JPS6390688A - スクリユ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクリュー圧縮機に関し、例えば自動車空調装
置の冷媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来の技術およびその問題点〕

従来より雄ロータおよび雌ロータの噛合により冷媒を圧
縮するスクリュー圧縮機は知られていた。また、このよ
うなスクリュー圧縮機において雄ロータおよび雌ロータ
の形状を適宜設定することについても、種々知られてい
る。例えば、歯形形状を接触線が短く、かつ連続的に屈
曲した曲線より形成する旨（特公昭４０−１９９７９号
公報）、歯形形状をブローホールが多少大きくとも接触
線が短いものとするもの（特公昭４５−２００６１およ
〆 号公報）、逆に歯形形状を接触線の長へ２続性よりむし
ろブローホールの小さいものとするもの、（特公昭５１
−４３６０４号公報）および、歯形形状を実働時のロー
タの熱膨張を考慮したものとするもの（特開昭５９−５
８１８９号公報）などが知られている。

しかしながら、従来のスクリュー圧縮機の歯形設計思想
においては、ロータ歯先とハウジングのシリンダ室との
間にできるシールラインにおけるシール性を考慮したも
のはなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、ロータ歯先
における漏れを防ぐためのシール部を誰ロータ歯先に形
成することを目的とする。

〔構成および作動〕

上記目的を達成するため、本発明圧縮機では半径Ｒ０の
シリンダ空間内に雄ロータを回転自在に収納する。そし
て、この雄ロータの最大外径を前記シリンダ室半径Ｒ０
より微少量小さい半径Ｒとする。かつ２．ａロータの突
条部先端にはこの半径Ｒよりなる円弧部を所定角にわた
り形成する。−方、雄ロータと噛合する雌ロータもシリ
ンダ室内に回転自在に配設しておき、かつ、この雌ロー
タの凹条部には、雄ロータの上述した円弧部により創成
されるサイクロイド曲線よりなる曲線部を形成する。

上記構成とすることにより、本発明圧１ｉｉａでは雄ロ
ータおよび雌ロータが円滑に嗜み合うことができ、一方
のロータの回転は確実に他方のロータへ伝達される。し
かも、雄ロータの突条部の先端には、所定角度にわたり
、円弧部が形成されており、この円弧部により雄ロータ
の歯先はシリンダ室内面と面接触を行なうこととなる。

その結果、雄ロータ先端およびシリンダ室内面との間の
シール性能が大幅に向上し、雄ロータ歯先部を介して圧
縮流体が漏れることがなくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の圧縮機では、ロータの歯先
部におけるシール性が大幅に向上し、圧縮機の圧縮性能
向上が図るという優れた効果を有する。

〔実施例〕

以下、本発明圧縮機の一実施例を図に基づいて説明する
。第１図中３００はアルミニウム合金製のハウジングで
、第２図に示すように内部に円柱状の第１シリンダ１０
１および第２シリンダ１０２を有する。このハウジング
３００はその両端をフロントサイドプレート３５４およ
びリヤサイドプレート３５５により閉じられている。各
プレート３５４および３５５には軸受３２０〜３２４が
配設されており、これらの軸受３２０〜３２４により雄
ロータ２０２および雌ロータ２０１が摺動自在に配設さ
れている。雛ロータ２０１はシャフト３５２と一体に形
成されており、シャフト３５２はフロントハウジング３
３０の先端部３５１より外方に露出し、図示しない電磁
クラッチを介し自動車走行用エンジンの回転駆動力を受
は回転する。

フロントハウジング３３０には軸封装置３３１が配設さ
れており、この軸封装置３３１により圧縮機内部の潤滑
油および冷媒がシャフト３５２に沿って外方に漏洩され
るのが防止される。

フロントハウジング３３０には図示しない吸入連通孔が
形成されており、冷凍サイクルのエバポレータより低温
低圧の冷媒を吸入室３５６内に吸入する。吸入室３５６
はフロントサイドプレート３５４に形成された吸入通路
３８６，３８７と連通し、かつハウジング３００に形成
された吸入孔３５７および３５８に連通している。

すなわち、雌ロータ２０１と雌ロータ２０２およびシリ
ンダ室１０１，１０２により形成される圧縮室５００は
、ハウジング３００の吸入孔３５７．３５８と開口可能
となっている。この吸入孔３５７．３５８より冷媒が圧
縮室５００内に吸入され、次いで圧縮室の容積減少とと
もに、吸入された冷媒は圧縮される。圧縮室が最も容積
減少した位置には吐出孔が開口しており、この吐出孔を
介して圧縮ガスがケース３９０内の吐出室３６３に吐出
される。この吐出室は図示しない吐出連通通路を介し冷
凍サイクルのコンデンサに連通している。なお、リヤサ
イドプレート３５５の端部にはシールプレート３６２が
配設されており、吐出室３６３内の高圧が軸受３２１，
３２４およびロータ２０１，２０２に直接加わることが
ないようにしている。

