JPH0396689A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば冷凍サイクルの作動流体を圧縮する流
体圧縮機に関する。

（従来の技術） 例えば、本出願人による特開昭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
、第４図に示すようにこのタイプの圧縮機１は、ロータ
ーとステータとからなるモータ（図示しない）により、
圧縮機構部２を構成するシリンダ３を軸心Ａまわりに回
転させるものである。

そして、この圧縮機１はシリンダ３内に、軸方向中央部
に円柱状の胴部４を有するとともに軸方向両端部に胴部
４よりも細径な軸部５、６を有する回転体としてのピス
トン７を偏心配置している。

そして、圧縮機１はこのピストン７の吸込側の軸部５を
、シリンダ３の吸込側の端部に気密的に嵌込まれた吸込
側軸受部材としての主軸受８に差込んでいる。さらに、
圧縮機１は吐出側の軸部６を、シリンダ３の吐出側の端
部に気密的に嵌込まれた副軸受９に差込んでいる。

また、圧縮機１は、ピストン７の外周に螺旋状のブレー
ド溝１０を形成されており、このブレード溝１０に適度
な可撓性を有する螺旋状のブレード１１を嵌め込んでい
る。そして、圧縮機１はブレード１１によってシリンダ
３の内部に、シリンダ３の吐出側に泣置するものほど徐
々に容積を小とする複数の作動室１２・・・を形威して
おり、シリンダ３の吸込側の端部に位置する吸込室１２
ａに例えば冷凍サイクル中の低圧な作動流体を吸込むよ
うになっている。

そして、圧縮機１は、シリンダ３とピストン７とをオル
ダム機構部１３等を介して同期的に回転させ、上記作動
流体をシリンダ３の吐出側へ移送しながら徐々に圧縮す
る。そして、圧縮機１は、圧縮されて高圧になった作動
流体を、圧縮機構部２や上記モータ等を収納した密閉ケ
ース内に吐出したのち玲凍サイクル中に戻す。

ここで、第１図中のＢはピストン７の輔心を示しており
、ｅはピストン７のシリンダ３に対する偏心量を示して
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述のようなタイプの圧縮機１では、第５図
中に示すように、ピストン７の胴部４の吸込側端面１４
が位置する空間Ｃの圧力は吸込圧Ｐｓになっている。ま
た、胴部４の吐出側端面１５が位置する空間Ｄ，および
、吸込側の軸部５の端面１６が面する空間Ｅの圧力はと
もに吐出圧Ｐｄになっている。

そして、圧縮機１の圧縮動作中、胴部４には、図中に矢
印■で示すようにシリンダ３の吐出側から吸込側に向か
う大きなスラストカＦｃか允生じている。さらに、シリ
ンダ内腔の断而積をＡｃ、吸込側の軸部５（および、吐
出側の軸部６）の断面積をＡｓとすると、上述のスラス
トカＦｃは、Ｆｃ＝　（Ｐｄ−Ｐｓ）（Ａｃ−Ａｓ）で
あらわされる。

そして、従来の圧縮機１には、互いに対向して接触し合
う胴部４の吸込側の端面１４と主軸受８の先端面ｌ６と
の間に、上述のスラスト力ＦＣによって大きな摩擦損失
が生じてしまい、圧縮機１への入力が増加するという不
具合があった。

また、両図中に示すように、吸込側の軸部５の基端部に
ボールベアリング１７を外嵌し、胴部４の吸込側の端面
１４と主軸受８の先端面１６との間にこのボールベアリ
ング１７を介在させ、ボールベアリング１７で上述のス
ラスト力ＦＣを受けるようにすれば摩擦損失を小とする
ことができるが、その一方で、ボールベアリング１７を
使用することによって騒音等が大きくなるという不具合
があった。

本発明の目的とするところは、騒音等を大とすることな
く、スラスト方向に作用する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。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段および作用）上記目的を達
成するために本発明は、蜆旋状のブレードを巻装しその
軸方向端部に輔部を何する回転体を吸込側と吐出側とを
何するシリンダ内に偏心して配置するとともに軸部をシ
リンダの吸込側の端部に嵌合された吸込側軸受部材に差
込み、シリンダと回転体との間に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、シリンダと回転体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、吸込側軸受部材内に軸部の端面に
面する油圧導入室を設けるとともに軸部の表面に、回転
体の相対回転に伴って回転し、油圧導入室充項用の油を
流通させ、油圧導入室に油圧導入室充填用の油を送り込
んで充填する油送り溝を設けたことにある。

