JP2019039355A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンにベーンが片当たりすることを抑え、ベーンの動作信頼性を高める。
【解決手段】ロータリ圧縮機において、中間仕切板の外周部には、上ベーン及び下ベーンが摺動する位置に凹部が設けられる。回転軸の上偏心部及び下偏心部の各偏心量の２倍は、上ベーン及び下ベーンの摺動方向における全長の３０％以上である。凹部は、中間仕切板の周方向に対する幅Ｗが、上ベーン及び下ベーンの厚みＴよりも大きく、凹部の深さをＤ、上ベーン及び下ベーンの全長をＬとしたとき、Ｄ≧０．１×Ｌ・・・式１を満たす。
【選択図】図７

Description

本発明は、ロータリ圧縮機に関する。

ロータリ圧縮機では、回転軸に偏心して設けられた環状のピストンがシリンダ内で回転し、ピストンの回転に伴いシリンダ内を往復移動する板状のベーンの先端が、ピストンの外周面に圧接されることで、シリンダ内が圧縮室と吸入室とに区画されている。２シリンダ型のロータリ圧縮機では、ベーンが、端板と中間仕切板とで挟まれたシリンダのベーン溝内を、スプリングによって付勢された状態で摺動する。

この種のロータリ圧縮機では、シリンダ内でピストンによってガス冷媒を圧縮するときに、回転軸が軸方向に対して微小量だけ撓む。回転軸の撓みに伴ってピストンが回転軸と直交する方向に対して傾き、ロータリ圧縮機の上下方向（回転軸の軸方向）におけるベーンとベーン溝とのクリアランス分だけ、ベーンが摺動方向に対して傾く。このため、ベーンの先端とピストンの外周面との接触状態が変化し、ベーン溝内に拘束された状態で摺動するベーンの先端がピストンの外周面に片当たり状態になる。このとき、回転軸の軸方向においてベーンの先端の面圧が局所的に増大し、ベーン、ピストン等の摩耗や破損が生じるおそれがある。

関連技術のロータリ圧縮機としては、ピストンにベーンが片当たりすることを抑えるために、回転軸の軸方向に対してベーンを２つに分割し、回転軸の軸方向に並べた２つのベーンの先端をピストンの外周面にそれぞれ接触させる構成が知られている。この構成では、２つのベーンに傾きを分散し、ピストンとベーンとの片当たり状態を軽減させている。

国際公開第２０１４／０２５０２５号

しかしながら、上述した関連技術のロータリ圧縮機では、ベーンを２つに分割することで、各ベーン同士に摺動抵抗が生じるので、ベーン全体での摺動性に影響があり、ベーン全体の動作信頼性が低下する。また、２つに分割されたベーン毎にスプリングが配置されるので、構造が複雑化し、製造コストがかさむ。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ピストンにベーンが片当たりすることを抑え、ベーンの動作信頼性を高めることができるロータリ圧縮機を提供することを目的とする。

本願の開示するロータリ圧縮機の一態様は、上部に冷媒の吐出部が設けられ下部に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体内の下部に配置され前記吸入部から吸入された冷媒を圧縮し前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内の上部に配置され前記圧縮部を駆動するモータと、を有し、前記圧縮部は、環状の上シリンダ及び下シリンダと、前記上シリンダの上側を閉塞する上端板と、前記下シリンダの下側を閉塞する下端板と、前記上シリンダと前記下シリンダの間に配置され前記上シリンダの下側及び前記下シリンダの上側を閉塞する中間仕切板と、前記上端板に設けられた主軸受部と前記下端板に設けられた副軸受部とに支持され前記モータにより回転される回転軸と、前記回転軸に互いに１８０°の位相差をつけて設けられた上偏心部及び下偏心部と、前記上偏心部に嵌合され前記上シリンダの内周面に沿って公転し前記上シリンダ内に上シリンダ室を形成する上ピストンと、前記下偏心部に嵌合され前記下シリンダの内周面に沿って公転し前記下シリンダ内に下シリンダ室を形成する下ピストンと、前記上シリンダに設けられた上ベーン溝から前記上シリンダ室内に突出し前記上ピストンと当接して前記上シリンダ室を上吸入室と上圧縮室に区画する上ベーンと、前記下シリンダに設けられた下ベーン溝から前記下シリンダ室内に突出し前記下ピストンと当接して前記下シリンダ室を下吸入室と下圧縮室に区画する下ベーンと、を有するロータリ圧縮機において、前記中間仕切板の外周部には、前記上ベーン及び前記下ベーンが摺動する位置に凹部が設けられ、前記回転軸の前記上偏心部及び前記下偏心部の各偏心量の２倍は、前記上ベーン及び前記下ベーンの摺動方向における全長の３０％以上であり、前記凹部は、前記中間仕切板の周方向に対する幅Ｗが、前記上ベーン及び前記下ベーンの厚みＴよりも大きく、前記凹部の深さをＤ、前記上ベーン及び前記下ベーンの全長をＬとしたとき、Ｄ≧０．１×Ｌ・・・式１を満たすことを特徴とする。

