(57)【要約】【課題】ベーンとべーン溝の摺動面の摩擦により、面粗さを速やかに滑らかにし、摩擦力を低減させて、消費電力の低減を図ることができる回転式圧縮機を提供する。【解決手段】本回転式圧縮機は、シリンダ室１４内を偏心回転するローラ１５の動きに伴って、ベーン溝１６内を往復運動するベーン１７を備え、ベーン１７が接触するベーン溝１６の他端近傍のベーン接触部１６ｂに、ベーン１７との接触面積を減じるための逃げ部１６ａ１を設ける。【選択図】  図１
2008002386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のシリンダ室を設けたシリンダと、
前記シリンダ室内で偏心回転運動を行うローラと、
前記シリンダの半径方向に設けられかつ、一端が前記シリンダ室に開口し、他端が前記シリンダの高さ方向に貫通して設けられた背面孔に開口するベーン溝と、
先端縁が前記ローラの外周面に当接し、ローラ偏心回転運動に伴って前記ベーン溝内を往復動するベーンと、
前記ベーンを前記ローラ側に押圧付勢するばね部材を備えた回転式圧縮機において、
前記ベーンが接触するベーン溝の他端近傍のベーン接触部に、前記ベーンとの接触面積を減じるための逃げ部を設けたことを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】
前記ベーン接触部の接触幅Ｗとシリンダ高さＨの比Ｗ／Ｈは、Ｈ＝０．２〜０．４５であることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器を備え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】
本発明は回転式圧縮機及びこれを用いた冷凍サイクル装置に係り、特に圧縮機部のローラ偏心回転運動に伴って往復動するベーンを収容するベーン溝形状を改良した回転式圧縮機及びこれを用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転式圧縮機は、図６〜図９に示すように、回転式圧縮機部４１を備え、この回転式圧縮機部４１は円筒状のシリンダ室４２を設けたシリンダ４３と、シリンダ室４２内で偏心回転運動を行うローラ４４と、シリンダ４３の半径方向に設けられたベーン溝４５と、このベーン溝４５に収容されローラ偏心回転運動に伴ってベーン溝４５内を往復動するベーン４６と、ベーン４６をローラ４４側に押圧付勢するばね部材４７を備える。
【０００３】
ベーン溝４５はシリンダ４３の半径方向に設けられ、一端がシリンダ室４２に開口し、他端がシリンダ４３の高さ方向に貫通して設けられる背面孔４８に開口する。ベーン溝４５の背面孔４８側のベーン接触部４５ａの接触幅Ｗ０とシリンダ室４２側のベーン接触部４５ｂの幅（シリンダ高さ）Ｈ０は、略Ｗ０／Ｈ０＝０．５〜１となっている。
【０００４】
また、ベーン接触部４５ａにばね部材４７を伸縮自由に収容する直径Ｄ０のばね収容孔４９を設けるため、Ｗ０／Ｈ０＜１、さらに、ばね収容孔４９の直径Ｄ０を大きくし過ぎると背面孔４５付近のシリンダ剛性が低下し、加工時、組立時の変形が大きくなるおそれがあるため、０．５＜Ｗ０／Ｈ０に制約され、０．５＜Ｗ０／Ｈ０＜１となっている。
【０００５】
一方、回転式圧縮機の運転中、ベーン接触部４５ａ、４５ｂには、図５に示すような荷重が発生する。ベーン溝４５を往復動するベーン４６は、吐出圧力と吸込圧力の差によりベーン溝４５に斜めに傾いた状態で押し付けられ、ベーン接触部４５ａ、４５ｂの２ケ所で接触する。
【０００６】
このベーン接触部４５ａ、４５ｂにおける荷重の関係は、ベーン接触部４５ａの荷重Ｆ１、ベーン接触部４５ｂの荷重Ｆ２とすると、
［数１］
Ｆ２＝（４〜６）×Ｆ１
となる。
【０００７】
従って、この荷重をベーン接触部４５ａ、４５ｂの接触幅の単位長さ当りで換算したＰ１＝Ｆ１／Ｗ０、Ｐ２＝Ｆ２／Ｈ０で比較しても、Ｐ２／Ｐ１＞２となっていたため、ベーン接触部４５ａはベーン接触部４５ｂに比べて、単位長さ当りの荷重が小さく、摺動により加工終了時の面粗さを速やかに滑らかにできず、ベーン４６とベーン接触部４５ａ間に発生する摩擦力により消費電力が増大するという問題があった。
【０００８】
なお、高効率の回転式圧縮機を実現するために、ブレード押圧用のばね部材を収容するばね収納孔の内側部と外側部の直径を変え、ブレード及びブレード溝に起因する効率低下原因を除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−８７８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ベーンとベーン溝の摺動面の摩擦により、面粗さを速やかに滑らかにし、摩擦力を低減させて、消費電力の低減を図ることができる回転式圧縮機を提供することを目的とする。
