JPS6248985A - ロ−タリコンプレツサ - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、シリンダ内を偏心回転運動するローラの材
質を改良したロータリコンプレッサに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ロータリコンプレッサに用いられるローラの材質は、一
般に鉄系鋳物（共晶鋳鉄）、モニクロ鋳鉄’（ＭＯ−Ｍ
ｉ　−Ｃｒ　）である。（たとえば特開昭５４−１５６
２０６号公報参照）ローラの屋も重要な特性としては耐
摩耗性に優れていることが必要である。すなわち、ロー
ラの外周面はブレードと摺接するため、ローラの外周面
が摩耗するとシリンダとローラとの間のクリアランスを
大きくし、これによってオイルシールができなくなり、
性能ダウンを引き起すだけでなく、その摩耗の原因でコ
ンプレッサのロックを引き起す原因になる。

また、近年コンプレッサの高速化が進むにつれてこの傾
向が従来に比べて大きくなり、改善が望まれているとと
もに、ローラが鉄系鋳物の場合には重量が大きいために
偏心回転運動時に振動がコンプレッサ全体に伝達し、ま
たシャフトが変形することによる軸受側への局部的な加
圧、摩耗の加速が起るという種々の問題があった。

また、ローラの材料に鉄系鋳物が使用されていた理由と
しては、比較的耐摩耗性に優れており、またシリンダも
鉄系鋳物で形成されていることからロータリコンプレッ
サの生命である各々の材料の熱膨張率差によるクリアラ
ンス（ローラとシリンダの高さ方向、径方向の）変化が
ないことからクリアランスの設定が容易であることも理
由の１つである。

ところが、前述したようにコンプレッサの高速化が進む
につれて従来の鋳物では摩耗発生層が多くなり、そのた
めに材料の変更や設計の見直しが余儀なくされている。

さらに、鋳物ローラでは比重が大きいことによりシャフ
ト自体が変形を起し、これを支持している軸受と局部的
に接触して摩耗を引き起すことがあり、この点でも材料
の見直し、設計変更が余儀なくされていた。

したがって、材料側から見た場合、これらの問題は材料
そのものが軽量で、しかも耐摩耗性に優れていれば解決
できるものと考えられるが、一般にセラミックス材料は
前記に適合するが、熱膨張率の点で問題がある。つまり
、鋳物に比べて熱膨張率が小さいことからコンプレッサ
組立時のクリアランスに比べ、運転中のクリアランスが
大きくなるため従来の鋳物ローラに比べて性能がダウン
することになり、逆に運転中のクリアランスを従来の鋳
物ローラと同様にしようとするとコンプレッサの組立時
のクリアランスがなくなり組立ができないという欠点が
ある。

〔発明の目的〕

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、ローラの耐摩耗性を向上させると
ともに、性能向上を図ることができるロータリコンプレ
ッサを提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明は、前記目的を達成するために、シリンダ内を
偏心回転運動するローラを、アルミニウム複合材をロー
ラの軸方向に押出し成形することにより形成したことに
あり、この押出し成形によってローラの軸方向と径方向
との熱膨張率が異なることを利用して起動トルク低減に
よる性能向上と圧力バランスの容易化を図ったことにあ
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はロータリコンプレッサの全体を示すもので、１
はケース本体である。このケース本体１の内部には電動
機部２と圧縮機部３とが設けられている。電動機部２の
ロータ４と一体に回転するシャフト５には偏心部６が設
けられ、この偏心部６は前記圧縮機部３のシリンダ７内
において偏心回転運動するようになっている。そして、
前記偏心部６には第２図にも示すようにローラ８が嵌合
され、このローラ８にはブレード９が摺接している。

前記ローラ８はアルミニウム複合材、つまり、この実施
例においては、急冷凝固アルミニウム粉末を原料とし、
これにシリコン１０〜３０％を添加したものであり、さ
らにセラミックス５〜１０％、鉄５〜１０％の両方もし
くはいずれか一方を添加したアルミニウム複合材であり
、このアルミニウム複合材は他の材料の特性と比較する
と表１の通りである。

表１ 表１から明らかのように、熱膨張率は従来のアルミニウ
ムが２３Ｘ　１０”　／℃位に対し、アルミニウム複合
材は１５〜２０ｘ　１０″６／℃である。しかし、まだ
鉄系鋳物に比べて熱膨張率が大きいが、このアルミニウ
ム複合材を押出し成形によって第３図に示すように円筒
状のローラ素材１０を形成し、このローラ素材１０を所
定長に切断して前記ローラ８を形成することにより、表
２に示すように鉄系鋳物に近い熱膨張率となる。

表２ しかも、この表２から明らかのように、アルミニウム複
合材を押出し成形することにより、この押出し方向の熱
膨張率より、径方向の熱膨張率が２〜３割小さくなる。

この結果、ローラ８の内径、外径は鋳物と同等の嵌合寸
法とすることができ、従来のアルミニウムでは同嵌合寸
法にした場合、運転中の嵌合寸法が大きくなり、ローラ
がシリンダに接触したり、ローラとシリンダのクリアラ
ンスが背圧によって拡大され、ガスリークにより性能ダ
ウンするが、アルミニウム複合材は、前記特性からその
問題は解消される。さらに、ローラ８の高さ方向、つま
り、軸方向は運転時の最適クリアランスに設定できるよ
うにあらかじめコンプレッサの組立時に調整し、コンプ
レッサ起動時はクリアランスが大きく、運転時に小さく
することが可能となる。このように設定することによっ
て、コンプレッサ起動時のトルク低減と停止後の圧力バ
ランスを容易にすることができる。

また、アルミニウム複合材からなるローラ８は第４図に
示すように、耐摩耗性においても従来の鉄系鋳物に比べ
て優れてりおり、コンプレッサの高速化が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、シリンダ内を
偏心回転運動するローラを、アルミニウム複合材をロー
ラの軸方向に押出し成形し、この押出し成形によってロ
ーラの軸方向と径方向との熱膨張率が異なることを利用
して起動トルク低減による性能向上と圧力バランスの容
易化を図ることができる。しかも、軽量であるとともに
、ｆＡＦＪ耗性に優れていることから、高速運転時の振
動、騒音の低減と耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はロー
タリコンプレッサの縦断正面図、第２図は横断平面図、
第３図は押出し成形によって得られたローラ素材の斜視
図、第４図は耐摩耗特性図である。 ７・・・シリンダ、８・・・ローラ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内を偏心回転運動するローラを、アルミ
   ニウム複合材をローラの軸方向に押出し成形することに
   より形成したことを特徴とするロータリコンプレッサ。
2. （２）アルミニウム複合材は、急冷凝固アルミニウム合
   金粉末とし、これにシリコン１０〜３０％添加したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロータリコン
   プレッサ。
3. （３）アルミニウム複合材は、セラミックス５〜１０％
   および鉄５〜１０％の両方またはいずれか一方が添加さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   ロータリコンプレッサ。