(57)【要約】【課題】  低コストでＯリングのシール性を向上して、ロータリコンプレッサの性能を向上させることを目的とする。【解決手段】  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と、下シリンダ４０の開口部を閉塞すると共に、回転軸１６の軸受部としての軸受け５６Ａを有する下部支持部材５６と、下部支持部材５６の軸受け５６Ａの外側における下シリンダ４０とは反対側の面を凹陥させ、この凹陥部をカバーとしての下部カバー６８にて閉塞することにより形成された吐出消音室６４と、軸受け５６Ａの下部カバー６８と当接する面に形成されたＯリング溝７０と、Ｏリング溝７０内に収納されたＯリング７１と、下部支持部材５６の外周部において当該下部支持部材５６と下部カバー６８間に介設されたガスケット７５とを備え、下部カバー６８の下部支持部材５６側の面に、ガスケット７５の厚みを吸収するための段差７７を設けた。【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回転圧縮要素を備えたロータリコンプレッサにおいて、
前記回転圧縮要素を構成するシリンダと、
該シリンダの開口部を閉塞すると共に、前記回転軸の軸受部を有する支持部材と、
該支持部材の軸受部の外側における前記シリンダとは反対側の面を凹陥させ、該凹陥部をカバーにて閉塞することにより形成された吐出消音室と、
前記軸受部の前記カバーと当接する面に形成されたＯリング溝と、
該Ｏリング溝内に収納されたＯリングと、
前記支持部材の外周部において当該支持部材と前記カバー間に介設されたガスケットとを備え、
前記カバーの前記支持部材側の面に、前記ガスケットの厚みを吸収するための段差を設けたことを特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項２】
前記カバーの前記軸受部と当接する面を前記支持部材側に突出させたことを特徴とする請求項１のロータリコンプレッサ。
【請求項３】
前記回転圧縮要素を第１及び第２の回転圧縮要素から構成し、該第２の回転圧縮要素を前記密閉容器内の前記駆動要素側、前記第１の回転圧縮要素を前記駆動要素とは反対側に配置し、前記支持部材にて前記第１の回転圧縮要素のシリンダの前記駆動要素とは反対側の前記開口部を閉塞すると共に、
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ことを特徴とする請求項１又は請求項２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、この駆動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮要素を備えた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、例えば、第１及び第２の回転圧縮要素を備えた多段圧縮式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の回転圧縮要素により構成されている。
【０００３】
第１及び第２の回転圧縮要素は、中間仕切板を挟んで上側に第２の回転圧縮要素、下側に第１の回転圧縮要素が配置されている。即ち、第１及び第２の回転圧縮要素は、中間仕切板の上下に配置された上下シリンダと、これらシリンダ内を１８０度の位相差を有して回転軸に設けた偏心部に嵌合されて偏心回転するローラと、各ローラに当接してシリンダ内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、上シリンダの上側の開口部を閉塞すると共に、回転軸の軸受部を有する上部支持部材と、下シリンダの下側の開口部を閉塞すると共に、回転軸の軸受部を有する下部支持部材と、各支持部材の軸受部の外側における各シリンダとは、反対側の面を凹陥させ、この凹陥部をそれぞれカバーにて閉塞することにより形成される吐出消音室から構成されている。
【０００４】
そして、第１の回転圧縮要素の下シリンダの低圧室側に低圧の冷媒ガスが吸い込まれ、ローラとベーンの動作で圧縮されて、中間圧となる。中間圧となった冷媒ガスは、下シリンダの高圧室側から吐出ポートを介して、吐出消音室に吐出された後、第２の回転圧縮要素の上シリンダの低圧室側に吸い込まれる。そこで、冷媒ガスはローラとベーンの動作により圧縮され高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から吐出消音室に吐出される構成とされていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−９７４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述したロータリコンプレッサでは、下部支持部材の軸受部とカバーとが当接する面にＯリング溝が形成され、ここにＯリングを収納すると共に、外周部ではカバーと下部支持部材間にガスケットを介在することで、吐出消音室をシールする構造されていた。ここで、軸受部ではカバーと支持部材とを当接させなければ成らないものの、外周部においてカバーと下部支持部材間にガスケットを介在させる関係上、当該ガスケットの厚さ分の間隔を構成しなければならないので、従来では下部支持部材のカバー側の面に段差を設けていた。即ち、軸受部端面をガスケットの厚さ分カバー側に突出させることで対処していた。
【０００６】
しかしながら、下部支持部材の加工が複雑となり、寸法公差を小さくすることが困難であった。これにより、ロータリコンプレッサの生産コストが高騰すると共に、Ｏリングによるシール性が低下する問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、係る従来技術の問題を解決するために成されたものであり、Ｏリングのシール性を向上して、ロータリコンプレッサの性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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回転圧縮要素を備えたものであって、回転圧縮要素を構成するシリンダと、このシリンダの開口部を閉塞すると共に、回転軸の軸受部を有する支持部材と、この支持部材の軸受部の外側におけるシリンダとは反対側の面を凹陥させ、この凹陥部をカバーにて閉塞することにより形成された吐出消音室と、軸受部のカバーと当接する面に形成されたＯリング溝と、このＯリング溝内に収納されたＯリングと、支持部材の外周部において当該支持部材とカバー間に介設されたガスケットとを備え、カバーの支持部材側の面に、ガスケットの厚みを吸収するための段差を設けたものである。
【０００９】
請求項２の発明のロータリコンプレッサでは、上記発明においてカバーの軸受部と当接する面を支持部材側に突出させたものである。
【００１０】
