JP6843307B1 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

ロータリ圧縮機は、圧縮室が形成された環状のシリンダと、シリンダの内周面に沿って回転するピストンとを備え、ピストンがシリンダ内を偏心回転して圧縮室で冷媒を圧縮するロータリ圧縮機である。シリンダは、環状のシリンダ本体と、シリンダ本体の内周面に形成された凹部に配置され、凹部内をシリンダの径方向に移動可能な移動部材とを備える。移動部材は、シリンダの内周面の一部を構成する前面を有し、前面とは反対側の背面に作用する圧力によって、前面がシリンダ本体の内周面に沿う仮想円よりも中心側に突出するように径方向内側に押圧されている。ピストンは、移動部材を径方向外側に押しやりながらシリンダの内周面に沿って回転する。

Description

本開示は、空気調和機および冷凍機等に用いられるロータリ圧縮機に関するものである。

従来、ロータリ圧縮機のシリンダの内周面とピストンとの間には、加工公差および組立公差を考慮したわずかな隙間が設けられている。この隙間は、圧縮室で圧縮された冷媒を圧縮室から吸入室へ流出させ、圧縮機の効率を低下させる要因となっていた。そこで、ピストンに遠心力を作用させ、シリンダ内周面とピストンとの隙間を縮小する方向へピストンを向かわせるようにしたロータリ圧縮機がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０８８１０号公報

特許文献１では、ピストンに遠心力を作用させることで、ピストンをシリンダの内周面側に押圧するようにしている。しかしながら、ピストンに作用する遠心力に比べて、圧縮室内のガス荷重による、隙間を広げる方向の力の方が大きいため、隙間を小さくできず冷媒漏れを抑制することは困難であった。

本開示はこのような点を鑑みなされたもので、シリンダの内周面とピストンとの隙間を小さくして冷媒漏れを抑制することが可能なロータリ圧縮機を提供することを目的とする。

本開示に係るロータリ圧縮機は、圧縮室が形成された環状のシリンダと、シリンダの内周面に接触しながら偏心回転するピストンとを備え、ピストンがシリンダ内を偏心運動して圧縮室で冷媒を圧縮するロータリ圧縮機において、シリンダは、環状のシリンダ本体と、シリンダ本体の内周面に形成された凹部に配置され、凹部内をシリンダの径方向に移動可能な移動部材とを備え、移動部材は、シリンダの内周面の一部を構成する前面を有し、前面とは反対側の背面に作用する圧力によって、前面がシリンダ本体の内周面に沿う仮想円よりも中心側に突出するように径方向内側に押圧されており、ピストンは、移動部材の前面と接触して移動部材を径方向外側に押しやりながらシリンダの内周面に沿って回転するものである。

本開示によれば、ピストンが、シリンダ本体の内周面よりも径方向内側に突出した移動部材を径方向外側に押しやりながらシリンダの内周面に沿って回転するようにしたので、ピストンとシリンダとの隙間を小さくして冷媒漏れを抑制できる。

実施の形態１に係るロータリ圧縮機の概略縦断面図である。 実施の形態１に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。 実施の形態１に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の主要寸法を示した図である。 実施の形態１に係るロータリ圧縮機における移動部材の動作説明図である。 実施の形態２に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。 実施の形態３に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。 実施の形態４に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。 実施の形態５に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態により本開示が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るロータリ圧縮機の概略縦断面図である。図２は、実施の形態１に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。図３は、実施の形態１に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の主要寸法を示した図である。なお、本実施の形態１では、シリンダが１つのロータリ圧縮機を記載しているが、シリンダが複数あってもよい。

ロータリ圧縮機１００は、密閉容器１の内部に、圧縮機構部１０と、主軸１１を介して圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを備えている。ロータリ圧縮機１００は、運転動作時に、密閉容器１の内部空間が圧縮された冷媒で満たされて吐出ガス雰囲気となる、いわゆる高圧シェル型の圧縮機である。なお、以下の説明では、密閉容器１の長手方向（図示の上下方向）であって、主軸１１が延びる方向を軸方向、軸方向に垂直な方向を径方向、主軸１１周りの方向を周方向という。

