JP2768157B2 - 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号公報に開示され、かつ、図７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。また、以上の構成では、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
ており、このため、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、圧縮室Ｈと吸入室Ｌとの差圧が大きくなる回転
角度後半の高圧回転領域において、ローラＲの外周面と
シリンダ室Ｑの内周面との隙間を介して圧縮室Ｈから吸
入室Ｌに漏れる高圧ガス量が多くなり、この結果、特
に、低速回転用の圧縮機では容積効率を低下させる問題
があった。

【０００４】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、漏れが問題
となる高圧回転領域でのローラの公転速度を低圧回転領
域に対して速くして、圧縮室から吸入室への漏れ時間を
短縮し、容積効率の向上を図り得るロータリー圧縮機を
提供することを主な目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するために、モータ２と圧縮要素３とを備え、前記圧縮
要素３に、シリンダ室３０をもつシリンダ３１と、前記
モータ２に連結するクランク軸４の偏心ピン部４１に嵌
合し、前記シリンダ室３０の内部に公転するローラ３４
と、前記シリンダ室３０の内部を吸入室５と圧縮室６と
に区画するブレード３６とを備えたロータリー圧縮機に
おいて、前記モータ２に連結するモータ側クランク軸４
２とシリンダ側クランク軸４３とを分割形成し、前記シ
リンダ側クランク軸４３に前記ローラ３４内に嵌合する
偏心ピン部４１を形成し、前記モータ側クランク軸４２
の前記偏心ピン部４１への連結側軸端部に径方向外方に
延びる回転伝達部４４を形成して、前記偏心ピン部４１
と、前記回転伝達部４４との一方に、径方向外方に延び
る長溝４５を形成すると共に、他方に長溝４５に摺動可
能に係合するピン４６を突設する一方、前記モータ側ク
ランク軸４２の軸心Ｏを前記シリンダ室３０の中心Ｓに
対し、前記圧縮室６が吸入室５よりも大きくなる低圧回
転領域側に偏心させたのである。

【０００６】この場合、ローラ３４の外周部筒面３４ａ
にブレード３６を突設すると共に、前記ブレード３６の
突出先端側をシリンダ室３０の外方に回転自由に支持す
る揺動体７に進退自由に係合させて、前記ローラ３４を
非自転式に構成するのが好ましい。

【０００７】

【作用】前記モータ２の回転駆動により前記モータ側ク
ランク軸４２が回転すると、低圧回転領域では、前記モ
ータ側クランク軸４２の回転角度に対し、前記シリンダ
側クランク軸４３に形成した前記偏心ピン部４１の回転
角度が小さくなるので、該偏心ピン部４１の回転に伴っ
て公転する前記ローラ３４は、前記クランク軸４の回転
速度より遅く公転し、また、高圧回転領域では、前記モ
ータ側クランク軸４２の回転角度に対し、前記シリンダ
側クランク軸４３に形成した前記偏心ピン部４１の回転
角度が大きくなるので、前記ローラ３４は、前記クラン
ク軸４の回転速度より速く公転するのである。

【０００８】従って、高圧回転領域でのローラ３４の公
転速度は、低圧回転領域での公転速度に対して速くなる
ので、高速回転領域でのローラ３４の公転速度が速くな
る分だけ、圧縮室６から吸入室５への漏れ時間を短縮で
き、容積効率の低下を抑制できる。

【０００９】また、以上の場合で、ローラ３４の外周部
筒面３４ａにブレード３６を突設すると共に、該ブレー
ド３６の突出先端側をシリンダ室３０の外方に回転自由
に支持する揺動体７に進退自由に係合させることとし
て、ローラ３４を非自転式とする場合には、ローラ３４
の外周部筒面３４ａとブレード３６との隙間を介して圧
縮室６から吸入室５に高圧流体が漏れるのを防止でき、
容積効率の低下を一層良好に抑制できる。

【００１０】

【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、密閉ケーシング１の内方上部にモータ
２を配設すると共に、該モータ２の下部側にシリンダ３
１と該シリンダ３１の上下位置に配設するフロントヘッ
ド３２及びリヤヘッド３３とから成る圧縮要素３を配設
して、この圧縮要素３に前記モータ２から延びるクラン
ク軸４を連動連結させている。

【００１１】前記圧縮要素３のシリンダ３１は、円形の
シリンダ室３０を形成し、該シリンダ室３０に回転可能
にローラ３４を内装している。そして、前記駆動軸４の
偏心ピン部４１を前記ローラ３４に挿嵌させて、前記駆
動軸４の駆動に伴い前記ローラ３４を前記シリンダ室３
０内で偏心回転させるようにしている。

