JPH06257582A - 流体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構成を複雑化することなく容易に給油を行うこ
とが可能な流体圧縮機を提供する。 【構成】密閉ケース32内にはシリンダ35が収納され、そ
の中にはピストン36が収納されている。ピストン36には
螺旋状の溝40が形成され、ここにブレード40a が出入自
在に嵌込まれている。ピストン36の回転により、シリン
ダ35とピストン36とブレード40a とで形成される作動室
の容積が徐々に変化し空気を圧縮する。ピストン36の一
端には、凹部56と給油ピン70とからなる給油ポンプ機構
55が設けられる。給油ピン70には螺旋状の給油溝71が形
成されている。ピストン36が回転すると、潤滑油61は油
孔58に向かって粘性力により強制的に引っ張り上げら
れ、装置の摺動部に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、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。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平１−３６９９０号公
報に記載されたような流体圧縮機が知られている。以
下、上記公報に記載された流体圧縮機の構造について説
明する。すなわち、この種の流体圧縮機１においては、
密閉ケース２の中に圧縮機構部３とこの圧縮機構部３を
駆動するモータ４とが収納されている。

【０００３】圧縮機構部３には軸心を紙面左右方向（つ
まり水平方向）に向けたシリンダ５と、このシリンダ５
の中に偏心配置されたピストン６とが備えられている。
ピストン６の外周部には螺旋状の溝７が形成されてお
り、この溝７はそのピッチを、シリンダ５の吸込側から
吐出側（ここでは図中の右側から左側）へ徐々に小さく
変化させている。

【０００４】さらに、溝７には螺旋状に形成されたブレ
ード８が嵌め込まれており、このブレード８は外周面を
シリンダ５の内周面に接触させている。シリンダ５とピ
ストン８との空間はブレード８によって複数に仕切られ
ており、シリンダ５内には三日月状の作動室９…が複数
形成されている。そして、これら作動室は、シリンダ５
の吸込側から吐出側へ徐々に容積を小さく変化させてい
る。

【０００５】シリンダ５の両端には主軸受10と副軸受11
とが差し込まれており、これら両軸受10，11は例えば密
閉ケース２の内壁に固定されている。さらに、各軸受1
0，11には内孔12，13が形成されており、ピストン６の
両側に形成された細径な主軸14，副軸15が各々の内孔1
2，13に差し込まれている。

【０００６】前記モータ４は環状のステータ16と同じく
環状のロータ17とからなり、ステータ16は密閉ケース２
の内壁に固定されている。ロータ17はシリンダ５の軸方
向中間部に外嵌されており、ステータ16の内側に配置さ
れている。そして、モータ４への通電に伴ってロータ17
がシリンダ５を一体に回転させる。シリンダ５の回転力
は回転力伝達機構部18を介してピストン６へ伝達され、
ピストン６はシリンダ５と偏心関係を保ったまま相対的
に回転する。

【０００７】シリンダ５とピストン６とが相対回転する
と、例えば冷凍サイクル中の冷媒ガスが吸込管19および
吸込孔20を介してシリンダ５内に吸込まれる。冷媒ガス
はシリンダ５とピストン６との相対回転およびブレード
８の出入に伴い、シリンダ５の他端側へ移送される。作
動室９…の容積が徐々に小さく変化しているので、冷媒
ガスは吐出側へ移送されるに従って圧縮される。圧縮さ
れた高圧な冷媒ガスはシリンダ５の中から密閉ケース２
の内部空間へ一端吐出され、密閉ケース２から吐出管21
を通って外部へ導かれる。

【０００８】密閉ケース２内には潤滑油22が溜められて
いる。この潤滑油22は、密閉ケース２内の冷媒ガスの圧
力を利用して、副軸受11内の油吸上げ路23を上昇する。
さらに、この潤滑油22は副軸受11の内孔13に流入した
後、ピストン６の中に設けられピストン６の軸方向に沿
って延びる油通路24を流通する。油通路24は副軸15から
主軸14の側へ達しており、ピストン６の外周面に開口し
ている。そして、潤滑油22はシリンダ５内の低圧な空間
へ流出する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な流体圧縮機においては、回転するピストンは潤滑油に
確実に漬かるとは限らない。このため、潤滑油をピスト
ンや軸受などの摺動部へ確実に導くことが難しく、場合
によっては給油が困難となる。そこで本発明は、構成を
複雑化することなく容易に給油を行うことが可能な流体
圧縮機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、潤滑油が溜められた密閉ケースと、前記
密閉ケース内に収納されたシリンダと、前記シリンダの
中に偏心配置された円柱状の回転体と、前記回転体の外
周に設けられそのピッチを一端から他端へ変化させる螺
旋状の溝と、前記溝に出入自在に嵌め込まれた螺旋状の
ブレードと、前記シリンダの両端に差し込まれる軸受
と、前記密閉ケース内に固定されるステータと前記シリ
ンダに外嵌され前記ステータの内側に配置されたロータ
と、前記回転体の一端に固定され、前記ロータと相対的
に回転する螺旋状の溝を有する油ポンプ機構と、前記回
転体内に設けられ、前記油ポンプ機構によって取り込ま
れた前記潤滑油を前記シリンダ内に流出させる油孔と、
を具備する流体圧縮機とした。

