(57)【要約】【課題】ピストンの端面の焼き付きを防止できるロータリー圧縮機を提供する。【解決手段】内部にシリンダ室（２２）を有するシリンダ（２１）と、主軸（２５）と、この主軸（２５）に対して偏心した偏心軸部（２６）とを有し、シリンダ室（２２）の内部に偏心軸部（２６）が配置されたシャフト（１２）と、シリンダ（２１）の軸方向の一端に配置され、吐出ポート（５１ａ）が設けられた端板部材（５０）と、偏心軸部（２６）の外周面に内周面が嵌合され、シリンダ室（２２）の内部で公転する環状のローラ部（２７）と、ローラ部（２７）と共にシリンダ室（２２）を低圧室と高圧室とに仕切るブレード部（９０）と、を備えるロータリー圧縮機において、少なくともローラ部（２７）の端板部材（５０）側の端面に、自転可能な環状部材（８２）を設ける。【選択図】図３
2017133474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にシリンダ室（２２）を有するシリンダ（２１）と、
主軸（２５）と、この主軸（２５）に対して偏心した偏心軸部（２６）とを有し、上記シリンダ室（２２）の内部に上記偏心軸部（２６）が配置されたシャフト（１２）と、
上記シリンダ（２１）の軸方向の一端に配置され、吐出ポート（５１ａ）が設けられた端板部材（５０）と、
上記偏心軸部（２６）の外周面に内周面が嵌合され、上記シリンダ室（２２）の内部で公転する環状のローラ部（２７）と、
上記ローラ部（２７）と共に上記シリンダ室（２２）を低圧室と高圧室とに仕切るブレード部（９０）と、
を備え、
少なくとも上記ローラ部（２７）の上記端板部材（５０）側の端面に、自転可能な環状部材（８２）が設けられていることを特徴とするロータリー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載のロータリー圧縮機において、
上記環状部材（８２）が、上記ローラ部（２７）の径方向の外側に設けられていることを特徴とするロータリー圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロータリー圧縮機において、
上記環状部材（８２）の内周面と上記偏心軸部（２６）の外周面との間に上記ローラ部（２７，８３）の一部が介在していることを特徴とするロータリー圧縮機。
【請求項４】
請求項１または２に記載のロータリー圧縮機において、
上記環状部材（１８２）が、上記ローラ部（２７）の径方向の内側に設けられていることを特徴とするロータリー圧縮機。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１つに記載のロータリー圧縮機において、
上記環状部材（８２）は、外周面が上記ブレード部（９０）の上記ローラ部（２７）側の端部に対向するように配置されており、
上記ブレード部（１９０）は、上記ローラ部（２７）側の端部に開口部（１９２）を有すると共に上記開口部（１９２）に接続された収納部（１９１）と、この収納部（１９１）と上記シリンダ室（２２）の外部（１１０）とを繋ぐ連通部（１９３）と、上記収納部（１９１）に、上記環状部材（８２）側の端部が上記開口部（１９２）から突出可能に収納されたシール部材（１９４）と、を有することを特徴とするロータリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータリー圧縮機としては、特許文献１に記載されたものがある。このロータリー圧縮機は、２つの端板部材と、この端板部材の間に配置され、内部にシリンダ室を有するシリンダと、シリンダ室内に配置されたローラ部およびブレード部を有するピストンとを備えている。
【０００３】
上記ロータリー圧縮機では、ピストンの端板部材に対向する端面の一方に凹部を設けている。これにより、端板部材との接触面積を減少させて、ピストンの端面の発熱を抑制し、ピストンの端面の焼き付きを生じ難くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５５１６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、特許文献１を含む先行技術に開示されていない、ピストンの端面の焼き付きを防止できる新たな手段を見出した。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、ピストンの端面の焼き付きを防止できるロータリー圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のロータリー圧縮機は、
