JPS62357B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の属する技術の分野 本発明は、ロータリ・コンプレツサ、特に、少
くとも一対の雌雄のらせん状ランドを有するロー
タを、ケーシング内で噛合させて回転駆動する型
式のロータリ・スクリユ・コンプレツサに関す
る。

上記ロータリ・スクリユ・コンプレツサの極く
通常の構成は、ケーシングに、互いに平行する中
心軸を有しかつ互いに相交わる２個の円筒状壁を
形成するとともに該円筒状壁の軸方向両端部に端
壁を形成し、前記雌雄の各ロータを前記端壁に軸
支し、それぞれ円筒状壁の中心軸を中心に回転自
在に支承させるとともに両ロータを噛合せしめて
いる。前記両ロータの外径は前記円筒状壁にほぼ
内接する寸法とされ、前記ケーシングの円筒状壁
を外壁とし、両ロータの外周面を内壁とする作用
空間は、ロータ周面に形成したらせん状ランドに
より複数個の作用空間に分割され、両ロータの噛
合回転に伴つて両ロータの噛合線が前記ケーシン
グの一方の端壁から他方の端壁に向つて移動する
ことにより、作用空間は次第にその容積を減じ、
前記ケーシングの一方の端壁付近に形成した吸入
口から前記作用空間内に吸入された被圧縮流体を
圧縮し、他方の端壁に形成された吐出口から吐出
する。

本発明はかかるロータリ・コンプレツサに係る
ものである。

(ロ) 従来技術の問題点 上記構成よりなるロータリ・コンプレツサにお
いては、ロータの噛合回転に伴つて両ロータの噛
合線が軸方向に移動することを利用して被圧縮流
体を圧縮するものであるから、吸入側からロー
タ・ランドに作用する圧力と吐出側からロータラ
ンドに作用する圧力との差圧により、ロータには
高圧側から低圧側へ向う軸方向のスライト力が発
生する。このスラスト力の発生のため、両ロータ
の回転軸の軸支部にはスラストベアリングを設け
ることが必要となるが、前記軸支部に安価なロー
ラスラストベアリングを使用可能とする目的で、
雌雄ロータの何れか一方の軸またはその延長部に
ピストンを固着するとともに、該軸を軸支する端
壁には前記ピストンの軸方向一側に作動室を形成
し、圧力流体源の圧力作動流体を前記作動室に導
入し、前記スラスト力に対応する軸方向推力を前
記ピストンを介してロータ軸に付与するバランス
ピストン手段が用いられている。

一方前記構成よりなるロータリ・コンプレツサ
において、前記ケーシングに形成した相交わる２
個の円筒状壁の交叉部の一方に、円筒状壁の中心
軸に平行する中心軸を有する円筒状の凹溝を形成
し、該凹溝に、スライド弁を前記中心軸に平行に
摺動自在に設けた容量制御手段も知られている。
このスライド弁は、一般的にはケーシングの前記
凹溝に密に接触する円筒状面の一部をなす滑動面
と、前記ロータに面して前記作動空間の外壁の一
部を形成する一対の円筒状凹面とを有するもの
で、前記ケーシングに配設したサーボモータによ
り駆動されて前記中心軸に平行する方向に移動可
能とされる。該スライド弁は、前記ケーシングに
形成した吸入口から作用空間内に吸入された被圧
縮流体を吸入口に戻すバイパス通路の面積を制御
して吸入側の閉塞位置を変えるものであつて、前
記バイパス通路を閉じて最大の吐出流体量を得る
最大負荷位置と、バイパス通路より吸入口へ戻す
流体量を最大にして最小の吐出流体量を得る最小
負荷位置との間を移動せしめられる。

ところで、容量制御手段を具備しないロータ
リ・コンプレツサにおいては前記スラスト力は一
定であるから、所定圧力に調圧した作動流体をバ
ランスピストンの作動室に導入すれば足りるが、
容量制御手段を具備したロータリ・コンプレツサ
においては、スライド弁を摺動せしめて容量制御
を行うとスラスト力は吐出容量の変化に応じて変
化するので、最大負荷運転時のスラスト力に対応
するようにバランスピストン手段に導入する流体
圧を定めておくと、最小負荷運転時には前記スラ
スト力よりバランスピストン手段の押圧力の方が
大となり、ロータがケーシングの端壁面に圧接さ
れる危険がある。

(ハ) 発明の目的 本発明は、バランスピストン手段と容量制御手
段とを備えたロータリ・コンプレツサにおいて、
コンプレツサの高圧側から低圧側に向つてロータ
の軸方向に作用するスラスト力に対向せしめるべ
くバランスピストン手段に導入する作動流体量
を、容量制御手段のスライド弁の移動に対応して
変化せしめたロータリ・コンプレツサを提供する
ことを目的とする。

さらに本発明は、前記バランスピストン手段に
導入する作動流体量を、容量制御手段のスライド
弁が最大負荷位置付近においてバランスピストン
手段に導入する作動流体量を最大とし、前記スラ
イド弁が最小負荷位置に至るに従いバランスピス
トン手段に導入する作動流体量を次第に減ずるよ
うにしたロータリ・コンプレツサを提供すること
を目的とする。

さらにまた本発明は、前記容量制御手段のスラ
イド弁が最小負荷位置付近にあるとき、バランス
ピストン手段に導入する作動流体の導入口を閉塞
せしめて、バランスピストンの作動室を圧力作動
流体源より遮断するようにしたロータリ・コンプ
レツサを提供することを目的とする。

