JPH02259293A

JPH02259293A - コンプレッサ

Info

Publication number: JPH02259293A
Application number: JP7864189A
Authority: JP
Inventors: Satoru Oikawa; 及川　覚; Toshitsune Inoue; 井上　年庸; Kanji Sakata; 坂田　寛二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-22

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、空気調和機や冷凍機等の冷凍サイクルに組
み込まれるコンプレッサに係り、特にその圧縮機部に採
用されるヘリカルブレードのブレード構造に関する。

（従来の技術）室内を冷暖房する空気調和機や、冷蔵庫、ショーケース
等の各種冷凍機には冷凍サイクルが備えられており、こ
の冷凍サイクルには循環冷媒を圧縮するコンプレッサが
組み込まれている。従来この種のコンプレッサとしてレ
シプロタイプあるいはロータリタイプのコンプレッサが
良く知られている。

これらのコンプレッサは密閉ケーシング内に電動機部と
圧縮機部とを組み込んでおり、電動機部で発生した回転
駆動力をクランクシャフトを介して圧縮機部に伝達し、
圧縮機部を駆動させ、冷媒ガスを圧縮させるようになっ
ている。

しかしながら、従来のコンプレッサは、電動機部からの
回転駆動力を圧縮機部に伝達するクランクシャフト等の
中間動力伝達機構が必要となって部品点数が多く、圧縮
機部の構造が複雑であったり、また、圧縮効率を高める
ために圧縮機部の吐出側に逆止弁を設ける必要があった
。逆止弁を設けた場合、弁両サイドの圧力差が非常に大
きく、この圧力差により冷媒ガスのリークが発生し易く
、このガスリークにより圧縮効率を向上させることが困
難である。

一方、最近、レジタロタイブやロータリタイプのコンプ
レッサに代りヘリカルブレードを採用した新しいタイプ
のコンプレッサが開発されつつある（本出願人に係る特
願平１−２１１６５号明細書および図面参照）、このコ
ンプレッサは密閉ケーシング内に収容される圧縮機部を
、スリーブ状シリンダと、ローラピストンと、ローラピ
ストンに巻装されてシリンダ内周壁に内接可能なヘリカ
ルブレードとを組み合せて構成される。このコンプレッ
サは電動機部の回転駆動力を圧縮機部に伝達するのにク
ランクシャフト等の動力伝達機構が不要になるため注目
されている。

ヘリカルブレードを採用したコンプレッサは、ローラピ
ストンに形成される不等ピッチのヘリカル溝内にヘリカ
ルブレードを出没させる一方、このヘリカルブレードと
ローラピストンとの間に複数の多段構造の圧縮室を形成
しており、この圧縮室で吸込まれた冷媒を順次連続的に
圧縮するようになっている。

（発明が解決しようとする課題）従来のレシプロタイプやロータリタイプのコンプレッサ
では、クランクシャフト等の動力伝達機構や逆止弁機構
などを必要として部品点数が多く、圧縮機部の構造がＷ
Ｉ雑で組立てが困難であった。また、圧縮効率を向上さ
せるために、各部品の寸法精度や加工・組立精度を高く
する必要があり、結果的にコストアップを招いていた。

また、最近開発されつつあるヘリカルブレードを採用し
たコンプレッサは、ヘリカルブレード１のブレード幅が
第８図に展開状態で示すように冷媒吸込側から冷媒吐出
側に向って漸次狭くなるように形成される一方、上記ヘ
リカルブレード１はブレード側壁に沿いほぼ全周わたっ
て高圧油圧溝２が閉サイクルを描くように設けられる。

このように、ヘリカルブレード１のブレード幅は冷媒吸
込側が広いため、ヘリカルブレードをローラピストンの
ヘリカル溝に出没させる際、冷媒吸込側のヘリカルブレ
ードの変形最が大きい。この大きな変形のために、高圧
油圧溝２から高圧潤滑油が圧縮室内に漏出し、圧縮室へ
の冷媒ガスの吸込ｍが実質的に減少したり、また、潤滑
油を圧縮室内で圧縮することになるため、余分な動力を
必要とする等の問題があった。

この発明は上述した事情を考慮してなされたもので、部
品点数を少なくして圧縮機部の構造を簡素化し、圧縮効
率を向上させ、コストダウンを図るようにしたコンプレ
ッサを提供することを目的とする。

この発明の他の目的は、ヘリカルブレードの変形を容易
にし、かつ圧縮室内への高圧潤滑油の漏洩を未然に防止
し、体積効率を向上させたコンプレッサを提供するにあ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明に係るコンプレッサは、上述した課題を解決す
るために、密閉ケーシング内に圧縮機部を収容したコン
プレッサにおいて、上記圧縮機部はスリーブ状シリンダ
と、このシリンダ内の偏心位置に回転可能に支持された
ローラピストンと、このローラピストンのヘリカル溝内
に出没自在に設けられたヘリカルブレードとを有し、上
記ヘリカルブレードとローラピストンとの間に圧縮室を
形成する一方、前記ヘリカルブレードはほぼブレ−ド側
壁に沿って形成される周側溝を相互に独立した複数の溝
に分割したものである。

