WO2020202544A1 - 密閉型ロータリ圧縮機 - Google Patents

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WO2020202544A1
WO2020202544A1 PCT/JP2019/015100 JP2019015100W WO2020202544A1 WO 2020202544 A1 WO2020202544 A1 WO 2020202544A1 JP 2019015100 W JP2019015100 W JP 2019015100W WO 2020202544 A1 WO2020202544 A1 WO 2020202544A1
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WO
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vane
rotary compressor
spring
cylinder
compression
Prior art date
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PCT/JP2019/015100
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬悟 渡邉
Original Assignee
日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member

Definitions

  • the present invention relates to a closed rotary compressor having a vane that divides the inside of the compression chamber into a suction side space and a compression side space.
  • Examples of the closed rotary compressor having a vane that divides the inside of the compression chamber into the compression side space and the suction side space include those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-71476 (Patent Document 1).
  • an eccentric driven roller In the closed rotary compressor described in Patent Document 1, an eccentric driven roller, a cylinder in which the roller is arranged inside the compression chamber, and a vane that divides the inside of the compression chamber into a compression side space and a suction side space. And, a spring for urging the vane toward the compression chamber and bringing the tip of the vane into contact with the outer periphery of the roller is provided. Further, a convex portion for engaging the spring is formed in the center of the back surface of the vane. Further, the cylinder is formed with a vane storage groove for accommodating the vane and a spring hole for accommodating the spring.
  • the convex portion provided on the back surface of the vane prevents the spring from shifting when the spring expands and contracts due to the reciprocating motion of the vane, and the outer peripheral portion of the spring and the inner peripheral surface of the spring hole provided in the cylinder come into contact with each other. It suppresses that.
  • a convex portion is provided on the back surface of the vane, and by inserting the inside of the spring into the convex portion, the spring shift during expansion and contraction of the spring due to the reciprocating motion of the vane is prevented. Further, in order to sufficiently secure the fatigue strength against repeated expansion and contraction of the spring, it is necessary to secure a sufficient length of the spring.
  • the vane length will be relatively short. Therefore, when the tip of the vane is located on the innermost side of the compression chamber, the back surface of the vane is located on the compression chamber side, but if the vane length is short, the back side of the vane and the vane are accommodated.
  • the contact point with the vane storage groove is located on the inner peripheral side (inside in the radial direction), and the contact length between the vane and the vane storage groove is shortened. That is, since the distance between the vane and the contact point between the compression chamber side and the anti-compression chamber side of the vane storage groove is shortened, there is a problem that the sliding loss when the vane reciprocates in the vane storage groove is increased.
  • the distance between the vane and the contact point between the compression chamber side and the anti-compression chamber side of the vane storage groove becomes long, and when the vane reciprocates in the vane storage groove. It is possible to reduce the sliding loss of.
  • the length of the vane increases, the length in the radial direction in which the spring can be installed is reduced, so the length of the spring is shortened, and the required load of the spring is secured and the fatigue strength against repeated expansion and contraction is sufficiently secured. Becomes difficult.
  • An object of the present invention is to secure a sufficient length of a spring for urging the vane in the direction of the roller, and to reduce the sliding loss when the vane reciprocates in the vane storage groove.
  • the purpose is to obtain a closed rotary compressor.
  • the present invention relates to a crankshaft having an eccentric portion, an electric motor portion for rotating the crankshaft, a compression mechanism portion driven by the crankshaft, the crankshaft, the electric motor portion, and the above.
  • a closed container for accommodating a compression mechanism portion is provided, and the compression mechanism portion includes a roller driven by an eccentric portion of the crankshaft, a cylinder in which the roller moves eccentrically, and a cylinder provided in the cylinder.
  • a vane that abuts and divides the compression chamber formed between the cylinder and the roller into a suction side space and a compression side space, a vane storage groove provided in the cylinder and accommodating the vane, and a vane storage groove provided in the cylinder and described above.
  • the vane In a closed rotary compressor provided with a spring that urges the vane in the direction of the roller, the vane is provided on the back surface of the vane and is provided at a central convex portion for positioning the spring and on both sides of the central convex portion. At least one of the end-side convex portions provided on both sides of the central convex portion is provided with an end-side convex portion provided at each of the back surface side end portions of the vane, and more than the central convex portion. It is characterized in that it is formed so as to extend outward in the radial direction.
  • the present invention it is possible to secure a sufficient length of the spring that urges the vane in the direction of the roller, and it is also possible to reduce the sliding loss when the vane reciprocates in the vane storage groove. It has the effect of obtaining a closed rotary compressor.
  • FIG. 3 It is a vertical sectional view which shows Example 1 of the closed rotary compressor of this invention. It is sectional drawing of the main part which shows the vicinity of the compression mechanism part of the closed type rotary compressor enlarged in FIG. It is a top view which shows the structure of the lower compression part shown in FIG. It is a perspective view which shows the vane shown in FIG. 3 enlarged. It is a figure explaining the load acting on the vane shown in FIG. It is a figure explaining the relationship between the inner diameter of a spring hole of a cylinder, and the groove width of the back groove part of a vane. It is a figure explaining the relationship between the height of the convex part of the back surface of a vane, and the length of a close contact winding part of a spring.
  • FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a lower compression portion in the conventional closed rotary compressor shown in FIG.
  • Example 1 of the closed rotary compressor of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • First, the overall configuration of the closed rotary compressor of the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing Example 1 of the closed rotary compressor of the present invention.
  • the closed rotary compressor 1 is a vertical two-cylinder closed rotary compressor
  • the present invention is not limited to the vertical two-cylinder closed rotary compressor. However, it can be similarly applied to a horizontal type and a one-cylinder or multi-cylinder closed rotary compressor.
  • the closed rotary compressor 1 of this embodiment includes a closed container 2, an electric motor unit 3, a compression mechanism unit 4, and a crankshaft 41.
  • the electric motor unit 3, the compression mechanism unit 4, the crankshaft 41, the main bearing 42, the auxiliary bearing 43, the partition plate 44, and the like are housed in the airtight container 2.
  • the electric motor unit 3 rotates the crankshaft 41 to eccentrically drive the eccentric parts 41a and 41b of the crankshaft 41.
  • the compression mechanism unit 4 compresses the working fluid (refrigerant gas) and supplies the compressed working fluid to the refrigerating cycle of the refrigerating and air-conditioning equipment (not shown).
  • the crankshaft 41 eccentrically drives the upper roller 52 and the upper vane 53 of the compression mechanism unit 4, and also eccentrically drives the lower roller 62 and the lower vane 63 of the compression mechanism unit 4.
  • the main bearing 42 rotatably supports the intermediate portion of the crankshaft 41, and the auxiliary bearing 43 rotatably supports the lower portion of the crankshaft 41.
  • the partition plate 44 is a plate-shaped member that partitions between the upper cylinder 51 and the lower cylinder 61 of the compression mechanism portion 4.
  • the closed container 2 is composed of a body portion 21, a lid cap 22 arranged on the body portion 21, and a bottom cap 23 arranged on the bottom portion of the body portion 21, and has a structure in which the inside is sealed. It has become.
  • the body portion 21 is made of a steel plate and is formed in a cylindrical shape with upper and lower openings.
  • the lid cap 22 is made of a steel plate and is formed in a dish shape. Further, the lid cap 22 is fitted to the body portion 21 and fixed by welding or the like so as to close the upper opening of the body portion 21.
  • the bottom cap 23 is made of a steel plate and has a dish shape, and the bottom cap 23 is fitted to the body portion 21 and fixed by welding or the like so as to close the lower opening of the body portion 21.
  • An oil reservoir for storing refrigerating machine oil (hereinafter, also referred to as "oil”) as lubricating oil is provided on the upper surface (inner surface) of the bottom cap 23 forming the bottom of the closed container 2.
  • the oil is supplied to the compression mechanism unit 4 to lubricate the sliding surface of the compression mechanism unit 4 and seal the gap of the compression mechanism unit 4.
  • An accumulator 6 and two suction pipes 6a are provided on the outside of the closed container 2.
  • the accumulator 6 is a container for storing a working fluid.
  • the suction pipe 6a is a pipe that guides the working fluid from the refrigerating cycle of the refrigerating and air-conditioning equipment to the compression mechanism portion 4 via the accumulator 6.
  • One of the two suction pipes 6a is connected to the accumulator 6 and the end of the upper suction port (not shown) communicating with the upper compression chamber 51b of the compression mechanism portion 4.
  • the other one is connected to the accumulator 6 and the end of the lower suction port 61d (see FIG. 3) that communicates with the lower compression chamber 61b of the compression mechanism unit 4.
