JP6731655B2 - ロータリー式圧縮機 - Google Patents
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Description
ベーンの後端側の面は、ベーン溝油孔から供給されるオイルで潤滑され、ベーンの先端側の面は、圧縮室内のオイルで潤滑されるが、ベーンにはオイルが供給されない面が発生する。
特許文献1や特許文献2は、ベーン溝の全面に油溝を形成することを開示している。このように、ベーン溝の全面に油溝を形成することで、ベーンの全面にオイルを供給することができる。
しかし、多数の油溝を形成することで、シール性が低下するとともに、摺動損失が増えるため、能力が低下あるいは入力が上昇してしまうという問題がある。また、油溝のエッジによる引っかかりを生じ、局部的な異常摩耗を生じてしまう可能性がある。また、油溝の形成によってベーン溝で受けられる面圧が大きくなってしまうという問題がある。
特許文献3は、ベーン溝の低圧室側溝面にのみ、ベーン溝油孔と連通する一つの油溝を設けることを開示している。
ベーンは、一方の面に低圧が作用し他方の面に高圧が作用するため、低圧が作用する面に大きな荷重が作用する。従って、ベーン溝の低圧室側溝面にのみ一つの油溝を設けることで、シール性の低下やエッジによる引っかかり、更には面圧が大きくなるという問題がなく、摩耗の激しい側のベーンの面とベーン溝面との摩耗を防止できる。
ベーンおよびベーン溝の低圧室側溝面の圧縮室に近い部分には、大きな荷重が加わるため、面圧を抑制する上では、ベーン溝に油溝を設けない方が良いが、その反面で十分な潤滑を確保する必要がある。
従って、ベーンおよびベーン溝の面圧を抑制しつつ、ベーンおよびベーン溝の低圧室側の面にオイルが十分に供給される位置に油溝を形成する必要がある。
請求項2記載の本発明のロータリー式圧縮機は、請求項1に記載のロータリー式圧縮機において、前記油溝を、前記シリンダの一方の面及び他方の面に連通させたことを特徴とする。
請求項3記載の本発明のロータリー式圧縮機は、請求項1又は請求項2に記載のロータリー式圧縮機において、前記シリンダ中心から前記ベーンバネ孔の先端位置までの距離をMとした時、L>Mの条件を満たす位置に前記油溝を配置したことを特徴とする。
図1は、本実施例によるロータリー式圧縮機の断面図である。
本実施例によるロータリー式圧縮機は、密閉容器10内に電動機部20と圧縮機構部30とを備えている。電動機部20と圧縮機構部30とはシャフト40によって連結されている。
電動機部20は、密閉容器10内面に固定される固定子21と、固定子21内で回転する回転子22とから構成される。
本実施例によるロータリー式圧縮機は、圧縮機構部30として、第1圧縮機構部30Aと第2圧縮機構部30Bとを有している。
第1圧縮機構部30Aは、第1シリンダ31Aと、第1シリンダ31A内に配置される第1ピストン32Aと、第1シリンダ31A内を仕切るベーン33(図2参照)とを有し、第1ピストン32Aが第1シリンダ31A内で公転運動することで、低圧の冷媒ガスを吸入して圧縮する。
第1圧縮機構部30Aと同様に、第2圧縮機構部30Bは、第2シリンダ31Bと、第2シリンダ31B内に配置される第2ピストン32Bと、第2シリンダ31B内を仕切るベーン33(図2参照)とを有し、第2ピストン32Bが第2シリンダ31B内で公転運動することで、低圧の冷媒ガスを吸入して圧縮する。
また、第2シリンダ31Bの一方の面には中板52を配置し、第2シリンダ31Bの他方の面には副軸受53を配置している。
すなわち、中板52は第1シリンダ31Aと第2シリンダ31Bとを仕切る。中板52は、シャフト40の径よりも大きな開口部を有する。
シャフト40は、回転子22を取り付けて主軸受51で支持される主軸部41と、第1ピストン32Aを取り付ける第1偏芯部42と、第2ピストン32Bを取り付ける第2偏芯部43と、副軸受53で支持される副軸部44とで構成される。
