JP4004278B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置、給湯機、カーエアコン、ショーケース、冷凍・冷蔵庫、自動販売機などの冷凍装置において冷媒を圧縮する回転式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧縮機としては、例えば図２０に示した内部中間圧型の回転式２段圧縮機（以下、単に圧縮機と云う）１０Ｘが周知である。この圧縮機１０Ｘにおいては、密閉容器１２内の上部にステータ２２、ロータ２４などからなる電動機構部１４を備えると共に、その下部に電動機構部１４のロータ２４と回転軸１６を介して連結された２段式の回転式圧縮機構部１８を備えている。
【０００３】
この圧縮機１０Ｘの２段式の回転式圧縮機構部１８においては、下側に第１の圧縮機構部３２が配設され、その上側に第２の圧縮機構部３４が配設され、図示しないアキュムレータから冷媒導入管９２を介して導入した気体の冷媒を下段側の第１の圧縮機構部３２で圧縮し、その圧縮した冷媒を密閉容器１２内に吐出、それを冷媒導入管９４を介して２段目の第２の圧縮機構部３４に導入し、そこでさらに高圧に圧縮して冷媒吐出管９６から図示しない空調装置の冷媒回路に高圧冷媒を供給するように構成されている。
【０００４】
この圧縮機１０Ｘにおいては、第１の圧縮機構部３２で圧縮した冷媒を第２の圧縮機構部３４によりさらに高圧に圧縮するので、第２の圧縮機構部３４により例えば１２ＭＰａＧ程度の高圧に圧縮された気体が通過する上部カバー部材の吐出消音室６４を封止する上部カバー６８は、第１の圧縮機構部３２により例えば６ＭＰａＧ程度の圧力に圧縮された気体が通過する下部支持部材５４の吐出消音室６２を封止する下部カバー６６より厚くして耐圧性が高められている。
【０００５】
すなわち、上記従来の圧縮機１０Ｘにおいては、高圧に圧縮された気体が通過する上部支持部材５６の吐出消音室６４を単に板厚の厚い上部カバー６８により封止する構成であったため、全体の質量が増加すると云った問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、質量の増加を招くことなく上部カバーの耐圧性を改善する必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、密閉容器内に圧縮機構部と電動機構部とを備え、この圧縮機構部がシリンダと、そのシリンダの両端部を封止する軸受を有する端面封止部材と、その端面封止部材に軸支され電動機構部により回転される回転軸と、その回転軸に偏心して取り付けられ外周面がシリンダの内周面に摺接し、端面が端面封止部材の内面に摺接して偏心回転するローラと、シリンダに設けられたベーンスロットに挿入設置されてローラの外周面に当接し、ローラの偏心回転に追従して往復運動しシリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンと、シリンダ内で圧縮された気体が通過する端面封止部材の消音室を封止する円板状部とこの円板状部の中央に設けて軸受が貫通する孔から延設される筒状部とで形成されるカバー部材と、そのカバー部材の外面に設けられて円筒部の外周から円板状部に放射状に形成されたリブとを備えるようにした第１の構成の回転式圧縮機と、
【０００８】
さらに、冷媒を繰り返し圧縮可能に圧縮機構部を複数段に設置し、その後段の圧縮機構部に、外面にリブが設けられたカバー部材を設けるようにした第２の構成の回転式圧縮機と、
を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１９に基づいて詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図面においても前記図２０において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１０】
図１は本発明の回転式圧縮機の実施例として、第１および第２の圧縮機構部３２、３４を備えた内部中間圧型２段圧縮式の圧縮機１０の縦断面図、図２は上部カバー６８の斜視図、図３は圧縮機１０の正面図、図４は圧縮機１０の側面図、図５は圧縮機１０のもう一つの縦断面図、図６は圧縮機１０のさらにもう一つの縦断面図、図７は圧縮機１０の電動機構部１４部分の平断面図、図８は圧縮機１０の回転式圧縮機構部１８の拡大断面図をそれぞれ示している。
【００１１】
圧縮機１０は、鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動機構部１４、およびこの電動機構部１４の下側に配置され、電動機構部１４の回転軸１６により駆動される第１の圧縮機構部３２（１段目）、およびその上に配置された第２の圧縮機構部３４（２段目）からなる回転式圧縮機構部１８により構成されている。
【００１２】
実施例の圧縮機１０の高さ寸法は２２０ｍｍ（外径１２０ｍｍ）、電動機構部１４の高さ寸法は約８０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）、回転式圧縮機構部１８の高さ寸法は約７０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）で、電動機構部１４と回転式圧縮機構部１８との間隔は約５ｍｍとなっている。また、第２の圧縮機構部３４の排除容積は第１の圧縮機構部３２の排除容積よりも小さく設計されている。
【００１３】
密閉容器１２は実施例では厚さ４．５ｍｍの鋼板により形成され、底部を冷凍機油１９０を溜める貯油部とし、電動機構部１４と回転式圧縮機構部１８を収納する円筒状の容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉鎖する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、その取付孔１２Ｄには電動機構部１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１４】
この場合、ターミナル２０の周囲のエンドキャップ１２Ｂには、座押成形によって所定曲率の段差部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２０は電気的端子１３９が貫通して取り付けられた円形のガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成され、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０Ｂとから構成されている。取付部２０Ｂの厚さ寸法は２．４±０．５ｍｍとされている。そして、ターミナル２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキャップ１２Ｂに固定されている。
【００１５】
電動機構部１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００１６】
ステータ２２は、ドーナツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を備えている（図７）。また、ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石３１を挿入して構成されている。
【００１７】
第１の圧縮機構部３２と第２の圧縮機構部３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。すなわち、第１の圧縮機構部３２と第２の圧縮機構部３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の下側と上側に配置されたシリンダ３８、４０と、そのシリンダ３８、４０内に１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた偏心部４２、４４と、その偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転するローラ４６、４８と、そのローラ４６、４８に当接してシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側とに区画するベーン５０と、シリンダ３８の下側の開口面およびシリンダ４０の上側の開口面を閉鎖して回転軸１６の軸受けを兼ねる軸支持部材としての下部支持部材５４および上部支持部材５６により構成される。
【００１８】
