JPH02277992A - ベーン圧縮機 - 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、車両空調用に供して好適なベーン圧縮機に係
り、詳しくはベーン圧縮機のシリンダの改良に関する。

［従来の技術］ 従来のベーン圧縮機として、筒状のシリンダと、該シリ
ンダの両間口端を閉塞するサイトプレートと、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
置され駆動軸と共に回転するロータと、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してそ
の先端が上記シリンダの内周面に押接する複数個のベー
ンとを備え、上記シリンダが過共晶Ａ　Ｉ　−８ｉ合金
よりなるものが知られている。

この過共晶Ａ　＋　−Ｓｉ合金よりなる従来のシリンダ
は、その初晶Ｓｉの合金表面からの脱落防止、高強度化
等を図るため、微細化剤としてのＰを０゜００３重量％
以上含有し初晶９ｉの平均粒径が２Ｑ〜５０μｍに調整
されている。なお、この従来のシリンダの金属組織を表
す１００倍の電子顕微鏡写真を第６図に示す。第６図中
、黒く現れているのが初晶Ｓｉである。

し発明が解決しようとする課題］ ところが上記従来の初晶Ｓｉが微細化された過共晶△ｌ
　−Ｓｉ合金からなるシリンダを用いたペン圧縮機では
、クラッチのオン、オフによる断続運転や起動時等の背
圧不足によるチャタリングが繰り返されると、シリンダ
表面にベーン）囲動方向の微小なうねりが発生する。こ
のようにシリンダ表面に微小なうねりが生じると、シリ
ンダ表面を１習動するベーンの先端は微小な跳動を伴っ
て該シリンダ表面との衝突を繰返し、その結果とくにジ
ー音と呼ばれる高周波成分の異音が増勢する。

本発明は、シリンダ表面のうねりの発生及び成長を抑制
して異音の低減を図ることを解決すべき技術課題とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するため、前記シリンダを過共
晶Ａ　ｌ　−Ｓｉ合金から構成し、初晶Ｓの平均粒径を
５０〜１５０ｔ１ｍにするという新規な手段を採用する
。

上記過共晶Ａ　ｌ　−８ｒ合金の組成は、Ｓｉ　：１８
〜２５重１％、Ｐ　：　０．００００５重ｉ％以下、残
部Ａ１とすることが好ましい。なお、不可避不純物とし
て、Ｃｕ、ＭＣＩ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔ等を含有する
ことは差支えない。上記Ｐは一般に初晶Ｓｉの微細化剤
として用いられるもので、その含有煩を０．００００５
重量％以下とすることにより、初晶Ｓｉの過度の微細化
を抑えて、その平均粒径を５０〜１５０μｍに調整する
。

［作用］ 本発明のベーン圧縮機は、ロータの回転によりベーン溝
に沿って放射方向に付勢されたベーン先端がシリンダ表
面に衝接した場合、シリンダ表面及び内部には平均粒径
５０〜１５０μｍの初晶Ｓｉが散在しているため、該シ
リンダ表面がベーンから受ける応力はこの平均粒径の大
きな初晶Ｓｉを介してシリンダ内部のＡＩマトリックス
に作用する。このとき、初晶Ｓｉの粒径が大きい程、す
なわち応力を受ける初晶Ｓｉの面積か大きい程、その応
力は分散してＡＩマトリックスに作用する。

また、初晶Ｓｉの粒径が大きい程、すなわち応力が初晶
Ｓｉ中を伝わる距離が長い程、その応力は徐々に小さく
なってシリンダ内部のＡ１マトリックスに作用する。し
たがって、本発明のベーン圧縮機では、ベーンからシリ
ンダ表面に作用した応力は平均粒径の大きな初晶Ｓｉを
介してシリンダ内部のＡ１マトリックスに作用するため
、その応力は小さくなり、該Ａ１マトリックスはシリン
ダ表面部にうねりを発生させることなく該応力を受止め
ることができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はベーン型圧縮機の縦断面図、第２図は圧縮機の
横断面図である。

図に示すように、互いに結合された前ハウジング１１及
び後ハウジング１２内に楕円状の貫通孔をもつシリンダ
１が収容固定され、このシリンダ１の両端開口が前サイ
ドプレート１３、後サイドプレート１４でそれぞれ塞が
れて縦断面が楕円状のロータ室１５が形成されている。

上記両サイドプレート１３．１４の軸孔中には抛受１６
．１７を介して駆動軸１Ｂが回転自在に保持され、該駆
動軸１８の一端はシャフトシール１９を介して前ハウジ
ング１１の軸孔を貫通して突出し、その先端に図示しな
い電磁クラッチの従動部が固定されている。また、駆動
軸１８には円形断面のロータ２０が上記ロータ室１５内
に配設されるように固定され、該ロータ２０の外周部に
は回転対称に４個のベーン溝２１が刻設されており、各
ベーン溝２１には４枚のベーン２２がそれぞれ放射方向
に出没可能に保持されている。そして、隣合う２枚のベ
ーン２２、ロータ２０の外周面、シリンダ１の内周面及
び両サイドプレート１３．１４の内周面によって囲まれ
る４個の圧縮室２３がロータ室１５に形成されている。

前サイドプレート］３と前ハウジング１１との間に吸入
室２４が形成され、後サイドプレート１４と後ハウジン
グ１２との間には油分離室２５が形成されている。この
吸入室２４は所定の回転角位置において前サイドプレー
ト１３とシリンダ］とに貫設された吸入通路２６及び吸
入口２７によって上記圧縮室２３と連通される。また、
この圧縮室２３は他の所定の回転角位置において吐出口
２８を介して吐出室２９と連通され、吐出室２９は図示
しない連通孔を介して油分離室２５と連通されている。

