JPS63124886A - 気体圧縮機 - 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） このｌ明は、カーターラやその他の比較的小型の冷凍装
置に用いられるロータリーベーン型の気体圧縮機に係り
、特に、高速運転時、ベーンのチャタリング防止開溝を
キャンセルして、消費勤カの低減、並びに、ベーンの耐
久性を向上させるようにした気体圧縮機に関する。

（従来技術） −ａに、ロータリーベーン型気体圧縮煎は、第５図、第
６図に示す如く、内周略惰円筒状のシリンダ１と、この
シリンダ１の両側に取付けられるフロント及びリアサイ
ドブロック２．３によって構成されるシリンダ市内に、
その径方向に進退可能なベーン４，４・・・を有するロ
ータ５を回転自在に横架してなる圧縮機本体６と、該圧
縮機本体６を収容するとともに、そのリアサイドブロッ
ク３の後部に空間部７を形成し、この空間部７に前記シ
リンダ室の吐出ボートから吐出されたガスの圧力下にあ
る潤滑油８を貯油する一端開口形のケーシング９を備え
ている。

イして、フロントヘッド１０の吸気口１１よりシリンダ
１の吸気ボート１ａを通じてシリンダ市内に入ったガス
は、ロータ５の回転に伴う各ベーン４の進退動作により
、各作業位置毎に圧縮されて高圧ガスとなり、吐出ボー
ト１ｂ及び油分＠器１２を通じて空間部７に入り込み、
ケーシング９の吐出口１３より外部に供給されるように
なっている。

以上のようなロータリーベーン型の気体圧縮機にあって
は、前記シリンダ室からのガスの吐出圧力によって、潤
滑油８は、リア及びフロントサイドブロック２，３及び
シリンダ１に形成された油流通経路１４，１５．１６を
通じてロータ軸５ａの軸受部等に供給され、潤滑作用を
行なう。

更に、一部の潤滑油はフロント軸及びリア軸の間隙によ
り減圧され、連絡孔１７．１８を経由して、ロータ５内
に形成された図示しないスリットに供給され、ベーン４
の背圧として利用されている。

そして、この油圧とロータ５の回転に伴う遠心力の相乗
効果によって、シリンダ室内壁に対するベーンの接触を
得るようになっており、各ベーンは全て同一の圧力によ
って押し上げられる力が働くようになっている。

しかしながら、ロータ５が回転して圧縮されたガスを吐
出ボート１ｂより吐出した後においても、前記シリンダ
１．ロータ５及びベーン４によって区切られる空間があ
るため、この空間のガス中に例えばオイルミストが混入
したり、液化した冷媒が混在する場合には、その液を圧
縮するために高圧が発生し、このためにベーン４が前記
潤滑油の背圧に対して、瞬時にロータ５内に没入し、次
いでシリンダ１の内壁面に突出する作用が行なわれる。

この際突出時には、シリンダ内壁面との衝突音が発生し
、チャタリングの原因となっている。

先に出願人は、ベーンの突出量に応じた背圧を加えると
ともに、吐出ボート近傍で一時的に高い圧力が加わる部
分に対応して高圧力の背圧を加えるように工夫した気体
圧縮機を出願している（実開昭５８−１０４３８１号公
報参照）。

このものは、第５図に示すように、両サイドブロック２
，３の軸受部外内において、前記ロータ５との接触端面
に、軸受部を中心に１８０度対称位置に扇状に拡開する
一対のさらい１９．２０を穿設し、また前記吐出ボート
１ｂと相対する位置には、高圧の油流通経路１４に連通
する一対の小孔２１を開設し、ここを通過するベーン４
の底部に対面させたものでおる。

この構成によれば、扇状のさらい１９，２０によりベー
ンの突出量分布に応じて適切な背圧を加えることができ
、またチャタリング現象が起こる部分においては、高圧
の潤滑油が小孔２１を通じてベーン背面に作用するため
に、ベーンを押し下げる力と拮抗し、その結果チャタリ
ング現象を生ずることがなくなる。

しかしながら、この構成では、気体圧Ｍ殿の低速運転時
において、チャタリング防止に非常に有効であるが、高
速運転時には、ベーンに加わる遠心力が増大するため、
かえって、ベーン摺動トルクが大きくなり、消費動力が
増大するとともに、ベーン先端の摩耗が激しくなり、ベ
ーンの耐久性が著しく低下するという欠点が指摘されて
いた。

