JP2000265979A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロ−タリ圧縮機で、ピストン６の端面とフレ
−ム１０の端面、シリンダヘッド１１の端面と間に大き
な摺動損失が発生する。 【解決手段】 ピストン６の内周面６ｇと前記駆動軸５
の偏心軸部５ａの外周面との接触部により構成される軸
受部の有効長さの中央を前記シリンダ４高さの中央にほ
ぼ一致させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍空調装置に用
いる、ロータリ圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５、図６、図７、図８、図９は、例え
ば特開平９−８８８５２号公報に示された従来のブレー
ド一体ピストン型のロータリ圧縮機の縦断面図、圧縮機
構部の縦断面図、圧縮機構部の横断面図、ピストンの縦
断面図及びピストンを上から見た平面図である。図５に
おいて、従来のブレード一体ピストン型のロータリ圧縮
機は固定子１及び回転子２からなる電動機部ａ及びこの
電動機部ａにより駆動される圧縮機構部ｂにより構成さ
れる。これら電動機部ａ、及び圧縮機構部ｂは密閉容器
３内に潤滑油１４とともに収納されている。図５、図
６、図７、図８において、圧縮機構部ｂは吸入口４ｂ及
び吐出口４ｃが開口するシリンダ室４ａを有するシリン
ダ４、駆動軸５の偏心軸部５ａに回転自在に嵌入され、
上記シリンダ室４ａ内に配置され、その上下両端面６
ｂ、６ｃの内周面６ｇ側に上側テーパ面６ｄ、下側テー
パ面６ｅが面取り形成されたピストン６、該ピストン６
に一体的に設けられ、シリンダ室４ａを吸入口４ｂに通
じる低圧室７と吐出口４ｃに通じる圧縮室８とに区画す
るブレード６ａ、シリンダ４に形成された円筒穴部４ｄ
に回転自在に嵌入され、ブレード６ａを往復且つ揺動自
在に支持するガイド９、駆動軸５を回転自在に支持しシ
リンダ室４ａの両端面開口部を閉塞するフレーム１０、
シリンダヘッド１１、及び駆動軸５から構成されてい
る。さらに、上記シリンダ室４ａは、ピストン６の上下
両端面６ｂ、６ｃとフレーム１０、シリンダヘッド１１
の端面１０ａ、１１ａとの間に上記ピストン６の公転を
可能とする上側クリアランス１８および下側クリアラン
ス１９を設けて密閉空間となるように構成されている。
この場合、上側クリアランス１８および下側クリアラン
ス１９は、例えば両クリアランス合わせてδ＝２０μｍ
程度に設定されているが、停止時には、ピストン６の自
重などの影響により、下側クリアランス１９が２μｍ程
度であるのに対し、上側クリアランス１８が１８μｍ程
度となり片寄っている。

