JPH0458085A - 流体圧縮機 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はたとえば冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮する
のに適するヘリカルブレード方式の流体圧縮機に関する
。

（従来の技術） 従来より一般的な圧縮機として、レシプロ方式、ロータ
リ方式等のものが知られており、その外に、シリンダの
吸込端側から作動室に流入した冷媒をシリンダの吐出端
側の作動室へ順次移送させながら圧縮していき外部へ吐
出するヘリカルブレード方式の流体圧縮機が提供されて
いる。

ヘリカルブレード方式の圧縮機の概要は、例えば、第９
図に示す如くシリンダ１０１と、シリンダ１０１内にｅ
だけ偏心して配置されオルダムリング１０２を介してシ
リンダ１０１にたいし相対的に旋回可能な回転ロッド１
０３とを備え回転口ラド１０３の外周面にはロッド１０
３の略全長に亘って螺旋状の溝１０５が形成され、この
溝１０５に螺旋状のブレード１０７が出入自在に嵌合さ
れている。ブレード１０７の外周面はシリダ］０１の内
周面と密着し合い、ブレード１０７は回転ロッド１０３
と相対的に旋回する。シリンダ１０１に対する回転ロッ
ド１０３は偏心して旋回するためロッド外周面とこれに
対向するシリンダ内周面との間には、相対速度が生じ、
さらにこの相対速度は一回転を一周期して変化する。そ
のために、前記した如くブレード１０７が螺旋状の溝１
０５に対して出入することで回転ロッド１０３とシリン
ダ１０１との間の空間に複数の作動室１０９が軸方向に
沿って形成されるようになる。作動室１０４の容積は、
ブレード１０７が嵌合される螺旋状の溝１０５のピッチ
によって決定され、溝１０５のピッチは、回転ロッド１
０３の一端から他端に向かって徐々に小さくなっている
。したがって、前記ブレード１０７によって形成される
作動室１０９の容積は、吸込チューブ１１１側となる回
転ロッド１０３の吸込端側から吐出チューブ１１３側と
なる吐出端側に向かって徐々に小さくなるため、吐出端
側へ向けて順次移送される間に冷媒は徐々に圧縮されて
外に吐出される構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） 前記した如くヘリカルブレード方式の流体圧縮機では、
シリンダ１０３の吸込端側から作動室１０９に送り込ま
れた冷媒を、シリンダ１０１の吐出端側の作動室１０９
へ順次移送する間に圧縮して外へ吐出する所から、流体
圧縮機の作動能力は、冷媒が送り込まれる吸込端側の一
番目の作動室１０９の容積で決定されるようになる。こ
のために、一番目の作動室１０９の容積の拡大を図るに
は第１０図の如く吸込端側（図面右側）の螺旋状の溝１
０５のピッチＰを大きく確保する必要がある。このため
に、ブレード１０７は大きく捩られ、無理な状態で溝１
０５内に組付けられるため、捩られた領域は荷重が集中
して疲労し易く、耐久性の面で望ましくない。場合によ
っては破損にっながる等の問題を招来する。

そこで、この発明は、組付は時にブレード１こ無理な捩
れがかからず、耐久性の面でも大変好ましい流体圧縮機
を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、この発明にあっては、吸込
端側と吐出端側とを有し前記吸込端側から吐出端側に向
かって徐々に内径が小さくなるシリンダと、このシリン
ダの軸方向に沿って偏心して配置され、前記シリンダの
内周面に一部が接触した状態で前記シリンダと相対的に
旋回可能で、かつ、吸込端側から吐出端側に向かって徐
々に内径が小さくなる円錐状の回転体と、この回転体の
外周に設けられ略同じピッチで形成された螺旋状の溝と
、この溝に出入自在に嵌合されるとともに前記シリンダ
の内周面に密着する外周面を有し前記シリンダの内周面
と回転体の外周面との間を複数の作動室に区画する螺旋
状のブレードと、前記回転体とシリンダとを、相対的に
旋回させる駆動手段とを備え、前記回転体とシリンダの
相対的な旋回時にシリンダの吸込端側から作動室に流入
した流体を吐出端側の作動室へ順次移送し外部へ吐出す
るものである。

（作用） かかる流体圧縮機のシリンダは、吸込端側から吐出端側
に向かって徐々に内径が小さくなると共に回転体は、吸
込端側から吐出端側に向かって徐々に内径が小さくなる
円錐状の形状となる所から、ブレードに大きな捩れを与
えなくても吸込端側の一番目の作動室の容積を大きく確
保することが可能となる。したがって、ブレードの一部
分に無理な負荷が集中することがな（なり、長期間に亘
り安定した作動が望めるようになる。

