JPH10169580A - ロータリー圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ローラの内周面に対するクランク軸の偏心軸
部の片当たりをなくし、異常摩耗や焼付き等をなくす。 【解決手段】 クランク軸（２６）の偏心軸部（２６
ｂ）とそれに挿着されたローラ（２０）との間に弾性体
からなるブッシュ（２８）を挿入し、ブッシュ（２８）
の挿入幅をローラ（２０）の内周幅よりも広く設定し、
ブッシュ（２８）の挿入方向両端部をローラ（２０）内
周面から外方に延出して弾性変形可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ローラがシリンダ
室で偏心回転するロータリー圧縮機の改良に関し、特に
ローラとクランク軸の偏心軸部との片当たり対策に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示すように、ロータリー圧縮機
では、クランク軸（ａ）の偏心軸部（ｂ）に挿着された
ローラ（ｃ）がシリンダ（ｄ）のシリンダ室（ｅ）に配
置され、上記クランク軸（ａ）を軸心（ｆ）回りに回転
させて上記ローラ（ｃ）をシリンダ室（ｅ）で偏心回転
させるとともに、その偏心回転運動により上記シリンダ
（ｄ）に形成されたブレード摺動溝（図示せず）にブレ
ード（図示せず）を摺動させつつ揺動させることによ
り、上記シリンダ室（ｅ）をブレードで吸入室と圧縮室
とに区画し、気体を吸入室に吸入する一方、圧縮室で圧
縮するようになっている。図１３中、（ｇ），（ｈ）は
シリンダ室（ｅ）を密閉するフロント及びリヤヘッド、
（ｉ），（ｊ）はフロント及びリヤヘッド（ｇ），
（ｈ）に突設された軸受部、（ｋ）はシリンダ室（ｅ）
の吸入室に気体を吸入する吸入ポートである。

【０００３】このようなロータリー圧縮機は、例えば特
開平８−１５１９８９号公報等に開示されているような
ローラとブレードとが別体である圧縮機や、特開平７−
２７０７４号公報等に開示されているようなローラとブ
レードとが一体物である圧縮機とに大別される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
ロータリー圧縮機では、クランク軸（ａ）はフロント及
びリヤヘッド（ｇ），（ｈ）の軸受部（ｉ），（ｊ）に
挿入されて回動可能に支持されていて両者間に僅かな隙
間があることから、起動時や圧縮時にクランク軸（ａ）
が傾いたり、ローラ（ｃ）にガタツキが生ずると、図１
３に符号（ｍ）を付して示すように、クランク軸（ａ）
の偏心軸部（ｂ）のエッジがローラ（ｃ）の内周面に当
たるいわゆる片当たりが発生し、異常摩耗や焼付き等の
原因となって信頼性を損うおそれがある。

【０００５】また、ローラ（ｃ）とブレードとが一体物
である圧縮機では、ブレードがブレード摺動溝に挿入さ
れているため、片持ち状態となり動きが拘束されて傾き
易く、片当たりの発生頻度が高くなる。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ローラの内周面に対す
るクランク軸の偏心軸部の片当たりをなくし、異常摩耗
や焼付き等をなくそうとすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、クランク軸の偏心軸部のエッジが接触す
る箇所を弾性変形し易くしたことを特徴とする。

【０００８】具体的には、本発明は、図１〜４，図１１
及び図１２に示すように、クランク軸（２６）の偏心軸
部（２６ｂ）に挿着されたローラ（２０）をシリンダ
（１２）のシリンダ室（１１）に配置するとともに、ブ
レード（２１）を上記シリンダ（１２）に形成されたブ
レード摺動溝（１２ｄ）に挿入して回動挟持体（２２）
で摺動及び揺動可能に挟持し、上記クランク軸（２６）
を軸心（Ｐ）回りに回転させて上記ローラ（２０）をシ
リンダ室（１１）で偏心回転させるとともに、上記ブレ
ード（２１）を摺動させつつ揺動させることにより、上
記シリンダ室（１１）をブレード（２１）で吸入室（１
１ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画し、気体を吸入室
（１１ａ）に吸入する一方、圧縮室（１１ｂ）で圧縮す
るロータリー圧縮機を前提とし、次のような解決手段を
講じた。