  • the electric motor unit 3 includes a stator 31 and a rotor 32, and the stator 31 is fixed to the inner wall of the closed container 2 by shrink fitting or the like. Further, the rotor 32 is fitted above the compression mechanism portion 4 on the crankshaft 41.
  • the compression mechanism portion 4 is driven by the eccentric portions 41a and 41b of the crankshaft 41.
  • the compression mechanism portion 4 is fixed to the closed container 2 by fastening the main bearing 42 to the body portion 21 of the closed container 2 by welding, bolts, or the like at the fixing portion 5.
  • the compression mechanism unit 4 includes two compression units 4a and 4b for compressing the working fluid, the compression unit 4a is arranged on the upper side, and the compression part 4b is arranged on the lower side.
  • the compression unit 4a and the compression unit 4b are described separately, the compression unit 4a is referred to as an upper compression unit 4a, and the compression unit 4b is referred to as a lower compression unit 4b.
  • the compression unit 4a is referred to as an upper compression unit 4a
  • the compression unit 4b is referred to as a lower compression unit 4b.
  • a spring 64 for pressing the lower vane 63 against the lower roller 62 is installed in the lower compression portion 4b, and the spring 64 is installed in a spring hole 64a formed in the lower cylinder 61. Further, the lower vane 63 side of the spring 64 is arranged in the back groove 63a formed on the back surface side of the lower vane 63.
  • the upper compression portion 4a is not provided with a spring for pressing the upper vane 53.
  • the upper vane 53 is configured such that when the inside of the closed container 2 becomes high pressure, the gas pressure acts on the back surface of the upper vane 53 to press the upper vane 53 against the upper roller 52.
  • reference numeral 7 denotes a discharge pipe for sending the compressed working fluid discharged into the closed container 2 to the refrigeration cycle of the refrigeration and air conditioning equipment.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part in the vicinity of the compression mechanism portion of the closed rotary compressor shown in FIG.
  • the crankshaft 41 includes an upper eccentric portion 41a and a lower eccentric portion 41b that are eccentrically driven with the rotation of the crankshaft 41.
  • the upper eccentric portion 41a and the lower eccentric portion 41b are each formed in a substantially disk shape, and are arranged eccentrically with respect to the axial center of the crankshaft 41.
  • the eccentric direction of the upper eccentric portion 41a and the eccentric direction of the lower eccentric portion 41b are opposite directions (that is, directions that are 180 ° out of phase).
  • the upper side of the crankshaft 41 is supported by the main bearing 42, and the lower side is supported by the sub bearing 43.
  • the main bearing 42 includes a substantially disk-shaped end plate 42a and a cylindrical portion 42b extending upward from the radial center of the end plate 42a.
  • the end plate 42a closes the upper end surface of the upper cylinder 51.
  • the main bearing 42 has a cylindrical portion 42b that supports an intermediate portion of the crankshaft 41.
  • the outer peripheral wall surface of the end plate 42a and the inner peripheral wall surface of the body portion 21 of the closed container 2 are fixed to each other by means such as plug welding at the fixing portion 5 in a state of being in close contact with each other.
  • An upper discharge port (not shown) is formed on the end plate 42a of the main bearing 42, and a discharge valve (not shown) that selectively opens or closes the upper discharge port and an opening of the discharge valve.
  • a retainer 71a for determining the degree is provided.
  • a cup muffler 72a that functions as a silencer is provided so as to cover the upper discharge port.
  • the auxiliary bearing 43 includes a substantially disk-shaped end plate 43a and a cylindrical portion 43b extending downward from the radial center of the end plate 43a.
  • the end plate 43a closes the lower end surface of the lower cylinder 61.
  • the auxiliary bearing 43 is supported by a cylindrical portion 43b on the lower end side of the crankshaft 41.
  • a lower discharge port (not shown) is formed on the end plate 43a of the auxiliary bearing 43, and a discharge valve (not shown) that selectively opens or closes the lower discharge port and the opening degree of the discharge valve are defined.
  • a retainer 71b for determining is provided.
  • a cup muffler 72b that functions as a silencer is provided so as to cover the lower discharge port.
  • the upper compression portion 4a has an upper cylinder 51, an upper roller 52, and an upper vane 53.
  • the upper roller 52 and the upper vane 53 are housed in the upper cylinder 51.
  • the upper roller 52 is eccentrically driven by the upper eccentric portion 41a of the crankshaft 41.
  • the upper vane 53 is pressed by the upper roller 52 to partition the inside of the upper compression chamber 51b into a compression side space and a suction side space.
  • the lower compression portion 4b has a lower cylinder 61, a lower roller 62, a lower vane 63, and a spring 64.
  • the lower roller 62 and the lower vane 63 are housed in the lower cylinder 61.
  • the lower roller 62 is eccentrically driven by the lower eccentric portion 41b of the crankshaft 41.
  • the lower vane 63 is pressed by the lower roller 62 to partition the inside of the lower compression chamber 61b into a compression side space and a suction side space.
  • the spring 64 urges the lower vane 63 in the direction of the lower roller 62 (lower compression chamber 61b) to bring it into contact with the lower roller 62.
  • 51c is an upper vane storage groove
  • 61c is a lower vane storage groove.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the lower compression portion shown in FIG. 2, and is a view seen downward from the lower surface of the partition plate 44.
  • the compression mechanism portion 4 has only the lower compression portion 4b and no upper compression portion 4a.
  • the lower cylinder (hereinafter, also referred to as a cylinder) 61 of the lower compression portion (hereinafter, also referred to as a compression portion) 4b has a circular portion 61sa and an arc protruding radially outward from the circular portion 61sa.
  • the cylinder 61 is arranged inside the closed container 2 so that the center point of the circular portion 61sa coincides with the center point of the closed container 2. Inside the cylinder 61, a cylindrical cylinder hole 61a penetrating in the axial direction is formed.
  • a lower eccentric portion (hereinafter, also referred to as an eccentric portion) 41b of the crankshaft 41 and a lower roller (hereinafter, also referred to as a roller) 62 are arranged inside the compression chamber 61b.
  • the roller 62 is formed in a cylindrical shape, and an eccentric portion 41b of the crankshaft 41 is inserted into the inner peripheral surface thereof.
  • a lower vane storage groove (hereinafter, also referred to as a vane storage groove) 61c extending from the compression chamber 61b to the arc portion 61sb on the outer side in the radial direction is formed.
  • a lower vane (hereinafter, also referred to as a vane) 63 is arranged inside the vane storage groove 61c.
  • a lower suction port (hereinafter, also referred to as a suction port) 61d that communicates with the suction side space 61ba from the outer peripheral surface of the arc portion 61sb is formed.
  • a lower discharge port (hereinafter, also referred to as a discharge port) 61e is formed on the downstream side of the compression side space 61bb inside the cylinder 61 (downstream side in the rotation direction A of the crankshaft 41).
  • the suction port 61d is formed so as to penetrate the arc portion 61sb and the circular portion 61sa of the cylinder 61 and communicate with the outside of the cylinder 51 and the compression chamber 61b.
  • the discharge port 61e is a cylinder in the vicinity of the vane storage groove 61c so that the discharge port (not shown) formed in the end plate 43a (see FIG. 2) of the auxiliary bearing 43 and the compression chamber 61b communicate with each other.
  • the circular portion 61sa of 61 is formed in a substantially semicircular shape.
  • the working fluid (refrigerant gas) compressed in the compression chamber 61b is discharged from the discharge port 61e into the cup muffler 72b (see FIG.
  • the vane 63 is formed in a plate shape, and is configured to reciprocate in the radial direction of the cylinder 61 inside the compression chamber 61b and the vane storage groove 61c formed in the cylinder 61. There is.
  • the vane 63 abuts on the outer peripheral surface of the lower roller 62 at the tip surface on the inner side in the radial direction, thereby partitioning the inside of the compression chamber 61b into a suction side space 61ba and a compression side space 61bb.
  • a spring hole 64a extending in the radial direction for accommodating the spring 64 is formed so as to hang from the arc portion 61sb to the circular portion 61sa, and inside the spring hole 64a.
  • the spring 64 is arranged.
  • a back groove 63a (see FIG. 2 and FIG. 4 described later) for engaging the spring 64 is formed on the back surface of the vane 63.
  • the back surface of the vane 63 means a surface on the outer side in the radial direction with respect to the compression chamber 61b.
  • the spring 64 presses the vane 63 against the roller 62 by engaging the front end portion with the back groove 63a of the vane 63 and fitting the rear end portion into the spring hole 64a.
  • 61 g is a through hole formed in the arc portion 61 sb of the cylinder 61 in the axial direction, and the through hole 61 g is formed so as to communicate with the anti-compression chamber side end portion of the vane storage groove 61c. Has been done.
  • the through hole 61g is formed so that the vane storage groove 61c can be easily grooved, and also functions as an oil passage.
