WO2007029481A1 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

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WO2007029481A1
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Osamu Akita
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Valeo Thermal Systems Japan Corporation
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    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/50—Bearings
    • F04C2240/52—Bearings for assemblies with supports on both sides

Definitions

  • the present invention relates to a vane compressor, and more particularly to a vane compressor used in a car air conditioner.
  • Patent Document 1 Actual Kaihei 4 134691
  • Patent Document 2 Actual Kaihei 5-66293
  • the rotor and both side blocks are each made of different metal materials.
  • both members have been made of an aluminum alloy. Therefore, in order to avoid the danger of welding of the sliding surfaces, the surface treatment of Teflon (registered trademark) coating is applied to the flat end surfaces of both side blocks!
  • the surface treatment of the Teflon (registered trademark) coating on the flat surfaces of the both side blocks is an indispensable element for preventing seizure of the rotor and both side blocks.
  • a vane type compressor includes a cylinder closed on both sides by a block, a rotor rotatably accommodated in the cylinder, and a plurality of vane grooves formed in the rotor.
  • a vane type compressor comprising a vane that slides on and a drive shaft that is supported by both blocks and that supports the rotor, the drive shaft is supported by the both blocks via sliding bearings. The sliding bearing is projected from the flat end surfaces of both blocks to the rotor side (Claim 1).
  • the plain end surface force of the block arranged on both sides of the cylinder protrudes and supports the thrust direction of the mouth, so that a predetermined gap between the rotor and the flat end surface of the double-sided block is maintained, There is no problem of seizure that cannot be in direct contact. Since the lubricating oil is filled in the gap between the rotor and the flat end surfaces of both blocks, no pressure blow-off occurs and the lubricity is sufficient.
  • Sliding bearings are manufactured from non-aluminum ferrous materials (Claim 4), and even if they are used as bearings, they differ from the aluminum materials of the rotor and both blocks. The problem does not occur.
  • the slide bearing is press-fitted into each block (Claim 5) or inserted (Claim 6).
  • a sliding bearing is adopted as a bearing, which can be provided at a lower cost than a needle bearing, and the sliding bearing protrudes by a predetermined dimension from the flat surfaces of both blocks, and the thrust of the rotor Supporting the direction, this ensures a gap between the rotor and the flat surface of both blocks, prevents both members from sliding and avoids seizure problems, and fills the gap with lubricating oil. There is no blow-through. Of course, the surface treatment of Teflon (registered trademark) is unnecessary on the flat surface of both blocks.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view with different cutting directions.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view for explaining a protruding state of a sliding bearing attached to an insertion hole of a front side block.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view for explaining a protruding state of a sliding bearing attached to an insertion hole of a rear block.
  • FIG. 5 is a perspective view of a sliding bearing installed in an insertion hole of a front side block or a rear block.
  • a vane compressor 1 according to the present invention is used in a vehicle air conditioner and forms part of a known refrigeration cycle.
  • the refrigerant gas is driven by the rotational force of the traveling engine and compresses the refrigerant gas that has been reduced in temperature and pressure by the evaporator, compresses the refrigerant gas at a high temperature and has a function of sending the compressed refrigerant gas to the condenser.
  • the vane type compressor 1 is made of aluminum as well as the front head 3 made of an aluminum alloy.
  • a cylinder 2 made of aluminum alloy is also arranged between the rear block 4 made of aluminum alloy, and this cylinder 2 forms a cylinder space 7 whose inner peripheral surface 6 is almost elliptical.
  • a rotor 9 made of a perfect circular aluminum alloy is disposed on the rotor. By this rotor 9, the cylinder space 7 of the cylinder 2 is divided into two cylinder spaces 7a and 7b.
  • suction ports 14 and 14 are connected to a portion of the cylinder space 7a and 7b in a direction in which the area increases when viewed from the rotation direction, and are formed in the radial direction.
  • the cylinder 2 has discharge ports 16 and 16 opened at the extreme ends in the direction of reducing the area when the cylinder spaces 7a and 7b are viewed from the rotation direction.
