JP2859279B2 - Fluid compressor - Google Patents

Fluid compressor

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JP2859279B2
JP2859279B2 JP1021098A JP2109889A JP2859279B2 JP 2859279 B2 JP2859279 B2 JP 2859279B2 JP 1021098 A JP1021098 A JP 1021098A JP 2109889 A JP2109889 A JP 2109889A JP 2859279 B2 JP2859279 B2 JP 2859279B2
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peripheral surface
suction
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outer peripheral
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正幸 奥田
寛二 坂田
誠 早野
仁司 服部
尚哉 両角
敏勝 飯田
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株式会社東芝
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/10Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C18/107Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はたとえば冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮す
る流体圧縮機に係り、特にヘリカルブレード方式の流体
圧縮機に関する。
The present invention relates to a fluid compressor for compressing a refrigerant gas of a refrigeration cycle, for example, and more particularly to a helical blade type fluid compressor.

(従来の技術) 従来より圧縮機としてレシプロ式、ロータリ式など各
種のものが知られている。しかし、これらの圧縮機にお
いては、回転力を圧縮機部に伝達するクランクシャフト
などの駆動部や圧縮機部の構造が複雑であり、また部品
点数も多い。さらに、このような従来の圧縮機では圧縮
効率を高めるために、吐出側に逆止弁を設ける必要があ
るが、この逆止弁の両サイドの圧力差は非常に大きいた
め、逆止弁からガスがリークし易く圧縮効率が低い。そ
して、このような問題を解消するためには各部品の寸法
精度や組立て精度を高まり必要があるが、そうすると製
造コストが高くなる。
(Prior Art) Conventionally, various compressors such as a reciprocating compressor and a rotary compressor have been known. However, in these compressors, the structure of a drive unit such as a crankshaft for transmitting the rotational force to the compressor unit and the compressor unit is complicated, and the number of parts is large. Further, in such a conventional compressor, it is necessary to provide a check valve on the discharge side in order to increase the compression efficiency. However, since the pressure difference between the two sides of the check valve is very large, Gas leaks easily and compression efficiency is low. In order to solve such a problem, it is necessary to increase the dimensional accuracy and assembling accuracy of each component, but this increases the manufacturing cost.

また、米国特許第2,401,189号明細書にはスクリュー
ポンプが開示されている。このポンプによれば、スリー
ブ内に円筒状の回転体が配設され、この回転体の外周面
には螺旋状の溝が形成されている。また、この溝には螺
旋状のブレードが摺動自在に嵌合されている。そして、
回転体を回転駆動することにより、回転体の外周面とス
リーブの内周面との間においてブレードの隣接する2つ
の巻き間に閉じこめられた流体を、スリーブの一端側か
ら他端側へ移送する。つまり、上述のスクリューポンプ
は流体を一端側から他端側へ移送するだけのものであ
り、流体を圧縮するという機能は持っていない。
Further, U.S. Pat. No. 2,401,189 discloses a screw pump. According to this pump, a cylindrical rotating body is disposed in the sleeve, and a spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the rotating body. A spiral blade is slidably fitted in this groove. And
By rotating the rotating body, the fluid trapped between two adjacent turns of the blade between the outer circumferential surface of the rotating body and the inner circumferential surface of the sleeve is transferred from one end of the sleeve to the other end. . That is, the above-described screw pump merely transfers the fluid from one end to the other end, and does not have a function of compressing the fluid.

(発明が解決しようとする課題) 上述のように従来の流体圧縮機では、その構造が複雑
であり、部品点数が大だった。さらに、高圧側が低圧側
との境界に設けられた逆止弁からガスがリークすること
があり、圧縮効率が低かった。また、螺旋状のブレード
を巻装した回転体をスリーブの中に配置したタイプのス
クリューポンプは単に流体を移送するものであり、圧縮
作用はなかった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional fluid compressor has a complicated structure and a large number of parts. Further, gas may leak from a check valve provided at a boundary between the high pressure side and the low pressure side, and the compression efficiency is low. Further, a screw pump of a type in which a rotating body wound with a helical blade is arranged in a sleeve simply transfers fluid, and has no compressing action.

