JP6350843B1 - Rotary shaft of rotary compressor and rotary compressor - Google Patents
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Abstract
【課題】回転軸の撓みを抑制して高効率化が可能なロータリ圧縮機の回転軸、及び、ロータリ圧縮機を提供する。【解決手段】回転軸の中間軸部17は、軸線Oに直交する断面で見た際に、主軸ピストンロータ14A及び副軸ピストンロータ14Bの偏心方向に交差する方向に凸となり、中間軸部17の外周面と軸線Oとの距離が最も大きくなる頂部17aを外周面上に有し、頂部17aは、偏心方向に直交して軸線Oを通過する仮想線Yに対して、回転方向Rの後方側に0度より大きく45度より小さい角度αでずれた位置に配置されている。【選択図】図3A rotary shaft of a rotary compressor and a rotary compressor capable of improving the efficiency by suppressing the deflection of the rotary shaft are provided. An intermediate shaft portion of a rotating shaft is convex in a direction intersecting with an eccentric direction of a main shaft piston rotor and a sub-shaft piston rotor when viewed in a cross section perpendicular to an axis. On the outer peripheral surface, and the apex 17a is rearward in the rotational direction R with respect to a virtual line Y passing through the axis O perpendicular to the eccentric direction. It is arranged at a position shifted by an angle α larger than 0 degree and smaller than 45 degrees. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、流体を圧縮するロータリ圧縮機の回転軸、及び、これを備えたロータリ圧縮機に関する。 The present invention relates to a rotary shaft of a rotary compressor that compresses a fluid, and a rotary compressor including the rotary shaft.
従来から、空気調和機等の冷凍サイクルに適用されるロータリ圧縮機が知られている。このようなロータリ圧縮機ではケーシング内に、回転軸と、回転軸を支持する軸受と、回転軸に偏心して取り付けられたピストンロータと、内部にピストンロータが配置されるシリンダとが主に設けられている。ロータリ圧縮機では、ピストンロータの回転によってシリンダ内に流入した流体(冷媒)を圧縮する。 Conventionally, a rotary compressor applied to a refrigeration cycle such as an air conditioner is known. In such a rotary compressor, a casing is mainly provided with a rotating shaft, a bearing that supports the rotating shaft, a piston rotor that is eccentrically attached to the rotating shaft, and a cylinder in which the piston rotor is disposed. ing. In the rotary compressor, the fluid (refrigerant) that flows into the cylinder by the rotation of the piston rotor is compressed.
ここで近年、ロータリ圧縮機では高効率化の要求が高まっている。このためピストンの押しのけ量を大きくすべく、ピストンを小型化する等の試みがなされているが、この場合、ピストンに作用する荷重が大きくなり回転軸に撓みが生じ易くなるといった問題がある。 In recent years, there has been an increasing demand for high efficiency in rotary compressors. For this reason, attempts have been made to reduce the size of the piston in order to increase the displacement of the piston. However, in this case, there is a problem that the load acting on the piston is increased and the rotating shaft is easily bent.
例えば特許文献1では、回転軸の主軸部と副軸部との間のスパンを小さくする等の手法を用いて回転軸の撓みを抑制しているが、回転軸の断面形状を最適化することで回転軸の撓みを抑制する手法も考えられる。
For example, in
本発明は、回転軸の撓みを抑制して高効率化が可能なロータリ圧縮機の回転軸、及び、ロータリ圧縮機を提供する。 The present invention provides a rotary shaft of a rotary compressor and a rotary compressor capable of increasing the efficiency by suppressing the deflection of the rotary shaft.
本発明の一の態様に係るロータリ圧縮機の回転軸は、圧縮室を内側に有するケーシングに対して回転可能に支持されて、軸線を中心として回転駆動されることで流体を潤滑油とともに圧縮可能なロータリ圧縮機の回転軸であって、前記軸線を中心として棒状に延びる軸本体と、前記軸本体に偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第一圧縮室に収容される主軸ピストンロータと、前記主軸ピストンロータと前記軸線の方向に離れて配置され、前記主軸ピストンロータとは180度位相が異なる方向に前記軸本体に対して偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第二圧縮室に収容される副軸ピストンロータと、周囲に前記潤滑油が存在し、前記主軸ピストンロータと前記副軸ピストンロータとに挟まれた位置で前記軸本体に設けられた中間軸部とを備え、前記中間軸部は、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記主軸ピストンロータ及び前記副軸ピストンロータの偏心方向に交差する方向に凸となり、前記中間軸部の外周面と前記軸線との距離が最も大きくなる頂部を前記外周面上に有し、前記頂部は、前記軸線を挟んで対称の位置に一対設けられ、前記中間軸部を前記軸線に直交する断面で見た際に、前記中間軸部は、前記主軸ピストンロータの外周縁と前記副軸ピストンロータの外周縁とが重なる一領域から、前記頂部の回転方向の前方側の部分のみが一部、径方向内側に向かって削り取られたような形状をなしていることで、前記頂部は、前記偏心方向に直交して前記軸線を通過する仮想線に対して、回転方向の後方側に0度より大きく45度より小さい角度でずれた位置に配置されている。 The rotary shaft of the rotary compressor according to one aspect of the present invention is rotatably supported with respect to the casing having the compression chamber inside, and can be compressed with the lubricating oil by being driven to rotate about the axis. A rotary shaft of the rotary compressor, the shaft main body extending in a rod shape around the axis, the main shaft piston rotor being eccentrically provided in the shaft main body and accommodated in the first compression chamber of the compression chamber; The main shaft piston rotor is disposed away from the main shaft piston rotor in the direction of the axis, and is provided eccentrically with respect to the main shaft body in a direction different in phase by 180 degrees from the main shaft piston rotor. And an intermediate shaft portion provided in the shaft main body at a position sandwiched between the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor. The intermediate shaft portion is convex in a direction intersecting the eccentric direction of the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor when viewed in a cross section orthogonal to the axis, and the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion The top portion having the largest distance to the axis line is provided on the outer peripheral surface, the top portions are provided in pairs symmetrically across the axis line, and the intermediate shaft portion is seen in a cross section orthogonal to the axis line. In the meantime, the intermediate shaft portion is partly in a radial inner side from a region where the outer peripheral edge of the main shaft piston rotor and the outer peripheral edge of the sub shaft piston rotor overlap each other only in the front side portion in the rotational direction of the top portion. The top portion has a shape that is cut away toward the center of the imaginary line, and the top portion is 45 degrees greater than 0 degree on the rear side in the rotational direction with respect to a virtual line that passes through the axis perpendicular to the eccentric direction. In a position shifted by a smaller angle It is location.
