JP2009007938A - Rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒等の流体の吸入・圧縮を行うロータリ型圧縮機に関するもので、特に自動車用空調装置などに用いられるロータリ型圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a rotary compressor that sucks and compresses a fluid such as a refrigerant, and more particularly to a rotary compressor used in an air conditioner for automobiles.
従来、この種のロータリ型圧縮機においてはロータの回転に伴ってベーンが常時その先端をシリンダ内壁に接して回転摺動運動をするようベーン後端に高圧の潤滑油を圧力差により供給してベーンを押し出し、冷媒ガス等の流体を吸入・圧縮・吐出を行う構造となっている。 Conventionally, in this type of rotary compressor, high-pressure lubricating oil is supplied to the rear end of the vane by a pressure difference so that the vane always rotates and slides with the rotation of the rotor while the tip is in contact with the inner wall of the cylinder. The vane is pushed out, and fluid such as refrigerant gas is sucked, compressed, and discharged.
しかしながら、カーエアコン用圧縮機の運転状態は、車の低速運転状態、高速運転状態、急加減速状態、また車が長時間放置等された後に、起動される運転状態など様々である。 However, the operation state of the compressor for a car air conditioner is various such as a low-speed operation state, a high-speed operation state, a rapid acceleration / deceleration state, and an operation state that is activated after the vehicle is left for a long time.
そのため、様々な運転状態下でのベーン背部圧力を制御するため、起動直後に生じるベーン背圧室内の圧力低下をガス供給通路から高圧の冷媒ガスの供給によって防止し、また、定常運転時においてはガス供給通路を遮断し、高圧の潤滑油をベーン背圧室へ供給するよう選択切り替えることで、ベーンのチャタリング現象や飛び出し不良による圧縮不良を防止するためベーン背圧付与装置を備えている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to control the vane back pressure under various operating conditions, the pressure drop in the vane back pressure chamber that occurs immediately after startup is prevented by supplying high-pressure refrigerant gas from the gas supply passage, and in steady operation A vane back pressure applying device is provided to prevent compression failure due to vane chattering phenomenon or popping failure by selectively switching the gas supply passage to shut off and supplying high-pressure lubricating oil to the vane back pressure chamber (for example, , See Patent Document 1).
図7は、特許文献1に記載された従来のロータリ型圧縮機の縦断面図。図8は、図7のY−Y線による断面図、図9はベーン背圧付与装置の詳細断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional rotary compressor described in
図7に示すように、圧縮機はシリンダ101と、前部側板106と、後部側板107と、高圧ケース112と高圧室114と、ベーン背圧付与装置116から構成されている。
As shown in FIG. 7, the compressor includes a cylinder 101, a front side plate 106, a
また図8に示すように、シリンダ101の内部にはロータ102と、ロータ102に設けられたベーンスロット103と、ベーンスロット103内に摺動自在に挿入された複数のベーン104と、シリンダ101とロータ102とベーン104と前部側板106と後部側板107により構成されるベーン背圧室118および作動室108が構成されている。
As shown in FIG. 8, the cylinder 101 includes a
また、図9に示すようにベーン背圧付与装置116は、給油通路119を連通遮断する弁体を構成する第1球座120および第1球体121と、第1ピストン室122に配設され第1球体121を第1球座120から遊離させる第1ピストン123と、第1ピストン背圧室125と作動室108とを連通する第1圧力導入路124と、ベーン背圧室118から第1ガス供給通路への流体の逆流を防止する第3球体137と、第1ガス供給通路127と第2ガス供給通路128を連通遮断する弁体を構成する第2球座129および第2球体130と、第2ピストン室131に配設され第2球体130を第2球座129から遊離させる第2ピストン132と、第2ピストン132に荷重を与える第2弾性体134と、第2下部ピストン室133と作動室108とを連通する第2圧力導入路135から構成されている。
近年の自動車には車室内の低騒音化の要求があり、エンジン、車内のファンモータなど
車両部品は年々静かになってきた。従って車両用ロータリ型圧縮機においては、ベーンがベーンスロットより飛び出しシリンダに衝突する時発生するノイズをより小さくする要望が出てきた。しかしながら、従来のベーン背圧付与装置の構成では、圧縮機が停止し放置された時に、ロータの停止位置によるベーンの停止位置及び状態により、複数のベーンのいずれかのベーンが自重または背圧付与装置の制御の影響により、ベーンスロットの下部へ落ち込む場合がある。その状態で圧縮機が起動する時に、ベーンがベーンスロットより飛び出しにくくなり圧縮不良となることがある。また、急に勢い良く飛び出す要因ともなり、ベーンスロットより急に飛び出し、シリンダと衝突(以降ベーンジャンピングという)し、微小ノイズの要因になるという課題を有していた。
