(57)【特許請求の範囲】
【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ロ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室と、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室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差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。
【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ベーン背圧付与装置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。
【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部を設けた請求項１記載のスライディングベーン式圧縮機。
【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背圧付与装置で、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２０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２２内室に摺動自在に配設され第１球座２０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、３７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２７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２３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。
【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ベーン背圧付与装置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凹部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５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１９，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背圧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５１ａ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）
図４は、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である。
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５１ａの加工が非常に困難であるため、一般的にＡｌ系の材料からなるベーン背圧付与装置１６の外装ケースに設けることにより、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）
図５は、（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）である。
従来のベーン背圧付与装置１６において第３ガス供給通路５１ａを第２球座２９の一部に凹部となる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ベーン背圧付与装置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
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003584703.tif 000008
【図８】
0003584703.tif 000009
【図９】
0003584703.tif 000010
【図１０】
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