JPH09287584A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

ロータリ圧縮機

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JPH09287584A
JPH09287584A JP8096381A JP9638196A JPH09287584A JP H09287584 A JPH09287584 A JP H09287584A JP 8096381 A JP8096381 A JP 8096381A JP 9638196 A JP9638196 A JP 9638196A JP H09287584 A JPH09287584 A JP H09287584A
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JP
Japan
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vane
roller
tip
groove portion
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP8096381A
Other languages
English (en)
Inventor
Terumaru Harada
照丸 原田
Mitsuhiro Ikoma
光博 生駒
Fumitoshi Nishiwaki
文俊 西脇
Hidenobu Shintaku
秀信 新宅
Hideki Nakada
秀樹 中田
Hiroshi Hasegawa
寛 長谷川
Etsuro Suzuki
悦郎 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Refrigeration Co, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Refrigeration Co
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Publication of JPH09287584A publication Critical patent/JPH09287584A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍冷蔵庫や空調機に使用されるロータリ圧
縮機において、圧縮機構構成部品であるローラとベーン
の摺動、ベーン踊りや外れなどの不安定挙動を解決し、
信頼性が高く長寿命化したロータリー圧縮機を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 先端がR形状のベーン3とシリンダ2内
で公転するローラ4とを有する圧縮機構部と、それを駆
動する電動機部を具備し、ローラ4の外周の一部にロー
ラ溝部13を設け、ベーン3の先端がローラ溝部13に
摺動可能に配置され、ベーン3の先端がローラ溝部13
と少なくとも2面で接する構成としたものである。これ
により、起動時などベーン3をローラ4に押しつける力
の弱い状態でも、ベーン3の先端をローラ溝部13の中
心に向かって押し戻そうとする横方向の力が大きく、ベ
ーン3はローラ溝部13内に安定して保持され、ベーン
3の踊りや外れ現象を発生し難くできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍冷蔵庫や空調機
等に用いられるロータリー圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】ロータリー圧縮機はそのコンパクト性や
構造が簡単なことから、冷凍冷蔵庫や空調機などに多く
使用されている。圧縮機の主要構成部品であるベーンや
ローラピストン(以降ローラと称す)などの圧縮機構部
は、例えば、川平著、密閉形冷凍機(平成5年)第14
頁、図6.1に記載されている。
【0003】以下に、図7を用いて、従来のロータリー
圧縮機の動作について説明する。密閉容器内(図示せ
ず)に、偏心部を有するクランク軸1とクランク軸1を
支える軸受(図示せず)とシリンダ2とベーン3と前記
シリンダ2内で偏心回転するローラ4とからなる圧縮機
構部を構成し、先端が円弧状のベーン3はシリンダ2の
溝5内を往復動し、かつその先端部は、スプリング6に
よるばね力およびシリンダ2の内外の圧力差による力に
よって、ローラ4の外周面に押し付けられて、ローラ4
の外周部と接触摺動し、シリンダ2内を吸入室7と吐出
室8に分割している。
【0004】Oはシリンダ2とクランク軸1の中心で、
クランク軸1は中心Oからeだけ偏心したPを中心とす
る偏心部(以降クランクピンと称す)9を有し、クラン
クピン9にはローラ4が嵌合されており、電動機(図示
せず)によりクランク軸1が回転してローラ4がシリン
ダ2内を公転することにより、冷媒ガスを吸込口10か
ら吸い込み、吐出口11に圧縮しながら送る。吐出口1
1の冷媒ガスは吐出弁12を通り冷凍サイクル側に送ら
れ、凝縮器、膨張弁、蒸発器を経て、再度圧縮機の吸込
口10に戻ってくる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、ベーン3の先端部は円弧曲面であり、
