JPS59192885A - ベ−ン形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はガス圧縮機に係り、特に自動車用空調機に適し
たベーン形圧縮機の機械損失低減法に関する。

〔発明の背景〕

ベーン形圧縮機はベーンがカムリングの内周面を、滑動
して移動する際に相隣れる２枚のベーン間の作動室体積
が周期的に変化することを利用して、ガスを吸入、圧縮
、吐出しするものである。ベーンが確実にカムリング内
周面を摺動するためには、ベーン先端からベーンをベー
ン溝内に押し込もうとするガス力、ベーンに作用する遠
心力、ベーン溝内の運動に起因する慣性力、コリオリカ
、ベーン摺動部に作用する摩擦力、ベーン背部（ベーン
の先端部と反対側端部を称する）の圧力（以下、ベーン
背圧と称する）Ｐｂにより、ベーンを外周方向に押し出
す力、ベーン先端とカムリング内周面の接触力Ｆ（以下
、単にベーン先端接触力と称する）、ベーンとベーン溝
４との接触力との力の釣り合いから、ベーン先端接触力
Ｆが負とならないようなＦ、すなわち、Ｐｂを与えるの
が一般的である。上記力の解析あるいは実験などによれ
ば、１・ｂが小さいと、ベーンが吐出ホートラ過ぎた辺
りでＦが負となって、ベーンがチャタリングを発生し、
騒音及び性能低下をひき起こすことが知られている。

これに対して、従来の圧縮機では吐出し弁を経て作動゛
啜から吐出された冷媒から油分離器にて分離されたγ閏
滑油をスパイラル絞りなど適当な調圧手段で調圧した潤
滑油をロータの両サイドに各ベーンＦ（Ｉｊ底部逃げを
連通するように環状に設けられた油漏に導入し、ベーン
を外周方向に押し出すようにしていた。すなわち、油分
離器で分離された油の圧力Ｐｄ　（吐出しガス圧力）′
ｆ：調圧手段でベーンのチャタリングが発生しないベー
ン背圧Ｐｂに堺圧し、ロータの回転に伴うベーンの位置
には甥、関係に一定のべ一ノ背圧Ｐｂを加えていた。

このため、ベーン先端接触力Ｆは第１図実線で示したよ
うにロータ回転角θＢがＯ〜１８ｏ０の間でＦ＞０であ
るようにＩ）　ｂ＝　Ｐ　ｂ２とすると、ＯＲ−４０’
近 接触力の平均値Ｆは第２図に示すように７．６に９ｆに
なる。

なお、第１図で圧縮機回転速度（は一定、吐出出力Ｐ　
、　、　１ｊ３＋，込み圧力Ｐ５及び＃：擦係数も一定
とする。

この結果、ベーン先端での摩擦トルクＴ（１″１．第２
図から０．２１８Ｋｇ・ｎ］になり、入力の約１３％に
も達する。これが吐出しガス温度の上昇を招来し、圧羅
機耐久性ケ損う要因となっていた。なお、第１図，第２
図において、Ｐｂ　＝Ｐｂ＋　（＞Ｐｂｚ）とすると０
≦θＲ≦１８０°の範囲でＦ＞０であるが、しくない。

一方、Ｐｂ　＝Ｐｂ３（＜Ｐｂ２）とすると、ＯＲ≧１
７３°でＦ≦０となり、チャタリングが発〈 生するので、Ｐｂ＞Ｐｂ２とすることはｖｆ寸しくない
。

このように、ベーン背圧Ｐｂを一定とすると、チャタリ
ング防止のための僅かなＯＲの範囲にのみ必要な大きな
背圧を全てのＯＲにわたって加えるため、ベーン先端で
の摩擦損失が非常に太きくなるといった欠陥がある。

このような欠陥を補うために、第３図に示したようにＲ
プレート（又はＦプレート）に、尚１３〜１６を設け、
ベーンが吸気行程にあるときには吸気圧力を溝１３にて
導いた背圧溝１−４によってベーンに背圧を加え、ベー
ンが圧縮行程及び吐出し行程にあるときＫは吐出しガス
圧力全通孔１５から背圧溝１６に導き、同圧力をベーン
背圧とする方法が提案された。しかし、同方法ではベー
ン背圧が吸気圧力Ｐｓがら急激に吐出しガス圧力Ｐｄに
変化する。そのため、チャタリング防止のために必要な
鎖酸のみならず広い範囲で、高いベーン背圧Ｐ．ｉ加え
ることになる。その結果、ベーン先端の摩擦損失が余り
小とならないばかりでなく、ベーンがベーン溝に押し込
まれる行程ではベーン背面とベーン溝で形成されるベー
ン背圧室の体積減少分を通孔１５がら排出しなければな
らず、このような行程では通孔１５の流路抵抗によって
、ベーン背圧がＰａより上昇し、この結果ベーン先Ｑ：
Ａ’＋　１％擦損失が増加したり、ベーン先端及ヒカム
リング内周閤の１局摩耗が生ずるなどの欠陥がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は従来機が有していた欠陥をｉＩＩ’Ｔ哨
し、低騒音でしかも効率が良く吐出しガス温度が低いベ
ーン形圧縮機を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明ではベーン先端接触力がロータの回転にかかわら
ず一定値となるようにベーン背圧を変化させ、しかも、
ベーン先端接触力を従来のものより減少させることによ
って、チャタリングを回避しつつベーン先端での摩擦損
失全低減し、高効率でしかも吐出しガス温度が低いベー
ン形圧縮機を提供するものである。