【００１１】

【作用】以上のように構成された本発明によれば、油ポ
ンプ機構に設けられた螺旋状の溝の作用により、潤滑油
の粘性により潤滑油が強制的に引き上げられ、ピストン
や軸受などの摺動部に導かれる。したがって、構成を複
雑化することなく摺動部の給油が確実に行われるように
なる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例を示す流体圧縮
機の断面図である。この流体圧縮機31は、軸方向両端を
閉じた円筒状の密閉ケース32を備えており、この密閉ケ
ース32の軸方向を紙面上下方向（つまり鉛直方向）に向
けている。密閉ケース32の中には圧縮機構部33と直流ブ
ラシレス式のモータ34が収納されており、これら圧縮機
構部33およびモータ34の軸方向も紙面上下方向に向けら
れている。

【００１４】圧縮機構部33には、上下の端部を開放した
シリンダ35と、回転体としてのピストン36とが備えられ
ている。このピストン36は、ピストン本体37と、その軸
方向両端部に細径に加工されてなる主軸38および副軸39
を有している。そして、ピストン36はシリンダ35内に偏
心配置されており、主軸38を上に、また副軸39を下に向
けている。

【００１５】ピストン本体37の外周部には螺旋状の溝40
が形成されている。この溝40のピッチは、ピストン本体
37の下端から上端へ向かうにしたがって徐々に小さくな
るように形成されている。さらに溝40には、樹脂で形成
された螺旋状のブレード40aが出入自在に嵌込まれてい
る。

【００１６】ブレード40a の外形とシリンダ35の内径と
はほぼ等しくなっており、ブレード40a はシリンダ35の
内周面に接している。そしてシリンダ35とピストン36と
の間の空間はブレード40a により複数に仕切られ、シリ
ンダ35内には軸方向に沿って並んだ作動室が形成され
る。溝40のピッチが徐々に変化しているため、作動室の
容積も徐々に小さく変化している。

【００１７】シリンダ35内にはオルダム機構部41が設け
られている。このオルダム機構部41はシリンダ35の上端
部に位置されており、ピストン本体37と副軸38との境界
部に配置されている。そして、オルダム機構部41はシリ
ンダ35に対して偏心回転するピストン36を緩やかに連結
している。

【００１８】また、密閉ケース32内には主軸受42が設け
られており、この主軸受42は、フランジ部43を有する円
板部44に一体的に設けられている。円板部44は密閉ケー
ス32の内壁に固定されており、円板部44によって主軸受
42が保持されている。

【００１９】主軸受42はシリンダ35の上端に差し込まれ
ており、主軸受42の外周面45はシリンダ35の内周面に接
している。また、主軸受42の外周面45には図示しない油
溝が形成されており、この油溝46は、外周面45に沿うと
ともに、主軸受42の軸心に対して傾斜して設けられてい
る。さらに、主軸受42には先端に開口する内孔47が形成
されており、ピストン36の主軸38がこの内孔47に差し込
まれている。

【００２０】一方、シリンダ35の下端には副軸受48が差
し込まれており、この副軸受48の外周面はシリンダ35の
内周面に接している。副軸受48は内孔49を有しており、
この内孔49は副軸受48を軸方向に貫通している。さら
に、この内孔49にピストン36の副軸39が挿入されてい
る。そして、ピストン36が、副軸39とピストン本体37と
の境界の段差を利用して副軸受48に係止している。

【００２１】副軸受48は円板部50を有している。円板部
50は密閉ケース32に略水平に固定された支持板51を下方
から貫通して、支持板51に係合している。円板部50は支
持板51に結合しており、副軸受48は支持板51を介して密
閉ケース32に連結されている。

