JPH02149788A

JPH02149788A - 圧縮機

Info

Publication number: JPH02149788A
Application number: JP30245788A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayano; 早野　誠; Kanji Sakata; 坂田　寛二; Hitoshi Hattori; 仁司服部; Naoya Morozumi; 尚哉両角; Masayuki Okuda; 正幸奥田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2804053B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、例えば冷凍サイクルにおける冷媒ガスのよ
うな流体を圧縮するための圧縮機に係り、特にヘリカル
ブレード方式の圧縮機に関する。

（従来の技術）密閉型圧縮機の一方式として、ヘリカルブレード方式が
知られている。ヘリカルブレード方式の圧縮機は基本的
にシリンダと、シリンダの内側に偏心して配置され、周
面にピッチが徐々に変化する螺旋状の溝が形成されたピ
ストンと、上記の溝に挿入されたブレードと、ピストン
をシリンダに対して相対的に旋回運動（偏心回転運動）
させる手段とを主体として構成される。

シリンダとピストンとの間には被圧縮流体を圧縮するた
めの動作室が形成され、この動作室はブレードはその容
積が長手方向に沿って徐々に変化する複数の密閉空間に
仕切られる。シリンダ及びピストンの両端は、主軸受及
び副軸受に回転自在に支持されている。また、副軸受に
は動作室に連通した吐出ボートが形成されている（第６
図参照）。

このような構成でモータによりシリンダとピストンを相
対的に旋回運動させると、動作室に吸込まれた被圧縮流
体は順次容積の小さい密閉空間に移動することによって
徐々に圧縮され、最終的に吐出ポートを通して吐出され
る。

しかしながら、このような構造の圧縮機においてはシリ
ンダに対するピストンの偏心量（ρｌ　　、Ｑ：ｌ、第
５図参照）を大きくすると、ピストンの周面に形成され
た溝内を摺動しつつ出入りするブレードの幅を大きくす
る必要があり、ブレードがその両側の密閉空間の差圧に
より変形し易くなるため、偏心量をあまり大きくするこ
とはできない。このため第５図に示すように副軸受に設
けられた吐出ボートの径を大きくすると、吐出ポートの
一部がピストンの端面で塞がれてしまう。

従って、吐出ポートの径を大きくすることができず、吐
出流体、すなわち圧縮後の被圧縮流体に対する流路抵抗
が大きくなっていた。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、従来のヘリカルブレード方式の圧縮機
では、吐出ボートの径を大きくすることができないため
、吐出流体に対する流路抵抗が増大するという問題があ
った。

本発明は、吐出ボートの大きさを十分に確保することが
可能であって、吐出流体に対する流路抵抗を低減できる
圧縮機を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決するために、シリンダと、この
シリンダの内側に偏心して配置され、シリンダとの間に
被圧縮流体が導入される動作室を形成するとともに、周
面に螺旋状の溝が形成されたピストンと、このピストン
をシリンダに対して相対的に旋回運動させる手段と、前
記溝に挿入され、シリンダの内面に密着されることによ
って動作室を容積が長平方向に沿って徐々に嚢化する複
数の密閉空間に仕切るブレードとを備えたことを特徴と
する圧縮機において、圧縮後の被圧縮流体（吐出流体）
を動作室から吐出させるための吐出ポートをシリンダに
形成したことを特徴とする。

（作　用）このように構成された圧縮機においては、吐出ボートを
シリンダに対するピストンの偏心量に制限されることな
く大きくすることが可能となり、吐出流体に対する流路
抵抗は著しく低減される。

また、シリンダに形成された吐出ポートから出る吐出流
体はシリンダ及びピストンの半径方向に吐出され、シリ
ンダとピストンとの相対旋回運動による遠心分離作用が
働くため、冷媒ガスのような吐出流体中に含まれる油が
分離される。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る圧縮機の断面図である
。同図に示すように、密閉ケース１０内に、ケース１０
の内壁面に固定されたステータ１２及びステータ１３の
内側に配置されたロータ１３からなるモータ部１１と、
このモータ部１１によって駆動される圧縮部１４が設け
られている。