この発明は上記事情に基づきなされたもので、その目
的とするところは、比較的簡単な構成により被圧縮流体
を圧縮できるとともに、部品の製造および組立てが容易
で、しかも被圧縮流体の通路抵抗が少ない流体圧縮機を
得ることにある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and aims to compress a fluid to be compressed by a relatively simple structure, to easily manufacture and assemble parts, and to reduce the passage resistance of the fluid to be compressed. It is to obtain a small fluid compressor.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明は、シリンダと、
このシリンダ内にシリンダの軸方向に沿うとともに偏心
して配置され、外周面の一部が上記シリンダの内周面に
接触した状態で上記シリンダと相対的に旋回可能な円柱
状の回転体と、この回転体の外周面に設けられ上記シリ
ンダの吸込側から吐出側へ徐々に小さくなるピッチで形
成された螺旋状の溝と、この溝に出入自在に嵌込まれる
とともに上記シリンダの内周面に密接する外周面を有し
上記シリンダの内周面と上記回転体の外周面との空間を
複数の作動室に区画する螺旋状のブレードとを具備する
とともに、上記吸込端側と吐出端側とに位置された作動
室に連通する吸込孔及び吐出孔を、上記回転体の偏心方
向と反対側に位置するとともに、該作動室における三日
月状空間部の幅の最も広い部分に軸方向から対向させて
それぞれ設けたものである。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention provides a cylinder,
A cylindrical rotating body which is disposed eccentrically along the axial direction of the cylinder and is rotatable relative to the cylinder with a part of the outer peripheral surface being in contact with the inner peripheral surface of the cylinder; A helical groove provided on the outer peripheral surface of the rotating body and formed at a pitch that gradually decreases from the suction side to the discharge side of the cylinder; A helical blade having an outer peripheral surface to partition the space between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the rotating body into a plurality of working chambers, and at the suction end side and the discharge end side The suction hole and the discharge hole communicating with the located working chamber are located on the side opposite to the eccentric direction of the rotating body, and are opposed to the widest part of the width of the crescent-shaped space in the working chamber from the axial direction. Also provided It is.

(作用) この発明の流体圧縮機において、シリンダとこれに偏
心して内接する回転体とは相対的に旋回運動されるか
ら、それに伴ってブレードが螺旋状の溝に出入りする。
そして、ブレードおよび溝のピッチが吸込端側から吐出
端側に向けて徐々に小さくなっていて、したがって同方
向に向けて作動室の容積も徐々に小さくなっているか
ら、シリンダと回転体との間に吸込まれたガスなどの被
圧縮流体を、作動室に閉じこめた状態でシリンダの吸込
端側から吐出端側へ移送する間に圧縮できる。したがっ
て、逆止弁を不用とできる。
(Operation) In the fluid compressor of the present invention, since the cylinder and the rotating body eccentrically inscribed therein are relatively swirled, the blade enters and exits the spiral groove.
Since the pitch of the blades and grooves is gradually reduced from the suction end side to the discharge end side, and therefore the volume of the working chamber is also gradually reduced in the same direction, the cylinder and the rotating body are Fluid to be compressed such as gas sucked in between can be compressed while being transferred from the suction end side to the discharge end side of the cylinder in a state of being confined in the working chamber. Therefore, the check valve can be dispensed with.

また、この流体圧縮機では回転体がシリンダに対して
偏心していることにより、これらの間に形成される作動
室はほぼ三日月状をなす。このような条件下において、
吸込端側と吐出端側とに位置された作動室に連通する吸
込孔及び吐出孔を、シリンダの中心に対する回転体の偏
心方向と反対側に位置し、上記作動室における三日月状
空間部の幅の最も広い部分に軸方向から対向させてそれ
ぞれ設けている。このため、偏心量を小さくした場合に
おいても吸込孔及び吐出孔が、回転体の端部で隠される
ことが極力少なくなる。したがって、被圧縮流体は吸込
孔から作動室に円滑に流入するとともに、作動室から吐
出孔に円滑に流出する。
Further, in this fluid compressor, since the rotating body is eccentric with respect to the cylinder, the working chamber formed therebetween has a substantially crescent shape. Under such conditions,
The suction hole and the discharge hole communicating with the working chambers located on the suction end side and the discharge end side are located on the side opposite to the eccentric direction of the rotating body with respect to the center of the cylinder, and the width of the crescent-shaped space in the working chamber Are provided so as to face each other from the axial direction at the widest part. For this reason, even when the amount of eccentricity is reduced, the suction hole and the discharge hole are less likely to be hidden by the end of the rotating body. Therefore, the fluid to be compressed smoothly flows into the working chamber from the suction hole and smoothly flows out from the working chamber to the discharge hole.

(実施例) 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第1図は冷凍サイクルに使用する冷媒ガス用の密閉
型圧縮機1を示す。この圧縮機1は密閉ケース2と、こ
の密閉ケース2の中に配設された駆動手段としての電動
要素3および圧縮要素4とを備えている。上記電動要素
3は、密閉ケース2の内面に固定されたほぼ環状のステ
ータ5と、このステータ5の内側に設けられた環状のロ
ータ6とを有している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hermetic compressor 1 for a refrigerant gas used in a refrigeration cycle. The compressor 1 includes a closed case 2, and an electric element 3 and a compression element 4 as driving means disposed in the closed case 2. The electric element 3 includes a substantially annular stator 5 fixed to the inner surface of the closed case 2 and an annular rotor 6 provided inside the stator 5.

