JPH0396687A

JPH0396687A - 流体圧縮機

Info

Publication number: JPH0396687A
Application number: JP23341089A
Authority: JP
Inventors: Yoshikuni Sone; 曽根　良訓; Hisayoshi Fujiwara; 尚義藤原; Hisanori Honma; 本間　久憲; Hidekazu Aikawa; 相川　英一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1991-04-22

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）本発明は、例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）例えば、特開昭６４−３６９９０号公報などに開示され
ているような流体圧縮機（以下、圧縮機と称する）が知
られている。すなわち、このタイプの圧縮機は、密閉ケ
ースの内部にモータにより駆動される圧縮機構部を有し
ており、モータのロータによって上記圧縮機構部のシリ
ンダを回転させるようになっている。

そして、この圧縮機はシリンダ内に、シリンダに対して
偏心した回転体としてのピストンを有している。そして
、圧縮機は、ピストンの外周に螺旋状の溝を形成されて
おり、この螺旋状の溝に適度な可撓性を有する螺旋状の
ブレードを嵌め込んでいる。

そして、圧縮機はシリンダの内部に、シリンダの吐出側
に位置するものほど徐々に容積が小さくなるよう設定さ
れた複数の作動室を形成しており、シリンダの吸込側の
端部に位置する吸込室に例えば冷凍サイクル中の作動流
体を吸込む。そして、圧縮機は、シリンダとピストンと
を相対的に回転させて、上記作動流体をシリンダの吐出
側へ移送しながら徐々に圧縮する。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述の圧縮機では、例えば、シリンダの吐出
側から吸込側へ作用するスラスト力が生じる。そして、
ピストンに設けられた溝とこの溝に咲込まれたブレード
との間の摩擦が大きい場合には、ブレードをシリンダの
吐出側へ移動させようとする力が働き、また、上記溝と
上記ブレードとの間の摩擦が小さい場合には、ブレード
をシリンダの吸込側へ移動させようとする力が働く。

このため、槌来は、溝の端部を閉じ、ブレードの端部が
溝５の端部に当たるようにしてブレードが湾内を移動す
ることを防止していた。

しかし、従来は、ブレードに働く力をブレードの端部の
断面積と同程度の小さな面積で受けており、ブレードの
端部と溝の端部との間に生じる而圧が大きかったため、
ブレードに過度の力が働くとブレードの端部が変形した
り、溝が削られたりすることがあった。

本発明の目的とするところは、ブレードの変形や溝の損
傷を防止し、ブレードを円屑に動作させることかできる
とともに、スラスト力をバランスさせることが可能な流
体圧縮機を提供することにある。

［発明の椹成］（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達
或するために請求項（１）の発明は、外周部に螺旋状の
ブレードを出入り自在に嵌込んだ円柱状の回転体を、吸
込口りと吐出側とを有するシリンダ内に偏心して配置し
、シリンダ内にブレードによって仕切られシリンダの吸
込側から吐出側へ徐々にその容積を小とする複数の作動
室を形成し、回転体とシリンダとを相対的に回転させて
作動流体をシリンダの吸込側から吐出側へ移送しながら
圧縮する流体圧縮機において、ブレードの一端部に、回
転体に出入り自在に嵌込まれその外周面をシリンダの内
周面に接し、ブレードをシリンダ内で支持するとともに
回転体に対して位置決めするリング部を設けた。

また、請求項（２）の発明は、外周部に螺旋状のブレー
ドを出入り自在に嵌込んだ円柱状の回転体を、吸込側と
吐出側とを有するシリンダ内に偏心して配置し、シリン
ダ内にブレードによって仕切られシリンダの吸込側から
吐出側へ徐々にその容積を小とする複数の作動室を形成
し、回転体とシリンダとを相対的に回転させて作動流体
をシリンダの吸込側から吐出側へ移送しながら圧縮する
流体圧縮機において、ブレードの一端部に、ブレードと
一体に形成され回転体に出入り自在に嵌込まれるととも
に、内部に吸込圧の作動流体を導入した吸込室とシリン
ダの吸込側の端部との間を気密的に仕切り、吸込側の側
面に吐出圧を受け、吐出側の側面に吸込圧を受けるリン
グ部を設けた。

