JPH0732953Y2

JPH0732953Y2 - 流体圧縮機

Info

Publication number: JPH0732953Y2
Application number: JP982289U
Authority: JP
Inventors: 尚義藤原; 久憲本間; 良訓曽根; 盛彰下田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2004-02-01
Also published as: JPH02103186U

Description

【考案の詳細な説明】［考案の目的］（産業上の利用分野）本考案は、例えば、冷凍サイクルの冷媒ガスを圧縮する
圧縮機に好適な流体圧縮機に係わり、特に、シリンダを
改良した流体圧縮機に関する。

（従来の技術）従来、この種の流体圧縮機として第４図に示すように構
成されたものがある。

この流体圧縮機１は公知ではなく、密閉ケース２内にモ
ータ部３及び圧縮部４等を内蔵している。

モータ部３は、密閉ケース２の内周面に固定された略環
状のモータステータ５内に略環状のモータロータ６を配
設している。

圧縮部４は円筒状のシリンダ７をモータロータ６の中心
孔内に内嵌固着しており、シリンダ７の軸方向両端を、
密閉ケース２の内面に固定した軸受8,9により回転自在
に支持すると共に、気密に閉塞している。

シリンダ７内にはその内径よりも小径の円柱状の回転体
としてのロータピストン10がシリンダ７の軸方向に沿っ
て配設されている。

ロータピストン10には、その中心軸Ａをシリンダ７の中
心軸Ｂに対して、距離ｅだけ偏心させていると共に、ロ
ータピストン10の外周面の一部をシリンダ７の内周面に
接触させている。

ロータピストン10の両端部は、軸受8,9により夫々回転
自在に支持されている。

また、ロータピストン10の図中右端部外周面に穿設され
た図示しない係合溝内には、シリンダ７の内周面から半
径方向に突出する駆動ピン11がシリンダ７の径方向に沿
って進退自在に挿入されている。

従って、モータ部３に通電してシリンダ７がモータロー
タ６と一体的に回転すると、このシリンダ７の回転力が
駆動ピンを介してロータピストン10に伝達され、そのた
めに、ロータピストン10の一部がシリンダ７の内周面に
接触した状態で回転する。

そして、ロータピストン10の外周面には、その軸方向に
延びる螺旋状の溝12が形成されている。

この溝12は、そのピッチがシリンダ７の図中右端から左
端に向って、すなわち、シリンダ７の吸込管13側から吐
出管14側に向って、徐々に小さくなるように形成されて
いる。

この溝12には、螺旋状のブレード15が嵌合されており、
ブレード15の各部は溝12に対してロータピストン10の径
方向に沿って進退自在となっている。

また、ブレード15の外周面はシリンダ７の内周面に密着
した状態でシリンダ７の内周面上をスライドする。

このブレード15はフッ素樹脂等の弾性材料によって形成
されており、その弾性を利用して溝12に挿入することに
より、溝12内に装着される。

前記シリンダ７の内周面とロータピストン10の外周面と
の空間は、シリンダ７の軸方向に沿って、ブレード15に
より複数の作動室16,16…に仕切られて区画形成されて
いる。

各作動室16は、ブレード15の隣合う２つの巻き間に規定
されており、ブレード15に沿ってロータピストン10とシ
リンダ７の内周面との接触部から、次の接触部まで延び
た三日月状をなしている。これら作動室16の容積はシリ
ンダ７の吸込側から吐出側に行くに従って徐々に小さく
なっている。

