JP2010168976A - 回転式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ベーンの凸部揺動部を形成するに際し、真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く安価に加工を行う事が困難であった。
【解決手段】ローラ１０４に形成された円筒形の凹部摺動部５６とベーン２０のローラ側に設けられた凸部揺動部５７とを揺動自在に接続し、ベーン２０の凸部揺動部５７に一つまたは複数の逃げ部２０ａを配設し、真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く低コストに加工を行った円筒形の凸部揺動部５７をもつベーン２０を搭載し、効率と信頼性が高く、安価な回転式圧縮機を提供することが出来る。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷蔵庫、空気調和機に組み込まれることが可能な回転式圧縮機に関するものである。

従来の技術として、特許文献１に記載されている回転式圧縮機が開示されている。図５は、特許文献１に記載された従来の回転圧縮機を示すものであり、図５に示すように、この回転式圧縮機には、底部にオイル溜を有する密閉容器と、この容器内に収納された電動要素と、この電動要素によって駆動される両端開口を閉塞されるシリンダ７４と、このシリンダ７４内を回転するローラ７３と、ローラ７３とシリンダ７４とにより圧縮空間７５を形成すると共に、高圧側と低圧側とを仕切るベーン７１とを備え、ローラ７３に形成された円筒形の凹部摺動部７６とベーン７１のローラ７３側に設けられた凸部揺動部７２とを揺動自在に接続する接続手段を設けることが開示されている。
特開２０００−１２０５７２号公報

ところで、このような従来の回転式圧縮機では、図５に示すようにベーン７１の凸部揺動部７２の円筒形の全周に渡って摺動面が形成されているために、ベーン７１の凸部揺動部７２を形成するに際し、カップ砥石の側面で円筒形の外周を少しずつ研削加工する方法か、円筒形の砥石の外周をベーン７１の凸部揺動部７２の半径と同じ寸法に成形し、２回または３回に分割して研削加工して凸部揺動部７２を成形する方法が有るが、前者は真円度や円筒度や面粗さの精度が出にくく、また加工時間がかかるためベーン製作のコストが高くなり、また、後者は分割した加工の継ぎ目部の形状崩れによる真円度、円筒度や面粗さの精度不具合が発生し、現状工法としては真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く安価に加工を行う事が困難な為、運転時にローラ７３の凹部摺動部７６とベーン７１の凸部揺動部７２の摺動が円滑でなくなり、効率や信頼性が低下したり、また、ベーン製作にコストがかかり、圧縮機が高価になるという課題を有していた。

本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたもので、精度の良い円筒形の凸部揺動部をもつベーンを搭載し、効率と信頼性が高く、さらに低コストでベーンを加工する事が出来る為、安価な回転式圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の回転式圧縮機では、両端開口を閉塞されるシリンダと、このシリンダ内を回転するローラと、前記ローラと前記シリンダとにより圧縮空間を形成すると共に、その圧縮空間を高圧側と低圧側とに仕切るベーンと、前記ローラに形成された円筒形の凹部摺動部と、前記ベーンのローラ側に設けられた円筒状の凸部揺動部とを備え、前記凹部摺動部と前記凸部揺動部とを揺動自在に接続して構成し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する回転式圧縮機であって、前記凸部揺動部に一以上の逃げ部を設けることにより、真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く低コストに加工を行った円筒形の凸部揺動部をもつベーンを搭載し、ローラとベーンの嵌合部が揺動時にスムーズに嵌合するため、効率と信頼性が高く、安価な回転式圧縮機を提供することが出来る。

本発明の回転式圧縮機は、ベーンの凸部揺動部に設けられた逃げ部により、凸部揺動部
の円筒形を高精度にしかも安価に加工する事が出来、従って、本発明では、ローラとベーンの嵌合部が揺動時にスムーズに嵌合するため、効率と信頼性が高く、しかも安価な回転式圧縮機を提供できるものである。