下部支持部材５４および上部支持部材５６には、吸込ポート１６１、１６２によりシリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれカバーにより閉鎖される。すなわち、吐出消音室６２は下部カバー６６により、吐出消音室６４は上部カバー６８により閉鎖される。
【００１９】
また、下部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが貫通形成されており、この軸受け５４Ａ内面には筒状のブッシュ１２２が装着されている。また、上部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが起立形成されており、この軸受け５６Ａ内面にも筒状のブッシュ１２３が装着されている。これらブッシュ１２２、１２３は摩擦抵抗の小さい材料により形成されており、回転軸１６はこれらブッシュ１２２、１２３を介して下部支持部材５４の軸受け５４Ａと上部支持部材５６の軸受け５６Ａとで保持される。
【００２０】
この場合、下部カバー６６はドーナツ状をした円形の鋼板により形成されており、周辺部の４カ所を４本の主ボルト１２９によって下から下部支持部材５４に固定され、吐出ポート３９により第１の圧縮機構部３２のシリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の下面開口部を閉鎖する。この主ボルト１２９の先端は上部支持部材５６に螺合する。下部カバー６６の内周縁は下部支持部材５４の軸受け５４Ａ内面より内方に突出しており、これによって、ブッシュ１２２の下端面は下部カバー６６によって保持され、脱落が防止されている（図１０）。図１１は下部支持部材５４の下面を示しており、１２７は吐出消音室６２内において吐出ポート３９を開閉する第１の圧縮機構部３２の吐出弁の装着溝である。
【００２１】
下部支持部材５４は鉄系の焼結材料（若しくは鋳物でも可）により形成されており、下部カバー６６を取り付ける側の面（下面）は、平面度０．１ｍｍ以下に加工された後、スチーム処理が加えられている。このスチーム処理によって下部カバー６６を取り付ける側の面は酸化鉄となるため、焼結材料内部の孔が塞がれてシール性が向上する。これにより、下部カバー６６と下部支持部材５４間にガスケットを介設する必要が無くなる。
【００２２】
なお、吐出消音室６２と密閉容器１２内における上部カバー６８の電動機構部１４側は、シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である連通路６３により連通されている（図５）。この場合、連通路６３の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この中間吐出管１２１は上方の電動機構部１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８同士の隙間に向けられている（図７）。
【００２３】
また、上部カバー６８は吐出ポート４１により第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の上面開口部を閉鎖し、密閉容器１２内を吐出消音室６４と電動機構部１４側とに仕切る。この上部カバー６８は図２に示すように、円板状部６８Ａの中央部に設けた前記上部支持部材５６の軸受け５６Ａが貫通する孔から上方に筒状部６８Ｂが延設され、その立設された筒状部６８Ｂの外周部から放射状に複数のリブ６８Ｃが設けられている。それぞれのリブ６８Ｃは、円板状部６８Ａの上面から立設されたと見ることもできる。また、ボルト孔６８Ｄが４個穿設されている。そして、上部支持部材５６との間にビード付きのガスケット１２４を挟み込んだ状態で（図１３）、そのガスケット１２４を介して周辺部が４本の主ボルト７８により、上から上部支持部材５６に固定されている。この主ボルト７８の先端は下部支持部材５４に螺合する。
【００２４】
上部カバー６８を係る構成としたことで、円板状部６８Ａの剛性が顕著に向上するので、円板状部６８Ａを含めた全体を薄くしながらも密閉容器１２内よりも高圧となる吐出消音室６４の圧力に十分に耐えながら、軽量化を達成することができる。さらに、この上部カバー６８の内周縁と軸受け５６Ａの外面間にはＯリング１２６が設けられている（図１３）。係るＯリング１２６により軸受け５６Ａ側のシールを行うことで、上部カバー６８の内周縁で十分にシールを行い、ガスリークを防ぐことができるようになり、吐出消音室６４の容積拡大が図れると共に、Ｏリングにより上部カバー６８の内周縁側を軸受け５６Ａに固定する必要も無くなる。なお、図１２において１２８は吐出消音室６４内において吐出ポート４１を開閉する第２の圧縮機構部３４の吐出弁の装着溝である。
【００２５】
第１の圧縮機構部３２のシリンダ３８の上側の開口面と、第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０の下側の開口面とを閉鎖する中間仕切板３６内には、シリンダ４０内の吸込側に対応する位置に、図１４、図１５に示したように外周面から内周面に至り、外周面と内周面とを連通して給油路を形成する貫通孔１３１が穿設されており、この貫通孔１３１の外周面側に封止材１３２を圧入するなどして外周面側の開口を封止している。また、この貫通孔１３１の中途部から上側に延びる連通孔１３３が穿設されている。
【００２６】
一方、シリンダ４０の吸込ポート１６２（吸込側）には中間仕切板３６の連通孔１３３に連通する連通孔１３４が穿設されている。また、回転軸１６内には図８に示したように軸中心に鉛直方向のオイル孔８０と、このオイル孔８０に連通する横方向の給油孔８１、８２が設けられており、中間仕切板３６の貫通孔１３１の内周面側の開口は、これらの給油孔８１、８２を介してオイル孔８０に連通している。
【００２７】
また、回転軸１６の偏心部４２、４４にも、オイル孔８０に連通する給油孔８３、８４が設けられている。そして、給油孔８３、８４が開設されている部分には、軸方向の溝部と、その溝部と交差する周方向の溝部が設けられている。
【００２８】
すなわち、給油孔８３が開設されている部分には軸方向の溝部４３Ａと、その溝部４３Ａと交差する周方向の溝部４３Ｂが設けられ、給油孔８４が開設されている部分には軸方向の溝部４５Ａと、その溝部４５Ａと交差する周方向の溝部４５Ｂが設けられている。
【００２９】
そのため、密閉容器１２の底部から回転軸１６のオイル孔８０を介して汲み上げられ、例えば第２の圧縮機構部３４の偏心部４４の給油孔８４から吐出し、高速回転している回転軸１６の回転方向と反対側の溝部４５Ｂの部分に入った冷凍機油１９０は、回転軸１６の回転に伴って軸方向よりも溝部４５Ｂの終端部から取り残されたように、回転軸１６の偏心部４４の外周面とローラ４８の内周面との間の周方向に入り込み易いので、回転負荷が大きく、そのため回転軸１６の偏心部４４と、その偏心部４４に装着されるローラ４８とが密着状態で摺動してもその間に入り込んで、回転軸１６の偏心部４４とローラ４８との間の潤滑が効果的に行われる（回転負荷が小さい第１の圧縮機構部３２の偏心部４２の給油孔８３から吐出した冷凍機油１９０も同様に作用する）。
【００３０】
また、運転中の密閉容器１２内は中間圧となるため、２段目の圧縮を行うために高圧となるシリンダ４０内には冷凍機油１９０の供給が困難となるが、中間仕切板３６を前記構成としたことにより、密閉容器１２内底部の貯油部から汲み上げられてオイル孔８０を上昇し、給油孔８１、８２から吐出した冷凍機油１９０は、中間仕切板３６の貫通孔１３１に入り、連通孔１３３、１３４からシリンダ４０の吸込側（吸込ポート１６２）に供給され、摺動部分の潤滑に供される。
【００３１】
図１７において、Ｌは第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０の吸入側の圧力変動を示し、Ｐ１は中間仕切板３６の内周面の圧力を示す。この図にＬ１で示すようにシリンダ４０の吸込側の圧力（吸入圧力）は、吸入過程においては吸入圧損により中間仕切板３６の内周面側の圧力よりも低下する。この期間に中間仕切板３６の貫通孔１３１、連通孔１３３からシリンダ４０の連通孔１３４を介してシリンダ４０内に給油が成されることになる。
【００３２】
上記したようにシリンダ３８、４０、中間仕切板３６、支持部材５４、５６およびカバー６６、６８はそれぞれ４本の主ボルト７８と、主ボルト１２９により上下から締結されるが、さらに、シリンダ３８、４０、中間仕切板３６、支持部材５４、５６は、これら主ボルト７８、１２９の外側に位置する補助ボルト１３６により締結される（図５）。この補助ボルト１３６は上部支持部材５６側から挿入され、先端は下支持部材５４に螺合している。
【００３３】
