| 【発明の名称】 |
密閉型圧縮機 |
| 【発明者】 |
【氏名】飯田 登
【氏名】澤井 清
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| 【要約】 |
【課題】位相の異なる複数組の圧縮機構部同士の同期性を確実なものとする。
【解決手段】溝を有する回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上をピストンが回転することによって圧縮行程を行う圧縮機構部を少なくとも２組設け、隣接する圧縮機構部のそれぞれの回転シリンダを仕切板を介在させ、仕切板にシャフトを貫通させる連通孔を設け、シャフトにはそれぞれのピストンを装着可能なクランク部を設け、圧縮機構部のそれぞれのピストンを同一のシャフトによって駆動するモーター機構部を設けた密閉型圧縮機であって、圧縮機構部の少なくとも一つは、他の圧縮機構部の圧縮行程と位相を異ならせると共に、隣接する圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とがそれぞれ別の部材で構成され、これら回転シリンダと仕切板とが相対回転不能に連結される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 溝を有する回転シリンダーと前記溝内を摺動可能なピストンとを有し、前記回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上を前記ピストンが回転することによって圧縮行程を行う圧縮機構部を少なくとも２組設け、隣接する前記圧縮機構部のそれぞれの回転シリンダを仕切板を介在させ、前記仕切板にシャフトを貫通させる連通孔を設け、前記シャフトにはそれぞれのピストンを装着可能なクランク部を設け、前記圧縮機構部のそれぞれのピストンを同一のシャフトによって駆動するモーター機構部を設けた密閉型圧縮機であって、前記圧縮機構部の少なくとも一つは、他の圧縮機構部の圧縮行程と位相を異ならせると共に、隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とがそれぞれ別の部材で構成され、これら回転シリンダと仕切板とが相対回転不能に連結されていることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】 前記回転シリンダ及び前記仕切板が夫々円板で構成されていることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】 前記回転シリンダ及び前記仕切板に貫通孔が形成され、この貫通孔に挿通したボルトによって前記回転シリンダと前記仕切板とが固定されており、前記貫通孔が、前記圧縮機構部にガスを流出入させるための吸入ポート及び吐出ポートと整合しない位置に配置されていることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】 前記回転シリンダに形成された貫通孔に前記ボルトのヘッドを受け入れる大径部分が形成されていることを特徴とする請求項３記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】 前記回転シリンダ及び前記仕切板に貫通孔が形成され、この貫通孔に嵌入したピンによって前記回転シリンダと前記仕切板とが固定されており、前記貫通孔が、前記圧縮機構部にガスを流出入させるための吸入ポート及び吐出ポートと整合しない位置に配置されていることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】 前記仕切板にピン挿通孔を形成し、前記仕切板の両側に位置する前記回転シリンダのそれぞれに有底のピン受け入れ孔が形成され、前記ピン受け入れ孔および前記ピン挿通孔にピンを挿入することにより隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダの相対回転が規制されていることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】 前記回転シリンダと前記仕切板とが、互いに対面する面に形成された凹部および凸部によって凹凸嵌合されていることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】 前記回転シリンダと前記仕切板とが溶接により固定されていることを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】 溝を有する回転シリンダーと前記溝内を摺動可能なピストンとを有し、前記回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上を前記ピストンが回転することによって圧縮行程を行う圧縮機構部を少なくとも２組設け、隣接する前記圧縮機構部のそれぞれの回転シリンダを仕切板を介在させ、前記仕切板にシャフトを貫通させる連通孔を設け、前記シャフトにはそれぞれのピストンを装着可能なクランク部を設け、前記圧縮機構部のそれぞれのピストンを同一のシャフトによって駆動するモーター機構部を設けた密閉型圧縮機であって、前記圧縮機構部の少なくとも一つは、他の圧縮機構部の圧縮行程と位相を異ならせると共に、隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とが一体加工品で構成されていることを特徴とする密閉型圧縮機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍サイクル装置に用いられる密閉型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】過去において、溝を有する回転シリンダーと、この溝の中を摺動するピストンとを有し、このピストンの動きに応じて回転シリンダーが回転し、吸入・圧縮を行う圧縮機構の原理が提案されている（例えば独特許第８６３７５１号、英国特許第４３０８３０号）。
