JPH0618077Y2 - ベ−ン圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案は車両用空調装置等に使用されるベーン圧縮機
に関するものである。

（従来の技術） 従来、車両用空調装置等に使用されるベーン圧縮機のロ
ータ４１には、第５図（ａ）に示すようにベーン溝４２
及び同ベーン溝４２の内端部に両壁面４２ａの間隔より
も幅広の背圧通路４３が形成され、同溝４２には、両側
面４４ａ基端部に面取り部４４ｂを設けたベーン４４が
摺動可能に嵌合されている。

また、ベーンの別例として、第６図に示すように両側面
４５ａの基端部ほど幅狭となるテーパ部４５ｂを設けた
ベーン４５も使用されている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、前者では第５図（ａ）に示すように、ベーン
４４が最後退状態において背圧通路４３内の背圧油が付
着する側面４４ａの長さｌは短く、ベーン溝４２とベー
ン４４との隙間内への背圧油の引き込み距離は短いもの
となる。また、同図（ｂ）に示すようにベーン４４の面
取り部４４ｂの壁面４２ａに対する傾斜角度βが大きい
ため、ベーン溝４２とベーン４４との隙間内への背圧油
の圧入効率が低く、ベーン溝４２とベーン４４との潤滑
が不良となるため、ベーン溝４２、ベーン４４の摩耗が
促進され、また、ベーン４４の焼きつきを起こし易いと
いう問題点がある。

また、後者ではベーンが下降する際、テーパ部４５ｂに
て背圧油をベーン溝４２とベーン４５との隙間内へ僅か
ではあるが押し込むことから前者と比し隙間内への背圧
油の圧入効率は良くなり、潤滑不良、摩耗の促進につい
て若干ながら解消できるが、第６図に示すようにベーン
４５の最大飛び出し状態において、ベーン４５が高圧流
体により矢印方向に圧力を受けると、同ベーン４５は後
面（同図左側）ほぼ中央の接触部Ｃでベーン溝４２の外
周エッジ４２ｂに、前面（同図右側）のテーパ部４５ｂ
上端の接触部Ｄでベーン溝４２の壁面４２ａに接触す
る。従って、第５図（ａ），（ｂ）に示したベーン４４
のように面取り部４４ｂを形成したものと比較して両接
触部Ｃ，Ｄ間の距離が短くなるため、外周エッジ４２ｂ
がベーン４５から受ける押圧力が大きくなり、同エッジ
４２ｂに二点鎖線で示すように変形を生じたり、ベーン
４５の折損を招いたりする虞がある。

外周エッジ４２ｂの変形によりベーン４５後面の接触部
の位置がＥに移動すると、接触部Ｅ，Ｄ間の距離が更に
短くなるため、ベーン４５からの押圧力が増加して外周
エッジ４２ｂの変形は更に大きくなる。また、外周エッ
ジ４２ｂに対する押圧力の増加によりこの部分での摩擦
力が増加し、ベーン４５はベーン溝４２内に後退しにく
くなり、この結果、ベーン４５先端部とシリンダ４６内
周面との摩擦力が増大し、動力損失が増加するという問
題点がある。

さらに、上記両従来技術においてはベーン溝４２を研磨
するため、ベーン溝４２と背圧通路４３との境にバリが
残り、バリ取り工程を必要とするという問題点がある。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） この考案は前記問題点を解決するため、シリンダの中空
部内に、ベーンを摺動可能に嵌合するベーン溝の内端部
に背圧油を供給するための背圧通路を有するロータを配
設したベーン圧縮機において、前記ベーン溝には前記ベ
ーンを摺動可能に嵌合する摺接部と、ベーンの飛び出し
方向へと幅狭になるテーパ部とを形成し、該摺接部はベ
ーン溝の外周エッジから少なくとも最大飛び出し状態に
おけるベーンの内端部に対応する位置まで延在し、該テ
ーパ部は背圧通路から少なくとも前記最大飛び出し状態
におけるベーンの内端部に対応する位置までベーン溝の
全幅に渡って形成するという手段を採用している。