【０００９】すなわち、本発明の第１の解決手段は、上
記ローラ（２０）とクランク軸（２６）の偏心軸部（２
６ｂ）との間に弾性体からなるブッシュ（２８）を挿入
する。この場合、該ブッシュ（２８）の挿入幅（Ｗ１）
を上記ローラ（２０）の内周幅（Ｗ２）よりも広く設定
する。また、ブッシュ（２８）の挿入方向両端部をロー
ラ（２０）内周面から外方に延出して弾性変形可能にし
たことを特徴とする。

【００１０】本発明の第２の解決手段は、第１の解決手
段において、図５に示すように、ブッシュ（２８）内周
面の両端に外方に拡大するテーパ面（２８ａ）を周方向
に形成したことを特徴とする。

【００１１】本発明の第３の解決手段は、上述の如き前
提のロータリー圧縮機において、図６〜９に示すよう
に、上記ローラ（２０）内周面寄りの両端に溝（２０
ｂ）を周方向に形成し、該溝（２０ｂ）によって形成さ
れる内周片（２０ｃ）を弾性変形可能にしたことを特徴
とする。

【００１２】本発明の第４の解決手段は、第３の解決手
段において、図１０に示すように、ローラ（２０）内周
面の両端に外方に拡大するテーパ面（２０ｄ）を周方向
に形成したことを特徴とする。

【００１３】上記の構成により、本発明の第１〜４の解
決手段では、ローラ（２０）がシリンダ室（１１）を偏
心回転し、この偏心回転運動に伴いブレード（２１）が
ブレード摺動溝（１２ｄ）内で回動挟持体（２２）に挟
持されて摺動しつつ揺動する。これにより、上記シリン
ダ室（１１）がブレード（２１）によって吸入室（１１
ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画され、吸入室（１１
ａ）に吸入された気体が圧縮室（１１ｂ）で圧縮され
る。

【００１４】この際、クランク軸（２６）が傾いたり、
ローラ（２０）にガタツキが生ずると、図２，図７に符
号（Ｃ），（Ｄ）を付して示すように、クランク軸（２
６）の偏心軸部（２６ｂ）のエッジがブッシュ（２８）
の内周面やローラ（２０）の内周面に当たって片当たり
が発生するが、該部分はその押付力により弾性変形し、
押付力が吸収されて弱められるため異常摩耗や焼付き等
が発生せず、信頼性が向上する。

【００１５】特に、第２及び第４の解決手段では、ブッ
シュ（２８）内周面及びローラ（２０）内周面に形成し
たテーパ面（２８ａ），（２０ｄ）にクランク軸（２
６）の偏心軸部（２６ｂ）のエッジが沿って面接触状態
となり易く、押付力がさらに弱められて信頼性が一層向
上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１１及び図１２は、本
発明の実施の形態１に係るロータリー圧縮機の全体構成
を示す。図１１及び図１２において、（１）はケーシン
グであって、該ケーシング（１）は、円筒形の中間筒体
（２）の上端開口部を上蓋（３）で、下端開口部を下蓋
（４）でそれぞれ覆って内部が密閉された密閉構造に構
成され、上記中間筒体（２）の下端寄りにはケーシング
（１）内に気体を導入する吸入管（５）が接続されてい
るとともに、上記上蓋（３）にはケーシング（１）内で
圧縮された高圧の圧縮気体を外部に吐出する吐出管
（６）が接続されている。

【００１８】上記ケーシング（１）の下端寄りには、気
体を吸入圧縮する圧縮機構（７）が上記吸入管（５）に
対応して配置されているとともに、その上方には該圧縮
機構（７）を作動させる駆動機構（８）が内部空間のほ
ぼ全域を占めるように配置されている。そして、上記ケ
ーシング（１）の下端部分の空間（下蓋（４）部分）を
潤滑油（Ｏ）を貯溜する油溜め部（９）とし、その他の
空間を圧縮気体を貯溜する貯溜空間（１０）としてい
る。

