JPS58178897A - 複数シリンダロ−タリ式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数７リンダロ一タリ式圧縮機に係り、特に容
量制御運転時の圧縮性能の向上を志向した複数シリンダ
ロータリ式圧縮機に関するものである。

従来、複数ノリングロータリ式圧縮機の容量を制御する
方法は、任意数の圧縮要素を無負荷運転させて行なうも
のであり、このためには当該圧縮要素の吸入側を閉塞す
るか、あるいは吐出側を開放するかして行なっていた。

しかし、前者においては、圧縮要素が高圧の密閉容器内
に置かれていることから、無負荷にした圧縮要素のシリ
ンダ内に高圧の冷媒ガスが漏洩してローラの偏心回転と
ベーンとにより微弱ながら圧縮作用が生じて無駄な入力
を消費し、後者においては、吐出側と吸入側とに圧力差
が生じて無駄な入力を必要としていた。また、これらの
無負荷運転を行なう圧縮要素は、軸受、ローラ、ベーン
などの摺動部をもっため、摩擦による動力損失が避けら
れず、無負荷運転でもかなり大きな無駄な入力を消費し
、容量制御運転時の圧縮性能が悪いという欠点があった
。

本発明は上記した従来技術の欠点を除去して、容量制御
運転時の圧縮性能を向上した複数シリンダロータリ式圧
縮機の提供を、その目的とするものである。

本発明の特徴は、少なくとも、シリンダ、このシリンダ
内で偏心回転するローラ、このローラに当接しながら前
記シリンダの空間を２分するベーン、前記ローラを回転
させるクランク軸、このクランク軸を支承する軸受部、
前記シリンダ、ローラ、ベーンとで気密を保持する端面
板とを有する圧縮要素を、複数個積層状に重ねて、これ
をモータで駆動するようにした複数シリンダロータリ式
圧縮機において、モータと最も近い主圧縮要素のローラ
を回転させる主クランク軸を前記モータに直結し、前記
主圧縮要素に隣接しだ補助圧縮要素のローラを回転させ
る補助クランク軸と前記主クランク軸とが対向する両軸
端部にかけて、その端部に爪を形成したクラッチスプリ
ングを巻装し、このクラッチスプリングの外周部に、前
記爪と係合し、もしくはその保合を解除することにより
、前記主クランク軸と補助クランク軸の切離し、もしく
は連結を行なうことができる係止装置を設けた複数シリ
ンダロータリ式圧縮機にある。

さらに詳しくは次の通りである。

モータの運転時には常にこのモータと同期して運転する
主圧縮要素の主クランク軸と、これと同一軸線上に配置
された補助圧縮要素の補助クランク軸との軸相互の対向
軸端に、その端部に爪を形成したクラッチスプリングを
巻装し、このクラッチスプリングの外周部に前記爪と係
合することができる係止具を摺動可能に設け、との係止
具を摺動させて前記爪に保合あるいは離脱させることに
より、前記補助圧縮要素を前記主圧縮要素と同期した運
転を行なったり、あるいは切離して前記補助圧縮要素を
停止させたりして、容量を任意に多段制御できるように
した複数シリンダロータリ式圧縮機である。

以下本発明を実施例によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る複数シリンダロータ
リ式圧縮機の縦断面図、第２図は、第１図における軸継
手要素の詳細を示す要部拡大断面図、第３図は、前記軸
継手要素の動作を説明するだめのものであり、第３図（
ａ）は、主クランク軸と補助クランク軸が連結して回転
している状態を、第３図（ｂ）は、電磁コイルに通電し
て係止具を移動させ、前記連結を解除する動作を、第３
図（Ｃ）は、補助クランク軸を主クランク軸から切離し
、主クランク軸のみ回転している状態を、それぞれ示す
第２図のＡ−Ａ断面図である。

各図において同一番号を付したものは同一部分である。

第１図において、１は密閉容器で、この密閉容器１内に
は、上部に電動要素であるモータ２を、下部にとのモー
タ２に直結された主圧縮要素３と補助圧縮要素９を、中
間に軸継手要素１５を介して収納している。

