(57)【要約】【課題】  内部高圧型の多段圧縮式ロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素の収納部へのプラグの圧入に伴う性能の悪化を防止する。【解決手段】  下シリンダ４０の一方（下側）の開口を閉塞すると共に、回転軸１６の軸受け５４Ａを有する支持部材としての下部支持部材５６と、下シリンダ４０の他方（上側）の開口を閉塞する中間仕切板３６と、ローラ４８に当接して下シリンダ４０内を低圧室側と高圧室側に区画するベーン５２と、このベーン５２を常時ローラ側に付勢するためのバネ部材としてのスプリング８６と、下シリンダ４０に形成され、ベーン５２側と密閉容器１２側に開講したスプリング８６の収納部と、スプリング８６の密閉容器１２側に位置して収納部８２Ａ内に圧入固定されたプラグ１００とを備え、このプラグ１００に対応する部分の支持部材としての下部支持部材５６及び中間仕切板３６を、下シリンダ４０と干渉しない形状とした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素の回転軸にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、前記第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素にて圧縮して前記密閉容器内に吐出するロータリコンプレッサにおいて、
前記第１の回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び前記駆動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、
前記シリンダの一方の開口を閉塞すると共に、前記回転軸の軸受けを有する支持部材と、
前記シリンダの他方の開口を閉塞する中間仕切板と、
前記ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、
該ベーンを常時前記ローラ側に付勢するためのバネ部材と、
前記シリンダに形成され、前記ベーン側と前記密閉容器側に開口した前記バネ部材の収納部と、
前記バネ部材の前記密閉容器側に位置して前記収納部内に圧入固定されたプラグとを備え、
該プラグに対応する部分の前記支持部材及び中間仕切板を、前記シリンダと干渉しない形状としたことを特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項２】
前記プラグに対応する部分の前記支持部材及び中間仕切板に、前記シリンダから離間する方向に凹陥した逃げ部を形成したことを特徴とする請求項１のロータリコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素にて圧縮して密閉容器内に吐出するロータリコンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種ロータリコンプレッサは、第１の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポートを経て吐出消音室に吐出される。そして、吐出消音室に吐出された中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。これにより、密閉容器内は高温高圧となる。一方、密閉容器内に吐出された冷媒ガスは、冷媒吐出管からロータリコンプレッサの外部に吐出される構成とされていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなロータリコンプレッサに取り付けられたベーンは、シリンダの半径方向に設けられた溝内に設けられ、且つ、シリンダの半径方向に移動自在に挿入されている。そして、ベーンの後側（密閉容器側）には、シリンダの外側（密閉容器側）に開口する収納部が形成され、この収納部にベーンを常時ローラ側に付勢するバネ部材を挿入し、シリンダ外側の開口から収納部にＯリングを挿入した後、プラグ（抜け止め）で閉塞してバネ部材の飛び出しを防いでいる。
【０００４】
この場合、内部高圧型のロータリコンプレッサでは、密閉容器内が第１の回転圧縮要素のシリンダ内よりも高圧となり、シリンダ内外の圧力差により、プラグはシリンダの内側（ベーン側）に押圧されると共に、プラグ外周から密閉容器内の高圧が入り込んで、ベーンをローラ側に付勢する付勢力が過剰となって、ベーンのローラと当接する先端部が著しく摩耗する問題が生じていた。
【０００５】
そのため、従来ではプラグを収納部に圧入してシリンダに固定することで、収納部内への密閉容器内の高圧ガスの流入を阻止していたが、係るプラグの圧入によってシリンダが膨らむように変形してしまい、シリンダの開口面を塞ぐ支持部材及び中間仕切板との間に隙間ができて、シリンダ内のシール性が確保できなくなり、性能が低下してしまう問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、内部高圧型の多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、第１の回転圧縮要素のシリンダに形成された収納部へのプラグの圧入に伴う性能の悪化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素の回転軸にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素にて圧縮して密閉容器内に吐出するものであって、第１の回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び駆動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラと、シリンダの一方の開口を閉塞すると共に、回転軸の軸受けを有する支持部材と、シリンダの他方の開口を閉塞する中間仕切板と、ローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、このベーンを常時ローラ側に付勢するためのバネ部材と、シリンダに形成され、ベーン側と密閉容器側に開口したバネ部材の収納部と、バネ部材の密閉容器側に位置して収納部内に圧入固定されたプラグとを備え、このプラグに対応する部分の支持部材及び中間仕切板を、シリンダと干渉しない形状としたものである。
