JPS6014951Y2 - ロ−リングピストン型電動回転式圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ローリングピストン型電動回転式圧縮機にお
けるベーンばねの改良に関するものである。

従来のローリングピストン型電動回転式圧縮機に用いら
れるベーンばね構造は、−個の圧縮コイルばねを用いる
構造、−個の弾性材線材ばねを用いる構造、または、前
記の圧縮コイルばねまたは弾性線材ばねを、それぞれ並
列に二個用いる構造が一般的であった。

これらの構造では、ベーンにベーンばねを確実に圧縮さ
せるために、ベーンのシリンダ内への突出量が最大とな
るベーン位置（以下下死点という）にベーンがある時に
も、ベーンばねは自然長より相当大きく圧縮または引張
られた状態にあるようにしておかねばならない。

また、ベーンのシリンダ内への突出量が最小となるベー
ン位置（以下上死点という）にベーンが来た時、ベーン
ばねが必要な大きな引張りまたは圧縮力を持つようにす
るためばね定数を大きくとっており、かつ、構造上より
ベーンばねの伸縮状態に関係なくばね定数がほぼ一定の
ため、ベーンが下死点近くにある時にも相当大きな力が
ベーンに掛り、その力によリベーンがピストンへ強く押
し付けられ、かつ、その力によりベーンを介してピスト
ンの内径もシャフトへ相当強く押し付けられるため、ベ
ーンとピストンの接触面に摩耗および騒音振動が発生し
、かつ、ピストン内径とシャフトの接触面にも摩耗およ
び騒音振動が発生し、さらに、始動電圧の上昇および始
動電流の増大等、始動時に悪影響を与えるものであった
。

本考案は、ローリングピストン型電動回転式圧縮機にお
いて、ベーンばねをベーンに常に圧接させるとともに、
ベーンばねによるベーンの押圧力を、上死点近くにて必
要となる大きな力とし、その他の所では、できるだけ小
さくするようにし、始動時の特性を向上させるとともに
、騒音振動ならびに摩耗を少なくすることを目的とする
ものである。

ベーンにかかる力の関係を理論的に説明すると、主に、
次の３つの力が考えられる。

■ ベーンばねによる力・・・・・・Ｆ１■ ベーン自
身の慣性力・・・・・・Ｆ２■ ガス圧力による力・・
・・・・Ｆ３ このほかに、シリンダとの摩擦力も考えられるが、非常
に小さいため無視する。

また、ガス圧による力Ｆ３は、始動時においては、ガス
圧力差がほぼ零より、考えなくてもよい。

第６図は、始動時にベーンにかかる力Ｆｌ、 Ｆ２と、
任意のピストン回転角θの関係を示している。

第６図において、θ＝０６ （または３６０°）は上死
点を、θ＝１８０°は下死点を示している。

始動時にベーンにかかる力Ｆは Ｆ ＝Ｆ１＋Ｆ２ である。

注目すべき点は、力Ｆ２が、上死点において負、下死点
で正という所にある。

なお、力Ｆ２が負とはベーンがピストンより離れる方向
に力Ｆ２がかかつているということを示している。

上死点近くでは力Ｆ１と力Ｆ２の力の方向が正反対であ
り、力の方向が同じになるのはθが約９０°より約２７
０°の間である。

下死点ではＦｌとＦ２の力の方向が同じでありＦｌは小
さくてよい。

問題となるのは、上死点近くでＦｌとＦ２の力の方向が
反対であり、もし、Ｆが負すなわち ＩＦＩＩ＜１Ｆ２１ の場合は、ピストンとベーンがはなれてしまい高圧室と
低圧室にシリンダを仕切らなくなり圧縮が行なわれない
ため、Ｆが正であることが、必要である。

すなわち、上死点近くではＦを正にするため、大きな力
が必要である。

以下、本考案の一実施例におけるローリングピストン型
電動回転式圧縮機について添付図面を参考に説明する。

第１図において、１は内部に電動機部２と圧縮機部３を
収納した密閉容器で、前記電動機部２は、固定子２ａお
よび回転子２ｂより構威され、クランクシャフト４によ
り圧縮機部３に連結されている。

また圧縮機部３は、前記クランクシャフト４に設けられ
たピストン５とシリンダ６と上軸受７と下軸受８上死点
近傍に設けられた溝に摺動自在に挿入されたベーン９よ
り構威されている。