本願の開示するロータリ圧縮機の一態様によれば、ピストンにベーンが片当たりすることを抑え、ベーンの動作信頼性を高めることができる。

図１は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。 図２は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。 図３は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を上方から見た横断面図である。 図４は、実施例のロータリ圧縮機の中間仕切板を示す平面図である。 図５は、実施例のロータリ圧縮機の中間仕切板の凹部を説明するための部分斜視図である。 図６Ａは、実施例のロータリ圧縮機において、回転軸の撓みに伴って上ピストン及び下ピストンが傾斜した状態を示す模式図である。 図６Ｂは、実施例のロータリ圧縮機において、上ベーン溝内で上ベーンが傾斜した状態を示す模式図である。 図６Ｃは、実施例のロータリ圧縮機において、上ベーンの傾斜が中間仕切板の凹部によって矯正される状態を示す模式図である。 図７は、変形例のロータリ圧縮機の中間仕切板を示す平面図である。 図８Ａは、変形例における中間仕切板の凹部が有する面取りを示す、図７中のＡ−Ａ断面図である。 図８Ｂは、変形例における中間仕切板の凹部が有する他の面取りを示す、図７中のＡ−Ａ断面図である。

以下に、本願の開示するロータリ圧縮機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示するロータリ圧縮機が限定されるものではない。

（ロータリ圧縮機の構成）
図１は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。図２は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。図３は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を上方から見た横断面図である。

図１に示すように、ロータリ圧縮機１は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体１０内の下部に配置された圧縮部１２と、圧縮機筐体１０内の上部に配置され、回転軸１５を介して圧縮部１２を駆動するモータ１１と、圧縮機筐体１０の外周面に固定された縦置き円筒状のアキュムレータ２５と、を備えている。

圧縮機筐体１０は、冷媒を吸入する上吸入管１０５及び下吸入管１０４を有しており、上吸入管１０５及び下吸入管１０４が圧縮機筐体１０の側面下部に設けられている。アキュムレータ２５は、吸入部としての上吸入管１０５及びアキュムレータ上Ｌ字管３１Ｔを介して上シリンダ１２１Ｔの上シリンダ室１３０Ｔ（図２参照）と接続され、吸入部としての下吸入管１０４及びアキュムレータ下Ｌ字管３１Ｓを介して下シリンダ１２１Ｓの下シリンダ室１３０Ｓ（図２参照）と接続されている。

モータ１１は、外側に配置されたステータ１１１と、内側に配置されたロータ１１２と、を備えている。ステータ１１１は、圧縮機筐体１０の内周面に焼嵌めによって固定されており、ロータ１１２は、回転軸１５に焼嵌めによって固定されている。

回転軸１５は、下偏心部１５２Ｓの下方の副軸部１５１が、下端板１６０Ｓに設けられた副軸受部１６１Ｓに回転自在に支持され、上偏心部１５２Ｔの上方の主軸部１５３が、上端板１６０Ｔに設けられた主軸受部１６１Ｔに回転自在に支持され、互いに１８０°の位相差をつけて設けられた上偏心部１５２Ｔ及び下偏心部１５２Ｓにそれぞれ上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓが支持されることによって、圧縮部１２に対して回転自在に支持されるとともに、回転によって上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓをそれぞれ上シリンダ１２１Ｔ、下シリンダ１２１Ｓの内周面に沿って公転運動させる。

圧縮機筐体１０の内部には、圧縮部１２において摺動する上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓ等の摺動部の潤滑性を確保し、上圧縮室１３３Ｔ（図２参照）及び下圧縮室１３３Ｓ（図２参照）をシールするために、潤滑油１８が圧縮部１２をほぼ浸漬する量だけ封入されている。圧縮機筐体１０の下側には、ロータリ圧縮機１全体を支持する複数の弾性支持部材（図示せず）を係止する取付脚３１０（図１参照）が固定されている。

図１に示すように、圧縮部１２は、上吸入管１０５及び下吸入管１０４から吸入された冷媒を圧縮し、後述する吐出管１０７から吐出する。図２に示すように、圧縮部１２は、上から、内部に中空空間が形成された膨出部１８１を有する上端板カバー１７０Ｔ、上端板１６０Ｔ、環状の上シリンダ１２１Ｔ、中間仕切板１４０、環状の下シリンダ１２１Ｓ、下端板１６０Ｓ及び平板状の下端板カバー１７０Ｓを積層して構成されている。圧縮部１２全体は、上下から略同心円上に配置された複数の通しボルト１７４，１７５及び補助ボルト１７６によって固定されている。

図３に示すように、上シリンダ１２１Ｔには、モータ１１の回転軸１５と同心円上に沿って、上シリンダ内壁１２３Ｔが形成されている。上シリンダ内壁１２３Ｔ内には、上シリンダ１２１Ｔの内径よりも小さい外径の上ピストン１２５Ｔが配置されており、上シリンダ内壁１２３Ｔと上ピストン１２５Ｔとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する上圧縮室１３３Ｔが形成される。下シリンダ１２１Ｓには、モータ１１の回転軸１５と同心円上に沿って、下シリンダ内壁１２３Ｓが形成されている。下シリンダ内壁１２３Ｓ内には、下シリンダ１２１Ｓの内径よりも小さい外径の下ピストン１２５Ｓが配置されており、下シリンダ内壁１２３Ｓと下ピストン１２５Ｓとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する下圧縮室１３３Ｓが形成される。

