(57)【要約】【課題】近年自動車空調用圧縮機に要求される小型・軽量・高性能化を図るため、圧縮機の許容回転数を引き上げて冷房性能を維持若しくは向上させて高回転数での信頼性確保すること。【解決手段】ベーンの形状を台形にし最適化することにより、ベーンサイド端面と前部側板及び後部側板との接触面積が減少し、接触抵抗が減るため、接触による発熱、異常摩耗等が抑制できる。また、ベーンのベーン溝からの飛び出しに対しても、ベーンサイドの摩擦抵抗が少なくなり、またベーンの背圧ロスも少なくなる。そのためベーンがスムーズな起動・作動になる。また、ベーンサイドの接触抵抗が減少することは、ベーンがシリンダを押す力が増すことになり、ベーンチャタリング等の騒音防止を図り、性能・効率も向上することが可能となる。また、ベーンの強度ＵＰにも効果を奏することになる。【選択図】図３
2008025350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に筒状の中空部を有するシリンダと、外周部の少なくとも一部が前記シリンダの内壁面に近接して回転自在に配設される略円筒状のロータと、前記ロータには略放射状に複数のベーン溝を有し、前記ベーン溝内に出没自在に組み込まれ、先端が前記シリンダ内壁面に当接し、前記シリンダと前記ロータ相互間に形成された圧縮空間を少なくとも吸入空間と吐出空間に仕切るベーンと、シリンダの両端を閉塞し圧縮室を構成する前部側板および後部側板と、前記吸入空間に連通する吸入口及び前記吐出空間に連通する吐出口を備えたベーンロータリ型圧縮機において、前記ベーンの形状を多角形にしたことを特徴としたベーンロータリ型圧縮機。
【請求項２】
前記ベーンの形状を台形とした請求項１に記載のベーンロータリ型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空調装置等に用いられるベーンロータリ型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１及び図２は、ベーンロータリ型圧縮機を示すものである。図１及び図２に示すように、ベーン１３は、ロータ１０に形成されたベーン溝１２内を出没するように組み込まれ、シリンダ１の内壁を摺動し、シリンダ１とロータ１０とベーン１３と前部側板２及び後部側板３により、作動空間７を形成している。
【０００３】
エンジン（図示せず）からベルト（図示せず）を介して圧縮機に動力が伝達されロータ１０が回転することにより、冷媒が吸入口８からシリンダ１内の作動空間７へ吸入され、作動空間７で圧縮されて、シリンダ１に形成された吐出口９から吐出される。
【０００４】
この種のベーンロータリ型圧縮機は、焼き付き対応として、ロータ１０の外周面に樹脂系コーティングを施したものや、前部側板２と後部側板３をＡＤＣ１２（アルミダイキャスト）にしロータ１０を、前記ＡＤＣ１２よりも硬いＳＣＭ４１５（クロムモリブデン鋼）としているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、近年このような自動車用空調装置に用いられる圧縮機には、小型・軽量・高効率を強く要求されている。特に、小型・軽量化への要求は強いために、圧縮機の排気量を下げることによりダウンサイジングを図りつつ、冷房性能が損なわれることのないよう、圧縮機運転中の回転数を引き上げて冷房性能を維持若しくは向上させている。従って、高回転数での信頼性確保が必要となってきている。
【特許文献１】特開２００５−２８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、圧縮機の許容回転より圧縮機が高速回転で運転された場合、摺動部の接触による発熱温度が高くなり、ロータ、前部及び後部側板、ベーンなどの部材が膨張し、前部側板とロータ等の微小隙間が確保できず焼き付きが発生する等の不具合を生ずる。また許容回転数以上になると言うことは、圧縮機の負荷が大きくなると言う事で、ベーン厚みの強度等の設計的課題を有する可能性が想定される。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するものであり、従来の許容回転より１．２〜１．５倍の高速回転で運転しても高信頼性・高耐久性を確保し、小型・軽量・高性能なベーンロータリ圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、ベーンの形状を多角形にしたものである。これによって、ベーンサイド端面と前部側板及び後部側板との接触面積が減少し、接触抵抗が減るため、接触による発熱、異常摩耗等が抑制できる。また、ベーンのベーン溝からの飛び出しに対しても、ベーンサイドの摩擦抵抗が少なくなり、またベーンの背圧ロスも少なくなる。そのためベーンがスムーズな起動・作動になる。また、ベーンサイドの接触抵抗が減少することは、ベーンがシリンダを押す力が増すことになり、ベーンチャタリング等の騒音防止を図り、性能・効率も向上することが可能となる。また、ベーンの強度ＵＰにも効果を奏することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のベーンロータリ型圧縮機は、従来の圧縮機許容回転数より１．２〜１．５倍程度の高速回転しても高信頼性を確保することができる。従って、近年要求される小型・軽量な圧縮機として高性能で商品性の高い商品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、従来のベーン形状を長方形より多角形の形状、特に台形の形状にすることにより、前部側板及び後部側板との接触抵抗を減らすことになり、接触による発熱が減少すると共に、ベーンの背圧も増し、ベーン作動がスムーズになりベーン騒音の改善すると共にベーンの強度ＵＰを図ることができる。その結果、従来の圧縮機許容回転数をあげることができ、圧縮機に要求される小型化・軽量化等に答えられる商品を提供することができる。
