(57)【要約】【課題】ブレードの先端部側の強度を維持し、また、高い加工精度を必要とすることなく、ブレード及びブレード溝を加工できるようにする。【解決手段】シリンダ８Ａに設けられたブレード嵌合溝２３と、このブレード嵌合溝２３内に往復動自在に設けられ、高圧ガスの圧力を後端の受圧面で受けることにより先端部をローラ１３ａの周面に当接させてシリンダ室１４ａ内をローラ１３ａの回転方向に沿って吸込室１４ａ１と圧縮室１４ａ２に仕切るブレード１５ａとを具備し、ブレード１５ａの後部側の肉厚寸法を先端部側の肉厚寸法よりも小とし、この肉厚寸法を小とするブレードの後部側とブレード嵌合溝２３の内壁面との間に形成される隙間３０にスペーサ３１を挿入する。【選択図】図２
2008157101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ケース内に、電動機部およびこの電動機部と連結されるロータリ式の圧縮機構部を収納し、前記圧縮機構部はシリンダのシリンダ室内に前記電動機部によって偏心回転されるローラを有し、前記ローラの偏心回転により圧縮して吐出される圧縮ガスを一旦前記密閉ケース内に吐出するロータリ式圧縮機において、
前記シリンダに設けられたブレード嵌合溝と、
このブレード嵌合溝内に往復動自在に設けられ、前記密閉ケース内の高圧ガスの圧力を後端の受圧面で受けることにより先端部を前記ローラの周面に当接させて前記シリンダ室内を前記ローラの回転方向に沿って吸込室と圧縮室に仕切るブレードとを具備し、
前記ブレードの後部側の肉厚寸法を先端部側の肉厚寸法よりも小とし、
この肉厚寸法を小とするブレードの後部側と前記ブレード嵌合溝の内壁面との間に形成される隙間にスペーサを挿入したことを特徴とするロータリ式圧縮機。
【請求項２】
前記ブレード嵌合溝に前記ブレードと前記スペーサとによって形成される閉空間部を連通路を介して前記シリンダの吸込室に連通させたことを特徴とする請求項１記載のロータリ式圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載のロータリ式圧縮機に冷媒管を介して順次、放熱器、膨張装置、蒸発器を接続して冷凍サイクルを構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、ヒートポンプ式給湯装置等の冷凍サイクル装置に組み込まれるロータリ式圧縮機、及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のロータリ式圧縮機においては、密閉ケース内に電動機部およびこの電動機部によって駆動される圧縮機構部を収納し、圧縮機構部で圧縮したガスを一旦密閉ケース内に吐出させるようになっている。
【０００３】
上記圧縮機構部は、シリンダのシリンダ室内にローラを偏心回転自在に収納している。また、シリンダにはブレード嵌合溝が設けられ、このブレード嵌合溝内にはブレードが往復動自在に収納されている。ブレードはその背面側が押圧部材や圧縮機構部より導かれた高圧ガスの作用により押圧され、先端部が上記ローラの周面に当接されて摺動する。このブレードによってシリンダ室内がローラの回転方向に沿って吸込室と圧縮室とに仕切られる。吸込室には吸込管が接続され、圧縮室の吐出部は密閉ケース内に開口されている。
【０００４】
ところで、ブレードによってシリンダ室内を吸込室と圧縮室とに仕切るためには、所定の押付力は必要であるが、押付力が大き過ぎると、摺動損失が増大し、性能低下に繋がってしまう。特に、冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、ブレードの先端と背面側にかかる圧力の差圧が大きく、ブレードやローラに過大な摩耗が発生する場合もある。
【０００５】
