JPH09203383A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ室からローリングピストン内への圧
縮ガスの流入を低減し、該ローリングピストンの軸受と
の摺動による摩耗を防止する。 【解決手段】 シリンダ室１４内では、主軸受９と副軸
受１０とで支持されたクランク軸５に設けられている偏
心部５ａがローリングピストン７に嵌入され、この偏心
部５ａの偏心回転により、ローリングピストン７がシリ
ンダ室１４の外周面に沿って公転運動している。これに
より、シリンダ室１４内で冷媒ガスが圧縮される。ロー
リングピストン７での主軸受９との対向面７ａと副軸受
との対向面７ｂとが耐荷重性，潤滑油保持特性，初期馴
染特性に優れた表面処理がなされ、夫々表面処理層１５
が設けられている。これら表面処理層１５の表面７ｃ，
７ｄは、初期動作により、突起部分が除かれて平滑化さ
れている。これにより、ローリングピストン７と主軸受
９，副軸受１０との間の隙間（クリアランス）を低減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として空調機，
冷蔵庫に使用されるロータリ圧縮機に係り、性能向上に
好適な構造を有するロータリ圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３はロータリ圧縮機の一従来例の全体
構成を示す縦断面図であって、１は電動機部、２は圧縮
機構部、３は固定子、４は回転子、５はクランク軸、５
ａは偏心部、５ｂは給油穴、６はシリンダ、７はローリ
ングピストン、８はベーン、９は主軸受、１０は副軸
受、１１は密閉容器、１２は潤滑油、１３はバネ、１４
はシリンダ６内の空間である。

【０００３】図３において、一般に、ロータリ圧縮機
は、密閉容器１１内の上部に固定子３と回転子４とから
なる電動機部１が、下部に圧縮機構部２が夫々収納さ
れ、これらがクランク軸５によって連結されてなり、密
閉容器１１の底部には、潤滑油１２を貯留している。

【０００４】圧縮機構部２は、主軸受９と副軸受１０と
の間で密閉容器１１の内壁に固定されたシリンダ６と、
このシリンダ６内に設けられてクランク軸５の偏心部５
ａが嵌入されたローリングピストン７と、ベーン８とか
ら構成され、このベーン８はバネ１３によって常時この
ローリングピストン７に押圧され、このローリングピス
トン７の公転運動に追従して往復動する。また、主軸受
９及び副軸受１０は、シリンダ６の両端を密閉するとと
もに、クランク軸５を支持している。

【０００５】このように構成されたロータリ圧縮機は、
回転子４が回転してクランク軸５が回転し、シリンダ６
内で偏心部５ａが偏心回転することにより、ローリング
ピストン７がシリンダ６の内壁に沿って公転運動する。

【０００６】図４は図３での分断線Ａ−Ａに沿う横断面
図であって、１４は空間（シリンダ室）、１４ａは吸込
室、１４ｂは圧縮室であり、図３に対応する部分には同
一符号をつけている。

【０００７】同図において、ローリングピストン７の矢
印Ｂ方向の公転運動に追従して、ローリングピストン７
に押圧されたベーン８が矢印Ｃ方向に往復動する。シリ
ンダ６内では、その内壁とローリングピストン７との間
の空間（シリンダ室）１４がベーン８によって仕切ら
れ、その一方が冷媒ガスを吸い込む吸込室１４ａを構成
し、他方がこの冷媒ガスを圧縮する圧縮室１４ｂを構成
する。

【０００８】即ち、ローリングピストン７の公転運動に
より、圧縮室１４ｂの容積が徐々に縮小されてその中の
冷媒ガスが圧縮され、高圧冷媒ガスとして密閉容器１１
内に吐出されるとともに、吸込室１４ａは徐々に容積が
拡大されて、その中に次に圧縮すべき冷媒ガスが送り込
まれる。従って、密閉容器１１内は圧縮されて冷媒ガス
によって吐出圧力になっており、また、一般に、ローリ
ングピストン７内に形成された空間（シリンダ室）１４
と密閉容器１１内とはクランク軸５に設けられた給油穴
５ｂによって連通し、従って、ローリングピストン６内
の空間（シリンダ室）１４も、また、吐出圧力となって
いる。

【０００９】図５は図３における圧縮機構部２の要部を
拡大して示す縦断面図であって、７ａ，７ｂは対向面で
あり、図３に対応する部分には同一符号をつけている。

【００１０】一般に、ローリングピストン７やシリンダ
６，主軸受９，副軸受１０の加工精度及び寸法のばらつ
きについて配慮して、ローリングピストン７の主軸受９
との対向面７ａや副軸受１０との対向面７ｂへの潤滑油
１２（図３）の給油を促すことにより、ローリングピス
トン７でのこれら対向面７ａ，７ｂや主軸受９，副軸受
１０の焼付きや摩耗を防止するために、図５に示すよう
に、ローリングピストン７の軸方向高さ（対向面７ａ，
７ｂ間の距離）Ａと主軸受９，副軸受１０により形成さ
れるシリンダ６内の空間１４の高さ（主軸受９の側面と
副軸受１０の側面との間の距離）Ｂとの間に差をもたせ
ることにより、隙間Ｃ（クリアランス）を設けている。