また、この補助ボルト１３６は前記ベーン５０の後述するベーンスロット７０の近傍に位置している。このように補助ボルト１３６を追加して回転式圧縮機構部１８を一体化することで、内部が極めて高圧となることに対するシール性の確保が成されると共に、ベーン５０のベーンスロット７０の近傍を締め付けるので、ベーン５０に加える高圧の背圧のリークも防止できるようになる。
【００３４】
一方、シリンダ４０内には前記ベーン５０を収納するベーンスロット７０と、このベーンスロット７０の外側に位置してバネ部材としてのスプリング７６を収納する収納部７０Ａが形成されており、この収納部７０Ａはベーンスロット７０側と密閉容器１２（容器本体１２Ａ）側に開口している（図９）。前記スプリング７６はベーン５０の外側端部に当接し、常時ベーン５０をローラ４８側に付勢する。そして、このスプリング７６の密閉容器１２側の収納部７０Ａ内には金属製のプラグ１３７が設けられ、スプリング７６の抜け止めの役目を果たす。
【００３５】
この場合、プラグ１３７の外寸は収納部７０Ａの内寸よりも小さく設定され、プラグ１３７は収納部７０Ａ内に隙間嵌めにより挿入される。また、プラグ１３７の周面にはそのプラグ１３７と収納部７０Ａの内面間をシールするためのＯリング１３８が取り付けられている。そして、シリンダ４０の外端、すなわち、収納部７０Ａの外端と密閉容器１２の容器本体１２Ａ間の間隔は、Ｏリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの距離よりも小さく設定されている。そして、ベーン５０のベーンスロット７０に連通する図示しない背圧室には第２の圧縮機構部３４の吐出圧力である高圧が背圧として加えられる。従って、プラグ１３７のスプリング７６側は高圧、密閉容器１２側は中間圧となる。
【００３６】
係る寸法関係としたことにより、プラグ１３７を収納部７０Ａ内に圧入固定する場合のように、シリンダ４０が変形して上部支持部材５６との間のシール性が低下し、性能劣化を招く不都合を未然に回避することができるようになる。また、係る隙間嵌めであっても、シリンダ４０と密閉容器１２間の間隔をＯリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの距離よりも小さく設定しているので、スプリング７６側の高圧（ベーン５０の背圧）によってプラグ１３７が収納部７０Ａから押し出される方向に移動しても、密閉容器１２に当接して移動が阻止された時点で依然Ｏリング１３８は収納部７０Ａ内に位置してシールするので、プラグ１３８の機能には何ら問題は生じない。
【００３７】
ところで、回転軸１６と一体に１８０度の位相差を持って形成される偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるために非円形状の例えばラグビーボール状とされている（図１８）。すなわち、回転軸１６に設けた偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面形状は偏心部４２、４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくしている（図中ハッチングの部分）。
【００３８】
これにより、回転軸１６に一体に隣設された偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積が大きくなり、断面２次モーメントを増加させて強度（剛性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に使用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差が大きいために回転軸１６に作用する負荷も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増し、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止している。
【００３９】
この場合、下側の偏心部４２の中心をＯ１とし、上側の偏心部４４の中心をＯ２とすると、偏心部４２の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ１、偏心部４４の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ２となる。これにより、回転軸１６を切削加工機に固定して偏心部４２、４４と連結部９０を切削加工する際、偏心部４２を加工した後、半径のみを変更して連結部９０の一面を加工し、固定位置を変更して連結部９０の他面を加工し、半径のみを変更して偏心部４４を加工すると云う作業が可能となる。これにより、回転軸１６を固定し直す回数が減少して生産性が著しく改善されるようになる。
【００４０】
密閉容器１２の容器本体１２Ａの湾曲した側面の、下部支持部材５４と上部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６４および上部カバー６８の上側（電動機構部１４の下端に略対応する位置）に対応する位置に、円筒状のスリーブ１４１〜１４４が溶接固定されている。スリーブ１４２はスリーブ１４１と略９０度ずれた位置に設けられ、スリーブ１４３はスリーブ１４１の上側に設けられ、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略対向する位置に設けられている。
【００４１】
そして、スリーブ１４１内には第１の圧縮機構部３２のシリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端はシリンダ３８の吸込通路５８に連通されている。この冷媒導入管９２の他端はアキュムレータ２０４の下端に接続される。
【００４２】
また、スリーブ１４３内には第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端はシリンダ４０の吸込通路６０に連通されている。この冷媒導入管９４は密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４２から延設され、他端はスリーブ１４２内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通している。また、スリーブ１４４内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６４に連通されている。
【００４３】
アキュムレータ２０４は吸込冷媒の気液分離を行うタンクであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａの上部側面に溶接固定された密閉容器側のブラケット１４７にアキュムレータ２０４側のブラケット２０５を介するなどして密閉容器１２の側方に設置される。
【００４４】
スリーブ１４１に挿入接続する冷媒導入管９２と、スリーブ１４３に挿入接続する冷媒導入管９４とは、スリーブ１４１、１４３の近傍では互いに反対側に引き回されている。すなわち、図４に示したようにアキュムレータ２０４から延設される冷媒導入管９２は図面右方向に屈曲してスリーブ１４１に至り、他方の冷媒導入管９４は図面左方向に屈曲してスリーブ１４３に至るように構成され、これによりアキュムレータ２０４の上下寸法を拡大して容積を増やしても、冷媒導入管９２、９４が相互に干渉することはない。
【００４５】
また、スリーブ１４１の外周部にはネジ溝１５１が形成されており、スリーブ１４２、１４３、１４４の外周部には鍔部１５２が形成されている。そして、このネジ溝１５１には気密試験配管接続用のコネクタがネジ止め可能とされ、鍔部１５２には気密試験配管接続用のカプラが着脱自在に係合可能とされている。
【００４６】
このような構成としたことで、図示しない圧搾空気生成装置からの気密試験配管をカプラやコネクタを用いて簡単に接続することができるようになるので、短時間で気密試験を終えることができるようになる。特に、上下方向で隣接するスリーブ１４１と１４３は、一方のスリーブ１４１にネジ溝１５１が、他方のスリーブ１４３に鍔部１５２が形成されているので、コネクタに比較して寸法の大きいカプラを二つ隣接して取り付ける状況となることがなくなり、スリーブ１４１と１４３の間隔が狭い場合にもその狭い空間を利用して気密試験配管を各スリーブ１４１、１４３に接続可能となる。
【００４７】
この圧縮機１０の冷媒としては、地球環境に優しく、また不燃性であり、且つ、毒性のないこと、などを満足するものとして、自然冷媒である炭酸ガスの一例としての二酸化炭素（ＣＯ2）を使用し、潤滑油としての冷凍機油１９０としては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００４８】
