JPH0842474A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】従来、別体部品であるベーン１０とローラ９と
を一体化し、従来高圧であった背圧室内圧力を低圧とし
て滑動部材の給油経路を設けた。 【効果】耐久性が高いロータリ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
のに好適なロータリ圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロータリ圧縮機は、例えば、実開
平3−129794 号公報に記載されている様に、ローラとベ
ーンとは完全に別体となっており、シリンダに設けられ
たベーンスロットに滑動可能に組み込まれたベーンの先
端円弧部を背圧やばね力によりローラの円筒外周に線接
触により押しつけて気密を維持する構造であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
ベーンの先端円弧部がローラの円筒外周に線接触により
押しつけられるので局部的な面圧が非常に高く、過酷な
運転状態においては摩耗・焼き付きが発生して圧縮機の
信頼性を低下させるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、ロータリ圧縮機において
ベーン先端とローラ外周とが線接触しながら摺動するの
を避けるとともに、その構造の採用により新規部品とし
て必要となる滑動部材の摺動部を潤滑し、その潤滑状態
を良好にして過酷な摺動部を無くし、高信頼性のロータ
リ圧縮機を提供する事にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
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、更にベーン
を、シリンダの円筒状内周面の中心軸と平行なシリンダ
上の一軸線廻りの揺動運動と前記一軸線を含む平面内で
の進退運動が可能な様に、シリンダにより支持する構造
とし、かつ、シリンダの円筒孔部と連通して円筒状内周
面と逆方向に設けられた空間を複数のサイドプレートに
より両端開口部を閉封して密封し、吸入通路と連通する
ようにシリンダに設けられた孔のシリンダ端面開口部
と、その開口部と前記空間開口部とをシリンダ端面に形
成された溝部により連通しそれらの開口部及び溝部をサ
イドプレートで覆って形成される経路により前記空間と
冷媒の吸入通路を連通して前記空間内を低圧とし、か
つ、ローラの内周からベーンの内部を貫通して滑動部材
平面部と当接するベーン平面部分に連通した給油経路を
設け、更にその給油経路のベーン平面部開口部分と当接
する滑動部材の平面部から外周円筒面部に連通する給油
経路を設けると共に、更に、クランクピン部あるいはロ
ーラのベーン内部を貫通する給油経路のローラ内周開口
部分と当接するそのいずれかの周方向に給油溝を設け
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、ローラの中心が駆動機構により公転運動をした時、
ローラはその中心軸廻りに微小量だけ揺動して結合もし
くは一体成形されたベーンをシリンダの円筒状内周面の
中心軸と平行シリンダ上の一軸線の方向に向ける事が可
能である。この時、ベーンはシリンダ上の一軸線に対し
てその廻りに微小量だけ揺動しながら進退運動を繰り返
す。ベーンの揺動運動と進退運動が可能な様にシリンダ
がベーンを支持する構造とする事により、ベーンとロー
ラとを結合もしくは一体成形してもローラとシリンダと
の間の空間をベーンによって仕切る事が出来、ベーンと
ローラとが全く摺動を行わずそれらの間で摩耗が発生し
ないロータリ圧縮機を構成する事が可能となる。

【０００７】また、ベーンとローラとを結合もしくは一
体成形した場合、その一体部材が揺動運動を行うため
に、ベーン部分は滑動部材を介してシリンダにより支持
される構造となるが、この際、ベーンの背面に作用する
圧力が従来技術のように高圧の場合、この高圧室とシリ
ンダ内部の圧縮室との差圧により滑動部材は圧縮室側に
押し付けられて摺動状態が過酷となる。しかし、この課
題を解決するための手段の構造では、ベーンの背面に作
用する圧力は低圧となっているため滑動部材は逆に背圧
室側に押し付けられるが、差圧が小さくなるために滑動
部材が押し付けられる力を軽減する事ができる。更に、
クランクシャフトの遠心力によりローラの内周まで供給
された油をベーン内部に設けた給油経路を通して滑動部
材の平面部まで、あるいは更に、滑動部材に設けられた
給油経路を通して滑動部材の外周円筒面まで確実に給油
する事ができ、その摺動条件を緩和し、信頼性の向上を
図る事ができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図１
１により説明する。図１は本発明の実施例のロータリ圧
縮機の側断面図、図２は図１におけるＩ−Ｉ断面図、図
３は本発明の実施例における背圧室密閉方法の説明図、
図４は本発明の実施例における吸入通路と背圧室をつな
ぐ連通経路の説明図、図５は本発明の実施例におけるロ
ーラとベーンの一体部材のローラ内周とベーン平面部を
つなぐ給油経路の一例の説明図、図６は本発明の実施例
における滑動部材の平面部と外周円筒面をつなぐ給油経
路の一例の説明図、図７は本発明の実施例におけるクラ
ンクピン部外周の給油溝の説明図、図８は本発明の実施
例における給油経路の説明図、図９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、図１０は図１におけるポンプ部分の拡
大図、図１１は従来のロータリ圧縮機のポンプ部分の断
面図である。図１２は本発明の第２実施例におけるポン
プ部分の拡大図である。

