(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器、前記密閉容器に収納される電動機部および前記電動機部の回転軸により駆動される２個のシリンダを有し、前記シリンダ内で前記回転軸に設けた偏心部に嵌合されるローラを偏心回転させると共にベーンにより前記シリンダ内を仕切り、冷媒ガスを吸込み圧縮して吐出する回転圧縮機構部を備え、前記回転圧縮機構部は、低圧の冷媒ガスを吸込んで圧縮する低段側圧縮部、前記低段側圧縮部で圧縮され中間圧に昇圧された冷媒ガスを吸込んで圧縮する高段側圧縮部および前記両圧縮部の間に介設され前記回転軸を挿通せしめる中間仕切板を含む、２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサにおいて、
前記回転軸に一体形成により設けられる２つの偏心部は１８０度の位相差を有し、かつ前記両偏心部を連結する連結部の断面形状は、前記連結部の全長に渡って、偏心方向の肉厚に対して前記偏心方向と直交する方向の肉厚を大きく設定するようにしたことを特徴とする、２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサ。
【請求項２】
前記連結部の断面形状を非円形とする、請求項１記載の２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサ。
【請求項３】
前記連結部の断面積を前記回転軸の断面積よりも大きくするようにした、請求項１または２記載の２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサに関し、特にたとえば中間仕切板の両側に２個のシリンダを備えた２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種ロータリーコンプレッサにおいて、高低圧差の大きい冷媒、例えば炭酸ガス（ＣＯ２）を冷媒として用いた場合、冷媒圧力は高圧側（高段側）で約１００ｋｇ／ｃｍ2Ｇに達し、一方、低圧側（低段側）で約３０ｋｇ／ｃｍ2Ｇとなる。その結果、高低圧差は約７０ｋｇ／ｃｍ2Ｇと大きくなる。
【０００３】
そのために、２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサの回転軸に１８０度の位相差を有して設けた２つの偏心部の間を連結する連結部の断面形状が両偏心部と同軸の円形であると、物理的に確保し得る断面の面積が小さくなるので、上述で説明した使用圧力の高い冷媒、すなわち炭酸ガス（ＣＯ２）の場合、高低圧差が大きいために回転軸にかかる負荷も大きくなり、それに伴い回転軸が弾性変形し易くなるという問題が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように回転軸が弾性変形すると、回転軸は軸受部に片当たり状態となり異常磨耗の原因となり、耐久性が低下するだけでなく振動や騒音も発生することになる。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、使用圧力の高い冷媒の場合でも、回転軸が弾性変形しないようにした耐久性の良い２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、密閉容器、この密閉容器に収納される電動機部およびこの電動機部の回転軸により駆動される２個のシリンダを有し、各シリンダ内で回転軸に設けた偏心部に嵌合されるローラを偏心回転させると共にベーンにより各シリンダ内を仕切り、冷媒ガスを吸込み圧縮して吐出する回転圧縮機構部を備え、この回転圧縮機構部は、低圧の冷媒ガスを吸込んで圧縮する低段側圧縮部、この低段側圧縮部で圧縮され中間圧に昇圧された冷媒ガスを吸込んで圧縮する高段側圧縮部および両圧縮部の間に介設され前記回転軸を挿通せしめる中間仕切板を含む、２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサにおいて、回転軸に一体形成により設けられる２つの偏心部は１８０度の位相差を有し、かつ両偏心部を連結する連結部の断面形状は、連結部の全長に渡って、偏心方向の肉厚に対して偏心方向と直交する方向の肉厚を大きく設定するようにしたことを特徴とする、２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサである。
【０００７】
【作用】
回転軸に１８０度の位相差を有して設けた２つの偏心部を連結する連結部の断面形状を大きくとることができ、その結果、回転軸の剛性強度が向上し、回転軸は弾性変形することはない。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、高低圧差の大きい場合でも回転軸の弾性変形は防止され、耐久性に優れた信頼性の高い２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサが提供できる。
【０００９】
【実施例】
図１に示すこの発明の一実施例である内部低圧タイプの２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサ１０は、鋼板からなる円筒状密閉容器１２、この密閉容器１２の内部空間に配置収納される電動機部１４およびこの電動機部１４の回転軸１６により駆動される回転圧縮機構部１８を含む。
