JP5040111B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫等に用いられる圧縮機に関する。

従来、圧縮機としては、シリンダと、このシリンダの開口端に取り付けられる端板部材とを有する圧縮要素を備えたものがある（特開平９−８８８５６号公報：特許文献１参照）。

上記シリンダと上記端板部材は、複数のボルトを介して、互いに締め付けられている。上記シリンダと上記端板部材によって、冷媒ガスを圧縮するシリンダ室を形成している。
特開平９−８８８５６号公報

しかしながら、上記従来の圧縮機では、上記シリンダと上記端板部材の互いの接触面のうち、上記ボルト付近の部分は、面圧が高く、十分にシールされているが、隣り合う上記ボルトの間の部分は、上記シリンダや上記端板部材の弾性変形により、面圧が低下し、シールが不十分であった。したがって、シールが不十分な部分で、上記シリンダ室から冷媒ガスが漏れだしたり、逆に容器内の高圧ガスが上記シリンダ室に流入し、圧縮ガスが過熱を受けたりして、圧縮効率が低下する問題があった。

そこで、この発明の課題は、シリンダと端板部材との間のシール性を確保し、シリンダ室からの冷媒ガスの漏れや容器内の高圧ガスのシリンダ室への流入による過熱を抑制して、圧縮効率を向上できる圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、シリンダと、このシリンダの開口端に複数のボルトを介して締め付けられて上記シリンダとともに冷媒ガスを圧縮するシリンダ室を形成する端板部材とを備え、
上記複数のボルトは、上記シリンダ室の中心軸を中心として、周方向に配列され、
上記シリンダの上記端板部材に対する接触面に、周方向において隣り合う上記ボルト間に、上記シリンダの上記接触面と上記端板部材の上記接触面との面圧を高める孔部を設け、
上記ボルトおよび上記孔部は、上記シリンダ室の中心軸を中心とした上記シリンダ室の周囲に、配置され、
上記孔部は、上記シリンダを貫通状に形成され、
上記孔部は、周方向において隣り合う上記ボルトの中心を上記シリンダ室の中心軸を中心として円弧状に結んだ円弧線上に、存在することを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、上記シリンダの上記接触面、または、上記端板部材の上記接触面の少なくとも一方に、上記隣り合うボルト間に、上記シリンダの上記接触面と上記端板部材の上記接触面との面圧を高める孔部を設けているので、上記隣り合うボルト間の上記シリンダの上記接触面と上記端板部材の上記接触面とのシール性を確保できる。したがって、上記シリンダ室から冷媒ガスの漏れや容器内の高圧ガスの上記シリンダ室への流入による過熱を抑制し、圧縮効率を向上できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記孔部は、機械加工されて形成されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記孔部は、上記ボルトを通すためのボルト孔と同時に機械加工できるため、上記孔部を安価に形成できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記孔部は、焼結にて型成形されて形成されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記孔部は、焼結にて型成形されて形成されているので、加工費が不要になり、かつ、上記端板部材の材料費を低減できる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記孔部は、鋳物にて成形されて形成されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記孔部は、鋳物にて成形されて形成されているので、加工費が不要になり、かつ、上記端板部材の材料費を低減できる。

この発明の圧縮機によれば、上記シリンダの上記接触面、または、上記端板部材の上記接触面の少なくとも一方に、上記隣り合うボルト間に、上記シリンダの接触面と上記端板部材の接触面との面圧を高める孔部を設けているので、上記シリンダと上記端板部材との間のシール性を確保し、上記シリンダ室からの冷媒ガスの漏れや容器内の高圧ガスの上記シリンダ室への流入による過熱を抑制して、圧縮効率を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２を上記シャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。この圧縮機は、いわゆる高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。

上記モータ３は、ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置されたステータ５とを有する。上記ロータ６には、上記シャフト１２が取り付けられている。

上記ロータ６は、例えば積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有する。上記ステータ５は、例えば鉄からなるステータ本体と、このステータ本体に巻かれたコイルとを有する。

上記モータ３は、上記コイルに電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を上記シャフト１２と共に回転させ、このシャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動する。

上記密閉容器１には、冷媒ガスを吸入する吸入管１１が取り付けられ、この吸入管１１にはアキュームレータ１０が連結されている。つまり、上記圧縮要素２は、上記アキュームレータ１０から上記吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。

