JPH04111593U - ロ−リングピストン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロ−リングピストン型圧縮機のロ−ラの自転
に伴う機械損失を低減させる。 【構成】 ロ−リングピストン型圧縮機のロ−ラ（６）
に、ケ−シング（２）内の高圧流体を該ロ−ラ（６）の
自転方向にフロント及びリヤヘッド（７），（８）に向
って流動させる流体通路（１３）を設け、この流体通路
（１３）を流動する高圧流体により、前記自転方向と逆
方向の付勢力を発生させてロ−ラ（６）の自転速度を低
下させて、摺動による機械損失を低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロ−リングピストン型圧縮機に係り、特に、圧縮機駆動時における ロ−ラの自転による機械損失の低減対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、冷凍機等に設けられる圧縮機の１タイプとして、例えば、特開昭６３ −１６７０９５号公報に示されるようなロ−リングピストン型圧縮機が知られて いる。この種の圧縮機は、ケ−シング内に、電動モ−タと該電動モ−タにクラン ク軸を介して連繋された圧縮機本体とが収納されて構成されている。そして、前 記圧縮機本体は、シリンダ内に、ロ−リングピストンとしてのロ−ラが配設され ており、このロ−ラは、前記シリンダに対して偏心して配設されていて、その外 周面の一部がシリンダ内周面に当接するようになっている。また、シリンダの上 下各端面にはフロントヘッドおよびリヤヘッドが取付けられており、前記シリン ダの内周面とロ−ラの外周面との間に圧縮室が形成されている。更に、前記シリ ンダには、先端がロ−ラの外周面に当接するブレ−ドが圧縮室内に出没自在とな るように設けられている。一方、前記ロ−ラには前記電動モ−タから延びるクラ ンク軸のカム部が嵌入されている。更に、前記ケ−シングの底部には潤滑油が貯 留されており、前記クランク軸の下端は、この潤滑油に浸漬されている。また、 この潤滑油はクランク軸の下端部に設けられたオイルポンプによって各摺動部分 に供給されるようになっている。

【０００３】 そして、この圧縮機の駆動時には、冷媒等の流体がシリンダ内に流入し、クラ ンク軸の回転に伴なうロ−ラのクランク軸心回りの公転により圧縮室の容積を変 化させることによって流体を圧縮するようになっている。また、この圧縮機駆動 時において、ロ−ラは、前記クランク軸の回転方向と同方向で且つクランク軸の 回転速度に比較してかなり低速でもってカム部回りに自転されるようになってお り、摺動部分における摺動速度が低減されていることによって高い機械効率を得 るように構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したようなロ−リングピストン型圧縮機においては、前述した ようなロ−ラの自転により、その外周面がブレ−ドの先端に対して摺動している 。また、このロ−ラの外周面における摺動や上下各端面の摺動に関する機械損失 は圧縮機の全機械損失中の１０〜２０％と大きな割合を占めており、より高い機 械効率を得るためには、このロ−ラとブレ−ドとの間の摺動による機械損失を低 減させる必要がある。