密閉容器１の側面には、冷媒を吸入するための吸入管４０の一端が接続されている。吸入管４０の他端は吸入マフラ５０に接続され、吸入マフラ５０を介して吸入管４０から冷媒ガスが密閉容器１の内部に吸入される。また、密閉容器１の上面には、圧縮した冷媒ガスを吐出するための吐出管４１が接続されている。

圧縮機構部１０は、主軸１１とともに回転する偏心軸部１２と、シリンダ１３と、上軸受１４と、下軸受１５と、ピストン１６と、ベーン１７とを有する。シリンダ１３は環状に構成されており、シリンダ１３の上側端面に接触して配置された上軸受１４と、シリンダ１３の下側端面に接触して配置された下軸受１５とにより、シリンダ１３内部に圧縮室３０が形成されている。圧縮室３０内には、偏心軸部１２と、偏心軸部１２に摺動自在に嵌め合わされた環状のピストン１６とが配置されている。

図２に示すようにシリンダ１３には径方向のベーン溝１８が形成され、ベーン溝１８にはベーン１７が摺動自在に保持されている。ベーン溝１８の径方向外側にはベーン１７の後端部を収容するベーン背室１９が形成されている。ベーン背室１９にはスプリング１９ａが配置されている。ベーン１７は、ベーン背室１９に配置されたスプリング１９ａのバネ力により、径方向内側に押圧されている。

ベーン背室１９は、密閉容器１内の吐出ガス雰囲気の空間に連通している。よって、運転中、ベーン背室１９の圧力とスプリング１９ａのバネ力とにより、ベーン１７が径方向内側に移動してベーン１７の先端部がピストン１６の外周面に接触する。このようにベーン１７の先端部がピストン１６の外周面に接触することにより、圧縮室３０は、後述の図４に示すように低圧室３０ａと高圧室３０ｂとに仕切られる。

シリンダ１３の内周面１３ａには、低圧室３０ａに連通する吸入口３１が形成され、吸入マフラ５０からの冷媒が圧縮室３０に導かれる。また、シリンダ１３の内周面１３ａには高圧室３０ｂに連通する吐出口３２が形成され、高圧室３０ｂで吐出圧まで圧縮された冷媒が吐出口３２から吐出される。吐出口３２から吐出された冷媒は、密閉容器１内に吐出される。

図１に示すように電動機部２０は、回転子２１と固定子２２とを備えている。固定子２２は密閉容器１に固定されている。電動機部２０は、固定子２２への通電が開始されることにより回転子２１が回転し、主軸１１介して圧縮機構部１０に回転動力が伝達されるようになっている。

シリンダ１３は、環状のシリンダ本体６０と、移動部材６２とを備える。移動部材６２は、シリンダ本体６０の内周面６０ａに形成された凹部６１に、シリンダ本体６０に対して径方向に移動可能に配置されている。凹部６１は、シリンダ本体６０の内周面６０ａにおいて、シリンダ１３の中心軸の軸周りに１８０度の範囲を開口して設けられている。

移動部材６２は、周方向に延びて形成され、移動部材６２もまた、シリンダ１３の中心軸の軸周りに１８０度の範囲に設けられている。移動部材６２は、移動部材６２の移動方向と直交する方向に互いに対向する両端面６２ｂを有し、この両端面６２ｂが、凹部６１において両端面６２ｂと対向する対向面６１ｂに接触した状態で径方向に移動するようになっている。

移動部材６２は、図２に示すように、移動方向の先端面６２ｃが、凹部６１の内周面の一部に形成されたストッパ面６４に当接することで、移動部材６２の径方向の移動量が規制されるようになっている。これにより、移動部材６２は、移動部材６２の前面６２ａとは反対側の背面６２ｄが凹部６１の底面６１ａに接触した後方位置と、移動部材６２の先端面６２ｃがシリンダ本体６０のストッパ面６４に当接した前方位置と、の間を径方向に移動可能となっている。