【００２２】前記モータ34は、ステータ52と、永久磁石
53からなるロータとにより構成されており、共に環状に
形成されている。ステータ52は巻線を施されており、密
閉ケース32の軸方向中間部に配置されている。そして、
ステータ52は密閉ケース32の内壁に固定されている。

【００２３】永久磁石53はシリンダ35の軸方向中間部に
外嵌されるとともに、ステータ52の内側に配置されてい
る。そして、永久磁石53は、非磁性体からなる筒体54に
より外周面および下端面を覆われている。

【００２４】ピストン36の副軸39には給油ポンプ機構55
が設けられている。この給油ポンプ機構55は、副軸39に
設けられた凹部56と、この凹部56内に配置された給油ピ
ン70とからなっている。給油ピン70は、ピストン37の中
心軸延長線上に配置され、その一端が密閉ケース32下部
に固定されている。給油ピン70の外周面には螺旋状の給
油溝71が形成されており、この給油溝71下端部は潤滑油
61の油溜めに開口している。

【００２５】ピストン36内には吸込孔57と油孔58とが設
けられている。これらのうち吸込孔57は、主軸38からピ
ストン本体37の下端にわたって形成されている。吸込孔
57はピストン36の軸心に対して平行に延びる部分と径方
向に延びる部分とを有しており、主軸38の先端面とピス
トン本体37の外周面とに開口している。また、油孔58は
前記凹部56と連通しており、副軸39からピストン本体37
の上端に向かって形成されている。油孔58は吸込孔57と
同様に、ピストン36の軸心に対して平行に延びる部分と
径方向に延びる部分とを有しており、副軸39の先端面と
ピストン本体37の外周面とに開口している。

【００２６】主軸受42の円板部43には冷媒ガス導入路59
が穿設されており、この冷媒ガス導入路59は円板部43の
径方向に延びている。円板部43には密閉ケース32を貫通
した吸込管60が溶接されており、吸込管60と吸込孔57と
が冷媒ガス導入路59を介して連通している。

【００２７】前記油孔58は副軸39からピストン本体37の
上端にわたって形成されている。油孔58はピストン36の
軸心に対して平行に延びる部分と径方向に延びる部分と
を有しており、副軸39の先端面とピストン本体37の外周
面とに開口している。

【００２８】密閉ケース32内には潤滑油61が溜められて
おり、この油61の液面61a はステータ52の巻線62の下端
と永久磁石53との間に達している。つまり、シリンダ35
とピストン36の下端部、副軸受39の大部分、および給油
ポンプ55は潤滑油61の中に浸漬されている。次に、上述
の流体圧縮機31の動作および作用を説明する。

【００２９】まず、モータ34を制御してステータ52に通
電すると、永久磁石53がシリンダ35と一体に回転する。
シリンダ35の回転力はオルダム機構部41を介してピスト
ン36に伝達され、シリンダ35とピストン36とが相対的に
回転する。ピストン36の自転はオルダム機構部41によっ
て規制される。

【００３０】シリンダ35とピストン36との相対回転に伴
い、冷媒ガスが、図１中に矢印Ａで示すように、吸込管
60を介して密閉ケース32内に導かれる。冷媒ガスは、主
軸受42の円板部44に形成された冷媒ガス導入路59を通っ
て主軸受42の内孔47に達し、ピストン36内に形成された
吸込孔57に流入する。

【００３１】吸込孔57の冷媒ガスはピストン36の下方に
導かれ、ピストン本体37の外周面に開口した吸込孔57の
出口57a から流出する。そして、この冷媒ガスは複数の
作動室のうちで最も下端に位置する作動室（吸込室）に
導入される。さらに、シリンダ35内の冷媒ガスはシリン
ダ35の下から上へ向けて移送される。そして、ブレード
40a によって仕切られた作動室の容積は上へいく程徐々
に小さく変化しているため、冷媒ガスは移送されながら
圧縮される。

【００３２】シリンダ35の上部へ達した冷媒ガスは、シ
リンダ35に穿設された吐出孔63からシリンダ35の外へ流
出する。シリンダ35の上部は吐出カバー64によって覆わ
れており、冷媒ガスはこの吐出カバー64内に一端吐出さ
れる。そして、吐出カバー64には１つあるいは複数の透
孔が形成されており、冷媒ガスはこの透孔を通って密閉
ケース32の内部空間に流出する。密閉ケース32には図示
しない吐出管が接続されており、冷媒ガスはこの吐出管
によって密閉ケース32の外部に導かれる。

