JP2003269351A

JP2003269351A - ロータリコンプレッサ

Info

Publication number: JP2003269351A
Application number: JP2002068912A
Authority: JP
Inventors: Makoto Onuki; 誠大貫
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ベーンと案内溝間に好適な量のオイルを残留
させ、且つ、シリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画す
るためのベーンを極めて円滑に往復動させることができ
るロータリコンプレッサを提供する。【解決手段】ロータリコンプレッサは、密閉容器内に
電動要素と、この電動要素にて駆動される回転圧縮要素
とを備える。回転圧縮要素を構成するためのシリンダ３
８及び電動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合され
てシリンダ３８内で偏心回転するローラを設ける。ロー
ラに当接してシリンダ３８内を低圧室側と高圧室側に区
画するベーンを備える。シリンダ３８にベーンを収納す
るための案内溝７０を設ける。案内溝７０の内面に複数
の窪み７４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉容器内に電動
要素と、該電動要素にて駆動される回転圧縮要素とを備
えて成るロータリコンプレッサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種ロータリコンプレッサ、
特に内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサ
は、第１の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低
圧室側にガス（冷媒ガス）が吸入され、ローラとベーン
の動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室
側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出
される。そして、この密閉容器内の中間圧のガスは第２
の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に
吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が
行なわれて高温高圧のガスとなり、高圧室側より吐出ポ
ート、吐出消音室を経て吐出される構成とされている。

【０００３】そして、ロータリコンプレッサから吐出さ
れたガスは冷媒回路の放熱器に流入し、放熱した後、膨
張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、蒸発して再び第１の回
転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。

【０００４】係るロータリコンプレッサで使用されるベ
ーンは、シリンダの半径方向に設けられた案内溝内に移
動自在に挿入される。そして、このベーンは常時ローラ
側に押し付けておく必要があるため、従来よりスプリン
グによってベーンをローラ側に付勢し、案内溝内でベー
ンを往復動をさせている。

【０００５】この場合、案内溝とベーンとの間にはクリ
アランスを設けて案内溝内でベーンを摺動させるもので
あるが、この案内溝とベーンとのクリアランスが大きい
と、その隙間からシリンダ内の圧縮ガスが漏れて圧縮効
率が低下し、入力が上昇してしまう。そのため、案内溝
の表面を研磨することでベーンとのクリアランスを詰
め、圧縮ガスの漏れを防止して圧縮効率を向上させ、入
力の低減を図っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、案内溝
とベーンとのクリアランスを詰めると（隙間を狭くす
る）と、案内溝とベーンとの隙間内にベーンを円滑に摺
動させるためのオイルが浸入し難くなってしまう。その
ため、案内溝とベーン間にオイルの膜が作れなくなり、
コンプレッサ始動時にベーンが案内溝に貼り付いて摺動
性が悪化し、騒音や始動性に悪影響を及ぼしてしまう問
題があった。

【０００７】また、案内溝とベーン間に好適な量のオイ
ルが存在しないと案内溝及びベーンが摩耗し、ベーンと
案内溝間のクリアランスが広くなってしまう。このた
め、摩耗した案内溝とベーン間の隙間から冷媒ガスが漏
れ圧縮効率が低下してしまう問題もあった。

【０００８】本発明は、係る従来技術の課題を解決する
ために成されたものであり、ベーンと案内溝間に確実に
オイルを行き渡らせ、且つ、シリンダ内を低圧室側と高
圧室側に区画するためのベーンを極めて円滑に往復動さ
せることができるロータリコンプレッサを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明で
は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動さ
れる回転圧縮要素とを備えて成るロータリコンプレッサ
において、回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び
電動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリ
ンダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接して
シリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、
シリンダに形成され、ベーンを収納するための案内溝
と、この案内溝の内面に形成された複数の窪みとを備え
ているので、案内溝内面の複数の窪みにオイルを残留さ
せておくことができるようになる。