【００１１】また、摺動面の焼付きを防止するために、
例えば、特開昭６３ー２６３２７８号公報に開示される
ように、クランク軸５やローリングピストン７などに表
面処理を施すようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のロータ
リ圧縮機においては、図４において、圧縮過程で、圧縮
室１４ｂ内とローリングピストン７内に形成された空間
との間に生ずる圧力差により、図５に示したローリング
ピストン７の軸方向高さＡと主軸受９，副軸受１０によ
り形成されるシリンダ６内の空間（シリンダ室）１４の
高さＢとの間の差による隙間（クリアランス）Ｃを介し
て、ローリングピストン７内に形成された空間内から吐
出圧力の高圧冷媒ガスがシリンダ６内の空間１４に流入
する。このため、流入した高圧冷媒ガスが圧縮室１４ｂ
内で再膨張し、これにより、圧縮容量の低下や圧縮に要
する動力の増大をまねき、圧縮効率を低下させるという
問題があった。

【００１３】また、特開昭６３ー２６３２７８号公報に
開示される従来技術のように、部品に表面処理を施す場
合には、その全表面に表面処理を施すのが一般的である
が、特に、ローリングピストン７の全表面に表面処理を
施した場合には、ローリングピストン７の内面とクラン
ク軸５の偏心部５ａとの間の摺動及びローリングピスト
ン７の外周面とベーン８との間の摺動が、ローリングピ
ストン７の公転運動と圧縮負荷の変動により、ローリン
グピストン７の全周において均等に行なわれないため、
ローリングピストン７の内面及び外周面の初期馴染にお
ける表面処理層の剥離や脱落が生じてそれらの摩耗量が
不均一となる。これにより、ローリングピストン７の内
径や外径の形状精度が悪くなり、異常局部摩耗及びそれ
による圧縮動力の増大が生ずるという問題があった。

【００１４】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
ローリングピストン内の空間からシリンダ室内に流入す
る高圧冷媒ガスを低減し、かつ、ローリングピストンの
摺動面の異常局部摩耗や焼付きを防止して、圧縮効率の
高いロータリ圧縮機を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ローリングピストンでの主軸受，副軸受
との対向面の少なくとも一方に表面処理を施す。

【００１６】表面処理の特徴である耐荷重性、潤滑油保
持性、初期馴染性に優れた特性により、ローリングピス
トンの軸方向高さと主軸受，副軸受により形成されるシ
リンダ室の高さとの間に設けられた隙間（クリアラン
ス）を低減した場合でも、ローリングピストンでの主軸
受，副軸受との対向面とこれら主軸受，副軸受との焼付
きや摩耗を防止することができる。このため、シリンダ
室内とローリングピストン内の空間との間に圧力差が生
じても、かかる隙間（クリアランス）を介してローリン
グピストン内の空間からシリンダ室に流入する吐出圧力
の高圧冷媒ガスを低減することができ、これにより、圧
縮室における流入した高圧冷媒ガスの再膨張による圧縮
容量の低下や圧縮に要する動力の増大を低減することが
できて、圧縮効率を向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明によるロータリ圧縮機の
一実施形態の要部である圧縮機構部を拡大して示す縦断
面図であって、１５は表面処理層であり、図６に対応す
る部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。

【００１８】この実施形態も、全体構成としては、図３
に示したものと同様である。

【００１９】図１において、ローリングピストン７に
は、その主軸受９との対向面７ａと副軸受１０との対向
面７ｂとに夫々表面処理が施されており、これにより、
これら対向面７ａ，７ｂに表面処理層１５を有してい
る。

【００２０】かかる表面処理としては、例えば、燐酸塩
皮膜処理が挙げられ、皮膜が微細な結晶体で耐荷重性，
潤滑油保持性及び初期馴染性に優れた特性を有してい
る。また、かかる表面処理により、ローリングピストン
７の表面処理層１５を含めた軸方向高さＤは、主軸受９
の端面から副軸受１０の端面までの間の距離Ｂとの間の
隙間（クリアランス）Ｅが図６に示した従来のロータリ
圧縮機での隙間（クリアランス）Ｃよりも小さくなるよ
うに、設定されている。

