JP4005041B2 - 容量可変回転圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は回転圧縮機に係り、より詳細には、回転軸に配置される偏心装置を用い、相異なる内容積を持つ２つの圧縮室のうちどちらか一方に選択的に圧縮動作を行わせることにより、容量を可変させられる回転圧縮機に関する。

空気調和装置と冷蔵庫などのように冷凍サイクルを用いて特定の空間を冷却させる冷却装置には、冷凍サイクルの閉回路を循環する冷媒を圧縮するための圧縮機が設けられる。この種の冷却装置の冷却能力は、通常、圧縮機の圧縮容量によって定められ、これにより、圧縮機の圧縮容量を可変的に構成すれば、実際の温度と設定温度との温度差など周りの状況に応じて冷却装置を最適の状態で運転せしめ、特定の空間を適切に冷却できるとともに、省エネルギー化を図ることができる。

冷却装置に用いられる圧縮機としては、回転圧縮機と往復動圧縮機などがある。本発明は前者の回転圧縮機の分野に属し、その動作については後述する。

かかる従来の回転圧縮機は、その内部に設けられる固定子及び回転子と、前記回転子を挿通する回転軸と、前記回転軸の外面に一体に設けられる偏心カムと、圧縮チャンバ内の前記偏心カム上に固定されるローラとを含む密閉容器を備える。

このように構成されている回転圧縮機は、次のように動作する。すなわち、回転軸が回転するに伴い、前記偏心カムと前記ローラは前記圧縮チャンバ内において偏心回転をする。この時、圧縮された冷媒が前記密閉容器の外部に排出されるも前に、冷媒ガスが前記圧縮チャンバ内に流入されて圧縮動作が行われる。

しかしながら、前記従来の回転圧縮機は、その圧縮容量が可変的ではなく、固定されているため、実際の周囲温度と設定温度との違いに応じて圧縮容量を変えられないという問題がある。

より詳細に説明すれば、前記実際の周囲温度が前記設定温度よりも遥かに高いとき、前記圧縮機は前記周囲温度を急速に下げて大容量の圧縮モードにより動作する必要がある。これに対し、前記周囲温度と前記設定温度との間の違いが大きくないとき、前記圧縮機は省エネルギーのために小容量の圧縮モードにより動作する必要がある。しかしながら、従来の回転圧縮機は前記周囲温度と前記設定温度との違いに応じて容量を変えられないため、かかる温度の変化に効率よく対応できず、エネルギーの無駄使いにつながる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転軸が回転するに伴い、各圧縮室の内部における圧力の変化に応じて特定の区間において偏心ブッシュがロックピンと衝突して変形または摩耗されることを防止できる容量可変回転圧縮機を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る容量可変回転圧縮機は、相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室と、前記上部及び下部圧縮室を挿通する回転軸と、前記回転軸に設けられた上部及び下部偏心カムと、それぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュとの間に設けられたスロットと、前記スロットと作用し、前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えるロックピンと、を備え、前記ロックピンが前記スロットの第１端または第２端に衝突する時変形及び摩耗が生じないように、前記第１端及び第２端の周りには硬度を高めるための表面処理部が設けられることを特徴とする。

好ましくは、前記表面処理部は高周波の熱処理加工により形成され、前記表面処理部の内部は延伸率が低減されていない状態で前記表面処理部の表面硬度が高まるようにする。

好ましくは、前記表面処理部は、ロックウェル硬度がＨＲＣ４５以上になるように加工される。

好ましくは、前記表面処理部は、パーライトの組成が５０％以上になるように加工される。

好ましくは、前記表面処理部は、内部延伸率が１５％以上になるように加工される。

前記ロックピンは、互いに同じ方向に偏心された前記上部偏心カムと前記下部偏心カムとの間において前記回転軸から突出され、前記スロットは、互いに反対方向に偏心された前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュを一体に連結する連結部に円周方向に形成されて前記ロックピンを収め、前記上部及び下部偏心ブッシュ及び前記連結部は、鍛造加工により一体に形成される。

鋳造加工の場合、前記表面処理部は、チルド組織が生じないように加工される。

本発明に係る容量可変回転圧縮機によれば、相異なる内容積を持つ上部圧縮室と下部圧縮室において正方向または逆方向に回転する偏心装置により圧縮容量を可変させられる構造となっていることから、周りの空間を適切に冷却できるとともに、省エネルギーを図ることができるという効果がある。

