JPS59103982A - ベ−ン圧縮機におけるベ−ン背圧制御構造 - 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】 本発明は車両空調用として好適なベーン圧縮機における
ベーン背圧制叫１購造に関するものである。

円筒形又は楕円筒形のシリンダ及び該シリンダの端面に
接合されるフロント及びリヤの両側板にて四重れた空間
内を、複数のベーンを備えたロータを偏心回転せしめる
ことにより冷媒の圧縮を行うベーン圧縮機においては、
ロータの回転による遠心力を利用してベーン先端をシリ
ンダの内周面に圧接させているが、それだけではベーン
先端と／リング内周面とのシール性が不充分であるため
、ベーンの背面に対し圧縮室内の圧力を作用させてベー
ンがロータから突出するように付勢している。

このようなベーンの背圧制御溝造として、本願用１狽人
は第５図に示すようにロータ１４の端面に接触する側板
に対し同（図の破線で示すように半円弧状の中間圧溝４
１を設けて、該中間圧溝４１に圧縮室１７の圧力を作用
させ、ベー７１６の先端が吸入行程初期から圧縮行程初
期まで移動する期、間中、ベーン背圧室１５ａへ吸入圧
と吐出圧の中間圧を作用させてベー７１６をシリンダ内
周面へ圧接するようにしていた。

ところが、上記ベーンの背圧制御構造は、圧縮室１１′
が吐出口１９と連通ずる以前に後続ベーン１６′の背圧
室１５ａ′が中間圧溝４１から離れて該背圧室１５ａ′
が閉じ込み状態となるためへ−ン背圧が置くなり、従っ
て液圧縮を起こしてもベーン１６′が浮き上がりに＜＜
、ロータ割れ等を発生させるという欠陥があった。（実
願昭５６−１９４１３７号参照） 本発明は上記従来技術に存する欠陥を解消するために成
されたものであって、その目的は液圧縮を起こしたとき
の関連部品の破損を防止することができるベーン圧縮機
のベーン背圧制御構造を提供することにある。

以下、本発明を具体化した一実施例を第１図〜第４図に
ついて説明すると、図面中１は円筒形のシリンダを示し
、同シリンダ１の端面にはノリンダ外径よりも大径の円
板状のフロント側板２及びリヤ側板３が接合され、これ
らによってロータ収容用の円筒瓶空間が形成されている
。４はフロント側板２の前面に配置された吸入室５を有
するフロントハウジングであり、同吸入室５は吸入孔６
を介して外部回路と連通されている。７はフロント側板
２及びリヤ側板３の外周を囲繞するように配置されかつ
フロントハウジング４に接合されたリヤハウジングであ
り、その後側には底部を油溜室８としかつ上部には吐出
ガス中の油を分離する油分離材９を有する油分離室１０
が形成され、同曲分離室１０は吐出孔１１を介して外部
回路と連通されている。

ｆｎＪ記フロント側板２及びリヤ側板３の中心から適当
量偏心した位置には、駆動軸１２が貫通され、フロント
及びリヤのラジアルベアリング１３にて回転可能にかつ
軸線方向の微動可能に支持されており、同駆動ｌｌ１１
２に固着（一体形成することも可）されたロータ１４が
前記シリンダ１内にその外周面の一部をシリンダ内周面
の上部と接するように偏心して収容されている。ロータ
１４の円周上には全幅にわたって複数個（図では４個の
場合を示す）のベーン溝１５が所要深さをもって形成さ
れ、各ベーン溝１５に摺動可能に嵌合されたベーン１６
はその先端がシリンダ１の内壁面に当接することで空間
を４つの圧縮室１７Ｔｆ−区画形成している。圧縮室１
７は前記フロント側板２に貫設された吸入孔１８を介し
て吸入室５と連通され、また圧縮室１１はシリンダ１に
貫設された吐出口１９を介して同シリンダ１の外周面と
リャノ・ウジング１の内周面間に形成された吐出室２０
と連通され、さらに同吐出室２０は前記油分離材９と対
向するようにリヤ側板３に貫設された連通孔２１を介し
て油分離室１０と連通されている。なお、２２は吐出口
１９に設けられた吐出弁、２３はその弁押えである。

前記リヤ側板３の後面には駆動軸１２の後端面を覆うカ
バー２４が僅かな間隙をおいて固定され、密閉状のリヤ
ベアリング室２５が形成されている。

又、リヤ側板３の前面つまりロータ端面との摺動面には
第２図に示すように圧縮行程終了付近の圧縮室１７に近
接して高圧溝２６が形成されており、該高圧溝２６はリ
ヤ側板３に形成した給油通路２７によって油溜室Ｂと、
連通されている。この高圧溝２６は第４図（ａ）に示す
ように複数のべ−７１６のうち１つのべ一７１６′の先
端が吐出完了位置Ａに移動されたとき背圧室１５ａと連
通を開始し、第４図（Ｉ））に示すようにベーン１６′
の先端がトップ位１ｋＴを経て吸入行程初期の位置Ｂへ
移動されたとき、背圧室１５８との連通が解除されるよ
うに、所定位置に円弧状に形成されている。

