JPH09242681A

JPH09242681A - ヘリカルブレード式圧縮機

Info

Publication number: JPH09242681A
Application number: JP4752796A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Fujiwara; 尚義藤原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-16
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JP3350336B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ヘリカルブレード式の圧縮機構であ
り、ローラの周速を小さして、このスラスト面における
摺動損失の低減を図り、よって圧縮効率の向上に寄与す
るヘリカルブレード式圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダ５と、このシリンダに収容され偏
心配置されたローラ１１と、このローラの周面に沿って
設けられた螺旋状溝１４と、この螺旋状溝に突没自在に
嵌め込まれシリンダとの空間を複数の圧縮室１６に区画
形成する螺旋状のブレード１５とを備え、さらに上記ロ
ーラをシリンダ内で公転運動させるクランクシャフト９
のクランク部９ａ，９ｂを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば冷凍サイ
クル装置に用いられ、作動流体としての冷媒ガスを圧縮
するヘリカルブレード式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より多用されるレシプロ方式、ロ―
タリ方式等、各種の圧縮機には、回転力を圧縮機部に伝
達するクランクシャフト等の駆動部や、圧縮部の構造が
複雑であり、部品点数が多い。

【０００３】そして、圧縮効率を高めるために、吐出側
に逆止弁を設ける必要があるが、この逆止弁の両サイド
の圧力差は非常に大きいため、逆止弁からガスがリ―ク
し易く圧縮効率が低い。

【０００４】このような問題を解消するためには、各部
品の寸法精度や組立精度を高める必要があり、その結
果、製造コストが高くなるなどの不具合がある。そこで
近時、流体圧縮機とも呼ばれるヘリカルブレード式圧縮
機が提案されている。これは、回転駆動源に連結される
シリンダ内に回転体であるピストンが偏心して配置さ
れ、シリンダと同期して回転駆動される。このピストン
の周面には螺旋状溝が設けられ、ここにブレードが出入
り自在に巻装される。

【０００５】上記ブレードとピストン周面およびシリン
ダ内周面との間に圧縮室が形成されていて、冷凍サイク
ルにおける作動流体である冷媒ガスを上記圧縮室の一端
部に吸込んで、他端部側に徐々に移送しながら圧縮する
ようになっている。

【０００６】この種の圧縮機によれば、従来の圧縮機に
おける上述のごとき不具合を除去でき、比較的簡単な構
成によりシ―ル性を向上させて効率の良い圧縮が可能で
あるとともに、部品の製造および組立が容易となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】問題は構造上、回転駆
動源に連結されるシリンダが所定の回転数で回転駆動
（自転）され、シリンダの周速が大となる。その一方
で、シリンダの一方の端部が高圧の吐出部、他方の端部
が低圧の吸込み部となるので、高圧側から低圧側へスラ
スト力が発生する。

【０００８】したがって、シリンダのスラスト方向の端
面が、シリンダを枢支する軸受け具側面に摺接してしま
う。しかもシリンダは所定の回転数で回転して、その周
速が大であるところから、摺動損失が無視できないもの
となっていて、当然、圧縮効率に悪影響が生じる。

【０００９】本発明は上記事情にもとづいてなされたも
のであり、その目的とするところは、ヘリカルブレード
式の圧縮機構を備えることが前提であり、ローラの周速
を小さくする構成とし、このスラスト面における摺動損
失の低減を図り、よって圧縮効率の向上に寄与するヘリ
カルブレード式圧縮機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のヘリカルブレード式圧縮機は、請求項１とし
て、シリンダと、このシリンダ内に偏心配置されたロー
ラと、このローラの周面に沿って設けられた螺旋状溝
と、この螺旋状溝に出入り自在に嵌め込まれシリンダと
の空間を複数の圧縮室に区画形成する螺旋状のブレード
とを備えたヘリカルブレード式圧縮機において、上記ロ
ーラを、シリンダ内で公転運動させる駆動手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１１】請求項２として、請求項１記載のローラを
シリンダ内で公転運動させる上記駆動手段は、上記ロー
ラに対して摺動自在に設けられ、ローラを上記シリンダ
内で偏心して移動させるクランク部を有するクランクシ
ャフトであることを特徴とする。

【００１２】請求項３として、請求項１記載の上記ロー
ラの周面に設けられる螺旋状溝は１条であって、ここに
突没自在に嵌め込まれる上記螺旋状のブレードは１組で
あることを特徴とする。

【００１３】請求項４として、請求項２記載の上記クラ
ンクシャフトは、その一方の端部にクランクシャフトを
回転駆動する電動機部が連結され、この電動機部側の上
記クランクシャフト端部は主軸受けによって回転自在に
枢支され、電動機部とは反対側の上記クランクシャフト
端部は副軸受けによって回転自在に枢支され、上記副軸
受け側の上記圧縮室を吸込み部、上記主軸受け側の上記
圧縮室を吐出部としたことを特徴とする。

【００１４】請求項５として、請求項４記載の上記ロー
ラの吐出部側に、クランクシャフトの回転駆動を受けて
公転運動する上記ローラの自転を防止するオルダム機構
を備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項６として、請求項４記載の上記ロー
ラは円筒体であり、この円筒体ローラの内周部に凹陥形
成される内腔部が設けられ、上記吸込み部側内腔部に上
記吐出部圧縮室から吐出される高圧ガスを導入すること
を特徴とする。

【００１６】請求項７として、請求項４記載の上記ロー
ラは円筒体であり、この円筒体ローラの内周部に段状に
凹陥形成される内腔部が設けられ、上記クランクシャフ
トのクランク部は上記内腔部のうちの軸芯側に突出形成
される内腔枢支部に摺接することを特徴とする。