【０００３】この過去において提案されている圧縮機構の原理について、図２０を用いて説明する。この圧縮機構は、溝１００を有する回転シリンダー１０１と、この溝１００の中を摺動するピストン１０２とから構成されている。回転シリンダー１０１は、Ａ点を中心に回転自在に設けられており、ピストン１０２は、Ｂ点を中心に回転駆動される。ここでは、ピストン１０２の回転半径が、回転シリンダー１０１の回転中心Ａとピストン１０２の回転中心Ｂとの距離に等しい場合についての動きを説明する。なお、ピストン１０２の回転半径が、回転シリンダー１０１の回転中心Ａとピストン１０２の回転中心Ｂとの距離より大きい場合や小さい場合には異なる動作を行うがここでは説明を省略する。図中破線Ｃはピストン１０２の軌跡を示している。同図ａからｉは、ピストン１０２をそれぞれ９０度ずつ回転させた状態を示している。
【０００４】まず、ピストン１０２の動きについて説明する。同図ａは、ピストンが回転中心Ｂに対して真上に位置する状態を示している。同図ｂは、ピストン１０２を同図ａの状態から反時計方向に９０度回転させた状態を示している。同図ｃは、更にピストン１０２を同図ａの状態から反時計方向に１８０度回転させた状態、同図ｄは、更にピストン１０２を同図ａの状態から反時計方向に２７０度回転させた状態を示している。そして同図ｅは、ピストン１０２を同図ａの状態から反時計方向に３６０度回転させた状態を示し、同図ａの状態に戻っている。
【０００５】次に回転シリンダー１０１の動きについて説明する。同図ａの状態では、溝１００が上下方向になるように回転シリンダー１０１は位置している。この状態からピストン１０２を反時計方向に９０度回転させると、同図ｂに示すように、回転シリンダー１０１は、反時計方向に４５度回転するために、溝１００も同様に４５度傾いた状態になる。ピストン１０２を同図ａの状態から反時計方向に１８０度回転させると、同図ｃに示すように、回転シリンダー１０１は、反時計方向に９０度回転するために、溝１００も同様に９０度傾いた状態になる。このようにピストン１０２の回転に伴って回転シリンダー１０１も同一方向に回転するが、ピストン１０２が３６０度回転する間に回転シリンダー１０１は１８０度回転することになる。
【０００６】次に圧縮空間を形成する溝１００の容積変化について説明する。同図ａの状態では、溝１００に対してピストン１０２が一端側に位置しているため空間１００は一つしか存在しない。この空間１００を今第一の空間１００ａとする。同図ｂの状態では、第一の空間１００ａは狭くなるが、ピストン１０２の反対側に第二の空間１００ｂが生じる。同図ｃの状態では、第一の空間１００ａは、同図ａの状態の半分の大きさになるが、ピストン１０２の反対側には同じ大きさの第二の空間１００ｂが形成される。この第一の空間１００ａは、ピストン１０２が３６０度回転した同図ｅの状態で０となる。このように、溝１００には、ピストン１０２によって２つの空間１００ａ、１００ｂが形成されるが、それぞれの空間１００ａ、１００ｂは、ピストン１０２が３６０度回転する毎に最小から最大、最大から最小の容積変化を繰り返す。従って、圧縮室を構成するそれぞれの空間は、ピストン１０２が７２０度回転することによって圧縮から吸入の行程を行うことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の圧縮原理を密閉型圧縮機に適用することを主たる目的とする。なお、上記の圧縮原理は、ピストン１０２が回転シリンダー１０１の回転中心Ａに位置するとき、ピストン１０２の回転力による力の方向が溝１００の方向と一致するため、回転シリンダー１０１を回転させる力とならない。従って、ピストン１０２が回転シリンダー１０１の回転中心Ａに位置するときに、回転シリンダー１０１に回転力を与えなければ、現実は上記のような動作を連続的には行わないという問題を有している。上記の問題に対して、本発明は、互いに位相の異ならせて同期させた複数の組の圧縮機構部を用いることによって、連続的な動作を実現する。すなわち、典型的には、互いに位相を異ならせた２組の圧縮機構部を用いることによって、一方の回転シリンダの回転力を他方の回転シリンダに与えることができるため、たとえいずれか一方の回転シリンダがピストンから回転力を受けない状態になっても他方の回転シリンダから回転力を与えるため、回転を連続的に維持することが可能になる。しかし、位相の異なる複数組の圧縮機構部を用いる場合には、各圧縮機構部の圧縮室の圧縮行程が互いに異なるものとなるため、隣接する圧縮機構部同士を隔絶するための仕切板が必要となる。加えて、円滑な回転を確かなものとするには、複数組の圧縮機構部同士の同期性を確実なものとしなければならない。そこで、本発明は、位相の異なる複数組の圧縮機構部を備えた密閉型圧縮機を採用する場合に、複数組の圧縮機構部同士の同期性を確実なものとすることのできる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。