JP2003028080A - ヘリカル型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヘリカル型圧縮機の小型化を図る。 【解決手段】円筒形状のシリンダ１１の前端面には円板
形状の前側閉鎖体１２が接合されており、シリンダ１１
の後端面には円板形状の後側閉鎖体１３が接合されてい
る。シリンダ１１の前端面と前側閉鎖体１２との間には
シールリング１４が介在されており、シリンダ１１の後
端面と後側閉鎖体１３との間にはシールリング１５が介
在されている。シリンダ１１と前側閉鎖体１２と後側閉
鎖体１３とは、回転体１８を内部に密閉し、且つ圧縮領
域Ｓｏを内部に密閉するように形成する全体ハウジング
１０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリカル型圧縮機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特公平７−１０７３９１号公報に開示さ
れるヘリカル型圧縮機では、ピストン（本願で言う公転
体）又はシリンダが電動モータによって駆動され、ピス
トンとシリンダとのうちの電動モータによって駆動され
る方が他方に対して公転する。シリンダの内周面とピス
トンの外周面との間に螺旋状のブレード（本願で言う区
画体）によって区画形成された動作室で圧縮されたガス
は、シリンダの周囲に吐出される。シリンダは、密閉ケ
ースで囲われており、密閉ケース内の吐出ガスは吐出チ
ューブを介して密閉ケース外に排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】動作室で圧縮されたガ
スをシリンダの周囲に吐出する構成では、密閉ケースが
必要となるが、このような密閉ケースは、圧縮機の体格
を大きくしてしまう。

【０００４】本発明は、ヘリカル型圧縮機の小型化を図
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、シ
リンダの内部に収容された公転体が前記シリンダに対し
て公転され、前記シリンダの内周面と前記公転体の外周
面との間の圧縮領域が螺旋状の区画体によって密閉空間
に区画され、前記密閉空間が前記公転に基づいて前記シ
リンダの軸方向へ進行しながら容積減少するヘリカル型
圧縮機を対象とし、請求項１の発明では、前記公転体を
内部に密閉し、且つ前記圧縮領域を通るガスの存在領域
のうち、少なくとも前記圧縮領域を内部に密閉するよう
に形成する全体ハウジングを備え、前記シリンダを前記
全体ハウジングの一部とした。

【０００６】全体ハウジングが特公平７−１０７３９１
号公報に開示される密閉ケースに相当し、全体ハウジン
グの一部となるシリンダを密閉ケースで囲う必要はなく
なる。従って、シリンダを全体ハウジングの一部とした
ヘリカル型圧縮機は、専用の密閉ケースを備えた従来の
ヘリカル型圧縮機よりも小型になる。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１において、
前記全体ハウジングは、前記シリンダと、前記密閉空間
の進行方向の側の前記シリンダの前端に結合された前側
閉鎖体と、前記密閉空間の進行方向とは反対側の前記シ
リンダの後端に結合された後側閉鎖体とから構成した。

【０００８】圧縮領域に通されるガスは、後側閉鎖体側
から圧縮領域へ導入される。圧縮領域を通されたガス
は、前側閉鎖体側から全体ハウジングの外部へ排出され
る。請求項３の発明では、請求項１及び請求項２のいず
れか１項において、前記公転体は、回転しながら前記シ
リンダに対して公転するようにした。

【０００９】公転体を回転させる構成は、シリンダに対
して公転体を公転させる上で簡便である。請求項４の発
明では、請求項３において、前記公転体は、筒形状の回
転体であり、前記回転体の筒内には電動モータが収納さ
れており、前記回転体は、前記電動モータによって回転
されるようにした。

【００１０】筒形状の回転体の筒内は、圧縮機の小型化
の上で電動モータの配設位置として最適である。請求項
５の発明では、請求項４において、前記前側閉鎖体と前
記後側閉鎖体とに支軸が架け渡して固定されており、前
記支軸には前記回転体が回転可能に支持されており、前
記電動モータを構成するステータが前記支軸に止着され
ており、前記電動モータを構成するロータが前記回転体
に止着されているようにした。

【００１１】電動モータは、支軸を中心にして公転体を
回転しながらシリンダに対して公転させる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した第１の
実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

【００１３】図１に示すように、円筒形状のシリンダ１
１の前端面（図１において左側を前側、右側を後側とし
ている）には円板形状の前側閉鎖体１２が接合されてお
り、シリンダ１１の後端面には円板形状の後側閉鎖体１
３が接合されている。シリンダ１１の前端面と前側閉鎖
体１２との間にはシールリング１４が介在されており、
シリンダ１１の後端面と後側閉鎖体１３との間にはシー
ルリング１５が介在されている。

