JPH041489A - 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、たとえば冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮する
流体圧縮機に関する。

（従来の技術） 近時、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、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６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られ
る。

この圧縮機本体１は、密閉ケース内に収容される電動要
素（いずれも図示しない）および圧縮要素２とからなる
。

上記圧縮要素２は、中空筒体からなるシリンダ３を有し
ており、このシリンダ３の外周面に上記電動要素のロー
タが同軸的に嵌着されている。上記シリンダ３の一端開
口部には、密閉ケースの内面に固定された主軸受４が気
密を保持し、かつ緩く嵌め込まれる。上記シリンダ３の
他端開口部には、密閉ケースの内面に弾性支持部材を介
して弾性的に押圧される副軸受５が気密を保持し、かつ
緩く嵌め込まれる。すなわち上記シリンダ３の両端開口
部は、これら主、副軸受４，５によって気密的に閉塞さ
れ、かつシリンダ３内体回転自在に枢支されることにな
る。なお、副軸受５のみ上記弾性支持部材に弾性的に抑
圧支持されるので、この端部側におけるシリンダ３のあ
る程度の位置の変動は自由である。

上記シリンダ３の中空部には、円柱形状の回転体として
のピストン６が軸方向に沿って収容される。このピスト
ン６は、中心軸Ａが上記シリンダ３の中心軸Ｂに対して
距離ｅだけ偏心して配置されており、ピストン６の外周
面の一部はシリンダ３の内周面に接触している。そして
、ピストン６の両端部は上記主、副軸受４．５にそれぞ
れ偏心して設けられる支持孔４ａ、５ａに回転自在に枢
支されている。

また、ピストン６の一端部には回転力伝達機構Ｓａが設
けられる。この回転力伝達機構Ｓａは、ピストン６の主
軸部６ａに連設される矩形部７と、オルダムリング８お
よびオルダムリング受け９とから構成される。そして上
記シリンダ３が回転駆動されることにより、上記回転力
伝達機構Ｓａがその回転力をピストン６に伝達して相対
回転をなすことができる。

さらに上記回転力伝達機構Ｓａの構成を、第７図にもと
づいてなお説明する。すなわち、上記ピストン６の一端
部には上記主軸受４の支持孔４ａに枢支される主軸部６
ａが設けられていて、この主軸部６ａの内側に上記矩形
部７が連設される。

矩形部７の断面形状は縦、横方向ともａ、８寸法の矩形
状であって、主軸部６ａの直径ｄφと路間−もしくはこ
れよりも大となっている。上記オルダムリング８は、あ
る程度の板厚のある円板であり、その直径はピストン６
の直径と略等しい。オルダムリング８の中央部には矩形
状の掛合孔１０が設けられていて、その縦方向は上記矩
形部７に摺動自在に掛合する８寸法であり、横方向はこ
れよりも大きい５寸法である。またオルダムリング８の
一側面には、上記掛合孔１０の矩形部７への掛合方向と
は直交する方向である縦方向に摺動条部であるオルダム
リングｆ１１１が設けられる。上記オルダムリング受け
９は、シリンダ３の内径部に嵌合固定される直径の円板
であり、その中央部には縦、横方向ともす、５寸法とし
たガイトロ１２が開口する。さらにオルダムリング受け
９の一側面には、上記オルダムリング８のオルダムリン
グ溝１１が摺動自在に掛合するガイド部であるところの
突条部１３が一体に設けられる。

このような回転力伝達機構Ｓａの実際の組立にあたって
は、先にオルダムリング受け９の突条部１３をオルダム
リング８のオルダムリング溝１１に掛合する。この状態
で、オルダムリング８の掛合孔１０とオルダムリング受
け９のガイトロ１２とをピストン６の主軸部６ａに介挿
し、さらに矩形部７に掛合する。そのままシリンダ３内
にピストン６を挿入１７、オルダムリング受け９をシリ
ンダ３の所定位置に取付固定すればよい。

