JPS5874893A - ベ−ン回転式圧縮機 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は特に自動車用空気調和機を構成するベーン回転
式圧縮機の改良に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、この種のベーン回転式圧縮機は、周知の如く、回
転するロータ軸に偏心してシリンダを設け、ロータに嵌
装されロータとともに回るベーンにより気体を吸入、圧
縮する構造であり、これは回転中のベーンの先端のシリ
ンダへの接触により、気密を保持して圧縮機能を発揮す
るものである。

したがって、回転中は常時ベーン先端とシリンダとは接
触状態にあらしめる必要がある。

ところが回転するベーンが吸入圧力付近の低い圧力状態
にあるシリンダ内にある時はベーン先端に加わる圧力も
低く、ロータ内に押込まれる力は３ページ 少ないが、吐出圧力付近の高い圧力状態にあるシリンダ
内にくるとベーン先端に高い吐出圧力を受け、ベーンは
ロータ内に押しもどされ、ベーンが再び吸入圧力状態に
あるシリンダ内に入った時にベーン溝から飛び出し、シ
リンダに衝突してノイズを発生する。これがいわゆるベ
ーンのジャンピングによるベーンノイズと称されるのは
周知の通りである。

かかるベーンのジャンプは、ノイズの発生源であるばか
りでなく、ベーンジャンプ時の圧縮ガスの漏れによる効
率低下や、冷媒圧縮機においては著るしい吐出冷媒の温
度上昇をまねき、誠に不都合である。

従来、上記ベーンジャンピングの対策として、（、）　
　高い回転数で運転することによりベーンの遠心力でベ
ーンをシリンダに接触せしめる手段、（ｂ）吐出高圧ガ
スをベーン底部に導きベーンを押す手段、（Ｃ）　　高
圧潤滑油をベーン底に導きベーンを押す手段、（ｄ）　
　ベーン底にばねあるいは伸縮自在の弾性体を入れ、こ
れらによりベーンを押す手段などの方法がとられている
が、手段（ａ）では特に自動車エンジンのアイドリング
時の如き低い回転数下ではベーンに働く遠心力が少なく
ベーンのジャンピングを防止できず、また手段（ｂ）あ
るいは（ｃ）の場合も前記手段（ａ）と同様に低い回転
数時には、ベーン先端が受ける圧力とベーン底部が受け
る圧力がほぼ等しくなり、同様にベーンに働く遠心力が
ある程度大きく働かない限りベーンのジャンピングが発
生する。したがって、実用上記る低回転数下での運転は
できない。

さらに手段（ｃｌ）の場合、前者のばねを挿入すると、
ばねの耐久性に難点があり、また後者のばね以外の弾性
体例えばゴム質による弾性体の場合においても伸縮量に
問題を有し、少ない伸縮量のベーンを大きな外周をもっ
て回転せしめる如き外形の大きくなる構造では自動車用
冷媒圧縮機には不向きで、比較的大きなベーン伸縮量の
構造による小型化された圧縮機に従来の弾性体をそのま
ま用いることはできない。

発明の目的 ６ページ 本発明は上記従来の欠点を除去するもので、ベーン回転
式圧縮機の運転中においてジャンピングと称される現象
によって発生するベーンノイズを簡単かつ確実に防止す
ることを目的とするものである。

発明の構成 そのための構成として、本発明は円柱状のロータと、ロ
ータの直径方向に延出しかつ外周に開口した溝と、前記
溝内に摺動自在に挿入されたベーンと、前記ロータを収
納しかつ前記ベーン先端がその内壁に接して摺動するシ
リンダと、これらロータおよびベー／を収納した溝とシ
リンダの各側面を閉塞する前側壁および後側壁と、前記
シリンダに設けられた冷媒吸入口と冷媒吐出口によって
回転式圧縮機を構成し、さらに前記前側壁あるいは後側
壁の一方もしくは両側壁に前記ロータと同心的に形成さ
れ、かつ前記溝と連通したガス通路を設け、さらに前記
シリンダ内において圧縮された冷媒ガスを前記ガス通路
内へ導く導入通路を設け、さらに前記溝内に、前記ベー
ンを常時押出す方向に付勢し、かつ前記圧縮された冷媒
ガスを封入する弾性体を設けたものである。