次に、雄ロータ２０２および雌ロータ２０１の歯形形状
を第３図に基づいて説明する。雄ロータには突条部２０
４が周方向に等間隔離れ、４箇所形成されている。また
、雌ロータ２０１には凹条部２０５が周方向に等間隔離
れ、６箇所形成されている。各突条部２０４および凹条
部２０５はそれぞれ同一形状をしているため、そのうち
の一つの形状について第３図で説明する。本例の雄ロー
タ２０２では突条部２０４の先端に円弧部Ａ、を有して
いる。以下、ロータ各点の形状を第３図に示すポイント
番号により指示する。すなわち、円弧部Ａ、は１０−１
１である。この円弧部１０−１１の半径はＲとなってお
り、この半径Ｒは第２シリンダ室１０２の内径Ｒ０より
微少１ｔ（２０〜４０μ）小さくなっている。また、円
弧部１〇−１１の角度αは５度程度となっている。円弧
部１０−１１には隣接して円弧形状部１１−１２が形成
される。この円弧形状部１１−１２の半径Ｒ０は上記半
径Ｒより小さなものとなっている。続いて、雌ロータ２
０１の曲線部３２−３３により創成される曲線部１２−
１３が成形される。また、この曲線部１２−１３に連続
して曲線部１３−１４が形成される。この曲線部１３−
１４は雌ロータ２０１の曲線部３３−３４により創成さ
れる曲線である。さらに、曲線１３−１４！こ連続して
円弧１４−１５が形成される。この円弧１４−１５は曲
線１３−１４のピッチ円上の接線である。この接線１４
−１５はポイント１５において曲線１５−１６と連続す
る。この曲線１５−１６は雌ロータ２０１のポイント３
５により創成される曲線である。

上述の円弧部Ａ１のポイントＩＯからは曲線１０〜１７
が連続する。この曲線１０−１７は雌ロータのポイント
３６により創成される曲線である。

また、この曲線１０−１７は雌ロータ２０１の直線３６
−３７により創成される曲線１７−１８に連続する。曲
線１７−１８はポイント１日において中心７に向かう直
４ｉ１８−１９と連続し、この直線１８−１９はポイン
ト１９において、雌ロータ２０１のポイント３８により
創成される曲線１９−２０と連続する。上述の曲線及び
直線により雄ロータ２０２の突条部２０４の歯形が決定
される。

一方、雌ロータ２０１の凹条部２０５の歯形は次のよう
にして定められる。円弧３１−３２は上述の雄ロータ２
０２の円弧１１−１２とほぼ同一の半径ｒ。よりなる。

また、この円弧３１−３２に連続し、中心をポイント９
にもつ半径Ｒ５の円弧３２−３３が成形される。円弧３
３の端部は直線３３−３４と連続する。この直線３３−
３４はポイント３３において、半径ｒ、と接し、ポイン
ト３４においてβの角度をもつ直線である。なお、βは
２０’としている。

直線３３−３４は次いで雄ロータ２０２の直線１４−１
５により創成サレル曲ｖＡ３４−３５　ニｉｌｌ続する
。

また、上述の円弧部３１−３２のポイント３１側は雄ロ
ータ２０２のポイント１０により創成されるサイクロイ
ド曲線３１−３６が連続する。このサイクロイド曲ｖＡ
３１−３６は次いで第１シリンダ室１０１の中心点６に
向かう直線３６−３７に連続する。また、直線３６−３
７は雄ロータ２０２の直ｖＡ１８，１９により創成され
る直線３７゜３８と連続する。

なお、雌ロータ２０１の最大外径は、第１シリンダ室１
０１の半径Ｒ１より微少量（２０〜４０μン程度小さな
ものとなっている。また、第３図中直線４．５はそれぞ
れ雄ロータ２０２および雌ロータ２０１のピッチ円であ
る。

次に、上記構成よりなる圧縮機の作動を説明する。図示
しない自動車走行用エンジンの回転力がシャフト３５２
を介し、雌ロータ２０１に伝達されれば、雌ロータ２０
１はハウジング３００内で回転する。ここで、雌ロータ
の凹条部２０５には誰ロータ２０２の突条部２０４が噛
み合っているため、この雌ロータ２０１の回転を受け、
雄ロータ２０２も同時にハウジング３００内で回転する
。