このようなロータリ圧縮機の回転軸によれば、中間軸部の頂部が偏心方向に直交して軸線を通る仮想線に対して回転方向の後方側に0度より大きく45度より小さい角度でずれた位置に配置されている。即ち、偏心方向に直交して軸線を通る仮想線上に頂部が配置されず、仮想線に対して回転方向の後方側にずれた位置で、中間軸部の径が最も大きくなる。よって頂部が設けられた位置で中間軸部の断面二次モーメントを大きくすることができ、中間軸部の剛性を向上できる。
ここで、圧縮時の最大荷重は、中間軸部に対して、仮想線から回転方向の後方側に5度より大きく41度より小さい範囲で作用するとの知見が得られた。本態様では頂部が、仮想線に対して回転方向の後方側に0度より大きく45度より小さい角度でずれた位置に配置されてこの位置で剛性が高くなっているので、頂部よりも回転方向の前方側での中間軸部の太さが円柱形状に比べて細くなっていたとしても、強度を十分に確保できる。よって中間軸部の軽量化を図りつつ、強度の確保が可能である。よって各ピストンロータからの圧縮時の荷重が回転軸に作用した際にも、回転軸の撓み変形を抑えることが可能となる。
また、上記のロータリ圧縮機の回転軸では、前記頂部は、前記軸線を挟んで対称の位置に一対設けられている。このように対称な位置に頂部を設けることで、中間軸部の強度を確保しつつ円滑に潤滑油を案内し、回転軸の回転時の撹拌ロスをさらに低減することができる。さらに、回転時に中間軸部の頂部の位置に作用する遠心力を一対の頂部同士で打消し合い、回転軸の回転時の安定性を向上できる。
According to the rotary shaft of such a rotary compressor, the top portion of the intermediate shaft portion is displaced at an angle larger than 0 degree and smaller than 45 degrees on the rear side in the rotational direction with respect to a virtual line passing through the axis line perpendicular to the eccentric direction. It is arranged at the position. That is, the top portion is not arranged on the imaginary line passing through the axis perpendicular to the eccentric direction, and the diameter of the intermediate shaft portion is the largest at a position shifted to the rear side in the rotation direction with respect to the imaginary line. Therefore, the cross-sectional secondary moment of the intermediate shaft portion can be increased at the position where the top portion is provided, and the rigidity of the intermediate shaft portion can be improved.
Here, it was found that the maximum load during compression acts on the intermediate shaft portion in the range of more than 5 degrees and less than 41 degrees from the imaginary line to the rear side in the rotation direction. In this aspect, the top portion is arranged at a position shifted by an angle larger than 0 degrees and smaller than 45 degrees on the rear side in the rotation direction with respect to the imaginary line, and the rigidity is higher at this position. Even if the thickness of the intermediate shaft portion on the front side of the is thinner than that of the columnar shape, sufficient strength can be secured. Therefore, it is possible to ensure the strength while reducing the weight of the intermediate shaft portion. Therefore, even when a compression load from each piston rotor acts on the rotation shaft, it is possible to suppress the bending deformation of the rotation shaft.
In the rotary shaft of the rotary compressor, a pair of the top portions are provided at symmetrical positions with the axis line interposed therebetween. By providing the tops at symmetrical positions in this way, it is possible to smoothly guide the lubricating oil while ensuring the strength of the intermediate shaft portion, and to further reduce the stirring loss during rotation of the rotating shaft. Furthermore, the centrifugal force acting on the position of the top portion of the intermediate shaft portion during rotation can be canceled out by the pair of top portions, and the stability during rotation of the rotating shaft can be improved.
また、上記のロータリ圧縮機の回転軸では、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記中間軸部の外周面は、前記主軸ピストンロータの外周縁と前記副軸ピストンロータの外周縁とが重なる一領域内に配置されていてもよい。 Further, in the rotary shaft of the rotary compressor, when viewed in a cross section orthogonal to the axis, the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion is an outer peripheral edge of the main shaft piston rotor and an outer peripheral edge of the auxiliary shaft piston rotor. May be arranged in a region where the two overlap.
このような構成によれば、中間軸部の外周面を頂部の回転方向前方側で削り取るようにして頂部が形成されていることになる。よって、回転軸が回転した際に中間軸部周りの潤滑油が、中間軸部の頂部に向かって滑らかに案内され、回転方向の後方に向けて中間軸部の外周面に沿って滑らかに流通する。従って潤滑油の撹拌ロスを低減することができる。 According to such a configuration, the top portion is formed by scraping the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion on the front side in the rotational direction of the top portion. Therefore, when the rotating shaft rotates, the lubricating oil around the intermediate shaft portion is smoothly guided toward the top of the intermediate shaft portion, and smoothly flows along the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion toward the rear in the rotation direction. To do. Therefore, it is possible to reduce the stirring loss of the lubricating oil.