【００１９】上記圧縮機構（７）は、横断面円形のシリ
ンダ室（１１）を有するシリンダ（１２）を備えてな
り、該シリンダ（１２）の上下両面には、中央にボス状
の軸受部（１３ａ）を有するフロントヘッド（１３）
と、同じく中央にボス状の軸受部（１４ａ）を有するリ
ヤヘッド（１４）とが複数本のボルト（１５），（１
５），…で締結され、上記シリンダ室（１１）を密閉し
ている。また、上記シリンダ（１２）はケーシング
（１）の中間筒体（２）内壁に固定され、ケーシング
（１）内に水平に安定して支持されている。なお、上記
フロントヘッド（１３）の軸受部（１３ａ）周りには、
マフラー部材（１６）が円環状の隙間をあけて取り付け
られている。

【００２０】上記シリンダ（１２）には吸入ポート（１
２ａ）が開設され、該吸入ポート（１２ａ）により上記
吸入管（５）とシリンダ室（１１）とを連通している。
また、上記シリンダ（１２）の吸入ポート（１２ａ）側
方には吐出ポート（１２ｂ）が開設され、該吐出ポート
（１２ｂ）はその背面側に形成された凹所（１２ｃ）に
連通し、該凹所（１２ｃ）は、上記フロントヘッド（１
３）に形成された貫通孔（図示せず）によって上記貯溜
空間（１０）に連通しており、これにより、上記シリン
ダ室（１１）が貯溜空間（１０）に連通している。

【００２１】上記凹所（１２ｃ）には、板ばね状の吐出
弁（１７）が上記吐出ポート（１２ｂ）を開閉可能にピ
ン（１８）で支持されて配置され、上記貯溜空間（１
０）に吐出された圧縮気体がシリンダ室（１１）に逆流
しないようになされている。

【００２２】上記シリンダ（１２）のシリンダ室（１
１）にはピストン（１９）が配置され、該ピストン（１
９）は、円形の挿着孔（２０ａ）を有する円環状のロー
ラ（２０）と、該ローラ（２０）の側壁に半径方向外方
に一体に突設された矩形板状のブレード（２１）とで構
成され、上記ローラ（２０）は、後述するクランク軸
（２６）によってシリンダ室（１１）に偏心配置されて
いる。

【００２３】上記シリンダ（１２）の吸入ポート（１２
ａ）と吐出ポート（１２ｂ）との間には、シリンダ半径
方向外方に延びるブレード摺動溝（１２ｄ）が形成さ
れ、該ブレード摺動溝（１２ｄ）の手前側には真円形状
の膨出凹部（１２ｅ）が形成され、該膨出凹部（１２
ｅ）には、回動挟持体（２２）を構成する２つの半円ブ
ロック形状の挟持部材（２３），（２３）が回動中心
（Ｑ）回りに回動可能に配置されている。そして、上記
ピストン（１９）のブレード（２１）は、上記ブレード
摺動溝（１２ｄ）に挿入されて上記挟持部材（２３），
（２３）で両側からシリンダ半径方向に摺動可能に挟持
されているとともに、回動挟持体（２２）の自転により
その回動中心（Ｑ）回りに揺動するようになっている。

