JP2006291733A

JP2006291733A - ベーンロータリ圧縮機

Info

Publication number: JP2006291733A
Application number: JP2005109661A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawada; 武史川田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、圧力逃がし通路の圧縮室側端部と、弁体側の端面により形成される通路空間内の高圧冷媒により、ベーンが圧力逃がし通路の圧縮室側の開口部を通過する毎に、ベーンの挙動が不安定になり、作動音の悪化を生じるという課題を有していた。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明は、後部側板に設けた圧力逃がし通路とほぼ同等な凹部を、後部側板に設けた圧力逃がし通路に対向する前部側板に設けることにより、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、後部側板にある圧力逃がし通路をベーンが通過する際に、前部側板にも同様の面積を有する凹部を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力が相殺され、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車用の空調用圧縮機に関する。

従来、この種のベーンロータリ圧縮機は、圧縮室が設定圧力以上に上昇した時に、ベーンが折れ、圧縮機がロックする等の不具合が発生しないよう、圧縮室の圧力が異常な高圧になった時には、圧縮室と高圧室を連通する逃がし通路を設けている高圧室内圧リリーフ構造が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

図７から図９は、従来の高圧室内圧リリーフ構造を示すものである。円筒内壁を有するシリンダ１と、その外周の一部がシリンダ１内壁と微少隙間を形成するロータ２と、ロータ２に設けられたベーンスロット４内に摺動自在に挿入された複数のベーン３と、ロータ２と一体的に形成され回転自在に軸支される駆動軸５と、エンジンなどの駆動源により動力伝達するクラッチ６である。それぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に圧縮室９を形成する前部側板７および後部側板８と、低圧側の圧縮室９に連通する吸入口１０、高圧側の圧縮室９に連通する吐出口１１、吐出口１１に配設された吐出弁１２、高圧通路１４に連通し、その底部に分離貯留された潤滑油と給油装置１５を配設し、高圧室１６を形成する高圧ケース１３、圧縮室９と高圧室１６とを連通する圧力逃がし通路１８ａを、バネ１９ａの付勢力により座部２０ａに当接し、遮断する球状の弁体１７ａであり、圧力逃がし通路１８ａの圧縮室９の端部に通路空間２１ａを形成している。

以上のように構成されたベーン回転式圧縮機の内圧リリーフ装置について、以下その動作について説明する。

エンジンなどの駆動源（図示せず）より、クラッチ６を介して、動力伝達される駆動軸５、ロータ２が図８において、反時計方向に回転すると、これに伴い低圧冷媒が吸入ポート２２を通り、吸入口１０により圧縮室９に流入する。ロータ２の回転に伴う圧縮室９の容積減少により圧縮された高圧冷媒は、吐出口１１より、吐出弁１２を押し上げて高圧通路１４より高圧ケース１３に流入し、油分離装置により、潤滑油を高圧ケース１３の底部に分離貯留する。この分離された潤滑油は、給油装置１５によりロータ２、ベーン３、前部側板７、後部側板８相互間の摺動潤滑油及び、ベーン３の背圧制御用の作動油に供される。

一方、潤滑油を分離された高圧流体は、吐出ポート２３より、周知の冷凍サイクル（図示せず）を経て仕事をし、再び低圧流体として、吸入ポート２２に帰還する。

また、図９に示すように、後部側板８に形成された座面２０ａにバネ１９ａによる一定の付勢力で当接、シールされ、圧縮室９と高圧室１６とを遮断する弁体１７ａは圧縮機の長時間停止後の再運転時などに発生する液圧縮現象によって圧縮室９内の圧力が異常に上昇した場合は、バネ１９ａによる付勢力に打ち勝ち、圧力逃がし通路１８ａを開口し、圧縮室９内の圧力を高圧室１６に開放する。
特開平１−２４４１８９号公報

しかしながら上記従来例に示す構成では、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、圧力逃がし通路１８ａの圧縮室９側端部と、弁体１７ａ側の端面により形成さ
れる通路空間２１ａ内の高圧流体により、ベーン３が圧力逃がし通路１８ａの圧縮室９側の開口部を通過する毎に、開口部に貯留する高圧流体の圧力を受け、ベーン３の挙動が不安定になり、作動音の悪化を生じる。

