JPH0745877B2 - 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成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６図乃至第８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
小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４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
設けられた第１球座、21は第１球座20と遊離あるいは当
接して給油通路18を連通遮断する第１球体、22は第１球
座20に第１球体21と反対側で開口する第１プランジャ
室、23は第１プランジャ室22内部に摺動自在に配設され
第１球座20側へ移動した時第１球体21を第１球座20から
遊離させる第１プランジャ、24は第１プランジャの下端
の第１下部プランジャ室25と吐出弁11直前の作動室８と
を連通する第１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４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吐
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補捉さ
れる。一方第１圧入導入路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内の過圧縮ガスが第１下部プランジャ室25へ供給さ
れるので、第１プランジャは第１球座20側へ移動して第
１球体21を第１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、第１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第１プランジャ
23下端の圧力は第１プランジャ23上端の圧力より小さく
なるので第１プランジャ23は第１下部プランジャ室25側
へ移動する。このため第１球体21は第１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いう問題点を有し
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、従来の圧縮機に
おける給油通路と油路開閉手段とに加えて、一端をベー
ン背圧室に連通する第１ガス供給通路と、一端をこの第
１ガス供給通路に連通し、他端から冷媒ガスを導入する
第２ガス供給通路と、前記第１ガス供給通路と第２ガス
供給通路の連通部に設けられた球座と、前記球座と遊離
あるいは当接して前記第１ガス供給通路と第２ガス供給
通路とを連通遮断する球体と、前記球座に対して前記球
体と反対側で開口するプランジャ室と、前記プランジャ
室内部に摺動自在に配設され球座側へ移動した時球体を
球座から遊離させるプランジャと、前記プランジャの下
端の下部プランジャ室にありプランジャを介して球体を
球座から遊離する向きに付勢するばねと、圧縮機の定常
運転時には少なくとも前記第２ガス供給通路内より低い
圧力を前記下部プランジャ室に導入する圧力導入路とを
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、ガス通路開閉
手段は第１ガス供給通路と第２ガス供給通路を連通して
いるので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しようとする際生ずるベーン背圧
室の容積変動に対して瞬時に第２ガス供給通路・第１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。また始動後にガス通路開閉
手段は第１ガス供給通路と第２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
供給させ、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の第１図乃至
第５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はその一端をベーン背圧室17に連通す
る第１ガス供給通路、28はその一端を高圧室14の上方部
分に連通する第２ガス供給通路、29は第１ガス供給通路
27と第２ガス供給通路28の連通部に設けられた第２球
座、30は第２球座29と遊離あるいは当接して第１ガス供
給通路27と第２ガス供給通路28とを連通遮断する第２球
体、31は第２球体30の動きを制限するストッパー、32は
第２球座29に第２球体30と反対側で開口する第２プラン
ジャ室、33は第２プランジャ室32内部に摺動自在に配設
され第２球座29側へ移動した時第２球体30を第２球座29
から遊離させる第２プランジャ、35は第２プランジャ33
の下端の第２下部プランジャ室34にあり第２プランジャ
33を介して第２球体30を第２球座29から遊離する向きに
付勢するばね、36は第２プランジャ33の下端の第２下部
プランジャ室34と作動室８の中間圧部分に連通する第２
圧力導入路、37はベーン背圧室17と連通する第１ガス供
給通路27途中に設けられた第３球座、38は第１ガス供給
通路27内のガス流体の流れを一方のみとするとともに第
１ガス供給通路27内の流れを連通遮断する第３球体であ
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、第１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
の過圧縮ガスが第１下部プランジャ室25へ供給されるの
で、第１プランジャ23は第１球座20側へ移動して第１球
体21を第１球座20から遊離される。また、第２ガス供給
通路28は高圧室14の上方部分に連通しているため、第２
圧力導入路36から第２下部プランジャ室34に流入する作
動室８の中間圧の圧力とバネ35の付勢力に打ち勝って第
１図に示す位置に第２プランジャ33を保持する。すなわ
ち、第２球体38は第２球座37に当接し第１ガス供給通路
27と第２ガス供給通路28は遮断される。

また、第１ガス供給通路27途中に設けられた第３球体38
は第１ガス供給通路27のベーン背圧室17側の圧力が高い
ため第３球座37に当接し第１ガス供給通路27を遮断す
る。したがって、ベーン背圧室17へは高圧室14下方の油
溜り部に貯えられた潤滑油が通路19、給油通路18から供
給されてベーン４の押圧に供されるのは従来のスライデ
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内の圧力は急激に低
圧側流体の圧力まで降下するため、第１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第１プラン
ジャ23下端の圧力は第１プランジャ23上端の圧力より小
さくなるので第１プランジャ23は下部プランジャ室側へ
移動して第１球体21は第１球座20に当接する。また、冷
凍サイクル内の高圧側と圧縮機内部は第１球体21を境に
仕切られているため高圧室14の上方部分の圧力は高く第
２図に示す位置に第２プランジャ33を保持する。すなわ
ち第２球体は第２球座37に当接し、第１ガス供給通路27
と第２ガス供給通路28は遮断される。また、圧縮機内部
の圧力は低圧側流体の圧力まで降下するため第３球体38
は第３球座37から遊離する。したがって作動室８内への
潤滑油の流入が防止できることも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
差が小さくなるとばね35は第２プランジャーを第２球座
29側に移動させるため第３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28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に供給される。

