JP2016148246A - スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸（21）を支持する軸受（36）を保持するとともに外周面がスライドバルブ（70）の動作のガイド面（37）となる軸受ホルダ（35）の軸方向長さを短くすることにより、スクリュー圧縮機（1）を小型軽量化する。【解決手段】スクリューロータ（40）とスライドバルブ駆動用の油圧シリンダ（87）が軸受（36）の両側に配置されたスクリュー圧縮機（1）において、軸受ホルダ（35）におけるスクリューロータ（40）と反対側の端部で油圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）を構成し、軸受ホルダ（35）と油圧シリンダ（87）とを一体化する。【選択図】図３

Description

本発明は、スクリュー圧縮機に関し、特に、駆動軸を回転可能に支持する部材であるとともにスライドバルブのスライド動作をガイドする部材でもある軸受ホルダの構造に関するものである。

従来、冷媒や空気を圧縮する圧縮機として、スクリュー圧縮機が用いられている。スクリュー圧縮機には、１つのスクリューロータと２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が知られている。

図１０，図１１に示すように、このシングルスクリュー圧縮機（100）では、スクリューロータ（140）とゲートロータ（図示せず）がケーシング（110）内に収容されている。スクリューロータ（140）には螺旋溝（141）が形成されており、この螺旋溝（141）にゲートロータが噛み合うことにより圧縮室（123）が形成されている。また、ケーシング（110）内には、低圧空間（S1）と高圧空間（S2）が形成されている。そして、スクリューロータ（140）が回転駆動されると、低圧空間（S1）内の流体が圧縮室（123）へ吸入されて圧縮され、圧縮室（123）で圧縮された流体が高圧空間（S2）へ吐出される。

スクリューロータ（140）には駆動軸（121）が固定されている。駆動軸（121）は一端部（図の左側の端部）が電動機（図示せず）に連結され、他端部が軸受（136）を介して軸受ホルダ（135）に保持されている。電動機と軸受ホルダ（135）はケーシング（110）に保持され、スクリューロータ（140）がケーシング（110）に対して回転する。

上記スクリュー圧縮機（100）はスライドバルブ（170）が設けられたスクリュー圧縮機（100）を示しており、図１０はスクリュー圧縮機（100）をスライドバルブ（70）が設けられていない部分で切断した断面図、図１１はスクリュー圧縮機（100）をスライドバルブが設けられている部分で切断した断面図である。スライドバルブ（170）は、その内面（ケーシング（110）の径方向内側に位置する面）がスクリューロータ（140）の外周と対面するように配置され、スクリューロータ（140）の回転軸の軸心と平行な方向へ、軸受ホルダ（135）の外周面に沿ってスライド可能となっている。

スライドバルブ（170）を駆動するために、上記スクリュー圧縮機（100）にはスライドバルブ駆動機構（180）が設けられている。スライドバルブ駆動機構（180）は、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）（187）を構成するシリンダチューブ（181）と、シリンダチューブ（181）内でスクリューロータ（140）の軸方向へ移動するように構成されたピストン（182）とを備えている。また、スライドバルブ駆動機構（180）は、スライドバルブ（170）に連結された連結ロッド（185）と、ピストン（182）が有するピストンロッド（183）に連結されたアーム（184）とを備え、連結ロッド（185）にアーム（84）が固定されている。

図１０，図１１のスクリュー圧縮機（100）では、ケーシング（110）に軸受ホルダ（135）を装着してから、ケーシング（110）に固定板（138）を固定するようになっている。そして、固定板（138）に対して、上記スライドバルブ駆動機構（180）のシリンダチューブ（181）が固定されている。また、シングルスクリュー圧縮機（100）には、図示していないが、上記固定板（138）とシリンダチューブ（181）とが一体の部品により構成されたものもある（特許文献１参照）。

特開２０１０−２４２６５６号公報

従来のスクリュー圧縮機（100）では、スライドバルブ（170）のストロークに応じて軸受ホルダ（135）の軸方向長さが決定される。そして、この軸受ホルダ（135）と固定板（138）とスライドバルブ駆動機構（180）とがケーシング（110）に固定される。

ここで、スライドバルブ（170）のストロークを長くして調整量を大きくする設計をすると、外周面がスライドバルブ（170）のガイド面になっている軸受ホルダ（135）の軸方向長さも長くする必要がある。この場合、軸受（136）の幅（軸方向長さ）が軸受ホルダ（135）の軸方向長さに対して相対的に小さくなり、軸受ホルダ（35）内のスペース（139）が軸方向に広くなり、このスペースが無駄なスペースになってしまう。また、軸受ホルダ（135）の軸方向長さが長くなると、軸受ホルダ（135）と油圧シリンダ（187）の合計長さも長くなり、例えば図１０にΔＬで示すように油圧シリンダ（187）の後端部がスクリューロータ（140）から遠くなる。そうすると、スライドバルブ駆動機構（180）等を覆うカバー（図示せず）も大きくなって圧縮機（100）の全長が長くなり、圧縮機（100）が大きくなって質量も増えてしまうことになる。

逆に、上記の無駄なスペースを小さくするためには軸受ホルダ（135）の軸方向長さを短くするのが望ましいが、そうすると、スライドバルブ（170）のガイド長が足りなくなり、必要なストロークが満たされなくなってしまう。

