(57)【要約】【課題】従来の構成ではベーンの吸入側側面の面粗度に着目しただけで相手のシリンダーのベーン溝の形状および面粗度に関しては特定されていなかった。また、一般にベーン側面は研磨加工されているためある程度の面粗度は確保されていた。そこで、本発明は、前記ベーン背面の吐出側角部とシリンダーのベーン溝との境界摩擦を緩和して圧縮機効率の向上と信頼性向上を目的としている。【解決手段】前記ベーン背面の吐出側角部ＲｂにＲ面取りを施したことを特徴とすることにより、ベーンの摺動損失を減らすことが可能となる。【選択図】図３
2009257275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーの両端面に、上軸受けと下軸受けとを配し前記シリンダー内を回転するピストンと前記ピストンを駆動するシャフトと前記シリンダー内を吸入室と吐出口が開口する圧縮室に仕切るベーンを有し、前記シリンダーのベーン溝に前記ベーンが挿入されベーン背面に圧縮された吐出圧力が作用し、前記ピストンの回転に合わせて前記ベーンをピストン外周に押し付けながら往復運動を行い、前記ピストンの回転に伴って圧縮冷媒ガスの吸入と圧縮を同時に行い、前記ピストンの回転と伴に圧縮冷媒ガスの吸入と圧縮を行い、前記ベーン背面の吐出側角部にＲ面取りを施したロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記シリンダーのベーン溝の吸入側側面先端角部にＲ面取りを施した請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記シリンダーのベーン溝の吐出側側面に加工を行い面粗度Ｒｙ値をＲｙ＝０．１μｍから０．９μｍの範囲に加工しベーン溝の吸入側側面よりも面粗度Ｒｙ値を小さくした請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記ベーンの吐出側側面の移動方向に膨らみ部を設けた請求項１記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルームエアコン、冷蔵庫、空気調和装置に組み込まれるロータリ圧縮機の性能向上および信頼性向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のロータリ圧縮機のベーンはシリンダーのベーン溝に挿入され往復運動を行うように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来のロータリ圧縮機の上軸受け側より見た横断面図である。シリンダー５１に設けられたベーン溝５２にベーン５３が挿入されている。ベーン先端はピストン５４の外周に吐出圧力と吸入圧力の圧力差で押し付けられておりピストンの回転に合わせて往復動運動を行っている。また、ベーン５３のベーン溝５２より飛出した側面の吐出側には圧縮圧力Ｐｃ、吸入側には吸入圧力Ｐｓが働く。これらの力でベーン先端が吸入側に傾いて往復運動を行うため、ベーン溝５２の吸入側側面先端角部とベーンの吸入側側面およびベーン５３背面の吐出側角部とベーン溝５２の吐出側側面の摺動が厳しく境界摩擦となり入力が増加したり、信頼性に大きな影響を及ぼしたりしていた。
【特許文献１】特許第２８１７３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の構成ではベーン５３の吸入側側面の面粗度に着目しただけで相手のシリンダーのベーン溝５２の形状および面粗度に関しては特定されていなかった。また一般にベーン側面は研磨加工されているためある程度の面粗度は確保されていた。ベーン溝５２の吸入側の先端近辺はベーン吸入側側面と摺動し馴染むため面粗度は初期の値よりも小さい値となるため特に研磨加工等の必要はないと考えられる。また、ベーン溝５２の吐出側は広い面積でベーン５３の吐出側側面と摺動するため馴染み量は小さく初期の加工面の面粗度が残っている。
