JPS59168290A - スクリユ−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】 技術分野 本発明はスクリュー圧縮機に関するものであり、特にロ
ータの支持構造の改善並びにその支持構造の改善に伴う
運転効率の改善に関するものである。

従来技術。

スクリュー圧縮機は蝮旋突起を有する雄ロータとその鯉
旋突起と噛み合う螺旋溝を有する即ロータとがロータケ
ーシング内で回転させられるとき、両ロータとロータケ
ーシングとに囲まれた空間の容積が変化することを利用
して、すなわち、この空間を圧縮室として気体を圧縮す
るものである。

気体の吸入口はロータケーシングの両ロータの第１端部
を囲む部分に形成され、吐出口は両ロータの第２端部の
端面に対向する側壁部に形成されるのが普通である。す
なわち、吐出口は側壁部を貫通して、その側壁部を間に
挟んでロータ室とは反対側に形成された吐出室に連通さ
せられるのである。しかし、この側壁部には両ロータの
軸受部も設けられるのであり、この軸受部は吐出室側へ
突出させられるために吐出室の容積が削減され、吐出室
の機能、すなわち、吐出された気体中に含まれる潤滑油
の分離機能や吐出脈動の低減機能が不十分となり易い。

そして、この問題を解消するために吐出室を拡大すれば
圧縮機が大形化してしまうのである。

第１発明の目的・構成・効果 本願の第１発明は従来技術の上記のような欠点を解消す
るために、従来側壁部に設けられていた推ロータと１１
（ｌロータとの軸受部の少なくとも一方を側壁部から取
り除き得るスクリュー圧縮機を提供することを第１の目
的として為されたものであり、その要旨とするところは
、雌雄両ロータの少なくとも一方のものの第２端部、す
なわち吐出側端部の端面の中心に四部を設ける一方、側
壁部のその凹部に対向する部分にその凹部と相対回転可
能に嵌合する突部を設け、これら凹部と突部との嵌合に
よって、その凹部が設けられたロータの吐出側端部を側
壁部に支持させたことにある。

すなわち、本第１発明に係るスクリュー圧縮機において
は軸受部が雌雄両ロータのいずれか一方または両方の内
部に設けられることとなるが、これらロータは所定の大
きさの圧縮室を形成する必要上、相当な直径と長さを有
するのが普通であるため、これらの内部に軸受部を設け
ることは十分可能である。そして、側壁部に軸受部を設
ける必要がなくなる分だけ吐出室の容積を大きくするこ
とができ、潤滑油分離や吐出脈動低減等の吐出室に要求
される機能を高めることができ、また、これらの機能を
従来と同じにすれば圧縮機を小形化することができるの
である。

第２発明の目的・構成・効果 更に、以上のように側壁部から軸受部を改り除くことが
できるという事実を利用すれば、スクリュー圧縮機のト
ップクリアランスを減少させることができる。すなわち
、軸受部が除かれた後のスペースに吐出弁を設ければト
ップクリアランスは短い吐出口の容積まで減少させるこ
とができ、圧縮機の運転効率が向上するのであり、これ
が本願の第２発明の要旨である。

両ロータの回転に伴って１個の圧縮室による圧縮仕事に
よりトップクリアランスに押し込められた気体の一部は
、次の圧縮室がそのトップクリアランスと連通したとき
その圧縮室側へ再膨張することを避は得ないのであり、
この再膨張する気体の量はトップクリアランスが大きい
ほど大きくなるため、トップクリアランスを小さくすれ
ばするほど圧縮機の運転効率を向上させ得るのである。

また、トップクリアランスから圧縮室に再膨張する気体
が多ければ吐出温度が高くなるため、ト・７ブクリアラ
ンスを減少させれば吐出温度も低くすることができる。

また、トップクリアランス内の高圧気体は圧縮機の停止
時にロータを逆転させる作用を為すため、トップクリア
ランスを小さくすればこのロータの逆転を防止または低
減させることができる。

更に、ロータのリヤ側端部を側壁部の突部に支持させれ
ば、リヤ側の支持点が従来のスクリュー圧縮機に比較し
てフロント側へ移動することとなるため、フロント側の
ラジアル軸受の負荷が低下し、これを小形化し得る効果
も得られる。

実施例 以下、本願の第１および第２発明を冷房装置の冷媒圧縮
機に適用した場合の二、三の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図において１０はロータケーシング本体であり、両
端開口部を覆うフロントサイドプレート１２およびリヤ
サイドプレート１４とともにロータケーシング１５を構
成している。ロータケーシング本体１０には第２図から
明らかなように円形断面の穴が互いに平行に、目、つ、
部分的に重合するように形成されてロータ室１６を成し
ている。

