JPH04104193U - ベーン圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーンとそれを収容するロータのベーン溝と
の間のクリアランスによりベーン先端面とロータ内周面
との摺動性にバラツキがあってもベーン先端面の磨耗を
抑制して耐久性及び性能を向上することができる。 【構成】 前記ベーン１０の先端形状を、該ベーン先端
が吸入行程、圧縮行程及び吐出行程においてシリンダブ
ロックの内周面に摺接する第１円弧面、第２円弧面及び
第３円弧面のそれぞれの半径をＲ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ とする
と、Ｒ₂ ＞Ｒ₁ ＞Ｒ₃ のような複合円弧形状に設定して
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はベーン圧縮機に係わり、さらに詳しくはベーン先端の形状に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のベーン圧縮機は、シリンダブロックの両端面をサイドプレートにより閉 塞し、前記シリンダブロックの密閉空間内にロータを回転自在に収容するととも に、そのロータに設けたベーン溝内を摺動し、ロータの半径方向に進退可能な複 数個のベーンを設け、ベーンがシリンダブロック内を摺動しながら回転すること によりガスの吸入、圧縮及び吐出動作を行うようになっていた。そして、図８に 示すようにシリンダブロック３の内周面３ａに摺接する前記ベーン３０の先端部 ３０ａの形状は同一半径の円弧状に形成されていた。（実開昭６０−７３８９７ 号公報参照）

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような形状のベーン３０を使用してベーン圧縮機を稼動させる と、ベーンは一種類しかないのでロータに形成したベーン溝との選択嵌合ができ ず、ベーンとベーン溝との間のクリアランスの相違によりベーン先端部３０ａと シリンダブロック内周面３ａとの摺動性にバラツキが発生し、かつ吸入、圧縮及 び吐出行程においてベーン先端部３０ａがシリンダブロック３の内周面３ａに摺 接する角度が大きく変化するため、ベーン先端部３０ａに余計な負荷が作用し、 ベーン先端部３０ａが図９に示すように前後の角部において摩耗が顕著に発生し 全体として三つの不連続な円弧状に磨耗するという問題があった。

【０００４】 この考案の目的は上記従来の問題点を解消して、ベーン先端面とシリンダブロ ックの内周面との摺動性を向上してベーンの磨耗を抑制することができるベーン 圧縮機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するため、シリンダブロックの両端面をサイドプレ ートにより閉塞し、前記シリンダブロックの密閉空間内にロータを回転自在に収 容するとともに、そのロータに設けたベーン溝内を摺動し、ロータの半径方向に 進退可能な複数個のベーンを設け、ベーンがシリンダブロック内を摺動しながら 回転することによりガスの吸入、圧縮及び吐出動作を行うようにしたベーン圧縮 機において、前記ベーン先端形状を、該ベーン先端のシリンダブロック内周面に 摺接する領域を第１円弧面、第２円弧面及び第３円弧面に形成し、それぞれの半 径をＲ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ とすると、Ｒ₂ ＞Ｒ₁ ，Ｒ₃ のような複合円弧形状に設定 するという手段をとっている。

【０００６】

【作用】

この考案はベーンの先端面の形状が吸入、圧縮及び吐出行程の各段階でそれぞ れに適した半径の異なる円弧面に形成されているので、ロータのベーン溝とベー ンとのクリアランスによりベーン先端面の前記シリンダブロック内周面に対する 摺動性にバラツキがあってもベーン先端面に余計な負荷が作用することはなく、 ベーン先端面とシリンダブロック内周面との摺接が適正に行われ、ベーン先端面 の磨耗が抑制される。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。 図２に示すように、接合固定された前後一対のフロントハウジング１及びリヤ ハウジング２内に収容固定されたシリンダブロック３の前後両端にはフロントサ イドプレート４及びリヤサイドプレート５がそれぞれ接合固定されている。図３ に示すようにシリンダブロック３内のほぼ楕円筒状の室内には、該室を貫通する と共に各端部が前記両サイドプレート４，５に対して回転可能に支持された回転 軸６に嵌着された状態で円柱状のロータ７が収容され、三ヵ月状をなす一対の室 ８が形成されている。ロータ７の周面には複数個（この実施例では５個）のベー ン溝９が半径方向に形成され、各ベーン溝９にはベーン１０が前記両サイドプレ ート４，５に接触した状態で半径方向へ摺動可能に嵌入支持されている。