【０００３】駆動軸５の回転により、ピストン６はブレ
ード６ａを介してガイド９の回転中心位置を支点に揺動
運動するようにシリンダ室４ａの内壁に沿って公転し、
この公転により吸入口４ｂから吸入した冷媒ガス等の圧
縮性流体を圧縮し、吐出口４ｃから吐出するように構成
されている。この時、図８及び図９に示される如くピス
トン６の上下両端面６ｂ、６ｃの内周面６ｇ側に面取り
形成された上側テーパ面６ｄおよび下側テーパ面６ｅ
は、下側テーパ面６ｅに上側テーパ面６ｄよりも潤滑油
１４の動圧作用が大きく影響するように、互いに上下で
アンバランスなテーパ面形状に形成されている。つま
り、下側テーパ面６ｅは、潤滑油の動圧作用を受け易く
する為に上側テーパ面６ｄのテーパ角を同一のままでそ
の外端を該上側テーパ面６ｄよりもピストン６の外周面
６ｆ側に近付けて面積を大きくしている。従って、ピス
トン６の公転運動時に潤滑油１４の動圧作用により下側
テーパ面６ｅを介して下側クリアランス１９に入り込ん
だ潤滑油１４がピストン６を自重に抗して浮上させるよ
うなくさび効果の役目をなして、上記上側クリアランス
１８および下側クリアランス１９はほぼ均等になる。こ
れにより、圧縮室８から低圧室７への冷媒ガスの内部漏
れ量は理論上δの半分をそれぞれ３乗した和、つまり
（δ／２）ウ×２＝（１／４）δウとなり、下側クリアラ
ンス１９がほとんど無く上側クリアランス１８がほぼδ
となる状態での漏れ量（＝δウ）のほぼ４分の１となる
ので、冷媒ガスの漏れの少ない高効率な圧縮機が得られ
る。加えて、ピストン６の下側テーパ面６ｅに入り込ん
だ潤滑油１４の大きな動圧作用によって自重に抗して浮
上するピストン６の浮上過多を、上側テーパ面６ｄに入
り込んだ潤滑油１４の小さな動圧作用によって抑制し、
上側クリアランス１８および下側クリアランス１９の均
等化をより正確に行うことが可能となる。つまりピスト
ン６の挙動を安定化させることができる。尚、『機械工
学便覧』（昭和６２年４月１５日 日本機械学会発行）
のＢ５−１５９頁の図３７３及びその説明に、ピストン
とブレードが一体化されて、ピストンが揺動運動するこ
とにより、シリンダ内をピストンが偏心回転運動する前
記ブレード一体ピストン型のロータリ圧縮機と類似の構
造が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５、図６、図７、図
８、図９に示す従来のブレード一体ピストン型のロータ
リ圧縮機においては、上記のようにピストン６の上下両
端面６ｂ、６ｃの内周面６ｇ側に面取り形成された上側
テーパ面６ｄおよび下側テーパ面６ｅは、下側テーパ面
６ｅに上側テーパ面６ｄよりも潤滑油１４の動圧作用が
大きく影響するように、互いに上下でアンバランスなテ
ーパ面形状に形成されている。つまり、下側テーパ面６
ｅは、潤滑油１４の動圧作用を受け易くする為に上側テ
ーパ面６ｄのテーパ角を同一のままでその外端を該上側
テーパ面６ｄよりもピストン６の外周面６ｆ側に近付け
て面積を大きくしているので、ピストン６の公転運動時
に潤滑油１４の動圧作用により下側テーパ面６ｅを介し
て下側クリアランス１９に入り込んだ潤滑油１４がピス
トン６を自重に抗して浮上させるようなくさび効果の役
目をなして、上記上側クリアランス１８および下側クリ
アランス１９はほぼ均等になる。これにより、圧縮室８
から低圧室７への冷媒ガスの内部漏れ量はδの半分をそ
れぞれ３乗した和、つまり（δ／２）ウ×２＝（１／
４）δウとなり、下側クリアランス１９がほとんど無く
上側クリアランス１８がほぼδとなる状態での漏れ量
（＝δウ）のほぼ４分の１となるので、冷媒ガスの漏れ
の少ない高効率な圧縮機が得られる。加えて、ピストン
６の下側テーパ面６ｅに入り込んだ潤滑油１４の大きな
動圧作用によって自重に抗して浮上するピストン６の浮
上過多を、上側テーパ面６ｄに入り込んだ潤滑油１４の
小さな動圧作用によって抑制し、上側クリアランス１８
および下側クリアランス１９の均等化をより正確に行う
ことが可能となる。つまりピストン６の挙動を安定化さ
せることができる。

【０００５】しかしながら、前記のようにピストン６の
上下両端面６ｂ、６ｃに上側テーパ面６ｄ、下側テーパ
面６ｅを面取り形成し、潤滑油１４の動圧作用により上
側クリアランス１８および下側クリアランス１９の均等
化を行いピストン６の挙動を安定化させたとしても、図
６に示すように、実際には、駆動軸５の偏心軸部５ａの
外周面とピストン６の内周面６ｇの接触部で構成される
軸受部の有効長さＬｂの中央が、シリンダ高さＨの中央
に一致していないのでピストン６にはモーメントＭが作
用し、ピストン６はシリンダ室４ａ内でこじながら公転
運動するので不安定な挙動となってしまう。以下詳しく
説明する。ピストン６は、自身の公転運動により冷媒ガ
スを圧縮するが、その際主に圧縮室８と低圧室７との圧
力差によるガス圧縮荷重Ｆｇが図６に示されるようにピ
ストン６の外周面６ｆの高さの中央（＝（１／２）Ｈ）
を作用点として作用する。このガス圧縮荷重Ｆｇを、ピ
ストン６の内周面６ｇと駆動軸５の偏心軸部５ａの外周
面との接触部により構成された軸受部により支持する
が、実際には駆動軸５の偏心軸部５ａの上端面５ｂとフ
レーム１０の端面１０ａと間には、偏心軸部５ａの上端
面５ｂとフレーム１０の端面１０ａとが直接摺動しない
ように長さＬの逃がし部が設けられている。（尚、偏心
軸部５ａの下端面５ｃには、駆動軸５や回転子２などの
自重を受けるスラスト面５ｄが形成されて、シリンダヘ
ッド１１の端面１１ａと直接摺動するのが一般的構成と
なる。）従って、この長さＬの逃がし部により、ピスト
ン６の内周面６ｇと駆動軸５の偏心軸部５ａの外周面と
の接触部により構成された軸受部の有効長さＬｂの中
央、つまりピストン６の内周面６ｇに働く油膜反力の作
用点の位置は、ピストン６の外周面６ｆの高さの中央
（＝（１／２）Ｈ）の圧縮荷重Ｆｇの作用点と一致せ
ず、ずれ量Ｌ１を生じてしまう。従ってピストン６には
モーメントＭ＝Ｆｇ×Ｌ１が作用することになり、ピス
トン６自身は転覆しようするので、その挙動は不安定と
なる。また、このモーメントＭはフレーム１０の端面１
０ａやシリンダヘッド１１の端面１１ａで支持すること
になるので、フレーム１０の端面１０ａやシリンダヘッ
ド１１の端面１１ａとピストン６の上下端面６ｂ、６ｃ
が強く摺動することになり、この摺動に伴う損失が発生
してしまう。従って圧縮機の性能が低下するとともに、
該摺動部での摩耗が発生したりする不具合が生じてい
た。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、駆動軸５の回転時にピストン６
の挙動を安定化させ、ピストン６の上下端面６ｂ、６ｃ
とフレーム１０の端面１０ａ、シリンダヘッド１１の端
面１１ａとが強く摺動することのない、高効率で信頼性
の高いロータリ圧縮機を得ることを目的とする。また、
地球環境に悪影響のない炭化水素系冷媒、及びＨＦＣ１
３４ａ冷媒を使用した冷凍空調機器に搭載した場合にお
いても、高い信頼性とオゾン層の破壊回避を両立させる
冷凍空調機器を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成させる
ために、この発明に係わる第１の発明のロータリ圧縮機
は、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内
で偏心して公転するピストンと、前記シリンダに形成さ
れた溝に嵌入されて往復運動しつつ前記シリンダ室内を
圧縮室と低圧室とに区画するブレードと、前記ピストン
の内周面にその偏心軸部が嵌入されて前記ピストンを公
転させる駆動軸と、前記シリンダ室の両端面開口部を閉
塞するように配置され、前記駆動軸を回転自在に支持す
るフレーム及びシリンダヘッドとを備えたロータリ圧縮
機において、前記ピストンの内周面と前記駆動軸の偏心
軸部の外周面との接触部により構成される軸受部の有効
長さの中央を前記シリンダ高さの中央にほぼ一致させた
ものである。