特に、本発明に係る容量可変圧縮機は、スロットの第１端及び第２端の周りに形成された第１及び第２表面処理部により、スロットの第１端及び第２端の周りにおける表面硬度が極めて高いことから、偏心装置が正方向または逆方向に回転する間に、上部または下部圧縮室における圧力の変化に応じて上部偏心ブッシュまたは下部偏心ブッシュが滑り回されることにより、ロックピンがスロットの第１端または第２端に繰り返し衝撃を与えても、変形や摩耗を極力抑えることができ、これにより、上部及び下部偏心ブッシュの作動にまったく影響しなくなる。

以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る容量可変回転圧縮機の内部構造の概略を示す縦断面図である。図１に示すように、本発明に係る容量可変回転圧縮機は、密閉容器１０の内部に設けられて回転力を生じる駆動部２０と、駆動部２０の回転力によりガスを圧縮する圧縮部３０と、を備える。駆動部２０は、密閉容器１０の内面に固定される円筒状の固定子２２と、固定子２２の内部に回転自在に設けられる回転子２３と、回転子２３の中心部から延設され、回転子２３とともに正回転第１回転方向もしくは逆回転第２回転方向する回転軸２１とからなる。

圧縮部３０は、上部と下部にそれぞれ相異なる内容積を持つ円筒状の上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２が設けられているハウジング３３と、ハウジング３３の上端と下端に配置され、回転軸２１を回転自在に支える上部フランジ３５及び下部フランジ３６と、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２との間に配置され、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２を互いに仕切る仕切板３４とを含む。

上部圧縮室３１は下部圧縮室３２よりも高く形成されて上部圧縮室３１の内容積が下部圧縮室３２の内容積よりも大きく、これにより、上部圧縮室３１において下部圧縮室３２に比べてより大量のガスを圧縮できることから、本発明に係る回転圧縮機が可変容量を持つことになる。

もちろん、下部圧縮室３２を上部圧縮室３１よりも高めれば、下部圧縮室３２においてより大量のガスが圧縮できるように下部圧縮室３２の内容積が上部圧縮室３１の内容積よりも大きくなる。

上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２の内部には、回転軸２１の回転方向に沿って上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２のうちどちらか一方にのみ選択的に圧縮動作を行わせる本発明に係る偏心装置４０が配置されるが、この偏心装置４０の構造及び動作については、図２ないし図８に基づき後述する。

また、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２には、それぞれ偏心装置４０の外周面に回転自在に配置される上部ローラ３７と下部ローラ３８が設けられ、ハウジング３３にはそれぞれ上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２と連通する上部及び下部吸入口６３,６４と上部及び下部吐出口６５,６６図３及び図６参照が形成されている。

上部吸入口６３と上部吐出口６５との間には、上部ベーン６１が支持スプリング６１ａにより上部ローラ３７と密着された状態で半径方向に配置されており図３参照、下部吸入口６４と下部吐出口６６との間には下部ベーン６２が支持スプリング６２ａにより下部ローラ３８と密着された状態で半径方向に配置されている（図６参照）。

また、液体冷媒を分離してガス冷媒のみを圧縮機に流入させるアキュミュレータ６９の出口管６９ａには、ハウジング３３に形成された上部及び下部吸入口６３,６４のうち圧縮動作が行われる吸入口にのみガス冷媒を供給するように各吸入流路６７，６８を選択的に開閉する流路切換装置７０が設けられる。

流路切換装置７０の内部には、上部吸入口６３と繋がっている吸入流路６７及び下部吸入口６４と繋がっている吸入流路６８間の圧力差に応じてこれら吸入流路６７，６８のうちどちらか一方のみを開き、冷媒ガスを供給するバブル装置７１が横方向に移動自在に配置されている。

次に、図２に基づき、本発明の特徴とも言える回転軸と偏心装置の構造について説明する。

図２は、本発明に係る偏心装置が回転軸から切り離されている状態を示す分解図である。図２に示すように、偏心装置４０は、回転軸２１においてそれぞれ上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２に対応する位置に設けられた上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２と、それぞれ上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２の外周面に配置される上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２と、上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２の間に設けられたロックピン４３及びロックピン４３がかかるように上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２の間に一定の長さをもって設けられたスロット５３を備えてなる。

