JPH09137785A - ロータリ圧縮機 - Google Patents
ロータリ圧縮機Info
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- JPH09137785A JPH09137785A JP29506195A JP29506195A JPH09137785A JP H09137785 A JPH09137785 A JP H09137785A JP 29506195 A JP29506195 A JP 29506195A JP 29506195 A JP29506195 A JP 29506195A JP H09137785 A JPH09137785 A JP H09137785A
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- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 13
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
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Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】圧縮機構構成部品であるローラとベーンの摺
動、ベーン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。 【解決手段】ローラ４の一部にＲ溝部１３を設け、ベー
ン３先端がローラ４の一定範囲内で摺動可能とし、ベー
ン３の実質的中心軸の往復動方向が、クランク軸１中心
に対し、ずれている、あるいは、ベーン３の接触角やロ
ーラ溝深さが、所定の値以上に設定された構成としたも
のである。
動、ベーン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。 【解決手段】ローラ４の一部にＲ溝部１３を設け、ベー
ン３先端がローラ４の一定範囲内で摺動可能とし、ベー
ン３の実質的中心軸の往復動方向が、クランク軸１中心
に対し、ずれている、あるいは、ベーン３の接触角やロ
ーラ溝深さが、所定の値以上に設定された構成としたも
のである。
Description
【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。
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。
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１１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。
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９を有し、偏心部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１１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。
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９を有し、偏心部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１１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。
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の自転数もローラ４とクラ
ンク軸１の偏心部９との摺動抵抗と、ローラ４とベーン
３との摺動抵抗との差などで決まるものであり、ローラ
４の自転数は非常に不安定である（一般にクランク軸１
の回転数が３５００ｒｐｍで運転した時、ローラの自転
数は数十〜数百ｒｐｍ程度）。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。
ンク軸１の偏心部９との摺動抵抗と、ローラ４とベーン
３との摺動抵抗との差などで決まるものであり、ローラ
４の自転数は非常に不安定である（一般にクランク軸１
の回転数が３５００ｒｐｍで運転した時、ローラの自転
数は数十〜数百ｒｐｍ程度）。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。
【０００７】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５７−８４３８４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。
て、例えば実開昭５７−８４３８４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。
【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、特に高低圧差の少ない起動時な
ど、ベーン３をローラ４に押しつける力の弱い時に（一
