KR20170098265A - 실린더회전형 압축기 - Google Patents

실린더회전형 압축기 Download PDF

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Abstract

실린더회전형 압축기는 중심축(C1) 주위로 회전하는 원통형상의 실린더(21), 실린더(21)의 중심축(C1)에 대하여 편심된 편심축(C2) 주위로 회전하는 원통형상의 제 1 로터(22a)와 제 2 로터(22b), 샤프트(24), 제 1 베인(23a), 및 제 2 베인(23b)을 구비한다. 제 1 베인(23a)은 제 1 로터(22a)에 형성된 제 1 홈부(222a)에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서, 제 1 압축실(Va)을 구획한다. 제 2 베인(23b)은 제 2 로터(22b)에 형성된 제 2 홈부(222b)에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서, 제 2 압축실(Vb)을 구획한다. 제 1 로터(22a)와 제 2 로터(22b)는 실린더(21)의 중심축(C1) 방향으로 늘어서서 배치된다.

Description

실린더회전형 압축기{ROTATING CYLINDER TYPE COMPRESSOR}
본 출원은 2015년 3월 27일에 출원된 일본 특허출원 제2015―66056호에 기초하는 것으로, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.
본 개시는 내부에 압축실을 형성하는 실린더를 회전시키는 실린더회전형 압축기에 관한 것이다.
종래, 내부에 압축실을 형성하는 실린더를 회전시킴으로써, 압축실의 용적을 변화시켜서 유체를 압축하여 토출하는 실린더회전형 압축기가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 전동기부(전동모터부)의 회전자와 일체적으로 구성된 원통형상의 실린더, 실린더의 내부에 배치된 원통형상의 로터, 및 로터에 형성된 홈부(슬릿부)로 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서 압축실을 구획하는 판형상의 베인을 구비하는 실린더회전형 압축기가 개시되어 있다.
이러한 종류의 실린더회전형 압축기에서는 실린더 및 로터를 다른 회전축으로 연동회전시킴으로써 베인을 변위시켜서, 압축실의 용적을 변화시키고 있다. 또한, 특허문헌 1의 실린더회전형 압축기에서는 전동모터부의 내주측에 압축기구부를 배치함으로써, 압축기 전체로서의 소형화를 도모하고 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2012―67735호 공보
그런데 특허문헌 1의 실린더회전형 압축기의 토출능력을 증가시키는 수단으로서는, 압축실의 외경(실린더의 내경)을 확대시켜서 압축실의 용량(토출용량)을 확대시키는 수단이 고려된다.
그러나 토출능력을 증가시키기 위해 실린더의 내경을 확대시키면, 실린더의 외주측에 배치되는 전동모터부의 외경도 확대되기 때문에, 상기한 압축기 전체로서의 소형화 효과를 얻기 어려워진다. 또한, 토출용량을 확대시키면, 압축기의 작동 시의 토크 변동도 증가하기 때문에, 압축기 전체로서의 소음이나 진동을 증가시키는 원인으로 된다.
본 개시는 직경방향의 대형화를 초래하지 않고, 압축실의 용량을 확대할 수 있는 실린더회전형 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 있어서, 실린더회전형 압축기는 중심축 주위로 회전하는 원통형상의 실린더; 실린더의 내부에 배치되어, 실린더의 중심축에 대하여 편심된 편심축 주위로 회전하는 원통형상의 제 1 로터 및 제 2 로터와; 제 1 로터 및 제 2 로터를 회전 가능하게 지지하는 샤프트; 제 1 로터에 형성된 제 1 홈부에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서, 제 1 로터의 외주면과 실린더의 내주면의 사이에 형성되는 제 1 압축실을 구획하는 제 1 베인; 및 제 2 로터에 형성된 제 2 홈부에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서, 제 2 로터의 외주면과 실린더의 내주면의 사이에 형성되는 제 2 압축실을 구획하는 제 2 베인을 구비한다. 제 1 로터 및 제 2 로터는 실린더의 중심축방향으로 나열하여 배치된다.
이에 따르면, 제 1 로터 및 제 2 로터를 구비하고 있기 때문에, 제 1 압축실 및 제 2 압축실을 형성할 수 있다. 따라서, 제 1 압축실과 제 2 압축실의 합계용량(합계토출용량)을 용이하게 확대할 수 있다. 또한, 제 1 로터 및 제 2 로터가 실린더의 중심축방향으로 나열하여 배치되어 있기 때문에, 실린더의 외경을 확대시키지 않고, 합계토출용량을 확대할 수 있다.
그 결과, 직경방향의 대형화를 초래하지 않고, 압축실의 용량을 확대할 수 있는 실린더회전형 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 제 1 로터의 편심축 및 제 2 로터의 편심축은 동축상에 배치되어 있어도 좋다. 이에 따르면, 샤프트에 다른 편심축을 가지는 부위를 형성할 필요가 없어서, 샤프트를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 제 1 압축실 내의 유체 압력이 최대 압력에 도달하는 실린더의 회전각과 제 2 압축실 내의 유체 압력이 최대 압력에 도달하는 실린더의 회전각이 180° 어긋나 있어도 좋다. 이에 따르면, 압축실의 용량을 확대시킨 것에 의한 토크 변동의 증가를 억제할 수 있어서, 압축기 전체로서의 소음이나 진동의 증가를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, “180° 어긋나 있는”이란, 완전히 180° 어긋나 있는 것만을 의미하는 것은 아니고, 제조상 또는 조립상의 오차에 의하여 180°에 대해서 약간 오차를 포함하여 어긋나 있는 것도 포함하는 의미이다.
본 개시에 관한 상기 및 그 밖의 목적, 특징이나 잇점은 첨부의 도면을 참조하면서 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다.
도 1은 본 개시의 제 1 실시형태의 압축기의 축방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ―Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 압축기의 압축기구부의 분해사시도이다.
도 5는 제 1 실시형태의 압축기의 작동상태를 설명하는 설명도이다.
도 6은 제 1 실시형태의 압축기의 토크 변동을 도시한 그래프이다.
도 7은 제 2 실시형태의 압축기의 축방향 단면도이고, 도 3에 대응한다.
도 8은 제 3 실시형태의 압축기의 축방향 단면도이고, 도 3에 대응한다.
(제 1 실시형태)
이하, 도면을 이용하여 제 1 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 실린더회전형 압축기(1)(이하, 간략히 '압축기(1)'로 기재한다.)는, 차량용 공조장치에서 차실내로 송풍되는 송풍공기를 냉각하는 증기압축식의 냉동사이클장치에 적용되어 있고, 이 냉동사이클장치에 있어서 압축대상유체인 냉매를 압축하여 토출하는 기능을 수행한다.
또한, 이 냉동사이클장치에서는 냉매로서 HFC계 냉매(구체적으로는, R134a)를 채용하고 있고, 고압측 냉매압력이 냉매의 임계압력을 초과하지 않는 아임계 냉동사이클(sub-critical refrigeration cycle)을 구성하고 있다. 또한, 냉매에는 압축기(11)의 슬라이딩부위를 윤활하는 윤활유인 냉동기유가 혼입되어 있고, 냉동기유의 일부는 냉매와 함께 사이클을 순환하고 있다.
