JPH11125190A - スライディングベーン式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライディングベーン式圧縮機において、高
圧側と低圧側の圧力差がある状態で圧縮機を始動した場
合発生するベーンのチャタリング現象や圧縮不良現象を
生じないようにしたものである。 【解決手段】 ベーン背圧室１７と高圧室１４の油溜り
部を除く高圧流体の部分を連通するガス供給通路内に通
路断面積が大及び小の二つのガス供給通路からなるガス
開閉手段を設けることにより、圧縮機停止後高圧側と低
圧側の圧力差がいかなる状態の時圧縮機を始動しても、
少なくとも二つのガス供給通路の内通路断面積が小さい
通路がベーン背部に連通させることにより、ベーンチャ
タリング現象や圧縮不良現象を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用空調装置
などに供されるスライディングベーン式圧縮機である。

【０００２】

【従来の技術】従来、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について説
明する。

【０００３】図６乃至図１０は従来の差圧給油方式のス
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及び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及
び後部側板である。

【０００４】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
分離捕捉するセパレータ１５を配設した高圧ケースであ
る。１６は後部側板に配設されたベーン付与装置本体
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。

【０００５】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、３９は後部側板７に
設けられベーン背圧室１７と給油通路を連通遮断する油
溝、１９は差圧による給油量を制限する通路、２０は給
油通路途中に設けられた第１球座、２１は第１球座２９
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２
２内室に摺動自在に配設され第１球座２９側へ移動した
時第１球体２１を第１球座２０から遊離される第１プラ
ンジャ、２４は第１プランジャ２３下端の第１上部プラ
ンジャ室２５と吐出弁直前の作動室８とを連通する第１
圧力導入路、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、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から遊離される第２プランジャ、
３５は第２プランジャ３３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、３
７はベーン背圧室１７に連通する第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２
７内のガスの流れを一方向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。

【０００６】以上のように構成されたスライディングベ
ーン式圧縮機について以下その動作を説明する。エンジ
ンなどの駆動源より動力伝達を受けて駆動軸５及びロー
タ２が図７において時計方向に回転すると、これに伴い
低圧流体が吸入口９より作動室８内に流入する。

【０００７】ロータ２の回転に伴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内に流入し、セパレータ１５によって潤
滑油が分離捕捉される。一方、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上部
プランジャ室２５へ供給されるので、第１プランジャ２
３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。

【０００８】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
圧の圧力とばね３５の付勢力に打ち勝って図１０に示す
位置に第２プランジャ３３を保持する。

【０００９】すなわち、第２球体３０は第２球座３１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１
７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。

【００１０】したがって、ベーン背圧室１７へは高圧室
１４下方の油溜り部に蓄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の押圧に供されロー
タ２と前部側板６及び後部側板７との隙間を通り作動室
８内へ流入するのである（図８）。

【００１１】また圧縮機が停止した場合は、作動室８内
の圧力は急激に低圧流体の圧力まで降下し、作動室８内
に開口する第１圧力導入路２４に連通する第１プランジ
ャ２３下端の圧力は第１プランジャ２３の上端の圧力よ
り小さくなるので第１プランジャ２３は下部プランジャ
側へ移動して第１球体２１は第１球座２０に当接する。

【００１２】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を境に仕切られるため高圧室１４の上
方部分の圧力は高く図９に示す位置に第２プランジャを
保持する。すなわち第２球体３０は第２球座２９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。

【００１３】また、圧縮機内部すなわち作動室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３球体
３８は第３球座３７から遊離する。したがって圧縮機停
止後潤滑油は供給されないから、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起動時の液圧縮を防
止することができる。

