(57)【要約】【課題】  従来技術においては、仕切板の内径及びローラの外径から決定される圧縮室をシールするシール長さＬが十分に確保できず、漏れにより圧縮機の能力および効率を低下させる場合があった。本発明の目的は、シール長さを十分に確保し、圧縮機の能力向上又は効率向上を図ることができる２シリンダロータリ圧縮機を提供することにある。【解決手段】  上記目的を達成するために、本発明に係る２シリンダロータリ圧縮機は、副軸受側偏心部の外径を主軸受側偏心部の外径より小さくする構成とする。本発明によれば、副軸受側偏心部の外径を主軸受側偏心部の外径より小さくすることにより、仕切板の内径を小さくすることができるので、仕切板の内径と主軸受側ローラ及び副軸受側ローラの外径とにより決定されるシール長さＬが十分確保でき、漏れによる能力低下や圧縮機の効率低下を防止することができる。【選択図】図３
2009180203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機部と、クランク軸により前記電動機部に連結された圧縮機構部と、前記電動機部及び前記圧縮機構部を内包する密閉容器とを備え、
前記クランク軸は、一方に主軸受に嵌入される主軸受嵌入部、及び他方に副軸受に嵌入される副軸受嵌入部を有するとともに、前記主軸受嵌入部と前記副軸受嵌入部との間に１８０度の位相差を有する主軸受側偏心部及び副軸受側偏心部を有し、
前記圧縮機構部は、前記主軸受側偏心部と前記主軸受側偏心部に嵌合された主軸受側ローラと前記主軸受側ローラの外周に当接するように配置された主軸受側シリンダとを有する主軸受側圧縮要素、前記副軸受側偏心部と前記副軸受側偏心部に嵌合された副軸受側ローラと前記副軸受側ローラの外周に当接するように配置された副軸受側シリンダとを有する副軸受側圧縮要素、及び、前記主軸受側圧縮要素と前記副軸受側圧縮要素との間に位置する仕切板を有し、
前記クランク軸を支持する前記主軸受及び前記副軸受と前記圧縮機構部とにより形成される圧縮室内を前記主軸受側ローラ及び前記副軸受側ローラが偏心回動することにより圧縮作用をなす２シリンダロータリ圧縮機において、
前記副軸受側偏心部の外径を前記主軸受側偏心部の外径より小さくしたことを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記仕切板の内径は、前記副軸受側偏心部の外径以上であり、前記主軸受側偏心部の外径より小さいことを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、前記仕切板の内径は、前記副軸受側偏心部の外径と略同一であることを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、前記２シリンダロータリ圧縮機は、前記主軸受に前記主軸受嵌入部を嵌入し、前記主軸受側圧縮要素を前記主軸受に設定し、前記仕切板を前記副軸受嵌入部から挿入して前記主軸受側圧縮要素に設定し、前記副軸受側圧縮要素を前記仕切板に設定し、前記副軸受嵌入部を前記副軸受に嵌入して前記副軸受を前記副軸受側圧縮要素に設定することにより形成されることを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、前記副軸受嵌入部の外径を前記主軸受嵌入部の外径より小さくしたことを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかにおいて、前記副軸受側偏心部及び前記副軸受側ローラの合計アンバランス量を、前記主軸受側偏心部及び前記主軸受側ローラの合計アンバランス量と略同一としたことを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れかにおいて、バランスウエイトを、回転子、前記主軸受側偏心部より上部、又は、前記副軸受側偏心部より下部の何れかに設置したことを特徴とする２シリンダロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構部に二つのシリンダを有するロータリ圧縮機に係り、特にＨＦＣ冷媒や自然系冷媒を用いた空気調和機，冷機応用製品等に好適な２シリンダロータリ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。