JPS58202389A

JPS58202389A - ベ−ン型圧縮機

Info

Publication number: JPS58202389A
Application number: JP57085798A
Authority: JP
Inventors: Tsunenori Shibuya; 渋谷　常則
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1983-11-25
Also published as: JPH0125916B2; US4468180A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は主として車輛用空気調和装置に用いられる冷媒
圧縮機に関し、特にプレーン軸受式のベーン型圧縮機に
おいてベーン背圧が最適になるように構成したベーン型
圧縮機に関する。

車輌用空気調和装置の冷媒圧縮機として一般に構成が簡
単で高速回転に適すベーン型圧縮機が用いられている。

まず第１図および第２図に一例を示す従来の１８０°対
称複室式のベーン型圧縮機について説明する。

図に示すように円筒形のケース１α内にカムリング２　
’　ｔフロントサイドブロック２ｈおよびリヤサイドブ
ロック２Ｃとにより形成されたポンプハウジング２が収
容され、フロントサイドブロック２ｂＫフロントヘツド
１ｂが外接されてケース１αの前面を密閉している。上
記ポンプハウジング２内には回転軸３に嵌着され、半径
方向に設けられた複数のスリット４αに板状のベーン４
ｋが進退自在に挿入された円筒形のロータ４が嵌装され
、該ロータ４とカムリング２ａの内周面く形成された楕
円形状のカム面２ｄとの間にポンプ作動室５が形成され
ている。上記回転軸３はフロントサイドブロック２ｂお
よびリヤサイドブロック２ｃＫ一体に形成され友前部お
よび後部プレーン軸受６ｍ　、６ｋに支持されると共に
１　フロントヘッド１ｈに形成されたシール室７内の軸
シール部７ａＫ気密を保持されて貫通し、上記ボンプノ
・ウジング２と、これ罠嵌装される°ロータ４を主要部
として圧縮機！、４が構成される。

フロントヘッド１ｂの内面にはシール室７と連通ｓ７ｈ
を介して連通している円環状の前部吸入室８が形成され
、該前部吸入室８はフロントヘッド１ｂＫ設けられた吸
入口９に通じる一方、フロントサイドブロック２ｈに穿
設された前部吸入孔１０によりポンプ作動室の吸入部に
通じている。

またリヤサイドブロック２Ｃの後部に後部吸入室８′が
隣接して設けられ、該後部吸入室８′はフロントサイド
ブロック２ｂ、カムリング２”％　　リヤサイドブロッ
ク２Ｃｆ貫通して設けた吸入通路１１により前部吸入室
８に連通されると共に、リヤサイドブロック２ｅＶｃ設
けられた後部吸入孔１０’によりポンプ作動室５の吸入
部九通じている。ポンプ作動室５の吐出部は核部に開口
する吐出孔１２から吐出弁１２αを介しポンプハウジン
グ２の外周部とケース１αとの間隙を通じてポンプＩ・
ウジフグ２後部の吐出圧室１３と連通し、骸吐出圧室１
５にはケース１αに設けられた吐出口１４が開口してい
る。

潤滑油系統は、フロントサイドブロック２ｈおよびリヤ
サイドブロック２ＣＫ、この下面から各７’　ｖ　−７
軸受。ａ、６ｂＶｃ通じ、一部および後部潤滑油路１５
α、１５ｂが穿設され、一方ロータ４の前後側面Ｋｌｊ
ベーン４ｂのスリン）４ａの底部に通じる背圧室１６α
、１６ｂが形成されｔ九フロントサイドブロック２ｈお
よびリヤサイドブロック２Ｃのロータ４＠に上記背圧室
１６ｇ、１６Ａと一部開通し合う環状溝１７＠、１７Ａ
が刻設されている。

