JPH02185692A

JPH02185692A - ベーン圧縮機

Info

Publication number: JPH02185692A
Application number: JP224489A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Suzuki; 茂鈴木; Toshiro Fujii; 俊郎藤井
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1990-07-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2789630B2

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】り産業上の利用分野］本発明は、車両空調用に供して好適なベーン圧縮機に関
する。

［従来の技術］従来、筒状のシリンダと、このシリンダの両開口端を閉
塞したフロント及びリアのサイドプレートと、シリンダ
及び両サイドプレートにより形成されるロータ室に配置
され回転軸により回転するロータと、このロータに刻設
された複数条のベーン溝に沿って放射方向に出没可能な
複数個のベーンとを備え、シリンダはその内周面にロー
タの外周面が最も近接するアキシャルシールのロータ回
転方向先行側と後行側とに冷媒ガスを吸入する吸入ポー
トと圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポートとをもち
、リアサイドプレートの侵側には吐出ポートから吐出さ
れた冷媒ガス中の油を分離する油分離至を備えたベーン
圧縮機が知られている。

この種のベーン圧縮機では、シリンダの内周面とベーン
の先端とのシール性を確保するとともにチャタリングを
防止し、かつシリンダの摩耗を軽減するするため、ロー
タのベーン溝に収納されたベーンに背圧を付与する構造
を備えている。例えば、実開昭５８−１０４３８’ｌ公
報や特開昭６１−２４７８８７＠公報に記載されたベー
ン圧縮機では、油分離室から中間圧力の油をベーン溝の
底部に供給する中間圧溝と、油分離至から吐出圧力相当
の油をベーン溝の底部に供給する高圧穴とをサイドプレ
ートのロータ当接面に設けている。

［発明が解決しようとする課題］ところが、上記実開昭５８−１０４３８１号公報や特開
昭６１−２４７８８７号公報に記載されたベーン圧縮機
においても未だ満足できない点がある。

すなわち、上記実開昭５８−１０４３８１号公報記載の
ベーン圧縮機では、ベーンの先端が吐出ポートにさしか
かる境界点で中間圧溝と高圧穴との双方にベーン溝の底
部が連通ずるようにリアサイドプレートを設定している
が、ベーンの先端が吐出ポートを経過してアキシャルシ
ールに存在する区間内ではベーン溝の底部が中間圧溝及
び高圧穴のいづれにも連通せず、ベーン溝の底部が密閉
された閉じこみ状態となる。

また、上記特開昭６１−２４７８８７号公報記載のベー
ン圧縮機では、ベーンの先端が吐出ポートにざしかかる
境界点及びベーンの先端がアキシャルシールの中点にさ
しかかる境界点でベーン溝の底部が中間圧溝及び高圧穴
のいづれにも連通せず、瞬間的であってもベーン溝の底
部が密閉された閉じこみ状態となる。

これらの閉じこみ状態では、アキシャルシールにおける
シリンダとベーンとの間隙の減少に伴なってベーン溝の
底部に体積減少を生じた場合、非圧縮体である油の回避
経路が存在しないため、ベーン溝の底部が必要以上に高
圧となる。したがって、ベーン溝に収納されたベーンは
シリンダに必要以上の高圧で押接し、シリンダの摩耗を
極度に早めてしまう。

本発明は、ベーン圧縮機のサイドプレートを改良するこ
とにより、チャタリングの防止とともに、シリンダの摩
耗を軽減することを解決すべき技術課題とするものであ
る。

［題を解決するための手段］本発明は、上記課題解決のため、前記フロント及びリア
のサイドプレートの少なくとも一方におけるロータ当接
面には、前記油分離室から中間圧力の油を前記ベーン溝
の底部に供給する中間圧溝と、該油分離室から吐出圧力
相当の油を該ベーン溝の底部に供給する高圧穴とを有し
、該中間圧溝及び該高圧穴の開口位置は、前記ベーンの先
端が前記吐出ポートから前記アキシャルシールの中間点
までに存在する区間内では該ベーン溝の底部が該高圧穴
と連通し、その伯の区間では該底部が該中間圧溝と連通
し、かつ前記両区間の境界点では該底部が該高圧穴及び
該中間圧溝の双方と連通するよう設定するという新規な
構成を採用している。

