JP3161634B2 - 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、冷凍装置などに使用さ
れるロータリー圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロータリー圧縮機は、密閉ケー
シング内にモータで駆動される圧縮要素を設けており、
この圧縮要素は、シリンダ室をもったシリンダと、該シ
リンダの両側に対設されるフロント及びリヤヘッドと、
前記モータから延びる駆動軸の偏心軸部に挿嵌され、該
駆動軸の回転に伴い前記シリンダ室内で偏心回転される
ローラと、前記シリンダの吸入口と吐出口との中間部位
に設けたブレード溝に進退自由に支持されたブレードと
を備えており、このブレードは、その背面側に前記吐出
口から吐出される高圧ガスの一部を背圧として作用さ
せ、この背圧により前記ブレードの先端部を前記ローラ
の外周面に常時接触させることにより、前記シリンダ室
を圧縮室と吸入室とに区画するようにしている。

【０００３】ところが、以上のように、前記シリンダの
ブレード溝に前記ブレードを進退自由に支持すると共
に、該ブレードの背面側に背圧を付与して、その先端側
を前記ローラの外周面に押圧して接触させ、該ローラと
ブレードとを相対移動させるようにした場合、前記ブレ
ードとローラ外周面との接触部には油が給油されにく
く、金属接触の状態となってしまうので前記ローラと前
記ブレードとの摺動抵抗による摩擦損失が大となり、そ
の結果、動力損失も大となる問題があった。また、前記
ブレードの先端部と前記ローラとの接触部位から前記圧
縮室で圧縮される高圧ガスが低圧側の吸入室側に漏れた
りすることもあって、容積効率が低下する問題もあっ
た。

【０００４】そこで、本願出願人は、以前に、前記ロー
ラとブレードとの摩擦損失をなくして動力損失を軽減す
ることができ、しかも、高圧ガスの漏れなどをなくして
容積効率を高めることができるロータリー圧縮機を提案
した（特願平３−２４２９３３号）。この圧縮機は、図
４で示したように、シリンダＡのシリンダ室Ａ１内にロ
ーラＢを配設して、該ローラＢの外周一部に径方向外方
に向けて突出するブレードＣを固定すると共に、前記シ
リンダＡに設ける吸入口Ａ２と吐出口Ａ３との中間部位
に前記シリンダ室Ａ１に軸方向全長にわたって開口する
開口部Ａ５をもった横断面円状の保持孔Ａ４を形成し
て、この保持孔Ａ４に前記ブレードＣの突出側先端部を
受け入れる受入溝Ｄ１をもつ揺動体Ｄを回動可能に設
け、該揺動体Ｄの受入溝Ｄ１内に前記ブレードＣの突出
先端側を進退自由に挿入させて、このブレードＣで前記
シリンダ室Ａ１内を圧縮室Ｘと吸入室Ｙとに区画する一
方、前記ブレードＣの揺動体Ｄ内への挿入により前記ロ
ーラＢを非自転式となし、かつ、該ローラＢの前記シリ
ンダ室Ａ１内での公転のみを可能としたのである。尚、
図４において、Ｅは駆動軸であって、その偏心部Ｅ１を
前記ローラＢに挿嵌しており、また、Ｆは前記吐出口Ａ
３を開閉する弁板、Ｇは該弁板Ｆの受板である。

【０００５】そして、前記駆動軸Ｅの駆動に伴う前記ロ
ーラＢのシリンダ室Ａ１内での公転時に、前記ローラＢ
に固定したブレードＣを前記揺動体Ｄの回動を伴いなが
ら、該揺動体Ｄの受入溝Ｄ１を進退させることにより、
前記シリンダ室Ａ１内を圧縮室Ｘと吸入室Ｙとに区画
し、この吸入室Ｙ内に前記吸入口Ａ２からガス流体を吸
入して圧縮し、圧縮終了後に前記弁板Ｆを開動作させ
て、前記圧縮室Ｘから吐出口Ａ３へと圧縮ガス流体を吐
出させるようにしているのである。

