JP2007064110A - ロータリコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】 ローラとベーンにより圧縮室と吸気室とを区画されてなるロータリコンプレッサにおけるシリンダ薄肉化と、これによるコンプレッサの小型化を行なうことが可能なロータリコンプレッサを提供することを目的とする。
【解決手段】 ロータリコンプレッサ１は、シリンダ１３８と、該シリンダ１３８内に偏心回転自在に収納されたローラ１４６と、シリンダ１３８に設けられたベーン溝１４９に往復移動可能に収納されたベーン１５０と、を備え、ベーン溝１４９内及びベーン１５０には磁石１５１、１７５が設けられると共に、ベーン溝１４９内の磁石１７５とベーン１５０の磁石１５１とは互いに反発するように配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ローラとベーンにより圧縮室と吸気室とを区画されてなるロータリコンプレッサに関する。

冷蔵庫、空気調和機等に用いられるロータリコンプレッサにおいては、ローラにベーンを当接することが圧縮室と吸気室とを区画するための重要な要件であるが、従来、このようなローラとベーンの当接のためにベーン背部にバネを設け、このバネの反発力により、ベーンをローラに当接させていた。

このようなロータリコンプレッサの一例として、特許文献１には、多段ロータリコンプレッサにおいて、ベーンをローラに押付けるためにバネを用いることが開示されている。
特開２００１−２８０２７６号公報

ところで、上記のようなロータリコンプレッサにおいては、ベーンの軸方向におけるシリンダへの接触による機械損失及びベーンとローラとの線接触による機械損失の低減、更にはコンプレッサ自体の小型化のために、シリンダの薄肉化とこの薄肉化に伴うベーンの小型化が有効である。

しかしながら、上記従来のようにベーンの背部にバネを用いる場合には、バネの破損等の防止のため、バネ形状には制限及び限界があり、このバネ形状の制限がシリンダの薄肉化を図る上での制約条件となる場合がある。

そこで本発明は、ローラとベーンにより圧縮室と吸気室とを区画されてなるロータリコンプレッサにおけるシリンダ薄肉化と、これによるコンプレッサの小型化を行なうことが可能なロータリコンプレッサを提供することを目的とする。

本発明は、シリンダと、該シリンダ内に偏心回転自在に収納されたローラと、前記シリンダに設けられたベーン溝に往復移動可能に収納されたベーンと、を備えるロータリコンプレッサにおいて、前記ベーン溝内及び前記ベーンには磁石が設けられると共に、前記ベーン溝内の磁石と前記ベーンの磁石とは互いに反発するように配置されてなることを特徴とする。

上記構成によれば、ベーン溝内の磁石とベーンの磁石との反発力により、ベーンをローラに当接することができる。

また本発明は、シリンダと、該シリンダ内に偏心回転自在に収納されたローラと、前記シリンダに設けられたベーン溝に往復移動可能に収納されたベーンと、を備えるロータリコンプレッサにおいて、前記ベーンにおける前記ローラに当接する近傍には磁石が配置されてなることを特徴とする。

上記構成によれば、ベーンにおけるローラに当接する近傍に磁石を配置することにより、ベーンがローラに引き寄せられることで、ベーンをローラに当接することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロータリコンプレッサにおいて、前記ローラは磁性体を含むことを特徴とする。

このような構成とすることにより、ベーンのローラへの引き付け力を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロータリコンプレッサにおいて、前記シリンダの全部又は前記ベーン溝周辺の一部が非磁性体で形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、ベーンに設けられた磁石が周辺のシリンダに引き寄せられる不具合を防ぐことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のロータリコンプレッサにおいて、前記磁石は永久磁石又は電磁石であることを特徴とする。

本発明によれば、ローラとベーンにより圧縮室と吸気室とを区画されてなるロータリコンプレッサにおけるシリンダ薄肉化と、これによるコンプレッサの小型化を行なうことが可能なロータリコンプレッサが提供される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
本発明の一実施の形態につき図面に基づき詳述する。図１は、本実施の形態におけるロータリコンプレッサ１の概略断面図を示している。本実施の形態におけるロータリコンプレッサ１は内部高圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサであり、同ロータリコンプレッサ１は、上下両端が密閉された縦長略円筒状の密閉容器１１２を有し、この密閉容器１１２内には、電動要素１１４と、この電動要素１１４の回転軸１１６により駆動される第１圧縮部１Ａ及び第２圧縮部１Ｂから構成される回転圧縮部１１８と、を備え、その底部外面には当該ロータリコンプレッサ１を、例えば図示しない冷蔵庫筐体に固定するための脚部２１０が設けられている。また、この密閉容器１１２内の底部はオイル溜めとされている。

