(57)【要約】【課題】ベーンの先端がシリンダの短径部に至っても、シリンダの内周面から離れるのを防ぎ、もってチャタリングの発生を防止する。【解決手段】両側をブロック４，５にて閉塞され、短径部６ａと長径部６ｂより成る内周面６を持つシリンダ２内にロータ９が前記短径部６ａと同心上に配される。このロータ９には、それに形成のベーン溝１１内にベーン１３が挿入されている。前記シリンダ２の内周面６にあって、前記短径部６と吸入口１４と連通する連通溝４０を形成する。【選択図】        図２
2004360619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側をブロックにて閉塞され、短径部と長径部より成る内周面を持つシリンダと、
このシリンダの内周面の前記短径部と同心上に配され、シャフトの回転に伴って回転されるロータと、
このロータに複数形成のベーン溝に摺動自在に出没して、先端がシリンダの内周面を摺動するベーンと、
このベーンが挿入されたベーン溝の底部に形成された背圧室と、
前記ベーンにより前記シリンダのシリンダ空間を仕切る圧縮室を備えたベーン形圧縮機において、
前記シリンダの内周面にあって、その短径部にまで、吸入口と連通する連通手段を形成したことを特徴とするベーン型圧縮機。
【請求項２】
連通手段として、前記シリンダに形成の連通溝であることを特徴とする請求項１記載のベーン型圧縮機。
【請求項３】
連通手段として、前記シリンダの両側を囲むブロックに形成の連通切り欠きであることを特徴とする請求項１記載のベーン型圧縮機。
【請求項４】
両側をブロックにて閉塞され、短径部と長径部より成る内周面を持つシリンダと、
このシリンダの内周面の前記短径部と同心上に配され、シャフトの回転に伴って回転されるロータと、
このロータに複数形成のベーン溝に摺動自在に出没して、先端がシリンダの内周面を摺動するベーンと、
このベーンが挿入されたベーン溝の底部に形成された背圧室と、
前記ベーンにより前記シリンダのシリンダ空間を仕切る圧縮室を備え、
前記ロータが回転することで、前記ベーンにより囲まれる圧縮室の容積が増減されて、吸入口より流体を吸入し、該圧縮室内で圧縮され、吐出口より吐出されるベーン型圧縮機において、
前記吸入口を前記シリンダの内周面の短径部まで拡大したことを特徴とするベーン型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒等の被圧縮媒体を圧縮するために利用されるベーン型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベーン型圧縮機として、両端をサイドロックで閉塞されたシリンダ内に、放射方向に出没するベーンを備えたロータを有し、このロータの回転による遠心力およびベーン溝の底部の背圧室からの圧力によりベーンがシリンダの内周面を摺動する構成となっている。しかし、ベーン型の圧縮機を定常状態で低回転で稼働したり、低圧縮率で運転する場合、ベーンのチャッタリングが発生し、そのまま長く運転するとベーンの先端が摩耗してしまう。そしてベーンの衝突する位置がシリンダの内周面の短径部より若干先（ベーンが短径部を通り過ぎた位置）に集中して発生している。
【０００３】
この対策のため、例えば特許文献１が提案されている。即ち、特許文献１の発明を図示する図７で説明すると、ベーン溝１１が短径部６ａに至った際に背圧室１２にオイル（潤滑油）を早めに供給すると共に、前記短径部６ａの最も近い位置（短径部を越えた位置）まで吸入口１４を形成している。これにより背圧室１２内の圧力が上昇を図ると共に、ベーン溝１１が短径部６ａを越えるとただちに吸入口にベーン溝１１の先端とシリンダ２との間に溜まった圧縮流体を逃がすことで、ベーン１３が短径部６ａより離れた時、ベーン１３の追従が遅れて、シリンダ２の内周面６と一瞬離れてからシリンダの内周面へ衝突するという現象が少なくなり、チャタリングが防がれる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２３０８０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献１では、ベーン１３は、シリンダ２の短径部６ａの範囲内で、ベーン溝１１の先端に存在する圧縮流体により押圧されて没入され、シリンダ２の内周面６から離れることは解決できないが、ベーン１３の追従遅れを防ぐことで、チャタリングの発生を防いでいる。
