JPH09256976A - ベーン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な構造の開閉弁機構を採用せずに再起動
時におけるオイル圧縮による振動と騒音とを防ぐととも
に、運転時の潤滑油の供給過多を防ぐ。 【解決手段】 駆動軸７のリヤ側端部を回転可能に支持
するプレーン軸受９を、リヤヘッド６の軸受収容室３１
に収容した。軸受収容室３１から吸入室１１へ潤滑油を
案内する案内路３３を、リヤヘッド６に設けた。案内路
３２と連通する環状溝と、この環状溝と連通し、かつ駆
動軸７が回転したときにだけ背圧溝６０へ潤滑油を送る
螺旋溝とを、プレーン軸受９の内周面に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はベーン型圧縮機に
関し、特に起動時にいわゆる液圧縮（オイル圧縮）を起
こさないベーン型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベーン型圧縮機は、カムリングと、カム
リング内に回転可能に収容されるロータと、ロータの駆
動軸と、カムリングのフロント側端面に固定されるフロ
ントサイドブロックと、カムリングのリヤ側端面に固定
されるリヤサイドブロックと、フロントサイドブロック
のフロント側端面に固定されるフロントヘッドと、リヤ
サイドブロックのリヤ側端面に固定されるリヤヘッド
と、ロータの外周面に設けられる複数のベーン溝と、ベ
ーン溝に摺動可能に挿入される複数のベーンとを備えて
いる。

【０００３】ロータの駆動軸のフロント側端部は、フロ
ントサイドブロックに軸受を介して回転可能に支持され
ている。

【０００４】ロータの駆動軸のリヤ側端部は、リヤサイ
ドブロックに軸受を介して回転可能に支持されている。

【０００５】フロントサイドブロックとフロントヘッド
とで、圧縮室から吐出された高圧の冷媒ガスが収容され
る吐出室が形成される。

【０００６】フロントサイドブロックのリヤ側端面及び
リヤサイドブロックのフロント側端面には、吸入開始か
ら圧縮終了までの間、ベーン溝の奥部（ベーン背圧室）
と連通する背圧溝が、それぞれ設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧縮機の運
転が停止すると、圧縮機内の圧力がバランスする過程
で、ロータのリヤ側端面とフロントサイドブロックのリ
ヤ側端面との隙間に潤滑油が供給され続け、背圧溝を通
じてベーン背圧室が潤滑油で満たされる。

【０００８】したがって、圧縮機が再起動したとき、オ
イル圧縮が生じ、ベーン背圧室の圧力が高いのでベーン
がベーン溝内に引っ込みにくくなり、大きな振動と騒音
とを発生させるという問題があった。

【０００９】この問題を解消する従来技術として、次の
ような開閉弁機構を備えたベーン型圧縮機がある。

【００１０】このベーン型圧縮機の開閉弁機構では、フ
ロント側の背圧溝と吐出室とを連通させる通路が、フロ
ントサイドブロックに設けられている。その通路の途中
には、吐出室の圧力が所定値に達したとき前記通路を閉
じ、吐出室の圧力が所定値に達しないとき前記通路を開
く開閉弁が、設けられている。

【００１１】しかし、この開閉弁機構の構造は複雑であ
り、圧縮機のコストを増やす原因の１つになっていたと
いう問題があった。

【００１２】また、圧縮機運転中、潤滑油の供給が過多
になることがあるという問題があった。

【００１３】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は複雑な構造の開閉弁機構を採用せ
ずに再起動時におけるオイル圧縮による振動と騒音とを
防ぐことができるとともに、圧縮機運転中の潤滑油の供
給過多を防ぐことができるベーン型圧縮機を提供するこ
とである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明のベーン型圧縮機は、カムリング
内に回転可能に収容されるロータと、前記ロータの外周
面に設けられるベーン溝と、前記ベーン溝に摺動可能に
挿入されるベーンと、前記カムリングの両端面にそれぞ
れ固定される第１及び第２サイド部材と、前記第１サイ
ド部材に設けられ、前記ロータの駆動軸の一端部を回転
可能に支持する第１軸受が収容される第１軸受収容室
と、前記第２サイド部材に設けられ、前記ロータの駆動
軸の他端部を回転可能に支持する第２軸受が収容される
第２軸受収容室と、高圧室から前記第１軸受収容室へ潤
滑油を案内する第１案内路と、前記第１サイド部材のロ
ータ側端面に設けられ、吸入開始から圧縮終了までの間
に前記ベーン溝の奥部と連通して、前記第１軸受収容室
から前記ベーン溝の奥部に潤滑油を送り込む背圧溝とを
備えているベーン型圧縮機において、前記第１軸受がプ
レーン軸受であり、前記第１軸受収容室から低圧室へ潤
滑油を案内する第２案内路が、前記第１サイド部材に設
けられ、前記第１案内路と連通する環状溝と、この環状
溝と連通し、かつ前記駆動軸が回転したときにだけ前記
背圧溝側へ潤滑油を送る螺旋溝とが、前記プレーン軸受
の内周面又は前記駆動軸の一端部の外周面に設けられて
いることを特徴とする。

