JPS60132091A - Rotary compressor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form a compressor in light weight while improve wearing resistance of side plates and durability of bearings, by forming the side plate, which forms an impeller chamber, into double construction providing a side plate made of ceramic in a side of the impeller chamber and a side plate made of lightweight material outside the former side plate made of ceramic. CONSTITUTION:An impeller chamber 23 provides in its sides, on which side surfaces of a rotor 24 and vanes 26 are slided, front and rear plates 40a, 41a made of ceramic and front and rear plates 40b, 41b made of aluminum alloy outside the former plates 40a, 41a, forming double-side plate construction. Then supporting parts of a shaft 34, being a rotary shaft of the rotor 24, are received by said both side plates made of ceramic, constituting a sliding bearing.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカーエアコン用のスライディングベーン式のロ
ータリー圧縮機に関するものである０従来例の構成と問
題点 従来の圧縮機は第１図に示すように、内部に円筒空間を
有するシリンダ１と、この両側面に固定され、シリンダ
１の内部空間である羽根室２をその両側面において密閉
する側板（第１図では図示せず）と、前記シリンダ１の
中心から偏芯した位置に配置されるロータ３と、このロ
ータ３に設け２ページ・ た複数の溝４に摺動可能に係合された複数板のべ一イ５
より構成される。前記ベーン５はロータ３の回転に伴な
い、遠心力によって外側に飛び出し。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a sliding vane type rotary compressor for car air conditioners.Constitution and problems of the conventional example The conventional compressor is as shown in FIG. , a cylinder 1 having a cylindrical space inside, side plates (not shown in FIG. 1) fixed to both sides of the cylinder 1 and sealing a blade chamber 2, which is an internal space of the cylinder 1, on both sides, and the cylinder 1. A rotor 3 is arranged eccentrically from the center of the rotor 3, and a plurality of plates 5 are slidably engaged with a plurality of grooves 4 provided in the rotor 3.
It consists of As the rotor 3 rotates, the vanes 5 fly outward due to centrifugal force.

その先端面がシリンダ１の内壁面を摺動しつつ。While its tip surface slides on the inner wall surface of the cylinder 1.

圧縮された冷媒ガスのもれ防止をはかっている０寸た、
前記シリンダ１には、冷媒ガスを前記羽根室２に供給す
る吸入孔６と、圧縮された冷媒ガスを羽根室２外に吐出
する通路である吐出孔７が形成されている。なお、８は
吐出弁、９は吐出弁押え板、１０はシリンダヘッド、１
１は吸入ポートである。The 0-sun door is designed to prevent compressed refrigerant gas from leaking.
The cylinder 1 is formed with a suction hole 6 that supplies refrigerant gas to the blade chamber 2 and a discharge hole 7 that is a passage that discharges compressed refrigerant gas to the outside of the blade chamber 2. In addition, 8 is a discharge valve, 9 is a discharge valve holding plate, 10 is a cylinder head, 1
1 is a suction port.

第２図は同圧縮機の側面断面図で、１２．１３は側板で
あるフロントプレート及びリアプレート。Figure 2 is a side sectional view of the same compressor, and 12.13 is the front plate and rear plate, which are the side plates.

１４はリアケース、１５はシャフト、１６１ｄ前記リア
ケース１４に設けられた吐出ボート、１７は圧縮冷媒ガ
ス中に含まれるオイルを分離するオイルセパレータ、１
８は前記ベーン溝４及び圧縮機各部の摺動部にオイルを
供給するオイルコントロールパルプ、１９ａ　、　１９
ｂは前記シャフト１５のラジアル軸受であるニードルベ
アリング、２゜３ページ はメカニカルシール、２１はクラッチである。14 is a rear case, 15 is a shaft, 161d is a discharge boat provided in the rear case 14, 17 is an oil separator for separating oil contained in compressed refrigerant gas, 1
8 is an oil control pulp that supplies oil to the vane groove 4 and the sliding parts of each part of the compressor, 19a, 19
b is a needle bearing which is a radial bearing of the shaft 15, pages 2 and 3 are mechanical seals, and 21 is a clutch.