【０００６】以上の構成によれば、前記ローラＢにブレ
ードＣが一体に固定され、該ブレードＣが前記シリンダ
Ａに設けた揺動体Ｄに挿入されていることから、従来の
ように、前記ローラＢの外周面にブレードＣを常時接触
させ、前記ローラＢの偏心回転により前記ブレードＣを
相対移動させることはないのであり、従って、給油量の
少ない前記ローラＢとブレードＣとの接触部における摩
擦損失や動力損失をなくすことができる。また、前記ブ
レードＣは前記ローラＢに固定されているため、従来の
ように、前記ブレードＣとローラＢとの接触部において
前記圧縮室Ｘから吸入室Ｙへのガス漏れもなくして、容
積効率を高めることができるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した揺
動型のロータリー圧縮機では、前記ブレードＣが前記ロ
ーラＢの外周面に一体に突設されているため、該ブレー
ドＣを前記ローラＢの公転に伴い前記揺動体Ｄの受入溝
Ｄ１に進退させるとき、前記ブレードＣは、所定の角度
の範囲内で揺動するため、前記保持孔Ａ４の開口部Ａ５
の周方向の幅を、この揺動を許す大きさにしなければな
らないのであって、そのため、前記ローラＢが圧縮行程
中の上死点にあるとき、即ち、図５に示すように前記ロ
ーラＢの外周面が前記開口部Ａ５において前記シリンダ
室Ａ１に接触するとき、前記ローラＢと前記揺動体Ｄと
の間に空間が形成され、この空間内の冷媒ガスがつぎの
圧縮行程に入った時に再膨張してしまい、容積効率が低
下する問題が生じていた。

【０００８】本発明は以上のような問題に鑑みてなした
もので、その目的は、ブレードをローラに一体に突設し
て揺動させることにより、ブレードとローラとの間から
の漏れを防止でき、かつ、摩擦損失や動力損失をなくす
ことができながら、前記ローラとブレードを摺動させる
揺動体との間の無効容積を軽減して容積効率を向上する
ことができるロータリー圧縮機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の本発明のロータリー圧縮機は、シリン
ダ室２１を有するシリンダ２と、前記シリンダ室２１に
内装され、該シリンダ室２１内を公転するローラ３と、
前記シリンダ室２１を圧縮室Ｘと吸入室Ｙとに区画する
ブレード４とを備えた圧縮要素１を備え、吸入口２２か
ら吸入したガス流体を圧縮して吐出口２３から吐出する
ようにしたロータリー圧縮機であって、前記ブレード４
を前記ローラ３の外周面に突設するとともに、前記シリ
ンダ２に、前記ブレード４の突出先端側を進退自由に受
け入れる受入溝８１を有する揺動体８を回動可能に設け
て、前記ブレード４により前記ローラ３の自転を阻止す
るように構成するとともに、前記揺動体８の外周円の軌
跡を前記シリンダ室２１の内周円の軌跡に、前記ブレー
ド４の揺動角に対応する周長以下の長さでオーバーラッ
プさせる一方、前記シリンダ室２１の内周面とオーバー
ラップしている前記揺動体８の突出部を、前記シリンダ
室２１の内周面と同一の円筒面の一部を構成するように
切欠いている。