内部にシリンダ室を有するシリンダと、
主軸と、この主軸に対して偏心した偏心軸部とを有し、上記シリンダ室の内部に上記偏心軸部が配置されたシャフトと、
上記シリンダの軸方向の一端に配置され、吐出ポートが設けられた端板部材と、
上記偏心軸部の外周面に内周面が嵌合され、上記シリンダ室の内部で公転する環状のローラ部と、
上記ローラ部と共に上記シリンダ室を低圧室と高圧室とに仕切るブレード部と、
を備え、
少なくとも上記ローラ部の上記端板部材側の端面に、自転可能な環状部材が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、シリンダ室の内部で公転するローラ部の端板部材側の端面に、自転可能な環状部材が設けられている。すなわち、ローラ部の公転に併せて環状部材が自転するので、端板部材、環状部材、および、ローラ部の端面の各接触面間の相対速度が低くなる。このため、ローラ部の端面の発熱量を抑制でき、ピストンの端面の焼き付きを防止できる。
【０００９】
また、環状部材が自転することで、ローラ部の端面で発生した熱が拡散される。このため、ピストンの端面の局所的な温度上昇を防止できる。
【００１０】
一実施形態のロータリー圧縮機では、
上記環状部材が、上記ローラ部の上記径方向の外側に設けられている。
【００１１】
上記実施形態によれば、周速度が高く発熱量が多いローラ部の径方向の外側に環状部材が設けられているので、ローラ部の端面の発熱量の抑制効果を高めることができる。
【００１２】
一実施形態のロータリー圧縮機では、
上記環状部材の内周面と上記偏心軸部の外周面との間に上記ローラ部の一部が介在している。
【００１３】
上記実施形態によれば、ローラ部の公転および環状部材の自転により環状部材に働く遠心力によって、環状部材とローラ部またはブレード部との間が封止される。このため、圧縮機の性能低下を防ぐことができる。
【００１４】
一実施形態のロータリー圧縮機では、
上記環状部材が、上記ローラ部の上記径方向の内側に設けられている。
【００１５】
上記実施形態によれば、例えば、環状部材を偏心軸部と接触するように配置することで、環状部材を自転し易くすることができる。
【００１６】
一実施形態のロータリー圧縮機では、
上記環状部材は、外周面が上記ブレード部の上記ローラ部側の端部に対向するように配置されており、
上記ブレード部は、上記ローラ部側の端部に開口部を有すると共に上記開口部に接続された収納部と、この収納部と上記シリンダ室の外部とを繋ぐ連通部と、上記収納部に収納され、上記環状部材側の端部が上記開口部から突出するシール部材と、を有する。
【００１７】
上記実施形態によれば、シリンダ室の外部の高圧によりシール部材が環状部材に押し付けられる。このため、環状部材とブレード部との間が封止され、圧縮機の性能低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のロータリー圧縮機は、ピストンの端面の焼き付きを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態のロータリー圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のロータリー圧縮機のピストンの吐出ポート側からみた平面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿った断面図である。
【図４】図１のロータリー圧縮機の圧縮機構部の要部の吐出ポート側からみた平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のロータリー圧縮機のピストンの縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態のロータリー圧縮機のピストンの吐出ポート側からみた平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、図面に表された構成を説明するうえで、「上」、「下」、「左」、「右」等の方向を示す用語、及びそれらを含む別の用語を使用するが、それらの用語を使用する目的は図面を通じて実施形態の理解を容易にするためである。したがって、それらの用語は本発明の実施形態が実際に使用されるときの方向を示すものとは限らないし、それらの用語によって特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきでない。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のロータリー圧縮機１００は、図１に示すように、いわゆる縦型の高圧ドーム型のロータリー圧縮機であり、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮機構部２およびモータ３とを備えている。
