JPS60228793A

JPS60228793A - ロ−タリ圧縮機

Info

Publication number: JPS60228793A
Application number: JP8172184A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwata; 博岩田; Hirokatsu Kosokabe; 香曾我部　弘勝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-04-25
Filing date: 1984-04-25
Publication date: 1985-11-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の利用分野］本発明はロータリ圧縮機に係シ、特に、ローラと、との
ローラに回転會与えるクランクとの間の摩擦損失の低減
全志向したロータリ圧縮機に関するものである。

〔発明の背景〕

ます、従来のロータリ圧縮根管説明する。

第１図は、□従来のロータリ圧縮機１示す横断面図、第
２図は、第１図に係るロータリ圧縮機の部分縦断面図で
ある。図において、１は、ロータリ圧縮機Ｒのシリンダ
、３は、シリンダ１内を回転するローラ、４は、ローラ
３に回転ｔ与えるクランクであシ、このクランク４は、
回転軸５と一体にカっておシ、駆動装置に係る圧縮機モ
ータ（図示せず）によって駆動されるものである。９，
１０は、シリンダ１の上端、下端にあって前記回転軸５
の軸受を兼ねた端板に係る上端板、下端板である。２は
、先端がローラ３に当接し、後方からはね６により押さ
れ、ロー２３の回転に従って往復運動し、シリンダ１内
を高圧室７と低圧室８とに仕切るベーンである。

このように構成したロータリ圧縮機Ｒは、前記圧縮機モ
ータによって回転軸５が駆動されると、クランク４に嵌
められたローラ３がシリンダ１内を回転し、ベーン２に
よシ仕切られた低圧室８と高圧室７の容積が変化する。

クランク４が矢印の方向に回転すると、低圧室８の容積
、が大きくなシ、吸込ボート１１から冷媒全吸込み、一
方、高圧室７の容積は小さくなシ、吸込んだ冷媒ガスは
圧縮され、吐出ボート１２から吐出され、圧縮作用ケ行
なう。このとき、回転軸５がωなる角速度で回転すると
、ロー２３とクランク４との間の摩擦力により、ローラ
３はωの方向への回転力が与えられ、一方、ローラ３と
ベーン２の先端との摩擦力、ローラ３の上下端と上下端
板９．１０との間の摩擦力により、ローラ３がωの方向
へ回転しようとするのを阻止しようとする力が作用し、
上記力のバランスによシ、ローラ３は回転軸５の角速度
ωとは異なる角速度ωＰでクランク４の中心口シに自転
する。

なお、ローラ３の高さＨＲはシリンダ１の高さＨｏより
も小さくできているため、Ｈ，−Ｈ，＝δなるクリアラ
ンスができることになり、実際の運転状態では、第２図
に示すように、ローラ３の自重のため、下側のクリアラ
ンス、１３がδ１、上側のクリアランス１４がδ、とな
）δ、〉δｓ（ａ＋＋δ、＝δ）の状態になっている。

このロータリ圧縮機Ｒの主な機械損失は、上下端板９，
１０の軸受損失、ベーン２とシリンダ１との間の摩擦損
失、ベーン２の先端と四−ラ３との間の摩擦損失および
ローラ５とクランク４との間の摩擦損失である。

ところで、ローラ３とクランク４との間の相対速度はω
−ωＰであるが、ωＰはωの１／１０穆度であシ％また
クランク３の径が太きいため、この部分の摩擦損失は機
械損失の中でもかなりのウェイトを占めている。

従来、この摩擦損失全低減させるために、第２図に示す
ように、クランク４に逃げ２２ヲ設けることにより、ク
ランク４とローラ３との接触面積ケ減らすようにしてい
たが、以下の理由で期待するほどの損失低減効果は得ら
れなかった。

すなわち、ローラ３とクランク４との当接部は、給油ポ
ンプピース１６、軸穴１７、分岐穴１８から供給される
油２１によ）潤滑され、ローラ３とクランク４との間に
は油膜が形成されている。したがって、クランク４の全
周に逃げ２２ヲ設けると、荷重を受ける部分の油圧が減
少し、その部分の油膜厚さが薄くなる。そのため、摩擦
力が大きくなり、逃げ２２ヲ設けた効果がなくなってし
まう問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、ローラ
と、このローラに回転を与えるクランクとの間の摩擦損
失が少ないロータリ圧縮機の提供ケ、その目的とするも
のである。

〔発明の概要〕

本発明に係るロータリ圧縮機の構成は、少なくとも、シ
リンダと、このシリンダ内を回転するローラと、このロ
ーラに回転を与えるクランクと、このクランクと一体に
なっている回転軸全駆動する駆動装置と、前記シリンダ
の両端にあって前記回転軸の軸受を兼ねた端板と、先端
が前記ローラに当接し、このローラの回転に従って往復
運動し、前記シリンダ内を高圧室と低圧室とに仕切るベ
ーンとを有するロータリ圧縮機において、クランクの、
該クランクの合成力の最大方向と反対側の面の、作用荷
重が小さい範囲Ｋ、逃げを設けるようにしたものである
。

