JPS6189991A - ベ−ン型回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特に車輌空調用に好適なベーン型回転圧縮機、
更に具体的には軽量化を目的として軽量素材を用いて形
成されるベーン型回転圧縮機に関する。

従来の技術 一般に車輌空調用ベーン型回転圧縮機は小型である事に
特徴を認める事が出来るのであるが、最近この特徴に加
えて軽量化が要求されるに至った。

圧縮機を軽量化する方法としては構造的にアプローチす
る方法と、材質的にアプローチする方法が考えられるの
であるが、従来材質的にアプローチする方法の一つとし
て圧縮機を構成するローターとシリンダーブロック等の
素材としてアルミニューム系金属を用いる方法力（試み
られている。第８図はその具体例を表わす図面であって
、シリンダーブロック２とローター５はアルミニューム
系金属を素材に用いて形成され、同シリンダーブロック
２の前後両端部を遮蔽する如く設けられる前後一対のサ
イドプレート３Ｆ、３Ｒは鉄及び鉄合金（以下「鉄系金
属」という）を素材に用いて形成される。（特開昭５７
−１５７０８７号）発明が解決しようとする問題点 しかして上記方法にあっては、シリンダーブロック２と
ローター５がアルミニューム系金属を素材に用いて形成
されている事によりその分だけ圧縮機の軽量化が得られ
る反面、圧縮機の運転中においてその温度上昇にともな
い、シリンダーブロック２とローター５が熱膨張した場
合において前後両サイドプレート３Ｆ、３Ｒは熱膨張率
の小さい（アルミニューム系金属と比較して）鉄系金属
を素材に用いて形成されている事に加えて、両サイドプ
レート３Ｆ、３Ｒとシリンダーブロック２はボルト２０
によって夫々締結されている事に起因してその半径方向
への膨張が規制されているのに対し、ローターの半径方
向への膨張は規制されていないことと、ベーン型圧縮機
はその構造上フロント側（吸入側）は比較的低温である
のに対してリヤ側（吐出側）は高温になることに起因し
て、フロントサイドプレートはりャサイドプレートに比
しその熱膨張が小さく、その影響を受はシリンダーブロ
ックの半径方向の熱膨張も前後部でアンバランスを生じ
、シリンダ−ブロック２内周面とロータ−５外周面間の
クリアランスが前後均一とならず、フロント側はロータ
ー５の熱膨張によって狭められてしまい、遂には焼付き
を招来するという不具合を生ずる点に問題点を有する。

尚本発明に至る過程においてその改良案として、前後一
対のサイドプレートをローター及びシリンダーブロック
と同様アルミニューム系金属を素材を用いて形成する方
法を試みたところ前述した如くフロント側（吸入側）は
比較的低温であるのに対してリヤ側（吐出側）は高温に
なることに起因してシリンダーブロックはフロント側に
比較してリヤ側の熱膨張が大きく、ローターは全体的に
フ　　　　　（ロンド側に近い温度にありそれほど大き
な熱膨張を生じないためにリヤ側においてシリンダーブ
ロックとの間に大きなりリアランスが生じてしまいその
圧縮性能が著しく低下するという結果が得られた。

本発明は軽量化を得る事に加えて運転中においてもシリ
ンダーブロックとローター間の半径方向のクリアランス
を均一に保持する事の出来る構成とすることを、その解
決しようとする問題点とするものである。

問題点を解決するための手段 シリンダーブロックとローターをアルミニューム系金属
を素材に用いて形成するベーン型回転圧縮機において、
高温度となる吐出室に臨む側のサイドプレートは膨張係
数の小さい鉄系金属を素材に用いて形成し、そのプレー
トに比較してそれほど高温度とならない吸入室に臨む側
のサイドプレートは膨張係数の大きいアルミニューム系
金属を素材に用いて形成する６ 作用 シリンダーブロックの両端開口部をｒＡ塞するサイドプ
レートの内、フロント側のサイドプレートをアルミニュ
ーム系金属を素材に用いて形成することにより軽量化が
得られる一方、運転中においてはフロントサイドプレー
トは吸入ガスにより冷却されて熱膨張が抑制され、リヤ
サイドプレートは高温によって熱膨張してもその膨張係
数が小さいことからその膨張量が少なく、シリンダーブ
ロックの半径方向への熱膨張は両サイドプレートによっ
て抑制されることとなり、シリンダーブロック内周面と
ローター外周面との間に形成されるクリアランスを均一
に保持する事が出来る。

