JPH0378589A - 回転式圧縮機 - 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、主に、冷凍、冷房用に使用され、同一軸に対
して複数のシリンダを有した回転式圧縮機に関するもの
である。

［従来の技術］ 回転式圧縮機は往復圧縮機とともに高圧用の圧縮機とし
て使用され、単シリンダ回転式圧縮機の他に複数のシリ
ンダを備えたものがある。同一軸に対して複数のシリン
ダを備えた従来の回転式圧縮機のうち、２シリンダを備
えた一般的な回転式圧縮機について、第３図及び第４図
を用いて説明する。

第３図は従来の回転式圧縮機の縦断面図、第４図は従来
の回転式圧縮機のクランク軸に作用する力関係を示す説
明図である。

図において、（１）は内部の上方に回転駆動力を発生す
る電動機部（Ａ）、下方に圧縮機構部（Ｂ）を収納した
密閉容器、（２）は前記密閉容器（１）の内壁に固定さ
れた電動機部（Ａ）の固定子、（３）は前記固定子（２
）とわずかな間隙をもって回転自在に配設された電動機
部（Ａ）の回転子である。（４）は前記密閉容器（１）
の中央部に上下に設けられたクランク軸で、上部は前配
回転子（３）に貫通して固定され、下部は圧縮機構部（
Ｂ）に延びている。（５）は圧縮機構部（Ｂ）において
密閉容器（１）内壁に固定された円筒状の上部シリンダ
、（６）はこの上部シリンダ（５）の下方に同一軸上に
配設された円筒状の下部シリンダ、（７）は上部シリン
ダ（５）と下部シリンダ（６）との間に介在したリング
状の仕切板である。前記クランク軸（４）の下部は前記
上部シリンダ（５）と下部シリンダ（６）の中央部を貫
通し、上部シリンダ（５）内において一方（第３図にお
いて右側）に偏心した円板上の偏心部（４ａ）、下部シ
リンダ（６）内において前記偏心部（４ａ）と反対方向
（第３図において左側）に偏心した円板上の偏心部（４
ｂ）が一体に形成されている。更に、前記上部シリンダ
（５）の上面及び下部シリンダ（６）の下面には、それ
ぞれクランク軸（４）の中央部及び下端部を回転自在に
支持する軸受（８）及び軸受（９）が固定されている。

これらの上部シリンダ（５）、仕切板（７）及び上部の
軸受（８）によって上部シリンダ室（１０）が形成され
ており、また、下部シリンダ（６）、仕切板（７）及び
下部の軸受（９）によって下部シリンダ室（１１）が形
成されている。（１２）はクランク軸（４）の偏心部（
４ａ）の外周面に取付けられた円筒状のローリングピス
トン（１１）で、クランク軸（４）の回転に連動して上
部シリンダ室（１０）の内壁に沿い、通常、数〜１０数
マイクロメーターの隙間を維持しながら偏心して回転す
る。（１３）は上部シリンダ（５）に取付けられ、スプ
リング（１４）によって弾性支持されたベーンで、先端
部はローリングピストン（１２）の外周面に当接し上部
シリンダ室（１０）を区切っている。また、（１５）は
クランク軸（４）の偏心部（４ｂ）の外周面に取付けら
れた円筒状のローリングピストンで、前記ローリングピ
ストン（１２）と同様に、クランク軸（４）の回転に連
動して下部シリンダ室（１１）の内壁に沿い、わずかの
隙間を維持しながら偏心して回転する。（１６）は下部
シリンダ（６）に取付けられ、スプリング（１７）によ
って弾性支持されたベーンで、先端部はローリングピス
トン（１５）の外周面に当接し下部シリンダ室（１１）
を区切っている。（１８）及び（１９）はそれぞれ電動
機部（Ａ）の回転子（３）の上側外縁部、及び下側外縁
部に１８０度の位相差をもって取付けられた釣合錘で、
運転中にクランク軸（４）に作用する遠心力と曲げモー
メントのバランスを調整するためのものである。（２０
）は密閉容器（１）の底部に充填され、密閉容器（１）
内の各摺動部の潤滑を行なう潤滑油である。

