JP3455640B2 - 流体圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば冷凍サイ
クル装置に用いられ、ヘリカルブレード式の圧縮機構部
を備え、被圧縮流体としての冷媒ガスを圧縮する流体圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、ヘリカルブレード式圧縮機とも呼
ばれる流体圧縮機が提案されている。これは、図９に示
すように、クランクシャフトＫの偏心部ＫａにローラＲ
が回転自在に嵌合される。ローラＲはまた固定のシリン
ダＣ内に収容されていて、シリンダＣに対してローラＲ
は偏心して配置されることになる。

【０００３】上記クランクシャフトＫの回転と一体に偏
心部Ｋａが偏心回転をなし、上記ローラＲはシリンダＣ
内を公転運動する。ローラＲの外周面一部はシリンダＣ
の内周面一部に常に転接しており、すなわちローラＲと
シリンダＣとは軸方向に沿って線接触する。そして、互
いの線接触位置はシリンダＣの周方向に沿って変位移動
する。

【０００４】上記ローラＲ周面およびシリンダＣ内周面
との間にブレードＤが介在され、このブレードＤによっ
て軸方向に沿って複数の圧縮室Ｓが形成される。被圧縮
流体、たとえば冷凍サイクルにおける冷媒ガスは、図の
右側端部の上記圧縮室Ｓに吸込まれ、左側端部の圧縮室
Ｓに徐々に移送されながら圧縮される。

【０００５】この種の圧縮機によれば、従来のレシプロ
式やロータリ式の圧縮機におけるシール性不良などを除
去でき、比較的簡単な構成によりシ―ル性を向上させて
効率の良い圧縮が可能であるとともに、部品の製造およ
び組立が容易となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図の左側端
部が吐出部であるところから、上記ローラＲとブレード
Ｄの左側端面には、吐出部から吸込み部方向に吐出圧力
Ｐｄがかかる。図の右側端部が吸込み部であるところか
ら、ローラＲとブレードＤの右側端面には、吸込み部か
ら吐出部方向に吸込み圧力Ｐｓがかかる。

【０００７】また、ローラＲのクランクシャフト偏心部
Ｋａと嵌合する部分である内腔枢支部Ｒａには連通孔Ｋ
ｂが設けられていて、吐出部から吐出される高圧ガスが
導通される。そのため、ローラＲの内腔枢支部Ｒａに
は、左側端面とともに、右側端面にも吐出圧力Ｐｄがか
かる。

【０００８】結局、ローラＲに対して、吐出部から吸込
み部方向にスラスト力が作用する。ローラＲの吸込み部
側は、ここでは図示しない軸受具が配置されていて、ク
ランクシャフトＫを支持している。

【０００９】上記ローラＲが吸込み部方向へのスラスト
力を受けることにより、この左側端面がスラスト面とな
って上記軸受具に摺接する。したがって、ローラＲのス
ラスト面において摺動損失が常に発生しており、ローラ
Ｒの円滑な公転運動が損なわれて圧縮性能が低下し易
い。

【００１０】このようなヘリカルブレード式の圧縮機構
部として、各摺動部分へ潤滑油を供給する構成がとられ
ているが、ローラＲのスラスト面への給油が不充分な場
合もあり、このときはスラスト面で油膜が完全に形成さ
れない。したがって、摺動損失が著しく増大し、圧縮性
能が低下することは勿論、信頼性の低下に繋がってしま
う。

【００１１】本発明は上記事情にもとづいてなされたも
のであり、その目的とするところは、ヘリカルブレード
式の圧縮機構部を備え、ローラのスラスト面における摺
動損失の低下を図り、圧縮性能および信頼性の向上を図
った流体圧縮機を提供しようとするものである。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の流体圧縮機は、シリンダと、このシリンダ内に
偏心配置されるローラと、このローラとシリンダとの間
を軸方向に沿って複数の圧縮室に区画形成する螺旋状の
ブレードとを備え、シリンダに対してローラを公転運動
させることにより、被圧縮流体を一端側の圧縮室に吸込
んで他端側の圧縮室へ圧縮して移送する流体圧縮機にお
いて、上記ローラの吸込み側端面に、吸込み側軸方向へ
向かって発生するスラスト力を受けるスラストリングを
具備した。

