WO2017111012A1 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

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WO2017111012A1
WO2017111012A1 PCT/JP2016/088362 JP2016088362W WO2017111012A1 WO 2017111012 A1 WO2017111012 A1 WO 2017111012A1 JP 2016088362 W JP2016088362 W JP 2016088362W WO 2017111012 A1 WO2017111012 A1 WO 2017111012A1
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WO
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back pressure
recess
vane
chamber
rotor
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PCT/JP2016/088362
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French (fr)
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高橋　知靖
英利 荒畑
佐藤　正人
克己 坂元
Original Assignee
株式会社ヴァレオジャパン
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/3441—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F04C18/3442—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the inlet and outlet opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0854—Vane tracking; control therefor by fluid means
    • F01C21/0863—Vane tracking; control therefor by fluid means the fluid being the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/108—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with an axial surface, e.g. side plates

Definitions

  • the present invention relates to a vane type compressor, and more particularly to a vane type compressor having a structure useful for dealing with inconvenience caused by compressing oil accumulated in a back pressure chamber at the bottom of a vane groove.
  • a vane compressor in general, includes a cylinder having a cam surface formed therein, a side block that closes both ends of the cylinder in the axial direction, a rotor rotatably supported in the cylinder,
  • the vane groove is formed from the outer peripheral surface toward the inside, and the vane is accommodated in the vane groove so as to be able to appear and retract.
  • a back pressure chamber is provided at the bottom of the vane groove.
  • the supply of pressure to the back pressure chamber is performed through a back pressure introduction recess formed in the side block.
  • the back pressure introduction recess is provided so as to correspond to the rotation trajectory of the back pressure chamber of the rotor that rotates on the end surface facing the rotor of the side block so that pressure can be constantly supplied to the back pressure chamber of the rotor.
  • An oil reservoir chamber in the discharge pressure region communicates with at least one of the back pressure introduction recesses via an oil introduction passage.
  • the oil introduction passage has a throttle with a narrowed area inside.
  • the pressure in the compression chamber may become higher than the pressure in the back pressure chamber at the end of the compression process, particularly in the initial stage of starting the compressor where the pressure in the back pressure chamber does not increase sufficiently.
  • the vane is separated from the cam surface of the cylinder, and is landed on the cam surface of the cylinder again to cause a so-called chattering that generates a collision sound.
  • Patent Document 1 As a countermeasure against chattering, it is known to increase the pressure in the back pressure chamber by blocking the communication between the back pressure chamber and the back pressure introduction recess at the end of the compression stroke (see Patent Document 1). Specifically, a back pressure closing region in which no back pressure introduction recess is formed is provided in a region facing the back pressure chamber at the end of the compression process, on the end face of the side block facing the rotor. As a result, the back pressure chamber becomes an independent closed space at the end of the compression stroke, and as the vane is pushed into the vane groove along the cylinder cam surface, the fluid in the back pressure chamber is compressed and the back pressure is sufficient. Enhanced.
  • a liquid such as oil exists in the back pressure introduction recess, and a medium having a high liquid content may be introduced into the back pressure chamber.
  • a medium having a high liquid content may be introduced into the back pressure chamber.
  • the vane type compressor disclosed in Patent Document 1 since the back pressure chamber is completely closed at the end of the compression process, the liquid medium confined in the back pressure chamber is compressed when the vane enters the vane groove. It will be. For this reason, an abnormally high back pressure acts on the vane, and the load at which the tip of the vane comes into contact with the cam surface increases, which may promote wear on the cam surface of the cylinder.
  • a damper blind hole is provided in the back pressure closing region where the back pressure introduction recess is not formed on the end surface facing the rotor of the side block, and the pressure in the back pressure chamber is controlled by the damper blind hole.
  • a configuration has been proposed in which an abnormal pressure increase in the back pressure chamber is avoided by letting it escape (see Patent Document 2).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is a vane type compression capable of effectively avoiding an abnormal pressure increase in the back pressure chamber caused by compressing the liquid accumulated in the back pressure chamber at the bottom of the vane groove.
  • the main challenge is to provide a machine.
  • a vane compressor includes a housing, a cam surface, and a cylinder forming portion that forms a part of the housing and the axial ends of the cylinder forming portion are closed. And a pair of side block forming portions constituting a part of the housing, a drive shaft rotatably supported by the pair of side block forming portions, and a rotary shaft fixed to the drive shaft and rotated in the cylinder forming portion.
  • a rotor that can be accommodated, a plurality of vane grooves formed in the rotor, and a plurality of vanes that are slidably inserted into the vane grooves and that slide on the cam surface with the tip portion protruding and retracting from the vane grooves.
  • the back pressure chamber defined by the vane groove and the vane, the cylinder forming portion and the pair of side block forming portions, the rotor and the vane
  • a compression chamber defined by the pressure chamber, a high-pressure fluid storage space for storing the fluid discharged from the compression chamber, and an oil reservoir chamber for storing oil, which is a discharge pressure region.
  • a back pressure introduction recess capable of communicating with the back pressure chamber is formed on a surface of the block forming portion facing the end face of the rotor over a predetermined angular range centering on a support portion of the drive shaft, and the back pressure introduction At least one of the recesses communicates with the oil reservoir chamber via an oil introduction passage, and is a surface facing the end surface of the rotor of the pair of side block forming portions, and the back pressure introduction recess is formed.
  • a back pressure suppression recess capable of communicating with the back pressure chamber is formed in a non-back pressure closed region, and one of the back pressure suppression recess and the high pressure fluid storage space are allowed to communicate with each other via a passage. .
  • the high pressure generated by the liquid compression in the back pressure chamber is generated in both the pair of side block forming portions.
  • the suppression recess By letting it escape to the suppression recess, it is possible to suppress an abnormal pressure increase in the back pressure chamber.
  • one of the back pressure suppression recesses communicates with the high-pressure fluid storage space via the escape passage, even if the other back pressure suppression recess is filled with the liquid, the compressed liquid is allowed to escape. It is possible to escape to the high-pressure fluid storage space via the, and it is possible to suppress an abnormal pressure increase in the back pressure chamber.
  • the volume of the back pressure suppression recess to which the escape passage is not connected is larger than the volume of the back pressure suppression recess to which the escape passage is connected.
  • the back pressure suppressing recesses have different volumes by changing the area of the surface facing the end surface of the rotor of the side block forming portion.
  • the volume of the back pressure suppression recess is preferably different from the area of the surface facing the end surface of the rotor so as to increase the ratio of containing gas and enhance the damper effect.
  • the back pressure suppression recess to which the escape passage is connected and the back pressure introduction recess on the side where the back pressure suppression recess is provided do not communicate with each other via the back pressure chamber. This eliminates the possibility that the high-pressure gas in the high-pressure fluid storage space will flow back to the back pressure introduction recess through the back pressure chamber via the escape passage and the back pressure suppression recess to which it is connected, and affect the performance of the compressor. be able to.
  • the back pressure suppression recess to which the escape passage is not connected and the back pressure introduction recess on the side where the back pressure suppression recess is provided can communicate with each other via the back pressure chamber.
  • the back pressure suppression recessed part to which the escape passage is not connected can be breathed through the back pressure, and the possibility that the back pressure introducing recessed part is filled with oil and the damper function is impaired can be eliminated.
  • the back pressure suppression recess since the back pressure suppression recess is not connected to the high pressure fluid storage space via the escape passage, the high pressure fluid in the high pressure fluid storage space flows into the back pressure introduction recess, and the back pressure suppression recess via the back pressure chamber. There is no fear of backflow.
  • the back pressure chamber is a surface facing the end surfaces of the rotor of the pair of side block forming portions that close both ends in the axial direction of the cylinder forming portion, and the back pressure chamber is a back pressure introducing recess.
