JP2012177353A - 多段圧縮式ロータリコンプレッサ及び圧縮式ロータリコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】圧入作業を行うことなく、ばね室を閉鎖させることができるシリンダを備えた、多段圧縮式ロータリコンプレッサを提供する。
【解決手段】密閉容器内の駆動要素２にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素３，４を備え、この第１及び第２の回転圧縮要素３，４は、シリンダ３１，４１と、シリンダ３１，４１内で偏心回転するローラ３３，４３と、ローラ３３，４３に当接してシリンダ３１，４１内を低圧室と高圧室とに区画するベーン３４，４４とを備え、第１の回転圧縮要素３及び第２の回転圧縮要素４で高圧に圧縮して吐出する多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、第２の回転圧縮要素４の一部であるシリンダ４１に設けたスプリング４６を収容するばね室は外周面と交わるシリンダ４１の上下両面を貫通して開口されているとともに、このばね室はスプリング４６が挿入されても圧縮状態を常時確保可能な長さとなるように形成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉容器内に駆動要素とこの駆動要素にて駆動される単一又は複数段の回転圧縮要素とを備え、冷媒を回転圧縮要素にて圧縮するロータリコンプレッサに係り、特に、回転圧縮要素を多段に備えた圧縮式ロータリコンプレッサ及び単一の回転圧縮要素を備えた圧縮式ロータリコンプレッサ関するものである。

従来、圧縮式ロータリコンプレッサにあっては、各種タイプのものが提案され開発されているが、その一つとして、回転圧縮要素を多段に備えた圧縮式ロータリコンプレッサ、例えば２段式の圧縮式ロータリコンプレッサが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このロータリコンプレッサ１００は、図７及び図８に示すように、内部中間圧構造であって、第１の回転圧縮要素１０１の吸込ポート１０３から冷媒ガスが下シリンダ１０２の低圧室側に吸入され、ローラ１０４とベーン１０５の動作により圧縮されて中間圧となり、下シリンダ１０２の高圧室側より図示外の吐出ポートを経て吐出消音室１３０Ａに吐出される。このようにして、中間圧となり、下シリンダ１０２の高圧室側より図示外の吐出ポート及び下支持部材１３０の消音室１３０Ａを経て、ロータリコンプレッサ１００の密閉容器内に吐出される。換言すれば、１段目の圧縮動作が行われることで、密閉容器内は中間圧となる。この密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスは、密閉容器内で熱を奪われて冷却される。そして、この中間圧状態の冷媒ガスは、上支持部材１４０に形成された図示しない吸込通路を経由して、第２の回転圧縮要素１１１の上シリンダ１１３の図示外の吸込ポートからシリンダ室１１９の低圧室側に吸入され、ローラ１１４とベーン１１５の動作により２段目の圧縮動作が行われる。これにより、冷媒ガスは、高圧高温の状態となり、高圧室側から図示外の吐出ポートを通り、上支持部材１４０に形成された吐出消音室１４０Ａを経て図示しない冷媒吐出管により密閉容器の外部配管（冷媒回路）に吐出される。

このようなロータリコンプレッサ１００に取り付けられたベーン１０５，１１５は、シリンダ１０２，１１３の半径方向に設けられた溝内に設置されており、且つ、シリンダ１０２，１１３の半径方向に移動自在に挿入されている。そして、シリンダ１０２，１１３には、ベーン１０５，１１５の後側（密閉容器側）に、シリンダ１０２，１１３の外側（密閉容器側）に開口する収納部（以下、「ばね室」とよぶ）１０７Ａ，１１７Ａが形成されている。また、このばね室１０７Ａ，１１７Ａには、ベーン１０５，１１５をそれぞれ常時ローラ１０４，１１４側に付勢するバネ部材１０７，１１７を挿入した後、プラグ（抜け止め）１０８，１１８を圧入することで閉塞してバネ部材１０７，１１７の飛び出しを防いでいる。なお、図８には下シリンダ１０２のばね室１０７Ａ及びプラグ１０８などを示す。

特開２００７−１００５４４号公報

ところで、このプラグをシリンダのばね室に圧入する構成のものにあっては、その圧入作業の際にシリンダが変形を起こす虞があり、この変形に伴って所定の公差を上回る誤差を発生する場合には、所要の機能を充分に発揮できない場合もある。