圧縮部１４はシリンダ１５と、このシリンダ１５内に偏
心して配置されたピストン１６及びケース１０の内壁面
に対向して設置された一対の軸受１７ａ、１７ｂ　（以
後、１７ａを主軸受、１７ｂを副軸受という）を主体と
して構成されている。主軸受１７ａ及び副軸受１７ｂは
筒状部を有し、その筒状部の外周面にシリンダ１５の両
端が嵌合されている。シリンダ１５の中間部はロータ１
３に固定されている。また、ピストン１６の両端は軸受
１７ａ、１７ｂの筒状部の内側に嵌挿されている。この
場合、シリンダ１５の回転中心軸ｇ、に対し、ピストン
１６の回転中心軸ｇ２は所定量だけずれている。シリン
ダ１５とピストン１６との間の空間は、被圧縮流体を圧
縮させるための動作室２３となっている。

第２図はシリンダ１５とピストン１６とをピストン１６
を自転させることなく相対的に旋回運動させるためのオ
ルダム機構を示す斜視図であり、ピストン１６の主軸受
１７ａ側の円筒部外周面とシリンダ１５の内周面との間
に、補助円筒１８が圧入されている。また、補助円筒１
８の内側において、この補助円筒１８とシリンダ１５内
面の段差（異径段差差）により、軸方向の位置か規制さ
れた仕切り板１９がシリンダ１５内に圧入されている。

この仕切り板１９は方形孔１９ａ（これを第１の方形孔
という）を有し、またこの方形孔１９ａの周縁部は段差
を存している。この仕切り板１９に設けられた第１の方
形孔１９ａに、方形状のオルダムリング２０が仕切り板
１９と平行な面内の第１の方向Ｘに摺動可能に嵌入され
ている。

このオルダムリング２０は方形孔２０ａ（これを第２の
方形孔という）を有する。そして、ピストン１６のオル
ダムリング２０に対向する位置に、第２の方形孔２Ｏａ
内を仕切り板１９と平行な面内でかつ第１の方向Ｘと垂
直な第２の方向ｙに摺動可能に、角柱部１６ａが形成さ
れている。

このような機構により、ロータ１３の回転はシリンダ１
５に伝達された後、さらに仕切り板１９及びオルダムリ
ング２０を介してピストン１６に伝達される。この場合
、オルダムリング２０は仕切り板１９に対して第１の方
向Ｘに往復運動し、ピストン１６はオルダムリング２０
に対してオルダムリング２０の往復運動の方向とは垂直
な第２の方向ｙに往復運動する。従って、ピストン１６
は自転することなくシリンダ１５の内面に転接して相対
的に旋回運動する。この場合、ピストン１６は自転はし
ないから、シリンダ１５とピストン１６の回転数は一致
する。

ピストン１６には主軸受１７ａ側の一端から副軸受１７
ｂ側に向かって徐々にピッチが増加する螺旋状の？：Ａ
２１が形成されている。そして、この溝２１にブレード
２２が挿入されている。ブレード２２は外周端縁がシリ
ンダ】５の内面に密着して転接し、ピストン１６と共に
回転しながらピストン１６の旋回運動に追従して溝２１
内を摺接して上下に出入りする可能となっている。また
、ブレード２２は本実施例では第３図に示すように複数
枚の板材の積層体からなっている。

主軸受１７ａには動作室２３の一端側に通じる中空部２
４が形成されており、この中空部２４には吸込ポート２
５が接続されている。一方、シリンダ１５の副軸受１７
ｂ側に寄った位置には、動作室２３の他端側に連通する
吐出ポート２６が形成されている。すなわち、動作室２
３の他端側は吐出ポート２６を通して密閉ケース１０内
に連通している。密閉ケース１０には吐出バイブ２７が
接続されている。

上記の構成において、モータ部１１によってシリンダ１
５を回転させると、吸込バイブ２５から中空部２４を通
して動作室２３内に導入された被圧縮流体は、ブレード
２２によって容積が徐々に小さくなっている密閉空間に
仕切られた動作室２３を移動する間に徐々に圧縮され、
最終的に吐出ポート２６から密閉ケース１０内を通って
、吐出バイブ２７から吐出される。

