JPS6017957B2 - スライドバルブを具備するスクリユ−コンプレツサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスライドバルブを具備するスクリューコンブレ
ッサの改良に関するものである。

スクリューコンブレッサは、外周にその回転中心軸を中
心とする雌雄のらせん状ランドを形成した少くとも２個
のロータをケーシング内において互いに噛み合わせて回
転自在に配置し、ケーシングには前記雌雄のロー夕の外
周にほぼ内接する少くとも２個の円筒状壁を互いに相交
わるように穿設形成するとともに、前記ロータのらせん
状ランドの軸方向両端部にロータの回転中心軸に垂直で
かつ相対向する端壁を形成し、前記ロータの雌雄のらせ
ん状ランドを内壁とし、ケーシングの円筒状壁および端
壁を外壁とする作用空間に一方の端壁付近より被圧縮流
体を吸入し、ロータのらせん状ランドの噛合線の軸万向
移動によって被圧縮流体を圧縮せしめて他方の端整に形
成した吐出口より吐出するものとして知られており、か
かるコンブレッサにおいて、前記雌雄ロータの噛み合わ
せ部の一側においてケーシングにＵ字状溝をロータの回
転中心軸に平行に穿談し、該構内に、前記円筒状壁の交
叉部に相当する作用空間の外壁の一部をなす作用壁面を
形成したスライドバルブを前記回転中心軸方向に平行に
楢動自在に配設し、該スライドバルブの摺動により前記
作用空間を吸気口側に連適する連絡遍路の関度を制御し
てコンブレッサの吐出流体量を制御することも知られて
いる。

この種のスライドバルブを具備するスクリューコンブレ
ッサにおいては、スライドバルブの作用壁面に作用空間
内の被圧縮流体の圧力が作用して、該スライドバルブの
ケーシングに対する摺動面を前記ケーシングのＵ字状構
内面に押圧しているので、スライドバルブの円滑な礎動
を保証するためにスライドバルブのケーシングに対する
摺動面に線状の凹溝を複数個穿設して該凹溝に圧力液体
を供給し、前記作用壁面に作用する被圧縮流体の圧力に
対抗せしめるとともに、前記凹溝から漏洩する圧力流体
により潤滑作用を保証せしめている。

一方前記スライドバルブとケーシングとの摺動面に送入
される圧力流体の圧力によって、スライドバルブにはケ
ーシングの前記Ｕ字状溝の内周面から離間せしめる方向
の力が作用するので、スライドバルブの摺動方向に垂直
な面内における断面において、スライドバルブの外周面
形状を前記作用壁面以外の周面を円形の一部とするとと
もに、ケーシングに形成したＵ字状溝の断面形状も前記
スライドバルブの円形輪郭を競合する円形一部の０形状
をなす断面輪郭とし、かつ両者の舷合面の円形輪郭を少
くとも中心角が２００度を超す円弧に形成せしめてある
。

このようにすることによりスライドバルブにＵ字状溝の
内周面から離間する方向の力が作用しても、スライドバ
ルブはＵ字状溝か夕ら脱出することはないが、一方スラ
イドバルブの鱗方向摺動を円滑ならしめるためにスライ
ドバルブとケーシングのＵ字状溝間のクリアランスが大
である場合には、スライドバルブの浮き上り量が大きい
。０ さらに前記スライドバルブの作用壁面に作用する
作用空間の被圧縮流体の圧力について考察すると、ロー
タの回転中心軸に沿って吸入側では低く、吐出側では高
い軸方向の圧力差があるので、前記スライドバルブのケ
ーシングに対する摺動面夕に穿設した線状の凹溝は一般
に前記回転中心軸に平行に穿設されるとともに、その吐
出側端部をスライドバルブの周方向に凹溝で連結し、該
周方向の凹溝に圧力下にある密封用液体の供給通路を連
結することにより、密封用液体のスライドバルフに対す
る作用力を藤方向吐出側で高くなるようにしている。