【０００５】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、前記ベーン背面の吐出側角部とシリンダーのベーン溝との境界摩擦を緩和して圧縮機効率の向上と信頼性向上を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、ベーン背面の吐出側角部にＲ面取りを施したことを特徴とする。
【０００７】
このことにより、ベーンの摺動損失を減らすことが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のロータリ圧縮機の前記ベーン背面の吐出側角部にＲ面取りを施したことにより、ベーン側面の摺動損を減らし圧縮機効率を向上させることが出来る。また、摺動状態が良くなるため信頼性も向上することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は前記ベーン背面の吐出側角部にＲ面取りを施し、ベーン溝の吐出側側面との摺動損失を軽減する構成になっている。
【００１０】
第２の発明は前記シリンダーのベーン溝の吸入側側面先端角部にＲ面取りを施し、ベーンの吸入側側面との摺動損失を軽減する構成になっている。
【００１１】
第３の発明は前記シリンダーのベーン溝の吐出側側面に加工を行い面粗度Ｒｙ値をＲｙ＝０．１μｍから０．９μｍの範囲の適切な値に加工しベーン溝の吸入側側面よりも面粗度Ｒｙ値を小さくしたことにより、ベーン側面の摺動損を減らすことができる構成になっている。即ち面粗度Ｒｙ値が０．９より大きい場合にはベーンの吐出側側面とシリンダーのベーン溝の吐出側側面との金属同士の接触が強くなり入力が増大する、また面粗度Ｒｙ値が０．１より小さい場合にはベーンの吐出側側面とシリンダーのベーン溝の吐出側側面との間の油保持能力が小さくなりそれ以上Ｒｙ値を小さくしてもあまり効果が得られない。面粗度Ｒｙ値を適切な粗さにすることにより摺動状態が良くなり信頼性も向上することが出来る。
【００１２】
第４の発明は前記ベーンの吐出側側面の移動方向に膨らみ部を設けたことにより、前記ベーンの吐出側側面と前記シリンダーのベーン溝の吐出側側面との衝突音および振動を低減する構成になっている。
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるロータリ圧縮機のメカ部の縦断面図を示している。
【００１５】
図１に示されるように、シリンダー１の上部には上軸受け２、下部には下軸受け３が取り付けられそれぞれに囲まれた空間内にシャフト４により回転するピストン５が設けられている。ベーン６の背後には圧縮された吐出圧力が働くためピストン５の外周に押し付けられた状態でシリンダー１のベーン溝７に挿入され往復運動を行う。
【００１６】
図２は、本発明実施の形態１にかかるロータリ圧縮機の上軸受け２から見たメカ部の横断面図である。シリンダー１のベーン溝７にベーン６が挿入されている。シリンダー１には吸入口８および吐出切り欠き９が設けられている。シリンダー１の内面とピストン５の外周で囲まれたシリンダー室はベーン６により仕切られ吸入室１０および圧縮室１１が構成されている。
【００１７】
以上のように構成されたロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００１８】
まず、ピストン５がシャフト４の回転に伴って１回転する間に吸入口８より冷媒ガスが吸入室１０に吸入される。吸入室１０に吸入された冷媒ガスは次ぎのシャフト４の１回転の間に圧縮工程に入り圧縮室１１となり冷媒ガスはピストン５の回転と伴に圧縮され吐出切り欠き９を通って吐出口より吐出される。圧縮途中では吸入室１０は吸入圧力Ｐｓ、圧縮室１１は圧縮圧力Ｐｃになっている。また、Ｐｃ＞Ｐｓのためベーン６の先端は圧縮圧力Ｐｃに押されて吸入側に傾いて往復運動をおこなうことになる。
【００１９】
図３はベーン６近辺の詳細を示す断面図である。シリンダー１のベーン溝７にベーン６が挿入されピストン５の回転に合わせて往復動運動を行う。上記説明のようにベーンの吐出側側面６ｂには圧縮圧力Ｐｃ，吸入側側面６ａには吸入圧力Ｐｓが作用しているため差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）による力Ｆが働きベーン６の先端が吸入側に傾いた状態で往復運動を行っている。図３から分かるようにベーン溝７の吸入側側面先端角部Ｒａとベーン６の吸入側側面６ａ、ベーン溝７の吐出側側面７ｂとベーン背面の吐出側角部Ｒｂが厳しい境界摩