【００１４】そして、上記ローラは、円筒体からなり、
このローラの内周部に凹陥形成される内腔部が設けら
れ、この内腔部に圧縮室から吐出される高圧ガスを導入
する。

【００１５】そして、上記スラストリングは、そのスラ
スト面に高圧ガスを導入して吐出側軸方向へのスラスト
力を得る段差部が設けられ、この段差部の外径寸法（φ
Ｄdo）は上記ローラの内径寸法（φＤri）よりも大きく
（φＤdo＞φＤri）形成される。

【００１６】また、上記スラストリングは、その外径寸
法（φＤso）が上記ローラの外径寸法（φＤro）よりも
大きく（φＤso＞φＤro）形成される。

【００１７】また、上記スラストリングは、その外径寸
法（φＤso1 ）が上記シリンダの内径寸法（φＤci）よ
りも小さく （φＤso1 ＜φＤci）形成される。

【００１８】また、上記スラストリングは、上記ローラ
と一体形成される。

【００１９】

【００２０】

【００２１】このような課題を解決する手段を備えるこ
とにより、本発明では、ローラが吸込み部方向へのスラ
スト力を受けても軸受具との間の摺動抵抗を低減化して
スラスト損失の大幅な低減を得られ、圧縮効率の向上を
図れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面にもとづいて説明するに、ここに開示されるヘリカル
ブレード式圧縮機は、たとえば空気調和機の冷凍サイク
ルに用いられるものとする。

【００２３】図１に示すように、密閉ケース１は、軸方
向を水平方向に向け両端が開口するケース本体１ａと、
このケース本体１ａの一端開口部を閉塞する上蓋１ｂ
と、他端開口部を閉塞する蓋板１ｃとから構成される。

【００２４】この密閉ケース１内には、圧縮機構部３お
よび電動機部４が収容される。すなわち、密閉ケース１
の軸方向ほぼ中央部を境に、図において右側の部分が圧
縮機構部３、左側の部分が電動機部４となる。

【００２５】上記圧縮機構部３は、両側端が開口する中
空筒体であり、かつその両側端の外周面に一対の鍔部５
ａ，５ｂが突設されたシリンダ５を有している。このシ
リンダ５の少なくとも一方の鍔部５ａは、上記密閉ケー
ス１を構成するケース本体１ａに圧入嵌着され、シリン
ダの位置決め固定がなされている。

【００２６】上記シリンダ５の一方側（図の左側）の側
面には、主軸受６が固定具７を介して取付け固定され、
シリンダの開口部が閉成される。他方側（図の右側）の
側面には、副軸受８が固定具を介して取付け固定され、
シリンダの開口部が閉成される。

【００２７】このような主軸受６と副軸受８の軸芯に沿
ってクランクシャフト９が挿通され、回転自在に枢支さ
れる。上記クランクシャフト９は、主軸受６と副軸受８
との間であるシリンダ５内に貫通するばかりでなく、主
軸受６から図の左側方向に突設され、電動機部４の回転
軸部９Ｚを構成する。

【００２８】上記クランクシャフト９についてなお説明
すると、圧縮機構部３における長手方向のほぼ中央部
で、かつクランクシャフト軸芯ａとは所定寸法ｅだけ偏
心した軸芯ｂのクランク部９ａが一体に設けられる。

【００２９】このクランク部９ａのさらに図の左側部位
に隣接して、カウンタバランス部９ｃがクランクシャフ
トと一体に設けられる。このカウンタバランス部９ｃ
は、上記第１のクランク部９ａの偏心突出方向とは軸芯
を介して反対側の周面部位に偏心している。

【００３０】また、クランク部９ａの右側部位に隣接し
て、クランクシャフト９とは別体のカウンタバランサ１
０が嵌着される。このカウンタバランサ１０は、クラン
ク部９ａの偏心突出方向とは反対側の周面部位に偏心し
ている。

【００３１】このようなクランクシャフト９と上記シリ
ンダ５との間には、その材質が鉄よりも比重の小さな、
たとえばアルミニュウム合金材からなるローラ１１が介
在される。このローラ１１は、両端が開口する円筒体で
あり、軸方向長さはシリンダの軸方向長さと一致する。

