JPH04209986A - ローリングピストン型圧縮機 - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、空気調和装置などに用
いられるローリングピストン型圧縮機に関し、特に、主
軸のスラスト損失対策に係るものである。 ［０００２］ 【従来の技術】従来よりこの種のローリングピストン型
圧縮機には、特開昭６３−１６７０９５号公報に開示さ
れているように、密閉のケーシング内に駆動モータと該
駆動モータに連結された圧縮ユニットとが収納されてい
るものがある。 ［０００３］この圧縮ユニットは、図１１に示すように
、シリンダ（ａ）内にロータ（ｂ）が偏心して転勤自在
に収納されて構成され、該シリンダ（ａ）の上面にはフ
ロントヘッド（Ｃ）が、下面にはリアヘッド（ｄ）がそ
れぞれ取付けられている。更に、駆動モータに連結され
た主軸（ｅ）は上記フロントヘッド（Ｃ）及びリアヘッ
ド（ｄ）を貫通すると共に、上記ロータ（ｂ）にカム（
ｆ）を介して嵌合されている。そして、上記主軸（ｅ）
の回転よりロータ（ｂ）がシリンダ（ａ）内を転動し、
該シリンダ（ａ）内の圧縮作動室（ｇ）が図示しないブ
レードによって収縮して流体を圧縮している。 ［０００４］

【発明が解決しようとする課題】上述したローリングピ
ストン型圧縮機において、主軸（ｅ）の下部にはカム（
ｆ）の下方位置にスラスト受部（ｈ）が形成され、該ス
ラスト受部（ｈ）の下面がリアヘッド（ｄ）に接して主
軸（ｅ）のスラスト荷重を受は止めている。 ［０００５］Ｌかしながら、上記スラスト受部（ｈ）は
、ロータ（ｂ）における主軸（Ｃ）の嵌合孔（ｉ）内に
設けているので、図１２に示すように、主軸（ｅ）より
も大径に形成しているものの、ロータ（ｂ）によって制
約されることになる。この結果、受圧面積（図１２斜線
部分）が小さく、機械損失のうちの軸スラスト損失が大
きく、特に、高速回転時の損失が大きくなり、入力を大
きくしなければならないという問題があった。 ［０００６］また、図１３に示すように、上記主軸（ｅ
）には、カム（ｆ）によるモーメントＭ１が作用すると
同時に、スラスト受部（ｈ）がロータ（ｂ）の制約から
偏心しているので、このスラスト受部（ｈ）によるモー
メントＭ２が作用することになる。そして、圧縮ユニッ
トが１つの場合、所謂１シリンダの場合、上記モーメン
トＭｌ、Ｍ２を相殺するためのモーメントＭ１１゜Ｍ１
２を生じさせるカウンタウェイトを設けており、このカ
ウンタウェイトが大型化するという問題があった。 ［０００７１本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、軸スラスト損失を低減して機械効率の向上を図ると
共に、カウンタウェイトの小型化を図ることを目的とす
るものである。 ［０００８］

【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、本発明が講じた手段は、リアヘッドの外側面にス
ラスト部材を設けるようにしたものである。 （０００９］具体的に、図１に示すように、請求項１に
係る発明が講じた手段は、先ず、ケーシング（２）内に
駆動手段（３）と該駆動手段（３）に連結された少なく
とも１つの圧縮ユニット（４）とが収納され、該圧縮ユ
ニット（４）は、フロントヘッド（４４）とリアヘッド
（４５）とが取付けられたシリンダ（４１）内にロータ
（４２）が偏心して収納されると共に、上記駆動手段（
３）に連結された主軸（４３）がフロントヘッド（４４
）及びリアヘッド（４５）を貫通し且つロータ（４２）
に嵌挿されて構成されているローリングピストン型圧縮
機を前提としている。 ［００１０１そして、上記リアヘッド（４５）の外側面
には主軸（４３）の端面が接して該主軸（４３）をスラ
スト方向に支持するスラスト部材（５）が設けられてい
る。加えて、該スラスト部材（５）における主軸（４３
）端面の接触面側には油溝（５１）が形成された構成と
している。 ［００１１３また、請求項２に係る発明が講じた手段は
、上記請求項１記載の発明において、スラスト部材（５
ａ）は、リアヘッド（４５）と一体に形成された構成と
している。 ［００１２］