【００２１】図２は図１におけるローリングピストン７
の主軸受９，副軸受１０との対向面７ａ，７ｂの表面状
態を模式的に示す図であって、７ｃ，７ｄは表面処理層
１５の表面、１６は突起した部分であり、図１に対応す
る部分には同一符号をつけている。

【００２２】同図において、ローリングピストン７での
主軸受９，副軸受１０との対向面７ａ、７ｂの製作加工
によって生じたうねりや凹凸などは表面処理層１５で覆
われており、この表面処理層１５での初期馴染性により
突起した部分１６は、ローリングピストン７と主軸受
９，副軸受１０との摺動に伴う局部荷重により、焼き付
くことなく剥離、脱落して、ローリングピストン７に
は、主軸受９，副軸受１０との平滑化された対向面７
ｃ，７ｄが得られる。

【００２３】かかる構成によると、主軸受９，副軸受１
０とローリングピストン７との間の隙間（クリアラン
ス）Ｅを従来のロータリ圧縮機での隙間（クリアラン
ス）Ｃより小さくても、表面処理層１５の耐荷重性や潤
滑油保持持性により、ローリングピストン７の対向面７
ａ，７ｂ上の表面処理層１５の表面７ｃ，７ｄと主軸受
９，副軸受１０との焼付きや摩耗を防止することができ
る。

【００２４】その結果、かかる隙間（クリアランス）Ｃ
より小さくすることができ、ローリングピストン７の内
部空間とシリンダ室１４との間に圧力差が生じても、ロ
ーリングピストン７の内部空間からシリンダ室１４への
吐出圧力の高圧冷媒ガスの流入量を大幅に低減すること
ができ、圧縮容量の低下や圧縮に要する動力の増大化を
防止して圧縮効率の向上を達成することができる。

【００２５】また、ローリングピストン７の対向面７
ａ，７ｂでの製作加工によるうねりや凹凸などを表面処
理層１５で覆うことができるので、ローリングピストン
７のこれら対向面７ａ，７ｂの面粗さなどの管理を緩和
することができる。

【００２６】なお、上記実施形態では、ローリングピス
トン７の対向面７ａ，７ｂ夫々に表面処理を施したが、
表面処理を施すのはこれらのいずれか一方であってもよ
い。特に縦型のロータリ圧縮機の場合、下方側となるロ
ーリングピストン７の対向面７ｂにのみ表面処理を施す
ようにしてもよく、ほぼ同様の効果が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ローリングピストンの軸方向高さと主軸受から副軸受ま
での距離との間の隙間（クリアランス）を小さくして
も、ローリングピストンでの主軸受，副軸受との対向面
が平滑になって、主軸受９，副軸受１０との焼付きや摩
耗を防止することができるので、この隙間（クリアラン
ス）を小さくすることが可能となり、従って、ローリン
グピストン内の空間からシリンダ室内への高圧冷媒ガス
の流入量を大幅に低減することができ、圧縮効率を大幅
に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロータリ圧縮機の一実施形態の要
部である圧縮機構部を拡大して示す縦断面図である。

【図２】図１におけるローリングピストンでの主軸受，
副軸受との対向面の表面状態を示す模式図である。

【図３】従来の一般的なロータリ圧縮機を示す縦断面図
である。

【図４】図３の分断線Ａ−Ａに沿う横断面図である。

【図５】図３におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部を拡
大して示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 電動機部 ２ 圧縮機構部 ５ クランク軸 ６ シリンダ ７ ローリングピストン ７ａ ローリングピストンでの主軸受との対向面 ７ｂ ローリングピストンでの副軸受との対向面 ７ｃ 対向面７ａでの表面処理層の表面 ７ｄ 対向面７ｂでの表面処理層の表面 ８ ベーン ９ 主軸受 １０ 副軸受 １１ 密閉容器 １４ シリンダ室空間 １４ａ 吸込室 １４ｂ 圧縮室 １５ 表面処理層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に電動機部と圧縮機構部とが
   クランク軸で連結されて収納され、該圧縮機構部でのシ
   リンダ室内で該クランク軸の偏心部が嵌入されたローリ
   ングピストンを、該クランク軸の回転に伴う該偏心部の
   偏心回転により、公転運動させて冷媒ガスを圧縮し、該
   クランク軸を支持する主軸受と副軸受とにより該シリン
   ダ室を密閉するようにしたロータリ圧縮機において、 該ローリングピストンでの主軸受，副軸受との少なくと
   も一方の対向面に表面処理を施したことを特徴とするロ
   ータリ圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ローリングピストンと前記主軸受，副軸受との間の
   クリアランスを、前記対向面に表面処理を施さない場合
   よりも小さく設定した特徴とするロータリ圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記表面処理は、耐荷重性，潤滑油保持特性，初期馴染
   特性に優れた燐酸塩皮膜処理であることを特徴とするロ
   ータリ圧縮機。