［作用］ベーン溝の底部は、ベーンの先端が吐出ポートからアキ
シャルシールの中間点までに存在する区間内では高圧穴
と連通し、その他の区間では中間圧溝と連通し、かつ両
区間の境界点では高圧穴及び中間圧溝の双方と連通ずる
。このため、ロータの回転によるいづれの時点において
もベーン溝の底部に閉じこみ状態がない。

したがって、本発明のベーン圧縮機では、アキシャルシ
ールにおけるシリンダとベーンとの間隙の減少に伴なっ
てベーン溝の底部に体積減少を生じる場合でも、該底部
内の圧力油は中間圧溝又は高圧穴を介した流動によって
緩衝するので、底部は吐出圧力以上の高圧になることが
ない。このため、ベーンがシリンダに必要以上の高圧で
押接することなく、シリンダの摩耗は軽減される。

また、上記のように、ベーン溝の底部が常時中間圧溝と
高圧穴との双方又は一方に連通して適切な圧力を付与さ
れるため、ベーンは適切な背圧を付与される。このため
、ベーンがシリンダの内周面に追従して安定的に摺動回
転し、シール性を確保するとともにチャタリングを防止
する。

［実施例］以下、本発明を具体化した実施例を図面とともに説明す
る。

第１図において、互いに結合されたフロントハウジング
１１及びリヤハウジング１２内には筒状のシリンダ２が
収納固定されており、このシリンダ２の両開口端がサイ
ドプレート３１．３２によって閉塞されることにより、
その内側に縦断面が楕円状のロータ至４が形成されてい
る。

ロータ至４内には、円形断面のロータ４１がシリンダ２
の楕円状内周面の短軸上でロータ４１の外周面とシリン
ダ２の内周面とが最も近接するアキシャルシール４０を
２箇所に構成する状態で配置され（第２図及び第３図参
照）、このロータ４１の両端面中央部から突出した回転
軸４２が軸受１３．１４を介して両サイドプレート３１
．３２に回転自在に支承されている。

ロータ４１には、第２図に示すように、５枚のベーン５
１を摺動可能に嵌合する５条のベーン溝５２が所藍深ざ
をもって刻設され、このベーン溝５２にはベーン５１の
基部に中間圧力と吐出圧力との双方又は一方の油を供給
してベーン５１の先端をシリンダ２の内周面に圧接する
円柱状に拡大された底部５２１が形成されている。そし
て、隣合うベーン５１、ロータ４１の外周面、シリンダ
２の内周面及び両サイドプレート３１．３２の内側面に
よって囲まれる気密な５個の圧縮室４５がロータ４１の
軸心に関して形成されている。

シリンダ２には、二つの冷媒通路２０が形成されており
、各冷媒通路２０は複数の吸入ポート２１で吸入途上の
圧縮室４５と連通している。吸入ポート２１はアキシャ
ルシール４０のロータ回転方向先行側に位置している。

また、シリンダ２の外周面には軸心に関して対称的な位
置に、リヤハウジング１２の内周面、サイドプレート３
１．３２の各側面とともに二つの吐出至２３が気密に形
成されており、各吐出至２３は複数の吐出ポート２２で
圧縮された圧縮室４５と連通している。吐出ポート２２
はアキシャルシール４０のロータ回転方向後行側に位置
している。

リアハウジング１２の後部には、リアサイドプレート３
２と協働して油分離ｖ６が形成されている。

リアサイドプレート３２のロータ当接面には、第３図及
び第５図に示すように、ロータ４１の軸線方向から見て
円弧状をなす中間圧Ｎ３ａと小穴形の高圧穴３ｂとが刻
設されている。

中間圧溝３ａ及び高圧穴３ｂの開口位置は、ベーン５１
の先端が吐出ポート２２からアキシャルシール４０の中
間点４０ａ（ロータ至４の楕円とロータ４１の円との接
点）までに存在する区間内では底部５２１が高圧穴３ｂ
と逆通し、その他の区間では底部５２１が中間圧溝３ａ
と連通し、かつ前記両区間の境界点では底部５２１が高
圧穴３ｂ及び中間圧溝３ａの双方と連通ずるよう設定し
ている。高圧穴３ｂと中間圧溝３ａの双方に連通する区
間を過度にとると、高圧穴３ｂから中間圧溝３８への油
の流入が過剰になり中間圧溝３ａの圧力が高くなるため
、双方への連通区間はベーン溝底部５２１の直径の１／
４以下が望ましい。

