(57)【要約】【課題】ロータリ圧縮機全体の軽量化を図ることができ、製造コストを低減できる。【解決手段】ハウジング２と、ハウジング２内で鉛直方向に延びる回転軸３と、回転軸３に支持されたシリンダ６０と、回転軸３に回転可能に支持され、シリンダ６０の上下に固定される上部軸受４Ａ及び下部軸受４Ｂと、を備え、シリンダ６０は全体が樹脂成形され、シリンダ６０全体を樹脂成形し、樹脂成形されたシリンダ６０を焼き嵌め、冷やし嵌め、又は樹脂溶融によりハウジング２の本体部２１の内面２１ａに固定することにより製造されるロータリ圧縮機を提供する。【選択図】図１
2020112065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジング内で鉛直方向に延びる回転軸と、
該回転軸に支持されたシリンダと、
前記回転軸に回転可能に支持され、前記シリンダの上下に固定される上部軸受、及び下部軸受と、を備え、
前記シリンダは、全体が樹脂成形されているロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記上部軸受および前記下部軸受のうち少なくとも一方が樹脂成形されている請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記シリンダと、前記上部軸受又は前記下部軸受と、が樹脂成形により一体的に設けられている請求項１又は２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記シリンダには、内部の圧縮室を二分するブレードを摺動可能に案内するブレード溝が設けられ、
前記ブレード溝の内面には、樹脂における耐摩耗層が形成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機において樹脂成形されたシリンダを前記ハウジングに対して固定するロータリ圧縮機の製造方法であって、
前記シリンダ全体を樹脂成形する工程と、
樹脂成形された前記シリンダを、焼き嵌め、冷やし嵌め、又は樹脂溶融により前記ハウジングの内面に固定する工程と、
を有するロータリ圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉型の電動ロータリ圧縮機として、例えば特許文献１に示されるような、ハウジングと、ハウジング内で鉛直方向に延びるとともに電動モータによって回転する回転軸と、回転軸に支持されたシリンダを有するロータリ圧縮部と、回転軸に回転可能に支持され、シリンダの上下に固定される上部軸受、及び下部軸受と、を備えたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のロータリ圧縮機では、以下のような問題があった。
すなわち、従来では、ロータリ圧縮部がガス圧縮時の反力に耐え得る強度が必要なため、一般的に金属材料が用いられている。一方で、ロータリ圧縮機としては、小型化や軽量化による低騒音化が求められている。しかしながら、金属材料により形成されるロータリ圧縮部の軽量化は困難であることから、その点で改善の余地があった。
さらに、ロータリ圧縮部の各部材が金属材料により形成されているので、切削や研削にかかる作業工程においてミクロオーダーとなる高精度な寸法により成形する必要があり、加工工数が多くなって製造コストが増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ロータリ圧縮機全体の軽量化を図ることができ、製造コストを低減できるロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るロータリ圧縮機は、ハウジングと、該ハウジング内で鉛直方向に延びる回転軸と、該回転軸に支持されたシリンダと、前記回転軸に回転可能に支持され、前記シリンダの上下に固定される上部軸受、及び下部軸受と、を備え、前記シリンダは、全体が樹脂成形されている。
【０００７】
上記態様に係るロータリ圧縮機によれば、ロータリ圧縮機の中でも大きな重量となるシリンダを樹脂成形したことにより軽量化を図ることができ、ロータリ圧縮機全体を軽量化できる。
また、本態様では、樹脂製のシリンダが例えば押出し成形や射出成形により製造することができ、金属製のシリンダのように切削や研削による高精度で加工工数の多い作業が不要となることから、製造コストを低減できる。
【０００８】
また、上記のロータリ圧縮機は、前記上部軸受および前記下部軸受のうち少なくとも一方が樹脂成形されている構成であってもよい。
【０００９】
このような構成によれば、シリンダに固定される上部軸受および前記下部軸受のうち少なくとも一方が樹脂成形された樹脂製となって軽量化されているので、さらにロータリ圧縮機全体の軽量化を図ることができる。
また、本構成によれば、樹脂製の軸受が例えば押出し成形や射出成形により製造することができるので、金属製の場合に比べて切削や研削による高精度で加工工数の多い作業が不要となることから、製造コストを低減できる。
