(57)【要約】【課題】起動時や低負荷低速運転時にあって、ベーンのチャタリング発生を防止できる圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダブロック４１内のシリンダ室４０にロータ１０が回転自在に設けられ、ロータ１０の各べーン溝に突出・退出方向に移動自在にべーンが配置され、シリンダ室４０に、隣り合う２つのベーンに仕切られて圧縮室が形成され、圧縮冷媒を吐出する吐出室６のオイル溜まり６ａとベーンの背圧側とを連通するオイル供給通路８３に、ロータ１０の回転によって回転可能なオイルポンプ５が配置され、オイルポンプ５は、圧縮機１の運転時に作動してオイル溜まり６ａのオイルをオイル供給通路８３を介してベーン１２の背圧側へ送る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック（４１）内にシリンダ室（４０）が設けられ、
前記シリンダ室（４０）にロータ（１０）が回転自在に設けられ、
前記ロータ（１０）にはその外周面に開口する複数のべーン溝（１１）が設けられ、
前記各べーン溝（１１）に突出・退出方向に移動自在にべーン（１２）が配置され、
前記シリンダ室（４０）には、隣り合う２つの前記ベーン（１２）に仕切られて圧縮室（１４）が形成され、
前記圧縮室（１４）で圧縮された冷媒を吐出する吐出室（６）が設けられ、
前記吐出室（６）にはオイルが溜められ、
前記吐出室（６）のオイル溜まり（６ａ）と前記ベーン（１２）の背圧側とを連通するオイル供給通路（８３）が設けられ、
前記オイル供給通路（８３）より供給される吐出圧によって、前記ベーン（１２）を前記シリンダ室（４０）の内周面に押圧する圧縮機（１）であって、
前記オイル供給通路（８３）には、前記ロータ（１０）の回転によって回転可能なオイルポンプ（５）が配置され、
前記オイルポンプ（５）は、前記圧縮機（１）の運転時に作動して前記オイル溜まり（６ａ）のオイルを前記オイル供給通路（８３）を介して前記ベーン（１２）の背圧側へ送ることを特徴とする圧縮機（１）。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮機（１）であって、
前記オイル供給通路（８３）には、前記圧縮機（１）の運転及び停止に連動して作動し、前記オイル供給通路（８３）を開閉する開閉弁（８７）が配置されたことを特徴とする圧縮機（１）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の圧縮機（１）であって、
前記オイル供給通路（８３）には、前記ベーン（１２）の背圧側と前記オイルポンプ（５）との間に、リリーフ弁（８４）の開動作でオイルを逃がすオイル排出通路（８５）が配置されていることを特徴とする圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ室内のロータと共に回転するベーンによってシリンダ室内に圧縮室を形成して冷媒の圧縮を行う圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりべーンロータリ式の圧縮機が種々提案されている（特許文献１参照）。図７及び図８には、かかる圧縮機の一従来例が示されている。図７において、圧縮機１００は、ハウジング１０１を有する。このハウジング１０１は、電動モータ１０２及び電動モータ１０２により駆動される圧縮機構部１０３を収容するハウジング本体１０１ａと、このハウジング本体１０１ａの開口側面に配置されたフロントハウジング部材１０１ｂとから構成されている。圧縮機構部１０３は、内部にシリンダ室１０４が設けられるシリンダブロック１０５と、このシリンダブロック１０５の両側面にそれぞれ配置されたフロントサイドブロック１０６及びリアサイドブロック１０７とを備えている。電動モータ１０２には、モータ制御部１０９から駆動電流が通電される。
【０００３】
