JP2013002326A - ローリングピストン型圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ローリングピストン(42)の内外に2つの作動室を設けて2段圧縮ローリングピストン型圧縮機において、低段作動室(40)に対する高段作動室(41)の位相ずらし角度(φ)が、公転方向とは反対方向に計って200°から280°の範囲にあることを特徴とする。
【選択図】図9
Description
エンドプレート4は、ローリングピストン42に対向した面に円柱部47が一体形成されている。この円柱部47は、シリンダ44と同一中心位置(クランクシャフト5の中心軸O1と同じ)を有するように形成され、ローリングピストン42の内周側に配設されている。この円柱部47とローリングピストン42の内周面のシリンダ42aと、エンドプレート4とにより第2作動室(高段作動室)41が形成されている。
これにより図4(a)に示すモータバランサ7’を小さくすることができ、小型化を図ることができる。
以下、図4、5を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図6(a)は、本発明の一実施形態の低段吸入完了を示す図であり、(b)は、高段吸入完了を示す図である。図7は、低段吸入完了時からクランクシャフト5の回転角度ψが90度おきの状態を(a)、(b)、(c)、(d)の順に示した説明図である。図8は、図7(a)〜(d)に対応して、高段作動室の状態を示した図である。
これに対して、本実施形態では、高段の位相ずらし角度φを200〜280°に設定したものである。高段作動室41の位相ずらし角度φが、公転方向とは反対方向に計って200°から280°の範囲にあることは、第1ベーン8に対して、第2ベーン9が公転方向とは反対方向に計って20°から100°の範囲にあるということに言い換えることができる。
図5(b)、図11を参照して、ローリングピストン42の押付け力Fを求める。クランク部6の重心Gに働く力は、高段作動室41に発生した高段圧縮反力F1、高段側第2ベーン9の押付け力F2、低段作動室40に発生した低段圧縮反力F3、低段側第1ベーン8の押付け力F4の合力Ftotalとなり、図11に示したとおりである。この場合、クランクシャフト5の第1中心軸O1に対して、駆動ピン51の第2中心軸O2の位置は、ローリングピストン42の第3中心軸O3より公転方向に進み位置(一例として、∠O3O1O2=40〜60°程度)となっている。この角度は、ベクトルO1O2とベクトルO1O3に挟まれる角度をベクトルO1O3から公転方向に図ったときの角度のことである。
図12(a)、(b)は、それぞれ、従来技術(φ=180°)の圧力グラフと押付け力をクランクシャフトの回転角ψ=0〜360°にわたって表したグラフであり、(c)、(d)は、それぞれ、本発明の一実施形態(φ=260°)の圧力グラフと押付け力をクランクシャフトの回転角ψ=0〜360°にわたって表したグラフである。図13は、(a)は、φ=200°の押付け力をクランクシャフトの回転角ψ=0〜360°にわたって表したグラフであり、(b)は、φ=280°の押付け力をクランクシャフトの回転角ψ=0〜360°にわたって表したグラフである。
これに対して、本発明の一実施形態においては、高段の位相ずらし角度φを200〜280°に設定して、モーメントが一定方向に維持できるようにしたもので、押付け力Fが、常にシリンダ44を押付けるように作用して、円周方向の漏れを低減することができる。
また、ローリングピストン42が、前記シリンダの内周面と反対側に動くことを防止するストッパピン59を設けても良い。図13は、押付けモーメントMとは反対方向の反転モーメントM’が、クランク部に働いた場合のストッパ機能を説明する図である。押付けモーメントMとは反対方向の反転モーメントM’が一時的に働いて、クランク部6が、シリンダ44との隙間を拡げるように動いた場合でも、ストッパピン59(ストッパ機能)がごく僅か大きい穴59’に接触して、隙間を一定以上拡がらないようにすることができる。ストッパ機能としては、ストッパピン59だけに限定されずに、ローリングピストン42が、シリンダの内周面に押し付ける方向と反対側に所定許容量以上に動くことを防止するようなストッパが設置されていれば良い。
駆動ピン51は、根元の径が太く形成されている段差ピン(図3(a)の従来技術の51参照)とすれば、駆動ピン51の根元が太くなり、駆動ピンの根元にかかる応力を低減することができる。
6 クランク部
8 第1ベーン
9 第2ベーン
40 低段作動室
41 高段作動室
42 ローリングピストン
47 円柱部
51 駆動ピン
Claims (7)
- 内部にシリンダ(44)を有するハウジング、
前記ハウジングに回転自在に支持されたクランクシャフト(5)、
前記クランクシャフト(5)の第1中心軸(O1)と同軸に前記ハウジングに固定された円柱部(47)、
前記クランクシャフト(5)の第1中心軸(O1)に対して、所定量偏心した第2中心軸(O2)に、前記クランクシャフト(5)と一体に設けられた駆動ピン(51)、
前記クランクシャフト(5)と別体に設けられて、前記駆動ピン(51)を介して回転自在に連結されるクランク部(6)、
前記クランク部(6)に回転自在に嵌合される円筒状のローリングピストン(42)であって、前記ローリングピストン(42)の内周側に前記円柱部(47)を内蔵して前記シリンダ(44)内に配置され、前記クランクシャフト(5)の回転を受けて前記シリンダ(44)の内周面、及び、前記円柱部(47)の外周面に対して公転運動を行うローリングピストン(42)、並びに、
前記シリンダの内周面と前記ローリングピストン(42)の外周面との間の低段作動室(40)を吸入側と吐出側とに分離する第1ベーン(8)、及び、前記ローリングピストン(42)の内周面と前記円柱部(47)の外周面との間の高段作動室(41)を吸入側と吐出側とに分離する第2ベーン(9)を具備する、前記ローリングピストン(42)の内外に2つの作動室を設けて2段圧縮ローリングピストン型圧縮機において、
低段作動室(40)に対する高段作動室(41)の位相ずらし角度(φ)が、公転方向とは反対方向に計って200°から280°の範囲にあることを特徴とする2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。 - 前記第1ベーン(8)に対して、前記第2ベーン(9)が公転方向とは反対方向に計って20°から100°の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。
- 前記位相ずらし角度(φ)が、公転方向とは反対方向に計って255°から265°の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。
- 不釣合い遠心力に対して釣合わせるバランサ(7)を設けたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。
- 前記バランサ(7)を前記クランク部(6)設けたことを特徴とする請求項4に記載の2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。
- 前記ローリングピストン(42)が、前記シリンダの内周面に押し付ける方向と反対側に所定許容量以上に動くことを防止するストッパ機能が設けられたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。
- 前記駆動ピン(51)が根元側の径が太くなっている段差ピンであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の2段圧縮ローリングピストン型圧縮機。
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