以上のように、スライドバルブ（170）のストローク（調整量）は長めに設定するのが好ましいのに対して、そのストロークによって軸方向長さが決まる軸受ホルダ（135）と油圧シリンダ（187）の合計長さは、圧縮機（100）の小型軽量化のために短くするのが望ましいという、相反する要望があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スライドバルブのストロークを長くして調整量を大きくした場合でも、軸受ホルダ（135）と油圧シリンダ（187）の合計長さを短くできる構造を実現可能にし、それによってスクリュー圧縮機の小型軽量化を可能にすることである。

第１の発明は、ケーシング（10）と、該ケーシング（10）に保持された軸受ホルダ（35）に軸受（36）を介して一端が支持され他端が電動機に連結された駆動軸（21）と、該駆動軸（21）に連結されたスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に形成された螺旋溝（41）に噛み合って上記ケーシング（10）内に圧縮室（23）を形成するゲートロータ（50）と、上記スクリューロータ（40）の軸方向へスライド可能であり上記圧縮室（23）の吐出開口面積を調整するスライドバルブ（70）と、該スライドバルブ（70）を駆動する流体圧シリンダ（87）を有するスライドバルブ駆動機構（80）と、を備え、上記流体圧シリンダ（87）が上記軸受（36）を挟んでスクリューロータ（40）の反対側に配置され、上記軸受ホルダ（35）の外周面が上記スライドバルブ（70）のスライド動作をガイドするガイド面（37）として構成されたスクリュー圧縮機を前提としている。

そして、このスクリュー圧縮機は、上記流体圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）を、上記軸受ホルダ（35）の軸方向の両端部のうちの上記スクリューロータ（40）と反対側の端部で構成することにより、上記軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）とが一体化されていることを特徴としている。

この第１の発明では、スライドバルブ（70）は、流体圧シリンダ（87）が一体化された軸受ホルダ（35）の外周面により、軸方向へのスライド動作がガイドされる。つまり、軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）が別部品であった従来の構造では、軸受ホルダ（35）の外周面だけでスライドバルブ（70）の動作をガイドしていたのに対して、本発明では軸受ホルダ（35）の外周面と流体圧シリンダ（87）の外周面の両方をガイド面（37）に利用できることになるので、従来と比べて軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）の合計長さを短く抑えられる。

第２の発明は、第１の発明において、上記軸受ホルダ（35）の内部には、上記軸受（36）が保持される軸受室（C1）と上記流体圧シリンダ（87）のピストン（82）が収納されるシリンダ室（C2）とを区画する仕切板（38）が設けられ、上記ケーシング（10）と軸受ホルダ（35）には、上記ケーシング（10）に設けられた低圧空間（S1）と上記軸受室（C1）とを連通させる低圧連通路（60）が形成されていることを特徴としている。

この第２の発明では、軸受室（C1）とケーシング（10）の低圧空間（S1）とが低圧連通路（60）で連通しているので、軸受室（C1）が常に低圧圧力に維持される。したがって、スクリューロータ（40）の吸入側の圧力（低圧圧力）と軸受室（C1）とが同じ圧力になり、軸受（36）にかかるスラスト荷重が抑えられる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記軸受ホルダ（35）には、上記シリンダチューブ（81）側の端部の外周に、径方向外側へ突出するとともに該軸受ホルダ（35）を上記ケーシング（10）に固定するための固定部（39）が形成され、上記固定部（39）と上記ケーシング（10）との間に上記軸受ホルダ（35）の軸方向位置を調整するためのシムプレート（95）が装着されていることを特徴としている。

この第３の発明では、シムプレート（95）を用いて軸受ホルダ（35）の位置を調整することにより、軸受ホルダ（35）に隣接するスクリューロータ（40）の位置を調整することができる。

第４の発明は、第３の発明において、上記シムプレート（95）が、上記軸受ホルダ（35）の外周に嵌合する環状の位置調整部材を周方向に複数枚に分割することにより形成した円弧状シムプレート（95a）であることを特徴としている。

この第４の発明では、複数の円弧状のシムプレート（95）を、軸受ホルダ（35）の固定部（39）とケーシング（10）との間に径方向の外側から容易に装着することができる。

第５の発明は、第３または第４の発明において、上記流体圧シリンダ（87）へ作動油を供給する給油通路（65）が上記ケーシング（10）から上記固定部（39）にまたがって形成され、該給油通路（65）には、該ケーシング（10）と固定部（39）の境界部で該ケーシング（10）と固定部（39）のそれぞれに嵌合するチューブ状の通路接続部材（68）が設けられていることを特徴としている。

この第５の発明では、ケーシング（10）と固定部（39）の境界部において給油通路（65）を通路形成部材により容易かつ確実に接続することができる。

第６の発明は、第５の発明において、上記通路接続部材（68）と上記ケーシング（10）との間、及び該通路接続部材（68）と上記固定部（39）との間に、それぞれＯリング（69）が装着されていることを特徴としている。

この第６の発明では、通路接続部材（68）と上記ケーシング（10）との間、及び該通路接続部材（68）と上記固定部（39）との間において、Ｏリング（69）により油の漏れが防止される。

