(57)【要約】【課題】シリンダにて圧縮要素を密閉容器内に支持する構成の圧縮機において、部品の追加や困難な加工工程を含まず、コストをほとんど増加させずにベーン背部からシリンダ上方への油の跳ね上がりを防止することができる回転圧縮機を提供すること。【解決手段】この発明に係る回転圧縮機は、シリンダのベーンスロットに嵌入され、ローリングピストンに当接しながら往復運動をするベーンと、シリンダのベーンスロットの外周側に配設されたベーンスプリング穴に収納され、ベーンに押圧力を与えるベーンスプリングとを有する圧縮要素を、シリンダにより密閉容器に固定している構成の回転圧縮機において、シリンダ外周部のベーンスプリング穴の開口部に、シリンダ下方のみに連通する切り欠き部を設けたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダのベーンスロットに嵌入され、ローリングピストンに当接しながら往復運動をするベーンと、前記シリンダのベーンスロットの外周側に配設されたベーンスプリング穴に収納され、前記ベーンに押圧力を与えるベーンスプリングとを有する圧縮要素を、前記シリンダにより密閉容器に固定している構成の回転圧縮機において、
前記シリンダ外周部の前記ベーンスプリング穴の開口部に、該シリンダ下方のみに連通する切り欠き部を設けたことを特徴とする回転圧縮機。
【請求項２】
前記切り欠き部は、鋳物で構成される前記シリンダを鋳込む際に該部分を形成することを特徴とする請求項１に記載の回転圧縮機。
【請求項３】
シリンダのベーンスロットに嵌入され、ローリングピストンに当接しながら往復運動をするベーンと、前記シリンダのベーンスロットの外周側に配設されたベーンスプリング穴に収納され、前記ベーンに押圧力を与えるベーンスプリングとを有する圧縮要素を、前記シリンダにより密閉容器に固定している構成の回転圧縮機において、
前記ベーンスロット末端部の下部側に、上部よりも開口面積が大きい、キリ加工で形成された拡径部を備えたことを特徴とする回転圧縮機。
【請求項４】
前記ベーンスロット末端部の下部側に、上部よりも開口面積が大きい拡径部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転圧縮機。
【請求項５】
前記ベーンの背部中央付近に形成された前記凹状部は、該凹状部の巾が前記ベーンの高さの２／３以上であることを特徴とする請求項１又は請求項３又は請求項４に記載の回転圧縮機。
【請求項６】
前記ベーン背部の前記凹状部は、該ベーン高さ方向の中央付近に上下対称に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の回転圧縮機。
【請求項７】
前記ベーン背部の凹状部は、鋳型若しくは燒結型により該形状が形成されることを特徴とする請求項５に記載の回転圧縮機。
【請求項８】
前記拡径部上端は、前記ベーン背部に形成されている凹状部の上側よりも上方に位置するように構成していることを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項５に記載の回転圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷凍サイクルに使用される回転圧縮機に係り、詳しくはその油分離機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転圧縮機は、電動要素より与えられた回転力は、クランクシャフトを介して圧縮要素に伝えられ圧縮要素では圧縮仕事を行なう。この際シリンダのベーンスロット内に嵌入されているベーンは往復運動を行なうが、これに伴いシリンダのベーンスロット末端部とベーンの隙間が狭くなり、ベーンの背部の油はシリンダの上方または下方に押し出される。シリンダの上方に押し出された油は、シリンダの上側まで跳ね上がり、圧縮要素より吐出された高圧ガスと混ざり、密閉容器外に排出される。高圧ガスとともに密閉容器外へ排出された油は、冷凍回路内に入り、熱交換能力の低下を招くとともに、冷凍回路中に残留し圧縮機内の油量減少となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記の問題点を解決するための方策が、種々提案されている。以下にその内容を示す。