【００２２】
圧縮機構部２は、密閉容器１内の下部に配置され、シャフト１２を介して、モータ３によって駆動されるようになっている。モータ３は、インナーロータ型のモータであり、ステータ５とロータ６とで構成されている。このモータ３は、圧縮機構部２の上側に配置されている。また、シャフト１２は、主軸２５と、この主軸２５に対して偏心した偏心軸部２６とを有している。
【００２３】
密閉容器１の上部には、密閉容器１の内部と外部とを連通する吐出管１３が設けられている。また、密閉容器１の側部の下側には、圧縮機構部２と、ロータリー圧縮機１００の外部に設けられたアキュームレータ１０とに接続された吸入管１１が設けられている。
【００２４】
アキュームレータ１０には、冷媒ガスが貯蔵されている。アキュームレータ１０に貯蔵されている冷媒ガスは、吸入管１１を介して圧縮機構部２に供給され、圧縮機構部２により圧縮された後、密閉容器１の内部に吐出される。密閉容器１の内部に吐出された冷媒ガスは、モータ３を冷却した後、吐出管１３を介して密閉容器１の外部に吐出されるようになっている。
【００２５】
なお、冷媒ガスは、ロータリー圧縮機１００と共に、例えば、図示しない空気調和機を構成する凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。冷媒ガスとしては、例えば、二酸化炭素、ＨＣ、ＨＦＣ(Ｒ４１０Ａなど)またはＨＣＦＣ(Ｒ２２、Ｒ３２など)が使用される。
【００２６】
また、密閉容器１内の高圧領域である圧縮機構部２の下側には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。この油溜まり部９から、シャフト１２に設けられた油通路(図示せず)を通って、圧縮機構部２等の摺動部に潤滑油が流れて、摺動部を潤滑するようになっている。
【００２７】
なお、潤滑油は、例えば、ポリアルキレングリコール油(ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等)、エーテル油、エステル油、鉱油などである。
【００２８】
圧縮機構部２は、密閉容器１の内面に取り付けられて冷媒ガスが導入されるシリンダ２１と、このシリンダ２１上に配置された上側の端板部材(フロントヘッド)５０と、このシリンダ２１下に配置された下側の端板部材(リアヘッド)６０とを備える。このシリンダ２１と上側の端板部材５０と下側の端板部材６０とによって、シリンダ室２２が形成されている。
【００２９】
上側の端板部材５０は、シリンダ２１の軸方向の一方の端面に取り付けられている。この上側の端板部材５０は、円環板状の本体部５１と、この本体部５１の内周縁部から上方に延在する円筒状のボス部５２とを有する。この本体部５１およびボス部５２には、シャフト１２が挿通されている。
【００３０】
本体部５１には、シリンダ室２２に連通する吐出ポート５１ａが設けられている。この本体部５１に関してシリンダ２１側とは反対側に位置するように、本体部５１に吐出弁３１が取り付けられている。この吐出弁３１は、例えば、リード弁であり、吐出ポート５１ａを開閉する。
【００３１】
本体部５１には、シリンダ２１と反対側に、吐出弁３１を覆うようにカップ型のマフラカバー４０が取り付けられている。このマフラカバー４０は、ボルト３５などによって本体部５１に固定されている。マフラカバー４０は、ボス部５２が挿通されている。
【００３２】
マフラカバー４０および上側の端板部材５０によって、マフラ室４２が形成されている。このマフラ室４２とシリンダ室２２とは、吐出口５１ａを介して連通されている。
【００３３】
マフラカバー４０は、マフラ室４２とマフラカバー４０の外側とを連通する孔部４３を有する。
【００３４】
下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。本体部６１およびボス部６２には、シャフト１２が挿通されている。
【００３５】
このように、シャフト１２の主軸２５の一端部は、上側の端板部材５０および下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、シャフト１２は、片持ちである。また、シャフト１２の一端部（支持端側）は、シリンダ室２２の内部に進入しており、偏心軸部２６がシリンダ室２２の内部に配置されている。
【００３６】
