JPH0463980A - 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】 ［発明の目的コ （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
のに適するヘリカルブレード方式の流体圧縮機に関する
。

（従来の技術） 従来より一般的な圧縮機として、レシプロ方式、ロータ
リ方式等のものが知られており、その外に、シリンダの
吸込端側から作動室に流入した冷媒をシリンダの吐出端
側の作動室へ順次移送させながら圧縮していき外部へ吐
出するヘリ力ルブレード方式の流体圧縮機が提供されて
いる。

ヘリカルブレード方式の圧縮機の概要は、例えば、第１
１図に示す如くステータ及びロータから成る駆動手段に
よって回転するシリンダ１０１と、シリンダ１０１内に
ｅだけ偏心して配置されオルダムリング１０２を介して
シリンダ１０１に対し相対的に旋回可能な回転ロッド１
０３とを備え、回転ロッド１０３の外周面にはロッド１
０３の略全長に亘って螺旋状の溝１０５が形成され、こ
の満１０５に螺旋状のブレード１０７が出入自在に嵌合
されている。ブレード１０７の外周面はシリダ１０１の
内周面と密着し合い、ブレード１０７は回転ロッド１０
３と一体的に旋回する。シリンダ１０１に対する回転ロ
ッド１０３は偏心して旋回するためロッド外周面とこれ
に対向するシリンダ内周面との間には、相対速度が生じ
、さらにこの相対速度は一回転を一周期して変化する。

そのために、前記した如くブレード１０７が螺旋状の溝
１０５に対して出入することで回転ロッド１０３とシリ
ンダ１０１との間の空間に複数の作動室１０９が軸方向
に沿って形成されるようになる。

作動室１０４の容積は、ブレード１０７が嵌合される螺
旋状の溝１０５のピッチによって決定され、溝１０５の
ピッチは、回転ロッド１０３の一端から他端に向かって
徐々に小さくなっている。したがって、前記ブレード１
０７によって形成される作動室１０９の容積は、吸込バ
イブ１１１側となる回転ロッド１０３の吸込端側から吐
出パイプ１１３側となる吐出端側に向かって徐々に小さ
くなるため、吐出端側へ向けて順次移送される間に冷媒
は徐々に圧縮されて外に吐出される構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記した如くヘリカルブレード方式の流体圧縮機におい
て、排除容積の能力を高めるには、例えば、第１２図に
示す如く吸込端側（図面右側）の螺旋状の溝１０５のピ
ッチＰを大きく確保して第１番目の作動室１０９の容積
を大きくしたり、あるいは、シリンダ１０１の内径を拡
大したり、または、特願昭６２−２２７３２０号明細書
に見られる如く曲線部と軸方向に延びる直線部の組合せ
から成るブレードによって拡大された作動室を形成する
手段等が考えられる。しかしながら、始めの手段にあっ
ては、ブレード１０７が大きく捩られ、無理な状態で溝
１０５内に組付けられるため、捩られた領域のブレード
１０７は荷重が集中して疲労し易く、耐久性の面で望ま
しくない。場合によっては破損につながる等の問題を招
来する。

次の手段にあっては、シリンダ、回転ロッドの拡大に共
ない重量増加につながる等回転自在に支持する支持手段
の面において望ましくなく、しかもロータの内径が大き
くなるのでモータ効率が低下する不具合いがある。また
、最後の手段にあっては、直線部と曲線部の組合せのた
め、ブレードの形状が急激に変化する場所が直線部分の
両端に作られる所から、ブレードの円滑な出入動作が行
なわれにくく漏れが発生したり、荷重か集中する等の不
具合いが起きかねない。

