(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を塞がれた略円筒形状のシリンダと、
このシリンダを貫通するクランク軸と、
このクランク軸の回転に伴って前記シリンダの内周面を転動するように構成されたローラと、
前記シリンダに対して半径方向に摺動自在に取付けられ、その先端部が前記ローラの外周面に当接するブレードと、
このブレードの基端部側に設けられ、前記ブレードを前記ローラ側へ付勢するコイルばねと
を備え、
前記シリンダは、前記ブレードを摺動自在に案内するブレード溝と、前記コイルばねを受け入れるばね孔と、前記ブレード溝終端の前記ばね孔側に形成された縦方向貫通孔とを有し、
このシリンダのばね孔は、前記貫通孔よりも前記シリンダの内周面側において前記ブレード溝に食い込んだ内側部と、前記貫通孔よりも前記シリンダの外周面側に形成されて前記シリンダの外周面側に開口した外側部とを有すると共に、前記内側部の直径が前記外側部の直径より小さくなっていることを特徴とするロータリー圧縮機。
【請求項２】
前記ばね孔は、前記外側部から前記内側部に向かって、段階的に直径が小さくなっていることを特徴とする請求項１記載のロータリー圧縮機。
【請求項３】
前記ばね孔は、前記外側部から前記内側部に向かって、連続的に直径が小さくなっていることを特徴とする請求項１記載のロータリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレードを案内するブレード溝と、ブレードを付勢するコイルばねを受け入れるばね孔とがシリンダに形成された（ローリングピストン型）ロータリー圧縮機における、ばね孔形状の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４には、一般的な（ローリングピストン型）ロータリー圧縮機の圧縮機構部が示されている。図４において、ロータリー圧縮機は、仕切板９を挟んで重ね合わされた一対のシリンダ１を備えている。次に、図４及び図５に示すように、各シリンダ１は略円筒形状をなし、その内側を駆動軸２が貫通している。また、一対のシリンダ１を挟んで、駆動軸２を支持する主軸受２０および副軸受２２が設けられている。
【０００３】
各シリンダ１内には、それぞれローラ３が設けられている。これらのローラ３は、駆動軸２の回転軸線に対して偏心して取り付けられ、図５に示すように、駆動軸２の回転に伴ってシリンダ１の内周面１０を転動するように構成されている。また、各シリンダ１に対して、ブレード４が半径方向に摺動自在に取付けられている。これらのブレード４は、図５及び図６に示すように、その先端部４０がローラ３の外周面に当接するようになっている。なお、図５に符号２４で示すのは吸込管である。
【０００４】
また、各ブレード４の基端部４２側に、ブレード４をローラ３側へ付勢するコイルばね５（図７参照）が設けられている。そして、各シリンダ１は、ブレード４を摺動自在に案内するブレード溝６と、コイルばね５を受け入れるばね孔８とを有している。
【０００５】
このばね孔８は、図８に示すように、シリンダ１の内周面１０側（図８の左側）においてブレード溝６に食い込んだ内側部８０と、シリンダ１の外周面１２側に開口した外側部８２とを有している。なお、ブレード溝６終端のばね孔８側には、ブレード溝６形成用の切削工具を挿入するための縦方向貫通孔７が形成されている。
【０００６】
次に、図７及び図８に示すように、上記コイルばね５は、ばね孔８内で伸縮自在となった直径Ｄ3の本体５０と、この本体５０の一端に形成され、ばね孔８の外側部８２に対して嵌合される直径Ｄ1（＞Ｄ3）の固定部５２とを有している。
【０００７】
ここで、ブレード４は、図６に示すシリンダ中心１Ｃに対するローラ中心３Ｃの偏心量ｅの２倍のストローク量２ｅをもって往復動する。これに伴って、コイルばね５は、図７に示すように、運転時最大長さＬと最小長さＬ0（＝Ｌ―２ｅ）との間で伸縮するようになっている。なお、図５、図６及び図８は、ブレード４がシリンダ１内に最も突出し、コイルばね５が運転時最大長さＬにある状態を示している。
【０００８】
図８に示すように、コイルばね５は、上記最大運転長さＬの状態において、先端部５１がばね孔８の内側部８０まで延びてブレード溝６内に入り込んでいる。これは、コイルばね５が、最大運転長さＬの状態においてもブレード４の基端部４２との接触を保つようするためである。
