JPH0388994A - コンプレッサー - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、例えば冷凍サイクルの冷媒ガスなどの被圧
縮媒体を圧縮するコンプレッサーに係り、特にヘリカル
ブレード式のコンプレッサーに関する。

（従来の技術） 空気調和装置、冷蔵庫など、冷凍サイクルに用いられる
コンプレッサーには、一般に往復動式のピストンを用い
たレシプロ式、円板状のピストンをシリンダー内におい
て偏心回転させるロータリ式などが使用されている。

しかし、こうした方式のコンプレッサーは、いずれも回
転力を圧縮に伝達するクランクシャフトなどの駆動系や
、圧縮機部の構造が複雑であり、また部品点数も多い難
点をもつ。

そこで、近時、ヘリカルブレード式と称されるコンプレ
ッサーが提案されている。これは、吸込側、吐出側をも
つ円筒状のシリンダーと、外周面に螺旋状のブレードが
設けられた円柱状のピストンとを組合わせて、圧縮機部
を構成したものである。

詳しくは、本出願人が先に出願したような構造となって
いる。具体的には、第５図ないし第８図に示されるよう
な構造が用いられている。

ヘリカルブレード式のコンプレッサーについて説明すれ
ば、９は密閉ケースである。この密閉ケース９内には、
ケース９の内壁面に固定したステータ１０及び該ステー
タ１０の内側に配置されたロータ２から構成されるモー
タ部１と、このモータ部１によって駆動される圧縮機部
１１とが内蔵されている。

圧縮機部１１′は、シリンダー３と、このシリンダ３内
に偏心して挿通されたシリンダー３の内径より外径が小
さなピストン６、及びケース９の内壁面に対向して設置
された一対の軸受８ａ、８ｂ（支持手段）を主体として
構成されている。

軸受８ａ、８ｂは筒状部８Ｃを有していて、その各筒状
部８ｃ、８ｃの外周面にシリンダー３の両端が回転自在
に嵌合されている。そして、シリンダー３の中間部には
上記ロータ２が固定され、モータ部１の作動にしたがっ
てシリンダー３が軸心を中心として回転するようになっ
ている。

またピストン６の両端に形成された支持軸部６ａは、軸
受８ａ、８ｂの筒状部８Ｃの内側に形成された各筒状の
嵌挿部８ｅに回転自在に嵌挿されている。そして、この
ピストン６の中心軸Ｂは、シリンダー３の中心軸Ａに対
し、下側にｒｅＪだけずれている。そして、このずれ量
ｅによって、ピストン６の一部外周面をシリンダー３の
内周面に接するようにしている。

一方、ピストン６の軸受８ａ側の端部にはオルダム機構
５が設けられている。オルダム機構５は、第７図に示す
ように軸受８ａ側の端部部分に断面正方形状の角柱部５
ａに設け、この角柱部５ａに、矩形状の長孔５Ｃが穿設
されたオルダムリング５ｂを設けた構造となっている。

すなわち、角柱部５ａには、オルダムリング５がその長
孔５ｃの長手方向に沿ってスライド自在に嵌合されてい
る。

またオルダムリング５の外周面には、上記長孔５Ｃの長
平方向と直角な径方向に一対のピン５ｄ。

５ｄの一端部がそれぞれスライド自在に植設されている
。そして、これらピン５ｄ、５ｄの他端部がシリンダー
３の周壁に穿設された嵌合孔５ｅに嵌合固定され、シリ
ンダー３にピストン６を、このシリンダー３の径方向に
対して偏心自在に結合している。なお、嵌合孔５ｅは蓋
部材５ｆによって閉塞される。そして、このオルダム機
構５により、シリンダー３がモータ部１によって回転さ
れると、ピストン６はシリンダー３の内面に転接して相
対的に旋回運動するようになっている。なお、シリンダ
ー３とピストン６の回転数は一致する。

またピストン６の外周面の両側には、第６図にも示され
るようにそれぞれ螺旋状溝１２が設けられている。螺旋
状溝１２は、いずれも突出側から吸込側にいくにしたが
ってピッチが大きくなる溝で形成されている。詳しくは
、各旋状溝１２゜１２はピストン６の長手方向両端部か
ら中央部に向かって徐々にピッチが増加する溝で形成さ
れている。そして、これら螺旋状溝１２．１２内に左右
に二分割された螺旋状のブレード１３ａ。

１３ｂが出入り自在に嵌挿されている。これにより、シ
リンダー３とピストン６との間に形成された動作室１９
を仕切っている。つまり、両側の動作量部分の容積は、
シリンダー３の吸込側から吐出側にいくにしたがって徐
々に小さくなる。またブレード１３ａ、１３ｂの各外周
端はシリンダー３の内周面に密着しながら転接している
。これによって、ブレード１３ａ、１３ｂは、ピストン
６と共に回転しながらピストン６の旋回運動に追従して
螺旋溝１２内を摺接して上下に出入りできるようになっ
ている。