図２及び図３に示すように、上シリンダ１２１Ｔは、外周部から、円筒状の内周面１３７Ｔの径方向における外周側へ張り出した上側方突出部１２２Ｔを有する。上側方突出部１２２Ｔには、上シリンダ室１３０Ｔから放射状に外方へ延びる上ベーン溝１２８Ｔが設けられている。上ベーン溝１２８Ｔ内には、上ベーン１２７Ｔが摺動可能に配置されている。下シリンダ１２１Ｓは、外周部から、円筒状の内周面１３７Ｓの径方向における外周側へ張り出した下側方突出部１２２Ｓを有する。下側方突出部１２２Ｓには、下シリンダ室１３０Ｓから放射状に外方へ延びる下ベーン溝１２８Ｓが設けられている。下ベーン溝１２８Ｓ内には、下ベーン１２７Ｓが摺動可能に配置されている。

上シリンダ１２１Ｔには、外側面から上ベーン溝１２８Ｔと重なる位置に、上シリンダ室１３０Ｔに貫通しない深さで上スプリング穴１２４Ｔが設けられている。上スプリング穴１２４Ｔには上スプリング１２６Ｔが配置されている。下シリンダ１２１Ｓには、外側面から下ベーン溝１２８Ｓと重なる位置に、下シリンダ室１３０Ｓに貫通しない深さで下スプリング穴１２４Ｓが設けられている。下スプリング穴１２４Ｓには下スプリング１２６Ｓが配置されている。

また、下シリンダ１２１Ｓには、下ベーン溝１２８Ｓの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを開口部で連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、下ベーン１２７Ｓに冷媒の圧力により背圧をかける下圧力導入路１２９Ｓが形成されている。なお、圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒は、下スプリング穴１２４Ｓからも導入される。また、上シリンダ１２１Ｔには、上ベーン溝１２８Ｔの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを開口部で連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、上ベーン１２７Ｔに冷媒の圧力により背圧をかける上圧力導入路１２９Ｔが形成されている。なお、圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒は、上スプリング穴１２４Ｔからも導入される。

図３に示すように、上シリンダ１２１Ｔの上側方突出部１２２Ｔには、上吸入管１０５と嵌合する上吸入孔１３５Ｔが設けられている。下シリンダ１２１Ｓの下側方突出部１２２Ｓには、下吸入管１０４と嵌合する下吸入孔１３５Ｓが設けられている。

図２に示すように、上シリンダ室１３０Ｔは、上側が上端板１６０Ｔで閉塞され、下側が中間仕切板１４０で閉塞されている。下シリンダ室１３０Ｓは、上側が中間仕切板１４０で閉塞され、下側が下端板１６０Ｓで閉塞されている。

図３に示すように、上シリンダ室１３０Ｔは、上ベーン１２７Ｔが上スプリング１２６Ｔに押圧されて上ピストン１２５Ｔの外周面に当接することによって、上吸入孔１３５Ｔに連通する上吸入室１３１Ｔと、上端板１６０Ｔに設けられた上吐出孔１９０Ｔに連通する上圧縮室１３３Ｔと、に区画される。下シリンダ室１３０Ｓは、下ベーン１２７Ｓが下スプリング１２６Ｓに押圧されて下ピストン１２５Ｓの外周面に当接することによって、下吸入孔１３５Ｓに連通する下吸入室１３１Ｓと、下端板１６０Ｓに設けられた下吐出孔１９０Ｓに連通する下圧縮室１３３Ｓと、に区画される。

図２に示すように、上端板１６０Ｔには、上端板１６０Ｔを貫通して上シリンダ１２１Ｔの上圧縮室１３３Ｔと連通する上吐出孔１９０Ｔが設けられ、上吐出孔１９０Ｔの出口側には、上吐出孔１９０Ｔの周囲に上弁座（図示せず）が形成されている。上端板１６０Ｔには、上吐出孔１９０Ｔの位置から上端板１６０Ｔの周方向に溝状に延びる上吐出弁収容凹部１６４Ｔが形成されている。

上吐出弁収容凹部１６４Ｔには、後端部が上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内に上リベット２０２Ｔにより固定され前部が上吐出孔１９０Ｔを開閉するリード弁型の上吐出弁２００Ｔ及び後端部が上吐出弁２００Ｔに重ねられて上吐出弁収容凹部１６４Ｔ内に上リベット２０２Ｔにより固定され前部が湾曲して（反って）いて上吐出弁２００Ｔの開度を規制する上吐出弁押さえ２０１Ｔ全体が収容されている。

下端板１６０Ｓには、下端板１６０Ｓを貫通して下シリンダ１２１Ｓの下圧縮室１３３Ｓと連通する下吐出孔１９０Ｓが設けられている。下端板１６０Ｓには、下吐出孔１９０Ｓの位置から下端板１６０Ｓの周方向に溝状に延びる下吐出弁収容凹部（図示せず）が形成されている。