こうすることによって本発明は、ブレードの変形や溝の
損傷を防止でき、ブレードを円滑に動作させるとともに
、スラスト力をバランスさせられるようにした。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一大施例の要部を示すちのである。そ
して、図中の１は例えば冷凍サイクルに使用される流体
圧縮機（以下、圧縮機と称する）、２は圧縮機１内に設
けられた圧縮機構部を示している。そして、上記圧縮機
構部２には、円筒状のシリンダ３、および、円柱状に成
形されシリンダ３内に配置された回転体としてのピスト
ン４とが設けられている。

このうちピストン４は、シリンダ３に対して偏心してお
り、さらに、その軸心方向両端部に中央部５よりも細径
に成形されたジャーナル部６、７を有している。そして
、ピストン４は、両ジャーナル部６、７を、シリンダ３
の吸込み側の端部３ａと吐出側の端部３ｂとにそれぞれ
嵌込まれた軸受部材８、９に差込んでいる。

また、ピストン４の外周部には第２図に示すような螺旋
状のブレード１０が巻装されている。このブレード１０
は、合成樹脂等の適度な可撓性を有する材料からなるも
のであり、その幅をピストン４に形成された螺旋状の溝
１１の幅と略等しく設定されている。そして、ブレード
１０は上記螺旋状の満１１にねじ込まれており、満１１
をピストン４の径方向に出入りできるようになっている
。

また、ブレード１０はピストン４とともにシリンダ３の
中に収納されている。そして、ブレード１０はその外周
面１２をシリンダ３の内周面に圧接しており、ピストン
４の外周面とシリンダ３の内周面との間に、互いに気密
的に仕切られシリンダ３の吸込側から吐出側へ並んだ複
数の、三日月状の作動室１３・・・を形威している。そ
して、ブレード１０は各作動室１３・・・の容積を、吸
込側の吸込室１４から吐出側の吐出室１５へいくほど徐
々に小さくしている。

さらに、ブレード１０の、シリンダ３の吸込側に位置す
る端部にはリング部１６が設けられている。このリング
部１６はブレード１０と一体に戊形されており、ブレー
ド１０とともにピストン４の満１１に嵌込まれている。

そして、リング部１６は、ブレード１０をシリンダ３内
で片持ち支持するとともに、ブレード１０を満１１内に
α置決めしている。

そして、リング部１６は溝１１をブレード１０と一体に
、ピストン４の径方向へ＃紮出入できるようになってお
り、満１１から突出する際にブレド］０を満１１から飛
び出させる。さらに、リング部１６は、その外径をブレ
ード１０の巻径と略等しく設定されており、その外周面
１７をシリンダ３の内周面に圧接している。

さらに、リング部１６はその両側面１８、１９をシリン
ダ３の吸込側と吐出側とに向けており、吸込側の側面１
８を上記溝１１の壁面に接するとともに、吐出側の側面
１９の〜部で吸込室１４の壁面を構成している。そして
、リング部１６は、シリンダ３の吸込側の端部３ａと吸
込室１４との間を気密的に仕切っている。

また、リング部１６は、第５図中に示すように、吐出側
の側而１９をピストン４の満１１の壁面に接している。

さらに、リング部１６はブレード１０との境界部２０に
、シリンダ３の軸心と略平行した当接面２１を何してい
る。そして、リング部１６は、この当接面２１を、溝１
１に形成された折曲部２２の壁面に接している。

さらに、第４図〜第６図中に示すように、リング部１６
は、シリンダ３とピストン４との相対的な回転に伴って
シリンダ３の吸込側の端部３ａに導入された高圧な作動
流体に、吸込側の側而１８の一部を接する。そして、リ
ング部１６は吸込側の側面１８の一部に、ピストン４の
上記中央部５の吸込側および吐出側の両端面２３、２４
や、ピストン４のジャーナル部６、７の端面５ａ，６ａ
等と同様に吐出圧Ｐｄを受ける。

また、リング部１６は、吸込側軸受部材８とピストン４
とに跨がって形成された吸込孔２４を介して吸込室１４
に導入された低圧な作動流体に、吐出側の側面１つの一
部を接する。そして、リング部１６は、吐出側の側面１
つの一部に吸込圧をＰｓを受ける。