般に圧縮機の容器内は高圧にする型が多く、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）、ベーン
３が浮き上がってローラ溝から外れ、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
る。ここに実用化への大きな障害の原因が存在すると考
えられる。
部負荷を低減できるが、特に高低圧差の少ない起動時な
ど、ベーン３をローラ４に押しつける力の弱い時に（一
般に圧縮機の容器内は高圧にする型が多く、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）、ベーン
３が浮き上がってローラ溝から外れ、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
る。ここに実用化への大きな障害の原因が存在すると考
えられる。
【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ベーンとローラの摺動部負荷を低減し、またローラ
とベーンの外れを防止して、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。
で、ベーンとローラの摺動部負荷を低減し、またローラ
とベーンの外れを防止して、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】この目的を達成するため
に、本発明は、ベーンの実質的中心軸の往復動方向が、
クランク軸中心に対し、ずれている、あるいは、ベーン
の接触角やローラ溝深さが、所定の値以上に設定された
構成としたものである。
に、本発明は、ベーンの実質的中心軸の往復動方向が、
クランク軸中心に対し、ずれている、あるいは、ベーン
の接触角やローラ溝深さが、所定の値以上に設定された
構成としたものである。
【００１１】この構成において、ベーンがローラ溝から
外れない安定したベーン挙動をさせて、ベーンとローラ
の接触負荷を減少させることができ、信頼性の高いロー
タリ圧縮機とすることができる。
外れない安定したベーン挙動をさせて、ベーンとローラ
の接触負荷を減少させることができ、信頼性の高いロー
タリ圧縮機とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】請求項１の発明は、ローラ外周の
一部に凹溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラの凹
溝部に揺動可能に配置され、前記ベーンの実質的中心軸
の往復動方向が、クランク軸中心に対し、ずれているも
のである。
一部に凹溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラの凹
溝部に揺動可能に配置され、前記ベーンの実質的中心軸
の往復動方向が、クランク軸中心に対し、ずれているも
のである。
【００１３】請求項３の発明は、ローラ外周の一部にＲ
溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラのＲ溝部に揺
動可能に配置され、前記ベーン先端のＲ部の半径を
Ｒv、ベーンの厚みをｔとしたとき、α＝ＳＩＮ-1（ｔ
／２Ｒv）で表される角度（以降、接触角と称す）α
が、少なくとも４５度以上の角度で構成されている。
溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラのＲ溝部に揺
動可能に配置され、前記ベーン先端のＲ部の半径を
Ｒv、ベーンの厚みをｔとしたとき、α＝ＳＩＮ-1（ｔ
／２Ｒv）で表される角度（以降、接触角と称す）α
が、少なくとも４５度以上の角度で構成されている。
【００１４】請求項４の発明は、ローラ外周の一部にＲ
溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラのＲ溝部に揺
動可能に配置され、前記ベーン先端Ｒ部とベーン側面と
の交点（前記接触角を形成する点）が、前記ローラＲ溝
部と接触する際、ローラからベーンに作用する力の方向
と、前記ベーンの往復動する方向とのなす（ベーン先端
部側からの）角度が、少なくとも４５度以上となるよう
に構成されている。
溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラのＲ溝部に揺
動可能に配置され、前記ベーン先端Ｒ部とベーン側面と
の交点（前記接触角を形成する点）が、前記ローラＲ溝
部と接触する際、ローラからベーンに作用する力の方向
と、前記ベーンの往復動する方向とのなす（ベーン先端
部側からの）角度が、少なくとも４５度以上となるよう
に構成されている。
【００１５】請求項５の発明は、ローラ外周の一部にＲ
溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラのＲ溝部に揺
動可能に配置され、前記ベーン先端Ｒ部とベーン側面と
の交点（接触角を形成する点）が、前記クランク軸の回
転中において、常にローラＲ溝部の中に位置するように
前記ローラＲ溝深さを形成したものである。
溝部を設け、前記ベーン先端が前記ローラのＲ溝部に揺
動可能に配置され、前記ベーン先端Ｒ部とベーン側面と
の交点（接触角を形成する点）が、前記クランク軸の回
