(57)【要約】  ロータリ圧縮機は、回転軸と、回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部と、回転軸および圧縮機構部を収容する密閉容器とを備える。圧縮機構部は、冷媒を圧縮する圧縮室を有するシリンダと、回転軸を支持する上軸受および下軸受とを備え、上軸受および下軸受で、シリンダを回転軸の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、上軸受および下軸受の一方が密閉容器の内周面に固定されて密閉容器内に固定されている。上軸受および下軸受の固定された一方には、圧縮室に連通する吸入孔が形成されており、吸入孔に、密閉容器を外部から貫通した冷媒吸入管の先端部が挿入されて接続されている。
2021001960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記回転軸および前記圧縮機構部を収容する密閉容器とを備え、
前記圧縮機構部は、
前記冷媒を圧縮する圧縮室を有するシリンダと、
前記回転軸を支持する上軸受および下軸受とを備え、
前記上軸受および前記下軸受で、前記シリンダを前記回転軸の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、前記上軸受および前記下軸受の一方が前記密閉容器の内周面に固定されて前記密閉容器内に固定されており、
前記上軸受および前記下軸受の前記固定された一方には、前記圧縮室に連通する吸入孔が形成されており、前記吸入孔に、前記密閉容器を外部から貫通した冷媒吸入管の先端部が挿入されて接続されているロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記上軸受と前記シリンダとに連通して形成された貫通孔にボルトが挿入され、前記ボルトの先端部が、前記下軸受に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されているか、または、前記下軸受と前記シリンダとに連通して形成された貫通孔にボルトが挿入され、前記ボルトの先端部が、前記上軸受に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されている請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮室は、前記冷媒として二酸化炭素を圧縮するように構成されている請求項１または請求項２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、ロータリ圧縮機に関し、特にシリンダの内径真円度の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ圧縮機は、密閉容器の内部に電動機と圧縮機構部とを有する。圧縮機構部は、偏心部を有する回転軸と、偏心部の外周側に設けられた筒状のシリンダと、偏心部に追従して回転し、シリンダとの間に圧縮室を形成するローリングピストンと、シリンダの両端を閉塞する上下の軸受とを有する。上軸受とシリンダと下軸受とは、軸方向に順に並んで互いに複数の締結ボルトによって締結されている。圧縮機構部は、シリンダ部分を密閉容器の内周面にアークスポット溶接によって複数箇所、固定することで、密閉容器に保持されている。【０００３】
ロータリ圧縮機で圧縮される冷媒として二酸化炭素を用いる場合、二酸化炭素はフロン系冷媒と比較して冷媒圧力が大きいことから、密閉容器の板厚を厚くする必要がある。密閉容器の板厚を厚くする場合、圧縮機構部を密閉容器に固定する際のアークスポット溶接時の電圧および電流等を増加させる必要があり、シリンダの内径ひずみが大きくなる。そこで、従来、シリンダではなく上軸受を密閉容器にアークスポット溶接によって固定することで、シリンダに内径ひずみが生じないようにし、シリンダの内径真円度を確保するようにした技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９２６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、アークスポット溶接に起因するシリンダの内径ひずみの防止については効果がある。しかし、冷媒を圧縮室に取り込む冷媒吸入管がシリンダの吸入孔に接続されているため、冷媒吸入管を吸入孔に挿入する際に、その挿入方向のひずみがシリンダに生じ、シリンダの内径真円度が悪化するという問題があった。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、シリンダの内径真円度を向上することが可能なロータリ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】
【０００７】