２シリンダロータリ圧縮機は、密閉容器内に、電動機部と，１８０度の位相差を有する二つの偏心部を設けたクランク軸により電動機部に連結される圧縮機構部とを備える。圧縮機構部は二つの圧縮要素を備え、それぞれの圧縮要素を構成する二つのシリンダは仕切板を介して連結される。クランク軸を支持する主軸受及び副軸受，シリンダ、及び仕切板により二つの圧縮室が構成され、これら二つの圧縮室内を偏心部に嵌合されたローラが偏心回動して圧縮作用がなされる。ここで、副軸受に嵌入される副軸受嵌入部の外径は主軸受に嵌入される主軸受嵌入部外径よりも小さくされている。また、主軸受側の偏心部における反偏心側の外径は主軸受嵌入部外径よりも小さくされている。さらに、副軸受側偏心部の外径は主軸受側偏心部外径と同じにされている。
【０００３】
圧縮機構部を構成するために、主軸受にクランク軸を嵌入した後、クランク軸の主軸受側偏心部にローラを嵌入して、主軸受側シリンダを締結する。その後、仕切板をクランク軸の副軸受側偏心部を通して、主軸受側シリンダに乗せる。仕切板上に位置する副軸受側偏心部に副軸受側ローラを嵌入し、副軸受側シリンダを乗せ、副軸受をクランク軸副軸受嵌入部に嵌入して締結する。
【０００４】
このように、圧縮機を構成するためには、クランク軸の副軸受側偏心部を通して仕切板を主軸受側シリンダに配置させる必要があるため、仕切板の内径はクランク軸の副軸受側偏心部よりも大きくする必要があった。
【０００５】
図８は、図７における従来の圧縮機の圧縮機構部の拡大断面図である。圧縮機の運転中は、仕切板の内径が吐出圧力となっている。二つのそれぞれの圧縮要素におけるシリンダ内径とローラ外径により形成される圧縮室のシールは、仕切板内径とローラ外径とにより決定されるシール長さＬによりなされる。従って、このシール長さＬが小さいと漏れを生じ、圧縮機の能力及び効率を低下させることとなる。この現象は、吸込圧力と吐出圧力の差圧が大きくなる冷媒を用いた場合に顕著となる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３８９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術においては、仕切板の内径及びローラの外径から決定される圧縮室のシール長さＬが十分に確保できず、漏れにより圧縮機の能力及び効率を低下させるという場合があった。本発明の目的は、シール長さを十分に確保し、圧縮機の能力向上又は効率向上を図ることができる２シリンダロータリ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る２シリンダロータリ圧縮機は、電動機部と、クランク軸により電動機部に連結された圧縮機構部と、電動機部及び圧縮機構部を内包する密閉容器とを備え、クランク軸は、一方に主軸受に嵌入される主軸受嵌入部、及び他方に副軸受に嵌入される副軸受嵌入部を有するとともに、主軸受嵌入部と副軸受嵌入部との間に１８０度の位相差を有する主軸受側偏心部及び副軸受側偏心部を有し、圧縮機構部は、主軸受側偏心部と主軸受側偏心部に嵌合された主軸受側ローラと主軸受側ローラの外周に当接するように配置された主軸受側シリンダとを有する主軸受側圧縮要素、副軸受側偏心部と副軸受側偏心部に嵌合された副軸受側ローラと副軸受側ローラの外周に当接するように配置された副軸受側シリンダとを有する副軸受側圧縮要素、及び、主軸受側圧縮要素と副軸受側圧縮要素との間に位置する仕切板を有し、クランク軸を支持する主軸受及び副軸受と圧縮機構部とにより形成される圧縮室内を主軸受側ローラ及び副軸受側ローラが偏心回動することにより圧縮作用をなす２シリンダロータリ圧縮機において、副軸受側偏心部の外径を主軸受側偏心部の外径より小さくする構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、副軸受側偏心部の外径を主軸受側偏心部の外径より小さくすることにより、仕切板の内径を小さくすることができるので、仕切板の内径と主軸受側ローラ及び副軸受側ローラの外径とにより決定されるシール長さＬが十分確保でき、その結果、漏れによる圧縮機の能力低下や圧縮機の効率低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の２シリンダロータリ圧縮機の実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。図２は、図１における２シリンダロータリ圧縮機の圧縮機構部の組立工程図である。図３は、図１における２シリンダロータリ圧縮機の圧縮機構部の拡大断面図である。