【０００８】
請求項２の発明のロータリコンプレッサは、上記発明においてプラグに対応する部分の支持部材及び中間仕切板に、シリンダから離間する方向に凹陥した逃げ部を形成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のロータリコンプレッサによれば、第１の回転圧縮要素のシリンダに形成された収納部内に圧入固定されるプラグに対応する部分の支持部材及び中間仕切板を、シリンダと干渉しない形状としたので、収納部内にプラグを圧入固定した際にシリンダが変形しても、当該形状により、シリンダと支持部材間、シリンダと中間仕切板間に隙間が発生する不都合を回避できるようになる。
【００１０】
特に、請求項２の如く支持部材及び中間仕切板に、シリンダから離間する方向に凹陥した逃げ部を形成した場合には、係るプラグの圧入によりシリンダが支持部材及び中間仕切板に膨らむように変形しても、逃げ部によってこのシリンダの変形を吸収することが可能となり、シリンダと支持部材間、シリンダと中間仕切板間に隙間が発生する不都合を確実に回避することができるようになる。
【００１１】
これにより、シリンダの変形に伴うシール性の低下によって、性能の悪化をきたす不都合を未然に回避することができるようになり、内部高圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサの性能の向上を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明のロータリコンプレッサの実施形態を詳述する。図１は本発明のロータリコンプレッサの一実施例として、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素３４にて圧縮して密閉容器１２内に吐出する内部高圧型の多段圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断側面図、図２はロータリコンプレッサ１０の回転軸１６を含む第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４の縦断側面図をそれぞれ示している。尚、図１及び図２はそれぞれ異なる断面を示している。
【００１３】
各図において、本実施例のロータリコンプレッサ１０は内部高圧型のロータリコンプレッサで、鋼板からなる縦型円筒状の密閉容器１２内に、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置された駆動要素としての電動要素１４と、この電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４からなる回転圧縮機構部１８を収納している。尚、実施例のロータリコンプレッサ１０には冷媒として二酸化炭素が使用される。
【００１４】
密閉容器１２は底部をオイル溜めとし、電動要素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略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成されており、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面には円形の取付孔１２Ｄが形成され、この取付孔１２Ｄには電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１５】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に溶接固定されたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とから構成されており、このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定される。
【００１６】
前記ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により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で形成されている。
【００１７】
前記回転圧縮機構部１８は、中間仕切板３６を挟んで、２段目となる第２の回転圧縮要素３４を密閉容器１２内の電動要素１４側、１段目となる第１の回転圧縮要素３２を電動要素１４とは反対側に配置している。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６の上下に配置され、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を構成する上下シリンダ３８、４０及び電動要素１４の回転軸１６に形成された上下偏心部４２、４４に嵌合されて各シリンダ３８、４０内で偏心回転するローラ４６、４８と、各ローラ４６、４８に当接して各シリンダ３８、４０内を低圧室側と高圧室側にそれぞれ区画するベーン５０、５２（図１では図示されない）と、ベーン５０、５２を常時ローラ４６、４８側に付勢するためのバネ部材としてのスプリング８５、８６と、下シリンダ４０の一方（下側）の開口を閉塞すると共に、回転軸１６の軸受け５６Ａを有する支持部材としての下部支持部材５６と、上シリンダ３８の上側の開口を閉塞すると共に、回転軸１６の軸受け５４Ａを有する上部支持部材５４によて構成される。従って、第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０の一方（下側）の開口は下部支持部材５６により閉塞され、他方（上側）の開口は中間仕切板３６にて閉塞されている。尚、上記上下偏心部４２、４４はそれぞれ１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられている。
【００１８】
上部支持部材５４及び下部支持部材５６には、吸込ポート１６０、１６１にて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、上部支持部材５４の上シリンダ３８とは反対側（上側）の面を凹陥させ、この凹陥部を上部カバー６３にて閉塞することにより形成された吐出消音室６２と、下部支持部材５６の下シリンダ４０とは反対側（下側）の面を凹陥させ、この凹陥部を下部カバー６８にて閉塞することにより形成された吐出消音室６４とが設けられている。即ち、吐出消音室６２は上部カバー６３、吐出消音室６４は下部カバー６８にて閉塞される。