〔発明の実施例〕 第４図及び第５図は本発明の実施例を示す図である。寸
ず、ベーン形圧縮機の構造を述べる。８はロータで、ラ
ジアル軸受１７及びスラス）　ｔｉｌｌ受１８全１８て
回転自在に支持された回転＋ｔＱｉ　］　９と１体成形
されている。このロータ８にほぼ放躬状に設置されｆ？
Ｃ４級のベーン尚４内に滑動可能にペー７４が収納され
ている。このロータ８の外周側には、ロータ回転中ＩＬ
？に対して点対称の２１１ω所でロータ８外周と極ので
僅かの１ｉ４Ｊ隙を保って近接するカムリング２と、前
記ロータ８、ベーン１およびカムリ／り２の軸方向端面
を閉鎖するように設置されたＲ　（ＩＪア側）プレート
１１およびＦプレート１２と、とのＦ（フロントＩＩＬ
ｔｌｊ）プレート１２のｌ’１１．ｊ而に設けたフロン
トカバ２０と、回転軸１９に固定され、機体内外の気密
足保持する４１１（シール２１と、前記各部材を覆うよ
うに設置され、フロントカバー２０に固定されたチャン
バ２２により構成されている。なお、前記フロントカバ
ー２０には吸気口２３と低圧通路２４が設けられ、Ｆプ
Ｌ’　−ト１２に設けらＦした吸気ボート２５により、
相隣れる２枚のベーン、ロータ外周間、カムリング内周
面、Ｆ及び凡プレートとで形成される作動！・　　　　
　　　室３と同作動室３の容積が増加する過程でのみ連
通する。また、カムリング２には吐出しボート２５と同
ボートを閉止するよう弁装置５が設置されている。

−Ｆ記のような構成から成るベーン圧縮機では冷凍サイ
クル（図示せず）から帰還した冷媒はフロントカバー２
０の吸気口２３から機内に流入し、次いでフロントカバ
ー２０の低圧通路２４、Ｆプレート１２に設けられた吸
気ボート２５を経て作動室３に流入する。この作動室の
容積は回転軸１９の回転に伴ってＯから最大値まで増加
し、再び０となるが、吸気ボート２５は作動室容積が最
大となるときの後続ベーン位ｉりまで設ｊｉ″ｌ：され
るのが一般的である。しかし、吸気ガスには慣性がある
ので、吸気ボート２５のロータ回転方向端は作動室３の
容積が最大値を僅かに過きる位ｉｉ”ｉ：　１で拡大す
ることにより、尚速回転時の効率全向上させることがで
きる。

史に回（１刺１１９が回転すると、作・す１室３の容４
？Ｌが漸次減少してＯとなるが、この間に上記のように
作動室３に流入した冷媒は次第に圧縮され、冷凍サイク
ルの運転条件により定寸る吐出し圧力Ｐ、となると、カ
ムリング２に設けた吐出しすＰ装置５を経てチャンバ２
２に流出する。このチャンバ２２内に流入した冷媒ばＲ
プレート１１に設置された通孔２６から油分離器６によ
り油分離された後、チャンバ２２に設置された吐出し口
（図示せず）から冷凍サイクルへ圧送される。

さて、油分１’ｉＩ器６で冷媒から分離された油はチャ
ンバ２２の底部にたまり、ついでＲプレート１１に設け
られた通孔２７内の絞り手段７にょシ適正な圧力に調圧
された後、Ｒプレート１１のラジアルイＱｂ受１７端部
油室２８に通孔２９にょシ導かれる。一方、ロータ８の
回転軸心部には通孔３０が設けられ、更に、同通孔３ｏ
内には第６図に拡大図を示したように固定部３４、軸部
４５、滑動部３３から成り、該固定部３４で凡プレート
１１に固定された固定子３１が挿入されている。

なお、第６図の矢印はロータの回転方向を示す。

固定子３１の滑動部３３外周面は通孔３ｏと僅かな間隙
を持ち、しがも有底状の環状溝３２を有しており、前記
滑動部３３外表面と前記環状溝３２とは定められた形状
の通孔３５で連通している。

一方、第４図及び第５図に示したように、ベーン溝４の
逃げ９と通孔３ｏとは連通溝３６で連通している。した
がって、凡プレート１１のラジアル軸受端部油宰２８に
流入した油は通孔３ｏがら滑動部３３の環状溝３２に至
り、連通溝３６と通孔３５とが連通している間は油がベ
ーン背圧室に至り、ベーン背圧を印加する。一方、凡プ
レート１１、Ｆプレート１２０両方あるいはいずれが一
方のサイドプレートには第７図に示したように、各々の
ベーン溝の逃げ９を全て連通ずるような円環状油溝３７
が設けられており、同油溝３７は連通溝３８により作動
室と所定の位置で連通している。したがって、前述のよ
うに滑動部３３がらベーン背圧室に至った油は円環状油
溝３７、連通溝３８から作動室内に流出する。

