JPS593181A - 対向斜板式圧縮機 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は従来のレシプロ式やロークリ式などのいずれに
も属さない新規な方式の対向斜板式圧縮機に関する。

〔８明の技術的背景とその問題点〕 たとえば従来のレシプロ式の電動圧縮機においでは、シ
リンダ室に吸込弁と吐出弁とが設けられておシ、これは
ピストンの往復動に伴って開閉することによシ被圧縮ガ
スのシリンダ室への吸込みと吐出作用を制御するもので
ある。

ところで上記各弁は、いずれも弁板からなるため、ピス
トンの動作に正しく追従することは不可能であシ、わず
かのタイミング遅れがする。

この遅れは、被圧縮ガスの過圧縮、過膨張となって現れ
、体積効率が低下する。また各弁は、長期の使用に亘る
と金属疲労を起して毒損する虞れがあシ、故障の最大発
生要因となっている。

一方、ロータリ式の電動圧縮機の一種であるスクロール
式のものやスクリュ一式のものなど圧縮機では上記のよ
うな弁が不要であるが、反面、内部構造が複雑で製造性
に雑煮がある。

ところで、たとえば実開昭４７−３３０７号公報、実開
昭４７−１９８０６号公報および特開昭４９−’　９７
３１３号公報などには、レシプロ式のものにおいて、吸
込弁を不要化した構造が示されている。実公昭５３−３
４５２号公報では、吸込弁および吐出弁を不要化した構
造が示されている。まだ実公昭５０−４１５２４号公報
ではロータリ式のものにおける吐出弁を不要とした構造
が示されている。

これら公報のものによれば、少くとも一方の弁が不要と
なるが、レシプロ式もしくはロータリ式のいずれかの基
本構造は変っていない。したがって改造による圧縮条件
に影響がでる。特に吐出弁に代るための溝や孔はトッテ
クリアランスと同様作用となシ圧縮効率が低下する。

なお従来の圧縮機構造と全く異なるものとして、たとえ
ば特開昭５３−１４３０１６号公報にみられるように、
ケーシング内に回転円板と、スプリングで押圧される非
回転円板とを収容し、これらの間に被圧縮ガスを吸引し
圧縮する構造がある。この場合新規々圧縮方式であるが
、各円板の合せ面を歯形にして、完全に密着できなけれ
ばならず、加工が非常に面倒であるとともに接触部分が
多いので仕事量を大きくする必要がちシ、互いに摩耗し
易い。また各円板間に被圧縮ガスを導くための吸込孔お
よび吐出孔はそれぞれの円板を貫通して各合せ面の凹部
に連通させたものを複数ずつ設けてなるが、合孔に導通
する被圧縮ガス量に差が生じ、効果的な圧縮ができると
は認め難い。さらに圧縮量を増やすためには非回転円板
のストロークを長くしなければならないが、これは歯形
の深さを大きくすることによシはじめて可能であり、加
工性がさらに悪く々る。

〔発明の目的〕

本発明は、吸込、吐出用の可動弁を不要化し、ごく簡単
な構成によシ円滑な動作で特に圧縮効率がよく、さらに
耐久性の向上化が図れる対向斜板式圧縮機を提供しよう
とするものである。

〔発明、の概要〕

本発明は、シリンダ室に収容されるピストン体を、一端
面を斜面となし回転駆動されるピストン受けと、一端面
を斜面となし弾性的に押圧され往復動するピストン子と
から構成し、上記ピストン受けの斜面に凹部な設けてボ
ールを挿入しピストン子の斜面に対してころが多接触さ
せるとともに、上記斜面にボールが転接する溝を設け、
ト、グクリアランスボリュームを小さくするようにした
ものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。図
中１は圧縮機のケーシングであり、この内部はフレーム
２によって上下に区画される。フレーム２の下方部位に
は電動機部３、上方部位には圧縮機部４が設けられる。

上記電動機部３は、フレーム２に一体に設けられる軸受
部２ａに枢支されるシャフト５と、このシャフト５に嵌
着されるロータ６およびこのロータ６の外周面に狭小の
間隙を存して配設されるステータ７とから構成される。

上記圧縮機部４は、フレーム２の上面に配設されるシリ
ンダ８と、このシリンダ８内部のシリンダ室８ａに収容
されるピストン受け９とピストン子１ｏとからなるピス
トン体Ｐとで構成される。すなわち、上記ピストン受け
９は、上記シャフト５の上端部に一体に設けられていて
、回転自在である。この上端面には回転中心に対して所
足の角度θ１傾けた第１の斜面１１が形成される。第４
図に示すように第１の斜面１１の最も高位である部分、
すなわち最頂端部１１ｍからピストン受け９の回転方向
側にかけた斜線部分を後述するような理由から選択し、
第１図ないし第３図に示　・すようなゴール１２を挿着
する凹部１２ｈが設けられる。上記ゾール１２は第１の
斜面１ノからごくわずか突出し凹部１２ｈ内で自由に回
転できるようになっている。また上記ピストン子１０は
ピストン受け９の上方部位にあって、これとシリンダ室
８ａの上端面との間にはスプリング１３が介設される。