【０００９】図１ないし図１０に示す本発明の第１実施
例で、シリンダ１には中央部に円筒状の孔部１ａが形成
されており、その両端部を閉塞する様に第１プレート部
材２と第２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１プレート部材２，第２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２
ｂ，３ｂの中心軸が、シリンダ１の円筒状の孔部１ａの
中心軸と同軸となる様に固定されている。第１プレート
部材２と第２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。孔部２ｂ，３ｂにはクランクシャフト７が軸
受支持されており、クランクシャフト７の端部に固定さ
れたロータ部８の外周はステータ部６の内周に微小な隙
間を持って組み込まれ圧縮機用モータを形成している。
また、クランクシャフト７にはシリンダ１の円筒状孔部
１ａ中に対応した位置にクランクシャフト７の中心軸と
偏心した円筒形状のクランクピン部７ａが形成されてい
る。

【００１０】ローラ９の外周の１か所にはベーン１０が
一体に溶接等の方法で固定されているが、その際にベー
ン１０の平行な２平面がローラ９の中心軸と平行となる
様に固定されている。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
つ円筒孔部１ｂが形成されており、円筒孔部１ｂのシリ
ンダ中心側とその反対側とはそれぞれ円筒状内周面１ａ
と円筒孔部１ｂの外側に設けた別の空間１１に連通して
いる。ベーン１０は円筒孔部１ｂと空間１１とに挿入さ
れているが、ベーン１０と円筒孔部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円筒孔部
１ｂの円筒状内周面に滑動可能に当接する円筒状外周面
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１０は円筒孔部１ｂ
の中心軸方向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との結合部の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。

【００１１】ベーン１０には図５に示すようにベーン１
０の長手方向を貫通する孔と、これに交差しベーン１０
平面部に開口する孔とを設け、貫通孔のベーン１０先端
開口部を閉封部材１９で閉塞して形成された給油経路１
０ａが設けられている。また、滑動部材１２には、図６
に示すように、ベーン１０の給油経路１０ａのベーン平
面部開口部分と当接する滑動部材１２の平面部から外周
円筒面部に連通する給油経路１２ａが設けられている。
更に、図７に示すように、クランクピン部にはベーン１
０の給油経路１０ａのローラ内周開口部分と当接する外
周部分の周方向に給油溝７ｃが設けられている。

【００１２】また、空間１１はその両端開口部を第１プ
レート部材２の鍔部２ｃ及び第２プレート部材３の鍔部
３ｃにより閉封されている。更に、空間１１は吸入通路
１ｃと連通するようにシリンダ１に設けられた貫通孔部
１ｄのシリンダ端面開口部と、その開口部と空間１１の
シリンダ端面開口部とをシリンダ端面に形成された溝部
１ｅにより連通しそれらの開口部及び溝部１ｅを第２プ
レート部材の鍔部３ｃで覆われている。従って、空間１
１内の圧力は吸入圧力となっている。

【００１３】以上の構成とする事により、圧縮機駆動用
モータのロータ部８が回転すると、これに固定されたク
ランクシャフト７も回転する。これに伴いクランクシャ
フト７に偏心して形成されたクランクピン部７ａも回転
し、ローラ９に公転運動が与えられる。図９は圧縮機駆
動用モータのロータ部８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
リンダの円筒孔部１ｂの中心線方向を向くようにクラン
クシャフト７のクランクピン部７ａの中心廻りに図９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１０はシリンダ１の円筒孔部１
ｂ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の円筒孔部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１プレート部材２，第２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８の回転に伴い、図９の様にその容積の増減を
繰り返す。

【００１４】チャンバ５の両端開口部には第１サイドチ
ャンバ１３と第２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を通過して吸入された後、圧縮室容積の増減
により圧縮室内で圧縮され、第２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２サイドチャンバ１４に設けられた吐出口
１８から圧縮機外に流出する。

【００１５】本実施例では、ローラ９とベーン１０とを
一体にしているため、図１１に示した従来構造例である
ローラ２０とベーン２１が別体の構造に比べてローラと
ベーンが離脱するのを防止するために必要であった予圧
ばね２２とベーン背圧が不要になる。また、図１１の構
造ではベーン２１先端とローラ２０外周の接触部，ベー
ン２１とシリンダ２３のスリット部との接触部が線接触
ないしそれに近い接触形態となるので、予圧ばね２２と
背圧およびベーン２１に直接作用する圧縮気体の圧力に
より局部的な集中荷重が作用するのに対して、本実施例
の構造ではベーン１０に直接作用する圧縮気体の圧力は
滑動部材１２を介したシリンダ１の円筒孔部１ｂとクラ
ンクシャフトのクランクピン部７ａとで支持する事にな
り、全て面接触によって支持する事ができる。すなわ
ち、ベーン１０周りの摺動部の摺動面圧を従来構造に比
べて低減し耐久性を向上できる。

