JPH1089273A

JPH1089273A - ロータリコンプレッサ

Info

Publication number: JPH1089273A
Application number: JP8243594A
Authority: JP
Inventors: Naoya Morozumi; 尚哉両角; Kanji Sakata; 寛二坂田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】助勢圧力手段により過圧縮とすることなく吐
出弁を円滑に開口し、効率の向上を図る。【解決手段】シャフト１１によってローラ１９に偏心
回転が与えらるシリンダ１７内で、吸込ポート３１から
取入れたガスを圧縮し、吐出ポート２７から吐出する構
造とする。前記吐出ポート２７には、吐出ポート２７か
らの吐出圧に対応して開閉する吐出弁４３を設ける一
方、助勢圧力手段４１による圧力で、前記吐出弁４３を
開方向へ付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、効率の向上を図
ったロータリコンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロータリコンプレッサの概要
は、吐出管を有する密閉ケース内に配置されたシリンダ
内に、シャフトによって偏心回転が与えられるローラが
設けられ、そのローラの偏心回転により吸込管を介して
吸込ポートから取入れたガスを圧縮し、吐出ポートから
密閉ケース内へ吐出するようになっている。

【０００３】吐出ポートには、密閉ケース内へ吐出され
た高圧のガスがシリンダ内へ逆流するのを防ぐ吐出弁が
設けられ、吐出弁は吐出ポートからの吐出圧力で開閉す
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】吐出ポートに設けられ
た吐出弁は、吐出ポートからの吐出圧力で開閉するもの
であるが、吐出弁の内側と外側の両面に作用する圧力
は、シリンダ内の吐出圧力と、シリンダより密閉ケース
内に吐出されたガス圧力であり、吐出弁は、シリンダ内
の吐出圧力が、密閉ケースから吐出されたガス圧力より
高くなって初めて開く。したがって、シリンダ内のガス
が吐出ポートから吐出するためには、過圧縮が必要であ
り、この過圧縮は損失につながる問題があった。

【０００５】そこで、この発明は、過圧縮することなく
円滑に吐出弁が開くようにしたロータリコンプレッサを
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、シャフトによってローラに偏心回転が
与えらるシリンダ内で、吸込ポートから取入れたガスを
圧縮し、吐出ポートから吐出するようにしたロータリコ
ンプレッサにおいて、前記吐出ポートの弁座部に、吐出
ポートから吐出圧に対応して開閉する吐出弁を設ける一
方、前記吐出弁を圧力によって開方向へ付勢する助勢圧
力手段を備えている。

【０００７】助勢圧力手段としては、サブシリンダと、
シャフトに設けたカムにより前記サブシリンダ内を往復
動するピストンとにより構成し、ピストンの往動時に、
吐出弁の開方向へ潤滑油を作用させる構造とする。

【０００８】あるいは、シリンダに設けられローラの偏
心回転により往復動するブレードの背圧室と、ブレード
の往動時に、背圧室内の潤滑油を吐出弁の開方向へ作用
させる付勢通路とで構成する。

【０００９】そして好ましい実施形態として、ピストン
の往動時に、吐出弁の開方向へ潤滑油を作用させるタイ
ミングは、シリンダに設けられたブレード溝に方向を０
度としてローラの偏心位置が１８０度から２７０度の範
囲内にある時に制限する。

【００１０】あるいは、シャフトに設けたカムを、ピス
トンが復動する速度より往動する速度が速くなるカム形
状とする。

【００１１】あるいは、ピストンに、カム側からサブシ
リンダ室へ向けて潤滑油が流れ易く、サブシリンダ室か
らカム側へ向けて潤滑油が流れにくくなる貫通孔を軸線
方向に沿って設ける。具体的手段としては、カム側とな
るピストンの貫通孔の端部に、断面漏斗状の誘導面を形
成する。または、カム側へ向けて順次孔径が大きくなる
テーパー面とする。