【００１４】図４は、シリンダ１１と前側閉鎖体１２と
後側閉鎖体１３とによって構成される全体ハウジング１
０の分解斜視図を示す。図１に示すように、前側閉鎖体
１２の径中心部には支持孔１２１が貫設されており、後
側閉鎖体１３の内端面の径中心部には支持孔１３１が凹
設されている。支持孔１２１，１３１には支軸１６が嵌
合して固定されており、前側閉鎖体１２と後側閉鎖体１
３とには円柱形状の支軸１６が架け渡して固定されてい
る。支持孔１２１の周面と支軸１６の周面との間にはシ
ールリング１７が介在されている。

【００１５】シリンダ１１の筒内には筒形状の回転体１
８が収容されている。回転体１８は、円筒部１９と、円
筒部１９の前端部の内周面に一体形成された環状の前端
壁２０と、円筒部１９の後端部の内周面に嵌合して固定
された環状の後端壁２１とからなる。支軸１６は、前端
壁２０の挿通孔２０１と後端壁２１の挿通孔２１１とに
挿通されている。挿通孔２０１の周面と支軸１６の周面
との間にはラジアルベアリング２２が介在されており、
挿通孔２１１の周面と支軸１６の周面との間にはラジア
ルベアリング２３が介在されている。回転体１８は、ラ
ジアルベアリング２２，２３を介して支軸１６に回転可
能に支持されている。

【００１６】回転体１８の筒内における支軸１６にはス
テータ２４が止着されており、回転体１８の円筒部１９
の内周面１９１にはロータ２５が止着されている。ステ
ータ２４とロータ２５とは電動モータＭ１を構成し、ス
テータ２４への通電によってロータ２５及び回転体１８
が支軸１６を中心にして一体的に回転する。回転体１８
の前端壁２０は、前側閉鎖体１２に対して摺接し、回転
体１８の後端壁２１は、後側閉鎖体１３に対して摺接す
る。

【００１７】図２に示すように、筒形状の回転体１８の
円筒部１９の外周面１９２は円周面であり、外周面１９
２の径Ｄ１は、円筒形状のシリンダ１１の内周面１１１
の径Ｄ２よりも小さくしてある。シリンダ１１の内周面
１１１と回転体１８の円筒部１９との間に生じる空隙
は、ガスを圧縮するための圧縮領域Ｓｏとされる。円筒
部１９の内周面１９１は円周面であり、内周面１９１の
径中心Ｃｏは、支軸１６の中心軸線１６１に一致させて
ある。又、シリンダ１１の内周面１１１の径中心は、支
軸１６の中心軸線１６１に一致させてある。円筒部１９
の外周面１９２の径中心Ｃ１は、内周面１９１の径中心
Ｃｏから距離（Ｄ２−Ｄ１）／２＝ｅだけ偏心させてあ
る。従って、回転体１８は、回転しながら円筒部１９の
外周面１９２がシリンダ１１の内周面１１１に摺接する
ようにシリンダ１１に対して公転する。

【００１８】シリンダ１１の内周面１１１に摺接する円
筒部１９の摺接部位１９３の壁厚は、他部位よりも大き
い。円筒部１９の壁厚は、摺接部位１９３から支軸１６
の周りに１８０°移行する間では徐々に薄くなってゆ
く。即ち、支軸１６を挟んで摺接部位１９３とは反対の
円筒部１９の部位の壁厚は、他部位よりも小さい。摺接
部位１９３とは反対の内周面１９１の部位にはバランス
ウェイト２７が止着されている。

【００１９】図３に示すように、シリンダ１１の内周面
には螺旋状の溝１１２が形成されており、螺旋状の溝１
１２には螺旋状の区画体２６が嵌めこまれている。合成
樹脂製の区画体２６は、圧縮領域Ｓｏ内に密閉空間Ｓ１
を区画形成する。溝１１２の螺旋形状は、後側閉鎖体１
３側から前側閉鎖体１２側へと螺旋を辿るにつれて、シ
リンダ１１の中心軸線（即ち、支軸１６の中心軸線１６
１）の方向に移行する量が徐々に少なくなってゆくよう
にしてある。従って、回転体１８が回転する、即ち回転
体１８がシリンダ１１に対して公転すると、密閉空間Ｓ
１は、後側閉鎖体１３側から前側閉鎖体１２側へとシリ
ンダ１１の中心軸線１６１の方向へ進行しながら容積減
少してゆく。