密閉容器１１２は、電動要素１１４及び回転圧縮部１１８を収納する容器本体１１２Ａと、この容器本体１１２Ａの電動要素１１４側の端部を閉塞する略椀上のエンドキャップ（蓋体）１１２Ｂとで構成され、このエンドキャップ１１２Ｂには円形の取付孔１１２Ｄが形成されており、この取付孔１１２Ｄには電動要素１１４に電力を供給するためのターミナル１２０（配線を省略）が取付けられている。

電動要素１１４は、密閉容器１１２の内周面に沿って環状に取付けられたステータ１２２と、このステータ１２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ１２４と、を備える。このロータ１２４は中心を通り密閉容器１１２の軸心方向に延在する回転軸１１６に固定されている。ここで、ステータ１２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した図示しない積層体と、この積層体の歯部に直巻き方式により巻装されたステータコイル１２８とを有している。そして、ロータ１２４もステータ１２２と同様に電磁鋼板の積層体で形成され、この積層体内に永久磁石を挿入して形成されている。

また、回転軸１１６内にはオイル通路１８２が軸中心を貫通して設けられており、このオイル通路１８２の回転圧縮部１１８側の一端は密閉容器１１２底部のオイル溜めに開口しており、また電動要素１１４側の他端はエンドキャップ１１２Ｂ側にて開口している。尚、このオイル通路１８２は各段圧縮部１Ａ、１Ｂの摺動部にも連通し、同圧縮部１Ａ、１Ｂにオイル供給可能に構成されている。

回転圧縮部１１８の１段圧縮部１Ａと２段圧縮部１Ｂは、第１及び第２のシリンダ１３８、１４０により構成され、これらシリンダ１３８、１４０間には中間仕切板１３６が狭持されている。また、各段圧縮部１Ａ、１Ｂは、それぞれ中間仕切板１３６の両側（図１では上下）に配置された第１及び第２のシリンダ１３８、１４０と、回転軸１１６に設けられ１８０度の位相差を持つ第１及び第２の偏心部１４２、１４４に嵌合され、第１及び第２のシリンダ１３８、１４０内を偏心回転する第１及び第２のローラ１４６、１４８と、これらローラ１４６、１４８にそれぞれ当接してシリンダ１３８、１４０内をそれぞれ低圧縮室と吸気室とに区画する第１及び第２のベーン１５０、１５２と、シリンダ１４０の電動要素１１４側の開口面とシリンダ１３８の電動要素１１４とは反対側の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸１１６の軸受を兼用する支持部材１５４、１５６とから構成されている。

各段圧縮部１Ａ、１Ｂにおいて、それぞれベーン１５０、１５２におけるローラ１４６、１４８と反対側の外側端部には、例えば永久磁石により構成される磁石１５１、１５３が取付けられている。そして、これら磁石１５１、１５３に対向する容器本体１１２Ａ側には、例えば永久磁石により構成される磁石１７５、１７６が設けられ、それぞれ上記磁石１５１、１５３と向かい合うように配置されてなり、更に、磁石１７５、１７６の容器本体１１２Ａ側には金属製のプラグ２２２、２２３が設けられており、磁石１７５、１７６の抜け止めの役目を果たす。

また、支持部材１５４、１５６には、一部を凹陥させ、この凹陥部をバッフル板２００及びカバー１６８にてそれぞれ閉塞することにより形成される吐出消音室１６２、１６４とが設けられている。即ち、吐出消音室１６２は支持部材１５４の凹陥部をバッフル板２００にて閉塞することにより、吐出消音室１６４は支持部材１５６の凹陥部をカバー１６８にて閉塞することにより形成されている。

吐出消音室１６２と密閉容器１１２内は、バッフル板２００を貫通して電動要素１１４側に開口する吐出管路２２１にて連通されており、この吐出管路２２１から２段圧縮部１Ｂで圧縮された高圧の冷媒ガスが密閉容器１１２内の電動要素１１４側に吐出される。このとき、冷媒ガス中には２段圧縮部１Ｂに供給されたオイルが混入しているが、このオイルも密閉容器１１２内の電動要素１１４側に吐出されることになる。そして、冷媒ガス中に混入したオイルは冷媒ガスから分離して密閉容器１１２内底部のオイル溜めに溜まる。

