JPH1037886A

JPH1037886A - 気体圧縮機

Info

Publication number: JPH1037886A
Application number: JP21500196A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Toyokata; 哲也豊方
Original assignee: Seiko Seiki KK
Current assignee: Seiko Seiki KK
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: JP2964073B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮運転の再起動時における起動トルクの低
減化と、その再起動時における圧縮室の回転体のチャタ
リング防止を図ること。【解決手段】圧縮室７の圧縮動作停止は、圧縮室７か
らの吐出冷媒ガスがないので、弁体３７は、バネ３９に
より図１の位置から右側に移動した位置になって潤滑油
通路３２を閉状態にし、油溜り１７から圧縮室７内への
潤滑油の供給が停止する。その一方、圧縮動作の停止直
後には、吐出室１６と圧縮室７の間で圧力差があるた
め、油溜まり１７の潤滑油は、潤滑油通路２１、２４、
２５を経由し、ロータ８の軸受４ａ、５ａに供給された
のち、圧縮室７内に流れ込む。このため、圧縮動作の停
止時には、圧縮室７へ潤滑油が多量に流れ込まないの
で、圧縮動作の再開時には、圧縮室７で多量の潤滑油を
圧縮する必要がなくなり、もって圧縮動作の再開時にお
ける起動トルクを低減化できる。

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】従来、気体圧縮機の一例としては、図４
に示すものが知られている。この気体圧縮機は、図４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５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５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（図示せず）と連通し、この吐出通路の終端はリヤ
サイドブロック５の吐出室１６側に一体に取り付けられ
た油分離器用ブロック１９の油分離器１５に接続されて
いる。油分離器１５は、上述の吐出通路と連通する通路
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。

【０００５】吐出室１６の底部には、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、リヤサイドブロック５に設けられた潤滑油通路２１
を経由してロータ８の軸受５ａに供給され、さらに、リ
ング溝２２と潤滑油通路２３と経由してロータサイドや
ベーン溝９の底部に供給されるようになっている。ま
た、潤滑油通路２１は途中から分岐され、その分岐部は
シリンダブロック６内に設けられた潤滑油通路２４とフ
ロントサイドブロック４内に設けられた潤滑油通路２５
とを経由し、ロータ８の軸受４ａに接続されている。

【０００６】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、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１６
の底部の油溜り１７に落下する。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、潤滑油通路２１を経由して軸受５ａ、潤滑油通路２
１、潤滑油通路２４、および潤滑油通路２５を経由して
軸受４ａに供給される。さらに、潤滑油は、潤滑油通路
２１、リング溝２２、および潤滑油通路２３を経由して
ベーン溝９の底部またはロータサイドに供給された後、
圧縮室７に洩れていく。

【０００７】このように、従来の気体圧縮機では、ロー
タ８の軸受４ａ、５ａと、圧縮室７への潤滑油の供給
が、吐出室１６と圧縮室７との圧力差によるため、圧縮
室７による圧縮動作を停止しても、その圧力差が残って
いる間は油溜り１７からロータ８の軸受４ａ、５ａ、お
よびベーン溝底、ロータサイドを経由した圧縮室７への
潤滑油の流入が止まらず、特に圧縮室７には潤滑油と冷
媒ガスとが多量に流入し、これが吸入室１２まで流入す
る。このため、圧縮動作の再開時に、圧縮室７で潤滑油
を圧縮することになり、大きな起動トルクを必要とする
という弊害がある上に、気体圧縮機のロータ８の逆転が
発生してベーン１０が異常音を発生するという問題があ
る。