＠帆が解決しようとする問題点） この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、本発
明が解決しようとする問題点は、気体圧縮機の低速運転
時において、有効なチャタリング防止は構を高速運転時
にキャンセルして、消費動力を軽減するとともに、ベー
ンの耐久性を向上させることにある。

（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、＊ｕｇは、内周略楕円筒
状をなすシリンダと、このシリンダの両側に取付けられ
る両サイドブロックとによって構成されるシリンダ空白
に、径方向に進退自在な複数のベーンを有するロータを
回転自在に横架してなる圧縮機本体と、この圧縮機本体
におけるリアサイドブロックの後部に空間部を形成し、
この空間部内に吐出圧力下におる潤滑油を貯油し、かつ
、前記ロータのロータ軸先端を回転自在に保持する密閉
ケーシングを備え、吐出圧により前記潤滑油を圧縮機本
体の各部に供給するとともに、両サイドブロックのロー
タ側端面に、フロント、リア側さらい及び小孔を設け、
前記さらい及び小孔を各々潤滑油の中圧及び高圧の連絡
経路に連通させ、通常は前記さらいから一定の油圧をベ
ーンに加えるとともに、前記小孔より高圧の油圧をロー
タの一定角度範囲のみ加えるようにして、シリンダ至の
内壁に対するベーンの接触圧力を得るようにした気体圧
縮機において、 前記ロータの端面とフロントサイドブロックとの間に圧
縮機の運転速度に応じて、回転駆動される制御プレート
が、ロータ軸に支持され、かつ、このプレートの軸受部
にフロント側さらいが設けられ、高速運転時、制御プレ
ートが回転して、フロント側さらい位置が移動して、ロ
ータの一定角度範囲において、ベーン底部に供給される
高圧の潤滑油をフロント側さらいに逃がすことにより、
油圧力を減圧するようにしたことを特徴とする。

（作用） 前記構成によれば、気体圧縮機の低速運転時には、ベー
ン先端が超高圧となる区間（吐出ポート直後からシリン
ダ短径部）において、ベーンの底部は高圧油が供給され
ているか、あるいは高圧油が閉じ込められているため、
ベーン先端がシリンダ内壁から離れることがなく、ベー
ンチャタリング現象が確実に防止できる。

そして、気体圧縮機の高速運転時には、制御プレートが
回転駆動されて、それにつれてプレートに形成したさら
いの位置も移動し、ベーン底部に供給されている高圧油
がこのさらい側に逃げようとするため、高速運転時、ベ
ーンのあらゆる角度位置において、ベーン底部には常に
減圧された中圧油が供給されるため、ベーンの摺動トル
クが軽減され、かつベーン先端の耐摩耗性も向上する。

（実施例） 以下、本ｔＢ月の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

ただし、本実施例において、従来と同一箇所には同一符
号を用い、新規の部分についてのみ異なる符号を用いて
説明する。

第１図は本必明を容量可変型の気体圧縮懇に適用した実
施例を示す側断面図、第２図並びに第３図は同気体圧縮
機の低速運転時、高速運転時をそれぞれ示す断面図、第
４図は気体圧縮機に使用する制御プレートの駆動機構の
構成図である。

第１図において、フロントサイドブロック２とロータ５
との間には、制御プレート２２が設置されており、ロー
タ軸５ａに嵌め込まれ、回転可能に支持されている。

そして、この制御プレート２２の周縁には、バイパス用
凹部２３が１８０度対向状に設けられているとともに、
ロータ軸５ａの軸受部にはこれも１８０度対向して、扇
状に拡開形成されたフロント側さらい２４が形成されて
いる。

この気体圧縮機において、リアサイドブロック３、シリ
ンダ１及びフロントサイドブロック２には、従来と同様
に潤滑油８を連絡する高圧の連絡孔１４，１５．１６が
各々形成されているとともに、連絡孔１４から直接、小
孔２１に高圧油が供給され、またこれら高圧油を減圧さ
せた中圧油が、連絡孔１７を経由してリアサイドブロッ
ク３のリア側さらい１９に供給され、同様に制御プレー
ト２２に形成されたフロント側さらい２４に供給されて
いる。

次に、高圧油を供給する小孔２１と中圧油を供給するさ
らい１９．２４の位置関係について説明する。

上記小孔２１は、吐出ポート１ｂよりも、ロータ５の回
転方向と反対方向に若干ずれた位置に設けられ、ベーン
４の先端が、吐出ポート１ｂを通過した直後には、ベー
ン４の底部と小孔２１とが連通しないようになっている
。

