JPS6157477B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両空調用として好適なベーン圧縮
機に関する。

シリンダおよび該シリンダの端面に配設される
フロント、リヤの両側板にて囲まれた円形空間内
を、複数個のベーンを有するロータを偏心して回
転せしめることにより冷媒の圧縮を行うベーン圧
縮機においては、油分離室で分離された油を駆動
軸の後端面に導いたのち、該駆動軸の軸中心に穿
設した給油孔等を経てロータ端面やベーン溝さら
にはシヤフトシール等へ導くことで、各摺動面を
潤滑するようにしている。

すなわち、従来のベーン圧縮機にあつては、運
転状態ではロータはリヤ側とフロント側との両端
面に全面的に高圧油を受ける構造であつた。

ところで、停止時にはロータはこれと一体の駆
動軸に作用するシヤフトシールのばね力によつて
リヤ側板に押付けられており、従つてこの状態が
長時間に亘るときはロータのリヤ側面とリヤ側板
との摺動面には潤滑油がほとんどないオイルレス
の状態となつてしまう。そのため、かかる状態で
圧縮機が起動された場合、つまり駆動軸にクラツ
チが接続されたときは、このクラツチのバネ力が
ロータにリヤ向きのスラスト力として追加作用す
る結果、ロータはリヤ側板にさらに強く押付けら
れることとなる。一方、圧縮機の高圧側圧力は起
動後徐々にしか上昇しないことから、ロータは起
動初期の段階ではリヤ側板に対して潤滑油不足の
状態で摺動する結果、焼付きを生じ易いという欠
点がある。

そこで本発明は、以上の問題に鑑み、駆動軸に
クラツチが接続された状態においてロータに作用
するクラツチのバネ力に対抗する力を発生させる
ことにより、特に起動初期に発生し易いロータの
リヤ側摺動面に関しての焼付きを防止することを
目的としたものである。

かかる目的を達成するために、本発明はロータ
のフロント側端面とフロント側板との摺動面に関
して、ベーン溝底よりも内寄りの位置にシールリ
ングを配置するとともに、このシールリングを境
界にして外周側にはベーン溝を介して高圧油を導
入する一方、内周側には吸入室側の吸入圧力を導
入するように構成したものである。従つて、圧縮
機の運転時にはロータのリヤ側端面に作用するフ
ロント向きのスラスト力が、ロータのフロント端
面に作用するリヤ向きのスラスト力よりも増大
し、これがクラツチのバネ力に対抗してロータを
フロント側に押し戻すように作用し、ロータとリ
ヤ側板との間に油膜の形成に必要な隙間を確保す
ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。図において、１は円筒形のシリンダ
を示し、該シリンダ１の端面にはシリンダ外径よ
りも大径の円板状のフロント側板２およびリヤ側
板３が接合され、これらによつてロータ収容用の
円形空間が形成されている。４はフロント側板２
の前面に配置された吸入室５を有するフロントハ
ウジングであり、該吸入室５は吸入孔６を介して
外部回路と連通されている。７はフロント側板２
およびリヤ側板３の外周を囲繞するように配置さ
れかつフロントハウジング４に接合されたリヤハ
ウジングであり、その後側には底部を油溜室８と
しかつ上部には吐出ガス中の油を分離する油分離
材９を有する油分離室１０が形成され、該油分離
室１０は吐出孔１１を介して外部回路と連通され
ている。

前記フロント側板２およびリヤ側板３の中心か
ら適当量偏心した位置には駆動軸１２が貫通され
ラジアルベアリング１３にて回転可能に支持され
ており、該駆動軸１２に固着（一体形成すること
も可）されたロータ１４が前記シリンダ１内にそ
の外周面の一部をシリンダ内壁面の上部と接する
ように偏心して収容されている。ロータ１４の円
周上には全幅にわたつて複数個（図では４個の場
合を示す）のベーン溝１５が所要深さをもつて形
成され、各ベーン溝１５に摺動可能に嵌合された
ベーン１６はその先端がシリンダ１の内壁面に当
接することで空間を４つの圧縮室１７に区画形成
している。圧縮室１７は前記フロント側板２に貫
設された吸入口１８を介して吸入室５と連通さ
れ、また圧縮室１７はシリンダ１の上部に貫設さ
れた吐出口１９を介して該シリンダ１の外周面と
リヤハウジング７の内周面間に形成された吐出室
２０と連通され、さらに該吐出室２０は前記油分
離材９と対向するようにリヤ側板３に貫設された
連通孔２１を介して油分離室１０と連通されてい
る。なお、２２は吐出口１９に設けられた吐出
弁、２３はその弁押えである。

前記リヤ側板３の後面には駆動軸１２の後端面
を覆うカバー２４が僅かな密閉空間２５を置いて
固定され、該密閉空間２５はリヤ側板３に形成し
た給油孔２６を介して油溜室８と連通されてい
る。また、リヤ側板３の前面つまりロータ端面と
の摺動面にはベーン溝１５の底部とリヤ側の軸孔
（ラジアルベアリングの隙間）とを連通する環状
の給油溝２７が形成されている。一方、ロータ１
４の前端面つまりフロント側板２との摺動面には
ベーン溝１５よりも内周側に環状のシール溝２８
が形成され、該シール溝２８には本例では矩形断
面のシールリング２９が嵌入されている。なお、
シールリング２９よりも内周側の摺動面はフロン
ト側の軸孔（ラジアルベアリングの隙間）を介し
て吸入室５に通じている。３０はシヤフトシール
である。

本実施例は上述のように構成したものであり、
以下その作用を説明する。圧縮機の停止状態で
は、ロータ１４はシヤフトシール３０が保有する
ばね力によつてリヤ向きのスラスト力を受けリヤ
側板３に押圧されており、そのためロータ１４の
前端面とフロント側板２との間には隙間が生じ、
従つてここに充分な量の油が保持されることにな
る。

