JPH0370890A - ロータリ式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロータリ式圧縮機に係り、特に、圧縮流体吐
出側の吐出弁機構の簡略化対策に関する。

（従来の技術） これまで、冷凍機の冷媒回路中に設けられたり、真空ポ
ンプ等として使用されるロータリ式圧縮機の一例として
、ｒＪＩｓ工業用語大辞典Ｊ　　（Ｐ、　　１２３９）
および第４図に示すように構成されたものがある。この
ものは、円筒状のシリンダ（ａ）に、該シリンダ（ａ）
内部の圧縮室と吸入側流体室とを連通ずるシリンダ吸入
路（ｄ）および上記圧縮室と吐出側流体室とを連通ずる
シリンダ吐出路（ｅ）が形成されている。そして、上記
シリンダ吸入路（ｄ）およびシリンダ吐出路（ｅ）の近
傍には円柱状のブレードシュー嵌入穴（ｆ）が形成され
ており、上記ブレードシュー嵌入穴（ｆ）に該ブレード
シュー嵌入穴（ｆ）と同形状のブレードシュー（ｇ）が
回転可能に嵌入されている。

また、このブレードシュー（ｇ）には、その中央に半径
方向に延びる貫通孔であるブレード揮通孔（ｈ）が形成
されており、更に、上記シリンダ（ａ）内にはロータリ
ピストン（１）がシリンダ中心に対して偏心されて、そ
の外周面の一部がシリンダ（ａ）の内周面に接するよう
に配設されており、該ロータリピストン（ｉ）にはブレ
ード（ｊ）が一体形成されていると共に、該ブレード（
ｊ）が上記ブレード神通孔（ｈ）に摺動自在にｆｉｔ（
通されていることでシリンダ（ａ）内の圧縮室をシリン
ダ吸入路（ｄ）が開口する低圧側圧縮室（ｂ）及びシリ
ンダ吐出路（ｅ）が開口する高圧側圧縮室（ｃ）に分割
している。更に、上記シリンダ吐出路（ｅ）には高圧側
圧縮室（Ｃ）内の高圧によって吐出側流体室方向に開動
作される金属製薄板で成るリード弁（ｋ）が設けられて
いる。

そして、この圧縮機の駆動時において、吸入側流体室か
らシリンダ吸入路（ｄ）を経て低圧側圧縮室（ｂ）内に
吸入された流体は、ロータリピストン（ｆ）の回転によ
り、上記低圧側圧縮室（ｂ）が高圧側圧縮室（ｃ）とな
ってｊ１高圧側圧縮室（Ｃ）において、その体積が縮小
することで高圧になり、この流体圧力によってリード弁
（ｋ）を吐出側流体室方向へ押開け、高圧流体がシリン
ダ吐出路（ｅ）から吐出側流体室へ吐出するようになっ
ている。

（発明が解決しようとする課８） しかし、このような流体の吐出側にリード弁を配設した
圧縮機は、以下のような課題を有している。

（１）　　リード弁は強度の不十分な金属製薄板で形成
されていると共に、その閉動作時には弁座に衝突される
ために長期間に亘って開閉作動を行った場合、破損する
虞れがあり、このような破損（破れ）が発生した場合、
高圧側圧縮室内の流体がその破損箇所から吐出側流体室
に洩れ出し、高圧側圧縮室内で流体を所定の高圧状態と
することができず、圧縮機効率の低下に繋る。

（五〉　　リード弁は、高圧側圧縮室内の流体圧力が所
定値以上にならねば、その開動作が行われず、流体の圧
縮行程においては流体圧力が所定値に達した後、その圧
力でリード弁を押し開けることになるために、この所定
圧力値に達してからり−ド弁が開放されるまでの間に高
圧側圧縮室内の流体が必要以上に高圧状態、即ち、過圧
縮状態となる場合があり、このような過圧縮状態が生じ
ると所望の高温高圧流体が得られないばかりでなく、駆
動力損失が生じ圧縮機効率が低下するものである。また
、このような過圧縮状態を回避するためにはリード弁の
寸法形状に高い精度が要求され、製造コストの上昇にも
繋がっていた。