【００３２】ローラ１１の内周部には段状の内腔部１２
が形成され、かつ特に上記クランクシャフト９のクラン
ク部９ａと対向する部位は、このクランク部と同一幅
で、かつ外周面と回転自在に摺接する内腔枢支部１２ａ
となっている。

【００３３】このことにより、ローラ１１の軸芯ｂはク
ランク部９ａの軸芯ｂと一致し、シリンダ５などの軸芯
ａに対してｅ寸法だけ偏心していることになる。そし
て、ローラ１１の外周壁一部はシリンダ５の内周壁一部
に軸方向に沿って転接するように寸法設定されている。

【００３４】上記ローラ１１の主軸受６側端部とローラ
１１部位との間には、オルダム機構１３が介設される。
このオルダム機構１３は、ローラ１１の自転を規制する
ものである。

【００３５】すなわち、クランクシャフト９が回転する
と、ここに設けられるクランク部９ａが偏心回転をな
し、かつこのクランク部の外周面に枢支されるローラ１
１がオルダム機構１３の作用で偏心移動である旋回運動
をなす。そして、ローラ１１の旋回運動にともなって、
ローラ外周壁のシリンダ５内周壁に対する転接部位は、
シリンダの周方向に沿って漸次移動することとなる。

【００３６】上記ローラ１１の外周面には、副軸受８取
付け側端部から主軸受６取付け側端部へ徐々にピッチを
小とする螺旋状溝１４が設けられ、この溝には螺旋状の
ブレ−ド１５が出入り自在に巻装される。

【００３７】上記ブレード１５は、たとえば弗素樹脂な
ど高滑性素材が用いられ、その内径寸法はローラ１１の
外径寸法よりも大に形成される。すなわち、ブレード１
５は強制的に直径を縮小した状態で螺旋状溝１４に嵌め
込まれており、その結果、ローラ１１ごとシリンダ５内
に組み込まれた状態でブレード１５の外周面が常にシリ
ンダ内周壁に弾性的に当接するよう膨出変形している。

【００３８】上述したように、ローラ１１が旋回運動し
てシリンダ５に対する転接位置が移動すると、転接部位
が接近するのにともなってブレード１５は螺旋状溝１４
内に没入し、転接位置でブレード外周面はローラ外周面
と完全に同一になる。

【００３９】逆に、転接部位が通過すれば、ここからの
距離に応じてブレード１５は螺旋状溝１４から突出し、
転接部位とは軸芯ｂを介して１８０°対向する部位で、
ブレード１５の突出長さが最大になる。その後は、再び
転接部位に接近して行くので、上述の作用になる。

【００４０】上記シリンダ５とローラ１１を径方向に沿
って断面してみると、シリンダ５に対してローラ１１が
偏心して収容され、かつローラの周面一部がシリンダに
転接状態にあるところから、これらシリンダ５とローラ
と１１の間に三ケ月状の空間部が形成される。

【００４１】一方、上記空間部を軸方向に沿ってみる
と、ローラ１１の螺旋状溝１４にブレード１５が巻装さ
れ、その外周面がシリンダ５内周壁に転接しているとこ
ろから、ローラとシリンダとの間はブレードによって複
数の空間部に仕切られる。

【００４２】これら仕切られた空間部を圧縮室１６…と
呼ぶ。各圧縮室１６の容積は、上記螺旋状溝１４の設定
から、副軸受８側端部から主軸受６側端部に亘って、徐
々に容積が小となる。

【００４３】一方、上記密閉ケース１を構成する蓋板１
ｃには、吸込み管１７が貫通して設けられるとともに、
この近傍位置に開口端部を密閉ケース１内に臨ませられ
た吐出管１８が接続される。上記吸込み管１７は冷凍サ
イクルを構成する蒸発器に連通され、上記吐出管１８は
同じく冷凍サイクルを構成する凝縮器に連通される。
（いずれも図示しない） 上記密閉ケース蓋板１ｃを貫通する吸込み管１７は、密
閉ケース１内部において、上記副軸受８に設けられる接
続部８ａに接続される。この接続部８ａは、副軸受８の
シリンダ５接合面に開口している。

【００４４】上記副軸受接続部８ａと対向するシリンダ
５の鍔部５ｂ部位には凹陥部１９が設けられていて、上
記吸込み管１７から導かれるガスを一旦溜められるよう
になっている。