【作用】上記の構成により、請求項１及び２に係る発明
では、駆動手段（３）を駆動すると、主軸（４３）が回
転してロータ（４２）がシリンダ（４１）内を転動する
ことになる。そして、上記シリンダ（４１）内にブレー
ドで区画形成される圧縮作動室は上記ロータ（４２）の
転勤によって収縮し、流体を圧縮している。 ［００１３］この圧縮駆動時において、主軸（４３）の
スラスト荷重は、リアヘッド（４５）の外側面に取付け
られたスラスト部材（５）に主軸（４３）の端面が接し
て該スラスト部材（５）が受は止めている。更に、この
スラスト部材（５）の油溝（５１）には潤滑油が供給さ
れており、上記主軸（４３）とスラスト部材（５）との
間の損失が低減されている。 ［００１４］

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
上記リアヘッド（４）の外側面に油溝（５１）を有する
スラスト部材（５）を設けるようにしたために、該スラ
スト部材（５）がロータ（４２）などによって形状的に
制約を受けることがないので、主軸（４３）との接触面
である受圧面積を大きくすることができる。更に、上記
油溝（５１）に潤滑油を供給するので、流体潤滑を行う
ことができることから、上記受圧面積の拡大と共に、軸
スラスト損失の低減を図ることができる。特に、高速回
転時における損失を著しく低減することができることか
ら、入力を小さくすることができこ機械効率の向上を図
ることができる。 ［００１５］また、上記リアへ゛ラド（４５）の外側に
スラスト部材（５）を設けているので、潤滑油の供給を
容易に行うことができ、確実な潤滑を行うことができ、
信頼性の向上を図ることができる。 ［００１６］また、上記スラスト部材（５）をリアヘッ
ド（４５）に設けているので、従来のように主軸（４３
）に設けていた場合に比して主軸（４３）に作用するモ
ーメントを小さくすることができることから、カウンタ
ウェイトの小型化を図ることができる。 ［００１７］また、請求項２に係る発明によれば、上記
スラスト部材（５ａ）をリアヘッド（４５）と一体成形
しているので、部品点数を少なくすることができ、安価
にすることができると共に、組付けを簡略化することが
できる。 ［００１８］