  • a back pressure suppression recess that can communicate with the back pressure chamber is formed in the back pressure closed region that does not communicate, and a relief passage that communicates with the high pressure fluid storage space is connected to one of the back pressure suppression recesses. Even if the liquid confined in the back pressure chamber is compressed due to immersion, the damper function of the back pressure suppression recess can absorb high pressure due to liquid compression, and the back pressure suppression recess is filled with liquid. Even in such a case, the back pressure suppression recess to which the escape passage is connected allows the compressed liquid to escape to the high pressure fluid storage space via the passage, thereby suppressing an abnormal pressure increase in the back pressure chamber. It made.
  • the volume of the back pressure suppression recess be larger than the volume of the back pressure suppression recess where the escape passage is connected.
  • FIG. 1 is a view showing a vane type compressor according to the present invention, in which (a) is a side sectional view thereof, and (b) is a first housing member and a second housing of the vane type compressor shown in (a). It is a cross-sectional perspective view which shows a housing member.
  • 2A is a perspective view showing a first housing member of the vane compressor shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 3A is a perspective view showing a second housing member of the vane compressor shown in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. FIG.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the relationship between the back pressure introduction recess and the back pressure suppression recess on the front side of the vane compressor according to the present invention
  • FIG. 4B shows the vane type according to the present invention. It is a figure explaining the relationship between the back pressure introduction recessed part and back pressure suppression recessed part of the rear side of a compressor.
  • FIG. 5A is a timing chart showing the timing when the back pressure chamber communicates with each of the back pressure introduction recess and the back pressure suppression recess on the front side
  • FIG. 5B shows the back pressure chamber
  • FIG. 1 shows a vane compressor suitable for a refrigeration cycle using a refrigerant as a working fluid.
  • the vane compressor 1 includes a drive shaft 2, a rotor 3 that is fixed to the drive shaft 2 and rotates as the drive shaft 2 rotates, a vane 4 attached to the rotor 3, and the drive shaft 2.
  • a housing 9 that supports the rotor 3 and the vanes 4 while supporting them freely is configured.
  • the left side is the front side and the right side is the rear side.
  • the housing 9 is configured by combining two members, a first housing member 10 and a second housing member 20.
  • the first housing member 10 accommodates the rotor 3 and has a cylinder forming portion 12 having a cam surface 11 formed on the inner peripheral surface, and one end of the cylinder forming portion 12 in the axial direction. It is comprised from the 1st side block formation part 13 integrally formed so that the side (rear side) may be obstruct
  • the inner peripheral surface (cam surface 11) of the cylinder forming portion 12 is formed in a perfect circle in cross section, and the axial length is substantially equal to the axial length of the rotor 3 described later.
  • the second housing member 20 is in contact with the end face on the other end side (front side) in the axial direction of the cylinder forming portion 12 and closes the other end side.
  • the forming portion 21 and the shell forming portion 22 formed integrally with the second side block forming portion 21 are configured.
  • the shell forming portion 22 extends in the axial direction of the drive shaft 2 and is formed so as to surround the outer peripheral surfaces of the cylinder forming portion 12 and the first side block forming portion 13.
  • the first housing member 10 and the second housing member 20 are fastened in the axial direction via a coupling tool such as a bolt (not shown). Further, a seal member 8 such as an O-ring is interposed between the first side block forming portion 13 of the first housing member 10 and the shell forming portion 22 of the second housing member 20 so as to be airtightly sealed. Yes.
  • the second housing member 20 is integrally formed with a boss portion 23 extending from the second side block forming portion 21 to the front side.
  • a pulley (not shown) that transmits rotational power to the drive shaft 2 is rotatably mounted on the boss portion 23 so that the rotational power is transmitted from the pulley to the drive shaft 2 via an electromagnetic clutch (not shown). It has become.
  • the drive shaft 2 is rotatably supported by the first side block forming portion 13 and the second side block forming portion 21 via bearings 14 and 24.
  • the drive shaft 2 has a tip projecting into the boss portion 23 of the second housing member 20, and the space between the drive shaft 2 and the boss portion 23 is hermetically sealed by a seal member 25 provided between the drive shaft 2 and the boss portion 23. ing.
  • the rotor 3 has a circular cross section, and the drive shaft 2 is inserted through an insertion hole 3a provided at the center of the rotor 3, and the rotor 3 is fixed to the drive shaft 2 in a state where the centers of the shafts coincide with each other. Yes.
  • the axial center O ′ of the cylinder forming portion 12 and the axial center O of the rotor 3 (drive shaft 2) are such that the outer peripheral surface of the rotor 3 and the inner peripheral surface (cam surface 11) of the cylinder forming portion 12 are in the circumferential direction. It is provided so as to be abutted at one place (is provided by being shifted by a half of the difference between the inner diameter of the cylinder forming portion 12 and the outer diameter of the rotor 3).
  • a compression space 30 is defined between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface.
  • the second housing member 20 is formed with a suction port for sucking working fluid (refrigerant gas) from the outside and a discharge port for discharging the working fluid (refrigerant gas) to the outside.
  • the cylinder forming portion 12 of the first housing member 10 has a rotor that is located on the outer peripheral surface of the rotor 3 close to the inner peripheral surface (cam surface 11) of the cylinder forming portion 12 (hereinafter referred to as a radial seal portion 40).
  • a suction port 15 communicating with the suction port is formed in the vicinity of the front side in the rotational direction 3.
  • a discharge port 16 communicating with the discharge port is formed in the vicinity of the rear side in the rotational direction of the rotor 3. 2 and 3
  • reference numeral 36 denotes a screw hole for screwing the connector
  • reference numeral 37 denotes a low-pressure space that communicates the suction port and the suction port 15.
  • the discharge port 16 includes a counterbore 16a that is recessed in a curved shape along the circumferential direction at the opening end with the inner peripheral surface (cam surface 11) of the cylinder forming portion 12.
  • the compressed gas is discharged through the counterbore 16a.
  • a discharge chamber 32 is formed between the cylinder forming portion 12 of the first housing member 10 and the shell forming portion 22 of the second housing member 20.
  • the discharge port 16 opens into the discharge chamber 32 and is closed by a discharge valve 33 provided in the discharge chamber 32 so as to be opened and closed.
  • Reference numeral 34 denotes a retainer that regulates the movement of the discharge valve 33.
  • a high-pressure space 35 to which the discharge port is connected is formed between the first side block forming portion 13 of the first housing member 10 and the shell forming portion 22 of the second housing member 20.
  • the discharge chamber 32 communicates with the high-pressure space 35 via an oil separator (not shown).
  • the discharge chamber 32 and the high-pressure space 35 form a high-pressure fluid storage space that stores the fluid discharged from the discharge port 16.
  • the working fluid is separated by an oil separator (not shown) between the lower portion of the first side block forming portion 13 of the first housing member 10 and the lower portion of the shell forming portion 22 of the second housing member 20.
  • An oil reservoir chamber 18 is provided for storing the oil.
  • the discharge chamber 32, the high-pressure space 35, and the oil reservoir chamber are included in the discharge pressure region.
  • a plurality of vane grooves 5 are formed on the outer peripheral surface of the rotor 3 along the axial direction of the rotor 3, and the vanes 4 are slidably inserted into the respective vane grooves 5.
  • the vane groove 5 is opened not only on the outer peripheral surface of the rotor 3 but also on the end surface facing the first side block forming portion 13 and the second side block forming portion 21, and between the vane 4 at the bottom portion.
  • a back pressure chamber 5a is formed.
  • a plurality of the vane grooves 5 are formed at equal intervals in the circumferential direction. In this example, the vane grooves 5 are formed so as to be parallel to each other at two positions different in phase by 180 degrees.
  • the vane 4 has a width along the axial direction of the drive shaft 2 equal to the axial length of the rotor 3. Further, the length in the insertion direction (sliding direction) into the vane groove 5 is formed substantially equal to the length of the vane groove 5 in the same direction.
