JPS6014950Y2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車用冷凍サイクル等に設けられかつベーン
をシリンダ内壁に当接せしめるために高圧室から差圧に
よって油をベーンスロットの底部空間に供給する構造を
持つ回転式圧縮機の改良に関するもので、ベーンをシリ
ンダ内壁に当接せしめるための油の供給量を圧縮室内部
の圧力に応じて制御し、これに使用する油量を必要最小
限として圧縮機の効率を増大させるとともにベーンのシ
リンダ内壁への押しつけ力を適正に保持し、ロータの回
転にともなうベーンの摺動運動を確実にしてベーン先端
およびシリンダの摩耗を減少せしめるようにすることを
目的の一つとするものである。

従来、複数個のベーンを有する回転式圧縮機においては
、ロータの回転にともなってベーンがその先端をシリン
ダ内壁に接して回転摺動するよう全てのベーン底部に常
時高圧の油を多量に供給する構造が多く用いられている
。

したがってベーンの伸張行程におけるベーンスロットの
底部空間容積の増大にともなって多量の油がベーンスロ
ットの底部空間に供給されるが、それと同時に圧力の低
い吸入側の圧縮室へも油が漏洩する。

さらにベーンの縮小行程においてベーンスロットの底部
空間容積が減少するとベーンスロットの底部空間内の油
は外部へ押し出され、かなりの部分は圧縮室へ逃げて圧
縮ガスとともに吐出されるのである。

吐出ガス中の油は、たとえば冷凍サイクルにおいては周
知の如く熱交換の妨害や圧力損失の増大など多大な悪影
響をおよぼすことと、前述のベーンをシリンダ内壁に当
接させるための多量の油を確保するために吐出ガスより
分解される必要があるが、圧縮機としてこのような高性
能の油分離装置を具備することはコストが高くなり圧縮
機の重量・寸法も増大する欠点がある。

さらにこの圧縮機の内部循環油量の増加は、体積効率の
低下と圧縮機の動力損失をもたらすのである。

また前記複数のベーンを有する回転式圧縮機においては
、その耐久性能はベーンとシリンダ内壁との相互摩耗に
より決定されるものであり、ベーン底部に常時高圧の油
を作用させる構造では伸張行程側にあるベーンが過度に
圧縮機に押しつけられ、ベーン先端およびシリンダ内壁
の摩耗増と圧縮機の入力増をひき起こす結果となり耐久
性や効率を悪くするという欠点がある。

本考案は、上記従来の回転式圧縮機にみられる欠点を除
去するもので、ベーンスロットの底部空間に油を供給す
るための円周状溝にロータ回転方向で上死点前の端部付
近において開口し高圧室と連通ずる油供給孔を設け、こ
の円周状溝にベーンスロットの底部空間への油供給量を
ベーン先端にかかる圧力に応じて制御する構造を持たせ
ることにより、ベーンスロットの底部空間への油供給量
を制限して圧縮機の効率を高めるとともにベーン底部に
かかる圧力を調整してベーンのシリンダ内壁への押しつ
け力を常に適正に保ち、ベーン先端とシリンダ内壁の摩
耗を減少させ、圧縮機の安定した運転と耐久性の向上を
はかる回転式圧縮機を提供するものである。

以下、本考案をその一実施例を示す添付図面を参考に説
明する。

同図において、１は円筒内壁を有するシリンダで、その
中心は外部からの動力を伝達する駆動軸２に対して偏心
して位置している。

このシリンダ１は、前記駆動軸２を回転自在に支持する
２つの軸受３，３を設けた前側板４と後側板５とで両端
開口が閉塞され、前記シリンダ１、前側板４および後側
板５は相互に回動しないように連結固定されている。

前記シリンダ１の内壁、前側板４、および後側板５によ
って形成される空間内には、前記駆動軸２と一体的に形
成されたロータ６が軸方向の移動を拘束された状態で配
設されている。

しかもこのロータ６はその中心が前記駆動軸２の中心と
同心で、かつシリンダ１の円筒内壁と上死点７で微小間
隙を形成するごとく配設されている。

８は前記ロータ６に複数（本実施例では４本）設けられ
たベーンスロットで、前記駆動軸２の軸線に平行し、ロ
ータ６の外周面に開口している。

９は前記ベーンスロット８に出没自在に挿入された板状
のベーンである。

ｉｏ、ｔｉは前記ベーンスロット８の底部空間を連通ず
る円周状溝で、前記ベーンスロット８の底部空間は前記
ベーン９が伸張行程から縮少行程途中にあるときは断面
積車なる円周状溝１０に連通し、縮小行程途中から上死
点前にあるときは断面積大なる円周状溝１１に連通ずる
。

