JP2004239137A

JP2004239137A - 密閉型回転式圧縮機

Info

Publication number: JP2004239137A
Application number: JP2003028027A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kanzaki; 秀幸神崎; Hiroshi Shiizaki; 啓椎崎; Mitsuru Kurimoto; 充栗本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】ベーンがベーン溝を往復動する密閉型回転式圧縮機において、動力損失を抑え、潤滑性の確保ができる信頼性の高い密閉型回転式圧縮機を提供するものである。
【解決手段】ベーン溝８の形状において、拡大室１４のシリンダ７中心方向に先細り状のテーパ部１５を設けたものである。
これにより、ベーン１０がベーン溝８を往復動する際に、接触抵抗が低くすることができるので動力損失を抑えることができ、また、潤滑性の確保ができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置あるいは冷蔵庫などに用いられる回転式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転式圧縮機としては、シリンダ気室内で円筒形状のピストンを偏心回転させ、このピストンの円筒外周面に先端を接触させながらベーン溝内を往復運動するベーンにより、ピストンとシリンダで形成された圧縮室を吸入側と吐出側とに仕切り、ピストンの偏心回転により吸入側から吸い込んだ冷媒を圧縮して吐出側から吐出するものが有る。（例えば、特許文献１参照）。図４は、特許文献１に記載された従来の密閉型回転式圧縮機の圧縮機構部径方向断面である。
【０００３】
図４において、シリンダ１０１に設けられた円筒形状の気室には、ピストン１０２が外周を前記気室の円周壁面に接触させて偏心回転自在に収納されている。シリンダ１０１の気室内周壁面とピストン１０２の外周面とで囲まれた円弧形状の圧縮室１０３はベーン１０５により高圧の吐出側圧縮室１０３Ａと、低圧の吸入側圧縮室１０３Ｂとに仕切られている。ベーン１０５はシリンダ径方向に設けられて気室内周壁面に開口するベーン溝１０４内に摺動・出没自在に収納され、後端部をバネ等の付勢手段によって押されて先端が常にピストン１０２の外周面に接触する様に構成されている。ベーン溝１０４の反圧縮室側端部はベーンが最も深くベーン溝に没した時のベーン後端部逃げ空間と潤滑油を供給するための拡大室１４２に連接している。なお、シリンダ１０１は鋳鉄製のものが使用され、拡大室１４２は加工容易性の観点から回転切削工具が使用され、その結果として拡大室１４２の径方向断面形状は円形となっていた。
【０００４】
以上の様に構成された回転式圧縮機で、ピストン１０２がシリンダ１０１の気室内で時計方向に偏心回転することにより吸入側圧縮室１０３Ｂは時計回りに移動しながら容積を拡大して吸入口（図示せず）から冷媒を吸入し、さらに時計方向に移動しながら吸入口と切り離される位置まで移動した時点より後は容積を縮小させて冷媒を圧縮し、高圧の吐出側圧縮室となって吐出口（図示せず）より高温高圧の冷媒ガスを吐出する。この時、ベーン１０５はピストン１０２の回転に伴ってベーン溝１０４内で往復運動を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０４−２０３２８４号公報（１頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、シリンダは鋳造により作成されるのが一般的であるため、ベーンの背面に後端部の逃げ空間と潤滑油供給通路としての拡大室を形成する際、鋳造により一体に拡大室を形成することが困難なため、回転切削工具を用いた後加工により拡大室を形成していた。
【０００７】
拡大室は往復運動によるベーン後端のストロークを吸収し、かつ、潤滑油の供給が円滑に行える程度の大きさが必要であるが、回転切削工具による加工では断面円形の穴とならざるを得ず、潤滑油を円滑に供給する為に大きな穴をあけようとすると、拡大室とシリンダ外周間の肉厚が確保出来なくなり、シリンダの変形や歪が発生すると言う問題があった。
【０００８】