In recent years, automobiles have been required to reduce the noise in the passenger compartment, and vehicle parts such as the engine and the fan motor in the car have become quieter year by year. Therefore, in a rotary compressor for a vehicle, there has been a demand for reducing noise generated when a vane protrudes from a vane slot and collides with a cylinder. However, in the configuration of the conventional vane back pressure applying device, when the compressor is stopped and left, depending on the stop position and state of the vane according to the stop position of the rotor, any one of the vanes has its own weight or back pressure applied. Due to the influence of the control of the device, it may fall to the lower part of the vane slot. When the compressor is started in this state, the vane is less likely to jump out of the vane slot, resulting in poor compression. In addition, it suddenly jumps out of the vane slot and suddenly jumps out of the vane slot, collides with the cylinder (hereinafter referred to as vane jumping), and has a problem of causing minute noise.
ここで、従来のロータリ型圧縮機及びベーン背圧付与装置を図7、図8、図9で説明する。 Here, a conventional rotary compressor and a vane back pressure applying device will be described with reference to FIGS. 7, 8, and 9.
圧縮機が運転を停止し放置されると、高圧室114と作動室108の圧力差が所定の圧力差に達し、その圧力差により第2球体130にかかる荷重より第2弾性体134の荷重が大きくなり、第2ピストン132が上方に移動し第2球体130を押し上げ第2球座129から離れ、高圧室114とベーン背圧室118が第1ガス供給通路127を介して連通するまで、ベーン背圧室118へ高圧室114内の高圧冷媒ガスが供給されない。
When the compressor stops operating and is left to stand, the pressure difference between the high pressure chamber 114 and the
また、第1ピストン背圧室125は、第1圧力導入路124を介して作動室108の低圧圧力となり、高圧室114との圧力差により第1ピストン123が下方に移動し、第1球体121が第1球座120に着座し、給油通路119を遮断する。そのためベーン背圧室118へは高圧ケース112の油溜り部(貯油部)に溜まった潤滑油が供給されなくなる。
Further, the first piston
これらの状態が長く続く場合には、複数のベーン104のうち上方に位置するベーンのうち少なくとも1枚は、その自重によりベーンスロット103内へ没入することになる。そして、ベーン背圧室118及び給油通路119には、非圧縮性流体の潤滑油が残留し充満されたままとなっている。
When these states continue for a long time, at least one of the vanes positioned above among the plurality of
また、ベーン104とロータ102と前部側板106と後部側板107との隙間が微小のため潤滑油でその隙間がシールされた状態になっており、潤滑油は背圧室等に密閉された状態となる。
Further, since the gap between the
さらに、第3球体137と第3球座136からのわずかな洩れにより、第1ガス供給通路127内にも潤滑油が充満している。
Furthermore, the first gas supply passage 127 is also filled with lubricating oil due to slight leakage from the
この様な状態で圧縮機が始動すると、ロータ102の回転によりベーン104に遠心力が作用しても、ベーン背圧室118及び給油通路119に残留した潤滑油(非圧縮性流体)の影響により負圧が発生し、まれにベーン104がベーンスロット103より飛び出すことができなくなり圧縮不良となることがある。また、ベーン104がベーンスロット103からの飛び出し遅れにより、吸入または圧縮工程の途中でシリンダ101に衝突する要因になり、微小ノイズがたまに発生する。
When the compressor is started in such a state, even if a centrifugal force acts on the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機の起動時でのベーンの飛び出し不良による圧縮不良やベーンジャンピングによる微小ノイズの発生を抑制するロータリ型圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a rotary type compressor that suppresses the occurrence of compression failure due to vane popping failure at the time of starting the compressor and the generation of minute noise due to vane jumping. To do.
