JP3927331B2

JP3927331B2 - ロータリコンプレッサ

Info

Publication number: JP3927331B2
Application number: JP08355499A
Authority: JP
Inventors: 功川▲邉▼
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000283076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷凍機や空気調和機等に用いられるロータリコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術を図４乃至図８を参照して説明する。図４は一部断面で示す要部の正面図であり、図５はベーンスプリングの第１従来例を示す側面図であり、図６はベーンスプリングの第２従来例を示す側面図であり、図７はベーンスプリングの第３従来例を示す側面図であり、図８は第３従来例のベーンスプリングの斜め装着状態を説明するための図である。
【０００３】
図４乃至図８において、１は縦形ロータリコンプレッサであり、２は密閉容器で、その内部には上部に電動機部３を配し、下部に圧縮機部４を配するようにして両部がクランク軸５により直結されている。そして圧縮機部４は、クランク軸５を主軸受６と副軸受７とで回転支持し、またクランク軸５に形成された偏心部に挿嵌した回転ピストン８をシリンダ９内で偏心回転させると共に、回転ピストン８の外周面に取付孔１０に挿入されたベーンスプリング１１により付勢されたベーン１２の先端が摺接するよう構成した回転圧縮機構１３を備えている。
【０００４】
また、ベーンスプリング１１は、図５に第１従来例として示すストレート形状のコイル状に形成されたもので、ベーン１２の先端が回転ピストン８の外周面に圧接するようベーン１２の後端を回転中心方向に常時付勢している。さらにベーンスプリング１１は、巻外径が取付孔１０の内径より小さく形成されており、取付孔１０の内壁面に接触しないようになっている。なお、１４は密閉容器２内の下部に貯溜された冷凍機油で、この冷凍機油１４は、クランク軸５内に形成された図示しないオイルポンプによって回転圧縮機構１３の各摺動部に給油される。
【０００５】
そして、このように構成されたロータリコンプレッサ１は、例えば冷凍サイクルに挿入して用いられ、回転圧縮機構１３で圧縮された冷媒が、密閉容器２の頂部に設けられた図示しない吐出パイプから冷凍サイクルの管路に吐出され、凝縮器や蒸発器等を通流した後に、再び図示しないアキュムレータから密閉容器２内の下部に吸い込まれるようになっている。また、このように回転圧縮機構１３が作動する際、ベーンスプリング１１は、取付孔１０の内壁面と接触しないように回転ピストン８の偏心回転に伴って伸縮する。
【０００６】
しかしながら上記の第１従来例のベーンスプリング１１を用いたものでは、ベーンスプリング１１の巻外径が取付孔１０の内径より小さく形成されているので、取付孔１０の内壁面と接触しないように装着するには、図示しないが別部品のストッパを用いる必要がある。すなわち、ベーンスプリング１１が伸縮時に取付孔１０の内壁面と接触するような状態であると、長期の運転を行っているとベーンスプリング１１が取付孔１０の内壁面に摺接し摩耗、疲労して折損する虞があった。
【０００７】
このため、図６に示す第２従来例、図７に示す第３従来例のベーンスプリング１５，１６のように構成するようにしている。第２従来例のベーンスプリング１５ではコイル状に形成し、そのベーン１２の後端を押圧する側に有効ばね部１５ａを有し、他側に有効ばね部１５ａより終端に向けて漸次径大化するように形成された可動テーパ部分でなる大径部１５ｂを有するものとなっている。このように形成されたベーンスプリング１５は、大径部１５ｂと有効ばね部１５ａの巻径の差を大きくすると、大径部１５ｂのばね定数が有効ばね部１５ａの値に対して小さくなりすぎ、圧縮時に大径部１５ｂが密着してしまったり、もしくは潜り込んでしまったりしてしまう。
【０００８】