次に、図２，図３を参照して、ピストン２８について説明する。
【００３７】
ピストン２８は、図２に示すように、環状のローラ部２７と、このローラ部２７と共にシリンダ室２２を低圧室と高圧室とに仕切るブレード部９０とで構成され、シリンダ室２２の内部で公転可能に配置されている。このピストン２８の公転運動により圧縮作用が行われるようになっている。
【００３８】
ローラ部２７は、その中央部に、シリンダ２１の軸方向に伸びる貫通孔８１を有している。この貫通孔８１は、内周面がシャフト１２の偏心軸部２６の外周面に嵌合可能に設けられている。
【００３９】
また、図３に示すように、ローラ部２７の上側の端板部材５０側の端面２７ａおよび下側の端板部材６０側の端面２７ｂには、それぞれ、環状部材の一例の環状リング８２と、突起部８３とが設けられている。
【００４０】
環状リング８２は、図２に示すように、ローラ部２７の各端面２７ａ，２７ｂの径方向外側に自転可能に設けられ、ブレード部９０のローラ部２７側の端部に対向するように配置されている。また、この環状リング８２は、図３に示すように、その内周面が突起部８３と接触し、かつ、ローラ部２７の端面２７ａ，２７ｂおよび外周面と段差が形成されないように、配置されている。
【００４１】
突起部８３は、図２に示すように、ローラ部２７の各端面２７ａ，２７ｂの径方向内側に配置されている。この突起部８３は、図３に示すように、貫通孔８１の開口縁からシリンダ２１の軸方向にそれぞれ突出するように、ローラ部２７と一体に設けられている。すなわち、ローラ部２７の一部である突起部８３は、環状リング８２の内周面と偏心軸部２６の外周面との間に介在するように設けられている。
【００４２】
続いて図４を参照して、圧縮機構部２のシリンダ２１の圧縮作用を説明する。
【００４３】
図４に示すように、ロータリー圧縮機１００のシリンダ室２２の内部は、ピストン２８のブレード部９０によって仕切られている。シリンダ室２２のブレード部９０に対して右側（図２の右側）には、その内面に吸入管１１が開口しており、吸入室（低圧室）２２ａを形成している。一方、シリンダ室２２のブレード部９０に対して左側（図２の左側）には、その内面に吐出ポート５１ａ（図１に示す）が開口しており、吐出室（高圧室）２２ｂを形成している。
【００４４】
ブレード部９０の両側面には、一対の半円柱状のブッシュ２４，２４が密着してシールを行っている。このブッシュ２４，２４は、ブレード部９０を両側から挟んで進退可能に支持している。ブレード部９０とブッシュ２４，２４との間は、潤滑油で潤滑されている。このブレード部９０は、その先端がシリンダ２１に設けられた高圧の背面空間１１０に出没する。
【００４５】
シャフト１２を回転させると、偏心軸部２６がシャフト１２と共に偏心回転して、偏心軸部２６に嵌合したローラ部２７が公転する。このとき、ローラ部２７は、その外周面がシリンダ室２２の内周面と接触しながら公転すると共に、ローラ部２７の各端面２７ａ，２７ｂの環状リング８２が、ローラ部２７の公転に併せて自転する。
【００４６】
また、ローラ部２７がシリンダ室２２内で公転するに伴って、ブレード部９０は、このブレード部９０の両側面がブッシュ２４，２４によって支持されて進退動する。これにより、吸入管１１から低圧の冷媒ガスが吸入室２２ａに吸入され、吐出室２２ｂで圧縮されて高圧にされた後、吐出ポート５１ａ（図１に示す）から高圧の冷媒ガスが吐出される。
【００４７】
吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、図１に示すように、マフラ室４２を経由して、マフラカバー４０の外側に排出される。
【００４８】
このように、上記ロータリー圧縮機１００によれば、シリンダ室２２の内部で公転するローラ部２７の端板部材５０，６０側の端面に、自転可能な環状リング８２が設けられている。すなわち、ローラ部２７の公転に併せて環状リング８２が自転するので、端板部材５０（６０）、環状リング８２、および、ローラ部２７の端面２７ａ（２７ｂ）の各接触面間の相対速度が低くなる。このため、ローラ部２７の端面２７ａ，２７ｂの発熱量を抑制でき、ピストン２８の端面の焼き付きを防止できる。
【００４９】
また、環状リング８２が自転することで、ローラ部２７の端面２７ａ，２７ｂで発生した熱が拡散される。このため、ピストン２８の端面の局所的な温度上昇を防止できる。
【００５０】
また、周速度が高く発熱量が多いローラ部２７の径方向の外側に環状リング８２が設けられているので、ローラ部の端面２７の発熱量の抑制効果を高めることができる。
【００５１】