また、このようなロータリコンプレッサにあっては、シリンダ内のベーンをローラ側に確実に付勢させるために、シリンダ内の高圧の冷媒ガスの一部をばね室へ送り込んでベーンを背後から押圧させるような構成のものも知られている。このような構成の場合には、圧入部分のプラグとばね室との間に僅かでも隙間を生じていると、高圧の冷媒やオイルがその隙間を通り、中圧のコンプレッサ内部へ漏出する。このように、隙間から冷媒やオイルが洩れを生じると、所要の機能を充分に発揮できなくなる虞もある。

さらに、圧入作業を行う場合には、作業工数の増大等に伴い、製造コストの増大をもたらす虞もある。

そこで、本発明は、上記した事情に鑑み、圧入作業を行うことなく、ばね室を閉鎖させることができるシリンダを備えた、多段圧縮式ロータリコンプレッサ及び圧縮式ロータリコンプレッサを提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る多段圧縮式ロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素にて駆動される多段式の回転圧縮要素を備え、前記各段の回転圧縮要素は、略円盤状のシリンダと、前記駆動要素の回転軸側に一体に取付けられて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンとを備え、前記各段の回転圧縮要素で圧縮され前記密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスを、最終段の回転圧縮要素に吸引し、高圧に圧縮して吐出する多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
前記各段の回転圧縮要素の前記シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室のうち、少なくとも最終段の回転圧縮要素のばね室は、シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、
前記スプリングは、圧縮コイルばねであって、前記ばね室の少なくとも一面に開口された部分から挿入させてあるとともに、前記ばね室内で最大に伸長したときでも前記ベーンを押圧させる弾性力を有する長さを有している、ことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、各段の回転圧縮要素の一部である各シリンダのうち、シリンダ内部の方が密閉容器の内部空間の圧力よりも圧力が低いか若しくは略同じである構成のシリンダについては、該シリンダの少なくともいずれか一面に開口されたばね室から外周面に連通する溝が一部貫通状態で刻設されている、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項３の多段圧縮式ロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、前記第１及び第２の回転圧縮要素は、略円盤状のシリンダと、前記駆動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンとを備え、前記第１の回転圧縮要素で圧縮され前記密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスを、前記第２の回転圧縮要素に吸引し、高圧に圧縮して吐出する多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
前記第１及び第２の回転圧縮要素の前記各シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室は、該シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、
前記スプリングは、圧縮コイルばねであって、前記ばね室の少なくとも一面に開口された部分から挿入させてあるとともに、前記ばね室内で最大に伸長したときでも前記ベーンを押圧させる弾性力を有する長さを有している、ことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、第１の回転圧縮要素のシリンダは、このシリンダの内部の方が密閉容器の内部空間の圧力よりも圧力が低いか若しくは略同じである構成であって、該シリンダの少なくともいずれか一面に開口されたばね室から外周面に連通する溝が一部貫通状態で刻設されている、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る圧縮式ロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素にて駆動される単一の回転圧縮要素を備え、前記回転圧縮要素は、略円盤状のシリンダと、前記駆動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンとを備え、冷媒ガスを高圧に圧縮して吐出する圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
前記回転圧縮要素の一部である前記シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室は、外周面と交わるシリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、
前記スプリングは、圧縮コイルばねであって、前記ばね室の少なくとも一面に開口された部分から挿入させてあるとともに、前記ばね室内で最大に伸長したときでも前記ベーンを押圧させる弾性力を有する長さを有している、ことを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記シリンダは、このシリンダの内部の方が密閉容器の内部空間の圧力よりも圧力が低いか若しくは略同じ状態にある構成のものであって、前記シリンダの少なくともいずれか一面に開口されたばね室から外周面に連通する溝が一部貫通状態で刻設されている、ことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る多段圧縮式ロータリコンプレッサによれば、少なくとも最終段の回転圧縮要素のシリンダに設けたばね室は、シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有している構成であって、シリンダの外周にプラグを圧入させる孔を開口させてない。即ち、従来のようなシリンダの外面に開口した孔からその内部であるばね室にスプリングを挿入後にプラグを圧入して孔の閉鎖を行う代わりに、シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面に開口された部分からばね室にスプリングを挿入させるだけの構成となっている。これにより、プラグ圧入作業が不要となる。その結果、これに伴うシリンダ各部の変形の虞がなくなるとともに、プラグとばね室との間に隙間が生じているときその隙間から冷媒やオイルが洩れを生じる不都合も回避できる。さらに、圧入による作業工数の増大等に伴い製造コストが増大する、といったトラブルも回避できる。