（実施例） 以下、第１図乃至第６図の図面を参照しながらこの発明
の一実施例を詳細に説明する。第１図において、１は冷
凍サイクルに使用される密閉型の流体圧縮機３の密閉ケ
ースを示しており、密閉ケース１の一方には冷凍サイク
ルの吸込チューブ５が、他方には吐出チューブ７がそれ
ぞれ設けられている。密閉ケース１内には駆動手段とし
ての電動要素９および圧縮要素１１がそれぞれ配設され
ている。電動要素９は、密閉ケース１の内面に固定され
たほぼ環状のステータ１３と、その内側に設けられた回
転可能な環状のロータ１５とを有している。

圧縮要素１１はシリンダ１７を有しており、シリンダ１
７の内径は、吸込孔４１側となる吸込端側から吐出孔３
つ側となる吐出端側に向かって徐々に小さくなる形状と
なっている。

このシリンダ１７の両端は密閉ケース１の内面に固定さ
れた軸受１９，２０により回転自在に支持されている。

軸受１９，２０はシリンダ１７の端部が回転自在に嵌合
したボス部１９ａ、２０ａとこれらボス部１９ａ、２０
ａよりも大径で前記密閉ケース１の内面に固定された基
部１９ｂ、２０ｂとからなり、シリンダ１７の両端は気
密的に閉ざされている。

シリンダ１７の内部には、シリンダ１７の内径よりも小
さな外径で吸込端側から吐出端側に向かって徐々に小さ
くなる円錐状の回転体２１がシリンダ１７の軸方向に沿
って配設されている。回転体２１は鉄系その他の材料か
らなり、その中心軸ＩＪＩＡがシリンダ１７の中心軸線
Ｂに対して距離ｅだけ第１図において下方に偏心して配
設され内周面に線接触している。

回転体２１の両端部にはそれぞれ径の細い支軸部２１ａ
、２１ｂが設けられ、これら支軸部２１ｇ、２１ｂはそ
れぞれ前記軸受１９．２０のボス部１９ａ、２０ａに形
成された軸受穴１９ｃ、２０ｃに回転自在に挿入支持さ
れている。

回転体２１の一方の支軸部２１ａにはオルダムリング２
３を介してシリンダ１７側からの回転動力が伝達される
動力伝達面として機能する断面正方形状の角柱部２５が
形成されている。この角柱部２５は、前記オルダムリン
グ２３に形成された矩形状の長孔２６と遊びを有して嵌
合し合うと共に遊びの範囲内において角柱部２５のスラ
イドが可能となっている。また、オルダムリング２３の
外周面には、前記長孔２６の長手方向と直交する径方向
に一対の伝達ピン２７．２７の一端部がそれぞれスライ
ド自在に嵌挿され伝達ビン２７の他端部は前記シリンダ
１７の周壁に穿設された嵌合孔２９に嵌合固定されてい
る。これにより、前記回転体２１はシリンダ１７に対し
て偏心した位置で無理なく結合状態が確保され、シリン
ダ１７の回転力はオルダムリング２３を介して回転体２
１に伝達されるようになっている。

従って、電動要素９に通電されシリンダ１７がロータ１
５と一体的に回転することで、シリンダ１７に対して回
転体２１はオルダムリング２５を介して偏心した位置で
回転するため、回転体２１の外周面と、それに対向する
シリンダ１７の内周面との間には相対速度が生じ、この
相対速度は一回転を一周期として変化しながらシリンダ
１７内で内転じ、シリンダ１７に対して相対的に旋回運
転するようになる。

一方、前記回転体２１の外周面には軸方向に沿って螺旋
状の溝３１が形成され、螺旋状の溝３１の各ピッチＰは
ほぼ同一に設定されている。この螺旋状の溝３１には、
合成樹脂系等の弾性材料で形成された螺旋状のブレード
３３が弾性力を利用して出入自在に組付けられている。

ブレード３３の巾は前記螺旋状の溝巾とほぼ同一寸法に
設定され、厚さは、螺旋状の溝底までの寸法より小さく
設定され、この溝底まての遊び代の領域において上下方
向の出入（第１図矢印イ）が可能となっている。

ブレード３３の外周面はシリンダ１７の内周面と密着し
ており、シリンダ１７の内周面と回転体２１の外周面と
の間の空間は、前記ブレード３３によって複数の作動室
３５に仕切られている。各作動室３５は、ブレード３３
の隣り合う２つの巻き間に形成されるようになり、第３
図に示す如くブレード３３に沿って回転体２１とシリン
ダ１７の内周面との接触部からつぎの接触部まで伸びた
ほぼ三日月状の領域となっている。

