JPH0332794Y2

JPH0332794Y2 -

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Publication number: JPH0332794Y2
Application number: JP1982091163U
Authority: JP
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1991-07-11
Also published as: US4571164A; US4717321A; JPS58193086U; US4611977A

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、冷媒ガス等の気体を圧縮するため
に用いられるベーン型圧縮機において、ベーンに
加えられる背圧を調整する装置に関するものであ
る。

（従来の技術）一般に、ベーン型圧縮機は、シリンダの両側に
サイドブロツクを固定して圧縮機本体を構成し、
この圧縮機本体内にベーンが嵌挿されたロータを
配置し、このロータの回転によりベーンの先端を
シリンダの内面に沿つて回転させ、圧縮機本体、
ベーン及びロータから成る圧縮室を拡大又は縮小
して圧縮作用をなすよう構成されている。前記ベ
ーンは、その先端が常にシリンダの内面に沿つて
回転して圧縮室のシールを行なう必要があるの
で、ベーンの遠心力に加えて、ベーンの後端とベ
ーンが嵌挿されたベーン溝との間に背圧室を形成
し、この背圧室にオイル溜りからの高圧のオイル
を導き、ベーンを半径方向に押出するようにして
いる。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、このようにベーンへ背圧を加え
ているにもかかわらず、特にベーンがシリンダに
形成された吐出孔を通過する前後でベーンがベー
ン溝深くに入込み、吐出孔を通過した後にベーン
の先端が突出してシリンダの内面に当接して異音
を生じるといういわゆるチヤタリングを起こす問
題があつた。かかるチヤタリングの原因につい
て、第１図を用いて考察してみると、今、ベーン
８はロータ５と共に回転してシリンダ１に形成さ
れた吐出孔２３に近づく状態にあり、該ベーン８
の先端がシリンダ１の内面に接点３０で接触し、
この接点３０を境として圧縮開始直後の圧縮室２
５ａと圧縮の中間行程にある圧縮室２５ｂとに分
けている。ベーン８の先端はベーン８の中心線か
ら回転方向にずれており、前記接点３０で分かれ
るベーン８の先端の垂直投影面積をA₁，A₂とし、
前記圧縮室２５ａ，２５ｂの圧力をP₁，P₂とす
れば、ベーン８の下端方向へはP₁A₁＋P₂A₂の力
が加えられている。一方、ベーン８の下端とロー
タ５のベーン溝７とで形成された背圧室２６には
高圧のオイルが導かれ、その圧力をP₃、ベーン
８の下端の面積をA₃とすれば、ベーン８の先端
方向へはP₃A₃の圧力が加えられている。したが
つて、ベーン８のシリンダ１への押圧力Ｆはベー
ン８の遠心力を無視すれば、Ｆ＝P₃A₃−（P₁A₁
＋P₂A₂）で示される。ここで大きな圧力P₂が加
わる面積A₂が小さいので、Ｆ＞０となつてベー
ン８の先端がシリンダ１の内面に押付けられた状
態でつり合つていると考えられる。ところが、図
中２点鎖線で示すように、ベーン８が吐出孔２３
の開口部分まで回転すると前記接点３０が消失し
て、ベーン８の下端方向へはP₂（A₁＋A₂）で示す
力が加えられ、Ｆ＝P₃A₃−P₂（A₁＋A₂）で示さ
れるようになり、Ｆ＜０となり得る。このためベ
ーン８がベーン溝７にはいり込み、吐出孔２３を
通過した後で再び押圧力Ｆが増加するのでチヤタ
リングが起こるのである。

そこで、この考案は、上述したようにベーンが
吐出孔を通過する前後でベーンの下端への力が増
加して押圧力がマイナスとなることに起因するチ
ヤタリングを防止すると共に、高圧区間における
背圧室内の圧力を適正に保つことを課題としてい
る。

（課題を解決するための手段）この考案の要旨とするところは、シリンダ１の
両側にサイドブロツク２ａ，２ｂを固定して圧縮
機本体３を構成し、この圧縮機本体３内にロータ
５を配し、このロータ５に形成のベーン溝７内に
ベーン８を嵌挿し、このベーン溝７の下端に背圧
室２６を形成すると共に、加圧された流体が貯え
られる高圧室１４の下方にオイル溜り２１を有す
るベーン型圧縮機において、前記サイドブロツク
２ａ，２ｂのロータ側の面をシリンダ１に形成の
吐出孔２３を通過する前後の高圧区間αとそれ以
外の常圧区間βとに分けて、該サイドブロツク２
ａ，２ｂのロータ側の面に前記常圧区間では前記
背圧室２６が通る軌跡上にオイル溜り２１からオ
イルが供給されるオイル溝２７ａ，２７ｂが形成
されると共に、前記高圧区間では前記背圧室２６
が通る軌跡より外に一端が開口し、他端が前記オ
イル溜り２１に開口の絞り孔３１ａ，３１ｂが形
成されることにある。