上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２は、回転軸２１の外周面から横方向に一体に突出され、回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して偏心された状態で垂直に配置される。また、上部及び下部偏心カム４１，４２は、回転軸２１から最大限に突出された上部及び下部偏心カム４１，４２の各最大偏心部と、回転軸２１から最小限に突出された上部及び下部偏心カム４１，４２の各最小偏心部とを連結する上部偏心線Ｌ１-Ｌ１及び下部偏心線Ｌ２-Ｌ２が互いに一致するように配置される。

ロックピン４３は、ねじ山が形成された胴体部４４と、この胴体部４４の先端から胴体部４４よりも僅かに大径に形成された頭部４５と、からなり、上部偏心カム４１と下部偏心カム４２との間の回転軸２１において偏心線Ｌ１-Ｌ１，Ｌ２-Ｌ２と略９０°の角度をなす位置に形成されたねじ孔４６に胴体部４４が螺合されることにより、回転軸２１に締結される。

上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２は、これらの間を互いに連結する連結部５４により一体に形成され、ロックピン４３の頭部４５の直径よりも僅かに大きいスロット５３は連結部５４に円周方向に形成される。

これにより、連結部５４に一体に連設された上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２を回転軸２１に嵌め付け、スロット５３を介してロックピン４３を回転軸２１のねじ孔４６に締結すれば、ロックピン４３がスロット５３に差し込まれた状態で回転軸２１に設けられる。

このような状態で、回転軸２１が正逆転するに当たり、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂのどちらか一方にかかるまでは上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２は回転せず、ロックピン４３が第１端５３ａまたは第２端５３ｂにかかれば、上部偏心ブッシュ５１または下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１とともに正逆転する。

一方、上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部及び最小偏心部をつなぐ偏心線Ｌ３-Ｌ３と、スロット５３の第１端５３ａ及び連結部５４の中心をつなぐ線との間の角度は略９０°であり、これと同様に、下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部及び最小偏心部をつなぐ偏心線Ｌ４-Ｌ４と、スロット５３の第２端５３ｂ及び連結部５４の中心をつなぐ線との間の角度も略９０°である。

また、上部偏心ブッシュ５１の偏心線Ｌ３-Ｌ３及び下部偏心ブッシュ５２の偏心線Ｌ４-Ｌ４は、互いに同じ平面上に位置するが、上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部及び下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部は互いに反対側に向くように偏心されて配置され、連結部５４に円周方向に沿って形成されたスロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂをつなぐ線も略１８０°をもって形成される。

このような配置構造により、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａにかかって上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と共に第１回転方向に回転すると共に、下部偏心ブッシュも回転する各位置において上部偏心ブッシュ５１は上部偏心カム４１の最大偏心部及び上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部が互いに当接し、回転軸２１と最大限に偏心された状態で正回転するのに対し（図３参照）、下部偏心ブッシュ５２は下部偏心カム４２の最大偏心部及び下部偏心ブッシュ５２の最小偏心部が互いに当接し、回転軸２１と同心をなした状態で正回転することになる(図４参照)。

これとは逆に、ロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂにかかって下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１と共に第２回転方向に回転する各位置において、下部偏心ブッシュ５２は下部偏心カム４２の最大偏心部及び下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部が互いに当接し、回転軸２１と最大限に偏心された状態で逆回転するのに対し（図６参照）、上部偏心ブッシュ５１は上部偏心カム４１の最大偏心部及び上部偏心ブッシュ５１の最小偏心部が当接し、回転軸と同心をなした状態で逆回転することになる（図７参照）。

一方、回転軸２１が正方向または逆方向に回転すれば、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａまたは第２端５３ｂにかかってロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂの周りに微力に衝突する動作が起こることはもちろん、後述するように、それぞれ上部及び下部ローラ３７，３８が上部及び下部圧縮室３１,３２における上部及び下部ベーン６１,６２を通過する位置において、上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２は回転軸２１の回転方向に滑り回されることにより、ロックピン４３がスロット５３の第１及び第２端５３ａ，５３ｂに繰り返し衝突する現象が起こる恐れがあり、これにより、スロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂの周りが繰り返し衝突により摩耗もしくは変形される可能性がきわめて高くなる。