下吐出弁収容凹部には、後端部が下吐出弁収容凹部内に下リベット２０２Ｓにより固定され前部が下吐出孔１９０Ｓを開閉するリード弁型の下吐出弁２００Ｓ及び後端部が下吐出弁２００Ｓに重ねられて下吐出弁収容凹部内に下リベット２０２Ｓにより固定され前部が湾曲して（反って）いて下吐出弁２００Ｓの開度を規制する下吐出弁押さえ２０１Ｓ全体が収容されている。

互いに密着固定された上端板１６０Ｔと、膨出部１８１を有する上端板カバー１７０Ｔとの間には、上端板カバー室１８０Ｔが形成される。互いに密着固定された下端板１６０Ｓと平板状の下端板カバー１７０Ｓとの間には、下端板カバー室１８０Ｓ（図１参照）が形成される。下端板１６０Ｓ、下シリンダ１２１Ｓ、中間仕切板１４０、上端板１６０Ｔ及び上シリンダ１２１Ｔを貫通し下端板カバー室１８０Ｓと上端板カバー室１８０Ｔとを連通する冷媒通路孔１３６が設けられている。

以下に、回転軸１５の回転による冷媒の流れを説明する。上シリンダ室１３０Ｔ内において、回転軸１５の回転によって、回転軸１５の上偏心部１５２Ｔに嵌合された上ピストン１２５Ｔが、上シリンダ室１３０Ｔの外周面（上シリンダ１２１Ｔの内周面）に沿って公転することにより、上吸入室１３１Ｔが容積を拡大しながら上吸入管１０５から冷媒を吸入し、上圧縮室１３３Ｔが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が上吐出弁２００Ｔの外側の上端板カバー室１８０Ｔの圧力より高くなると、上吐出弁２００Ｔが開いて上圧縮室１３３Ｔから上端板カバー室１８０Ｔへ冷媒が吐出される。上端板カバー室１８０Ｔに吐出された冷媒は、上端板カバー１７０Ｔに設けられた上端板カバー吐出孔１７２Ｔ（図１参照）から圧縮機筐体１０内に吐出される。

また、下シリンダ室１３０Ｓ内において、回転軸１５の回転によって、回転軸１５の下偏心部１５２Ｓに嵌合された下ピストン１２５Ｓが、下シリンダ室１３０Ｓの外周面（下シリンダ１２１Ｓの内周面）に沿って公転することにより、下吸入室１３１Ｓが容積を拡大しながら下吸入管１０４から冷媒を吸入し、下圧縮室１３３Ｓが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が下吐出弁２００Ｓの外側の下端板カバー室１８０Ｓの圧力より高くなると、下吐出弁２００Ｓが開いて下圧縮室１３３Ｓから下端板カバー室１８０Ｓへ冷媒が吐出される。下端板カバー室１８０Ｓに吐出された冷媒は、冷媒通路孔１３６及び上端板カバー室１８０Ｔを通って上端板カバー１７０Ｔに設けられた上端板カバー吐出孔１７２Ｔから圧縮機筐体１０内に吐出される。

圧縮機筐体１０内に吐出された冷媒は、ステータ１１１外周に設けられた上下を連通する切欠き（図示せず）、又はステータ１１１の巻線部の隙間（図示せず）、又はステータ１１１とロータ１１２との隙間１１５（図１参照）を通ってモータ１１の上方に導かれ、圧縮機筐体１０の上部に配置された吐出部としての吐出管１０７から吐出される。

（ロータリ圧縮機の特徴的な構成）
次に、実施例のロータリ圧縮機１の特徴的な構成について説明する。図４は、実施例のロータリ圧縮機１の中間仕切板１４０を示す平面図であり、図５は、実施例のロータリ圧縮機１の中間仕切板１４０の凹部を説明するための部分斜視図である。

中間仕切板１４０は、図４に示すように、中央に回転軸１５が通される円形の貫通穴１３８が設けられている。図４及び図５に示すように、中間仕切板１４０の外周部には、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが摺動する位置に断面円弧状の凹部１４１が設けられている。すなわち、凹部１４１は、上ベーン溝１２８Ｔ及び下ベーン溝１２８Ｓにおける、中間仕切板１４０の外周側の端部にそれぞれ対向する位置に形成されている。また、凹部１４１は、中間仕切板１４０の、回転軸１５方向における一端側から他端側にわたって形成されている。

図５に示すように、凹部１４１は、中間仕切板１４０の周方向に対する幅Ｗが、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの厚みＴよりも大きい。これにより、後述するように上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが凹部１４１内に進入可能となり、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向に対する傾斜を矯正することが可能になる。

本実施例では、上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの下死点において、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向（上シリンダ１２１Ｔ及び下シリンダ１２１Ｓに対する往復方向）における全長Ｌの８０％以上が、上シリンダ１２１Ｔ内及び下シリンダ１２１Ｓ内にそれぞれ収容される。言い換えると、上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの下死点において、凹部１４１内に突出する上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの突出量は、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの全長Ｌの２０％未満となる。

凹部１４１は、中間仕切板１４０の径方向に対する深さＤが、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの全長Ｌの１０％以上である。要するに、凹部１４１の深さをＤ、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの全長をＬとしたとき、
Ｄ≧０．１×Ｌ ・・・式１
を満たす。