압축기(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 그 외곽을 형성하는 하우징(10)의 내부에, 냉매를 압축하여 토출하는 압축기구부(20) 및 압축기구부(20)를 구동하는 전동기부(전동모터부)(30)를 수용한 전동압축기로서 구성되어 있다. 또한, 도 1에 서의 상하의 각 화살표는 압축기(1)를 차량용 공조장치에 탑재한 상태에서의 상하의 각각의 방향을 도시하고 있다.
우선, 하우징(10)은 복수의 금속제 부재를 조합함으로써 구성되어 있고, 내부에 대략 원주형상의 공간을 형성하는 밀폐용기구조의 것이다.
보다 구체적으로, 하우징(10)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 바닥을 구비한 원통형상(컵형상)의 메인하우징(11), 메인하우징(11)의 개구부를 폐쇄하도록 배치된 바닥을 구비한 원통형상의 서브하우징(12) 및 서브하우징(12)의 개구부를 폐쇄하도록 배치된 원판형상의 덮개부재(13)를 조합함으로써 구성되어 있다.
또한, 메인하우징(11), 서브하우징(12) 및 덮개부재(13)의 맞닿음부에는 O링 등으로 이루어지는 도시하지 않는 시일부재가 배치되어 있어서, 각각의 맞닿음부로부터 냉매가 누출되는 일은 없다.
메인하우징(11)의 통형상 측면에는 압축기구부(20)에서 승압된 고압 냉매를 하우징(10)의 외부(구체적으로는, 냉동사이클장치의 응축기의 냉매 입구측)로 토출하는 토출포트(11a)가 형성되어 있다. 서브하우징(12)의 통형상 측면에는 하우징(10)의 외부로부터 저압 냉매(구체적으로는, 냉동사이클장치의 증발기로부터 유출된 저압 냉매)를 흡입하는 흡입포트(12a)가 형성되어 있다.
서브하우징(12)과 덮개부재(13)의 사이에는 흡입포트(12a)로부터 흡입된 저압 냉매를 압축기구부(20)의 제 1, 제 2 압축실(Va, Vb)로 유도하기 위한 하우징측 흡입통로(13a)가 형성되어 있다. 또한, 덮개부재(13)의 서브하우징(12)측의 면과 반대측의 면에는 전동기부(30)로 전력을 공급하는 구동회로(인버터)(30a)가 부착되어 있다.
전동기부(30)는 고정자로서의 스테이터(31)를 가지고 있다. 스테이터(31)는 금속 자성재료로 형성된 스테이터 코어(31a) 및 스테이터 코어(31a)에 감긴 스테이터 코일(31b)에 의하여 구성되어 있고, 메인하우징(11)의 통형상 측면의 내주면에 압입, 수축 끼워맞춤(shrinkage fitting), 볼트 조임 등의 수단에 의하여 고정되어 있다.
구동회로(30a)로부터 도시하지 않는 밀봉단자(허메틱(hermetic) 시일단자)를 통하여 스테이터 코일(31b)에 전력이 공급되면, 스테이터(31)의 내주측에 배치된 실린더(21)를 회전시키는 회전자계가 발생한다. 실린더(21)는 원통형상의 금속 자성재료로 형성되어 있고, 후술하는 바와 같이, 압축기구부(20)의 제 1, 제 2 압축실(Va, Vb)을 형성한다.
실린더(21)에는 도 2 및 도 3의 단면도에 도시한 바와 같이, 마그넷(영구자석)(32)이 고정되어 있다. 이에 따라, 실린더(21)는 전동기부(30)의 회전자로서의 기능을 겸비한다. 그리고 실린더(21)는 스테이터(31)가 발생하는 회전자계에 의하여 중심축(C1) 주위로 회전한다.
즉, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 전동기부(30)의 회전자와 압축기구부(20)의 실린더(21)가 일체적으로 구성되어 있다. 전동기부(30)의 회전자와 압축기구부(20)의 실린더(21)를 별도 부재로 구성하고, 압입 등의 수단에 의하여 일체화시켜도 좋다. 또한, 전동기부(30)의 고정자(스테이터 코어(31a) 및 스테이터 코어(31a))는 실린더(21)의 외주측에 배치되어 있다.
다음으로, 압축기구부(20)에 대하여 설명한다. 본 실시형태에서는 압축기구부(20)로서, 제 1 압축기구부(20a) 및 제 2 압축기구부(20b)의 2개의 압축기구부가 설치되어 있다. 이들의 제 1 및 제 2 압축기구부(20a, 20b)의 기본적 구성은 서로 동일하다. 또한, 제 1 및 제 2 압축기구부(20a, 20b)는 하우징(10)의 내부에서 냉매 흐름에 대하여 병렬적으로 접속되어 있다.
제 1 및 제 2 압축기구부(20a, 20b)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 실린더(21)의 중심축방향으로 늘어서서 배치되어 있다. 여기에서, 본 실시형태에서는 2개의 압축기구부 중, 제 1 압축기구부(20a)는 메인하우징(11)의 저면측에 배치되며, 제 2 압축기구부(20b)는 서브하우징(12)측에 배치된다.
또한, 도 1 및 도 4에서는 제 2 압축기구부(20b)의 구성부재 중, 제 1 압축기구부(20a)의 동등한 구성부재에 대응하는 것의 부호를, 말미의 알파벳을 “a”에서 “b”로 변경하여 도시하고 있다. 예를 들면, 제 2 압축기구부(20a)의 구성부재 중, 제 1 압축기구부(20a)의 제 1 로터(22a)에 대응하는 구성부재인 제 2 로터에 대해서는, “22b”라는 부호를 붙이고 있다.
제 1 압축기구부(20a)는 실린더(21), 제 1 로터(22a), 제 1 베인(23a), 샤프트(24) 등에 의하여 구성되어 있다. 제 2 압축기구부(20b)는 실린더(21), 제 2 로터(22b), 제 2 베인(23b), 샤프트(24) 등에 의하여 구성되어 있다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 실린더(21) 및 샤프트(24)에서는 메인하우징(11)의 저면측의 일부가 제 1 압축기구부(20a)를 구성하고 있고, 서브하우징(12)측의 다른 일부가 제 2 압축기구부(20b)를 구성하고 있다.
실린더(21)는 상기와 같이, 전동기부(30)의 회전자로서 중심축(C1) 주위로 회전하고, 또한 내부에 제 1 압축기구부(20a)의 제 1 압축실(Va) 및 제 2 압축기구부(20b)의 제 2 압축실(Vb)을 형성하는 원통형상 부재이다. 실린더(21)의 축방향 일단측에는 실린더(21)의 개구단부를 폐쇄하는 폐쇄용 부재인 제 1 사이드플레이트(25a)가 볼트조임 등의 수단에 의하여 고정되어 있다. 또한, 실린더(21)의 축방향 타단측에는 마찬가지로 제 2 사이드플레이트(25b)가 고정되어 있다.
제 1 및 제 2 사이드플레이트(25a, 25b)는 실린더(21)의 회전축에 대략 수직인 방향으로 넓어지는 원판형상부 및 원판형상부의 중심부에 배치되어 축방향으로 돌출하는 보스부를 가지고 있다. 또한, 보스부에는 제 1, 제 2 사이드플레이트(25a, 25b)의 안팍을 관통하는 관통구멍이 형성되어 있다.
