JPH0396685A - 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作動流体を圧縮する流
体圧縮機に関する。

（従来の技術） 例えば、本出願人による特開昭６４− ３６９９０号公報などに開示されているような流体圧縮
機（以下、圧縮機と称する）が知られている。すなわち
、このタイプの圧縮機は、螺旋状のブレードを巻装した
ピストン（回転体）を円筒状のシリンダの中に偏心配置
している。

そして、このタイプの圧縮機は、シリンダの内周面とピ
ストンの外周面との間に、上記ブレードによって仕切ら
れ、シリンダの吐出側に位置するものほど徐々にその容
積を小とする複数の作動室を形威している。そして、シ
リンダとピストンとを相対的に回転させ、シリンダの内
部に吸込んだ作動流体をシリンダの吸込側から吐出側へ
移送しながら徐々に圧縮する。

また、上述のタイプの圧縮機には、例えば同じく本出願
人が特願昭６３−１７０６９１号明細書に開示したよう
なものがある。すなわち、この種の圧縮機１は、第５図
に示すように、圧縮機構部２を構戊するシリンダ３の内
周面に、シリンダ３の吸込側４から吐出側５へいくほど
徐々に小さくなるピッチで形成された螺旋状の溝６を有
している。さらに、シリンダ３の内部に偏心配置された
円柱状のピストン７の外周に、螺旋状に成形されたブレ
ード８を巻きつけており、このブレード８の内周面９を
ピストン７の外周面１０に気密的に接している。

また、この圧縮機１はシリンダ３とピストン７との間に
、ブレード８によって気密的に仕切られた複数の作動室
１１・・・を形成している。そして、例えば図示しない
モータのロー夕によって例えばピストン７を、矢印Ａで
示すように、その軸心まわりに回転駆動するとともに、
ピストン７の回転力を回転力伝達機構部（図示しない）
を介してシリンダ３．に伝え、ピストン７の外周面の一
部をシリンダ３の内周面に接触させたまま、ピストン７
とシリンダ３とを同期回転させる。

さらに、圧縮機１は、ピストン７に巻き付けられたブレ
ード８をシリンダ３の溝６に対してシリンダ３の略径方
向に出入りさせ、各作動室１１・・・のうちの吸込室１
１ａに冷凍サイクル中の低圧な作動流体を導入する。そ
して、シリンダ３とピストン７との相対回転により、吸
込室１１ａに導入した作動流体を、吸込室１１ａよりも
シリンダ３の吐出側に位置する作動室１１・・・に順次
移送する。

そして、徐々に容積が小さくなる作動室１１・・・に例
えば一定質量の作動流体を送り込むことにより上記作動
流体を圧縮し、高圧な作動流体をシリンダ３の吸込側の
端部に位置する吐出室１１ｂから吐出する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、第５図に示すような、シリンダ３の内周面に
螺旋状の溝６を形成したタイプの圧縮機１では、互いに
シリンダ３ピストン７との偏心量が等しければその移送
容量は、螺旋状の溝６をピストン３の側に形成されたも
のよりも大きい。

そして、螺旋状の溝６をシリンダ３の内周面に有する圧
縮機１には、ブレードの変形応力を低減できること、シ
リンダ３とピストン７との偏心量をより自由に選択でき
ること、および、排除容積を大きく設定することができ
ること等の多くの利点がある。

しかし、このタイプの圧縮機１では、圧縮動作中に生じ
る遠心力Ｂによって、ブレード８がピストン７の外周面
１０から離れてしまうことがあり、このような場合には
、ブレード８の内周面つとピストン７の外周面１０との
間の隙間で、矢印Ｃで示すようにガスリークが生じ、性
能が低下することがあった。

また、ブレード８がシリンダ３の溝６内で吸込側或いは
吐出側へ移動し、ブレード８の端部が溝６の端部に圧接
したり、ブレード８が溝６から飛び出してしまうことな
どがあった。そして、これらのことを原因としてブレー
ド８に変形が生じ、圧縮機１の耐久性が低下してしまう
ことがあった。

さらに、従来の圧縮機１では、溝６を加工するための作
業をシリンダ３の内側で行わなければならなかったため
、溝６の加工が困難であり、さらに、シリンダ３の内側
で作業することが可能な特殊な工作機械が必要だった。

