JPH02248681A - ベーン型圧縮機の潤滑油供給装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はベーン型圧縮機の潤滑油供給装置に関し、特に
シール部及び軸受部の潤滑をこれらを冷却しつつ行なう
ようにしたベーン型圧縮機の潤滑油供給装置に関する。

（従来技術） ベーン型圧縮機の潤滑油供給装置としては、例えば、実
公昭４５−３０７６７号公報、実公昭６３−２５３４６
号公報等により公知のものがある。

これら公知の潤滑油供給装置においては、潤滑油を混入
させた圧縮媒体を低圧の状ｒｍ（圧縮前の状態）、即ち
吸入側からシール部及び軸受部に供給することにより潤
滑油による潤滑効果のみならず、シール部及び軸受部の
冷却効果をも得るようにしている。

一方、本件出願人が例えば特開昭６２−１２９５９３号
公報等で提案している圧縮機の吸入孔の開口を制御板に
て調整するタイプの可変容量圧縮機においては、メンテ
ナンス等を容易にするために制御板、制御板の制御手段
を圧縮機のリア側に配しているため、吐出室がフロント
側に設けられ、従ってフロント側に設けられているシー
ル部、軸受部が吐出圧縮媒体によって加熱される構成と
なっており、二のため特にシール部が高温になって耐久
性が劣るのを防止するため圧縮媒体による冷却効果を一
層強める必要がある。

このため従来、吸入室側にある低圧状態の圧縮媒体をフ
ロント側シール部及び軸受部に供給するために、圧縮機
の回転軸の軸芯に第１の潤滑油路を穿設し、該油路によ
り吸入室と軸受部、シール部を収納する軸シール室とを
連通させる一方、前記軸シール室と吸入行程にある圧縮
室とを連通する第２の潤滑油路を設け、ベーンの回転に
伴って発生する圧縮室内の負圧（吸入行程で生じる負圧
）を利用して、吸入室→第１の潤滑油路→軸シール室→
第２の潤滑油路→（吸入行程にある）圧縮室と云う圧縮
媒体のサイクルを形成するようにしたものが、本件出願
人により特願昭６２−１５７３９３号にて提案されてい
る。

しかしながら上記提案に係る潤滑油供給装置は圧縮室内
に発生する負圧を利用する構成であるため、ベーンの回
転に伴って圧縮室が圧縮行程になって正圧が発生すると
、もはや上記潤滑油のサイクルが形成されないこと、更
には負圧が発生するベーンの回転角度範囲が狭く軸シー
ル室へ圧縮媒体を十分供給するに必要な負圧が得られな
いため、所望の冷却効果が得られないと云う不具合があ
った。

更に、圧縮機の回転軸に潤滑油路を穿設するため、回転
軸の強度を確保するには潤滑油路のＬ１径をあまり大き
くすることが出来ず、このため十分な潤滑効果が得られ
ない。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成簡単で
且つ潤滑油による潤滑効果及び冷却効果が共に優れたベ
ーン型圧縮機の潤滑油供給装置を提供することを１的と
する。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のベーン型圧縮機の潤滑
油供給装置は、シリンダと、一部が該シリンダ内に配さ
れた回転軸と、前記シリンダ内で該回転軸上に固設され
たロータと、ロータにより担持された複数のベーンと、
前記回転軸に貫装されたシール部及び軸受部とを備える
ベーン型圧縮機において、前記シリンダとロータ間に画
成される圧縮空間内の、前記ベーンの回転に伴い負圧か
ら正圧に変化する所定位置近傍に一端が開口すると共に
、がＩ記シール部と軸受部まで延びる潤滑油路を設けた
ものである。

（作用） 潤滑油路の一端をベーンが通過する直前と直後とで圧縮
空間内圧力が夫々正圧及び負圧になってパルセーション
効果が生じ、圧縮空間とシール部及び軸受部間を圧縮冷
媒が潤滑され後者を潤滑及び冷却する。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付図面を参照して詳廁に説明す
る。

