JPH11173286A - 流体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】幅広い運転範囲で高効率、低振動な流体圧縮機
を得る。 【解決手段】シリンダ９の内周面にシリンダ９と相対的
に旋回可能な円筒状の回転体１２と、回転体１２の外周
に設けられた略等リード長で形成されて並走する複数条
の螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄと、この溝に出入り自在に
嵌合されるとともにシリンダ９の内周面に密着する外周
面を有しシリンダ９の内周面と回転体１２の外周面との
間を複数の作動室１６に区画する螺旋状のブレード１５
ａ〜１５ｄと、作動室１６の吐出側９ｂの開口部１７に
弁機構１８ａ〜１８ｄとを設けるとともに、シリンダ９
内に嵌挿された範囲の溝１４ａ〜１４ｄの設けられた回
転体１２の長さを溝１４ａ〜１４ｄのリード長の１倍以
上設け、かつ作動室１６の吐出側９ｂを密閉した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍サイクルの
冷媒を圧縮する圧縮機などの流体を圧縮する流体圧縮機
に関するものである。

【０００２】

【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、その他
に螺旋ブレード方式の流体圧縮機が提案されている。図
６〜図１１は例えば特開平５−１０６５７１号公報に示
された従来の螺旋ブレード方式の圧縮機で、図６は従来
の流体圧縮機を示す断面図、図７は従来の回転ロッドを
示す斜視図、図８は従来の流体圧縮機の作動室内の圧力
変化説明図である。図９は従来の凝縮圧力により決まる
密閉容器内の圧力が作動室内の圧力とほぼ等しい場合の
圧力変化説明図である。図１０は従来の凝縮圧力が低く
密閉容器内の圧力が作動室内の圧力より低い場合の圧力
変化説明図である。図１１は従来の凝縮圧力が高く密閉
容器内の圧力が作動室内の圧力より高い場合の圧力変化
説明図である。

【０００３】図において、１は流体圧縮機（以下圧縮機
と称す。）で、密閉容器２内に配置されたステータ６及
びロータ７からなる駆動手段である電動要素５によって
回転するシリンダ９と、シリンダ９内にｅ寸法だけ偏心
して配置されオルダムリング１３を介してシリンダ９に
対し相対的に旋回可能な回転ロッド１２とを備え、回転
ロッド１２の外周面には回転ロッド１２の概全長に亘っ
て１条の螺旋状の溝１４が形成され、この溝１４に螺旋
状のブレード１５が出入り自在に嵌合されている。ブレ
ード１５の外周面はシリンダ９の内周面と密着しあい、
ブレード１５は回転ロッド１２と一体的に旋回する。ま
た、シリンダ９に対する回転ロッド１２は偏心して旋回
するため、回転ロッド１２外周面とこれに対向するシリ
ンダ９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として変化する。

【０００４】そのために、前記したようにブレード１５
が螺旋状の溝１４に対して出入りすることで回転ロッド
１２とシリンダ９との間の空間に複数の作動室１６が軸
長方向に沿って形成されることになる。作動室１６の容
積は、図７に示すようにブレード１５が嵌合される螺旋
状の溝１４のピッチＰによって決定され、溝１４のピッ
チＰは、回転ロッド１２の一端であるシリンダ９の吸入
側９ａから他端である吐出側９ｂに向かって徐々に小さ
くなっている。従って、前記ブレード１５によって形成
される作動室１６の容積は、吸入パイプ３側となる回転
ロッド１２の吸入側９ａから吐出パイプ４側となる吐出
側９ｂ側へ向かって徐々に小さくなるため、冷媒は吐出
側９ｂへ向かって順次移送される間に圧縮されて密閉容
器２内に吐出される構造となっている。

【０００５】次ぎに、動作について説明する。図８は、
従来の圧縮機１の作動室１６の回転角θに対する圧力変
化を示したものである。前記作動室１６は、回転ロッド
１２の回転角度θが進むにつれてその体積を減少させ、
吸い込んだ低圧冷媒ガスを圧縮し高圧化させる。このと
き、作動室１６は一条の螺旋状の溝１４に嵌合された１
本のブレード１５により形成されているため、一回転に
一回吐出を行うことになる。また溝１４のピッチＰは、
回転ロッド１２の一端から他端に向かって徐々に小さく
なっているため、作動室１６内で上昇できる圧力は、前
記螺旋状の溝１４のピッチ変化度合いにより決まる設定
圧縮比により一義的に決定される。

