JP5683384B2 - 多気筒回転式圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、油孔を有する仕切板を備えた多気筒回転式圧縮機に関するものである。

従来、複数の圧縮室間を仕切る仕切板を２枚の分割板に分割し、この分割板でクランク軸を挟み込み、ボルト締結して組み立てることの出来る仕切板を備えた、組み立てが容易で冷媒の漏れの少ない多気筒回転式圧縮機として、例えば特許文献１に記載するような多気筒回転式圧縮機が提案されている。

特開昭５４−１２１４０５号公報（２頁 １６〜４５行、図２，図３）

従来の多気筒回転式圧縮機では、２枚の分割板に分割された仕切板をボルトで圧接固定して組み立てるため、このボルトを取り付ける部分として、それぞれの分割板の分割面の両端部に、分割面の長手方向に突出する突起部を設けている。
一般に、この突起部間の距離が長くなると、圧縮機運転中に仕切板をずらそうとする力が働く際に仕切板が変形し、分割板の境界に隙間が生じることから、突起部間の距離は最小化することが望ましい。
また、シリンダ内の圧縮室を区切るベーンは、クランク軸の回転に伴ってクランクシャフトの偏心部に取り付けたローラと接触しながら圧縮機構内で往復運動を行うので、ベーンの摺動によるベーンの焼き付けが発生する恐れがある。これを防止する為に、ベーンとベーンを収納するシリンダの溝部に、摺動部の潤滑油として圧縮機内部の冷凍機油を給油する必要がある。

冷凍機油の流路を確保する為には、仕切板に油の流路となる油孔を設けることで、他の圧縮室の油溜まり部からの給油を可能にする方法が効果的である。
前述のように２枚に分割された仕切板の突起部間の距離を最小化する場合は、ベーンの基端部の隣接部分で分割板を締結することが望ましい。この場合に仕切板を貫通してベーンとベーンを収納するシリンダの溝部に給油する流路を確保するためには、仕切板の締結部である突起部に油孔を設ける必要がある。
しかし、突起部には仕切板締結の為のボルトが取り付けられおり、このボルトが油の流路を阻害するために、突起部には油孔を設けることが出来なかった。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、仕切板を分割した場合でも、仕切板の締結箇所である仕切板の突起部に油孔を設けることにより、仕切板を貫通してベーンとベーンを収納するシリンダの溝部に安定して油を供給出来、且つ圧縮精度の良い多気筒回転式圧縮機を提供することを目的とする。

この発明に係る多気筒回転式圧縮機は、
隣接する複数の圧縮室と、
２枚の分割板に分割され、それぞれの分割板の分割面の両端部に設けた、分割面の長手方向に突出する突起部同士を圧接固定して隣接する圧縮室間を仕切る仕切板とを備えた多気筒回転式圧縮機において、
前記仕切板は、連結部材によって前記突起部同士を外周側から挟みこんで固定され、
突起部の分割面には、圧縮機構のクランク軸の軸方向に切り欠きを有し、
切り欠きは、圧縮機構の圧縮室を形成するベーンが存在する側の突起部に設けられ、且つ複数の圧縮室に連通する油孔を形成するものである。

この発明に係る多気筒回転式圧縮機によれば、圧縮機内部の冷凍機油の量が変化した場合でもベーンの摺動部に安定的に潤滑油として冷凍機油を給油出来るので、ベーンの焼き付けを防止することが出来る。

この発明の実施の形態１に係る多気筒回転式圧縮機の縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る多気筒回転式圧縮機の横断面図である。 この発明の実施の形態１に係る２枚の分割板で構成される仕切板を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割板を締結する為の連結部材の平面図である。 この発明の実施の形態１に係る連結部材で締結された仕切板を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る仕切板の突起部に設けられた凹部の形状の例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る連結部材の凸部の形状の例を示す平面図である。 この発明の実施の形態１に係る分割板の要部拡大図である。 この発明の実施の形態１に係る仕切板とベーンの位置関係を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る多気筒回転式圧縮機の圧縮機構部の縦断面図と、冷凍機油の油面の位置と冷凍機油の流路を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１は、多気筒回転式圧縮機１００の縦断面図である。
図２は、図１の多気筒回転式圧縮機１００のＡ−Ａ線の横断面図である。
本実施の形態では、圧縮室を２室有する２シリンダ式の冷凍・空調機用ロータリ圧縮機を例に挙げて説明する。

