JPH02201097A - コンプレッサ - 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） この発明は、空気調和機や冷凍機等の冷凍］ナイクルに
組み込まれるコンプレッサに係り、特にその圧縮１ＰＩ
ｌにヘリカルブレードを採用したローラピストンのピス
トン椙造の改良に関する。

（従来の技術） 室内を冷暖房する空気調、１１機や、冷蔵庫、ショーケ
ース等の各種冷凍線には冷凍サイクルが備えられており
、この冷凍サイクルに循環冷媒を圧縮するコンプレッサ
が組み込まれている。従来、この種のコンプレッサとし
てレシプロタイプやロータリタイプのコンプレッサが良
く知られている。

これらのコンプレッサは密閉ケーシング内に電動機部と
圧縮機部とを組み込んでおり、電ａｍ部で発生した回転
駆動力をクランクシャフトを介して圧縮ｖ１部に伝達し
て圧縮ｉ部を駆動させ、冷媒ガスを圧縮させるようにな
っている。

しかしながら、従来のコンプレッサは電動機部からの回
転駆動力を圧縮機部に伝達するために、クランクシャフ
ト等の動力伝達機構が必要であったり、また、圧縮効率
を＾めるために圧縮機部の吐出側に逆止弁機構を設ける
必要があり、部品点数が多く、圧縮機部の構造が複雑と
なっている。

一方、最近、レシプロタイプやロータリタイプのコンプ
レッサに代りヘリカルブレードを採用した新しいタイプ
のコンプレッサが開発されつつある。このコンプレッサ
は密ｍケーシング内に収容される圧縮機部を、スリーブ
状シリンダと、ローラピストンと、ローラピストンの不
等ピッチのヘリカル溝に出没自在なヘリカルブレードと
を組み合せて構成している。このコンプレッサは電動機
部の回転駆動力を圧縮機部に伝達するのにクランクシャ
フト等の動力伝達機構が不要となるため、注目されてい
る。

〈発明が解決しようとする課題） 従来のレシプロタイプやロータリタイプのコンプレッサ
ではクランクシャフト等の動力伝達機構や逆止弁機構な
どを必要として部品点数が多く、圧縮ｉ部の構造が複雑
であるとともに、圧縮効率を向上させるために、各部品
の寸法精度や加工・組立精度を高くする必要があり、結
果的にコストアップを招いていた。

また、最近ｒＭ発されつつあるヘリカルブレードを採用
したコンプレッサは、ローラピストンに形成される不等
ピッチのヘリカル溝の溝加工に充分なＭｌを必要とし、
溝加工に困難さを伴ったり、ヘリカル溝内を出没するプ
レート状のヘリカルブレードの摩耗や頁耗の問題があっ
た。

この発明は上述した事情を考慮してなされたもので、部
品点数を少なくして圧縮機部の構造を簡素化し、圧縮効
率を向上させ、コストダウンを図れるようにしたコンプ
レッサを提供することを目的とプる。

この発明の他の主な目的は、ローラピストンを簡単かつ
安価に、しかも高精度に加工することができ、ヘリカル
ブレードの変形や損耗を有効的に防止して耐久性や信頼
性を向上させたコンプレッサを提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明に係るコンプレッサは、上述した課題を解決す
るために、密閉ケーシング内に圧縮機部を収容したコン
プレッサにおいて、前記圧縮機部はスリーブ状シリンダ
と、このシリンダ内の偏心位置に回転可能に支持された
ローラピストンと、このＯ−ラピストンとシリンダとの
闇に介装される帯状のヘリカルブレードとを有し、萌記
ローラピストンはロンド状のピストンボディ部とこのボ
ディ部の周囲に固着されるヘリカルメンバ部とからなり
、このヘリカルメンバ部に案内されてピストンボディ部
にヘリカルブレードを緩く装着し、その間に複数の圧縮
室を形成したものである。