【０００６】従って図９に示されるように、前記のよう
な徐々に小さくなるピッチの螺旋状の溝１４による機構
（以下機構と称す）の設定圧縮比によって決まる吐出圧
力と密閉容器２内圧力がほぼ等しい場合においては、圧
縮はスムーズに行われ、吐出の最終段階で異常な圧力上
昇を起こすことはないが、図１０に示されるように、機
構の設定圧縮比によって決まる吐出圧力の方が密閉容器
２内圧力より高い場合は、作動室１６内で無効圧縮仕事
を行うことになり、圧縮機１の効率を著しく低下させる
ことになる。また、図１１に示されるように、機構の設
定圧縮比によって決まる吐出圧力の方が密閉容器２内の
圧力より低い場合は、吐出の最終段階で、密閉容器２内
より作動室１６へ冷媒の逆流が起こり急激な圧力変化が
発生するとともに、この逆流した冷媒ガスを再度圧縮す
ることによる無効仕事を行うことになり、同じく圧縮機
１の効率を著しく低下させることになる。

【０００７】また、前記のように、前記螺旋状の溝１４
のピッチの変化度合いにより一義的な設定圧縮比によっ
て決まる作動室１６内の圧力と密閉容器２内の圧力に差
がある場合、吐出の最終段階で急激な圧力変化が発生す
ることがあるが、この吐出段階で発生する圧力変化は一
回転に一回の圧縮機１の外円筒表面接線方向のトルク変
動として圧縮機１の振動の発生源ともなっている。

【０００８】また、従来の圧縮機１では、シリンダ９は
吸入側９ａと吐出側９ｂとを有するため、回転ロッド１
２には、吐出圧力と吸入圧力の差圧により、吸入側９ａ
への軸長方向の押しつけ力が発生することになるが、吐
出の最終段階で急激な圧力変化が発生した場合、前記軸
長方向の押しつけ力が１回転に１回変化し振動の加振力
となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の流体圧縮機は以
上のように構成されているため、回転ロッド１２の外周
に形成された螺旋状の溝１４のピッチＰは、回転ロッド
１２の一端から他端に向かって徐々に小さくなっている
ため、作動室１６から密閉容器２内に吐出する圧力が一
義的に決まり、運転時の負荷状況などにより圧力が高す
ぎたり低すぎる場合が発生し、幅広い運転条件下で常に
高い圧縮効率を維持することが機構上困難であるという
課題があった。

【００１０】また、回転ロッド１２の外周に形成された
螺旋状の溝１４が１条であるため、圧縮機１の外円筒表
面接線方向の圧縮トルク変化は１回転に１回の頻度で発
生する。このため、特に圧縮機１が運転時の負荷状況な
どにより低速回転域で運転される場合、回転周波数の１
次の周波数が基本加振力となるために、圧縮機１を含み
その接続配管（図示せず）及び圧縮機１を収納する筐体
（図示せず）などの振動系の構成部分の振動振幅の大き
な低周波数の振動共振点と近接することになり、結果と
して、騒音や配管接続部分などに悪い影響を及ぼす可能
性のある応力の発生源となるなどの圧縮機１を含む振動
系の振動振幅が大きくなるという課題があった。

【００１１】また、従来の圧縮機１では、シリンダ９は
吸入側９ａと吐出側９ｂとを有するため、回転ロッド１
２には、吐出圧力と吸入圧力の差圧により、吸入側９ａ
への軸長方向の押しつけ力が発生することになるが、吐
出の最終段階で急激な圧力変化が発生した場合、前記軸
長方向の振動が発生する恐れがあるという課題があっ
た。

【００１２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、幅広い運転範囲で圧縮効率の高
い流体圧縮機を得ることを目的とする。

【００１３】また、幅広い運転範囲で低振動にできる流
体圧縮機を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係わる流体圧縮機は、密閉容器内に設けられた吸入側と
吐出側とを有するシリンダと、このシリンダの軸長方向
に沿って偏心して配置され、前記シリンダの内周面に一
部が接触あるいは微少な隙間を介して近接した状態で前
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た略等リード長で形成されて
並走する複数条の螺旋状の溝と、この溝に出入り自在に
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前記回転体の外周面
との間を複数の作動室に区画する螺旋状のブレードと、
前記回転体と前記シリンダとを相対的に旋回させる駆動
手段と、前記複数の作動室の前記吐出側の開口部に被圧
縮流体の逆流を防止する弁機構とを設けるとともに、前
記シリンダ内に嵌挿された範囲における前記螺旋状の溝
の設けられた回転体の長さを前記螺旋状の溝のリード長
の１倍以上設け、かつ前記作動室の前記吐出側を密閉し
たものである。

