JPH07208367A - ローリングピストン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ローリングピストン型圧縮機において、ベーン
とローラとを一体化し、ベーン・滑動部材・シリンダ間
の摺動部または、ローラ・クランクピン部間の摺動部の
表面を、焼き付きが発生しにくく、馴染性のよい材料を
用いた構造とする。 【効果】信頼性の高いローリングピストン型圧縮機を提
供する事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はローリングピストン型の
容積型機械に係り、特に、冷凍機や空気調和機の冷凍サ
イクル用として用いるのに好適なローリングピストン型
圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】特に、冷凍空調用圧縮機では圧縮機の作
動気体である冷媒ガスは、オゾン層の保護の観点から従
来のクロロフルオロカーボンやハイドロクロロフルオロ
カーボンのように塩素を含有することによりそれ自体に
摺動部の摩耗を防止する効果を有する冷媒から、ハイド
ロフルオロカーボンの様に塩素を含有しない冷媒に変更
される傾向にあり、線接触部の信頼性低下が懸念されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、ベー
ンとローラ接触部に線接触部ができて油膜ができにくく
摩耗が発生しやすい問題があった。

【０００４】本発明の目的は、ローリングピストン型圧
縮機において、摺動面を全て面接触化し信頼性の高いロ
ーリングピストン型圧縮機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はベーンとローラとを、ベーンの平行な２平
面とローラの円筒状外周面（以下、単に外周面）の中心
軸とが互いに平行となる状態で一体成形し、そのベーン
部分を前記シリンダの円筒状内周面（以下、単に内周
面）の外側に前記内周面の中心軸と平行な中心軸を持っ
て形成した孔部に挿入し、前記ベーン部分と前記孔部と
の間に前記ベーンの平面部に滑動可能に当接する平面部
と前記孔部の内周面に滑動可能に当接する外周面とを有
する滑動部材を組み込み、更に、ベーン・滑動部材・シ
リンダ間の摺動部または、ローラ・クランクピン部間の
摺動部の表面を、焼き付きが発生しにくく、馴染性のよ
い材料とする。

【０００６】

【作用】上記の課題を解決するための手段の構造におい
て、ベーンとローラ一体部材は、滑動部材の平面とクラ
ンクピン部の円筒面の両方に支持されるが、部品寸法誤
差や組立誤差により両方の支持部が同時に完全な面接触
するのは困難であり、初期的にいずれか一方に片当たり
が生じると思われる。本発明では、それらの片当たりが
発生すると思われる摺動部表面を焼き付きにくく馴染性
のある材料としてあるので、運転開始後、初期的な焼き
付き事故が起こらず速やかに片当たり部が馴染んで面接
触化する。部品の寸法誤差や組立て誤差により発生する
片当たりが無くなれば、本発明のローラ・ベーン一体型
機構には、従来のローラ・ベーン別体型の様に線接触部
がなく、全ての摺動部を完全な面接触で構成でき、摺動
面圧が大幅に低減できるので特に冷凍空調用圧縮機に適
用された場合摩耗，焼き付きを抑制し、従来の冷媒はも
とより、オゾン層保護の観点から将来使用される可能性
のある塩素を含有しない冷媒中においても信頼性の確保
をはかる事が出来る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図４によ
り説明する。図１ないし図３に本発明の第一の実施例を
示す。図１は本発明の第一の実施例のローリングピスト
ン型圧縮機を示す断面図で、図２は図１におけるＡ−Ａ
断面図、図３は圧縮機駆動用のモータを９０°ずつ回転
させた場合の図２における各部品の動きの説明図で、図
４は本発明の第二の実施例のローリングピストン型圧縮
機のポンプ部分の拡大図である。

