JP4019620B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型圧縮機の圧縮効率向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリ型の圧縮機では、図６〜７に示すように、密閉容器１０１の内部に圧縮機構１０２を駆動する電動機１１３が固定され、この電動機に圧縮機構１０２を駆動するクランク軸１０３が結合されている。圧縮機構１０２は、クランク軸１０３によって駆動されるローラ１０４と、ローラ１０４を収納する円筒状気筒であるシリンダ１０５と、ローラ１０４に当接してシリンダ１０５内を仕切る仕切り板１０６、およびシリンダ１０５の両端面を保持する端板により構成されている。端板は主端板１０７及び補助端板１０８からなり、クランク軸１０３を保持し、かつ軸受けとしての機能も兼ね、圧縮機構をはさみ込むように配設されている。シリンダ１０５には圧縮するガスをシリンダ１０５内に導く吸入孔１０９及び圧縮室で圧縮されたガスを密閉容器１０１内に導出する吐出孔１１０が具備される。ここで、クランク軸１０３の中心（以下クランク軸中心と称す）１０３ａはシリンダ内径１０５ａの中心（以下シリンダ中心と称す）１０５ｂとは一致せず、仕切り板１０６の軸線１０６ａに対して高圧の圧縮室側、すなわち、図８において仕切り板の軸線１０６ａよりも右側のシリンダ中心１０５ｂ付近に位置してシリンダ中心１０５ｂに対して変位されている。また、クランク軸中心１０３ａとシリンダ中心１０５ｂの中心を結んだ延長線上に位置するＡ点でローラ１０４とシリンダ内径１０５ａとの隙間が他の部分の隙間に対して最小となるよう組み立てられている（以下、このＡ点で表されるローラとシリンダ内径の隙間が最小になる位置を「最小隙間位置」と称す）。この最小隙間は小さいほど圧縮効率が向上することが以前より知られている（特公昭５５−１４２７８号公報）。
【０００３】
一方、主端板１０７や補助端板１０８はシリンダ１０５に設けられたネジ部１１１にボルト１１２を用いて締結されている。
【０００４】
しかしながら、ボルト１１２で締結することにより、シリンダ内径１０５ａにおいて挟み込みの圧迫によるシリンダ１０５の中心方向への締結歪み１０５ｃが発生する。この歪み１０５ｃは局部的に数ミクロンメータから数十ミクロンメータ程度シリンダ内径１０５ａを縮小する方向に発生するため、最小隙間はこの歪み以上に小さく設計することはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記に述べた従来の圧縮機では、圧縮行程中のガスが、間隙を通して吸入行程に洩れ込むため圧縮効率の低下の一因となっていた。
【０００６】
また一方で、圧縮効率向上のために最小隙間を小さく設計すると、上述のようにボルト１１２の締結によるシリンダ内径１０５ａの局部歪みに対してローラ１０４が干渉してしまい、騒音や運転不良が発生する要因となるという課題があった。
【０００７】
本願発明は、上記の課題に鑑み、ボルト締結による最小隙間付近のシリンダ内径の局部歪みの影響を小さくすることで、最小隙間をより小さく設計し、高効率な密閉型圧縮機を提供することができるようにするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明は、最小隙間位置付近の少なくともひとつのボルト締結力を他の箇所のボルト締結力より小さくするものである。
【０００９】
また本願の他の発明は、最小隙間位置付近のボルトのねじの呼び径を他の箇所のボルトのねじの呼び径より小さくするものである。
【００１０】
また本願の他の発明は最小隙間位置付近のボルトのみ、ねじの位置を他のボルトに対するねじ位置よりもシリンダ内径から遠い位置に配置したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明は、最小隙間位置付近の少なくともひとつのボルト締結力を他の箇所のボルト締結力より小さくするものである。これにより、最初隙間寸法をより小さくしても、シリンダ内径とローラの干渉を防止することができ、圧縮行程中のガスがローラとシリンダ内径との隙間を通して吸入行程に漏れ込む量を削減し、圧縮機運転時の圧縮効率の向上を図ることができる。
【００１２】
また、最小隙間付近のボルトのねじの呼び径を他の箇所のボルトのねじの呼び径より小さくするものである。これにより、最初隙間寸法を小さくしてもシリンダ内径とローラの干渉を防止することができ、圧縮行程のガスが隙間を通して吸入行程に漏れ込む量を削減することができる。
【００１３】