【００１１】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３はベーンの形状図である。
【００１３】
図１、図２において、円筒内壁を有するシリンダ１内に、略円柱状のロータ１０がその外周の一部がシリンダ１の内壁と微少隙間を形成するように回転自在に収容されている。ロータ１０には、複数のベーン溝１２が等間隔に設けられ、それぞれのベーン溝１２内にベーン１３が出没自在に挿入されている。ロータ１０は、回転軸１１と一体的に形成され、回転軸１１が回転駆動されることにより回転する。シリンダ１の両端開口部は、前部側板２及び後部側板３により閉塞され、ベーン１３先端が前記シリンダ１の内壁に当接し、シリンダ１内部に作動室７が形成される。
【００１４】
作動室７は、吸入口８及び吐出口９に連通している。吐出口９は、高圧通路４に連通し、吐出口９と高圧通路４との間には吐出弁１９が配設されている。後部側板３には、高圧ケース５が取り付けられており、高圧ケース５内には、高圧室２０、分離室１５及び貯油室１７が形成されている。高圧室２０の上部の導入孔１４により、高圧室２０と分離室１５を連通している。
【００１５】
また、分離室１５下部には、排出孔１６を設け、分離室１５と貯油室１７を連通している。分離室１５では、圧縮された高圧流体に含まれる潤滑油が遠心分離される。貯油室１７に貯められた潤滑油は、給油路１８を介して圧縮機構を構成するロータ１０、ベーン１３、シリンダ１内壁等に供給され、各部を潤滑すると共に、ベーン背部に供給され、そのベーン背部の圧力によりベーン１３をロータ１０の外側へ押し出す働きをする。貯油室１７内上部と分離室１５との間に、これら相互間の流体移動を許容する再導入孔２１を設けることにより、貯油室１７上部に貯まった冷媒ガス等の気体流を分離室１５に移動させ、分離室１５内の油面を、貯油室１７の油面に対して、鉛直方向に同等か、少し下方向になるように作用させている。
【００１６】
エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて回転軸１１及びロータ１０が、図２において時計方向（Ｚ方向）に回転すると、これに伴い低圧流体(冷媒)が吸入口８より作動室７内に流入する。ロータ１０の回転に伴い圧縮された高圧流体は吐出口９より吐出弁１９を押し上げて高圧通路４に吐出され、高圧室２０内に流入する。
【００１７】
ベーン１３の形状については、従来の長方形ベーンの幅寸法をロータの幅寸法より小さ
くしている。発明のベーン寸法は、ベーンの底辺寸法（ベーン背圧側）をバラツキを含めロータ寸法と同じとし、ベーン上部寸法（シリンダ当接側）を従来のベーンの寸法と同じにして、図３のような台形形状としている。しかし、圧縮機の排気量・許容回転数等によっては、ベーンの形状が図３の形状でなく多角形の形状にするとベーンの左右のぐらつきを無くすことができる効果がある。
【００１８】
以上のように構成されたベーンロータリ型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００１９】
まず、図示しない車両のエンジンよりベルト駆動され、ロータ１０と一体的に形成された回転軸１１は前部側板２および後部側板３に軸支持され、ロータ１０が回転することにより、作動室７の容積が変化し、潤滑油を含んだ冷媒を吸入・圧縮・吐出される。吐出された潤滑油を含んだ冷媒は、高圧室２０内に形成した分離室１５で、潤滑油が分離され貯油室１７に貯蓄される。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては、ベーン１３の形状を従来の長方形ベーンの幅寸法をロータの幅寸法Ｌより小さくしているのに対して、本発明では、ベーンの底辺寸法Ｌ１（ベーン背圧側）をロータ寸法と同等とし、ベーン上辺寸法Ｌ２（シリンダ当接側）をＬ≧Ｌ１＞Ｌ２となる台形にしている。
【００２１】
これによって、従来の長方形ベーンでは、ベーンのサイド全面積と前部側板２または後部側板３と接触しているのに対し、本発明の台形ベーンは、ベーン底面との線接触となり、接触抵抗が減りベーンの発熱・異常摩耗を抑制し、耐久性・信頼性の向上及びベーンの強度ＵＰにも効果を奏することができる。
【００２２】
また、ベーン底部寸法を従来のベーン寸法より若干大きくしているので、ベーン１３がシリンダ１内壁を押す力は大きくなり、ベーンチャタリング等の騒音低下を図ると共に、性能・効率も向上することできる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように、本発明にかかるベーンロータリ型圧縮機は、高速回転化・信頼性の向上・性能の向上が可能となるので、油圧ポンプ、水圧ポンプ等の用途にも適用できる
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるベーンの形状を示す図
【符号の説明】
【００２５】
１  シリンダ
２  前部側板
３  後部側板
４  高圧通路
５  高圧ケース
６  吸入口
７  作動空間
８  吸入口
９  吐出口
１０  ロータ
１１  回転軸
１２  ベーン溝
１３  ベーン
１４  導入孔
１５  分離室
１６  排出孔
１７  貯油室
１８  給油路
１９  吐出弁
２０  高圧室
２１  再導入孔
【図１】
2008025350.tif 000003
【図２】
2008025350.tif 000004
【図３】
2008025350.tif 000005