JPH06221285A - 流体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構成でコストに悪影響がなく、排除容
積を大として圧縮効率の向上化が得られ、シリンダと軸
受具との摺動損失がなくなって、運転効率の向上化を得
られる流体圧縮機を提供する。 【構成】 シリンダ１０の両端開口部５ａ，５ｂと、こ
の両端開口部が嵌め込まれる主軸受８と副軸受９の外周
部８ａ，８ｂとの間に、シリンダ１０とロータピストン
１０およびブレード１５とがなく圧縮室１６で圧縮され
た高圧ガスを導通案内するとともに、主，副軸受外周部
の直径をより小とし、かつシリンダ直径をより大に形成
可能とするころがり軸受Ａ，Ｂを介設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば冷凍サイクル
装置に用いられ、流体として冷媒ガスを圧縮する流体圧
縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクル装置に使用する冷媒ガス用
の密閉型圧縮機として、比較的簡単な構成で、よりシー
ル性を向上させ、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ある。これ
は、たとえば図３に示すように構成される。

【０００３】密閉ケースａ内に、シリンダｂが収容され
る。シリンダｂの一端開口部は密閉ケースａに設けられ
た軸受具ｃを介して回転自在に枢支され、他端開口部は
支持板ｄに設けられた軸受具ｅを介して回転自在に枢支
される。このシリンダｂ内には、回転体であるロータピ
ストンｆが配置され、その両端軸部は軸受具ｃ，ｅに、
シリンダｂとは偏心して回転自在に枢支される。

【０００４】ロータピストンｆの外周面には、この軸方
向中央部を境に、左右両端側に向かって徐々に小さくな
るピッチで、それぞれに図示しない左右一対の螺旋状溝
が設けられ、これら溝に一点鎖線で示すブレードｑ，ｑ
が突没自在に巻装される。

【０００５】また、密閉ケースａの両側面を貫通して一
対の吸込管ｇ，ｇが設けられ、それぞれ軸受具ｃ，ｅに
設けられる枢支孔ｈ，ｈと、ロータピストンｆの左右軸
部端面から、この中央部外周面に開口する吸込路ｉに連
通する。さらに各軸受具ｃ，ｅには、シリンダｂ内と密
閉ケースａ内とを連通する導出路ｊ，ｊが設けられ、密
閉ケースａには吐出管ｋが接続される。

【０００６】上記シリンダｂとピストンｆとは、オルダ
ム機構ｏを介して連結されており、これらを相対的に回
転して低圧の冷媒ガスを左右の吸込管ｇ，ｇから導入
し、枢支孔ｈ，ｈと吸込路ｉを介して、シリンダｂとピ
ストンｆおよびブレードとがなす作動空間である左右の
圧縮室ｍ，ｍに冷媒ガスを取込む。

【０００７】各圧縮室ｍ，ｍは、その容量が左右端部の
軸方向に沿って順次小さくなるよう形成され、ここに順
次移行される間に冷媒ガスは圧縮され、所定圧まで上昇
した状態で、各圧縮室ｍ，ｍから、各軸受具ｃ，ｅに設
けられる導出路ｊ，ｊを介して密閉ケースａ内に放出さ
れる。そして、高圧ガスは吐出管ｋから、冷凍サイクル
を構成する図示しない凝縮器に導かれることとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようにして作動す
る流体圧縮機であり、特に、外径をなす密閉ケースａの
寸法を拡大せずに、上記圧縮室ｍ，ｍの排除容積を増大
することにより、より高い圧縮効率が得られることにな
る。そこで、図４に拡大して示すように、シリンダｂ直
径をより大にして、圧縮室ｍの排除容積を増大する手段
が考えられる。

【０００９】しかしながら、各軸受具ｃ，ｅに設けられ
る導出路ｊ，ｊから、確実に高圧ガスを導出案内するた
めに、上記シリンダｂの両端開口部は、それぞれ軸受具
ｃ，ｅの外周部に気密に保持して、回転自在に嵌め込ま
れる。

【００１０】上記シリンダｂの直径を大にすると、それ
にともなって軸受具ｃ，ｅの外周部直径も大にせざるを
得ない。すなわち、シリンダｂと軸受具ｃ，ｅとの摺動
面積が増大することとなり、摺動損失につながって円滑
な回転が保証されなくなる不具合がある。

【００１１】このような不具合除去のため、先に本出願
人は、特開平２−１０３１８６号公報に開示されるよう
に、シリンダ内周面にシリンダスリーブを嵌め込んで、
シリンダの直径を大としたまま、軸受具の外周部直径を
小とする流体圧縮機を出願した。