第1,4図に示すように上記圧縮要素4はシリンダ7を
有しており、このシリンダ7の外周面に上記ロータ6が
同軸的に固定されている。そして、シリンダ7の両端は
密閉ケース2の内面に固定された軸受8、9により回転
自在に支持されており、これら軸受8、9によってシリ
ンダ7の両端は気密的に閉塞されている。すなわち、上
記軸受8、9は上記シリンダ7の端部が回転自在に嵌合
したボス部8a、9aと、これらボス部8a、9aよりも大径で
上記密閉ケース2の内面に固定された基部8b、9bとから
なる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the compression element 4 has a cylinder 7, and the rotor 6 is coaxially fixed to the outer peripheral surface of the cylinder 7. Both ends of the cylinder 7 are rotatably supported by bearings 8 and 9 fixed to the inner surface of the sealed case 2. Both ends of the cylinder 7 are hermetically closed by these bearings 8 and 9. That is, the bearings 8 and 9 are composed of boss portions 8a and 9a in which the ends of the cylinder 7 are rotatably fitted, and a base portion which is larger in diameter than the boss portions 8a and 9a and is fixed to the inner surface of the sealed case 2. 8b and 9b.

上記シリンダ7の中には、シリンダ7の内径よりも小
さな外径の円柱状の回転体としてのピストン11がシリン
ダ7の軸方向に沿って配設されている。ピストン11は鉄
系その他の材料からなり、これは、その中心軸Aがシリ
ンダ7の中心軸Bに対して偏心量eだけ第1,4図におい
て下方に偏心して配設されており、それによってピスト
ン11の外周面の一部はシリンダ7の内周面に線接触して
いる。
In the cylinder 7, a piston 11 as a columnar rotating body having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylinder 7 is disposed along the axial direction of the cylinder 7. The piston 11 is made of an iron-based or other material, and its central axis A is disposed eccentrically downward with respect to the central axis B of the cylinder 7 in FIG. Part of the outer peripheral surface of the piston 11 is in line contact with the inner peripheral surface of the cylinder 7.

上記ピストン11の軸方向両端部にはそれぞれ支持部12
a、12bが設けられ、これら支軸部12a,12bはそれぞれ上
記軸受8、9に形成された軸受穴8c、9cに回転自在に挿
入支持されている。
A support portion 12 is provided at each end of the piston 11 in the axial direction.
a and 12b are provided, and these shaft portions 12a and 12b are rotatably inserted and supported in bearing holes 8c and 9c formed in the bearings 8 and 9, respectively.

上記ピストン11の一方の支軸部12aには第5,6図に夫々
示すように断面正方形状の角柱部13が形成されている。
この角柱部13には第6図に示すように矩形状の長孔14が
穿設されたオリダムリング15が設けられている。つま
り、角柱部13には、オルダムリング15がその長孔14の長
手方向に沿ってスライド自在に嵌合されている。上記オ
ルダムリング15の外周面には、上記長孔14の長手方向と
直交する径方向に一対のピン16の一端部がそれぞれスラ
イド自在に嵌挿されている。これらピン16の他端部は上
記シリンダ7の周壁に穿設された嵌合孔17に嵌合固定さ
れている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a prism section 13 having a square cross section is formed on one support shaft section 12a of the piston 11.
As shown in FIG. 6, the prism 13 is provided with an orifice ring 15 having a rectangular elongated hole 14 formed therein. That is, the Oldham ring 15 is slidably fitted in the prism 13 along the longitudinal direction of the long hole 14. One end of a pair of pins 16 is slidably fitted on the outer peripheral surface of the Oldham ring 15 in a radial direction orthogonal to the longitudinal direction of the long hole 14. The other ends of the pins 16 are fitted and fixed in fitting holes 17 formed in the peripheral wall of the cylinder 7.

それによって、上記ピストン11はシリンダ7に、この
シリンダ7の径方向に対して偏心自在に結合されてい
る。したがって、上記電動要素3に通電してシリンダ7
とロータ6とが一体に回転駆動されると、シリンダ7の
回転力は上記オルダムリング15を介してピストン11に伝
達されるようになっている。なお、上記嵌合孔17は蓋部
材18によって気密に閉塞されている。そして、ピストン
11はシリンダ7の中その一部がシリンダ7の内面に接触
した状態で前記偏心量eを半径として旋回する。このよ
うなシリンダ7に対するピストン11の相対的旋回運動を
行なわせる手段は、上記電動要素3、ロータ6、シリン
ダ7、及び上記オルダム機構等により形成されている。
Thereby, the piston 11 is connected to the cylinder 7 eccentrically in the radial direction of the cylinder 7. Therefore, the electric element 3 is energized to
When the rotor 6 and the rotor 6 are integrally rotated, the rotational force of the cylinder 7 is transmitted to the piston 11 via the Oldham ring 15. The fitting hole 17 is hermetically closed by a cover member 18. And the piston
Numeral 11 turns with the eccentricity e as a radius in a state where a part of the cylinder 7 contacts the inner surface of the cylinder 7. Means for causing the relative rotation of the piston 11 with respect to the cylinder 7 is formed by the electric element 3, the rotor 6, the cylinder 7, the Oldham mechanism, and the like.