一方、上記ピストン６の外周面には、この両端間を延び
る螺旋状の溝Ａが形成されている。そして、この螺旋状
の溝Ａのピッチは、両図中の右側から左側、つまり、シ
リンダ３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Ａには、厚さが上記溝Ａの幅とほ
ぼ一致する螺旋状のブレードＢが嵌め込まれており、ブ
レードＢの各部分は溝Ａに対してピストン６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３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３の内周面とピストン６の外周面との間の
空間は、上記ブレードＢによって複数の作動室に仕切ら
れている。この作動室の容積は、シリンダ３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っている。

なお、上記シリンダ３の吸込側に位置する主軸受４には
、シリンダ３の軸方向に延びる図示しない吸込孔が貫通
していて、二の吸込孔の一端はシリンダ３の中に開口し
ており、他端には冷凍サイクルの吸込チューブが接続さ
れている。また、上記副軸受５近傍のシリンダ３には図
示しない吐出孔が開口していて、この端部は吐出端側に
なる。

図においてこの上方部位の密閉ケースには吐出チューブ
が挿嵌固着され、密閉ケース内部を介して上記吐出孔と
連通ずる。

このような流体圧縮機の動作について説明すると、電動
要素に通電してロータを回転駆動すると、シリンダ３が
一体に回転する。上記シリンダ３の回転は回転力伝達機
構Ｓａを介してピストン６に伝達され、これはその外周
面の一部がシリンダ３の内周面に接触した状態で回転駆
動されるとともに、ブレードＢも一体に回転する。

上記ブレードＢは、その外周面がシリンダ３の内周面に
接触した状態で回転するため、ブレードＢの各部は、ピ
ストン６の外周面とシリンダ３の内周面との接触部に近
づくにしたがって上記溝入に押込まれ、また、接触部か
ら離れるにしたがって上記？ｌ　Ａから飛出す方向に移
動する。一方、シリシダ３の吸込側端から冷媒ガスが吸
込まれ、ブレードＢの巻き間の作動室に閉込められたま
ま、ピストン６の回転にともなって吐出側端に順次移送
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５近傍に設けられた吐出孔から密閉ケースの内
部空間内に吐出される。

（発明か解決しようとする課題） このようにして作動する流体圧縮機であるが、以下に述
べるような問題がある。すなわち、作動流体である冷媒
ガスをシリンダ３の軸方向に沿って圧縮しているので、
吸込圧力と吐出圧力との差圧により、ピストン６には吐
出端側から吸込端側（図中左側から右側）に作用するス
ラスト力が働く。そして、この゛スラスト力によりピス
トン６が吸込端側へ押されて主軸受４に摺接し、ピスト
ン６と主軸受４とが相対的に回転しながら摺動してしま
い、摩擦損失が生じる。

そこで、ピストン６の主軸部６ａ端面と主軸受４の支持
孔４ａとの空間部に吐出圧力を付与するとともに、ピス
トン６の副軸部６ｂ端面と副軸受５の支持孔５ａとの空
間部に吸込圧力を付司して、上記スラスト力を可能な限
り打ち消すようにしたものがある。

すなわち、ピストン６の主軸部６ａに高圧の吐出圧力が
かかり、副軸部６ｂに低圧の吸込圧力がかかって、上記
スラスト力とは逆方向の力を発生させ、ピストン６に作
用する力をバランスさせる。

ここで重要なことは、主軸部６ａの端面面積を可能な限
り大にして、この端面にかかる圧力を大きくすることで
ある。

しかしながら、主軸部６ａ端面側から回転力伝達機構Ｓ
ａを構成するオルダムリング８などを挿入する関係上、
主軸部６の直径を大にすれば矩形部７の断面形状も当然
、大にしなければならない。

