JPH02201075A - 流体圧縮機 - 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】 （発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は例えば、冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮する圧
縮機に好適な流体圧縮機に係り、特に、シリンダを改良
した流体圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、この種の流体圧縮機としては第３図に示すように
構成されたものがある。

この流体圧縮機１は公知ではなく、密閉ケース２内にモ
ータ部３および圧縮部４等を内蔵している。

モータ部３は、密閉ケース２の内周面に固定されたほぼ
環状のモータステータ５内にほぼ環状のモータロータ６
を配設している。

圧縮部４は°円筒状のシリンダ７をモータロータ６の中
心孔内に内嵌固着しており、シリンダ７の軸方向両端を
、！！閏ケース２の内面に固定した軸受８，９により回
転自在に支持すると共に、気密に閉塞している。

シリンダ７内にはその内径よりも小径の円柱状のロータ
ピストン１０がシリンダ７の軸方向に沿って配設されて
いる。

ロータピストン１０は、その中心軸Ａをシリンダ７の中
心軸Ｂに対して、距離ｅだけ偏心させていると共に、ロ
ータピストン１０の外周面の一部をシリンダ７の内周面
に接触させている。

ロータピストン１０の両端部は、軸受８，９によりそれ
ぞれ回転自在に支持されている。

また、ロータピストン１０の図中右端部外周面に穿設さ
れた図示しない係合溝内には、シリンダ７の内周面から
半径方向に突出する駆動ビン１１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。

したがって、モータ部２に通電してシリンダ７がモータ
ロー夕６と一体的に回動すると、このシリンダ７の回転
力が駆動ビン１１を介してロータピストン１０に伝達さ
れ、そのために、ロータピストン１０の一部がシリンダ
７の内周面に接触した状態で回転する。

そして、ロータピストン１０の外周面には、その軸方向
に延びる螺旋状の満１２が形成されている。

この溝１２は、そのピッチがシリンダ７の図中右端から
左端に向って、すなわち、シリンダ７の吸込管１３側か
ら吐出管１４側に向って、徐々に小さくなるように形成
されている。

この満１２には、螺旋状のブレード１５が嵌合されてお
り、ブレード１５の各部は溝１２に対してロータピスト
ン１０の径方向に沿って進退自在となっている。

また、ブレード１５の外周面はシリンダ７の内周面に密
着した状態でシリンダ７の内周面上をスライドする。

このブレード１５はテフロン等の弾性材料によって形成
されており、その弾性を利用して溝１２に挿入すること
により、溝１２内に装着される。

前記シリンダ７の内周面とロータピストン１０の外周面
との空間は、シリンダ７の軸方向に沿って、ブレード１
５により複数の作動室１６．１６・・・に仕切られてい
る。

各作動室１６はブレード１５の隣合う２つの巻き問に規
定されており、ブレード１５に沿ってロータピストン１
０とシリンダ７の内周面との接触部から、次の接触部ま
で延びたほぼ三日月状をなしている。これら作動室１６
の容積はシリンダ７の吸込側から吐出側に行くに従って
徐々に小さくなっている。

また、軸受９にはその軸方向に延びて吸込管１３と連通
する吸込口１７が貫通形成されている。

一方の軸受８に穿設された吐出孔１８の一端はシリンダ
７の吐出側端内に開口し、吐出孔１８の他端は密閉ケー
ス２内部に開口している。

このように構成された流体圧縮機１では、モータ部３が
通電されると、モータロータ６が回転し、これと一体に
シリンダ７が回転する。

さらに、これと同時に、ロータピストン１０がその外周
面の一部をシリンダ７の内周面に接触させた状態で回転
される。

このようなロータピストン１０とシリンダ７との相対的
な回転運動により、冷媒ガスが吸込管１３および吸込口
１７を通してシリンダ７内に吸い込まれる。

この冷媒ガスはブレード１５の隣接する２つの巻き間に
閉じ込められた状態で、吐出側の作動室１６．１６・・
・に順次移送される。

これら作動室１６．１６・・・の容積が、シリンダ７の
吸込側から吐出側に行くに従って徐々に小さくなってい
ることから、冷媒ガスは、吐出側へ順次移送される間に
、徐々に圧縮される。