すなわち、上述のような圧縮機１では、第４図に示すよ
うにブレード１０をシリンダ３の吸込側へ移動させよう
とする力Ｆ，が発生した場合、ブレード１０に作用する
力Ｆ１による反力ｆ，・・・を？ング部１６のシリンダ
３およびピストン４とに接する部分、即ち吸込側の側面
１８と外周面１７の一部とで受けることができる。そし
て、ブレード１０の断面積をＳＢ％　リング部１６の吸
込側の側面１８と外周面１７の一部との面積の合計をＳ
ＲＩとすると、Ｓ■＞＞ＳＢとなる。

したがって、ブレード１０と一体なリング部１６とシリ
ンダ３およびピストン４との接触部の面圧を小とするこ
とができ、ブレード１０の変形や溝１１の損傷等の発生
を防止することができる。

そして、ブレード１６およびピストン４の耐久性を向上
することができる。

ここで、第４図では、ブレード１０の断面形状を概略的
に示している。

一方、第５図に示すようにブレード１０をシリンダ３の
吐出側へ移動させようとする力Ｆ２が発生した場合、ブ
レード１０に作用する力Ｆ２による反力ｆ２・・・をリ
ング部１６のピストン４に接する部分、即ち吐出側の側
面１つと前記当接面２１とで受ける。そして、ブレード
１０の断面積を？，、吐出側の側面１つと当接面２１と
の面積の合計をＳＲ■とすると、ＳＲ■〉〉Ｓ，となる
。

したがって、前述の場合と同様に、ブレード１０と一体
なリング部１６とシリンダ３およびピストン４との接触
部の面圧を小とすることができ、ブレード１０の変形や
溝５の損傷等の発生を防止することができる。そして、
ブレード１５およびピストン４の耐久性を向上すること
ができる。

ここで、第５図では、ブレード１０の断面形状を概略的
に示している。

また、圧縮機１は、ブレード１ｏとリング部１６とをピ
ストン４の溝１１に一体に出入りさせ、リング部１６に
よりブレード１０を溝１１から飛び出させるので、ブレ
ード１０を溝１１に確実に出入りさせることができ、ブ
レード１ｏを円滑に動作させることができる。そして、
各動作室１３・・・間での作動流体のリークを低減でき
、圧縮機１の性能を安定させることができる。

さらに、圧縮機］はリング部１６により、吸込室１４と
シリンダ３の吸込側の端部３ａとの間を仕切り、リング
部１６の吸込側の側面１８の一部にに吐出圧Ｐｄを受け
るとともに、吐出側の側面１つの一部に吸込圧Ｐｓを受
けているから、リング部１６を仕切リングとして機能さ
せることができ、スラスト力をバランスさせることがで
きる。

つまり、第６図に示すように、ピストン３の吸込側ジャ
ーナル部６の断面積をＡ１、シリンダ３の内径断面積を
Ａ２、そして、ピストン３の吐出側ジャーナル部７の断
面積をＡ，とすると、吐出圧Ｐｄと吸込圧Ｐｓとの差圧
ΔＰ　（＝Ｐｄ−Ｐｓ）によりシリンダ３の吐出側から
吸込側に作用するスラストカＦ，は、 ΔＰ　（Ａ２−Ａ，）十ΔＰ●Ａ３ｍ−ΔＰ●Ａ２とな
る。また、上記差圧ΔＰによりシリンダ３の吸込側から
吐出側に作用するスラストカＦ４は、ΔＰ（Ａ２　　Ａ
ｌ）十ΔＰ●Ａ１−ΔＰ●Ａ２となり、逆方向に働くス
ラストカＦ３と等しくなる。

したがって、上述のような圧縮機１は、上記差圧ΔＰに
よってシリンダ３の軸心方向に生じるスラストカＦ，、
Ｆ，をバランスさせることができる。そして、このこと
によって、接触する部材間の摺動による摩擦損失の発生
等を防止することができる。

さらに、ブレード１０とリング部１６とを一体に形威し
ているから、例えば、仕切リングとして機能するリング
部１６をブレード１０と別体で形ａＬたちのに比べて、
部品数を低減することができ、組立てを容易にすること
ができる。