先ず第１図及び第２図により本発明の潤滑油供給装置を
備えたベーン型圧縮機の基本構成を説明する。

第１図は圧縮機の吐出容量の制御が可能な可変容量式ベ
ーン型圧縮機の縦断面図である。このベーン型圧縮機は
、略楕円形の内周部１ａを有するカムリングｌとカムリ
ングｌの両側端を閉塞する如く該両側端に夫々固定され
たフロントサイドブロック３及びリヤサイドブロック４
により形成されたシリンダと、該シリンダ内に回転自在
に収納された円筒状のロータ２と、該両サイドブロック
３．４の外側端に夫々固定されたフロントヘッド５、リ
ヤヘッド６と、前記フロントサイドブロック３を貫通し
、エンジン出力軸側と電磁クラッチ（共に図示省略）を
介して連結される回転軸７と、リヤサイドブロック４に
嵌装され後述の圧縮機の吸入口の開口を調整する制御部
材２２とを主要構成要素としている。

前記回転軸７はその略中間部と末端部が、フロントサイ
ドブロック３とリヤサイドブロック４にそれぞれ設けら
れたニードルベアリング（軸受部）８ａ、８ｂに回転自
在に支持され、先端部側（電磁クラッチ側）はプロント
サイドブロック３とフロントヘッド４間に設けられた軸
シール室９を、シール部材（シール部）ｌＯにて気密を
保持された状態で貫通している。

フロントヘッド５の上面には適正量の潤滑油が混入され
た冷媒ガスを吐出する吐出［１５ａが、リヤヘッド６の
上面には該冷媒ガスを吸入する吸入［」６ａが夫々形成
されている。吐出口５ａはフロントヘッド５とフロント
サイドブロック３とにより画成される吐出室ｌｌに、吸
入１」６ａはリヤヘッド６とリヤサイドブロック４とに
より画成される吸入室１２に夫々連通している。

第２図及び第３図は夫々、第１図の■−■線及びＩＩＩ
　−ＩＩＩ線に沿う断面図であ番ハ第２図は圧縮空間１
３１かものりャサイドブロック側を、第３図はフロント
サイドブロック側を夫々示している。

圧縮機の圧縮空間１３１，１３２は第１図乃至第３図に
示すように、カムリングｌの内周部１ａとロータ２の外
周面とフロントサイドブロック３のカムリング１側の端
面３ａと制御部材２２のカムリングｌ側の而２２ａとの
間に、周方向に１８０度偏位して対称的に２つ画成され
ている。前記ロータ２にはその径方向に沿うベーン溝１
４が周方向に等間隔を存して複数（例えば５個）設けら
れており、これらのベーン溝１４内にベーン１５ｓ〜１
５３がそれぞれ放射方向に沿って出没自在に嵌装されて
いる。これらベーン１５ｓ〜１５５のうち隣接する２つ
のベーン（例えば第２図の１５１．［５２）により圧縮
媒体の圧縮が行なわれる圧縮室が画成される。

前記リヤサイドブロック４には、第２図に１点鎖線で示
すように周方向に目８０度偏位して対称的に吸入ボート
１６１，１６２が設けられている。これら吸入ボート１
６１，１６２はベーン１５＋〜１５５のうちの相前後す
る２つのベーン間の容積（圧縮空間）が最大となる位置
（第２図及び第３図のベーン１５１〜１５２１１１１）
で閉塞可能となるように配置されている。吸入ボート１
６１，１６２は第１図に示すように、リヤサイドブロッ
ク４の厚さ方向に貫通しており、これら吸入ボート１６
１，１６２を介して吸入室１２と圧縮空間１３ｚ、１３
２とが夫々連通されている。

前記カムリングｌの外周壁には、第２図及び第３図に示
すように、周方向に１８０度偏位して対称的に２個ずつ
吐出ボート１７ｔ、１７２（何れも一力のみを図示）が
穿設されている。該吐出ボート１７１．１７２のあるカ
ムリングｌの外周壁には、吐出ブｐＪ８ｔ、１８＋が介
装され、該吐出弁１８１゜１８２は吐出圧を受けたとき
に開弁して前記各吐出ボート１７ｚ、１７ｇを夫々開口
するようになっている。さらに、カムリングｌ、フロン
トサイドブロック３には吐出弁１８ｚ、１８ｔの開弁時
に前記圧縮室１２内の圧縮された冷媒ガスを吐出ボート
１７１，１７２を介して吐出室ＩＯに送る連通路（図示
せず）が配されている。

