JPS621434Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主として車輛用空気調和装置に用いら
れる冷媒圧縮機に関し、特にその軸シール部およ
び軸受の冷却と潤滑を良好にしたベーン型圧縮機
に関する。

車輛用空気調和装置の冷媒圧縮機として一般に
構成が簡単で高速回転に適すベーン型圧縮機が用
いられている。まず第１図および第２図に基づき
従来の180゜対称複室式のベーン型圧縮機につい
て説明する。円筒形のケース１ａ内にカムリング
２ａ、フロントサイドブロツク２ｂ及びリヤサイ
ドブロツク２ｃとにより形成されたポンプハウジ
ング２が収容され、フロントサイドブロツク２ｂ
にフロントヘツド１ｂが外接されてケース1aの前
面を密閉している。上記ポンプハウジング２内に
は、回転軸３に嵌着され、半径方向に設けられた
複数のスリツト４ａに板状のベーン４ｂが進退自
在に挿入された円筒形ロータ４が嵌装され、該ロ
ータ４とカムリング２ａの内周面に形成された楕
円形状のカム面２ｄとの間にポンプ作動室５が形
成されている。上記回転軸３はフロントサイドブ
ロツク２ｂおよびリヤサイドブロツク２ｃに一体
に形成された前部および後部のプレーン軸受６
ａ，６ｂに支持されると共にフロントヘツド１ｂ
に形成されたシール室７内の軸シール部７ａに気
密を保持されて貫通し、上記ポンプハウジング２
と、これに嵌装されるロータ４を主要部として圧
縮機構Ａが構成される。

フロントヘツド１ｂの内面にはシール室７を囲
繞して円環状の前部吸入室８が形成され、該前部
吸入室８はフロントヘツド１ｂの上部に設けられ
た吸入口９に通じる一方、フロントサイドブロツ
ク２ｂに穿設された前部吸入孔１０によりポンプ
作動室５の吸入部に通じている。またポンプ作動
室５の吐出部は該部に開口する吐出孔１１から吐
出弁１１ａを介してポンプハウジング２の外周部
とケース１ａとの間隙を通じてポンプハウジング
２後部の吐出圧室１２と連通し、また同時にケー
ス１ａの上面に設けられた吐出口１３に連通して
いる。

潤滑油系統はフロントサイドブロツク２ｂおよ
びリヤサイドブロツク２ｃに、この下面からプレ
ーン軸受６ａ，６ｂに通じる潤滑油供給孔１４
ａ，１４ｂと、また両プレーン軸受６ａ，６ｂを
軸方向に貫通する油路１５ａ，１５ｂとが夫々穿
設されている。一方ロータ４の前後側面には回転
軸３の外周に接する前部および後部環状溝１６
ａ，１６ｂが刻設され、この環状溝１６ａ，１６
ｂは共にベーン４ｂの背圧室４ｃに通じている。
そして前記フロントサイドブロツク２ｂの油路１
５ａはフロントサイドブロツク１ｂのシール室７
とロータ４の前部環状溝１６ａとを通じ、リヤサ
イドブロツク２ｃの油路１５ｂはリヤサイドブロ
ツク２ｃのプレーン軸受６ｂの反ロータ側に被設
した油室１７とロータ４の後部環状溝１６ｂとを
通じている。

このように構成されるベーン型圧縮機におい
て、回転軸３が車輛の機関等と連繋して回転され
てロータ４が回転すると、ベーン４ｂが遠心力と
潤滑油による背圧でカムリング２ａ内周面のカム
面２ｂに摺接して進退しながら回転し、吸入行程
において矢線で示すように冷媒を吸入口９から前
部吸入室８、前部吸入孔１０を通じてポンプ作動
室５の吸入部に吸入し、圧縮行程で吸入冷媒を圧
縮し、吐出行程で吐出部から吐出孔１１、吐出弁
１１ａを通じて吐出圧室１２に吐出し、上記行程
が繰返され圧縮冷媒は吐出圧室１２に蓄圧され吐
出口１３から冷凍回路に供給される。