そこで、ブレード背面側の受圧面積を小さくすることにより、ブレードの押付力を適切に調整することが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−１７９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来技術のものは、ブレードを全体的に薄型化するため、ブレードの先端部側の強度が低下し、ローラとの摺動時に変形を生じ易いという問題があった。
【０００７】
また、ブレードを全体的に薄く形成するには、高い加工精度が要求され、ブレードの加工が困難になるという問題がある。
【０００８】
さらに、ブレードの薄型化に対応してブレード嵌合溝も狭く加工しなければならず、高い加工精度が要求され、ブレード嵌合溝の加工も困難になるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ブレードの先端部側の強度を低下させることなく、また、高い加工精度を必要とすることなく、ブレード及びブレード嵌合溝を加工できるようにしたロータリ式圧縮機、及び冷凍サイクル装置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、請求項１記載のものは、密閉ケース内に、電動機部およびこの電動機部と連結されるロータリ式の圧縮機構部を収納し、前記圧縮機構部はシリンダのシリンダ室内に前記電動機部によって偏心回転されるローラを有し、前記ローラの偏心回転により圧縮して吐出される圧縮ガスを一旦前記密閉ケース内に吐出するロータリ式圧縮機において、前記シリンダに設けられたブレード嵌合溝と、このブレード嵌合溝内に往復動自在に設けられ、前記密閉ケース内の高圧ガスの圧力を後端の受圧面で受けることにより先端部を前記ローラの周面に当接させて前記シリンダ室内を前記ローラの回転方向に沿って吸込室と圧縮室に仕切るブレードとを具備し、前記ブレードの後部側の肉厚寸法を先端部側の肉厚寸法よりも小とし、この肉厚寸法を小とするブレードの後部側と前記ブレード嵌合溝の内壁面との間に形成される隙間にスペーサを挿入する。
【００１１】
また、請求項５記載のものは、請求項１に記載のロータリ式圧縮機に冷媒管を介して順次、放熱器、膨張装置、蒸発器を接続して冷凍サイクルを構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ブレードの先端部側の変形を防止でき、良好な圧縮が可能になるとともに、ブレード及びブレード嵌合溝を高い加工精度を必要とすることなく、加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。  
図１は本発明の一実施の形態である冷凍サイクル装置を示すものである。  
この冷凍サイクル装置は、縦型のロータリ式圧縮機１を備えている。このロータリ式圧縮機１は密閉ケース１ａを備え、この密閉ケース１ａ内の下部側には圧縮機構部２が設けられ、上部側には電動機部３が設けられている。これら電動機部３と圧縮機構部２とは回転軸４を介して連結されている。
【００１４】
電動機部３は、密閉ケース１ａの内面に固定されたステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して設けられ、回転軸４が介挿されるロータ６とによって構成されている。圧縮機構部２は、仕切り板７を介して上下に配設される２つのシリンダ８Ａ，８Ｂを備えている。
【００１５】
上部シリンダ８Ａの上面部には主軸受９が重ね合わされ、バルブカバーａとともに取付ボルト１０を介してシリンダ８Ａに取付られている。下部シリンダ８Ｂの下面部には副軸受１１が重ね合わされ、バルブカバーｂとともに取付ボルト１２を介して上部シリンダ８Ａに取付られている。
【００１６】
一方、回転軸４の下部側は、主軸受９と副軸受１１とにより回転自在に軸支されている。この回転軸４の下部側には、略１８０°の位相差を有して２つの偏心部４ａ，４ｂが一体的に形成されている。偏心部４ａ，４ｂは各シリンダ８Ａ，８Ｂ内に位置され、かつその周面にはローラ１３ａ，１３ｂが嵌合されている。