第１図および第２図に示すようなスライディングベーン
式のロータリー圧縮機では、吸入ボート１１より供給さ
れた冷媒ガスは、吸入孔６から羽根室２に流入し、ロー
タ３が回転するに伴なって、ベーン５の先端がシリンダ
１の内壁面を摺動して羽根室２内の冷媒ガスが圧縮され
、吐出圧力よりも高くなると吐出弁８が開き、吐出孔７
からリアケース１４の空間へ吐出される。このとき、圧
縮冷媒ガス中に含捷れるオイルは、オイルセパレータ１
７によって分離され、リアケース１４内にた唸る。この
オイルは、オイルコントロールバルブ１８を介してベー
ン溝４及び各摺動部に供給される。In the sliding vane type rotary compressor as shown in FIGS. 1 and 2, refrigerant gas supplied from the suction boat 11 flows into the blade chamber 2 through the suction hole 6, and as the rotor 3 rotates. Then, the tip of the vane 5 slides on the inner wall surface of the cylinder 1 and the refrigerant gas in the blade chamber 2 is compressed, and when the pressure becomes higher than the discharge pressure, the discharge valve 8 opens and the discharge hole 7
and is discharged into the space of the rear case 14. At this time, the oil contained in the compressed refrigerant gas is separated by the oil separator 1.
7 and is housed in the rear case 14. This oil is supplied to the vane groove 4 and each sliding part via the oil control valve 18.

ところで、ロータリー圧縮機は、小型、軽量といわれな
がらも、鉄系材料の部品が多く使用されており、容積に
対する重量比が高く、軽量化の余地が多く残されている
。羽根室２を両側面から密閉する側板であるフロントプ
レート１２．リアプレート１３にも鉄系の鋳物材料が使
用されており。Incidentally, although rotary compressors are said to be small and lightweight, many parts made of iron-based materials are used, and the weight to volume ratio is high, leaving much room for weight reduction. Front plate 12, which is a side plate that seals the blade chamber 2 from both sides. Iron-based casting material is also used for the rear plate 13.

特開昭ＧＯ−１３２０９１（２） かつ、厚みも大きいことから、圧縮機の重量に対する比
率は太きい。JP-A-132091(2) Moreover, since the thickness is large, the ratio to the weight of the compressor is large.

しかしながら、このような構成では、軽量化をはかるの
はかなＶ難かしい。その理由は、圧縮機の運転時、羽根
室２内に発生する圧力、あるいはエンジンルーム内での
振動等で、側板には大きな力がかかるため、この力で歪
が生じたり、位置ずれが生じたりしないだけの強度が必
要となるからである。したがって、側板の厚みを薄くす
るにも限度があり、強度が弱いと歪や位置ずれが生じ、
ロータ３が接触し、焼き付きが発生する恐れがある。一
方、軽量材料であるアルミ合金を前記フロントプレート
１２、リアプレート１３に使用し、軽量化をはかること
が検討されているが、ベーン５に同種のアルミ合金が使
用されているため、摺動面のなじみが問題となり、かつ
、強度も弱くなる欠点を有している。したがって、側板
であるフロントプレート１２．、リアプレート１３によ
って圧縮機の軽量化をはかるのは困難である。However, with such a configuration, it is difficult to reduce the weight. The reason for this is that when the compressor is operating, a large force is applied to the side plate due to the pressure generated in the blade chamber 2 or vibrations in the engine room, and this force can cause distortion or misalignment. This is because it needs to be strong enough not to cause damage. Therefore, there is a limit to how thin the side plate can be made, and if the strength is weak, distortion and misalignment will occur.
There is a risk that the rotor 3 will come into contact with it and cause seizure. On the other hand, it is being considered to use aluminum alloy, which is a lightweight material, for the front plate 12 and rear plate 13 in order to reduce the weight, but since the same type of aluminum alloy is used for the vanes 5, the sliding surface It has the disadvantage that it becomes a problem of compatibility and its strength is also weakened. Therefore, the front plate 12 which is a side plate. , it is difficult to reduce the weight of the compressor by using the rear plate 13.