従って、こうした状態を避けようと大径部１５ｂと有効ばね部１５ａのばね定数の差を少なくすると、両部１５ａ，１５ｂの巻径の差が小さくなり、ベーンスプリング１５が取付孔１０の内壁面に接触し易くなって、長期の運転を行っていると、同様にベーンスプリング１５が取付孔１０の内壁面に摺接し摩耗、疲労して折損する虞があった。
【０００９】
また、第３従来例のベーンスプリング１６ではコイル状に形成し、そのベーン１２の後端を押圧する側に有効ばね部１６ａを有し、他側に有効ばね部１６ａより終端に向けて漸次径大化するように形成された密巻テーパ部分でなる大径部１６ｂを有するものとなっており、このように形成されたベーンスプリング１６は、密巻テーパ部分の長さが比較的長くなっている。
【００１０】
そして、こうしたベーンスプリング１６を取付孔１０に装着しようとした場合に、例えば図８に示すように大径部１６ｂが孔端面に対し角度ηを有する傾いた状態で挿入される虞があり、このように挿入された場合に密巻テーパ部分が比較的長いために、有効ばね部１６ａが取付孔１０の内壁面に接触し易くなって、長期の運転を行っていると、同様にベーンスプリング１６が、取付孔１０の内壁面と接触しているＰ点で壁面に摺接し摩耗、疲労して折損する虞があった。このため、ベーンスプリング１６が取付孔１０に傾いた状態で挿入されないよう、組み込み作業に注意を要するものとなっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところはベーンを付勢するベーンスプリングが取付孔に容易に装着することができ、またベーンスプリングが取付孔の内壁面に摺接し摩耗、疲労して折損するのを防止することができて、製造性及び信頼性が向上したロータリコンプレッサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のロータリコンプレッサは、密閉容器内の一端側に電動機部、他端側に圧縮機部を配置し、かつこれら電動機部と圧縮機部とをクランク軸で回転可能に直結すると共に、クランク軸の偏心部に挿嵌され圧縮機部のシリンダ内で偏心回転する回転ピストンの外周面に、取付孔に装着したコイル状ベーンスプリングに付勢されたベーンを摺接するように設けてなるロータリコンプレッサにおいて、ベーンスプリングは、ベーン側に有効ばね部を有し、かつ他側に有効ばね部より大径に形成された大径部を有すると共に、大径部が有効ばね部側に形成された可動テーパ部と他側に形成された密着巻テーパ部を設けてなるものであることを特徴とするものであり、
さらに、ベーンスプリングの大径部の最大径部分と有効ばね部の直径差が、１．５ｍｍ以上であることを特徴とするものであり、
さらに、ベーンスプリングの大径部の他端に、２ターン以上の座巻きを有することを特徴とするものであり、
さらに、ベーンスプリングが、該ベーンスプリングの大径部を取付孔に圧入するようにして装着されていることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図３参照して説明する。図１は一部断面で示す正面図であり、図２はベーンスプリングの側面図であり、図３はベーンスプリングの斜め装着状態を説明するための図である。
【００１４】
図１乃至図３において、２１は縦形ロータリコンプレッサで、上下端部が閉塞された円筒状の密閉容器２２内に、上部に電動機部２３を配し、下部に圧縮機部２４を配するようにし、さらに電動機部２３と圧縮機部２４とがクランク軸２５により直結され、電動機部２３によって圧縮機部２４が回転駆動されるように構成されている。また密閉容器２２の頂部には、容器内外を連通するように吐出パイプ２６が固定されており、この吐出パイプ２６の外部に延出した先端部分には、吐出された冷媒が流れる図示しない冷凍サイクルの管路が接続される。さらに密閉容器２２の側壁下部には、アキュムレータ２７が接続されていて、このアキュムレータ２７を介して冷凍サイクルを通流した冷媒が圧縮機部２４に吸い込まれるようになっている。
【００１５】
