JP2010101331A - Rotary compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress vibration accompanying fluctuation of load torque in one rotation. <P>SOLUTION: Annular cylinder chambers (C1, C2) of a cylinder (21) are partitioned by an annular piston (22) into an outer cylinder chamber (C1) and an inner cylinder chamber (C2). The cylinder (21) eccentrically rotates by drive of a motor (30) and each volume of the outer cylinder (C1) and the inner cylinder chamber (C2) changes. A volume ratio Vr of the inner cylinder chamber (C2) with respect to the outer cylinder chamber (C1) is set to about 0.7, and output torque of the motor (30) is changed according to fluctuation of the load torque in one rotation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、負荷トルクの変動に伴う振動対策に係るものである。     The present invention relates to a rotary compressor, and particularly relates to measures against vibration associated with fluctuations in load torque.

従来より、2つのシリンダ室を有する回転式圧縮機として、例えば特許文献1に開示されているように、環状ピストンの偏心回転運動に伴うシリンダ室の容積変化によって冷媒を圧縮する圧縮機がある。     Conventionally, as a rotary compressor having two cylinder chambers, for example, as disclosed in Patent Document 1, there is a compressor that compresses a refrigerant by a change in volume of a cylinder chamber accompanying an eccentric rotational movement of an annular piston.

上記特許文献1の圧縮機は、環状のシリンダ室を有するシリンダと、該シリンダ室に配置された環状ピストンとを備えている。上記シリンダは、互いに同心上に配置された外側シリンダと内側シリンダとで構成されている。つまり、この外側シリンダと内側シリンダとの間にシリンダ室が形成され、該シリンダ室が環状ピストンによって外側シリンダ室と内側シリンダ室とに区画されている。上記環状ピストンは、電動機の駆動により、外周面が外側シリンダの内周面と実質的に1点で接し、内周面が内側シリンダの外周面と実質的に1点で接しながら、シリンダ中心に対して偏心回転運動をするように構成されている。     The compressor disclosed in Patent Document 1 includes a cylinder having an annular cylinder chamber and an annular piston disposed in the cylinder chamber. The cylinder is composed of an outer cylinder and an inner cylinder arranged concentrically with each other. That is, a cylinder chamber is formed between the outer cylinder and the inner cylinder, and the cylinder chamber is partitioned into an outer cylinder chamber and an inner cylinder chamber by the annular piston. The annular piston is driven by an electric motor so that the outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder at one point and the inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the inner cylinder at one point. On the other hand, it is comprised so that eccentric rotation motion may be carried out.

上記環状ピストンの外側には外側ブレードが配置され、内側には外側ブレードの延長線上に内側ブレードが配置されている。上記外側ブレードは、外側シリンダに挿入されて環状ピストンの径方向内方に向かって付勢され、先端が環状ピストンの外周面に圧接している。上記内側ブレードは、内側シリンダに挿入されて環状ピストンの径方向外側に向かって付勢され、先端が環状ピストンの内周面に圧接している。上記外側ブレードおよび内側ブレードは、外側シリンダ室および内側シリンダ室をそれぞれ高圧室と低圧室とに区画している。そして、上記圧縮機は、環状ピストンの偏心回転運動に伴って、各シリンダ室の低圧室で流体の吸入が行われ、高圧室で流体の圧縮が行われる。     An outer blade is disposed outside the annular piston, and an inner blade is disposed on an extension line of the outer blade on the inner side. The outer blade is inserted into the outer cylinder and is urged inward in the radial direction of the annular piston, and its tip is in pressure contact with the outer peripheral surface of the annular piston. The inner blade is inserted into the inner cylinder and biased toward the radially outer side of the annular piston, and the tip thereof is in pressure contact with the inner peripheral surface of the annular piston. The outer blade and the inner blade divide the outer cylinder chamber and the inner cylinder chamber into a high pressure chamber and a low pressure chamber, respectively. In the compressor, in accordance with the eccentric rotational movement of the annular piston, the fluid is sucked in the low pressure chambers of the cylinder chambers, and the fluid is compressed in the high pressure chambers.

特開平6−288358号公報JP-A-6-288358

しかしながら、上述した特許文献1の圧縮機では、1回転における駆動軸の負荷トルクが変動するため、その負荷トルクの変動に伴って駆動軸およびその駆動軸を駆動する電動機の回転子の回転速度が変動し、電動機の固定子が固定されるケーシングの接線方向の振動が発生するという問題があった。そして、最悪の場合、ケーシングに接続された配管が折損するという問題があった。     However, since the load torque of the drive shaft in one rotation fluctuates in the compressor of Patent Document 1 described above, the rotation speed of the drive shaft and the rotor of the electric motor that drives the drive shaft varies with the load torque variation. There is a problem that the vibration in the tangential direction of the casing that fluctuates and the stator of the electric motor is fixed occurs. In the worst case, the pipe connected to the casing is broken.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、2つのシリンダ室を有するシリンダとピストンとが相対的に偏心回転する回転式圧縮機において、1回転の負荷トルク変動に伴う振動の発生を抑制することである。     The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a load of one rotation in a rotary compressor in which a cylinder having two cylinder chambers and a piston rotate relatively eccentrically. This is to suppress the occurrence of vibrations associated with torque fluctuations.

第1の発明は、2つのシリンダ室(C1,C2,82a,82b)を有するシリンダ(21,81a,81b)と、ピストン(22,87a,87b)とを有する圧縮機構(20,80)と、上記シリンダ(21,81a,81b)とピストン(22,87a,87b)とを相対的に偏心回転させて、上記各シリンダ室(C1,C2,82a,82b)の容積を変化させる電動機(30,65)とを備えている。さらに、本発明は、1回転中の上記圧縮機構(20)の負荷トルクの変動に応じて上記電動機(30,65)の出力トルクを変更するトルク制御手段(50)を備えているものである。     The first invention is a compression mechanism (20, 80) having a cylinder (21, 81a, 81b) having two cylinder chambers (C1, C2, 82a, 82b) and a piston (22, 87a, 87b). The motors (30, 81a, 81b) and the pistons (22, 87a, 87b) are relatively eccentrically rotated to change the volumes of the cylinder chambers (C1, C2, 82a, 82b). , 65). Furthermore, the present invention includes torque control means (50) for changing the output torque of the electric motor (30, 65) in accordance with the fluctuation of the load torque of the compression mechanism (20) during one rotation. .

上記の発明では、電動機(30,65)の駆動によってシリンダ(21,81a,81b)とピストン(22,87a,87b)とが相対的に偏心回転運動をするのに伴い、2つのシリンダ室(C1,C2,82a,82b)のそれぞれの容積が変化する。そして、各シリンダ室(C1,C2,82a,82b)において、低圧室(吸入室)の容積が増大するのに伴って流体が吸入されると同時に、高圧室(圧縮室)の容積が減少するのに伴って該高圧室の流体が圧縮される。     In the above invention, as the cylinder (21, 81a, 81b) and the piston (22, 87a, 87b) are relatively eccentrically rotated by the drive of the electric motor (30, 65), the two cylinder chambers ( Each volume of C1, C2, 82a, 82b) changes. In each cylinder chamber (C1, C2, 82a, 82b), as the volume of the low pressure chamber (suction chamber) increases, the fluid is sucked and at the same time the volume of the high pressure chamber (compression chamber) decreases. As a result, the fluid in the high pressure chamber is compressed.

上記圧縮機構(20,80)の1回転において、回転角度に応じて電動機(30,65)の負荷トルクが変動する。つまり、各シリンダ室(C1,C2,82a,82b)において、概ね圧縮流体の吐出開始の直前直後で負荷トルクが最も大きくなる。したがって、この状態では、電動機(30,65)の出力トルクが固定されているので、シリンダ(21,81a,81b)またはピストン(22,87a,87b)の回転速度が変動する。つまり、負荷トルクが大きくなると、回転速度が遅くなり、負荷トルクが小さくなると、回転速度が早くなる。この回転速度の変動により、圧縮機のケーシングの接線方向の振動が発生してしまう。     In one rotation of the compression mechanism (20, 80), the load torque of the electric motor (30, 65) varies according to the rotation angle. That is, in each cylinder chamber (C1, C2, 82a, 82b), the load torque becomes the largest immediately before and after the start of the discharge of the compressed fluid. Therefore, in this state, since the output torque of the electric motor (30, 65) is fixed, the rotational speed of the cylinder (21, 81a, 81b) or the piston (22, 87a, 87b) varies. That is, when the load torque increases, the rotation speed decreases, and when the load torque decreases, the rotation speed increases. This fluctuation in the rotational speed causes tangential vibration of the compressor casing.

ところが、本発明では、トルク制御手段(50)により、電動機(30,65)の出力トルクが1回転における負荷トルクの変動に応じて変更される。具体的に、電動機(30,65)の出力トルクは、負荷トルクが小さくなるに従って減少し、負荷トルクが大きくなるに従って増大するように変更される。つまり、電動機(30,65)の出力トルクが負荷トルクに見合う値となるようにトルク制御される。これにより、シリンダ(21,81a,81b)またはピストン(22,87a,87b)の回転速度がほぼ一定となり、圧縮機の振動の発生が抑制される。     However, in the present invention, the torque control means (50) changes the output torque of the electric motor (30, 65) in accordance with the fluctuation of the load torque in one rotation. Specifically, the output torque of the electric motor (30, 65) is changed so as to decrease as the load torque decreases and increase as the load torque increases. That is, torque control is performed so that the output torque of the electric motor (30, 65) becomes a value commensurate with the load torque. Thereby, the rotational speed of the cylinder (21, 81a, 81b) or the piston (22, 87a, 87b) becomes substantially constant, and the occurrence of vibration of the compressor is suppressed.

第2の発明は、上記第1の発明において、上記シリンダ(21)が、環状のシリンダ室(C1,C2)を有している。一方、上記ピストン(22)は、上記環状のシリンダ室(C1,C2)に収納され、該シリンダ室(C1,C2)を外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の2つのシリンダ室に区画する環状ピストン(22)である。     In a second aspect based on the first aspect, the cylinder (21) has an annular cylinder chamber (C1, C2). On the other hand, the piston (22) is housed in the annular cylinder chamber (C1, C2), and the cylinder chamber (C1, C2) is divided into two cylinder chambers, an outer cylinder chamber (C1) and an inner cylinder chamber (C2). An annular piston (22) that divides into two.

上記の発明では、電動機(30)の駆動によってシリンダ(21)と環状ピストン(22(52))とが相対的に偏心回転運動をするのに伴い、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)のそれぞれの容積が変化する。そして、各シリンダ室(C1,C2)において、低圧室(吸入室)の容積が増大するのに伴って流体が吸入されると同時に、高圧室(圧縮室)の容積が減少するのに伴って該高圧室の流体が圧縮される。     In the above invention, as the cylinder (21) and the annular piston (22 (52)) are relatively eccentrically rotated by driving the electric motor (30), the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber ( Each volume of C2) changes. In each cylinder chamber (C1, C2), as the volume of the low pressure chamber (suction chamber) increases, the fluid is sucked, and at the same time, the volume of the high pressure chamber (compression chamber) decreases. The fluid in the high pressure chamber is compressed.

この場合も、圧縮機構(20)の1回転において、回転角度に応じて電動機(30)の負荷トルクが変動し、シリンダ(21)または環状ピストン(22)の回転速度が変動する。これにより、圧縮機のケーシングの接線方向の振動が発生してしまう。ところが、本発明では、トルク制御手段(50)により、電動機(30)の出力トルクが1回転における負荷トルクの変動に応じて変更される。したがって、シリンダ(21)または環状ピストン(22)の回転速度がほぼ一定となり、圧縮機の振動の発生が抑制される。     Also in this case, in one rotation of the compression mechanism (20), the load torque of the electric motor (30) varies according to the rotation angle, and the rotational speed of the cylinder (21) or the annular piston (22) varies. Thereby, the vibration of the tangent direction of the casing of a compressor will generate | occur | produce. However, in the present invention, the torque control means (50) changes the output torque of the electric motor (30) in accordance with the fluctuation of the load torque in one rotation. Therefore, the rotational speed of the cylinder (21) or the annular piston (22) becomes substantially constant, and the occurrence of vibration of the compressor is suppressed.

第3の発明は、上記第2の発明において、上記外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比が0.6から1.0となるものである。     According to a third aspect, in the second aspect, the volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is 0.6 to 1.0.

上記の発明では、外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比が0.6から1.0に設定されるため、1回転における負荷トルクの変動幅が小さくなる。つまり、図5に示すように、外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比Vrが小さくなるに従って負荷トルクの変動幅(変動量)が大きくなる。特に、容積比Vr=0.6程度以下になると、負荷トルクの変動幅が極端に大きくなる。     In the above invention, since the volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is set from 0.6 to 1.0, the fluctuation range of the load torque in one rotation is reduced. That is, as shown in FIG. 5, the variation range (variation amount) of the load torque increases as the volume ratio Vr of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) decreases. In particular, when the volume ratio Vr is about 0.6 or less, the fluctuation range of the load torque becomes extremely large.

ところで、電動機(30)のトルク制御は、電動機(30)への入力電流や入力電圧等を調節することによって電動機(30)の出力トルクを変更させる。例えば、負荷トルクが大きくなると、入力電流を増大させて電動機(30)の出力トルクを増大させ、負荷トルクが小さくなると、入力電流を減少させて電動機(30)の出力トルクを低下させる。ここで、一般に、電動機(30)は、入力電流や入力電圧がほぼ一定で駆動した方が運転効率が高くなる。つまり、入力電流等の変動量(制御量)が大きくなると、電動機(30)の運転効率が著しく低下する。     By the way, in the torque control of the electric motor (30), the output torque of the electric motor (30) is changed by adjusting the input current, the input voltage and the like to the electric motor (30). For example, when the load torque increases, the input current is increased to increase the output torque of the electric motor (30). When the load torque decreases, the input current is decreased to decrease the output torque of the electric motor (30). Here, in general, the motor (30) is driven more efficiently when the input current and the input voltage are substantially constant. That is, when the fluctuation amount (control amount) of the input current or the like increases, the operation efficiency of the electric motor (30) is significantly reduced.

しかしながら、本発明では、上述したように外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比Vrを所定範囲に規定することにより、1回転における負荷トルクの変動量が小さくなる。したがって、1回転において、電動機(30)の入力電流や入力電圧の変動量が小さくなる。これにより、電動機(30)の運転効率低下が抑制される。     However, in the present invention, as described above, by defining the volume ratio Vr of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) within a predetermined range, the variation amount of the load torque in one rotation is reduced. Therefore, in one rotation, the fluctuation amount of the input current and input voltage of the electric motor (30) is reduced. Thereby, the operating efficiency fall of an electric motor (30) is suppressed.

第4の発明は、上記第2または第3の発明において、上記電動機(30)がブラシレスDCモータである。     In a fourth aspect based on the second or third aspect, the electric motor (30) is a brushless DC motor.

上記の発明では、電動機(30)としてブラシレスDC(直流)モータが用いられるので、AC(交流)モータを用いる場合よりも、電動機(30)の運転効率が高くなる。特に、回転速度の変動が大きくなり易い低速回転時において、トルク制御を行う場合、ACモータでは効率低下が大きく、実質的に運転が不可能であるが、DCモータでは低速まで割と高い効率が維持される。     In the above invention, since a brushless DC (direct current) motor is used as the electric motor (30), the operating efficiency of the electric motor (30) is higher than when an AC (alternating current) motor is used. In particular, when torque control is performed during low-speed rotation, where fluctuations in the rotation speed tend to be large, the efficiency drop is large with an AC motor and the operation is practically impossible. Maintained.

第5の発明は、上記第2または第3の発明において、上記トルク制御手段(50)が、電動機(30)の入力電流、入力電圧または入力電流位相を変更して該電動機(30)の出力トルクを変更させるように構成されているものである。     According to a fifth invention, in the second or third invention, the torque control means (50) changes the input current, input voltage, or input current phase of the electric motor (30), and outputs the electric motor (30). It is comprised so that a torque may be changed.