【００１０】
また、上記のロータリ圧縮機は、前記シリンダと、前記上部軸受又は前記下部軸受と、が樹脂成形により一体的に設けられていることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、樹脂製のシリンダと、樹脂製の上部軸受及び下部軸受のいずれか一方の軸受とを一体で樹脂成形することができるので、各別で樹脂成形する場合よりも加工工数や作業にかかる手間を減らし、効率よく成形することができ、これにより製造コストの低減を図ることができる。
【００１２】
また、上記のロータリ圧縮機は、前記シリンダには、内部の圧縮室を二分するブレードを摺動可能に案内するブレード溝が設けられ、前記ブレード溝の内面には、樹脂における耐摩耗層が形成されている構成であってもよい。
【００１３】
このような構成によれば、樹脂製のシリンダにおけるブレード溝の内面に例えばポリエーテルエーテルケトン等の材料からなる耐摩耗層を形成することで、ブレード溝に案内されるブレードの摺動特性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係るロータリ圧縮機の製造方法は、上述したロータリ圧縮機において樹脂成形されたシリンダを前記ハウジングに対して固定するロータリ圧縮機の製造方法であって、前記シリンダ全体を樹脂成形する工程と、樹脂成形された前記シリンダを、焼き嵌め、冷やし嵌め、又は樹脂溶融により前記ハウジングの内面に固定する工程と、を有する。
【００１５】
本態様によれば、樹脂成形されたシリンダを焼き嵌め、冷やし嵌め、又は樹脂溶融による固定方法によりハウジングの内面に確実にかつ容易に固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法によれば、ロータリ圧縮機全体の軽量化を図ることができ、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるロータリ圧縮機の構成を示した縦断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図であって、シリンダにおける圧縮機の中心軸線に直交する面の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態によるロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態によるロータリ圧縮機（以下、単に圧縮機１という）は、例えば空気調和機や冷凍装置などに用いられる密閉型の電動ロータリ圧縮機を一例としており、圧縮機本体１０と、吸入管１１と、アキュムレータ１２と、を備えている。
【００２０】
圧縮機本体１０は、ハウジング２と、回転軸３と、上部軸受４Ａと、下部軸受４Ｂと、電動モータ５と、ロータリ圧縮部６と、を有する。ロータリ圧縮部６には、ハウジング２内においてディスク状のシリンダ６０が設けられている。
ここで、ハウジング２の中心軸とは回転軸３とは鉛直方向（上下方向）に延在する共通軸上に配置され、この共通軸を以下、回転軸線Ｏという。回転軸３は、延在方向が上下方向となるように配置され、ハウジング２内において回転軸線Ｏ回りに回転可能に収容されている。
【００２１】
ハウジング２は、密閉型で上下方向に延在している。ハウジング２は、円筒状をなす本体部２１と、本体部２１の上下の開口を閉塞する上部蓋部２２及び下部蓋部２３と、を有する。ハウジング２は、側壁下部におけるシリンダ６０の外周面に対向する位置に、開口部２４が形成されている。シリンダ６０には、開口部２４に対向した位置において、シリンダ内の所定位置まで連通する吸入ポート２５が形成されている。
【００２２】
ハウジング２の底部には、油が溜められることで、油溜まりが形成されている。油の初期封入時における油溜まりの液面は、ロータリ圧縮部６の上方に位置している。これにより、ロータリ圧縮部６は、油溜まりの中で駆動される。
【００２３】
上部蓋部２２には、厚さ方向に貫通し、下部がハウジング２内に配置されており、上部がハウジング２の外に配置された吐出管１３が設けられている。吐出管１３は、油を含み、かつ圧縮された冷媒をハウジング２の外部へ吐出する。
【００２４】
ハウジング２の外部には、圧縮機本体１０に供給するに先立って冷媒を気液分離するためのアキュムレータ１２が設けられている。アキュムレータ１２は、ブラケット１４を介してハウジング２の外周面に固定されている。アキュムレータ１２には、内部の冷媒を圧縮機本体１０に吸入させるための上述した吸入管１１が設けられている。アキュムレータ１２に接続されている吸入管１１は、ハウジング２の開口部２４を通して、吸入ポート２５に接続されている。アキュムレータ１２は、吸入管１１を通じて冷媒の気相をロータリ圧縮部６へ供給する。
【００２５】