【００１９】
この場合、上部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが起立形成されている。また、下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成される。また、軸受け５６Ａの下部カバー６８と当接する面（下面）には、図示しないＯリング溝が形成されており、当該Ｏリング溝内にはＯリング７１が収納される。
【００２０】
また、前記下部カバー６８はドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の４カ所を下ボルト８０・・にて下から下部支持部材５６に固定され、吐出ポートにて第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の下面開口部を閉塞する。このボルト８０・・の先端は上部支持部材５４に螺合する。
【００２１】
一方、前記下シリンダ４０内にはベーン５２を収納する案内溝８２と、この案内溝８２の外側（密閉容器１２側）に位置して、ベーン５２を常時ローラ４６側に付勢するバネ部材としてのスプリング８６を収納する収納部８２Ａが形成されており、この収納部８２Ａはベーン５２側（案内溝８２側）と密閉容器１２側に開口している。スプリング８６はベーン５２の外側端部に当接し、常時ベーン５２をローラ４８側に付勢する。
【００２２】
そして、このスプリング８６の密閉容器１２側の収納部８２内には、収納部８２Ａの外側（密閉容器１２側）の開口から金属製のプラグ１００が圧入されて設けられ、スプリング８６の抜け止めの役目を果たす。この場合、当該プラグ１００の外径寸法は、収納部８２Ａの内径寸法より若干大きく設定され、プラグ１００は収納部８２Ａ内に圧入固定される。また、プラグ１００の周面には当該プラグ１００と収納部８２Ａの内面間をシールするための図示しないＯリングが取り付けられている。このように、プラグ１００を圧入することで、プラグ１００の外周面から収納部８２Ａ内に密閉容器１２内の高圧冷媒ガスが流入する不都合を回避することができる。
【００２３】
そして、ベーン５２の案内溝８２に連通する収納部８２Ａには第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力である中間圧が背圧として印加される。即ち、第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０にて圧縮された冷媒が吐出される吐出消音室６４と収納部８２Ａとは連通路１０５にて連通されており、当該連通路１０５から吐出消音室６４内の中間圧の冷媒が収納部８２Ａに流入するため、収納部８２Ａ内は中間圧力となる。従って、プラグ１００のスプリング８６側は中間圧、密閉容器１２側は高圧となる。
【００２４】
ここで、上記プラグ１００に対応する部分の下部支持部材５６及び中間仕切板３６は、下シリンダ４０と干渉しない形状とされている。本実施例では、プラグ１００に対応する部分の下部支持部材５６及び中間仕切板３６に、下シリンダ４０に離間する方向に凹陥した逃げ部５６Ｃ、３６Ｃを形成している。
【００２５】
これにより、収納部８２Ａ内にプラグ１００を圧入する際に、プラグ１００の圧入に伴って下シリンダ４０が変形しても、当該下シリンダ４０の変形を両逃げ部５６Ｃ、３６Ｃにて吸収することができるようになる。
【００２６】
ここで、図３を用いて従来の内部高圧型ロータリコンプレッサについて説明する。図３は、従来の内部高圧型ロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素３２及び第２の回転圧縮要素３４の縦断側面図である。図３に示すように、従来のロータリコンプレッサ１０には下部支持部材５６及び中間仕切板３６に逃げ部５６Ｃ及び３６Ｃが形成されていない。
【００２７】
この場合、プラグ１００の圧入によって下シリンダ４０が膨らむように変形すると、プラグ１００に対応する部分となる下シリンダ４０の上側の端面と当該下シリンダ４０の上側端面に当接する中間仕切板３６、及び、下シリンダ４０の下側の端面と当該下シリンダ４０の下側端面に当接する下部支持部材５６との間に隙間ができて、下シリンダ４０のシール性が確保できなくなる。即ち、１段目となる第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０内では、冷媒ガスは低圧から中間圧となるが、密閉容器１２内は高圧であるため、係る圧力差により、上述の隙間から下シリンダ４０内に密閉容器１２内の高圧の冷媒ガスが流入する不都合が生じる。その結果、第１の回転圧縮要素３２の吸込ポート１６１から下シリンダ４０内に吸入される低圧冷媒ガスの量が低下する問題が生じていた。
【００２８】
特に、本実施例の如く冷媒として圧縮による高低圧差の大きい二酸化炭素を使用する場合には、密閉容器１２内と下シリンダ４０内との圧力差が非常に大きいため、係る隙間から下シリンダ４０内に流入する冷媒量も増大するため、第１の回転圧縮要素３２の吸込ポート１６１から下シリンダ４０内への低圧冷媒ガスの吸入量が激減して、第１の回転圧縮要素３２の体積効率が著しく悪化するという問題が生じていた。これにより、ロータリコンプレッサ１０の成績係数（ＣＯＰ）及び性能の低下が生じていた。
【００２９】
しかしながら、本発明の如くプラグ１００に対応する部分の下部支持部材５６及び中間仕切板３６を、下シリンダ４０と干渉しない形状とすることで、収納部８２Ａ内へのプラグ１００の圧入により、下シリンダ４０が変形しても、当該形状により、下シリンダ４０と下部支持部材５６間、下シリンダ４０と中間仕切板３６間に隙間が発生する不都合を回避することができるようになる。
【００３０】
特に、本実施例の如く第１の回転圧縮要素３２のプラグ１００に対応する部分の下部支持部材５６及び中間仕切板３６に、下シリンダ４０から離間する方向に凹陥した逃げ部５６Ｃ、３６Ｃをそれぞれ形成することで、下シリンダ４０と干渉しない形状とすることで、下部支持部材５６及び中間仕切板３６を複雑な形状とせずに、簡単な加工を施すだけで、プラグ１００に対応する下シリンダ４０と干渉しない形状とすることが可能となる。
【００３１】
これにより、生産コストを極力抑えながら、プラグ１００圧入による下シリンダ４０の変形を吸収することが可能となり、下シリンダ４０のシール性を確保できるようになる。