さらに、請求項２に係る多段圧縮式ロータリコンプレッサによれば、各段の回転圧縮要素の一部である略円盤状の各シリンダに設けたばね室のうち、特にシリンダの外面に溝を刻設させてあるばね室にあっては、シリンダ内部よりも圧力が高い密閉容器の内部空間内の高圧力の冷媒ガスを、外周面に一部貫通状態で刻設されている溝を通してばね室に印加させることができる。従って、シリンダ内部の加圧された冷媒ガスを、シリンダに上又は下から密着状態で当接する支持固定部材や中間仕切板の内部に形成した所要のバイパス路などを介して導入し、背圧として利用する構成が不要となり、その分、シリンダの内部構造が簡易になる。

本発明の請求項３に係る多段圧縮式ロータリコンプレッサによれば、第１及び第２の回転圧縮要素の一部である各シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室のうち、少なくともいずれか一方のシリンダのばね室は、シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された部分からスプリングを挿入させてあるだけの構成であって、シリンダの外周にプラグを圧入させる孔を開口させてない。従って、従来のシリンダの外面に開口した孔からその内部のばね室にスプリングを挿入後にプラグを圧入して孔の閉鎖を行うことが必要ない。つまり、請求項１の発明のものの効果と同様、プラグ圧入作業が不要となる。これにより、圧入に伴うシリンダ各部の変形をもたらす虞がなくなるとともに、プラグとばね室との間に隙間が生じているときその隙間から冷媒やオイルが洩れを生じる不都合も回避できる。さらに、圧入による作業工数の増大等に伴い製造コストが増大する、といったトラブルも回避できる。

さらに、請求項４に係る多段圧縮式ロータリコンプレッサによれば、請求項２の発明のものと同様、第１及び第２の回転圧縮要素の一部である略円盤状の各シリンダに設けたばね室のうち、特にシリンダの外面に一部貫通状態で溝を刻設させてあるばね室にあっては、シリンダ内部よりも圧力が高い密閉容器の内部空間内の中圧力の冷媒ガスを、その溝を通してばね室内のスプリングに印加させることができる。このため、従来のような、シリンダに上又は下から密着状態で当接する支持固定部材や中間仕切板の内部に形成した所要のバイパス路を介して導入し、シリンダ内部の加圧された冷媒をばね室へ導入させて背圧として利用する構成が不要となり、その分、シリンダの内部構造、さらにはそれに密接する固定支持部材の構造などが簡易になる。

本発明の請求項５に係る圧縮式ロータリコンプレッサによれば、請求項１の発明のものの効果と同様、従来のシリンダの外面に開口した孔からその内部のばね室にスプリングを挿入後にプラグを圧入して孔の閉鎖を行う代わりに、シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された部分からスプリングを挿入させるだけの構成である。従って、プラグ圧入作業が不要となるので、これに伴うシリンダ各部の変形の虞がなくなるとともに、プラグとばね室との間に隙間が生じているときその隙間から冷媒やオイルが洩れを生じる不都合も回避できる。さらに、圧入による作業工数の増大等に伴い製造コストが増大する、といったトラブルも回避できる。

本発明の請求項６に係る圧縮式ロータリコンプレッサによれば、請求項２又は４と同様、従来のようなシリンダ内部の加圧された冷媒を、シリンダに密着状態で当接する支持固定部材や中間仕切板の内部に形成した所要のバイパス路を介して導入し、ばね室へ導入させて背圧として利用する構成が不要となり、その分、シリンダの内部構造が簡易になる。