そして、圧縮された冷媒ガスは吐出口１８から密閉ケー
ス２内に吐出され、さらに吐出管１４を通して冷凍サイ
クル内に戻される。

第４図は他の従来の流体圧縮機２０を示している。この
流体圧縮機２０は密閉ケース２内にモータ部３および圧
縮部４を横方向（水平方向）に並設しており、モータロ
ータ６の中心孔に内嵌固着された回転軸２１の一端（第
４図では左端）をロータピストン１０の一端（図では右
端）に固着し、ロータピストン１０のみを回転させるよ
うにした点に特徴がある。

これ以外は第３図で示す流体圧縮機１と同一に構成され
ているので、第４図中、第３図と共通する部分には同一
符号を付して、その重複した説明は省略する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第３図で示す流体圧縮機１では軸受８．
９の摺動ロスが大きいという課題がある。

すなわち、流体圧縮機１はシリンダ７の軸方向両端を図
中左右の軸受８，９の外周にて、その軸方向に延長させ
、この延長部分を軸受８，９の摺動部としている。

また、シリンダ７の内径ｄがシリンダ７の軸方向の有効
長ｌに対して相対的に大きいので、シリンダ７の延長部
分と軸受８，９の摺動面積が大きく、そのために、摺動
ロスが大きく、モータｒｉ５３の効率が高くないという
課題がある。

しかも、軸受８，９の摺動ロスはシリンダ７およびロー
タピストン１０の回転数の２乗に比例して増大するので
、シリンダ７およびロータピストン１０の回転高速化に
伴って、著しく増大する。

さらに、第４図で示す従来の流体圧縮機２０においても
、シリンダ７の内径ｄ８がシリンダ７の軸方向の有効長
ｌ、に対しても相対的に大きく、しかも、ロータピスト
ン１０のみを回転させ、シリンダ７は静止させているの
で、ロータピストン１０の外周面の一部とシリンダ７の
内周面との摺動部、並びにブレード１５の外周面とシリ
ンダ７の内周面との摺動部における摺動ロスが大きいと
いう課題がある。

そこで本発明は、前記事情を考慮してなれさたもので、
その目的は軸受等の摺動部における摺動ロスを低減し、
効率向上を図ることができる流体圧縮機を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明はシリンダの内径をシリンダの軸方向長さよりも
相対的に短くしたことに特徴があり、次のように構成さ
れる。

すなわち本発明は、流体の吸込み側端と吐出側端とを有
するシリンダと、このシリンダ内にその内周面に一部が
接触するように偏心して内蔵されたロータピストンと、
このロータピストンの外周にて前記吸込側端から前記吐
出端側に向けて次第にピッチが小さくなるように螺旋状
に巻回されて前記ロータピストンと前記シリンダとの間
隙をこのシリンダの軸方向に沿って複数の作動室に仕切
るブレードとを有する流体圧縮機において、前記シリン
ダをその内径が軸方向長さよりも短かくなるように形成
したことを特徴とする。

（作用） シリンダの内径が縮径されたので、このシリンダと摺動
する軸受等の摺動部の摺動面積が縮小する。

したがって、これら摺動部における摺動ロスの低減を図
ることができるので、これら摺動部の耐久性向上と効率
向上を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。なお、第１図および第２図中、第３図および第
４図で示す部分と共通する部分には同一符号を付してい
る。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す縦断面図で
あり、本実施例の流体圧縮機１Ａは第１図に示すように
、密閉ケース２内にモータ部３および圧縮部４等を内蔵
している。

モータ部３は、密閉ケース２の内周面に固定されたほぼ
環状のモータステータ５内にほぼ環状のモータロータ６
を配設している。

圧縮部４は円筒状のシリンダ７Ａをモータロータ６の中
心孔内に内嵌固着しており、シリンダ７Ａの軸方向両端
を、密閉ケース２の内面に固定した軸受８Ａ、９Ａによ
り回転自在に支持すると共に、気密に閉塞している。