一方、通孔３０に連通してフロントカバー２゜Ｉ１１］
には通孔４３が設けられ、同通孔４３は１ｆ（Ｉ孔４４
で軸シール部と連通している。したがって、通孔３０に
流入した油は前記固定子３１の？１′）動部３３と通孔
３０との間の僅かなすきまを経て通孔４３及び４４より
軸ンール２１を潤滑後、ラジアル軸受１７、スラスト軸
受１８を潤滑してＦプレート円環状油溝３７、連通溝３
８から低圧作動室に至る。

以上、給油系統を簡単に述べたが、Ｒプレート１１に設
置された絞り手段で調圧された油はロータ８のベーン溝
４底部の連通溝３６と滑動部３３に設けられた通孔３５
とが連通しているときにはベーン背圧ケ加えるべくベー
ン背圧室に至り、ベーンをカムリング内周面に押しつけ
る。一方、連通溝３６と通孔３５とが連通していないと
きにはＲプレート側部の円環状油溝３７の圧力がベーン
背圧として印加される。したがって、絞り手段の絞りの
程度により定まる絞υ出口圧力Ｐ１と滑動部３３の通孔
３５と連通溝３６の連通開度（ｉ路面積Ａ１　）、ベー
ン溝４とＲプレート円環状油溝３７との連通開度（流路
面積Ａ２）、及び円環状油Ｍ’ｆ　３７内圧力Ｐ２とか
らベーン背圧Ｐｂが決定される。以下、これらの関係か
ら滑動部３３に設けるｉｌｍ（Ｌ３５の面積を求めるこ
とにする。

１ず、圧縮機のある運転条件を一定に足めることとする
。その条件を吐出しガス圧力Ｐｄ＝１４に９／Ｃｒｎ２
ｇ、吸気ガス圧力ｐ　Ｂ　＝　３に９／ｃｍ２１ｒとす
ると、ベーン先端接触力Ｆが常に２Ｋｑｆであるための
ベーン背圧Ｐｂは第８図に示す曲りである。

すなわち、このような運転条件下ではロータ回転角θＲ
が６０°以下ではθＲ−４０°近辺でＰｂ＝　２．２　
Ｋ９　ｆ　／α２ｇを最小値とし、はぼＪ）　ｂ＝　３
　Ｋ９／ｃｍ２ｇ　、　６０°〈θＲ＜１１０°ではθ
Ｒ−９０゜でＰ　ｂ　＝　５　Ｋｑｆ／ｃｍ２ｇを最大
値としＰｂ＞３Ｋｑ／／：ｒｎ２ｇ、１１０°くθＲ＜
１４０°　ではほぼＩ）ｂ＝３Ｋｑ／　ｃｍ２ｇ　、　
１４０°〈θＲ＜１８０°でばＰｂｆ漸次増大してθＲ
＞１７５°でＰ　ｂ　＝　１２Ｋｇｆ／ｃｍ２ｇとする
必要がある。そこで、絞り手段７では油の圧カケ吐出し
ガス圧力ＰｄからＰｌに調圧するものとしく上記運転条
件では便宜上Ｐ＋＝１２に！７ｆ／ｃｒｎ２ｇ）、通孔
２７，２９．３０内での圧ブ月１１失をＯとする。また
、Ｒプレート１１の円項状油６−ｆ３７は連通溝３８に
よって吸気行程にある作動室３と連通させると、Ｐ２＝
ＰＳである。国定子３１の環状ｆｆ？ｔｈ３２からベー
ン背圧室に流入する油量ｋ　Ｑ、　Ｉ　Ｎベーン背圧室
から凡プレートの円環状油ｒｔＩ？　３７に流出する油
量ｋＱ２、ベーンのベーン溝４内運動によりベーン背圧
室に流入又は流出する油流１’＃、　ｋ　Ｖ　ｂ　１上
記した面積ＡＩ及びＡ２を油が流れる際の流路の流量係
数ｋｃ＋及びＣ２とする。

捷ず、ベーンｌはベーン溝４内で単弦運動するものとし
、ロータ８とカムリング２とが最も近接する部分すなわ
ち、アキシャルシール部の円弧角度ｆＯ，とすると、周
期は（１８０−θ　）Ｏである。

したがって、単弦運動の片振幅ｉｂとすると、ｎ＝３６
０／（１８０−０ｇ　）　　　　（１）とおくと、ベー
ンの飛出し量りはロータ回転角ＯＲに対して ・・・・・・　（２） である。ロータの回転角速度をω、時間をτとすると、 ＯＲ＝ωτ　　　　　　　（３） である。よって、ベーンの版厚ｋ　’　０　、軸方向長
さをＨとすると、 ｖＳ：Ｈａｔ＠ｂｅωｎ５ｉｎ　ｎ　ＯＲ’　　　　（
４）である。ここで、ＶＢ＞Ｏはベーン背圧室容積が増
大、ｖ　ｓ　（０は減少であり、Ｖｓ／ｌ−１ｓｔ＊ｂ
ａωｎを第９図に示した。