また、フロントプレート１２．リアプレート５べ一２″ １３の羽根室２側の表面をロータ３及びベーン５の側面
が摺動しており、前記両側板はスラスト軸受の役割を果
たしている。このときの摺動部には、あるすきまが設定
されるが、このすきまは広すぎると効率の著しい低下を
まねくため、最大限の微小すき壕が望捷れる。逆に、狭
すぎる場合を考えると、シリンダ１は吸入側の低温度域
から吐出側の高温度域まで壁温か分布するため、シリン
ダ１の軸方向の熱膨張量に差がある。一方、ロータ３及
びベーン５も同様に低温度域と高温度域にさらされるが
、変化が早いため、その中間的な温度にほぼ均一化され
ると考えられる。したがってシリンダ１とロータ３及び
ベーン５の熱膨張量の差を見れば、初期に設定したすき
まより狭くなり１両側板にロータ３あるいはベーン５が
接触する限界温度が存在する。ただし、ベーン５はアル
ミ合金であるため熱膨張量が鉄系材料のシリンダ１ある
いはロータ３よＶ大きいため、両側板とベーン５のすき
１はロータ３とのすきまより大きく設定される０ロータ
３およびベーン５の側面は、前記両６ページ 側板の表面を摺動するが、ロータ３およびベーン５の軸
方向の規制がないため、上記すき寸の間を移動すること
から、両側板に接触する場合があり、オイルによる潤滑
性が悪いと両側板の摺動表面が摩耗する。そのため、フ
ロントプレート１２．リアプレート１３０表面にリュプ
ライト処理等のコーティングを施°して潤滑性を高め、
ロータ３及びベーン５の側面の摺動性を良好にし、両側
板の耐摩耗性の向上をはかっているが、摺動回数が多く
なると、コーティング層がはかれ、耐摩耗性は劣化する
。Also, the front plate 12. The side surfaces of the rotor 3 and vanes 5 slide on the surface of the rear plate 5 2'' 13 on the blade chamber 2 side, and the side plates function as thrust bearings. , a certain clearance is set, but if this clearance is too wide, it will cause a significant drop in efficiency, so the maximum possible minute clearance is desired.Conversely, considering the case where it is too narrow, cylinder 1 is set on the suction side. Since the wall temperature is distributed from a low temperature region to a high temperature region on the discharge side, there is a difference in the amount of thermal expansion in the axial direction of the cylinder 1. On the other hand, the rotor 3 and vane 5 are also exposed to the low temperature region and the high temperature region. However, since the temperature changes quickly, it is thought that the temperature will be almost uniformized to an intermediate temperature. Therefore, if we look at the difference in the amount of thermal expansion between cylinder 1, rotor 3, and vane 5, the gap will be narrower than the initially set one. There is a limit temperature at which the rotor 3 or vane 5 comes into contact with both side plates.However, since the vane 5 is made of aluminum alloy, its thermal expansion is larger by V than that of the cylinder 1 or rotor 3, which is made of iron-based material. Gap 1 of 5 is set larger than the gap with rotor 3. 0 The side surfaces of rotor 3 and vane 5 slide on the surfaces of the side plates of both pages 6 above, but there is no restriction in the axial direction of rotor 3 and vane 5. Therefore, as it moves between the above gaps, it may come into contact with both side plates, and if the lubrication with oil is poor, the sliding surfaces of both side plates will wear out. Coatings such as Luprite treatment are applied to increase lubricity.
Although the sliding properties of the side surfaces of the rotor 3 and vane 5 are improved to improve the wear resistance of both side plates, as the number of sliding increases, the coating layer is peeled off and the wear resistance deteriorates.

さらに、ロータ３の回転軸であるシャフト１６のラジア
ル軸受として−フロントプレート１２、リアプレート１
３にニードルベアリング１９ａ。Furthermore, as radial bearings of the shaft 16 which is the rotational axis of the rotor 3 - the front plate 12 and the rear plate 1.
3 is the needle bearing 19a.