【００１２】また、前記シリンダ３１には、図２乃至図
４に示すように、低圧のガス冷媒を前記シリンダ室３０
に吸入する吸入孔３５を設けると共に、前記ローラ３４
に先端部が接触して、進退可能に摺動し、前記シリンダ
室３０を吸入室５と圧縮室６とに区画するブレード３６
を内装し、かつ、圧縮ガス冷媒が吐出する吐出ポート３
７を設けて、前記モータ２の回転駆動に伴う前記ローラ
３４の回転により前記吸入孔３５から前記シリンダ室３
０内に低圧のガス冷媒を吸入し、この吸入したガス冷媒
を前記ローラ３４の回転によって圧縮し、圧縮したガス
冷媒を、前記吐出ポート３７から前記ケーシング１内へ
吐出させるようにしている。

【００１３】以上の構成において、前記クランク軸４
を、前記モータ２に連結するモータ側クランク軸４２と
シリンダ側クランク軸４３とに分割形成し、前記シリン
ダ側クランク軸４３に前記ローラ３４内に嵌合する偏心
ピン部４１を形成し、前記モータ側クランク軸４２の前
記偏心ピン部４１への連結側軸端部に径方向外方に延び
る回転伝達部４４を形成して、前記偏心ピン部４１と、
前記回転伝達部４４との一方に、径方向外方に延びる長
溝４５を形成すると共に、他方に該長溝４５に摺動可能
に係合するピン４６を突設する一方、前記モータ側クラ
ンク軸４２の軸心Ｏを前記シリンダ室３０の中心Ｓに対
し、前記圧縮室６が吸入室５よりも大きくなる低圧回転
領域側に偏心させるのである。

【００１４】具体的には、前記モータ側クランク軸４２
は、一端を前記モータ２に連結し、他端に径方向外方に
延びる前記回転伝達部４４を一体形成すると共に、この
回転伝達部４４の径方向外方端部に反モータ側に向かっ
て突出する前記ピン４６を突設し、前記回転伝達部４４
を前記ローラ３４内に位置させるのである。一方、前記
シリンダ側クランク軸４３は、一端側を前記リヤヘッド
３３で軸受支持し、他端に前記ローラ３４内に嵌合する
偏心ピン部４１を一体に形成するのであって、該偏心ピ
ン部４１は、前記モータ側クランク軸４２に形成した回
転伝達部４４を前記ローラ３４内に位置させるので、そ
の分、軸方向長さを前記ローラ３４の高さより短くし、
かつ、この偏心ピン部４１端面に前記回転伝達部４４に
突設した前記ピン４６を摺動可能に係合させる前記長溝
４５を前記シリンダ側クランク軸４３の軸中心から前記
偏心ピン部４１の偏心方向に向かって形成するのであ
る。

【００１５】そして、前記シリンダ側クランク軸４３
を、その軸心が前記シリンダ室３０の中心Ｓと一致する
ように配設し、かつ、前記モータ側クランク軸４２を、
その軸心Ｏが前記シリンダ室３０の中心Ｓに対し、前記
圧縮室６が吸入室５よりも大きくなる低圧回転領域側、
即ち、前記ブレード３６の配設位置を始点として時計方
向へ進んだとき、０度から１８０度の領域側（実施例に
おいてはシリンダ室３０の中心Ｓに対し９０度の方向）
へ偏心するように配設するのであって、前記モータ２と
前記圧縮要素３とを、前記モータ２の中心と前記シリン
ダ室３０の中心Ｓとがずれるように前記ケーシング１内
に配設するのである。

【００１６】しかして、図２乃至図５に基づいて作用を
説明すると、まず、図２に示すように、前記モータ側ク
ランク軸４２の回転伝達部４４の径方向外方側先端部に
突設した前記ピン４６を前記ブレード３６の方向へ向け
て、該ブレード３６と前記回転先端部４４とが平行の状
態となっているときを前記モータ側クランク軸４２の回
転の始点とすると、このとき、前記シリンダ側クランク
軸４３に形成した前記偏心ピン部４１は、該偏心ピン部
４１に形成した前記長溝４５が偏心方向に延びており、
この長溝４５に前記ピン４６を係合させているので、前
記長溝４５の外周側端部に対向する前記偏心ピン部４１
の偏心方向先端部Ｐは、前記ブレード３６の位置を基準
としたとき、該ブレード３６よりも時計方向に進んで、
前記吸入孔３５を越えた位置に位置している。