この回転に伴い、圧縮室５００はその容積の増減を繰り
返すこととなる。

圧縮室５００が容積増大する位置には吸入孔３５７．３
５８が開口しており、この吸入孔３５７゜３５８を介し
吸入室３５６内の冷媒が圧縮室５００内に吸入される。

次いで、ロータ２０１，２０２の回転に伴い圧縮室５０
０の容積が減少し、冷媒の圧縮を行なう。圧縮室５００
の容積が最も減少した位置に吐出孔が開口しており、こ
の吐出孔り高圧の冷媒が吐出室３６３に吐出される。

そこで雌ロータ２０１の凹条部２０５は６カ所形成され
ており、雄ロータ２０２の突条部２０４は４カ所である
ため、シャフト３５２の回転は増速されて雄ロータ２０
２に伝達されることとなる。

上述の作動状態においては、第２図に示すように吸入途
中の圧縮室と圧縮途中の圧縮室とは雄ロータの突条部２
０４先端および雌ロータの先端により指示されることに
なる。ここで、雌ロータの先端部Ａ２は第１シリンダ室
１０１半径Ｒ＋　とほぼ同様の半径からなる円弧形状を
しているため、雌ロータ２０１先端部においてはシール
が充分に確保できる。

また、雄ロータ２０２の先端にも円弧部Ａ１が形成され
ており、その円弧部は第２シリンダ室１０２の半径Ｒ０
とほぼ同一の半径よりなるため、雄ロータ２０２も第２
シリンダ室内面と面接触を行なうことができる。従って
、本例の圧縮機によれば圧縮途中の圧縮室と吸入途中の
圧縮室との間は良好にシールが保たれることとなり、圧
縮性能が向上する。

ここで、本例で雄ロータ２０２先端の円弧部Ａ１の角度
αを５＠程度としたのは次のような理由による。

この角度αがあまり小さければ円弧部Ａ１の面積も小さ
なものとなり、従って第２シリンダ１０２内壁との間の
シール性能が充分に達成できない。

一方、角度αが大きくなれば、円弧部の曲線１０−１１
の長さが大きくなることとなる。換言すれば、ポイント
１０がポイント１１より大きくはずれることとなる。そ
して、雌ロータ２０１の曲線３１−３６はポイント１０
の回転により創成されるサイクロイド曲線であるため、
ポイント１０がポイント１１より大きくはずれれば、曲
線３１−３６の屈曲が大きくなることになる。換言すれ
ば、第３図に示すように、雌ロータ２０１の曲線３１−
３６と雄ロータ２０２の円弧１０−１１及び曲線１０−
１７により囲まれる空間が大きくなってしまう。ここで
、このような隙間が雄ロータ２０２と雌ロータ２０１と
の間に残るようでは、圧縮室５００のデッドスペースと
なり、圧縮性能を悪化させることとなる。従って、角度
αがあまり大きくなれば円弧部Ａ、によって確保できる
シール効果にしして、デッドスペースによる悪影響の方
が大きくなってしまう。そこで、本例では角度αを５°
程度としている。本発明者らの検討によれば、角度αは
２″から８°程度までが実用上使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図図示圧縮機のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は
第１図図示圧縮機のロータ部歯形形状を示す説明図であ
る。 ２０１・・・雌ロータ、２０２・・・誰ロータ、３００
・・・ハウジング、１０１・・・第１シリンダ、１０２
・・・第２シリンダ、３５２・・・シャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半径Ｒ＿１の円筒状第１シリンダ室と、半径Ｒ＿０の
   円筒状第２シリンダ室を有するハウジングと、前記第１
   シリンダ室内に回転自在に配設され、外径が前記第１シ
   リンダ室半径より微少量小さい雌ロータと、前記第２シ
   リンダ室内に回転自在に配設され、外径が前記第２シリ
   ンダ室半径Ｒ＿０より微少量小さくかつピッチ円半径が
   前記雌ロータのピッチ円半径と同一である雄ロータと、
   前記雄ロータもしくは前記雌ロータのいずれかに連結し
   、前記雄ロータもしくは前記雌ロータに回転力を伝達す
   るシャフトとを備え、前記雄ロータの突条部先端には所
   定角度にわたり前記第２ハウジング室半径Ｒ＿０より微
   少量小さい半径Ｒよりなる円弧部が形成されており、前
   記雌ロータの凹条部には前記雄ロータの円弧部端部によ
   り創成されるサイクロイド曲線よりなる曲線部を有する
   ことを特徴とするスクリュー圧縮機。