【０００４】
例えば、圧縮仕事時にベーンの背部の油がシリンダの上方または下方に押し出されるが、シリンダの上側は、上軸受けの軸受け板を延長した部分により覆われているため、油はシリンダの上方に跳ね上がりにくくなり、吐出ガスに油が混ざって密閉容器外に排出される問題が回避できる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、ベーンの背面の空間が下側の方が広くなるように構成する。ベーンの背部の形状を斜めに構成したり、ベーン背部のシリンダのベーンスロット末端部を斜めに構成したものである。ベーン背部の空間を下側が広くなるように構成することにより、ベーン背部の油は、ベーンの摺動に伴い下側に力を受けシリンダの上側に跳ね上がる油量は減少する（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、圧縮要素は、上軸受けにて密閉容器に固定されており、この上軸受けの軸受け板にてベーンスロットの背部を覆う構成となっている。また、シリンダの外周部と密閉容器との間には隙間があり、ベーンの摺動に伴い圧縮されたベーン背部の油は、ベーンスプリング穴を通ってシリンダの外周部と密閉容器の間の隙間に流れ込む。このため、ベーンの背圧の上昇を防止することができ、性能低下を防止できるとともにベーン背部の油のシリンダ上方への跳ね上がりも防止できる（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
上記のように、回転圧縮機におけるベーン背部の油がシリンダの上方に押し出される課題の解決の手段として、以下の方法が取られてきた。
１）ベーンスロットの上方を遮蔽し、油の上方への跳ね上がりを防止する。
２）ベーンの背部空間の構成により、油が下方に移動しやすい形状とする。
３）ベーン背部空間の圧力上昇を防止するため、圧力が逃げる経路を設ける。
上記のうちの１つ、若しくは複数の組み合わせとしての技術が開示され、それに伴う手段が提示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−００５０６２号公報
【特許文献２】
特開平１０−２０５４７４号公報
【特許文献３】
特開平２−１３０２９１号公報
【特許文献４】
実開平２−４９８８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の３例は、従来の技術の課題であったベーン背部からシリンダ上方への油の跳ね上がりを防止する効果はあるものの、幾つかの課題を併せ持っている。
【００１０】
先ず、特許文献２に示された技術では、上軸受けの軸受け板外周の一部を突出させたものであるが、円形である軸受け板の外周に突出部を設けたことで、軸受け板外径部を旋盤加工等の手段を用いて加工することは不可能であり、コストアップするという課題があった。
【００１１】
また、上軸受けの軸受け板をシリンダのシート面に密着させてベーンスロットを覆うことにより、ベーン背部の油の出口が減少し、ベーン背部の油の圧力が上昇し、性能が低下するという課題があった。
【００１２】
特許文献２に示された技術では、上記の問題に対して、上軸受けの軸受け板とシリンダのシート面との間に隙間を設ける技術を併記しているが、この方法を取るとベーンスロット末端部より跳ねあがった油はミスト状になっており、上軸受けの軸受け板に衝突した後も勢いが残っており、軸受け板突起部の外径側から上方に吹き出し、油上がり低減効果が減少するという課題があった。
【００１３】
特許文献３に示された技術では、ベーン背部またはベーンスロット末端部に斜めの辺を設ける構成であるが、まず、前者の場合、ベーン自体に油を下方に移動させるための上下方向の反力がかかり、ベーンが斜めに傾きやすく、ベーンの異常摺動を招きやすい。このため、性能低下や、上軸受けまたは下軸受けとの異常摩耗が発生するという課題があった。また、後者の場合、機能的な問題はないが、ベーンスロットの末端を斜め形状に加工するには、通常のキリ加工にて加工することは困難であり、フライス等を用いてかなり手間のかかる加工をする必要があり、加工コストが増加するという課題があった。
【００１４】