移動部材６２の径方向内側の前面６２ａは、軸方向にみて楕円の円弧形状（以下、部分楕円形状という）となっている。図３に示すように、部分楕円形状の短半径ｒは、シリンダ本体６０の凹部６１を除く内周面６０ａに沿う真円の半径Ｒ（以下、シリンダ内半径Ｒ）よりも短くなっている。以下、シリンダ本体６０の内周面６０ａのうち、凹部６１を除く内周面部分を圧縮室形成内周面６０ａ１という。移動部材６２の前面６２ａは、圧縮室形成内周面６０ａ１とともにシリンダ１３の内周面１３ａを構成している。

図３において、点線Ｌは、シリンダ本体６０の圧縮室形成内周面６０ａ１に沿う真円の仮想円であって、シリンダ内半径Ｒの円を示している。移動部材６２が前方位置にあるとき、移動部材６２の前面６２ａは、仮想円Ｌよりも中心側へ突出している。移動部材６２の前面６２ａが仮想円Ｌよりも突出する最大突出量αは予め設定されている。移動部材６２が前方位置にあるときの移動部材６２の前面６２ａと、シリンダ本体６０の圧縮室形成内周面６０ａ１とを滑らかに連続させるには、次のようにすればよい。すなわち、長軸の半径がシリンダ内半径Ｒに等しい楕円を、長軸部分で切断して得られる部分楕円形状となるように前面６２ａを形成すればよい。ただし、本実施の形態２の移動部材６２の前面６２ａの楕円部分楕円形状は、この部分楕円形状に限定するものではない。

図２に示すように移動部材６２の背面６２ｄと凹部６１の底面６１ａとの間には、背面空間６５が形成されている。背面空間６５は移動部材６２によって圧縮室３０とは区画され、互いに離間した空間となっている。背面空間６５は、シリンダ本体６０に形成された連通路６６によって密閉容器１内の空間と連通している。この連通路６６により、密閉容器１内の吐出ガスが背面空間６５に導入され、背面空間６５が吐出ガス雰囲気となるようになっている。連通路６６は図１に示すように径方向に延びる横穴と軸方向に延びる縦穴とで形成されている。

背面空間６５が吐出ガス雰囲気となることで、運転時には、背面空間６５内の吐出圧と圧縮室３０内の圧力との圧力差による荷重が移動部材６２に常時作用しており、移動部材６２は前方位置に位置するように押圧されている。

次に、上記のように構成されたロータリ圧縮機１００の動作について説明する。電動機部２０を駆動することによって、主軸１１に回転力が伝達される。主軸１１に伝達された回転力は、主軸１１に取り付けられた偏心軸部１２に伝達し、偏心軸部１２とともにピストン１６が圧縮室３０内で回転する。

ピストン１６が、シリンダ１３の内周面１３ａに接触しながら圧縮室３０内を矢印方向（図２参照）に偏心回転すると、吸入口３１から低圧の冷媒が低圧室３０ａ（後述の図４参照）に吸入される。低圧室３０ａに吸入された冷媒は、ピストン１６の偏心運動により圧縮される。圧縮されて高圧力となった冷媒ガスは、高圧室３０ｂ（後述の図４参照）から吐出口３２を通り、上軸受１４に形成された吐出機構（図示せず）を介して密閉容器１内に吐出される。

ここで、移動部材６２の背面空間６５は、上述したように連通路６６を通じて密閉容器１内の高圧ガスが導入されて吐出ガス雰囲気となっている。このため、ロータリ圧縮機１００の運転中、移動部材６２は、圧縮室３０の内圧によらず、背面空間６５内の吐出圧によって径方向内側に押圧されて前方位置に位置している。このとき、移動部材６２の前面６２ａの一部は、図３に示すように仮想円Ｌよりもシリンダ１３の内径側に突出しているため、ピストン１６が移動部材６２の位置まで回転すると、次の図４に示すように移動部材６２を径方向外側に押しのける。

