JPH0230997A - 回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、１本の回転軸によって共通に駆動される２個
の回転圧縮機構を備え、しかも回転軸をすべり軸受によ
って支持するようにした回転圧縮機に関する。

（従来の技術） 周知のように、冷蔵庫や空気調和機ではガス圧縮機を必
要とする。このような用途の圧縮機としては、小型化が
容易であると言う面から回転圧縮機が多用されている。

回転圧縮機は１通常、容器内にモータと、このモータに
よって駆動される回転圧縮機構とを一体的に組み込んだ
構成となっている。回転圧縮機構は、シリンダと１　こ
のシリンダ内に偏心状態に配置された回転ピストンと。

この回転ピストンの外周面に常に摺接する状態にシリン
ダに装着されシリンダ内を吸込室と圧縮室とに区画する
ブレードと、吸込室に通じたガス吸込口と、圧縮室に通
じたガス吐出口とで構成されている。そし２て、容器は
回転圧縮機構で圧縮されたガスを溜めるタンクを兼用し
ている。

このような回転圧縮機のなかには、２個の回転圧縮機構
を設け、これら２個の回転圧縮機構を１本の回転軸で共
通に駆動するようにした。いわゆる２シリンダタイプの
ものがある。この２シリンダタイプの回転圧縮機は、２
個の回転圧縮機構を各ブレードの位相を一致させて同軸
に配置するとともに各回転圧縮機構の各回転ピストンを
１８０度の位相差を持たせて回転軸の外周に共通に固定
しまたものとなっている。したがって、このタイプのも
のは５回転軸が１一回転する間に、圧縮されたガスを１
８０度おきに２回吐出する。このため７回転軸のトルク
変動が少なく、１シリンダタイプのものに比べて低振動
で低騒音であると言う利点を備えている。

ところで、最近、冷蔵庫や空気調和機の分野では、効率
の向上化と制御性の拡大化とを図るために圧縮機を可変
速度制御する方式が採用されている。これに伴って、こ
れらに組み込まれる２シリンダタイプの回転圧縮機にも
回転性能の一層の向上化が要求されている。２シリンダ
タイプの回転圧縮機の回転性能を向上させるうえで注意
すべき点は幾つかある。その中で振動の低減化および軸
受部の信頓性向上化は最重要項目である。振動の低減化
に対しては１回転不釣合いを相殺するためのバランサを
回転軸の適所に固定することが行われる。２シリンダタ
イプでは、２個の回転ピストンが１８０度の位相差を持
って回転軸に固定されている。このため２シリンダタイ
プは、１シリンダタイプに比べて振動低減化の処置が比
較的容易である。一方２回転圧縮機の軸受としては１通
常。

耐久性に優れたすべり軸受が使用されている。周知のよ
うに、すべり軸受は回転軸と軸受面との間に油膜を介在
させ、この油膜圧力で回転軸を支持するものである。こ
のため、軸受機能を良好に発揮させるには、潤滑油を常
に軸受すきまに安定に供給する必要がある。このような
ことから２通常は１回転軸の外周面あるいは軸受の内周
面に軸方向に延びる油案内溝を設け、この油案内溝を介
して軸受すきまへ潤滑油を供給するようにしている。

しかしながら１回転圧縮機では１回転不釣合いを完全に
なくすことが困難であり、しかも圧縮ガスによる変動横
荷重が回転軸に加わるため２回転軸の振れ回りが比較的
大きい。これは２シリンダタイプにおいても同じである
。このように振れ回りが起こると、軸受すきま内に圧力
変動が生じる。

このため、軸受すきまへ潤滑油を安定に供給することが
困難で、これが原因して運転効率が低下したり、すべり
軸受と回転軸とが直接接触して回転軸や軸受を損傷させ
ることが往々にしてあった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、２シリンダタイプのものにおいても何等か
の手段で軸受部の耐久性向上化および運転効率の向上化
が望まれていた。

そこで本発明は、上記要望を十分溝たすことができる２
シリンダタイプの回転圧縮機を提供することを目的とし
ている。

〔発明・）構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明は、ブレードの位相を一致させて２個の回転圧縮
機構を同軸に配置した回転圧縮機であって１６回転圧縮
機構の各回転ピストンを１８０度の位相差を持たせて共
通に支持するとともにモータによって回転駆動される回
転軸と、この回転軸の前記回転圧縮機構より外に突出し
ている両部分をそれぞれ支持する一対のすべり軸受と、
これらすべり軸受の内面にそれぞれ形成されて供給され
た潤滑油を軸受面全体へ移動させる油案内溝と。