【００１７】請求項８として、請求項７記載の上記クラ
ンクシャフトのクランク部とローラ内腔枢支部との摺接
位置は、ローラの軸方向の中央部もしくは中央部から左
右均等の距離を存した位置に設定したことを特徴とす
る。

【００１８】請求項９として、請求項４記載の上記クラ
ンクシャフトは、上記主軸受けの枢支部と上記副軸受け
枢支部との間の周面にカウンタバランスを設けたことを
特徴とする。

【００１９】請求項１０として、請求項１記載の上記ロ
ーラは、鉄よりも比重の軽い素材からなることを特徴と
する。請求項１１として、請求項４記載の上記クランク
シャフトの副軸受け枢支部近傍に給油ポンプが設けら
れ、上記クランクシャフトに、上記給油ポンプが吸い上
げた潤滑油を各摺接部に導く給油通路を設けたことを特
徴とする。

【００２０】請求項１２として、請求項１１記載の上記
クランクシャフトに設けられる給油通路は、上記クラン
ク部周面に連通する油孔が設けられ、上記ローラは、上
記クランクシャフトのクランク部との摺接部に上記螺旋
状溝に連通する油孔が設けられ、クランクシャフトの油
孔とローラの油孔は、クランクシャフトの一回転中に少
なくとも１度は互いに一致することを特徴とする。

【００２１】請求項１３として、請求項７記載の上記ロ
ーラとクランクシャフトクランク部との摺接部は、その
両側面に開口する油逃げ孔が貫通して設けられることを
特徴とする。

【００２２】請求項１４として、請求項４記載の上記吸
込み部は、ローラ外周面とシリンダ内周面の少なくとも
いずれか一方に、吸込みガスを一時的に溜めるバッファ
部を備えたことを特徴とする。

【００２３】このような課題を解決する手段を備えるこ
とにより、請求項１ないし請求項３の発明のいずれにお
いても、ローラがシリンダ内で公転運動するところか
ら、スラスト面における周速が、シリンダを回転駆動
（自転）させる従来の構成と比較して小さくなり、摺動
損失が低減する。

【００２４】請求項４の発明では、クランクシャフトの
両側端部を軸受けで枢支するとともに、吸込み部と吐出
部の位置を限定することにより、スラスト力がバランス
し、ローラが軸方向に安定して保持され異音の発生がな
い。

【００２５】請求項５の発明では、オルダム機構をロー
ラがスラスト力によって付勢される吸込み部側とは反対
側の吐出側に設け、荷重がかからないようにした。請求
項６の発明では、ローラの吸込み部側内腔部に吐出圧を
導くことから、副軸受け側のスラスト力をさらに小さく
でき、スラスト損失がさらに低減する。

【００２６】請求項７の発明では、ローラに内腔部を設
けることによって、ローラの重量を軽減し、振動の発生
を抑制する。請求項８の発明では、クランクシャフトと
ローラとの摺接部位置を設定したので、ローラを公転運
動させる作用点がバランスのとれたものとなり、転覆モ
ーメントが低減し、摺動損失のさらなる低減につなげら
れる。

【００２７】請求項９の発明では、カウンタバランス
が、ローラの公転運動によるアンバランスを打ち消し合
う。その結果、振動が低減し、クランクシャフトに対す
る転覆モーメントが低減する。

【００２８】請求項１０の発明では、ローラの材質を鉄
よりも比重の軽い材料とすることにより、ローラの重量
の軽減化を図り、振動低減を得る。請求項１１の発明で
は、給油ポンプを電動機部とは反対側の端部である副軸
受け枢支部近傍に設けたので、設計的に余裕が出る配置
となる。

【００２９】請求項１２の発明では、クランクシャフト
の回転中に、必ず、シャフトの油孔とローラの油孔が連
通し、これら摺接部は常時油膜が形成されてガスシール
され、圧縮室のガスシールが向上し、ブレードに対する
信頼性の向上が得られる。

【００３０】請求項１３の発明では、油逃げ孔に潤滑油
が連通して、潤滑油が一部に偏って溜まることを防止す
る。請求項１４の発明では、吸込みガスを一時的に溜め
るバッファ部を備えたことにより、吸込み側のガス通路
の断面積が拡大して、体積効率が向上する。

【００３１】

【実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図面にも
とづいて説明するに、ここに開示されるヘリカルブレー
ド式圧縮機は、たとえば空気調和機の冷凍サイクルに用
いられるものとする。

【００３２】図１に示すように、密閉ケース１は、軸方
向を水平方向に向け両端が開口するケース本体１ａと、
このケース本体１ａの一端開口部を閉塞する上蓋１ｂ
と、他端開口部を閉塞する蓋板１ｃとから構成される。

【００３３】この密閉ケース１内には、圧縮機構部３お
よび電動機部４が収容される。すなわち、密閉ケース１
の軸方向ほぼ中央部を境に、図において右側の部分が圧
縮機構部３、左側の部分が電動機部４となる。

【００３４】上記圧縮機構部３は、両側端が開口する中
空筒体であり、かつその両側端の外周面に一対の鍔部５
ａ，５ｂが突設されたシリンダ５を有している。このシ
リンダ５の少なくとも一方の鍔部５ａは、上記密閉ケー
ス１を構成するケース本体１ａに圧入嵌着され、シリン
ダの位置決め固定がなされている。

【００３５】上記シリンダ５の一方側（図の左側）の側
面には、主軸受け６が固定具７を介して取付け固定さ
れ、シリンダの開口部が閉成される。他方側（図の右
側）の側面には、副軸受け８が固定具７を介して取付け
固定され、シリンダの開口部が閉成される。

