JPH01167486A - ベーン式回転圧縮機におけるロータの潤滑保持機構 - 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】 Ａ８発明の目的 （１）産業上の利用分野 この発明はベーン式回転圧縮機に関し、更に３ｉ１１゜
しくは、ベーン式回転冷媒圧縮機におけるロータの潤滑
保持機構に関する。

（２）゛従来の技術 ベーン大回転圧ｌｔｉ機は、内部に円筒空間を有するシ
リンダ本体とこのシリンダ本体を挟んで配される前後部
ハウジングとにより円筒状のシリンダ室が形成され、こ
のシリンダ室に偏心状もしくは同心状に円筒状のロータ
本体が回転自在に収容され、ロータ本体に穿設された１
又は複数のベーン溝にベーンが飛出し可能に嵌装されて
なる構成を採り、ロータ本体の回転によりベーンの先端
４二・リング壁に沿って摺動させ、ベーンで区画された
作動室を容積変化させて作動室内の作動ガスを圧縮する
作用をなす。

しかして、ロータ本体の両側面と前後部ハウジングの壁
面とはわずかに間隙を保ち、この間隙部に潤滑油が供給
され、ロータ本体の回転の円滑化を図っている。

しかし、圧縮機の作動において、内圧と大気圧との差圧
いわゆる偏圧により、ロータ本体は前部ハウジング側へ
強く押し付けられ、潤滑間隙がなくなり、この結果、潤
滑不良を起こすこととなる。

また、ロータ本体の高速回転においては、ロータ本体の
側面と前部ハウジングの壁面とのいわゆる摺動面におい
て焼は付けを起こす原因ともなっている。

（３）発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の問題点を解決しようとするものであり、
ベーン式回転圧縮機において回転速度に応じて良好な潤
滑性を発揮できるロータの潤滑保持機構を提供すること
を目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 本発明によれば、内部に円筒空間を有するシリンダ本体
とこのシリンダ本体を挟んで配される前後部ハウジング
とにより円筒状のシリンダ室が形成され、このシリンダ
室に偏心状もしくは同心状に円筒状をなすロータ本体が
回転自在に収容され、ロータ本体に穿設された１又は複
数のベーン溝にベーンが飛出し可能に嵌装され、ロータ
本体の回転によりベーンの先端をシリンダ壁に沿って摺
動させ、ベーンで区画された作動室を容積変化させて作
動室内の作動ガスを圧縮するベーン式圧縮機において、
前部ハウジングにロータ本体との摺動部に溝部を凹設し
、この溝部内に、前面が平滑面とされるとともにハウジ
ング材よりも大きな熱膨張率を有し、低温時には該前面
が該前部ハウジングの壁面より後退し、高温時には該前
面が該前部ハウジングの壁面より突出するリフト部材を
配したことを特徴とする。

（２）作用 圧縮機の運転において、ロータ本体が高速回転になると
吐出ガス温度も高まり、ハウジングも加熱される。これ
によりリフト部材も加熱され、ハウジングとリフト部材
との熱膨張率の差によりリフト部材が前部ハウジングの
壁面より突出し、ロータ本体に作用する偏圧に抗してロ
ータ本体を後部ハウジング側に押し戻す。

（３）実施例 本発明のベーン式回転圧縮機におけるロータの潤滑保持
機構の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第６図はその一実施例を示す、すなわち、第１
図は本発明が適用される車輌用ベーン式回転冷媒圧縮機
の全体構造を示し、第２図〜第６図はその部分構造を示
す。

まず、第１図及び第２図を参照して、この圧縮［１の全
体構成を説明すると、この圧縮Ｉｌｌは、中央のシリン
ダ本体２、このシリンダ本体２を挟んで前後に配される
前部ハウジング３及び後部ハウジング４、シリンダ本体
２の上部に配される上部ハウジング５、並びに後部ハウ
ジング４の後部に添設される後部カバー６を含み、これ
らにより枠４が形成される。これらの枠体の構成部材は
通常鋳鉄を素材とする。