しかも前記スライドバルブが沼動せしめられて作用空間
を吸入口側に蓮通せしめる連絡通路を広く開放するにつ
れて、該スライドバルフの吐出口側端部は次第に吐出口
より吐出通路内に突出してゆき、前記ケーシングのＵ字
状溝の両端関口縁でスライドバルブを抑えている部分の
軸方向長さが減り、スライドバルブの最少容量位置則ち
コンブレッサの低負荷運転時または無負荷運転時には前
記押えの部分の軸方向長さが最も短か〈なり、前記凹溝
内の密封用液体の圧力でスライドバルブの吐出側端部が
浮き上り、スライドバルフの作用壁面がケーシングの吐
出口のロータ外周と接触し、ロータ外周に設けられたシ
ールストリップが摩耗し、ロータとシリンダ内径との隙
間が大きくなり、性能低下を生ずるおそれがある。前記
のようにケーシングのＵ字状溝に摺動可能に配置された
スライドバルブの摺動面を円筒面に形成するときは、該
円筒面の中心軸を中心としてスライドバルブが前記Ｕ字
状構内で回転するおそれがあるので、通常スライドバル
ブのケーシングに対する揺動面に、スライドバルブの港
勤方向に平行な凹溝条を穿設し、ケーシングのＵ字状溝
内周面に突出形成せしめた案内ピンを前記凹溝条に鉄合
せしめて回り止めの作用を行わせているが、この案内ピ
ンには前記スライドバルブの浮き上り、特にその吐出側
端部の浮き上りを阻止する作用はない。本発明は上述の
スクリューコンブレッサの現状に鑑み、特にスライドバ
ルブの浮き上りを防止することを目的とした改良に係る
ものであって、前記スライドバルブの前記Ｕ字状溝に対
する沼動面内には、その表面に、該スライドバルブの摺
動方向に長手方向を有する少くとも１対の直線状の凹溝
を、前記スライドバルブの摺動面の中心線に関して対称
の位置に間隔を隔てて刻設して、前記凹溝を密封用液体
の供給に蓮通させ、前記ケーシングの前記ロータの回転
中心藤方向一端部において前記作用空間と吐出口によっ
て蓮通せしめられるように形成された高圧通路内に、ケ
ーシングに形成した前記Ｕ字状溝に接続するＵ字状溝を
具備するバルブガイドを固着せしめて前記スライドバル
ブの高圧通路側端部を前記バルブガイドにそのＵ字状溝
上に摺動自在とし、前記スライドバルブの前記Ｕ字状溝
に対する摺動面の中心線に対応する位置において、前記
スライドバルブまたはバルブガイドの何れか一方に、前
記スライドバルブまたはバルブガイドの摺敷方向に平行
する長手方向を有し、かつ前記直線状の凹溝の前記間隔
より狭い幅を有する長孔を穿設せしめ、前記スライドバ
ルブまたはバルブガイドの他方に一端を固定した案内部
材を前記長孔に貫通せしめ、前記案内部材の他端に形成
した案内頭部とその一端固定部とにより前記スライドバ
ルブとバルブガイドの沼勤面を離間せしめないように保
持せしめることにより、スライドバルブの高圧通路側端
部をバルブガイドのＵ字状溝に沿って摺動せしめ、該端
部の浮上を前記案内部材により阻止すべ〈なすとともに
、該案内部材と最孔との係合によりスライドバルブの回
り止めをも兼用せしめたものである。

図面に示す実施例について説明すると、第１図および第
２図に示す断面図において、コンブレッサのケーシング
１は相交わる円筒状壁２，２、低圧通路３、軸受孔４を
形成したケーシング部分１０１、吐出口５（第４図参照
）、高圧通路６、軸受孔７を形成したケーシング部分１
０２、ならびに様板１０３，１０４とから成り、前記円
筒状壁２，２にほぼ内接する外径を有し、外周にその回
転中心軸を中心とする雌雄のらせん状ランドを形成した
雌ロータ８および雄ロー夕９は、その回転軸１０，１１
を前記軸受孔４，７内においてラジアル軸受１２、スラ
スト軸受１３により回転自在に支承され、雄ロータ９は
軸１１の延長軸部１４を図示しない原動機の駆動軸に連
結されて回転駆動され、前記円筒状壁２，２およびロー
タ軸端部に対応するケーシングの端壁を外壁とし、前記
雌雄のロータ８，９の外周面を内壁とする作用空間１５
，１６に低圧通路３に閉口する吸入口１７より被圧縮流
体を吸入し、被圧縮流体を雌雄のロータ８，９のらせん
状ランドの噛合線により閉じ込めるとともにその噛合線
の吐出口側への軸方向移動によって圧縮せしめ、吐出口
５（第４図）より高圧通路６内に吐出する。