이들의 관통구멍에는 각각 도시하지 않는 축지지기구가 배치되어 있고, 이 축지지기구에 샤프트(24)가 삽입되어 있으며, 이에 따라, 실린더(21)가 샤프트(24)에 대하여 회전 가능하게 지지된다. 샤프트(24)의 양단부는 각각 하우징(10)(구체적으로는, 메인하우징(11) 및 서브하우징(12))에 고정되어 있다. 따라서, 샤프트(24)가 하우징(10)에 대하여 회전하는 일은 없다.
본 실시형태의 실린더(21)는 내부에 서로 구획된 제 1 압축실(Va) 및 제 2 압축실(Vb)을 형성하고 있다. 이 때문에, 실린더(21) 내부의 제 1 로터(22a)와 제 2 로터(22b)의 사이에는 제 1 압축실(Va)과 제 2 압축실(Vb)을 구획하기 위한 원판형상의 중간 사이드플레이트(25c)가 배치되어 있다. 이 중간 사이드플레이트(25c)도 제 1 및 제 2 사이드플레이트(25a, 25b)와 동일한 기능을 가지고 있다.
즉, 본 실시형태의 실린더(21)에서, 제 1 압축기구부(20a)를 구성하는 부위의 축방향 양단부는 제 1 사이드플레이트(25a) 및 중간 사이드플레이트(25c)에 의하여 폐쇄되어 있다. 또한, 실린더(21)에서, 제 2 압축기구부(20b)를 구성하는 부위의 축방향 양단부는 제 2 사이드플레이트(25b) 및 중간 사이드플레이트(25c)에 의하여 폐쇄되어 있다.
바꾸어 말하면, 제 1 사이드플레이트(25a)는 중간 사이드플레이트(25c), 제 1 로터(22a) 등과 함께 제 1 압축실(Va)을 구획하고 있고, 제 2 사이드플레이트(25b)는 중간 사이드플레이트(25c), 제 2 로터(22b) 등과 함께 제 2 압축실(Vb)을 구획하고 있다. 또한, 중간 사이드플레이트(25c)는 제 1 로터(22a)와 제 2 로터(22b)의 사이에 배치되어, 제 1 압축실(Va)과 제 2 압축실(Vb)을 구획하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는 실린더(21)와 중간 사이드플레이트(25c)를 일체적으로 구성하고 있지만, 물론 실린더(21)와 중간 사이드플레이트(25c)를 별도 부재로 구성하고, 압입 등의 수단에 의하여 일체화시켜도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는 제 1 로터(22a)의 축방향 길이 및 제 2 로터(22b)의 축방향 길이가 동등하게 되어 있고, 제 1 압축실(Va) 및 제 2 압축실(Vb)은 각각의 최대 용적이 서로 대략 동등한 용적으로 되도록 구획되어 있다.
샤프트(24)는 실린더(21)(구체적으로는, 실린더(21)에 고정된 각각의 사이드플레이트(25a, 25b, 25c)), 제 1 로터(22a) 및 제 2 로터(22b)를 회전 가능하게 지지하는 대략 원통형상의 부재이다.
샤프트(24)의 축방향 중앙부에는 서브하우징(12)측의 단부보다도 외경 치수가 작은 편심부(24c)가 설치되어 있다. 이 편심부(24c)의 중심축은 실린더(21)의 중심축(C1)에 대하여 편심된 편심축(C2)이다. 또한, 편심부(24c)에는 도시하지 않는 축지지기구를 통하여, 제 1 및 제 2 로터(22a, 22b)가 회전 가능하게 지지되어 있다.
상기와 같이, 본 실시형태의 제 1 및 제 2 압축기구부(20a, 20b)는 실린더(21)의 중심축방향으로 늘어서서 배치되어 있다. 이 때문에, 제 1 로터(22a) 및 제 2 로터(22b)에 대해서도, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 실린더(21)의 중심축방향으로 늘어서서 배치되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 로터(22a, 22b)가 회전할 때에는, 실린더(21)의 중심축(C1)에 대하여 편심된 공통되는 편심축(C2) 주위로 회전한다. 즉, 본 실시형태에서는 제 1 로터(22a)의 편심축과 제 2 로터(22b)의 편심축이 동축상에 배치되어 있다.
샤프트(24)의 내부에는 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징측 흡입통로(13a)에 연통하여, 외부로부터 유입된 저압 냉매를 제 1 및 제 2 압축실(Va, Vb)측으로 유도하기 위한 샤프트측 흡입통로(24d)가 형성되어 있다. 샤프트(24)의 외주면에는 샤프트측 흡입통로(24d)를 유통하는 저압 냉매를 유출시키는 복수의(본 실시형태에서는 4개) 제 1 및 제 2 샤프트측 출구구멍(240a, 240b)이 개구되어 있다.
샤프트(24)의 외주면에는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 샤프트(24)의 외주면을 내주측으로 오목하게 한 제 1, 제 2 샤프트측 오목부(241a, 241b)가 형성되어 있다. 그리고 제 1, 제 2 샤프트측 출구구멍(240a, 240b)은 각각 제 1, 제 2 샤프트측 오목부(241a, 241b)가 형성된 부위로 개구되어 있다. 이 때문에, 제 1, 제 2 샤프트측 출구구멍(240a, 240b)은 제 1, 제 2 샤프트측 오목부(241a, 241b)의 내부에 형성되는 원환형상의 제 1, 제 2 샤프트측 연통용 공간(242a, 242b)으로 연통해 있다.
제 1 로터(22a)는 실린더(21)의 내부에 배치되어 실린더(21)의 중심축방향으로 연장되는 원통형상 부재이다. 제 1 로터(22a)의 축방향 길이는, 도 1에 도시한 바와 같이, 샤프트(24) 및 실린더(21)의 제 1 압축기구부(20a)를 구성하는 부위의 축방향 길이와 대략 동등한 치수로 형성되어 있다.
또한, 제 1 로터(22a)의 외경 치수는 실린더(21)의 내부에 형성되는 원주형상 공간의 내경 치수보다도 작게 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 제 1 로터(22a)의 외경 치수는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 편심축(C2)의 축방향에서 보았을 때에, 제 1 로터(22a)의 외주면과 실린더(21)의 내주면이 1군데의 접촉점(C3)에서 접촉하도록 설정되어 있다.
제 1 로터(22a)와 중간 사이드플레이트(25c)의 사이 및 제 1 로터(22a)와 제 1 사이드플레이트(25a)의 사이에는 전동기구가 배치되어 있다. 전동기구는 제 1 로터(22a)가 실린더(21)와 동기회전하도록 실린더(21)(보다 구체적으로는, 실린더(21)와 함께 회전하는 중간 사이드플레이트(25c) 및 제 1 사이드플레이트(25a))로부터 제 1 로터(22a)로 회전구동력을 전달한다.
이 전동기구에 대해서는, 제 1 로터(22a)와 중간 사이드플레이트(25c)의 사이에 배치된 것을 예로 설명한다. 전동기구는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 로터(22a)의 중간 사이드플레이트(25c)측의 면에 형성된 복수(본 실시형태에서는 4개)의 원형상의 제 1 구멍부(221a) 및 중간 사이드플레이트(25c)로부터 제 1 로터(22a)측으로 중심축방향으로 돌출하는 복수의(본 실시형태에서는 4개) 구동핀(251c)에 의하여 구성되어 있다.
