JPH10259787A - ロータリ式密閉形圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

ロータリ式密閉形圧縮機および冷凍サイクル装置

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JPH10259787A JP9149153A JP14915397A JPH10259787A JP H10259787 A JPH10259787 A JP H10259787A JP 9149153 A JP9149153 A JP 9149153A JP 14915397 A JP14915397 A JP 14915397A JP H10259787 A JPH10259787 A JP H10259787A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のシリンダを備え、少なくとも１つのシリ
ンダはベーンの押圧付勢体を省略し、そのシリンダの剛
性を落とすことなく小型および薄肉化して、信頼性の向
上を図れるロータリ式密閉形圧縮機と冷凍サイクル装置
を提供する。 【解決手段】密閉ケース１内を高圧とするロータリ式密
閉形圧縮機において、圧縮機構部２は、それぞれ偏心ロ
ーラ１３ａ，１３ｂが偏心回転自在に収容される複数の
シリンダ８Ａ，８Ｂと、これらシリンダに設けられ、そ
の先端縁が偏心ローラの周面に当接するよう押圧付勢さ
れ偏心ローラの回転方向に沿ってシリンダ室１４ａ，１
４ｂを二室に区分するベーン１５ａ，１５ｂとを具備
し、一方のベーンを押圧付勢する押圧付勢手段としてコ
イルスプリング２６を用い、他方のベーンを押圧付勢す
る押圧付勢手段として密閉ケース内の高圧ガスを用い
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、たとえば空気調和
機の冷凍サイクルを構成するロータリ式密閉形圧縮機
と、この圧縮機で冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的なロータリ式密閉形圧縮機の構成
は、密閉ケース内に電動機部およびこの電動機部と連結
される圧縮機構部を収容しており、圧縮機構部で圧縮し
たガスを一旦密閉ケース内に吐出する、ケース内高圧形
となっている。
【０００３】上記圧縮機構部は、シリンダ内に偏心ロー
ラが偏心回転自在に収容される。また、シリンダにはベ
ーン収納溝が設けられていて、ここにベーンが摺動自在
に収納される。ベーンの先端縁は上記偏心ローラの周面
に当接するよう押圧付勢体によって押圧付勢される。
【０００４】したがって、シリンダ内はベーンによって
偏心ローラの回転方向に沿い二室に区分される。一室側
に吸込み部が連通され、他室側に吐出部が連通される。
吸込み部には吸込み管が接続され、吐出部は密閉ケース
内に開口される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ベーン
を押圧付勢する押圧付勢手段として、通常は弾性部材で
あるコイルスプリングが用いられる。このコイルスプリ
ングの一端部を密閉ケース内周面に当接させ、他端部を
ベーン背面に当接させることにより、自由端側に当接す
るベーンを弾性的に押圧付勢する。上記コイルスプリン
グは常時ベーンを押圧付勢するから、起動直後から圧縮
作用が開始される。
【０００６】そして、特に最近の主流になっている２シ
リンダのような多気筒ロータリ式の密閉形圧縮機の場合
は、シリンダ単体の肉厚が薄くなり、かつコイルスプリ
ングを収納するスペースの存在でシリンダの剛性が低下
してしまう。そのため、シリンダの外径寸法をより大に
して、シリンダの剛性低下を補う必要があるが、今度は
密閉ケースの直径寸法が大となる。
【０００７】さらに、各シリンダにコイルスプリングを
挿入するための横孔を設けるため、加工手間がかかる。
２シリンダであるから２本のコイルスプリングを用意し
なければならず、部品費がかさむ。各コイルスプリング
の挿入工程を終えた状態で、再び飛び出さないように保
持しなければならず、作業が非常に面倒である。
【０００８】また、各シリンダにコイルスプリング挿入
用の横孔を設けることによって、ベーン溝の変形に対す
る強度が低下する。したがって、たとえばアークスポッ
ト溶接などの手段により各シリンダを密閉ケースに取付
け固定すると、溶接時に生じる応力の影響でベーン溝が
変形して、ベーンの円滑な動作が損なわれるなどの悪影
響が生じる。
【０００９】一方、従来より多用されているＲ２２冷媒
に代わる新たな冷媒として、塩素原子を含まないＨＦＣ
（ハイドロフルオロカーボン）混合冷媒が採用される予
定となっている。