実施例に示した上記構成の圧縮機１０は、例えば図１９に示すような車載用冷房装置２００の冷媒回路で使用される。すなわち、圧縮機１０の冷媒吐出管９６は空冷式などのガスクーラ２０１の入口に接続される。そして、このガスクーラ２０１を出た冷媒管は減圧装置としての膨張弁２０２を経て蒸発器２０３の入口に接続され、蒸発器２０３の出口に冷媒導入管９２が接続される。なお、図１９ではアキュムレータ２０４は省略されている。
【００４９】
次に、図１９に示した冷房装置２００の動作を説明する。圧縮機１０のターミナル２０および図示しない配線を介して電動機構部１４のステータコイル２８に通電すると、電動機構部１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けた偏心部４２、４４に嵌合されているローラ４６、４８がシリンダ３８、４０内で偏心回転する。
【００５０】
このため、冷媒導入管９２および下部支持部材５４に形成された吸込通路５８を経由して吸込ポート１６１からシリンダ３８の低圧室側に吸入された低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により圧縮されて中間圧（ＭＰ１：８ＭＰａＧ）となりシリンダ３８の高圧室側より吐出ポート３９、下部支持部材５４に形成された吐出消音室６２から連通路６３を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。
【００５１】
このとき、中間吐出管１２１は上方の電動機構部１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８同士の隙間に指向しているので、未だ比較的温度の低い冷媒ガスを電動機構部１４方向に積極的に供給でき、電動機構部１４の温度上昇が抑制される。また、これによって、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ１）となる。
【００５２】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ１４２から出て（中間吐出圧は前記ＭＰ１）冷媒導入管９４および上部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポート１６２からシリンダ４０の低圧室側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ２）。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４８とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）、高圧室側から吐出ポート４１を通り上部支持部材５６に形成された吐出消音室６４、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ２０１内に流入する。このときの冷媒温度は約１００℃まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱して冷却され、ガスクーラ２０１を出る。
【００５３】
そして、膨張弁２０２で減圧された後、蒸発器２０３に流入して蒸発する。この蒸発器２０３における蒸発時に冷媒が周囲から奪う気化熱により、車内の空気が冷却されて冷房が行われる。蒸発器２０３で蒸発した冷媒蒸気はアキュムレータ２０４（図１９では示していない）を経て冷媒導入管９２から第１の圧縮機構部３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００５５】
例えば、上部カバー６８に設けるリブ６８Ｃは、筒状部６８Ｂと同心円状に円板状部６８Ａの上面に設けるようにしても良い。その際、筒状部６８Ｂは必ずしも設ける必要はない。また、円周状に設けるリブと、半径方向に設けるリブとを併用することも可能である。
【００５６】
また、ガスクーラ２０１で高温高圧の冷媒ガスが放熱する熱の利用が可能に構成して、圧縮機１０を、▲１▼暖房運転も可能な空調装置の圧縮器として使用する、▲２▼給湯装置の圧縮機として使用する、ことなども可能である。
【００５７】
また、この圧縮機１０を冷凍装置の圧縮機として使用するときには、冷媒としてハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）などが使用されても良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転式圧縮機は、シリンダ内で圧縮された気体が通過する端面封止部材の消音室を封止するカバー部材の外面にリブを設けるようにした圧縮機であり、さらに外部から取り込む気体を繰り返し圧縮可能に圧縮機構部を複数段に設置し、その後段の圧縮機構部に、外面にリブが設けられたカバー部材を設けるようにした圧縮機であるので、カバー部材の剛性が顕著に向上する。そのため、カバー部材の薄肉化、軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の圧縮機に使用するカバー部材の斜視図である。
【図３】図１の圧縮機の正面図である。
【図４】図１の圧縮機の側面図である。
【図５】図１の圧縮機のもう一つの縦断面図である。
【図６】図１の圧縮機のさらにもう一つの縦断面図である。
【図７】図１の圧縮機の電動機構部部分の平断面図である。
【図８】図１の圧縮機の回転式圧縮機構部の拡大断面図である。
【図９】図１の圧縮機の第２の圧縮機構部のベーン部分の拡大断面図である。
【図１０】図１の圧縮機の下部支持部材および下部カバーの断面図である。
【図１１】図１の圧縮機の下部支持部材の下面図である。
【図１２】図１の圧縮機の上部支持部材および上部カバーの上面図である。
【図１３】図１の圧縮機の上部支持部材および上カバーの断面図である。
【図１４】図１の圧縮機の中間仕切板の上面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図１の圧縮機のシリンダの上面図である。
【図１７】図１の圧縮機のシリンダの吸入側の圧力変動を示す図である。
【図１８】図１の圧縮機の回転軸の連結部を示す断面説明図である。
【図１９】図１の圧縮機を適用した空調装置の冷媒回路図である。
【図２０】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、１０Ｘ （回転式）圧縮機
１２ 密閉容器
１２Ａ 容器本体
１２Ｂ エンドキャップ
１４ 電動機構部
１６ 回転軸
１８ 回転式圧縮機構部
２０ ターミナル
２２ ステータ
２４ ロータ
２６ 積層体
２８ ステータコイル
３０ 積層体
３１ 永久磁石
３２ 第１の圧縮機構部
３４ 第２の圧縮機構部
３６ 中間仕切板
３８、４０ シリンダ
３９、４１ 吐出ポート
４２ 偏心部
４３Ａ、４３Ｂ 溝部
４４ 偏心部
４５Ａ、４５Ｂ 溝部
４６、４８ ローラ
５０ ベーン
５４ 下部支持部材
５４Ａ 軸受け
５６ 上部支持部材
５８、６０ 吸込通路
６２ 吐出消音室
６３ 連通路
６４ 吐出消音室
６６ 下部カバー
６８ 上部カバー
６８Ａ 円板状部
６８Ｂ 筒状部
６８Ｃ リブ
６８Ｄ ボルト孔
７０ ベーンスロット
７０Ａ 収納部
７６ スプリング（バネ部材）
７８、１２９ 主ボルト
８０ オイル孔
８１、８２、８３、８４ 給油孔
９０ 連結部
９２、９４ 冷媒導入管
９６ 冷媒吐出管
１２１ 中間吐出管
１３１ 貫通孔（給油路）
１３２ 封止材
１３３、１３４ 連通孔
１３７ プラグ
１３８ Ｏリング
１４１、１４２、１４３、１４４ スリーブ
１４７ ブラケット
１５２ 鍔部
１５１ ネジ溝
１６１、１６２ 吸込ポート
１９０ 冷凍機油
２００ 空調装置
２０１ ガスクーラ
２０２ 膨張弁
２０３ 蒸発器
２０４ アキュムレータ
２０５ ブラケット
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置、給湯機、カーエアコン、ショーケース、冷凍・冷蔵庫、自動販売機などの冷凍装置において冷媒を圧縮する回転式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の圧縮機としては、例えば図２０に示した内部中間圧型の回転式２段圧縮機（以下、単に圧縮機と云う）１０Ｘが周知である。この圧縮機１０Ｘにおいては、密閉容器１２内の上部にステータ２２、ロータ２４などからなる電動機構部１４を備えると共に、その下部に電動機構部１４のロータ２４と回転軸１６を介して連結された２段式の回転式圧縮機構部１８を備えている。