【００２４】一方、上記駆動機構（８）は、ステータ
（２４）とローラ（２５）とで構成された電動モータを
備えてなり、上記ステータ（２４）はケーシング（１）
の中間筒体（２）内壁に固定支持され、上記ローラ（２
５）はステータ（２４）の内側に周方向に隙間をあけて
同心円状に配置されている。さらに、上記ロータ（２
５）の内側にはクランク軸（２６）の上半部分が軸心
（Ｐ）回りに回転一体に装着され、該クランク軸（２
６）の下半部分は上記フロントヘッド（１３）及びリヤ
ヘッド（１４）の両軸受部（１３ａ），（１４ａ）に回
転可能に嵌挿支持されている。また、上記クランク軸
（２６）には軸心方向に延びる油通路（２６ａ）が形成
され、クランク軸（２６）の下端には遠心式の油ポンプ
（２７）が装着されている。該油ポンプ（２７）は上記
油溜め部（９）の潤滑油（Ｏ）に常時浸漬され、クラン
ク軸（２６）の回転に応じて潤滑油（Ｏ）を上記油通路
（２６ａ）に吸い上げて上記圧縮機構（７）及び駆動機
構（８）の各摺動箇所に供給するようになっている。

【００２５】上記クランク軸（２６）の下端寄りには偏
心軸部（２６ｂ）が形成され、該偏心軸部（２６ｂ）は
上記シリンダ室（１１）に位置してピストン（１９）の
ローラ（２０）の挿着孔（２０ａ）に回転一体に挿着さ
れ、上記クランク軸（２６）の軸心（Ｐ）回りの回転に
より、上記ローラ（２０）をシリンダ室（１１）で偏心
回転させ、ブレード（２１）によりシリンダ室（１１）
を吸入室（１１ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画するよ
うになっている。この吸入室（１１ａ）及び圧縮室（１
１ｂ）の容積は、ローラ（２０）の偏心回転運動により
漸次相対変化するものであり、ローラ（２０）が吸入ポ
ート（１２ａ）及び吐出ポート（１２ｂ）を同時に閉塞
する上死点の位置にある時は、シリンダ室（１１）全体
が吸入室（１１ａ）となる一方、それと１８０°反対の
下死点の位置にローラ（２０）がある時は、吸入室（１
１ａ）と圧縮室（１１ｂ）との容積がブレード（２１）
を境に均等になるようになっている。

【００２６】図１〜４に示すように、上記ローラ（２
０）の半径方向内側部分は挿入方向の幅が狭くなってい
る。つまり、ローラ（２０）の挿着孔（２０ａ）の内径
は、挿入方向中央部分が小さく、挿入方向両端部分が大
きくなっている。本発明の特徴として、上記ローラ（２
０）とクランク軸（２６）の偏心軸部（２６ｂ）との間
には、弾性体からなるブッシュ（２８）が挿入され、該
ブッシュ（２８）の挿入幅（Ｗ１）は、上記ローラ（２
０）の内周幅（Ｗ２）よりも広く設定され、ブッシュ
（２８）の挿入方向両端部がローラ（２０）内周面から
外方に延出して弾性変形可能になっている。なお、上記
ブッシュ（２８）はそれを構成する材質に起因して弾性
を有してもよく、厚みを薄くすることによって弾性を確
保してもよい。 図５はその変形例を示し、上記ブッシ
ュ（２８）内周面の両端に外方に拡大するテーパ面（２
８ａ）を周方向に形成したものである。

【００２７】このように構成されたロータリー圧縮機
は、例えば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。この場合、冷媒ガスが蒸発
器から吸入管（５）を経てシリンダ室（１１）の吸入室
（１１ａ）に吸入され、吸入された冷媒ガスはローラ
（２０）の偏心回転運動に伴い圧縮室（１１ｂ）で圧縮
され、高圧状態となって吐出ポート（１２ｂ）からフロ
ントヘッド（１３）の軸受部（１３ａ）とマフラー部材
（１６）との間の隙間を経て貯溜空間（１０）に吐出さ
れ、吐出管（６）を経て凝縮器に吐出される。この間、
圧縮室（１１ｂ）では冷媒ガスは潤滑油（Ｏ）が混入さ
れた混合ガスの状態で圧縮されるため、貯溜空間（１
０）では潤滑油（Ｏ）がミスト状態で飛散しており、こ
のミスト状態の潤滑油（Ｏ）は冷媒ガスから分離して油
溜め部（９）に回収される。

