JP2007192035A - ベーンロータリ式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】車両空調用等に用いられるベーンロータリ式圧縮機に関し、閉じ込み区間において、ベーン背圧室の内圧が急激に変化しないように徐々に上昇させ、ベーンの挙動を安定化し、ベーンチャタリングを防止すること。
【解決手段】略円弧状の溝９の略円弧状の溝の断面積が略円弧状溝の円弧中心からの角度として略円弧状溝端部から２０±１０度の位置を起点として略比例的に順次狭くなる構成にし、ベーン背圧室の急激な圧力変化を防止することにより、ベーン挙動が安定しチャタリングが防止でき、静粛性の改善が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用空調装置等に供されるベーンロータリ式圧縮機に関するものである。

従来、この種のベーンロータリ式圧縮機は、シリンダ前後を側板で挟み圧縮部を構成している。その少なくとも一方の側板に弧状の溝を形成し、圧縮工程時にベーン背圧室に吐出圧力を減圧した中間圧力を導くようにしてベーンをシリンダ内壁面に押し付けている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来のベーンロータリ式圧縮機を示すものである。図４に示すように、シリンダ１と、ロータ２と、ベーン４と、ベーン背圧室１７と、略円弧状の溝９から構成されている。
特開２００５−３０２７７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ベーン背圧室に吐出圧力を減圧した中間圧力を導くように略円弧状の溝を形成し、ベーンをシリンダ壁面に押し付けるようにしているが、ロータの回転に伴い、ベーンがベーン溝内で往復運動し、ベーン溝とベーンと側板とで形成しているベーン背圧室は容積変化をするため、吐出行程でベーンがベーン溝内へ引き込みベーン背圧室容積が減少する際に円弧状溝がベーン溝から離れると、ベーン背圧室は半密閉空間となる。円弧状の溝の端部断面積に変化がないため、ベーン背圧室内流体の流出が急激に遮断され略液圧縮状態となりベーン背圧室圧力が急激に変化（瞬間的な圧力上昇と減少）する。その際に、ベーンの押し付け力が瞬間的に上昇と減少を繰り返すことがある。吐出圧力が十分高くない場合や、供給される流体中のオイル分が少くなるような特異な場合に中間圧が低くなり、ベーン背圧室内の圧力がベーンをシリンダ壁面に押し付ける圧力に達しない場合などに、ベーンの挙動が不安定となり、シリンダ壁面から微少に離れ、チャタリング現象が発生し、異音の発生をより低減させる改善課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ベーン挙動が不安定な状態でベーンがシリンダ壁面から微少に離れる際のチャタリングによる異音の発生を防止し、静粛性の向上、及びベーンがシリンダ壁面から微少に離れる際の圧縮漏れを低減し冷房性能を向上、耐久性・信頼性を向上することとしたベーンロータリ式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に、本発明のベーンロータリ式圧縮機は、前部側板あるいは後部側板の少なくとも一方にベーン溝に連通する略円弧状の溝の断面積を略円弧状溝の円弧中心からの角度として略円弧状溝端部から２０±１０度の位置を起点として略比例的に順次狭くなるように形成したものである。

これによって、ベーン背圧室が側板に設けた円弧状の溝から離れる前のベーン背圧室から円弧状の溝内へ流出する量が順次減少し、閉じ込み区間に入るまでにベーン背圧室内圧力は徐々に上昇するため、閉じ込み区間に入った際に略液圧縮状態とならず、前記ベーン背圧室内圧力の変化が急激に変化しないため、シリンダ壁面へのベーンの押し付け力が安定し、ベーンの挙動が安定することになる。

本発明のベーンロータリ式圧縮機は、ベーン背圧室の圧力の急激な変化を抑制し、ベーンがシリンダ内壁から遊離し再び衝突する（ベーンチャタリング現象）ことによる異音の発生を防止し、静粛性を向上することができる。また、ベーンがシリンダ内壁面から遊離しにくくなり、後工程の圧縮室への圧縮圧力の漏れ出しが抑制され、冷房性能・耐久性・信頼性が向上することができる。

第１の発明は、内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータには略放射状に複数のベーン溝を有し、前記ベーン溝内に摺動自在に挿入され先端が前記シリンダ内壁面に当接し前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、ベーン溝とベーンと前部及び後部側板とで形成されたベーン背圧室と、前記前部側板あるいは前記後部側板の少なくとも一方に調圧された流体を前記ベーン背圧室に導くようにし、複数あるベーン背圧室それぞれがロータの回転に伴って一回転する間に連通しない閉じ込み区間を設けるようにした略円弧状の溝とを備え、前期略円弧状の溝は、前記閉じ込み区間に入るまでの略円弧状の溝の断面積が略円弧状溝の円弧中心からの角度として略円弧状溝端部から２０±１０度の位置を起点として略比例的に順次狭くなることとすることにより、ベーン背圧室内圧力は閉じ込み区間に入るまでにベーン背圧室内圧力は徐々に上昇するため、閉じ込み区間に入った際に略液圧縮状態とならず、前記ベーン背圧室内圧力の変化が急激に変化しないため、シリンダ壁面へのベーンの押し付け力が安定し、ベーンの挙動を安定化することができる。

第２の発明は、略円弧状の溝の深さは同じにして、溝幅を変えることにより溝の断面積を変化させ第１の発明と同様な効果を得ることができる。

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および図２、図３は、それぞれ本発明の第１の実施の形態におけるベーンロータリ式圧縮機の縦断面図と横断面図、略円弧状の溝を形成している後部側板を示す図である。