【００１０】このＨＦＣ混合冷媒を圧縮して高圧高温ガ
スに変え、冷凍サイクルに循環させる圧縮機としては、
回転効率がよく、したがって圧縮性能の高いロータリ式
密閉形圧縮機が最適である。
【００１１】そしてＨＦＣ混合冷媒は、理論冷凍能力が
従来より用いられる冷媒の理論冷凍能力よりも大きい。
なかでも、高圧・高能力の冷媒Ｒ４１０Ａに変更するこ
とにより、現行のＲ２２冷媒より高効率（ＣＯＰ）が期
待できる。
【００１２】ただし、冷媒の持つ冷凍能力と作動圧力が
Ｒ２２比で約１．５倍と大きく、回転軸などの摺動部品
にかかる圧力をＲ２２と等価にするためには、シリンダ
の肉厚を薄くして対処する以外にない。
【００１３】しかしながら、シリンダの肉厚を薄くすれ
ば当然、剛性が低下してしまう。シリンダの剛性が低下
すれば、部品加工時の精度が出ないことはもちろん、組
立て時の変形が増加して、ガス漏れによる効率低下を招
く。
【００１４】しかも、２シリンダの圧縮機では、それぞ
れのシリンダの肉厚が１シリンダタイプに対して薄いか
ら、Ｒ４１０Ａ冷媒を用いる場合はシリンダの外径寸法
を大にしなければならないなど、課題を助長する結果と
なっている。
【００１５】本発明は上記事情にもとづきなされたもの
であり、その目的とするところは、複数のシリンダを備
えることを前提として、少なくとも１つのシリンダのベ
ーンに対する押圧付勢手段を省略し、部品数と加工手間
の軽減を図るとともに、そのシリンダの剛性を落とすこ
となく小型および薄肉化して、信頼性の向上を図れるロ
ータリ式密閉形圧縮機および、このロータリ式密閉形圧
縮機を備えた冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置
を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を満足するた
め、第１の発明のロータリ式密閉形圧縮機は、請求項１
として、密閉ケース内に、電動機部およびこの電動機部
と連結される圧縮機構部を収容し、上記圧縮機構部で圧
縮したガスを一旦密閉ケース内に吐出してケース内高圧
とするロータリ式密閉形圧縮機において、上記圧縮機構
部は、それぞれ偏心ローラが偏心回転自在に収容される
複数のシリンダと、これらシリンダに設けられ、その先
端縁が上記偏心ローラの周面に当接するよう押圧付勢手
段によって押圧付勢され、偏心ローラの回転方向に沿っ
てシリンダ内を二室に区分するベーンとを具備し、上記
ベーンを押圧付勢する押圧付勢手段は、弾性部材と、密
閉ケース内の高圧ガスであることを特徴とする。
【００１７】請求項２として、請求項１記載のロータリ
式密閉形圧縮機において上記押圧付勢体として密閉ケー
ス内の高圧ガスを用いたシリンダの外径寸法を、上記押
圧付勢体として弾性部材を備えたシリンダの外径寸法よ
りも小としたことを特徴とする。
【００１８】請求項３として、請求項１記載のロータリ
式密閉形圧縮機において上記押圧付勢手段として弾性部
材を備えたシリンダは、その外径部が上記密閉ケース内
径部に嵌着固定されることを特徴とする。
【００１９】請求項４として、請求項１ないし請求項３
記載のロータリ式密閉形圧縮機において上記弾性部材
は、コイルスプリングであることを特徴とする。請求項
５として、請求項１記載のロータリ式密閉形圧縮機にお
いて上記圧縮機構部は、作動圧力がＲ２２より高い冷媒
を圧縮することを特徴とする。
【００２０】請求項６として、請求項１記載のロータリ
式密閉形圧縮機において上記電動機部は、運転周波数の
調整が可能なインバータを備え、起動時は低い運転周波
数とし、吐出圧力が所定圧力に到達した時点で運転周波
数を高くするよう制御する制御手段とに電気的に接続さ
れることを特徴とする。
【００２１】請求項７として、請求項１記載のロータリ
式密閉形圧縮機において上記押圧付勢手段として密閉ケ
ース内の高圧ガスを用いたシリンダは、その外径部が上
記密閉ケースの内径部に嵌着固定されることを特徴とす
る。
【００２２】請求項８として、請求項１記載のロータリ
式密閉形圧縮機において上記ベーンのうち、密閉ケース
内の高圧ガスによって押圧付勢されるベーンは、その背
面が断面略円弧状に形成され、かつその円弧状半径Ｒv
はベーン背面に対向して設けられるベーン収納溝加工用
逃げ孔の内径半径Ｒc より小さく（Ｒv ＜Ｒc ）形成さ
れることを特徴とする。
【００２３】請求項９として、請求項１記載のロータリ
式密閉形圧縮機において上記ベーンのうち、密閉ケース
内の高圧ガスによって押圧付勢されるベーンは、その背
面のエッジ部に半径１mm以下の面取り加工が施されるこ
とを特徴とする。
【００２４】上記目的を満足するため、第２の発明の冷
凍サイクル装置は、請求項１０として、密閉ケース内