転中において、常にローラＲ溝部の中に位置するように
前記ローラＲ溝深さを形成したものである。
【００１６】以下本発明のいくつかの実施の形態例につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１７】本発明の一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１１で説明し
た従来例と概略同様な構成であり、本発明の一実施の形
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。
の構成は、ローラ溝部など一部を除いて図１１で説明し
た従来例と概略同様な構成であり、本発明の一実施の形
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。
【００１８】（実施の形態例１）以下本発明の第１の実
施の形態について、図１、２を参照しながら説明する。
施の形態について、図１、２を参照しながら説明する。
【００１９】図１に示すように、ローラ４の一部にＲ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、ベーン３の往復動方向
が、クランク軸中心Ｏに対し、一定の角度βを以て構成
されている。つまりベーン３の実質的中心軸の往復動方
向が、クランク軸中心Ｏに対して、低圧側へずれてい
る。この様な構成にすることにより、クランク軸１が回
転することにより、ローラ４はクランク軸１の偏心部９
の動きにつれてシリンダ２内を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
の弱い時でも、図から明らかなようにベーン３の先端の
側面を受ける距離を長くすることができ、ベーン３はロ
ーラ溝１３から外れ難くなる。また、ベーン３に作用す
る力も角度β、場所（必ずしもベーンは図１のように真
下で斜めにある必要はなく、上方や、図２のように横に
真直に設置しても良い）を変えることによって調整可能
なので、ローラ溝１３形状、ベーン３とシリンダ２との
クリアランスや潤滑油粘度、クランク軸１の偏心量など
を考慮して、ローラ４の動きに追随性の良い構成が選定
でき、ローラ溝から外れ難くできる。
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、ベーン３の往復動方向
が、クランク軸中心Ｏに対し、一定の角度βを以て構成
されている。つまりベーン３の実質的中心軸の往復動方
向が、クランク軸中心Ｏに対して、低圧側へずれてい
る。この様な構成にすることにより、クランク軸１が回
転することにより、ローラ４はクランク軸１の偏心部９
の動きにつれてシリンダ２内を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
の弱い時でも、図から明らかなようにベーン３の先端の
側面を受ける距離を長くすることができ、ベーン３はロ
ーラ溝１３から外れ難くなる。また、ベーン３に作用す
る力も角度β、場所（必ずしもベーンは図１のように真
下で斜めにある必要はなく、上方や、図２のように横に
真直に設置しても良い）を変えることによって調整可能
なので、ローラ溝１３形状、ベーン３とシリンダ２との
クリアランスや潤滑油粘度、クランク軸１の偏心量など
を考慮して、ローラ４の動きに追随性の良い構成が選定
でき、ローラ溝から外れ難くできる。
【００２０】（実施の形態例２）次に、第２の実施の形
態例について説明する。図３に示すように、ローラ４の
一部にＲ溝部を設け、概略同曲率のベーン３の先端が前
記ローラ４のＲ溝部に摺動可能に配置され、ベーンの往
復動方向が、クランク軸中心に対し、高圧側に一定の角
度を持つように構成されている。図４はベーン３が斜め
でなく、真直に配置された例であり、このようにベーン
３の位置は上方、横など任意の位置に設置して良い。図
５はこの第２の実施の形態例の圧縮過程の各段階での状
態を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、吸入始
め、圧縮途中、圧縮終了近くの状態を表している。Ｆp
はベーン３がローラ４から受ける力、μＦpはローラ溝
１３でのベーン３とローラ４の摺動による摩擦力を表
し、それぞれの状態での力の方向は図中に示すようにな
る。つまり、（ａ）の状態では、ローラ４からベーン３
への力Ｆpの方向は、ローラ４の中心とベーン３先端Ｒ
の中心を結ぶ線上にあり、ローラ溝１３はベーン先端を
右側に摺動し、ベーン３への摩擦力μＦpは右側に働
く。次に、（ｂ）の状態では、ローラ４からベーン３へ
の力Ｆpの方向は、同様にローラ４の中心とベーン３先
端Ｒの中心を結ぶ線上にあり、一方、ローラ溝１３はベ
ーン先端を左側に摺動し、ベーン３への摩擦力μＦpは
左側に働く。さらに、（ｃ）の状態では、ローラ４から
ベーン３への力Ｆpの方向は、ローラ４の中心とベーン
３先端Ｒの中心を結ぶ線上にあり、ローラ溝１３はベー
ン先端を右側に摺動し、ベーン３への摩擦力μＦpは右
側に働く。また、ベーン３は吐出室８側から吸入室７側
に圧力差で押されており、シリンダ２の溝５の右側方向
に押しつけられる。これを、ベーン３の往復動方向がク
ランク軸１の中心に向かっている図６と比較すると、図