  • the discharge ports 16 and 16 are provided with discharge valves 17 and 17, respectively.
  • the rotor 9 is a perfect circle having substantially the same diameter as the short diameter portion of the cylinder 2, and has a fitting hole 10 into which a drive shaft 18 described below is inserted at the center, and also from the center in the radial direction.
  • Five vane grooves 11 are formed in the front.
  • the vane groove 11 is opened not only on the inner peripheral surface 6 side of the cylinder but also on the front side block 5 and the rear block 4 side, and a back pressure chamber 12 is formed at the bottom thereof.
  • the vane 13 is inserted into the vane groove 11 so as to be freely retractable, and the tip of the vane 13 protrudes toward the inner peripheral surface 6 due to the pressure in the back pressure chamber 12 and the centrifugal force generated by the rotation of the rotor 9.
  • the cylinder space is partitioned into a plurality of compression chambers 15 by the vanes 13 in contact with the inner peripheral surface 6.
  • the drive shaft 18 is fitted into the fitting hole 10 of the rotor 9, and is provided in each of the front side block 5 and the rear block 4 so as to rotate freely by sliding bearings 19a and 19b described below. It is supported.
  • a shaft seal 20 is provided between the drive shaft 18 and the front head 3 to prevent refrigerant leakage, and an electromagnetic clutch is attached to the tip protruding from the shaft seal 20 to the outside! .
  • the front head 3 is provided with a high-pressure refrigerant passage and a high-pressure chamber 22 having a function of separating the oil between the front side block 5 and the high-pressure chamber 22 in which lubricating oil is accumulated below. It is an oil reservoir and is not shown! It is in communication with the discharge hole.
  • the front side lock 5 disposed inside the front head 3 has a flat surface on the cylinder 2 side (rotor side), and an insertion hole 23 into which the drive shaft 18 is inserted.
  • Zhou Two back pressure grooves 24a, 24a having a larger diameter than the hole and an arc shape are formed in the enclosure at symmetrical positions.
  • the rear block 4 is provided with a suction chamber (partially shown) 30 between the cylinder 2 and this suction chamber 30 communicates with a suction hole 32 that communicates with an external device via a check valve 31. is doing.
  • the cylinder 2 side of the rear block 4 is a flat surface, and an insertion hole 34 into which the drive shaft 18 is inserted at the center, and arc-shaped back pressure grooves 24b and 24b having a diameter larger than that of the hole are formed around the insertion hole 34. Two are formed. As described above, the end of the drive shaft 18 is inserted into the insertion hole 34 via the slide bearing 19b described below.
  • the sliding bearings 19 a and 19 b are made of an iron-based metal (iron (Fe) and copper (Cu)) different from the aluminum alloy. Is a cylindrical bush formed of 2.0 to 4.0% and carbon (C) 0.3 to 0.8%), and the sliding bearing 19a is press-fitted or inserted into the insertion hole 23 described above.
  • the plain bearing 19b is press-fitted or inserted into the insertion hole 34 described above.
  • the sliding bearings 19a and 19b project to the rotor side and project from the flat surface of the front side block 5 with a projecting dimension C of about 50 m from the flat surface of the rear block 4. Therefore, the protruding end comes into contact with both side surfaces of the rotor 9 and restricts the thrust direction of the rotor 9. As a result, a gap of C dimension is always created between the rotor 9 and the blocks 4 and 5. However, since this gap C is filled with lubricating oil, there will be no pressure blowout! /.
  • the sliding bearings 19a and 19b may be made of a copper-based metal or a resin material in addition to a force made of an iron-based metal.

