JPS5817356B2 - ベ−ン式圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両空調用のベーン式圧縮機に関するものであ
る。

従来のベーン式圧縮機にあっては、機体の底部に設けた
油溜室の油をオイルポンプによって汲み上げるとともに
駆動軸やロータ等に設けた給油孔を通してロータやベー
ンあるいは軸受等の各摺動面へ強制的に給油することに
よって該摺動面を潤滑しているのが一般的であるが、し
かるにこのようなオイルポンプによる強制給油形式のも
のでは、機体の外径寸法が大きくなって大型化し、かつ
構造が複雑である等の問題に加え、各摺動面のうち、圧
縮室内において径方向に摺動するベーンとこれに密接す
るエンドプレートとの摺動面の潤滑に関しては充分な配
慮がなされておらず、そのため該摺動面が潤滑不足とな
って焼付きを引き起す不具合があった。

本発明は、上述した従来の不具合を除去して、機体の小
型化ならびに構造の簡素化を図るとともに、とくにベー
ン七エンドプレートとの摺動面を効果的に潤滑してその
焼付きを防止できるように改良したベーン式圧縮機を提
供することを目的としたものである。

以下、本発明のベーン式圧縮機を具体化した図示の実施
例について詳述する。

圧縮機の外殻は円筒状のセンタハウジング１と、このセ
ンタハウジング１の前後両端面に接合されたフロントハ
ウジング２およびリアハウジング３とから構成されてお
り、センタハウジング１の筒孔はフロントハウジング２
およびリアハウジング３の中心に対し偏心して形成され
、かつ筒孔内周面には鉄製のスリーブ４が嵌着されてい
る。

なお、このスリーブ４はセンタハウジング１自体で一体
形成としてもよい。

前記ハウジング１．２，３内には円盤状に形成されたフ
ロント側とリア側のエンドプレート５゜６が前記スリー
ブ４の端面に密接された状態でそれぞれフロントハウジ
ング２およびリアハウジング３と同心的に収容されてお
り、フロント側のエンドプレート５はフロントハウジン
グ２に軸受７を介して回転可能に支持されるとともに、
同フロントハウジング２の中心に貫通された駆動軸８の
一端に嵌着されかつピン９にて止められており、リア側
のエンドプレート６はリアハウジング３に軸受１０を介
して回転可能に支持されている。

しかして、上記ハウジング１，２，３内はフロントハウ
ジング２とフロント側のエンドプレート５とによって囲
まれたフロント側の空間と、リアハウジング３とリア側
のエンドプレート６とによって囲まれたリア側の空間と
、両エンドプレート５，６と前記センタハウジング１の
スリーブ４とによって囲まれた中央の空間とに分離され
ており、さらにフロント側の空間は軸受７を支持してい
るハウジングボス２ａによって外側低圧室１１と内側低
圧室１２とに仕切られ、またリア側の空間も軸受１０を
支持しているハウジングボス３ａによって外側低圧室１
３と内側低圧室１４とに仕切られている。

前記中央の空間内には中空筒状のロータ１５がその外周
面の一部をスリーブ４の内周面下部と接するように偏心
して収容され、このロータ１５は本実施例では第１図に
示すように４個に等分されたロータ素子１５ａからなり
、各ロータ素子１５ａはその端面を前記両エンドプレー
ト５゜６に密接した状態でたとえば通しボルト３６によ
り固着されている。

しかして、ロータ１５の外周面とスリーブ４の内周面と
両エンドプレート５゜６とによって囲まれた空間が冷媒
ガスの圧縮室１６とされ、一方ロータ１５の中空部と両
エンドプレート５，６とによって囲まれた空間が油溜室
１７とされている。

前記ロータ１６を構成するロータ素子１５ａの分割面間
には所定幅のガイド溝１８が設けられ、各ガイド溝１８
にはこの溝の長さく半径方向）よりも長いベー７１９が
その軸方向端面を前記両エンドプレート５，６に密接し
た状態でそれぞれ摺動可能に嵌入されており、対向する
ベーン１９同志は内側基端部がそれぞれ２本のロッド２
０により互に結合され一体化されている。

各ベーン１９はそれぞれ外側先端部に摺動溝２１を有し
、各摺動溝２１には副ベーン２２がその軸方向端面を両
エンドプレート５，６に密接した状態で摺動可能に嵌入
され、かつこの副ベーン２２はその先端がスリーブ４の
内周面に適度の接圧力をもって接するように摺動溝低部
に収容したばね２３によって付勢されている。