また、本発明は、更に、工業的に生産可能な具体的な構造により上記の圧縮機構部同士の確実なる同期性を実現することのできる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の密閉型圧縮機は、溝を有する回転シリンダーと前記溝内を摺動可能なピストンとを有し、前記回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上を前記ピストンが回転することによって圧縮行程を行う圧縮機構部を少なくとも２組設け、隣接する前記圧縮機構部のそれぞれの回転シリンダを仕切板を介在させ、前記仕切板にシャフトを貫通させる連通孔を設け、前記シャフトにはそれぞれのピストンを装着可能なクランク部を設け、前記圧縮機構部のそれぞれのピストンを同一のシャフトによって駆動するモーター機構部を設けた密閉型圧縮機であって、前記圧縮機構部の少なくとも一つは、他の圧縮機構部の圧縮行程と位相を異ならせると共に、隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とがそれぞれ別の部材で構成され、これら回転シリンダと仕切板とが相対回転不能に連結されていることを特徴とする。請求項２記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項１記載の密閉型圧縮機において、前記回転シリンダ及び前記仕切板が夫々円板で構成されていることを特徴とする。請求項３記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項２記載の密閉型圧縮機において、前記回転シリンダ及び前記仕切板に貫通孔が形成され、この貫通孔に挿通したボルトによって前記回転シリンダと前記仕切板とが固定されており、前記貫通孔が、前記圧縮機構部にガスを流出入させるための吸入ポート及び吐出ポートと整合しない位置に配置されていることを特徴とする。請求項４記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項３記載の密閉型圧縮機において、前記回転シリンダに形成された貫通孔に前記ボルトのヘッドを受け入れる大径部分が形成されていることを特徴とする。請求項５記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項２記載の密閉型圧縮機において、前記回転シリンダ及び前記仕切板に貫通孔が形成され、この貫通孔に嵌入したピンによって前記回転シリンダと前記仕切板とが固定されており、前記貫通孔が、前記圧縮機構部にガスを流出入させるための吸入ポート及び吐出ポートと整合しない位置に配置されていることを特徴とする。請求項６記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項２記載の密閉型圧縮機において、前記仕切板にピン挿通孔を形成し、前記仕切板の両側に位置する前記回転シリンダのそれぞれに有底のピン受け入れ孔が形成され、前記ピン受け入れ孔および前記ピン挿通孔にピンを挿入することにより隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダの相対回転が規制されていることを特徴とする。請求項７記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項２記載の密閉型圧縮機において、前記回転シリンダと前記仕切板とが、互いに対面する面に形成された凹部および凸部によって凹凸嵌合されていることを特徴とする。請求項８記載の本発明の密閉型圧縮機は、請求項２記載の密閉型圧縮機において、前記回転シリンダと前記仕切板とが溶接により固定されていることを特徴とする。請求項９記載の本発明の密閉型圧縮機は、溝を有する回転シリンダーと前記溝内を摺動可能なピストンとを有し、前記回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上を前記ピストンが回転することによって圧縮行程を行う圧縮機構部を少なくとも２組設け、隣接する前記圧縮機構部のそれぞれの回転シリンダを仕切板を介在させ、前記仕切板にシャフトを貫通させる連通孔を設け、前記シャフトにはそれぞれのピストンを装着可能なクランク部を設け、前記圧縮機構部のそれぞれのピストンを同一のシャフトによって駆動するモーター機構部を設けた密閉型圧縮機であって、前記圧縮機構部の少なくとも一つは、他の圧縮機構部の圧縮行程と位相を異ならせると共に、隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とが一体加工品で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における密閉型圧縮機は、溝を有する回転シリンダーと、前記溝内を摺動可能なピストンとを有し、前記回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上を前記ピストンが回転することによって圧縮行程を行う圧縮機構部を用いたものである。この圧縮機構部は、ピストンが回転シリンダーの中心から距離Ｅだけ離れた位置を回転中心として、半径Ｅの軌跡上を回転することによって、回転シリンダーを回転させるとともに溝内を摺動する。従って、溝内にピストンによって２つの空間が形成され、これらの空間がピストンの摺動によってその容積が変化するため圧縮、吸入を行うことができる。このようにこの圧縮機構部は、回転シリンダーとピストンの回転動作だけで圧縮、吸入を行い、例えばロータリー圧縮機に必要なベーンや、スクロール圧縮機に必要なオルダムリング等のように径方向に動作する部材を必要としないため、圧縮機構部をシェル内に固定しても振動が極めて少ない密閉型圧縮機を実現することができる。