また、密閉容器１１２には例えば図示しない冷凍装置における蒸発器等から流入する冷媒ガスを１段圧縮部１Ａに導入するための冷媒導入管１９４と、１段圧縮部１Ａで圧縮され中間圧とされた冷媒ガスを密閉容器１１２外に吐出する中間冷媒吐出管１９２と、この中間冷媒吐出管１９２から吐出された中間圧冷媒を２段圧縮部１Ｂに導入する中間冷媒導入管１９３と、２段圧縮部１Ｂにより高圧に圧縮されて、上記したように吐出管路２２１で密閉容器１１２内に吐出された後の冷媒ガスを、圧縮機１から吐出し、例えば図示しない冷凍装置におけるガスクーラ等に供給するための冷媒吐出管１９６と、が挿入接続されている。

尚、１段圧縮部１Ａにおける磁石１７５及びプラグ２２２には、それぞれ貫通穴２０１、２０３が設けられており、これら貫通穴２０１、２０３を通して、図示しない流路により吐出消音室１６４内の中間圧冷媒ガスが、第１のベーン１５０の背圧として導入される。

そして、２段圧縮部１Ｂにおける磁石１７６及びプラグ２２３には、それぞれ貫通穴２０２、２０４が設けられており、これら貫通穴２０２、２０４を通して、図示しない流路により吐出消音室１６２内や密閉容器１１２内の高圧冷媒ガスが、第２のベーン１５０の背圧として導入される。

次に、本実施の形態におけるロータリコンプレッサ１の動作について図２を参照して説明する。図２は、１段圧縮部１Ａにおけるベーン１５０とローラ１４６とによる圧縮機構を説明するための模式図である。尚、２段圧縮部１Ｂにおけるベーン１５２とローラ１４８とによる圧縮機構については、図２に示す１段圧縮部１Ａと同様であるため説明を省略する。

図２において、ベーン１５０はシリンダ１３８に形成されたベーン溝１４９内に挿入配置されている。そして、ローラ１４６にはベーン１５０が当接して、ローラ１４６とシリンダ１３８との間に形成される三日月状の空間を圧縮室Ｐと吸気室Ｖとに区画している。

ここで、ベーン１５０には上述したように、ローラ１４６側とは反対側の外側端面に磁石１５１が取付けられており、更にベーン溝１４９内におけるプラグ２２２のベーン側であって磁石１５１と対面する位置には、磁石１７５が取付けられている。

そして、上記磁石１５１と磁石１７５とは、それぞれが反発し合うような磁極を持っている。即ち、磁石１５１がＮ極ならば磁石１７５もＮ極、また、磁石１５１がＳ極ならば磁石１７５もＳ極とされている。

従って、本実施の形態におけるロータリコンプレッサ１では、各磁石１５１、１７５の間で発生する反発力により、ベーン１５０をローラ１４６に当接させることができる。これにより、シリンダ１３８の薄肉化が可能となり、ベーン１５０とローラ１４６との間の接触による機械損失、及びベーン溝１４９とベーン１５０との間の接触による機械損失の低減が可能となり、更には上記シリンダ１３８の薄肉化によるロータリコンプレッサ１の小型化が可能となる。

また、本実施の形態のロータリコンプレッサ１は、貫通穴２０１、２０２、２０３、２０４を有するため、運転開始時には上記磁石の反発力によりベーン１５０、１５２をローラ１４６、１４８に当接することが可能であると共に、通常運転時には、上記のような磁石の反発力に加えて、貫通穴２０１、２０２、２０３及び２０４による背圧により、ベーン１５０、１５２をローラ１４６、１４８に当接することができる。

尚、ロータリコンプレッサ１においては、ベーン１５０、１５２の動作を妨げないために、シリンダ１３８、１４０の全部、又はベーン溝周辺の一部を非磁性体により形成することも有効である。
＜実施の形態２＞
次に図３を参照して、本発明の他の実施の形態を説明する。図３はこの場合のロータリコンプレッサ２の概略断面図を示す。ロータリコンプレッサ２は、上記ロータリコンプレッサ１と比較した場合、回転圧縮部１１８の替わりに回転圧縮部２１８を備える点が相違する。尚、図３において上記実施の形態１におけるロータリコンプレッサ１と同符号が付されているものは、同一又は同様の機能、効果を奏するものとする。