【０００３】
この圧縮機１０Ｘの２段式の回転式圧縮機構部１８においては、下側に第１の圧縮機構部３２が配設され、その上側に第２の圧縮機構部３４が配設され、図示しないアキュムレータから冷媒導入管９２を介して導入した気体の冷媒を下段側の第１の圧縮機構部３２で圧縮し、その圧縮した冷媒を密閉容器１２内に吐出、それを冷媒導入管９４を介して２段目の第２の圧縮機構部３４に導入し、そこでさらに高圧に圧縮して冷媒吐出管９６から図示しない空調装置の冷媒回路に高圧冷媒を供給するように構成されている。
【０００４】
この圧縮機１０Ｘにおいては、第１の圧縮機構部３２で圧縮した冷媒を第２の圧縮機構部３４によりさらに高圧に圧縮するので、第２の圧縮機構部３４により例えば１２ＭＰａＧ程度の高圧に圧縮された気体が通過する上部カバー部材の吐出消音室６４を封止する上部カバー６８は、第１の圧縮機構部３２により例えば６ＭＰａＧ程度の圧力に圧縮された気体が通過する下部支持部材５４の吐出消音室６２を封止する下部カバー６６より厚くして耐圧性が高められている。
【０００５】
すなわち、上記従来の圧縮機１０Ｘにおいては、高圧に圧縮された気体が通過する上部支持部材５６の吐出消音室６４を単に板厚の厚い上部カバー６８により封止する構成であったため、全体の質量が増加すると云った問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、質量の増加を招くことなく上部カバーの耐圧性を改善する必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、密閉容器内に圧縮機構部と電動機構部とを備え、この圧縮機構部がシリンダと、そのシリンダの両端部を封止する軸受を有する端面封止部材と、その端面封止部材に軸支され電動機構部により回転される回転軸と、その回転軸に偏心して取り付けられ外周面がシリンダの内周面に摺接し、端面が端面封止部材の内面に摺接して偏心回転するローラと、シリンダに設けられたベーンスロットに挿入設置されてローラの外周面に当接し、ローラの偏心回転に追従して往復運動しシリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンと、シリンダ内で圧縮された気体が通過する端面封止部材の消音室を封止する円板状部とこの円板状部の中央に設けて軸受が貫通する孔から延設される筒状部とで形成されるカバー部材と、そのカバー部材の外面に設けられて円筒部の外周から円板状部に放射状に形成されたリブとを備えるようにした第１の構成の回転式圧縮機と、
【０００８】
さらに、冷媒を繰り返し圧縮可能に圧縮機構部を複数段に設置し、その後段の圧縮機構部に、外面にリブが設けられたカバー部材を設けるようにした第２の構成の回転式圧縮機と、
を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１９に基づいて詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図面においても前記図２０において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１０】
図１は本発明の回転式圧縮機の実施例として、第１および第２の圧縮機構部３２、３４を備えた内部中間圧型２段圧縮式の圧縮機１０の縦断面図、図２は上部カバー６８の斜視図、図３は圧縮機１０の正面図、図４は圧縮機１０の側面図、図５は圧縮機１０のもう一つの縦断面図、図６は圧縮機１０のさらにもう一つの縦断面図、図７は圧縮機１０の電動機構部１４部分の平断面図、図８は圧縮機１０の回転式圧縮機構部１８の拡大断面図をそれぞれ示している。
【００１１】
圧縮機１０は、鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動機構部１４、およびこの電動機構部１４の下側に配置され、電動機構部１４の回転軸１６により駆動される第１の圧縮機構部３２（１段目）、およびその上に配置された第２の圧縮機構部３４（２段目）からなる回転式圧縮機構部１８により構成されている。
【００１２】
実施例の圧縮機１０の高さ寸法は２２０ｍｍ（外径１２０ｍｍ）、電動機構部１４の高さ寸法は約８０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）、回転式圧縮機構部１８の高さ寸法は約７０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）で、電動機構部１４と回転式圧縮機構部１８との間隔は約５ｍｍとなっている。また、第２の圧縮機構部３４の排除容積は第１の圧縮機構部３２の排除容積よりも小さく設計されている。
【００１３】
密閉容器１２は実施例では厚さ４．５ｍｍの鋼板により形成され、底部を冷凍機油１９０を溜める貯油部とし、電動機構部１４と回転式圧縮機構部１８を収納する円筒状の容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉鎖する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、その取付孔１２Ｄには電動機構部１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１４】
この場合、ターミナル２０の周囲のエンドキャップ１２Ｂには、座押成形によって所定曲率の段差部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２０は電気的端子１３９が貫通して取り付けられた円形のガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成され、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０Ｂとから構成されている。取付部２０Ｂの厚さ寸法は２．４±０．５ｍｍとされている。そして、ターミナル２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキャップ１２Ｂに固定されている。
【００１５】
電動機構部１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００１６】
ステータ２２は、ドーナツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を備えている（図７）。また、ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石３１を挿入して構成されている。
【００１７】
第１の圧縮機構部３２と第２の圧縮機構部３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。すなわち、第１の圧縮機構部３２と第２の圧縮機構部３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の下側と上側に配置されたシリンダ３８、４０と、そのシリンダ３８、４０内に１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた偏心部４２、４４と、その偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転するローラ４６、４８と、そのローラ４６、４８に当接してシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側とに区画するベーン５０と、シリンダ３８の下側の開口面およびシリンダ４０の上側の開口面を閉鎖して回転軸１６の軸受けを兼ねる軸支持部材としての下部支持部材５４および上部支持部材５６により構成される。
【００１８】
下部支持部材５４および上部支持部材５６には、吸込ポート１６１、１６２によりシリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれカバーにより閉鎖される。すなわち、吐出消音室６２は下部カバー６６により、吐出消音室６４は上部カバー６８により閉鎖される。
【００１９】
また、下部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが貫通形成されており、この軸受け５４Ａ内面には筒状のブッシュ１２２が装着されている。また、上部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが起立形成されており、この軸受け５６Ａ内面にも筒状のブッシュ１２３が装着されている。これらブッシュ１２２、１２３は摩擦抵抗の小さい材料により形成されており、回転軸１６はこれらブッシュ１２２、１２３を介して下部支持部材５４の軸受け５４Ａと上部支持部材５６の軸受け５６Ａとで保持される。