５および６から明らかなように、溝５の右側方向への押
しつけ力（Ｆp、μＦpの溝５への法線方向の成分）は、
角度βを設けることにより小さくできることが分かる。
態例について説明する。図３に示すように、ローラ４の
一部にＲ溝部を設け、概略同曲率のベーン３の先端が前
記ローラ４のＲ溝部に摺動可能に配置され、ベーンの往
復動方向が、クランク軸中心に対し、高圧側に一定の角
度を持つように構成されている。図４はベーン３が斜め
でなく、真直に配置された例であり、このようにベーン
３の位置は上方、横など任意の位置に設置して良い。図
５はこの第２の実施の形態例の圧縮過程の各段階での状
態を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、吸入始
め、圧縮途中、圧縮終了近くの状態を表している。Ｆp
はベーン３がローラ４から受ける力、μＦpはローラ溝
１３でのベーン３とローラ４の摺動による摩擦力を表
し、それぞれの状態での力の方向は図中に示すようにな
る。つまり、（ａ）の状態では、ローラ４からベーン３
への力Ｆpの方向は、ローラ４の中心とベーン３先端Ｒ
の中心を結ぶ線上にあり、ローラ溝１３はベーン先端を
右側に摺動し、ベーン３への摩擦力μＦpは右側に働
く。次に、（ｂ）の状態では、ローラ４からベーン３へ
の力Ｆpの方向は、同様にローラ４の中心とベーン３先
端Ｒの中心を結ぶ線上にあり、一方、ローラ溝１３はベ
ーン先端を左側に摺動し、ベーン３への摩擦力μＦpは
左側に働く。さらに、（ｃ）の状態では、ローラ４から
ベーン３への力Ｆpの方向は、ローラ４の中心とベーン
３先端Ｒの中心を結ぶ線上にあり、ローラ溝１３はベー
ン先端を右側に摺動し、ベーン３への摩擦力μＦpは右
側に働く。また、ベーン３は吐出室８側から吸入室７側
に圧力差で押されており、シリンダ２の溝５の右側方向
に押しつけられる。これを、ベーン３の往復動方向がク
ランク軸１の中心に向かっている図６と比較すると、図
５および６から明らかなように、溝５の右側方向への押
しつけ力（Ｆp、μＦpの溝５への法線方向の成分）は、
角度βを設けることにより小さくできることが分かる。
【００２１】つまり、この様な構成にすれば、ベーン３
が溝５内を摺動する際の、摺動抵抗が小さくなるため、
ベーン３のローラ４への追従性を良くなり、起動時など
ベーン３をローラ４に押しつける力の弱い時でも、ベー
ン３がローラ溝１３から外れるのを防止出来る。また、
摺動抵抗が小さくなることにより、定常運転時の摺動損
失も低減でき、さらにベーン３の安定した挙動により、
ベーン３先端とローラ４の間の洩れ量が少なくなるの
で、圧縮機の効率を上げることができる。なお、上述し
たように、角度βはローラ溝形状、ローラ径、ベーンの
シリンダとのクリアランスや油種、クランク軸１の偏心
量、圧力差などを考慮して、最適値を決定することにな
る。
が溝５内を摺動する際の、摺動抵抗が小さくなるため、
ベーン３のローラ４への追従性を良くなり、起動時など
ベーン３をローラ４に押しつける力の弱い時でも、ベー
ン３がローラ溝１３から外れるのを防止出来る。また、
摺動抵抗が小さくなることにより、定常運転時の摺動損
失も低減でき、さらにベーン３の安定した挙動により、
ベーン３先端とローラ４の間の洩れ量が少なくなるの
で、圧縮機の効率を上げることができる。なお、上述し
たように、角度βはローラ溝形状、ローラ径、ベーンの
シリンダとのクリアランスや油種、クランク軸１の偏心
量、圧力差などを考慮して、最適値を決定することにな
る。
【００２２】（実施の形態例３）以下本発明の第３の実
施の形態について、図７、８を参照しながら説明する。
施の形態について、図７、８を参照しながら説明する。
【００２３】図７では、起動時などに、ベーン３の先端
がローラ４のＲ溝１３から僅かに浮き上がった状態を表
し、Ｂ点でベーン３がローラ溝１３に接触している（ベ
ーン３がローラ溝１３から外れようとする状況を表し、
Ｂ点での摩擦力が強ければ、ベーン３はローラ溝１３内
に保持できる）。
がローラ４のＲ溝１３から僅かに浮き上がった状態を表
し、Ｂ点でベーン３がローラ溝１３に接触している（ベ
ーン３がローラ溝１３から外れようとする状況を表し、
Ｂ点での摩擦力が強ければ、ベーン３はローラ溝１３内
に保持できる）。
【００２４】図７において、ベーン先端のＲ部の半径を
Ｒv、ベーンの厚みをｔとした時、α＝ＳＩＮ-1（ｔ／
２Ｒv）で表される角度αは、ベーン先端Ｒ面とベーン
側面との交点Ｂが、ベーン先端Ｒ面の中心を起点にし
て、ベーン３の往復動する方向となす角度を表す。
Ｒv、ベーンの厚みをｔとした時、α＝ＳＩＮ-1（ｔ／
２Ｒv）で表される角度αは、ベーン先端Ｒ面とベーン
側面との交点Ｂが、ベーン先端Ｒ面の中心を起点にし
て、ベーン３の往復動する方向となす角度を表す。
【００２５】今、図７に示すように、ベーン３を上方に
押し上げる力をＦs、ベーン３がシリンダ溝５と接触す
る点Ｃ、Ｄでベーン３がシリンダ２から受ける力をそれ
ぞれＦ1、Ｆ2、ローラ４との接触点Ｂでローラ４から受
ける力をＦp、力の作用点間の距離を図示のようにｌ1、
ｌ2、また、シリンダ２とベーン３の摺動部の摩擦係数
をμ、ベーン３とローラ４との接触点における摩擦係数
をμ1とすると、力のバランスおよびモーメントの釣り
