JPH02199290A - 流体圧縮機の給油機構 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１例えば冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮する流
体圧縮機に係り、特にそのプレートおよびプレート製造
方法に関する。

（従来の技術） 従来より圧縮機として、レシプロ方式、ロータリ方式等
、各種のものが知られている。しかし。

これらの圧縮機においては１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１部品点数も多い。さらに。

このような圧縮機では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
リークし易く圧縮効率が低い。そして、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、製造コストが高くなる。

また、米国特許第２，４０１，１８９号明細書には、ス
クリューポンプが開示されている。このポンプによれば
、スリーブ内に円柱形状で外周面に螺旋状の溝が形成さ
れる回転体が配設される。

上記溝には、螺旋状のプレートが摺動自在に嵌合されて
いる。そして２回転体を回転駆動することにより１回転
体の外周面とスリーブの内周面との間においてプレート
の隣接する２つの巻き間に閉じこめられた流体をスリー
ブの一端側から他端側へ移送する。つまり、上述のスク
リューポンプは流体を一端側から他端側へ移送するだけ
のものであり、流体を圧縮する機能は持っていない。

そこで近時、上述のごとき不具合を除去し、比較的簡単
な構成によりシール性を向上させて効率の良い圧縮がで
きるとともに１部品の製造および組立が容易な流体圧縮
機が提案されている。これは、たとえば第５図に示すよ
うになっていて、たとえば冷凍サイクルに使用する冷媒
ガス用の密閉型圧縮機として用いる。

この圧縮機本体１は、密閉ケース２内に収容される電動
要素３および圧縮要素４とからなる。上記電動要素３は
、密閉ケース２の内面に固定された環状のステータ５と
、このステータ５の内側に設けられた環状のロータ６と
を有している。上記圧縮要素４は５中空筒体からなるシ
リンダ７を虜しており、このシリンダ７の外周面に上記
ロータ６が同軸的に嵌着されている。上記シリンダ７の
両端は、密閉ケース２の内面に固定された主軸受８と副
軸受９によって回転自在に支持され、かつこれら主、副
軸受８．９でシリンダ７の両端は気密的に閉塞されてい
る。

上記シリンダ７の中空部には２円柱形状の回転体として
のピストン１０が軸方向に沿って収容される。このピス
トン１０は、中心軸Ａがシリンダ７の中心軸Ｂに対して
距ｇｅだけ偏心して配置されており、ピストン１０の外
周面の一部はシリンダ７の内周面に接触している。そし
て、ピストン１０の両端部は上記主、副軸受８，９にそ
れぞれ回転自在に枢支されている。

また、ピストン７の一端部には周面から軸芯方向に向っ
て、ここでは図示しない係合穴が設けられており、この
係合穴にはシリンダ７の内周面から突出した。ここでは
図示しない駆動ビンがシリンダ７の径方向に沿って進退
自在に挿入されている。

上記ピストン１０の外周面には、ピストンｌＯの両端間
を延びる螺旋状の溝１３が形成されている。そして、こ
の螺旋状の溝１３のピッチは１両図中の右側から左側、
つまり、シリンダ７の吸込側から吐出側に向かって徐々
に小さく形成されている。上記溝１３には、螺旋状のプ
レート１４が嵌め込まれる。このプレート１４は、たと
えばふっ素樹脂材料からなるもので、適度な弾性を有し
ている。このプレート１４の厚さは、上記螺旋状の溝１
３の幅とほぼ一致しており、プレート１４の各部分はｔ
Ｌ１３に対してピストン１０の径方向に沿って進退自在
であり、この外周面はシリンダ７の内周面に密着した状
態でスライド可能である。

上記シリンダ７の内周面とピストン１０の外周面との間
の空間は、上記プレート１４によって複数の作動室１５
・・・に仕切られている。つまり、各作動室１５はプレ
ート１４の隣合う２つの巻き間に形成されており、プレ
ート１４に沿ってピストン１０とシリンダ７の内周面と
の接触部から次の接触部まで伸びたほぼ三日月状をなし
ている。そして作動室１５・・・の容積は、シリンダ７
の吸込側から吐出側に行くにしたがって徐々に小さくな
る。

上記シリンダ７の吸込側に位置する主軸受８には、シリ
ンダ７の軸方向に延びる吸込孔１６が貫通している。こ
の吸込孔１６の一端はシリンダ７巾である作動室１５に
開口しており、他端には冷凍サイクルの吸込チューブ１
７が接続されている。