また、断面円形の拡大室とベーン溝との境目は拡大室の径を大きくするほど鋭角のエッジを形成することになり、高圧の吐出側圧縮室から圧力を受けながら往復運動するベーンの側面とこのエッジとが接触して摺動する結果、金属接触による摺動となり大きな摩擦抵抗を生じる。これによりベーン先端が必要以上に強くピストン外周面に押しつけられて大きな動力損失を発生させたり、ベーンがピストンに追従せずに隙間を生じ、吐出側圧縮室より吸入側圧縮室へガスが漏れてしまうと言った不具合を生じる恐れがあった。
【０００９】
更には、ベーン先端がピストン外周面に強く押しつけられることにより両者の間に介在していた潤滑油が排除されて金属接触を起こし、両者の間で潤滑性が充分に確保できなくなるばかりでなく、最悪の場合には焼付きを起こしてしまうおそれもあった。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、拡大室のベーン溝との連接部分をベーン溝から離れるにしたがって徐々に幅が大きくなるテーパー形状としたものである。
上記の構成とすることで、鋭角のエッジが形成されることを防止し、さらにベーンがシリンダ内径方向に運動する時には、テーパー形状により潤滑油を円滑にベーン側面とベーン溝の摺動部に引き込むことが出きるので、ベーン側面とエッジ部とによる金属接触摺動が生じない様にすることができる。これににより、動力損失の低減及びベーン側面における潤滑性の確保、また、ベーン先端とピストン外周面との間の潤滑性確保を図ることができる信頼性の高い密閉型回転式圧縮機を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決する為に、本発明の密閉型開転式圧縮機は、ベーン溝に連接して設けられた拡大室のベーン溝との連接部形状を、ベーン溝から離れるにしたがって徐々に幅が広くなるテーパー形状としたものである。
【００１２】
さらに、シリンダを鉄系焼結合金で形成することにより、拡大室をシリンダ形成時に一体に形成可能とすることで、回転切削工具による加工を不用とし異形断面形状の拡大室形成を容易ならしめるものである。
【００１３】
また、ベーン後端部のエッジが拡大室とベーン溝との境界部に形成されるエッジと接触しないように、ベーン往復運動の範囲を設定するものである。
【００１４】
上記の構成を単独あるいは組み合わせて用いる事により、ベーン摺動部の金属接触を防止し、動力損失の低減および信頼性の向上をはかるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明実施の形態１における密閉型回転式圧縮機の圧縮機構部径方向断面図、図２は同密閉型回転式圧縮機の縦断面図である。図１および２において、図４と同じ構成要素には同じ符合を用い、説明を省略する。
【００１７】
図１および２において、密閉容器１には電動機部２と圧縮機構部３がクランク軸４によって動力伝達可能に連結されて収納されている。
【００１８】
圧縮機構部３は円筒形状の気室９を有するシリンダ７と、シリンダ７の両端面に密着配置されて気室９を閉塞する上軸受１１および下軸受１２と、気室９に収納され外周面を気室９の内壁面に接触させながら偏心回転運動を行うピストン６と、シリンダ７に径方向に設けられて一方の端部が気室９に開口するベーン溝８と、ベーン溝８の反気室側に連接して設けられた拡大室１４と、ベーン溝８に摺動自在に収納されて拡大室１４側からバネ部材１３により付勢されて先端をピストン６の外周面に接触させたベーン１０とからなり、気室９の内周壁面とピストン６の外周面とで形成される圧縮室はベーン１０によって低圧の吸入側と高圧の吐出側とに仕切られている。
【００１９】
クランク軸４は、上軸受１１と下軸受１２により回転自在に支持され、上軸受１１より反圧縮機構側に突出した部分で電動機部２の回転子と圧入等により結合されている。クランク軸４の上軸受１１と下軸受１２に挟まれた部分には、ピストン６の内径よりも僅かに小さな径を有する偏心軸部５が設けられており、ピストン６の内周と摺動自在に嵌合して設けられている。また、偏心軸部５の偏心量は、クランク軸４が回転した時に、ピストン６の外周面が気室９の内周壁面に常に接触しながら転動する大きさに設定されている。
【００２０】