上記ピストン11の外周面には、第1,4図に夫々示すよ
うにピストン11の軸方向に沿って螺旋状の溝19が形成さ
れている。この溝19のピッチはこれら図面における右側
から左側、つまりシリンダ7の吸込端側から吐出端側に
向かって徐々に小さく形成されている。
A spiral groove 19 is formed on the outer peripheral surface of the piston 11 along the axial direction of the piston 11, as shown in FIGS. The pitch of the groove 19 is gradually reduced from the right side to the left side in these drawings, that is, from the suction end side to the discharge end side of the cylinder 7.

上記溝19には螺旋状をなすブレード21が嵌込まれてい
る。このブレード21は合成樹脂系その他の材料製であっ
て、その両端部はそれぞれピストン11の略軸直角方向に
沿う平面内に設けられている。さらに、ブレード21の厚
さ寸法は上記螺旋状の溝19の幅寸法とほぼ一致してお
り、ブレード21の各部は溝19に対してピストン11のほぼ
径方向に進退自在となっている。上記ブレード21の外周
面はシリンダ7の内周面に密接しており、その状態でシ
リンダ7の内周面上をスライドする。
A spiral blade 21 is fitted in the groove 19. The blade 21 is made of a synthetic resin or other material, and both ends of the blade 21 are provided in a plane substantially perpendicular to the axis of the piston 11. Further, the thickness dimension of the blade 21 is substantially equal to the width dimension of the spiral groove 19, and each part of the blade 21 can freely advance and retreat in the radial direction of the piston 11 with respect to the groove 19. The outer peripheral surface of the blade 21 is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 7 and slides on the inner peripheral surface of the cylinder 7 in this state.

上記シリンダ7の内周面とピストン11の外周面との間
の空気は、上記ブレード21によって複数の作動室22に仕
切られている。つまり、各作動室22は、ブレード21の隣
り合う2つの巻き間に形成されており、ブレード21に沿
ってピストン11とシリンダ7の内周面との接触部からつ
ぎの接触部まで伸びたほぼ三日月状をなしている。そし
て、作動室22の容積は、シリンダ7の吸込側から吐出側
へゆくにしたがって徐々に小さくなっている。
The air between the inner peripheral surface of the cylinder 7 and the outer peripheral surface of the piston 11 is partitioned by the blade 21 into a plurality of working chambers 22. That is, each working chamber 22 is formed between two adjacent turns of the blade 21, and extends substantially from the contact portion between the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder 7 along the blade 21 to the next contact portion. It has a crescent shape. The volume of the working chamber 22 gradually decreases as going from the suction side to the discharge side of the cylinder 7.

上記シリンダ7の吸込端側に位置する一方の軸受8に
は第1,2図に示すように吸込孔23が軸方向に貫通してい
る。この吸込孔23は、シリンダ7の中心に対するピスト
ン11の偏心方向と反対側、つまりシリンダ7の中心を通
る第2図中線分l−lより上側に位置して軸受8に形成
されていて、この吸込孔23のシリンダ7内に入込んだ一
端は、第2図に示すように吐出側の作動室22の最も幅が
広い部分(この部分の幅寸法をwで示す)にシリンダ7
の軸方向から対向されており、また、他端は第11図に示
すように冷凍サイクルの吸込チューブ24が接続されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2, a suction hole 23 is axially penetrated through one of the bearings 8 located on the suction end side of the cylinder 7. The suction hole 23 is formed in the bearing 8 at a position opposite to the eccentric direction of the piston 11 with respect to the center of the cylinder 7, that is, above the line l-1 in FIG. One end of the suction hole 23 inserted into the cylinder 7 is connected to the widest part of the working chamber 22 on the discharge side (the width dimension of this part is indicated by w) as shown in FIG.
The other end is connected to the suction tube 24 of the refrigeration cycle as shown in FIG.

上記シリンダ7の吐出端側に位置する他方の軸受9に
は第1,3図に示すように吐出孔25が穿設されている。そ
の吐出孔25の入口側部分は、軸方向に沿っているととも
に、シリンダ7の中心に対するピストン11の偏心方向と
反対側、つまりシリンダ7の中心を通る第3図中線分l
−lより上側に位置して軸受9に形成されていて、この
吐出孔25のシリンダ7内に入込んだ入口端は、第3図に
示すように吸込側の作動室22の最も幅が広部分(この部
分の幅寸法をwで示す)にシリンダ7の軸方向から対向
されており、また、他端は第1図に示すように密閉ケー
ス2の内部に開口されている。
The other bearing 9 located on the discharge end side of the cylinder 7 is provided with a discharge hole 25 as shown in FIGS. The inlet side portion of the discharge hole 25 extends along the axial direction and on the side opposite to the eccentric direction of the piston 11 with respect to the center of the cylinder 7, that is, the line segment l in FIG.
The inlet end of the discharge hole 25, which is formed in the cylinder 7 and located above the -l, has the widest width of the suction-side working chamber 22, as shown in FIG. A portion (the width dimension of this portion is indicated by w) is opposed from the axial direction of the cylinder 7, and the other end is opened inside the closed case 2 as shown in FIG.