また、ベーン３が圧力逃がし通路１８ａを通過時に受ける面積を減少させることにより、圧力逃がし通路１８ａ通過時のするベーン３の挙動を安定化することが、可能であるが、圧力逃がし通路１８ａが小さい場合、液圧縮時に液が逃げる量が少なくなり、過大なサージ圧が圧縮室９に発生しベーン３に繰り返し応力がかかり、最悪時にはベーン破損を引き起こすなど信頼性を低下させていた。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、液圧縮時に液が逃げる量を少なくすることなく、信頼性を保ち、通常の運転時の作動音を悪化させない内圧リリーフ装置を備えたベーンロータリ圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するため、本発明のベーンロータリ圧縮機は、筒状内壁を有するシリンダと、このシリンダ内において常時その外周面の一部がシリンダ内壁とアキシャルシール点において微少隙間を形成するように配設されたロータと、このロータに設けられた複数のベーンスロット内に出没自在に挿入されその先端がシリンダ内壁に当接する複数のベーンと、前記ロータを回転自在に支持しかつシリンダの両端部をそれぞれ閉塞し内部に圧縮室を形成する前部側板および後部側板と、シリンダ内の圧縮室に開口する吐出口と、高圧ケースにより形成される高圧室とによって圧縮機本体を構成し、前記後部側板の圧縮行程途中の部位に、前記シリンダ内圧縮室と高圧ケース内の高圧室とを連通させる圧力逃がし通路を有し、この圧力逃がし通路の高圧室への出口端部に座部を形成し、さらに弁体とこの弁体を前記座部に当接させる手段とを備え、前記後部側板に設けた前記圧力逃がし通路とほぼ同等な凹部を、前記後部側板に設けた圧力逃がし通路に対向する前記前部側板に設けたものである。

これによって、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、後部側板にある圧力逃がし通路をベーンが通過する際に、前部側板にもほぼ同等な凹部を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力が相殺され、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、作動音の悪化を防ぐこととなる。

また、本発明のベーンロータリ圧縮機は、前記凹部は、前記後部側板に配設された圧力逃がし通路と前記弁体とからなる容積とほぼ同一の容積であることとしたものである。

これによって、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、後部側板にある圧力逃がし通路をベーンが通過する際に、前部側板にも同様の面積および容積を有する凹部を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力が相殺され、更に、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、作動音の悪化を防ぐこととなる。

また、本発明の圧縮機は、前記凹部の底部の面積は、開口部の面積以下であることとしたものである。

これによって、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、凹部の容積を最小化でき、凹部の高圧流体の低圧側圧縮室へのリークを最小限に留めることにより、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化による、作動音の悪化を防ぐと同時に、圧縮効率の低下、吐出温度の上昇が防止できる。

また、本発明の圧縮機は、前記弁体が前記圧力逃がし通路の圧縮室側端面より前記座部までの容積にほぼ等しい突起部ａを有することとしたものである。

これによって、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、圧力逃がし通路の圧縮室側端部と、弁体側の端面により形成される通路空間が狭くなるため貯留高圧流量が少なくなり、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、作動音の悪化を防ぐと同時に、圧縮効率の低下、吐出温度の上昇が防止できる。

また、本発明の圧縮機は、前記凹部を、素材形成時に鋳抜きにより形成したものである。

これによって、従来の工法を変更させることなく、安価で構成することが可能となる。

本発明のベーンロータリ圧縮機は、液圧縮時に液が逃げる量を少なくすることなく、信頼性を保ち、内圧リリーフ装置をベーンが通過する際にもベーン挙動を安定化させ、ベーンロータリ圧縮機の作動音を低減化することができる。

第１の発明は、筒状内壁を有するシリンダと、このシリンダ内において常時その外周面の一部がシリンダ内壁とアキシャルシール点において微少隙間を形成するように配設されたロータと、このロータに設けられた複数のベーンスロット内に出没自在に挿入されその先端がシリンダ内壁に当接する複数のベーンと、前記ロータを回転自在に支持しかつシリンダの両端部をそれぞれ閉塞し内部に圧縮室を形成する前部側板および後部側板と、シリンダ内の圧縮室に開口する吐出口と、高圧ケースにより形成される高圧室とによって圧縮機本体を構成し、前記後部側板の圧縮行程途中の部位に、前記シリンダ内圧縮室と高圧ケース内の高圧室とを連通させる圧力逃がし通路を有し、この圧力逃がし通路の高圧室への出口端部に座部を形成し、さらに弁体とこの弁体を前記座部に当接させる手段とを備えた圧縮機において、前記後部側板に設けた前記圧力逃がし通路とほぼ同等な凹部を、前記後部側板に設けた圧力逃がし通路に対向する前記前部側板に設けることにより、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、後部側板にある圧力逃がし通路をベーンが通過する際に、前部側板にもほぼ同等な凹部を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力が相殺され、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れる。

第２の発明は、特に第１の発明のベーンロータリ圧縮機を、前記凹部は、前記後部側板に配設された圧力逃がし通路と前記弁体とからなる容積とほぼ同一の容積とすることにより、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、後部側板にある圧力逃がし通路をベーンが通過する際に、前部側板にも同様の面積および容積を有する凹部を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力が相殺され、更に、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れる。

第３の発明は、特に第１の発明のベーンロータリ圧縮機を、前記凹部の底部の面積開口部の面積以下とすることにより、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、凹部の容積を最小化でき、凹部の高圧冷媒の低圧側圧縮室へのリークを最小限に留めることにより、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れると同時に、圧縮効率の低下、吐出温度の上昇が防止することができる。

第４の発明は、特に第１〜３もいずれかの１つの発明のベーンロータリ圧縮機を、前記
弁体が前記圧力逃がし通路の圧縮室側端面より前記座部までの容積にほぼ等しい突起部ａを有することにより、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、圧力逃がし通路の圧縮室側端部と、弁体側の端面により形成される通路空間が狭くなるため貯留高圧流量が少なくなり、ベーンが圧力逃がし通路の圧縮室側の開口部を通過する毎に低圧側の圧縮室に再膨張を生じる量が極めて少なくなり、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れると同時に、圧縮効率の低下、吐出温度の上昇が防止することができる。

第５の発明は、特に第１〜４もいずれかの１つの発明のベーンロータリ圧縮機を、前記凹部は、素材形成時に鋳抜きにより形成することにより、従来の工法を変更させることなく、安価で構成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜４は、本発明の第１の実施の形態におけるベーンロータリ圧縮機を示すものである。

駆動力を受けて、反時計方向に回転する駆動軸５と、この駆動軸５からの駆動力を受けて摺動する高低圧を仕切る摺動体であるベーン３により容積変動を行う圧縮室９と、この圧縮室へ冷媒を導くための吸入口１０と、前記圧縮室９で圧縮された冷媒が吐出する吐出口１１と、高圧通路１４により連通される高圧ケース１３によって形成される高圧室１６とによって圧縮機本体を構成し、前記圧縮室９を構成する後部側板８の圧縮行程途中の部位と、高圧室１６とを連通させる圧力逃がし通路１８ｄを有し、この圧力逃がし通路１８ｄの高圧室１６への出口端部に座部２０ｄを形成し、さらに弁体１７ｄとこの弁体１７ｄを前記座部２０ｄに当接させる手段であるバネ１９ｄとを設け、前記圧縮室９を構成する前部側板７に後部側板８にある圧力逃がし通路１８ｄの開口部の形状とほぼ同一の形状を有する凹部５０を後部側板の圧力逃がし通路開口部と対向した位置に構成したものである。

このような構成にしたので、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、前記圧力通路１８ｄをベーンが通過する際に、前部側板にもほぼ同一の形状を有する凹部５０を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力が相殺されることにより、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れる。

図４の如く、前部側板に設けた前記凹部５０ｄの容積を、前記後部側板に配設された圧力逃がし通路と前記弁体とからなる容積とほぼ同一の容積としたものである。

このような構成にしたので、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、後部側板にある圧力逃がし通路をベーンが通過する際に、前部側板にもほぼ同一の形状およびほぼ同一の容積を有する凹部を設けたことによって、ベーンの後部側板側および前部側板側が受ける圧力および力が相殺され、更に、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れる。

