JPS59226295A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、たとえば冷蔵庫、突気調和機等の冷凍装置に
組込まれる圧縮機に係り、特に流体ダイオードエツジ形
状により、十分な給油量を確保するようにした圧縮機に
関するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の横形圧縮機全説明する。

第１図は、従来の横形圧縮機の一例を示す縦断面図、で
ある。

第１図において、１は、油溜めを兼ねたケースであって
、このケース１内に、電動機２２と圧縮要素２５とが収
納されている。

前記電動機２２は、ステータ１９とロータ２ｏとからな
り、前記ロータ２０には、クランク６を有し。

一端側を中空状に穿設してなる軸穴１７金設けたシャフ
ト４が嵌入されている。

前記圧縮要素２３け、シリンダ２、このシリンダ２の下
端部に穿設されたばね穴３ｏに挿入されたばね９．前記
シャフト４、このシャフト４の軸受とシリンダ２の側壁
を兼ね、このシリンダ２の両側に配設されている側板Ａ
５．側板Ｂ６．これら側板Ａ５．側板Ｂ６およびシリン
ダ２を締結するボルト２１、クランク３に嵌められ、シ
リンダ２の内側に沿って偏心回転するローラ７、このロ
ーラ７に先端が肖接し他端がばね９に押されながら、シ
リンダ２の溝８内を往復運動するベーン１０．このベー
ン１０の背面１１とシリンダ２の溝８と前記両側板Ａ八
Ｂ６とにょシ囲まれたポンプ室１２からなっている。そ
して前記側板Ａ５には。

ケース１内の潤滑油１３ヲポンプ室１２内へ吸入できる
ストレートな吸込ボート１４があシ、側板Ｂ６にはポン
プ室１２から潤滑油を送油管１５へ吐出できるストレー
トな吐出ボート１６があり前記送油管１５はシャフトの
一端部に係る軸穴１７へ潤滑油全供給し、さらに軸穴１
７から分岐穴１８を漏して所要の潤滑部に給油できるよ
うになっている。

このように構成したものにおいて、横形圧縮機全運転し
、シャフト４が回転すると、それにともなってローラ７
が回転し、ベーン１０ハハネ９によって押され、ローラ
７に先端全轟接しながらシリンダ２の溝８内を往復運動
し、冷媒吸込口（図示せず）から流入した冷媒を圧縮し
て冷媒吐出口（図示せず）から吐出する。

一方、ベーン１０が往復運動するとポンプ室１２の容積
が変化し、ポンプ作用を行なう。すなわち、ポンプ室１
２の容積が大きくなると、吸込ボート１４から潤滑油１
３ヲ吸込み、ポンプ室１２の容積が小さくなると吐出ボ
ート１６がら潤滑油を送油管１５へ吐出する。送油管１
５に送られた潤滑油は軸穴１７、分岐穴１８ヲ通って所
要の潤滑部へ給油される。

しかし、上記した従来技術には以下に示す問題、すなわ
ち、吸込ポート１４卦よび吐出ボート１６の形状が第１
図に示したようにストレートな穴となっており、下記理
由により十分な給油性能が得られないという問題がある
。

ポンプ室１２の容積が大きくなると、吸込ボート１４か
らケース１内の油１３全吸込むが、同時に送油管１５内
の油もポンプ室１２内に吸込むため、送油管１５内の油
は逆流する。さらにポンプ室１２内の容積が小さくなる
と、吐出ボート１６から送油管１５内に油全吐出するが
、同時に吸込ボート１４からもケース１内に油を吐出す
るため、油はこの場合にも逆流する、特に吐出ポート１
６側には送油管１５の抵抗および軸心までの油のヘッド
を要するため、吐出側の抵抗が大きく、油は吸込ボート
１４側に逆流しやすく、給油能力が低下するかあるいは
軸心まで油が上らず給油不能になる場合が起るという間
頭がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記し、た従来技術の欠点全除去し。

吸込ボート、および吐出ボートの逆流をできるだけ小さ
くすることにより、所要の潤滑部へ十分な給油量全供給
することができる圧縮機の提供？、その目的とするもの
である。