【００３６】このような主軸受け６と副軸受け８の軸芯
に沿ってクランクシャフト９が挿通され、回転自在に枢
支される。上記クランクシャフト９は、主軸受け６と副
軸受け８との間であるシリンダ５内に貫通するばかりで
なく、主軸受け６から図の左側方向に突設され、後述す
る電動機部４の回転軸部９Ｚを構成する。

【００３７】上記クランクシャフト９についてなお説明
すると、上記主軸受け６と副軸受け８との間の周面に
は、互いに離間した位置で、かつクランクシャフト軸芯
ａとは所定寸法ｅだけ偏心した軸芯ｂの２つのクランク
部９ａ，９ｂが一体に設けられる。

【００３８】図の左側のクランク部９ａを第１のクラン
ク部と呼び、右側のクランク部９ｂを第２のクランク部
と呼ぶ。互いのクランク部９ａ，９ｂは同一の所定幅寸
法に形成される。

【００３９】第１のクランク部９ａのさらに左側の部位
に隣接して、カウンタバランス部９ｃがクランクシャフ
トと一体に設けられる。このカウンタバランス部９ｃ
は、上記第１のクランク部９ａの偏心突出方向とは軸芯
を介して反対側の周面部位に偏心している。

【００４０】また、第２のクランク部９ｂのさらに右側
の部位に隣接して、クランクシャフト９とは別体のカウ
ンタバランサ１０が嵌着される。このカウンタバランサ
１０は、上記第２のクランク部９ｂの偏心突出方向とは
反対側の周面部位に偏心している。

【００４１】このようなクランクシャフト９と上記シリ
ンダ５との間には、その材質が鉄よりも比重の小さなた
とえばアルミ合金の素材から選択される、ローラ１１が
介在される。このローラ１１は、両端が開口する円筒体
であり、軸方向長さはシリンダの軸方向長さと一致す
る。

【００４２】ローラ１１の内周部には段状の内腔部１２
が形成されていて、特に、上記クランクシャフト９の第
１，第２のクランク部９ａ，９ｂと対向する部位は、こ
れらクランク部と同一幅で、かつ外周面と回転自在に摺
接する第１，第２の内腔枢支部１２ａ，１２ｂとなって
いる。

【００４３】このことにより、ローラ１１の軸芯ｂは第
１，第２のクランク部９ａ，９ｂの軸芯ｂと一致し、シ
リンダ５などの軸芯ａに対してｅ寸法だけ偏心している
ことになる。そして、ローラ１１の外周壁一部はシリン
ダ５の内周壁一部に軸方向に沿って転接するように寸法
設定されている。

【００４４】なお、上記クランクシャフト９の第１，第
２のクランク部９ａ，９ｂと、ローラ１１の第１，第２
の内腔枢支部１２ａ，１２ｂとの摺接部は、ローラの軸
方向の中央部から左右均等の距離を存した位置に設定し
てある。

【００４５】特に、図２にも示すように、ローラ１１の
内腔部１２は、その直径寸法φＤ2，φＤ3 が第１，第
２の内腔枢支部１２ａ，１２ｂの直径寸法φＤ1 よりも
大に形成されており（φＤ2 ，φＤ3 ＞φＤ1 ）、かつ
素材の選択から、ローラの重量の軽減が図られている。

【００４６】上記ローラ１１の主軸受け６側端部と、ロ
ーラ１１部位との間には、オルダム機構１３が介設され
る。このオルダム機構１３は、ローラ１１の自転を規制
するものである。

【００４７】このことから、クランクシャフト９が回転
すると、ここに設けられる第１，第２のクランク部９
ａ，９ｂが偏心回転をなし、かつこのクランク部の外周
面に枢支されるローラ１１が偏心移動である公転運動を
なす。

【００４８】そして、ローラ１１の公転運動にともなっ
て、ローラ外周壁のシリンダ５内周壁に対する転接部位
は、シリンダの周方向に沿って漸次移動することとな
る。上記ローラ１１の外周面には、副軸受け８取付け側
端部から主軸受け６取付け側端部へ徐々にピッチを小と
する螺旋状溝１４が設けられ、この溝には螺旋状のブレ
ード１５が出入り自在に巻装される。

【００４９】上記ブレード１５は、たとえば弗素樹脂な
ど高滑性素材が用いられ、その内径寸法はローラ１１の
外径寸法よりも大に形成される。すなわち、ブレード１
５は強制的に直径を縮小した状態で螺旋状溝１４に嵌め
込まれており、その結果、ローラ１１ごとシリンダ５内
に組み込まれた状態でブレード１５の外周面が常にシリ
ンダ内周壁に弾性的に当接するよう膨出変形している。

【００５０】上述したように、ローラ１１が公転運動し
てシリンダ５に対する転接位置が移動すると、転接部位
が接近するのにともなってブレード１５は螺旋状溝１４
内に没入し、転接位置でブレード外周面はローラ外周面
と完全に同一になる。

【００５１】逆に、転接部位が通過すれば、ここからの
距離に応じてブレード１５は螺旋状溝１４から突出し、
転接部位とは軸芯ｂを介して１８０°対向する部位で、
ブレード１５の突出長さが最大になる。この後は、再び
転接部位に接近して行くので、上述の作用になる。

【００５２】上記シリンダ５とローラ１１を径方向に沿
って断面してみると、シリンダ５に対してローラ１１が
偏心して収容され、かつローラの周面一部がシリンダに
転接状態にあるところから、これらシリンダとローラと
の間に三ケ月状の空間部が形成されることになる。