合いからＦpとＦsの比Ｆp／Ｆsは、
押し上げる力をＦs、ベーン３がシリンダ溝５と接触す
る点Ｃ、Ｄでベーン３がシリンダ２から受ける力をそれ
ぞれＦ1、Ｆ2、ローラ４との接触点Ｂでローラ４から受
ける力をＦp、力の作用点間の距離を図示のようにｌ1、
ｌ2、また、シリンダ２とベーン３の摺動部の摩擦係数
をμ、ベーン３とローラ４との接触点における摩擦係数
をμ1とすると、力のバランスおよびモーメントの釣り
合いからＦpとＦsの比Ｆp／Ｆsは、
【００２６】
【数１】Ｆp／Ｆs＝ｌ2／［ｌ2（COS α−μ1SIN α）
−（ｌ2＋２ｌ1−μｔ）（μSIN α＋μμ1COS α）−
μμ1ｔ／SIN α］ となる。
−（ｌ2＋２ｌ1−μｔ）（μSIN α＋μμ1COS α）−
μμ1ｔ／SIN α］ となる。
【００２７】この式を用いて、実際の圧縮機の代表的な
数値として、ｔ＝３．２mm、ｌ1＝３mm（平均長さ）、
ｌ2＝１２mm、μ＝０．１を代入し、ベーン３とローラ
４との接触点における摩擦係数μ1をパラメータとして
計算した結果をグラフ化したものが、図８である。横軸
は接触角αを表し、縦軸はベーン３を上方に押し上げる
力Ｆsに対するローラ４との接触点Ｂでローラ４から受
ける力Ｆpの比Ｆp／Ｆsを表し、この値が大きくなれ
ば、ベーン３とローラ４との摩擦力μ1Ｆpも大きくな
り、ベーン３はローラ溝１３から外れ難くなる。
数値として、ｔ＝３．２mm、ｌ1＝３mm（平均長さ）、
ｌ2＝１２mm、μ＝０．１を代入し、ベーン３とローラ
４との接触点における摩擦係数μ1をパラメータとして
計算した結果をグラフ化したものが、図８である。横軸
は接触角αを表し、縦軸はベーン３を上方に押し上げる
力Ｆsに対するローラ４との接触点Ｂでローラ４から受
ける力Ｆpの比Ｆp／Ｆsを表し、この値が大きくなれ
ば、ベーン３とローラ４との摩擦力μ1Ｆpも大きくな
り、ベーン３はローラ溝１３から外れ難くなる。
【００２８】ここで、ベーン３とローラ４との接触点に
おいて、異常磨耗を起こさないように潤滑を考慮し、境
界潤滑程度は確保するものとすれば、摩擦係数μ1が
０．５程度でも外れないのが好ましい。図８から明らか
なように、αの値が小さい場合は、ベーン３とローラ４
との接触点における摩擦係数μ1が大きくないと、ロー
ラ４からベーン３に働く力Ｆpは大きくならないが、α
の値を、最低でも約４５度以上にしておけば、摩擦係数
μ1が０．５程度でもＦpは大きくなり、摩擦力（μ
Ｆp）も大きく、ベーン３がローラ４から外れるのを防
ぐことができる。
おいて、異常磨耗を起こさないように潤滑を考慮し、境
界潤滑程度は確保するものとすれば、摩擦係数μ1が
０．５程度でも外れないのが好ましい。図８から明らか
なように、αの値が小さい場合は、ベーン３とローラ４
との接触点における摩擦係数μ1が大きくないと、ロー
ラ４からベーン３に働く力Ｆpは大きくならないが、α
の値を、最低でも約４５度以上にしておけば、摩擦係数
μ1が０．５程度でもＦpは大きくなり、摩擦力（μ
Ｆp）も大きく、ベーン３がローラ４から外れるのを防
ぐことができる。
【００２９】なお、ばね６の力を強くして、ベーン３を
上方に押し上げる力Ｆsを大きくすれば、その割合でＦp
も大きくなり、さらに外れ難くなる。
上方に押し上げる力Ｆsを大きくすれば、その割合でＦp
も大きくなり、さらに外れ難くなる。
【００３０】（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９を参照しながら説明する。
施の形態について図９を参照しながら説明する。
【００３１】図９に示すように、ベーン先端Ｒ面とベー
ン側面との交点に小径のｒを設けたり、または、ローラ
溝１３部の少なくとも一方の端部の傾斜角度を大きく取
れば、起動時などでベーンがローラ溝から外れやすい状
況下でも、ベーン３とローラ溝１３との交点Ｂでの力の
作用する方向α1が、あたかも実施の形態３で説明した
接触角を大きく取ったと等価な構成になり、同様の効果
が得られる。
ン側面との交点に小径のｒを設けたり、または、ローラ
溝１３部の少なくとも一方の端部の傾斜角度を大きく取
れば、起動時などでベーンがローラ溝から外れやすい状
況下でも、ベーン３とローラ溝１３との交点Ｂでの力の
作用する方向α1が、あたかも実施の形態３で説明した
接触角を大きく取ったと等価な構成になり、同様の効果
が得られる。
【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。
施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】図１０に示すように、本実施の形態は、ベ
ーン先端Ｒ面部とベーン側面との交点Ｂ（接触角を形成
する点）が、クランク軸の回転中において、常にローラ
Ｒ溝部１３の中に位置するように前記ローラＲ溝深さｈ
を形成したことを特徴とする。
ーン先端Ｒ面部とベーン側面との交点Ｂ（接触角を形成
する点）が、クランク軸の回転中において、常にローラ
Ｒ溝部１３の中に位置するように前記ローラＲ溝深さｈ
を形成したことを特徴とする。
【００３４】したがって、本実施の形態では、ベーン先
端部は常にローラ溝１３内にあるため、実施の形態３、
４で説明したように、ローラ溝１３との接触点Ｂに作用