【０００８】また、第２の発明のロータリ圧縮機は、シ
リンダ室を有するシリンダと、前記シリンダ室内で偏心
して公転するピストンと、前記ピストンに一体的に設け
られ、前記シリンダ室内を圧縮室と低圧室とに区画する
ブレードと、前記シリンダに形成された円筒穴部に回転
自在に嵌入され、前記ブレードを往復且つ揺動自在に支
持するガイドと、前記ピストンの内周面にその偏心軸部
が嵌入されて前記ピストンを公転させる駆動軸と、前記
シリンダ室の両端面開口部を閉塞するように配置され、
前記駆動軸を回転自在に支持するフレーム及びシリンダ
ヘッドとを備えたロータリ圧縮機において、前記ピスト
ンの内周面と前記駆動軸の偏心軸部の外周面との接触部
により構成される軸受部の有効長さの中央を前記シリン
ダ高さの中央にほぼ一致させたものである。

【０００９】また、第３の発明のロータリ圧縮機は、第
１の発明または第２の発明において、前記駆動軸の偏心
軸部の上下端面に軸方向にほぼ等しい長さの逃がし部を
設けたものである。

【００１０】また、第４の発明のロータリ圧縮機は、第
１の発明または第２の発明において、前記駆動軸の偏心
軸部の上端面に逃がし部を設け、また、前記ピストンの
下端面の内周側に逃がし部を設け、前記両逃がし部の軸
方向の長さをほぼ等しくしたものである。

【００１１】また、第５の発明のロータリ圧縮機は、第
１の発明から第４の発明のいずれかにおいて、使用冷媒
を炭化水素系冷媒，またはＨＦＣ１３４ａ冷媒とし、前
記密閉容器内に前記炭化水素系冷媒、またはＨＦＣ１３
４ａ冷媒と非相溶の冷凍機油を封入したものである。