이들의 복수의 구동핀(251c)은 제 1 구멍부(221a)보다도 소직경으로 형성되어 있고, 로터(22)측을 향하여 축방향으로 돌출하여, 각각 제 1 구멍부(221a)에 끼워넣어져 있다. 이 때문에, 구동핀(251c) 및 제 1 구멍부(221a)는 이른바 핀―홀식의 자전방지기구와 동등한 기구를 구성하고 있다. 제 1 로터(22a)와 제 1 사이드플레이트(25a)의 사이에 설치되는 전동기구에 대해서도 동일하다.
본 실시형태의 전동기구에 따르면, 실린더(21)가 중심축(C1) 주위로 회전하면, 각각의 구동핀(251c)과 샤프트(24)의 편심부(24c)의 상대위치(상대거리)가 변화한다. 이 상대위치(상대거리)의 변화에 의하여 제 1 로터(22a)의 제 1 구멍부(221a)의 측벽면이 구동핀(251c)으로부터 회전방향의 하중을 받는다. 그 결과, 제 1 로터(22a)는 실린더(21)의 회전에 동기하여 편심축(C2) 주위로 회전한다.
여기에서, 본 실시형태의 전동기구에서는 복수의 구동핀(251c) 및 제 1 구멍부(221a)에 의하여 차례 차례 로터(22)로 동력을 전달하고 있다. 따라서, 복수의 구동핀(251c) 및 제 1 구멍부(221a)는 편심축(C2) 주위로 등각도 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 각각의 제 1 구멍부(221a)에는 구동핀(251c)이 접촉하는 외주측 측면의 마모를 억제하기 위한 금속제의 링부재(223a)가 끼워넣어져 있다.
또한, 제 1 로터(22)의 내부에는, 도 1에 파선으로 도시한 바와 같이, 편심축(C2)의 축방향으로 연장되어, 그 축방향 일단측으로부터 타단측을 관통하는 제 1 오일통로(225a)가 형성되어 있다.
제 1 오일통로(225a)는 메인하우징(11)의 저면측에 형성된 제 1 오일복귀통로(11b) 및 샤프트(24)와 제 1 사이드플레이트(25a)의 보스부의 간극에 형성된 오일통로(252a) 등을 통하여 공급되는 냉동기유를 유통시키는 윤활유통로이다. 제 1 오일복귀통로(11b)는 하우징(10)의 내부공간의 하측에 축적된 냉동기유를 제 1 오일통로(225a)측으로 유도하는 윤활유통로이다.
또한, 제 1 로터(22a)와 중간 사이드플레이트(25c)의 사이 및 제 1 로터(22a)와 제 1 사이드플레이트(25a)의 사이에 설치된 전동기구의 제 1 구멍부(221a)는 각각 제 1 오일통로(225a)의 축방향 양단부에 의하여 형성되어 있다.
바꾸어 말하면, 제 1 로터(22a)와 제 1 사이드플레이트(25a)의 사이에 설치되는 전동기구의 적어도 하나의 제 1 구멍부 및 제 1 로터(22a)와 중간 사이드플레이트(25c)의 사이에 설치되는 전동기구의 적어도 하나의 제 1 구멍부(221a)는 제 1 오일통로(225a)를 통하여 서로 연통해 있다.
또한, 제 1 로터(22a)의 외주면에는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 축방향의 전역에 걸쳐서 내주측으로 오목한 제 1 홈부(제 1 슬릿부)(222a)가 형성되어 있다. 제 1 홈부(222a)에는 후술하는 제 1 베인(23a)이 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져 있다.
제 1 홈부(222a)는 편심축(C2)의 축방향에서 보았을 때에, 제 1 베인(23a)의 슬라이딩하는 면(제 1 베인(23a)과의 마찰면)이 제 1 로터(22a)의 직경방향에 대하여 경사져 있다. 보다 상세하게는, 제 1 홈부(222a)는 제 1 베인(23a)의 슬라이딩하는 면이 내주측으로부터 외주측을 향하여 회전방향으로 경사져 있다. 이 때문에, 제 1 홈부(222a)에 끼워넣어진 제 1 베인(23a)도 제 1 로터(22a)의 직경방향에 대하여 경사진 방향으로 변위한다.
제 1 로터(22a)의 축방향 중앙부의 내부에는 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 홈부(222a)와 마찬가지로 직경방향에 대하여 경사져서 연장되어, 제 1 로터(22a)의 내주측(제 1 샤프트측 연통용 공간(242a)측)과 외주측(제 1 압축실(Va)측)을 연통시키는 제 1 로터측 흡입통로(224a)가 형성되어 있다. 이에 따라, 외부로부터 샤프트측 흡입통로(24d)로 유입된 냉매는 제 1 로터측 흡입통로(224a)측으로 유도된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 로터측 흡입통로(224a)의 출구구멍은 제 1 홈부(222a)에 대하여 회전방향 후방측의 제 1 로터(22a)의 외주면에 개구되어 있다. 또한, 제 1 로터측 흡입통로(224a) 및 제 1 홈부(222a)는 서로 구획되어 있고, 각각의 내부공간들이 연통하지 않도록 형성되어 있다.
제 1 베인(23a)은 제 1 로터(22a)의 외주면과 실린더(21)의 내주면의 사이에 형성되는 제 1 압축실(Va)을 구획하는 판형상의 구획부재이다. 제 1 베인(23a)의 축방향 길이는 제 1 로터(22a)의 축방향 길이와 대략 동등한 치수로 형성되어 있다. 또한, 제 1 베인(23a)의 외주측 선단부는 실린더(21)의 내주면에 대하여 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다.
따라서, 본 실시형태의 제 1 압축기구부(20a)에서는 실린더(21)의 내벽면, 제 1 로터(22a)의 외주면, 제 1 베인(23a)의 판면, 제 1 사이드플레이트(25a), 중간 사이드플레이트(25c)에 둘러싸인 공간에 의하여 제 1 압축실(Va)이 형성된다. 즉, 제 1 베인(23a)은 실린더(21)의 내주면과 제 1 로터(22a)의 외주면의 사이에 형성되는 제 1 압축실(Va)을 구획하고 있다.
또한, 제 1 사이드플레이트(25a)에는 제 1 압축실(Va)에서 압축된 냉매를 하우징(10)의 내부공간으로 토출시키는 제 1 토출구멍(251a)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 사이드플레이트(25a)에는 제 1 토출구멍(251a)으로부터 하우징(10)의 내부공간으로 유출된 냉매가 제 1 토출구멍(251a)을 통하여 제 1 압축실(Va)로 역류하는 것을 억제하는 리드밸브(reed valve)로 이루어지는 제 1 토출밸브가 배치되어 있다.
다음으로, 제 2 압축기구부(20)에 대하여 설명한다. 상기와 같이, 제 2 압축기구부(20b)의 기본적 구성은 제 1 압축기구부(20a)와 동일하다. 따라서, 제 2 로터(22b)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 샤프트(24) 및 실린더(21)의 제 2 압축기구부(20b)를 구성하는 부위의 축방향 길이와 대략 동등한 치수의 원통형상 부재로 구성되어 있다.
또한, 제 2 로터(22b)의 편심축(C2)과 제 1 로터(22a)의 편심축(C2)은 동축상에 배치되어 있기 때문에, 편심축(C2)의 축방향에서 보았을 때에, 제 2 로터(22b)의 외주면과 실린더(21)의 내주면은 제 1 로터(22a)와 마찬가지로, 도 2 및 도 3에 도시한 접촉점(C3)에서 접촉해 있다.
