JPH041492A

JPH041492A - 流体圧縮機

Info

Publication number: JPH041492A
Application number: JP2098434A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Fujiwara; 尚義藤原; Hidekazu Aikawa; 相川　英一; Hisanori Honma; 本間　久憲; Yoshikuni Sone; 曽根　良訓; Takuya Hirayama; 卓也平山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1992-01-06
Also published as: KR940008171B1; KR910018674A; US5141423A

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）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、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、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昌く圧縮効率が低い。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。

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、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２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
を存している。上記圧縮要素４は、中空筒体からなるシ
リンダ７ををしており、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
一端は、査閲ケース２の一端側内面に取付固定された軸
受具としての主軸受８に回転自在に枢支される。シリン
ダ７の他端は、密閉ケース２の他端側内面に取付固定さ
れた軸受具としての副軸受９によって回転自在に支持さ
れる。あるいは、シリンダ７の他端の副軸受９は、図示
しない弾性支持部材に弾性的に押圧される場合もある。

そして、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、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の中心軸Ａは、上記シリンダ７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支持されている。

また、シリンダ７とピストン１０の一端部は、図示しな
い係合溝と駆動ビンとからなる回転力伝達機構で係合さ
れていて、上記電動要素３に通電することによりシリン
ダ７とピストン１０を相対的に回転駆動するようになっ
ている。

上記ピストン１０の外周面には、ピストン１０の両端間
を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るピッチにし
た螺旋状の溝１３が設けられていて、ここに螺旋状のブ
レード１４が嵌め込まれる。このブレード１４はふっ素
樹脂材料からなるもので、適度な弾性を存していて、厚
さは溝１３の幅とほぼ一致している。そして、ブレード
１４の各部分は溝１３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。

このことから、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、上記ブレード１４によって複数の
作動室１５・・・に仕切られている。

各作動室１５は、ブレード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、その容積はシリンダ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っている
。

上記シリンダ７の吸込端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１７が接続され
ている。また、上記副軸受９近傍のシリンダ７には吐出
孔１８が開口していて、この端部は吐出端側になる。図
において、吐出孔１８の上方部位の密閉ケース２には吐
出チューブ１９が挿嵌固着され、密閉ケース２内部を介
して吐出孔１８と連通する。

上記密閉ケース２の内底部には潤滑油を集溜する油溜り
部２０が形成されている。この油溜り部２０の潤滑油に
上記主軸受８に設けられる油吸い上げ路としての油吸い
上げ管２１の下端部が浸漬している。なお、上記油吸い
上げ管２１の上端部は、主軸受８の内周面でかつ上記主
軸部１０ａ端面に対向しない空間部８ａに開口している
。上記ピストン１０には、主軸部１０ａ端面から吐出端
側にかけて、その軸芯に沿って給油穴２２が設けられる
。この給油穴２２の先端開口部２２ａは、上記螺旋状の
溝１３における所定部位の底部に開口する。このように
、油吸い上げ管２１と主軸受８の空間部８ａおよび給油
孔２２とその先端開口部２２ｇとで給油機構２３が構成
される。

つぎに、この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の回転は回転力伝
達機構を介してピストン１０に伝達され、これは外周面
の一部がシリンダ７の内周面に接触した状態で相対的に
回転駆動されるとともに、ブレード１４も一体に回転す
る。

上記ブレード１４は、その外周面がシリンダ７の内周面
に接触した状態で回転するため、ブレード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溝１３に押込まれ、また、接触
部から離れるにしたがって上記溝１３から飛出す方向に
移動する。

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、上記作動室１５に閉
込められたまま、ピストン１０の回転にともって吐出端
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近傍に設けられた
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。

一方、このような圧縮作用によって、密閉ケース２内は
高圧状態にあり、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に吸い上げられて充
満する。上記空間部８ａに充満する潤滑油は、ピストン
１０の回転にともなって給油穴２２に導かれ、この先端
開口部２２ａから上記螺旋状の溝１３内に導出される。

上述したように、この溝１３には上記ブレード１４が出
入自在に摺動するから、これらの摺接部に給油がなされ
、円滑な作動が得られる。あるいは、潤滑油はブレード
１４外周面とシリンダ７内周面との摺接部や、主、ｉす
軸受８．９とシリンダ７との摺接部、あるいは主、副軸
受８，９とピストン１０との摺接部にも給油され、これ
らの円滑な作動が得られる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、このような流体圧縮機も問題を有している。