本実施の形態の多気筒回転式圧縮機１００は、密閉容器であるシェル１と、シェル１の内部に設置された駆動源であるモータ２と、同じくシェル１の内部に設置された圧縮機構部３とを備える。シェル１の上部には、圧縮された冷媒を圧縮機外部へ吐出する吐出パイプ４が設けられている。シェル１の中間部には、モータ２と圧縮機構部３が固定されており、圧縮機構部３へ冷媒を導く吸入パイプ５が固定されている。

モータ２は、固定子６と回転子７を有しており、回転子７はクランク軸８に取り付けられている。モータ２で発生した回転トルクはクランク軸８を通して圧縮機構部３に伝達される。
圧縮機構部３は、クランク軸８、第１枠体９、第１シリンダ１０、第１バネ１１、第１ベーン１２、第１ローラ１３、仕切板１４、第２シリンダ１５、第２枠体１６、第２バネ、第２ベーン、第２ローラ１７を有しており、短いボルト１８と長いボルト１９により締結されている。

クランク軸８は、ロータ嵌合部２０、第１軸受挿入部２１、第１偏心部２２、中間部２３、第２偏心部２４、第２軸受挿入部２５を有している。第１偏心部２２と第２偏心部２４は、偏心位相が１８０度異なっており、それぞれの外周面には第１ローラ１３と第２ローラ１７が取り付けられている。

第１枠体９の下端面、第１シリンダ１０の内周面、仕切板１４の上端面、及び第１ローラ１３の外周面で囲まれる空間が第１圧縮室２６となる。仕切板１４の下端面、第２シリンダ１５の内周面、第２枠体１６の上端面、及び第２ローラ１７の外周面で囲まれる空間が第２圧縮室２７となる。

第１シリンダ１０及び第２シリンダ１５には径方向に伸縮する第１バネ１１及び第２バネがそれぞれ取り付けられている。
また、第１ベーン１２と第２ベーンの背面（ローラと反対側）は圧縮機構部３の外部へと開放されており（背圧孔２８）、第１バネ１１と第２バネはそれぞれの背圧孔を通してシリンダに組立てられる。
圧縮機の運転開始時は、第１バネ１１と第２バネの弾性力により、第１ベーン１２と第２ベーンはそれぞれ第１ローラ１３と第２ローラ１７の外周面に押し付けられる。圧縮機の運転状態が続くと圧縮室内部より圧縮機構部３の外部の方が圧力が高くなるため、第１ベーン１２及び第２ベーンはその差圧によってさらに背圧孔を通して第１ローラ１３及び第２ローラ１７に押し付けられる。

第１ベーン１２及び第２ベーンは第１圧縮室２６及び第２圧縮室２７を低圧部分２９と高圧部分３０に分ける機能を持つ。本例では、第１ベーン１２と第２ベーンの位相は等しい。

図３は、２枚の分割板３３で構成される仕切板１４を示す図である。
図４は、分割板３３を締結する為の連結部材３５の平面図である。
図５は、連結部材３５で締結された仕切板１４を示す平面図である。
図６は、仕切板１４の突起部に設けられた凹部の形状の例を示す斜視図である。
図７は、連結部材３５の凸部の形状の一例を示す平面図である。
図８は、分割板３３の要部拡大図である。
図９は、仕切板１４とベーンの位置関係を示す斜視図である。

仕切板１４は、２枚の分割板３３で構成されている。
分割板３３は、分割面３２側に半円状の切欠き３４を有し、クランク軸８の中間部２３を左右から切欠き３４で挟み込むようにして組み立てられる。

分割板３３の分割面３２の両端部には、分割面の長手方向に突出する突起である、突起３６と突起３７が設けられている。
突起３６と突起３７の外周には、凹部３８が設けられており、突起３６の分割面３２側に、クランク軸８の軸方向に切欠き３９が設けられている。
２枚の分割板３３の突起３６をそれぞれ向かい合わせにした状態で構成される突起部を仕切板１４の第１の突起４０とし、同様に、突起３７で構成される突起部を仕切板１４の第２の突起４１とする。

また、連結部材３５は分割板３３を締結する為のコ字型の部材である。連結部材３５の両端部の内壁には凸部４２が設けられており、この凸部４２には面取り加工が施されている。

次に、分割板３３の組み立て方法を図５を用いて説明する。
まず、２枚の分割板３３を向かい合わせて、クランク軸８を切欠き３４で左右から挟み込む。そして２枚の分割板３３の境目に段差が生じないようにして、分割板３３を治具（図示しない）で仮固定する。