に、電動機部と連結されるロータリ式の圧縮機構部を収
容し、この圧縮機構部で圧縮したガスを一旦密閉ケース
内に吐出しケース内高圧とするロータリ式密閉形圧縮機
であり、上記圧縮機構部は、それぞれ偏心ローラが偏心
回転自在に収容される複数のシリンダと、これらシリン
ダに設けられ、その先端縁が上記偏心ローラの周面に当
接するよう押圧付勢体によって押圧付勢され、偏心ロー
ラの回転方向に沿ってシリンダ内を二室に区分するベー
ンとを具備し、少なくとも１つのベーンを押圧付勢する
押圧付勢体として弾性部材を用い、少なくとも１つのベ
ーンを押圧付勢する押圧付勢体として密閉ケース内の高
圧ガスを用いたロータリ式密閉形圧縮機と、凝縮器、膨
張機構および蒸発器とともに冷凍サイクルを構成したこ
とを特徴とする。
【００２５】上述の課題を解決する手段を採用すること
により、請求項１ないし請求項１０の発明によれば、シ
リンダの肉厚が薄くなっても、ベーンを押圧付勢するの
に充分な信頼性が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、ロータリ式密閉形圧縮機の
一実施の形態を、図面にもとづいて説明する。この圧縮
機は、たとえば空気調和機の冷凍サイクルを構成してお
り、ここで用いられる冷媒はＨＦＣ混合冷媒である。そ
して、ＨＦＣ混合冷媒のうちで、好ましくはＲ４１０Ａ
を採用するとよい。
【００２７】このＲ４１０Ａは、ジフルオロメタン（Ｒ
３２）と、ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５）とを互い
に５０％（重量比）の割合で混合したものである。図１
に示すように、ロータリ式圧縮機は密閉ケース１を有す
る。この密閉ケース１内の下部には後述する圧縮機構部
２が設けられ、上部には電動機部３が設けられる。これ
ら電動機部３と圧縮機構部２とは回転軸４を介して連結
される。
【００２８】電動機部３は、密閉ケース１の内面に固定
されたステータ５と、このステータ５の内側に所定の間
隙を存して配置され、かつ上記回転軸４が介挿されるロ
ータ６とから構成される。
【００２９】上記電動機部３は、運転周波数を可変する
インバータ３０に接続されるとともに、インバータを介
して、このインバータ３０を制御する制御手段である制
御部４０に電気的に接続される。
【００３０】上記圧縮機構部２は、回転軸４の下部に、
仕切り板７を介して上下に配設された２つのシリンダ８
Ａ，８Ｂを備えている。これらシリンダ８Ａ，８Ｂは、
使用する冷媒がＲ４１０Ａ高圧冷媒であるところから、
単位容積当りの熱輸送量が大きい。そのため、肉厚は従
来のＲ２２冷媒を用いたものよりも薄くして、排除容積
の減少を図ってある。
【００３１】上部シリンダ８Ａの上面部には主軸受９が
重ね合わされ、バルブカバーａとともに取付けボルト１
０を介してシリンダ８Ａに取付固定される。下部シリン
ダ８Ｂの下面部には副軸受１１が重ね合わされ、バルブ
カバーｂとともに取付けボルト１２を介して上部シリン
ダ８Ａに取付固定される。
【００３２】一方、上記回転軸４は、中途部と下端部が
上記主軸受９と上記副軸受１１に回転自在に枢支され
る。さらに回転軸４は各シリンダ８Ａ，８Ｂ内部を貫通
するとともに、略１８０°の位相差をもって形成される
２つの偏心部４ａ，４ｂを一体に備えている。偏心部４
ａ，４ｂは各シリンダ８Ａ，８Ｂ内に位置され、かつこ
の周面にはローラ１３ａ，１３ｂが嵌合される。
【００３３】シリンダ８Ａ，８Ｂは、上記仕切り板７お
よび主軸受９と副軸受１１で上下面が区画され、その内
部にシリンダ室１４ａ，１４ｂが形成される。それぞれ
のシリンダ室１４ａ，１４ｂには偏心ローラ１３ａ，１
３ｂが偏心回転自在に収容されていて、シリンダ室自体
平面視で三日月状をなす。
【００３４】各シリンダ８Ａ，８Ｂ内には、シリンダ室
１４ａ，１４ｂを高圧側と低圧側に仕切るベーン１５
ａ，１５ｂを備えている。それぞれのベーン１５ａ，１
５ｂは、後述する押圧付勢手段である押圧付勢体によっ
て偏心ローラ１３ａ，１３ｂ側へ押圧付勢されるように
なっている。
【００３５】両シリンダ８Ａ，８Ｂにはそれぞれ吸込み
管１６ａ，１６ｂが接続され、その一端側は密閉ケース
１の外側で合流してアキュームレータ１７に接続され
る。一方、密閉ケース１の上端部には導出管１８が接続
される。この導出管１８は、凝縮器１９と、膨張機構２
０および蒸発器２１を介して上記アキュームレータ１７
に接続される。このようにして、たとえば空気調和機の
冷凍サイクルが構成される。
【００３６】つぎに、図２にもとづいて各シリンダ８
Ａ，８Ｂと、上記押圧付勢体について詳述する。上部シ
リンダ８Ａと、下部シリンダ８Ｂには、互いに同一直径
のシリンダ室１４ａ，１４ｂを形成する開口部が設けら