【００１２】また、第６の発明のロータリ圧縮機は、第
１の発明から第４の発明のいずれかにおいて、使用冷媒
を炭化水素系冷媒，またはＨＦＣ１３４ａ冷媒とし、前
記密閉容器内に前記炭化水素系冷媒、またはＨＦＣ１３
４ａ冷媒と相溶性を有する冷凍機油を封入したものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下この発明の実
施の形態１を図を参照しながら説明する。図１は、本実
施の形態を示す縦断面図、図２は図１の要部縦断面図、
図３は図１のＡ−Ａにおける横断面図である。図１にお
いて、ブレード一体ピストン型のロータリ圧縮機は固定
子１及び回転子２からなる電動機部ａ及びこの電動機部
ａにより駆動される圧縮機構部ｂにより構成される。こ
れら電動機部ａ、及び圧縮機構部ｂは密閉容器３内に収
納されている。図１、図２、図３において、圧縮機構部
ｂはガイド９を回転自在に嵌入する円筒穴部４ｄと、該
円筒穴部４ｄの半径方向外側に形成されたブレード６ａ
の運動空間１７と、吸入口４ｂに連通する低圧室７及び
吐出口４ｃに連通する圧縮室８とで構成されるシリンダ
室４ａとを有するシリンダ４、駆動軸５の偏心軸部５ａ
に回転自在に嵌入され、上記シリンダ室４ａ内に配置さ
れたピストン６、該ピストン６に一体的に設けられ、シ
リンダ室４ａを吸入口４ｂに通じる低圧室７と吐出口４
ｃに通じる圧縮室８とに区画して、その長さが駆動軸５
の回転角度１８０゜の位置（図３に示す位置）におい
て、ガイド９よりもその先端が半径方向外側に突出する
ように形成されたブレード６ａ、シリンダ４に形成され
た前記円筒穴部４ｄに回転自在に嵌入され、ブレード６
ａを往復且つ揺動自在に支持するガイド９、駆動軸５を
回転自在に支持しシリンダ室４ａの両端面開口部を閉塞
するフレーム１０及びシリンダヘッド１１、駆動軸５の
下端に設けられ該駆動軸５内を軸方向に延びる給油路５
ｅを介してシリンダ室４ａ、フレーム１０、シリンダヘ
ッド１１、偏心軸部５ａに潤滑油１４を供給するポンプ
１３、及び駆動軸５から構成されている。また、図２に
おいては、駆動軸５の偏心軸部５ａの上端面５ｂにはピ
ストン６の内周面６ｇ側に軸方向の長さａの逃がし部５
ｆが形成されているとともに、偏心軸部５ａの下端面５
ｃには、駆動軸５や回転子２の自重をシリンダヘッド１
１の端面１１ａで支持するために軸心側にスラスト面５
ｄが形成され、また、偏心軸５の偏心軸部５ａの上端面
５ｂと同様にピストン６の内周面６ｇ側に軸方向の長さ
ａの逃がし部５ｆが形成されている。この時、ピストン
６の内周面６ｇと駆動軸５の偏心軸部５ａの外周面との
接触部で構成される軸受部の有効長さＬｂはシリンダ高
さをＨとするとＬｂ＝Ｈ−２ａとなり、有効長さＬｂの
中央位置（油膜反力がピストン６の内周面６ｇに働く作
用点の位置）は（１／２）Ｈとなる。

【００１４】上記のように構成されたロータリ圧縮機に
おいては、駆動軸５の回転によりピストン６はブレード
６ａを介してガイド９の回転中心位置９ｄを支点に揺動
運動するようにシリンダ室４ａの内壁に沿って公転運動
し、この公転運動により吸入口４ｂから吸入した冷媒ガ
ス等の圧縮性流体を圧縮し、吐出口４ｃから吐出するよ
うになっている。この時、ピストン６は、自身の公転運
動により冷媒ガスを圧縮するが、その際主に圧縮室８と
低圧室７との圧力差によるガス圧縮荷重Ｆｇがピストン
６の外周面６ｆの高さの中央、つまりシリンダ高さをＨ
とすると、ガス圧縮荷重Ｆｇのピストン６の外周面６ｆ
への作用点の位置は（１／２）Ｈとなる。このガス圧縮
荷重Ｆｇを、ピストン６の内周面６ｇと駆動軸５の偏心
軸部５ａの外周面との接触部により構成された軸受部に
より支持するが、上記のように構成されたロータリ圧縮
機においては、駆動軸５の偏心軸部５ａの上下両端面５
ｂ、５ｃにはそれぞれ、等しい長さａの逃がし部５ｆが
形成されているので、ピストン６の内周面６ｇと駆動軸
５の偏心軸部５ａの外周面との接触部により構成された
軸受部の有効長さＬｂはシリンダ高さをＨとするとＬｂ
＝Ｈ−２ａとなるので、該軸受部の有効長さＬｂの中央
位置は（１／２）Ｈとなる。従って、駆動軸５の偏心軸
部５ａの上下両端面５ｂ、５ｃに長さａの逃がし部５ｆ
を設けることにより、ピストン６の内周面６ｇと駆動軸
５の偏心軸部５ａの外周面との接触部により構成された
軸受部の有効長さＬｂの中央、つまり油膜反力の作用点
の位置と、ピストン６の外周面６ｆの高さの中央に作用
するガス圧縮荷重Ｆｇの作用点の位置は、ともにシリン
ダ高さＨの中央に（１／２）Ｈとなり、ガス圧縮荷重Ｆ
ｇと、それを支持する軸受部の作用点とが一致するの
で、ピストン６にはモーメントＭが作用することは無
い。従って、モーメントＭが作用する場合にはフレーム
１０の端面１０ａやシリンダヘッド１１の端面１１ａと
ピストン６の上下端面６ｂ、６ｃが強く摺動することに
よる損失が発生するが、上記のように構成されたロータ
リ圧縮機ではモーメントＭが殆ど作用しない為ピストン
６の上下端面６ｂ、６ｃが強く摺動することにより発生
する損失は殆ど無い。従って圧縮機の性能低下が無くな
るとともに、該摺動部での異常摩耗も発生しない。ま
た、駆動軸５の偏心軸部５ａの下端面５ｃに設けられた
逃がし部５ｆにより、駆動軸５や回転子２の自重をシリ
ンダヘッド１１の端面１１ａで支持するための軸心側の
スラスト面５ｄの摺動面積を小さくすることが可能とな
り、該摺動部での損失までも低減することが可能とな
る。また、ブレ−ド６ａがピストン６に一体的に設けら
れていないロ−タリ−圧縮機でも前記と同様な効果が得
られる。加えて、本発明の実施の形態１の如くシリンダ
室内を圧縮室と低圧室とに区画するブレード６aがピス
トン６に一体的に設けられたロータリ圧縮機において、
ピストン６にモーメントＭが作用した場合には、ブレー
ド６ａがピストン６に一体的に設けられているので、モ
ーメントＭがブレード６ａまで伝達されて、ブレード６
ａまでもが転覆しようとする。従ってブレード６ａの側
面６ｉとガイド９の側面９ａとの間に片当たりが生じて
しまい、該摺動部において異常摩耗による性能並びに信
頼性の低下が生じていた。しかしながら、ピストン６に
モーメントＭが作用しないように構成されている本発明
の実施の形態１においては、上記のような不具合は殆ど
発生しないので、圧縮機の性能低下が無くなるととも
に、該摺動部での異常摩耗も起こりにくくなり信頼性の
高い圧縮機が得られる。尚、ブレード６ａがピストン６
に一体的に設けられていないロータリ圧縮機において
は、ピストン６に作用するモーメントＭがブレード６ａ
に伝達されることがないので、モーメントＭに起因する
上記のような不具合は基本的に発生し得ない。従って上
記の如く、シリンダ室内を圧縮室と低圧室とに区画する
ブレード６aがピストン６に一体的に設けられたロータ
リ圧縮機において、より高い効果を得ることが可能とな
る。