（１）　リード弁は、上述したように、その閉動作時に
は弁座に着座するものであり、その際、該弁座に衝突す
ることになるため、その衝突音に起因する騒音が発生す
る。

これらの、課題を解消するために、リード弁に代えて、
新たに機械的な駆動力によって開閉動作を行う弁機構を
設けることも考えられるが、この様な構成にした場合、
構造の複雑化に伴って、故障要因箇所が増加するために
圧縮機の信頼性が低下し、また、製造コストの上昇を招
くことになる。

更には、駆動部が増加することから新たな騒音及び振動
の発生や、弁駆動によりロータリピストンの回転駆動力
の損失が生じ、圧縮機効率の低下を引起こすことが考え
られる。そこで、本発明は吐出側の弁機構を改良し、簡
単な構成でもって上記の課題を一挙に解消するロータリ
式圧縮機を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明は、吐出側の弁機構
に、スライディングバルブ機構を設けることでリード弁
を廃するようにした。そして、その具体的な手段として
、請求項（１）記載の発明は、第１図に示すように、シ
リンダ（３）内にブレード（５２）が一体形成されたロ
ータリピストン（５）が、該シリンダ（３）の中心より
偏心して配設されてシリンダ（３）内部が低圧側圧縮室
（２１）と高圧側圧縮室（２２）とに区画されたロータ
リ式圧縮機を対象としている。そして、上記シリンダ（
３）には、ブレードシュー嵌入穴（３２）が形成される
と共に、一端が上記ブレードシュー嵌入穴（３２）に連
通ずるシリンダ吐出路（３３）が設けられている。一方
、上記ブレードシュー嵌入穴（３２）にはブレードシュ
ー（４）が回転可能に嵌入されており、該ブレードシュ
ー（４）には、ロータリピストン（５）のブレード（５
２）がブレードシュー（４）に設けられたブレード神通
孔（４１）に摺動自作に神道されていると共に、上記ブ
レードシュー（４〉には該ブレードシュー（４）の所定
回転範囲において上記シリンダ吐出路（３３）とブレー
ド伸通孔（４１）とを連通させるブレードシュー吐出路
（４２）が設けられている。更に、上記ブレード（５２
）には、該ブレード（５２）とブレードシュー（４）と
の所定摺動位置において上記ブレードシュー吐出路（４
２）と高圧側圧縮室（２２）とを連通させるブレード吐
出路（５３）が形成されていて、上記各吐出路（３３）
、（４２）、（５３）の開口位置は上記高圧側圧縮室（
２２）内の流体が高圧状態となるロータリピストン（５
）の所定回転角度位置より所定回転範囲内において３つ
の吐出路（３３）、（４２）、（５３）が同時に連通ず
るように設定された構成としている。

また、請求項（２記載の発明は、第３図（ｅ）および（
ａ）に示すように、上記請求項（１）記載のロータリ式
圧縮機において、３つの吐出路（３３）。

（４２）、　　（５３）は、ブレードシュー吐出路（４
２）とブレード吐出路（５３）との連通始点が吐出開始
を規制するように、シリンダ吐出路（３３）とブレード
シュー吐出路（４２）との連通終点が吐出終了を規制す
るように設定された構成としている。

（作用） 上記構成による本発明の作用を以下に述べる。

請求項（１）記載の発明では、流体を低圧側圧縮室（２
１）内に吸入し、ロータリピストン（５）の回転によっ
て高圧側圧縮室（２２）容積を収縮して上記流体を圧縮
する。そして、この圧縮された流体の吐出動作の際、高
圧側圧縮室（２２）内の流体が高圧状態となるロータリ
ピストン（５）の所定回転角度位置において各吐出路（
３３）。

（４２）、　　（５３）が同時に連通ずることで、高圧
側圧縮室（２２）内の流体は各吐出路（５３）。

（４２）、（３３）を経てシリンダ（３）から吐出する
。これにより、リード弁を用いることなしに、簡単な構
成で、騒音が少なく、且つ信頼性の高い吐出弁機構が得
られる。