【００４５】なお、ここでは図示しないが、ローラ１１
の副軸受８側端部外周面にはガス通路用凹部が設けられ
ていて、公転運動をなすローラ１１がどの位置にあって
も、シリンダ５に設けられる上記凹陥部１９と対向す
る。

【００４６】上記主軸受６の側面部には吐出用孔２４が
設けられる。この吐出用孔２４を介して、シリンダ５お
よびローラ１１側端空間部と、電動機部４側空間部とが
連通される。

【００４７】そして、上記ケース本体１ａに圧入される
シリンダ５の各鍔部５ａ，５ｂと、上記副軸受８の図の
上部側には、この両側面を貫通してガス案内孔４３，４
４が設けられる。

【００４８】上記螺旋状溝１４のピッチの設定から、上
記凹陥部１９が設けられる側の圧縮室１６が吸込み部Ａ
となり、これと反対側の吐出用孔２４が設けられる側の
圧縮室１６が吐出部Ｂとなる。

【００４９】上記クランクシャフト９のクランク部９ａ
と、ローラ１２の内腔枢支部１２ａとの摺接部を境に、
主軸受６とクランクシャフト９およびローラ１１とで囲
繞される空間部を第１の空間部２５と呼ぶ。また、副軸
受８とクランクシャフト９およびローラ１１とで囲繞さ
れる空間部を第２の空間部２６と呼ぶ。

【００５０】上記ローラ１２の内腔枢支部１２ａには、
第１の空間部２５と第２の空間部２６を連通する連通孔
２７が設けられる。すなわち、連通孔２７はクランクシ
ャフト部９の軸方向に沿って設けられ、その両端開口部
が各空間部２５，２６に臨ませられる。

【００５１】一方、上記密閉ケース１の内底部には、潤
滑油を集溜する油溜り部３７が形成される。この油溜り
部３７の潤滑油中に、副軸受具８に設けられる油吸上げ
路３８が浸漬している。

【００５２】この油吸上げ路３８の上端部は、副軸受８
枢支部の内周面であるクランクシャフト９の摺接面に連
通している。これらと対向するクランクシャフト部位に
は、給油ポンプ部３９が設けられる。

【００５３】上記クランクシャフト９の副軸受８側端面
から中途部である主軸受６の枢支部分に亘り、かつクラ
ンクシャフトの軸芯に沿って案内用孔２８が設けられ
る。この案内用孔２８の開口端と、副軸受８のシャフト
枢支部開口端は、副軸受端面に固定具２９を介して取付
けられる閉塞板３０によって閉塞される。

【００５４】上記案内用孔２８とクランクシャフト９外
周面とは、複数の油用孔３３ないし３６で連通され、案
内用孔とともに給油通路Ｓが構成される。なお、特に、
第２，第３の油用孔３４，３５は各空間部２６，２５に
開口しているところから、潤滑油ばかりでなくガスの流
通も可能である。

【００５５】このようにして構成されるヘリカルブレー
ド式の圧縮機構部３を、図２に拡大して、かつ一部を省
略して示す。上記ローラ１１の図において右側端面であ
る、吸込み部Ａ側端面にはスラストリング５０が取着さ
れ、ローラ１１と一体化されている。このスラストリン
グのローラへの取着手段として、接着加工、焼きバメ加
工、ねじ止め固定、ピン止め固定などから選択される。

【００５６】上記スラストリング５０の内径と外径は、
ローラ１１の内径と外径と同一に形成され、所定の薄い
板厚を有する。また、スラストリング５０は鉄系材料よ
りも弾性変形し易い素材、もしくは塑性変形し易い素材
から選択しなければならない。たとえば、ポリミド（エ
ンジニアリングプラスチック）材が最適である。

【００５７】上記ローラ１１は、クランクシャフト９と
シリンダ５に対して軸方向に変位自在であるから、吐出
部Ｂから吸込み部Ａ方向へのスラスト力を受けて変位す
れば、当然、スラストリング５０が上記副軸受８の内側
端面であるスラストリング受け部８ｂに当接することに
なる。