特に給油機構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。

実際に溝１３内に給油される潤滑油は、上記吐出孔１８
から吐出される高圧ガスの圧力と略等しくなる。上記溝
１３内に導かれる高圧の潤滑油は、ブレード１４に極め
て大なる背圧をかけ、この外周面をシリンダ７の内周面
に密着させる一方、溝１３との間隙を拡大する作用をな
す。その結果、隣設する作動室１５相互間でガスリーク
が生じ易く、圧縮効率低下の恐れがある。

すなわち、上記螺旋状の溝１３底部に対する上記給油孔
２２の先端開口部２２ａの位置設定に問題がある。極く
低圧側の作動室１５に対応する溝１３部位に先端開口部
２２ａを設けると、ここに導かれる高圧の潤滑油と作動
室１５の圧縮途中の冷媒ガスとにおける差圧が極めて大
になり、潤滑油とガスのリークが生じ易い。あるいは、
吐出端側に近い高圧側の作動室１５に対応する溝１３部
位に先端開口部２２ａを設けると、ここに導かれる高圧
の潤滑油と作動室１５の圧縮完了まじかの冷媒ガスとに
ほとんど差圧がなくなって、先端開口部２２ａから溝１
３内に給油し難くなる。

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、密閉ケースの油溜り部から吸い
上げられる潤滑油を給油穴の先端開口部から螺旋状の溝
に給油するにあたって、上記給油穴の先端開口部を最適
位置に設定することにより、最適な給油圧が得られてリ
ークのない最適な給油量を確保でき、潤滑性および圧縮
効率の向上化を図れる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）上記目的を達成するため第１の発明として本発明は、密
閉ケース内にその両端が軸受具を介して回転自在に枢支
され吸込端側と吐出端側と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空間を複
数の作動室に区画するブレードとを具備し、上記シリン
ダとピストンとの相対的な回転にともなってシリンダの
吸込端側から吐出端側の作動室へ作動流体を移送しなが
ら圧縮するものにおいて、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
上記回転体の軸部端面と軸受具との空間部に吸い上げる
油吸い上げ路と、上記回転体の軸方向に沿って設けられ
上記油吸い上げ路に導入した潤滑油を上記螺旋状の溝の
底部に案内する給油穴とを具備してなり、上記給油穴の
先端開口部は、上記作動室の第１室目の吸込行程完了時
における第２室目以降に対応する溝部位に設けたことを
特徴とする流体圧縮機である。

また第２の発明として本発明は、上記螺旋状の溝の底部
、もしくは上記ブレードの内周面、もしくは上記螺旋状
の満の底部と上記ブレードの内周面に、弾性材からなる
シール部材を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の流体圧縮機である。

（作用）上記給油穴の先端開口部を上記作動室の第１室目の吸込
行程完了時における第２室目以降に対応する位置に設け
たので、先端開口部から螺旋状の溝内に給油される潤滑
油は、最適な給油圧になって最適量の潤滑油が給油され
、ブレードの潤滑が極めて円滑になってシリンダに密着
して追従し、ブレードを境とする潤滑油や作動流体のリ
ークがない。

また、上記螺旋状の溝の底部、もしくは上記ブレードの
内周面、もしくは上記螺旋状の溝の底部と上記ブレード
の内周面に設けた弾性材からなるシール部材を設けたの
で、溝の底部とブレード内周面とのシール性がよくなっ
て、高圧の作動流体が低圧側に逆流することがない。

（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、先に第５図で説明したものと同一の構
成部品は同番号を付して新たな説明を省略する。

給油機構２３の構成自体従来のものと同様であるが、給
油穴２２の先端開口部２２ａの位置は、以下に述べるよ
うに設定しなければならない。

すなわち、第１図のみ示すように、ピストン１０の吸込
端側には溝状のガス吸込口ａが設けられ、その一部はピ
ストン１０の周面に設けられる上記螺旋状の溝１３と交
差する。上記ピストン１０の中心軸Ａと、この吸込端側
における螺旋状の溝１３との交差位置を、溝１３に出入
自在に嵌め込まれる上記ブレード１４０位置基準として
ブレード位置角を０°とする。そして、このブレード位
置角０″から吐出端側へ２回転した位置、すなわちブレ
ード位置角７２０”のｆＩ８１３部位に、上記給油穴２
２の先端開口部２２ａを開口する。

上記ブレード位置角７２０＠を上記作動室１５を基準と
してみると、ピストン１０に記したハツチング部分が作
動室１５における第１室目において吸込行程をなした状
態で、この第２室目と第３室目の境に相当する。実際に
は、第１室目の吸込行程完了時の第２室目以降に設定す
ればよい。