本発明においては、このような摩耗や変形を抑えるために、スロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂの周りには、それぞれこの周りの硬度を他の部位よりも高く表面処理された第１及び第２表面処理部８１，８２が設けられる。

一定の大きさを持つ第１及び第２表面処理部８１，８２は、連結部５４により上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２が一体に加工された後、さらに硬度を高く保持する必要があるスロット５３の第１及び第２端５３ａ，５３ｂの周りの表面に対して再び熱処理または表面塗布などの表面処理を行うことにより、その周りにおける変形及び摩耗を極力抑えているのである。

第１及び第２表面処理部８１，８２を熱処理する方法としては、例えば、スロット５３の第１及び第２端５３ａ，５３ｂの周りのみを局部的に熱処理できる高周波熱処理を挙げることができる。

このような熱処理により、第１及び第２表面処理部８１，８２の表面だけが高い硬度を保持し、その内部はほとんど熱処理に影響されないことから延伸率の低下が生ぜず、これにより、上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２の加工性及び靭性を高く保持できるようになる。

好ましくは、前記のような第１及び第２表面処理部８１，８２が設けられ、連結部５４により一体に形成された上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２は、表面硬度のみを高めることができ、鋳鉄や鋼材などのように大量生産のために鋳造または鍛造加工が行え、表面処理が施されても内部の靭性に優れ、かつ、全体としての延伸率が大きい材質に仕上げられる。

前記のように、鋳造または鍛造加工により形成された上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２において連結部５４に円周方向に形成されたスロット５３の第１端５３ａ及び第２端５３ｂの周りにそれぞれ高周波の熱処理などの表面処理を施すことにより、第１及び第２表面処理部８１，８２が形成されるのである。

このような表面熱処理の加工により、第１及び第２表面処理部８１，８２はロックウェル硬度をＨＲＣ ４５以上にする。このために、第１及び第２表面処理部８１，８２の金属組織については、パーライトの組成を５０％以上にする。

さらに、表面処理部８１，８２の表面だけが局部的に熱処理され、表面処理部８１，８２は内部延伸率を１５％以上に保持可能にすることにより、表面処理部８１，８２の表面は高い硬度を有する一方、上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２の靭性は低下せずにそのまま保持されて加工性を害しないことはもちろん、繰り返し衝撃にも耐えうるのである。

一方、上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２が鋳造加工される場合、スロット５３の第１及び第２端５３ａ，５３ｂの周りを表面熱処理して第１及び第２表面処理部８１，８２を形成する時、チルド組織が生じないようにして、上部及び下部偏心ブッシュ５１，５２を最終的に加工するにあたり、加工性を低下させない。

引き続き、図３ないし図８に基づき、前記のように構成された偏心装置により上部圧縮室または下部圧縮室において選択的に冷媒ガスが圧縮される動作について説明する。

図３は、回転軸が第１回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により上部圧縮室において圧縮作用が行われることを示す図であり、図４は図３に対応するものであって、回転軸が第１回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により下部圧縮室において圧縮作用が行われないことを示す図である。そして図５は、回転軸が第１回転方向に回転してロックピンがスロットの第１端にかかり、偏心装置が回転軸と共に回転することを示す斜視図である。

図３に示すように、回転軸２１が第１回転方向（図３における反時計回り方向）に回転し、回転軸２１から突出されたロックピン４３が上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２との間に形成されたスロット５３に差し込まれた状態で一定の角度だけ回動すれば、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａにかかって上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と共に回転する。

ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａにかかっている状態では、上述したように、上部偏心カム４１の最大偏心部が上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部と当接し、上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して最大の偏心位置に切り換えられた状態で回転し、これにより、上部ローラ３７が上部圧縮室３１を形成するハウジング３３の内周面と接触した常態で回転しながら圧縮動作を行う。

これと同時に、図４に示すように、下部偏心カム４２の最大偏心部は下部偏心ブッシュ５２の最小偏心部に当接し、下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して同心をなす位置に切り換えられた状態で回転し、これにより、下部ローラ３８が下部圧縮室３２を形成するハウジング３３の内周面と一定の間隔だけ離れたまま回転する結果、圧縮動作が行われない。