【００５８】再び図１に示すように、上記電動機部４
は、主軸受６から突出するクランクシャフト９の回転軸
部９Ｚに嵌着されるロータ４５と、このロータの外周面
と所定の間隙を存して上記ケース本体１ａ内周面に嵌着
されるステータ４６とから構成される。

【００５９】このようにして構成される流体圧縮機であ
り、電動機部４に通電してロータ４５とともにクランク
シャフト９を一体に回転駆動する。このクランクシャフ
ト９の回転力は、クランク部９ａを介してローラ１１に
伝達される。

【００６０】すなわち、クランク部９ａが偏心して設け
られており、ここに上記ローラ１１の内腔枢支部１２ａ
が回転自在に掛合しているので、ローラ１１は旋回運動
をなす。

【００６１】その一方で、吸込み管１７から低圧の冷媒
ガスが吸込まれ、シリンダ５に形成される凹陥部１９か
ら吸込み部Ａ側の圧縮室１６に導かれる。ローラ１１の
旋回運動にともなって、ローラのシリンダ５内周面に対
する転接位置が周方向に漸次移動し、ブレ−ド１５は螺
旋状溝１４に対して出入りする。すなわち、ブレード１
５はローラの径方向に突没移動する。

【００６２】吸込み部Ａ側の圧縮室１６に導かれた冷媒
ガスは、ブレード１５が螺旋状に形成されるところか
ら、ローラ１１の公転運動にともなって吐出部Ｂ方向の
圧縮室１６に順次移送される。

【００６３】上記ブレード１５は吸込み部Ａから吐出部
Ｂ側へ順次ピッチが小さくなるよう設定されており、こ
のブレードによって仕切られる圧縮室１６の容積は順次
縮小されるので、冷媒ガスは圧縮室を順次移送される間
に圧縮され、最も吐出部Ｂ側の圧縮室において所定圧ま
で上昇し高圧化する。

【００６４】高圧ガスは、吐出部Ｂの圧縮室１６から吐
出され、第１の空間部２５に充満してから、主軸受６に
設けられる吐出用孔２４を介して電動機部４側の空間部
に導かれる。

【００６５】そして、シリンダ５の鍔部５ａ，５ｂに設
けられるガス案内孔４３，４４を介して圧縮機構部３側
の空間部に導かれ充満する。この空間部には吐出管１８
の開口端が対向しているところから、高圧ガスは吐出管
に導かれ、ここから凝縮器へ導出される。

【００６６】このように、本発明におけるヘリカルブレ
ード式の圧縮機構部３は、固定のシリンダ５に対してロ
ーラ１１を旋回運動させるところから、従来から提案さ
れるピストンとシリンダとが同期して回転するヘリカル
ブレード式の圧縮機構と比較して、ローラ１１の周速が
小さくなる。したがって、ローラ１１のスラスト面にお
ける摺動損失の低減を得られ、代って圧縮効率の向上が
図られる。

【００６７】図２に示すように、ローラ１１の主軸受６
側端部に吐出部Ｂが形成されるので、ローラ１１とブレ
ード１６の同一側端面には副軸受８方向である吸込み部
Ａ方向に吐出圧がかかる。また、ローラ１１の副軸受８
側端部に吸込み部Ａが形成されるので、ローラ１１とブ
レード１６の同一側端面には主軸受６方向である吐出部
Ｂ方向に吸込み圧がかかる。

【００６８】当然、吐出圧が吸込み圧よりも高いので、
ローラ１１には吐出部Ｂから吸込み部Ａ方向へスラスト
力が発生する。実際には、密閉ケース１内に吐出される
高圧ガスの一部は第１の空間部２５に充満し、さらにそ
の一部は連通孔２７を介して第２の空間部２６に導か
れ、別のガス一部は第１の空間部２５から第２の油用孔
３５、案内用孔２８および第２の油用孔３４を介して第
２の空間部２６に導かれる。

【００６９】したがって、第２の空間部２６を形成する
ローラ１１の内腔部１２や、内腔枢支部１２ａ、クラン
クシャフト９、副軸受８のスラストリング受け部８ｂな
どには吐出圧がかかる。

【００７０】特に、内腔枢支部１２ａにかかる吐出圧
は、内腔枢支部を吐出部Ｂ方向に押圧するので、第１の
空間部２５にかかる吐出圧とバランスしてローラ１１全
体が受けるスラスト力が小さくてすむ。

