JP2005180330A

JP2005180330A - ロータリコンプレッサ

Info

Publication number: JP2005180330A
Application number: JP2003423076A
Authority: JP
Inventors: Akira Morishima; 嶋明森
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】偏芯軸部に嵌合されるローラの端部からの圧縮媒体の漏れを低減することによって圧縮効率を高めることのできるロータリコンプレッサを提供する。
【解決手段】圧縮機構部１０が、回転軸１５を支持する主軸受１６と副軸受１７との間に並設された第１及び第２のシリンダ１１，１２と、これらのシリンダにそれぞれ対応する部位の回転軸に形成された偏芯軸部１８，１９と、これらの偏芯軸部にそれぞれ嵌合されたローラ２１，２２と、開口孔１４に回転軸を貫通させると共に、第１及び第２のシリンダを分離させる仕切板１３とを備えるとき、ローラの端面にそれぞれ摺接する部位に、圧縮媒体の圧力によりローラの端面との隙間を小さくすることが可能な内フランジ状の可撓縁部１３ｂを、仕切板、主軸受及び副軸受の少なくとも１つの内周部に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉容器内に電動機部及びこの電動機部に回転軸を介して連結された圧縮機構部が設けられ、この圧縮機構部が軸方向に並設されたロータリピストン形の２つの圧縮室を持ち、相互の圧縮タイミングを１８０度だけ位相をずらしたロータリコンプレッサに関する。

図７はこの種の従来のロータリコンプレッサの圧縮機構部の構成を示す縦断面図であり、図８はそのＡ−Ａ矢視断面図である。同図において、圧縮機構部１０は、第１のシリンダ１１と第２のシリンダ１２とを備え、これら両シリンダ１１，１２は仕切板１３によって仕切られ、それぞれ独立している。そして、図示を省略した電動機部に連結された回転軸１５は主軸受１６と副軸受１７とによって回転自在に支承されている。回転軸１５には第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に対応する部分に互いに１８０度位相をずらした偏芯軸部１８，１９が設けられている。これらの偏芯軸部１８，１９には、それぞれ第１及び第２のシリンダ内に配置された第１のローラ２１及び第２のローラ２２が嵌合している。

このとき、仕切板１３の開口孔１４は第１のローラ２１及び第２のローラ２２の各肉厚領域によって閉塞され、回転軸１５が回転したとき、偏芯軸部１８及び偏芯軸部１９と共に偏芯して回転し、第１のローラ２１の上端面は主軸受１６の下端面に、第１のローラ２１の下端面は仕切板１３の開口孔１４の内縁部の上端面にそれぞれ摺接し、第２のローラ２２の上端面は仕切板１３の開口孔１４の内縁部の下端面に、第２のローラ２２の下端面は副軸受１７の上端面にそれぞれ摺接するように構成されている。第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２の外周部にそれぞれ吸込管３１及び３２が設けられ、さらに、ばね等による付勢手段によって、第１のローラ２１及び第２のローラ２２の各外周面とそれぞれ常時接触し合うブレード３３（３４）が設けられ、これら第１のローラ２１，２２及びブレード３３（３４）により圧縮室３５，３６が形成されている。

そこで、電動機部が回転軸１５を矢印Ｒの方向に回転させたとき、吸込管３１から吸い込まれた圧縮媒体が圧縮室３５で圧縮されると共に、吸込管３２から吸い込まれた圧縮媒体が圧縮室３６で圧縮され、それぞれ密閉容器を満たして、上部の吐出管から吐出される（特許文献１参照。）。
特開平８−１４４９７６号公報

上述したロータリコンプレッサの圧縮工程において、例えば、圧縮室３５においては、ブレード３３を境にして圧縮側は吐出圧Ｐｄもしくは圧縮途中圧Ｐｄ’となり、吸込側は吸込圧Ｐｓとなる。そして、圧縮室３５及び３６でそれぞれ圧縮された圧縮媒体は密閉容器内を満たし、この圧縮媒体は仕切板１３の開口孔１４にも入り込む。このとき、第１のローラ２１の下端面と仕切板１３の内縁部の上端面との間に隙間Ｘがあったり、第２のローラ２２の上端面と仕切板１３の内縁部の下端面との間に隙間Ｘがあったりすると、圧縮媒体が矢印Ｙで示した経路で漏れ出すことになる。