  • the vane 4 is protruded from the vane groove 5 due to the back pressure supplied to the back pressure chamber 5 a of the vane groove 5, and the tip part can come into contact with the inner peripheral surface (cam surface 11) of the cylinder forming part 12. ing.
  • the compression space 30 is partitioned into a plurality of compression chambers 31 by the vanes 4 slidably inserted into the vane grooves 5, and the volume of each compression chamber 31 changes as the rotor 3 rotates. ing.
  • a first back pressure introducing recess 41 that can communicate with the back pressure chamber 5 a provided at the bottom of the vane groove 5 is formed on the surface of the first side block forming portion 13 that faces the axial end surface of the rotor 3.
  • a first back pressure suppression recess 42 is formed.
  • Communicaticable means that the back pressure chamber 5 a rotates about the axis O of the rotor 3 as the rotor 3 rotates, and the first back pressure introduction recess 41 or the first back pressure suppression recess 42 By passing in front, it means that the first back pressure introduction recess 41 or the first back pressure suppression recess 42 is instantaneously communicated.
  • communicable refers to instantaneous communication with the back pressure chamber 5 a accompanying the rotation of the rotor 3.
  • the first back pressure introduction recess 41 corresponds to the rotational trajectory of the bottom portion (back pressure chamber 5a) of the vane groove 5 in which the vane 4 defining the compression chamber is stored, and the compression chamber starts from the start of the suction process. While moving to the beginning of the final stage of the compression process, it is formed so as to be able to communicate with the back pressure chamber 5a.
  • the bottom portion (back pressure chamber) of the vane groove 5 extends over a range in which the tip end portion of the vane 4 moves from a portion reaching the suction port 15 to a position just before reaching the discharge port 16 (before the counterbore 16a). 5a) is formed so as to be able to communicate.
  • the first back pressure suppression recess 42 is provided in a region where the first back pressure introduction recess 41 is not provided (back pressure closing region ⁇ ), and the tip of the vane 4 is the discharge port. 16 is formed so as to be able to communicate with the bottom portion (back pressure chamber 5a) of the vane groove 5 over a range moving from a position approaching 16 (position facing the counterbore 16a) to the front of the radial seal portion 40. ing.
  • the first back pressure suppressing recess 42 is not communicated with the first back pressure introducing recess 41 by the bottom portion of the vane groove 5 (back pressure chamber 5a).
  • the first back pressure introduction recessed portion 41 is formed apart from the back pressure chamber 5a in the circumferential direction. That is, when the change of the communication area between the back pressure chamber 5a and the first back pressure introduction recess 41 and the first back pressure suppression recess 42 is seen by changing the rotation angle of the rotor 3, it is shown in FIG.
  • the position of the first back pressure suppression recess 42 is formed such that a region where the back pressure chamber 5a does not communicate with either the first back pressure introduction recess 41 or the first back pressure suppression recess 42 is formed. And the size is set.
  • the first back pressure introduction recess 41 and the oil reservoir chamber 18 are provided in the first side block forming portion 13 in which the first back pressure introduction recess 41 and the first back pressure suppression recess 42 are formed.
  • An oil introduction passage 43 that communicates, and a relief passage 44 that communicates the first back pressure suppression recess 42 and the high-pressure space 35 are formed.
  • the oil introduction passage 43 has an oil suction passage 43a drilled in the radial direction of the first side block forming portion 13 from the oil reservoir chamber 18, and one end of the oil suction passage 43a opens to the first end. It has an orifice passage 43b that opens to the back pressure introduction recess 41.
  • the escape passage 44 has a radial passage 44a drilled in the radial direction of the first side block forming portion 13 from the high-pressure space 35, and one end opened to the radial passage 52a and the other end is a second passage. And an orifice passage 44b that opens into the recess 42.
  • the orifice passages 43b and 44b form a throttle in the oil introduction passage 43 and the escape passage 44.
  • the back pressure chamber 5a communicates with the first back pressure suppression recess 42, and the pressure generated when the fluid in the back pressure chamber is compressed by the immersion of the vane is suppressed to the first back pressure. It is possible to escape from the recess 42 to the high-pressure space 35 via the escape passage 44.
  • the second back pressure introducing recess 51 that can communicate with the back pressure chamber 5a and the second back pressure suppression are provided on the end face of the second side block forming portion 21 that faces the end face of the rotor 3 in the axial direction.
  • a recess 52 is formed.
  • the second back pressure introduction recess 51 is formed at the bottom of the vane groove 5 over a range in which the tip of the vane 4 moves from a portion where the vane 4 reaches the suction port 15 to a position before the discharge port 16 (before the counterbore 16a). It is formed so as to be able to communicate with (back pressure chamber 5a).
  • the second back pressure introduction recess 51 is formed to be plane-symmetric with respect to the first back pressure introduction recess 41 and a plane perpendicular to the drive shaft 2.
  • the second back pressure suppression recess 52 is provided in a region where the second back pressure introduction recess 51 is not provided (back pressure closing region ⁇ ), and the tip of the vane 4 is inserted into the discharge port 16. It is formed so as to be able to communicate with the bottom part (back pressure chamber 5a) of the vane groove 5 over a range that moves from a position in front of the counterbore 16 (a position in front of the counterbore 16a) to a position beyond the radial seal part 40. Has been.
  • the second back pressure suppression recess 52 is formed so as to be separated from the second back pressure introduction recess 51 in the circumferential direction to be equal to or smaller than the size of the back pressure chamber 5a. That is, when the change in the communication area between the back pressure chamber 5a and the second back pressure introduction recess 51 and the second back pressure suppression recess 52 is seen by changing the rotation angle of the rotor 3, it is shown in FIG. As described above, the position of the second back pressure suppression recess 52 is formed such that a region in which the back pressure chamber 5a communicates with both the second back pressure introduction recess 51 and the second back pressure suppression recess 52 is formed. And the size is set.
  • the second back pressure suppression recess 52 is formed wider in the circumferential direction than the first back pressure suppression recess 42, and the volume of the second back pressure suppression recess 52 is the first back pressure suppression recess 42. It is formed larger than the volume.
  • the oil is easily introduced into the back pressure chamber 5a through the oil introduction passage 43 and the first back pressure introduction recess 41.
  • the back pressure chamber 5 a reaches the back pressure closed regions ⁇ and ⁇ where the back pressure introducing recess 41 is not formed by the rotation of the rotor 3, the inside of the back pressure chamber becomes a closed space, As the vane 4 is immersed in the vane groove 5, the fluid in the back pressure chamber is compressed and the pressure is abnormally increased.
  • the first back pressure suppression recess 42 is formed on the rear side
  • the second back pressure suppression recess 52 is formed on the front side.
  • the oil (or pressure) in the back pressure chamber is discharged to the back pressure suppression recesses 42 and 52, and therefore the pressure in the back pressure chamber 5a is increased. It can be mitigated.
  • the escape passage 44 is connected to the first back pressure suppression recess 42, so that the oil (or pressure) discharged to the first back pressure suppression recess 42 is the first back pressure. Even if the back pressure suppression recess 42 is filled, it is possible to escape to the high pressure space 35 via the escape passage 44, and an abnormal pressure increase in the back pressure chamber 5a can be suppressed. Accordingly, since the oil (or pressure) in the back pressure chamber can be released through the relief passage 44, the volume of the first back pressure suppression recess 42 can be small, and the first back pressure suppression can be performed.
  • the recess 42 may be eliminated and only the escape passage 44 may be formed.
  • the damper function can absorb an abnormal increase in pressure.
  • the volume of the second back pressure suppression recess 52 is larger than the volume of the first back pressure suppression recess 42, the second back pressure suppression recess 52 is filled with oil and the damper. It is possible to avoid inconvenience that the function is inhibited.
  • a mechanism for avoiding an abnormal increase in the back pressure is provided at both axial ends of the rotor, so that the abnormal increase in the back pressure can be uniformly suppressed over the entire region of the back pressure chamber 5a.