その反面、シリンダ３の内径寸法を大きくすることは圧
縮機として大型化につながるので、この直径を変えるこ
とはできないし、オルダムリング８はＸ−Ｙ方向に所定
量移動しなければならないので、この外径寸法を変える
ことはできない。

上記主軸部６ａの直径を大にすれば、オルダムリング８
の掛合孔１０の開口面積が大になり、この外径寸法が変
えられないところから、掛合孔形状が成り立たなくなる
。すなわち、従来の回転力伝達機構Ｓａでは主軸部６ａ
の直径を大にすることは不可能である。

本発明はこのような事情によりなされたものであり、そ
の目的とするところは、回転力伝達機構の組立および作
動に支障が生じることなく回転体の吸込端側軸部の断面
積を大にでき、回転体にかかるスラスト力を打ち消して
無理な負荷を受けずにすみ、確実に駆動力を伝達して圧
縮効率の向上化を得る流体圧縮機を提供する二とにある
。

〔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、吸込端側と吐出端側
とを有するシリンダ内に、その両端軸部が上記シリンダ
と偏心して回転自在に枢支した回転体を配置し、この回
転体の外周面に螺旋状の溝を設け、この溝に突没自在に
ブレードを巻装し、この回転体と上記シリンダとを相対
的に回転させ作動流体を上記シリンダの吸込端側から導
入してシリンダとピストンおよびブレードからなる作動
空間に取込みシリンダの吐出端側へ順次移送し圧縮させ
る回転力伝達機構を具備し、上記回転体の吸込側端に吐
出圧力をかけ、吐出側端に吸込圧力をかけることにより
、回転体の軸方向にかかるスラスト力とは逆方向の力を
作用させるものにおいて、上記回転力伝達機構は、上記
回転体の吸込端側の軸部内側に断面矩形状の矩形部を連
設し、この矩形部の側方からオルダムリングに設けた断
面コ字状の掛合切欠部を矩形部のいずれか一方向の辺部
に摺動自在に掛合し、この掛合切欠部の摺動力向と直交
する方向に摺動条部を設け、このオルダムリングの上記
摺動条部に上記シリンダに取付固定したオルダムリング
受けのガイド部を摺動自在に掛合することを特徴とする
流体圧縮機である。

（作用） 上記回転力伝達機構の組立にあたっては、上記ピストン
に設けた矩形部の側方からオルダムリングに設けた断面
コ字状の掛合切欠部を矩形部に掛合し、この掛合切欠部
の摺動方向とは直交する方向の摺動条部をオルダムリン
グ受けのガイド部に掛合する。そして、シリンダに上記
オルダムリング受けを取付固定する。

したがって、ピストンの吸込端側の軸部の直径を矩形部
の断面形状よりも大にしても、回転力伝達機構の組立に
は何等の支障もないとともに、この作動も確実に行われ
る。一方、ピストンの吸込端側の軸部の直径を大にした
ので、この端面にかかる圧力を大にでき、回転体にかか
るスラスト力を効率よく打ち消すことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図にもとづ
いて説明するに、後述する回転力伝達機構Ｓとピストン
６の主軸部６Ａを除いて、他の構成部品は先に第６図お
よび第７図で説明したものと全く同一でよいので、同番
号を付して新たな説明は省略する。

上記ピストン６の吸込端側である一端部に設けられる主
軸部６Ａは、その直径ｄＡφを回転力伝達機構Ｓの形状
構造に拘りなく、可能な限り最大直径に変える。この主
軸部６Ａの内側に連設される矩形部２０の断面形状は縦
、横方向とも、たとえば従来と同じａ、８寸法とする。

