(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で、漏れ損失を低減して効率を向上できる圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器と、密閉容器内に配置された圧縮要素と、密閉容器内に配置され、圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータとを備え、圧縮要素は、第１のシリンダと、第２のシリンダと、第１のシリンダと第２のシリンダの間に配置されたミドルプレートとを備え、ミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａの中心Ｃは、シャフトの軸心Ｌに対して、ピストン１２９の下死点方向にずれている。これにより、シール幅Ｗを増加することができ、高圧室のガスが低圧室側へ漏れ出すことを抑制できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器（１）と、
上記密閉容器（１）内に配置された圧縮要素（２）と、
上記密閉容器（１）内に配置され、上記圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動するモータ（３）と
を備え、
上記圧縮要素（２）は、
第１のシリンダ（１２１）と、
第２のシリンダ（２２１）と、
上記第１のシリンダ（１２１）と上記第２のシリンダ（２２１）の間に配置されたミドルプレート（１７０）と、
上記第１のシリンダ（１２１）内に配置され、上記シャフト（１２）の第１の偏心部（１２６）に嵌合された第１のピストン（１２９，１２９Ａ）と、
上記第２のシリンダ（２２１）内に配置され、上記シャフト（１２）の第２の偏心部（２２６）に嵌合された第２のピストン（２２９）と
を有し、
上記第１、上記第２のピストン（１２９，１２９Ａ，２２９）は、
ローラ（２７）と、
上記ローラ（２７）の外周面に固定されたブレード（２８）と
を有し、
上記ローラ（２７）の外周面は、上記ブレード（２８）の付け根部（２８ａ）に隣接する切り欠かれた切欠面（２７ａ）を含み、
上記ミドルプレート（１７０）の上記シャフト（１２）が貫通する貫通孔（１７０ａ）の中心（Ｃ）は、上記シャフト（１２）の軸心（Ｌ）に対して、上記ピストン（１２９，１２９Ａ，２２９）の下死点方向にずれていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
上記ピストン（１２９Ａ）の上記ローラ（２７）の上記切欠面（２７ａ）には、上記ブレード（２８）の上記付け根部（２８ａ）に接する窪み部（２７ｂ）が設けられていることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧縮機において、
上記下死点方向は、上記ピストン（１２９，１２９Ａ，２２９）の回転角度が１８０°以上でかつ２７０°未満となる方向であることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機としては、２つのシリンダと、この２つのシリンダの間に配置されたミドルプレートとを備えたものがある。各シリンダ内には、シャフトの偏心部に嵌合されたピストンが配置されている。ピストンは、ローラと、ローラの外周面に固定されたブレードとを有する。
【０００３】
ところで、シャフトの偏心部の信頼性確保の観点から、偏心部の直径（最小油膜厚さ確保）を大きくすると、ミドルプレートを組み立てるため、偏心部の外径を通るミドルプレートの貫通孔の内径は大きくなる。このように、ミドルプレートの貫通孔が大きくなると、図６に示すように、ピストン１０１とミドルプレート１０２との重なり代で構成されるシール部における、ピストン１０１の外周面とミドルプレート１０２の貫通孔１０２ａの内周面との間のシール距離（シール幅）Ｗは、縮小する。すると、シリンダ１０３内の高圧（または中間圧）のガスが、図６中の矢印に示すように、シール幅Ｗを通って、低圧側へ漏れ出す。
【０００４】
特に、ローラの外周面には、ブレードの付け根部に隣接して、切り欠かれた切欠面１０１ａを有しており、シール幅Ｗが最小になるポイントは、ローラの切欠面１０１ａであり、この部分での漏れ損失が大きくなる。
【０００５】
冷媒としてＲ３２を用いると、ピストン１０１とシリンダ１０３との温度差が増加するため、ＣＲ隙間（ピストン１０１とシリンダ１０３との高さの差）Ｈを増加させる必要があるが、洩れ損失がさらに増加する。この洩れ損失を抑制するためには、ミドルプレート１０２の貫通孔１０２ａの内径を小さくする必要があるが、シャフトの偏心部の信頼性が低下するため、ミドルプレート１０２の貫通孔１０２ａの内径を小さくできない。