【００５３】上記空間部を軸方向に沿ってみると、ロー
ラ１１の螺旋状溝１４にブレード１５が巻装され、その
外周面がシリンダ５内周壁に転接しているところから、
ローラとシリンダとの間はブレードによって複数の空間
部に仕切られる。

【００５４】これら仕切られた空間部を圧縮室１６…と
呼ぶ。各圧縮室１６の容積は、上記螺旋状溝１４の設定
から、副軸受け８側端部から主軸受け６側端部に亘っ
て、徐々に容積が小となる。

【００５５】一方、上記密閉ケース１を構成する蓋板１
ｃには、吸込み管１７が貫通して設けられるとともに、
この近傍位置に吐出管１８が接続される。上記吸込み管
１７は冷凍サイクルを構成する蒸発器に連通され、上記
吐出管１８は同じく冷凍サイクルを構成する凝縮器に連
通される。（いずれも図示しない）上記密閉ケース蓋板
１ｃを貫通する吸込み管１７は、密閉ケース１内部にお
いて、上記副軸受け８に設けられる接続部８ａに接続さ
れる。この接続部８ａは、副軸受け８のシリンダ５接合
面に開口している。上記吐出管１８は、その開口端を密
閉ケース１内に臨ませられる。

【００５６】上記副軸受け接続部８ａの対向端に対向す
るシリンダ５の鍔部５ｂ部位には、凹陥部１９が設けら
れ、吸込み管１７から導かれるガスを一旦溜められるよ
うになっている。

【００５７】一方、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように、
ローラ１１の一端部にはガス通路用凹部２０が設けられ
る。このガス通路用凹部２０は、公転運動をなすローラ
１１がどの位置にあっても、シリンダ５に設けられる上
記凹陥部１９と対向する。

【００５８】したがって、図１にも示すように、これら
ガス通路用凹部２０と凹陥部１９とで、吸込み管１７か
ら導かれたガスを一旦貯溜する、容積の大きなバッファ
部２１が形成されることになる。

【００５９】再び図３に示すように、上記ガス通路用凹
部２０と同一部位にほぼ矩形状の凹部２２が設けられて
いて、この軸方向に沿う反対側の端部周面にも同様の凹
部２２が設けられている。

【００６０】これら凹部２２，２２は、また、ローラ１
１の螺旋状溝１４端部に対向する位置にある。すなわ
ち、圧縮機として組立てられた状態で、各凹部２２と対
向するシリンダ５部位には、図示しないブレードストッ
パが取付けられ、上記ブレード１５の螺旋状溝１４から
抜出を規制する。

【００６１】同図（Ａ）に示される一対の溝２３，２３
は、上記オルダム機構１３を構成する部品が掛合するた
めのオルダム溝である。再び図１に示すように、上記主
軸受け６の側面部には吐出用孔２４が設けられる。この
吐出用孔２４を介して、シリンダ５およびローラ１１側
端空間部と、電動機部４側空間部とが連通される。

【００６２】上記螺旋状溝１４のピッチの設定から、上
記バッファ部２１が設けられる側の圧縮室１６が吸込み
部Ａとなり、これと反対側の吐出用孔２４が設けられる
側の圧縮室１６が吐出部Ｂとなる。

【００６３】そして、上記主軸受け６とクランクシャフ
ト９およびローラ１１とで囲繞される、第１の空間部２
５が形成される。クランクシャフト９とローラ１１とで
囲繞される、第２の空間部２６が形成される。副軸受け
８とクランクシャフト９およびローラ１１とで囲繞され
る、第３の空間部２７が形成される。

【００６４】上記クランクシャフト９の副軸受け８側端
面から中途部である主軸受け６の枢支部分に亘り、かつ
クランクシャフトの軸芯に沿って案内用孔２８が設けら
れる。この案内用孔２８の開口端と、副軸受け８のシャ
フト枢支部開口端は、副軸受け端面に固定具２９を介し
て取付けられる閉塞板３０によって閉塞される。

【００６５】上記案内用孔２８とクランクシャフト９外
周面とは、後述する複数のガス用孔および油用孔で連通
される。すなわち、第１のガス用孔３１は、上記第１の
空間部２５と連通する部位に設けられる。第２のガス用
孔３２は、上記第３の空間部２７と連通する部位に設け
られる。

【００６６】第１の油用孔３３は、副軸受け８の枢支部
に対して開口される。第２の油用孔３４は、第２のクラ
ンク部９ｂの周面に開口され、ローラ１１の第２の内腔
枢支部１２ｂに対向している。

【００６７】第３の油用孔３５は、第１のクランク部９
ａの周面に開口され、ローラの第１の内腔枢支部１２ａ
に対向している。第４の油用孔３６は、主軸受け６の枢
支部に対して開口される。上記案内用孔２８とともに、
第１ないし第４の油用孔３３ないし３６からなる給油通
路Ｓが構成される。

【００６８】特に第３の油用孔３５は、図４に示すよう
に、第１のクランク部９ａ周面一部に沿って設けられる
油案内溝３５ａに連通していて、ここに潤滑油を溜めら
れるようになっている。

【００６９】なお、油案内溝３５ａは第１のクランク部
９ａ周面一部に設けられるばかりでなく、図５に示すよ
うに、クランク部９ａの周面に沿って設けられる油案内
溝３５ｂであってもよい。

【００７０】再び図１に示すように、上記密閉ケース１
の内底部には潤滑油を集溜する油溜り部３７が形成され
る。この油溜り部３７の潤滑油中に、副軸受け具８のシ
ャフト枢支部に接続される油吸上げ管３８が浸漬され
る。

【００７１】この油吸い上げ管３８の接続部は、副軸受
け８枢支部の内周面であるクランクシャフト９の摺接面
に連通している。これらと対向するクランクシャフト部
位には、給油ポンプ部３９が設けられる。