【００１４】圧縮機停止後ある時間が経過して高圧側と
低圧側の圧力差が所定値になるとばね３５は第２プラン
ジャ３３を第２球座２９側に移動させるため図１０に示
す状態になり、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，供給通路１８を介してベーン背圧室１７
に供給される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスライディングベーン式圧縮機では、圧縮機停止後
ある時間が経過し、高圧側と低圧側の圧力差が第２球体
が第２球座より遊離する高圧側（高圧室）と低圧側（低
圧室）の圧力差より若干大きい状態で、特に給油通路途
中に潤滑油が充満している時に圧縮機を起動すると、第
２球体が第２球座に当接しているためガス状流体を第２
ガス供給通路よりベーン背圧室には供給できず、給油通
路より潤滑油を供給するが、潤滑油の水頭、粘性及び慣
性による流れ始めの抵抗が大きいことなどのため、結果
としてベーンの伸張没入の際生ずるベーン背圧室の容積
変動に対し十分な潤滑油量が供給できない。

【００１６】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の圧力低下を生じベーンがシリンダ
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。

【００１７】そのため、潤滑油が給油通路よりベーン背
圧室に充分供給できるだけの高圧側と低圧側の圧力差を
確保するために、ばねの荷重を大きくする方法がある。
しかし、ばね荷重を大きくすると低負荷における定常運
転時に常時ベーン背圧室にガス状流体を供給するため、
潤滑油の供給が全くなされず、圧縮機の異常摩耗等を引
き起こす問題点を有していた。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のスライディングベーン式圧縮機は、従来の圧
縮機の高圧側と低圧側の流体との圧力差が所定値以下の
時、二つのガス供給通路を連通し、所定値より大きい時
は常に二つのガス供給通路の通路断面積が小さいものの
み連通するガス開閉手段を備えたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】上記課題を解決するための請求項
１に記載の発明は、スライディングベーン式圧縮機にお
いて、高圧側と低圧側の流体との圧力差が所定値以下の
時、二つのガス供給通路を連通し、所定値より大きい時
は常に前記二つのガス供給通路の通路断面積が小さいも
ののみ連通するガス開閉手段を設けることにより、高圧
側と低圧側の流体の圧力差が小さい時に圧縮機を始動す
ると二つのガス供給通路からベーン背圧室へガス状流体
を供給し、更に圧力差が所定値より大きい時に圧縮機を
始動すると、前記二つのガス供給通路の通路断面積が小
さいものよりガス状流体を供給し、シリンダ内壁から遊
離し、再び衝突する周知の不調現象や流体を圧縮しない
圧縮不良現象を防止することができる。

【００２０】請求項２に記載の発明は、前記二つのガス
供給通路の通路断面積が小さいものを背圧付与装置本体
の外装ケースに一体的に設けることにより、請求項１記
載の発明による効果とともに、部品点数の低減と加工性
の向上によるコストダウンが図れる。

【００２１】請求項３記載の発明は、前記二つのガス供
給通路断面積が小さいものを従来のスライディングベー
ン式圧縮機と同一の構成である鋼球と球座からなるガス
開閉手段の球座に凸を設けることにより、請求項１記載
の発明による効果とともに、請求項２記載の発明による
効果もある。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例について図面の図１乃至
図３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。

【００２３】同図において５０は第１ガス供給通路２７
と第２ガス供給通路２８間に設けられた通路断面積が小
さい第３ガス供給通路５１ａと、通路断面積が大きい第
３ガス供給通路５１ｂを一体的に形成した第３プランジ
ャ、５２は第３プランジャ端面が当接することにより、
第１，２ガス通路を遮断するシール座面である。

【００２４】以上のように構成されたスライディングベ
ーン式圧縮機について以下その動作を説明する。

【００２５】（実施例１）圧縮機始動後ある時間が経過
して給油するのに充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２０から遊離され
る。

【００２６】また、第２ガス供給通路２８は高圧室２４
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
圧力の圧力とばね３５の付勢力に打ち勝って図１に示す
位置に第２プランジャ３３を保持する。すなわち第３プ
ランジャ５０下端はシール座面５２に当接し、通路断面
積が大きい第３ガス供給通路５１ｂを遮断する。