(ニ) 発明の構成 本発明は、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個の円筒状壁と前記中心
軸に垂直でかつ相対向する端壁とで作用空間の外
壁を形成するとともに、前記円筒状壁の交叉部の
少くとも１つに前記中心軸に平行な滑動溝を形成
したケーシングと、前記ケーシングの前記端壁に
前記中心軸を中心として回転自在に軸支され、そ
れぞれが前記円筒状壁にほぼ内接する外径を有し
かつその外周面に相互に噛合して前記作用空間の
内壁を形成する雌雄のランドを有する少くとも一
対のロータと、前記ケーシングの一方の端壁付近
に形成した吸入口および前記ケーシングの他方の
端壁に形成された吐出口と、前記ロータの何れか
一方の軸に固定されたピストンおよび前記軸を支
承する端壁に形成されて前記ピストンを収容する
作動室とよりなるバランスピストン手段と、前記
ケーシングの前記滑動溝に滑動面を係合せしめて
摺動自在に配設され前記ロータに面する表面は前
記作用空間の外壁の一部をなす一対の円筒状凹面
に形成されたスライド弁を含む容量制御手段と、
前記ケーシングの前記滑動溝と前記スライド弁の
前記滑動面との当接摺動面の何れか一方に開口せ
しめて形成され前記中心軸に平行する方向に長手
方向を有する第１および第２の長溝、前記ケーシ
ングに形成され前記第１の長溝を圧力流体を供給
するポンプの吐出側に連通せしめる第１の通路、
前記第２の長溝を前記バランスピストン手段の作
動室に連通せしめる第２の通路および前記スライ
ド弁の内部に形成されて両端を前記第１および第
２の長溝と連通すべくされた第３の通路とからな
る作動流体供給手段とから成るものであつて、前
記第１および第２の長溝の何れか一方は、前記長
手方向に垂直な開口幅が該長手方向の一方端より
他方端に至るに従つて狭搾され、この長溝と連通
すべくされた通路の開口は、前記容量制御手段の
最大負荷状態におけるスライド弁の位置で最大面
積で前記長溝に連通せしめられ、前記容量制御手
段が負荷を減ずるように制御されることにより前
記長溝に連通する面積を減ずるようにしたことを
特徴とするロータリ・コンプレツサに関する。

本発明においては、さらに、前記容量制御手段
の最小負荷状態におけるスライド弁の位置では、
前記通路の開口が前記長溝の他方端から外れて前
記ケーシングの前記滑動溝とスライド弁との摺動
面に対応せしめられ、前記バランスピストン手段
の作動室を圧力流体源から遮断せしめるようにす
ることができる。

(ホ) 実施例の説明 第１図は本発明の第１の実施例における一対の
ロータの回転中心軸を含む面で切断した横断面
図、第２図はその縦断面図、第３図は第２図―
線に沿う断面図である。

ロータリ・コンプレツサのケーシング１は、２
個の部分７，８と端板１２，１３とを結合して構
成され、前記一方の部分７には、互いに平行する
中心軸を有しかつ互いに相交わる２個の円筒状壁
２，３と、前記円筒状壁２，３より小径でかつこ
れと同心的な円筒状孔４，５および低圧通路６と
が形成され、他方の部分８には前記円筒状孔４，
５と同心的の円筒状孔９，１０と高圧通路１１と
が形成され、端板１２は前記部分７の円筒状孔
４，５をそれぞれ独立の室に分離せしめるように
部分７の端部を覆い、端板１３は部分８の円筒状
孔９，１０を連通せしめるように部分８の端部を
覆つている。

雄ロータ１４は、周面に、その回転中心軸に垂
直な面内においてほぼ円弧状を呈する断面の隆起
条のランド１５をらせん状に４条形成し、ランド
１５の間には溝１６を形成する。雌ロータ１７は
周面から雄ロータ１４のランド１５を受け入れる
６条の溝１８をらせん状に刻設し、溝１８間のラ
ンド１９をらせん状としたものであつて、雄ロー
タ１４の軸２０は前記円筒状孔４，９内に延在せ
しめられて軸封装置２６，２７を介して回転自在
に支承され、雌ロータ１７の軸２１は前記円筒状
孔５，１０内に延在せしめられて軸封装置２８，
２９を介して支承されている。雄ロータ１４の軸
２０の一方の端部にはピストン２２が固定され、
前記円筒状孔４に嵌めたスリーブ２３に摺動自在
に係合せしめられ、該ピストン２２と端板１２と
の間に作動室２４を形成して、バランスピストン
手段を構成する。雄ロータ１４の軸２０の他方の
延長端部２５は端板１３を貫通してケーシング１
の外部に導出され、前記軸２０は部分８にローラ
スラストベアリング３０で支承され、また前記延
長端部２５と端板１３との間にはメカニカルシー
ル３１が介設される。雌ロータ１７は前記部分８
にローラスラストベアリング３２で支承されてい
る。

軸封装置２６，２７，２８，２９における潤滑
および被圧縮流体の漏洩封止のため、ならびにロ
ーラベアリング３０，３２の潤滑のために、ケー
シング１には油路３３，３４，３５，３５′が形
成され、かつ油路３４はケーシング１の部分８の
端部と端板１３との間に形成されている室３６に
開口せしめられている。

