JPH10148194A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮の再起動時に生ずる圧縮室における回転
体のチャタリングの防止を図ること。 【解決手段】 圧縮室７の圧縮動作中は、圧縮室７の吐
出ガスが弁体３２に衝突し、凹状溝３３によりオイル通
路が開状態になるので、油溜り１７の潤滑油が、オイル
通路１８を介して圧縮室７内に供給される。一方、圧縮
室７の圧縮動作が停止すると、圧縮コイルバネ３５によ
り弁体３２が右側に移動し、弁体３２がオイル通路１８
を閉状態にすると同時に、凹状溝３３が、吐出通路１９
とオイル通路１８とを接続させる。従って、高圧状態の
吐出室１６と低圧状態の圧縮室７とが接続され、圧縮室
７のベーンの背圧空間が高圧（中間圧）になり、ベーン
が圧縮室７の内周面から離れるのが防止されるので、圧
縮室７の圧縮動作の再開時に、ベーンのチャタリング防
止が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
空調設備等に使用される気体圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来からの気体圧縮機の断面を
表したものである。図９は、図８のＤ−Ｄ線から見た断
面図である。この気体圧縮機は、図８に示すように、ケ
ーシング１の開口端をフロントヘッド２で塞ぎ、そのケ
ーシング１内に圧縮機本体３を収納する構成が採用され
ている。圧縮機本体３はシリンダ６を備え、このシリン
ダ６の両端側にフロントサイドブロック４とリヤサイド
ブロック５とが取り付けられており、これらシリンダ
６、フロントサイドブロック４、リヤサイドブロック５
によって、図９に示すような楕円筒状の圧縮室７が形成
されている。

【０００３】圧縮室７には、ロータ８が回転自在に収納
されている。このロータ８には、端面間を貫通するロー
タ軸８ａが一体に設けられており、ロータ軸８ａはフロ
ントサイドブロック４の軸受４ａとリヤサイドブロック
５の軸受５ａに回転可能に支持されている。ロータ８の
径方向には、図９に示すように、ベーン１０を収納する
複数（５個）のベーン溝９が設けられ、この各ベーン溝
９にはベーン１０が圧縮室７の内周面に向けて出没自在
に収納されている。このベーン１０は、ロータ８の回転
時に、遠心力とベーン溝９の底部（ベーン１０の背圧空
間）の油圧とにより圧縮室７の内周面に付勢される。

【０００４】圧縮室７の吸入口は、フロントサイドブロ
ック吸入口を介して吸入室１２と連通可能に構成されて
いる。また、圧縮室７の吐出口１３、１３には、吐出弁
１４、１４が設けられている。その吐出口１３、１３
は、リヤサイドブロック５の厚み方向に形成される吐出
通路１９と連通し、この吐出通路１９の終端はリヤサイ
ドブロック５の吐出室１６側に一体に取り付けられた油
分離器１５に接続されている。油分離器１５は、吐出通
路１９と連通する通路が形成され、この通路の終端部に
円筒状のフィルタ（金網）を設けたものである。油分離
器１５の吐出口は、吐出室１６内に臨ませている。吐出
室１６の底部には、油分離器１５で分離された潤滑油を
貯留する油溜り１７が形成されている。この油溜り１７
の潤滑油は、オイル通路１８を介して軸受４ａ、軸受５
ａ等の摺動部に供給されるように構成される。

【０００５】このような構成の従来の気体圧縮機では、
ロータ８の回転により、吸入室１２から低圧冷媒ガスを
圧縮室７内に吸入し、この吸入されたガスはベーン１０
の回転に伴って圧縮される。この圧縮されたガスは、圧
縮室７の吐出口１３、１３、吐出弁１４、１４吐出通路
１９、および油分離器１５を経由して吐出室１６に吐出
される。この吐出の際に、油分離器１５では高圧冷媒ガ
スから油分を分離し、この分離された油分は、吐出室１
６の底部の油溜り１７に落下する。