前記フロントサイドブロック３には、詳細は後述する潤
滑油供給装置Ｍを成す、前記２つの圧縮空間１３ｗ、１
３２と前記シール室９とを夫々連通する潤滑油路１９．
２０がロータの回転角度の所定位置（第３図及び第４図
のＤ）に配されており、吸入ボート１６１，１６２より
一旦圧縮空間１３１゜１３２内に供給された圧縮媒体が
該潤滑油路１９゜２０を介してシール室９内に供給され
、その後再び該潤滑油路１９，２０を介して圧縮空間１
３１゜１３２内に戻されるようになっている。

一方、前記リヤサイドブロック４には、そのロータ２側
端面に前記吸入ボート１６１，１６２と連なる環状四部
２１が設けられている。この環状凹部２１内には、リン
グ状の制御部材２２が第１図に示すように正逆回転可能
に嵌装されている。該制御部材２２の外周縁にはその周
方向に１８０度偏位して対称な位置に円弧状の切欠部２
３１，２３２（第２図参照）が設けられている。制御部
材２２の反ロータ側面には周方向に１８０度偏位して対
称的に突片状の受圧部２４１．２４２が一体的に突設さ
れている。前記環状凹部２１の底部には圧力作動室２５
ｚ、２５ｇが凹設され（第１図は２５２のみ図示）、該
室２５ｓ、２５２内に前記受圧部２４１゜２４２が夫々
スライド可能に嵌装されている。各圧力作動室２５１，
２５２内は各受圧部２４１，２４２により、各々吸入ボ
ート１６１，１６２と一体に形成される側の第１の室と
、吸入室より遮断された第２の室（共に図示せず）とに
２分され、各第１の室には前記吸入ボート１６１，１６
２を介して吸入室１２内の圧力が、第２の室には図示し
ない連通路を介して吐出室ＩＩ内の圧力が供給される。

また、第２の室は、第１図に示すリヤサイドブロック４
に設けられた連通路２６、及び開閉弁機構２７を介して
吸入室１２に連通可能となっている。該開閉弁機構２７
はベローズ、ボール弁体、付勢バネを主要構成要素とす
るもので、吸入室１２側（低圧側）の圧力に感応して第
２の室内の圧力を低圧側である吸入室ｌｌ内へリークさ
せるものであり、該機構２７の働きによって前記制御部
材が吸入室内の圧力変化に応じて回動することになる。

即ち、前記吸入圧が所定設定値以上のとき前記機構２７
の（至）きにより第２の室内が高圧に保持され、このと
き制御部材２２は第２図中反時計廻り方向に回動する。

また、吸入圧が所定設定値以下のとき前記機構２７は第
２の室内の高圧を低圧側である吸入室ｌｌ内へリークさ
せ、このとき制御部材２２はコイルバネ３０の働きによ
り第２図中時計廻り方向に回動する。このように吸入圧
が所定設定値以上であるか否かに応じて第２の室内の圧
力が開閉弁機ｆ／９２７により制御されるので吸入圧が
所定設定値となるように、制ｔｎ部材２２は最大の吐出
容量が得られる全稼働位置（制御部材の切欠部２３１，
２３ｔの前側端部が第２図のＡ位置となる位置）と、最
小の吐出容量が得られる一部稼働位置（前記前側端部が
第２図のＢ位置となる位置）との間で正逆回転する。

このような制御部材２２の回動により、圧縮機の圧縮行
程開始時期、従って吐出容量が制御される。

次に上述の如く構成される可変容量式ベーン型圧縮機の
潤滑油供給装置Ｍについて説明する。

本発明の潤滑油供給装置Ｍは、適正量の潤滑油が混入さ
れた冷媒ガスを低圧状態でフロント側の前記軸受部８ａ
が臨む軸シール室９に供給し、軸受部８ａの潤滑を行な
うと共に軸シール室９内のシール部ｌＯの冷却を効率良
く行なうものである。

