JPH1137073A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーンのシリンダに対する押し付け力を圧縮
行程及び吐出行程で適正に保つことができ、運転時の動
力の低減を図ることのできる気体圧縮機を提供する。 【解決手段】 フロントサイドブロック及びリアサイド
ブロックのそれぞれに形成される中圧室２２を円弧状部
２２Ａと、この円弧状部２２Ａよりも半径方向の幅が狭
く形成された段付き部２２Ｂとから形成している。この
ため、吸入行程では、段付き部２２Ｂによって中圧室２
２との連通面積が絞られるために、中圧室から背圧室に
供給される油量が少なくなり、ベーンのシリンダに対す
る押し付け力は比較的小さくなる一方、吐出行程では、
中圧室との連通面積が増大するため、中圧室から背圧室
へ供給される油量が増大し、ベーンは、吐出時の高圧に
抗することのできる押し付け力を得ることができる。従
って、運転時の摩擦負荷を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カーエアコン等
に用いられる気体圧縮機に関し、特に運転時の動力の低
減を図ることのできるベーンロータリ型の気体圧縮機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、カーエアコン等に用いられてい
る従来の気体圧縮機を示した要部断面図である。同図に
おいて、この種の気体圧縮機は、ケーシング１の開口端
１ａをフロントヘッド２で閉塞するとともに、そのケー
シング１内に圧縮機構部３を収納する構成が採用されて
いる。

【０００３】圧縮機構部３はフロントサイドブロック４
と、リアサイドブロック５間に内周略楕円筒状のシリン
ダ６とを有し、両サイドブロック４、５とシリンダ６と
によって形成されるシリンダ室７内にはロータ８が回転
可能に横架されている。

【０００４】図６に示すように、ロータ８には径方向に
スリット状のベーン溝９が形成され、このベーン溝９に
はベーン１０が半径方向に摺動可能に装着されている。

【０００５】一方、図７に示すように、ロータ８の端面
と摺接するフロントサイドブロック４の略中央部で、潤
滑油の供給路上には、略扇形の中圧室（通称、サライ）
１１が一対、窪み形状に形成されている。また、ロータ
８の端面と摺接するリアサイドブロック５の略中央部の
潤滑油の供給路上にも、略扇形の中圧室１１が一対、窪
み形状に形成されている。

【０００６】圧縮機運転の際には、ロータ８の端面がフ
ロントサイドブロック４及びリアサイドブロック５と摺
接しながら回転し、中圧室１１は、背圧室９ａと連通す
ることにより、潤滑油をベーン背圧室９ａに供給すると
ともに、逆にベーン１０の出入りによるベーン背圧室９
ａの体積変化に対応してベーン背圧室９ａから排出され
る潤滑油を受け取ることになる。

【０００７】ベーン１０は、ロータ８の回転によって生
じる遠心力と、潤滑油によって生じる油圧とによりシリ
ンダ６の内側に付勢されるが、油圧による付勢力は、中
圧室１１の圧力、ベーン背圧室９ａの体積変化率、ベー
ン背圧室９ａと中圧室１１との連通面積で定められる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
中圧室１１と背圧室９ａとの連通面積は、中圧室１１の
形状が略扇形に形成されているため、吸入行程及び吐出
行程を通じて略一定で、且つ流入油量又は排出油量に対
して十分大きかったので、ベーン１０の背圧は、吸入行
程及び吐出行程で中圧室１１の圧力とほぼ等しい。この
ため、ベーン１０の先端がシリンダ６の壁面から離間し
ないベーン背圧を得るには、ベーン１０に高い圧力が生
じる吐出行程を基準に、中圧室１１とベーン背圧室９ａ
との連通面積を定めていたので、吸入行程及び吐出行程
にかかわらず、常に高いベーン背圧となっていた。

【０００９】従って、それ程、高いベーン背圧を必要と
しない吸入行程で、ベーン１０のシリンダ６の壁面への
押し付け力が必要以上に強くなり、その結果、ベーン１
０のシリンダ６への摩擦負荷が相対的に大きく、余分の
動力を消費するという不具合があった。このために、従
来の気体圧縮機を自動車のエアコン用として使用した場
合には、燃費を悪化させる原因ともなっていた。

【００１０】また、吸入行程においてシリンダ６へのベ
ーン１０の押し付け力が必要以上に強くなると、ベーン
１０の接触部分及びシリンダ６の摩耗が促進され、圧縮
機自体の耐久性が低下するという不具合があった。

