JP2672626B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

回転式圧縮機

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JP2672626B2
JP2672626B2 JP3304889A JP3304889A JP2672626B2 JP 2672626 B2 JP2672626 B2 JP 2672626B2 JP 3304889 A JP3304889 A JP 3304889A JP 3304889 A JP3304889 A JP 3304889A JP 2672626 B2 JP2672626 B2 JP 2672626B2
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roller
bearing
sub
shaft
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多佳雄 吉村
一郎 森田
秀治 小川原
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松下冷機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍サイクル等に使用する回転式圧縮機に
関し、特に体積効率が良好な機械部の構成に係わる。
従来の技術 従来の構成を第3図,第4図,第5図,第6図を用い
て説明する。
1は密閉ケーシング、2は電動機部であり、シャフト
3を介してシリンダ4,ローラ5、ベーン6、主軸受7、
副軸受8により構成される機械部本体9と連結してい
る。シャフト3は主軸3a、副軸3b、及び主軸3a、副軸3b
の軸芯からEだけ偏心したクランク3cよりなる。また、
シャフト3の中心には穴3eが形成されると共にクランク
3cには給油孔3f、給油溝3gが設けられている。10はベー
ン背面に設けられたスプリングである。11a,11bはシリ
ンダ4内で、ローラ5、ベーン6、主軸受7、副軸受8
により構成される吸入室と圧縮室である。ローラ5の主
軸受7、副軸受8と対向するそれぞれの端面5a,5bの内
周側にはテーパ5c,5dが設けられている。12は、シャフ
ト3と連結する給油機構である。13は吸入管であり、副
軸受8、シリンダ4の吸入通路14を介して吸入室11aと
連通している。15は吐出孔であり吐出弁16を介して密閉
ケーシング1内と連通している。17は吐出管であり密閉
ケーシング1内に開放している。18は潤滑油である。
次に回転式圧縮機の圧縮機構について説明する。冷却
システム(図示せず)からの冷媒ガスは、吸入管13、吸
入孔14より導かれシリンダ4内の吸入室11aに至る。吸
入室11aに至った冷媒ガスは、シャフト3のクランク3c
に回転自在に収納されたローラ5とベーン6により仕切
られた圧縮室11bで、電動機部2の回転に伴うシャフト
3の回転運動により漸次圧縮される。圧縮された冷媒ガ
スは、吐出孔15、吐出弁16を介して密閉ケーシング1内
に一旦吐出された後、吐出管17を介し冷却システムに吐
出される。
又、冷媒の溶け込んだ密閉ケーシング1内の高圧の潤
滑油18は、給油機構12によりシャフト3の穴3eに供給さ
れ、主軸受7と副軸受8との摺動部に供給されると共
に、給油孔3f、給油溝3gよりクランク3cとローラ5の内
周側に供給され、差圧によりローラ端面5a,5bを潤滑し
た後、吸入室11a、圧縮室11bに至り、その後吐出孔15よ
り密閉ケーシング1内に吐出され、密閉ケーシング1の
下部に戻る。
このとき、ローラ5の端面5a,5bには、テーパ5c,5dが
設けられている為、高い圧力の潤滑油が内径側より外径
側に向い断面先細のクサビ形通路を流れることとなり、
両端面5a,5bのそれぞれでの油圧力がバランスしその結
果ローラ5と主軸受7、副軸受8間のクリアランスδ
とδがδ=δとなる様にローラ5が保持される。
ところで、ローラ端面5a,5bを介して、クランク3c側か
ら吸入室11a、圧縮室11bに流入する冷媒の溶け込んだ潤
滑油の量は、クリアランスの3乗に比例する。従って、
δ+δ=一定の場合、流入する量はδ=δのと