また、上記シリンダ７の吐出側に位置する上記副軸受９
には吐出孔１８が設けられていて、この吐出孔１８の一
端はシリンダ７内である作動室１５に開口しており、他
端は密閉ケース２に開口している。また密閉ケース２に
は、冷凍サイクルの吐出チューブ１９が接続されていて
、上記吐出孔１８と連通ずることになる。

一方、密閑ケース２の内底部には潤滑油が集溜する油溜
り部２０が形成される。この油溜り部２０の潤滑油内に
は、上記主軸受８に設けられる油吸い上げ管２１の下端
開口部が浸漬する。この油吸い上げ管２１の上端開口部
は、主軸受８の内周面でかつ上記ピストン１０の軸部１
０ａとは対向しない空間部８ａに開口する。このことか
ら１密閉ケース２内が高圧状態にあれば、油溜り部２０
の潤滑油は油吸い上げ管２１を介して主軸受８の空間部
８ａに吸い上げられ、ここに充満することになる。また
このような空間部８ａに対向するピストン１０端面から
軸方向に沿う中途部まで油案内孔２２が設けられている
。この端部は所定部位にある上記螺旋状の溝１３の底に
開口している。したがって、ピストン１０の回転にとも
なって上記空間部８ａに吸い上げられた潤滑油は、油案
内孔２２を介して溝１３内でプレート１４との間に導入
されるようになっている。このように油溜り部２０から
溝１３とプレート１４との間に至る油吸い上げ管２１お
よび油案内孔２２とで給油機構２３が構成される。

つぎに、このような流体圧縮機の動作について説明する
。電動要素３に通電してロータ６を回転駆動すると、シ
リンダ７が一体に回転する。上記シリンダ７の回転は、
ビンおよび係合穴を介してピストン１０に伝達し、これ
はその外周面の一部がシリンダ７の内周面に接触した状
態で回転駆動され、プレート１４も一体に回転する。こ
のプレート１４は、外周面がシリンダ７の内周面に接触
した状態で回転するため、プレート１４の各部は。

ピストン１０の外周面とシリンダ７の内周面との接触部
に近づくにしたがって上記溝１３に押込まれ、また、接
触部から離れるに従って上記溝１３から飛出す方向に移
動する。一方、圧縮要素４が作動されると、吸込チュー
ブ１７および吸込孔１６を通してシリンダ７に冷媒ガス
が吸込まれる。

そして吸込まれた冷媒ガスは、プレート１４の巻き間の
三日月状の作動室１５に閉込められたまま。

ピストン１０の回転にともなって吐出側の作動室１５に
順次移送されるとともに圧縮される。この圧縮された冷
媒ガスは、副軸受９に設けられた吐出孔１８から密閉ケ
ース２の内部空間内に一旦吐出され、さらに、吐出チュ
ーブ１９を通して冷凍サイクル中に戻される。

また、吐出孔１８から圧縮された高圧ガスが一旦密閉ケ
ース２内に吐出されるため、密閉ケース２内は高圧化す
る。この圧力の影響で油溜り部２０から潤滑油が油吸い
上げ管２１に吸い上げられ、かつ油案内孔２２を介して
溝１３内に給油される。したがって２プレート１４は背
圧を受け。

その外周面はシリンダ７の内周面に常に密着した状態で
作動室１５相互間を確実に仕切ることとなる。しかも、
プレート１４はシリンダ７の径方向に沿って円滑に進退
し、動作が確実である。

このように作動する流体圧縮機によれば、冷媒ガスは作
動室１５内に閉込められた状態で移送かつ圧縮されるた
め、圧縮機の吐出側に吐出弁が不要であるにも拘らずガ
スを効率良く圧縮でき、圧縮機の構成の簡略化および部
品点数の削減を図れる。また、電動要素３のロータ６は
圧縮要素４のシリンダ７に嵌着されることから、ロータ
６を支持するための専用の回転軸や軸受等を設ける必要
がなく、圧縮機の構成をより一層簡略化することができ
１部品点数の削減が可能になる。

上記シリンダ７とピストン１ｏとは、互いに同一方向に
回転した状態で互いに接触している。このため、これら
の部材間の摩擦は小さく、それぞれが円滑に回転できる
ので、振動や騒音が少なく。