一方、圧縮機の運転時にあつては、油溜室８内
の油は吐出圧力を受けて給油孔２６、密閉空間２
５を通りラジアルベアリング１３に給油されてこ
れを潤滑するとともに、これより給油溝２７を経
て各ベーン溝１５に送られベーン１６を突出向き
に付勢するとともに、ロータ１４のリヤ側摺動面
およびベーン１６の摺動面を潤滑し、さらにはロ
ータ１４のフロント側摺動面に至りシールリング
２９により過大な流出を阻止されるが、一部の油
はシールリング２９から吸入室５側へ漏出し、こ
の漏出油によつてフロント側摺動面におけるシー
ルリング２９より内周面およびラジアルベアリン
グ１３が潤滑される。

しかして、運転時においてロータ１４に関して
作用する軸方向の圧力（スラスト力）としては、
第３図に示すようにフロント向きの力として、駆
動軸１２の後端面およびロータ１４の後端面に吐
出圧力Pdがそれぞれ作用し、これに対しリヤ向
きの力として、シールリング２９を境としたロー
タ１４の前端外周面に吐出圧力Pdが、前端内周
面に吸入圧力Psが、駆動軸１２の前端面に大気
圧P₀がそれぞれ作用するほか、クラツチおよびシ
ヤフトシール３０が保有するばね力が作用する。
従つて、前記シールリング２９の直径および厚み
を適当に設定してフロント向きの総合力がリヤ向
きの総合力を若干上回るように調整することによ
つて、吐出圧力の上昇（定常運転）に伴つてロー
タ１４をフロント側板２に適切な押圧力で押付け
ることが可能となり、このことによりロータ１４
のリヤ側摺動面には油膜の発生に望ましい隙間を
作ることができ、その結果、ロータ１４のリヤ側
摺動面の潤滑ならびに冷却が良好に行われる。

この場合、ロータ１４がフロント側板２に押圧
されてもそのフロント側摺動面は、起動時におけ
る油保持量が充分なこと、吸入系に近く冷却効果
が高く、油の粘度も高いことによりその潤滑なら
びに冷却が不良化することはなく、しかもその端
面隙間が小さいことならびにシールリング２９の
存在によつて圧力差が大きくてもそのシール性は
保たれる。また、シヤフトシール３０は吸入室５
内の油によつて潤滑および冷却され、かつそのシ
ール性は低圧の吸入室５が対象であることからき
わめて良好となる。

なお、本実施例では第４図に示すようにシール
リング２９をロータ１４に設けたが、これを第５
図に示すようにフロント側板２に設けてもよい。
また、ロータが円筒シリンダに偏心して配設され
たタイプのベーン圧縮機の他に、第６図に示した
ごとく楕円形状のシリンダの中央にロータを配設
した無偏心タイプのベーン圧縮機においても、本
発明の実施は可能である。なお第６図において前
述の第１実施例のものと同じ符号で示したもの
は、同一もしくは均等のものである。

以上詳述したように、本発明はロータのフロン
ト側摺動面にシールリングを配置するとともに、
このシールリングを境にしてその外側には高圧油
を作用させる一方、その内側には吸入圧力を作用
させることにより、運転時においてロータのリヤ
端面に作用するフロント向きのスラスト力をロー
タのフロント端面に作用するリヤ向きのスラスト
力よりも増加させ、それによつて起動初期のクラ
ツチのバネ力に対抗させ得るようにしたものであ
る。従つて、本発明によれば、停止時においてロ
ータのフロント側摺動面に関しての油保持量を多
くし、運転時には該ロータを吐出圧力を利用して
フロント側へ適当な力をもつて押圧せしめること
により、ロータのフロント側およびリヤ側の各摺
動面の潤滑ならびに冷却効果を向上できるため、
従来の問題点である耐焼付性が高められ、その延
命化を図る上においてきわめて有効であり、また
ロータのフロント側摺動面におけるシール性はシ
ールリングの存在によつて良化向上し得るもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はベーン
圧縮機の正断面図、第２図は同じく側断面図、第
３図はロータに作用する軸方向圧力を示す説明
図、第４図および第５図はシールリングの組付け
態様を示す断面図、第６図は他の実施例を示す側
断面図である。 １……シリンダ、２……フロント側板、３……
リヤ側板、１０……油分離室、１２……駆動軸、
１４……ロータ、１６……ベーン、２６……給油
孔、２７……給油溝、２９……シールリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形もしくは楕円筒形のシリンダと、該シ
   リンダ端面に接合されたフロントおよびリヤの側
   板とにて密閉された空間内に、前記両側板に回転
   可能に支持された駆動軸に設けたロータを収容
   し、駆動軸のフロント側端部がクラツチと接離可
   能とされたベーン圧縮機であつて、吐出ガスから
   分離された高圧油を前記リヤ側板に形成した給油
   通路を経て前記駆動軸のリヤ端面およびリヤ側板
   とロータとのリヤ側摺動面に給油せしめ、さらに
   これよりロータに形成されたベーン溝を経てフロ
   ント側板とロータとのフロント側摺動面に給油す
   るようになすとともに、該フロント側摺動面には
   前記ベーン溝の溝底より内周側に環状のシール溝
   を形成してこのシール溝内にシールリングを配置
   するとともに、このシールリングを境界としてそ
   の内周側に吸入圧力を作用させるべく吸入室と連
   通してなるベーン圧縮機。 ２ フロント側板とロータとのフロント側摺動面
   間に介在されたシールリングを境界として、それ
   より内側のフロント側摺動面はベアリングの隙間
   を通して吸入室と連通している特許請求の範囲第
   １項記載のベーン圧縮機。