そこで、この発明は、排除容積の拡大が図れると共にし
かも、ブレードに無理な捩れがかからず、耐久性の面で
も大変好ましい流体圧縮機を提供することを目的として
いる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、この発明にあっては、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
軸方向に沿って偏心して配置され、前記シリンダの内周
面に一部が接触した状態で前記シリンダと相対的に旋回
可能な円筒状の回転体と、この回転体の外周に設けられ
前記シリンダの吸込端側から吐出端側へ向かって順次小
さくなるピッチで形成された螺旋状の溝と、この溝に出
入自在に嵌合されるとともに前記シリンダの内周面に密
着する外周面を有し前記シリンダの内周面と回転体の外
周面との間を複数の作動室に区画する螺旋状のブレード
と、前記回転体とシリンダとを、相対的に旋回させる駆
動手段とを備え、前記回転体とシリンダの相対的な旋回
時にシリンダの吸込端側から作動室に流入した流体を吐
出端側の作動室へ順次圧縮しながら移送し外部へ吐出す
る流体圧縮機において、前記吸込端側となる螺旋状の溝
の終端部から軸線方向に沿って吸込端側へ延長した直線
状の溝を設け、この直線状の溝内に、前記螺旋状のブレ
ードとは別体に形成され、前記シリンダの内周面と密着
してシリンダの内周面と回転体の外周面との間に第１番
目の作動室を区画する直線状のブレードを出入自在に嵌
合しである。

（作用） かかる流体圧縮機によれば、螺旋状の溝の終端部から軸
線方向に沿って吸込端側へ延長した直線状の溝内に、出
入自在に嵌合された直線状のブレードによって容積の大
きい第１番目の作動室が形成されるようになる。

したかって、排除容積の拡大が図れると共に螺旋状のブ
レードに大きな捩れがなくなるため負荷の集中が抑えら
れ、長期間にわたり安定した作動状態が得られるように
なる。

（実施例） 以下、第１図乃至第１０図の図面を参照しながらこの発
明の一実施例を詳細に説明する。第１図において、１は
冷凍サイクルに使用される密閉型の流体圧縮機３の密閉
ケースを示しており、密閉ケース１の一方には冷凍サイ
クルの吸込、ｌ＜イブ５が、他方には吐出バイブ７がそ
れぞれ設けられている。密閉ケース１内には駆動手段と
しての電動要素９および圧縮要素１１かそれぞれ配設さ
れている。

電動要素９は、密閉ケース１の内面に固定されたほぼ環
状のステータ１３と、その内側に設けられた回転可能な
環状のロータ１５とを有している。

圧縮要素１１はシリンダ１７を有しており、シリンダ１
７の両端は密閉ケース１の内面に固定された軸受１９，
２０により回転自在に支持されている。軸受１９，２０
はシリンダ１７の端部が回転自在に嵌合したボス部１９
ａ、２０ａとこれらボス部１９ａ、２０ａよりも大径で
前記密閉ケース１の内面に固定された基部１９ｂ、２０
ｂとからなり、シリンダ１７の両端は気密的に閉ざされ
ている。

シリンダ１７の内部には、シリンダ１７の内径よりも小
さい円筒状の回転体２１がシリンダ１７の軸方向に沿っ
て配設されている。回転体２１は鉄系その他の材料から
なり、その中心軸線Ａがシリンダ１７の中心軸線Ｂに対
して距離ｅだけ第１図において下方に偏心して配設され
一部が内周面と線接触している。

回転体２１の両端部にはそれぞれ径の細い支軸部２１ａ
、２１ｂが設けられ、これら支軸部２１ａ、２１ｂはそ
れぞれ前記軸受１９．２０のボス部１９ａ、２０ａに形
成された軸受穴１９ｃ、２０ｃに回転自在に挿入支持さ
れている。