本発明に係るロータリ圧縮機は、回転軸と、回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部と、回転軸および圧縮機構部を収容する密閉容器とを備え、圧縮機構部は、冷媒を圧縮する圧縮室を有するシリンダと、回転軸を支持する上軸受および下軸受とを備え、上軸受および下軸受で、シリンダを回転軸の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、上軸受および下軸受の一方が密閉容器の内周面に固定されて密閉容器内に固定されており、上軸受および下軸受の固定された一方には、圧縮室に連通する吸入孔が形成されており、吸入孔に、密閉容器を外部から貫通した冷媒吸入管の先端部が挿入されて接続されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のロータリ圧縮機においては、冷媒吸入管が上軸受および下軸受の一方に接続され、シリンダに接続しない構成としたので、シリンダに冷媒吸入管を接続する場合にシリンダに生じる、冷媒吸入管の挿入方向のひずみを解消でき、シリンダの内径真円度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態におけるロータリ圧縮機の概略縦断面図である。
【図２】実施の形態におけるロータリ圧縮機の要部の概略横断面図である。
【図３】実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の一部の概略縦断面図である。
【図４】実施の形態におけるロータリ圧縮機の変形例の概略横断面図である。
【図５】実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダの締結部を示す概略横断面図である。
【図６】実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダの締結部の変形例を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態に係る密閉型のロータリ圧縮機について図面を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。
【００１１】
実施の形態
図１は、実施の形態におけるロータリ圧縮機の概略縦断面図である。図２は、実施の形態におけるロータリ圧縮機の要部の概略横断面図である。図３は、実施の形態におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の一部の概略縦断面図である。
ロータリ圧縮機１の外観を構成する密閉容器２は、略円筒形状の胴部２１と、略半球形状の上蓋部２２と、略半球形状の下蓋部２３と、を備えている。胴部２１の上部には上蓋部２２が溶接され、胴部２１の下部には下蓋部２３が溶接されている。密閉容器２は台座３の上に設けられており、下蓋部２３と台座３とが固定されている。ロータリ圧縮機１は、設置状態ではボルト等により台座３が設置場所に固定される。
【００１２】
密閉容器２の内部には、電動機部４と圧縮機構部５とが収容されている。
【００１３】
電動機部４は、密閉容器２の胴部２１の内周面に固定された固定子４１と、固定子４１の内側に若干の隙間を設けて配置した回転子４２とから構成されている。固定子４１と胴部２１とは、アークスポット溶接または焼き嵌め等で固定されている。固定子４１は、上蓋部２２の中央部に取り付けられた端子６ａにリード線６ｂで接続されており、端子６ａからリード線６ｂを介して電力が電動機部４に供給される。
【００１４】
圧縮機構部５は、回転軸５１と、シリンダ５２と、上軸受５３と、下軸受５４と、ローリングピストン５５と、ベーン５６とを備えている。
【００１５】
回転軸５１は、一方向に偏心した偏心部５１ａを有する。回転軸５１は、電動機部４の回転子４２の中心部に挿入されて固定されている。回転軸５１の軸心５１ｂは、胴部２１の中心線に一致している。シリンダ５２は、回転軸５１の軸心５１ｂと同心の貫通孔を有し、この貫通孔が、シリンダ５２の上側端面に接触して配置された上軸受５３と、シリンダ５２の下側端面に接触して配置された下軸受５４とによって閉塞され、圧縮室５２ａを形成している。
【００１６】
上軸受５３および下軸受５４は回転軸５１を支持する。上軸受５３はアークスポット溶接で複数箇所、密閉容器２の胴部２１の内周面に固定されている。上軸受５３には、径方向外側の端部から上軸受５３の下側端面に向けて貫通する吸入孔５３ａが形成されている。吸入孔５３ａは、径方向外側の端部から径方向内側に向けて延びる第１孔５３ａａと、第１孔５３ａａから上軸受５３の下側端面に向けて延びる第２孔５３ａｂとを有する。第２孔５３ａｂは回転軸５１と並行に延びて形成されている。第２孔５３ａｂは、シリンダ５２において圧縮室５２ａの外周側に圧縮室５２ａと連通して形成された吸入経路５２ｂに連通している。これにより、吸入孔５３ａは吸入経路５２ｂを介して圧縮室５２ａに連通している。
