JPH0673389U - ロータリコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、ベーンに対する潤滑性を向上さ
せ、コンプレッサの騒音や振動を防止することを目的と
する。 【構成】 ロータ６の回転によりベーン８がある程度突
出されかつ冷媒を圧縮する領域に至ると、ベーン背圧室
２２の潤滑油Ｏが溝部３０によりベーン８の隙間ｔに導
かれ、ベーン８とベーン溝９の側壁９ａ，９ｂあるいは
ベーン８とボア内周面３ａとの間を潤滑するようにした
もの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ベーンの摺動性を向上させるようにしたロータリコンプレッサに関 する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車用空気調和装置等に用いられる従来のロータリーコンプレッサは、図９ および図１０に示すように、ケーシング１内に設けられたシリンダ２をフロント サイドブロック４およびリヤサイドブロック５間に挟持し、締め付けボルト（不 図示）により締め付けている。

【０００３】 シリンダ２のボア３内に収納されたロータ部６は、ロータ本体７とスライドベ ーン８とを有し、楕円形に形成されたボア３の内周面３ａとコンタクトポイント で接触した状態で回転自在に設けられている。ロータ本体７には、放射状に５本 のベーン溝９が形成され、このベーン溝９内にスライドベーン８が摺動自在に設 けられている。

【０００４】 図示しない駆動源によりシャフト１０を介してロータ部６が回転されると、遠 心力等によってスライドベーン８がベーン溝９から突出し、ボア３の内周面３ａ に沿って摺動する。そして、ケーシング１の流入口１１から流入した被圧縮性流 体である冷媒が、フロントサイドブロック４に開設された吸入口１２を通って圧 縮室Ｃ内に流入される。ここに、圧縮室Ｃは、コンタクトポイント、ボア３の内 周面３ａ、サイドブロック４，５、スライドベーン８あるいはスライドベーン８ 相互間により区画形成されている。

【０００５】 圧縮室Ｃは、ロータ部６の回転にともなって容積変化し、内部に封止された冷 媒は圧縮される。圧縮された冷媒は、シリンダ２に開設された吐出口１３から吐 出バルブ１４に抗して吐出され、連通路１５よりオイルセパレータ１６に衝突し た後に、流出口１７から外部に流出する。

【０００６】 前記ベーン８にはポンプ（図示せず）あるいは冷媒の圧力等を利用して潤滑油 が導かれ、ベーン８とベーン溝９の側壁あるいはボア３の内周面３ａとの間の潤 滑が行なわれている。なお、圧送された潤滑油によりベーン８はベーン溝９から をボア３の内周面３ａに向かうように適当な背面力が与えられている。

【０００７】 図示した例では、潤滑油Ｏは、冷媒がオイルセパレータ１６に衝突することに より気液分離され、ケーシング１の底部とサイドブロック５とにより形成された 潤滑油貯溜部１８に貯溜されることになるが、この潤滑油Ｏは、潤滑油貯溜部１ ８の液面が冷媒の圧力により加圧されるので、潤滑油通路１９あるいは２０を通 って軸受やメカニカルシール等（以下軸受等）２１あるいはベーン背圧室２２に 導かれ、軸受等２１やスライドベーン８とベーン溝９との間、サイドブロック４ ，５とロータ部６の側面との間等を潤滑することになる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、エバポレータから帰還する冷媒の過熱度が高くガス状態で帰還する 場合とか、ロータリコンプレッサが高速回転していると、潤滑不足になる虞があ る。冷媒の過熱度が高い場合には、吸入ガス中に含まれる潤滑油の量が少なく、 またロータリコンプレッサが高速回転していると、シリンダ２とベーン８との摺 動が激しく潤滑油の供給量が不足することになる。特に、冷媒の温度が上昇する 圧縮工程で潤滑油の供給量が不足すると、ベーン８とボア３の内周面３ａとの摩 擦力が大きくなり、ベーン先端とボア３の内周面３ａとの摩擦抵抗が大きくなり 、ベーン８のみでなくボア内周面３ａが磨耗する虞があり、この結果、ロータリ コンプレッサの耐久性が低下したり、ベーン８とボア３の内周面３ａとの円滑な 接触が行なわれず、コンプレッサに異音や振動が発生する虞もある。また、圧縮 室Ｃ内の圧力が吐出バルブ１４を開ける値に達したとき圧縮室Ｃ内の潤滑油も冷 媒ととも流出するためベーン溝９内への潤滑油流れが少なくなる。