回転体２１の一方の支軸部２１ｂにはオルダムリング２
３を介してシリンダ１７側からの回転動力が伝達される
動力伝達面として機能する断面正方形状の角柱部２５が
形成されている。この角柱部２５は、前記オルダムリン
グ２３に形成された矩形状の長孔２６と遊びを有して嵌
合し合うと共に遊びの範囲内において角柱部２５のスラ
イドが可能となっている。また、オルダムリング２３の
外周面には、前記長孔２６の長手方向と直交する径方向
に一対の伝達ピン２７．２７の一端部がそれぞれスライ
ド自在に嵌挿され伝達ピン２７．２７の他端部は前記シ
リンダ１７の周壁に穿設された嵌合孔２９に嵌合固定さ
れている。これにより、前記回転体２１はシリンダ１７
に対して偏心した位置で無理なく結合状態が確保され、
シリンダ１７の回転力はオルダムリング２３を介して回
転体２１に伝達されるようになっている。

従って、電動要素９に通電されシリンダ１７がロータ１
５と一体的に回転することで、シリンダ１７に対して回
転体２１はオルダムリング２３を介して偏心して回転す
るため、回転体２１の外周面と、それに対向するシリン
ダ１７の内周面との間には相対速度が生じ、この相対速
度は一回転を一周期として変化しながらシリンダ１７内
で内転し、シリンダ１７に対して旋回運転するようにな
る。

一方、前記回転体２１の外周面には軸方向に沿って螺旋
状の溝３１と直線状の溝３３がそれぞれ形成されている
。螺旋状の溝３１の各ピッチＰは吸込端側となる第２図
右側から吐出端側となる左側へ向けて順次小さくなるよ
う形成されている。

直線状の溝３３は、吸込端側となる前記螺旋状の溝３１
の終端部３１ａから軸線方向に沿って吸込チューブ５側
へ真直ぐ延長されている。

螺旋状の溝３１には、合成樹脂系等の弾性材料で形成さ
れた螺旋状のブレード３５が弾性力を利用して出入自在
に組付けられている。ブレード３５の長さは螺旋状の溝
３１より若干短く、巾は前記螺旋状の溝巾とほぼ同一寸
法に設定されている。

厚さは、螺旋状の溝底の寸法とほぼ同じに設定され、こ
の溝底まての遊び代の領域において上下方向の出入（第
１図矢印イ）が可能となっている。

また、直線状の溝３３には、前記螺旋状のブレード３５
と別体に形成された直線状のブレード３７が出入自在に
嵌合している。この直線状のブレード３７の外側端部は
前記軸受１９側に設けられた円板状の仕切板３９によっ
て押えられている。

これにより、シリンダ１７の内周面１７ａと密着し合う
各ブレード３５．３７によってシリンダ１７の内周面１
７ａと回転体２１の外周面との間に複数の作動室４１が
仕切られ、前記直線状ブレード３７によって区画された
第１番目の作動室４１の容積が最大となっている。以下
、吐出端側へ向けて作動室４１の容積は順次小さくなる
よう設定されている。各作動室４１は第１０図に示す如
くブレード３５に沿って回転体２１とシリンダ１７の内
周面１７ａとの接触部から次の接触部までのびたほぼ三
日月状の領域となっている。吸込端側の第１番目の作動
室４１は、回転体２１の軸端部に設けられた連絡用の第
１の吸込孔４３と軸受２０に設けられた第２の吸込孔４
５を介して前記冷凍サイクルの吸込パイプ５と接続連通
している。

これにより、吸込パイプ５からシリンダ１７内に吸引さ
れる冷媒ガスは第１番目の作動室４１に途切れることな
く確実に導入されるようになっている。

一方、吐出端側となる最終の作動室４１は、軸受１９に
形成され密閉ケース１内に開放された吐出孔４７と接続
連通している。

また、回転体２１には第１図に示すように油導入路４９
が回転体２１の中心軸線Ａに沿って穿設されている。こ
の油導入路４９の一端は前記螺旋状の溝３１の底部と連
通し、他端は吸込端側の軸受２０に穿設された連通孔５
１を介して前記密閉ケース１の底部に吸込口５３ａが臨
む導入管５３と接続連通している。したがって、密閉ケ
ース１内の圧力が上昇すれば、密閉ケース１の底部に蓄
えられた潤滑オイル５５が導入管５３、連通孔５１およ
び油導入路４９を通って前記溝３１の底部に送り込まれ
、ブレード３５．３７の出入動作が円滑に確保されるよ
うになっている。