第1偏芯部42と第2偏芯部43とは180度の位相差を持って形成され、第1偏芯部42と第2偏芯部43との間には、連結軸部45を形成している。
第1圧縮室34Aと第2圧縮室34Bとの容積は同一である。すなわち、第1シリンダ31A内径と、第2シリンダ31B内径とは同一であり、第1ピストン32A外径と第2ピストン32B外径とは同一である。また、第1シリンダ31A内周高さと、第2シリンダ31B内周高さとは同一であり、第1ピストン32A高さと第2ピストン32B高さとは同一である。
密閉容器10内の底部にはオイル溜め11が形成され、シャフト40の下端部にはオイルピックアップ12を設けている。
また、図示はしないが、シャフト40の内部には軸方向に給油路が形成され、給油路には、圧縮機構部30の摺動面にオイルを供給するための連通路が形成されている。
第1吸入管13Aは第1圧縮室34Aに、第2吸入管13Bは第2圧縮室34Bに、それぞれ接続されている。第1吸入管13Aおよび第2吸入管13Bの上流側には、アキュムレータ15を設けている。アキュムレータ15は、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒を、液冷媒とガス冷媒に分離する。第1吸入管13Aおよび第2吸入管13Bにはガス冷媒が流れる。
シャフト40の回転によって、第1ピストン32Aおよび第2ピストン32Bは、第1圧縮室34Aおよび第2圧縮室34B内で公転運動を行う。
第1ピストン32Aおよび第2ピストン32Bの公転運動によって、第1吸入管13Aおよび第2吸入管13Bから第1圧縮室34Aおよび第2圧縮室34Bに吸入されたガス冷媒は、第1圧縮室34Aおよび第2圧縮室34Bで圧縮された後に密閉容器10内に吐出され、電動機部20を通過して上昇する間にオイルを分離し、吐出管14から密閉容器10外に吐出される。
また、シャフト40の回転によって、オイル溜め11から吸い上げたオイルは、連通路から圧縮機構部30に供給され、圧縮機構部30の摺動面の潤滑を行う。
図2(a)はベーンが配置された状態を示すシリンダの斜視図、図2(b)はベーンを外した状態を示すシリンダの斜視図、図2(c)はベーンの斜視図、図2(d)はベーン溝の低圧室側溝面を示す斜視図である。
本実施例では、圧縮機構部30として、第1圧縮機構部30Aと第2圧縮機構部30Bとを有し、第1圧縮機構部30Aは第1シリンダ31Aを、第2圧縮機構部30Bは第2シリンダ31Bを有しているが、第1シリンダ31Aと第2シリンダ31Bとは同一構成であるため、図2ではシリンダ31として説明する。
ベーン溝1は、吸入口4に近い側の低圧室側溝面1xと、吐出口5に近い側の高圧室側溝面1yとで構成される。
ベーンバネ孔3は、ベーン溝油孔2と直交する方向に形成され、ベーン溝油孔2を貫通して設けている。ベーンバネ孔3は、低圧室側溝面1xおよび高圧室側溝面1yの一部に形成されている。
油溝6は、シリンダ31の一方の面から他方の面に至り、一方の面(上端)と他方の面(下端)と連通している。このように、油溝6をシリンダ31の一方の面と他方の面に連通させることで、ベーン33の上端から下端まで、確実にオイルを供給することができる。
図3(a)に示すように、シリンダ31の中心をO、シリンダ中心Oを通るシリンダ31の半径をRとすると、シリンダ中心Oからベーン溝1の内方端1bまでの距離は半径Rである。
図3(b)に示すように、ベーン溝1の内方端1bから外方端1aまでの距離をW、シリンダ中心Oから油溝6の中心位置までの距離をLとする。
なお、図1に示すシャフト40のシャフト中心とピストン32A、32Bのピストン中心との偏芯量をEsとする。
偏芯量Esとしたとき、ベーン33は、図3(d)(e)に示すように偏芯量Esの2倍だけ移動する。
図3(d)に示すように、ベーン33の後端部分33aには、ベーン溝油孔2からオイルが供給される。