제 2 로터(22b)와 중간 사이드플레이트(25c)의 사이 및 제 2 로터(22b)와 제 1 사이드플레이트(25a)의 사이에는 제 1 로터(22a)로 회전구동력을 전달하는 전동기구와 동일한 전동기구가 설치되어 있다. 따라서, 제 2 로터(22b)에는 복수의 구동핀(251c)이 끼워넣어지는 복수의 원형상의 제 2 구멍부가 형성되어 있다. 이 제 2 구멍부에도 제 1 구멍부(221a)와 동일한 링부재가 끼워넣어져 있다.
또한, 중간 사이드플레이트(25c)로부터 제 2 로터(22b)측으로 돌출하는 구동핀(251c)은 중간 사이드플레이트(25c)로부터 제 1 로터(22b)측으로 돌출하는 구동핀(251c)과 동일 부재로 형성되어 있다. 즉, 중간 사이드플레이트(25c)에 고정되는 구동핀(251c)은 제 1 로터(22a)측 및 제 2 로터(22b)측의 양쪽을 향하여 중심축방향으로 돌출해 있다.
제 2 로터(22b)의 내부에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제 1 로터(22a)의 제 1 오일통로(225a)와 마찬가지로, 편심축(C2)의 축방향으로 연장되어, 그 축방향 일단측으로부터 타단측을 관통하는 제 2 오일통로(225b)가 형성되어 있다.
제 2 오일통로(225b)는 서브하우징(12)에 형성된 제 2 오일복귀통로(12b) 및 샤프트(24)와 제 2 사이드플레이트(25b)의 보스부의 간극에 형성된 오일통로(252b) 등을 통하여 공급되는 냉동기유를 유통시키는 윤활유통로이다. 제 2 오일복귀통로(12b)는 하우징(10)의 내부공간의 하측에 축적된 냉동기유를 제 2 오일통로(225b)측으로 유도하는 윤활유통로이다.
또한, 제 2 오일통로(225b)의 축방향 양단부는 제 1 오일통로(225a)와 마찬가지로, 전동기구의 제 2 구멍부를 형성하고 있다.
또한, 제 2 로터(22b)의 외주면에는, 도 2 및 도 3에 파선으로 도시한 바와 같이, 축방향의 전역에 걸쳐서 내주측으로 오목한 제 2 홈부(제 2 슬릿부)(222b)가 형성되어 있다. 제 2 홈부(222b)에는 제 1 홈부(222a)의 제 1 베인(23a)과 마찬가지로, 제 2 베인(23b)이 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져 있다.
제 2 로터(22b)의 축방향 중앙부의 내부에는, 도 3에 파선으로 도시한 바와 같이, 제 2 홈부(222b)와 마찬가지로 직경방향으로 경사져서 연장되어, 제 2 로터(22b)의 내주측과 외주측(제 2 압축실(Vb)측)을 연통시키는 제 2 로터측 흡입통로(224b)가 형성되어 있다.
따라서, 본 실시형태의 제 2 압축기구부(20b)에서는 실린더(21)의 내벽면, 제 2 로터(22b)의 외주면, 제 2 베인(23b)의 판면, 제 2 사이드플레이트(25b), 중간 사이드플레이트(25c)에 둘러싸인 공간에 의하여 제 2 압축실(Vb)이 형성된다. 즉, 제 2 베인(23b)은 실린더(21)의 내주면과 제 2 로터(22b)의 외주면의 사이에 형성되는 제 2 압축실(Vb)을 구획하고 있다.
또한, 제 2 사이드플레이트(25b)에는 제 2 압축실(Vb)에서 압축된 냉매를 하우징(10)의 내부공간으로 토출시키는 제 2 토출구멍(251b)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 사이드플레이트(25b)에는 제 2 토출구멍(251b)으로부터 하우징(10)의 내부공간으로 유출된 냉매가 제 2 토출구멍(251b)을 통하여 제 2 압축실(Vb)로 역류하는 것을 억제하는 리드밸브로 이루어지는 제 2 토출밸브가 배치되어 있다.
또한, 본 실시형태의 제 2 압축기구부(20b)에서는, 도 2 및 도 3에 파선으로 도시한 바와 같이, 제 2 베인(23b), 제 2 로터측 흡입통로(224b), 제 2 사이드플레이트(25b)의 제 2 토출구멍(251b) 등이 제 1 압축기구부(20a)의 제 1 베인(23a), 제 1 로터측 흡입통로(224a), 제 1 사이드플레이트(25a)의 제 1 토출구멍(251a) 등에 대하여 대략 180° 위상이 어긋난 위치에 배치되어 있다.
다음으로, 도 5를 이용하여 본 실시형태의 압축기(1)의 작동에 대해서 설명한다. 도 5는 압축기(1)의 작동상태를 설명하기 위해, 실린더(21)의 회전에 따른 제 1 압축실(Va)의 변화를 연속적으로 도시한 설명도이다.
즉, 도 5의 실린더(21)의 각각의 회전각(θ)에 대응하는 단면도에서는 도 3과 동등한 단면도에서의 제 1 로터측 흡입통로(224a) 및 제 1 베인(23a) 등의 위치를 실선으로 도시하고 있다. 또한, 도 5에서는 각각의 회전각(θ)에서의 제 2 로터측 흡입통로(224b) 및 제 2 베인(23b)의 위치를 파선으로 도시하고 있다. 또한, 도 5에서는 도시의 명확화를 위해, 실린더(21)의 회전각(θ)＝0°에 대응하는 단면도에 각각의 구성부재의 부호를 붙이고 있다.
우선, 회전각(θ)이 0°로 되어 있을 때에는, 접촉점(C3)과 제 1 베인(23a)의 외주측 선단부가 겹쳐 있다. 이 상태에서는 제 1 베인(23a)의 회전방향 전방측에 최대 용적의 제 1 압축실(Va)이 형성되고, 또한 제 1 베인(23a)의 회전방향 후방측에도 최소 용적(즉, 용적이 0)의 흡입행정의 제 1 압축실(Va)이 형성되어 있다.
여기에서, '흡입행정의 제 1 압축실(Va)'이란 용적을 확대시키는 행정으로 되어 있는 제 1 압축실(Va)을 의미하고, '압축행정의 제 1 압축실(Va)'이란 용적을 축소시키는 행정으로 되어 있는 제 1 압축실(Va)을 의미하고 있다.
또한, 회전각(θ)이 0°에서 증가함에 따라, 도 5의 회전각(θ)＝45°∼315°로 도시한 바와 같이, 실린더(21), 제 1 로터(22a) 및 제 1 베인(23a)이 변위하여 제 1 베인(23a)의 회전방향 후방측에 형성되는 흡입행정의 제 1 압축실(Va)의 용적이 증가한다.
이에 따라, 서브하우징(12)에 형성된 흡입포트(12a)로부터 흡입된 저압 냉매가 하우징측 흡입통로(13a)→샤프트측 흡입통로(24d)의 제 1 샤프트측 출구구멍(240a)→제 1 로터측 흡입통로(224a)의 차례로 흘러서 흡입행정의 제 1 압축실(Va) 내로 유입된다.
이때, 제 1 베인(23a)에는 로터(22)의 회전에 따른 원심력이 작용하기 때문에 제 1 베인(23a)의 외주측 선단부가 실린더(21)의 내주면으로 압박된다. 이에 따라, 제 1 베인(23a)은 흡입행정의 제 1 압축실(Va)과 압축행정의 제 1 압축실(Va)을 구획하고 있다.