効率の高い圧縮機を実現することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような種々の利点を有する流体圧縮
機ではあるが、その反面１問題を有している。すなわち
、上記給油機構２３においては。

密閉ケース２内に吐出された高圧ガスの圧力をもって潤
滑油を吸い上げ、かつ給油するようになっている。その
ため、実際に満１３内に給油される潤滑油は、吐出孔１
８から吐出される高圧ガスの圧力と略等しい圧力になる
。一方、上記プレート１４は溝１３に対して出入する関
係上、これらの間は狭巾の間隙を有する。したがって、
溝１３内に導かれる高圧の潤滑油はプレート１４に極め
て大なる背圧をかＥｊてこの外周面をシリンダ７の内周
面に畜骨させる一方、溝１３との間隙を拡大する作用を
なす。その結果、隣接する作動室１５相互間でガスリー
クが生じ品＜、圧縮効率低下の恐れがある。

本発明は、このような事情に着目してなされたものであ
り、その目的とするところは、圧力を下げた潤滑油を作
動室に給油することにより、給油効率の向上と作動室相
互間のガスリークの防止を図った流体圧縮機の給油機構
を提供することにある。

〔発明の構成〕

（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は、密閉ケース内にシリ
ンダを枢支し、このシリンダ内に回転体を枢支し、この
回転体の外周面に螺旋状の溝を設け、この溝に複数の作
動室を区画するプレートを嵌め込んでなる流体圧縮機に
おいて、上記密閉ケースの内底部に潤滑油の油溜り部を
形成し、上記軸受にこの内周面側と油溜り部とを連通ず
る油吸い上げ路を設け、上記回転体の外周面に回転体の
回転にともなって上記油吸い上げ路に断続的に連通ずる
油渡し溝を設け、上記軸受の作動室側端部に開口しかつ
回転体の回転にともなって上記油渡し溝に断続的に連通
ずる給油溝を設けたことを特徴とする流体圧縮機の給油
機構である。

（作用） 上記密閉ケース内は圧縮された高圧ガスの影響で高圧化
し、油溜り部の潤滑油は油吸い上げ路を介して上記軸受
の内周面側に吸い上げられる。

そして１回転体の回転にともなってここに設けられる油
渡し溝が上記油吸い上げ路に連通し、この油吸い上げ路
から潤滑油を保有する。さらに２回転体の回転にともな
って上記油渡し溝が給油溝に連通し、この油渡し溝に保
有した溜滑油を給油溝が受入れて作動室に給油する。

（実施例） 以下２本考案の一実施例を図面にもとづいて説明するに
、後述する給油機構３０を除き、流体圧縮機としての構
成および作用は先に第５図で説明した通りであるので、
ここでは新たな説明を省略する。第１図に示すように、
新たな給油機構３０が構成される。すなわち、密閉ケー
ス２の内底部に潤滑油を集溜する油溜り部２０が形成さ
れることは従来と同一である。この油溜り部２０の潤滑
油内には、上記主軸受８に設けられる油吸い上げ管２１
の下端開口部が浸漬する。この油吸い上げ管２１の上端
開口部は、主軸受８の内周面側でかつ上記ピストン１０
の軸部１０ａとは対向しない空間部８ａに開口する。さ
らに、この主軸受８の内周面でかつ軸方向に沿う一部に
は油案内溝３１が設けられる。この油案内溝３１の一端
部は上記ピストン１０の軸部１０ａで閉成されない位置
に開口し、他端部は上記軸部１０ａの外周面で閉成され
る位置に延長する。このことがら、密閉ケース２内が高
圧状態にあれば、油溜り部２ｏの潤滑油は油吸い上げ管
２１を介して主軸受８の空間部８ａに吸い上げられ、こ
こに充満するとともに一部は油案内溝３１に導かれるこ
とになる。

これら油吸い上げ管２１．空間部８ａ、油案内溝３１で
油吸い上げ路３２を構成する。なお、３３は油案内溝３
１と主軸受８の外周面とに径方向に設けられる給油孔３
３であり、油案内溝３１の潤滑油を主軸受８とシリンダ
７との摺動面に導くためのものである。上記主軸受８の
内周面には給油溝３４が設けられる。この給油溝３４は
、上記油案内溝３１とは互いに径方向に略１８０°ずれ
た位置に設けられるとともに、その一端部は上記作動室
１５に開口する。一方、上記ピストン１ｏの軸部１０ａ
周面には、油渡し溝３５が設けられる。