この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、上記圧縮要素２から吐出して上記密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３の上記ステータ５と上記ロータ６との間の隙間を通して、上記モータ３を冷却した後、吐出管１３から外部に吐出するようにしている。上記密閉容器１内の高圧領域の下部に、潤滑油９を溜めている。

上記圧縮要素２は、上記シャフト１２の回転軸に沿って上から下へ順に、上側の端板部材５０と、第１のシリンダ１２１と、中間の端板部材７０と、第２のシリンダ２２１と、下側の端板部材６０とを有する。

上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０は、上記第１のシリンダ１２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。上記中間の端板部材７０および上記下側の端板部材６０は、上記第２のシリンダ２２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。

上記第１のシリンダ１２１、上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０によって、第１のシリンダ室１２２を形成する。上記第２のシリンダ２２１、上記下側の端板部材６０および上記中間の端板部材７０によって、第２のシリンダ室２２２を形成する。

上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。上記本体部５１および上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部５１には、上記第１のシリンダ室１２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。

上記本体部５１に関して上記第１のシリンダ１２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁１３１が取り付けられている。この吐出弁１３１は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ａを開閉する。

上記本体部５１には、上記第１のシリンダ１２１と反対側に、上記吐出弁１３１を覆うように、カップ状の第１のマフラカバー３４０が取り付けられている。この第１のマフラカバー３４０は、ボルト８によって、上記本体部５１に固定されている。上記第１のマフラカバー３４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記第１のマフラカバー３４０および上記上側の端板部材５０によって、第１のマフラ室３４２を形成する。上記第１のマフラ室３４２と上記第１のシリンダ室１２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１および上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部６１には、上記第２のシリンダ室２２２に連通する（図示しない）吐出口が設けられている。

上記本体部６１に関して上記第２のシリンダ２２１と反対側に位置するように、上記本体部６１に（図示しない）吐出弁が取り付けられ、この吐出弁は上記吐出口を開閉する。

上記本体部６１には、上記第２のシリンダ２２１と反対側に、上記吐出弁を覆うように、第２のマフラカバー２４０が取り付けられている。この第２のマフラカバー２４０は、ボルト８によって、上記本体部６１に固定されている。上記第２のマフラカバー２４０は、上記ボス部６２に挿通されている。

上記第２のマフラカバー２４０および上記下側の端板部材６０によって、第２のマフラ室２４２を形成する。上記第２のマフラ室２４２と上記第２のシリンダ室２２２とは、上記吐出口を介して、連通されている。

上記２のマフラ室２４２と上記第１のマフラ室３４２とは、上記下側の端板部材６０、上記第２のシリンダ２２１、上記中間の端板部材７０、上記第１のシリンダ１２１および上記上側の端板部材５０に形成された（図示しない）孔部によって、挿通されている。

上記第１のマフラ室３４２と上記第１のマフラカバー３４０の外側とは、上記第１のマフラカバー３４０に形成された（図示しない）孔部によって、連通されている。

上記端板部材５０，６０，７０、上記シリンダ１２１，２２１、および、上記マフラカバー２４０，３４０は、複数のボルト８によって、一体に締め付けられ固定されている。上記圧縮要素２の上記上側の端板部材５０は、溶接等によって、上記密閉容器１に取り付けられている。

上記シャフト１２の一端部は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、上記シャフト１２は、片持ちである。上記シャフト１２の一端部（支持端側）は、上記第１のシリンダ室１２２および上記第２のシリンダ室２２２の内部に進入している。

上記シャフト１２には、上記第１のシリンダ室１２２内に位置するように、第１の偏心ピン１２６を設けている。この第１の偏心ピン１２６は、第１のローラ１２７に嵌合している。この第１のローラ１２７は、上記第１のシリンダ室１２２内で、上記第１のシリンダ室１２２の中心軸を公転可能に配置され、この第１のローラ１２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記シャフト１２には、上記第２のシリンダ室２２２内に位置するように、第２の偏心ピン２２６を設けている。この第２の偏心ピン２２６は、第２のローラ２２７に嵌合している。この第２のローラ２２７は、上記第２のシリンダ室２２２内で、上記第２のシリンダ室２２２の中心軸を公転可能に配置され、この第２のローラ２２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記第１の偏心ピン１２６と上記第２の偏心ピン２２６とは、上記シャフト１２の回転軸に対して、１８０°ずれた位置にある。