【００２７】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。従って、第３ガス供給通路
５１ａは第１，２ガス供給通路２７，２８を連通するが
極めて通路断面積が小さいため、ベーン背圧室１７へは
高圧室１４下方の油溜り部に蓄えられた潤滑油が通路１
９，給油通路１８から供給されてベーン４の押圧に供さ
れる。

【００２８】圧縮機が停止すると、作動室内８の圧力は
急激に低圧側流体の圧力まで低下するため、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。

【００２９】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図２に示す位置に第２プランジ
ャ３３を保持する。すなわち、第３プランジャ５０下端
はシール座面５２に当接し、通路断面積が大きい第３ガ
ス供給通路５１ｂを遮断する。

【００３０】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
止できることは従来のスライディングベーン式圧縮機の
ベーン付与装置と同様である。停止後時間が経過し起動
しても、第３プランジャ５０は、シール座面５２に当接
し、通路断面積が大きい第３ガス供給通路５１ｂは遮断
されているが、通路断面積が小さい第３ガス供給通路５
１ａは第１，２ガス供給通路２８，２７を連通している
ため、瞬時にガス状流体をベーン背圧室１７に供給する
ことができる。

【００３１】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３３をシール座面側５２に移動させるため図３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３ガス供
給通路５１ａ，５１ｂ，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に供給する。

【００３２】その直後、高圧室１４内の圧力上昇に伴い
その圧力がばね３５の付勢力及び第２下部プランジャ室
３４の圧力に打ち勝って、すなわち、第３プランジャ５
０下端はシール座面５２に当接し、通路断面積が大きい
第３ガス供給通路５１ｂを遮断することによりオイル供
給へと切り替えられる。

【００３３】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として、高圧側と低圧側の流体と
の圧力差が所定値以下の時、二つのガス供給通路を連通
し、圧力差が所定値以上の時は常に、前記二つのガス供
給通路の通路断面積が小さいもののみ連通するガス開閉
手段を一体的に備えることにより、圧縮機停止後高圧側
と低圧側の圧力差がいかなる状態の時も、瞬時に高圧の
ガス状流体をベーン背圧室に供給するため、ベーンがシ
リンダ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防止できるとともに、圧
縮機の耐久性や効率を損なうことがない。

【００３４】（実施例２）実施例１は、第３プランジャ
５０内に第３ガス供給通路５１ａ，５１ｂを一体的に設
けたが、第３プランジャ５０はＦｅ系の材料よりなるこ
とから、通路断面積が極めて小さい第３ガス供給通路５
１ａの加工が非常に困難であるため、一般的にＡｌ系の
材料からなる背圧付与装置本体１６（外装ケース側）へ
変更することにより、請求項１記載の発明の効果ととも
に、加工性の向上、また、その他部品が従来のものと共
用できるためコストダウンが図れる。

【００３５】（実施例３）従来のベーン背圧付与装置に
おいて第３ガス供給通路５１ａを第２球座３１の一部に
追加加工をすることにより、請求項１記載の発明効果と
ともに請求項２の記載の発明の効果も有する。

【００３６】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
る型式のものでもよいし、ベーン枚数は３枚のものを示
したが何枚あってもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上記説明から明らかなように、
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、ス
ライディングベーン式圧縮機において、高圧側と低圧側
の流体との圧力差が所定値以下の時、二つのガス供給通
路を連通し、所定値より大きい時は前記ガス供給通路の
通路断面積が小さいもののみ連通するガス開閉手段を一
体的に設けることにより、圧縮機停止後いかなる条件下
で圧縮機を起動させても、少なくとも断面積が小さいガ
ス供給通路よりベーン背圧室にガス状流体を供給するこ
とによりシリンダ内壁から遊離し、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を防止するこ
とができる。