擦を起こしている。これらの境界摩擦を緩和するためベーン溝７の吸入側側面先端角部ＲａにＲ面取りおよびベーン背面の吐出側角部ＲｂにＲ面取りを構成している。ベーン溝７の吐出側側面７ｂ先端部は角部でありＲ面取りを施していない。また、ベーン背面の吸入側角部はＲ面取り施していない。一般にベーン６ははがね鋼のような固い材質で攻撃性があり、シリンダー１は鋳物でできているためベーン６の吐出側側面６ｂの背面角部ＲａのＲはＲ１．０以上になっている。ベーン溝７の吸入側側面７ａの面粗度値ＲｙはＲｙ＝２．２μｍ程度に加工されている。また、ベーン溝７の吐出側側面７ｂの摺動損失を低減させるためにベーン溝７の吐出側側面７ｂは加工を行い面粗度Ｒｙ値をＲｙ＝０．５μｍ程度になるように加工されているためベーン溝７の吸入側側面７ａの面粗度値よりも小さくなっている。
【００２０】
ベーン６の吐出側側面６ｂにベーン６の移動方向に膨らみ部６ｃを設けている。このことによりベーン６の吐出側側面６ｂとベーン溝７の吐出側側面７ｂとの当りが緩和されベーン６が上死点近辺に来た際のベーン６の吐出側側面６ｂとベーン溝７の吐出側側面７ｂの衝突による音および振動を低減できる。図３では膨らみ部６ｃを大きく描いているが、実際の膨らみは５μｍオーダーである。
【００２１】
図４はシリンダーのベーン溝の吐出側側面のベーン溝面粗度を向上した時の圧縮機の入力低減量を面粗度Ｒｙ＝２．２μｍの入力値を基準に示している。面粗度Ｒｙ＝２．２μｍ、１．１μｍ、０．５μｍ、０．１μｍの入力測定を行い横軸に面粗度値Ｒｙ値、縦軸に面粗度Ｒｙ＝２．２μｍの入力値に対する比率％で示している。吐出側側面のベーン溝の面粗度Ｒｙ値をＲｙ＝０．１μｍから０．９μｍの範囲の適切な値に加工を行うことにより、圧縮機の入力を低減させることができた。即ち面粗度Ｒｙ値が０．９より大きい場合にはベーンの吐出側側面とシリンダーのベーン溝の吐出側側面との金属同士の接触が強くなり入力が増大する傾向にあり、また面粗度Ｒｙ値が０．１より小さい場合にはベーンの吐出側側面とシリンダーのベーン溝の吐出側側面との間の油保持能力が小さくなりそれ以上Ｒｙ値を小さくしてもあまり効果が得られない傾向になっている。
【００２２】
以上のように、本実施の形態においてはロータリ圧縮機のベーン背面の吐出側角部とシリンダーのベーン溝との境界摩擦を緩和して圧縮機効率の向上を図ることが出来る。また信頼性も向上することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
上述したように、本発明にかかるロータリ圧縮機は、圧縮効率を向上することができるため、給湯器用ＣＯ２圧縮機、空気圧縮の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるロータリ圧縮機のメカ部の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１にかかるロータリ圧縮機の上軸受けから見たメカ部の横断面図
【図３】本発明の実施の形態１にかかるロータリ圧縮機のベーン近辺の要部詳細断面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかるロータリ圧縮機のシリンダーのベーン溝面粗度と入力低減効果を示す特性図
【図５】従来のロータリ圧縮機の上軸受けから見たメカ部の横断面図
【符号の説明】
【００２５】
１  シリンダー
２  上軸受け
３  下軸受け
４  シャフト
５  ピストン
６  ベーン
６ａ  吸入側側面
６ｂ  吐出側側面
６ｃ  膨らみ部
７  ベーン溝
７ａ  吸入側側面
７ｂ  吐出側側面
８  吸入口
９  吐出切り欠き
１０  吸入室
１１  圧縮室
Ｒａ  ベーン溝の吸入側側面先端角部
Ｒｂ  ベーン背面の吐出側角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009257275.tif 000006
【図５】
2009257275.tif 000007