【００２０】後側閉鎖体１３には吸入通路１３２が圧縮
領域Ｓｏに連通するように貫設されており、前側閉鎖体
１２には吐出通路１２２が圧縮領域Ｓｏに連通するよう
に貫設されている。電動モータＭ１の作動によって回転
体１８が回転すると、図示しない外部冷媒回路における
冷媒ガスが吸入通路１３２を介して圧縮領域Ｓｏに吸入
される。圧縮領域Ｓｏに吸入された冷媒ガスは、容積減
少する密閉空間Ｓ１内で圧縮される。密閉空間Ｓ１は、
最終的には吐出通路１２２に連通し、密閉空間Ｓ１内で
圧縮された冷媒ガスは、吐出通路１２２を介して外部冷
媒回路へ吐出される。外部冷媒回路へ吐出された冷媒ガ
スは、図示しない凝縮器、図示しない膨張弁、及び図示
しない蒸発器を経由して吸入通路１３２へ還流する。

【００２１】第１の実施の形態では以下の効果が得られ
る。（１-1）シリンダ１１と前側閉鎖体１２との間に介
在されたシールリング１４は、圧縮領域Ｓｏ内の冷媒ガ
スがシリンダ１１の前端面と前側閉鎖体１２との間から
全体ハウジング１０の外部に洩れるのを防止する。シリ
ンダ１１と後側閉鎖体１３との間に介在されたシールリ
ング１５は、圧縮領域Ｓｏ内の冷媒ガスがシリンダ１１
の後端面と後側閉鎖体１３との間から全体ハウジング１
０の外部に洩れるのを防止する。前側閉鎖体１２と支軸
１６との間に介在されたシールリング１７は、圧縮領域
Ｓｏ内のガスが前側閉鎖体１２と支軸１６との間から全
体ハウジング１０の外部に洩れるのを防止する。

【００２２】従って、全体ハウジング１０は、公転体で
ある回転体１８を内部に密閉し、且つ圧縮領域Ｓｏを内
部に密閉するように形成する。シリンダ１１は全体ハウ
ジング１０の一部を構成する。シリンダ１１を全体ハウ
ジング１０の一部としたヘリカル型圧縮機は、専用の密
閉ケースを備えた従来のヘリカル型圧縮機よりも小型に
なる。

【００２３】（１-2）電動モータＭ１によって回転され
る回転体１８の外径中心Ｃ１は、回転体１８の回転中心
（即ち、Ｃｏ）から偏心している。従って、回転体１８
が回転すると、回転体１８の外周面１９２がシリンダ１
１の内周面１１１に対して公転する。即ち、回転体１８
の外径中心Ｃ１と、回転体１８の回転中心Ｃｏとをずら
してやれば、回転体１８の回転は、シリンダ１１に対す
る回転体１８の公転をもたらす。従って、回転体１８を
回転させる構成は、シリンダ１１に対して回転体１８を
公転させる上で簡便である。

【００２４】（１-3）吐出容量を稼ぐには圧縮領域Ｓｏ
の容積を大きくする必要があり、そのためには回転体１
８の外周面１９２の径Ｄ１を適当に大きくすればよい。
その場合、回転体１８は、軽量化のために中空体がよ
い。電動モータＭ１は、中空体である回転体１８の筒内
に収容されている。筒形状の回転体１８の筒内は、圧縮
機の小型化の上で電動モータＭ１の配設位置として最適
である。

【００２５】（１-4）回転体１８の回転中心（即ち、Ｃ
ｏ）の周りに関する回転体１８の質量分布は、円筒部１
９の摺接部位１９３側が支軸１６を挟んだ反対側よりも
重くなるようになっている。このような重量アンバラン
スは、回転体１８の回転に伴う振動騒音を大きくする。
このような重量アンバランスを解消するためのバランス
ウェイト２７は、回転体１８の回転に伴う振動騒音を抑
制する。

【００２６】（１-5）電動モータＭ１を構成するステー
タ２４は、全体ハウジング１０に対して不動にする必要
がある。ステータ２４は、全体ハウジング１０を構成す
る前側閉鎖体１２と後側閉鎖体１３とに架け渡して固定
された支軸１６に止着されている。支軸１６を介してス
テータ２４を全体ハウジング１０で支持する構成は、簡
便である。

【００２７】次に、図５の第２の実施の形態を説明す
る。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用い
てある。前側閉鎖体１２Ａと後側閉鎖体１３Ａとには回
転軸２８がラジアルベアリング２９，３０を介して回転
可能に支持されている。回転軸２８は、シリンダ１１の
筒内から前側閉鎖体１２Ａを貫通して突出している。シ
リンダ１１の筒内の回転軸２８には回転体１８Ａが止着
されている。

【００２８】前側閉鎖体１２Ａにはモータハウジング３
１が接合されており、モータハウジング３１の内周面に
はステータ３２が止着されている。モータハウジング３
１内の回転軸２８にはロータ３３が止着されている。ス
テータ３２とロータ３３とは電動モータＭ２を構成し、
ステータ３２への通電によってロータ３３、回転軸２８
及び回転体１８Ａが一体的に回転し、回転体１８Ａはシ
リンダ１１に対して回転しながら公転する。