つぎに、通孔３０からベーン背圧室捷での流路面積Ａｌ
、流量Ｑｌ、流量流量係数６札が成立し、ベーン背圧室
から凡プレート円環状油溝３７へ至る流路の面積Ａ２＋
流量Ｑ２　＋αＩＬ量係数Ｃ２，ベーン背圧Ｐｂ，円環
状油？ｉ／７　３　７内圧力Ｐ２との間には が成立する。

一方、Ｑ、＋　＋　Ｑ、２　ＨＶ　ｂの間には連続の式
が成つ−しなければならないから、 Ｑ、２　＝Ｑ、ｔ　　ｖ　ｂ　　　　　　　（７）であ
る。

ここで、Ｒプレートの円環状油溝３７を第７図に示した
ように羊に円環状とし、同円環溝幅を１１ｏ１ベーン溝
逃げ９の円の直径をｈｏとし、同円が上記円環状油溝３
７に全て開口しているものとすると、 ｈ＜ｈｏのとき Ａ２：（二ｈｏ２（ｈｏ　　ｈ）−ｔ）ｈ＞ｈｏのとき Ａ２−二ｈｏ２ で与えられる。尚、円環状油溝３７をＦプレートに設け
るものとし、Ａ２　＝２　八２　とする。したがｊ　　
　　　　つて、（４）、　（５）、　（６）、　（７）
式から、ｃｌ及びｃ２を与え（Ｃｌ＝　Ｃ２＝　０．５
程度）、更に、Ｐｂを第醋図で与えることによ−ってＡ
１が決定できる。

これを滑動部３３表面を０〜１８０°　の間で展開した
ものが第１０図である。尚、１８０°〜３６０°の間は
０−１８０°と全く同一の通孔３５が設けられている。

但し、第９図までに示したロータ回転角度θＲが０の基
準は１つのベーン先端がカムリングアキシャルシール円
弧部中央で接触しているときにベーン溝４に平行でしか
もロータの回転中心を通る線である。捷た、第１０図で
は通孔３０とベーン溝逃げ９とを連通する連化溝３６の
円周方向幅及びオフセットによって角度に対する通孔３
５の形状並びに位置が異なるが、ここではこれら因子に
よる角度のずれを補正してθＲに対して示したものであ
る。

したがって、第１１図トポしたように例えば連通溝３６
の円周方向の幅を２ａ、通孔３０の内径をｆ　、　ｐ　
＠　Ｒプレート油溝の平均半径全ｒｅ　＋θＲ＝Ｏの基
準線と２つのアキシャルシール部中央を結ぶ線（θ＝０
）とのなす角をθｏ１ベーン溝のオフセットをＯｆとし
７、溝３６がロータ回転中心からベーン溝４の逃げ９の
円の中心に向けて放射状に設置Ｈされているものとする
と、連通溝３６とθＲ”０の線とが成す角は ５ｉｎ−１（Ｏｒ　／　ｒ　＊　） である。また、連通溝３６の円周方向幅によって角度 ｓｉｎ”　（ａ　／　ｒ　） たけロータ回転方向に補正しなければならない。

すなわち、第１０図でθｎ”Ｏを２つのアキシャルシー
ル中央部を結ぶ線を基準（θ＝００）とした角度θで示
すと、 θ＝ｏＲ十θｇ＋５ｉｎ−’　（Ｏｘ／　ｒ　ｅ　）　
＋５ｉｎ−１（ａ／　ｒ　）である。

即ち、第１１図のようにベーン溝がθＲ＝０の線に対し
てロータ回転方向と反対方向にオフセットしている場合
θＲ＝０のときには θｌ＝θｏ十５ｉｎ−’　（Ｏｔ／ｒ、）＋５ｉｎ−１
（ａ／ｒ　）（Ｑであるから、第１０図のθｍ＝０の位
＠全θ１だけロータ回転と逆方向に移動させなければな
らない。この角度は固定子３１をＲプレートに固定する
際の角度を与えるもので、第１０図のθｎ＝０の線がア
キシャルシール中央を与える線θ＝０に対してｃｌだけ
回転して設置しなければならないことを意味する。

さて、第１０図の通孔３５の形状について史に詳しく述
べる。ベーン溝逃げ部と連通する連通溝３６の円周方向
幅２ａを２　ｍ＋ｎ　、　　ｒ　＝　７．５　ｍｍとす
ると間溝がロータ中心となす角は１５．３°である。今
、θＲ＝０では溝３６のリーディングエッヂが滑動部３
３のθＲ＝０にある。この状態からロータが回転すると
、連通溝３６は第１０図では右方に平行に移動する。ア
キシャルシール円弧部の角度をθＢとすると、 のときＶ、は最大値となり、＋１（１＝６胴、ｂ＝４．
３咽とすると、θＲ＝５８．５°　でｈ＝ｈｏとなる。