（作用）したがつて、ベーン８が吐出孔２３を通過する
前後の高圧区間に入ると、背圧室２６とオイル溝
２７ａ，２７ｂとの連通が遮断され、該背圧室２
６内に圧力は高まり、ベーン８の先端から加わる
圧力に対抗するようになると共に、背圧室２６内
の圧力が所定圧以上上昇すると、圧力をロータ５
とサイドブロツク２ａ，２ｂとのクリアランスを
介して絞り孔３１ａ，３１ｂを通して逃すので、
比較的大きな抵抗となつて過度の流出を押えるこ
とができる。したがつて、背圧室２６は適正な圧
力に保たれるので、前記課題のチヤタリングの防
止と背圧室内の適正な圧力の維持が可能となるも
のである。

（実施例）以下、この考案の実施例を図面により説明す
る。第２図乃至第４図において、この考案の実施
例が示され、ベーン型圧縮機は例えばマルチベー
ンタイプで、内面が楕円形に形成されたシリンダ
１の両側にサイドブロツク２ａ，２ｂが固定され
て圧縮機本体３が構成されている。

この圧縮機本体３内には、中心に駆動軸４が固
く結合された円筒状のロータ５が配置され、駆動
軸４は、前記サイドブロツク２ａ，２ｂに形成さ
れて軸受孔６ａ，６ｂに挿入されて、回転自在に
支持されている。

ロータ５は、シリンダ１の内面の短径部分２箇
所でわずかなクリアランスをもつて接していると
共に、該ロータ５の側面がサイドブロツク２ａ，
２ｂに同じくわずかなクリアランスをもつて接し
ている。また、このロータ５のほぼ半径方向には
ベーン溝７が一定角度隔てて例えば５箇所形成さ
れ、それぞれのベーン溝７にベーン８が摺動自在
に嵌挿されている。

前記圧縮機本体３の周囲は、一方のサイドブロ
ツク２ａに密着固定されたヘツド９と、このヘツ
ド９に密着固定されたシエル１０とに囲まれてい
る。このシエル１０の後端面には吸入口１１と吐
出口１２とがそれぞれ開口し、吸入口１１は低圧
室１３に、吐出口１２は高圧室１４にはそれぞれ
通じている。低圧室１３は、サイドブロツク２ｂ
に密着固定されたカバー１５をもつて高圧室１４
と仕切られ、さらにシリンダ１及びサイドブロツ
ク２に密着固定されたカバー１５をもつて高圧室
１４と仕切られ、さらにシリンダ１及びサイドブ
ロツク２ａ，２ｂに形成の連通孔１６を介してヘ
ツド９内に通じている。このヘツド９内の低圧室
１３は、ヘツド９に形成された隔壁１７を介して
シール室１８内でシール装置１９がサイドブロツ
ク２ａから突出した駆動軸４とヘツド９との間に
設けられて外部との気密を保つようになつてい
る。一方高圧室１４は、圧縮機本体３とシエル１
２とに囲まれて構成され、この高圧室１４にオイ
ル分離板２０が設けられていると共に、該高圧室
１４の下部にオイル溜り２１が設けられている。

上記低圧室１３は、サイドブロツク２ａ，２ｂ
に形成された吸入孔２２を介して、また、高圧室
１４はシリンダ１の側面に形成された吐出孔２３
を介して圧縮機本体３内に通じている。吸入孔２
２は、サイドブロツク２ａ，２ｂの１つに対して
２個がほぼ180゜隔てて位置し、吐出孔２３は、リ
ード形の吐出弁２４で閉じられてシリンダ１のロ
ータ５と接触する部分の付近に位置しており、圧
縮機本体３、ロータ５及びベーン８から構成され
る圧縮室２５に交互に通じるようになつている。
この圧縮室２５は、ロータ５の回転中にあつて
は、ベーン８が該ベーン８の遠心力と背圧室２６
からの背圧をもつてシリンダ１の内面に押付けら
れ、隣り合う圧縮室２５からシールされている。

