JPH029116Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動車空調用圧縮機や家庭空調用圧
縮機などに用いられるローリングピストン・ロー
タリ冷媒圧縮機および類似の気体圧縮機に関する
もので、特に、その給油装置に関するものであ
る。

従来の構成とその問題点 例えば自動車空調用圧縮機のように、内部に軸
封装置を有する開放形ローリングピストン・ロー
タリ冷媒圧縮機の多くは、軸封装置のシール性能
および給油方式の簡易化の面で軸封装置を吐出圧
力側と吸入圧力側との中間圧力（吸入圧力に近
い）領域の雰囲気で使用することが多い。

第１図は従来の自動車空調用開放形差圧給油方
式のローリングピストン・ロータリ冷媒圧縮機
で、１はシリンダブロツクで圧縮機の吐出側底部
の油溜１４の冷凍機油（潤滑油）は、オイルケー
ス１２の油吸込通路１１、スラストベアリング５
の隙間、ニードルベアリング４の隙間、ピストン
１６の第１内壁側空間２９、第２内壁側空間３
０、ニードルベアリング４ａの隙間、軸封装置２
１の装着空間２５、絞り通路２７、吸入冷媒ガス
通路２６を経てシリンダ１５内に流入し、軸封装
置２１の雰囲気圧力は吐出側圧力と吸入側圧力と
の中間圧力（吸入側圧力に近い）になる。

また、冷凍機油がシリンダ１５内へ流入する量
は、吐出側圧力と、吸入側圧力との圧力差と、絞
り通路２７の通路抵抗およびフロントプレート２
のシリンダ側端面３１と偏心シヤフト８ａの偏心
部端面３２との隙間部の通路抵抗で大略決まる。

このような差圧を利用した給油方式をもつ冷媒
圧縮機の通常運転時には各部分の圧力はそれぞれ
異なり、それぞれの部分で特有の圧力を一定に保
たれるが、運転停止後しばらくの間、すなわち、
油溜１４の圧力とシリンダ１５内圧力とがバラン
スするまで油溜１４の冷凍機油がシリンダ１５内
に流入しつづけ油溜１４の冷凍機油は不足状態に
なる。シリンダ１５内に流入した冷凍機油は圧縮
機再起動時に液圧縮が起る原因となる。また、圧
縮機回転数が高くなると、単位時間当たりの冷媒
押し除け量が多くなりシリンダ１５の吸入側圧力
が低下し、吐出圧力が上昇して両者の差圧の増加
にともないシリンダ１５に流入する冷凍機油量も
多くなる。このため、圧縮機の運転効率が低下す
る。また、圧縮機停止後、油溜１４の冷凍機油が
シリンダ１５内に流入するのを防ぐ手段として冷
凍サイクルの吐出側回路と吸入側回路とを短絡し
て圧力バランスさせる方法もあるが冷凍サイクル
の効率低下を招くなど種々の欠点がある。

そこで、この種の問題解決の方策として、特開
昭55−78190号公報に記載されている如く、圧縮
機運転中のみ生じる吐出室と圧縮室との間の差圧
を利用した開閉弁によつて、圧縮機停止後、油溜
と給油部との間を遮断する構成がある。しかし、
このような構成では、圧縮機回転数に関連して生
じる瞬間的な差圧変動によつて開閉弁が振動し、
その作動が円滑でなく、また、圧縮機回転数に応
じた給油量制御ができない。さらに、開閉弁機構
を構成するための部品コストが高いという欠点が
あつた。

また、別の方策として、特開昭51−133811号公
報のように、複数の回転するスライドベーンを有
したスライドベーン式ロータリ圧縮機において、
駆動軸と共に回転する円板に給油穴を設け、圧縮
機停止後は、その給油穴と間欠的に通じる固定給
油穴との相対角度をずらすことによつて給油通路
を遮断し、油溜とシリンダ内とを遮断する構成も
ある。しかし、このような構成では、複数のスラ
イドベーンの先端がスライドベーン背面に作用す
る流体圧力によつてシリンダ内壁に接触し、その
摺動抵抗も大きく、特に実施例のように、偶数枚
のスライドベーンを有する構成においては、圧縮
機停止直後のシリンダ内の圧力差（圧縮側圧力と
吸入側圧力との差）によつて駆動軸が逆回転しよ
うとする際のスライドベーン先端に生じる摺動抵
抗が互いに打ち消し合う等の理由により、駆動軸
の逆回転が生じない場合もあり、駆動軸の停止角
度が不安定で、給油通路の遮断装置として信頼性
が低いという欠点があつた。