【００３２】
他方、上記上部カバー６３には吐出消音室６２と密閉容器１２内とを連通する図示しない連通路が形成されており、この連通路から第２の回転圧縮要素３４で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが密閉容器１２内に吐出される。
【００３３】
そして、密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６４及び電動要素１４の上側に対応する位置に、スリーブ１４０、１４１、１４２及び１４３がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４０と１４１は上下に隣接すると共に、スリーブ１４２はスリーブ１４１の略対角線上にある。
【００３４】
スリーブ１４０内には上シリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８に連通される。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の上側を通過して、スリーブ１４２に至り、他端はスリーブ１４２内に挿入接続されて吐出消音室６４に連通する。
【００３５】
また、スリーブ１４１内には下シリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０に連通される。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は密閉容器１２内に連通される。
【００３６】
以上の構成で、次にロータリコンプレッサの動作を説明する。ターミナル２０及び図示されない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素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に嵌合されたローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００３７】
これにより、冷媒導入管９４及び下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポート１６１から下シリンダ４０に低圧室側に吸入された低圧の冷媒ガスは、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮されて中間圧となり、下シリンダ４０の高圧室側より図示しない吐出ポートを経て吐出消音室６４内に吐出される。
【００３８】
吐出消音室６４に吐出された中間圧の冷媒ガスは、当該吐出消音室６４内に連通された冷媒導入管９２を通って、上部支持部材５４に形成された吸込通路５８を経由して吸込ポート１６０から上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。尚、前述の如く連通路１０５にて吐出消音室６４と収納部８２Ａとが連通されているため、吐出消音室６４内に吐出された中間圧の冷媒ガスの一部は、当該連通路１０５を介して収納部８２Ａ内に流入する。これにより、収納部８２Ａ内が中間圧となる。
【００３９】
他方、上シリンダ３８内に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５２の動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、上シリンダ３８の高圧室側から図示しない吐出ポート内を通り上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２に吐出される。
【００４０】
そして、吐出消音室６２に吐出された冷媒は、図示しない連通路を経由して密閉容器１２内に吐出された後、電動要素１４の隙間を通過して密閉容器１２内上側へと移動し、当該密閉容器１２上側に接続された冷媒吐出管９６からロータリコンプレッサ１０の外部に吐出される。
【００４１】
以上詳述する如く、本発明により下シリンダ４０のシール性を確保して、ロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２における体積効率を改善することができるようになり、ロータリコンプレッサ１０の成績係数及び性能の向上を図ることができるようになる。
【００４２】
尚、本実施例では、ロータリコンプレッサとして第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部高圧型のロータリコンプレッサ１０を用いて説明したが、本発明のロータリコンプレッサはこれに限らず、３段以上の回転圧縮要素を備えたロータリコンプレッサに適用しても構わない。
【００４３】
また、実施例では回転軸を縦置き型として説明したが、回転軸を横置き型としたロータリコンプレッサにも適応できることは言うまでもない。
【００４４】
更に、ロータリコンプレッサの冷媒として二酸化炭素を用いるものとしたが、他の冷媒を使用しても、良いものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例のロータリコンプレッサの縦断側面図である。
【図２】図１のロータリコンプレッサの回転軸を含む回転圧縮機構部の縦断側面図である。
【図３】従来のロータリコンプレッサの回転圧縮機構部の縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ロータリコンプレッサ
１２  密閉容器
１４  電動要素
１６  回転軸
１８  回転圧縮機構部
２０  ターミナル
２２  ステータ
２４  ロータ
２６  積層体
２８  ステータコイル
３０  積層体
３２  第１の回転圧縮要素
３４  第２の回転圧縮要素
３８  上シリンダ
４０  下シリンダ
５０、５２  ベーン
５４  上部支持部材
５６  下部支持部材
５４Ａ、５６Ａ  軸受け
６２、６４  吐出消音室
６３  上部カバー
６８  下部カバー
７１  Ｏリング
８２  案内溝
８２Ａ  収納部
８５、８６  スプリング
１００  プラグ
１０５  連通路
【図１】
2006207535.tif 000003
【図２】
2006207535.tif 000004
【図３】
2006207535.tif 000005