前記従来の課題を解決するために、本発明のロータリ型圧縮機は、ベーン背圧室に連通
するガス供給通路と作動室を連通する潤滑油排出通路を設け、その潤滑油排出通路を圧縮機停止時は連通し、圧縮機始動時は遮断するようにしたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a rotary compressor of the present invention is provided with a gas supply passage communicating with a vane back pressure chamber and a lubricating oil discharge passage communicating with a working chamber, and the lubricating oil discharge passage is provided as a compressor. It communicates when stopped, and shuts off when the compressor starts.
これによって、圧縮機停止時ベーン背圧室に残留した潤滑油は作動室に排出され、圧縮機が次に起動する時には、非圧縮性の潤滑油が背圧室及び通路になくなり、ベーンはスムーズにロータより飛び出すことになり、シリンダへの衝撃もなくベーンジャンピング現象も抑制され、ベーンの飛び出し不良による圧縮不良も抑制されることになる。 As a result, the lubricating oil remaining in the vane back pressure chamber when the compressor is stopped is discharged to the working chamber, and when the compressor is next started, the non-compressible lubricating oil disappears in the back pressure chamber and the passage, and the vane is smooth. Therefore, the vane jumping phenomenon is suppressed without impact on the cylinder, and the compression failure due to the vane popping failure is also suppressed.
本発明のロータリ型圧縮機は、圧縮機の起動時における圧縮不良及びベーンジャンピングによる微小ノイズの発生を抑制することができるため、近年の低騒音化に対応すべく商品性の高いロータリ型圧縮機を提供することができる。 The rotary compressor of the present invention can suppress the occurrence of minute noise due to compression failure and vane jumping at the time of starting the compressor, so that the rotary compressor having high commerciality to cope with the recent reduction in noise. Can be provided.
第1の発明は、背圧付与装置にガス供給通路と作動室を連通遮断する通路を設け、通路は圧縮機停止時には連通し圧縮機始動時には遮断するようにしたことにより、ベーン背圧室及び通路に残留している潤滑油が作動室に排出されるため、次に圧縮機が起動する時に非圧縮性の潤滑油が背圧室及び給油通路に残っていないため、ベーンの遠心力とベーン背圧室にかかる高圧冷媒ガス圧力によりベーンがスムーズにベーンスロットより吐出し、ベーン飛び出し不良による圧縮不良や、ベーンジャンピングの発生を抑制することができる。 According to a first aspect of the present invention, the back pressure applying device is provided with a passage for shutting off the gas supply passage and the working chamber, and the passage is communicated when the compressor is stopped and shut off when the compressor is started. Since the lubricating oil remaining in the passage is discharged to the working chamber, the non-compressible lubricating oil does not remain in the back pressure chamber and the oil supply passage when the compressor is started next time. The vane is smoothly discharged from the vane slot by the high-pressure refrigerant gas pressure applied to the back pressure chamber, and the occurrence of compression failure and vane jumping due to vane popping failure can be suppressed.
第2の発明は、ガス供給通路と作動室を連通する通路の連通遮断手段を弁体と弾性体で構成したもので、第1の発明と同様な効果を得ることが出来る。 In the second invention, the communication blocking means of the passage that communicates the gas supply passage and the working chamber is constituted by the valve body and the elastic body, and the same effect as the first invention can be obtained.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態における圧縮機の縦断面図、図2は図1のX−X線での断面図を示すものであり、図1と図2で本発明の構成を説明する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1, and FIG. 1 and FIG. The configuration will be described.