吐出圧室１２で冷媒から分離し、ケース１ａの
下部に溜つた潤滑油は吐出圧室１２の圧力を受
け、フロントサイドブロツク２ｂの潤滑油供給孔
１４ａを上昇した潤滑油は前部の軸受部６ａと回
転軸３との間の微小なクリアランスに浸入し前後
に分流して該プレーン軸受６ａを潤滑し、一部は
シール室７に、一部ロータ４の前部環状溝１６ａ
に流れる。シール室７に流れる軸シール部７ａを
潤滑すると共に冷却した潤滑油は油路１５ａを通
じて前部環状溝１６ａに流れ、前部環状溝１６ａ
の潤滑油はベーン４ｂの背圧室４ｃに入つてベー
ン４ｂに背圧を与え、更にロータ４とフロントサ
イドブロツク２ｂとの摺接面を潤滑してポンプ作
動室５に入る。またリヤサイドブロツク２ｃの潤
滑油供給孔１４ｂを上昇した潤滑油は後部のプレ
ーン軸受６ｂと回転軸３との間の微小なクリアラ
ンスに浸入し前後に分流して該プレーン軸受６ｂ
を潤滑し、一部はロータ４の後部環状溝１６ｂに
直接流れ、一部は油室１７に流れた後油路１５ｂ
を通じて後部環状溝１６ｂに入り、以後は前部の
潤滑油経路と同様にベーン４ｂの背圧室４ｃに入
つてベーン４ｂに背圧を与え、更にロータ４とリ
ヤサイドブロツク２ｃとの摺動面を潤滑してポン
プ作動室５に入る。ポンプ作動室５の潤滑油はベ
ーン４ｂとポンプハウジング２との摺接面を潤滑
した後冷媒と共に吐出圧室１２に吐出され、冷媒
と分離されて圧縮機ケース１ａの下部に溜り上記
潤滑のサイクルが繰返される。

以上述べた従来のベーン型圧縮機の潤滑機構で
は、約15Kg／cm²の吐出圧力を受けている潤滑油は
潤滑油供給孔１４ａ，１４ｂを上昇してプレーン
軸受６ａ，６ｂに達して前後に分流し、回転軸３
とプレーン軸受６ａ，６ｂとの間の微小なクリア
ランスを通つて減圧され潤滑油の一部はシール室
７あるいは油室１７へ流れる。ここでベーン４ｂ
の背圧室４ｃはベーン４ｂに背圧を与えるため一
般に吐出圧力（約15Kg／cm²）と吸入圧力（約２
Kg／cm²）との平均圧力（約8.5Kg／cm²）に近い中
間圧力に保つ必要がある。従つてロータ４の環状
溝１６ａ，１６ｂと油路１５ａ，１５ｂで通じて
いるシール室７および油室１７は約8.5Kg／cm²の
中間圧力となるように回転軸３とプレーン軸受６
ａ，６ｂとの間のクリアランスで流路抵抗が与え
られている。このようにシール室７内に中間圧力
（約8.5Kg／cm²）でかつ吐出側の圧縮熱で加熱され
ている潤滑油が供給される結果軸シール部７ａの
潤滑、冷却が不利となり、軸シール部７ａからの
潤滑油洩れ、冷媒ガス洩れ、または焼付き等の発
生の原因となつている。