次に、上記のように構成された従来の回転式圧縮機の動
作を説明する。

電動機部（Ａ）の固定子（２）に通電されると、回転子
（３）が回転し、これと連動してクランク軸（４）も回
転する。同時に圧縮機構部（Ｂ）のローリングピストン
（１２）及びローリングピストン（１５）がそれぞれ上
部シリンダ室（１０）及び下部シリンダ室（１１）内で
偏心して回転する。これに伴って、それぞれ図示しない
吸込口から吸込まれたガスは上部シリンダ室（１０）及
び下部シリンダ（１１）内でローリングピストン（１２
）及びローリングピストン（１５）によって押圧、圧縮
され、高温、高圧のガスとなって図示しない吐出口から
密閉容器（１）内に吐出される。なお、ベーン（１３）
及びベーン（１６）はそれぞれスプリング（１４）及び
スプリング（１７）の弾性力によって先端が常時ローリ
ングピストン（１２）ｌ’ローリングピストン（１５）
の外周面に当接しているので、図示しない吸込口から吸
込まれたガスはベーン（１３）及びベーン（１６）で遮
断され、吸込口に逆流することな（確実に吐出口から吐
出される。

次に、回転式圧縮機の運転中にクランク軸（４）に作用
する遠心力及び曲げモーメントの関係を第４図に基づき
説明する。

釣合錘（１８）及び釣合錘（１９）を回転子（３）に取
付けた状態において、クランク軸（４）に作用する遠心
力及び曲げモーメントの関係は次式で表わされる。

Ｆ１＋Ｆ４＝Ｆ２＋Ｆ３　　　　　　　・・・（１）Ｆ
２・Ｌ２＋Ｆ３・Ｌ３＝Ｆ４　・Ｌ４・・・　（２）上
式において、 Ｆｌ：クランク軸（４）の偏心部（４ｂ）及びローリン
グピストン（１５）に生じ る遠心力 Ｆ２：クランク軸（４）の偏心部（４ａ）及びローリン
グピストン（１２）に生じ る遠心力 Ｆ３：釣合錘（１９）に生じる遠心力 Ｆ４：釣合錘（１８）に生じる遠心力 Ｌ２：クランク軸（４）の偏心部（４ｂ）の重心とクラ
ンク軸（４）の偏心部（４ ａ）の重心との間の垂直距離 Ｌ３：クランク軸（４）の偏心部（４ｂ）の重心と釣合
錘（１９）の重心との間の 垂直距離 Ｌ４：クランク軸（４）の偏心部（４ｂ）の重心と釣合
錘（１８）の重心との間の 垂直距離 即ち、上記の式を満足するようにＦ３及びＦ４を算出し
、釣合錘（１８）及び釣合錘（１９）の重量を設定して
回転子（３）に付加することによって、クランク軸（４
）に作用する遠心力及び曲げモーメントのバランス調整
が行なわれている。

上記技術については、実開昭６０−４９２８５号公報等
に掲載されている。

他に、前記クランク軸（４）に作用する遠心力及び曲げ
モーメントのバランスを考慮した従来例として、特開昭
６１−８４８９号等の技術を挙げることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の回転式圧縮機は、上記のように構成されているか
ら、回転子（３）に付加する釣合錘（１８）及び釣合錘
（１９）の重量は一般に大きく、したがって、運転中に
クランク軸（４）の撓みが増大し、振動及び騒音が大き
いものであった。また、軸受（１８）及び軸受（１９）
に対する負荷も大きいため、焼付き、摩耗傷等が生じ易
くなり、長時間運転に対する信頼性が低いものであった
。

また、特開昭６１−８４８９号公報に掲載の技術によれ
ば、複数配設されたシリンダの各々にバランサを設定す
る必要があり、部品点数が多くなり、また、コスト的に
も高価となる。