円筒内壁を有するシリンダ1内に、略円筒状のロータ2がその外周の一部がシリンダ1の内壁と微小隙間を形成して収容配置されると共に回転自在に支持されている。ロータ2には複数(図示した実施形態では3つ)のベーンスロット3が周方向に等間隔に設けられており、ベーンスロット3内には摺動自在にベーン4がそれぞれ挿入されている。ロータ2には駆動軸5が一体的に結合されており、駆動軸5を回転させることでロータ2が回転する。シリンダ1の前後の両端面はそれぞれ前部側板6と後部側板7が接合されて閉鎖され、シリンダ1の内部に冷媒ガスの圧縮を行う作動室8が形成されている。また、ベーンスロット3と前部側板6及び後部側板7で仕切られたベーン4背部の空間がベーン背圧室18として構成している。
In a
作動室には吸入口9及び吐出孔10に吐出弁11が配設されている。高圧室14の下部は貯油部13を構成している。貯油部13には、作動室8で圧縮されたガス冷媒中にミスト状になって含まれる潤滑油が衝突式の油分離手段により分離された潤滑油が溜まるようになっている。高圧ケース12の上部には圧縮された流体(冷媒ガス)を高圧ケース12から空調装置のシステムサイクルに排出するガス排出口15が形成されている。後部側板7の高圧ケース12内にベーン背圧付与装置16が設けられており、ベーン背圧付与装置16には圧縮機取り付け静止時の潤滑油面と略垂直となるように潤滑油供給口17を設けている。
A discharge valve 11 is arranged in the
また、ベーン背圧室18と連通する第1ガス供給通路27の途中に、その一端を第1ガス供給通路27に連通し、他の一端を第2圧力導入路35へ連通する潤滑油排出通路38を設けている。潤滑油排出通路38にはその途中に第4球座39と第4球体40と第4弾性体41により、所定の圧力で潤滑油排出通路38を連通遮断するように構成された弁体を設けている。
Further, in the middle of the first
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。図3は、ベーン背圧付与装置16の詳細図を示すものである。図3は、圧縮機の運転時のベーン背圧付与装置16を示すものである。第1ピストン背圧室25は第1圧力導入路24を通して作動室8の高圧圧力となり、第1弾性体26と第1ピストン背圧室25の高圧圧力との合力により、第1ピストンが下方へ移動し、第1球体21を第1球座20より遊離する。
About the compressor comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. FIG. 3 is a detailed view of the vane back pressure applying device 16. FIG. 3 shows the vane back pressure applying device 16 during operation of the compressor. The first piston back
そのため、ベーン背圧室18へはベーン背圧付与装置16により、給油通路19を介して高圧室14内の貯油部13より潤滑油が供給されている。この時、高圧室14と第2下部ピストン室33との圧力差により、第2球体30が第2球座29に着座し、第1ガス供給通路27と第2ガス供給通路28は遮断されているため、高圧室14から冷媒ガスは供給されない。第1ガス供給通路27内の圧力は、第2ピストン32と第2ピストン室31の隙間を介して第2圧力導入路35の圧力となるため、第3球体37は給油通路19の圧力により第3球座36に着座し、第1ガス供給通路27と給油通路19の連通を遮断している。また、潤滑油排出通路38内の第4球体40は第1ガス供給通路27と第2圧力導入路35の圧力が同じになるため、第4弾性体41により第4球座39より遊離している。
For this reason, the vane back
図4は圧縮機の停止直後を示す。圧縮機が停止した直後の場合、第1ピストン背圧室25は第1圧力導入路24を介して作動室8の低圧圧力となるため、第1ピストン23は高圧室14と第1ピストン背圧室25との圧力差により上方へ移動し、第1球体21は第1球座20へ着座するため給油通路19は遮断され、高圧室14内の貯油部13からベーン背圧室18への潤滑油の供給は行われず、ベーン背圧室18内の潤滑油の圧力は作動室8の圧力と同じになる。
FIG. 4 shows immediately after the compressor is stopped. Immediately after the compressor is stopped, the first piston back
また、このとき第1ガス供給通路27および、潤滑油排出通路38内の圧力は作動室8の圧力であるため、第3球体37はその自重により第3球座36より遊離するためベーン背圧室18と給油通路19は連通し、ベーン背圧室18内の潤滑油は潤滑油排出通路38を通り、第2圧力導入路35を介して作動室8へ排出され、ベーン背圧室18の潤滑油の一部が作動室8内の冷媒ガスと置換される。
At this time, since the pressure in the first
そのため、その後時間が経過しベーン4の少なくとも1枚が、その自重によりベーンスロット3内に没入した状態で、かつ冷媒ガスも潤滑油も供給されない状態で圧縮機が運転を開始した場合でも、ベーン背圧室18が潤滑油のみで充満されていないため、ベーン4に遠心力が作用する際にベーン背圧室18の容積が増加することができ、ベーンが飛び出し圧縮することができるようになる。
Therefore, even when the compressor starts to operate with the passage of time and at least one of the