したがってピストン子１０の下端面はピストン受け９に
弾性的に当接するよう押圧される。ピストン子１０の下
端面は上記第１の斜面１１と同一角度で傾斜する第２の
斜面１“４が形成される。シリンダ８の上端部には一対
のガイド溝１５．１５が設けられ、ピストン子１０のシ
ャフト１６に固定されるト１７．１７をガイドできるよ
うになっている。

すなわちピストン子１０は回転することなく上下方向へ
のみ移動自在である。またシリンダ８の周壁一部には吸
込孔１８が開口している。この吸込孔１８はシリンダ８
周壁およびフレーム２に設けられる吸込路１９を介して
図示しない吸込管に連通ずる。また吸込孔１８とシャフ
ト５の反回転方向へ略９０°存した位置には吐出孔２０
が開口し、ケーシング１内と連通しているＯさらに、上
記第２の斜面１４には運転に伴ってボール１２の描く円
状の軌跡に沿って溝２１が設けられていて、溝２１内を
ボール１２が転動するようになっている。この溝２ノの
断面形状Ｆｉ第５図で示すようにボール１２の半径とほ
ぼ等しいか、少し大きい程度の半径をもつ半円形に近い
形状が好ましい。また、溝２１は完全な環状に配設して
もよいが、第６図および第７図で示すように円の一部が
切れた円弧状に配設しである。さらに、第３図で示すよ
うにピストン子１０が上死点に達した時（シリンダ室８
＆の容積が最小となる時）、ボール１２がかみ合う部分
の深さが最も深くなるように溝２１の両端から次第に深
くなるように形成されている。

しかして、溝２１の傾斜角度θ２は前記第２の斜面１４
の傾斜角度θｌよシも大きくなる。また、ピストン子１
０が上死点に達する位置でのボール１２がかみ合う溝２
ノの部分の深さは斜面１１からのが−ル１２の突出高さ
にほぼ等しいか、わずかに大きくしておく。

なお、上記ざ−ル１２を収容する凹部１２ａの底部には
第１０図で示すように給油孔２２が開口されておル、こ
の給油孔２２はピストン受け９を下方へ貫通している。

この給油孔２２は少なくともピストン子１０が第２図で
示すように下死点にあるとき、軸受部２ａに形成した配
給溝２３に連通ずるようになっている。また、この配給
溝２３にはシャフト５に形成した油案内路２４によりそ
のシャフト５が回転するとき、ケーシング１の底部にあ
る油が供給されるようになっている。すなわち、この油
案内路２４はシャフト５の内部に形成された傾斜孔２４
ｍと、この傾斜孔２４ＩＬの開口部に連通してシャフト
５の外周面に形成されたスパイラル溝２４ｂから成シシ
ャフト５の回転による遠心力によシ油が供給される。

しかして、電動機部３に通電することによシピストン受
け９が回転すると、このピストン受け９に弾性的に当接
するピストン子１０はピストン受け９の回転にともなっ
て少くとも一部が当接したまま往復動する。ピストン受
け９が一回転する度に第１の斜面１１は第２の斜面１４
と同じ向きとなる。

なお説明すれば、第２図および第８図（３）に示すよう
に第２の斜面１４に対して第１の斜面１１が正反対方向
に傾斜したときに、これらの間の内容積が最大となる。

このときボール１２は第２の斜面１４に当接し、ピスト
ン子１ｏを受ける。（４）の状態よシも以前、すなわち
ピストン受け９の回転を略９０°戻した位置で吸込孔１
８は開放され被圧縮ガスが吸込まれる。このときボール
１２は第２の斜面１４に当接せず、第１の斜面１１の他
の部分が第２の斜面１４に当接する。ピストン受け９が
９０°回転する途中でボール１２は第２の斜面１４の溝
２ノに当接し、ころがり接触しながらこれを受ける。ピ
ストン子１０に対してピストン受け９は清らかに回転し
、（Ａ）の状態を過ぎる。するとピストン子１０は第８
図（Ｂ）に示すように降下し、吸込孔１８はピストン受
け９の周壁によって閉塞され、かつピストン受け９とピ
ストン子１０との間の内容積が小さくなる。これにした
がって、上記被圧縮ガスは圧縮される。またボール１２
は第２の斜面１４から離間した位置に移る。第２図（Ｂ
）および第５図（切に示すようにピストン受け９が略１
８０°回転すると、ピストン子１０は最も降下した状態
となシ、第１．第２の斜面１１゜１４が互いに同じ向き
となシ、これらの間の内容積が略零となシ、被圧縮ガス
は充分圧縮されて吐出孔２０から吐出される。この状態
になる手前で再びゾール１２は第２の斜面１４の溝２１
に当接してころがシ接触し、ピストン受け９の回転を滑
らかにする。略１８０°をある程度過ぎて？−ル１２は
第２の斜面１４から離間する。ピストン受け９がさらに
回転するとピストン子１０は上昇移動に変わる。このと
き第１の斜面１１にピストン子１０の最も大きな荷重が
かかる。すなわち第４図の第１の斜面１１の斜線部分に
相当する個所を通るとき荷重が集中するので、ここにポ
ール１２を設け、ピストン子１０と円滑な動きができる
ようにした。ピストン子１０が上昇すると、互いの斜面
１１．１４間の内容積が増大してここに残留する被圧縮
ガスは膨張する。吸込孔１８が開放したところで再び被
圧縮ガスが吸込まれ、上述のサイクルを繰返えす。