【００１５】また、この発明の第２の発明に係わる流体
圧縮機は、前記並走する螺旋状の溝のピッチを略等ピッ
チとしたものである。

【００１６】また、この発明の第３の発明に係わる流体
圧縮機は、前記シリンダの前記吸入側と前記吐出側を前
記シリンダの軸長方向の両端に設けたものである。

【００１７】また、この発明の第４の発明に係わる流体
圧縮機は、密閉容器内に設けられた吸入側と吐出側とを
有するシリンダと、このシリンダの軸長方向に沿って偏
心して配置され、前記シリンダの内周面に一部が接触あ
るいは微少な隙間を介して近接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
外周に設けた前記回転体の概中央で逆ネジとなり、かつ
この逆ネジ部分までの両側が略等リード長で形成されて
並走する複数条の螺旋状の溝と、この溝に出入り自在に
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前記回転体の外周面
との間を複数の作動室に区画する螺旋状のブレードと、
前記回転体と前記シリンダとを相対的に旋回させる駆動
手段と、前記複数の作動室の前記吐出側の開口部に被圧
縮流体の逆流を防止する弁機構とを設け、かつ前記シリ
ンダ内に嵌挿された範囲における前記螺旋状の溝の設け
られた回転体の長さを前記逆ネジ部分までの両側でそれ
ぞれ前記螺旋状の溝のリード長の１倍以上設けるととも
に、前記シリンダの前記吸入側を前記シリンダの軸長方
向の両側にそれぞれ設け、かつ前記吐出側を前記溝の前
記逆ネジ部分に設けるか、または前記溝の前記逆ネジ部
分に前記シリンダの前記吸入側を設け、かつ前記吐出側
を軸長方向のそれぞれ両側に設けるとともに前記作動室
の前記吐出側をそれぞれ密閉したものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図４はこの
発明の実施の形態１である流体圧縮機を示す図で、図１
は流体圧縮機の断面図、図２は図１の流体圧縮機の回転
ロッドの斜視図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断
面図、図４は図１の流体圧縮機の作動室内の圧力変化説
明図である。

【００１９】図において１は冷凍サイクルの冷媒ガスを
圧縮する流体圧縮機（以下圧縮機と称する）で、密閉容
器２の一方には冷凍サイクルの吸入パイプ３が、他方に
は吐出パイプ４がそれぞれ設けられている。５は駆動手
段である電動要素で、密閉容器２の内面に固定されたス
テータ６と、その内側に設けられた回転可能なロータ７
とを備えている。８は圧縮手段としての圧縮要素で、両
端が開放されたシリンダ９を有しており、このシリンダ
９の吸入パイプ３側は冷媒の流入側９ａで、また吐出パ
イプ４側が冷媒の吐出側９ｂである。

【００２０】また、このシリンダ９は密閉容器２の内面
に固定された左右の軸受１０，１１により回転自在に両
端支持されており、この軸受１０，１１にはシリンダ９
の端部が回転自在に嵌合したボス部１０ａ，１１ａとこ
れらボス部１０ａ，１１ａよりも大径で密閉容器２の内
面に固定された基部１０ｂ，１１ｂとからなり、シリン
ダ９の両端は気密的に閉塞される。

【００２１】１２はシリンダ９の内径よりも小さい円筒
状の回転体である回転ロッドで、シリンダ９の内部にシ
リンダ９の軸長方向に沿って配設されており、この回転
ロッド１２はその中心軸線がシリンダ９の中心軸線に対
して距離ｅだけ偏心して配設され、シリンダ９の内周面
に一部が接触あいは微少な隙間なを介して近接した状態
でシリンダ９と相対的に回転できるように設けている。

【００２２】１３はオルダムリングで、これにより回転
ロッド１２はシリンダ９に対して偏心した位置で無理な
く結合状態が確保されるとともに、シリンダ９の回転力
はこのオルダムリング１３を介して回転ロッド１２に伝
達される。

