JPH10122172A - ロータリー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランク軸（３）に外嵌されて公転運動を行
なうローラ（５）にブレード（６）が一体に設けられて
なるピストン（４）を備えたロータリー圧縮機におい
て、ピストン（４）の重心（Ｇ）に加わる遠心力を逆に
利用してクランク軸（３）の負荷トルク変動を低減させ
ることができるようにし、もって、回転系の振動を効率
よく低減できるようにする。 【解決手段】 ローラ（５）の内径中心（Ｒ）からブレ
ード（６）の方向に延びる直線を０°の基準線（Ｌ₀ ）
としたときに、該基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）
回りのピストン（４）の回転方向に１８０°だけずれた
位置（Ｌ₂ ）にピストン（４）の重心（Ｇ）を配置する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、公転運動するロー
ラにブレードが一体に設けられてなるピストンを備えた
ロータリー圧縮機（キニー型圧縮機）に関し、特にピス
トンを回転駆動するクランク軸の負荷トルク変動を低減
する対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の圧縮機は、例えば特開平７−２
７０７４号公報等で知られているように、図９に示す如
く、断面円形状をなすシリンダ室（ａ）に吸入口（ｂ）
及び吐出口（ｃ）が周方向にずれて開口されてなるシリ
ンダ（Ａ）と、このシリンダ（Ａ）を貫通した状態で軸
心（Ｐ）の回りに回転可能に設けられていて、シリンダ
室（ａ）内に偏心軸部（ｄ）を有するクランク軸（Ｂ）
と、このクランク軸（Ｂ）の偏心軸部（ｄ）に回転可能
に外嵌されていて該クランク軸（Ｂ）の回転により上記
軸心（Ｐ）回りの公転運動を行なうローラ（ｅ）に、断
面矩形状のブレード（ｆ）が半径方向外方に向かって突
出するように一体に設けられてなるピストン（Ｃ）と、
上記シリンダ（Ａ）の吸入口（ｂ）及び吐出口（ｃ）間
に配置されていて、上記ブレード（ｆ）をクランク軸
（Ｂ）の軸心（Ｐ）と平行な軸心（Ｑ）の回りに揺動可
能にかつ該ブレード（ｆ）の長さ方向に摺動可能に支持
する略円柱状の揺動ブッシュ（Ｄ）とを備えている。そ
して、上記ローラ（ｅ）の公転運動に伴い、ブレード
（ｆ）により区画されかつ上記吸入口（ｂ）に臨むシリ
ンダ室（ａ）内の低圧室（ｇ）に該吸入口（ｂ）から作
動流体を吸入する一方、ブレード（ｆ）により区画され
かつ上記吐出口（ｃ）に臨むシリンダ室（ａ）内の高圧
室（ｈ）の作動流体を該吐出口（ｃ）から吐出するよう
になされている。

【０００３】上記のように構成されたロータリー圧縮機
では、ローラとブレードとが別体であるローリングピス
トン型の圧縮機と異なり、ローラ（ｅ）及びブレード
（ｆ）間の相対移動がなく、その分だけ、摩擦損失や動
力損失を小さくできるとされている。

【０００４】ところで、上記のロータリー圧縮機では、
ローラ（ｅ）にブレード（ｆ）が一体化されていること
から、図１０に誇張して示すように、同図に○で示すピ
ストン（Ｃ）の重心（Ｇ）は、同図に△で示すローラ
（ｅ）の内径中心（Ｒ）から、上記ブレード（ｆ）の側
（同図の上側）に偏心していることになる。つまり、上
記ピストン（Ｃ）が回転運動を行なう際に、図１１に示
すように、ローラ（ｅ）の内径中心（Ｒ）はクランク軸
（Ｂ）の軸心（Ｐ）を中心とする移動軌跡を描くのに対
し、上記ピストン（Ｃ）の重心（Ｒ）では、その移動軌
跡の中心はブレード（ｆ）の側（同図の上側）にずれて
いて、クランク軸（Ｂ）の軸心（Ｐ）と異なっており、
このために、上記重心（Ｇ）に作用する遠心力（Ｆ）が
ピストン（Ｃ）の回転角に応じて変動する。そこで、上
記クランク軸（Ｂ）には、図示は省略するが、バランサ
が回転一体に設けられていて、このバランサにより、ク
ランク軸（Ｂ）の軸心（Ｐ）から半径方向外方に向かう
第１分力（Ｆ１）については或る程度は抑えられるよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のロータリー圧縮機では、ピストン（Ｃ）の重心
（Ｇ）に作用する遠心力（Ｆ）の第１分力（Ｆ１）に対
しては或る程度は抑えることができるものの、上記第１
分力（Ｆ１）と直交する方向に向かう第２の分力（Ｆ
２）は残っており、この第２分力（Ｆ２）によりクラン
ク軸（Ｂ）の負荷トルク変動が増大されるという問題が
ある。

