JP3671201B2

JP3671201B2 - ロータリー圧縮機

Info

Publication number: JP3671201B2
Application number: JP32728596A
Authority: JP
Inventors: 泰司山本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JPH10169583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏心回転可能なローラにブレードが一体に突設されたピストンを備えたロータリー圧縮機の改良に関し、特にブレード周りの潤滑及び冷却対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば特開平７−２７０７４号公報等に開示されているようなロータリー圧縮機では、図４〜６に示すように、シリンダ（ａ）のシリンダ室（ｂ）に配置されるピストン（ｃ）がローラ（ｄ）とブレード（ｅ）との一体物であり、上記ローラ（ｄ）から一体に突出するブレード（ｅ）は上記シリンダ（ａ）に形成されたブレード摺動溝（ｆ）に挿入され、該ブレード摺動溝（ｆ）内に配置された回動挟持体（ｇ）を構成する２つの挟持部材（ｈ），（ｈ）で摺動及び揺動可能に挟持されている。
【０００３】
そして、上記シリンダ室（ｂ）を上記ブレード（ｅ）で吸入室（ｉ）と圧縮室（ｊ）とに区画し、上記ローラ（ｄ）の偏心回転運動と上記ブレード（ｅ）の摺動及び揺動運動とにより、気体を上記吸入室（ｉ）に吸入する一方、上記圧縮室（ｊ）で圧縮するようになっている。なお、図９では、ローラ（ｄ）が上死点にあり、シリンダ（ｂ）全体が吸入室（ｉ）になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブレード（ｅ）は２つの挟持部材（ｈ），（ｈ）に挟持されて摺動することから、ブレード（ｅ）の摺動をスムーズに行わせることが当然に要求される。
【０００５】
しかし、上記ブレード（ｅ）と各挟持部材（ｈ）とは常に面接触していることから、摺動抵抗を低減するとはいってもそれには自ずと限界があり、必ずしも満足の行くものではなかった。
【０００６】
また、摺動抵抗の低減効果が余り期待できないということは、高速、高荷重の下で摺動するブレード（ｅ）においては摩擦熱が発生し易いということでもあり、摩擦熱がこもると焼付きが発生して信頼性が低下することになる。
【０００７】
特に、ブレード（ｅ）の各挟持部材（ｈ）に対する摺接箇所は、ローラ（ｄ）の偏心回転運動に伴って変わり、ブレード（ｅ）の先端側と基端側とには交互に各挟持部材（ｈ）で覆われない箇所が生ずるが、常に各挟持部材（ｈ）で覆われている箇所も生ずる。そして、ブレード（ｅ）の先端側及び基端側は各挟持部材（ｈ）で覆われなくなった時には、圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油に晒されて冷却されかつ潤滑性が補充されるが、常に各挟持部材（ｈ）で覆われている箇所は圧縮気体及びミスト状の潤滑油に晒されず、どうしても摩擦熱がこもって焼付きが発生してしまうことは否めない。
【０００８】
その箇所とは、ブレード（ｅ）の最大ストークであるローラ（ｄ）が上死点（図５参照）にある時と下死点にある時（図６参照）において、各挟持部材（ｈ）で覆われているＳ１領域である。つまり、前者の場合にはブレード（ｅ）先端側のＳ２領域が各挟持部材（ｈ）からブレード摺動溝（ｆ）に露出するが、後者の場合には逆にブレード（ｅ）基端側のＳ３領域が各挟持部材（ｈ）からブレード摺動溝（ｆ）に露出し、したがって、ブレード（ｅ）の先端側のＳ２領域と基端側のＳ３領域を除くＳ１領域が常に各挟持部材（ｈ）で覆われている箇所となる。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブレード全体を圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油に晒し、ブレードの摺動抵抗を低減して摩擦熱による焼付きを防止することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、ブレードと該ブレードを摺動及び揺動可能に挟持する回動挟持体との間に非摺接部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