【０００９】 なお、ロータリコンプレッサの作動を円滑にするために、シリンダの表面に沿 って潤滑油を供給するようにしたもの（実開平２−１０３，１９０号公報）、あ るいはギヤポンプを用いて潤滑性の向上を図ったもの（実開昭５２−４１，５１ ２号公報）、ベーンの摺動運動を利用したもの（実開昭５０−８８，９０７号公 報）等があるが、これらは、いずれも潤滑油を所定位置に吐出する確実性に欠け 、最も潤滑油が必要とされるベーンとシリンダの内周面との接触部分に対する潤 滑が不十分なものとなっている。また、ベーン自体に油溝を形成したもの（特開 平１−１００，３９７号公報など）もあるが、このようにベーン自体に油溝を形 成すると、ロータが回転している全ての位置、つまり全回転域において油溝を有 するベーンがベーン溝の側壁に摺動することになるので、耐摩耗性の点で不利と なる。しかもロータの全回転域において潤滑作用が行われる結果、潤滑油が必要 な領域、例えば冷媒温度が上昇する圧縮工程となる領域のみを潤滑するというこ とはできず、所望のときには潤滑油不足が生じる虞があり、また、圧縮圧力が逃 げて効率が悪くなってしまう。

【００１０】 本考案は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ベーンが 最も潤滑油を必要とする領域においてベーン背圧室の潤滑油をベーン溝内に入り 易くし、ベーンとシリンダの内周面との接触部分に対する潤滑も向上させ、ベー ンの円滑な作動を図るとともにシリンダ内周面の磨耗も低減した騒音や振動の少 ないロータリコンプレッサを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するための本考案は、両サイドブロック(4,5) により閉塞され たシリンダ(2) と、シリンダ(2) のボア(3) 内に設けたロータ(6) と、ロータ(6 ) に形成されたベーン溝(9) 内に摺動自在に設けられたベーン(8) と、前記両サ イドブロック(4,5) に設けられた潤滑油通路(19)と、この潤滑油通路(19)と連通 され潤滑油(O) を前記ベーン溝(9) の基部に導くベーン背圧室(22)とを有し、前 記ロータ(6) の回転に伴ってベーン溝(9) からベーン(8) を出没させ、シリンダ (2) のボア内周面(3a)と両サイドブロック(4,5) 及びベーン(8) により区画形成 された圧縮室(C) の容積を可変とし、この圧縮室(C) 内で圧縮された被圧縮流体 を吐出口(17)から外部に吐出するようにしたロータリコンプレッサにおいて、前 記圧縮室(C) 内の潤滑油(O) をベーン(8) の隙間(t) に導く溝部(30)を前記ベー ン溝(9) の側壁(9a,9b) 及び／または前記サイドブロック(4,5) に形成したこと を特徴とするロータリコンプレッサである。 特に、ベーン溝(9) の側壁(9a,9b) に形成した溝部(30)は、ロータの回転方向 前方側に設けることが好ましい。

【００１２】

【作用】

本考案のロータリコンプレッサでは、ロータが回転し、ベーンがある程度突出 した後に冷媒を圧縮する領域に至ると、ベーン溝の側壁あるいはサイドブロック に形成された溝部によりベーンの隙間がベーン背圧室と連通された状態となる。 これにより圧縮室内の潤滑油は、この溝部を通ってベーンの隙間に入りベーンと ベーン溝の側壁との間を潤滑する。この結果、ベーンとベーン溝が潤滑されるこ とになり円滑な作動が達成される。特に、冷媒の過熱度が高く潤滑油の量が少な い冷媒が帰還してきた場合やロータリコンプレッサが高速回転しシリンダとベー ンとの摺動が激しい場合でも、また圧縮された冷媒が吐出している間での潤滑油 不足という事態を生じることはなく、円滑な作動が行われ、ベーンあるいはシリ ンダ内周面の磨耗が抑制され、騒音や振動も大巾に低減する。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例に係るロータリコンプレッサの軸直角断面図、図２は 図１の２−２線に沿う断面相当図、図３は図１の要部拡大断面図であって図４の ３−３線に沿う矢視相当図、図４は図２の要部拡大断面図、図５はロータの回転 角とシリンダ室内の圧力との関係を示すグラフであり、図９，１０に示す部材と 共通する部材には同一符号を付し、説明を一部省略する。

