JP5915175B2 - Rotary compressor - Google Patents
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Description
本発明は、回転式圧縮機に関し、特に回転式圧縮機を高速で運転可能にするための対策に係るものである。 The present invention relates to a rotary compressor, and particularly relates to measures for enabling a rotary compressor to be operated at high speed.
従来より、空気調和機の冷媒回路等に広く適用される回転式圧縮機が知られている。これらの回転式圧縮機の中には、ピストンがシリンダ室を偏心しながら回転する、いわゆる偏心回転式のピストン機構を備えたものがある。 Conventionally, rotary compressors that are widely applied to refrigerant circuits and the like of air conditioners are known. Some of these rotary compressors include a so-called eccentric rotary piston mechanism in which a piston rotates while eccentrically moving a cylinder chamber.
この空気調和機に適用される回転式圧縮機では、空調負荷の変動に対応するためインバータが電気的に接続されている。このインバータにより、空調負荷に合わせて回転式圧縮機の運転回転数を調整することが可能になる。 In a rotary compressor applied to this air conditioner, an inverter is electrically connected to cope with fluctuations in the air conditioning load. This inverter makes it possible to adjust the operating rotational speed of the rotary compressor according to the air conditioning load.
ところで、空調負荷の増大にも容易に対応することができるように、従来よりもさらに高速で回転式圧縮機を運転することが考えられる。しかしながら、回転式圧縮機の回転軸には、該回転軸から偏心した状態でピストンが取り付けられているため、回転軸に係る静バランスや動バランスが悪くなる。このような圧縮機を高速で回転させると、該圧縮機の振動が大きくなる。 By the way, it is conceivable to operate the rotary compressor at a higher speed than before so as to easily cope with an increase in the air conditioning load. However, since the piston is attached to the rotary shaft of the rotary compressor in a state of being eccentric from the rotary shaft, the static balance and dynamic balance related to the rotary shaft are deteriorated. When such a compressor is rotated at high speed, the vibration of the compressor increases.
そこで、特許文献１の回転式圧縮機では、この回転軸に２つのバランスウエイトを取り付け、該回転軸の静バランスや動バランスを釣り合わせている。この２つのバランスウエイトは、回転軸に固定された電動機のロータの両端面に設けられている。一方のバランスウエイトは、ロータに係るピストンに近い側の端面に、ピストンの偏心方向と反対方向に偏心するように設ける。他方のバランスウエイトは、ロータに係るピストンに遠い側の端面に、ピストンの偏心方向と同方向に偏心するように設けている。
Therefore, in the rotary compressor of
しかしながら、従来の回転式圧縮機では、回転軸が高速で回転すると、特にピストンから遠い側のバランスウエイトに係る曲げモーメントが大きくなり、このバランスウエイトの偏心方向へ回転軸が大きく撓んでしまうことがある。この軸撓みによって、ピストンとロータとの間で回転軸を回転支持する軸受部が片当たりを起こす。この結果、回転軸と軸受部との間に摺動不良が生じてしまい、回転式圧縮機を高速で運転することができないという問題があった。 However, in the conventional rotary compressor, when the rotating shaft rotates at a high speed, a bending moment relating to the balance weight on the side far from the piston increases, and the rotating shaft may be greatly bent in the eccentric direction of the balance weight. is there. Due to this axial deflection, the bearing portion that rotationally supports the rotating shaft between the piston and the rotor causes a single contact. As a result, there is a problem that sliding failure occurs between the rotating shaft and the bearing portion, and the rotary compressor cannot be operated at high speed.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気調和装置に適用される回転式圧縮機において、高速回転時での軸撓みによる軸受の摺動不良をなくし、従来よりも高速で運転できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above point, and the object of the present invention is to eliminate a bearing sliding failure due to shaft deflection during high-speed rotation in a rotary compressor applied to an air conditioner. There is also to be able to drive at high speed.
第１の発明は、回転軸（23）と、上記回転軸（23）を中空部に内嵌した電動機（20）の円筒状のロータ（22）と上記回転軸（23）の偏心部（14）を中空部に内嵌した圧縮機構（30）の環状のピストン（40）と、上記回転軸（23）を上記ロータ（22）と上記ピストン（40）との間で摺動自在に支持する軸受（36）と、上記回転軸（23）及び上記軸受（36）の摺動面に係るロータ（22）側の端部の焼き付きを防止する焼き付き防止部（1）と、上記電動機（20）と上記圧縮機構（30）と上記回転軸（23）とを収容するケーシング（11）と、上記ケーシング（11）内に上記圧縮機構（30）を潤滑する潤滑油を貯留する油貯留部（17）と、上記回転軸（23）の軸心に対して偏心するように、上記ロータ（22）に係る上記軸受（36）から遠い側の端面に取り付けられたバランスウエイト（27）とを備え、上記焼き付き防止部（1）は、上記回転軸（23）の内部に形成された給油路（9）を通じて上記油貯留部（17）から給油されるとともに、上記回転軸（23）側の摺動面を軸方向へ延びるように形成され且つ上記バランスウエイト（27）の偏心方向と反対方向に形成された油溝（1）であることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft (23), a cylindrical rotor (22) of an electric motor (20) having the rotating shaft (23) fitted in a hollow portion, and an eccentric portion (14) of the rotating shaft (23). ) In the hollow portion of the compression mechanism (30), and the rotary shaft (23) is slidably supported between the rotor (22) and the piston (40). Bearing (36), seizure preventing portion (1) for preventing seizure of end of rotor (22) side of sliding surface of rotating shaft (23) and bearing (36), and motor (20) And a casing (11) that houses the compression mechanism (30) and the rotating shaft (23), and an oil reservoir (17) that stores lubricating oil that lubricates the compression mechanism (30) in the casing (11). ) And a rose attached to the end surface of the rotor (22) far from the bearing (36) so as to be eccentric with respect to the axis of the rotating shaft (23). The seizure prevention part (1) is provided with oil from the oil storage part (17) through an oil supply passage (9) formed inside the rotary shaft (23). The oil groove (1) is formed so that the sliding surface on the shaft (23) side extends in the axial direction and is formed in a direction opposite to the eccentric direction of the balance weight (27).