なお、中間圧溝３ａはリアサイドプレート３２の内周縁
に切り欠き形成した細溝３Ｃにより互いに連通されてい
る。また、リアサイドプレート３２には、第１図に示す
ように、軸受１４を囲む環状通路３４と、この環状通路
３４と油分離室６とを連通ずる油通路３５とが形成され
ている。そして、中間圧溝３８には、油通路３５及び環
状通路３４を介し、軸受１４の細隙で減圧された中間圧
力の油が油分Ｍ至６から供給される。また、高圧穴３ｂ
には、油通路３５及び環状通路３４を介して吐出圧力相
当の油が油分離室６から減圧されることなく供給される
。

なお、リアサイドプレート３２には圧縮された冷媒ガス
を油分離室６へ送出する図示しない連通孔等が設けられ
ている。

フロントサイドプレート３１のロータ当接面にも、第４
図に示すように、中間圧＊３ｄが刻設されている。この
中間圧溝３ｄは、リアサイドプレート３２の中間圧溝３
ａと面対称に設定されており、ベーン溝によって、中間
圧溝３ｄには中間圧力の油が供給される。

なお、フロントサイドプレート３１には、フロントハウ
ジング１１とともに形成する吸入至７から冷媒ガスを圧
縮室４５へ送出する通孔３３等が設けられている。

このように構成された圧縮機は車両空調用に供されて電
磁クラッチにより作動される。そして、吸入ロア０から
吸入される冷媒ガスが、吸入至７、通孔３３、冷媒通路
２０を介して吸入ポート２１から吸入途上の圧縮室４５
へ吸入される。ロータ４１の回転に伴い、ベーン５１、
ロータ４１の外周面、シリンダ２の内周面及び両サイド
プレート３１．３２の内側面で形成される圧縮室４５の
容積が縮小され、これにより圧縮された冷媒ガスは、複
数の吐出ポート２２から吐出室２３に吐出され、ざらに
サイドプレート３２に形成された連通孔を経て、リヤハ
ウジング１２内に形成された油分離室６に至り、ここで
ミスト状の油が分離された後、リヤハウジング１２に形
成された送出口６０から冷凍回路に向けて送り出される
。

このような圧縮機の稼働中、第５図に示すように、ロー
タ５１の回転によるいづれの時点においてもベーン溝５
２の底部５２１に閉じこみ状態がない。

したがって、この実施例のベーン圧縮機では、アキシャ
ルシール４０におけるシリンダ２とベーン５１との間隙
の減少に伴なってベーン溝５２の底部５２１に体積減少
を生じる場合でも、底部５２１の圧力油は中間圧溝３ａ
又は高圧穴３ｂを介した流動によって緩衝するので、底
部５２１は吐出圧力以上の高圧になることがない。つま
り、ベーン溝５１が中間圧溝３ａから高圧穴３ｂに切替
わるとき、油は中間圧溝３ａに押し戻されるが、底部５
２１と中間圧溝３ａとの連通面積は減少しており、流出
時に加わる抵抗が大きいため、底部５２１の圧力は吐出
圧力相当まで上昇する。この時点で底部５２１が高圧穴
３ｂと連通ずるため、底部５２１は吐出圧力以上の高圧
にならない。このため、ベーン５１がシリンダ２に必要
以上の高圧で押接することなく、シリンダ２の摩耗は軽
減される。特に、軽量化のためシリンダをＡＭ化した圧
縮機ではこの効果が顕著に認められる。

また、上記のように底部５２１が常時中間圧溝３ａと高
圧穴３ｂとの双方又は一方に連通して適切な圧力を付与
されるため、ベーン５１は適切な背圧を付与される。つ
まり、ベーン溝５２の底部５２１が高圧穴３ｂから中間
圧溝３ａに切替わるとき、ベーン５１の先端は吸入行程
にあり、高圧穴３ｂから吐出圧力相当の油が底部５２１
に供給される。このため、ベーンの飛び出しは滑らかで
あり、ベーン５１がシリンダ２の内周面に追従して安定
的に摺動回転し、シール性を確保するとともにチャタリ
ングを防止する。