【００１２】
図１の２シリンダロータリ圧縮機は、電動要素と、クランク軸５により電動要素に連結された圧縮機構部とが、密閉容器１に内包されている。密閉容器１は、筒体１Ａ，蓋体１Ｂ、及び底体１Ｃにより構成される。筒体１Ａは、鉄板で上下が開口した円筒状である。筒体１Ａに蓋体１Ｂと底体１Ｃが嵌合され、その嵌合部が溶接されて内部が密閉される。
【００１３】
電動要素は、密閉容器１に焼嵌等で固定された固定子３と、クランク軸５を嵌着した回転子４とから構成される。
【００１４】
圧縮機構部は、主軸受６，クランク軸５，副軸受１０，主軸受側シリンダ７，副軸受側シリンダ９，主軸受側ローラ１１，副軸受側ローラ１２，主軸受側ベーン１３，副軸受側ベーン１４及び仕切板８を主要要素として構成される。圧縮機構部は、仕切板８の両側に主軸受側シリンダ７と副軸受側シリンダ９とが配置され、中心にクランク軸５が配置される。
【００１５】
クランク軸５は、一方に主軸受６に嵌入される主軸受嵌入部２０、及び他方に副軸受１０に嵌入される副軸受嵌入部２１を有する。さらに、クランク軸５は、主軸受嵌入部２０と副軸受嵌入部２１との間に１８０度の位相差を有する偏心した主軸受側偏心部５Ａと副軸受側偏心部５Ｂを有し、これら主軸受側偏心部５Ａ及び副軸受側偏心部５Ｂと一体で形成される。クランク軸５の主軸受側偏心部５Ａに主軸受側ローラ１１，副軸受側偏心部５Ｂに副軸受側ローラ１２が回転自在に嵌入される。主軸受側ローラ１１及び副軸受側ローラ１２の外周にそれぞれ当接するように、主軸受側シリンダ７に主軸受側ベーン１３，副軸受側シリンダ９に副軸受側ベーン１４が嵌合される。つまり、圧縮機構部は、主軸受側偏心部５Ａと主軸受側偏心部５Ａに嵌合された主軸受側ローラ１１と主軸受側ローラ１１外周に当接するように配置された主軸受側シリンダ７とを有する主軸受側圧縮要素，副軸受側偏心部５Ｂと副軸受側偏心部５Ｂに嵌合された副軸受側ローラ１２と副軸受側ローラ１２外周に当接するように配置された副軸受側シリンダ９とを有する副軸受側圧縮要素、及び、主軸受側圧縮要素と主軸受側偏心部との間に位置する仕切板８を有する。
【００１６】
圧縮機構部の軸方向外側には、クランク軸５を支持する主軸受嵌入部２０及び副軸受嵌入部２１が配置される。主軸受嵌入部２０及び副軸受嵌入部２１を主軸受６及び副軸受１０にそれぞれ嵌入することにより、クランク軸５が回転自在に配置される。
【００１７】
主軸受締付ボルト１５により、主軸受側シリンダ７が主軸受６に締結される。また、副軸受締付ボルト１６により、仕切板８を介して、副軸受１０及び副軸受側シリンダ９が主軸受側シリンダ７に締結される。そして、主軸受６の外径が筒体１Ａに溶接等により固定されることにより、圧縮機構部が密閉容器１内に固定される。
【００１８】
密閉容器１内には、必要量の冷凍機油（図示せず）が封入されている。
【００１９】
サクションタンク２を介して、主軸受側シリンダ７及び副軸受側シリンダ９に吸い込まれた冷媒が、各圧縮要素（主軸受側圧縮要素及び副軸受側圧縮要素）において吸込圧力から吐出圧力まで圧縮される。その後、圧縮された冷媒は、密閉容器１内に一旦吐出され、密閉容器１に設置された吐出パイプ１７から空気調和機等のサイクルへ吐出される。
【００２０】
図２を用いて、２シリンダロータリ圧縮機の組立工程を以下に説明する。まず、主軸受６に主軸受嵌入部２０を嵌入する。主軸受６に主軸受側シリンダ７を仮止めし、主軸受６にクランク軸５を回転自在に嵌入する。クランク軸５の主軸受側偏心部５Ａに主軸受側ローラ１１を回転自在に嵌入する。主軸受側シリンダ７の内径と主軸受側ローラ１１外径の隙間を調整して、主軸受６と主軸受側シリンダ７とを締結する。その後、主軸受側ベーン１３を嵌入する（図２（Ａ））。