그리고 회전각(θ)이 360°에 도달하면(즉, 회전각(θ)＝0°로 되돌아가면), 흡입행정의 제 1 압축실(Va)이 최대 용적으로 된다. 또한, 회전각(θ)이 360°에서 증가하면, 회전각(θ)＝0°∼ 360°로 용적을 증가시킨 흡입행정의 제 1 압축실(Va)과 제 1 로터측 흡입통로(224a)의 연통이 차단된다. 이에 따라, 제 1 베인(23a)의 회전방향 전방측에 압축행정의 제 1 압축실(Va)이 형성된다.
또한, 회전각(θ)이 360°에서 증가함에 따라, 도 5의 회전각(θ)＝405°∼675°로 점해칭(point hatching)으로 도시한 바와 같이, 제 1 베인(23a)의 회전방향 전방측에 형성된 압축행정의 제 1 압축실(Va)의 용적이 축소된다.
이에 따라, 압축행정의 제 1 압축실(Va) 내의 냉매 압력이 상승한다. 그리고 제 1 압축실(Va) 내의 냉매 압력이 하우징(10)의 내부공간 내의 냉매 압력에 따라서 결정되는 제 1 토출밸브의 밸브열림압력(즉, 제 1 압축실(Va)의 최대 압력)을 넘으면, 제 1 압축실(Va) 내의 냉매가 제 1 토출구멍(251a)을 통하여 하우징(10)의 내부공간으로 토출된다.
또한, 상기의 작동 설명에서는 제 1 압축기구부(20a)의 작동 양태의 명확화를 위해, 회전각(θ)이 0°에서 720°까지 변화하는 동안의 제 1 압축실(Va)의 변화를 설명했지만, 실제로는, 회전각(θ)이 0°에서 360°까지 변화할 때에 설명한 냉매의 흡입행정과, 회전각(θ)이 360°에서 720°까지 변화할 때에 설명한 냉매의 압축행정은 실린더(21)가 1회전할 때에 동시에 실시된다.
또한, 제 2 압축기구부(20b)에 대해서도 마찬가지로 작동하여, 냉매의 압축 및 흡입이 실시된다. 이때, 제 2 압축기구부(20b)에서는 제 2 베인(23b) 등이 제 1 압축기구부(20a)의 제 1 베인(23a) 등에 대하여 180° 위상이 어긋난 위치에 배치되어 있다. 따라서, 압축행정의 제 2 압축실(Vb)에서는 제 1 압축실(Va)에 대하여 180° 위상이 어긋난 회전각으로 냉매의 압축 및 흡입이 실시된다.
이 때문에, 본 실시형태에서는 제 1 압축실(Va) 내의 냉매 압력이 최대 압력에 도달하는 실린더(21)의 회전각(θ)과 제 2 압축실(Vb) 내의 냉매 압력이 최대 압력에 도달하는 실린더(21)의 회전각(θ)도 180° 어긋나 있다.
그리고 압축행정의 제 2 압축실(Vb) 내의 냉매 압력이 상승하여, 제 2 압축실(Vb) 내의 냉매 압력이 제 2 사이드플레이트(25b)에 배치된 제 2 토출밸브의 밸브열림압력(즉, 제 2 압축실(Vb)의 최대 압력)을 넘으면, 제 2 압축실(Vb) 내의 냉매가 제 2 토출구멍(251b)을 통하여 하우징(10)의 내부공간으로 토출된다. 제 2 압축기구부(20b)로부터 하우징(10)의 내부공간으로 토출된 냉매는 제 1 압축기구부(20a)로부터 토출된 냉매와 합류한다.
제 1 압축기구부(20a)로부터 토출된 고압기상냉매와 제 2 압축기구부(20b)로부터 토출된 고압기상냉매의 합류냉매는 하우징(10)의 내부공간 내에서 유속을 저하시킨다. 이에 따라, 고압기상냉매와 함께 제 1, 제 2 토출구멍(251a, 251b)으로부터 토출된 냉동기유가 중력의 작용에 의하여 하측으로 낙하해서 합류냉매로부터 분리된다.
냉동기유가 분리된 합류냉매는 하우징(10)의 토출포트(11a)로부터 토출된다. 한편, 합류냉매로부터 분리된 냉동기유는 하우징(10)의 내부공간의 하측에 저장된다. 하우징(10)의 내부공간의 하측에 저장된 냉동기유는 제 1, 제 2 오일복귀통로(11b, 12b) 등을 통하여 제 1, 제 2 오일통로(225a, 225b)로 유입된다. 이에 따라, 샤프트(24), 제 1, 제 2 로터(22a, 22b) 및 각각의 사이드플레이트(25a∼25c)의 각각의 슬라이딩부위에 공급된다.
이상과 같이, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 냉동사이클장치에 있어서, 냉매(유체)를 흡입하고, 압축하여 토출할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 전동기부(30)의 내주측에 압축기구부(20)가 배치되어 있기 때문에, 압축기(1) 전체로서의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 제 1 로터(22a)(제 1 압축기구부(20a)) 및 제 2 로터(22b)(제 2 압축기구부(20b))를 구비하고 있기 때문에 제 1 압축실(Va) 및 제 2 압축실(Vb)을 형성할 수 있다. 따라서, 적용되는 시스템(본 실시형태에서는 냉동사이클장치)에 따라서 제 1 압축실(Va)과 제 2 압축실(Vb)의 합계토출용량을 용이하게 확대할 수 있다.
이때, 제 1 로터(22a) 및 제 2 로터(22b)가 실린더(21)의 중심축방향으로 늘어서서 배치되어 있기 때문에, 합계토출용량을 확대시키기 위해 실린더(21)의 외경을 확대시키는 일이 없다. 따라서, 전동기부(30)의 스테이터(31) 및 이것을 수용하는 메인하우징(11)의 외경을 확대시키는 일이 없다.
그 결과, 본 실시형태의 압축기(1)에 따르면, 직경방향의 대형화를 초래하지 않고, 압축실(Va, Vb)의 용량을 확대할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 제 1 로터(22a)의 편심축(C2) 및 제 2 로터(22b)의 편심축(C2)이 동일축상에 배치되어 있기 때문에, 샤프트(24)에 다른 편심축을 가지는 부위를 형성할 필요가 없어서, 샤프트(24)를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 제 1 압축실(Va) 및 제 2 압축실(Vb)의 최대 용적이 서로 대략 동등하게 되어 있고, 또한, 제 1 압축실(Va) 내의 냉매가 최대 압력에 도달하는 실린더(21)의 회전각(θ)과 제 2 압축실(Vb) 내의 냉매가 최대 압력에 도달하는 실린더(21)의 회전각(θ)이 180° 어긋나 있다.
이에 따라, 도 6에 도시한 바와 같이, 압축실의 용량을 확대시키는 것에 의한 토크 변동의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 압축기 전체로서의 소음이나 진동의 증가를 효과적으로 억제할 수 있다.
여기에서, 도 6은 본 실시형태의 압축기(1)의 합계 토크 변동과, 제 1 압축기구부(20a)와 동일한 단일한 압축기구부를 가지는 실린더회전형 압축기(단기통의 압축기)의 토크 변동을 비교한 그래프이다. 또한, '합계 토크 변동'이란 제 1 압축기구부(20a)의 제 1 압축실(Va) 내의 냉매의 압력 변동에 의하여 발생하는 토크 변동과, 제 2 압축기구부(20b)의 제 2 압축실(Vb) 내의 냉매의 압력 변동에 의하여 발생하는 토크 변동의 합산값이다.