このような構成により、ベーンの回転運動に際して、ベ
ーン先端が吸入ガス域ならびにその付近に位置する場合
は、ベーン底に吐出ガス圧力もしくは吐出ガス圧力と吸
入ガス圧力の中間圧力（以下吐出中間圧力と称する）を
導入してベーンを押し１次にベーン先端が圧縮高圧域に
さしかかると、ベーン底に設けられた内部に空間を有す
る弾性体をベーンの侵入により圧縮し、弾性体内の空間
に導入された吐出ガスをベーン底により押圧し、この反
力をベーンを押す力として用いる。すなわち、弾性体空
間内に導入されている吐出中間圧力をベーンの侵入運動
によりさらに加圧し、ベーン先端が受けている吐出中間
圧力に打ちかつようにして、ヘ−ンノシャンピングを防
止するものである。

実施例の説明 以下、本発明をその一実施例を示す図面を参考に説明す
る。

図において、１はロータ、２はベーン、３は前７ベー；
− 側壁、４は後側壁、５はシリンダ、６は吸入【］、７は
吐出口、８は吐出パルプ、９は吐出ノ（ルプ押え、１ｏ
はシリンダヘッド、１１は吐出接続口をそれぞれ示して
いる。いまここでベーン回転式圧縮機の一般的作動状況
についてまず説明する。まずロータ１の矢印方向への回
転に伴ない蒸発器（図示せず）からの吸入ガスは吸入口
６からシリンダ６内に入り、ベーン２０回転によるシリ
ンダ６内空間の拡大縮少により吸入圧縮され、吐出ロア
を経て吐出接続口１１に至り、凝縮器（図示せず）へ排
出されるものである。

１２はコロ軸受、１３は軸封装置である。１４はベーン
溝１９に挿入された中空弾性体で、内部に空間２ｏなら
びにベーン溝底１９への通気用開口部１８を有する。こ
こで、吐出ガスは、後側壁４に設けられた円周溝１７な
らびに縦穴１６、吐出ロアと前記縦穴１ｅをつなぐシリ
ンダ横穴１６とにより、ベーン溝底１９に導入される０
上記構成において、ロータ１ならびにベーン２の回転開
始とともに吐出口調の圧力は徐々に上昇８べ一５゛ ＩＡｆｍＢａ　５８−７４８９３（３）しはじめる。そ
して吐出ロア内の発生圧力は、横穴１６を経て縦穴１６
に至り、円周溝１７（ｃ印加され、第３図の矢印で示す
ごとくベーン底部１９に至り、ベーン２をロータ１の外
周方向すなわちシリンダ６の６面に押付ける。

第３図ａＪｂはベーン２の先端が未だ吐出ロア付近に達
していない場合、すなわちシリンダ内の圧力が吸入圧力
もしくは中間圧力にある場合を示し、ベーン底１９の圧
力がベーン先端部の圧力に比べて十分高く、ベーン２は
ジャンピングを起すことなく運動している。

次に、ベーン２の先端が吐出ロア付近に近づくと、ベー
ン先端の受けるシリンダ５内圧力はかなり高くなり、ベ
ーン溝底１９に印加されている圧力に近づいてくるが、
さらにペー７２の回転が進むと、第４図ａ、ｂに示すご
とくベー／２はベーン溝底１９に下降近接するため、つ
いには中空弾性体１４に接触し、この中空弾性体１４が
有する空間２ｏに吐出ロアからの吐出中間圧力を封じこ
めたままベーン底によって通気用開口部１８が閉じ９ペ
ージ られてしまう。

ベーン底により通気用開口部１８が閉じられたままさら
にペー７２の回転が進むと、ベーン２はさらにロータ１
の内側に向って侵入する。すなわ−ちペー／２はベーン
溝底１９に向ってなお一層下降近接し、弾性体１４を圧
縮せしめる。このとき、弾性体１４内の空間２０も圧縮
されるため、容積が減少し、空間２０内の吐出中間圧力
は容積の減少に見合って上昇する。この上昇した圧力が
ベーン底に対して反力として加わり、ベーン２をシリン
ダ６に向って押すことになる。

ペー７２の先端にはシリンダ６内の吐出ガス圧力すなわ
ち吐出ロア内の圧力がかかつている一方、ベーン底には
上記吐出ロア内の圧力と空間２０の収縮による圧力が加
算されているため、ベーン２は確実にロータ１から押出
され、シリンダ５に密着する。