そして各ベーン１９はロータ１５の回転に伴って摺動す
ることによりその基端部側が前記油溜室１７に対して出
入するようになっている。

前記圧縮室１６は、センタハウジング１に設けられかつ
帰還冷媒の吸入孔２４を有する吸入室２５に対しスリー
ブ４に貫設した多数の吸入口２６を介して連通されると
ともに、センタハウジング１に設けた高圧冷媒の吐出孔
２７に対しスリーブ４に設けた吐出口２８を介して連通
されている。

なお、２９は吐出口２８の吐出バルブである。前記１駆
動軸８には一端を油溜室１７の中央部に開口する給油孔
３０が設けられ、この給油口３０の他端は前記フロント
側の内側低圧室１２に開口してシャフトシール３１に通
じている。

前記リア側のエンドプレート６の中心部には給油孔３２
が貫設され給油室１７とリア側の内側低圧室１４とが連
通されている。

また両エンドプレート５，６の外側表面にはそれぞれボ
ス部から外周側に向って径方向に延びる４本の給油溝３
３，３４が設けられ、この給油溝３３，３４は内側低圧
室１２゜１４と外側低圧室１１．１３．ｉを連通ずると
ともに、その外周寄り端部が前記ベーン１９あるいは副
ベーン２２の軸方向端面と対面するように開口されてい
る。

なお、３５は外側低圧室１１゜１３を吸入室２５に連通
させるためのセンタハウジング１に貫設された連通孔で
ある。

本実施例は上述のように構成したものであり、圧縮機が
起動され駆動軸８と共にエンドプレート５．６およびロ
ータ１６が回転（第１図において時計回り）されるに伴
いベーン１９が圧縮室１６内を移動すると、それに伴い
外部回路より吸入孔２４へ流入する帰還冷媒は吸入室２
５から吸入口２６を経て圧縮室１６内に流入したのち、
該圧縮室１６の容積が次第に縮小されるに伴って圧縮さ
れ、そして高圧冷媒となって吐出口２８から吐出孔２γ
を経て外部回路へと送り出されるものである。

この場合、ロータ１５の回転に伴い副ベーン２２はばね
２３と遠心力とによってその先端をスリーブ４の内周面
に圧接された状態で摺動し、またベーン１９も副ベーン
２２の摺動に対応して摺動し、ス１１−ブ４内周面と副
ベーン２２先端とのシール性は良好に保持される。

しかして、油溜室１７内においてはロータ１５の回転に
伴って生じる遠心力により、周面の壁付近には冷媒ガス
から分離した油あるいは油密塵の高い冷媒ガスが集めら
れ、中央部付近には油密塵の低い冷媒ガスが集まる。

従って、ロータ１５の回転に伴いガイド溝１８を摺動す
るベーン１９がその基端部を油溜室１７内に突入したと
きにはロータ１５との摺動面であるベーン１９の両端面
が油溜室１７内に露出するため、該両側面には油溜室１
７の壁付近に集まっている油が付着し、その結果ロータ
１５とベーン１９との摺動面の潤滑がなされる。

また、ベーン１９が圧縮室１６側へ摺動したときには両
エンドプレート５，６のベーン１９端面との摺動面のう
ち、油溜室寄りの一部が油溜室１７に露出するため、該
露出部分に油が付着されその結果ベーン１９の両エンド
プレート５゜６との摺動面のうち、油溜室寄りについて
は上記の如く油溜室１７内の油によって潤滑される。

一方、油溜室１７の中央部付近に存在する油密塵の低い
冷媒ガスは、フロント側においては駆動軸８の給油孔３
０を通って内側低圧室１２へ流入したのち、エンドプレ
ート５の給油溝３３を経て外側低圧室１１へと流れ、リ
ア側についてはエンドプレート６の給油孔３２を通って
内側低圧室１４へ流入したのち、給油溝３４を経て外側
低圧室１３へと流れる。

従ってこのように流動する冷媒ガス中の油により、シャ
フトシール３１および軸受７，１０がそれぞれ潤滑され
るとともに、とくにエンドプレート５，６に接している
ベーン１９の圧縮室寄り端面および副ベーン２２の端面
にこれらの摺動に伴って給油がなされるため、核部の潤
滑が効果的になされる。

なお、外側低圧室１１．１３内の冷媒ガスは連通孔３５
から吸入室２５内に流入しそして帰還冷媒と共に再び圧
縮室１６内へ吸入される。

また、圧縮機の運転中にあっては圧縮行程側（第１図に
おいて右側）の圧縮室１６内の圧力が油溜室１７内の圧
力よりも相当に高いため、該圧縮室１６内の冷媒ガスの
一部がブローバイガスとしてロータ１５とベーン１９と
の摺動面を通って油溜室１７内に流入し、また吸入行程
側（第１図において左側）にあっては油溜室１γ内の圧
力が圧縮室１６内の圧力よりもやや高いため、油溜室１
７内の冷媒ガスがロータ１５とベーン１９との摺動面か
ら圧縮室１６へと流入するため、このような圧力差によ
る冷媒ガスの流れによってもロータ１５とベーン１９と
の摺動面は潤滑される。