こうすることによって本完明は、騒音等を大とすること
なく、圧縮動作中にスラスト方向に作用する力をハラン
スさせられるようにしたことにある。

（″Ａ施例） 以下、本発明の各実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例の要部を示すものである
。そして、図中の２１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）、２２は圧縮機
２１の密閉ケース（図示しない）の内部２１ａ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
２２は、図示しないモータ等の駆動手段によって回転駆
動される円筒状のシリンダ２３を備えており、このシリ
ンダ２３の中に円柱状の、回転体としてのピストン２４
を偏心配置している。

上記ピストン２４は、軸方向中央部に胴部２５をＨして
おり、この胴部２５の外周に螺旋状のブレード溝（図示
しない）を形成されている。そして、ピストン２４は、
ブレード溝にねし込まれてシリンダ２３内に複数の作動
室を形成する螺旋状のブレードを巻装されるようになっ
ている。

また、ピストン２４には、刷部２５よりも細径に成形さ
れた吸込側の軸部２６が設けられている。

この軸部２６は、胴部２５の吸込側端面２７に胴部２５
と一体に且つ同心的に突設されている。そして、軸部２
６は、シリンダ２３の吸込側の端部に気密的に嵌合され
た吸込側軸受部材としての主軸受２８に軸方向へ向けて
差込まれており、その外周面を、主軸受２８を軸方向に
貫通する差込み孔２９の内周面に気密的に接している。

そして、軸部２６はその先端側の端面３０を差込み孔２
９の軸方向途中の部位に位置させている。

さらに、軸部２６はその軸方向中間部を絞られており、
差込み孔２９の内周面との間に、軸部２６の周方向に環
状に延びる油供給用空間３１を形成している。そして、
軸部２６はこの油供給用空間３１を、主軸受２８の内部
に形或され主軸受２８の径方向および軸方向に延びる油
導入路３２と連通させている。

ここで、図中に３３で示すのは、一端部を油導入路３２
に接続されるとともに、他端部を密閉ケ−ス内の浦渭ま
り部に溜められた油３４に差込んだ浦供給用のパイプで
ある。

また、軸部２６は先端側の端面３０を、主軸受２８の基
端側に配置され差込み孔２９の一端部を気密的に閉塞す
る板状の蓋部材３５の仮面に対して離間させている。そ
して、軸部２６は、先端側の端面３０と蓋部材３５の仮
面との間に、気密的に閉じられた油圧導入室３６を形成
している。

さらに、軸部２６の先端部の外周面には油送り溝３７が
設けられている。この油送り溝３７は螺旋状に形或され
たもので、その一部を油供給用空間３１と油圧導入室３
６とに開口している。そして、油送り溝３７は、油供給
用空間３１と油圧導入室３６とを連通させている。

また、油送り溝３７は、シリンダ２３と同期回転するピ
ストン２４とともにピストン２４の軸心を中心として回
転する。そして、油送り溝３７は、畜閉ケース内に吐出
された高圧な作動流体により加圧されて押し上げられ油
供給用のバイブ３３および浦導入路３２を通って浦供給
用空間３１に流人した油を、遠心力によってその内部に
流入させ流通させる。

そして、油送り溝３７は、油供給用空間３１内の油を油
圧導入室３６へ連続的に移送し、さらに、この油を油江
導入室３６内に充填する。そして、上記油を史に連続的
に送り続けることで油圧導入室３６内の油の圧力を上昇
させ、油圧導入室３６内の圧力を例えば圧縮機構部２２
によって圧縮された作動流体の吐出圧Ｐｄよりも高い値
、即ちＰｄ　（１＋α）に加圧する。

つまり、上述の圧縮機２１は、上記軸部２６の先端側の
端而３０に面する油圧導入室３６内の圧力を吐出圧Ｐｄ
よりもＰｄ・αだけ高い値にする。

そして、軸部２６の先端側の端面３ｏに吸込側から吐出
側、すなわち、図中の右側から左側へ作用するスラスト
カＦ（−Ｐｄ・α・Ａｓ）を発生させる。ここで、Ａｓ
は軸部２６の断面積をあらわしている。

そして、吸込圧をＰｓ，シリンダ２３の内腔断面積をＡ
ｃとすると、吐出側から吸込側へ作用するスラストカＦ
ｃは、 Ｆｃ−　（Ｐｄ−Ｐｓ）（Ａｃ−Ａｓ）であるから、 Ｐｄ・α一（Ｐｄ−Ｐｓ）（Ａｃ−Ａｓ）／Ａｓとなる
ように油圧導入室３６内の油の圧力を調整することによ
り、Ｆ−Ｆｃとすることができ、全体のスラスト力をバ
ランスさせることができる。