【０００６】具体的には、上記クランク軸（Ｂ）の負荷
トルクは、図１２に模式的に示すように、高圧室（ｈ）
内の作動流体を圧縮するのに必要な圧縮トルクに、ピス
トン（Ｃ）の回転により発生する回転方向及び反回転方
向の各トルク（以下、各方向のトルクを合わせてピスト
ントルクという）が合成されたものであるが、先ず、上
記ピストントルクについて、図１３を併せて参照しなが
ら詳しく説明すると、上記ピストン（Ｃ）の第２分力
（Ｆ２）は、ピストン（Ｃ）が０°の回転角位置（上死
点）から１８０°の回転角位置（下死点）に回転すると
きには、図１３の右側に示すように、その回転方向（同
図の時計回り方向）と同じ方向に向いていてピストン
（Ｃ）の回転を自ら加速するように働く（回転トルクが
発生する）ので、ピストントルクはマイナスの値をと
る。したがって、ピストントルクがマイナスである分だ
け、クランク軸（Ｂ）の負荷トルクは小さくなる。特
に、ピストン（Ｃ）の回転角が略９０°のときにピスト
ントルクはマイナス側のピークを迎えて負荷トルクを大
きく引き下げる。

【０００７】一方、１８０°の回転角位置（下死点）か
ら３６０°の回転角位置（上死点）に回転するときに
は、上記第２分力（Ｆ２）は、図１３の左側に示すよう
に、ピストン（Ｃ）の回転方向とは逆の方向に向きが反
転し、このことで、ピストン（Ｃ）の移動にブレーキを
与えるように働く（反回転トルクが発生する）ことか
ら、上記ピストントルクはプラスの値をとる。したがっ
て、ピストントルクがプラスである分だけ、クランク軸
（Ｂ）の負荷トルクは大きくなる。特に、ピストン
（Ｃ）の回転角が略２７０°のときに、ピストントルク
はプラス側のピークを迎えて負荷トルクを大きく押し上
げる。

【０００８】これに対し、上記圧縮トルクは、ピストン
（Ｃ）が０°の回転角位置から回転するのに応じて徐々
に大きくなり、やがて急激に増大して１８０°〜２７０
°の回転角の間で最大となる。すなわち、ピストントル
ク及び圧縮トルクを併せて考えると、圧縮トルクの減少
時には、ピストントルクがマイナス側のピークを迎えて
負荷トルクの最小値（Ｍｉｎ）をマイナス側まで引き下
げる。一方、圧縮トルクの増加時には、ピストントルク
がプラス側のピークを迎えて負荷トルクをさらに大きく
する。特に、ピストントルクのプラス側のピークが圧縮
トルクのピークに略重なるので、負荷トルクの最大値
（Ｍａｘ）は大きく押し上げられる。これらにより、ク
ランク軸（Ｂ）の負荷トルクの最小値（Ｍｉｎ）と最大
値（Ｍａｘ）との差が大きくなって負荷トルク変動を増
大させることになるのであり、その結果、回転系の振動
も増大するようになる。

【０００９】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ローラにブレードが一体化されて
なるピストンを用いたロータリー圧縮機において、ピス
トンの重心位置に見直しを加えることで、その重心に加
わる遠心力を逆に活用してクランク軸の負荷トルク変動
を低減させることができるようにし、もって、そのよう
な負荷トルク変動に起因する回転系の振動を効率よく低
減できるようにすることにある。

【００１０】

【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、本発明では、圧縮トルクの減少時にピストントル
クがプラス側のピークを迎えるようにして負荷トルクの
最小値を押し上げる一方、圧縮トルクの増加時にマイナ
ス側のピークを迎えるようにして負荷トルクの最大値を
引き下げることにより、負荷トルク変動を低減するよう
にした。

【００１１】具体的には、請求項１の発明では、図３及
び図７に示すように、クランク軸（３）に外嵌されてシ
リンダ（１）内を公転するローラ（５）に、該シリンダ
（１）内を低圧室（２ａ）及び高圧室（２ｂ）に区画す
るブレード（６）が一体に設けられてなるピストン
（４）と、上記ローラ（５）の公転運動に伴い、上記ブ
レード（６）をその長さ方向に摺動可能に支持して該ブ
レード（６）を揺動させる揺動ブッシュ（７）とを備え
たロータリー圧縮機が前提である。

【００１２】そして、図１及び図８にそれぞれ示すよう
に、上記ピストン（４）の重心（Ｇ）を、上記ローラ
（５）の内径中心（Ｒ）（内径部（５ａ）の中心）から
ブレード（６）の方向に延びる直線を０°の基準線（Ｌ
₀ ）としたときに該基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心
（Ｒ）回りのピストン（４）の回転方向（同各図に示す
例では該各図の時計回り方向）に９０°〜２７０°だけ
ずれた位置（Ｌ₁ 〜Ｌ₃ ）（同各図にハッチングで示す
位置）に配置するようにした。尚、上記内径中心（Ｒ）
は、図１に誇張して示すように、ローラ（５）の外径中
心（Ｓ）からずれていてもよいし、図８に示すように、
従来の場合と同じく外径中心（Ｓ）と一致していてもよ
い。