【００１１】この発明は、上記の如き従来の不具合に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、ベーン
のシリンダに対する押し付け力を吸入行程及び吐出行程
で適正に保つことができ、運転時の動力の低減を図るこ
とのできる気体圧縮機を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、圧縮機構部を収納するケーシングと、
一対のサイドブロックによって両側が閉塞された内周略
楕円状のシリンダと、上記両サイドブロック及び上記シ
リンダによって形成されるシリンダ室内に回転可能に横
架されたロータと、上記ロータの半径方向に形成された
ベーン溝に、摺動可能に装着されたベーンと、上記ベー
ン溝の底部に形成され上記ロータの回転時に潤滑油の油
圧によって上記ベーンを上記シリンダの内側に付勢する
ベーン背圧室と、上記一対のサイドブロックの略中央部
であって上記ロータとの摺接部分が窪み形状に形成さ
れ、上記ベーン背圧室と連通して、上記ベーン背圧室に
上記潤滑油を供給し又は上記ベーン背圧室から排出され
る上記潤滑油を受け取る中圧室と、を具備した気体圧縮
機において、上記中圧室は、吸入行程で上記ベーン背圧
室との連通面積を小さくする形状に形成されている一
方、吐出行程で上記ベーン背圧室との連通面積を大きく
する形状に形成されたことを特徴としている。

【００１３】また、この発明は、圧縮機構部を収納する
ケーシングと、一対のサイドブロックによって両側が閉
塞された内周略楕円状のシリンダと、上記両サイドブロ
ック及び上記シリンダによって形成されるシリンダ室内
に回転可能に横架されたロータと、上記ロータの半径方
向に形成されたベーン溝に、摺動可能に装着されたベー
ンと、上記ベーン溝の底部に形成され上記ロータの回転
時に潤滑油の油圧によって上記ベーンを上記シリンダの
内側に付勢するベーン背圧室と、上記一対のサイドブロ
ックの略中央部であって上記ロータとの摺接部分が窪み
形状に形成され、上記ベーン背圧室と連通して、上記ベ
ーン背圧室に上記潤滑油を供給し又は上記ベーン背圧室
から排出される上記潤滑油を受け取る中圧室と、を具備
した気体圧縮機において、上記中圧室は、吸入行程の際
に上記ベーン背圧室と連通する部分の窪み形状が浅く形
成されている一方、吐出行程の際に上記ベーン背圧室と
連通する部分の窪み形状が深く形成されたことを特徴と
している。

【００１４】これにより、吸入行程では、中圧室からベ
ーン背圧室に供給される油量が少なくなるために、ベー
ンのシリンダに対する押し付け力は、小さくなる。従っ
て、運転時の摩擦負荷が低減される。

【００１５】また、吐出行程では、中圧室からベーン背
圧室に供給される油量が増大し、この結果、ベーンは、
吐出時の高圧に抗することのできる押し付け力でシリン
ダに付勢される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る気体圧縮機の
実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施の形態に係る気体
圧縮機のフロントサイドブロックの正面図、図２は、本
発明の一実施の形態に係る気体圧縮機のシリンダとロー
タとの関係を説明する図、図３は、本発明の一実施の形
態に係る気体圧縮機の中圧室とベーン背圧室との関係を
説明する図、図４（ａ）は、本発明の他の実施の形態に
係る気体圧縮機のフロントサイドブロックの正面図、図
４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【００１８】ここで、上述した従来の気体圧縮機と同様
な点については、同一の符号を付すとともに、詳細な説
明を省略し、異なる点について説明する。

【００１９】本実施の形態の気体圧縮機は、上述した従
来の気体圧縮機とは、シリンダの両側を閉塞するフロン
トサイドブロック及びリアサイドブロックに形成されて
いる中圧室の形状が異なっている。フロントサイドブロ
ック及びリアサイドブロックの中圧室は、それぞれ対称
位置に形成されており、ここではフロントサイドブロッ
クの中圧室を例にとって説明する。

【００２０】図１において、フロントサイドブロック２
０に形成されている中圧室２２は、円弧状部２２Ａと段
付き部２２Ｂとから構成されている。円弧状部２２Ａ
は、平面形状が略円弧状であり、フロントサイドブロッ
ク２０に窪んだ状態で形成されている。段付き部２２Ｂ
は、この円弧状部２２Ａに連続して窪んだ状態で形成さ
れており、円弧状部２２Ａよりも半径方向の幅が狭く形
成され、平面的に見ると円弧状部２２Ａに対して段付き
形状となっている。また、これらの一対の中圧室２０間
には、平坦部２４が形成されている。