きに最小となり、その結果、テーパ5c,5dを設けること
により、体積効率が良好で効率の高い圧縮機が提供され
る。
例えば、実公昭61−20317号公報にて示される。
発明が解決しようとする課題 この様な従来の構造では、冷凍用の気筒容積の小さい
小型圧縮機の様にローラの(外径−内径)/2で示される
肉厚が薄く、運転時の高圧圧力と低圧圧力の比(圧縮
比)が高い圧縮機では、テーパを設けてローラの端面と
主軸受及びローラと副軸受のクリアランスを等しくでき
ても、実際には全周に亘って設けられたテーパ部のクリ
アランスはテーパ量だけ広がり又、テーパのない平坦面
のシール距離が全周で短かくなるため、吸入室や圧縮室
への冷媒の溶け込んだ潤滑油の流入量が増加し結局テー
パを設けても漏れ損失が減少せず又、体積効率があまり
向上しないとの課題があった。
又、従来の構造では、テーパに侵入する潤滑油のくさ
び効果を利用しているが、このくさび効果は、シャフト
の回転運動に伴うローラの公転運動により発生するが、
ローラのクランクのまわりを回る自転運動に対しては、
発生しない。従って、回転数可変型の圧縮機において例
えば1700r.p.m.の様な低い回転数にて運転する場合に
は、テーパ部でくさび効果が発生しにくくなり、その結
果、ローラの動きが不安定となり、体積効率があまり向
上しないとの課題があった。
本発明は上記従来例の欠点を解決するものであり、小
型でローラ肉厚の薄い圧縮機や回転数可変型の圧縮機に
おいても吸入室や圧縮室への冷媒の溶け込んだ潤滑油の
流入量を最小に抑えることを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は、ローラの端面のそれぞれに、ローラの一方
の自転方向に対して断面積が減少する複数の凹部と断面
積が増加する複数の凹部を備えたものである。
作用 本発明は上記した構成により、ローラがクランクのま
わりを自転すると、その自転方向に向って断面積を増加
する凹部においては凹部の巾に流入した潤滑油が徐々に
断面積の小さい方向に流れくさび効果により圧力が上昇
する。また、ローラの公転運動に対しては、凹部を複数
個設けているためにローラの公転方向(シャフトの回転
方向)に対して断面積を増加する凹部が常に存在し、凹
部の中に流入した潤滑油が徐々に断面積の小さい方向に
流れくさび効果により圧力が上昇する。この自転運動と
公転運動によりそれぞれ油圧力がローラの両端面でバラ
ンスするためにローラと主軸受及び副軸受間のクリアラ
ンスδとδが漏れの最も少ないδ=δに確実に
保持される。更に凹部が全周に亘って設けられておらな
いことによりシール距離がテーパを設ける場合より長く
なり、その結果圧縮室や吸入室へ流入するオイルの量が
減少し体積効率が向上する。
実 施 例 以下実施例につき、第1図,第2図にて説明する。
尚、従来例と同一の部分は同一符号を付し説明を省略す
る。
19はローラであり、従来と同様にシャフト3のクラン
ク3cに回転自在に保持されている。ローラ19の副軸受8
と対向する端面19aには、円周方向に沿って、副軸受側
よりみて時計方向の自転方向に断面積が増加する凹部20
a,20b,20c,20dと、時計方向に断面積が減少する凹部21
a,21b,21c,21dが交互に設けられている。又、同様に主
軸受7と対向する端面19bにも、断面積が増加する凹部2
2a,22b,22c,22dと断面積が減少する凹部23a,23b,23c,23
dが設けられている。
かかる構成において、吸入管13より吸入された冷媒ガ
スは、従来と同様に圧縮され吐出管17より冷却システム
に吐出される。
また、冷媒の溶け込んだ密閉ケーシング1内の高圧の
潤滑油18も従来と同様に機械部本体9を潤滑するが、ロ
ーラ19の内周側に流入した潤滑油18は、差圧によりロー
ラ19a,19bを潤滑した後従来と同様に密閉ケーシングの
下部に戻る。
ところで、ローラ19は、クランク3cの中心O2がシャフ
ト3の中心O1のまわりを回転するに伴い公転運動する
(第1図の実線の矢印)、と共にクランク3cの中心O2
中心に時計方向及び反時計方向のどちらかに自転運動す
る(第1図の破線の矢印)。尚、この自転の方向は、運
転条件並びにシャフトの回転角度位置により異なる。
ローラ19の端面19a,19bに至った潤滑油は、まず公転