二の油案内溝の入口へ前記潤滑油を供給する手段とを備
えてなる回転圧縮機において６前記一対のすべり軸受の
うち前記モータに近い一方のすべり軸受に形成される前
記油案内溝を、前記ブレードの位置を０度として前記回
転軸が回転する方向を基準にしたとき２２２０〜３２５
度の範°囲に設けている。また、前記モータから遠い他
方のすべり軸受に形成される前記油案内溝を、前記ブレ
ードの位置を０度として前記回転軸が回転する方向を基
準にしたとき、１９０〜３１０度の範囲に設けている。

（作　用） 実験および解析結果によると、２シリンダタイプの回転
圧縮機の場合、各すべり軸受の軸受面上で上述した角度
範囲の軸受すきまには軸を支承するための圧力上昇がほ
とんど起こらない。したがって、上記角度範囲に油案内
溝を設けておくと油膜の圧力発生を妨げることなく、潤
滑油が油案内溝に沿って軸受面の軸方向へとスムーズに
流れる。この流れ込んだ潤滑油は、粘性によって回転軸
の外周面に添いながら周方向へと移動する。したがって
、軸受面全体に常に良好な油膜を形成することが可能と
なる。

（実施例） 以下１図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る回転圧縮機の縦断面
図が示されている。

同図において、１は内部に円柱状の空間を有し。

軸心線を重力方向と平行させて配置された容器を示して
いる。この容器１内の上方には誘導電動機で代表される
モータ２が配置されており、下方にはモータ２の回転子
３に直結された回転軸４によって共通に駆動される回転
圧縮機構５，６が同軸的に配置さ九でいる。また、容器
１内の底部には潤滑／ｌｈ７が所定量収容されている。

回転圧縮機構５，６は、中央部に孔８を有した仕切り阪
９を境にして上下に隣接状態に配置されている。そして
１回転軸４は２回転圧縮機構５゜６および仕切り板９の
孔８を貫通する形に設けられている。

回転圧縮機構５は、具体的には次のように構成されてい
る。すなわち、仕切り板９の上面に、前述した孔８より
大径で回転軸４を貫通させる円柱状の空間１０を中央部
に有したシリンダ１１を密接配置し、このシリンダ１１
の外周面を容器１の内周面に固定している。そして、空
間１０内に位置する回転軸４の外周面に偏心部１２を一
体的に設け、この偏心部１２の外周面にリング状のピス
トン１３を装着している。また、一端側開口が空間１０
に通じる関係にシリンダ１１に径方向に延びる案内溝１
４を設け、この案内溝１４内にはばね１５によって常に
回転軸方向に付勢されるブレード１６を装着している。

さらに、シリンダ１１の上面に、前記空間１０の上端開
口を閉塞するフランジ部１７を備えるとともに回転軸４
を回転自在に支持するすべり軸受１８を装着している。

ブレード１６を境にして周方向の一方側でブレード１６
に近い位置に、第２図に示すように空間１０に通じる関
係に吸込み口１９を設け、この吸込み口１９をシリンダ
１１内に形成された案内路２０および容器１に設けられ
た孔を介してガス吸込み管２１に接続している。同様に
、ブレード１６を境にして周方向の他方側でフランジ部
１７のブレード１６に近い部分に、第４図に示すように
吐出口２２を設け、この吐出口２２を吐出弁２３を介し
て容器１の内部空間に通じさせている。

回転圧縮機構６もほぼ同様に構成されている。

すなわち、仕切り板９の下面に、前述した空間１０と同
径で前記回転軸４を貫通させる円柱状の空間３０を中央
部に有したシリンダ３１を密接配置し、このシリンダ３
コ。の外周面を容器１の内周面に固定している。そして
、空間３０内に位置する回転軸４の外周面に偏心部１２
とは１８０度位相が異なる関係に偏心部３２を一体的に
設け、この偏心部３２の外周面にリング状のピストン３
３を装着している。また、一端側開口が空間３０に通じ
る関係にシリンダ３１に径方向に延びる案内溝３４を案
内溝１４と同位相に設け、この案内溝３４内にはばね３
５によって常に回転軸方向に付勢されるブレード３６を
装着している。さらに。