する力Ｆpの角度α2を大きくでき、ベーン３はローラ溝
１３から外れ難くなる。特に、実施の形態３、４のよう
なα2を大きくする構成と組み合わせることにより、そ
の効果は大である。
端部は常にローラ溝１３内にあるため、実施の形態３、
４で説明したように、ローラ溝１３との接触点Ｂに作用
する力Ｆpの角度α2を大きくでき、ベーン３はローラ溝
１３から外れ難くなる。特に、実施の形態３、４のよう
なα2を大きくする構成と組み合わせることにより、そ
の効果は大である。
【００３５】なお、実施の形態１あるいは２と、実施の
形態３、４、又は５との組み合せにより、より一層外れ
防止の効果を高めることが出来る。
形態３、４、又は５との組み合せにより、より一層外れ
防止の効果を高めることが出来る。
【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、上記構成において、ベーンがローラから外れない安
定したベーン挙動をさせて、ベーンとローラの接触負荷
を減少させることができ、信頼性の高いロータリ圧縮機
を実現できるものである。
は、上記構成において、ベーンがローラから外れない安
定したベーン挙動をさせて、ベーンとローラの接触負荷
を減少させることができ、信頼性の高いロータリ圧縮機
を実現できるものである。
【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。
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１の実施の形態の他のロータリー圧
縮機のベーンとローラの構成を示す要部側面図。
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２の実施の形態例のロータリー圧縮
機のベーンとローラの接触状態を示す要部断面図。
機のベーンとローラの接触状態を示す要部断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態例のロータリー圧縮
機のベーンとローラの接触状態を示す要部断面図。
機のベーンとローラの接触状態を示す要部断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態例における、ロータ
リー圧縮機の各圧縮過程での、ベーンとローラの接触状
態とローラ溝部での力の作用状況を示す要部断面図。
リー圧縮機の各圧縮過程での、ベーンとローラの接触状
態とローラ溝部での力の作用状況を示す要部断面図。
【図６】ベーン３の往復動方向がクランク軸１の中心に
向かっている構成のロータリー圧縮機の各圧縮過程で
の、ベーンとローラの接触状態とローラ溝部での力の作
用状況を示す要部断面図。
向かっている構成のロータリー圧縮機の各圧縮過程で
の、ベーンとローラの接触状態とローラ溝部での力の作
用状況を示す要部断面図。
【図７】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挙動および力の分布を示す要部側面
図。
のベーンとローラの挙動および力の分布を示す要部側面
図。
【図８】本発明の第３の実施の形態のロータリー圧縮機
のベーンに掛かる力の比と接触角との関係を表したグラ
フ。
のベーンに掛かる力の比と接触角との関係を表したグラ
フ。
【図９】本発明の第４の実施の形態のロータリー圧縮機
のローラ溝の要部拡大側面図。
のローラ溝の要部拡大側面図。
【図１０】本発明の第５の実施の形態のロータリー圧縮
機のローラ溝の要部拡大側面図。
機のローラ溝の要部拡大側面図。
【図１１】従来のロータリー圧縮機の圧縮機構部の要部
側面図。
側面図。
１ クランク軸 ２ シリンダ ３ ベーン ４ ローラ １３ ローラ溝
───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)
- 【請求項１】 密閉容器と、前記密閉容器内に、軸受と
偏心部を有するクランク軸とシリンダとベーンと前記シ
リンダ内で偏心回転するローラピストン（以降ローラと
称す）とを有する圧縮機構部と、その圧縮機構部を駆動
する電動機部とを具備し、前記ローラ外周の一部に凹溝
部を設け、前記ベーン先端が前記ローラの凹溝部に揺動
可能に配置され、前記ベーン実質的中心軸の往復動方向
が、クランク軸中心に対し、ずれて構成されたロータリ
圧縮機。 - 【請求項２】 ベーン実質的中心軸の往復動方向が、ク
ランク軸中心に対して、高圧側に、ずれている請求項１
記載のロータリ圧縮機。 - 【請求項３】 密閉容器と、前記密閉容器内に、軸受と
偏心部を有するクランク軸とシリンダとベーンと前記シ
リンダ内で偏心回転するローラとを有する圧縮機構部
と、その圧縮機構部を駆動する電動機部とを具備し、前
記ローラ外周の一部にＲ溝部を設け、前記ベーン先端が
前記ローラのＲ溝部に揺動可能に配置され、前記ベーン
先端のＲ部の半径をＲv、ベーンの厚みをｔとしたと
き、α＝ＳＩＮ-1（ｔ／２Ｒv）で表される角度（以
降、接触角と称す）αが、少なくとも４５度以上の角度
で構成されたロータリ圧縮機。 - 【請求項４】 密閉容器と、前記密閉容器内に、軸受と
偏心部を有するクランク軸とシリンダとベーンと前記シ
リンダ内で偏心回転するローラとを有する圧縮機構部