（中間仕切板の凹部の作用）
ロータリ圧縮機１では、上シリンダ１２１Ｔ内及び下シリンダ１２１Ｓ内で上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓによって冷媒を圧縮するときに、回転軸１５が軸方向に対して微小量だけ撓む。図６Ａに示すように、回転軸１５の撓みに伴って上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓが回転軸１５と直交する方向に対して傾く。上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓが傾くことに伴って、ロータリ圧縮機１の上下方向（回転軸１５の軸方向）における上ベーン１２７Ｔと上ベーン溝１２８Ｔとのクリアランス分、下ベーン１２７Ｓと下ベーン溝１２８Ｓとのクリアランス分だけ、図６Ｂに示すように、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが摺動方向に対して傾く。このため、上ベーン１２７Ｔの先端と上ピストン１２５Ｔの外周面との接触状態、及び下ベーン１２７Ｓの先端と下ピストン１２５Ｓの外周面との接触状態が変化し、上ベーン溝１２８Ｔ及び下ベーン溝１２８Ｓ内に拘束された状態で摺動する上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの先端が上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの外周面に片当たり状態になるおそれがある。

しかしながら、本実施例では、図６Ｂに示すように、回転軸１５の撓みに伴って上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓ、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓに傾きが生じた場合であっても、図６Ｃに示すように、傾斜状態で上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの端部が凹部１４１内に進入することで、凹部１４１が上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓのクリアランス（遊び）として作用する。このため、上ベーン溝１２８Ｔ内及び下ベーン溝１２８Ｓ内に拘束されながら摺動する上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの高さ方向（回転軸１５方向）における拘束力が低減され、上ベーン溝１２８Ｔ内及び下ベーン溝１２８Ｓ内で上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの姿勢が変化しやすくなる。これにより、上ベーン１２７Ｔ（下ベーン１２７Ｓ）が、図６Ｃ中に実線で示す上シリンダ室１３０Ｔ内（下シリンダ室１３０Ｓ内）に突出する量が少ないときの傾斜状態から、図６Ｃ中に破線で示す上シリンダ室１３０Ｔ内（下シリンダ室１３０Ｓ内）に突出する量が多いときの適正状態にスムースに矯正され、上ベーン１２７Ｔ（下ベーン１２７Ｓ）を適正な摺動状態に復帰させることができる。中間仕切板１４０の凹部１４１は、深さＤが上記式１を満たすことによって、高さ方向に対する上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾き矯正作用が適正に得られる。なお、図６Ｂ及び図６Ｃでは、上ピストン１２５Ｔの傾斜に伴う上ベーン溝１２８Ｔ内での上ベーン１２７Ｔの傾斜状態を示すが、下ピストン１２５Ｓの傾斜に伴う下ベーン溝１２８Ｓ内での下ベーン１２７Ｓの傾斜状態も同様である。

凹部１４１の深さＤが、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの全長Ｌの１０％未満の場合には、深さＤが不十分であり、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾き状態を矯正する作用が乏しいので好ましくない。

また、凹部１４１は、中間仕切板１４０の厚みを切削加工するときに、加工治具に対して中間仕切板１４０を位置決めするための位置決めピンを嵌めるための位置決め用凹部として用いられている。このため、本実施例では、位置決め用凹部を、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正するための凹部１４１として利用することで、中間仕切板１４０の外周部に凹部１４１を追加加工する必要がなく、ロータリ圧縮機１の製造コストの増加が抑えられている。

また、凹部１４１は、中間仕切板１４０を鋳造するときに、中間仕切板１４０の外形形状の一部として形成されている。このため、凹部１４１には、中間仕切板１４０の鋳造時に中間仕切板１４０を成形型内から外すための抜きテーパが設けられている。具体的には凹部１４１は、中間仕切板１４０の、回転軸１５方向における一端側から他端側に向かって、中間仕切板１４０の径方向に対する深さＤが徐々に小さくなるテーパ状（抜き勾配）に形成されている。これにより、中間仕切板１４０は、鋳造時に成形型内から取り出し可能になっている。本実施例では、このような凹部１４１を、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正するための凹部１４１として利用しているので、テーパを有する。したがって、中間仕切板１４０の他端における凹部１４１の深さＤについても、上記式１を満たしている。

（実施例の効果）
上述のように実施例のロータリ圧縮機１における中間仕切板１４０の外周部には、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが摺動する位置に凹部１４１が設けられ、上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの下死点において、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向における全長の８０％以上が、上シリンダ１２１Ｔ内及び下シリンダ１２１Ｓ内にそれぞれ収容される。凹部１４１の深さをＤ、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの全長をＬとしたとき、Ｄ≧０．１×Ｌ・・・式１を満たす。これにより、上ベーン１２７Ｔと上ピストン１２５Ｔとの片当たり、下ベーン１２７Ｓと下ピストン１２５Ｓとの片当たりの発生を抑え、上ベーン１２７Ｔ、下ベーン１２７Ｓ及び上ピストン１２５Ｔ、下ピストン１２５Ｓの摩耗や破損を抑えることができる。したがって、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの動作信頼性を高めることができる。