【０００９】
この場合、ばね孔８は、図８(ａ)に示すように、外側部８２から内側部８０までの全体に渡って一様な直径Ｄ1’（コイルばね５の固定部５２の直径Ｄ1より僅かに小さい）を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のロータリー圧縮機には、以下のような問題点がある。すなわち、図５において、シリンダ１、ローラ３及びブレード４によって仕切られた圧縮室のうち吐出側圧縮室の圧力Ｐmは、吸込側圧縮室の圧力Ｐsよりは高くなるが、シリンダ１外部の吐出圧力Ｐdに対しては、圧縮機の工程によって吐出圧力Ｐdより高くなったり低くなったりする。
【００１１】
そして、このような吐出側圧縮室の圧力Ｐmと吐出圧力Ｐdとの圧力差によって、シリンダ１のブレード溝６及びばね孔８を通じて、僅かながら作動ガスのリーク（出入り）が生じ、圧縮機の効率を低下させる原因となる。
【００１２】
特に、図８(ａ)に示すように、ブレード４が最もシリンダ１内に突出した状態では、ブレード４とブレード溝６の側面同士のシール面積が減少し、ブレード溝６に食い込んだばね孔８の内側部８０の大きさも、上記のような作動ガスのリークを助長する原因となる（図８(ａ)の矢印参照）。
【００１３】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ブレード溝に食い込むばね孔内側部の大きさに起因した作動ガスのリーク量を低減させることによって、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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、端を塞がれた略円筒形状のシリンダと、このシリンダを貫通するクランク軸と、このクランク軸の回転に伴って前記シリンダの内周面を転動するように構成されたローラと、前記シリンダに対して半径方向に摺動自在に取付けられ、その先端部が前記ローラの外周面に当接するブレードと、このブレードの基端部側に設けられ、前記ブレードを前記ローラ側へ付勢するコイルばねとを備え、前記シリンダは、前記ブレードを摺動自在に案内するブレード溝と、前記コイルばねを受け入れるばね孔と、前記ブレード溝終端の前記ばね孔側に形成された縦方向貫通孔とを有し、このシリンダのばね孔は、前記貫通孔よりも前記シリンダの内周面側において前記ブレード溝に食い込んだ内側部と、前記貫通孔よりも前記シリンダの外周面側に形成されて前記シリンダの外周面側に開口した外側部とを有すると共に、前記内側部の直径が前記外側部の直径より小さくなっていることを特徴とするロータリー圧縮機である。
【００１５】
この第１の手段によれば、ばね孔の内側部の直径を外側部の直径より小さくすることにより、ブレード溝に食い込む上記ばね孔内側部の大きさに起因した作動ガスのリーク量を低減させることができる。
【００１６】
第２の手段は、第１の手段において、前記ばね孔は、前記外側部から前記内側部に向かって、段階的に直径が小さくなっているものである。
【００１７】
第３の手段は、第１の手段において、前記ばね孔は、前記外側部から前記内側部に向かって、連続的に直径が小さくなっているものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は本発明によるロータリー圧縮機の実施の形態を示す図である。なお、図１乃至図３に示す本発明の実施の形態において、図４乃至図７に示す一般的なロータリー圧縮機と同一の構成部分には同一符号を付すと共に、適宜、図４乃至図７を参照して説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
まず、図１、図２及び図４乃至図７により本発明の第１の実施形態について説明する。まず図４に示すように、ロータリー圧縮機は、圧縮機構部において、仕切板９を挟んで重ね合わされた一対のシリンダ１を備えている。
【００２０】
次に、図４及び図５に示すように、各シリンダ１は略円筒形状をなし、その内側を駆動軸２が貫通している。また、一対のシリンダ１を挟んで、駆動軸２を支持する主軸受２０および副軸受２２が設けられている。すなわち、各シリンダ１は、仕切板９と軸受２０,２２によって両端を塞がれている。
【００２１】