図４は、実施の形態１に係るロータリ圧縮機における移動部材の動作説明図で、ピストンと移動部材とが接触している状態を示す図である。
ピストン１６は、主軸１１の回転に伴って、図４に示すように移動部材６２を径方向外側に押しのけながらシリンダ１３内を回転する。すなわち、凹部６１が形成された１８０度の範囲においては、ピストン１６が移動部材６２に接触することで、ピストン１６と移動部材６２との互いの隙間を縮小した状態となる。このため、高圧室３０ｂから低圧室３０ａへの冷媒漏れを抑制し、圧縮機の効率を向上することができる。

なお、ピストン１６が移動部材６２を径方向外側に押しのけている状態では、図４に示すように移動部材６２の先端面６２ｃと凹部６１のストッパ面６４との間には隙間が生じている。この隙間は、圧縮に寄与しない死容積７０となりうる。しかし、死容積７０の大きさは、移動部材６２の最大突出量αおよびストッパ面６４の幅βで調整可能であるため、許容容積となるように適宜調整すればよい。

ピストン１６とシリンダ１３の内周面１３ａとの間には、加工公差および組立公差といった製造上の公差を考慮した隙間が設けられている。その隙間の最大量をｄとしたとき、移動部材６２の最大突出量αは隙間の最大量ｄよりも大きく設定されている。これにより、ピストン１６が移動部材６２に接触しやすくなり、より効果的に冷媒漏れを抑制することができる。

本実施の形態１のロータリ圧縮機１００のシリンダ１３は、環状のシリンダ本体６０と、シリンダ本体６０の内周面６０ａに形成された凹部６１に配置され、凹部６１内をシリンダ１３の径方向に移動する移動部材６２とを備える。移動部材６２は、シリンダ１３の内周面１３ａの一部を構成する前面６２ａと、前面６２ａとは反対側の背面６２ｄとを有する。移動部材６２は、前面６２ａがシリンダ本体６０の内周面６０ａに沿う仮想円Ｌよりも中心側に突出するように、背面６２ｄに作用する圧力によって径方向内側に押圧されている。ピストン１６は、移動部材６２を径方向外側に押しやりながらシリンダ１３の内周面１３ａに沿って回転する。

このように、ピストン１６は移動部材６２を径方向外側に押しやりながらシリンダ１３の内周面１３ａに沿って回転するため、ピストン１６とシリンダ１３の内周面１３ａとの隙間を縮小し、冷媒漏れを抑制して圧縮機の効率を向上させることができる。

シリンダ本体６０には、圧縮室３０で圧縮された吐出ガスを移動部材６２の背面６２ｄと凹部６１との間の背面空間６５に導入する連通路６６が形成されている。この連通路６６を介して、背面空間６５に吐出ガスが導入されて背面空間６５が吐出ガス雰囲気とされ、移動部材６２を径方向内側に押圧することができる。

移動部材６２の最大突出量αは、製造上の公差を考慮してシリンダ１３の内周面１３ａとピストン１６との間に設けられた隙間の最大量ｄよりも大きく設定されている。これにより、ピストン１６が移動部材６２に接触しやすくなり、より効果的に冷媒漏れを抑制することができる。

移動部材６２の前面６２ａは、楕円の円弧形状であり、特に長軸の半径が仮想円Ｌの半径に等しい楕円を長軸部分で切断して得られる部分楕円形状であるとき、次の効果が得られる。すなわち、移動部材６２の前面６２ａとシリンダ本体６０の圧縮室形成内周面６０ａ１とを滑らかに連続させることができる。

実施の形態２．
本実施の形態２は、実施の形態１の変形例である。本実施の形態２は、移動部材６２の前面６２ａの形状が実施の形態１と異なる。その他の構成については実施の形態１と同一または同等である。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる構成を中心に説明するものとし、本実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