〔発明の概要〕

本発明に係る横形圧縮機の構成は、油溜めを兼ねたケー
ス内に、電動機と、シリンダ、このシリンダの下端部に
穿設されたばね穴に挿入されたばね、クランク全治する
シャフト、前記クランクに低められ、前記シリンダの内
側に沿って偏心回転するローラ、とのローラに先端が当
接し他端が前記ばねに押されながら、前記シリンダの溝
内を往ゆ運動するベーン、前記シリンダの両側に配設官
ねた側板により圧縮要素を構成し、前記ベーンの背面と
前記シリンダの溝と前記両側板とにより囲まねたポンプ
室を具備しポンプ室に連通する吸込ボートと吐出ボート
を設け、前記電動機によって駆動されるシャフトの回転
にともなう前記ベーンの往復運動によるポンプ作用によ
って、前記ケース内から前記ポンプ室内へ前記吸込ホー
トラ経て流入した潤滑油を加圧し、これ？前記吐出ボー
トから送油路を経て前記シャフトの一婦側へ圧送するよ
うにし、ばね穴内に、ポンプ室内の潤滑油が前記げね穴
を通して前記ポンプ室外へ漏れるのを防止することがで
きるシール部品を挿入し、前記ポンプ室内へばねを刺じ
込めるようにし一上記吸込ボートは、ポンプ室に通じる
スペースを側板に穿設し、スペースに開口する側が小径
で、ケース内に開口する側が大径のテーバ状吸込ボート
とし、上記吐出ボートは、ポンプ室に開口する側が大径
で送油路入口にもう一つのスペースを設はスペースに開
口する側が小径のテーパ状吐出ボートとしたものにおい
て、小径部をスペースの内部に突起させ、そのときボー
ト小径部肉厚を所定の値以下にすることにより、逆流を
小さくした。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例によって説明する。

第２図は、本発明の第１の実施例に係る横形圧縮機の縦
断面図、第３図は、第２図におけるポンプ室近傍の詳細
を示す拡大縦断面図である。

図において、第１図と同一番号全村したものは同一部分
である。

第２図に係る第１の実施例の横形圧縮機は、油溜めを兼
ねたケース１内に、電動機２２と、下端部にばね穴３０
ヲ穿股したシリンダ２Ａのばね穴内に挿入されたげね９
．ばね穴３０内に挿入され。

前記ばね９全ポンプ室１２内へ封じ込めるようにしたシ
ール部品５２、クランク３を有するシャフト４．前記ク
ランク３に低められ、シリンダ２Ａの内側に沿って信心
回転するローラ７、このローラ７に先端が当接し他端が
ばね９に押されながら、シリンダ２Ａの溝Ｂ内を往復運
動するベーン１０．シリンダ２Ａの一方側に配設され、
その小径部に接続してスペースＡ２７　ｋ設けたテーバ
状の吸込ボート２６（詳細後述）を設けた側板Ａ５Ａ　
−シリンダ２Ａの他方側に配設され、その小径部に接続
してスペースＥ２９　ｆ設けたテーバ状の吐出ボート２
８（詳細後述）を穿設した側板Ｂ６Ｂ、この側板Ｂ６Ｂ
の側面に固定さ″れ、中心部にシャフト４の軸穴１７に
開口する穴２５ヲ穿設した側板カバー２４、スペースＢ
２９と前記側板カバー２４の穴２５とを連通せしめ、吐
出ボート２８から吐出した潤滑油全軸穴１７へ供給する
ことができる送油路３１、ベーン１０の背面１１とシリ
ンダ２Ａの溝８と側板Ａ５Ａと什版Ｂ６Ｂとげね穴３０
に挿入された前記シール部品３２とによって囲まれたポ
ンプ室１２ヲ具備した圧縮要素２６Ａと１有するもので
ある。

前記吸込ボート２６卦よび吐出ボー）２８’？、再び第
３図全使用して詳細に説明すると、吸込ボート２６は、
ポンプ室１２側に開口して設けたスペースＡ２７を介し
て、スペースＡ２７内に突起シテ開口する側が小径部で
、ケース１内に下向に開口する側が大径部であるテーバ
状になっている。