ここで、第３図中に示すように、リング部１６の一部を
径方向に破所して切欠部２５を設ければ、リング部１６
をピストン４の溝１１へ容易に嵌込むことができる。

また、ピストン４の吸込側ジャーナル部６の端而に吐出
圧Ｐｄが作用すればスラストカＦ３、Ｆ４は略完全にバ
ランスするが、例えば吸込側ジャーナル部６の端面６ａ
に吸込圧Ｐｓを作用させてもスラスト力を低減すること
が可能である。

なお、リング部１６を、スラスト力をバランスさせるた
めの仕切リングとして機能させる必要のない場合には、
リング部１６をブレード１０の吐出側端部に設けてもよ
い。

また、本発明の圧縮機１は、冷凍サイクルを構戊するも
のに限らず、他の用途の圧縮機にも適用することができ
る。

［発明の効果コ以上説明したように本発明は、外周部に螺旋状のブレー
ドを出入り自在に嵌込んだ円柱状の回転体を、吸込側と
吐出側とを有するシリンダ内に偏心して配置し、シリン
ダ内にブレードによって仕切られシリンダの吸込側から
吐出側へ徐々にその容積を小とする複数の作動室を形威
し、回転体とシリンダとを相対的に回転させて作動流体
をシリンダの吸込側から吐出側へ移送しながら圧縮する
流体圧縮機において、ブレードの一端部に、同転体に出
入り自在に嵌込まれその外周面をシリンダの内周面に接
し、ブレードをシリンダ内で支持するとともに回転体に
対して位置決めするリング部を設けた。

また、ブレードの一端部に、ブレードと一体に形或され
回転体に出入り自在に嵌込まれるとともに、内部に吸込
圧の作動流体を導入した吸込室とシリンダの吸込側の端
部との間を気密的に仕切り、吸込側の側面に吐出圧を受
け、吐出側の側面に吸込圧を受けるリング部を設けた。

したがって本発明は、ブレードの変形や溝の損傷を防止
でき、ブレードを円滑に動作させるとともに、スラスト
力をバランスさせられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例の要部を示すもので
、第１図は側断面図、第２図はブレードを示す同じく側
面図、第３図はリング部を示す正面図、第４図はブレー
ドを吸込側へ移動させようとする力が生じた場合のリン
グ部の状態を拡大して示す説明図、第５図はブレードを
吐出側へ移動させようとする力が生じた場合のリング部
の状態を拡大して示す同じく説明図、第６図は作用する
スラスト力をバランスさせるための原理を示す同じく説
明図である。１・・・流体圧縮機、３・・・シリンダ、３ａ・・・シ
リンダの吸込側の端部、４・・・ピストン（回転体）１
０・・・ブレード、１３・・・作動室、１４・・・吸込
室、１６・・・リング部。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外周部に螺旋状のブレードを出入り自在に嵌込ん
だ円柱状の回転体を、吸込側と吐出側とを有するシリン
ダ内に偏心して配置し、上記シリンダ内に上記ブレード
によって仕切られ上記シリンダの吸込側から吐出側へ徐
々にその容積を小とする複数の作動室を形成し、上記回
転体と上記シリンダとを相対的に回転させて作動流体を
上記シリンダの吸込側から吐出側へ移送しながら圧縮す
る流体圧縮機において、上記ブレードの一端部に、上記
回転体に出入り自在に嵌込まれその外周面を上記シリン
ダの内周面に接し、上記ブレードを上記シリンダ内で支
持するとともに回転体に対して位置決めするリング部を
設けたことを特徴とする流体圧縮機。
（２）外周部に螺旋状のブレードを出入り自在に嵌込ん
だ円柱状の回転体を、吸込側と吐出側とを有するシリン
ダ内に偏心して配置し、上記シリンダ内に上記ブレード
によって仕切られ上記シリンダの吸込側から吐出側へ徐
々にその容積を小とする複数の作動室を形成し、上記回
転体と上記シリンダとを相対的に回転させて作動流体を
上記シリンダの吸込側から吐出側へ移送しながら圧縮す
る流体圧縮機において、上記ブレードの一端部に、上記
ブレードと一体に形成され上記回転体に出入り自在に嵌
込まれるとともに、内部に吸込圧の作動流体を導入した
吸込室と上記シリンダの吸込側の端部との間を気密的に
仕切り、吸込側の側面に吐出圧を受け、吐出側の側面に
吸込圧を受けるリング部を設けたことを特徴とする流体
圧縮機。