  • 61h is a discharge passage formed in the circular portion 61sa of the cylinder 61 in the axial direction, and the working fluid discharged into the cup muffler 72b passes through the discharge passage 61h and is inside the upper cup muffler 72a. It is configured to be sent to etc.
  • 61i is a bolt hole through which a bolt for fastening the compression mechanism portion 4 and the auxiliary bearing 43 with a bolt is passed through the main bearing 42
  • 61j is a positioning bolt hole when assembling the compression mechanism portion 4 and the like.
  • 61k is a concave groove formed for fixing a discharge valve (not shown) that opens and closes the discharge port 61e.
  • the closed rotary compressor 1 of the first embodiment described above operates as follows.
  • the lower compression unit 4b performs a compression operation for a while, and the upper compression unit 4a does not perform a compression operation. That is, at the start of operation, since the spring 64 is installed in the lower compression portion 4b, the tip surface of the lower vane 63 is brought into contact with the outer peripheral surface of the lower roller 62 to compress the inside of the lower compression chamber 61b. It can be divided into a side space and a suction side space.
  • the tip surface of the upper vane 53 cannot be brought into contact with the outer peripheral surface of the upper roller 52, and the inside of the upper compression chamber 51b is compressed. This is because it cannot be divided into a side space and a suction side space.
  • the upper roller 52 of the upper compression unit 4a runs idle for a while after the start of operation. Therefore, for a while, the upper compression portion 4a does not perform the compression operation, and as a result, the internal pressure of the upper compression chamber 51b remains the suction pressure.
  • the lower compression unit 4b is in a state of performing a compression operation from the start of operation, and as a result, the internal pressure of the lower compression chamber 61b is in a state of rising from the suction pressure to a discharge pressure higher than that.
  • the internal pressure of the closed container 2 becomes the discharge pressure due to the working fluid (refrigerant gas) compressed by the lower compression unit 4b and discharged from the lower discharge port 61e. It will be in a state of rising to. As a result, the internal pressure of the closed container 2 becomes higher than the internal pressure of the upper compression chamber 51b. As a result, in the upper compression portion 4a, since the high pressure gas in the closed container 2 is introduced into the back surface of the upper vane 53, the upper vane 53 is pushed toward the upper roller 52 side, and the tip surface thereof and the upper roller 52 The outer peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface. As a result, the rotary compressor 1 can perform the compression operation even in the upper compression unit 4a.
  • FIG. 9 is a side view for explaining the configuration of the lower compression portion in the conventional closed rotary compressor
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the lower compression portion in the conventional closed rotary compressor shown in FIG. In No. 10, the spring 64 is omitted and is shown.
  • FIGS. 9 and 10 the parts having the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 are the same or corresponding parts.
  • a spring hole 64a extending in the radial direction for accommodating the spring 64 is formed inside the cylinder 61, and the spring 64 is arranged in the spring hole 64a. Further, on the back surface of the vane 63, a back groove 63a for arranging the spring 64 and a central convex portion inserted inside the spring 64 and engaging the spring 64 with respect to the vane 63 so as not to shift. 63b is formed.
  • end-side convex portions 63c are formed at both ends on the back surface side of the vane 63 on both sides of the central convex portion 63b, and the back surface groove is formed between the central convex portion 63b and the end-side convex portion 63c.
  • 63a is formed.
  • the vane 63 is pressed against the roller 62 by the spring 64 having one end side installed in the spring hole 64a.
  • Other configurations are the same as those described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the contact point between the back surface side of the vane 63 and the vane storage groove 61c accommodating the vane 63 is located on the inner peripheral side, and the contact length between the vane 63 and the vane storage groove 61c is shortened. That is, the distance between the contact P1 on the compression chamber side and the contact P2 on the anti-compression chamber side between the vane 63 and the vane storage groove 61c is shortened.
  • the vane 63 and the vane storage groove 61c by lengthening the vane 63 and the vane storage groove 61c, the distance between the contact points P1 and P2 between the vane 63 and the vane storage groove 61c on the compression chamber side and the anti-compression chamber side becomes long, and the vane vanes. It is possible to reduce the sliding loss when reciprocating in the storage groove. However, since the increase in the length of the vane reduces the radial length in which the spring 64 can be installed, the length of the spring 64 is shortened, and the required load of the spring 64 is secured and the fatigue strength against repeated expansion and contraction is sufficiently sufficient. It will not be possible to secure it.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of the vane shown in FIG.
  • the vane 63 in the present embodiment has a central convex portion 63b formed in the center of the back surface of the vane 63 so as to be inserted inside the spring 64 and to position the spring 64 so as not to shift.
  • end side convex portions 63c are formed on both end sides (upper end side and lower end side in FIGS. 1, 2, and 4) of the back surface of the vane 63, respectively. There is.
  • the end side convex portion 63c is extended to the outside (anti-compression chamber side) in the radial direction from the central convex portion 63b.
  • the end side convex portion 63c is configured as a radial extension portion extending radially to the outer diameter side of the central convex portion 63b on both sides, but is on the upper side or the lower side. Only one end side convex portion 63c may be configured as a radial extension portion extending radially outward from the central convex portion 63b.
  • the vane storage groove 61c is located on the anti-compression chamber side which is the outermost side from the compression chamber side end portion 61ca which is the innermost side. It is formed up to the end portion 61cc, and the anti-compression chamber side end portion 61cc communicates with the through hole 61g. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the tip of the vane 63 is the innermost side of the compression chamber in the radial outer end portion (anti-compression chamber side end portion) of the end side convex portion 63c of the vane 63.
  • the length of the end-side convex portion 63c is configured so that it exists in the through hole 61g even when it is moved to (the axial center side of the crankshaft 41). That is, the radial outer end portion of the vane 63 end side convex portion 63c is the anti-compression chamber side end portion 61cc of the vane storage groove 61c even when the tip of the vane is most moved inside the compression chamber 61b. It is configured to be located outside the position.
  • the radial outer end of the end-side convex portion 63c is configured to always reciprocate in the radial direction within the through hole 61g. That is, regardless of the position of the vane 63 during the reciprocating motion of the vane 63, the contact point between the vane 63 and the vane storage groove 61c on the compression chamber side (the position of the end portion 61ca on the compression chamber side) is on the anti-compression chamber side. The distance to the contact point (the position of the anti-compression chamber side end 61 cc) can always be maximized. Therefore, the frictional resistance when the vane reciprocates in the vane storage groove 61c can always be minimized.
  • the vane 63 and the vane storage groove 61c are formed.
  • the distance between the contact points on the compression chamber side and the anti-compression chamber side can be increased.
  • the frictional resistance when the vane 63 reciprocates in the vane storage groove 61c can be reduced, so that the compression efficiency is high and the sliding portion between the vane 63 and the vane storage groove 61c is highly reliable. You can get a compressor.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a load acting on the vane shown in FIG.
  • W 1 is the vane 63 due to the differential pressure Pb-Ps between the pressure of the compression side space 61bb acting on the vane 63 (compression chamber pressure Pb) and the pressure of the suction side space 61ba (suction chamber pressure Ps). It is the load generated in.
  • this load W 1 acts on the lower end side of the vane 63
  • the vane 63 is tilted in the vane storage groove 61c, and a load W 2 as a reaction force is generated at the compression chamber side end portion 61ca of the vane storage groove 61c.
  • the load W 3 as a reaction force is generated in the counter-compression chamber side end portion 61cb of the vane accommodating grooves 61c.
  • the loads W 2 and W 3 can be obtained by the following equations from the balance of forces and the balance of moments using the dimensions L 1 and L 3 around the vane 63.
  • L 1 is the distance from the point of action of the load W 1 to the point of action of the load W 2
  • L 3 is the distance from the point of action of the load W 2 to the point of action of the load W 3 .
  • the point of action of the load W 1 is assumed to be at an intermediate position between the roller 62 and the cylinder hole 61a in the vane 63.
  • W 2 (L 1 + L 3 ) / L 3 ⁇ W 1 ...
  • W 3 L 1 / L 3 x W 1 ...
  • W 1 is a value determined by the differential pressure Pb-Ps, but as in this embodiment, by providing the end side convex portion 63c of the vane 63 in the radial direction, L 3 becomes large. From the above equations (1) and (2), the loads W 2 and W 3 can be reduced. Therefore, according to this embodiment, the frictional resistance when the vane 63 reciprocates in the vane storage groove 61c can be reduced, and accordingly, the compression efficiency is high, and the vane 63 and the vane storage groove 61c are combined. It is possible to obtain a closed rotary compressor with high reliability of the sliding portion.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the inner diameter ⁇ of the spring hole and the groove width L of the back groove 63a of the vane 63, and FIG. 6 shows the spring 64 omitted.