第１の発明は、両端開口を閉塞されるシリンダと、このシリンダ内を回転するローラと、前記ローラと前記シリンダとにより圧縮空間を形成すると共に、その圧縮空間を高圧側と低圧側とに仕切るベーンと、前記ローラに形成された円筒形の凹部摺動部と、前記ベーンのローラ側に設けられた円筒状の凸部揺動部とを備え、前記凹部摺動部と前記凸部揺動部とを揺動自在に接続して構成し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する回転式圧縮機であって、前記凸部揺動部に一以上の逃げ部を設けることにより、真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く低コストに加工を行った円筒形の凸部揺動部をもつベーンを搭載し、ローラとベーンの嵌合部が揺動時にスムーズに嵌合するため、効率と信頼性が高く、安価な回転式圧縮機を提供することが出来る。

第２の発明では、特に、第１の発明の凸部揺動部の逃げ部をベーンのほぼ中央の一箇所に設けたものである。

第３の発明では、特に、第１の発明の凸部揺動部の逃げ部をベーンの中央部以外の二箇所に設けたものである。

この様にローラの凹部摺動部と嵌合するベーンの凸部揺動部に逃げ部が形成されているために、ベーンの凸部揺動部の真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く低コストに加工を行う事が可能となり、高い効率と信頼性をもち、さらに安価な回転式圧縮機を提供する事が出来る。

第４の発明では、特に、第１の発明の凸部揺動部の逃げ部が素材肌または加工肌またはその両方でなるものである。

この様にローラと嵌合するベーンの凸部揺動部に配設された逃げが素材肌または加工肌またはその両方で形成されているために、ベーンの凸部揺動部の真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く加工を行う事が可能となり、さらに、逃げ部が一部素材で成形されているので、加工する必要が無く、更に低コストでベーンを加工することが出来るので、高い効率と信頼性をもち、さらに安価な回転式圧縮機を提供する事が出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における回転式圧縮機を示す縦断面図、図２は本発明の第１の実施の形態における回転式圧縮機の要部であるローラとベーンを示す平面図である。

図１において、本実施の形態の回転式圧縮機はロータリ式コンプレッサと称されるもので、鉄などの金属からなる密閉容器１０１内の上部に設けられた電動要素１０６と、この電動要素１０６の下方に設けられ、電動要素１０６の回転子１０６ｂに固定された回転軸１０５にて回転駆動される回転圧縮要素１００とからなるものである。

尚、本発明の回転式圧縮機は、密閉容器１０１内を高圧としたものである。

前記密閉容器１０１は下部をオイル溜とし、前記電動要素１０６及び回転圧縮要素１００を収納する容器体１０１と、この容器体１０１は密閉する上密閉蓋１０１ａと下密閉蓋１０１ｂとよりなるもので、この密閉蓋１０１ａには前記電動要素１０６に電力を供給するためのターミナル端子（図示せず）取り付けられている。

電動要素１０６は、固定子１０６ａ及び回転子１０６ｂからなるもので、回転子１０６ｂは積層した電磁鋼板からなる積層体の内部に永久磁石（図示せず）を設けてなるもので、固定子１０６ａはリング状の電磁鋼板を積層した積層体に巻線を取り付けてなるものである。この構造は、直流モータと称するものであるが、積層した電磁鋼板にアルミニウム製のアルミ芯を挿入してなる交流モータと称するモータを用いても良い。

回転圧縮要素１００は、回転軸１０５の回転を許容し、シリンダ１０２の上部の開口を閉塞するメインフレーム１０７と、このメインフレーム１０７の下に取り付けられたシリンダ１０２と、このシリンダ１０２内を前記回転軸１０５の偏心部１０５ａによって回転するローラ１０４と、このローラ１０４と協働し圧縮空間を形成し、この圧縮空間を高圧側と低圧側とに仕切るベーン２０（図２参照）と、シリンダ１０２の下部の開口部を閉塞するベアリングプレート１０８とで構成されており、この回転圧縮要素１００は吸入した冷媒を圧縮して吐出するものである。前記メインフレーム１０７、シリンダ１０２、ベアリングプレート１０８の順に配置され、ボルト１１０にて連結されている。