そして、このようにすることにより、摩ＤＩ！ｔｉ夫が
生じることを防止でき、圧縮機１１への人力を低減する
ことができる。また、全体のスラスト力をバランスさせ
ることができるとともに前記胴部２５と主軸受２８との
間にボールベアリング等を設ける必要がないので、騒音
等を低減することができる。

なお、油圧導入室３６内の油の圧力を調整するために、
浦送り溝３７の深さ、或いは、例えば軸部２６の外周面
と差込み孔２９の内周面とのクリアランスを変化させる
こと等が考えられる。

第２図および第３図は本発明の第２の実施例を示すもの
であり、両図中の２６はピストン２４の、主軸受２８の
差込孔２９に差込まれた吸込側の軸部である。この軸部
２６はその内部に、浦導入路３２の一端部を形成されて
いる。そして、軸部２６は浦導入路３２の一端部を軸心
に沿って延ばしており、さらに、先端側の端面３０の中
心部に油導入路３２の浦出口３８を開口している。

また、軸部２６は、先端側の端面３０に複数の円弧状の
油送り溝３９・・・を有している。そして、軸部２６は
この油送り？ｇ３９・・・を、上記浦出口３８のまわり
に放射状に配置しており、各浦送り溝３９・・・の一端
側を油出口３８に連通させている。

さらに、軸部２６は、差込み孔２９を閉塞する例えばブ
ロック状の蓋部材４０との間に気密的に形成された油圧
導入室３６と、各油送り満３９・・・とを連通させてい
る。

すなわち、第２図および第３図に要部を示す圧縮機２１
は、上記油送り溝３つ・・・をピストン２４とともに油
出口３８をΦ心として回転させる。そして、密閉ケース
の内部２１ａに吐出された高圧な作動流体により油供給
用のパイブ３３および油導入路３２に押し上げられ浦出
口３８に達した油を、遠心力により油送り溝３９・・・
の内部に流通させる。

そして、圧縮機２１は、油出口３８から流出した油を油
圧導入室３６に充填し、さらに、油送りｉ７；　３　９
・・・により上記油を連続的に送り続けることで浦圧導
入室３６内の浦の圧力を上昇させ、浦圧導入室３６内の
圧力を作動流体の吐出圧Ｐｄよりも高い値、即ちＰｄ（
１＋α）に加圧するようになっている。

したがって、軸部２６の先端側の端面３０にスラストカ
Ｆ（−Ｐｄ●α・Ａｓ）を作用させて全体のスラスト力
をバランスさせることができ、第１の実施例で説明した
ものと同様に、騒音を大とすることな＜、摩掠損失の発
生を防止することができる。

なお、本発明の圧縮機２１は、冷凍サイクルを構成する
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］ 以上説明したように本発明は、螺旋状のブレードを巻装
しその軸方向端部に軸部を有する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するとともに軸
部をシリンダの吸込側の端部に嵌合された吸込側輔受部
材に差込み、シリンダと四転体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、吸込側軸受部材内に軸部
の端面に面する油圧導入室を設けるとともに軸部の表面
に、回転体の相対回転に伴って回転し、油圧導入室充填
用の油を流通させ、油圧導入室に油圧導入室充填用の油
を送り込んで充填する浦送り満を設けたものである。

したがって本発明は、騒音等を大とすることなく、圧縮
動作中にスラスト方向に作用する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３図は本発明の各実施例の要部を概略的に示
すもので、第１図は本発明の第１の実施例を示す側断面
図、第２図は本発明の第２の実施例を示す同じく側断面
図、第３図は同じく第２の実施例の軸部を示す正面図、
第４図および第５図は従来例を示すもので、第４図は要
部の構成を概略的に示す側断面図、第５図は圧縮動作時
に発生するスラスト力の状態を示す説明図である。 １１・・・ブレード、１２・・・作動室、２３・・・シ
リンダ、２４・・・ピストン（回転体）、２６・・・軸
部、２８・・・主軸受（吸込側軸受部材）、３０・・・
軸部の先端側の端而、３６・・・油圧導入室、３７、３
９・・・油送り溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 螺旋状のブレードを巻装しその軸方向端部に軸部を有す
   る回転体を吸込側と吐出側とを有する上記シリンダ内に
   偏心して配置するとともに上記軸部を上記シリンダの吸
   込側の端部に嵌合された吸込側軸受部材に差込み、上記
   シリンダと上記回転体との間に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、上記シリンダと上記回転体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、上記吸込側軸受部材内
   に上記軸部の端面に面する油圧導入室を設けるとともに
   上記軸部の表面に、上記回転体の相対回転に伴って回転
   し、油圧導入室充填用の油を流通させ、上記油圧導入室
   に油圧導入室充填用の油を送り込んで充填する油送り溝
   を設けたことを特徴とする流体圧縮機。