【００１５】実施の形態２．次に本発明の実施の形態２
について説明する。図４は、本実施の形態を示す要部縦
断面図である。尚、実施の形態１と同様の構成及びその
動作については記載を省略する。図４において、駆動軸
５の偏心軸部５ａの上端面５ｂには、フレーム１０の端
面１０ａとの摺動を回避する為の軸方向の長さｃの逃が
し部５ｆが設けられていると共に、偏心軸部５ａの下端
面５ｃには駆動軸５や回転子２の自重をシリンダヘッド
１１の端面１１ａで支持するために軸心側にスラスト面
５ｄが形成されている。加えてピストン６の下端面６ｃ
の内周面６ｇ側には軸方向の長さｂの逃がし部６ｈが形
成されている。この時の駆動軸５の偏心軸部５ａの上端
面５ｂに設けられた逃がし部５ｆの長さｃ及びピストン
６の下端面６ｃの内周面６ｇ側に形成された長さｂの逃
がし部６ｈは、その長さが等しくなるように形成されて
いる。つまりｂ＝ｃを満足するように形成される。従っ
て、ピストン６の内周面６ｇと駆動軸５の偏心軸部５ａ
の外周面との接触部により構成される軸受部の有効長さ
Ｌｂはシリンダ高さをＨとするとＬ＝Ｈ−ｂ−ｃ（＝Ｈ
−２ｂ）となり、有効長さＬｂの中央位置（ピストン６
に作用する油膜反力の作用点の位置）は（１／２）Ｈと
なる。