シリンダ３１の下面に、空間３０の下端開口を閉塞する
フランジ部３７を備えるとともに回転軸４を回転自在に
支持するすべり軸受３８を装着している。一方、ブレー
ド３６を境にして周方向の一方側でブレード３６に近い
位置に、第３図に示すように空間３０に通じる関係に吸
込み口３９を設け、この吸込み口３９をシリンダ３１内
に形成された案内路４０および容器１に設けられた孔を
介してガス吸込み管２１に接続している。同様に。

ブレード３６を境にして周方向の他方側でフランジ部３
７のブレード３６に近い部分に、第４図に示すように吐
出口４２を設け、この吐出口４２を吐出弁４３を介して
容器１の内部空間に通じさせている。

回転軸４は、２つのすべり軸受１８．３８によってラジ
アル荷重が支持されており、スラスト荷重はすべり軸受
３８の下端部に装着されたスラスト軸受４４によって支
持されている。回転軸４は中空に形成されている。そし
て１回転軸４内に形成された空洞は１回転子３より下に
位置する部分が大径に形成されている。この大径の部分
には。

ねじポンプ作用で潤滑油７を汲み上げる羽根５１が装着
されている。この羽根５１は帯状の板材を回転軸４の回
転方向へよじって形成されたものとなっている。そして
１回転軸４のいわゆる周壁ですべり軸受１８とシリンダ
１１との境界に位置する部分と、すべり軸受３８とシリ
ンダ３１との境界に位置する部分とには１羽根５１によ
って汲み上げられた潤滑油の一部をすべり軸受１８．３
８側に向けて案内する注油孔５２．　５３が形成されて
いる。

すべり軸受１８は、第５図に示すように軸受面５４の前
記シリンダ１１側に位置する縁部に周方向に延びる環状
段部５５を有するとともに軸受面５４に回転軸４の回転
方向に沿いながら軸方向に延びる油案内溝５６を有した
ものとなっている。

そして、上記油案内溝５６は、この実施例の場合。

回転軸４の回転方向が図中実線矢印５７で示す方向であ
るとしたとき、前述したブレード１６の位置を０度とし
て回転軸４の回転方向に２４０〜２９０度の範囲に亙っ
て形成されている。一方、すべり軸受３８は、第６図に
示すように軸受面５８の前記シリンダ３１側に位置する
縁部に周方向に延びる環状段部５９を有するとともに軸
受面５８に軸方向に直線状に延びる油案内溝６０を有し
たものとなっている。そして、上記油案内溝６０は、こ
の実施例の場合１回転軸４の回転方向が図中実線矢印６
１で示す方向であるとしたとき、前述したブレード３６
の位置を０度として回転軸４の回転方向に３００度の位
置に形成されている。なお、第１図中６２は回転圧縮機
構５．６を境にして上下の空間を連通させるための通路
を示し、６３は高圧ガスを排出するためのガス排出管を
示し、６４はモータ２に給電するための給電機構を示し
ている。

次に、上記のように構成された回転圧縮機の動“作を説
明する。

モータ２に給電すると１回転子３が回転して回転軸４が
回転を開始する。この結果、各回転圧縮機構５，６のピ
ストン１３．３３が偏心しながら回転する。ピストン１
３．３３の外周面には、第２図および第３図に示すよう
に、常にブレード１６．３６の先端部が摺接している。

そして、各空間１０．３０はブレード１６．３６を境に
して吸込み口１９．３９と吐出口２２．４２に通じてい
る。したがって、第２図中および第３図中に実線矢印６
５で示すようにピストン１３．３３が回転しているもの
とすると、各空間１０．３０内にはブレード１６．３６
より図中上側に吸込み室６６が形成され１下側に圧縮室
６７が形成されることになる。各圧縮室６７で圧縮され
たガスは。

それぞれ吐出口２２．４２および吐出弁２３゜４３を介
して容器１内に吐出される。この場合。

ピストン１３．３３は１８０度の位相差を持って偏心し
ており、またブレード１６．３６は同位相に設けられて
いるので、たとえばピストン１３が圧縮を開始したとき
、ピストン３３はすでに圧縮工程が半分終了しているこ
とになる。このため２回転軸４が１回転する間に容器１
内に圧縮ガスが２度吐出されることになる。そして、容
器１内の高圧ガスはガス排出管６３より必要機器へと導
かれる。