吸込ボート２６の大径部を下向に構成している理由は油
面が低下しても安定して油を吸込むことができるように
するためである。

一方、吐出ボート２８は、送油路５１側に開口する側が
小径部でポンプ室１２に開口する側が大径部であるテー
バ状になっており、前記小径部はスペースＢ２９内に突
起してｂる。そして、吸込ボート２６の小径部の断面積
は、吐出ボート２８の小径部の断面積よりも小さくなっ
ている。

このように構成した横形圧縮機の動作全説明する。横形
圧縮機を運転し、シャフト４が回転すると、これにとも
なってローラ７が回転し。

ベーン１０はげね９に押さね、ローラ７に先端全当接し
ながらシリンダ２Ａの溝Ｂ内を往復運動（て冷媒を圧縮
する。

一方、とのべ一７１０の往復運動によって、ポンプ室１
２内の容積が大きくなると、吸込ボート２６からケース
１内の潤滑油を吸込む。このときばね穴３０は皿形のシ
ール部品３２でシールされているので、ばね穴６０全通
してポンプ室１２内へ潤滑油が流入することはない。吐
出ボート２８からは潤滑油全吸込むものの、吐出ボート
２８に接続して設けられているスペースＢ２９で拡大さ
れている潤滑油の流わが、吐出ボート２８の小径部端面
で縮流し、そこに大きな流動抵抗が生ずる、ｂわゆるエ
ツジ効果が働くので、逆流（小径部から大径部へ向かう
流れ）を生じにくくなり。

大部分の潤滑油は吸込ボート２６から吸込壕れる。

ベーン１０が下降り４、ポンプ室１２内の容積が小さく
なると、吐出ボート２８から送油路３１仙へ潤滑油を吐
出する。このときも、いうまでもなくばね穴３０全通し
てポンプ室１２から潤滑油が吐出することはない。吸込
ボート２６から潤滑油を吐出するものの、この潤滑油の
流れはスペースＡ２７で一度広がってから吸込ボート２
６の小径部端面で縮流するためにエツジ効果が働き、逆
流を生じにくくなる。加うるに、吸込ボート２６の小径
部の断面積を吐出ボート２８の小径部の断面積よりも小
さくしであるので２ポンプ室１２からシャフト４の軸穴
１７へ至るまでの流動抵抗が、ポンプ室１２からケース
１への流動抵抗よりも小さくなり、前記逆流をさらに少
なくすることができる。これにより、ポンプ室１２から
吐出される潤滑油の大部分は、送油路３１へ送られ、軸
穴１７゜分岐穴１８ヲ通って、所要の潤滑部へ給油され
る。

以上に説明したテーバ形状の吸込ボート２６゜吐出ボー
ト２８の小径部突起形状は給油ポンプの性能に大きく影
響する。

小径部突起形状の作用金弟４ス、第５図を用いて説明す
る。第４図はエツジ突起部３５肉厚Ｂを小さくした場合
のボート近傍の流線を示す断面図であり、第４図師１は
ポンプ室容積が大きくなる場合の吐出ボート部逆流流線
を示し、第４図（ｈ（はポンプ室容積が小さくなる場合
の吸込ボート部逆流流線全示し、第４図（Ｃ）は第４図
（，６１のＡ　−Ａ’断面における流線全示している。

第５図はエツジ突起部５５肉厚がＢが大きい場合のボー
ト近傍の流線を示す断面図であり、第５図（α）はポン
プ室容積が大きくなる場合の吐出ボート部逆流流線を示
し、第５図（Ａ＋はポンプ室容積が小さくなる場合の吸
込ポート部逆流流線を示し、第５図（ｃ）は第５図（Ｉ
ＩｌのＡ　−Ａ’断面における流線含水している。