本発明の一の態様に係るロータリ圧縮機の回転軸は、圧縮室を内側に有するケーシングに対して回転可能に支持されて、軸線を中心として回転駆動されることで流体を潤滑油とともに圧縮可能なロータリ圧縮機の回転軸であって、前記軸線を中心として棒状に延びる軸本体と、前記軸本体に偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第一圧縮室に収容される主軸ピストンロータと、前記主軸ピストンロータと前記軸線の方向に離れて配置され、前記主軸ピストンロータとは180度位相が異なる方向に前記軸本体に対して偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第二圧縮室に収容される副軸ピストンロータと、周囲に前記潤滑油が存在し、前記主軸ピストンロータと前記副軸ピストンロータとに挟まれた位置で前記軸本体に設けられた中間軸部とを備え、前記中間軸部は、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記主軸ピストンロータ及び前記副軸ピストンロータの偏心方向に交差する方向に凸となり、前記中間軸部の外周面と前記軸線との距離が最も大きくなる頂部を前記外周面上に有し、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記中間軸部の外周面は、前記主軸ピストンロータの外周縁と前記副軸ピストンロータの外周縁とが重なる一領域内に配置され、前記頂部は、前記偏心方向に直交して前記軸線を通過する仮想線に対して回転方向の後方側に0度より大きく5度より小さい角度でずれた位置に配置されている。 The rotary shaft of the rotary compressor according to one aspect of the present invention is rotatably supported with respect to the casing having the compression chamber inside, and can be compressed with the lubricating oil by being driven to rotate about the axis. A rotary shaft of the rotary compressor, the shaft main body extending in a rod shape around the axis, the main shaft piston rotor being eccentrically provided in the shaft main body and accommodated in the first compression chamber of the compression chamber; The main shaft piston rotor is disposed away from the main shaft piston rotor in the direction of the axis, and is provided eccentrically with respect to the main shaft body in a direction different in phase by 180 degrees from the main shaft piston rotor. And an intermediate shaft portion provided in the shaft main body at a position sandwiched between the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor. The intermediate shaft portion is convex in a direction intersecting the eccentric direction of the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor when viewed in a cross section orthogonal to the axis, and the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion The top portion having the largest distance to the axis line is provided on the outer peripheral surface, and when viewed in a cross section perpendicular to the axis line, the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion is connected to the outer peripheral edge of the main shaft piston rotor and the sub-axis. It is arranged in a region where the outer peripheral edge of the axial piston rotor overlaps, and the top portion is greater than 0 degree and more than 5 degrees on the rear side in the rotational direction with respect to a virtual line passing through the axis line perpendicular to the eccentric direction. that it is located in offset at a small angle position.
このような構成によれば、中間軸部の外周面を頂部の回転方向前方側で削り取るようにして頂部が形成されていることになるが、この場合であっても、頂部の回転方向前方側で極端に中間軸部の径が小さくなることがなく、中間軸部の強度を十分に確保できる。 According to such a configuration, the top portion is formed by scraping the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion on the front side in the rotational direction of the top portion. Thus, the diameter of the intermediate shaft portion is not extremely reduced, and the strength of the intermediate shaft portion can be sufficiently secured.
また、上記のロータリ圧縮機の回転軸では、前記中間軸部の外周面は、前記一領域の外縁の内側に配置されて前記頂部から回転方向の前方に向かって軸線から離れる方向に凸状に湾曲して延びる頂部側曲面と、前記頂部側曲面に滑らかに連続するとともに、前記偏心方向に延びる仮想線と前記一領域の外縁との交点を含む位置に設けられて該一領域の外縁に沿って延びる偏心側曲面とを有していてもよい。 Further, in the rotary shaft of the rotary compressor described above, the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion is disposed inside the outer edge of the one region and is convex in a direction away from the axis from the top toward the front in the rotation direction. A curved surface that extends in a curved manner, and continues smoothly to the curved surface on the top side, and is provided at a position including an intersection of an imaginary line extending in the eccentric direction and an outer edge of the one region, along the outer edge of the one region. And an eccentric-side curved surface that extends.
このように中間軸部の外周面として頂部側曲面と偏心側曲面を設けることで、頂部よりも回転方向前方側で、上記の交点の位置から中間軸部の外周面に頂部に向かって滑らかな曲面が形成される。よって潤滑油が回転軸によって撹拌された際に偏心側曲面から頂部側曲面に向かって、これらの面に案内されて滑らかに流通する。従って頂部を有する中間軸部であっても潤滑油の撹拌ロスを低減することができる。 By providing the top side curved surface and the eccentric side curved surface as the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion in this way, the outer surface of the intermediate shaft portion is smooth toward the top from the position of the above intersection at the front side in the rotational direction than the top portion. A curved surface is formed. Therefore, when the lubricating oil is agitated by the rotating shaft, it smoothly flows from the eccentric curved surface toward the top curved surface. Therefore, even if it is the intermediate shaft part which has a top part, the stirring loss of lubricating oil can be reduced.