さて、θ肌〈６０°の範囲では連通ｉ“す３６は通孔３
５とは連通していないで、■ｂなるＭＣ’、に４．’を
Ｆ・Ｒプレート円環状油佑・３７から供給しなければな
らない。しかし、Ｖｂｍａｚのときにはｈ　（ｂ　６で
あるので、Ａ２部での圧力損失により、ベーンθＲ〉６
０°　となると連通溝３６と通孔３５とが連通し、Ｐｌ
　なる圧力の油がベーン背圧￥に流入し始める。通孔３
５の軸方向幅はθＲに対して直線的に増加しており、し
かも、Ａ２は最大値の−Ｅ　Ａ０２となっているので、
連通溝３６と通孔３５との連通部面積Ａ、にほぼ比例し
てＰ、が上昇する。次にθＲが９０°を少し越えた辺り
では通孔３５が開口していないので、連通溝３６の移動
に伴ってＡ２が急激に減少し始めるのでＰｂは低下する
が、第８．、図のようにＰｂは不連続な変化をしない。

これＶｉｈ＞ｈｏであるのＫ　Ａ　２が最大値フｈｏ２
　の１１であるからで、Ｆ−Ｒ，プレート円壌状油ｉ’
Ａ　３７の形状をθＲ−９０°以上では溝幅をｈｏより
拡大する必要がある。こうしても厳密にはｌ）ｂは不ア
ト続な変化をしないが、はぼ満足できるようなＰｂが得
られる。

丈にロータが回転するとＡ＋＝Ｏとなるが、ｖｂ（Ｏす
なわち、ベーン背圧室からＦ−Ｒプレート円環状油溝３
７−＼油が排出をれるので、ｈ＞ｈｏであること全力■
すると、（６）式でｑ）２−ｌｖｂｌとおいて求捷るＡ
２となるように１（、プレート円環状池沼３７のプレ秋
を決定することＶこより、第８〜の９００〈θＲ＜１０
８°間のｌ１ｌｂが得られる。しかし、１０８°〈０Ｒ
〈１３００間でＪ’ｂ（Ｐ２＝ＰＲとすることはできな
い。これｆ（１、ベーン接触力Ｐ、＝２Ｋｙｆとしたゾ
Ｃめで、Ｆ≧３　Ｋｑ　ｆとするならばＰ２＞、ＰＳと
なるので（６）式で得られるＡ２とすることによって、
第８図の１ノｂが得られム る。

更にロータの回転が、１ｌｌｉみ、θＲ〉１３００とな
るせる必要がある。したがって、通孔３５の佃１力向幅
−１ｃ＋Ｒに対して急激に増加させる必−安がある。

しかし、通孔３５の軸方向幅←１−ロータの強度Ｉ−決
定される連）Ｑ１６’：、３６の軸方向１１１）；ｊ　
ｊり拡大できないので、逆；ｉ＋ｆｌｙ　３６の４々１
゛方向幅が余り大きくとね、ない時にはｖｂ　＜ｏであ
ることを利用して、Ａ２が小となるようＦ−Ｒプレート
円蒋、！ｌ状油γ１ｌｉ３７の幅を狭めることにより、
第８）、図のごとき急激なＰｂの上昇を得ることができ
る。

ＯＲ≧１６０°ではベーン先端が吐出しボートに至るた
め、作動室の圧力が低下するので、Ｐｂを急減する必要
がある。この際にはｈ＜ｈｏでしかもｖｂ（Ｏであるの
で、Ａ２を拡大してＰｂｆ急減することはできない。し
たがって、Ａ１を急に乙 減少させることによシｎ」能な限り第８図に示したよう
なＰｂに近づける必要がある。但し、上述した方法はＦ
・Ｒプレート円環状油溝３７ｆ：両サイドプレートに設
置したが、これを例えば凡プレートにのみ設置すること
によって０≦θＲ≦１６００間のＰｂをイ滑ることがで
きるが、この際にはθＲ≧１６０°では円環状油溝３７
を１”　−Ｒプレート共に設置すればθＲ”１６０’で
Ｐｂをある程度第８Ａ図のＰｂ変化に近づけることがで
きる。

Ｉｎ　＞１６０°ではｖｂ　（Ｑ、ｈ（ｈｏであるので
、通孔３５の軸方向幅を急増することにょυ第８２、図
のＰｂが得られる。

琺土卦≠→しおうポ〒４−４」ｑ−ｆ＝とす命４」ね「
をつぎに、第１Ｏ図ではｌ′け動部３３にθＲ＝１８０
゜まで通孔３５を設けた。このため、連通溝３６の先行
側端部が通孔３５の先行側端部を通過しても、通孔３５
は連通孔３６に開口している。すなわち・連通溝の中Ｉ
Ｌ・角は前述のように１５３°であるから、θＲ＝１９
５．３°壕での間はベーン背圧は直圧Ｐ。

の影響を受けるので、ベーン背圧ｉ”ｌ：第８Ｂ図実線
のように減少し、図中破線の理想的なベーン背圧より尚
くなる。このため、ベーン先端接触力Ｆが増加する。し
かしながら、圧縮機始動時のように、圧縮機が冷えてい
るような揚台には、簡滑油の粘度が筒いため、ベー７が
ベーン溝から円滑に飛び出ない。こうなると、吐出し圧
力が上昇しないはかりでなく、ベーンがチャタリング現
象を生じ、ベーン先端あるいはカムリングの偏摩耗を生
じたり、騒音が発生するなど、圧縮機の耐久性及び居住
性を損う。