【００１７】
シリンダ８Ａ，８Ｂは、仕切り板７と、主軸受９及び副軸受１１とで上下面が区画され、その内部にシリンダ室１４ａ，１４ｂが形成されている。シリンダ室１４ａ，１４ｂにはローラ１３ａ，１３ｂが偏心回転自在に収納されている。
【００１８】
シリンダ８Ａ，８Ｂには、シリンダ室１４ａ，１４ｂを高圧側と低圧側に仕切るブレード１５ａ，１５ｂが設けられている。ブレード１５ａ，１５ｂは、バネ材２６ａ，２６ｂによって偏心ローラ１３ａ，１３ｂ側へ押圧されている。
【００１９】
シリンダ８Ａ，８Ｂには吸込管１６ａ，１６ｂが接続され、その一端側は密閉ケース１ａの外側で合流してアキュームレータ１７に接続されている。
【００２０】
一方、密閉ケース１ａの上端部には導出管１８が接続されている。この導出管１８は、放熱器１９、膨張機構２０および蒸発器２１を介してアキュームレータ１７に接続され、例えば、ヒートポンプ式給湯装置等の冷凍サイクルが構成されている。放熱器１９には、水回路２２が接続されている。
【００２１】
図２は、上下部のシリンダ８Ａ，８Ｂを示す平面図である。
【００２２】
上下部のシリンダ８Ａ，８Ｂは略同様に構成されるため、上部シリンダ８Ａを代表して説明する（なお、後述する各実施の形態においても上部シリンダ８Ａを代表して説明する）。
【００２３】
上部シリンダ（以下、シリンダという）８Ａには、シリンダ室１４ａを形成する開口部が設けられている。シリンダ８Ａには、シリンダ室１４ａから外径側に向かってブレード嵌合溝２３が設けられている。このブレード嵌合溝２３内にブレード１５ａが往復動自在に嵌合されている。
【００２４】
ブレード１５ａはローラ１３ａに摺接する先端部側の肉厚寸法を大とし、後部側の肉厚寸法を小としている。即ち、ブレード１５ａの後部側の肉厚寸法は先端部側の肉厚寸法の略１／２となっている。ブレード１５ａの先端部側の肉厚寸法は、ブレード嵌合溝２３の溝幅寸法と略等しくされている。ブレード１５ａの肉厚寸法を小とする後部側とブレード嵌合溝２３の内壁面との間には隙間３０が形成されている。
【００２５】
ブレード嵌合溝２３のの反シリンダ室側の部分にスペーサ３１が設けられている。このスペーサ３１はその先端部側を上記隙間３０に挿入して閉空間部３２を構成している。スペーサ３１には突起部３１ａが一体的に形成され、この突起部３１ａはブレード嵌合溝２３の端部２３ａに対向されている。
【００２６】
また、ブレード嵌合溝２３の反シリンダ室側には、２本のスプリング２６ａ１，２６ａ２が配設され、一方のスプリング２６ａ１によってブレード１５ａの後端面（受圧面）が押圧され、他方のスプリング２６ａ２によってスペーサ３１が押圧されている。
【００２７】
ブレード１５ａはスプリング２６ａ１の押圧によって先端部をローラ１３ａの周面に当接させてシリンダ室１４ａ内を吸込室１４ａ１と圧縮室１４ａ２に仕切るようになっている。スペーサ３１はスプリング２６ａ２の押圧によって突起部３１ａをブレード嵌合溝２３の端部２３ａに当接させて保持されている。
【００２８】
ブレード嵌合溝２３の反シリンダ室側は、密閉ケース１ａ内に開放されており、密閉ケース１ａ内に吐出される高圧ガスの圧力と同じ高圧となる。ブレード１５ａはシリンダ内外の圧力差により押圧され、その先端部をローラ１３ａの周壁面に当接させる。
【００２９】
なお、ケース内圧力によるブレード１５ａの押圧力は、シリンダ８Ａに備えられるスプリング２６ａ１の押圧力の数十倍もあり、本来、起動時以外はスプリング２６ａ１の付勢力は、特に必要とすることはない。
【００３０】
ブレード１５ａは、ローラ１３ａがシリンダ室１４ａの内周壁に沿って偏心回転するのに基づいてブレード嵌合溝２３ａに沿って往復動する。
【００３１】