  • the mechanism for suppressing the abnormal back pressure is constituted by a mechanism having only a relief passage 44 with a poor damper function, passage resistance when passing through the relief passage 44 when the oil viscosity is high, such as at low temperatures, increases. There is a risk that the high pressure cannot be relaxed sufficiently.
  • the damper space second back pressure suppression recess 52
  • the volume of the damper space is small, the abnormal high pressure cannot be relieved sufficiently due to oil filling or the like. If the space for use is too large, there is a risk of impairing the effect of suppressing chattering by increasing the back pressure by the back pressure closed region during normal gas compression.
  • various structures can be realized by combining both a structure for releasing high-pressure pressure through the passage 44 and a structure for opening and absorbing the damper space (second back pressure suppression recess 52). It is possible to achieve a stable and balanced abnormal high pressure suppression under the above conditions.
  • the volume of the second back pressure suppression recess 52 As a method for making the volume of the second back pressure suppression recess 52 larger than the volume of the first back pressure suppression recess 42, it is conceivable to increase the depth of the second back pressure suppression recess 52. Even if the depth of the back pressure suppression recess is increased, it is assumed that only the amount of oil accumulated here increases and the area of the air layer does not increase so much, so the second back pressure suppression recess on the front side
  • the depth of 52 is the same as the depth of the first back pressure suppression recess 42 on the rear side, and the area of the second back pressure suppression recess 52 is the same as that of the above-described configuration example. It is preferable that the area of the air layer of the second back pressure suppression recess 52 is ensured to be larger by increasing the area than the above-described area, and the damper effect by the air layer is enhanced.
  • the first back pressure introduction recess 41 on the rear side and the first back pressure suppression recess 42 do not communicate with each other via the back pressure chamber 5a. There is no inconvenience that the pressure escapes from the relief passage 44 and the first back pressure suppression recess 42 to the first back pressure introduction recess 41 via the back pressure chamber 5a, and there is a risk of chattering and the efficiency of the compressor is reduced. It is possible to avoid inconvenience.
  • the second back pressure introduction recess 51 on the front side can communicate with the second back pressure suppression recess 52 via the back pressure chamber 5a, but the first back pressure suppression recess on the rear side. Since there is no indirect communication with 42, there is no inconvenience that the high pressure flows backward from the high pressure space 35, and the oil (or pressure) in the second back pressure suppression recess 52 is supplied to the back pressure chamber 5a. It is possible to discharge to the second back pressure introduction recess 51 via the, so that it is possible to effectively suppress an abnormal pressure increase in the back pressure chamber.
  • the relief passage 44 communicating with the high pressure space 35 is connected to the first back pressure suppression recess 42 on the rear side, and the volume of the second back pressure suppression recess 52 on the front side is set to the rear side.
  • the example which made it larger than the volume of the 1st back pressure control crevice 42 was shown, this relation was reversed and the escape passage connected with high pressure space 35 was connected to the 2nd back pressure control crevice 52 of the front side,
  • the volume of the first back pressure suppression recess 42 on the rear side may be larger than that of the second back pressure suppression recess 52 on the front side.