また、シリンダ３の内径を、溝加工を行う工作機械を入
り込ませるのに十分な大きさに設定しなければならなか
った。

本発明の目的とするところは、ガスリークの発生を防止
できるとともに耐久性が高く、加工が容易で且つ高性能
な流体圧縮機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および作用）上記目的を達
或するために本発明は、螺旋状のブレードを外周部に巻
装した回転体を吸込側と吐出側とを有する円筒状のシリ
ンダ内に偏心して配置し、シリンダの内周にブレードを
出入りさせる螺旋状の溝を設け、回転体とシリンダとの
間にシリンダの吸込側から吐出側へ徐々にその容積を小
とする作動室を形威し、回転体とシリンダとを相対的に
回転させて作動流体を移送しながら徐々に圧縮する流体
圧縮機において、ブレードの少なくとも一部を回転体に
結合した。

また、螺旋状のブレードを巻装した回転体を吸込側と吐
出側とを有する円筒状のシリンダ部材内に偏心して配置
し、シリンダ部材の内周にブレードを出入りさせる螺旋
状の溝を設け、回転体とシリンダ部材との間にシリンダ
部材の吸込側から吐出側へ徐々にその容積を小とする作
動室を形成し、回転体とシリンダ部材とを相対的に回転
させて作動流体を移送しながら徐々に圧縮する流体圧縮
機において、シリンダ部材を、吸込側と吐出側との間で
螺旋状に延びるシリンダ溝を有しこのシリンダ溝をその
内周面と外周面とに開口するシリンダ本体と、このシリ
ンダ本体に取付けられシリンダ溝の、シリンダ本体外周
面側の開口部を塞ぐ溝閉塞部材とで形成した。

こうすることによって本発明は、ガスリークの発生を防
ぐとともに耐久性を高めることができ、さらに、容易に
加工できるようにするとともに性能を向上できるように
した。

（実施例） 以下、本発明の各実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。なお、従来の技術の項で説明したものと重複す
るものについては同一番号を付し、その説明は省略する
。

第１図は本発明の第１の実施例の要部を示すものである
。そして、図中の１は例えば冷凍サイクルに使用される
流体圧縮機（以下、圧縮機と称する）、２は圧縮機１の
圧縮機構部を示している。

そして、圧縮機構部２には円筒状に或形され吸込側４と
吐出側５とを有するシリンダ３が設けられている。この
シリンダ３はその内周面に、吸込側４と吐出側５との間
に形成された螺旋状の溝６を有している。そして、この
溝６のピッチを、シリンダ３の吸込側４から吐出側５へ
いくほど徐々に小さくなるよう設定されている。

さらに、シリンダ３の中には円柱状の、回転体としての
ピストン７が設けられている。このピストン７は、軸心
方向中央部に位置する胴部７ａと、この胴部７ａよりも
細径で、胴部７ａの両端面１２、１３の中央部から突出
するジャーナル部７ｂ，７ｃとを有している。そして、
ピストン７は、シリンダ３に対して偏心しており、その
外周面の一部を軸方向略全長に亘って、シリンダ３の内
周面に接している。

さらに、ピストン７には、螺旋状に成形されたブレード
８が設けられている。このブレード８は、適度な可撓性
を有する材料からなるもので、ピストン７の胴部７ａの
外周面上に巻装されている。

そして、ブレード８は、その一端部１４を胴部７ａの吸
込側の端部に位置させており、他端部１５を胴部７ａの
吐出側の端部に位置させている。

そして、ブレード８は、シリンダ３の吸込側から吐出側
へ延びている。

また、ブレード８はその上記他端部１５の内周面側の一
部を、ピストン７の内部に差込んでおり、ピストン７に
、径方向へ入り込ませている。そして、ブレード８はそ
の一端部１５の内周面側の一部、即ち進入部１６を、胴
部７ａの吐出側の端面１３から胴部７ａ内へピストン７
の軸心と略平行に差込まれるとともに進入部１６を厚さ
方向に貫通する固定ビン１７によって、ピストン７に結
合している。そして、ブレード８は、その内周面９をピ
ストン７の外周面１０に気密的に接している。

また、ブレード８はその一部をシリンダ３に設けられた
溝６に、溝６のピッチおよび形状等に沿うよう弾性変形
した状態で嵌込まれている。そして、ブレード８は、シ
リンダ３の内周面とピストン７の外周面との間に、シリ
ンダ３の軸方向に並ぶ複数の、三日月状の作動室１１・
・・を形成している。そして、ブレード８は各作動室１
１・・・の間を気密的に仕切っており、各作動室１１・
・・の容積を、シリンダ３の吸込側４から吐出側５へい
くほど徐々に小としている。

ここで、シリンダ３の肉厚は、ブレード８の径方向の幅
よりも大きく設定されている。

そして、上述の圧縮機１は、シリンダ３もしくはピスト
ン７のいずれか一方と固定されたモータのロータ（図示
しない）等により、矢印Ａで示すように、圧縮機構部２
を回転駆動する。そして、シリンダ３とピストン７とを
同期的にそれぞれの軸心まわりに回転させ、ブレード８
をシリンダ３の溝６に対してシリンダ３の略径方向に出
入りさせながら、各作動室１１・・・のうちの吸込室１
１ａに冷凍サイクル中の低圧な作動流体を導入する。