図５は、実施の形態２に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。
上記実施の形態１では、移動部材６２の前面６２ａの形状を楕円の円弧形状としたが、本実施の形態２の移動部材６２Ａの前面６２ａ１は、シリンダ内半径Ｒよりも大きい半径の真円の円弧形状としている。そして、シリンダ１３の中心軸と移動部材６２の前面６２ａの半径中心とをずらすことで、移動部材６２Ａの前面６２ａ１が、シリンダ１３の仮想円Ｌよりも径方向内側に突出した構成となっている。

移動部材６２の動作は実施の形態１と同様であり、ピストン１６が、径方向内側に突出した移動部材６２を径方向外側に押しのけながら回転することで、移動部材６２との間の隙間を縮小し、冷媒漏れを抑制できる。また、移動部材６２Ａの前面６２ａ１を真円の円弧形状としたことで、例えば円環状の部材を分割することで移動部材６２を作製できる。このため、移動部材６２Ａの前面６２ａ１を部分楕円形状とするよりも、精度を出しやすく、加工性が向上する。なお、移動部材６２Ａの前面６２ａ１の半径の大きさによっては、図５に示すように、凹部６１のストッパ面６４の部分で死容積７１が生じる恐れがある。しかし、死容積７１の大きさは、移動部材６２Ａの前面６２ａ１の半径および最大突出量αで調整可能であるため、許容容積となるように適宜調整すればよい。

以上説明したように、移動部材６２の前面６２ａの形状は、楕円の円弧形状に限らず、真円の円弧形状としてもよい。

実施の形態３．
本実施の形態３は、実施の形態１の変形例である。本実施の形態３は、移動部材６２の周方向範囲が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる構成を中心に説明するものとし、本実施の形態３で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

図６は、実施の形態３に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。
本実施の形態３では、凹部６１の開口範囲が、シリンダ１３の中心軸の軸周りに１８０度未満となっている。本実施の形態３の移動部材６２Ｂは、凹部６１の開口範囲に合わせて周方向範囲が１８０度未満に形成されている。また、移動部材６２Ｂの前面６２ａ２が、シリンダ内半径Ｒよりも小さい半径の真円の円弧形状となっている。

移動部材６２Ｂの動作は実施の形態１と同様であり、ピストン１６が、径方向内側に突出した移動部材６２Ｂを径方向外側に押しのけながら回転することで、移動部材６２Ｂとの間の隙間を縮小し、冷媒漏れを抑制できる。なお、移動部材６２Ｂの前面６２ａ２がシリンダ内半径Ｒよりも小さい半径の円弧形状であるため、図６に示すようにシリンダ本体６０と移動部材６２Ｂとの境界部分には段差８０が生じる。この段差８０によってピストン１６の回転が妨げられないように段差８０の角は丸められるか、または、移動部材６２の径方向内側への突出量が調整される。これにより、ピストン１６が移動部材６２の角部に乗り上げて回転できるようになっている。

本実施の形態３では、凹部６１の開口範囲、言い換えれば移動部材６２Ｂの周方向範囲を１８０度未満としている。これにより、移動部材６２Ｂの周方向範囲を１８０度とした場合に比べて、移動部材６２Ｂの背面６２ｄの面積が小さくなり、背面空間６５から移動部材６２Ｂの背面６２ｄが受ける圧力による荷重が低減される。したがって、ピストン１６が移動部材６２Ｂを押しのけるための圧縮機の軸動力（以下、圧縮機動力という）を低減できる。

凹部６１は、冷媒漏れ量が最大となる回転角を含むように設置することが望ましい。よって、移動部材６２Ｂの周方向範囲は、移動部材６２Ｂを押しのけるために必要な圧縮機動力と、ピストン１６と移動部材６２Ｂとの間の隙間からの冷媒漏れ低減量と、を勘案し、設定するとよい。