第１の発明では、上記回転式圧縮機（10）に焼き付き防止部（1）が設けられている。ここで、上述したバランスウエイトの偏心方向へ回転軸（23）が撓むと、上記回転軸（23）と上記軸受（36）との間で片当たりが生じる。この片当たりによる接触が最も強くなるのは、この摺動面に係るロータ（22）側の端部であると考え、この端部が焼き付かないように、上記焼き付き防止部（1）を設けた。 In the first invention, the rotary compressor (10) is provided with a seizure preventing portion (1). Here, when the rotating shaft (23) bends in the direction of eccentricity of the balance weight described above, a single contact occurs between the rotating shaft (23) and the bearing (36). It is considered that the contact due to this piece contact is strongest at the end of the sliding surface on the rotor (22) side, and the anti-seizing part (1) is provided so that the end does not seize. It was .
また、第１の発明では、上記回転軸（23）及び上記軸受（36）の摺動面に係るロータ（22）側の端部へ積極的に上記油貯留部（17）の潤滑油を供給するようにした。ここで、この給油するための油溝（1）を回転軸（23）に形成したのは、回転軸（23）の回転に伴って油溝（1）の位置も周方向へ移動させることで摺動面の周方向全体へ給油できるようにするためである。これにより、回転軸（23）の片当たり時に、摺動面に係るロータ（22）側の端部全周に確実に油膜を形成することができ、軸受（36）と回転軸（23）との焼き付きが防止される。 In the first invention, the lubricating oil in the oil reservoir (17) is positively supplied to the end on the rotor (22) side related to the sliding surfaces of the rotating shaft (23) and the bearing (36). I tried to do it. Here, the oil groove (1) for supplying the oil is formed on the rotating shaft (23) by moving the position of the oil groove (1) in the circumferential direction as the rotating shaft (23) rotates. This is because oil can be supplied to the entire circumferential direction of the sliding surface. As a result, when the rotating shaft (23) comes into contact with each other, an oil film can be reliably formed on the entire circumference of the end of the sliding surface on the rotor (22) side, and the bearing (36) and the rotating shaft (23) Burn-in is prevented.
第２の発明は、第１の発明において、上記回転軸（23）は、該回転軸（23）に係るロータ（22）側の先端を自由端とする片持ち状態で上記軸受（36）に摺動自在に支持されていることを特徴としている。 According to a second aspect , in the first aspect , the rotating shaft (23) is mounted on the bearing (36) in a cantilevered state with the tip on the rotor (22) side of the rotating shaft (23) being a free end. It is characterized by being slidably supported.
第２の発明では、上記回転軸（23）が片持ち状態で回転支持されている。そして、回転軸（23）の自由端側にロータ（22）が固定されている。このため、回転軸（23）のロータ（22）側で撓み易くなっている。又、上記ロータ（22）にバランスウエイト（27）が取り付けられている場合には、さらに上記回転軸（23）が撓み易くなる。このような場合であっても、焼き付き防止部（1）を設けることにより、上記回転軸（23）と上記軸受（36）との間の焼き付きが抑制される。 In the second invention, the rotating shaft (23) is rotatably supported in a cantilever state. And the rotor (22) is being fixed to the free end side of the rotating shaft (23). For this reason, it becomes easy to bend in the rotor (22) side of a rotating shaft (23). Further, when the balance weight (27) is attached to the rotor (22), the rotating shaft (23) is further easily bent. Even in such a case, by providing the seizure prevention portion (1), seizure between the rotating shaft (23) and the bearing (36) is suppressed.
本発明によれば、上記回転軸（23）及び上記軸受（36）の摺動面に係るロータ（22）側の端部の焼き付きを防止することができる。これにより、軸撓みによる片当たりが生じても、強く接触する部分の焼き付きが防止され、従来よりも高速で回転式圧縮機（10）を運転することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent seizure of the end portion on the rotor (22) side related to the sliding surfaces of the rotating shaft (23) and the bearing (36). As a result, even if a piece contact due to shaft deflection occurs, seizure of the strongly contacting portion is prevented, and the rotary compressor (10) can be operated at a higher speed than in the past .
また、本発明によれば、上記回転軸（23）及び上記軸受（36）の摺動面に係るロータ（22）側の端部で軸撓みによる片当たりが生じても、その片当たりする端部全周に亘って油膜を形成することができる。これにより、軸受（36）と回転軸（23）との間の焼き付きが防止され、従来よりも高速で回転式圧縮機（10）を運転することが可能となる。 Further, according to the present invention , even if the one end of the rotary shaft (23) and the bearing (36) on the rotor (22) side related to the sliding surface is caused by axial deflection, the end where the one contacts An oil film can be formed over the entire circumference of the part. As a result, seizure between the bearing (36) and the rotary shaft (23) is prevented, and the rotary compressor (10) can be operated at a higher speed than in the past.