本発明の実施形態に係る圧縮式ロータリコンプレッサを示す要部断面図である。 その要部拡大断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１の回転圧縮要素の作用を示す説明図である。 （Ａ）は第１の回転圧縮要素の下シリンダを示す平面図、（Ｂ）はそのＩＶＢ−ＩＶＢ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるα部を示す説明図である。 下シリンダの構造を示す要部斜視図である。 （Ａ）は第２の回転圧縮要素の上シリンダを示す平面図、（Ｂ）はそのＶＢ−ＶＢ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるβ部を示す説明図である。 従来の中圧圧縮式ロータリコンプレッサの構成を示す断面図である。 （Ａ）は従来の回転圧縮要素のシリンダを示す平面図、（Ｂ）はそのＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるγ部を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る多段圧縮式ロータリコンプレッサ１を示すものであり、この多段圧縮式ロータリコンプレッサ１は、密閉容器１Ａ内に、ロータ２２及びステータ２３からなり駆動要素を構成する電動要素２と、電動要素２にて駆動される第１の回転圧縮要素３及び第２の回転要素４と、中間仕切板５と、を備えている。

第１及び第２の回転圧縮要素３，４は、図２に示すように、扁平な略円盤状のシリンダ３１，４１と、電動要素２の回転軸２１に偏心状態で形成された偏心部３２，４２に嵌合されてシリンダ３１，４１内部で偏心回転するローラ３３，４３と、このローラ３３，４３に当接してシリンダ３１，４１内を低圧室と高圧室とに区画するベーン３４，４４と、支持固定部材３５，４５とをそれぞれ備えている。

また、第１の回転圧縮要素の一部を構成するシリンダ（以下、これを「下シリンダ」とよぶ）３１には、図３及び図４に示すように、ローラ３３が偏心回転するスペースである略真円形状の空間からなるシリンダ室３１０と、ベーン３４を収容する細幅溝形状のベーン室３１１と、ベーン室３１１内部のベーン３４を背面から押圧するスプリング３６を収容するためにベーン室３１１よりも幅広空間からなるばね室３１２とを備える他に、ばね室３１２と外周面との間を連通するように溝３１３を刻設している。

本実施形態では、シリンダ室３１０、ベーン室３１１、及びばね室３１２は、図５に示すように、略円盤状を呈する下シリンダ３１の上下両面３１Ａ，３１Ｂまで貫通して形成されている。このように、上述の各室は上下貫通する状態で開口されているが、各室に各部材を挿入後、上下両面は中間仕切板５及び支持固定部材３５で密着状態に挟持されるので、脱落することがない。なお、本発明では、特にこのような構成のものに限定されるものではなく、これらの室は、いずれも下シリンダ３１の上下両面３１Ａ，３１Ｂのうちのいずれか一方面のみを開口させるように、換言すれば、下シリンダ３１の他方面まで開口させずに厚さ方向に抉るような構成としてもよい。

ばね室３１２は、スプリング３６の基端部を安定した状態で保持させるようにするため、基部面３１２Ａ（図４参照）が平坦な面形状となるように開口されている。なお、このばね室３１２には、基端部を平坦面形状に加工させる都合上、工具の逃げる分の半月孔が基端部の左右に併設されているが、特にこれは必須のものではない。

一方、溝３１３については、図５に示すように、下シリンダ３１の上面３１Ａから所要の深さｄまで穿設されており、下面３１Ｂまでは貫通しないようになっている。即ち、密閉容器１Ａ内部の冷媒ガスの圧力を、ローラ３３に対するベーン３４の押圧力の一部として利用可能であるといった点に着目し、溝３１３を介して密閉容器１Ａ内部の中間圧である冷媒を導入させるために、外周面３１Ｃとばね室３１２との間を連通させている。即ち、これは、ベーン室３１１及びばね室３１２を介して連通するシリンダ室３１０には、密閉容器１Ａ内部の圧力よりも高く加圧されることのない、つまり第１の回転圧縮要素３では中間圧を形成させる構成のものである。従って、後述する上シリンダ４１の構成とは異なり、シリンダ室３１０内部の高圧状態の冷媒ガスを導入して背圧として利用するためのバイパス路などを支持固定部材３５の内部に設ける必要がない。