運動により、断面積が増加する凹部20a,20b,20c,20d並
びに22a,22b,22c,22dに流入すると、くさび効果により
油圧が上昇する。
又、自転運動については、例えばローラ19が時計方向
に自転している場合は、断面積が増加する凹部20a,20b,
20c,20d並びに22a,22b,22c,22dに潤滑油が流入すると、
くさび効果により油圧が上昇する。
逆にローラ19が反時計方向に自転している場合は、断
面積が減少する凹部21a,21b,21c,21d並びに23a,23b,23
c,23dに潤滑油が流入するとくさび効果により油圧が上
昇する。
従って、ローラ19の公転運動と、時計又は反時計方向
への自転運動によりローラ19の端面19aと19bのそれぞれ
に常に油圧力が作用することとなり、凹部の個数が同じ
であるために油圧力がバランスし、この結果クリアラン
スはδ=δとなる様に保持される。
従って、ローラ19の端面19aと19bを介しての漏れが減
少し体積効率が向上するが、従来と異なり、自転による
油圧力の発生が可能となるために特に低速での運転のよ
うに、公転運動のスピードが遅く公転だけでは十分な油
圧力の発生が見込めない場合でも、自転による油圧力の
発生が付加されるために、クリアランスはδ=δ
保持することができる。
更に凹部が全周に亘って設けられておらず、シール距
離がテーパを設ける場合より長くなり、このために、圧
縮室や吸入室へ流入するオイルの量が減少し小型の圧縮
機等で、ローラ肉厚の薄い場合でも体積効率が向上す
る。
尚、本実施例においては、断面積の変化を凹部の幅に
て行なったが、凹部の深さで行なっても良いことは言う
までもない。
発明の効果 以上の説明から明らかな様に本発明は、シリンダとシ
リンダの端面に固定された主軸受及び副軸受と、主軸受
及び副軸受内を回転摺動し且つクランクを有するシャフ
トと、シャフトのクランクに自転自在に収納されたロー
ラと、ローラに当接し且つシリンダに設けられた溝内を
往復運動するベーンと、ローラの主軸受及び副軸受と対
向する端面のそれぞれに、ローラの円周方向に沿って一
方の自転方向に対して断面積が減少する複数の凹部と断
面積が増加する複数の凹部を備えたものであるから、ロ
ーラの公転運動だけでなく自転運動を利用して油圧力を
発生することができ特に低速の運転条件においてもロー
ラの端面と主軸受及び副軸受間のクリアランスが確実に
等しくなるために漏れ損失が減少し又体積効率が向上す
る。又、凹部が全周に亘って設けられておらないために
シール距離が長くなり、ローラ肉厚の薄い小型で高圧縮
比用の圧縮機でも体積効率が良好で効率の高い圧縮機を
供給することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回転式圧縮機のローラ
の正面図、第2図は本発明の機械部の拡大断面図、第3
図は従来の回転式圧縮機の縦断面図、第4図は第3図の
IV′−IV′線における矢視図、第5図は第3図の機械部
の拡大断面図、第6図は従来のローラ正面図である。 3……シャフト、3c……クランク、4……シリンダ、6
……ベーン、7……主軸受、8……副軸受、19……ロー
ラ、19a,19b……ローラ端面、20a,20b,20c,20d,22a,22
b,22c,22d……断面積が増加する凹部、21a,21b,21c,21
d,23a,23b,23c,23d……断面積が減少する凹部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダと、前記シリンダの端面に固定さ
    れた主軸受及び副軸受と、前記主軸受及び副軸受内を回
    転摺動し且つクランクを有するシャフトと、前記シャフ
    トのクランクに自転自在に収納されたローラと、前記ロ
    ーラに当接し且つ前記シリンダに設けられた溝内を往復
    摺動するベーンと、前記ローラの前記主軸受及び副軸受
    と対向する端面のそれぞれに、前記ローラの円周方向に
    沿って、一方の自転方向に対して断面積が減少する複数
    の凹部と、断面積が増加する複数の凹部とを備えた回転
    式圧縮機。
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