ここで、吐出ポート２６はシリンダ１５に形成されてい
るため、吐出ポートを副軸受に形成した場合に比較して
その大きさ（径）を格段に太き（とることができる。こ
れにより吐出流体に対する流路抵抗が低減される。

しかも、吐出ポート２６からの吐出流体はシリンダ１５
及びピストン１６の半径方向に吐出されるため、シリン
ダ１５とピストン１６との相対旋回運動による遠心分離
作用によって、吐出流体中に含まれる油を分離できると
いう副次的な効果が期待できる。

また、従来の圧縮機ではオルダム機構がシリンダの内面
に溶接または接着材によって固定されたオルダムピンと
、オルダムリングによって構成されているため、オルダ
ムビンを溶接した場合はシリンダに歪が生じ、また接着
材を用いた場合はガスの漏れが生じるという問題があっ
たが、本実施例では第２図に示したようにシリンダ１５
内面に圧入された仕切り板１９とオルダムリング２０及
び角柱部１６ａによってオルダム機構が構成されている
ため、上述した従来のオルダム機構の問題点が解決され
る。

さらに、仕切り板１９を吸込側に設けたことにより、仕
切り板１９及びオルダムリング２０によってピストン１
６に働く吸込圧と吐出圧との差によるスラスト力を受け
てピストン１６を軸方向に固定することができるので、
オルダム機構とは別にスラスト力を受けてピストンの固
定を行なうための部材を設ける必要がなく、構成が簡単
となる。

また、本実施例ではブレード２２が復数の板材の積層体
により構成されているため、ブレード２２のピッチが大
きい部分に大きなねじれ力が生じても、板材どうしが互
いに半径方向に摺動することによって、ピストン１６上
の溝２１とブレード２２との間の隙間が少なくなる。従
って、動作室２３の隣接する密閉空間相互間での流体の
漏れが減少し、圧縮効率が向上する。

第４図は本発明の他の実施例に係る圧縮機の断面図であ
り、先の実施例と異なるところはピストン１６上の溝３
１をほぼ等ピッチとするとともに、ブレード３２におい
て動作室２３を仕切る作用を持たない部分を動作室２３
の長手方向に選択的に設けた点にある。なお、図ではブ
レード３２にシリンダ１５の内面に密着しない部分を動
作室２３の長手方向に選択的に形成したが、要は溝３１
が等ピッチでも、不等ピッチの溝２１を用いた前記実施
例と同様に動作室２３を長手方向に容積が徐々に変化す
る複数の密閉空間に仕切ることができるようにブレード
３２を構成すればよい。

本実施例によれば、螺旋状の溝３１のピッチをほぼ等ピ
ッチにすることができるため、ブレード３２のねじれが
少なくなり、ブレード３２は溝３１内をスムーズに摺動
することができるようになる。従って摺動損失が低減さ
れ、圧縮効率が向上するという利点がある。

［発明の効果］本発明によれば、吐出ボートをシリンダに形成したこと
によって、シリンダに対するピストンの偏心量によって
制限されずに吐出ポートを大きくすることができ、それ
によって吐出流体に対する流路抵抗を著しく低減するこ
とができる。