【００１０】また、請求項２に記載の本発明のロータリ
ー圧縮機においては、前記揺動体８の外周円の軌跡を前
記シリンダ室２１の内周円の軌跡に、前記ブレード４の
揺動角に対応する周長よりも短い長さでオーバーラップ
させる一方、前記ブレード４が上死点に位置したときの
前記ブレード４の中心線と垂直な、前記シリンダ室２１
の内周円の接線と同一線となるように平坦状に切欠いて
いる。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の本発明のロータリー圧縮機に
よれば、前記シリンダ室２１の内周面とオーバーラップ
している前記揺動体８の突出部を、前記シリンダ室２１
の内周面と同一の円筒面の一部を構成するように切欠い
ていることにより、前記ローラ３の外周面とブレード４
との間の摩擦損失や動力損失の増大をなくすことがで
き、かつ、前記ブレード４と前記ローラ３との間からの
前記圧縮室Ｘから吸入室Ｙへのガス漏れがなくなり、容
積効率が高められる。さらに、前記ブレード４を前記揺
動体８に進退自由に挿入させるとき、上死点位置での前
記ローラ３と前記揺動体８との間に形成される無効容積
を最小限に低減することができるので、無効容積の冷媒
の再膨張が軽減され、その結果容積効率の向上を図るこ
とができる。

【００１２】また、請求項２に記載のように、前記揺動
体８の外周円の軌跡を前記シリンダ室２１の内周円の軌
跡に、前記ブレード４の揺動角に対応する周長よりも短
い長さでオーバーラップさせる一方、前記ブレード４が
上死点に位置したときの前記ブレード４の中心線と垂直
な、前記シリンダ室２１の内周円の接線と同一線となる
ように平坦状に切欠いていることにより、前記揺動体８
と前記ローラ３との間が、前記ブレード４が上死点に位
置したときの無効容積が低減できることに加えて、前記
揺動体８をオーバラップした分だけ切欠くに際して、平
坦に加工すればよいため、加工が容易であるという利点
がある。

【００１３】

【実施例】図１はロータリー圧縮機に備える圧縮要素の
シリンダ部分を示しており、同図に示した圧縮要素１
は、内部にシリンダ室２１をもち、該シリンダ室２１に
開口する吸入口２２と吐出口２３とを設けたシリンダ２
と、前記シリンダ室２１に内装されるローラ３とを備
え、このローラ３の外周一部に径方向外方に向けて突出
する平板状のブレード４を設けて、該ブレード４で前記
シリンダ室２１内を圧縮室Ｘと吸入室Ｙとに区画するよ
うにしている。尚、同図において、５は駆動軸であっ
て、その偏心部５１を前記ローラ３に挿嵌しており、ま
た、６は前記吐出口２３を開閉する弁板、７は弁板２４
の受板である。

【００１４】また、前記シリンダ２の吸入口２２と吐出
口２３との間に円状保持孔２４を形成して、この保持孔
２４に、一端が前記シリンダ室２１に開口される受入溝
８１をもつ揺動体８を回動可能に支持すると共に、該揺
動体８の受入溝８１内に前記ブレード４の突出先端側を
進退自由に挿入させて、このブレード４で前記シリンダ
室２１内を圧縮室Ｘと吸入室Ｙとに区画し、かつ、前記
ブレード４の揺動体８内への挿入により前記ローラ３を
非自転式となし、かつ、該ローラ３の前記シリンダ室２
１内での公転のみを可能とし、前記駆動軸５の駆動に伴
う前記ローラ３のシリンダ室２１内での公転時に、前記
ローラ３に結合した前記ブレード４を前記揺動体８の回
動を伴いながら、該揺動体８の受入溝８１に対し進退さ
せることにより、前記シリンダ室２１内を圧縮室Ｘと吸
入室Ｙとに区画し、この吸入室Ｙ内に前記吸入口２２か
らガス流体を吸入して圧縮し、圧縮終了後に前記弁板６
を開動作させて、前記圧縮室Ｘから吐出口２３へと圧縮
ガス流体を吐出させるようにしている。

【００１５】しかして、前記ブレード４を揺動型にした
前記ロータリー圧縮機において、前記揺動体８の外周円
の軌跡を前記シリンダ室２１の内周円の軌跡に、前記ブ
レード４の揺動角に対応する周長以下の長さでオーバー
ラップさせる一方、前記シリンダ室２１の内周面に突出
する前記揺動体８の突出部を切欠くのである。