〔発明の実施例〕

実施例の説明に入るまえに５本発明に係る基末的事項ケ
、図面音用いて説明する。

第３図は、クランクに作用する合成力Ｆの方向を示す平
面図、第４図は、合成力Ｆの方向とその大きさの一例會
示す円形図である。

第３図において、第１，２図と同一番号を付したものは
同一部分である。この第３図において、ローラ３に作用
する力は、高圧室７と低圧室８との圧力差に起因するガ
ス圧荷重、ベーン押付力による荷重、ベーン２の先端と
ローラ３との摩擦による摩擦力およびローラ３の遠心力
などかあシ、これらの力を合成した合成力Ｆが、第３図
に示すように、ローラ３に作用する。この合成力Ｆの大
きさとその方向？示すと、第４図のようになる。この第
３．４図において、θは、ペー７２の位置から回転方向
へ測った、クランク４の最大半径位置１５マでの角度で
ｓｂ、θ工は、このクランク４の最大半径位置１５から
回転方向へ測った、合成力Ｆの発生位置までの角度であ
υ、第４図の半径方向の座標は、合成力Ｆの大きさを示
している。

この第４図から見ると、θ＝２１０度のとき合成力Ｆの
値は最大となり、また合成力Ｆの値が大きい範囲は、ク
ランク４の最大半径位置１５からの角度θｘ＝１５度か
ら１９ｘ＝１４０度の範囲である。

したがって上記範囲を避け、合成力Ｆの最大方向と反対
側のクランク面の、作業荷重が小さい範囲（この計算例
では、θｘ＝＋１５度〜−２２０度の範囲）に逃げを設
けることにより、荷重面における油圧を低下させること
なく、したがって油膜厚さ？薄くすることなく、ローラ
３とクランク４との間の摩擦損失を低減できるものであ
る。

以下、実施例によって説明する。

第５図は、本発明の一実施例に係るロータリ圧縮機の要
部横断面図（第６図のＢＢ断面図）、第６図は、第５図
のＡＡ断面図である。

図において、第１．２図と同一番号を付したものは同一
部分である。そして、２２Ａは、クランク４Ａの、合成
力Ｆの最大方向と反対側の面の、作用荷重が小さ込範囲
、すなわち、クランク４Ａの最大半径位置１５から回転
方向に測って、＋１５度〜−２２０度の範囲に設けられ
た逃げである。この逃げ２２Ａには、回転軸５の軸穴１
７から分岐した分岐穴１９から油が供給され、ローラ３
の内面とクランク４Ａとの間の潤滑が可能になるように
構成されている。

このように構成したロータリ圧縮機は、クランク４Ａの
合成力Ｆ’ｊｉ１７受ける面２３には十分な油圧が確保
され、ローラ３とクランク４Ａとの間の摩擦損失が低減
する。

以上説明した第５図に係る実施例によれば、ローラ３と
クランク４Ａとの間の摩擦損失全低減できるという効果
がある。

第７図は、本発明の他の実施例に係るロータリ圧縮機の
要部横断面図（第８図のＤＤ断面図）第８図は、第７図
のＣＣ断面図である。

図において、第１．２図と同一番号を付したものは同一
部分である。そして、２２Ｂは、クランク４Ｂの、合成
力Ｆの最大方向と反対側の面の、作用荷重が小さい範囲
、すなわち、クランク４Ｂの最大半径位置１５から回転
方向に測って、＋１５度〜−２２０度の範囲に設けられ
た逃げであシ、この逃げ２２Ｂは、回転軸５の上方から
見て反回転方向に下から上へ立上がシ、クランク４Ｂの
下部から上部へ至るスパイラル状に形成されるものであ
り、この逃げ２２Ｂの下部上、回転軸５の軸穴１７から
分岐して設けた分岐穴２ｏと連通せしめるようにしたも
のである。さらに、上端板９に油接穴５０ｔ−設け、軸
穴１７、分岐穴２０゜逃２２Ｅｆ通シ、クランク４Ｂと
ロー２３の間に潤滑して残った油は油接穴３０から圧縮
機Ｒ内に流出する。

