JPH11201064A - スライディングベーン式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーン背圧付与装置を備えたスライディング
ベーン式圧縮機において、高低圧差がなく雰囲気温度が
低いなど潤滑油の粘度が高い状態における、低速回転で
の起動時のベーンの不調現象や圧縮不良現象を防止す
る。 【解決手段】 ベーン背圧室１７と作動室８を連通する
ガス供給通路３１、３２の途中に流体の流れを球体弁を
備え弁室２８を設け、ガス供給通路３２を作動室８にお
けるガス供給通路３１の口部３３の最下端３３ａより高
い位置に形成することにより、高低圧差がないか小さい
状態において、給油通路１８内、ガス供給通路３２およ
び弁室２８に存在していた潤滑油を口部３３より動作室
８側に流すことができる。このため、次に圧縮機が始動
する際、作動室８の吸入行程部よりベーン背圧室１７へ
スムーズなガス流体の供給ができ、圧縮機の低温、低速
回転で圧縮機を始動した場合でもベーン４の不調現象や
圧縮不良現象を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用空気調和装
置などに供されるベーン背圧付与装置を備えたスライデ
ィングベーン式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、スライディングベーン式
圧縮機では、ベーン背圧を付与する構造としてロータの
回転に伴ってベーンがその先端をシリンダ内壁に接して
回転摺動運動をするようベーン後端に高圧の潤滑油を圧
力差により供給する構造が広く用いられている。

【０００３】以下図面を参照しながら、先に本発明者ら
が特願平０８ー３１９１３２号によって提案した上述関
連のスライディングベーン式圧縮機のベーン背圧付与装
置の構成について説明する。

【０００４】図３、図４および図５は従来の差圧給油式
のベーン背圧付与装置を有するスライディングベーン式
圧縮機の縦断面図、同圧縮部の断面図および同ベーン背
圧付与装置の要部拡大断面図である。

【０００５】図３、図４において、１は円筒内壁を有す
るシリンダであり、シリンダ１の内部には、外周の一部
がシリンダ１内壁と微小隙間を形成するロータ２を有
し、ロータ２には複数のベーンスロット３とこの内部に
摺動自在に挿入された複数のベーン４を有している。ま
たロータ２は一体に形成された駆動軸５によって前部側
板６および後部側板７に回転自在に軸支され、前部側板
６と後部側板７でシリンダ１の両端を閉塞し作動室８を
形成している。

【０００６】ロータ２の外周とシリンダ１の内壁とが接
近する部分には、低圧側の作動室８に連通する吸入口９
と高圧側の作動室８に連通する吐出口１０を有し、吐出
口１０に吐出弁１１を備えている。また１２は高圧ケー
スで、高圧通路１３を介して吐出口１１に連通する高圧
室１４を有し、高圧室１４に圧縮された高圧流体中の潤
滑油を分離捕捉するスクリーン１５を内設している。

【０００７】また、高圧室１４内の後部側板７には、図
５に示すように、ベーン背圧付与装置本体１６を配設
し、ロータ２のベーンスロット３とベーン４端部とで形
成されるベーン背圧室１７に、後部側板７およびベーン
背圧付与装置本体１６に形成した給油通路１８を介し
て、高圧室１４下方の油溜り部の潤滑油を供給するよう
にしている。給油通路１８の途中には差圧により給油量
を制限する通路１９と、給油通路１８を連通遮断する第
１球座２０とこれに当接・遊離自在の第１球体２１を有
している。２２は第１球座２０に開口するプランジャ室
であり、プランジャ室２２内部には、摺動自在に配設さ
れ第１球座２０側へ移動したとき第１球体２１を第１球
座２０から遊離させるプランジャ２３を有し、プランジ
ャ２３下端の下部プランジャ室２５には吐出弁１１直前
の高圧側の作動室８と連通する圧力導入路２４を備えて
いる。

【０００８】また、後部側板７には作動室８の吸入行程
部分と給油通路１８とを連通するガス供給通路２６、２
７を有し、ガス供給通路２６とガス供給通路２７との間
に弁室２８を設け、ガス供給通路２６の弁室開口部に第
２球座２９と弁室２８内に自重などにより移動可能に配
設された第２球体３０を有している。