また、請求項（′２Ｊ記載の発明では、ブレードシュー
吐出路（４２）とブレード吐出路（５３）との連通始点
が吐出開始を規制するように、シリンダ吐出路（３３）
とブレードシュー吐出路（４２）との連通終点が吐出終
了を規制するように設定したことで、その連通動作が正
確に行われ、その設定も容易に行うことができる。

（実施例） 次に、本発明における一実施例について図面に沿って説
明する。

第１図は、空気調和装置の冷媒回路中に具備されたロー
タリ式圧縮機（１）における圧縮室（２）周辺の横断面
図である。この図に示すように、本例におけるロータリ
式圧縮機（１）の圧縮室（２）周辺は、シリンダ（３）
、ブレードシュー（４）およびロータリピストン（５）
を主要部として構成されている。

シリンダ（３）は、円筒状の部材であって、その外周面
は図示しない圧縮機ケーシングの内側面に固着支持され
ており、一方、その内部は、このシリンダ〈３）の上下
両端面に図示しない平盤状のサイドケースが取付けられ
ることで低円柱状空間としての圧縮室（２）に形成され
ている。また、このシリンダ（３）には、上記圧縮室（
２）とシリンダ（３）に連接された吸入管（６）とを連
通ずるシリンダ吸入路（３１）が穿設されている。

更に、シリンダ吸入路（３１）に近接した位置には、略
円柱状のブレードシュー嵌入穴（３２）が形成されてい
る。このブレードシュー嵌入穴（３２）はシリンダ（３
）の軸方向に貫通されており、その径はシリンダ（３）
の肉厚寸法と略等しく設定されていて、上述したように
シリンダ（３）の上下面にサイドケースが配設されるこ
とでブレードシュー（４）を支持するための空間が形成
されることになる。そして、このシリンダ（３）におけ
る特徴部分は、上記ブレードシュー嵌入穴（３２）とシ
リンダ（３）外部の高圧空間（７）とを連通するシリン
ダ吐出路（３３）である。このシリンダ吐出路（３３）
は、シリンダ（３）の外周面からブレードシュー嵌入穴
（３２）の内側面間に亘って貫通されて成り、上記シリ
ンダ吸入路（３１）より小径で形成されていると共に、
その方向は、上記シリンダ吸入孔（３１）の延長方向に
対して略直角方向となっている。

ブレードシュー（４）は上記ブレードシュー嵌入穴（３
２）の円柱形状と略合致した形状で形成されていて、こ
のブレードシュー嵌入穴（３２）に嵌入されており、こ
のブレードシュー嵌入穴（３２）内において回転可能と
なっている。また、その水平方向の略中央部には該ブレ
ードシュー（４）の半径方向に延びて該ブレードシュー
（４）を貫通するブレード挿通孔（４１）が形成されて
いる。そして、このブレードシュー（４）における特徴
部分としては、上記ブレード挿通孔（４１）とブレード
シュー（４）の外側面とに亘って形成されたブレードシ
ュー吐出路（４２）である。このブレードシュー吐出路
（４２）は、上記シリンダ吐出路（３３）と略同径の貫
通孔であって、ブレード挿通孔（４１）の延長方向に対
して直角方向に延び、且つ該ブレード挿通孔（４１）の
延長方向と直角なブレードシュー（４）の中心線に対し
て圧縮室（２）側に僅かに移行した位置に形成されてい
る。詳しくは、回転可能なブレードシュー（４）がロー
タリピストンの回転角度が１８０（ｔＪ３図（ｄ）に示
す状態）を越えて時計回転方向に僅かでも回転すると、
上記シリンダ吐出路（３３）とブレードシュー吐出路（
４２）とが連通ずるように、また、ロータリピストン（
５）が回転し、その回転角度が０°に達すると両通路（
３Ｂ）、（４２）の連通が遮断されるようにその開口位
置が設定されている。即ち、第３図（ｄ）〜（ａ）に示
すように、ロータリピストン（５）の回転角度が１８０
°を越えて３６０°に達するまでのブレードシュー（４
）が時計回転方向変位の状態においてシリンダ吐出路（
３３）とブレードシュー吐出路（４２）とを連通ずるよ
うに設定されている。