【００１２】効果として、圧縮室の排除容積が大とな
り、シリンダと軸受具との間の摺動損失低減を図れる。
しかるにその反面、特に、圧縮室で圧縮した高圧ガスを
密閉ケース内に導出する導出路の構成など、構造的に複
雑になる部分が多く、部品精度が出し難く、コストの増
大を招いてしまう。

【００１３】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、簡素な構成でコ
ストに悪影響がなく、排除容積を大として圧縮効率の向
上化が得られ、シリンダと軸受具との摺動損失がなくな
って、運転効率の向上化を得られる流体圧縮機を提供す
ることにある。

【００１４】

【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、両端開口部が、軸受具の外周部に嵌め込まれ
るとともに回転自在に枢支されるシリンダ、このシリン
ダ内に配置され、両端に設けられる軸部が、上記軸受具
の内周部に、シリンダとは偏心して嵌め込まれるととも
に回転自在に枢支される回転体、この回転体の外周面に
設けられる螺旋状溝およびこの螺旋状溝に突没自在に嵌
め込まれるブレード、上記シリンダと回転体を相対的に
回転駆動して、シリンダと回転体およびブレートとがな
す作動空間に圧縮すべき流体を取込み、順次移送しなが
ら圧縮するよう作用させる駆動機構とを具備し、

【００１５】上記軸受具の外周部とシリンダの開口部と
の間に、上記作動空間で圧縮された高圧流体を導通案内
するとともに、上記軸受具の外周部直径をより小とし、
かつ上記シリンダ直径をより大に形成可能とするころが
り軸受を介設したことを特徴とする流体圧縮機である。

【００１６】

【作用】このような構成を採用することにより、作動空
間で圧縮された高圧流体は、軸受具の外周部とシリンダ
の開口部との間のころがり軸受を介して密閉ケース内
に、円滑に導かれる。

【００１７】また、ころがり軸受を軸受具とシリンダ開
口部との間に介設したことにより、軸受具の外周部直径
がより小となり、シリンダ直径をより大に形成でき、軸
受具とシリンダとの間の摺動損失がなく、作動空間にお
ける排除容積が増大する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。

【００１９】図１に示すように、圧縮機本体１は、軸方
向を水平方向に向けた両端が閉塞される密閉ケース２
と、この密閉ケース２内に収容される電動機部３および
圧縮機部４とからなる。

【００２０】上記圧縮機部４は、中空筒体からなるシリ
ンダ５を有しており、このシリンダ５外周面に上記電動
機部３を構成するロータ６が同軸的に嵌着されている。
上記密閉ケース２内周面にはステータ７が嵌着され、上
記ロータ６とともに電動機部３が構成される。

【００２１】上記シリンダ５の一端開口部には、後述す
るころがり軸受Ａを介して、密閉ケース２の一側内面に
固定された軸受具である主軸受８が嵌め込まれる。上記
シリンダ５の他端開口部には、後述するころがり軸受Ｂ
を介して、軸受具である副軸受９が嵌め込まれる。

【００２２】なお、上記副軸受９は、調芯機構２０を介
して支持板２１に設けられており、この支持板２１はま
た、密閉ケース２の側面と間隙を存して、密閉ケース２
内周部に設けられ。上記シリンダ５の中空部には、円柱
形状の回転体としてのロータピストン１０が軸方向に沿
って収容される。

【００２３】このロータピストン１０の中心軸は、上記
シリンダ５の中心軸に対して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５の内周面に、
軸方向に沿って接触している。

【００２４】上記主軸受８は、ロータピストン１０の一
方の軸部１０ａを回転自在に枢支する枢支孔１１を有す
る。上記副軸受９は、ピストン１０の他方の軸部１０ｂ
を回転自在に枢支する枢支孔１２を有する。

【００２５】また、ロータピストン１０の一端部には、
上記電動機部３とともに駆動機構部１３を構成するオル
ダム機構１４が設けられる。このオルダム機構１４は、
上記シリンダ５とピストン１０とを連結し、シリンダ５
が回転駆動されたとき、その回転力をピストン１０に伝
達して相対回転駆動をなす。

【００２６】一方、ロータピストン１０の外周面には、
この軸方向中央部を境に、左右両端側に向かって徐々に
小さくなるピッチの、左右一対の螺旋状溝（図示しな
い）が設けられ、それぞれに厚さが溝の幅とほぼ一致す
る螺旋状のブレード１５，１５（図に、一点鎖線に省略
して示す）が突没自在に巻装されている。