【００２８】この際、クランク軸（２６）が傾いたり、
ローラ（２０）にガタツキが生ずると、図２に符号
（Ｃ）を付して示すように、クランク軸（２６）の偏心
軸部（２６ｂ）のエッジがブッシュ（２８）の内周面に
当たって片当たりが発生するが、該部分はその押付力に
より弾性変形することから、この弾性変形により押付力
を吸収して弱めることができ、異常摩耗や焼付き等の発
生を防止することができて信頼性を向上させることがで
きる。

【００２９】特に、図５の変形例では、ブッシュ（２
８）内周面に形成したテーパ面（２８ａ）にクランク軸
（２６）の偏心軸部（２６ｂ）のエッジが沿って面接触
状態となり易いため、押付力をさらに弱めることができ
て信頼性を一層向上させることができる。

【００３０】（実施の形態２）図６〜９は本発明の実施
の形態２を示し、本例では、ローラ（２０）内周面寄り
の両端に溝（２０ｂ）を周方向に形成し、該溝（２０
ｂ）によって形成される内周片（２０ｃ）を薄肉にして
弾性変形可能にしているほかは実施の形態１と同様に構
成されているので、同一の構成箇所には同一の符号を付
してその詳細な説明を省略する。

【００３１】図１０はその変形例を示し、ローラ（２
０）内周面の両端に外方に拡大するテーパ面（２０ｄ）
を周方向に形成したものである。

【００３２】したがって、本例では、クランク軸（２
６）が傾いたり、ローラ（２０）にガタツキが生ずる
と、図７に符号（Ｄ）を付して示すように、クランク軸
（２６）の偏心軸部（２６ｂ）のエッジがローラ（２
０）の内周面に当たって片当たりが発生するが、該部分
はその押付力により弾性変形することから、この弾性変
形により押付力を吸収して弱めることができ、異常摩耗
や焼付き等の発生を防止することができて信頼性を向上
させることができる。

【００３３】特に、図１０の変形例では、ローラ（２
０）内周面に形成したテーパ面（２０ｄ）にクランク軸
（２６）の偏心軸部（２６ｂ）のエッジが沿って面接触
状態となり易いため、押付力をさらに弱めることができ
て信頼性を一層向上させることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によれば、ローラ（２０）とクランク軸（２６）の
偏心軸部（２６ｂ）との間に挿入した弾性体からなるブ
ッシュ（２８）により、また、請求項３に係る本発明に
よれば、ローラ（２０）の内周面寄りに形成した溝（２
０ｂ）によって形成される弾性変形可能な内周片（２０
ｃ）により、クランク軸（２６）の偏心軸部（２６ｂ）
のエッジがブッシュ（２８）の内周面に当たって片当た
りしても、その押付力を弱めて異常摩耗や焼付き等の発
生を防止することができる。

【００３５】請求項２及び４に係る本発明によれば、ブ
ッシュ（２８）内周面及びローラ（２０）内周面に形成
したテーパ面（２８ａ），（２０ｄ）にクランク軸（２
６）の偏心軸部（２６ｂ）のエッジを沿わせて面接触状
態となり易くすることにより、押付力をさらに弱めて信
頼性を一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るロータリー圧縮機
の圧縮機構部分の正常時における縦断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係るロータリー圧縮機
の圧縮機構部分においてロータが傾いた状態における縦
断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係るロータリー圧縮機
の圧縮機構を構成するピストンのロータを示し、（ａ）
はブッシュを挿着した状態の平面図、（ｂ）は縦断面図
である。

【図４】図３（ｂ）のＡ部拡大図である。

【図５】本発明の実施の形態１に係るロータリー圧縮機
のブッシュの変形例を示す図４相当図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係るロータリー圧縮機
の圧縮機構部分の正常時における縦断面図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係るロータリー圧縮機
の圧縮機構部分においてロータが傾いた状態における縦
断面図である。