【０００５】 本考案は、この点に鑑みてなされたものであって、このロ−ラの自転に伴う機 械損失の低減を図ることができる構成を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために本考案は、圧縮機内部の高圧流体を利用して、ロ −ラの自転方向とは反対方向の流体力によってロ−ラの自転速度を低下させるよ うにした。具体的に、請求項１記載の考案は、ケ−シング（２）内に、駆動手段 （３）と該駆動手段（３）に連繋された圧縮手段（４）とが収容され、前記圧縮 手段（４）はシリンダ（５）内にロ−ラ（６）が偏心して収納されて成り、該ロ −ラ（６）には前記駆動手段（３）の駆動軸（３ｂ）の偏心部（３ｅ）が嵌入さ れている一方、前記シリンダ（５）の両端面にヘッド部（７），（８）が配設形 成されて該シリンダ（５）の内周面とロ−ラ（６）の外周面との間に圧縮室（９ ）が形成され、該圧縮室（９）には流体の吸入路（５ａ）及び吐出路（５ｄ）が 接続されている。そして、前記シリンダ（５）には該シリンダ（５）の半径方向 に延びるブレ−ド溝（５ｂ）が形成され、該ブレ−ド溝（５ｂ）には前記ロ−ラ （６）の外周面に当接しながらシリンダ（５）内に出没自在なブレ−ド（１１） が挿通されており、前記駆動手段（３）の駆動に伴なってロ−ラ（６）が、シリ ンダ（５）内で駆動軸（３ｂ）の軸中心回りに公転して流体を圧縮すると共に前 記駆動軸（３ｂ）の回転方向と同方向に偏心部（３ｅ）回りに自転するように構 成されたロ−リングピストン型圧縮機を前提としている。そして、前記ロ−ラ（ ６）に、一端がロ−ラ（６）の内周面に開口し他端がロ−ラ（６）の端面に前記 ヘッド部（７），（８）に対向して開口し、前記ケ−シング（２）内の流体を、 前記ヘッド部（７），（８）に向って流動させる流体通路（１３）を設け、該流 体通路（１３）の他端開口を、該開口からの流体により前記ロ−ラ（６）に前記 自転方向と逆方向の回転力が与えられるように傾斜させるような構成とした。

【０００７】 請求項２記載の考案は、前記請求項１記載のロ−リングピストン型圧縮機にお いて、流体通路（１３）を複数箇所に設けるような構成とした。

【０００８】 請求項３記載の考案は、前記請求項１または２記載のロ−リングピストン型圧 縮機において、駆動軸（３ｂ）に、一端がケ−シング（２）内底部に貯留された 潤滑油（Ｏ）に浸漬された給油路（３ｇ），（３ｈ）を設け、該給油路（３ｇ） ，（３ｈ）の他端を、流体通路（１３）に連通するような構成とした。

【０００９】

【作用】

上記構成により、請求項１に係る考案では、駆動手段（３）の駆動に伴ない、 圧縮手段（４）のロ−ラ（６）が駆動軸（３ｂ）の軸中心回りに公転し、吸入路 （５ａ）を経て圧縮室（９）内に流体が流入し流体を圧縮する。その後、この圧 縮された流体は吐出路（５ｄ）からケ−シング（２）の内部空間に吐出する。そ して、この圧縮された流体等のケ−シング（２）内の流体の一部は、流体通路（ １３）を経て、ロ−ラ（６）の自転方向にヘッド部（７），（８）に向って流動 する。これによって、前記自転方向と逆方向の付勢力が発生し、ロ−ラ（６）の 自転速度が低減される。従って、ロ−ラ（６）の外周面とブレ−ド（１１）の先 端との間での摺動による機械損失が低減され、圧縮機効率が向上する。

【００１０】 請求項２に係る考案では、流体通路（１３）が複数箇所に設けられていること により、ロ−ラ（６）の自転方向と逆方向の付勢力を大きくすることができるば かりでなく、ロ−ラ（６）の重量が大幅に軽減されることになり、これによって 、このロ−ラ（６）の上下各端面とそれに接触するヘッド部（７），（８）との 摺動による摩擦損失も低減されることになり、圧縮機効率が向上できる。

【００１１】 請求項３に係る考案では、ケ−シング（２）内底部に貯留された潤滑油（Ｏ） は給油路（３ｇ），（３ｈ）を経て流体通路（１３）に供給される。これによっ て、ロ−ラ（６）の上下各端面に潤滑油（Ｏ）を強制的に供給することができ、 この上下各端面とヘッド部（７），（８）との間のシ−ル性を確保することがで き冷媒の漏れが防止できる。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案における実施例を図面に沿って説明する。図３に示すように、本 考案に係るロ−リングピストン型圧縮機（１）は、ケ−シング（２）内に駆動手 段（３）と圧縮手段としての圧縮機本体（４）とが収納されて構成されている。