（作用） この考案は前記手段を採用したため、次のように作用す
る。

ロータの回転に伴い、ベーンは遠心力及び背圧通路内に
供給される背圧油によりシリンダの内周面方向に飛び出
し、シリンダ内周面に摺接される。ベーンが最大飛び出
し位置に達したとき、同ベーンのベーン溝内に収容され
た部分のベーン溝との上下接触部間の距離は十分確保さ
れるため、高圧液体による圧力がベーンに作用しても、
ベーン溝の外周エッジが受ける押圧力は小さく、同エッ
ジは変形しにくい。また、前記ベーン溝の両壁面には、
最大飛び出し状態におけるベーンの内端部に対応する位
置より背圧通路底面側に、前記背圧通路からベーンの飛
び出し方向へと幅狭になるテーパ部がベーン溝の全幅に
渡って形成されているため、ベーンが最後退位置にある
とき、背圧通路に露出するベーンの側面の面積が大きく
なって背圧油の付着する量が多くなり、ベーンの飛び出
し時にベーン溝とベーンとの隙間内への背圧油の引き込
み距離が長くなるとともに、ベーンとテーパ部とのくさ
び効果により前記隙間内へ背圧油が効果的に供給され、
ベーン溝とベーンとの潤滑が向上されて摩耗が抑制され
るとともに、ベーンの焼きつきが防止される。

（実施例） 以下、この考案を具体化した一実施例を第１〜４図につ
いて説明すると、Ａｌ材よりなり楕円筒状中空部を有す
るシリンダ１の両端面には円板状のフロントサイドプレ
ート２及びリヤサイドプレート３が接合され、これらに
よってロータ収容用の楕円筒空間が形成されている。フ
ロントサイドプレート２の前面には吸入室５を有するフ
ロントハウジング４が設けられ、吸入室５は吸入口６及
び吸入フランジ７を介して外部回路と連通されている。
フロントハウジング４の後面にはフロントサイドプレー
ト２及びリヤサイドプレート３並びにシリンダ１の外周
を囲繞するようにリヤハウジング８が接合され、同リヤ
ハウジング８の後側には底部を油溜室１０として油分離
室９が形成され、同油分離室９は吐出口１１及び吐出フ
ランジ１２を介して外部回路と連通されている。

前記フロントサイドプレート２及びリヤサイドプレート
３の中心部には、ラジアルベアリング１３，１３により
シャフト１４が積極回転可能に貫通されており、同シャ
フト１４に固着されたＡｌ材よりなる円筒状のロータ１
５が収容され、三ケ月状をなす一対の室１６が形成され
ている。

前記ロータ１５の円周上には全幅に渡って複数個（この
実施例では５個の場合を示す）のベーン１７を摺動可能
に嵌合するベーン溝１８が所要深さをもって形成され、
内端部には背圧油を供給するための背圧通路１９が形成
されている。ベーン溝１８の両壁面１８ａには、ベーン
溝１８の外周エッジから最大飛び出し状態におけるベー
ン１７の内端部に対応する位置まで、ベーン１７の両側
面と摺接する摺接部１８ｂが全幅に渡って形成されると
ともに、前記背圧通路１９から同摺接部１８ｂの内端部
にかけてベーン１７の飛び出し方向へと幅狭になるテー
パ部１８ｃがベーン溝１８の全幅に渡って形成されてい
る。なお、同テーパ部１８ｃとベーン１７とのなす角θ
は２〜１５°が望ましい。

第２図に示すように、前記リヤサイドプレート３の後面
には一端を油溜室１０内に開口する導油路２０が形成さ
れ、また、同リヤサイドプレート３のロータ１５と対峙
する面には前記背圧通路１９と連通するように、かつ、
シャフト１４を囲繞するように環状の背圧溝２１が刻設
され、導油路２０と背圧溝２１はラジアルベアリング１
３の隙間を介して連通されている。