本発明の一の態様に係るロータリ圧縮機の回転軸は、圧縮室を内側に有するケーシングに対して回転可能に支持されて、軸線を中心として回転駆動されることで流体を潤滑油とともに圧縮可能なロータリ圧縮機の回転軸であって、前記軸線を中心として棒状に延びる軸本体と、前記軸本体に偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第一圧縮室に収容される主軸ピストンロータと、前記主軸ピストンロータと前記軸線の方向に離れて配置され、前記主軸ピストンロータとは180度位相が異なる方向に前記軸本体に対して偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第二圧縮室に収容される副軸ピストンロータと、周囲に前記潤滑油が存在し、前記主軸ピストンロータと前記副軸ピストンロータとに挟まれた位置で前記軸本体に設けられた中間軸部とを備え、前記中間軸部は、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記主軸ピストンロータ及び前記副軸ピストンロータの偏心方向に交差する方向に凸となり、前記中間軸部の外周面と前記軸線との距離が最も大きくなる頂部を前記外周面上に有し、前記頂部は、前記偏心方向に直交して前記軸線を通過する仮想線に対して、回転方向の後方側に0度より大きく45度より小さい角度でずれた位置に配置され、前記頂部は、前記軸線を挟んで対称の位置に一対設けられ、一対の前記頂部の各々では、前記偏心方向に直交する方向に対する前記回転方向の後方側への角度のずれ量が互いに異なっている。
The rotary shaft of the rotary compressor according to one aspect of the present invention is rotatably supported with respect to the casing having the compression chamber inside, and can be compressed with the lubricating oil by being driven to rotate about the axis. A rotary shaft of the rotary compressor, the shaft main body extending in a rod shape around the axis, the main shaft piston rotor being eccentrically provided in the shaft main body and accommodated in the first compression chamber of the compression chamber; The main shaft piston rotor is disposed away from the main shaft piston rotor in the direction of the axis, and is provided eccentrically with respect to the main shaft body in a direction different in phase by 180 degrees from the main shaft piston rotor. And an intermediate shaft portion provided in the shaft main body at a position sandwiched between the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor. The intermediate shaft portion is convex in a direction intersecting the eccentric direction of the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor when viewed in a cross section orthogonal to the axis, and the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion On the outer peripheral surface, the apex having the largest distance from the axis is on the outer peripheral surface, and the apex is at 0 degrees on the rear side in the rotational direction with respect to the virtual line passing through the axis perpendicular to the eccentric direction. The tops are arranged at positions shifted by an angle of less than 45 degrees, and a pair of the tops are provided at symmetrical positions across the axis, and each of the tops has a rotational direction relative to a direction orthogonal to the eccentric direction. amount of deviation of the angle of the rearward side that differ from each other.
このような場合にも中間軸部の強度を確保しつつ円滑に潤滑油を案内し、回転軸の回転時の撹拌ロスを低減することができる。 Even in such a case, it is possible to smoothly guide the lubricating oil while ensuring the strength of the intermediate shaft portion, and to reduce stirring loss during rotation of the rotating shaft.
また、本発明の一の態様に係るロータリ圧縮機は、上記の回転軸と、前記回転軸を回転駆動する駆動部と、前記回転軸及び前記駆動部を収容するとともに、前記第一圧縮室及び前記第二圧縮室を内側に有するケーシングと、を備えている。 In addition, a rotary compressor according to an aspect of the present invention includes the rotary shaft, a drive unit that rotationally drives the rotary shaft, the rotary shaft and the drive unit, and the first compression chamber and A casing having the second compression chamber inside.
このようなロータリ圧縮機によれば、上記の回転軸を備えることで、回転軸が回転した際に中間軸部周りの潤滑油が、中間軸部の頂部に向かって滑らかに案内され、回転方向の後方に向けて中間軸部の外周面を滑らかに流通し、潤滑油の撹拌ロスを低減することができる。頂部が設けられていない場合に比べて中間軸部の断面二次モーメントを大きくすることが可能となり、回転軸の撓み変形を抑えることが可能となる。 According to such a rotary compressor, by providing the above rotating shaft, the lubricating oil around the intermediate shaft portion is smoothly guided toward the top of the intermediate shaft portion when the rotating shaft rotates, and the rotation direction It is possible to smoothly circulate the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion toward the rear of the shaft, and to reduce the stirring loss of the lubricating oil. Compared with the case where the top portion is not provided, it is possible to increase the cross-sectional secondary moment of the intermediate shaft portion, and it is possible to suppress the bending deformation of the rotating shaft.