ローラ4の外周面も円形状曲面(円筒面)であるので、
ベーン3とローラ4の接触状態は等価的には小円筒と大
円筒の接触となる。したがって、接触状態は線接触状態
で、接触面積が小さくなり、単位面積当たりの荷重すな
わち接触応力が大きくなり、ベーン3とローラ4の接触
摺動条件は過酷なものとなる。
【0006】また、ローラ4の自転数は、ローラ4の内
周面とクランクピン9との摺動抵抗と、ローラ4の外周
面とベーン3の先端との摺動抵抗の差などで決まるもの
であるため、ローラ4の自転数も非常に不安定である
(一般にクランク軸1の回転数を3500rpmで運転
した時、ローラの自転数は数十〜数百rpm程度)。
【0007】このため、ベーン3の先端とローラ4の摺
動面は、すべり速度が条件により変わり、油膜厚さも変
わる不安定なすべり摺動となる。以上のことから、特に
近年の摺動状態が非常に過酷になると言われている代替
冷媒化の流れの中で、圧縮機の使用条件を厳しく制限す
る必要があるという問題点を有していた。この問題点を
解決する一つの従来例として、例えば実開昭57−84
384号等に記載されている、ローラ4に凹溝を設け摺
動部負荷を低減する例がある(図6)。
【0008】しかしながら、この方法に於いては、摺動
部負荷を低減できるが、図6に示すように、特に高低圧
差の少ない起動時など、A点近傍に働くベーン3をロー
ラ4に押しつける力Fpの弱い時には、ローラ4の中心
P点まわりの回転に対する拘束力も弱く、ベーン3のロ
ーラ溝13からの外れやローラ溝13内での踊りによ
り、異音(チャタリング音)を発生したり溝に傷をつけ
るという問題点があり、実用化への大きな障害となって
いた(一般に圧縮機の密閉容器内は高圧にする型が多
く、定常運転中は圧力差でベーン3をローラ4に押しつ
けている)。
【0009】そこで、本発明は、上記従来の問題点を解
決するもので、ベーン3とローラ4の摺動部負荷を低減
し、またローラ4とベーン3の外れや踊りを防止して、
信頼性が高く長寿命化したロータリー圧縮機を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の請求項1に記載の本発明は、クランクピンを有するク
ランク軸と、そのクランク軸を回転可能に支持する軸受
と、前記クランクピンが挿入されるシリンダと、前記ク
ランクピンと前記シリンダとの間に位置し、前記クラン
クピンに従動しながら前記シリンダ内を移動するローラ
ピストンと、先端の全部又は一部がR形状であり、その
先端が前記ローラピストンの外周面に圧接し、前記ロー
ラピストンの移動に連動して往復運動するベーンと、前
記ローラピストンの外周面における前記ベーンの先端が
圧接している部分に形成され、前記ベーンの先端と少な
くとも2箇所で接する凹部とを備えたロータリ圧縮機で
ある。
【0011】なお、前記凹部はR形状であり、その凹部
の中心部には更に小溝部が形成されているとしてもよ
い。
【0012】また、前記凹部はR形状であり、その凹部
の中心部のR寸法は前記ベーンの先端のR寸法よりも小
さいとしてもよい。
【0013】また、前記凹部の全部又は一部はV形状で
あるとしてもよい。
【0014】更に、前記ベーンの先端の中心部はR形状
でなく、前記先端におけるその中心部以外の残部はR形
状であるとしてもよい。
【0015】請求項6に記載の本発明は、クランクピン
を有するクランク軸と、そのクランク軸を回転可能に支
持する軸受と、前記クランクピンが挿入されるシリンダ
と、前記クランクピンと前記シリンダとの間に位置し、
前記クランクピンに従動しながら前記シリンダ内を移動
するローラピストンと、先端が前記ローラピストンの外
周面に形成されている凹部に接し、前記ローラピストン
の移動に連動して往復運動するベーンと、そのベーンの
前後端に作用する圧力が小さい起動時に、起動可能な範
囲で、前記ベーンを前記凹部に圧接させる押しつけ力を
持ったベーンばねとを備えたロータリ圧縮機である。
【0016】なお、請求項1及び2のクランクピンは、
クランクの部位を特定するために使用したものであり、
クランクピンのピンという語彙によりその形状が限定さ
れることはない。
【0017】
【発明の実施の形態】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。
【0018】本発明の実施の形態のロータリー圧縮機の
構成は、ローラ溝部など一部を除いて図7で説明した従
来例と概略同様な構成であるため、本実施の形態におい
て、前述の従来例について説明した構成部分と同様な部
分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0019】(実施の形態1)以下、本発明の第1の実
施の形態について、図1を参照しながら説明する。
【0020】図1に示すように、ローラ4の一部にR形
状のローラ溝部13を設け、概略同曲率のベーン3の先
端がローラ溝部13に摺動可能に配置され、ローラ溝部
13を2分割するようにローラ溝部13の中心からある
角度で小溝部14を設けた構成となっている。(角度
は、ベーン3の先端を中心とするローラ4の揺動角度や
ベーン3をローラ4に押しつける力の大きさなどを考慮
して決められる。) この様な構成にすることにより、クランク軸1(図示せ
ず)が回転することにより、ローラ4はクランクピン9