【００１５】高圧室の潤滑油は第１案内路を通じて第１
軸受収容室に常時送り込まれ、圧縮機の運転中には、第
１軸受のロータ側と反ロータ側とでは圧力差が大きい
が、螺旋溝によって駆動軸の回転に伴う潤滑油の粘性の
影響により、第１軸受収容室の潤滑油は前記プレーン軸
受の環状溝から駆動軸の外周面とプレーン軸受の内周面
との隙間を通じてロータ側へ流れ、背圧溝や、第１サイ
ド部材のフロント側端面とロータのリヤ側端面との隙間
に供給される。このときの潤滑油の供給は、前記圧力差
があるため、過度にならない。

【００１６】圧縮機の運転を停止したときには、圧縮機
内の圧力は次第にバランスして行くが、この間高圧の潤
滑油のほとんどは第１軸受の螺旋溝から反ロータ側へ流
れ、第２案内路を通じて低圧室に送り込まれる。その結
果、圧縮機内の圧力がバランスする過程で、潤滑油が背
圧溝を通じてベーン溝の奥部に送り込まれ、ベーン溝の
奥部が潤滑油で満たされることがない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１はこの発明の一実施形態に係るベーン
型圧縮機の縦断面図、図２はロータの横断面図である。
図１中の太線の矢印は潤滑油の流れを示す。

【００１９】このベーン型圧縮機は、カムリング１と、
カムリング１の両端面にそれぞれ配置されるフロントサ
イド部材（第２サイド部材）２５及びリヤサイド部材
（第１サイド部材）２０と、カムリング１内に回転可能
に収容されるロータ２と、ロータ２の駆動軸７とを備え
ている。駆動軸７は後述するニードル軸受（第２軸受）
８とプレーン軸受（第１軸受）９とによって回転可能に
支持されている。

【００２０】前記フロントサイド部材２５は、カムリン
グ１のフロント側端面に固定されるフロントサイドブロ
ック３と、フロントサイドブロック３のフロント側端面
に固定されるフロントヘッド５とで構成されている。

【００２１】フロントサイドブロック３の中央部には軸
受収容室（第２軸受収容室）３０が設けられ、軸受収容
室３０にはニードル軸受８が収容され、ニードル軸受８
は駆動軸７のフロント側端部を回転可能に支持する。

【００２２】フロントヘッド５には高圧の冷媒ガスの吐
出口５ａが形成され、吐出口５ａはフロントヘッド５と
フロントサイドブロック３とにより形成される吐出室
（高圧室）１０に連通している。吐出室１０の底部には
冷媒ガスから分離された潤滑油が溜まっている。フロン
トサイドブロック３には、後述するカムリング１の圧縮
空間１２と吐出室１０とを連通させる吐出通路３ａが設
けられている。また、フロントサイドブロック３のリヤ
側端面には、吸入開始から圧縮終了までの間、後述する
ベーン溝１３の奥部（ベーン背圧室）と連通する一対の
背圧溝５０が設けられている。背圧溝５０と軸受収容室
３０とはシール部材５１で仕切られている。

【００２３】前記リヤサイド部材２０は、カムリング１
のリヤ側端面にＯリング２２を介して固定されるリヤヘ
ッド６だけで構成されている。リヤヘッド６には冷媒ガ
スの吸入口６ａが形成され、吸入口６ａは吸入室（低圧
室）１１と連通している。

【００２４】リヤヘッド６の中央部には軸受収容室（第
１軸受収容室）３１が設けられ、軸受収容室３１にはプ
レーン軸受９が収容され、プレーン軸受９は駆動軸７の
リヤ側端部を回転可能に支持する。

【００２５】リヤヘッド６のカムリング側端面には、吸
入開始から圧縮終了までの間、ベーン溝１３の奥部と連
通する一対の背圧溝６０が設けられている。背圧溝６０
は軸受収容室３１と連通している。

【００２６】吐出室１０の底部と軸受収容室３１とは案
内路（第１案内路）３２を介して連通している。案内路
３２は、フロントヘッド５の通路（図示せず）と、この
通路と連通するカムリング１の通路１ｂと、この通路１
ｂと連通するリヤヘッド６の通路６ｂとで構成されてい
る。