ロータリピストン（５）は円筒状のピストン本体（５１
）にブレード（５２）が接続されて成っている。ピスト
ン本体（５１）は、低円筒状であって、その上下両端面
は上記サイドケースに気密性を保って接触している。ま
た、このピストン本体（５１）の内部には圧縮機の駆動
系から延びるクランク軸（図示省略）が挿入されており
、シリンダ中心を通るクランク細心（０＋　）と、この
クランク軸の押入部分としてのカム部の中心（０２）と
が所定寸法だけ偏心されていることで、シリンダ中心と
ロータリピストンの中心も所定量を有してａ、ｉ心され
ている。従って、このピストン本体（５１）の外周面と
シリンダ（３）の内周向との間は、気密性を保てる程度
の僅かな隙間をもっており、高圧室と低圧室とを仕切る
ようになっている。また、ブレード（５２）は上記ピス
トン本体（５１）の外側面から半径方向に延びて上記ブ
レードシュー（４）のブレード揮通孔（４１）に摺動自
在に挿通されている。従って、このピストン本体（５１
）とブレード（５２）から成るロータリピストン（５）
によって、圧縮室（２）内は低圧側圧縮室（２１）と高
圧側圧縮室（２２）の２室に分割されている。そして、
このロータリピストン（５）の特徴部分はブレード（５
２）に設けられたブレード吐出路（５３）である。この
ブレード吐出路（５３）は、第２図にも示すようにブレ
ード（５２）の高圧側圧縮室（２２）に臨む側面におい
て、該ブレード（５２）のピストン本体（５１）との接
続部から所定幅をもって、ブレード先端方向に延びた矩
形状の溝で形成されていて、その上端位置は第３図（ｅ
）〜（ｃ）に示すように、圧縮室（２２）が予め設定さ
れた所定圧になるロータリピストン（５）の回転角度が
２２５’を越えると連通し、１３５°に達すると上記ブ
レードシュー吐出路（４２）とブレード吐出路（５３）
との連通を遮断するように設定されている。

このように、シリンダ吐出路（３３）とブレードシュー
吐出路（４２）との連通はロータリピストン（５）の回
転角度が１８０°を越えて３６００に達するまでの間で
行われ、一方、ブレードシュー吐出路（４２）とブレー
ド吐出路（５３）との連通はロータリピストン（５）の
回転角度が２２５″を越えて１３５°に達するまでの間
で行われるように各吐出路（３３）、　　（４２）、　
　（５３）の開口位置が設定されている。

次に、このロークリ式圧縮機の駆動時について第３図に
沿って説明する。

先ず、第３図（ａ）（ロータリピストンの回転角０６）
の状態からロータリピストン（５）を同転し始めると、
前行程で予めシリンダ吸入路（３１）から圧縮室（２）
内に吸入されていた冷媒が圧縮され始める。この状態に
おいて、各吐出路（３３）、（４２）、　　（５３）の
連通状態は、ブレードシュー吐出路（４２）とブレード
吐出路（５３）とは連通状態にあるが、シリンダ吐出路
（３３）とブレードシュー吐出路（４２）とは非連通状
態でるために、圧縮機のケーシング内部空間（７）と圧
縮室（２）とは連通されていない。

ロータリピストンの回転角８０°の第３図（ｂ）に示す
状態においては、ブレードシュー（４）が反時計回転方
向に変移しているために、依然シリンダ吐出路（３３）
とブレードシュー吐出路（４２）とは非連通状態であり
、第３図（ａ）の状態と同様にケーシング内部空間（７
）と高圧側圧縮室（２２）とは連通されていない。また
、低圧側圧縮室（２１）では次行程で圧縮するための冷
媒の吸入動作が行われてい、る。

