JPH02176183A - 流体圧縮機 - Google Patents

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１−１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
流体圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来より圧縮機としてレシプロ方式、ロータリ方式など
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部の構造が複雑であり、また部品
点数も多い。さらには、このような従来の圧縮機では圧
縮効率を高めるためには、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、逆止弁からガスリークが生じ品く圧縮効率が低
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める必要があり、そのため
製造コストが高くなるということがある。

このような欠点を除去するために本件出願人は特願昭６
３−１７０６９２号（未公開）に示される流体圧縮機を
提案した。この圧縮機は第６図乃至第８図に示すように
構成されている。すなわち、第６図中１は圧縮機を示し
、この圧縮機１は密閉ケース２と、この密閉ケース２内
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とを嬬えている。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。

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
定された軸受体８．９により回転自在に支持されており
、この軸受体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。

上記シリンダ７内には、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１０がシリンダ
７の軸方向に沿って配設されている。このピストン１０
は、その中心軸Ａがシリンダ７の中心軸Ｂに対して距、
！ｉｌｅだけ偏心して配置されており、ピストン１０の
外周面の一部はシリンダ７の内周面に接触している。そ
して、ピストン１０の両端部は上記軸受体８．９にそれ
ぞれ回転自在に支持されている。

また、ピストン１０の一端部の外周には係合溝１１が形
成されており、この係合溝１１には、シリンダ７の内周
面から突出した駆動ピン１２がシリンダ７の径方向に沿
って挿入されている。したがって、電動要素３に通電し
てシリンダ７がロータ６と一体的に回転駆動されると、
シリンダ７の回転力は上記駆動ビン１２を介してピスト
ン１２に伝達される。それによって、ピストン１０はシ
リンダ７内でその一部がシリンダ７の内面に接触した状
態で内転する。

上記ピストン１０の外周面には、第７図に示すように軸
方向はぼ全長にわたる螺旋状の満１３が形成されている
。この螺旋状の溝１３のピッチは、第７図の右側から左
側、つまりシリンダ７の吸込側から吐出側に向かって徐
々に小さく形成されている。

上記ピストン１０の溝には第８図に示す螺旋状のブレー
ド１４が嵌め込まれている。このブレード１４は合成樹
脂であるふっ素樹脂材料からなるもので、適度な弾性を
有している。そして、このブレード１４の厚さｔは上記
螺旋状の溝１３とほぼ一致しており、ブレード１４の各
部分は溝１３に対してピストン１０の径方向に沿って進
退自在になっている。また、ブレード１４の外周面はシ
リンダ３の内周面に密着した状態でシリンダ７の内周面
上をスライドする。なお、ブレード１４はその弾性を利
用してねじ込むことにより上記溝１３に装るされる。

そして、上記シリンダ７の内周面とピストン１０の外周
面との間の空間は、上記ブレード１４によって複数の作
動室１５に仕切られている。つまり、各作動室１５はブ
レード１４の隣り合う２つの巻き間に形成されている。

このようにして形成された各作動室１５の容積は、シリ
ンダ７の吸込側から吐出側に行くにしたがって徐々に小
さくなっている。

また、シリンダ７の吸込側に位置する軸受体８にはシリ
ンダ７の軸方向に伸びる吸込孔１６が貫通している。こ
の吸込口１６の一端はシリンダ７の中に開口しており、
他端には冷凍サイクルの吸込チューブ１７が接続されて
いる。また、他方の軸受体９には吐出通路１８が形成さ
れている。この吐出通路１８の一端はシリンダ７内の吐
出端側に開口している。

上記ピストン１０には、その軸方向に沿って圧力導入通
路１９が穿設されている。この圧力導入通路１９の一端
は吐出側の軸受体９に形成された通路２０を介して密閉
ケース２のａｌ滑オイル２１が溜められた底部に連通し
、他端はピストン１０に形成された螺旋状の溝１３の底
に開口している。

それによって、密閉ケース２内の圧力が上昇すると、上
記潤滑オイル２１は吐出側の軸受体９の通路２０と上記
圧力導入通路１９を通って上記螺旋状の溝１３の底とブ
レード１４との間の空間に導入される。

なお、上記密閉ケース２には吐出チューブ２２が接続さ
れている。

ところで、このような構成の流体圧縮機においては、高
圧流体が吐出される密閉ケース２の内部空間と、密閉ケ
ース２の内部空間に比べて低圧なシリンダ７の内部空間
とが軸受体９に穿設された吐出通路１８を介して常時連
通している。そのため、運転を停止したときに、密閉ケ
ース２内の高圧流体が上記吐出通路１８からピストン１
０を逆回転させながらシリンダ７内に逆流することが避
けられない。