他方、上記ピストン６には、軸受８ａ側となる左半分の
部分に軸方向に沿って筒状の中空部１４が形成されてい
る。この中空部１４の軸受８ａ側の端部は、軸受８ａの
内部に接続された吸込バイブ１６に連通している。なお
、吸込バイブ１６は冷凍サイクル回路（図示しない）に
つながっている。また中空部１４の他端部はピストン６
の中央部外周に穿設された吸込孔１７に連通していて、
冷媒（被圧縮媒体）をシリンダー中央部の吸込側に導く
ことができるようになっている。

また軸受８ａ、８ｂには、それぞれ吐出路２０ａ、２０
ｂが設けられている。そして、各吐出路２０ａ、２０ｂ
の一端はシリンダー３内の両端側の吐出端に連通してい
る。また吐出路２０ａ。

２０ｂの他端は軸受８ａ、３ｂに設けた吐出ボー）２１
ａ、２１ｂを介して密閉ケース９内に開口していて、圧
縮ガスを密閉ケース９内に吐出させるようにしている。

また密閉ケース９には冷凍サイクル回路につながる吐出
バイブ２２が接続されていて、密閉ケース９内に吐出さ
れた圧縮ガスを外部に吐出できるようにしている。

なお、螺旋状溝１２．１２はピストン６の長手方向にお
いて左右でほぼ１０００位相が異なっているもめある。

具体的には、ブレード１３ａ。

１３ｂが吸込孔１７側において、ピストン６の周方向で
互いにほぼ１８０’ずれるようにしである。

こうしたコンプレッサーは、モータ部ｌの通電によりロ
ータ２が回転すると、このロータ６と一体にシリンダー
３も回転していく。これにより、ピストン６は外周面の
一部がシリンダー３の内周面に接触した状態で、シリン
ダー３の中心軸Ａの回りを旋回しながら回転していく。

このようなピストン６とシリンダー３との相対的な回転
運動は、オルダムリング５ｂによって確保される。

一方、ピストン６と共に回転する各ブレード１３ａ、１
３ｂは、外周面がシリンダー３の内周面に接触した状態
で回転していく。すると、ブレード１３ａ、１３ｂの各
部は、ピストン６の外周面とシリンダー３の内周面との
接触部に近付くにしたがって螺旋状溝１２に押込まれ、
接触部から離れるにしたがって上記螺旋状１２から出て
いく。

これにより、吸込バイブ］５および中空部１４を通して
シリンダー７内の中央に吸込まれた冷媒ガスは、第８図
（ａ）〜（ｄ）に示されるように仕切られた三日月状の
動作室部分に閉込まれた状態で、ピストン６の回転に伴
って吐出側の動作室部分へ順次移送され、圧縮されてい
く。そして、この圧縮された冷媒ガスは、各軸受け８ａ
、８ｂの吐出路２０ａ、２０ｂ、密閉ケース９内、吐出
バイブ２２を通って冷凍サイクル回路に吐出されていく
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ヘリカルブレード式のコンプレッサーでは、
従来より、上記のように軸受８ａあるいは軸受８ｂの近
傍となるピストン６の端部にオルダムリング５ｂを装着
している。

ところが、これでは偏心回転するピストン６にねじれが
起きる難点がある。

すなわち、シリンダー３からオルダムリング５ｂを介し
てピストン６に伝達され、上記ピストン６をシリンダー
３に対し相対的に旋回運動させるように制御する力の動
きを見ると、核力は、最初、オルダムリング５ｂが有る
ピストン６の端部に伝えられていく。その後、その力は
オルダムリング５ｂが無いピストン６のもう一方の端部
に伝えられていく。つまり、ピストン６では両側におい
て運動のずれが生じ、これがピストン６のねじれを発生
させていく。

こうしたねじれは、ピストン６の運動の遅れをもたらし
、ピストン６とシリンダー３の接する面のクリアランス
を、オルダムリング５ｂが無い側、すなわち軸受８ｂ側
に向かうにしたがって不要に大きくしてしまう。

このため、ブレード１３ａ、１３ｂで仕切られた各作家
１９のガス漏れが多くなり、圧縮損失の増加から圧縮効
率が低下するという不都合があった。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、旋回側部品の両端側における
運動のずれを防ぐことができるコンプレッサーを提供す
ることにある。