また、圧縮機部に組み込まれるローラピストンは、ロッ
ド状ビス］−ンボディビースの周囲に樹脂成形体である
ヘリカルメンバピースをヘリカル状に固着して形成した
り、また、ロンド状のピストンボディピースに係止溝を
設け、この係止溝を利用してピストンボディピースの周
囲にヘリカルメンバピースを樹脂材によりヘリカル状に
、一体成形したものである。

（作用） このコンプレッサは、密閉ケーシング内に収容される圧
縮機部をスリーブ状シリンダと、ローラピストンと帯状
のヘリカルブレードとを組み合せて構成したので、部品
点数が少なく、回転駆動力伝達のためにクランクシャフ
ト等の動力伝達機構が不要となり、途中のメカロスを解
消でき、圧縮効率を向上させるとともに、圧縮機部のＪ
Ｉ４造を簡素化してコストダウンを図ることができる。

また、圧縮機部に組み込まれるローラピストンはロッド
状ピストンボディ部とヘリカルメンバ部とからなり、ピ
ストンボディ部は単純なロッド形状であるので高１１に
かつ安価に加工でき、また、ビス１−ンボＹイビースと
ヘリカルメンバピースとを分けて加工することにより各
々の加工が簡単で精度を出すことができ、この結果ヘリ
カルメンバ部に案内されてピストンボディ部の外周に沿
って緩く装着される帯状ヘリカルブレードの変形や摩耗
、損耗が少なく、コンプレッサの耐久性や信頼性を向上
させることができる。

その際、ピストンボディ部にヘリカルメンバを係止する
係止溝を設け、この係止溝を利用してピストンボディ部
の周囲にヘリカルメンバ部を、インジェクション成形な
どにより、樹脂材で一体成形した場合には、係止溝の溝
加■に加工精度が要求されなく、また、ローラピストン
は一体化されているので、２ピース化による過渡的な現
像不安も解消できる。

（実施例） 以下、この発明に係るコンプレッサの実施例について添
付図面を参照して説明する。

第１図は空気調和機や冷凍機等の冷凍サイクルに組み込
まれるコンプレッサに係り、このコンプレッサは密閉ケ
ーシング１０内にｌ１１１１１部１１と圧縮９１１１１
２とを同心円状に収容している。電動機部１１は密閉ケ
ーシング１０の内周壁に圧入等により固定されるステー
タ１３とこのステータ１３内に収容されるロータ１４と
を有し、電動機部１１への通電によりロータ１４を回転
駆動させるようになっている。このロータ１４は圧縮機
部１１２を構成するスリーブ状シリンダ１５に軸装され
、回転一体に支持される。

一方、圧縮機部１２はスリーブ状シリンダ１５と、この
シリンダ１５内の偏心位置に回転自在に支持されたロー
ラピストン１６と、このビス］・ン１６とシリンダ１５
との間に介装される帯状のヘリカルブレード１７とを有
する。前記シリンダ１５と０−ラピストン１６は密閉ク
ーシング１０の端壁に固定されたベアリング１８ａ、１
８ｂにより回転自在に支持される。上記シリンダ１５お
よびローラピストン１６は図示しない作動ビンおよび係
合溝により相互に連係され、同期的に回転せしめられる
。

また、圧縮Ｉａ部１２に備えられるローラピストン１６
は、第２図−に示すようにロッド状のピストンボディ部
２０と、このピストンボディ部２０の周囲にへりカル状
に一体あるいは一体的に固着されるヘリカルメンバ部２
１とからなる。このローラビス１−ン１６のピストンボ
ディ部２０およびヘリカルメンバ部２１は第３図および
第４図に示すように好ましくは別ピース２０ａ、２１ａ
からなり、ピストンボディ部２０は単純なＯラド状ボデ
ィピース２０ａに加工されるために、高精度に加工する
ことができる。