また、上記第２の発明によれば、片持ち状態で回転支持される回転軸（23）を有する回転式圧縮機（10）で、該回転軸（23）の自由端側が撓み易くなっている場合であっても、焼き付き防止部（1）を設けることにより、軸受（36）と回転軸（23）との間の焼き付きが防止される。これにより、回転軸（23）が片持ち構造の回転式圧縮機（10）であっても、従来よりも高速で運転することが可能となる。 According to the second aspect of the invention, in the rotary compressor (10) having the rotating shaft (23) that is rotatably supported in a cantilever state, the free end side of the rotating shaft (23) is easily bent. Even in this case, by providing the seizure prevention portion (1), seizure between the bearing (36) and the rotating shaft (23) can be prevented. As a result, even if the rotary shaft (23) is a cantilever rotary compressor (10), it can be operated at a higher speed than before.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
〈圧縮機の全体構成〉
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る揺動ピストン式圧縮機（回転式圧縮機）（10）は、ケーシング（11）内に、圧縮機構（30）と電動機（20）とが収納され、全密閉型に構成されている。上記揺動ピストン式圧縮機（10）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路中に設けられ、冷媒を吸入、圧縮して吐出するように構成されている。
<Overall configuration of compressor>
As shown in FIGS. 1 and 2, a swing piston compressor (rotary compressor) (10) according to this embodiment includes a compression mechanism (30), an electric motor (20), and a casing (11). Is housed and is configured to be completely sealed. The oscillating piston compressor (10) is provided, for example, in a refrigerant circuit of an air conditioner, and is configured to suck, compress, and discharge the refrigerant.
ケーシング（11）は、円筒状の胴部（12）と、この胴部（12）の上下の端部にそれぞれ固定された鏡板（13a，13b）とによって構成されている。胴部（12）には、下方寄りの所定の位置に、この胴部（12）を貫通する吸入管（15a）が設けられている。一方、上部の鏡板（13a）には、ケーシング（11）の内外を連通する吐出管（16）が設けられている。又、このケーシング（11）の底部には、上記圧縮機構（30）の摺動部分を潤滑するための油貯留部（17）が形成されている。 The casing (11) includes a cylindrical body (12) and end plates (13a, 13b) fixed to upper and lower ends of the body (12). The body (12) is provided with a suction pipe (15a) penetrating through the body (12) at a predetermined position near the lower side. On the other hand, the upper end plate (13a) is provided with a discharge pipe (16) communicating between the inside and outside of the casing (11). An oil reservoir (17) for lubricating the sliding portion of the compression mechanism (30) is formed at the bottom of the casing (11).
圧縮機構（30）は、ケーシング（11）内の下部側に配置されている。圧縮機構（30）は、シリンダ（19）と、このシリンダ（19）のシリンダ室（39）の内部に収納された環状のピストン（40）とを備えている。シリンダ（19）は、環状シリンダ部（32）と、この環状シリンダ部（32）の上部開口を閉塞するフロントヘッド（31）と、環状シリンダ部（32）の下部開口を閉塞するリヤヘッド（35）とから構成されている。そして、環状シリンダ部（32）の内周面と、フロントヘッド（31）の下端面と、リヤヘッド（35）の上端面との間に、シリンダ室（39）が区画形成されている。 The compression mechanism (30) is disposed on the lower side in the casing (11). The compression mechanism (30) includes a cylinder (19) and an annular piston (40) housed in a cylinder chamber (39) of the cylinder (19). The cylinder (19) includes an annular cylinder part (32), a front head (31) for closing the upper opening of the annular cylinder part (32), and a rear head (35) for closing the lower opening of the annular cylinder part (32). It consists of and. A cylinder chamber (39) is defined between the inner peripheral surface of the annular cylinder portion (32), the lower end surface of the front head (31), and the upper end surface of the rear head (35).
回転軸（23）には、シリンダ室（39）の中に位置する部分に偏心部（14）が形成されている。偏心部（14）は、回転軸（23）よりも大径に形成され、回転軸（23）の軸心から所定量偏心している。そして、この偏心部（14）が、上記ピストン（40）の中空部に摺動自在に嵌め込まれている。 The rotating shaft (23) is formed with an eccentric portion (14) at a portion located in the cylinder chamber (39). The eccentric part (14) is formed with a larger diameter than the rotating shaft (23), and is eccentric by a predetermined amount from the axis of the rotating shaft (23). The eccentric portion (14) is slidably fitted into the hollow portion of the piston (40).
また、回転軸（23）には、その軸方向に縦貫する給油路（9）が設けられている。さらに、回転軸（23）の下端部には、油ポンプ（25）が設けられている。そして、この油ポンプ（25）によって、ケーシング（11）内の油貯留部（17）に貯留されている潤滑油を、上記給油路（9）内を流通させて圧縮機構（30）の摺動面へ供給するように構成されている。 Moreover, the rotating shaft (23) is provided with an oil supply passage (9) extending vertically in the axial direction. Furthermore, an oil pump (25) is provided at the lower end of the rotating shaft (23). The oil pump (25) causes the lubricating oil stored in the oil storage section (17) in the casing (11) to flow through the oil supply passage (9) and slide the compression mechanism (30). It is comprised so that it may supply to a surface.
電動機（20）は、ステータ（21）とロータ（22）とを備えている。ステータ（21）は、圧縮機構（30）の上方でケーシング（11）の胴部（12）に固定されている。 The electric motor (20) includes a stator (21) and a rotor (22). The stator (21) is fixed to the body (12) of the casing (11) above the compression mechanism (30).
ロータ（22）には回転軸（23）が連結されていて、ロータ（22）と共に回転軸（23）が回転する。回転軸（23）は、シリンダ室（39）を上下方向に貫通している。フロントヘッド（31）とリヤヘッド（35）には、回転軸（23）を支持するための軸受部（36，37）がそれぞれ形成されている。フロントヘッド（31）側の軸受（36）が上部軸受（36）であり、リアヘッド（35）側の軸受（37）が下部軸受（37）である。そして、この上部軸受（36）に、焼き付き防止部（1）が設けられている。この焼き付き防止部（1）は、本発明の特徴であるため詳しく後述する。 A rotating shaft (23) is connected to the rotor (22), and the rotating shaft (23) rotates together with the rotor (22). The rotating shaft (23) penetrates the cylinder chamber (39) in the vertical direction. The front head (31) and the rear head (35) are formed with bearing portions (36, 37) for supporting the rotating shaft (23), respectively. The bearing (36) on the front head (31) side is the upper bearing (36), and the bearing (37) on the rear head (35) side is the lower bearing (37). And this seizure prevention part (1) is provided in this upper bearing (36). Since this burn-in prevention part (1) is a feature of the present invention, it will be described in detail later.