【０００６】一方、吸入室１２または圧縮室７と吐出室
１６との間には、吐出室１６が高圧で吸入室１２または
圧縮室７が低圧の圧力差が生じている。従って、この圧
力差により、油溜り１７の潤滑油は、オイル通路１８を
経由して軸受４ａ、軸受５ａ等の摺動部に供給される。
摺動部に供給された潤滑油は、一部ベーン１０の背圧空
間に供給され、背圧空間を中間圧に保持し、最終的に
は、低圧側の吸入室１２および圧縮室７内に流入し、低
圧冷媒ガス中でミストとなり、圧縮室７内において冷媒
ガスとともに圧縮され、吐出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の気体圧
縮機では、摺動部への潤滑油の圧送供給が吸入室１２ま
たは圧縮室７と吐出室１６の高低圧差によるものである
ため、圧縮動作を停止しても、その高低圧差が残ってい
る間は油溜り１７からオイル通路１８、摺動部（Ｆ軸受
４ａ、Ｒ軸受５ａ等）を介して吸入室１２また圧縮室７
への潤滑油の流入が止まらない。また、圧縮動作の停止
後は、ミストとしての潤滑油の吐出もされないために、
圧縮動作の停止中に、吸入室１２内または圧縮室７内に
潤滑油が多量に溜まってしまう。

【０００８】このように吸入室１２に潤滑油が溜まる
と、圧縮動作を再開したとき、吸入室１２の潤滑油がミ
ストとしてではなく油のまま圧縮室７に吸い込まれるた
め、いわゆる圧縮室７でのオイル圧縮が生じ、起動トル
クが過大となり、起動時のショックが増大する。また、
ショックにより内蔵部品が破損する場合もある。

【０００９】そこで、このような問題を解決するために
は、図１０に示すように、オイル通路の１８途中に、圧
縮室７の圧縮動作時にはオイル通路１８を開状態にし、
圧縮室７の圧縮停止時には、オイル通路１８を閉状態に
するオイル通路開閉手段を介在させることが考えられ
る。

【００１０】このオイル通路開閉手段は、図１０に示す
ように、オイル通路１８の途中に、このオイル通路１８
と交差する円筒状の弁室２１が設けられ、この弁室２１
内に弁体２２が摺動自在に設けられている。この弁体２
２は、底面を有する円筒状のものであり、その胴部の一
部の周方向には、オイル通路１８と係合してオイルの通
路を形成する凹状溝２３が形成されている。弁体２２の
底面（受圧面）２４の外側は、圧縮室７と吐出室１６と
を接続する吐出通路１９の途中に臨み、圧縮室７から吐
出した直後の吐出噴流が直接作用するように構成されて
いる。また、弁体２２の内側には、この弁体２２を吐出
通路１９側に常時付勢する圧縮コイルバネ２５が設けら
れている。

【００１１】このような構成からなるオイル通路開閉手
段では、圧縮室７が圧縮動作を開始して高圧の冷媒ガス
が吐出されると、この吐出された冷媒ガスが吐出通路１
９を経て弁体２２の底面２４に衝突するので、弁体２２
は、圧縮コイルバネ２５の力に抗して図１０に示す位置
になる。このため、圧縮室７の圧縮開始から圧縮停止ま
での間、弁体２２の凹状溝２３がオイル通路１８と係合
し、オイル通路１８を開状態にするので、油溜り１７の
潤滑油は、オイル通路１８、弁体２２の凹状溝２３、オ
イル通路１８、およびロータの軸受などの摺動部を経由
し、圧縮室７内に供給される。