上記構成のベーン型圧縮機において、回転軸３が車輛の
機関擲と連繋して回転されてロータ４が回転すると、ベ
ーン４ｈが遠心力と潤滑油による背圧でカムリング２ａ
内周面のカム面２ｔｔＫ摺接して進退しながら回転し、
吸入行程において矢線で示すように冷媒を吸入口９から
前部吸入室８に吸入する。吸入され九比較的低温の冷媒
はフロントサイドブロック２ｂの前部プレーン軸受６ａ
に接触してこれを冷却し、また前部吸入室８とシール室
７との連通部７ｈよりシール室７に侵入しシール室７を
低圧の吸入圧領域（約２（−）に保つと共に軸シール部
７ｇを冷却し、大部分の冷媒は前部吸入孔１０からポン
プ作動室５の吸入部に吸入される。一部の冷媒は吸入通
路１１より後部吸入室８′に流通し、リヤサイドブロッ
ク２Ｃのプレーン軸受６ｈの反ロータ側を前部と同様に
低圧の吸入圧領域に保つと共に該プレーン軸受６ｂ’を
冷却し、後部吸入孔１０′よ。９ポンプ作動室５の吸入
部に吸入される。吸入された冷媒は圧縮行程で圧縮され
、吐出行程でポンプ作動室５の吐出部から吐出孔１２．
吐出弁１２αを通じてボンジノ１ウジング２後部の吐出
圧室１６に吐出され、上記行程が繰返されて圧縮冷媒は
吐出圧室１３に蓄圧され吐出口１４から冷凍回路に供給
される。

吐出圧室１３で冷媒から分離しケース１ｅＬの下部に溜
った潤滑油は、吐出圧室１６の吐出圧領械の高圧（ｐｄ
＝約１５　ＫＪｃｄ　）を受け、前後部の潤滑油路１５
α、１５ｈを上昇し、前後部のプレーン軸受６ａ　、　
６ｂと回転軸３との間の微小なりリアランスに（直径で
約０４０１１）浸入する。ここで潤滑油は前後に分流し
、一部は上記微小なりリアランスで流路抵抗を受けてロ
ータ４の前後部の背圧室１６α、１６ｂＫ流入しベーン
４ｂＫ背圧領穢である中圧（ＰＷＬ＝約８．５１−）の
背圧を与える。この背圧室１５ｇ、１５Ａの潤滑油はロ
ータ４の両側面の環状溝１７α、１７ｊからフロントサ
イドブロック２ｈおよびリヤサイドブロック２ｃとの摺
動面あるいはペー７４ｂとスリン）４ｇとの摺動面を通
じてポンプ作動室５の吸入圧領域である低圧（ｐｚ＝約
２．２４／ａｉ）の吸入部へ洩出する。また一部は各プ
レーン軸受６ｃｔ、６ｈｆ反ロータ側に流れ、前部のプ
レーン軸受６ａでは前部吸入室８と連通し吸入圧領域で
あるシール室７に流入して軸シール部７αを潤滑した後
前部吸入室８から冷媒と共に前部吸入孔１０を通じてポ
ンプ作動室５の吸入部に吸入される。後部のプレーン軸
受１６ｈでは同様に前部吸入室８と連通し吸入圧領域の
低圧である後部吸入室８′へ流入し冷媒と共に後部吸入
孔１０′を通じてポンプ作動室５の吸入部に吸入される
。ここで前部吸入室８からの潤滑油および背圧室１６１
．１６Ａからの潤滑油と共に冷媒に混入して圧縮、吐出
行程を経て吐出圧室１３に吐出され、ここで冷媒と分離
されて上記サイクルが反復される。

上記潤滑油の作動について上述したように、定常運転時
においては吐出圧領域の高圧（ｐｄ＝約１５Ｋｔ／ｊｌ
受ける潤滑油はプレーン軸受６α。

６ｈの微小なりリアランス（直径で約０．０１霞）を通
じて大きな流路抵抗を受け、背圧室１６ａ。

１６ｈＫ吸入圧領域の低圧ＣＰＩ＝約２．２１１／ａｉ
　）との中間の背圧領竣の中圧ＣＰｍ＝約８．５１１／
ａｉ）を与えるようにしている。ここで上記プレーン軸
受６ｇ　、　６４のクリアランスは回転軸６を回転支持
するために最適のクリアランスとして前記直径で約０．
０１■に設定されるもので、これより大きくても小さく
ても軸受の機能上不具合となるものである。従って圧縮
機の起動時あるいは春秋の季節等において冷凍機の熱負
荷が少ない時は吐出圧が低く、吐出圧と吸入圧との差圧
が十分でないので前記クリアランスでは背圧１１１６ｇ
、１＜ＳＡに十分な背圧を与えることができない。この
ような時、ベーン４ｂがカム周面２ｄに追従して接触せ
ず、いわゆるチャタリングを発生し圧縮効率を低下し、
かつ部材を損傷する。そこで潤滑油路１５α。