作動室３５の容積は、シリンダ１７の吸込端側（第１図
右側）から吐出端側（第１図左側）へ向けて徐々に小さ
くなる断面半径により吸込端側の一番目の作動室３５が
最大となっており、以下、吐出端側の作動室３５へかけ
て順次小さくなるよう設定されている。吸込端側の一番
目の作動室３５は、回転体２１の端部外周面に形成され
た連絡用の吸込溝３７及び軸受２０に貫通された吸込孔
３９を介して前記冷凍サイクルの吸込チューブ５と接続
連通している。これにより、吸込チューブ５からシリン
ダ１７内に吸引される冷媒ガスは前記吸込溝３７を通っ
て前記一番目の作動室３５に途切れることなく確実に導
入されるようになっている。

一方、吐出端側の容積が最小の作動室３５は、軸受１９
に形成され密閉ケース１内に開放された吐出孔４１と接
続連通している。

また、回転体２１には第１図に示すように油導入路４３
が回転体２１の中心軸線Ａに沿って穿設されている。こ
の油導入路４３の一端は螺旋状の溝３１の吐出側の底部
と連通し、他端は吸込端側の軸受２０に穿設された連通
孔４５を介して前記密閉ケース１の底部に吸込口４７ａ
が臨む導入管４７と接続連通している。したがって、密
閉ケース１内の圧力が上昇すれば、密閉ケース１の底部
に蓄えられた潤滑オイル４９が導入管４７、連通４５お
よび油導入路４３を通って前記溝３１の底部に送り込ま
れ、ブレード３３の出入動作が円滑に確保されるように
なっている。

このように構成された流体圧縮機の動作について説明す
る。

まず、電動要素９に通電するとロータ１５が回転し、こ
のロータ１５と一体にシリンダ１７も回転する。シリン
ダ１７が回転すれば、オルダムリング２３を介して回転
体２１も回転する。シリンダ１７に対する回転体２１は
、偏心した位置で回転するため回転体２１の外周面とそ
れに対向するシリンダ１７の内周面との間には相対速度
が生じ、さらにその相対速度は一回転を周期として変化
しながらシリンダ１７内で内転し、シリンダ１７に対し
て回転体２１は旋回運動する。この結果、第４図から第
８図に示す如く吸込端側の作動室３５に送り込まれた冷
媒ガスは吐出端側の作動室３５へ向けて順次送りながら
圧縮され吐出チューブ７から外へ吐出されるようになる
。この作動時において、ブレード３３には無理な捩れが
ないため長期間にわたり安定した作動状態が得られるよ
うになる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の流体圧縮機によれば、シ
リンダの内径と回転体の外径を吸込端側から吐出端側へ
向けて徐々に小さくなる形状としであるので、螺旋状の
溝のピッチを路間−にすることが可能となり、吸込端側
の一番目の作動室の容積を最大にできると共に、ブレー
ドを無理なく螺旋状の溝内に組付けることができる。こ
の結果、ブレードの一部分に集中荷重が作用するのを防
ぐことができるようになり、しがち、長期間にわたり安
定した作動状態が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図はこの発明の一実施例を示し、第１図
は流体圧縮機全体を示す縦断面図、第２図はブレードを
組付けた回転体の斜視図、第３図は第１図の■−■線断
面図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図は動作
説明図、第９図は従来のへりカルブレード方式の圧縮機
全体を示す縦断面図、第１０図は従来例を示した第２図
と同様の斜視図である。 ９・・・電動要素（駆動手段） １７・・・シリンダ ２１・・・回転体 ３１・・・溝 ３３・・・ブレード ３５・・・作動室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸込端側と吐出端側とを有し前記吸込端側から吐出端側
   に向かって徐々に内径が小さくなるシリンダと、このシ
   リンダの軸方向に沿って偏心して配置され、前記シリン
   ダの内周面に一部が接触した状態で前記シリンダと相対
   的に旋回可能で、かつ、吸込端側から吐出端側に向かっ
   て徐々に内径が小さくなる円錐状の回転体と、この回転
   体の外周に設けられ略同じピッチで形成された螺旋状の
   溝と、この溝に出入自在に嵌合されるとともに前記シリ
   ンダの内周面に密着する外周面を有し前記シリンダの内
   周面と回転体の外周面との間を複数の作動室に区画する
   螺旋状のブレードと、前記回転体とシリンダとを、相対
   的に旋回させる駆動手段とを備え、前記回転体とシリン
   ダの相対的な旋回時にシリンダの吸込端側から作動室に
   流入した流体を吐出端側の作動室へ順次移送し外部へ吐
   出することを特徴とする流体圧縮機。