【００１２】一方、圧縮室７の圧縮動作が停止すると、
圧縮室７から高圧の冷媒ガスが吐出されなくなるので、
弁体２２の底面２４への冷媒ガスの作用が停止し、弁体
２２は圧縮コイルバネ２５の力により図１１に示す位置
になる。このため、圧縮室７の圧縮停止時には、この停
止に連動して図１１に示すように弁体２２がオイル通路
１８を閉状態とするので、油溜り１７の潤滑油が圧縮室
７や吸入室１２に流れ込むのを阻止できる。これによ
り、圧縮動作の再開時に、吸入室１２から圧縮室７に吸
い込む潤滑油を可及的に減少でき、起動時における圧縮
室７でのオイル圧縮を防止でき、起動トルクと起動時の
ショックを低減できる。

【００１３】ところが、上述のオイル通路開閉手段を設
けると、以下のような新たな問題があることがわかっ
た。すなわち、圧縮動作の停止時に、オイル通路１８を
閉状態とするため、油溜り１７の潤滑油がオイル通路１
８などを介して圧縮室７内に供給されないので、ベーン
１０の背圧空間内が低圧になってしまうという問題であ
る。このため、圧縮室７の再起動時に、ベーン１０を圧
縮室７の内周面に付勢する力が不足し、ベーン１０が圧
縮室７の内周面より離れ、ベーン１０がチャタリングを
起こし、異常音が発生するという弊害がある。

【００１４】そこで、本発明の目的は、圧縮の再起動時
に生ずる圧縮室における回転体のチャタリングの防止を
図るようにした気体圧縮機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、回転体の回転運動に伴う容積変化によって気体を圧
縮する圧縮室と、この圧縮室で圧縮後の気体を吐出する
吐出室と、この吐出室の圧力が作用する油溜りと、この
油溜りと前記圧縮室の前記回転体の摺動部とを接続し、
前記吐出室と前記圧縮室との圧力差によって、前記油溜
りの潤滑油を前記摺動部に供給するオイル通路と、前記
オイル通路の途中に介在させ、前記圧縮室の圧縮動作時
には前記オイル通路を開状態にし、前記圧縮室の圧縮停
止時には前記オイル通路を閉状態にするオイル通路開閉
手段と、前記圧縮室の圧縮停止時には、前記吐出室と前
記圧縮室とを接続し、前記吐出室の高圧気体を前記圧縮
室に供給する高圧気体供給手段とを備えたことにより、
前記目的を達成する。

【００１５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
気体圧縮機において、前記オイル通路開閉手段は、前記
オイル通路の途中に介在させ、前記オイル通路の開閉を
行う弁体と、この弁体に前記圧縮室からの吐出気体を導
いて衝突させ、この衝突により前記弁体が前記オイル通
路を開状態にする気体衝突手段と、前記弁体に前記吐出
気体が衝突しないときに、前記弁体が前記オイル通路を
閉状態にする弾性部材とを備えている。請求項３記載の
発明では、請求項２記載の気体圧縮機において、前記高
圧気体供給手段は、前記弁体がオイル通路を閉状態のと
きに、前記吐出室を前記オイル通路の圧縮室側と接続
し、前記吐出室の高圧気体を前記オイル通路を介して前
記圧縮室に供給する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。この実
施の形態の詳細な説明をする前に、本発明の気体圧縮機
の概略構成を説明する。図１は、本発明の気体圧縮機の
概略構成を説明する説明図であり、圧縮動作時のもので
ある。図２は、同気体圧縮機の概略構成を説明する説明
図であり、圧縮停止時のものである。

【００１７】この気体圧縮機の概略構成を説明すると、
図１に示すように、オイル通路１８の途中に、このオイ
ル通路１８と交差する円筒状の弁室３１が設けられ、こ
の弁室３１内に弁体３２が摺動自在に設けられている。
弁体３２は、底面を有する円筒状のものであり、その胴
部の一部の周方向には、オイル通路１８または吐出室１
６側の吐出通路１９と係合する凹状溝３３が形成されて
いる。弁体３２の底面（受圧面）３４の外側は、圧縮室
７と吐出室１６とを接続する吐出通路１９の途中に臨
み、圧縮室７から吐出した直後の吐出噴流が直接作用す
るように構成されている。また、弁体３２の内側には、
図１および図２に示すように、この弁体３２を吐出通路
１９側に常時付勢する圧縮コイルバネ３５が設けられて
いる。