また、本実施の形態３では、移動部材６２Ｂの前面６２ａ２を、シリンダ内半径Ｒよりも小さい半径の円弧形状としたが、シリンダ内半径Ｒよりも大きい半径の円弧形状としてもよい。この場合、移動部材６２Ｂの前面６２ａ２を、シリンダ内半径Ｒよりも小さい半径の円弧形状とした場合の段差８０は形成されない。このため、ピストン１６は移動部材６２Ｂの前面６２ａ２からシリンダ本体６０の内周面６０ａにかけて滑らかに移動し、圧縮機動力の急激な変動を防止できる。

実施の形態４．
本実施の形態４は、実施の形態３の変形例である。上記実施の形態３では移動部材６２Ｂが１つであったが、本実施の形態４は、移動部材６２Ｂを複数備えたものである。

図７は、実施の形態４に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。
本実施の形態４では、上記実施の形態３の移動部材６２Ｂを複数備えている。移動部材６２Ｂが配置される凹部６１も当然、移動部材６２Ｂと同数の複数ある。図７には、２つの移動部材６２Ｂａおよび６２Ｂｂを備えた例を示しているが、２つ以上でもよい。また、図７において、吸入口３１側の移動部材６２Ｂを移動部材６２Ｂａ、吐出口３２側の移動部材６２Ｂを移動部材６２Ｂｂと符号を付している。移動部材６２Ｂａおよび移動部材６２Ｂｂの構成は互いに同じである。

本実施の形態４は、周方向範囲が１８０度未満の移動部材６２Ｂを複数用いることで、ピストン１６が移動部材６２Ｂを押しのけるための圧縮機動力を低減しつつ、冷媒漏れを抑制できるピストン１６の通過範囲を広く確保することができる。

ここで、移動部材６２Ｂａおよび移動部材６２Ｂｂのそれぞれの周方向範囲を例えば８０度とした場合について考える。この場合、移動部材６２Ｂａおよび移動部材６２Ｂｂのそれぞれを押しのけるのに必要な動力は、周方向範囲を１６０度とした移動部材６２を径方向外側に押しのけるのに必要な動力Ｗの半分の０．５Ｗとなる。つまり、ピストン１６は、１６０度の周方向範囲を通過するにあたり、一つの移動部材６２で構成された同範囲を通過するよりも、２つの移動部材６２Ｂに分けて構成された同範囲を通過する場合の方が、半分の動力で移動できる。

移動部材６２Ｂは、圧縮室３０内の圧力と背面空間６５の圧力との圧力差によりピストン１６側へ押し付けられており、移動部材６２Ｂをピストン１６側へ押し付けるには、背面空間６５の圧力が圧縮室３０内の圧力よりも大きければよい。ピストン１６が吸入口３１側の移動部材６２Ｂａの設置位置に到達するときに、運転条件によっては、圧縮室３０内の圧力が吐出ガス圧力に到達していないことがある。この状態においては、背面空間６５の圧力が吐出ガス圧力でなくても、圧縮室３０内の圧力よりも大きければ移動部材６２Ｂａをピストン１６側へ押し付けることができる。よって、吸入口３１側の移動部材６２Ｂａの背面空間６５に連通路６６を介して圧縮室３０内の圧力よりも大きい中間圧を導入し、背面空間６５を中間圧雰囲気とするようにしてもよい。背面空間６５への中間圧の導入は、圧縮室３０内またはロータリ圧縮機１００外から、中間圧を導いて導入すればよい。このように、背面空間６５の圧力を吐出ガス圧力よりも小さくすることで、ピストン１６が移動部材６２を押しのけるのに必要な動力を低減できる。

本実施の形態４によれば、実施の形態３と同様の効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。移動部材６２Ｂを複数備えることで、ピストン１６で移動部材６２Ｂを押しのける際の圧縮機動力を低減しながら、移動部材６２とピストン１６との隙間を縮小できる周方向範囲を広げることができる。その結果、冷媒漏れの抑制効果の向上、ひいては圧縮機の効率の向上が可能となる。