  • the back groove 63a formed on the back surface of the vane 63 is L and the inner diameter of the spring hole 64a formed in the cylinder 61 is ⁇
  • the back groove is defined as ⁇ .
  • the groove width L of 63a is configured to be larger than the inner diameter ⁇ of the spring hole 64a.
  • the inner portion of the end side convex portion 63c forming the back groove 63a is arranged outside the spring hole 64a.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the height H of the central convex portion provided on the back surface of the vane 63 and the length S of the close contact winding portion 64b provided on the spring 64.
  • the spring 64 is formed with close contact winding portions at both ends thereof. Further, when the height of the central convex portion 63b formed in the center of the back surface of the vane 63 is H and the length of the close contact winding portion 64b on the side of the spring 64 that comes into contact with the back surface of the vane 63 is S, the central convex portion 63b The height H of the is smaller (lower) than the length S of the close contact winding portion 64b. With this configuration, it is possible to prevent the inner surface of the spring 64 and the central convex portion 63b located inside the spring 64 from sliding with each other when the spring 64 expands and contracts, and the reliability of the spring 64 and the vane 63 can be prevented. Can be further improved.
  • the weight increase of the vane 63 can be suppressed, and the inertial force during the reciprocating motion of the vane 63 can be suppressed to be small. Therefore, it becomes easier to maintain contact between the tip of the vane 63 and the outer peripheral surface of the roller 62 (see FIG. 3 and the like), and the refrigerant does not leak to the low pressure side from between the tip of the vane 63 and the outer peripheral surface of the roller 62. An effect that can be further suppressed can also be obtained.
  • FIG. 8 is a perspective view showing another example of vanes in the closed rotary compressor of the present invention.
  • the one shown in FIG. 8 is configured such that both or one of the end-side convex portions 63c formed on both sides on the back surface side of the vane 63 gradually becomes thinner toward the outer side in the radial direction of the vane 63.
  • the inside of the end-side convex portion 63c is configured as a tapered surface 63ca, and the end-side convex portion 63c is configured so that its width gradually decreases toward the outer side in the radial direction. ..
  • the rigidity of the end-side convex portion 63c extending in the radial direction of the vane 63 is reduced, so that the end portion of the vane 63 is bent by the reaction force from the vane storage groove 61c (see FIG. 3 and the like).
  • the present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications.
  • the present invention is a vertical or horizontal one-cylinder (or three or more) closed type.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • Rotary compressor 2 Closed container 3: Electric machine part 4: Compression mechanism part 4a, 4b: Compression part (4a: Upper compression part, 4b: Lower compression part) 5: Fixed part, 6: Accumulator, 6a: suction pipe, 7: discharge pipe, 21: body, 22: lid cap, 23: bottom cap, 31: stator, 32: rotor, 41: crank shaft, 41a: upper eccentric part, 41b: Lower eccentric part (eccentric part), 42: Main bearing, 42a: End plate, 42b: Cylindrical part, 43: Sub-bearing, 43a: End plate, 43b: Cylindrical part, 44: Partition plate, 51: Upper cylinder, 51b: Upper compression chamber, 51c: Upper vane storage groove, 51d: Upper suction port, 52: Upper roller, 53: Upper vane, 61: Lower cylinder (cylinder), 61a: Cylinder hole, 61b: Lower compression chamber (compression chamber), 61ba: Suction side space, 61bb: Compression side space,

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Abstract

密閉型ロータリ圧縮機は、クランク軸と、クランク軸を回転させる電動機部と、クランク軸により駆動される圧縮機構部と、これらを収納する密閉容器を備えている。また、圧縮機構部は、クランク軸により駆動されるローラと、ローラが偏心運動をするシリンダと、シリンダに設けられローラに当接して圧縮室を吸入側空間と圧縮側空間に仕切るベーンと、シリンダに設けられベーンを収納するベーン収納溝と、ベーンをローラの方向に付勢するバネを備える。前記ベーンは、ベーンの背面に設けられ前記バネを位置決めするための中央凸部と、この中央凸部の両側におけるベーンの背面側端部にそれぞれ設けられた端部側凸部とを備え、中央凸部の両側にそれぞれ設けられている前記端部側凸部を、前記中央凸部よりも径方向の外側に延長して形成している。

