JPS59229080A - ベ−ン型コンプレツサ - 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】 本発明はベーン型コンプレッサに関し、特に自動車空調
装置に用いる冷媒圧縮機として有効である。

一般にこの種のコンプレッサはロータ外周・ベーン側面
・ハウジング内面・サイドプレート内面により作動室を
形成し、その作動室の容積変動に応じて冷媒の吸入・圧
縮′吐出を行なうようになっている。そして、この従来
のコンプレッサではロータがハウジング内で軸方向に移
動しな、χ）ように、ロータの側面をサイドプレー１・
内面と当接さゼ°ζいた。

しかしながら、この従来のコンプレッサについて本発明
者等が実験検討を行なったところ、上記ロータ側面とサ
イドプレート内面との間でかじりつきが生じるという問
題が認められた。この原因について本発明者等が検討を
行なったところ次のような理由が見出された。

すなわち、ロータ側面とサイドプレート内面とは同種の
金属同士で接触することになりかじりつき等が生じやす
くなっているからである。ここでロータとハウジング及
びサイドプレートとはその熱膨張に伴う隙間の発生もし
くは隙間の減少をなくすために、各部材とも同種の金属
材料、例えば鋳鉄等で造られているのである。そのため
、上記問題点を解決するため、ロータとサイドプレート
とを異種金属で形成しては、ロータ、サイドプレート間
の隙間が制御できなくなってしまう。

そこで、本発明者等はまずベーンの幅長さをロータの幅
長さより大きくし、ベーンの側面をサイドプレートの内
面に摺接させることを考えた。すなわち、ベーンはロー
タと異種材料とすることができるので、ベーンをサイド
プレートに当接させることによってロータの軸方向の移
動を防止するようにすれば、ベーンとサイドプレートと
の間のかじりつきは防止できる。しかしながら、この場
合には、ベーン側面の面積が小さいため、ベーン側面に
加わる面圧（総荷重／受圧面積）が大きくなり、コンプ
レッサ駆動に要する力が大きくなってしまうという問題
が新たに認められた。

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、ロータの軸
方向の変位を長時間に渡って良好に支持できるようにす
ることを目的とする。

そのため、本発明コンプレッサではロータ・ハウジング
・サイドプレートを同種の材料で形成し、且つ、ロータ
のベーン溝をロータの幅方向全区に渡って形成する。そ
して、このベーン溝内にロータより熱膨張率の大きい材
料にて形成されるベーンをその側面がサイドプレートと
対向するようにして配設する。又、ベーンの幅方向長さ
を常温ではロータ幅より微少量小さく、高温時にはロー
タ・ベーン間の熱膨張率差に基づき、ベーンが微少量ロ
ータ幅より長くなるような大きさに設定する。

そのため、本発明コンプレッサでは、常温時にはロータ
側面がサイドプレートと当接してロータの実方向の移動
を防止する。そのため、ロータに加わる面圧は小さく、
小さな力で円滑にロータを回転させることができる。し
かも、この状態では　　　　　　１０−タ・サイドプレ
ート共に常温であるため、両者がかじりつくこともない
。

一方、コンプレッサの高速回転時等でロータやベーンの
温度が高温となった状態では、ロータとベーンとの熱膨
張率差に基づきベーンの側端がロータより微少量突出し
、ベーン側端がサイドプレートと摺接する。そのため、
この高温時には、サイドプレートとは異種材料であるベ
ーンがロータの軸方向移動を止めることになり、サイド
プレート・ロータ間のかじりつきは確実に防止できる。

次に、本発明コンプレッサの一実施例を図に基づいて説
明する。

まずコンプレッサの構成部品を第１回に基づいて説明す
る。図中、５は駆動シャフト、３はこのシャフト５と一
体に形成されたロータで、シャフト５０−タ３は鋼（Ｓ
Ｃｒ９）よりなり、その熱膨張率は１２Ｘ１０−６程度
である。ロータ３にはベーン溝２がその一端側端面３ａ
よりその幅方向全長に渡って十字形に形成されている。

（第４図図示） １はこのベーン溝２に摺動自在に配設されるベーンで略
コ字形状をしており、中央部１ａの肉厚はベーン本体部
１ｂの肉厚より薄くなっている。

なお、ベーンは高珪素アルミニウム合金よりなり、その
熱膨張率は１８ｘｌＯ−６程度である。また、ベーン１
の先端部ＩＣは多少薄肉となるテーバ形状となっている
。６はロータ３の一端側端面を覆うロータカバーで、ロ
ータ３に形成されたねじ穴にボルト７を介して結合され
る。

ベーン１の幅Ｌ（第２図図示）は常温（２０℃程度）で
はロータ３の幅Ｍより０．０５ｍ１程度小さくなってい
る。そして、ベーン幅りは例えば、３５ｍｍ程度であり
、上述したロータ３とベーン１との熱膨張率差に基づき
、ロータ３・ベーン１の温度が１２０℃程度になった時
、幅りと幅Ｍとが一致し、さらに温度が上昇した時には
、ベーン幅りの方がロータ幅Ｍより大きくなる。