  • the oil introduction passage 43 communicating with the oil reservoir chamber 18 is connected to the first back pressure introduction recess 41 on the rear side, but instead of this configuration or together with this configuration.
  • the oil introduction passage may be connected to the second back pressure introduction recess 51 on the front side.
  • the pair of side block forming portions 13 and 21 are formed integrally with the cylinder forming portion 12 and the shell forming portion 22, respectively, but may be formed as separate parts.
  • the above configuration can be similarly applied to a vane type compressor having three or more vanes 4.
  • the plane including the vane 4 is parallel to the vane 4 and the axis O of the drive shaft 2 is formed. The same may be adopted in the case of matching with the plane to include (set the offset to 0) or in the case of offset to the opposite side.

Abstract

【課題】ベーン溝底部の背圧室に溜まった液体を圧縮することによる背圧室の異常な圧力上昇を効果的に避けることが可能なベーン型圧縮機を提供する。 【解決手段】ロータ３を収容するシリンダ形成部１２の軸方向の両端を閉塞する一対のサイドブロック形成部１３，２１の前記ロータ３の端面と対峙するそれぞれの面であって、背圧室５ａが背圧導入凹部４１，５１と連通しない背圧閉鎖領域に背圧抑制凹部４２，５２を形成し、この背圧抑制凹部４２，５２の一方を逃がし通路４４を介して高圧流体収容空間（高圧空間３５）と連通し、背圧抑制凹部の一方をオイル抜き室として機能させ、他方をオイルダンパ室として機能させる。逃がし通路４４が接続されていない背圧抑制凹部５２の容積を、逃がし通路４４が接続された背圧抑制凹部４２の容積よりも大きくするとよい。

Description

ベーン型圧縮機
　本発明は、ベーン型圧縮機に関し、特にベーン溝底部の背圧室に溜まったオイルを圧縮することによる不都合に対処するために有用な構造を備えたベーン型圧縮機に関する。
　一般的に、ベーン型圧縮機は、カム面が内部に形成されたシリンダと、このシリンダの軸方向の両端を閉塞するサイドブロックと、シリンダ内に回転可能に支持されたロータと、このロータの外周面から内部に向けて形成されたベーン溝と、このベーン溝に出没可能に収容されたベーンとを有して構成されている。ベーン溝の底部には背圧室が設けられており、この背圧室に吐出圧力領域から導かれた圧力を供給することにより、ベーンがシリンダのカム面に向けて付勢されるようになっている。
　背圧室への圧力の供給は、サイドブロックに形成された背圧導入凹部を介して行われる。この背圧導入凹部は、ロータの背圧室に常時圧力を供給できるように、サイドブロックのロータと対峙する端面に回転するロータの背圧室の回転軌跡に対応するように設けられる。この背圧導入凹部の少なくとも一方には、吐出圧力領域にあるオイル溜り室がオイル導入通路を介して連通している。オイル導入通路は内部に面積が狭められた絞りを有している。これにより、オイル溜まり室の圧力が、減圧されて背圧導入凹部に導かれ、ひいては回転するロータの背圧室へ供給されるようになっている。
　ところが、このような圧縮機においては、特に背圧室の圧力が十分に高まらない圧縮機の起動初期において、圧縮工程の終期に圧縮室の圧力が背圧室の圧力より高くなることがある。そのような場合、ベーンがシリンダのカム面から離れ、再びシリンダのカム面に着地して衝突音を発生させる所謂チャタリングを起こすことが知られている。
　チャタリング現象の対策として、圧縮行程の終期において背圧室と背圧導入凹部の連通を遮断して、背圧室の圧力を高めることが知られている（特許文献１参照）。具体的には、ロータに対峙するサイドブロックの端面のうち、圧縮工程の終期にある背圧室と対峙する領域に、背圧導入凹部が形成されない背圧閉鎖領域を設けるようにしている。これにより、圧縮行程の終期において背圧室が独立した閉鎖空間となり、ベーンがシリンダのカム面に沿ってベーン溝内へ押し込まれるのに伴い、背圧室内の流体が圧縮され、背圧が充分に高められる。
　ところで、背圧導入凹部にはオイル等の液体が存在しており、液分が濃い媒体が背圧室に導入されることがある。しかしながら、特許文献１のベーン型圧縮機においては、圧縮工程終期において背圧室が完全に閉塞されるため、ベーンがベーン溝に没入する際に背圧室に閉じ込められた液媒体が圧縮されることとなる。このため、ベーンに異常に高い背圧が作用してベーンの先端がカム面に当接する荷重が増大し、シリンダのカム面の摩耗が促進される恐れがある。
　そのような恐れを防ぐために、サイドブロックのロータと対峙する端面であって、背圧導入凹部が形成されない背圧閉鎖領域に、ダンパ用盲孔を設け、背圧室の圧力をダンパ用盲孔に逃がすことで背圧室の異常な圧力上昇を避けるようにした構成が提案されている（特許文献２参照）。
特開昭５７－２６２９３号公報 実公平０２－２０４７８号公報
　しかしながら、上述の提案された構成においては、確保することが可能なダンパ用盲孔の大きさが限られるため、盲孔の空間がオイル等の液体で充満してしまうと背圧室の異常な高圧圧力を十分に低減させることができないものであった。
　本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、ベーン溝底部の背圧室に溜まった液体を圧縮することによる背圧室の異常な圧力上昇を効果的に避けることが可能なベーン型圧縮機を提供することを主たる課題としている。
　上記課題を達成するために、本発明に係るベーン型圧縮機は、ハウジングと、カム面が形成され、前記ハウジングの一部を構成するシリンダ形成部と前記シリンダ形成部の軸方向の両端を閉塞し、前記ハウジングの一部を構成する一対のサイドブロック形成部と、前記一対のサイドブロック形成部に回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸に固装されて前記シリンダ形成部内に回転可能に収容されるロータと、前記ロータに形成された複数のベーン溝と、前記ベーン溝に摺動自在に挿入され、先端部が前記ベーン溝から出没して前記カム面を摺動する複数のベーンと、前記ベーン溝と前記ベーンとによって画成された背圧室と、前記シリンダ形成部と前記一対のサイドブロック形成部とにより閉塞された空間に、前記ロータと前記ベーンとによって画成される圧縮室と、前記圧縮室から吐出された流体を収容する高圧流体収容空間と、吐出圧力領域であって、オイルを貯留するオイル溜まり室と、を備え、前記一対のサイドブロック形成部の前記ロータの端面と対峙する面に、前記駆動軸の支持部を中心として所定の角度範囲に亘って前記背圧室と連通可能な背圧導入凹部を形成し、前記背圧導入凹部の少なくとも一方をオイル導入通路を介して前記オイル溜まり室と連通させ、前記一対のサイドブロック形成部の前記ロータの端面と対峙するそれぞれの面であって、前記背圧導入凹部が形成されていない背圧閉鎖領域に前記背圧室と連通可能な背圧抑制凹部を形成し、この背圧抑制凹部の一方と前記高圧流体収容空間とを逃がし通路を介して連通させたことを特徴としている。
　したがって、オイル等の液媒体が背圧室に閉じ込められベーンの没入により圧縮されたとしても、背圧室内部での液圧縮による高圧圧力を一対のサイドブロック形成部の両方に形成された背圧抑制凹部に逃がすことにより、背圧室の異常な圧力上昇を抑えることが可能となる。また、背圧抑制凹部の一方は逃がし通路を介して高圧流体収容空間と連通しているので、他方の背圧抑制凹部が液体で満たされた場合であっても、圧縮された液体を逃がし通路を介して高圧流体収容空間に逃がすことができ、背圧室の異常な圧力上昇を抑えることが可能となる。
　好ましくは、逃がし通路が接続されていない背圧抑制凹部の容積を、逃がし通路が接続されている背圧抑制凹部の容積よりも大きくするとよい。
　このような構成とすることで、背圧室での液圧縮による高圧圧力を、一方では逃がし通路からの排出を利用してすることで排出するとともに、他方では十分な容積を与えられた背圧抑制凹部に吸収させることが可能となり、バランスよく異常高圧を抑えることが可能となる。
　なお、背圧抑制凹部は、サイドブロック形成部のロータの端面と対峙する面の面積を異ならせることで容積を異ならせることが望ましい。
　容積を異ならせるためには、背圧導入凹部の深さを調節することも可能であるが、深さを異ならせることで容積を大きくした場合には、背圧導入凹部にオイル等の液体が充満しやすくなり、容積を大きくすることによる効果が十分に得られなくなる。そこで、背圧抑制凹部の容積は、ロータの端面と対峙する面の面積を異ならせることで、気体を収容する割合を大きくし、ダンパ効果を高めるようにするとよい。
