JPS6122151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はカークーラーあるいはその他の比較
的小型の冷凍装置に使用されるベーン型の気体圧
縮機に関するものである。

一般にロータリーコンプレツサーと称される回
転形の圧縮機は、円筒状のシリンダとその両側面
に互いに平行に立設された両サイドブロツクとに
よつて構成されるシリンダ室内に、その半型方向
に進退可能なベーンを有するロータを回転自在に
横架するとともにこれによりシリンダ室内を複数
の作業室に分割し、前記ロータの回転によつて逐
次所望の圧縮作業を行なう構造である。そして前
記シリンダ室からの吐出圧力によつてシリンダ室
内に潤滑油を圧送して各摺動部のシール潤滑を行
ない、さらにこの潤滑油の一部をベーンが嵌合保
持されたロータのスリツト基部に供給し、これの
油圧とロータの回転に伴なう遠心力との相乗効果
からシリンダ室内壁に対するベーンの接触圧力を
得るものである。

しかしながら上記のような構造のものにおいて
は、ロータは例えば自動車のエンジンのごとき過
渡的に回転変化する原動機に連繋され、さらには
始動時と通常運転時とではかなりの速度差があ
り、このためロータの回転は比較的低速から高速
まで広範囲にわたる回転となる。したがつて前述
したようにベーンが嵌合保持されたロータのスリ
ツト内に供給される潤滑油の圧力が一定であつた
としても、ベーンの遠心力はロータの回転ととも
に直接的に変化するため、ロータの回転が高速と
なればベーンのシリンダ室内壁に対する接触圧力
が必然的に過大となり、必要以上の摩擦力によつ
てベーンが著しく摩耗して装置全体の機能低下を
起こすおそれがあつた。

この発明は上記のような点に鑑みてなされたも
ので、ロータ軸軸承部の可動側あるいは固定側の
いずれか一方の面に螺旋状の送油溝を形成し、ロ
ータの回転に伴なうそのポンプ作用によつてシリ
ンダ室内の潤滑油をシリンダ室外に積極的に吐出
させ、シリンダ室内の潤滑油の圧力と遠心力とに
よつて得られるベーンの接触圧力をロータの回転
に左右されずに可及的に抑制制御するように構成
した気体圧縮機を提供するものである。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図はこの発明の気体圧縮機の全体の概略を
示し、この気体圧縮機は大別して圧縮機本体１と
圧縮機本体１を包囲する一端開口形のケーシング
２およびこのケーシング２の開口面にこれを封止
するように取付けられたフロントヘツド３とによ
り構成される。

圧縮機本体１は内周楕円筒状のシリンダ４とそ
の両端面に互いに平行に固着されたフロントサイ
ドブロツク５およびリアサイドブロツク６とによ
り構成され、これら三者により楕円筒状のシリン
ダ室が形成され、この内部にはロータ軸７ａ，７
ｂと一体となつた充実円筒状のロータ７が回転自
在に横架されている。このロータ７の直型は前記
シリンダ室の短径よりわずかに小さく設定されて
シリンダ室内に内接しているとともに、前記ロー
タ軸７ｂはリアサイドブロツク６に形成された軸
受凹部８内に嵌合保持され、同じくロータ軸７ａ
の基部フロイトサイドブロツク５の軸承孔９に保
持されるとともにメカニカルシール１０によつて
封止され、その先端部はフロントヘツド３の端面
より突出し、かつ図示しない電磁クラツチを介し
て原動機側に連繋され、これによりロータ７が回
転駆動されるようになつている。

また前記ロータ７には第２図に示すようにその
半径方向に向かつて４個のスリツト１１，１１が
ほぼ90度の位相で放射状に形成され、これら各ス
リツト１１，１１内にはそれぞれ板状のベーン１
２，１２が摺動可能に保持されており、各々の先
端部はシリンダ室の内壁に圧接してシリンダ室内
を複数の作業室に分割している。

１３，１３は前記ロータ７の両端面にその回転
方向に向かつて傾斜するように形成された扇形状
の受圧凹部であつて、この受圧凹部１３，１３は
第２図に示すようにロータ７の軸心から等ピツチ
で放射状に形成され、後述するようにロータ７と
フロントサイドブロツク５およびリアサイドブロ
ツク６との相対的なすべり運動によつてこの受圧
凹部１３，１３内に潤滑油による動圧を発生させ
てロータ７の端面の潤滑作用と同時にシリンダ室
内におけるロータ７のスラスト方向の位置決めを
行なつて両サイドブロツク５，６とロータ７との
間に回転遊隔を確保するようにしてある。