しかして、給油穴２２の先端開口部２２ａから溝１３内
に給油される潤滑油は、先端開口部２２ａがブレード位
置角７２０°の満１３部位にあるため、給油される高圧
の潤滑油と作動室１５との差圧が最適になる。すなわち
、上記ブレード１４の溝１３からの出入動作にともなう
油ポンプの作用が円滑になって、理想の給油圧が得られ
る。

ブレード１４と溝１３との潤滑がよくなり、他の摺接部
分に潤滑油を確実に導くことができ、潤滑性がよくなる
とともに溝１３から作動室１５への高圧油のリーク量が
低減する。

また、螺旋状の溝１３とブレード１４との空間が導かれ
た潤滑油により吐出圧となるので、ブレード１４が確実
に拡張する。ブレード１４は滑らかに動作し、この外周
面はシリンダ７内周面に常に密着して追従する。すなわ
ち、ブレード１４を境にした作動室１５相互のガスリー
クがなく、移送による圧縮効率が極めて良い。

なお、第３図に示すように、溝１３の底部に沿って弾性
材からなるシール部材２５を設けてもよい。この場合、
ブレード１４が最も溝１３内に入った状態で、ブレード
１４はシール部材２５に当接し、かつこれを弾性変形さ
せる。上記シール部材２５により溝１３底部とブレード
１４内周面とのシール性が確保され、溝１３内に導かれ
た高圧の潤滑油や、吐出端側の高圧ガスが満１３を通じ
て吸込側へ逆流するのを阻止できる。

あるいは、第４図に示すように、上記ブレード１４の内
周面に弾性材からなるシール部材２６を設けても、同様
の作用効果を奏する。

あるいは、上記シール部材２５．２６を、それぞれ満１
３底部とブレード１４内周面に設け、シール部材２５．
２６を互いに密着させたシールをなすようにしてもよい
。

なお、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、密閉ケースの油溜
り部から潤滑油を油吸い上げ路と回転体の軸方向に沿っ
て設けられる給油穴を介して螺旋状の溝の底部に案内す
るものにおいて、上記給油穴の先端開口部を、作動室の
第１室目の吸込行程完了時における第２室目以降に対応
する溝底部位置に設けたから、最適な給油圧で最適量の
潤滑油が溝内に給油され、ブレードの潤滑が極めて円滑
になってシリンダに密着して追従し、圧縮効率の向上化
を得られるという効果を奏する。

また、上記螺旋状の溝の底部、もしくは上記ブレードの
内周面、もしくは上記螺旋状の溝の底部および上記ブレ
ードの内周面に弾性材からなるシール部材を設けたので
、溝の底部とブレード内周面とのシール性の向上化を得
ら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
は回転体であるピストンの正面図、第２図は流体圧縮機
の概略縦断面図、第３図および！４図は互いに異なる本
発明の他の実施例を示し、第３図はピストンの一部拡大
した縦断面図、第４図はブレードの一部斜視図、第５図
は本発明の従来例を示す流体圧縮機の概略縦断面図であ
る。２・・・密閉ケース、８・・・軸受具（主軸受）、７・
・・シリンダ、１０・・・回転体（ピストン）、１３・
・・溝、１５・・作動室、１４・・・ブレード、２０・
・・油溜り部、２１・・・油吸い上げ路（油吸い上げ管
）、２２・・・給油穴、２２ａ・・・先端開口部、２５部材。２６・・・シール出願人代理人　弁理士　鈴江武彦アレートイ’］Ｉｆｆ角第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密閉ケース内にその両端が軸受具を介して回転自
在に枢支され吸込端側と吐出端側と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
密着して上記シリンダの内周面と上記回転体の外周面と
の空間を複数の作動室に区画するブレードとを具備し、
上記シリンダとピストン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吐出端側の作動室へ作動流体を
移送しながら圧縮するものにおいて、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
の潤滑油を上記回転体の軸部端面と軸受具との空間部に
吸い上げる油吸い上げ路と、上記回転体の軸方向に沿っ
て設けられ上記油吸い上げ路に導入した潤滑油を上記螺
旋状の溝の底部に案内する給油穴とを具備してなり、上
記給油穴の先端開口部は、上記作動室の第１室目の吸込
行程完了時における第２室目以降に対応する溝部位に設
けたことを特徴とする流体圧縮機。
（２）上記螺旋状の溝の底部、もしくは上記ブレードの
内周面、もしくは上記螺旋状の溝の底部および上記ブレ
ードの内周面に、弾性材からなるシール部材を設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体圧縮機
。