【図８】本発明の実施の形態２に係るロータリー圧縮機
の圧縮機構を構成するピストンのロータを示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図９】図８（ｂ）のＢ部拡大図である。

【図１０】本発明の実施の形態２に係るロータリー圧縮
機のロータの変形例を示す図９相当図である。

【図１１】本発明の実施の形態１に係るロータリー圧縮
機の全体構成を示す縦断面図である。

【図１２】図１１のXII −XII 線における断面図であ
る。

【図１３】従来例に係るロータリー圧縮機の圧縮機構部
分においてロータが傾いた状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

（１１） シリンダ室 （１１ａ） 吸入室 （１１ｂ） 圧縮室 （１２） シリンダ （１２ｄ） ブレード摺動溝 （２０） ローラ （２０ｂ） 溝 （２０ｃ） 内周片 （２０ｄ） テーパ面 （２１） ブレード （２２） 回動挟持体 （２６） クランク軸 （２６ｂ） 偏心軸部 （２８） ブッシュ （２８ａ） テーパ面 （Ｗ１） 挿入幅 （Ｗ２） 内周幅

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸（２６）の偏心軸部（２６
   ｂ）に挿着されたローラ（２０）をシリンダ（１２）の
   シリンダ室（１１）に配置するとともに、ブレード（２
   １）を上記シリンダ（１２）に形成されたブレード摺動
   溝（１２ｄ）に挿入して回動挟持体（２２）で摺動及び
   揺動可能に挟持し、上記クランク軸（２６）を軸心
   （Ｐ）回りに回転させて上記ローラ（２０）をシリンダ
   室（１１）で偏心回転させるとともに、上記ブレード
   （２１）を摺動させつつ揺動させることにより、上記シ
   リンダ室（１１）をブレード（２１）で吸入室（１１
   ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画し、気体を吸入室（１
   １ａ）に吸入する一方、圧縮室（１１ｂ）で圧縮するロ
   ータリー圧縮機であって、 上記ローラ（２０）とクランク軸（２６）の偏心軸部
   （２６ｂ）との間には、弾性体からなるブッシュ（２
   ８）が挿入され、該ブッシュ（２８）の挿入幅（Ｗ１）
   は、上記ローラ（２０）の内周幅（Ｗ２）よりも広く設
   定され、ブッシュ（２８）の挿入方向両端部がローラ
   （２０）内周面から外方に延出して弾性変形可能になっ
   ていることを特徴とするロータリー圧縮機。
2. 【請求項２】 ブッシュ（２８）内周面の両端には、外
   方に拡大するテーパ面（２８ａ）が周方向に形成されて
   いることを特徴とする請求項１記載のロータリー圧縮
   機。
3. 【請求項３】 クランク軸（２６）の偏心軸部（２６
   ｂ）に挿着されたローラ（２０）をシリンダ（１２）の
   シリンダ室（１１）に配置するとともに、ブレード（２
   １）を上記シリンダ（１２）に形成されたブレード摺動
   溝（１２ｄ）に挿入して回動挟持体（２２）で摺動及び
   揺動可能に挟持し、上記クランク軸（２６）を軸心
   （Ｐ）回りに回転させて上記ローラ（２０）をシリンダ
   室（１１）で偏心回転させるとともに、上記ブレード
   （２１）を摺動させつつ揺動させることにより、上記シ
   リンダ室（１１）をブレード（２１）で吸入室（１１
   ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画し、気体を吸入室（１
   １ａ）に吸入する一方、圧縮室（１１ｂ）で圧縮するロ
   ータリー圧縮機であって、 上記ローラ（２０）内周面寄りの両端には、溝（２０
   ｂ）が周方向に形成され、該溝（２０ｂ）によって形成
   される内周片（２０ｃ）が弾性変形可能になっているこ
   とを特徴とするロータリー圧縮機。
4. 【請求項４】 ローラ（２０）内周面の両端には、外方
   に拡大するテーパ面（２０ｄ）が周方向に形成されてい
   ることを特徴とする請求項３記載のロータリー圧縮機。