具体的には、本発明は、図２及び図３に示すように、偏心回転可能なローラ（２０）に矩形板状のブレード（２１）が半径方向外方に一体に突設されたピストン（１９）を備え、上記ローラ（２０）をシリンダ（１２）のシリンダ室（１１）に配置するとともに、上記ブレード（２１）を上記シリンダ（１２）に形成されたブレード摺動溝（１２ｄ）に挿入して該ブレード摺動溝（１２ｄ）の手前側に配置された回動挟持体（２２）で摺動及び揺動可能に挟持し、上記ローラ（２０）をシリンダ室（１１）で偏心回転させるとともに、上記ブレード（２１）を摺動させつつ揺動させることにより、上記シリンダ室（１１）をブレード（２１）で吸入室（１１ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画し、気体を吸入室（１１ａ）に吸入する一方、圧縮室（１１ｂ）で圧縮するロータリー圧縮機を前提とし、次のような解決手段を講じた。
【００１２】
すなわち、本発明の解決手段は、図１に示すように、上記ブレード（２１）に、上記回動挟持体（２２）のブレード（２１）と対面する両側面間を連通させるように切欠部（３０）をブレード（２１）先端側に開口するとともに、ブレード（２１）と回動挟持体（２２）とが常に接触するブレード（２１）の中程に亘って切欠き形成し、上記切欠部（３０）内でブレード（２１）と回動挟持体（２２）とをブレード摺動溝（１２ｄ）の奥部側の圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油（Ｏ）に晒するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成により、本発明の解決手段では、ローラ（２０）がシリンダ（１１）で偏心回転し、この偏心回転運動に伴いブレード（２１）がブレード摺動溝（１２ｄ）内で回動挟持体（２２）に挟持されて摺動しつつ揺動する。これにより、上記シリンダ室（１１）がブレード（２１）によって吸入室（１１ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画され、吸入室（１１ａ）に吸入された気体が圧縮室（１１ｂ）で圧縮される。
【００１４】
この際、上記ブレード（２１）と回転挾持体（２２）との間の切欠部（３０）には、上記ブレード摺動溝（１２ｄ）内の圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油（Ｏ）がブレード（２１）先端側から流入し、ブレード（２１）と回転挟持体（２２）とが常に圧縮気体及びミスト状の潤滑油（Ｏ）に晒されて冷却されかつ潤滑性が確保される。よって、ブレード（２１）が高速、高荷重の下で摺動する条件下でも、該ブレード（２１）の摺動抵抗は低くてブレード（２１）には摩擦熱が発生し難く、摩擦熱がこもることによる焼付きが防止されて信頼性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する．
図２及び図３は、本発明の実施の形態に係るロータリー圧縮機の全体構成を示す。図２及び図３において、（１）はケーシングであって、該ケーシング（１）は、円筒形の中間筒体（２）の上端開口部を上蓋（３）で、下端開口部を下蓋（４）でそれぞれ覆って内部が密閉された密閉構造に構成され、上記中間筒体（２）の下端寄りにはケーシング（１）内に気体を導入する吸入管（５）が接続されているとともに、上記上蓋（３）にはケーシング（１）内で圧縮された高圧の圧縮気体を外部に吐出する吐出管（６）が接続されている。
【００１６】
上記ケーシング（１）の下端寄りには、気体を吸入圧縮する圧縮機構（７）が上記吸入管（５）に対応して配置されているとともに、その上方には該圧縮機構（７）を作動させる駆動機構（８）が内部空間のほぼ全域を占めるように配置されている。そして、上記ケーシング（１）の下端部分の空間（下蓋（４）部分）を潤滑油（Ｏ）を貯溜する油溜め部（９）とし、その他の空間を圧縮気体を貯溜する貯溜空間（１０）としている。
【００１７】
上記圧縮機構（７）は、横断面円形のシリンダ室（１１）を有するシリンダ（１２）を備えてなり、該シリンダ（１２）の上下両面には、中央にボス状の軸受部（１３ａ）を有するフロントヘッド（１３）と、同じく中央にボス状の軸受部（１４ａ）を有するリヤヘッド（１４）とが複数本のボルト（１５），（１５），…で締結され、上記シリンダ室（１１）を密閉している。また、上記シリンダ（１２）はケーシング（１）の中間筒体（２）内壁に固定され、ケーシング（１）内に水平に安定して支持されている。なお、上記フロントヘッド（１３）の軸受部（１３ａ）周りには、マフラー部材（１６）が円環状の隙間をあけて取り付けられている。
【００１８】