　また、逃がし通路が接続された背圧抑制凹部とこの背圧抑制凹部が設けられた側の背圧導入凹部とは、背圧室を介して連通することがないようにすることが望ましい。
　これにより、高圧流体収容空間の高圧ガスが、逃がし通路やこれが接続する背圧抑制凹部を経て背圧室を介して背圧導入凹部に逆流し、圧縮機の性能に影響を与える恐れを排除することができる。
　さらに好ましくは、逃がし通路が接続されていない背圧抑制凹部とこの背圧抑制凹部が設けられた側の背圧導入凹部とは、背圧室を介して連通可能とするとよい。
　これにより、逃がし通路が接続されていない背圧抑制凹部を背圧を介して呼吸させることができ、背圧導入凹部にオイルが充満してダンパ機能を損ねる恐れを排除することができる。また、この背圧抑制凹部は逃がし通路を介して高圧流体収容空間に接続されていないので、高圧流体収容空間の高圧流体が背圧導入凹部に流入し、背圧室を介して背圧抑制凹部に逆流する恐れはない。
　以上述べたように、本発明によれば、シリンダ形成部の軸方向の両端を閉塞する一対のサイドブロック形成部のロータの端面と対峙する面であって、背圧室が背圧導入凹部と連通しない背圧閉鎖領域に背圧室と連通可能な背圧抑制凹部を形成し、さらにこの背圧抑制凹部の一方に高圧流体収容空間と連通する逃がし通路を接続するようにしたので、ベーンの没入に伴い背圧室に閉じ込められた液体が圧縮されたとしても背圧抑制凹部のダンパ機能により液圧縮による高圧圧力を吸収させることが可能となり、また、背圧抑制凹部が液体で満たされた場合でも、逃がし通路が接続されている背圧抑制凹部により、圧縮された液体を逃がし通路を介して高圧流体収容空間に逃がすことが可能となり、背圧室の異常な圧力上昇を抑えることが可能となる。
　特に、逃がし通路が接続されていない背圧抑制凹部でのダンパ機能を高めるために、この背圧抑制凹部の容積を、逃がし通路が接続されている背圧抑制凹部の容積よりも大きくことが望ましく、このような構成とすることで、逃がし通路が接続されていない側での背圧室の圧力上昇を逃がし通路が接続されている側と同程度に抑えることが可能となる。
図１は、本発明にかかるベーン型圧縮機を示す図であり、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は（ａ）で示すベーン型圧縮機の第１のハウジング部材と第２のハウジング部材を示す断面斜視図である。 図２（ａ）は、図１で示すベーン型圧縮機の第１のハウジング部材を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図１のＡ－Ａ線で切断した断面図である。 図３（ａ）は、図１で示すベーン型圧縮機の第２のハウジング部材を示す斜視図、図３（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ線で切断した断面図である。 図４（ａ）は、本発明にかかるベーン型圧縮機のフロント側の背圧導入凹部と背圧抑制凹部との関係を説明する図であり、図４（ｂ）は本発明にかかるベーン型圧縮機のリア側の背圧導入凹部と背圧抑制凹部との関係を説明する図である。 図５（ａ）は、背圧室と、フロント側の背圧導入凹部及び背圧抑制凹部のそれぞれとが連通するタイミングを示すタイミングチャートであり、図５（ｂ）は、背圧室と、リア側の背圧導入凹部及び背圧抑制凹部のそれぞれとが連通するタイミングを示すタイミングチャートである。
　以下、本発明のベーン型圧縮機について図面を参照しながら説明する。
　図１において、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適したベーン型圧縮機が示されている。このベーン型圧縮機１は、駆動軸２と、駆動軸２に固定されて当該駆動軸２の回動に伴い回転するロータ３と、このロータ３に取り付けられるベーン４と、駆動軸２を回転自在に支持すると共にロータ３及びベーン４を収容するハウジング９とを有して構成されている。なお、図１において、左側をフロント側、右側をリア側とする。
　ハウジング９は、第１のハウジング部材１０と第２のハウジング部材２０との２つの部材を組み合わせて構成されている。第１のハウジング部材１０は、図２にも示されるように、ロータ３を収納すると共にカム面１１が内周面に形成されたシリンダ形成部１２と、このシリンダ形成部１２の軸方向の一端側（リア側）を閉塞するように一体に形成された第１のサイドブロック形成部１３とから構成されている。シリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）は、断面が真円に形成され、軸方向の長さが後述するロータ３の軸方向の長さにほぼ等しく形成されている。
　第２のハウジング部材２０は、図３にも示されるように、シリンダ形成部１２の軸方向の他端側（フロント側）の端面に当接してこの他端側を閉塞する第２のサイドブロック形成部２１と、この第２のサイドブロック形成部２１に一体に形成されたシェル形成部２２とを有して構成されている。このシェル形成部２２は、駆動軸２の軸方向に延設され、前記シリンダ形成部１２及び第１のサイドブロック形成部１３の外周面を包囲するように形成されている。
　そして、これら第１のハウジング部材１０と第２のハウジング部材２０とは、図示しないボルト等の連結具を介して軸方向に締結されている。また、第１のハウジング部材１０の第１のサイドブロック形成部１３と第２のハウジング部材２０のシェル形成部２２との間は、Ｏリング等のシール部材８が介在されて気密よくシールされている。
　また、第２のハウジング部材２０には、第２のサイドブロック形成部２１からフロント側に延設されたボス部２３が一体に形成されている。このボス部２３には、駆動軸２に回転動力を伝えるプーリ（図示せず）が回転自在に外装され、回転動力が、このプーリから図示しない電磁クラッチを介して駆動軸２に伝達されるようになっている。
　前記駆動軸２は、第１のサイドブロック形成部１３と第２のサイドブロック形成部２１とにベアリング１４，２４を介して回転自在に支持されている。また、駆動軸２は、先端部が第２のハウジング部材２０のボス部２３内に突出し、ボス部２３との間に設けられたシール部材２５によって該ボス部２３との間が気密よくシールされている。
　前記ロータ３は、断面が真円状に形成され、その軸中心に設けられた挿通孔３ａに前記駆動軸２が挿通され、互いの軸中心を一致させた状態で駆動軸２に固定されている。また、シリンダ形成部１２の軸中心Ｏ‘とロータ３（駆動軸２）の軸中心Ｏとは、ロータ３の外周面とシリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）とが周方向の一箇所で当接するようにずらして設けられている（シリンダ形成部１２の内径とロータ３の外径との差の１／２だけずらして設けられている）。そして、シリンダ形成部１２と第１のサイドブロック形成部１３及び第２のサイドブロック形成部２１とにより閉塞された空間には、シリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）とロータ３の外周面との間に圧縮空間３０が画成されている。
　また、第２のハウジング部材２０には、図示されていないが、作動流体（冷媒ガス）を外部から吸入する吸入口および外部へ吐出する吐出口が形成されている。第１のハウジング部材１０のシリンダ形成部１２には、ロータ３の外周面がシリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）と近接する部位（以下、ラジアルシール部４０）に対して、ロータ３の回転方向の前方側近傍に吸入口と連通する吸入ポート１５が形成されている。また、ロータ３の回転方向の後方側直近に吐出口と連通する吐出ポート１６が形成されている。なお、図２及び図３において、３６は、連結具を螺合するねじ穴であり、図３において、３７は、吸入口と吸入ポート１５を連通する低圧空間である。
　吐出ポート１６は、シリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）との開口端に周方向に沿って湾曲状に凹ませた座ぐり（カウンターボア）１６ａを備えている。圧縮ガスは、この座ぐり１６ａを介して吐出される。第１のハウジング部材１０のシリンダ形成部１２と第２のハウジング部材２０のシェル形成部２２との間には、吐出室３２が形成されている。前記吐出ポート１６は、この吐出室３２に開口し、吐出室３２に設けられた吐出弁３３により開閉可能に閉塞されている。なお、３４は、吐出弁３３の動きを規制するリテーナである。
　また、第１のハウジング部材１０の第１のサイドブロック形成部１３と第２のハウジング部材２０のシェル形成部２２との間は、前記吐出口が接続する高圧空間３５が形成されている。前記吐出室３２は、図示しないオイル分離器を介してこの高圧空間３５に連通している。これら吐出室３２および高圧空間３５により、吐出ポート１６から吐出した流体を収容する高圧流体収容空間が形成されている。さらに、第１のハウジング部材１０の第１のサイドブロック形成部１３の下部と第２のハウジング部材２０のシェル形成部２２の下部との間には、図示しないオイル分離器によって作動流体から分離されたオイルを溜めるオイル溜まり室１８が設けられている。これらの吐出室３２、高圧空間３５、オイル溜まり室は、吐出圧力領域に含まれる。