図８に示すように、シリンダ室１０４には、ロータ１１０が回転自在に収容されている。ロータ１１０は、シリンダ室１０４の中心に対してシフトした位置を中心として回転自在に配置されている。ロータ１１０の中心には回転軸１１１が貫通され、ロータ１１０と回転軸１１１は互いに固定されている。この回転軸１１１は、フロントサイドブロック１０６とリアサイドブロック１０７に回転自在に支持されている。回転軸１１１のフロント側は、フロントサイドブロック１０６より突出され、電動モータ１０２に連結されている。
【０００４】
ロータ１１０には、その外周面に開口する複数のべーン溝１１２が設けられている。各べーン溝１１２は、ロータ１１０の外周面の等間隔位置に配置されている。各べーン溝１１２には、シリンダ室１０４の突出・退出方向に移動自在にベーン１１３が配置されている。各ベーン１１３は、背圧によって各ベーン１１３が突出方向に付勢されるよう構成されている。シリンダ室１０４には、２つのベーン１１３に仕切られて圧縮室１１４が形成される。フロントサイドブロック１０６とリアサイドブロック１０７には、シリンダ室１０４に開口する吸入口１１８が形成されている。シリンダブロック１０５には、圧縮室１１４で所定の吐出圧に圧縮された冷媒を吐出する２つの吐出口１１５が形成されている。各吐出口１１５は、開閉弁１１６によって開閉される。
【０００５】
図７に示すように、リアサイドブロック１０７の後端側には、圧縮室１１４で圧縮された冷媒を吐出する吐出室１１７が設けられている。吐出室１１７の底部には、オイルが溜められるオイル溜まり１１８が設けられている。オイル供給通路１１９によってオイル溜まり１１８とベーン１１３の背圧側とが連通されている。
【０００６】
上記構成では、ロータ１１０の回転時に、シリンダ室１０４が隣り合う２つのベーン１１３に仕切られることにより圧縮室１１４が形成され、圧縮室１１４内で圧縮された冷媒が各開閉弁１１６を開いて吐出口１１５より吐出室１１７へ吐出される。吐出室１１７では冷媒から分離したオイルが吐出室１１７の底部のオイル溜まり１１８に溜まり、オイルが分離した後の高圧の冷媒は吐出室１１７から吐出ポート（図示せず）を通って凝縮器（図示せず）に吐出される。又、吐出室１１７内は冷媒の吐出圧によって高圧になっているので、オイル溜まり１１８のオイルがオイル供給通路１１９を介して各ベーン１１３の背圧側に供給され、各ベーン１１３が突出方向に付勢されるので、各ベーン１１３の先端がシリンダ室１０４の内周面に押圧される。その結果、シリンダ室１０４が隣り合う２つのベーン１１３により仕切られて圧縮室１１４が形成された状態に保たれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９４５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来例では、圧縮機１００の起動時又は低負荷低速運転時に、吐出室１１７内が冷媒の吐出圧により高圧になっていないので、各ベーン１１３の背圧が不足する。従って、圧縮機１００の起動時又は低負荷低速運転時において、ベーン１１３のチャタリングが発生する恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、起動時や低負荷低速運転時にあって、各ベーンのチャタリング発生を防止できる圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シリンダブロック内にシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室にロータが回転自在に設けられ、前記ロータにはその外周面に開口する複数のべーン溝が設けられ、前記各べーン溝に突出・退出方向に移動自在にべーンが配置され、前記シリンダ室には、隣り合う２つの前記ベーンに仕切られて圧縮室が形成され、前記圧縮室で圧縮された冷媒を吐出する吐出室が設けられ、前記吐出室にはオイルが溜められ、前記吐出室のオイル溜まりと前記ベーンの背圧側とを連通するオイル供給通路が設けられ、前記オイル供給通路より供給される吐出圧によって、前記ベーンを前記シリンダ室の内周面に押圧する圧縮機であって、前記オイル供給通路には、前記ロータの回転によって回転可能なオイルポンプが配置され、前記オイルポンプは、前記圧縮機の運転時に作動して前記オイル溜まりのオイルを前記オイル供給通路を介して前記ベーンの背圧側へ送ることを特徴とする。