上記シリンダ（１２）には吸入ポート（１２ａ）が開設され、該吸入ポート（１２ａ）により上記吸入管（５）とシリンダ室（１１）とを連通している。また、上記シリンダ（１２）の吸入ポート（１２ａ）側方には吐出ポート（１２ｂ）が開設され、該吐出ポート（１２ｂ）はその背面側に形成された凹所（１２ｃ）に連通し、該凹所（１２ｃ）は、上記フロントヘッド（１３）に形成された貫通孔（図示せず）によって上記貯溜空間（１０）に連通しており、これにより、上記シリンダ室（１１）が貯溜空間（１０）に連通している。
【００１９】
上記凹所（１２ｃ）には、板ばね状の吐出弁（１７）が上記吐出ポート（１２ｂ）を開閉可能にピン（１８）で支持されて配置され、上記貯溜空間（１０）に吐出された圧縮気体がシリンダ室（１１）に逆流しないようになされている。
【００２０】
上記シリンダ（１２）のシリンダ室（１１）にはピストン（１９）が配置され、該ピストン（１９）は、円形の挿着孔（２０ａ）を有する円環状のローラ（２０）と、該ローラ（２０）の側壁に半径方向外方に一体に突設された矩形板状のブレード（２１）とで構成され、上記ローラ（２０）は、後述するクランク軸（２６）によってシリンダ室（１１）に偏心配置されている。
【００２１】
上記シリンダ（１２）の吸入ポート（１２ａ）と吐出ポート（１２ｂ）との間には、シリンダ半径方向外方に延びるブレード摺動溝（１２ｄ）が形成され、該ブレード摺動溝（１２ｄ）の手前側には真円形状の膨出凹部（１２ｅ）が形成され、該膨出凹部（１２ｅ）には、回動挟持体（２２）を構成する２つの半円ブロック形状の挟持部材（２３），（２３）が回動中心（Ｑ）回りに回動可能に配置されている。そして、上記ピストン（１９）のブレード（２１）は、上記ブレード摺動溝（１２ｄ）に挿入されて上記挟持部材（２３），（２３）で両側からシリンダ半径方向に摺動可能に挟持されているとともに、回動挟持体（２２）の自転によりその回動中心（Ｑ）回りに揺動するようになっている。
【００２２】
一方、上記駆動機構（８）は、ステータ（２４）とロータ（２５）とで構成された電動モータを備えてなり、上記ステータ（２４）はケーシング（１）の中間筒体（２）内壁に固定支持され、上記ロータ（２５）はステータ（２４）の内側に周方向に隙間をあけて同心円状に配置されている。さらに、上記ロータ（２５）の内側にはクランク軸（２６）の上半部分が軸心（Ｐ）回りに回転一体に装着され、該クランク軸（２６）の下半部分は上記フロントヘッド（１３）及びリヤヘッド（１４）の両軸受部（１３ａ），（１４ａ）に回転可能に嵌挿支持されている。また、上記クランク軸（２６）には軸心方向に延びる油通路（２６ａ）が形成され、クランク軸（２６）の下端には遠心式の油ポンプ（２７）が装着されている。該油ポンプ（２７）は上記油溜め部（９）の潤滑油（Ｏ）に常時浸漬され、クランク軸（２６）の回転に応じて潤滑油（Ｏ）を上記油通路（２６ａ）に吸い上げて上記圧縮機構（７）及び駆動機構（８）の各摺動箇所に供給するようになっている。
【００２３】
上記クランク軸（２６）の下端寄りには偏心軸部（２６ｂ）が形成され、該偏心軸部（２６ｂ）は上記シリンダ室（１１）に位置してピストン（１９）のローラ（２０）の挿着孔（２０ａ）に回転一体に挿着され、上記クランク軸（２６）の軸心（Ｐ）回りの回転により、上記ローラ（２０）をシリンダ室（１１）で偏心回転させ、ブレード（２１）によりシリンダ室（１１）を吸入室（１１ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画するようになっている。この吸入室（１１ａ）及び圧縮室（１１ｂ）の容積は、ローラ（２０）の偏心回転運動により漸次相対変化するものであり、ローラ（２０）が吸入ポート（１２ａ）及び吐出ポート（１２ｂ）を同時に閉塞する上死点の位置にある時は、シリンダ室（１１）全体が吸入室（１１ａ）となる一方、それと１８０°反対の下死点の位置にローラ（２０）がある時は、吸入室（１１ａ）と圧縮室（１１ｂ）との容積がブレード（２１）を境に均等になるようになっている。
【００２４】
図１に示すように、本発明の特徴として、上記ピストン（１９）のブレード（２１）には、上記回動挟持体（２２）のブレード（２１）と対面する両側面間を連通させるように切欠部（３０）がブレード（２１）先端側に開口するとともに、ブレード（２１）と回動挟持体（２２）とが常に接触するブレード（２１）の中程に亘って横長矩形に切欠き形成され、上記切欠部（３０）内でブレード（２１）と回転挟持体（２２）の各挟持部材（２３）とがブレード摺動溝（１２ｄ）の奥部側の圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油（Ｏ）に常に晒されるようになっている。
【００２５】