そのため、運転＋１開時におけるピストン１０に加わる
負１：ｒが大きくなるから、コントロール運転における
サイクル効率が低下するなどのことがある。

このような高圧流体の逆流を防止するには、上述したよ
うに上記吐出通路１８に逆止弁を設けることが行われて
いる。しかしながら、逆止弁を設けることはコストの上
昇を招くばかりか、ガスのリークが発生し易いなどのこ
とがある。

（発明が解決しようとする課題） このように、螺旋状のブレードを圧縮要素として用いた
先行技術においては、運転停止時に高圧流体がシリンダ
内に逆流するということがあった。

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、逆上弁を用いずに高圧流体の逆流を
防止することができるようにした流体圧縮機を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段及び作用）上記課題を解決
するためにこの発明は、密閉ケースと、この密閉ケース
内に両端がそれぞれ軸受体に回転自在に外嵌支持されて
設けられた吸込端側と吐出端側とを有するシリンダと、
このシリンダの吐出端側を支持した一ノｊの軸受体を軸
方向にスライド自在かつ上記シリンダの吸込端側に弾性
的に付勢して支持した弾性部材と、上記シリンダ内にシ
リンダの軸方向に沿うとともに偏心して配置されその一
部が上記シリンダの内周面に接した状態で上記シリンダ
と相対的に回転可能な円柱状の回転体と、この回転体に
形成された螺旋状の溝と、この溝に回転体のほぼ径方向
に出入自在に嵌め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間の空間を複数の作動室に区画する
ブレードと、上記シリンダと上記回転体とを相対的に回
転させシリンダの吸込端側から上記作動室に流入した流
体をシリンダの吐出端側の作動室へ順次移送する駆動手
段と、上記一方の軸受体の外周面と上記シリンダの吐出
端側の内周面との間に形成され吐出端側の作動室に移送
されてきた流体の圧力で上記一方の軸受体が上記弾性部
材の復元力に抗してスライドすることにより吐出端側の
作動室をシリンダの外部に連通させる連通部とを具備す
る。

そして、運転が停止されてシリンダ内の圧力が几下する
と、上記吐出端側の軸受体が弾性部材の復元力で吸込端
側にスライドし、上記シリンダの内部空間と密閉ケース
の内部空間との連通状態を遮断するようにした。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明する。なお、第６図に示す構成と同一部分には同
一記号を付して説明を省略する。

すなわち、この発明は、シリンダ７を回転自在に支持し
た一対の軸受体８．９のうち、吐出端側に位置する軸受
体９の円柱状の受は部９ａが上記シリンダ７に対して軸
方向にスライド自在に嵌挿されている。この受は部９ａ
の外周面には、輔方向の一端から他端に設けられた鍔部
９ｂに到る溝からなる連通部３１が形成されている。

上記軸受体９の鍔部９ｂ側の端面には一対の突起３２（
一方のみ図示）が突設されている。これらの突起３２は
弓形状に湾曲した板ばねからなる弾性部材３３に穿設さ
れた係合孔３４に嵌合されている。上記弾性部材３３の
両端部には四部３５が形成され、これらの四部３５は密
閉ケース２の上記軸受体９が対向する一方の端面に回前
された支持部材３６のガイド部３７にスライド自在に係
合保持されている。

上記軸受体９は上記弾性部材３３の復元力によって吸込
端側に付勢されている。上記シリンダ７内の圧力が低い
ときには、上記軸受体９は弾性部材３３の付勢力によっ
て第２図に示すように鍔部９ｂの一側面がシリンダ７の
端面に圧接し、それによって一端がシリンダ７の内部に
連通した連通部３１の他端は閉塞されている。上記シリ
ンダ７内の圧力が上昇すると、軸受体９が第３図に矢印
Ｚで示すように弾性部材３３をその復元力に抗して変形
させなからスライドし、それによって上記軸受体９の鍔
部９ｂの一側面がシリンダ７の端面から離間する。した
がって、連通部３１の他端が密閉ケース２の内部空間に
連通ずるから、この連通部３１によってシリンダ７と密
閉ケース２の内部空間とが連通ずることになる。

このような構成の流体圧縮機によれば、電動要素３を作
動させて運転を開始すると、ピストン１０のブレード１
４によってシリンダ７内の吸入端側から吐出端側へ圧縮
されながら移送されてくる流体の圧力によって吐出端側
の軸受体９が第３図に示すように弾性部材３３を変形さ
せながら矢印Ｚ方向にスライドする。したがって、上記
軸受体９に形成された連通部３１は第２図に示す閉塞さ
れた状態から第３図に示す開放された状態となるから、
シリンダ７内を移送されてきた流体は上記連通部３１か
ら密ＶＩ！ケース２内へ流れ、吐出チューブ２２から流
出することになる。