第７の発明は、第５または第６の発明において、上記軸受ホルダ（35）のシリンダチューブ（81）側の開口端部を閉塞する部材として設けられる端板（88）に、上記給油通路（65）の一部が形成されていることを特徴としている。

この第７の発明では、上記端板（88）を介してシリンダ室（C2）へ給油をすることが可能になる。

本発明によれば、上記軸受ホルダ（35）の軸方向の一端部を流体圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）にすることにより、軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）とを一体化している。したがって、軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）とが別部品である場合には、スライドバルブ（70）のストロークに対応する軸方向長さの軸受ホルダ（35）に別部材の流体圧シリンダ（87）を装着するために全長が長くなるのに対して、本発明では、軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）とを一体化したことにより、軸受ホルダ（35）に別部材の流体圧シリンダ（87）を装着しなくてもよい。そして、流体圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）になる部分もスライドバルブ（70）のスライド動作のガイド面（37）に利用することができるので、スライドバルブ（70）のストロークを長くした場合でも、軸受ホルダ（35）に流体圧シリンダ（87）を加えた部分の全長を従来の構造よりも短くすることができる。その結果、スクリュー圧縮機の全長を短くすることができるので、スクリュー圧縮機を小型軽量化することも可能になるし、軸受ホルダ内の無駄なスペースも削減できる。特に大型のスクリュー圧縮機の場合には、全長を短くして軽量化が可能になることは、使用する材料を大幅に削減することにつながるので、コストを大幅に削減することが可能になる。また、軸受ホルダ（35）とシリンダチューブ（81）は一般に鋳物で構成され、これらが別部品であれば別体の鋳物部品が多くなりコストが高くなるのに対して、本発明ではこれらを一体の部品にしたのでその点でもコストを削減できる。

上記第２の発明によれば、軸受室（C1）とケーシング（10）の低圧空間（S1）とを連通する低圧連通路（60）を設けたことにより、軸受室（C1）が常に低圧圧力に維持されるようにして、軸受（36）にかかるスラスト荷重が抑えられるようにしているので、軸受（36）が早期に損傷するのを抑えられる。

上記第３の発明によれば、シムプレート（95）を用いて軸受ホルダ（35）の位置を調整することにより、軸受ホルダ（35）に隣接するスクリューロータ（40）の位置を調整することができるので、軸受ホルダ（35）に隣接するスクリューロータ（40）の位置をゲートロータ（50）の位置に確実に合わせることができる。つまり、軸受ホルダ（35）にシリンダチューブ（81）を一体化した構成において、スクリューロータ（40）の位置を調整する構成を容易に実現できる。

上記第４の発明によれば、複数の円弧状のシムプレート（95）を軸受ホルダ（35）の固定部（39）とケーシング（10）との間に径方向の外側から装着することができるようにしているので、軸受ホルダ（35）及びスクリューロータ（40）をケーシング（10）に組み付ける際の位置合わせを容易に行うことが可能になる。

上記第５の発明によれば、ケーシング（10）と固定部（39）の境界部において給油通路（65）を通路形成部材により容易かつ確実に接続することができる。つまり、軸受ホルダ（35）にシリンダチューブ（81）を一体化した構成において、給油通路（65）を簡単な構成で設けることが可能になる。

上記第６の発明によれば、通路接続部材（68）と上記ケーシング（10）との間、及び該通路接続部材（68）と上記固定部（39）との間において、油の漏れをＯリング（69）で確実に防止することができる。

上記第７の発明によれば、シリンダ室（C2）へ給油する構成を、端板（88）を用いて実用化することが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の全体を示す概略図である。 図２は、スクリュー圧縮機をスライドバルブが設けられていない部分で切断した第１の軸方向断面図である。 図３は、スクリュー圧縮機をスライドバルブが設けられている部分で切断した第２の軸方向断面図である。 図４は、スクリュー圧縮機の軸直角断面図である。 図５は、スクリュー圧縮機の要部を抜き出して示す斜視図である。 図６は、図２の部分拡大図である。 図７は、スライドバルブの斜視図である。 図８は、スライドバルブの正面図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、スクリュー圧縮機の圧縮機構の動作を示す平面図であって、図９（Ａ）は吸込行程を示し、図９（Ｂ）は圧縮行程を示し、図９（Ｃ）は吐出行程を示す。 図１０は、従来のスクリュー圧縮機をスライドバルブが設けられていない部分で切断した第１の軸方向断面図である。 図１１は、従来のスクリュー圧縮機をスライドバルブが設けられている部分で切断した第２の軸方向断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態》
本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、このスクリュー圧縮機（1）では、圧縮機構（20）とそれを駆動する電動機（15）とが１つのケーシング（10）に収容されている。このスクリュー圧縮機（1）は、半密閉型に構成されている。

ケーシング（10）は、横長の円筒状に形成されている。ケーシング（10）の内部空間は、ケーシング（10）の一端側に位置する低圧空間（S1）と、ケーシング（10）の他端側に位置する高圧空間（S2）とに仕切られている。ケーシング（10）には、低圧空間（S1）に連通する吸入管接続部（11）と、高圧空間（S2）に連通する吐出管接続部（12）とが設けられている。図示していないが、チラーシステムなどの冷凍装置が有する冷媒回路の蒸発器から流れてきた低圧ガス冷媒は、吸入管接続部（11）を通って低圧空間（S1）へ流入する。また、圧縮機構（20）から高圧空間（S2）へ吐出された圧縮後の高圧ガス冷媒は、吐出管接続部（12）を通って冷媒回路の凝縮器へ供給される。