【０００６】
そこで、従来の圧縮機として、特公昭５４−１２１４０５号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この圧縮機は、ミドルプレートを中央で分割し、この分割したミドルプレートを、シャフトの偏心部を通さずに、２つの偏心部の間に直接に取り付けている。これにより、ミドルプレートの貫通孔の内径の縮小を行って、効率の低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭５４−１２１４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の圧縮機では、ミドルプレートを分割構造としているので、構造が複雑で、コストが高くなる問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、簡単な構造で、漏れ損失を低減して効率を向上できる圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
上記密閉容器内に配置された圧縮要素と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータと
を備え、
上記圧縮要素は、
第１のシリンダと、
第２のシリンダと、
上記第１のシリンダと上記第２のシリンダの間に配置されたミドルプレートと、
上記第１のシリンダ内に配置され、上記シャフトの第１の偏心部に嵌合された第１のピストンと、
上記第２のシリンダ内に配置され、上記シャフトの第２の偏心部に嵌合された第２のピストンと
を有し、
上記第１、上記第２のピストンは、
ローラと、
上記ローラの外周面に固定されたブレードと
を有し、
上記ローラの外周面は、上記ブレードの付け根部に隣接する切り欠かれた切欠面を含み、
上記ミドルプレートの上記シャフトが貫通する貫通孔の中心は、上記シャフトの軸心に対して、上記ピストンの下死点方向にずれていることを特徴としている。
【００１１】
ここで、切欠面の形状は、円弧状でなく、例えば直線状である。下死点とは、ブレードがシリンダ内に最も突出している状態をいい、ピストンの回転角度が１８０°となる状態をいう。
【００１２】
この発明の圧縮機によれば、ローラとミドルプレートとの重なり代で構成されるシール部における、ローラの切欠面とミドルプレートの貫通孔の内周面との間のシール幅は、ローラにおいて最短であるが、ミドルプレートの貫通孔の中心は、シャフトの軸心に対して、ピストンの下死点方向にずれているため、この最短のシール幅を増加することができる。これにより、高圧（または中間圧）のガスの洩れ損失を低減して、効率を向上できる。また、ミドルプレートを組み立てる際、ミドルプレートをシャフトの偏心部に通し、ミドルプレートを下死点方向に移動させるだけで、簡単に、シール幅を長くすることができる。
【００１３】
また、一実施形態の圧縮機では、上記ピストンの上記ローラの上記切欠面には、上記ブレードの上記付け根部に接する窪み部が設けられている。
【００１４】
この実施形態の圧縮機によれば、上記ピストンの上記ローラの上記切欠面には、窪み部が設けられ、この窪み部でのシール幅は、ローラにおいて最短となる。ミドルプレートの貫通孔の中心は、シャフトの軸心に対して、ピストンの下死点方向にずれているため、この最短のシール幅を増加することができ、漏れ損失を低減して、効率を向上できる。
【００１５】
また、一実施形態の圧縮機では、上記下死点方向は、上記ピストンの回転角度が１８０°以上でかつ２７０°未満となる方向である。
【００１６】
この実施形態の圧縮機によれば、上記下死点方向は、上記ピストンの回転角度が１８０°以上でかつ２７０°未満となる方向であるので、ピストンがガス圧が最も高くなる位置にあっても、この漏れ損失を抑える方向へミドルプレートをずらすことができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の圧縮機によれば、上記ミドルプレートの上記貫通孔の中心は、上記シャフトの軸心に対して、上記ピストンの下死点方向にずれているので、簡単な構造で漏れ損失を低減して効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態の圧縮機を示す断面図である。
【図２】圧縮要素の第１のシリンダ側の平面図である。
【図３】第１のピストンの拡大図である。
【図４】圧縮要素の第１のシリンダ側の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の圧縮機を示すとともにピストンの拡大図である。