【００１１】
前記オイル供給通路には、前記圧縮機の運転及び停止に連動して作動し、前記オイル供給通路を開閉する開閉弁が設けられることが好ましい。
【００１２】
前記オイル供給通路には、前記ベーンの背圧側と前記オイルポンプとの間に、リリーフ弁の開動作でオイルを逃がすオイル排出通路が配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧縮機の起動時又は低負荷低速運転時のように、冷媒の吐出圧が高圧になっていない状態であっても、オイルがオイル供給通路を介して各ベーン背圧側に十分に供給されるため、ベーンのチャタリングの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示し、圧縮機の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、圧縮機要部の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示し、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示し、（ａ）は圧縮機の運転時における開閉弁の開状態を示す断面図、（ｂ）は圧縮機の運転停止時における開閉弁の閉状態を示す断面図である。
【図７】一従来例を示し、圧縮機の断面図である。
【図８】一従来例を示し、図７のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示す。図１に示すように、圧縮機１は、ハウジング２を有する。このハウジング２は、有底筒状のハウジング部材２１と、このハウジング部材２１の開口側面に配置されたフロントハウジング部材２２とから構成されている。ハウジング部材２１には、電動モータ３と、電動モータ３により駆動される圧縮機構部４とが収容されている。
【００１７】
ハウジング部材２１内には、圧縮機構部４を境として一方に吸入室８が、他方に吐出室６が形成されている。吐出室６の底部には、油分離器７で冷媒から分離したオイルを溜めるオイル溜まり６ａが設けられている。
【００１８】
圧縮機構部４は、内部にシリンダ室４０が設けられるシリンダブロック４１と、このシリンダブロック４１の両側面にそれぞれ配置されたフロントサイドブロック４２及びリアサイドブロック４３とを備えている。フロントサイドブロック４２とリアサイドブロック４３のシリンダ室４０側の面には、後述するロータ１０の背圧室１３に連通する高圧供給溝４４と中間圧供給溝４５が形成されている。
【００１９】
電動モータ３は、吸入室８に配置されている。電動モータ３は、モータ制御部３２より駆動電流が通電される。モータ制御部３２は、フロントハウジング部材２２に搭載されている。
【００２０】
図３に示すように、シリンダ室４０には、ロータ１０が回転自在に収容されている。ロータ１０は、シリンダ室４０の中心に対してシフトした位置を中心として回転自在に配置されている。ロータ１０の中心には駆動軸９が貫通され、ロータ１０と駆動軸９は互いに固定されている。この駆動軸９は、フロントサイドブロック４２とリアサイドブロック４３に回転自在に支持されている。駆動軸９のフロント側は、フロントサイドブロック４２より突出され、電動モータ３に連結されている。
【００２１】
ロータ１０には、その外周面に開口する複数のべーン溝１１が設けられている。各べーン溝１１は、ロータ１０の外周面の等間隔位置の３箇所に配置されている。各べーン溝１１には、突出・退出方向に移動自在にべーン１２が配置されている。各べーン溝１１の底面側には、背圧室１３が開口されており、この背圧室１３より供給されるオイルが各べーン１２の背圧として作用するようになっている。これにより、各べーン１２は、突出方向に付勢されるよう構成されている。この詳しい構成については、下記に祥述する。
【００２２】