また、図3(e)に示すように、ベーン33は、シリンダ31内に突出することでベーン33の前端部分33bにはオイルが供給される。
また、図3(d)に示すように、ベーン33の中心部分33cには、ベーンバネ孔3からオイルが供給される。
従って、図3(e)に示すベーン33の中央上下部分33d、33eに、油溝6からオイルを供給する必要がある。
図3(c)では、R+W−2Es ≦ Lの条件を矢印Xで、L ≦ R+2Esの条件を矢印Yで示す。
なお、シリンダ中心OからR+W−2Esの位置より内方端1b側では、低圧室側溝面1xに油溝6を設けない。シリンダ中心OからR+W−2Esの位置より内方端1b側に油溝6を設けないことで、低圧室側溝面1xの面圧を抑制することができる。また、シリンダ中心OからR+2Esの位置より外方端1a側では、低圧室側溝面1xに油溝6を設けないことが好ましく、高圧室側溝面1yにも油溝6を設けないことが好ましい。
また、図3(c)に示すように、シリンダ中心Oからベーンバネ孔3の先端位置までの距離をMとした時、L>Mの条件を満たす位置に油溝6を配置する。この条件を満たす位置に油溝6を配置することで、油溝6にオイルを確実に供給することができる。
油溝6は、ベーンバネ孔3の軸心に直交する方向に形成した一つの縦溝とすることが好ましく、一つの縦溝で油溝6を形成することで、シール性の低下やエッジによる引っかかり、更には面圧低下のような問題がなく、摩耗の激しい側のベーン33の面とベーン溝1面との摩耗を防止できる。
以上のように、本実施例によれば、R+W−2Es ≦ L ≦ R+2Esの条件を満たす位置に油溝6を配置することで、ベーン33の低圧室側の面に十分なオイルを供給することができるとともに、ベーン溝1の面圧を抑制することができる。
1a 外方端
1b 内方端
1x 低圧室側溝面
1y 高圧室側溝面
2 ベーン溝油孔
3 ベーンバネ孔
4 吸入口
5 吐出口
6 油溝
10 密閉容器
20 電動機部
21 固定子
22 回転子
30 圧縮機構部
31 シリンダ
32A 第1ピストン
32B 第2ピストン
33 ベーン
40 シャフト
41 主軸部
42 第1偏芯部
43 第2偏芯部
44 副軸部
Claims (3)
- 密閉容器内に電動機部と圧縮機構部とを備え、
前記電動機部と前記圧縮機構部とはシャフトによって連結され、
前記圧縮機構部は、シリンダと、前記シリンダ内に配置されるピストンと、前記シリンダ内を仕切るベーンとを有し、
前記シリンダには、前記ベーンが配置されるベーン溝と、前記ベーン溝の外方端に連接するベーン溝油孔と、前記ベーンの摺動方向を軸心とするベーンバネ孔とを形成し、
前記ベーンバネ孔には、ベーンバネを配置し、
前記ベーンバネで前記ベーンの背面を押圧することで、前記ベーンを前記ベーン溝の内方端から突出させるロータリー式圧縮機であって、
前記ベーン溝の低圧室側溝面に、前記ベーンバネ孔と連通する油溝を設け、
前記シャフトのシャフト中心と前記ピストンのピストン中心との偏芯量をEs、
前記シリンダのシリンダ中心から前記ベーン溝の前記内方端までの距離をR、
前記ベーン溝の前記内方端から前記外方端までの距離をW、
前記シリンダ中心から前記油溝までの距離をLとした時、
R+W−2Es ≦ L ≦ R+2Es
の条件を満たす位置に前記油溝を配置し、
前記油溝を、前記ベーンバネ孔の軸心に直交する方向に形成した一つの縦溝とした
ことを特徴とするロータリー式圧縮機。 - 前記油溝を、前記シリンダの一方の面及び他方の面に連通させた
ことを特徴とする請求項1に記載のロータリー式圧縮機。 - 前記シリンダ中心から前記ベーンバネ孔の先端位置までの距離をMとした時、
L>M
の条件を満たす位置に前記油溝を配置した
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のロータリー式圧縮機。
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