尚、本実施形態の揺動ピストン式圧縮機（10）には、回転軸（23）に係るロータ（22）の上側を回転支持する軸受が設けられていない。このことから、この回転軸（23）は、該回転軸（23）の下側のみを軸受で回転支持する、いわゆる片持ち構造になっている。 Note that the swinging piston compressor (10) of the present embodiment is not provided with a bearing that rotatably supports the upper side of the rotor (22) associated with the rotating shaft (23). Therefore, the rotating shaft (23) has a so-called cantilever structure in which only the lower side of the rotating shaft (23) is rotatably supported by a bearing.
このロータ（22）には、第１及び第２のバランスウエイト（26,27）が設けられている。この第１及び第２のバランスウエイト（26,27）によって、回転軸（23）に係る静バランスや動バランスを釣り合わせるようにしている。 The rotor (22) is provided with first and second balance weights (26, 27). The first and second balance weights (26, 27) balance the static balance and dynamic balance relating to the rotating shaft (23).
第１のバランスウエイト（26）は、上記ロータ（22）の下端面に取り付けられている。第１のバランスウエイト（26）は、上記回転軸（23）の軸心に対して上記偏心部（14）の偏心方向と反対方向に偏心している。一方、第２のバランスウエイト（27）は、上記ロータ（22）の上端面に取り付けられている。第２のバランスウエイト（27）は、上記回転軸（23）の軸心に対して上記偏心部（14）の偏心方向と同方向に偏心している。 The first balance weight (26) is attached to the lower end surface of the rotor (22). The first balance weight (26) is eccentric in the direction opposite to the eccentric direction of the eccentric portion (14) with respect to the axis of the rotating shaft (23). On the other hand, the second balance weight (27) is attached to the upper end surface of the rotor (22). The second balance weight (27) is eccentric in the same direction as the eccentric direction of the eccentric portion (14) with respect to the axis of the rotating shaft (23).
上述したように、上記回転軸（23）は片持ち構造であり、この回転軸（23）の自由端側に設けられたロータ（22）に２つのバランスウエイト（26,27）が取り付けられている。回転軸（23）の回転に起因する２つのバランスウエイト（26,27）の遠心力で軸撓みが生じ易くなっている。 As described above, the rotating shaft (23) has a cantilever structure, and two balance weights (26, 27) are attached to the rotor (22) provided on the free end side of the rotating shaft (23). Yes. Shaft deflection is likely to occur due to the centrifugal force of the two balance weights (26, 27) resulting from the rotation of the rotating shaft (23).
ピストン（40）は、図２に示すように、該ピストン（40）の外周面から上記回転軸（23）の径方向外方へ突出する板状のブレード（41）が一体的に形成されている。ピストン（40）のブレード（41）は、一体形成か、または別部材を一体的に固着することにより形成されている。ピストン（40）はシリンダ室（39）の内部で公転可能に構成され、ブレード（41）はシリンダ（19）に揺動可能に保持されている。このブレード（41）により、上記シリンダ室（39）が高圧室（45a）及び低圧室（45b）に区画される。 As shown in FIG. 2, the piston (40) is integrally formed with a plate-like blade (41) that protrudes radially outward of the rotating shaft (23) from the outer peripheral surface of the piston (40). Yes. The blade (41) of the piston (40) is integrally formed or formed by integrally fixing another member. The piston (40) is configured to revolve inside the cylinder chamber (39), and the blade (41) is swingably held by the cylinder (19). The cylinder chamber (39) is partitioned into a high pressure chamber (45a) and a low pressure chamber (45b) by the blade (41).
上記環状シリンダ部（32）には、回転軸（23）の軸方向と平行に断面円形状のブッシュ孔（42）が貫通形成されている。ブッシュ孔（42）は、環状シリンダ部（32）の内周面側に形成され、且つ周方向の一部分がシリンダ室（39）と連通するように形成されている。 A bush hole (42) having a circular cross section is formed through the annular cylinder portion (32) in parallel with the axial direction of the rotating shaft (23). The bush hole (42) is formed on the inner peripheral surface side of the annular cylinder part (32), and is formed so that a part of the circumferential direction communicates with the cylinder chamber (39).
このブッシュ孔（42）の内部には、断面が略半円形状の一対のブッシュ片（43）が挿入されている。 A pair of bush pieces (43) having a substantially semicircular cross section are inserted into the bush holes (42).
一対のブッシュ片（43）は、フラットな面同士が対向するように配置されている。そして、この一対のブッシュ片（43）の対向面の間にブレード溝（38）が形成されている。ブレード溝（38）には、ピストン（40）のブレード（41）が挿入されている。ブッシュ片（43）は、ブレード溝（38）にブレード（41）を挟んだ状態で、ブレード（41）がその面方向にブレード溝（38）を進退するように構成されている。同時に、ブッシュ片（43）は、ブレード（41）と一体的にブッシュ孔（42）の中で揺動するように構成されている。なお、この実施形態では一対のブッシュ片（43）を別体とした例について説明したが、一対のブッシュ片（43）は一体としてもよい。 The pair of bush pieces (43) are arranged so that the flat surfaces face each other. A blade groove (38) is formed between the opposing surfaces of the pair of bush pieces (43). The blade (41) of the piston (40) is inserted into the blade groove (38). The bush piece (43) is configured such that the blade (41) advances and retreats in the surface direction with the blade (41) sandwiched between the blade groove (38). At the same time, the bush piece (43) is configured to swing in the bush hole (42) integrally with the blade (41). In this embodiment, an example in which the pair of bush pieces (43) are separated from each other has been described. However, the pair of bush pieces (43) may be integrated.