第４図に示すようにエツジ突起部肉厚Ｂ　ｆｒ：　ｔＪ
−さく、突起部６５の外周にある程度の余裕力よあると
スペース外側部の流線３６は突起部の外周〃１ら回り込
み９０°以上のベクトル変化力（あるためその運動量に
より、スペース中心部の流線３７に対して抵抗としての
作用が働らく。したｉ＝つて吸込ボートおよび吐出ボー
トにおける逆流抵抗２５〕大きくなり、吸込ボートおよ
び吐出ボート力１らの逆流全小さくでき、所要の潤滑部
へ十分な給油量全供給することができる。

しかし、第５図に示すようにエツジ突起部６５の肉厚Ｂ
が大きく、突起部３５の外周にあ捷り余裕がないと、外
周部３８はよどみ点となるため。

スペース外側部の流線３乙のベクトル変化は９０゜以上
にはならず、スペース中心部の流線６７に対しての抵抗
としての作用が小さく逆流抵抗は！」・さくなってくる
。したがって、突起部肉厚Ｂには実用上使用できる限界
がある。実験によるとα−２Ｂ／（Ｄ−ｄ）　　とポン
プの体積動車すなわち。

ポンプの理論押のけ量に対する実際の給油量の比は第６
図に示すようになる。ここで第６図に示した体積効率η
はα＝０における体積効率η。

に対する比として示し、α＝０におけるη。けαが小さ
い範囲の実測値から外挿し７て求めたものである。第６
図によると実用土安定した性能が得られる範囲はα−０
４以下であり、α＝０４以」二になると体積効高は低下
し、αが大きくなるにつれて、エツジ部突起Ｈ＝Ｄで小
径部をスヘース壁面上に設けた場合に漸近する。す力わ
ちエツジ部突起Ｈ＝０で小径部全スペース壁面上に設け
た場合は第６図でα＝１．０に相当している。

したがって小径部をスペース内に突起させることにより
、ボートの逆流抵抗が大きくなり、殴込ボート、吐出ボ
ートからの逆流が少なくなり体積効率は向上する。特に
α−２Ｂ／（Ｄ−ｄ　）　−０，４以下ではその効果が
顕るしい。

次にエツジ突起高さＩＩの影響について説明する。Ｈの
影響については吐出ボートの場合、すなわちスペースに
流入する流線の方向と直角方向の面に小径部が開口して
いる場合と、吸込ボ−トの場合すなわち、スペースに流
入する流線の方向と平行方向の面に小径部が開口する場
合では若干異る。

まず最初に前者の場合について説明する。エツジ突起部
長さＩｆ　ｆ変化させた場合の実験結果による特性を第
７図に示す。第７因において縦１１１は体積効率ηすな
わち、ポンプの理論押しのけ量に対する実際の給油量の
比を、体積効率の最大値η。で割ったものであり、横軸
はＤ−ｄに対するエツジ突起部高さＨの比β＝　Ｈ／（
Ｄ−ｄ）体積効率はβ−０，１甘でにほぼ立ち上り、そ
の後β＝１．２付近まで除々に増大し体桔効率は飽和す
る。βが大きくなったとき、体積効率が飽和する理由は
、突起部６５の外周部６８の奥の方がよどみ点となるた
め　Ｉｆ大きくしていってもその効果が増大しないため
である。一方、Ｈｆ大きくシ、がつ第６図で説明したよ
うに高性能を得るためにＨｆ小さく　Ｌ、ようとすると
エツジ部を切削するときその強度が弱くなり、破損する
恐わがあるため、実用上ではエツジ突起の効果が顕著な
β＝０．１からその効果が飽和するβ−１，２にするの
がよｔ、−，６ｆＸお第７図の関係はα−４Ｂ／（Ｄ−
４）＝Ｑ、４　以下の場合についての特性である。

次に吸込ボートのように逆流時スペースに流入する流線
の方向と平行方向の面に小径部が開口する場合のエツジ
突起部長さＨｆ変化させた場合、Ｈの下限値を与える物
理現象とＨの上限を与える物理現象は異なってくる。Ｈ
の下限値は次のようになる。第４図（ＡＩに示したよう
にスペース外側部の流線３６が突起部の外周から回り込
み、９０°以上のベクトル変化により、スペース中心部
の流線６７に対して抵抗としての作用が働らき、吸込ボ
ートからの逆流を小さくする。