実施の形態５．
本実施の形態５は、実施の形態１の変形例である。本実施の形態５は、実施の形態１に更にバネ部材を備えた構成を有する。その他の構成については実施の形態１と同一または同等である。以下、実施の形態５が実施の形態１と異なる構成を中心に説明するものとし、本実施の形態５で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

図８は、実施の形態５に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部の概略横断面図である。実施の形態５に係るロータリ圧縮機は、図８に示すとおり、移動部材６２の背面６２ｄを径方向内側に押圧するバネ部材６７を備えている。バネ部材６７は、シリンダ本体６０に形成された連通路６６の横穴に配置されている。図７では、バネ部材６７としてコイルバネを１つ設置しているが、複数個でもいい。バネ部材６７は、コイルバネに限らず、板バネ、皿バネまたはゴム部材など適宜他の弾性体を用いてもよい。

圧縮室３０で圧縮された冷媒は、上軸受１４に形成された吐出機構（図示せず）から密閉容器１内に吐出される。吐出機構は、上軸受１４に形成された吐出孔（図示せず）を開閉する吐出弁を有し、吐出弁が開くことによって圧縮室３０で圧縮された冷媒が密閉容器１内に吐出される。吐出弁は、圧縮室３０の圧力が密閉容器１内の圧力よりも大きくなると開く。言い換えれば、圧縮室３０の圧力が密閉容器１内の圧力よりも大きくならないと吐出弁は開口しない。

したがって、ピストン１６が１回転する間のうち、圧縮室３０内の圧力が密閉容器１内の圧力よりも大きくなる区間が発生する。この区間においては、移動部材６２の背面空間６５内の圧力よりも圧縮室３０内の圧力の方が大きくなるため、移動部材６２が圧縮室３０内の圧力により径方向外側に押圧されてピストン１６から離間する。本実施の形態５は、この離間を防止するためのものである。

本実施の形態５は、移動部材６２の背面６２ｄを径方向内側に押圧するバネ部材６７を備えることで、移動部材６２は、背面空間６５内の吐出ガス雰囲気の圧力による荷重とバネ部材６７のバネ力との合力を受けて、ピストン１６へ押し付けられる。このため、移動部材６２がピストン１６から離間することを防止して、ピストン１６の回転中、常に移動部材６２とピストン１６との隙間を安定して縮小することができる。

また、バネ部材６７は、移動部材６２のピストン１６からの離間を防止して移動部材６２とピストン１６との隙間の発生を防止するため、起動時の圧縮機の昇圧性能の向上を図ることもできる。すなわち、起動時は、密閉容器１内の圧力と吸入圧とが均圧しており、圧縮開始直後は、背面空間６５内の圧力よりも圧縮室３０内の圧力の方が大きくなる。このため、仮にバネ部材６７を設けない場合、移動部材６２がピストン１６から離間し、圧縮室３０で圧縮された冷媒が隙間から漏れてしまい、昇圧速度が低下する。しかし、本実施の形態５では、起動時でもバネ部材６７によって移動部材６２がピストン１６に押し付けられて隙間を縮小できるため、昇圧性能の向上を図ることができる。

なお、上記では、密閉容器１内の圧力と吸入圧とが均圧した状態からの起動時について説明したが、密閉容器１内の圧力が吸入圧よりも高く、且つその圧力差が大きい状態から起動する場合もある。この場合、バネ力が大きすぎると、押し付け力が強すぎてピストン１６の回転の妨げになる。このため、バネ部材６７のバネ力は、密閉容器１内の圧力と吸入圧との圧力差が大きい状態からの起動性も踏まえて設定するとよい。

以上より、実施の形態５では、移動部材６２を径方向内側に押圧するバネ部材６７を備えたので、移動部材６２をピストン１６に常時接触させることができ、移動部材６２とピストン１６との隙間からの冷媒漏れを低減できる。

以上の実施の形態は一例であり、それぞれを組み合わせてもよい。また、加工性および組立性を考慮し、凹部６１の開口範囲が１８０度以下であるもののみ記載したが、１８０度を超えて開口し、同範囲の移動部材６２を設置した構成としてもよい。