そして、回転軸（23）が回転すると、ピストン（40）は、ブレード（41）がブレード溝（38）内を進退しながら、シリンダ側の一点（ブッシュ孔（42）の中心）を軸心として揺動する。この揺動動作により、ピストン（40）の外周面と環状シリンダ部（32）の内周面との接触部が時計周り方向へ移動する。このとき、上記揺動ピストンの本体部（28a）は回転軸（23）の周りを公転するが、自転はしない。 When the rotating shaft (23) rotates, the piston (40) moves around the cylinder side (center of the bush hole (42)) while the blade (41) advances and retreats in the blade groove (38). Swing. By this swinging operation, the contact portion between the outer peripheral surface of the piston (40) and the inner peripheral surface of the annular cylinder portion (32) moves in the clockwise direction. At this time, the main body (28a) of the oscillating piston revolves around the rotating shaft (23) but does not rotate.
環状シリンダ部（32）には吸入ポート（44）が形成されている。この吸入ポート（44）は、環状シリンダ部（32）をその径方向に貫通しており、一端が低圧室（45b）に臨むように開口している。一方、吸入ポート（44）の他端には上記吸入管（15a）が接続されている。 A suction port (44) is formed in the annular cylinder part (32). The suction port (44) passes through the annular cylinder portion (32) in the radial direction, and is open so that one end faces the low pressure chamber (45b). On the other hand, the suction pipe (15a) is connected to the other end of the suction port (44).
また、フロントヘッド（31）には、該フロントヘッド（31）を軸方向に貫通する吐出ポート（46）が形成されている。この吐出ポート（46）の一端が、シリンダ室（39）の高圧室（45a）に軸方向から開口している。又、この吐出ポート（46）の他端には、図示しない吐出弁が取り付けられている。この吐出弁によって吐出ポート（46）が開閉される。この吐出弁が開いたときに、上記吐出ポート（46）を通じて高圧室（45a）とケーシング（11）の内部空間とが連通する。 The front head (31) is formed with a discharge port (46) penetrating the front head (31) in the axial direction. One end of the discharge port (46) opens from the axial direction into the high pressure chamber (45a) of the cylinder chamber (39). A discharge valve (not shown) is attached to the other end of the discharge port (46). This discharge valve opens and closes the discharge port (46). When the discharge valve is opened, the high pressure chamber (45a) and the internal space of the casing (11) communicate with each other through the discharge port (46).
上記圧縮機構（30）は、ピストン（40）に設けられたブレード（41）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該ピストン（40）がシリンダ室（39）内で公転し、ピストン（40）がブレード（41）側でシリンダ（19）と実質的に接する上死点から下死点を経て再び上死点に戻る３６０°の回転で、吸入行程と圧縮行程と吐出行程の１サイクルが行われるように構成されている。このピストン（40）の動作中には、シリンダ（19）とピストン（40）の間に常に一点の接触部（厳密には、ピストン（40）の外周面とシリンダ室（39）の内周面との間に油膜等を介してシール部を構成するシールポイント）が形成される。 In the compression mechanism (30), the piston (40) revolves in the cylinder chamber (39) while the blade (41) provided on the piston (40) is held by the cylinder (19) and swings. (40) is a rotation of 360 ° that returns from the top dead center, which is substantially in contact with the cylinder (19) on the blade (41) side, to the bottom dead center, and then returns to the top dead center, and the suction stroke, compression stroke, and discharge stroke are 1 A cycle is configured to be performed. During the operation of the piston (40), there is always one point of contact between the cylinder (19) and the piston (40) (strictly speaking, the outer peripheral surface of the piston (40) and the inner peripheral surface of the cylinder chamber (39)). A seal point that constitutes a seal portion is formed between the two through an oil film or the like.
〈焼き付き防止部〉
図３に示すように、上部軸受（36）の内周上端には、クラウニング加工を施した曲面（1）が形成されている。図４に示すように、この曲面（1）は軸断面形状が円弧状になっている。この曲面（1）の高さはＨであり、この曲面（1）の曲率はＲである。又、この曲面（1）と上部軸受（36）の上端面との交差角はθである。これらの形状パラメータは、高速回転で回転軸（23）が撓んだときの該回転軸（23）の外周面に係る形状に基いて決定される。
<Burning prevention part>
As shown in FIG. 3, a curved surface (1) subjected to crowning is formed on the inner peripheral upper end of the upper bearing (36). As shown in FIG. 4, the curved surface (1) has an arc cross-sectional shape in an arc shape. The height of the curved surface (1) is H, and the curvature of the curved surface (1) is R. The crossing angle between the curved surface (1) and the upper end surface of the upper bearing (36) is θ. These shape parameters are determined based on the shape of the outer peripheral surface of the rotating shaft (23) when the rotating shaft (23) is bent at high speed.
このように、上部軸受（36）の内周上端を曲面（1）で形成することにより、この曲面（1）で軸撓みによる回転軸（23）の片当たりを受けることができ、軸受（36）と回転軸（23）との接触が滑らかになる。 Thus, by forming the upper end of the inner periphery of the upper bearing (36) with the curved surface (1), the curved surface (1) can receive a piece of the rotating shaft (23) due to the shaft deflection, and the bearing (36 ) And the rotating shaft (23) become smooth.
−運転動作−
次に、この揺動ピストン式圧縮機（10）の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation of the oscillating piston compressor (10) will be described.