凹部５０ｄを、素材形成時に鋳抜きにより形成したものである。

このような構成にしたので、従来の工法を変更させることなく、安価で構成することが可能となる。

（実施の形態２）
図５に示す如く、前部側板に設けた凹部５０ｅの底部の面積を、開口部の面積以下としたものである。

このような構成にしたので、前記凹部５０ｅの容積を最小限に抑えることができ、弁体側の端面により形成される通路空間が狭くなるため貯留高圧流量が少なくなり、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、凹部に溜まった高圧流体の低圧側圧縮室へのリークを最小限に留めることにより、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れると同時に、圧縮効率の低下、吐出温度の上昇が防止できる。

（実施の形態３）
図６に示す如く、弁体が圧力逃がし通路の圧縮室側端面より前記座部までの容積にほぼ等しい突起部ａを有することとしたものである。

このような構成にしたので、内圧リリーフ装置が作動しない通常の運転時において、圧力逃がし通路の圧縮室側端部と、弁体側の端面により形成される通路空間が狭くなるため通路空間内の高圧冷媒は、ベーンが圧力逃がし通路の圧縮室側の開口部を通過する毎に低圧側の圧縮室に再膨張を生じる量が極めて少なくなり、圧力逃がし通路通過時のベーン挙動の安定化が図れ、ベーンロータリ圧縮機の低騒音化が図れると同時に、圧縮効率の低下、吐出温度の上昇が防止できる。

本発明の第１の実施の形態を示す圧縮機の正面図同上実施例の圧縮機のＡ−Ａ’断面図同上実施例の圧縮機のＢ−Ｂ’断面図同上実施例のリリーフ装置部のＣ−Ｃ’断面図本発明の第２の実施の形態を示すリリーフ装置部の断面図本発明の第３の実施の形態を示すリリーフ装置部の断面図従来例を示す圧縮機の正面図従来例の圧縮機の断面図従来例のリリーフ装置部の断面図

符号の説明

１シリンダ
２ロータ
３ベーン（摺動体）
４ベーンスロット
５駆動軸
６クラッチ
７前部側板
８後部側板
９圧縮室
１０吸入口
１１吐出口
１２吐出弁
１３高圧ケース
１４高圧通路
１５給油装置
１６高圧室
１７ｄ弁体
１８ｄ圧力逃がし通路
１９ｄバネ
２０ｄ座部
２１ｄ通路空間
２２吸入ポート
２３吐出ポート
５０ｄ、５０ｅ凹部
ａ突起部

Claims

筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダ内において常時その外周面の一部がシリンダ内壁とアキシャルシール点において微少隙間を形成するように配設されたロータと、前記ロータに設けられた複数のベーンスロット内に出没自在に挿入されその先端がシリンダ内壁に当接する複数のベーンと、前記ロータを回転自在に支持し、かつシリンダの両端部をそれぞれ閉塞し内部に圧縮室を形成する前部側板および後部側板と、シリンダ内の圧縮室に開口する吐出口と、高圧ケースにより形成される高圧室とによって圧縮機本体を構成し、前記後部側板の圧縮行程途中の部位に、前記シリンダ内圧縮室と高圧ケース内の高圧室とを連通させる圧力逃がし通路を有し、前記圧力逃がし通路の高圧室への出口端部に座部を形成し、さらに弁体とこの弁体を前記座部に当接させる手段とを備えた圧縮機において、前記後部側板に設けた前記圧力逃がし通路とほぼ同一容積の凹部を、前記後部側板に設けた圧力逃がし通路に対向する前記前部側板に設けたことを特徴とするベーンロータリ圧縮機。
前記前部側板に設けた凹部は、前記後部側板に配設された圧力逃がし通路と前記弁体とからなる容積とほぼ同一の容積であることを特徴とする請求項1記載のベーンロータリ圧縮機。
前記前部側板に設けた凹部の底部の面積は、開口部の面積以下であることを特徴とする請求項1記載のベーンロータリ圧縮機。
前記弁体が前記圧力逃がし通路の圧縮室側端面より前記座部までの容積にほぼ等しい突起部を有することを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載のベーンロータリ圧縮機。
前記前部側板に設けた凹部は、素材形成時に鋳抜きにより形成されたことを特徴とする請求項1〜４のいずれかに記載のベーンロータリ圧縮機。