【００１８】次に、このように構成する気体圧縮機の動
作について説明する。いま、圧縮室７が圧縮動作を開始
して高圧の冷媒ガスが吐出されると、この吐出された冷
媒ガスが吐出通路１９を経て弁体３２の底面３４に衝突
するので、弁体３２は、圧縮コイルバネ３５の力に抗し
て図１に示す位置になる。このため、圧縮室７の圧縮開
始から圧縮停止までの間、弁体３２の凹状溝３３がオイ
ル通路１８と係合し、オイル通路１８を開状態にするの
で、油溜り１７の潤滑油は、オイル通路１８、弁体３２
の凹状溝３３、オイル通路１８、および図示しないロー
タの軸受等の摺動部を経由し、一部がベーン１０の背圧
空間に供給された後、圧縮室７内に供給される。また、
圧縮室７から吐出され弁体３２の底面３４に作用した冷
媒ガスは、吐出通路１９を経て吐出室１６に流れ込む。

【００１９】一方、圧縮室７の圧縮動作が停止すると、
圧縮室７から高圧の冷媒ガスが吐出されなくなるので、
弁体３２の底面３４への冷媒ガスの作用が停止するの
で、弁体３２は、圧縮コイルバネ３５の力により図２に
示す位置になる。このため、圧縮室７の圧縮停止時に
は、弁体３２がオイル通路１８を閉状態にすると同時
に、弁体３２の凹状溝３３が、吐出通路１９の吐出室１
６側とオイル通路１８の圧縮室７側とを接続させる。従
って、高圧状態にある吐出室１６は、低圧状態にある圧
縮室７と、図２に示すように、吐出通路１９、凹状溝３
３、およびオイル通路１８を介して連通状態になり、吐
出室１６の高圧ガスが、軸受等の摺動部およびベーン１
０の背圧空間を介して圧縮室７に供給される。このた
め、圧縮室７のベーン１０の背圧空間が高圧（中間圧）
になり、圧縮室７の圧縮動作の再開時に、回転体である
ベーンのチャタリングの防止が図れる。

【００２０】次に、この実施の形態の詳細な構成につい
て、図３ないし図７を参照して説明する。図３は、この
実施の形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面図であ
る。図４は、この気体圧縮機のリヤサイドブロック５を
正面から見た図である。図５は、図４のＡ−Ａ線の断面
図である。図６は、図４のＢ−Ｂ線の断面図である。図
７は、図４のＣ−Ｃ線の断面図である。この詳細な実施
の形態では、図８で示した従来の気体圧縮機と同様の構
成部分を有するので、その同様な構成部分については、
以下の説明では省略または簡略化する。

【００２１】この詳細な実施の形態では、図３および図
４に示すように、リヤサイドブロック５に一体に油分離
器用ブロック４１が取付けられている。この油分離器用
ブロック４１には、油分離器１５が設けられているほ
か、図３に示すように、弁室３１が吐出室１６に向けて
突出されている。また、油分離器用ブロック４１内に
は、図４に示すように、油溜り１７と接続するオイル通
路１８ａと、リアサイドブロック５内に形成されるオイ
ル通路１８と接続するオイル通路１８ｂとがそれぞれ形
成され、オイル通路１８ａの終端は、弁室３１のオイル
入口に接続され、オイル通路１８ｂの始端は、弁室３１
のオイル出口に接続されている。この弁室３１のオイル
入口とオイル出口とは、弁室３１の長さ方向において異
なる位置に設けられている。