【００１６】上記のように構成されたロータリ圧縮機に
おいては、駆動軸５の偏心軸部５ａの上端面５ｂとフレ
ーム１０の端面１０ａとの間には長さｃの逃がし部５ｆ
が、ピストン６の下端面６ｃの内周面６ｇ側には長さｂ
の逃がし部６ｈがｂ＝ｃを満足するように形成されてい
るので、ピストン６の内周面６ｇと駆動軸５の偏心軸部
５ａの外周面との接触部により構成された軸受部の有効
長さＬｂは、シリンダ高さをＨとするとＬｂ＝Ｈ−ｂ−
ｃ（＝Ｈ−２ｂ）となり、該軸受の有効長さＬｂの中央
位置（ピストン６に作用する油膜反力の作用点の位置）
は（１／２）Ｈとなる。従って、ピストン６の内周面６
ｇと駆動軸５の偏心軸部５ａの外周面との接触部により
構成された軸受部の有効長さＬｂの中央、つまり油膜反
力位置と、ピストン６の外周面６ｆの高さの中央に作用
するガス圧縮荷重Ｆｇの作用位置は、ともにシリンダ高
さＨの中央（＝（１／２）Ｈ）となり、ピストン６の外
周面６ｆに作用するガス圧縮荷重Ｆｇの作用点と、それ
を支持する軸受部の作用点とが一致するので、ピストン
６にはモーメントが作用することは無い。従って、モー
メントＭが作用する場合にはフレーム１０の端面１０ａ
やシリンダヘッド１１の端面１１ａとピストン６の上下
端面６ｂ、６ｃが強く摺動することによる損失が発生す
るが、上記のように構成したロータリ圧縮機ではモーメ
ントＭが殆ど作用しない為ピストン６の上下端面６ｂ、
６ｃが強く摺動することによる発生する損失は殆ど無
い。従って圧縮機の性能の低下が無くなるとともに、該
摺動部での異常摩耗も発生しない。また、前記ピストン
６の下端面６ｃの内周面６ｇ側に形成された長さｂの逃
がし部６ｈにより、前記ピストン６の下端面６ｃがシリ
ンダヘッド１１の端面１１ａと摺動する面積が小さくな
るので、該摺動部での損失をも小さくすることが可能と
なる。前記モーメントＭが作用する場合のフレーム１０
の端面１０ａやシリンダヘッド１１の端面１１ａとピス
トン６の上下端面６ｂ、６ｃとの摺動損失の防止効果及
び前記ピストン６の下端面６ｃがシリンダヘッド１１の
端面１１ａと摺動する面積が小さくなることによる該摺
動部での損失の低減効果は、ブレ−ド６ａがピストン６
に一体的に設けられたもの、一体的に設けられていない
ものを問わず、両方のロ−タリ圧縮機に共通に得られる
ものであり、さらに、一体的に設けられたロ−タリ−圧
縮機では、実施の形態１に記載と同様のブレ−ド６ａの
側面６ｉとガイド９の側面９ａとの間の片当り防止の効
果もある。なお、偏心軸部５ａの下端面５ｃはすべてス
ラスト面５ｄとしてもよいが、図４に示すように、外周
側にピストン６の逃がし部６ｈよりも軸方向の長さが短
い逃がし部を設け、実施の形態１に記載と同様に下端面
５ｃの摺動損失を低下できる。

【００１７】実施の形態３．次に本発明の実施の形態３
について説明する。本例のロータリ圧縮機は、実施の形
態１または実施の形態２の様に構成された圧縮機におい
て、密閉容器３内に封入する潤滑油１４にプロパン、イ
ソブタン等の炭化水素系冷媒またはＨＦＣ１３４a冷媒
に対して、非相溶又は相溶性の小さい潤滑油１４が用い
られている。

【００１８】このように構成されたロータリ圧縮機で
は、潤滑油１４に冷媒が溶け込むことが無いために潤滑
油１４の実質の粘度が低下することなく各摺動部に供給
されるので、摺動部の異常摩耗、焼き付き等を防止する
ことが可能となる。

【００１９】また、冷媒がプロパン、イソブタン等の場
合は、潤滑油１４に対するプロパン、イソブタン等の炭
化水素系である可燃性冷媒の溶け込み量を小さく抑えら
れるため、潤滑油１４への冷媒の溶け込み量を見越して
余分な冷媒を封入する必要が無くなり、冷凍空調機器へ
の冷媒封入量を減らすことが可能となる。このため、封
入冷媒が室内に漏洩した場合でも爆発限界に達する可能
性は非常に低くなる。

【００２０】実施の形態４．次に本発明の実施の形態４
について説明する。本例のロータリ圧縮機は、実施の形
態１または実施の形態２の様に構成された圧縮機におい
て、密閉容器３内に封入する潤滑油１４にプロパン、イ
ソブタン等の炭化水素系冷媒またはＨＦＣ１３４a冷媒
に対して、相溶性を有する潤滑油１４が用いられてい
る。

【００２１】このように構成されたロータリ圧縮機で
は、たとえ密閉容器内３内から冷凍サイクル中へ潤滑油
１４が持ち出され、密閉容器３内の潤滑油１４の量が減
少したとしても、プロパン、イソブタン等の炭化水素系
冷媒、またはＨＦＣ１３４ａ冷媒と潤滑油１４とが相溶
性を有しているので、冷凍サイクル中を流れる冷媒によ
って再度密閉容器３内へ返油されて、密閉容器３内の潤
滑油１４が枯渇することなく、各摺動部への潤滑油１４
の供給が確保される。