このとき突起部高さが有効に働きはじめる限界は第８図
に示す実験結果のようになる。第８図の縦軸は体積効率
ηをその最大値η。で割ったものであり、横軸は小径部
ボート径ｄに対するエツジ突起部高さＨの比γである。

体積効率は７゛＝０．１５までにほぼ立ち上がり、その
後最大値に達する。したがって、この場合γ＝＝Ｑ、１
５以上にすると十分な給油性能を得ることができる。一
方Ｈの上限値は次のようになる。Ｈが大きくなったとき
逆流抵抗は十分な抵抗を持つが、しかし、突起部がスペ
ース壁に近づくと、吸込時にボートからスペース内に流
入する流れが急激に曲げられ吸込時の抵抗が大きくなる
。さらに突起部がスペース壁に近づくと流路断面積もせ
まくなり、吸込時の抵抗が大きくなる。この状態を第９
図に示す。第９図の縦軸は体積効率をその最大値で割っ
たものであり横軸は突起部先端からスペース壁までの距
離Ｈ′と小径部ボート径Ｊの比δ：　Ｈ’／ｄである。

δ＝１．０以下では上記した影響が出はじめ、δ−〇で
体積効率ｔ／′ｉ０すなわち吸込を行わなくなる。

以上ヲマとめるとこの場合のＨの下限値は。

ＨＡ（０，１５、上限けδ＝　Ｅ’　、ｚ４）１．０、
すなわちＨ”＝Ｄ−Ｂであるから（Ｄ−Ｈ）、ｚ４）１
．０　　となる。したがって上記範囲で小径部をスペー
ス内に突起させることにより、ボートの逆流抵抗が大き
くなり、逆流が少なくなり１体積効率は向上し、十分な
給油性能が得らねるようになる。

以上に述べたボート径ｄおよびスペース形状りはいずれ
も円形断面についてのものであるが。

円形断面でなし場合には流体力学的相凸直径に変換する
と同様の結果になる。

１だエツジ部突起の形状は第３図に示した形状の外に第
１０図、第１１図に示す形状にしてもよい。

な卦１以上の実施例においてボート小径部エツジ部にヌ
トレート部３３ヲ設けている理由はエツジ部のパリをな
くするためと、ボート径を管理するためである。

以上に述べた実施例は横形圧縮機の場合について述べた
が、失に説明し、たエツジ形状は縦形の圧縮機など圧縮
機形態にかかわらず、この種の給油ポンプを使用する場
合（で適用できる。第９図は縦形圧縮様に）首相した場
合の実施例に係る圧縮機の縦断面図でありさらに第１０
図は第９図におけるポンプ室近傍の詳細を示す断面図で
あり、第２図と同一番号を付したものは同一部品である
。

第９図で第２図と異なる点は側板Ｅ５５にスペースＣ３
６ｆ設け、スペースＣ５６に小径部が開口し、ケース１
内に大径部が開口する吸込ボート３７ヲ設けさらにスペ
ースＣ３６に大径部が開口シ２゜送油路３１に小径部が
開口する吐出ボート３８を設けた点である。上記吸込ボ
ート３７．吐出ボート３８の小径部エツジには第１０図
の詳細図に示すように第３図と同様にストレート部を設
けている。

本実施例の動作は第２図の場合と同じであり。

このようにすることにより、縦形圧縮機の場合でも、吸
込ポートおよび吐出ボートからの逆流を小さくでき十分
な給油量を確保することができる。

さらに縦形圧縮機の仲の実施例とし７て（図示せず）、
下方の側板に吸込ボーｈ’＞設け、上方のＩＩＩ　＆に
吐出ポート？設け、この吐出ボートから軸下端オで送油
路で連結し、油を軸に供給できるようにしたものに先に
述べたエツジ形状を適用してもよい。

なお、上記各実施例ではけね穴３０にシール部品３１ヲ
設けているが、シリンダ１のばね穴部とケース１が密着
し、その部分から油が漏れないようにしている場合には
シール部品６０はなくてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば。