前記主圧縮要素３及び補助圧縮要素９は、各々シリンダ
６．１２と、これらシリンダ６．１２内を主クランク軸
４．補助クランク軸１０の偏心部４ａ、１０ａで偏心回
転させるローラ５，１１と、これらローラ５，１１に当
接してシリンダ６．１２内を高圧室と低圧室に２分する
ベーン（図示せず）と、前記シリンダ６．１２の」二開
ロ部を閉塞し主クランク軸４．補助クランク軸１０の軸
受部７ａ。

１３ａを有する下端面板７，１３と、前記シリンダ６．
１２０下開口部を閉塞し主クランク軸４゜補助クランク
軸１０の軸受部８ａ、１４ａを有する下端面板８，１４
とから構成されている。

前記軸継手要素１５は、クラッチスプリング１７、カバ
ーリング１６および係止装置１８からなっている。これ
らを、第２図を使用して詳細に説明すると、１７は、主
クランク軸４と補助クランク軸１０とが対向する両軸端
部にかけて、ある程度のしめ代をもって、主クランク軸
４の回転方向と逆方向に巻装され、その端部に爪１７ａ
が形成されているクラッチスプリングである。１６は、
主圧縮要素３の下端面板８と補助圧縮要素９の上端部板
１３とに嵌合され、前記両端面板８，１３の位置決めを
行なうどともに、クランク軸方向と直角方向に係止具ガ
イド穴１６ａが穿設され、この係止具ガイド穴１６ａに
、後述する係止具１８Ｃが摺動する摺動リング１６ｂが
嵌入されているカバーリングである。１８は、主圧縮要
素３の下端面板８の下面に取付けられている係止装置で
あり、この係止装置１８は、前記摺動リング１６内を自
在に摺動することができる係止具１８Ｃと、との係止具
１８Ｃに設けられたばね座部１８ｄとフンーム１８ｅと
の間に介挿されたばね１８ｂと、通電することによりば
ね１８ｂの力に抗して可動鉄芯に相当する係止具１８Ｃ
を左方（第２図において左方）へ移動させることができ
る電磁コイル１８ａとからなっている。

そして、１９．２０は、シリンダ６．１２に取付けられ
た吸込管、２１．２２は、主圧縮要素３゜補助圧縮要素
９で圧縮した高圧の冷媒ガスを吐出する空間を形成する
吐出カバー、２３は、密閉容器１に取付けられた吐出管
である。

このように構成した複数シリンダロータリ式圧縮機の動
作を、第３図を使用して、軸継手要素１５の動作を中心
に説明する。

まず、主圧縮要素３と補助圧縮要素９を共に圧縮運転す
る場合について説明する。

第３図（ａ）は、主圧縮要素３と補助圧縮要素９が共に
圧縮運転を行なっている状態、すなわち主クランク軸４
と補助クランク軸１０が連結して回転している状態であ
る。このときは、係止装置１８の電磁コイル１８ａはＯ
Ｆ”Ｆしており、係止具１８Ｃは、ばね１８ｂとのつり
合い状態でカバーリング１６の内側に突出しない状態に
保たれている。この状態では、クラッチスプリング１７
は主クランク軸４と補助クランク軸１０の対向する両軸
端部にかけて、ある程度のしめ代で巻装されているので
、モータ２から動力伝達されて主クランク軸４が実線矢
印で図示するように回転することにより、主クランク軸
４とクラッチスプリング１７の接触面の摩擦力でクラッ
チスプリング１７には締り方向の力が作用するため、ク
ラッチスプリング１７を介して補助クランク軸１０に動
力が伝わり、破線矢印で図示するように補助クランク軸
１０も回転し、主圧縮要素３と補助圧縮要素９は共に圧
縮運転を行なうことになる。

すなわち、吸込管１９，２０から吸込まれた冷媒ガスは
、それぞれ主圧縮要素３．補助圧縮要素９で圧縮されて
高圧の冷媒ガスとなり、吐出カバー２１．２２で形成さ
れた空間を通り、密閉容器１内へ出て吐出管２３から外
部へ流出する。