【００１０】請求項２の発明では、密閉容器内に電動要
素と、該電動要素にて駆動される回転圧縮要素とを備え
て成るロータリコンプレッサにおいて、回転圧縮要素を
構成するためのシリンダ及び電動要素の回転軸に形成さ
れた偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するロー
ラと、該ローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧
室側に区画するベーンと、シリンダに形成され、ベーン
を収納するための案内溝と、ベーンの表面に形成された
複数の窪みとを備えたので、ベーン表面の複数の窪みに
オイルを残留させておくことができるようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明のロータリコンプレッサ
１０の実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３
２、３４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロ
ータリコンプレッサ１０の縦断面図を示している。

【００１２】この図において、１０は内部中間圧型多段
圧縮式のロータリコンプレッサで、このロータリコンプ
レッサ１０は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、こ
の密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動
要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動
要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮
要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段
目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。

【００１３】尚、実施例のロータリコンプレッサ１０の
第２の回転圧縮要素３４の排除容積は、第１の回転圧縮
要素３２の排除容積よりも小さく設定されている。

【００１４】密閉容器１２は底部をオイル溜とし、電動
要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２
Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状
のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、
このエンドキャップ１２Ｂの上面には電動要素１４に電
力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取
り付けられている。

【００１５】電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間
の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２
と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入
配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中
心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されてい
る。

【００１６】ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板
を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻
き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２
８を有している。また、ロータ２４もステータ２２と同
様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０
内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。

【００１７】前記回転圧縮機構部１８の第１の回転圧縮
要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切
板３６が挟持されている。該第１の回転圧縮要素３２と
第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中
間仕切板３６の上下に配置された上シリンダ３８、下シ
リンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内に位置し
て１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた上
下偏心部４２、４４と、上シリンダ３８の上側の開口
面、及び、下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回
転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持
部材５４及び下部支持部材５６にて構成されている。

【００１８】第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４に
は、上下偏心部４２、４４に係合されて偏心回転する上
下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当
接し往復動して上下シリンダ、３８、４０内を低圧室側
８４、８５と高圧室側８６、８７に区画するベーン５
０、５２とが設けられている（図２）。この場合、両シ
リンダ３８、４０にはベーン５２、５２を摺動自在に収
納するための案内溝７０、７２と、この案内溝７０、７
２の外側に配置されてスプリング７６、７７が設けられ
ており、このスプリング７６、７７は収納部７８、７９
内に挿入され、ベーン５０、５２の外側端部に当接して
常時ベーン５０、５２を上ローラ４６及び下ローラ４８
側に付勢する。また、両スプリング７６、７７の密閉容
器１２側の収納部７８、７９内には金属製のプラグ１３
７、１３９が設けられ、スプリング７６、７７の抜け止
めの役目を果たす。

【００１９】そして、両ベーン５０、５２が摺動する案
内溝７０、７２の内面（対向する両側の内面）７０Ａ、
７２Ａには複数の窪み７４・・・、７５・・・が凹陥形
成されている（図３）。これら窪み７４・・・、７５・
・・は、ベーン５０、５２を円滑に摺動させるオイルが
所定量残留できる大きさ（この場合、略円形でお椀状）
にて形成されると共に、ベーン５０、５２から離れる方
向に凹陥形成されている。また、複数の窪み７４・・
・、７５・・・は、ベーン５０、５２が摺動する案内溝
７０、７２の内面７０Ａ、７２Ａの略全体に渡って所定
の間隔で略均等に形成されている（図４）。

【００２０】ここで、両案内溝７０、７２の表面を研磨
して案内溝７０、７２と両ベーン５０、５２間のクリア
ランスを詰めると、それらのクリアランス内にオイルが
浸入し難くなり、案内溝７０、７２とベーン５０、５２
間にオイルの膜切れが起ってしまう。そこで、案内溝７
０、７２の内面７０Ａ、７２Ａに複数の窪み７４・・
・、７５・・・を設け、これらの窪み７４・・・、７５
・・・内に所定量のオイルを残留させ、案内溝７０、７
２とベーン５０、５２間にオイルの膜切れを防止するよ
うに構成している。