の動きにつれてシリンダ2内を公転(偏心揺動運動)す
ることになるが、起動時などベーン3をローラ4に押し
つける力の弱い状態でも、図から明らかなように従来で
はA点を中心に接触していたものが、本発明では、B
点、C点で接触することになり、ベーン3の先端をロー
ラ溝部13の中心に向かって押し戻そうとする大きなロ
ーラ4の中心P点まわりの力F1、F2が発生する。こ
のため、ベーン3はローラ溝部13内に安定して保持さ
れ、ベーン3の踊りや外れといった現象を発生し難くで
きる。また、異物や摺動部で発生した磨耗粉が小溝部1
4に流れ込んで摺動部に噛み込み難くなり、潤滑状態も
良くなるという効果もある。
【0021】なお、本実施の形態では、ローラ溝部13
のRは、ベーン3の先端Rと概略同曲率であるとした
が、必ずしも同曲率である必要はなく、また小溝部14
の形状は、丸溝に限らず、三角溝や四角溝などでも良い
し、ローラ溝部13と小溝部14の断面形状は長手方向
に同一でなくても良いことは無論である。
【0022】(実施の形態2)以下、本発明の第2の実
施の形態について図2を参照しながら説明する。
【0023】図2では、ローラ溝部13のRの曲率をベ
ーン3の先端Rの曲率より小さくしたものであり、小溝
部は特に設けなくても第1の実施の形態と同様に、B
点、C点で接触することになり、ベーン3の先端をロー
ラ溝部13の中心に向かって押し戻そうとする横方向の
力が大きく、ベーン3はローラ溝部13内に安定して保
持され、ベーン3の踊りや外れ現象を発生し難くでき
る。
【0024】なお、図2では、B、C点はなじみにより
線接触から面接触となるが、当初から面接触となるよう
に加工しておいても良いことは無論である。
【0025】(実施の形態3)以下、本発明の第3の実
施の形態について図3を参照しながら説明する。
【0026】図3に示すように、ローラ溝部13はV溝
形状であり、第1の実施の形態と同様に、B点、C点で
接触することになり、ベーン3の先端をローラ溝部13
の中心に向かって押し戻そうとする横方向の力が大き
く、ベーン3はローラ溝部13内に安定して保持され、
ベーン3の踊りや外れ現象を発生し難くできる。
【0027】なお、小溝部14は図示しているが、第2
の実施の形態と同様、特に設けなくても良い。
【0028】また、図3では、B、C点はなじみにより
線接触から面接触となるが、第2の実施の形態と同様
に、当初から面接触となるように加工しておいても良い
ことは無論である。
【0029】(実施の形態4)以下、本発明の第4の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0030】図4に示すように、ベーン3の先端が前記
ローラ溝部13に摺動可能に配置され、ベーン3の先端
R部が摺動方向に2分割される構成としたものである。
この様な構成にしても、上記実施の形態と同様の効果が
得られる。
【0031】なお、図4ではベーン3の先端を平坦にカ
ットしているが、他の形状でも良いことは無論である。
【0032】(実施の形態5)以下、本発明の第5の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0033】図5に示すように、ベーン3の先端が前記
ローラ溝部13に摺動可能に設置され、ベーン3の先端
と後端の圧力差のほとんどない起動時に(密閉容器内が
低圧式のタイプでは定常運転時に)、ベーン3の先端の
R部がローラ溝部13の両面部に常に余裕を持って接す
るだけの押しつけ力を持ったばね15で構成されてい
る。線接触をする従来仕様のものと異なり、面接触で接
触部分の許容面圧に余裕があるため、起動に支障がない
程度まで、ばね15のバネ力を強くすることができる。
この様な構成にすることにより、ローラ溝部13内の2
面でベーン3の先端をローラ溝部13の中心に向かって
押し戻そうとする大きな横方向の力が常に発生するた
め、ベーン3はローラ溝部13内に安定して保持され、
ベーン3の踊りや外れ現象を抑制できる。
【0034】なお、上記すべての実施の形態について言
えることであるが、接触部は必ずしも左右対称である必
要はなく、R形状や摺動負荷状態に応じて、一方の摺動
長さを長くするなど、非対称形状でも良いことは無論で
ある。
【0035】また、ローラ溝部は本発明の凹部に対応す
る。
【0036】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、先端がR形状のベーンと前記シリンダ内で公転運動
するローラとからなる圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動
する電動機部を具備し、前記ローラ外周の一部に凹部を
設け、前記ベーン先端が前記ローラの凹部に摺動可能に
配置され、前記ベーンの先端がローラの凹部と少なくと
も2面で接する構成としたものである。
【0037】この構成において、起動時などベーンをロ
ーラに押しつける力の弱い状態でも、ベーンの先端をロ
ーラ溝部の中心に向かって押し戻そうとする横方向の力
が大きく働き、ベーンはローラ溝部内に安定して保持さ
れ、ベーンの踊りや外れ現象を発生し難くできる。
【0038】また、異物や摺動部で発生した磨耗粉が小
溝部に流れ込んで摺動部に噛み込み難くなり、潤滑状態
も良くなるという効果もある。