【００１６】具体的には、図２に示すように、前記ブレ
ード４が前記ローラ３の公転に伴い揺動する揺動角に対
応する前記シリンダ室２１の内周円の周長ａ以下の長さ
で、前記揺動体８の外周円の軌跡を点線で示すように、
前記シリンダ室２１の内周円の軌跡にオーバーラップさ
せ、このオーバーラップしている突出部をシリンダ室２
１の内周面に合わせて円弧状に切り欠いて、前記ブレー
ド４が上死点に位置したときに、前記揺動体８と前記ロ
ーラ３との間に無駄な空間がないように密接させるので
ある。

【００１７】以上の構成によれば、前記ローラ３の外周
面に前記ブレード４が径方向外方に向けて一体に固定さ
れ、該ブレード４が前記シリンダ２に設けた揺動体６の
受入溝６１内に進退自由に挿入されていることから、従
来のように、前記ローラ３の外周面にブレード４を常時
接触させることにより生じていた給油不足による、摩擦
損失や動力損失の増大をなくすことができ、かつ、前記
ブレードと前記ローラとの接触部における前記圧縮室Ｘ
から吸入室Ｙへのガス漏れもなくなって、容積効率を高
めることができながら、さらに、前記ブレード４を前記
揺動体８に進退自由に挿入させることにより生じてい
た、上死点位置での前記ローラ３と前記揺動体８との間
に形成される無効容積を無くすことができるので、無効
容積の冷媒が再膨張することがなくなり容積効率を向上
できるのである。

【００１８】次に他の実施例について図３に基づいて説
明する。図３に示す揺動体８は、シリンダ室２１の内周
円の軌跡にオーバーラップする揺動体８のオーバーラッ
プ量を、ブレード４の揺動角に対応する周長より短く
し、前記シリンダ室２１の内周面に突出する前記揺動体
８の突出部を、前記ブレード４が上死点に位置したとき
の前記ブレード４の中心線と垂直な前記シリンダ室２１
の内周円の接線と同一線となるように平坦状に切欠いた
ものである。

【００１９】斯くすることにより、前記揺動体８と前記
ローラ３との間が、前記ブレード４が上死点に位置した
ときの無効容積を完全に無くすことはできないが、図５
に示す従来のものと比較すると無効容積を軽減できるの
であり、しかも、前記揺動体８をオーバーラップした分
切欠くときには、この切欠部が平坦状なので前記シリン
ダ室２１の内周円に沿う形状に加工するよりも加工が容
易となるし、また、前記保持孔２４のシリンダ室２１へ
の開口側端縁２４ａの肉厚を所定肉厚にでき、前記端縁
２４ａの強度を補償できるのである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明のロータリー圧縮機によれば、前記シリンダ室２
１の 内周面とオーバーラップしている前記揺動体８の
突出部を、前記シリンダ室２１の内周面と同一の円筒面
の一部を構成するように切欠いていることにより、従来
のように前記ローラ３の外周面にブレード４を常時接触
させることにより生じていた、給油不足による摩擦損失
や動力損失の増大をなくすことができ、かつ、前記ブレ
ード４と前記ローラ３との間からの前記圧縮室Ｘから吸
入室Ｙへのガス漏れがなくなり、容積効率が高められ
る。さらに、前記ブレード４を前記揺動体８に進退自由
に挿入させるとき、上死点位置での前記ローラ３と前記
揺動体８との間に形成される無効容積を最小限に低減す
ることができるので、無効容積の冷媒の再膨張が軽減さ
れ、その結果容積効率の向上を図ることができる。