電動モータ５は、ハウジング２内の上下方向の中央部に収容されている。電動モータ５は、ロータ５１と、ステータ５２と、を有する。ロータ５１は、回転軸３の外周面に固定され、ロータリ圧縮部６の上方に配置されている。ステータ５２は、ロータ５１の外周面を囲むように配置され、ハウジング２の本体部２１の内面２１ａに固定されている。
このように構成とされた電動モータ５には、電源（図示せず）が接続されている。電動モータ５は、この電源からの電力によって回転軸３を回転させるように構成されている。
【００２６】
上部軸受４Ａと下部軸受４Ｂは、上下からロータリ圧縮部６を挟むように配置されている。上部軸受４Ａと下部軸受４Ｂは、それぞれ金属材料から形成され、ロータリ圧縮部６を構成するシリンダ６０にボルト６１で固定されている。
なお、回転軸３は、上部軸受４Ａと下部軸受４Ｂによって回転軸線Ｏ回りに回転自在に支持されている。
【００２７】
ロータリ圧縮部６は、電動モータ５の下方でハウジング２内の底部に配置されている。  ロータリ圧縮部６は、シリンダ６０と、偏心軸部６２と、ピストンロータ６３と、を有している。
【００２８】
シリンダ６０は、圧縮室６０Ａと、吸入孔６０Ｂと、吐出孔（図示せず）と、を有する。圧縮室６０Ａは、シリンダ６０の内部に形成されている。圧縮室６０Ａは、ピストンロータ６３を収容している。
【００２９】
シリンダ６０は、全体が樹脂成形されている。シリンダ６０に適用可能な樹脂材料としては、軽量、耐熱性、高強度な材料であって、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）の樹脂が挙げられる。このような樹脂製のシリンダ６０は、例えば押出し成型、射出成形、或いは３Ｄプリンタによるプリント成形等の成形手段を用いて製造することができる。
【００３０】
樹脂製のシリンダ６０は、ハウジング２の本体部２１の内面２１ａに対して固定されている。図１及び図２の符号Ｐは、ハウジング２とシリンダ６０との固定部を示している。ハウジング２へのシリンダ６０の固定方法としては、焼き嵌め、冷やし嵌め、又は樹脂溶融を採用することができる。
【００３１】
偏心軸部６２は、回転軸３の下端部に設けられ、ピストンロータ６３の内側において回転軸３の中心軸から直交する方向にオフセットした状態で設けられている。
ピストンロータ６３は、シリンダ６０の内径よりも小さい外径の円筒状をなしてシリンダ６０の内側に配置され、偏心軸部６２に挿入され固定されている。ピストンロータ６３は、回転軸３の回転に伴って回転軸線Ｏに対して偏心して回転する。
【００３２】
吸入孔６０Ｂは、冷媒をシリンダ６０の内部に流入可能とするための孔である。
吐出孔（図示せず）には、ハウジング２の中間圧とされた内部空間にロータリ圧縮部６で圧縮された冷媒が吐出される。
【００３３】
シリンダ６０には、図２に示すように、圧縮室６０Ａを、２つに区切るブレード６４が設けられている。シリンダ６０には、径方向に延在して形成されたブレード溝６５が形成されている。ブレード６４は、ブレード溝６５の内面６５ａに摺動可能に案内されて、ピストンロータ６３に対して接近離間する方向に進退自在に保持されている。そして、ブレード６４は、径方向の外側の基端部６４ｂが、不図示の圧縮バネによって弾性的に押圧されており、先端部６４ａがピストンロータ６３の外周面６３ａに常に押し付けられた状態となっている。
【００３４】
ブレード溝６５には、ブレード６４との摺動部分である内面６５ａには、樹脂製のシリンダ６０における耐摩耗性を有する耐摩耗層６６が形成されている。耐摩耗層６６として、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）の樹脂が挙げられる。
【００３５】
偏心軸部６２は、ピストンロータ６３の内径よりもわずかに小さな外径を有している。これにより、回転軸３が回転すると、偏心軸部６２が回転軸３回りに旋回し、ピストンロータ６３がシリンダ６０内で偏心転動する。このとき、ブレード６４は、不図示の圧縮バネにより押圧されているため、先端部６４ａがピストンロータ６３の動きに追従して進退し、ピストンロータ６３に常に押し付けられる。
【００３６】
そして、このような圧縮機１においては、アキュムレータ１２内に冷媒を取り込み、その冷媒をアキュムレータ１２内で気液分離して、その気相を吸入管１１からシリンダ６０の吸入ポート２５を介してシリンダ６０の内部空間である圧縮室６０Ａに供給される。
そして、ピストンロータ６３の偏心転動により、圧縮室６０Ａの容積が徐々に減少して冷媒が圧縮される。シリンダ６０の所定の位置には、冷媒を吐出する吐出穴（図示省略）が形成されており、この吐出穴にはリード弁（図示省略）が備えられている。これにより、圧縮された冷媒の圧力が高まると、リード弁を押し開き、冷媒をシリンダ６０の外部に吐出する。吐出された冷媒は、ハウジング２の上部に設けられた吐出管１３から外部の図示しない配管に排出されるようになっている。