【００１２】また、ピストンと作用するカムのカム側面
に、ピストンの貫通孔と連通し合う油溝を設ける。

【００１３】また、カムのカム面に設ける油溝を、ピス
トンの復動時にピストンの貫通孔と連通し合う領域に設
ける。

【００１４】また、吐出ポートの弁座を、内弁座と外弁
座の２重構造とし、内弁座と外弁座の間に、助勢圧力手
段によって圧力を送り込むようにする。この時の外弁座
を、内弁座より低くし、シリンダ内の吐出圧力が規定圧
に達していない状態でサブシリンダからの圧がシリンダ
内へ漏れて損失となるのを防ぐ。

【００１５】かかるロータリコンプレッサによれば、吸
込ポートから取入れられたガスは、シリンダ内で圧縮さ
れ、吐出ポートから吐出されるようになる。

【００１６】この吐出ポートからの吐出時において、吐
出弁は、シリンダ内の吐出圧力と助勢圧力手段からの圧
力で開くようになる。この結果、過圧縮の必要がなくな
るため効率の向上が図れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７の図面を参照
しながらこの発明の実施の形態を説明する。

【００１８】図１において、１はロータリコンプレッサ
３の密閉ケースを示しており、密閉ケース１内には、電
動機部５と圧縮機構部７がそれぞれ配置されている。

【００１９】電動機部５は、密閉ケース１の内壁面に固
着されたステータ９と、シャフト１１に装着されたロー
タ１３とから成り、ステータ９に電流が流れることで、
ロータ１３を介してシャフト１１に回転動力が与えられ
るようになる。

【００２０】圧縮機構部７は、フレーム１５を介して密
閉ケース１の内壁面に固着されたシリンダ１７と、シリ
ンダ１７内に配置されたローラ１９とから成り、ローラ
１９はシャフト１１に設けられた偏心軸部２１に嵌挿さ
れ、偏心軸部２１の回転によって偏心回転が与えられる
ようになる。

【００２１】シャフト１１は主軸受部材２３と副軸受部
材２５とにより回転自在に軸支され、主軸受部材２３に
は、密閉ケース１に設けられた吐出管２５と密閉ケース
１の内部空間を介して連通し合う吐出ポート２７が設け
られている。

【００２２】シリンダ１７には、吸込管２９と連通し合
う吸込ポート３１と、背圧又はばね等による付勢手段３
３によって前記ローラ１９の外周面と常時接触し合うブ
レード３５がブレード溝３６に出入り自在に設けられ、
ローラ１９及びブレード３５とにより圧縮室３９が作ら
れるようになっている。

【００２３】吐出ポート２７には、シリンダ１９内の吐
出圧力と、助勢圧力手段４１とで開となる吐出弁４３
と、吐出弁４３の開度を制限する弁ストッパ４５が設け
られている。

【００２４】吐出弁４３及び弁ストッパ４５は、マフラ
室４７により取囲まれると共に図１０に示す如く主軸受
部材２３にビスねじ４９とナット５１とにより固着され
ている。

【００２５】吐出弁４３は、ばね板で形成され、弁座部
５３と接触可能となっている。弁座部５３は、図２に示
す如く内弁座５３ｂと外弁座５３ａの二重構造となって
いて、外弁座５３ａは内弁座５３ｂより高さＨが低く設
定されている。これにより、弁座部５３に加工誤差が発
生しても吐出弁４３は内弁座５３ｂと確実に接触し合
い、吐出ポート２７のシールが確実に確保されるように
なっている。

【００２６】一方、助勢圧力手段４１は、図４に示す如
く主軸受部材２３に設けられた円筒状のサブシリンダ５
５と、前記シャフト１１に設けられたカム５７によりサ
ブシリンダ５５内を往復動するピストン５９とにより構
成され、ピストン５９は、サブシリンダ５５内に介装さ
れた付勢ばね６１により常時カム５７側へ向け付勢され
ている。

【００２７】サブシリンダ５５のサブシリンダ室６３
は、連通路６５を介して前記内弁座５３ｂと外弁座５３
ａの弁座溝６７の溝底と接続連通し合うと共に、ピスト
ン５９の軸方向に沿って設けられた貫通孔６９を介し
て、前記カム５７が設けられたカム室７１と連続連通し
ている。