上記の発明では、1回転において、負荷トルクが小さくなると、入力電流または入力電圧を減少させることで、電動機(30)の出力トルクが低下する。負荷トルクが大きくなると、入力電流または入力電圧を増大させることで、電動機(30)の出力トルクが増大する。これにより、電動機(30)の出力トルクが負荷トルクに見合う値に変更される。また、入力電流位相を調整する(進めたり遅らせたりする)ことにより、電動機(30)の出力トルクが増減し、負荷トルクに見合う値に変更される。この入力電流位相の調整によれば、特に、急激に変動する負荷トルクに対して電動機(30)の出力トルクの追従性が向上する。     In the above invention, when the load torque is reduced in one rotation, the output torque of the electric motor (30) is reduced by reducing the input current or the input voltage. When the load torque increases, the output torque of the electric motor (30) increases by increasing the input current or the input voltage. Thereby, the output torque of the electric motor (30) is changed to a value commensurate with the load torque. Further, by adjusting (advancing or delaying) the input current phase, the output torque of the electric motor (30) increases or decreases, and is changed to a value commensurate with the load torque. According to the adjustment of the input current phase, in particular, the followability of the output torque of the electric motor (30) is improved with respect to the load torque that varies rapidly.

第6の発明は、上記第2または第3の発明において、上記電動機(30)が、固定状態の環状ピストン(22)に対して回転するシリンダ(21)に連結されているものである。     According to a sixth invention, in the second or third invention, the electric motor (30) is connected to a cylinder (21) that rotates relative to a fixed annular piston (22).

上記の発明では、シリンダ(21)が可動側となり、環状ピストン(22)が固定側となる。つまり、シリンダ(21)が環状ピストン(22)に対して偏心回転し、トルク制御手段(50)によってシリンダ(21)の回転速度の変動が抑制される。その結果、シリンダ(21)の回転速度変動に起因する振動の発生が抑制される。     In the above invention, the cylinder (21) is the movable side, and the annular piston (22) is the fixed side. That is, the cylinder (21) rotates eccentrically with respect to the annular piston (22), and fluctuations in the rotational speed of the cylinder (21) are suppressed by the torque control means (50). As a result, the occurrence of vibration due to fluctuations in the rotational speed of the cylinder (21) is suppressed.

第7の発明は、上記第2または第3の発明において、上記電動機(30)が、固定状態のシリンダ(21)に対して回転する環状ピストン(22)に連結されているものである。     According to a seventh invention, in the second or third invention, the electric motor (30) is connected to an annular piston (22) that rotates relative to a cylinder (21) in a fixed state.

上記の発明では、シリンダ(21)が固定側となり、環状ピストン(52)が可動側となる。つまり、環状ピストン(22)がシリンダ(21)に対して偏心回転し、トルク制御手段(50)によって環状ピストン(22)の回転速度の変動が抑制される。その結果、環状ピストン(22)の回転速度変動に起因する振動の発生が抑制される。     In the above invention, the cylinder (21) is the fixed side, and the annular piston (52) is the movable side. That is, the annular piston (22) rotates eccentrically with respect to the cylinder (21), and the torque control means (50) suppresses fluctuations in the rotational speed of the annular piston (22). As a result, the occurrence of vibration due to the rotational speed fluctuation of the annular piston (22) is suppressed.

第8の発明は、上記第2の発明において、上記圧縮機構(20)が、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の一方を低段側とし他方を高段側として流体を二段圧縮するように構成されているものである。     In an eighth aspect based on the second aspect, the compression mechanism (20) is configured such that one of the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) is on the low stage side and the other is on the high stage side. It is configured to perform stage compression.

上記の発明では、先ず、外側シリンダ室(C1)に吸入された低圧の流体が圧縮されて中間圧の流体になる。この中間圧の流体は、内側シリンダ室(C2)に吸入される。この内側シリンダ室(C2)の中間圧の流体は、さらに圧縮されて高圧の流体になる。この一連の動作が圧縮機構(20)の1回転において行われ、回転角度に応じて電動機(30)の負荷トルクが変動する。この場合も、トルク制御手段(50)により、シリンダ(21)または環状ピストン(22)の回転速度がほぼ一定となり、圧縮機の振動の発生が抑制される。     In the above invention, first, the low-pressure fluid sucked into the outer cylinder chamber (C1) is compressed into an intermediate-pressure fluid. This intermediate pressure fluid is sucked into the inner cylinder chamber (C2). The intermediate pressure fluid in the inner cylinder chamber (C2) is further compressed into a high pressure fluid. This series of operations is performed in one rotation of the compression mechanism (20), and the load torque of the electric motor (30) varies according to the rotation angle. Also in this case, the torque control means (50) makes the rotation speed of the cylinder (21) or the annular piston (22) substantially constant, and the occurrence of vibrations of the compressor is suppressed.

第9の発明は、上記第8の発明において、上記外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比が0.6から0.8であるものである。     According to a ninth aspect, in the eighth aspect, the volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is 0.6 to 0.8.

上記の発明では、外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比が0.6から0.8に設定されるため、1回転における負荷トルクの変動幅が小さくなる。つまり、図13に示すように、外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比Vr=0.6および0.8の場合が容積比Vr=0.5(1.0)の場合に比べて負荷トルクの変動幅(変動量)は小さくなる。なお、容積比Vr=1.0の場合は、外側シリンダ室(C1)と内側シリンダ室(C2)の容積が同じであり、いわゆる単段圧縮の1シリンダ型のものになる。本発明は、この1シリンダ型圧縮機構よりも1回転における負荷トルクの変動幅が小さくなる。     In the above invention, since the volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is set from 0.6 to 0.8, the fluctuation range of the load torque in one rotation is reduced. That is, as shown in FIG. 13, when the volume ratio Vr = 0.6 and 0.8 of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1), the volume ratio Vr = 0.5 (1.0). Compared to the case, the fluctuation range (variation amount) of the load torque becomes smaller. When the volume ratio Vr = 1.0, the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) have the same volume, which is a so-called single-stage compression one-cylinder type. In the present invention, the fluctuation range of the load torque in one rotation is smaller than that of the one-cylinder compression mechanism.

第10の発明は、上記第1の発明において、上記シリンダ(81a,81b)が、共にシリンダ室(82a,82b)を有する低段側の第1シリンダ(81a)および高段側の第2シリンダ(81b)により構成されている。一方、上記ピストン(87a,87b)は、上記第1シリンダ(81a)のシリンダ室(82a)に収納される第1ロータリピストン(87a)と、上記第2シリンダ(81b)のシリンダ室(82b)に収納される第2ロータリピストン(87b)とにより構成されている。さらに、上記圧縮機構(80)は、上記電動機(65)によって上記両ロータリピストン(87a,87b)が偏心回転することにより、上記両シリンダ(81a,81b)の間で流体を二段圧縮するように構成されているものである。     According to a tenth aspect, in the first aspect, the cylinder (81a, 81b) includes a low-stage first cylinder (81a) and a high-stage second cylinder, both of which have cylinder chambers (82a, 82b). (81b). Meanwhile, the piston (87a, 87b) includes a first rotary piston (87a) housed in a cylinder chamber (82a) of the first cylinder (81a) and a cylinder chamber (82b) of the second cylinder (81b). And a second rotary piston (87b) housed in the housing. Further, the compression mechanism (80) compresses the fluid in two stages between the cylinders (81a, 81b) by the eccentric rotation of the rotary pistons (87a, 87b) by the electric motor (65). It is composed of.

上記の発明では、圧縮機構(80)がいわゆる2シリンダ式のロータリ型圧縮機構を構成している。この圧縮機構(80)では、電動機(65)の駆動によって各ロータリピストン(87a,87b)が偏心回転運動をする。このロータリピストン(87a,87b)の偏心回転により、各シリンダ室(82a,82b)の容積が変化し、両シリンダ(81a,81b)の間で流体が二段圧縮される。具体的に、先ず、第1シリンダ(81a)のシリンダ室(82a)に吸入された低圧の流体が圧縮されて中間圧の流体になる。この中間圧の流体は、第2シリンダ室(82b)のシリンダ室(82b)に吸入される。このシリンダ室(82b)の中間圧の流体は、さらに圧縮されて高圧の流体になる。この一連の動作が圧縮機構(20)の1回転において行われ、回転角度に応じて電動機(30)の負荷トルクが変動する。この場合も、トルク制御手段(50)により、各ロータリピストン(87a,87b)の回転速度がほぼ一定となり、圧縮機の振動の発生が抑制される。     In the above invention, the compression mechanism (80) constitutes a so-called two-cylinder rotary compression mechanism. In the compression mechanism (80), the rotary pistons (87a, 87b) are eccentrically rotated by driving the electric motor (65). Due to the eccentric rotation of the rotary piston (87a, 87b), the volume of each cylinder chamber (82a, 82b) changes, and the fluid is compressed in two stages between both cylinders (81a, 81b). Specifically, first, the low-pressure fluid sucked into the cylinder chamber (82a) of the first cylinder (81a) is compressed into an intermediate-pressure fluid. This intermediate pressure fluid is sucked into the cylinder chamber (82b) of the second cylinder chamber (82b). The intermediate pressure fluid in the cylinder chamber (82b) is further compressed into a high pressure fluid. This series of operations is performed in one rotation of the compression mechanism (20), and the load torque of the electric motor (30) varies according to the rotation angle. Also in this case, the rotational speed of each rotary piston (87a, 87b) becomes substantially constant by the torque control means (50), and the occurrence of vibration of the compressor is suppressed.

第11の発明は、上記第10の発明において、上記第1シリンダ(81a)のシリンダ室(82a)に対する第2シリンダ(81b)のシリンダ室(82b)の容積比が0.6から0.8であるものである。     In an eleventh aspect based on the tenth aspect, the volume ratio of the cylinder chamber (82b) of the second cylinder (81b) to the cylinder chamber (82a) of the first cylinder (81a) is 0.6 to 0.8. It is what is.

上記の発明では、第1シリンダ(81a)のシリンダ室(82a)に対する第2シリンダ(81b)のシリンダ室(82b)の容積比が0.6から0.8に設定されるため、1回転における負荷トルクの変動幅が小さくなる。つまり、図13に示すように、外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比Vr=0.6および0.8の場合が容積比Vr=0.5(1.0)の場合に比べて負荷トルクの変動幅(変動量)は小さくなる。。     In the above invention, the volume ratio of the cylinder chamber (82b) of the second cylinder (81b) to the cylinder chamber (82a) of the first cylinder (81a) is set from 0.6 to 0.8. The fluctuation range of the load torque is reduced. That is, as shown in FIG. 13, when the volume ratio Vr = 0.6 and 0.8 of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1), the volume ratio Vr = 0.5 (1.0). Compared to the case, the fluctuation range (variation amount) of the load torque becomes smaller. .

第12の発明は、上記第10または第11の発明において、上記圧縮機構(80)は、第1シリンダ(81a)のロータリピストン(87a)の回転位相と第2シリンダ(81b)のロータリピストン(87b)の回転位相とが180°ずれるように構成されているものである。     In a twelfth aspect based on the tenth or eleventh aspect, the compression mechanism (80) is configured such that the rotational phase of the rotary piston (87a) of the first cylinder (81a) and the rotary piston of the second cylinder (81b) ( The rotational phase of 87b) is configured to be shifted by 180 °.

上記の発明では、第1シリンダ(81a)において、ロータリピストン(87a)の回転によってシリンダ室(82a)の容積が減少すると、中間圧まで圧縮された流体が吐出される。そのほぼ同じタイミングで、第2シリンダ(81b)では、ロータリピストン(87b)の回転によってシリンダ室(82b)の容積が増大して第1シリンダ(81a)から吐出された中間圧の流体が吸入される。この吸入された中間圧流体は、第2シリンダ(81b)のシリンダ室(82b)の容積減少によってさらに圧縮されて吐出される。     In the above invention, when the volume of the cylinder chamber (82a) decreases in the first cylinder (81a) due to the rotation of the rotary piston (87a), the fluid compressed to the intermediate pressure is discharged. At approximately the same timing, in the second cylinder (81b), the volume of the cylinder chamber (82b) is increased by the rotation of the rotary piston (87b), and the intermediate pressure fluid discharged from the first cylinder (81a) is sucked. The The sucked intermediate pressure fluid is further compressed and discharged by the volume reduction of the cylinder chamber (82b) of the second cylinder (81b).

したがって、本発明によれば、1回転中の圧縮機構(20,80)の負荷トルクの変動に応じて電動機(30,65)の出力トルクを変更するようにしたので、シリンダ(21,81a,81b)またはピストン(22,87a,87b)の回転速度変動を緩和させることができる。したがって、回転速度変動に起因する圧縮機の振動の発生を抑制することができる。     Therefore, according to the present invention, since the output torque of the electric motor (30, 65) is changed in accordance with the fluctuation of the load torque of the compression mechanism (20, 80) during one rotation, the cylinder (21, 81a, 81b) or fluctuations in the rotational speed of the piston (22, 87a, 87b) can be mitigated. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the compressor vibration due to the rotational speed fluctuation.

また、第3の発明によれば、外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比を所定範囲(0.6から1.0)に規定するようにしたので、1回転における負荷トルクの変動量を小さくすることができる。これにより、電動機(30)の出力トルクの変更量を小さくすることができ、電動機(30)の効率低下を抑えることができる。この結果、圧縮機の運転の省エネ化を図ることができる。     Further, according to the third invention, the volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is regulated within a predetermined range (0.6 to 1.0). The amount of torque fluctuation can be reduced. Thereby, the change amount of the output torque of an electric motor (30) can be made small, and the efficiency fall of an electric motor (30) can be suppressed. As a result, energy saving in the operation of the compressor can be achieved.

また、第4の発明によれば、電動機(30)にブラシレスDCモータを用いるようにしたので、ACモータを用いる場合に比べて、電動機(30)の効率を高めることができる。したがって、圧縮機の省エネ運転を一層図ることができる。     According to the fourth aspect of the invention, since the brushless DC motor is used for the electric motor (30), the efficiency of the electric motor (30) can be increased as compared with the case where an AC motor is used. Therefore, the energy saving operation of the compressor can be further promoted.

また、第9または第11の発明によれば、2シリンダ式の二段圧縮機構においても、低段側のシリンダ室(C1,82a)に対する高段側のシリンダ室(C2,82b)の容積比を所定範囲(0.6から0.8)に規定するようにした。したがって、1回転における負荷トルクの変動量を小さくすることができ、電動機(30,65)の効率低下を抑えることができる。     According to the ninth or eleventh invention, in the two-cylinder two-stage compression mechanism, the volume ratio of the high-stage cylinder chamber (C2, 82b) to the low-stage cylinder chamber (C1, 82b) Is defined within a predetermined range (0.6 to 0.8). Therefore, the amount of fluctuation of the load torque in one rotation can be reduced, and a decrease in the efficiency of the electric motor (30, 65) can be suppressed.

実施形態1に係る圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the compressor which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る圧縮機構を示す横断面図である。3 is a cross-sectional view showing a compression mechanism according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る圧縮機構の動作を回転角90°毎に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows operation | movement of the compression mechanism which concerns on Embodiment 1 for every rotation angle of 90 degrees. 1回転における圧縮トルクの変動状態を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation | variation state of the compression torque in 1 rotation. 容積比Vrに対する圧縮トルクの変動状態を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation state of the compression torque with respect to the volume ratio Vr. 容積比Vrに対するトルク変動比、振動比およびモータ効率低下量を示すグラフである。It is a graph which shows torque fluctuation ratio with respect to volume ratio Vr, vibration ratio, and motor efficiency fall amount. 実施形態2に係る圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the compressor which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る圧縮機構を示す横断面図である。6 is a cross-sectional view showing a compression mechanism according to Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る圧縮機構の動作を回転角90°毎に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows operation | movement of the compression mechanism which concerns on Embodiment 2 for every rotation angle of 90 degrees. 実施形態3に係る圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the compressor which concerns on Embodiment 3. 実施形態3に係る圧縮機構を示す横断面図である。FIG. 6 is a transverse sectional view showing a compression mechanism according to a third embodiment. 運転圧力比と圧縮効率との関係を容積比Vrに基づいて示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an operating pressure ratio and compression efficiency based on the volume ratio Vr. 容積比Vrに対する圧縮トルクの変動状態を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation state of the compression torque with respect to the volume ratio Vr. 容積比Vrに対するトルク変動比を示すグラフである。It is a graph which shows the torque fluctuation ratio with respect to the volume ratio Vr. 実施形態4に係る圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the compressor which concerns on Embodiment 4. 実施形態4に係る圧縮機構を示す横断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a compression mechanism according to Embodiment 4. FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.

