タリ圧縮機。