上記した構成において、電動機部３に運転信号が送信されると、回転軸４が回転駆動され、上，下部シリンダ８Ａ，８Ｂに備えられるローラ１３ａ，１３ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂ内で偏心回転を行う。
【００３２】
ローラ１３ａ，１３ｂがシリンダ室１４の内周面に転接する位置と、ブレード１５ａ，１５ｂがローラ１３ａ，１３ｂに当接する位置とがほぼ一致する状態で、シリンダ室１４ａ，１４ｂの空間容量が最大となる。このとき、冷媒ガスは、アキュームレータ１７から吸込管１６ａ，１６ｂを介して上，下部シリンダ８Ａ，８Ｂの各シリンダ室１４ａ，１４ｂに吸込まれ充満する。
【００３３】
ローラ１３ａ，１３ｂの偏心回転にともなって、ローラ１３ａ，１３ｂのシリンダ室１４ａ，１４ｂの内周面に対する転接位置が移動し、圧縮室１４ａ２，１４ｂ２の容積が徐々に減少する。これにより、先にシリンダ室１４ａ，１４ｂに導かれた冷媒ガスが徐々に圧縮される。
【００３４】
回転軸４が継続して回転され、圧縮室１４ａ２，１４ｂ２の容積がさらに減少して冷媒ガスが圧縮され、所定圧まで上昇すると図示しない吐出弁が開放し、バルブカバーａ，ｂを介して高圧冷媒ガスが密閉ケース１ａ内に吐出される。このように高圧冷媒ガスが吐出されて所定時間が経過すると、シリンダ室１４ａ，１４ｂから吐出される高圧ガスの量が増大して、密閉ケース１ａ内が所定の高圧状態となる。
【００３５】
これにより、シリンダ８Ａ，８Ｂに備えられるブレード１５ａ，１５ｂの後端面、即ち、受圧面に吐出ガスの高圧が作用し、先端部がローラ１３ａ、１３ｂの周壁面に適切な押付力で当接され、先に説明したような圧縮動作が継続される。また、このとき、スペーサ３１も高圧の吐出ガスの圧力を受けてその突起部２３ａをブレード嵌合溝２３の端部２３ａに当接させて固定保持される。
【００３６】
密閉ケース１ａ内に充満した高圧ガスは密閉ケース１ａ上部の導出管１８から吐出される。この導出される高圧ガスは、放熱器１９に導かれて放熱し、膨張機構２０で断熱膨張し、蒸発器２１で熱交換空気から蒸発潜熱を奪う。そして、蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ１７に導かれて気液分離され、再び吸込管１６ａ，１６ｂから圧縮機の圧縮機構部２に吸込まれて上述の経路を循環する。
【００３７】
上記したように、この実施の形態によれば、ブレード１５ａ、１５ｂの後部側の肉厚寸法を先端部側の肉厚寸法よりも小さくし、このブレード１５ａ，１５ｂの後端部側とブレード嵌合溝２３の内壁面との間に形成される隙間３０にはスペーサ３１を挿入するため、ブレード１５ａ，１５ｂの後端面、即ち、受圧面の面積を狭くできる。
【００３８】
従って、ブレード１５ａ，１５ｂが受ける高圧ガスの力を低減でき、その先端部を適切な力でローラ１３ａ，１３ｂの周壁面に押し付けることができ、ブレード１５ａ，１５ｂとローラ１３ａ，１３ｂとの間の摺動損失を低減できるとともに、摩耗の発生を防止でき、良好な圧縮性能を維持できる。
【００３９】
また、ブレード１５ａ，１５ｂの先端部側の肉厚寸法を後部側の肉厚寸法よりも大とするため、先端部側の強度を十分に維持でき、変形を防止して良好な圧縮が可能になる。
【００４０】
また、ブレード嵌合溝２３の溝幅寸法をブレード１５ａ，１５ｂの先端部側の肉厚寸法に対応して形成するため小さくならず、ブレード嵌合溝２３の加工も容易になる。
【００４１】
さらに、ブレード１５ａ，１５ｂの肉厚寸法も後部側のみを小さくするため、全体的に薄型化する場合と比較してその加工が容易になる。
【００４２】
図３は本発明の第２の実施の形態であるシリンダ構造を示すものである。
【００４３】
なお、上記した第１の実施の形態で示した部分と同一部分については同一番号を付してその詳細な説明は省略する（後述する各実施の形態においても同様に省略する）。
【００４４】