《発明の実施形態1》
本実施形態1は、図1に示すように、回転式圧縮機である。この圧縮機(1)は、ケーシング(10)内に、圧縮機構(20)と該圧縮機構(20)を駆動する電動機(30)とが収納され、全密閉型に構成されている。上記圧縮機(1)は、例えば、空気調和装置(エアコン)の冷媒回路において、蒸発器から吸入した冷媒を圧縮して凝縮器へ吐出するために用いられる。
Embodiment 1 of the Invention
The first embodiment is a rotary compressor as shown in FIG. In the compressor (1), a compression mechanism (20) and an electric motor (30) for driving the compression mechanism (20) are housed in a casing (10), and the compressor (1) is configured as a completely sealed type. The compressor (1) is used, for example, in a refrigerant circuit of an air conditioner (air conditioner) to compress the refrigerant sucked from the evaporator and discharge it to the condenser.

上記ケーシング(10)は、円筒状の胴部(11)と、該胴部(11)の上端部および下端部にそれぞれ固定された上部鏡板(12)および下部鏡板(13)とから構成されている。上記上部鏡板(12)には、吸入管(14)が貫通して設けられ、上記胴部(11)には、吐出管(15)が貫通して設けられている。     The casing (10) includes a cylindrical barrel (11), and an upper end plate (12) and a lower end plate (13) fixed to the upper end and the lower end of the barrel (11), respectively. Yes. The upper end plate (12) is provided with a suction pipe (14) extending therethrough, and the body (11) is provided with a discharge pipe (15) extending therethrough.

上記圧縮機構(20)は、ケーシング(10)に固定された上部ハウジング(16)および下部ハウジング(17)と、シリンダ(21)とを備えている。上記シリンダ(21)は、環状のシリンダ室(C1,C2)を有し、上記上部ハウジング(16)と下部ハウジング(17)との間に設けられている。上記上部ハウジング(16)は、シリンダ室(C1,C2)内に配置される環状ピストン(22)を一体に有している。そして、上記シリンダ(21)が環状ピストン(22)に対して偏心回転するように構成されている。つまり、本実施形態では、シリンダ(21)が可動側で環状ピストン(22)が固定側となり、このシリンダ(21)と環状ピストン(22)とが相対的に偏心回転運動をするように構成されている。     The compression mechanism (20) includes an upper housing (16) and a lower housing (17) fixed to the casing (10), and a cylinder (21). The cylinder (21) has an annular cylinder chamber (C1, C2) and is provided between the upper housing (16) and the lower housing (17). The upper housing (16) integrally has an annular piston (22) disposed in the cylinder chamber (C1, C2). The cylinder (21) is configured to rotate eccentrically with respect to the annular piston (22). In other words, in this embodiment, the cylinder (21) is movable and the annular piston (22) is fixed, and the cylinder (21) and the annular piston (22) are relatively eccentrically rotated. ing.

上記電動機(30)は、ステータ(31)とロータ(32)とを備えたブラシレスDC(直流)モータである。上記ステータ(31)は、圧縮機構(20)の下方に配置され、ケーシング(10)の胴部(11)に固定されている。上記ロータ(32)には、該ロータ(32)と共に回転する駆動軸(33)が連結されている。この駆動軸(33)は、圧縮機構(20)を上下方向に貫通し、シリンダ室(C1,C2)内に位置する部分に偏心部(33a)が形成されている。この偏心部(33a)は、他の部分よりも大径に形成され、駆動軸(33)の軸心から所定量だけ偏心している。     The electric motor (30) is a brushless DC (direct current) motor including a stator (31) and a rotor (32). The stator (31) is disposed below the compression mechanism (20), and is fixed to the body (11) of the casing (10). The rotor (32) is connected to a drive shaft (33) that rotates together with the rotor (32). The drive shaft (33) penetrates the compression mechanism (20) in the vertical direction, and an eccentric portion (33a) is formed at a portion located in the cylinder chamber (C1, C2). The eccentric portion (33a) is formed to have a larger diameter than the other portions, and is eccentric from the axis of the drive shaft (33) by a predetermined amount.

上記駆動軸(33)の内部には、軸方向にのびる給油路(図示省略)が設けられている。また、上記駆動軸(33)の下端部には、給油ポンプ(34)が設けられている。この給油ポンプ(34)は、ケーシング(10)内の底部に貯まる潤滑油を汲み上げ、駆動軸(33)の給油路を通じて圧縮機構(20)の摺動部へ供給するように構成されている。     An oil supply path (not shown) extending in the axial direction is provided inside the drive shaft (33). An oil supply pump (34) is provided at the lower end of the drive shaft (33). The oil pump (34) is configured to pump up the lubricating oil stored in the bottom of the casing (10) and supply it to the sliding portion of the compression mechanism (20) through the oil supply passage of the drive shaft (33).

上記シリンダ(21)は、外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)を備えている。上記外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)は、互いに同軸の円環状に形成され、端部が鏡板(26)で連結されることによって一体に形成されている。そして、上記環状のシリンダ室(C1,C2)が外側シリンダ部(24)の内周面と内側シリンダ部(25)の外周面との間に形成されている。また、上記内側シリンダ部(25)の内側には、駆動軸(33)の偏心部(33a)が摺動自在に嵌合している。なお、上記シリンダ(21)は、鋳鋼材やアルミ合金等により形成されている。     The cylinder (21) includes an outer cylinder part (24) and an inner cylinder part (25). The outer cylinder portion (24) and the inner cylinder portion (25) are formed in an annular shape that is coaxial with each other, and are integrally formed by connecting end portions with a mirror plate (26). The annular cylinder chamber (C1, C2) is formed between the inner peripheral surface of the outer cylinder portion (24) and the outer peripheral surface of the inner cylinder portion (25). The eccentric portion (33a) of the drive shaft (33) is slidably fitted inside the inner cylinder portion (25). The cylinder (21) is made of cast steel, aluminum alloy or the like.

上記上部ハウジング(16)および下部ハウジング(17)には、それぞれ駆動軸(33)を回転自在に支持するための軸受け部(16a,17a)が形成されている。このように、本実施形態の圧縮機(1)は、駆動軸(33)がシリンダ室(C1,C2)を上下方向に貫通し、偏心部(33a)の軸方向両側部分が軸受け部(16a,17a)を介してケーシング(10)に保持される貫通構造となっている。     The upper housing (16) and the lower housing (17) are respectively formed with bearing portions (16a, 17a) for rotatably supporting the drive shaft (33). As described above, in the compressor (1) of the present embodiment, the drive shaft (33) penetrates the cylinder chamber (C1, C2) in the vertical direction, and both axial portions of the eccentric portion (33a) have bearing portions (16a , 17a), and a penetrating structure held by the casing (10).

上記環状ピストン(22)は、外周面が外側シリンダ部(24)の内周面より小径に形成され、内周面が内側シリンダ部(25)の外周面より大径に形成されている。そして、上記環状ピストン(22)は、環状のシリンダ室(C1,C2)内に偏心して配置され、該シリンダ室(C1,C2)を外側シリンダ室(C1)と内側シリンダ室(C2)とに区画するように構成されている。つまり、上記外側シリンダ室(C1)が外側シリンダ部(24)の内周面と環状ピストン(22)の外周面との間に形成され、上記内側シリンダ室(C2)が環状ピストン(22)の内周面と内側シリンダ部(25)の外周面との間に形成されている。そして、上記シリンダ(21)の鏡板(26)が各シリンダ室(C1,C2)の一端を閉塞する第1閉塞部材を構成し、上部ハウジング(16)が各シリンダ室(C1,C2)の他端を閉塞する第2閉塞部材を構成している。     The annular piston (22) has an outer peripheral surface formed with a smaller diameter than an inner peripheral surface of the outer cylinder portion (24), and an inner peripheral surface formed with a larger diameter than the outer peripheral surface of the inner cylinder portion (25). The annular piston (22) is arranged eccentrically in the annular cylinder chamber (C1, C2), and the cylinder chamber (C1, C2) is divided into an outer cylinder chamber (C1) and an inner cylinder chamber (C2). It is configured to partition. That is, the outer cylinder chamber (C1) is formed between the inner peripheral surface of the outer cylinder portion (24) and the outer peripheral surface of the annular piston (22), and the inner cylinder chamber (C2) is formed in the annular piston (22). It is formed between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the inner cylinder part (25). The end plate (26) of the cylinder (21) constitutes a first closing member that closes one end of each cylinder chamber (C1, C2), and the upper housing (16) is arranged in addition to each cylinder chamber (C1, C2). The 2nd obstruction | occlusion member which obstruct | occludes an end is comprised.

上記環状ピストン(22)は、外周面が外側シリンダ部(24)の内周面と実質的に1点で接すると共に、その接点と位相が180°異なる位置で内周面が内側シリンダ部(25)の外周面と実質的に1点で接するように形成されている。     The annular piston (22) has an outer peripheral surface that is substantially in contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder portion (24) at one point, and the inner peripheral surface is positioned at an inner cylinder portion (25 ) Is substantially in contact with the outer peripheral surface at one point.

図2に示すように、上記圧縮機構(20)は、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)をそれぞれ圧縮室である高圧室(C1-Hp,C2-Hp)と吸入室である低圧室(C1-Lp,C2-Lp)とに区画するブレード(23)を備えている。このブレード(23)は、環状ピストン(22)を貫通してシリンダ室(C1,C2)の径方向に延びる長方形板状に形成され、両端が外側シリンダ部(24)の内周面と内側シリンダ部(25)の外周面とに固定されている。     As shown in FIG. 2, the compression mechanism (20) includes a high-pressure chamber (C1-Hp, C2-Hp) and a suction chamber, which are compression chambers for the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2), respectively. It has a blade (23) that divides into a low-pressure chamber (C1-Lp, C2-Lp). The blade (23) is formed in a rectangular plate shape that penetrates the annular piston (22) and extends in the radial direction of the cylinder chamber (C1, C2), and both ends are formed on the inner peripheral surface of the outer cylinder portion (24) and the inner cylinder. It is being fixed to the outer peripheral surface of a part (25).

上記環状ピストン(22)は、ブレード(23)が貫通可能に一部分が分断されたC型に形成されている。この環状ピストン(22)の分断箇所には、揺動ブッシュ(27)が設けられている。この揺動ブッシュ(27)は、吐出側ブッシュ(27A)と吸入側ブッシュ(27B)とにより構成されている。上記吐出側ブッシュ(27A)および吸入側ブッシュ(27B)は、ブレード(23)に対して、それぞれ高圧室(C1-Hp,C2-Hp)側および低圧室(C1-Lp,C2-Lp)側に位置している。     The annular piston (22) is formed in a C-shape that is partly divided so that the blade (23) can pass therethrough. An oscillating bush (27) is provided at a portion where the annular piston (22) is divided. The swing bush (27) is composed of a discharge side bush (27A) and a suction side bush (27B). The discharge side bush (27A) and suction side bush (27B) are on the high pressure chamber (C1-Hp, C2-Hp) side and low pressure chamber (C1-Lp, C2-Lp) side, respectively, with respect to the blade (23). Is located.

上記吐出側ブッシュ(27A)および吸入側ブッシュ(27B)は、何れも断面形状が略半円形に形成され、平面同士が対向するように配置されている。つまり、この両ブッシュ(27A,27B)の対向面の間は、ブレード(23)が摺動するブレード溝(28)を構成している。上記揺動ブッシュ(27)は、ブレード(23)がブレード溝(28)を進退しながら、環状ピストン(22)に対してブレード(23)およびシリンダ(21)と一体的に揺動するように構成されている。なお、上記両ブッシュ(27A,27B)は、別体ではなく、一部で連結される一体構造に形成してもよい。     The discharge-side bush (27A) and the suction-side bush (27B) are both formed so that the cross-sectional shape is substantially semicircular and the planes face each other. That is, a blade groove (28) in which the blade (23) slides is formed between the opposing surfaces of both bushes (27A, 27B). The swing bush (27) is configured to swing integrally with the blade (23) and the cylinder (21) with respect to the annular piston (22) while the blade (23) advances and retreats in the blade groove (28). It is configured. In addition, you may form both said bush (27A, 27B) in the integral structure connected with a part instead of another body.

上記圧縮機構(20)では、駆動軸(33)の回転に伴い、環状ピストン(22)と外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)との各接点が図3における(A)図から(D)図へ順に移動する。つまり、上記圧縮機構(20)は、駆動軸(33)の回転により、外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)が自転することなく、駆動軸(33)の周りを公転運動するように構成されている。     In the compression mechanism (20), as the drive shaft (33) rotates, the contact points between the annular piston (22), the outer cylinder part (24) and the inner cylinder part (25) are shown in FIG. (D) Move sequentially to the figure. That is, the compression mechanism (20) revolves around the drive shaft (33) without rotation of the outer cylinder portion (24) and the inner cylinder portion (25) by the rotation of the drive shaft (33). It is configured.

上記上部ハウジング(16)には、吸入管(14)の下方に長穴状の吸入口(41)が形成されている。この吸入口(41)は、上部ハウジング(16)をその軸方向に貫通し、各シリンダ室(C1,C2)の低圧室(C1-Lp,C2-Lp)と上部ハウジング(16)の上方空間(低圧空間(S1))とを連通させている。また、上記外側シリンダ部(24)には、吸入空間(42)と外側シリンダ室(C1)の低圧室(C1-Lp)とを連通させる貫通孔(43)が形成されている。上記環状ピストン(22)には、外側シリンダ室(C1)の低圧室(C1-Lp)と内側シリンダ室(C2)の低圧室(C2-Lp)とを連通させる貫通孔(44)が形成されている。     The upper housing (16) is formed with a long hole-like suction port (41) below the suction pipe (14). This suction port (41) penetrates the upper housing (16) in the axial direction, and is located above the low pressure chambers (C1-Lp, C2-Lp) of each cylinder chamber (C1, C2) and the upper housing (16). (Low-pressure space (S1)). The outer cylinder part (24) is formed with a through hole (43) for communicating the suction space (42) and the low pressure chamber (C1-Lp) of the outer cylinder chamber (C1). The annular piston (22) has a through hole (44) for communicating the low pressure chamber (C1-Lp) of the outer cylinder chamber (C1) and the low pressure chamber (C2-Lp) of the inner cylinder chamber (C2). ing.

なお、上記環状ピストン(22)と外側シリンダ部(24)は、上記吸入口(41)に対応した箇所の上端部を図1に破線で示すように面取りし、くさび形状にするとよい。こうすると、低圧室(C1-Lp,C2-Lp)への冷媒の吸入を効率よく行うことができる。     The annular piston (22) and the outer cylinder portion (24) are preferably chamfered by chamfering the upper end portion of the portion corresponding to the suction port (41) as shown by a broken line in FIG. In this way, the refrigerant can be efficiently sucked into the low pressure chambers (C1-Lp, C2-Lp).

上記ハウジング(16)には、2つの吐出口(45)が形成されている。この各吐出口(45)は、上部ハウジング(16)をその軸方向に貫通している。この各吐出口(45)の下端は、各シリンダ室(C1,C2)の高圧室(C1-Hp,C2-Hp)に臨むように開口している。一方、この各吐出口(45)の上端は、該吐出口(45)を開閉する吐出弁(46)を介して吐出空間(47)に連通している。     Two discharge ports (45) are formed in the housing (16). Each discharge port (45) penetrates the upper housing (16) in the axial direction. The lower ends of the discharge ports (45) are opened to face the high pressure chambers (C1-Hp, C2-Hp) of the cylinder chambers (C1, C2). On the other hand, the upper end of each discharge port (45) communicates with the discharge space (47) via a discharge valve (46) that opens and closes the discharge port (45).

この吐出空間(47)は、上部ハウジング(16)とカバープレート(18)との間に形成されている。そして、上記上部ハウジング(16)および下部ハウジング(17)には、吐出空間(47)から下部ハウジング(17)の下方空間(高圧空間(S2))に連通する吐出通路(47a)が形成されている。     The discharge space (47) is formed between the upper housing (16) and the cover plate (18). The upper housing (16) and the lower housing (17) are formed with a discharge passage (47a) communicating from the discharge space (47) to the lower space (high pressure space (S2)) of the lower housing (17). Yes.