このような圧縮運転中において、すべり軸受１８．３８
と回転軸４との間の潤滑は次のようにして行われる。す
なわち、容器１の底部に収容されている潤滑油７が回転
軸４内に収容されている羽根５１のねじポンプ作用によ
って回転軸４内の上方へと汲み上げられる。この汲み上
げられた潤滑油の一部は注油孔５３．５２を通ってすべ
り軸受３８．１８の軸受面５８．５４の縁部に形成され
た環状段部５９．５５へと流れる。すべり軸受３８の軸
受面５８には第６図に示すように軸方向に直線状に油案
内溝６０が設けられている。このため、環状段部５９に
流れ込んだ潤滑油は、油案内溝６０内を下方へと流れる
。回転軸４は回転しているので、油案内溝６０内を流れ
落ちる潤滑油は、軸受面５８の全体に行き亙り１回転軸
４と軸受内５８との間に環状の油膜が形成されることに
なる。一方、すべり軸受１８側においては、軸受面５４
に回転軸４が回転する向きに油案内溝５６が形成されて
いる。このため、環状段部５５に流れ込んだ潤滑油は１
回転軸４とすべり軸受１８との相対運動によって油案内
溝５６内を上方へ移動し、これによって軸受面５４全体
に行き亙り１回転軸４と軸受面５４との間に環状の油膜
が形成されることになる。

ところで、２シリンダタイプの場合、ピストン１３と３
３とは１８０度の位相差を持って回転軸４に固定されて
いる。このため、ピストン１３゜３３の存在によって回
転軸４に作用する回転不釣合力は小さい。しかし、各ピ
ストン１３．３３によって圧縮される圧縮ガスの差圧力
は回転軸４に大きく作用する。この差圧力は一般的に、
第７図中Ｃで示すような力となり・て回転軸４に作用す
る。

このような方向に差圧力が発生するとき、この実施例の
ように、すべり軸受１８．３８の油案内溝５６．６０を
前述した角度範囲に設けておくと。

潤滑油を軸受すきまに確実に供給することができ。

これによって損傷を防止することができる。

以下、この理由について説明する。発明者らは。

回転軸４に上述した差圧力が作用したとき、各すべり軸
受１８．３８内の油膜圧力が周方向にどのように変化し
ているか実験で調べてみた。すなわち、すべり軸受１８
のモータ２側に位置した外周面、シリンダ１１側に位置
した外周面、すべり軸受３８のシリンダ側に位置した外
周面にそれぞれ３０度おきに１２個の圧力センサを取付
け、これら圧力センサをそれぞれ小孔を介して軸受けす
きまに通じさせて軸受内の油膜の周方向圧力分布を測定
してみた。その結果、第８図、第９図および第１０図に
示す特性を得た。ここで、第８図はすべり軸受１８のモ
ータ２側に位置する部分の特性を示し、第９図は同じく
すべり軸受１８のシリンダ１１側に位置する部分の特性
を示し、第１０図はすべり軸受３８のシリンダ３１側に
位置する部分の特性を示している。また、これらの図で
は、横軸にブレード１６．３６の位置を０度とした軸受
の周方向位置を示し、またピストン１３がブレード１６
を最も押し込んだ位置を回転角φ−０度として回転軸４
が一回転する間において３０度おきの周方向の圧力分布
特性を示している。なお、第８図ないし第１０図の圧力
分布の直線部分は、軸受外部に対して軸受内部が負圧に
なっていることを表わしている。これらの図から判かる
ように、すべり軸受１８側（第８図および第９図参照）
では。

２１５〜３３０度の範囲で圧力上昇が起こらず、負圧領
域になっていることが判かる。同様にすべり軸受３８側
（第１０図参照）では、１８５〜３１５度の範囲で負圧
領域になっていることが判かる。なお。

両軸受での範囲の違いは一端側に回転子３を宵する回転
軸４の振れ回り特性の違いに起因している。

この軸受内部の負圧領域には、軸受外部から潤滑油が流
れ込み易い。第］−図から第６図に示した実施例では、
すべり軸受１８側においては２４０〜２”ｌ（１度の範
囲に油案内溝５６を設け、またすべり軸受３８側におい
ては３００度の位置に油案内溝６０を設けている。した
がって、すべり軸受１８゜３８の軸受面５４．５８と回
転軸４との間に確実に潤滑油を入り込ませることができ
、この結果。

すべり軸受１８．３８と回転軸４との直接接触を確実に
防止することができることになる。また。

油案内溝５６．６０の設けられている部分では。

回転軸４が１回転する間、油膜の圧力は常に負圧となり
、正圧になることはないので、油案内溝５６．６０を通
して軸受外部から軸受内部に潤滑油を積極的に導き入れ
ることができ、なお−層確実に潤滑油を供給することが
可能となる。