こうして分割板３３を治具で仮固定した状態で、第１の突起４０と第２の突起４１の外周に連結部材３５を仕切板１４の径方向外側から押し込むと、連結部材３５は弾性変形し、連結部材３５の凸部４２が分割板３３の凹部３８と嵌合して第１の突起４０と第２の突起４１の外周を固定し、連結部材３５の弾性変形の反力で２枚の分割板３３はお互いが離れないように圧接固定される。この後、仮固定している治具を取り外すと、２枚の分割板３３とそれを把持する連結部材３５で構成された仕切板１４が形成される。

また連結部材３５には、面取り加工による傾斜が設けられていることから、連結部材３５を第１の突起４０と第２の突起４１に嵌合させる際の装着工程が容易となる効果が得られる。

また、図６に示すように、突起３６と突起３７の凹部３８は、半球形状の窪み４３でも、クランク軸８の軸方向に延在する溝４４でも、連結部材３５と嵌合する形状であれば良い。
凹部３８がクランク軸８の軸方向に延在する溝４４である場合には、対応する連結部材３５の凸部の形状は、クランク軸の軸方向に延在する桟となり、凹部３８が半球形状の窪みである場合には、対応する連結部材３５の凸部の形状は図７に示すような半球状に突出したものとなる。

こうして組み立てた仕切板１４の、第１の突起４０には、２枚の分割板３３の切欠き３９で構成される、油孔４５が形成される。
油孔４５は、ベーンの往復運動により発生し得る焼き付けを防止する為に、摺動部の潤滑油として圧縮機内部の冷凍機油をベーンとベーンを収納するシリンダの溝部に供給する為に設けられた、冷凍機油の流路である。

このように仕切板１４の第１の突起４０の外周を、連結部材３５により挟み込んで固定しているので、第１の突起４０に油孔４５を設けても、分割板３３を締結する為の部材が油孔４５の油の流路を阻害することはない。

また、図８（ａ）に示すように、油孔４５を形成する切欠き３９の位置を、凹部３８の位置に対して突起３６の先端部側に位置させると、連結部材３５が油孔４５の周囲の突起部全体を挟み込んで固定する状態になるので、油孔４５近辺で分割面３２間の隙間が生じにくくなり、油孔４５の機密性が増す。また、図８（ｂ）に示すように、凹部３８の位置を切欠き３９の反対面に位置させても、連結部材３５の弾性変形による反力が切欠き３９の外周全体にかかる為、同様の効果が得られる。
このように油孔４５と切欠き３９の位置を調整することで、油孔４５を設けたことによる新たな漏れ流路の発生を防止して、圧縮機の圧縮効率低下を防止することも可能である。

また、図９に示すように、油孔４５は第１ベーン１２の基端部のクランク軸８の鉛直下方に位置し、分割板３３の分割面３２の接合部は第１ベーン１２と第２ベーン３１に挟まれる構造となっている。

このように、第１ベーン１２と第２ベーン３１の間に分割面３２の接合部が位置しているので、接合部に微小な隙間が生じたとしても、第１ベーン１２及び第２ベーン３１が往復運動する際に生じる油膜によって、ベーン側の接合部については気密を保つことができる。
また第１ベーン１２と第２ベーンが存在する側と反対側の分割面３２の接合部（図９のＡ部）においては、第１ベーン及び第２ベーン３１との接触が無いので油膜による機密性向上は期待出来ないが、圧縮機運転中でのＡ部における第１圧縮室２６と第２圧縮室２７の冷媒は共に低圧縮状態であるために、Ａ部での接合部において微小な隙間が生じたとしても、両圧縮室の圧力はほぼ等しくなることから、冷媒の漏れは生じず気密性に問題は無い。

図１０は多気筒回転式圧縮機１００の圧縮機構部３の縦断面図であり、冷凍機油の油面４６の位置と冷凍機油の流路（矢印にて示す）を示している。
多気筒回転式圧縮機１００の内部には冷凍機油が貯められており、通常運転状態では、図１０（ａ）に示すように、冷凍機油の油面４６は第１シリンダ１０よりもクランク軸８の軸方向の上方にある。この場合、図中に矢印で示しているように、第１シリンダ１０の溝の開放部４７や、背圧孔２８や、油孔４５を通して、第１ベーン１２と第１ベーン１２を収納する第１シリンダ１０の溝部に冷凍機油が供給される。

しかし運転状態によって冷凍機油の量は変化するため、図１０（ｂ）に示すように第１シリンダ１０の位置よりも油面４６がクランク軸８の軸方向に対して下方の位置Ｐ１付近まで下がることがしばしば起こる。
この場合には、第１シリンダの溝の開放部４７や背圧孔２８からは給油することはできないが、第２シリンダ１５の溝の開放部４８や背圧孔４９に連通する油孔４５を介して、第１ベーン１２と第１ベーン１２を収納する第１シリンダ１０の溝部へ下方から給油することが可能である。