次に、補助圧縮要素９を切離して主圧縮要素３のみを圧
縮運転する場合について説明する。

係止装置１８の電磁コイル１８ａに通電すると、可動鉄
心に相当する係止具１８Ｃがばね１８ｂの力に抗して磁
気力によって左方へ移動し、第３図（ｂ）に示すように
、カバーリング１６の摺動リング１６ｂ内を左方へ摺動
して、カバーリング１６の内側へ突出する。この状態で
モータ２に直結された主圧縮要素３を運転すると、クラ
ッチスプリング１７は主クランク軸４とともに回転し始
めるが、その爪１７ａが係止具１８Ｃに尚接すると、こ
の係止具１８Ｃに係止して停止１−、クラッチスプリン
グ１７には、そのゆるみ方向に力が作用するため、主ク
ランク軸４とクラッチスプリング１７との間に、第３図
（Ｃ）に示すように、すき間εが生じ、主クランクＭ４
の回転力（実線矢印）は補助クランク軸１０に伝達され
ず、主圧縮要素３と補助圧縮要素９は切離されて、主圧
縮要素３のみ圧縮運転を行なうことになる。

すなわち、吸込管１９から吸込まれた冷媒ガスは、主圧
縮要素３で圧縮されて高圧の冷媒ガスとなり、吐出カバ
ー２１で形成された空間を通り、密閉容器１内へ出て吐
出管２３から外部へ流出する。

これにより、補助圧縮要素９の圧縮容量だけ減少した容
量制御運転が可能となる。

第４図は、本発明の他の実施例に係る複数シリンダロー
タリ式圧縮機の縦断面図、第５図は、第４図における主
クランク軸と補助クランク軸の詳細を示す分解拡大図で
ある。

第４図において第１図と同一番号を付したものは同一部
分である。そして、主圧縮要素３Ａの下端面板８Ａは、
補助圧縮要素９Ａの上端面板を兼ねている。また、主ク
ランク軸４Ａの、偏心部４ａより下の部分は、補助クラ
ンク軸１０Ａ内を貫通し、主クランク軸４Ａと補助クラ
ンク軸１０Ａの相互に対向する軸端部は、補助圧縮要素
９Ａの下端面板１４の下方に位置するようになっている
。

２４は、主圧縮要素３Ａ、補助圧縮要素９Ａで圧縮した
高圧の冷媒ガスを吐出する空間を形成する吐出カバーで
ある。

第４，５図を使用して、前記両軸端部の詳細を説明する
と、主クランク軸４への偏心部４ａより下の部分に、補
助クランク軸１０Ａが回転自在に挿入されており、挿入
後の主クランク軸４Ａの下端（第５図において２点鎖線
で示す位置）に、カラー４１〕が１茨入されている。そ
して、このカラー４　ｂと補助クランク軸１０Ａの軸端
部にかけて、ある程度のしめ代をもって、その端部に爪
１７ａが形成されたクラッチスプリング１７が、主クラ
ンク軸４Ａの回転方向と逆方向に巻装されている。

（１１） １６Ａは、補助圧縮要素９Ａの下端面板１４の下部に嵌
入されたカバーリングで、このカバーリング１６Ａに、
係止装置１８が取付けられている。

この係止装置１８は、第１図におけるものと同様のもの
である。そして、軸継手要素１５Ａは、前記したクラッ
チスプリング１７．カバーリンク１６Ａ、および係止装
置１８からなっている。

このように構成した複数シリンダロータリ式圧縮機の軸
継手要素１５Ａの動作は、前記した第１図に係る複数シ
リンダロータリ式圧縮機と同様であるが、本実施例の複
数シリンダロータリ式圧縮機は、主圧縮要素３Ａと補助
圧縮要素９Ａがコンパクトに構成されているとともに、
前記両圧縮要素３Ａ、、９Ａを組立てたのちに軸継手要
素１５Ａを外部から容易に取付けることができるので、
第１図に係る複数ンリンダロータリ式圧縮機よりも組立
作業性が向−」二するという効果がある。

第６図は、本発明の、さらに他の実施例に係る複数シリ
ンダロータリ式圧縮機の縦断面図、第７図は、第６図に
おける軸継手要素の近傍を示す拡（１２） 大断面図、第８図は、第７図におけるＢ　−Ｂ断面図で
ある。