回転圧縮部２１８は、１段圧縮部１０Ａ及び２段圧縮部１０Ｂを備える。そして、各段圧縮部１０Ａ、１０Ｂは、上記実施の形態１におけるロータリコンプレッサ１の各段圧縮部１Ａ、１Ｂと比較すると、各段圧縮部１０Ａ、１０Ｂは、磁石１５１、１５３、１７５、１７６を有さず、替わりに各段にそれぞれ磁石１９０、１９１を備える。

磁石１９０、１９１は、例えば永久磁石により形成され、それぞれ第１及び第２のベーン１５０、１５２におけるローラ１４６、１４８側接触部付近に取付けられている。

図４を参照して、ロータリコンプレッサ２の動作について説明する。図４は、１段圧縮部１０Ａにおけるベーン１５０とローラ１４６とによる圧縮機構を説明するための模式図である。尚、２段圧縮部１０Ｂにおけるベーン１５２とローラ１４８とによる圧縮機構については、図４に示す１段圧縮部１０Ａと同様であるため説明を省略する。

図４において、ベーン１５０は磁石１９０の磁力により、ローラ１４６に引き寄せられ、これによりベーン１５０はローラ１４６に当接されられる。

尚、本実施の形態においては、ベーン１５０、１５２における磁石１９０、１９１によるローラ１４６、１４８への磁気吸引力を高めるために、ローラ１４６、１４８を磁性体により構成すること、及びシリンダ１３８、１４０の全部、又はベーン溝周辺の一部を非磁性体により構成することも有効である。

従って、本実施の形態におけるロータリコンプレッサ２では、磁石１９０とローラ１４６との間で発生する磁気引き付け力により、ベーン１５０をローラ１４６に当接させることができる。これにより、上記実施の形態１と同様に、シリンダ１３８の薄肉化が可能となり、ベーン１５０とローラ１４６との間の接触による機械損失、及びベーン溝１４９とベーン１５０との間の接触による機械損失の低減が可能となり、更には上記シリンダ１３８の薄肉化によるロータリコンプレッサ１の小型化が可能となる。

また、本実施の形態のロータリコンプレッサ２では、上記実施の形態１のロータリコンプレッサ１に比べて、使用する磁石の数が低減できるので、より低コストで本発明を実現可能である。

以上、各実施の形態により本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、種々の変更実施が可能である。例えば、各磁石１５１、１５３、１７５、１７６、１９０及び１９１には電磁石等も適用可能である。

本発明のロータリコンプレッサの一実施の形態を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態における圧縮機の圧縮機構を説明するための模式図である。 本発明のロータリコンプレッサの他の実施の形態を示す概略断面図である。 本発明の他の実施の形態における圧縮機の圧縮機構を説明するための模式図である。

符号の説明

１、２ ロータリコンプレッサ
１１２ 密閉容器
１１４ 電動要素
１１６ 回転軸
１１８ 回転圧縮部
１５１、１５３、１７５、１７６、１９０、１９１ 磁石
１３８、１４０ シリンダ
１４６、１４８ ローラ
１５０、１５２ ベーン
２０１、２０２、２０３、２０４ 貫通穴

Claims (5)

1. シリンダと、該シリンダ内に偏心回転自在に収納されたローラと、前記シリンダに設けられたベーン溝に往復移動可能に収納されたベーンと、を備えるロータリコンプレッサにおいて、
   前記ベーン溝内及び前記ベーンには磁石が設けられると共に、前記ベーン溝内の磁石と前記ベーンの磁石とは互いに反発するように配置されてなることを特徴とするロータリコンプレッサ。
2. シリンダと、該シリンダ内に偏心回転自在に収納されたローラと、前記シリンダに設けられたベーン溝に往復移動可能に収納されたベーンと、を備えるロータリコンプレッサにおいて、
   前記ベーンにおける前記ローラに当接する近傍には磁石が配置されてなることを特徴とするロータリコンプレッサ。
3. 前記ローラは磁性体を含むことを特徴とする請求項２に記載のロータリコンプレッサ。
4. 前記シリンダの全部又は前記ベーン溝周辺の一部が非磁性体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロータリコンプレッサ。
5. 前記磁石は永久磁石又は電磁石であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のロータリコンプレッサ。
   
   
   
   
   
   

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