本考案は上記の問題を解決するためになされ、
ポンプハウジングと、これに嵌装された円筒形の
ロータを主要構成部とする圧縮機構が円筒形のケ
ースとフロントヘツドにより密閉された圧縮機ケ
ース内に収容され、上記ポンプハウジングは内周
面にカム面が形成されたカムリングと、この両端
面に接合されたフロントサイドブロツクとリヤサ
イドブロツクとより形成され、上記ロータはフロ
ントサイドブロツクとリヤサイドブロツクとに
夫々形成されたプレーン軸受に両端を支持された
回転軸に嵌着され、半径方向に設けられた複数の
スリツトにベーンが進退自在に挿入され、フロン
トヘツドはフロントサイドブロツクに外接し前記
回転軸が貫通し、該貫通部にシール室が設けられ
ると共に該シール室を囲繞して吸入圧領域の前部
吸入室が形成され、該前部吸入室は圧縮機ケース
に設けられた吸入口およびポンプハウジングの内
周面とロータとの間に形成されるポンプ作動室の
吸入部に連通し、ポンプ作動室の吐出部は吐出弁
を介して吐出圧領域の吐出圧室を経て吐出口に連
通し、更に前記ロータの両端面にベーンの背圧室
に通じる環状溝が形成され、また前記フロントサ
イドブロツクおよびリヤサイドブロツクにはこの
下面からプレーン軸受に通じる潤滑油供給孔が
夫々設けられたベーン型圧縮機において、前記フ
ロントヘツドのシール室およびリヤサイドブロツ
クのプレーン軸受の反ロータ側を実質的に吸入圧
領域と連通すると共に、前記潤滑油供給孔は該潤
滑油供給孔からプレーン軸受の反ロータ側端部ま
での流体抵抗、および潤滑油供給孔からプレーン
軸受のロータ側端部までの流体抵抗が、潤滑油供
給孔とプレーン軸受の反ロータ側端部との間の差
圧およびロータ側端部との間の差圧と夫々バラン
スする位置に設けたことにより、プレーン軸受の
よび軸シール部の冷却および焼付き防止、並びに
軸シール部よりの冷媒ガス洩れ、潤滑油洩れを防
止し、かつ潤滑油供給孔からロータの環状溝にベ
ーンの背圧に必要な圧力が導かれると共に、シー
ル室にも潤滑、冷却に必要な潤滑油が導かれるよ
うにしたベーン型圧縮機を提供することを目的と
するものである。

以下本考案の一実施例を第３図乃至第５図を参
照して説明する。図中前述の従来の圧縮機と共通
の構成部分は同一の符号を付して示す。

第３図は第１の実施例の垂直縦断面図を示し、
本圧縮機では前述の圧縮機におけるフロントサイ
ドブロツク２ｂおよびリヤサイドブロツク２ｃに
形成されたプレーン軸受６ａ，６ｂに設けられシ
ール室７あるいは油室１７とロータ４の環状溝１
６ａ，１６ｂとを通じる油路１５ａ，１５ｂは設
けず、またシール室７とこれを囲繞する前部吸入
室８との隔壁１８の一部あるいは全部に亘つて欠
除し連通部１８ａを設け、シール室７と前部吸入
室８とを連通する。尚上記連通部１８ａは１箇以
上の通孔であつても勿論同様の機能を果たす。ま
たリヤサイドブロツク２ｃの後部に後部吸入室
８′を隣接して設け、該後部吸入室８′と前部吸入
室８とをフロントサイドブロツク２ｂ、カムリン
グ２ａ、リヤサイドブロツク２ｃを貫通して設け
た吸入通路１９で連通すると共に後部吸入室８′
へ冷媒を流通させるためにリヤサイドブロツク２
ｃに後部吸入孔１０′を設けて後部吸入室８′をポ
ンプ作動室５の少なくとも一方の吸入部に連通し
ている。尚上記吸入通路１９はフロントサイドブ
ロツク２ｂ、カムリング２ａ、リヤサイドブロツ
ク２ｃを貫通したものでなく、独立した通路を形
成しても勿論差支えない。そして前述の圧縮機に
おけるリヤサイドブロツク２ｃのプレーン軸受６
ｂの反ロータ側に被設した油室１７は上記の後部
吸入室８′と共通にされる。即ち上記構成により
シール室７は直接前部吸入室８と連通して低圧
（約２Kg／cm²）の吸入圧領域にあり、リヤサイド
ブロツク２ｃのプレーン軸受６ｂの反ロータ側も
また吸入通路１９、後部吸入室８′を介して前部
吸入室８に連通し実質的に吸入圧領域にあること
になる。