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と高
圧室の油溜り部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、その一端がベーン背圧室
に連通する第１ガス供給通路と、第１ガス供給通路途中
にガス状流体の流れを一方のみとする逆止弁とその一端
を高圧室の上方部分に連通する第２ガス供給通路と、第
１ガス供給通路と第２ガス供給途中に設けられた球座
と、球座と当接あるいは遊離して第１ガス供給通路と第
２ガス供給通路とを連通遮断する球体と、球体側に開口
するプランジャ室と、プランジャ室内部に摺動自在に配
設され球座側へ移動した時球体を球座から遊離させるプ
ランジャと、プランジャの下端の下部プランジャ室にあ
りプランジャを介して球座から遊離する向きに付勢する
ばねと、下部プランジャ室と圧縮機の中間圧部分に連通
する圧力導入路とを設けることにより、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
縮機始動時にはガス供給通路を連通しているので、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
を伸張没入しようとする際生ずるベーン背圧室の容積変
動に対して瞬時に第２および第１ガス供給通路からガス
状流体を供給できるため、ベーン背圧室の圧力低下を生
じないからベーンの不調現象や圧縮不良現象を防止でき
る。また始動後に球体が球座に当接して第２および第１
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。

なお、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。

また実施例において第２ガス供給通路28はその一端を高
圧室14の上方部分に第２圧力導入路36はその一端を作動
室８の中間圧部分に連通させたが、圧縮機の定常運転状
態においてばね35の付勢力に打ち勝って第２球体30が第
２球座29に当接できるだけの圧力差のある組合せであれ
ば圧縮機内はもとより冷凍サイクル内のどの部分に連通
させるように構成してもかまわない。また、実施例にお
いて第１ガス供給通路27・第２ガス供給通路28・第２球
座29・第２球体30・ストッパー31・第２プランジャ室32
・第２プランジャ33・第２プランジャ室34・ばね35・第
２圧力導入路37から構成されるガス通路開閉手段は給油
通路18の油路開閉手段より下流に設けたが、第１下部プ
ランジャ室に第１球座20から第１球体21が遊離する向き
に付勢するばねを設けることにより、ガス通路開閉手段
を給油通路18の油路開閉手段より上流に設けても良い。
また第１ガス供給通路27途中に第３球座37・第３球体38
を設けたが、第２ガス供給通路28・第２圧力導入路37が
連通する部分の組合せにより第１ガス供給通路27側より
第２ガス供給通路28側あるいは第２プランジャ室32を経
て第２圧力導入路36側へのガス状流体の流れがなければ
設けなくても良い。また実施例において第１ガス供給通
路内に第３球座37・第３球体から成る逆止弁を設けた
が、弁体・弁座から成るようなガス流体の流れを一方向
のみとする逆止弁であれば良い。

さらに、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良
いし、ベーン枚数も４枚のものを示したが何枚あっても
よい。

発明の効果 以上のように本発明は、圧縮機の高低圧力差がないかま
たは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ガス供給通路を遮断することによ
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、第３図は本発明の一実施例におけるベ
ーン背圧付与装置の要部拡大断面図、第４図は本発明の
一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５図は第４図の
Ｙ−Ｙ線による断面図、第６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７図は第６図のＸ−Ｘ線による断面図、第８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、８……作動室、９……吸入口、10…
…吐出口、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……第２ガス供
給通路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状内壁を有するシリンダと、このシリン
   ダ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と、このロータに設けられたベ
   ーンスロット内に摺動自在に挿入された複数のベーン
   と、前記ロータと一体的に形成され回転自在に軸支され
   る駆動軸と、前記シリンダの両端を閉塞して内部に作動
   室を形成する前部側板および後部側板と、前記ロータ外
   周とシリンダ内壁が近接している部分をはさんで作動室
   に連通する吸入口および吐出口と、この吐出口に設けら
   れた吐出弁と、吐出口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
   室を有する高圧ケースと、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と前記高圧室の油溜り
   部とを連通する給油通路と、前記給油通路を連通遮断す
   る油路開閉手段と、一端を前記ベーン背圧室に連通する
   第１ガス供給通路と、一端をこの第１ガス供給通路に連
   通し、他端から冷媒ガスを導入する第２ガス供給通路
   と、前記第１ガス供給通路と第２ガス供給通路の連通部
   に設けられた球座と、前記球座と遊離あるいは当接して
   前記第１ガス供給通路と第２ガス供給通路とを連通遮断
   する球体と、前記球座に対して前記球体と反対側で開口
   するプランジャ室と、前記プランジャ室内部に摺動自在
   に配設され球座側へ移動した時球体を球座から遊離させ
   るプランジャと、前記プランジャの下端の下部プランジ
   ャ室にありプランジャを介して球体を球座から遊離する
   向きに付勢するばねと、圧縮機の定常運転時には少なく
   とも前記第２ガス供給通路内より低い圧力を前記下部プ
   ランジャ室に導入する圧力導入路と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。
2. 【請求項２】第１ガス供給通路途中にガス流体の流れを
   第２ガス供給通路から前記第１ガス供給通路への一方の
   みとする逆止弁を設けた特許請求の範囲第１項記載のス
   ライディングベーン式圧縮機のベーン背圧付与装置。