と、その圧縮機構部を駆動する電動機部とを具備し、前
記ローラ外周の一部にＲ溝部を設け、前記ベーン先端が
前記ローラのＲ溝部に揺動可能に配置され、前記ベーン
先端Ｒ部とベーン側面との交点（前記接触角を形成する
点）が、前記ローラＲ溝部と接触する際、ローラからベ
ーンに作用する力の方向と、前記ベーンの往復動する方
向とのなす（ベーン先端部側からの）角度が、少なくと
も４５度以上となるように構成されたロータリ圧縮機。 - 【請求項５】 密閉容器と、前記密閉容器内に、軸受と
偏心部を有するクランク軸とシリンダとベーンと前記シ
リンダ内で偏心回転するローラとを有する圧縮機構部
と、その圧縮機構部を駆動する電動機部とを具備し、前
記ローラ外周の一部にＲ溝部を設け、前記ベーン先端が
前記ローラのＲ溝部に揺動可能に配置され、前記ベーン
先端Ｒ部とベーン側面との交点（接触角を形成する点）
が、前記クランク軸の回転中において、常にローラＲ溝
部の中に位置するように前記ローラＲ溝深さを形成した
ロータリ圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29506195A JPH09137785A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ロータリ圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29506195A JPH09137785A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ロータリ圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09137785A true JPH09137785A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17815817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29506195A Pending JPH09137785A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ロータリ圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09137785A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102767519A (zh) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 旋转压缩机 |
| EP3741958A1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-11-25 | LG Electronics Inc. | Rotary compressor |
| KR20210009697A (ko) * | 2019-07-17 | 2021-01-27 | 엘지전자 주식회사 | 로터리 압축기 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP29506195A patent/JPH09137785A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102767519A (zh) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 旋转压缩机 |
| EP3741958A1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-11-25 | LG Electronics Inc. | Rotary compressor |
| KR20200135037A (ko) * | 2019-05-24 | 2020-12-02 | 엘지전자 주식회사 | 로터리 압축기 |
| US11225970B2 (en) | 2019-05-24 | 2022-01-18 | Lg Electronics Inc. | Rotary compressor with vane slot disposed at predetermined tilting angle |
| KR20210009697A (ko) * | 2019-07-17 | 2021-01-27 | 엘지전자 주식회사 | 로터리 압축기 |
| US11493044B2 (en) | 2019-07-17 | 2022-11-08 | Lg Electronics Inc. | Rotary compressor with a vane discharge-sided groove and a vane suction-sided groove |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040702 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040721 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |