JP2001165081A - 圧縮機およびその圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた冷凍または冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーン背部内の液体が急激な圧力上昇を発生
し、各部を破損するという問題、トルクアップをして効
率を低下させる問題を解消する。 【解決手段】 シリンダ７の前部または後部閉塞板４，
１０の少なくとも一方にはロータシャフト１に設けられ
た複数のスリット溝３と連通し、ベーン２の背部に冷媒
または冷凍機油等の流体を保持できる背圧室１１a，１
１ｂを有し、シリンダ２とロータシャフト１と前部、後
部閉塞板４，１０によって形成された閉空間の容積をロ
ータシャフト１の回転によって摺動するベーン２によっ
て、ロータシャフト１の回転方向に減少し、冷媒を吐出
室１４に圧送できる圧縮機で、ベーン背部に冷媒または
冷凍機油を保持できる背圧室の一部にベーン２の背部の
圧力上昇防止のための弁１６を設け、弁１６が閉状態の
ときには、ベーン背部の圧力を保持し、弁１６が開状態
のときにはベーン背部の圧力を吐出室１４内に開放する
ことができる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機およびその圧
縮機を備えた冷凍または冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧縮機は、図４に示すように冷媒
を吸入する吸入穴（図示せず）と圧縮した冷媒を吐出す
る吐出穴４１を有するシリンダ４２内をシリンダ内径の
中心に対して偏芯した位置を中心として回転するロータ
シャフト４３と、前記ロータシャフト４３に設けられた
複数のスリット溝４４内を摺動自在に設置されたベーン
４５と、前記シリンダ４２の両端面に位置し、前記シリ
ンダ４２の両開口端を閉塞するとともに、前記ロータシ
ャフト４３を回動自在に保持できる軸受け部を有する前
部閉塞板４６と後部閉塞板４７からなり、前記前部閉塞
板４６または前記後部閉塞板４７の少なくとも一方には
前記ロータシャフト４３に設けられた複数のスリット溝
４４と連通し、前記ベーン４５の背部に冷媒または冷凍
機油等の流体を保持できる背圧室４８を有し、前記ベー
ン背部に冷媒または冷凍機油を保持できる背圧室４８
は、冷媒の圧縮の開始点にてベーン背部に連通し、圧縮
終了の直前位置にてベーン背部との連通を閉塞し再度ベ
ーン背部が前記背圧室４８と連通するまでの間は、特に
高負荷での運転時等に冷媒圧縮力の分力として、ベーン
４５を押し込む方向に作用する力に打ち勝つように、ベ
ーン背部に保持された冷媒または冷凍機油を閉じ込んだ
状態のまま保持できるように略Ｃ字型の形状をして構成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、例えばその使用上自動車用の空気調和装
置の部品として用いる圧縮機のほとんどのモードである
断続運転時の、特に高速モードで断続した場合、ベーン
背部及び前記背圧室４８内に液冷媒や冷凍機油等が残存
した状態で加速を行うと、前記ベーン背部内に閉じ込ま
れた液体が各部隙間を通って逃げる間もなく急激な圧力
上昇を発生し、各部の破損に至るという課題を有してい
た。また、連続運転時であっても前記ベーン背部及び前
記背圧室４８内に冷凍機油等が閉じ込まれた状態で運転
を行うため、低負荷の運転状態であっても、前記ベーン
背部が前記背圧室４８と連通していない時には、常にベ
ーン背部内にてベーン４５が液圧縮を行っており、トル
クアップの要因となり効率を低下させていた。

【０００４】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、高速での断続運転モード時のベーン背部の
急激な圧力上昇を防ぐとともに、通常運転モードにおい
てもトルクアップを招くことなく運転できる圧縮機を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、冷媒を吸入する吸入穴と圧縮した冷媒を吐
出する吐出穴を有するシリンダ内をシリンダ内径の中心
に対して偏芯した位置を中心として回転するロータシャ
フトと、前記ロータシャフトに設けられた複数のスリッ
ト溝内を摺動自在に設置されたベーンと、前記シリンダ
の両端面に位置していて前記シリンダの両開口端を閉塞
し、前記ロータシャフトを回動自在に保持できる軸受け
部を有する前部閉塞板と後部閉塞板を備え、前記前部閉
塞板または前記後部閉塞板の少なくとも一方には前記ロ
ータシャフトに設けられた複数のスリット溝と連通して
いて前記ベーンの背部に冷媒または冷凍機油等の流体を
保持できる背圧室を有し、前記シリンダと前記ロータシ
ャフトと前記前部閉塞板、前記後部閉塞板によって形成
された閉空間の容積を前記ロータシャフトの回転によっ
て摺動するベーンによって、前記ロータシャフトの回転
方向に徐々に減少していき、冷媒を吐出室に圧送する圧
縮機において、前記ベーン背部に冷媒または冷凍機油を
保持できる背圧室の一部にベーンの背部の圧力上昇防止
のための弁を設け、前記弁が閉状態のときには、ベーン
背部の圧力を保持し、前記弁が開状態のときにはベーン
背部の圧力を吐出室内に開放することができるようにし
たものである。