スペース内にエツジ部を突起させることにより。

吸込ポートおよび吐出ボートからの逆流を小さくでき、
所要の潤滑部に十分な給油量を供給することができる圧
縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧縮機のｍ個含水す縦断面図、第２図は
本発明の第一の実姉例に係る圧縮機の縦断面図、第３図
は第２図に卦けるポンプ室近傍の詳細を示す拡大断面図
、第４図、第５図は本発明を説明するだめのポンプ室近
傍の断面図。 第６図、第７図、第８図、第９図は本発明の実験結果を
示す特性図、第１０図、第１１図は本発明の他のエツジ
形状を示す断面図、第１２図は本発明の伸の実施形態を
示す断面図、第１３図は第１２図のポンプ室近傍の詳細
を示す拡大断面図である。 符号の説明 １・・・ケース　　　　　　２・・・シリンダ３・・・
クランク　　　　　４・・・シャフト５・・・側版Ａ　
　　　　　６・・・狽１１板Ｂ７・・・ローラ　　　　
　　　８・・・溝９・・・ばね　　　　　　　　１０・
・・ローラ１１・・・ベーンの背面　　　１２・・・ポ
ンプ室１５・・・潤滑油　　　　　　１７・・・軸穴１
８・・・分岐穴　　　　　　１９・・・ステータ２０・
・・ｏ　−夕２１・・・ボルト ２２・・・電動機　　　　　　２３・・・圧縮電素２４
・・・側板カバー　　　　２５・・・側板カバー穴２６
・・・吸込ポート２７・・・スペース７２８・・・吐出
ホード２９・・・スペースＢ６０・・・ばね穴　　　　
　　５１・・・送油路３２・・・シール部品３３・・・
ストレート部６４・・・小径部端面　　　　３５・・・
エツジ穴起部ろ６・・・スペース側部流線 ３７・・・ヌベース中心部流線　３８・・・外周部３９
・・・側板Ｅ　　　　　　　　４０・・・スペースＣ４
１・・・吸込ポート４２・・・吐出ボート％１　図 芽２図 殆３図 菊４図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（し）　　　　
　　　（Ｏ）（θ）　　　　　第　５　図　　　　（し
）　　　　　　（Ｃ）第６図 ０　　　０．２　　　０４　　　０．６　　　０．８　
　　１．０Ｂ 下ｆ 兜７　あ β−Ｈ／（Ｄ−ｄ） 第８図 Ｈ／ｃｔ 第９　図 Ｈ′／ｄ 第１０　閲

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 油の入ったケース内に、電動機と、シリンダ。 このシリンダに穿設されたばね穴に挿入されたばね、ク
   ランクを有するシャフト、前記クランクに嵌められ、前
   記シリンダの内側に沿って偏心回転するローラ、とのロ
   ーラに先端が当接し。 他端が前記ばねに押されながら前記シリンダ溝内を往復
   運動するベーン、前記シリンダの両側に配設された側板
   により、圧縮要素を構成し。 前記ベーンの背面と前記シリンダの溝と前記両側板とに
   より四重れたポンプ室を具備し、ポンプ室に連通ずる吸
   込ボートと吐出ボートを設け。 前記電動機によって駆動されるシャフトの回転にともな
   う前記ベーンの往復運動によるポンプ作用によって、前
   記ケース内から前記ポンプ室内へ前記吸込ボートを経て
   流入した潤滑油全加圧し、これを前記吐出ボートから送
   油路？経て。 前記シャフトの一端側へ圧送するようにした圧縮機にお
   いて、上記吸込ボルト全ポンプ室側に開口する側が小径
   部で、ケース内に開口する側が大径部であるテーバ状ボ
   ートとし、吐出ボートを送油路側に開口する側が小径部
   で、ポンプ室側に開口する側が大径部であるテーバ状ボ
   ートとし、吸込ボートおよび吐出ボートの少なくとも一
   方の小径部に相対するスペースを設け。 小径部エツジをスペース内に突起させたこと全特徴とす
   る圧縮機。