JPH06221284A - 流体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンに構成される軸部の軸径を細くす
る。 【構成】 密閉容器内に構成したピストンの両端を支持
する軸受部の両側からを被圧縮流体を導くために、ピス
トンの軸心を貫通した被圧縮流体の吸込経路を構成し、
上記軸受部に支持されるピストンの軸部を細くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば冷凍サイクル
の冷媒ガスなどの被圧縮流体を圧縮するコンプレッサに
係り、特に螺旋ブレード式のコンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置、冷蔵庫など、冷凍サイク
ルに用いられるコンプレッサーには、一般に往復動式の
ピストンを用いたレシプロ式、円板状のピストンをシリ
ンダー内において偏心回転させるロータリ式などが使用
されている。

【０００３】しかし、こうした方式のコンプレッサー
は、いずれも回転力を圧縮に伝達するクランクシャフト
などの駆動系や、圧縮機部の構造が複雑であり、また部
品点数も多い難点をもつ。

【０００４】そこで、従来図３に示すような螺旋ブレー
ド式と称されるコンプレッサーが提案されている。これ
は、吸込側、吐出側をもつ円筒状のシリンダーと、外周
面に螺旋状のブレードが設けられた円柱状のピストンと
を組合わせて、圧縮機部を構成したものである。詳しく
は、本出願人が先に出願したような構造となっている。
具体的には、図３ないし図４に示されるような構造が用
いられている。

【０００５】螺旋ブレード式のコンプレッサーについて
説明すれば、９は密閉ケースである。この密閉ケース９
内には、ケース９の内壁面に固定したステータ１０及び
該ステータ１０の内側に配置されたロータ２から構成さ
れるモータ部１と、このモータ部１によって駆動される
圧縮機部１１とが内蔵されている。

【０００６】圧縮機部１１は、シリンダー３と、このシ
リンダ３内に偏心して挿通されたシリンダー３の内径よ
り外径が小さなピストン６、及びケース９の内壁面に対
向して設置された一対の軸受８ａ，８ｂ（支持手段）を
主体として構成されている。軸受８ａ，８ｂは筒状部８
ｃを有していて、その各筒状部８ｃ，８ｃの外周面にシ
リンダー３の両端が回転自在に嵌合されている。そし
て、シリンダー３の中間部には上記ロータ２が固定さ
れ、モータ部１の作動にしたがってシリンダー３が軸心
を中心として回転するようになっている。

【０００７】またピストン６の両端に形成された支持軸
部６ａは、軸受８ａ，８ｂの筒状部８ｃの内側に形成さ
れた各筒状の嵌挿部８ｅに回転自在に嵌挿されている。
そして、このピストン６の中心軸Ｂは、シリンダー３の
中心軸Ａに対し、下側に「ｅ」だけずれている。そし
て、このずれ量ｅによって、ピストン６の一部外周面を
シリンダー３の内周面に接するようにしている。

【０００８】一方、ピストン６の軸受８ａ側の端部には
オルダム機構５が設けられている。オルダム機構５は、
軸受８ａ側の端部部分に断面正方形状の角柱部５ａに設
け、この角柱部５ａに、矩形状の長孔５ｃが穿設された
オルダムリング５ｂを設けた構造となっている。すなわ
ち、角柱部５ａには、オルダムリング５がその長孔５ｃ
の長手方向に沿ってスライド自在に嵌合されている。ま
たオルダムリング５の外周面には、上記長孔５ｃの長手
方向と直角な径方向に一対のピン５ｄ，５ｄの一端部が
それぞれスライド自在に植設されている。そして、これ
らピン５ｄ，５ｄの他端部がシリンダー３の周壁に穿設
された嵌合孔５ｅに嵌合固定され、シリンダー３にピス
トン６を、このシリンダー３の径方向に対して偏心自在
に結合している。なお、嵌合孔５ｅは蓋部材５ｆによっ
て閉塞される。そして、このオルダム機構５により、シ
リンダー３がモータ部１によって回転されると、ピスト
ン６はシリンダー３の内面に転設して相対的に旋回運動
するようになっている。なお、シリンダー３とピストン
６の回転数は一致する。