なお、フロントサイドプレート２のロータ１５と対峙す
る面にも背圧通路１９と連通する背圧溝２１が刻設され
ている。

前記一対の室１６はベーン１７によりそれぞれ複数の圧
縮室２２に区画形成され、同圧縮室２２は前記フロント
サイドプレート２に貫設された連通孔２３、シリンダ１
に貫設された吸入通路２４、及び吸入通路２４と圧縮室
２２を連通するように貫設された吸入口２５によって吸
入室５と連通されている。また、圧縮室２２はシリンダ
１に貫設された吐出口２６を介して同シリンダ１の外周
面とリヤハウジング８の内周面間に形成された吐出室２
７と連通され、さらに、同吐出室２７はリヤサイドプレ
ート３に貫設された連通孔２８を介して油分離室９と連
通されている。なお、吐出口２６には吐出弁２９及び弁
押え３０が設けられている。

次に、上記のように構成されたベーン圧縮機についてそ
の作用を説明する。

第１図において圧縮機が作動され、ロータ１５がＰ矢印
方向に回転されると、各ベーン１７は遠心力によりシリ
ンダ１の内周面方向に飛び出し、各ベーン１７は先端が
シリンダ１の内周に摺接してロータ１５とともに回転
し、圧縮室２２を形成する一対のベーン１７のうち先行
するベーン１７が吸入口２５の始端を通過すると、吸入
口２５から吸入室５内の流体が同圧縮室２２内に流入
し、この液体の流入は圧縮室２２の容積が最大になるま
で行なわれる。

この圧縮室２２を形成する一対のベーン１７のうち後続
のベーン１７が吸入口２５を通過し終わると、この圧縮
室２２では圧縮行程が始まり、前記先行するベーン１７
が吐出口２６を通過した後、吐出行程となり、圧縮され
た流体は圧力差により吐出弁２９を開き、圧縮室２２か
ら吐出口２６を通って吐出室２７へ吐出される。そし
て、吐出室２７へ吐出された流体は油分離室９を通り、
吐出口１１から吐出される。

油分離室９内の圧力上昇に伴い、油溜室１０内の背圧油
の油面が押圧され、同背圧油は導油路２０、ラジアルベ
アリング１３内の隙間を介して背圧溝２１内に供給され
る。さらに、背圧油はロータ１５に形成した背圧通路１
９内に供給され、ベーン１７に背圧がかけられる。

第３図に示すようにベーン１７が最大飛び出し位置に達
したとき、同ベーン１７のベーン溝１８内に収容された
部分は摺接部１８ｂに摺接され、ベーン１７後面（同図
左側）の外周エッジ１８ｄとの接触部Ａと、ベーン１７
前面（同図右側）の摺接部１８ｂとの接触部Ｂ間の距離
Ｌが、従来のテーパ部を設けたベーンと比較して大きい
ため、高圧流体による圧力がベーン１７に作用しても、
ベーン溝１８の外周エッジ１８ｄが受ける押圧力は小さ
くなる。このため、同エッジ１８ｄは変形しにくく、ま
た、ベーン１７と外周エッジ１８ｄとの摩擦力は小さい
状態に維持され、ベーン１７のベーン溝１８内への後退
も容易に行なわれ、従って、ベーン１７先端部とシリン
ダ１内周面との摩擦力も小さい状態に維持され、動力損
失が低減される。

第４図に示すように、ベーン１７がベーン溝１８内に後
退されると、ベーン１７とテーパ部１８ｃとにより形成
される楔状の空間のくさび効果によってベーン溝１８と
ベーン１７との隙間内へ背圧油が供給され、ベーン溝１
８とベーン１７との潤滑が向上されて摩耗が抑制される
とともに、ベーン１７の焼きつきが防止される。また、
ベーン１７が二点鎖線で示す最後退位置にあるとき、ベ
ーン１７側面の背圧通路１９内に露出する面積が大きく
なって背圧油の付着する量が多くなり、ベーン１７の飛
び出し時にベーン溝１８とベーン１７との隙間内への背
圧油の引き込み距離が長くなり、潤滑性が向上される。