そして、シリンダ３とピストン７との相対回転により、
吸込室１１ａに導入された作動流体を、吸込室１１ａよ
りもシリンダ３の吐出側に位置する作動室１１・・・に
順次移送しながら圧縮する。そして、圧縮されて高圧に
なった作動流体を、シリンダ３の吸込側の端部に位置す
る吐出室１１ｂから密閉ケース内等に吐出する。

このような圧縮機１は、ブレード８をピストン７に結合
し固定しているから、圧縮動作中に遠心力によって、ブ
レード８がピストン７から離れることを防止できる。し
たがって、ブレード８の内周面９とピストン７の外周面
１０とを常に気密的に接触させておくことができ、上記
内周面つと上記外周面１０との間でのガスリークの発生
等を防止し大幅に抑制することができる。

また、圧縮機１は、ブレード８をピストン７に固定して
いるから、特別に回転力伝達機構を設けなくても上記モ
ータの回転力を、ブレード８を介してピストン７からシ
リンダ３、或いは、シリンダ３からピストン７へ伝える
ことができる。したがって、圧縮機１は、部品点数が少
なく安価になる。

さらに、ブレード８がシリンダ３の満６内で吸込側や吐
出側に移動することがないので、プレード８の変形を防
止でき、圧縮機１の耐久性を向上することができる。

また、本実施例では、ブレード８のピストン７への固定
部位を、シリンダ３の吐出側５の端部に位置し、満６の
対応する部分の、シリンダ３の軸心に対する傾きが零に
近いために変形量が少ない一端部１５に設定しているか
ら、ブレード８の取付けを行い易い。

ここで、ブレード８のピストン７への固定部位を、例え
ばシリンダ３の吸込側４の端部に位置する一端部１４に
設定してもよい。また、ブレード８のピストン７への固
定部位を、ブレード８の一端部１４と他端部１５の間の
部位に設定してもよい。

第２図および第３図は、本発明の第２の実施例の要部を
示すものである。そして、両図中２１は、圧縮機１の圧
縮機構部２を構成するとともに軸方向両端部を開口し、
吸込側３と吐出側らとを有するシリンダ部材を示してい
る。そして、このシリンダ部材２１は、シリンダ本体２
２、および、溝閉塞部材としてのスリーブ２３とにより
構成されている。

これらのうちシリンダ本体２２は円筒状に成形されたも
ので、その肉厚を全体に亘って略等しく設定されている
。さらに、シリンダ本体２２は、吸込側４と吐出側５と
の間に形成されるとともにそのピッチを、吸込側４から
吐出側５へいくほど徐々に小さくなるよう設定されたた
螺旋状の溝２４を有している。

さらに、シリンダ本体２２は、一方のみ図示する溝２４
の両端部２５、２６をその軸方向途中の部位に位置させ
ている。そして、シリンダ本体２２は、溝２４をその厚
さ方向に貫通させており、溝２４をその内周面２５と外
周面２６とに略同幅で開口させている。そして、シリン
ダ本体２２は溝２４の幅を、ピストンに巻装された螺旋
状のブレード（ともに図示しない）の幅と略同等に設定
されており、上記ブレードを溝２４に嵌込まれるととも
に、溝２４に出入りさせられるようになっている。

一方、上記スリーブ２３は同じく円筒状に成形されたも
ので、その内径をシリンダ本体２２の外径と略等しく設
定されている。さらに、スリーブ２３は、その軸方向の
長さをシリンダ本体２２と略同等に設定されており、ま
た、その肉厚を全体に亘って略等しく設定されている。

また、スリーブ２３は、シリンダ本体２２に外装されて
おり、第５図に示すようにその内周面をシリンダ本体２
２の外周面に気密的に結合している。そして、スリーブ
２３は、シリンダ本体２２の溝２４を外側から閉じてお
り、その内周面により′ａ２４の底面２７を形成してい
る。

ここで、スリーブ２３をシリンダ本体２２に結合する方
怯として、焼きばめ、或いは、接着等が考えられる。ま
た、シリンダ本体２２の外周面或いはスリーブ２３の内
周面に、両部材２２、２３の結合前に予めシール剤を塗
っておくようにしてもよい。

すなわち、このようなシリンダ部材２１を備えた圧縮機
１では、螺旋状の溝加工の作業をシリンダ本体２２の外
側から行ってシリンダ本体２２に螺旋状の溝２４を形成
したのち、スリーブ２３をシリンダ本体２２に外装して
、シリンダ部材２１を形成することができる。したがっ
て、溝２４の加工を容易に行うことができ、低価格化す
ることが可能である。