あるいはこれより小さくしても支障がない。いずれにし
ても、矩形部２０の断面形状よりも、主軸部６Ａの直径
ｄＡφがはるかに人となっている。オルダムリング２１
は、ある程度の板厚のある円板であり、その直径はピス
トン６の直径と略等しい。オルダムリング２１の中央部
には断面コ字状の掛合切欠部２２が設けられていて、そ
の縦方向は上記矩形部２０に摺動自在に掛合する８寸法
であり、横方向の一端部は開放している。また、オルダ
ムリング２〕の一側面に縦方向に摺動条部であるオルダ
ムリング１７１１１２Ｂが設けられることは、従来のも
のと同様である。オルダムリング受け２４は、シリンダ
３の内径部に嵌合固定される直径の円板であり、その中
央部には縦方向を５寸法としたガイトロ２５が開口して
いる。このガイトロ２５の横方向の一端部は開放してい
る。なお、ガイトロ２５の縦寸法すを上記主軸部６Ａの
直径ｄＡφよりも小さくしてもよい。さらに、オルダム
リング受け２５の一側面には、上記オルダムリング２１
のオルダムリング満２３に掛合するガイド部であるとこ
ろの突条部２６が一体に設けられる。

このような回転力伝達機構Ｓの実際の組立にあたっては
、先にオルダムリング受け２４の突条部２６をオルダム
リング２１のオルダムリング虜２３に掛合する。この状
態で、ピストン６に設けられる矩形部２０の側方にオル
ダムリング２１の掛合切欠部２２とオルダムリング受け
２４のガイド切欠部２５の開放端を対向させ、そのまま
矩形部２０に介挿する。そして、矩形部２０にオルダム
リング２１とオルダムリング受け２４を掛合させたピス
トン６をシリンダ３内に挿入し、オルグムリング受け２
４をシリンダ３の所定位置に固定する。

このように、ピストン６の主軸部６Ａの直径ｄＡφを矩
形部２０の断面形状より大としても、オルダムリング２
１やオルダムリング受け２４の矩形部２０への取付けに
は何らの支障もない。

上記回転力伝達機構Ｓとして、シリンダ３の回転力をピ
ストン６に伝達して互いに相対運動をなす作用は、従来
と全く変わることなく確実に行う。

そして、ピストン６の主軸部６Ａの直径を従来よりも大
にできるので、この端面にかかる圧力ＰＡが大になる。

このことから、ピストン６の圧縮作用にともない吐出端
側から吸込端側へかかるスラスト力Ｐとは逆方向の力が
大になって、スラスト力Ｐを確実に打ち消し、ピストン
６などの摩擦損失の発生がない。

なお上記実施例においては、上記オルダムリング受け２
４を円板状としたが、これに限定されるものではなく、
たとえばシリンダ３の内周部に突出する一対のビンであ
ってもよい。この場合、オルダムリング２１には掛合切
欠部２２と、この掛合切欠部２２の摺動方向とは直交す
る方向にビン掛合用孔を設ける。このビン掛合用孔には
、上記ビンを掛合させれば、上記実施例と同様の作用効
果を得られる。

なお、第３図ないし第５図に示すような給油機構を備え
た流体圧縮機であってもよい。以下、上記実施例と同一
部品は同番号を付して新たな説明を省略する。

すなわち第３図に示すように、その一端部をシリンダ３
に接続するとともに主軸受４の支持孔４ａと主軸部６Ａ
端面に形成される空間部に連通し、他端部をシリンダ３
内に連通ずる給油管３０が設けられる。上記主軸受４に
は油吸上げ孔３１が設けられ、ここに接続される図示し
ない油吸上げ管は密閉ケース３２の底部に形成される油
溜り部に端部を浸漬させている。

このことから、シリンダ３とピストン６との相対運動に
ともなっ、て上記空間部に吸上げた潤滑油を、給油量３
０を介してシリンダ３内の摺動部分に給油できる。普通
、ピストン６の軸芯に沿って冷媒ガスをシリンダ３内へ
導くための図示しない作動流体通路が設けられていて、
シリンダ３内部へ直接潤滑油を導くための通路を形成す
ることができなかったが、上記給油管３０を設けたこと
により、確実に潤滑油を給油できて潤滑信頼性を得られ
るようになった。