前記雌雄ロータ８，９の噛み合い部分の一側には、ケー
シング部分１０１に断面が円弧の一部をなす円筒壁面の
Ｕ字状溝１８をその中心軸がロータ８，９の回転中心軸
と平行するように穿設形成し、該Ｕ字状溝１８内に、前
記円筒状壁２，２の交叉部分の一部をなす作用壁面１９
を形成したスライドバルブ２１が、雌雄ロータ８，９の
回転中心軸に平行に摺動可能に支承せしめられている。

該スライドバルブ２１は前記Ｕ字状溝ＩＳの円筒形内周
面にほぼ密に鉄合する円筒形の周薗部分２０と前記作用
壁面１９とをその外周に形成せしめられており、端板１
０３に形成したシリンダ２２に通路２３，２４の何れか
一方より圧力流体を供給することにより、ピストン２５
、ピストン杵２６を介して往復摺動自在にされ、第２図
に示す位置でケーシング部分１０１に形成した端緑３０
と当綾して作用空間１５，１６と低圧通路３との運適を
閉塞する最大吐出容量位置にある。ピストン杵２６の右
方向移動によりスライドバルブ２１が第２図右方に摺動
すると、スライドバルブ２１の吸入側端部がケーシング
１０１の端縁３０から離間して両者間に作用空間１５，
１６と低圧通路３との間を蓮通せしめる連絡通路を形成
する。該連絡通路が形成されると吸入された被圧縮流体
の一部は圧縮作用を受けることなく低圧通路３に戻され
、被圧縮流体が雌雄のロータ８，９により最初に閉じ込
まれる線がロータの軸方向に吐出側に移行することによ
り、コンブレツサの吐出流体量を減少せしめる。さらに
ピストン杵２６が右方に移動し、該村２６の端部に設け
たカム２７がリミットスイッチ２８を押圧してピストン
杵２６を停止せしめるに至ると、スライドバルブは最も
右方の極限位置にあり、前記端緑３０との間の連絡通路
は最大に開口せしめてコンブレツサの吐出容量を最４・
とする位置となる。スライドバルブ２１の前記円筒形の
周面部分２川こは該スライドバルブ２１の摺動方向に長
手方向を有する長溝３１が刻談されており、一方ケーシ
ング部分１０１には密封用液体を外部より作用空間１５
，１６に供給するための供給通路３２が穿設形成され、
該供給通路３２はケーシング部分１０１のＵ字状溝１８
の円筒形内周面に開□しており、該開□は前記長溝３１
に蓮適するように対向せしめられている。

スライドバルブ２１の作用壁面１９には噴射孔３４，３
５が穿設せられ、前記長溝３１と噴射孔３４，３５を供
給通路３６によって運適せしめてあり、外部よりケーシ
ング部分１０１の供給通路３２に供給される圧力下にあ
る密封用液体は、長溝３１、供給通路３６を介して噴射
孔３４，３５より作用空間の被圧縮流体中に噴射供給さ
れる。該スライドバルブ２１の円筒形の周面部分２０を
展開すると第６図に示すとおりであって、該周面部分２
０には、その表面にスライドバルブの摺動万向に長手方
向を有する直線状の凹溝４１，４２，４３が網面部分２
０の周万向の中心線Ａ一Ａに関して対称に刻設されてい
る。