上記ピストン11には第1図に示すように油導入路26が
その中心軸Aに沿って穿設されている。この油導入路26
の一端は螺旋上の溝19の吐出側の底部に連通し、他端は
一方の軸受8に穿設された通孔27の一端に連通してい
る。この通孔27の他端には一端を密閉ケース2の底部に
位置させた導入管28の他端が接続されている。密閉ケー
ス2の底部には潤滑オイル29が畜えられている。したが
って、密閉ケース2内の圧力が上昇すれば、上記潤滑オ
イル29が導入管28、通孔27および油導入路26を通って上
記溝19の底部とブレード21との間の空間に導入される。
As shown in FIG. 1, an oil introduction passage 26 is formed in the piston 11 along the center axis A thereof. This oil introduction channel 26
Has one end communicating with the bottom of the spiral groove 19 on the discharge side, and the other end communicating with one end of a through hole 27 formed in one bearing 8. The other end of the through hole 27 is connected to the other end of the introduction pipe 28 whose one end is located at the bottom of the sealed case 2. A lubricating oil 29 is stored in the bottom of the closed case 2. Therefore, when the pressure in the sealed case 2 increases, the lubricating oil 29 is introduced into the space between the bottom of the groove 19 and the blade 21 through the introduction pipe 28, the through hole 27, and the oil introduction passage 26. .

さらに、上記ピストン11の吸込側に位置する端部の外
周面に吸入溝31が刻設されている。この吸入溝31はピス
トン11の外周面に形成された螺旋状の溝19よりも深く形
成されていて、その一端はピストン11の大径部11aの端
面に開放され、他端はシリンダ7の吸込端側に位置する
1番目の作動室22に連通する位置にある。それによっ
て、吸込チューブ24からシリンダ7内へ吸引された冷媒
ガスは上記吸入溝31を通って上記1番目の作動室22に途
切れることなく確実に導入されるようになっている。
Furthermore, a suction groove 31 is formed in the outer peripheral surface of the end located on the suction side of the piston 11. The suction groove 31 is formed deeper than the spiral groove 19 formed on the outer peripheral surface of the piston 11, one end of which is open to the end surface of the large-diameter portion 11 a of the piston 11, and the other end of which receives the suction of the cylinder 7. It is in a position communicating with the first working chamber 22 located on the end side. Thereby, the refrigerant gas sucked from the suction tube 24 into the cylinder 7 is surely introduced into the first working chamber 22 through the suction groove 31 without interruption.

なお、密閉ケース2には第1図に示すようにその内部
と外部とを連通させる吐出チューブ32が接続されてい
る。
As shown in FIG. 1, a discharge tube 32 that connects the inside and the outside of the closed case 2 is connected to the closed case 2.

つぎに、以上のように構成された圧縮機の動作につい
て説明する。
Next, the operation of the compressor configured as described above will be described.

まず、電動要素3に通電するとロータ6が回転し、こ
のロータ6と一体にシリンダ7も回転する。シリンダ7
が回転すれば、ピストン11はその外周面の一部がシリン
ダ7の内周面に接触した状態で回転駆動される。つま
り、上記偏心量eを半径としてピストン11がシリンダ7
に対して旋回される。なお、第12図中矢印で示すように
シリンダ7およびピストン11の回転方向は吸込端側から
見て時計回り方向である。このような、ピストン11とシ
リンダ7との相対的な旋回運動(偏心回転運動)は、ピ
ストン11の角柱部13に設けられたオルダムリング15によ
って確保される。そして、ブレード21もピストン11と一
体的に回転する。
First, when power is supplied to the electric element 3, the rotor 6 rotates, and the cylinder 7 also rotates integrally with the rotor 6. Cylinder 7
Is rotated, the piston 11 is driven to rotate with a part of its outer peripheral surface in contact with the inner peripheral surface of the cylinder 7. That is, using the eccentricity e as a radius, the piston 11
Is turned against. As shown by arrows in FIG. 12, the rotation directions of the cylinder 7 and the piston 11 are clockwise as viewed from the suction end side. Such a relative pivotal motion (eccentric rotational motion) between the piston 11 and the cylinder 7 is ensured by the Oldham ring 15 provided on the prism 13 of the piston 11. Then, the blade 21 also rotates integrally with the piston 11.