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。 ［００１９３図１に示すように、　（１）は空気調和装
置などに用いられるローリングピストン型圧縮機であっ
て、密閉のケーシング（２）内に駆動手段である駆動モ
ータ（３）と１つの圧縮ユニット（４）とが収納されて
構成されている。 ［００２０１上記駆動モータ（３）は、ケーシング（２
）内の上部に設けられ、ロータ（３１）とケーシング（
２）に固定されたステータ（３２）とより構成されてい
る。上記圧縮ユニット（４）は、シリンダ（４１）内に
ロータ（４２）が収納されると共に、該ロータ（４２）
に主軸（４３）が連結されて形成されている。該シリン
ダ（４１）は厚肉円筒状の金属ブロックで形成されてお
り、外周面にてケーシング（２）に固定されている。 （００２１１更に、上記シリンダ（４１）の上面にはフ
ロントヘッド（４４）が、下面にはリアヘッド（４５）
がそれぞれ取付けられている。該フロントヘッド（４４
）の中央部には主軸（４３）の支持筒（４４ａ）が形成
され、リアヘッド（４５）の中央部には、下方に突出し
て主軸（４３）を支持する肉厚部（４５ａ）が形成され
ている。 ［００２２］上記ロータ（４２）は、シリンダ（４１）
内に偏心して収納され、該シリンダ（４１）内を転勤自
在に設けられており、中央部に上記主軸（４３）の嵌合
孔（４２ａ）が上下両面に亘って穿設されている。 ［００２３］一方、上記主軸（４３）は上端が駆動モー
タ（３）のロータ（３１）に連結されてケーシング（２
）の下部に延長されており、該主軸（４３）の下部はフ
ロントヘッド（４４）の支持筒（４４ａ）、ロータ（４
３）及びリヤヘッド（４５）の肉厚部（４５ａ）を順に
貫通し、下端面には小径の給油ポンプ（４３ａ）が連続
して形成されてい把。更に、上記主軸（４３）の下部に
はカム（４３ｂ）が主軸（４３）の軸心より偏心して形
成され、該カム（４３ｂ）がロータ（４２）の嵌合孔（
４２ａ）に嵌合されている。そして、上記シリンダ（４
１）には、図示しないが、ロータ（４２）に接するブレ
ードが設けられており、該ブレードとロータ（４２）と
によってシリンダ（４１）内に圧縮作動室（４６）が区
画形成され、上記主軸（４３）の回転によってロータ（
４２）がシリンダ（４１）内を転動し、圧縮作動室（４
６）が収縮するように成っている。 ［００２４］また、上記ケーシング（２）の側部には吸
入管（２１）が、上部には吐出管（２２）が連接され、
該吸入管（２１）はシリンダ（４１）に形成され吸込路
（４１ａ）を介して圧縮作動室（４６）に連通し、低圧
冷媒ガスなどの低圧流体は吸入管（２１）より圧縮作動
室（４６）に流入する一方、高圧流体はフロントヘッド
（４４）などに形成された吐出路（図示省略）を通り吐
出管（２２）よりケーシング（２）外に吐出されている
。 ［００２５１更に、上記ケーシング（２）内の下部は油
溜（２３）に成っており、シリンダ（４１）の中央部分
までが潤滑油に浸漬されている。 ［００２６］一方、上記リアヘッド（４５）における肉
厚部（４５ａ）の外側面である下面には、本発明の特徴
とするスラスト部材（５）がボルト（６）によって取付
けられている。該スラスト部材（５）は、図２に示すよ
うに、平坦なドーナツ盤状に形成されており、上面の内
周部が上記主軸（４３）の下端面に接して該主軸（４３
）のスラスト荷重を受は止めている。 ［００２７］更に、上記スラスト部材（５）には、主軸
（４３）の接触面側である上面に油溝（５１）が形成さ
れており、該油溝（５１）は、リング状に形成された周
回溝（５１ａ）と、該周回溝（５１ａ）からスラスト部
材（５）の内周面に亘って形成された４つの内側直線溝
（５ｌ　ｂ）とより構成されている。そして、上記スラ
スト部材（５）は油溜め（２３）内に位置し、潤滑油が
油溝（５１）に流入して主軸（４３）とスラスト部材（
５）との接触面が流体潤滑されている。 ［００２８１次に、上記ローリングピストン型圧縮機（
１）の圧縮動作について説明する。先ず、駆動モータ（
３）を駆動すると、主軸（４３）が回転し、ロータ（４
２）がシリンダ（４１）内を転動する。このロータ（４
２）の転勤によりシリンダ（４１）内の圧縮作動室（４
６）が収縮する。 ［００２９］そして、低圧流体は吸入管（２１）より吸
込路（４１ａ）を介して圧縮作動室（４６）に流入し、
該圧縮作動室（４６）の収縮により圧縮されて高圧流体
となり、ケーシング（２）内から吐出管（２２）を通っ
てケーシング（２）外に吐出される。 ［００３０１上記圧縮駆動時において、主軸（４３）の
下端面はスラスト部材（５）の上面に接しており、該ス
ラスト部材（５）が主軸（５）のスラスト荷重を受は止
めている。更に、上記スラスト部材（５）を始めリアヘ
ッド（４５）などは油溜め（２３）の潤滑油に浸漬され
ているので、潤滑油がスラスト部材（５）の内周部から
内側直線溝（５ｌ　ｂ）及び周回溝（５１ａ）に流入し
、主軸（４３）とスラスト部材（５）との接触面を潤滑
している。 ［００３１］従って、上記リアヘッド（４５）の外側面
である下面に油溝（５１）を有するスラスト部材（５）
を設けるようにしたために、該スラスト部材（５）がロ
ータ（４２）などによって形状的に制約を受けることが