〔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、この発明のコンプレサーに
よると、オルダム機構は、ピストンを軸心方向中央部で
分割してなるピストン分割体から構成し、ブレードを軸
心方向中央で分割してなるブレード分割体から構成し、
前記ピストン分割体間にこのピストン分割体の外径より
小さい外形のオルダムリング支持部を設け、このオルダ
ムリング支持部に前記ピストンの軸心方向とは直角な径
方向にスライド自在にオルダムリングを嵌挿し、このオ
ルダムリングと対応するシリンダーの周壁部分に前記オ
ルダムリングを該オルダムリングのスライド方向とは直
角な径方向にスライド自在に受けるオルダムリング受部
を設け、かつ前記ピストン分割体の相互を結合する結合
手段を設けて構成したことにある。

（作　用） この発明のコンプレッサーによると、オルダムリングは
ピストンの軸心方向中央に位置して、組込まれていく。

これにより、圧縮運転中は、中央部から従動側となるシ
リンダーあるいはピストンの両側に、同時に旋回運動を
制御する力が伝達されていくことになる。つまり、旋回
側部品には、ねじれが起きないように回転が伝達されて
いく。

それ故、旋回側部品の両端側は同じように運動し、同部
品のねじれによる圧縮効率の低下を防ぐことができる。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第４図に示す一実施例に
もとづいて説明する。なお、図面において、先°の「従
来の技術」の項で述べたヘリカルブレード式のコンプレ
ッサーと同じ部品には同一符号を付してその説明を省略
し、この項では異なる部分（発明の要部）について説明
することにする。

本実施例は、ピストン６の軸方向中央にオルダム機構５
を組付けた点で異なっている。

そして、本実施例では、このオルダム機構５を組付ける
構造として、ピストン６を、分割して有るブレード１３
ａ、１３ｂ　（ブレード分割体に相当）と共に、ブレー
ド１３ａ、１３ｂの堺となる軸方向中央から分割し、か
つピストン６の軸心部分の芯部３０とそれ以外の外周部
分３１とに分割し、上記分割したピストン部３３ａとピ
ストン部３３ｂ（いずれもピストン分割体に相当）との
結合から、オルダムリング５ｂを中間部に装着する構造
を用いている。

具体的には、第２図および第３図に示されるような構造
となっている。

すなわち、芯部３０は、例えばピストン６の軸心部分か
ら、両端の支持軸部６ａと略同じ外径の軸部分を分離し
てなる。また芯部３０の軸心方向中央の軸部分には、芯
部３０の外径より大きな寸法をもつ「従来の技術」の項
で述べたような例えば断面正方形状の角柱部３２（オル
ダムリング支持部に相当）が形成されている。なお、角
柱部３２はピストン部３３ａ、３３ｂの外径より小さな
外形を有している。そして、第４図でも示されるように
この角柱部３２に「従来の技術」の項で述べたオルダム
リング５ｂがその長孔１４の長手方向に沿ってスライド
自在に嵌挿される。なお、角柱部３２には吸込孔１７が
開口している。

また上記芯部３０を除く部分の外周部分３１は、第２図
および第３図に示されるように上記角柱部３２を堺とし
て、軸心方向中央から２分割された中空筒状のピストン
部３３ａ、３３ｂから構成されている。そして、この左
右の螺旋状溝１２゜１２別に分割されたピストン部３３
ａ、３３ｂは、上記芯部３０の両側の軸部分に嵌挿して
固定され、ピストン６の軸心方向中央に上記オルダムリ
ング５ｂを位置決めている。つまり、芯部３０を介して
、分・割されたピストン部３３ａとピストン部３３ｂと
の相互を結合するといった結合構造にて、オルダムリン
グ５ｂを両側から位置決めて、ピストン６の中央に組付
けている。なお、オルダムリング５ｂには、例えば長孔
５Ｃと外部とを連通ずるための通気孔３７が設けられて
いる。

このピストン部３３　ａ、　　３３　ｂ、芯部３０の３
部品で構成されたピストン６が、先に述べたのと同様、
軸受８ａ、８ｂに回転自在に支持されて、シリンダー３
内に挿通されている。

またシリンダー３の周壁には、上記オルダムリング５ｂ
の位置に対応して、第４図に示されるように一対の嵌合
孔３４，３４が穿設されている。

嵌合孔３４，３４は、上記オルダムリング５ｂの長孔５
Ｃの長手方向と直角な径方向に沿って配置されている。

この嵌合孔３４，３４には、それぞれピン３５（嵌挿孔
３４と共にオルダムリング受部を構成するもの）が嵌合
固定されている。

そして、これらピン３５．３５の内方へ突出する端部が
上記オルダムリング５ｂにスライド自在に嵌挿され、シ
リンダー３の回転力をオルダムリング５ｂを通してピス
トン６に伝達できるようにしている。