【００１３】上記の構成において、ピストン（４）の重
心（Ｇ）が、基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回り
のピストン（４）の回転方向に９０°〜２７０°だけず
れた位置（Ｌ₁ 〜Ｌ₃ ）にあるので、クランク軸（３）
の作動により上記ピストン（４）が０°の回転角位置
（上死点）から１８０°の回転角位置（下死点）に回転
するときには、従来ではピストントルクのマイナス側の
ピークを迎えるのに対し、プラス側のピークを迎える。
つまり、上記プラス側のピークは、従来ではピストン
（４）が略２７０°の回転角位置のときに迎えるのに対
し、その位置からピストン（４）の回転方向に９０°〜
２７０°だけずれた略０°〜１８０°の回転角位置（）
のときに迎えることになる。よって、ピストン（４）が
０°〜１８０°の回転角位置にある圧縮トルクの減少時
に、ピストントルクのマイナス側のピークに代えて、プ
ラス側のピークを迎えるので、その分だけクランク軸
（３）の負荷トルクの最小値は引き上げられる。

【００１４】一方、上記ピストン（４）が１８０°の回
転角位置（下死点）から３６０°の回転角位置（上死
点）に回転するときには、従来ではピストントルクのプ
ラス側のピークを迎えるのに対し、マイナス側のピーク
を迎える。つまり、上記マイナス側のピークは、従来で
はピストン（４）が略９０°の回転角位置のときに迎え
るのに対し、その位置からピストン（４）の回転方向に
９０°〜２７０°だけずれた略１８０°〜３６０°の回
転角位置のときに迎えることになる。よって、ピストン
（４）が１８０°〜３６０°の回転角位置にある圧縮ト
ルクの増加時に、ピストントルクのプラス側のピークに
代えて、マイナス側のピークを迎えるので、その分だけ
クランク軸（３）の負荷トルクの最大値は引き下げられ
る。

【００１５】これらにより、クランク軸（３）に加わる
負荷トルクの最小値及び最大値間の差が小さくなって負
荷トルク変動は低減されるので、その分だけ回転系の振
動も低減する。

【００１６】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、ピストン（４）の重心（Ｇ）を、基準線（Ｌ
₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の回転
方向に１８０°〜２７０°だけずれた位置（Ｌ₂ 〜
Ｌ₃ ）に配置するようにした。

【００１７】上記の構成において、ピストン（４）の重
心（Ｇ）が、基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回り
のピストン（４）の回転方向に１８０°〜２７０°だけ
ずれた位置（Ｌ₂ 〜Ｌ₃ ）にあるので、ピストン（４）
が０°の回転角位置（上死点）から１８０°の回転角位
置（下死点）に回転するときには、従来ではピストント
ルクのマイナス側のピークを迎えるのに対し、プラス側
のピークを迎える。つまり、上記プラス側のピークは、
従来ではピストン（４）が略２７０°の回転角位置のと
きに迎えるのに対し、その位置からピストン（４）の回
転方向に１８０°〜２７０°だけずれた略９０°〜１８
０°の回転角位置のときに迎えることになる。よって、
ピストン（４）が９０°〜１８０°の回転角位置にある
圧縮トルクの減少時にプラス側のピークを迎えるので、
その分だけクランク軸（３）の負荷トルクの最小値は引
き上げられる。

【００１８】一方、上記ピストン（４）が１８０°の回
転角位置（下死点）から３６０°の回転角位置（上死
点）に回転するときには、従来ではピストントルクのプ
ラス側のピークを迎えるのに対し、マイナス側のピーク
を迎える。つまり、上記マイナス側のピークは、従来で
はピストン（４）が略９０°の回転角位置のときに迎え
るのに対し、その位置からピストン（４）の回転方向に
１８０°〜２７０°だけずれた略２７０°〜３６０°の
回転角位置のときに迎えることになる。よって、ピスト
ン（４）が２７０°〜３６０°の回転角位置にある圧縮
トルクの増加時にマイナス側のピークを迎えるので、そ
の分だけクランク軸（３）の負荷トルクの最大値は引き
下げられる。

【００１９】これらにより、クランク軸（３）に加わる
負荷トルクの最小値及び最大値間の差が小さくなって負
荷トルク変動は低減されるので、その分だけ回転系の振
動も低減する。

【００２０】請求項３の発明では、上記請求項２の発明
において、ピストン（４）の重心（Ｇ）を、基準線（Ｌ
₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の回転
方向に１８０°だけずれた位置（Ｌ₂ ）に配置するよう
にした。