【００１０】また、本発明の実施の形態における密閉型圧縮機は、このような圧縮機構部を少なくとも２組設け、すべての回転シリンダーを連結するとともに、すべてのピストンを同一シャフトによって駆動し、圧縮機構部の少なくとも一つは、他の圧縮機構部の圧縮行程と位相を異ならせると共に、隣接する前記圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とがそれぞれ別の部材で構成され、これら回転シリンダと仕切板とが相対回転不能に連結したものである。このように複数の圧縮機構部を設けてそれぞれを連結し、少なくとも一つの圧縮機構部の圧縮行程の位相を異ならせることによって、一つの圧縮機構部において、ピストンが回転シリンダーの中心に位置したとしても、他の圧縮機構部の回転力があるために、ピストンからの駆動力が回転シリンダーの回転力とならないような場合を回避することができる。
【００１１】本発明の第２の実施の形態による密閉型圧縮機は、前記回転シリンダ及び前記仕切板を夫々円板で構成したので、これらに溝などの機械加工を施す際に困難な作業を伴うことなく、簡単且つ精度良く加工することができる。本発明の第３の実施の形態による密閉型圧縮機は、第２の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転シリンダ及び仕切板に貫通孔を形成し、これら貫通孔に挿通したボルトによって回転シリンダと仕切板とを固定すると共に、圧縮機構部にガスを流出入させるための吸入ポート及び吐出ポートと整合しない位置に貫通孔を配置したので、１回転毎に低圧のガスあるいは高圧のガスが貫通孔に流れ込むことはなく、したがって貫通孔を設けたことによる効率低下を防止することができる。
【００１２】本発明の第４の実施の形態による密閉型圧縮機は、第３の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転シリンダに形成された貫通孔にボルトのヘッドを受け入れる大径部分を形成したので、回転シリンダからボルトのヘッドが突出することがないので、これに対面する部材を加工する際に、この部材にボルトヘッドとの干渉を回避するための溝などを加工する必要がないので低コストで製造することができる。
【００１３】本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転シリンダ及び仕切板に貫通孔を形成し、この貫通孔に嵌入したピンによって回転シリンダと仕切板とを固定し、また、この貫通孔を、圧縮機構部にガスを流出入させるための吸入ポート及び吐出ポートと整合しない位置に配置したので、隣接する回転シリンダ間の相対回転を規制しつつ、１回転毎に低圧のガスあるいは高圧のガスが貫通孔に流れ込むことはなく、したがって貫通孔を設けたことによる効率低下を防止することができる。
【００１４】本発明の第６の実施の形態は、第２の実施の形態による密閉型圧縮機において、仕切板にピン挿通孔を形成し、仕切板の両側に位置する回転シリンダのそれぞれに有底のピン受け入れ孔を形成し、ピン受け入れ孔およびピン挿通孔にピンを挿入することにより隣接する圧縮機構部の回転シリンダの相対回転を規制するようにしたので、回転シリンダの有底のピン受け入れ孔を通じてガスが流出入することはなく、したがって吸入ポート及び吐出ポートの配置位置及び大きさに関する設計上の自由度が大きくなり、吸入損失あるいは吐出損失の少ないポート形状を選択することが可能になるので圧縮機の効率を高めることができる。
【００１５】本発明の第７の実施の形態は、第２の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転シリンダと仕切板との互いに対面する面に形成した凹部および凸部によって凹凸嵌合させるようにしたので、仕切板との間の凹凸嵌合によって回転シリンダの相対角度を規制しながら、隣接する回転シリンダを分離することができることから、一方の回転シリンダに作用するガス力が他方の回転シリンダに伝達されず、その結果、回転中に回転シリンダが一緒になって傾くことがなくなるので回転シリンダと摺接する部材との間の片当たりを防止することができ、回転シリンダの外周部分の摺動摩耗を低減することができる。
【００１６】本発明の第８の実施の形態は、第２の実施の形態による密閉型圧縮機において、回転シリンダと仕切板とを溶接により固定するようにしたので、機械加工において通常一般的に使用される加工技術を利用して隣接する回転シリンダ間の相対回転を防止することができる。本発明の第９の実施の形態は、隣接する圧縮機構部の回転シリンダとこれに挟まれた仕切板とを一体加工品で構成したので、第１ないし第８の実施の形態のように、別体の回転シリンダと仕切板とを連結するための手段を設ける必要がないと共に、第３の実施の形態のように回転シリンダに貫通孔を設ける必要がなく、したがって、圧縮機の吸入ポート及び吐出ポートの配置位置及び大きさに関する設計上の自由度が大きくなり、吸入損失あるいは吐出損失の少ないポート形状を選択することが可能になるので圧縮機の効率を高めることができる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例による密閉型圧縮機の縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は同実施例の圧縮機構部の動作説明図である。