このように構成された流体圧縮機の動作について説明す
る。

まず、電動要素９に通電するとロータ１５が回転し、こ
のロータ１５と一体にシリンダ１７も回転する。シリン
ダ１７が回転すれば、オルダムリング２３を介して回転
体２１も回転する。シリンダ１７に対する回転体２１は
、偏心して旋回するため回転体２１の外周面とそれに対
向するシリンダ１７の内周面との間には相対速度が生じ
、さらにその相対速度は一回転を周期として変化しなが
らシリンダ１７内で内転し、シリンダ１７に対して回転
体２１は旋回運動する。この結果、第５図から第９図に
示す如く吸込端側の作動室４１に送り込まれた冷媒ガス
は吐出端側の作動室３１へ向けて順次送られながら圧縮
され吐出チューブ７から外へ吐出されるようになる。こ
の作動時において、直線状のブレード３７によって区画
された容積の大きい第１番目の作動室４１によって排除
容積の拡大が図れると共に螺旋状のブレード３５には無
理な捩れがないため長期間にわたり安定した作動状態が
得られるようになる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の流体圧縮機によれば、螺
旋状のブレードとは別体に形成された直線状のブレード
によって吸込端側の第１番目の作動室の容積を大きく確
保することができるため無理なく排除容積の拡大が図れ
るようになる。また、螺旋状のブレードは大きく捩れる
ことなく螺旋状の溝内に組付けることができるためブレ
ードの一部分に作用する集中荷重が抑えられ長期間にわ
たり安定した作動状態か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は流体圧縮機全体を示す縦断面図、第２図はプレート
を組付けた回転体の斜視図、第３図は第１図の■−■線
断面図、第４図は要部の分解図、第５図、第６図、第７
図、第８図、第９図は動作説明図、第１０図は電動要素
を示した一部切断面図、第１１図は従来例のヘリカルブ
レード方式の圧縮機全体を示す縦断面図、第１２図は従
来例を示した第２図と同様の斜視図である。 ３７・・・直線状のブレード ４１・・・作動室 代吐、゛、ノｒ、コニ三　好秀和 ９・・・電動要素（駆動手段） １７・・・シリンダ ２１・・・回転体 ３１・・・溝 ３３・・・直線状の溝 ３５・・螺旋状のブレード 第２図 第５図 第６図 第８図 ｗＪ９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸込端側と吐出端側とを有するシリンダと、このシリン
   ダの軸方向に沿って偏心して配置され、前記シリンダの
   内周面に一部が接触した状態で前記シリンダと相対的に
   旋回可能な円筒状の回転体と、この回転体の外周に設け
   られ前記シリンダの吸込端側から吐出端側へ向かって順
   次小さくなるピッチで形成された螺旋状の溝と、この溝
   に出入自在に嵌合されるとともに前記シリンダの内周面
   に密着する外周面を有し前記シリンダの内周面と回転体
   の外周面との間を複数の作動室に区画する螺旋状のブレ
   ードと、前記回転体とシリンダとを、相対的に旋回させ
   る駆動手段とを備え、前記回転体とシリンダの相対的な
   旋回時にシリンダの吸込端側から作動室に流入した流体
   を吐出端側の作動室へ順次圧縮しながら移送し外部へ吐
   出する流体圧縮機において、前記吸込端側となる螺旋状
   の溝の終端部から軸線方向に沿って吸込端側へ延長した
   直線状の溝を設け、この直線状の溝内に、前記螺旋状の
   ブレードとは別体に形成され、前記シリンダの内周面と
   密着してシリンダの内周面と回転体の外周面との間に第
   １番目の作動室を区画する直線状のブレードを出入自在
   に嵌合したことを特徴とする流体圧縮機。