同じく前記リヤ側板３の前面には、第２図に示すように
半円弧状の中間圧溝２Ｂが形成されている。この中間圧
溝２Ｂは第４図（Ｃ’）に示すようにヘー７１６′の先
端が吸入行程初期の位置Ｃへ移動されたとき背圧室１５
ａと連通を開始し、第４図（ｄ）に示すようにベー７１
６′と該ベーン１６′よりも先行するベーン１６とによ
り形成される圧縮室１７が吐出口１９と連通されたとき
、後続のベーン１６′の背圧室１５ａが中間圧溝２Ｂか
ら離間するように形成されている。該中間圧溝２８はリ
ヤ側板３の前面に刻設した連通溝２９によりすヤベアリ
ング室２５と連通されている。さらに、リヤ側板３の前
面には前記リヤベアリング室２５と圧縮室１７とを連通
ずる導圧孔３０が形成されている。

次に、前記のように構成したベーン圧縮機について、そ
の作用を説明する。

ロータ１４及びベーン１６が駆動軸１２により第２図の
矢印方向に回転され圧縮機が運転されている状態におい
て、吸入孔６から吸入室５へ流入した冷媒ガスは吸入孔
ＩＢ→圧縮室１７→吐出孔１９→吐出室２０→連通孔２
１→油分離室１０の順に流れ、吐出孔１１から外部へ圧
送される。

今、前記ベーン１６′の先端が吐出完了位ｊΔＡＮあっ
て、その背圧室１５ａが高圧溝２６の始端と対応した第
４図（ａ）に示す状態を起点として作用を説明すると、
前記ベーン１６′が吐出完了位置Ａからトップ位置Ｔを
経て第４図（ｂ）ＩＬ示すように吸入行程初期の位置Ｂ
へ移動されるまでの間は、背圧室１５ａが高圧溝２６と
連通されてベーン１６′が吐出室２０の吐出圧及び遠心
力によってシリンダ１の内周面へ圧接され、又ベーン溝
１５内への油の供給も行なわれベー７１６′が潤滑作用
を受ける。

ベー７１６′が吸入行程初期の位置Ｂから離れて第４図
（ａ＞に示すように位置Ｃへ移動されるまでの間は、背
圧室１５ａが瞬間的に高圧溝２６及び中間圧溝２８と連
通しない状態となり、その後ベー７１６′が前記位置Ｃ
を通過してからは背圧室１５ａが中間圧溝２８と連通さ
れ、該背圧室１５ａには圧縮途中の圧縮室１７内の一部
のガスが導圧孔３０−→リヤベアリング室２５→リヤベ
アリング１３一連通溝２９−・中間圧溝２８の頓に圧入
される。なお、」二記Ｂ位置とＣ位置を一致させて、高
圧溝から中間圧溝への切換えを瞬間的に行なうようにし
てもよい。このため、ベー／１６′は圧縮室１７の圧力
（吸入圧と吐出圧の中間圧）及び遠心力によって押し出
され、ベーン先端の動力損失が軽減される。又、ペー７
１６′の突出により背圧室１５ａは膨張し、この結果背
圧室１５ａ内のガス流れが促進され、リヤベアリング１
３の潤滑が行なわれる。

さらに、ベーン１６′が回転して吸入孔１Ｂを通過する
と、該ベーン１６′と先行するベー７１６とにより形成
される圧縮室１１により圧縮動作が開始される。この圧
縮室１７の移動にともなって吸入されたガスが圧縮され
ていくが、圧縮行程の初期及び中期においてはベー７１
６′の背圧室１５ａに中間圧溝２８と連通されており、
圧縮行程の終期に入って先行するベーン１６が第４図（
ｄ）［示すように吐出完了位置Ａより若干進行した位置
へ移動され、かつベー７１６′が位置りへ移動されて圧
縮室１７が吐出孔１９と連通されると、べ一７１６′の
背圧室１５ａが中間圧溝２８から離れ、その後背圧室１
５ａに閉じ込められたガスが圧縮されて昇圧することに
より、ベーン１６′先端に作用する５、ｇ′：、縮室圧
力に対抗する。

ベーン１６′の先端が第４図（ａ　）に示すように吐出
完了位置Ａに移動されると、背圧室１５ａが再び高圧溝
２６と連通され、背圧室１５ａ内に閉じ込められていた
ガス（吐出圧よりも高い）が高圧溝２６に放出され、背
面圧が吐出圧まで低下するため、ベーン１Ｆｆ先端の面
圧が下がり、動力損失が軽減される。なお、ベーン背面
圧の閉じ込みガスが流出された瞬間、高圧溝内の圧力は
一時的に上昇するが、ローターサイドの隙間からの漏れ
や、ベーン先端がトップ位置を通過した後に背圧室容積
が増大することにより、すぐに圧力は吐出圧に復帰し、
油分離室から油は供給されつづける。