また本願の他の発明は最小隙間位置付近のボルトのみ、ねじの位置を他のボルトに対するねじ位置よりもシリンダ内径から遠い位置に配置したものである。これにより、同じ呼び径のねじを用いて、同じトルクで締め付けるとしても、最小隙間位置付近のボルトはシリンダ内径からより遠い位置に配置されているため、締め付けによるシリンダの歪みはより多方向に分散され、最小隙間位置での締結による歪みをより小さくすることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１〜４に示すように、ロータリ型の密閉型圧縮機では、密閉容器１の内部に圧縮機構２を駆動する電動機３の固定子４が固定され、この電動機３の回転子５に圧縮機構２を駆動するクランク軸６が結合されている。
【００１６】
圧縮機構２は、クランク軸６によって駆動されるローラ７と、円筒状気筒であるシリンダ８とローラ７に当接してシリンダ８内を仕切る仕切り板９およびシリンダ８の両端面を保持する端板にて構成されている。ここで端板はクランク軸６を保持する軸受けも兼ねる主端板１０と補助端板１１とにより上下から挟み込むように配設されている。また、シリンダ８には圧縮するガスをシリンダ８内に導く吸入孔１２と内部で圧縮されたガスを密閉容器１内に導出する吐出孔１３が具備されている。
【００１７】
ここで、クランク軸中心６ａはシリンダ中心８ｂとは一致せず、仕切り板９の軸線に対して高圧の圧縮室側に変位されている。つまり、クランク軸中心６ａとシリンダ中心８ｂの中心を結んだ延長線上に位置するＡの部位において、ローラ７とシリンダ内径８ａの隙間Ｓが他の部分の隙間Ｓに対して最小となるよう組み立てられている（以下最小隙間はＳｍｉｎと称す）。最小隙間位置Ａはクランク軸の回転方向に対して１８０°〜２７０°の範囲の中に設けられている（ここで、クランク軸の偏心部が仕切り板の軸線方向に一致する位置、すなわちクランク軸の偏心が最大である位置が仕切り板１０６に接している状態の位置を０°とする）。一方、主端板１０や補助端板１１はシリンダ８に設けられたネジ部１４に複数（本実施例では５本）のボルト１５を用いて締結されている。そこでこれらのうち最小隙間位置Ａ付近を締結するねじ部１４ａの締結力を他の箇所のねじ部１４ｂの締結力より小さくして組み立てられている。
【００１８】
ボルト１５ａの締結力はシリンダの材質、厚み寸法などに応じて決められ、主端板１０と補助端板１１とによりシリンダ８が十分に締め付け固定される締結力であること、締結によりローラ７がシリンダ内径８ａと干渉しない締結力であることは勿論、締結によるシリンダ内径８ａの歪みを最小にするか、または隙間が圧縮効率の低下に影響を与えない程度の予め設計されたＳｍｉｎになるように決定されるとよい。
【００１９】
上記の構成によって、圧縮機の効率に大きく影響する最小隙間Ｓｍｉｎに対してその付近のボルト１５の締結による歪みを減少することが出来るため最小隙間Ｓｍｉｎを更に小さく設定してもローラ７とシリンダ内径８ａが干渉することがないため高効率で信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００２０】
（実施例２）
図５は主端板１０や補助端板１１はシリンダ８に設けられたネジ部１４に数本のボルト１５によって締結されており、このボルト１５の中でローラ７と隙間が最小となる位置付近を締結するボルトのねじの呼び径は他の箇所のボルトのねじの呼び径より小さくして組み立てられている。例えば、最小隙間位置付近の１５ｅのボルト及びねじのみＭ４の呼び径のものを用いて１００ｋｇ・ｃｍのトルクで締め付け、その他の４本のボルト１５ｆを通常のＭ６の呼び径のものを用いて１５０ｋｇ・ｃｍのトルクで締め付ける。
【００２１】
上記の構成によって、圧縮機の効率に大きく影響する最小隙間Ｓｍｉｎに対してその付近のシリンダ内径８ａとネジ部１４の最小肉厚が大きくなることでボルト１５の締結による歪みを減少することが出来るため最小隙間Ｓｍｉｎを更に小さく設定してもローラ７とシリンダ内径８ａが干渉することが無くなり高効率で信頼性の高い圧縮機を提供することができる。
【００２２】
なお、シリンダ内径８ａからねじ部までの距離を確保するために、最小隙間位置付近のねじのみ、他の位置のねじよりもシリンダ内径から遠い位置に配設するようにすれば、ねじの呼び径を小さくすることによる締結力の低下を招くことなく、しかも最小隙間位置での締結による歪みをより小さくすることができる。
【００２３】