【００７２】ローラ１１の第２の内腔枢支部１２ｂに
は、この左右両側面に開口され貫通する複数の油逃げ用
連通孔４０が設けられる（図２にも示す）。この油逃げ
用連通孔４０は、上記第２の空間部２６と第３の空間部
２７とを互いに連通する。

【００７３】上記ローラ１１の特に第１の内腔枢支部１
２ａには、その内周面から上記螺旋状溝１４底面に亘っ
て油案内孔４１が設けられる。この第１の内腔枢支部１
２ａと掛合するクランクシャフト９の第１のクランク部
には、上記油案内溝３５ａが設けられるところから、ク
ランクシャフトの１回転中に必ず１度は油案内溝３５ａ
が油案内孔４１に連通するようになっている。

【００７４】上記ローラ１１の吐出部Ｂ側端部には、こ
の内周面から外周面に亘って油逃げ孔４２が設けられ
る。上記ケース本体１ａに圧入されるシリンダ５の鍔部
５ａには、図の上部側にガス案内孔４３が設けられ、下
部側の油溜まり部３７の潤滑油に浸漬される部位には油
案内孔４４が設けられる。

【００７５】各案内孔４３，４４とも、鍔部５ａ両側面
を貫通して設けられ、この鍔部によって仕切られる密閉
ケース１内部を連通する。すなわち、ガス案内孔４３は
上記吐出部Ｂから吐出される高圧ガスを導通案内するた
めのものであり、油案内孔４４は上記油溜まり部３７の
潤滑油を導通案内するためのものである。

【００７６】一方、上記電動機部４は、主軸受け６から
突出するクランクシャフト９の回転軸部９Ｚに嵌着され
るロータ４５と、このロータの外周面と所定の間隙を存
して上記ケース本体１ａ内周面に嵌着されるステータ４
６とから構成される。

【００７７】このようにして構成されるヘリカルブレー
ド式圧縮機であり、電動機部４に通電してロータ４５と
ともにクランクシャフト９を一体に回転駆動する。この
クランクシャフト９の回転力は、第１，第２のクランク
部９ａ，９ｂを介してローラ１１に伝達される。

【００７８】すなわち、クランク部９ａ，９ｂが偏心し
て設けられており、ここにローラ１１の内腔枢支部１２
ａ，１２ｂが回転自在に掛合しているので、ローラ１１
はクランク部に押される。しかも、クランクシャフト９
とローラ１１との間に架設されるオルダム機構１３はロ
ーラの自転を規制するところから、ローラは公転運動を
なす。

【００７９】その一方で、吸込み管１７から低圧の冷媒
ガスが吸込まれ、シリンダ５とローラ１１とで形成され
るバッファ部２１に一時的に溜められる。そして、吸込
み部Ａ側の圧縮室１６に導かれる。

【００８０】ローラ１１の公転運動にともなって、ロー
ラのシリンダ５内周面に対する転接位置が周方向に漸次
移動し、ブレ−ド１５は螺旋状溝１４に対して出入りす
る。すなわち、ブレード１５はローラの径方向に突没移
動する。

【００８１】吸込み部Ａ側の圧縮室１６に導かれた冷媒
ガスは、ブレード１５が螺旋状に形成されるところか
ら、ローラ１１の公転運動にともなって吐出部Ｂ方向の
圧縮室１６に順次移送される。

【００８２】上記ブレード１５は吸込み部Ａから吐出部
Ｂ側へ順次ピッチが小さくなるよう設定されており、こ
のブレードによって仕切られる圧縮室１６の容積は順次
縮小されるので、冷媒ガスは圧縮室を順次移送される間
に圧縮され、最も吐出部Ｂ側の圧縮室において所定圧ま
で上昇し高圧化する。

【００８３】高圧ガスは、吐出部Ｂの圧縮室１６から吐
出され、第１の空間部２５に充満してから、主軸受け６
に設けられる吐出用孔２４を介して電動機部４側の空間
部に導かれる。そして、シリンダ５の鍔部５ａに設けら
れるガス案内孔４３を介して圧縮機構部３側の空間部に
導かれ充満する。

【００８４】この空間部には吐出管１８の開口端が対向
しているところから、高圧ガスは吐出管に導かれ、ここ
から凝縮器へ導出される。なお、ローラ１１の一方の端
部に吐出部Ｂが形成され、他方の端部に吸込み部Ａが形
成されるので、吐出部Ｂから吸込み部Ａ方向へスラスト
力が発生し、ローラの吸込み部Ａ側の端面が副軸受け８
に摺接し易い状態となる。

【００８５】しかしながら、この発明の特徴であるロー
ラ１１を公転運動することにより、ローラの周速が小さ
くてすみ、圧縮効率に影響を与えるがごとき摺動損失の
発生がない。

【００８６】しかも、吐出部Ｂから吐出されて、第１の
空間部２５に充満する高圧ガスの一部は、クランクシャ
フト９に設けられる第１のガス用孔３１を介してシャフ
トの軸芯に沿って設けられる案内用孔２８に導かれる。

【００８７】高圧ガスは、案内用孔２８から第２のガス
用孔３２を介して第３の空間部２７に導かれて充満し、
この全周面に吐出圧を付与する。ただし、空間部２７を
構成するクランクシャフト９と副軸受け８は、軸方向お
よび径方向とも、その位置が規制されているので、吐出
圧の影響は全く受けない。

【００８８】同様に空間部２７を構成する上記ローラ１
１は、上記クランク部９ａ，９ｂと掛合しているので径
方向の吐出圧の影響は受けないものの、自由に公転運動
しなければならないので、軸方向には影響を受けてしま
う。