このロータ室１６内には螺旋突起１８を備えた雄ロータ
２０と！Ｉ旋溝２２を備えた雌ロータ２４とが配設され
ており、両ロータは螺旋突起１８と螺旋溝２２とによっ
て噛み合わされている。雄ロータ２０は第１図から明ら
かなように両端面がサイドプレート１２および１４に接
触または極く近接した状態にあり、その両端面から突出
した軸２６および２８がそれぞれ両サイドプレート１４
および１２によってラジアル軸受３０を介して回転可能
に支承されている。軸２６を支承するためにリヤサイド
プレート１４には軸受部３１が設けられており、また、
軸２８側にはスラスト軸受３２が設けられて、雄ロータ
２０のスラスト荷重を受けるようになっている。これに
対して、即ロータ２４は一端面から突出した軸３４がラ
ジアル軸受３０とスラスト軸受３２とを介してフロント
サイドプレート１２に支承されているが、他端面には軸
は形成されておらず、代わりに円形断面の有底穴３６が
形成されている。この有底穴３６にはりャサイドプレー
ト１４に固定の軸部材３８が嵌入させられ、これら軸部
材３８と有底穴３６との回転可能な嵌合により雌ロータ
２４がリヤサイドプレート１４によって回転可能に支承
されている。軸部材３８は小径部と大径部とを備えた段
付軸状の部材であって、小径部がリヤサイドプレート１
４に形成された穴に圧入されることによってリヤサイド
プレート１４に固定されている。すなわち、本実施例に
おいてはりャサイドプレート１４がロータケーシング１
５の側壁部を構成し、軸部材３８の大径部がその側壁部
からロータ室１６側に突設された突部を形成しているの
である。なお、本実施例においては有底穴３６吉軸部材
３日とが直接嵌合させられて有底穴３６の内周面が平軸
受の役割を果たすようにされているが、有底穴３６の内
側に軸受メタルを嵌合することも可能である。

ロータケーシング本体１０には、第２および第３図に示
すように冷媒ガスを吸入するための吸入口４０が形成さ
れている。この吸入口４０は嘩雄両ロータのフロントサ
イドプレート１２例の端部（この端部側から気体が吸入
されるため、この端部を吸入側端部と称し、反対側の端
部を吐出側端部と称することとする）を囲む部分に形成
されており、両ロータ２０および２４とロータケーシン
グ１５とに囲まれた複数の圧縮室４２の容積が両ロータ
２０および２４の回転に伴って増大する間はこれらの圧
縮室４２が吸入口４０と連通状態を保ち得る形状に形成
されている。一方、リヤサイドプレート１４の、圧縮室
４２の容積が最も小さくなる位置に対応する部分に吐出
口４４が形成されている。吐出口４４はリヤサイドプレ
ート１４を直角に貫通する円形断面の貫通穴であって、
そのロータ室１６側とは反対側の開口は常には吐出弁４
６によって塞がれている。吐出弁４６はり一ド弁であっ
てリヤサイドプレート１４の背面に沿って配設され、第
４図に最も明瞭に示されているように一端部がリフト量
規制部材４８とともにボルト５０によってリヤサイドプ
レート１４に固定されている。

リヤサイドプレート１４の背面はリヤハウジング５２に
よって覆われており、このリヤハウジング５２の内部空
間が吐出室５４とされている。吐０ 出室５４はリヤサイドプレート１４に固定されたフィル
タ５６によって二つの部分に分割されており、吐出口４
４から吐出された冷媒ガスからフィルタ５６によって潤
滑油が分離され、吐出室５４の下方部分によって構成さ
れている油溜５８に貯溜されるようになっている。一方
、冷媒ガスは容積の大きな吐出室５４内において脈動を
低減させられた後、吐出ポート６０から冷房装置に向か
って供給される。リヤ→トイドブレート１４には潤滑油
供給通路６２が形成されており、油溜５８に貯えられた
潤滑油が吐出室５４の圧力によってラジアル軸受３０並
びに有底穴３６と軸部材３８との摺動面に供給されるよ
うになっている。この潤壱油は、圧縮室４２へ漏洩して
ロータ２０，２４の吐出側端面の潤滑、シール効果を向
上させるが、圧縮室圧力も高まっているため、過度の漏
洩は防止される。

一方、フロントサイドプレー１・１２の前面はフロント
ハウジング６４によって覆われており、このハウジング
６４内の空間は第３図に示す連通路１ ６６によって吸入口４０と連通させられており、この連
通路６６からフロントハウジング６４内の空間に流入す
る冷媒ガスに運ばれる潤滑油によってラジアル軸受３０
．スラスト軸受３２および軸封装置６８等が潤滑される
ようになっている。