第４図はフロントサイドブロツク２ｂとリヤサ
イドブロツク２ｃのプレーン軸受６ａ，６ｂに設
けた潤滑油供給孔１４ａおよび１４ｂの潤滑に効
果的な位置関係を示す図である。即ち潤滑油は潤
滑油供給孔１４ａあるいは１４ｂにおいて吐出圧
を受けて高圧（Pd＝約15Kg／cm²）の吐出圧領域
にあり、前後のプレーン軸受６ａ，６ｂの反ロー
タ側の前述のように前部吸入室８と連通されて低
圧（Ps＝約２Kg／cm²）の吸入圧領域にあり、ま
たロータ４の背圧室４ｃと連通する環状溝１６
ａ，１６ｂは背圧領域の中間圧力（Pm＝約8.5
Kg／cm²）が与えられている。従つて（Pd−Ps）＞
（Pd−Pm）の関係となり、潤滑油供給孔１４
ａ，１４ｂが夫々プレーン軸受６ａ，６ｂの中央
にある場合潤滑油は圧力差の大きいシール室７お
よび後部吸入室８′側に多く流れ、ロータ４の環
状溝１６ａ，１６ｂにはベーン４ｂの背圧に必要
な中間圧力Psが十分得られない傾向となる。こ
のため潤滑油供給孔１４ａ，１４ｂは該供給孔１
４ａ，１４ｂからプレーン軸受６ａ，６ｂの反ロ
ータ側端部までの流路抵抗r₁、および潤滑油供給
孔１４ａ，１４ｂからプレーン軸受６ａ，６ｂの
ロータ４側端部までの流路抵抗r₂が、潤滑油供給
孔１４ａ，１４ｂとプレーン軸受６ａ，６ｂの反
ロータ側端部との間の差圧（Pd−Ps）およびロ
ータ側端部との間の差圧Pd−Pm）と夫々バラン
スする位置に設け、ロータ４の環状溝１６ａ，１
６ｂにベーン４ｂの背圧に必要な圧力を導くと共
に、シール室７にも潤滑、冷却に必要な潤滑油を
導くようにしている。

尚上述した構成の他の第１図に示した従来の圧
縮機と同様である。

次に本ベーン型圧縮機の作用について説明す
る。回転軸３が車輛の機関等と連繋して回転され
てロータ４が回転すると、ベーン４が遠心力と潤
滑油による背圧でカムリング２ａ内周面のカム面
２ｂに摺接して進退しながら回転し、吸入行程に
おいて冷媒を吸入口９から前記吸入室８に吸入す
る。吸入された比較的低温の冷媒はフロントサイ
ドブロツク２ｂのプレーン軸受６ａに接触してこ
れを冷却し、また前部吸入室８とシール室７との
連通部１８ａよりシール室７に侵入しシール室７
を低圧の吸入圧領域（約２Kg／cm²）に保つと共に
軸シール部７ａを冷却し、大部分の冷媒は前部吸
入孔１０からポンプ作動室５の吸入部に吸入され
る。一部の冷媒は吸入通路１９より後部吸入室
８′に流通しリヤサイドブロツク２ｃのプレーン
軸受６ｂの反ロータ側を前部と同様に低圧の吸入
圧領域に保つと共に該プレーン軸受６ｂを冷却
し、後部吸入孔１０′よりポンプ作動室５の吸入
部に吸入される。吸入された冷媒は圧縮行程で圧
縮され、吐出行程でポンプ作動室５の吐出部から
吐出孔１１、吐出弁１１ａを通じてポンプハウジ
ング２後部の吐出圧室１２に吐出され、上記行程
が繰返され圧縮冷媒は吐出圧室１２に蓄圧され吐
出口１３から冷凍回路に供給される。