【図６】従来の圧縮機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態の圧縮機を示す縦断面図である。図１に示すように、この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２をシャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。
【００２１】
この圧縮機は、いわゆる縦置きの高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。このモータ３のロータ６によって、上記シャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動するようにしている。
【００２２】
上記圧縮要素２は、吸入管１１１，２１１を介して、冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。この冷媒としては、二酸化炭素を用いるが、ＨＣや、Ｒ４１０Ａ等のＨＦＣや、Ｒ２２やＲ３２等のＨＣＦＣ等の冷媒を用いてもよい。
【００２３】
上記圧縮機では、上記圧縮要素２にて圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、圧縮要素２から吐出して密閉容器１の内部に満たすと共に、モータ３のステータ５とロータ６との間の隙間を通して、モータ３を冷却した後、モータ３の上側に設けられた吐出管１３から外部に吐出するようにしている。
【００２４】
上記モータ３は、ロータ６と、このロータ６の外周側を囲むように配置されたステータ５とを有する。
【００２５】
上記ロータ６は、円筒形状のロータコア６１０と、このロータコア６１０に埋設された複数の磁石とを有する。ロータコア６１０は、例えば積層された電磁鋼板からなる。ロータコア６１０は、シャフト１２に固定されている。磁石は、平板状の永久磁石である。複数の磁石は、ロータコア６１０の周方向に等間隔の中心角度で、配列されている。
【００２６】
上記ステータ５は、円筒形状のステータコア５１０と、このステータコア５１０に巻き付けられたコイル５２０とを有する。ステータコア５１０は、積層された複数の鋼板からなり、密閉容器１に、焼き嵌めなどによって、嵌め込まれている。コイル５２０は、ステータコア５１０の各ティース部にそれぞれ巻かれており、このコイル５２０は、いわゆる集中巻きである。
【００２７】
上記圧縮要素２は、フロント軸受５０と、リア軸受６０と、フロント軸受５０とリア軸受６０との間に配置された第１のシリンダ１２１、ミドルプレート１７０および第２のシリンダ２２１と、第１のピストン１２９および第２のピストン２２９とを有する。
【００２８】
上記第１のシリンダ１２１、上記ミドルプレート１７０および上記第２のシリンダ２２１は、シャフト１２に沿って、フロント軸受５０側からリア軸受６０側へ順に配置されている。
【００２９】
上記第１のシリンダ１２１は、フロント軸受５０とミドルプレート１７０とに挟まれている。第１のシリンダ１２１の第１のシリンダ室１２２には、図示しないアキュームレータに接続された第１の吸入管１１１が連通している。
【００３０】
上記第１のピストン１２９は、第１のシリンダ室１２２に配置されたシャフト１２の第１の偏心部１２６に、嵌合している。第１のピストン１２９は、第１のシリンダ室１２２に、公転可能に配置され、第１のシリンダ１２１内を偏心回動して圧縮作用を行う。第１のシリンダ室１２２で圧縮された冷媒ガスは、フロント軸受５０の吐出孔５１ａを介して、第１のシリンダ室１２２の外側に排出される。
【００３１】
上記第２のシリンダ２２１は、ミドルプレート１７０とリア軸受６０とに挟まれている。第２のシリンダ２２１の第２のシリンダ室２２２には、図示しないアキュームレータに接続された第２の吸入管２１１が連通している。
【００３２】
上記第２のピストン２２９は、第２のシリンダ室２２２に配置されたシャフト１２の第２の偏心部２２６に、嵌合している。第２のピストン２２９は、第２のシリンダ室２２２に、公転可能に配置され、第２のシリンダ２２１内を偏心回動して圧縮作用を行う。第２のシリンダ室２２２で圧縮された冷媒ガスは、図示しない吐出孔を介して、第２のシリンダ室２２２の外側に排出される。
【００３３】
上記第１の偏心部１２６と上記第２の偏心部２２６とは、シャフト１２に対して、１８０°ずれた位置にある。つまり、第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と第２のシリンダ室２２２の圧縮作用とは、１８０°ずれた位相にある。
【００３４】
図２は、上記圧縮要素２の第１のシリンダ１２１側の平面図を示す。図２に示すように、上記第１のピストン１２９は、ローラ２７と、ローラ２７の外周面に固定されたブレード２８とを有する。