　前記ロータ３の外周面には、ロータ３の軸方向に沿って複数のベーン溝５が形成され、それぞれのベーン溝５には、ベーン４が摺動自在に挿入されている。ベーン溝５は、ロータ３の外周面のみならず第１のサイドブロック形成部１３及び第２のサイドブロック形成部２１と対峙する端面にも開口されており、底部にはベーン４との間に背圧室５ａが形成されている。このベーン溝５は、周方向に等間隔に複数形成され、この例では、１８０度位相が異なる２箇所に互いに平行となるように形成されている。
　ベーン４は、駆動軸２の軸方向に沿った幅が前記ロータ３の軸方向の長さに等しく形成されている。また、ベーン溝５への挿入方向（摺動方向）の長さは、ベーン溝５の同方向の長さに略等しく形成されている。このベーン４は、ベーン溝５の背圧室５ａに供給される背圧により、ベーン溝５から突出されて先端部がシリンダ形成部１２の内周面（カム面１１）に当接可能となっている。
　したがって、前記圧縮空間３０は、ベーン溝５に摺動自在に挿入されたベーン４によって複数の圧縮室３１に仕切られ、それぞれの圧縮室３１の容積は、ロータ３の回転によって変化するようになっている。
　そして、第１のサイドブロック形成部１３のロータ３の軸方向端面と対峙する面には、ベーン溝５の底部に設けられた背圧室５ａと連通可能な第1の背圧導入凹部４１と第１の背圧抑制凹部４２とが形成されている。ここで、「連通可能」とは、背圧室５ａが、ロータ３の回転に伴いロータ３の軸中心Ｏ周りに回転し第１の背圧導入凹部４１または第１の背圧抑制凹部４２の前を通過することにより、瞬間的に第１の背圧導入凹部４１または第１の背圧抑制凹部４２と連通することを意味する。以降の記載においても、「連通可能」とは、ロータ３の回転に伴う背圧室５ａとの瞬間的な連通のことを指す。
　第1の背圧導入凹部４１は、圧縮室を画成するベーン４が格納されるベーン溝５の底部（背圧室５ａ）の回転軌跡に対応しており、圧縮室が吸入工程の開始から圧縮工程の終期の始めまで移動する間、背圧室５ａと連通可能なように形成されている。具体的には、ベーン４の先端部が吸入ポート１５に差し掛かる部分から吐出ポート１６に差し掛かる手前（座ぐり１６ａより手前）にかけて移動する範囲に亘って、ベーン溝５の底部（背圧室５ａ）と連通可能となるように形成されている。
　これに対して、第１の背圧抑制凹部４２は、第１の背圧導入凹部４１が設けられていない領域（背圧閉鎖領域α）に設けられており、ベーン４の先端部が吐出ポート１６に差し掛かっている位置（座ぐり１６ａに差し掛かっている位置）からラジアルシール部４０の手前にかけて移動する範囲に亘ってベーン溝５の底部（背圧室５ａ）と連通可能となるように形成されている。
　また、第１の背圧抑制凹部４２は、図４（ａ）に示すように、第１の背圧導入凹部４１とベーン溝５の底部（背圧室５ａ）によって連通することがないように、第１の背圧導入凹部４１と周方向で背圧室５ａの大きさ以上に離して形成されている。
　即ち、背圧室５ａと第１の背圧導入凹部４１及び第１の背圧抑制凹部４２との連通面積の変化をロータ３の回転角を変化させて見ると、図５（ａ）に示されるように、背圧室５ａが第１の背圧導入凹部４１と第１の背圧抑制凹部４２とのいずれにも連通しない領域が形成されるように第１の背圧抑制凹部４２の位置および大きさが設定されている。
　上述した第１の背圧導入凹部４１と第1の背圧抑制凹部４２とが形成された第1のサイドブロック形成部１３には、第１の背圧導入凹部４１とオイル溜まり室１８とを連通するオイル導入通路４３と、第１の背圧抑制凹部４２と高圧空間３５とを連通する逃がし通路４４とが形成されている。
　オイル導入通路４３は、オイル溜まり室１８から第1のサイドブロック形成部１３の径方向に穿設されたオイル吸い上げ通路４３ａと、このオイル吸い上げ通路４３ａに一端が開口し、他端が第1の背圧導入凹部４１に開口するオリフィス通路４３ｂとを有して構成されている。
　また、逃がし通路４４は、高圧空間３５から第1のサイドブロック形成部１３の径方向に穿設された径方向通路４４ａと、この径方向通路５２ａに一端が開口し、他端が第２の凹部４２に開口するオリフィス通路４４ｂと、を有して構成されている。
　これらオリフィス通路４３ｂ、４４ｂによって、オイル導入通路４３と逃がし通路４４には、絞りが形成されている。
　したがって、ベーン溝５の底部（背圧室５ａ）が第1の凹部４１に連通すると、吐出圧力領域にあるオイル溜まり室１８に溜められたオイルがオイル吸い上げ通路４４ａ及びオリフィス通路４４ｂを介して第１の背圧導入凹部４１に導入され、この第１の背圧導入凹部４１を介して背圧室５ａに送り込まれる。その後、ロータ３の回転によりベーン溝５の底部（背圧室５ａ）が第１の背圧導入凹部４１が形成されていない背圧閉鎖領域αに進入すると背圧室５ａが独立した閉鎖空間となり、ベーン４の没入によって背圧室内の流体が圧縮され圧力が高まる。しかし、さらにロータ３が回転すると、背圧室５ａが第１の背圧抑制凹部４２に連通し、背圧室内の流体がベーンの没入によって圧縮されることによって生じる圧力を第1の背圧抑制凹部４２から逃がし通路４４を介して高圧空間３５へ逃がすことができるようになっている。
　これに対して、第２のサイドブロック形成部２１のロータ３の軸方向端面と対峙する端面には、背圧室５ａと連通可能な第２の背圧導入凹部５１と第２の背圧抑制凹部５２とが形成されている。
　第２の背圧導入凹部５１は、ベーン４の先端部が吸入ポート１５に差し掛かる部分から吐出ポート１６に差し掛かる手前（座ぐり１６ａより手前）にかけて移動する範囲に亘ってベーン溝５の底部（背圧室５ａ）と連通可能となるように形成されている。この第２の背圧導入凹部５１は、第１の背圧導入凹部４１と駆動軸２に対して垂直となる平面に対して面対称となるように形成されている。
　また、第２の背圧抑制凹部５２は、第２の背圧導入凹部５１が設けられていない領域（背圧閉鎖領域β）に設けられており、ベーン４の先端部が吐出ポート１６に差し掛かる手前の位置（座ぐり１６ａに差し掛かる手前の位置）からラジアルシール部４０を超えた位置にかけて移動する範囲に亘ってベーン溝５の底部（背圧室５ａ）と連通可能となるように形成されている。
　さらに、第２の背圧抑制凹部５２は、第２の背圧導入凹部５１と周方向で背圧室５ａの大きさ以下に離れるように形成されている。
　即ち、背圧室５ａと第２の背圧導入凹部５１及び第２の背圧抑制凹部５２との連通面積の変化をロータ３の回転角を変化させて見ると、図５（ｂ）に示されるように、背圧室５ａが第２の背圧導入凹部５１と第２の背圧抑制凹部５２とのいずれにも連通する領域が形成されるように第２の背圧抑制凹部５２の位置および大きさが設定されている。したがって、第２の背圧抑制凹部５２は、第1の背圧抑制凹部４２よりも周方向に幅広に形成され、第２の背圧抑制凹部５２の容積は、第１の背圧抑制凹部４２の容積よりも大きく形成されている。
　以上の構成において、上述した構成においては、オイルがオイル導入通路４３及び第1の背圧導入凹部４１を介して背圧室５ａに導入されやすい構造となっているので、背圧室５ａへのオイル導入量が多い場合には、ロータ３の回転により背圧室５ aが背圧導入凹部４１が形成されていない背圧閉鎖領域α，βに差し掛かると背圧室内部が閉鎖空間となり、ベーン４がベーン溝５に没入するのに伴って背圧室内部の流体が圧縮され圧力が異常に高まる。しかしながら、背圧閉鎖領域α，βにおいて、リア側には第1の背圧抑制凹部４２が形成され、また、フロント側には第2の背圧抑制凹部５２が形成されているので、背圧室５ａがこれらの背圧抑制凹部４２，５２に差し掛かると、背圧室内のオイル（又は、圧力）は、背圧抑制凹部４２，５２に放出されるので、背圧室５ａの圧力上昇を緩和することが可能となる。
　この際、リア側においては、第1の背圧抑制凹部４２に逃がし通路４４が接続されているので、この第1の背圧抑制凹部４２に放出されたオイル（又は、圧力）は、第1の背圧抑制凹部４２に満たされても逃がし通路４４を介して高圧空間３５へ逃がすことが可能となり、背圧室５ａの異常な圧力上昇を抑えることが可能となる。したがって、逃がし通路４４を介して背圧室内のオイル（又は、圧力）を逃がすことができるので、第1の背圧抑制凹部４２の容積は小さくても差し支えなく、また、第1の背圧抑制凹部４２を無くして逃がし通路４４だけを形成するようにしてもよい。
　また、フロント側においては、背圧室５ａが第２の背圧抑制凹部５２に連通すると、背圧室５ａのオイル（又は、圧力）を第２の背圧抑制凹部５２に逃がすことができ、ダンパ機能により異常な圧力の上昇を吸収させることが可能となる。特に、この例では、第２の背圧抑制凹部５２の容積を第１の背圧抑制凹部４２の容積よりも大きくしているので、第２の背圧抑制凹部５２がオイルで充満されてダンパ機能が阻害される不都合を回避することが可能となる。
　したがって、上述の構成においては、ロータの軸方向両端部に背圧の異常上昇を避ける機構が設けられているので、背圧室５ａの全域に亘って背圧の異常上昇を均等に抑えることが可能となり、ベーン４の先端がカム面１１に当接する荷重が大きくなってカム面（シリンダ形成部１２の内周面）の摩耗が促進されるという不具合を回避することが可能となる。
