(57)【要約】【課題】吐出弁とバッカーバルブの固定に伴う不都合の発生を解消できるロータリコンプレッサを提供する。【解決手段】ロータリコンプレッサ１は、密閉容器１２内に回転軸１６を備えた電動要素１４と回転圧縮要素２を備える。シリンダ３８と、回転軸１６の軸受けを備えシリンダ３８の開口を閉塞する上部支持部材５４と、上部支持部材５４のシリンダ３８側に設けられた吐出弁部材５８と、吐出弁部材５８のシリンダ３８側に設けられた弁座部材３２とで回転圧縮要素２を構成する。弁座部材３２に、シリンダ３８内の圧縮室（高圧室３８Ｂ）側と連通する吐出口３２Ｂとその周囲の弁座３２Ａを形成する。吐出弁部材５８に、吐出口３２Ｂを開閉するための吐出弁３６を一体に形成する。上部支持部材５４に吐出弁３６に対応するバッカーバルブ４０を一体に形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動要素と、該電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮要素を備えて成る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ためのシリンダと、
前記回転軸の軸受けを備えて前記シリンダの開口を閉塞する支持部材と、
該支持部材の前記シリンダ側に設けられた吐出弁部材と、
該吐出弁部材の前記シリンダ側に設けられた弁座部材とを備え、
該弁座部材に、前記シリンダ内の圧縮室と連通する吐出口とその周囲の弁座を形成すると共に、前記吐出弁部材に、前記吐出口を開閉するための吐出弁を一体に形成し、前記支持部材に、前記吐出弁に対応するバッカーバルブを一体に形成したことを特徴とするロータリコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮要素を備えて成るロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種ロータリコンプレッサは、例えば密閉容器の下部に回転圧縮要素、上部に電動要素が設けられ、回転圧縮要素はシリンダと、電動要素の回転軸に一体形成された偏芯部によりシリンダの内壁に沿って回転するローラと、このローラに先端部が当接してシリンダに設けられた溝内を往復摺動するベーンと、シリンダの開口面を閉塞する上下の支持部材とで構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
係る従来のロータリコンプレッサの上部支持部材には弁収納部が形成されており、この弁収納部はシリンダとは反対側の面が所定寸法シリンダ側に彫り込まれて凹陥形成されている。この弁収納部内における上部支持部材には吐出口が形成されており、この吐出口はシリンダ内に構成される高圧室と上部支持部材の上面に構成される吐出消音室とを連通している。
【０００４】
そして、上部支持部材の吐出口の周囲には弁座が隆起して形成されており、この弁座に弾性を有する吐出弁を密接させることにより、吐出口を吐出弁にて開閉自在としている。また、吐出弁の背面には吐出弁が一定以上開いて変形してしまうのを防止するためのバッカーバルブが設けられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２９４５８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のロータリコンプレッサでは、吐出弁及びバッカーバルブなどが上部支持部材にリベットにて取り付けられる構造であった。即ち、吐出弁及びバッカーバルブは、弁収納部に位置させた状態で上部支持部材にリベットでカシメ固定されていた。
【０００７】
このように上部支持部材に吐出弁とバッカーバルブをリベットでカシメ固定する構造では、吐出弁やバッカーバルブが吐出口からズレたり、カシメ時の荷重や熱によって上部支持部材に歪みが発生する。係る不良が生じると、吐出弁による吐出口の開閉に支障が生じると共に、回転圧縮要素のシール不良も発生する。
