(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部と偏心部を有するクランク軸、シリンダ、Ｒ形状の先端を有するベーン、及び前記シリンダ内で公転する管状のローラを有する圧縮機構部と、その圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、前記ローラ外周には前記ベーン先端が当接配置される凹溝部が設けられ、前記ローラの端面には第１の油溝が設けられ、前記ローラにはその第１の油溝と前記ローラの前記凹溝部を連通する油孔が設けられたことを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】
ローラの前記凹溝部内に第２の油溝を有し、前記油孔は、前記第１の油溝と前記第２の油溝とを連通する油孔であることを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
ベーンの先端のＲ形状部分に平坦面を有し、前記油孔は、前記第１の油溝と、前記ベーン先端が前記ローラの前記凹溝部に当接配置された場合に構成される、前記ローラの前記凹溝部と前記ベーンの先端のＲ形状部分の平坦面との隙間とを連通する油孔であることを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
ベーンの先端のＲ形状部分に第３の油溝を有し、前記油孔は、前記第１の油溝と、前記第３の油溝とを連通する油孔であることを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
第２の油溝が、前記凹溝部と平行しない方向に沿って設けられた油溝であることを特徴とする請求項２記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
第１の油溝は前記ローラの上下両側の端面に設置されていることを特徴とする請求項１ないし４記載いずれかのロータリ圧縮機。
【請求項７】
油孔は複数個であることを特徴とする請求項１ないし４記載いずれかのロータリ圧縮機。
【請求項８】
ローラの端面には前記第１の油溝から前記ローラ内周までの横溝が設けられたことを特徴とする請求項１ないし４記載いずれかのロータリ圧縮機。
【請求項９】
前記横溝は複数個であることを特徴とする請求項８記載のロータリ圧縮機。
【請求項１０】
塩素を含まない冷媒を用いて運転することを特徴とする請求項１ないし４記載いずれかのロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍冷蔵庫や空調機等に用いられるロータリ圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリ圧縮機はそのコンパクト性や構造が簡単なことから、冷凍冷蔵庫や空調機などに多く使用されている。圧縮機の主要構成部品であるベーンやローラなどの圧縮機構部は、例えば、川平著、密閉形冷凍機（平成５年）第１４頁、図６．１に記載されている。
【０００３】
以下に、図６を用いて、従来のロータリ圧縮機の構成及び動作について説明する。密閉容器内にある圧縮機構部は、偏心部９を有するクランク軸１、クランク軸１を支える軸受、シリンダ２、ベーン３、及び前記シリンダ２内で偏心回転するローラ４を有し、先端が円筒状のベーン３はシリンダ２のベーン溝５内を往復動し、かつその先端部は、スプリング６によるばね力及びシリンダ２の内外の圧力差による力によって、ローラ４の外周面に押し付けられて、ローラ４の外周部と接触摺動し、シリンダ２内を吸入室７と吐出室８に分割している。Ｏはシリンダ２とクランク軸１の中心であり、クランク軸１は中心Ｏからｅだけ偏心したＰを中心とする偏心部９を有する。クランク軸１はＯを中心として回転し、それに伴いクランク軸と一体となっている偏心部９は偏心回転をする。偏心部９にはローラ４が嵌合されており、電動機によりクランク軸１が回転してローラ４がシリンダ２内を公転することにより、冷媒ガスを吸込口１０から吸い込み、吐出口１１に圧縮しながら送る。吐出口１１の冷媒ガスは吐出弁１２を通り冷凍サイクル側に送られ、凝縮器、膨張弁、蒸発器を経て、再度圧縮機の吸込口１０に戻ってくる。
【０００４】
前記構成においては、ローラ４とベーン３先端部との当接部では、おもに吸入冷媒中に含まれるオイルと、ベーン３とシリンダ２に設けられたベーン溝５の隙間、あるいはローラ４の端面部の隙間を圧力差により通過するオイルにより油膜が形成されていた。
【０００５】
尚、前記密閉容器、クランク軸１を支える軸受け、及び電動機は図示していない。
【０００６】
しかしながら、上記の従来の構成では、ベーン３の先端部は円筒状曲面であり、ローラ４の外周面も円筒面であるので、ベーン３とローラ４の接触状態は等価的には小円筒と大円筒の接触となる。したがって、接触状態は線接触状態で、接触面積が小さくなり、単位面積当たりの荷重すなわち接触応力が大きくなり、ベーン３とローラ４の接触摺動条件は過酷なものとなる。
