JP7313560B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態1に係るロータリ圧縮機を示す縦断面図である。また、図2は、本実施の形態1に係るロータリ圧縮機の圧縮機構部を説明するための平面図である。なお、図2は、圧縮機構部20の内部構造の理解を容易とするため、後述する上軸受部31を取り外した状態の圧縮機構部20を上方から観察した図となっている。
本実施の形態1に係るロータリ圧縮機100は、電動機10、圧縮機構部20、及び駆動軸60を備えている。駆動軸60は、電動機10と圧縮機構部20とを接続するものである。また、本実施の形態1に係るロータリ圧縮機100は、密閉容器1を備えている。電動機10、圧縮機構部20及び駆動軸60は、密閉容器1に収納されている。また、密閉容器1の下部には、圧縮機構部20の摺動部等の潤滑のための冷凍機油が貯留されている。
本実施の形態1に係るベーン40においては、ベーン溝27との対向面である第1側面43及び第2側面44は、概略平坦面となっている。しかしながら、本実施の形態1に係るベーン40の第1側面43には、従来の一般的なロータリ圧縮機のベーンと異なり、少なくとも1つの第1溝51が形成されており、且つ、少なくとも1つの第2溝52が形成されている。また、本実施の形態1に係るベーン40の第2側面44には、第1側面43と同様に、少なくとも1つの第1溝51が形成されており、且つ、少なくとも1つの第2溝52が形成されている。すなわち、ベーン40の第1側面43及び第2側面44は、第1溝51及び第2溝52の形成されていない範囲が平坦部53となっている。なお、本実施の形態1に係るベーン溝27においては、ベーン40との対向面である第1壁面28及び第2壁面29は、従来の一般的なロータリ圧縮機のベーン溝と同様に、平坦面となっている。
圧縮室24側の面に形成されている第1溝51の位置と、吸入室23側の面に形成されている第1溝51の位置とを本実施の形態2のように異ならせることにより、ベーン離間をさらに抑制することができる。なお、本実施の形態2において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、実施の形態1と同一の機能及び構成については実施の形態1と同一の符号を用いて述べることとする。
上述のように、ベーン40の第1側面43とベーン溝27の第1壁面28との間の隙間は、ベーン40の第2側面44とベーン溝27の第2壁面29との間の隙間と比べ、第2端部42側が小さくなる。換言すると、ベーン40の第2側面44とベーン溝27の第2壁面29との間の隙間は、ベーン40の第1側面43とベーン溝27の第1壁面28との間と比べ、第1端部41側が小さくなる。このため、ベーン40の第1側面43における第1溝51の形成範囲は、ベーン40の第2側面44における第1溝51の形成範囲よりも第2端部42側となっている。換言すると、ベーン40の第2側面44における第1溝51の形成範囲は、ベーン40の第1側面43における第1溝51の形成範囲よりも第1端部41側となっている。
上述のように、ベーン40がベーン溝27内を摺動する際、ベーン40の第1側面43は、ベーン溝27の第1壁面28におけるスプリング収納室33側の端部28aと最も接触しやすくなる。このため、ベーン40の第1側面43には、ベーン40がベーン溝27内を摺動する際に端部28aと対向する範囲に、第1溝51が形成されることが好ましい。また、ベーン40がベーン溝27内を摺動する際、ベーン40の第2側面44は、ベーン溝27の第2壁面29におけるシリンダ室22側の端部29aと最も接触しやすくなる。このため、ベーン40の第2側面44には、ベーン40がベーン溝27内を摺動する際に端部29aと対向する範囲に、第1溝51が形成されることが好ましい。
第2溝52の深さを本実施の形態3のようにすることにより、ベーン40とベーン溝27との間に侵入した金属粉及び生成物をさらに排出しやすくなり、より長期にわたってベーン離間を抑制することができる。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とし、実施の形態1又は実施の形態2と同一の機能及び構成については実施の形態1又は実施の形態2と同一の符号を用いて述べることとする。
図12及び図13に示すように、本実施の形態3においては、第2溝52の深さが、第1溝51の深さよりも深くなっている。
実施の形態1~実施の形態3では、第1溝51の凸状部51aは、2つの直線状の溝を頂部51bで連通させた形状となっていた。しかしながら、このような凸状部51aの形状は、あくまでも一例である。ベーン40の前進時に頂部51bに向かって冷凍機油が流れる構成であれば、凸状部51aは種々の形状とすることができる。本実施の形態4では、凸状部51aの形状の一例を幾つか紹介する。また、実施の形態1~実施の形態3で示した第2溝52の形状も、あくまでも一例である。第1溝51とスプリング収納室33とに連通していれば、第2溝52は種々の形状とすることができる。本実施の形態4では、第2溝52の形状の一例についても幾つか紹介する。なお、本実施の形態4において、特に記述しない項目については実施の形態1~実施の形態3のいずれかと同様とし、実施の形態1~実施の形態3のいずれかと同一の機能及び構成については実施の形態1~実施の形態3のいずれかと同一の符号を用いて述べることとする。