実施例 以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面について説
明する６ 第１図及び第２図に表わす両図面において、１は圧縮機
の外殻を構成するハウジングであって、同ハウジング１
はフロント側に開口部を存して有底円筒状に形成するリ
ヤハウジングＩＲと、その開口部を閉塞するフロントハ
ウジングＩＦとにより形成される。そしてフロントハウ
ジングＩＦには、その中心部に位置して円筒状に突設す
るボス（図示省略）を介して電磁クラッチ１９が回転自
在に支承される。又、リヤハウジングＩＲにはアルミニ
ューム系金属を素材に用いて形成するシリンダーブロッ
ク２が内嵌され、且つ同シリンダーブロック２の両側に
は同じくアルミニューム系金属を素材に用いて形成する
フロントサイドプレート３Ｆと鉄系金属を素材に用いて
形成するりャサイドプレート３Ｒが、同シリンダーブロ
ック２を挟み付ける如くボルト（図示省略）にて共締め
されて、リヤハウジングＩＲ内に内嵌される。同シリン
ダーブロック２の内部は前後に貫通する楕円中空部を存
して円筒状に形成され、その前後両開口部を遮蔽する両
サイドプレート３Ｆ、３Ｒ間には上記中空部を貫通して
ローター軸４が横架される。そして同ローター軸４には
シリンダーブロック２の上記楕円中空部と相対応させて
円柱状のローター５が固着されている。同ローター５は
アルミニューム系金属を素材に用いて形成され、その外
周面は楕円中空部内壁面のその短径部に対して適宜のク
リアランスを存して摺接することが可能な如く設けら九
る。

そしてこの様にローター５が内壁面の短径部に摺接する
様に設けられることにより、同内壁面の長径部側にはロ
ータ−５外周面との間に一対の圧縮室６．６が形成され
る。又、ローター５には複数個のベーン溝７・・・がそ
の前後両端部をローター５の前後両端面に開放する如く
半径方向に延在させて形成され、各ベーン溝７・・・に
は底部に背圧室７ａを存してベーン８・・・が出没自在
に嵌挿される。

一方、フロントハウジングＩＦとフロントサイドプレー
ト３Ｆ間には吸入室１３が形成され、同吸入室１３はフ
ロントサイドプレート３Ｆに開口する吸入口２８及びシ
リンダーブロック２に形成される吸入通路２９、吸入孔
１４を介して圧縮室６の始端部と連通ずる如く設けられ
る。又、リヤサイドプレート３ＲとリヤハウジングＩＲ
後壁間には吐出室１５が形成され、同吐出室１５は吐出
通路１６及びフィルター１７を介して上記圧縮室６の終
端部と連通ずる如く設けられる。そして同吐出室１５の
底部には溜り部１８が設けられる。

しかして、圧縮機が運転されて圧縮作用が得られ、吸入
室１３．圧縮室６、吐出室１５内の温度が上昇するのに
ともない、シリンダーブロック２、ローター５、フロン
トサイドプレート３Ｆ、　リヤサイドプレート３Ｒの各
部材が加熱されることとなるのであるが、吸入温度は比
較的低温であるのに対して吐出温度は高温であるために
、上記各部材はフロント側よりもリヤ側においてより高
温度にて加熱されることとなる。そしてシリンダーブロ
ック２においては、フロント側と比較してリヤ側がより
高温度に加熱されることによりフロント側とリヤ側を比
較した場合、リヤ側においてより大きな熱膨張を生ずる
こととなるのであるが、同シリンダーブロック２のフロ
ント側の一端に設けられるフロントサイドプレート３Ｆ
はアルミニューム系金属を素材に用いて形成されるのに
対して、同シリンダーブロック２のリヤ側の一端に設け
られるリヤサイドプレート３Ｒは鉄系金属を素杓に用い
て形成されていることにより、同シリンダーブロック２
のリヤ側の一端における熱膨張をよす多く規制する作用
が得られる。即ち、より大きな熱膨張を生ずるリヤ側に
おいて鉄系金属を素材に用いて形成するりャサイドプレ
ート３Ｒによってその熱膨張をより多く規制する作用が
得られることにより、シリンダーブロック２の前後両端
部における熱膨張を略平均化させることが出来る。即ち
、シリンダーブロック２の前後両端部においてローター
５との間に形成されるクリアランスを均一化させること
が出来る。

尚、前記した従来構造、改良案、本発明について夫々実
機運転により実験を試みたところ次の様な結果が得られ
た。

■従来構造（フロント及びリヤサイドプレートは共に鉄
系金属） 運転停止時においてシリンダーブロック２の短径部側の
内径ＤＣとローター５の外径ＤＲ間に形成されるクリア
ランスが、そのフロント側の端部とリヤ側の両端部にお
いて夫々２０μである状態において運転を行ない、・吸
入ガス温度が１０℃となった時点で圧縮機各部の実測を
行なったところ、温度においては第６図のグラフに表わ
す温度分布となり、その温度によるシリンダーブロック
２の内径ＤＣ及びローター５の熱膨張においては第３図
のグラフに表わす様にローター５においては約４８μ膨
張したのに対し、シリンダーブロック２のフロント側は
常温時２０μであったのが４１μ、リヤ側においては２
０μが６２μにそれぞれ膨張した。即ちリヤ側の端部に
おけるローター外周面とのクリアランスは２０μから１
４μに僅かながら狭くなったのに対してフロント側の端
部におけるクリアランスは一７μとなり、同フロント側
において焼付きに至った。