電動機（20）を起動してロータ（22）が回転すると、該ロータ（22）の回転が回転軸（23）を介してピストン（40）に伝達される。これによって、ピストン（40）のブレード（41）がブッシュ片（43）に対して往復直線運動の摺動を行い、且つブッシュ片（43）が上記ブッシュ孔（42）内で往復回転運動を行うことで、ブレード（41）がブッシュ孔（42）を中心として揺動しながらピストン（40）がシリンダ室（39）内で回転軸（23）を中心として公転し、圧縮機構（30）が所定の圧縮動作を行う。 When the electric motor (20) is activated and the rotor (22) rotates, the rotation of the rotor (22) is transmitted to the piston (40) via the rotating shaft (23). Accordingly, the blade (41) of the piston (40) slides in a reciprocating linear motion with respect to the bush piece (43), and the bush piece (43) performs a reciprocating rotational motion in the bush hole (42). Thus, while the blade (41) swings around the bush hole (42), the piston (40) revolves around the rotating shaft (23) in the cylinder chamber (39), and the compression mechanism (30) is predetermined. Perform the compression operation.
ピストン（40）が、上死点から正回転方向（図２における右回り）に公転すると、低圧室（45b）の容積が徐々に拡大し、この低圧室（45b）に低圧の冷媒ガスが吸入ポート（44）を介して吸入される。 When the piston (40) revolves from the top dead center in the forward rotation direction (clockwise in FIG. 2), the volume of the low-pressure chamber (45b) gradually increases, and low-pressure refrigerant gas is sucked into the low-pressure chamber (45b). Inhaled through port (44).
ピストン（40）が下死点を通過して公転を続けると、低圧室（45b）の容積がさらに拡大していく。そして、ピストン（40）が更に公転して、環状シリンダ部（32）の内周面とピストン（40）の外周面との接触部が吸入ポート（44）にまで達すると、この低圧室（45b）は冷媒が圧縮される高圧室（45a）となる。同時に、ブレード（41）を隔てて新たな低圧室（45b）が形成される。 As the piston (40) passes through the bottom dead center and continues to revolve, the volume of the low pressure chamber (45b) further expands. When the piston (40) further revolves and the contact portion between the inner peripheral surface of the annular cylinder portion (32) and the outer peripheral surface of the piston (40) reaches the suction port (44), the low pressure chamber (45b ) Is a high-pressure chamber (45a) in which the refrigerant is compressed. At the same time, a new low pressure chamber (45b) is formed across the blade (41).
また、上記ピストン（40）がさらに公転すると、低圧室（45b）への冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室（45a）の容積が減少し、該高圧室（45a）では冷媒が圧縮される。高圧室（45a）の圧力が所定値となって圧縮機構（30）の外側空間との差圧が設定値に達すると、高圧室（45a）の高圧冷媒によって吐出弁が開き、高圧冷媒が高圧室（45a）からケーシング（11）の内部に吐出される。この動作が繰り返される。 When the piston (40) further revolves, the refrigerant is repeatedly sucked into the low-pressure chamber (45b), while the volume of the high-pressure chamber (45a) decreases, and the refrigerant is compressed in the high-pressure chamber (45a). . When the pressure in the high-pressure chamber (45a) reaches a preset value and the differential pressure with the outer space of the compression mechanism (30) reaches the set value, the discharge valve is opened by the high-pressure refrigerant in the high-pressure chamber (45a), and the high-pressure refrigerant It is discharged from the chamber (45a) into the casing (11). This operation is repeated.
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記回転軸（23）は片持ち構造であり、この回転軸（23）の自由端側に設けられたロータ（22）に２つのバランスウエイト（26,27）が取り付けられている。回転軸（23）の回転に起因する２つのバランスウエイト（26,27）の遠心力で軸撓みが生じ易くなっている。特に、上記第２ウエイトバランス（27）の遠心力荷重で軸撓みが大きくなる。そして、この軸撓みによって回転軸（23）が軸受（36）に片当たりした場合でも、クラウニング加工を施した曲面（1）で回転軸（23）の片当たりを受けることができ、軸受（36）と回転軸（23）との接触を滑らかにすることができる。これにより、軸受（36）と回転軸（23）との間の焼き付きが確実に防止され、従来よりも高速で回転式圧縮機（10）を運転することができる。
-Effect of the embodiment-
According to this embodiment, the rotating shaft (23) has a cantilever structure, and two balance weights (26, 27) are attached to the rotor (22) provided on the free end side of the rotating shaft (23). It has been. Shaft deflection is likely to occur due to the centrifugal force of the two balance weights (26, 27) resulting from the rotation of the rotating shaft (23). In particular, the axial deflection increases due to the centrifugal load of the second weight balance (27). And even when the rotating shaft (23) hits the bearing (36) by this axial deflection, the rotating shaft (23) can be received by the crowned curved surface (1), and the bearing (36 ) And the rotating shaft (23) can be made smooth. As a result, seizure between the bearing (36) and the rotating shaft (23) is reliably prevented, and the rotary compressor (10) can be operated at a higher speed than before.
−実施形態の変形例１−
図５、図６に示す変形例１では、焼き付き防止部（1）の構成が上記実施形態とは異なる。以下、上記実施形態と異なる部分について説明する。
-
In the first modification shown in FIGS. 5 and 6, the structure of the burn-in prevention unit (1) is different from that of the above embodiment. Hereinafter, a different part from the said embodiment is demonstrated.