【００２１】上記の構成において、ピストン（４）が０
°の回転角位置（上死点）から１８０°の回転角位置
（下死点）に回転するときには、上記ピストン（４）の
重心（Ｇ）が、基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回
りにピストン（４）の回転方向に１８０°だけずれた位
置（Ｌ₂ ）にあるので、従来ではピストントルクのマイ
ナス側のピークを迎えるのに対し、プラス側のピークを
迎える。つまり、上記プラス側のピークは、従来ではピ
ストン（４）が略２７０°の回転角位置のときに迎える
のに対し、その位置からピストン（４）の回転方向に１
８０°だけずれた略９０°の回転角位置のときに迎える
ことになる。よって、ピストン（４）が略９０°の回転
角位置にある圧縮トルクの減少時にプラス側のピークを
迎えるので、その分だけクランク軸（３）の負荷トルク
の最小値は引き上げられる。

【００２２】一方、上記ピストン（４）が１８０°の回
転角位置（下死点）から３６０°の回転角位置（上死
点）に回転するときには、従来ではピストントルクのプ
ラス側のピークを迎えるのに対し、マイナス側のピーク
を迎える。つまり、上記マイナス側のピークは、従来で
はピストン（４）が略９０°の回転角位置のときに迎え
るのに対し、その位置からピストン（４）の回転方向に
１８０°だけずれた略２７０°の回転角位置のときに迎
えることになる。よって、ピストン（４）が略２７０°
の回転角位置にある圧縮トルクの増加時にマイナス側の
ピークを迎えるので、その分だけクランク軸（３）の負
荷トルクの最大値は引き下げられる。

【００２３】これらにより、クランク軸（３）に加わる
負荷トルクの最小値及び最大値間の差が小さくなって負
荷トルク変動は低減されるので、その分だけ回転系の振
動も低減する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 （実施形態１）図２は、本発明の実施形態１に係るロー
タリー圧縮機の全体構成を示しており、この圧縮機は、
空気調和装置の冷媒回路において冷媒ガスを圧縮するた
めに用いられる。

【００２５】上記ロータリー圧縮機は、縦方向に配置さ
れた円筒状の密閉ケーシング（１１）を備えている。そ
して、ケーシング（１１）の下部側壁には、該ケーシン
グ（１１）内に冷媒ガスを導入するための吸入管（１１
ａ）が側方（図の右側方）に向かって突出するように設
けられている。この吸入管（１１ａ）は、図示は省略す
るが、冷媒回路の蒸発器に接続されている。一方、ケー
シング（１１）の上端壁には、該ケーシング（１１）内
の高圧冷媒ガスを外部に吐出するための吐出管（１１
ｂ）が上方に向かって突出するように設けられている。
この吐出管（１１ｂ）は図外の凝縮器に接続されてい
る。

【００２６】上記ケーシング（１１）内の下側には、冷
媒ガスを吸入圧縮して吐出するための圧縮機構部（１
２）が、また上側には、上記圧縮機構部（１２）を作動
させるための駆動機構部（１３）がそれぞれ配設されて
いる。さらに、これら圧縮機構部（１２）及び駆動機構
部（１３）間には、該圧縮機構部（１２）から吐出され
た冷媒ガスを貯留するための１次空間（１４）が設けら
れている。また、上記駆動機構部（１３）の上方には、
上記１次空間（１４）から該駆動機構部（１３）の隙間
空間を通過して吐出された冷媒ガスを貯留するための２
次空間（１５）が設けられている。一方、上記圧縮機構
部（１２）の下方には、上記１次空間（１４）から戻さ
れかつ該圧縮機構部（１２）の各摺動箇所に供給される
潤滑油を溜めるための油溜め部（１７）が設けられてい
る。

【００２７】上記圧縮機構部（１２）は、図３に示すよ
うに、断面円形状をなすシリンダ室（２）に吸入口（１
ａ）及び吐出口（１ｂ）が周方向にずれて開口されてな
るシリンダ（１）と、このシリンダ（１）を上下方向に
貫通した状態で軸心（Ｐ）の回りに回転可能に設けられ
ていて、シリンダ室（２）内に偏心軸部（３ａ）を有す
るクランク軸（３）と、このクランク軸（３）の偏心軸
部（３ａ）に内径部（５ａ）において外嵌合されていて
外周面をシリンダ室（２）の内周面に近接させた状態で
該クランク軸（３）の回転により上記軸心（Ｐ）回りの
公転運動を行なうローラ（５）に、断面矩形状のブレー
ド（６）が半径方向外方に向かって突出するように一体
に設けられてなるピストン（４）と、上記シリンダ
（１）の吸入口（１ａ）及び吐出口（１ｂ）間に配置さ
れていて、上記軸心（Ｐ）と平行な軸心（Ｑ）の回りに
回動可能に設けられた略円柱状の本体（７ａ）の有する
スロット部（７ｂ）に上記ブレード（６）がその長さ方
向に摺動可能に嵌挿されてなる揺動ブッシュ（７）とを
備えている。そして、上記ローラ（５）の公転運動に伴
い、上記ブレード（６）により区画されかつ上記吸入口
（１ａ）に臨むシリンダ室（２）内の低圧室（２ａ）に
該吸入口（１ａ）から冷媒ガスを吸入する一方、ブレー
ド（６）により区画されかつ上記吐出口（１ｂ）に臨む
シリンダ室（２）内の高圧室（２ｂ）の冷媒ガスを該吐
出口（１ｂ）から吐出するようになされている。