【０００８】そこで、このような問題を解決するための
方法として、次のような２つが考えられる。第１の方法
は、潤滑油通路２１の油溜まり１７側に、この潤滑油通
路２１の開閉を行う開閉弁（スプール弁）を設け、圧縮
室７の圧縮動作時には開閉弁を開状態にして潤滑油を軸
受、ベーン溝底またはロータサイド経由で圧縮室７等に
供給し、圧縮室７の圧縮停止時には開閉弁を閉状態にし
て潤滑油の供給を全て停止するものである。すなわち、
この第１の方法では、運転中は、圧縮室７から吐出され
る冷媒ガスを開閉弁に作用させて潤滑油通路２１を開状
態とし、運転停止時には、バネの力により潤滑油通路２
１を閉状態とする。第２の方法は、第１の方法の開閉弁
に代えて、吸入室１２への潤滑油の流入（逆流）を防止
するために、吸入室１２と吸気配管とを連結する吸入ポ
ートに、図４の破線で描いた逆止弁４０を設けるもので
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の方法で
は、気体圧縮機の運転停止時に、ロータ８の軸受４ａ、
軸受５ａへの潤滑油の供給が全く停止してしまうので、
開閉弁が閉状態で故障するような場合には、ロータ８の
軸受４ａ、５ａの焼付きの危険度が高いという問題があ
る。さらに、運転停止時には、潤滑油の供給を全て閉鎖
するために、ベーン溝底が低圧の状態を維持する。この
ため、この圧力差がある状態で再起動すると、ベーン１
０の圧縮室７の内周面への押し付け力が不足してチャタ
リングが発生してしまうという問題がある。この問題を
防止するために、運転停止時に、ベーン溝底に吐出室１
６側の高圧ガスを供給する構造が考えられるが、このよ
うに高圧ガスを供給すると逆転が発生し、この逆転を防
止するために逆止弁が必要となり、全体としてコストの
上昇を招くという新たな問題が発生してしまう。一方、
第２の方法では、逆止弁を必要とするためにコストが上
昇する上に、気体圧縮機の再起動時における起動トルク
の減少が図れないという問題がある。

【００１０】そこで、本発明の目的は、圧縮運転の再起
動時における起動トルクを低減できる上に、その再起動
時における圧縮室の回転体のチャタリング防止を図るよ
うにした気体圧縮機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明では、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７と、この圧縮室７で圧縮
後の気体を吐出する吐出室１６と、この吐出室１６の圧
力が作用する油溜り１７と、この油溜り１７と回転体の
軸受４ａ、５ａとを接続し、吐出室１６の圧力によっ
て、油溜り１７の潤滑油を軸受４ａ、５ａに供給する第
１潤滑油通路と、油溜り１７と圧縮室７とを接続し、吐
出室１６の圧力によって、油溜り１７の潤滑油をベーン
溝底またはロータサイドに供給する第２潤滑油通路とを
備えている。また本発明では、第２潤滑油通路の途中に
介在させ、圧縮室７の圧縮動作時には第２潤滑油通路を
開状態にし、圧縮室７の圧縮停止時には第２潤滑油通路
を閉状態にする潤滑油通路開閉手段を備えている。

【００１２】このような構成の本発明では、圧縮室７の
圧縮停止時には、潤滑油通路開閉手段が、第２潤滑油通
路を閉状態にする。従って、圧縮運転の停止時には、圧
縮室７へ流入する潤滑油を大幅に軽減できるので、圧縮
運転の再開時における起動トルクの軽減などが図れる。
また、本発明の潤滑油通路開閉手段は、例えば、第２潤
滑油通路の途中に介在させ、第２潤滑油通路の開閉を行
う弁体３７と、この弁体３７に圧縮室７からの吐出気体
を導いて衝突させ、この衝突により弁体３７が第２潤滑
油通路を開状態にする気体衝突手段と、弁体３７に吐出
気体が衝突しないときに、弁体３７が第２潤滑油通路を
閉状態にするバネ３９などの弾性部材とから構成され
る。

【００１３】

【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３を参照して詳細に説明する。図１
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２は、この気体圧縮機の気体圧縮時の動作
を説明する図である。図３は、同気体圧縮機の気体圧縮
停止時の動作を説明する図である。なお、この実施の形
態は、図４および図５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、その同様の構成部分について
は同一符号を付して説明を省略または簡略化する。

【００１４】この実施の形態では、図１に示すように、
リヤサイドブロック５内に、油溜り１７の潤滑油を軸受
け５ａに供給するための潤滑油通路２１が設けられ、こ
の潤滑油通路２１の上流側が油溜まり１７内に配置さ
れ、その下流側がロータ８の軸受５ａに接続されてい
る。潤滑油通路２１はその途中が分岐され、この分岐部
がシリンダ６とフロントサイドブロック４とに設けられ
た潤滑油通路２４と潤滑油通路２５を介して軸受４ａに
接続されている。従って、潤滑油通路２１、潤滑油通路
２４、および潤滑油通路２５は、ロータ８の軸受４ａ、
５ａなどの摺動部に油溜り１７の潤滑油を供給する第１
潤滑油通路を形成する。