上部軸受（36）の上端面には、焼き付き防止部となる円周溝（1）が形成されている。図５（Ａ）からわかるように、この円周溝（1）は上部軸受（36）の上端面に開口している。又、この円周溝（1）は上部軸受（36）の内周面に沿って該内周面の外周囲に形成されている。図６に示すように、円周溝（1）の深さはｄ、円周溝（1）の外周直径はｂ、円周溝（1）の内周直径は上部軸受（36）の軸孔径ａから径方向へ距離ｔだけ離れたときの値であり、円周溝（1）の幅はｗである。これらの形状パラメータは、高速回転で回転軸（23）が撓んだときの該回転軸（23）の外周面に係る形状に基いて決定される。 A circumferential groove (1) serving as a seizure preventing portion is formed on the upper end surface of the upper bearing (36). As can be seen from FIG. 5 (A), the circumferential groove (1) opens at the upper end surface of the upper bearing (36). The circumferential groove (1) is formed on the outer periphery of the inner peripheral surface along the inner peripheral surface of the upper bearing (36). As shown in FIG. 6, the depth of the circumferential groove (1) is d, the outer diameter of the circumferential groove (1) is b, and the inner diameter of the circumferential groove (1) is the diameter of the shaft hole of the upper bearing (36). It is a value when it is separated from a by a distance t in the radial direction, and the width of the circumferential groove (1) is w. These shape parameters are determined based on the shape of the outer peripheral surface of the rotating shaft (23) when the rotating shaft (23) is bent at high speed.
この円周溝（1）を形成することにより、図５（Ｂ）に示すように、上部軸受（36）の端部には、内周側の周壁（3）と外周側の周壁（4）とが形成される。そして、この内周側の周壁（3）は、径方向へ弾性変形可能に構成される。 By forming this circumferential groove (1), as shown in FIG. 5 (B), at the end of the upper bearing (36), there are an inner peripheral wall (3) and an outer peripheral wall (4). And are formed. The inner peripheral side peripheral wall (3) is configured to be elastically deformable in the radial direction.
この変形例１では、径方向へ弾性変形可能な内周側の周壁（3）で回転軸（23）の片当たりを受けるようにした。これにより、回転軸（23）の片当たり時に、軸受（36）に係る内周側の周壁（3）が径方向外方へ撓るように弾性変形するため（図５（Ｂ）を参照）、軸受（36）と回転軸（23）との間の接触応力が緩和され、軸受（36）と回転軸（23）との焼き付きが防止される。これにより、従来よりも高速で回転式圧縮機（10）を運転することが可能となる。 In this modified example 1, the perimeter of the rotating shaft (23) is received by the inner peripheral side wall (3) that can be elastically deformed in the radial direction. As a result, when the rotating shaft (23) comes into contact with each other, the peripheral wall (3) on the inner peripheral side of the bearing (36) is elastically deformed so as to bend radially outward (see FIG. 5B). The contact stress between the bearing (36) and the rotating shaft (23) is alleviated, and seizure between the bearing (36) and the rotating shaft (23) is prevented. As a result, the rotary compressor (10) can be operated at a higher speed than in the prior art.
−実施形態の変形例２−
図７、図８に示す変形例２では、焼き付き防止部（1）の構成が上記実施形態とは異なる。以下、上記実施形態と異なる部分について説明する。
-Modification 2 of embodiment-
In the second modification shown in FIGS. 7 and 8, the configuration of the burn-in prevention unit (1) is different from that of the above embodiment. Hereinafter, a different part from the said embodiment is demonstrated.
上記回転軸（23）の外周面には、焼き付き防止部となる油溝（1）が軸方向に延びるように形成されている。この油溝（1）は、上記バランスウエイト（27）の偏心方向と反対方向に位置している。この油溝（1）の一端は上部軸受（36）の上端面よりも上側に位置し、他端は、上記回転軸（23）を形成する際に形成されるヌスミ部（8）に開口している。又、このヌスミ部（8）と上記回転軸（23）の給油路（9）との間が、第１油孔（7a）で連通している。上記油貯留部（17）の潤滑油は、上記給油路（9）と上記第１油孔（7a）と上記ヌスミ部（8）とを通じて上記油溝（1）へ供給される。これにより、上部軸受（36）と回転軸（23）との間の摺動面が潤滑される。 On the outer peripheral surface of the rotating shaft (23), an oil groove (1) serving as a seizure preventing portion is formed so as to extend in the axial direction. The oil groove (1) is located in a direction opposite to the eccentric direction of the balance weight (27). One end of the oil groove (1) is located above the upper end surface of the upper bearing (36), and the other end is opened to the pus (8) formed when the rotating shaft (23) is formed. ing. Further, the first oil hole (7a) communicates between the urine portion (8) and the oil supply passage (9) of the rotating shaft (23). Lubricating oil in the oil reservoir (17) is supplied to the oil groove (1) through the oil supply passage (9), the first oil hole (7a), and the waste portion (8). Thereby, the sliding surface between the upper bearing (36) and the rotating shaft (23) is lubricated.
又、上部軸受（36）の内周面には、この上記油溝（1）と重ならない位置で螺旋溝（6）が形成されている。この螺旋溝（6）の端部は、上記回転軸（23）の給油路（9）に連通する第２油孔（7b）に位置している。上記油貯留部（17）の潤滑油は、上記給油路（9）と第２油孔（7b）とを通じて螺旋溝（6）へ供給される。尚、この螺旋溝（6）の上端を、上記油溝（1）の下側に位置させたのは、この油溝（1）に係る給油量を増やすためである。 A spiral groove (6) is formed on the inner peripheral surface of the upper bearing (36) at a position that does not overlap the oil groove (1). The end of the spiral groove (6) is located in the second oil hole (7b) communicating with the oil supply passage (9) of the rotating shaft (23). The lubricating oil in the oil reservoir (17) is supplied to the spiral groove (6) through the oil supply passage (9) and the second oil hole (7b). The reason why the upper end of the spiral groove (6) is positioned below the oil groove (1) is to increase the amount of oil supplied to the oil groove (1).