図１に示すように、同実施例による密閉型圧縮機は、密閉容器を構成するシェル１０の内部にモーター３０と圧縮機構部４０とを有している。シェル１０は、その上部に吐出管１１を、下部側面に２つの吸入管１２ａ、１２ｂとを有している。モーター３０は、シェル１０に固定されたステータ３１と、回転駆動するロータ３２とからなり、ロータ３２の回転は、シャフト３３によって圧縮機構部４０に伝達される。圧縮機構部４０は、第一の回転シリンダー４１ａと第一のピストン４２ａからなる第一の圧縮機構部４０ａと、第二の回転シリンダー４１ｂと第二のピストン４２ｂからなる第二の圧縮機構部４０ｂとを有している。ここで第一の回転シリンダー４１ａは長円状の溝４３ａを、第二の回転シリンダー４１ｂは長円状の溝４３ｂをそれぞれ有している。そして、第一のピストン４２ａは溝４３ａ内部に、第二のピストン４２ｂは溝４３ｂ内部に、それぞれ摺動自在に設けられている。なお、第一の圧縮機構部４０ａと第二の圧縮機構部４０ｂとを構成するそれぞれの部材の大きさ及び形状は同じである。
【００１８】第一の圧縮機構部４０ａと第二の圧縮機構部４０ｂとの間は仕切板４４によって仕切られている。ここで、後に詳しく説明するように、第一の回転シリンダー４１ａ、第二の回転シリンダー４１ｂ、及び仕切板４４は連結されており、一体的に動作する。ただし、第一の回転シリンダー４１ａと第二の回転シリンダー４１ｂとは、圧縮行程の位相を１８０度異なるようにそれぞれの溝４３ａ、４３ｂを９０度ずらせて連結している。一方、第一のピストン４２ａ及び第二のピストン４２ｂは、シャフト３３に設けた第一のクランク３３ａ及び第二のクランク３３ｂにそれぞれはめ込まれる。ここで、第一のクランク３３ａと第二のクランク３３ｂとは、それぞれの偏心方向が１８０度異なるように設けている。これら第一の圧縮機構部４０ａ及び第二の圧縮機構部４０ｂは、上軸受け５０ａと下軸受け５０ｂとによって上下から挟まれるとともに、筒状のケーシング５１によって周囲を囲まれている。上軸受け５０ａには、第一の圧縮機構部４０ａの吸入ポート５１ａと吐出ポート５２ａとが設けられ、下軸受け５０ｂには、第二の圧縮機構部４０ｂの吸入ポート５１ｂと吐出ポート５２ｂとが設けられている。吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂの配置位置については後に説明する。なお、吐出ポート５２ａ、５２ｂには、それぞれ所定圧力で解放するバルブ５３ａ、５３ｂと、このバルブ５３ａ、５３ｂの解放動作を規制するバルブストップ５４ａ、５４ｂが設けられている。ここで、吸入ポート５１ａは吸入管１２ａと、吸入ポート５１ｂは吸入管１２ｂと連通している。また、吸入管１２ａ、１２ｂはアキュムレータ６０と接続されている。
【００１９】上記構成における密閉型圧縮機の冷媒の流れを簡単に説明する。アキュムレータ６０内のガス冷媒は、吸入管１２ａ、１２ｂを通ってシェル１０内に導入され、吸入ポート５１ａ、５１ｂから第一の圧縮機構部４０ａ及び第二の圧縮機構部４０ｂに吸入される。そして第一の圧縮機構部４０ａ及び第二の圧縮機構部４０ｂで圧縮された冷媒は、所定圧力に達するとバルブ５３ａ、５３ｂを押し上げて吐出ポート５２ａ、５２ｂからシェル１０内に吐出される。このとき、第一の圧縮機構部４０ａと第二の圧縮機構部４０ｂとは、位相を１８０度異ならせているので吐出のタイミングは同じではない。そしてシェル１０内に吐出された冷媒は、モーター２０の周辺を通ってシェル１０の上部に設けた吐出管１１からシェル１０外に吐出される。
【００２０】次に図２及び図３を用いて、第一の圧縮機構部４０ａと第二の圧縮機構部４０ｂにおけるシャフト３３、ピストン４２ａ、４２ｂ、及び回転シリンダー４１ａ、４２ｂの関係について説明する。モーター２０の回転を伝えるシャフト３３は、Ｂ点を中心に回転する。シャフト３３に設けられたクランク３３ａ、３３ｂの回転中心Ｃは、シャフト３３の回転中心Ｂと距離Ｅだけ偏心して設けられている。なおクランク３３ａ、３３ｂの回転中心Ｃは、ピストン４２ａ、４２ｂの回転中心でもある。すなわち、ピストン４２ａ、４２ｂは、クランク３３ａ、３３ｂの回転中心を中心にした公転運動をする。一方、回転シリンダー４１ａ、４１ｂは、シャフト３３の回転中心Ｂから距離Ｅだけ離れた位置を回転中心としている。従って、溝４３ａの空間は、クランク３３ａ又はピストン４２ａの回転中心Ｃが回転シリンダー４１ａの回転中心Ａと最も離れるとき、図２に示すように最大及び最小の空間を形成する。また、第二の圧縮機構部４０ｂは、第一の圧縮機構部４０ａと１８０度の位相差を持っているので、第一の圧縮機構部４０ａが図２の状態にあるとき、第二の圧縮機構部４０ｂは、図３に示すように、クランク３３ｂ又はピストン４２ｂの回転中心Ｃが回転シリンダー４１ｂの回転中心Ａと重なる。従って、溝４３ｂの空間は、同図に示すように均等な２つの空間に分けられる。