【００１５】リヤサイドブロック５には、図１に示すよ
うに、油分離器用ブロック３１が取付けられている。こ
の油分離器用ブロック３１は、図１に示すように、上部
側に従来と同様の油分離器１５が設けられている。ま
た、油分離器用ブロック３１の下部側は油溜り１７内に
配置され、その下部側の内部には、圧縮室７に潤滑油を
供給するために使用する潤滑油通路３２と、この潤滑油
通路３２の途中に介在させた弁室３３とが設けられてい
る。潤滑油通路３２の上流側は油溜り１７内に配置さ
れ、その下流側はリヤサイドブロック５の鍔の外周部分
にリング状に設けられたリング溝３４と、このリング溝
３４に接続する潤滑油通路３５とを経由し、ベーン溝底
またはロータサイドに接続されている。従って、潤滑油
通路３２、リング溝３４、および潤滑油通路３５は、圧
縮室７内や圧縮室７内のベーン溝９の底部およびロータ
サイドなどに潤滑油を供給する第２潤滑油通路を形成す
る。

【００１６】弁室３３は、円筒状からなり、図１に示す
ように、その一端に通孔３６が設けられ、その他端が開
口されている。弁室３３内の長さ方向には、弁体（スプ
ロール）３７が摺動自在に設けられ、弁体３７の作用に
より潤滑油通路３２を開閉するように構成されている。
すなわち、弁体３７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、凹状溝３７ａが形成さ
れている。弁体３７の底面（受圧面）の外側は、圧縮室
７と吐出室１６とを接続する吐出通路３８（図２参照）
の途中にのぞみ、圧縮室７から吐出した直後の吐出ガス
の噴流が直接作用するように構成されている。また、弁
体３７の内側には、図１に示すように、この弁体３７を
吐出通路３８側に常時付勢する圧縮コイルバネ３９が設
けられている。

【００１７】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。圧縮
室７の圧縮運転時には、圧縮室７から高圧の冷媒ガスが
吐出され、この吐出された冷媒ガスは、図２に示すよう
に、吐出通路３８を経て弁体３７の底面に衝突するの
で、弁体３７は、圧縮コイルバネ３９の力に抗して図２
で示す位置になる。このため、圧縮室７の圧縮運転時
は、弁体３７の凹状溝３７ａが潤滑油通路３２と係合
し、潤滑油通路３２が開状態になる。このため、吐出室
１６と圧縮室７との圧力差により、油溜り１７の潤滑油
は、潤滑油通路３２、リング溝３４、および潤滑油通路
３５を経由し、ベーン溝底またはロータサイドに供給さ
れる。また、圧縮室７から吐出され弁体３７の底面に作
用した冷媒ガスは、吐出通路３８、油分離器１５を経て
吐出室１６に流れ込む。これらの動作に並行して、油溜
り１７の潤滑油は、潤滑油通路２１を経由してロータ８
の軸受５ａに供給される一方、潤滑油通路２１、潤滑油
通路２４、および潤滑油通路２５を経由してロータ８の
軸受４ａに供給されたのち、圧縮室７内に流れ込む。こ
の潤滑油の供給も、吐出室１６と圧縮室７との圧力差を
利用するものである。

【００１８】これに対して、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３７の底面への冷媒ガスの作用が停止し、
弁体３７は、圧縮コイルバネ３９の力により図３に示す
位置になる。このため、圧縮室７の圧縮動作の停止時に
は、弁体３７が潤滑油通路３２を閉状態にするので、油
溜り１７から圧縮室７内への潤滑油の供給が停止する。
その一方、圧縮動作の停止直後には、吐出室１６が高圧
で圧縮室７が低圧の圧力差があるため、油溜まり１７の
潤滑油は、潤滑油通路２１等を経由し、ロータ８の軸受
け４ａ、５ａに供給されたのち、圧縮室７内に流れ込
む。従って、圧縮動作の停止時には、ロータ８の軸受け
４ａ、５ａへの潤滑油の供給が確保される一方、ベーン
溝底およびロータサイド経由で圧縮室７への潤滑油の供
給が停止されて圧縮室７に多量の潤滑油が流入しない。
このため、圧縮動作の再開時には、圧縮室７で多量の潤
滑油を圧縮する必要がないので、圧縮動作の再開時にお
ける起動トルクを低減化できる。