一方、ヘリカルメンバ部２１のピース２１ａは例えば高
粘度のインジェクションマシンにてヘリカル巻き方向の
ピッチが順次小さく（あるいは大きく）なるように不等
ピッチのヘリカル状に成形され、この成形後にヘリカル
メンバピース２１ａをピストンボディピース２０ａに嵌
挿し、接着剤や焼ばめ、溶接等により固着して一体化さ
ゼ、ローラピストン１６を構成する。

ローラピストン１６のピストンボディ部２０に帯状ヘリ
カルブレード１７がヘリカルメンバ部２１に案内されて
緩く嵌着される。ヘリカルブレード１７の外周面はシリ
ンダ１５の内周壁に密接状態に保持され、上記ヘリカル
ブレード１７の内周面とビス１−ンボディ部２０の外周
面との間に複数の圧縮室２２．２２．・・・がヘリカル
メンバ８１１２１に仕切られて多段状に形成される。こ
れらの圧縮室２２はほぼ三日月形状をなし、０−ラピス
トン１６の回転に伴って初段の低圧側から最終段の高圧
側にピストン軸方向に連続的に変位し、この圧縮室２２
のシフトにより、圧縮室２２に案内された冷媒を連続的
に圧縮するようになっている。

ところで、圧縮機部１２の初段側の圧縮室２２には吸込
バイブ２５から延びる吸込孔２６が連通しており、吸込
バイブ２５を案内された冷媒ガスが吸込孔２６を通って
初段側圧縮室２２に吸い込まれるようになっている。吸
込孔２６は一方のべアリング１８８に形成され、吸込バ
イブ２５は密ｍケーシング１０に固着される。

一方、最終段側の圧縮室２２から吐出孔２７が延びてお
り、この吐出孔２７は密閉ケーシング１０内のチャンバ
２８に開口している。吐出孔２７は例えば他方のベアリ
ング１８ｂに形成される。

吐出孔２７からチャンバ２８に導出された圧縮冷媒ガス
は密閉ケーシング１０に固着された吐出バイブ２９を経
て外部に吐出されるようになっている。

また、密閉ケーシング１０の底部には潤滑油３０が貯溜
されており、この潤滑油３０はローラピストン１６の回
転によるポンプ作用により、オイル通路３１を経て圧縮
頭部１２の摺動部、例えば第５図の高圧油圧室３２に供
給される。この高圧油圧室３２は帯状のヘリカルブレー
ド１７により仕切られてシリンダ１５とローラピストン
１６のヘリカルメンバ部２１との間に形成され、ヘリカ
ルメンバ部２１とヘリカルブレード１７との摺動向を潤
滑し、相対的摺動をスムーズに案内している。ヘリカル
メンバ部２１には高圧油圧室３２にｒ８消油を案内する
ために、図示しないオイル通路が半径方向に形成されて
いる。

次に、ヘリカルブレードを採用したコンプレッサの作用
を表明する。

コンプレッサの電動＊ｉｌｌに通電することにより、そ
のロータ１４が回転駆動せしめられ、このロータ１４と
一体に圧縮機部１２のシリンダ１５が回転せしめられる
。このシリンダ１５の回転により作動ビンを介してロー
ラピストン１６も一体的に回転する。

その際、ローラピストン１６Ｇよシリンダ１５の回転軸
心より所定の偏位ｌｉｅだけ偏心して支持され、帯状の
ヘリカルブレード１７はシリンダ１５の内周壁に密接せ
しめられている。そして、帯状のヘリカルブレード１７
の内周面とローラピストン１６のピストンボディ部２０
との間に複数の連続圧縮式圧縮室２２が多段状に形成さ
れ、ローラピストン１６の回転に伴って各圧縮室２２．
２２は初段の低圧側から最終段の高圧側に連続的にシフ
トし、その間に冷媒ガスは第１図において左側から右側
に流れて連続的に圧縮される。