図5は、圧縮機の停止後時間が経過し高圧室14の圧力が低下し、作動室8との圧力差が所定の圧力以下となった場合を示す。高圧室14と作動室8の圧力差が所定の圧力以下となった場合、第2球体30は第3第2弾性体の荷重により第2球座29より遊離し、第1ガス供給通路27は第2ガス供給通路28を介して高圧室14と連通する。そのため高圧室14内の冷媒ガスは第1ガス供給通路27を介して、潤滑油排出通路38およびベーン4とロータ2と前部側板6と後部側板7との隙間より作動室8内へ流入するため、高圧室14と作動室8の圧力は等しくなる。
FIG. 5 shows a case where the time after the stop of the compressor has elapsed, the pressure in the high-
図6は、図5の状態からの圧縮機の運転開始時の状態を示す。図5の状態から圧縮機が運転を開始する場合、高圧室14と第2下部ピストン室33の内圧力差が所定の圧力になり、その圧力差により第2ピストン32が下方へ移動し、第2球体30が第2球座29に着座するまで第1ガス供給通路27へ高圧室14の冷媒ガスが流入する。
FIG. 6 shows a state at the start of operation of the compressor from the state of FIG. When the compressor starts operation from the state of FIG. 5, the internal pressure difference between the
このとき、潤滑油排出通路38の第2圧力導入路35に連通した側の圧力は作動室8内の圧力となり、第1ガス供給通路27側の圧力は高圧室14の圧力となる。ここで第2球体30が第2球座29へ着座する高圧室14と第2下部ピストン室33の圧力差よりも小さい圧力差で第4球体40が第4球座39に着座するように第4弾性体41の荷重を設定することにより、第2圧力導入路35と第1ガス供給通路27の連通は遮断される。
At this time, the pressure on the side communicating with the second
そのため、高圧室14より流入した冷媒ガスが潤滑油排出通路38を介し、第2圧力導入路35を通って作動室8へ流入することを防止することができ、冷媒ガスはベーン背圧室18へ供給されるため、起動直後のベーン背圧室18の圧力低下を防止することができ、スムーズな起動が可能となり、ベーンジャンピングが抑制できる。また、ベーン飛び出し不良による圧縮不良も防止される。
Therefore, it is possible to prevent the refrigerant gas flowing in from the
また、第2球体30が第2球座29に着座し、第1ガス供給通路27と第2ガス供給通路28が遮断されている場合は、圧縮機の運転時および停止時に関わらず潤滑油排出通路38が連通していても同様の効果を奏する。
In addition, when the
以上のように、本発明にかかるロータリ型圧縮機は、停止時におけるベーン背圧室内の潤滑油を、ガス供給通路に連通する開閉手段を備えた潤滑油排出通路で排出することで、ベーン背圧室内の残留潤滑油の充満によるベーンの飛び出し不良での圧縮不良の防止及びベーンジャンプによるノイズを抑制することが可能となるので、空調用以外の圧縮機等の用途にも適用できる。 As described above, the rotary compressor according to the present invention discharges the lubricating oil in the vane back pressure chamber at the time of stoppage through the lubricating oil discharge passage provided with the opening / closing means communicating with the gas supply passage. Since it becomes possible to prevent the compression failure due to the vane popping failure due to the filling of the residual lubricating oil in the pressure chamber and to suppress the noise due to the vane jump, it can also be applied to applications such as compressors other than those for air conditioning.
1 シリンダ
2 ロータ
3 ベーンスロット
4 ベーン
5 駆動軸
6 前部側板
7 後部側板
8 作動室
9 吸入口
10 吐出口
11 吐出弁
12 高圧ケース
13 貯油部
14 高圧室
15 ガス排出口
16 ベーン背圧付与装置
17 潤滑油供給口
18 ベーン背圧室
19 給油通路
20 第1球座
21 第1球体
22 第1ピストン室
23 第1ピストン
24 第1圧力導入路
25 第1ピストン背圧室
26 第1弾性体
27 第1ガス供給通路
28 第2ガス供給通路
29 第2球座
30 第2球体
31 第2ピストン室
32 第2ピストン
33 第2下部ピストン室
34 第2弾性体
35 第2圧力導入路
36 第3球座
37 第3球体
38 潤滑油排出通路
39 第4球座
40 第4球体
41 第4弾性体
1
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- 2007-06-26 JP JP2007167146A patent/JP2009007938A/en active Pending
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