【００１９】以上説明したようにこの実施の形態では、
油溜まり１７の潤滑油をロータ８の軸受４ａ、５ａに供
給するための第１潤滑油通路と、油溜まり１７の潤滑油
をベーン溝底またはロータサイド経由で圧縮室７に供給
するための第２潤滑油通路とを独立に設け、第２潤滑油
通路の途中を弁体３７により開閉するようにし、圧縮室
７の圧縮運転の停止時に弁体３７により第２潤滑油通路
を閉状態にし、圧縮室７に流入する潤滑油を必要最小限
に抑制するようにした。このため、この実施の形態で
は、圧縮運転の再開時に、圧縮室７で多量の潤滑油を圧
縮する必要がないので、圧縮運転の再開時における起動
トルクを低減化できる上に、吸入室１２と吸気配管を接
続する吸入ポートに特別な逆止弁を設けなくても圧縮停
止時のベーン１０による異常音を防止できる。

【００２０】また、この実施の形態では、何らかの原因
により、弁体３７が閉の状態で停止するような事態にな
っても、第１潤滑油通路により、油溜まり１７の潤滑油
がロータ８の軸受４ａ、５ａに供給されて摺動部の潤滑
油が確保されるので、軸受４ａ、５ａが焼け付くような
弊害を防止できる。さらに、この実施の形態では、上記
の機能を実現するための構成が比較的容易であるので、
その機能を低コストで実現できる。

【００２１】

【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、油溜まりの潤滑油を軸受に供給するための第１潤
滑油通路と、油溜まりの潤滑油をベーン溝底またはロー
タサイド経由で圧縮室に供給するための第２潤滑油通路
とを設け、圧縮運転の停止時には第２潤滑油通路を閉状
態にし、潤滑油が圧縮室に供給されないようにした。従
って、本発明では、圧縮運転の再開時に、圧縮室で多量
の潤滑油を圧縮する必要がないので、圧縮運転の再開時
における起動トルクの低減化などが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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２】同気体圧縮機の気体圧縮時の動作を説明する図
である。

【図３】同気体圧縮機の気体圧縮停止時の動作を説明す
る図である。

【図４】従来の気体圧縮機の全体構成を示す断面図であ
る。

【図５】図４のＡ−Ａ線から見た断面図である。

【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１６吐出室１７油溜り２１、２４、２５潤滑油通路３１油分離器用ブロック３２、３５潤滑油通路３３弁室３４リング溝３７弁体３７ａ凹状溝３９圧縮コイルバネ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、この油溜りと前記回転体の軸受とを接続し、前記吐出室
の圧力によって、前記油溜りの潤滑油を前記軸受に供給
する第１潤滑油通路と、前記油溜りと前記圧縮室内の回転体とを接続し、前記吐
出室の圧力によって、前記油溜りの潤滑油を前記圧縮室
内の回転体に供給する第２潤滑油通路と、前記第２潤滑油通路の途中に介在させ、前記圧縮室の圧
縮動作時には前記第２潤滑油通路を開状態にし、前記圧
縮室の圧縮停止時には前記第２潤滑油通路を閉状態にす
る潤滑油通路開閉手段とを備えたことを特徴とする気体
圧縮機。
【請求項２】前記回転体は、ロータと、このロータの
径方向に設けたベーン溝に収納するベーンとからなり、前記第２潤滑油通路は、前記油溜まりと前記ベーン溝の
底またはロータの側面と接続し、前記吐出室の圧力によ
って、前記油溜りの潤滑油を前記ベーン溝の底またはロ
ータの側面に供給することを特徴とする請求項１記載の
気体圧縮機。
【請求項３】前記潤滑油通路開閉手段は、前記第２潤滑油通路の途中に介在させ、前記第２潤滑油
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第２潤滑油通路を開
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
が前記第２潤滑油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または請求項２記載の気
体圧縮機。