れるとともに、このシリンダ室１４ａ，１４ｂの周囲に
互いに同一ピッチ径の複数の取付け用孔２２…が設けら
れる。上部シリンダ８Ａ側の取付け用孔２２はねじ孔、
下部シリンダ８Ｂ側の取付け用孔２２は通し孔とする。
【００３７】各シリンダ８Ａ，シリンダ８Ｂのシリンダ
室１４ａ，１４ｂから外径側に向かって、それぞれ同一
幅で、同一長さのベーン収納溝２３ａ，２３ｂが設けら
れている。これらベーン収納溝２３ａ，２３ｂはたとえ
ばブローチ加工によるものであるので、ブローチ歯の逃
げとして、両収納溝の端部において縦孔２４ａ，２４ｂ
が設けられる。
【００３８】上部シリンダ８Ａのみ、外周面とベーン収
納溝２３ａの縦孔２４ａと連通するよう横孔２５が設け
られていて、ここに押圧付勢体として弾性部材であるコ
イルスプリング２６が収納される。このシリンダ８Ａの
外径寸法は、上記密閉ケース１の内径寸法とほぼ同一で
ある。
【００３９】再び図１に示すように、上部シリンダ８Ａ
の外径部は密閉ケース１の内径部に嵌着固定される。こ
の状態で、上記コイルスプリング２６の一端部はベーン
収納溝２３ａに収納されるベーン１５ａの一側壁に当接
し、他端部は密閉ケース１の内径部に当接する。
【００４０】上記コイルスプリング２６は、ベーン１５
ａを偏心ローラ１３ａ側へ弾性的に押圧付勢する。ベー
ン１５ａの先端縁は平面視で半円状に形成されており、
平面視で円形状の偏心ローラ１３ａ周壁に摺接抵抗がほ
とんどない状態で、偏心ローラ１３ａの回転角度にかか
わらずベーン１５ａは追従して線接触する。
【００４１】よって、偏心ローラ１３ａがシリンダ室１
４ａの内周壁に沿って偏心回転すれば、ベーン１５ａは
ベーン収納溝２３ａに沿って往復運動することとなる。
再び図２に示すように、上部シリンダ８Ａには、上記取
付け用孔２２のピッチ径よりも大きなピッチ径で、それ
ぞれが平面視で湾曲状に形成される複数のガス抜き孔２
７が設けられる。
【００４２】一方、下部シリンダ８Ｂは、その外径寸法
が上部シリンダ８Ａの外径寸法よりも小さく形成され
る。実際には、取付け用孔２２とベーン収納溝２３ｂが
設けられる最小限の外径寸法でしかなく、シリンダ室１
４ｂを形成する開口部に対して外径部は偏心している。
【００４３】上記ベーン収納溝２３ｂには、上部シリン
ダ８Ａに設けられるベーン１５ａと同一寸法形状のベー
ン１５ｂが摺動自在に収容される。このベーン１５ｂを
偏心ローラ１３ｂ側に押圧付勢する押圧付勢体は、上，
下部シリンダ室８Ａ，８Ｂで圧縮され密閉ケース１内に
吐出される高圧ガスである。
【００４４】しかして、制御部４０がインバータ３０を
介して電動機部３に運転信号を送ると回転軸４が回転駆
動され、上，下部シリンダ８Ａ，８Ｂに備えられる偏心
ローラ１３ａ，１３ｂはシリンダ室１４ａ，１４ｂ内で
偏心回転を行う。
【００４５】図３（Ａ）に示すように、上部シリンダ８
Ａにおいては、ベーン１５ａが上記コイルスプリング２
６によって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ベ
ーン１５ａの先端縁が偏心ローラ１３ａ周壁に摺接し
て、シリンダ室１４ａ内を二分する。
【００４６】偏心ローラ１３ａのシリンダ室１４ａ内周
面転接位置とベーン１５ａの偏心ローラ当接位置とがほ
ぼ一致する状態で、シリンダ室１４ａの空間容量が最大
となる。冷媒ガス、すなわち低圧のＨＦＣ混合冷媒であ
るＲ４１０Ａガスはアキュームレータ１７から吸込管１
６ａを介して上部シリンダ室１４ａに吸込まれ充満す
る。
【００４７】偏心ローラ１３ａの偏心回転にともなっ
て、偏心ローラのシリンダ室１４ａ内周面に対する転接
位置が移動し、この転接位置から回転方向側へベーン１
５ａの偏心ローラ当接位置までの区画されたシリンダ室
１４ａ容積が減少する。すなわち、先にシリンダ室１４
ａに導かれたガスが徐々に圧縮される。
【００４８】回転軸４が継続して回転され、シリンダ室
１４ａの容量がさらに減少して、ここに導かれたガスが
圧縮され、所定圧まで上昇したところで図示しない吐出
弁が開放し、バルブカバーａを介して高圧ガスが密閉ケ
ース１内に吐出され充満する。そして、密閉ケース１内
に充満した高圧ガスは密閉ケース上部の導出管１８から
吐出される。
【００４９】なお、電動機部３の起動直後は、上部シリ
ンダ室１４ａで圧縮され密閉ケース１内に吐出される高
圧ガスの量がごくわずかであり、密閉ケース内は完全な
高圧状態になっていない。
【００５０】したがって、下部シリンダ８Ｂにおいては
ベーン１５ｂを押圧付勢する高圧ガスが存在せず、同図
（Ａ）に示すようにシリンダ室１４ｂ内で偏心ローラが
１３ｂが回転するけれども、ベーン１５ｂはベーン収納
溝２３ｂ内に完全収容され、その先端縁は偏心ローラに