【０００９】またピストン６の外周面の両側には、螺旋
状溝１２が設けられている。螺旋状溝１２は、いずれも
吐出側から吸込側にいくにしたがってピッチが大きくな
る溝で形成されている。詳しくは、各螺旋状溝１２，１
２はピストン６の長手方向両端部から中央部に向かって
徐々にピッチが増加する溝で形成されている。そして、
これら螺旋状溝１２，１２内に左右に二分割された螺旋
状のブレード１３ａ，１３ｂが出入り自在に嵌挿されて
いる。これにより、シリンダー３とピストン６との間に
形成された動作室１９を仕切っている。つまり、両側の
動作室部分の容積は、シリンダー３の吸込側から吐出側
にいくにしたがって徐々に小さくなる。またブレード１
３ａ，１３ｂの各外周端はシリンダー３の内周面に密着
しながら転接している。これによって、ブレード１３
ａ，１３ｂは、ピストン６と共に回転しながらピストン
６の旋回運動に追従して螺旋溝１２内を摺接して上下に
出入りできるようになっている。

【００１０】他方、上記ピストン６は、軸受８ａ側とな
る左半分の部分に軸方向に沿って筒状の中空部１４が形
成されている。この中空部１４の軸受８ａ側の端部は、
軸受８ａの内部に接続された吸込パイプ１６に連通して
いる。なお、吸込パイプ１６は冷凍サイクル回路（図示
しない）につながっている。また中空部１４の他端部は
ピストン６の中央部外周に穿接された吸込孔１７に連通
していて、冷媒（被圧縮媒体）をシリンダー中央部の吸
込側に導くことができるようになっている。

【００１１】また軸受８ａ，８ｂには、それぞれ吐出路
２０ａ，２０ｂが設けられている。そして、各吐出路２
０ａ，２０ｂの一端はシリンダー３内の両端側の吐出端
に連通している。また吐出路２０ａ，２０ｂの他端は軸
受８ａ，８ｂに設けた吐出ポート２１ａ，２１ｂを介し
て密閉ケース９内に開口していて、圧縮ガスを密閉ケー
ス９内に吐出させるようにしている。また密閉ケース９
には冷凍サイクル回路につながる吐出パイプ２２が接続
されていて、密閉ケース９内に吐出された圧縮ガスを外
部に吐出できるようにしている。

【００１２】なお、螺旋状溝１２，１２はピストン６の
長手方向において左右でほぼ１８０°位相が異なってい
るものである。具体的には、ブレード１３ａ，１３ｂが
吸込孔１７側において、ピストン６の周方向で違いにほ
ぼ１８０°ずれるようにしてある。

【００１３】こうしたコンプレッサーは、モータ部１の
通電によりロータ２が回転すると、このロータ６と一体
にシリンダー３も回転していく。これにより、ピストン
６は外周面の一部がシリンダー３の内周面に接触した状
態で、シリンダー３の中心軸Ａの回りを旋回しながら回
転していく。このようなピストン６とシリンダー３との
相対的な回転運動は、オルダムリング５ｂによって確保
される。

【００１４】一方、ピストン６と共に回転する各ブレー
ド１３ａ，１３ｂは、外周面がシリンダー３の内周面に
接触した状態で回転していく。すると、ブレード１３
ａ，１３ｂの各部は、ピストン６の外周面とシリンダー
３の内周面との接触部に近付くにしたがって螺旋状溝１
２に押込まれ、接触部から離れるにしたがって上記螺旋
状１２から出ていく。これにより、吸込パイプ１５およ
び中空部１４を通してシリンダー７内の中央に吸込まれ
た冷媒ガスは、第４図（ａ）〜（ｄ）に示されるように
仕切られた三日月状の動作室部分に閉込まれた状態で、
ピストン６の回転に伴って吐出側の動作室部分へ順次移
送され、圧縮されていく。そして、この圧縮された冷媒
ガスは、各軸受け８ａ，８ｂの吐出路２０ａ，２０ｂ、
密閉ケース９内、吐出パイプ２２を通って冷凍サイクル
回路に吐出されていく。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで第３図に示さ
れるような螺旋ブレード式のコンプレッサーでは、上記
のようにピストン６には軸受け８ａ側となる左半分の部
分に軸方向に沿って筒状の中空部１４が形成されてい
る。ところが上記中空部１４は、吸込径路断面積を確保
するため軸受部の軸径を必要以上に大きくせざるおえな
いという欠点がある。すなわち、軸径が必要以上に大き
いということは軸受部の機械損失の増加につながり機械
効率が低下するという欠点があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記欠点を解決するた
め、本発明では軸受８ｂ側となる右半分の部分にも軸方
向に沿って筒状の中空部を形成し上記左半分の中空部１
４と貫通させ軸受８ｂの内部に吸込パイプを接続した上
記右半分中空部の軸受け８ｂ側の端部と連通させ、第２
の吸込径路とした。