【００２７】上記ブレード１５，１５の各部分は、溝に
対しピストン１０の径方向に沿って進退自在であり、か
つ外周面はシリンダ５の内周面に密着した状態でスライ
ド可能である。

【００２８】上記シリンダ５内周面とロータピストン１
０外周面との間の空間は、上記ブレード１５，１５によ
って複数の作動空間である圧縮室１６…に仕切られてい
る。この圧縮室１６の容積は、上記溝のピッチの関係か
ら、ピストン１０の軸方向中央部から両端側に行くにし
たがって徐々に小さくなる、２つの圧縮系統に設定され
る。

【００２９】ロータピストン１０の外周面で、軸方向中
央部には、吸込路１７の端部が開口している。すなわ
ち、この吸込路１７開口部の位置は、左右一対の螺旋状
溝の、ちょうど境部分に該当する。

【００３０】上記吸込路１７は、ロータピストン１０の
左右軸部端面から軸方向に沿って設けられる貫通横孔部
分と、先に説明したピストン１０外周面に開口する縦孔
部分とを連通することで構成される。

【００３１】密閉ケース２の一端面には、第１の吸込管
１８ａが接続され、上記主軸受８の枢支孔１１と吸込路
１７に連通する。密閉ケース２の他側面には、第２の吸
込管１８ｂが貫通していて、この端部は上記副軸受９の
枢支孔１２に挿嵌され、吸込路１７に連通する。

【００３２】一方、上記副軸受９取付け側の、密閉ケー
ス２側面には、冷凍サイクル機器に連通する吐出部であ
る吐出管１９が接続される。すなわち、吐出管１９は、
上記支持板２１を介してシリンダ５などとは、反対側の
側面に接続される。

【００３３】図２に拡大して示すように、上記ころがり
軸受Ａ，Ｂは、シリンダ５の両端開口部５ａ，５ｂと
主，副軸受８，９のそれぞれ外周部８ａ，９ａとの間に
介設される。

【００３４】なお説明すれば、ころがり軸受Ａ，Ｂのア
ウタレース部Ａａ，Ｂａがシリンダ５の開口部５ａ，５
ｂに嵌着され、ころがり軸受Ａ，Ｂのインナレース部Ａ
ｃ，Ｂｃが主，副軸受８，９のそれぞれ外周部８ａ，９
ａに嵌着される。

【００３５】ころがり軸受Ａ，Ｂは、これらアウタレー
ス部Ａａ，Ｂａとインナレース部Ａｃ，Ｂｃとの間に、
放射状に所定間隔を存して設けられる複数のベアリング
Ａｂ…，Ｂｂ…とから構成される。すなわち、各ベアリ
ングＡｂ…，Ｂｂ…相互間は、常に間隙が確保されたも
のである。

【００３６】そしてさらに、これらの組立上必要なこと
は、シリンダ５の両端面およびころがり軸受Ａ，Ｂの端
面と、主，副軸受８，９のそれぞれフランジ部８ｂ，９
ｂ端面との間には、必ず間隙を存在させなければなら
ず、フランジ部８ｂ，９ｂでシリンダ５およびころがり
軸受Ａ，Ｂの端面を閉塞してはならない。換言すれば、
隙間を存するよう組立てればよいのであるから、精度的
にラフですみ、作業上の何らの負担にもならない。つぎ
に、このようにして構成される流体圧縮機の動作につい
て説明する。

【００３７】電動機部３に通電してシリンダ５を回転駆
動する。この回転は、オルダム機構１４を介してロータ
ピストン１０に伝達され、外周面一部がシリンダ５内周
面に接触した状態で回転駆動されるとともに、左右のブ
レード１５，１５がシリンダ５と一体的に、かつ互いに
同時に回転する。

【００３８】各ブレード１５，１５は、外周面がシリン
ダ５内周面に接触した状態で回転するため、ピストン１
０外周面とシリンダ５内周面との接触部に近づくにした
がって、それぞれの螺旋状溝内に押込まれ、また、接触
部から離れるにしたがって溝から飛出す方向に移動す
る。

【００３９】外部の冷凍サイクル機器から低圧の冷媒ガ
スが、第１、第２の吸込管１８ａ，１８ｂから枢支孔１
１，１２を介して吸込路１７に導かれ、この中央部で合
流してシリンダ５内に放出される。