【０００８】図１ないし図３に示す本発明の第一の実施
例において、シリンダ１には中央部に孔部１ａが形成さ
れており、その両端部を閉塞する様に第一プレート部材
２と第二プレート部材３とがボルト４により固定されて
いる。その際、第一プレート部材２，第二プレート部材
３の中央部のボス部２ａ，３ａに形成された孔部２ｂ，
３ｂの中心軸が、シリンダ１の孔部１ａの中心軸と同軸
となる様に固定されている。第一プレート部材２と第二
プレート部材３が固定されたシリンダ１の外周部はチャ
ンバ５に固定されている。チャンバ５には、また、圧縮
機駆動用モータのステータ部６が固定されている。ステ
ータ部６の内周には微小な隙間を介してロータ部７が存
在し一対の圧縮機駆動用モータを形成している。更にロ
ータ部７の内周にはクランクシャフト８が固定されてい
る。クランクシャフト８はプレート部材の孔部２ｂ，３
ｂにより回転支持され、シリンダ１の孔部１ａ中に対応
した位置にその回転中心軸と偏心したクランクピン部８
ａが形成されている。

【０００９】ローラ９の外周の一か所には、ベーン１０
が溶接等の方法で固定されているが、その際にベーン１
０の平行な二平面がローラ９の中心軸と平行となるよう
に固定されている。シリンダ１の円筒状内周面１ａの外
側には円筒状内周面１ａの中心軸と平行な中心軸を持つ
孔部１ｂが形成されており、孔部１ｂのシリンダ中心側
とその反対側とはそれぞれシリンダ中央部の空間と孔部
１ｂの外側に設けた別の空間１１に連通している。ベー
ン１０は孔部１ｂと空間１１とに挿入されているが、ベ
ーン１０と孔部１ｂとの間にはベーン１０の平面部に滑
動可能に当接する平面部と孔部１ｂの内周面に滑動可能
に当接する外周面とを有する滑動部材１２がベーン１０
をはさみ込んで組み込まれており、この結果、ベーン１
０は孔部１ｂの中心軸に向かった進退運動と中心軸廻り
の揺動運動とが可能に、シリンダ１により支持されてい
る。ベーン１０のローラ９との結合部と反対側の先端部
は空間１１の中で運動しシリンダ１と干渉する事は無
い。

【００１０】なお、滑動部材１２は、カーボン材やカー
ボンの焼成材料に金属を溶浸させた材料等のカーボン系
材料またはポリイミド樹脂や４フッ化エチレン樹脂やそ
れらを焼結金属に含侵させた材料である樹脂系材料その
もので形成するか、金属で形成した後にカーボン系材料
または樹脂系材料のコーティングを施して形成してあ
る。

【００１１】さて、圧縮機駆動用モータのロータ部７が
回転すると、これに固定されたクランクシャフト８も回
転する。これに伴いクランクシャフト８に偏心して形成
されたクランクピン部８ａも回転し、ローラ９に公転運
動が与えられる。図３は圧縮機駆動用モータのロータ部
７が９０°ずつ回転した時のローラ９とこれに一体にな
ったベーン１０の運動を示した図であるが、ローラ９は
一体となったベーン１０が常にシリンダの孔部１ｂの中
心線方向を向くようにクランクシャフト８のクランクピ
ン部８ａの中心廻りに図４の面内で若干の角度だけ揺動
運動を行いながらその中心が公転運動をする。ベーン１
０はシリンダ１の孔部１ｂの中心軸方向の進退運動と中
心軸廻りの揺動運動を行うが、ベーン１０とシリンダ１
の孔部１ｂとの間の隙間のシールは滑動部材１２が挿入
される事により保たれる。従って、シリンダ１，ローラ
９，ベーン１０および第一プレート部材２，第二プレー
ト部材３とにより密閉空間である圧縮室が形成され、圧
縮機駆動用モータのロータ部７の回転に伴い、図４の様
にその容積の増減を繰り返す。

【００１２】チャンバ５の両端開口部には第一サイドチ
ャンバ１３と第二サイドチャンバ１４とが溶接されて、
全体として密閉容器を形成している。作動気体は吸入口
１５より圧縮機内に流入し、シリンダ１に形成された吸
入通路１ｃを通過した後、圧縮室容積の増減により圧縮
室内で吸入・圧縮され、第二プレート部材３に形成され
た吐出ポート（図示せず）から吐出弁１６，吐出弁押さ
え１７を通過して吐き出される。その後、モータ室を通
過して第一サイドチャンバ１３に設けられた吐出口１８
から圧縮機外に流出する。