また、軸受９にはその軸方向に延びて吸込管13と連通す
る吸込口17が貫通形成されている。

一方の軸受８に穿設された吐出孔18の一端はシリンダ７
の吐出側端内に開口し、吐出孔18の他端は密閉ケース２
内部に開口している。

このように構成された流体圧縮機１では、モータ部３が
通電されると、モータロータ６が回転しこれと一体にシ
リンダ７が回転する。

さらに、これと同時にロータピストン10がその外周面の
一部をシリンダ７の内周面に接触させた状態で回転され
る。

このようなロータピストン10とシリンダ７との相対的な
回転運動により、冷媒ガスが吸込管13及び吸込口17を通
してシリンダ７内に吸い込まれる。

この冷媒ガスはブレード15の隣接する２つの巻き間に閉
じこめられた状態で、吐出側の作動室16,16…に順次移
送される。

これらの作動室16,16…の容積が、シリンダ７の吸込側
から吐出側に行くに従って徐々に小さくなっていること
から、冷媒ガスは、吐出側へ順次移送される間に徐々に
圧縮される。

そして、圧縮された冷媒ガスは吐出口18から密閉ケース
２内に吐出され、さらに吐出管14を通して冷凍サイクル
内に戻される。

（考案が解決しようとする課題）このように構成された従来の圧縮機１では、第５図及び
第６図に示すようにシリンダ７の内径Doがその軸方向一
端（De）から他端（De）に至るまで等径であるので、構
造が簡単であり、シリンダ７の加工が容易であるという
長所がある。

また、この種の流体圧縮機ではブレード15の外径が大き
いほうがこのブレード15に掛かる応力を低減することが
できるので、ブレード15と接する部分のシリンダ７の内
径Doは大きい方が好ましい。

反面、シリンダ７の軸方向両端部を回転自在に支持する
軸受8,9はその軸受径が小さい方が摺動面積の縮小を図
ることができ、摺動ロスを低減することができるから、
これら軸受8,9により軸支されるシリンダ７の両端部の
内径Deは小さい方が望ましい。

そこで、本考案は上記事情を考慮して成されたもので、
その目的は、ブレードが接触する部分である作動室を形
成するシリンダの内径は大径化を図ると共に、軸受によ
り軸支されるシリンダの径寸法は小径化を図ることによ
り高効率の流体圧縮機を提供することにある。

［考案の構成］（課題を解決するための手段）本考案は、シリンダと、このシリンダを軸支する軸受
と、このシリンダ内に偏心配置された回転体と、この回
転体に形成された不等ピッチからなる螺旋状の溝と、こ
の溝に嵌め込まれ上記回転体と上記シリンダとの間に複
数の作動室を区画形成するブレードとを備え、上記シリ
ンダを軸支する軸受摺動部の径寸法を、上記作動室を形
成する部分のシリンダ内径よりも小さくなるように構成
したことにある。

（作用）シリンダを軸支する軸受摺動部の径寸法を、作動室を形
成する部分のシリンダ内径よりも小さくなるようにして
いるので、軸受と摺動するシリンダの摺動面積の縮小を
図ることができ、軸受の摺動ロスの低減を図ることがで
きる。

また、ブレードが接触する部分である作動室を形成する
シリンダの内径は、縮径されていないので、このブレー
ドの外径の大形化を図ることができ、そのためにブレー
ドに加わる応力を低減し、その性能及び耐久性を向上さ
せることができる。

（実施例）以下本考案の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説明
する。尚、この実施例は、第４図に示す従来の流体圧縮
機１のシリンダ７をシリンダ7Aに改良した点に特徴があ
り、これ以外の構成は従来の流体圧縮機１と同一であ
る。

すなわち、流体圧縮機１は、第４図及び第１図に示すよ
うに、密閉ケース２内にモータ部３及び圧縮部４等を内
蔵している。

モータ部３は、密閉ケース２の内周面に固定された略環
状のモータステータ５内に略環状のモータステータ６を
配設している。

圧縮部４は円筒状のシリンダ7Aをモータロータ６の中心
孔内に内嵌固着しており、シリンダ7Aの軸方向両端を、
密閉ケース２の内面に固定した軸受8A,9Aにより回転自
在に支持すると共に、気密に閉塞している。

シリンダ7A内にはその内径よりも小径の回転体としての
ロータピストン10がシリンダ7Aの軸方向に沿って配設さ
れている。

ロータピストン10は、その中心軸Ａをシリンダ7Aの中心
軸Ｂに対して、距離ｅだけ偏心させていると共に、ロー
タピストン10の外周面の一部をシリンダ７の内周面に接
触させている。