次に、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用を説明する。

図２に示すように、上記第１のローラ１２７に一体に設けたブレード１２８で上記第１のシリンダ室１２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード１２８の右側の室は、一の上記吸入管１１が上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吸入室（低圧室）１２３を形成している。一方、上記ブレード１２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ａが上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吐出室（高圧室）１２４を形成している。

上記ブレード１２８の両面には、半円柱状のブッシュ１２５，１２５が密着して、シールを行っている。上記ブッシュ１２５，１２５は、上記第１のシリンダ１２１に保持されている。つまり、上記ブレード１２８は、上記第１のシリンダ１２１に支持されている。上記ブレード１２８と上記ブッシュ１２５，１２５の間、および、上記ブッシュ１２５と上記第１のシリンダ１２１の間は、上記潤滑油９で潤滑を行っている。

そして、上記第１の偏心ピン１２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記第１の偏心ピン１２６に嵌合した上記第１のローラ１２７が、この第１のローラ１２７の外周面を上記第１のシリンダ室１２２の内周面に接して、公転する。

上記第１のローラ１２７が、上記第１のシリンダ室１２２内で公転するに伴って、上記ブレード１２８は、このブレード１２８の両側面を上記ブッシュ１２５，１２５によって保持されて進退動する。すると、上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記吸入室１２３に吸入して、上記吐出室１２４で圧縮して高圧にした後、（図１に示す）上記吐出口５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。

その後、図１に示すように、上記吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、上記第１のマフラ室３４２を経由して、上記第１のマフラカバー３４０の外側に排出される。

一方、上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用も、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と同様である。つまり、他の上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記第２のシリンダ室２２２に吸入し、上記第２のシリンダ室２２２内で上記第２のローラ２２７の公転運動で冷媒ガスを圧縮して、この高圧の冷媒ガスを、上記第２のマフラ室２４２および上記第１のマフラ室３４２を経由して、上記第１のマフラカバー３４０の外側に排出する。

上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用とは、１８０°ずれた位相にある。

図１と図２に示すように、上記第１のシリンダ１２１の上記上側の端板部材５０に対する接触面１２１ａに、隣り合う上記ボルト８，８間に、孔部８１を設けている。この孔部８１は、上記第１のシリンダ１２１の上記接触面１２１ａと、上記上側の端板部材５０の上記第１のシリンダ１２１に対する接触面５０ａとの、面圧を高めている。

上記第１のシリンダ１２１の上記接触面１２１ａには、上記ボルト８を通すためのボルト孔８０が、上記第１のシリンダ室１２２の中心軸１２２ａの周りに、複数配列されている。つまり、上記複数のボルト８は、上記第１のシリンダ１２１の周方向に、配列されている。

上記孔部８１は、上記隣り合うボルト８，８間のうちの、上記ブッシュ１２５がある一の部分を除いた他の部分に、少なくとも一つずつ設けられている。つまり、少なくとも一組の上記隣り合うボルト８，８間に、上記孔部８１を設ければよい。

上記孔部８１は、貫通状または凹状に形成されている。上記孔部８１の形状は、上記第１のシリンダ室１２２の上記中心軸１２２ａの方向からみて、真円形状に形成されている。なお、上記孔部８１は、楕円形状や、四角形状、円弧形状等に形成されていてもよい。

上記孔部８１は、例えば、上記第２のマフラ室２４２と上記第１のマフラ室３４２とを連通して冷媒ガスを流す孔部や、上記潤滑油９を流す孔部を兼用してもよい。

上記孔部８１は、機械加工されて形成されている。したがって、上記孔部８１を安価に形成できる。また、上記孔部８１を、上記ボルト孔８０と同時に形成できる。

上記構成の圧縮機では、上記第１のシリンダ１２１の上記接触面１２１ａに、上記隣り合うボルト８，８間に、上記孔部８１を設けているので、上記隣り合うボルト８，８間の、上記第１のシリンダ１２１の上記接触面１２１ａと、上記上側の端板部材５０の上記接触面５０ａとが接触するシール面積を減少して、シール面圧を高めることができる。