考案の目的 本考案は、ローリングピストン形気体圧縮機に
おけるピストンと仕切ベーンとの摺動関係の間で
生じる偏心カム機構を利用して前記従来の欠点を
除去するもので、圧縮機の運転停止後、油溜の冷
凍機油（潤滑油）が不足状態にならず圧縮機の再
起動時に液圧縮が起きないようにすると共に、差
圧給油量を制御することを目的とする。

考案の構成 そのための構成として、本考案は、シリンダブ
ロツクをはさんで左右にフロントプレート、リア
プレートを配置し、前記フロントプレートおよび
前記リアプレートの軸受部に支えられた偏心シヤ
フトが、前記偏心シヤフトの最大外径部に外接し
ながら回転するピストンを装着し、前記ピストン
はその背面からバネ装置または流体圧力により付
勢された一つの仕切ベーンに常時接触しながらシ
リンダ内壁と微少隙間を保つように配置され、反
動力伝達側にある前記リアプレートの端部には吐
出側の油溜に通じて油吸込通路を有した油吸込部
材を配置し、前記ピストンと前記油吸込部材との
間には前記偏心シヤフトの駆動によつて回転し、
且つ、前記油吸込通路と前記ピストンの内側とを
連通する回転通路を有した回転体と、前記回転体
の前記回転通路に対向した位置に設けられて前記
回転通路と間欠的に連通する固定通路を配置し、
圧縮要素構成部材を外筒で包囲し、さらに前記油
溜の冷凍機油（潤滑油）が前記油吸込通路、前記
回転通路、前記ピストンと前記偏心シヤフトとの
間の摺動面を経て前記シリンダの底圧側へと流入
する給油通路を設け、前記仕切ベーンがシリンダ
側に対して最も後退したときのみ前記油吸込通路
と前記ピストンの内側との間を開通すべく位置
に、前記回転体を備えたものである。

実施例の説明 以下本考案をその一実施例を示す第２図、第３
図を参考に説明する。

シリンダブロツク１の両側にはフロントプレー
ト２とリアプレート３が配置され、リアプレート
３にはニードルベアリング４、スラストベアリン
グ５が装着され、その端部には固定通路６を有し
たスラストベアリング押え板７、偏心シヤフト８
によつて駆動される回転通路９を有した回転体１
０、油吸込通路１１を有したオイルケース１２が
配置されている。圧縮機の底部は吐出空間１３に
通じた油溜１４である。また、フロントプレート
２にはニードルベアリング４ａが装着されてい
る。そして、２個所のニードルベアリング４，４
ａとスラストベアリング５に支えられた偏心シヤ
フト８にはシリンダ１５の内部でピストン１６が
遊嵌合し、仕切ベーン１７がピストン１６に常時
接触するようにバネ１８によつて押接されてい
る。リアプレート３には吐出弁装置（図示せず）
が取付けられ吐出カバー１９がそれを覆つてい
る。さらに、フロントプレート２には外筒２０が
溶接固定され圧縮機能部品を包囲して吐出空間１
３を形成している。また、動力駆動側のフロント
プレート２の端部には軸封装置２１と電磁クラツ
チ２２の本体部分２３が取付けられ、偏心シヤフ
ト８の動力伝達側端部には電磁クラツチ２２のア
マチユア部分２４が取付けられている。軸封装置
２１の装着空間２５とシリンダ１５に隣接する吸
入冷媒ガス通路２６とは絞り通路２７により連通
している。また、偏心シヤフト８によつて駆動さ
れる回転体１０の回転通路９とスラストベアリン
グ押え板７の固定通路６とは、仕切ベーン１７が
シリンダ側に対して最も後退する位置に来るよう
な偏心シヤフト８の回転角度でのみ連通して軸受
各部、摺動部の隙間を経由して油溜１４と吸入冷
媒ガス通路２６とが通じる給油通路２８を形成す
る。なお、これら給油通路間で間欠連通する回転
角度範囲は、互いに対向して開口する通路の大き
さによつて定まる。

