JPH0678758B2 - スライデイングベ−ン式圧縮機のベ−ン背圧付与装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車用空調装置等に供されるスライディング
ベーン式圧縮機に使用するベーン背圧付与装置に関する
ものである。

従来の技術 周知のようにスライディングベーン式圧縮機においては
ロータの回転に伴なってベーンがその先端をシリンダ内
壁に接して回転摺動運動をするようベーン後端に高圧の
潤滑油を圧力差により供給する構造が広く用いられてい
る。

以下図面を参照しながら、上述した従来のスライディン
グベーン式圧縮機のベーン背圧付与装置の一例について
説明する。

第10図乃至第12図は従来の差圧給油式のベーン背圧付与
装置を有するスライディングベーン式圧縮機の具体構成
を示すものである。同図において、１は円筒内壁を有す
るシリンダ、２はその外周の一部がシリンダ１内壁と微
少隙間を形成するロータ、３はロータ２に設けられた複
数のベーンスロット、４はベーンスロット３内に摺動自
在に挿入された複数のベーン、５はロータ２と一体的に
形成され回転自在に軸支される駆動軸、６および７はそ
れぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に作動室８を形
成する前部側板および後部側板である。９は低圧側の作
動室８に連通する吸入口、10は高圧側の作動室８に連通
する吐出口、11は吐出口に配設された吐出弁、12は高圧
通路13に連通する高圧室14を形成して圧縮された高圧流
体中の潤滑油を分離捕捉するスクリーン15を配設した高
圧ケースである。16は後部側板７に配設されたベーン背
圧付与装置本体で、高圧室14下方の油溜り部の潤滑油を
ベーン背圧室17に供給している。18は高圧室14下方の油
溜り部とベーン背圧室17とを連通する給油通路、19は差
圧による給油量を制限する通路、20は給油通路18途中に
設けられた球座、21は球座20と当接あるいは遊離して給
油通路18を連通遮断する球体、22は球座20に開口するプ
ランジャ室、23はプランジャ室22内部に摺動自在に配設
され、球座20側へ移動した時球体21を球座20から遊離さ
せるプランジャ、24はプランジャの下端の下部プランジ
ャ室25と吐出弁11直前の作動室８とを連通する圧力導入
路である。

以上のように構成されたスライディングベーン式圧縮機
のベーン背圧付与装置について、以下その動作について
説明する。

エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて駆動軸５お
よびロータ２が第11図において時計方向に回転すると、
これに伴ない低圧流体が吸入口９より作動室８内に流入
する。ロータ２の回転に伴ない圧縮された高圧流体は叶
出口10より吐出弁11を押し上げて高圧通路13より高圧室
14に流入し、スクリーン15によって潤滑油が分離捕捉さ
れる。一方圧力導入路24からは高圧流体の圧力に打ち勝
って吐出弁11を押し上げるだけの圧力を有する作動室８
内の過圧縮ガスが下部プランジャ室25へ供給されるの
で、プランジャは球座20側へ移動して球体21を球座20か
ら遊離させる。したがって給油通路18は連通されるの
で、高圧流体中より分離されて高圧室14下方に貯えられ
た潤滑油は差圧によって通路19、給油通路18からベーン
背圧室17へ供給されてベーン４の押圧に供されロータ２
と前部側板６および後部側板７との隙間を通り作動室８
内へ流入するのである。また圧縮機が停止した場合には
作動室８内の圧力は急激に低圧側流体の圧力まで降下す
るため、下部プランジャ室25内の圧力も低圧側流体の圧
力まで降下しプランジャ23下端の圧力はプランジャ23上
端の圧力より小さくなるのでプランジャ23は下部プラン
ジャ室25側へ移動する。このため球体21は球座20に当接
し給油通路18は遮断される。したがって潤滑油はそれ以
上供給されないから、作動室８内に潤滑油が滞留するこ
とによって生ずる圧縮機始動時の液圧縮を防止すること
ができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来のベーン背圧付与装置では、圧縮
機の停止後ある時間が経過した場合のように低圧側の流
体の圧力と高圧側の流体の圧力とが等しくなった状態で
圧縮機を始動すると、ロータ２の回転に伴なってベーン
４が回転しベーンスロット３内を伸張没入しようとして
も潤滑油を供給するための差圧が無いことや潤滑油の水
頭，粘性および慣性による流れ始めの抵抗が大きいこと
などのため、結果としてベーン４の伸張没入の際生ずる
ベーン背圧室17の容積変動に対し十分な潤滑油量が供給
できない。このため特に圧縮機始動時の回転数が低い場
合にベーン背圧室17の圧力低下を生じベーン４がシリン
ダ１内壁から遊離し再び衝突する周知の不調現象や流体
を圧縮しない圧縮不良現象が生ずるとうい問題点を有し
ていた。