これを回避づ−るためには、圧縮機始動時には直ちにベ
ーン背圧が上昇するようにする必要かある。

その方法としてはベーンが飛び出す行程の初期に若干旨
い背Ｅｔ　ｋかけるの〃１良い。本発明は上述のような
ベーン背圧の変化をするので圧縮機始動時のべ一／のチ
ャタリングを防止できるといった効果がある。。

また、連通孔：３５の形状が急に変化する角度すなわち
、０Ｒ−９０°あるいは１５８°　を過ぎたところでも
、理想的なベーン背圧より若干商い圧力となる。こｔは
前述のように、連通溝３６に２３なる幅があるためであ
る。しかし、このベーン背圧が向くなるロータ回転角度
近辺ではベーンのベーンｌ’？＋ｆ内速度が小きい。す
なわち、ベーン溝内のベーンの速度■は（２２式を時間
で微分して求められる。従って、 Ｖ　＝　ｎ’　ｂＷｑｉｎ　ｎ’θＲ であり、この傾向は（４）式と全く同様で、第９図に示
した形となる。よって、実際のベーン背圧が理想的なベ
ーン背圧に比べて若干大きいθＲ＝０°。

（、。・１８０−アワー、、１、ヵ、７１．０えゎ１，
２．やよヶに及ぼす影剥は小きい。但し、ベーン先端と
カムリングとのすべり速度はθＲ−９０°で最大となる
が、このときのベーン背圧は理想的なベーン背圧に比べ
てその差は小さい。

このような理由で、ベーン背圧が理想的な背圧より若干
商くても、摩擦損失の増加率は約１％とごく僅かである
。

以上述べたように、Ｆ−２ＫｇｆとするとＰｂヲ（以下
余白） ／′ ／′ ／″′ ／ ／ ７、／ が、はぼこれに近づけることが可能である。但し、］”
−Ｒプレートの円環状油溝３７の形状は完全に円環状で
あってもほぼ第８図のＰｂ′！ｉｌ−得ることがた てきるが、θＲ＝９０°　のときの急激なＰｂの低下及
びその後のＰｂｆ得るには第７図に破線で示したように
円環状油溝３７の幅をｈｏより拡大するのが艮い。

本発明ではベーン先端接触力Ｆ＝２にりｆとした例につ
いて述べたが、この値は設Ｈ１思想によって決定される
値であるので本発明ではこれを限定するものではなく、
更に、θＲに対してＦを変化させるよつな設計に対して
も上述のように必要なＰｂが力の釣り合成から計算され
るので、このＰｂが得られるように（４）〜（７）式よ
り、Ａ１及びＡ２を決定しても艮い。捷だ、Ｐｌについ
ては本発明では？１反り手段７より下流の管路系には圧
力損失がないものとしたが、実際には流路の損失かある
。従って、ＰＩは必要最大ベーン背圧よシ高い値にする
必要がある。捷だ、Ｐ２については連通溝３８の作動室
開口位置によってはＰ　２　）　Ｐ　ｓとすることは可
能であるが、この際にはＰ２は作動室圧力とＰｓとの間
で圧力が変動するので、Ｐｂの制御がむずかしくなるし
、本発明の対象とした圧縮機のようにカムリング内周形
状が楕円形状でしかもベーン数が５枚であるような圧縮
機では第７図において、上側の連通溝３８が開口してい
る作動室圧力と下（ＩＩｌｌの連通溝３８が開口してい
る作動室圧力が等しくないので、両作動室の間でガスの
流入・流出が行わわ、体積効率が低下することがある。

これを防止するためには連通溝３８を例えば上側にのみ
設置するなどの対策が必要である。

但し、連通溝３８が常に吸気行程中の作動室に開口して
いる場合、若しくはカムリング１月ｉ’ｄ形状が楕円で
あってもベーン数が偶ｕ枚である場合には要求されるＰ
２の値に応じた位置に連、Ｉ信ｓ；　３８を上・下に２
ケ所設けても支障がない。

１だ、第４図で固定子３１とＲプレートとの位置決め方
法を述べると、上述したように、？）を動部３３に設け
た通孔３５の開口位置は正イｒ＋＋に冗められなければ
ならない。そこで、カムリング２とＲプレート１１との
位置決めにノックビンを用いることとしく組立て方法に
よってｕＦプレートのノックビンに不用である）、該ノ
ックビンのＲプレート穴を基準にしてラジアル軸受嵌合
穴とともに固定子３１の挿入穴３９を設けた後固定子３
１とＲプレート１１の位Ｗｋ決めるノックビン穴を設け
る。固定子３１の固定部３４には第１０図のＯＲ二〇の
位置と０１とから得ら才する角度にノックビン穴を設け
、両者をノックビン４０で位置決めし、固定ねじ４１で
固定する。ノックビンの位置決め杼度は滑動子３３とロ
ータの通孔３０との間隙に比べて悪いので、ノックビン
ｉ１本と（７、このノックビンを中心に固定子３１全回
転することによって通孔３０に対して滑動子の位置を決
めるのが良い。このためには固定子３１の同定部３４及
び凡プレートとの肖接面の仕上げ及び回転）、１．よ。