上記ブレード21はその外周面がシリンダ7の内周面に
接触した状態で回転するため、ブレード21の各部は、ピ
ストン11の外周面とシリンダ7の内周面との接触部に近
付くにしたがって上記溝19に押込まれ、また接触部から
離れれるにしたがって上記溝19から突出する方向に移動
する。
Since the blade 21 rotates with its outer peripheral surface being in contact with the inner peripheral surface of the cylinder 7, each part of the blade 21 moves toward the contact portion between the outer peripheral surface of the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder 7. It is pushed into the groove 19 and moves in a direction protruding from the groove 19 as it moves away from the contact portion.

以上のような圧縮要素4の作動により、吸込チューブ
24および吸込孔23を通してシリンダ7内に冷媒ガスが吸
込まれる。そして、第7図に示すように1番目の作動室
22に吸込まれた冷媒ガスは、ここに閉込められた状態で
ピストン11の回転にともなって第8図乃至第11図に示す
ように吐出端側の作動室22へ順次移送される。そして、
移送されて圧縮された冷媒ガスは、吐出端側の軸受9に
形成された吐出孔25から密閉ケース2内の空間に吐出さ
れ、吐出チューブ32を通って冷凍サイクル中に戻され
る。
By the operation of the compression element 4 as described above, the suction tube
Refrigerant gas is sucked into the cylinder 7 through 24 and the suction hole 23. Then, as shown in FIG. 7, the first working chamber
The refrigerant gas sucked into the nozzle 22 is sequentially transferred to the working chamber 22 on the discharge end side as shown in FIGS. And
The transferred and compressed refrigerant gas is discharged into a space in the sealed case 2 from a discharge hole 25 formed in the bearing 9 on the discharge end side, and returned to the refrigeration cycle through a discharge tube 32.

ところで、ピストン11に形成された螺旋状の溝19はシ
リンダ7の吸込端側から吐出端側に向かって徐々にピッ
チが小さくなるように形成されている。つまり、ブレー
ド21によって仕切られた作動室22は吐出端側に向かって
徐々に容積が小さくなるように形成されている。したが
って、冷媒ガスをシリンダ7の吸込端側から吐出端側へ
移送する間に、この冷媒ガスを圧縮することができる。
また、冷媒ガスは作動室22内に閉込められた状態で移送
かつ圧縮されるため、圧縮機の吐出側に逆止弁を設ける
ことなく冷媒ガスを効率よく圧縮することができる。
By the way, the spiral groove 19 formed in the piston 11 is formed such that the pitch gradually decreases from the suction end side of the cylinder 7 toward the discharge end side. That is, the working chamber 22 partitioned by the blades 21 is formed such that the volume gradually decreases toward the discharge end side. Therefore, the refrigerant gas can be compressed during the transfer of the refrigerant gas from the suction end side to the discharge end side of the cylinder 7.
Further, since the refrigerant gas is transferred and compressed while being confined in the working chamber 22, the refrigerant gas can be efficiently compressed without providing a check valve on the discharge side of the compressor.

圧縮された冷媒ガスが密閉ケース2内へ吐出され、こ
の密閉ケース2内の圧力が上昇すると、内部に畜えられ
た潤滑オイル29が加圧され、潤滑オイル29は油導入路26
を通って螺旋状の溝19の底とブレード21の間の空間に導
入される。そのため、ブレード21は油圧により上記溝19
から押出される方向、つまりシリンダ7の内周面に向か
って常に押圧される。したがって、ブレード21の外周面
はシリンダ7の内周面に常に密接した状態に保持され
る、このことから、作動室22相互間のガスのリークが防
止される。
The compressed refrigerant gas is discharged into the closed case 2, and when the pressure inside the closed case 2 increases, the lubricating oil 29 stored inside is pressurized, and the lubricating oil 29 is supplied to the oil introduction passage 26.
Is introduced into the space between the bottom of the spiral groove 19 and the blade 21. Therefore, the blade 21 is hydraulically
, Ie, constantly pressed toward the inner peripheral surface of the cylinder 7. Therefore, the outer peripheral surface of the blade 21 is always kept in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder 7, which prevents gas leakage between the working chambers 22.

そして、この圧縮機では既述のように逆止弁を省略で
きることから、圧縮機の構成の簡略化および部品点数の
削減を図ることができる。また、電動要素3のロータ6
は圧縮要素4のシリンダ7によって支持されていること
から、ロータ6を支持するための専用の回転軸や軸受な
どを設ける必要がない。したがって、圧縮機の構成をよ
り一層簡略化することができ、部品点数の削減が可能に
なることは勿論である。
In this compressor, since the check valve can be omitted as described above, the configuration of the compressor can be simplified and the number of parts can be reduced. The rotor 6 of the electric element 3
Is supported by the cylinder 7 of the compression element 4, there is no need to provide a dedicated rotating shaft or bearing for supporting the rotor 6. Therefore, the configuration of the compressor can be further simplified, and the number of parts can be reduced.

