JPS61118583A - ベ−ン型回転圧縮機 - 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、車両用冷房装置等に用いられるベーン型回転
圧縮機に関する。

（従来技術） 従来のベーン型回転圧縮機は、略楕円形状のカム面を有
する筒状のカムリングがフロントプレートとりャプレー
トとによりその両端が封止されており、カムリング、フ
ロントプレートおよびリヤプレートにより組立体が構成
されている。この組立体は、冷媒ガスの高圧室（吐出室
）と低圧室（吸入室）とを画成するようハウジング内に
収装されている。

また、カムリング内にはロータが回転可能に収納され、
このロータには複数のスリットが放射方向に設けられて
おり、各スリット内にベーンが出没可能に収納されてい
る。したがって、ロータの回転に伴って、カムリングと
ロータとの間には隣り合うベーンによって複数の作動室
が画成されている。この作動室には、互いに１８０゛離
隔してカムリングに設けられたそれぞれの吸入口を通じ
て低圧室から冷媒ガスが吸入され、ロータの回転に伴っ
て冷媒ガスが圧縮され各吸入口に対応してそれぞれ設け
られた吐出口を通じて高圧室へ吐出される。さらに、ロ
ータの各スリットの底部にはこれに収納されるベーンの
基端により画成される背圧通路が形成されており、この
背圧通路はロータ端面に形成された環状溝、ロータ軸と
その軸受との隙間（背圧調整用の絞り部）、およびリヤ
プレートに形成された通孔からなる潤滑油通路を通じて
高圧室に連通されている。したがって、駆動時には高圧
室から背圧通路に供給されるｉｗｉ油により放射外方に
ベーン背圧が加えられるとともに、この潤滑油によりベ
ーン等、各部の潤滑が行われる構造である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のベーン型回転圧縮機に
おいては、高圧室の容積が一定の大きさを有するため、
起動時では高圧の圧力が上昇するのに時間を要する。そ
のため、始動直後ではベーン背圧通路に供給されるベー
ン背圧が極めて低い状態となる。これに対し、作動室に
おいては始動開始とともに圧力が上昇するため、作動室
の圧縮行程では作動室の室圧が上昇してベーンがスリッ
ト内に押し込められ、次の吸入行程では作動室の室圧が
低下するのでベーンがスリット四から突出してカムリン
グのカム面に当り、チャタ−音（衝突音）を生ずる不具
合があった。

このような不具合を防止するため、従来においてカムリ
ングの吐出口の近傍に開口し作動室と背圧通路とを連通
ずる導圧路を設け、この導圧路を通じて圧縮行程にある
作動室の高圧の冷媒ガスを直接背圧通路に導入しベーン
に背圧を加える構造のベーン型回転圧縮機がある。とこ
ろが、このようなベーン型回転圧縮機においては、高圧
室の圧力が低い状態にある始動時には確実にベーン背圧
が得られるのでチャタ−音の発生を防止できるが、高圧
室の圧力が高まる定常運転時にはベーン背圧が過度に付
与されるため、カム面へのベーンの押付は力が過大とな
り、圧縮効率が悪化するとともにカムリングおよびベー
ンの耐久性を低下させる問題がある。

また、作動室から背圧通路に供給される冷媒ガスには潤
滑油の含有が僅かであるため、各部の潤滑が不十分とな
り、全体としての耐久性を悪化させるという問題を有し
ていた。

（発明の目的） そこで、本発明は、始動時にのみ作動室内の高圧の冷媒
ガスを背圧通路に導入しベーンに背圧を加える一方、定
常運転時には高圧室から高圧となった潤滑油を背圧通路
に導入しベーンに背圧を加えることにより、始動直後お
よび定常運転時における適切なベーン背圧および潤滑性
能を確保し、チャタ−音の発生を防止するとともに、カ
ムリングやベーン、その他全体の耐久性を向上すること
目的とする。

（問題点の解決手段およびその作用） 本発明のベーン型回転圧縮機は、ベーンの基端によりロ
ータのスリット底部に画成される背圧通路へ高圧室から
潤滑油が導入される潤滑油通路を備える一方、吐出口近
傍で開口し作動室と背圧通路とを連通ずる導圧路と、こ
の導圧路を作動室と高圧室との圧力差が設定圧以上とな
るときにのみ開通させる開閉弁とを備えた構成であり、
作動室と高圧室との圧力差が設定圧以上となる起動時に
のみ、導圧路を開通させて作動室内の高圧の冷媒ガスを
背圧通路に導入してベーンに背圧を付与する一方、高圧
室が高圧となる定常運転時には導圧路を閉止して高圧室
の潤滑油を潤滑油通路を通じて背圧通路に導入し、ベー
ンに背圧を付与するものである。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて
説明する。