또한, 도 6에 도시한 단기통의 압축기의 토출용량은 본 실시형태의 압축기(1)의 제 1 압축실(Va)과 제 2 압축실(Vb)의 합계토출용량과 일치한다. 또한, 도 6에 도시한 단기통의 압축기의 흡입냉매압력 및 토출냉매압력은 각각 본 실시형태의 압축기(1)와의 흡입냉매압력 및 토출냉매압력과 동등하게 설정되어 있다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 제 1, 제 2 로터(22a, 22b)에 제 1, 제 2 오일통로(225a, 225b)가 형성되어 있기 때문에, 샤프트(24), 제 1, 제 2 로터(22a, 22b) 및 각각의 사이드플레이트(25a∼25c)의 각각의 슬라이딩부위를 윤활할 수 있다. 그 결과, 압축기(1) 전체로서의 내구성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 제 1, 제 2 오일통로(225a, 225b)가 형성되어 있고, 이에 따라, 실린더(21) 내의 중심축방향의 중앙부에 위치되는, 제 1, 제 2 로터(22a, 22b)와 중간 사이드플레이트(25c)의 슬라이딩부위에 냉동기유를 도입할 수 있는 점에서 유효하다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 전동기구로서, 이른바 핀―홀식의 자전방지기구와 동일한 구성의 것을 채용하고 있기 때문에, 간소한 구성으로 전동기구를 실현할 수 있다. 또한, 전동기구의 구멍부에 링부재(223a)가 끼워넣어져 있기 때문에, 구멍부의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 압축기(1) 전체로서의 내구성능을 향상시킬 수 있다.
이에 추가하여, 제 1, 제 2 오일통로(225a, 225b)의 축방향 단부에 제 1, 제 2 구멍부(221a)를 형성하고 있다. 따라서, 전동기구를 배치하기 위한 스페이스를 축소시킬 수 있어서, 더한층 압축기(1) 전체로서의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 외부로부터 흡입된 냉매를 제 1, 제 2 압축실(Va, Va)로 유도하는 흡입통로를, 샤프트측 흡입통로(24d) 및 제 1, 제 2 로터측 흡입통로(224a, 224b) 등에 의하여 형성하고 있다. 따라서, 실린더(21)와 함께 회전하는 제 1, 제 2 사이드플레이트(25a, 25b) 등에 흡입통로의 일부를 형성하는 경우에 대하여, 흡입통로의 통로 구성이나 시일구조의 복잡화를 초래하는 일이 없다.
또한, 제 1, 제 2 사이드플레이트(25a, 25b)에 제 1, 제 2 토출구멍(251a, 251b)이 형성되어 있기 때문에, 제 1, 제 2 압축기구부(20a, 20b)를 하우징(10)의 내부에서 냉매 흐름에 대하여 병렬적으로 접속하는 구성을 용이하게 실현할 수 있다.
(제 2 실시형태)
본 실시형태에서는 제 1 실시형태에 대하여, 도 7에 도시한 바와 같이, 압축기구부(20)의 구성을 변경한 예를 설명한다. 또한, 도 7은 제 1 실시형태에서 설명한 도 3에 대응하는 단면도로서, 제 1 압축기구부(20a)의 축방향 수직단면을 도시하고 있다. 또한, 도 7에서는 제 1 실시형태와 동일 또는 균등 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 이것은 이하의 실시형태에서 설명하는 도 8에 있어서도 동일하다.
보다 구체적으로는, 본 실시형태의 제 1 압축기구부(20a)에서는 제 1 베인(23a)의 외주측 단부에 제 1 힌지부(231a)가 형성되어 있다. 제 1 힌지부(231a)는 실린더(21)의 내주면에 형성된 힌지용 홈부에 원주방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 이 때문에, 베인(23)이 실린더(21)로부터 분리되지 않고, 제 1 베인(23a)의 내주측이 제 1 홈부(222a) 내를 슬라이딩변위한다.
또한, 제 1 베인(23a)의 내주측 단부에는 제 1 홈부(222a)의 폭치수와 동등한 직경의 원호형상부가 형성되어 있다. 이에 따라, 실린더(21)의 회전에 따라서 제 1 베인(23a)이 요동했을 때에, 제 1 베인(23a)의 내주측 단부와 제 1 홈부(222a)의 내벽면의 접촉성, 즉, 제 1 베인(23a)의 내주측 단부와 제 1 홈부(222a)의 내벽면의 사이의 시일성을 향상시키고 있다.
제 2 압축기구부(20b)의 기본적 구성은 제 1 압축기구부(20a)와 동일하다. 따라서, 도 7의 파선으로 도시한 바와 같이, 제 2 베인(23b)의 외주측 단부도 실린더에 요동 가능하게 지지되어 있다.
그 밖의 구성 및 작동은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 본 실시형태의 압축기(1)를 작동시키면, 제 1 실시형태와 동일하게 작동하여, 냉동사이클장치에 있어서, 냉매(유체)를 흡입하고, 압축하여 토출할 수 있다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 직경방향의 대형화를 초래하지 않고, 압축실(Va, Vb)의 용량을 확대할 수 있고, 또한 압축기 전체로서의 소음이나 진동의 증가를 억제할 수 있다.
(제 3 실시형태)
본 실시형태에서는 제 2 실시형태에 대하여, 도 8에 도시한 바와 같이, 압축기구부(20)의 구성을 변경한 예를 설명한다. 보다 구체적으로는, 본 실시형태의 제 1 압축기구부(20a)에서는 제 1 베인(23a)의 제 1 힌지부(231a)보다도 내주측을 평판상에 형성하고 있다.
또한, 제 1 홈부(222a)의 내부에, 중심축(C1)의 축방향에서 보았을 때의 단면형상이 원형인 일부를 잘라낸 형상(대략 반원형상)으로 되어 있는 제 1 슈(shoe)(232a)를, 제 1 베인(23a)을 끼워넣도록 배치하고 있다. 제 1 슈(232a)의 축방향 길이는 제 1 로터(22a) 및 제 1 베인(23a)과 대략 동일하다. 제 2 압축기구부(20b)의 기본적 구성은 제 1 압축기구부(20a)와 동일하다.
그 밖의 구성 및 작동은 제 2 실시형태와 동일하다. 따라서, 본 실시형태의 압축기(1)를 작동시키면, 제 3 실시형태와 동일하게 작동하여, 냉동사이클장치에 있어서, 냉매(유체)를 흡입하고, 압축하여 토출할 수 있다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 직경방향의 대형화를 초래하지 않고, 압축실(Va, Vb)의 용량을 확대할 수 있고, 또한 압축기 전체로서의 소음이나 진동의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 압축기(1)에서는 슈(232a)가 배치되어 있기 때문에 제 1, 제 베인(23a, 23b)과 제 1, 제 2 홈부(222a, 222b)의 내벽면의 사이의 시일성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 압축기(1)의 압축효율을 향상시킬 수 있다.
(다른 실시형태)
본 개시는 상기의 실시형태에 한정되지 않고, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 이하와 같이 여러 가지로 변형할 수 있다.