そこで、本発明は回転子に付加する釣合錘の重量を軽減
して、運転中の振動及び騒音を低減するとともに、長時
間運転に対する信頼性を高くした廉価な回転式圧縮機の
提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる回転式圧縮機は、同一軸に対して複数配
設されたシリンダの内部にクランク軸の偏心部を挿通す
るとともに、前記クランク軸の偏心部相互間に回転バラ
ンスを調整する釣合錘を設けたものである。

［作用］ 本発明においては、クランク軸及びローリングピストン
の偏心回転に対するバランス調整を行なう釣合錘を、ク
ランク軸の偏心部の相互間の所要個所に設けたことによ
り、回転子の上部と下部に取付けた釣合錘の重量が軽減
され、クランク軸に作用する遠心力及び曲げモーメント
は小さくなる。

これによって、クランク軸の撓みが小さくなり、また、
回転中の振動と騒音が低減されて、長時間運転に対する
信頼性が向上する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例の回転式圧縮機の縦断面図、
第２図は本発明の一実施例の回転式圧縮機のクランク軸
に作用する力関係を示す説明図である。なお、図中、第
３図及び第４図と同一符号は従来の構成部分と同一また
は相当する部分であるから、ここではその説明を省略す
る。

図において、（２１）はクランク軸（４）の偏心部（４
ａ）の下側に設けられた釣合錘で、クランク軸（４）と
一体に形成されたものである。前記釣合錘（２１）は、
偏心部（４ａ）、偏心部（４ｂ）及び仕切板（７）の間
隙に収められ、偏心部（４ａ）と同じ位相に取付けられ
ている。

次に、上記のように構成された本実施例の回転式圧縮機
の動作を説明する。

上記実施例の回転式圧縮機は、クランク軸（４）の偏心
部（４ａ）の下側に釣合錘（２１）を設けたものである
から、従来例と同様に動作し、クランク軸（４）の回転
に伴って、ローリングピストン（１２）及びローリング
ピストン（１５）がそれぞれ上部シリンダ室（１０）及
び下部シリンダ室（１１）内で偏心して回転する。これ
につれて、図示しない吸込口から吸込まれたガスは、上
部シリンダ室（１０）及び下部シリンダ（１１）内でロ
ーリングピストン（１２）及びローリングピストン（１
５）によって抑圧、圧縮され、高温、高圧のガスとなっ
て図示しない吐出口から密閉容器（１）内に吐出される
。

次に、回転式圧縮機の運転中にクランク軸（４）に作用
する遠心力と曲げモーメントの関係について第２図に基
づき説明する。

釣合錘（１８）及び釣合錘（１９）を取付けた状態にお
ける遠心力と曲げモーメントの関係は、従来例と同様に
、次式で表わされる。

Ｆ１＋Ｆ４＝Ｆ２＋Ｆ３　　　　　　　・・・（１）Ｆ
２・Ｌ２＋Ｆ３・Ｌ３＝Ｆ４・Ｌ４・・・（２）今、（
１）式及び（２）式より、回転子（３）に取付けた釣合
錘（１９）に生じた遠心力Ｆ３及び回転子（３）に取付
けた釣合錘（１８）に生じた遠心力Ｆ４を求めると次の
ようになる。

Ｆ３＝Ｆ１−Ｌ４／　（Ｌ４−Ｌ３） −Ｆ２・　（Ｌ４−Ｌ２）／　（Ｌ４−Ｌ３）・・・（
３） Ｆ４＝Ｆ　１　ΦＬ３／　（Ｌ４−Ｉ、３）−Ｆ２・　
（Ｌ３−Ｌ２）／　（Ｌ４−Ｌ３）・・・　（４） ここで、クランク軸（４）の偏心部（４ａ）に釣合錘（
２１）を付加してＦ２を大きくすると、Ｆｌ、Ｌ２、Ｌ
３、Ｌ４が一定の条件において、Ｌ４−Ｌ３、Ｌ４−Ｌ
２、Ｌ３−Ｌ２の各線はいずれも正であるから、上記（
３）式及び（４）式の右辺第２項はいずれも大きくなり
、したがって、Ｆ３及びＦ４はいずれも小さくなる。即
ち、回転子（３）に取付けられる釣合ｉｆ！（１８）及
び釣合錘（１９）の重量は小さくなる。