シリンダ本体２内には円筒状のシリンダ空間が形成され
、このシリンダ空間内に回転軸７によって回転されるロ
ータ８が回転自在に収容される。

該ロータ８は前後部ハウジング３．４に保持された転が
り軸受９をもって回転自在に軸支された回転軸７と一体
となって回転する円筒状のロータ本体ｌＯと、該ロータ
本体ｌＯにｉｔｉされたベーン１１とを含む、ベーン１
１はロータ本体１０に偏心し゛て穿設された複数（本実
施例では３か所）のベーン溝１２に遊嵌され、ロータ本
体ｌＯの回転に伴い外方へ飛び出る。ベーン溝１２の基
部１３は拡幅され、ここに吐出ガス圧が後記する油路を
介して導入される。なお、回転軸７の前部７ａには電磁
クラッチ（図示せず）が装着され、この電磁クラッチを
介して車輌エンジンの出力軸に連結・される。

ロータ本体１０は円筒体をなすが、その長さはシリンダ
本体２のシリンダ空間の長さ（換言すればシリンダ本体
２の幅）よりもわずかに小さくされている。従って、ロ
ー゛夕本体１０の両側面（前部側面１０ａ、後部側面１
０ｂ）と前後部ハウジング３，４の壁面３ａ、４ａとの
間にはわずかな間隙を存する。

そして、このロータ本体ｌＯの前側面１０ａに対向して
前部ハウジング３に本実施例のロータの潤滑保持機構１
４が設けられる。

この潤滑保持Ｊａ横１４は前部ハウジング３の側面に形
成された環状溝１５とこの環状溝１５内に装着されたリ
フト部材１６とからなる。

第３図を参照してこの潤滑保持機構１４の詳細構造を説
明する。なお、この第３図はロータ８の高速回転時の状
態を示している。

環状？？４１５は前部ハウジング３の壁面３ａに回転軸
７と同心状に所要の幅と深さをもって凹設される。この
環状溝１５には後記する油路が連通される。１５ａはそ
の油路口である。

リフト部材１６は所要の幅と厚さを有する環状体よりな
り、環状溝１５にわずかな間隙を存して嵌装され、自己
保持されている。該リフト部材１Ｇには上記、した油路
口１５ａに対応する切欠き部ＩＧａが凹設されている。

３．１−　ＩＪソフト材１６は所要の膨張率を有する素
材よりなる。すなわち、その膨張率は枠体を構成する部
材、就中、前部ハウジング３のそれよりも大きくされる
。前述したように、枠体は通常鋳鉄（線膨張率α；１０
〜１５ＸＩＱ−’）よりなるので、これより大きな素材
として、例えばアルミニウム合金、真鍮等の金属素材が
選ばれる。

従って、このリフト部材１６の厚さは温度によって変化
するものであり、熱膨張率の相違により環状溝１５と相
対的に変位し、従ってその厚さは環状溝１５の深さによ
って決定される。すなわち、リフト部材１６の厚さは、
常温において環状溝１５の深さよりも小さく、温度が上
昇し吐出ガス温、（７０°Ｃ前後）になると環状溝１５
の深さよりも大きくなるように決定される。

また二該り゛フト部材１６の素材は耐摩耗性のあるもの
が選ばれる。

このような素材として、合成樹脂を除外するものではな
い。

第４図〜第６図はこのリフト部材の表面形状を各態様を
示す。

すなわら、第４図は表面が平滑とされたリフト部材１６
を示し、第５図は表面に放射状に油溝１７を形成したリ
フト部材１６ａを示し、第６図は曲線伏の油溝１７を形
成したリフト部材１６ｂを示す。

再び、第１図及び第２図に戻ってこの圧縮機１の構成を
説明する。

シリンダ本体２及び前後部ハウジング３．４によってシ
リンダ室１８が画成され、かつこのシリンダ室１８内に
収容されたロータ８のベーン１１により３つの作動室１
８ａ、１８ｂ、１８ｃに画成される。ベーン１１はその
先端をシリンダ壁１９に沿って摺動し、各作動室１８ａ
〜１８ｃはロータ８の回転に伴って移動しつつ容積変動
をなす。

シリンダ室１８に臨んで、シリンダ本体２にはロータ８
の回転方向イに沿う始端側に吸入ボート２０が、終端側
に吐出ボート２１がそれぞれ開口される。吸入ポート２
０はロータ８の回転方向イに沿って延びるように凹設さ
れている。シリンダ本体２及び上部ハウジング５には各
ポート２０゜２１に連通する吸入通路２３及び吐出通路
２４がそれぞれ形成される。なお、吐出通路２４は、シ
リンダ本体２に形成された通路部分２４ａと、上部ハウ
ジング５に形成された通路２４ｂとを含み、これらの通
路部分２４ａ、２４ｂ間には逆止弁２６が介装される。