【００１７】そして、前記モータ２の回転駆動により前
記モータ側クランク軸４２が図２に示す前記ピン４６の
位置を始点として９０度回転すると、図３に示すよう
に、前記回転伝達部４４は、前記モータ側クランク軸４
２と共に９０度回転するが、前記シリンダ側クランク軸
４３は、前記モータ側クランク軸４２の軸心Ｏをシリン
ダ室３０の中心Ｓに対し低圧回転領域側に偏心して配設
すると共に、前記ピン４６を介して従動回転するため、
前記回転伝達部４４の回転角度（９０度）より小さい角
度回転することになり、この結果、前記偏心ピン部４１
は、偏心方向先端部Ｐが図２に示す位置から、前記ブレ
ード３６の位置を基準として９０度の位置まで回転する
こととなり、前記モータ側クランク軸４２の前記ピン４
６の位置と前記偏心ピン部４１の偏心方向先端部Ｐとが
何れも９０度の方向に向くのである。このとき、前記モ
ータ側クランク軸４２は９０度回転しているにも拘ら
ず、前記偏心ピン部４１は９０度よりも小さい角度で回
転することになるので、前記偏心ピン部４１は前記モー
タ側クランク軸４２よりも遅く回転するのである。

【００１８】さらに、前記モータ側クランク軸４２が図
３の位置から９０度回転して前記ピン４６が前記始点か
ら１８０度に位置するときも、図４に示すように、前記
偏心ピン部４１は、偏心方向先端部Ｐが図３に示す位置
から、前記ブレード３６の位置を基準とした１８０度の
位置よりも手前の位置まで回転することとなり、このと
き、前記モータ側クランク軸４２は図３の状態から９０
度回転しているにも拘らず、前記偏心ピン部４１は９０
度よりも小さい角度で回転することになるので、前記偏
心ピン部４１は前記モータ側クランク軸４２よりも遅く
回転するのである。

【００１９】従って、前記偏心ピン部４１は、前記圧縮
室６が吸入室５よりも大きいとき、即ち、低圧回転領域
では、前記偏心ピン部４１は前記モータ側クランク軸４
２の回転速度より遅く回転することになり、前記偏心ピ
ン部４１の回転に伴って公転するローラ３４も同様に前
記モータ側クランク軸４２の回転速度より遅く公転する
のである。

【００２０】これに対し、前記モータ側クランク軸４２
が、図４の位置から９０度回転して前記ピン４６が前記
始点から２７０度の位置まで回転するときには、前記シ
リンダ側クランク軸４３は、前記モータ側クランク軸４
２と共に回転する回転伝達部４４の回転角度（９０度）
より大きい角度回転するため、前記偏心ピン部４１は、
図５に示すように、前記偏心ピン部４１も、偏心方向先
端部Ｐが図４に示す前記ブレード３６の位置を基準とし
た１８０度の位置よりも手前の位置から、前記ブレード
３６の位置を基準として２７０度の位置まで回転するこ
ととなり、前記モータ側クランク軸４２の前記ピン４６
の位置と前記偏心ピン部４１の偏心方向先端部Ｐとが何
れも２７０度の方向に向くのである。このとき、前記モ
ータ側クランク軸４２は図４に示す位置から９０度回転
しているにも拘らず、前記偏心ピン部４１は９０度より
も大きい角度で回転することになるので、前記偏心ピン
部４１は前記モータ側クランク軸４２よりも速く回転す
るのである。

【００２１】さらに、前記モータ側クランク軸４２が図
５の位置から９０度回転して、図２に示す前記始点に戻
るときも、前記シリンダ側クランク軸４３は、前記回転
伝達部４４の回転角度より大きい角度回転するため、前
記偏心ピン部４１は、偏心方向先端部Ｐが図５に示す位
置から、前記ブレード３６の位置よりも時計方向に進ん
だ位置まで回転することとなり、このとき、前記モータ
側クランク軸４２は図５の状態から９０度回転している
にも拘らず、前記偏心ピン部４１は９０度よりも大きい
角度で回転することになるので、前記偏心ピン部４１は
前記モータ側クランク軸４２よりも速く回転するのであ
る。

【００２２】従って、前記偏心ピン部４１は、前記圧縮
室６が吸入室５よりも小さくなるとき、即ち、高圧回転
領域では、前記偏心ピン部４１は前記モータ側クランク
軸４２の回転速度より速く回転することになり、前記偏
心ピン部４１の回転に伴って公転するローラ３４も同様
に前記モータ側クランク軸４２の回転速度より速く公転
するのである。

【００２３】以上のことから、高圧回転領域でのローラ
３４の公転速度は低圧回転領域での公転速度に対して速
くなり、高圧回転領域でのローラ３４の公転速度が速く
なる分だけ、圧縮室６から吸入室５への漏れ時間を短縮
でき、容積効率の低下を抑制することができるのであ
る。

【００２４】尚、前記実施例では、前記モータ側クラン
ク軸４２に形成した回転伝達部４４にピン４６を形成
し、前記偏心ピン部４１に前記ピン４６を係合する長溝
４５を形成したが、前記回転伝達部４４に長溝４５を、
前記偏心ピン部４１にピン４６を形成するようにしても
よい。