次に、本実施の形態の要部であるベーンの構成について、図２を参照して説明する。

図２において、ローラ１０４の外周の一部には、円筒状の凹部摺動部５６が形成されており、前記ベーン２０のローラ１０４側には円筒状の凸部揺動部５７が形成されている。凸部揺動部５７は前記凹部摺動部５６と嵌合すると共に、凸部揺動部５７と凹部摺動部５６とを揺動自在に接続されており、凸部揺動部５７のベーン２０のほぼ中心部に平面状の逃げ部２０ａが設けられている。尚、ベーン２０は、シリンダ１０２の一部に形成された摺動溝１０２ａ内をローラ１０４の方向に進退可能に移動する様に設けられている。

凸部揺動部５７のベーン２０のほぼ中心部に逃げ部２０ａを設けることにより、ベーン２０の凸部揺動部５７の円筒形状を精度良く加工することが容易となり、ベーン２０とローラ１０４の摺動が円滑となり、摩擦損失が減少し、効率の高い回転式圧縮機を提供することができる。さらに、凸部揺動部５７の円筒形状の精度が高くなったため、高い信頼性を実現することができる。

ここで、ベーン２０は、最初にベーン２０の凸部揺動部５７の先端の逃げ部２０ａと反対側の背面２０ｂを同時加工し、次に、ベーン２０の上面と下面である逃げ部２０ａと背面２０ｂの直角面２０ｃ、２０ｄ（紙面と反対面）を逃げ部２０ａと反対側の背面２０ｂを基準に同時に加工し、最後に、シリンダ１０２のベーン溝１０２ａと摺動するベーン２０の側面である平面２２ｅ、２２ｆと凸部揺動部５７の円筒形の外周である摺動面５７ａを同時に加工することにより、先端の逃げ部２０ａが形成され、先端に凸部揺動部５７が形成されたベーン２０を製作することが出来る。

（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態における回転式圧縮機の要部であるローラとベーンを示す平面図である。なお、前述の実施の形態１と同一構成要素には同一符号を付与して説明を省略する。

図３において、ローラ１０４の外周の一部には、円筒状の凹部摺動部５６が形成されて
おり、前記ベーン２２のローラ１０４側には円筒状の凸部揺動部５９が形成されている。凸部揺動部５９は前記凹部摺動部５６と嵌合すると共に、凸部揺動部５９と凹部摺動部５６とを揺動自在に接続されており、凸部揺動部５９のベーン２０の中心部以外に平面状の逃げ部２２ａが二箇所設けられている。

凸部揺動部５９のベーン２０の中心部以外に平面状の逃げ部２０ａを二箇所設けることにより、ベーン２０の凸部揺動部５９の円筒形状を精度良く加工することが容易となり、ベーン２０とローラ１０４の摺動が円滑となり、摩擦損失が減少し、効率の高い回転式圧縮機を提供することができる。さらに、凸部揺動部５９の円筒形状の精度が高くなったため、高い信頼性を実現することができる。

逃げ部２２ａが二箇所になった場合、シリンダ１０２のベーン溝１０２ａと摺動する平面２２ｅと２２ｆを同時に加工した後に、凸部揺動部５９の二箇所の逃げ部２２ａを所用の角度に設定した砥石で同時に加工し次に、凸部揺動部５９と同じ半径で凹みで半円形より少ない角度に成形した砥石の上下動とベーン２２の旋回運動を組み合わせて、逃げ部２２ａに円形に成形した砥石の端がかかるようにして、３回の加工で、凸部揺動部５９を円筒形状に加工し、最後に、凸部揺動部５９の先端のＲ形状部を基準に、直角面２２ｃと２２ｄ（紙面と反対面）を同時に加工することにより円筒度や面粗さの精度の高い凸部揺動部を持つベーン２２を製作することが出来る。

（実施の形態３）
図４は本発明の第３の実施の形態における回転式圧縮機の要部であるローラとベーンを示す平面図である。なお、前述の実施の形態１および２と同一構成要素には同一符号を付与して説明を省略する。