一方、上記下部ハウジング(17)には、シールリング(29)が設けられている。このシールリング(29)は、下部ハウジング(17)の環状溝(17b)に装填され、シリンダ(21)の鏡板(26)の下面に圧接している。また、上記シリンダ(21)と下部ハウジング(17)との接触面には、シールリング(29)の径方向内側部分に高圧の潤滑油が導入されるようになっている。これにより、シールリング(29)は、潤滑油の圧力を利用して環状ピストン(22)の下端面とシリンダ(21)の鏡板(26)との間の軸方向隙間を縮小するコンプライアンス機構を構成している。     On the other hand, the lower housing (17) is provided with a seal ring (29). The seal ring (29) is loaded in the annular groove (17b) of the lower housing (17) and is in pressure contact with the lower surface of the end plate (26) of the cylinder (21). Further, high pressure lubricating oil is introduced into the contact surface between the cylinder (21) and the lower housing (17) in the radially inner portion of the seal ring (29). As a result, the seal ring (29) forms a compliance mechanism that reduces the axial clearance between the lower end surface of the annular piston (22) and the end plate (26) of the cylinder (21) using the pressure of the lubricating oil. is doing.

ところで、本実施形態では、外側シリンダ室(C1)の容積Voutが内側シリンダ室(C2)の容積Vinより大きくなっている。具体的に、上記内側シリンダ室(C2)の外側シリンダ室(C1)に対する容積比Vr(Vin/Vout)が0.7程度に設定されている。なお、この容積比Vrは、0.6から1.0の間の値で設定するのが望ましい。     By the way, in this embodiment, the volume Vout of the outer cylinder chamber (C1) is larger than the volume Vin of the inner cylinder chamber (C2). Specifically, the volume ratio Vr (Vin / Vout) of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is set to about 0.7. The volume ratio Vr is preferably set to a value between 0.6 and 1.0.

また、上記圧縮機(21)は、電動機(30)の出力トルクを制御するトルク制御手段であるコントローラ(50)を備えている。     The compressor (21) includes a controller (50) that is a torque control means for controlling the output torque of the electric motor (30).

上記コントローラ(50)は、圧縮機構(20)の1回転中の負荷トルクの変動に応じて電動機(30)の出力トルクを変化させるように構成されている。このコントローラ(50)は、ロータ(32)の回転角度が入力され、そのロータ(32)の回転角度に応じて予め設定された値の電流を電動機(30)へ供給する。つまり、コントローラ(50)は、電動機(30)の入力電流を制御することで、その電動機(30)の出力トルクを変化させる。なお、上記ロータ(32)の回転角度は、駆動軸(33)の回転角度と同じである。上記ロータ(32)の回転角度は、例えば、回転センサによる検出値や、電動機(30)の誘起電圧または電流から算出される値が用いられる。     The controller (50) is configured to change the output torque of the electric motor (30) in accordance with the fluctuation of the load torque during one rotation of the compression mechanism (20). The controller (50) receives the rotation angle of the rotor (32) and supplies a current having a value set in advance according to the rotation angle of the rotor (32) to the electric motor (30). That is, the controller (50) changes the output torque of the electric motor (30) by controlling the input current of the electric motor (30). The rotation angle of the rotor (32) is the same as the rotation angle of the drive shaft (33). As the rotation angle of the rotor (32), for example, a value calculated from a value detected by a rotation sensor or an induced voltage or current of the electric motor (30) is used.

具体的に、負荷トルクが大きい回転角度では入力電流を増やし、負荷トルクの小さい回転角度では入力電流を減らす。電動機(30)の出力トルクは、入力電流に比例するので、その入力電流を増減させれば、それに伴って電動機(30)の出力トルクが増減する。これにより、電動機(30)の出力トルクが負荷トルクに見合う値となるので、1回転中における駆動軸(33)の回転速度の変動が抑制され、振動の発生が抑制される。     Specifically, the input current is increased at a rotation angle with a large load torque, and the input current is decreased at a rotation angle with a small load torque. Since the output torque of the electric motor (30) is proportional to the input current, if the input current is increased or decreased, the output torque of the electric motor (30) increases or decreases accordingly. Thereby, since the output torque of the electric motor (30) becomes a value commensurate with the load torque, the fluctuation of the rotational speed of the drive shaft (33) during one rotation is suppressed, and the occurrence of vibration is suppressed.

また、本発明は、入力電流に代えて、入力電圧または入力電流位相をロータ(32)の回転角度に応じて制御し、電動機(30)の出力トルクを変化させるようにしてもよい。例えば、負荷トルクが大きい回転角度では入力電圧を増やし、負荷トルクが小さい回転角度では入力電圧を減らす。これにより、電動機(30)の出力トルクが入力電圧に比例して増減し、負荷トルクに見合う値に変更される。また、入力電流位相を進めたり遅らせたりすることにより、電動機(30)の出力トルクが増減し、負荷トルクに見合う値に変更される。特に、入力電流位相の調整によれば、急激に変動する負荷トルクに対して電動機(30)の出力トルクの追従性が向上する。     In the present invention, the output voltage of the electric motor (30) may be changed by controlling the input voltage or the input current phase according to the rotation angle of the rotor (32) instead of the input current. For example, the input voltage is increased at a rotation angle with a large load torque, and the input voltage is decreased at a rotation angle with a small load torque. As a result, the output torque of the electric motor (30) increases or decreases in proportion to the input voltage, and is changed to a value commensurate with the load torque. Further, by advancing or delaying the input current phase, the output torque of the electric motor (30) increases or decreases and is changed to a value commensurate with the load torque. In particular, according to the adjustment of the input current phase, the followability of the output torque of the electric motor (30) is improved with respect to the load torque that fluctuates rapidly.

−運転動作−
次に、この圧縮機(1)の運転動作について、各図を参照しながら説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the compressor (1) will be described with reference to the drawings.

先ず、上記電動機(30)を起動すると、ロータ(32)の回転が駆動軸(33)を介して圧縮機構(20)の外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)に伝達される。これにより、ブレード(23)が揺動ブッシュ(27)の間で往復運動(進退動作)を行い、且つ、ブレード(23)と揺動ブッシュ(27)が一体的になって、環状ピストン(22)に対して揺動動作を行う。そして、上記外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)が環状ピストン(22)に対して揺動しながら公転し、圧縮機構(20)が所定の圧縮動作を行う。     First, when the electric motor (30) is started, the rotation of the rotor (32) is transmitted to the outer cylinder part (24) and the inner cylinder part (25) of the compression mechanism (20) via the drive shaft (33). Thereby, the blade (23) reciprocates (advances and retreats) between the swinging bush (27), and the blade (23) and the swinging bush (27) are integrated to form an annular piston (22 ). The outer cylinder portion (24) and the inner cylinder portion (25) revolve while swinging relative to the annular piston (22), and the compression mechanism (20) performs a predetermined compression operation.

具体的に、上記外側シリンダ室(C1)では、図3(D)の状態で低圧室(C1-Lp)の容積がほぼ最小となり、ここから駆動軸(33)が図の右回りに回転して図3(A)、図3(B)、図3(C)の状態へ順次変化するに従って該低圧室(C1-Lp)の容積が増大する。そして、この低圧室(C1-Lp)の容積増大に伴って、冷媒が吸入管(14)、低圧空間(S1)および吸入口(41)を通って該低圧室(C1-Lp)に吸入される。このとき、冷媒は、吸入口(41)から低圧室(C1-Lp)へ直接吸入されるだけでなく、一部は吸入口(41)から吸入空間(42)へ入り、そこから貫通孔(43)を通って低圧室(C1-Lp)へ吸入される。     Specifically, in the outer cylinder chamber (C1), the volume of the low-pressure chamber (C1-Lp) is almost minimized in the state of FIG. 3D, and from here the drive shaft (33) rotates clockwise in the figure. Then, the volume of the low pressure chamber (C1-Lp) increases as the state sequentially changes to the states of FIGS. 3 (A), 3 (B), and 3 (C). As the volume of the low pressure chamber (C1-Lp) increases, the refrigerant is sucked into the low pressure chamber (C1-Lp) through the suction pipe (14), the low pressure space (S1), and the suction port (41). The At this time, the refrigerant is not only directly sucked into the low-pressure chamber (C1-Lp) from the suction port (41), but a part of the refrigerant enters the suction space (42) from the suction port (41), from there through the through hole ( 43) is sucked into the low pressure chamber (C1-Lp).

上記駆動軸(33)が一回転して再び図3(D)の状態になると、上記低圧室(C1-Lp)への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室(C1-Lp)は今度は冷媒が圧縮される高圧室(C1-Hp)となり、ブレード(23)を隔てて新たな低圧室(C1-Lp)が形成される。上記駆動軸(33)がさらに回転すると、上記低圧室(C1-Lp)において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室(C1-Hp)の容積が減少し、該高圧室(C1-Hp)で冷媒が圧縮される。この高圧室(C1-Hp)の高圧冷媒は、吐出口(45)より吐出空間(47)へ流出し、吐出通路(47a)を通って高圧空間(S2)へ流出する。     When the drive shaft (33) makes one revolution and enters the state of FIG. 3 (D) again, the suction of the refrigerant into the low pressure chamber (C1-Lp) is completed. The low-pressure chamber (C1-Lp) is now a high-pressure chamber (C1-Hp) in which the refrigerant is compressed, and a new low-pressure chamber (C1-Lp) is formed across the blade (23). When the drive shaft (33) further rotates, the suction of the refrigerant is repeated in the low pressure chamber (C1-Lp), while the volume of the high pressure chamber (C1-Hp) decreases, and the high pressure chamber (C1-Hp) The refrigerant is compressed. The high-pressure refrigerant in the high-pressure chamber (C1-Hp) flows out from the discharge port (45) into the discharge space (47), and flows out through the discharge passage (47a) into the high-pressure space (S2).

上記内側シリンダ室(C2)では、図3(B)の状態で低圧室(C2-Lp)の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸(33)が図の右回りに回転して図3(C)、図3(D)、図3(A)の状態へ順次変化するに従って該低圧室(C2-Lp)の容積が増大する。そして、この低圧室(C2-Lp)の容積増大に伴って、冷媒が吸入管(14)、低圧空間(S1)および吸入口(41)を通って該低圧室(C2-Lp)に吸入される。このとき、冷媒は、吸入口(41)から低圧室(C2-Lp)へ直接吸入されるだけでなく、一部は吸入口(41)から吸入空間(42)へ入り、そこから貫通孔(43)、外側シリンダ室の低圧室(C1-Lp)および貫通孔(44)を通って内側シリンダ室(C2)の低圧室(C2-Lp)へ吸入される。     In the inner cylinder chamber (C2), the volume of the low-pressure chamber (C2-Lp) is almost the minimum in the state of FIG. 3 (B), from which the drive shaft (33) rotates clockwise in FIG. The volume of the low pressure chamber (C2-Lp) increases as the state sequentially changes to (C), FIG. 3 (D), and FIG. 3 (A). As the volume of the low pressure chamber (C2-Lp) increases, refrigerant is sucked into the low pressure chamber (C2-Lp) through the suction pipe (14), the low pressure space (S1), and the suction port (41). The At this time, the refrigerant is not only directly sucked into the low-pressure chamber (C2-Lp) from the suction port (41), but part of the refrigerant enters the suction space (42) from the suction port (41), from there through the through hole ( 43), sucked into the low pressure chamber (C2-Lp) of the inner cylinder chamber (C2) through the low pressure chamber (C1-Lp) and the through hole (44) of the outer cylinder chamber.

上記駆動軸(33)が一回転して再び図3(B)の状態になると、上記低圧室(C2-Lp)への冷媒の吸入が完了する。そして、この低圧室(C2-Lp)は今度は冷媒が圧縮される高圧室(C2-Hp)となり、ブレード(23)を隔てて新たな低圧室(C2-Lp)が形成される。上記駆動軸(33)がさらに回転すると、上記低圧室(C2-Lp)において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室(C2-Hp)の容積が減少し、該高圧室(C2-Hp)で冷媒が圧縮される。この高圧室(C2-Hp)の高圧冷媒は、吐出口(45)より吐出空間(47)へ流出し、吐出通路(47a)を通って高圧空間(S2)へ流出する。     When the drive shaft (33) makes one revolution and returns to the state of FIG. 3 (B), the suction of the refrigerant into the low pressure chamber (C2-Lp) is completed. The low-pressure chamber (C2-Lp) is now a high-pressure chamber (C2-Hp) in which the refrigerant is compressed, and a new low-pressure chamber (C2-Lp) is formed across the blade (23). When the drive shaft (33) further rotates, the suction of the refrigerant is repeated in the low pressure chamber (C2-Lp), while the volume of the high pressure chamber (C2-Hp) decreases, and the high pressure chamber (C2-Hp) The refrigerant is compressed. The high-pressure refrigerant in the high-pressure chamber (C2-Hp) flows out from the discharge port (45) into the discharge space (47), passes through the discharge passage (47a), and flows out into the high-pressure space (S2).

このように、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)で圧縮されて高圧空間(S2)へ流出した高圧の冷媒は、吐出管(15)から吐出され、冷媒回路で凝縮行程、膨張行程および蒸発行程を経た後、再び圧縮機(1)に吸入される。     As described above, the high-pressure refrigerant compressed in the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) and flowing into the high-pressure space (S2) is discharged from the discharge pipe (15) and is condensed and expanded in the refrigerant circuit. After going through the stroke and the evaporation stroke, it is sucked into the compressor (1) again.

次に、電動機(30)のトルク制御動作について説明する。なお、ここでは、図3において、(A)が回転角度180°の状態を、(B)が回転角度270°の状態を、(C)が回転角度0°(360°)の状態を、(D)が回転角度90°の状態をそれぞれ示すものと仮定する。     Next, the torque control operation of the electric motor (30) will be described. Here, in FIG. 3, (A) shows a state with a rotation angle of 180 °, (B) shows a state with a rotation angle of 270 °, and (C) shows a state with a rotation angle of 0 ° (360 °). It is assumed that D) indicates a state where the rotation angle is 90 °.

上記運転動作において、駆動軸(33)の1回転中の圧縮トルク(負荷トルク)は、図4に実線で示すように変動する。つまり、本実施形態の圧縮機(1)の場合、回転角度180°付近で圧縮トルクが最大となり、回転角度90°付近および270°付近で圧縮トルクが最小となる。一方、図4に破線で示すように、一般的な1シリンダ型ロータリー圧縮機の場合、回転角度180°付近で圧縮トルクが最大となり、回転角度0°(360°)付近で圧縮トルクが最小となる。ここで、1回転中のトルク変動幅(圧縮トルクの最大と最小の差)について比較すると、本発明に係る圧縮機(1)のトルク変動幅(約1.1Nm)は、1シリンダ型ロータリー圧縮機のトルク変動幅(約2.3Nm)より著しく小さいことが分かる。なお、図4に示すトルク変動は、中間期で使用するエアコンにおいて発生する運転圧力比(凝縮圧力/蒸発圧力)が約1.6のときのものである。     In the above operation, the compression torque (load torque) during one rotation of the drive shaft (33) varies as shown by the solid line in FIG. That is, in the case of the compressor (1) of the present embodiment, the compression torque becomes maximum near the rotation angle of 180 °, and the compression torque becomes minimum near the rotation angles of 90 ° and 270 °. On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 4, in the case of a general one-cylinder rotary compressor, the compression torque becomes maximum near a rotation angle of 180 °, and the compression torque becomes minimum near a rotation angle of 0 ° (360 °). Become. Here, when comparing the torque fluctuation width during one rotation (the difference between the maximum and the minimum of the compression torque), the torque fluctuation width (about 1.1 Nm) of the compressor (1) according to the present invention is a one-cylinder rotary compressor. It can be seen that this is significantly smaller than the torque fluctuation range (about 2.3 Nm). Note that the torque fluctuations shown in FIG. 4 are those when the operating pressure ratio (condensation pressure / evaporation pressure) generated in the air conditioner used in the intermediate period is about 1.6.