また、このコンプレッサは、上述した従来技術が有する
課題を解決するために、ヘリカルブレードは周側溝を圧
縮室の冷媒吸込側であるブレード吸込側と圧縮室の冷媒
吐出側であるブレード吐出側とに分割し、ブレード吸込
側の分割溝内圧力をブレード吐出側分割溝内圧力より小
さくしたものである。

さらに、上述した従来技術が有する課題を解決するため
に、ヘリカルブレードの周側溝は、圧縮室の冷媒吸込側
に形成されるブレード吸込側分割溝をシリンダ内周面と
の間で閉塞される空隙に構成し、残りの分割溝を高圧油
に連通ずる油圧溝としたものである。

（作用）このコンプレッサは密閉ケーシング内に収容される圧縮
機部をスリーブ状シリンダとローラピストンとヘリカル
ブレードとを組み合せて形成したので部品点数が少なく
、回転駆動力を伝達するクランクシャフト等の動力伝達
機構が不要となり、その分、途中のメカロスを解消でき
、圧縮効率を向上させるとともに、圧縮機部の構造を簡
素化してコストダウンを図ることができる。

また、圧縮機部に組み込まれるヘリカルブレードはロー
ラピストンとの間に圧縮室を形成する一方、はぼブレー
ド側壁に沿って形成される周側溝を相互に独立した複数
の溝に分割したので、この分割溝でヘリカルブレードの
変形を吸収し、高圧ｒＩＩ滑油が圧縮室内へ漏洩するの
を有効かつ未然に防止でき、その体積効率を向上させる
ことができる。特に、ヘリカルブレードの周側溝をブレ
ード吸込側とブレード吐出側とに分割し、ブレード吸込
側の分割溝内圧力をその吐出側分割溝内圧力より小さく
した場合には、ヘリカルブレードはブレード吸込側での
変形が容易になり、その部分での圧縮室へのリークを確
実に防止し、体積効率の向上を図ることができる。

（実施例）以下、この発明に係るコンプレッサの一実施例について
添付図面を参照して説明する。

第１図は空気調和機や冷凍機等の冷凍サイクルに組み込
まれるコンプレッサに係り、このコンプレッサは密閉ケ
ーシング１０内に電動機部１１と圧縮機部１２とをほぼ
同心円状に収容している。

電１ｌＩ１１部１１は密閉ケーシング１０の内周壁に圧
入等により固定されるステータ１３と、このステータ１
３内に収容されるロータ１４とを有し、このロータ１４
は圧縮機部１２のスリーブ状シリンダ１５に軸装され、
回転一体に支持される。

圧縮機部１２は電動機部１１の中央部に配置され、スリ
ーブ状シリンダ１５と、このシリンダ１５内の偏心位置
に回転自在に支持されたロッド状のローラピストン１６
と、このローラピストン１６のブレード溝としてのヘリ
カル溝１７内に出没自在に設けられたヘリカルブレード
１８とを有する。前記シリンダ１５とローラピストン１
６は密閉ケーシング１０の端壁に固定されたベアリング
２０．２１により、偏心１ｅを有して回転自在に支持さ
れ、かつ両者は作動ビン２２および係合溝２３により相
互に連係され、一体内に回転せしめられる。

また、ローラピストン１６のヘリカル溝１７はヘリカル
状に成形される隔壁２４により画成される。隔壁２４は
Ｏ−ラピストン１６と一体あるいは一体的に設けられる
。前記ヘリカル溝１７とこのヘリカル溝１７に出没自在
のヘリカルブレード１８は相互に補形をなすとともに、
ヘリカルブレード１８は例えばフッ素系樹脂材料により
成形され、その外周面はシリンダ１５の内周壁面に内接
触している。ヘリカル溝１７の溝幅やヘリカルブレード
１８のブレード幅は一側から他側のブレード巻き方向に
向って漸次小さくなるように成形され、ローラピストン
１６のヘリカル溝１７やヘリカルブレード１８はヘリカ
ル巻き方向のピッチが不等ピッチに形成される。

一方、前記ローラピストン１６とヘリカルブレード１８
とにより、ブレード溝１７内に第２図に示すように作動
室としてほぼ三日月状をなす圧縮室２５が形成され、こ
の圧縮室２５は隔壁２４により仕切られて複数の多段式
連続圧縮構造とされ（第３図参照）、−側に低圧側初段
の圧縮室２５ａが、他側に高圧側最終段の圧縮室２５ｎ
がそれぞれ形成され、初段の圧縮室２５ａに吸い込まれ
た冷媒は最終段の圧縮室２５ｎに向って順次連続的に圧
縮せしめられる。