押されてシリンダ室へは突出しない。
【００５１】いわば、下部シリンダ室１４ｂにおいて偏
心ローラ１３ｂが空廻りするのみであり、このシリンダ
室では少しの圧縮作用もなされない。所定時間が経過す
ると、上部シリンダ室１４ｂから吐出される高圧ガスの
量が増大して、密閉ケース１内が所定の高圧条件とな
る。すると、下部シリンダ８Ｂに備えられるベーン１５
ｂに大きな背圧がかり、同図（Ｂ）に示すようにベーン
は偏心ローラ１３ｂ周壁に当接するよう押圧付勢され
る。
【００５２】したがって、下部シリンダ室１４ｂにおい
ても、先に説明したような圧縮作用が開始される。上部
シリンダ室１４ａにおいては引き続いて圧縮作用が継続
される。これ以後は、運転停止に至るまで、密閉ケース
１内が高圧を保持するから、下部シリンダ室１４ｂにお
ける圧縮作用は継続される。
【００５３】図１に示すように、密閉ケース１から導出
管１８を介して導出される高圧ガスは、凝縮器１９に導
かれて凝縮液化し、膨張機構２０で断熱膨張し、蒸発器
２１で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をな
す。そして、蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ１
７に導かれて気液分離され、再び吸込み管１６ａ，１６
ｂから圧縮機の圧縮機構部２に吸込まれて上述の経路を
循環する。
【００５４】なお、下部シリンダ室１４ｂにおける圧縮
開始時間を早くしたい場合は、制御部４０はインバータ
３０を制御して、運転開始時から回転軸４の回転数を大
きくしケース内圧を短時間で所定圧まで上昇させるよう
にすればよい。
【００５５】逆に運転開始時間を遅くしたい場合には、
制御部４０はインバータ３０を制御して、運転開始時か
ら回転軸４の回転数を小さくしケース内圧が所定圧まで
上昇するのに時間をかける。そして、下部シリンダ室１
４ｂ内へベーン１５ｂの突出が完了したと思われる時間
のあと、回転数を上げてもよい。
【００５６】下部シリンダ室１４ｂ側のベーン１５ｂ
は、密閉ケース１内圧と、このシリンダ室１４ｂ圧力と
の圧力差で突出するが、下部シリンダ室１４ｂでは圧縮
が開始されるまではシステムの低圧側にあり、ケース内
圧がこれより多くても０．１メガパスカル（ＭＰａ）高
ければ、ほぼ上部シリンダ室１４ａのベーン１５ａを押
圧付勢するコイルスプリング２６の押圧力と等価であ
り、ベーン１５ｂの突出と偏心ローラ１３ｂの回転運動
の追従は可能である。
【００５７】通常、商用電源（５０／６０Ｈｚ）では数
秒以内に、かつインバータ電源で１０Ｈｚからのスター
トであれば最大１０秒以内に、下部シリンダ室１４ｂへ
突出するようベーン１５ｂに対する押圧付勢のための圧
力発生が可能である。
【００５８】このようにして、下部シリンダ室１４ｂ側
へベーン１５ｂを押圧付勢する押圧付勢手段として、密
閉ケース１内の高圧ガスを利用しても、機能上は少しの
問題もない。
【００５９】ちなみに、運転を継続してシステムが安定
した条件では、ケース内圧力によるベーン１５ｂの押圧
付勢力は、上部シリンダ８Ａに備えられるコイルスプリ
ング２６の押圧付勢力（弾性力）の数十倍もあり、本
来、コイルスプリングは機能上は必要ないどころか、若
干の仕事量の増加を発生させることとなる。
【００６０】また、本発明の圧縮機では、起動時に１シ
リンダ（ここでは、上部シリンダ８Ａ）だけの圧縮作用
をなすので、回転軸４などの摺動部品にかかる負荷を半
減させる特徴がある。すなわち、空気調和機のような冷
媒封入量の多い機器では、使用条件によっては起動時に
瞬間的に多量の液冷媒をシリンダ室に吸込んで液圧縮を
生じる。このとき、各摺動部品が破損する恐れがある。
【００６１】しかるに、本発明の構成を採用すれば、摺
動部品にかかる負荷を軽減しているので破損の防止を図
れる。これはまた、この種のロータリ式圧縮機に常備さ
れているアキュームレータ１７の省略をなすことも可能
である。
【００６２】いずれにしても、少なくともベーン１５ｂ
を押圧付勢する手段として密閉ケース１内の高圧ガスを
利用する下部シリンダ８Ｂにおいては、コイルスプリン
グ２６を挿入するための横孔２５が不要となり、このシ
リンダの肉厚が薄くても剛性の向上を図ることができ、
ベーン収納溝２３ｂの変形が最小となる。
【００６３】なお、上記ベーン１５ｂの急激な飛び出し
は偏心ローラ１３ｂとベーンとの打音発生の要因となる
ので、急激な運転周波数の増大は避けた方がよい。ケー
ス内圧の急速な圧力上昇を避ける手段として、制御部４
０はインバータ３０を制御して、電動機部３の運転周波
数を起動時に低くし、ケース内圧を高圧化するのに時間
をかけてベーン１５ｂの突出速度を遅くし、このあと運