【００２８】具体的には、上記シリンダ（１）は、密閉
ケーシング（１１）の内周壁面に固定されていて上下が
開口されたシリンダブロック（２０）と、このシリンダ
ブロック（２０）の上面に気密状に接合されたフロント
ヘッド（２１）と、シリンダブロック（２０）の下面に
気密状に接合されたリヤヘッド（２２）とで形成されて
いる。これらフロントヘッド（２１）、シリンダブロッ
ク（２０）及びリヤヘッド（２２）は複数本のボルト
（２３）により一体に締結されている。また、上記フロ
ントヘッド（２１）の中央には、円筒状のフロント軸受
（２１ａ）が１次空間（１４）に向かって突出するよう
に設けられている。一方、上記リヤヘッド（２２）の中
央には、円筒状のリヤ軸受（２２ａ）が油溜め部（１
７）に向かって突出するように設けられている。そし
て、これら軸受（２１ａ），（２２ａ）により上記クラ
ンク軸（３）は回転可能に支持されている。

【００２９】上記吸入口（１ａ）及び吐出口（１ｂ）は
互いに近接した位置でシリンダ室（２）に開口されてお
り、上記吸入管（１１ａ）から吸入口（１ａ）に通じる
吸入孔は、シリンダブロック（２０）を半径方向に貫通
するように設けられている。一方、吐出口（１ｂ）から
シリンダ（１）の外部空間に通じる吐出孔は、フロント
ヘッド（２１）を貫通するように設けられていて、該フ
ロントヘッド（２１）の上面に配置された吐出弁（２
４）により冷媒ガスの逆流を防止するようになされてい
る。また、上記フロントヘッド（２１）上には、フロン
ト軸受（２１ａ）との間に円環状の隙間をおいてマフラ
部材（２５）が取り付けられている。

【００３０】上記シリンダブロック（２０）の吸入口
（１ａ）及び吐出口（１ｂ）間には、ブレード（６）の
揺動軸心（Ｑ）の方向に延びる略円筒状の穴（２０ａ）
がシリンダ室（２）と連通する状態で設けられていて、
この穴（２０ａ）内に上記揺動ブッシュ（７）が揺動軸
心（Ｑ）の回りに回動可能に配置されている。この揺動
ブッシュ（７）は、各々、断面略半円形状をなす１対の
挟持部材（７ａ），（７ａ）からなっていて、その両挟
持部材（７ａ），（７ａ）間に形成されたスロット部
（７ｂ）に、ピストン（４）のブレード（６）が挿通さ
れている。また、上記揺動ブッシュ（７）を収容してい
る穴（２０ａ）のシリンダ室（２）とは反対の側には、
上記スロット部（７ｂ）を半径方向外方に貫通したブレ
ード（６）の先端部を揺動可能に受容する空間部（２０
ｂ）が設けられている。

【００３１】上記ピストン（４）のローラ（５）は、上
下両端が開口された円筒状をなしていて、内径部（５
ａ）の上下開口縁には、ピストン（４）の軽量化を図る
ための複数（図示する例では８つ）の孔部（５ｂ），
（５ｂ），…が周方向に所定ピッチ間隔をおいて配置さ
れている。尚、ローラ（５）の上下両端面の外周側部分
及びブレード（６）の上下両端面は、シリンダ（１）と
の間のシール面（４ａ）を形成しており、内径部（５
ａ）の開口縁は上記シール面（４ａ）に対し段差状に凹
設されている。そして、図３に示すように公転運動時に
吸入口（１ａ）及び吐出口（１ｂ）を閉塞する上死点の
位置を公転角度が０°であるとすると、そのときに低圧
室（２ａ）の容積は最大となる一方、高圧室（２ｂ）の
容積は最小になる。また、公転角度が１８０°となる下
死点の位置においては、低圧室（２ａ）及び高圧室（２
ｂ）の各容積は互いに均等になる。

【００３２】一方、上記駆動機構部（１３）は、密閉ケ
ーシング（１１）の内周壁面に固定されたステータ（１
３ａ）と、このステータ（１３ａ）の内周側に配置され
かつ上記クランク軸（３）の上半部が嵌挿されて回転一
体に連結されたロータ（１３ｂ）とを有する電動モータ
からなっている。そして、これらステータ（１３ａ）の
内周面とロータ（１３ｂ）の外周面との間に、上記１次
空間（１４）及び２次空間（１５）を互いに連通する隙
間空間が形成されている。尚、上記ロータ（１３ｂ）の
上下両端部には、上記圧縮機構部（１２）におけるピス
トン（４）の偏心運動に対して回転系のバランスをとる
ためのバランサ（３０），（３０）が設けられている。