【００１３】 駆動手段（３）は、電動モ−タ（３ａ）と駆動軸としてのクランク軸（３ｂ） とから成っている。電動モ−タ（３ａ）は、ケ−シング（２）の内部空間（２ａ ）の上部に配設され、該ケ−シング（２）の内周面に固着されたステ−タ（３ｃ ）と、該ステ−タ（３ｃ）の中央部に配設されたロ−タ（３ｄ）とによって構成 されている。クランク軸（３ｂ）は、その上端部が前記ロ−タ（３ｄ）の中央部 に接続されていると共に、下端部が下方へ延長されて前記圧縮機本体（４）に連 繋されている。また、ケ−シング（２）内の底部には潤滑油（Ｏ）が貯留されて おり、前記クランク軸（３ｂ）の下端はこの潤滑油（Ｏ）に浸漬されている。こ のクランク軸（３ｂ）の下端には遠心ポンプ（３ｆ）が配設されていると共に、 クランク軸３ｂ内には上下方向に延びるメイン給油路３ｇ（図４参照）が形成さ れている。

【００１４】 圧縮機本体（４）は、固定翼形であって、前記電動モ−タ（３ａ）の下方に配 設されている。この圧縮機本体（４）は、図１及び図３に示すように、前記ケ− シング（２）の内壁に固着されたシリンダ（５）内に、ロ−ラ（６）が収納され ていると共に、前記シリンダ（５）の上端面にヘッド部としてのフロントヘッド （７）が、下端面に同じくヘッド部としてのリヤヘッド（８）が夫々取付けられ ており、前記フロントヘッド（７）及びリヤヘッド（８）によってシリンダ（５ ）の内周面とロ−ラ（６）の外周面との間には圧縮室（９）が形成されている。 また、前記シリンダ（５）には圧縮室（９）に開口する冷媒の吸入路（５ａ）が 形成されており、該吸入路（５ａ）には図示しないアキュ−ムレ−タから延びる 吸入管（１０）が連結されている。一方、前記ロ−ラ（６）の中央部には、クラ ンク軸（３ｂ）と一体形成された偏心部としてのカム部（３ｅ）が嵌入されてい る。これにより、前記ロ−ラ（６）はシリンダ（５）に対して偏心して設けられ 、該ロ−ラ（６）の外周面の一部がシリンダ（５）の内周面に接するようになっ ている。また、前記シリンダ（５）における前記吸入路（５ａ）の配設位置近傍 には、ブレ−ド溝（５ｂ）が形成されている。該ブレ−ド溝（５ｂ）は、シリン ダ（５）の半径方向に延びていると共に、該シリンダ（５）の上下両面に貫通し 、且つ、その外周側は外周壁（５ｃ）で閉鎖されている。また、該ブレ−ド溝（ ５ｂ）には、ブレ−ド（１１）が、シリンダ（５）内に出没自在に配設されてい る。該ブレ−ド（１１）は、その後端面と前記シリンダ（５）の外周壁（５ｃ） との間に配設されているスプリング（１１ａ）の付勢力等により、その先端がロ −ラ（６）の外周面に押圧され、前記圧縮室（９）を低圧室（９ａ）と高圧室（ ９ｂ）とに分割している。更に、前記ブレ−ド（１１）の配設位置近傍の高圧室 （９ｂ）側には吐出路（５ｄ）が設けられている。この吐出路（５ｄ）は、一端 がシリンダ（５）の内周面に開口されており、この開口部分には高圧室（９ｂ） 内の圧力上昇に伴なって開放可能な図示しないリ−ド弁が設けられている。一方 、この吐出路（５ｄ）の他端は、前記ケ−シング（２）の内部空間（２ａ）に開 口されている。また、前記フロント及びリヤヘッド（７），（８）には前記クラ ンク軸（３ｂ）の径よりもやや大径に形成されて上下方向に延びる貫通孔（７ａ ），（８ａ）が形成され、この貫通孔（７ａ），（８ａ）にクランク軸（３ｂ） がメタルシ−ルを介して回転自在に支持されている。一方、前記ケ−シング（２ ）の上面には図示しない凝縮器へ繋がる吐出管（１２）が接続されており、圧縮 機本体（４）から吐出された高温高圧の冷媒は、この吐出管（１２）から凝縮器 側へ導出されるようになっている。