また、実施例のロータリ圧縮機１では、中間仕切板１４０の加工用の位置決め用凹部を、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正するための凹部１４１として利用することで、中間仕切板１４０の外周部に凹部１４１を追加加工する必要がなく、ロータリ圧縮機１の製造コストの増加を抑えることができる。

以下、変形例における中間仕切板について図面を参照して説明する。便宜上、変形例においても、実施例と同一部分については実施例と同一の符号を付して説明を省略する。図７は、変形例のロータリ圧縮機の中間仕切板を示す平面図である。

図７に示すように、変形例における中間仕切板１４０−１は、上述したように加工時に用いる位置決め用凹部１３９とは別に、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正するための凹部１４１−１が切削加工されて形成されている点が、実施例における中間仕切板１４０と異なる。凹部１４１−１は、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが摺動する位置に対応する、中間仕切板１４０−１の外周部に設けられている。

凹部１４１−１は、回転軸１５の軸方向に直交する断面において、中間仕切板１４０−１の外周面が断面円弧状に切り欠かれて形成されている。凹部１４１−１は、中間仕切板１４０−１の、回転軸１５の軸方向における一端側から他端側にわたって形成されている。また、凹部１４１−１は、位置決め用凹部１３９の位置に対して、中間仕切板１４０−１の貫通穴１３８の中心まわりに９０°ずらした位置に形成されている。

変形例における凹部１４１−１は、例えば、エンドミルやドリル等の切削工具を用いて切削加工されて形成されている。このため、中間仕切板１４０−１の鋳造時の鋳肌を有する位置決め用凹部１３９と比較して、凹部１４１−１の内面の表面の面粗度が小さくされており、凹部１４１−１の表面が滑らかに形成されている。上述の実施例のように、鋳肌を有する位置決め用凹部１３９を凹部１４１として利用する場合には、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの端部が凹部１４１内（位置決め用凹部１３９）に進入する際に加わる押圧力によって鋳肌が剥離するおそれがあり、凹部１４１の破損を招いたり、剥離した破片によって上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動が妨げられたりする可能性がある。一方、変形例は、切削加工された凹部１４１−１を有することにより、凹部１４１−１の表面が滑らかになるので、凹部１４１−１の表面の剥離や破損が抑えられ、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動動作の信頼性が高められる。

なお、変形例では、凹部１４１−１が切削加工によって形成されたが、例えば、中間仕切板１４０−１を焼結によって成形することにより、位置決め用凹部１３９の表面が、鋳造の鋳肌に比べて滑らかに形成されるので、上述の実施例と同様に位置決め用凹部１３９を凹部１４１として利用してもよい。焼結によって形成された位置決め用凹部１３９によれば、鋳造によって形成された位置決め用凹部１３９と比べて、凹部１４１として利用したときの表面の剥離が抑えられる。

加えて、変形例における凹部１４１−１は、中間仕切板１４０−１の厚み方向（回転軸１５の軸方向）にわたって切削加工されて形成されているので、中間仕切板１４０−１の厚み方向に対して位置決め用凹部１３９のように抜き勾配を有していない。抜き勾配を有する位置決め用凹部１３９を凹部１４１として利用した場合、中間仕切板１４０の厚み方向の両側における凹部１４１の深さＤが異なるので、上ベーン１２７Ｔの傾きを矯正する作用と、下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正する作用とに差が生じて、上ピストン１２５Ｔと下ピストン１２５Ｓとで片当たりを抑える効果に差が生じるおそれがある。

一方、変形例における凹部１４１−１は、回転軸１５の軸方向における中間仕切板１４０−１の一端側から他端側にわたって深さＤが均等に形成されている。このため、変形例では、中間仕切板１４０−１の厚み方向の両側における凹部１４１−１の深さＤに差が無いので、上ベーン１２７Ｔの傾きを矯正する作用と、下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正する作用とに差が生じることが抑えられ、上ベーン１２７Ｔと上ピストン１２５Ｔとの片当たりを抑える効果と、下ベーン１２７Ｓと下ピストン１２５Ｓとの片当たりを抑える効果とに差が生じることが抑えられる。

また、変形例では、回転軸１５の上偏心部１５２Ｔの偏心量の２倍は、上ベーン１２７Ｔの摺動方向における全長Ｌの３０％以上である。同様に、回転軸１５の下偏心部１５２Ｓの偏心量の２倍は、下ベーン１２７Ｓの摺動方向における全長Ｌの３０％以上である。言い換えると、上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの下死点において、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向における全長Ｌの３０％以上が、上ベーン溝１２８Ｔから上シリンダ室１３０Ｔ内へ突出し、下ベーン溝１２８Ｓから下シリンダ室１３０Ｓ内へ突出される。また、中間仕切板１４０−１の凹部１４１−１においても、実施例における凹部１４１と同様に、上述の式１を満たしている。

また、変形例における上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの先端部には、図７に示すように、被覆膜１４５が形成されており、被覆膜１４５によって、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの先端部が摺動する上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの外周面の摩耗が抑えられている。被覆膜１４５は、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、クロムナイトライド（ＣｒＮ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）のいずれかを含む。被覆膜１４５としては、１層に限定されず、例えば、上ベーン１２７Ｔ（下ベーン１２７Ｓ）とＤＬＣ膜との間に設けられる下地層や、ＤＬＣ膜を更に被覆するなじみ層を含む複数の被覆膜１４５が形成されてもよい。