また、下シリンダ３１には、ロータリコンプレッサ１と外部接続した所要の冷媒回路を経由してロータリコンプレッサ１の密閉容器１Ａ内部へ還流されてきた低圧状態の冷媒ガスを、シリンダ室３１０へ取り込ませるための吸入孔３１４と、このシリンダ室３１０で加圧され中間圧状態となった冷媒をシリンダ室３１０から取出して第２の回転圧縮要素４へ送り込ませるための吐出孔３１５とが、シリンダ室３１０の内周面に開口されている。

吸入孔３１４及び吐出孔３１５は、それぞれ、図４に示すように、吸入ポート３１４Ａ及び吐出ポート３１５Ａに連通している。吸入ポート３１４Ａは、図示外の吸込通路を経由してロータリコンプレッサ１外部の図示しない冷媒回路と接続されている。吐出ポート３１５Ａは、ロータリコンプレッサ１の密閉容器１Ａ内部と連通している。

ローラ３３は、下シリンダ３１のシリンダ室３１０内部で偏心しながらほぼ１回転程度、正確には角度ω（図４（Ａ）参照）だけ回転することで、シリンダ室３１０内部に吸引した冷媒を吸入当初の低圧状態から吐出時の中圧状態まで圧縮動作を行わせるものである。本実施形態のローラ３３は、外形形状が真円形状となっているが、回転軸２１に偏心状態で設けた偏心部３２に固設されており、シリンダ室３１０内部を偏心状態で回転する。

ベーン３４は、縦断面略矩形状を有し縦方向に起立した薄板形状のもので構成されており、基端面がスプリング３６の先端によって押圧されているとともに、先端面がスプリング３６の弾性力でローラ３３の外周に常時密接状態で当接している。

本実施形態の支持固定部材（以下、「下支持固定部材」とよぶ）３５は、下側から下シリンダ３１を支持するとともに、下シリンダ３１の上側に密着状態で配置の中間仕切板５との間で下シリンダ３１を密着状態に挟持する。この下支持固定部材３５は、シリンダ室３１０から吐出されてくる中間圧の冷媒を取り込んで消音させる下消音室３５Ａ等が形成されている。

スプリング３６は、本実施形態では圧縮コイルばねを用いており、ばね室３１２に収容させた状態であっても圧縮された状態を常時保持するようになっている。このため、スプリング３６の自然長がばね室３１２の長手方向の長さ寸法Ｓよりも長いものを用いている。これにより、スプリング３６は、ばね室３１２に収容されて最大に伸長したときであっても、ベーン３４を押圧させる弾性力を付勢可能とする状態が得られる。

一方、図６に示すように、第２の回転圧縮要素の一部を構成するシリンダ（以下、これを「上シリンダ」とよぶ）４１には、第１の回転圧縮要素のローラ３３の下シリンダ３１と同様に、ローラ４３が偏心回転する略真円形状の空間からなるシリンダ室４１０と、ベーン４４を収容する細幅溝形状のベーン室４１１と、ベーン室４１１内部のベーン４４を背面から押圧するスプリング４６を収容するためにベーン室４１１よりも幅広空間からなるばね室４１２と、第１の回転圧縮要素３で圧縮された中間圧状態の冷媒をシリンダ室４１０へ取り込ませるための吸入孔４１４と、このシリンダ室４１０で加圧され高圧状態となった冷媒ガスをシリンダ室４１０から取出し、図示外の冷媒吐出管からロータリコンプレッサ１の外部に吐出されるための吐出孔４１５と、が設けられている。

なお、この図６に示す第２の回転圧縮要素４の上シリンダ４１には、第１の回転圧縮要素３の下シリンダ３１とは異なり、ばね室４１２と外周面との間に溝３１３を刻設させてない。即ち、これは、図２に示す上シリンダ４１のシリンダ室４１０内に偏心可能な状態で設けられたローラ４３に対してスプリング４６の弾性力で押圧するベーン４４には、シリンダ室４１０内で高圧に圧縮された冷媒ガスの一部を後述するバイパス路４５Ｂを介してばね室４１２に導入し、この高圧冷媒ガスをベーン４４の背面にさらに印加させることで、ローラ４３に対するベーン４４の押圧力をさらに高めるため、ばね室４１２は密閉容器１Ａ内に対して気密状態を保持したい、といった事情があるからである。