【００２０】
この場合、下部カバー６６はドーナツ状をした円形の鋼板により形成されており、周辺部の４カ所を４本の主ボルト１２９によって下から下部支持部材５４に固定され、吐出ポート３９により第１の圧縮機構部３２のシリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の下面開口部を閉鎖する。この主ボルト１２９の先端は上部支持部材５６に螺合する。下部カバー６６の内周縁は下部支持部材５４の軸受け５４Ａ内面より内方に突出しており、これによって、ブッシュ１２２の下端面は下部カバー６６によって保持され、脱落が防止されている（図１０）。図１１は下部支持部材５４の下面を示しており、１２７は吐出消音室６２内において吐出ポート３９を開閉する第１の圧縮機構部３２の吐出弁の装着溝である。
【００２１】
下部支持部材５４は鉄系の焼結材料（若しくは鋳物でも可）により形成されており、下部カバー６６を取り付ける側の面（下面）は、平面度０．１ｍｍ以下に加工された後、スチーム処理が加えられている。このスチーム処理によって下部カバー６６を取り付ける側の面は酸化鉄となるため、焼結材料内部の孔が塞がれてシール性が向上する。これにより、下部カバー６６と下部支持部材５４間にガスケットを介設する必要が無くなる。
【００２２】
なお、吐出消音室６２と密閉容器１２内における上部カバー６８の電動機構部１４側は、シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である連通路６３により連通されている（図５）。この場合、連通路６３の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この中間吐出管１２１は上方の電動機構部１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８同士の隙間に向けられている（図７）。
【００２３】
また、上部カバー６８は吐出ポート４１により第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の上面開口部を閉鎖し、密閉容器１２内を吐出消音室６４と電動機構部１４側とに仕切る。この上部カバー６８は図２に示すように、円板状部６８Ａの中央部に設けた前記上部支持部材５６の軸受け５６Ａが貫通する孔から上方に筒状部６８Ｂが延設され、その立設された筒状部６８Ｂの外周部から放射状に複数のリブ６８Ｃが設けられている。それぞれのリブ６８Ｃは、円板状部６８Ａの上面から立設されたと見ることもできる。また、ボルト孔６８Ｄが４個穿設されている。そして、上部支持部材５６との間にビード付きのガスケット１２４を挟み込んだ状態で（図１３）、そのガスケット１２４を介して周辺部が４本の主ボルト７８により、上から上部支持部材５６に固定されている。この主ボルト７８の先端は下部支持部材５４に螺合する。
【００２４】
上部カバー６８を係る構成としたことで、円板状部６８Ａの剛性が顕著に向上するので、円板状部６８Ａを含めた全体を薄くしながらも密閉容器１２内よりも高圧となる吐出消音室６４の圧力に十分に耐えながら、軽量化を達成することができる。さらに、この上部カバー６８の内周縁と軸受け５６Ａの外面間にはＯリング１２６が設けられている（図１３）。係るＯリング１２６により軸受け５６Ａ側のシールを行うことで、上部カバー６８の内周縁で十分にシールを行い、ガスリークを防ぐことができるようになり、吐出消音室６４の容積拡大が図れると共に、Ｏリングにより上部カバー６８の内周縁側を軸受け５６Ａに固定する必要も無くなる。なお、図１２において１２８は吐出消音室６４内において吐出ポート４１を開閉する第２の圧縮機構部３４の吐出弁の装着溝である。
【００２５】
第１の圧縮機構部３２のシリンダ３８の上側の開口面と、第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０の下側の開口面とを閉鎖する中間仕切板３６内には、シリンダ４０内の吸込側に対応する位置に、図１４、図１５に示したように外周面から内周面に至り、外周面と内周面とを連通して給油路を形成する貫通孔１３１が穿設されており、この貫通孔１３１の外周面側に封止材１３２を圧入するなどして外周面側の開口を封止している。また、この貫通孔１３１の中途部から上側に延びる連通孔１３３が穿設されている。
【００２６】
一方、シリンダ４０の吸込ポート１６２（吸込側）には中間仕切板３６の連通孔１３３に連通する連通孔１３４が穿設されている。また、回転軸１６内には図８に示したように軸中心に鉛直方向のオイル孔８０と、このオイル孔８０に連通する横方向の給油孔８１、８２が設けられており、中間仕切板３６の貫通孔１３１の内周面側の開口は、これらの給油孔８１、８２を介してオイル孔８０に連通している。
【００２７】
また、回転軸１６の偏心部４２、４４にも、オイル孔８０に連通する給油孔８３、８４が設けられている。そして、給油孔８３、８４が開設されている部分には、軸方向の溝部と、その溝部と交差する周方向の溝部が設けられている。
【００２８】
すなわち、給油孔８３が開設されている部分には軸方向の溝部４３Ａと、その溝部４３Ａと交差する周方向の溝部４３Ｂが設けられ、給油孔８４が開設されている部分には軸方向の溝部４５Ａと、その溝部４５Ａと交差する周方向の溝部４５Ｂが設けられている。
【００２９】
そのため、密閉容器１２の底部から回転軸１６のオイル孔８０を介して汲み上げられ、例えば第２の圧縮機構部３４の偏心部４４の給油孔８４から吐出し、高速回転している回転軸１６の回転方向と反対側の溝部４５Ｂの部分に入った冷凍機油１９０は、回転軸１６の回転に伴って軸方向よりも溝部４５Ｂの終端部から取り残されたように、回転軸１６の偏心部４４の外周面とローラ４８の内周面との間の周方向に入り込み易いので、回転負荷が大きく、そのため回転軸１６の偏心部４４と、その偏心部４４に装着されるローラ４８とが密着状態で摺動してもその間に入り込んで、回転軸１６の偏心部４４とローラ４８との間の潤滑が効果的に行われる（回転負荷が小さい第１の圧縮機構部３２の偏心部４２の給油孔８３から吐出した冷凍機油１９０も同様に作用する）。
【００３０】
また、運転中の密閉容器１２内は中間圧となるため、２段目の圧縮を行うために高圧となるシリンダ４０内には冷凍機油１９０の供給が困難となるが、中間仕切板３６を前記構成としたことにより、密閉容器１２内底部の貯油部から汲み上げられてオイル孔８０を上昇し、給油孔８１、８２から吐出した冷凍機油１９０は、中間仕切板３６の貫通孔１３１に入り、連通孔１３３、１３４からシリンダ４０の吸込側（吸込ポート１６２）に供給され、摺動部分の潤滑に供される。
【００３１】
図１７において、Ｌは第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０の吸入側の圧力変動を示し、Ｐ１は中間仕切板３６の内周面の圧力を示す。この図にＬ１で示すようにシリンダ４０の吸込側の圧力（吸入圧力）は、吸入過程においては吸入圧損により中間仕切板３６の内周面側の圧力よりも低下する。この期間に中間仕切板３６の貫通孔１３１、連通孔１３３からシリンダ４０の連通孔１３４を介してシリンダ４０内に給油が成されることになる。
【００３２】
上記したようにシリンダ３８、４０、中間仕切板３６、支持部材５４、５６およびカバー６６、６８はそれぞれ４本の主ボルト７８と、主ボルト１２９により上下から締結されるが、さらに、シリンダ３８、４０、中間仕切板３６、支持部材５４、５６は、これら主ボルト７８、１２９の外側に位置する補助ボルト１３６により締結される（図５）。この補助ボルト１３６は上部支持部材５６側から挿入され、先端は下支持部材５４に螺合している。
【００３３】
また、この補助ボルト１３６は前記ベーン５０の後述するベーンスロット７０の近傍に位置している。このように補助ボルト１３６を追加して回転式圧縮機構部１８を一体化することで、内部が極めて高圧となることに対するシール性の確保が成されると共に、ベーン５０のベーンスロット７０の近傍を締め付けるので、ベーン５０に加える高圧の背圧のリークも防止できるようになる。
【００３４】