ケーシング（10）内では、低圧空間（S1）に電動機（15）が配置され、低圧空間（S1）と高圧空間（S2）の間に圧縮機構（20）が配置されている。圧縮機構（20）の駆動軸（21）は、電動機（15）に連結されている。スクリュー圧縮機（1）の電動機（15）は商用電源（図示せず）に接続されている。電動機（15）は、商用電源から交流を供給されて一定の回転速度で回転する。

また、ケーシング（10）内では、高圧空間（S2）に油分離器（16）が配置されている。油分離器（16）は、圧縮機構（20）から吐出された冷媒から冷凍機油を分離する。高圧空間（S2）における油分離器（16）の下方には、潤滑油である冷凍機油を貯留するための油貯留室（17）が形成されている。油分離器（16）において冷媒から分離された冷凍機油は、下方へ流れ落ちて油貯留室（17）に蓄えられる。

図２〜図４に示すように、圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つのゲートロータ（50）とを備えている。スクリューロータ（40）には駆動軸（21）が挿通し、スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）はスクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。スクリューロータ（40）は、該スクリューロータ（40）の吸入側に配置された電動機（15）によりケーシング（10）内で回転駆動される。駆動軸（21）は、ケーシング（10）に保持された軸受ホルダ（35）に軸受（36）を介して一端が支持され、他端が電動機（15）に連結されている。

円筒壁（30）の高圧空間（S2）側の端部には、上記軸受ホルダ（35）の図における左側の部分が挿入されている。軸受ホルダ（35）が円筒壁（30）に挿入されている部分は、概ね円筒状に形成されている。軸受ホルダ（35）が円筒壁（30）に挿入されている部分の外径は、円筒壁（30）の内周面（即ち、スクリューロータ（40）の外周面と摺接する面）の直径と実質的に等しくなっている。軸受ホルダ（35）が円筒壁（30）に挿入されている部分の外周面は、後述するスライドバルブ（70）と摺接する部分であり、スライドバルブ（70）のスライド動作をガイドする摺接面（ガイド面）（37）となっている。軸受ホルダ（35）の内側に設けられている軸受（36）には駆動軸（21）の先端部が挿通しており、この軸受（36）が駆動軸（21）を回転自在に支持している。この軸受ホルダ（35）は、後述するスライドバルブ駆動機構（80）の油圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）が一体化されたものである。

図５に示すスクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、その外周面が円筒壁（30）の内周面と油膜を介して摺接する。スクリューロータ（40）の外周部には、スクリューロータ（40）の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。

スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図５における手前側の端部が始端となり、同図における奥側の端部が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における手前側の端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図５に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその手前側の端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その奥側の端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。

各ゲートロータ（50）は、樹脂製の部材である。各ゲートロータ（50）には、長方形板状に形成された複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）が放射状に設けられている。各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側に、スクリューロータ（40）の回転軸に対して軸対称となるように配置されている。各ゲートロータ（50）の軸心は、スクリューロータ（40）の軸心に垂直な平面内にある。各ゲートロータ（50）は、ゲート（51）が円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合ってケーシング（10）内に圧縮室（23）を形成するように配置されている。

ゲートロータ（50）は、金属製のロータ支持部材（55）に取り付けられている（図５を参照）。ロータ支持部材（55）は、基部（56）とアーム部（57）と軸部（58）とを備えている。基部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。アーム部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数だけ設けられており、基部（56）の外周面から外側へ向かって放射状に延びている。軸部（58）は、棒状に形成されて基部（56）に立設されている。軸部（58）の中心軸は、基部（56）の中心軸と一致している。ゲートロータ（50）は、基部（56）及びアーム部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。各アーム部（57）は、ゲート（51）の背面に当接している。

ゲートロータ（50）が取り付けられたロータ支持部材（55）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図４を参照）。図４におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が下端側となる向きで設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたロータ支持部材（55）は、ゲートロータ（50）が上端側となる向きで設置されている。各ロータ支持部材（55）の軸部（58）は、ゲートロータ室（90）内の軸受ハウジング（91）に軸受（92,93）を介して回転自在に支持されている。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。

圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が上記圧縮室（23）になる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。

スクリュー圧縮機（1）には、圧縮途中のガスの一部を低圧側に戻すアンロード動作を行うことにより運転容量を調節するアンロード機構のスライドバルブ（70）が設けられている。このスライドバルブ（70）は、スライドバルブ収納部（31）内に設けられている。スライドバルブ収納部（31）は、図４に示すように、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出した部分である。スライドバルブ（70）は、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されており、スライドバルブ収納部（31）へ挿入された状態でスクリューロータ（40）の外周面と対面する。スライドバルブ（70）の具体的な構造は後述するが、図３の吐出側（図の右側）への移動端が全開側の移動端、吸入側への移動端が全閉側の移動端になっている。