【００２５】また、前記した実施例は、前記ローラ３４
が前記偏心ピン部４１の回転により自転しながら公転す
るようにし、前記ブレード３６の先端部と接触させるよ
うにしていたが、図６に示すように前記ローラ３４を非
自転式にしてもよい。

【００２６】即ち、図６に示すロータリー圧縮機は、前
記した実施例とはローラ３４の回転機構が異なるだけで
あって、前記クランク軸４の構造は、前記実施例と同様
であり、該クランク軸４は、モータ側クランク軸４２と
シリンダ側クランク軸４２とに分割形成している。具体
的に、前記ローラ３４の回転機構について説明すると、
シリンダ室３０に内装するローラ３４の外周部筒面３４
ａにブレード３６を一体的に突設すると共に、このブレ
ード３６の突出先端側を、前記シリンダ室３０の外方に
設ける支持穴３８に回転自由に支持する揺動体７の受入
溝７１に進退自由に係合させて、前記ローラ３４を、前
記シリンダ側クランク軸４３に形成した前記偏心ピン部
４１の回転により共回りしない非自転式に構成するので
ある。

【００２７】斯くすることにより、前記第１実施例のよ
うに、前記ローラ３４を自転式にし、前記ブレード３６
を前記ローラ３４の外周部筒面３４ａに接触させた構造
としたときに生じていた前記ローラ３４の外周部筒面３
４ａとブレード３６との隙間を介して圧縮室６から吸入
室５への高圧流体の漏れを防止でき、容積効率の低下を
一層良好に抑制できる。

【００２８】

【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、高
圧回転領域でのローラ３４の公転速度を、低圧回転領域
での公転速度に対して速くできるので、高圧回転領域で
のローラ３４の公転速度が速くなる分だけ、圧縮室６か
ら吸入室５への高圧流体の漏れを低減でき、容積効率を
改善することができる。

【００２９】また、請求項２記載の発明によれば、ロー
ラ３４を非自転式とする構造を利用して、ローラ３４の
外周部筒面３４ａとブレード３６との間の漏れを防止で
きるので、容積効率を一層良好に改善することができ
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一部切欠断面
図。

【図２】本発明に係るロータリー圧縮機の作用説明図。

【図３】本発明に係るロータリー圧縮機の作用説明図。

【図４】本発明に係るロータリー圧縮機の作用説明図。

【図５】本発明に係るロータリー圧縮機の作用説明図。

【図６】本発明に係るロータリー圧縮機の他の実施例。

【図７】従来のロータリー圧縮機の断面図。

【符号の説明】

２ モータ ３ 圧縮要素 ３０ シリンダ室 ３１ シリンダ ３４ ローラ ３４ａ 外周部筒面 ３６ ブレード ４ クランク軸 ４１ 偏心ピン部 ４２ モータ側クランク軸 ４３ シリンダ側クランク軸 ４４ 回転伝達部 ４５ 長溝 ４６ ピン ５ 吸入室 ６ 圧縮機室 ７ 揺動体 Ｏ モータ側クランク軸の軸心 Ｓ シリンダ室の中心

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ２と圧縮要素３とを備え、前記圧縮
   要素３に、シリンダ室３０をもつシリンダ３１と、前記
   モータ２に連結するクランク軸４の偏心ピン部４１に嵌
   合し、前記シリンダ室３０の内部に公転するローラ３４
   と、前記シリンダ室３０の内部を吸入室５と圧縮室６と
   に区画するブレード３６とを備えたロータリー圧縮機に
   おいて、前記モータ２に連結するモータ側クランク軸４
   ２とシリンダ側クランク軸４３とを分割形成し、前記シ
   リンダ側クランク軸４３に前記ローラ３４内に嵌合する
   偏心ピン部４１を形成し、前記モータ側クランク軸４２
   の前記偏心ピン部４１への連結側軸端部に径方向外方に
   延びる回転伝達部４４を形成して、前記偏心ピン部４１
   と、前記回転伝達部４４との一方に、径方向外方に延び
   る長溝４５を形成すると共に、他方に長溝４５に摺動可
   能に係合するピン４６を突設する一方、前記モータ側ク
   ランク軸４２の軸心Ｏを前記シリンダ室３０の中心Ｓに
   対し、前記圧縮室６が吸入室５よりも大きくなる低圧回
   転領域側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３４の外周部筒面３４ａにブレード
   ３６を突設すると共に、前記ブレード３６の突出先端側
   をシリンダ室３０の外方に回転自由に支持する揺動体７
   に進退自由に係合させて、前記ローラ３４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。