ロータピストン10の両端部は、軸受8A,9Aにより夫々回
転自在に支持されている。

また、ロータピストン10の図中右端部外周面に穿設され
た図示しない係合溝内には、シリンダ7Aの内周面から半
径方向に突出する駆動ピン11がシリンダ7Aの径方向に沿
って進退自在に挿入されている。

従って、モータ部２に通電してシリンダ7Aがモータロー
タ６と一体的に回転すると、このシリンダ７の回転力が
駆動ピン11を介してロータピストン10に伝達され、その
ために、ロータピストン10の一部がシリンダ7Aの内周面
に接触した状態で回転する。

この溝12は、そのピッチがシリンダ7Aの図中右端から左
端に向って、すなわち、シリンダ7Aの吸込管13側から吐
出管14側に向って、徐々に小さくなるように形成されて
いる。

また、ブレード15の外周面はシリンダ7Aの内周面に密着
した状態でシリンダ７の内周面上をスライドする。

上記シリンダ7Aの内周面とロータピストン10の外周面と
の空間は、シリンダ7Aの軸方向に沿って、ブレード15に
より複数の作動室16,16…に仕切られて区画形成されて
いる。

各作動室16はブレード15の隣合う２つの巻き間に規定さ
れており、ブレード15に沿ってロータピストン10とシリ
ンダ7Aの内周面との接触部から、次の接触部まで延びた
略三日月状をなしている。これら作動室16の容積はシリ
ンダ7Aの吸込側から吐出側に行くに従って徐々に小さく
なっている。

また、軸受9Aにはその軸方向に延びて吸込管13と連通す
る吸込口17が貫通形成されている。

一方の軸受8Aに穿設された吐出孔18の一端はシリンダ7A
の吐出側端内に開口し、吐出孔18の他端は密閉ケース２
内部に開口している。

このように構成された流体圧縮機１では、モータ部３が
通電されると、モータロータ６が回転し、これと一体に
シリンダ7Aが回転する。

さらに、これと同時に、ロータピストン10がその外周面
の一部をシリンダ7Aの内周面に接触させた状態で回転さ
れる。

このようなロータピストン10とシリンダ7Aとの相対的な
回転運動により、冷媒ガスが吸込管13及び吸込口17を通
してシリンダ7A内に吸い込まれる。

これらの作動室16.16…の容積が、シリンダ7Aの吸込側
から吐出側に行くに従って徐々に小さくなっていること
から、冷媒ガスは、吐出側へ順次移送される間に徐々に
圧縮される。

そして、第１図で示すこの実施例はシリンダ7Aは、その
軸方向両端部の内径De₁,De₂を、軸方向中間部の内径Do
より小径に縮径したものであり、例えば、第１図に示す
ように図中右側の軸受9Aにより回転自在に支持されるシ
リンダ7Aの一端部内周面に、内径がDe₁の内向きフラン
ジ20を一体に突設すると共に、図中左側の軸受8Aにより
回転自在に支持されるシリンダ7Aの他端部内に、内径が
De₁と等径のDe₂のシリンダスリーブ21を内嵌固着し、こ
のシリンダスリーブ21の外周部にはその軸方向に貫通す
る吐出孔22を穿設している。

このシリンダスリーブ21は、シリンダ7A内に、その図中
左端部からロータピストン10を挿入した後、シリンダ7A
の図中左端部内に嵌入固着される。

そして、このようなシリンダ7Aの軸方向両端部の内径De
₁,De₂の縮径に対応して、これら縮径部内に挿入される
軸受8A,9Aの摺動部を縮径している。

従って、この実施例によれば、軸受8A,9Aにより回転自
在に支持されるシリンダ7Aの両端部の内径De₁,De₂は、
ブレード15を収容するシリンダ7Aの軸方向中間部の内径
Doよりも所要の小径に縮径されている。