【００３５】
上記ブレード２８で第１のシリンダ室１２２内を仕切っている。第１のシリンダ室１２２には、吐出孔５１ａと、第１の吸入管１１が連通する吸入孔１２１ａとが、開口する。
【００３６】
上記ブレード２８は、第１のシリンダ室１２２を、吸入孔１２１ａに通じる低圧室（吸入室）１２２ａと吐出孔５１ａに通じる高圧室（吐出室）１２２ｂとに、区画する。すなわち、ブレード２８の右側の室は、低圧室１２２ａを形成し、ブレード２８の左側の室は、高圧室１２２ｂを形成している。
【００３７】
上記ブレード２８の両面には、半円柱状の揺動ブッシュ２５，２５が密着して、シールを行っている。ブレード２８と揺動ブッシュ２５，２５との間は、潤滑油で潤滑を行っている。
【００３８】
上記揺動ブッシュ２５，２５は、第１のシリンダ１２１に第１のシリンダ室１２２に臨んで形成されたブッシュ嵌合穴１２１ｂ内に回動自在に嵌合され、ブレード２８を両側から挟んで揺動自在にかつ進退自在に支持する。
【００３９】
そして、上記第１の偏心部１２６が、シャフト１２と共に、偏心回転して、第１の偏心部１２６に外嵌されたローラ２７が、このローラ２７の外周面を第１のシリンダ室１２２の内周面に接して、公転する。
【００４０】
上記ローラ２７は、第１のシリンダ室１２２内で公転するに伴って、ブレード２８は、このブレード２８の両側面を揺動ブッシュ２５，２５によって保持されて進退動する。すると、第１の吸入管１１１から低圧の冷媒ガスを低圧室１２２ａに吸入して、高圧室１２２ｂで圧縮して高圧にした後、吐出孔５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。この吐出孔５１ａから吐出された冷媒ガスは、第１のシリンダ室１２２の外側に排出される。
【００４１】
ここで、上記第１のピストン１２９の第１のシリンダ１２１（第１のシリンダ室１２２）に対する位置関係について定義する。ピストン１２９が上死点の位置にあるとき、つまり、ブレード２８がブッシュ嵌合穴１２１ｂに最も進入した位置にあるときを、シャフト１２の軸心Ｌを中心としたピストン１２９の回転角度０°とする。ピストン１２９が上死点から公転して下死点の位置にあるとき、つまり、ブレード２８がブッシュ嵌合穴１２１ｂからシリンダ１２１内に最も突出した位置にあるときを、シャフト１２の軸心Ｌを中心としたピストン１２９の回転角度１８０°とする。吐出孔５１ａは、第１のシリンダ室１２２のピストン回転角度２７０°〜３６０°の範囲で、３６０°に近い位置に、開口している。
【００４２】
図３は、上記第１のピストン１２９の拡大図を示す。図３に示すように、上記ローラ２７の外周面は、上記ブレード２８の付け根部２８ａに隣接する切欠面２７ａを含む。切欠面２７ａは、ローラ２７の円弧状の外周面を切り欠いて形成される。切欠面２７ａは、ローラ２７の外周面のうちの切欠面２７ａを除く他の面に重なる仮想円筒面Ａよりも、径方向内側に位置する。切欠面２７ａの形状は、円弧状でなく、例えば直線状である。ローラ２７の径方向の厚みにおいて、切欠面２７ａでの厚みは、切欠面２７ａ以外の他の面での厚みよりも、小さい。
【００４３】
図２と図４に示すように、上記ミドルプレート１７０のシャフト１２が貫通する貫通孔１７０ａの中心Ｃは、シャフト１２の軸心Ｌに対して、第１のピストン１２９の下死点方向にずれている。この下死点方向は、第１のピストン１２９の回転角度が１８０°以上でかつ２７０°未満となる方向である。
【００４４】
次に、上記ミドルプレート１７０の組み立てについて説明する。ミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａを、シャフト１２の第２の偏心部２２６に通して、ミドルプレート１７０を第１の偏心部１２６と第２の偏心部２２６との間に配置する。そして、ミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａの中心Ｃを、シャフト１２の軸心Ｌに対して、ピストンの下死点方向にずらして、第１、第２のシリンダ１２１，２２１およびミドルプレート１７０を組み付ける。
【００４５】
図４に示すように、上記ローラ２７と上記ミドルプレート１７０との重なり代で構成されるシール部における、上記ローラ２７の切欠面２７ａとミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａの内周面との間のシール幅Ｗは、ローラ２７において最短であるが、ミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａの中心Ｃは、シャフト１２の軸心Ｌに対して、ピストンの下死点方向にずれているため、この最短のシール幅Ｗを増加することができる。これにより、高圧室１２２ｂの高圧（または中間圧）のガスが、図４の仮想線の矢印に示すように、シール幅Ｗを通って、低圧室１２２ａ側へ漏れ出すことを、抑制できる。したがって、高圧（または中間圧）のガスの洩れ損失を低減して、効率を向上できる。