このような構成において、電磁クラツチ２２に
通電後、アマチユア部分２４が本体部分２３に吸
着され、原動機（図示なし）から動力が伝達され
て偏心シヤフト８が回転し冷媒ガスの圧縮を始め
ると、吐出空間１３の圧力が上昇し吸入冷媒ガス
通路２６の圧力が低下して両者の差圧が生じる。
そして、油溜１４の冷凍機油は油吸込通路１１、
固定通路６、スラストベアリング５の隙間、ニー
ドルベアリング４の隙間、ピストン１６の内側と
偏心シヤフト８の隙間、ニードルベアリング４ａ
の隙間、装着空間２５、絞り通路２７を経て吸入
冷媒ガス通路２６、シリンダ１５に流入する。冷
凍機油はこの給油通路途中にて摺動各部を潤滑す
る。なお、圧縮機運転中は回転体１０が回転し回
転通路９と固定通路６との間には間欠給油がなさ
れて減圧効果と給油量調整効果（圧縮機回転数が
増加すると高圧側圧力が上昇、低圧側圧力が低下
し、高低圧差が大きくなるが、通路の開閉速度が
速くなり、通路抵抗も大きくなるので、差圧給油
量はあまり変化しない）も生じ、ピストン１６の
内側は吐出圧力と吸入圧力との中間の圧力になつ
いる。さらに、絞り通路２７を境にして装着空間
２５と吸入冷媒ガス通路２６との間にも差圧が生
じて、給油通路２８の内部はそれぞれ異なる圧力
分布を維持している。

また、電磁クラツチ２２の通電が断たれると偏
心シヤフト８は、シリンダ内の吐出側と吸入側と
の差圧によつて生じる逆回転トルクにより逆回転
すると共に、仕切ベーン１７をピストン１６に押
接するバネ力と仕切ベーン１７の端面に作用する
圧力荷重との合成荷重が働き偏心カム機構の作用
により、最大合成荷重が作用するピストン１６の
上死点角度で停止せずに、それ以外の回転角度で
停止する。そして、固定通路６と回転通路９とは
連通を遮断される。

また、上記実施例では、給油通路がピストン１
６の内側、軸封装置２１の装着空間２５、絞り通
路２７を順次経て、吸入冷媒ガス通路２６、シリ
ンダ１５に流入する構成であるが、家庭空調用圧
縮機のように、圧縮機の外筒の内部に電動機など
の駆動源を有して軸封装置を必要としない形式の
密閉形圧縮機の構成などの場合は、ピストン１６
の内側から、直接、シリンダ内に連通する給油通
路を構成してもよい。

また、上記実施例では冷媒圧縮機について説明
したが、他の気体圧縮機の場合も同様に作用す
る。

考案の効果 本考案のローリングピストン形気体圧縮機によ
れば、通常運転時は、圧縮機の駆動軸（偏心シヤ
フト）に連動する回転通路を有した回転体と、そ
の回転通路の開口部に対向して間欠的に連通する
固定通路とをピストン内側と油溜との間の給油通
路の途中に配置して給油通路の開閉機構を構成
し、シリンダ内を吸入側と圧縮側とに区分する一
つの仕切ベーンがシリンダ側に対して最も後退し
た時のみ、回転通路と固定通路とが連通し、吐出
側圧力と吸入側圧力との間の差圧を利用して各摺
動部に間欠給油することにより、運転停止後は、
シリンダ内の圧力差により駆動軸（偏心シヤフ
ト）が逆回転する際に、仕切ベーンをピストンに
押接するバネ力または、仕切ベーンの背面に作用
する圧力荷重が駆動軸芯方向に作用するので、ピ
ストンと仕切ベーンとの間の偏心カム機構の作用
に基づく仕切ベーン先端の摺動抵抗により、偏心
シヤフトを仕切ベーンが最も後退するピストンの
上死点相当の回転角度以外の回転角度で停止さ
せ、給油通路を遮断することができる。しかも、
仕切ベーンの先端とピストンとの接触部が一箇所
のみのため、ピストンがシリンダ内差圧によつて
逆回転する時の摺動抵抗が少なく、圧縮機停止直
後の高低圧差が少ない場合でも確実に偏心シヤフ
トを逆回転させることができ、偏心シヤフトの停
止角度の信頼性を高めることができる。