本来、仕切板１３は回転軸１５の偏芯軸部１８又は１９を貫通させるための開口孔１４を形成した一枚の板状部材でなり、ほぼ剛体と見なされて変形しない。しかし、主軸受１６と副軸受１７との間に第１のシリンダ１１、仕切板１３及び第２のシリンダ１２が一体的に組み付けられ、第１のシリンダ１１と仕切板１３との間で第１のローラ２１が滑動し、仕切板１３と副軸受１７との間で第２のローラ２２が滑動する構成であるため、円滑な動きをさせるための隙間Ｘを持たせざるを得なかった。従って、隙間Ｘから圧縮媒体が漏洩して圧縮効率が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、偏芯軸部に嵌合されるローラの端部からの圧縮媒体の漏れを低減することによって圧縮効率を高めることのできるロータリコンプレッサを提供することにある。

本発明の他の目的は、圧縮媒体の漏れを低減するための工作作業を容易化することのできるロータリコンプレッサを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、密閉容器内に電動機部及びこの電動機部に回転軸を介して連結された圧縮機構部が設けられ、圧縮機構部は、回転軸を支持する主軸受と副軸受との間に並設された第１及び第２のシリンダと、これらのシリンダにそれぞれ対応する部位の回転軸に形成された偏芯軸部と、これらの偏芯軸部にそれぞれ嵌合されたローラと、開口孔を有し、この開口孔に回転軸を貫通させると共に、第１及び第２のシリンダを分離させる仕切板とを備え、一方のローラの端面を主軸受の端面及び仕切板の端面にそれぞれ摺接させ、他方のローラの端面を仕切板の端面及び副軸受の端面にそれぞれ摺接させるロータリコンプレッサにおいて、
ローラの端面に摺接させる部位に、圧縮媒体の圧力によりローラの端面を押圧することが可能な内フランジ状の可撓縁部を、仕切板、主軸受及び副軸受の少なくとも１つの内周部に設けた、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のロータリーコンプレッサにおいて、仕切板に可撓縁部が設けられ、かつ、仕切板は軸方向に積層された複数の部材で形成されている、ことを特徴とする。

本発明は上記のように構成したことにより、偏芯軸部に嵌合されるローラの端部からの圧縮媒体の漏れを低減することができ、これによって圧縮効率を高めることのできるロータリコンプレッサが提供される。

以下、本発明を図面に示す好適な実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係るロータリコンプレッサの第１実施例の構成を、主要部を破断して示した側面図である。図中、従来装置を示した図７又は図８と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示している。図１において、ロータリコンプレッサ１は密閉容器２を備えている。密閉容器２内の上部にはその詳細を省略した電動機部が設けられ、その下部に前述した圧縮機構部１０が設けられている。

密閉容器２の頂部に吐出管３が設けられ、その側方下部に吸込管３１及び３２が突設され、これらの吸込管３１及び３２は密閉容器２に一体的に結合されたアキュムレータ４の底部にそれぞれ管接続されている。アキュムレータ４の頂部には吸込管５が設けられ、被圧縮媒体がこの吸込管５からアキュムレータ４内に吸い込まれ、このアキュムレータ４内でガス成分に混合されている液成分が分離される。液成分が分離されたガス成分は吸込管３１及び３２を通って圧縮機構部１０で圧縮され、吐出管３から圧縮媒体として吐出される。

圧縮機構部１０は、第１のシリンダ１１と第２のシリンダ１２とを備え、これら両シリンダ１１，１２は仕切板１３Ａによって仕切られ、それぞれ独立している。そして、図示を省略した電動機部に連結された回転軸１５は主軸受１６と副軸受１７とによって回転自在に支承されている。回転軸１５には第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２に対応する部分に互いに１８０度位相をずらした偏芯軸部１８，１９が設けられている。これらの偏芯軸部１８，１９には、それぞれ第１及び第２のシリンダ内に配置された第１のローラ２１及び第２のローラ２２が嵌合している。

このとき、仕切板１３Ａの開口孔１４は第１のローラ２１及び第２のローラ２２の各肉厚領域によって閉塞され、回転軸１５が回転したとき、偏芯軸部１８及び偏芯軸部１９と共に偏芯して回転し、第１のローラ２１の上端面は主軸受１６の下端面に、第１のローラ２１の下端面は仕切板１３Ａの開口孔１４の内縁部の上端面にそれぞれ摺接し、第２のローラ２２の上端面は仕切板１３Ａの開口孔１４の内縁部の下端面に、第２のローラ２２の下端面は副軸受１７の上端面にそれぞれ摺接するように構成されている。第１のシリンダ１１及び第２のシリンダ１２の外周部にそれぞれ吸込管３１及び３２が設けられ、さらに、周方向に離隔した位置には、ばね等による付勢手段によって、第１のローラ２１及び第２のローラ２２の各外周面とそれぞれ常時接触し合うブレード３３（３４）（図８参照）が設けられ、これら第１のローラ２１，２２及びブレード３３（３４）により圧縮室３５，３６（図８参照）が形成されている。