また、ローラとシリンダ内径の隙間が最小となる位置を、仕切り板の軸線に対して高圧の圧縮室側、すなわち、仕切り板９の中心線９ａよりも吐出口を有する側に設けることが圧縮効率向上の点で好ましい。さらには、実施例１に示した範囲に設定するのが更に好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本願発明は、密閉容器内に電動機と、この電動機によって駆動されるクランク軸と、クランク軸にて駆動されるローラと、このローラを収納するシリンダと、このシリンダとローラに当接しシリンダ内を仕切る仕切板と、シリンダの両端面を数本のボルトにて締結され閉塞するとともにクランク軸を保持する軸受けを兼ねる主端板と補助端板とを有し、これら締結ボルトのうちローラとシリンダ内径の隙間が最小となる位置付近を締結するボルトの締結力を他の箇所のボルトの締結力より小さくしたもので、この構成によれば圧縮機の効率に大きく影響する最小隙間Ｓｍｉｎに対してその付近のボルト１５の締結による歪みを減少することができるため最小隙間Ｓｍｉｎを更に小さく設定してもローラ７とシリンダ内径８ａが干渉することがないため高効率で信頼性の高い圧縮機を提供することができるものである。
【００２５】
また、本願発明は、締結ボルトのうちローラとシリンダ内径の隙間が最小となる位置付近を締結するボルトのねじの呼び径を他の箇所のボルトのねじの呼び径より小さくしたもので、この構成によれば圧縮機の効率に大きく影響する最小隙間Ｓｍｉｎに対してその付近のボルト１５の締結による歪みを減少することができるため最小隙間Ｓｍｉｎを更に小さく設定してもローラ７とシリンダ内径８ａが干渉することがないため高効率で信頼性の高い圧縮機を提供することができるものである。
【００２６】
また、本願発明は、は最小隙間位置付近のボルトのみ、ねじの位置を他のボルトに対するねじ位置よりもシリンダ内径から遠い位置に配置したものである。これにより、同じ呼び径のねじを用いて、同じトルクで締め付けるとしても、最小隙間位置付近のボルトはシリンダ内径からより遠い位置に配置されているため、締め付けによるシリンダの歪みはより多方向に分散され、最小隙間位置での締結による歪みをより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す圧縮機の縦断面図
【図２】 主端板側からみた圧縮機構部の締結状態の概要を示す平面図
【図３】 本発明の第一の実施例の圧縮機構部の構成概要を示す横断面図
【図４】 第３図のローラの回転位置違いの状態を示す横断面図
【図５】 本発明の第二の実施例の圧縮機構部の構成概要を示す横断面図
【図６】 従来の圧縮機の縦断面図
【図７】 第６図の圧縮機構部の構成概要を示す平面図
【符号の説明】
１ 密閉容器
３ 電動機
６ クランク軸
７ ローラ
８ シリンダ
９ 仕切板
１０ 主端板
１１ 補助端板
１５ ボルト

Claims (5)

1. 密閉容器内に電動機と、この電動機によって駆動されるクランク軸と、クランク軸にて駆動されるローラと、このローラを収納するシリンダと、このシリンダとローラに当接しシリンダ内を仕切る仕切板と、前記シリンダの両端面を複数のボルトにて締結されるとともに前記クランク軸を保持する軸受けを兼ねる主端板と補助端板とを有し、これら前記ボルトのうち前記ローラと前記シリンダ内径の隙間が最小となる位置付近を締結する少なくともひとつのボルトの締結力を他の箇所のボルトの締結力より小さくして構成された密閉型圧縮機。
2. 密閉容器内に電動機と、この電動機によって駆動されるクランク軸と、クランク軸にて駆動されるローラと、このローラを収納するシリンダと、このシリンダとローラに当接しシリンダ内を仕切る仕切板と、前記シリンダの両端面を複数のボルトにて締結されるとともに前記クランク軸を保持する軸受けを兼ねる主端板と補助端板とを有し、これら前記ボルトのうち前記ローラと前記シリンダ内径の隙間が最小となる位置付近を締結する少なくともひとつのボルトの締結力を他の箇所のボルトの締結力より小さくすることを特徴とする密閉型圧縮機の組立方法。
3. 密閉容器内に電動機と、この電動機によって駆動されるクランク軸と、クランク軸にて駆動されるローラと、このローラを収納するシリンダと、このシリンダとローラに当接しシリンダ内を仕切る仕切板と、前記シリンダの両端面を複数のボルトにて締結されるとともに前記クランク軸を保持する軸受けを兼ねる主端板と補助端板とを有し、これら前記ボルトのうち前記ローラと前記シリンダ内径の隙間が最小となる位置付近を締結する少なくともひとつのボルトのねじ呼び径を他の箇所のボルトのねじ呼び径より小さくした密閉型圧縮機。
4. 最小隙間位置付近のボルトに対応するネジ位置のみ、他のボルトに対するねじ位置よりもシリンダ内径から遠い位置に配置したことを特徴とする請求項１または３に記載の密閉型圧縮機。
5. ローラとシリンダ内径の隙間が最小となる位置が、仕切り板の軸線に対して高圧の圧縮室側に設けられていることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。

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