JP2768113B2 - ロータリー圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置における冷媒
圧縮機等として広く用いられるロータリー圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧縮機は、実開昭６１−
１１４０９３号公報等に開示され、且つ図４に示すよう
に、円形のシリンダ室ＱをもつシリンダＣと、クランク
軸Ｄの偏心ピン部Ｅに嵌合し、シリンダ室Ｑの内部に公
転する単一円筒から成るローラＲと、該ローラＲの外周
面に頭部を接触させてシリンダ室Ｑの内部を吸入室Ｌと
圧縮室Ｈとに区画するブレードＢとを備え、吸入口Ｊか
ら吸入する低圧ガスを圧縮して、高圧ガスを吐出口Ｋか
ら吐出するようにしている。こうして、この構成では、
クランク軸Ｄの軸心Ｏはシリンダ室Ｑの中心Ｓと一致さ
せる必要があり、図２の点線で示すように、ブレードＢ
の位置を基準として時計方向に進めるクランク軸Ｄの全
回転角度にわたり、ローラＲの公転速度ωｃは、クラン
ク軸Ｄの回転に同期した一定の値になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のもので
は、ローラＲの公転速度が全回転角度にわたり一定であ
るため、吐出口Ｋから吐出される高圧の吐出ガスの流速
が大きく、このため、過圧縮が生じて動力ロスを招き、
圧縮効率を低下させる問題がある。特に、高速回転用の
圧縮機ではこの傾向が強い。

【０００４】又、クランク軸Ｄの回転角度に対する圧縮
負荷トルクＴは、図２に示すように圧縮室Ｈの容積が狭
められる回転角度後半の高圧回転領域で大きくなる変化
を示すことから、このトルクＴとローラＲの公転速度ω
ｃとの積で求められる圧縮動力Ｐ１は、図３の点線で示
すように変化し、回転角度前半の低圧回転領域と後半の
高圧回転領域とで平均動力Ｐａに対する差が大きく、動
力変動による振動等が大きい問題もある。

【０００５】本発明では、シリンダ室に対するローラの
公転機構に独特の工夫を加えることにより、高圧回転領
域でのローラの公転速度を低下させて、吐出流体の低速
化による過圧縮を低減できると共に、回転角度に対する
圧縮動力の変動を低減できるロータリー圧縮機を提供す
ることを主な目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、上記主目的を達
成するため、図１に示すように、シリンダ室１をもつシ
リンダ２と、クランク軸３の偏心ピン部４に嵌合し、前
記シリンダ室１の内部に公転するローラ５と、前記シリ
ンダ室１の内部を吸入室６と圧縮室７とに区画するブレ
ード８とを備えたロータリー圧縮機において、前記ロー
ラ５をクランク軸３に共回りしない非自転式に構成する
と共に、前記クランク軸３の軸心Ｏを前記シリンダ室１
の中心Ｓに対し、前記圧縮室７が吸入室６よりも小さく
なる高圧回転領域に偏心させる一方、前記ローラ５の内
周部嵌合穴５１を外周部筒面５２に対し、このローラ５
の公転に伴い前記外周部筒面５２が前記シリンダ室１の
内周面に連続的に近接する関係に偏心させた。

【０００７】この場合、ローラ５の外周部筒面５２にブ
レード８を突設すると共に、前記ブレード８の突出先端
側をシリンダ室１の外方に回転自由に支持する揺動体９
に進退自由に係合させて、前記ローラ５を非自転式に構
成するのが好ましい。

【０００８】

【作用】図１に示すように、シリンダ室１の中心Ｓを通
り、低圧回転領域と高圧回転領域とを隔てる中心線がシ
リンダ室１の内周面と交わる点をＦ，Ｇとすると、ロー
ラ５とシリンダ室１との間の近接点が高圧回転領域にお
いてこの交点Ｆ，Ｇ間を移動するとき、クランク軸３は
前記近接点の移動角よりも大きな角度θｂだけ回転する
ことを要し、逆に、ローラ５とシリンダ室１との間の近
接点が低圧回転領域において前記交点Ｇ，Ｆ間を移動す
るとき、クランク軸３は前記近接点の移動角よりも小さ
な角度θａだけ回転することになる。クランク軸３は等
速回転しているから、結局、図２の実線で示すように、
高圧回転領域でのローラ５の公転速度ωｂは、低圧回転
領域での公転速度ωａに対して遅くなる。又、このよう
に、ローラ５の公転速度に差をつけるために、クランク
軸３の軸心Ｏをシリンダ室１の中心Ｓに対して偏心させ
ているにも拘らず、ローラ５を非自転式とし、かつ、該
ローラ５の内周部嵌合穴５１を外周部筒面５２に対して
偏心させているから、ローラ５の外周部筒面５２がシリ
ンダ室１の内周面に連続的に近接でき、正規の圧縮動作
を行わせることができる。

【０００９】こうして、高速回転領域でのローラ５の公
転速度ωｂが遅くなる分だけ、圧縮室７から吐出する高
圧流体の流速を低下でき、これにより、過圧縮を低減で
き、圧縮効率の低下を抑制できる。

【００１０】しかも、高圧回転領域でのローラ５の公転
速度ωｂが遅く、低圧回転領域での公転速度ωａが早く
なるため、圧縮負荷トルクＴとローラ５の公転速度との
積で求められる圧縮動力Ｐ２は、図３の実線で示すよう
に、ローラの公転速度が一定である従来のものと比較し
て、高圧回転領域で低減でき、且つ低圧回転領域で増加
できて、これにより、動力変動を少なくでき、振動等を
抑制できる。