また潤滑油量を確保するため通路19の通路面積を拡大す
ることは、定常運転時にベーン４を過度にシリンダ１内
壁に押接せしめベーン４先端部およびシリンダ１内壁の
摩耗増と圧縮機の入力増をひき起こす結果となり圧縮機
の耐久性や効率を悪くするという問題があり、高回転時
には増大するベーン４の遠心力がこの傾向をさらに助長
するという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、圧縮機の高低圧力差が無い
か小さい場合に低速回転で圧縮機を始動した場合でもベ
ーンの不調現象や圧縮不良現象が防止できかつ耐久性や
効率を損なわないスライディングベーン式圧縮機のベー
ン背圧付与装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のスライディングベ
ーン式圧縮機のベーン背圧付与装置は、ベーン背圧室と
高圧室の油溜り部とを連通する給油通路と、この給油通
路を連通遮断する油路開閉手段と、ベーン背圧室に連通
する第１ガス供給通路と、この第１ガス供給通路が開口
する摺動室と、この摺動室内に摺動自在に嵌挿されその
両端に前記第１ガス供給通路が開口する第１摺動室と第
２摺動室とを形成する弁体と、前記第２摺動室と吐出弁
直前の吐出通路または吐出弁近傍の作動室とを連通する
圧力導入路と、前記弁体を第２摺動室側へ付勢するばね
と、前記弁体が第１摺動室側に移動した場合には前記第
１ガス供給通路と遮断されかつ前記弁体が第２摺動室側
に移動した場合には前記第１ガス供給通路と連通される
ようにその一端を第１摺動室に開口し他端を高圧室の上
方部分に開口する第２ガス供給通路から成る第１ガス通
路開閉手段を備え、一端が前記ベーン背圧室に連通し他
端が前記作動室の中間圧部分に開口する第３ガス供給通
路と、この第３ガス供給通路内の流体の流れを前記作動
室の中間圧部分から前記ベーン背圧室への一方のみとす
る逆止弁とから成る第２ガス通路開閉手段を備えたもの
である。

作 用 本発明は上記構成により、高低圧力差が無いかまたは小
さい状態で圧縮機を始動させた場合でも、ロータの回転
に伴なってベーンが回転しベーンスロット内を伸張没入
する際生ずるベーン背圧室の容積変動によってベーン背
圧室内の圧力が低くなれば、第１・２ガス通路開閉手段
の少なくとも１つ以上はガス供給通路を連通するので瞬
時にガス供給通路からガス状流体を供給できる。このた
めベーン背圧室の圧力低下を生じないためベーンの不調
現象や圧縮不良現象を防止できる。また始動後に第１・
２ガス通路開閉手段はガス供給通路を遮断するから、ベ
ーン背圧室へは給油通路から適正量の潤滑油が供給さ
れ、耐久性や効率を損なうことがない。

実施例 以下本発明の一実施例について添付図面を第１図乃至第
９図を参照しながら説明する。

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例におけるスラ
イディングベーン式圧縮機のベーン背圧付与装置を示す
もので、同図に示す部品のうち従来のスライディングベ
ーン式圧縮機のベーン背圧付与装置と同一の作用効果を
有するものは同一の符号を記して説明を省略する。

同図において、26は後部側板７に配設されたベーン背圧
付与装置本体、27はベーン背圧室に連通する第１ガス供
給通路、28はこの第１ガス供給通路が開口する摺動室、
29は摺動室28内に摺動自在に配設されその両端に各々第
１摺動室28aと第２摺動室28bとを形成する弁体、30は第
１ガス供給通路27の第１摺動室28a側に設けられた弁
座、31は第２摺動室28bと吐出弁11の直前の作動室８と
を連通する圧力導入路、32は第１摺動室28a内に設けら
れ弁体29を第２摺動室28b側へ付勢しようとするばね、3
3は第１摺動室28a側に設けられ第１図に示すように弁体
29が第１摺動室28a側に移動し弁座30に当接した場合に
は第１ガス供給通路27と遮断されかつ第２図に示すよう
に弁体29が第２摺動室29b側に移動した場合には第１ガ
ス供給通路27と連通させるようにその一端を第１摺動室
28aに開口し他端を高圧室14の上方部分に開口する第２
ガス供給通路、34、35は作動室８の中間圧部分と給油通
路18とを連通する第３ガス供給通路、36は第３ガス供給
通路34、35間に設けられた弁室、37は第３ガス供給通路
34の弁室36開口部に設けられた弁座、38は弁室36内に移
動可能に配設された弁体、39は弁体38が弁座37に当接し
た時は第３ガス供給通路34、35を遮断するように設けら
れた通孔、40は弁体38の移動を制限するストッパーであ
る。