【０００９】上記構成のスライディングベーン式圧縮機
のベーン背圧付与装置の動作を説明する。

【００１０】エンジンなどの駆動源より動力伝達を受け
て駆動軸５およびロータ２が時計方向に回転すると、低
圧流体が吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２
の回転に伴い圧縮された高圧流体は吐出口１０より吐出
弁１１を押し上げて高圧通路１３より高圧室１４に流
し、スクリーン１５によって潤滑油が分離捕捉される。
圧力導入路２４からは高圧流体の圧力に打ち勝って吐出
弁１１を押し上げるだけの圧力を有する作動室８内の過
圧縮ガスが下部プランジャ室２５へ供給されるので、プ
ランジャ２３は第１球座２０側へ移動して第１球体２１
を第１球座２０から遊離させる。

【００１１】したがって、給油通路１８は連通されるの
で、高圧流体中より分離されて高圧室１４下方に貯えら
れた潤滑油は、差圧によって通路１９、給油通路１８に
供給される。これに伴い給油通路１８に連通するガス供
給通路２７の圧力が上昇し、作動室８の吸入行程部分に
連通するガス供給通路２６圧力に打ち勝って弁室２８内
の第２球体３０は第２球座２９に当接し、ガス供給通路
２６とガス供給通路２７は遮断される。

【００１２】すなわち、ベーン背圧室１７へは高圧の潤
滑油が供給通路１８から供給されてベーン４の押圧に供
される。

【００１３】また、圧縮機が停止した場合には、作動室
８内の圧力は急激に低圧側流体の圧力まで降下するた
め、下部プランジャ室２５内の圧力も低圧側流体の圧力
まで降下しプランジャ２３下端の圧力はプランジャ２３
上端の圧力より小さくなるのでプランジャ２３は下部プ
ランジャ室２５側へ移動する。

【００１４】このため第１球体２１は第１球座２０に当
接し給油通路１８は遮断される。したがって潤滑油はそ
れ以上供給されないから、作動室８内への潤滑油の流入
が防止できる。

【００１５】圧縮機停止後、ある時間が経過して高圧側
と低圧側の圧力差がないときには、第２球体３０は、潤
滑油の粘性による第２球座２９への密着力も小さく、自
重により第２球座３０より遊離しストッパーのベーン背
圧付与装置本体１６側へ移動する。

【００１６】したがって、ガス供給通路３１、３２は連
通し圧縮機の始動以前に作動室８よりガス供給通路３１
を通してガス供給通路３２内へガス状流体が流入する。

【００１７】このため、低温時に圧縮機を始動した場合
には、ロータ２の回転に伴ってベーン４が回転し、ベー
ンスロット３内を伸張没入する際に生ずるベーン背圧室
１７内の圧力が低くなれば、潤滑油の粘性の影響を受け
ることなく瞬時にガス供給通路３２からガス状流体がベ
ーン背圧室１７に供給されるので、ベーン背圧室１７の
圧力低下を防止できる。

【００１８】圧縮機の始動後にプランジャ２３が第１球
体２１を第１球座２０から遊離させて給油通路１８が連
通しても、高圧室１４内の圧力上昇が不十分でかつ潤滑
油流入の通路抵抗が大であることなどにより、給油通路
１８のガス供給通路２７との連通部の圧力が作動室８の
ガス供給通路２６開口部の圧力より低ければ、依然とし
て第２球体３０は第２球座２９から遊離したままであ
る。

【００１９】そして高圧室１４内の圧力がさらに上昇し
て高圧側と低圧側の圧力差が大きくなってガス供給通路
２７内の圧力がガス供給通路２６内の圧力より大きくな
ると前述したようになる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のベーン背圧付与装置では、圧縮機停止後ある時間
が経過して高圧側と低圧側の圧力差がない場合に、第２
球体３０は自重などにより第２球座２９から遊離し、給
油通路１８に連通するガス供給通路２７はガス供給通路
２６と連通はするが、ガス供給通路２７の一部２７ａが
ガス供給通路２６の動作室８の開口部最下端２６ａより
も下方に位置しているため、圧縮機が停止し圧力差がな
くなった後もガス供給通路２６、２７の一部や弁室２８
内に潤滑油が満たされ、ガスのベーン背圧室１７への流
入を遮断した状態となる。

【００２１】このような状態では、圧縮機始動時は潤滑
油の温度が低く粘度が高いため、ロータ２が低速回転の
場合に、ガス供給通路２７に満たされた潤滑油が抵抗と
なり、充分なガス状流体をベーン背圧室１７に供給でき
ない。このため、ベーン背圧室１７の圧力低下を生じ、
これによってベーン４がシリンダ１内壁から遊離し、再
び衝突する周知の不調現象や流体を圧縮しない圧縮不良
現象を生ずるという課題を有していた。