Description

密閉型ロータリ圧縮機
　本発明は、圧縮室の内部を吸入側空間と圧縮側空間に仕切るベーンを有する密閉型ロータリ圧縮機に関する。
　圧縮室の内部を圧縮側空間と吸入側空間に仕切るベーンを有する密閉型ロータリ圧縮機としては、例えば特開２０１８－７１４７６号公報（特許文献１）に記載のものなどがある。
　特許文献１に記載の密閉型ロータリ圧縮機では、偏心駆動されるローラと、圧縮室の内部にローラが配置されているシリンダと、圧縮室の内部を圧縮側空間と吸入側空間とに仕切るベーンと、ベーンを圧縮室の方向に付勢してベーンの先端を前記ローラの外周に当接させるためのバネを備えている。また、前記ベーンの背面中央には、前記バネを係合させるための凸部が形成されている。更に、前記シリンダには、ベーンを収容するベーン収納溝と、前記バネを収納するためのバネ穴が形成されている。
　前記ベーンの背面に設けられた前記凸部により、前記ベーンの往復運動に伴うバネ伸縮時のバネのずれを防止すると共に、バネの外周部とシリンダに設けたバネ穴の内周面が接触することを抑制している。
特開２０１８－７１４７６号公報
　上記特許文献１のものでは、ベーンの背面に凸部が設けられ、この凸部にバネの内側を挿入することにより、ベーンの往復運動に伴うバネ伸縮時のバネずれを防止している。また、バネの伸縮の繰り返しに対する疲労強度を十分に確保するためには、バネの長さを十分に確保する必要がある。
　しかし、バネの長さを十分に確保すると、ベーンの長さが相対的に短くなる。このため、ベーンの先端が圧縮室の最も内側に位置するときに、ベーンの背面は最も圧縮室側に位置するが、ベーンの長さが短いと、ベーンの背面側と該ベーンを収容している前記ベーン収納溝との接点が内周側（径方向の内側）に位置し、ベーンとベーン収納溝との接触長さが短くなる。即ち、ベーンとベーン収納溝の圧縮室側と反圧縮室側の接点の距離が短くなるので、ベーンがベーン収納溝内を往復運動する際の摺動損失が増大する課題がある。
　一方、ベーンを長くすると共に、ベーン収納溝を長くすることにより、ベーンとベーン収納溝の圧縮室側と反圧縮室側の接点の距離が長くなり、ベーンがベーン収納溝内を往復運動する際の摺動損失を低下させることが可能となる。しかし、ベーンの長さの増加は、バネを設置できる径方向長さの縮小となるため、バネの長さが短くなり、バネの必要荷重確保や伸縮の繰り返しに対する疲労強度を十分に確保することが困難となる。
　本発明の目的は、ベーンをローラの方向に付勢するバネの長さを十分に確保することができると共に、ベーンがベーン収納溝内を往復運動する際の摺動損失も低減することのできる密閉型ロータリ圧縮機を得ることにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、偏心部を有するクランク軸と、前記クランク軸を回転させる電動機部と、前記クランク軸により駆動される圧縮機構部と、前記クランク軸と前記電動機部と前記圧縮機構部を収容する密閉容器と、を備え、前記圧縮機構部は、前記クランク軸の偏心部により駆動されるローラと、該ローラが偏心運動をするシリンダと、該シリンダに設けられ前記ローラに当接して前記シリンダと前記ローラの間に形成される圧縮室を吸入側空間と圧縮側空間に仕切るベーンと、前記シリンダに設けられ前記ベーンを収納するベーン収納溝と、前記シリンダに設けられ前記ベーンを前記ローラの方向に付勢するバネを備える密閉型ロータリ圧縮機において、前記ベーンは、該ベーンの背面に設けられ前記バネを位置決めするための中央凸部と、この中央凸部の両側における前記ベーンの背面側端部にそれぞれ設けられた端部側凸部とを備え、前記中央凸部の両側にそれぞれ設けられている前記端部側凸部の少なくとも一方を、前記中央凸部よりも径方向の外側に延長して形成していることを特徴とする。
　本発明によれば、ベーンをローラの方向に付勢するバネの長さを十分に確保することができると共に、ベーンがベーン収納溝内を往復運動する際の摺動損失も低減することのできる密閉型ロータリ圧縮機を得ることができる効果がある。
本発明の密閉型ロータリ圧縮機の実施例１を示す縦断面図である。 図１の密閉型ロータリ圧縮機の圧縮機構部付近を拡大して示す要部断面図である。 図２に示す下側圧縮部の構成を示す平面図である。 図３に示すベーンを拡大して示す斜視図である。 図３に示すベーンに作用する荷重について説明する図である。 シリンダのバネ穴内径とベーンの背面溝部の溝幅との関係を説明する図である。 ベーンの背面の凸部の高さとバネの密着巻部の長さとの関係を説明する図である。 本発明の密閉型ロータリ圧縮機におけるベーンの他の例を示す斜視図である。 従来の密閉型ロータリ圧縮機における下側圧縮部の構成を説明する側面図である。 図９に示す従来の密閉型ロータリ圧縮機における下側圧縮部の拡大断面図である。
　以下、本発明の密閉型ロータリ圧縮機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
　本発明の密閉型ロータリ圧縮機の実施例１を図１～図７を用いて説明する。
  まず、図１を用いて、本実施例１の密閉型ロータリ圧縮機の全体構成を説明する。図１は本発明の密閉型ロータリ圧縮機の実施例１を示す縦断面図である。
　ここでは、密閉型ロータリ圧縮機１として、縦型で２シリンダの密閉型ロータリ圧縮機である場合について説明するが、本発明は、縦型の２シリンダ密閉型ロータリ圧縮機に限定されるものではなく、横型のものや、１シリンダや多シリンダの密閉型ロータリ圧縮機にも同様に適用できるものである。
　図１に示すように、本実施例の密閉型ロータリ圧縮機１は、密閉容器２と、電動機部３と、圧縮機構部４と、クランク軸４１を備えている。
  前記密閉容器２内には、前記電動機部３、前記圧縮機構部４、前記クランク軸４１、主軸受４２、副軸受４３及び仕切り板４４等が収容されている。
　前記電動機部３は、クランク軸４１を回転させて、クランク軸４１の偏心部４１ａ，４１ｂを偏心駆動する。
  前記圧縮機構部４は、作動流体（冷媒ガス）を圧縮して、圧縮した作動流体を冷凍空調機器（図示せず）の冷凍サイクルに供給する。
　前記クランク軸４１は、圧縮機構部４の上ローラ５２と上ベーン５３とを偏心駆動すると共に、圧縮機構部４の下ローラ６２と下ベーン６３とを偏心駆動する。
  主軸受４２は、クランク軸４１の中間部を回転自在に支持し、副軸受４３は、クランク軸４１の下部を回転自在に支持する。
  仕切り板４４は、圧縮機構部４の上シリンダ５１と下シリンダ６１との間を仕切る板状の部材である。
　密閉容器２は、胴部２１と、該胴部２１の上に配置された蓋キャップ２２と、前記胴部２１の底部に配置された底キャップ２３とによって構成され、内部が密閉された構造になっている。
  前記胴部２１は、鋼板で構成され、上下が開口した円筒状に形成されている。前記蓋キャップ２２は、鋼板で皿形状に形成されている。また、前記蓋キャップ２２は、胴部２１の上部開口を塞ぐように、胴部２１に嵌合され溶接等により固定されている。
  前記底キャップ２３は、鋼板で皿形状に構成されており、該底キャップ２３は、胴部２１の下部開口を塞ぐように、胴部２１に嵌合され溶接等により固定されている。
　密閉容器２の底部を構成する底キャップ２３の上面（内面）には、潤滑油としての冷凍機油（以下、「油」ともいう）を貯留する油溜まりが設けられている。油は、圧縮機構部４に供給されて、圧縮機構部４の摺動面を潤滑すると共に、圧縮機構部４の隙間をシールする。
　密閉容器２の外側には、アキュムレータ６と、２本のサクションパイプ６ａとが設けられている。アキュムレータ６は、作動流体を蓄えておく容器である。サクションパイプ６ａは、アキュムレータ６を介して冷凍空調機器の冷凍サイクルから圧縮機構部４に作動流体を導くパイプである。２本のサクションパイプ６ａのうち、１本は、アキュムレータ６と、圧縮機構部４の上圧縮室５１ｂに連通する上吸込口（図示せず）の端部とに接続されている。また、他の１本は、アキュムレータ６と、圧縮機構部４の下圧縮室６１ｂに連通する下吸込口６１ｄ（図３参照）の端部に接続されている。
　前記電動機部３は、固定子３１と回転子３２を備えており、固定子３１は密閉容器２の内壁に焼嵌等で固定されている。また、回転子３２はクランク軸４１における圧縮機構部４の上方に嵌着されている。
　前記圧縮機構部４は、クランク軸４１の偏心部４１ａ，４１ｂにより駆動される。圧縮機構部４は、主軸受４２が固定部５で密閉容器２の胴部２１と溶接やボルト等で締結されることによって、密閉容器２に固定されている。
　また、前記圧縮機構部４は、作動流体を圧縮するための２つの圧縮部４ａ，４ｂを備えており、圧縮部４ａは上側に配置され、圧縮部４ｂは下側に配置されている。以下、圧縮部４ａと圧縮部４ｂとを区別して述べる場合には、圧縮部４ａを上側圧縮部４ａと称し、圧縮部４ｂを下側圧縮部４ｂと称する。なお、１シリンダの密閉型ロータリ圧縮機とする場合には上下を区別する必要はなくなる。