【００１０】
また、円筒状密閉容器１２は、底部をオイル溜とし、電動機部１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞するお椀状の蓋体１２Ｂとの２部材で構成され、かつこの蓋体１２Ｂには電動機部１４に電力を供給するターミナル端子（配線を省略）２０を設けている。
【００１１】
電動機部１４は、円筒状密閉容器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には中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６が固定されている。
【００１２】
ステータ２２は、リング状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６に巻装されたステータコイル２８を有している。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、両者により交流モータを構成している。なお、交流モータの代わりにロータに永久磁石を埋設したＤＣモータを使用することもできる。
【００１３】
回転圧縮機構部１８は、低段側圧縮部３２、高段側圧縮部３４および両圧縮部３２、３４の間に挟持されて回転軸１６を挿通せしめる挿入孔３６ａを有する中間仕切板３６を含む。すなわち、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置された上下シリンダ３８、４０と、この上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側３８ａ、４０ａと高圧室側３８ｂ、４０ｂに区画する上下ベーン５０、５２と、上下シリンダ３８、４０の各開口面を閉塞して回転軸１６の軸受を兼用する上部支持部材５４と下部支持部材５６とで構成される。
【００１４】
上部支持部材５４および下部支持部材５６には、上下シリンダ３８、４０の内部と適宜連通する吸込通路５８、６０と吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部は上部プレート６６と下部プレート６８により閉塞される。
【００１５】
更に、図２に示すように上下ベーン５０、５２は上下シリンダ３８、４０のシリンダ壁に形成され径方向の案内溝７０、７２に往復動可能に配置収納され、かつスプリング７４、７６により上下ローラ４６、４８に常時当接するように付勢されている。
【００１６】
そして、上シリンダ３８では１段目（低段側）の圧縮作用が行われ、下シリンダ４０では上シリンダ３８で圧縮されて中間圧に昇圧された冷媒ガスをさらに圧縮する２段目（高段側）の圧縮作用が行われる。
【００１７】
上述の回転圧縮機構部１８を構成するエレメントのうち、上部支持部材５４、上シリンダ３８、中間仕切板３６、下シリンダ４０および下部支持部材５６をこの順番に配置し、上部プレート６６および下部プレート６８と共に複数本の取付ボルト７８を用いて一体的に連結固定される。
【００１８】
また、回転軸１６の下部には、軸中心に鉛直方向のオイル穴８０とこのオイル穴８０に横方向の給油孔８２、８４を形成している。
【００１９】
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上下偏心部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としている。
【００２０】
すなわち、図３および図４に実施態様を示すように、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０は回転軸１６と同軸であるが、その断面形状は上下偏心部４２、４４の偏心方向の肉厚よりも偏心方向に直交する方向の肉厚を大きくしている。この場合、図４（ａ）および（ｂ）より明らかなように、上下偏心部４２、４４の偏心方向の肉厚ｄ１は回転軸１６の直径ｄと同じであるが、偏心方向と直交する方向の肉厚Ｄ１をそれより大きく（Ｄ１＞ｄ１＝ｄ）している。つまり、連結部９０の非円形断面積Ｓ１は回転軸１６の円形断面積Ｓよりも大きく（Ｓ１＞Ｓ）している。なお、この場合は、連結部９０の断面形状は、例えばラグビーボールのように上下、左右が略対称となっている。
【００２１】
また、図５および図６に示す他の実施態様では、図６（ａ）および（ｂ）より明らかなように、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０の偏心方向の肉厚ｄ２は回転軸１６の直径ｄよりも大きくし、偏心方向と直交する方向の肉厚Ｄ２をさらにそれ（＝ｄ２）よりも大きく（Ｄ２＞ｄ２＞ｄ）している。この場合も連結部９０の非円形断面積Ｓ２は、先の実施態様の場合における非円形断面積Ｓ１よりもさらに大きく（Ｓ２＞Ｓ１＞Ｓ）している。
【００２２】
そして、この場合は、連結部９０の断面形状は、上偏心部４２の偏心側肉厚よりも下偏心部４４の偏心側肉厚を大きくしている。
【００２３】
その結果、回転軸１６に一体に設けられた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積が大きくなり断面２次モーメントが増加して強度（剛性）が増し、耐久性と信頼性を向上させることができる。具体的には、以下に説明する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にかかる荷重も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増しているので、回転軸１６が弾性変形することはない。