　ところで、背圧の異常高圧を抑制する機構を、仮に逃がし通路４４だけのダンパ機能の乏しい機構で構成すると、低温時などオイルの粘度が大きい時に逃がし通路４４を通過させる際の通路抵抗が大きくなり、高圧圧力を十分に緩和できない恐れがある。逆に、逃がし通路のないダンパ用空間（第２の背圧抑制凹部５２）だけを採用した場合、ダンパ用空間の容積が小さいとオイルの充満などにより異常高圧を十分緩和できず、また、ダンパ用空間が大き過ぎると、通常のガス圧縮の際に背圧閉鎖領域によって背圧を高めてチャタリングを抑える効果を損なう恐れがある。上述の構成においては、高圧圧力を逃がし通路４４を介して排出する構造と、ダンパ空間（第２の背圧抑制凹部５２）に開放して吸収させる構造の双方を組み合わせて構成したことにより、種々の条件下において安定性の高いバランスの取れた異常高圧抑制を実現できる。
　なお、第２の背圧抑制凹部５２の容積を第１の背圧抑制凹部４２の容積よりも大きくする方法としては、第２の背圧抑制凹部５２の深さを大きくすることも考えられるが、背圧抑制凹部の深さを大きくしても、ここに溜まるオイル量が多くなるだけで、空気層の領域がさほど大きくならない場合も想定されるので、フロント側の第２の背圧抑制凹部５２の深さをリア側の第1の背圧抑制凹分４２の深さと同じとし、上述した構成例のように、第２の背圧抑制凹部５２の面積を第１の背圧抑制凹部４２の面積よりも大きくすることで第２の背圧抑制凹部５２の空気層の領域を大きく確保し、空気層によるダンパ効果を高めるようにするとよい。
　また、上述の構成においては、リア側の第１の背圧導入凹部４１と第１の背圧抑制凹部４２とが、背圧室５ａを介して連通することがないので、高圧空間３５の高い圧力が逃がし通路４４、第１の背圧抑制凹部４２から、背圧室５ａを介して第１の背圧導入凹部４１に逆流する不都合はなくなり、チャタリングを引きこす恐れや圧縮機の効率が低下する不都合を回避することが可能となる。
　これに対して、フロント側の第２の背圧導入凹部５１は、第２の背圧抑制凹部５２と背圧室５ａを介して連通可能となるが、リア側の第１の背圧抑制凹部４２に対して間接的にも連通することはないので、高圧空間３５から高圧圧力が逆流する不都合はないし、また、第２の背圧抑制凹部５２のオイル（又は、圧力）を背圧室５ａを介して第２の背圧導入凹部５１に放出することが可能となるので、背圧室の異常な圧力上昇を効果的に抑えることが可能となる。
　なお、以上の構成においては、リア側の第１の背圧抑制凹部４２に高圧空間３５と連通する逃がし通路４４を接続し、フロント側の第２の背圧抑制凹部５２の容積をリア側の第１の背圧抑制凹部４２の容積よりも大きくした例を示したが、この関係を逆にし、フロント側の第２の背圧抑制凹部５２に高圧空間３５と連通する逃がし通路を接続し、リア側の第１の背圧抑制凹部４２の容積をフロント側の第２の背圧抑制凹部５２よりも大きくしてもよい。
　また、上述の構成においては、リア側の第１の背圧導入凹部４１にオイル溜め室１８と連通するオイル導入通路４３を接続するようにしたが、この構成に代えて、又は、この構成と共に、フロント側の第２の背圧導入凹部５１にオイル導入通路を接続するようにしてもよい。
　また、上述の構成においては、一対のサイドブロック形成部１３、２１を、それぞれシリンダ形成部１２、シェル形成部２２と一体に形成したが、別部品として形成してもよい。
　さらに、以上の構成は、ベーン４が３枚以上であるベーン型圧縮機においても、同様に採用可能である。また、２枚ベーンの構成においても、ベーン溝５（ベーン４）がオフセットして設けられた場合のみならず、ベーン４を含む平面と、ベーン４と平行をなし駆動軸２の軸心Ｏを含む平面とを一致させる（オフセットを０にする）場合や、逆側にオフセットしている場合においても同様に採用するようにしてもよい。
　１　ベーン型圧縮機
　２　駆動軸
　３　ロータ
　４　ベーン
　５　ベーン溝
　５ａ　背圧室
　９　ハウジング
　１０　第１のハウジング部材
　１１　カム面
　１２　シリンダ形成部
　１３　第１のサイドブロック形成部
　１８　オイル溜まり室
　２０　第２のハウジング部材
　２１　第２のサイドブロック形成部
　３１　圧縮室
　３２　吐出室
　３５　高圧空間
　４１　第１の背圧導入凹部
　４２　第１の背圧抑制凹部
　４３　オイル導入通路
　４４　逃がし通路
　５１　第２の背圧導入凹部
　５２　第２の背圧抑制凹部
　α、β　背圧閉鎖領域

Claims (5)

  1. 　ハウジングと、
    　カム面が形成され、前記ハウジングの一部を構成するシリンダ形成部と
    　前記シリンダ形成部の軸方向の両端を閉塞し、前記ハウジングの一部を構成する一対のサイドブロック形成部と、
    　前記一対のサイドブロック形成部に回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸に固装されて前記シリンダ形成部内に回転可能に収容されるロータと、
    　前記ロータに形成された複数のベーン溝と、前記ベーン溝に摺動自在に挿入され、先端部が前記ベーン溝から出没して前記カム面を摺動する複数のベーンと、
    　前記ベーン溝と前記ベーンとによって画成された背圧室と、
    　前記シリンダ形成部と前記一対のサイドブロック形成部とにより閉塞された空間に、前記ロータと前記ベーンとによって画成される圧縮室と、
    　前記圧縮室から吐出された流体を収容する高圧流体収容空間と、
    　吐出圧力領域にあって、オイルを貯留するオイル溜まり室と、を備え、
    　前記一対のサイドブロック形成部の前記ロータの端面と対峙する面に、前記駆動軸の支持部を中心として所定の角度範囲に亘って前記背圧室と連通可能な背圧導入凹部を形成し、
    　前記背圧導入凹部の少なくとも一方をオイル導入通路を介して前記オイル溜まり室と連通させたベーン型圧縮機において、
    　前記一対のサイドブロック形成部の前記ロータの端面と対峙するそれぞれの面であって、前記背圧導入凹部が形成されていない背圧閉鎖領域に前記背圧室と連通可能な背圧抑制凹部を形成し、
    　この背圧抑制凹部の一方と前記高圧流体収容空間とを逃がし通路を介して連通させたことを特徴とするベーン型圧縮機。
  2. 　前記一対のサイドブロック形成部に形成された前記背圧抑制凹部のうち、前記逃がし通路が接続されていない前記背圧抑制凹部の容積を、前記逃がし通路が接続されている前記背圧抑制凹部の容積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載のベーン型圧縮機。
  3. 　前記背圧抑制凹部は、前記サイドブロック形成部の前記ロータの端面と対峙する面の面積を異ならせることで容積を異ならせていることを特徴とする請求項１又は２記載のベーン型圧縮機。
  4. 　前記逃がし通路が接続された前記背圧抑制凹部とこの背圧抑制凹部が設けられた側の前記背圧導入凹部とは、前記背圧室を介して連通することがないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のベーン型圧縮機。
  5. 　前記逃がし通路が接続されていない前記背圧抑制凹部とこの背圧抑制凹部が設けられた側の前記背圧導入凹部とは、前記背圧室を介して連通可能であることを特徴とする請求項４に記載のベーン型圧縮機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59103984A (ja) * 1982-12-06 1984-06-15 Toyoda Autom Loom Works Ltd ベ−ン圧縮機におけるベ−ン背圧制御構造
US4621986A (en) * 1985-12-04 1986-11-11 Atsugi Motor Parts Company, Limited Rotary-vane compressor
JPH0220478Y2 (ja) * 1983-10-18 1990-06-04
JP2001165081A (ja) * 1999-12-10 2001-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧縮機およびその圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた冷凍または冷却装置
JP2014125962A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Calsonic Kansei Corp 気体圧縮機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59103984A (ja) * 1982-12-06 1984-06-15 Toyoda Autom Loom Works Ltd ベ−ン圧縮機におけるベ−ン背圧制御構造
JPH0220478Y2 (ja) * 1983-10-18 1990-06-04
US4621986A (en) * 1985-12-04 1986-11-11 Atsugi Motor Parts Company, Limited Rotary-vane compressor
JP2001165081A (ja) * 1999-12-10 2001-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧縮機およびその圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた冷凍または冷却装置
JP2014125962A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Calsonic Kansei Corp 気体圧縮機

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