【００２８】カム室７１を始めとして主軸受部材２３及
び副軸受部材２５にはシャフト１１に設けられた羽根ポ
ンプ７３により潤滑通路７５を介して密閉ケース１底部
の潤滑油７７が供給されるようになっている。ピストン
５９に設けられた貫通孔６１は、カム５７側からサブシ
リンダ室６３側へは容易に流れ、サブシリンダ室６３側
からカム５７側えは流れにくい構造となっていて、ピス
トン５９の往動による昇圧に大きな影響が起きないよう
になっている。

【００２９】具体的には、図５に示す如く、カム５７と
接する貫通孔６１の端部に、断面漏斗状の誘導面７９を
形成する。あるいは、図６に示す如く貫通孔６１をカム
５７側へ向けて順次孔径が大きくなるテーパー面とする
形状とするものである。

【００３０】カム５７は、図４に示す如くピストン５９
が復動（矢印ロ）する速度より往動（矢印イ）する速度
が速くなるカム面５７ａの形状となっており、カム面５
７ａには、ピストン５９の復動時に貫通孔６１と連通し
合う油溝８１が一部領域にわたって設けられている。

【００３１】また、ピストン５９の往動（矢印イ）の時
に、吐出弁４３の開方向へ潤滑油７７を作用させるタイ
ミングは、図７に示す如くシリンダ１７に設けられたブ
レード３５のブレード方向を０度としてローラ１９の偏
心位置が１８０度から２７０度の範囲Ｄ内にある時に制
限するよう設定されている。

【００３２】このように構成されたロータコンプレッサ
３によれば、吸込ポート２７から取入れられたガスは、
シリンダ１７内で圧縮され、吐出ポート２７から密閉ケ
ース１内へ吐出されるようになる。この動作時におい
て、カム室７１内に送り込まれた潤滑油７７は、カム５
７の油溝８１、貫通孔６１を介してサブシリンダ室６３
へ容易に送り込まれるようになる。

【００３３】一方、ピストン５９はカム５７によって復
動（矢印ロ）時に対して往動（矢印イ）時は速く動き、
迅速にサブシリンダ室６３内を昇圧し、サブシリンダ室
６３内の潤滑油７７を連通路６５を介して吐出弁４３の
開方向へ作用させる。この場合、サブシリンダ室６３の
昇圧を行なう最適なタイミングは、圧縮比によって決定
されるが、圧縮比は運転条件によって変化するため、ロ
ータリコンプレッサ３の使用条件を考慮して、シリンダ
１７内のガス圧が吐出圧力（凝縮圧力）に達するように
なるブレード３５を０度としてローラ１９の偏心方向が
１８０度から２７０度の範囲内で作動させるようにする
ことで最適なタイミングが可能となる。

【００３４】これにより、吐出弁４３は、シリンダ内の
吐出圧とピストン５９によって昇圧されたサブシリンダ
室６３からの潤滑油７７が同時に作用し、過圧縮するこ
となく円滑に開くようになる。

【００３５】図８と図９は助勢圧力手段の別の実施形態
を示したものである。

【００３６】即ち、シリンダ１７に設けられたブレード
３５の背圧室８３を、付勢通路８５を介して外弁座５３
ａと内弁座５３ｂの弁座溝６７の溝底と連通すると共
に、流体素子８７を介して密閉ケース１の底部の潤滑油
が背圧室８３内へ送り込まれるようになっいる。

【００３７】流体素子８７は、密閉ケース１側の潤滑油
７７が背圧室８３側へ容易に流れると共に背圧室８３か
ら密閉ケース１側へは流れにくい流体通路（図示してい
ない）を有している。これによりブレード３５の往動
（矢印ハ）時に背圧室８３の昇圧が可能となっている。

【００３８】なお、他の構成要素は、図１と同一のため
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００３９】かかる実施形態によれば、ローラ１９の偏
心回転によりブレード３５は往復動する。このブレード
３５の往動（矢印ハ）時に、背圧室８３内は昇圧され潤
滑油７７は付勢通路８５を介して吐出弁４３の開方向に
作用するようになる。これにより、吐出弁４３は、シリ
ンダ１７内の吐出圧力に加えて昇圧された潤滑油７７が
作用し、過圧縮にしなくても円滑に吐出弁４３は開くよ
うになる。