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Abstract

　ロータを挟むように配された両サイドブロックの平坦面にテフロンコーティングの表面処理を施さなくても、焼付を起こさず、良好にロータが回転できるベーン型圧縮機を提供することを目的とする。両側をブロック４，５に閉塞されたシリンダ２と、このシリンダ２内に回転可能に収容されたロータ９と、このロータ９に形成の複数のベーン溝１１内を摺動するベーン１３と、前記両ブロック４，５に支えられ、前記ロータ９を支える駆動軸１８とよりベーン型圧縮機1が構成され、前記駆動軸１８は滑り軸受１９ａ，１９ｂを介して両ブロック４，５に支えられ、この滑り軸受１９ａ，１９ｂが両ブロックの平坦面より突出し、前記ロータ９の両側面に接触するようになされている。

Description

明 細 書
ベーン型圧縮機
技術分野
[0001] この発明は、ベーン型圧縮機に係り、特にカーエアコンに用いられるベーン型圧縮 機に関する。
背景技術
[0002] ベーン型圧縮機において、ロータを支え且つ駆動力を伝える駆動軸は、軸受を介 して両ブロックに支えられている。この軸受は特許文献 1の図から明らかなように、二 一ドルベアリング 8, 9が用いられている。近年、前記した軸受を-一ドルベアリングに 代えて特許文献 2に示すように、滑り軸受 14b, 15bが採用されてきている。
特許文献 1 :実開平 4 134691
特許文献 2 :実開平 5— 66293
[0003] また、ロータと両サイドブロックは、異種の金属材料によりそれぞれ製造されている 力 近年アルミニウム合金により両部材が製造されてきている。このため摺動面の溶 着の危険を回避するために、両サイドブロックの平端面にテフロン (登録商標）コーテ イングの表面処理が施されて!/、る。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 前記両サイドブロックの平坦面のテフロン (登録商標）コーティングの表面処理は高 価である力 ロータと両サイドブロックの焼付を防止する上では必要不可欠なもので めつに。
[0005] そこで、この発明はロータを挟むように配された両ブロックの平坦面にテフロン（登 録商標)コーティングの表面処理を施さなくても、焼付を起こさず、良好にロータが回 転できるベーン型圧縮機を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] この発明に係るベーン型圧縮機は両側をブロックにより閉塞されたシリンダと、この シリンダ内に回転可能に収容されたロータと、このロータに形成の複数のベーン溝内 を摺動するべーンと、前記両ブロックに支えられ、前記ロータを支える駆動軸とより成 るべーン型圧縮機において、前記駆動軸は滑り軸受を介して前記両ブロックに支え られると共に、この滑り軸受を両ブロックの平端面からロータ側に突出させたことにあ る（請求項 1)。
[0007] これにより、滑り軸受がシリンダの両側に配置されたブロックの平端面力 突出し、口 一タのスラスト方向を支えるため、該ロータと両面ブロックの平端面との所定の隙間が 保たれ、直接接触することがなぐ焼付の不具合が生じない。前記ロータと両ブロック の平端面との間の隙間に潤滑油が満たされているから、圧力の吹き抜けも起きないし 、潤滑性も充分である。
[0008] 滑り軸受として円筒形のブシュであり（請求項 2)、従来採用のニードベアリングより も安価である。また滑り軸受の両ブロックの平坦面からの突出寸法は、上限で 100 m、下限で 5 mの範囲内としていることから（請求項 3)、ロータと両ブロックの平坦面 との隙間に潤滑油が満たされ、圧力の吹き抜けが生じないし、両部材が接触せず、 焼付が発生することがない。
[0009] 滑り軸受は非アルミニウム材の鉄系材料により製造されることにあり（請求項 4)、軸 受として使用しても、ロータ、両ブロックのアルミニウム材と異なり鉄系材料使用力 溶 着の問題は生じない。この滑り軸受は、各々のブロックに圧入して (請求項 5)又は铸 込んで装着される (請求項 6)。