ケーシング（10）内には、円筒壁（30）の外側に連通路（32）が形成されている。連通路（32）は、各スライドバルブ収納部（31）に対応して１つずつ形成されている。連通路（32）は、その一端が低圧空間（S1）に開口し、その他端がスライドバルブ収納部（31）の吸入側の端部に開口している。

スライドバルブ（70）が高圧空間（S2）寄り（図３における駆動軸（21）の軸方向を左右方向とした場合の右側寄り）へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）の端面とスライドバルブ（70）のバイパス開度調整部（71）の端面との間に軸方向隙間（G）が形成される。この軸方向隙間（G）は、圧縮室（23）の圧縮途中位置から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）を、連通路（32）と共に構成している。つまり、バイパス通路（33）は、圧縮室（23）の吸入側である低圧空間（S1）に一端が連通し、圧縮室（23）の圧縮途中位置である円筒壁（30）の内周面に他端が開口可能となっている。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮途中から低圧側へ戻る冷媒の流量が変化するので、圧縮機構（20）の容量が変化する。

上記スライドバルブ（70）は、上記バイパス通路（33）の開度を調整するバイパス開度調整部（71）と、圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるように上記円筒壁（30）に形成された吐出ポート（25）の開口面積を調整する吐出開口調整部（72）を備えている。上記スライドバルブ（70）は、上記スクリューロータ（40）の軸方向へスライド可能に構成されている。スライドバルブ（70）の吐出開口調整部（72）は、スライドバルブ（70）の位置が変化するのに伴って吐出ポート（25）の開口面積を変化させるように構成されている。

上記スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動してバイパス通路（33）の開度を調整するためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。スライドバルブ（70）とスライドバルブ駆動機構（80）とによりアンロード機構（70，80）が構成されている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、シリンダチューブ（81）と、該シリンダチューブ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図３の右方向（アーム（84）をケーシング（10）から引き離す方向）に付勢するスプリング（86）とを備えている。上記シリンダチューブ（81）とピストン（82）は油圧シリンダ（流体圧シリンダ）（87）の構成部品である。また、本実施形態では、軸受ホルダ（35）の軸方向の両端部のうちの上記スクリューロータ（40）と反対側の端部が上記シリンダチューブ（81）として構成されている。そして、上記油圧シリンダ（87）が上記軸受（36）を挟んでスクリューロータ（40）の反対側に配置されるとともに、上記軸受ホルダ（35）と油圧シリンダ（87）とが一体化されている。

上記軸受ホルダ（35）の内部には、上記軸受（36）が保持される軸受室（C1）と上記油圧シリンダ（87）のピストン（82）が収納されるシリンダ室（C2）とを区画する仕切板（38）が設けられている。また、上記ケーシング（10）と軸受ホルダ（35）には、上記ケーシング（10）に設けられた低圧空間（S1）と上記軸受室（C1）とを連通させる低圧連通路（60）が形成されている（図２）。

図３に示すスライドバルブ駆動機構（80）では、この図３の状態のときに、シリンダ室（C2）内のピストン（82）の左側空間（ピストン（82）に対してスクリューロータ（40）側に形成される空間）の内圧が、ピストン（82）の右側空間（ピストン（82）に対してアーム（84）側に形成される空間）の内圧よりも高くなっている。そして、スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の右側空間の内圧（即ち、右側空間内のガス圧）を調節することによって、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。このため、図示していないが、軸受ホルダ（35）には、右側空間の圧力を調整するための通路が形成されている。

スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）では、その軸方向の端面の一方（バイパス開度調整部（71）の端面）に圧縮機構（20）の吸入圧が、他方に圧縮機構（20）の吐出圧がそれぞれ作用する。このため、スクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）には、常にスライドバルブ（70）を低圧空間（S1）側へ押す方向の力が作用する。従って、スライドバルブ駆動機構（80）におけるピストン（82）の左側空間及び右側空間の内圧を変更すると、スライドバルブ（70）を高圧空間（S2）側へ引き戻す方向の力の大きさが変化し、その結果、スライドバルブ（70）の位置が変化する。

また、図２に示すように、上記軸受ホルダ（35）には、上記シリンダチューブ（81）側の端部の外周に、径方向外側へ突出するとともに、該軸受ホルダ（35）を図示していないボルトなどの締結部材で上記ケーシング（10）に固定するための固定部（39）が形成されている。この固定部（39）とケーシング（10）との間には、上記軸受ホルダ（35）の軸方向位置を調整するためのシムプレート（95）が装着されている。

このシムプレート（95）には、軸受ホルダ（35）の外周に嵌合する環状のシムを周方向に複数枚に分割することにより形成した円弧状シムプレート（95a）が用いられている。そして、このように周方向に複数に分割された円弧状シムプレート（95a）を、固定部（39）に対応する位置（スライドバルブ（70）が設けられていない位置）で該固定部（39）とケーシング（10）の間に装着することにより、上記軸受ホルダ（35）の軸方向の位置を調整するようにしている。