従って、回転軸２１が第１回転方向に回転すれば、相対的に大きい内容積を有する上部圧縮室３１においては、上部ローラ３７により上部吸入口６３に流入された冷媒ガスが圧縮されて上部吐出口６５を介して排出され、相対的に小さい内容積を有する下部圧縮室３２においては圧縮動作が行われない結果、回転圧縮機は圧縮容量が大きい状態に可変されて動作する。

一方、図３に示すように、上部ローラ３７が上部ベーン６１に当接して冷媒ガスの圧縮動作が終わり、冷媒ガスの吸入動作が始まる時には、上部吐出口６５を介してまだ放出されていない一部の圧縮ガスが再び上部圧縮室３１に流入されて再膨張されつつ上部ローラ３７及び上部偏心ブッシュ５１に回転軸２１の回転方向に沿って圧力を加え、瞬間的に上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１よりも高速にて回転することにより、上部偏心ブッシュ５１が上部偏心カム４１から滑り込むスリップ現象が起こる。

さらに、前記の如き状態で回転軸２１がさらに回転すれば、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａに再び衝突して上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と等速度にて回転し、このような衝突中にスロット５３の第１端５３ａの周りにおいて変形及び摩耗が生じることになる。

しかしながら、本発明に係る偏心装置４０は、上述したように、スロット５３の第１端５３ａの周りに第１表面処理部８１が設けられることにより、硬度が極めて高められた構造となっているため、スロット５３の第１端５３ａの周りにおいてロックピン４３による繰り返し衝撃が生じても第１端５３ａの周りが変形または摩耗されることなく、もし変形及び摩耗が生じたとしても、これを極力抑えることができ、偏心装置４０の動作にはまったく影響しないのである。

図６は、回転軸が第２回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により下部圧縮室において圧縮作用が行われることを示す図であり、図７は、図６に対応するものであって、回転軸が第２回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により上部圧縮室において圧縮作用が行われないことを示す図である。そして図８は、回転軸が第２回転方向に回転してロックピンがスロットの第２端に係り、偏心装置が回転軸と共に回転することを示す斜視図である。

図６に示すように、回転軸２１が第２方向図６における時計回り方向に回転すれば、図３及び図４でのように、上部圧縮室３１にのみ圧縮作用を行わせる動作とは反対に動作させれば、下部圧縮室３２にのみ圧縮作用が行われることになる。

すなわち、回転軸２１の第２回転方向に沿っての回転により回転軸２１から突出されたロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂにかかり、下部偏心ブッシュ５２及び上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１により第２方向に回転する。

このような切り換え動作により、上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部が下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部と当接し、下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して最大限に偏心された状態に切り換えられて回転し、これにより、下部ローラ３８が下部圧縮室３２を形成するハウジング３３の内周面と接触した状態で回転しながら圧縮動作を行う。

これと同時に、図７に示されたように、上部偏心カム４１の最大偏心部は上部偏心ブッシュ５１の最小偏心部と当接し、上部偏心ブッシュ５１は回転軸２１の中心線Ｃ１-Ｃ１に対して同心をなす状態に切り換えられて回転し、これにより、上部ローラ３７が上部圧縮室３１を形成するハウジング３３の内周面と一定の間隔だけ離れたまま回転するに伴い、圧縮動作が行われなくなる。

従って、相対的に小さい内容積を持つ下部圧縮室３２においては、下部ローラ３８により下部吸入口６４に流入された冷媒ガスが圧縮され、下部吐出口６６を介して排出され、相対的に大きい内容積を持つ上部圧縮室３１における圧縮作用が行われなくなり、回転圧縮機は小さい圧縮容量のままで可変されて作動されるのである。

一方、図６に示すように、下部ローラ３８が下部ベーン６２に当接して冷媒ガスの圧縮動作が終わり、冷媒ガスの吸入動作が始まる時には、下部吐出口６６を介してまだ放出されていない一部の圧縮ガスが下部圧縮室３２再度流入されて再膨張されつつ下部ローラ３８及び下部偏心ブッシュ５２に回転軸２１の回転方向に圧力を加え、瞬間的に下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１よりも高速にて回転することにより、下部偏心ブッシュ５２が下部偏心カム４２から滑り込むスリップ現象が起こる。

さらに、前記の如き状態で回転軸２１がさらに回転すれば、ロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂに再衝突して上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と等速度にて回転し、このような衝突中にスロット５３の第２端５３ｂの周りに変形及び摩耗が生じることになる。