【００７１】このような構成を採用しても、結局はロー
ラ１１は吸込み部Ａ方向へスラスト力を受ける。ところ
が、ローラ１１の吸込み部Ａ側端面にはスラストリング
５０が一体に取付けられていて、このスラストリング５
０の一側面であるスラスト面５０ａは副軸受８のスラス
トリング受け部８ｂに摺接する。

【００７２】上記スラストリング５０はスラストリング
受け部８ｂに対して円滑に摺接し、スラスト損失の発生
がほとんどない。したがって、たとえ起動時などスラス
トリング５０のスラスト面５０ａに潤滑油の油膜が形成
され難い状態であっても、圧縮効率に影響が及ぶことな
く、圧縮性能と信頼性の向上を得られる。

【００７３】なお上記実施の形態においては、ローラ１
１を円筒状となし、このローラの内径と外径と一致する
寸法形状のスラストリング５０を採用したが、これに限
定されるものではない。以下、変形例を説明するに、先
に図１および図２で説明した構成部品と同一部品は同番
号を付して新たな説明を省略する。

【００７４】図３に示すように、ローラ１１の寸法形状
は変更ないが、スラストリング５０Ａのみ先に説明した
ものよりも全体の板厚が厚くなっている一方、その外径
と内径はローラの外径と内径と同一である。

【００７５】ただし、ここではスラストリング５０Ａの
スラスト面５０ａ側に段差部６０が設けられている。こ
の段差部６０の外径寸法φＤdoは、ローラ１１の内径寸
法φＤri（すなわち、内腔部１２の直径寸法）よりも大
（φＤdo＞φＤri）に形成される。

【００７６】先に説明したものと同様、ローラ１１とブ
レード１５の吐出部Ｂ側端面には吐出圧Ｐｄがかかり、
スラストリング５０Ａとブレード１５の吸込み部Ａ側端
面には吸込み圧Ｐｓがかかる。また、内腔枢支部１２Ａ
の両側端面には吐出圧Ｐｄがかかる。

【００７７】そして、同図の構成ではスラストリング５
０Ａのスラスト面５０ａに段差部６０を設けたので、第
２の空間部２６に充満する高圧ガスの一部が廻り込ん
で、段差部６０面に吐出圧Ｐｄをかける。スラストリン
グ５０Ａとローラ１１とは一体化されているので、上記
段差部６０面にかかる吐出圧Ｐｄはローラ１１自体が受
けるスラスト力となる。

【００７８】すなわち、新たに段差部６０を形成するこ
とにより、ここにかかる吐出圧Ｐｄ分がプラスされ、ロ
ーラ１１が受ける吸込み部Ａから吐出部Ｂ方向へのスラ
スト力が増大する。その結果、スラストリング５０Ａと
副軸受スラストリング受け部８ｂとの摺動損失がさらに
軽減して圧縮性能が向上する。

【００７９】なお、ローラ１１にかかるスラスト力を軽
減するには、図３で説明したようにスラストリング５０
Ａに段差部６０を設け、この段差部の直径を大にして吐
出圧力を受けるとよいが、スラスト面５０ａの内径と外
径で吐出圧と吸込み圧をシールする必要があるため、段
差部６０の外径寸法φＤdoを大きくするにも限度があ
る。

【００８０】そこで、図４に示すように構成するとよ
い。すなわち、シリンダ５の吸込み部Ａ側の鍔部５ｂに
は、その端面から軸方向に所定寸法の凹陥部５１が設け
られていて、ここに後述するスラストリング５０Ｂが偏
心回転自在に挿入される。

【００８１】上記スラストリング５０Ｂの外径寸法φＤ
soはローラ１１の外径寸法φＤroよりも大（φＤso＞φ
Ｄro）に形成されていて、ローラ１１の外周面から径方
向に均等にスラストリング５０Ｂ外周部が突出してい
る。

【００８２】また、スラストリング５０Ｂの板厚はここ
でも厚く、かつスラスト面５０ａに段差部６０ａが設け
られている。スラストリング５０Ｂの外径寸法φＤsoを
図３のものよりも大きくしてスラスト面５０ａの外径を
大とし、それにともなってスラスト面の内径である段差
部６０ａの外径寸法φＤdo1 を大とした。