【０００８】 リヤハウジング２にはリヤサイドプレート５の後方に油分離室１１が形成され 、油分離室１１の下部にオイル貯留部１１ａが設けられている。前記ベーン溝９ の底部９ａとオイル貯留部１１ａとは、リヤサイドプレート５に形成された油供 給通路５ａを通して連通されており、オイル貯留室１１ａの潤滑油がベーン溝９ の底部９ａに供給されてベーン１０が突出方向に付勢されるようになっている。 そして、ベーン１０がシリンダブロック３の内周面３ａに当接する状態に保持さ れ前記室８がベーン１０より複数の作動室Ｄ_1,Ｄ₂ に区画形成されている。

【０００９】 図３に示すように、シリンダブロック３には一対の吸入通路１２，１３が点対 称位置に軸方向に貫設され、シリンダブロック３とリヤハウジング２との間には 一対の吐出室１４，１５が点対称位置に形成されている。吸入通路１２，１３は 前記両室８のロータ７の回転方向後側と対応する位置のシリンダブロック３内周 面に開口する吸入口１６，１７を介して作動室Ｄ_1,Ｄ₂ に連通されている。又、 吐出室１４，１５はロータ７の回転方向前側と対応する位置のシリンダブロック ３内周面に開口する吐出口１８，１９を介して作動室Ｄ_1,Ｄ₂ に連通されている 。吐出口１８，１９は吐出室１４，１５に設けられた吐出弁２０，２１により開 閉可能となっている。両吐出室１４，１５は図２に示すようにリヤサイドプレー ト５に形成された連通孔２２を介して油分離室１１に連通されている。

【００１０】 フロントサイドプレート４には一端がフロントハウジング１の吸入室２３に開 口し、他端が前記吸入通路１２，１３に連通する連通路２４，２５が形成されて いる。 次に、この発明の要部であるベーン１０の先端面の形状について説明する。 図１に示すようにこの圧縮機のベーン１０の先端形状は、吸入、圧縮及び吐出 行程の３つのそれぞれの行程に適応した半径の異なる第１〜第３の円弧面１０ａ 〜１０ｃにより複合円弧面に形成されている。すなわち、第１円弧面１０ａは図 ４に示すシリンダブロック内周面３ａの中心Ｏに対する吸入領域θ₁ （６０度） と対応する第１内周面Ｓ₁ に接触される。この第１円弧面１０ａの半径Ｒ₁ は、 ３．６ｍｍに設定され、その形成角α₁ は３８度である。又、圧縮行程と対応す る第２円弧面１０ｂは、図４に示すシリンダブロック内周面３ａの中心Ｏに対す る圧縮領域θ₂ （５５度）と対応する第２内周面Ｓ₂ に接触される。この第２円 弧面１０ｂの半径Ｒ₂ は４．４ｍｍに形成され、その形成角α₂ は５５度である 。さらに、吐出行程と対応する第３の円弧面１０ｃは図４に示すシリンダブロッ ク内周面３ａの中心Ｏに対する吐出領域θ₃ （６５度）と対応する第３内周面 Ｓ₃ に接触される。この第３円弧面１０ｃの半径Ｒ₃ は、２．２ｍｍに設定され 、その形成角α₃ は１８度である。前記半径Ｒ₁ ，Ｒ₃ は面取りにより形成する こともできる。

【００１１】 次に、前記のように構成されたベーン圧縮機の作用を説明する。 今、図３及び図４において回転軸６が矢印方向に回転されると、ロータ７及び ベーン１０が同方向に回転され、吸入口１６，１７から吸入された冷媒ガスは、 吸入領域θ₁ で作動室Ｄ₁ に吸入された後、圧縮領域θ₂ で圧縮され、さらに吐 出領域θ₃ で吐出され、吐出口１８，１９から吐出室１４，１５に吐出される。 この時、油分離室１１内のオイル貯留部１１ａから油供給通路５ａを介して前記 ベーン溝９内に吐出圧相当の潤滑油が供給され、従ってベーン１０はロータ７か ら突出する方向に付勢されるので、圧縮及び吐出行程時においてベーン１０の先 端面がシリンダブロック内周面３ａに押圧されながら回転され、圧縮動作が行わ れる。

【００１２】 ところで、ベーン１０先端部の摩耗を防止するためには、ベーン１０の先端面 とシリンダブロック内周面３ａとの接触面積を大きくすればよいが、ベーン先端 円弧面の半径が同一である場合には、ベーン先端面の前後に角部ができるため吸 入或いは吐出行程付近で角当たりが起こる。従って、前記半径をあまり大きくす ることができない。そこで、この実施例では前述したようにベーン１０の先端面 の第１〜第３の円弧面１０ａ，１０ｃの半径Ｒ₁ ，Ｒ₃ を小さくし、かつ第２円 弧面１０ｂの半径Ｒ₂ を大きくすることにより、吸入及び吐出行程においてベー ン先端が角当たりするのを防止し、かつ圧縮行程において第２円弧面１０ｂとシ リンダブロック内周面３ａとの接触面積を多くとることができ、従ってベーン １０の先端面の摩耗を抑制することができる。