符号２７は、一方のベアリング２０に設けられる吸込孔
であり、この吸込孔２７は密閉ケーシング１０に固着さ
れる吸込パイプ２８に連通され、この吸込パイプ２８か
ら吸込孔２７を通って低圧側初段の圧縮室２５ａに冷媒
ガスが吸い込まれる。

また、最終段側圧縮室２５ｎから延びる吐出孔２９は他
方のベアリング２１を通って密閉ケーシング１０内のチ
ャンバ３０に開口している。このチャンバ３０内に案内
された圧縮冷媒ガスは吐出パイプ３１を通りて密閉ケー
シング１０外に吐出されるようになっている。

また、密閉ケーシング１０の底部は潤滑油３２が貯溜さ
れており、この潤滑油３２はローラピストン１６の回転
に伴うポンプ作用により、オイル通路３３を経てローラ
ピストン１６の隔壁外周部に形成される油ポンプ室３４
に送られ、この油ポンプ室３４から圧縮機部１２の摺動
部に供給され、潤滑部をオイル潤滑している。

ところで、ヘリカルブレード１８は、第４図に示す展開
状態で示すように構成され、ブレード側壁に沿ってほぼ
全周にわたり周側溝３５が形成される。この周側溝３５
はヘリカルブレード１８の外周側に同口する一方、相互
に独立した複数の細長い溝３５ａ、３５ｂに分割される
。第４図では周側溝３５を圧縮室の冷媒吸込側（低圧初
段圧縮室２５ａ側）に位置されるブレード吸込側の分割
溝３５ａと、その冷媒吐出側（高圧最終段圧縮室２５ｎ
側）に位置されるブレード吐出側の分割溝３５ｂとに２
分割された例を示す。このうち、ブレード吸込側の分割
溝３５ａはシリンダ内周側壁との間で閉塞される空隙と
される一方、ブレード吐出側の分割溝３５ｂは油ポンプ
室３４に図示しない連通孔あるいは溝を介して連通し、
高圧油溝に形成される。

また、ヘリカルブレード１８を収容したローラピストン
１６はスリーブ状シリンダ１５の軸心から偏心しており
、この偏心状態でローラピストン１６が回転するために
、ヘリカルブレード１８は第５図および第６図に示すよ
うに、ヘリカル溝１７の溝端との間に間隙δの隙間３７
が発生する。

このＨ間３７の存在により、ローラピストン１６がシリ
ンダ１５内で回転するとき、ブレード吸込側の分割溝３
５ａが高圧であったり、この溝３５ａ内に高圧油が存在
すると、高圧油等が漏出し、低圧初段側圧縮室２５ａ内
に流入するおそれがあるが、この例では第４図に示すよ
うに、ブレード吸込側の分割溝３５８を独立した空隙と
したから、高圧になることもなく、高圧油漏洩等の不具
合を解消できる。

次に、ヘリカルブレードを採用したコンプレッサの作用
を説明する。

コンプレッサの電動機部１１に通電することにより、そ
のロータ１４が回転駆動され、このロータ１４と一体に
圧縮機部１２のシリンダ１５がベアリング２０．２１に
支持されて回転せしめられる。このシリンダ１５の回転
により作動ビン２２を介してａ−ラピストン１６も一体
的に回転する。

その際、ローラピストン１６はシリンダ１５の回転軸心
より所定の偏心量ｅだけ偏心して支持されており、その
結果、ローラピストン１６はシリンダ１５の内周壁に常
時内接するように回転し、圧縮機部１２は作動せしめら
れる。

この圧縮機部１２の作動により、吸込パイプ２８から吸
込孔２７を通って初段の圧縮１１２５ａに吸い込まれた
冷媒ガスは、ローラピストン１６の回転によりヘリカル
巻き方向に沿って次第にかつ連続的に圧縮されて漸次高
圧側圧縮室２５に移行して、最終段の圧縮室２５ｎから
圧縮された冷媒が吐出孔２９を経て密閉ケーシング１０
内チヤンバ３０に吐出され、続いてこのチャンバ３０か
ら吐出パイプ３１を経て密閉ケーシング１０外の図示し
ない冷凍サイクルに吐出される。