【００２２】

【発明の効果】この発明の第１の発明に係わるロータリ
圧縮機によれば、シリンダ室を有するシリンダと、前記
シリンダ室内で偏心して公転するピストンと、前記シリ
ンダに形成された溝に嵌入されて往復運動しつつ前記シ
リンダ室内を圧縮室と低圧室とに区画するブレードと、
前記ピストンの内周面にその偏心軸部が嵌入されて前記
ピストンを公転させる駆動軸と、前記シリンダ室の両端
面開口部を閉塞するように配置され、前記駆動軸を回転
自在に支持するフレーム及びシリンダヘッドとを備えた
ロータリ圧縮機において、前記ピストンの内周面と前記
駆動軸の偏心軸部の外周面との接触部により構成される
軸受部の有効長さの中央を前記シリンダ高さの中央にほ
ぼ一致させたので、ピストンにはモーメントが殆ど作用
せずピストンの上下端面がフレームの端面や、シリンダ
ヘッドの端面と強く摺動することにより発生する摺動損
失は殆ど無くなり、圧縮機の性能低下が無く該摺動部で
の異常摩耗も発生しない高効率で信頼性の高いロータリ
圧縮機を得ることができる。

【００２３】また、第２の発明に係わるロータリ圧縮機
によれば、シリンダ室を有するシリンダと、前記シリン
ダ室内で偏心して公転するピストンと、前記ピストンに
一体的に設けられ、前記シリンダ室内を圧縮室と低圧室
とに区画するブレードと、前記シリンダに形成された円
筒穴部に回転自在に嵌入され、前記ブレードを往復且つ
揺動自在に支持するガイドと、前記ピストンの内周面に
その偏心軸部が嵌入されて前記ピストンを公転させる駆
動軸と、前記シリンダ室の両端面開口部を閉塞するよう
に配置され、前記駆動軸を回転自在に支持するフレーム
及びシリンダヘッドとを備えたロータリ圧縮機におい
て、前記ピストンの内周面と前記駆動軸の偏心軸部の外
周面との接触部により構成される軸受部の有効長さの中
央を前記シリンダ高さの中央にほぼ一致させたので、ピ
ストンにはモーメントが殆ど作用せずピストンの上下端
面がフレームの端面や、シリンダヘッドの端面と強く摺
動することにより発生する摺動損失は殆ど無くなり、圧
縮機の性能低下が無く該摺動部での異常摩耗も発生しな
い。さらに、ピストンに一体的に設けられたブレード側
面での片当たりについても解消される。従って、より高
効率で信頼性の高いブレード一体ピストン型のロータリ
圧縮機を得ることができる。

【００２４】また、第３の発明に係わるロータリ圧縮機
によれば、第１の発明または第２の発明において、前記
駆動軸の偏心軸部の上下端面に軸方向にほぼ等しい長さ
の逃がし部を設けたので、第１の発明の効果または第２
の発明の効果に加えて、駆動軸のスラスト面での摺動損
失がより少ない高効率で信頼性の高いロータリ圧縮機を
得ることができる。

【００２５】また、第４の発明に係わるロータリ圧縮機
によれば、第１の発明または第２の発明において、前記
駆動軸の偏心軸部の上端面に逃がし部を設け、また、前
記ピストンの下端面の内周側に逃がし部を設け、前記両
逃がし部の軸方向の長さをほぼ等しくしたので、第１の
発明の効果または第２の発明の効果に加えて、ピストン
の下端面での摺動損失がより少ない高効率で信頼性の高
いロータリ圧縮機を得ることができる。

【００２６】また、第５の発明に係わるロータリ圧縮機
によれば、第１の発明から第４の発明のいずれかにおい
て、使用冷媒を炭化水素系冷媒，またはＨＦＣ１３４ａ
冷媒とし、前記密閉容器内に前記炭化水素系冷媒、また
はＨＦＣ１３４ａ冷媒と非相溶の冷凍機油を封入したの
で、第１の発明から第４の発明のいずれかの発明の効果
に加えて、潤滑油の実質の粘度が低下することなく各摺
動部に供給されるため、各摺動部において異常摩耗の防
止が可能となる。また、使用冷媒を可燃性を有する炭化
水素系冷媒とした場合には、潤滑油への冷媒の溶け込み
量を見越して余分な冷媒を封入する必要が無くなり、冷
凍空調機器への冷媒封入量を減らすことが可能となる。
このため、封入冷媒が室内に漏洩した場合でも爆発限界
に達する可能性が極めて低くなるので、安全性がより一
層増加する。そこで、信頼性が高く地球環境に悪影響の
ないロータリ圧縮機を得ることができる。