なお、第１のシリンダ１１は密閉容器２の内周面にアークポット溶接によって固定され、その上面に主軸受１６を重ねてボルトにより一体的に固定されている。第１のシリンダ１１の下面には、仕切板１３Ａを介して、第２のシリンダ１２と副軸受１７とがボルトにより一体的に固定されている。

本実施例は一点鎖線で囲まれたＺ部において、仕切板１３Ａに形成された開口孔１４の内周面に比較的深い周方向溝１３ａを設けることによって、第１のローラ２１及び第２のローラ２２の各端面に摺接する部位に内フランジ状の可撓縁部１３ｂを形成して圧縮媒体の漏洩を低減させるようにしたものである。

図２は仕切板１３Ａの詳細な構成を示す平面図及び断面図である。この仕切板１３Ａは組み付け時において偏芯軸部１８又は１９を貫通させ得る内径ｄを有し、周方向溝１３ａの内径Ｄ及び溝幅Ｂは、周方向溝１３ａによって形成される可撓縁部１３ｂが圧縮媒体の圧力によって第１のローラ２１及び第２のローラ２２の各端面方向に撓んでこの端面との隙間を小さくするようにその寸法が選定される。なお、仕切板１３Ａにはボルトによって第１のシリンダ１１と一体的に組み付けて固定するために、周方向を５等分した位置に取付孔１３ｃが設けられている。なお、仕切板１３Ａには圧縮室３６の圧縮媒体を導出する孔も設けられるが、本発明には直接的に関係しないため、図示を省略している。

図３はこの仕切板１３Ａを含むＺ部の拡大断面図であり、以下、この図３を用いて本実施例の動作を説明することとする。第１のローラ２１の外側の圧縮室３５はブレード３３によって圧縮側と吸込側とに分かれている。この吸込側の圧力をＰｓとする。一方、圧縮室３５の圧縮側から吐出された圧力冷媒は仕切板１３Ａの開口孔１４にも侵入する。この開口孔１４の圧力冷媒の圧力をＰｄ（又はＰｄ’）とすると、これらの間にＰｓ＜Ｐｄ（又はＰｄ’）の関係があり、その圧力差によって可撓縁部１３ｂは第１のローラ２１の下端面方向に押し上げられる。この結果、可撓縁部１３ｂの径方向内側が図示したように撓むことになる。これによって、図７を用いて説明した隙間Ｘが狭められるか、あるいは、塞がれるため、開口孔１４から圧縮室３５の吸込側への圧力媒体の漏洩が低減される。なお、仕切板１３Ａの下面側の可撓縁部は開口孔１４から圧縮室３６の吸込側への圧力媒体の漏洩を低減する。

かくして、第１の実施例によれば、偏芯軸部に嵌合されるローラの端部からの圧縮媒体の漏れを低減することができ、これによって圧縮効率を高めることができる。

図４は本発明に係るロータリコンプレッサの第２実施例として、前述した仕切板１３Ａの代わりに用いる仕切板１３Ｂの構成例を示した断面図である。この仕切板１３Ｂの内径ｄ及びＤ、並びに、溝幅Ｂは仕切板１３Ａと全く同じに形成されるが、一面をＢ／２の深さで凹状に形成した環状板１３１及び１３２を合わせたものである。これによって、第１実施例と同様な効果が得られ、さらに、周方向溝１３ａを形成する第１実施例の仕切板１３Ａよりも工作作業を容易化することができるという効果も得られる。

図５は本発明に係るロータリコンプレッサの第３実施例として、前述した仕切板１３Ａの代わりに用いる仕切板１３Ｃの構成例を示した断面図である。この仕切板１３Ｃの内径ｄ及びＤ、並びに、溝幅Ｂは仕切板１３Ａと全く同じに形成されるが、内径がＤで厚みがＢの環状板１３３の両面に、内径がｄで、厚みが可撓縁部１３ｂに等しい環状板１３４を重ね合わせたものである。これによって、第１実施例と同様な効果が得られ、さらに、環状板のみを製作するだけで済むため、第１及び第２の実施例よりも工作作業をさらに容易化することができるという効果も得られる。