【００３３】また、上記油溜め部（１７）では、該油溜
め部（１７）に溜められている所定量の潤滑油にクラン
ク軸（３）の下端部が浸漬するようになされている。こ
の下端部には遠心式の油ポンプ（２６）が設けられてい
て、クランク軸（３）の回転に応じて油溜め部（１７）
の潤滑油をクランク軸（３）内に吸い上げるようになっ
ている。また、クランク軸（３）の内部には、その軸心
（Ｐ）に沿って油通路（２７）が設けられていて、吸い
上げられた潤滑油を圧縮機構部（１２）の各摺動箇所に
供給するようになされている。したがって、圧縮機構部
（１２）では、冷媒ガスは該冷媒ガス中に上記潤滑油が
混合されてなる混合流体の状態で圧縮されて１次空間
（１４）に吐出されることとなる。そして、圧縮機構部
（１２）の周囲には、１次空間（１４）で冷媒ガスから
分離した潤滑油を上記油溜め部（１７）に戻すための油
戻し孔（２８）が設けられている。

【００３４】そして、本実施形態では、上記圧縮機構部
（１２）におけるピストン（４）のローラ（５）の内径
部（５ａ）は、図１に誇張して示すように、該ローラ
（５）の外径中心（Ｓ）からブレード（６）の側（同図
の上側）にずらして配置されており、このことで、上記
ピストン（４）の重心（Ｇ）は、ローラ（５）の内径中
心（Ｒ）からブレード（６）の方向に延びる直線を０°
の基準線（Ｌ₀ ）としたときに該基準線（Ｌ₀ ）に対し
内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の回転方向（同図
の時計回り方向）に９０°〜２７０°だけずれた位置
（Ｌ₁ 〜Ｌ₃ ）（同図にハッチングで示す位置）に配置
されている。具体的には、上記ピストン（４）の重心
（Ｇ）は、基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回りの
ピストン（４）の回転方向に１８０°だけずれた位置
（Ｌ₂ ）に配置されている。

【００３５】ここで、上記ロータリー圧縮機の圧縮機構
部（１２）における作動について、図４及び図５を参照
しながら説明する。図４において、クランク軸（３）に
よりピストン（４）が０°の回転角位置（上死点）から
１８０°の回転角位置（下死点）に時計回り方向に回転
するときには、ピストン（４）の重心（Ｇ）に加わる遠
心力（Ｆ）の第２の分力（Ｆ２）は、ピストン（４）に
対しその回転方向とは逆の方向に向かって働く。つま
り、ピストン（４）の回転にブレーキをかけるように働
く。これにより、図５に示すように、ピストントルクの
プラス側のピークは、従来ではピストンが略２７０°の
回転角位置のときに迎えるのに対し、その位置からピス
トン（４）の回転方向に１８０°だけずれた略９０°の
回転角位置のときに迎えることになる。よって、ピスト
ン（４）が略９０°の回転角位置にある圧縮トルクの減
少時に、ピストントルクのマイナス側のピークに代え
て、プラス側のピークを迎えるようになるので、その分
だけクランク軸（３）の負荷トルクの最小値（Ｍｉｎ）
は引き上げられる。

【００３６】一方、上記ピストン（４）が１８０°の回
転角位置（下死点）から３６０°の回転角位置（上死
点）に回転するときには、上記第２分力（Ｆ２）は、ピ
ストン（４）をその回転方向に加速させるように働く。
これにより、ピストントルクのマイナス側のピークは、
従来ではピストンが略９０°の回転角位置のときに迎え
るのに対し、その位置からピストン（４）の回転方向に
１８０°だけずれた略２７０°の回転角位置のときに迎
えることになる。よって、ピストン（４）が略２７０°
の回転角位置にある圧縮トルクの増加時に、ピストント
ルクのマイナス側のピークに代えて、プラス側のピーク
を迎えるので、その分だけクランク軸（３）の負荷トル
クの最大値（Ｍａｘ）は引き下げられる。

【００３７】したがって、本実施形態によれば、ローラ
（５）にブレード（６）が一体に設けられてなるピスト
ン（４）を備えたロータリー圧縮機において、上記ロー
ラ（５）の内径部（５ａ）を該ローラ（５）の外径中心
（Ｓ）からブレード（５）の側にずらして設け、このこ
とで、上記ピストン（４）の重心（Ｇ）を、基準線（Ｌ
₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の回転
方向に１８０°だけずれた位置（Ｌ₂ ）に配置するよう
にしたので、ピストン（４）の重心（Ｇ）に加わる遠心
力の第２分力（Ｆ２）の向きを従来の場合に比べて完全
に反転させることができ、これにより、圧縮トルク減少
時にはピストントルクをプラスにさせてクランク軸
（３）の負荷トルクの最小値（Ｍｉｎ）を引き上げるこ
とができる一方、圧縮トルク増加時にはピストントルク
をマイナスにさせて負荷トルクの最大値（Ｍａｘ）を引
き下げることができ、よって、クランク軸（３）の負荷
トルク変動を低減させて回転系の振動を効率よく低減す
ることができる。