１５Ａから軸受のクリアランスを介さず直接背圧室１６
α、１６ｂｌＣ絢滑油を導く油路を設けるとすると、こ
の油路は極めて小径の孔にしなければならず、加工が不
可能に近い。これを加工可能な孔にすると流路抵抗が十
分得られず、背圧室１６ｇ。

１６ｂＶｃはぼ吐出圧領域の高圧が作用し、前述したよ
うな吐出圧が低い時は好都合であるが、定常運転時はベ
ーン４Ａの背圧が高くなりすぎてベーン４ｈの摩耗や動
力の損失を招く。

本発明は上記問題を解決する友めになされ、ポンプハウ
ジングと、これに嵌装され九円筒形のロータを主要構成
部とする圧縮機構が円筒形のケースとフロントヘッドと
により密閉された圧縮機ケース内に収容され、上記ボン
プノ・ウジングは内周面にカム面が形成されたカムリン
グと、仁の両端面に接合されたフロントサイドブロック
とりャサイドブロックにより形成され、上記ロータはフ
ロントサイドブロックとりャサイドブロックとに夫々形
成された前部および後部プレーン軸受に両端を支持され
た回転軸に嵌着され、半径方向に設けられた複数のスリ
ットにベーンが進退自在に挿入され、フロントヘッドは
フロントサイドブロックに外接し前記回転軸が軸シール
部を介して貫通し、圧縮機ケースに設けられた吸入口は
前記圧縮機構に連設された吸入室を介してボンプノ・ウ
ジングの内周面とロータとの間に形成されるポンプ作動
室の吸入部に連通し、ポンプ作動室の吐出部は吐出弁金
倉し吐出圧室に開口する吐出口と連通し、更に前記ロー
タの両側面にベーンのスリット底部に連通する背圧室が
形成され、また前記フロントサイドブロックおよびリヤ
サイドブロックにはこの下面からプレーン軸受に通じる
前部および後部潤滑油路が夫々設けられ九ベーン型圧縮
機において、前記回転軸内に潤滑油室を設けると共に１
回転軸に前記前部および後部潤滑油路の双方あるいは一
方と周回合致し潤滑油室に通じる潤滑油導入孔を１個乃
至適数穿設し、かつ前部および後部プレーン軸受の双方
あるいは一方に上記潤滑油導入孔周回合致し、ロータの
両側面の背圧室に連通する潤滑油供給孔を穿設し、回転
軸の回転き共に潤滑油路からの潤滑油を間欠的に背圧室
に供給するようＫし背圧室に適正な背圧を付与すること
を可能にしたベーン型圧縮機を提供するものである。

以下本発明の一実施例を第３図乃至第４図を参照して説
明する。図中前述の圧縮機と共通の構成部分は同一の符
号を付して示す。

本圧縮機では回転軸３に内空部を設は盲栓２０１で封じ
潤滑油室２０としている。そして回転軸３に前部および
後部の潤滑油導入孔２１ｇ、２１Ａを穿設し、回転軸６
００回転共に該潤滑油供給孔２１ｇ、２１が周回し、前
部および後部のプレーン軸受６８．６７の潤滑油路１５
ｇ、１５Ｊと合致し潤滑油路１５α、１５ｈと潤滑油室
２０とを間欠的に連通するようにしている。また前部お
よび後部のプレーン軸受６ａ、６ｂに、前記潤滑油導入
孔２１α、２１ｈの周回により合致し、回転軸６の潤滑
油室２０とロータ４の両俳面の背圧室１６ａ、ＩＳＡと
を連通ずる潤滑油供給孔２２α。

２２ｋが穿設されている。尚上記潤滑油導入孔２１ａ、
２１Ａ、潤滑油供給孔２２ａ、２２ｈは図示のように前
後部双方に設けても、また前部あるいは後部のみに設け
てもよいし、また前部および後部の潤滑油導入孔２１ｇ
、２１Ａｔｌ夫々１個に限らす適数設岐てもよい。上述
の構成の他ヰ前述の圧縮機と同様である。

次に本ベーン型圧縮機の作用について説明する。

前述の圧縮機と同様、圧縮機構Ａで圧縮され吐出圧室１
３に吐出された冷媒はここで混入していた潤滑油が分離
され、潤滑油はケース１ａの底部に溜る。この潤滑油は
吐出圧領績の高圧を受はフロントサイドブロック２ｈお
よびリヤサイドブロック２Ｃｏ＃Ｉ滑油路１５ｇ、　１
５ｂを上昇し、前後部のプレーン軸受６（Ｌ、６４に達
する。ここで一部の潤滑油は前記圧縮機と同様軸受部の
微小なりリアランスを前後に分流し、ロータ側の両背圧
室１６αあるいは１６ｂに流れ、あるいは反ロータ伸の
シール室７あるいは後部吸入室８′に流れる。

そして一部の潤滑油は回転軸３の潤滑油導入孔２１ｇ、
２１Ａが周回して潤滑油路１５ｇ、１５Ａと合致した時
回転軸６の潤滑油室２０に流入する。

ここで潤滑油路１５α、１５ｈおよび潤滑油導入孔２１
α、２１ｈの径を１１ｍ１１以上とすれば潤滑油室２０
に急速に吐出圧に近い圧力の潤滑油が充填される。また
潤滑油は多量の冷媒を溶解し半ガス状の性質をもつため
、潤滑油導入孔２１α、２１ｋが回転して閉じた後も正
圧をもち、周回転軸３は軸受との摺動、その抽圧縮機の
摺動部分の発熱により高温状態にある為、潤滑油室２０
の内圧は更に上昇する。回転軸３の回転が進み潤滑油導
入孔２１ｇ、２１Ａが潤滑油供給孔２２４．２２４と合
致すれば潤滑油室２０内の潤滑油の一部が潤滑油導入孔
２１ａ、２１ｂを通ッテ両背圧室１６ＬＩｇ。

１６ｊＫ流出し、前記プレーン軸受６α、６Ａのクリア
ランスを通って背圧室１６α、１６ｂに入った潤滑油と
共にベーンに背圧を与える。上記回転軸３の潤滑油導入
孔を各軸受部について１個とすれば回転軸６０１回転に
つき１回、潤滑油路の潤滑油が背圧室１６αあるいＦｉ
１６ｂに供給されるが、潤滑油導入孔ｆ１個以上とすれ
ば回転軸の１回転につき１回以上背圧室１６ｇあるいは
１６ｂＫ潤滑油を供給することができ、また潤滑油導入
孔２１　ｇ　、　２　ｌ　ｂ、潤滑油室２０、潤滑油供
給孔２２ｍ、２２にの大きさを適当に選ぶことにより、
軸受部のクリアランスを通じて背圧室１６ｔｇ、１６ｂ
Ｋ供給される背圧にプラスして該径路から背圧室１６α
、１６ＡＫ与える背圧を適正な圧力に調整することがで
きる。背圧室１６ａ、１６ｂに流入した潤滑油、あるい
はシール室７から前部吸入室８に１あるいは後部吸入室
８′に障大した潤滑油は前述の圧縮機と同様ポンプ作動
室の吸入部に導かれ、冷媒と共に圧縮・吐出行程を経て
吐出圧室１３に吐出され冷媒と分離され上記サイクルが
反復される。

第５図は吸入口９′および吐出口１３′が後部に設けら
れたベーン型圧縮機に本発明を適用した第２の実施例を
示す。図中前述の圧縮機と共通の構成部分は同一の符号
を付して示す０本圧縮機で社吸入口９′を圧縮機の後部
に設けたのに伴い、吸語へ′を吐出圧室１３の内部に延
出し後部吸入室８’に直接連通している。この他の構成
社基本的に前記第１の実施例と同様であり、またその作
用も同じである。

以上詳述したように本発明では、回転軸が前部および後
部のプレーン軸受に両端を支持され友ベーン型圧縮機に
おいて、前記回転軸内に潤滑油室を設けると共に１回転
軸に前部および後部潤滑油路の双方あるいは一方と周回
合致し潤滑油室に通じる潤滑油導入孔を夫々１個乃至適
数穿設し、かつ前部および後部プレーン軸受の双方ある
いは一方に上記潤滑油導入孔と周回合致し、ロータの両
側面の背圧室に連通する潤滑油供給孔を夫々穿設し九こ
とＫより、圧縮機の起動時あるいは春秋勢冷凍機の熱負
荷が少なく吐出圧が低い時でも潤滑油は潤滑油路から潤
滑油導入孔、潤滑油室、潤滑油供給孔を通じて背圧室に
供給され、軸受部の微小なりリアランスを通じて大きく
減圧されて背圧室に供給される潤滑油圧力にプラスして
適正な背圧をベーンに与えることができる。