このように、本実施形態の上シリンダ４１にも、上下両面４１Ａ，４１Ｂを貫通する状態で、シリンダ室４１０と、ベーン室４１１と、ばね室４１２と、を設けているが、下シリンダ３１の場合と同様、これら各室は、いずれも上シリンダ４１の上下両面４１Ａ，４１Ｂのうちのいずれか一方面のみを開口させるように、換言すれば、上シリンダ４１の他方面まで開口させずに厚さ方向に抉るような構成としてもよい。特に、バネ室４１２にあっては、上下両面のうち少なくともいずれか一面のみを開口させる構成とすることで、従来のような外周面からシリンダ内部にばね室となる孔をトンネル状に形成する構成のものとは異なり、トンネル状の孔内にスプリングを挿入後に外周面に形成された孔の入口を、プラグを圧入して閉鎖させる、といった圧入作業が不要となっている。

本実施形態の支持固定部材（以下、「上固定支持部材」とよぶ）４５は、上シリンダ４１の上面側にその上から密接状態で当接しており、上シリンダ４１の下側に設けた中間仕切板５との間で、上シリンダ４１を挟持する。この上支持固定部材４５には、シリンダ室４１０から吐出されてくる高圧の冷媒を取り込んで消音させる上消音室４５Ａ等の他に、図２に示すように、高圧状態に圧縮され上消音室４５Ａに吐出された冷媒ガスの一部を上シリンダ４１のばね室４１２へ導入させベーンの背圧として印加させるためトンネル状のバイパス路４５Ｂがばね室４１２に連通するような状態で内部に形成されている。

次に、本実施形態の多段圧縮式ロータリコンプレッサ１における基本動作である、２段階段での圧縮動作について、主に図１及び図２などを参照しながら説明する。
図示されない配線を介して圧縮機１の電動要素２のステータ２３側の図示外のコイルが通電されると、電動要素２が起動してロータ２２が回転する。この回転により回転軸２１と一体に固設された上、下偏心部３２，４２に嵌合する上、下ローラ３３，４３が上、下シリンダ３１，４１のシリンダ室３１０，４１０内を偏心回転する。

これにより、図示外の冷媒導入管および下支持固定部材３５に形成された図示外の吸込通路を経由して下シリンダ３１の吸込ポート３１４Ａ（図３，４参照）からシリンダ室３１０の低圧室（図３では右空間）側に吸入された低圧の冷媒ガスは、ローラ３３とベーン３４の動作により圧縮されて中間圧となり、下シリンダ３１の高圧室側より吐出ポート３１５Ａを経て密閉容器１Ａ内に吐出される。これによって、１段目の圧縮動作が行われ、密閉容器１Ａ内は中間圧となる。

この密閉容器１Ａ内に吐出された冷媒ガスは、密閉容器１Ａ内で熱を奪われて冷却される。

そして、この中間圧状態の冷媒ガスは、上支持固定部材４５に形成された図示しない吸込通路を経由して、図６に示す第２の回転圧縮要素４の上シリンダ４１の吸込ポート４１４Ａからシリンダ室４１０の低圧室側に吸入され、ローラ４３とベーン４４（いずれも図１，２参照）の動作により２段目の圧縮動作が行われる。これにより、冷媒ガスは、高圧高温の状態となり、高圧室側から吐出ポート４１５Ａを通り、上支持固定部材４５に形成された吐出消音室４５Ａを経て図示しない冷媒吐出管により密閉容器１Ａの外部に吐出される。

次に、本発明に係る上、下シリンダ３１，４１において、主に、ばね室３１２，４１２及びこれらに導入する冷媒ガスなどの作用について説明する。
第１の回転圧縮要素３の下シリンダ３１のシリンダ室３１０では、１段目の圧縮動作のため偏心回転するローラ３３により、図３（Ａ）に示す低圧状態の冷媒ガスを低圧室へ吸入する初期状態から、冷吐出させる終期状態までの間、同図（Ｂ）に示すその室内（この低圧室が最終的には高圧室となる）で中間圧まで冷媒ガスを圧縮させる。この１サイクルの間、冷媒ガスを導入するシリンダ室３１０の内部に冷媒ガスを密閉状態で保持するために、換言すれば、低圧室と高圧室とを分離して区画させるために、シリンダ室３１０内のローラ３３にベーン３４の先端を確りと当接させることが重要となっている。