特に、圧縮機のフロント側に吐出室１１を設ける本実施
例の如き構造の圧縮機に於ては、圧縮された冷媒ガスに
より高温となる吐出室ｉｌ側にシール部ｌＯが配されて
いるため、当該シール部の耐久性劣化を防ぐべく効率の
良い冷却作用を達成する必要がある。

本発明の潤滑油供給装置ＢＭは、潤滑油の供給により得
られるシール部１０の冷却効果を向上させるため、潤滑
油を混入した圧縮冷媒を低圧状態のまま、しかも効率良
く軸シール室９内に導入するものである。

このため本発明は、ロータ２の回転に伴い圧縮空間１３
１，１３２内の圧力が負圧（吸入行程時）から正圧（圧
縮行程時）に切り換わることに着目し、該圧力変動を利
用して、圧縮空間１３ｒ、１３ｇと軸シール室との圧縮
冷媒の流通を円滑に行なうようにするものである（パル
セーション効果）。

より具体的には、ｎｉＪ記軸シール室９と２つの圧縮空
間１３１，１３２とを連通ずる潤滑油路１９゜２０は第
１図及び第５図に示すようにフロントサイドブロック３
のロータ側端面３ａのベーンの所定回転角度位置にて開
口するように！８０°偏位して対称に設けられている。

該潤滑油路１９．２０の夫々の開口１９ａ、２０ａは、
前記圧縮空間１３１゜１３２に関して、ベーンの回転に
伴って移動する圧縮室内の圧力が負圧（吸入行程時）か
ら正圧（圧縮行程時）に切り換わる圧縮空間（１３ｓ。

１３２）の所定の位置にて開口するように配されている
。即ち１図示例においては圧縮機の全稼動時に圧縮行程
が開始されるベーンの回転角度（第３図Ｃ）を基準とし
てベーンの回転方向下流側ｌＯ。

の位置（圧縮による圧縮媒体の温度上昇が生じない位置
、第３図Ｄ）にて前記潤滑油路１９．２０の夫々の開口
１９ａ、２０ａが配されている。

この所定角度位置での圧力は、回転方向下流側のベーン
（例えば第３図の１５２）が開口（例えば１９ａ）を通
過した直後に於ては、該ベーンと回転力向上流側で隣接
するベーン（１５３）とで画成される圧縮室が吸入行程
となるため負圧となり、反対にベーン（−Ｎえば第３図
の１５５）が開口（例えば２０ａ）を通過する直ｎ；１
に於いては該ベーンと回転方向下流側で隣接するベーン
（１５４）とで画成される圧縮室が圧縮行程となるため
正圧となる。

従って、潤滑油路１９．２０の開口１９ａ、　２０ａを
上記条件を満たす圧縮空間１３１，１３２内のベーンの
所定回転角度位置に配することによって該開口が臨む圧
縮室内の圧力が負圧→正圧又は正圧→負圧と脈動するこ
とになる。

斯かる開口が臨む圧縮室内の圧力の脈動は潤滑油の供給
に関し以下のような作用をもたらす。

即ち、開口が臨む圧縮室内の圧力が正圧のときには当該
圧縮室内の圧縮冷媒は潤滑油路を介して軸シール室９に
供給され、該室内の圧縮冷媒の質量が増加する。ここで
該圧縮室内の圧力が負圧に切換わると上記軸シール室に
導入された圧縮媒体は前記負圧の作用により潤滑油路を
介して該圧縮室内に吸引されることになる。この動作は
ベーンの回動に伴って繰返され、従って軸シール室内へ
の圧縮媒体の流れが活発になる（パルセーション効果）
。

このようなパルセーション効果を利用した本発明の潤滑
油供給装置は、従来のものに比べ、圧縮空間と軸シール
室とを連通する潤滑油路を所定のベーン回転角度位置に
配すると云う簡単な構成にて十分な潤滑効果／冷却効果
を得ることが出来る。

ところで、本発明の潤滑油供給装置を本実施例で示すよ
うな２つの圧縮空間を有し、且つ奇数枚（例えば５枚）
のベーンが配されるベーン型圧縮機に適用した場合、更
に以下のような格別の作用効果を有する。

即ち、２つの圧縮空間を有するベーン型圧縮機に奇数枚
のベーンを等間隔で配すると、一方の圧縮空間の前記開
口が臨む圧縮室内の圧力が正圧となったときには他方の
圧縮空間の前記開口が臨む圧縮室内が負圧となり、両者
の圧力変動に１８０゜の位相のずれが生じる。