上記のロータリ圧縮機の回転軸、及び、ロータリ圧縮機によれば、上記の構成により、回転軸の撓みを抑制して高効率化が可能である。 According to the rotary shaft of the rotary compressor and the rotary compressor described above, the above configuration can suppress the deflection of the rotary shaft and increase the efficiency.
以下、本発明の実施形態に係るロータリ圧縮機1について説明する。
図1に示すようにロータリ圧縮機1は、駆動部18と、駆動部18によって回転駆動される回転軸15と、駆動部18及び回転軸15を収容するケーシング11とを備えている。このロータリ圧縮機1は、ケーシング11の内側下部で圧縮室Sが上下2段に設けられた、いわゆる2気筒タイプのロータリ圧縮機1である。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1, the
ケーシング11は軸線Oを中心とした円筒状をなし、ケーシング11の内側の下部には上下方向の間隔をあけて二つのディスク状のシリンダ12A、12Bが設けられている。上側のシリンダを主軸側シリンダ12Aとし、下側のシリンダを副軸側シリンダ12Bとする。
これらシリンダ12A、12Bの内部には、それぞれ円筒状のシリンダ内壁面12S1、12S2が形成されている。そして主軸側シリンダ12Aのシリンダ内壁面12S1によって第一圧縮室S1が画成され、副軸側シリンダ12Bのシリンダ内壁面12S2によって第二圧縮室S2が画成されている。上下のシリンダ12A、12Bの間には、ディスク状の仕切板10が設けられている。仕切板10により、第一圧縮室S1と第二圧縮室S2とは仕切られている。
The
Cylindrical cylinder inner wall surfaces 12S1 and 12S2 are formed in the
ケーシング11の側面、即ち外周面には、主軸側シリンダ12A、副軸側シリンダ12Bの外周面に対向する位置に、開口22A、22Bが形成されている。各シリンダ12A、12Bには開口22A、22Bに対向した位置に第一圧縮室S1及び第二圧縮室S2に連通する吸入ポート23A、23Bが形成されている。
Openings 22 </ b> A and 22 </ b> B are formed on the side surface of the
ケーシング11には、ケーシング11内に冷媒(流体)を導入する前に、上部の吸入口24aから取り込んだ冷媒の気液分離を行うアキュムレータ24がステー25を介して固定されている。アキュムレータ24には、アキュムレータ24で気液分離された冷媒の気相をケーシング11内の第一圧縮室S1及び第二圧縮室S2に導入するための吸入管26A、26Bが設けられている。吸入管26A、26Bの先端部は開口22A、22Bを通して吸入ポート23A、23Bに接続されている。
An
またケーシング11の上部には、第一圧縮室S1及び第二圧縮室S2で圧縮された冷媒が吐出される吐出口27が設けられている。
A
駆動部18は電動モータであって、主軸側シリンダ12Aの上方でケーシング11の内面に固定されたステータ20と、ステータ20の内側でステータ20に対向するように配置されたロータ19とを有している。
The
図2に示すように回転軸15は、軸線Oを中心として軸線Oの方向に延びる棒状をなす軸本体16と、軸本体16に設けられた主軸ピストンロータ14A及び副軸ピストンロータ14Bと、主軸ピストンロータ14A及び副軸ピストンロータ14Bに軸線Oの方向に挟まれた位置に配置された中間軸部17とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
軸本体16は、駆動部18のロータ19に嵌入されて設けられ、駆動部18への電力供給によってロータ19とともに軸線O回りに回転する。この軸本体16は、主軸側シリンダ12Aの上部に設けられた上部軸受17A、及び副軸側シリンダ12Bの下部に設けられた下部軸受17Bによって、回転可能にケーシング11に支持されている。
The
主軸ピストンロータ14Aは、軸本体16に設けられて第一圧縮室S1に収容され、軸本体16とともに軸線O回りに回転する。主軸ピストンロータ14Aは、軸本体16と一体に形成されて、軸線Oに平行な偏心軸O1を中心とした円柱状をなす主軸側偏心軸部13Aに外嵌されており、環状をなしている。これにより、主軸ピストンロータ14Aは軸本体16が回転すると軸本体16に対して偏心して回転する。
The main shaft piston rotor 14 </ b> A is provided in the shaft
副軸ピストンロータ14Bは、軸本体16に設けられて第二圧縮室S2に収容され、軸本体16とともに軸線O回りに回転する。副軸ピストンロータ14Bは、軸本体16と一体に形成されて、軸線O及び偏心軸O1に平行な偏心軸O2を中心とした円柱状をなす副軸側偏心軸部13Bに外嵌されており、環状をなしている。偏心軸O2は軸線Oを挟んで偏心軸O1と対称な位置に配置されている。
即ち、主軸ピストンロータ14Aと副軸ピストンロータ14Bとは、軸本体16に対して180度位相が異なる方向に偏心した状態で回転する。
The sub-shaft piston rotor 14 </ b> B is provided in the
That is, the main
ここで回転軸15は、主軸ピストンロータ14Aを設けた主軸部分と副軸ピストンロータ14Bを設けた副軸部分とを別々に製造してこれらを接合して形成してもよいし、一体で形成してもよい。主軸部分と副軸部分は互いに外径が異なっていてもよい。
Here, the
次に中間軸部17について説明する。
図2に示すように、中間軸部17は主軸ピストンロータ14Aと副軸ピストンロータ14Bとで軸線Oの方向に挟まれる位置に設けられている。即ち中間軸部17は、ケーシング11内で主軸側シリンダ12Aと副軸側シリンダ12Bとの間に配置されている。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、中間軸部17を軸線Oに直交する断面で見た際に、中間軸部17の外周面は、主軸ピストンロータ14Aの外周縁14Aaと副軸ピストンロータ14Bの外周縁14Baとが重なる一領域AR内に配置されている。より詳細には、本実施形態では主軸側偏心軸部13Aの外周縁13Aaと、副軸側偏心軸部13Bの外周縁13Baとが重なる領域内に配置されている。
As shown in FIG. 3, when the
即ち、中間軸部17の断面形状は略楕円状、ラグビーボール形状、又はアーモンド形状をなしている。これにより中間軸部17は、軸線Oの方向の全域にわたって偏心軸O1、O2と軸線Oとを結んだ仮想線Xが延びる方向である偏心方向に対して交差する方向の両側に凸となる一対の頂部17aを有している。
That is, the cross-sectional shape of the
一対の頂部17aは、軸線Oを挟んで対称となる位置に設けられている。各々の頂部17aは、偏心方向に直交する方向に延びる仮想線Yに対して回転軸15の回転方向Rの後方側に角度αずれた位置に配置されていることで、この角度αの位置で最も中間軸部17の外径寸法が大きくなっている。また、中間軸部17の外径寸法は、偏心方向で最も小さくなっている。
The pair of
頂部17aの外周面は、一領域ARの外縁である外周縁13Aa、13Baと離れた位置、即ち外縁よりも径方向内側に配置されて、頂部17aから回転方向Rの前方に向かって軸線Oから離れる方向に凸状に湾曲する円弧状の頂部側曲面17bと、頂部17aに連続する円弧状の偏心側曲面17cとを有している。