【００２１】即ち、ベーン５０、５２を収納するための
案内溝７０、７２の内面７０Ａ、７２Ａに複数の窪み７
４・・・、７５・・・を形成し、各窪み７４、７５にオ
イルを溜めておくことができるようになるので、案内溝
７０、７２とベーン５０、５２間がオイル膜切れとなっ
てしまうのを解消することが可能となり、案内溝７０、
７２とベーン５０、５２間の隙間から冷媒ガスが漏れて
しまうのを確実に防止することができる。

【００２２】また、複数の窪み７４・・・、７５・・・
にオイルを溜めることにより、案内溝７０、７２とベー
ン５０、５２間のオイルの膜切れを解消することができ
るので、ベーン５０、５２が案内溝７０、７２に貼り付
いてベーンの摺動性が悪化してしまうなどの不都合を未
然に防止することが可能となる。更に、案内溝７０、７
２或いはベーン５０、５２が擦れて摩耗し、ベーン５
０、５２と案内溝７０、７２間の隙間が広くなってしま
うのを未然に防止することができる。

【００２３】一方、上部支持部材５４および下部支持部
材５６には、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成され
ると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそ
れぞれカバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室６２
はカバーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４はカ
バーとしての下部カバー６８にて閉塞される。

【００２４】尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内にお
ける上部カバー６６の電動要素１４側は、上下シリンダ
３８、４０や中間仕切板３６を貫通して密閉容器１２内
に開口する図示しない連通路にて連通されている。

【００２５】密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面に
は、上部支持部材５４と下部支持部材５６、吐出消音室
６２及び上部カバー６６の上側（電動要素１４の下端に
略対応する位置）に対応する位置に、スリーブ１４１、
１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されてい
る。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、
スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。
また、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略９０度ずれ
た位置にある。

【００２６】そして、スリーブ１４１内には上シリンダ
３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端
が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリン
ダ３８の吸込通路に連通される。この冷媒導入管９２は
密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４４に至り、
他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて密閉容器１２
内に連通する。

【００２７】また、スリーブ１４２内には下シリンダ４
０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が
挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ
４０の吸込通路に連通される。この冷媒導入管９４の他
端は図示しないアキュムレータの下端に接続されてい
る。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入
接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２
に連通される。尚、１４７は上記アキュムレータを保持
するためのブラケットである。

【００２８】尚、冷媒としては自然冷媒である二酸化炭
素を使用し、オイルとしては鉱物油（ミネラルオイ
ル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、
ＰＡＧ（ポリアルキルグリコ−ル）などが所定量密閉容
器１２内に封入されて使用される。

【００２９】以上の構成で次に動作を説明する。ターミ
ナル２０および図示されない配線を介して電動要素１４
のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が
起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸
１６と一体に設けられ下偏心部４４に係合されたローラ
４８が偏心回転を行ない、下偏心部４４に係合されたロ
ーラ４８は下シリンダ４０内を偏心回転する。

【００３０】これにより、冷媒導入管９４および下部支
持部材５６に形成された吸込通路を経由して、吸込ポー
ト５９から下シリンダ４０の低圧室側８５に吸入された
低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、
ローラ４８とベーン５２の動作（複数の窪み７４・・・
或いは８２・・・に溜められたオイルによる円滑な動
作）により圧縮されて中間圧（ＭＰ１：８ＭＰａＧ）と
なり下シリンダ４０の高圧室側８７より吐出ポート６
１、下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４から
前記連通路を経て密閉容器１２内に吐出される。これに
よって密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ１）となる。

【００３１】そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガ
スは、スリーブ１４４から出て冷媒導入管９２及び上部
支持部材５４に形成された吸込通路を経由して吸込ポー
ト５８から上シリンダ３８の低圧室側８４に吸入され
る。吸入された中間圧の冷媒ガスは、上シリンダ３８の
ローラ４６とベーン５０の動作（複数の窪み７４・・・
或いは８２・・・に溜められたオイルによる円滑な動
作）により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガ
スとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）、高圧室
側８６から吐出ポート６０を通り上部支持部材５４に形
成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由して外
部に吐出される。吐出された冷媒は、例えばガスクーラ
などに流入する。このときの冷媒温度は略＋１００℃ま
で上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱して、
例えば貯湯タンク内の水を加熱し、約＋９０℃の温水を
生成する。