【００１４】 図１，２に示すロータリコンプレッサは、フロントサイドブロック４およびリ ヤサイドブロック５に潤滑油通路１９あるいは２０が形成されている。この潤滑 油通路１９の一端は潤滑油貯溜部１８と連通され、他端はベーン背圧室２２と連 通されている。このベーン背圧室２２はフロントサイドブロック４およびリヤサ イドブロック５に形成され、それぞれ複数設けられたベーン溝９の基部と連通さ れている。

【００１５】 特に、本実施例では、図３に示すように、前記ベーン溝９の側壁に圧縮室Ｃ内 の潤滑油をベーン８とベーン溝９の側壁９ａ，９ｂとの間に導く溝部３０が形成 されている。この溝部３０は、図２に示すように、ベーン溝９において、ロータ ６が回転する方向（図中矢印）の前方側（以下単に前方側、反対側を後方側と称 す）の側壁９ａであって、ベーン背圧室２２の近傍を穿つことにより形成されて いる。

【００１６】 一般に、コンプレッサが最も潤滑油を必要とするのは、冷媒の温度が高くなる 圧縮工程においてである。ロータ６の回転にともないベーン８は突出を開始する が、ベーン８の下端がまだベーン溝９の基部にあるときは、圧縮も殆ど行われて おらず冷媒の温度はまだ高くない。さらにロータが回転すると、ベーン８の下端 がベーン溝９の基部から外れ、ベーン溝９内に移動し、冷媒は圧縮され、冷媒の 温度も高くなる。この圧縮室Ｃ内の圧力がベーン８の背圧Ｐv とほぼ等しい時点 までは、ベーン８とボア３の内周面３ａとの摩擦も大きくないので問題はなく、 ベーン背圧室２２から潤滑油は供給される。ところが、ベーン８がベーン溝９内 で半径方向外方に最大に突出された状態を過ぎ、次第に後退し始めると、圧縮室 Ｃ内の圧力が次第に高くなる。特に、コンプレッサの出口平均圧Ｐd 付近になる と、ベーン８とボア内周面３ａとの摩擦も大きくなり、潤滑油も必要となる。こ の位置になると、ベーン８の状態は、図４に示すようにベーン８の前方側端面８ ａの下端Ａがベーン溝９の前方側側壁９ａに当接し、後方側端面８ｂの点Ｂがベ ーン溝９の後方側側壁９ｂに当接することになる。しかし、圧縮室Ｃ内に加圧状 態で供給されている潤滑油は、溝部３０により背圧室側に流れようとするので、 前記下端Ａの周囲を通ってベーン８とベーン溝９の側壁９ａとの間の隙間ｔ（以 下ベーンの隙間）に導かれる。つまり、溝部３０は、ベーン８の下端がベーン溝 ９の基部から離れ、ベーン溝９内を僅かに移動したときに，ベーン溝９の基部と ベーン８の隙間ｔとを連通する連通路として機能することになる。