図６は本発明に係るロータリコンプレッサの第４実施例として、前述した仕切板１３Ａの代わりに用いる仕切板１３Ｄの構成例を示した断面図である。この仕切板１３Ｄの内径ｄ及びＤ、並びに、溝幅Ｂは仕切板１３Ａとほぼ同じに形成されるが、周方向溝１３ａが非円形である場合の例で、ここでは恰も歯形が丸い内歯車状をなしている場合を示したが、円環状溝以外の異形なものであっても良いことを示している。このように、周方向溝１３ａを異形にしても第１実施例とほぼ同様な効果が得られる。

なお、図６に示した形状であっても、図４又は図５に示したように、複数の板体を重ね合わせたものであっても良い。

なおまた、上述した各実施例は、仕切板１３に可撓縁部１３ｂを設けているが、第１のローラ２１及び第２のローラ２２の端面を軸方向に押圧することによって、これら第１のローラ２１及び第２のローラ２２の端面と仕切板１３の開口孔１４の内縁部の端面との隙間Ｘを狭めるため、主軸受１６が第１のローラ２１に摺接する主軸受の内周部、すなわち、図１に示すＰ点に可撓縁部を設けたり、副軸受１７が第２のローラ２２に摺接する主軸受の内周部、すなわち、図１に示すＱ点に可撓縁部を設けたりしても第１実施例と同様な効果が得られる。

従って、ローラ２１，２２の端面にそれぞれ摺接する部位に、圧縮媒体の圧力によりこれらのローラ２１，２２の端面との隙間を小さくすることが可能な内フランジ状の可撓縁部を、仕切板１３、主軸受１６及び副軸受１７の少なくとも１つの内周部に設けることによって、偏芯軸部１８，１９に嵌合されるローラ２１，２２の端部からの圧縮媒体の漏れを低減することができ、これによって圧縮効率を高めることができる。

本発明に係るロータリコンプレッサの第１実施例の構成を、主要部を破断して示した側面図。第１実施例を構成する仕切板の詳細な構成を示す平面図及び断面図。第１実施例の動作を説明するために一部を拡大して示した断面図。本発明に係るロータリコンプレッサの第２実施例として、仕切板の構成例を示した断面図。本発明に係るロータリコンプレッサの第３実施例として、仕切板の構成例を示した断面図。本発明に係るロータリコンプレッサの第４実施例として、仕切板の構成例を示した断面図。従来のロータリコンプレッサの圧縮機構部の構成を示す縦断面図。図７に示したロータリコンプレッサの断面図。

符号の説明

１ロータリコンプレッサ
２密閉容器
１０圧縮機構部
１１第１のシリンダ
１２第２のシリンダ
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ仕切板
１３ａ周方向溝
１３ｂ可撓縁部
１４開口孔
１５回転軸
１６主軸受
１７副軸受
１８偏芯軸部
１９偏芯軸部
２１第１のローラ
２２第２のローラ

Claims

密閉容器内に電動機部及びこの電動機部に回転軸を介して連結された圧縮機構部が設けられ、前記圧縮機構部は、前記回転軸を支持する主軸受と副軸受との間に並設された第１及び第２のシリンダと、これらのシリンダにそれぞれ対応する部位の前記回転軸に形成された偏芯軸部と、これらの偏芯軸部にそれぞれ嵌合されたローラと、開口孔を有し、この開口孔に前記回転軸を貫通させると共に、前記第１及び第２のシリンダを分離させる仕切板とを備え、一方の前記ローラの端面を前記主軸受の端面及び前記仕切板の端面にそれぞれ摺接させ、他方の前記ローラの端面を前記仕切板の端面及び前記副軸受の端面にそれぞれ摺接させるロータリコンプレッサにおいて、
前記ローラの端面に摺接させる部位に、圧縮媒体の圧力により前記ローラの端面との隙間を小さくすることが可能な内フランジ状の可撓縁部を、前記仕切板、主軸受及び副軸受の少なくとも１つの内周部に設けた、ことを特徴とするロータリコンプレッサ。
前記仕切板に前記可撓縁部が設けられ、かつ、前記仕切板は軸方向に積層された複数の部材で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のロータリーコンプレッサ。