ケーシング１の部分７には、円筒状壁２，３の
交叉部の一方に相当する箇所を削つて、ロータ１
４，１７の軸２０，２１に平行な中心軸を有する
円筒状の凹面を呈する滑動溝４１が形成され、ス
ライド弁４２が前記滑動溝４１に摺動自在に配設
される。このスライド弁４２は、一面に、前記滑
動溝４１と同一の円筒状の面とした滑動面４３
を、他面に、前記部分７の円筒状壁２，３の交叉
部と同一の円筒状凹面を交叉状に形成した作用壁
面４４を形成し、前記滑動面４３をケーシング１
の滑動溝４１に密に係合せしめ、かつ前記滑動面
４３にその中心軸に平行に穿設した係合溝４５と
ケーシング１の滑動溝４１の面上に支承せしめた
ガイドローラ４６との係合により、前記中心軸方
向に滑動自在とされる。前記端板１２に形成した
作動室４７と該作動室４７中に配設したピストン
４８とよりなるサーボモータは、前記ピストン４
８とスライド弁４２とを連結する連杆４９を介し
て、スライド弁４２を滑動溝４１に沿つて滑動せ
しめるように駆動する。

第２図および第３図により明らかなように、ス
ライド弁４２には、ケーシング１の滑動溝４１に
当接摺動する滑動面４３に、長手方向を前記滑動
面４３の中心軸に平行とした第１の長溝５１およ
び第２の長溝５２を開口せしめて穿設してある。
ケーシング１の部分７には、一端を滑動溝４１の
円筒状の凹面に開口して前記第１の長溝５１と連
通すべくし、他端をポンプの吐出側のような圧力
流体源（図示せず）に連通せしめた第１の通路５
３および一端を滑動溝４１の円筒状の凹面に開口
して前記第２の長溝５２と連通すべくし、他端を
前記バランスピストン手段の作動室２４に圧力作
動流体を供給する供給口５４と連通せしめた第２
の通路５５が形成され、またスライド弁４２の内
部には前記第１の長溝５１と第２の長溝５２とを
連通する第３の通路５６が形成される。この第３
の通路５６は、スライド弁４２の作用壁面４４に
穿設開口せしめた噴射口５７に連通せしめられて
いる。

第４図ないし第６図にはＡにスライド弁４２お
よび関連部分の横断面図を、そのＢに第１の長溝
５１と第１の通路５３との関連を示す図を、その
Ｃに第２の長溝５２と第２の通路５５との関連を
示す図をそれぞれ示している。第１の長溝５１
は、その開口の長手方向に直角方向の幅が、長手
方向全般にわたつてほぼ等しい寸法とされてお
り、スライド弁４２が第４図Ａの矢印方向に移動
しても、第１の通路５３が第１の長溝５１と連通
する開口面積は変化しないように構成されてい
る。これに対し第２の長溝５２は、その開口の長
手方向に直角方向の幅が、長手方向の一端におい
て最大で、他端において最小となるように一方向
に向つて狭搾されている。即ち第４図Ｃに示す状
態においては第２の通路５５は第２の長溝５２の
最大幅部付近に連通せしめられており、その開口
面積は全面積が第２の長溝５２と連通している
が、スライド弁４２が第４図Ａの矢印方向に移動
し、第２の長溝５２が第４図Ｃの矢印方向に移動
すると、次第にその開口が長溝５２と連通する面
積を減ずるように第１の長溝５２と対応せしめら
れている。第４図ないし第６図にＡに明らかに示
されているように、第１の長溝５１と第２の長溝
５２とは、スライド弁４２の両側に対称位置に同
じ長さにわたり形成されているが、第２の通路５
５が第２の長溝５２に対応する位置は、第１の通
路５３が第１の長溝５１に対応する位置よりも第
４図Ａの矢印方向に関して後方に位置している。
従つてスライド弁４２が矢印方向に移動すると、
第１の通路５３が第１の長溝５１に開口している
にも拘わらず、第２の通路５５は第２の長溝５２
の端部から外れ、スライド弁４２の滑動面４３に
よりその開口が閉塞されることになる（第６図参
照）。

即ち第１の通路５３、第１の長溝５１、第３の
通路５６、第２の長溝５２および第２の通路５５
は、圧力流体供給源からバランスピストン手段へ
作動流体を供給する作動流体供給手段を構成し、
かつスライド弁４２の移動に対応して作動流体の
供給量を変更し、さらにはバランスピストン手段
の作動室２４を圧力流体供給源から遮断する作動
流体供給手段を構成する。

以上のように構成されたロータリ・コンプレツ
サにおいては、ケーシング１の部分７における円
筒状壁２，３と円筒状孔４，５との境界をなす段
部および部分８の部分７に当接する端部はそれぞ
れ円筒状壁２，３の中心軸に垂直な端壁６１およ
び６２をそれぞれ形成し、該端壁６１，６２、前
記円筒状壁２，３、雄ロータ１４および雌ロータ
１７の外周面で囲まれる空間が、被圧縮流体を吸
入して圧縮する作用空間６３を形成する。被圧縮
流体は雌雄ロータ１７，１４の噛合回転に伴つ
て、ケーシング１の部分７に形成された低圧通路
６と作用空間６３とを連通する吸入口６４から作
用空間６３内に吸入され、雌雄ロータ１７，１４
のランド１９，１５と円筒状壁２，３との間のシ
ール線および雌雄ロータ１７，１４の噛合線によ
つて密封されて端壁６２に向つて圧縮され、作用
空間６３が端壁６２に形成した吐出口６５と連通
したとき、圧縮した被圧縮流体を高圧通路１１に
吐出する。