転周波数を高くすればよい。また、膨張機構２０を構成
する膨張弁の絞りを緩めたり、図示しない除霜用弁を開
放するなどの手段も有効である。
【００６４】上記実施の形態においては、上部シリンダ
８Ａにおけるベーン１５ａを押圧付勢する手段としてコ
イルスプリング２６を備え、この上部シリンダ外径部を
密閉ケース１内径部に嵌着固定し、かつ下部シリンダ８
Ｂにおけるベーン１５ｂを押圧付勢する手段として密閉
ケース内の高圧ガスを用いたが、これに限定されるもの
ではなく、以下に述べるように構成してもよい。
【００６５】すなわち、図４に示すような、ロータリ式
密閉形圧縮機とする。先に図１で説明した圧縮機とは、
後述するように上部シリンダ８０Ａにおけるベーン１５
ａの押圧付勢手段と、下部シリンダ８０Ｂにおけるベー
ン１５ｂの押圧付勢手段のみ相違する。
【００６６】この他、図面上は構成の細部において若干
の相違があるが、基本的には全く同一部品からなるの
で、同番号を付して新たな説明は省略する。そして、電
気制御と冷凍サイクルの構成は、先のものと同一である
ので、ここでは省略する。
【００６７】上部シリンダ８０Ａは、図５（Ａ）に示す
ような平面視形状をなす。すなわち、円形状の開口部で
あるシリンダ室１４ａと同心の円形状のシリンダ本体８
０ａが形成される。
【００６８】このシリンダ本体８０ａの周面一部に、ほ
ぼ扇状をなす比較的大きな面積の第１の鍔部８０ｂが一
体に突設される。そして、この第１の鍔部８０ｂ中心の
ほぼ１８０°存した位置に、ほぼ矩形状をなし、第１の
鍔部よりも小面積の第２の鍔部８０ｃが突設される。
【００６９】上記第１の鍔部８０ｂ外周面および第２の
鍔部８０ｃ外周面は、シリンダ室１４ａおよびシリンダ
本体８０ａと同心であり、しかも密閉ケース１内径部と
同一半径の円弧状をなす。
【００７０】シリンダ本体８０ａには、シリンダ室１４
ａに開口し、ベーン１５ａを収納するためのベーン収納
溝２３ａが設けられている。そして、シリンダ本体８０
ａと第１の鍔部８０ｂとの境目部分にベーン収納溝２３
ａ加工上の逃げ孔である縦孔２４ａが設けられる。
【００７１】また、シリンダ本体８０ａの所定位置には
取付けねじ１０を介して、主軸受９を上部シリンダ８０
Ａに取付け固定するための複数のねじ孔２２が設けられ
ている。
【００７２】下部シリンダ８０Ｂは、図５（Ｂ）に示す
ような平面視形状をなす。すなわち、円形状の開口部で
あるシリンダ室１４ｂと同心の円形状のシリンダ本体８
０ａが形成される。このシリンダ本体８０ａの周面一部
に、ほぼ矩形状をなす鍔部８０ｄが突設される。
【００７３】シリンダ本体８０ａには、シリンダ室１４
ｂに開口し、ベーン１５ｂを収納するためのベーン収納
溝２３ｂが設けられていて、シリンダ本体８０ａと鍔部
８０ｄとの境目部分にベーン収納溝２３ｂ加工上の逃げ
孔である縦孔２４ｂが設けられる。
【００７４】さらに、この縦孔２４ｂの中間部には上記
ベーン収納溝２３ｂと連通するよう横孔２５が設けられ
ていて、ここに押圧付勢手段としての弾性部材であるコ
イルスプリング２６が挿入され、かつ横孔２５端面は、
図４にのみ示す蓋体２８によって閉塞される。
【００７５】また、シリンダ本体８０ａの所定位置に
は、取付けねじ１２を介して下部シリンダ８０Ｂと仕切
り板７および副軸受１１を上部シリンダ８０Ａに取付け
固定させるための複数の通し孔２２が設けられる。
【００７６】再び図４に示すように、上部シリンダ８０
Ａ外径部は密閉ケース１内径部に嵌着固定される。した
がって、特に図示しないが、先に説明したシリンダ本体
８０ａ、第１の鍔部８０ｂ、第２の鍔部８０ｃおよび密
閉ケース１内径部との間に、ガス抜き用の空間部が形成
されることになる。
【００７７】そして、シリンダ室１４ａには偏心ローラ
１３ａが偏心回転自在に収容され、ベーン収納溝２３ａ
にはベーン１５ａが収納されているけれども、このベー
ンを押圧する手段として密閉ケース１内の高圧ガスを用
いるところから、ベーン以外の収納はない。
【００７８】下部シリンダ８０Ｂのシリンダ室１４ｂに
は偏心ローラ１３ｂが偏心回転自在に収容され、ベーン
収納溝２３ｂにはベーン１５ｂが収納される。このベー
ン１５ｂは、コイルスプリング２６によって偏心ローラ
１３ｂ周面に当接するよう弾性的に押圧付勢される。
【００７９】このようにして構成されるロータリ式密閉
形圧縮機であって、電動機部３の起動直後は、下部シリ
ンダ室１４ｂで圧縮され密閉ケース１内に吐出される高
圧ガスの量がごくわずかであり、密閉ケース内は完全な
高圧状態になっていない。
【００８０】したがって、上部シリンダ８０Ａにおいて
はベーン１５ａを押圧付勢する高圧ガスが存在せず、シ
リンダ室１４ａ内で偏心ローラが１３ａが回転するけれ