さらに、この流体圧縮機ではピストン11がシリンダ7
に対してeで示す寸法だけ偏心していることにより、こ
れらの間に形成される作動室22は第12図に示すようにほ
ぼ三日月状をなしている。このことは既に述べた。そし
て、このような条件下において、吸込端側と吐出端側と
に位置された作動室22に連通する吸込孔23及び吐出孔25
は、シリンダ7の中心に対するピストン11の偏心の方向
と反対側に位置して、上記作動室22における三日月状空
間部の幅が最も広い部分にシリンダ7の軸方向から対向
させて設けられ、これら吸込孔23と吐出孔25の開口端面
の大部分を上記三日月状空間部に直接に連通させること
ができる。
Further, in this fluid compressor, the piston 11 is
12, the working chamber 22 formed therebetween has a substantially crescent shape as shown in FIG. This has already been mentioned. Then, under such conditions, the suction hole 23 and the discharge hole 25 communicating with the working chamber 22 located on the suction end side and the discharge end side.
Is located on the opposite side of the direction of the eccentricity of the piston 11 with respect to the center of the cylinder 7, and is provided so as to oppose the widest part of the crescent-shaped space in the working chamber 22 from the axial direction of the cylinder 7. Most of the open end faces of the suction hole 23 and the discharge hole 25 can be directly communicated with the crescent-shaped space.

したがって、偏心量eを小さくした場合(なお、この
ようにしない場合には、溝19から突出するブレード21の
突出幅が大きくなり、それに伴って隣接する作動室22間
の差圧でブレード21が吸込側に倒され易くなり、ブレー
ド21に過大な力がかかって、その耐久性、信頼性が低く
なる。)においても、吸込孔23及び吐出孔25が、ピスト
ン11の大径部11aの端面11b(第4図参照)で隠されるこ
とを極力少なくできる。すなわち、ピストン11が冷媒ガ
スの通路抵抗となることを極少とできる。このため、冷
媒ガスを吸込孔23から作動室22に円滑に流入させるとと
もに、作動室22から吐出孔25に円滑に流出させることが
できる。
Therefore, when the amount of eccentricity e is reduced (if not, the width of the blade 21 projecting from the groove 19 becomes large, and the blade 21 is caused by the differential pressure between the adjacent working chambers 22). The suction hole 23 and the discharge hole 25 are formed by the end face of the large-diameter portion 11a of the piston 11 even when the blade 21 is easily inclined to the suction side and an excessive force is applied to the blade 21 to reduce its durability and reliability. Hiding by 11b (see FIG. 4) can be minimized. That is, the resistance of the piston 11 to the passage resistance of the refrigerant gas can be minimized. For this reason, the refrigerant gas can smoothly flow into the working chamber 22 from the suction hole 23 and can flow smoothly from the working chamber 22 to the discharge hole 25.

なお、この発明においてシリンダ7とピストン11とを
相対的に旋回させるオルダムリング部などの同期回転手
段は、吸込端側ではなく、吐出端側に配置してもよい。
このようにする場合には、吸込まれる被圧縮流体の通路
抵抗を更に減らすことができる。
In the present invention, a synchronous rotating means such as an Oldham ring part for relatively rotating the cylinder 7 and the piston 11 may be arranged on the discharge end side instead of the suction end side.
In this case, the passage resistance of the sucked compressed fluid can be further reduced.

[発明の効果] 以上述べたようにこの発明は、シリンダ内に回転体を
偏心させるとともに内接させて設け、この回転体の外周
に一端側から他端側へ徐々にピッチが変化する螺旋状の
溝を設けるとともに、この溝に螺旋状のブレードを出入
自在に嵌込んで、このブレードによりシリンダと回転体
間の空間を複数の作動室に区画し、シリンダと回転体と
を相対的に旋回させて、シリンダの吸込側から上記作動
室に流入した被圧縮流体をシリンダの吐出側の作動室へ
順次移送しながら圧縮するようにした。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a helical structure in which a rotating body is eccentrically provided and inscribed in a cylinder, and the pitch of which gradually changes from one end to the other end on the outer periphery of the rotating body. A spiral blade is inserted into this groove so that it can enter and exit freely, and the blade partitions the space between the cylinder and the rotating body into a plurality of working chambers, and the cylinder and the rotating body relatively rotate. Then, the fluid to be compressed flowing into the working chamber from the suction side of the cylinder is compressed while being sequentially transferred to the working chamber on the discharge side of the cylinder.

したがって、この発明によれば、簡単な構成により被
圧縮流体を圧縮できるとともに、部品の製造および組立
てを容易にできる。
Therefore, according to the present invention, the fluid to be compressed can be compressed with a simple configuration, and the manufacture and assembly of parts can be facilitated.