【００２７】軸受収容室３１と吸入室１１とは、リヤヘ
ッド６に設けられた案内路（第２案内路）３３を介して
連通している。

【００２８】図３はプレーン軸受９を示す斜視図であ
る。

【００２９】プレーン軸受９は、鋼板の表面に焼結層及
び樹脂層を形成してなる。プレーン軸受９の内周面に
は、環状溝９ａと、この環状溝９ａに連通する２つの螺
旋溝９ｂとが、それぞれ設けられている。また、プレー
ン軸受９には、通路６ｂからの潤滑油を環状溝９ａへ導
く孔９ｃが設けられているとともに、軸受収容室３１の
潤滑油を案内路３３へ送る孔９ｄが設けられている。

【００３０】図４（ａ）は図３のプレーン軸受の展開
図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、
図５（ａ）は運転中のプレーン軸受の働きを説明するた
めの図、図５（ｂ）は運転停止時のプレーン軸受の働き
を説明するための図である。

【００３１】プレーン軸受９を製作するには、予め矩形
の鋼板の表面に焼結層と樹脂層とを形成しておき、その
焼結層、樹脂層に、プレス又は機械加工で、１つの環状
溝９ａ、２つの螺旋溝９ｂ等を形成し、最後に鋼板を円
筒状にする。このようにして図３のプレーン軸受９が完
成する。

【００３２】前記カムリング１の内周面とロータ２の外
周面との間には、図２に示すように、上下２つの圧縮空
間１２が画成されている（図１中には一方の圧縮空間１
２だけが見えている）。ロータ２には複数のベーン溝１
３が設けられ、これらのベーン溝１３内にはベーン１４
が摺動可能に挿入されている。圧縮空間１２はベーン１
４によって仕切られて複数の圧縮室が形成され、各圧縮
室の容積はロ−タ２の回転によって変化する。

【００３３】また、カムリング１には、圧縮室の高圧の
冷媒ガスが吐出される吐出空間１ａが設けられている。
図１中には一方の吐出空間１ａだけが見えている。吐出
空間１ａには、後述する吐出ポート１６を開閉する吐出
弁（図示省略）が収容されている。

【００３４】吐出空間１ａと圧縮空間１２とを仕切る隔
壁１ｃには、２つの圧縮空間１２に対応する吐出ポート
１６が設けられている（図１には片方の吐出ポート１６
だけが見えている）。吐出ポート１６が開いたとき、圧
縮室内の高圧の冷媒ガスは吐出ポート１６、吐出空間１
ａ、吐出通路３ａ及び吐出室１０を経て吐出口５ａから
吐出される。

【００３５】カムリング１のリヤ側端面には、吸入工程
で吸入室１１から圧縮室へ低圧の冷媒ガスを送り込ませ
る吸入ポート（図示せず）が設けられている。

【００３６】次に、このベーン型圧縮機の動作を説明す
る。

【００３７】図示しないエンジンの回転動力が駆動軸７
に伝わるとロータ２が回転する。図示しないエバポレー
タの出口から流出した冷媒ガスは吸入口６ａから吸入室
１１に入り、吸入室１１から吸入ポートを通じて圧縮空
間１２に吸入される。圧縮空間１２内はベーン１４によ
って仕切られて５つの圧縮室が形成され、各圧縮室の容
積はロータ２の回転にともなって変化するので、ベーン
１４間に閉じ込められた冷媒ガスは圧縮され、圧縮され
た冷媒ガスは吐出ポート１６から吐出弁を通り、吐出空
間１ａへ流れ、吐出空間１ａから吐出通路３ａを通じて
吐出室１０へ流れる。

【００３８】吐出室１０へ流入した高圧の冷媒ガスはオ
イル分離され、潤滑油が吐出室１０の底部に溜まる。吐
出室１０の底部に溜まった潤滑油は案内路３２を通じて
軸受収容室３１に送り込まれる。

【００３９】圧縮機の運転中、ベーン溝１３の奥部の圧
力Ｐｋと軸受収容室３１の圧力Ｐｂと間には差（Ｐｋ＞
Ｐｂ）があるので、図５（ａ）の矢印ａの方向へ潤滑油
が流れようとするが、螺旋溝９ｂによって駆動軸７の回
転に伴う潤滑油の粘性の影響により、潤滑油は差圧に抗
して図５（ａ）の矢印ｂの方向（高圧側）へ流れ、駆動
軸７の外周面とプレーン軸受９の内周面との隙間を通じ
て、背圧溝６０や、サイドブロック６のフロント側端面
とロータ２のリヤ側端面との隙間に供給される。