背圧室２６は、前記ベーン溝７の奥端でロータ
５、ベーン８及び前記サイドブロツク２ａ，２ｂ
に囲まれて形成されている。この背圧室２６の圧
力はロータ５の回転に伴なつて下記する背圧調整
装置により調整されるようになつている。

背圧調整装置は、両サイドブロツク２ａ，２ｂ
に設けられていて、背圧室２６の端部がサイドブ
ロツク２ａ，２ｂに画く軌跡（この実施例にあつ
ては円形の軌跡）を周方向に高圧区間αと常圧区
間βとに区画して構成されている。高圧区間α
は、ベーン８が吐出孔２３を通過する前後の区間
で、詳しくは、ベーン溝７の回転方向前側の面で
あるリーデンサイド７ａの延長線が吐出孔２３の
開口端直前にあるときの背圧室２６の回転方向後
端の位置から、ベーン溝７の回転方向後端の面で
あるトレーリングサイド７ｂがシリンダ１とロー
タ５との接触点を越えた直後の背圧室２６の回転
方向前端の位置までの区間である。一方、常圧区
間βは、上記高圧区間αを除いた区間であり、こ
の常圧区間βの一端から他端までに例えば弧状の
オイル溝２７ａ，２７ｂがサイドブロツク２ａ，
２ｂのロータ５側の面にそれぞれ形成されてい
る。このオイル溝２７ａ，２７ｂは、該オイル溝
２７ａ，２７ｂの内側に形成されたオイル導入溝
２８を介して前記軸受孔６ａ，６ｂに通じてい
る。さらにこの軸受孔６ａ，６ｂがサイドブロツ
ク２ａ，２ｂに形成されたオイル供給孔２９ａ，
２９ｂを介してオイル溜り２１に通じているの
で、オイル溝２７ａ，２７ｂには、高圧室１４の
圧力より多少低い高圧のオイルが駆動軸５と軸受
孔６ａ，６ｂとの間をクリアランスを通つて絞ら
れて導かれるようになつている。したがつて、背
圧室２６は、常圧区間βにあつては、その端部が
オイル溝２７ａ，２７ｂと完全に対向するので、
オイル溝２７ａ，２７ｂに溜められるオイルの圧
力がそのまま導入される。それに対し、高圧区間
αにあつては、背圧室２６の移動軌跡の外側のサ
イドブロツク２ａ，２ｂのロータ側面に一端が開
口し、他端が高圧室１４のオイル溜り２１に開口
する絞り孔３１ａ，３１ｂが穿設されているだけ
であり、背圧室２６はオイル溝２７ａ，２７ｂか
ら切離され、サイドブロツク２ａ，２ｂとロータ
５とのクリアランスと、絞り孔３１ａ，３１ｂと
を介する以外はオイル供給系から独立した室とな
り、該背圧室２６にオイルを閉込めるようになつ
ている。

上記構成において、駆動軸４を回転するとロー
タ５がベーン８と共に回転し、圧縮室２５が拡大
する間に吸入孔２２から気体を圧縮室２５に吸入
し、圧縮室２５が縮小する間にその気体を圧縮
し、吐出弁２４を押開いて吐出孔２３から圧縮気
体を高圧室１４に吐出し、かかる吸入、圧縮吐出
の行程が繰返えされて圧縮作用を行なう。高圧室
１４に吐出された吐出気体は、高圧室１４に一時
溜められて高圧室１４が高圧となるので、オイル
溜り２１のオイルがオイル供給孔２９ａ，２９ｂ
から軸受孔６ａ，６ｂに押上げられる。さらに、
その押上げられたオイルは、駆動軸４と軸受孔６
ａ，６ｂとのクリアランスをもつて絞られ、一部
がシール室１８に供給される他はオイル導入孔２
８を介してオイル溝２７ａ，２７ｂに導かれる。