【００２１】次に、図４を用いて冷媒ガスの吸入圧縮行程について説明する。ここでは、第一の圧縮機構部４０ａについて説明するが、第二の圧縮機構部４０ｂは、同図の位相を１８０度異ならせるだけで同じ行程となる。同図ａからｈは、それぞれシャフト３３を９０度ずつ回転させた状態を示している。まず、同図ａに示すようにシャフト３３が回転０の時には溝４３ａ内は、空間Ｉが最大、空間ＩＩが最小の容積の状態である。空間Ｉは、シャフト３３を９０度回転させた同図ｂ、シャフト３３を１８０度回転させた同図ｃ、及びシャフト３３を２７０度回転させた同図ｄにかけて徐々にその容積を小さくし、吐出ポート５２ａから圧縮冷媒を吐出する。そして、この空間Ｉは、シャフト３３を３６０度回転させた同図ｅの状態で圧縮行程を終了する。一方、空間ＩＩは、シャフト３３を９０度回転させた同図ｂ、シャフト３３を１８０度回転させた同図ｃ、及びシャフト３３を２７０度回転させた同図ｄにかけて徐々にその容積を大きくし、吸入ポート５１ａから圧縮冷媒を吸入する。そしてこの空間ＩＩは、シャフト３３を３６０度回転させた同図ｅの状態で吸入行程を終了する。同図Ｅの状態から同図ｈの状態は、逆に空間Ｉが吸入行程を行い、空間ＩＩが圧縮行程を行っている。そして同図ｈの状態からさらに９０度回転すると同図ａの状態となる。このように、溝４３ａ内に形成される二つの空間Ｉ、ＩＩは、シャフト３３が７２０度回転する間に、それぞれが圧縮と吸入の行程を行うことになる。
【００２２】以上実施例によれば、一方の圧縮機構部において、ピストンが回転シリンダーの中心に位置したとしても、他方の圧縮機構部の回転力があるために、ピストンからの駆動力が回転シリンダーの回転力とならないような場合を回避することができる。また、２つの圧縮機構部の位相差を１８０度とすることによって、ピストンを対称に配置できるため製造が容易に行える。また、吸入ポートと吐出ポートとを上下軸受けにそれぞれ設けることによって、吸入ポートと吐出ポートとの位置設定の自由度が増す。従って、この吸入ポートや吐出ポートの位置によって圧縮比の調整や過圧縮の防止も可能である。さらに、第一の圧縮機構部と第二の圧縮機構部との位相を１８０度異ならせ、上軸受けに設けた前記吸入ポートと下軸受けに設けた前記吸入ポートとを同一軸線上に設けることによって吸入管の取り付け位置を同一の側面とすることができ、アキュムレータ等との接続のために配管を引き回すことも生じない。
【００２３】図５ないし図７は第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４との第一の組立体１１０を示すものであり、図５は第一の回転シリンダ４１ａ側から見た組立体１１０の側面図であり、図６は組立体１１０の縦断面図であり、図７は第二の回転シリンダ４１ｂ側から見た組立体１１０の側面図である。図５の一点鎖線１１１は、第一の回転シリンダ４１ａの回転に伴う溝４３ａの回転軌跡つまり溝４３ａの外接円である。第一の回転シリンダ４１ａ及び仕切板４４には、回転軌跡１１１の外周部分に円周方向に等間隔に離間された４つのボルト挿通孔１１２、１１３が形成されている（図６参照）。第一の回転シリンダ４１ａのボルト挿通孔１１２は、第一の回転シリンダ４１ａの外面側が拡径されて締結ボルト１１４のヘッド１１４ａを受け入れる大径部分１１２ａを有する。また、第二のシリンダ４１ｂには、図７に示すように、第一の回転シリンダ４１ａのボルト挿通孔１１２に対応した位置に４つのネジ孔１１５が貫通して形成されている。
【００２４】第一の組立体１１０は第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂの間に仕切板４４を挟み込んで配置した後、第一の回転シリンダ４１ａ側から締結ボルト１１４を挿入して、このボルト１１４を第二の回転シリンダ４１ｂのネジ孔１１５に螺合することにより組み立てられている。吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂの配置位置に関し、上軸受け５０ａに形成された吸入ポート５１ａ、吐出ポート５２ａを代表して説明すると、これら吸入ポート５１ａ、吐出ポート５２ａは、溝４３ａの回転軌跡１１１の内側であって長円状の溝４３ａの側方に位置するように位置決めされている。
【００２５】この第一の組立体１１０によれば、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂの間に仕切板４４を配置し、この仕切板４４を挟み込んだ状態で第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂを締結ボルト１１４で連結する構成としたことから各回転シリンダ４１ａ、４１ｂを製造する際にそれぞれ別々に加工することが可能になる。すなわち、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂは、単に円板の中央部分に長円状の溝４３ａ、４３ｂを備えただけの単純な形状となり、この回転シリンダ４１ａ、４１ｂを形成するのに研削加工などで溝４３ａ、４３ｂを精度良く且つ容易に加工することができるので、回転シリンダ４１ａ、４１ｂを製造するに際して低コスト化を図ることができる。
【００２６】また、第一の回転シリンダ４１ａに締結ボルト１１４のヘッド１１４ａを受け入れる大径部分１１２ａを設けたことから、第一の組立体１１０から締結ボルト１１３のヘッド１１３ａが突出することがないので、これに対面する上軸受け５０ａにボルトヘッド１１３ａとの干渉を回避するための溝などを加工する必要がなく、これにより上軸受け５０ａの加工に伴うコストを低減することができる。また、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂを貫通するボルト挿通孔１１２及びネジ孔１１５が、吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂと対面することのない位置に配置されているため、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂの回転に伴って、ボルト挿通孔１１２及びネジ孔１１５が吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂと一致することはなく、これにより１回転毎に低圧のガスあるいは高圧のガスがボルト挿通孔１１２及びネジ孔１１５に流入することはなく、これら孔１１２、１１５にガスが流入することに伴う効率低下を防止することができる。第二の回転シリンダ４１ｂに形成したネジ孔１１５に代えて、この第二の回転シリンダ４１ｂにボルト挿通孔を形成し、このボルト挿通孔に締結ボルト１１４と螺合するナットを受け入れる大径部分を設けるようにしてもよい。