【００１７】

【作用】上記手段によれば、吸込径路断面積は２倍とな
る。すなわち吸込径路断面積を従来と同じとすれば上記
中空部の直径は１／２となりピストン軸受部６ａの軸径
を小さくすることができるので摺動部機械機械損失を低
減させることができる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を図１に示す一実施例にもと
ずいて説明する。なお、図面において、先の従来の技術
の項で述べた螺旋ブレード式のコンプレッサと同じ部品
には同一符号を付してその説明を省略し、この項では異
なる部分（発明の要部）について説明する。本実施例で
は図１に示すように軸受け８ｂ側となる右半分の部分に
も軸方向に沿って筒状の中空部を形成し左半分の中空部
１４と貫通させる。

【００１９】また上記右半分中空部の軸受け８ｂ側の端
部は、軸受８ｂの内部に接続された吸込パイプ１８に貫
通している。なお吸込パイプ１８は吸込パイプ１６と共
に冷凍サイクル回路（図示しない）につながっている。
このように左右対称的な位置から吸込径路を設けること
により吸込径路の断面積は２倍となりピストン軸受部６
ａの軸径を必要以上に大きくすることがなく軸径を適正
な値に設定できるのでピストン軸受部６ａの摺動部の機
械損失低減することができる。またピストンの重量バラ
ンスがよくなるため負荷力は、軸受部８ａ、８ｂに均等
に作用するため、片あたりによる異常摩耗が軽減され
る。

【００２０】なお、一実施例ではピストンの中央部から
両端側に向かって圧縮するコンプレッサにこの発明を適
用したが、図２に示すようにピストンの一端側から他端
側に向かって圧縮するコンプレッサに適用しても良い。
図２はピストン長手方向右側から左側（左側から右側）
に向かって圧縮するコンプレッサに適用した例を示して
いる。

【００２１】また、一実施例ではシリンダを軸心を中心
として回転させ、ピストンをそれに対して旋回させるよ
うにしたコンプレッサにこの発明を適用したが、その逆
にピストンを軸心を中心として回転させ、シリンダを旋
回させるようにした螺旋ブレード式のコンプレッサに適
用しても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば吸
込径路断面積は２倍となり吸込径路断面積を従来と同じ
とすればピストン６に形成された中空部１４の直径は１
／２でよいことになりピストン軸受部６ａの軸径を小さ
くすることができるので機械効率を向上させることがで
きる。またピストン６に形成された中空部１４は左右対
称的となりピストンの重量バランスがよくなるので軸受
部の片あたりによる異常摩耗が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を湿る螺旋ブレード式の
コンプレッサの測断面図。

【図２】 この発明の他の一実施例を示す螺旋ブレード
式コンプレッサの側断面図。

【図３】 従来の螺旋ブレード式コンプレッサの断面
図。

【図４】 圧縮機部の圧縮動作を説明する断面図。

【符号の説明】

３…シリンダ ５…オルダム機構 ６…ピストン １２…螺旋状溝 １３ａ、１３ｂ…ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 卓也 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】徐々に小さくなるピッチで形成された螺旋
   状の溝を外周部に有する回転体をシリンダ内に偏心配置
   し、上記溝に螺旋状のブレードを出入自在に嵌込み、上
   記シリンダ内に上記ブレードによって仕切られ、徐々に
   容積を小とする複数の作動室を形成するとともに、ステ
   ータとロータからなるモータの上記ロータを上記シリン
   ダに外装し、上記シリンダの両端に上記シリンダと上記
   回転体の両方を支持する軸受を設け、モータによって上
   記シリンダと上記回転体とを相対的に回転させ、上記シ
   リンダ内に吸込まれた被圧縮流体を吸込測から吐出測へ
   徐々に移送しながら圧縮する流体圧縮機において、上記
   回転体の両端部から前記作動室の吸込側へ被圧縮流体を
   導く第１の吸込径路および第２の吸込径路を設けたこと
   を特徴とする流体圧縮機。