上記電動機(30)の入力電流は、上述した圧縮トルクの変動に応じて調節される。つまり、入力電流値は、最大圧縮トルク時に最大となり、最小圧縮トルク時に最小となる。このように、駆動軸(33)の1回転において、電動機(30)の入力電流が最小から最大へ変動する。ところが、この入力電流の変動量(制御量)は、1シリンダ型ロータリー圧縮機の場合に比べて、小さくなる。つまり、1シリンダ型ロータリー圧縮機の場合、1回転における圧縮トルクの変動幅が大きいため、その分だけ入力電流の変動量が大きくなる。     The input current of the electric motor (30) is adjusted according to the fluctuation of the compression torque described above. That is, the input current value is maximum at the maximum compression torque and is minimum at the minimum compression torque. Thus, in one rotation of the drive shaft (33), the input current of the electric motor (30) varies from the minimum to the maximum. However, the fluctuation amount (control amount) of the input current is smaller than that in the case of the one-cylinder rotary compressor. That is, in the case of a one-cylinder rotary compressor, since the fluctuation range of the compression torque in one rotation is large, the fluctuation amount of the input current increases accordingly.

一般に、電動機は、入力電流の変動量が小さいほど、効率がよくなる(効率の低下量が小さい)。このことから、同じトルク制御を行う場合でも、1シリンダ型ロータリー圧縮機よりも本発明に係る圧縮機(1)の方が電動機(30)の効率の低下量が小さくてすむ。したがって、圧縮機(1)全体として省エネな運転を行うことができる。     In general, the smaller the amount of fluctuation in the input current, the better the electric motor (the smaller the amount of decrease in efficiency). For this reason, even when the same torque control is performed, the compressor (1) according to the present invention requires less reduction in the efficiency of the electric motor (30) than the one-cylinder rotary compressor. Therefore, the compressor (1) as a whole can perform energy-saving operation.

次に、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の容積比Vrと、トルク変動比および振動比との関係について説明する。     Next, the relationship between the volume ratio Vr of the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2), the torque fluctuation ratio, and the vibration ratio will be described.

先ず、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の容積比Vr(Vin/Vout)とトルク変動幅との関係を図5に示す。この図5では、容積比Vr(Vin/Vout)が、50/50=1、40/60=0.66、25/75=0.33、15/85=0.17、0/100=0の5パターンについてトルク変動幅を示す。容積比Vr(Vin/Vout)=0/100は、即ち1シリンダ型ロータリー圧縮機を示している。なお、図5に示す各トルク変動は、定格運転を行うエアコンにおいて発生する運転圧力比(凝縮圧力/蒸発圧力)=約3のときのものである。     First, FIG. 5 shows the relationship between the volume ratio Vr (Vin / Vout) of the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) and the torque fluctuation range. In FIG. 5, the volume ratio Vr (Vin / Vout) is 50/50 = 1, 40/60 = 0.66, 25/75 = 0.33, 15/85 = 0.17, 0/100 = 0. The torque fluctuation range is shown for these five patterns. The volume ratio Vr (Vin / Vout) = 0/100 indicates a one-cylinder rotary compressor. The torque fluctuations shown in FIG. 5 are those when the operating pressure ratio (condensation pressure / evaporation pressure) generated in the air conditioner performing the rated operation is about 3.

具体的に、トルク変動幅は、容積比Vr=0/100の場合が最も大きく、容積比Vr=50/50の場合が最も小さい。つまり、容積比Vrが1に近いほど、トルク変動幅が小さくなっているのが分かる。したがって、容積比Vrが1に近いほど、トルク変動に伴う振動が小さくなる。     Specifically, the torque fluctuation range is the largest when the volume ratio Vr = 0/100, and the smallest when the volume ratio Vr = 50/50. That is, it can be seen that the closer the volume ratio Vr is to 1, the smaller the torque fluctuation range. Therefore, the closer the volume ratio Vr is to 1, the smaller the vibration associated with torque fluctuation.

また、主要トルク変動の周期(主要なトルク変動の山の2つの谷の間隔)は、容積比Vrが1に近いほど短くなっているのが分かる。例えば、容積比Vr=50/50の主要トルク変動の周期(図5のc)は容積比Vr=25/75の主要トルク変動の周期(図5のb)よりも短く、この主要トルク変動の周期(図5のb)は容積比Vr=0/100の主要トルク変動の周期(図5のa)よりも短い。この主要トルク変動の周期が長くなると、ゆっくり加振されることになり、その振動の振幅は大きくなる。一般的に、振幅は、周期(=1/周波数)の2乗に比例して大きくなる。     It can also be seen that the period of the main torque fluctuation (the interval between the two valleys of the main torque fluctuation peak) becomes shorter as the volume ratio Vr approaches 1. For example, the period of the main torque fluctuation with the volume ratio Vr = 50/50 (c in FIG. 5) is shorter than the period of the main torque fluctuation with the volume ratio Vr = 25/75 (b in FIG. 5). The cycle (b in FIG. 5) is shorter than the cycle of main torque fluctuation (volume a) in the volume ratio Vr = 0/100. When the period of the main torque fluctuation becomes longer, vibration is slowly applied, and the amplitude of the vibration increases. In general, the amplitude increases in proportion to the square of the period (= 1 / frequency).

ここで、容積比Vrに対する、トルク変動比、振動比およびモータ効率(電動機効率)の低下量の関係を図6に示す。ここに、トルク変動比および振動比とは、容積比Vr=0/100のときのトルク変動幅および振動を「1」として、各容積比Vrについてのトルク変動幅および振動をそれぞれ比率で示したものである。モータ効率の低下量は、トルク制御により回転速度変動を最大限に抑制したときのものである。なお、この図6では、モータ効率(電動機効率)の低下量を実線で、トルク変動比を破線で、振動比を一点鎖線でそれぞれ示す。     Here, the relationship among the torque fluctuation ratio, the vibration ratio, and the reduction amount of the motor efficiency (motor efficiency) with respect to the volume ratio Vr is shown in FIG. Here, the torque fluctuation ratio and the vibration ratio indicate the torque fluctuation width and vibration when the volume ratio Vr = 0/100 as “1”, and the torque fluctuation width and vibration for each volume ratio Vr are expressed as ratios, respectively. Is. The amount of reduction in motor efficiency is when the rotational speed fluctuation is suppressed to the maximum by torque control. In FIG. 6, the amount of decrease in motor efficiency (motor efficiency) is indicated by a solid line, the torque fluctuation ratio is indicated by a broken line, and the vibration ratio is indicated by a one-dot chain line.

具体的に、トルク変動比および振動比は、何れも容積比Vrが1に近づくほど小さくなっている。また、モータ効率の低下量は、容積比Vr=1の場合がほぼ0%で最小であり、容積比Vrが小さくなるに従って大きくなっている。さらに、容積比Vrが1.0から0.6までの間はモータ効率の低下度は小さいが、容積比Vrが0.6より小さくなると、モータ効率の低下度が大きくなっているのが分かる。このように、容積比Vrが0.6から1.0の間では、モータ効率の低下量が非常に小さい範囲でトルク制御が行え、振動を1シリンダ型ロータリー圧縮機の場合よりも小さくできる。     Specifically, the torque fluctuation ratio and the vibration ratio both decrease as the volume ratio Vr approaches 1. Further, the amount of decrease in motor efficiency is about 0% when the volume ratio Vr = 1, which is the minimum, and increases as the volume ratio Vr decreases. Further, the degree of decrease in motor efficiency is small when the volume ratio Vr is 1.0 to 0.6, but it can be seen that the degree of decrease in motor efficiency is large when the volume ratio Vr is smaller than 0.6. . Thus, when the volume ratio Vr is between 0.6 and 1.0, torque control can be performed in a range where the reduction in motor efficiency is very small, and vibration can be made smaller than in the case of a one-cylinder rotary compressor.

以上のように、本実施形態の圧縮機(1)において、電動機(30)のトルク制御を行うことで、1シリンダ型ロータリー圧縮機に対してトルク制御を行う場合よりも、電動機(30)の効率低下を抑制できる。さらに、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の容積比Vrを0.7程度に設定することにより、電動機(30)の効率低下量の小さい範囲でトルク制御を行うにも拘わらず、振動を一層抑制することができる。この結果、圧縮機(1)の振動を抑制できる共に、省エネ運転を行うことができる。     As described above, in the compressor (1) of the present embodiment, by controlling the torque of the electric motor (30), the electric motor (30) can be controlled more than when the torque control is performed on the one-cylinder rotary compressor. Efficiency reduction can be suppressed. Further, by setting the volume ratio Vr of the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) to about 0.7, torque control is performed in a range where the efficiency reduction amount of the electric motor (30) is small. Vibration can be further suppressed. As a result, vibration of the compressor (1) can be suppressed and energy saving operation can be performed.

また、本実施形態では、電動機(30)として、AC(交流)モータよりも高効率なブラシレスDCモータを用いるようにしたので、本発明に係る圧縮機(1)を組み込んだエアコンの中間期に必要となる低速運転時も高効率に維持でき、省エネ化を一層図ることができる。     In the present embodiment, since the brushless DC motor having higher efficiency than the AC (alternating current) motor is used as the electric motor (30), the intermediate stage of the air conditioner incorporating the compressor (1) according to the present invention is used. It is possible to maintain high efficiency even at the required low speed operation, and further energy saving can be achieved.

また、従来の2シリンダ式ロータリ圧縮機は、容積比Vrが1対1の2つの気筒を上下に並べるものであるため、気筒ごとにロータリピストンや偏心軸部等のクランク機構が必要となる。ところが、本発明の圧縮機(1)は、1気筒内で外側シリンダ室(C1)と内側シリンダ室(C2)とに区画し、共通の環状ピストン(22)を設ける構造としたので、クランク機構が1つですみ、低コスト化を図ることができる。     In addition, since the conventional two-cylinder rotary compressor has two cylinders with a volume ratio Vr of 1: 1, the crank mechanism such as a rotary piston or an eccentric shaft portion is required for each cylinder. However, the compressor (1) of the present invention has a structure in which one cylinder is divided into an outer cylinder chamber (C1) and an inner cylinder chamber (C2) and a common annular piston (22) is provided. It is possible to reduce the cost by using only one.

また、上記シリンダ(21)をアルミ合金により形成した場合、回転時の遠心力が低下するので、高速運転時において振動を低減できると共に、駆動軸(33)の撓みを抑制できる。したがって、幅広い範囲で高効率且つ低振動な運転を行うことができる。     Further, when the cylinder (21) is made of an aluminum alloy, the centrifugal force during rotation is reduced, so that vibration can be reduced during high-speed operation, and bending of the drive shaft (33) can be suppressed. Therefore, high efficiency and low vibration operation can be performed in a wide range.

《発明の実施形態2》
本実施形態2は、図7および図8に示すように、上記実施形態1における圧縮機構(20)の構成を変更したものである。つまり、本実施形態は、環状ピストン(52)が可動側でシリンダ(21)が固定側となり、環状ピストン(52)がシリンダ(21)に対して偏心回転するように構成されている。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the configuration of the compression mechanism (20) in the first embodiment is changed. That is, this embodiment is configured such that the annular piston (52) is movable and the cylinder (21) is fixed, and the annular piston (52) rotates eccentrically with respect to the cylinder (21).

上記圧縮機構(20)は、上部ハウジング(16)とピストン体(55)とを備えている。上部ハウジング(16)は、シリンダ(21)が一体形成されている。上記ピストン体(55)は、シリンダ(21)に対して偏心回転運動をするように構成されている。なお、本実施形態では、下部ハウジング(17)が省略されている。     The compression mechanism (20) includes an upper housing (16) and a piston body (55). The upper housing (16) is integrally formed with a cylinder (21). The piston body (55) is configured to perform eccentric rotational movement with respect to the cylinder (21). In the present embodiment, the lower housing (17) is omitted.

上記シリンダ(21)は、互いに同軸の円環状に形成された外側シリンダ部(24)および内側シリンダ部(25)を備えている。この外側シリンダ部(24)および内側シリンダ(25)は、上部ハウジング(16)の鏡板(26)の下面に設けられている。そして、この外側シリンダ部(24)の内周面と内側シリンダ部(25)の外周面との間に、環状のシリンダ室(C1,C2)が形成されている。     The cylinder (21) includes an outer cylinder part (24) and an inner cylinder part (25) formed in an annular shape coaxial with each other. The outer cylinder part (24) and the inner cylinder (25) are provided on the lower surface of the end plate (26) of the upper housing (16). An annular cylinder chamber (C1, C2) is formed between the inner peripheral surface of the outer cylinder portion (24) and the outer peripheral surface of the inner cylinder portion (25).

上記ピストン体(55)は、鏡板(51)と、該鏡板(51)の上面に一体に立設された環状ピストン(52)と円柱状ピストン(53)とを備えている。上記ピストン体(55)は、鋳鋼材やアルミ合金により形成されている。上記環状ピストン(52)は、内径が円柱状ピストン(53)の外径より大径に形成され、該円柱状ピストン(53)と同軸に形成されている。そして、上記ピストン体(55)は、環状ピストン(52)が環状のシリンダ室(C1,C2)内に配置されて該シリンダ室(C1,C2)を外側シリンダ室(C1)と内側シリンダ室(C2)とに区画するように構成されている。つまり、上部ハウジング(16)の鏡板(26)が各シリンダ室(C1,C2)の一端を閉塞する第1閉塞部材を構成し、ピストン体(55)の鏡板(51)が各シリンダ室(C1,C2)の他端を閉塞する第2閉塞部材を構成している。なお、上記円柱状ピストン(53)は、内側シリンダ部(25)内に配置されている。     The piston body (55) includes an end plate (51), an annular piston (52) and a columnar piston (53) which are integrally provided on the upper surface of the end plate (51). The piston body (55) is made of cast steel or aluminum alloy. The annular piston (52) has an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical piston (53), and is formed coaxially with the cylindrical piston (53). In the piston body (55), the annular piston (52) is disposed in the annular cylinder chamber (C1, C2), and the cylinder chamber (C1, C2) is separated from the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber ( C2). That is, the end plate (26) of the upper housing (16) constitutes a first closing member that closes one end of each cylinder chamber (C1, C2), and the end plate (51) of the piston body (55) is set to each cylinder chamber (C1 , C2) constitutes a second closing member for closing the other end. The cylindrical piston (53) is disposed in the inner cylinder part (25).

また、本実施形態においても、外側シリンダ室(C1)の容積Voutが内側シリンダ室(C2)の容積Vinより大きくなっており、内側シリンダ室(C2)の外側シリンダ室(C1)に対する容積比Vr(Vin/Vout)が0.7程度に設定されている。     Also in this embodiment, the volume Vout of the outer cylinder chamber (C1) is larger than the volume Vin of the inner cylinder chamber (C2), and the volume ratio Vr of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1). (Vin / Vout) is set to about 0.7.

上記電動機(30)の駆動軸(33)は、上端部に偏心部(33a)が形成され、該偏心部(33a)がピストン体(55)に連結されている。つまり、この駆動軸(33)の偏心部(33a)は、ピストン体(55)の下面に円筒状に一体形成された嵌合部(54)に回転自在に嵌め込まれている。これにより、駆動軸(33)の回転に伴い、ピストン体(55)がシリンダ(21)に対して偏心回転する。     The drive shaft (33) of the electric motor (30) has an eccentric portion (33a) formed at the upper end portion, and the eccentric portion (33a) is connected to the piston body (55). That is, the eccentric portion (33a) of the drive shaft (33) is rotatably fitted in a fitting portion (54) integrally formed in a cylindrical shape on the lower surface of the piston body (55). Thereby, with the rotation of the drive shaft (33), the piston body (55) rotates eccentrically with respect to the cylinder (21).

次に、この圧縮機(1)の運転動作について図9を参照しながら説明する。なお、この運転動作における各シリンダ室(C1,C2)の作用は、上記実施形態1と実質的に同様である。     Next, the operation of the compressor (1) will be described with reference to FIG. The operation of each cylinder chamber (C1, C2) in this operation is substantially the same as that of the first embodiment.