【００２７】図８ないし図１０は第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４との第二の組立体１２０を示すものであり、図８は第一の回転シリンダ４１ａ側から見た組立体１２０の側面図であり、図９は組立体１２０の縦断面図であり、図１０は弟二の回転シリンダ４１ｂ側から見た組立体１２０の側面図である。この第二の組立体１２０は、上述した第一組立体１１０の変形例に相当するものであり、図８から理解できるように吸入ポート５１ａ、吐出ポート５２ａの配置位置は第一の組立体１１０と同一であるが、第一組立体１１０のボルト挿通孔１１２、１１３及びネジ孔１１５に代えて、対応する各要素４１ａ、４４、４１ｂには、夫々、ピン挿通孔１２１、１２２、１２３が形成され、これらピン挿通孔１２１〜１２３にピン１２４を挿通することにより仕切板４４を挟んで位置する第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂが一体化されている。
【００２８】この第二の組立体１２０によれば、第一の組立体１１０と同様に、回転シリンダ４１ａ、４１ｂを製造する際にそれぞれ別々に加工することが可能になり、回転シリンダ１ａ、４１ｂを形成するのに研削加工などで溝４３ａ、４３ｂを精度良く且つ容易に加工することができると共に、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂを貫通するピン挿通孔１２１，１２３が、吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂと対面することのない位置に配置されているため、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂの回転に伴って、ピン挿通孔１２１，１２３が吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂと一致することはなく、これにより、これら孔１１２、１１４にガスが流入することに伴う効率低下を防止することができる。
【００２９】図１１、図１２は第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４との第三の組立体１３０を示すものであり、図１１は第一の回転シリンダ４１ａ側から見た第三の組立体１３０の側面図であり、図１２は第三の組立体１３０の縦断面図である。この第三の組立体１３０にあっては、第一の回転シリンダ４１ａおよび第二の回転シリンダ４１ｂ（図９では図示を省略してある）の互いに対向する内側面であって回転軌跡１１１の外周部分に円周方向に等間隔に離間された４つの有底のピン受け入れ孔１３１ａ及び１３１ｂが夫々形成されている。また、仕切板４４には、これに対応する部分にピン挿通孔１３２が形成されている。
【００３０】この第三の組立体１３０は、第一の回転シリンダ４１ａ又は第二の回転シリンダ４１ｂと仕切板４４を重ね合わせて各孔にピン１３３を挿入した後、残る第二の回転シリンダ４１ｂ又は第一の回転シリンダ４１ａを重ね合わせることにより組立てられる。第三の組立体１３０にあっては、ピン１３３によって、仕切板４４を挟んで位置する第一の回転シリンダ４１ａと第二の回転シリンダ４１ｂの相対回転が禁止される。この第三の組立体１３０によれば、第一、第二の組立体１１０、１２０と同様に、回転シリンダ４１ａ、４１ｂを製造する際にそれぞれ別々に加工することが可能になり、回転シリンダ１ａ、４１ｂを形成するのに研削加工などで溝４３ａ、４３ｂを精度良く且つ容易に加工することができると共に、第一の回転シリンダ４１ａおよび第二の回転シリンダ４１ｂに設けたピン１３３を受け入れるための孔１３１ａ及び１３１ｂが有底であるため、このピン受け入れ孔１３１ａ及び１３１ｂを通じて吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂにガスが流出入することはなく、したがって吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂの配置位置及び大きさに関する設計上の自由度が大きくなる。その結果、吸入損失あるいは吐出損失の少ないポート形状を選択することが可能になり、この観点から圧縮機の効率を高めることができる。