凹溝４１は前記周面部分２０の中央部に近接して２条平
行に、かつスライドバルブ２１の超動方向長さの大部分
にわたって刻設され、凹溝４２，４３は周薗部分２０の
作用壁面１９との境界線付近に前記凹溝４１の長さのほ
ぼ半分の長さに刻設されており、凹溝４１，４２のスラ
イドバルブ２１における吐出口５に挿入される側の端部
は周面部分２０の周万向に延在する凹溝４４，４４によ
って連結され、前記２本の凹溝４１の他端（吸入側）は
周方向の凹溝４５によって相互に連結されており、かつ
前記凹溝４４の一方は凹溝４６によって前記長溝３１に
蓮通せしめられている。またケーシング部分１０１には
第２図に示すようにスライドバルブ２１が最大吐出容量
位置にあるとき、前記凹溝４１，４１の吐出側端部に両
端部が蓮適するように凹溝４９を刻設せしめる。従って
前記ケーシング部分１０１の供給通路３２より圧力下の
密封用液体が長溝３１に供給されたときは、その密封用
液体は凹溝４６，４４，４９，４１，４２に供給され、
液体の圧力によって作用壁面１９に受ける圧力に対抗す
るとともに、これら凹溝４６，４４，４１，４２よりス
ライドバルブ２１とＵ字状溝１８の摺動面間に漏洩した
液体により高圧通路６から低圧通路３への流体の洩れを
防止するとともに、両者間を潤糟し摺動抵抗を減ずる。

前記凹溝４３，４３はスライドバルブ２１の周面部分２
０の吸入側に周方向に刻設された凹溝４７により運通せ
しめられるとともに、前記凹溝４３の一方の織部は周面
部分２川こ穿設した回収溝４８に運通せしめられ、該回
収溝４８はケーシング部分１０１のＵ字状溝１８の円筒
形内周面にスライドバルブ２１の摺動方向を長手方向と
して刻設された回収用長溝（図示せず）と蓮通せしめら
れており、前言己凹溝４６，４４，４１，４５，４２か
ら摺動面に漏洩した密封用液体を凹溝４３，４７により
回収して回収溝４８よりケーシング部分の最澄に回収す
るか、もしくは前記回収溝４８とスライドバルブ２１の
作用壁面１９に形成した関口（図示せず）とを蓮通せし
めた通路（図示せず）によって、スライドバルブ２１の
移動にかかわらず常に吸入締切り後の圧縮室に回収せし
める。

第２図、第３図および第４図に示すように、ケーシング
部分１０２には高圧通路６の内部にバルブガイド５０が
ケーシング部分１０１，１０２に固定せしめられて設け
られている。

該バルブガイド５０は全体がほぼ樋状に形成され、一面
に前記ケーシング部分１０１のＵ字状溝１８の円筒形内
周面と同一の円筒形内周面５１が形成せられ、かつケー
シング部分１０１のＵ字状溝１８の円筒形内周面と軸方
向に延長面を形成するようにケーシング部分１０１，１
０２に固定されており、スライドバルブ２１が最大吐出
容量位置より最小容量位置に摺動せしめられるに従い、
該スライドバルブ２１の吐出口側の端緑がバルブガイド
５０の円筒状内周面５１上に移動せしめられる。スライ
ドバルブ２１の軸方向吐出側の端部には円筒形周両部分
２０のほぼ中央で、該閥面部分２０の中心に関し前記作
用壁部１９の中心（円筒面の交叉線）と対称の位置を中
心とした小幅の突出部５２が軸万向に突出形成せしめら
れており、スライドバルブの前記最大吐出容量位置にお
いて突出部５２は前記バルブガイド５０の円筒形内周面
５１上に位置する。

バルブガイド５川こは前記突出部５２の摺動せしめられ
る部分にスライドバルブ２１の摺動方向を長手方向とす
る長孔５３が前記円筒形内周面５１より裏面の案内面５
４にわたって貫通せしめられて穿設形成され、議案内面
５４に沿って移動可能とされた案内部材５５を前記長孔
５３に挿入し、その一端を前記スライドバルブ２１の突
出部５２に固着せしめることにより、前記スライドバル
ブ２１はバルブガイド５０の長孔５３と案内部材５５と
の係合により回り止めされ、かつその突出部５２がバル
ブガイド５０の円筒形内周面５１より浮き上らないよう
に案内される。前託案内部材５５は通常ボルトの形状で
あり、その頭部５６または該ボルトに舷めたガイドブロ
ック５７を前記バルブガイド５０の案内面５４に摺接さ
せ、該ボルトをスライドバルブ２１の突出部５２に螺着
せしめて固着することにより、スライドバルブ２１の最
孔５３に沿う案内と回り止めおよび浮き上り防止機能を
もたせる。