【００２３】従って、電動要素５の作動によりシリンダ
９がロータ７と一体的に回転することで、シリンダ９に
対して回転ロッド１２はオルダムリング１３を介して偏
心して回転運動する。すなわち、回転ロッド１２はシリ
ンダ９内で内転し、シリンダ９に対して相対的に旋回運
動する。１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはシリンダ９
の吸入側９ａから吐出側９ｂの範囲である回転ロッド１
２の概全長に渡って外周面に形成した４条の螺旋状の溝
で、並走するように４本の溝１４ａ〜１４ｄを並んで旋
回させており、また、４本の溝１４ａ〜１４ｄのそれぞ
れが螺旋に沿って回転ロッド１２を１周するときに軸長
方向に進む距離であるリード長（図２のＬ）をほぼ等し
く設けており、さらに、隣り合う溝１４ａ〜１４ｄどう
しの軸長方向の距離であるピッチ（図２のＰ）をすべて
等しく設けて螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄが、それそれ概
９０゜位相ずれして回転ロッド１２の外周部を取り巻く
ように形成している。

【００２４】１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄはこの並
走する溝１４ａ〜１４ｄにそれぞれ出入自在に嵌合する
４つの螺旋状のブレードで、弾性材料等で形成され、そ
の弾性力により出入り自在となっている。また、このブ
レード１５ａ〜１５ｄはシリンダ９の内周面に密着する
外周面を有し、シリンダ９の内周面と回転ロッド１２の
外周面との間を独立した４つの圧縮行程をたどる作動室
１６に区画している。また、作動室１６の吐出側９ｂで
は溝１４ａ〜１４ｄが回転ロッド１２の端まで形成さ
れ、ブレード１５ａ〜１５ｄが嵌合されて回転ロッド１
２の端部とともに軸受１１に接して仕切られるようにし
ているので、吐出側９ｂから隣接する作動室１６間で被
圧縮流体が相互に洩れることがない。

【００２５】そして、図２に示すようにブレード１５ａ
〜１５ｄが嵌合される螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄを前記
リード長の１倍である１リード長Ｌ分回転ロッド１２の
外表面に形成している。ここでリード長Ｌは、ピッチを
等くしてあるため条数とピッチＰの積である。従って、
前記ブレード１５ａ〜１５ｄによって形成される４つの
作動室１６は、前記回転ロッド１２が前記シリンダ９の
内周面に一部が接触あるいは微少な隙間を介して近接し
た位置で、吐出側の高圧側と吸入側の低圧側に分けられ
る。そして圧縮機１の回転角が進むにつれ、それぞれの
作動室１６はさらにその容積を縮小させて高圧になって
いくことになり、つまり冷媒は吐出側９ｂへ向かって順
次移送される間に作動室１６の容積が小さくなるに従い
圧縮されて密閉容器２内に吐出される構造となってい
る。また、図３に示すように上記４つの作動室１６の吐
出側９ｂの開口部１７には被圧縮流体である冷媒の逆流
を防止する弁機構１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄをそ
れぞれ設けている。１９は吸入パイプ３と吸入側９ａを
連絡する吸入通路である。

【００２６】次ぎに、動作について説明する。駆動手段
である電動要素５に通電するとロータ７とともにシリン
ダ９が回転し、シリンダ９が回転すればオルダムリング
１３を介して回転ロッド１２も回転する。シリンダ９に
対する回転ロッド１２は偏心して旋回するため回転ロッ
ド１２の外周面とそれに対向するシリンダ９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９内で内転し、シリ
ンダ９に対して回転ロッド１２は旋回運動する。この結
果、吸入パイプ３から吸入通路１９を通り吸入側９ａか
らそれぞれの作動室１６内に吸い込まれた冷媒は作動室
１６内で吐出側９ｂ側へ向けて送られながら圧縮され、
吐出側９ｂの開口部１７から弁機構１８ａ〜１８ｄを押
し上げて密閉容器２内に吐出され、吐出パイプ４から冷
媒回路へと送り出される。

【００２７】また、図４は圧縮機１の４つの作動室１６
の回転角θに対する圧力変化を示したものであるが、前
記４つの作動室１６は、回転ロッド１２の回転角度θが
進むにつれてその体積を減少させ、吸い込んだ低圧冷媒
ガスを圧縮し高圧化させる。このとき４つの作動室１６
は、互いに概９０゜位相ずれして形成されている４条の
螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄに嵌合されたブレード１５ａ
〜１５ｄにより形成されているため、位相角でそれぞれ
概９０゜ずれて圧縮行程を行うことになる。なお、４つ
の作動室１６は、等ピッチの螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄ
に嵌合されたブレード１５ａ〜１５ｄで形成されている
ため、圧縮工程は１作動室１６毎に１回転に１回の頻度
で繰り返すことになる。これは、従来の様な徐々に小さ
くなるピッチの螺旋状の溝を何周か回ってきて吐出され
るように機構によって決まる設定圧縮比があるものに対
し、それぞれの作動室１６で圧縮していき、その作動室
１６の圧力が密閉容器２内の圧力より高くなったら吐出
することになり、設定圧縮比が存在しないことを意味す
る。