各シリンダ１内には、それぞれ円筒形状のローラ３が設けられている。これらのローラ３は、駆動軸２の回転軸線に対して偏心して取り付けられ、図５に示すように、駆動軸２の回転に伴ってシリンダ１の内周面１０を転動するように構成されている。また、各シリンダ１に対して、ブレード４が半径方向に摺動自在に取付けられている。これらのブレード４は、図５及び図６に示すように、その先端部４０がローラ３の外周面に当接するようになっている。なお、図５に符号２４で示すのは吸込管である。
【００２２】
図５において、シリンダ１、ローラ３及びブレード４によって仕切られた圧縮室のうち吐出側圧縮室の圧力Ｐmは、吸込側圧縮室の圧力Ｐsよりは高くなるが、シリンダ１外の吐出圧力Ｐdに対しては、圧縮機の工程（シリンダ１内におけるローラ３の位置）によって吐出圧力Ｐdより高くなったり低くなったりする。
【００２３】
また、各ブレード４の基端部４２側に、ブレード４をローラ３側へ付勢するコイルばね５（図７参照）が設けられている。このコイルばね５の付勢力によって、ブレード４の先端部４０とローラ３との接触が保たれるようになっている。そして、各シリンダ１は、ブレード４を摺動自在に案内するブレード溝６と、コイルばね５を受け入れるばね孔８Ａとを有している。
【００２４】
このうち、ブレード溝６は、図１、図２及び図５に示すように、シリンダ１を厚さ方向に貫通して、シリンダ１の半径方向中程から内周面１０まで延びている。また、ばね孔８Ａは、図１及び図２に示すように、シリンダ１の内周面１０側（図１及び図２の左側）においてブレード溝６に食い込んだ内側部８４と、シリンダ１の外周面１２側に開口した外側部８２とを有している。なお、ブレード溝６終端のばね孔８Ａ側には、ブレード溝６形成用の切削工具を挿入するための縦方向貫通孔７が形成されている。
【００２５】
次に、図１及び図７に示すように、上記コイルばね５は、直径Ｄ3の本体５０と、この本体５０の一端に形成された直径Ｄ1（＞Ｄ3）の固定部５２とを有している。このコイルばね５において、本体５０は、ばね孔８Ａ内で伸縮自在となっており、固定部５２は、ばね孔８Ａの外側部８２に対して嵌合されるようになっている。
【００２６】
ここで、ブレード４は、図６に示すシリンダ中心１Ｃに対するローラ中心３Ｃの偏心量ｅの２倍のストローク量２ｅをもって往復動する。これに伴って、コイルばね５は、図７に示すように、運転時最大長さＬと最小長さＬ0（＝Ｌ―２ｅ）との間で伸縮するようになっている。なお、図１、図５及び図６は、ブレード４がシリンダ１内に最も突出し、コイルばね５が運転時最大長さＬにある状態を示している。
【００２７】
図１に示すように、コイルばね５は、上記最大運転長さＬの状態において、先端部５１がばね孔８Ａの内側部８４まで延びてブレード溝６内に入り込んでいる。これは、上述したように、コイルばね５が、最大運転長さＬの状態においてもブレード４の基端部４２との接触を保つようするためである。
【００２８】
そして、本実施形態のばね孔８Ａは、図２(ａ)に示すように、その外側部８２は従来と同様の（コイルばね固定部５２の直径Ｄ1より僅かに小さい）直径Ｄ1’を有しているが、内側部８４は外側部８２の直径Ｄ1’より小さい直径Ｄ2を有している。すなわち、本実施形態のばね孔８Ａは、外側部８２から内側部８４に向かって直径が一段階小さくなっている。この場合、ばね孔８Ａの内側部８４の直径Ｄ2は、コイルばね本体５０の伸縮を妨げない程度に、コイルばね本体５０の直径Ｄ3より大きく設定する必要がある。
【００２９】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用効果について説明する。上述したように、ブレード４が最もシリンダ１内に突出した状態では、ブレード４とブレード溝６との側面同士のシール面積が減少し、ブレード溝６に食い込んだばね孔８Ａの内側部８４の大きさも、シリンダ１のブレード溝６及びばね孔８Ａを通じた作動ガスのリーク（出入り）を助長する原因となり得る。
【００３０】
ところが、本実施形態によれば、ばね孔８Ａの内側部８４の直径Ｄ2を外側部８２の直径Ｄ1’より小さくすることにより、当該内側部８４の直径Ｄ2を従来より相対的に小さくすることができる。このため、ブレード溝６に食い込む上記ばね孔内側部８４の大きさに起因した作動ガスのリーク量を低減させ、従来より効率の高いロータリー圧縮機を提供することができる。
【００３１】
［第２の実施形態］