【００２１】
次に、仕切板８をクランク軸５の副軸受嵌入部２１から挿入し、副軸受側偏心部５Ｂを通して、主軸受側シリンダ７に乗せる（図２（Ｂ））。
【００２２】
その後、クランク軸５の副軸受側偏心部５Ｂに副軸受側ローラ１２を回転自在に嵌入する。仕切板の上に副軸受側シリンダ９を乗せる。副軸受側シリンダ９の内径と副軸受側ローラ１２外径の隙間を調整して、位置決めボルト（図示せず）により仮止めする。その後、副軸受側ベーン１４を嵌入する（図２（Ｃ））。
【００２３】
次に、副軸受１０をクランク軸５の副軸受嵌入部２１に回転自在に嵌入する。副軸受締付ボルト１６により、仕切板８及び副軸受側シリンダ９を介して、副軸受１０を主軸受側シリンダ７に固定する（図２（Ｄ））。
【００２４】
２シリンダロータリ圧縮機においては、仕切板８を副軸受嵌入部２１から挿入するため（図２（Ｂ））、仕切板８の内径を副軸受側偏心部５Ｂの外径より大きくせざるを得ない。仕切板８の内径が小さいほど仕切板８内径と主軸受側ローラ１１及び副軸受側ローラ１２外径とにより決定されるシール長さＬを十分に確保することができる。通常、主軸受側偏心部５Ａの外径と副軸受側偏心部５Ｂの外径とは同一であるから、主軸受側偏心部５Ａと副軸受側偏心部５Ｂの外径及び仕切板８の内径は同一となる。主軸受側偏心部５Ａと副軸受側偏心部５Ｂの外径及び仕切板８の内径が同一である場合、図８の従来技術に示すように、仕切板８内径と主軸受側ローラ１１及び副軸受側ローラ１２外径とにより決定されるシール長さＬを十分に確保することができず、漏れによる圧縮機の能力や効率を低下させる場合があった。ここで、本発明においては、図３に示すように、副軸受側偏心部５Ｂの外径を主軸受側偏心部５Ａの外径より小さくする。副軸受側偏心部５Ｂの外径を主軸受側偏心部５Ａの外径より小さくすることにより、仕切板８の内径を小さくすることができるため、主軸受側偏心部５Ａと副軸受側偏心部５Ｂの外径及び仕切板８の内径が同一である場合に比べて、圧縮室をシールするシール長さＬを十分に確保することができる。従って、漏れによる能力低下や圧縮機の効率低下を防止することができる。尚、仕切板８の内径は、副軸受側偏心部５Ｂの外径以上であって、主軸受側偏心部５Ａの外径より小さいことが好ましい。より好ましくは、副軸受側偏心部５Ｂの外径と仕切板８の内径とを略同一とする。副軸受側偏心部５Ｂの外径と仕切板８の内径とを略同一とすることにより、圧縮室をシールするシール長さＬを最も長くすることができる。
【００２５】
ここで、従来技術では、主軸受側偏心部５Ａにおける反偏心側の外径を主軸受嵌入部２０外径よりも小さくして、偏心部外径を極力小さくするようにしている。しかしながら、主軸受側偏心部５Ａにおける反偏心側の外径を主軸受嵌入部２０外径よりも小さくすると、加工が困難となり、さらには、クランク軸５の主軸受嵌入部２０と主軸受側偏心部５Ａの連結部の剛性が低下し信頼性を低下させる。本実施例においては、クランク軸５の主軸受側偏心部５Ａの反偏心側外径を、主軸受嵌入部２０外径より大きくする。主軸受側偏心部５Ａの反偏心側外径を、主軸受嵌入部２０外径より大きくすることにより、加工も容易となり、且つクランク軸５の強度を十分確保することができる。尚、クランク軸５の副軸受側偏心部５Ｂの反偏心側外径を副軸受嵌入部２１外径より大きくしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、本実施例においては、クランク軸５の副軸受嵌入部２１の外径を主軸受嵌入部２０の外径より小さくする。主軸受嵌入部２０及び副軸受嵌入部２１は外径が小さいほど摺動ロスを小さくすることができる。主軸受嵌入部２０に対して剛性を必要としない副軸受嵌入部２１の外径を小さくすることにより、全体として必要な剛性を担保しつつ、摺動ロスを低減させることができる。
【実施例２】
【００２７】
図４は、本発明の第２の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。クランク軸５の主軸受側偏心部５Ａと主軸受側ローラ１１との合計アンバランス量と、クランク軸５の副軸受側偏心部５Ｂと副軸受側ローラ１２との合計アンバランス量を、副軸受側ローラ１２の形状で合わせている。従来の回転子４のバランスウエイト４Ａ，４Ｂは変更する必要がなく、そのまま流用可能であるため、新規回転子４製作によるコストアップを抑制することができる。