なお、３０は吐出弁、３１はリテーナである。

上記シリンダ１は、Ｓｉ　：１８〜２５重量％、Ｐ：０
．００００５重量％以下、残部八日その他Ｃｕ、ＭＱ、
Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｔ　ｉ等の不可避不純物よりなる過
共晶Ａ　＋　−Ｓｉ合金である。

このシリンダ１の金属組織を第３図の１００倍電子顕微
鏡写真に示すように、シリンダ１はＡ１マトリックス部
と、このＡ１マトリックス部中に点在する初晶Ｓｉとか
らなる。なお、第３図中、黒く坦れているのが初晶Ｓｉ
である。この初晶Ｓの平均粒径は５０〜１５０μｍに調
整されており、シリンダ１のうち２２重量％を占めてい
る。

上記構成よりなる本実施例のベーン圧縮機について、断
続耐久試験を実施し、試験侵におけるシリンダ表面のう
ねりを表面粗さ測定機により測定した。その結果を第４
図に示す。また、上記断続耐久試験の前後における騒音
レベルを防音室にて、騒音測定機（マイクロフォン＋騒
音計十周波数分析装置）により測定した。その結果を第
５図に示す。なお、上記断続耐久試験は、吸入圧カニ２
ｋＣ１／Ｃｍ２　、吐出圧カニ　２０ｋＣ１／Ｃｍ２　
、エンジン回転数：　５０００ｒｐｍの設定条件の下、
オン／オフ＝１０１５秒の断続切替を１００時間続けて
行った。また、比較のため前記した初晶Ｓの平均粒径が
２０〜５０Ｉｉｍに調整された従来のシリンダを適用し
たベーン圧縮機についても同様にうねり及び騒音レベル
を測定した。その結果を第７図及び第８図に示す。

第４図及び第７図の比較から明らかなように、本実施例
に係るシリンダ１の表面にはうねりがほとんど認められ
なかったのに対し、従来のシリンダ表面には第７図のＳ
に示すように１〜２μｍのうねりが認められた。これは
、本実施例に係るシリンダ１では、シリンダ表面及び内
部に平均粒径５０〜１５０μｍの初晶Ｓｉが散在してお
り、該シリンダ表面がベーン２２から受（ブる応力はこ
の平均粒径の大きな初晶Ｓｉを介してシリンダ内部のＡ
１マトリックスに作用するため、Ａ１マトリックスに作
用する応力は、シリンダ表面にうねりを発生させること
なく該ＡＩマトツリクスが十分に受は止められる程度に
小さいものとなるからである。

また、第５図及び第８図を比較すると明らかなように、
本実施例に係るシリンダ１は５〜２０ｋＨ２の高周波成
分における異音の実効値が３．２ｄＢ　（Ａ）の増加幅
を示したのに対し、従来のシリンダは１３．２ｄＢ　（
Ａ＞の増加幅を示した。

すなわち、本実施例のシリンダ１は、シリンダ表面のう
ねりが主原因となって増勢する異音が従来のシリンダと
比して約１．；／４になっていることがわかる。なお、
第５図及び第８図中、下側の線は断続耐久試験前の騒音
レベルの測定結果を示し、上側の線は断続耐久試験後の
騒音レベルの測定結果を示す。

［効果］ 以上詳述したように、本発明のベーン圧縮機は、平均粒
径が５０〜１５０μｍの初晶Ｓｉが析出した過共晶Ａ　
ｌ　−Ｓｉ合金からなるシリンダを使用したものである
から、ベーンからシリンダ表面に作用する応力を平均粒
径の大きな初晶Ｓｉを介してシリンダ内部のＡ１マトリ
ックスで受【プ止めることができ、これによりシリンダ
表面のうねりの発生及び成長を抑えることができる。し
たがって、シリンダ表面のうねりが主原因で増勢する異
音を著しく低減させることができる。

また、シリンダ表面のうねりの発生及び成長が抑制され
るので、シリンダの耐久性も格段と向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のベーン型圧縮機の縦断面図、第２図
は上記ベーン圧縮機の横断面図、第３図は本実施例に係
るシリンダの金属組織を表す１００倍の顕微鏡写真、第
４図は断続耐久試験後における本実施例に係るシリンダ
表面のうねりを示す測定線図、第５図は本実施例に係る
シリンダの断続耐久試験前接の騒音レベルを示す測定線
図、第６図は従来のシリンダの金属組織を表１１００倍
の顕微鏡写真、第７図は断続耐久試験後にお１プる従来
のシリンダ表面のうねりを示す測定線図、第８図は従来
のシリンダの断続耐久試験前後の騒音レベルを示す測定
線図である。 １・・・シリンダ　　　　１３・・・前サイドプレート
１４・・・後サイドプレート　１５・・・ロータ室１８
・・・駆動軸　　　　　　２０・・・ロータ２１・・・
ベーン溝　　　　　２２・・・ベーン特許出願人　　株
式会社豊田自動織機製作所代理人　　　弁理士　　大川
　宏 第１ 周 波 数（ＫＨｚ） 周 汲 牧（にＨｚ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状のシリンダと、該シリンダの両間口端を閉塞
   するサイドプレートと、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駆動軸と共に回
   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してその先端が上記シリンダ
   の内周面に押接する複数個のベーンとを備えたベーン圧
   縮機において、 上記シリンダは過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金よりなり、初晶Ｓ
   ｉの平均粒径は５０〜１５０μｍであることを特徴とす
   るベーン圧縮機。