まず、構成を説明すると、第１図、第２図に示すように
、ハウジング１が有底の円筒状に形成されており、この
ハウジング１の開口端（第２図左端）にはフロントハウ
ジング２が固着されている。これらのハウジング２には
断面略楕円形の内周面（カム面）を有する筒体のカムリ
ング３と、カムリング３の両端開口を密閉するフロント
プレート４及びリヤプレート５とからなる組立体が収納
され、この組立体によりハウジング１．２内が低圧室（
吸入室）６と高圧室（吐出室）７とに画成されている。

また、カムリング３内には回転可能に円柱形状のロータ
８が収納されている。

上記ロータ８は、その回転軸８Ａがフロントハウジング
２および両プレート４．５の各軸孔２Ａ、４Ａ、５Ａに
挿通され、これにより軸支されている。また、回転軸８
Ａの一旦側（第２図中の左端）は、フロントハウジング
２を貫通する回転軸８Ａと、フロントハウジング２との
軸封を行うメカニカルシール９が設けられている。さら
に、回転軸８Ａの突出端には電磁クラッチＩＯが装着さ
れており、この電磁クラッチ１０を介して機関出力軸か
らの回転トルクが回転軸８Ａに伝達される。ロータ８に
は第１図に示すように略半径方向に延在する複数のスリ
ット１１が形成され、このスリット１１内にはそれぞれ
ベーン１２が出没自在に挿入されている。これらの各ス
リット１１の底部にはベーン１２の基端により画成され
る背圧通路１３がロータ８の軸方向に設けられており、
各背圧通路１３にはロータ８の端面に形成された環状の
連通溝１４、軸孔１５、およびリヤプレート５に設けら
れた通孔１６からなる潤滑油通路を通じて高圧室７の底
部に連通されている。そして、高圧室７が高圧となると
高圧室７の底部から潤滑油が潤滑油通路を介して背圧通
路１３に導入され、この潤滑油により各ベーン１２に背
圧が加えられる。

したがって、ロータ８の回転時には遠心力およびベーン
背圧によりベーン１２が放射外方に突出して、その先端
が略楕円面であるカムリング３のカム面に摺接しながら
移動し、ロータ８の回転に伴ってスリットｎ内で出没動
作する。

この結果、カムリング３のカム面とロータ８の外周面と
の間には、隣り合うベーン１２により複数（例えば、５
つ）の作動室１７が画成される。

これらの作動室１７には、互いに１８０°離隔してカム
リング３に設けられたそれぞれの吸入口１８を通じて低
圧室（吸入室）６から冷媒ガスが吸入され、ロータ８の
回転に伴って冷媒ガスが圧縮され各吸入口１日に対応し
てカムリング３にそれぞれ設けられた吐出口１９を通じ
て高圧室（吐出口）７へ吐出される。

さらに、組立体を構成するりャプレート５には、作動室
１７と環状溝１４を介して背圧通路１３とを連通ずる導
圧路２０が設けられている。この導圧路２０は圧縮行程
にある作動室１７に連通できるようカムリング３に設け
られた吐出口１９近傍で開口している。また、導圧路２
１には、開閉弁ｎが介装されている。なお、本実施例で
は、導圧路２１および開閉弁２２は、２つの吐出口のう
ち、車両搭載時に下側となる吐出口近傍にのみ設けられ
ている。この開閉弁２２はシリンダ室詔と、これに摺動
可能に収納されるピストン２４と、ピストン冴を付勢す
るスプリング四とにより構成されている。シリンダ室２
４は高圧室７側から作動室７側へ向はロータ８の軸心に
沿う円筒形に形成され、高圧室７に開口するようリヤプ
レート５内に設けられている。また、シリンダ室詔の作
動室１７側、すなわち、これに収納されるピストン２４
により断続できる位置に、導圧路２１が連通している。