以上のように構成されたスライディングベーン式圧縮機
のベーン背圧付与装置について以下その動作を説明す
る。

圧縮機始動後ある時間経過して給油するのに十分な高圧
側と低圧側の圧力差が存在するような定常運転状態で
は、高圧流体の圧力に打ち勝って吐出弁11を押し上げる
だけの圧力を有する作動室８内の過圧縮ガスが圧力導入
路31から第２摺動28b内に流入して弁体29の第１摺動室2
8a側端面にかかる高圧室14内の圧力およびばね32の付勢
力に抗して弁体29を第１図に示す位置に保持している。
したがって弁体29は弁座30に当接して第１ガス供給通路
27と第２ガス供給通路33とを遮断している。また給油通
路18内には差圧によって高圧の潤滑油が流入するので給
油通路18に連通する第３ガス供給通路35内の圧力は作動
室８に連通する第３ガス供給通路34内の圧力より大きく
なる。したがって第１図に示すように弁体38は弁座37に
当接して第３ガス供給通路34と第３ガス供給通路35は遮
断される。すなわち、第１・２ガス通路開閉手段ともに
ガス供給通路を遮断しているから高圧室14下方に貯えら
れた潤滑油が通路19、給油通路18からベーン背圧室17へ
供給されてベーン４の押圧に供されるのは前記従来のス
ライディングベーン式圧縮機のベーン背圧付与装置と同
様である。

また圧縮機が停止すると、作動室８内の圧力が急激に低
下するため第２摺動室28b内の圧力も低下し第１摺動室2
8a内の圧力およびばね32によって弁体29は第２図に示す
位置まで移動する。したがって第１ガス供給通路27と第
２ガス供給通路33とが連通するので高圧室14からベーン
背圧室17への流れとしては、通路19および給油通路18を
通る潤滑油の流れよりも潤滑油に比して粘性および水頭
の小さなガス状流体の第２ガス供給通路33、第１ガス供
給通路27および給油通路18を通る流れが優先的であるか
ら、この場合でも作動室８内への潤滑油の流入が防止で
きることも前記従来のスライディングベーン式圧縮機の
ベーン背圧付与装置と同様である。

圧縮機停止後ある時間が経過して高圧側と低圧側の圧力
差が無いときに圧縮機を始動した場合には、ロータ２の
回転に伴ってベーン４が回転しベーンスロット３内を伸
張没入する際生じるベーン背圧室17の容積変動によって
ベーン背圧室17内の圧力が低くなれば瞬時に弁体38はス
トッパー40側へ移動し第３ガス供給通路34と第３ガス供
給通路35は連通する。したがってガス状流体が作動室８
に開口する第３ガス供給通路34から通孔39を経て第３ガ
ス供給通路33に流入しベーン背圧室17に供給されると同
時に、高圧のガス状流体が高圧室14上方に開口する第２
ガス供給通路33より第１ガス供給通路27からベーン背圧
室17に供給されるのでベーン背圧室17の圧力低下を防止
できる。そしてその後前述のように、高圧室14内の圧力
がさらに上昇して高圧側と低圧側の圧力差が大きくなっ
て第３ガス供給通路35内の圧力が第３ガス供給通路34内
のそれより大きくなると弁体38は弁座36に当接して第３
ガス供給通路34と第３ガス供給通路35とが遮断されると
ともに弁体29が弁座30に当接し第２ガス供給通路33と第
１ガス供給通路27とが遮断される。