【００１３】第一の実施例では、滑動部材１２の平面部
と円筒面部の表面がカーボン系材料または樹脂系材料で
構成され、運転開始初期に焼き付く事がなく相手部材に
馴染みやすくなっているので、それらの接触面及びロー
ラ９とクランクピン部８ａとの接触面とが初期的には同
時に密着出来なくても、一方の滑動部材１２周りの接触
部が馴染む事により、短時間で同時に密着する事が可能
になる。本実施例では、初期的な片当たり部が無くなれ
ば線接触等で局部面圧が高くなる摺動部が無くなるので
従来構造に比べて耐久性を向上させる事が出来る。

【００１４】次に図４に本発明の第二の実施例を示す。
本実施例では、第一の実施例で滑動部材１２をカーボン
系材料または樹脂系材料で形成したかわりに、ローラ２
０の内周に同様のカーボン系材料または樹脂系材料で形
成された円筒部材１９を固定し、円筒部材１９の円筒状
内周面にクランクシャフト２１のクランクピン部21ａを
回転可能に嵌入してある。第二の実施例でもローラ２０
とベーン２２の一体部材は初期的には滑動部材１２とク
ランクピン部２１ａとの二か所の支持部で同時に完全な
面接触をする事が困難であるが、一方のクランクピン部
２１ａによる支持部において、相手部材である円筒部材
１９との接触部が、焼き付く事なく馴染む事により短時
間で同時に密着する事が可能である。従って、本実施例
でも線接触等で局部面圧が高くなる摺動部が無くなるの
で、第一の実施例と同様、従来構造に比べて耐久性を向
上させる事が出来る。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、ローリングピストン型
圧縮機において局部的に面圧の高い摺動部を無くするこ
とが出来、特に、冷凍空調用の圧縮機に使用された場
合、従来の冷媒だけでなく塩素を含有しない冷媒でも信
頼性のあるローリングピストン型圧縮機を提供すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のローリングピストン型圧縮機
の側断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。

【図３】圧縮機駆動用のモータを９０°ずつ回転させた
場合の図２における各部品の動きの説明図。

【図４】本発明の第二の実施例のローリングピストン型
圧縮機のポンプ部分の拡大図。

【符号の説明】

１…シリンダ、１ａ…円筒状内周面、２…第一プレート
部材、２ａ…ボス部、２ｂ…孔部、３…第二プレート部
材、３ａ…ボス部、３ｂ…孔部、４…ボルト、５…チャ
ンバ、６…モータのステータ部、７…モータのロータ
部、８…クランクシャフト、８ａ…クランクピン部、９
…ローラ、１０…ベーン、１３…第一サイドチャンバ、
１４…第二サイドチャンバ、１６…吐出弁、１７…吐出
弁押さえ、１８…吐出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周面を持つシリンダと、前記シリンダの
   内周面の両端部を閉塞する複数のサイドプレートと、前
   記シリンダと前記複数のサイドプレートとに囲まれた空
   間の中でその外周面が前記シリンダの内周面と常に微小
   な隙間を維持しながら公転運動をするローラと、前記ロ
   ーラに公転運動を与える駆動機と、前記シリンダの内周
   面と前記ローラ外周面と前記複数のサイドプレートとに
   より囲まれた密閉空間を複数の密閉空間に仕切るベーン
   とを含み、前記ローラの公転運動に伴い前記複数の密閉
   空間のそれぞれの容積が変化する事を利用して気体の圧
   縮を行うローリングピストン型圧縮機において、前記ベ
   ーンと前記ローラとは、前記ベーンの平行な二平面と前
   記ローラ外周面の中心軸とが互いに平行となる状態で、
   結合もしくは一体成形し、そのベーン部分を前記シリン
   ダの前記内周面の外側に前記内周面の中心軸と平行な中
   心軸を持って形成した孔部に挿入し、前記ベーン部分と
   前記孔部との間に前記ベーンの平面部に滑動可能に当接
   する平面部と前記孔部の前記内周面に滑動可能に当接す
   る外周面とを有する滑動部材を組み込み、前記滑動部材
   とベーンとの当接部において少なくとも一方の当接面を
   カーボン系材料または樹脂系材料で形成した事を特徴と
   するローリングピストン型圧縮機。