シリンダ７Ａ内にはその内径よりも小径の円柱状のロー
タピストン１０Ａがシリンダ７の軸方向に沿って配設さ
れている。

ロータピストン１０Ａは、その中心軸Ａをシリンダ７Ａ
の中心軸Ｂに対して、距離ｅだけ偏心させていると共に
、ロータピストンＩＯＡの外周面の一部をシリンダ７△
の内周面に接触させている。

ロータピストンＩＯＡの両端部は、軸受８Ａ。

９Ａによりそれぞれ回転自在に支持されている。

また、ロータビス１−ンＩＯＡの図中右端部外周面に穿
設された図示しない係合溝内には、シリンダ７Ａの内周
面から半径方向に突出する駆動ビン１１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。

したがって、［−夕部２に通電してシリンダ７△がモー
タロータ６と一体的に回動すると、このシリンダ７Ａの
回転力が駆動ビン１１を介してロータピストン１０Ａに
伝達され、そのために、ロータピストンＩＯＡの一部が
シリンダ７Ａの内周面に接触した状態で回転する。

そして、ロータピストンＩＯＡの外周面には、その軸方
向に延びる螺旋状の溝１２が形成されている。

この満１２は、そのピッチがシリンダ７Ａの図中右端か
ら左端に向って、すなわち、シリンダ７Ａの吸込管１３
側から吐出管１４側に向って、徐々に小さくなるように
形成されている。

この溝１２には、螺旋状のブレード１５Ａが嵌合されて
おり、ブレード１５Ａの各部は溝１２に対してロータピ
ストン１０Ａの径方向に沿って進退自在となっている。

また、ブレード１５Ａの外周面はシリンダ７Ａの内周面
に密着した状態でシリンダ７Δの内周面上をスライドす
る。

このブレード１５Ａはテフロン等の弾性材料によって形
成されており、その弾性を利用して溝１２に挿入するこ
とにより、溝１２内に装着される。

前２シリンダ７Ａの内周面とロータビス１〜ン１０Ａの
外周面との空間は、シリンダ７Ａの軸方向に沿って、ブ
レード１５Ａにより複数の作動室１６．１６・・・に仕
切られている。

各作動室１６はブレード１５Ａの隣合う２つの巻き間に
規定されており、ブレード１５に沿ってロータピストン
ＩＯＡとシリンダ７Ａの内周面との接触部から、次の接
触部まで延びたほぼ三日月状をなしている。これら作動
室１６の容積はシリンダ７の吸込側から吐出側に行くに
従って徐々に小さくなっている。

また、軸受９Ａにはその軸方向に延びて吸込管１３と連
通する吸込口１７が貫通形成されている。

一方の軸受８Ａに穿設された吐出孔１８の一端はシリン
ダ７Ａの吐出側端内に開口し、吐出孔１８の他端は密閉
ケース２内部に開口している。

このように構成された流体圧縮機１Ａでは、モータ部３
が通電されると、モータロータ６が回転し、これと一体
にシリンダ７Ａが回転する。

さらに、これと同時に、〇−タビストンＩＯＡがその外
周面の一部をシリンダ７Ａの内周面に接触させた状態で
回転される。

このようなロータピストンＩＯＡとシリンダ７Ａとの相
対的な回転運動により、冷媒ガスが吸込管１３および吸
込口１７を通してシリング７Ａ内に吸い込まれる。

この冷媒ガスはブレード１５△の隣接する２つの巻き間
に閏じ込められた状態で、吐出側の作動室１６．１６・
・・に順次移送される。

これら作動室１６．１６・・・の容積が、シリンダ７Ａ
の吸込側から吐出側に行くに従って徐々に小さくなって
いることから、冷媒ガスは、吐出側へ順次移送される閂
に、徐々に圧縮される。