特許文献４に示された技術では、上軸受けの軸受板外径を密閉容器の内径と同等寸法まで拡大するとともに、軸受板にて圧縮要素全体を支持するだけの剛性を持たせる必要がある。一方シリンダについては、吸入管を接続する必要があるため、シリンダの外径の少なくとも一部は密閉容器内径とほぼ同等寸法とする必要があり、全体としては、使用する材料の量が増加する傾向にあり、コストが増加するという課題があった。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、シリンダにて圧縮要素を密閉容器内に支持する構成の圧縮機において、部品の追加や困難な加工工程を含まず、コストをほとんど増加させずにベーン背部からシリンダ上方への油の跳ね上がりを防止することができる回転圧縮機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る回転圧縮機は、シリンダのベーンスロットに嵌入され、ローリングピストンに当接しながら往復運動をするベーンと、シリンダのベーンスロットの外周側に配設されたベーンスプリング穴に収納され、ベーンに押圧力を与えるベーンスプリングとを有する圧縮要素を、シリンダにより密閉容器に固定している構成の回転圧縮機において、シリンダ外周部のベーンスプリング穴の開口部に、シリンダ下方のみに連通する切り欠き部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１、２は実施の形態１を示す図で、図１は回転圧縮機の横断面、図２はシリンダベーンスロット部を上方より見た断面図である。
図に示すように、密閉容器８内に圧縮要素１０１が収納され、シリンダ１により圧縮要素１０１を密閉容器８内に支持している。シリンダ１の両端に上軸受け２、下軸受け３が設けられ、クランク軸４がこれらの上軸受け２、下軸受け３で支持され電動要素（図示せず）の回転力を圧縮要素１０１に伝える。ローリングピストン５は、クランク軸４のシリンダ１内に形成された偏心部に嵌入されている。ベーン６はシリンダ１のベーンスロット１ａに嵌入され、ローリングピストン５に当接しながら往復運動する。ベーンスプリング７はシリンダ１に形成されたベーンスプリング穴１ｂに収納され、ベーン６に押圧力を与えている。ベーン６の背部にはベーンスプリング７が当接する凹状部６ａが形成されている。
【００１８】
シリンダ１外周部のベーンスプリング穴１ｂの開口部に、シリンダ１下方のみに連通する切り欠き部１ｃが設けられている。
【００１９】
次に動作について説明する。
ベーンスロット１ａ内に嵌入されているベーン６の往復運動に伴い、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部とベーン６の隙間が狭くなる。この空間内の油の大半は、ベーンスプリング穴１ｂを通過し、シリンダ１外径部に設けられた切り欠き部１ｃに移動し、そこからシリンダ１下方に押し出される。
【００２０】
シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部の上下方向にも油は押し出されるが、この油の量はシリンダ１外径の切り欠き部１ｃがない場合に比べて大幅に減少し、シリンダ１の上方に押し出されて吐出ガスに混合される油も大幅に減少するため油上がりが低減される。
【００２１】
また、シリンダ１外径の切り欠き部１ｃについては、鋳物で製造されるシリンダ１を鋳込む際に切り欠き部１ｃを形成することにより、シリンダ１外径部の切り欠き部１ｃを構成するためのコストの増加はない。
【００２２】
上述の実施の形態によれば、シリンダ１外周部のベーンスロット１ａと連通するベーンスプリング穴１ｂが開口している部分に、シリンダ１の下方のみと連通する切り欠き部１ｃを設けたので、ベーンスロット１ａ内に嵌入されているベーン６の往復運動に伴い移動するベーン６の背部の油はベーンスプリング穴１ｂを通過し、シリンダ１外径部に設けられた切り欠き部１ｃに移動し、そこからシリンダ１下方に押し出されるため、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部からシリンダ１の上方に押し出される油は大幅に減少し、吐出ガスに混合される油も大幅に減少するため油上がりが低減されるという効果がある。