すなわち、外側シリンダ室(C1)では、図9(D)の状態で低圧室(C1-Lp)の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸(33)が回転して図9(A)、図9(B)、図9(C)の状態へ変化するに従って該低圧室(C1-Lp)の容積が増大し、冷媒が低圧室(C1-Lp)に吸入される。そして、上記駆動軸(33)が一回転すると、上記低圧室(C1-Lp)が高圧室(C1-Hp)となり、さらに駆動軸(33)が回転すると、上記高圧室(C1-Hp)の容積が減少して冷媒が圧縮される。     That is, in the outer cylinder chamber (C1), the volume of the low-pressure chamber (C1-Lp) is almost the minimum in the state of FIG. 9D, and the drive shaft (33) rotates from here to FIG. The volume of the low-pressure chamber (C1-Lp) increases as the state changes to the state of FIGS. 9B and 9C, and the refrigerant is sucked into the low-pressure chamber (C1-Lp). When the drive shaft (33) rotates once, the low pressure chamber (C1-Lp) becomes a high pressure chamber (C1-Hp), and when the drive shaft (33) rotates further, the high pressure chamber (C1-Hp) The volume is reduced and the refrigerant is compressed.

一方、上記内側シリンダ室(C2)では、図9(B)の状態で低圧室(C2-Lp)の容積がほぼ最小であり、ここから駆動軸(33)が回転して図9(C)、図9(D)、図9(A)の状態へ変化するに従って該低圧室(C2-Lp)の容積が増大し、冷媒が該低圧室(C2-Lp)に吸入される。そして、上記駆動軸(33)が一回転すると、上記低圧室(C2-Lp)が高圧室(C2-Hp)となり、さらに駆動軸(33)が回転すると、上記高圧室(C2-Hp)の容積が減少して冷媒が圧縮される。     On the other hand, in the inner cylinder chamber (C2), the volume of the low-pressure chamber (C2-Lp) is almost minimum in the state shown in FIG. 9B, and the drive shaft (33) rotates from here to FIG. 9C. 9 (D) and FIG. 9 (A), the volume of the low pressure chamber (C2-Lp) increases and the refrigerant is sucked into the low pressure chamber (C2-Lp). When the drive shaft (33) makes one rotation, the low pressure chamber (C2-Lp) becomes a high pressure chamber (C2-Hp), and when the drive shaft (33) further rotates, the high pressure chamber (C2-Hp) The volume is reduced and the refrigerant is compressed.

本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、コントローラ(50)によって電動機(30)のトルク制御が行われる。したがって、1シリンダ型の圧縮機に対してトルク制御を行う場合よりも、電動機(30)の効率低下を抑制でき、圧縮機(1)の省エネ化を図ることができる。     Also in this embodiment, the torque control of the electric motor (30) is performed by the controller (50) as in the first embodiment. Therefore, the efficiency reduction of the electric motor (30) can be suppressed and energy saving of the compressor (1) can be achieved as compared with the case where torque control is performed on the one-cylinder compressor.

また、上記ピストン体(55)をアルミ合金により形成した場合、実施形態1と同様に、高速運転時において振動および駆動軸(33)の撓みが抑制され、広範囲に亘って高効率且つ低振動な運転を行うことができる。その他の構成、作用および効果は実施形態1と同様である。     Further, when the piston body (55) is formed of an aluminum alloy, as in the first embodiment, vibration and bending of the drive shaft (33) are suppressed during high-speed operation, and high efficiency and low vibration are achieved over a wide range. You can drive. Other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment.

《発明の実施形態3》
本実施形態3は、図10および図11に示すように、上記実施形態1における圧縮機構(20)が冷媒を2段圧縮するように構成されているものである。つまり、本実施形態の圧縮機構(20)は、外側シリンダ室(C1)が低段側圧縮室を、内側シリンダ室(C2)が高段側圧縮室をそれぞれ構成している。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
In the third embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the compression mechanism (20) in the first embodiment is configured to compress the refrigerant in two stages. That is, in the compression mechanism (20) of this embodiment, the outer cylinder chamber (C1) constitutes a low-stage compression chamber, and the inner cylinder chamber (C2) constitutes a high-stage compression chamber.

上記圧縮機(1)は、例えば、二酸化炭素(C02)を冷媒とし、2段圧縮1段膨張サイクルを行う冷媒回路に用いられる。この冷媒回路は、図示しないが、圧縮機(1)と放熱器(ガスクーラー)とレシーバと中間冷却器と膨張弁と蒸発器とが順に冷媒配管によって接続されている。この冷媒回路において、圧縮機(1)の内側シリンダ室(C2)から吐出された高圧冷媒は、放熱器、レシーバ、膨張弁および蒸発器を順に流れ、圧縮機(1)の外側シリンダ室(C1)へ流入する。一方、中間冷却器には、外側シリンダ室(C1)で圧縮された中間圧冷媒が流入すると共に、レシーバからの液冷媒の一部が減圧されて流入する。この中間冷却器では、外側シリンダ室(C1)からの中間圧冷媒が冷却される。この冷却された中間圧冷媒は、内側シリンダ室(C2)へ戻って再び圧縮される。この循環を繰り返し、例えば、蒸発器で室内空気を冷却する。     The compressor (1) is used in a refrigerant circuit that uses carbon dioxide (C02) as a refrigerant and performs a two-stage compression / one-stage expansion cycle, for example. Although this refrigerant circuit is not shown, a compressor (1), a radiator (gas cooler), a receiver, an intermediate cooler, an expansion valve, and an evaporator are sequentially connected by a refrigerant pipe. In this refrigerant circuit, the high-pressure refrigerant discharged from the inner cylinder chamber (C2) of the compressor (1) sequentially flows through the radiator, receiver, expansion valve, and evaporator, and the outer cylinder chamber (C1) of the compressor (1) ). On the other hand, the intermediate pressure refrigerant compressed in the outer cylinder chamber (C1) flows into the intermediate cooler, and a part of the liquid refrigerant from the receiver is decompressed and flows in. In this intermediate cooler, the intermediate pressure refrigerant from the outer cylinder chamber (C1) is cooled. The cooled intermediate pressure refrigerant returns to the inner cylinder chamber (C2) and is compressed again. This circulation is repeated, and for example, the indoor air is cooled by an evaporator.

上記圧縮機(1)のケーシング(10)の胴部(11)には、吸入管(14)と流入管(1a)と流出管(1b)とが貫通して設けられている。吸入管(14)は蒸発器に接続され、流入管(1a)および流出管(1b)は中間冷却器に接続されている。上記ケーシング(10)の上部鏡板(12)には、吐出管(15)が貫通して設けられている。この吐出管(15)は、放熱器に接続されている。     A suction pipe (14), an inflow pipe (1a), and an outflow pipe (1b) are provided through the body (11) of the casing (10) of the compressor (1). The suction pipe (14) is connected to the evaporator, and the inflow pipe (1a) and the outflow pipe (1b) are connected to the intercooler. The upper end plate (12) of the casing (10) is provided with a discharge pipe (15) therethrough. The discharge pipe (15) is connected to a radiator.

上記圧縮機構(20)の上部ハウジング(16)には、カバープレート(18)が設けられている。上記ケーシング(10)内において、カバープレート(18)の上方が高圧空間(4a)に形成され、下部ハウジング(17)の下方が中間圧空間(4b)に形成されている。上記高圧空間(4a)には、吐出管(15)の一端が開口し、上記中間圧空間(4b)には、流出管(1b)の一端が開口している。     A cover plate (18) is provided on the upper housing (16) of the compression mechanism (20). In the casing (10), the upper side of the cover plate (18) is formed in the high pressure space (4a), and the lower side of the lower housing (17) is formed in the intermediate pressure space (4b). One end of the discharge pipe (15) is opened in the high pressure space (4a), and one end of the outflow pipe (1b) is opened in the intermediate pressure space (4b).

上部ハウジング(16)とカバープレート(18)との間には、中間圧チャンバ(4c)と高圧チャンバ(4d)とが形成されると共に、上部ハウジング(16)には、中間圧通路(4e)が形成されている。また、上部ハウジング(16)と下部ハウジング(17)とには、外側シリンダ(24)の外周に位置してポケット(4f)が形成されている。上記中間圧通路(4e)の一端には、流入管(1a)が接続される一方、上記ポケット(4f)は、吸入管(14)が接続されて吸込圧の低圧雰囲気に構成されている。     An intermediate pressure chamber (4c) and a high pressure chamber (4d) are formed between the upper housing (16) and the cover plate (18), and an intermediate pressure passage (4e) is formed in the upper housing (16). Is formed. The upper housing (16) and the lower housing (17) are formed with pockets (4f) located on the outer periphery of the outer cylinder (24). An inflow pipe (1a) is connected to one end of the intermediate pressure passage (4e), while the pocket (4f) is connected to a suction pipe (14) to form a low-pressure atmosphere of suction pressure.

上記外側シリンダ(24)には、半径方向に貫通する第1吸入口(41a)が形成され、該第1吸入口(41a)は、図11におけるブレード(23)の右側に形成されている。つまり、第1吸入口(41a)は、外側シリンダ室(C1)とポケット(4f)と吸入管(14)とを相互に連通させている。     A first suction port (41a) penetrating in the radial direction is formed in the outer cylinder (24), and the first suction port (41a) is formed on the right side of the blade (23) in FIG. That is, the first suction port (41a) allows the outer cylinder chamber (C1), the pocket (4f), and the suction pipe (14) to communicate with each other.

上記中間圧通路(4e)の他端は、第2吸入口(41b)に形成されている。この第2吸入口(41b)は、ブレード(23)の右側に形成され、内側シリンダ室(C2)に開口し、該内側シリンダ室(C2)と中間圧空間(4b)とを連通させている。     The other end of the intermediate pressure passage (4e) is formed in the second suction port (41b). The second suction port (41b) is formed on the right side of the blade (23), opens to the inner cylinder chamber (C2), and communicates the inner cylinder chamber (C2) and the intermediate pressure space (4b). .

上記上部ハウジング(16)には、第1吐出口(45a)と第2吐出口(45b)が形成されている。これら吐出口(45a,45b)は、上部ハウジング(16)を軸方向に貫通している。上記第1吐出口(45a)は、一端が外側シリンダ室(C1)の高圧側に開口し、他端が中間圧チャンバ(4c)に開口している。上記第2吐出口(45b)は、一端が内側シリンダ室(C2)の高圧側に開口し、他端が高圧チャンバ(4d)に開口している。そして、上記第1吐出口(45a)および第2吐出口(45b)の外端には、リード弁である吐出弁(46)が設けられている。     The upper housing (16) has a first discharge port (45a) and a second discharge port (45b). These discharge ports (45a, 45b) penetrate the upper housing (16) in the axial direction. The first discharge port (45a) has one end opened to the high pressure side of the outer cylinder chamber (C1) and the other end opened to the intermediate pressure chamber (4c). The second discharge port (45b) has one end opened to the high pressure side of the inner cylinder chamber (C2) and the other end opened to the high pressure chamber (4d). A discharge valve (46) that is a reed valve is provided at the outer ends of the first discharge port (45a) and the second discharge port (45b).

上記中間圧チャンバ(4c)と中間圧空間(4b)とは、上部ハウジング(16)と下部ハウジング(17)に形成された連通路(4g)によって連通している。また、上記高圧チャンバ(4d)は、図示しないが、カバープレート(18)に形成された高圧通路を介して高圧空間(4a)に連通している。     The intermediate pressure chamber (4c) and the intermediate pressure space (4b) communicate with each other through a communication path (4g) formed in the upper housing (16) and the lower housing (17). The high-pressure chamber (4d) communicates with the high-pressure space (4a) through a high-pressure passage formed in the cover plate (18) (not shown).

また、本実施形態においても、外側シリンダ室(C1)の容積Voutが内側シリンダ室(C2)の容積Vinより大きくなっており、内側シリンダ室(C2)の外側シリンダ室(C1)に対する容積比Vr(Vin/Vout)が0.7程度に設定されている。     Also in this embodiment, the volume Vout of the outer cylinder chamber (C1) is larger than the volume Vin of the inner cylinder chamber (C2), and the volume ratio Vr of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1). (Vin / Vout) is set to about 0.7.

この圧縮機(1)において、電動機(30)を起動すると、上記実施形態1と同様に、外側シリンダ(24)および内側シリンダ(25)が環状ピストン(22)に対して揺動しながら公転する。そして、上記圧縮機構(20)が所定の圧縮動作を行う。     In this compressor (1), when the electric motor (30) is started, the outer cylinder (24) and the inner cylinder (25) revolve while swinging with respect to the annular piston (22) as in the first embodiment. . The compression mechanism (20) performs a predetermined compression operation.

上記外側シリンダ室(C1)において、その容積が駆動軸(33)の回転に伴って増大すると、低圧冷媒が吸入管(14)からポケット(4f)および第1吸入口(42)を通って吸入される。さらに、駆動軸(33)が回転すると、外側シリンダ室(C1)の容積が減少し、冷媒が圧縮される。この外側シリンダ室(C1)の圧力が所定の中間圧となって中間圧チャンバ(4c)との差圧が設定値に達すると、吐出弁(46)が開き、外側シリンダ室(C1)から中間圧冷媒が中間圧チャンバ(4c)に吐出され、中間圧空間(4b)を介して流出管(1b)から流出する。     When the volume of the outer cylinder chamber (C1) increases as the drive shaft (33) rotates, the low-pressure refrigerant is sucked from the suction pipe (14) through the pocket (4f) and the first suction port (42). Is done. Further, when the drive shaft (33) rotates, the volume of the outer cylinder chamber (C1) decreases and the refrigerant is compressed. When the pressure in the outer cylinder chamber (C1) reaches a preset intermediate pressure and the differential pressure from the intermediate pressure chamber (4c) reaches the set value, the discharge valve (46) opens and the intermediate pressure from the outer cylinder chamber (C1) The pressurized refrigerant is discharged into the intermediate pressure chamber (4c) and flows out from the outflow pipe (1b) through the intermediate pressure space (4b).

一方、上記内側シリンダ室(C2)において、その容積が駆動軸(33)の回転に伴って増大すると、中間圧冷媒が流入管(1a)から中間圧通路(4e)および第2吸入口(43)を通って吸入される。さらに、駆動軸(33)が回転すると、内側シリンダ室(C2)の容積が減少し、冷媒が圧縮される。この内側シリンダ室(C2)の圧力が所定の高圧となって高圧チャンバ(4d)との差圧が設定値に達すると、吐出弁(46)が開き、内側シリンダ室(C2)から高圧冷媒が高圧チャンバ(4d)に吐出され、高圧空間(4a)を介して吐出管(15)から流出する。このように、本実施形態の圧縮機(1)では、外側シリンダ室(C1)で圧縮された冷媒が内側シリンダ室(C2)でさらに圧縮されて2段圧縮される。     On the other hand, when the volume of the inner cylinder chamber (C2) increases with the rotation of the drive shaft (33), the intermediate pressure refrigerant flows from the inflow pipe (1a) to the intermediate pressure passage (4e) and the second suction port (43). ). Further, when the drive shaft (33) rotates, the volume of the inner cylinder chamber (C2) decreases and the refrigerant is compressed. When the pressure in the inner cylinder chamber (C2) reaches a set value when the pressure in the inner cylinder chamber (C2) reaches a set value, the discharge valve (46) opens and high-pressure refrigerant flows from the inner cylinder chamber (C2). It is discharged into the high pressure chamber (4d) and flows out from the discharge pipe (15) through the high pressure space (4a). Thus, in the compressor (1) of the present embodiment, the refrigerant compressed in the outer cylinder chamber (C1) is further compressed in the inner cylinder chamber (C2) and compressed in two stages.

ここで、一般に、空気調和装置(インバータエアコン)は、運転圧力比が約1.6から約2.0の低圧力比の領域で運転される頻度が高い。ここに、運転圧力比とは、冷媒回路における蒸発圧力に対する凝縮圧力の比である。     Here, in general, the air conditioner (inverter air conditioner) is frequently operated in a low pressure ratio region where the operating pressure ratio is about 1.6 to about 2.0. Here, the operating pressure ratio is the ratio of the condensation pressure to the evaporation pressure in the refrigerant circuit.