１９ｂが設けられている。その理由は、カーエアコン用
圧縮機では回転数がエンジンの回転数に追従して広範囲
に変化することによる軸受へのオイル潤滑供給の面での
心配が不要なためである。しかしながら、ニードルベア
リングではや（ｌ″ｔ、ｖすべＶ軸受に比して寿命が有
限であり、長期使用では７ページ 問題が発生しやすい○１だ、フロントプレート１２、リ
アプレート１３にすべり軸受を構成した例があるが、こ
の場合、前述のオイル潤滑を十分に行なわねばならず、
前記両側板のすべり軸受部にオイルを供給する流通路が
必要となり、構成が複雑になる。19b is provided. The reason for this is that in a compressor for a car air conditioner, there is no need to worry about supplying oil lubrication to the bearings due to the rotation speed changing over a wide range following the engine rotation speed. However, needle bearings have a limited lifespan compared to sliding V bearings, and are more likely to cause problems in long-term use. There is an example of this configuration, but in this case, the aforementioned oil lubrication must be done sufficiently
A flow path for supplying oil to the sliding bearing portions of the both side plates is required, making the configuration complicated.

以上のように、従来の構成では、フロントプレート１２
、リアプレート１３の両側板による圧縮機の軽量化をは
かることは困難であり、かつ、両側板の耐摩耗性及びシ
ャフト１６の軸受に問題がある。As described above, in the conventional configuration, the front plate 12
It is difficult to reduce the weight of the compressor by using both sides of the rear plate 13, and there are problems with the wear resistance of both sides and the bearing of the shaft 16.

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消するものであり。Purpose of invention The present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks.

軽量化をはかるとともに、側板の耐摩耗性かつ軸受部の
耐久性に優れた圧縮機を提供するものである０ 発明の構成 本発明は、ベーンが摺動可能な溝を設けたロータと、こ
のロータ内に収納された摺動自在のベーンと、前記ロー
タを内部に収納するシリンダと。It is an object of the present invention to provide a compressor which is light in weight and has excellent wear resistance on side plates and durability on a bearing part. a slidable vane housed within a rotor; and a cylinder housing the rotor therein.

前記シリンダの両側面に固定され、前記ベーン。The vane is fixed to both sides of the cylinder.

前記ロータ、前記シリンダで形成される羽根室の空間を
その側面において密閉する側板金、前記羽根室側に潤滑
性、耐摩耗性に優れ、かつ軽量であるセラミックとその
外側に軽量材料から成る二重構造で構成したもので、軽
量かつ耐久性に優れるという特有の効果を有する。A side plate that seals the space of the blade chamber formed by the rotor and the cylinder on its side, a ceramic plate that is lightweight and has excellent lubricity and abrasion resistance on the side of the blade chamber, and a second plate made of a lightweight material on the outside thereof. It is constructed with a heavy structure and has the unique effects of being lightweight and durable.

実施例の説明 以下本発明をその一実施例を示す。第３図および第４図
を参考に説明する。２２はシリンダ。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. This will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. 22 is a cylinder.

２３は前記シリンダ２２内の空間である羽根室。23 is a blade chamber which is a space inside the cylinder 22;