各べーン１２は、駆動軸９の回転時に、上記した突出方向の付勢力によってシリンダ室４０の内壁に当接しつつ移動する。このとき、隣り合う２つのべーン１２間によって、シリンダ室４０内には複数の圧縮室１４が形成される。各圧縮室１４は、ロータ１０の回転に応じてその容積を拡大し、且つ、冷媒を吸入する吸入工程と、容積を縮小し、吸入した冷媒を圧縮し、且つ、吐出する圧縮工程を繰り返す。これにより、ロータ１０の１回転につき冷媒が１回圧縮される。
【００２３】
フロントサイドブロック４２とリアサイドブロック４３には、シリンダ室４０を開口する吸入口４７が設けられている。吸入口４７は、冷媒供給通路４６（図２に一部図示）を介して吸入室８に連通している。シリンダブロック４１には、シリンダ室４０に開口する吐出口４８が設けられている。吐出口４８は、２箇所に設けられている。２つの吐出口４８のうち、ロータ１０の回転方向の上流側の吐出口４８は、開閉弁４９によって開閉する。２箇所の吐出口４８は、冷媒吐出通路４８ａを介して吐出室６に連通している。
【００２４】
吐出室６のオイル溜まり６ａと高圧供給溝４４間を連通するオイル供給通路８３が設けられている。高圧供給溝４４には、吐出圧のオイルが流入する。又、オイル供給通路８３は、駆動軸９の軸受け隙間を介して中間圧供給溝４５に連通している。中間圧供給溝４５には、オイルが軸受け隙間を通ることによって吐出圧と吸入圧の間の中間圧のオイルが流入する。このオイル供給通路８３の途中には、オイルポンプ５が配置されている。
【００２５】
オイルポンプ５は、図４に示すように、リアサイドブロック４３の後側面に設けられる環状のケーシング５１と、ケーシング５１内に回転自在に収容されると共に、内径部に内歯部が形成された環状のアウターロータ５３と、アウターロータ５３内に収容され、内歯部に内接して噛み合う外歯部が形成されたインナーロータ５５とを備えている。内歯部と外歯部の各歯形はトロコイド曲線によって成形されている。内歯部は５つの歯を有する。外歯部は４つの歯を有し、内歯部より歯が１つ少ない。駆動軸９はインナーロータ５５の中心にある。アウターロータ５３の中心は、インナーロータ５５の中心から所定距離、偏心している。駆動軸９の回転駆動によってインナーロータ５５が回転すると、アウターロータ５３は同一方向に若干の遅れをもって駆動される。この回転につれてアウターロータ５３とインナーロータ５５間の距離の短い箇所では、インナーロータ５５の外歯部の山部とアウターロータ５３の内歯部の谷部が噛み合うが、両者の距離の遠い箇所では、インナーロータ５５の外歯部の歯が１つ少ないため、アウターロータ５３との間に形成される空間は、広がったり縮まったりする。これにより、オイルポンプ５はオイルを強制的に吸い込んで吐出する。
【００２６】
オイルポンプ５は、ロータ１０の正回転時に、吐出室６のオイル溜まり６ａのオイルをオイル供給通路８３を介して高圧供給溝４４と中間圧供給溝４５に供給する。高圧供給溝４４に供給されたオイルと中間圧供給溝４５に供給されたオイルは、ロータ１０の背圧室１３と連通する区間にあって、ベーン１２の背圧室１３に供給される。
【００２７】
ベーン１２の背圧側とオイルポンプ５との間には、リリーフ弁８４で開閉するオイル排出通路８５が配置されている。リリーフ弁８４は、バネ８６のバネ圧が閉方向に付勢されている。リリーフ弁８４に過剰圧力が作用すると、リリーフ弁８４が開方向に変位してオイルをオイル排出通路８５を介して逃がす。
【００２８】
オイル供給通路８３の途中には、圧縮機１の運転及び停止に連動して作動し、オイル供給通路８３を開閉する開閉弁８７が設けられている。開閉弁８７は、シリンダ室４０の吐出口４８から吐出される冷媒により作動する有底筒状の弁体８８と、弁体８８を閉じる方向に付勢するバネ８９とを有する。弁体８８の外周には、オイル供給通路８３に連通可能な環状の溝８８ａが形成されている。図６の（ａ）に示すように、圧縮機１の運転時には、吐出冷媒により開閉弁８７が開方向に押圧されるので、弁体８８の外周の溝８８ａをオイルが通過する。従って、吐出室６のオイル溜まり６ａのオイルがオイル供給通路８３を介して供給される。一方、図６の（ｂ）に示すように、圧縮機１の運転停止時には、バネ８９により開閉弁８７が閉方向に押圧されるので、オイル供給通路８３が遮断され、吐出室６のオイル溜まり６ａのオイル供給が停止される。