【０００８】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、吐出弁とバッカーバルブの固定に伴う不都合の発生を解消できるロータリコンプレッサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明では密閉容器内に電動要素と、この電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮要素を備えて成るロータリコンプレッサにおいて、回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、回転軸の軸受けを備えてシリンダの開口を閉塞する支持部材と、この支持部材のシリンダ側に設けられた吐出弁部材と、この吐出弁部材のシリンダ側に設けられた弁座部材とを備え、この弁座部材に、シリンダ内の圧縮室と連通する吐出口とその周囲の弁座を形成すると共に、吐出弁部材に、吐出口を開閉するための吐出弁を一体に形成し、支持部材に、吐出弁に対応するバッカーバルブを一体に形成したので、シリンダ、弁座部材、吐出弁部材及び支持部材を一体に結合する作業のみで、従来の如きリベット固定などを行うこと無く、回転圧縮要素に吐出弁とバッカーバルブを設けることが可能となる。
【００１０】
これにより、吐出弁やバッカーバルブの位置ズレが生じたり、支持部材に損傷が生じるなどの不都合を未然に回避することができるようになるものである。
【００１１】
また、弁座部材、吐出弁部材及び支持部材を別々に設けているので、支持部材の強度を維持しつつ、吐出口の高さ寸法を縮小し、吐出弁と弁座で囲まれた吐出口内の容積を縮小することも可能となる。これにより、シリンダ内に冷媒ガスを吸入する際、吐出口内の空間に残留する高圧ガスの再膨張量を少なくすることが可能となる。従って、高圧ガスの再膨張による損失を低減することができるようになり、ロータリコンプレッサの性能を大幅に向上させることも可能となるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明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１の縦断側面図を示している。図中１は圧縮要素として所謂ロータリ式の回転圧縮要素２を備えたロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間に配置収納された電動要素１４、及び、この電動要素１４の回転軸１６により駆動される回転圧縮要素２にて構成されている。
【００１３】
そして、密閉容器１２は、底部をオイル溜り７２とし、電動要素１４と回転圧縮要素２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椀状の蓋体１２Ｂとの二部材で構成され、かつ、この蓋体１２Ｂには電動要素１４に電力を供給する密閉ターミナル（配線を省略）２０を設けている。
【００１４】
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取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入配置されたロータ２４とから構成されている。このロータ２４は、密閉容器１２の略中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００１５】
また、ステータ２２は、リング状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６に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、両者により交流モータを構成している。なお、交流モータの代わりにロータに永久磁石を埋設したＤＣモータを使用することもできる。
【００１６】
回転圧縮要素２は、シリンダ３８と、このシリンダ３８内を、回転軸１６に設けた偏芯部４２に嵌合されて偏芯回転するローラ４６と、このローラ４６に当接して、シリンダ３８内をそれぞれ高圧室側３８Ｂ（本発明の圧縮室に相当）と低圧室側３８Ａに区画するベーン５０（図２）と、シリンダ３８の上下の開口を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６とで構成される。