従って、−力の圧縮空間（第１図の１３１）内の前記開
口（１９ａ）が臨む圧縮室が正圧となって第１図中実線
に示すように吸入室１２内の圧縮媒体が、圧縮空間Ｉ３
１．潤滑油路Ｉ９を介して軸シール室９内に供給された
とき、他方の圧縮空間１３２内の前記開口（２０ａ）が
臨む圧縮室は負圧となり、前記一方の油路１９を介して
供給された軸シール室９内の圧縮媒体が他方の潤滑油路
２０を介して他方の圧縮空間１３ｚ内に送られることに
なる。（図中点線で示す矢印）。

ベーンの回動により圧縮空間１３ｓ内の前記開口１９ａ
が臨む圧縮室が負圧となったときには上述とは正反対の
圧縮媒体の流れ（第１図中−点鎖線の矢印）が生じる。

この結果、軸シール室９内の圧縮媒体の循環が良くなり
、該圧縮媒体による潤滑効果、冷却効果が一層向上する
。

尚、本実施例の如き圧縮行程開始時期が制＃部材の切欠
部の先端位置によって変化する可変容量ベーン型圧縮機
においては前記潤滑油路の開口は当該圧縮機が全稼動状
態にあるときの圧縮行程開始角度を基準として略ｌＯ°
以内に設けられる。

このように全稼動時の圧縮行程開始角度を基準にするの
は、圧縮された圧縮媒体によるシール部の加熱は全稼動
時のとき著しく従って、このときに冷却効果を十分発揮
させる必要があるからである。

以上のように構成される潤滑油供給装置を実際に圧縮室
を２つ有する奇数ベーン（例えば５枚ベーン）のベーン
型圧縮機に適用した結果、従来の潤滑油供給装置（特開
昭６２−７０６８４号に係る構成のもの）を適用したも
のに比べてアイドル回転（８００ｒｐｍ）で約３℃、高
速回転（３０００ｒｐｍ）で約ｌＯ℃、軸シール部の温
度が低下することが確認された。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明に依れば、シリンダと、一部
が該シリンダ内に配された回転軸と、ｎ：ｊ記シリンダ
内で該回転軸上に固設されたロータと、ロータにより担
持された複数のベーンと、前記回転軸に貫装されたシー
ル部及び軸受部とを備えるベーン型圧縮機において、前
記シリンダとロータ間に画成される圧縮空間内の、前記
ベーンの回転に伴い負圧から正圧に変化する所定位置近
傍に一端が開口すると共に１１．前記シール部と軸受部
まで延びるｉｌｌ滑油路を設けたものであるので、パル
セーション効果によりシール部と軸受部に十分な量の圧
縮冷媒が供給され、これら部品を十分に潤滑し且つ冷却
でき、従って簡単な構成ながら圧縮機の耐久性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の潤滑油供給装置を備えた可変容量式ベ
ーン型圧縮機の縦断面図、第２図は第１図の■−■線に
沿う断面図、第３図は第一１１！Ｉのｕｌ−ｍ線に沿う
断面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線矢視端而面、第
５図は第４図の■−Ｖ線矢視断面図である。 ｌ・・・カムリング、２・・・ロータ、３・・・フロン
トサイドブロック、４・・・リアサイドブロック、８ａ
。 ８ｂ・・・軸受部、９・・・軸シール室、１０・・・シ
ール部、１３１．１３２・・・圧縮空間、１９．２０・
・・潤滑油路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダと、一部が該シリンダ内に配された回転軸
   と、前記シリンダ内で該回転軸上に固設されたロータと
   、ロータにより担持された複数のベーンと、前記回転軸
   に貫装されたシール部及び軸受部とを備えるベーン型圧
   縮機において、前記シリンダとロータ間に画成される圧
   縮空間内の、前記ベーンの回転に伴い負圧から正圧に変
   化する所定位置近傍に一端が開口すると共に、前記シー
   ル部と軸受部まで延びる潤滑油路を設けたことを特徴と
   する潤滑油供給装置。