【００２９】モータハウジング３１内が冷媒ガスの存在
領域となる場合には、モータハウジング３１、前側閉鎖
体１２Ａ、シリンダ１１及び後側閉鎖体１３Ａは、回転
体１８Ａを内部に密閉し、且つ圧縮領域Ｓｏを通るガス
の存在領域のうち、少なくとも圧縮領域Ｓｏを内部に密
閉するように形成する全体ハウジングを構成する。モー
タハウジング３１内が冷媒ガスの存在領域とならない場
合には、前側閉鎖体１２Ａとシリンダ１１と後側閉鎖体
１３Ａとのみが全体ハウジングを構成する。

【００３０】第２の実施の形態においても第１の実施の
形態における（１-1）項と同じ効果が得られる。本発明
では以下のような実施の形態も可能である。

【００３１】（１）公転体を回転しないで公転させるヘ
リカル型圧縮機に本発明を適用すること。 （２）公転体の外周面に螺旋状の溝を設けると共に、こ
の溝に螺旋状の区画体を嵌め込んだヘリカル型圧縮機に
本発明を適用すること。公転体が回転しながら公転する
場合、区画体は公転体と一緒に回転する。

【００３２】（３）第１の実施の形態におけるシリンダ
１１に前側閉鎖体１２を一体形成すること。 （４）第１の実施の形態におけるシリンダ１１に後側閉
鎖体１３を一体形成すること。

【００３３】（５）シリンダ１１に吸入通路を形成する
こと。 （６）シリンダ１１に吐出通路を形成すること。 前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発
明について以下に記載する。

【００３４】〔１〕前記吸入通路は、前記後側閉鎖体に
貫設されており、前記吐出通路は、前記前側閉鎖体に貫
設されている請求項５に記載のヘリカル型圧縮機。 〔２〕前記公転体を中空体とし、前記公転体の内部にバ
ランスウェイトを設けた請求項１乃至請求項５のいずれ
か１項に記載のヘリカル型圧縮機。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、公転体
を内部に収容するシリンダを全体ハウジングの一部とし
たので、ヘリカル型圧縮機の小型化を図り得るという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す圧縮機全体の側断面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】区画体２６の形状を示すための側断面図。

【図４】要部分解斜視図。

【図５】第２の実施の形態を示す圧縮機全体の側断面
図。

【符号の説明】

１０…全体ハウジング。１１…シリンダ。１１１…シリ
ンダの内周面。１２，１２Ａ…前側閉鎖体。１３，１３
Ａ…後側閉鎖体。１６…支軸。１８，１８Ａ…公転体と
しての回転体。１９２…公転体の外周面。２４，３２…
電動モータを構成するステータ。２５，３３…電動モー
タを構成するロータ。２６…区画体。Ｍ１，Ｍ２…電動
モータ。Ｓｏ…圧縮領域。Ｓ１…密閉空間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H040 AA09 BB04 BB10 BB11 CC01 CC03 CC09 CC14 CC16 DD01 DD07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダの内部に収容された公転体が前記
   シリンダに対して公転され、前記シリンダの内周面と前
   記公転体の外周面との間の圧縮領域が螺旋状の区画体に
   よって密閉空間に区画され、前記密閉空間が前記公転に
   基づいて前記シリンダの軸方向へ進行しながら容積減少
   するヘリカル型圧縮機において、 前記公転体を内部に密閉し、且つ前記圧縮領域を通るガ
   スの存在領域のうち、少なくとも前記圧縮領域を内部に
   密閉するように形成する全体ハウジングを備え、前記シ
   リンダを前記全体ハウジングの一部としたヘリカル型圧
   縮機。
2. 【請求項２】前記全体ハウジングは、前記シリンダと、
   前記密閉空間の進行方向の側の前記シリンダの前端に結
   合された前側閉鎖体と、前記密閉空間の進行方向とは反
   対側の前記シリンダの後端に結合された後側閉鎖体とか
   ら構成した請求項１に記載のヘリカル型圧縮機。
3. 【請求項３】前記公転体は、回転しながら前記シリンダ
   に対して公転する請求項１及び請求項２のいずれか１項
   に記載のヘリカル型圧縮機。
4. 【請求項４】前記公転体は、筒形状の回転体であり、前
   記回転体の筒内には電動モータが収納されており、前記
   回転体は、前記電動モータによって回転される請求項３
   に記載のヘリカル型圧縮機。
5. 【請求項５】前記前側閉鎖体と前記後側閉鎖体とに支軸
   が架け渡して固定されており、前記支軸には前記回転体
   が回転可能に支持されており、前記電動モータを構成す
   るステータが前記支軸に止着されており、前記電動モー
   タを構成するロータが前記回転体に止着されている請求
   項４に記載のヘリカル型圧縮機。