また、油面４６が位置Ｐ２付近まで下がる場合でも、ベーン３１に冷凍機油が開放部４８から給油されている状態であれば、油孔４５の内壁面を伝って少量ながらも冷凍機油が第１ベーンと第１ベーンを収納する第１シリンダ１０の溝部に下方から給油され、また第２ベーン３１の往復運動に起因する冷凍機油の飛散による給油も期待できる。

本実施の形態に係る多気筒回転式圧縮機１００によれば、仕切板１４を分割した場合においても、仕切板１４の締結部である第１の突起４０の外周を連結部材３５で挟み込んで圧接固定することにより、第１の突起４０に油孔４５を設けることができるので、仕切板１４の締結部間の距離を最小化しつつ、油孔４５のスペースを確保することができる。
また、仕切板１４の締結部間の距離を最小化している為、圧縮機運転中において仕切板１４をずらそうとする力が働く際でも仕切板１４が変形等しない。また仕切板１４に複数の圧縮室に連通する油孔４５を設けたことで圧縮機内部の冷凍機油の量が変化した場合においても、ベーンとベーンを収納するシリンダの溝部に安定して冷凍機油を供給出来るので、ベーンの焼き付け防止効果と圧縮精度向上効果の両方を備えた多気筒回転式圧縮機１００を提供することが出来る。

１００ 多気筒回転式圧縮機、１ シェル、２ モータ、３ 圧縮機構部、
８ クランク軸、１０ 第１シリンダ、１１ 第１バネ、１２ 第１ベーン、
１３ 第１ローラ、１４ 仕切板、１５ 第２シリンダ、１７ 第２ローラ、
２３ 中間部、２６ 第１圧縮室、２７ 第２圧縮室、２８，４９ 背圧孔、
２９ 低圧部分、３０ 高圧部分、３１ 第２ベーン、３２ 分割面、３３ 分割板、
３４，３９ 切欠き、３５ 連結部材、３６，３７ 突起、３８ 凹部、
４０ 第１の突起、４１ 第２の突起、４２ 凸部、４３ 窪み、４４ 溝、
４５ 油孔、４６ 油面、４７，４８ 開放部。

Claims (9)

1. 隣接する複数の圧縮室と、
   ２枚の分割板に分割され、それぞれの前記分割板の分割面の両端部に設けた、前記分割面の長手方向に突出する突起部同士を圧接固定して隣接する前記圧縮室間を仕切る仕切板とを備えた多気筒回転式圧縮機において、
   前記仕切板は、連結部材によって前記突起部同士を外周側から挟みこんで固定され、
   前記突起部の前記分割面には、圧縮機構のクランク軸の軸方向に切り欠きを有し、
   前記切り欠きは、前記圧縮機構の圧縮室を形成するベーンが存在する側の突起部に設けられ、且つ前記複数の圧縮室に連通する油孔を形成する多気筒回転式圧縮機。
2. 前記切り欠きは、前記圧縮室を形成するベーンの背圧孔及びシリンダ開放部に連通するように設けた請求項１に記載の多気筒回転式圧縮機。
3. 前記連結部材は、圧接された前記突起部同士を前記分割面と反対側の面から挟持するコ字型である請求項１または請求項２に記載の多気筒回転式圧縮機。
4. 前記突起部の前記分割面と反対の面に、凹部を設け、
   前記コ字型の連結部材の両端部の内壁面には、凸部を設け、
   前記凹部と前記凸部を嵌合して前記２枚の分割板を圧接固定する請求項３に記載の多気筒回転式圧縮機。
5. 前記凹部は、前記圧縮機構のクランク軸の軸方向に延在する溝であり、
   前記凸部は、前記圧縮機構のクランク軸の軸方向に延在する桟である請求項４に記載の多気筒回転式圧縮機。
6. 前記凹部は、半球状の窪みであり、
   前記凸部は、半球状の突出部である請求項４に記載の多気筒回転式圧縮機。
7. 前記切り欠きは、前記凹部に対して前記突起部の先端部側に位置する請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の多気筒回転式圧縮機。
8. 前記凹部は前記切り欠き部分の反対面に設けた請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の多気筒回転式圧縮機。
9. 前記コ字型の連結部材の先端開口部の内側に面取り加工を施した請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載の多気筒回転式圧縮機。

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