ども、ベーン１５ａはベーン収納溝２３ａ内に完全収容
され、その先端縁はローラに押されてシリンダ室へは突
出しない。偏心ローラ１３ａは空廻りするだけで、この
シリンダ室１４ａでは少しの圧縮作用もなされない。
【００８１】所定時間が経過すると、下部シリンダ室１
４ｂから吐出される高圧ガスの量が増大して、密閉ケー
ス１内が所定の高圧条件となる。したがって、上部シリ
ンダ８０Ａに備えられるベーン１５ａに大きな背圧がか
り、ベーンは偏心ローラ１３ａ周壁に当接するよう押圧
付勢される。
【００８２】したがって、上部シリンダ室１４ａにおい
ても、先に説明したような圧縮作用が開始される。下部
シリンダ室１４ｂにおいては引き続いて圧縮作用が継続
される。これ以後は、運転停止に至るまで、密閉ケース
１内が高圧を保持するから、上部シリンダ室１４ａにお
ける圧縮作用は継続される。
【００８３】なお、図１の圧縮機および図４の圧縮機に
拘らず、密閉ケース１内の高圧ガスによって押圧付勢さ
れるベーン１５ａ，１５ｂの背面は、図６もしくは図７
に示すようにするとよい。
【００８４】はじめに図６から説明すると、ベーン収納
溝加工用逃げ孔としての縦孔２４ａ，２４ｂの半径をＲ
c としたとき、ベーン１５ａ，１５ｂの縦孔側端部背面
は半径Ｒv である断面円弧状に形成される。そして、ベ
ーン１５ａ，１５ｂの断面円弧状の半径Ｒv は縦孔の半
径Ｒc よりも小（Ｒv ＜Ｒc ）に形成される。
【００８５】特に、ケース内圧によって押圧付勢される
ベーンの起動開始から、ケース内圧とそのシリンダ室圧
力との差圧が０．１MPa になるまでの極めて短時間の間
は、ベーン先端部と偏心ローラ周面およびベーン背面と
縦孔周面とが断続的に接触するため、断続音が発生する
虞れがある。
【００８６】図６の構成を採用することにより、ベーン
１５ａ，１５ｂの先端部はもちろんのこと、背面におい
てもＲ面同士が接触するため、断続音の発生がより抑制
される。そして、材質的に脆いベーンやシリンダに欠け
や傷が付かずにすみ、よってベーンとシリンダとの食い
つき等が防止される。
【００８７】つぎに、図７を説明すると、ここでは縦孔
２４ａ，２４ｂの半径は所定寸法あればよい。ただし、
ベーン１５ａ，１５ｂの背面両エッジ部を半径１mm以下
のＲ部とする。
【００８８】したがって、ベーン１５ａ，１５ｂ背面に
おいてＲ面同士が接触するため、断続音の発生がより抑
制される。そして、材質的に脆いベーンやシリンダに欠
けや傷が付かずにすみ、ベーンとシリンダとの食いつき
等が防止されることは変わりがない。
【００８９】なお上記実施の形態によれば、シリンダ室
を２つ備えた２シリンダ式の圧縮機について説明した
が、これに限定されるものではなく、２シリンダ以上の
多シリンダのロータリ式密閉形圧縮機に適用することが
可能である。
【００９０】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、少なくとも１つのベーンを押圧付勢する手段とし
て弾性部材を用い、少なくとも１つのベーンを押圧付勢
する手段として密閉ケース内の高圧ガスを用いたから、
高圧ガスを押圧付勢手段としたシリンダ側における部品
点数の削減と、加工の軽減化を図れるなどの効果を奏す
る。
【００９１】請求項２の発明によれば、少なくとも一方
のシリンダにおけるベーン押圧付勢用の弾性部材を廃止
でき、所定のシリンダの外径寸法の縮小を図れる。請求
項３の発明によれば、圧縮機構部の組立ての容易化を図
れる。
【００９２】請求項４の発明によれば、ベーンを収納す
る溝の長さを短縮でき、よってシリンダ外径の短縮化を
得る。請求項５の発明によれば、ＨＦＣ混合冷媒、なか
でもＲ４１０Ａのような高圧冷媒に対応できる。
【００９３】請求項６の発明によれば、高圧ガスを押圧
付勢体としたシリンダにおいて、ローラとベーンとの打
音の解消を得られる。請求項７の発明によれば、圧縮機
構部の組立ての容易化を図れる。
【００９４】請求項８および請求項９の発明によれば、
ベーンとシリンダとの当接が滑らかになって、断続音発
生の抑制化を得られる。請求項１０の発明によれば、冷
凍サイクルにおける、特に圧縮機の構成部品の削減と、
組立て工数の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す、ロータリ式密閉
形圧縮機の縦断面図。
【図２】同実施の形態の、上部シリンダと下部シリンダ
を分解した斜視図。
【図３】（Ａ）は同実施の形態の、起動直後の上部シリ
ンダ室と下部シリンダ室の状態説明図。（Ｂ）は、圧縮
安定時の上部シリンダ室と下部シリンダ室の状態説明
図。
【図４】他の実施の形態を示す、ロータリ式密閉形圧縮
機の縦断面図。
【図５】（Ａ）は同実施の形態の、上部シリンダの平面