【００３２】一方、ガスクーラにおいて冷媒自体は冷却
され、ガスクーラを出る。そして、図示しない膨張弁で
減圧された後、これも図示しない蒸発器に流入して蒸発
し、前述したアキュムレータを経て冷媒導入管９４から
第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰
り返すものである。

【００３３】次に、図５には本発明の他の実施例を示し
ている。尚、第１の回転圧縮要素３２及び第２の回転圧
縮要素３４は同様な構造に構成されているので、以下第
１の回転圧縮要素３２にて説明を行なう。この場合、前
記案内溝７２の内面７２Ａに複数の窪み７４・・・を設
けずに、案内溝７２に対向するベーン５２の両表面５２
Ａ、５２Ａに複数の窪み８２・・・を形成している。

【００３４】これらの窪み８２・・・も前記案内溝７２
の内面７２Ａに設けた複数の窪み７４・・・同様、ベー
ン５２を円滑に摺動させるオイルが所定量残留できる大
きさ（この場合、略円形でお椀状）にて形成されると共
に、ベーン５２の離間側に凹陥形成されている（図
６）。これら、複数の窪み８２・・・は、ベーン５２が
摺動する案内溝７２内面７２Ａに接する略全面に渡って
所定の間隔で形成されている。

【００３５】即ち、回転圧縮機構部１８を構成する第１
の回転圧縮要素３２及び第２の回転圧縮要素３４に形成
された案内溝７０、７２に摺動自在にベーン５０、５２
が挿入され、このベーン５０、５２の両表面５２Ａ、５
２Ａ（一方のベーン５０の両表面図示せず）に所定量の
オイルを溜められる複数の窪み８２・・・を設けてい
る。そして、これらの窪み８２・・・に所定量のオイル
を溜め、案内溝７０、７２とベーン５０、５２間にオイ
ルの膜切れが起らないように構成している。

【００３６】即ち、ベーン５０、５２を収納するための
案内溝７０、７２と、ベーン５０、５２の両表面５２
Ａ、５２Ａに複数の窪み８２・・・を形成しているの
で、ベーン５０、５２の両表面５２Ａ、５２Ａに設けた
複数の窪み８２・・・にオイルを溜めておくことができ
るようになる。これにより、前述同様に案内溝７０、７
２とベーン５０、５２間がオイル膜切れとなってしまう
のを解消することが可能となり、案内溝７０、７２とベ
ーン５０、５２間の隙間から冷媒ガスが漏れてしまうの
を確実に防止することができる。

【００３７】また、複数の窪み８２・・・にオイルを溜
めることにより、案内溝７０、７２とベーン５０、５２
間のオイル膜切れを解消することができるので、ベーン
５０、５２が案内溝７０、７２に貼り付いて摺動性が悪
化してしまうなどの不都合を未然に防止することが可能
となる。更に、案内溝７０、７２或いはベーン５０、５
２が擦れて摩耗し、ベーン５０、５２と案内溝７０、７
２間の隙間が広くなってしまうのを未然に防止すること
ができる。これらによって、案内溝７０、７２とベーン
５０、５２間のオイル膜切れによるロータリコンプレッ
サ１０の始動時の騒音を軽減することが可能となる。

【００３８】尚、上記実施例では案内溝７０、７２の両
側内面７０Ａ、７２Ａに複数の窪み７４・・、７５・・
を設け、他の実施例でベーン５０、５２の両表面５２
Ａ、５２Ａの複数の窪み８２・・・を設けてオイルを溜
めたが、案内溝７０、７２の両側内面７０Ａ、７２Ａと
ベーン５０、５２の両表面５２Ａ、５２Ａにそれぞれ複
数の窪み７４・・・、７５・・・、８２・・・を同時に
設けても差し支えない。