８はロータ３を収納するハウジングで、ロータ３と同種
の鉄系材部（ＦＣＤ９）よりなり、略円筒状をした内面
８ａを有する。このハウジング内面８ａとロータ３外面
とベーン１とにより作動室Ｒを形成する。９はハウジン
グ８に形成された吐出孔、１０はこの吐出孔を覆う吐出
弁、１１はこの吐出弁ＩＯのカバーで、吐出弁１０．カ
バー１１はビス１２によりハウジング８に固着される。

１３は吐出弁１０を覆う吐出室ハウジングで弾性リング
１４を介してハウジング８にボルト１５によって固定さ
れる。１６はハウジング８の一端側端面にＯリング１７
を介して配設されるサイドプレートで、ロータ３と同種
金属である鋳鉄（ＦＯＲ）よりなる。そして、このプレ
ート１６には吐出室と連通ずる吐出通路１８及び作動室
Ｒと対向する位置に開孔するスラッシングポート１９が
開孔している。又、プレート１６にはベアリング３８が
打ち込まれ、このベアリング３８により前記ロータカバ
ー６を回転自在に支持する。なお、２２は吐出室ハウジ
ング１３とサイドプレート１６の吐出通路１８周囲との
間に介在され、シールを行なう０リングである。

２０は号イドプレート１Ｇにガスケット２１を介して配
設されたオイルセパレータで、前記吐出通路１８を介し
て吐出室１３ａと連通ずる。このオイルセパレータ内に
はスラッシングバルブ２３が配設され、このバルブ２３
はスプリング２４と共にバルブ押え２５によりビス２６
でサイドプレート１６に固定されている。なお、スラッ
シングバルブ２３は作動室Ｒ内圧力がオイルセパレータ
２０内圧力より、スプリング２４の設定力以上高くなっ
た時開き、作動室Ｒ内が異常高圧となるのを防止するも
のである。又、バルブ押え２５には給油通路２７が形成
され、この通路２７は給油パイプ２８を介し、オイルセ
パレータ２０の下面に連通している。従って、オイルセ
パレータ２０下方部に溜った潤滑油はその圧力差によっ
て給油通路２７側へ押し上げられ、給油通路２７より口
〜り３一端面３ａ側へ供給される。なお、２９はオイル
フィルタ、３０はオイル逆止弁である。

３１はオイルセパレータ２０にＯリング３２を介して、
ボルト３３によって取付けられた吐出パイプである。３
４はこのパイプ３１を封止する盲栓、４９はパイプ３１
に取付けられた吐出チャージング−バルブである。吐出
室１３ａよりオイルセパレータ２０に吐出された冷媒は
、オイルセパレータ２０内で潤滑油を分離した後、吐出
パイプ３１より吐出される。

３５はハウジングの他端側端面に０リング３６を介して
、取付けられるサイドプレートで、ロータ３と同種金属
である鋳鉄（ＦＯＲ）よりなる。

そして、このプレート３５内にはベアリング３７が打ち
込まれ、このベアリング３７により前記シャフト５を回
転自在に支持する。又、このプレート３５には後述する
吸入室と作動室Ｒとを結ぶ吸入孔５６が開孔している。

３９はサイドプレート３５にガスケット４ｏを介して取
付けられたフロントハウジングで、内部に吸入室４１及
び貯油室４２を形成する（第３図図示）。５７はガスケ
ット４ｏをサイドプレート３５に正確に取付けるための
位置決めビンである。

フロントハウジングの外周部にはボス部４３が形成され
このボス部に図示しない電磁クラッチが取付けられる。

４４はフロントハウジング３９にＯリング４５を介して
、ボルト４６で取付けられる吸入パイプ、４７はこのパ
イプ４４途中に設けられた吸入チャージングバルブ、４
８はこのパイプ４４を封止する盲栓である。

５０はシャフト５とフロントハウジング３９との間のシ
ール行なうシャフトシールで、シャフト５と一体回転す
るカーボンリング５１と、ハウジング３９に０リング５
２を介して固定された固定リング５３とよりなる。

上記フロントハウジング３９〜ガスケツト４゜−サイド
プレート３５−ハウジング８〜サイドプレート１６−ガ
スケット２１−オイルセパレータ２０は通しボルト５５
によって一体的に連結される。

次に上記構成よりなるコンプレッサの作動を説明する。

図示しない電磁クラッチが入り、自動車走行用エンジン
の回転力がシャフト５に伝達されるとシャフト５はベア
リング３７．３８によって支持され、ハウジング８内を
回転する。この回転に件ない作動室Ｒが容積膨張する部
位では、綿塊サイクルのエバポレータより吸入室４１内
に導入された冷媒を吸入孔５６を介して作動室Ｒ内に吸
入する。