【００１７】
そして、上部支持部材５４の上面には上部カバー６６が取り付けられ、この上部支持部材５４上面の上部カバー６６内に、シリンダ３８の内部と適宜連通する吐出消音室６２が構成される。尚、下部支持部材５６には下部カバー６８が取り付けられる。
【００１８】
上部支持部材５４にはシリンダ３８側と吐出消音室６２側とを連通する弁収納部５４Ａが貫通形成されており、この弁収納部５４Ａ内には上部支持部材５４に一体に形成されたバッカーバルブ４０が設けられている（図３、図６）。該弁収納部５４Ａは、後述する吐出弁部材５８に設けられた吐出弁３６より所定寸法大きな形状を呈している。即ち、上部支持部材５４にはバッカーバルブ４０が一体に形成されると共に、このバッカーバルブ４０は後述する吐出弁３６の上側に対応する位置に形成されている。尚、バッカーバルブ４０は、吐出弁３６が一定以上開いて変形してしまわないように、図６に示す如く所定寸法反った形状に形成されている。また、５５はボルト孔であり、上部支持部材５４の周囲部分に実施例では四箇所設けられている。
【００１９】
一方、図中３２は弁座部材であり、この弁座部材３２は中央に貫通孔が設けられたドーナツ形状を呈している。弁座部材３２と上部支持部材５４は略同等の外径で上部支持部材５４と別部材にて構成されており、弁座部材３２は上部支持部材５４の厚さより十分薄い（例えば１０％〜５０％の厚さ）鋼板にて構成されている（図４、図６）。この弁座部材３２には、所定の大きさで略円形の吐出口３２Ｂが貫通形成されており、この吐出口３２Ｂの周囲には弁座３２Ａが形成されている。そしてこの吐出口３２Ｂは、周囲に設けた弁座３２Ａに当接する前記吐出弁３６にて開閉可能に閉塞されることになる。
【００２０】
弁座３２Ａの周囲は弁座３２Ａより所定寸法彫り込まれた凹陥部３２Ｃが形成されている。尚、３３はボルト孔であり、弁座部材３２の周囲箇所に四箇所設けられている。また、弁座部材３２の厚さ寸法を上部支持部材５４よりも薄く構成して弁座部材３２に形成した吐出口３２Ｂ内の空間容積を従来より縮小（１０％乃至５０％に縮小）している。
【００２１】
また、図中５８は吐出弁部材であり、中央に貫通孔が設けられたドーナツ形状を呈している。この吐出弁部材５８は、上部支持部材５４及び弁座部材３２とは別部材とされ、従来の吐出弁と同等の板バネ材にて構成されると共に、この吐出弁部材５８は上部支持部材５４及び弁座部材３２と略同等の外径を呈している（図５）。そして、この吐出弁部材５８には、その周囲が所定の幅にて切り欠かれて縦長略矩形状で且つ先端が略円形とされた吐出弁３６が切り抜き形成されている。即ち、吐出弁部材５８には、弁座部材３２に形成した吐出口３２Ｂを開閉するための吐出弁３６が一体に形成されている。
【００２２】
前記弁座部材３２に形成した吐出口３２Ｂは、吐出弁部材５８に形成された吐出弁３６にて開閉自在に閉塞される（吐出弁３６の基部は吐出弁部材５８に連続している）。そして、吐出弁３６は上部支持部材５４に設けた弁収納部５４Ａ内において吐出口３２Ｂを開閉可能な形状とされている。尚、５９はボルト孔であり、吐出弁部材５８の周囲箇所に四箇所設けられている。
【００２３】
弁座部材３２は、シリンダ３８と上部支持部材５４の間（シリンダ３８の上部支持部材５４側）に介挿されると共に、吐出弁部材５８は、弁座部材３２と上部支持部材５４間に介挿される。即ち、弁座部材３２と吐出弁部材５８は上部支持部材５４とシリンダ３８間に挟持され、シリンダ３８の上側の開口面は弁座部材３２によって閉塞される（図６、図７）。
【００２４】
この状態で、吐出弁３６は弁収納部５４Ａ内に位置し、その先端は吐出口３２Ｂの上側（上部支持部材５４側）に対応すると共に、所定寸法反ったバッカーバルブ４０は吐出弁３６のシリンダ３８とは反対側（上側）に対応する。また、係る状態で上部支持部材５４の各ボルト孔５５、吐出弁部材５８の各ボルト孔５９及び弁座部材３２の各ボルト孔３３はそれぞれ合致する。即ち、上部支持部材５４の各ボルト孔５５、吐出弁部材５８の各ボルト孔５９、弁座部材３２の各ボルト孔３３をそれぞれ所定の位置で合致させるだけで、上部支持部材５４に一体に形成したバッカーバルブ４０と、吐出弁部材５８に一体に形成した吐出弁３６と、弁座部材３２に形成した吐出口３２Ｂが合致するように構成されている。尚、３９はシリンダ３８に形成された吐出ポートで、この吐出ポート３９は吐出口３２Ｂと連通している。そして、吐出弁３６が吐出口３２Ｂより離間するとシリンダ３８内の高圧室側３８Ｂは吐出口３２Ｂを介して吐出消音室６２と連通する。