１２は前記シリンダ１における上死点７の近傍でかつ高
圧側の位置に設けられた吐出孔で、シリンダヘッド１３
の高圧ガス室１４に開口している。

１５は前記後側板５に設けられた低圧側の圧縮室１６に
開口した吸入孔、１７は前記吐出孔１２に設けられた吐
出弁である。

１８は高圧ケースで油を分離するための高圧室１９およ
び油付着媒体２０を有しており、高圧室１６の下方は油
だめとなっている。

高圧室１９の下方部分と前記円周１１とは油供給孔２１
によって連通している。

次に、上記構成からなる圧縮機の作動を第２図より説明
する。

同図において、モータあるいはエンジン等の動力伝達を
受せて駆動軸２が回転すると、ロータ６が矢印Ｘで示す
回転方向に回転し、ベーン９は遠心力と後述するベーン
底部圧力とによりシリンダ１の内壁に当接して、ロータ
６の外周面とシリンダ１の内壁で形成されるシリンダ内
空間を複数の圧縮室１６に分割する。

圧縮室１６はロータ６の回転にともなってその容積を増
減し、それに対応して順次吸入行程、圧縮行程および吐
出行程と各行程を繰り返す。

すなわち吸入行程にある圧縮室１６はロータ６の回転に
ともなってその容積を増加し、吸入孔１５より低圧ガス
が圧縮室１６内に吸入される。

ロータ６の回転により圧縮室１６と吸入孔１５が遮断さ
れると圧縮室１６はその容積を減少しはじめて圧縮行程
に入り、さらにロータ６が回転して圧縮室１６と吐出孔
１２が連通し圧縮室１６内のガス圧が高圧ガス室１４内
のガス圧に打ち勝って吐出弁１７を押し上げると圧縮室
１６は吐出行程に入る。

モしてベーン９が上死点７を通過すると再び吸入行程に
入る。

前記吐出行程において吐出孔１２、吐出弁１７を経て高
圧ガス室１４に吐出された吐出高圧ガスは、高圧ケース
１８内の油付着媒体２０により油が捕捉された後、冷凍
サイクルのコンデンサ（図示せず）へ送り出される。

捕捉された油は高圧室１９の下方へ貯えられ、後述する
ベーン９をシリンダ１の内壁に当接させるのに有効な作
用をなす。

この間、ベーンスロット８の底部空間は同図のＡ位置か
ら矢印で示す回転方向にあるＢ位置までの間にあるとき
には円周状溝１０．１１に連通しており、この円周状溝
１０．１１内には高圧室１９下部に貯えられた高圧油が
差圧によって供給されているからベーンスロット９の底
部空間にも高圧油が送り込まれ、これによってベーン９
はその底部に押圧を受けてシリンダ１の円筒内壁に当接
させられるのである。

ここでベーンスロット８の底部空間が円周状溝１０に連
通している場合は、１つには油供給孔２１より遠いため
、もう１つには円周状溝１０の断面積が小さいため、ベ
ーンスロット８の底部空間への油供給量は制限される。

したがって円周状溝１０内の圧力も低く、低圧側の圧縮
室１６への油の漏洩も少なくなる。

ベーンスロット８の底部空間に供給され減圧された油は
油中に溶解している冷媒ガスを放出して発泡状態となっ
たベーンスロット８の底部空間を満たすのである。

したがってベーン９の伸張行程から縮小行程に入ろうと
する位置においてもベーンスロット８の回転式圧縮機内
の圧力は前述の供給過少のためさほど高くなっていない
から、ベーン９が縮小行程に入ってベーンスロット８の
底部空間の容積が減少しはじめても円周溝１０よりベー
ンスロット８の底部空間へ高圧油が供給され続ける。

そしてベーンスロット８の底部空間が断面積の大なる円
周状溝１１に達して油供給孔２１に近い位置でさらに高
圧油の供給を受けつつその容積を減じてベーンスロット
８の底部空間は高圧室１９内の圧力に徐々に近づいてい
く。

そしてＢ位置に達しテヘーンスロット８の底部空間はほ
ぼ密閉された空間となる。

ここにおいてベーンスロット８の底部空間には前述のご
とく油と冷媒ガスが発泡状態で混在しているから適当な
圧縮性と油によるシール性を保持しており、したがって
ベーン９がさらに回転してベーンスロット８内へ没入し
、ベーンスロット８の底部空間の容積が減少すると内部
の油と冷媒ガスの混合体が圧縮されて、その圧力が上昇
する。

そしてこの圧力上昇によってベー７９の先端にかかる圧
縮室１６内の圧力に打ち勝って、ベーン９はシリンダ１
の内壁との接触を断つことなく上死点７を通過して再び
吸入側にもどるのである。