又、この回転軸（23）には、上記給油路（9）に溜まったガスを抜くためのガス抜き孔が形成されていない。通常、このガス抜き孔は、上部軸受（36）の上側に開口している。通常の運転の場合には、このガス抜き孔から上記給油路（9）内のガスが排出されるが、高速運転の場合には、このガス抜き孔から上記給油路（9）の潤滑油が漏れだしてくる。本実施形態では、上述したように、上記油溝（1）の一端を上部軸受（36）の上端面よりも上側に位置させることで、高速運転時に洩れ出す潤滑油も上記油溝（1）へ供給できるようにしている。 Further, the rotary shaft (23) is not formed with a gas vent hole for venting the gas accumulated in the oil supply passage (9). Usually, this vent hole is opened above the upper bearing (36). In the normal operation, the gas in the oil supply passage (9) is discharged from the gas vent hole. In the high-speed operation, the lubricating oil in the oil supply passage (9) is discharged from the gas vent hole. A leak begins. In this embodiment, as described above, one end of the oil groove (1) is positioned above the upper end surface of the upper bearing (36), so that the lubricating oil that leaks during high-speed operation can also be removed from the oil groove (1). To supply to.
この変形例２では、上記回転軸（23）及び上記軸受（36）の摺動面に係る上端部へ積極的に上記油貯留部（17）の潤滑油を供給するようにした。ここで、この給油するための油溝（1）を回転軸（23）に形成したのは、回転軸（23）の回転に伴って油溝（1）の位置も周方向へ移動させることで摺動面の周方向全体へ給油できるようにするためである。これにより、回転軸（23）の片当たり時に、摺動面に係る上端部全周に確実に油膜を形成することができ、軸受（36）と回転軸（23）との焼き付きが防止される。これにより、従来よりも高速で回転式圧縮機（10）を運転することが可能となる。 In the second modification, the lubricating oil in the oil reservoir (17) is positively supplied to the upper ends of the rotating shaft (23) and the sliding surface of the bearing (36). Here, the oil groove (1) for supplying the oil is formed on the rotating shaft (23) by moving the position of the oil groove (1) in the circumferential direction as the rotating shaft (23) rotates. This is because oil can be supplied to the entire circumferential direction of the sliding surface. As a result, when the rotating shaft (23) comes into contact with each other, an oil film can be reliably formed on the entire circumference of the upper end portion of the sliding surface, and seizure between the bearing (36) and the rotating shaft (23) is prevented. . As a result, the rotary compressor (10) can be operated at a higher speed than in the prior art.
以上説明したように、本発明は、回転式圧縮機について有用である。 As described above, the present invention is useful for a rotary compressor.
1 クラウニング加工の曲面
10 揺動ピストン式圧縮機（回転式圧縮機）
19 シリンダ
26 第１バランスウエイト
27 第２バランスウエイト（バランスウエイト）
31 フロントヘッド
32 環状シリンダ部
35 リアヘッド
36 上部軸受
37 下部軸受
39 シリンダ室
40 ピストン
41 ブレード
1 Curved surface
10 Swing piston compressor (rotary compressor)
19 cylinders
26 1st balance weight
27 2nd balance weight (balance weight)
31 Front head
32 Annular cylinder
35 Rear head
36 Upper bearing
37 Lower bearing
39 Cylinder chamber
40 pistons
41 blade
Claims (2)
上記回転軸（23）を中空部に内嵌した電動機（20）の円筒状のロータ（22）と、
上記回転軸（23）の偏心部（14）を中空部に内嵌した圧縮機構（30）の環状のピストン（40）と、
上記回転軸（23）を上記ロータ（22）と上記ピストン（40）との間で摺動自在に支持する軸受（36）と、
上記回転軸（23）及び上記軸受（36）の摺動面に係るロータ（22）側の端部の焼き付きを防止する焼き付き防止部（1）と、
上記電動機（20）と上記圧縮機構（30）と上記回転軸（23）とを収容するケーシング（11）と、
上記ケーシング（11）内に上記圧縮機構（30）を潤滑する潤滑油を貯留する油貯留部（17）と、
上記回転軸（23）の軸心に対して偏心するように、上記ロータ（22）に係る上記軸受（36）から遠い側の端面に取り付けられたバランスウエイト（27）とを備え、
上記焼き付き防止部（1）は、上記回転軸（23）の内部に形成された給油路（9）を通じて上記油貯留部（17）から給油されるとともに、上記回転軸（23）側の摺動面を軸方向へ延びるように形成され且つ上記バランスウエイト（27）の偏心方向と反対方向に形成された油溝（1）であることを特徴とする回転式圧縮機。 Rotation axis (23),
A cylindrical rotor (22) of an electric motor (20) in which the rotating shaft (23) is fitted in a hollow portion;
An annular piston (40) of the compression mechanism (30) in which the eccentric portion (14) of the rotating shaft (23) is fitted in the hollow portion;
A bearing (36) that slidably supports the rotating shaft (23) between the rotor (22) and the piston (40);
A seizure preventing portion (1) for preventing seizure of the end portion on the rotor (22) side of the sliding surface of the rotating shaft (23) and the bearing (36);
A casing (11) that houses the electric motor (20), the compression mechanism (30), and the rotating shaft (23);
An oil reservoir (17) for storing lubricating oil for lubricating the compression mechanism (30) in the casing (11);
A balance weight (27) attached to an end surface far from the bearing (36) of the rotor (22) so as to be eccentric with respect to the axis of the rotating shaft (23),
The seizure prevention part (1) is supplied from the oil storage part (17) through an oil supply passage (9) formed in the rotary shaft (23) and slides on the rotary shaft (23) side. A rotary compressor characterized in that it is an oil groove (1) formed so as to extend in the axial direction and in a direction opposite to the eccentric direction of the balance weight (27).
上記回転軸（23）は、該回転軸（23）に係るロータ（22）側の先端を自由端とする片持ち状態で上記軸受（36）に摺動自在に支持されていることを特徴とする回転式圧縮機。 Oite to claim 1,
The rotary shaft (23) is slidably supported by the bearing (36) in a cantilevered state with the rotor (22) side tip of the rotary shaft (23) as a free end. Rotary compressor to do.
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