JP2009264160A - ベーンロータリ型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ベーン背圧を安定化し、ベーンチャタリングを防止すること。
【解決手段】内部に筒状の中空部を有するシリンダ１と、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータ２と、前記ロータのベーン溝３内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーン４と、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板１および後部側板２と、ベーン溝３とベーン４と前部側板及び後部側板とで形成されたベーン背圧室１７を備えたベーンロータリ圧縮機であって、前記ロータに対向するベーン溝を連通するベーン通路１８を構成したものであり、対向するベーン溝間にてベーン背部の圧力を相互補完することができ、静寂性の高い圧縮機を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は自動車空調装置などに用いられるベーンロータリ型圧縮機に関するものである。

従来、この種のベーンロータリ型圧縮機は、シリンダ前後を側板で挟み圧縮部を構成している。その少なくとも一方の側板に弧状の溝を形成し、圧縮工程時にベーン背圧室に吐出圧力を減圧した中間圧力の流体を導くようにしてベーンをシリンダ内壁面に押し付けている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来のベーンロータリ型圧縮機を示すものである。図４に示すように、シリンダ２１と、ロータ２２と、ベーン２４と、ベーン背圧室２７と、略円弧状の溝２９から構成されている。
特開２００５−３０２７７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ベーン背圧室２７に吐出圧力を減圧した中間圧力の流体を導くように略円弧状の溝２９を形成し、ベーン２４をシリンダ壁面に押し付けるようにしているが、ロータ２２の回転に伴い、ベーン２４がベーン溝内で往復運動し、ベーン溝とベーン２４と側板とで形成しているベーン背圧室２７は容積変化をする。このため、特に吸入工程でベーン２４がベーン溝内から飛び出しベーン背圧室容積が増大する際に、供給される流体中のオイル分が少なくなるような特異な場合に中間圧力が低くなるため、ベーン背圧室内の圧力がベーン２４をシリンダ壁面に押し付ける圧力に達せず、ベーンの挙動が不安定となり、シリンダ壁面から微少に離れ、チャタリング現象が発生し、異音を発生させる改善課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ベーン挙動が不安定な状態でベーンがシリンダ壁面から微少に離れる際のチャタリングによる異音の発生を防止し、静粛性を向上、及びベーンがシリンダ壁面から微少に離れる際の圧縮漏れを低減し冷房性能を向上、耐久性・信頼性を向上することを目的としたものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリ型圧縮機は、対向するベーン溝のベーン背圧室を連通するベーン溝通路をロータに設けたものである。

本発明は容積が減少する工程のベーン背圧室と容積が増大する工程のベーン背圧室が対抗していることに着目したもので、上記構成としたことにより、容積が減少する工程のベーン背圧室から容積が増大する工程のベーン背圧室へ流体を供給することができるため、対向するベーン背圧室間にて中間圧力の流体を相互補完することができ、シリンダ壁面へのベーンの押し付け力が安定し、ベーンの挙動が安定することになる。

本発明は、ベーン背圧室の圧力の不足を防ぎ、ベーンがシリンダ内壁から遊離し再び衝突する（ベーンチャタリング現象）ことによる異音の発生を防止し、静粛性を向上することができる。また、ベーンがシリンダ内壁面から遊離しにくくなり、後工程の圧縮室への圧縮圧力の漏れ出しが抑制され、冷房性能・耐久性・信頼性を向上することができる。

第１の発明は、内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータのベーン溝内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、ベーン溝とベーンと前部及び後部側板とで形成されたベーン背圧室と、前記前部側板あるいは前記後部側板の少なくとも一方に調圧された流体を前記ベーン背圧室に導くように形成された通路とを備えたベーンロータリ圧縮機であって、少なくとも２つの対向する前記ベーン背圧室を連通するベーン溝通路を構成してある。この構成により、ロータの回転に伴い、ベーンがベーン溝内で往復運動することでベーン背圧室容積が変化する際において、ベーン背圧室容積が増大する工程に位置するベーン溝に対向する位置のベーン溝は、ベーン背圧室容積が減少する工程であるため、ベーン背圧室容積の減少する側から増加する側へ中間圧力の流体が流れることとなり、対向する位置に配するベーン溝同士でベーン背圧室の圧力を相互補完することになり、シリンダ壁面へのベーンの押し付け力が安定し、ベーンの挙動を安定化することができる。

第２の発明は、第１の発明のベーン溝通路をロータに構成することにより、対向する位置に配するベーン溝を最短距離にて連通することとなり、他部品を経由して連通するより効果的にベーン溝間での圧力の相互補完を行うことができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の前部側板あるいは後部側板の少なくとも一方に調圧された流体を前記ベーン背圧室に導くように形成した通路をベーン溝通路へ連通するように形成した構成としたことにより、常時ベーン溝通路へ中間圧を供給、すなわち、対向する位置に配するベーン溝間にてやりとりさせる流体の量が漏れによって減少するのを補うこととなり、よりシリンダ壁面へのベーンの押し付け力が安定し、ベーンの挙動を安定化することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１および図２は、それぞれ本発明の第１の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の縦断面図と横断面図、図３（ａ）（ｂ）は、同ベーンロータリ型圧縮機のロータの正面図及び横断面を示す図である。