更に、リアサイドブロック３に設けられるリア側さらい
１つの面形状は、ロータ軸５ａの軸受部を中心に１８０
度対称位置に形成された扇形に拡開する一対のもので、
積度、一対の小孔２１の中央にそれぞれ位置する。

加えて、このリア側さらい１９の端末は、シリンダ室の
短径部よりロータ５の回転する方向に若干ずれた位置に
設定され、ベーン４が短径部を通過した初めてベーン４
の底部がリア側さらい１９と連通し、ベーン４に中圧が
かかるようになっている（第２．３図参照）。

次いで、制御プレート２２に形成されるフロント側さら
い２４の面形状は、第２図、第３図に実線で示すように
、これもロータ軸５ａの軸受部を中心に１８０度対称位
置に一対の扇状に拡開形成されたものである。

次に、本発明に係る気体圧縮機の低速運転時。

高速運転時における動作について説明する。

すなわち、第２図は本願気体圧縮機の低速運転時を示す
もので、第２図中実線で示す制御プレートのフロント側
さらい２４と図中破線で示すリアサイドブロック３のリ
ア側さらい１９との面形状は（よぼ対応してあり、ベー
ン４の底部がこの区間を通過するときはベーン４の底部
に中圧油が供給され、また小孔２１を通過して、さらい
１つ、２４に至るまでの区間、すなわちベーン４が吐出
ポート１ｂを通過した後、シリンダ室の短径部に到達す
るまでの区間において、ベーン４の底部に高圧油が取り
込まれるため、ベーン４の先端に超高圧がかかったとし
ても、ベーンの先端がシリンダ内壁面から離れることは
なく、ベーンチャタリング現象が確実に防止できる。

次に、本願気体圧縮機の高速運転時には、後述する制御
プレート２２の駆動機構が動作して、制御プレート２２
が矢印方向に回転し、それにつれて制御プレート２２に
形成したフロント側さらい２４の位置も第３図に示す位
置に来るため、ベーン４の底部がロータ５のどのような
回転角度位置にあっても、ベーン４の底部はリア側さら
い１９かあるいはフロント側さらい２４かの何れかに連
通ずることになり、常に、中圧油がベーン４の底部にか
かることになり、ベーン４の底部に高圧油が閉じ込めら
れるようなことがない。

換言すれば、このように気体圧縮機が高速運転時におる
ときは、ロータ５の高速回転によりベーン４の遠心力が
非常に増大するため、ベーン４の底部の油圧力を本願は
減圧するようにしている。

従って、ベーン４の先端に過度の摺動トルクが加わるこ
となく、またベーン４先端のに摩耗を可及的に抑えるこ
とができ、消費動力の低減、ベーン４の寿命を長持ちさ
せることができる。

なお、この実施例ではチャタリング防止機構として、ベ
ーン４の先端に超高圧が加わる区間において、ベーン４
の底部に高圧油を閉じ込むようにしたが、小孔２１の位
置をロータ５の回転方向にずらして、ベーン４の先端に
超高圧が加わる区間において、ベーン４の底部と小孔２
１とを連通させて、ベーン４の底部に高圧油を供給する
ようにしてもよい。

更に、制御プレート２２に上述したようにバイパス用凹
部２３が設けられており、第２図で示す低速運転時には
、このバイパス用凹部は、吸気ポート１ａと連通して、
吸入室側からシリンダ室内への吸気を行なうが、高速運
転時には、制御プレート２２が図中矢印方向に回転し、
それにつれてバイパス用凹部２３も移動して、フロント
サイドブロック２に形成された図示しないバイパス孔を
通じてシリンダ室内の冷媒ガスが吸入室側にバイパスさ
れるため、特に高速運転時には圧縮作業室の容量を非常
に小さなものとし、このように運転状況に応じて圧縮作
業室の容量を可変にして、過冷房を防ぎ、かつ消費動力
の軽減を図るようにしたものであり、この実施例では制
御プレート２２をベーン４の背圧調整用のプレート並び
に、容量制御用のプレートとして、双方を兼用したもの
であるが、単にベーン４の背圧調整だけに使用してもよ
い。

次に、参考までに上記制御プレート２２の駆動機構につ
いて第４図面の簡単な説明する。

すなわち、シリンダ２５が、フロントヘッド１０にその
先端２５ａを吸入室内に臨ませて、圧縮滋の軸と直交す
る方向に進退自在に配設され、またこのシリンダ２５の
後端２５ｂは外部に臨んでいる。