また、この発明ではシリンダの吸込端側と吐出端側と
に位置された作動室に連通する吸込孔及び吐出孔を、シ
リンダの中心に対する回転体の偏心方向と反対側に位置
し、作動室における三日月状空間部の幅の最も広い部分
に軸方向から対向させてそれぞれ設けたから、吸込孔及
び吐出孔の各孔径を設計上必要とする充分な大きさの寸
法に設定できるとともに、作動室に対する被圧縮流体の
出入りに際して回転体の端部が通路抵抗となることを少
なくして、被圧縮流体の流れを円滑化できる。
Further, in the present invention, the suction hole and the discharge hole communicating with the working chambers located on the suction end side and the discharge end side of the cylinder are located on the opposite side to the eccentric direction of the rotating body with respect to the center of the cylinder. The crescent-shaped space is provided so as to oppose the widest part in the axial direction from the axial direction, so that the diameters of the suction hole and the discharge hole can be set to sufficiently large dimensions required for design, and the space for the working chamber can be reduced. The flow of the fluid to be compressed can be made smooth by reducing the resistance of the end of the rotating body from becoming a passage resistance when the compressed fluid enters and exits.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は流体圧縮機
全体を示す縦断面図、第2図は第1図中II−II線に沿う
断面図、第3図は第1図中III−III線に沿う断面図、第
4図は圧縮要素の分解図、第5図はブレードを取付けた
ピストンの斜視図、第6図は第1図中VI−VI線に沿う断
面図、第7図乃至第11図は冷媒ガスの圧縮過程を順次示
した説明図、第12図は圧縮要素の側面図である。 3……電動要素(駆動手段)、7……シリンダ、11……
ピストン(回転体)、15……オルダムリング、19……
溝、21……ブレード、22……作動室、23……吸込孔、25
……吐出孔、e……偏心量。
1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire fluid compressor, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an exploded view of the compression element, FIG. 5 is a perspective view of a piston with a blade attached, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 7 to 11 are explanatory diagrams sequentially showing the process of compressing the refrigerant gas, and FIG. 12 is a side view of the compression element. 3 ... Electric element (drive means), 7 ... Cylinder, 11 ...
Piston (rotating body), 15 ... Oldham ring, 19 ...
Groove, 21… Blade, 22… Working chamber, 23… Suction hole, 25
... discharge hole, e ... eccentric amount.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早野 誠 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝横浜事業所家電技術研究所 内 (72)発明者 服部 仁司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝横浜事業所家電技術研究所 内 (72)発明者 両角 尚哉 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株式会社東芝横浜事業所家電技術研究所 内 (72)発明者 飯田 敏勝 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝柳町工場内 (56)参考文献 実開 昭61−51401(JP,U) 米国特許2527536(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04C 2/30 - 2/352 F04C 18/30 - 18/352──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Hayano 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Home Appliances Research Laboratory, Toshiba Yokohama Office Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Hattori Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa No. 8 Toshiba Yokohama Office, Home Appliance Research Laboratory (72) Inventor Naoya Ryukaku 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Toshiba Yokohama Office, Home Appliance Research Laboratory (72) Inventor Toshikatsu Iida Kanagawa 70, Yanagicho, Yuki-ku, Kawasaki-shi In the Toshiba Yanagimachi Plant (56) References Japanese Utility Model Application Sho 61-51401 (JP, U) US Patent 2,527,536 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6) , DB name) F04C 2/30-2/352 F04C 18/30-18/352

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シリンダと、 このシリンダ内にシリンダの軸方向に沿うとともに偏心
して配置され、外周面の一部が上記シリンダの内周面に
接触した状態で上記シリンダの相対的に旋回可能な円柱
状の回転体と、 この回転体の外周面に設けられ上記シリンダの吸込側か
ら吐出側へ徐々に小さくなるピッチで形成ざれた螺旋状
の溝と、 この溝に出入自在に嵌込まれるとともに上記シリンダの
内周面に密接する外周面を有し上記シリンダの内周面と
上記回転体の外周面との空間を複数の作動室に区画する
螺旋状のブレードと、 を具備するとともに、 上記吸込端側と吐出端側とに位置された作動室に連通す
る吸込孔及び吐出孔を、上記回転体の偏心方向と反対側
に位置するとともに、該作動室における三日月状空間部
の幅の最も広い部分に軸方向から対向させてそれぞれ設
けたことを特徴とする流体圧縮機。
1. A cylinder, which is disposed eccentrically in the cylinder along the axial direction of the cylinder, and is relatively rotatable with a part of the outer peripheral surface being in contact with the inner peripheral surface of the cylinder. A cylindrical rotator, a spiral groove provided on the outer peripheral surface of the rotator and formed at a pitch that gradually decreases from the suction side to the discharge side of the cylinder; A helical blade that has an outer peripheral surface that is in close contact with the inner peripheral surface of the cylinder and that partitions a space between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the rotating body into a plurality of working chambers; The suction hole and the discharge hole communicating with the working chamber located on the suction end side and the discharge end side are located on the opposite side to the eccentric direction of the rotating body, and the width of the crescent-shaped space in the working chamber is the most. Axial over wide area Fluid compressor, characterized in that provided respectively by Luo face.
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