【００２３】
更に、シリンダ１外周部の切り欠き部１ｃは、鋳物で構成されるシリンダ１を鋳込む際に該部分を形成することにより、シリンダ１外周部の切り欠き部１ｃを構成するためのコストの増加はなく、安価に構成できるという効果がある。
【００２４】
実施の形態２．
図３、４は実施の形態２を示す図で、図３は回転圧縮機の横断面図、図４はシリンダベーンスロット部を上方より見た断面図である。
実施の形態１と異なる点だけを説明する。図に示すように、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部の下部側に、上部よりも開口面積が大きい拡径部１ｄが形成されている。この拡径部１ｄ上端は、ベーン６背部に形成されている凹状部６ａの上側よりも上方に位置するように構成している。これは、ベーンスロット１ａ末端部に残留した油が、拡径部１ｄの方に多く流れ込むようにするためである。
【００２５】
次に動作について説明する。
ベーンスロット１ａ内に嵌入されているベーン６の往復運動に伴い、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部とベーン６の隙間が狭くなる。実施の形態１と同様、この空間内の油の大半は、ベーンスプリング穴１ｂを通過し、シリンダ１外径部に設けられた切り欠き部１ｃに移動し、そこからシリンダ１下方に押し出される。
【００２６】
また、ベーンスロット１ａ末端部に残留した油は、ベーンスロット１ａ末端部下部に拡径部１ｄが形成されているため、油はこの拡径部１ｄの方に多く流れ込み、ベーンスロット１ａ上方に移動する油は、ほとんどない。このため、ベーンスロット１ａよりシリンダ１上方に跳ねあがる油はほとんどなく、油上がりが更に低減される。
【００２７】
また、ベーンスロット１ａ末端部に形成された拡径部１ｄは、通常のキリ加工で加工可能な形状であるため、特殊な手間のかかる加工をする必要がなく、コスト増加もほとんどない。
【００２８】
上述の実施の形態によれば、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部下部に拡径部１ｄを設けた構成となっているため、実施の形態１の構成においてもなおベーン６背部に残留した油の大半はこの拡径部１ｄによりシリンダ１の下方に移動し、ベーンスロット１ａ末端部よりシリンダ１の上方に跳ねあがる油は、更に低減される。このため、油上がりが更に低減されるという効果がある。
【００２９】
また、ベーンスロット１ａ末端部下部に設けられた拡径部１ｄは、キリ穴により形成されているため、斜め穴加工等の複雑な加工をする必要がなく、安価に製造できるという効果がある。
【００３０】
尚、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部下部に拡径部１ｄを設けただけで、シリンダ１外周部の切り欠き部１ｃがない構成でも、拡径部１ｄによりシリンダ１の下方に移動し、ベーンスロット１ａ末端部よりシリンダ１の上方に跳ねあがる油は低減される。
【００３１】
実施の形態３．
図５〜７は実施の形態３を示す図で、図５は圧縮機の横断面図、図６はベーンの詳細図、図７はベーン背部に設けられた凹状部の巾Ａと油上がりの関係を示す図である。
図において、ベーン６背部中央付近に凹状部６ａが形成されている。凹状部の巾Ａは、ベーン６の高さの２／３以上となっている。実施の形態２と同様に、拡径部１ｄ上端は、ベーン６背部に形成されている凹状部６ａの上側よりも上方に位置するように構成している。
【００３２】
次に動作について説明する。
ベーンスロット１ａ内に嵌入されているベーン６の往復運動に伴い、シリンダ１のベーンスロット１ａ末端部とベーン６の隙間が狭くなる。この空間内の油の大半は、ベーン６背部中央付近に形成され、その巾Ａがベーン６高さの２／３以上ある凹状部６ａによりベーン６の高さの中央付近に集められ、ベーンスプリング穴１ｂを経由してシリンダ１の外径部に形成した切り欠き部１ｃへ排出され、そこからシリンダ１下方に押し出される。
【００３３】
ベーン６背部に形成された凹状部６ａによりベーン６背部の油の大半はベーン６の高さの中央付近に集められるため、ベーン６背部に残留する油はわずかしかないが、その油も大半はベーンスロット１ａ末端部下部に形成された拡径部１ｄに移動するため、ベーンスロット１ａ末端よりシリンダ１の上方へ跳ねあがる油はほとんどなく、油上がりがより低減される。