この逆止弁２６は、通路部分２４ａの開口端部を覆うリ
ード弁２６ａと、そのリード弁２６ａのたわみ黴を規制
する規制板２６ｂとを含み、通路部分２４ａから通路部
分２４ｂへの冷媒ガスの流通を許容するように構成され
る。

上部ハウジング５には、この逆止弁２６を収容し、吐出
ポート２１から吐出される圧縮ガスを一旦貯留する吐出
圧力室２８がシリンダ本体２とによって画成される。

上部ハウジング５によって画成された吐出圧力室２８は
、後部ケース６によって画成された油分離室３０に吐出
通路２４ｂによって連通ずる。油分離室３０内の下半部
には油が満たされ、油路３２を介して回転軸７の軸受は
部９、メカニカルシール部（図示せず）、及びロータ本
体１０内のベーン満凸部１３等の潤滑を要する各部に供
給される。前述したように、油路３２は潤滑保持機構１
４の環状渦１５に導かれている。

後部ケース６の上部には吐出口３４が開口されている。

３６は温度スイッチである。

このように構成された圧縮機ｌは車輌用冷媒圧縮機とし
て、回転軸７の前部７ａに電磁クラッチを介して車輌エ
ンジンから駆動力を得、また、吸入通路２３側には冷凍
サイクルを構成する蒸発器（エバポレータ、図示せず）
に接続され、吐出通路２４側には吐出口３４を経由して
凝縮器（図示せず）が接続される。

この実施例の圧縮Ｒ１の作動について第７図及び第８図
を参照して説明する。

機関の駆動力がこの圧縮Ｒ１の前部に設置した電磁クラ
ッチ（図示せず）の作動により回転軸７に伝わり、これ
によりロータ８もシリンダ室１８内で回転す浸、この回
転により各ベーン１１によって区画された作動室１８ａ
〜１８ｃの容積が変化し、冷媒ガスの圧縮が行われる。

圧縮された冷媒ガスは吐出ボート２１より吐出され、−
旦吐出圧力室２８に貯留され、吐出通路２４ｂを介して
油分Ｍ室３０に導かれ、ここで油と分離されたのち吐出
口３４より冷凍サイクルの次要素の凝縮ａ（図示せず）
へ送り出される。

圧縮［１の始動時及びロータ８が低速回転であるとき、
吐出ガス温度も高くなく、リフト部材１６は収縮してお
り、前部ハウジング３の壁面３ａよりαだけ引６込まれ
た状態となっている（第７図（ａ）参照）。

ロータ８が中速回転になると、吐出ガスＡ度も次第に高
（なり、圧縮機１の全体も加熱される。これにより゛、
リフト部材１６も温度を上昇して膨張し、壁面３ａとの
間隙はゼロとなる（第７図（［））参照）。

この状態においては、ロータ８に作用する偏圧力もそれ
程大きなものではなく、ロータ本体１゜の前後側面１０
ａ、１０ｂと前後部ハウジング３゜４の壁面３ａ、４ａ
との間隙は所定ｔ１確保され、この間隙に潤滑油が供給
され、ロータ本体１ｏの１２１勅側面の潤滑を図ってい
る。

ロータ８が高速回転になると、吐出ガス温度が高くなり
、これにより、圧縮機ｌ全体の温度は更に高くなる。リ
フト部材１６は更に膨張して前部ハウジング３の壁面３
ａよりβだけ突出することになる（第７図（Ｃ）参照）
。

ロータ８の高速回転に伴いロータ８に作用する偏圧が大
きくなるが、この偏圧に抗してリフト部材１６がロータ
８を後部ハウジング４側に押し戻し、ロータ８の摺動側
面にはβの潤滑間隙が確保されることになる。

従って、この７１２ＩＷ＃間隙に潤滑油が供給され、潤
滑油の途切れによる焼きっけが生じることがない。

なお、前記したように、リフト部材１６の表面は全面が
平滑面であってもよいが、第５図及び第６図に示したよ
うに、表面に油ｉｆ４１７を設けた場合には潤滑油の供
給が一層円滑化する。

また、リフト部材１６の前部ハウジング３の壁面３ａか
らの突出量βは、ロータ８が最大回転速度状態にある時
最大斑を示し、この状態において該ロータ本体１０の後
側面１０ｂと後部ハウジング４の壁面４ａとの間におい
ても所定量の間隙が確保され、この間隙にも潤滑油が供
給される必要がある。