ヘー７１６′の背圧室？　’５　ａが高圧溝２６と連通
している状態において、ベーン１６′の背面には吐出圧
が作用し、一方ベーン１６′の先端面においては、シー
ル線より前方では吐出圧よりやや高い圧力が作用し、後
方では吐出圧より低い圧力が作用し、平均圧力としては
吐出圧よりも若干低い圧力が作用しているので、ベーン
１６′がシリンダ１の内周面から浮き上がることはない
が、もし浮き上がったとしても吐出は完了しているため
、性能。

動力に悪影響を及ぼすことはない。

ところで、圧縮室１γが吐出口１９に連通していない状
態、例えば第４図（ｄ）のべ一７１６′と後続のべ一７
１６との間の圧縮室１１で液圧縮が起こると、後続のべ
一７１６の背圧室１５ａけ中間圧溝２８に通じており、
背圧室１５ａでの閉じ込みが始まっていないため、液圧
縮によってべ一７１６先端圧作用する力が大きくなると
ベーン１６が浮上し、圧縮室１７の圧力が解放きれる。

なお、液圧縮にともなう高圧は中間圧溝２８へ入ってし
捷うが、途中の流路抵抗により圧縮室１７よりは若干低
めのため、ベー７１６が浮」二する。しかし、背圧室１
５ａが中間圧溝２Ｂから離れて閉じ込みが開始されると
すぐ昇圧される。

又、圧縮室１γが吐出口１９に連通している状態、例え
ば第４図（ｄ）のべ一７１６′と先行するベーン１６と
の間の圧縮室１７で液圧縮が起こると、ベーン１６′は
背圧室１５２１で閉じ込みが始捷っでおり浮き上がらな
いが、圧縮室１７の圧力が吐出口１９を介して吐出室２
０へ逃げ、圧縮室１７が異常高圧になることはない。

なお、本発明は次のような実施例で具体化することも可
能である。

（１）前記実施例では圧縮室１７の先行ベーン１６が吐
出口１９を完全に通過して吐出完了位置Ａから若干進ん
だところヤ′、後続ベーン１６′の背圧室１５Ｂが中間
圧溝２８から離れるようにしたが、この時期を先行する
ベー７１６の先端が吐出口１９を若干通過したところに
すること。

（２）前記実施例では円筒形の７リンダ１を使用したべ
一ノ圧縮機について述べたが、楕円筒形のシリンダを使
用したベーン圧縮機に具体化すること。

（３）　　ｊｉｉＪ記実施例では高圧溝２６及び中間圧
溝２Ｂをリヤ側板３に形成したが、これをフロント側板
２に設け、又は両側板２．　３Ｔｆ−設けること。

以上詳述したように、本発明ｉ−ｉ　９１１１板のロー
タ摺接面に対し圧縮室と連通ずる中間圧溝を設け、前記
ベーンが吸入行程初期から吐出口と連通ずる圧縮室を形
成する後続のベーンと対応する位置１で移動される期間
中、前記中間圧溝とベーン背圧室とが連通されるように
、該゛中間圧溝の形成範囲を設定したことにより、液圧
縮を起こしたときのロータ、ベーン等の部品の破損を防
止して耐久性を向上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す第２図におけるＹ−Ｙ
線の縦断面図、第２図は第１図のＸ　−Ｘ線の断面図、
第３図はリヤ側板のみの正面図、第４図（ａ）〜（ｄ）
はそれぞれ圧縮動作の行程を示す正面図、第５図は従来
の背圧制御構造を示す正面図である。 シリンダ１、リヤ（ｊｌｌｌ板３　、ロータ１４、ベー
ン溝１５、背圧室１５ａ、ベーン１６、圧縮室１７、中
間圧溝２８、吐出完了位置Ａ、）ノブ位ＩＮ、　Ｔ、位
置０．Ｄ。 特許出願人　　　　株式会社豊田自動織機製作所代理人
　　弁理士　恩田博宣 第４ （ａ） 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　円筒形若しくは楕円筒形のシリンダと、同シリンダ
   端面に接合されたフロント及びリヤの側板とにより密閉
   された空間内に、前記両側板に回転可能に支持された駆
   動軸に固定したロータを収容し、前記ロータの外周面に
   はその全幅にわたってベーン溝を形成し、同ベーン溝に
   は前記シリンダの内周面、フロント及びリヤの側板と摺
   接するベーンを出没可能に収容してガスの圧縮作用を行
   うようにしたベーン圧縮機において、前記側板のロータ
   摺接面に対し圧縮室と連通ずる中間圧溝を設け、前記ベ
   ーンが吸入行程初期から吐出口と連通する圧縮室を形成
   する後続のベーンと対応する位置まで移動嘔れる期間中
   、前記中間圧溝とベーン背圧室とが連通されるように、
   該中間圧溝の形成範囲を設定したことを特徴とするベー
   ン圧縮機におけるベーン背圧制御構造。