ケーシング１の部分７に形成した滑動溝４１に
滑動自在とされたスライド弁４２は、その低圧側
の端縁で作用空間６３と低圧通路６とを連通する
バイパス通路６６を開閉すべくされ、サーボモー
タにより駆動されて、作用空間６３に吸入した被
圧縮流体中からバイパス通路６６を経て低圧通路
６に戻す量を制御し、容量制御手段を構成する。
即ちサーボモータの作動室４７の一方のポート６
７から圧力作動流体を導入し、他方のポート６８
からドレインさせるときは、スライド弁４２は前
記バイパス通路６６を完全に閉塞し、作用空間６
３に吸入した被圧縮流体の全量を圧縮して吐出口
６５から吐出する。この状態がロータリ・コンプ
レツサの最大負荷状態であり、このときのスライ
ド弁４２の位置が最大負荷位置である。次に、サ
ーボモータのポート６８より徐々に圧力作動流体
を作動室４７に導入し他方のポート６７より徐々
に作動流体をドレインせしめれば、スライド弁４
２は徐々に吐出口６５に向つて移動し、バイパス
通路６６を開く。このときバイパス通路６６の開
口面積に比例した被圧縮流体は作用空間６３から
低圧通路６に戻され、吐出される被圧縮流体量は
次第に減少し、ロータリ・コンプレツサの負荷は
減少する。サーボモータの機構により可能なだけ
バイパス通路６６の開口面積を拡大した状態がロ
ータリ・コンプレツサの最小負荷状態であり、こ
のときのスライド弁４２の位置が最小負荷位置で
ある。なおスライド弁４２は、負荷を減少せしめ
る方向に移動せしめられるに従つて吐出口６５よ
り高圧通路１１内に突出せしめられ、高圧通路１
１内に形成した支持部材６９の上面に形成した前
記滑動溝４１の延長面上を摺動する。

ロータ１４，１７の噛合回転により被圧縮流体
の圧縮を行うと、雌雄ロータ１７，１４のランド
１９，１５と円筒状壁２，３とのシール線および
雌雄ロータ１７，１４の噛合線を境界として吐出
口６５側からロータランドに作用する作用空間内
の圧力と吸入口６４側からロータランドに作用す
る作用空間内の圧力との間に差圧を生じ、この差
圧によりロータ１４，１７を低圧側に向つて押圧
するスラスト力が生ずる。容量制御手段のないロ
ータリ・コンプレツサにおいては、駆動中前記ス
ラスト力は一定であるが、容量制御手段を設けた
ロータリ・コンプレツサにおいては容量制御によ
り前記スラスト力は変化する。即ち最大負荷状態
においては吸入被圧縮流体量は最大であり圧縮ス
トロークも最大であるため圧縮比が最大となる
が、スライド弁４２がバイパス通路６６を開く方
向に容量調整されるにつれて吸入被圧縮流体量も
減少し、圧縮ストロークも減少するので圧縮比も
減少するから、最大負荷状態から最小負荷状態へ
と負荷を減ずるに従つて吐出側からロータランド
に作用する圧力は最大負荷状態に比べて減少して
前記スラスト力も比例して低下して変化し、最小
負荷状態においてロータに作用するスラスト力は
著るしく減少する。そして前記スラスト力の変化
は主として容量制御手段のスライド弁の移動量に
比例する。このような容量制御手段を具備したロ
ータリ・コンプレツサにおいては、前記バランス
ピストン手段に作用せしめる押圧力を前記スラス
ト力に比例して変化せしめる必要がある。

そこで、バランスピストン手段へ圧力作動流体
を供給する作動流体供給手段として、ポンプで調
圧された圧力作動流体を導く第１の通路５３を前
記滑動溝４１に開口させ、スライド弁４２に形成
した第１の長溝５１で作動流体を受けとり、第３
の通路５６を介して第２の長溝５２から前記滑動
溝４１に開口させた第２の通路５５に作動流体を
受け渡し、第２の通路５５よりバランスピストン
手段の作動室２４の供給口５４より作動室２４内
に作動流体を供給するようにする。かくて雄ロー
タ１４の軸２０に固着したピストンに作動流体の
圧力が作用して、軸２０を前記スラスト力に抗す
る方向に軸方向に押圧する。

上記作動流体供給手段は、バランスピストン手
段の作動室２４への流体の供給を次のように制御
する。第４図は容量制御手段のスライド弁４２が
作用空間６３と低圧通路６とを通ずるバイパス通
路６６を閉じた最大負荷位置に位置した状態、第
６図は前記スライド弁４２がバイパス通路６６を
最大面積に開放した最小負荷位置に位置した状態
を、第５図はスライド弁４２が最大負荷位置と最
小負荷位置との中間に位置した状態をそれぞれ示
す。第４図においては第１の通路５３は第１の長
溝５１の右端（以下右または左の語は第４図ない
し第６図の図上における右または左を指す）と連
通し、第２の通路５５の全開口面積が第２の長溝
５２に連通されている。即ち最大負荷状態におい
ては第２の通路５５の全開口面積に比例した量の
圧力作動流体がバランスピストン手段の作動室２
４に供給されている。