したがつて、圧縮機停止後、回転体に開口した
回転通路とピストンの内側との連通を確実に遮断
することができ、ピストンの内側から直接、シリ
ンダに流入する経路を含めて油溜とシリンダ内と
の給油通路はその上流側で遮断され、シリンダ内
への潤滑油の流入とピストン内側での過多な潤滑
油、圧縮流体の液寝込みを防ぎ、再起動時の液圧
縮、破損を防止できると共に、圧縮機停止後シリ
ンダ内での高圧側から低圧側へ流入する気体の通
路が遮断されるため、圧縮機の連続的な逆転がお
こらないので圧縮機再起動時の吸入気体の過剰加
熱もない。

また、間欠給油機構を備えた圧縮機停死後の給
油通路遮断装置の信頼性が高い。

また、運転停止後、給油通路を遮断することに
より圧縮機内、さらには、圧縮機に接続した配管
系内の高低圧バランス速度が遅延され、圧縮機再
起動時の吐出圧力の立ち上がり速度が速くなり、
効率の良い運転が可能になる。

また、本考案のローリングピストン開放形気体
圧縮機によれば、動力伝達側にあるフロントプレ
ートの端部には、圧縮機本体内の気体と潤滑油の
気密確保のための軸封装置を設け、ピストンと偏
心シヤフトとの間の隙間よりも下流側の軸封装置
を経油する給油通路を設けたことにより、圧縮機
高速回転にともなつて単位時間当りの通路遮断回
数が増え給油通路の減圧効果が大となりピストン
内側の圧力も吸入側圧力に近い中間圧力になる。
したがつて、軸封装置の雰囲気圧力も吸入側圧力
に近づき軸封装置からの冷媒もれ量が減少すると
共に軸封装置の摺動面の発熱量も圧力に比例して
減少し軸封装置の耐久性が向上するなどの優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷媒圧縮機の縦断面図、第２図
は本考案の一実施例を示す冷媒圧縮機の縦断面
図、第３図は第２図の−′線断面図である。 １……シリンダブロツク、２……フロントプレ
ート、３……リアプレート、４，４ａ……ニード
ルベアリング（軸受部）、６……固定通路、８…
…偏心シヤフト、９……回転通路、１０……回転
体、１１……油吸込通路、１２……オイルケー
ス、１４……油溜、１６……ピストン、１７……
仕切ベーン、２０……外筒、２１……軸封装置、
２８……給油通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) シリンダブロツクをはさんで左右にフロント
   プレートとリアプレートを配置し、前記フロン
   トプレートと前記リアプレートの軸受部に支え
   られた偏心シヤフトに、前記偏心シヤフトの最
   大外径部に外接しながら回転するピストンを装
   着し、前記ピストンはその背面からバネ装置ま
   たは流体圧力により付勢された一つの仕切ベー
   ンに常時接触しながらシリンダ内壁と微少隙間
   を保つように配置され、反動力伝達側にある前
   記リアプレート端部には、吐出側の油溜に通じ
   て油吸込通路を有する油吸込部材を配置し、前
   記ピストンと前記油吸込部材との間には、前記
   偏心シヤフトの駆動によつて回転し、且つ、前
   記油吸込通路と前記ピストンの内側とを連通す
   る回転通路を有した回転体と、前記回転体の前
   記回転通路の開口部に対向した位置に設けられ
   て前記回転通路と間欠的に連通する固定通路を
   配置し、圧縮要素構成部材を外筒で包囲し、さ
   らに前記油溜の潤滑油が前記油吸込通路、前記
   回転通路、前記ピストンと前記偏心シヤフトと
   の間の摺動面を経て前記シリンダの低圧側へと
   流入する給油通路を設け、前記仕切ベーンがシ
   リンダ側に対して最も後退した時のみ前記油吸
   込通路と前記ピストンの内側との間を開通すべ
   く位置に、前記回転体を備えたローリングピス
   トン形気体圧縮機。 (2) 動力伝達側にあるフロントプレートの端部に
   は、圧縮機本体内の気体と潤滑油の気密確保の
   ための軸封装置を設け、前記ピストンと前記偏
   心シヤフトとの隙間よりも下流側の前記軸封装
   置を経油する給油通路を設けた実用新案登録請
   求の範囲第１項記載のローリングピストン形気
   体圧縮機。