１゜エフ８゜。アあ６゜ また、本発明では絞り手段７ｉＲプレートに設けた通孔
２７内に設置したが、ＰｌがＰａに近い程筒圧が必要な
場合あるいは本発明の対象となった圧縮機のようにＦ−
Ｒプレートにスラスト軸受を入れるハウジングを設ける
ような場合にはＦ・Ｒプレートの円環状油溝３７と前記
スラスト１ｌＩｌｌｌ受ハウジングとの間の仕切り部の
肉厚が薄く、シかも油がラジアル軸受１７、スラスト軸
受１８を通過する際の圧力損失が小さいので、太ｊ１１
：の油がＲプレート１１のラジアル軸受端部油室２８か
ら円環状油溝３７に流出し、所定のＰｌが得られず、チ
ャタリングが生じたり、油不足となる場合がある。この
ような場合には第１２図にボしたように、ラジアル軸受
１７の曲尾２８側にラジアル軸受の外輪外径より僅かに
直径が小さくしかも、回転軸外径よシ僅かに内径が大き
いオイルリング４２を入れることによシ上述の問題ｋ　
）ＩＩゞｒ決できる。即ち、油分離器で冷媒から分離さ
れた７）−′１滑油を凡プレート１１の通孔２７．２９
より油室２８に２ｊ１人する。

この油はオイルリング４２とＩＩ：ｌ」転軸のわずかな
すきまを経てラジアル軸受１７、スラスト軸受１８奮起
滑して円環状油溝３７に流出する。この油の必’ｆｆ　
ｆＦｉに僅かで良いから、オイルリング４２と回転佃Ｉ
のすき間Ｕ２０μｍ程歴で良い。したがって、１）　ｌ
は要求される高い値にすることができる。

すた、本実施例ではカムリング内周形状が楕円であるも
のについてのみ述べたが、カムリング内周形状が円であ
るものについてはθ〈θ８≦３６０゜の間で上記と全く
同様の手法で用液背圧方式を実施することができる。

次に、本発明の他の実施例全第１３図、第１４図で赴ぺ
る。前述の実施例ではベーン背圧を駆動軸内から印加し
たのに対して、この実施例ではロータ回転中に配設され
た凡プレートに設けた低圧ボートと高圧ボートからベー
ン背圧を印加するものである。第１３図はベーン背圧室
に直圧をかけるための面圧ボートとベーン背圧室を低圧
にするための低圧ボートの設置範囲を示したものである
。

１ず、両ボートともベーン溝のロータ回転中ｒｃｒ　ａ
＋ｊ：：、：に設けた逃は円のロータ中心側包絡線◎よ
り外径側で、しかも、前記逃げ円とベーンｆｒＱとの交
点すの軌跡■より内径側に設ければ（第１３図で右下が
り斜皆部分）ベーン背圧室と坤辿させることができる。

’！−Ｌ、ボートかベーンの積厚方向の中心点ａの軌跡
■の内（Ｊｊｊにあって、しかも前記したベーン溝逃げ
円内１￥：１１包絡線Ｏの外径側の・１１１β囲（第１
３図で左下がり斜脚部分）にあればホードとべ一７背圧
至と迫’）Ｉｌさせることができる。よって、両ボート
と２１３１３図の斜線部分（右上り斜線部と右下がりが
１線部全て）にあるボートはベーン背圧室と連通ずる。

なお、■はロータ外周円を示す。

よって、前記斜線部分内でＩ胃１圧ボートと低圧ボート
の面櫃割合金変えることによってベーン背圧を第８４図
のように変化させることができる３、その実施例を第１
４図に示した。−！ず、ベーン背圧類に高圧全印加する
ための高圧ボート４３を第１３図ＰｂＯ曲イ配から　ｐ
　ｂを」二昇させ始めなければならないθＲ−６０°か
らＯＲの増加と共にＩＨｊ：ｊ圧ボートが前訃ｉベーン
溝逃げ円内側包絡線より外径イＩ１１］に張り出すよう
１１ζしである。そして、Ｐｂを急激に低下させるＯＲ
−９０°で尚圧ボート４３がベーン６７４逃げ円から自
１１れる。史にＯＲが大きくなって、Ｏｎ≧１３　ｏｏ
となるとベーン背圧ケ上昇しなければならないので、０
Ｒ−１３０°からＯＲの増加と共に高圧ボートが前記ベ
ーン尚逃げ円円倶］包１８　Ｍ２♂よシ外径倶ｉ　Ｋ　
Ｑｆ＜り出すようにし、θ、　＝　１５８゜で１度ベー
ン淘逃げ円と高圧ボート４３とのａなりを・小さくシ、
θ８≧１５８°で再びベーンｂ逃げ円と高圧ボートとの
重すりを拡大するようにしてあめ。そして、０Ｒ＝１８
０°ではこの古なりがＯとなる。又、（６０°≧θＲ≧
１８０°では上記した形状のボートを１８０°位相をず
らして設けられている。一方、低圧ボート４４は第１３
図の点すの軌跡より内ｉイ４　ｔｋ！ＩＩに張り出すよ
うに円環状に設けである。又、本実施例では低圧ボート
４４が点すの軌跡より外径１目１］にも設けであるが、
これは低圧ボーｉ　　　　　　　　　）４１７）加工性
を良くする０とと・１゛げ−ｂｕ、ｓｂ吸岐小圧力Ｐ２
が得られるように、圧力がＰ２である作動室と連通させ
であるが、高圧ボートから低圧ボートに流入した流体が
低圧ボー）を流れる際に圧力損失によって低圧ボート内
に圧力分布が生じないように、低圧ボートの面積を大き
くしである。なお、本実施例では低圧ボートは半径方向
溝４６によって吸気圧力Ｐｓにある作動室と連通してい
る。捷た、通孔４５は第４図に示したと同様に凡プレー
ト１１に設けられた通孔２７と連通しており、スパイラ
ル絞りなどで調圧された油を高圧ボートに導入できるよ
うにしである。