また、電動機部２３は、密閉容器２２の内上部に固定子２８を圧入固定してなり、さらに固定子２８の内径部内に位置するようクランク軸２５に回転子２９が圧入固定され、回転子２９が固定子２８に対して所定間隙を設けて回転するように構成されている。なお、３０は固定子２８に設けられた固定子コイルである。そして、電動機部２３には密閉容器２２の上部に取り付けられた電源端子３１を介して図示しない外部電源から電力が供給され、回転子２９が回転する。
【００１６】
一方、圧縮機部２４は、クランク軸２５を密閉容器２２の中間部の内側壁に固定した主軸受３２と、この主軸受３２にシリンダ３３を間に介して固着した副軸受３４とで回転支持している。またクランク軸２５の主軸受３２と副軸受３４との間に形成された偏心部３５には、回転ピストン３６が挿嵌されており、クランク軸２５の回転によって回転ピストン３６がシリンダ３３内で偏心回転する。さらに、回転ピストン３６の外周面には、取付孔３７に挿入されたベーンスプリング３８により付勢されたベーン３９の先端が摺接するようになっていて、シリンダ３３と回転ピストン３６とベーン３９とで圧縮室が構成され、回転ピストン３６がシリンダ３３内で偏心回転することで回転圧縮機構４０が構成される。
【００１７】
また、ベーンスプリング３８は、図２に示すようにコイル状に形成されていて、回転ピストン３６の外周面にベーン３９の先端が圧接するように、ベーン３９の後端を回転中心方向に常時付勢している。コイル状に形成されたベーンスプリング３８は、ベーン３９の後端の支持凹部３９ａに係合して押圧する先端側にストレート形状の有効ばね部３８ａを有し、他側に有効ばね部３８ａより終端に向けて漸次径大化するように形成された大径部３８ｂを有するものとなっている。
【００１８】
さらに、ベーンスプリング３８の大径部３８ｂは、有効ばね部３８ａ側に有効ばね部３８ａとの接続部分として伸縮可能なテーパ巻によって可動テーパ部４１が形成され、他側に密着巻テーパ部４２が形成されている。またさらに大径部３８ｂの他端には、２ターン以上密着巻されてなる座巻きを有し、その他側の最大径部分、すなわち終端の巻外径Ｄｂは、有効ばね部３８ａの巻外径Ｄａとの直径差２δが、１．５ｍｍ以上の所定値となるように形成されていて、取付孔３７に挿入した際に、取付孔３７の内壁面に有効ばね部３８ａが接触しないようになっている。
【００１９】
なお、例えば線径ｄが約０．５ｍｍで、有効ばね部３８ａの巻外径Ｄａが約５．５ｍｍ、自由長ｌが約２４ｍｍ程度の各部寸法を有するベーンスプリング３８の場合に、両部３８ａ，３８ｂの巻外径の直径差を１．５ｍｍ以上となるように大径部３８ｂ終端の巻外径Ｄｂを約７ｍｍ以上とすることが、取付孔３７の内壁面に有効ばね部３８ａが接触しないようにするために必要である。
【００２０】
そしてベーンスプリング３８は、取付孔３７に有効ばね部３８ａが内壁面に接触しないように挿入され、さらに内径Ｄの取付孔３７に、これより若干大径に最大径部分の巻外径Ｄｂが形成されている大径部３８ｂの座巻きを、押し込むように圧入することによって装着される。これによりベーンスプリング３８は、ベーン３９側の先端がベーン３９の後端中央部分に形成された支持凹部３９ａに係合し、取付孔３７の中央に支持される。また、４３は密閉容器２２内の下部に貯溜された冷凍機油で、この冷凍機油４３は、クランク軸２５の下部内に形成された図示しないオイルポンプによって回転圧縮機構４０の各摺動部に給油される。
【００２１】
そして、こうした構成のロータリコンプレッサ２１では、外部電源から電源端子３１に電力が供給されて電動機部２３が回転する。これにより電動機部２３によって圧縮機部２４が駆動され、回転ピストン３６がシリンダ３３内で偏心回転する。この回転ピストン３６の偏心回転により、ベーンスプリング３８によって付勢されたベーン３９は進退しながら回転ピストン３６の外周面に摺接し、ベーンスプリング３８は取付孔３７の内壁面に接触しない状態で伸縮を繰り返す。
【００２２】
そして、この回転ピストン３６の偏心回転により回転圧縮機構４０で冷媒が圧縮され、圧縮された冷媒は、密閉容器２２の頂部に設けられた吐出パイプ２６から冷凍サイクルの管路に吐出される。そして、高温高圧の冷媒は、冷凍サイクルのそれぞれ図示しない凝縮器で放熱して液化され、減圧機構で減圧されて蒸発器に入り、蒸発器で熱を奪って蒸発した後に、再びアキュムレータ２７から密閉容器２２内の下部に吸い込まれる。