図。（Ｂ）は下部シリンダの平面図。
【図６】さらに異なる他の実施の形態の、ベーン背面と
縦孔の平面図。
【図７】さらに異なる他の実施の形態の、ベーン背面と
縦孔の平面図。
【符号の説明】
１…密閉ケース、 ３…電動機部、 ２…圧縮機構部、 １３ａ，１３ｂ…偏心ローラ、 ８Ａ，８０Ａ…上部シリンダ、 ８Ｂ，８０Ｂ…下部シリンダ、 ２６…押圧付勢体（コイルスプリング）、 １５ａ，１５ｂ…ベーン、 ３０…インバータ、 ４０…制御手段（制御部）、 ２４ａ，２４ｂ…縦孔。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】密閉ケース内に、電動機部およびこの電動
    機部と連結されるロータリ式の圧縮機構部を収容し、上
    記圧縮機構部で圧縮したガスを一旦密閉ケース内に吐出
    してケース内高圧とするロータリ式密閉形圧縮機におい
    て、 上記圧縮機構部は、 それぞれ偏心ローラが偏心回転自在に収容される複数の
    シリンダと、 これらシリンダに設けられ、その先端縁が上記偏心ロー
    ラの周面に当接するよう押圧付勢手段によって押圧付勢
    され、偏心ローラの回転方向に沿ってシリンダ内を二室
    に区分するベーンとを具備し、 上記ベーンを押圧付勢する押圧付勢手段は、弾性部材
    と、密閉ケース内の高圧ガスであることを特徴とするロ
    ータリ式密閉形圧縮機。
  2. 【請求項２】上記押圧付勢手段として密閉ケース内の高
    圧ガスを用いたシリンダの外径寸法を、上記押圧付勢手
    段として弾性部材を備えたシリンダの外径寸法よりも小
    としたことを特徴とする請求項１記載のロータリ式密閉
    形圧縮機。
  3. 【請求項３】上記押圧付勢手段として弾性部材を備えた
    シリンダは、その外径部が上記密閉ケースの内径部に嵌
    着固定されることを特徴とする請求項１記載のロータリ
    式密閉形圧縮機。
  4. 【請求項４】上記押圧付勢手段としての弾性部材は、コ
    イルスプリングであることを特徴とする請求項１ないし
    請求項３記載のロータリ式密閉形圧縮機。
  5. 【請求項５】上記圧縮機構部は、作動圧力がＲ２２より
    高い冷媒を圧縮することを特徴とする請求項１記載のロ
    ータリ式密閉形圧縮機。
  6. 【請求項６】上記電動機部は、運転周波数の調整が可能
    なインバータと、起動時は低い運転周波数とし、吐出圧
    力が所定圧力に到達した時点で運転周波数を高くするよ
    う制御する制御手段とに電気的に接続されることを特徴
    とする請求項１記載のロータリ式密閉形圧縮機。
  7. 【請求項７】上記押圧付勢手段として密閉ケース内の高
    圧ガスを用いたシリンダは、その外径部が上記密閉ケー
    スの内径部に嵌着固定されることを特徴とする請求項１
    記載のロータリ式密閉形圧縮機。
  8. 【請求項８】上記ベーンのうち、密閉ケース内の高圧ガ
    スによって押圧付勢されるベーンは、その背面が断面円
    弧状に形成され、かつその円弧状半径Ｒv はベーン背面
    に対向して設けられるベーン収納溝加工用逃げ孔の内径
    半径Ｒc より小さく（Ｒv ＜Ｒc ）形成されることを特
    徴とする請求項１記載のロータリ式密閉形圧縮機。
  9. 【請求項９】上記ベーンのうち、密閉ケース内の高圧ガ
    スによって押圧付勢されるベーンは、その背面のエッジ
    部に半径１mm以下の面取り加工が施されることを特徴と
    する請求項１記載のロータリ式密閉形圧縮機。
  10. 【請求項１０】密閉ケース内に、電動機部およびこの電
    動機部と連結されるロータリ式の圧縮機構部を収容し、
    上記圧縮機構部で圧縮したガスを一旦密閉ケース内に吐
    出してケース内高圧とするロータリ式密閉形圧縮機であ
    り、 上記圧縮機構部は、それぞれ偏心ローラが偏心回転自在
    に収容される複数のシリンダと、これらシリンダに設け
    られ、その先端縁が上記偏心ローラの周面に当接するよ
    う押圧付勢体によって押圧付勢され、偏心ローラの回転
    方向に沿ってシリンダ内を二室に区分するベーンとを具
    備し、 少なくとも１つのベーンを押圧付勢する押圧付勢体とし
    て弾性部材を用い、少なくとも１つのベーンを押圧付勢
    する押圧付勢体として密閉ケース内の高圧ガスを用いた
    ロータリ式密閉形圧縮機と、凝縮器、膨張機構および蒸
    発器とともに冷凍サイクルを構成したことを特徴とする
    冷凍サイクル装置。
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