【００２９】
次に、本実施形態の圧縮機１の動作について説明する。圧縮機１の運転時に電動モータ３が回転すると、駆動軸９の回転と一体になって圧縮機構部４が正回転し、これによってロータ１０がシリンダ室４０を回転する。すると、オイルポンプ５の正回転により吐出室６側のオイルがオイル供給通路８３を介してベーン１２の背圧室１３に送られるので、オイル圧が各べーン１２の背圧として作用し、各ベーン１２がシリンダ室４０の内壁に当接しつつ移動する。そして、隣り合う２つのべーン１２によって、シリンダ室４０内には容積変化を行う圧縮室１４が形成され、吸入口４７を介して吸入した冷媒を圧縮する。冷媒の圧縮が進むと、圧縮室１４から冷媒が吐出口４８及び吐出通路（図示せず）を介して吐出室６に吐出される。吐出室６内では冷媒から分離したオイルがオイル溜まり６ａに溜まると共に、冷媒は吐出ポートを介して外部の凝縮器（図示せず）に吐出される。
【００３０】
圧縮室１４から冷媒が吐出されることにより開閉弁８７の弁体８８が開くので、吐出室６のオイル溜まり６ａのオイルがオイル供給通路８３を介して供給される。その結果、べーン１２に背圧が付与される。
【００３１】
上記の圧縮機１の運転中に、オイルポンプ５より下流のオイル供給通路８３内のオイル圧力が過剰に大きくなると、リリーフ弁８４が開いてオイルがオイル排出通路８５を介して吐出室６に逃がされる。
【００３２】
圧縮機１の運転を停止すると、ロータ１０の回転が停止する。圧縮室１４から冷媒の吐出が停止することにより開閉弁８７の弁体８８が閉じるので、オイル供給通路８３が遮断され、吐出室６のオイル溜まり６ａのオイル供給が停止される。
【００３３】
以上説明したように、オイル供給通路８３には、ロータ１０の回転によって回転可能なオイルポンプ５が配置され、オイルポンプ５は、圧縮機１の運転時に作動してオイル溜まり６ａのオイルをオイル供給通路８３を介してベーン１２の背圧側へ送る。従って、圧縮機１の起動時又は低負荷低速運転時に、吐出室１１７内が冷媒の吐出圧により高圧になっていない状態であっても、オイル溜まり６ａのオイルがオイル供給通路８３を介して各ベーン１２の背圧側に十分に供給されるので、ベーン１２のチャタリングの発生を防止できる。
【００３４】
圧縮機１の運転停止後、開閉弁８７の閉動作によりオイル供給通路８３が遮断されるので、吐出室６に残留する冷媒の吐出圧によりオイル溜まり６ａのオイルが継続して供給されることがなくなり、オイル溜まり６ａのオイルが無くなることを防止できる。これにより、吐出室１１７のオイル溜まり６ａにオイルを常に溜めておくことができるので、この点で信頼性の向上を図ることができる。
【００３５】
ロータ１０の回転時に、オイルポンプ５に接続される吐出路８２内のオイル圧力が過剰に大きくなると、リリーフ弁８４が開いて吐出路８２内のオイルがオイル排出通路８５を介して逃げることにより、ベーン１２の背圧側に必要以上に大きな背圧が作用することを防止できるため、ロータ１０の回転抵抗が過剰に増大するのを防止できる。これにより、省エネルギー化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  圧縮機
５  オイルポンプ
６  吐出室
６ａオイル溜まり
１０  ロータ
１１  べーン溝
１２  べーン
１４  圧縮室
４０  シリンダ室
４１  シリンダブロック
８３  オイル供給通路
８４  リリーフ弁
８５  オイル排出通路
８７  開閉弁
【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】
2015140706.tif 000008
【図７】
2015140706.tif 000009
【図８】
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