【００８３】このことにより、スラストリング５０Ｂは
必要なスラスト面５０ａの面積を確保して吐出圧と吸込
み圧のシールを確実になすとともに、段差部６０ａにか
かる吐出圧Ｐｄが増大して、さらなるスラスト力の軽減
を得られる。

【００８４】図５に示すように構成してもよい。基本的
には、先に図４で説明した構成と同一であるが、ここで
はスラストリング５０Ｃの外径寸法φＤso1 がシリンダ
１１の内径寸法φＤciよりも小さく（φＤso1 ＜φＤc
i）形成される。

【００８５】このような寸法設定によって、吐出部Ｂか
ら吸込み部Ａ方向へ作用するスラスト力の方が、吸込み
部Ａから吐出部Ｂ方向へ作用するスラスト力よりも常に
大になる。したがって、どのような運転条件にあっても
ローラ１１は吸込み部Ａ方向へスラスト力を受け、スラ
ストリング５０Ｃのスラスト面５０ａは副軸受８のスラ
ストリング受け部８ｂに押し付けられた状態で摺接する
こととなり、常に安定した回転をなし、圧縮効率の安定
化に寄与する。

【００８６】図６に示すように、ローラ１１Ａは、の吸
込み部Ａ側端面にスラストリング部５０Ｄを一体に設け
てもよい。スラストリング部５０Ｄの寸法設定は、たと
えば図４もしくは図５で説明したものと同一とする。

【００８７】すなわち、これまで説明したようにスラス
トリング５０，５０Ａ〜５０Ｃとローラ１１とを別部品
とするのではなく、ローラ１１Ａにスラストリング部５
０Ｄを一体に備えて、部品点数の削減を図る。したがっ
て、ローラ１１の素材はこれまで説明したスラストリン
グ５０の素材に合致させなければならない。

【００８８】図７は、軸方向を鉛直方向にしたいわゆる
縦置き型の流体圧縮機の例である。すなわち、図６で説
明したスラストリング部５０Ｄを備えたローラ１１Ａ
が、クランクシャフト９やシリンダ５、および密閉ケー
ス１とともに軸方向を鉛直方向に向けられる。副軸受８
のスラストリング受け部８ｂとシリンダ５との寸法設定
も、図６のものと同一でよい。

【００８９】ただし、ここではローラ１１Ａのスラスト
リング部５０Ｄと副軸受スラストリング受け部８ｂとの
間に、ローラ１１Ａの自転を規制するためのオルダム機
構１３Ａが介在される。

【００９０】すなわち、図３以下で説明したように、ス
ラストリング５０Ａ〜５０Ｃもしくはスラストリング部
５０Ｄの外径寸法をローラ１１Ａの外径寸法よりも大に
した構成で、スラストリングとスラストリング受け部８
ｂとの間に上記オルダム機構１３Ａを備えることによ
り、先に図１で説明したオルダム機構１３よりも外径寸
法を大にでき、よってオルダム機構１３Ａにかかる負荷
が小さくなり、信頼性の向上を得られる。

【００９１】また、密閉ケース１が軸方向を鉛直に向け
られることにより、この内底部に潤滑油を貯溜する油溜
り部３７Ａが形成される。縦置き型の圧縮機構部３Ａの
下部側は、油溜り部３７Ａの潤滑油中に浸漬されている
が、そのままではオルダム機構１３Ａが設けられる第２
の空間部２６に潤滑油が導かれないので、副軸受８の所
定位置に、この下側端面と上側端面であるスラストリン
グ受け部８ｂとに連通する孔部である給油通路６１を設
ける。

【００９２】そして、クランクシャフト９の軸心に沿っ
て給油ポンプ６２を備え、油溜り部３７Ａの潤滑油に浸
漬しない摺動部に充分な給油をなす。したがって、縦置
き型の流体圧縮機であるが潤滑油中に浸漬しない各摺動
部まで充分な給油が得られ、良好な潤滑性が保証され
る。