【００１１】又、以上の場合で、ローラ５の外周部筒面
５２にブレード８を突設すると共に、該ブレード８の突
出先端側をシリンダ室１の外方に回転自由に支持する揺
動体９に進退自由に係合させることとして、ローラ５を
非自転式とする場合には、ローラ５の外周部筒面５２と
ブレード８との隙間を介して圧縮室７から吸入室６に高
圧流体が漏れるのも防止でき、容積効率の向上をも図れ
る。

【００１２】

【実施例】図１に示すものは、冷媒圧縮用のロータリー
圧縮機であって、円形のシリンダ室１をもつシリンダ２
と、モータに連動するクランク軸３の偏心ピン部４に嵌
合し、シリンダ室１の内部に公転するローラ５と、シリ
ンダ室１の内部を吸入室６と圧縮室７とに区画するブレ
ード８とを備え、吸入口１１から取り込む低圧ガスを圧
縮して、圧縮後の高圧ガスを吐出穴１２を介して、シリ
ンダ２を配設する密閉ケーシングの内部に吐出するよう
にしている。尚、１３は吐出弁、１４は弁押えであり、
シリンダ室１の軸方向上下は、シリンダ２の上下面に取
付けるフロント及びリアヘッドにより封鎖している。

【００１３】以上の構成において、ローラ５の外周部筒
面５２にブレード８を一体的に突設すると共に、このブ
レード８の突出先端側を、シリンダ室１の外方に設ける
支持穴１５に回転自由に支持する揺動体９の受入溝９１
に進退自由に係合させて、ローラ５を、クランク軸３に
共回りしない非自転式に構成する。又、クランク軸３の
軸心Ｏをシリンダ室１の中心Ｓに対し、圧縮室７が吸入
室６よりも小さくなる高圧回転領域に偏心させる。更
に、ローラ５の内周部嵌合穴５１の中心Ｘを外周部筒面
５２の中心Ｙに対し、このローラ５の公転に伴い外周部
筒面５２がシリンダ室１の内周面に連続的に近接する関
係に偏心させる。

【００１４】これにより、図２の実線で示すように、高
圧回転領域でのローラ５の公転速度ωｂは低圧回転領域
での公転速度ωａに対して遅くなり、高速回転領域での
ローラ５の公転速度ωｂが遅くなる分だけ、圧縮室７か
ら吐出口１２を経て吐出する高圧流体の流速を低下で
き、これにより、過圧縮を低減でき、圧縮効率の低下を
抑制することができると共に、高圧回転領域でのローラ
５の公転速度ωｂが遅く、低圧回転領域での公転速度ω
ａが早くなるため、圧縮負荷トルクＴとローラ５の公転
速度との積で求められる圧縮動力Ｐ２は、図３の実線で
示すように、ローラの公転速度が一定である従来のもの
（Ｐ１）と比較して、高圧回転領域で低減でき、且つ低
圧回転領域で増加できて、これにより、動力変動を少な
くでき、振動等を抑制することができる。

【００１５】しかも、ローラ５の外周部筒面５２にブレ
ード８を突設し、且つ該ブレード８の突出先端側をシリ
ンダ室１の外方に回転自由に支持する揺動体９に進退自
由に係合させて、ローラ５を非自転式としているから、
ローラ５の外周部筒面５２とブレード８との隙間を介し
て圧縮室７から吸入室６に高圧流体が漏れるのを防止で
き、容積効率の向上をも図れる。

【００１６】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、高
速回転領域でのローラ５の公転速度が遅く、低圧回転領
域での公転速度が早くなるため、圧縮室７から吐出する
高圧流体の流速を低下でき、過圧縮を低減できて圧縮効
率を改善することができると共に、動力変動を少なくで
き、振動等を抑制することができる。

【００１７】又、請求項２記載の発明によれば、ローラ
５を非自転式とする構造を利用して圧縮室７から吸入室
６への高圧流体の漏れを防止でき、容積効率の向上をも
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロータリー圧縮機の断面図。

【図２】同作用効果を従来例との対比において説明する
回転角度に対するローラの公転速度及びトルク特性図。

【図３】同作用効果を従来例との対比において説明する
回転角度に対する圧縮動力の特性図。

【図４】従来のロータリー圧縮機の断面図。

【符号の説明】

１；シリンダ室、２；シリンダ、３；クランク軸、４；
偏心ピン部、５；ローラ、６；吸入室、７；圧縮室、
８；ブレード、９；揺動体、５１；内周部嵌合穴、５
２；外周部筒面

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ室１をもつシリンダ２と、クラン
   ク軸３の偏心ピン部４に嵌合し、前記シリンダ室１の内
   部に公転するローラ５と、前記シリンダ室１の内部を吸
   入室６と圧縮室７とに区画するブレード８とを備えたロ
   ータリー圧縮機において、前記ローラ５をクランク軸３
   に共回りしない非自転式に構成すると共に、前記クラン
   ク軸３の軸心Ｏを前記シリンダ室１の中心Ｓに対し、前
   記圧縮室７が吸入室６よりも小さくなる高圧回転領域に
   偏心させる一方、前記ローラ５の内周部嵌合穴５１を外
   周部筒面５２に対し、このローラ５の公転に伴い前記外
   周部筒面５２が前記シリンダ室１の内周面に連続的に近
   接する関係に偏心させていることを特徴とするロータリ
   ー圧縮機。
2. 【請求項２】ローラ５の外周部筒面５２にブレード８を
   突設すると共に、前記ブレード８の突出先端側をシリン
   ダ室１の外方に回転自由に支持する揺動体９に進退自由
   に係合させて、前記ローラ５を非自転式に構成している
   請求項１記載のロータリー圧縮機。