【００２１】これらの円弧状部２２Ａ、段付き部２２Ｂ
は、ロータ８と組み付けられた際に潤滑油の供給経路上
に位置し、ロータ８の回転時に、ロータ８に形成されて
いるベーン背圧室９ａと連通することにより、潤滑油を
ベーン背圧室９ａに供給するとともに、逆にベーン背圧
室９ａから排出される潤滑油を受け取ることになる。

【００２２】上記のように構成された気体圧縮機の動作
は以下の通りである。

【００２３】図２に示されるように、まず、吸入行程に
あるベーン１０は、ロータ８が矢印方向に回転すること
によって、シリンダ６の内側に対して徐々に飛び出して
行き（ベーン１０Ａからベーン１０Ａ′の状態）、その
飛び出しにより、ベーン背圧室９ａの体積は増大する。
ここで、増大しようとする体積を補おうとして、潤滑油
が背圧室９ａに流入しようとする。しかし、中圧室２２
のうち、段付き部２２Ｂがベーン背圧室９ａと重なり合
い（図３の範囲αの部分）、中圧室２２との連通面積を
絞るために、圧力損失が発生し、ベーン背圧室９ａの圧
力が中圧室２２よりも低下する。このため、吸入行程に
おけるベーン１０Ａ先端のシリンダ６壁面への押し付け
力は、シリンダ壁面６から離間しない程度の低い押し付
け力となる。

【００２４】一方、吐出行程においては、ベーン１０
は、ロータ８の回転によってベーン溝９内に徐々に入り
込むとともに（ベーン１０Ａ′から１０Ａ′′の状
態）、シリンダ室７Ａの圧力は徐々に高まってくる。こ
のとき、ロータ８の背圧室９ａは、中圧室２２のうち、
円弧状部２２Ａと重なり合い（図３の範囲βの部分）、
この結果、中圧室２２とベーン背圧室９ａとの連通面積
が増大する。すると、ベーン背圧室９ａには、十分な量
の潤滑油が供給され、ベーン背圧室９ａの圧力は上昇
し、ベーン１０の先端にかかる吐出時の高圧に対して十
分抗することのできる押し付け力がベーン１０に生じる
ことになる。

【００２５】ここで、図２に示される中圧室２２の間に
形成されている平坦部２４は、ベーン背圧室９ａの体積
が減少している段階で、中圧室２２との連通を断って、
吐出完了の最後の段階で瞬間的に背圧を上昇させること
を目的としている。平坦部２４によって中圧室２２との
連通が断たれると、背圧室９ａから流出しようとする潤
滑油の逃げ道がなくなるために、背圧室９ａは、急激に
圧力が上昇し、この結果、ベーン１０のシリンダ６壁面
に対する押し付け力は、吐出終了直前の高圧に十分、抗
することができるだけの圧力となる。

【００２６】そして、吐出が完了すると、ロータ８の回
転によってベーン背圧室９ａが中圧室２２と連通し、背
圧は、すぐに、中圧室２２のレベルまで減少する。この
ため、ベーン１０のシリンダ６への押し付け力は吸入行
程に入る段階で急激に減少し、吸入行程のおけるベーン
１０とシリンダ６との摩擦負荷が低減される。

【００２７】このように、本実施の形態によれば、フロ
ントサイドブロック２０に形成される中圧室２２の形状
を円弧状部２２Ａと、段付き部２２Ｂとで形成すること
により、ベーン背圧室９ａとの連通面積を吸入行程から
吐出行程へかけて段階的に増加するように変化させ、ベ
ーン１０先端のシリンダ６への押し付け力が吸入行程で
は、比較的弱まるように、又、吐出行程では、強まるよ
うにしている。

【００２８】これにより、圧縮機運転時の摩擦負荷を低
減することができ、運転時における動力の低減を図るこ
とができる。また、余分な摩擦がベーン１０とシリンダ
６との間に生じないので、圧縮機の長寿命化が図られ、
耐久性が向上する。

【００２９】以上、本発明の実施の形態の気体圧縮機に
ついて詳述したが、本発明は、上記実施の形態記載の気
体圧縮機に限定されるものではなく、本発明の特許請求
の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲
で、設計において種々の変更ができるものである。

【００３０】たとえば、図４において、フロントサイド
ブロック３０に形成されている一対の中圧室３２は、フ
ロントサイドブロック３０に窪んだ状態で形成され、深
さの深い部分３２Ａおよび浅い部分３２Ｂから構成され
ている。また、中圧室３２の深い部分３２Ａは、浅い部
分３２Ｂに連続して形成され、一対の中圧室３２間に
は、平坦部３４が形成されている。なお、このような中
圧室３２は、リアサイドブロックにも形成されている。