変形例では、凹部１４１−１を有することにより、上ベーン１２７Ｔと上ピストン１２５Ｔとの片当たり、及び下ベーン１２７Ｓと下ピストン１２５Ｓとの片当たりが抑えられるので、被覆膜１４５の剥離や破損が抑えられる。その結果、被覆膜１４５によって上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの外周面の摩耗を抑える効果が高められる。

図８Ａは、変形例における中間仕切板１４０−１の凹部１４１−１が有する面取りを示す、図７中のＡ−Ａ断面図である。図８Ｂは、変形例における中間仕切板１４０−１の凹部１４１−１が有する他の面取りを示す、図７中のＡ−Ａ断面図である。

図８Ａ及び図８Ｂに示すように、中間仕切板１４０−１の凹部１４１−１は、中間仕切板１４０−１における上ベーン１２７Ｔの摺動面と凹部１４１−１の内面との角に面取り１４１ａがそれぞれ形成されている。同様に、凹部１４１−１は、中間仕切板１４０−１における下ベーン１２７Ｓの摺動面と凹部１４１−１の内面との角に、面取り１４１ａが形成されている。面取りは、図８Ａに示すように、所定の曲率半径を有するＲ面取りが形成されてもよく、図８Ｂに示すように、中間仕切板１４０−１の摺動面に対して傾斜するＣ面取りが形成されてもよい。凹部１４１−１は、面取り１４１ａを有することにより、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向における凹部１４１−１側の基端部が、凹部１４１−１内へ進入しやすくなるので、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正する作用が高められる。また、面取り１４１ａを有することにより、凹部１４１−１における上述した角の破損を抑えられる。

なお、図示しないが、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向における凹部１４１−１側の基端部の一部分に、中間仕切板１４０−１の摺動面に対して僅かに傾斜する傾斜面や面取りが形成されてもよい。これにより、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向における基端部が凹部１４１−１内へ進入しやすくなり、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きの矯正作用が更に高められる。

上述したように変形例における中間仕切板１４０−１の外周部には、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが摺動する位置に凹部１４１−１が設けられ、回転軸１５の上偏心部１５２Ｔ及び下偏心部１５２Ｓの各偏心量の２倍が、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの摺動方向における全長の３０％以上である。凹部１４１の深さをＤ、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの全長をＬとしたとき、Ｄ≧０．１×Ｌ・・・式１を満たす。これにより、実施例と同様に、上ベーン１２７Ｔと上ピストン１２５Ｔとの片当たり、下ベーン１２７Ｓと下ピストン１２５Ｓとの片当たりの発生を抑え、上ベーン１２７Ｔ、下ベーン１２７Ｓ及び上ピストン１２５Ｔ、下ピストン１２５Ｓの摩耗や破損を抑えることができる。したがって、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの動作信頼性を高めることができる。

また、変形例における上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓには、上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓと当接する先端部に、ダイヤモンドライクカーボン、クロムナイトライド、チタンナイトライドのいずれかを含む被覆膜１４５がそれぞれ設けられている。変形例によれば、上ベーン１２７Ｔと上ピストン１２５Ｔとの片当たり、下ベーン１２７Ｓと下ピストン１２５Ｓとの片当たりの発生を抑えられるので、被覆膜１４５の剥離や破損を抑えることが可能になり、被覆膜１４５によって上ピストン１２５Ｔ及び下ピストン１２５Ｓの外周面の摩耗を抑える効果を高めることができる。

また、変形例における凹部１４１−１は、回転軸１５の軸方向における中間仕切板１４０−１の一端側から他端側にわたって形成されている、これにより、エンドミル等の切削工具を用いて凹部１４１−１を加工するときに、上ベーン１２７Ｔのための凹部と下ベーン１２７Ｓのための凹部とを一括して加工することによって加工性が高めることができる。

また、変形例における凹部１４１−１は、回転軸１５の軸方向における中間仕切板１４０−１の一端側から他端側にわたって深さＤが均等に形成されている。これにより、上ベーン１２７Ｔ側の凹部１４１−１の深さＤと、下ベーン１２７Ｓ側の凹部１４１−１の深さＤとが等しいので、上ベーン１２７Ｔと上ピストン１２５Ｔとの片当たりを抑える効果と、下ベーン１２７Ｓと下ピストン１２５Ｓとの片当たりの発生を抑える効果を等しく確保することができる。

また、変形例における凹部１４１−１は、中間仕切板１４０−１における上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの各摺動面と凹部１４１−１の内面との角に、面取り１４１ａがそれぞれ形成されている。これにより、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓが凹部１４１−１内へ進入しやすくなるので、上ベーン１２７Ｔ及び下ベーン１２７Ｓの傾きを矯正する効果を高めることができる。

また、変形例における凹部１４１−１は、回転軸１５の軸方向に直交する断面において、中間仕切板１４０−１の外周面が円弧状に切り欠かれて形成されている。これにより、エンドミル等の切削工具を用いて凹部１４１−１を容易に加工することができる。