【００３１】図１３は、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４との第四の組立体１４０の分解斜視図である。この第四の組立体１４０にあっては、第一の回転シリンダ４１ａと仕切板４４との互いに対向する面及び第二の回転シリンダ４１ｂと仕切板４４との互いに対向する面に凹部と凸部とが形成されてこれら凹部と凸部との凹凸嵌合により要素間同士の相対回転が禁止されている。すなわち、第一の回転シリンダ４１ａには、外径部分に１８０゜間隔で２つの凹部１３１が形成され、これに対応する２つの凸部１３２が仕切板４４に形成されている。また、第二の回転シリンダ４１ｂには、外径部分に１８０゜間隔で二つの凹部１３３が形成され、これに対応する２つの凸部１３４が仕切板４４に形成されている。変形例として第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂに凹部を設け、仕切板４４に凹部を設けるようにしてもよい。この第四の組立体１４０によれば、仕切板４４との間の凹凸嵌合によって第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂの相対角度を規制しながら、この２つの回転シリンダ４１ａ、４１ｂを分離することができる。したがって、一方の回転シリンダに作用するガス力が他方の回転シリンダに伝達されず、その結果、第四の組立体１４０の回転中に回転シリンダ４１ａ、４１ｂが一緒になって傾くことがなくなり、上下の軸受け５０ａ、５０ｂとの間の片当たりを防止することができ、回転シリンダ４１ａ、４１ｂの外周部分の摺動摩耗を低減することができる。
【００３２】図１４ないし図１６は第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４との第五の組立体１５０を示すものであり、図１４は第一の回転シリンダ４１ａ側から見た組立体１５０の側面図であり、図１５は組立体１５０の縦断面図であり、図１６は弟二の回転シリンダ４１ｂ側から見た組立体１５０の側面図である。図１５に示す参照符号１５１は溶接部分を示すものである。この図１５から理解できるように、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４とが溶接により一体化されている。この場合、仕切板４４は、図１５から明らかなように、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂの直径よりも相当に小さな直径を有していてもよく、また、実質的に等しい直径を有していてもよい。この第五の組立体１５０によれば、第一、第二の組立体１１０、１２０と同様に、回転シリンダ４１ａ、４１ｂを製造する際にそれぞれ別々に加工することが可能になり、回転シリンダ４１ａ、４１ｂを形成するのに研削加工などで溝４３ａ、４３ｂを精度良く且つ容易に加工することができる。また、仕切板４４の直径を第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂよりも相当に小さなものとしたときには、仕切板４４の外周部分と第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂとの溶接面積を大きくとることができので、少ない溶接箇所で強度の高い固定が可能になる。
【００３３】図１７ないし図１９は第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４との第六の組立体１６０を示すものであり、図１７は第一の回転シリンダ４１ａ側から見た組立体１６０の側面図であり、図１８は組立体１６０の縦断面図であり、図１９は弟二の回転シリンダ４１ｂ側から見た組立体１６０の側面図である。図１８から理解できるように、第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂと仕切板４４とは一体成形されている。この第六の組立体１６０によれば、第一、第二の２つの回転シリンダ４１ａ、４１ｂを機械的に締結するための手段、例えばボルト、ピンなどの部材が不用であり、また第一、第二の回転シリンダ４１ａ、４１ｂ間の相対回転を規制するための凹凸嵌合などの手段が不用となる。また、第一、第二の組立体１１０、１２０のように回転シリンダに貫通孔を形成する必要がないので、これら貫通孔を通じたガス流出が発生することはなく、第三の組立体１３０と同様に、吸入ポート５１ａ、５１ｂ及び吐出ポート５２ａ、５２ｂの配置位置及び大きさに関する設計上の自由度が大きくなる。その結果、吸入損失あるいは吐出損失の少ないポート形状を選択することが可能になり、この観点から圧縮機の効率を高めることができる。
【００３４】以上実施例は、２つの圧縮機構部の位相差を１８０度としたが、これに限られるものではなく、９０度や２７０度あるいはそれ以外の位相差であっても良い。また、実施例は、２つの圧縮機構部を設けたもので説明したが、３つ以上の圧縮機構部を設けたものでもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明は、位相の異なる複数組の圧縮機構部を備えた密閉型圧縮機を採用する場合に、複数組の圧縮機構部同士の同期性を確実なものとすることができる。また、本発明は、更に、工業的に生産可能な具体的な構造により上記の圧縮機構部同士の確実なる同期性を実現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 善▲廣▼ （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３００６９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２４日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−４９０１７ |
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