また、この吐出ポートからの吐出流体にはシリンダとピ
ストンとの相対旋回運動による遠心分離作用が働くため
、冷媒ガスのような吐出流体中に含まれる油を分離する
ことができ、圧縮機にフィルタ効果を持たせることも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る圧縮機の断面図、第２
図は同実施例におけるオルダム機構の構成を示す斜視図
、第３図は同実施例におけるブレードの構成を示す図、
第４図は本発明の他の実施例に係る圧縮部の断面図、第
５図は従来のヘリカルブレード方式の圧縮機における主
要部の断面図である。１０・・・密閉ケース、１１・・・モータ部、１２・・
・ステータ、１３・・・ロータ、１４・・・圧縮部、１
５・・・シリンダ、１６・・・ピストン、１６ａ・・・
角柱部、１７ａ、１７ｂ・・・軸受、１８・・・補助円
筒、１９・・・仕切り板、１９ａ・・・第１の方形孔、
２０・・・オルダムリング、２０ａ・・・第２の方形孔
、２１・・・螺旋状の溝、２２・・・ブレード、２３・
・・動作室、２４・・・中空部、２５・・・吸込みパイ
プ、２６・・・吐出ボート、２７・・・吐出バイブ、３
１・・・螺旋状の溝、３２・・・ブレード。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦／２２蘂　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被圧縮流体を吐出するための吐出ポートが形成さ
れたシリンダと、このシリンダの内側に偏心して配置され、シリンダとの
間に被圧縮流体が導入される動作室を形成するとともに
、周面に螺旋状の溝が形成されたピストンと、このピストンを前記シリンダに対して相対的に旋回運動
させる手段と、前記溝に挿入され、前記シリンダの内面に密着されるこ
とによって前記動作室を容積が長手方向に沿って徐々に
変化する複数の密閉空間に仕切るブレードとを備えたこ
とを特徴とする圧縮機。
（２）シリンダと、このシリンダの内側に偏心して配置され、シリンダとの
間に被圧縮流体を圧縮するための動作室を形成するとと
もに、周面に螺旋状の溝が形成されたピストンと、このピストンを前記シリンダに対して相対的に旋回運動
させる手段と、前記溝に挿入され、前記シリンダの内面に密着されるこ
とによって前記動作室を容積が長手方向に沿って徐々に
変化する複数の密閉空間に仕切るブレードとを備えた圧
縮機において、前記ピストンを前記動作室外で前記シリンダ内に固定さ
れた、第１の方形孔を有する仕切り板と、前記第１の方形孔に前記仕切り板と平行な面内の第１の
方向に摺動可能に嵌入された、第２の方形孔を有するオ
ルダムリングと、前記第２の方形孔内を前記面内でかつ前記第１の方向と
垂直な第２の方向に摺動可能に、前記動作室外で前記ピ
ストンに形成された角柱部とを有することを特徴とする
圧縮機。
（３）シリンダと、このシリンダの内側に偏心して配置され、シリンダとの
間に被圧縮流体を圧縮するための動作室を形成するとと
もに、周面に螺旋状の溝が形成されたピストンと、このピストンを前記シリンダに対して相対的に旋回運動
させる手段と、前記溝に挿入され、前記シリンダの内面に密着されるこ
とによって前記動作室を容積が長手方向に沿って徐々に
変化する複数の密閉空間に仕切るブレードとを備えた圧
縮機において、前記ブレードは複数枚の板材の積層体からなることを特
徴とする圧縮機。
（４）シリンダと、このシリンダの内側に偏心して配置され、シリンダとの
間に被圧縮流体を圧縮するための動作室を形成するとと
もに、周面に螺旋状の溝が形成されたピストンと、このピストンを前記シリンダに対して相対的に旋回運動
させる手段と、前記溝に挿入され、前記シリンダの内面に密着されるこ
とによって前記動作室を容積が長手方向に沿って徐々に
変化する複数の密閉空間に仕切るブレードとを備えた圧
縮機において、前記溝はほぼ等ピッチに形成され、前記ブレードは前記
動作室を仕切る作用を持たない部分を動作室の長手方向
に選択的に有することによって、動作室を前記複数の密
閉空間に仕切ることを特徴とする圧縮機。
（５）シリンダと、このシリンダの内側に偏心して配置され、シリンダとの
間に被圧縮流体を圧縮するための動作室を形成するとと
もに、周面に螺旋状の溝が形成されたピストンと、このピストンを前記シリンダに対して相対的に旋回運動
させる手段と、前記溝に挿入され、前記シリンダの内面に密着されるこ
とによって前記動作室を容積が長手方向に沿って徐々に
変化する複数の密閉空間に仕切るブレードとを備えた圧
縮機において、前記溝はほぼ等ピッチに形成され、前記ブレードは前記
シリンダの内面に密着しない部分を前記動作室の長手方
向に選択的に有することによって、動作室を前記複数の
密閉空間に仕切ることを特徴とする圧縮機。