このように構成されたロータリー圧縮機は、例えば空気調和装置の冷媒回路において冷媒ガスを圧縮するために用いられる。この場合、冷媒ガスが蒸発器から吸入管（５）を経てシリンダ室（１１）の吸入室（１１ａ）に吸入され、吸入された冷媒ガスはローラ（２０）の偏心回転運動に伴い圧縮室（１１ｂ）で圧縮され、高圧状態となって吐出ポート（１２ｂ）からフロントヘッド（１３）の軸受部（１３ａ）とマフラー部材（１６）との間の隙間を経て貯溜空間（１０）に吐出され、吐出管（６）を経て凝縮器に吐出される。この間、圧縮室（１１ｂ）では冷媒ガスは潤滑油（Ｏ）が混入された混合ガスの状態で圧縮されるため、貯溜空間（１０）では潤滑油（Ｏ）がミスト状態で飛散しており、このミスト状態の潤滑油（Ｏ）は冷媒ガスから分離して油溜め部（９）に回収される。
【００２６】
この際、ブレード（２１）は、ローラ（２０）の偏心回転運動に伴い回動挟持体（２２）の挟持部材（２３），（２３）間を摺動しながら回動挟持体（２２）の回動中心（Ｑ）を中心として揺動する。
【００２７】
そして、摺動溝（１２ｄ）内の圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油（Ｏ）がブレード（２１）先端側からブレード（２１）の切欠部（３０）に流入する。
【００２８】
したがって、ブレード（２１）と回動挟持体（２２）の各挟持部材（２３）との摺動箇所を、切欠部（３０）に流入した圧縮気体及びミスト状の潤滑油（Ｏ）に常に晒すことができ、ブレード（２１）を効率良く冷却することができるとともに潤滑性を十分に確保することができ、これにより、ブレード（２１）が高速、高荷重の下で摺動する条件下でも、該ブレード（２１）の摺動抵抗を低く抑えてブレード（２１）に対する摩擦熱の発生を少なくでき、摩擦熱がこもることによる焼付きを防止して信頼性を向上させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ブレード（２１）に切欠部（３０）をブレード（２１）先端側に開口するように、かつブレード（２１）と回動挟持体（２２）とが常に接触するブレード（２１）の中程に亘って切欠き形成した。したがって、ブレード摺動溝（１２ｄ）内のブレード（２１）先端側から切欠部（３０）に流入した圧縮気体及ミスト状の潤滑油（Ｏ）によってブレード（２１）と回動挟持体（２２）との摺動部分を常に冷却するとともに該摺動部分の潤滑性を確保でき、低摺動抵抗及び低摩擦熱によって該摺動部分の焼付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るロータリー圧縮機における圧縮機構を構成するピストンのブレードの斜視図である。
【図２】ロータリー圧縮機の全体構成を示す縱断面図である。
【図３】図２のIII −III 線における断面図である。
【図４】従来例のブレードの斜視図である。
【図５】従来例においてピストンが上死点に達した際のブレードの回動挟持体に対する装着状態を示す平面図である。
【図６】従来例においてピストンが下死点に達した際のブレードの回動挟持体に対する装着状態を示す平面図である。
【符号の説明】
（１１）シリンダ室
（１１ａ）吸入室
（１１ｂ）圧縮室
（１２）シリンダ
（１２ｄ）ブレード摺動溝
（１９）ピストン
（２０）ローラ
（２１）ブレード
（２２）回動挟持体
（３０）切欠部

Claims

偏心回転可能なローラ（２０）に矩形板状のブレード（２１）が半径方向外方に一体に突設されたピストン（１９）を備え、
上記ローラ（２０）をシリンダ（１２）のシリンダ室（１１）に配置するとともに、上記ブレード（２１）を上記シリンダ（１２）に形成されたブレード摺動溝（１２ｄ）に挿入して該ブレード摺動溝（１２ｄ）の手前側に配置された回動挟持体（２２）で摺動及び揺動可能に挟持し、
上記ローラ（２０）をシリンダ室（１１）で偏心回転させるとともに、上記ブレード（２１）を摺動させつつ揺動させることにより、上記シリンダ室（１１）をブレード（２１）で吸入室（１１ａ）と圧縮室（１１ｂ）とに区画し、気体を吸入室（１１ａ）に吸入する一方、圧縮室（１１ｂ）で圧縮するロータリー圧縮機であって、
上記ブレード（２１）には、上記回動挟持体（２２）のブレード（２１）と対面する両側面間を連通させるように切欠部（３０）がブレード（２１）先端側に開口するとともに、ブレード（２１）と回動挟持体（２２）とが常に接触するブレード（２１）の中程に亘って切欠き形成され、上記切欠部（３０）内でブレード（２１）と回動挟持体（２２）とがブレード摺動溝（１２ｄ）の奥部側の圧縮気体及びそれに混合されているミスト状の潤滑油（Ｏ）に晒されるように構成されていることを特徴とするロータリー圧縮機。