そこで、ベーン３４をローラ３３の外周面に圧接させるために、ばね室３１２の内部に収容させるスプリング３６をベーン３４の背面から押圧させ、その弾性力でベーン３４をローラ３３の外周面に圧接させている。ところが、この第１の回転圧縮要素３の下シリンダ３１では、１段目の圧縮動作により冷媒ガスを中間圧の状態まで圧縮させる構成であるので、ベーン３４への押圧力は第２の回転圧縮要素４でのベーンに作用させるのに必要な押圧力程には大きな力を必要とはしない。換言すれば、第２の回転圧縮要素４での２段目の圧縮動作のような高圧圧縮まで行うものではないので、ロータリコンプレッサ１の密閉容器１Ａ内に充満している中間圧の冷媒ガスを、ばね室３１２と密閉容器１との間を連通させる溝３１３を介して、ばね室３１２に取り込んでそのガス圧を追加的にベーン３４に印加すれば充分である。なお、ロータリコンプレッサ１の密閉容器１Ａ内に充満する冷媒ガスは、第１の回転圧縮要素４での中間圧が一旦密閉容器１Ａ内に導入される構成となっているものである。

一方、第２の回転圧縮要素４の上シリンダ４１のシリンダ室４１０でも、図３（Ａ）及び（Ｂ）と同様のプロセスを経ることで２段目の圧縮動作が行われ、中間圧状態の冷媒ガスが高圧状態に圧縮される。このため、高圧の圧縮状態に対応するべく、ベーン４４を押圧するスプリング４６による弾性力の他に、ばね室４１２内部で高圧の冷媒ガスの圧力を利用するようになっている。即ち、シリンダ室４１０から高圧状態に圧縮された冷媒ガスが吐出される上消音室４５Ａからばね室４１２まで連通するような状態で、上固定支持部材４５内部に形成されているバイパス路４５Ｂを経由して、高圧の冷媒ガスの一部をばね室４１２へ導入させることで、これをベーン４４の背圧として印加させている。このような事情から、第２の回転圧縮要素４の上シリンダ４１のばね室４１２には、第１の回転圧縮要素３の上シリンダ３１のばね室３１２に外周面まで連通して溝３１３を設けるといった構成のものとは異なり、ばね室４１２内部はできるだけ気密状態を確保して内部気圧を高めるように構成されているわけである。

従って、本実施形態によれば、第２の回転圧縮要素４の上シリンダ４１は、上支持固定部材４５と中間仕切板５との間に密着状態で挟持させることで、圧入作業を行うことなくばね室４１２を閉鎖させることができるように構成されている。従って、圧入作業の際にシリンダが変形を起こすといった虞がなくなり、その分、精度の高い回転圧縮要素４が形成できるので、所要の機能を確実に発揮させることができる。

しかも、本実施形態によれば、圧入作業を行わないので圧入部分でプラグとばね室との間に隙間を生じてことがなく、高圧の冷媒やオイルがその隙間を通りシリンダの内外に差圧を発生してその隙間から冷媒やオイルが洩れを生じる虞もなくなる。

さらに、圧入作業を行わないで済むので、作業工数の増大等によって製造コストの増大をもたらす虞もなくなる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。

即ち、本実施形態では、上下２段の回転圧縮要素からなる多段圧縮式ロータリコンプレッサで構成したが、３段以上の回転圧縮要素からなる多段圧縮式ロータリコンプレッサであってもよい。その場合には、少なくとも、最終段の回転圧縮要素のシリンダに形成するばね室は、外周面と交わるシリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、スプリングは、そのばね室に開口された少なくとも一面から挿入させてあって、かつ、スプリングは、圧縮コイルばねであり、ばね室に収容されて最大に伸長したときでもベーンを押圧させる弾性力を付勢する状態にある長さを有するもので構成している。