【００２８】さらに上記４つの作動室１６の吐出側９ｂ
の開口部１７には被圧縮流体の逆流を防止する弁機構１
８ａ〜１８ｄが設けられているため、いかなる条件下に
おいても作動室１６内の圧力が密閉容器２内の圧力より
高くなった段階でスムーズに吐出が行われる。

【００２９】また螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄは、概９０
゜位相ずれして４条設けられているため、隣接した作動
室１６間の圧力差は少ないため、溝１４ａ〜１４ｄとブ
レード１５ａ〜１５ｄとシリンダ９の接触面からとなり
の作動室１６への被圧縮流体の漏れ量が抑えられ、高い
効率を得ることができる。

【００３０】加えて図４に示されるように１回転に４回
の吐出が行われることとなり、トルク変動が平準化さ
れ、振動が抑制される。つまり、一回転に４回の圧縮機
１の外円筒表面接線方向のトルク変動として圧縮機１の
振動の発生源となるが、圧縮機１の基本加振力が回転周
波数の４倍となるため、従来の溝が１条のみの圧縮機に
比べ圧縮機１を含みその接続配管（図示せず）及び圧縮
機１を収納する筐体（図示せず）などの振動系の構成部
分の振動振幅の大きな低周波数の振動共振点と加振周期
が離れ、結果として圧縮機１を含む振動系の振動振幅が
抑制され、圧縮機１の外円筒表面接線方向の振動を抑制
することができる効果がある。そして、騒音を引き起こ
す可能性があり、また接続配管（図示せず）などの接続
部に悪い影響を及ぼす応力を与える可能性などのある振
幅の大きい振動が抑制されることになる。

【００３１】また、前記回転ロッド１２の外周部に設け
られ、上記シリンダ９内に嵌挿された範囲で螺旋状溝の
設けられた回転ロッド１２の長さは、リード長の１倍以
上に設定（この実施の形態１では丁度１倍）されている
ため、作動室１６を介して吸入側９ａと吐出側９ｂが連
通することがなく、弁機構１８ａ〜１８ｄからの高圧冷
媒の漏れによる流入によって吸入側９ａからの吸入ガス
冷媒の吸い込みが阻害される恐れもない。また、溝１４
ａ〜１４ｄを設けた部分の回転ロッド１２の長さはリー
ド長の１倍以上設ければよいわけであるが、１．１倍や
１．２倍程度が製品を作る際に、圧縮機１を大きくする
ことなく作れて現実的であり、これより大きくしても差
し支えないが、圧縮機の外観が大きくなるだけで圧縮効
率は変わらないことになる。

【００３２】また、前記実施の形態１では４条の螺旋状
の溝１４ａ〜１４ｄの場合を示したが、さらに多数条と
することで、さらに隣り合う作動室１６の圧力差が少な
くなることにより被圧縮流体の作動室１６間の漏れ量の
抑制による高効率化が図れ、また回転ロッド１２の１回
転に発生する吐出の回数が増えることでトルク平準化に
よる振動の抑制ができる。また、溝を２条とすること
で、基本特性を大幅に低下させることなく１回の冷媒の
吸い込み量を増加させることもできる。

【００３３】なお、前記実施の形態１では４条の溝１４
ａ〜１４ｄのピッチを等ピッチとし、円周方向の位相を
概９０゜ずらすようにして溝どうしの円周方向の位相を
略等間隔としているので、各作動室１６からの冷媒の吐
出量が均一であり、また加振トルクの発生が等間隔で発
生するため、等間隔でない場合より加振されるバランス
がよくなり、結果的にさらに振動を抑制できる効果があ
り、また、実施の形態１では溝１４ａ〜１４ｄが４条の
場合を示したが、３条の場合は概１２０゜、５条の場合
は７２゜のように多数状にした溝のピッチを等しくして
円周方向の位相を略等間隔にすれば同様の効果を奏す
る。また、実際に製品を作る場合の溝の条数も３条ない
し５条程度が良く作り易くて現実的であり、これ以上条
数を多くすると圧縮率の関係上圧縮機１を大きくする必
要もでてくる。