【００９３】図８に示すように、先に図７で説明した縦
置き型の流体圧縮機であることを前提として、副軸受８
のスラスト受け部８ｂ面と、スラストリング５０Ａ〜５
０ｃもしくはスラストリング部５０Ｄのスラスト面５０
ａの少なくともいずれか一方の面に油溝６３ａ，６３
ｂ，６４ａ，６４ｂを設ける。

【００９４】これらの油溝６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６
４ｂは、内径部から外径部に向かって径方向に直線的に
延びる仕様や、径方向に対して所定の角度を持って湾曲
する仕様が考えられる。

【００９５】このような構成により、スラスト面５０ａ
とスラストリング受け部８ｂとの摺接面への給油が容易
で確実になり、摺接面における摺動性と信頼性の向上を
図れる。

【００９６】また、縦置き型の流体圧縮機の場合でも、
スラストリング５０Ａ〜５０Ｃもしくはスラストリング
部５０Ｄの材質を、先に説明したように鉄系材料よりも
弾性変形し易い素材、もしくは塑性変形し易い素材、た
とえば、ポリミド（エンジニアリングプラスチック）を
採用すれば、ローラのスラスト受け面に対する垂直度が
悪い条件下においても、スラスト面５０ａにおけるシー
ル性が損なわれることがない。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
リカルブレード式の圧縮機構部を備えた流体圧縮機にお
いて、ローラのスラスト面における摺動損失の低下を図
ることができ、よって圧縮性能および信頼性の向上を得
るという効果を奏する。

【００９８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す、流体圧縮機の縦
断側面図。

【図２】同実施の形態の、流体圧縮機における圧縮機構
部を拡大し、一部を省略した縦断面図。

【図３】他の実施の形態の、圧縮機構部を拡大し、一部
を省略した縦断面図。

【図４】さらに他の実施の形態の、圧縮機構部の縦断面
図。

【図５】さらに他の実施の形態の、圧縮機構部の縦断面
図。

【図６】さらに他の実施の形態の、圧縮機構部の縦断面
図。

【図７】さらに他の実施の形態の、流体圧縮機の一部の
縦断面図。

【図８】さらに他の実施の形態の、圧縮機構部一部を分
解した斜視図。

【図９】従来の、流体圧縮機の圧縮機構部の縦断面図。

【符号の説明】

５…シリンダ、 １１…ローラ、 １６…圧縮室、 １５…ブレード、 ５０…スラストリング、 １２…内腔部、 ８ｂ…スラストリング受け部、 １…密閉ケース、 ５０ａ…スラスト面、 ６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ…油溝、 ３７Ａ…油溜り部、 ６１…給油通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/344 351 F04C 18/30 F04C 29/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダと、このシリンダ内に偏心配置さ
   れるローラと、このローラとシリンダとの間を軸方向に
   沿って複数の圧縮室に区画形成する螺旋状のブレードと
   を備え、シリンダに対してローラを公転運動させること
   により、被圧縮流体を一端側の圧縮室に吸込んで他端側
   の圧縮室へ圧縮して移送する流体圧縮機において、 上記ローラの吸込み側端面に、吸込み側軸方向へ向かっ
   て発生するスラスト力を受けるスラストリングを具備
   し、 上記ローラは、円筒体からなり、このローラの内周部に
   凹陥形成される内腔部が設けられ、この内腔部に圧縮室
   から吐出される高圧ガスを導入し、 上記スラストリングは、そのスラスト面に高圧ガスを導
   入して吐出側軸方向へのスラスト力を得る段差部が設け
   られ、この段差部の外径寸法（φＤdo）は上記ローラの
   内径寸法（φＤri）よりも大きく（φＤdo＞φＤri）形
   成される ことを特徴とする流体圧縮機。
2. 【請求項２】上記スラストリングは、その外径寸法（φ
   Ｄso）が上記ローラの外径寸法（φＤro）よりも大きく
   （φＤso＞φＤro）形成されることを特徴とする請求項
   １記載の流体圧縮機。
3. 【請求項３】上記スラストリングは、その外径寸法（φ
   Ｄso1 ）が上記シリンダの内径寸法（φＤci）よりも小
   さく（φＤso1 ＜φＤci）形成されることを特徴とする
   請求項１記載の流体圧縮機。
4. 【請求項４】上記スラストリングは、上記ローラと一体
   形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれかに記載の流体圧縮機。