一方、電動要；ａ３の運転を停止すると、それと同時に
シリンダ７内の流体の圧力が低下する。そのため、軸受
体９は弾性部材３３の復元力によって第３図に矢印Ｚで
示す方向と逆方向にスライドし、第２図に示すようにそ
の鍔部９ｂの一側面がシリンダ７の端面に当接する。そ
れによって、上記軸受体９に形成された連通部３１が閉
塞されるから、密閉ケース２内の高圧流体が上記連通部
３１を通ってシリンダ７内へ逆流するのが防止される。

なお、上記−実施例では軸受体９の受は部９ａの外周面
に軸方向に沿う溝を形成して連通部３１としたが、第４
図に示すように軸受体９の受は部９ａをボールベアリン
グやニードルベアリングなどのころがり軸受４１を介し
てシリンダ７の吐出端側に回転自在かつ軸方向にスライ
ド自在に設ける。上記ころがり軸受４１はその厚さ方向
に流体が流通するから、上記軸受体９が軸方向にスライ
ドすることによってシリンダ７の内部空間を密閉ケース
２の内部空間に連通あるいは遮断する連通部３１として
利用することができる。

また、軸受体９をシリンダ７の軸方向にスライド自在か
つシリンダ７の吸込端側に弾性的に付勢して設ける手段
は、第５図に示すように密閉ケース２の端面に複数のガ
イド軸４２を突設し、これらのガイド軸４２を軸受体９
の鍔部９ｂに穿設されたガイド孔４３にスライド自在に
嵌挿するとともに、上記密閉ケース２の端面と鍔部９ｂ
との間に弾性部材３３を介装するようにしてもよい。

なお、弾性部材３３としては板ばねであっても、コイル
ばねであってもよく、その種類はなんら限定されない。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明は、圧縮機の運転を停止して
シリンダ内の流体の圧力が低下すると、シリンダの吐出
端側を回転自在に支持した軸受体を弾性部材の復元力で
上記シリンダの吸込端側に付勢し、上記シリンダの吐出
端側の作動室をシリンダの外部空間と遮断するようにし
た。したがって、運転停止時に密閉ケース内の高圧流体
がシリｑ ンダ内ｌ逆流するのを確実に防止することができしかも
そのための構成も簡単であるなどの利点をＨする。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す流体圧縮機の断面図
、第２図は同じく連通部が閉塞された状態のシリンダ端
部の断面図、第３図は同じ（連通部が開放された状態の
断面図、第４図はこの発明の他の実施例を示すシリンダ
端部の断面図、第５図はこの発明のさらに他の実施例を
示すシリンダ端部の断面図、第６図は従来の流体圧縮機
の断面図、第７図は同じくピストンの側面図、第８図は
同じくブレードの側面図である。 ２・・・密閉ケース、３・・・電動要素（駆動手段）、
７・・・シリンダ、８．９・・・軸受体、１３・・・螺
旋状の溝、１４・・・ブレード、１５・・・作動室、３
１・・・連通部、′３′う・・・弾性部キイ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密閉ケースと、この密閉ケース内に両端がそれぞれ軸受
   体に回転自在に外嵌支持されて設けられた吸込端側と吐
   出端側とを有するシリンダと、このシリンダの吐出端側
   を支持した一方の軸受体を軸方向にスライド自在かつ上
   記シリンダの吸込端側に弾性的に付勢して支持した弾性
   部材と、上記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その一部が上記シリンダの内周面
   に接した状態で上記シリンダと相対的に回転可能な円柱
   状の回転体と、この回転体の外周に形成された螺旋状の
   溝と、この溝に回転体のほぼ径方向に出入自在に嵌め込
   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
   間の空間を複数の作動室に区画するブレードと、上記シ
   リンダと上記回転体とを相対的に回転させシリンダの吸
   込端側から上記作動室に流入した流体をシリンダの吐出
   端側の作動室へ順次移送する駆動手段と、上記一方の軸
   受体の外周面と上記シリンダの吐出端側の内周面との間
   に形成され吐出端側の作動室に移送されてきた流体の圧
   力で上記一方の軸受体が上記弾性部材の復元力に抗して
   スライドすることにより吐出端側の作動室をシリンダの
   外部に連通させる連通部とを具備したことを特徴とする
   流体圧縮機。