【００３８】尚、上記の場合に、ピストン（４）の重心
（Ｇ）を、基準線（Ｌ₀ ）から１８０°〜２７０°だけ
ずれた位置（Ｌ₂ 〜Ｌ₃ ）に配置するようにすると、ピ
ストン（４）が１８０°の回転角位置（下死点）から３
６０°の回転角位置（上死点）に移動する際に、上記重
心（Ｇ）が圧縮側に位置している分だけピストントルク
の加速作用は高くなり、圧縮トルク増加時のクランク軸
（３）の負荷トルクはさらに小さくなる。

【００３９】（実施形態２）図６及び図７は、本発明の
実施形態２に係るロータリー圧縮機の全体構成を示して
おり、ここでは、クランク軸（３）は、その軸心（Ｐ）
がシリンダ室（２）の中心に一致する従来の場合と同じ
状態に配置されている。尚、上記実施形態１の場合と同
じ部分には同じ符号を付して示している。

【００４０】そして、本実施形態では、圧縮機構部（１
２）におけるピストン（４）のローラ（５）は、図８に
示すように、その内径中心（Ｒ）を通ってブレード
（６）の長さ方向と直交する方向に延びる直線
（Ｌ₁ ），（Ｌ₃ ）に対し、ブレード（６）の側（同図
の上側）の重量と、該ブレード（６）側とは反対の側
（同図の下側）の重量とが互いに異なるように設けられ
ており、このことで、上記ピストン（４）の重心（Ｇ）
は、基準線（Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回りのピスト
ン（４）の回転方向（同図の時計回り方向）に９０°〜
２７０°だけずれた位置（Ｌ₁〜Ｌ₃ ）（同図にハッチ
ングで示す位置）に配置されている。具体的には、上記
ピストン（４）の重心（Ｇ）は、実施形態１の場合と同
じく、基準線（Ｌ₀ ）に対し１８０°だけずれた位置
（Ｌ₂ ）に配置されている。尚、この場合には、上記内
径中心（Ｒ）は、ローラ（５）の外径中心（Ｓ）に一致
している。

【００４１】上記ピストン（４）は、該ピストン（４）
の軽量化を図ることを本来の目的として、ローラ（５）
の周方向に所定ピッチ間隔をおいて配置された複数（図
示する例では８つ）の孔部（５ｂ），（５ｂ），…を有
する。そして、上記ブレード（６）の近傍に位置する少
なくとも１つの孔部（５ｂ）（図示する例では、ブレー
ド（６）に最も近い孔部（５ｂ）と、その周方向両側の
２つの孔部（５ｂ），（５ｂ））の内径が、それ以外の
孔部（５ｂ），（５ｂ），…の内径よりも大きくされて
いることで、ローラ（５）のブレード（６）の側の重量
が軽量化されており、このことで、ピストン（４）の重
心（Ｇ）は上記の位置に配置されている。尚、その他の
部分は実施形態１の場合と同じであるので、説明は省略
する。

【００４２】したがって、本実施形態によっても、ピス
トン（４）の重心（Ｇ）に加わる遠心力（Ｆ）の第２分
力（Ｆ２）の向きを従来の場合に比べて完全に反転させ
ることができ、よって、上記実施形態１の場合と同じ効
果を奏することができる。

【００４３】尚、上記実施形態２では、ピストン（４）
が複数の孔部（５ｂ），（５ｂ），…を有するものであ
る場合について説明しているが、ローラ（５）のブレー
ド（６）側に１つだけ孔部（５ｂ）を設けるようにして
もよい。

【００４４】また、上記実施形態２では、孔部（５ｂ）
の大径化によりローラ（５）のブレード（６）側を軽量
化するようにしているが、ピストン（４）の重心（Ｇ）
が図８のハッチング部分に配置されるようにブレード
（６）側の重量とその反対側の重量とが互いに異なって
いればよく、その重量を異ならせる手段は特に限定され
るものではない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、クランク軸に外嵌されてシリンダ内を公転する
ローラにブレードが一体に設けられてなるピストンを備
えたロータリー圧縮機において、上記ピストンの重心
を、上記ローラの内径中心からブレードの方向に延びる
直線を０°の基準線としたときに該基準線に対し内径中
心回りのピストンの回転方向に９０°〜２７０°だけず
れた位置に配置するようにしたので、ピストンが０°〜
１８０°の回転角位置にある圧縮トルクの減少時にピス
トントルクのプラス側のピークを迎えてクランク軸の負
荷トルクの最小値を引き上げることができる一方、１８
０°〜３６０°の回転角位置にある圧縮トルクの増加時
にマイナス側のピークを迎えて負荷トルクの最大値を引
き下げることができ、よって、クランク軸に加わる負荷
トルク変動を低減でき、その分だけ回転系の振動も低減
することができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、上記ピストンの
重心を、基準線に対し内径中心回りのピストンの回転方
向に１８０°〜２７０°だけずれた位置に配置するよう
にしたので、ピストンが９０°〜１８０°の回転角位置
にある圧縮トルクの減少時にピストントルクのプラス側
のピークを迎えてクランク軸の負荷トルクの最小値を引
き上げることができる一方、２７０°〜３６０°の回転
角位置にある圧縮トルクの増加時にマイナス側のピーク
を迎えて負荷トルクの最大値を引き下げることができ、
よって、この発明によっても、クランク軸の負荷トルク
変動を低減して回転系の振動を低減させることができ
る。