発明の効果
[0010] 以上のように、この発明によれば、軸受として滑り軸受が採用され、ニードルベアリ ングよりも安価に提供できると共に、滑り軸受が両ブロックの平坦面よりも所定寸法が 突出しロータのスラスト方向を支え、これによりロータと両ブロックの平坦面との隙間が 確保され、両部材が摺接せず焼付の不具合の発生は回避されるし、隙間には潤滑 油が満たされるので、圧力の吹き抜けが起きることがない。当然ながら両ブロックの平 坦面にテフロン (登録商標）の表面処理が不必要となる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]この発明の実施例を示す断面図である。
[図 2]同上の切断方向を異にする断面図である。 [図 3]フロントサイドブロックの挿入穴に取付られた滑り軸受の突出状態を説明する拡 大断面図である。
[図 4]リアブロックの挿入穴に取付られた滑り軸受の突出状態を説明する拡大断面図 である。
[図 5]フロントサイドブロック又はリアブロックの挿入穴に取付られた滑り軸受の斜視図 である。
符号の説明
[0012] 1 ベーン型圧縮機
2 シリンダ
3 フロントヘッド
4 リアブロック
5 フロントサイドブロック
6 内周面
9 ロータ
11 ベーン溝
13 ベーン
18 駆動軸
19a, 19b 滑り軸受
34 挿入穴
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
実施例 1
[0014] 図 1、図 2において、この発明に係わるベーン型圧縮機 1は、車両用空調装置に用 いられ、公知の冷凍サイクルの一部を構成するもので、ベルトやクラッチ等を介して 走行用エンジンの回転力により駆動され、蒸発器で低温低圧化された冷媒ガスを圧 縮して高温高圧縮し、この圧縮された冷媒ガスをコンデンサに送り出す作用を有して いる。
[0015] 前記べーン型圧縮機 1は、アルミニウム合金より成るフロントヘッド 3と同じくアルミ- ゥム合金より成るリアブロック 4との間に、同じくアルミニウム合金より成るシリンダ 2が 配され、このシリンダ 2は、その内周面 6がほぼ楕円形のシリンダ空間 7が形成され、 このシリンダ空間内に真円状のアルミニウム合金より成るロータ 9が配されている。こ のロータ 9によりシリンダ 2のシリンダ空間 7は、 2つのシリンダ空間 7a, 7bに分けられ ている。
[0016] また、シリンダ 2の内周面 6には、吸入口 14, 14が前記シリンダ空間 7a, 7bを回転 方向から見て面積が拡大する方向部位に連接され、径方向に形成されている。また このシリンダ 2には、吐出口 16, 16が前記シリンダ空間 7a, 7bを回転方向から見て 面積が縮小する方向の最も端に開口されている。この吐出口 16, 16には吐出バル ブ 17, 17が設けられている。
[0017] ロータ 9は、前記シリンダ 2の短径部とほぼ同一の径の真円で、中心に下記する駆 動軸 18が挿入される嵌合穴 10が形成されると共に、中心から放射方向に 5つのべ ーン溝 11が形成されている。このべーン溝 11はシリンダの内周面 6側のみならず、フ ロントサイドブロック 5、前記リアブロック 4側にも開口され、またその底部に背圧室 12 が形成されている。
[0018] このべーン溝 11にべーン 13が出没自在に挿入され、背圧室 12内の圧力及びロー タ 9の回転により生じる遠心力により、その先端が内周面 6側へ突出し、該内周面 6に 接触し、該ベーン 13によりシリンダ空間は複数の圧縮室 15に区画されて 、る。
[0019] 駆動軸 18は前記ロータ 9の嵌合穴 10に嵌挿され、前記フロントサイドブロック 5とリ アブロック 4とのそれぞれに設けられ下記に説明する滑り軸受 19a, 19bにより回転自 在に支持されている。この駆動軸 18はフロントヘッド 3との間にシャフトシール 20が設 けられ、冷媒の漏れを防いでおり、そのシャフトシール 20から外部へ突出する先端に 図示しな!、が電磁クラッチが取付られる。