図12に示すように、運転頻度が高い低運転圧力比の領域では、内側シリンダ室(C2)の外側シリンダ室(C1)に対する容積比Vrが高いほど、圧縮効率が高くなる。例えば、容積比Vrが0.8の場合、運転圧力比が1.5付近で圧縮効率が最大となり、容積比Vrが0.6の場合、運転圧力比が1.9付近で圧縮効率が最大となる。一方、容積比Vrが0.5の場合、運転圧力比が2.5付近で圧縮効率が最大となり、運転圧力比が約2.0以下になると、著しく圧縮効率が低下する。つまり、外側シリンダ室(C1)と内側シリンダ室(C2)とで2段圧縮する場合、容積比Vrが小さくなるほど、圧縮機構(20)全体の圧縮比が大きくなる。そうすると、運転圧力比が低い運転条件下では、過圧縮損失が生じ易くなり、圧縮効率が低下する。     As shown in FIG. 12, in the low operating pressure ratio region where the operation frequency is high, the higher the volume ratio Vr of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1), the higher the compression efficiency. For example, when the volume ratio Vr is 0.8, the compression efficiency becomes maximum when the operating pressure ratio is around 1.5, and when the volume ratio Vr is 0.6, the compression efficiency becomes maximum when the operation pressure ratio is around 1.9. It becomes. On the other hand, when the volume ratio Vr is 0.5, the compression efficiency is maximized when the operating pressure ratio is around 2.5, and when the operating pressure ratio is about 2.0 or less, the compression efficiency is significantly reduced. That is, when two-stage compression is performed in the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2), the compression ratio of the entire compression mechanism (20) increases as the volume ratio Vr decreases. If it does so, it will become easy to produce an overcompression loss on the driving | running conditions with a low operating pressure ratio, and compression efficiency will fall.

次に、容積比Vr(Vin/Vout)とトルク変動幅との関係を図13に、容積比Vr(Vin/Vout)とトルク変動比との関係を図14にそれぞれ示す。これら図において、トルク変動幅およびトルク変動比は、何れも容積比Vr=0.6および0.8の場合が容積比Vr=0.5および1の場合より小さいことが分かる。したがって、トルク変動が小さい分、振動が抑制される。なお、トルク変動比とは、容積比Vr=1のトルク変動幅を「1」とし、各容積比Vrについてのトルク変動幅を比率で示したものである。また、図13および図14は、運転圧力比が約2の状態で測定したものである。     Next, FIG. 13 shows the relationship between the volume ratio Vr (Vin / Vout) and the torque fluctuation range, and FIG. 14 shows the relationship between the volume ratio Vr (Vin / Vout) and the torque fluctuation ratio. In these figures, it can be seen that the torque fluctuation range and the torque fluctuation ratio are both smaller when the volume ratio Vr = 0.6 and 0.8 than when the volume ratio Vr = 0.5 and 1. Therefore, vibration is suppressed by the amount of small torque fluctuation. The torque fluctuation ratio is a ratio of the torque fluctuation width for each volume ratio Vr as a ratio, with the torque fluctuation width of the volume ratio Vr = 1 being “1”. 13 and 14 are measured in a state where the operating pressure ratio is about 2.

容積比Vr=1は外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の容積が同じ場合を示すが、その場合、冷媒は外側シリンダ室(C1)で圧縮されずに内側シリンダ室(C2)のみで圧縮されることになり、2段圧縮ではなく単段圧縮される。つまり、容積比Vr=1は、実質的に従来の1シリンダ式のロータリ圧縮機による単段圧縮が行われる場合と同様である。ここで、容積比Vr=0.5の場合、トルク変動幅およびトルク変動比がVr=1より大きくなっている。つまり、振動が大きいため、トルク制御によって振動を抑制する必要があるが、その結果として運転効率が従来の1シリンダ式のロータリ圧縮機より低下する場合もあり得ることが分かる。     The volume ratio Vr = 1 indicates that the volumes of the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) are the same. In this case, the refrigerant is not compressed in the outer cylinder chamber (C1), and the inner cylinder chamber (C2). Therefore, compression is performed only by single stage compression instead of two-stage compression. That is, the volume ratio Vr = 1 is substantially the same as in the case where single-stage compression is performed by a conventional one-cylinder rotary compressor. Here, when the volume ratio Vr = 0.5, the torque fluctuation range and the torque fluctuation ratio are larger than Vr = 1. That is, since the vibration is large, it is necessary to suppress the vibration by torque control. As a result, it can be seen that the operation efficiency may be lower than that of the conventional one-cylinder rotary compressor.

以上のように、本実施形態の2段圧縮構造によれば、内外シリンダ室(C1,C2)の容積比Vrを0.6〜0.8程度に設定することにより、従来の1シリンダ式の圧縮機に比べて、圧縮効率を高めることができると共に、振動を抑制することができる。     As described above, according to the two-stage compression structure of the present embodiment, by setting the volume ratio Vr of the inner and outer cylinder chambers (C1, C2) to about 0.6 to 0.8, Compared with the compressor, the compression efficiency can be increased and vibration can be suppressed.

《発明の実施形態4》
本実施形態4は、図15および図16に示すように、上記実施形態3における圧縮機構(20)の2段圧縮構造を変更したものである。つまり、上記実施形態3の圧縮機構(20)は、2つのシリンダ室(C1,C2)が同一平面内に形成されているが、本実施形態の圧縮機構(80)は、2つのシリンダ室(82a,82b)が上下に積層されたもので、いわゆる2段式のロータリ圧縮機を構成している。
<< Embodiment 4 of the Invention >>
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the two-stage compression structure of the compression mechanism (20) in the third embodiment is changed. That is, in the compression mechanism (20) of the third embodiment, the two cylinder chambers (C1, C2) are formed in the same plane, but the compression mechanism (80) of the present embodiment has two cylinder chambers ( 82a and 82b) are stacked one above the other to form a so-called two-stage rotary compressor.

具体的に、本実施形態の圧縮機(60)は、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング(61)内に、低段側圧縮機構(80a)および高段側圧縮機構(80b)を備える圧縮機構(80)と電動機(65)とが収納されて構成されている。ケーシング(61)内において、電動機(65)は圧縮機構(80)の上側に配置されている。     Specifically, the compressor (60) of the present embodiment includes a low-stage compression mechanism (80a) and a high-stage compression mechanism (80b) in a casing (61) that is a vertically long and cylindrical sealed container. The compression mechanism (80) and the electric motor (65) are accommodated. In the casing (61), the electric motor (65) is disposed above the compression mechanism (80).

上記ケーシング(61)は、その胴部を吸入管(62)が貫通し、その上部を吐出管(63)が貫通している。吐出管(63)は、その入口側がケーシング(61)内で屈曲し水平方向に延びて開口している。     The casing (61) has a body through which the suction pipe (62) passes and an upper part through which the discharge pipe (63) passes. The discharge pipe (63) has an inlet side bent in the casing (61) and opened in the horizontal direction.

上記電動機(65)は、ステータ(66)とロータ(67)とにより構成されている。ステータ(66)は、ケーシング(61)の内周面に固定されている。ロータ(67)は、ステータ(66)の内側に配置されている。ロータ(67)の中央部には、上下方向に延びる駆動軸(70)の主軸部(71)が連結されている。     The electric motor (65) includes a stator (66) and a rotor (67). The stator (66) is fixed to the inner peripheral surface of the casing (61). The rotor (67) is disposed inside the stator (66). A main shaft portion (71) of a drive shaft (70) extending in the vertical direction is connected to the central portion of the rotor (67).

上記駆動軸(70)は、駆動軸を構成している。駆動軸(70)には、下側から順に第1偏心部(72)と第2偏心部(73)とが形成されている。第1偏心部(72)および第2偏心部(73)は、主軸部(71)よりも大径に且つ主軸部(71)の軸心よりも偏心して形成されている。第1偏心部(72)と第2偏心部(73)とでは、主軸部(71)の軸心に対する偏心方向が逆になっている。また、第1偏心部(72)の高さは、第2偏心部(73)よりも高くなっている。     The drive shaft (70) constitutes a drive shaft. The drive shaft (70) is formed with a first eccentric portion (72) and a second eccentric portion (73) in order from the lower side. The first eccentric part (72) and the second eccentric part (73) are formed to have a larger diameter than the main shaft part (71) and eccentric from the axis of the main shaft part (71). In the first eccentric part (72) and the second eccentric part (73), the eccentric direction with respect to the axial center of the main shaft part (71) is reversed. The height of the first eccentric part (72) is higher than that of the second eccentric part (73).

上記圧縮機構(80)は、下側から順にリアヘッド(84)と、第1シリンダ(81a)と、ミドルプレート(86)と、第2シリンダ(81b)と、フロントヘッド(83)とが積層された状態で構成されている。第1シリンダ(81a)内には、第1ロータリピストン(87a)が収納されている。第2シリンダ(81b)内には、第2ロータリピストン(87b)が収納されている。     In the compression mechanism (80), a rear head (84), a first cylinder (81a), a middle plate (86), a second cylinder (81b), and a front head (83) are laminated in order from the bottom. Configured. A first rotary piston (87a) is housed in the first cylinder (81a). A second rotary piston (87b) is housed in the second cylinder (81b).

上記第1シリンダ(81a)と第1ロータリピストン(87a)とリアヘッド(84)とミドルプレート(86)とは、低段側圧縮機構(80a)を構成している。第2シリンダ(81b)と第2ロータリピストン(87b)とフロントヘッド(83)とミドルプレート(86)とは、高段側圧縮機構(80b)を構成している。低段側圧縮機構(80a)および高段側圧縮機構(80b)は、いずれも容積型流体機械の一種である揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されている。     The first cylinder (81a), the first rotary piston (87a), the rear head (84), and the middle plate (86) constitute a low-stage compression mechanism (80a). The second cylinder (81b), the second rotary piston (87b), the front head (83), and the middle plate (86) constitute a high-stage compression mechanism (80b). Each of the low-stage side compression mechanism (80a) and the high-stage side compression mechanism (80b) is composed of an oscillating piston type rotary fluid machine that is a kind of positive displacement fluid machine.

図16に示すように、低段側圧縮機構(80a)の第1ロータリピストン(87a)は円環状に形成されている。低段側圧縮機構(80a)の第1ロータリピストン(87a)には、第1偏心部(72)が回転自在に嵌め込まれている。また、高段側圧縮機構(80b)の第2ロータリピストン(87b)も円環状に形成されている。高段側圧縮機構(80b)の第2ロータリピストン(87b)には、第2偏心部(73)が回転自在に嵌め込まれている。     As shown in FIG. 16, the first rotary piston (87a) of the low-stage compression mechanism (80a) is formed in an annular shape. A first eccentric portion (72) is rotatably fitted in the first rotary piston (87a) of the low-stage compression mechanism (80a). The second rotary piston (87b) of the high stage compression mechanism (80b) is also formed in an annular shape. A second eccentric part (73) is rotatably fitted in the second rotary piston (87b) of the high stage side compression mechanism (80b).

上記各ロータリピストン(87a,87b)は、内周面が上記各偏心部(72,73)の外周面と摺接し、外周面が上記各シリンダ(81a,81b)の内周面と摺接する。そして、各ロータリピストン(87a,87b)の外周面と各シリンダ(81a,81b)の内周面との間には、シリンダ室(82a,82b)が形成されている。各ロータリピストン(87a,87b)は、側面に平板状のブレード(74)が突設されている。各ブレード(74)は、後述する吐出ポート(89a,89b)と吸入ポート(88a,88b)との間に設けられた揺動ブッシュ(75)を介して各シリンダ(81a,81b)に支持されている。各ブレード(74)は、上記シリンダ室(82a,82b)を高圧側と低圧側とに区画している。     Each rotary piston (87a, 87b) has an inner peripheral surface in sliding contact with the outer peripheral surface of each eccentric portion (72, 73), and an outer peripheral surface in sliding contact with the inner peripheral surface of each cylinder (81a, 81b). A cylinder chamber (82a, 82b) is formed between the outer peripheral surface of each rotary piston (87a, 87b) and the inner peripheral surface of each cylinder (81a, 81b). Each rotary piston (87a, 87b) has a flat blade (74) projecting from its side surface. Each blade (74) is supported by each cylinder (81a, 81b) via a swinging bush (75) provided between a discharge port (89a, 89b) and a suction port (88a, 88b) described later. ing. Each blade (74) partitions the cylinder chamber (82a, 82b) into a high pressure side and a low pressure side.

以上により、上記圧縮機構(80)は、各偏心部(72,73)の回転によって各ロータリピストン(87a,87b)がシリンダ室(82a,82b)内で揺動しながら公転するように構成されている。そして、各ロータリピストン(87a,87b)の回転位相は、互いに180°ずれている。     As described above, the compression mechanism (80) is configured such that each rotary piston (87a, 87b) revolves while swinging in the cylinder chamber (82a, 82b) by the rotation of each eccentric part (72, 73). ing. The rotational phases of the rotary pistons (87a, 87b) are shifted from each other by 180 °.

上記低段側圧縮機構(80a)の第1シリンダ(81a)と高段側圧縮機構(80b)の第2シリンダ(81b)とは、内径が互いに等しく形成されている。低段側圧縮機構(80a)の第1ロータリピストン(87a)と高段側圧縮機構(80b)の第2ロータリピストン(87b)とは、外径が互いに等しく形成されている。低段側圧縮機構(80a)の第1シリンダ(81a)の高さは、高段側圧縮機構(80b)の第2シリンダ(81b)よりも高くなっている。    The first cylinder (81a) of the low-stage compression mechanism (80a) and the second cylinder (81b) of the high-stage compression mechanism (80b) have the same inner diameter. The first rotary piston (87a) of the low-stage compression mechanism (80a) and the second rotary piston (87b) of the high-stage compression mechanism (80b) are formed to have the same outer diameter. The height of the first cylinder (81a) of the low-stage compression mechanism (80a) is higher than that of the second cylinder (81b) of the high-stage compression mechanism (80b).

上記ミドルプレート(86)には、環状の中間通路(90)が形成されている。また、ミドルプレート(86)には、低段側圧縮機構(80a)の吐出ポート(89a)が形成されている。この吐出ポート(89a)は、低段側圧縮機構(80a)の第1シリンダ室(82a)の高圧側と中間通路(90)とを連通している。一方、フロントヘッド(83)には、高段側圧縮機構(80b)の吐出ポート(89b)が形成されている。この吐出ポート(89b)は、高段側圧縮機構(80b)の第2シリンダ室(82b)の高圧側とケーシング(61)内の空間とを連通している。これらの吐出ポート(89a,89b)には、その出口を開閉する図外の吐出弁が設けられている。     An annular intermediate passage (90) is formed in the middle plate (86). The middle plate (86) is formed with a discharge port (89a) for the low-stage compression mechanism (80a). The discharge port (89a) communicates the high pressure side of the first cylinder chamber (82a) of the low stage side compression mechanism (80a) and the intermediate passage (90). On the other hand, the front head (83) is formed with a discharge port (89b) of the high-stage compression mechanism (80b). The discharge port (89b) communicates the high pressure side of the second cylinder chamber (82b) of the high stage compression mechanism (80b) with the space in the casing (61). These discharge ports (89a, 89b) are provided with discharge valves (not shown) that open and close their outlets.

上記低段側圧縮機構(80a)の第1シリンダ(81a)には、吸入ポート(88a)が形成されている。この吸入ポート(88a)は、第1シリンダ(81a)を半径方向に貫通し、その終端が第1シリンダ室(82a)に開口している。この吸入ポート(88a)には、吸入管(62)が接続されている。また、高段側圧縮機構(80b)の第2シリンダ(81b)には、ミドルプレート(86)から続く吸入ポート(88b)が形成されている。この吸入ポート(88b)は、始端が中間通路(90)に開口し、終端が第2シリンダ室(82b)に開口している。     A suction port (88a) is formed in the first cylinder (81a) of the low-stage compression mechanism (80a). The suction port (88a) penetrates the first cylinder (81a) in the radial direction, and the terminal end opens into the first cylinder chamber (82a). A suction pipe (62) is connected to the suction port (88a). Further, the second cylinder (81b) of the high-stage compression mechanism (80b) is formed with a suction port (88b) continuing from the middle plate (86). The suction port (88b) has a starting end opened to the intermediate passage (90) and a terminal end opened to the second cylinder chamber (82b).