【００３８】請求項２に記載の発明は、前記二つのガス
供給通路の通路断面積が小さいものを背圧付与装置本体
の外装ケースに一体的に設けることにより、圧縮機停止
後いかなる条件下で圧縮機を起動させても、少なくとも
断面積が小さいガス供給通路よりベーン背圧室にガス状
流体を供給することにより、シリンダ内壁から遊離し再
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
現象を防止することができるとともに、部品点数の低減
と加工性の向上によるコストダウンが図れる。

【００３９】請求項３記載の発明は、前記二つのガス供
給通路の通路断面積の小さいものを球座に凹部を設ける
ことにより、圧縮機停止後いかなる条件下で圧縮機を起
動させても、少なくとも断面積が小さいガス供給通路よ
りベーン背圧室にガス状流体を供給することにより、シ
リンダ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を防止することができると
ともに、部品点数の低減と加工性の向上によるコストダ
ウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるベーン背圧付与装置
の要部拡大図（定常運転時）

【図２】本発明の実施例１におけるベーン背圧付与装置
の要部拡大図（停止時）

【図３】本発明の実施例１におけるベーン背圧付与装置
の要部拡大図（始動時）

【図４】本発明の実施例２におけるベーン背圧付与装置
の要部拡大図

【図５】（ａ）本発明の実施例３におけるベーン背圧付
与装置の要部拡大図 （ｂ）（ａ）の矢印矢視図（球座の拡大図）

【図６】従来のスライディングベーン式圧縮機の縦断面
図

【図７】図６のＸ−Ｘ線による断面図

【図８】従来のベーン背圧付与装置の要部拡大図（定常
運転時）

【図９】従来のベーン背圧付与装置の要部拡大図（停止
時）

【図１０】従来のベーン背圧付与装置の要部拡大図（始
動時）

【符号の説明】

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 １３ 高圧通路 １４ 高圧室 １５ スクリーン １６ ベーン背圧付与装置本体 １７ ベーン背圧室 １８ 給油通路 １９ 通路 ２０ 第１球座 ２１ 第１球体 ２２ 第１プランジャ室 ２３ 第１プランジャ ２４ 第１圧力導入路 ２５ 第１上部プランジャ室 ２７ 第１ガス供給通路 ２８ 第２ガス供給通路 ２９ 第２球座 ３０ 第２球体 ３１ ストッパー ３２ 第２プランジャ室 ３３ 第２プランジャ ３４ 第２下部プランジャ室 ３５ ばね ３６ 第３圧力導入路 ３７ 第３球座 ３８ 第３球体 ５０ 第３プランジャ ５１ａ，５１ｂ 第３ガス供給通路 ５２ シール座面

Claims (3)

【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るとともに、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リット内に摺動自在に挿入された
   複数のベーンと、前記ロータに設けられ回転自在に軸支
   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及び後部側板と、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及び吐出口と、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
   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、この給油通路を連通遮断する油路開閉手
   段と、前記ベーン背圧室と前記高圧ケース内の油溜り部
   を除く部分に連通するガス供給通路と、前記ガス供給通
   路内に、通路断面積が異なる二つのガス供給通路を一体
   的に備えたガス開閉手段を具備し、高圧側と低圧側の流
   体の圧力差が所定値以下の時、前記二つのガス供給通路
   を連通させ、高圧側と低圧側の流体の圧力が所定値より
   大きい時、前記二つのガス供給通路の通路断面積が小さ
   いもののみ連通させることを特徴とするスライディング
   ベーン式圧縮機。
2. 【請求項２】 二つのガス供給通路の通路断面積が小さ
   いものを背圧付与装置本体の外装ケースに設けた請求項
   １記載のスライディングベーン式圧縮機。
3. 【請求項３】 二つのガス供給通路の通路断面積が小さ
   いものを鋼球と球座からなるガス開閉手段の球座に凹を
   設けた請求項１記載のスライディングベーン式圧縮機。