【０００７】
又、ローラ４の自転数もローラ４の内周面と偏心部９との摺動抵抗と、ローラ４の外周面とベーン３の先端との摺動抵抗の差などで決まるものであり、ローラ４の自転数は非常に不安定であり、一般にクランク軸１の回転数を３５００ｒｐｍで運転した時、ローラの自転数は数十〜数百ｒｐｍ程度である。このため、ベーン３の先端とローラ４の摺動面は、すべり速度が条件により変わり、不安定なすべり摺動となる。
【０００８】
さらに、塩素を含まない代替冷媒、例えばＲ１３４ａなどを用いた場合、摺動部の油膜が切れた場合に著しく潤滑性が低下する問題があり、特にロータリ圧縮機の場合油膜のできにくいローラ４外周とベーン３先端との間で摩耗が生じやすいという問題があった。
【０００９】
この問題点を解決するため、例えば特開平７−２５９７６７号公報には、図７に示すようにクランク軸１３及びその偏心部１４の内部を、給油通路１５から偏心部１４の外径まで貫通した横孔１６と、前記偏心部１４外径に前記横孔１６と連通して設けた油溝１７と、ローラ１８の外周に設けた外周溝１９と、その外周溝１９にローラ内径から貫通する孔２０と、前記外周溝１９最深部に当該外周溝１９と平行に設けた油溝２１とを設けたものが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構成ではローラ１８とベーン２２の接触は面接触となると共に、ローラ１８の自転も規制されるため安定な摺動条件を実現できるが、ローラ１８とベーン２２の接触部への給油は、ローラ内径から貫通する孔２０が給油通路１５から偏心部外径に通じるように設けた横孔１６とは１回転に１度だけ連通するだけのため、間欠給油となり十分なオイルが供給されず、さらに偏心部１４とローラ１８の内周との摺動部へ給油されるオイルが減少するなどの欠点を有していた。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を考慮し、ベーンとローラの摺動部負荷が低減されると共に、ベーンとローラの摺動部へ十分なオイルが供給されることにより、信頼性が高く長寿命化したロータリ圧縮機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、軸受部と偏心部を有するクランク軸、シリンダ、Ｒ形状の先端を有するベーン、及び前記シリンダ内で公転する管状のローラを有する圧縮機構部と、その圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、前記ローラ外周には前記ベーン先端が当接配置される凹溝部が設けられ、前記ローラの端面には第１の油溝が設けられ、前記ローラにはその第１の油溝と前記ローラの前記凹溝部を連通する油孔が設けられた構成としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施例のロータリ圧縮機の圧縮機構部の断面図であり、図２はその要部斜視図である。図１及び図２において圧縮機構部はクランクピン３２を有するクランク軸３１、シリンダ３３、先端がＲ形状のベーン３４、及びシリンダ３３内で公転するローラ３５を有し、前記ローラ３５の外周には凹溝３６が形成され、ベーン３４の先端が当接配置されている。さらに、ローラ３５の端面には油溝３７及び、横溝４０が設けられている。給油孔３９は、クランク軸３１及びクランクピン３２の内部を、給油通路３８からクランクピン３２の外周まで貫通しており、給油通路３８からクランクピン３２の外周に導かれたオイルは、ローラ３５端面とその上下のシリンダ側壁（図示せず）との隙間及び、横溝４０により、油溝３７に導かれるように構成されている。また、油溝３７と前記ローラ３５の凹溝３６とを連通するよう、縦油孔４１及び横油孔４２が設けられている。
【００１５】
次に、本実施の形態における給油機構の動作について説明する。オイルは給油通路３８より給油孔３９を介してクランクピン３２の摺動部に導かれた後、ローラ３５端面とその上下のシリンダ側壁（図示せず）との隙間及び、ローラ３５の端面に設けられた横溝４０を介して油溝３７に導かれ、さらに縦油孔４１、横油孔４２を介してローラ３５の凹溝３６にほぼ連続的に導かれる。
【００１６】
このように（実施の形態１）では、摺動条件が厳しく摩耗が生じやすいベーンとローラの摺動部に十分なオイルをほぼ連続的に供給することができ、油膜形成も十分で、摺動負荷を低減できると共に、信頼性が高く長寿命化したロータリ圧縮機を提供できるものである。
【００１７】
（実施の形態２）
図３は本発明の一実施例のロータリ圧縮機の要部斜視図である。図３において油溝４３はローラ３５の凹溝３６内に、凹溝３６とは平行しない方向に沿って設けられている。また、その他の部品構成は図１および図２と同一である。
【００１８】