また前述したように潤滑油路と潤滑油供給孔との連通は
回転軸の回転により間欠的に行われるから油孔を加工不
能な程の小径孔としなくて本背圧室に過剰な圧力が作用
することがない。

また潤滑油室２０を設けたことにより、圧縮機が稼動か
ら停止に至った時回転軸の潤滑油導入孔が潤滑油路と合
致して停止した場合を除いて、潤滑油室に潤滑油が蓄わ
見られ、圧縮機が再稼動した時即座に背圧室に潤滑油が
導かれる。従って特に吹出風温度を圧縮機の０Ｎ−ＯＦ
Ｆ作動の繰り返しで制御する空気調和装置の圧縮機とし
て有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の１８０°対称複室式のベーン型圧縮機の
縦断面図、第２図は第１図におけるＩ−１線断面図、第
６図乃至第５図は本発明の実施例を示し、第３図は第１
の実施例の縦断面図、第４図は第３図におけるｍ−ｔｔ
線断面図、第５図は第２の実施例の縦断面図である。 −ｊａ・・・ケース、１ｂ・・・フロントヘッド、２・
・・ポンプハウジング、２ｇ・・・カムリング、２ｋ・
・・リヤサイドブロック、２Ｃ・・・リヤサイドブロッ
ク、２ｄ・・・カム面、３・・・回転軸、４・・・ロー
タ、４ａ・・・スリット、４ｈ・・・ベーン、５・・・
ポンプ作動室、６α・・・前部プレーン軸受、６ｈ・・
・後部プレーン軸受、７・・・シール室、７α・・・軸
シール部、８・・・前部吸入室、８′・・・後部吸入室
、９．９′・・・吸入口、１２ａ・・・吐出弁、１４．
１４’・・・吐出口、１５ｅＬ・・・前部潤滑油路、１
５ｂ−・・後部潤滑油路、１６ａ−・・前部背圧室、１
６ｈ・・・後部背圧室、２０・・・潤滑油室、２１ｇ・
・・前部潤滑油導入孔、２１ｂ・・・後部潤滑油導入孔
、２２ｍ・・・前部潤滑油供給孔、２２ｂ・−・後部潤
滑油供給孔、Ａ・・・圧縮機構。Ｉ−・・。慧３図１賄４図５ａ￥５図ｈし−一−Ｙ−−−ノ

Claims

【特許請求の範囲】

１、　ポンプハウジングと、これに嵌装された円筒形の
ロータを主要構成部とする圧縮機構が円筒形のケースと
フロントヘッドとにより密閉された圧縮機ケース内に収
容され、上記ポンプハウジングは内周面にカム面が形成
されたカムリングと、この両端面に接合されたフロント
サイドブロックとりャサイドブロックにより形成され、
上記ロータはフロントサイドブロックきりャサイドブロ
ックとに夫々形成された前部および後部プレーン軸受に
両端を支持された回転軸ＫｆＣ着され、半径方向に設け
られ友複数のスリットにベーンが進退自在に挿入され、
フロントヘッドはフロントサイドブロックに外接し前記
回転軸が軸シール部を介して貫通し、圧縮機ケースに設
けられた吸入口は前記圧縮機構に連設された吸入室を介
してポンプハウジングの内周面とａ−夕との間に形成さ
れるポンプ作動室の吸入部に連通し、ポンプ作動室の吐
出部は吐出弁を介−し吐出圧室に開口する口と連通し、
更に前記ロータの両側面にベーンのスリット底部に連通
する背圧室が形成され、ｔた前記フロントサイドブロッ
クおよびリヤサイドブロックにはこの下面からプレーン
軸受に通じる前部および後部１１１滑油路が夫々設けら
れたベーン型圧縮機において、前記回転軸内ＶＣ＠渭油
基油室けると共に、回転軸に前記前部および後部潤滑油
路の双方あるいは一方と周回合致し潤滑油室に通じる潤
滑油導入孔を夫々１個乃至適数穿設し、かつ前部および
後部プレーン軸受の双方あるいは一方に上記潤滑油導入
孔と周回合致し、ロータの両側面の背圧室に連通ずる潤
滑油供給孔を夫々穿設したことｆ％黴とするベーン型圧
縮機。