吐出圧室１２で冷媒から分離し、ケース１ａの
下部に溜つた潤滑油は吐出圧室１２の吐出圧領域
である高圧（Pd＝約15Kg／cm²）の圧力を受け前
後の潤滑油供給孔１４ａ，１４ｂを上昇し各プレ
ーン軸受６ａ，６ｂと回転軸３との間の微小なク
リアランスに浸入する。ここで潤滑油は前後に分
流し、一部は上記微小なクリアランスで流路抵抗
を受けてロータ４の各環状溝１６ａ，１６ｂに流
れ、環状溝１６ａ，１６ｂ、即ち背圧室４ｃに背
圧領域である中間圧力（Pm＝約8.5Kg／cm²）を与
える。このように各環状溝１６ａ，１６ｂに流入
した潤滑油はロータ４とベーン４ｂ、またポンプ
ハウジング２との摺接面を潤滑してポンプ作動室
５に流入する。また一部は前記吐出圧領域である
高圧（Pd＝約15Kg／cm²）と吸入圧領域である低
圧（Ps＝約２Kg／cm²）との差圧により各プレー
ン軸受６ａ，６ｂを反ロータ側へ流れ各軸受を潤
滑し、前方のシール室７へ流れた潤滑油は軸シー
ル部７ａを潤滑する。上記において潤滑油供給孔
１４ａ，１４ｂは、該潤滑油供給孔１４ａ，１４
ｂからプレーン軸受６ａ，６ｂの反ロータ側端部
までの流路抵抗r₁および潤滑油供給孔１４ａ，１
４ｂからプレーン軸受６ａ，６ｂのロータ４側端
部までの流路抵抗r₂が、潤滑油供給孔１４ａ，１
４ｂとプレーン軸受６ａ，６ｂの反ロータ側端部
との間の差圧（Pd−Ps）およびロータ側端部と
の間の差圧（Pd−Pm）と夫々バランスする位置
に設けられているから、潤滑油供給孔１４ａ，１
４ｂからロータ４の環状溝１６ａ，１６ｂにベー
ン４ｂの背圧に必要な圧力が導かれると共に、シ
ール室７にも潤滑、冷却に必要な潤滑油が導かれ
る。

前記各プレーン軸受６ａ，６ｂを反ロータ側へ
流れた潤滑油は夫々前部および後部吸入室８，
８′に入り、吸入冷媒と共にポンプ作動室５へ吸
入され、ここでロータ側に分流した潤滑油と合流
し圧縮冷媒に混入して吐出圧室１２に吐出され
る。吐出圧室１２で冷媒と分離された潤滑油は上
記潤滑油のサイクルが繰返される。

第５図は吸入口９′および吐出口１３′が後部に
設けられたベーン型圧縮機に本考案を適用した第
２の実施例を示す。図中前述の圧縮機と共通の構
成部分は同一の符号を付して示す。本圧縮機では
吸入口９′を圧縮機の後部に設けたのに伴い、吸
入口９′を吐出圧室１２の内部に延出し後部吸入
室８′に直接連通している。この後部吸入室８′の
リヤサイドブロツク２ｃ、カムリング２ａ、フロ
ントサイドブロツク２ｂを貫通して設けた吸入通
路１９′あるいは独立して設けた通路（図示な
し）により前部吸入室８と連通され、また後部入
孔１０′によりポンプ作動室５の吸入部に連通さ
れている。前部吸入室８はシール室７と隔壁１８
の一部あるいは全部に亘つて欠除し連通部１８ａ
が設けられ、また前部吸入孔１０によりポンプ作
動室５の吸入部に連通されていること、並びにそ
の他の部分は前記第１の実施例と同様である。即
ち本圧縮機でもフロントヘツト１ｂのシール室７
およびリヤサイドブロツク２ｃのプレーン軸受６
ｂの反ロータ側が実質的に吸入圧領域と連通され
ていることに変りなく、シール室７を低圧の吸入
圧領域に置き、かつ比較的低温の吸入冷媒で冷却
することになる。