【００１７】
ローリングピストン５５は、シリンダ５２内で回転軸５１の偏心部５１ａの外周に装着される。ローリングピストン５５は、回転軸５１の回転により圧縮室５２ａ内を偏心して回転する。ベーン５６はシリンダ５２に設けられた溝５２ｅに挿入されている。ベーン５６は、溝５２ｅに配置されたスプリング５７により径方向内側に押圧されてローリングピストン５５の外周面に接触し、圧縮室５２ａを低圧室５２ｆと高圧室５２ｇとに仕切る。シリンダ５２の内周面には低圧室５２ｆに連通する吸入経路５２ｂと、高圧室５２ｇに連通する吐出口５２ｃとが形成されている。
【００１８】
密閉容器２の胴部２１には、冷媒を圧縮室５２ａに吸入する冷媒吸入管７ａが接続されている。胴部２１には貫通孔が設けられており、貫通孔に、外部から冷媒吸入管７ａが挿入されて接続されている。冷媒吸入管７ａの先端部は、密閉容器２の内部に突出し、上軸受５３に設けられた吸入孔５３ａの第１孔５３ａａに挿入されて接続されている。また、密閉容器２の上蓋部２２には、圧縮された冷媒を外部に吐出する冷媒吐出管７ｂが接続されている。
【００１９】
以上のように構成されたロータリ圧縮機１は、例えば、冷媒吸入管７ａにより冷凍サイクルの蒸発器と接続され、冷媒吐出管７ｂにより冷凍サイクルの凝縮器と接続されて使用される。
【００２０】
次に、ロータリ圧縮機１の動作について説明する。
端子６ａを通じ電動機部４に電力が供給されると、回転子４２に固定された回転軸５１が軸心５１ｂを中心にして回転し、冷媒が冷凍サイクルから冷媒吸入管７ａおよび吸入孔５３ａを介して低圧室５２ｆに吸入される。低圧室５２ｆに吸入された冷媒は、ローリングピストン５５の偏心運動により圧縮される。圧縮されて高圧力となった冷媒は、高圧室５２ｇから吐出口５２ｃおよび上軸受５３に形成された吐出ポート（図示せず）を介して密閉容器２内に放出される。これにより密閉容器２内は高圧力状態になる。密閉容器２内の高圧力の冷媒は、冷媒吐出管７ｂより冷凍サイクルに吐出される。
【００２１】
次に、本実施の形態に係るロータリ圧縮機の作用について説明する。
まず、比較例として従来の構造について説明する。従来は、冷媒吸入管をシリンダに接続する構成としていた。冷媒吸入管をシリンダの吸入孔に接続する構成とすると、冷媒吸入管をシリンダの吸入孔に挿入する際に、その挿入方向のひずみがシリンダに生じ、シリンダの内径真円度が悪化する可能性がある。
【００２２】
冷媒に二酸化炭素を用いる場合、冷媒圧力が高圧であり、冷媒の吐出圧と吸入圧との高低圧差が大きい。このため、圧縮室から冷媒漏れがあると、効率が著しく低下してしまう。ローリングピストンがシリンダの内周面に最も接近した位置における、シリンダの内周面とローリングピストンの外周面との径方向の隙間（以下、最小半径隙間という）は、圧縮室からの冷媒漏れ流路となる。このため、冷媒に二酸化炭素を用いる場合には、他の冷媒を用いる場合よりも最小半径隙間を小さくする必要があり、例えば１０μｍ〜２０μｍ程度にする必要がある。
【００２３】
ローリングピストンは、シリンダの内周面との間を最小半径隙間を保った状態でシリンダ内を回転する。このため、最小半径隙間が小さく設計される場合、シリンダの内径真円度が確保されていないと、ローリングピストンがシリンダ内を回転せずにロックしてしまう可能性がある。具体的には例えば、シリンダの内周面が真円よりも内側に突出していると、その突出部にローリングピストンが引っ掛かって動かなくなる。
【００２４】
したがって、良好な内径真円度を確保することが求められており、本実施の形態では、冷媒吸入管７ａをシリンダ５２ではなく上軸受５３に接続する構造としている。つまり、冷媒吸入管７ａをシリンダ５２に接続しない構造とすることで、シリンダ５２において冷媒吸入管７ａの挿入方向に生じるひずみを解消し、シリンダ５２の内径真円度を確保できる。その結果、冷媒漏れによる効率低下を抑制でき、また、ローリングピストン５５のロックを回避できる。
【００２５】
図４は、実施の形態におけるロータリ圧縮機の変形例の概略横断面図である。
上記図１では、冷媒吸入管７ａが上軸受５３に接続され、また、上軸受５３が密閉容器２の内周面に固定された構成を示したが、図４に示すようにしてもよい。すなわち、冷媒吸入管７ａが下軸受５４に形成された吸入孔５４ａに接続され、また、下軸受５４が密閉容器２の内周面にアークスポット溶接で複数箇所、固定された構成としてもよい。
【００２６】
次に、図５を参照して、シリンダ５２の、上軸受５３および下軸受５４との締結部について説明する。