なお、以上の実施の形態では、密閉容器１の内部空間が、圧縮された冷媒で満たされて吐出ガス雰囲気となる、いわゆる高圧シェル型の圧縮機の例で説明したが、その他シェル形式においても同様の構成を採用することができる。例えば、密閉容器１内が圧縮室３０で圧縮される前の冷媒で満たされる、いわゆる低圧シェル型の圧縮機でもよい。この場合、圧縮室３０における圧縮終盤の冷媒を背面空間６５に導入する連通路を、シリンダ本体６０に設ける等して、背面空間６５が吐出ガス雰囲気となるようにすればよい。

１ 密閉容器、１０ 圧縮機構部、１１ 主軸、１２ 偏心軸部、１３ シリンダ、１３ａ 内周面、１４ 上軸受、１５ 下軸受、１６ ピストン、１７ ベーン、１８ ベーン溝、１９ ベーン背室、１９ａ スプリング、２０ 電動機部、２１ 回転子、２２ 固定子、３０ 圧縮室、３０ａ 低圧室、３０ｂ 高圧室、３１ 吸入口、３２ 吐出口、４０ 吸入管、４１ 吐出管、５０ 吸入マフラ、６０ シリンダ本体、６０ａ 内周面、６０ａ１ 圧縮室形成内周面、６１ 凹部、６１ａ 底面、６１ｂ 対向面、６２ 移動部材、６２Ａ 移動部材、６２Ｂ 移動部材、６２Ｂａ 移動部材、６２Ｂｂ 移動部材、６２ａ 前面、６２ａ１ 前面、６２ａ２ 前面、６２ｂ 両端面、６２ｃ 先端面、６２ｄ 背面、６４ ストッパ面、６５ 背面空間、６６ 連通路、６７ バネ部材、７０ 死容積、７１ 死容積、８０ 段差、１００ ロータリ圧縮機。

Claims (9)

1. 圧縮室が形成された環状のシリンダと、前記シリンダの内周面に接触しながら偏心回転するピストンとを備え、前記ピストンが前記シリンダ内を偏心運動して前記圧縮室で冷媒を圧縮するロータリ圧縮機において、
   前記シリンダは、環状のシリンダ本体と、前記シリンダ本体の内周面に形成された凹部に配置され、前記凹部内を前記シリンダの径方向に移動可能な移動部材とを備え、
   前記移動部材は、前記シリンダの内周面の一部を構成する前面を有し、前記前面とは反対側の背面に作用する圧力によって、前記前面が前記シリンダ本体の内周面に沿う仮想円よりも中心側に突出するように径方向内側に押圧されており、
   前記ピストンは、前記移動部材の前記前面と接触して前記移動部材を径方向外側に押しやりながら前記シリンダの内周面に沿って回転するロータリ圧縮機。
2. 前記シリンダ本体には、前記圧縮室で圧縮された吐出ガスを前記移動部材の前記背面と前記凹部との間の背面空間に導入する連通路が形成されている請求項１記載のロータリ圧縮機。
3. 前記移動部材の最大突出量は、製造上の公差を考慮して前記シリンダの内周面と前記ピストンとの間に設けられた隙間の最大量よりも大きく設定されている請求項１または請求項２記載のロータリ圧縮機。
4. 前記移動部材の前記背面を径方向内側に押圧する弾性体を備えた請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
5. 前記移動部材を複数備えた請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
6. 前記移動部材の前記前面は、楕円の円弧形状である請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
7. 前記移動部材の前記前面は、長軸の半径が前記仮想円の半径に等しい楕円を長軸部分で切断して得られる部分楕円形状である請求項６記載のロータリ圧縮機。
8. 前記移動部材の前記前面は、真円の円弧形状である請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
9. 前記移動部材の前記前面の前記円弧形状の半径は、前記シリンダ本体の前記凹部を除く内周面に沿う真円の半径よりも大きいまたは小さい請求項８記載のロータリ圧縮機。

Images