図14に示すように、第1溝51の凸状部51aの少なくとも一部は、曲線状の溝であってもよい。なお、図14では、第1溝51の凸状部51aの全てが曲線状の溝で構成されている例を示している。
図14では、第1溝51の凸状部51aを構成する曲線状の溝は、第1端部41から第2端部42に向かって突形状となる溝であった。これに限らず、図15に示すように、第1溝51の凸状部51aの少なくとも一部は、第2端部42から第1端部41に向かって突形状となっている曲線状の溝であってもよい。なお、図15では、第1溝51の凸状部51aの全てが、第2端部42から第1端部41に向かって突形状となっている曲線状の溝で構成されている例を示している。
ベーン40を側面視した際、ベーン40の摺動方向と垂直な方向を、ベーン40の幅方向とする。図16の場合、紙面上下方向が、ベーン40の幅方向となる。上述したベーン40の凸状部51aは、ベーン40の幅方向の中心を通り、ベーン40の摺動方向と平行な仮想線に対して、対称形状となっていた。これに限らず、図16に示すように、ベーン40の凸状部51aは、ベーン40の幅方向の中心を通り、ベーン40の摺動方向と平行な仮想線に対して、非対称形状となっていてもよい。
上述したベーン40は、1つの凸状部51aを備えていた。これに限らず、図17に示すように、ベーン40は、複数の凸状部51aを備えていてもよい。なお、図17では、2つの凸状部51aがベーン40の幅方向に並んで配置された例を示している。
図18及び図19に示すように、ベーン40を側面視した際にベーン40の摺動方向と平行になる軸を、Y軸とする。このようにY軸を定義した場合、ベーン40を側面視した際、上述した第2溝52は、Y軸と平行であった。これに限らず、図18及び図19に示すように、ベーン40を側面視した際、第2溝52は、Y軸に対して傾いていてもよい。なお、金属粉及び生成物の排出を容易にするという観点から、Y軸に対する第2溝52の傾きは、小さい方が好ましい。例えば、Y軸と第2溝52がなす角度のうち、第2端部42側へ広がる角度である角度θは、45°よりも小さいことが好ましい。
実施の形態1~実施の形態4では、第1溝51は、全ての位置で幅及び深さが一定であった。これに限らず、第1溝51は、位置によって、幅及び深さのうちの少なくとも一方を異ならせてもよい。本実施の形態5では、このような第1溝51の一例について説明する。また、実施の形態1~実施の形態4では、第2溝52は、全ての位置で幅及び深さが一定であった。これに限らず、第2溝52は、位置によって、幅及び深さのうちの少なくとも一方を異ならせてもよい。本実施の形態5では、このような第2溝52の一例についても説明する。なお、本実施の形態5において、特に記述しない項目については実施の形態1~実施の形態4のいずれかと同様とし、実施の形態1~実施の形態4のいずれかと同一の機能及び構成については実施の形態1~実施の形態4のいずれかと同一の符号を用いて述べることとする。
図20及び図21に示すように、本実施の形態5に係る第1溝51の凸状部51aは、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって、深さが減少している。上述のように、ベーン40の前進時、凸状部51aにおいて端部51cから頂部51bに向かって冷凍機油が流れ、頂部51bの位置の圧力が増加することにより、ベーン40とベーン溝27との間の摩擦力を低減できる。このとき、冷凍機油の流れ方向に対して溝の断面積が減少すると、冷凍機油は非圧縮性であるため、より高い圧力が生じる。したがって、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって深さが減少するように第1溝51の凸状部51aを構成することにより、凸状部51aの深さが一定の場合と比べ、ベーン40の前進時、頂部51bの位置の圧力をさらに増加させることができる。このため、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって深さが減少するように第1溝51の凸状部51aを構成することにより、凸状部51aの深さが一定の場合と比べ、ベーン40とベーン溝27との間の摩擦力をさらに低減できる。