したがつて、常圧区間βにあつては、背圧室２
６の端部がオイル溝２７ａ，２７ｂに対向して連
通するので、背圧室２６の圧力Ｐは、そのままオ
イル溝２７ａ，２７ｂの圧力P₃となる。しかし
て、背圧室２６の回転方向前端が高圧区間αに入
り始めると、徐々にオイル溝２７ａ，２７ｂと対
向する面積が少なくなり、ついにはオイル溝２７
ａ，２７ｂから切離されて独立した室を構成し、
該背圧室２６内にオイルを閉込める。その一方
で、ベーン８がシリンダ１の内面に沿つて徐々に
押戻されるので背圧室２６の容積が減少し、背圧
室２６内のオイルが圧縮され始める。したがつ
て、サイドブロツク２ａ，２ｂとロータ５との間
のクリアランスと、絞り孔３１ａ，３１ｂとを介
して絞られて高圧室１４に漏れる以外は、圧縮さ
れたオイルが背圧室２６に閉込められた状態が維
持されるので、背圧室２６の圧力Ｐはその閉込め
られたオイルの所定の高い圧力P₄に上昇し、該
圧力P₄によりベーン８が押圧されながら吐出孔
２３及びシリンダ１とロータ５との接触点を通過
することとなる。このため、前述したようにベー
ン８が吐出孔２３を通過する際に大きな力P₂（A₁
＋A₂）を下端方向に受けても十分対抗すること
ができ、ベーン８が引込むのを防止することがで
きるのである。そして、ベーン８がシリンダ１と
ロータ５との接触点を通過すると、背圧室２６が
再び常圧区間βに入つてオイル溝２７ａ，２７ｂ
と連通するので、背圧室２６の圧力Ｐがオイル溝
２７ａ，２７ｂのオイルの圧力P₃に戻される。

上記絞り孔３１ａ，３１ｂを設けたのは、高圧
区間αでは背圧室２６に閉込められたオイルが圧
縮されて非常に高圧となり、ベーン８のシリンダ
１への押圧が過大となつて動力損失や焼付等の不
具合を招くのを防止して適正な圧力を保つために
必要となるからである。また、絞り孔３１ａ，３
１ｂの他端がオイル溜り内に開口しているのは、
ガス側にあると洩れ量が多く適正な絞りが得られ
ないからである。

尚、サイドブロツク２ａ，２ｂにオイル導入溝
２８を設けているが、これは必要に応じて設けら
れるものであり、サイドブロツク２ａ，２ｂとロ
ータ５とのクリアランスを介して十分オイルがオ
イル溝２７ａ，２７ｂに導かれる場合には必要と
しない。

（考案の効果）以上述べたように、この考案によれば、ベーン
が吐出孔を通過する前後間でベーンの背圧を高く
するように背圧調整装置を構成したので、ベーン
のチヤタリングを防止することができる。このた
め、チヤタリングに起因する異音の発生を防止す
ることができるし、併せてベーンのシリンダへの
衝突がなくなるので寿命も延長する。さらに、ベ
ーンが吐出孔を通過する前後のみで、しかも、サ
イドブロツクとロータとのクリアランス、絞り孔
より背圧室内の圧力を逃すので、比較的大きな抵
抗となつて過度の流出を押えることができる。し
たがつて、適正に調整された高圧をもつてベーン
を押出すことができて、従来のベーン型圧縮機と
比較して動力損失がそれ程大きくなることがない
し、焼付の恐れもない等の効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のベーン型圧縮機におけるチヤタ
リングの原因を説明するための断面図、第２図は
この考案の実施例を示すベーン型圧縮機の縦断面
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は
同上に用いたサイドブロツクのロータ側から見た
正面図である。１……シリンダ、２ａ，２ｂ……サイドブロツ
ク、３……圧縮機本体、５……ロータ、８……ベ
ーン、２１……オイル溜り、２６……背圧室、２
７ａ，２７ｂ……オイル溝、３１ａ，３１ｂ……
絞り孔、３２……絞り溝、α……高圧区間、β…
…常圧区間。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

シリンダ１の両側にサイドブロツク２ａ，２ｂ
を固定して圧縮機本体３を構成し、この圧縮機本
体３内にロータ５を配し、このロータ５に形成の
ベーン溝７内にベーン８を嵌挿し、このベーン溝
７の下端に背圧室２６を形成すると共に、加圧さ
れた流体が貯えられる高圧室１４の下方にオイル
溜り２１を有するベーン型圧縮機において、前記
サイドブロツク２ａ，２ｂのロータ側の面をシリ
ンダ１に形成の吐出孔２３を通過する前後の高圧
区間αとそれ以外の常圧区間βとに分けて、該サ
イドブロツク２ａ，２ｂのロータ側の面に前記常
圧区間では前記背圧室２６が通る軌跡上にオイル
溜り２１からオイルが供給されるオイル溝２７
ａ，２７ｂが形成されると共に、前記高圧区間で
は前記背圧室２６が通る軌跡より外に一端が開口
し、他端が前記オイル溜り２１に開口の絞り孔３
１ａ，３１ｂが形成されることを特徴とするベー
ン型圧縮機におけるベーンの背圧調整装置。