【００２３】
以上のような構成であるので、ベーンスプリング３８は、取付孔３７に圧入した大径部３８ｂの座巻きによって有効ばね部３８ａが、内壁面との間に０．７５ｍｍ以上の所定の空隙δを設けて孔中央に接触しないように支持され、この状態で伸縮することになる。このため、ベーンスプリング３８は接触しないように支持するストッパ等の別部品を要することなく簡単かつ容易に装着することができる。
【００２４】
また、図３に示すようにベーンスプリング３８を取付孔３７に装着する際、大径部３８ｂが孔端面に対し角度θを有する傾いた状態で挿入され、万一装着されてしまった場合には、先端がベーン３９の支持凹部３９ａに係合して孔中央に位置するので、有効ばね部３６ａと、この有効ばね部３６ａとの接続部分である大径部３８ｂの可動テーパ部４１が曲折することになる。そして、このような状態では取付孔３７に圧入された大径部３８以外の部位で取付孔３７の内壁面に接触することがない。
【００２５】
このため、このようにベーンスプリング３８が万一傾いた状態で装着されたまま運転が行われたとしても、取付孔３７の内壁面と接触していないので、長期の運転を行っても壁面に摺接し摩耗、疲労して折損するようなことがない。また、ベーンスプリング３８の装着等の組み込み作業についても、特段の注意を要する必要もない。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ベーンを付勢するベーンスプリングが取付孔に容易に装着でき、またベーンスプリングが取付孔の内壁面に摺接し摩耗、疲労して折損するのが防止でき、製造性及び信頼性が向上する等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の一部断面で示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るベーンスプリングの側面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるベーンスプリングの斜め装着状態を説明するための図である。
【図４】従来例の一部断面で示す要部の正面図である。
【図５】従来例におけるベーンスプリングの第１従来例を示す側面図である。
【図６】従来例におけるベーンスプリングの第２従来例を示す側面図である。
【図７】従来例におけるベーンスプリングの第３従来例を示す側面図である。
【図８】図７に示す第３従来例のベーンスプリングの斜め装着状態を説明するための図である。
【符号の説明】
２２…密閉容器
２３…電動機部
２４…圧縮機部
２５…クランク軸
３３…シリンダ
３５…偏心部
３６…回転ピストン
３７…取付孔
３８…ベーンスプリング
３８ａ…有効ばね部
３８ｂ…大径部
３９…ベーン
４１…可動テーパ部
４２…密着巻テーパ部

Claims

密閉容器内の一端側に電動機部、他端側に圧縮機部を配置し、かつこれら電動機部と圧縮機部とをクランク軸で回転可能に直結すると共に、前記クランク軸の偏心部に挿嵌され前記圧縮機部のシリンダ内で偏心回転する回転ピストンの外周面に、取付孔に装着したコイル状ベーンスプリングに付勢されたベーンを摺接するように設けてなるロータリコンプレッサにおいて、前記ベーンスプリングは、前記ベーン側に有効ばね部を有し、かつ他側に前記有効ばね部より大径に形成された大径部を有すると共に、前記大径部が前記有効ばね部側に形成された可動テーパ部と他側に形成された密着巻テーパ部を設けてなるものであることを特徴とするロータリコンプレッサ。
ベーンスプリングの大径部の最大径部分と有効ばね部の直径差が、１．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。
ベーンスプリングの大径部の他端に、２ターン以上の座巻きを有することを特徴とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。
ベーンスプリングが、該ベーンスプリングの大径部を取付孔に圧入するようにして装着されていることを特徴とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。