【００８９】しかしながら、吸込み部Ａと同位置の第３
の空間部２７に吐出圧が導かれるので、ローラ１１の両
側部はバランスし、ローラが受けるスラスト損失が低減
して、入力をさらに小さくできる。

【００９０】なお、吸込み部Ａの吸込み圧力と、この内
周側の第３の空間部２７の吐出圧力とのガスシールは、
ローラ１１と副軸受け８とのスラスト摺動面によるオイ
ルシールで行われる。

【００９１】一方、クランクシャフト９の回転にともな
って給油ポンプ部３９が作動し、油溜まり部３７の潤滑
油を油吸い上げ管３８を介して吸い上げる。吸い上げら
れた潤滑油は、クランクシャフトの軸芯に沿って設けら
れる案内用孔２８に導かれ、さらに第１ないし第４の油
用孔３３ないし３６からなる給油通路Ｓを介して、クラ
ンクシャフトとその摺接面に給油され、これらの潤滑性
を確保する。

【００９２】このように、本発明におけるヘリカルブレ
ード式の圧縮機構部３は、固定のシリンダ５に対してロ
ーラ１１を公転運動させるところから、従来から提案さ
れるピストンとシリンダとが同期して回転するヘリカル
ブレード式の圧縮機構と比較して、ローラ１１の周速が
小さくなる。したがって、ローラ１１のスラスト面にお
ける摺動損失の低減を得られ、代って圧縮効率の向上が
図られる。

【００９３】ローラ１１に設けられる螺旋状溝１４を１
条とし、ここに出入り自在に嵌め込まれるブレード１５
を１組としたので、ローラに対するスラスト力がバラン
スし難い状態となるが、ローラを公転運動させて周速を
小さくしたので、摺動損失を最大限抑制できる。

【００９４】クランクシャフト９は、その一方の端部に
電動機部４が連結され、この端部は主軸受け６、反対側
の端部は副軸受け８によって回転自在に枢支され、かつ
副軸受け側の圧縮室１６を吸込み部Ａ、主軸受け側の圧
縮室を吐出部Ｂとしたので、スラスト力がバランスし
て、一定のスラスト力が副軸受けに働き、ローラが軸方
向に安定して保持され、異音の発生がない。

【００９５】上記オルダム機構１３は、吐出部Ｂ側に設
けられる。ローラ１１はスラスト力によって反対側の吸
込み部Ａ側へ付勢されるので、オルダム機構１３へは荷
重がかからずにすむ。したがって、オルダム機構１３は
円滑に作用して、ローラ１１の自転を確実に規制でき
る。

【００９６】上記ローラ１１の吸込み部Ａ側の内腔であ
る第３の空間部２７に吐出圧を導入したから、ローラに
発生するスラスト力をさらに小さくでき、スラスト損失
を低減して入力が減少する。

【００９７】ローラ１１を円筒体とし、この内周部に直
径φＤ2 ，φＤ3 の内腔部１２を形成し、さらにこれよ
りも直径の小さい直径φＤ1 の第１，第２の内腔枢支部
１２ａ，１２ｂを形成して、クランクシャフト９の第
１，第２のクランク部９ａ，９ｂと摺動させるようにし
たから、ローラの重量を最大限軽減化でき、したがって
振動の低減に寄与する。

【００９８】上記クランクシャフト９の第１，第２のク
ランク部９ａ，９ｂと、ローラ１１の第１，第２の内腔
枢支部１２ａ，１２ｂとの摺接部は、ローラの軸方向の
中央部から左右均等の距離を存した位置に設定してあ
る。

【００９９】このことから、ローラ１１を公転運動させ
る作用点が、軸方向の中央部に位置して、ローラに対す
る転覆モーメントが低減する。すなわち、ローラの摺動
損失が低減して、スラスト入力の低減化を得られる。

【０１００】なお、クランクシャフト９とローラ１１の
摺接部を、ローラの軸方向中央部に１箇所のみ設けて
も、同様の作用効果が得られることは、言うまでもな
い。上記クランクシャフト９は、主軸受け６枢支部と副
軸受け８枢支部との間の周面にカウンタバランス９ｃお
よびカウンタバランサ１０を設けた。その結果、ローラ
１１の公転運動によるアンバランスを打ち消し合い、振
動を低減できる。

【０１０１】上記ローラ１１は、鉄よりも比重の軽い素
材、たとえばアルミ材から選択される。したがって、ロ
ーラ１１の重量を軽減し、振動の低減を得られる。上記
クランクシャフト９の副軸受け８枢支側端部に給油ポン
プ部３９を設けて潤滑油を吸い上げる。クランクシャフ
ト９は、吸い上げた潤滑油を各摺接部に導く案内用孔２
８などからなる給油通路Ｓを備えている。

【０１０２】このことから、設計的に余裕が生じるとと
もに、ローラ１１が周速の小さい公転運動をなす構成で
あっても、クランクシャフト９の回転にともなって十分
な量の潤滑油を給油でき、潤滑性を確保する。

【０１０３】上記クランクシャフト９の案内用孔２９
に、第１のクランク部９ａ周面に連通する第３の油用孔
３５と油案内溝３５ａが設けられ、ローラ１１の第１の
内腔枢支部１２ａに螺旋状溝１４底面に連通する油案内
孔４１が設けられる。

【０１０４】したがって、第３の油用孔３５と油案内孔
４１は、クランクシャフト９の一回転中に少なくとも１
度は互いに一致することとなり、これらの摺接部は常時
油膜が形成されてガスシールされる。圧縮室１６に対す
るガスシールが向上し、ブレード１５の信頼性の向上が
得られる。