また、ローラ部２７の公転および環状リング８２の自転により環状リング８２に働く遠心力によって、環状リング８２とローラ部２７の突起部８３またはブレード部９０との間が封止される。このため、圧縮機の性能低下を防ぐことができる。
【００５２】
なお、上記ロータリー圧縮機１００では、ローラ部２７の吐出ポート５１ａが設けられている上側の端板部材５０側の端面２７ａの方が、下側の端板部材６０側の端面２７ｂよりも焼き付き易い。このため、環状リング８２は、少なくともローラ部２７の上側の端板部材５０側の端面２７ａに設けられていればよい。
【００５３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態のロータリー圧縮機２００は、図５に示すように、ローラ部１２７の端板部材５０，６０側の端面１２７ａ，１２７ｂに、内周面がシャフト１２の偏心軸部２６の外周面と接触する環状リング１８２を設けた点で、第１実施形態のロータリー圧縮機１００と異なっている。
【００５４】
上記ロータリー圧縮機２００では、偏心軸部２６が、円筒形状の大径部２６ａと、この大径部２６ａの軸方向の両端に設けられ、大径部２６ａよりも径が小さい小径部２６ｂとで構成されている。環状リング１８２は、その内周面が、偏心軸部２６の大径部２６ａの外周面と接触するように設けられている。
【００５５】
このように、環状リング１８２を径方向の内側に設けて、偏心軸部２６と接触するように配置することで、環状リング１８２を自転し易くすることができる。
【００５６】
なお、上記ロータリー圧縮機２００では、環状リング１８２の外周面がブレード部９０のローラ部２７がわの端部と接触するように設けられているが、これに限らない。例えば、環状リングの径方向の外側にローラ部と一体に形成された突起部を設けて、環状リングの外周面がブレード部のローラ部側の端部と接触しないようにしてもよい。
【００５７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態のロータリー圧縮機３００は、図６に示すように、ブレード部１９０に、収納部１９１と、連通部１９３と、シール部材１９４とを設けた点で、第１実施形態のロータリー圧縮機１００と異なっている。
【００５８】
収納部１９１は、ローラ部２７側の端部に開口部１９２を有し、この開口部１９２に接続されている。連通部１９３は、収納部１９１とシリンダ室２２の外部の背面空間１１０とを繋いでいる。また、シール部材１９４は、収納部１９１に、環状リング８２側の端部が開口部１９２から突出可能に収納されている。
【００５９】
上記ロータリー圧縮機３００では、収納部１９１が高圧の背面空間１１０と連通しているため、シール部材１９４が環状リング８２に向かって常に押圧される。このため、ブレード部１９０とローラ部２７との間がシール部材１９４により封止され、圧縮機の性能低下を防ぐことができる。
【００６０】
（その他の実施形態）
本発明は、上記ロータリー圧縮機１００，２００，３００に限らず、例えば、下側の端板部材を省略したロータリー圧縮機等の他の構成を有するロータリー圧縮機にも適用できる。
【００６１】
上記実施形態で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  密閉容器
２  圧縮機構部
３  モータ
５  ステータ
６  ロータ
９  油溜まり部
１０  アキュームレータ
１１  吸入管
１２  シャフト
１３  吐出管
２１  シリンダ
２２  シリンダ室
２２ａ  吸入室
２２ｂ  吐出室
２４  ブッシュ
２５  主軸
２６  偏心軸部
２６ａ  大径部
２６ｂ  小径部
２７  ローラ部
２７ａ，１２７ａ  上側の端板部材側の端面
２７ｂ，１２７ｂ  下側の端板部材側の端面
２８  ピストン
３１  吐出弁
３５  ボルト
４０  マフラカバー
４２  マフラ室
４３  孔部
５０  端板部材
５１  本体部
５１ａ  吐出ポート
５２  ボス部
６０  端板部材
６１  本体部
６２  ボス部
８１  貫通孔
８２，１８２  環状リング
８３  突起部
９０，１９０  ブレード部
１９１  収納部
１９２  開口部
１９３  連通部
１９４  シール部材
１００，２００，３００  ロータリー圧縮機
１１０  背面空間
【図１】
2017133474.tif 000003
【図２】
2017133474.tif 000004
【図３】
2017133474.tif 000005
【図４】
2017133474.tif 000006
【図５】
2017133474.tif 000007
【図６】
2017133474.tif 000008