以上のように本実施例によれば、スライディングベーン
式圧縮機のベーン背圧付与装置としてベーン背圧室に連
通する第１ガス供給通路と、この第１ガス供給通路が開
口する摺動室と、この摺動室内に摺動自在に嵌挿されそ
の両端に第１ガス供給通路が開口する第１摺動室と第２
摺動室とを形成する弁体と、第１摺動室の第１ガス供給
通路の開口部に設けられた弁座と、第２摺動室と吐出弁
直前の吐出通路または吐出弁近傍の作動室とを連通する
圧力導入路と、弁体を第２摺動室側へ付勢するばねと、
弁体が第１摺動室側に移動した場合には第１ガス供給通
路と遮断されかつ弁体が第２摺動室側に移動した場合に
は第１ガス供給通路と連通されるようにその一端を第１
摺動室に開口し他端を高圧室の上方部分に開口する第２
ガス供給通路からなる第１ガス通路開閉手段と、作動室
と給油通路とを連通する第３ガス供給通路と、第３ガス
供給通路途中に形成される弁室内に弁体・弁座・ストッ
パーから構成される逆止弁を作動室から給油通路への一
方のみ流れるようにした第２ガス通路開閉手段を設ける
ことにより、高低圧均圧状態から圧縮機を始動した場合
でも始動直後に生ずるベーン背圧室内の圧力低下を第１
・第３ガス供給通路からのガス状流体の供給によって妨
げてベーンの伸張に必要な押圧を及ぼすことができる。
また通常の運転時においても適正量の潤滑油をベーン背
圧室へ供給できるので耐久性や効率を損なうことがな
い。

次に本発明の第２の実施例について、第５図乃至第９図
を参照しながら説明する。

同図において前記従来のスライディングベーン視圧縮機
のベーン背圧付与装置を示す第10図乃至第12図および前
記第１の実施例を示す第１図乃至第４図と同一の符号を
付したものは同一の作用効果を有するものである。同図
において41は後部側板７に配設されたベーン背圧付与装
置本体、42は下部プランジャ室25内に配設されプランジ
ャ23を球座20側へ付勢するばねである。

第１の実施例と異なるのは給油通路18と第１ガス供給通
路27との連通部からベーン背圧室17までの給油通路18の
途中にプランジャ室22、プランジャ23、圧力導入路24、
球体21および球座20から成る油路開閉手段とプランジャ
23を球座20側へ付勢するばねとを設けた点であるが、定
常運転状態では第５図に示すように、弁体29は弁座30に
弁体38は弁座37に当接して適正量の潤滑油が通路19、給
油通路18からベーン背圧室17へ供給でき、圧縮機停止時
には第６図に示すように、弁体29が弁座30から遊離させ
られるが球体21は高圧室14内の圧力を受けてプランジャ
23をばね42の付勢力に打ち勝って球座20に当接するので
作動室８内への高圧室14内のガス状流体の流入が防止で
き、圧縮機停止後ある時間が経過して高圧側と低圧側の
圧力差が小さくなるとばね42はプランジャ23を球座20側
へ移動させるため第７図に示す状態となり、この状態か
ら圧縮機を始動した場合には瞬時にガス状流体が第２ガ
ス供給通路33から第１ガス供給通路27、給油通路18を介
してベーン背圧室17に、また第３ガス供給通路34から通
孔39、第３ガス供給通路35、給油通路18を介してベーン
背圧室17に供給されるので、ベーン背圧室17の圧力低下
を防止できるなど前記第１の実施例と同様の作用効果を
有する。

なお、第１の実施例において第１ガス供給通路27は給油
通路18に連通させたが、第１ガス供給通路27は給油通路
18とは独立にベーン背圧室17に連通させてもよい。

また、第２の実施例において圧力導入路31を圧力導入路
24と独立して作動室８に開口させたが、圧力導入路31を
圧力導入路24に連通させてもよいし、下部プランジャ室
25内のばね42はなくてもよい。

さらに、第１および第２の実施例において、第３ガス供
給通路34は作動室８に開口させたが、圧縮機の定常運転
状態において弁体38が弁座37に当接されるような圧力を
有しかつ潤滑油の溜りがなければ圧縮機内はもとより冷
凍サイクル内のどの部分に開口しても良い。さらに本実
施例においてスライディングベーン式圧縮機は吸入口
９、吐出口10が各々一つしかない真円式を示したが吸入
口９、吐出口10が各々複数ある形式のものでもかまわな
い。またベーン４の枚数も４枚のものを示したが何枚あ
っても良い。

