(57)【要約】【課題】ベーンとベーン溝間の摺動損失を低減し、高効率なロータリー圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダ８に設けたベーン溝部９の壁面内部に、低圧室１３ａ側シリンダ８内周面近傍と、高圧室１３ｂ側シリンダ８外周面側近傍にそれぞれ切り込み溝Ａ２４、Ｂ２５を設けた薄肉構造とする。これにより、クランク軸６の回転運動に伴いローラ７からベーン１０に伝わる回転方向荷重による摺動損失を緩和し、高性能なロータリー圧縮機の圧縮機構部が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダの両端面に固定された主軸受及び副軸受と、前記シリンダ内を旋回回転するローラと、前記ローラに旋回回転を与える電動機部と、前記ローラに当接し当該ローラの旋回回転に従って前記シリンダに設けられたベーン溝部を往復運動することにより、前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに仕切るベーンとを有し、前記ベーン溝部の壁面内部に、前記低圧室側の前記シリンダの内周面の近傍と、前記高圧室側の前記シリンダの外周面側の近傍に切り込み溝を設けたロータリー圧縮機。
【請求項２】
シリンダの内周面近傍に設けた切り込み溝を、前記シリンダの円筒状内径に対して軸方向に設けるとともに、前記シリンダに設けた吸入孔をシリンダ軸線方向の矩形形状とした請求項１記載のロータリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機、冷蔵庫、給湯機等に用いられるロータリー圧縮機の圧縮機構部の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のロータリー圧縮機の圧縮機構部は、クランク軸を介して駆動されるローラをシリンダ内に設け、同シリンダに設けたベーン溝部に往復摺動自在に収納したベーンを前記ローラに当接させて圧縮機構を成す構造となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、従来のロータリー圧縮機の縦断面図で、図３は図２における圧縮機構部を拡大した横断面図である。
【０００４】
図２及び図３に示すように、従来のロータリー圧縮機の圧縮機構部は、密閉容器１の内部に圧縮機構部２を駆動する電動機部３の固定子４が焼嵌固定され、この電動機部３の回転子５は圧縮機構部２を駆動するクランク軸６に焼嵌固定されている。クランク軸６は主軸６ａ、副軸６ｂ、偏心軸６ｃより成り、圧縮機構部２の圧縮機構は、このクランク軸６の偏心軸６ｃを介して駆動されるローラ７と、ローラ７を収納する円筒状気筒を内蔵するシリンダ８と、ローラ７に当接して圧縮室を仕切りシリンダ８内に設けられたベーン溝部９を往復摺動自在としたベーン１０、およびシリンダ８の両端面を密着シール固定すると共にクランク軸６の軸受機能を併せ持つ主軸受１１、副軸受１２により構成される。
【０００５】
シリンダ８内に構成される圧縮室１３は、ローラ７と常にバネ１４によりローラ７に接触するよう押し付け荷重がかけられているベーン１０とにより低圧室１３ａと高圧室１３ｂに仕切られている。シリンダ８には吸入孔１５と吐出孔１６があり、吸入孔１５は密閉容器１の外部に設けた吸入接続管１７、アキュムレータ１８を介して冷凍サイクルと連結しており、吐出孔１６は吐出バルブ１９、バルブストップ２０、バルブ固定ボルト２１が取り付けられていて、これらを介して密閉容器１内部に開放されている。また、密閉容器１下部には圧縮機構部２内を潤滑して油シールを行うための潤滑油２３が封入されている。
【０００６】
以上のように構成されたロータリー圧縮機の圧縮機構部２の圧縮工程について説明する。低温低圧の冷媒ガスは、密閉容器１外部より吸入孔１５に導かれ、シリンダ８内の圧縮室１３に至る。圧縮室１３に至った冷媒ガスは、電動機部３の回転子５の回転に伴うクランク軸６の回転運動によりローラ７を介し漸次圧縮されながら、吸入孔１５から吐出孔１６へ連続的に送られる。圧縮された冷媒ガスは、吐出孔１６、吐出バルブ１９を経て吐出される。吐出された高温高圧の冷媒ガスは、密閉容器１内部を満たし、吐出管２２を介して密閉容器１の外部の冷凍サイクルに導かれる。
【０００７】
この圧縮工程においてベーン１０には次の荷重が作用する。まず、側面荷重として高圧室１３ｂと低圧室１３ａの差圧による荷重Ｆ１が作用し、又、ベーン１０の摺動方向には、バネ１４によるバネカ及び吐出ガス冷媒で満たされた密閉容器１の内圧力と、低圧室１３ａと高圧室１３ｂ内圧力の差圧による荷重Ｆ２が作用する。この結果、ベーン１０はローラ７により反力Ｆ３を受けるとともに、ベーン１０、ベーン溝部９の２つの接触点９ａ、９ｂにおいてそれぞれ反力Ｆ４、Ｆ５を受ける。ここで反力Ｆ４、Ｆ５は、荷重Ｆ１及び反力Ｆ３のベーン１０の摺動方向に対して直角方向の分力Ｆ３ａの合力によって発生する荷重である。したがって、ベーン１０の往復摺動運動に伴い、荷重Ｆ４、Ｆ５の作用点
には、摩擦力Ｆ６、Ｆ７が作用する。この結果、ベーン１０の摺動方向に対しては、荷重Ｆ２、Ｆ３の摺動方向の分力Ｆ３ｂ、摩擦力Ｆ６、Ｆ７が釣り合うことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２１５９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の構成では、ベーン１０とシリンダ８に設けたベーン溝部９との接触摺動が金属同士の滑り摺動となるため摩擦係数が大きくなり、摩擦力Ｆ６、Ｆ７が大きいため、その結果、圧縮機構部２においてベーン溝部９での摺動損失増加により機械効率が低下してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、前述の摺動損失を低減することにより、機械効率の高いロータリー圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明のロータリー圧縮機は、シリンダに設けたベーン溝部の壁面内部の、低圧室側のシリンダ内周面近傍と高圧室側のシリンダ外周面近傍は、ベーンとベーン溝の接触点で発生する荷重を吸収するための切り込み溝を設けて薄肉構造としてある。