【００２４】
そして、この実施例では、冷媒として地球環境にやさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒である炭酸ガス（ＣＯ２）を使用し、潤滑油としてのオイルは、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を使用する。
【００２５】
また、上部支持部材５４と下部支持部材５６には吸込通路５８、６０および吐出消音室６２，６４を経由して上下シリンダ３８、４０に冷媒ガスを導入する冷媒導入管９２、９４と圧縮された冷媒ガスを吐出する冷媒吐出管９６、９８がそれぞれ接続されている。そして、これらの冷媒導入管９２、９４と冷媒吐出管９６、９８には冷媒配管１００、１０２、１０４および１０６がそれぞれ接続される。さらに、冷媒配管１０２と１０４の間にアキュムレータ１０８が接続されている。なお、密閉容器１２の外底面には取付用台座１１０が設けられている。
【００２６】
次に、上述の実施例の動作概要について説明する。
【００２７】
先ず、ターミナル端子２０および図示されない配線を介して電動機部１４のコイル２８に通電すると、電動機部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と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００２８】
これにより、冷媒配管１００、冷媒導入管９２、および上部支持部材５４に形成された吸込通路５８を経由して、図２に示すように吸込ポート１１２から上シリンダ３８の低圧室側３８ａに吸入された低圧の冷媒ガスは、上ローラ４６と上ベーン５０の動作により圧縮されて中間圧となり上シリンダ３８の高圧室側３８ｂより吐出ポート１１４、上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６および冷媒配管１０２を経由して密閉容器１２外に配置されたアキュムレータ１０８に送出される。
【００２９】
そして、アキュムレータ１０８から冷媒配管１０４、冷媒導入管９４および下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポート１１６から下シリンダ４０の低圧室側４０ａに吸入された中間圧の冷媒ガスは、下ローラ４８と下ベーン５２の動作により２段目の圧縮が行われて高圧冷媒ガスとなり、高圧室側４０ｂから吐出ポート１１８を通り下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４、冷媒吐出管９８および冷媒配管１０６を経由して冷凍サイクルを構成する外部冷媒回路（図示されず）に送出されて冷却作用を行う。
【００３０】
そして、回転軸１６の回転により、密閉容器１２の底部に貯溜されている潤滑オイルは、回転軸１６の軸中心に形成された鉛直方向のオイル穴８０を上昇し、途中に設けた横方向の給油孔８２、８４より流出して回転軸１６の軸受部および上下偏心部４２、４４に供給される。その結果、回転軸１６および上下偏心部４２、４４は円滑な回転を行うことができる。
【００３１】
なお、実施例はいずれも回転軸１６を縦置型とした２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサについて説明したが、この発明は回転軸を横置型とした２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサにも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す内部低圧タイプの２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサの図解図である。
【図２】図１における各圧縮部の構成を説明する図解図である。
【図３】図１における上下偏心部を含む回転軸の実施態様を示す平面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、図３のＡ−Ａ矢視およびＢ−Ｂ矢視の各断面図である。
【図５】図１における上下偏心部を含む回転軸の他の実施態様を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、図５のＣ−Ｃ矢視およびＤ−Ｄ矢視の各断面図である。
【符号の説明】
１０  …２シリンダ型２段圧縮ロータリーコンプレッサ
１２  …密閉容器
１４  …電動機部
１６  …回転軸
１８  …回転圧縮機構部
３２  …低段側圧縮部
３４  …高段側圧縮部
３６  …中間仕切板
３８、４０  …上下シリンダ
４２、４４  …上下偏心部
４６、４８  …上下ローラ
５０、５２  …上下ベーン
９０  …連結部
【図１】
0003723408.tif 000002
【図２】
0003723408.tif 000003
【図３】
0003723408.tif 000004
【図４】
0003723408.tif 000005
【図５】
0003723408.tif 000006
【図６】
0003723408.tif 000007