以上、実施例を説明したが、上述した内容により実施例が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ ロータリ圧縮機
１０ 圧縮機筐体
１１ モータ
１２ 圧縮部
１５ 回転軸
２５ アキュムレータ
１０４ 下吸入管
１０５ 上吸入管
１０７ 吐出管
１１１ ステータ
１１２ ロータ
１２１Ｔ 上シリンダ
１２１Ｓ 下シリンダ
１２２Ｔ 上側方突出部
１２２Ｓ 下側方突出部
１２３Ｔ 上シリンダ内壁
１２３Ｓ 下シリンダ内壁
１２５Ｔ 上ピストン
１２５Ｓ 下ピストン
１２７Ｔ 上ベーン
１２７Ｓ 下ベーン
１２８Ｔ 上ベーン溝
１２８Ｓ 下ベーン溝
１３０Ｔ 上シリンダ室
１３０Ｓ 下シリンダ室
１３１Ｔ 上吸入室
１３１Ｓ 下吸入室
１３３Ｔ 上圧縮室
１３３Ｓ 下圧縮室
１３５Ｔ 上吸入孔
１３５Ｓ 下吸入孔
１３６ 冷媒通路孔
１４０−１ 中間仕切板
１４１−１ 凹部
１４１ａ 面取り
１４５ 被覆膜
１５１ 副軸部
１５２Ｔ 上偏心部
１５２Ｓ 下偏心部
１５３ 主軸部
１６０Ｔ 上端板
１６０Ｓ 下端板
１６１Ｔ 主軸受部
１６１Ｓ 副軸受部
Ｄ 深さ
Ｌ 全長
Ｔ 厚み
Ｗ 幅

Claims (7)

1. 上部に冷媒の吐出部が設けられ下部に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体内の下部に配置され前記吸入部から吸入された冷媒を圧縮し前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内の上部に配置され前記圧縮部を駆動するモータと、を有し、
   前記圧縮部は、環状の上シリンダ及び下シリンダと、前記上シリンダの上側を閉塞する上端板と、前記下シリンダの下側を閉塞する下端板と、前記上シリンダと前記下シリンダの間に配置され前記上シリンダの下側及び前記下シリンダの上側を閉塞する中間仕切板と、前記モータにより回転される回転軸と、前記回転軸に互いに１８０°の位相差をつけて設けられた上偏心部及び下偏心部と、前記上偏心部に嵌合され前記上シリンダの内周面に沿って公転し前記上シリンダ内に上シリンダ室を形成する上ピストンと、前記下偏心部に嵌合され前記下シリンダの内周面に沿って公転し前記下シリンダ内に下シリンダ室を形成する下ピストンと、前記上シリンダに設けられた上ベーン溝から前記上シリンダ室内に突出し前記上ピストンと当接して前記上シリンダ室を上吸入室と上圧縮室に区画する上ベーンと、前記下シリンダに設けられた下ベーン溝から前記下シリンダ室内に突出し前記下ピストンと当接して前記下シリンダ室を下吸入室と下圧縮室に区画する下ベーンと、を有するロータリ圧縮機において、
   前記中間仕切板の外周部には、前記上ベーン及び前記下ベーンが摺動する位置に凹部が設けられ、
   前記回転軸の前記上偏心部及び前記下偏心部の各偏心量の２倍は、前記上ベーン及び前記下ベーンの摺動方向における全長の３０％以上であり、
   前記凹部は、前記中間仕切板の周方向に対する幅Ｗが、前記上ベーン及び前記下ベーンの厚みＴよりも大きく、前記凹部の深さをＤ、前記上ベーン及び前記下ベーンの全長をＬとしたとき、
   Ｄ≧０．１×Ｌ ・・・式１
   を満たすことを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 前記上ピストン及び前記下ピストンの下死点において、前記上ベーン及び前記下ベーンの摺動方向における全長の８０％以上が、前記上シリンダ内及び前記下シリンダ内にそれぞれ収容される、
   請求項１に記載のロータリ圧縮機。
3. 前記上ベーンには、前記上ピストンと当接する先端部に被覆膜が設けられ、
   前記下ベーンには、前記下ピストンと当接する先端部に前記被覆膜が設けられ、
   前記被覆膜は、ダイヤモンドライクカーボン、クロムナイトライド、チタンナイトライドのいずれかを含む、
   請求項１または２に記載のロータリ圧縮機。
4. 前記凹部は、前記回転軸の軸方向における前記中間仕切板の一端側から他端側にわたって形成されている、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
5. 前記凹部は、前記中間仕切板の前記一端側から前記他端側にわたって前記深さＤが均等に形成されている、
   請求項４に記載のロータリ圧縮機。
6. 前記凹部は、前記中間仕切板における前記上ベーンの摺動面と前記凹部の内面との角、及び前記中間仕切板における前記下ベーンの摺動面と前記凹部の内面との角に、面取りがそれぞれ形成されている、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
7. 前記凹部は、前記回転軸の軸方向に直交する断面において、前記中間仕切板の外周面が円弧状に切り欠かれて形成されている、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。

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