以上の説明から明らかなように、本実施例のスクリュー
圧縮機は雌ロータ２４の吐出側端部がリヤサイドプレー
ト１４に固定の軸部材３８によって回転可能に支承され
ているため、従来のスクリュー圧縮機におけるように雌
ロータ２４から突出した軸を回転可能に支承するための
軸受部をリヤサイドプレート１４に設ける必要がない。

従って、その分だけ吐出室５４の容積を大きくすること
ができ、または吐出室５４の容積を従来に同じにすれば
リヤハウジング５２を小形化して圧縮機全体を小形にす
ることができるのである。このようにローフケーシング
の側壁部に軸受部を形成しないようにすれば、吐出室の
容積を大きくし得、または圧縮機を小形化し得るという
効果が得られるのであり、これが第１発明の実施例に相
当する。

２ 本実施例においては、その上、トップクリアランスが吐
出口４４の容積（吐出口４４の横断面積にリヤサイドプ
レート１４の厚さを乗した値）まで小さくされているた
め、圧縮機運転時におけるトップクリアランスから圧縮
室への高圧ガスの再膨張が少なくなる。すなわち、圧縮
室４２の圧力はロータの回転に伴って第５図に示すよう
に上昇するのであるが、圧縮室４２と吐出口４４とが連
通を開始するときの圧縮室圧力と吐出口圧力（これはほ
ぼ吐出室の圧力と等しい）とが等しければ圧縮室４２が
吐出口４４と連通した瞬間から冷媒ガスの吐出が行われ
て圧縮室内の圧力は第５図に破線で示すように一定に保
たれることとなり、この場合には、吐出弁４６が設けら
れていなくても、吐出室５４から圧縮室４２への冷媒ガ
スの再膨張は起きないのであるが、圧縮室４２が吐出口
４４と連通を開始したときの圧縮室圧力より吐出室圧力
が高い場合には、吐出弁４６がなければ圧縮室４２が吐
出口４４と連通した瞬間に吐出室内の冷媒ガスが圧縮室
内へ再膨張することによって圧縮３ 室内の圧力は第５図に実線で示すように急激に高められ
、この高い圧力に抗してロータ２０，２４が回転し、冷
媒ガスを吐出室５４へ吐出することが必要となる。すな
わち、吐出弁４６がなければ第５図に斜線を施した部分
の面積に対応した大きさの動力損失が、各圧縮室４２が
吐出口４４と連通ずる度に発生することとなり、圧縮機
の運転効率が低下してしまうのである。然るに、本実施
例においては短い吐出口４４の出口に吐出弁４６が設け
られてトップクリアランスが小さくされているため、圧
縮室４２が吐出口４４と連通を開始したときの圧力より
吐出室５４内の圧力、すなわち、吐出口４４内の圧力が
高くても圧縮室４２が吐出口４４と連通したとき吐出口
４４内の冷媒ガスが僅かに圧縮室４２内に再膨張すれば
、それで圧縮室４２と吐出口４４との圧力が等しくなる
ため、以後はロータ２０および２４は第６図に実線で示
すように圧縮仕事を行えばよいのであり、動力損失は第
６図に斜線を付した面積に相当する大きさに低減させ得
ることとなる。

４ このようにロータケーシング側壁部からロータの軸受部
を取り除いてその結果化じたスペースに吐出弁を設けれ
ば、前述の吐出容積増大または圧縮機小形化の効果の伯
に圧縮機運転効率向上の効果が得られるのであり、この
ようにされている本実施例は正に第２発明の実施例なの
である。

本発明の別の実施例を第７図に示す。本実施例装置と上
記実施例装置との主たる相違点は、雌ロータ２４のみな
らず雄ロータ２０の軸受部もリヤサイドプレート１４か
ら取り除かれていることである。そのためにリヤサイド
プレート１４には軸部材３８が１個追加されており、こ
れが雄ロータ２０の吐出側端部端面の中央に形成された
有底穴３６に嵌入させられている。本実施例においては
りャサイドプレート１４の背面は完全に平面となってい
るため、吐出弁４６およびリフト量規制部材４８の配置
の自由度が増すこととなる。また、軸受部を覆う必要が
ないため、フィルタ７０は前記実施例におけるフィルタ
５６より小形化されている。また、吐出室５４の容積は
更に増大させら５ れて脈動防止機能が向上させられている。その他の部分
については前記実施例と同様であるため同一の部分には
同一の符号を付して両者の対応関係を示し、詳細な説明
は省略する。