圧縮機部１２で冷媒の圧縮作用が行なわれると、ヘリカ
ルブレード１８はローラピストン１６の回転に伴ってヘ
リカル溝１７内を出没される。この出没作用により、ヘ
リカルブレード１８はブレード幅の広い冷媒吸込側での
変形が大きくなる。しかし、この場合には、ヘリカルブ
レード１８に形成される周側溝３５を相互に独立した複
数の細長い溝３５ａ、３５ｂに分割し、このうち、ブレ
ード吸込側に形成される溝３５ａは独立した空隙とし、
この溝３５ａを油圧溝としないので、高圧となることが
なく、ヘリカルブレード１８の変形を容易に吸収でき、
また第７図に示すようにヘリカルブレード１８のブレー
ド側端が変形しても、高圧油が低圧初段側圧縮室２５ａ
に漏出するのを未然に防止できる。

このように、ヘリカルブレード１日に形成される周側溝
３５はブレード吸込側の分割ｙｔ３５ａを残りの分割溝
３５ｂから独立した空隙としたから、高圧になることが
なく、初段圧縮室２５ａへの逆流を防止できる。また、
ブレード吸込側の分割溝３５ａを空隙とすることにより
、ローラピストン１６のヘリカル溝１７に出没されるヘ
リカルブレード１８の変形を容易にし、かつ変形に要す
る動力が小さくなる。

また、ヘリカルブレード１８のブレード吐出側の分割溝
３５ｂは油圧溝に形成し、溝内に供給される高圧油でそ
の部分の油潤滑をスムーズに行なうとともに、この部分
はブレード変形間が小さいので、油洩れを有効的に防止
できる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明に係るコンプレッサにお
いては、密閉ケーシング内に収容される圧縮機部をスリ
ーブ状シリンダとローラピストンとヘリカルブレードと
を組み合せて形成したので、回転駆動力を伝達するクラ
ンクシャフト等の助力伝達機構が不要となり、部品点数
が少な（、途中のメカロスを解消できるので圧縮効率を
向上させることができ、圧縮機部の構造を簡素化してコ
ストダウンを図ることができる。

また、圧縮機部に組み込まれるヘリカルブレードは、ロ
ーラピストンとの間に圧縮室を形成する一方、このヘリ
カルブレードはほぼブレード側壁に沿って形成される周
側溝を相互に独立した複数の溝に分割したので、この分
割溝でヘリカルブレードの変形を吸収し、圧縮室内へ高
圧潤滑油が漏洩するのを有効かつ未然に防止でき、その
体積効率を向上させることができる。

特に、ヘリカルブレードの周側溝をブレード吸込側とブ
レード吐出側とに分割し、ブレード吸込側の溝内圧力を
その吐出側溝内圧力より小さくした場合、ヘリカルブレ
ードはブレード吸込側での変形が容易になり、この部分
でのリークを確実に防止し、体積効率の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るコンプレッサの一実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
、第３図は第１図を部分的に示す拡大図、第４図はコン
プレッサの圧縮機部に組み込まれるヘリカルブレードの
展開状態を示す図、第５図は上記コンプレッサの圧縮機
部の低圧側を示す図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線に
沿う断面図、第７図は圧縮機部の圧縮作用時における不
具合状態を示す図、第８図は従来のコンプレッサに組み
込まれる圧縮機部のヘリカルブレードを示す展開図であ
る。１０・・・密閉ケーシング、１１・・・電動機部、１２
・・・圧縮機部、１３・・・ステータ、１４・・・ロー
タ、１５・・・シリンダ、１６・・・ローラピストン、
１７・・・ヘリカル溝（ブレード溝）、１８・・・ヘリ
カルブレード、２０．２１・・・ベアリング、２４・・
・隔壁、２５・・・圧縮室、２７・・・吸込孔、２９・
・・吐出孔、３０・・・チャンバ、３２・・・潤滑油、
３５・・・周側溝、３５ａ、３５ｂ・・・分割溝。

Claims

【特許請求の範囲】１、密閉ケーシング内に圧縮機部を収容したコンプレッ
サにおいて、上記圧縮機部はスリーブ状シリンダと、こ
のシリンダ内の偏心位置に回転可能に支持されたローラ
ピストンと、このローラピストンのヘリカル溝内に出没
自在に設けられたヘリカルブレードとを有し、上記ヘリ
カルブレードとローラピストンとの間に圧縮室を形成す
る一方、前記ヘリカルブレードはほぼブレード側壁に沿
つて形成される周側溝を相互に独立した複数の溝に分割
したことを特徴とするコンプレッサ。２、ヘリカルブレードは周側溝を圧縮室の冷媒吸込側で
あるブレード吸込側と圧縮室の冷媒吐出側であるブレー
ド吐出側とに分割し、ブレード吸込側の分割溝内圧力を
ブレード吐出側分割溝内圧力より小さくした請求項１記
載のコンプレッサ。３、ヘリカルブレードの周側溝は、圧縮室の冷媒吸込側
に形成されるブレード吸込側分割溝をシリンダ内周面と
の間で閉塞される空隙に構成し、残りの分割溝を高圧油
に連通する油圧溝とした請求項１または２記載のコンプ
レッサ。