発明の効果 以上のように本発明は、スライディングベーン式圧縮機
のベーン背圧付与装置として、ベーン背圧室と高圧室の
油溜り部とを連通する給油通路と、この給油通路を連通
遮断する油路開閉手段と、ベーン背圧室と圧縮機を含む
冷凍サイクル内の油溜り部以外の任意の高圧側の空間と
を連通するガス供給通路と、少なくとも高圧側流体と低
圧側流体との圧力差が無いかまたは小さい状態からの圧
縮機始動時には前記ガス供給通路を連通しかつ少なくと
も始動時を除く圧縮機運転中は前記ガス供給通路を遮断
する通路開閉手段と、ベーン背圧室と作動室の中間圧部
分とを連通するガス供給通路と、このガス供給通路内の
流体の流れを作動室からベーン背圧室への一方向のみと
する逆止弁とを設けることにより、圧縮機の高低圧力差
がないか小さい場合に圧縮機を始動した場合でも始動直
後に生ずるベーン背圧室内の圧力低下を前記２つの少な
くとも１つ以上のガス供給通路からのガス状流体の供給
によって防止することができ、また定常運転状態におい
ては逆止弁の作用によって適正量の潤滑油をベーン背圧
室へ供給できるので、圧縮機の耐久性や効率を損なうこ
となくベーンの不調現象や圧縮不良現象を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図は本発明の第１の実施例におけるベーン
背圧付与装置の要部拡大断面図、第３図は本発明の第１
の実施例におけるベーン背圧付与装置を具備したスライ
ディングベーン式圧縮機の縦断面図、第４図は第３図の
Ｙ−Ｙ線による断面図、第５図、第６図、第７図は本発
明の第２の実施例におけるベーン背圧付与装置の要部拡
大断面図、第８図は本発明の第２の実施例におけるベー
ン背圧付与装置を具備したスライディング式ベーン圧縮
機の縦断面図、第９図は第８図のＺ−Ｚ線による断面
図、第10図は従来のベーン背圧付与装置を具備したスラ
イディングベーン式圧縮機の縦断面図、第11図は第10図
のＸ−Ｘ線による断面図、第12図は従来のベーン背圧付
与装置の要部拡大断面図である。 １……シリンダ、２……ロータ、３……ベーンスロッ
ト、４……ベーン、５……駆動軸、６……前部側板、７
……後部側板、８……作動室、９……吸入口、10……吐
出口、11……吐出弁、12……高圧ケース、14……高圧
室、17……ベーン背圧室、18……給油通路、27……第１
ガス供給通路、28……摺動室、29……弁体、31……圧力
導入路、32……ばね、33……第２ガス供給通路、34,35
……第３ガス供給通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状内壁を有するシリンダ（１）と、この
   シリンダ（１）の内部に配設されその外周の一部がシリ
   ンダ内壁と微小隙間を形成するロータ（２）、このロー
   タ（２）に設けられたベーンスロット内に摺動自在に挿
   入された複数のベーン（４）と、前記ロータ（２）と一
   体的に形成され回転自在に軸支される駆動軸（５）と、
   前記シリンダ（１）の両端を閉塞して内部に作動室を形
   成する前部側板（６）および後部側板（７）と、前記ロ
   ータ外周とシリンダ（１）内壁が近接している部分をは
   さんで作動室（８）に連通する吸入口（９）および吐出
   口（10）と、この吐出口（10）に設けられた吐出弁（1
   1）と、前記吐出口（10）に連通し圧縮された高圧流体
   中の潤滑油を分離しかつその下方部分に油溜り部を含む
   高圧室（14）を有する高圧ケース（12）と、前記ベーン
   スロットとベーン端部とで形成されるベーン背圧室（1
   7）と前記高圧室（14）の油溜り部とを連通する給油通
   路（18）、この給油通路（18）を連通遮断する油路開閉
   手段 と、ベーン背圧室（17）に連通する第１ガス供給
   通路（27）と、この第１ガス供給通路（27）が開口する
   摺動室（28）と、この摺動室（28）内に摺動自在に嵌挿
   されその両端に前記第１ガス供給通路（27）が開口する
   第１摺動室（28a）と第２摺動室（28b）とを形成する弁
   体（29）と、前記第２摺動室（28b）と吐出弁直前の吐
   出通路または吐出弁近傍の作動室（18）とを連通する圧
   力導入路（31）と、前記弁体（29）を第２摺動室（28
   b）側へ付勢するばねと、前記弁体が第１摺動室（28a）
   側に移動した場合には前記第１ガス供給通路（27）と遮
   断されかつ前記弁体（29）が第２摺動室（28b）側に移
   動した場合には前記第１ガス供給通路（27）と連通され
   るようにその一端を第１摺動室（28a）に開口し他端を
   高圧室（14）の上方部分に開口する第２ガス供給通路
   （29）から成る第１ガス通路開閉手段を備え、一端が前
   記ベーン背圧室（17）に連通し他端が前記作動室（８）
   の中間圧部分に開口する第３ガス供給通路（34）、（3
   5）と、この第３ガス供給通路（34）、（35）内の流体
   の流れを前記作動室（８）の中間圧部分から前記ベーン
   背圧室（17）への一方のみとする逆体（38）とから成る
   第２ガス通路開閉手段を備えたスライディングベーン式
   圧縮機のベーン背圧付与装置。