以上詳述したように本考案ではベーン型圧縮機
のフロントヘツドのシール室およびリヤサイドブ
ロツクのプレーン軸受の反ロータ側を実質的に低
温、低圧の吸入圧領域と連通すると共に、潤滑油
供給孔は該潤滑油供給孔からプレーン軸受の反ロ
ータ側端部までの流体抵抗、および潤滑油供給孔
からプレーン軸受のロータ側端部までの流体抵抗
が、潤滑油供給孔とプレーン軸受の反ロータ側端
部との間の差圧およびロータ側端部との間の差圧
と夫々バランスする位置に設けたことにより、プ
レーン軸受および軸シール部は直接吸入冷媒と接
触して冷却され、またロータの環状溝にベーンの
背圧に必要な圧力が導かれると共にシール室にも
潤滑、冷却に必要な潤滑油が導かれて焼付けが防
止され、かつ軸シール部は低圧に保持されて冷媒
ガス洩れ、潤滑油洩れを防止することができる。

尚本考案は上述の実施例に示した180゜対称複
室式に限らず単室式あるいは多室式のベーン型圧
縮機に適用できること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の180゜対称複室式のベーン型圧
縮機の垂直縦断面図、第２図は第１図における
−線断面図、第３図乃至第５図は本考案の実施
例を示し、第３図は第１の実施例を示す垂直縦断
面図、第４図は潤滑油供給孔の効果的な位置関係
を示す図、第５図は第２の実施例を示す垂直縦断
面図である。 １ａ……ケース、１ｂ……フロントヘツド、２
……ポンプハウジング、２ａ……カムリング、２
ｂ……フロントサイドブロツク、２ｃ……リヤサ
イドブロツク、２ｂ……カム面、３……回転軸、
４……ロータ、４ａ……スリツト、４ｂ……ベー
ン、４ｃ……背圧室、５……ポンプ作動室、６
ａ，６ｂ……プレーン軸受、７……シール室、８
……前部吸入室、８′……後部吸入室、９，９′…
…吸入口、１０……前部吸入孔、１０′……後部
吸入孔、１１ａ……吐出弁、１２……吐出圧室、
１３，１３′……吐出口、１４ａ，１４ｂ……潤
滑油供給孔、１６ａ，１６ｂ……環状溝、１８ａ
……連通部、１９，１９′……吸入通路、Ａ……
圧縮機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプハウジングと、これに嵌装された円筒形
   のロータを主要構成部とする圧縮機構が円筒形の
   ケースとフロントヘツドとにより密閉された圧縮
   機ケース内に収容され、上記ポンプハウジングは
   内周面にカム面が形成されたカムリングと、この
   両端面に接合されたフロントサイドブロツクとリ
   ヤサイドブロツクとより形成され、上記ロータは
   フロントサイドブロツクとリヤサイドブロツクと
   に夫々形成されたプレーン軸受に両端を支持され
   た回転軸に嵌着され、半径方向に設けられた複数
   のスリツトにベーンが進退自在に挿入され、フロ
   ントヘツドはフロントサイドブロツクに外接し前
   記回転軸が貫通し、該貫通部にシール室が設けら
   れると共に該シール室を囲繞して吸入圧領域の前
   部吸入室が形成され、該前部吸入室は圧縮機ケー
   スに設けられた吸入口およびポンプハウジングの
   内周面とロータとの間に形成されるポンプ作動室
   の吸入部に連通し、ポンプ作動室の吐出部は吐出
   弁を介して吐出圧領域の吐出圧室を経て吐出口に
   連通し、更に前記ロータの両端面にベーンの背圧
   室に通じる環状溝が形成され、また前記フロント
   サイドブロツクおよびリヤサイドブロツクにはこ
   の下面からプレーン軸受に通じる潤滑油供給孔が
   夫々設けられたベーン型圧縮機において、前記フ
   ロントヘツドのシール室およびリヤサイドブロツ
   クのプレーン軸受の反ロータ側を実質的に吸入圧
   領域と連通すると共に、前記潤滑油供給孔は該潤
   滑油供給孔からプレーン軸受の反ロータ側端部ま
   での流体抵抗、および潤滑油供給孔からプレーン
   軸受のロータ側端部までの流体抵抗が、潤滑油供
   給孔とプレーン軸受の反ロータ側端部との間の差
   圧およびロータ側端部との間の差圧と夫々バラン
   スする位置に設けたことを特徴とするベーン型圧
   縮機。