【００２２】本発明は上記課題に鑑み、圧縮機の高低圧
力差がない場合に低温、低速回転で圧縮機を始動したと
きでも、ベーンの不調現象や圧縮不良現象が防止できか
つ耐久性や効率を損わないスライディングベーン式圧縮
機を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ベーン背圧室と作動室の吸入行程部を連通
するガス供給通路の途中に流体の流れを吸入行程部分か
らベーン背圧室への一方向のみとする球体弁を備えた弁
室を設け、ベーン背圧室と弁室間のガス供給通路を作動
室の吸入行程部に開口するガス供給通路の口部の最下端
より高い位置に形成するようにしたものであり、これに
より、高低圧差がないか小さい状態において、球体弁の
第２球体は第２球座より自重により遊離してガス供給通
路が開状態となるが、ベーン背圧室に供給されていた給
油通路内の潤滑油やベーン背圧室と弁室間のガス供給通
路および弁室に存在していた潤滑油は、ベーン背圧側の
ガス供給通路より下方に開口する作動室側のガス供給通
路の口部より流れ出る。このため、ベーン背圧室に連通
するガス供給通路や給油通路には潤滑油の残存等による
ガスの流れの抵抗がなくなり、次に圧縮機が始動する
際、ベーン背圧室へスムーズなガス流体の供給ができ、
圧縮機の低温、低速回転で圧縮機を始動した場合でも、
ベーンの不調現象や圧縮不良現象を確実に防止できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一端がベーン背圧室に連通するとともに他端が作動
室の吸入行程部に開口するガス供給通路と、ガス供給通
路の途中に弁室を設けこの弁室にガス供給通路内の流体
の流れを作動室の吸入行程部分からベーン背圧室への一
方向のみとする球体弁とを備え、ベーン背圧室と弁室間
のガス供給通路を作動室の吸入行程部に開口するガス供
給通路の口部の最下端より高い位置に形成するようにし
たものでる。これにより、高低圧差がないか小さい状態
において、球体弁の第２球体は第２球座より自重により
遊離してガス供給通路が開状態となるが、ベーン背圧室
に供給されていた給油通路内の潤滑油やベーン背圧室と
弁室間のガス供給通路および弁室に存在していた潤滑油
は、ベーン背圧室側のガス供給通路より下方に開口する
作動室側のガス供給通路の口部より流れ出る。このた
め、ベーン背圧室に連通するガス供給通路や給油通路に
は潤滑油の残存等によるガスの流れの抵抗がなくなり、
次に圧縮機が始動する際、ベーン背圧室へスムーズなガ
ス流体の供給ができ、圧縮機の低温、低速回転で圧縮機
を始動した場合でもベーンの不調現象や圧縮不良現象を
確実に防止できる。

【００２５】また、請求項２に記載の発明は、作動室の
吸入行程部に開口するガス供給通路の口部、ガス供給通
路、弁室および球体弁をベーン背圧室よりも低い位置に
設け、ベーン背圧室と弁室をガス供給通路で連結したも
のであり、これによって、作動室に開口するガス供給通
路とその口部は、ベーン背圧室よりも低い位置に設けら
れるので、圧縮機が停止し高圧側と低圧側の圧力差が小
さくなると、ベーン背圧室内の潤滑油を作動室側に流す
ことができ、その結果ベーン背圧室内までガスが流入
し、次回圧縮機始動時には確実なガス供給をすることが
でき、ベーンの背圧不足に起因する不調現象をより確実
に防止できる。

【００２６】また、請求項３に記載の発明は、弁室が球
体弁の第２球体を第２球座からその自重で遊離させる方
向に角度を有する構成にしたもので、高低圧差がないか
小さい場合に、球体弁の作動力の付加と、第２球体と第
２球座間の通路面積（隙間）を確保することができ、よ
り速やかにベーン背圧室、ガス供給通路、弁室内等の残
存潤滑油を作動室へ流すことができる。

【００２７】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。なお、同図において従来と同一の部
材および構成のものは同一の符号を記し説明を省略す
る。

【００２８】（実施の形態１）図１は実施の形態１のベ
ーン背圧付与装置の要部拡大断面図であり、同図に示す
ように、後部側板７には、作動室８の吸入行程部分と給
油通路１８とを連通するガス供給通路３１、３２を有
し、ガス供給通路３１とガス供給通路３２との間に弁室
２８を設け、ガス供給通路３１の弁室開口部に第２球座
２９と弁室２８内に自重により移動可能に配設された第
２球体３０を備えている。