１４，１４はシリンダ４の周壁に形成された吸
気ポートで、この吸気ポート１４，１４はシリン
ダ４の空隔１５およびフロントヘツド３の内側に
環状に形成された導入溝１６〔第３図参照〕に連
通され、さらにこの導入溝１６はフロントヘツド
３の上端部に取付けられた吸込口１７に連通され
て比較的低圧の冷媒ガス（以下単にガスと称す
る）を導入するようになつている。

１８，１８は同じくシリンダ４の周壁に形成さ
れた吐出ポートで、この吐出ポート１８，１８は
それぞれその吐出側に吐出弁１９ａと弁サポート
１９ｂよりなるリード弁１９を備え、シリンダ室
内で圧縮されて高圧となつたガスは吐出ポート１
８，１８から空隔２０を経てリアサイドブロツク
６の外側に取付けられた一対の油分離器２１，２
１に導入され、ここで油分離されたガスはケーシ
ング２内の高圧室を経て吐出口２２から排出され
る。

前記油分離器２１，２１は圧縮機本体１から吐
出される高圧ガスをこれに導入して運動方向や速
度を変えたりあるいはガスの接触する面積を増大
させることにより、高圧ガス中に混入された潤滑
油の微粒子を分離して、ケーシング２の底部に貯
留された潤滑油内に帰還させるものである。尚、
図面においては一対の吸気ポート１４，１４と吐
出ポート１８，１８とが記載されているが、実際
にはさらにもう一対の吸気、吐出ポートが設けら
れていることは全体の構成から明らかである。

２３はリアサイドブロツク６の下半部に形成さ
れた油孔であり、この油孔２３の下端部はケーシ
ング２内の潤滑油内に開口し、一方他端部はリア
サイドブロツク６とロータ軸７ｂとの間に形成さ
れた油路２４を介してロータ７の環状溝２９，２
９に連通されている。

したがつてロータ７が回転駆動されると、シリ
ンダ室内には吸気ポート１４，１４から抵圧ガス
が吸入されるとともに、吐出ポート１８，１８か
らはシリンダ室内で圧縮された高圧ガスが吐出さ
れ、これによりケーシング２内は高圧室となり、
この圧力によつて油孔２３内には潤滑油が圧入さ
れる。こうして油孔２３内に圧入された潤滑油は
ロータ軸７ｂの軸承部を潤滑し、さらにロータ７
のスリツト１１，１１内に進入してベーン１２，
１２を外側に付勢してシリンダ室内壁により緊密
に圧接させ、同時にそのシール潤滑作用をする。
またこの潤滑油の一部はロータ７の両端面に形成
された受圧凹部１３，１３内に圧入されて両サイ
ドブロツク５，６とロータ７との回転遊隔の潤滑
作用を行なうとともに、同時に両サイドブロツク
５，６とロータ７の相対的なすべり運動によつて
受圧凹部１３，１３内には動圧が発生し、これに
よりシリンダ室内におけるロータ７のスラスト方
向の位置決めがなされて円滑な回転動作が行なわ
れる。

２５はロータ軸７ａの基部外周すなわちフロン
トサイドブロツク５との軸承部に形成された螺旋
状の送油溝であつて、この送油溝２５の一端はシ
リンダ室内に開口しているとともに他端部はメカ
ニカルシール１０によつて密封封止された空隔２
６に開口し、これによつてシリンダ室内と空隔２
６とは事実上連通され、シリンダ室内の潤滑油の
一部が前記送油溝２５のポンプ作用によつて空隔
２６内に強制的に送出されるようになつている。