【０００６】上記構成によって、高速での断続運転モー
ド時のベーン背部の急激な圧力上昇を防ぎ耐久性におい
て優れた圧縮機を提供することができる。

【０００７】また、背圧室を独立した２つ以上の溝によ
って構成することにより、高負荷状態の運転状態におい
て圧縮力の分力として働くベーンを押し縮める方向の力
には充分打ち勝ち、必要以上にベーン背部の圧力が上昇
した場合には、その圧力を逃がすことができる耐久性に
優れた圧縮機を提供することができる。

【０００８】また、背圧室を吐出室に近いほうの閉塞板
に設けることにより、前記閉塞板に貫通穴をあけ、そこ
を鋼球等のボールとバネ等の弾性体でシールするという
簡単な構成によって前記背圧室の圧力を吐出室へバイパ
スさせることができる。

【０００９】さらに、独立した２つの背圧室を前部閉塞
板と後部閉塞板に独立して設けることにより、回転方向
に独立した背圧室のラップした部分を設けることができ
るため、通常運転時においてベーン背部の圧力が異常に
上昇した場合にもその圧力を弁を介して吐出室に排出で
き耐久性に優れた圧縮機を提供することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１記載に係る発明は、冷媒
を吸入する吸入穴と圧縮した冷媒を吐出する吐出穴を有
するシリンダ内をシリンダ内径の中心に対して偏芯した
位置を中心として回転するロータシャフトと、前記ロー
タシャフトに設けられた複数のスリット溝内を摺動自在
に設置されたベーンと、前記シリンダの両端面に位置し
ていて前記シリンダの両開口端を閉塞し、前記ロータシ
ャフトを回動自在に保持できる軸受け部を有する前部閉
塞板と後部閉塞板を備え、前記前部閉塞板または前記後
部閉塞板の少なくとも一方には前記ロータシャフトに設
けられた複数のスリット溝と連通していて前記ベーンの
背部に冷媒または冷凍機油等の流体を保持できる背圧室
を有し、前記シリンダとロータシャフトと前記前部閉塞
板、前記後部閉塞板によって形成された閉空間の容積を
ロータシャフトの回転によって摺動するベーンによっ
て、前記ロータシャフトの回転方向に徐々に減少してい
き、冷媒を吐出室に圧送できる圧縮機において、前記ベ
ーン背部に冷媒または冷凍機油を保持できる背圧室の一
部にベーンの背部の圧力上昇防止のための弁を設け、前
記弁が閉状態のときには、ベーン背部の圧力を保持し、
前記弁が開状態のときにはベーン背部の圧力を吐出室内
に開放することができるものである。

【００１１】また、請求項２記載に係る発明は、前記請
求項１記載に係る発明においてベーン背部への冷媒また
は冷凍機油を保持できる背圧室を少なくとも２つ以上の
独立した空間としたものである。

【００１２】また、請求項３記載に係る発明は、前記請
求項１または２記載に係る発明においてベーン背部への
冷媒または冷凍機油を保持できる背圧室を吐出室に近い
ほうの閉塞板側に設けたものである。

【００１３】また、請求項４記載に係る発明は、前記請
求項２記載に係る発明においてベーン背部への冷媒また
は冷凍機油を保持できる独立した少なくとも２つ以上の
背圧室を、一方を前部閉塞板に、他方を後部閉塞板にそ
れぞれ独立して配置したものである。

【００１４】そしてこの構成によれば、高速での断続運
転モード時のベーン背部の急激な圧力上昇を防ぐととも
に、通常運転モードにおいてもトルクアップを招くこと
なく運転できる耐久面・性能面に優れた圧縮機を提供す
ることができる。

【００１５】請求項５記載に係る発明は、上記する請求
項１ないし４のいずれかに記載の圧縮機を備えることに
より耐久面・性能面に優れた自動車用のエアコンなど冷
凍サイクルを備えた冷凍または冷却装置を実現できるも
のである。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００１７】（実施例１）図２は本実施例の圧縮機のロ
ータシャフトを示す分解斜視図で、ロータシャフト１に
は、ベーン２の摺動を可能としたスリット溝３が形成さ
れている。