【００１７】 図５において、ベーンの回転角をθとし、コンタクトポイントにベーンがある 状態を０とする。そして、 θ1 ；冷媒がベーンの背圧（Ｐv ）と等しい圧力に加圧された時点の回転角、 θ2 ；コンプレッサの平均的吐出圧（Ｐd ）となった時点の回転角、 θ3 ；最高の吐出圧（Ｐd max ）となった時点の回転角、 θ4 ；吐出弁が閉鎖され吐出が完了する時点の回転角、 θ5 ；ベーンの背圧Ｐv と等しい圧力の冷媒となった時点の回転角、 とすれば、ベーン８は回転角０からしばらくして突出を開始し、ベーン８の回転 角がθ2 となると、図６に示すように、ベーン８は最大限突出した状態から僅か に半径方向内方に移動した状態であり、前記点Ａは溝部３０のほぼ外端部にある 。そして、ロータ６の回転にともなってベーン８は半径方向内方に移動する。ベ ーン８の回転角がθ4 になると、図７に示すように、冷媒は冷媒吐出口１３より 吐出され圧縮はほぼ完了し、ベーン８はほぼ最内端に位置している。このように 回転角θ2 〜4 の範囲でベーン８がベーン溝９内を移動するとき、溝部３０を通 って圧縮室Ｃ内の潤滑油がベーンの隙間ｔに流れることが好ましい。この範囲は 吐出弁が開いていて圧縮された冷媒が吐出されているゾーンであり、ベーン溝９ 内では半径方向内方に後退しているときで、潤滑油も冷媒とともに流出してしま うため圧縮室Ｃからベーン背後に流れる潤滑油が不足する。

【００１８】 このような圧縮工程にあるとき、ベーン８は、図４に示すように後傾状態とな るので、溝部３０により潤滑油が圧縮室Ｃからベーン溝９内まで流れやすくなり 、十分潤滑することができる。なお、溝部３０は、ロータ６の回転方向前方側に 複数箇所に設けられている。

【００１９】 次に、実施例の作用を説明する。 図示しない駆動源によりシャフト１０を介してロータ部６が回転すれば、遠心 力と、適当な背面力とによってスライドベーン８がベーン溝９から突出し、ボア ３の内周面３ａに沿って摺動する。そして、ケーシング１の流入口１１から流入 した冷媒が、フロントサイドブロック４に開設された吸入口１２を通って圧縮室 Ｃ内に導入される。

【００２０】 この圧縮室Ｃは、ロータ部６の回転にともなって容積変化するので、内部に封 止された冷媒は圧縮され、圧縮された後に、シリンダ２に開設された吐出口１３ から吐出バルブ１４に抗して吐出され、連通路１５よりオイルセパレータ１６に 衝突した後に、流出口１７から外部に流出する。

【００２１】 この場合、ケーシング１の底部とサイドブロック５とで形成された潤滑油貯溜 部１８に貯溜されている潤滑油Ｏが吐出された冷媒により加圧されて、潤滑油通 路１９あるいは２０を通って軸受等２１あるいはベーン背圧室２２に導かれ、軸 受等２１やスライドベーン８とベーン溝９との間等を潤滑する。

【００２２】 本実施例では、潤滑油貯溜部１８に貯溜されている潤滑油Ｏがベーン背圧室２ ２内にも導かれているので、この潤滑油Ｏがベーン８の隙間ｔに供給される。

【００２３】 この場合、ベーン８は冷媒の圧力が背圧室圧力より高いコンプレッサの平均的 吐出圧（Ｐd ）となった回転角θ2 の時点で、ベーン８は溝部３０の外端部近傍 に位置している。そしてここから内方に移動するとき、圧縮室Ｃ内の潤滑油が溝 部３０を通ってベーン背圧室へ流れベーン８とベーン溝９との隙間ｔに供給され ることになる。したがってこの潤滑油は、ベーン８の隙間ｔにスムーズに入り込 みベーン８とベーン溝９との間を潤滑する。この潤滑油は、吐出口１３を通過し て吐出弁が閉じる時点の回転角θ4 まで続く。

【００２４】 このようにベーン８が、吐出弁が開いている回転角θ2 〜θ4 という特定の範 囲にある時は、溝部３０のために生ずる圧縮室Ｃからからの潤滑油の供給が行わ れており、この間は潤滑油がベーン８の隙間ｔに導かれることになるので、冷媒 の温度が上昇する圧縮工程であっても潤滑油の供給量が不足することはなく、ベ ーン８とベーン溝９との摺動摩擦抵抗が大きくなったり、ベーン８などの磨耗が 生じることはなく、耐久性が向上し、異音や振動が発生することも少なくなる。 特に、溝部３０をロータ６の回転方向前方側に複数箇所に設けた場合には、ベ ーン溝の全体にわたり平均的に潤滑することができる。