請求項３の発明のロータリコンプレッサでは、上記各発明において回転圧縮要素を第１及び第２の回転圧縮要素から構成し、この第２の回転圧縮要素を密閉容器内の駆動要素側、第１の回転圧縮要素を駆動要素とは反対側に配置し、支持部材にて第１の回転圧縮要素のシリンダの駆動要素とは反対側の開口部を閉塞すると共に、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る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のロータリコンプレッサによれば、カバーの支持部材側の面にガスケットの厚みを吸収するための段差を設けたので、段差の加工を容易に行うことができるようになる。
【００１２】
これにより、寸法公差のばらつきを小さくでき、且つ、寸法公差を小さくすることが可能となるので、生産コストを低減しながら、Ｏリングによるシール性を向上させることができるようになる。
【００１３】
特に、請求項２の如くカバーの軸受部と当接する面を支持部材側に突出させることで、吐出消音室の容積を減少させることなく、Ｏリングによるシール性を確保できるようになる。
【００１４】
また、請求項３の発明の如く第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内部高圧型のロータリコンプレッサにおいて、密閉容器内との圧力差が大きい第１の回転圧縮要素に本発明を適用することで、第１の回転圧縮要素における体積効率を向上す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】
【００１５】
以下、図面に基づき本発明の多段圧縮式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の縦断側面図、図２は第１の回転圧縮要素３２の下部支持部材５６及び下部カバー６８の縦断側面図、図３は下部カバー６８の縦断側面図をそれぞれ示している。
【００１６】
図１において、本実施例のロータリコンプレッサ１０は、回転圧縮要素を第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４から構成し、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ロータリコンプレッサで、鋼板から成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の回転軸により駆動される回転圧縮機構部１８を収納している。尚、本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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
前記第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と、この中間仕切板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と、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図示しないベーンと、上シリンダ３８の電動要素１４側（上側）の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受け５４Ａを有する上部支持部材５４と、下シリンダ４０の電動要素１４とは反対側（下側）の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受部としての軸受け５６Ａを有する支持部材としての下部支持部材５６にて構成される。
【００２１】
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の軸受部５６Ａ外側における下シリンダ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。
【００２２】
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の中央には前記軸受け５６Ａが貫通形成される。当該軸受け５６Ａは回転軸１６を中心とすると共に、当該中心部には回転軸１６が貫通する孔を有した略ドーナッツ形状を呈している。また、軸受け５６Ａの外側（外周）には上述の如く吐出消音室６４が設けられている。そして、軸受け５６Ａの下部カバー６８と当接する面には、後述するＯリング溝７０が形成されている。
【００２３】
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カ所をボルト８０・・によって下から下部支持部材５６に固定され、図示しない吐出ポートにて第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。
【００２４】
前述したＯリング溝７０は、吐出消音室６４の内面側（回転軸１６）のシールを行うＯリング７１を収納するためのものである。即ち、下部支持部材５６の軸受け５６Ａと下部カバー６８との間は、Ｏリング溝７０内に収納されたＯリング７１によりシールされている。また、下部支持部材５６の軸受け５６Ａ以外の箇所、即ち、吐出消音室６４の外側となる下部支持部材５６の外周部において下部支持部材５６と下部カバー６８との間には、ガスケット７５が介設されており（図２）、当該ガスケット７５により、吐出消音室６４の外面側がシールされている。
【００２５】
ここで、吐出消音室６４の内面側となる下部支持部材５６の軸受け５６Ａには上述の如くＯリング溝７０が形成され、当該Ｏリング溝７１内にＯリング７１が収納されており、当該軸受け５６Ａと下部カバー６８とのシールを行っている。また、吐出消音室６４の外面側となる下部支持部材５６と下部カバー６８との間にはガスケット７５を介在することで、吐出消音室６４の外周側のシールを行う構造とされている。このため、下部支持部材５６は、軸受け５６Ａにおいては当該下部支持部材５６と下部カバー６８と当接させる必要があり、外周部では下部カバー６８との間にガスケット７５の厚さ分の間隔を構成する必要がある。
【００２６】
従って、ガスケット７５が介在する面とガスケット７５が介在しない軸受け５６Ａとでは、ガスケット７５Ａの厚さ分の段差を設けなければならない。ここで、従来では、係る段差を下部支持部材５６の下部カバー６８側の面に形成していた。即ち、図４に示すように軸受け５６Ａの端面をガスケット７５の厚さ分下部カバー６８側に突出させることで（図中、段差７７Ａ）、上述するガスケット７５の厚みによる間隔に対処していた。従って、従来の下部カバー６８の下部支持部材５６側の面６８Ａは、図５に示すように段差を有さない平滑面とされていた。
【００２７】
しかしながら、下部支持部材５６を上述のように段差７７Ａを有する形状とした場合、下部支持部材５６の加工の複雑化により、加工性が低下するため、段差７７Ａの寸法公差を小さくすることが困難となる。これにより、ロータリコンプレッサ１０の生産コストが高騰すると共に、Ｏリング７１によるシール性が低下する問題が生じていた。