図１、図２、図３において、筒状内壁を有するシリンダ１と、シリンダ１の内部に配設され、外周の一部がシリンダ１内壁と小隙間を形成したロータ２と、該ロータ２に設けられた複数のベーン溝３内に摺動自在に挿入されシリンダ１内壁と摺動するベーン４と、シリンダ１の両端を閉塞し圧縮室８を構成する前部側板６および後部側板７と、ベーン溝３とベーン４と前部側板６及び後部側板７とで形成されたベーン背圧室１７と、前部側板６あるいは後部側板７の少なくとも一方に前記ベーン溝３に連通する略円弧状の溝９を設け、圧縮された流体が吐出される吐出室１０と、圧縮された流体中の潤滑油を分離する油分離部１１と、その分離された潤滑油を貯める貯油部１２と、前記略円弧状の溝９と貯油部１２を連通する通路１３により前記略円弧状の溝９に調圧された流体を導き、前記略円弧状の溝９は、複数あるベーン溝３それぞれと一回転する間に連通しない閉じ込み区間を設けるように形成し、その閉じ込み区間に入る前に前記ベーン背圧室１７内圧力が急変しないように前記略円弧状の溝９の端部から２０±１０度の位置を起点として略比例的に順次狭くなるようにしたものである。

以上のように構成されたベーンロータリ式圧縮機について、以下その動作、作用を説明
する。

まず、図示しない車両のエンジンよりベルト駆動され、ロータ２と一体的に形成された駆動軸５は前部側板６および後部側板７に軸支持され、ロータ２が回転することにより、圧縮室８の容積が変化し、潤滑油を含んだ冷媒を吸入・圧縮・吐出される。

吐出された、潤滑油を含んだ冷媒は、吐出室１０内に形成した油分離部１１で、潤滑油が分離され、吐出室下部方向に形成された貯油部１２に蓄えられる。その蓄えられた潤滑油は、調圧され吐出室１０内圧力と略円弧状の溝９内圧力の差圧力により、吐出室内通路１３を通り、略円弧状の溝９に供給され、ベーン４がシリンダ１の筒状内壁に押し付けられる様に、圧力を付与し、かつ、ロータ２、ベーン４、前部側板６および後部側板７等の各摺動部の潤滑を行う。

略円弧状の溝９は、複数あるベーン溝３それぞれと一回転する間に連通しない閉じ込み区間を設けるように形成し、その閉じ込み区間に入る際にベーン背圧室１７内圧力が急激に変化しないように、前記略円弧状の溝９の端部から２０±１０度の位置を起点として略比例的に順次狭くなるようにしたことにより、ベーン４がシリンダ１内壁から遊離し再び衝突するベーンチャタリング現象を回避することができる。

図３は、本発明のベーンロータリ式圧縮機の略円弧状の溝を形成している後部側板を示す図であり、略円弧状の溝９は、溝深さは同一で、溝幅を溝端部から２０±１０度の位置を起点として略比例的に順次狭くなるようにすることで、溝の断面積を変化したものである。

一般的に、前部側板６、後部側板７は、アルミダイカストで製作し、安価化のため略円弧状の溝９は、金型で形成している。前部側板６、後部側板７摺動面は、加工するため、加工公差によって略円弧状の溝９の深さはバラツクことがあるが、溝幅は金型で決まるため、溝幅のバラツキは溝深さに対し少なくできる。従って、溝深さは同一で溝幅を順次狭くなるようにすることで溝９の断面積変化を安定的に製造し、ベーンの挙動を安定化することができる。

以上のように、本発明にかかるベーンロータリ式圧縮機は、略円弧状の溝の端部断面積を順次狭くすることで、ベーン背圧室の圧力変化の急変を抑制し、ベーンチャタリングによる異音の発生を防止でき、静粛性の向上が可能となるので、空調用以外の圧縮機等の用途にも、適用できる。

本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ式圧縮機の縦断面図 同ベーンロータリ式圧縮機の横断面図 本発明の実施の形態１における略円弧状の溝を形成している後部側板図 従来例のベーンロータリ式圧縮機の横縦断面図

符号の説明

１ シリンダ
２ ロ一夕
３ ベーン溝
４ ベーン
５ 駆動軸
６ 前部側板
７ 後部側板
８ 圧縮室
９ 略円弧状の溝
１０ 吐出室
１１ 油分離部
１２ 貯油部
１３ 通路
１７ ベーン背圧室

Claims (2)

1. 内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータには略放射状に複数のベーン溝を有し、前記ベーン溝内に摺動自在に挿入され先端が前記シリンダ内壁面に当接し前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、ベーン溝とベーンと前部及び後部側板とで形成されたベーン背圧室と、前記前部側板あるいは前記後部側板の少なくとも一方に調圧された流体を前記ベーン背圧室に導くようにし、複数あるベーン背圧室それぞれがロータの回転に伴って一回転する間に連通しない区間（以降閉じ込み区間と言う）を設けるようにした略円弧状の溝とを備えたベーンロータリ式圧縮機において、前記略円弧状の溝の閉じ込み区間に入るまでの前記略円弧状の溝の断面積が、略円弧状溝端部から２０±１０度の位置を起点とし略円弧状溝端部まで、略比例的に順次狭くなるようにしたことを特徴としたベーンロータリ式圧縮機。
2. 前記略円弧状の溝の溝深さは同一にして、前記略円弧状の溝の断面積を狭くすることを特徴とした請求項１記載のベーンロータリ式圧縮機。

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