ロータリピストンの回転角１３５”の第３図（Ｃ）に示
す状態においては、ブレードシュー吐出路（４２）とブ
レード吐出路（５３）も非連通状態となり、各吐出路（
３３）、（４２）、（５３）は各々非連通状態のまま高
圧側圧縮室（２２）内の冷媒を圧縮していく。

回転角１８０’の第３図（ｄ）に示す状態においては、
ロータリピストン（５）が最下点に達した状態であって
、ブレードシュー（４）は上述した第３図（ａ）の状態
に戻り、一方、ブレード（５２）は圧縮室（２）内へ最
大突出状態となっている。この場合にも各吐出路（３３
）、　　（４２）（５３）は連通されないまま高圧側の
圧縮室の冷媒は圧縮されていく。この回転角１８０°以
降の回転においてはブレードシュー（４）が時計同転方
向の変位になるため、シリンダ吐出路（３３）とブレー
ドシュー吐出路（４２）とは連通されることになる。

そして、回転角２２５°の筆３図（ｅ）の状態において
は、高圧側圧縮室（２２）内の冷媒が所定の圧力に達す
る。この状態以降の回転においては、ブレード吐出路（
５３）とブレードシュー吐出路（４２）とが連通状態と
なり、高圧側圧縮室（２２）内の冷媒がブレード吐出路
（５３）からブレードシュー吐出路（４２）及びシリン
ダ吐出路（３３）を経てケーシング内部空間（７）内に
吐出されることになる。

第３図（ｆ）に示す状態はシリンダ吐出路（３３）とブ
レードシュー吐出路（４２）との開口位置が一致した状
態であって、即ち、３つの吐出路（３３）、（４２）、
（５３）が同時に連通した状態であると共に、冷媒の吐
出通路が最大径になった状態である。その後、ロータリ
ピストン（５）の回転が進み、回転角が３６０　”に達
すると、第３図（ａ）に示す状態に戻り、上述した行程
が繰返される。

このように、本例における冷媒吐出角度はシリンダ吐出
路（３３）とブレードシュー吐出路（４２）とが連通さ
れるロータリピストンの回転角度（１８０”〜３６０’
）およびブレードシュー吐出路（４２）とブレード吐出
路（５３）とが連通されるロータリピストンの回転角度
（２２５°〜１３５°）のラップ部分としての回転角度
２２５″〜Ｂ６０”間においてのみ高圧側圧縮室（２２
）とケーシング内部空間（７）とが連通されて圧縮冷媒
が吐出されるようになっている。

このように、本発明によれば、従来のようなリド弁を廃
することで、駐ぎの低減および破損要因部分の減少がな
され、「ｔつ、強制的に高圧側圧縮室（２２）とケーシ
ング内部空間（７）とを連通させるために、従来のよう
な冷媒の過圧縮状態が生じることもない。また、機械的
な駆動力手段を必要とせずに簡単な構成で安定した開弁
動作を得ることができる。また、各吐出路の連通状態は
ロータリピストンの回転角度が３６００に達した峙に閉
じられるため、ケーシング内部空間に吐出した冷媒が高
圧側圧縮室に逆流することはない。

更に、３つの吐出路（３Ｂ）、（４２）、（５３）の連
通開始がブレードシュー吐出路（４２）とブレード吐出
路（５３）との間で規制され、一方、連通終了がシリン
ダ吐出路（３３）とブレードシュー吐出路（４２）との
間で規制されることで、その連通動作が正確に行われ、
その設定も容易に行われる。

尚、本例では各吐出路Ｃ３３）、（４２）。

（５３）が同時に連通ずるロータリピストン（５）の回
転角度を２２５°〜３６０’としたが、この連通開始角
度は適宜設定可能である。また、本例のような空気調和
装置における圧縮機に限らず真空ポンプなど各種流体装
置への適用も可能である。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、以下のような効果が
発揮される。