【００２２】この弁室３１は、円筒状からなり、図５に
示すように、その一端が通気孔４２を除いて閉塞され、
その他端が開口されている。弁室３１内の長さ方向に
は、弁体３２が摺動自在に設けられている。この弁体３
２は、底面を有する円筒状のものであり、その胴部の一
部の周方向には、オイル通路１８ａ、１８ｂまたは吐出
室１６側の吐出通路１９と係合する凹状溝３３が形成さ
れている。弁体３２の底面（受圧面）３４の外側は、圧
縮室７と吐出室１６とを接続する吐出通路１９の途中に
臨み、圧縮室７から吐出した直後の吐出噴流が直接作用
するように構成されている。また、弁体３２の内側に
は、図５に示すように、この弁体３２を吐出通路１９側
に常時付勢する圧縮コイルバネ３５が設けられている。

【００２３】次に、このような構成からなる実施の形態
の動作の一例について、図面を参照して説明する。い
ま、圧縮室７が圧縮動作を開始して高圧の冷媒ガスが吐
出されると、この吐出された冷媒ガスは、図５（Ａ）に
示すように、吐出弁１４、吐出通路１９を経て弁体３２
の底面３４に衝突するので、弁体３２は、圧縮コイルバ
ネ３５の力に抗して図５（Ａ）および図６で示す位置に
なる。このため、圧縮室７の圧縮開始から圧縮停止まで
の間、弁体３２の凹状溝３３がオイル通路１８ａとオイ
ル通路１８ｂと係合してこの両者を接続状態にするの
で、図４および図７に示すように、油溜り１７の潤滑油
がオイル通路１８ａ、オイル通路１８ｂ、オイル通路１
８を経由してロータ軸８ａの軸受４ａ等の摺動部および
ベーン１０の背圧空間に供給されたのち、圧縮室７内に
供給される。また、圧縮室７から吐出され弁体３２の底
面３４に作用した冷媒ガスは、図４および図６に示すよ
うに、吐出通路１９を経て吐出室１６に流れ込む。

【００２４】一方、圧縮室７の圧縮動作が停止すると、
圧縮室７から高圧の冷媒ガスが吐出されなくなるので、
弁体３２の底面３４への冷媒ガスの作用が停止するの
で、弁体３２は、圧縮コイルバネ３５の力により図５
（Ｂ）に示す位置になる。このため、圧縮室７の圧縮停
止時には、弁体３２がオイル通路１８ａとオイル通路１
８ｂとの接続を遮断すると同時に、弁体３２の凹状溝３
３が、吐出室１６側の吐出通路１９とオイル通路１８ｂ
とを接続させる。従って、高圧状態にある吐出室１６
は、吐出通路１９、凹状溝３３、オイル通路１８ｂ、オ
イル通路１８、およびロータ軸８ａの軸受４ａ等の摺動
部、ベーン１０の背圧空間を介して、低圧状態にある圧
縮室７や吸入室１２と連通状態になり、吐出室１６の高
圧の気体が圧縮室７に供給される。このため、圧縮室７
のベーン１０の背圧空間が高圧（中間圧）になり、圧縮
室７の圧縮動作の再開時に、ベーン１０が圧縮室７の内
周面から離れるのを防止できるので、ベーン１０のチャ
タリングの防止が図れる。

【００２５】以上説明した実施の形態では、圧縮室７の
圧縮動作の停止時には、弁体３２がオイル通路１８ａと
オイル通路１８ｂとの接続を遮断すると同時に、弁体３
２の凹状溝３３が、吐出室１６側の吐出通路１９とオイ
ル通路１８ｂとを接続させるようにしたので、吐出室１
６の高圧気体をベーン１０の背圧空間を介して圧縮室７
に供給させて圧縮動作の再開時にベーン１０が圧縮室７
の内周面から離れるのを防止できる。従って、圧縮動作
の停止時には潤滑油の吸入室１２への供給の停止を維持
でき、圧縮動作の再開時にはベーン１０のチャタリング
の防止が図れる。また、この実施の形態では、圧縮動作
の停止時には、吐出室１６側の高圧の冷媒ガスを低圧側
の圧縮室７や吸入室１２に戻し、圧縮室７等を高圧にす
るようにしたので、潤滑油が圧縮室７等に流れるのを確
実に防止できる。さらに、この実施の形態では、弁体３
２のシール部にオイルが供給されるので、運転時におけ
る吐出通路１９の気密性（シール性）が向上する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の気体圧縮機
では、圧縮停止時にはオイル通路を閉状態にすると同時
に、吐出室と圧縮室とを連通し、吐出室の高圧気体を圧
縮室に供給するようにしたので、圧縮停止時のオイルの
逆流防止を維持しつつ、圧縮の再起動時に生ずる圧縮室
における回転体のチャタリング防止が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気体圧縮機の概略構成を説明する説明
図であり、圧縮動作時を示すものである。