【００３７】
次に、上述したロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法の作用について、図面に基づいて具体的に説明する。
本実施形態による圧縮機１では、図１及び図２に示すように、ロータリ圧縮機１の中でも大きな重量となるシリンダ６０を樹脂成形したことにより軽量化を図ることができ、ロータリ圧縮機１全体を軽量化できる。
【００３８】
また、本実施形態では、樹脂製のシリンダ６０が例えば押出し成形や射出成形により製造することができ、金属製のシリンダのように切削や研削による高精度で加工工数の多い作業が不要となることから、製造コストを低減できる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、樹脂製のシリンダ６０におけるブレード溝６５の内面６５ａに例えばポリエーテルエーテルケトン等の材料からなる耐摩耗層６６を形成することで、ブレード溝６５に案内されるブレード６４の摺動特性を向上させることができる。
【００４０】
さらにまた、本実施形態による樹脂成形されたシリンダ６０をハウジング２に対して固定する圧縮機１の製造方法として、シリンダ６０全体を樹脂成形する工程と、樹脂成形されたシリンダ６０を、焼き嵌め、冷やし嵌め、又は樹脂溶融によりハウジング２の本体部２１の内面２１ａ（固定部Ｐ）に固定する工程と、を有する固定方法を採用することができる。そのため、ハウジング２の内面２１ａに樹脂製のシリンダ６０を確実にかつ容易に固定することができる。
【００４１】
上述した本実施形態によるロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法では、圧縮機１全体の軽量化を図ることができ、製造コストを低減できる。
【００４２】
以上、本発明によるロータリ圧縮機、及びロータリ圧縮機の製造方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４３】
例えば、本実施形態では、上部軸受４Ａと下部軸受４Ｂとが金属材料により形成されているが、金属製であることに限定されることはなく、上部軸受４Ａおよび下部軸受４Ｂのうち少なくとも一方が樹脂成形されている構成であってもよい。
この場合には、樹脂成形された上部軸受および下部軸受のうち少なくとも一方の軽量化を図ることができるので、さらにロータリ圧縮機全体を軽量化できる。また、樹脂製の軸受は、例えば押出し成形や射出成形により製造することができるので、金属製の場合に比べて切削や研削による高精度で加工工数の多い作業が不要となることから、製造コストを低減できる。
【００４４】
また、本実施形態では、シリンダ６０、上部軸受４Ａ、下部軸受４Ｂがそれぞれ別体で設けられた構成となっているが、上部軸受４Ａ及び下部軸受４Ｂのいずれか一方がシリンダ６０と樹脂成形により一体的に設けられていてもよい。
この場合には、各別で樹脂成形する場合よりも加工工数や作業にかかる手間を減らし、効率よく成形することができ、これにより製造コストの低減を図ることができる。このように一体成形することで、シリンダ６０と軸受４Ａ（４Ｂ）とをボルト締結により接合する必要がなくなり、部品数の削減や加工に係る時間やコストを低減することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、アキュムレータ１２に連結される吸入管１１が接続され、シリンダ６０の圧縮室６０Ａに連通する吸入ポート２５もシリンダ６０とは別体で設けられているが、この吸入ポート２５もシリンダ６０の一部として樹脂成形によりシリンダ６０と一体的に設ける構成とすることも可能である。
【００４６】
さらに、本実施形態では、シリンダ６０のブレード溝６５の内面６５ａに樹脂における耐摩耗層６６を形成した構成としているが、この部位（ブレード溝６５の内面６５ａ）の耐摩耗層６６を省略することも可能である。
【００４７】
さらにまた、ハウジング２、回転軸３、上部軸受４Ａ、下部軸受４Ｂ、電動モータ５、ロータリ圧縮部６（シリンダ６０、偏心軸部６２、ピストンロータ６３）、アキュムレータ１２の形状、大きさ等の構成は、適宜な構成に設定することが可能である。
【００４８】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  圧縮機（ロータリ圧縮機）
２  ハウジング
３  回転軸
４Ａ  上部軸受
４Ｂ  下部軸受
５  電動モータ
６  ロータリ圧縮部
１０  圧縮機本体
１２  アキュムレータ
２１  本体部
２１ａ  内面
６０  シリンダ
６０Ａ  圧縮室
６２  偏心軸部
６３  ピストンロータ
６４  ブレード
６５  ブレード溝
６５ａ  内面
６６  耐摩耗層
Ｏ  回転軸線
Ｐ  固定部
【図１】
2020112065.tif 000003
【図２】
2020112065.tif 000004