しかしながら、本発明に係る偏心装置４０は、上述したように、スロット５３の第１端５３ａの周りに形成された第１表面処理部８１と同様に、スロット５３の第２端５３ｂの周りに第２表面処理部８２が設けられて硬度を極めて高めるような構造を有するため、スロット５３の第２端５３ｂの周りにおいてロックピン４３による繰り返し衝突が生じる場合であっても、第２端５３ｂの周りにおける変形または摩耗を極力抑えることができ、偏心装置４０の動作にはまったく影響しなくなる。

本発明に係る容量可変回転圧縮機の内部構造の概略を示す縦断面図である。 本発明に係る偏心装置が回転軸から切り離されている状態を示す分解斜視図である。 回転軸が第１回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により上部圧縮室において圧縮作用が行われることを示す図である。 図３に対応するものであって、回転軸が第１回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により下部圧縮室において圧縮作用が行われないことを示す図である。 回転軸が第１回転方向に回転し、ロックピンがスロットの第１端にかかって偏心装置が回転軸とともに回転することを示す斜視図である。 回転軸が第２回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により下部圧縮室において圧縮作用が行われることを示す図である。 図６に対応するものであって、回転軸が第２回転方向に回転し、本発明に係る偏心装置により上部圧縮室において圧縮作用が行われないことを示す図である。 回転軸が第２回転方向に回転し、ロックピンがスロットの第２端にかかって偏心装置が回転軸とともに回転することを示す斜視図である。

符号の説明

２１ 回転軸
３１ 上部圧縮室
３２ 下部圧縮室
４０ 偏心装置
４１ 上部偏心カム
４２ 下部偏心カム
４３ ロックピン
５１ 上部偏心ブッシュ
５２ 下部偏心ブッシュ
５３ スロット
８１ 第１表面処理部
８２ 第２表面処理部

Claims (24)