【００４７】請求項３の発明によれば、上記ピストンの
重心を、基準線に対し内径中心回りのピストンの回転方
向に１８０°だけずれた位置に配置するようにしたの
で、ピストンが９０°の回転角位置にある圧縮トルクの
減少時にピストントルクのプラス側のピークを迎えてク
ランク軸の負荷トルクの最小値を引き上げることができ
る一方、２７０°の回転角位置にある圧縮トルクの増加
時にマイナス側のピークを迎えて負荷トルクの最大値を
引き下げることができ、よって、この発明によっても、
クランク軸の負荷トルク変動を低減して回転系の振動を
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るロータリー圧縮機の
ピストンを模式的に示す平面図である。

【図２】ロータリー圧縮機の全体構成を示す縦断面図で
ある。

【図３】図２のIII −III 線断面図である。

【図４】ピストン重心に加わる遠心力の第２分力の向き
がピストンの回転角に応じて変化する状態を示す概略図
である。

【図５】クランク軸の負荷トルクを圧縮トルク及びピス
トントルクと併せて示す特性図である。

【図６】本発明の実施形態２に係るロータリー圧縮機の
全体構成を示す図２相当図である。

【図７】図６のVII −VII 線断面図である。

【図８】ピストンを模式的に示す図１相当図である。

【図９】従来のロータリー圧縮機の要部を模式的に示す
図３相当図である。

【図１０】ピストンの重心及びローラの内径中心の各位
置を併せて示す図１相当図である。

【図１１】ピストン重心及び内径中心の各移動軌跡を併
せて示す概略図である。

【図１２】クランク軸の負荷トルクを圧縮トルク及びピ
ストントルクと併せて示す図５相当図である。

【図１３】ピストン重心に加わる遠心力の第２分力の向
きがピストンの回転角に応じて変化する状態を示す図４
相当図である。

【符号の説明】

（１） シリンダ （２ａ） 低圧室 （２ｂ） 高圧室 （３） クランク軸 （４） ピストン （５） ローラ （５ａ） 内径部 （５ｂ） 孔部 （６） ブレード （７） 揺動ブッシュ （Ｐ） （クランク軸の）軸心 （Ｇ） （ピストンの）重心 （Ｒ） （ローラの）内径中心 （Ｓ） （ローラの）外径中心 （Ｌ₀ ） 基準線 （Ｌ₁ ） ９０°ずれた位置 （Ｌ₂ ） １８０°ずれた位置 （Ｌ₃ ） ２７０°ずれた位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸（３）に外嵌されてシリンダ
   （１）内を公転するローラ（５）に、該シリンダ（１）
   内を低圧室（２ａ）及び高圧室（２ｂ）に区画するブレ
   ード（６）が一体に設けられてなるピストン（４）と、 上記ローラ（５）の公転運動に伴い、上記ブレード
   （６）をその長さ方向に摺動可能に支持して該ブレード
   （６）を揺動させる揺動ブッシュ（７）とを備えたロー
   タリー圧縮機において、 上記ピストン（４）の重心（Ｇ）を、上記ローラ（５）
   の内径中心（Ｒ）からブレード（６）の方向に延びる直
   線を０°の基準線（Ｌ₀ ）としたときに該基準線
   （Ｌ₀ ）に対し内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の
   回転方向に９０°〜２７０°だけずれた位置（Ｌ₁ 〜Ｌ
   ₃ ）に配置したことを特徴とするロータリー圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロータリー圧縮機におい
   て、 ピストン（４）の重心（Ｇ）を、基準線（Ｌ₀ ）に対し
   内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の回転方向に１８
   ０°〜２７０°だけずれた位置（Ｌ₂ 〜Ｌ₃ ）に配置し
   たことを特徴とするロータリー圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１記載のロータリー圧縮機におい
   て、 ピストン（４）の重心（Ｇ）を、基準線（Ｌ₀ ）に対し
   内径中心（Ｒ）回りのピストン（４）の回転方向に１８
   ０°だけずれた位置（Ｌ₂ ）に配置したことを特徴とす
   るロータリー圧縮機。