このように構成したロータリ圧縮機は、クランク４Ｂの
合成力Ｆｆ受ける面２３に十分な油圧が確保され、ロー
ラ５とクランク４Ｂとの間の摩擦損失が低減する。

また、ローラ３の内側からシリンダ１内への油の漏れを
減少させ、漏れ損失を低減させることもできる。このこ
とを詳述すると次の通シである。

すなわち、ローラ３の下側のクリアランス１３をδ１、
上側のクリアランス１４ヲδ、とし念とき、これらの値
δ７．δ、は、実際の運転状態で互いに異っていること
は前述した通シで、たとえば、δ（＝δ、＋δ、　）＝
１５ｐｍのとき、δＨ；３１ｓｍ　、δ、＝１２μ落程
度になっている。

ところで、漏れ質量流量ｑ、は、高圧側圧力ｔＰＨ，低
圧側圧力をＰＬｓ　ローラ外径半径ｋ”ｏ、ローラ内径
半径ｋ”ｉ、油の動粘性係数上νとするここで、とｑｓ＝’　（Ｓ”　＋１２”　）＝１７５５Ｃとなる。

これに対して、δ、＝δ、＝δ／２＝７．５μｍとした
ときのｉれ質量流量ヲｑＸ　とすると、９、；＝ｃ（７，５”　＋７．５１　）＝８４３．７５
Ｃとな）、漏れ質量流量の比は、９４７ｇ、、＝１４Ｂとなる。

したがってクリアランスδが一定であっても、ローラ３
の下側のクリアランスδ、と上側のクリアランスδ！と
を等しくすることによシ、漏れ量を大幅に少なくするこ
とができる。

そこで１本実施例のように、スパイラル状の逃げ２２Ｂ
”ｆ設けることにより、この部分の油の流れ２４により
、この油の流れ２４とローラ３との間に粘性力が作用し
、その上向きの力成分２５によってローラＳ１に上向き
へ持上げる。このため、δ、の大きさがδ、に近づき、
したがって′述した理由によってロー２６内側からシリ
ンク区内への油の漏れが減少し、漏れ損失も低減する。

以上説明した第７図に係る実施例によれば。

ロー２３とクランク４Ｂとの間の摩擦損失を低減するこ
とができるとともに、漏れ損失を低減することができる
という本実施例独特の効果がある。

カお、前記各実施例においては、クランクに逃げを設け
る範囲を、クランクの最大半径位置１５から回転方向に
＋１５度〜−２２０度の範囲にしたが、この範囲にこだ
わるものではなく、クランクの合成力Ｆの最大方向と反
対側の面の、作用荷重が小さくなる範囲に設けるように
すればよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、ローラと、
このローラに回転を与えるクランクとの間の摩擦損失が
少ないロータリ圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のロータリ圧縮機上水す横断面図、第２
図は、第１図に係るロータリ圧縮機の部分縦断面図、第
３図は、クランクに作用する合成力の方向を示す平面図
、第４図は、合成力の方向とその大きさの一例を示す円
形図、第５図は、本発明の一実施例に係るロータリ圧縮
機の要部横断面図、第６図は、第５図のＡＡ断面図、第
７図は、本発明の他の実施例に係るロータリ圧縮機の要
部横断面図、第８図は、第７図のＣＣ断面図である。１・・・シリンダ　ラ−・・・ベーン３・・・ローラ　４Ａ、４Ｂ・・・クランク５・・・回
転軸　７・・・高圧室８・・・低圧室　９・・・上端板１０・・・下端板１５・・・クランクの最大半径位置゛１７・・・軸穴　２０・・・分岐穴２２Ａ　、　２２Ｂ　・・・逃げ　Ｆ・・・合成力代理
人弁理士　高　橋　明　夫＄　１　目第　２　記０ス−ＩｔりＯ− 第り目屏　ら　図

Claims

【特許請求の範囲】ｔ　少なくとも、シリンダと、このシリンダ内を回転す
るローラと、このローラに回転？与えるクランクと、こ
のクランクと一体になっている回転軸會駆動する駆動装
置と、前記シリンダの両端にあって前記回転軸の軸受金
魚ねた端板と、先端が前記ローラに当接し、このローラ
の回転に従って往復運動し、前記シリンダ内を高圧室と
低圧室とに仕切るベーンとを有するロータリ圧縮機にお
いて、クランクの、該クランクの合成力の最大方向と反
対側の面の１作用荷重が小さい範囲に、逃げを設けたこ
とを特徴とするロータリ圧縮機。２　逃げ１１回転軸の上方から見て反回転方向に下から
上へ立上がシ、クランクの下部から上部へ至るスパイラ
ル状に形成し、この逃げの下部を、前記回転軸の軸穴か
ら分岐して設けた分岐穴と連通せしめるようにしたもの
である特許請求の範囲第１項記載のロータリ圧縮機。３　逃は金設ける範囲を、クランクの最大半径位置から
回転方向へ測った角度がはｔ！＋１５度から一２２０度
までにしたものである特許請求の範囲第１項記載のロー
タリ圧縮機。