バランスピストン手段のピストン２２とスリー
ブ２３との間は、作動室２４内に供給された圧力
作動流体が、前記ピストン２２と軸封装置２６と
の間の円筒状孔４の低圧部に漏洩する僅かの間隙
を形成されており、作動室２４から前記間隙を介
して円筒状孔４の低圧部に漏洩した圧力作動流体
は、ケーシング１の部分７に形成された通路３７
を通つて円筒状孔５に入り、軸封装置２６，２８
の潤滑、密封に用いられた作動流体とともに油路
３４に導かれ、軸封装置２７，２９の潤滑、密封
およびローラベアリング３０，３２の潤滑に用い
られた作動流体と合流して、油路３８から円筒状
壁３に形成した開口３９を経て、吸入終了後の作
用空間に、ロータ１４，１７の密封、冷却および
潤滑用として回収される。従つて作動室２４内に
供給さされる圧力作動流体量の変化によりピスト
ン２２前後の差圧が変化し、ピストン２２に作用
する押圧力は、第２の通路５５に供給される作動
流体量に比例する。

次に、容量制御手段のスライド弁４２がサーボ
モータに駆動されて右に移動すると、第５図Ａに
示すように、スライド弁４２はバイパス通路６６
を開き、ロータ１４，１７による吸入閉じ込みを
遅らせ、負荷を減ずる。第１の長溝５１は長手方
向に直角方向の開口幅が長手方向全般にわたつて
ほぼ一定とされているから、スライド弁４２の最
大負荷位置からの移動量の如何に拘らず、第１の
通路５３の全開口面積を第１の長溝５１に連通さ
せている。しかしながら第２の長溝５２は、その
長手方向に直角方向の開口幅は、スライド弁４２
の最大負荷位置において第２の通路５５と対応す
る部分において最大値であり、スライド弁４２が
最小負荷位置に向つて移動するに従つて第２の通
路５５と対応する部分の幅が次第に減ずるように
狭搾されているので、第５図Ａに示すスライド弁
４２の位置では第２の通路５５と対応する、第２
の長溝５２の前記幅が第２の通路５５の同一方向
の幅より狭くなり、第２の長溝５２が第２の通路
５５と連通する面積をかなり狭搾している。従つ
てバランスピストン手段の作動室２４に供給され
る作動流体量は第２の通路５５と第２の長溝５２
との連通面積に比例して減少され、ピストン２２
に対して軸２０の軸方向に作用する押圧力は減少
する。そして前記バランスピストン手段に作用す
る押圧力は、スライド弁４２が最大負荷位置より
最小負荷位置に向つて摺動せしめられるに従つて
減少せしめられることとなる。

このように容量制御手段のスライド弁４２が最
小負荷位置に向つて右に移動して行くと、第２の
通路５５は第２の長溝５２の狭搾された一端部に
対応する位置に達し、これ以上スライド弁４２が
右に移動すると、第２の通路５５と第２の長溝５
２との連通は断たれる。上記した実施例において
は、第４図に基いて説明したように、第１の長溝
５１と第２の長溝５２とはスライド弁４２の両側
に対称位置に同一長さにわたり形成されている
が、第２の通路５５は第１の通路５３に関し左
方、即ち矢印で示すスライド弁４２の移動方向に
関して後方の位置に形成されているので、第１の
通路５３が第１の長溝５１と連通しているにも拘
らず第２の通路５５は第２の長溝５２の端部から
外れて、スライド弁４２との当接摺動面に対応す
る位置に達する。上記実施例においては、スライ
ド弁４２の最小負荷位置は、第６図に示したよう
に第２の通路５５が第２の長溝５２の狭搾された
端部より外れた位置に設定されている。従つてス
ライド弁４２の右への移動により第２の通路５５
が第２の長溝５２の端部から外れた後は、バラン
スピストン手段の作動室２４は圧力流体源との連
通を断たれ、該作動室２４内に閉じ込められた圧
力流体がピストン２２とスリーブ２３との間から
漏洩するのみとなり、軸２０を押圧する押圧力は
著るしく減少する。

そして前記バランスピストン手段による軸２０
の軸方向の押圧力は、前記容量制御手段のスライ
ド弁４２の移動量に比例して変化し、かつ前記ス
ラスト力に抗する方向に軸２０に作用するから、
容量制御手段に基いて変化するスラスト力は相殺
されることになる。さらに最小負荷状態において
バランスピストン手段の作動室２４を圧力流体源
から遮断することにより、前記バランスピストン
手段に作用する押圧力を最小負荷状態におけるス
ラスト力より上回わらせないようにすることがで
きる。

なおロータリ・コンプレツサの最小負荷運転状
態において、バランスピストン手段の作動室２４
を圧力供給源から遮断することは、特にコンプレ
ツサの起動時に有効である。即ちロータリ・コン
プレツサの起動時には容量制御手段を最小負荷状
態として起動し、コンプレツサのロータ１４，１
７、各軸封装置２６，２７，２８，２９およびロ
ーラベアリング３０，３２に十分給油を行つてか
ら、負荷をかけるのが通例である。特に空気圧縮
機においては吐出口６５と連通する高圧通路１１
を大気に開放して無負荷状態で起動する。このと
きバランスピストン手段に十分な圧力の圧力流体
が供給されると吐出圧と吸入圧との差圧によるス
ラスト力が極めて微小または零であるのでバラン
スピストン手段による押圧力がロータ軸にかかる
こととなり、ロータの吐出側端面が端壁に接触す
るおそれが大であるからである。

第７図および第８図は本発明の第２の実施例を
示すものであつて、前記第１実施例においては第
１の長溝５１および第２の長溝５２がスライド弁
４２の滑動面４３に形成されていたのに代えて、
本実施例においては第１の長溝１５１および第２
の長溝１５２をケーシング１の部分７の滑動溝４
１上に開口せしめて形成し、前記第１の通路５３
および第２の通路５５はケーシング１内において
前記第１の長溝１５１および第２の長溝１５２に
それぞれ連通せしめ、スライド弁４２には第３の
通路１５６のみを直線状に穿設したものである。