【００２１】また、請求項２に記載のように、前記ブレ
ード４が上死点に位置したときの前記ブレード４の中心
線と垂直な、前記シリンダ室２１の内周円の接線と同一
線となるように平坦状に切欠いていることにより、前記
揺動体８と前記ローラ３との間が、前記ブレード４が上
死点に位置したときの無効容積が低減できることに加え
て、前記揺動体８をオーバラップした分だけ切欠くに際
して、平坦に加工すればよいため、加工を容易にするこ
とができ、また、前記揺動体８の外周円の軌跡を前記シ
リンダ室２１の内周円の軌跡に、前記ブレード４の揺動
角に対応する周長よりも短い長さでオーバーラップさせ
ていることにより、前記揺動体８を回動可能に設ける保
持孔２４のシリンダ室側端縁における肉厚を、該端縁の
強度を補償できる程度に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるロータリー圧縮機の要部である
シリンダ部分を示す平断面図。

【図２】本発明にかかるロータリー圧縮機の揺動体の第
１実施例を示す断面図。

【図３】同揺動体の他の実施例を示す断面図。

【図４】以前に提案したロータリー圧縮機の要部を示す
平断面図である。

【図５】図４におけるブレードの揺動体への挿入部を示
す要部切欠断面図。

【符号の説明】

１ 圧縮要素 ２ シリンダ ２１ シリンダ室 ２２ 吸入口 ２３ 吐出口 ３ ローラ ４ ブレード ８ 揺動体 ８１ 受入溝 Ｘ 圧縮室 Ｙ 吸入室

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ室（２１）を有するシリンダ
   （２）と、前記シリンダ室（２１）に内装され、該シリ
   ンダ室（２１）内を公転するローラ（３）と、前記シリ
   ンダ室（２１）を圧縮室（Ｘ）と吸入室（Ｙ）とに区画
   するブレード（４）とを備えた圧縮要素（１）を備え、
   吸入口（２２）から吸入したガス流体を圧縮して吐出口
   （２３）から吐出するようにしたロータリー圧縮機であ
   って、 前記ブレード（４）を前記ローラ（３）の外周面に突設
   するとともに、前記シリンダ（２）に、前記ブレード
   （４）の突出先端側を進退自由に受け入れる受入溝（８
   １）を有する揺動体（８）を回動可能に設けて、前記ブ
   レード（４）により前記ローラ（３）の自転を阻止する
   ように構成するとともに、前記揺動体（８）の外周円の
   軌跡を前記シリンダ室（２１）の内周円の軌跡に、前記
   ブレード（４）の揺動角に対応する周長以下の長さでオ
   ーバーラップさせる一方、前記シリンダ室（２１）の内
   周面とオーバーラップしている前記揺動体（８）の突出
   部を、前記シリンダ室（２１）の内周面と同一の円筒面
   の一部を構成するように切欠いている、ロータリー圧縮
   機。
2. 【請求項２】 シリンダ室（２１）を有するシリンダ
   （２）と、前記シリンダ室（２１）に内装され、該シリ
   ンダ室（２１）内を公転するローラ（３）と、前記シリ
   ンダ室（２１）を圧縮室（Ｘ）と吸入室（Ｙ）とに区画
   するブレード（４）とを備えた圧縮要素（１）を備え、
   吸入口（２２）から吸入したガス流体を圧縮して吐出口
   （２３）から吐出するようにしたロータリー圧縮機であ
   って、 前記ブレード（４）を前記ローラ（３）の外周面に突設
   するとともに、前記シリンダ（２）に、前記ブレード
   （４）の突出先端側を進退自由に受け入れる受入溝（８
   １）を有する揺動体（８）を回動可能に設けて、前記ブ
   レード（４）により前記ローラ（３）の自転を阻止する
   ように構成するとともに、前記揺動体（８）の外周円の
   軌跡を前記シリンダ室（２１）の内周円の軌跡に、前記
   ブレード（４）の揺動角に対応する周長よりも短い長さ
   でオーバーラップさせる一方、前記シリンダ室（２１）
   の内周面とオーバーラップしている前記揺動体（８）の
   突出部を、前記ブレード（４）が上死点に位置したとき
   の前記ブレード（４）の中心線と垂直な、前記シリンダ
   室（２１）の内周円の接線と同一線となるように平坦状
   に切欠いている、ロータリー圧縮機。