図５は、実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダの締結部を示す概略横断面図である。シリンダ５２には軸心５１ｂ方向に延びる貫通孔５９が形成されている。下軸受５４には貫通孔５９に連通して貫通孔６０が形成されている。上軸受５３、シリンダ５２および下軸受５４は、貫通孔６０および貫通孔５９にボルト５８の軸部が挿入され、軸部の先端部が上軸受５３のねじ穴にねじ込まれることで締結されている。このように、シリンダ５２自体にはボルト５８を締結せず、ボルト５８の軸部を貫通孔５９に通すようにしたので、ボルト締結時にボルト５８がシリンダ肉を引張る方向に生じるひずみを解消でき、シリンダ５２の内径真円度を向上できる。
【００２７】
図６は、実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダの締結部の変形例を示す概略縦断面図である。
上記図５では、ボルト５８を下軸受５４側から上軸受５３側に挿入して上軸受５３のねじ穴にねじ込んで締結する構成を示したが、逆でもよい。つまり、図６に示すように、上軸受５３に、貫通孔５９に連通して貫通孔６１が形成され、ボルト５８の軸部を上軸受５３側から、貫通孔６１および貫通孔５９に挿入し、下軸受５４のねじ穴にねじ込んで締結する構成としてもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態のロータリ圧縮機１は、回転軸５１と、回転軸５１の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部５と、回転軸５１および圧縮機構部５を収容する密閉容器２とを備える。圧縮機構部５は、冷媒を圧縮する圧縮室５２ａを有するシリンダ５２と、回転軸５１を支持する上軸受５３および下軸受５４とを備える。圧縮機構部５は、上軸受５３および下軸受５４で、シリンダ５２を回転軸５１の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、上軸受５３および下軸受５４の一方が密閉容器２の内周面に固定されて密閉容器２内に固定されている。上軸受５３および下軸受５４の固定された一方には、圧縮室５２ａに連通する吸入孔５３ａが形成されており、吸入孔５３ａに、密閉容器２を外部から貫通した冷媒吸入管７ａの先端部が挿入されて接続されている。
【００２９】
このように、冷媒吸入管７ａが上軸受５３または下軸受５４に接続され、シリンダ５２に接続しない構成とした。これにより、シリンダ５２に冷媒吸入管７ａを接続する場合にシリンダ５２に生じる、冷媒吸入管７ａの挿入方向のひずみを解消し、シリンダ５２の内径真円度を改善できる。内径真円度を改善できることで、最小半径隙間の最小化が可能となり、圧縮室５２ａからの冷媒漏れによる効率低下を抑制できる。
【００３０】
本実施の形態のロータリ圧縮機１は、上軸受５３とシリンダ５２とに連通して形成された貫通孔６１および５９にボルト５８が挿入され、ボルト５８の先端部が、下軸受５４に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されているか、または、次のように構成する。すなわち、ロータリ圧縮機１は、下軸受５４とシリンダ５２とに連通して形成された貫通孔６０および５９にボルト５８が挿入され、ボルト５８の先端部が、上軸受５３に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されている。
【００３１】
このように、シリンダ５２自体にはボルト５８が締結されず、ボルト５８の軸部を貫通孔５９に通すようにしたので、ボルト締結時にボルト５８がシリンダ５２肉を引張る方向に生じるひずみを解消でき、シリンダ５２の内径真円度を向上できる。
【００３２】
本実施の形態において、圧縮室５２ａは、冷媒として二酸化炭素を圧縮するように構成されている。
【００３３】
このように冷媒として二酸化炭素を用いることができる。二酸化炭素は、フロン系冷媒と比較して冷媒圧力が高く、シリンダ５２の内径真円度がよくないと、ローリングピストン５５のロックの問題および冷媒漏れによる効率低下の問題が生じる。しかし、本実施の形態では上述したようにシリンダ５２の内径真円度を向上できるため、これらの問題を解消でき、冷媒として二酸化炭素を用いる場合に特に有効である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ロータリ圧縮機、２  密閉容器、３  台座、４  電動機部、５  圧縮機構部、６ａ  端子、６ｂ  リード線、７ａ  冷媒吸入管、７ｂ  冷媒吐出管、２１  胴部、２２  上蓋部、２３  下蓋部、４１  固定子、４２  回転子、５１  回転軸、５１ａ  偏心部、５１ｂ  軸心、５２  シリンダ、５２ａ  圧縮室、５２ｂ  吸入経路、５２ｃ  吐出口、５２ｅ  溝、５２ｆ  低圧室、５２ｇ  高圧室、５３  上軸受、５３ａ  吸入孔、５３ａａ  第１孔、５３ａｂ  第２孔、５４  下軸受、５４ａ  吸入孔、５５  ローリングピストン、５６  ベーン、５７  スプリング、５８  ボルト、５９  貫通孔、６０  貫通孔、６１  貫通孔。