【０１０５】上記ローラ１１の第２の内腔枢支部１２ｂ
に、この両側面に開口する油逃げ用連通孔４０が設けら
れる。すなわち、この油逃げ用連通孔４０を潤滑油が連
通して、潤滑油が一部に偏って溜まることを防止する。

【０１０６】上記シリンダ５の鍔部５ｂに凹陥部１９が
設けられ、ローラ１１にはガス通路用凹部２０が設けら
れて、これらでバッファ部２１が形成される。このバッ
ファ部２１は、吸込み管１７から導かれたガスを一旦貯
溜する、容積の大きな空間部となる。したがって、吸込
み部Ａ側のガス通路の断面積が拡大して、十分な量のガ
スを圧縮室１６に供給でき、圧縮機の体積効率の向上が
図れる。

【０１０７】なお、上記実施例においては、ローラ１１
を公転運動させるにクランクシャフト９の回転駆動力を
変換して得るようにしたが、これに限定されるものでは
なく、ローラの内部に電動機部を収容し、公転運動に変
換するようにしてもよい。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、ローラを、シリンダ内で公転運動させる駆動手段
を備えた。請求項２の発明によれば、上記駆動手段は、
ローラに対して摺動自在で、かつローラをシリンダ内で
偏心して移動させるクランク部を有するクランクシャフ
トとした。

【０１０９】請求項３として、ローラの周面に螺旋状溝
を１条設け、ここに出入り自在に嵌め込まれるブレード
は１組とした。したがって、これら請求項１ないし請求
項３の発明によれば、ローラが公転運動をなすところか
らスラスト面の周速を小さくなり、摺動損失の低減と、
圧縮効率の向上を得られる効果を奏する。

【０１１０】請求項４の発明によれば、クランクシャフ
トの一方端部に電動機部を連結し、かつこの端部側を主
軸受け、反対側の端部を副軸受けによって枢支し、副軸
受け側を吸込み部、主軸受け側を吐出部Ｂとしたから、
スラスト力がバランスして、一定のスラスト力が副軸受
けに働き、ローラが軸方向に安定して保持されて、異音
の発生を抑制するという効果を奏する。

【０１１１】請求項５の発明によれば、オルダム機構を
吐出部側に設けたから、ローラはスラスト力によって吸
込み部側へ付勢されるので、オルダム機構へは荷重がか
からずにすむ。したがって、オルダム機構は円滑に作用
して、ローラの自転を確実に規制できる効果を奏する。

【０１１２】請求項６の発明によれば、円筒体からなる
ローラの内周部に内腔部を設け、吸込み部側内腔部に吐
出部から吐出される高圧ガスを導入するようにしたか
ら、ローラに発生するスラスト力をさらに小さくでき、
スラスト損失を低減して入力を減少できる効果を奏す
る。

【０１１３】請求項７の発明によれば、円筒体ローラの
内周部に段状に凹陥形成される内腔部を設け、クランク
シャフトのクランク部に摺接するようにしたから、ロー
ラの重量を最大限軽減化でき、したがって振動の低減に
寄与する効果を奏する。

【０１１４】請求項８の発明によれば、クランクシャフ
トのクランク部とローラ内腔部との摺接部は、ローラの
軸方向の中央部もしくは中央部から左右均等の距離を存
した位置に設定したから、ローラを公転運動させる作用
点が軸方向の中央部に位置して、ローラに対する転覆モ
ーメントが低減し、摺動損失が低減して、スラスト入力
の低減化を得られる効果を奏する。

【０１１５】請求項９記載の発明によれば、クランクシ
ャフトの主軸受け枢支部と副軸受け枢支部との間にカウ
ンタバランスを設けたから、ローラの公転運動によるア
ンバランスを打ち消し合い、振動を低減できる効果を奏
する。

【０１１６】請求項１０記載の発明によれば、ローラ
は、鉄よりも比重の軽い素材を選択したから、ローラの
重量を軽減し、振動の低減を得られる効果を奏する。請
求項１１記載の発明によれば、クランクシャフトの副軸
受け枢支部近傍に潤滑油を吸い上げる給油ポンプが設け
られ、この給油ポンプが吸い上げた潤滑油を各摺接部に
導く給油通路を設けたから、設計的に余裕が生じるとと
もに、ローラが周速の小さい公転運動をなす構成であっ
ても、クランクシャフトの回転にともなって十分な量の
潤滑油を給油でき、潤滑性を確保する。

【０１１７】請求項１２記載の発明によれば、給油通路
として、クランク部周面に連通する油孔と、ローラの螺
旋状溝に連通する油孔を備え、これら油孔は、クランク
シャフトの一回転中に少なくとも１度は互いに一致する
位置に設けたから、クランクシャフトとローラの摺接部
は常時油膜が形成されてガスシールされ、圧縮室に対す
るガスシールと、ブレードの信頼性向上が得られる効果
を奏する。

【０１１８】請求項１３記載の発明によれば、ローラと
クランクシャフトクランク部との摺接部は、両側面と開
口する油逃げ孔を設けたから、潤滑油が一部に偏って溜
まることを防止し、常に円滑な給油をなす効果を奏す
る。

【０１１９】請求項１４記載の発明によれば、吸込み部
は、ローラ外周面とシリンダ内周面の少なくともいずれ
か一方に、吸込みガスを一時的に溜めるバッファ部を備
えたから、吸込み部側のガス通路の断面積が拡大して、
十分な量のガスを圧縮室に供給でき、圧縮機の体積効率
の向上が図れる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す、ヘリカルブレード
式圧縮機の縦断側面図。