この油渡し溝３５は、軸部１０ａの軸方向に沿うととも
に、ピストン１０の回転にともなってその一端部は上記
油案内溝３１の端部に、かつ他端部は上記給油溝３４に
対向するようになっている。

しかして、上記密閉ケース２内は９作動室１５で圧縮さ
れ吐出孔１８から密閉ケース２内に一旦吐出された高圧
ガスの影響で高圧化する。そのため、油溜り部２０の潤
滑油は油吸い上げ管２１を介して上記主軸受８の空間部
８ａ内に吸い上げられ、ここに充満する。その一部は油
案内溝３１に充満するとともに給油孔３３を介してシリ
ンダ７と主軸受８との摺接面に給油される。そして、ピ
ストン１０の回転にともなって、この軸部１０ａに設け
られる油渡し溝３５が断続的に上記油案内溝３３および
給油溝３４に連通ずる。第２図に示すように、油渡し溝
３５が油案内溝３１に連通したとき、油案内溝３１に充
満する潤滑油を油渡し溝３５が瞬間的に受けて保有する
。さらに、ピストン１０が回転して第３図に示すように
、上記油渡し溝３５が給油溝３４に連通したとき、差圧
によって油渡し溝３５に保有した潤滑油を給油溝３４が
受入れ、開口する作動室１５に給油する。

上記作動室１５において給油された潤滑油は、上記吸込
孔１６から導入される吸込ガスとともに圧縮側に導かれ
、各摺接面における円滑な作動を保障し、また、プレー
ト１４と溝１３とのガスシールに役立つ。

上記ピストン１０の回転数が一定であれば１作動室１５
への給油量は、第４図に示すように、ピストン１０に設
けられる油渡し溝３５の長さ寸法。

幅ず法および深さ寸法などの潤滑油収容量で左右される
。換言すれば、この収容量を：Ａ整することにより給油
量を調整可能である。

なお、このような流体圧縮機は、冷凍サイクルに限らず
、他の圧縮機にも適応することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、高圧の潤滑油が直接作動室と接し
ないので１作動室へのガスリークがなくなり、また、潤
滑油が吸込ガスとともに導かれるので、ガスシール性が
向上する。さらに、給油量の調整が可能となり、圧縮効
率の向上に役立つなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は流体圧縮機の縦断面図、第２図および第３図は互いに
異なる状態の給油機構の縦断面図、第４図は同じく給油
機構要部の側面図、第５図は本発明の従来例を示す流体
圧縮機の縦断面図である。 ２・・・密閉ケース、８・・・主軸受、７・・・シリン
ダ。 １０・・・回転体（ピストン）、１３・・・溝、１５・
・・作動室、１４・・・プレート、２０・・・油溜り部
、３２・・・浦吸い上げ路、３５・・・油渡し溝、３４
・・・給油溝。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　密閉ケース内にその両端部を軸受を介して回転自在に
   枢支され吸込端側と吐出端側を有するシリンダと、この
   シリンダ内に軸方向に沿うとともに偏心しかつ回転自在
   に枢支される回転体と、この回転体の外周面にシリンダ
   の吸込端側から吐出端側に徐々に小さくなるピッチで設
   けられる螺旋状の溝と、この溝に回転体の略径方向に出
   入自在に嵌め込まれその外周面がシリンダの内周面に密
   着し上記シリンダの内周面と上記回転体の外周面との間
   の空間を複数の作動室に区画するプレートとを具備して
   なり、上記シリンダと回転体との相対的な回転にともな
   ってシリンダの吸込端側から作動室に流入した流体をシ
   リンダの吐出端側の作動室へ順次移送し圧縮して一旦密
   閉ケース内に吐出する流体圧縮機において、上記密閉ケ
   ースの内底部に形成される潤滑油の油溜り部と、この油
   溜り部の潤滑油を上記軸受の内周面側に吸い上げる油吸
   い上げ路と、上記回転体の外周面に設けられこの回転体
   の回転にともなって断続的に上記油吸い上げ路に連通し
   かつ油吸い上げ路の潤滑油を保有する油渡し溝と、上記
   軸受の作動室側端部に開口し上記回転体の回転にともな
   って油渡し溝に断続的に連通しこの油渡し溝に保有した
   潤滑油を受入れて上記作動室に給油する給油溝からなる
   ことを特徴とする流体圧縮機の給油機構。