そして、拡大室１４はベーン溝８との連接部からシリンダ外周側に向かうにしたがって徐々に幅が大きくなるテーパー部１５を有しており、これによりベーン溝と拡大室の連接部が鋭角のエッジを形成することを回避している。
【００２１】
一方、ベーン１０は高圧の吐出側圧縮室と低圧の吸入側圧縮室とを仕切っているので、吐出側圧縮室の高圧によってベーン溝８に強く押しつけられながら摺動することになるが、拡大室１４のベーン溝８との連接部に設けたテーパー部１５により鋭角のエッジを有さない面で摺動することが出来、更にはベーン１０がシリンダ７の内径方向に向かって運動する際テーパー部１５が潤滑油を案内する形になり、ベーン１０とベーン溝８との摺動部に対して円滑な給油を行うことが出来る。
【００２２】
この結果として、ベーン１０とベーン溝８は金属接触を起こすことなく安定した潤滑状態を維持することが出来、機械損が小さく信頼性の高い密閉型回転式圧縮機を実現することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態として拡大室のベーン溝との連接部テーパー形状は、エッジを形成せず潤滑油の引き込み案内効果を発揮できる形状であれば良く、幅が大きくなる割合がシリンダ外径側に向かって大きくなって行く曲面で形成されていても同様の効果を得ることが出来る。
【００２４】
（実施例２）
図３は、本発明実施の形態２における密閉型回転式圧縮機の圧縮機構部径方向断面図である。図３において、図１、図２および図４と同じ構成要素には同じ符合を用い、説明を省略する。
【００２５】
図３において、ベーン１０はベーン溝８１からシリンダ中心方向に向かって最も突出した位置においても、後端のエッジ部１６がベーン溝８１と拡大室１４１との連接部に形成されたエッジ部１７に当接しないよう、常に拡大室１４１内に有るように構成されている。
【００２６】
上記の構成により、ベーン後端のエッジ部１６が摺動部となることが無いので、実施の形態１よりもさらに動力損失を抑えることができる。この結果、ベーン１０側面の潤滑性がより確実に確保され、また、ベーン１０先端とピストン６外周面との間の潤滑性も確実に確保できる。
【００２７】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明によれば、拡大室のベーン溝との連接部にシリンダ外径方向に行くにしたがって徐々に幅が大きくなるテーパー部を形成することで、ベーンとベーン溝の摺動部に鋭角のエッジが存在しないようにし、更には潤滑油を円滑に供給するようにしたので、ベーンとベーン溝の間で金属接触による摺動が起きることを防止し、機械損失が少なく信頼性の高い密閉型回転式圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施の形態における密閉型回転式圧縮機の圧縮機構部径方向断面図
【図２】同密閉型回転式圧縮機の縦断面図
【図３】本発明第２の実施の形態における密閉型回転式圧縮機の圧縮機構部径方向断面図
【図４】従来の密閉型回転式圧縮機の圧縮機構部径方向断面図
【符号の説明】
１密閉容器
２電動機部
３圧縮機構部
４クランク軸
５偏心軸部
６ピストン
７シリンダ
８ベーン溝
９気室
１０ベーン
１１上軸受
１２下軸受
１３バネ部材
１４拡大室
１５テーパ部

Claims

両端を軸受部により挟まれた円筒形状の気室を有するシリンダと、
前記気室の円周壁面に接触しながら偏心回転運動を行う円筒形状のピストンと、
前記シリンダの径方向に設けられて一方の端部が前記気室内壁面に開口するベーン溝と、
前記ベーン溝のもう一方の端部開口に連接て設けられた拡大室と、
前記ベーン溝内に摺動自在に収納され、前記拡大室側から付勢されることにより先端を前記ピストンの外周面に接触させながら、前記ピストンの偏心回転運動にしたがって往復運動を行うベーンと、
前記気室の内壁面とピストンの外周面とに囲まれ、前記ベーンによって吸入側と吐出側とに仕切られる圧縮室とからなり、
前記拡大室は、ベーン運動方向に対して直角方向の寸法が、ベーン溝との連接部から離れるにしたがって徐々に大きくなるテーパー部を有することを特徴とする回転式圧縮機。
請求項１記載の回転式圧縮機であって、シリンダが鉄系焼結合金よりなることを特徴とする回転式圧縮機。
請求項１記載の回転式圧縮機であって、
ベーンの往復運動は、ベーンの反ピストン側端部のエッジが常に拡大室内にある範囲内で行われることを特徴とする回転式圧縮機。