また、溝加工をシリンダ本体２２の外側から行うことが
でき、工作機械をシリンダ本体２２の中に入込ませなく
てもよいので、シリンダ本体２２およびシリンダ部材２
１の径寸法を設定する際に、工作機械の大きさ等を考慮
する必要がない。したがって、シリンダ部材２１の径寸
法を自由に選択でき、圧縮機１の小型化、および、高効
率化することが可能になる。

また、シリンダ部材２１を小さくできることから、シリ
ンダ部材２１をモータのロータ内に収めた場合には、従
来のシリンダ部材をロータ内に収めたものよりも、効率
を高めることができる。

さらに、特殊な工作機械を用いることな＜、一般の汎用
な工作機械により溝加工を行うことができるので、コス
トを低減できる。

なお、本実施例では、溝閉塞部材として円筒状のスリー
ブ２３を採用しているが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば第４図に示すようにリボン状の部材
２８を螺旋状に巻回し、シリンダ本体２２の溝２４に外
周側から咲込んで、溝２４の底面２７を形成するように
してもよい。

また、本発明は、冷凍サイクルを構成するものに限らず
、他の用途の圧縮機にも適用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、螺旋状のブレードを外周
部に巻装した回転体を吸込側と吐出側とを有する円筒状
のシリンダ内に偏心して配置し、シリンダの内周にブレ
ードを出入りさせる螺旋状の溝を設け、回転体とシリン
ダとの間にシリンダの吸込側から吐出側へ徐々にその容
積を小とする作動室を形成し、回転体とシリンダとを相
対的に回転させて作動流体を移送しながら徐々に圧縮す
る流体圧縮機において、ブレードの少なくとも一部を回
転体に結合した。

また、吸込側と吐出側とを有し、螺旋状のブレードを外
周部に巻装した回転体その内部に偏心して配置した円筒
状のシリンダ部材を、吸込側と吐出側との間で螺旋状に
延びるシリンダ溝を有しこのシリンダ溝をその内周面と
外周面とに開口するシリンダ本体と、このシリンダ本体
に取付けられシリンダ溝の、シリンダ本体外周面側の開
口部を塞ぐ溝閉塞部材とで形威した。

したがって本発明は、ガスリークの発生を防ぐとともに
耐久性を高めることができ、さらに、容易に加工できる
ようにするとともに性能を向上できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図お
よび第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、第２
図はシリンダ本体およびスリーブの結合前の状態を示す
側面図、第３図は同じくシリンダ本体およびスリーブの
結合後の状態を示す断面図、第４図は変形例を示す同じ
く断面図、第５図は従来例を示す同じく断面図である。 ３・・・シリンダ、６・・・螺旋状の溝、７・・・ピス
トン（回転体）　８・・・ブレード、１１・・・作動室
、１５・・・ブレードの他端部、２１・・・シリンダ部
材、２２・・・シリンダ本体、２３・・・スリーブ（溝
閉塞部材）、２４・・・シリンダ溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）螺旋状のブレードを外周部に巻装した回転体を吸
   込側と吐出側とを有する円筒状のシリンダ内に偏心して
   配置し、上記シリンダの内周に上記ブレードを出入りさ
   せる螺旋状の溝を設け、上記回転体と上記シリンダとの
   間に上記シリンダの吸込側から吐出側へ徐々にその容積
   を小とする作動室を形成し、上記回転体と上記シリンダ
   とを相対的に回転させて作動流体を移送しながら徐々に
   圧縮する流体圧縮機において、上記ブレードの少なくと
   も一部を上記回転体に結合したことを特徴とする流体圧
   縮機。
2. （２）螺旋状のブレードを外周部に巻装した回転体を吸
   込側と吐出側とを有する円筒状のシリンダ部材内に偏心
   して配置し、上記シリンダ部材の内周に上記ブレードを
   出入りさせる螺旋状の溝を設け、上記回転体と上記シリ
   ンダ部材との間に上記シリンダ部材の吸込側から吐出側
   へ徐々にその容積を小とする作動室を形成し、上記回転
   体と上記シリンダ部材とを相対的に回転させて作動流体
   を移送しながら徐々に圧縮する流体圧縮機において、上
   記シリンダ部材を、吸込側と吐出側との間で螺旋状に延
   びるシリンダ溝を有しこのシリンダ溝をその内周面と外
   周面とに開口するシリンダ本体と、このシリンダ本体に
   取付けられ上記シリンダ溝の、シリンダ本体外周面側の
   開口部を塞ぐ溝閉塞部材とで形成してなることを特徴と
   する流体圧縮機。