また、実施例のように、各すべり軸受１８゜３８の軸受
面５４．５８で注油孔５２．５３に対向する位置に環状
段部５５．５９を設けでおくと。

注油性能の向上を図ることができる。

なお１本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、すべり軸受１８３８に設けられる油案内
溝５６．６０の位置は２４０〜２９０度の範囲および３
００度の位置に限られるものではなく、ミスアライメン
トを考慮に入れて、すべり軸受１８側では２２０〜３２
５度の範囲に、すべり軸受３８側では１９０〜３１０度
の範囲であればよい。

［発明の効果］ 以上述べたように１本発明によれば一対のすべり軸受の
支持性能および耐久性を大幅に向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る回転圧縮機の縦断面図
、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線に沿って切断し矢印
方向に見た局部的断面図、第３図は第１図におけるＢ−
Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た局部的断面図、第４
図は回転圧縮機構部分を第１図とは異なる角度で切断し
て局部的に示す縦断面図、第６図はモータに近い位置に
設けられたすベリ軸受を一部切欠して示す斜視図、第６
図はモータから遠い位置に設けられたすべり軸受を一部
切欠して示す斜視図、第７図はすべり軸受に加わる荷重
および本発明によって特定された油案内溝の設置範囲を
説明するための図、第８図から第１０図は油案内溝の設
置範囲を導き出した実験結果を示す図である。 １・・・容器、２・・・モータ、３・・・回転子、４・
・・回転軸。 ５．６・・・回転圧縮機構１７・・・潤滑油、９・・・
仕切り仮、１０．３０・・・空間、１１．３１・・・シ
リンダ。 １２．３２・・・Ｂ　小部、１３．３３・・・ピストン
。 １６．３６・・・ブレード、１８．３８・・・すべり軸
受。 １９．３９・・・吸込み口、２２．４２・・・吐出口。 ２３４３・・・吐出弁、５１・・・羽根、５２．５３・
・・注油孔、５４．５８・・・軸受面、５５．５９・・
・環状段部、５６．６０・・・油案内溝、６６・・・吸
込み室。 ６７・・・圧縮室。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＠１図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 笛 図 ２１５ｅ ３３５゜ 箪 図 印 王○ 箪 １゜ 図 箪 図 手続補正帯 １゜ 事件の表示 特願昭６２−３０４６４０号 ２゜ 発明の名称 回 転 圧 縮 機 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダと、このシリンダ内に偏心状態に配置さ
   れた回転ピストンと、この回転ピストンの外周面に常に
   摺接する状態に前記シリンダに装着され上記シリンダ内
   を吸込室と圧縮室とに区画するブレードと、前記吸込室
   に通じたガス吸込口と、前記圧縮室に通じたガス吐出口
   とを備えた回転圧縮機構を前記ブレードの位相を一致さ
   せて同軸に２個配置して構成されたものであって、前記
   各回転圧縮機構の前記各回転ピストンを１８０度の位相
   差を持たせて共通に支持するとともにモータによって回
   転駆動される回転軸と、この回転軸の前記回転圧縮機構
   より外に突出している両部分をそれぞれ支持する一対の
   すべり軸受と、これらすべり軸受の内面にそれぞれ形成
   されて供給された潤滑油を軸受面全体へ移動させる油案
   内溝と、この油案内溝の入口へ前記潤滑油を供給する手
   段とを備えてなる回転圧縮機において、前記一対のすべ
   り軸受のうち前記モータに近い一方のすべり軸受に形成
   される前記油案内溝は前記ブレードの位置を０度とし、
   かつ前記回転軸が回転する方向を基準にしたとき２２０
   〜３２５度の範囲に設けられており、前記モータから遠
   い他方のすべり軸受に形成される前記油案内溝は前記ブ
   レードの位置を０度とし、かつ前記回転軸が回転する方
   向を基準にしたとき１９０〜３１０度の範囲に設けられ
   ていることを特徴とする回転圧縮機。
2. （２）前記回転軸は、軸心線を重力方向と平行させて配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の回転圧縮機。
3. （３）前記回転軸は、中空に形成され、この中空部に前
   記潤滑油を汲み上げる機構を装着しているとともに汲み
   上げられた潤滑油の一部を前記一対のすべり軸受の前記
   油案内溝の入口へ供給する注油孔を有したものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の回転圧縮機
   。
4. （４）前記一対のすべり軸受は、内周面に前記油案内溝
   の入口に通じる溝状部を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の回転圧縮機。