【図１】
2021001960.tif 000003
【図２】
2021001960.tif 000004
【図３】
2021001960.tif 000005
【図４】
2021001960.tif 000006
【図５】
2021001960.tif 000007
【図６】
2021001960.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月2日(2021.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係るロータリ圧縮機は、回転軸と、回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部と、回転軸および圧縮機構部を収容する密閉容器とを備え、圧縮機構部は、冷媒を圧縮する圧縮室を有するシリンダと、回転軸を支持する上軸受および下軸受とを備え、上軸受および下軸受で、シリンダを回転軸の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、下軸受が密閉容器の内周面に固定されて密閉容器内に固定されており、下軸受には、圧縮室に連通する吸入孔が形成されており、吸入孔に、密閉容器を外部から貫通した冷媒吸入管の先端部が挿入されて接続されているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記回転軸および前記圧縮機構部を収容する密閉容器とを備え、
前記圧縮機構部は、
前記冷媒を圧縮する圧縮室を有するシリンダと、
前記回転軸を支持する上軸受および下軸受とを備え、
前記上軸受および前記下軸受で、前記シリンダを前記回転軸の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、前記下軸受が前記密閉容器の内周面に固定されて前記密閉容器内に固定されており、
前記下軸受には、前記圧縮室に連通する吸入孔が形成されており、前記吸入孔に、前記密閉容器を外部から貫通した冷媒吸入管の先端部が挿入されて接続されているロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記上軸受と前記シリンダとに連通して形成された貫通孔にボルトが挿入され、前記ボルトの先端部が、前記下軸受に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されているか、または、前記下軸受と前記シリンダとに連通して形成された貫通孔にボルトが挿入され、前記ボルトの先端部が、前記上軸受に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されている請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
回転軸と、
前記回転軸の回転により冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記回転軸および前記圧縮機構部を収容する密閉容器とを備え、
前記圧縮機構部は、
前記冷媒を圧縮する圧縮室を有するシリンダと、
前記回転軸を支持する上軸受および下軸受とを備え、
前記上軸受および前記下軸受で、前記シリンダを前記回転軸の軸方向に挟んだ状態で締結された構成を有するとともに、前記上軸受および前記下軸受の一方が前記密閉容器の内周面に固定されて前記密閉容器内に固定されており、
前記上軸受および前記下軸受の前記固定された一方には、前記圧縮室に連通する吸入孔が形成されており、前記吸入孔に、前記密閉容器を外部から貫通した冷媒吸入管の先端部が挿入されて接続されており、
前記上軸受と前記シリンダとに連通して形成された貫通孔にボルトが挿入され、前記ボルトの先端部が、前記下軸受に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されているか、または、前記下軸受と前記シリンダとに連通して形成された貫通孔にボルトが挿入され、前記ボルトの先端部が、前記上軸受に形成されたねじ穴にねじ込まれて締結されているロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮室は、前記冷媒として二酸化炭素を圧縮するように構成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【国際調査報告】
2021001960.tif 000009
2021001960.tif 000010