【００２９】そして、ガス供給通路３１は作動室８の吸
入行程部分で開口する口部３３の最下端３３ａがガス供
給通路３２よりＨ寸法下部に位置するように設けて構成
している。なお、その他の構成は前述した従来の構成と
同じである。

【００３０】上記構成における動作を説明する。圧縮機
が停止し高圧側と低圧側の圧力差が小さくなっていく
と、球体弁を構成している第２球体３０が自重により、
第２球座２９より図示の点線のように遊離し、ガス供給
通路３１とガス供給通路３２とが連通する。したがっ
て、給油通路１８を通り、ベーン背圧室１７に供給され
るはずであった潤滑油および第２球体３０が第２球座２
９へ当接していたとき、ガス供給通路３２や弁室２８に
存在した潤滑油が弁室２８より斜め下方のガス供給通路
３１より動作室８側に流れ出る。

【００３１】このため、ガス供給通路３１の作動室８へ
開口する口部３３の最下端３３ａの位置よりもガス供給
通路３２を全長に渡り、高い位置（Ｈ寸法）に設けた分
だけガスが流入するため、ガス供給通路３２に潤滑油が
満たされる状態はなくなり、次回圧縮機が始動する際、
ベーン背圧室１７へスムーズなガスの流れができ、ベー
ン４の背圧不足に起因する不調現象を防止することがで
きる。

【００３２】（実施の形態２）図２は実施の形態２のベ
ーン背圧付与装置を有するスライディングベーン式圧縮
機の圧縮部の断面図である。

【００３３】図に示すように、作動室８の吸入行程部に
開口するガス供給通路３１の口部３３、ガス供給通路３
１、弁室２８および球体弁（第２球座２９と第２球体３
０）をベーン背圧室１７よりも低い位置（図のＡＡ線よ
り下方）に設け、ベーン背圧室１７と弁室２８をガス供
給通路３２で連結したものである。

【００３４】上記構成により、圧縮機が停止し高圧側と
低圧側の圧力差が小さくなっていくと、実施の形態１同
様にガス供給通路３１とガス供給通路３２とが連通す
る。ベーン背圧室内１７へ供給された潤滑油は、ベーン
背圧室１７の下部につながれたガス供給通路３２に流れ
る。ガス供給通路３１とその口部３３はベーン背圧室１
７より低い位置に設けられているので、潤滑油は作動室
８の吸入行程部へ流れる。したがって、ガス供給部３１
からベーン背圧室１７までガスが流入し、次回の圧縮機
始動時には確実なガス供給をすることができ、ベーン４
の背圧不足に起因する不調現象をより確実に防止でき
る。

【００３５】（実施の形態３）また、図１に示すよう
に、弁室２８が第２球体３０を第２球座２９からその自
重で遊離させる方向（下方）に角度を有する構成にした
もので、これにより、高低圧差がないか小さい場合に、
第２球体３０の遊離作用力の付加と、第２球体３０と第
２球座２９間の通路面積（隙間ｈ）を確保することがで
き、より速やかにベーン背圧室１７、ガス供給通路３
２、弁室２８内などの残存潤滑油を作動室８側へ流すこ
とができる。

【００３６】以上のように本実施の形態によれば、作動
室へ開口するガス供給通路の口部の最下端の位置より給
油通路につながるガス供給通路を高くすることによっ
て、低温雰囲気での高低圧均圧状態から低回転で圧縮機
を始動した場合でも、始動直後に生ずるベーン背圧室内
の圧力低下を、ガス供給通路からのスムーズなガス状流
体の供給によって防ぎ、ベーン伸張に必要な押圧を確保
することができ、ベーンの不調現象や圧縮不良現象現象
を防止できる。

【００３７】なお、本実施の形態においてスライディン
グベーン式圧縮機は吸入口９、吐出口１０がそれぞれ一
つしかない真円式を示したが吸入口９、吐出口１０がそ
れぞれ複数ある形式のものでもかまわない。またベーン
４の枚数も４枚のものを示したが何枚あってもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明は、ベーン背圧室と作動室の吸入行程部
に開口するガス供給通路の途中に弁室を設け、この弁室
にガス供給通路内の流体の流れを作動室の吸入行程部分
からベーン背圧室への一方向のみとする球体弁を設け、
ベーン背圧室と弁室間のガス供給通路を作動室の吸入行
程部に開口するガス供給通路の口部の最下端より高い位
置に形成するようにしたものでり、これにより、高低圧
差がないか小さい状態において、給油通路内の潤滑油や
ベーン背圧室と弁室間のガス供給通路および弁室に存在
していた潤滑油は、ベーン背圧室側のガス供給通路より
下方に開口する作動室側のガス供給通路の口部より流れ
出るため、次に圧縮機が始動する際、ベーン背圧室へス
ムーズなガス流体の供給ができ、圧縮機の低温、低速回
転で圧縮機を始動した場合でもベーンの不調現象や圧縮
不良現象を確実に防止できる。