[0020] フロントヘッド 3は、その内部でフロントサイドブロック 5との間に高圧冷媒の通路とォ ィル分離機能を有する高圧室 22が設けられ、この高圧室 22はその下方に潤滑油が 溜まるオイル溜まりとなっており、図示しな!、吐出孔と連通されて 、る。
[0021] このフロントヘッド 3の内側に配されたフロントサイドロック 5は、シリンダ 2側（ロータ 側）が平坦面となっており、中心に前記駆動軸 18が挿入される挿入穴 23と、その周 囲にその穴より大径で円弧形状の背圧溝 24a, 24aが対称位置に 2つ形成されてい る。
[0022] リアブロック 4は、シリンダ 2とに間に吸入室（一部のみ図示） 30が設けられ、この吸 入室 30は、逆止弁 31を介して外部機器と連通する吸入孔 32と連通している。このリ アブロック 4のシリンダ 2側が平坦面となっており、中心に前記駆動軸 18が挿入される 挿入穴 34と、その周囲にその穴より大径で円弧状の背圧溝 24b, 24bが 2つ形成さ れている。そして、前記挿入穴 34に前記駆動軸 18の端が前記したように下記に説明 する滑り軸受 19bを介して挿入されている。
[0023] 次に、この発明に係わる構成を説明すると、図 3乃至図 5に示すように、滑り軸受 19 a. 19bは、アルミニウム合金と異なる鉄系金属 (鉄 (Fe)に銅 (Cu)が 2.0〜4.0%、炭 素（C)が 0.3〜0.8%が含有されている。）により形成された円筒形のブシュで、滑り 軸受 19aは前記した挿入穴 23に圧入又は铸込まれ、また滑り軸受 19bは前記した挿 入穴 34に圧入又は铸込まれている。
[0024] この両滑り軸受 19a, 19bは、ロータ側へ突出し、フロントサイドブロック 5の平坦面 より、リアブロック 4の平坦面より約 50 mの突出寸法 Cで突出している。従って、突 出端は、前記ロータ 9の両側面に接触することになり、ロータ 9のスラスト方向を規制 することになる。これによりロータ 9と両ブロック 4, 5との間に C寸法の隙間が常時作ら れることになる。しかしこの隙間 Cに潤滑油が満たされることから圧力の吹き抜けが起 きることがな!/、。
[0025] 隙間があることで、同じアルミニウム合金の両ブロック 4, 5とロータ 9とは接触せず焼 付ことが防がれる。当然ながら両ブロック 4, 5の平坦面のテフロン (登録商標)加工は 施されていない。この隙間を構成する突出寸法 Cは 100 m程が最大で、これ以上と なると圧力の吹き抜けが生じてしまう。また 5 m以下であると、ロータと駆動軸 18の 取付公差にて隙間がなくなり、ロータ 9と両ブロック 4, 5が接触することを回避できな い。
[0026] なお、滑り軸受 19a. 19bは、鉄系金属で作られている力 他に銅系金属、榭脂材 料により製造しても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 両側をブロックにより閉塞されたシリンダと、このシリンダ内に回転可能に収容された ロータと、このロータに形成の複数のベーン溝内を摺動するべーンと、
前記両ブロックに支えられ、前記ロータを支える駆動軸とより成るベーン型圧縮機 において、
前記駆動軸は滑り軸受を介して前記両ブロックに支えられると共に、この滑り軸受を 両ブロックの平端面からロータ側に突出させたことを特徴とするベーン型圧縮機。
[2] 前記滑り軸受は円筒形のブシュであることを特徴とする請求項 1記載のベーン型圧 縮機。
[3] 前記滑り軸受の両ブロックの平端面からの突出寸法は、上限で 100 μ m、下限で 5
/z mの範囲内とすることを特徴とする請求項 1記載のベーン型圧縮機。
[4] 前記滑り軸受は鉄系材料により製造されることを特徴とする請求項 1記載のベーン 型圧縮機。
[5] 前記滑り軸受はブロックに圧入して装着されることを特徴とする請求項 1又は 2記載 のべーン型圧縮機。
[6] 前記滑り軸受はブロックに铸込んで装着されることを特徴とする請求項 1又は 2記載 のべーン型圧縮機。
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