したがって、従来例（ａ）に比較し、十分低い回転数で
運転可能となり、また従来例（ｂ）に比較してベーン２
の低速回転時の不安定ベーンノイズが全く１０ベー・Ｖ みられなくなり、さらに従来例（Ｃ）に比較すれば、従
来例（ｂｌと同様の低速回転時の不安定ベーンノイズが
全くなくなるばかりでなく、潤滑油分離室あるいは潤滑
油溜室ならびに複雑な潤滑油送路も不要となり、構成が
きわめて簡素になる。さらに従来例（ｄｌに比較すると
本実施例は耐久性において格段の効果を有するのみなら
ず、従来例（ｄ）においては吐出ガス圧力が十分高くな
った際にもベーンジャンピングの発生がないよう、ばね
あるいは弾性体の反発力を強くする必要があって、特に
自動車用冷房機の冷媒圧縮機の如く使用実態が夏のみで
なく春、秋をはじめとするほとんど年間を通じてエアコ
ン使用する場合、夏場の過剰負荷時の吐出ガス圧力に抗
する弾性体の反発力は、夏場以外ではベーン２やシリン
ダ５を著しく摩耗せしめるばかりでなく、無駄な動力消
費を助長する。

しかしながら、本実施例は、吐出中間圧力を基本として
、さらにこの圧力を加圧してベーン押力として使用する
ため、クーラーシーズン以外におけるエアコンシーズン
時においては、その時期に゛対応し−た吐出圧力に追従
したベーン押力でもって圧縮機を運転することができ、
ベーン２やシリンダ６を必要以上に摩耗せしめることが
ないばかりでなく、無駄な動力消費もなく、静粛にかつ
効率よく運転を継続することができる。また弾性体１４
を内部が空胴でありかつ溝の底部側もしくはベーンの底
面側に開口した通気用開口部１８を具備する構成とする
ことにより、ベー７２の摺動に遠心してガスの流入、封
入作用を行い、ベー７２を常に適正の状態で押圧するこ
とができる効果を有するものである。

なお、上記実施例においては弾性体１４の形状を内部を
空胴状にし、複数の開口部１８を設けた構成としたが、
第８図に示す如く大きな開口部１８を一つ設けた構成と
しても同様の作用効果が得られるものである。

発明の効果 本発明によれば、ガス通路と導入通路および弾性体の作
用により、吐出ガス圧力を利用してベーンを押出すため
、ベーンのジャンピング現象が防止でき、シかも弾性体
内に吐出ガスを封入するため、負荷状態に応じた圧力で
ベーンを押し、その結果、ベーンの異常摩耗も防止でき
る優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるベーン回転式圧縮機
の正面断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線による断面図
、第３図（ａ）　ｐ　（ｂ）はそれぞれ同圧縮機におけ
る弾性体のガス吸入状態を示す正面断面図および側面断
面図、第４図（ａ）　ｐ　（ｂ）はそれぞれ同弾性体の
ベーン押圧状態を示す正面断面図および側面断面図、第
１図は同弾性体の斜視図、第６図は弾性体の他の実施例
を示す斜視図である。 １・・・・・・ロータ、２・−・・・・ベーン、３・・
・・・・前側壁、４・・・・・・後側壁、５・・・・・
・シリンダ、６・・・・・・吸込口、７・・・・・・吐
出口、１４・・・・・・弾性体、１５・・・・・・横穴
（導入通路）、１６・・・・・・縦穴（導入通路）、１
７・・・・・・円周溝（ガス通路）、１８・・・・・・
通気用開口部、１９・・・・・・ベーン溝底。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 １ ４図 （α］（ｂ） 第４図 第５図 １８

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　円柱状のロータと、ロータの直径方向に延出
   しかつ外周に開口した溝と、前記溝内に摺動自在に挿入
   されたベーンと、前記ロータを収納しかつ前記ベーンの
   先端がその内壁に接して摺動するシリンダと、これらロ
   ータおよびベーンを収納した溝とシリンダの各側面を閉
   塞する前側壁および後側壁と、前記シリンダに設けられ
   た冷媒吸入口と冷媒吐出口によって回転式圧縮機を構成
   し、さらに前記前側壁あるいは後側壁の一方もしくは両
   側壁に前記ロータと同心的に形成されかつ前記溝と連通
   したガス通路を設け、さらに前記シリンダ内において圧
   縮された冷媒ガスを前記ガス通路内へ導く導入通路を設
   け、さらに前記溝内に、前記ベーンを常時押出す方向に
   付勢しかつ前記圧縮された冷媒ガスを封入する弾性体を
   設けたベーン回転式圧縮機。
2. （２）弾性体は、内部が空胴でありかつ溝の底部側もし
   くはベーンの底面側に開口した通気用開口部を具備する
   構成とした特許請求の範囲第１項に記載のベーン回転式
   圧縮機。