The outer peripheral surface of the
本実施形態では頂部17aが一対設けられているので、軸線Oを挟んで対称の位置に一対の頂部側曲面17bが設けられている。
ここで頂部側曲面17bの曲率半径は、中間軸部17の断面二次モーメントを大きく保つためできるだけ大きい方が好ましい。
In the present embodiment, since a pair of
Here, the radius of curvature of the top-side
偏心側曲面17cは、頂部17aの回転方向前方で角の無い状態で頂部側曲面17bに滑らかに連続している。そして、偏心側曲面17cは、上記の偏心方向に延びる仮想線Xと一領域ARの外縁との交点Pを含む位置に設けられて、外縁に沿って外縁上に延びている。
The eccentric-side
本実施形態では頂部17aが一対設けられているので、軸線Oを挟んで対称の位置の一対の偏心側曲面17cが設けられている。これにより、一方の偏心側曲面17cは、一方の頂部17aから回転方向R前方に延びる一方の頂部側曲面17bに、回転方向R前方で連続して一領域ARの外縁に沿って延びるとともに、他方の頂部17aに接続されている。また他方の偏心側曲面17cは、他方の頂部17aから回転方向Rの前方に延びる他方の頂部側曲面17bに回転方向R前方で連続し、一領域ARの外縁に沿って延びるとともに、一方の頂部17aに接続されている。
換言すると、中間軸部17は頂部側曲面17bによって、中間軸部17は、略楕円状、ラグビーボール形状、又はアーモンド形状から、頂部17aの回転方向の前方の部分が一部、径方向内側に向かって削り取られたような形状をなしている。
ここで、頂部側曲面17bを加工する際には、削り量を抑えつつ加工するため、例えば加工円の中心を仮想線Yに対して回転軸15の回転方向Rの後方側に配置して、円弧状に中間軸部17を削ることが可能である。さらに、頂部側曲面17bと、この頂部側曲面17bと回転方向R前方に連続する偏心側曲面17cとの接続点までの仮想線Yからの角度δは角度αよりも大きい値となっているが(α<δ)、δはできるだけαに近い値であるとよい。
In the present embodiment, since a pair of
In other words, the
Here, when processing the top side curved
ここで、上記角度αの値は、本実施形態では例えば0度より大きく5度より小さい値となっている。
図4(a)、図4(b)、及び表1に示すように、いずれの条件(HP(吐出側圧力)/LP(吸込側圧力))においても、中間軸部17には、偏心方向に直交する方向に延びる仮想線Yを基準として回転方向R後方に向かって5度より大きく41度より小さい範囲で最大のガス荷重が作用することが実験結果により確認できた。即ち、最大ガス荷重が作用する範囲はα=5度〜41度の範囲である。
Here, the value of the angle α is, for example, a value larger than 0 degree and smaller than 5 degrees in the present embodiment.
As shown in FIGS. 4A and 4B and Table 1, in any condition (HP (discharge side pressure) / LP (suction side pressure)), the
以上で説明した本実施形態のロータリ圧縮機1によれば、中間軸部17の頂部17aが偏心方向に直交する方向に対して、回転方向Rの後方側に0度より大きく5度より小さい角度でずれた位置に配置されている。即ち、偏心方向に直交する方向に延びる仮想線Y上に頂部17aが配置されていない。
According to the
従って、頂部17aが設けられた位置では中間軸部の径が最も大きくなるため、この位置で中間軸部の断面二次モーメントを大きくすることができ、中間軸部の剛性を向上できる。よって各ピストンロータ14A、14Bに圧縮時の荷重が作用した際にも、回転軸15の撓み変形を抑えることが可能となる。
Therefore, since the diameter of the intermediate shaft portion is the largest at the position where the
特に圧縮時の最大荷重は上記の図4(a)、図4(b)、及び表1に示す通り中間軸部17に対して回転方向Rの後方側に5度以上41度以下の範囲で作用するとの知見が得られた。よって頂部17aよりも回転方向Rの前方側には圧縮時の最大荷重は作用しない。
In particular, the maximum load during compression is in the range of 5 degrees or more and 41 degrees or less on the rear side in the rotation direction R with respect to the
この点に関し、本実施形態では頂部17aを偏心方向に直交する方向に対して回転方向Rの後方側に0度より大きく5度より小さい角度αだけずれた位置に配置しているので、頂部17aよりも回転方向Rの前方側での中間軸部17の太さが円柱形状に比べて細くなっている。
しかし、この中間軸部17の太さが細くなっている部分には、上記の通り圧縮時に作用する荷重は、最大荷重よりも小さくなっていため、上記の位置に頂部17aを設けても中間軸部17の強度を十分に確保できる。そして中間軸部17の軽量化も図ることができる。
In this regard, in this embodiment, the
However, in the portion where the thickness of the
また、本実施形態では中間軸部17の外周面は、主軸ピストンロータ14Aの外周縁と副軸ピストンロータ14Bの外周縁とが重なる一領域AR内に配置され、中間軸部17の外周面を頂部17aの回転方向Rの前方側で削り取るようにして頂部17aが形成されている。このため、回転軸15が回転した際に、中間軸部17周りに存在する潤滑油が、中間軸部17の頂部17aに向かって滑らかに案内され、回転方向Rの後方に向けて中間軸部17の外周面を滑らかに流通する。従って、回転時に潤滑油が中間軸部17によって撹拌される際の撹拌ロスを低減することができる。
In the present embodiment, the outer peripheral surface of the
特に本実施形態では、中間軸部17の外周面として頂部側曲面17bと偏心側曲面17cを設けることで、頂部17aよりも回転方向Rの前方側で、中間軸部17の外周面に上記交点Pから頂部17aに向かって角の無い滑らかな曲面が形成される。よって、潤滑油が回転軸15によって撹拌された際に、偏心側曲面17cから頂部側曲面17bに向かって、潤滑油がこれらの面に案内されて滑らかに流通する。従って頂部17aを有する中間軸部17であっても潤滑油の撹拌ロスを低減することができる。
In particular, in the present embodiment, by providing the top side curved
さらに、軸線Oを挟んで対称位置に一対の頂部17aを設けることで、中間軸部17の強度を確保しつつ中間軸部17の外周面で円滑に潤滑油を案内し、潤滑油の撹拌ロスをさらに低減することができる。さらに、回転時には、中間軸部17の頂部17aの位置に作用する遠心力を頂部17a同士で打消し合い、回転軸15の回転時の安定性を向上できる。
Furthermore, by providing a pair of
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、図5に示すように頂部17aは一か所にのみ設けてもよい。そしてこの頂部17aは偏心方向に直交する仮想線Yに対して回転方向Rの後方に0度より大きく5度より小さい角度βずれた位置に配置されている。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
For example, as shown in FIG. 5, the
さらに、図6に示すように、頂部17aは一対設けられており、各々の頂部17aが配置される位置は、偏心方向に直交する仮想線Yに対して回転方向Rの後方に角度θ1、θ2ずれた位置に配置されている。θ1、θ2は互いに異なる角度であって、いずれも偏心方向に直交する仮想線Yに対して回転方向Rの後方に0度より大きく5度より小さい角度となっている。