なく、つまり、主軸（４３）の端面全周に亘ってスラス
ト部材（５）が均等幅で主軸（４３）に接するので、主
軸（４３）との接触面である受圧面積を大きくすること
ができる。更に、上記油溝（５１）に潤滑油を供給する
ので、主軸（４３）とスラスト部材（５）との間を流体
潤滑することができることから、上記受圧面積の拡大と
共に、軸スラスト損失の低減を図ることができる。特に
、高速回転時における損失を著しく低減することができ
ることから、入力を小さくすることができ、機械効率の
向上を図ることができる。 ［００３２］また、上記リアヘッド（４５）の外側にス
ラスト部材（５）を設けているので、潤滑油の供給を容
易に行うことができ、確実な潤滑を行うことができ、信
頼性の向上を図ることができる。 ［００３３］また、上記スラスト部材（５）をリアヘッ
ド（４５）に設けているので、従来のように主軸（４３
）に設けていた場合に比して主軸（４３）に作用するモ
ーメントを小さくすることができ、つまり、図１３に示
すモーメントＭ２が生じないことから、カラタウエイト
（図示省略）の小型化を図ることができる。 ［００３４３図３及び図４は他の油溝（５２）、　　（
５３）を示しており、図３の油溝（５２）は図２の周回
溝（５１ａ）及び内側直線溝（５１ｂ）に加えて、周回
溝（５１ａ）からスラスト部材（５）の外周面に亘る４
つの外側直線溝（５１ｃ）を形成し、潤滑油がより確実
に供給されるようにしている。また、図４の油溝（５３
）はスラスト部材（５）の内周面から外周面に亘る螺旋
状に形成されている。 ［００３５１図５は更に他の油溝（５４）を示しており
、周回溝（５４ａ）内に複数のころ軸受（５４ｂ）。 （５４ｂ）、・・・が設けられたものであり、該ころ軸
受（５４ｂ）、　　（５４ｂ）、・・・が主軸（４３）
の端面に接するように成っており、より軸スラスト損失
の低減を図っている。 ［００３６］図６は他のスラスト部材（５ａ）を示して
おり、該スラスト部材（５ａ）はリアヘッド（４５）と
一体成形されており、リアヘッド（４５）の肉厚部（４
５ａ）に内向きフランジ状に形成されている。そして、
上記スラスト部材（５ａ）の上面には図２に示す油溝（
５１）が形成されている。尚、この油溝（５１）は、図
４又は図５に示す油溝（５３）、　　（５４）に代えて
もよい。 ［００３７］従って、上記スラスト部材（５ａ）によれ
ば、リアヘッド（４５）と一体であるので、部品点数を
少なくすることができることから、安価にすることがで
きると共に、組付けを簡略化することができる。 ［００３８１図７は主軸（４３）の変形例を示しており
、該主軸（４３）の下端部に大径部（４３ｃ）が同心上
に形成されたものである。 ［００３９］この大径部（４３ｃ）を形成することによ
り、スラスト部材（５）　、　　（５ａ）との接触面が
拡大し、受圧面積を大きくすることができるので、より
軸スラスト損失を低減することができる。 ［００４０１この主軸（４３）の場合、図示しないが、
リアヘッド（４５）の軸貫通孔は大径部（４３Ｃ）に対
応した形状に形成する。 ［００４１３図８〜図１０はロータ（４２）両端面への
給油構造を示す他の実施例であり、ロータ（４２）の上
下両端面に潤滑油溝（７）を形成したものである。該潤
滑油溝（７）は、周回状に形成され、開口面がフロント
ヘッド（４４）及びリアヘッド（４５）に対面する一方
、上記ロータ（４２）は縦通路（７１）及び横通路（７
２）が穿設されている。該縦通路（７１）の上下両端面
は潤滑油溝（７）に連通し、横通路（７２）の一端が縦
通路（７１）に、他端がロータ（４２）の内面である嵌
合孔（４２ａ）に開口している。 ［００４２］一方、上記主軸（４３）には給油ポンプ（
４３ａ）に連通して軸方向に給油通路（４３Ｃ）が穿設
されている。更に、上記主軸（４３）には給油通路（４
３ｃ）より分岐して分岐通路（４３ｄ）が形成されてお
り、該分岐通路（４３ｄ）はカム（４３ｂ）に形成され
、外端がカム（４３ｂ）に外周面に開口して上記横通路
（７２）に連通している。 ［００４３］そして、上記給油ポンプ（４３ａ）からの
潤滑油は給油通路（４３ｃ）から分岐通路（４３ｄ）を
経て、横通路（７２）及び縦通路（７１）から潤滑油溝
（７）に供給され、ロータ（４２）の両端面とフロント
ヘッド（４４）及びリアヘッド（４５）との間をシール
している。 ［００４４１従って、上記ロータ（４２）の両端面に強
制給油しているので、該ロータ（４２）端面のシール性
能を向上させることができ、容積効率が向上し、静圧を
利用したロータ（４２）端面の機械損失の低減を図るこ
とができる。 ［００４５］尚、本実施例は、それぞれ１つの圧縮ユニ
ット（４）を設けた所謂１シリンダについて説明したが
、２以上の圧縮ユニット（４）、　　（４）、・・・を
有するものでよく、つまり、シリンダ（４１）及びロー
タ（４２）を２つ有する所謂２シリンダなどに本発明を
適用してもよい。 ［００４６］また、油溝は各実施例に限定されるもので
はない。 ［００４７１また、潤滑油溝（７）はロータ（４２）の
片面にのみ形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のローリングピストン型圧縮機の縦断面
図である。