このスクリュー圧縮機（1）では、上記油圧シリンダ（87）へ作動油を供給する給油通路（65）が、上記ケーシング（10）から上記固定部（39）にまたがって形成されている。この給油通路（65）には、拡大図である図６に示すように、ケーシング（10）と固定部（39）の境界部で該ケーシング（10）と固定部（39）のそれぞれに嵌合するチューブ状の通路接続部材（68）が設けられている。この通路接続部材（68）と上記ケーシング（10）との間、及び通路接続部材（68）と上記固定部（39）との間には、それぞれＯリング（69）が装着されていて、ケーシング（10）と固定部（39）の境界面で油が漏れるのが防止される。また、このスクリュー圧縮機では、上記軸受ホルダ（35）のシリンダチューブ（81）側の開口端部を閉塞する部材として設けられている端板（88）に、上記給油通路（65）の一部が形成されている。

スライドバルブ（70）について、図７，図８を参照しながら詳細に説明する。

スライドバルブ（70）は、弁体部（73）と、ガイド部（75）と、連結部（77）とによって構成されている。このスライドバルブ（70）において、弁体部（73）とガイド部（75）と連結部（77）とは、１つの金属製の部材で構成されている。つまり、弁体部（73）とガイド部（75）と連結部（77）とは、一体に形成されている。

弁体部（73）は、図４にも示すように、中実の円柱の一部を削ぎ落としたような形状となっており、削ぎ落とされた部分（内面側の部分：ケーシングの径方向内側に位置する部分）がスクリューロータ（40）を向く姿勢でケーシング（10）内に設置されている。弁体部（73）において、スクリューロータ（40）と向かい合う摺接面（74）は、その曲率半径が円筒壁（30）の内周面の曲率半径と等しい円弧面となっており、弁体部（73）の軸方向へ延びている。この弁体部（73）の摺接面（74）は、スクリューロータ（40）と油膜を介して摺接すると共に、螺旋溝（41）によって形成された圧縮室（23）に臨んでいる。

弁体部（73）では、一方の端面（図３における左端面）が、弁体部（73）の軸心と直交する平坦面となっている。この端面は、バイパス開度調整部（71）の端面であって、スライドバルブ（70）のスライド方向における先端面となっている。また、弁体部（73）では、他方の端面（図７における右端面）（78）が、弁体部（73）の軸直角平面に対して傾斜した傾斜面（78）となっている。この弁体部（73）の傾斜面（78）の傾斜方向は、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）のねじれ方向と同じ方向である。

ガイド部（75）は、断面がＴ字形の柱状に形成されている。このガイド部（75）において、Ｔ字形の横棒に対応する側面（即ち、図７において手前側を向いている側面）は、その曲率半径が円筒壁（30）の内周面の曲率半径と等しい円弧面となっており、軸受ホルダ（35）の外周面と油膜を介して摺接する摺接面（76）を構成している。つまり、この摺接面（76）は、軸受ホルダ（35）のガイド面（37）と摺接している。スライドバルブ（70）において、ガイド部（75）は、その摺接面（76）が弁体部（73）の摺接面（74）と同じ側を向く姿勢で、弁体部（73）の端面（傾斜面）（78）から間隔をおいて配置されている。

連結部（77）は、比較的短い柱状に形成され、弁体部（73）とガイド部（75）を連結している。この連結部（77）は、弁体部（73）の摺接面（74）やガイド部（75）の摺接面（76）とは反対側にオフセットした位置に設けられている。そして、スライドバルブ（70）では、弁体部（73）とガイド部（75）の間の空間とガイド部（75）の背面側（即ち、摺接面（76）とは反対側）の空間とが吐出ガスの通路を形成している。また、弁体部（73）の摺接面（74）とガイド部（75）の摺接面（76）との間が上記吐出ポート（25）の開口面積を調整するための吐出開口調整部（72）となっている。

−運転動作−
スクリュー圧縮機（1）の全体的な運転動作について、図９を参照しながら説明する。

スクリュー圧縮機（1）において電動機（15）を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（40）が回転する。このスクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）も回転し、圧縮機構（20）が吸入行程、圧縮行程および吐出行程を繰り返す。ここでは、図９においてドットを付した圧縮室（23）に着目して説明する。

図９(Ａ)において、ドットを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）へ吸い込まれる。

スクリューロータ（40）が更に回転すると、図９（Ｂ）の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。

スクリューロータ（40）が更に回転すると、図９(Ｃ)の状態となる。同図において、ドットを付した圧縮室（23）は、吐出ポート（25）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。

次に、スライドバルブ（70）を用いた圧縮機構（20）の容量制御について、図３を参照しながら説明する。なお、圧縮機構（20）の容量とは、“単位時間当たりに蒸発器を通過し、吸入管接続部（11）から圧縮機（1）に吸入される冷媒の量”を意味する。この圧縮機構（20）の容量は、スクリュー圧縮機（1）の運転容量と同義である。

スライドバルブ（70）が図３の左側へ最も押し込まれた状態では、スライドバルブ（70）が全閉側（吸入側）の移動端に位置する。そして、スライドバルブ（70）の先端面が上記軸方向隙間（G）を塞ぎ、圧縮機構（20）の容量が最大となる。つまり、この状態では、バイパス通路（33）がスライドバルブ（70）の弁体部（73）によって完全に塞がれ、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスの全てが吐出ポート（25）から高圧空間（S2）へ吐出される。したがって、この状態では、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が最大となる。