Further, as shown in FIG. 6, a pair of
また中間軸部17の頂部側曲面17bは円弧状の曲面に限定されることなく、例えば平面状に形成されてもよい。
Further, the top side curved
また、頂部17aは、一領域ARの外部に配置されてもよい。
Moreover, the
また上記の角度α、β、θ1、θ2は、一例として0度より大きく5度より小さい値としたが、これに限定されることはない。即ち、中間軸部17に最大荷重が作用する位置に軸線Oとの距離が最も大きくなる頂部17aが位置すればよいので、α、β、θ1、θ2の値は0度より大きく45度より小さくなっていればよい。特に頂部17aが、一領域ARの外部に配置されている場合には、頂部17aの回転方向Rの後方で極端に中間軸部17の径が小さくなることがなくなるので、この点を考慮してα、β、θ1、θ2を上述のように0度より大きく5度より小さい値に限定しなくともよい。
The angles α, β, θ1, and θ2 are set to values larger than 0 degree and smaller than 5 degrees as an example, but are not limited thereto. That is, it is only necessary that the
1…ロータリ圧縮機
10…仕切板
11…ケーシング
12A…主軸側シリンダ
12B…副軸側シリンダ
12S1、12S2…シリンダ内壁面
13A…主軸側偏心軸部
13B…副軸側偏心軸部
13Aa、13Ba…外周縁
14A…主軸ピストンロータ
14B…副軸ピストンロータ
14Aa、14Ba…外周縁
15…回転軸
16…軸本体
18…駆動部
17…中間軸部
17a…頂部
17b…頂部側曲面
17c…偏心側曲面
19…ロータ
20…ステータ
22A…開口
22B…開口
23A…吸入ポート
23B…吸入ポート
24…アキュムレータ
24a…吸入口
25…ステー
26A…吸入管
26B…吸入管
27…吐出口
S…圧縮室
S1…第一圧縮室
S2…第二圧縮室
R…回転方向
O…軸線
O1…偏心軸
O2…偏心軸
AR…一領域
X…仮想線
P…交点
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記軸線を中心として棒状に延びる軸本体と、
前記軸本体に偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第一圧縮室に収容される主軸ピストンロータと、
前記主軸ピストンロータと前記軸線の方向に離れて配置され、前記主軸ピストンロータとは180度位相が異なる方向に前記軸本体に対して偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第二圧縮室に収容される副軸ピストンロータと、
周囲に前記潤滑油が存在し、前記主軸ピストンロータと前記副軸ピストンロータとに挟まれた位置で前記軸本体に設けられた中間軸部と
を備え、
前記中間軸部は、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記主軸ピストンロータ及び前記副軸ピストンロータの偏心方向に交差する方向に凸となり、前記中間軸部の外周面と前記軸線との距離が最も大きくなる頂部を前記外周面上に有し、
前記頂部は、前記軸線を挟んで対称の位置に一対設けられ、
前記中間軸部を前記軸線に直交する断面で見た際に、前記中間軸部は、前記主軸ピストンロータの外周縁と前記副軸ピストンロータの外周縁とが重なる一領域から、前記頂部の回転方向の前方側の部分のみが一部、径方向内側に向かって削り取られたような形状をなしていることで、前記頂部は、前記偏心方向に直交して前記軸線を通過する仮想線に対して、回転方向の後方側に0度より大きく45度より小さい角度でずれた位置に配置されているロータリ圧縮機の回転軸。 A rotary shaft of a rotary compressor that is rotatably supported with respect to a casing having a compression chamber on the inside, and is capable of compressing fluid together with lubricating oil by being driven to rotate about an axis,
A shaft body extending in a rod shape around the axis;
A spindle piston rotor that is eccentrically provided in the shaft body and is accommodated in a first compression chamber of the compression chambers;
The main shaft piston rotor and the main shaft piston rotor are arranged away from each other in the direction of the axis, and are eccentric with respect to the main shaft body in a direction different in phase by 180 degrees from the main shaft piston rotor. A countershaft piston rotor to be accommodated;
An intermediate shaft provided in the shaft main body at a position sandwiched between the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor;
The intermediate shaft portion, when viewed in a cross section perpendicular to the axis, is convex in a direction intersecting the eccentric direction of the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor, and the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion and the axis On the outer peripheral surface having the largest distance of
A pair of the top portions are provided at symmetrical positions across the axis,
When the intermediate shaft portion is viewed in a cross section perpendicular to the axis, the intermediate shaft portion rotates from the region where the outer peripheral edge of the main shaft piston rotor and the outer peripheral edge of the sub-axis piston rotor overlap. Only the portion on the front side in the direction is partially cut away toward the inner side in the radial direction, so that the top portion is perpendicular to the eccentric direction and passes through the axis. And a rotary shaft of the rotary compressor disposed at a position shifted at an angle larger than 0 degree and smaller than 45 degrees on the rear side in the rotation direction.