【００１５】 このような構成により、圧縮機駆動時には、電動モ−タ（３ａ）の駆動による クランク軸（３ｂ）の回転に伴なって、ロ−ラ（６）がクランク軸（３ｂ）の軸 中心回りに公転して各圧縮室（９ａ），（９ｂ）を収縮するようになっている。 また、この圧縮機駆動時において、ロ−ラ（６）は、前記クランク軸（３ｂ）の 回転方向と同方向で且つクランク軸（３ｂ）の回転速度に比較してかなり低速で もってカム部（３ｅ）回りに自転されるようになっており、高い機械効率を得る ように構成されている。

【００１６】 次に、本考案の特徴とする部材であるロ−ラ（６）について説明する。このロ −ラ（６）は、円筒状の部材であって、前述したように、その中央部にクランク 軸（３ｂ）のカム部（３ｅ）が嵌入されており、また、その外周面の一部がシリ ンダ（５）の内周面及びブレ−ド（１１）の先端に接するようになっており、圧 縮機駆動時にはクランク軸（３ｂ）の回転方向と同方向でカム部（３ｅ）回りに 自転するようになっている。

【００１７】 そして、このロ−ラ（６）の特徴とする構成は、複数箇所に設けられた流体通 路（１３），（１３），…にある。この流体通路（１３）は、図１及び図２に示 すように、略９０゜の角度間隔を存して４箇所に配設されており、水平通路（１ ３ａ）と傾斜通路（１３ｂ），（１３ｃ）とを備えて成っている。水平通路（１ ３ａ）は、一端がロ−ラ（６）の内周面（６ａ）に開口し、且つその開口部から 小寸法をもってロ−ラ（６）の半径方向外側に延びている。傾斜通路（１３ｂ） ，（１３ｃ）は、前記水平通路（１３ａ）の外側端から上下に分岐され、その一 端が夫々ロ−ラ（６）の上下各端面に開口されて構成されている。そして、この ２つの傾斜通路（１３ｂ），（１３ｃ）のうち、上側の傾斜通路（１３ｂ）は、 前記水平通路（１３ａ）の外側端からロ−ラ（６）の自転方向（図１の矢印Ａ） に向うに従って上方へ所定角度をもって傾斜するように形成されている。一方、 下側の傾斜通路（１３ｃ）は、前記水平通路（１３ａ）の外側端からロ−ラ（６ ）の自転方向に向うに従って下方へ所定角度をもって傾斜するように形成されて いる。一方、図４に示すように、前記クランク軸（３ｂ）のカム部（３ｅ）には 、前記メイン給油路（３ｇ）から分岐されて水平方向に延び、前記水平通路（１ ３ａ）の開口部に対向可能な位置に開放するサブ給油路（３ｈ）が形成されてい る。つまり、このサブ給油路（３ｈ）と前記メイン給油路（３ｇ）とによって潤 滑油（Ｏ）を流体通路（１３）に供給するための本考案でいう給油路が構成され ている。そして、前述したような形状の流体通路（１３）が形成されていること によって、圧縮機駆動時のケ−シング（２）内の高圧流体である冷媒ガスや潤滑 油（Ｏ）は水平通路（１３ａ）から傾斜通路（１３ｂ），（１３ｃ）を通ってロ −ラ（６）の上下各端面から前記フロントヘッド（７）及びリヤヘッド（８）に 向って流動されることになり、そのために、このロ−ラ（６）には、その自転方 向とは逆方向に作用する付勢力が与えられるようになっている。