【００２５】
そして、回転圧縮要素２を構成するには上部支持部材５４、吐出弁部材５８、弁座部材３２、シリンダ３８、及び、下部支持部材５６を上から順に重合し、上部カバー６６および下部カバー６８と共に複数本の取付ボルト７０・・・を各ボルト孔５５、５９、３３、及び、シリンダ３８と下部支持部材５６の各ボルト孔（図示せず）に挿通してそれらを結合する。この状態で、前述の如く吐出口３２Ｂに吐出弁３６が対応すると共に、吐出弁３６にバッカーバルブ４０が対応して設けられ、吐出口３２Ｂ周囲の弁座３２Ａに吐出弁３６が密着し、吐出口３２Ｂを開閉可能とする。
【００２６】
また、シリンダ３８には冷媒ガスを導入する冷媒導入管７４が接続されている。そして、冷媒導入管７４にはシリンダ３８内に導入する冷媒ガスの気液分離を行うアキュムレータ７６が接続される。尚、７８は吐出管であり、蓋体１２Ｂに取り付けられている。
【００２７】
前記ベーン５０はシリンダ３８内から外径方向に彫り込まれた案内溝５２に往復動可能に収納され、案内溝５２の後方（ローラ４６の反対側）にはスプリング８０を収納する収納部８０Ａが設けられている。収納部８０Ａ内には、コイルバネからなるスプリング８０が収納され、スプリング８０の後側は蓋８２が挿入され固定されている。これにより、ベーン５０はスプリング８０の付勢力で常時ローラ４６に当接し、シリンダ３８内はベーン５０によって低圧室側３８Ａと高圧室側３８Ｂに区画される（図２）。尚、図中４４は吸込ポートである。
【００２８】
係る高圧室側３８Ｂ内の高圧ガスは、吐出消音室６２内に吐出する圧縮工程を終了し、吐出弁３６が閉じた時点で弁座部材３２に形成した吐出口３２Ｂ内の空間に残留するが、上述の如く弁座部材３２を従来の上部支持部材に形成された吐出口の深さ（厚さ）より前述の如く薄く構成されているので、吐出弁３６と弁座３２Ａで囲まれた吐出口３２Ｂ内の空間に残留する高圧ガスの量が著しく少なくなる。
【００２９】
次に、上述の実施例のロータリコンプレッサ１の動作概要について説明する。密閉ターミナル２０およ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に通電すると、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と一体に設けた偏芯部４２に嵌合されたローラ４６がシリンダ３８内を偏芯回転する。
【００３０】
これにより、アキュムレータ７６、冷媒導入管７４を経由して吸込ポート４４からシリンダ３８の低圧室側３８Ａに吸入された冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により圧縮が行われ、高圧室側３８Ｂにて高温高圧の冷媒ガスとなる。そして、高圧室側３８Ｂの高圧冷媒は、高圧室側３８Ｂから吐出ポート３９を介して吐出口３２Ｂを経て上部支持部材５４と上部カバー６６間に形成された吐出消音室６２内に吐出される。
【００３１】
吐出消音室６２内に吐出された高圧冷媒は密閉容器１２内に吐出され、図示しないが密閉容器１２内の隙間や冷媒通路を通って上方の吐出管７８から密閉容器１２外に吐出される。
【００３２】
このとき、シリンダ３８の高圧室側３８Ｂ内の高圧ガスを吐出消音室６２内に吐出終了し、吐出弁３６が閉じた時点で、弁座部材３２に形成した吐出口３２Ｂ内の空間には高圧ガスが残留する。この残留ガスは次回の吸入・圧縮工程においてシリンダ３８内で再膨張するが、前述の如くこの吐出弁３６と弁座３２Ａで囲まれた吐出口３２Ｂ内の空間容積が縮小されているので、残留量も減り、それにより、高圧ガスの再膨張による損失も低減できる。
【００３３】