【００４６】
これに対して、従来例では、図６に示すように、ミドルプレート１０２の貫通孔１０２ａの中心Ｃは、シャフトの軸心Ｌと同心である。このため、ローラの切欠面１０１ａでのシール幅Ｗは、非常に小さくなって、漏れ損失が大きくなる。
【００４７】
また、上記構成の圧縮機によれば、上記ミドルプレート１７０を組み立てる際、ミドルプレート１７０をシャフト１２の第１の偏心部１２６に通し、ミドルプレート１７０を下死点方向に移動させるだけで、簡単に、シール幅Ｗを長くすることができる。したがって、ミドルプレート１７０を簡単な構造としたまま漏れ損失を低減できて、コストの低減と効率の向上を図ることができる。
【００４８】
また、上記下死点方向は、上記第１のピストン１２９の回転角度が１８０°以上でかつ２７０°未満となる方向であるので、第１のピストン１２９がガス圧が最も高くなる位置にあっても、この漏れ損失を抑える方向へミドルプレート１７０をずらすことができる。
【００４９】
なお、図２から図４では、第１のピストン１２９について説明したが、第２のピストン２２９についても第１のピストン１２９と同様である。
【００５０】
（第２の実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態の圧縮機を示すとともにピストンの拡大図である。この第２の実施形態は、上記第１の実施形態とは、ピストンの構成のみが相違する。この相違する構成のみを以下に説明する。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５１】
図５に示すように、第１のピストン１２９Ａのローラ２７の切欠面２７ａには、ブレード２８の付け根部２８ａに接する窪み部２７ｂが設けられている。窪み部２７ｂは、Ｒ状の曲面を有する。窪み部２７ｂは、刃物の切り込みにより形成され、刃物の先端（アール）が転写されている。ここで、刃物の切り込みを抑制すると、ブレード２８の付け根部２８ａに凸部が残って、運転中にブレード２８がかみこむおそれがある。
【００５２】
上記窪み部２７ｂの深さが、０．２〜０．５ｍｍであるとき、ミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａの中心Ｃとシャフト１２の軸心Ｌとの間の距離は、例えば、０．１〜０．２５ｍｍ程度である。
【００５３】
上記第２実施形態では、上記ローラ２７の切欠面２７ａには、窪み部２７ｂが設けられ、この窪み部２７ｂでのシール幅Ｗは、ローラ２７において最短となる。ミドルプレート１７０の貫通孔１７０ａの中心Ｃは、シャフト１２の軸心Ｌに対して、ピストンの下死点方向にずれているため、この最短のシール幅Ｗを増加することができ、漏れ損失を低減して、効率を向上できる。
【００５４】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記第１と上記第２の実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、下死点方向を、ピストンの回転角度が１８０°以上でかつ２７０°未満となる方向としたが、ピストンの回転角度が９０°を超えてかつ２７０°未満となる方向としてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、第１のピストンについて説明したが、第２のピストンについても同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００５７】
１  密閉容器
２  圧縮要素
３  モータ
１２  シャフト
２７  ローラ
２７ａ  切欠面
２７ｂ  窪み部
２８  ブレード
２８ａ  付け根部
１２１  第１のシリンダ
１２２  第１のシリンダ室
１２６  第１の偏心部
１２９，１２９Ａ  第１のピストン
１７０  ミドルプレート
１７０ａ  貫通孔
２２１  第２のシリンダ
２２２  第２のシリンダ室
２２６  第２の偏心部
２２９  第２のピストン
Ｃ  中心
Ｌ  軸心
Ｗ  シール幅
【図１】
2015036527.tif 000003
【図２】
2015036527.tif 000004
【図３】
2015036527.tif 000005
【図４】
2015036527.tif 000006
【図５】
2015036527.tif 000007
【図６】
2015036527.tif 000008