　前記下側圧縮部４ｂには、下ベーン６３を下ローラ６２に押圧するバネ６４が設置され、このバネ６４は下シリンダ６１に形成されたバネ穴６４ａに設置されている。また、バネ６４の下ベーン６３側は下ベーン６３の背面側に形成された背面溝６３ａに配置されている。なお、本実施例では、上側圧縮部４ａには、上ベーン５３を押圧するためのバネが設置されていない構成となっている。前記上ベーン５３は、密閉容器２内が高圧になると、そのガス圧が上ベーン５３の背面に作用して、上ベーン５３を上ローラ５２に押圧するように構成されている。
  なお、図１において、７は密閉容器２内に吐出され圧縮された作動流体を冷凍空調機器の冷凍サイクルに送り出すための吐出パイプである。
　次に、図２を用いて、図１に示す圧縮機構部４付近の構成を更に詳しく説明する。図２は図１に示す密閉型ロータリ圧縮機の圧縮機構部付近を拡大して示す要部断面図である。
  図２に示すように、クランク軸４１は、クランク軸４１の回転に伴って偏心駆動する上偏心部４１ａと下偏心部４１ｂとを備えている。
　上偏心部４１ａと下偏心部４１ｂは、それぞれ、略円盤形状に構成され、クランク軸４１の軸心に対して偏心して配置されている。上偏心部４１ａの偏心方向と下偏心部４１ｂの偏心方向は、真逆の方向（即ち、位相が１８０°ずれた方向）になっている。クランク軸４１は、上側が主軸受４２で支持され、下側が副軸受４３で支持されている。
　前記主軸受４２は、略円盤形状の端板４２ａと、この端板４２ａの径方向の中心から上方に延びる円筒部４２ｂとを備えている。端板４２ａは、上シリンダ５１の上端面を閉塞している。主軸受４２は、円筒部４２ｂでクランク軸４１の中間部を支持している。端板４２ａの外周壁面と密閉容器２の胴部２１の内周壁面とは、互いを密着させた状態で、固定部５でプラグ溶接等の手段で固定されている。
　主軸受４２の端板４２ａには、上吐出口（図示せず）が形成されており、この上吐出口を選択的に開放又は閉鎖する吐出弁（図示せず）と、該吐出弁の開度を決定するリテーナ７１ａが設けられている。また、前記上吐出口を覆うように、サイレンサとして機能するカップマフラ７２ａが設けられている。
　前記副軸受４３は、略円盤形状の端板４３ａと、この端板４３ａの径方向の中心から下方に向けて延びる円筒部４３ｂとを備えている。端板４３ａは、下シリンダ６１の下端面を閉塞している。副軸受４３は、円筒部４３ｂでクランク軸４１の下端部側を支持している。
　副軸受４３の端板４３ａには、下吐出口（図示せず）が形成され、この下吐出口を選択的に開放又は閉鎖する吐出弁（図示せず）と、該吐出弁の開度を決定するリテーナ７１ｂが設けられている。また、前記下吐出口を覆うように、サイレンサとして機能するカップマフラ７２ｂが設けられている。
　前記上側圧縮部４ａは、上シリンダ５１、上ローラ５２及び上ベーン５３を有している。前記上シリンダ５１には、上ローラ５２と上ベーン５３が収納されている。前記上ローラ５２は、クランク軸４１の上偏心部４１ａにより偏心駆動される。前記上ベーン５３は、前記上ローラ５２に押圧されることにより、上圧縮室５１ｂの内部を圧縮側空間と吸入側空間に仕切っている。
　一方、下側圧縮部４ｂは、下シリンダ６１、下ローラ６２、下ベーン６３及びバネ６４を有している。前記下シリンダ６１には、前記下ローラ６２と前記下ベーン６３が収納されている。前記下ローラ６２は、クランク軸４１の下偏心部４１ｂによって偏心駆動される。前記下ベーン６３は、前記下ローラ６２に押圧されることにより、下圧縮室６１ｂの内部を圧縮側空間と吸入側空間に仕切っている。前記バネ６４は、前記下ベーン６３を下ローラ６２（下圧縮室６１ｂ）の方向に付勢して、前記下ローラ６２に当接させるものである。
  なお、図２において、５１ｃは上ベーン収納溝、６１ｃは下ベーン収納溝である。
　次に、図３を用いて、圧縮機構部４における下側圧縮部４ｂの構成を更に詳しく説明する。図３は図２に示す下側圧縮部の構成を示す平面図であり、仕切り板４４の下面から下方を見た図である。なお、１シリンダの密閉型ロータリ圧縮機とする場合には、前記圧縮機構部４としては下側圧縮部４ｂのみとなり、上側圧縮部４ａはない構成となる。
  図３に示すように、下側圧縮部（以下、圧縮部ともいう）４ｂの下シリンダ（以下、シリンダともいう）６１は、円形部６１ｓａと、この円形部６１ｓａから径方向外側に突出する円弧部６１ｓｂとを組み合わせた形状になっている。シリンダ６１は、円形部６１ｓａの中心点が密閉容器２の中心点に一致するように、密閉容器２の内部に配置されている。シリンダ６１の内部には、軸方向に貫通する円柱形状のシリンダ孔６１ａが形成されている。
　このシリンダ孔６１ａと、シリンダ６１の上方に配置された仕切り板４４（図２参照）と、シリンダ６１の下方に配置された副軸受４３（図２参照）とによって、シリンダ６１の内部に下圧縮室（以下、圧縮室ともいう）６１ｂが形成されている。圧縮室６１ｂの内部には、クランク軸４１の下偏心部（以下、偏心部ともいう）４１ｂと、下ローラ（以下、ローラともいう）６２が配置されている。ローラ６２は円筒状に形成され、その内周面には、クランク軸４１の偏心部４１ｂが挿入されている。これにより、クランク軸４１が回転すると偏心部４１ｂを介してローラ６２が前記シリンダ孔６１ａ内面に沿って偏心運動（旋回運動）する。
  前記ローラ６２の中心点（偏心運動の中心）は、クランク軸４１の軸心に対して、偏心運動の半径（偏心半径）分、偏心した位置となる。
　前記シリンダ６１の内部には、圧縮室６１ｂから径方向外側の円弧部６１ｓｂまで延びる下ベーン収納溝（以下、ベーン収納溝ともいう）６１ｃが形成されている。ベーン収納溝６１ｃの内部には、下ベーン（以下、ベーンともいう）６３が配置されている。また、シリンダ６１の内部には、円弧部６１ｓｂの外周面から吸入側空間６１ｂａに連通する下吸込口（以下、吸込口ともいう）６１ｄが形成されている。更に、シリンダ６１の内部における圧縮側空間６１ｂｂの下流側（クランク軸４１の回転方向Ａの下流側）には、下吐出口（以下、吐出口ともいう）６１ｅが形成されている。
　前記吸込口６１ｄは、シリンダ６１の円弧部６１ｓｂ及び円形部６１ｓａを貫通して、シリンダ５１の外部と圧縮室６１ｂを連通するように形成されている。また、前記吐出口６１ｅは、副軸受４３の端板４３ａ（図２参照）に形成された吐出口（図示せず）と圧縮室６１ｂとが連通するように、ベーン収納溝６１ｃの近傍のシリンダ６１の円形部６１ｓａに、略半円形状に形成されている。圧縮室６１ｂで圧縮された作動流体（冷媒ガス）は、吐出口６１ｅから副軸受４３に形成されている吐出口を介して、カップマフラ７２ｂ（図２参照）内に吐出され、消音された後、密閉容器２の内部空間に吐出される。密閉容器２内に吐出された作動流体は、吐出パイプ７（図１参照）を介して冷凍空調機器の冷凍サイクルに送り出される。
　この図３に示すように、ベーン６３は、板状に構成され、シリンダ６１に形成された圧縮室６１ｂ及びベーン収納溝６１ｃの内部で、シリンダ６１の径方向に往復運動するように構成されている。前記ベーン６３は、径方向の内側となる先端面で下ローラ６２の外周面に当接することにより、圧縮室６１ｂの内部を、吸入側空間６１ｂａと圧縮側空間６１ｂｂに仕切っている。
　また、シリンダ６１の内部には、バネ６４を収納するための、径方向に延びるバネ穴６４ａが、前記円弧部６１ｓｂから前記円形部６１ｓａに掛けて形成されており、このバネ穴６４ａの内部に前記バネ６４が配置されている。前記ベーン６３の背面には、バネ６４を係合させるための背面溝６３ａ（図２及び後述する図４参照）が形成されている。ここで、ベーン６３の背面とは、圧縮室６１ｂに対して径方向外側の面を意味している。前記バネ６４は、先端部がベーン６３の背面溝６３ａに係合し、後端部がバネ穴６４ａに嵌着されることで、ベーン６３をローラ６２に押し付けている。
　なお、図３において、６１ｇは、シリンダ６１の円弧部６１ｓｂに軸方向に形成された貫通孔で、この貫通孔６１ｇは、前記ベーン収納溝６１ｃの反圧縮室側端部と連通するように形成されている。この貫通孔６１ｇは前記ベーン収納溝６１ｃの溝加工を容易に行うために形成されるものであり、油の通路としても機能する。
　また、図３において、６１ｈはシリンダ６１の円形部６１ｓａに軸方向に形成された吐出通路で、カップマフラ７２ｂ内に吐出された作動流体がこの吐出通路６１ｈを通って、上部のカップマフラ７２ａ内等に送られるように構成されている。
　更に、図３において、６１ｉは、主軸受４２に、圧縮機構部４及び副軸受４３をボルトで締結するためのボルトを通すボルト孔、６１ｊは圧縮機構部４等を組み立てる際の位置決め用ボルト孔である。また、６１ｋは吐出口６１ｅを開閉する吐出弁（図示せず）を固定するために形成されている凹溝である。
　上述した本実施例１の密閉型ロータリ圧縮機１は、以下のように動作する。
  ロータリ圧縮機１は、運転を開始すると、暫くの間、下側圧縮部４ｂで圧縮動作を行い、上側圧縮部４ａで圧縮動作を行わない状態になる。即ち、運転開始時において、下側圧縮部４ｂでは、バネ６４が設置されているため、下ベーン６３の先端面を下ローラ６２の外周面に当接させて、下圧縮室６１ｂの内部を圧縮側空間と吸入側空間とに仕切ることができる。これに対し、上側圧縮部４ａでは、バネ６４が設置されていないため、上ベーン５３の先端面を上ローラ５２の外周面に当接させることができずに、上圧縮室５１ｂの内部を圧縮側空間と吸入側空間とに仕切ることができないからである。
　このようなロータリ圧縮機１では、運転を開始してから暫くの間、上側圧縮部４ａの上ローラ５２が空回りする。そのため、暫くの間、上側圧縮部４ａが圧縮動作を行わない状態になり、その結果、上圧縮室５１ｂの内圧が吸込圧のままの状態になる。これに対し、下側圧縮部４ｂは、運転開始時から圧縮動作を行う状態となり、その結果、下圧縮室６１ｂの内圧が吸込圧からそれよりも高圧の吐出圧まで上昇した状態になる。