２４はロータ、２６は前記ロータ２４に設けられたベー
ン溝、２６はベーン、２７は吸入孔、２８は吐出孔、２
９は吐出弁−３０は吐出弁押え板、３１はシリンダヘッ
ド、３２は吸入ポート、３３はリアケース、３４はシャ
フト、３５は吐出ポート、３６はオイルセパレータ、３
７はオイルコン）　ｏ−ルハルフ、３８ｉｄメカニカル
シール、３９はクラッチで以上は従来例の構成と同様な
ものである。従来例の構成と異なるのは、前記羽根室９
ベージ ２３を前記シリンダ２２の両側面で密閉する側板である
フロントプレート及びリアプレートをセラミックと軽量
材料であるアルミ合金の二重構造とした点である。すな
わち、前記ロータ２４及び前記ベーン２６の側面が摺動
する前記羽根室２３側にセラミック製のフロントブレー
）　４０−　ａ　、セラミック羨のリアプレー）　４１
−　ａと、その外側にアルミ合金製のフロントブレー）
４Ｑ−ｂ、アルミ合金製のりアブレ−）４１−ｂとの二
重の側板にし、しかも、前記ロータ２４の回転軸である
シャフト３４の支持部を前記セラミック製の両側板で受
けて、すべり軸受を構成したことである。24 is a rotor, 26 is a vane groove provided in the rotor 24, 26 is a vane, 27 is a suction hole, 28 is a discharge hole, 2
9 is a discharge valve, 30 is a discharge valve holding plate, 31 is a cylinder head, 32 is an intake port, 33 is a rear case, 34 is a shaft, 35 is a discharge port, 36 is an oil separator, 3
Reference numeral 7 indicates an oil controller), a 38id mechanical seal, and 39 a clutch, which are the same as those of the conventional example. What is different from the configuration of the conventional example is the blade chamber 9.
The front plate and the rear plate, which are the side plates that seal the page 23 on both sides of the cylinder 22, have a double structure of ceramic and aluminum alloy, which is a lightweight material. That is, a ceramic front brake is installed on the blade chamber 23 side on which the sides of the rotor 24 and the vane 26 slide (40-a), a ceramic rear brake (40-a), and a ceramic rear brake (41).
- a and an aluminum alloy front brake on the outside)
4Q-b, an aluminum alloy glue abrasion) 41-b, and the supporting portion of the shaft 34, which is the rotational axis of the rotor 24, is supported by the ceramic side plates to form a sliding bearing. This is what constituted the following.

セラミックは比重が小さく、かつ、摺動性、潤滑性に優
れた材料である。しかも、セラミックの外側に軽量材料
であるアルミ合金ｆｆ：ｆｉ［１み合わせることによっ
て、セラミックを保護し、十分な強度が得られるととも
に、従来の鉄系鋳物よりも軽量にすることができる。Ceramic is a material with low specific gravity and excellent sliding and lubricity. Moreover, by combining aluminum alloy ff:fi[1, which is a lightweight material, on the outside of the ceramic, it is possible to protect the ceramic, obtain sufficient strength, and make it lighter than conventional iron-based castings.

さらに、前記ロータ２４及び前記ベーン２６のスラスト
軸受、前記シャフト３４のラジアル軸受１０ページ を前記セラミック裂のフロントブレー）４０−ａ−リア
ブレー）４１−ａが兼ねる構成にすることができ、摺動
面における耐摩耗性、耐久性が向上する。すなわち、前
記シリンダ２２、前記ロータ２４、前記ベーン２６の熱
膨張量の違いにより、初期に設定した側面のすき１が減
少し、両側板と接触する場合がありうるが、セラミック
は潤滑性２摺動性に優れていることから両側板の耐摩耗
性に優れた効果を示す。また、吐出冷媒ガス中に含まれ
るオイルセパレータ３６によって分離され、リアケース
３３に溜１９、一部はオイルコントロールパルプ３７か
らベーン２６の押し出し力としてベーン溝２６に供給さ
れるとともに、各摺動部のすきまに浸入し、潤滑、シー
ル、冷却する。ここで、圧縮機の回転数は大範囲に変動
するため、リアケース３３内のオイル量も変動し、時に
は無くなることもある。このとき、シャフト３４の軸受
部はセラミックで構成されるため、潤滑性が良好で、オ
イル供給が途ぎれても、すぐに焼付が発生することがな
く、耐久性に優れた特性を発揮する。Furthermore, the thrust bearings of the rotor 24 and the vane 26 and the radial bearing of the shaft 34 can be configured to serve as the front brake (40-a) and the rear brake (41-a) of the ceramic split, and the sliding surface Improves wear resistance and durability. That is, due to the difference in the amount of thermal expansion of the cylinder 22, the rotor 24, and the vane 26, the initially set side clearance 1 may decrease and come into contact with both side plates, but ceramic has a lubricity level 2. Due to its excellent dynamic properties, it has an excellent effect on the wear resistance of both side plates. In addition, the oil contained in the discharged refrigerant gas is separated by the oil separator 36, stored in the reservoir 19 in the rear case 33, and a part is supplied from the oil control pulp 37 to the vane groove 26 as extrusion force of the vane 26, and is also supplied to each sliding part. Penetrates into the crevices and lubricates, seals, and cools. Here, since the rotation speed of the compressor fluctuates over a wide range, the amount of oil in the rear case 33 also fluctuates and sometimes runs out. At this time, since the bearing portion of the shaft 34 is made of ceramic, it has good lubricity and does not immediately seize even if the oil supply is interrupted, exhibiting excellent durability.