一方油溜室１７内のロータ壁付近の圧力は遠心力によっ
て相当に高められることから、この圧力上昇によって前
述した圧縮行程側の圧縮室１６内から油溜室１７へ流出
するブローバイガスの流量が減少される結果、体積効率
の低下が抑えられ、しかも油溜室１７内の油量が減少し
た場合でも油の大部分が遠心力によって壁付近に集めら
れる結果、油量が少ないにも拘らず前述したベーン１９
に関する摺動面の潤滑が効果的になされる。

また、圧縮機を急激に起動したときには油溜室１７内に
沸騰現象（油溜室の底部に溜まっている液状の油が泡立
つ現象）が発生することがあり、このような場合には油
溜室１５内の油が給油孔３０．３２から内側低圧室１２
，１４側へ多量に流出して油溜室１７内の油量が著減し
、ベーン１９に関する摺動面の潤滑不足を引き起すおそ
れがあるが、しかるに本実施例においては油溜室１７内
にロータ１５の回転による遠心力が発生し、この遠心力
が前記沸騰現象を抑えるように作用してガス中の油を油
溜室１７の壁側へ集めるため、上記の如き油の流出が抑
えられて潤滑不足が未然に防止される。

なお、図示例においては油溜室１７内の冷媒ガスをシャ
フトシール３１および軸受７，１０を経由させてからベ
ーン１９および側ベーン２２の端面へ導くようにしたが
、その導入通路については必要に応じて適宜変更するこ
とが可能であり、たとえば油溜室１７から直接ベーン１
９および副ベーン２２の端面へ導くように設計したりあ
るいはフロント側については軸受７のみを経由してから
ベーン１９および副ベーン２２の端面へ導くように設計
することができる。

以上詳述したように、本発明′オベーン式圧縮機におい
て、ロータの中央部に油溜室を設けるとともに、該ロー
タのガイド溝に摺動可能に取付けたベーンをロータの回
転に伴い前記油溜室内に出入するように構成して、機械
的なオイルポンプを使用することなくベーンに関する摺
動面の潤滑を行ない得るようにしたものであり、従って
本発明によればオイルポンプによる強制給油形式のもの
に比べて、機体の小型化ならびに構造の簡素化が可能と
なり、しかもロータの回転に伴い油溜室内に生ずる遠心
力によって、体積効率の低下を抑えるとともに起動時の
沸騰現象を抑え得る等の効果を有する。

また、本発明はエンドプレートに給油通路を設けて油溜
室内の冷媒ガスの一部をエンドプレートとの摺動面であ
るベーンおよび副ベーンの軸方向端面に導くようにした
ので、載面に対する給油が積極的になされその焼付きを
未然に防止し得る効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はベーン式圧縮機
の正断面図、第２図は第１図における■−ｎ断面図、第
３図は同じく第１図における■−■断面図、第４図はエ
ンドプレートの正面図である。 １・・・センタハウジング、５，６・・・エンドプレー
ト、１５・・・ロータ、１６・・・圧縮室、１７・・・
油溜室、１９・・・ベーン、２２・・・副ベーン、３０
，３２・・・給油孔、３３、３４・・・給油溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状のハウジングと、このハウジングの端面に密
   接されかつ回転可能に支持されたフロント側およびリア
   側のエンドプレートと、これらハウジングおよびエンド
   プレートにて囲まれた空間内に偏心した状態で回転可能
   に収容されかつ両端部が前記エンドプレートに固着され
   たロータと、このロータの円周方向に所定の間隔を置い
   て同ロークの径方向に貫設された複数個のガイド溝と、
   軸方向端面が前記エンドプレートに密接された状態でガ
   イド溝内に摺動可能に嵌入されかつ対向するもの同志が
   相互に連結された複数個のベーンと、先端が前記ハウジ
   ングの内面に接するように前記ベーンに設けた摺動溝内
   に摺動可能に嵌入されかつ軸方向端面が前記エンドプレ
   ートに密接された副ベーンとを備えた圧縮機であって、
   前記ロータを中空筒状に形成してその中空部を油溜室と
   なし、前記ベーンをロータの回転に伴う摺動によって油
   溜室内に出入するよう構成するとともに、前記エンドプ
   レートには油溜室内の冷媒ガスを前記ベーンまたは副ベ
   ーンの軸方向端面に導く給油通路を設けたことを特徴と
   するベーン式圧縮機。