上記各実施例においてはりャサイドプレート１４がロー
タケーシング本体１０からも、また、リヤハウジング５
２からも独立させられて平板状を為していたが、これは
ロータケーシング本体またはリヤハウジングと一体に形
成された側壁部であっても差支えない。また、その側壁
部に突設されてロータを回転可能に支承する突部も側壁
部と一体に形成することが可能である。

更に、前記各実施例においては雄ロータ２０や雌ロータ
２４に形成された有底穴３６の内周面が平軸受としての
機能を果たすようにされていたため負荷容量が大きく、
直径を小さくすることができたのであるが、有底穴３６
と軸部材３８との間に転がり軸受を介在させることも可
能である。

また、吐出弁は必ずしもリヤサイドプレート１４のよう
な側壁部の表面に沿って配設される必要６ はなく、側壁部に四部を形成して、その中に吐出弁を配
設することによって吐出口の長さを短くし、それによっ
てトップクリアランスを更に減少させることも可能であ
る。更に、吐出弁自体もリード弁に限定されるものでは
なく、ポペットバルブ等地の吐出弁の使用も可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である冷媒ガス圧縮用スクリ
ュー圧縮機の平面断面図である。第２図は第１図におけ
る■−■断面図であり、第３図は上記圧縮機の一部を断
面（第２図における■−■断面）にして示す底面図であ
る。第４図は第１図におけるＴＶ−ＴＶ断面図である。 第５図および第６図は上記圧縮機の利点を説明するため
のグラフである（第６図は第５図のＡ部に相当する部分
のみを示す）。第７図は本発明の別の実施例である冷媒
ガス圧縮用スクリュー圧縮機の正面断面図である。 １０：ロータケーシング本体 １２：フロントサイドプレート ７ １４：リヤサイドプレート（側壁部） １５：ロータケーシング １８：螺旋突起　　　　２０：雄ロータ２２：悄旋溝　
　　　　２４：雌ロータ３６：有底穴（四部）　　３８
：軸部材（突部）４２：圧縮室　　　　　４４：吐出口 ４６：吐出弁　　　　　５４：吐出室 出願人　株式会社　豊田自動ｍ機製作所８ 第２」よ へ１　　　叶 第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　螺旋突起を有する雄ロータと該螺旋突起と噛
   み合う蝮旋溝を有する［ロータとがロータケーシング内
   で回転させられ、該ロータケーシングの該両ロータの第
   １端部を囲む部分に形成された吸入口から気体が吸入さ
   れ、第２端邪の端面に対向する側壁部に形成された吐出
   口から吐出されるスクリュー圧縮機において、 前記両ロークの少なくとも一方のものの前記第２端邪の
   端面の中心に四部を設ける一方、前記側壁部の該凹部に
   対向する部分に該凹部と相対回転可能に嵌合する突部を
   設け、該凹部と該突部との嵌合によって、該凹部が設け
   られたロータの第２端部を前記側壁部に支持させたこと
   を特徴とするスクリュー圧縮機。
2. （２）前記突部が、前記側壁部に形成された穴に一端部
   が嵌入させられて固定された軸部材である特許請求の範
   囲第１項記載のスクリュー圧縮機。
3. （３）前記凹部と前記突部とが微小なりリアランスで嵌
   合され、該凹部の内周面が平軸受とされている特許請求
   の範囲第１項または第２項記載のスクリュー圧縮機。
4. （４）螺旋突起を有する雄ロータと該螺旋突起と噛み合
   う甥旋溝を有する雌ロータとがロータケーシング内で回
   転させられ、該ロータケーシングの該両ロータの第１端
   部を囲む部分に形成された吸入口から気体が吸入され、
   第２端部の端面に対向する側壁部に形成された吐出口か
   ら吐出されるスクリュー圧縮機において、 前記両ロータの少なくとも一方のものの前記第２端部の
   端面の中心に凹部を設ける一方、前記側壁部の該凹部に
   対向する部分に該凹部と相対回転可能に嵌合する突部を
   設け、該凹部と該突部との嵌合によって、該凹部が設け
   られたロータの第２端部を前記側壁部に支持させるとと
   もに、該側壁部の該突部が設けられた側とは反対側に吐
   出弁を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
5. （５）前記吐出弁が、前記側壁部の前記突部が設けられ
   ている側とは反対側の表面に沿って配設され、一端部が
   該表面に固定される一方、他端部が該側壁部を貫通して
   形成された吐出口の該表面側の開口を塞ぐリード弁であ
   る特許請求の範囲第４項記載のスクリュー圧縮機。