一方、スライドバルブ（70）が図３の右側へ退き、スライドバルブ（70）の先端面が上記軸方向隙間（G）を開放すると、円筒壁（30）の内周面にバイパス通路（33）が開口する。この状態において、低圧空間（S1）から圧縮室（23）へ吸入された冷媒ガスは、その一部が圧縮行程途中の圧縮室（23）からバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻り、残りが最後まで圧縮されて高圧空間（S2）へ吐出される。この状態で、スライドバルブ（70）の摺接面（76）は、油圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）が一体化された軸受ホルダ（35）のガイド面（37）と摺接している。

そして、上記軸方向隙間（G）がさらに広がると（つまり、円筒壁（30）の内周面におけるバイパス通路（33）の開口面積が拡大すると）、それにつれてバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻る冷媒の量が増大し、高圧空間（S2）へ吐出される冷媒の量が減少する。また、上記軸方向隙間（G）が広がるほど、冷媒回路の吸入配管から圧縮機（1）に吸入される冷媒の流量が少なくなり、圧縮機構（20）の容量が小さくなる。

スライドバルブ（70）が全開側（吐出側）の移動端に位置すると、スライドバルブ（70）の先端面と円筒壁（30）の端面（スライドバルブ収納部（31）の端面）との距離が最大になる。つまり、この状態では、円筒壁（30）の内周面におけるバイパス通路（33）の開口面積が最大となり、圧縮室（23）からバイパス通路（33）を通って低圧空間（S1）へ戻されるバイパスガス冷媒の流量が最大となる。したがって、この状態では、圧縮機構（20）から高圧空間（S2）へ吐出される冷媒の流量が最少となる。また、バイパスガス冷媒の流量が最大になると、冷媒回路の吸入配管から圧縮機（1）に吸入される冷媒の流量が最小になり、スクリュー圧縮機（1）の運転容量が最小となる。

なお、圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ吐出される冷媒は、圧縮室（23）から先ずスライドバルブ（70）に形成された吐出ポート（25）へ流入する。その後、この冷媒は、吐出開口調整部（72）を通り、さらにスライドバルブ（70）のガイド部（75）の背面側に形成された通路を通って高圧空間（S2）へ流入する。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記軸受ホルダ（35）の軸方向の一端部を油圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）にすることにより、軸受ホルダ（35）と油圧シリンダ（87）とを一体化している。したがって、軸受ホルダ（35）と油圧シリンダ（87）とが別部品である場合には、スライドバルブ（70）のストロークに対応する軸方向長さの軸受ホルダ（35）に別部材の油圧シリンダ（87）を装着するために全長が長くなるのに対して、本実施形態では、軸受ホルダ（35）と油圧シリンダ（87）とを一体化したことにより、軸受ホルダ（35）に別部材の油圧シリンダ（87）を装着しなくてもよい。そして、油圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）になる部分もスライドバルブ（70）のスライド動作のガイド面（37）に利用することができるので、スライドバルブ（70）のストロークを長くした場合でも、軸受ホルダ（35）に油圧シリンダ（87）を加えた部分の全長を従来の構造よりも短くすることができる。その結果、スクリュー圧縮機の全長を短くすることができるので、スクリュー圧縮機を小型軽量化することも可能になるし、軸受ホルダ内の無駄なスペースも削減できる。

特に大型のスクリュー圧縮機の場合には、全長を短くして軽量化が可能になることは、使用する材料を大幅に削減することにつながるので、コストを大幅に削減することが可能になる。また、軸受ホルダ（35）とシリンダチューブ（81）は一般に鋳物で構成され、これらが別部品であれば別体の鋳物部品が多くなりコストが高くなるのに対して、本実施形態ではこれらを一体の部品にしたのでその点でもコストを削減できる。

また、本実施形態によれば、軸受室（C1）とケーシング（10）の低圧空間（S1）とを連通する低圧連通路（60）を設けたことにより、軸受室（C1）が常に低圧圧力に維持されて、軸受（36）にかかるスラスト荷重が抑えられるから、軸受（36）が早期に損傷するのを抑えられる。

さらに、本実施形態によれば、シムプレート（95）を用いて軸受ホルダ（35）の位置を調整することにより、軸受ホルダ（35）に隣接しているスクリューロータ（40）の位置を調整できるので、スクリューロータ（40）の位置をゲートロータ（50）の位置に確実に合わせることができる。つまり、軸受ホルダ（35）にシリンダチューブ（81）を一体化した構成において、スクリューロータ（40）の位置を調整する構成を容易に実現できる。また、本実施形態では、複数の円弧状のシムプレート（95）を軸受ホルダ（35）の固定部（39）とケーシング（10）との間に径方向の外側から装着することができる。そして、このことにより、軸受ホルダ（35）及びスクリューロータ（40）をケーシング（10）に組み付ける際の位置合わせを容易に行うことが可能になる。