上記案内部材５５をスライドバルブ２１の突出部５２に
螺着するに代えてバルブガイド５０に固着させ、最孔５
３をバルブガイド５０に形成するに代えてスライドバル
ブ２１の突出部５２に貴通穿設せしめても、スライドバ
ルブ２１の摺動方向への案内と回り止めおよび浮き上り
防止機能をもたせることができる。なお図中符号５８は
案内面５４の長手方向両側緑に突出形成した保持縁であ
って、ケーシング部分１０１，１０２へのバルブガイド
５０の保持または固着のために形成したものであり、符
号５９は案内部材５５（ボルト）に隊めたスベーサを示
すものである。本発明によるときは、少くとも一対の雌
雄のロータがケーシング内で噛み合い回転をしてらせん
状ランドによって作用空間に吸入した被圧縮流体を圧縮
せしめて吐出するとともに、作用空間の外壁の一部をな
す作用壁面を形成したスライドバルブをロータの回転中
心軸に平行方向に沼動せしめて吐出流体量を制御すべく
なしたスクリューコンブレツサにおいて、前記スライド
バルブの前記Ｕ字状溝に対する摺動面内には、その表面
に、該スライドバルブの摺動方向に平行する長手方向を
有する少くとも１対の直線状の凹溝を、前記スライドバ
ルブの摺敷面の中心線に関して対称の位置に間隔を隔て
て刻設して、前記凹溝を密封用液体の供聯合源に蓮通さ
せ、前記ケーシングの前記ロータの回転中心軸方向一端
部に形成した高圧通路内にケーシングに形成したＵ字状
溝に後続するＵ字状溝を具備するバルブガイドを固着し
て前記スライドバルブの高圧通路側端部を前記バルブガ
イドの前記Ｕ字状溝上に摺動自在とし、前記スライドバ
ルブの前記Ｕ字状溝に対する摺動面の中心線に対応する
位置において前記スライドバルブまたはバルブガイドの
何れか一方に、前記スライドバルブの摺動方向に平行す
る長手方向を有する最孔を穿設せしめ、前記スライドバ
ルブまたはバルブガイドの他方に一端を固定した案内部
材を前記長孔に貫通せしめ、前記案内部材の他端に形成
した案内頭部とその一端固定部とにより前記スライドバ
ルブとバルブガイドの摺動面を離間せしめないように保
持するとともにスライドバルブを摺敷自在としたもので
ある。