第６図において、第１図と同一番号を付したものは同一
部分である。そして軸継手要素１５Ｂは、クラッチスプ
リング１７．カバーリング１６Ｂ。

および係止装置１８Ｂとからなっている。カバーリング
１６Ｂ、係止装置１８Ｂを、第７，８図を使用して詳細
に説明すると、１６Ｂは、主圧縮要素３の下端面板８と
補助圧縮要素９の上端面板１３とに嵌入され、前記両端
面板８，１３の位置決めを行なうとともに、後述する係
止具１８ｇの軸方向移動のガイドとなるガイドピン１８
ｈが植設されたカバーリングである。１８Ｂは、円周上
（内側）に複数個（本実施例においては２個）の係止爪
１８ｆが設けられた円筒状の係止具１８ｇと、ガイドピ
ン１８１１と、このガイドピン１８１１のばね座部１８
ｉと前記係止具１８ｇとの間に介挿されたばね１８Ｊと
、通電することによりばね１８ｊの力に抗して可動鉄芯
に相当する係止具１、８　ｇを軸方向上方へ引き上げる
ことができる、（１３） カバーリング１６Ｂ内に収納された電磁コイル１８にと
から構成されている係止装置である。

このように構成した複数シリンダロータリ式圧縮機の軸
継手要素の動作を説明すると、主クランク軸４と補助ク
ランク軸１０の連結運転時には、電磁コイル１８ｋをＯ
ＦＦにしておけば、係止具１８ｇばばね１８Ｊで下方に
おさえられ、クラッチスプリング１７の爪１７ａは係合
されることなく、クラッチスプリング１７の摩擦力で主
クランク軸４から補助クランク軸１０に動力が伝達され
る。

補助クランク軸１０の切離し運転時は、電磁コイル１８
１（に通電してやることにより、ばね１８Ｊの力に抗し
て、磁気力で係止具１８ｇが軸方向上方に引き上げられ
る。この状態で主クランク軸４が回転し、主圧縮要素３
が圧縮運転をはじめると、クラッチスプリング１７の爪
１７ａは係止具１８ｇの係止爪１８ｆによって係合され
、クラッチスプリング１７のゆるみ方向に力が作用して
、主クランク軸４と補助クランク軸１０は切離され、主
圧１４１ 線要素３のみ圧縮運転を行なうことになる。

この実施例の複数シリンダロータリ式圧縮機においては
、クラッチスプリング１７の爪１７ａに係合する係止爪
１８ｆを、係止具１８ｇの内周上に複数個設けるように
したので、主クランク軸３が回転して加速する初期に係
止することが可能となり、クラッチスプリング１７の爪
１７ａに加わる衝撃力を緩和することができるという効
果がある。

以上説明した各実施例には次のような効果がある。

主圧縮要素と補助圧縮要素をクラッチスプリングで結合
し、電磁コイルの０Ｎ−０，Ｆ’Ｆにより両者の連結・
切離しを行なうことができるので、複数シリンダロータ
リ式圧縮機の押しのけ量を２段に変えて容量の制御が可
能になる。したがって、熱負荷が小さく主圧縮要素のみ
の運転でよい場合には補助圧縮要素を切離して運転でき
るので、前記補助圧縮要素での無駄な圧縮仕事や摩擦に
よる動力損失をなくして入力を大幅に減少することが（
１５） でき、容量制御運転時の圧縮性能が向上する。また、と
くに、主クランク軸、補助クランク軸に加工を施すこと
なく軸継手要素を取付けることができ、比較的簡単な構
成で、安価に製作できるものであり、利用範囲の拡大が
可能となる。

なお、」二記各実施例は、２個の圧縮要素（すなわち２
個のシリンダ）をもつ複数シリンダロータリ式圧縮機に
ついてのものであるが、本発明は、３個以上のシリンダ
をもつ複数シリンダロータリ式圧縮機についても同様に
適用できるものである。