この第２の実施の形態では、ブレード嵌合溝２３にブレード１５ａとスペーサ３１とによって形成される閉空間部３２をシリンダ室１４ａの吸込室１４ａ１に連通させている。即ち、シリンダ８Ａには連通路４１が形成され、この連通路４１を介して閉空間部３２とシリンダ室１４の吸込室１４ａ１とが連通されている。
【００４５】
この第２の実施の形態によれば、ローラ１３ａの回転によりブレード１５ａが反シリンダ側に移動するのに基づいて閉空間部３２内でガスが圧縮されるが、このガスは連通路４１を介して吸込室１４ａ側に逃がされる。従って、ローラ１３ａの周壁面に対するブレード１５ａの先端部の押付力が過大になるのを防止することができる利点がある。なお、連通路４１は、仕切り板７、主軸受９又は副軸受１１に形成しても良い。
【００４６】
図４は本発明の第３の実施の形態であるシリンダ構造を示すものである。
【００４７】
上記した第２の実施の形態では、シリンダ８Ａに形成した連通路４１を介して閉空間部３２とシリンダ室１４ａの吸込室１４ａ１とを連通させたが、この第３の実施の形態では、ブレード１５ａの肉厚寸法を大とする先端部側に連通路５１を形成し、この連通路５１を介して閉空間部３２とシリンダ室１４ａの吸込室１４ａ１とを連通させている。
【００４８】
この第３の実施の形態によっても、第２の実施の形態と同様にローラ１３ａの周壁面に対するブレード１５ａの先端部の押付力が過大になるのを防止することができる利点がある。
【００４９】
図５は、本発明の第４の実施の形態であるシリンダ構造を示すものである。
【００５０】
上記した第１の実施の形態では、ブレード１５ａの肉厚寸法を小とする後部側の一側面とブレード嵌合溝２３の内壁面との間に形成される隙間３０にスペーサ３１を挿入するようにしたが、この第４の実施の形態では、ブレード１５ａの肉厚寸法を小とする後部側の両側面とブレード嵌合溝２３の内壁面との間にそれぞれ形成される隙間６１，６２にそれぞれスペーサ６３，６４を挿入している。スペーサ６３，６４はその突起部６３ａ，６４ａをそれぞれブレード嵌合溝２３の段差部２３ａ１、２３ａ２に接合させている。
【００５１】
この第５の実施の形態によっても、上記した第１の実施の形態と同様の作用、効果を奏する。
【００５２】
なお、上記した実施の形態によれば、シリンダ室を２つ備えた２シリンダ式の圧縮機について説明したが、これに限定されるものではなく、１シリンダ形ロータリ式圧縮機や、３シリンダ以上の多シリンダのロータリ式圧縮機に適用することが可能である。
【００５３】
また、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。さらに、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるロータリ式密閉形圧縮機を備える冷凍サイクル装置を示す図。
【図２】図１のロータリ式圧縮機のシリンダ構造を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるシリンダ構造を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態であるシリンダ構造を示す図。
【図５】本発明の第４の実施の形態であるシリンダ構造を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１…密閉ケース、２…圧縮機構部、３…電動機部、８Ａ…上部シリンダ、８Ｂ…下部シリンダ、１３ａ，１３ｂ…ローラ、１４ａ１…吸込室、１４ａ２…圧縮室、１５ａ，１５ｂ…ブレード、１９…放熱器、２０…膨張装置、２１…蒸発器、２３…ブレード嵌合溝、３０…隙間、３１…スペーサ、３２…閉空間部、４１，５１…連通路。
【図１】
2008157101.tif 000003
【図２】
2008157101.tif 000004
【図３】
2008157101.tif 000005
【図４】
2008157101.tif 000006
【図５】
2008157101.tif 000007