したがって、ベーン９の縮小行程側にある円周状溝端部
付近に高圧室１９と連通ずる油供給孔２１を開口させ、
この円周状溝を断面積の異なる円周状１１０．１１より
構威して、ベーンスロット８の底部空間に高圧油を供給
しベーン９の底部に押圧を付与することによって、円周
状溝１０と連通するベーンスロット８の底部空間への油
供給量が制限でき圧縮室１６へ漏洩する油量も減少でき
、またベーン９の先端部にかかる圧縮ガス圧力の増加に
ともなってベーン９の底部圧力を増加させることができ
る。

その結果、圧縮機内部での循環油量が減少でき、これに
よって圧縮機の動力損失の減少と体積効率の増大がはか
れ、さらにベーン９のシリンダ１の内壁への押しつけ力
を常に適正に保つことができ、ベーン９の回転摺動運動
を確実に行わしめるとともにベーン９とシリンダ１の内
壁の摩耗を減少させて、圧縮機の安定した運転と耐久性
の向上と圧縮機の入力低減がはかれるものである。

また油供給量の減少により油分離装置の縮小あるいはサ
イクル中の油量を減少できるというコスト的な利点もあ
る。

なお上記実施例においては、断面積の異なる２つの円周
状ｉ１０．１１を不連続的に接合して円周状溝を構威し
たが断面積を広い範囲で連続的に変化させても、また円
周状溝とベーンスロットの底部空間との開口面積をベー
ン先端にかかる圧力に応じて制御しても同様の作用効果
が得られる。

円周状溝の形状はベーン９の遅れ側および進み側の圧縮
室１６内の圧力、ベーン９とシリンダ１との接点位置２
２、ベーンスロット８の底部空間内圧力およびこれらの
変動条件を考慮して決めればよいのである。

上記実施例より明らかなように、本考案の回転式圧縮機
は、円筒内壁をするシリンダと、前記シリンダの両端部
を閉塞する前後側板と、前記シリンダの円筒内壁に偏心
してこの円筒内壁に上死点で微小間隙を形成する如く配
置されかつ前記前後側板に支持された駆動軸を有するロ
ータと、このロータに設けられた複数のベーンスロット
と、このベーンスロット内に出没自在に挿入された複数
のベーンと、圧縮されて高圧となったガスが存在する高
圧室によって回転式圧縮機を構威し、さらに前記ベーン
の先端が前記ロータの回転方向に上死点後の位置から上
死点前の位置まで運動する間はこのベーンが挿入されて
いるベーンスロット底部空間に開口し上死点前後の間で
は不連続となる円周状溝を前側板あるいは後側板あるい
は前後側板に設け、前記高圧室と連通して差圧により油
を前記ベーンスロットの底部空間に供給する油供給孔を
、前記ロータの回転方向で上死点前の前記円周状溝の端
部付近に開口させたもので、油供給孔よりの距離によっ
て生ずる円周状溝内の圧力分布をロータの回転にともな
うベーン先端にかかる圧力の上昇に対応させることがで
き、特にベーン伸張行程時におけるベーン先端のシリン
ダ内壁への押しつけ力が低減できるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の一実施例における回転式圧縮機の縦断
面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線による断面図である。 １・・・・・・シリンダ、２・・・・・・駆動軸、４・
・・・・・前側板、５・・・・・・後側板、６・・・・
・・ロータ、７・・・・・・上死点、８・・・・・・ベ
ーンスロット、９・・・・・・ベーン、１０．１１・・
・・・・円周状溝（制御構造）、１９・・・・・・高圧
室、２１・・・・・・油供給孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒内壁を有するシリンダと、前記シリンダの両端部を
   閉塞する前後側板と、前記シリンダの円筒内壁に偏心し
   てこの円筒内壁に上死点で微小間隙を形成する如く配置
   されかつ前記前後側板に支持された駆動軸を有するロー
   タと、このロータに設けられた複数のベーンスロットと
   、このベーンスロット内に出没自在に挿入された複数の
   ベーンと、圧縮されて高圧となったガスが存在する高圧
   室によって回転式圧縮機を構威し、さらに前記ベーンの
   先端が前記ロータの回転方向に上死点後の位置から上死
   点前の位置まで運動する間はこのベーンが挿入されてい
   るベーンスロット底部空間に開口し上死点前後の間では
   不連続となる円周状溝を前側板あるいは後側板あるいは
   前後側板に設け、前記高圧室と連通して差圧により油を
   前記ベーンスロットの底部空間に供給する油供給孔を、
   前記ロータの回転方向で上死点前の前記円周状溝の端部
   付近に開口させた回転式圧縮機。