以上のことから、クランク軸（４）の偏心部（４ａ）に
釣合錘（２１）を取付けることによってＦ２は大きくな
るが、軸振れの大きい自由端側に作用するＦ３及びＦ４
の値は小さくなるので、総合的にはクランク軸（４）に
作用する遠心力及び曲げモーメントは小さくなって撓み
量は減少する。

このように、上記実施例の回転式圧縮機は、密閉容器（
１）の圧縮機構部（Ｂ）に同一軸に対して配設された上
部シリンダ（５）及び下部シリンダ（６）の内部に、ク
ランク軸（４）の偏心部（４ａ）及び偏心部（４ｂ）を
それぞれ挿通ずるとともに、クランク軸（４）の偏心部
（４ａ）の下面に釣合錘（２１）を一体に取付けたもの
である。

したがって、上記実施例によれば、回転子（３）の上部
と下部に取付けられた釣合錘（１８）及び釣合錘（１９
）の重量は軽減され、クランク軸（４）に作用する遠心
力及び曲げモーメントは小さくなる。このため、回転中
のクランク軸（４）の撓みは減少するので、振動及び騒
音を低減することができる。また、軸受（８）及び軸受
（９）における負荷が軽減されるとともに、釣合＠（２
１）をクランク軸（４）に一体に形成してクランク軸（
４）の剛性が増大されるので、長時間運転に対する信頼
性を向上させることができる。

ところで、上記実施例の釣合錘（２１）は、クランク軸
（４）に一体に形成しているが、本発明を実施する場合
には、これに限定されるものではなく、別ピースにして
クランク軸（４）に固着してもよい。即ち、製造コスト
等を比較して適宜選択することが可能である。

また、上記実施例では、シリンダを２個配設した場合を
示したが、同一軸に対して更に多数のシリンダを配設し
た場合にも、同様にして、回転子（３）に取付けた釣合
錘（１８）及び釣合錘（１９）の重量を軽減できるクラ
ンク軸（４）の偏心部の所要個所に、釣合錘を取付けれ
ばよい。なお、このとき、釣合錘の取付数は一個に限る
ことはなく、クランク軸（４）に作用する力関係から複
数個にしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の回転式圧縮機は、同一軸に対し
て複数配設されたシリンダの内部に、クランク軸の偏心
部を挿通ずるとともに、前記クランク軸の隣接する偏心
部間の所要個所に回転バランスを調整する釣合錘を設け
たものであるから、回転子に設けた釣合錘の重量が軽減
され、クランク軸に作用する遠心力及び曲げモーメント
は小さくなる。このため、クランク軸の回転中の撓みは
小さくなるので、振動と騒音を低減することができる。

更に、クランク軸の軸受における負荷が軽減されるとと
もに、釣合錘をクランク軸に設けることによってクラン
ク軸の剛性が増大されるので、長時間運転に対する信頼
性を向上させることができる。また、釣合錘をクランク
軸に設けることによって部品点数を増加させず、回転子
機圧縮機が廉価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回転式圧縮機の縦断面図、
第２図は本発明の一実施例の回転式圧縮機のクランク軸
に作用する力関係を示す説明図、第３図は従来の回転式
圧縮機の縦断面図、第４図は従来の回転式圧縮機のクラ
ンク軸に作用する力関係を示す説明図である。 図において、 Ａ：電動機部　　　　　Ｂ：圧縮機構部１：密閉容器　
　　　　３：回転子 ４：クランク軸　　　４ａ、４ｂ：偏心部５：上部シリ
ンダ　　　６：下部シリンダ２１；釣合錘 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　回転駆動力を付与する電動機部と、 前記電動機部に対して同軸に配設した複数のシリンダを
   有する圧縮機構部と、 一端は前記電動機部の回転子に固着され、他端は前記シ
   リンダ内を挿通し、前記各シリンダ内において偏心部を
   有するクランク軸と、 前記クランク軸の隣接する偏心部間に設けられ、偏心回
   転に対するバランスを調整する釣合錘とを具備すること
   を特徴とする回転式圧縮機。