一方、シリンダ４０内には前記ベーン５０を収納するベーンスロット７０と、このベーンスロット７０の外側に位置してバネ部材としてのスプリング７６を収納する収納部７０Ａが形成されており、この収納部７０Ａはベーンスロット７０側と密閉容器１２（容器本体１２Ａ）側に開口している（図９）。前記スプリング７６はベーン５０の外側端部に当接し、常時ベーン５０をローラ４８側に付勢する。そして、このスプリング７６の密閉容器１２側の収納部７０Ａ内には金属製のプラグ１３７が設けられ、スプリング７６の抜け止めの役目を果たす。
【００３５】
この場合、プラグ１３７の外寸は収納部７０Ａの内寸よりも小さく設定され、プラグ１３７は収納部７０Ａ内に隙間嵌めにより挿入される。また、プラグ１３７の周面にはそのプラグ１３７と収納部７０Ａの内面間をシールするためのＯリング１３８が取り付けられている。そして、シリンダ４０の外端、すなわち、収納部７０Ａの外端と密閉容器１２の容器本体１２Ａ間の間隔は、Ｏリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの距離よりも小さく設定されている。そして、ベーン５０のベーンスロット７０に連通する図示しない背圧室には第２の圧縮機構部３４の吐出圧力である高圧が背圧として加えられる。従って、プラグ１３７のスプリング７６側は高圧、密閉容器１２側は中間圧となる。
【００３６】
係る寸法関係としたことにより、プラグ１３７を収納部７０Ａ内に圧入固定する場合のように、シリンダ４０が変形して上部支持部材５６との間のシール性が低下し、性能劣化を招く不都合を未然に回避することができるようになる。また、係る隙間嵌めであっても、シリンダ４０と密閉容器１２間の間隔をＯリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの距離よりも小さく設定しているので、スプリング７６側の高圧（ベーン５０の背圧）によってプラグ１３７が収納部７０Ａから押し出される方向に移動しても、密閉容器１２に当接して移動が阻止された時点で依然Ｏリング１３８は収納部７０Ａ内に位置してシールするので、プラグ１３８の機能には何ら問題は生じない。
【００３７】
ところで、回転軸１６と一体に１８０度の位相差を持って形成される偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるために非円形状の例えばラグビーボール状とされている（図１８）。すなわち、回転軸１６に設けた偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面形状は偏心部４２、４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくしている（図中ハッチングの部分）。
【００３８】
これにより、回転軸１６に一体に隣設された偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積が大きくなり、断面２次モーメントを増加させて強度（剛性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に使用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差が大きいために回転軸１６に作用する負荷も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増し、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止している。
【００３９】
この場合、下側の偏心部４２の中心をＯ１とし、上側の偏心部４４の中心をＯ２とすると、偏心部４２の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ１、偏心部４４の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ２となる。これにより、回転軸１６を切削加工機に固定して偏心部４２、４４と連結部９０を切削加工する際、偏心部４２を加工した後、半径のみを変更して連結部９０の一面を加工し、固定位置を変更して連結部９０の他面を加工し、半径のみを変更して偏心部４４を加工すると云う作業が可能となる。これにより、回転軸１６を固定し直す回数が減少して生産性が著しく改善されるようになる。
【００４０】
密閉容器１２の容器本体１２Ａの湾曲した側面の、下部支持部材５４と上部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６４および上部カバー６８の上側（電動機構部１４の下端に略対応する位置）に対応する位置に、円筒状のスリーブ１４１〜１４４が溶接固定されている。スリーブ１４２はスリーブ１４１と略９０度ずれた位置に設けられ、スリーブ１４３はスリーブ１４１の上側に設けられ、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略対向する位置に設けられている。
【００４１】
そして、スリーブ１４１内には第１の圧縮機構部３２のシリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端はシリンダ３８の吸込通路５８に連通されている。この冷媒導入管９２の他端はアキュムレータ２０４の下端に接続される。
【００４２】
また、スリーブ１４３内には第２の圧縮機構部３４のシリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端はシリンダ４０の吸込通路６０に連通されている。この冷媒導入管９４は密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４２から延設され、他端はスリーブ１４２内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通している。また、スリーブ１４４内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６４に連通されている。
【００４３】
アキュムレータ２０４は吸込冷媒の気液分離を行うタンクであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａの上部側面に溶接固定された密閉容器側のブラケット１４７にアキュムレータ２０４側のブラケット２０５を介するなどして密閉容器１２の側方に設置される。
【００４４】
スリーブ１４１に挿入接続する冷媒導入管９２と、スリーブ１４３に挿入接続する冷媒導入管９４とは、スリーブ１４１、１４３の近傍では互いに反対側に引き回されている。すなわち、図４に示したようにアキュムレータ２０４から延設される冷媒導入管９２は図面右方向に屈曲してスリーブ１４１に至り、他方の冷媒導入管９４は図面左方向に屈曲してスリーブ１４３に至るように構成され、これによりアキュムレータ２０４の上下寸法を拡大して容積を増やしても、冷媒導入管９２、９４が相互に干渉することはない。
【００４５】
また、スリーブ１４１の外周部にはネジ溝１５１が形成されており、スリーブ１４２、１４３、１４４の外周部には鍔部１５２が形成されている。そして、このネジ溝１５１には気密試験配管接続用のコネクタがネジ止め可能とされ、鍔部１５２には気密試験配管接続用のカプラが着脱自在に係合可能とされている。
【００４６】
このような構成としたことで、図示しない圧搾空気生成装置からの気密試験配管をカプラやコネクタを用いて簡単に接続することができるようになるので、短時間で気密試験を終えることができるようになる。特に、上下方向で隣接するスリーブ１４１と１４３は、一方のスリーブ１４１にネジ溝１５１が、他方のスリーブ１４３に鍔部１５２が形成されているので、コネクタに比較して寸法の大きいカプラを二つ隣接して取り付ける状況となることがなくなり、スリーブ１４１と１４３の間隔が狭い場合にもその狭い空間を利用して気密試験配管を各スリーブ１４１、１４３に接続可能となる。
【００４７】
この圧縮機１０の冷媒としては、地球環境に優しく、また不燃性であり、且つ、毒性のないこと、などを満足するものとして、自然冷媒である炭酸ガスの一例としての二酸化炭素（ＣＯ2）を使用し、潤滑油としての冷凍機油１９０としては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００４８】
実施例に示した上記構成の圧縮機１０は、例えば図１９に示すような車載用冷房装置２００の冷媒回路で使用される。すなわち、圧縮機１０の冷媒吐出管９６は空冷式などのガスクーラ２０１の入口に接続される。そして、このガスクーラ２０１を出た冷媒管は減圧装置としての膨張弁２０２を経て蒸発器２０３の入口に接続され、蒸発器２０３の出口に冷媒導入管９２が接続される。なお、図１９ではアキュムレータ２０４は省略されている。
【００４９】