なお第６図に示すように、第１の斜面１１と第２の斜面
１４とが直接に接触しながら被圧縮ガスを圧縮すると、
ある程度の摩擦は避けられない。摩擦力をｆ１摩擦係数
をμとするとｆ＝Ｒ・μ＝Ｆ魚θ・μとなる。

（Ｆ：回転による力） 上記ゾール１２はこの摩擦力を減衰して動きを円滑化し
、ピストン受け９の回転効率を向上し得るものである。

また、ポール１２を受ける凹部１２ａには運転中十分な
潤滑油が供給されるため、その四部１２ｈの摩耗を防止
し、またポール１２の回転がなめらかになシ、それだけ
上記ピストン子１０の動きもなめらかになる。

さらに、上記構成によれば、第５図で示すようにゴール
受は用の溝１１の傾斜角度θ２は第２の斜面１４の傾斜
角度θｌよシも大きくしであるので、ピストン子１０が
上死点にきたとき、ゴール１２はその溝１１内に最も深
く落ち込む。

この結果第３図で示すように第１の斜面１１と第２の斜
面１４とはゴール１２の突出量以上に近接する。つまシ
、両肩面１１．１４間のトップクリアランスボリューム
が小さくなシ、体積効率が高まる。なお、上記溝１１が
ない場合にはピストン子１０が上死点に達したとき、テ
ール１２の突出量だけトップクリアランスボリュームＶ
ｏが大きくなシ、その体積効率ηｖｃが低下する・ Ｃ＝ひ飄−：クリアランス比 ｙ−ｖ。

Ｐ２　　　　　：圧力比 Ｐ。

ｎ：ｆ！リドロープ指数 ところで、上記溝１１の深さはピストン子１０の動きを
なめらかにするため、傾斜させたが、必ずしも直線的に
傾斜させる必要もない。

また、この溝１１も上記トップクリアランスボリューム
の一部となるので、上死点でビール１２と接する部分以
外の部分はできるだけ無くするようにしたほうがよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば吸込、吐出用の可動弁体を不要とし構成
の簡略化が図れるとともに、ゴールの作用によ勺ピスト
ン体の円滑な動きが得られ、被圧縮ガスの圧縮効率を高
めることができる。

また、ゾールが転接する斜面に溝を形成したので、トッ
プクリアランスボリュームをよシ小さくして圧縮効率を
さらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す対向斜板式圧縮機の断
面図、第２図および第３図は同じくその圧縮機部の動作
説明図、第４図は同じく七のピストン受けの概略的な斜
視図、第５図は同じくそのピストン子の側断面図、第６
図は同じくそのピストン子の斜視図、第７図は同じくそ
のピストン子の下面図、第８図（Ａ）ないしの）はその
圧縮機部における圧縮工程を順に示す説明図、第９図は
上記ピストン子とピストン受けの作用説明図、第１０図
はそのボールの作用状態を示す拡大断面図である。 ８ａ・・・シリンダ室、１８・・・吸込孔、２ｏ・・・
吐出孔、８・・・シリンダ、Ｐ・・・ピストン体、１ノ
・・・第１の斜面、９・・・ピストン受け、１４・・・
第２の斜面、１０・・・ピストン子、１２・・・ボール
、２ノ・・・溝。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図　　　
第３図 ＠　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ室を有するとともにこのシリンダ室に連通する
   ゛吸込孔および吐出孔を設けたシリンダと、上記シリン
   ダ室内に収容され上記吸込孔および吐出孔を開閉して被
   圧縮ガスをシリンダ室に導入し圧縮して吐出するピスト
   ン体とを具備し、上記ピストン体は、一端面を斜面とな
   し回転駆動されるピストン受けと、一端面に形成された
   斜面が上記ピストン受けの斜面に当接するよう弾性的に
   押圧され、かつピストン受けの回転位置にともなって往
   復動するピストン子と、上記ピストン受けの斜面に回転
   自在に設けられ、ピストン子の斜面に対してころがシ接
   触するボールと、このゴールが通る軌跡に沿って上記ピ
   ストン子の斜面に形成されこの斜面の傾斜角度よシも大
   きな傾斜角度で設け、るとともに上記？−ルが落ち込ん
   で通る溝とからなることを特徴とする対向斜板式圧縮機
   。