１０は前記シリンダ６の一部に設けられた孔で、前記ベ
ーン９の溝に開口し、この孔１０内には前記ベーン９を
突出する方向に付勢するベーンばね１１が配設されてい
る。

すなわち、ベーンばね１１の一端はベーン９に当接し、
他端は密閉容器１の内面に当接している。

ここで、前記ベーンばね１１は第４図、第５図に示すよ
うに一本の線材より長い外側コイル１２とこれより短か
い内側コイル１３からなる二重構造に形成されている。

１４は吸入孔である。

次に、本考案のベーンばねの動作を説明する。

電動機部２が駆動され、ピストン５が第２図、第３図の
矢印方向に回転し、ピストン５が第２図に示す如くベー
ン９の最大突出位置すなわち下死点へくるとベーンコイ
ル１１は、長い外側コイル１２がベーン９に圧接し、短
かい内側コイル１３はベーン９と接していない。

そして、さらにピストン５が回転して第３図に示す如く
ベーン９の最小突出位置すなわち上死点へくると、長い
外側コイル１２と短かい内側コイル１３がともにベーン
９に圧接している。

すなわち、短かい内側コイル１３がベーン９に接し始め
るのは第６図に示す如く上死点と下死点のほぼ中間点、
すなわち、第２図において、ピストン５が約９０°近く
回転した所である。

したがって、ベーンばね１１によるベーン９の押圧状態
は、大きな押圧力を必要とする上死点近傍で二重の外側
コイル１２、及び内側コイル１３がベーン９を押圧し、
また比較的小さな押圧力を必要とする下死点近傍で外側
コイル１２のみがベーン９を押圧するため、必要以上の
力でベーン９をピストン５へ押圧することがなく、始動
時における特性の向上がはかれるとともに、騒音、振動
および異常摩耗がそれぞれ防止できる。

なお、本実施例では、下死点で短かい内側コイル１３が
ベーン９に接していない例を示したが、ベーンばね１１
をさかさまにして下死点で短かい内側コイル１３が密閉
容器１と接していない状態にしたときも同様の作用効果
が期待できる。

また、緩衝をより少なくするために、内側コイル１３と
ベーン９の間にベーンばね１１をさかさまにした場合は
密閉容器１の間に緩衝材を挿入することにより、より騒
音、振動が低減できる。

上記実施例より明らかなように、本考案のローリングピ
ストン型電動回転式圧縮機は密閉容器内に電動機部とこ
の電動機部によって駆動される圧縮機部を配設して密閉
型電動回転式圧縮機を構威し、前記圧縮機部に圧縮機部
のシリンダ内を高圧側と低圧側に仕切るベーンと、この
ベーンを圧接するベーンばねをそれぞれ設け、さらに前
記ベーンばねを、一本の線材よりなる同心状の二重圧縮
コイルばね構造でかつ内側コイルを外側コイルより短か
いものとし、前記ベーンの前記シリンダ内への最大突出
位置にて前記ベーンを外側コイルだけ押圧し、最小突出
位置にて前記ベーンを前記外側コイル及び内側コイルに
て押圧する構造となしたもので、ベーンばねをベーンに
常に圧接させるとともに、その圧接力を上死点近くにて
必要となる大きな力とし、その他の所では、できるだけ
力を小さな力となるようにしているため、始動電圧、始
動電流の上昇等を防止して始動時の特性を向上させるこ
とができるとともに、騒音、振動および摺動部の摩耗を
少なくすることができる等、種々の利点を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるローリングピストン
型電動回転式圧縮機の縦断面図、第２図および第３図は
それぞれ第１図のＡ−Ａ線による下死点時、上死点時の
断面図、第４図は同圧縮機におけるベーンばねの縦断面
図、第５図は第４図における矢印Ｂ方向からのベーンば
ねの平面図、第６図は同ばねの付勢作用を示す動作説明
図である。 １・・・・・・密閉容器、２・・・・・・電動機部、３
・・・・・・圧縮機部、９・・・・・・ベーン、１１・
・・・・・ベーンハネ、１２・・・・・・外側コイル、
１３・・・・・・内側コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 密閉容器内に電動機部とこの電動機部によって駆動され
   る圧縮機部を配設して密閉型電動回転式圧縮機を構威し
   、前記圧縮機部に圧縮機部のシリンダ内を高圧側と低圧
   側に仕切るベーンと、このベーンを圧接するベーンばね
   をそれぞれ設け、さらに前記ベーンばねを一体の線材よ
   りなる同心状の二重圧縮コイルばね構造でかつ内側コイ
   ルを外側コイルより短かいものとし、前記ベーンの前記
   シリンダ内への最大突出位置にて前記ベーンを外側コイ
   ルだけで押圧し、最小突出位置にて前記ベーンを前記外
   側コイル及び内側コイルにて押圧する構造をなしたロー
   リングピストン型電動回転式