【００３４】
図７に示すように、ベーン６背部の凹状部６ａの巾Ａがベーン６の高さの２／３以上では、ベーン６背部の油の大半がベーン６の高さの中央付近に集められ、シリンダ１のベーンスプリング穴１ｂを経由してシリンダ１外径の切り欠き部１ｃへ排出されるため、油上がりは大幅に低減する結果となっている。
【００３５】
また、ベーン６背部の凹状部６ａは、ベーン６高さ方向の中央付近に上下対称に設けられており、ベーン６の摺動により移動する油の反力はベーン６の高さ方向に対して均等であるため、ベーン６に上下方向の力が加わることによるベーン６の傾きが防止でき、上軸受け２、下軸受け３との摩擦による性能低下やベーン６の異常摩耗等の問題が発生しない。
【００３６】
また、ベーン６背部の凹状部６ａは、鋳型若しくは燒結型により該形状が形成されるため、コストの増加がなく、安価に製造可能である。
【００３７】
上述の実施の形態によれば、ベーン６背部中央付近に形成されている凹状部６ａの巾Ａを、ベーン６の高さの２／３以上としたことにより、ベーン６背部の油の大半はベーン６高さの中央付近に集められ、ベーンスプリング穴１ｂを経由してシリンダ１の外径部に形成した切り欠き部１ｃへ排出される油量やベーンスロット１ａ末端部下部に形成された拡径部１ｄへ移動する油量は増加するため、ベーンスロット１ａ末端部よりシリンダ１上方へ跳ねあがる油は更に減少し、油上がりが更に低減されるという効果がある。
【００３８】
更に、ベーン６背部の凹状部６ａは、ベーン６の高さ方向の中央付近に上下対称に設けられており、ベーン６の摺動により移動する油の反力はベーン６の高さ方向に対して均等であるため、ベーン６に上下方向の力が加わることによるベーン６の傾きが防止でき、上軸受け２、下軸受け３との摩擦による性能低下やベーン６の異常摩耗等の問題が発生しないという効果がある。
【００３９】
また、ベーン６背部の凹状部６ａは、鋳型若しくは燒結型により該形状が形成されるため、コストの増加はなく、安価に製造可能であるという効果がある。
【００４０】
尚、本実施の形態は、シリンダ１外周部の切り欠き部１ｃだけを設けたもの、及びシリンダ１のベーンスロット１ａ末端部下部に拡径部１ｄだけを設けたものに適用してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
この発明に係る回転圧縮機は、シリンダ外周部のベーンスプリング穴の開口部に、シリンダ下方のみに連通する切り欠き部を設けたことにより、ベーンスロット内に嵌入されているベーンの往復運動に伴い移動するベーンの背部の油はベーンスプリング穴を通過し、シリンダ外周部に設けられた切り欠き部に移動し、そこからシリンダ下方に押し出されるため、シリンダのベーンスロット末端部からシリンダの上方に押し出される油は大幅に減少し、吐出ガスに混合される油も大幅に減少するため油上がりが低減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す図で、回転圧縮機の横断面である。
【図２】実施の形態１を示す図で、シリンダベーンスロット部を上方より見た断面図である。
【図３】実施の形態２を示す図で、回転圧縮機の横断面図である。
【図４】実施の形態２を示す図で、シリンダベーンスロット部を上方より見た断面図である。
【図５】実施の形態３を示す図で、圧縮機の横断面図である。
【図６】実施の形態３を示す図で、ベーンの詳細図である。
【図７】実施の形態３を示す図で、ベーン背部に設けられた凹状部の巾Ａと油上がりの関係を示す図である。
【符号の説明】
１  シリンダ、１ａ  ベーンスロット、１ｂ  ベーンスプリング穴、１ｃ  切り欠き部、１ｄ  拡径部、２  上軸受け、３  下軸受け、４  クランク軸、５  ローリングピストン、６  ベーン、６ａ  凹状部、７  ベーンスプリング、８  密閉容器、１０１  圧縮要素。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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