つまり、シリンダ室詔の底部には、シリンダ室詔の上流
側となる上流側導圧路２１　ａにより作動室１７に連通
ずる一方、ンリング室詔の側部には、シリンダ室詔の下
流側となる下流側導圧室２２　ｂにより環状溝１４に連
通されている。また、シリンダ室詔にはピストン２４が
収納され、このピストン２４の高圧室７側の端面とリヤ
プレート５から突設されたスプリングケース２６との間
にはコイル状のスプリング怒が縮設されている。スプリ
ングケース２６には高圧室７の室圧をケース２６内に導
く通口２６ａが設けられている。この開閉弁ｎは、スプ
リング怒の付勢力により設定圧が予め設定されており、
作動室１７内の室圧がスプリング四の設定圧（付勢力）
と高圧室７の室圧とを合わせた圧力よりも大きいときに
は、第３図に示すようにピストン冴が高圧室７側に移動
し、導圧室２１が開となり、作動室１７内の高圧の冷媒
ガスが上流側導圧路２１　ａ、シリンダ室詔、下流側導
圧室２１　ｂ、および環状溝１４を介して背圧通路１３
に導入され、ベーン１２には作動室１７の室圧が付与さ
れる。つまり、ピストン２４に加わる高圧室７の室圧を
Ｐ□、スプリング四の付勢力をｆ、ピストン５に加わる
作動室１７の圧力をＰ２、ピストンあの面積をＡとする
と、Ｐ２×Ａ＞Ｐ１×Ａ＋ｆ、の状態となると、ピスト
ンＵが移動して導圧路２１が開通され、高圧室７の圧力
が上昇し、Ｐ２ＸＡ＜Ｐ。

ＸＡ＋　（、の状態になると、ピストン２４が移動して
導圧路２１が閉止される。第２図に示すようにピストン
２４によって導圧路２１が閉止されると、作動室１７内
の冷媒ガスが背圧通路１３には導入されず、高圧室７か
らの潤滑油が通孔１６、軸孔１５、環状溝１４を通じて
背圧通路１３に導入される。

なお、上述した導圧路２１および開閉弁２２は、互いに
１８０°離隔した吐出口近傍にそれぞれ設けてもよく、
また、少なくともどちらか一方に設けてもよい。どちら
か一方に設ける場合には、上記実施例のように搭載時に
下方に位置する吐出口側に設けることがより好適である
。これは、回転停止時においては、上側に位置するベー
ンが自重によってスリット内に引込んで作動室が画成さ
れないのに対し、下側に位置するベーンが自重によって
スリットから突出してカム面に当接するので下側の作動
室が常時ベーンにより画成されることとなり、始動時に
おける作動室内の圧力上昇が確実であるためである。

次に本実施例の作用について説明する。

まず、始動時においては、ロータ８が回転を始めると、
遠心力によってスリット１１からベーン１２が突出して
その先端がカムリング３のカム面に摺接し、作動室１７
においては拡縮が行われる。したがって、圧縮行程の作
動室１７内の圧力は急激に上昇し、下側に位置する作動
室１７の吐出口１９近傍に設けられた上流側導圧路２１
　ａを通じてシリンダ室２３には作動室１７の高圧が導
入され、この高圧がピストン２４に付与される。これに
対し、高圧室７においては、一定の容積を有するため、
圧力の上昇には時間がかかり、起動直後では低圧状態と
なっており、この低圧がその薫まスプリングケース２６
の通口２６　ａを通じてピストン２４に付与される。そ
のため、起動直後においては、スプリング四の付勢力と
高圧室７の低圧とを合わせた押圧力よりも作動室１７内
の室圧が大巾に大きくなって、差動室１７と高圧室７と
の圧力差が設定圧を超えるため（Ｐ２×ＡＬＰ、ＸＡ＋
ｆとなる）、ピストン２４が導圧路２１を第２図中右方
向へシリンダ室詔内を移動し、第３図に示すように導圧
路２１を開通させる。

したがって、背圧通路１３には導圧路２１および環状溝
１４を介して作動室１７の高圧の冷媒ガスが導入され、
これによってベーン１２に背圧が加えられ、吸入行程や
圧縮行程にかかわらずカムリング３のカム面にベーン１
２が確実に押付けられる。

その結果、起動直後において圧縮行程から吸入行程に移
行する際にベーンの衝突により生ずるチャタ−音を確実
に防止できる。

次に定常状態に移ると、作動室１７の拡縮に伴って高圧
室７の室圧が次第に上昇する。高圧室７の室圧の上昇に
伴って、作動室１７と高圧室７との圧力差が設定圧（ス
プリング５の付勢力）を超える、すなわち、高圧室７の
室圧とスプリング２５の付勢力を合わせたピストン２４
の押圧力が作動室１７の室圧よりも大きくなると（Ｐ２
ＸＡ＜Ｐ、ＸＡ＋ｆとなる）、ピストン２４が導圧路２
１を第３図中左方向へシリンダ室詔内を移動し、第２図
に示すように導圧路２１を閉止する。