なお、上記シリンダ２５内にスプリング２６が内挿され
、このスプリング２６はシリンダ２５を常時吸入室側に
付勢するように適度のバネ圧を備えている。

一方、制御プレート２２の面上に駆動ピン２７が立設さ
れ、この駆動ピン２７はフロントサイドブロック２に弓
状に開設されたカム溝２８を貫通して吸入全開にその先
端２７ａが臨んでいる。

そして、この駆動ピン２７の先Ｅｙ２７ａはシリンダ２
５の先端２５ａに設けた係合部２９内に嵌挿されている
。

従って、スプリング２６のバネ圧と、吸入＝の吸入圧と
の差圧により、シリンダ２５は進退動作を行なう。

そして、この進退動作に伴い係合部２９内に嵌挿された
駆動ピン２７は制御プレート２２の軸心廻りに回転し、
よって制御プレート２２が所要角度回転する。

（効果） 以上、実施例により詳細に説明したように、本発明に係
る気体圧縮機にあっては、上述の如く構成することによ
って、気体圧縮機の低速運転時、ベーン先端に超高圧が
加わる部分において、ベーンの底部に高圧油を供給する
か、または高圧油を閉じ込めることにより、吐出ボート
近傍におけるチャタリング現象を確実に防止できるとと
もに、気体圧縮機の高速運転時には、制御プレートを回
転させて、ロータの如何なる回転角度にあっても、ベー
ンの底部がフロント側かあるいはリア側さらいに常に連
通し、常時中圧油がベーン底部に加わることになり、ベ
ーン底部に高圧油が供給されたり、高圧油が閉じ込めら
れたりするベーンチャタリング防止機構をキャンセルし
たものであるから、気体圧縮機の高速運転時、ベーンの
摺動トルクを抑えることができ、消費動力を著しく軽減
することができるとともに、ベーンの摩耗も防止するこ
とができるため、ベーンの製品寿命を長期化する等の利
点がおる。

更に、本願に係る気体圧縮機は、ロータの両端面に設け
られるさらい位置を変化させて、ベーンの背圧調整を行
なうというものでおり、簡易な構成であるとともに、特
にシリンダ室内の圧縮作業室容量を可変にさせる容量制
御をも兼用したものであるから、より一層気体圧縮機の
消費動力が低減されるため、本願は実用的価値が高いも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る気体圧縮機を示す側断面図、第２
図、第３図は第１図中Ａ−Ａ線断面図であり、それぞれ
低速運転時、高速運転時の状態を示す、第４図は同気体
圧縮機に使用する制御プレートの駆動機構を示す構成図
、第５図は従来の気体圧縮はの側断面図、第６図は従来
のリアサイドブロックを示す平面図である。 １・・・シリンダ ２・・・フロントサイドブロック ３・・・リアサイドブロック ４・・・ベーン ５・・・ロータ ６・・・圧縮搬水体 ８・・・潤滑油 １４．１５．１６・・・油流通経路 １７．１８・・・連絡孔 １９・・・リア側さらい ２１・・・小孔 ２２・・・制御プレート ２４・・・フロント側さらい

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内周略楕円筒状をなすシリンダと、このシリンダ
   の両側に取付けられる両サイドブロックとによって構成
   されるシリンダ室内に、径方向に進退自在な複数のベー
   ンを有するロータを回転自在に横架してなる圧縮機本体
   と、この圧縮機本体におけるリアサイドブロックの後部
   に空間部を形成し、この空間部内に吐出圧力下にある潤
   滑油を貯油し、かつ、前記ロータのロータ軸先端を回転
   自在に保持する密閉ケーシングを備え、吐出圧により前
   記潤滑油を圧縮機本体の各部に供給するとともに、両サ
   イドブロックのロータ側端面に、フロント、リア側さら
   い及び小孔を設け、前記さらい及び小孔を各々潤滑油の
   中圧及び高圧の連絡経路に連通させ、通常は前記さらい
   から一定の油圧をベーンに加えるとともに、前記小孔よ
   り高圧の油圧をロータの一定角度範囲のみ加えるように
   して、シリンダ室の内壁に対するベーンの接触圧力を得
   るようにした気体圧縮機において、 前記ロータの端面とフロントサイドブロックとの間に圧
   縮機の運転速度に応じて、回転駆動される制御プレート
   が、ロータ軸に支持され、かつ、このプレートの軸受部
   にフロント側さらいが設けられ、高速運転時、制御プレ
   ートが回転して、フロント側さらい位置が移動して、ロ
   ータの一定角度範囲において、ベーン底部に供給される
   高圧の潤滑油をフロント側さらいに逃がすことにより、
   油圧力を減圧するようにしたことを特徴とする気体圧縮
   機。