　密閉型ロータリ圧縮機１は、運転を開始してから暫くすると、下側圧縮部４ｂで圧縮されて下吐出口６１ｅから吐出された作動流体（冷媒ガス）によって、密閉容器２の内圧が吐出圧まで上昇した状態になる。これにより、密閉容器２の内圧が上圧縮室５１ｂの内圧よりも高い状態になる。その結果、上側圧縮部４ａでは、上ベーン５３の背面には密閉容器２内の高圧ガスが導入されるので、上ベーン５３が上ローラ５２側に押されて、その先端面と上ローラ５２の外周面とが当接した状態になる。これにより、ロータリ圧縮機１は、上側圧縮部４ａでも圧縮動作を行うことができるようになる。
　ここで、従来の密閉型ロータリ圧縮機におけるベーンの構成を、図９、図１０を用いて説明する。図９は従来の密閉型ロータリ圧縮機における下側圧縮部の構成を説明する側面図、図１０は図９に示す従来の密閉型ロータリ圧縮機における下側圧縮部の拡大断面図であり、図１０ではバネ６４を省略して図示している。また、図９、図１０において、図１、図２と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分である。
　図９に示すように、シリンダ６１の内部には、バネ６４を収納するための、径方向に延びるバネ穴６４ａが形成され、そのバネ穴６４ａにはバネ６４が配置されている。また、ベーン６３の背面には、バネ６４を配置するための背面溝６３ａと、前記バネ６４の内側に挿入され、バネ６４がベーン６３に対してずれないように係合するための中央凸部６３ｂが形成されている。
　更に、前記中央凸部６３ｂの両側となるベーン６３背面側の両端部には端部側凸部６３ｃが形成され、前記中央凸部６３ｂと前記端部側凸部６３ｃとの間に前記背面溝６３ａが形成されている。前記バネ穴６４ａに一端側が設置された前記バネ６４により、ベーン６３をローラ６２に押し付けている。他の構成は図１、図２で説明したものと同様である。
　上述した図９に示すものにおいて、バネ６４の伸縮の繰り返しに対する疲労強度を十分に確保するためには、バネ６４の長さを十分に確保する必要がある。しかし、バネ６４の長さを十分に確保すると、ベーン６３の長さが相対的に短くなる。このため、図１０に示すように、ベーン６３の先端が圧縮室６１ｂの最も内側に位置するときに、ベーン６３の背面は最も圧縮室６１ｂ側に位置するが、このベーン６３の長さが短いと、ベーン６３の背面側と該ベーン６３を収容しているベーン収納溝６１ｃとの接点が内周側に位置し、ベーン６３とベーン収納溝６１ｃとの接触長さが短くなる。即ち、ベーン６３とベーン収納溝６１ｃとの圧縮室側の接点Ｐ１と反圧縮室側の接点Ｐ２の距離が短くなる。
　前記ベーン６３には吸入側空間の圧力Ｐｓと圧縮側空間の圧力Ｐｂとの差圧Ｐｂ－Ｐｓによる力が作用するが、このベーンに作用する力の反力が前記接点Ｐ１とＰ２に作用する。このため、前記接点Ｐ１とＰ２との距離が短くなると、ベーン６３がベーン収納溝６１ｃ内を往復運動する際の摺動損失が増大する。
　一方、ベーン６３を長くすると共に、ベーン収納溝６１ｃを長くすることにより、ベーン６３とベーン収納溝６１ｃとの圧縮室側と反圧縮室側の接点Ｐ１とＰ２の距離が長くなり、ベーンがベーン収納溝内を往復運動する際の摺動損失を低下させることはできる。しかし、ベーンの長さの増加は、バネ６４を設置できる径方向長さの縮小となるため、バネ６４の長さが短くなり、バネ６４の必要荷重確保や伸縮の繰り返しに対する疲労強度を十分に確保できなくなってしまう。
　そこで、本実施例１の密閉型ロータリ圧縮機においては、ベーン６３を、図１、図２、図４に示すように構成している。図４は図３に示すベーンを拡大して示す斜視図である。
  本実施例におけるベーン６３は、図４に示すように、ベーン６３の背面中央には、バネ６４の内側に挿入されてバネ６４がずれないように位置決めするための中央凸部６３ｂが形成されている。また、前記中央凸部６３ｂに対して、ベーン６３背面の両端部側（図１、図２、図４では上端部側と下端部側）には、それぞれ端部側凸部６３ｃが形成されている。
　更に、本実施例１においては、前記端部側凸部６３ｃを、前記中央凸部６３ｂよりも径方向の外側（反圧縮室側）に延長して設置している。なお、本実施例では、前記端部側凸部６３ｃは、両側共、前記中央凸部６３ｂよりも径方向の外径側に延長した径方向延長部に構成しているが、上側または下側の片方の端部側凸部６３ｃのみ、中央凸部６３ｂよりも径方向の外側に延長した径方向延長部に構成しても良い。
　また、本実施例では、上述した図３と後述する図５に示すように、ベーン収納溝６１ｃは、最も内周側となる圧縮室側端部６１ｃａから、最も外周側となる反圧縮室側端部６１ｃｂまで形成されており、前記反圧縮室側端部６１ｃｂは前記貫通孔６１ｇに連通している。更に、本実施例では、前記ベーン６３の端部側凸部６３ｃにおける径方向外側端部（反圧縮室側端部）は、図３に示すように、ベーン６３の先端が最も圧縮室の内側（クランク軸４１の軸心側）に移動した状態でも、前記貫通孔６１ｇ内に存在するように、前記端部側凸部６３ｃの長さを構成している。即ち、前記ベーン６３の端部側凸部６３ｃにおける径方向外側端部は、ベーンの先端が最も圧縮室６１ｂの内側に移動した状態でも、前記ベーン収納溝６１ｃの反圧縮室側端部６１ｃｂの位置よりも、外側に位置するように構成されている。
　従って、前記端部側凸部６３ｃの径方向外側端部は常に貫通孔６１ｇ内を径方向に往復動するように構成されている。即ち、ベーン６３の往復運動時のベーン位置がどの位置にあっても、前記ベーン６３とベーン収納溝６１ｃの圧縮室側の接点（圧縮室側端部６１ｃａの位置）から、反圧縮室側の接点（反圧縮室側端部６１ｃｂの位置）までの距離を、常に最大にすることができる。このため、ベーンがベーン収納溝６１ｃ内を往復運動する際の摩擦抵抗を常に最小限にすることができる。
　このように、本実施例によれば、ベーン背面の前記中央凸部６３ｂよりも、ベーン背面の端部側凸部６３ｃを径方向に長く構成しているので、ベーン６３とベーン収納溝６１ｃとの圧縮室側と反圧縮室側の接点の距離を長くできる。これにより、ベーン６３がベーン収納溝６１ｃ内を往復運動する際の摩擦抵抗を低減できるので、圧縮効率が高く、且つベーン６３とベーン収納溝６１ｃとの摺動部の信頼性の高い密閉型ロータリ圧縮機を得ることができる。
　本実施例の効果を、図５を用いて更に詳しく説明する。図５は図３に示すベーンに作用する荷重について説明する図である。
  図５において、Ｗ１は、ベーン６３に作用する圧縮側空間６１ｂｂの圧力（圧縮室圧力Ｐｂ）と吸入側空間６１ｂａの圧力（吸込室圧力Ｐｓ）との差圧Ｐｂ－Ｐｓにより、前記ベーン６３に発生する荷重である。この荷重Ｗ１がベーン６３の下端部側に作用することにより、ベーン収納溝６１ｃ内でベーン６３が傾き、反力としての荷重Ｗ２がベーン収納溝６１ｃの圧縮室側端部６１ｃａに発生し、更に、反力としての荷重Ｗ３がベーン収納溝６１ｃの反圧縮室側端部６１ｃｂに発生する。
　前記荷重Ｗ２，Ｗ３はベーン６３周りの寸法Ｌ１，Ｌ３を用いて、力の釣合い及びモーメントの釣合いから、下式により求めることができる。ここで、Ｌ１は荷重Ｗ１の作用点から荷重Ｗ２の作用点までの距離、Ｌ３は荷重Ｗ２の作用点から荷重Ｗ３の作用点までの距離である。前記荷重Ｗ１の作用点は、ベーン６３におけるローラ６２とシリンダ孔６１ａとの間の中間位置にあるものとしている。
　　Ｗ２＝（Ｌ１＋Ｌ３）／Ｌ３×Ｗ１　 ・・・（１）
　　Ｗ３＝Ｌ１／Ｌ３×Ｗ１　　　　　　・・・（２）
　ここで、Ｗ１は差圧Ｐｂ－Ｐｓで決まる値であるが、本実施例のように、ベーン６３の端部側凸部６３ｃを径方向に長く設けることにより、Ｌ３が大きくなるので、上記式（１），（２）から、荷重Ｗ２，Ｗ３を小さくすることができる。従って、本実施例によれば、ベーン６３がベーン収納溝６１ｃ内を往復運動する際の摩擦抵抗を低下させることができ、これに伴い、圧縮効率が高く、ベーン６３とベーン収納溝６１ｃとの摺動部の信頼性の高い密閉型ロータリ圧縮機を得ることができる。
　次に、本実施例における、ベーン６３の背面溝６３ａの溝幅Ｌと、シリンダ６１に形成しているバネ穴６４ａの内径φとの関係を、図６を用いて説明する。図６は前記バネ穴内径φとベーン６３の背面溝６３ａの溝幅Ｌとの関係を説明する図で、図６ではバネ６４を省略して図示している。
　本実施例では、この図６に示すように、ベーン６３の背面に形成した背面溝６３ａの溝幅をＬ、シリンダ６１に形成しているバネ穴６４ａの内径をφとしたとき、前記背面溝６３ａの溝幅Ｌを、前記バネ穴６４ａの内径φよりも大きくなるように構成している。また、前記背面溝６３ａを形成している端部側凸部６３ｃの内側部分が前記バネ穴６４ａよりも外側に配置されるように構成している。このように構成することにより、ベーン６３の端部側凸部６３ｃを外径方向に長く形成しても、この端部側凸部６３ｃにバネ６４の外周面が接触することを防止できる。従って、バネ６４の信頼性を向上できる。
　次に、本実施例における前記中央凸部６３ｂの高さＨについて、図７を用いて説明する。図７はベーン６３背面に設けた中央凸部の高さＨと、バネ６４に設けられている密着巻部６４ｂの長さＳとの関係を説明する図である。
　本実施例においては、バネ６４には、その両端に密着巻部が形成されている。また、ベーン６３の背面中央に形成した中央凸部６３ｂの高さをＨ、バネ６４におけるベーン６３の背面に当接する側の密着巻部６４ｂの長さをＳとしたとき、前記中央凸部６３ｂの高さＨを、前記密着巻部６４ｂの長さＳよりも小さく（低く）構成している。このように構成することにより、バネ６４の伸縮時に、バネ６４の内面と、バネ６４の内側に位置する中央凸部６３ｂとが互いに摺動することを防止でき、バネ６４やベーン６３の信頼性を更に向上することができる。