上記ケーシング(61)内の底部には、潤滑油が貯留されている油溜りが形成されている。駆動軸(70)の下端部には、油溜りに浸漬された遠心式の給油ポンプ(92)が設けられている。この給油ポンプ(92)は、駆動軸(70)内を上下方向に延びて低段側圧縮機構(80a)および高段側圧縮機構(80b)に連通する給油通路(91)に接続されている。そして、給油ポンプ(92)は、給油通路(91)を通じて低段側圧縮機構(80a)の摺動部および高段側圧縮機構(80b)の摺動部に油溜りの潤滑油を供給するように構成されている。     An oil sump in which lubricating oil is stored is formed at the bottom of the casing (61). At the lower end of the drive shaft (70), a centrifugal oil pump (92) immersed in an oil sump is provided. The oil supply pump (92) is connected to an oil supply passage (91) that extends vertically in the drive shaft (70) and communicates with the low-stage compression mechanism (80a) and the high-stage compression mechanism (80b). . The oil supply pump (92) supplies lubricating oil in the oil reservoir to the sliding portion of the low-stage compression mechanism (80a) and the sliding portion of the high-stage compression mechanism (80b) through the oil supply passage (91). It is configured.

また、本実施形態においても、第1シリンダ室(82a)の容積V1が第2シリンダ室(82b)の容積V2より大きくなっており、第2シリンダ室(82b)の第1シリンダ室(82a)に対する容積比Vr(V2/V1)が0.7程度に設定されている。     Also in this embodiment, the volume V1 of the first cylinder chamber (82a) is larger than the volume V2 of the second cylinder chamber (82b), and the first cylinder chamber (82a) of the second cylinder chamber (82b). The volume ratio Vr (V2 / V1) is set to about 0.7.

この圧縮機(60)において、電動機(65)を起動すると、各ロータリピストン(87a,87b)がシリンダ室(81a,81b)内で揺動しながら公転する。そして、圧縮機構(80)が所定の圧縮動作を行う。     In the compressor (60), when the electric motor (65) is started, the rotary pistons (87a, 87b) revolve while swinging in the cylinder chamber (81a, 81b). The compression mechanism (80) performs a predetermined compression operation.

この圧縮動作について、図16を参照しながら説明する。この図16では、ロータリピストン(87a,87b)が右回転で揺動し、ロータリピストン(87a,87b)が上死点に接する状態を回転角0°、ロータリピストン(87a,87b)が下死点に接する状態を回転角180°としている。先ず、駆動軸(70)の回転角0°の状態から僅かに回転して、第1ロータリピストン(87a)と第1シリンダ(81a)の接触位置が吸入ポート(88a)の開口部を通過すると、吸入ポート(88a)から第1シリンダ室(82a)へ冷媒が流入し始める。そして、駆動軸(70)の回転角が360°になるまで第1シリンダ室(82a)に冷媒が流入し続ける。     This compression operation will be described with reference to FIG. In FIG. 16, the rotary piston (87a, 87b) swings clockwise and the rotary piston (87a, 87b) is in contact with the top dead center at a rotation angle of 0 ° and the rotary piston (87a, 87b) is bottom dead. The state in contact with the point is set to a rotation angle of 180 °. First, when the drive shaft (70) is slightly rotated from the rotation angle of 0 °, the contact position of the first rotary piston (87a) and the first cylinder (81a) passes through the opening of the suction port (88a). Then, the refrigerant begins to flow from the suction port (88a) into the first cylinder chamber (82a). The refrigerant continues to flow into the first cylinder chamber (82a) until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches 360 °.

続いて、第1シリンダ室(82a)への冷媒の流入が終了した状態(駆動軸(70)の回転角360°)において、駆動軸(70)が僅かに回転し、第1ロータリピストン(87a)と第1シリンダ(81a)の接触位置が吸入ポート(88a)の開口部を通過した時点で、第1シリンダ室(82a)における冷媒の閉じ込みが完了する。そして、この状態から駆動軸(70)がさらに回転すると冷媒の圧縮が開始され、第1シリンダ室(82a)内の冷媒の圧力が中間通路(90)の冷媒の圧力を上回ると、吐出弁が開いて中間圧の冷媒が吐出ポート(89a)から中間通路(90)へ吐出される。冷媒の吐出は、駆動軸(70)の回転角が360°になるまで続く。     Subsequently, in a state where the inflow of the refrigerant into the first cylinder chamber (82a) is completed (the rotation angle of the drive shaft (70) is 360 °), the drive shaft (70) is slightly rotated, and the first rotary piston (87a ) And the first cylinder (81a) pass through the opening of the suction port (88a), the refrigerant is completely closed in the first cylinder chamber (82a). When the drive shaft (70) further rotates from this state, the refrigerant starts to be compressed. When the pressure of the refrigerant in the first cylinder chamber (82a) exceeds the pressure of the refrigerant in the intermediate passage (90), the discharge valve Open and the intermediate-pressure refrigerant is discharged from the discharge port (89a) to the intermediate passage (90). The discharge of the refrigerant continues until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches 360 °.

一方、高段側圧縮機構(80b)では、駆動軸(70)の回転に伴って中間通路(90)内の中間圧冷媒が吸入ポート(88b)から第2シリンダ室(82b)へ流入する。つまり、第2ロータリピストン(87b)と第2シリンダ(81b)の接触位置が吸入ポート(88b)の開口部を通過すると、中間通路(90)から第2シリンダ室(82b)へ冷媒が流入し始める。そして、駆動軸(70)の回転角が360°になるまで第2シリンダ室(82b)に中間圧冷媒が流入し続ける。     On the other hand, in the high-stage compression mechanism (80b), the intermediate pressure refrigerant in the intermediate passage (90) flows from the suction port (88b) into the second cylinder chamber (82b) as the drive shaft (70) rotates. That is, when the contact position between the second rotary piston (87b) and the second cylinder (81b) passes through the opening of the suction port (88b), the refrigerant flows into the second cylinder chamber (82b) from the intermediate passage (90). start. The intermediate pressure refrigerant continues to flow into the second cylinder chamber (82b) until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches 360 °.

続いて、第2ロータリピストン(87b)と第2シリンダ(81b)の接触位置が吸入ポート(88b)の開口部を通過して第2シリンダ室(82b)における冷媒の閉じ込みが完了すると、冷媒の圧縮が開始される。そして、第2シリンダ室(82b)内の冷媒の圧力がケーシング(61)内の空間の冷媒の圧力を上回ると、吐出弁が開いて高圧冷媒が吐出ポート(89b)からケーシング(61)内の空間へ吐出される。冷媒の吐出は、駆動軸(70)の回転角が360°になるまで続く。ケーシング(61)内の空間へ吐出された冷媒は、吐出管(63)から冷媒回路へ吐出される。このように、本実施形態の圧縮機(60)では、低段側の第1シリンダ室(82a)で圧縮された冷媒が高段側の第2シリンダ室(82b)でさらに圧縮されて2段圧縮される。     Subsequently, when the contact position between the second rotary piston (87b) and the second cylinder (81b) passes through the opening of the suction port (88b) and the refrigerant is completely closed in the second cylinder chamber (82b), Starts to be compressed. When the pressure of the refrigerant in the second cylinder chamber (82b) exceeds the pressure of the refrigerant in the space in the casing (61), the discharge valve opens and the high-pressure refrigerant flows into the casing (61) from the discharge port (89b). It is discharged into the space. The discharge of the refrigerant continues until the rotation angle of the drive shaft (70) reaches 360 °. The refrigerant discharged to the space in the casing (61) is discharged from the discharge pipe (63) to the refrigerant circuit. As described above, in the compressor (60) of the present embodiment, the refrigerant compressed in the first cylinder chamber (82a) on the lower stage side is further compressed in the second cylinder chamber (82b) on the higher stage side to be two-staged. Compressed.

本実施形態においても、上記実施形態3と同様に、容積比Vr(V2n/V1)とトルク変動幅との関係および容積比Vr(V2/V1)とトルク変動比との関係が図13および図14に示すものになる。つまり、トルク変動幅およびトルク変動比は、何れも容積比Vr=0.6および0.8の場合が容積比Vr=0.5および1の場合よりも小さくなる。したがって、トルク変動が小さい分、振動が抑制される。したがって、低段側および高段側のシリンダ室(82a,82b)が上下に積層された2段圧縮構造においても、そのシリンダ室(82a,82b)の容積比Vrを0.6〜0.8程度に設定することにより、従来の1シリンダ式の圧縮機に比べて、圧縮効率を高めることができると共に、振動を抑制することができる。     Also in the present embodiment, as in the third embodiment, the relationship between the volume ratio Vr (V2n / V1) and the torque fluctuation range and the relationship between the volume ratio Vr (V2 / V1) and the torque fluctuation ratio are shown in FIGS. 14 is obtained. That is, the torque fluctuation range and the torque fluctuation ratio are both smaller when the volume ratio Vr = 0.6 and 0.8 than when the volume ratio Vr = 0.5 and 1. Therefore, vibration is suppressed by the amount of small torque fluctuation. Therefore, even in the two-stage compression structure in which the low-stage and high-stage cylinder chambers (82a, 82b) are stacked one above the other, the volume ratio Vr of the cylinder chambers (82a, 82b) is 0.6 to 0.8. By setting the degree, the compression efficiency can be increased and vibration can be suppressed as compared with the conventional one-cylinder compressor.

以上説明したように、本発明は、共にピストンの偏心回転によって容積が変化する2つのシリンダ室を有する回転式圧縮機として有用である。     As described above, the present invention is useful as a rotary compressor having two cylinder chambers whose volumes change due to eccentric rotation of the piston.

1,60 圧縮機
20 圧縮機構
21 シリンダ
22 環状ピストン(ピストン)
30 電動機
50 コントローラ(トルク制御手段)
C1 外側シリンダ室(シリンダ室)
C2 内側シリンダ室(シリンダ室)
65 電動機
80 圧縮機構
81a 第1シリンダ(シリンダ)
81b 第2シリンダ(シリンダ)
82a 第1シリンダ室(シリンダ室)
82b 第2シリンダ室(シリンダ室)
87a 第1ロータリピストン(ピストン)
87b 第2ロータリピストン(ピストン)
1,60 compressor
20 Compression mechanism
21 cylinders
22 Annular piston (piston)
30 electric motor
50 Controller (Torque control means)
C1 Outer cylinder chamber (cylinder chamber)
C2 Inner cylinder chamber (cylinder chamber)
65 Electric motor
80 Compression mechanism
81a First cylinder (cylinder)
81b Second cylinder (cylinder)
82a 1st cylinder chamber (cylinder chamber)
82b Second cylinder chamber (cylinder chamber)
87a First rotary piston (piston)
87b Second rotary piston (piston)

Claims (12)

2つのシリンダ室(C1,C2,82a,82b)を有するシリンダ(21,81a,81b)と、ピストン(22,87a,87b)とを有する圧縮機構(20,80)と、
上記シリンダ(21,81a,81b)とピストン(22,87a,87b)とを相対的に偏心回転させて、上記各シリンダ室(C1,C2,82a,82b)の容積を変化させる電動機(30,65)と、
1回転中の上記圧縮機構(20)の負荷トルクの変動に応じて上記電動機(30,65)の出力トルクを変更するトルク制御手段(50)とを備えている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
A compression mechanism (20,80) having a cylinder (21,81a, 81b) having two cylinder chambers (C1, C2,82a, 82b) and a piston (22,87a, 87b);
The motors (30, 81a, 81b) and pistons (22, 87a, 87b) are relatively eccentrically rotated to change the volumes of the cylinder chambers (C1, C2, 82a, 82b). 65)
Torque control means (50) for changing the output torque of the electric motor (30, 65) in response to fluctuations in the load torque of the compression mechanism (20) during one rotation. Machine.
請求項1において、
上記シリンダ(21)は、環状のシリンダ室(C1,C2)を有する一方、
上記ピストン(22)は、上記環状のシリンダ室(C1,C2)に収納され、該シリンダ室(C1,C2)を外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の2つのシリンダ室に区画する環状ピストン(22)である
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 1,
While the cylinder (21) has an annular cylinder chamber (C1, C2),
The piston (22) is housed in the annular cylinder chamber (C1, C2), and the cylinder chamber (C1, C2) is divided into two cylinder chambers, an outer cylinder chamber (C1) and an inner cylinder chamber (C2). A rotary compressor characterized by being an annular piston (22).
請求項2において、
上記外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比が0.6から1.0である
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 2,
A rotary compressor characterized in that a volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is 0.6 to 1.0.
請求項2または3において、
上記電動機(30)は、ブラシレスDCモータである
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 2 or 3,
The electric motor (30) is a brushless DC motor, and is a rotary compressor.
請求項2または3において、
上記トルク制御手段(50)は、電動機(30)の入力電流、入力電圧または入力電流位相を変更して該電動機(30)の出力トルクを変更させるように構成されている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 2 or 3,
The torque control means (50) is configured to change an output torque of the electric motor (30) by changing an input current, an input voltage or an input current phase of the electric motor (30). Type compressor.
請求項2または3において、
上記電動機(30)は、固定状態の環状ピストン(22)に対して回転するシリンダ(21)に連結されている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 2 or 3,
The rotary compressor according to claim 1, wherein the electric motor (30) is connected to a cylinder (21) that rotates relative to a fixed annular piston (22).
請求項2または3において、
上記電動機(30)は、固定状態のシリンダ(21)に対して回転する環状ピストン(22)に連結されている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 2 or 3,
The electric motor (30) is connected to an annular piston (22) that rotates relative to a fixed cylinder (21).
請求項2において、
上記圧縮機構(20)は、外側シリンダ室(C1)および内側シリンダ室(C2)の一方を低段側とし他方を高段側として流体を二段圧縮するように構成されている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 2,
The compression mechanism (20) is configured to compress the fluid in two stages, with one of the outer cylinder chamber (C1) and the inner cylinder chamber (C2) as a low-stage side and the other as a high-stage side. Rotary compressor to do.
請求項8において、
上記外側シリンダ室(C1)に対する内側シリンダ室(C2)の容積比が0.6から0.8である
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 8,
A rotary compressor characterized in that a volume ratio of the inner cylinder chamber (C2) to the outer cylinder chamber (C1) is 0.6 to 0.8.
請求項1において、
上記シリンダ(81a,81b)は、共にシリンダ室(82a,82b)を有する低段側の第1シリンダ(81a)および高段側の第2シリンダ(81b)により構成される一方、
上記ピストン(87a,87b)は、上記第1シリンダ(81a)のシリンダ室(82a)に収納される第1ロータリピストン(87a)と、上記第2シリンダ(81b)のシリンダ室(82b)に収納される第2ロータリピストン(87b)とにより構成され、
上記圧縮機構(80)は、上記電動機(65)によって上記両ロータリピストン(87a,87b)が偏心回転することにより、上記両シリンダ(81a,81b)の間で流体を二段圧縮するように構成されている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 1,
The cylinders (81a, 81b) are both constituted by a low-stage first cylinder (81a) and a high-stage second cylinder (81b) each having a cylinder chamber (82a, 82b).
The pistons (87a, 87b) are accommodated in the first rotary piston (87a) accommodated in the cylinder chamber (82a) of the first cylinder (81a) and in the cylinder chamber (82b) of the second cylinder (81b). The second rotary piston (87b),
The compression mechanism (80) is configured to compress the fluid between the cylinders (81a, 81b) in two stages by rotating the rotary pistons (87a, 87b) eccentrically by the electric motor (65). A rotary compressor characterized by being made.
請求項10において、
上記第1シリンダ(81a)のシリンダ室(82a)に対する第2シリンダ(81b)のシリンダ室(82b)の容積比が0.6から0.8である
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 10,
The rotary compressor characterized in that the volume ratio of the cylinder chamber (82b) of the second cylinder (81b) to the cylinder chamber (82a) of the first cylinder (81a) is 0.6 to 0.8.
請求項10または11において、
上記圧縮機構(80)は、第1シリンダ(81a)のロータリピストン(87a)の回転位相と第2シリンダ(81b)のロータリピストン(87b)の回転位相とが180°ずれるように構成されている
ことを特徴とする回転式圧縮機。
In claim 10 or 11,
The compression mechanism (80) is configured such that the rotational phase of the rotary piston (87a) of the first cylinder (81a) and the rotational phase of the rotary piston (87b) of the second cylinder (81b) are shifted by 180 °. A rotary compressor characterized by that.
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