【００１３】 又、ベーン１０の先端部の摩耗はベーン溝内に供給されるオイルの圧力つまり ベーン背圧の関係もあり、中央部で起こり易い。しかし、この考案ではベーン先 端面の前後に角部が形成されないため、第２円弧面１０ｂの半径Ｒ₂ を圧縮領域 θ₂ と対応する第２内周面Ｓ₂ に最も適した半径に設定でき、ベーン１０の先端 部の摩耗を最小限に抑制することが可能となる。

【００１４】 なお、この考案は前記実施例に限定されるものではなく、例えば図５に示すよ うに第１〜第３円弧面１０ａ〜１０ｃの半径Ｒ₁ 〜Ｒ₃ をそれぞれ３．８ｍｍ、 ４．４ｍｍ、２．２ｍｍに設定するとともに、形成角α₁ 〜α₃ をそれぞれ４５ 度、４５度、２０度に設定することもできる。又、図６に示すようにＲ₁ 〜Ｒ₃ を３．６ｍｍ、４．４ｍｍ、２．０ｍｍに設定するとともに、形成角α₁ 〜α₃ をそれぞれ３８ 度、５５度、２０度に設定することもできる。さらに、図７に 示すようにＲ₁ 〜Ｒ₃ を３．８ｍｍ、４．４ｍｍ、２．４ｍｍに設定するととも に、形成角α₁ 〜α₃ をそれぞれ４５度、４５度、２２度に設定することもでき る。いずれの場合においても、中間部の第２円弧面１０ｂの半径Ｒ₂ が他の円弧 面の半径Ｒ₁ ，Ｒ₃ よりも大きい半径となっているので、圧縮行程において、ベ ーン先端の第２円弧面１０ｂとシリンダブロック３の第２内周面Ｓ₂ との摺接面 積が大きくなり、第２円弧面１０ｂの摩耗が抑制される。

【００１５】 さらに、ベーン先端形状を複数設け、ベーン溝とのクリアランスを考慮して選 択嵌合するようにしてもよい。それによって摺動性のバラツキを抑え、磨耗を防 止することができる。

【００１６】

【考案の効果】 以上詳述したように、この考案はベーンとそれを収容するロータのベーン溝と の間のクリアランスによりベーン先端面とロータ内周面との摺動性にバラツキが あってもベーン先端面の磨耗を抑制して耐久性及び性能を向上することができる 効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案を具体化した一実施例を示す要部の部
分断面図である。

【図２】ベーン圧縮機の一例を示す縦断面図である。

【図３】ベーン圧縮機の横断面図である。

【図４】シリンダブロックの内周面と吸入、圧縮及び吐
出の各領域との関係を説明する図である。

【図５】この考案の別例を示す要部の断面図である。

【図６】この考案の別例を示す要部の断面図である。

【図７】この考案の別例を示す要部の断面図である。

【図８】従来のベーンの先端形状を示す断面図である。

【図９】従来のベーンの先端部の摩耗状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

３ シリンダブロック、３ａ 内周面、１０ ベーン、
１０ａ〜１０ｃ 第１〜第３円弧面、Ｒ₁ 〜Ｒ₃ 半
径、Ｓ₁ 〜Ｓ₃ 第１〜第３内周面、α₁ 〜α₃ 形成
角。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックの両端面をサイドプレ
   ートにより閉塞し、前記シリンダブロックの密閉空間内
   にロータを回転自在に収容するとともに、そのロータに
   設けたベーン溝内を摺動し、ロータの半径方向に進退可
   能な複数個のベーンを設け、ベーンがシリンダブロック
   内を摺動しながら回転することによりガスの吸入、圧縮
   及び吐出動作を行うようにしたベーン圧縮機において、
   前記ベーン先端形状を、該ベーン先端のシリンダブロッ
   ク内周面に摺接する領域を第１円弧面、第２円弧面及び
   第３円弧面に形成し、それぞれの半径をＲ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ
   ₃ とすると、 【式１】Ｒ₂ ＞Ｒ₁ ，Ｒ₃ のような複合円弧形状に設定
   したベーン圧縮機。