図４において、ローラ１０４の外周の一部には、円筒状の凹部摺動部５６が形成されており、ベーン２４のローラ１０４側には円筒状の凸部揺動部６１が形成されている。凸部揺動部６１は凹部摺動部５６と嵌合すると共に、凸部揺動部６１と凹部摺動部５６とを揺動自在に接続されており、ベーン２４の凸部揺動部６１の先端部に、窪み２４ａとその両側に逃げ部である平面部が形成されている。これら窪み２４ａとその両側の平面部２４ｂの逃げにより、実施の形態１および実施の形態２に示すように凸部揺動部６１の形状精度や面粗さを高精度で安価に加工することが出来るので、運転時の摺動抵抗を減少することが出来、効率と信頼性の高い圧縮機を提供する事が出来る。更に、平面部２４ｂだけで無く、窪み２４ａが有るため、冷凍機油を保持する量を増加させる事が出来るため、運転中のローラ１０４の凹部摺動部５６とベーン２４の凸部揺動部６１の隙間に冷凍機油を潤沢に供給することが可能となるため、より、信頼性の高い圧縮機を提供することが出来る。

ここで、平面部２４ｂは加工して製作すれば良く、窪み２４ａは加工してもよいが、素材製作の段階で成型しても良い。その為に、素材製作に焼結法や金属射出成形法を用いることにより、窪み付き素材を容易に製作することができる。

更に、素材で逃げ部を形成することにより、逃げ部を加工する工程を省略することが出来るため、更に低コストでベーン２４を製作することが出来るので、安価で効率と信頼性が高い圧縮機を提供することが出来る。

この様にローラ１０４と嵌合するベーン２４の凸部揺動部６１に配設された逃げ部が素材肌または加工肌またはその両方で形成されているために、ベーン２４の凸部揺動部６１の真円度や円筒度や表面粗さといった形状精度や表面性状を精度良く加工を行う事が可能となり、さらに、逃げ部が一部素材で成形されているので、加工する必要が無く、更に低コストでベーンを加工することが出来るので、高い効率と信頼性をもち、さらに安価な回
転式圧縮機を提供する事が出来る。

以上のように、本発明にかかる回転式圧縮機は、ベーンの凸部揺動部に設けられた逃げ部により、凸部揺動部の円筒形を高精度にしかも安価に加工する事が出来、従って、ローラとベーンの嵌合部が揺動時にスムーズに嵌合するため、効率と信頼性が高く、しかも安価な回転式圧縮機を提供できるものであるため、給湯器用圧縮機、空気圧縮の用途にも適用できるものである。

本発明の第１の実施の形態における回転式圧縮機を示す縦断面図 本発明の第１の実施の形態における回転式圧縮機の要部であるローラとベーンを示す平面図 本発明の第２の実施の形態における回転式圧縮機の要部であるローラとベーンを示す平面図 本発明の第３の実施の形態における回転式圧縮機の要部であるローラとベーンを示す平面図 従来の回転式圧縮機におけるローラとベーンを示す平面図

２０、２２、２４ ベーン
２０ａ、２２ａ 逃げ部
２４ａ 窪み
２４ｂ 平面部
５６ 凹部摺動部
５７、５９、６１ 凸部揺動部
１０２ シリンダ
１０２ａ 摺動溝
１０４ ローラ

Claims (4)

1. 両端開口を閉塞されるシリンダと、このシリンダ内を回転するローラと、前記ローラと前記シリンダとにより圧縮空間を形成すると共に、その圧縮空間を高圧側と低圧側とに仕切るベーンと、前記ローラに形成された円筒状の凹部摺動部と、前記ベーンのローラ側に設けられた円筒状の凸部揺動部とを備え、前記凹部摺動部と前記凸部揺動部とを揺動自在に接続して構成し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する回転式圧縮機であって、前記凸部揺動部に一つ以上の逃げ部を設けたことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 凸部揺動部の逃げ部をベーンのほぼ中央の一箇所に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
3. 凸部揺動部の逃げ部をベーンの中央部以外の二箇所に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
4. 凸部揺動部の逃げ部が素材肌または加工肌またはその両方でなることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。