本発明の効果を確認するため、閉じこみ状態が存在する
従来のベーン圧縮機と、閉じこみ状態の存在しない本実
施例に係るベーン圧縮機とで背圧を測定した。測定は、
一定の回転数３０００ｒｐｍ、吐出圧力Ｐｄ／吸入圧力
ＰＳ＝１２１０．７（ＫＯ／ｃｍ”　）で行った。結果
を第６図及び第７図に示す。第６図は従来のベーン圧縮
機によるものであり、圧力のピークが１４〜１７（Ｋｑ
／ｃｍ”　）あり、シリンダを摩耗しやすいことがわか
る。第７図は本実施例の圧縮機によるものである。この
第７図によると、圧力のピークが吐出圧力とほぼ同等で
あり、本発明が優れていることがわかる。

なお、実施例のベーン圧縮機では、フロントサイドプレ
ートとリアサイドプレートとの双方に本発明を採用した
が、いづれか一方にのみ本発明を採用することも可能で
ある。

［発明の効果］以上、詳細に説明したように、本発明は、ベーンの先端
が吐出ポートからアキシャルシールの中間点までに存在
する区間内ではベーンの底部は高圧穴と連通し、その他
の区間では底部は中間圧溝と連通し、かつ両区間の境界
点では底部は高圧穴及び中間圧溝の双方と連通ずるよう
にフロント及びリアのサイドプレートの少なくとも一方
におけるロータ当接面を設定するという構成を採用した
ものであるから、シリンダの内周面とベーンの先端との
シール性の確保及びチャタリングの防止に悪影響を及ぼ
すことなく、シリンダの摩耗を有効に軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すベーン圧縮機の縦断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図はリアサ
イドプレートを分離して示すＢ−Ｂ矢視正面図、第４図
はフロントサイドプレートを分離して示すＣ−Ｃ矢視正
面図、第５図は要部を示す説明図、第６図は従来のベー
ン圧縮機の背圧を示す線図、第７図は実施例のベーン圧
縮機の背圧を示す線図である。２・・・シリンダ　　　　２１・・・吸入ポート２２・
・・吐出ポート３１．３２・・・サイドプレート３ａ、３ｄ・・・中間圧溝　３ｂ・・・高圧穴４・・・
ロータ至　　　４０・・・アキシャルシール４０ａ・・
・アキシャルシールの中間点４１・・・ロータ　　　　
５１・・・ベーン５２・・・ベーン溝　　５２１・・・
ベーン溝の底部６・・・油分＠至

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　筒状のシリンダと、該シリンダの両開口端を閉
塞したフロント及びリアのサイドプレートと、該シリン
ダ及び両サイドプレートにより形成されるロータ室に配
置され回転軸により回転するロータと、該ロータに刻設
された複数条のベーン溝に沿って放射方向に出没可能な
複数個のベーンとを備え、前記シリンダはその内周面に
該ロータの外周面が最も近接するアキシャルシールのロ
ータ回転方向先行側と後行側とに冷媒ガスを吸入する吸
入ポートと圧縮された該冷媒ガスを吐出する吐出ポート
とをもち、該リアサイドプレートの後側には該吐出ポー
トから吐出された該冷媒ガス中の油を分離する油分離室
を備えたベーン圧縮機において、前記フロント及びリアのサイドプレートの少なくとも一
方におけるロータ当接面には、前記油分離室から中間圧
力の油を前記ベーン溝の底部に供給する中間圧溝と、該
油分離室から吐出圧力相当の油を該ベーン溝の底部に供
給する高圧穴とを有し、該中間圧溝及び該高圧穴の開口位置は、前記ベーンの先
端が前記吐出ポートから前記アキシャルシールの中間点
までに存在する区間内では該ベーン溝の底部が該高圧穴
と連通し、その他の区間では該底部が該中間圧溝と連通
し、かつ前記両区間の境界点では該底部が該高圧穴及び
該中間圧溝の双方と連通するよう設定したことを特徴と
するベーン圧縮機。