상기의 실시형태에서는 실린더회전형 압축기(1)를 차량용 공조장치의 냉동사이클에 적용한 예를 설명했지만, 실린더회전형 압축기(1)의 적용은 이에 한정되지 않는다. 즉, 실린더회전형 압축기(1)는 여러 가지의 유체를 압축하는 압축기로서 폭넓은 용도에 적용 가능하다.
상기의 실시형태에서는, 실린더회전형 압축기(1)의 동력전달수단으로서, 핀―홀식의 자전방지기구와 동일한 구성의 것을 채용한 예를 설명했지만, 동력전달수단은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 올덤링식(oldham ring type)의 자전방지기구와 동일한 구성의 것 등을 채용해도 좋다.
상기의 실시형태에서는, 회전자와 일체적으로 구성된 실린더(21)의 외주측에 고정자가 배치된 전동기부(30)를 채용한 예를 설명했지만, 전동기부(30)는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전동기부와 실린더(21)를 실린더(21)의 중심축(C1) 방향으로 늘어서서 배치하고, 전동기부와 실린더(21)를 연결시켜도 좋다. 또한, 전동기부의 회전중심과 실린더(21)의 중심축(C1)을 동일축상에 배치하지 않고, 전동기부의 회전구동력을 벨트를 통하여 실린더(21)에 전달해도 좋다.

Claims (9)

  1. 중심축(C1) 주위로 회전하는 원통형상의 실린더(21);
    상기 실린더(21)의 내부에 배치되어, 상기 실린더(21)의 중심축(C1)에 대하여 편심된 편심축(C2) 주위로 회전하는 원통형상의 제 1 로터(22a) 및 제 2 로터(22b);
    상기 제 1 로터(22a) 및 상기 제 2 로터(22b)를 회전 가능하게 지지하는 샤프트(24);
    상기 제 1 로터(22a)에 형성된 제 1 홈부(222a)에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서, 상기 제 1 로터(22a)의 외주면과 상기 실린더(21)의 내주면의 사이에 형성되는 제 1 압축실(Va)을 구획하는 제 1 베인(23a); 및
    상기 제 2 로터(22b)에 형성된 제 2 홈부(222b)에 슬라이딩 가능하게 끼워넣어져서, 상기 제 2 로터(22b)의 외주면과 상기 실린더(21)의 내주면의 사이에 형성되는 제 2 압축실(Vb)을 구획하는 제 2 베인(23b)을 구비하고,
    상기 제 1 로터(22a) 및 상기 제 2 로터(22b)는 상기 실린더(21)의 중심축(C1) 방향으로 늘어서서 배치되어 있는 실린더회전형 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 로터(22a)의 편심축 및 상기 제 2 로터(22b)의 편심축은 동일축상에 배치되어 있는 실린더회전형 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제 1 압축실(Va) 내의 유체 압력이 최대 압력에 도달하는 상기 실린더(21)의 회전각(θ)과 상기 제 2 압축실(Vb) 내의 유체 압력이 최대 압력에 도달하는 상기 실린더(21)의 회전각(θ)이 180° 어긋나 있는 실린더회전형 압축기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 로터(22a) 및 상기 제 2 로터(22b)에는 각각 상기 샤프트(24)의 축방향으로 연장되어, 슬라이딩부위를 윤활하는 윤활유를 유통시키는 제 1 오일통로(225a) 및 제 2 오일통로(225b)가 형성되어 있는 실린더회전형 압축기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 로터(22a) 및 상기 제 2 로터(22b)가 상기 실린더(21)와 동기회전하도록, 상기 실린더(21)로부터 상기 제 1 로터(22a) 및 상기 제 2 로터(22b)로 회전구동력을 전달하는 전동기구(251c, 221a); 및
    상기 제 1 로터(22a)와 상기 제 2 로터(22b)의 사이에 배치되어, 상기 제 1 압축실(Va)과 상기 제 2 압축실(Vb)을 구획하고, 또한 상기 실린더(21)와 함께 회전하는 중간 사이드플레이트(25c)를 구비하고,
    상기 전동기구는 상기 중간 사이드플레이트(25c)로부터 상기 제 1 로터(22a)측 및 상기 제 2 로터(22b)측으로 중심축방향으로 돌출하는 구동핀(251c) 및 각각 상기 제 1 로터(22a) 및 상기 제 2 로터(22b)에 형성되어, 상기 구동핀(251c)이 끼워넣어지는 제 1 구멍부(221a) 및 제 2 구멍부에 의하여 구성되어 있는 실린더회전형 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 구멍부(221a)에는 상기 구동핀(251c)이 접촉하는 외주측 벽면의 마모를 억제하기 위한 링부재(223a)가 끼워넣어져 있는 실린더회전형 압축기.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제 1 로터(22a)에는 상기 편심축(C2)의 축방향으로 연장되어, 슬라이딩부위를 윤활하는 윤활유를 유통시키는 제 1 오일통로(225a)가 형성되어 있고,
    상기 제 1 구멍부(221a)는 상기 제 1 오일통로(225a)의 축방향 단부에 형성되어 있고,
    상기 제 2 로터(22b)에는 상기 편심축(C2)의 축방향으로 연장되어, 슬라이딩부위를 윤활하는 윤활유를 유통시키는 제 2 오일통로(225b)가 형성되어 있고,
    상기 제 2 구멍부는 상기 제 2 오일통로(225b)의 축방향 단부에 형성되어 있는 실린더회전형 압축기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 로터(22a)와 상기 제 2 로터(22b)의 사이에 배치되어, 상기 제 1 압축실(Va)과 상기 제 2 압축실(Vb)을 구획하고, 또한 상기 실린더(21)와 함께 회전하는 중간 사이드플레이트(25c);
    상기 실린더(21)의 축방향 일단측에 고정되어, 상기 중간 사이드플레이트(25c)와 함께 상기 제 1 압축실(Va)을 구획하는 제 1 사이드플레이트(25a); 및
    상기 실린더(21)의 축방향 타단측에 고정되어, 상기 중간 사이드플레이트(25c)와 함께 상기 제 2 압축실(Vb)을 구획하는 제 2 사이드플레이트(25b)를 구비하고,
    상기 제 1 로터(22a)에는 상기 제 1 압축실(Va)로 압축대상유체를 유입시키는 제 1 로터측 흡입통로(224a)가 형성되고,
    상기 제 1 사이드플레이트(25a)에는 상기 제 1 압축실(Va)로부터 압축대상유체를 유출시키는 제 1 토출구멍(251a)이 형성되고,
    상기 제 2 로터(22b)에는 상기 제 2 압축실(Vb)로 압축대상유체를 유입시키는 제 2 로터측 흡입통로(224b)가 형성되고,
    상기 제 2 사이드플레이트(25b)에는 상기 제 2 압축실(Vb)로부터 압축대상유체를 유출시키는 제 2 토출구멍(251b)이 형성되고,
    상기 샤프트(24)에는 외부로부터 흡입된 압축대상유체를 상기 제 1 로터측 흡입통로(224a) 및 상기 제 2 로터측 흡입통로(224b)로 유도하는 샤프트측 흡입통로(24d)가 더 형성되어 있는 실린더회전형 압축기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더(21)를 회전시키는 전동기부(30)를 구비하고,
    상기 실린더(21)는 상기 전동기부(30)의 회전자와 일체적으로 형성되어 있고,
    상기 전동기부(30)의 고정자는 상기 실린더(21)의 외주측에 배치되어 있는 실린더회전형 압축기.
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