したがって、背圧通路１３には作動室１７内の高圧の冷
媒ガスが導入されない。高圧室７が高圧になると、背圧
通路Ｂには高圧室７底部に開口する通孔１６を通じて潤
滑油が供給される。潤滑油は、通孔１６を通り、回転軸
８Ａの軸孔（オリフィス＞５Ａにより適正な圧力に減圧
され、環状溝１４を通じて背圧通路１３に導かれる。そ
のため、定常運転時には高圧室７の潤滑油によりベーン
１２に背圧が付与される。その結果、ベーンやその他の
各部の潤滑を確実に行うことができる。

また、本実施例では、車載時に下側となる吐出口の近傍
に導圧路および開閉弁を配設したことにより、停止時に
ベーンが自重によってカムリングのカム面に摺接してい
るため、起動時の作動室の圧力上昇が確実となり、ベー
ンに確実に背圧を付与することができる。

なお、上記実施例においては、導圧路および開閉弁はり
ャプレートに限らず、組立体に設けてもよい。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明によれば、作動室の近傍で
開口し差動室と背圧通路とを連通ずるよう組立体に設け
られた導圧路と、この導圧路を作動室と高圧室との圧力
差が設定圧力以上となるときに開通させる開閉弁を設け
るとともに、背圧通路に高圧室の潤滑油を導入する潤滑
油通路を設けたことにより、高圧室の室圧が低い状態と
なる起動時には、導圧路を通じて高圧状態となった作動
室の冷媒ガスが背圧通路に導入されるため、起動時には
ベーンに確実に背圧を加えることができ、従来、起動直
後に生ずるベーンの衝突によるチャタ−音の発生を防止
することができる。また、定常運転時には、導圧路が閉
止され作動室から背圧通路への冷媒ガスの導入が停止さ
れ、高圧室から潤滑油通路を通じて背圧通路に高圧とな
った７１１滑油が導入され、これによってベーンに背圧
が付与されるので、ベーンおよび各部の潤滑が確実に行
われ、全体の耐久性を向上することが可能となる。さら
に、上記実施例においては、少なくとも搭載時に下側と
なる吐出口の近傍に導圧路および開閉弁を設けたので、
起動直後にベーン背圧を付与することをより確実に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係るベーン型回転圧縮機の一
実施例を示す図であり、第１図は半枠して示すその横断
面図、第２図は第１図中のト（矢視断面図、第３図は開
閉弁を示す要部拡大断面図である。 １．２−・−ハウジングおよびフロントハウジング、 ３−−−−−一カムリング、 ４・−−−−−フロントプレート− ５−−−−−−リヤプレート、 ６−−−−・−低圧室、 ７・−・−高圧室、 ８・−一−−−ロータ、 １１−−−−−−スリット、 １２・−−一一−ベーン、 １３−・−・背圧通路、 １７−・−作動室、 １８．１９・−・−吸入口および吐出口、２１−−−−
−一導圧路、 ２２・−−−−一開閉弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロータを収納する筒状のカムリングと、こ のカムリングの両端に固着され前記ロータを回転可能に
   軸支するフロントプレートおよびリヤプレートと、これ
   ら両プレートおよびカムリングからなる組立体を収納し
   この組立体との間に低圧室と高圧室とを画成するハウジ
   ングとを備え、さらに、前記ロータの略半径方向へ延在
   するよう形成されたスリットと、このスリット内に出没
   可能に収納されロータの回転に伴い先端がカムリング内
   周のカム面に摺接するベーンと、このベーンの基端によ
   りスリットの底部に画成され前記高圧室から潤滑油通路
   を通じて潤滑油が導入される背圧通路と、前記ロータの
   回転に伴い隣り合うベーンとカムリングのカム面により
   画成される作動室と、前記組立体に設けられ前記作動室
   に低圧室から冷媒ガスを吸入する吸入口および作動室か
   ら高圧室に冷媒ガスを吐出する吐出口と、を備えたベー
   ン型回転圧縮機において、前記吐出口近傍で開口し作動
   室と背圧通路とを連通する導圧路と、この導圧路に介装
   され作動室と高圧室との圧力差が設定圧以上となるとき
   導圧路を開通させる開閉弁とを、前記組立体に設けたこ
   とを特徴とするベーン型回転圧縮機。