１１ページ 以上のように本実施例によれば、前記両側板をセラミッ
クと軽量材料の二重構造にすることによって、軽量化、
耐摩耗性及び耐久性の向上をはかることができる。As shown on page 11 and above, according to this embodiment, by making the both side plates have a dual structure of ceramic and lightweight materials, weight reduction and
Abrasion resistance and durability can be improved.

なお、本実施例では真円のシリンダを有するスライプイ
ンベーン式のロータリー圧縮機について述べたが、隋円
状のシリンダを有するもの、また、放射状のベーンで、
対向するベーンが一体化されたスルースロットタイプ等
羽根室をシリンダの側面から密閉する側板から構成され
る圧縮機においては同様な効果が得られるのはいうまで
もない。In this embodiment, a slide-in vane type rotary compressor having a perfectly circular cylinder was described, but a rotary compressor having a perfectly circular cylinder and a radial vane may also be used.
It goes without saying that a similar effect can be obtained in a compressor constructed of a side plate that seals the blade chamber from the side surface of the cylinder, such as a through-slot type compressor in which opposed vanes are integrated.

発明の効果 上記実施例から明らかなように本発明のロータリー圧縮
機は、羽根室をシリンダ側面から密閉する側板をセラミ
ックと軽量材料の二重構造で構成したもので、このこと
により、軽量化をはかることができ、かつ、ロータ及び
ベーンのスラスト軸受とシャフトのラジアル軸受を兼ね
た構成で、耐摩耗性に優れ、耐久性が向上するものであ
る。Effects of the Invention As is clear from the above embodiments, in the rotary compressor of the present invention, the side plate that seals the blade chamber from the side of the cylinder is constructed with a double structure of ceramic and lightweight material, which reduces the weight. In addition, it has a structure that serves as both a thrust bearing for the rotor and vanes and a radial bearing for the shaft, and has excellent wear resistance and improved durability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来のロータリー圧縮機の正面断面図。 第２図は同圧縮機の側面断面図、第３図は本発明の一実
施例を示すロータリー圧縮機の正面断面図−第４図は同
圧縮機の側面断面図である。 ２２・・・・・・シリンダ、２３・・・・・・羽根室、
２４・・・・・・ロータ、２５・・・・・・ベーンＬ２
６・・・・・・ベーン、３４・・・・・・シャフト、４
０−ａ・・・・・・セラミック製のフロントプレート（
セラミック製の側板）、４０−ｂ・・・・・・アルミ合
金製のフロントプレート（軽量材料製の側板）、４１−
ａ・・・・・・セラミック製のリアプレート（セラミッ
ク製の側板）、４１−ｂ・・・・・・アルミ合金製のリ
アプレート（軽量材料製の側板）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 カ２図 第３図 第４図FIG. 1 is a front sectional view of a conventional rotary compressor. FIG. 2 is a side sectional view of the same compressor, FIG. 3 is a front sectional view of a rotary compressor showing one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side sectional view of the same compressor. 22...Cylinder, 23...Blade chamber,
24... Rotor, 25... Vane L2
6... Vane, 34... Shaft, 4
0-a...Ceramic front plate (
Ceramic side plate), 40-b... Aluminum alloy front plate (lightweight material side plate), 41-
a... Rear plate made of ceramic (side plate made of ceramic), 41-b... Rear plate made of aluminum alloy (side plate made of lightweight material). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] シリンダの両側面に固定され、ベーン、ロー入前記シリ
ンダも共に羽根室を形成する側板を、羽根室側のセラミ
ック製の側板とその外側にある軽量材料製の側板の二重
構造としたロータリー圧縮機ＯThe side plates fixed to both sides of the cylinder and containing vanes and rods together form the blade chamber.Rotary compression with a double structure consisting of a ceramic side plate on the blade chamber side and a side plate made of lightweight material on the outside. Machine O