次に、図３により本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、図３に示すように、上記ばね孔８Ａに代えて、シリンダ１の内周面１０側に向かってテーパ状に縮径したばね孔８Ｂを設けると共に、上記コイルばね５に代えて、当該ばね孔８Ｂの形状に対応したコイルばね５Ａを用いた点で上記第１の実施形態と異なり、その他の構成は図１、図２及び図４乃至図７に示す上記第１の実施形態と同様である。
【００３２】
具体的には、図３に示すように、本実施形態のばね孔８Ｂは、その外側部８２から内側部８６に向かって（厳密には、上記貫通孔７によって中断されるが）連続的に直径が小さくなっている。
【００３３】
また、本実施形態のコイルばね５Ａは、その伸縮自在となった本体５６,５８のうち、先端部５３側の本体５８が、ばね孔８Ｂの形状に対応して、先端部５３に向かって連続的に直径が小さくなっている。なお、コイルばね５Ａの固定部５２側の本体５６は、上記コイルばね５の本体５０と同様、一様な直径Ｄ3を有している。
【００３４】
次に、このような構成よりなる本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態によっても、ばね孔８Ｂの内側部８６の直径を外側部８２の直径Ｄ1’より小さくすることにより、当該内側部８６の直径を従来より相対的に小さくすることができる。また、先端部５３に向かって縮径したコイルばね５Ａを用いているので、ばね孔８Ｂの内側部８６の直径を、上記第１の実施形態の場合よりも更に小さくすることができる。
【００３５】
このため、ブレード溝６に食い込む上記ばね孔内側部８６の大きさに起因した作動ガスのリーク量を、上記第１の実施形態の場合よりも更に低減させ、より一層効率の高いロータリー圧縮機を提供することができる。
【００３６】
なお、外側部８２から内側部８４に向かって直径が一段階小さくなったばね孔８Ａや、外側部８２から内側部８６に向かって直径が連続的に小さくなったばね孔８Ｂを設ける場合について説明したが、外側部から内側部に向かって直径が複数段に渡って段階的に小さくなったばね孔を設けても良い。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレード溝に食い込むばね孔内側部の大きさに起因した作動ガスのリーク量を低減させることによって、効率の高いロータリー圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (ａ)は、本発明によるロータリー圧縮機の第１の実施形態における要部横断面図、（ｂ）は、(ａ)のＢ―Ｂ線断面においてブレードを省略して示す図。
【図２】  (ａ)、（ｂ）は、それぞれ、図１(ａ)、図１（ｂ）に示す部分をシリンダ単体で示す図。
【図３】  (ａ)は、本発明によるロータリー圧縮機の第２の実施形態における要部横断面図、（ｂ）は、(ａ)のＢ1―Ｂ1線断面においてブレードを省略して示す図。
【図４】本発明が適用される一般的なロータリー圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図。
【図５】図４のＶ―Ｖ線断面図。
【図６】図４に示すロータリー圧縮機のブレード周辺を示す縦断面図。
【図７】図４に示すロータリー圧縮機におけるブレード付勢用のコイルばねを示す側面図。
【図８】  (ａ)は、従来のロータリー圧縮機における要部横断面図、（ｂ）は、(ａ)のＢ2―Ｂ2線断面においてブレードを省略して示す図。
【符号の説明】
１  シリンダ
１０  内周面
１２  外周面
２  クランク軸
３  ローラ
４  ブレード
４０  先端部
４２  基端部
５,５Ａ  コイルばね
５０,５６,５８  本体
５１,５３  先端部
５２  固定部
６  ブレード溝
８,８Ａ,８Ｂ  ばね孔
８０,８４,８６  内側部
８２  外側部
Ｄ１  コイルばねの固定部の直径
Ｄ１’  ばね孔の外側部の直径
Ｄ２  ばね孔の内側部の直径
Ｄ３  コイルばねの本体の直径
【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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【図８】
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