すなわち、ロータ７の回転に伴なつてこれの外
周に形成された送油溝２５とフロントサイドブロ
ツク５の軸承孔９の内周との摺動動作によつてポ
ンプ作用が得られるため、ロータ７の回転速度が
大となればそのポンプ作用効率も上昇してベーン
１２，１２が嵌合保持されたスリツト１１，１１
内の潤滑油が吸引され、空隔２６に吐出される潤
滑油の量が大となる。したがつてベーン１２，１
２の遠心力の増加に伴なつてこれとは逆にスリツ
ト１１，１１内の潤滑油をシリンダ室外に強制的
に吐出させるので、ベーン１２，１２のシリンダ
室内壁に対する接触圧力が抑制され、たとえロー
タ７の回転が高速となつても油圧と遠心力とによ
つて得られるベーン１２，１２の接触圧力はロー
タ７の回転に直接的に関係することなく適正に制
御されるのである。

２７は前記フロントヘツド３のメカニカルシー
ル１０によつて密封封止された空隔２６と、同じ
くフロントヘツド３の内側部に形成された導入溝
１６とを連通するように形成された連通孔であつ
て、この連通孔２７の終端部は第３図に示すよう
に導入溝１６の壁面に突出されたパイプ２８およ
び開口穴２８ａを介して吸気ポート１４側に開口
し、これにより空隔２６は常時低圧室として維持
されるとともに、空隔２６内に吐出された潤滑油
は前記連通孔２７を経て低圧ガスとともに再びシ
リンダ室内に導入されて循環使用される。

前記連通孔２７はメカニカルシール１０の性能
上大きな影響力を持つ。すなわちメカニカルシー
ル１０によつて密封封止された空隔２６を常時低
圧室として維持することによつて、メカニカルシ
ール１０のスラスト方向の負荷を著しく軽減する
ことが可能となり、メカニカルシールそのものの
寿命向上に大きく寄与するものである。

尚、前記実施例においては送油溝２５をロータ
軸７ａの外周に形成したが、これに代えて軸承孔
９の内周に形成しても同様な効果が得られる。

以上の説明から明らかなようにこの発明に係る
気体圧縮機は、ロータ軸軸承部の固定側あるいは
可動側のいずれか一方にシリンダ室内外を連通す
る螺旋状の送油溝を形成し、ロータの回転に伴な
う前記軸承部のポンプ作用によつてシリンダ室内
の潤滑油をシリンダ室外に吐出し、ベーンに作用
する油圧を抑制してこの油圧と遠心力とによつて
得られるベーンのシリンダ室内壁に対する接触圧
力を所望範囲内に制御するようにしたものである
から、ロータの回転速度が変わつてもこれによつ
てベーンの接触圧力は直接的な影響を受けること
なく所定圧力範囲内に維持することができ、ベー
ンに過大な接触圧力が作用することがないのでベ
ーンそのものの摩擦および摩擦を最小限にとどめ
ることが可能となる。また前記のようにポンプ作
用を具備する送油溝はロータと一体に設けられて
いるので特別な装置を設けることなく構造簡単に
して所期の目的を達成することができるなどの利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る気体圧縮機の全体の概
略を示す断面図、第２図はロータの端面説明図、
第３図はフロントヘツドの正面図である。 １……圧縮機本体、２……ケーシング、３……
フロントヘツド、４……シリンダ、５……フロン
トサイドブロツク、６……リアサイドブロツク、
７……ロータ、７ａ，７ｂ……ロータ軸、９……
軸承孔、１１……スリツト、１２……ベーン、２
５……送油溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状のシリンダとこのシリンダの両側に取
   付けられたサイドブロツクとによつて構成される
   シリンダ室内に、その半径方向に摺動可能なベー
   ンを有するロータを回転自在に横架し、かつ圧縮
   機内に設けられた所定の圧送手段によつてこのシ
   リンダ室内に潤滑油を供給するとともに、同時に
   この潤滑油の一部を前記ベーンが保持されたロー
   タのスリツト内に圧送し、この油圧と遠心力とに
   よつて前記シリンダ室内壁に対するベーンの接触
   圧力を得るように構成した気体圧縮機において、
   前記ロータのロータ軸軸承部面の固定側あるいは
   可動側のいずれか一方にシリンダ室の内外を連通
   する螺旋状の送油溝を形成し、前記ロータの回転
   に伴なうロータ軸軸承部のボンプ作用により前記
   ベーンに作用する潤滑油をシリンダ室外に吐出し
   て前記ベーンに作用する油圧を抑制し、この油圧
   と遠心力によつて得られるベーンのシリンダ室内
   壁に対する接触圧力を所望範囲内に制御するよう
   に構成したことを特徴とする気体圧縮機。