【００１０】
また、消費電力の低減を図ることができる冷凍サイクル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明に係る回転式圧縮機は、円筒状のシリンダ室を設けたシリンダと、前記シリンダ室内で偏心回転運動を行うローラと、前記シリンダの半径方向に設けられかつ、一端が前記シリンダ室に開口し、他端が前記シリンダの高さ方向に貫通して設けられた背面孔に開口するベーン溝と、先端縁が前記ローラの外周面に当接し、ローラ偏心回転運動に伴って前記ベーン溝内を往復動するベーンと、前記ベーンを前記ローラ側に押圧付勢するばね部材を備えた回転式圧縮機において、前記ベーンが接触する前記ベーン溝の他端近傍周壁に、前記ベーンとの接触面積を小さくするための逃げ部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、前記回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る回転式圧縮機によれば、ベーンとベーン溝の摺動面の摩擦により、面粗さを速やかに滑らかにし、摩擦力を低減させて、消費電力の低減を図ることができる回転式圧縮機を提供することができる。
【００１４】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、消費電力の低減を図ることができる冷凍サイクル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置について添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る冷媒圧縮機及び冷凍サイクル装置の概念図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の冷凍サイクル装置３１は、本発明の冷媒圧縮機１と、凝縮器３２と、膨張装置３３と、蒸発器３４をサイクル状に連通して形成される。
【００１８】
回転式圧縮機１は例えば密閉縦型であり、この回転式圧縮機１は、密閉ケース２内の上部に電動機部３を収容するとともに、下部に電動機部３により回転シャフト４を介して駆動される回転式圧縮機部５を収容して構成される。
【００１９】
電動機部３は密閉ケース２内に圧入して固定されるステータ６とこのステータ６内に収容されるロータ７とからなる。
【００２０】
また、ロータ７を支持する回転シャフト４は、圧縮機部５の主軸受（上部ベアリング）８と副軸受（下部ベアリング）９により回転自在に支持される。
【００２１】
主軸受８と副軸受９はシリンダ（シリンダブロック）１０を両側から挟むようにして設けられ、締付ボルト１１、１２等の固定具で一体的に組み立てられ、シリンダ１０は取付部材１３を介して密閉ケース２内に溶接にて直接固定される。
【００２２】
図２に示すように、圧縮機部５のシリンダ１０内には、シリンダボアにより画成されるシリンダ室１４が形成され、このシリンダ室１４にローラ１５が収容される。ローラ１５は回転シャフト４のクランク部４ａに嵌合され、回転シャフト４の回転駆動に伴い、シリンダ室１４内で偏心回転され、圧縮作用をする。
【００２３】
さらに、圧縮機構５は、シリンダボアの内周面（シリンダ内周面）より半径方向外方に延びるベーン溝１６が形成され、このベーン溝１６にベーン１７がローラ１５を押圧するようにばね部材１８によって付勢されて収容され、このベーン１７によりシリンダ室１４は高圧側（圧縮側）チャンバ１４ｈと低圧側（吸込側）チャンバ１４ｌに区画される。
【００２４】
ベーン溝１６はシリンダ１０の半径方向に設けられ、一端がシリンダ室１４に開口し、他端がシリンダ１０の高さ方向に貫通して設けられる背面孔１９に開口する。低圧側チャンバ１４ｌには、吸込管２０に連通する吸込口（図示せず）が設けられ、高圧側チャンバ１４ｈには、主軸受８に設けられた吐出口２１が臨んで設けられ、吐出口２１はリードバルブ等の吐出弁機構２２を介して密閉ケース２に連通される。
【００２５】
図３に示すように、ベーン溝１６の他端側すなわち背面孔１９側近傍の周壁であるベーン接触部１６ａには、断面長方形状に切除した逃げ部１６ａ１が設けられ、その接触幅Ｗ（Ｗ／２＋Ｗ／２）を、図６に示す従来の背面孔側のベーン接触部４４ａの接触幅Ｗ０よりも小さく形成する。
【００２６】