次に、図１９に示した冷房装置２００の動作を説明する。圧縮機１０のターミナル２０および図示しない配線を介して電動機構部１４のステータコイル２８に通電すると、電動機構部１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けた偏心部４２、４４に嵌合されているローラ４６、４８がシリンダ３８、４０内で偏心回転する。
【００５０】
このため、冷媒導入管９２および下部支持部材５４に形成された吸込通路５８を経由して吸込ポート１６１からシリンダ３８の低圧室側に吸入された低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により圧縮されて中間圧（ＭＰ１：８ＭＰａＧ）となりシリンダ３８の高圧室側より吐出ポート３９、下部支持部材５４に形成された吐出消音室６２から連通路６３を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。
【００５１】
このとき、中間吐出管１２１は上方の電動機構部１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８同士の隙間に指向しているので、未だ比較的温度の低い冷媒ガスを電動機構部１４方向に積極的に供給でき、電動機構部１４の温度上昇が抑制される。また、これによって、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ１）となる。
【００５２】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ１４２から出て（中間吐出圧は前記ＭＰ１）冷媒導入管９４および上部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポート１６２からシリンダ４０の低圧室側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ２）。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４８とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）、高圧室側から吐出ポート４１を通り上部支持部材５６に形成された吐出消音室６４、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ２０１内に流入する。このときの冷媒温度は約１００℃まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱して冷却され、ガスクーラ２０１を出る。
【００５３】
そして、膨張弁２０２で減圧された後、蒸発器２０３に流入して蒸発する。この蒸発器２０３における蒸発時に冷媒が周囲から奪う気化熱により、車内の空気が冷却されて冷房が行われる。蒸発器２０３で蒸発した冷媒蒸気はアキュムレータ２０４（図１９では示していない）を経て冷媒導入管９２から第１の圧縮機構部３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００５５】
例えば、上部カバー６８に設けるリブ６８Ｃは、筒状部６８Ｂと同心円状に円板状部６８Ａの上面に設けるようにしても良い。その際、筒状部６８Ｂは必ずしも設ける必要はない。また、円周状に設けるリブと、半径方向に設けるリブとを併用することも可能である。
【００５６】
また、ガスクーラ２０１で高温高圧の冷媒ガスが放熱する熱の利用が可能に構成して、圧縮機１０を、▲１▼暖房運転も可能な空調装置の圧縮器として使用する、▲２▼給湯装置の圧縮機として使用する、ことなども可能である。
【００５７】
また、この圧縮機１０を冷凍装置の圧縮機として使用するときには、冷媒としてハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）などが使用されても良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回転式圧縮機は、シリンダ内で圧縮された気体が通過する端面封止部材の消音室を封止するカバー部材の外面にリブを設けるようにした圧縮機であり、さらに外部から取り込む気体を繰り返し圧縮可能に圧縮機構部を複数段に設置し、その後段の圧縮機構部に、外面にリブが設けられたカバー部材を設けるようにした圧縮機であるので、カバー部材の剛性が顕著に向上する。そのため、カバー部材の薄肉化、軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の圧縮機に使用するカバー部材の斜視図である。
【図３】図１の圧縮機の正面図である。
【図４】図１の圧縮機の側面図である。
【図５】図１の圧縮機のもう一つの縦断面図である。
【図６】図１の圧縮機のさらにもう一つの縦断面図である。
【図７】図１の圧縮機の電動機構部部分の平断面図である。
【図８】図１の圧縮機の回転式圧縮機構部の拡大断面図である。
【図９】図１の圧縮機の第２の圧縮機構部のベーン部分の拡大断面図である。
【図１０】図１の圧縮機の下部支持部材および下部カバーの断面図である。
【図１１】図１の圧縮機の下部支持部材の下面図である。
【図１２】図１の圧縮機の上部支持部材および上部カバーの上面図である。
【図１３】図１の圧縮機の上部支持部材および上カバーの断面図である。
【図１４】図１の圧縮機の中間仕切板の上面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図１の圧縮機のシリンダの上面図である。
【図１７】図１の圧縮機のシリンダの吸入側の圧力変動を示す図である。
【図１８】図１の圧縮機の回転軸の連結部を示す断面説明図である。
【図１９】図１の圧縮機を適用した空調装置の冷媒回路図である。
【図２０】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、１０Ｘ （回転式）圧縮機
１２ 密閉容器
１２Ａ 容器本体
１２Ｂ エンドキャップ
１４ 電動機構部
１６ 回転軸
１８ 回転式圧縮機構部
２０ ターミナル
２２ ステータ
２４ ロータ
２６ 積層体
２８ ステータコイル
３０ 積層体
３１ 永久磁石
３２ 第１の圧縮機構部
３４ 第２の圧縮機構部
３６ 中間仕切板
３８、４０ シリンダ
３９、４１ 吐出ポート
４２ 偏心部
４３Ａ、４３Ｂ 溝部
４４ 偏心部
４５Ａ、４５Ｂ 溝部
４６、４８ ローラ
５０ ベーン
５４ 下部支持部材
５４Ａ 軸受け
５６ 上部支持部材
５８、６０ 吸込通路
６２ 吐出消音室
６３ 連通路
６４ 吐出消音室
６６ 下部カバー
６８ 上部カバー
６８Ａ 円板状部
６８Ｂ 筒状部
６８Ｃ リブ
６８Ｄ ボルト孔
７０ ベーンスロット
７０Ａ 収納部
７６ スプリング（バネ部材）
７８、１２９ 主ボルト
８０ オイル孔
８１、８２、８３、８４ 給油孔
９０ 連結部
９２、９４ 冷媒導入管
９６ 冷媒吐出管
１２１ 中間吐出管
１３１ 貫通孔（給油路）
１３２ 封止材
１３３、１３４ 連通孔
１３７ プラグ
１３８ Ｏリング
１４１、１４２、１４３、１４４ スリーブ
１４７ ブラケット
１５２ 鍔部
１５１ ネジ溝
１６１、１６２ 吸込ポート
１９０ 冷凍機油
２００ 空調装置
２０１ ガスクーラ
２０２ 膨張弁
２０３ 蒸発器
２０４ アキュムレータ
２０５ ブラケット
Claims (2)
- 密閉容器内に圧縮機構部と電動機構部とを備え、この圧縮機構部がシリンダと、そのシリンダの両端部を封止する軸受を有する端面封止部材と、その端面封止部材に軸支され電動機構部により回転される回転軸と、その回転軸に偏心して取り付けられ外周面がシリンダの内周面に摺接し、端面が端面封止部材の内面に摺接して偏心回転するローラと、シリンダに設けられたベーンスロットに挿入設置されてローラの外周面に当接し、ローラの偏心回転に追従して往復運動しシリンダ内を低圧室と高圧室とに区画するベーンと、シリンダ内で圧縮された気体が通過する端面封止部材の消音室を封止する円板状部とこの円板状部の中央に設けて軸受が貫通する孔から延設される筒状部とで形成されるカバー部材と、そのカバー部材の外面に設けられて円筒部の外周から円板状部に放射状に形成されたリブとを備えたことを特徴とする回転式圧縮機。
- 冷媒を繰り返し圧縮可能に圧縮機構部が複数段に設置され、外面にリブが設けられたカバー部材が後段の圧縮機構部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
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