【００１８】 次に、このロ−リングピストン型圧縮機（１）の運転時について説明する。先 ず、電動モ−タ（３ａ）を駆動すると、この駆動力がクランク軸（３ｂ）を介し て圧縮機本体（４）のロ−ラ（６）に伝達し、該ロ−ラ（６）がシリンダ（５） 内でクランク軸（３ｂ）の軸中心回りに公転する。これにより、冷媒ガスが吸入 管（１０）より吸入路（５ａ）を経て圧縮機本体（４）の低圧室（９ａ）に流入 する。その後、前記ロ−ラ（６）の公転に伴い、低圧室（９ａ）が高圧室（９ｂ ）となるに従って、冷媒ガスを圧縮し、この冷媒ガスの圧力が所定値に達すると 、この圧力によってリ−ド弁が開放し、高圧状態の冷媒ガスが吐出路（５ｄ）か らケ−シング（２）の内部空間（２ａ）へ吐出し、その後、吐出管（１２）によ って凝縮器側に導出される。また、このような運転状態において、ケ−シング（ ２）の内部空間（２ａ）は高圧雰囲気となっている。

【００１９】 そして、本考案の特徴とする作用を説明すると、前記クランク軸（３ｂ）の回 転に伴なって遠心ポンプ（３ｆ）によってメイン給油路（３ｇ）に吸上げられた 潤滑油（Ｏ）の一部はサブ給油路（３ｈ）に導かれ、このサブ給油路（３ｈ）に よって順に流体通路（１３）に供給される。また、この流体通路（１３）には、 ケ−シング（２）内の高圧冷媒ガスが導入されることもあり、この高圧の潤滑油 （Ｏ）及び冷媒ガスは流体通路（１３）を経てロ−ラ（６）の上下各端面からフ ロントヘッド（７）及びリヤヘッド（８）に向って流動される。これによって、 ロ−ラ（６）には、その自転方向とは逆方向の付勢力が与えられ、この付勢力に よって、前記ロ−ラ（６）の自転速度が低減されることになる。また、このよう にしてロ−ラ（６）の上下各端面とフロントヘッド（７）及びリヤヘッド（８） との間に潤滑油（Ｏ）が供給されることにより、この互いに摺動する部材間には 潤滑油（Ｏ）の粘性による剪断方向の抵抗が作用することになって、これによっ ても前記ロ−ラ（６）の自転速度が低減される。このようにして、ロ−ラ（６） の自転速度が低減されると、ロ−ラ外周面のブレ−ド先端に対する摺動速度が低 減されることになり、この摺動による機械損失が低減されて圧縮機効率の向上を 図ることができる。また、このように、流体通路（１３）を設けていることによ って、ロ−ラ（６）全体としての重量が軽減されることになり、これによって、 このロ−ラ（６）の上下各端面とそれに接触するフロントヘッド（７）及びリヤ ヘッド（８）との摺動による摩擦損失も低減されることになり、これによっても 圧縮機効率の向上を図ることができる。更には、前記メイン，サブ給油路（３ｇ ），（３ｈ）及び流体通路（１３）によって、ロ−ラ（６）の上下各端面に潤滑 油（Ｏ）を強制的に供給することができるために、この上下各端面とフロントヘ ッド（７）及びリヤヘッド（８）との間のシ−ル性を確保することができ、冷媒 漏れの防止に伴なう圧縮機効率の向上を図ることもできる。

【００２０】 尚、本例のものは空調機器に具備される圧縮機に関して述べたが本考案は、こ れに限らず、種々の流体圧縮機に適用可能である。また、流体通路（１３）は４ 箇所に限らず、５箇所以上設けるような構成としてもよい。更に、流体通路（１ ３）は、必ずしも水平通路（１３ａ）が必要なものではなく、ロ−ラ（６）の内 壁面から端面に向う傾斜通路のみで構成してもよく、また、湾曲した通路で形成 するようにしてもよい。

【００２１】

【考案の効果】 上述したように、本考案によれば以下に述べるような効果が発揮される。請求 項１に係る考案においては、ケ−シング内の高圧流体の一部を、流体通路を経て 、ロ−ラの自転方向にヘッド部に向って流動させて、前記自転方向と逆方向の付 勢力を発生させるようにしたために、ロ−ラの自転速度が低減され、ロ−ラの外 周面とブレ−ドの先端との間での摺動による機械損失が低減され、圧縮機効率の 向上を図ることができる。