本実施例においては、スライド弁４２とともに
第３の通路１５６が移動して、固定位置にある同
一幅の第１の長溝１５１と常時連通し、固定位置
にありかつ幅を漸次狭搾した第２の長溝１５２と
関連して作動流体の供給量を制御するものであ
る。第２の長溝１５２は最大負荷位置にあるスラ
イド弁４２の第３の通路１５６と対向する位置の
幅が最大とされ、スライド弁４２が最小負荷位置
に移動するに従つて第３の通路５６と対向する位
置における幅を次第に狭搾するように形成されて
おり、第８図Ｃに示すように第４図Ｃの溝形状と
は反対方向に狭搾されている。本実施例の作用と
効果は前記実施例と同一であり、最小負荷位置に
おける第２の長溝１５２と対応する第３の通路５
６は一点鎖線で示されている。その他の構造は第
１実施例と同一であり、同一部分は同一符号を付
して示した。

前記第１および第２の実施例においては、第２
の長溝５２，１５２は長手方向に直角方向の開口
幅を、一端において最大とし、他端において最小
とするように直線的に狭搾して示したが、第１の
長溝５１，１５１を一方端から他方端に至るに従
つて開口幅を狭搾した形状とし、これに対応する
通路５３，１５６との関連で前記の制御を行わせ
てもよい。

また第１の長溝５１，１５１の形状も図示のよ
うに長手方向に直角方向の幅を長手方向全般に関
して同一幅とするもののほか、第２の長溝５２，
１５２と通路５５，１５６とによる流量制御の一
部を、第１の長溝５１，１５１と通路５３，１５
６との間で行わせるように第１の長溝５１，１５
１の幅を長手方向に変化させ、両者の相乗効果で
前記の制御を行わせることもできる。

さらに図示の実施例の場合は、作用空間に作動
流体を噴射するための噴射口５７を圧力流体源に
連通させる通路として、作動流体供給手段を兼用
せしめている。

(ヘ) 発明の効果 本発明は、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個の円筒状壁と前記中
心軸に垂直でかつ相対向する端壁とで作用空間の
外壁を形成するとともに、前記円筒状壁の交叉部
の少くとも１つに前記中心軸に平行な滑動溝を形
成したケーシングと、前記ケーシングの前記端壁
に前記中心軸を中心として回転自在に軸支されそ
れぞれ前記円筒状壁にほぼ内接する外径を有しか
つその外周面に相互に噛合して前記作用空間の内
壁を形成する雌雄のランドを有する少くとも一対
のロータと、前記ケーシングの前記滑動溝にその
滑動面を係合せしめて摺動自在に配設され前記ロ
ータに面する表面は前記作用空間の外壁の一部を
なす一対の円筒状凹面に形成されたスライド弁を
含む容量制御手段とを備え、前記ケーシングの一
方の端壁付近に形成した吸入口から被圧縮流体を
作用空間に吸入し、これを圧縮して前記ケーシン
グの他方の端壁に形成した吐出口から吐出せしめ
るようにしたロータリ・コンプレツサに係り、前
記スライド弁を中心軸方向に滑動溝上を摺動させ
てその位置を変更することにより、吸入被圧縮流
体を作用空間に閉じ込める位置を中心軸方向に変
更して、吐出圧および吐出量を変更制御するもの
である。

本発明はかかるロータリ・コンプレツサにおい
て、前記ロータの何れか一個の軸に固定されたピ
ストンおよび前記軸を支承する端壁に形成されて
前記ピストンを収容する作動室とから成るバラン
スピストン手段と、前記バランスピストンの作動
室に圧力作動流体を供給する作動流体供給手段と
を具備せしめ、該作動流体供給手段は、圧力作動
流体を供給するポンプの吐出側から前記ケーシン
グに形成した第１の通路、前記スライド弁に形成
した第３の通路およびケーシングに形成した第２
の通路を経て前記作動室に連通せしめるととも
に、前記ケーシングの滑動溝とスライド弁の滑動
面との当接摺動面のスライド弁側またはケーシン
グ側の何れか一方に前記第１の通路と第３の通路
とを連通せしめる第１の長溝および前記第２の通
路と第３の通路とを連通せしめる第２の長溝を、
前記中心軸に平行する方向に長手方向を有するよ
うに形成し、かつ前記第１の長溝または第２の長
溝の何れか一方を、その長手方向に直角な開口幅
が、長手方向の一端から他端に至るに従つて狭搾
され、該長溝と相対移動しつつ対向する通路の開
口を、前記スライド弁の最大負荷位置においては
最大開口面積で前記長溝と連通させ、前記スライ
ド弁が負荷を減ずる方向に移動せしめられること
により前記長溝と連通せしめられる面積を減ずる
ようにしたものであるから、ロータリ・コンプレ
ツサの容量制御運転中、スライド弁の位置によつ
てロータの軸方向に作用するスラスト力が変化す
ると、このスラスト力に抗する方向にロータの軸
に加えられるバランスピストン手段による押圧力
がスライド弁の位置に応じて変化せしめられ、前
記スラスト力に応じた適正な押圧力がロータ軸に
加えられて、スラスト力を相殺し、ロータが端壁
に接触すするおそれをなくしたものである。