請求項（１）記載の発明では、高圧側圧縮室内の流体が
高圧状態となるロータリピストンの所定回転角度位置に
おいて各吐出路が同１侍に連通ずることで、高圧側圧縮
室内の流体が吐出側流体室に吐出される。これにより、
従来のようなリード弁を廃することができ、騒音が低減
されると共に、破損要因部分が減少され、史には、高圧
側圧縮室内で流体が過圧縮状態となることもなく、振動
騒音が生じやすく且つ製造コストや駆動力損失を生じる
機械的な弁機構を用いることなしに、筒中な構成で安定
した開弁動作を行う信頼性の高いロータリ圧縮機の弁機
構を得ることができる。

また、請求項（２）記載の発明では、ブレードシュ吐出
路とブレード吐出路との連通始点が吐出開始を規制する
ように、シリンダ吐出路とブレードシュー吐出路との連
通終点が吐出終了を規制するように設定したことで、そ
の連通動作が正確に行われ、その設定も容易に行うこと
ができる。また、上述した丈施例のように各吐出路が同
時に連通するロータリピストンの回転角度を３６０”の
位置を最終点とすると、吐出側流体室に吐出された流体
が高圧側圧縮室側に逆流することがないために、圧縮効
率の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一尖施例を示し、第１図は圧
縮機の圧縮室周辺の構造を示す横断面図、第２図はブレ
ード吐出路周辺の斜祖図、第３図はロータリピストンの
回転に伴う各吐出路の連通状態を説明するための第１図
相当図である。第４図は従来の圧縮機における第１図相
当図である。 （１）・・・ロータリ式圧縮機 （２１）・・・低圧側圧縮室 （２２）・・・高圧側圧縮室 （３）・・・シリンダ （３２）・・・ブレードシ二−嵌入穴 （３３）・・・シリンダ吐出路 （４）・・・ブレードシュー （４１）・・・ブレード神通孔 （４２）・・・ブレードシュー吐出路 （５）・・・ロータリピストン （５２）・・・ブレード （５３）・・・ブレード吐出路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ（３）内にブレード（５２）が一体形成
   されたロータリピストン（５）が、該シリンダ（３）の
   中心より偏心して配設されてシリンダ（３）内部が低圧
   側圧縮室（２１）と高圧側圧縮室（２２）とに区画され
   たロータリ式圧縮機であって、上記シリンダ（３）には
   、ブレードシュー嵌入穴（３２）が形成されると共に、
   一端が上記ブレードシュー嵌入穴（３２）に連通するシ
   リンダ吐出路（３３）が設けられている一方、上記ブレ
   ードシュー嵌入穴（３２）にはブレードシュー（４）が
   回転可能に嵌入されており、該ブレードシュー（４）に
   は、ロータリピストン（５）のブレード（５２）がブレ
   ードシュー（４）に設けられたブレード挿通孔（４１）
   に摺動自在に挿通されていると共に、上記ブレードシュ
   ー（４）には該ブレードシュー（４）の所定回転範囲に
   おいて上記シリンダ吐出路（３３）とブレード挿通孔（
   ４１）とを連通させるブレードシュー吐出路（４２）が
   設けられており、更に、上記ブレード（５２）には、該
   ブレード（５２）とブレードシュー（４）との所定摺動
   位置において上記ブレードシュー吐出路（４２）と高圧
   側圧縮室（２２）とを連通させるブレード吐出路（５３
   ）が形成されていて、上記各吐出路（３３）、（４２）
   、（５３）の開口位置は上記高圧側圧縮室（２２）内の
   流体が高圧状態となるロータリピストン（５）の所定回
   転角度位置より所定回転範囲内において３つの吐出路（
   ３３）、（４２）、（５３）が同時に連通するように設
   定されていることを特徴とするロータリ式圧縮機。
2. （２）上記請求項（１）記載のロータリ式圧縮機におい
   て、３つの吐出路（３３）、（４２）、（５３）は、ブ
   レードシュー吐出路（４２）とブレード吐出路（５３）
   との連通始点が吐出開始を規制するように、シリンダ吐
   出路（３３）とブレードシュー吐出路（４２）との連通
   終点が吐出終了を規制するように設定されていることを
   特徴とするロータリ式圧縮機。