【００２２】 請求項２に係る考案によれば、流体通路を複数箇所に設けたことによって、ロ −ラの自転方向と逆方向の付勢力を大きく確保することができるばかりでなく、 ロ−ラの重量が軽減されて、ロ−ラの上下各端面とそれに接触するヘッド部との 摺動による摩擦損失も低減されることになり、圧縮機効率の向上を図ることがで きる。

【００２３】 請求項３に係る考案によれば駆動軸に、給油路及び流体通路によって、ロ−ラ の上下各端面に潤滑油を強制的に供給するようにしたために、この上下各端面と ヘッド部との間のシ−ル性を確保することができ、この上下各端面とヘッド部と の間からの冷媒漏れの防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮機本体の横断平面図である。

【図２】図１におけるII−II線に対応した断面図であ
る。

【図３】圧縮機の縦断面図である。

【図４】圧縮機本体周辺の縦断面図である。

【符号の説明】

（１） ロ−リングピストン型圧縮機 （２） ケ−シング （３） 駆動手段 （３ｂ） クランク軸（駆動軸） （３ｅ） カム部 （３ｇ） メイン給油路 （３ｈ） サブ給油路 （４） 圧縮機本体（圧縮手段） （５） シリンダ （５ａ） 吸入路 （５ｂ） ブレ−ド溝 （５ｄ） 吐出路 （６） ロ−ラ （７） フロントヘッド（ヘッド部） （８） リヤヘッド（ヘッド部） （９） 圧縮室 （１１） ブレ−ド （１３） 流体通路

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケ−シング（２）内に、駆動手段（３）
   と該駆動手段（３）に連繋された圧縮手段（４）とが収
   容され、前記圧縮手段（４）はシリンダ（５）内にロ−
   ラ（６）が偏心して収納されて成り、該ロ−ラ（６）に
   は前記駆動手段（３）の駆動軸（３ｂ）の偏心部（３
   ｅ）が嵌入されている一方、前記シリンダ（５）の両端
   面にヘッド部（７），（８）が配設形成されて該シリン
   ダ（５）の内周面とロ−ラ（６）の外周面との間に圧縮
   室（９）が形成され、該圧縮室（９）には流体の吸入路
   （５ａ）及び吐出路（５ｄ）が接続されており、前記シ
   リンダ（５）には該シリンダ（５）の半径方向に延びる
   ブレ−ド溝（５ｂ）が形成され、該ブレ−ド溝（５ｂ）
   には前記ロ−ラ（６）の外周面に当接しながらシリンダ
   （５）内に出没自在なブレ−ド（１１）が挿通されてお
   り、前記駆動手段（３）の駆動に伴なってロ−ラ（６）
   が、シリンダ（５）内で駆動軸（３ｂ）の軸中心回りに
   公転して流体を圧縮すると共に前記駆動軸（３ｂ）の回
   転方向と同方向に偏心部（３ｅ）回りに自転するように
   構成されたロ−リングピストン型圧縮機において、前記
   ロ−ラ（６）には、一端がロ−ラ（６）の内周面に開口
   し他端がロ−ラ（６）の端面に前記ヘッド部（７），
   （８）に対向して開口し、前記ケ−シング（２）内の流
   体を、前記ヘッド部（７），（８）に向って流動させる
   流体通路（１３）が設けられ、該流体通路（１３）の他
   端開口は、該開口からの流体により前記ロ−ラ（６）に
   前記自転方向と逆方向の回転力が与えられるように傾斜
   していることを特徴とするロ−リングピストン型圧縮
   機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロ−リングピストン型圧
   縮機において、流体通路（１３）は、複数箇所に設けら
   れていることを特徴とするロ−リングピストン型圧縮
   機。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のロ−リングピス
   トン型圧縮機において、駆動軸（３ｂ）には、一端がケ
   −シング（２）内底部に貯留された潤滑油（Ｏ）に浸漬
   された給油路（３ｇ），（３ｈ）が設けられており、該
   給油路（３ｇ），（３ｈ）の他端は、流体通路（１３）
   に連通していることを特徴とするロ−リングピストン型
   圧縮機。