【実施例３】
【００２８】
図５は、本発明の第３の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。クランク軸５の主軸受側偏心部５Ａと主軸受側ローラ１１との合計アンバランス量と、クランク軸５の副軸受側偏心部５Ｂと副軸受側ローラ１２との合計アンバランス量とが等しくない設定とし、カウンタバランスウエイトとして回転子４の下側にのみバランスウエイト４Ｂを設置している。同様の位置においてクランク軸５に設置してもよい。実施例１と同様にシール長さＬを十分に確保して圧縮機の能力及び効率を向上させるとともに、本実施例においては、さらに、振動の抑制を可能としている。また、バランスウエイトが一つとなるので、バランスウエイトのコストを低減することができる。
【実施例４】
【００２９】
図６は、本発明の第４の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。クランク軸５の主軸受側偏心部５Ａと主軸受側ローラ１１との合計アンバランス量と、クランク軸５の副軸受側偏心部５Ｂと副軸受側ローラ１２との合計アンバランス量とが等しくない設定とし、カウンタバランスウエイトとしてクランク軸５の副軸受側偏心部５Ｂより下にのみバランスウエイト１８を設置している。実施例１と同様にシール長さＬを十分に確保して圧縮機の能力及び効率を向上させるとともに、本実施例においては、さらに、振動の抑制を可能としている。また、バランスウエイトが一つとなるので、バランスウエイトのコストを低減することができる。
【００３０】
上記各実施例によれば、副軸受側偏心部５Ｂの外径を主軸受側偏心部５Ａの外径より小さくすることにより、仕切板８の内径を小さくすることができるので、仕切板８の内径と主軸受側ローラ１１及び副軸受側ローラ１２の外径とにより決定されるシール長さＬが十分確保でき、その結果、漏れによる圧縮機の能力低下や圧縮機の効率低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１における２シリンダロータリ圧縮機の圧縮機構部の組立工程図である。
【図３】図３は、図１における２シリンダロータリ圧縮機の圧縮機構部の拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４の実施例における２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図７】従来例の２シリンダロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図８】図７における従来の圧縮機の圧縮機構部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  密閉容器
１Ａ  筒体
１Ｂ  蓋体
１Ｃ  底体
２  サクションタンク
３  固定子
４  回転子
４Ａ，４Ｂ  バランスウエイト
５  クランク軸
５Ａ  主軸受側偏心部
５Ｂ  副軸受側偏心部
６  主軸受
７  主軸受側シリンダ
８  仕切板
９  副軸受側シリンダ
１０  副軸受
１１  主軸受側ローラ
１２  副軸受側ローラ
１３  主軸受側ベーン
１４  副軸受側ベーン
１５  主軸受締付ボルト
１６  副軸受締付ボルト
１７  吐出パイプ
１８  バランスウエイト
２０  主軸受嵌入部
２１  副軸受嵌入部
【図１】
2009180203.tif 000003
【図２】
2009180203.tif 000004
【図３】
2009180203.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009180203.tif 000007
【図６】
2009180203.tif 000008
【図７】
2009180203.tif 000009
【図８】
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