【００４０】これに対し、圧縮機の運転を停止したとき
には、圧縮機内の圧力は次第にバランスして行くが、こ
の間高圧の潤滑油のほとんどは図５（ｂ）の矢印ａで示
すようにプレーン軸受９の環状溝９ａ及び螺旋溝９ｂか
ら低圧側へ抜け、案内路３３を通じて吸入室１１に送り
込まれる。

【００４１】この実施形態のベーン型圧縮機によれば、
圧縮機内の圧力がバランスする過程で、背圧溝６０を通
じてベーン溝１３の奥部が潤滑油で満たされることがな
いので、圧縮機が再起動したとき、オイル圧縮は生じ
ず、大きな振動と騒音との発生を防ぐことができる。

【００４２】また、オイル圧縮を防ぐために複雑な開閉
弁機構を必要としないので、圧縮機の製作コストを低減
することができる。

【００４３】更に、圧縮機運転中に供給される潤滑油の
量が過多にならない。

【００４４】なお、前述の第１の実施形態では、環状溝
９ａ及び螺旋溝９ｂをプレーン軸受９の内周面に設けた
場合について述べたが、これに代え、環状溝９ａ及び螺
旋溝９ｂを駆動軸７のリヤ側端部の外周面に設けるよう
にしてもよい。このようにすれば、第１の実施形態と同
様の効果を得ることができる。

【００４５】更に、環状溝９ａ及び螺旋溝９ｂを駆動軸
７の外周面に設けるようにしても、第１の実施形態と同
様の効果を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のベーン型
圧縮機によれば、圧縮機の停止時、高圧の潤滑油のほと
んどは第１軸受の螺旋溝から反ロータ側へ流れ、第２案
内路を通じて低圧室へ流れ、潤滑油が背圧溝を通じてベ
ーン溝の奥部に送り込まれないので、圧縮機を再起動さ
せたとき、オイル圧縮が生じず、大きな振動と騒音とが
発生しない。また、圧縮機の運転中には、ロータ側への
潤滑油の供給が過多にならず、適度な潤滑が行なわれ
る。

【００４７】更に、オイル圧縮を防ぐために複雑な開閉
弁機構を必要としないので、圧縮機の製作コストを低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係るベーン型圧
縮機の縦断面図である。

【図２】図２はロータの横断面図である。

【図３】図３はプレーン軸受の斜視面を示す図である。

【図４】図４はプレーン軸受を説明するための図であ
る。

【図５】図５はプレーン軸受の働きを説明するための図
である。

【図６】図６は従来のベーン型圧縮機の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ カムリング ２ ロータ ３ フロントサイドブロック ５ フロンヘッド ６ リヤヘッド ７ 駆動軸 ８ ニードル軸受 ９ プレーン軸受 ９ａ 環状溝 ９ｂ 螺旋溝 ９ｃ，９ｄ 孔 ２０ リヤサイド部材 ２５ フロントサイド部材 ３０，３１ 軸受収容室 ３２，３３ 案内路 ５０，６０ 背圧溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムリング内に回転可能に収容されるロ
   ータと、 前記ロータの外周面に設けられるベーン溝と、 前記ベーン溝に摺動可能に挿入されるベーンと、 前記カムリングの両端面にそれぞれ固定される第１及び
   第２サイド部材と、 前記第１サイド部材に設けられ、前記ロータの駆動軸の
   一端部を回転可能に支持する第１軸受が収容される第１
   軸受収容室と、 前記第２サイド部材に設けられ、前記ロータの駆動軸の
   他端部を回転可能に支持する第２軸受が収容される第２
   軸受収容室と、 高圧室から前記第１軸受収容室へ潤滑油を案内する第１
   案内路と、 前記第１サイド部材のロータ側端面に設けられ、吸入開
   始から圧縮終了までの間に前記ベーン溝の奥部と連通し
   て、前記第１軸受収容室から前記ベーン溝の奥部に潤滑
   油を送り込む背圧溝とを備えているベーン型圧縮機にお
   いて、 前記第１軸受がプレーン軸受であり、 前記第１軸受収容室から低圧室へ潤滑油を案内する第２
   案内路が、前記第１サイド部材に設けられ、 前記第１案内路と連通する環状溝と、この環状溝と連通
   し、かつ前記駆動軸が回転したときにだけ前記背圧溝側
   へ潤滑油を送る螺旋溝とが、前記プレーン軸受の内周面
   又は前記駆動軸の一端部の外周面に設けられていること
   を特徴とするベーン型圧縮機。