【００３１】これらの深い部分３２Ａおよび浅い部分３
２Ｂは、ロータ８と組み付けられた際に潤滑油の供給経
路上に位置し、ロータ８の回転時に、ロータ８に形成さ
れているベーン背圧室９ａと連通することにより、潤滑
油をベーン背圧室９ａに供給するとともに、逆にベーン
背圧室９ａから排出される潤滑油を受け取ることにな
る。

【００３２】従って、ベーン背圧室９ａが中圧室３２の
浅い部分３２Ｂから深い部分３２Ａへと連通することに
より、連通面積が吸入行程から吐出行程へかけて段階的
に増加するように変化し、ベーン１０先端のシリンダ６
への押し付け力が吸入行程では、比較的弱まるように、
又、吐出行程では、強まるようになる。

【００３３】これにより、圧縮機運転時の摩擦負荷を低
減することができ、運転時における動力の低減を図るこ
とができる。また、余分な摩擦がベーン１０とシリンダ
６との間に生じないので、圧縮機の長寿命化が図られ、
耐久性が向上することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ベー
ンのシリンダ壁面への押し付け力を適正に保つことがで
きるので、運転時の摩擦による余分な負荷が低減され、
例えば、、カーエアコン用の圧縮機として使用した場合
に、燃費の向上を図ることができる。また、圧縮機の耐
久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である気体圧縮機のフロ
ントサイドブロックの正面図。

【図２】本発明の一実施の形態である気体圧縮機のシリ
ンダとロータとの関係を説明する図。

【図３】本発明の一実施の形態である気体圧縮機の中圧
室とベーン背圧室との関係を説明する図。

【図４】（ａ）は、本発明の他の実施の形態である気体
圧縮機のフロントサイドブロックの正面図、（ｂ）は、
（ａ）のＢ−Ｂ断面図。

【図５】従来の気体圧縮機の断面図。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図。

【図７】従来の気体圧縮機のフロントサイドブロックの
正面図。

【符号の説明】

６ シリンダ ７ シリンダ室 ８ ロータ ９ ベーン溝 ９ａ ベーン背圧室 １０ ベーン ２０，３０ フロントサイドブロック ２２，３２ 中圧室 ２２Ａ 円弧状部 ２２Ｂ 段付き部 ２４，３４ 平坦部 ３２Ａ 深い部分 ３２Ｂ 浅い部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機構部を収納するケーシングと、 一対のサイドブロックによって両側が閉塞された内周略
   楕円状のシリンダと、 上記両サイドブロック及び上記シリンダによって形成さ
   れるシリンダ室内に回転可能に横架されたロータと、 上記ロータの半径方向に形成されたベーン溝に、摺動可
   能に装着されたベーンと、 上記ベーン溝の底部に形成され上記ロータの回転時に潤
   滑油の油圧によって上記ベーンを上記シリンダの内側に
   付勢するベーン背圧室と、 上記一対のサイドブロックの略中央部であって上記ロー
   タとの摺接部分が窪み形状に形成され、上記ベーン背圧
   室と連通して、上記ベーン背圧室に上記潤滑油を供給し
   又は上記ベーン背圧室から排出される上記潤滑油を受け
   取る中圧室と、 を具備した気体圧縮機において、 上記中圧室は、吸入行程で上記ベーン背圧室との連通面
   積を小さくする形状に形成されている一方、吐出行程で
   上記ベーン背圧室との連通面積を大きくする形状に形成
   されたことを特徴とする気体圧縮機。
2. 【請求項２】 圧縮機構部を収納するケーシングと、 一対のサイドブロックによって両側が閉塞された内周略
   楕円状のシリンダと、 上記両サイドブロック及び上記シリンダによって形成さ
   れるシリンダ室内に回転可能に横架されたロータと、 上記ロータの半径方向に形成されたベーン溝に、摺動可
   能に装着されたベーンと、 上記ベーン溝の底部に形成され上記ロータの回転時に潤
   滑油の油圧によって上記ベーンを上記シリンダの内側に
   付勢するベーン背圧室と、 上記一対のサイドブロックの略中央部であって上記ロー
   タとの摺接部分が窪み形状に形成され、上記ベーン背圧
   室と連通して、上記ベーン背圧室に上記潤滑油を供給し
   又は上記ベーン背圧室から排出される上記潤滑油を受け
   取る中圧室と、 を具備した気体圧縮機において、 上記中圧室は、吸入行程の際に上記ベーン背圧室と連通
   する部分の窪み形状が浅く形成されている一方、吐出行
   程の際に上記ベーン背圧室と連通する部分の窪み形状が
   深く形成されたことを特徴とする気体圧縮機。