なお、この実施例では背圧通路１９から両壁面１８ａの
全幅に渡る摺接部１８ｂにかけてテーパ部１８ｃを形成
しているため、従来のロータのように背圧通路の隅角部
にバリが残ることはなく、バリ取り作業が省略される。

また、この考案は前記実施例に限定されるものではな
く、円筒状の中空部を有するシリンダと、偏心したロー
タを備えたベーン圧縮機に実施してもよい。

考案の効果 以上詳述したように、この考案によればベーン溝には前
記ベーンを摺動可能に嵌合する摺接部と、ベーンの飛び
出し方向へと幅狭になるテーパ部とを形成し、該摺接部
はベーン溝の外周エッジから少なくとも最大飛び出し状
態におけるベーンの内端部に対応する位置まで延在し、
該テーパ部は背圧通路から少なくとも前記最大飛び出し
状態におけるベーンの内端部に対応する位置までベーン
溝の全幅に渡って形成したので、ベーンが最後退位置に
あるとき、ベーン側面の背圧通路内に露出する面積を大
きくして、ベーン溝とベーンとの隙間内への背圧油の引
き込み距離を長くできるとともに、ベーンとテーパ部と
のくさび効果により前記隙間内へ背圧油を供給でき、こ
のため、ベーン溝とベーンとの潤滑性を向上して摩耗を
抑制できるとともに、ベーンの焼きつきを防止できる。

また、ベーンが最大飛び出し位置に達したとき、同ベー
ンのベーン溝内に収容された部分のベーン溝との上下接
触部間の距離を、従来のテーパ部を設けたベーンと比較
して大きくできるため、高圧流体による圧力がベーンに
作用しても、ベーン溝の外周エッジが受ける押圧力を小
さい状態に維持でき、同エッジの変形を最小限にでき
る。

さらに、外周エッジが受ける押圧力を小さい状態に維持
できるので、ベーンと外周エッジとの摩擦力を小さい状
態に維持して、ベーン溝内へのベーンの後退を容易にで
きる。このため、ベーン先端部とシリンダ内周面との摩
擦力を小さい状態に維持できるので、動力損失を低減で
きる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るベーン圧縮機の横断面図、第２
図は同じく中央部縦断面図、第３，４図はロータを示す
部分拡大断面図、第５図(a)，(b)及び第６図は従来のベ
ーン溝付近を示す部分断面図である。 シリンダ１、フロントサイドプレート２、リヤサイドプ
レート３、ロータ１５、ベーン１７、ベーン溝１８、壁
面１８ａ、摺接部１８ｂ、テーパ部１８ｃ，１８ｅ、外
周エッジ１８ｄ、背圧通路１９、吸入口２５、吐出口２
６、接触部Ａ，Ｂ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 藤井 俊郎 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (56)参考文献 実開 昭58−163693（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダの中空部内には、ベーンを摺動可
   能に嵌合するベーン溝の内端部に背圧油を供給するため
   の背圧通路を設けたロータを配設し、シリンダの端面に
   はフロントサイドプレート及びリヤサイドプレートを接
   合し、両サイドプレート及びシリンダとロータとにより
   囲まれた空間にはそれぞれ吸入口及び吐出口を開口さ
   せ、外部から前記ロータを回転駆動させることにより吸
   入口から吸入した流体を圧縮動作させて吐出口から吐出
   させるようにしたベーン圧縮機において、前記ベーン溝
   には前記ベーンを摺動可能に嵌合する摺接部と、ベーン
   の飛び出し方向へと幅狭になるテーパ部とを形成し、該
   摺接部はベーン溝の外周エッジから少なくとも最大飛び
   出し状態におけるベーンの内端部に対応する位置まで延
   在し、該テーパ部は背圧通路から少なくとも前記最大飛
   び出し状態におけるベーンの内端部に対応する位置まで
   ベーン溝の全幅に渡って形成したベーン圧縮機。