【図２】同気体圧縮機の概略構成を説明する説明図であ
り、圧縮停止時を示すものである。

【図３】実施の形態の気体圧縮機の全体構成を示す断面
図である。

【図４】この気体圧縮機のリヤサイドブロックの正面図
である。

【図５】図４のＡ−Ａ線の断面図であり、（Ａ）は気体
の圧縮動作時を示し、（Ｂ）は気体の圧縮停止時を示
す。

【図６】図４のＢ−Ｂ線の断面図である。

【図７】図４のＣ−Ｃ線の断面図である。

【図８】従来の気体圧縮機の全体構成を示す断面図であ
る。

【図９】図８のＤ−Ｄ線から見た断面図である。

【図１０】従来装置の問題を解決するために考えられる
気体圧縮機の概略構成を説明する説明図である。

【図１１】図１０の気体圧縮機の圧縮停止時における主
要部を示す図である。

【符号の説明】

３ 圧縮機本体 ４ フロントサイドブロック ５ リヤサイドブロック ６ シリンダ ７ 圧縮室 ８ ロータ １０ ベーン １２ 吸入室 １３ 吐出口 １４ 吐出弁 １６ 吐出室 １７ 油溜り １９ 吐出通路 ３１ 弁室 ３２ 弁体 ３３ 凹状溝 ３４ 底面（受圧面） ３５ 圧縮コイルバネ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の回転運動に伴う容積変化によっ
   て気体を圧縮する圧縮室と、 この圧縮室で圧縮後の気体を吐出する吐出室と、 この吐出室の圧力が作用する油溜りと、 この油溜りと前記圧縮室の前記回転体の摺動部とを接続
   し、前記吐出室と前記圧縮室との圧力差によって、前記
   油溜りの潤滑油を前記摺動部に供給するオイル通路と、 前記オイル通路の途中に介在させ、前記圧縮室の圧縮動
   作時には前記オイル通路を開状態にし、前記圧縮室の圧
   縮停止時には前記オイル通路を閉状態にするオイル通路
   開閉手段と、 前記圧縮室の圧縮停止時には、前記吐出室と前記圧縮室
   とを接続し、前記吐出室の高圧気体を前記圧縮室に供給
   する高圧気体供給手段、とを備えたことを特徴とする気
   体圧縮機。
2. 【請求項２】 前記オイル通路開閉手段は、 前記オイル通路の途中に介在させ、前記オイル通路の開
   閉を行う弁体と、 この弁体に前記圧縮室からの吐出気体を導いて衝突さ
   せ、この衝突により前記弁体が前記オイル通路を開状態
   にする気体衝突手段と、 前記弁体に前記吐出気体が衝突しないときに、前記弁体
   が前記オイル通路を閉状態にする弾性部材、とを備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
3. 【請求項３】 前記高圧気体供給手段は、前記弁体がオ
   イル通路を閉状態のときに、前記吐出室を前記オイル通
   路の圧縮室側と接続し、前記吐出室の高圧気体を前記オ
   イル通路を介して前記圧縮室に供給することを特徴とす
   る請求項２記載の気体圧縮機。