1. 相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室と、前記上部及び下部圧縮室を挿通する回転軸と、前記回転軸に設けられた上部及び下部偏心カムと、それぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュとの間に設けられたスロットと、前記スロットと作用し、前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えるロックピンとを備え、前記ロックピンが前記スロットの第１端または第２端に衝突する時変形及び摩耗が生じないように前記第１端及び第２端の周りには硬度を高めるための表面処理部が設けられることを特徴とする容量可変回転圧縮機。
2. 前記表面処理部は、局部的な熱処理加工により形成されることを特徴とする請求項１に記載の容量可変回転圧縮機。
3. 前記表面処理部は高周波の熱処理加工により形成され、前記表面処理部の内部は延伸率が低減されていない状態で前記表面処理部の表面硬度が高まるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の容量可変回転圧縮機。
4. 前記表面処理部は、ロックウェル硬度がＨＲＣ４５以上になるように加工されることを特徴とする請求項２に記載の容量可変回転圧縮機。
5. 前記表面処理部は、パーライトの組成が５０％以上になるように加工されることを特徴とする請求項２に記載の容量可変回転圧縮機。
6. 前記表面処理部は、内部延伸率が１５％以上になるように加工されることを特徴とする請求項２に記載の容量可変回転圧縮機。
7. 前記ロックピンは、互いに同じ方向に偏心された前記上部偏心カムと前記下部偏心カムとの間において前記回転軸から突出され、前記スロットは、互いに反対方向に偏心された前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュを一体に連結する連結部に円周方向に形成されて前記ロックピンを収めることを特徴とする請求項１に記載の容量可変回転圧縮機。
8. 前記上部及び下部偏心ブッシュ及び前記連結部は、鍛造加工により一体に形成されることを特徴とする請求項７に記載の容量可変回転圧縮機。
9. 前記表面処理部は、その表面ロックウェル硬度がＨＲＣ４５以上になり、その内部延伸率が１５％以上になるように局部的に熱処理加工されてなることを特徴とする請求項８に記載の容量可変回転圧縮機。
10. 前記表面処理部は、パーライト組成が５０％以上になるように加工されることを特徴とする請求項９に記載の容量可変回転圧縮機。
11. 前記上部及び下部偏心ブッシュ及び前記連結部は、鋳造加工により一体に形成されることを特徴とする請求項７に記載の容量可変回転圧縮機。
12. 前記表面処理部は、その表面ロックウェル硬度がＨＲＣ ４５以上になり、その内部延伸率が１５％以上になるように局部的に熱処理加工されてなることを特徴とする請求項１１に記載の容量可変回転圧縮機。
13. 前記表面処理部は、チルド組織が生じないように加工されることを特徴とする請求項１２に記載の容量可変回転圧縮機。
14. 相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室と、前記上部及び下部圧縮室を挿通する回転軸と、前記回転軸に互いに同じ方向に偏心されて設けられ、前記各圧縮室の内部に配置される上部及び下部偏心カムと、互いに反対方向に偏心されてそれぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記上部及び下部偏心ブッシュを連結する連結部に設けられたスロットと、前記スロットに係合できるように前記上部偏心カムと下部偏心カムとの間において前記回転軸から突設され、前記回転軸の回転方向に沿って前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大の偏心位置に切り換えるロックピンと、を備え、前記ロックピンが前記スロットの第１端または第２端に衝突する時に変形及び摩耗が生じないように前記第１端及び第２端の周りに硬度を高めるための表面処理部が設けられたことを特徴とする容量可変回転圧縮機。
15. 前記上部及び下部偏心ブッシュ及び前記連結部は、鍛造加工により一体に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の容量可変回転圧縮機。
16. 前記表面処理部は、その表面ロックウェル硬度がＨＲＣ ４５以上になり、その内部延伸率が１５％以上になるように局部的に熱処理加工されてなることを特徴とする請求項１５に記載の容量可変回転圧縮機。
17. 前記表面処理部は、パーライト組成が５０％以上になるように加工されることを特徴とする請求項１６に記載の容量可変回転圧縮機。
18. 前記上部及び下部偏心ブッシュ及び前記連結部は、鋳造加工により一体に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の容量可変回転圧縮機。
19. 前記表面処理部は、その表面ロックウェル硬度がＨＲＣ ４５以上になり、その内部延伸率が１５％以上になるように局部的に熱処理加工されてなることを特徴とする請求項１８に記載の容量可変回転圧縮機。
20. 前記表面処理部は、チルド組織が生じないように加工されることを特徴とする請求項１９に記載の容量可変回転圧縮機。
21. 前記表面処理部は、鋳鉄または鋼材よりなることを特徴とする請求項１６に記載の容量可変回転圧縮機。
22. 相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室の内部にそれぞれ回転自在に設けられる上部及び下部偏心カムと、
    前記上部及び下部偏心カムの外周面に設けられる上部及び下部偏心ブッシュと、
    第１及び第２端を有し、前記上部及び下部偏心ブッシュの間に形成されるスロットと、
    前記スロットの内において移動自在に設けられ、前記上部及び下部偏心ブッシュを備え、前記上部及び下部圧縮室のうちどちらか一方には圧縮動作を行わせ、残りの一方には圧縮動作を行わせないロックピンと、
    前記スロットの前記第１端及び第２端の周りにそれぞれ設けられる表面処理部とを備え、
    前記表面処理部は、前記ロックピンが前記スロットの第１端または第２端に衝突する時における変形及び摩耗を防ぐために、その表面硬度が高まっていることを特徴とする上部及び下部圧縮室を有する可変容量回転圧縮機。
23. 前記上部及び下部偏心ブッシュは、前記ロックピンが前記スロットの第１端及び第２端のうちどちらか一方に当接するまでは回転せず、前記ロックピンが前記スロットの第１端及び第２端のうちどちらか一方に当接して始めて第１方向または第２方向に回転することを特徴とする請求項２２に記載の可変容量回転圧縮機。
24. 第１端及び第２端を有するスロットと、
    前記第１端及び第２端の間において移動自在に設けられるロックピンと、
    相異なる内容積を持つように仕切られた上部及び下部圧縮室内にそれぞれ設けられ、その構成を変えることにより、前記ロックピンの位置に応じて前記上部及び下部圧縮室のうちどちらか一方にのみ圧縮動作を行わせる上部及び下部偏心ブッシュと、
    前記スロットの第１及び第２端の周りにそれぞれ設けられる表面処理部とを備え、
    前記表面処理部は、前記ロックピンが前記スロットの第１端または第２端に衝突する時における変形及び摩耗を防ぐために、その表面硬度が高まっていることを特徴とする上部及び下部圧縮室を有する可変容量回転圧縮機。

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