その結果、この実施例によれば、内向きフランジ20及び
シリンダスリーブ21とによりその内径De₁,De₂に縮径し
た分だけ、各軸受8A,9Aとの摺動面積の縮小化を図るこ
とができ、軸受8A,9Aの摺動ロスの低減を図ることがで
きる。

この摺動ロス低減効果は、軸受摺動ロスが回転体（ロー
タピストン10）の回転数の２乗に比例して増大するの
で、ロータピストン10の高速回転時に顕著な効果とな
る。

また、ブレード15を内蔵するシリンダ7Aの軸方向中間部
の内径Doを縮径化していないので、ブレード15の外径の
大径化を保って、このブレード15に掛かる応力の低減を
図ることができる。

すなわち、ブレード15の外周径が大きい程、ブレード15
がブレード溝12を出入りするときの変形量が小さくなる
ので、ブレード15の大径化によりブレード15に掛かる応
力を低減することができる。

その結果、ブレード15の耐久性の向上を図ることができ
る。尚、第１図中、符号23はロータピストン10の吸込側
端部の軸心部に軸方向に所要長穿設された導入孔であ
り、この導入孔23の出口23aはロータピストン10の軸心
部から半径方向に屈曲して、ロータピストン10の図中右
端部外周面に開口し、導入孔23の入口23bは軸受9Aの軸
心部に穿設された吸込孔17Aと連通している。

従って、第４図に示す吸込管13から吸込まれた冷媒ガス
は、第１図に示す吸込孔17A、導入孔23を経て、シリン
ダ7Aの吸込側端部内に吸込まれる。

また、上記実施例では、シリンダ7Aの軸方向一端部内に
内向きフランジ20を一体に穿設した場合について説明し
たが、本考案はこれに限定されるものではなく、例えば
上記内向きフランジ20に代えて、第３図に示すように内
径がDe₁のシリンダスリーブ24を、シリンダ7A内にロー
タピストン10を収容した後、シリンダ7Aの一端部に内嵌
し固着するように構成してもよい。

従って、この実施例によれば、シリンダ7Aに内向きフラ
ンジ20を一体的に穿設しないので、シリンダ7Aの全体を
その内径Doが一端から他端までの等径の簡単な円筒形に
形成すればよいので、シリンダ7Aの加工性の簡単化を図
ることができ、その加工作業性の向上を図ることができ
る。

［考案の効果］以上説明したように本考案は、シリンダを軸支する軸受
摺動部の径寸法を小さくできるので、摺動部の摺動面積
を縮小し、摺動ロスの低減を図ることができると共に、
ブレードが接触する部分である作動室を形成するシリン
ダの内径は大径化を図ることができ、ブレードに掛かる
応力を低減し、その耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる流体圧縮機の一実施例の要部縦
断面図、第２図は第１図で示すシリンダの縦断面図、第
３図は本考案の他の実施例のシリンダの縦断面図、第４
図は従来の流体圧縮機の全体構成を示す縦断面図、第５
図は第４図の圧縮部の縦断面図、第６図は第５図で示す
シリンダの縦断面図である。１……流体圧縮機、２……密閉ケース、３……モータ
部、４……圧縮部、7,7A……シリンダ、8,8A,9,9A……
軸受,10……ロータピストン（回転体）、12……ブレー
ド溝、13……吸込管、14……吐出管、15……ブレード、
16……作動室、20……内向きフランジ、21……シリンダ
スリーブ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダと、このシリンダを軸支する軸受
と、このシリンダ内に偏心配置された回転体と、この回
転体に形成された不等ピッチからなる螺旋状の溝と、こ
の溝に嵌め込まれ上記回転体と上記シリンダとの間に複
数の作動室を区画形成するブレードとを備え、上記シリ
ンダを軸支する軸受摺動部の径寸法を、上記作動室を形
成する部分のシリンダ内径よりも小さくなるように構成
したことを特徴とする流体圧縮機。