■改良案（フロント及びリヤサイドプレートは共にアル
ミニューム系金属） 上記と同じ条件下において実測を行なった処、集４図の
グラフに表わす様にシリンダーブロック２のフロント側
は常温２０μから約６２μに、リヤ側は２０μから約１
１６μにそれぞれ膨張し、フロント側の端部におけるロ
ーター外周面とのクリアランスは１４μであるのに対し
てリヤ側の端部におけるローター外周面とのクリアラン
スは６８μとなり、同リヤ側において圧縮ガスの漏れを
生じ、性能低下、温度上昇による信頼性の低下を招来し
た。

■本発明 上記と同じ条件下において圧縮機の各部が第６図のグラ
フに表わす温度迄上昇した状態において実測を行なった
処、第５図のグラフに表わす様にシリンダーブロックの
フロント側、リヤ側弁４．−約６２μに膨張し、ロータ
ー外周面との間にフロント側、リヤ側の双方において１
４μのクリアランスが得られた。

発明の効果 本発明は上記の様にローターとシリンダーブロックがア
ルミニューム系金属を素材に用いて形成されることに加
えて、吸入室側のサイドプレートをアルミニューム系金
属を素材に用いて形成したことにより、ベーン型回転圧
縮機の軽量化をより掴 一層向上させることが出来るに至った。

又本発明にあっては、シリンダーブロックの前後両開口
部を遮蔽する前後一対のサイドプレートの内、フロント
サイドプレートはアルミニューム系金属を素材に用いて
形成する一方、リヤサイドプレートをアルミニューム系
金属よりも膨張係数の小さい鉄系金属を素材に用いて形
成し、同リヤサイドプレートによ−りてシリンダーブロ
ックのそのリヤ側の熱膨張を規制する様にし、フロント
側にあってはフロントサイドプレートを吸入ガスによっ
て冷却し、該プレートの熱膨張を抑制したことにより同
シリンダーブロックのフロント側とリヤ側における熱膨
張のアンバランスを調整することが出来るに至った。即
ち、シリしダーブロツクとローター間に形成される前後
クリアランスを常時適正な状態に保持することが出来、
その圧縮性能と耐久性を向上させることが出来るに至っ
た。

モして又本発明にあっては、上記の様にフロントサイド
プレートをアルミニューム系金属を素材に用いて形成し
たことによりフロント側軸受部の放熱効果を向上させる
ことが出来、これにより同軸受部のその耐用性を向上さ
せることが出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベーン型回転圧縮機の縦断面図、
第２図は同側断面図である。第３図は従来構造の実験例
を表わすグラフ図、第４図は同改良案の実験例を表わす
グラフ図、第５図は本発明の実験例を表わすグラフ図で
ある。又、第６図は上記実験例の基礎データとして吸入
ガス温度が１０℃となった時点での圧縮機各部の温度分
布を表わすグラフ図、第７図は同シリンダーブロックと
ローターの概略図である。そして又、第８図は従来構造
に係るベーン型回転圧縮機の縦断面図である。 １・・・ハウジング、ＩＦ・・・フロントハウジング、
ＩＲ・・・リヤハウジング、２・・・シリンダーブロッ
ク、３Ｆ・・・フロントサイドプレート、３Ｒ・・・リ
ヤサイドプレート、４・・・ローター軸、５・・・ロー
ター、６・・・圧縮室、７・・・ベーン溝、７ａ・・・
背圧室、８・・・ベーン、１０・・・吐出孔、１１・・
・吐出弁、１２・・・リテーナ−１１３・・・吸入室、
１４・・・吸入孔、１５・・・吐出室、１６・・・通路
、１７・・・フィルター、１８・・・溜り部、１９・・
・電磁クラッチ。 特許出願人　　株式会社豊田自動織機製作所第３図 ０運転中 ＦｅＡｔ　　　　　Ｆｅ 第６図 第４図 ＡＩ　　　　　　　　　Ａ叉　　　　　　　　へ交第５
図 つ、運転中

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　外殻を形成するハウジングに内嵌されたシリン
   ダーブロックと、同じくハウジングに内嵌されて上記シ
   リンダーブロックの中空部前後両開口を遮蔽する如く該
   ブロックに締結された前後一対のサイドプレートと、上
   記シリンダーブロックの中空部内に配設されて圧縮室を
   形成するローターと、前記ハウジングと一方のサイドプ
   レート間に圧縮室の始端部と連通させて設けられる吸入
   室と、前記ハウジングと他方のサイドプレート間に圧縮
   室の終端部と連通させて設けられる吐出室より成り、上
   記シリンダーブロックとローターをアルミニューム系金
   属を素材に用いて形成して成るベーン型回転圧縮機にお
   いて、上記吸入室を形成する一方のサイドプレートをア
   ルミニューム系金属を素材に用いて形成し、吐出室を形
   成する他方のサイドプレートを鉄系金属を素材に用いて
   形成して成るベーン型回転圧縮機。