【００１６】次に、空間１１内部の圧力が従来構造例の
ように高圧の場合、この高圧とシリンダ１内の圧縮室と
の差圧により滑動部材１２は圧縮室側に押し付けられて
摺動状態が過酷となる。しかし、本発明の実施例の構造
では、空間１１内部が低圧であるため逆に滑動部材１２
は空間１１側に押し付けられるがその差圧は空間１１が
高圧の場合に比べて小さくなり、滑動部材１２が押し付
けられる力を軽減する事ができる。

【００１７】次に、本実施例の構造では、図８に示した
給油経路によってクランクシャフト７の給油孔７ｂから
クランクシャフト７の遠心力によりクランクピン部７ａ
まで供給された油を、空間１１と圧縮室間の差圧によ
り、クランクピン部７ａ外周の周方向に設けられた給油
溝７ｃからベーン１０に設けられた給油経路１０ａを通
って滑動部材１２の平面部へ、更には滑動部材１２に設
けられた給油経路１２ａを通って滑動部材１２の外周円
筒面まで確実に給油する事ができる。更に、滑動部材１
２の平面部及び外周円筒面はそれぞれ給油溝１２ｂ，１
２ｃを有しており、給油された油を平面部全面あるいは
外周円筒面全面に給油する事が可能である。即ち、滑動
部材１２の各摺動面で、その摺動条件を緩和し信頼性の
向上を図る事ができる。

【００１８】更に、図１２に示す本発明の第２の実施例
で、ベーン１０の給油経路１０ａのローラ内周開口部の
位置をクランクピン部７ａと摺動しない部分に開口させ
ても上記の効果と同等の効果を得る事ができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、耐久性の高いロータリ
圧縮機を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のロータリ圧縮機の断面
図。

【図２】図１におけるＩ−Ｉ断面図。

【図３】本発明の第１実施例における背圧室密閉方法の
説明図。

【図４】本発明の第１実施例における吸入通路と背圧室
をつなぐ連通経路の説明図。

【図５】本発明の第１実施例におけるローラとベーンの
一体部材のローラ内周とベーン平面部をつなぐ給油経路
の説明図。

【図６】本発明の第１実施例における滑動部材の平面部
と外周円筒面をつなぐ給油経路の説明図。

【図７】本発明の第１実施例におけるクランクピン部外
周の給油溝の説明図。

【図８】本発明の第１実施例における給油経路の説明
図。

【図９】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１０】図１におけるポンプ部分の拡大図。

【図１１】従来のロータリ圧縮機のポンプ部分の断面
図。

【図１２】本発明の第２実施例におけるポンプ部分の拡
大図。

【符号の説明】

１…シリンダ、１ａ…円筒状の孔部、２…第１プレート
部材、２ａ，３ａ…ボス部、２ｂ…孔部、２ｃ，３ｃ…
鍔部、３…第２プレート部材、４…ボルト、５…チャン
バ、６…モータのステータ部、７…クランクシャフト、
７ａ…クランクピン部、８…モータのロータ部、９…ロ
ーラ、１０…ベーン、１１…空間、１３…第１サイドチ
ャンバ、１４…第２サイドチャンバ、１６…吐出弁、１
７…吐出弁押さえ、１８…吐出口、１９…閉封部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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
   前記サイドプレートとに囲まれた空間の中でその円筒状
   外周面が前記シリンダの前記円筒状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構部品であるクランクシャ
   フトと，前記シリンダの前記円筒状内周面と前記ローラ
   の前記円筒状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更に複数の密閉空間に仕切るベー
   ンと，前記ローラの公転運動に伴い前記複数の密閉空間
   の容積が変化する事を利用して気体の圧縮を行うロータ
   リ圧縮機で、前記ベーンと前記ローラとは、前記ベーン
   の平行２平面と前記ローラの円筒状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されて
   おり、更にそのベーン部分を前記シリンダの円筒状内周
   面の外側に前記円筒状内周面の中心軸と平行中心軸をも
   って形成した円筒孔部に挿入し、前記ベーン部分と前記
   円筒孔部との間に前記ベーンの平面部に滑動可能に当接
   する平面部と前記円筒孔部の円筒状内周面に滑動可能に
   当接する円筒状外周面とを有する滑動部材を組み込んだ
   構造であるロータリ圧縮機において、前記ローラの内周
   と前記ベーンの平面部の滑動部材平面部と当接する部分
   とを連通する給油経路を設けた事を特徴とするロータリ
   圧縮機。