前記軸線を中心として棒状に延びる軸本体と、
前記軸本体に偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第一圧縮室に収容される主軸ピストンロータと、
前記主軸ピストンロータと前記軸線の方向に離れて配置され、前記主軸ピストンロータとは180度位相が異なる方向に前記軸本体に対して偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第二圧縮室に収容される副軸ピストンロータと、
周囲に前記潤滑油が存在し、前記主軸ピストンロータと前記副軸ピストンロータとに挟まれた位置で前記軸本体に設けられた中間軸部と
を備え、
前記中間軸部は、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記主軸ピストンロータ及び前記副軸ピストンロータの偏心方向に交差する方向に凸となり、前記中間軸部の外周面と前記軸線との距離が最も大きくなる頂部を前記外周面上に有し、
前記軸線に直交する断面で見た際に、前記中間軸部の外周面は、前記主軸ピストンロータの外周縁と前記副軸ピストンロータの外周縁とが重なる一領域内に配置され、
前記頂部は、前記偏心方向に直交して前記軸線を通過する仮想線に対して回転方向の後方側に0度より大きく5度より小さい角度でずれた位置に配置されているロータリ圧縮機の回転軸。 A rotary shaft of a rotary compressor that is rotatably supported with respect to a casing having a compression chamber on the inside, and is capable of compressing fluid together with lubricating oil by being driven to rotate about an axis,
A shaft body extending in a rod shape around the axis;
A spindle piston rotor that is eccentrically provided in the shaft body and is accommodated in a first compression chamber of the compression chambers;
The main shaft piston rotor and the main shaft piston rotor are arranged away from each other in the direction of the axis, and are eccentric with respect to the main shaft body in a direction different in phase by 180 degrees from the main shaft piston rotor. A countershaft piston rotor to be accommodated;
An intermediate shaft portion provided in the shaft main body at a position where the lubricating oil is present around and sandwiched between the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor;
With
The intermediate shaft portion, when viewed in a cross section perpendicular to the axis, is convex in a direction intersecting the eccentric direction of the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor, and the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion and the axis On the outer peripheral surface having the largest distance of
When viewed in a cross section perpendicular to the axis, the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion is disposed in a region where the outer peripheral edge of the main shaft piston rotor and the outer peripheral edge of the sub-shaft piston rotor overlap.
Said top portion, the rotational direction of Carlo Tari compressor rearward are disposed in a position displaced at an angle smaller than the larger 5 degrees above 0 degrees with respect to a virtual line passing through the axis and perpendicular to the eccentric direction Axis of rotation.
前記頂部側曲面に滑らかに連続するとともに、前記偏心方向に延びる仮想線と前記一領域の外縁との交点を含む位置に設けられて該一領域の外縁に沿って延びる偏心側曲面とを有する請求項2又は3に記載のロータリ圧縮機の回転軸。 The outer peripheral surface of the intermediate shaft portion, and a top side curved surface extending convexly curved in a direction away from the axis toward the front of the rotational direction the arranged inside the outer edge of a region from the top portion,
An eccentric curved surface that extends smoothly along the outer edge of the one region and is provided at a position that includes an intersection of an imaginary line that extends in the eccentric direction and the outer edge of the one region, and that is smoothly continuous with the top-side curved surface. Item 4. The rotary shaft of the rotary compressor according to Item 2 or 3.
前記軸線を中心として棒状に延びる軸本体と、
前記軸本体に偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第一圧縮室に収容される主軸ピストンロータと、
前記主軸ピストンロータと前記軸線の方向に離れて配置され、前記主軸ピストンロータとは180度位相が異なる方向に前記軸本体に対して偏心して設けられ、前記圧縮室のうちの第二圧縮室に収容される副軸ピストンロータと、
周囲に前記潤滑油が存在し、前記主軸ピストンロータと前記副軸ピストンロータとに挟まれた位置で前記軸本体に設けられた中間軸部と
を備え、
前記中間軸部は、前記軸線に直交する断面で見た際に、前記主軸ピストンロータ及び前記副軸ピストンロータの偏心方向に交差する方向に凸となり、前記中間軸部の外周面と前記軸線との距離が最も大きくなる頂部を前記外周面上に有し、
前記頂部は、前記偏心方向に直交して前記軸線を通過する仮想線に対して、回転方向の後方側に0度より大きく45度より小さい角度でずれた位置に配置され、
前記頂部は、前記軸線を挟んで対称の位置に一対設けられ、
一対の前記頂部の各々では、前記偏心方向に直交する方向に対する前記回転方向の後方側への角度のずれ量が互いに異なっているロータリ圧縮機の回転軸。 A rotary shaft of a rotary compressor that is rotatably supported with respect to a casing having a compression chamber on the inside, and is capable of compressing fluid together with lubricating oil by being driven to rotate about an axis,
A shaft body extending in a rod shape around the axis;
A spindle piston rotor that is eccentrically provided in the shaft body and is accommodated in a first compression chamber of the compression chambers;
The main shaft piston rotor and the main shaft piston rotor are arranged away from each other in the direction of the axis, and are eccentric with respect to the main shaft body in a direction different in phase by 180 degrees from the main shaft piston rotor. A countershaft piston rotor to be accommodated;
An intermediate shaft portion provided in the shaft main body at a position where the lubricating oil is present around and sandwiched between the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor;
With
The intermediate shaft portion, when viewed in a cross section perpendicular to the axis, is convex in a direction intersecting the eccentric direction of the main shaft piston rotor and the sub shaft piston rotor, and the outer peripheral surface of the intermediate shaft portion and the axis On the outer peripheral surface having the largest distance of
The top portion is disposed at a position shifted by an angle larger than 0 degree and smaller than 45 degrees on the rear side in the rotation direction with respect to a virtual line passing through the axis perpendicular to the eccentric direction,
A pair of the top portions are provided at symmetrical positions across the axis,
In each of the pair of the top, the rotation direction of the rotation axis of Carlo Tari compressor displacement amount of the angle of the rear side different from each other with respect to a direction perpendicular to the eccentric direction.
前記回転軸を回転駆動する駆動部と、
前記回転軸及び前記駆動部を収容するとともに、前記第一圧縮室及び前記第二圧縮室を内側に有するケーシングと、
を備えるロータリ圧縮機。 The rotating shaft according to any one of claims 1 to 5,
A drive unit that rotationally drives the rotary shaft;
A casing that houses the rotating shaft and the drive unit, and that has the first compression chamber and the second compression chamber inside,
A rotary compressor.
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