溝の幅を変化させても溝の断面積を変化させることができる。このため、図22に示すように、第1溝51の凸状部51aは、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって、幅が減少していてもよい。このように第1溝51の凸状部51aを構成しても、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって凸状部51aの断面積を減少させることができる。このため、このように第1溝51の凸状部51aを構成しても、凸状部51aの幅が一定の場合と比べ、ベーン40の前進時、頂部51bの位置の圧力をさらに増加させることができる。このため、このように第1溝51の凸状部51aを構成しても、凸状部51aの幅が一定の場合と比べ、ベーン40とベーン溝27との間の摩擦力をさらに低減できる。ここで、凸状部51aは、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって、幅及び深さの双方が減少していてもよい。すなわち、凸状部51aは、端部51cから頂部51bに向かうにしたがって、幅及び深さのうちの少なくとも一方が減少していれば、ベーン40とベーン溝27との間の摩擦力をさらに低減できる。
Claims (6)
- シリンダ室が形成されたシリンダと、
前記シリンダ室に収納され、前記シリンダ室内で偏心回転運動するローリングピストンと、
第1端部が前記ローリングピストンの外周面に接し、前記シリンダ室を吸入室と圧縮室とに仕切るベーンと、
スプリング収納室に収納され、前記ベーンにおける前記第1端部とは反対側の端部である第2端部を前記ローリングピストンに向かって押すスプリングと、
を備え、
前記シリンダには、一端が前記シリンダ室と連通し、他端が前記スプリング収納室に連通するベーン溝が形成され、
前記ベーンが前記ベーン溝に摺動自在に保持されているロータリ圧縮機であって、
前記ベーンにおける前記ベーン溝との対向面、及び前記ベーン溝における前記ベーンとの対向面のうちの少なくとも一方には、前記ベーンが前記シリンダ室内に突出していく前進時に内部の圧力が増加する少なくとも1つの第1溝が形成され、且つ、一端が前記第1溝に連通して他端が前記スプリング収納室に連通する少なくとも1つの第2溝が形成され、
前記第1溝及び前記第2溝が、前記ベーンにおける前記ベーン溝との対向面に形成される場合に、前記第1溝は、前記第1端部から前記第2端部に向かって突となる凸状部を備え、前記第1溝及び前記第2溝が、前記ベーン溝における前記ベーンとの対向面に形成される場合に、前記第1溝は、前記第2端部から前記第1端部に向かって突となる凸状部を備えているロータリ圧縮機。 - 前記第1溝及び前記第2溝が、前記ベーンにおける前記ベーン溝との対向面に形成される場合に、
前記ベーンにおける前記ベーン溝との対向面のうち、前記圧縮室側となる対向面を第1側面とし、
前記ベーンにおける前記ベーン溝との対向面のうち、前記吸入室側となる対向面を第2側面とした場合、
前記第1側面において最も前記第2端部側に形成されている前記第1溝と前記第2端部との距離は、前記第2側面において最も前記第2端部側に形成されている前記第1溝と前記第2端部との距離よりも短く、
前記第1側面において最も前記第1端部側に形成されている前記第1溝と前記第1端部との距離は、前記第2側面において最も前記第1端部側に形成されている前記第1溝と前記第1端部との距離よりも長い請求項1に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第1溝及び前記第2溝が、前記ベーン溝における前記ベーンとの対向面に形成される場合に、
前記ベーン溝における前記ベーンとの対向面のうち、前記圧縮室側となる対向面を第1壁面とし、
前記ベーン溝における前記ベーンとの対向面のうち、前記吸入室側となる対向面を第2壁面とした場合、
前記第1壁面において最も前記第2端部側に形成されている前記第1溝と前記第2端部との距離は、前記第2壁面において最も前記第2端部側に形成されている前記第1溝と前記第2端部との距離よりも短く、
前記第1壁面において最も前記第1端部側に形成されている前記第1溝と前記第1端部との距離は、前記第2壁面において最も前記第1端部側に形成されている前記第1溝と前記第1端部との距離よりも長い請求項1に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第1溝の前記凸状部は、端部から頂部に向かうにしたがって、幅及び深さのうちの少なくとも一方が減少している請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記第2溝の深さは、前記第1溝の深さよりも深い請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記第2溝は、前記第1端部から前記第2端部に向かうにしたがって、幅及び深さのうちの少なくとも一方が増加している請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
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