【００２８】
そこで、本発明のロータリコンプレッサ１０は、下部カバー６８の下部支持部材５６側の面に前記ガスケット７５の厚みを吸収するための段差７７を設けることで、ガスケット７５の厚みに対処している。即ち、実施例のロータリコンプレッサ１０は、下部カバー６８の軸受け５６Ａと当接する面を下部支持部材５６側に突出させている。このように、下部カバー６８にガスケット７５の厚みを吸収する段差７７を設けることで、下部支持部材５６に段差７７Ａを形成した場合より、段差の加工を容易に行うことができるようになる。これにより、生産コストを低減することができるようになる。
【００２９】
更に、下部カバー６８に段差７７を形成することで、寸法公差のばらつきを小さくでき、且つ、寸法公差を小さくすることが可能となるので、Ｏリング７１によるシール性を向上させることができるようになる。
【００３０】
特に、本実施例では、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、所謂内部高圧型のロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素３２に本発明を適用している。即ち、高圧となる密閉容器１２内と中間圧の冷媒が吐出される吐出消音室６４とは圧力差があるため、シール性を確保することが重要となる。
【００３１】
また、本実施例の如く冷媒として高低圧差の激しい二酸化炭素を使用した場合、密閉容器１２内と吐出消音室６４との圧力差が非常に大きくなるため、軸受け５４と下部カバー６８の隙間から冷媒がリークし易いので、加工性の低下により、第１の回転圧縮要素３２の体積効率が著しく低下する恐れがあった。
【００３２】
しかしながら、前述の如く下部カバー６８に段差７７を形成し、寸法公差のばらつきを抑えることで、吐出消音室６４への冷媒リークを抑制して、第１の回転圧縮要素３２の体積効率の悪化を未然に回避することができるようになる。
【００３３】
更にまた、本実施例の如く下部カバー６８の軸受け５６Ａと当接する面のみを下部支持部材５６側に突出させることで、吐出消音室６４の容積を減少する不都合も生じない。即ち、例えば、下部カバー６８の段差を、ガスケット７５の内面と当接する位置まで設けた場合、Ｏリング７１によるシール性は確保できるものの、当該段差により吐出消音室６４の容積が減少する。これにより、吐出消音室６４における消音効果が減少する恐れがあった。
【００３４】
しかしながら、上述の如く下部カバー６８の軸受け５６Ａと当接する面のみを下部支持部材５６側に突出させることで、吐出消音室６４の容積を減少させることなく、Ｏリング７１によるシール性を確保できるようになる。
【００３５】
一方、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
以上の構成で、次にロータリコンプレッサ１０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。
【００４０】
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と図示しないベーンの動作により圧縮されて中間圧となる。圧縮された中間圧の冷媒ガスは、下シリンダ４０の高圧室側から図示しない吐出ポートを介して下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４内に吐出される。
【００４１】
そして、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を通り、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。
【００４２】
上シリンダ３８に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６と図示しない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る。そして、上シリンダ３８内で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、上シリンダ３８の高圧室側から図示しない吐出ポートを介して上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２に吐出される。
【００４３】
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。
【００４４】
以上詳述する如く本発明により、生産コストを削減しながら、Ｏリング７１によるシール性の向上を図ることが可能となり、低コストで高性能のロータリコンプレッサ１０を提供することできるようになる。
【００４５】
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、これに限らず、単段型のロータリコンプレッサや、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本発明を適用しても構わない。また、内部高圧型のロータリコンプレッサに限らず、内部中間圧型や内部低圧型のロータリコンプレッサに本発明を適用させても良い。
【００４６】
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。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】
【００４７】
【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第１の回転圧縮要素の下部支持部材と下部カバーを示す縦断側面図である。
【図３】図１のロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素の下部カバーの縦断側面図である。
【図４】従来のロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素の下部支持部材と下部カバーを示す縦断側面図である。
【図５】従来のロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素の下部カバーの縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４８】
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
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
７０  Ｏリング溝
７１  Ｏリング
７５  ガスケット
７７  段差
【図１】
2006207532.tif 000003
【図２】
2006207532.tif 000004
【図３】
2006207532.tif 000005
【図４】
2006207532.tif 000006
【図５】
2006207532.tif 000007