【００１２】
これによって、圧縮工程においてベーンが往復摺動してベーン溝に荷重が加わった際に、ベーン溝での接触点近傍の部分が弾性変形し、接触摺動荷重を緩和して、圧縮機構部の機械効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、機械効率を向上させたロータリー圧縮機を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるロータリー圧縮機の圧縮機構部を示す横断面図
【図２】従来及び本発明のロータリー圧縮機の縦断面図
【図３】従来のロータリー圧縮機の圧縮機構部を示す横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、シリンダと、前記シリンダの両端面に固定された主軸受及び副軸受と、前記シリンダ内を旋回回転するローラと、前記ローラに旋回回転を与える電動機部と、前記ローラに当接し当該ローラの旋回回転に従って前記シリンダに設けられたベーン溝部を往復運動することにより、前記シリンダ内を低圧室と高圧室とに仕切るベーンとを有し、前記ベーン溝部の壁面内部に、前記低圧室側の前記シリンダの内周面の近傍と、前記高圧室側の前記シリンダの外周面側の近傍に切り込み溝を設けた構成としてあり、圧縮工程においてベーンが往復摺動してベーン溝に荷重が加わった際に、ベーン溝での接触点近傍の部分が弾性変形し、接触摺動荷重を緩和して、圧縮機構部の機械効率を向上させることができる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、シリンダの内周面近傍に設けた切り込み溝を、前記シリンダの円筒状内径に対して軸方向に設けるとともに、前記シリンダに設けた吸入孔をシリンダ軸方向の矩形形状としたものであり、従来の円形状吸入孔と同等断面積以上の
吸入孔として圧縮開始位置をベーンとベーン溝寄りにでき、閉じ込み容積を拡大して、高能力とすることができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、説明の重複を避けるため、従来例と同一部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるロータリー圧縮機の圧縮機構部の横断面図である。
【００１９】
図１において、シリンダ８には従来と同様にベーン溝部９を有し、圧縮室１３が、ローラ７とベーン１０により、低圧室１３ａ、高圧室１３ｂに仕切られる。また、ベーン溝部９の壁面内部には、低圧室１３ａ側のシリンダ８内周近傍と、高圧室１３ｂ側のシリンダ８外周近傍とに、切り込み溝Ａ２４，Ｂ２５が設けられた薄肉構造となっている。
【００２０】
以上のように構成されたロータリー圧縮機の圧縮機構部について、以下その作用、効果を説明する。
【００２１】
まず、従来と同様に、クランク軸６の回転に伴い冷凍サイクルより吸い込まれた冷媒は吸入孔１５より圧縮室１３内に至り、前記記載のように圧縮されて吐出孔１６より密閉容器１内に吐出された後、吐出管２２より、外部冷凍サイクルへ導かれる。この圧縮工程により、従来と同様にベーン１０とシリンダ８のベーン溝部９との接触点９ａ、９ｂにおいて、反力Ｆ４、Ｆ５が作用する。
【００２２】
しかし、従来と異なりベーン１０の往復摺動運動に伴い切り込み溝Ａ２４，Ｂ２５が弾性変形するため、ベーン溝部９との摩擦係数が金属同士の往復滑り摺動に比べて低下し、摩擦力Ｆ８、Ｆ９は従来の摩擦力Ｆ６、Ｆ７に比べて小さくすることができる。したがって、摺動損失の原因となっていたベーン溝部９の特に接触点９ａ、９ｂで発生する摩擦力を低減することが可能となり、その結果、摺動損失が少なく機械効率に優れた圧縮機構部を提供できる。
【００２３】
また、本実施の形態ではシリンダ８の内径近傍に設けた切り込み溝Ａ２４をシリンダ８の円筒状内径に対して軸方向に設けてあるため、従来主に断面が円形状であった吸入孔１５を同等断面積以上で矩形形状とすることができ、そのため、同じアスペクト比で構成した圧縮室で、ローラ７により閉じ込み圧縮開始する位置をベーン１０とベーン溝部９寄りにできるため、閉じ込み容積を拡大して、高能力することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明にかかるロータリー圧縮機は、圧縮工程時にベーンからベーン溝に加わる荷重による摺動損失を低減できることから、圧縮機以外にも、例えば真空ポンプやオイルポンプ等のポンプ機器や膨張機等の用途、またベーンロータリー方式の圧縮機にも応用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１  密閉容器
２  圧縮機構部
３  電動機部
４  固定子
５  回転子
６  クランク軸
６ａ  主軸
６ｂ  副軸
６ｃ  偏心軸
７  ローラ
８  シリンダ
９  ベーン溝部
９ａ  接触点
９ｂ  接触点
１０  ベーン
１１  主軸受
１２  副軸受
１３  圧縮室
１３ａ  低圧室
１３ｂ  高圧室
１４  バネ
１５  吸入孔
１６  吐出孔
１７  吸入接続管
１８  アキュムレータ
１９  吐出バルブ
２０  バルブストップ
２１  バルブ固定ボルト
２２  吐出管
２３  潤滑油
２４  切り込み溝Ａ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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