【００３９】また、請求項２に記載の発明は、作動室に
開口するガス供給通路とこの口部、弁室および球体弁を
ベーン背圧室よりも低い位置に設け、ベーン背圧室と弁
室をガス供給通路で連結したものであり、これによっ
て、圧縮機が停止し高圧側と低圧側の圧力差が小さくな
ったとき、ベーン背圧室内へ供給された潤滑油は、ベー
ン背圧室の下部につながれたガス供給通路に流れる。ガ
ス供給通路とその口部はベーン背圧室より低い位置に設
けられているので、潤滑油は作動室側へ流れる。したが
って、ガス供給部からベーン背圧室までガスが流入し、
次回の圧縮機始動時には確実なガス供給をすることがで
き、ベーンの背圧不足に起因する不調現象をより確実に
防止できる。

【００４０】また、請求項３に記載の発明は、弁室が球
体弁の第２球体を第２球座からその自重で遊離させる方
向に角度を有する構成にしたもので、高低圧差がないか
小さい場合に、球体弁の作動力の付加と、第２球体と第
２球座間の通路面積（隙間）を確保することができ、よ
り速やかにベーン背圧室、ガス供給通路、弁室内などの
残存潤滑油を作動室へ流すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のベーン背圧付与装置の
要部拡大断面図

【図２】同実施の形態２におけるスライデングベーン式
圧縮機の圧縮部の断面図

【図３】従来のスライデングベーン式圧縮機の縦断面図

【図４】同圧縮部の断面図

【図５】同ベーン背圧付与装置の要部拡大断面図

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ロータ ３ ベーンスロット ４ ベーン ５ 駆動軸 ６ 前部側板 ７ 後部側板 ８ 作動室 ９ 吸入口 １０ 吐出口 １１ 吐出弁 １２ 高圧ケース １４ 高圧室 １６ ベーン背圧付与装置本体 １７ ベーン背圧室 １８ 給油通路 ２８ 弁室 ２９ 第２球座（球体弁） ３０ 第２球体（球体弁 ３１、３２ ガス供給通路 ３３ 口部 ３３ａ 最下端

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状内壁を有するシリンダと、このシリン
   ダの内部に配設され、その外周の一部がシリンダ内壁と
   微小隙間を形成するロータと、このロータに設けられた
   ベーンスロット内に摺動自在に挿入された複数のベーン
   と、前記ロータと一体的に形成され回転自在に軸支され
   る駆動軸と、前記シリンダの両端を閉塞して内部に作動
   室を形成する前部側板および後部側板と、前記ロータ外
   周とシリンダ内壁が近接し ている部分を挟んで前記作
   動室に連通する吸入口および吐出口と、この吐出口に設
   けられた吐出弁と、前記吐出口に連通し圧縮された高圧
   流体中の潤滑油を分離しかつその下方部分に油溜り部を
   含む高圧室を有する高圧ケースと、前記ベーンスロット
   とベーン端部とで形成されるベーン背圧室と、このベー
   ン背圧室と前記高圧室の油溜り部とを連通する給油通路
   と、この給油通路を連通遮断する油路開閉手段を内蔵し
   たベーン背圧付与装置本体と、一端が前記ベーン背圧室
   に連通するとともに他端が前記作動室の吸入行程部に開
   口するガス供給通路と、前記ガス供給通路の途中に弁室
   を設けこの弁室に前記ガス供給通路内の流体の流れを前
   記作動室の吸入行程部分から前記ベーン背圧室への一方
   向のみとする球体弁とを備え、前記ベーン背圧室と弁室
   間のガス供給通路を前記作動室の吸入行程部に開口する
   ガス供給通路の口部の最下端より高い位置に形成したス
   ライディングベーン式圧縮機。
2. 【請求項２】作動室の吸入行程部に開口するガス供給通
   路の口部、前記ガス供給通路、弁室および球体弁をベー
   ン背圧室よりも低い位置に設け、前記ベーン背圧室と前
   記弁室をガス供給通路で連結した請求項１記載のスライ
   ディングベーン式圧縮機。
3. 【請求項３】弁室が球体弁の球体を球座からその自重で
   遊離させる方向に角度を有する請求項１または２記載の
   スライディングベーン式圧縮機。