【００３４】なお、前記実施の形態１では４条の溝１４
ａ〜１４ｄのピッチが等ピッチでリード長も当然等しく
なるものを示したが、等リード長でピッチがずれている
もの、すなわち円周方向の位相ずれが等間隔でないもの
であってもよく、被圧縮流体の冷媒の吐出されるバラン
スは若干悪くなるが、従来の圧縮機に比べれば高効率で
かつ振動も少ないものが得られる効果があり、また、溝
のそれぞれのリード長が少し異なったとしても同様の効
果を奏する。

【００３５】なお、前記実施の形態１では前記シリンダ
９の吸入側９ａと吐出側９ｂをそれぞれシリンダ９の軸
長方向の両端に設けているので、軸長方向のスペースを
有効に使用できるため、コンパクトな圧縮機が得られる
効果がある。

【００３６】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２である流体圧縮機の断面図を示すもので、この圧縮
機１ではシリンダ９の両端に設けた吸入側９ａから前記
シリンダ９の吐出側９ｂである回転ロッド１２の概中央
で逆ネジ２０となり、かつこの逆ネジ２０部分までの両
側が略等リード長で形成されて並走する４条の螺旋状の
溝１４ａ〜１４ｄが等ピッチで９０゜位相ずれして回転
ロッド１２の外周部を取り巻くように形成されている。
また、前記シリンダ９内に嵌挿された範囲の螺旋条の前
記溝１４ａ〜１４ｄの設けられた回転ロッド１２の長さ
は、前記逆ネジ２０部分までの両側でそれぞれリード長
の１倍以上設けている。

【００３７】また、前記回転ロッド１２は前記実施の形
態１と同様にシリンダ９内に偏心配置されており、上記
溝１４ａ〜１４ｄには、螺旋状のブレード１５ａ〜１５
ｄが出し入れ自在にそれぞれはめ込まれており、上記シ
リンダ９内に上記ブレード１５ａ〜１５ｄによって仕切
られ、左右にそれぞれ独立した４つの圧縮行程をたどる
作動室１６が形成されている。また、前記ブレード１５
ａ〜１５ｄによって形成される作動室１６は、密閉容器
２の両端にある２本の吸入パイプ３とシリンダ９の概中
央部に設けられた４つの弁機構１８ａ〜１８ｄと接続さ
れている。

【００３８】また、左右のそれぞれの溝１４ａ〜１４ｄ
は概中央で逆ネジ２０となって接続しているので、両端
の吸入側９ａから各作動室１６に入った被圧縮流体の冷
媒が中央部の吐出側９ｂへ送られるわけであり、また、
この実施の形態２の図５ではシリンダ９内の冷媒の送れ
る方向に対して前記実施の形態１の図２と溝１４ａ〜１
４ｄの螺旋方向が逆巻きとなっているが、回転ロッド１
２の回転する方向を逆回転させればよいわけである。な
お、前記実施の形態１と同一または相当する部分は、同
一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００３９】そして、このような圧縮機１では、回転ロ
ッド１２の概中央で逆ネジ２０となる等ピッチ、等リー
ド長で形成された４条の螺旋状の溝１４ａ〜１４ｄが回
転ロッド１２の外周部を取り巻くように形成され、両端
の吸入側９ａから各作動室１６に入った冷媒が中央部の
吐出側９ｂへ送られ開口部１７から吐出するため、回転
ロッド１２には、吐出側圧力と吸入側圧力が相反する方
向で打ち消し合うために差圧はかからず、軸長方向の押
しつけ力は発生しない。このため吐出の最終段階で急激
な圧力変化が発生した場合でも、前記軸長方向の振動が
発生することはない。また４条の螺旋状の溝１４ａ〜１
４ｄは、概９０゜位相ずれして回転ロッド１２の外周部
を取り巻くように形成されているため、実施の形態１と
同じく、圧縮機１の外円筒接線方向の振動を抑制するこ
とができる効果もある。