この逃げ部１６ａ１を設けるのは、ばね収容孔２３の直径Ｄを図９に示す従来のばね収容孔４５の直径Ｄ０を同じ大きさに保ったまま（Ｄ＝Ｄ０）、ベーン接触部１６ａの接触幅Ｗを従来のベーン接触部４４ａの接触幅Ｗ０より減じるためのものである（Ｗ＜Ｗ０）。逃げ部１６ａ１を設けることにより、ベーン接触部１６ａの接触幅Ｗとシリンダ室１４側のベーン接触部１６ｂの幅（シリンダ高さ）Ｈの比Ｗ／Ｈを０．２〜０．４５に設定することが可能となる。強度上及び荷重の増大のために、Ｗ／Ｈは０．２〜０．４５であるのが好ましい。
【００２７】
なお、本実施形態では逃げ部を断面長方形状に切除した例で説明したが、図４に示すように、断面三角形状に切除してもよい。
【００２８】
次に本実施形態の回転式圧縮機の動作について説明する。
【００２９】
図１に示すように、回転式圧縮機１は、吸込管２０、吸込口から吸込まれたガス冷媒を低圧側チャンバ１４ｌに流入させ、ローラ１５の偏心回転により圧縮し、高圧側チャンバ１４ｈに設けた吐出口２１、吐出弁機構２２を介して密閉ケース２に吐出する。
【００３０】
この冷媒圧縮過程において、図２に示すように、ベーン溝１６内を往復動するベーン１７は、高圧側チャンバ１４ｈと低圧側チャンバ１４ｌを区画するように配されるため、吐出圧力と吸込圧力の差により、ベーン１７のベーン接触部１６ａ側にはＦ１の荷重がかかり、ベーン接触部１６ｂ側にはＦ２の荷重がかかって、ベーン溝４４に斜めに傾いた状態で押し付けられ、ベーン接触部１６ａ、ベーン接触部１６ｂに接触する。
【００３１】
このとき、図３に示すように、ベーン接触部１６ａに逃げ部１６ａ１を設け、ベーン接触部１６ａの接触幅Ｗが、従来のベーン接触部の接触幅よりも小さくなっているので、ベーン接触部１６ａにかかる単位面積当たりの荷重Ｐ１が増加し、ベーン接触部１６ａの加工終了時の面粗さは従来よりも速やかに平滑化される。これにより、ベーン接触部１６ａとベーン１７間の摩擦力が減じ、消費電力の低減を図ることができる。
【００３２】
また、Ｗ／Ｈ＝０．２〜０．４５となるように逃げ部１６ａ１の深さ（幅）を調整しているので、図２及び図５に示すベーン接触部１６ｂの荷重Ｆ２、ベーン接触部１６ａの荷重Ｆ１の関係が、Ｆ２＝（４〜６）×Ｆ１であっても、ベーン接触部１６ｂにかかる単位面積当たりの荷重Ｐ２を（１〜２）×Ｐ１程度にすることができる。Ｐ１がＰ２を超えない範囲で、Ｐ１を可能な限り大きくでき、ベーン１７とベーン溝１６の接触面の信頼性を確保しつつ、ベーン接触部１６ａの面粗さを従来よりも速やかに平滑化できる。
【００３３】
本実施形態の回転式圧縮機によれば、ベーンとベーン溝の摺動面の摩擦により、面粗さを速やかに滑らかにし、摩擦力を低減させて、消費電力の低減を図ることができる回転式圧縮機が実現する。
【００３４】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、消費電力の低減を図ることができる冷凍サイクル装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷媒圧縮機、冷凍サイクル装置の概念図。
【図２】本発明の一実施形態に係る冷媒圧縮機に用いる圧縮機部の一部を切欠して示す平面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る冷媒圧縮機のブレード溝の縦断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る冷媒圧縮機のブレード溝の他の実施形態の縦断面図。
【図５】一般的な回転式圧縮機のブレードにかかる荷重の概念図。
【図６】従来の冷媒圧縮機に用いる圧縮機部の平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図８】従来の冷媒圧縮機に用いるシリンダの平面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１…冷媒圧縮機、２…密閉ケース、３…電動機部、４…回転シャフト、５…回転式圧縮機部、６…ステータ、７…ロータ、８…主軸受、９…副軸受、１０…シリンダ、１４…シリンダ室、１４ｌ…低圧側チャンバ、１４ｈ…高圧側チャンバ、１５…ローラ、１６…ベーン溝、１６ａ…ベーン接触部、１６ａ１…逃げ部、１６ｂ…ベーン接触部、１７…ベーン、１８…ばね部材、１９…背面孔、２３…ばね収容孔、３１…冷凍サイクル装置、３２…凝縮器、３３…膨張装置、３４…蒸発器。
【図１】
2008002386.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008002386.tif 000006
【図５】
2008002386.tif 000007
【図６】
2008002386.tif 000008
【図７】
2008002386.tif 000009
【図８】
2008002386.tif 000010
【図９】
2008002386.tif 000011