【図２】本発明のスラスト部材の斜視図である。

【図３】本発明の油溝の変形例を示すスラスト部材の斜
視図である。

【図４】本発明の油溝の変形例を示すスラスト部材の斜
視図である。

【図５】本発明の油溝の変形例を示すスラスト部材の斜
視図である。

【図６】本発明の他のスラスト部材を示すリアヘッドの
断面図である。

【図７】本発明の他の主軸を示す主軸の正面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す要部の縦断面図であ
る。

【図９】本発明の同実施例を示すロータの斜視図である
。

【図１０】本発明の同実施例を示すロータの縦断面図で
ある。

【図１１】従来の圧縮ユニットの断面図である。

【図１２】従来の主軸の底面図である。

【図１３】従来の主軸のモーメント図である。

【符号の説明】

１　　ローリングピストン型圧縮機 ２　　ケーシング　　ｊ ３　　駆動モータ（駆動手段） ４　　圧縮ユニット ５．５ａ　　スラスト部材 ４１　　シリンダ ４２　　ロータ ４３　　主軸 ４４　　フロントヘッド ４５　　リアヘッド ５１、　５２．　５３．　５４　　　油溝

【図１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（２）内に駆動手段（３）と該
   駆動手段（３）に連結された少なくとも１つの圧縮ユニ
   ット（４）とが収納され、該圧縮ユニット（４）は、フ
   ロントヘッド（４４）とリアヘッド（４５）とが取付け
   られたシリンダ（４１）内にロータ（４２）が偏心して
   収納されると共に、上記駆動手段（３）に連結された主
   軸（４３）がフロントヘッド（４４）及びリアヘッド（
   ４５）を貫通し且つロータ（４３）に嵌挿されて構成さ
   れているローリングピストン型圧縮機において、上記リ
   アヘッド（４５）の外側面には主軸（４３）の端面が接
   して該主軸（４３）をスラスト方向に支持するスラスト
   部材（５）が設けられ、該スラスト部材（５）における
   主軸（４３）端面の接触面側には油溝（５１）が形成さ
   れていることを特徴とするローリングピストン型圧縮機
   。
2. 【請求項２】請求項１記載のローリングピストン型圧縮
   機において、スラスト部材（５ａ）は、リアヘッド（４
   ５）と一体に形成されていることを特徴とするローリン
   グピストン型圧縮機。