吸入された冷媒は作動室Ｒの容積減少と共に圧縮され、
吐出孔９より吐出室１３ａに吐出され、次いでオイルセ
パレータ２０内で潤滑油を分離した後吐出バイブ３１−
より冷凍サイクルのコンデンサ側へ吐出される。

起動時など、作動室内に冷媒が液化した状態で溜ってい
る場合には、そのまま回転させれば作動室Ｒ内の圧力は
異常に高くなってしまう。しかしながら、本例のコンプ
レッサでは作動室Ｒ内が異常高圧となった時には、スラ
ッシングバルブ２３がボート１９を開くため、液冷媒は
ボート１９よリオイルセバレータ２０側へ逃され、作動
室Ｒ内の圧力異常上昇、およびそれに伴うベーン１の損
傷は防止される。

しかｔ、　本ＩＮのコンプレッサではベーン１の幅方向
長さを特別の値に定めており、低温作動時ではベーン幅
りの方がロータ幅Ｍより小さく、高温作動時のみベーン
幅りがロータ幅Ｍより大きくなる。

そのため、本例のコンプレッサでは低温作動時ではロー
タ端面３ａ、３ｂがサイドプレー１・３５゜１６と当接
して、ロータ３の軸方向の変位を防止する。そして、高
温作動時のみベーン側端部１ｂがサイドプレート１６．
３５と当接する。従って、高温作動時にロータ３とサイ
ドプレー１・との同種金属同士が直結接触することがな
く、ロータ３とサイドプレート１６．３５とのかじりつ
きは極めて良好に防止される。　　　　　　　　−又、
本例コンプレッサではオイルセパレータ２０下方部に溜
った潤滑油が吸入通路２７よりロータカバー６の端面に
給油され、その潤滑油は次いで圧力差によりロータ外面
からベアリング３７　（１１＋１へ導かれる。そのため
、ベアリング３７．３８、ロータ３とハウジング８との
間及びシャフトシールへ十分な吸入がなされる。

シャフトシール５０により十分なシールがなされるが、
万一潤滑油がシャフトシール５０より漏　　　　　　□
洩したとしてもその漏洩油は油止め５８によって止めら
れる。そして、止められた漏洩油はフロントハウジング
３９に形成された廃油通路５９より貯油室４２に溜めら
れる。従って、本例コンプレッサでは、万一潤滑油が漏
洩したとしても、その漏洩油がコンプレッサ外方へ飛散
することはなく、漏洩油によりコンプレッサ周辺を汚損
することはない。

なお、上述の実施例ではベーン１がベーン溝２を貫通し
、その両端ＩＣがハウジング内面８ａと接触するように
していたが、必要に応じベーン１を２分割しその一端側
先端のみがハウジング内面８ａと当接するようにしても
よい。

又、上述の例ではロータ３・ハウジング８・サイドプレ
ート１６．３５を鉄製とし、ベーン１をアルミニウム合
金としたが、上記側辺外の金属材料を用いてもよいこと
は勿論である。即ち、ロータ３・ハウジング８・サイド
プレー）１６．３５を同種金属とし、ベーンｌをそれよ
り熱膨張率の大きい金属材料としたのであればどのよう
な材料を用いてもよく、さらには金属材料にかえ炭素繊
維樹脂やセラミック等地の材料を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明コンプレッサの一実施例を分解図示する
斜視図、第２図は第１図図示ロータの断面図、第３図は
第１図図示コンプレッサの組付状態を示す断面図、第４
図は第１図図示ロータ側面図を示す正面図である。 ■・・・ベーン、２・・・ベーン溝、３・・・ロータ、
５・・・シャフト、６・・・ロータカバー、８・・・ハ
ウジング。 代理人弁理士　岡　部　　　隆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動力を受けて回転するシャフトと、このシャフ
   トと一体回転する円筒状ロータと、このロータの側面全
   長に渡って形成されたベーン溝と、このベーン溝内に摺
   動自在に配設され前記ロータより熱膨張率の大なる材料
   よりなるベーンと、前記ロータを収納しロータ外周ベー
   ンとの間で作動室を形成する前記ロータと同種の材料よ
   りなるハウジングと、このハウジングの端面を覆う前記
   ロータと同種の材料よりなるサイドプレートとを備え、
   前記ベーン幅を常温では前記ベーン溝幅より微少量小と
   し、高温時に前記ベーン幅が前記ベーン溝幅より微少量
   大となる大きさとしたベーン型コンプレッサ。
2. （２）前記ロータ、前記ハウジング及び前記サイドプレ
   ートを鉄系材料とし、前記ベーンをアルミニウム系材料
   とした特許請求の範囲第１項記載のベーン型コンプレッ
   サ。