【００３９】また、窪み７４、８２を略円形でお椀状に
形成したが、窪み７４、８２はこれに限らず、楕円形、
方形等に形成しても差し支えない。

【００４０】また、ベーン５０、５２の両表裏面に複数
の窪み８２・・・を略円形のお椀状に形成したが、ベー
ン５０、５２の窪み８２・・・はこれに限らず、ベーン
５０、５２の両表面を貫通する複数の孔を設け、この複
数の孔をオイル溜としても本発明は有効である。

【００４１】更に、実施例では内部中間圧型の多段圧縮
式ロータリコンプレッサ１０に本発明を適用したが、そ
れに限らず、通常の単一シリンダ型のロータリコンプレ
ッサに本発明を適用しても有効である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、案内
溝内面の複数の窪みにオイルを残留させておくことがで
きるようになるので、案内溝とベーン間のオイルの膜が
切れてしまう不都合を未然に解消することが可能とな
る。従って、案内溝とベーン間のクリアランスからシリ
ンダ内の冷媒ガスが漏れて圧縮効率が低下する不都合を
防止しながら、ベーンが案内溝に貼り付いてベーンの摺
動性が悪化し、騒音や始動性が悪化してしまう不都合を
未然に防止することが可能となる。また、案内溝及びベ
ーンが摩耗し、ベーンと案内溝間のクリアランスが広く
なってしまうのを未然に防止することができるので、こ
れによっても圧縮効率の低下による入力の上昇を防止す
ることが可能となるものである。

【００４３】また、請求項２の発明によれば、ベーン表
面の複数の窪みにオイルを残留させておくことができる
ようになるので、同様に案内溝とベーン間のオイルの膜
が切れてしまう不都合を未然に解消することが可能とな
る。従って、案内溝とベーン間のクリアランスからシリ
ンダ内の冷媒ガスが漏れて圧縮効率が低下する不都合を
防止しながら、ベーンが案内溝に貼り付いてベーンの摺
動性が悪化し、騒音や始動性が悪化してしまう不都合を
未然に防止することが可能となる。また、案内溝及びベ
ーンが摩耗し、ベーンと案内溝間のクリアランスが広く
なってしまうのを未然に防止することができるので、こ
れによっても圧縮効率の低下による入力の上昇を防止す
ることが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のロータリコンプレッサの縦断
面図である。

【図２】図１のロータリコンプレッサのベーンの案内溝
部分の拡大断面図である。

【図３】複数の窪みを案内溝の内面に形成したシリンダ
の縦断側面図である。

【図４】図３のシリンダ（ベーンを含む）の平面図であ
る。

【図５】複数の窪みを表面に形成したベーンの斜視図で
ある。

【図６】図５のベーン（シリンダを含む）の平面図であ
る。

【符号の説明】

１０ロータリコンプレッサ１２密閉容器１４電動要素１６回転軸１８回転圧縮機構部２４ロータ３２第１の回転圧縮要素３４第２の回転圧縮要素３６中間仕切板３８、４０シリンダ４２偏心部４４偏心部４８ローラ５０、５２ベーン５４上部支持部材５６下部支持部材６２吐出消音室６４吐出消音室７０案内溝７０Ａ内面７２案内溝７２Ａ内面７４、７５窪み７６スプリング７８収納部８２窪み８４低圧室側８６高圧室側

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
て駆動される回転圧縮要素とを備えて成るロータリコン
プレッサにおいて、前記回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び前記電
動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シ
リンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室
側に区画するベーンと、前記シリンダに形成され、前記ベーンを収納するための
案内溝と、該案内溝の内面に形成された複数の窪みとを備えたこと
を特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項２】密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
て駆動される回転圧縮要素とを備えて成るロータリコン
プレッサにおいて、前記回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び前記電
動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シ
リンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室
側に区画するベーンと、前記シリンダに形成され、前記ベーンを収納するための
案内溝と、前記ベーンの表面に形成された複数の窪みとを備えたこ
とを特徴とするロータリコンプレッサ。