【００３３】ピストン36が回転すると、給油ポンプ機構
55も一体に動作する。給油ピン71は固定されているた
め、凹部56の内周面と給油ピン70とに相対速度の差が生
じる。これにより凹部56と給油ピン70との間にある潤滑
油は、油孔58に向かって粘性力により引っ張り上げられ
る。給油ポンプ機構55の凹部56内は潤滑油61で満たされ
ているので、凹部56内の潤滑油61は連続的に油孔58に流
出する。潤滑油61は油孔58を上昇し、ピストン本体37の
上端部に達する。そして潤滑油61はピストン36や主軸受
42などの摺動部に供給される。

【００３４】なお、凹部56と給油ピン70とは相対速度に
差が生じるように配置されれば同様の効果を生じる。し
たがって、例えば給油ピン70を副軸受50の端面に取り付
けても同様の効果がある。

【００３５】潤滑油61は油孔58の出口58a からシリンダ
35内に流出し、ピストン本体37と主軸38との境界部に位
置するオルダム機構部41に供給される。オルダム機構部
41に達した潤滑油は、シリンダ35の吐出孔63から高圧な
冷媒ガスとともに流出する。ここで、吐出孔63は吸込孔
57の出口57a および油孔58の出口58a よりも上に位置し
ている。なお、吐出孔63が主軸受42に設けられていても
よい。

【００３６】オルダム機構部41に供給された潤滑油61
は、主軸受42の内外周も潤滑する。主軸受42の内周にお
いては、圧縮前後の冷媒ガスの差圧が作用し、この差圧
を利用して給油が行われる。一方、主軸受42の外周では
差圧を利用しにくいが、外周面45に設けられた図示しな
い油溝がシリンダ35の回転に伴って潤滑油61を流通さ
せ、周辺の摺動部へ潤滑油61を導く。

【００３７】すなわち、上述のような流体圧縮機31にお
いては、シリンダ35およびピストン36が縦向きに設けら
れており、ピストン36の下端に給油ポンプ機構55が取り
付けられている。そして、ピストン36内に油孔58が設け
られており、給油ポンプ機構55によって汲み上げられた
潤滑油が油孔58を通って各摺動部へ供給される。したが
って、給油を確実に行うことができる。

【００３８】また、油孔58が上方に延びて主軸38の近傍
に開口するとともに、オルダム機構部41がピストン本体
37と主軸38との境界部に配置されているので、オルダム
機構部41への給油を十分に行うことが可能である。さら
に、副軸受48の内孔49が副軸受48を貫通しているので、
副軸受48の構造が簡単であり、副軸受48の加工が容易で
ある。

【００３９】なお、本発明においては、給油ポンプ機構
55の給油ピン70に設けられる給油溝71の溝切方向に留意
する必要がある。つまり、ピストン36とシリンダ35と
が、冷媒ガスが圧縮される方向に相対回転した時に潤滑
油61が汲み上げられるように溝を切る方向を調整しなけ
ればならない。なお、溝40およびブレード40a のピッチ
を等しくしてポンプとして利用する場合も同様である。
また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
形することが可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、油
ポンプ機構に設けられた螺旋状の溝の作用により、潤滑
油の粘性により潤滑油が強制的に引き上げられ、ピスト
ンや軸受などの摺動部に導かれる。したがって、構成を
複雑化することなく摺動部の給油が確実に行われるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体圧縮機を示す断面図。

【図２】従来の流体圧縮機を示す断面図。

【符号の説明】

31…流体圧縮機 32…密閉ケース 33…圧縮機構部 34…モータ 35…シリンダ 36…ピストン 40…溝 40a …ブレード 42，48…軸受 52…ステータ 53…永久磁石 55…給油ポンプ機構 56…凹部 57…吸込孔 59…冷媒ガス導入路 60…吸込管 61…油 70…給油ピン 71…給油溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潤滑油が溜められた密閉ケースと、 前記密閉ケース内に収納されたシリンダと、 前記シリンダの中に偏心配置された円柱状の回転体と、 前記回転体の外周に設けられそのピッチを一端から他端
   へ変化させる螺旋状の溝と、 前記溝に出入自在に嵌め込まれた螺旋状のブレードと、 前記シリンダの両端に差し込まれる軸受と、 前記密閉ケース内に固定されるステータと前記シリンダ
   に外嵌され前記ステータの内側に配置されたロータと、 前記回転体の一端に固定され、前記ロータと相対的に回
   転する螺旋状の溝を有する油ポンプ機構と、 前記回転体内に設けられ、前記油ポンプ機構によって取
   り込まれた前記潤滑油を前記シリンダ内に流出させる油
   孔と、 を具備したことを特徴とする流体圧縮機。