冷媒ガスが圧縮作用を受（ｊるどさ、隣接する圧縮室２
２，２２内の冷媒ガスの流体圧力を、第５図に示すよう
に、ｐ　　、ｐ　　（Ｐｌ＜Ｐ２）でそれぞれ表わプと
、この圧力Ｐ１．Ｐ２は高圧油圧室３２内の油圧Ｐ。よ
り小さくなる。この油圧Ｐｏは、密閉ケーシング１０が
ケース内高圧形となっているため、吐出ガス圧力と同等
であり、膜内にはＰ　くＰ２〈Ｐｏの関係が成立する。

このため、高圧側圧縮室２２から低圧側圧Ｎ室２２に冷
奴ガスが逆流することはない。

しかし、高圧側圧縮室２２が最終段側圧縮室である場合
には、Ｐ２ヒＰｏとなったり、Ｐ２≧Ｐｏとなることが
あり、冷媒ガスが逆流するおそれがある。しかし、この
冷媒ガスが吸入（初段）側の低圧圧縮室まで逆流するこ
とはなく、コンプレッサのｔｑ能低下には悪影費がない
。

ただ、ヘリカルブレード１７を採用したコンプレッサで
は、ローラピストン１６の回転に伴ってそのヘリカルメ
ンバ部２１と帯状ヘリカルブレード１７とが捩じ込まれ
ることで、ヘリカルブレード１７がブレード巻き方向に
シフトするおそれがある。このため、ヘリカルブレード
１７の移動を防止させるストップビン等の移動抑止手段
が必要である。

しかして、コンプレッサの圧縮機部１２にて圧縮された
冷媒ガスは吐出孔２７を通つ″Ｃ密閉ケーシング１０内
のブｔ！ンバ２８に導かれ、続いてこのチャンバ２８か
ら吐出バイブ２９を通って溺閉ケーシング１０外の冷凍
サイクルに吐出される。

この実施例では、圧縮標品１２に設けられるローラピス
トン１６はロッド状ピストンボディ部２０の周囲にヘリ
カル状に樹脂成形体であるヘリカルメンバ部２１を固着
して構成した例を示したが、ローラピストンは第６図に
示すように構成してもよい。

第６図に示されるローラピストン１６Δはロッド状のピ
ストンボディ部３５にヘリカルメンバピースを係止させ
るための係止溝３６を形成し、この係止溝３６にインチ
１クシヨンマシンを用いて樹脂材をインジェクション成
形し、ヘリカルメンバ部３７をピストンボディ部３５と
一体成形さゼたものである。係止溝３６はヘリカル溝で
あっても通常の周溝てあっても、孔のような直溝であっ
てもよい。

この場合には、０−ラピストン１６Ａに形成される係止
溝３６はヘリカルメンバピースの係止用であり、精度の
よい溝加工を必要としない。したがって、ローラピスト
ン１６Ａをビス１〜ンボデイ部３５とヘリカルメンバ部
３７との２ピースで形成しても、２ピース化による過渡
的な現象不安を防止できる。

第７図はヘリカルブレードを採用したコンプレッサの他
の実施例を示すものである。

この実施例に示されたコンプレッサは、電動機部１１△
と圧縮１部１２Δとを密閉ケーシング１０△の長子方向
に配置したものである。この配置構造のために、圧縮別
邸１２Ａはローラピストン１６を一側に延長させ、その
延Ｆ：１部１６ａ１．：電動機部１１△のロータ１４を
軸装し、ロータ１４とローラビス１−ン１６とが一体に
回転づ−るようにしたものである。

また、圧縮機部１２Ａのシリンダ１５はベアリング３８
ａ、３８ｂにより支持されるが、このとき、シリンダ１
５はローラピストン１６とともに一体的に回転するよう
に支持しても、あるいは固定的に支持してもよい。