【００２５】 本考案は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、実用新案登録請求 の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、溝部３０は、前述した場 合のみに限定されるものではなく、ベーン溝９の後方側の側壁９ａに形成しても 良い。この場合には、潤滑油が点Ｂでの当接によりベーン８の先端までは流れに くくなる虞はあるものの、ベーン８の隙間ｔには十分潤滑油が導かれることにな る。また、図８に示すように溝部３０ａをサイドブロック４，５に形成してもよ い。この場合もベーン８の回転角θ2 〜θ4 の間で溝部３０ａがベーンの隙間と ベーン背圧室２２とを連通するような構成とする。

【００２６】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、ベーンの潤滑は、冷媒を吐出する領域に至 ると、ベーン溝の基部に形成された溝部によりベーンの隙間がベーン背圧室と連 通され、圧縮室内の潤滑油はこの溝部を通ってベーン背圧室に流れ、ベーンとベ ーン溝の側壁との間を潤滑することになるので、ベーンの潤滑性が向上し、ベー ンの作動が円滑になり、ベーンあるいはシリンダ内周面の磨耗が抑制され、騒音 や振動も大巾に低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例を示す断面図。

【図２】 図１の２−２線に沿う断面相当図。

【図３】 図１の要部を示し、図４の３−３線に沿う矢
視相当図。

【図４】 図２の要部拡大断面図。

【図５】 ロータの回転角とシリンダ室内の圧力との関
係を示すグラフ。

【図６】 ロータの回転角θ2 のベーン状態を示す断面
図。

【図７】 ロータの回転角θ4 のベーン状態を示す断面
図。

【図８】 本考案の他の実施例を示す断面図。

【図９】 従来のロータリコンプレッサを示す断面図。

【図１０】 図９の１０−１０線に沿う断面図。

【符号の説明】

２…シリンダ、 ３…ボア、
３ａ…ボアの内周面、 ４…フロン
トサイドブロック、５…リヤサイドブロック、
６…ロータ、８…ベーン、
９…ベーン溝、９ａ，９ｂ…側壁、
１７…吐出口、１９…潤滑油通路、
２２…ベーン背圧室、３０…溝部、
Ｃ…圧縮室、Ｏ…潤滑
油， ｔ…ベーンの隙間。

フロントページの続き (72)考案者 浅井 淳一 千葉県習志野市屋敷４丁目３番１号 セイ コー精機株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両サイドブロック(4,5) により閉塞され
   たシリンダ(2) と、シリンダ(2) のボア(3) 内に設けた
   ロータ(6) と、ロータ(6) に形成されたベーン溝(9) 内
   に摺動自在に設けられたベーン(8) と、前記両サイドブ
   ロック(4,5)に設けられた潤滑油通路(19)と、この潤滑
   油通路(19)と連通され潤滑油(O) を前記ベーン溝(9) の
   基部に導くベーン背圧室(22)とを有し、前記ロータ(6)
   の回転に伴ってベーン溝(9) からベーン(8) を出没さ
   せ、シリンダ(2) のボア内周面(3a)と両サイドブロック
   (4,5) 及びベーン(8) により区画形成された圧縮室(C)
   の容積を可変とし、この圧縮室(C) 内で圧縮された被圧
   縮流体を吐出口(17)から外部に吐出するようにしたロー
   タリコンプレッサにおいて、前記圧縮室(C) 内の潤滑油
   (O) をベーン(8) の隙間(t) に導く溝部(30)を前記ベー
   ン溝(9) の側壁(9a,9b) 及び／または前記サイドブロッ
   ク(4,5) に形成したことを特徴とするロータリコンプレ
   ッサ。
2. 【請求項２】 前記ベーン溝(9) の側壁に形成された溝
   部(30)は、前記ロータ(6) の回転方向前方側に設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。