【００４０】さらに、シリンダ５内周面とピストン１０
外周面およびブレード１５の巻き間の圧縮室１６，１６
に閉じ込められたまま、ロータピストン１０の回転にと
もなって両側部方向へ順次移送され、圧縮容量の低下に
ともない圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、所定の圧
力まで上昇したところで、両側端の圧縮室１６，１６か
ら導出され、それぞれころがり軸受Ａ，Ｂに向かって流
れる。

【００４１】先に説明したように、各ころがり軸受Ａ，
Ｂは、アウタレース部Ａａ，Ｂａとインナレース部Ａ
ｃ，Ｂｃとの間に、放射状に所定間隔を存して設けられ
る複数のベアリングＡｂ…，Ｂｂ…とから構成される。
したがって、この構成上、隙間が存在するところから、
ここを高圧ガスが導通案内される。

【００４２】さらに、シリンダ５およびころがり軸受
Ａ，Ｂ両端面と、主，副軸受８，９のフランジ部８ｂ，
９ｂとの間隙を介して密閉ケース２内に導かれ、充満す
る。高圧ガスは、支持板２１に設けられる切欠部を介し
て吐出管１９に導かれ、ここから外部の冷凍サイクル機
器に吐出案内される。

【００４３】このように、シリンダ５の開口部５ａ，５
ｂと主，副軸受８，９の外周部８ａ，９ａとの間に、こ
ろがり軸受Ａ，Ｂを介設したので、シリンダ５直径をよ
り大に形成して、上記圧縮室１６の排除容積を増大で
き、圧縮効率の向上を図れる。

【００４４】そしてまた、特に、シリンダ５直径を大き
くしても、シリンダ５と主，副軸受外周部８ａ，９ａと
の摺動損失がなくなり、運転効率の向上を図ることがで
きて、この種の排除容積を増大した圧縮機にとっては極
めて有効である。

【００４５】なお、上記実施例においては、１つのシリ
ンダ５内に一対の系統（２系統）の圧縮室１６を備える
という、いわゆるツインタイプのものについて説明した
が、これに限定されるものではなく、通常用いられる１
系統の圧縮室を備えた流体圧縮機にも、そのまま適用で
きることは、言い迄もない。

【００４６】本発明の圧縮機は、冷凍サイクル装置に用
いられることに限定されず、他の用途の圧縮機にも適応
することができる。そして、本発明の要旨を越えない範
囲内で種々の変形実施が可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軸
受具の外周部とシリンダの開口部との間にころがり軸受
を介設するだけの、簡素な構成でありながら、作動空間
で圧縮された高圧流体を導通案内するのに何らの支障も
ないばかりか、軸受具の外周部直径をより小とし、かつ
シリンダ直径をより大に形成可能となって、作動空間の
排除容積を大とした、圧縮効率の向上化を得られる。さ
らに、シリンダと軸受具との摺動損失がなくなって、運
転効率の向上化を得るなどの、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、流体圧縮機の縦断側
面図。

【図２】同実施例の、要部を拡大した縦断面図。

【図３】本発明の従来例を示す、流体圧縮機の縦断側面
図。

【図４】同従来例の、要部を拡大した縦断面図。

【符号の説明】

５…シリンダ、５ａ，５ｂ…（シリンダの）開口部、
８，９…軸受具（主軸受，副軸受）、８ａ，９ａ…（軸
受具の）外周部、１０…回転体（ロータピストン）、１
５…ブレード、１３…駆動機構、Ａ，Ｂ…ころがり軸
受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端開口部が、軸受具の外周部に嵌め込ま
   れるとともに回転自在に枢支されるシリンダと、 このシリンダ内に配置され、両端に設けられる軸部が、
   上記軸受具の内周部に、シリンダとは偏心して嵌め込ま
   れるとともに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溝および、この
   螺旋状溝に突没自在に嵌め込まれるブレードと、 上記シリンダと回転体を相対的に回転駆動して、シリン
   ダと回転体およびブレードとがなす作動空間に圧縮すべ
   き流体を取込み、順次移送しながら圧縮するよう作用さ
   せる駆動機構とを具備した流体圧縮機において、 上記軸受具の外周部とシリンダの開口部との間に、上記
   作動空間で圧縮された高圧流体を導通案内するととも
   に、上記軸受具の外周部直径をより小とし、かつ上記シ
   リンダ直径をより大に形成可能とするころがり軸受を介
   設したことを特徴とする流体圧縮機。