そして、圧縮された冷媒ガスは吐出口１８がら密閉ケー
ス２内に吐出され、さらに吐出管１４を通して冷凍サイ
クル内に戻される。

そして、流体圧縮１１Ａはシリンダ７Ａの内径ｄＡの長
さをシリンダ７Ａの軸方向有効長ＩＡよりも短くし、こ
れに伴って、ＩＮｌ受８Ａ、９Ａ、ロータピストンＩＯ
Ａおよびブレード１５Ａ等を適宜縮径した点に特徴があ
る。

したがって、本実施例の流体圧縮機１Ａによれば、シリ
ンダ７Ａの軸方向両端部を回転自在に支持する図中左右
の軸受８Ａ、９Ａの摺動部の外径の小径化を図ることが
できるので、これらシリンダ７Δと軸受８Ａ、９Ａとの
摺動部の摺動面積の縮小を図ることができる。

その結果、これら摺動部における摺動ロスの低減と耐久
性の向上とを図ることができる。

これにより、シリンダ７Ａとロータピストン１０を回転
駆動するモータ部３の効率向上を図ることができるので
、圧縮機としての効率向上を図ることができる。

また、シリンダ７Ａの内径ｄＡを縮径したので、このシ
リンダ７Ａを内嵌せしめるモータロータ６の中心孔、す
なわち中空部の縮小を図ることができるので、モータロ
ータ６の回転を安定化させることができる。

第２図は本発明の他の実施例の全体構成を示す縦断面図
であり、本実施例の流体圧縮機２０Ｂはシリンダ７Ｂの
内径ｄＢの長さをシリンダ７Ｂの軸方向在効長さＩＢよ
りも短くなるように縮径し、これに伴って軸受８［３，
９Ｂおよびロータピストン１０Ｂを適宜縮径したことに
特徴がある。

これ以外の構成は第４図で示す流体圧縮機２０と同一で
あるので、第２図中、第４図で示す部分と共通がる部分
には同一符号を付してそのｆｆ１ｌした説明を省略する
。

したがって、本実施例によれば、シリンダ７Ｂの内周面
とそれぞれ摺動するロータピストン１０Ｂの外周面およ
びブレード１５の外周面の各摺動部の摺動面積の縮小を
図ることができるので、その分、これら客動部における
落動ロスの低減を図ることができ、その結果、モータ部
３の向上を図ることができ、圧縮部としての効率向上を
図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、シリンダの内径をその軸
方向長さよりも短くしたので、このシリンダの内周面と
摺動する軸受の摺動部との［１１面積の縮小を図ること
ができる。

したがって、これら摺動部の摺動ロスを低減して、流体
圧縮機としての効率向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流体圧縮機の一実施例の全体構成
を示す縦断面図、第２図は本発明の他の実施例の縦断面
図、第３図および第４図は従来の流体圧縮機の縦断面図
である。 １、ＩＡ、２０．２０Ｂ・・・流体圧縮機、２・・・密
閉ケース、３・・・モータ部、４・・・圧縮部、５・・
・モータステータ、６・・・モータロータ、７，７△、
７Ｂ・・・シリンダ、８．８Ａ、８Ｂ、９．９Ａ、９Ｂ
・・・軸受、１０．１０Ａ、１０Ｂ・・・ロータピスト
ン、１５・・・ブレード、１６・・・作動空。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体の吸込み側端と吐出側端とを有するシリンダと、こ
   のシリンダ内にその内周面に一部が接触するように偏心
   して内蔵されたロータピストンと、このロータピストン
   の外周にて前記吸込側端から前記吐出端側に向けて次第
   にピッチが小さくなるように螺旋状に形成された螺旋溝
   内に進退自在に挿入されて前記ロータピストンと前記シ
   リンダとの間隙をこのシリンダの軸方向に沿って複数の
   作動室に仕切るブレードとを有する流体圧縮機において
   、前記シリンダをその内径が軸方向長さよりも短かくな
   るように形成したことを特徴とする流体圧縮機。