【図２】（Ａ）は、同実施の形態の、ローラの縦断面
図。（Ｂ）は、ローラの側面図。

【図３】（Ａ）は、同実施の形態の、ローラの側面図。
（Ｂ）は、ローラの正面図。（Ｃ）は、ローラの一部省
略した横断面図。

【図４】（Ａ）は、同実施の形態の、クランクシャフト
の一部正面図。（Ｂ）は、クランクシャフトの側面図。

【図５】（Ａ）は、他の実施の形態の、クランクシャフ
トの一部正面図。（Ｂ）は、クランクシャフトの側面
図。

【符号の説明】

５…シリンダ、１１…ローラ、１４…螺旋状溝、１６…圧縮室、１５…ブレード、９…クランクシャフト、９ａ，９ｂ…（第１，第２の）クランク部、４…電動機部、６…主軸受け、８…副軸受け、Ａ…吸込み部、Ｂ…吐出部、１３…オルダム機構、１２…内腔部、１２ａ，１２ｂ…（第１，第２の）内腔枢支部、２８…案内用孔、９ｃ…カウンタバランス部、１０…カウンタバランサ、３９…給油ポンプ部、３５…第３の油用孔、Ｓ…給油通路、４１…油案内孔、４０…油逃げ用連通孔、２１…バッファ部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダと、このシリンダ内に偏心配置さ
れたローラと、このローラの周面に沿って設けられた螺
旋状溝と、この螺旋状溝に出入り自在に嵌め込まれシリ
ンダとの空間を複数の圧縮室に区画形成する螺旋状のブ
レードとを備えたヘリカルブレード式圧縮機において、上記ローラを、シリンダ内で公転運動させる駆動手段を
備えたことを特徴とするヘリカルブレード式圧縮機。
【請求項２】ローラをシリンダ内で公転運動させる上記
駆動手段は、上記ローラに対して摺動自在に設けられ、
ローラを上記シリンダ内で偏心して移動させるクランク
部を有するクランクシャフトであることを特徴とする請
求項１記載のヘリカルブレード式圧縮機。
【請求項３】上記ローラの周面に設けられる螺旋状溝は
１条であって、ここに突没自在に嵌め込まれる上記螺旋
状のブレードは１組であることを特徴とする請求項１記
載のヘリカルブレード式圧縮機。
【請求項４】上記クランクシャフトは、その一方の端部
にクランクシャフトを回転駆動する電動機部が連結さ
れ、この電動機部側の上記クランクシャフト端部は主軸受け
によって回転自在に枢支され、電動機部とは反対側の上
記クランクシャフト端部は副軸受けによって回転自在に
枢支され、上記副軸受け側の上記圧縮室を吸込み部、上記主軸受け
側の上記圧縮室を吐出部としたことを特徴とする請求項
２記載のヘリカルブレード式圧縮機。
【請求項５】上記ローラの吐出部側に、クランクシャフ
トの回転駆動を受けて公転運動する上記ローラの自転を
防止するオルダム機構を備えたことを特徴とする請求項
４記載のヘリカルブレード式圧縮機。
【請求項６】上記ローラは円筒体であり、この円筒体ロ
ーラの内周部に凹陥形成される内腔部が設けられ、上記
吸込み部側内腔部に上記吐出部から吐出される高圧ガス
を導入することを特徴とする請求項４記載のヘリカルブ
レード式圧縮機。
【請求項７】上記ローラは円筒体であり、この円筒体ロ
ーラの内周面に段状に凹陥形成される内腔部が設けら
れ、上記クランクシャフトのクランク部は上記内腔部の
うちの軸芯側に突出形成される内腔枢支部に摺接するこ
とを特徴とする請求項４記載のヘリカルブレード式圧縮
機。
【請求項８】上記クランクシャフトクランク部とローラ
内腔枢支部との摺接位置は、ローラの軸方向の中央部も
しくは中央部から左右均等の距離を存した位置に設定し
たことを特徴とする請求項７記載のヘリカルブレード式
圧縮機。
【請求項９】上記クランクシャフトは、上記主軸受けの
枢支部と上記副軸受け枢支部との間の周面にカウンタバ
ランスを設けたことを特徴とする請求項４記載のヘリカ
ルブレード式圧縮機。
【請求項１０】上記ローラは、鉄よりも比重の軽い素材
からなることを特徴とする請求項１記載のヘリカルブレ
ード式圧縮機。
【請求項１１】上記クランクシャフトの副軸受け枢支部
近傍に潤滑油を吸い上げる給油ポンプが設けられ、上記クランクシャフトに、上記給油ポンプが吸い上げた
潤滑油を各摺接部に導く給油通路が設けられることを特
徴とする請求項４記載のヘリカルブレード式圧縮機。
【請求項１２】上記クランクシャフトに設けられる給油
通路は、上記クランク部周面に連通する油孔が設けら
れ、上記ローラは、上記クランクシャフトのクランク部との
摺接部に上記螺旋状溝に連通する油孔が設けられ、クランクシャフトの油孔とローラの油孔は、クランクシ
ャフトの一回転中に少なくとも１度は互いに一致する位
置に設けられることを特徴とする請求項１１記載のヘリ
カルブレード式圧縮機。
【請求項１３】上記ローラとクランクシャフトクランク
部との摺接部は、その両側面に開口する油逃げ孔が貫通
して設けられることを特徴とする請求項７記載のヘリカ
ルブレード式圧縮機。
【請求項１４】上記吸込み部は、ローラ外周面とシリン
ダ内周面の少なくともいずれか一方に、吸込みガスを一
時的に溜めるバッファ部を備えたことを特徴とする請求
項４記載のヘリカルブレード式圧縮機。