また、本実施形態によれば、ケーシング（10）と固定部（39）の境界部において給油通路（65）を通路形成部材により容易かつ確実に接続することができる。つまり、軸受ホルダ（35）にシリンダチューブ（81）を一体化した構成において、給油通路（65）を簡単な構成で設けることが可能になる。さらに、通路接続部材（68）と上記ケーシング（10）との間、及び該通路接続部材（68）と上記固定部（39）との間において、油の漏れをＯリング（69）で確実に防止することができる。また、シリンダ室（C2）へ給油する構成を、端板（88）を用いて実用化することも可能になる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、本発明は、容量調整用のアンロード機構（80，90）にスライドバルブ（70）を用いたスクリュー圧縮機（1）に限らず、吸入容積と吐出容積の比率（容積比）を調整するのに用いられる容積比調整機構（図辞せず）にスライドバルブを用いたスクリュー圧縮機に適用してもよい。

また、上記実施形態では、軸受ホルダ（35）の内部に軸受室（C1）とシリンダ室（C2）とを区画する仕切板（38）を設けているが、必ずしも仕切板（38）を設けなくてもよい。その場合、上記軸受に、シリンダ室（C2）の圧力によって生じるスラスト荷重を受けるスラスト軸受を用いるとよい。

また、上記実施形態では、シリンダチューブ（81）を一体化した軸受ホルダ（35）に、ケーシング（10）に固定するための固定部（39）を設けているが、軸受ホルダ（35）をケーシング（10）に固定する構造は適宜変更してもよい。また、給油通路（65）に関しても、軸受室（C1）やシリンダ室（C2）に給油可能な構成であれば、上記実施形態の構成に限らず適宜変更してもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、スクリュー圧縮機のスライドバルブのスライド動作をガイドする構造について有用である。

1 スクリュー圧縮機
10 ケーシング
15 電動機
21 駆動軸
23 圧縮室
35 軸受ホルダ
36 軸受
37 ガイド面（摺接面）
38 仕切板
39 固定部
40 スクリューロータ
41 螺旋溝
50 ゲートロータ
60 低圧連通路
65 給油通路
68 通路接続部材
69 Ｏリング
70 スライドバルブ
80 スライドバルブ駆動機構
81 シリンダチューブ
82 ピストン
87 油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
88 端板
95 シムプレート
95a 円弧状シムプレート
C1 軸受室
C2 シリンダ室
S1 低圧空間

Claims (7)

1. ケーシング（10）と、該ケーシング（10）に保持された軸受ホルダ（35）に軸受（36）を介して一端が支持され他端が電動機に連結された駆動軸（21）と、該駆動軸（21）に連結されたスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に形成された螺旋溝（41）に噛み合って上記ケーシング（10）内に圧縮室（23）を形成するゲートロータ（50）と、上記スクリューロータ（40）の軸方向へスライド可能であり上記圧縮室（23）の吐出開口面積を調整するスライドバルブ（70）と、該スライドバルブ（70）を駆動する流体圧シリンダ（87）を有するスライドバルブ駆動機構（80）と、を備え、
   上記流体圧シリンダ（87）が上記軸受（36）を挟んでスクリューロータ（40）の反対側に配置され、
   上記軸受ホルダ（35）の外周面が上記スライドバルブ（70）のスライド動作をガイドするガイド面（37）として構成されたスクリュー圧縮機であって、
   上記流体圧シリンダ（87）のシリンダチューブ（81）を、上記軸受ホルダ（35）の軸方向の両端部のうちの上記スクリューロータ（40）と反対側の端部で構成することにより、上記軸受ホルダ（35）と流体圧シリンダ（87）とが一体化されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
2. 請求項１において、
   上記軸受ホルダ（35）の内部には、上記軸受（36）が保持される軸受室（C1）と上記流体圧シリンダ（87）のピストン（82）が収納されるシリンダ室（C2）とを区画する仕切板（38）が設けられ、
   上記ケーシング（10）と軸受ホルダ（35）には、上記ケーシング（10）に設けられた低圧空間（S1）と上記軸受室（C1）とを連通させる低圧連通路（60）が形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
3. 請求項１または２において、
   上記軸受ホルダ（35）には、上記シリンダチューブ（81）側の端部の外周に、径方向外側へ突出するとともに該軸受ホルダ（35）を上記ケーシング（10）に固定するための固定部（39）が形成され、
   上記固定部（39）と上記ケーシング（10）との間に上記軸受ホルダ（35）の軸方向位置を調整するためのシムプレート（95）が装着されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
4. 請求項３において、
   上記シムプレート（95）が、上記軸受ホルダ（35）の外周に嵌合する環状の位置調整部材を周方向に複数枚に分割することにより形成した円弧状シムプレート（95a）であることを特徴とするスクリュー圧縮機。
5. 請求項３または４において、
   上記流体圧シリンダ（87）へ作動油を供給する給油通路（65）が上記ケーシング（10）から上記固定部（39）にまたがって形成され、該給油通路（65）には、該ケーシング（10）と固定部（39）の境界部で該ケーシング（10）と固定部（39）のそれぞれに嵌合するチューブ状の通路接続部材（68）が設けられていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
6. 請求項５において、
   上記通路接続部材（68）と上記ケーシング（10）との間、及び該通路接続部材（68）と上記固定部（39）との間に、それぞれＯリング（69）が装着されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。
7. 請求項５または６において、
   上記軸受ホルダ（35）のシリンダチューブ（81）側の開口端部を閉塞する部材として設けられる端板（88）に、上記給油通路（65）の一部が形成されていることを特徴とするスクリュー圧縮機。

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