図１〜図３において、このベーンロータリ型圧縮機は、筒状内壁を有するシリンダ１と、シリンダ１の内部に配設され、外周の一部がシリンダ１内壁と小隙間を形成したロータ２と、該ロータ２に設けられた複数のベーン溝３内に摺動自在に挿入されシリンダ１内壁と摺動するベーン４と、シリンダ１の両端を閉塞し圧縮室８を構成する前部側板６および後部側板７とからなる。そして、前記ベーン溝３とベーン４と前部側板６及び後部側板７とで形成されたベーン背圧室１７を備え、このベーン背圧室１７の対向きするもの同士を連通する如くベーン通路１８が設けてある。更にこの実施の形態では、前部側板６あるいは後部側板７の少なくとも一方に前記ベーン通路１８に連通する供給通路９を設け、調圧された流体を導くようにし手ある。すなわち、圧縮された流体が吐出される吐出室１０と、圧縮された流体中の潤滑油を分離する油分離部１１と、その分離された潤滑油を貯める貯油部１２と、前記供給通路９と貯油部１２を連通する背圧付与装置１３により前記供給通路９に調圧された流体を導くようにしてある。

なお、前記ベーン通路１８はこの実施の形態ではロータ２に設けてある。図３は、本実施の形態のベーンロータリ型圧縮機のベーン通路１８を形成しているロータ２を示す図であり、ロータ中心にベーン通路１８と供給通路９を連通する通路を形成した様子を示している。

以上のように構成されたベーンロータリ型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図示しない車両のエンジンよりベルト駆動され、ロータ２と一体的に形成された駆動軸５は前部側板６および後部側板７に軸支持され、ロータ２が回転することにより、圧縮室８の容積が変化し、潤滑油を含んだ冷媒を吸入・圧縮・吐出される。

吐出された、潤滑油を含んだ冷媒は、吐出室１０内に形成した油分離部１１で、潤滑油が分離され、吐出室下部方向に形成された貯油部１２に蓄えられる。その蓄えられた潤滑油は、調圧され吐出室１０内圧力と供給通路９内圧力の差圧力により、背圧付与装置１３を通り、供給通路９とベーン通路１８を通してベーン背圧室１７に供給され、ベーン４がシリンダ１の筒状内壁に押し付けられる様に、圧力を付与し、かつ、ロータ２、ベーン４、前部側板６および後部側板７等の各摺動部の潤滑を行う。

ここで、本実施の形態のベーンロータリ型圧縮機では、ロータ２内のベーン背圧室１７をベーン通路１８にて対向するベーン背圧室１７を連通するように形成してあるから、ベーン４がベーン溝３より飛び出すことでベーン背圧室１７の容積が増大する工程の時、対向するベーン４はベーン溝３へ入り込みベーン背圧室１７の容積は減少する工程であるため、容積が減少するベーン背圧室１７内の圧力は容積が増大するベーン背圧室１７へ流れることとなり、対向するベーン背圧室同士にて圧力を相互補完することができる。よって、ベーン背圧室１７が増大する時にベーン４背部の圧力が不足してベーン４がシリンダ１内壁から遊離し再び衝突するベーンチャタリング現象を回避することができる。

なお、上記実施の形態では対向するベーン背圧室同士にて圧力を相互補完するベーン通路１８をロータ２内に設けたものを例にして説明したが、ロータ２以外の部品に設けることが可能であればこれにこだわるものではない。

以上のように、本発明にかかるベーンロータリ型圧縮機は、ベーン背圧室の圧力の不足を防ぎ、ベーンチャタリング現象による異音の発生を防止し、静粛性を向上することができ、また、圧縮圧力の漏れ出しが抑制され、冷房性能・耐久性・信頼性の向上が可能となるので、空調装置をはじめ圧縮機構を備えた装置等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の縦断面図 同実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図 （ａ）同実施の形態１におけるベーン通路を形成しているロータの正面図（ｂ）同実施の形態１におけるベーン通路を形成しているロータの横断面図 従来例のベーンロータリ型圧縮機の横断面図

符号の説明

１ シリンダ
２ ロ一夕
３ ベーン溝
４ ベーン
５ 駆動軸
６ 前部側板
７ 後部側板
８ 圧縮室
９ 供給通路
１０ 吐出室
１１ 油分離部
１２ 貯油部
１３ 背圧付与装置
１７ ベーン背圧室
１８ ベーン通路
１９ 略円弧状の溝

Claims (3)

1. 内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータのベーン溝内に摺動自在に挿入され、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、ベーン溝とベーンと前部及び後部側板とで形成されたベーン背圧室とを備えたベーンロータリ圧縮機であって、少なくとも２つの対向する位置に配する前記ベーン背圧室を連通するベーン溝通路を形成したことを特徴としたベーンロータリ型圧縮機。
2. ベーン溝通路をロータに形成したことを特徴とする請求項１に記載のベーンロータリ型圧縮機。
3. 前部側板あるいは後部側板の少なくとも一方に調圧された流体をベーン溝通路へ導くように通路を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のベーンロータリ型圧縮機。