第８図はこの関係を示し、ロータ８の回転軸７の中心線
を境にして、上半部は高速回転時の状態を示し、下半部
は低速回転時の状態を示す。低速回転におけるロータ本
体ＩＯの前側面１０ａが前部ハウジング３側に接したと
き、ロータ本体１０の後側面１０ｂと後部ハウジング４
の壁面４ａとの間隙距離γはβよりも大きく、かつ、こ
のγはロータ８の回転に伴う圧縮ガスの気密を保償する
だけの充分な微小間隙の範囲内に留められるものである
。

第９図はロータの潤滑保持機構の他の実施例を示す０図
において、先の実施例と同等の部１オにっいては同一の
符号が付されている。

この実施例においてはリフト部材とシール材とを組み合
わせた点に特徴を有する。

この実施例のリフト部材１６は厚さ以外は先の実施例の
リフト部材の構成に準じ、その厚さを環状溝１５の深さ
よりも小さくされ、最大温度においても環状溝１５より
も突出しない、そして、このリフト部材１６の前面にロ
ータ本体１０の前側面１０ａに当接するシール材４０が
固着される。

この実施例によれば、通常温度においてはリフト部材１
６が収縮しシール材４０の表面を溝１５よりも後退させ
ているが、温度が上昇するとリフト部材１６が膨張しシ
ール材４０の表面を次第に溝１５より突出させ、最高温
度においてはシール材の表面と前部ハウジング３の壁面
３ａとは所要の潤滑間隙を確保する。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である
。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包含
されるものである。

■　実施例の潤滑保持機構に使用されるリフト部材１６
は幅着厚くした円筒体となっているが、幅を薄くした薄
板による円筒体を使用することもできる。この場合、環
状溝１５はこのリフト部材１６を密嵌する幅とされる。

この態様によれば、回転軸７に沿う方向への相対的変位
はより大きくなる。

■　前記した実施例においては圧縮ａｌのシリンダ室１
８は円形に形成され、これに偏心してロータ８が配され
いわゆるヨーク型を示したが、楕円状のシリンダ室内に
同心状にロータを配したいわゆるボッシュ型に対しても
その他の機構を同様として同等の作用を奏するものであ
る。

Ｃ０発明の効果 以上のように本発明によれば、簡単な横道にかかわらず
高速回転による温度の上昇に伴い自動的にリフト部材が
膨張してロータを後部ハウジング側に押し戻すので、高
温になる程押出し鼠が増大し、所要の潤滑間隙を確保し
、高速回転時における安定した潤滑性能を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のベーン式回転圧縮機におけるロータの潤
滑保持機構の実施例を示し、第１図はその一実施例の圧
縮機全体の縦断面図、第２図は第１図の１−１線断面図
、第３図は第１図の■部分拡大図、第４図はリフト部材
の平面図、第５図（ａ）は他のリフト部材の平面図、（
ｂ）図は（８１図の■−■線断面図、第６図は更に他の
リフト部材の平面図、第７図（ａ）　（ｔ））　（Ｃ）
及び第８図は本発明の作用を示す模式断面図、第９図は
本発明の他の実施例図である。 ２・・・シリンダ本体、３・・・前部ハウジング、３ａ
・・・壁面、４・・・後部ハウジング、８・・・ロータ
、ＩＯ・・・ロータ本体、ｌｌ・・・ベーン、１２・・
・ベーン溝、１４・・・潤滑保持機構、１６・・・リフ
ト部材、１８・・・シリンダ室、１９・・・シリンダ壁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内部に円筒空間を有するシリンダ本体とこのシリン
   ダ本体を挟んで配される前後部ハウジングとにより円筒
   状のシリンダ室が形成され、このシリンダ室に偏心状も
   しくは同心状に円筒状をなすロータ本体が回転自在に収
   容され、ロータ本体に穿設された１又は複数のベーン溝
   にベーンが飛出し可能に嵌装され、ロータ本体の回転に
   よりベーンの先端をシリンダ壁に沿って摺動させ、ベー
   ンで区画された作動室を容積変化させて作動室内の作動
   ガスを圧縮するベーン式圧縮機において、 前部ハウジングにロータ本体との摺動部に溝部を凹設し
   、この溝部内に、前面が平滑面とされるとともにハウジ
   ング材よりも大きな熱膨張率を有し、低温時には該前面
   が該前部ハウジングの壁面より後退し、高温時には該前
   面が該前部ハウジングの壁面より突出するリフト部材を
   配したことを特徴とするベーン式回転圧縮機におけるロ
   ータの潤滑保持機構。