また、前記上部支持部材５４と、吐出弁部材５８と、弁座部材３２を別部材で構成し、連通させた上部支持部材５４の各ボルト孔５５、吐出弁部材５８の各ボルト孔５９、弁座部材３２の各ボルト孔３３に取付ボルト７０を挿入してそれらを連結するだけで、回転圧縮要素２に吐出弁３６とバッカーバルブ４０を設けることができる。
【００３４】
このように、シリンダ３８、弁座部材３２、吐出弁部材５８及び上部支持部材５４を取付ボルト７０にて一体に結合することで、従来のように吐出弁とバッカーバルブをリベットでカシメ固定することなく吐出弁３６（吐出弁部材５８）とバッカーバルブ４０（上部支持部材５４）を取り付けることが可能となる。これにより、リベットカシメによって上部支持部材５４などが歪んでしまうのを未然に阻止することが可能となると共に、上部支持部材５４、吐出弁部材５８、弁座部材３２及びシリンダ３８の各ボルト孔の位置を規定することで、吐出口３２Ｂ（弁座３２Ａ）と吐出弁３６及びバッカーバルブ４０の位置ズレも回避できるようになる。
【００３５】
尚、実施例では回転軸１６を縦置型としたロータリコンプレッサ１について説明したが、この発明は回転軸１６を横置型としたロータリコンプレッサ、或いは、２シリンダ型２段圧縮式、及び、複数シリンダ型複数段圧縮式などの各種ロータリコンプレッサに有効である。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮要素を備えて成るロータリコンプレッサにおいて、回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、回転軸の軸受けを備えてシリンダの開口を閉塞する支持部材と、この支持部材のシリンダ側に設けられた吐出弁部材と、この吐出弁部材のシリンダ側に設けられた弁座部材とを備え、この弁座部材に、シリンダ内の圧縮室と連通する吐出口とその周囲の弁座を形成すると共に、吐出弁部材に、吐出口を開閉するための吐出弁を一体に形成し、支持部材に、吐出弁に対応するバッカーバルブを一体に形成したので、シリンダ、弁座部材、吐出弁部材及び支持部材を一体に結合する作業のみで、従来の如きリベット固定などを行うこと無く、回転圧縮要素に吐出弁とバッカーバルブを設けることが可能となる。
【００３７】
これにより、吐出弁やバッカーバルブの位置ズレが生じたり、支持部材に損傷が生じるなどの不都合を未然に回避することができるようになるものである。
【００３８】
また、弁座部材、吐出弁部材及び支持部材を別々に設けているので、支持部材の強度を維持しつつ、吐出口の高さ寸法を縮小し、吐出弁と弁座で囲まれた吐出口内の容積を縮小することも可能となる。これにより、シリンダ内に冷媒ガスを吸入する際、吐出口内の空間に残留する高圧ガスの再膨張量を少なくすることが可能となる。従って、高圧ガスの再膨張による損失を低減することができるようになり、ロータリコンプレッサの性能を大幅に向上させることも可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】シリンダの圧縮工程の概念図である。
【図３】上部支持部材（支持部材）の平面図である。
【図４】弁座部材の平面図である。
【図５】吐出弁部材の平面図である。
【図６】上部支持部材（支持部材）に重ねた吐出弁部材と弁座部材の縦断側面図である。
【図７】上部支持部材（支持部材）に重ねた吐出弁部材と弁座部材の平面図である。
【符号の説明】
１  ロータリコンプレッサ
２  回転圧縮要素
１２  密閉容器
１４  電動要素
１６  回転軸
３２  弁座部材
３２Ａ  弁座
３２Ｂ  吐出口
３６  吐出弁
３８  シリンダ
３８Ａ  低圧室側
３８Ｂ  高圧室側
３９  吐出ポート
４０  バッカーバルブ
４２  偏芯部
４４  吸込ポート
４６  ローラ
５０  ベーン
５４  上部支持部材（支持部材）
５４Ａ  弁収納部
５６  下部支持部材
５８  吐出弁部材
６２  吐出消音室
６６  上部カバー
６８  下部カバー
【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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