即ち容量制御手段のスライド弁は、コンプレツ
サの最大負荷運転時に吸入被圧縮流体の全量を圧
縮して吐出口より吐出する位置にあるから、この
ときのコンプレツサの圧縮ストロークは最大とな
るが、スライド弁が前記最大負荷位置から最小負
荷位置の方向に変位せしめられると、その変位量
に応じた量の吸入被圧縮流体量が吸入口に戻さ
れ、作用空間の吸入閉じ込みを遅らせるから、コ
ンプレツサの圧縮ストロークも短縮される。従つ
て前記スラスト力はスライド弁の最大負荷位置で
最大となり、スライド弁が最大負荷位置から変位
するに従つて低下する。一方前記開口幅を長手方
向に変化せしめた長溝とこれに対向する通路と
は、スライド弁の最大負荷位置において前記通路
の開口が長溝に連通する連通面積を最大とされ、
スライド弁が最大負荷位置から負荷を減ずる方向
に変位するに従い、前記通路の長溝に連通する連
通面積を次第に減ずるように制御されるから、前
記連通面積を介してバランスピストン手段の作動
室に供給される圧力作動流体の流量はスライド弁
が最大負荷位置から変位するに従つて低下し、バ
ランスピストン手段が前記スラスト力に抗する方
向にロータ軸に加える押圧力も次第に低下する。
そしてこの押圧力も前記スラスト力も共にスライ
ド弁の変位量に応じて変化するから、バランスピ
ストン手段は容量制御手段の容量制御の如何に拘
らず、発生したスラスト力を相殺する適正な押圧
力をロータ軸に加えることができるものである。

上記のように、コンプレツサが被圧縮流体を圧
縮する際にロータに加わるスラスト力は、容量制
御手段のスライド弁の移動量に比例する。一方、
コンプレツサのケーシングまたはスライド弁の何
れか一方に形成された第１および第２の長溝の何
れか一方は、該長溝の長手方向に直角な開口幅が
該長手方向の一方端から他方端に至るに従つて狭
搾され、前記長溝に対向して圧力流体の受け渡し
を行う通路の開口と前記長溝とは、スライド弁の
移動に伴つて前記長溝の長手方向に相対移動する
から、前記長溝と前記通路との連通面積は、スラ
イド弁の位置によつて異なる。そしてこの連通面
積は、コンプレツサを最大負荷状態とするスライ
ド弁の最大負荷位置において最大であり、コンプ
レツサの負荷を減ずる方向にスライド弁を変位さ
せるに従つて小となり、バランスピストンを介し
て前記スラスト力に抗する方向にロータに加えら
れるバランスピストン手段による押圧力は、スラ
イド弁の位置における前記長溝と前記通路との連
通面積で定まる。従つて前記スライド弁の移動量
によつて定まる前記スラスト力を極めて有効に相
殺できることとなるものである。

また本発明において、スライド弁の最小負荷運
転位置においては、前記長溝と対向する通路の開
口を前記長溝の狭搾された端部より外れた位置に
もたらしてスライド弁とケーシングの滑動溝の当
接摺動面に対応せしめ、バランスピストン手段の
作動室と圧力流体供給源との連通を遮断せしめる
ことにより、スライド弁の最小負荷運転位置にお
いてはバランスピストン手段の押圧力を前記スラ
スト力より上廻らないようにし、またコンプレツ
サの起動時にはバランスピストン手段の押圧力を
零とし、ロータがバランスピストン手段の押圧力
によつてケーシングの端壁に接触するおそれをな
くすことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の横断面図、第２
図はその一部断面を異らしめた縦断面図、第３図
は第２図―線に沿う断面図、第４図ないし第
６図はそれぞれスライド弁の近辺を断面で示し、
かつ本発明の作用を示した説明図、第７図は本発
明の第２の実施例における断面図、第８図は第７
図のスライド弁の近辺を断面で示して本発明の作
用を示した説明図である。 なお図中、１はケーシング、１４は雄ロータ、
１７は雌ロータ、２０は雄ロータ軸、２１は雌ロ
ータ軸、２２はバランスピストン手段のピスト
ン、２３はそのスリーブ、２４はその作動室、４
２は容量制御手段のスライド弁、５１は作動流体
供給手段の第１の長溝、５２はその第２の長溝、
５３はその第１の通路、５５はその第２の通路、
５６はその第３の通路、をそれぞれ示すものであ
る。