　また、前記中央凸部６３ｂの高さを小さくしたことにより、ベーン６３の重量増加も抑制でき、ベーン６３の往復運動時の慣性力を小さく抑えることもできる。従って、ベーン６３の先端部とローラ６２（図３等参照）の外周面との接触を維持し易くなり、ベーン６３先端部とローラ６２外周面との間から、冷媒が低圧側に漏れるのを更に抑制することができる効果も得られる。
　なお、上述した実施例ではベーン６３を、図４に示すように、端部側凸部６３ｃを、幅が一定の角柱状に構成した例を説明したが、前記ベーン６３を、図８に示すように構成することも有効である。図８は本発明の密閉型ロータリ圧縮機におけるベーンの他の例を示す斜視図である。
　この図８に示すものは、ベーン６３背面側の両側に形成した端部側凸部６３ｃの両方或いは一方を、ベーン６３の径方向外側に向かうにつれて次第に細くなるように構成したものである。具体的には、端部側凸部６３ｃの内側をテーパ面６３ｃａに構成し、端部側凸部６３ｃが、径方向外側に向かうにつれてその幅が次第に小さくなるように構成しているものである。
　これにより、ベーン６３の径方向に延長している端部側凸部６３ｃの剛性が低下するので、ベーン収納溝６１ｃ（図３等参照）からの反力により、ベーン６３の端部が撓むように構成することができる。従って、このように構成すれば、ベーン６３の端部側凸部６３ｃとベーン収納溝６１ｃとの接触面積を増加できるから、接触部の面圧を低下させることができ、信頼性をより向上することができる。
　なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例では縦型で２シリンダの密閉型ロータリ圧縮機に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、縦型や横型の１シリンダ（或いは３シリンダ以上）の密閉型ロータリ圧縮機等にも同様に適用できるものである。
  また、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
１：ロータリ圧縮機、２：密閉容器、３：電動機部、４：圧縮機構部、４ａ，４ｂ：圧縮部（４ａ：上側圧縮部、４ｂ：下側圧縮部）、５：固定部、６：アキュムレータ、６ａ：サクションパイプ、７：吐出パイプ、２１：胴部、２２：蓋キャップ、２３：底キャップ、３１：固定子、３２：回転子、４１：クランク軸、４１ａ：上偏心部、４１ｂ：下偏心部（偏心部）、４２：主軸受、４２ａ：端板、４２ｂ：円筒部、４３：副軸受、４３ａ：端板、４３ｂ：円筒部、４４：仕切り板、５１：上シリンダ、５１ｂ：上圧縮室、５１ｃ：上ベーン収納溝、５１ｄ：上吸込口、５２：上ローラ、５３：上ベーン、６１：下シリンダ（シリンダ）、６１ａ：シリンダ孔、６１ｂ：下圧縮室（圧縮室）、６１ｂａ：吸入側空間、６１ｂｂ：圧縮側空間、６１ｃ：下ベーン収納溝（ベーン収納溝）、６１ｃａ：圧縮室側端部、６１ｃｂ：反圧縮室側端部、６１ｄ：下吸込口（吸込口）、６１ｅ：下吐出口（吐出口）、６１ｇ：貫通孔、６１ｈ：吐出通路、６１ｉ：ボルト孔、６１ｊ：位置決め用ボルト孔、６１ｋ：凹溝、６１ｓａ：円形部、６１ｓｂ：円弧部、６２：下ローラ（ローラ）、６３：下ベーン（ベーン）、６３ａ：背面溝、６３ｂ：中央凸部、６３ｃ：端部側凸部、６４：バネ、６４ａ：バネ穴、６４ｂ：密着巻部、７１ａ，７１ｂ：リテーナ、７２ａ，７２ｂ：カップマフラ、Ａ：ローラの回転方向、Ｐ１，Ｐ２：接点。

Claims (10)

  1. 　偏心部を有するクランク軸と、前記クランク軸を回転させる電動機部と、前記クランク軸により駆動される圧縮機構部と、前記クランク軸と前記電動機部と前記圧縮機構部を収容する密閉容器と、を備え、
    　前記圧縮機構部は、前記クランク軸の偏心部により駆動されるローラと、該ローラが偏心運動をするシリンダと、該シリンダに設けられ前記ローラに当接して前記シリンダと前記ローラの間に形成される圧縮室を吸入側空間と圧縮側空間に仕切るベーンと、前記シリンダに設けられ前記ベーンを収納するベーン収納溝と、前記シリンダに設けられ前記ベーンを前記ローラの方向に付勢するバネを備える密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記ベーンは、該ベーンの背面に設けられ前記バネを位置決めするための中央凸部と、この中央凸部の両側における前記ベーンの背面側端部にそれぞれ設けられた端部側凸部とを備え、
    　前記中央凸部の両側にそれぞれ設けられている前記端部側凸部の少なくとも一方を、前記中央凸部よりも径方向の外側に延長して形成していることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  2. 　請求項１に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記圧縮機構部のシリンダは、円形部と、この円形部から径方向外側に突出する円弧部を備え、作動流体を前記吸入側空間に導く吸込口が前記円弧部から前記円形部に掛けて設けられていることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  3. 　請求項２に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記シリンダの内部には、前記圧縮室から径方向外側の前記円弧部まで延びる前記ベーン収納溝が形成され、更に前記円弧部には、前記ベーン収納溝の反圧縮室側端部と連通する軸方向の貫通孔が形成されていることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  4. 　請求項３に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記ベーンの端部側凸部における径方向外側端部は、ベーンの先端が最も圧縮室の内側に移動した状態でも、前記ベーン収納溝の反圧縮室側端部よりも外側に位置するように構成されていることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  5. 　請求項４に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記ベーンの端部側凸部における径方向外側端部は、ベーンの先端が最も圧縮室の内側に移動した状態でも、前記貫通孔内に存在するように構成され、ベーンの往復運動時の位置がどの位置でも、前記ベーンと前記ベーン収納溝の圧縮室側の接点から反圧縮室側の接点までの距離が、常に最大になるように構成されていることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  6. 　請求項２に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記シリンダの内部には、前記バネを収納するための、径方向に延びるバネ穴が、前記円弧部から前記円形部に掛けて形成されており、このバネ穴の内部に前記バネが設置されていることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  7. 　請求項６に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記中央凸部の両側における前記ベーンの背面側端部にそれぞれ設けられた端部側凸部の間には背面溝が形成され、この背面溝の溝幅をＬ、前記シリンダに形成されている前記バネ穴の内径をφとしたとき、前記背面溝の溝幅Ｌを前記バネ穴の内径φよりも大きくなるように構成し、前記背面溝を形成している端部側凸部の内側部分が前記バネ穴よりも外側に配置されるように構成していることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  8. 　請求項１に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記バネには、その両端に密着巻部が形成されており、前記ベーンの背面中央に形成した前記中央凸部の高さをＨ、前記バネにおけるベーンの背面に当接する側の密着巻部の長さをＳとしたとき、前記中央凸部の高さＨを、前記密着巻部の長さＳよりも小さく構成していることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  9. 　請求項１に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記ベーンの背面側の両側に形成した前記端部側凸部の少なくとも一方を、ベーンの径方向外側に向かうにつれて細くなるように構成していることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
  10. 　請求項９に記載の密閉型ロータリ圧縮機において、
    　前記ベーンの背面側の両側に形成した前記端部側凸部の内側をテーパ面に構成し、前記端部側凸部が径方向外側に向かうにつれてその幅が次第に小さくなるように構成していることを特徴とする密閉型ロータリ圧縮機。
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