さらに、本発明では、単一の回転圧縮要素を備えた構成のものであってもよい。この場合には、回転圧縮要素の一部であるシリンダに設けた、ベーン室のベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室は、外周面と交わるシリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有する構成としている。

１ 多段圧縮式ロータリコンプレッサ
１Ａ 密閉容器
２１ 回転軸
２２ ロータ
２３ ステータ
２ 駆動要素（電動要素）
３ 第１の回転圧縮要素
３１，４１ シリンダ
３２，４２ 偏心部
３３，４３ ローラ
３４，４４ ベーン
３５，４５ 支持固定部材
３６，４６ スプリング
３１０，４１０ シリンダ室
３１１，４１１ ベーン室
３１２，４１２ ばね室
３１３ 溝
３１４，４１４ 吸入孔
３１４Ａ 吸入ポート
３１５，４１５ 吐出孔
３１５Ａ 吐出ポート
４ 第２の回転要素
４５Ｂ バイパス路
５ 中間仕切板

Claims (6)

1. 密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素にて駆動される多段式の回転圧縮要素を備え、前記各段の回転圧縮要素は、略円盤状のシリンダと、前記駆動要素の回転軸側に一体に取付けられて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンとを備え、前記各段の回転圧縮要素で圧縮され前記密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスを、最終段の回転圧縮要素に吸引し、高圧に圧縮して吐出する多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
   前記各段の回転圧縮要素の前記シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室のうち、少なくとも最終段の回転圧縮要素のばね室は、シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、
   前記スプリングは、圧縮コイルばねであって、前記ばね室の少なくとも一面に開口された部分から挿入させてあるとともに、前記ばね室内で最大に伸長したときでも前記ベーンを押圧させる弾性力を有する長さを有している、
   ことを特徴とする多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
2. 各段の回転圧縮要素の一部である各シリンダのうち、シリンダ内部の方が密閉容器の内部空間の圧力よりも圧力が低いか若しくは略同じである構成のシリンダについては、該シリンダの少なくともいずれか一面に開口されたばね室から外周面に連通する溝が一部貫通状態で刻設されている、
   ことを特徴とする多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
3. 密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、前記第１及び第２の回転圧縮要素は、略円盤状のシリンダと、前記駆動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンとを備え、前記第１の回転圧縮要素で圧縮され前記密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスを、前記第２の回転圧縮要素に吸引し、高圧に圧縮して吐出する多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
   前記第１及び第２の回転圧縮要素の前記各シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室は、該シリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、
   前記スプリングは、圧縮コイルばねであって、前記ばね室の少なくとも一面に開口された部分から挿入させてあるとともに、前記ばね室内で最大に伸長したときでも前記ベーンを押圧させる弾性力を有する長さを有している、
   ことを特徴とする多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
4. 第１の回転圧縮要素のシリンダは、このシリンダの内部の方が密閉容器の内部空間の圧力よりも圧力が低いか若しくは略同じである構成であって、該シリンダの少なくともいずれか一面に開口されたばね室から外周面に連通する溝が一部貫通状態で刻設されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
5. 密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素にて駆動される単一の回転圧縮要素を備え、前記回転圧縮要素は、略円盤状のシリンダと、前記駆動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンとを備え、冷媒ガスを高圧に圧縮して吐出する圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
   前記回転圧縮要素の一部である前記シリンダに設けた、ベーン室の前記ベーンを背面から押圧するスプリングを収容するばね室は、外周面と交わるシリンダの両面のうちの少なくともいずれか一面が開口された形状を有し、
   前記スプリングは、圧縮コイルばねであって、前記ばね室の少なくとも一面に開口された部分から挿入させてあるとともに、前記ばね室内で最大に伸長したときでも前記ベーンを押圧させる弾性力を有する長さを有している、
   ことを特徴とする圧縮式ロータリコンプレッサ。
6. 前記シリンダは、このシリンダの内部の方が密閉容器の内部空間の圧力よりも圧力が低いか若しくは略同じ状態にある構成のものであって、前記シリンダの少なくともいずれか一面に開口されたばね室から外周面に連通する溝が一部貫通状態で刻設されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の圧縮式ロータリコンプレッサ。

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