従ってスライドバルブの前記ケーシングに形成したＵ字
状溝に対する摺敷面は、スライドバルブの最大容量位置
から最小容量位置までの何れの位置においても前記Ｕ字
状溝またはバルブガィド‘こ形成したＵ字状溝にその全
面で摺動せしめられるので、スライドバルブの前記摺動
面に刻設された凹溝をスライドバルブの高圧側織部近く
まで形成できて、該凹溝を介して密封用液体が前記摺動
面に供給されて密封と潤滑が該沼勤面全面に対して行わ
れ、かつ前記凹溝はスライドバルブの前記槽動面の中心
線に関して対称の位置に間隔を隔てて、スライドバルブ
の摺動方向に平行する長手方向を有する直線状に少くと
も１対が刻設されるから、密封用液体の圧力によってス
ラィドバルブに前記Ｕ字状溝の中心軸線の周りに回動せ
しめられる力を作用せしめることがない。またスライド
バルブの高圧側端部がバルブガイドに形成したＬＩ字状
溝上に位置するスライドバルブの最小容量位置またはこ
れに近接する位置にあって密封用液体の圧力がスライド
バルブの高圧側端部を浮き上らせるように作用しても、
スライドバルブまたはバルブガイドの何れか一方に穿設
した長孔と他方に一端を固定した案内部材とにより、ス
ライドバルブまたはバルブガイドとの摺動面を離間せし
めないように保持されているから、スライドバルブの高
圧側端部が密封用液体の圧力により浮上せしめられるこ
とはなく、前記長孔はその長手方向がスライドバルブの
前記沼動面の中心線に対応する位置においてスライドバ
ルブの移動方向に平行する長手方向を有しているから、
案内部村と関連してスライドバルブをその摺動面の中心
線に関し平行に案内し、かつスライドバルブの前記Ｕ字
状溝の中心軸線周りの回転を阻止するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はそ
の正面断面図で第２図１一１線に沿う断面を示すもの、
第２図は第１図０−ロ線に沿う側面断面図、第３図は第
２図の一部拡大図、第４図は第３図の断面図、第５図は
スライドバルブの側面図、第６図はスライドバルブの摺
動面の展開図を示すものである。 なお図中、１はケーシング、１０１，１０２はそのケー
シング部分、１０３，１０４はその端板、２は円筒状壁
、３は低圧通路、１７は吸入口、５は吐出口、６は高圧
通路、８は雌ロータ、９は雄ロータ、１８はＵ字状溝、
２１はスライドバルブ、１９はその作用壁面、２０はそ
の周面部分、４１，４２，４３は直線状凹溝、４４，４
５，４７は周万向凹溝、３１は長簿、４８は回収簿、５
０はバルブガイド、５１は円筒形内周面、５２はスライ
ドバルブの突出部、５３は最孔、５５は案内部材、５６
はその頭部、をそれぞれ示すものである。 第１図 第３図 第２図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに平行する中心軸を有しかつ互いに相交わる少
   くとも２個の中筒状壁と、前記中心軸に垂直でかつ相対
   向する端壁とで囲まれる作用空間の外壁を形成したケー
   シングと、 前記ケーシングの円筒状壁にほぼ内接する
   外径を有し、相互に噛合して回転すべく前記作用空間の
   外壁の内部に回転自在に配設され、その外表面に前記作
   用空間の内壁を形成する雌雄のらせん状ランドを有する
   少くとも２個のロータと、 前記雌雄ロータの噛み合わ
   せ部分の一側において前記ケーシングに形成したＵ字状
   溝内に嵌合せしめられて前記ロータの回転中心軸に平行
   に摺動自在に支承され、かつ前記円筒状壁の交叉部分に
   相当する作用空間の外壁の一部をなす作用壁面を形成し
   たスライドバルブとを備え、該スライドバルブの摺動に
   より吐出流体量を制御すべくなしたスクリユーコンプレ
   ツサにおいて、 前記スライドバルブの前記Ｕ字状溝に
   対する摺動面内には、その表面に、該スライドバルブの
   摺動方向に長手方向を有する少くとも１対の直線状の凹
   溝を、前記スライドバルブの摺動面の中心線に関して対
   称の位置に間隔を隔てて刻設して、前記凹溝を密封用液
   体の供給源に連通せしめ、 前記ケーシングの前記ロー
   タの回転中心軸方向一端部に形成した高圧通路内にケー
   シングに形成したＵ字状溝に接続するＵ字状溝を具備す
   るバルブガイドを固着して前記スライドバルブの高圧通
   路側端部を前記バルブガイドの前記Ｕ字状溝上に摺動自
   在とし、 前記スライドバルブの前記Ｕ字状溝に対する
   摺動面の中心線に対応する位置において、前記スライド
   バルブまたはバルブガイドの何れか一方に、前記スライ
   ドバルブの摺動方向に平行する長手方向を有する長孔を
   穿設せしめ、 前記スライドバルブまたはバルブガイド
   の他方に一端を固定した案内部材を前記長孔に貫通せし
   め、前記案内部材の他端に形成した案内頭部とその一端
   固定部とにより前記スライドバルブとバルブガイドの摺
   動面を離間せしめないように保持するとともにスライド
   バルブを滑動自在としたことを特徴とするスライドバル
   ブを具備するスクリユーコンプレツサ。 ２ 前記長孔は前記バルブガイドに貫通穿設せしめられ
   ており、前記案内部材は前記スライドバルブ端部に突出
   形成せしめた突出部にその一端を固定せしめられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のスライ
   ドバルブを具備するスクリユーコンプレツサ。 ３ 前記長孔は前記バルブガイドに沿つて前記スライド
   バルブの吐出側端部より突出形成せしめた突出部に貫通
   穿設せしめられており、前記案内部材は前記バルブガイ
   ドに一端を固定せしめられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のスライドバルブを具備するス
   クリユーコンプレツサ。