【００４０】実施の形態３．なお、前記実施の形態２で
は、シリンダ９の両端の吸入側９ａから前記シリンダ９
の概中央部の吐出側９ｂへ向かって冷媒が送られるもの
を示したが、回転ロッド１２を逆回転させ、前記溝１４
ａ〜１４ｄの前記逆ネジ２０部分に前記シリンダ９の前
記吸入側９ａを設け、かつ前記吐出側９ｂをシリンダ９
の軸長方向のそれぞれ両側に設けて弁機構１８ａ〜１８
ｄをシリンダ９のそれぞれ両側に設け、中央の吸入側９
ａから吸い込まれた冷媒が両端の吐出側９ｂから吐出さ
れるように設けても良く、同じく軸方向の振動を抑える
ことができる効果がある。また、吸入側９ａへの冷媒の
供給方法としては、例えば圧縮機１の外側から回転ロッ
ド１２の軸内に導き、その軸内を通り逆ネジ２０部分で
開くような通路を作ればよい。また、前記実施の形態２
では吐出側９ｂが逆ネジ２０で繋がっているため、仕切
られることから前記実施の形態１のように作動室１６の
吐出側９ｂを密閉するような構成が不要で、作成が容易
という効果もある。なお、前記実施の形態３では前記実
施の形態１と同様に両側の作動室１６の吐出側９ｂの側
を密閉する必要がある。

【００４１】また、前記実施の形態２及び実施の形態３
のものの溝１４ａ〜１４ｄの条数やリード長及びピッチ
を前記実施の形態１の場合の変形例と同様に変えてもよ
く、同様の効果を奏する。

【発明の効果】

【００４２】以上、説明したとおり第１の発明に係わる
流体圧縮機は、密閉容器内に設けられた吸入側と吐出側
とを有するシリンダと、このシリンダの軸長方向に沿っ
て偏心して配置され、前記シリンダの内周面に一部が接
触あるいは微少な隙間を介して近接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た略等リード長で形成されて並走す
る複数条の螺旋状の溝と、この溝に出入り自在に嵌合さ
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前記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
転体と前記シリンダとを相対的に旋回させる駆動手段
と、前記複数の作動室の前記吐出側の開口部に被圧縮流
体の逆流を防止する弁機構とを設けるとともに、前記シ
リンダ内に嵌挿された範囲における前記螺旋状の溝の設
けられた回転体の長さを前記螺旋状の溝のリード長の１
倍以上設け、かつ前記作動室の前記吐出側を密閉したの
で、作動室からの密閉容器内への被圧縮流体の吐出がス
ムーズに行われるので、幅広い運転範囲で圧縮効率の高
い流体圧縮機が得られる効果があり、また、吐出の最終
段階で急激な圧力変化が発生した場合でも、圧縮機を含
む振動系構成部分の大きい振動振幅が抑制され、圧縮機
の外円筒表面接線方向の振動を抑制することができる効
果がある。

【００４３】また、第２の発明に係わる流体圧縮機は、
前記並走する螺旋状の溝のピッチを略等ピッチとしたの
で、さらに各作動室からの被圧縮流体の吐出量が均一で
あり、また加振トルクの発生が等間隔で発生するため、
加振されるバランスがよくなり、結果的にさらに振動を
抑制できる効果がる。

【００４４】また、第３の発明に係わる流体圧縮機は、
前記シリンダの前記吸入側と前記吐出側を前記シリンダ
の軸長方向の両端に設けたので、軸長方向のスペースを
有効に使用できるため、コンパクトな流体圧縮機が得ら
れる効果がある。

【００４５】また、第４の発明に係わる流体圧縮機は、
密閉容器内に設けられた吸入側と吐出側とを有するシリ
ンダと、このシリンダの軸長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あるいは微少
な隙間を介して近接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
た前記回転体の概中央で逆ネジとなり、かつこの逆ネジ
部分までの両側が略等リード長で形成されて並走する複
数条の螺旋状の溝と、この溝に出入り自在に嵌合される
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前記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
と前記シリンダとを相対的に旋回させる駆動手段と、前
記複数の作動室の前記吐出側の開口部に被圧縮流体の逆
流を防止する弁機構とを設け、かつ前記シリンダ内に嵌
挿された範囲における前記螺旋状の溝の設けられた回転
体の長さを前記逆ネジ部分までの両側でそれぞれ前記螺
旋状の溝のリード長の１倍以上設けるとともに、前記シ
リンダの前記吸入側を前記シリンダの軸長方向の両側に
それぞれ設け、かつ前記吐出側を前記溝の前記逆ネジ部
分に設けるか、または前記溝の前記逆ネジ部分に前記シ
リンダの前記吸入側を設け、かつ前記吐出側を軸長方向
のそれぞれ両側に設けるとともに前記作動室の前記吐出
側をそれぞれ密閉したので、作動室からの密閉容器内へ
の被圧縮流体の吐出がスムーズに行われるので、幅広い
運転範囲で圧縮効率の高い流体圧縮機が得られる効果が
あり、また、吐出の最終段階で急激な圧力変化が発生し
た場合でも、圧縮機を含む振動系構成部分の大きい振動
振幅が抑制され、圧縮機の外円筒表面接線方向の振動を
抑制することができる効果があり、さらにまた、シリン
ダの軸長方向の吐出側圧力と吸入側圧力が打ち消し合う
ために軸長方向に回転体を移動させようとする力が均衡
し、このため吐出の最終段階で急激な圧力変化が発生し
た場合でも、シリンダの軸長方向の振動をおさえること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す流体圧縮機の
断面図である。