しかして、こうして構成されたコンプレッサーは、モー
タ部１を通電すると、ロータ２が回転し、このロータ２
と一体にシリンダー３も回転していく。このシリンダー
３の回転運動がピン３５゜３５、オルダムリング５ｂ、
角柱部３２を介して、ピストン６に伝達されていく。

そして、上記オルダムリング５ｂの運動制御により、ピ
ストン６は、シリンダー３の内周面と一部接触した状態
を保ち、かつシリンダー３の回転と同期して自転運動し
ながらシリンダー３の中心軸Ａの回りを旋回していく。

ここで、オルダムリング５ｂは、左右それぞれの圧縮部
３６ａ、３６ｂの間、すなわちピストン６の軸方向中央
に位置して設けられている。

これにより、ピストン６の両側には同時に旋回運動を制
御する力が伝達されていく。つまり、ピストン６の両側
は同時に回転していくことになる。

しかるに、ピストン６（旋回部品）がねじれることはな
くなる。

したがって、ピストン６とシリンダー３との接触面にお
ける不要な隙間の発生を防ぐことができ、動作家相互間
の冷媒ガスの漏れを防止して、圧縮効率を向上させるこ
とができる。

なお、一実施例では中央部から両側に向って圧縮するコ
ンプレッサーにこの発明を適用したが、両側から中央に
向って圧縮するコンプレサー、筒状のコンプレッサーの
一端側から吸込んで圧縮し、もう一方の端から吐出させ
るようにしたヘリカルブレード式のコンプレッサーにも
、この発明を適用してもよい。

また、一実施例ではシリンダーを、軸心を中心として回
転させ、ピストンをそれに対して旋回させるようにした
コンプレサーにこの発明を適用したが、その逆にピスト
ンを、軸心を中心として回転させ、シリンダーを旋回さ
せるようにしたヘリカルブレード式のコンプレッサーに
この発明を適用してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、圧縮運転中、従
動側となるシリンダーあるいはピストンの両側に、同時
に旋回運動を制御する力を制御する力を伝達することが
できる。

したがって、旋回側部品の両端側における運動のずれを
なくすことができ、同部品のねじれによる圧縮効率の低
下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はヘリカルブレード式のコンプレッサーの側断面図、
第２図は圧縮機部の分解図、第３図はピストンを示す側
断面図、第４図はピストンに組付けられたオルダムリン
グ回りの構造を示す縦側断面図、第５図は提案されてい
る従来のヘリカルブレード式のコンプレッサーの側断面
図、第６図はピストンを示す側断面図、第７図はピスト
ンに組付けられたオルダムリングを示す縦側断面図、第
８図は圧縮機部の圧縮動作を順に示す側断面図である。 ３・・・シリンダー　８ａ、８ｂ・・・軸受、５・・・
オルダム機構、５ｂ・・・オルダムリング、５Ｃ・・・
長孔、１２・・・螺旋状溝、１３ａ、１３ｂ・・・ブレ
ード（ブレード分割体）　３０・・・芯部、３２・・・
角柱部、３３・・・ピストン部（ピストン分割体）、３
４・・・嵌合孔、３５・・・ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸込側と吐出側とを有する筒状のシリンダーと、このシ
   リンダー内に一部外周面がシリンダーの内周面と接する
   ように偏心した状態で挿通された円柱状のピストンと、
   このピストンの外周面に設けられ前記吸込側から吐出側
   にいくにしたがって小さくなるピッチで形成された螺旋
   状の溝部と、この溝部に出入り自在でかつ前記シリンダ
   ーの内周面と接するように嵌挿された螺旋状のブレード
   と、前記ピストンおよびシリンダーの端部を一方は軸心
   を中心として回動自在に支持し、他方はそれとは相対的
   に旋回可能に支持する支持手段と、前記軸心を中心とし
   て回転する一方の側の回転にしたがって前記他方の側を
   自転運動させるオルダム機構とを具備してなるコンプレ
   ッサーにおいて、前記オルダム機構は、前記ピストンを
   軸心方向中央部で分割してなるピストン分割体から構成
   し、前記ブレードを軸心方向中央で分割してなるブレー
   ド分割体から構成し、前記ピストン分割体間にこのピス
   トン分割体の外径より小さい外形のオルダムリング支持
   部を設け、このオルダムリング支持部に前記ピストンの
   軸心方向とは直角な径方向にスライド自在にオルダムリ
   ングを嵌挿し、このオルダムリングと対応するシリンダ
   ーの周壁部分に前記オルダムリングを該オルダムリング
   のスライド方向とは直角な径方向にスライド自在に受け
   るオルダムリング受部を設け、かつ前記ピストン分割体
   の相互を結合する結合手段を設けて構成してなる特徴と
   するコンプレッサー。