以上詳細に説明したように本発明によれば、少なくとも
、シリンダ、このシリンダ内で偏心回転するローラ、こ
のローラに当接しながら前記シリンダの空間を２分する
ベーン、前記ローラを回転させるクランク軸、このクラ
ンク軸を支承する軸受部、前記シリンダ、ローラ、ベー
ンどで気密を保持する端部板とを有する圧縮要素を、複
数個積層状に重ねて、これをモータで駆動するようにし
た複数シリンダロータリ式圧縮機において、モータと最
も近い主圧縮要素のローラを回転させる主（１６） クランク軸を前記モータに直結し、前記主圧縮要素に隣
接した補助圧縮要素のローラを回転させる補助クランク
軸と前記主クランク軸とが対向する両軸端部にかけて、
その端部に爪を形成したクラッチスプリングを巻装し、
このクラッチスプリングの外周部に、前記爪と係合し、
もしくはその保合を解除することにより、前記主クラン
ク軸と補助クランク軸の切離し、もしくは連結を行なう
ことができる係止装置を設けるようにしたので、容量制
御運転時の圧縮性能を向上した複数シリンダロータリ式
圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る複数シリンダロータ
リ式圧縮機の縦断面図、第２図は、第１図における軸継
手要素の詳細を示す要部拡大断面図、第３図は、前記軸
継手要素の動作を説明するだめのものであり、第３図（
ａ）は、主クランク軸と補助クランク軸が連結して回転
している状態を、第３図（ｂ）は、電磁コイルに通電し
て係止具を移動させ、前記連結を解除する動作を、第３
図（Ｃ）は、（１７） 補助クランク軸を主クランク軸から切離し、主クランク
軸のみ回転している状態を、それぞれ示す第２図のＡ、
−Ａ断面図、第４図は、本発明の他の実施例に係る複数
シリンダロータリ式圧縮機の縦断面図、第５図は、第４
図における主クランク軸と補助クランク軸の詳細を示す
分解拡大図、第６図は、本発明の、さらに他の実施例に
係る複数シリンダロータリ式圧縮機の縦断面図、第７図
は、第６図における軸継手要素の近傍を示す拡大断面図
、第８図は、第７図におけるＢ−Ｂ断面図である。 ２・・・モータ、３，３Ａ・・・主圧縮要素、４，４Ａ
・・・主クランク軸、５・・・ローラ、６・・・シリン
ダ、７・・・上端面板、７ａ・・・軸受部、８，８Ａ・
・・下端面板、８ａ・・・軸受部、９，９Ａ・・・補助
圧縮要素、１０゜１０Ａ・・・補助クランク軸、１１・
・・Ｃｌ−７，１２・・・シリンダ、１３・・・上端面
板、１３ａ・・・軸受部、１４−下端面板、１４ａ・・
・軸受部、１５．１５Ａ、。 １５Ｂ・・・軸継手要素、１６，１６Ａ、、１６Ｂ・・
・カバーリング、１７・・・クラッチスプリング、１７
ａ（１８） ・・・爪、１８．１８Ｂ・・・係止装置、１８ａ・・・
電磁コイル、１８Ｃ・・・係止具、１８ｇ・・・係止具
、１８ｋ・・・電磁コイル。 代理人　弁理士　福田幸作 （ほか１名） （１９） 第　１　口 ″方ン≦し≧−き２、 第４図 −３ ８６　図 第　７　図 第　８　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　少なくとも、シリンダ、このシリンダ内で偏心回
   転するローラ、このローラに当接しながら前記シリンダ
   の空間を２分するベーン、前記ローラを回転させるクラ
   ンク軸、このクランク軸を支承する軸受部、前記シリン
   ダ、ローラ、ベーンとで気密を保持する端面板とを有す
   る圧縮要素を、複数個積層状に重ねて、これをモータで
   駆動するようにした複数シリンダロータリ式圧縮機にお
   いて、モータと最も近い主圧縮要素のローラを回転させ
   る主クランク軸を前記モータに直結し、前記主圧縮要素
   に隣接した補助圧縮要素のローラを回転させる補助クラ
   ンク軸と前記主クランク軸とが対向する両軸端部にかけ
   て、その端部に爪を形成したクラッチスプリングを巻装
   し、このクラッチスプリングの外周部に、前記爪と係合
   し、もしくはその保合を解除することにより、前記主ク
   ランク軸と補助クランク軸の切離し、もしくは連結を行
   なうことができる係止装置を設けたことを特徴とする複
   数シリンダロータリ式圧縮機。