したがって、上記隣り合うボルト８，８間の上記第１のシリンダ１２１の上記接触面１２１ａと上記上側の端板部材５０の上記接触面５０ａとのシール性を確保できて、上記第１のシリンダ室１２２から冷媒ガスの漏れを抑制すると共に、上記密閉容器１内の高圧ガスの上記第１のシリンダ室１２２への流入による過熱を抑制し、圧縮効率を向上できる。

また、上記孔部８１に気層ができるため、上記第１のシリンダ１２１の外側と内側の間の伝熱が抑制されて、さらに圧縮効率を向上できる。

なお、上記第２のシリンダ２２１の上記下側の端板部材６０に対する接触面に、隣り合う上記ボルト８，８間に、上記孔部８１を設けて、上記隣り合うボルト８，８間の上記第２のシリンダ２２１と上記下側の端板部材６０とのシール性を確保してもよい。

また、上記シリンダ１２１，２２１の上記端板部材５０，６０，７０に対する接触面、または、上記端板部材５０，６０，７０の上記シリンダ１２１，２２１に対する接触面の少なくとも一方に、上記隣り合うボルト８，８間に、上記孔部８１を設ければよい。

上記シリンダ１２１，２２１の上記接触面、および、上記端板部材５０，６０，７０の上記接触面の両方に、上記孔部８１を設けた場合、上記シリンダ１２１，２２１の上記孔部８１と上記端板部材５０，６０，７０の上記孔部８１とは、重ならないことが好ましく、効率よく、面圧を高めることができる。

なお、上記孔部８１を、焼結にて型成形して形成してもよく、または、鋳物にて成形して形成してもよく、そうすることで加工工程が不要となり、かつ、上記端板部材５０，６０，７０の材料の量を低減できて、上記端板部材５０，６０，７０の加工費と材料費を低減できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記圧縮要素２として、ローラとブレードが別体であるロータリタイプでもよい。上記圧縮要素２として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。上記圧縮要素２として、１つのシリンダ室を有する１シリンダタイプでもよい。また、上記第１のマフラカバー３４０の外側に、上記第１のマフラ室３４２および上記第２のマフラ室２４２に連通する第３のマフラカバーを設けて、二段マフラとしてもよい。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。 圧縮機の要部の平面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
６ ロータ
８ ボルト
１１ 吸入管
１２ シャフト
５０，６０，７０ 端板部材
５０ａ 接触面
８０ ボルト孔
８１ 孔部
１２１，２２１ シリンダ
１２１ａ 接触面
１２２，２２２ シリンダ室

Claims (4)

1. シリンダ（１２１，２２１）と、
   このシリンダ（１２１，２２１）の開口端に複数のボルト（８）を介して締め付けられて上記シリンダ（１２１，２２１）とともに冷媒ガスを圧縮するシリンダ室（１２２，２２２）を形成する端板部材（５０，６０，７０）と
   を備え、
   上記複数のボルト（８）は、上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ）を中心として、周方向に配列され、
   上記シリンダ（１２１，２２１）の上記端板部材（５０，６０，７０）に対する接触面（１２１ａ）に、周方向において隣り合う上記ボルト（８，８）間に、上記シリンダ（１２１，２２１）の上記接触面（１２１ａ）と上記端板部材（５０，６０，７０）の上記接触面（５０ａ）との面圧を高める孔部（８１）を設け、
   上記ボルト（８）および上記孔部（８１）は、上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ）を中心とした上記シリンダ室（１２２，２２２）の周囲に、配置され、
   上記孔部（８１）は、上記シリンダ（１２１，２２１）を貫通状に形成され、
   上記孔部（８１）は、周方向において隣り合う上記ボルト（８，８）の中心を上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ）を中心として円弧状に結んだ円弧線上に、存在することを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１に記載の圧縮機において、
   上記孔部（８１）は、機械加工されて形成されていることを特徴とする圧縮機。
3. 請求項１に記載の圧縮機において、
   上記孔部（８１）は、焼結にて型成形されて形成されていることを特徴とする圧縮機。
4. 請求項１に記載の圧縮機において、
   上記孔部（８１）は、鋳物にて成形されて形成されていることを特徴とする圧縮機。

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