次に、本実施の形態における給油機構の動作について説明する。本実施の形態のように構成されたロータリ圧縮機では、オイルは給油通路３８より給油孔３９を介してクランクピン３２の摺動部に導かれた後、ローラ３５端面とその上下のシリンダ側壁（図示せず）との隙間及び、ローラ３５の端面に設けられた横溝４０を介して油溝３７に導かれ、さらに縦油孔４１、横油孔４２を介してローラ３５の凹溝３６内に設けた油溝４３にほぼ連続的に導かれる。
【００１９】
このように（実施の形態２）では、ベーン３４とローラ３５の摺動部のほぼ全域に渡って十分なオイルを供給することができ、油膜形成も十分で、摺動負荷を低減できると共に、信頼性が高く長寿命化したロータリ圧縮機を提供できるものである。
【００２０】
（実施の形態３）
図４は本発明の一実施例のロータリ圧縮機の要部斜視図である。図４においてベーン３４の先端Ｒ形状の頂部には平坦面４４が形成されている。また、その他の部品構成は図１および図２と同一である。
【００２１】
次に、本実施の形態における給油機構の動作について説明する。本実施の形態のように構成されたロータリ圧縮機では、オイルは給油通路３８より給油孔３９を介してクランクピン３２の摺動部に導かれた後、ローラ３５端面とその上下のシリンダ側壁（図示せず）との隙間及び、ローラ３５の端面に設けられた横溝４０を介して油溝３７に導かれ、さらに縦油孔４１、横油孔４２を介してローラ３５の凹溝３６とベーン３４の先端Ｒ形状の頂部に設けられた平坦面４４の隙間にほぼ連続的に導かれる。
【００２２】
このように（実施の形態３）では、ベーン３４とローラ３５の摺動部のほぼ全域に渡って十分なオイルを供給することができ、油膜形成も十分で、摺動負荷を低減できると共に、信頼性が高く長寿命化したロータリ圧縮機を提供できるものである。
【００２３】
（実施の形態４）
図５は本発明の一実施例のロータリ圧縮機の要部斜視図である。図５においてベーン３４の先端Ｒ形状部には油溝４５が設けられている。また、その他の部品構成は図１および図２と同一である。
【００２４】
次に、本実施の形態における給油機構の動作について説明する。本実施の形態のように構成されたロータリ圧縮機では、オイルは給油通路３８より給油孔３９を介してクランクピン３２の摺動部に導かれた後、ローラ３５端面とその上下のシリンダ側壁（図示せず）との隙間及び、ローラ３５の端面に設けられた横溝４０を介して油溝３７に導かれ、さらに縦油孔４１、横油孔４２を介してローラ３５の凹溝３６とベーン３４の先端Ｒ形状部に設けられた油溝４５にほぼ連続的に導かれる。
【００２５】
このように（実施の形態４）では、ベーン３４とローラ３５の摺動部のほぼ全域に渡って十分なオイルを供給することができ、油膜形成も十分で、摺動負荷を低減できると共に、信頼性が高く長寿命化したロータリ圧縮機を提供できるものである。
【００２６】
尚、油溝３７はローラ３５の片側の端面に限らず、上下両側の端面に設けてもよい。
【００２７】
又、横溝４０は一つに限らず、複数個設けてもよい。
【００２８】
又、縦油孔４１及び横油孔４２は一つに限らず、複数個設けてもよい。
【００２９】
又、塩素を含まない冷媒、例えばＨＦＣ１３４ａを用いて運転してもよい。
【００３０】
又、油溝３７は、本発明の第１の油溝、油溝４３は本発明の第２の油溝、さらに油溝４５は本発明の第３の油溝の一例である。
【００３１】
又、クランクピン３２は本発明の偏心部の一例である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、信頼性の高い長寿命化したロータリ圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４によるロータリ圧縮機の圧縮機構部の断面図
【図２】本発明の実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４によるロータリ圧縮機の要部斜視図
【図３】本発明の実施の形態２によるロータリ圧縮機の要部斜視図
【図４】本発明の実施の形態３によるロータリ圧縮機の要部斜視図
【図５】本発明の実施の形態４によるロータリ圧縮機の要部斜視図
【図６】従来のロータリ圧縮機の圧縮機構部の断面図
【図７】従来のロータリ圧縮機の圧縮機構部の断面図
【符号の説明】
３１  クランク軸
３２  クランクピン
３３  シリンダ
３４  ベーン
３５  ローラ
３６  凹溝
３７  第１の油溝
４１  縦油孔
４２  横油孔
４０  横溝
【図１】
0003600694.tif 000002
【図２】
0003600694.tif 000003
【図３】
0003600694.tif 000004
【図４】
0003600694.tif 000005
【図５】
0003600694.tif 000006
【図６】
0003600694.tif 000007
【図７】
0003600694.tif 000008