【００１８】図１は本実施例の圧縮機の組立状態の軸断
面を示した図で、前部閉塞板４には、ロータシャフト１
の回転を保持する軸受け５ａと圧縮機の内部と大気とを
シールする軸封装置６が内蔵されており、ロータシャフ
ト１の先端にはエンジンの回転を伝達し、コンプレッサ
をＯＮ／ＯＦＦする電磁クラッチが取り付けられてい
る。シリンダ７には吐出弁８の開閉によって圧縮冷媒を
吐出する吐出穴９と、冷媒を吸入する吸入穴（図示せ
ず）が設けられている。また、後部閉塞板１０にはロー
タシャフト１の回転を保持する軸受け５ｂとスリット溝
３に連通する位置に第一の背圧室１１ａと第二の背圧室
１１ｂを備えている。前記シリンダ７の内径中心に対し
て偏芯した位置にロータシャフト１を配置し、シリンダ
７の両解放面を前部閉塞板４と後部閉塞板１０によって
閉塞することによって圧縮部分を構成している。更に、
後部閉塞板１０には吐出口１２を備えており、後部閉塞
板１０の背部に位置したカップ状のリアケーシング１３
内に圧縮冷媒を吐出している。更に後部閉塞板１０に設
けられた第二の背圧室１１ｂの一部には第二の背圧室１
１ｂと後部閉塞板１０とリアケーシング１３で囲まれた
吐出室１４とを連通する連通穴１５を有しており、連通
穴１５の一部にはある設定圧力以上になると開弁し第二
の背圧室１１ｂと吐出室１４間を解放し、設定圧力以下
の場合には閉弁し第二の背圧室１１ｂと吐出室１４を分
離する弁機構１６を備えている。

【００１９】上記構成において、例えばその使用上自動
車用の空気調和装置の部品として用いる圧縮機のほとん
どのモードである断続運転時の、特に高速モードで断続
した場合、ベーン背部及び前記第一と第二の背圧室内に
液冷媒や冷凍機油等が残存した状態で加速を行うと、前
記ベーン背部内に閉じ込まれた液体が各部隙間を通って
逃げる間もなく急激な圧力上昇を発生した場合であって
も弁機構１６が開弁することにより急激な圧力上昇を緩
和でき、各部の破損に至ることなく耐久性を向上させる
ことができる。

【００２０】本実施例では、背圧室が第一の背圧室、第
二の背圧室というように分割された場合の実施例を示し
たが、１つの背圧室内に前述と同様の弁機構を設けても
その効果が同様であることは、勿論のことである。ま
た、本実施例では吐出室１４に近い方の後部閉塞板１０
に第一の背圧室１１ａ、第二の背圧室１１ｂを設けた例
を示したが前部閉塞板４の方に第一の背圧室１１ａ、第
二の背圧室１１ｂを設けても第二の背圧室１１ｂから吐
出室１４までのバイパス通路を別途設定すれば、その効
果は本実施例と同じである。

【００２１】（実施例２）図３は、本発明の実施例２を
示す斜視図である。

【００２２】そして、第一の背圧室１１ａと第二の背圧
室１１ｂをそれぞれ前部閉塞板４と後部閉塞板１０に別
々に、かつスリット溝３を介して円周方向で第一の背圧
室１１ａと第二の背圧室１１ｂがラップするように設け
られている。

【００２３】そして、この構成によれば、上記実施例１
の効果の他に、シリンダ７内に溜まった液冷媒や、冷凍
機油を圧縮する場合にその分力として働くベーン２をス
リット溝３に押し込むことによって発生する第一の背圧
室１１ａの圧力をスリット溝３を介して第二の背圧室１
１ｂに逃がし更に、弁機構１６を介して吐出室１４に逃
がすことができ、耐久性に優れた圧縮機を提供すること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明
は、冷媒を吸入する吸入穴と圧縮した冷媒を吐出する吐
出穴を有するシリンダ内をシリンダ内径の中心に対して
偏芯した位置を中心として回転するロータシャフトと、
前記ロータシャフトに設けられた複数のスリット溝内を
摺動自在に設置されたベーンと、前記シリンダの両端面
に位置していて前記シリンダの両開口端を閉塞し、前記
ロータシャフトを回動自在に保持できる軸受け部を有す
る前部閉塞板と後部閉塞板を備え、前記前部閉塞板また
は前記後部閉塞板の少なくとも一方には前記ロータシャ
フトに設けられた複数のスリット溝と連通していて前記
ベーンの背部に冷媒または冷凍機油等の流体を保持でき
る背圧室を有し、前記シリンダと前記ロータシャフトと
前記前部閉塞板、前記後部閉塞板によって形成された閉
空間の容積を前記ロータシャフトの回転によって摺動す
るベーンによって、前記ロータシャフトの回転方向に徐
々に減少していき、冷媒を吐出室に圧送できる圧縮機に
おいて、前記ベーン背部に冷媒または冷凍機油を保持で
きる背圧室の一部にベーンの背部の圧力上昇防止のため
の弁を設け、前記弁が閉状態のときには、ベーン背部の
圧力を保持し、前記弁が開状態のときにはベーン背部の
圧力を吐出室内に開放することができるものである。