また、本実施例では高圧ボート、低圧ボートを凡プレー
トにのみ設けたが、これら両ボー１ｆＦ側のみあるいは
Ｆプレート、Ｒプレート共に設けても艮い。

以上述べたように、本実施例でもベーン背圧室と重ンｌ
る低圧ボートと高圧ボートの面積ＡＩＪ合ｆｌえること
ができるので、ベーン背圧を適切に制御することができ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたようにして、ＰＬ及びＩ）　２を適切な値と
し、通孔３５と連通溝３６との流路面積Ａ１１ベーン扉
圧室とＦ−Ｒプレート円環状油ｒｌｌｊ　３７との流路
面積Ａ２を決定することによって、ベーンのチャタリン
グを生ずることなくベーン先端後触力Ｆを減少させるこ
とができる。例えば、Ｆ−２Ｋｇｆとすると、第４図に
おいてベーン先端摩擦トルクを０．１２４Ｋｇｆ−ｍに
できるので、Ｐｂ＝Ｐｂ２（ベーン背圧一定方式のチャ
タリング限界背圧）時のＴに比べて０．０９４に９ｆ−
ｍ減することができるので、圧締機入力トルクが減少し
、圧縮機の効率が向上して省動力化が図れると同時に摩
擦熱による吐出しガス温度の上昇を回避できるといった
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はベーン背圧一定方式のロータ回転角ＯＲに対す
るベーン先端接触力Ｆの変化とチャタリング限界ベーン
背圧を示す図、第２図はベーン先端接触力平均値Ｆとベ
ーン先端摩擦トルクを示す図、第３図は従来の可変背圧
方式を示す図、第４図及び第５図は本発明の実施例を示
す図で第５図は第４図の■−■断面、第４図は第５図の
■−■断面である。第６図は本発明のベーン背圧制御先
端接触力を一定値に保つために必要なベーン背圧とロー
タ回転角の関係を示す図、第９図はベーンのベーン溝内
運動によるベーン背圧室へ流入又は流出する油の戊量、
第１０図は第６図に示した固定子の滑動部の展開図、第
１１図はロータ回転角θＲの基準を示す図、第１２図は
絞９手段の他の実施例を示す図、第１３図及び第１４図
は本発明の他の実施例を示す図である。 １・・・ベーン、２・・・カムリング、３・・・作動室
、４・・・ベーン溝、６・・・油分離器、７・・・絞り
手段、８・・・ロータ、１１・・・Ｒ，プレート、１２
・・・Ｆプレート、１９・・・１ａＮｌ＋、２　ｏ・・
・フロントカバー、２７・・・通孔、２８・・・油室、
２９・・・】ｍ孔、３ｏ・・・通孔、３１・・・固定子
、３２・・・環状溝、３３・・・滑動部、３４・・・固
定部、３５・・・通孔、３６・・・連通溝、３７・・・
円環状油６ｊｊ、３Ｂ・・・連通溝、４ｏ・・・ノック
ビン。 代理人　弁理士　高槁明夫 第　　１　　図 １゜ １６２図 １ ヘ　−　／元ＥＲＦ＋円緊ｌ摺と丁ヲ１ｕＦ（Ｋシｆ）
■　　３　　区 第　　４　　図 １’−。 第　　６　　図 ３４ （ 一うと 〒３Ａ図 １５「 へ′　　１ １ ■　　ｑ　　図 □ Ｕ−）　Ｕ呼区臼〃　θＢ　　（３） 猶８Ｂ図 Ｃコータ回李ｚ％ｔｊ　ｅｙ＋　　αン不　　１０　　
図 第　　１１　　　図 第　　１ｚ　　図 躬　　１づ　　　図 ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　カムリングとこのカムリング内に回転自在に設け
   たロータと、このロータにほぼ放射状に設けたベーン溝
   と、このベーン溝内に滑動可能に収納したベーンと前記
   カムリングの両側面を櫟う一対のプレートと油分離手段
   とを備えるベーン形圧縮機において、油分離手段からベ
   ーン溝を経て圧縮機の低圧部に至る一連に流路を設け、
   該波路内に、ロータの回転角度に対応して流路面積を変
   化させる手段を設けたことを特徴とするベーン形圧縮機
   。 ２　特許請求範囲第１項記載のロータの回転角度に対応
   して流路面積を変化させる手段を油分離手段からベーン
   溝へ至る流路内に設けたことを特徴とするベーン形圧縮
   機。