【００２７】また、第６の発明に係わるロータリ圧縮機
によれば、第１の発明から第４の発明のいずれかにおい
て、使用冷媒を炭化水素系冷媒，またはＨＦＣ１３４ａ
冷媒とし、前記密閉容器内に前記炭化水素系冷媒、また
はＨＦＣ１３４ａ冷媒と相溶性を有する冷凍機油を封入
したので、第１の発明から第４の発明のいずれかの発明
の効果に加えて、たとえ密閉容器内から冷凍サイクル中
へ潤滑油が持ち出され、密閉容器内の潤滑油の量が減少
したとしても、プロパン、イソブタン等の炭化水素系冷
媒、またはＨＦＣ１３４ａ冷媒と潤滑油とが相溶性を有
しているので、冷凍サイクル中を流れる冷媒によって再
度密閉容器内へ返油されて、密閉容器内の潤滑油が枯渇
することはない。故に各摺動部への潤滑油の供給が確保
され、信頼性が高く地球環境に悪影響のないロータリ圧
縮機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１のロ−タリ圧縮機の縦
断面図

【図２】 図１の要部縦断面図

【図３】 図１のＡ−Ａにおける横断面図

【図４】 本発明の実施の形態２のロ−タリ圧縮機の要
部縦断面図

【図５】 従来のブレード一体ピストン型のロータリ圧
縮機の縦断面図

【図６】 図５に示す圧縮機の圧縮機構部の縦断面図

【図７】 図５に示す圧縮機の圧縮機構部の横断面図

【図８】 図５に示す圧縮機のピストンの断面図

【図９】 図５に示す圧縮機のピストンを上から見た平
面図

【符号の説明】

４ シリンダ、４ａ シリンダ室、５ 駆動軸、５ａ
偏心軸部、５ｂ 偏心軸部の上端面、５ｃ 偏心軸部の
下端面、５ｆ 逃がし部、６ ピストン、６ａブレー
ド、６ｃ ピストンの下端面、６ｇ ピストンの内周
面、６ｈ 逃がし部、７ 低圧室、８ 圧縮室、１０
フレーム、１１ シリンダヘッド、１４冷凍機油。

フロントページの続き (72)発明者 角田 昌之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 英治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 郡嶋 宗久 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 谷 真男 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 石井 稔 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ室を有するシリンダと、前記シ
   リンダ室内で偏心して公転するピストンと、前記シリン
   ダに形成された溝に嵌入されて往復運動しつつ前記シリ
   ンダ室内を圧縮室と低圧室とに区画するブレードと、前
   記ピストンの内周面にその偏心軸部が嵌入されて前記ピ
   ストンを公転させる駆動軸と、前記シリンダ室の両端面
   開口部を閉塞するように配置され、前記駆動軸を回転自
   在に支持するフレーム及びシリンダヘッドとを備えたロ
   ータリ圧縮機において、 前記ピストンの内周面と前記駆動軸の偏心軸部の外周面
   との接触部により構成される軸受部の有効長さの中央を
   前記シリンダ高さの中央にほぼ一致させたことを特徴と
   するロータリ圧縮機。
2. 【請求項２】 シリンダ室を有するシリンダと、前記シ
   リンダ室内で偏心して公転するピストンと、前記ピスト
   ンに一体的に設けられ、前記シリンダ室内を圧縮室と低
   圧室とに区画するブレードと、前記シリンダに形成され
   た円筒穴部に回転自在に嵌入され、前記ブレードを往復
   且つ揺動自在に支持するガイドと、前記ピストンの内周
   面にその偏心軸部が嵌入されて前記ピストンを公転させ
   る駆動軸と、前記シリンダ室の両端面開口部を閉塞する
   ように配置され、前記駆動軸を回転自在に支持するフレ
   ーム及びシリンダヘッドとを備えたロータリ圧縮機にお
   いて、 前記ピストンの内周面と前記駆動軸の偏心軸部の外周面
   との接触部により構成される軸受部の有効長さの中央を
   前記シリンダ高さの中央にほぼ一致させたことを特徴と
   するロータリ圧縮機。
3. 【請求項３】 前記駆動軸の偏心軸部の上下端面に軸方
   向にほぼ等しい長さの逃がし部を設けたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載のロータリ圧縮機。
4. 【請求項４】 前記駆動軸の偏心軸部の上端面に逃がし
   部を設け、また、前記ピストンの下端面の内周側に逃が
   し部を設け、前記両逃がし部の軸方向の長さをほぼ等し
   くしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   ロータリ圧縮機。
5. 【請求項５】 使用冷媒を炭化水素系冷媒，またはＨＦ
   Ｃ１３４ａ冷媒とし、前記密閉容器内に前記炭化水素系
   冷媒、またはＨＦＣ１３４ａ冷媒と非相溶の冷凍機油を
   封入したことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
   ３または請求項４記載のロータリ圧縮機。
6. 【請求項６】 使用冷媒を炭化水素系冷媒，またはＨＦ
   Ｃ１３４ａ冷媒とし、前記密閉容器内に前記炭化水素系
   冷媒、またはＨＦＣ１３４ａ冷媒と相溶性を有する冷凍
   機油を封入したことを特徴とする請求項１、請求項２、
   請求項３または請求項４記載のロータリ圧縮機。