【0039】このように、ベーンとローラの摺動部負荷
を低減し、またベーンのローラ溝部からの外れや踊りを
防止して、信頼性が高く長寿命化したロータリー圧縮機
を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のロータリー圧縮機
のベーンとローラの構成を示す要部側面図
【図2】本発明の第2の実施の形態のロータリー圧縮機
のベーンとローラの構成を示す要部側面図
【図3】本発明の第3の実施の形態のロータリー圧縮機
のベーンとローラの構成を示す要部側面図
【図4】本発明の第4の実施の形態のロータリー圧縮機
のベーンとローラの構成を示す要部側面図
【図5】本発明の第5の実施の形態のロータリー圧縮機
のベーンとローラの構成を示す要部側面図
【図6】従来のロータリー圧縮機のベーンとローラの構
成を示す要部側面図
【図7】従来のロータリー圧縮機の圧縮機構部の要部側
面図
【符号の説明】
1 クランク軸 2 シリンダ 3 ベーン 4 ローラ 9 クランクピン 13 ローラ溝部 14 小溝部
フロントページの続き (72)発明者 西脇 文俊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新宅 秀信 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中田 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷川 寛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 悦郎 大阪府東大阪市高井田本通4丁目2番5号 松下冷機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランクピンを有するクランク軸と、 そのクランク軸を回転可能に支持する軸受と、 前記クランクピンが挿入されるシリンダと、 前記クランクピンと前記シリンダとの間に位置し、前記
    クランクピンに従動しながら前記シリンダ内を移動する
    ローラピストンと、 先端の全部又は一部がR形状であり、その先端が前記ロ
    ーラピストンの外周面に圧接し、前記ローラピストンの
    移動に連動して往復運動するベーンと、 前記ローラピストンの外周面における前記ベーンの先端
    が圧接している部分に形成され、前記ベーンの先端と少
    なくとも2箇所で接する凹部とを備えたことを特徴とす
    るロータリ圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記凹部はR形状であり、その凹部の中
    心部には更に小溝部が形成されていることを特徴とする
    請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記凹部はR形状であり、その凹部の中
    心部のR寸法は前記ベーンの先端のR寸法よりも小さい
    ことを特徴とする請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記凹部の全部又は一部はV形状である
    ことを特徴とする請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  5. 【請求項5】 前記ベーンの先端の中心部はR形状でな
    く、前記先端におけるその中心部以外の残部はR形状で
    あることを特徴とする請求項1に記載のロータリ圧縮
    機。
  6. 【請求項6】 クランクピンを有するクランク軸と、 そのクランク軸を回転可能に支持する軸受と、 前記クランクピンが挿入されるシリンダと、 前記クランクピンと前記シリンダとの間に位置し、前記
    クランクピンに従動しながら前記シリンダ内を移動する
    ローラピストンと、 先端が前記ローラピストンの外周面に形成されている凹
    部に接し、前記ローラピストンの移動に連動して往復運
    動するベーンと、 そのベーンの前後端に作用する圧力が小さい起動時に、
    起動可能な範囲で、前記ベーンを前記凹部に圧接させる
    押しつけ力を持ったベーンばねとを備えたことを特徴と
    するロータリ圧縮機。
JP8096381A 1996-04-18 1996-04-18 ロータリ圧縮機 Pending JPH09287584A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010168976A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Panasonic Corp 回転式圧縮機
JP2012233486A (ja) * 2012-09-06 2012-11-29 Panasonic Corp 回転式圧縮機
CN111120318A (zh) * 2018-10-31 2020-05-08 广东美芝精密制造有限公司 压缩机构和具有其的压缩机、制冷循环装置以及空调器
CN113482929A (zh) * 2021-08-26 2021-10-08 青岛科技大学 用于滚动转子压缩机减少泄漏的密封结构

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