【図２】 図１の流体圧縮機の回転ロッドの斜視図であ
る。

【図３】 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の拡大断面図であ
る。

【図４】 図１の流体圧縮機の作動室内の圧力変化説明
図である。

【図５】 この発明の実施の形態２を示す流体圧縮機の
断面図である。

【図６】 従来の流体圧縮機を示す断面図である。

【図７】 従来の回転ロッドを示す斜視図である。

【図８】 従来の流体圧縮機の作動室内の圧力変化説明
図である。

【図９】 従来の凝縮圧力により決まる密閉容器内の圧
力が作動室内の圧力とほぼ等しい場合の圧力変化説明図
である。

【図１０】 従来の凝縮圧力が低く密閉容器内の圧力が
作動室内の圧力より低い場合の圧力変化説明図である。

【図１１】 従来の凝縮圧力が高く密閉容器内の圧力が
作動室内の圧力より高い場合の圧力変化説明図である。

【符号の説明】

１ 流体圧縮機、２ 密閉容器、５ 駆動手段（電動要
素）、９ シリンダ、９ａ 吸入部、９ｂ 吐出部、１
２ 回転体（回転ロッド）、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，
１４ｄ溝、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ブレー
ド、１６作動室、１７ 開口部、１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄ 弁機構、２０ 逆ネジ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に設けられた吸入側と吐出側
   とを有するシリンダと、このシリンダの軸長方向に沿っ
   て偏心して配置され、前記シリンダの内周面に一部が接
   触あるいは微少な隙間を介して近接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た略等リード長で形成されて並走す
   る複数条の螺旋状の溝と、この溝に出入り自在に嵌合さ
   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前記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
   転体と前記シリンダとを相対的に旋回させる駆動手段
   と、前記複数の作動室の前記吐出側の開口部に被圧縮流
   体の逆流を防止する弁機構とを設けるとともに、前記シ
   リンダ内に嵌挿された範囲における前記螺旋状の溝の設
   けられた回転体の長さを前記螺旋状の溝のリード長の１
   倍以上設け、かつ前記作動室の前記吐出側を密閉したこ
   とを特徴とする流体圧縮機。
2. 【請求項２】 前記並走する螺旋状の溝のピッチを略等
   ピッチとしたことを特徴とする請求項１記載の流体圧縮
   機。
3. 【請求項３】 前記シリンダの前記吸入側と前記吐出側
   を前記シリンダの軸長方向の両端に設けたことを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の流体圧縮機。
4. 【請求項４】 密閉容器内に設けられた吸入側と吐出側
   とを有するシリンダと、このシリンダの軸長方向に沿っ
   て偏心して配置され、前記シリンダの内周面に一部が接
   触あるいは微少な隙間を介して近接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
   体の外周に設けた前記回転体の概中央で逆ネジとなり、
   かつこの逆ネジ部分までの両側が略等リード長で形成さ
   れて並走する複数条の螺旋状の溝と、この溝に出入り自
   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前記回転体の外
   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、前記回転体と前記シリンダとを相対的に旋回させる
   駆動手段と、前記複数の作動室の前記吐出側の開口部に
   被圧縮流体の逆流を防止する弁機構とを設け、かつ前記
   シリンダ内に嵌挿された範囲における前記螺旋状の溝の
   設けられた回転体の長さを前記逆ネジ部分までの両側で
   それぞれ前記螺旋状の溝のリード長の１倍以上設けると
   ともに、前記シリンダの前記吸入側を前記シリンダの軸
   長方向の両側にそれぞれ設け、かつ前記吐出側を前記溝
   の前記逆ネジ部分に設けるか、または前記溝の前記逆ネ
   ジ部分に前記シリンダの前記吸入側を設け、かつ前記吐
   出側を軸長方向のそれぞれ両側に設けるとともに前記作
   動室の前記吐出側をそれぞれ密閉したことを特徴とする
   流体圧縮機。