【００２５】また、請求項２記載に係る発明はベーン背
部への冷媒または冷凍機油を保持できる背圧室を少なく
とも２つ以上の独立した空間としたものである。

【００２６】また、請求項３記載に係る発明はベーン背
部への冷媒または冷凍機油を保持できる背圧室を吐出室
に近いほうの閉塞板側に設けたものである。

【００２７】また、請求項４記載に係る発明はベーン背
部への冷媒または冷凍機油を保持できる独立した少なく
とも２つ以上の背圧室を、一方を前部閉塞板に、他方を
後部閉塞板にそれぞれ独立して配置したものである。

【００２８】そしてこれらの構成によれば、高速での断
続運転モード時のベーン背部の急激な圧力上昇を防ぐと
ともに、通常運転モードにおいてもトルクアップを招く
ことなく運転できる耐久面・性能面に優れた圧縮機を提
供することができるという効果を奏する。さらに前記す
る構成の圧縮機を備えた冷凍サイクルを例えば自動車の
空調装置などの冷凍または冷却装置に使用すれば前記し
た耐久面・性能面において優れた装置を実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す圧縮機の軸断面図

【図２】同実施例のロータシャフトの分解斜視図

【図３】本発明の実施例２を示すロータシャフトの分解
斜視図

【図４】従来の圧縮機のロータシャフトの分解斜視図

【符号の説明】

１，４３ ロータシャフト ２，４５ ベーン ３，４４ スリット溝 ４，４６ 前部閉塞板 ７，４２ シリンダ ８ 吐出弁 ９，４１ 吐出穴 １０，４７ 後部閉塞板 １１ａ 第一の背圧室 １１ｂ 第二の背圧室 １２ 吐出口 １３ リアケーシング １４ 吐出室 １５ 連通口 １６ 弁機構 ４８ 背圧室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H029 AA05 AA16 AA21 AB03 BB42 BB48 CC05 CC13 CC19 CC23 CC26 3H040 AA09 BB01 BB11 CC10 CC14 CC20 DD08 DD19 DD20 DD33

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を吸入する吸入穴と圧縮した冷媒を
   吐出する吐出穴を有するシリンダ内をシリンダ内径の中
   心に対して偏芯した位置を中心として回転するロータシ
   ャフトと、前記ロータシャフトに設けられた複数のスリ
   ット溝内を摺動自在に設置されたベーンと、前記シリン
   ダの両端面に位置していて前記シリンダの両開口端を閉
   塞し、前記ロータシャフトを回動自在に保持できる軸受
   け部を有する前部閉塞板と後部閉塞板を備え、前記前部
   閉塞板または前記後部閉塞板の少なくとも一方には前記
   ロータシャフトに設けられた複数のスリット溝と連通し
   ていて前記ベーンの背部に冷媒または冷凍機油等の流体
   を保持できる背圧室を有し、前記シリンダと前記ロータ
   シャフトと前記前部閉塞板、前記後部閉塞板によって形
   成された閉空間の容積を前記ロータシャフトの回転によ
   って摺動するベーンによって、前記ロータシャフトの回
   転方向に徐々に減少していき、冷媒を吐出室に圧送する
   圧縮機において、前記ベーン背部に冷媒または冷凍機油
   を保持できる背圧室の一部にベーンの背部の圧力上昇防
   止のための弁を設け、前記弁が閉状態のときには、ベー
   ン背部の圧力を保持し、前記弁が開状態のときにはベー
   ン背部の圧力を吐出室内に開放することができることを
   特徴とする圧縮機。
2. 【請求項２】 ベーン背部への冷媒または冷凍機油を保
   持できる背圧室を少なくとも２つ以上の独立した空間と
   したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 【請求項３】 ベーン背部への冷媒または冷凍機油を保
   持できる背圧室を吐出室に近いほうの閉塞板側に設けた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 【請求項４】 ベーン背部への冷媒または冷凍機油を保
   持できる独立した少なくとも２つ以上の背圧室を、一方
   を前部閉塞板に、他方を後部閉塞板にそれぞれ独立して
   配置したことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
   の圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた冷凍または冷却
   装置。