第４図に示すように、シリンダ３の外周面にカバー３３
を気密的に嵌着する。このカバー３３で覆われるシリン
ダ３の外周面部位には軸方向に沿って給油溝３４が設け
られる。この給油溝３４は、その両端部がシリンダ３内
の吸込端側と吐出端側に連通ずる。したがって、シリン
ダ３内に充分な給油量を確保して潤滑信頼性を向上させ
ることは、第３図のものと同様である。

第５図に示すように、ピストン６の周面に設けられるブ
レードＢが、ピストン６の軸方向中心部から左右対称に
設けられる、いわゆるダブルヘリカル型（あるいは、対
向式とも言う）のものでは、主軸受４の支持孔４ａと主
軸部６Ａ端面に形成される空間部からそれぞれの作動空
間に連通ずる一対の給油管３０．３５を設ければよい。

また、本発明の圧縮機は、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本発明によれば、回転力伝達機構は
、上記回転体に設けられる断面矩形状の矩形部と、この
矩形部の側方から掛合する断面コ字状の掛合切欠部およ
びこれと直交する方向に摺動条部が設けられたオルダム
リングと、このオルダムリングの上記摺動条部に摺動自
在に掛合するガイド部を有し上記シリンダに取付固定さ
れるオルダムリング受けとから構成したから、回転力伝
達機構の組立および作動に全く支障なく、回転体の吸込
端側軸部の直径を大にして、回転体にかかるスラスト力
を打ち消すことができる。

したがって、回転体の摩擦損失をなくして、シリンダと
円滑な相対運動を可能とし、圧縮効率の向上化を図れる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
は流体圧縮機の概略縦断側面図、第２図はその要部であ
る回転力伝達機構の分解した斜視図、第３図ないし第５
図は互いに異なる本発明の他の実施例を示す流体圧縮機
の概略縦断側面図、第６図はおよび第７図は本発明の従
来例を示し、第６図は流体圧縮機の概略縦断側面図、第
７図はその要部である回転力伝達機構の分解した斜視図
である。 ３・・・シリンダ、６Ａ・・・主軸部、６・・・回転体
（ピストン）、Ａ・・・溝、Ｂ・・・ブレード、Ｓ・・
・回転力伝達機構、２０・・・矩形部、２２・・・掛合
切欠部、２３・・・摺動条部（オルダムリング溝）　２
１・・・オルダムリング、２６・・・ガイド部（突条部
）、２４・・・オルダムリング受け。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端を吸込端側と吐出端側としたシリンダと、このシリ
   ンダ内に配置されその両端軸部が上記シリンダに偏心し
   て回転自在に枢支される回転体と、この回転体の外周面
   に設けられる螺旋状の溝と、この溝に突没自在に巻装さ
   れるブレードと、上記シリンダと回転体とを相対的に回
   転させ作動流体を上記シリンダの吸込端側から導入して
   シリンダとピストンおよびブレードとがなす作動空間に
   取込みシリンダの吐出端側へ順次移送し圧縮させる回転
   力伝達機構とを具備し、上記回転体の吸込側端に吐出圧
   力をかけ、吐出側端に吸込圧力をかけることにより、回
   転体の圧縮作用にともなうこの軸方向にかかるスラスト
   力とは逆方向の力を作用させるものにおいて、上記回転
   力伝達機構は、上記回転体の吸込端側の軸部内側に連設
   される断面矩形状の矩形部と、この矩形部の側方から矩
   形部のいずれか一方向の辺部に摺動自在に掛合する断面
   コ字状の掛合切欠部を有するとともにこの摺動方向とは
   直交する方向に摺動条部が設けられるオルダムリングと
   、このオルダムリングの上記摺動条部に摺動自在に掛合
   するガイド部を有し上記シリンダに取付固定されるオル
   ダムリング受けとからなることを特徴とする流体圧縮機
   。