【００４０】なお、この実施形態にあっては、弁座部５
３を外弁座５３ａと内弁座５３ｂの二重構造とし、外弁
座５３ａと内弁座５３ｂの弁座溝６７に潤滑油７７を送
り込む手段を採っているが、図１０に示す如く弁座部５
３の吐出ポート２７と並んで直接サブシリンダ室６３と
連通し合う噴射孔８９を別途設けるようにすることも可
能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のロータ
リコンプレッサによれば、助勢圧力手段により、吐出弁
の開方へ圧力を作用させることができるため、シリンダ
内を過圧縮にすることなく吐出弁を円滑に開くことがで
きる。これにより、過圧縮による損失をなくし効率の向
上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるロータリコンプレッサの概要
切断面図

【図２】弁座部分の一部分の拡大説明図。

【図３】主軸受部材を内側からみた斜視図。

【図４】カムとピストンと弁座部との関係を示した切断
面図。

【図５】ピストンの拡大断面図。

【図６】ピストンの貫通孔の別の実施形態を示した拡大
断面図。

【図７】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図８】ブレードの背圧室を利用して助勢圧力手段とし
た図１と同様の切断面図。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図。

【図１０】吐出ポート横に噴射孔を設けた主軸受部材の
斜視図。

【符号の説明】

１１シャフト１７シリンダ１９ローラ２７吐出ポート３１吸込ポート４１助勢圧力手段４３吐出弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフトによってローラに偏心回転が与
えらるシリンダ内で、吸込ポートから取入れたガスを圧
縮し、吐出ポートから吐出するようにしたロータリコン
プレッサにおいて、前記吐出ポートの弁座部に、吐出ポートから吐出圧に対
応して開閉する吐出弁を設ける一方、前記吐出弁を圧力
によって開方向へ付勢する助勢圧力手段を備えているこ
とを特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項２】助勢圧力手段は、サブシリンダと、シャ
フトに設けたカムにより前記サブシリンダ内を往復動す
るピストンとにより構成し、ピストンの往動時に、吐出
弁の開方向へ潤滑油を作用させることを特徴とする請求
項１記載のロータリコンプレッサ。
【請求項３】ピストンの往動時に、吐出弁の開方向へ
潤滑油を作用させるタイミングは、シリンダに設けられ
たブレード溝に方向を０度としてローラの偏心位置が１
８０度から２７０度の範囲内にある時に制限することを
特徴とする請求項２記載のロータリコンプレッサ。
【請求項４】シャフトに設けたカムは、ピストンが復
動する速度より往動する速度が速くなるカム形状である
ことを特徴とする請求項２記載のロータリコンプレッ
サ。
【請求項５】ピストンに、カム側からサブシリンダ室
へ向けて潤滑油が流れ易く、サブシリンダ室からカム側
へ向けて潤滑油が流れにくくなる貫通孔を軸線方向に沿
って設けることを特徴とする請求項２記載のロータリコ
ンプレッサ。
【請求項６】カム側となるピストンの貫通孔の端部
に、断面漏斗状の誘導面を形成することを特徴とする請
求項５記載のロータリコンプレッサ。
【請求項７】貫通孔は、カム側へ向けて順次孔径が大
きくなるテーパー面となっていることを特徴とする請求
項５記載のロータリコンプレッサ。
【請求項８】ピストンと接触作用するカムのカム側面
に、ピストンの貫通孔と連通し合う油溝を設けることを
特徴とする請求項５記載のロータリコンプレッサ。
【請求項９】カムのカム面に設ける油溝は、ピストン
の復動時にピストンの貫通孔と連通し合う領域に設ける
ことを特徴とする請求項８記載のロータリコンプレッ
サ。
【請求項１０】助勢圧力手段は、シリンダに設けられ
ローラの偏心回転により往復動するブレードの背圧室
と、ブレードの往動時に、背圧室内の潤滑油を吐出弁の
開方向へ作用させる付勢通路とで構成することを特徴と
する請求項１記載のロータリコンプレッサ。
【請求項１１】吐出ポートの弁座を、内弁座と外弁座
の２重構造とし、内弁座と外弁座の間に、助勢圧力手段
によって圧力が送り込まれることを特徴とする請求項１
記載のロータリコンプレッサ。
【請求項１２】外弁座は、内弁座より低いことを特徴
とする請求項１１記載のロータリコンプレッサ。