このコンプレッサの他の構成は、一実施例で示したコン
プレッサと基本的に異ならないので、同一符号を用いて
説明を省略でる。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係るコンプレッサにおい
ては、密閉ケーシング内に収容される圧縮８１部をスリ
ーブ状シリンダと、ローラピストンとヘリカルブレード
とを組み合せて形成したので、回転駆動力を伝達するク
ランクシセフ１〜等の動力伝達磯構が不要となり、部品
点数が少なく、途中のメカロスを解消できるので、圧縮
効率を向上させるとともに、圧縮機部の構造を簡素化し
てコスｊ〜ダウンを図ることができる。

また、圧縮機部に組み込まれるローラピストンはロンド
状のピストンボディ部とヘリカルメンバ部とからなり、
ピストンボディ部は中経なロッド形状であるので、高精
度かつ安価に加工することができ、さらに、ピストンボ
ディピースとヘリカルメンバピースとを分けて加工する
ことにより、各々の加工が筒中で精度を出すことができ
、高精度のローラピストンが得られ、結果的に帯状ヘリ
カルブレードの変形や摩耗、損耗が少なく、コンプレッ
サの耐久性や信頼性を向上させることができる。

また、ローラピストンのピストンボディピースに係止溝
を設け、この係止溝を利用してピストンボディピースの
周囲にヘリカルブレードピースを、インジェクション成
形などにより、樹脂材で一体成形した場合には、係止溝
の溝加工に加工精度が要求されることがなく、しかも上
記係止溝により、ピストンボディピースとヘリカルメン
バピースとが結合されて一体化されるので、２ピース化
による過渡的な現象不安を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るコンプレッサの一実施例を示す
縦断面図、第２図は上記コンプレッサの圧縮機部に組み
込まれるローラピストンを示す図、第３図はローラピス
トンのピストンボディを示す図、第４図はローラビス１
−ンのヘリカルメンバを示す図、第５図は第１図のＡ部
の拡大図、第６図はコンプレッサの圧縮機部に組み込ま
れるローラピストンの変形例を示す部分的断面図、第７
図はこの発明のコンプレッサの他の実施例を示す縦断面
図である。 １０、ＩＯＡ・・・密閉ケーシング、ＴＬＩＩＡ・・・
電ｆ、Ｉｔ機部、１２，１２Δ・・・圧縮機部、１３・
・・ステータ、１４・・・ロータ、１５・・・シリンダ
、１６・・・ローラビス］・ン、１７・・・ヘリカルブ
レード、１８ａ、１８ｂ、３８ａ、３８ｂ−・・ベアリ
ング、２０・・・ピストンボディ部、２０ａ・・・ピス
トンボディピース、２１・・・ヘリカルメンバ部、２１
ａ・・・ヘリカルメ、ンバビース、 ２２・・・圧縮至、 ２６・・・吸込孔、 ２７・・・吐出孔、 ３０・・・ｎ滑油、 ３２・・・高圧油圧室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉ケーシング内に圧縮機部を収容したコンプレッ
   サにおいて、前記圧縮機部はスリーブ状シリンダと、こ
   のシリンダ内の偏心位置に回転可能に支持されたローラ
   ピストンと、このローラピストンとシリンダとの間に介
   装される帯状のヘリカルプレートとを有し、前記ローラ
   ピストンはロッド状のピストンボディ部とこのボディ部
   の周囲に固着されるヘリカルメンバ部とからなり、この
   ヘリカルメンバ部に案内されてピストンボディ部にヘリ
   カルブレードを緩く装着し、その間に複数の圧縮室を形
   成したことを特徴とするコンプレッサ。 ２、ローラピストンはロッド状ピストンボディピースの
   周囲に樹脂成形体であるヘリカルメンバピースをヘリカ
   ル状に固着した請求項１記載のコンプレッサ。 ３、ローラピストンはロッド状ピストンボディピースに
   係止溝を設け、この係止溝を利用してピストンボディピ
   ースの周囲にヘリカルメンバピースを樹脂材によりヘリ
   カル状に一体成形した請求項１記載のコンプレッサ。