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個の円筒状壁と、前記中心軸に垂
   直でかつ相対向する端壁とで作用空間の外壁を形
   成するとともに、前記円筒状壁の交叉部の少くと
   も１つに前記中心軸に平行な滑動溝を形成したケ
   ーシングと、 前記ケーシングの前記端壁に前記中心軸を中心
   として回転自在に軸支され、それぞれが前記円筒
   状壁にほぼ内接する外径を有し、かつその外周面
   に相互に噛合して前記作用空間の内壁を形成する
   雌雄のランドを有する少くとも一対のロータと、 前記ケーシングの一方の端壁付近に形成した吸
   入口および前記ケーシングの他方の端壁に形成し
   た吐出口と、 前記ロータの何れか一方の軸に固定されたピス
   トンおよび前記軸を支承する端壁に形成されて前
   記ピストンを収容する作動室とから成るバランス
   ピストン手段と、 前記ケーシングの前記滑動溝に滑動面を係合せ
   しめて摺動自在に配設され、前記ロータに面する
   表面は前記作用空間の外壁の一部をなす一対の円
   筒状凹面に形成されたスライド弁を含む容量制御
   手段と、 前記スライド弁の前記滑動面上において前記ケ
   ーシングに形成した滑動溝との当接摺動面上に開
   口せしめて形成され前記中心軸に平行する方向に
   長手方向を有する第１および第２の長溝、前記ケ
   ーシングの滑動溝上においてスライド弁の前記滑
   動面との当接摺動面に前記第１の長溝と連通すべ
   く一端が開口され他端が圧力流体を供給するポン
   プの吐出側に連通せしめられた第１の通路、前記
   ケーシングの滑動溝上においてスライド弁の前記
   滑動面との当接摺動面に前記第２の長溝と連通す
   べく一端が開口され他端が前記バランスピストン
   手段の作動室に連通せしめられた第２の通路およ
   び前記スライド弁の内部に形成され両端を前記第
   １および第２の長溝と連通せしめた第３の通路と
   からなる作動流体供給手段とから成り、 前記第１および第２の長溝の何れか一方は、前
   記長手方向に直角な開口幅が該長手方向の一方端
   から他方端に至るに従つて狭搾され、この長溝と
   連通すべく前記ケーシングの滑動溝上の摺動面に
   開口せしめた前記通路の開口は、前記容量制御手
   段の最大負荷状態におけるスライド弁の位置で最
   大面積で前記長溝に連通せしめられ、前記容量制
   御手段が負荷を減ずる方向にスライド弁が移動せ
   しめられることにより前記長溝に連通する面積を
   減ずるようにしたことを特徴とするロータリ・コ
   ンプレツサ。 ２ 前記第１および第２の長溝の何れか一方は、
   前記長手方向に直角な開口幅が長手方向の一方端
   より他方端に至るに従つて狭搾されており、この
   長溝と連通すべくケーシングの滑動溝上に開口せ
   しめた通路の開口は、前記容量制御手段の最大負
   荷状態におけるスライド弁の位置で最大面積で前
   記長溝に連通せしめられ、前記容量制御手段が負
   荷を減ずる方向にスライド弁を移動せしめること
   により前記長溝に連通する面積を減ずるようにさ
   れ、かつ前記容量制御手段の最小負荷状態におけ
   るスライド弁の位置では、前記長溝の他方端より
   外れて前記スライド弁の前記ケーシングとの当接
   摺動面に対応せしめ、前記バランスピストン手段
   の作動室と前記ポンプの吐出側との連通を遮断せ
   しめたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のロータリ・コンプレツサ。 ３ 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個の円筒状壁と、前記中心軸に垂
   直でかつ相対向する端壁とで作用空間の外壁を形
   成するとともに、前記円筒状壁の交叉部の少くと
   も１つに前記中心軸に平行な滑動溝を形成したケ
   ーシングと、 前記ケーシングの前記端壁に前記中心軸を中心
   として回転自在に軸支され、それぞれが前記円筒
   状壁にほぼ内接する外径を有し、かつその外周面
   に相互に噛合して前記作用空間の内壁を形成する
   雌雄のランドを有する少くとも一対のロータと、 前記ケーシングの一方の端壁付近に形成した吸
   入口および前記ケーシングの他方の端壁に形成し
   た吐出口と、 前記ロータの何れか一方の軸に固定されたピス
   トンおよび前記軸を支承する端壁に形成されて前
   記ピストンを収容する作動室とから成るバランス
   ピストン手段と、 前記ケーシングの前記滑動溝に滑動面を係合せ
   しめて摺動自在に配設され、前記ロータに面する
   表面は前記作用空間の外壁の一部をなす一対の円
   筒上凹面に形成されたスライド弁を含む容量制御
   手段と、 前記ケーシングの前記滑動溝上の前記スライド
   弁の滑動面との当接摺動面に開口せしめて形成さ
   れ前記中心軸に平行する方向に長手方向を有する
   第１および第２の長溝、前記第１の長溝に一端を
   連通し他端を圧力流体を供給するポンプの吐出側
   に連通する第１の通路、前記第２の長溝に一端を
   連通し他端を前記バランスピストン手段の作動室
   に連通する第２の通路および前記スライド弁の内
   部に形成され両端を前記第１および第２の長溝と
   連通すべく前記スライド弁の滑動面上において前
   記ケーシングの滑動溝への当接摺動面に開口せし
   められた第３の通路とからなる作動流体供給手段
   とから成り、 前記第１および第２の長溝の何れか一方は、前
   記長手方向に直角な開口幅が該長手方向の一方端
   より他方端に至るに従つて狭搾され、この長溝と
   連通すべくスライド弁に設けた第３の通路の開口
   は、前記容量制御手段の最大負荷状態におけるス
   ライド弁の位置で最大面積で前記長溝に連通せし
   められ、前記容量制御手段が負荷を減ずるように
   制御されることにより前記長溝に連通する面積を
   減ずるようにしたことを特徴とするロータリ・コ
   ンプレツサ。 ４ 前記第１および第２の長溝の何れか一方は、
   前記長手方向に直角な開口幅が該長手方向の一方
   端より他方端に至るに従つて狭搾されており、前
   記スライド弁に設けた第３の通路の開口は、前記
   容量制御手段の最大負荷状態におけるスライド弁
   の位置で最大面積で前記長溝に連通せしめられ、
   前記容量制御手段が負荷を減ずる方向にスライド
   弁を移動せしめることにより前記長溝に連通する
   面積を減ずるようにされ、かつ前記容量制御手段
   の最小負荷状態におけるスライド弁の位置では、
   前記長溝の他方端より外れて、前記ケーシングの
   前記滑動溝上のスライド弁との摺動面に対応せし
   め、前記バランスピストン手段の作動室と前記ポ
   ンプの吐出側との連通を遮断せしめることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項に記載のロータリ・
   コンプレツサ。