【０００６】
即ち、この特許文献１では、図７に示すロータ９が回転して、ベーン溝１１がシリンダ２の短径部６ａに入り、そして更に回転してベーン溝１１が図８に示すようにシリンダ２の短径部６ａに完全に入ると、ベーン１３がその先端に溜まっている圧縮流体によって矢印方向へ押し戻されてシリンダ内周面６から離れてしまう。しかし、背圧室１２内の圧力状態が高ければベーン１３の突出は早く、追従は適切となるが、背圧室１２内の圧力状態が低回転で低い場合には、ただちにベーン１３の突出が出来ずに、追従遅れが生じてしまうことになり、図９に示すようにベーン先端が短径部６ａから離れた位置でシリンダ内周面６に衝突して、チャタリングが発生する恐れを残しているものである。これでは、抜本的な対策にはならない。
【０００７】
そこで、この発明は、ベーンの先端がシリンダの短径部に至っても、シリンダの内周面から離れるのを防ぎ、もってチャタリングの発生を完全に防ぐことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るベーン型圧縮機は、両側をブロックにて閉塞され、短径部と長径部より成る内周面を持つシリンダと、このシリンダの内周面の前記短径部と同心上に配され、シャフトの回転に伴って回転されるロータと、このロータに複数形成のベーン溝に摺動自在に出没して、先端がシリンダの内周面を摺動するベーンと、このベーンが挿入されたベーン溝の底部に形成された背圧室と、前記ベーンにより前記シリンダのシリンダ空間を仕切る圧縮室を備えたベーン形圧縮機において、前記シリンダの内周面の短径部にまで、吸入口と連通する連通手段を形成したことにある（請求項１）。この構成により、ベーンがその先端の圧縮流体によって、ベーン溝内に押圧されて、その先端がシリンダの内周面から離れる前に、該圧縮流体を連通手段にて吸入口へ流すことができ、ベーンの先端がシリンダの内周面から離れないようにすることができ、チャタリングの発生を完全に防ぐことができる。
【０００９】
前記連通手段として、前記シリンダに連通溝を形成し（請求項２）、また前記シリンダを囲むブロックに連通切り欠きを形成しても良い（請求項３）。
【００１０】
また、この発明の他のベーン型圧縮機は、両側をブロックにて閉塞され、短径部と長径部より成るシリンダ内周面を持つシリンダと、このシリンダのシリンダ内周面の前記短径部と同心上に配され、シャフトの回転に伴って回転されるロータと、このロータに複数形成のベーン溝に摺動自在に出没して、先端がシリンダの内周面を摺動するベーンと、このベーンが挿入されたベーン溝の底部に形成された背圧室と、前記ベーンにより前記シリンダのシリンダ空間を仕切る圧縮室を備え、前記ロータが回転することで、前記ベーンにより囲まれる圧縮室の容積が増減されて、吸入口より流体を吸入し、該圧縮室内で圧縮され、吐出口より吐出されるベーン型圧縮機において、前記吸入口を前記シリンダの内周面の短径部まで拡大したことにある（請求項４）。この構成から、ベーンがその先端の圧縮流体によってベーン溝内に押圧されて、その先端がシリンダの内周面から離れる前に該圧縮流体を吸入口に逃がすことができ、ベーンの先端がシリンダの内周面から離れないようになり、チャタリングの発生を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
【００１２】
図１乃至図５において、この発明の実施の形態に係るベーン型圧縮機１は、車両用空調装置に用いられ、公知の冷凍サイクルの一部を構成するものであり、通常はベルトやクラッチ等を介して走行用エンジンの回転力により駆動され、蒸発器で低温低圧化された冷媒ガスを圧縮して高温高圧化し、この圧縮された冷媒ガスを凝縮器に送り出す作用を有するものである。
【００１３】
前記ベーン型の圧縮機１は、いわゆるベーン型のコンプレッサであり、フロントブロック３とリアブロック４との間に、シリンダ２が配され、このシリンダ２は、その内周面６が真円の短径部６ａとその両側に連なる長径部６ｂとより成るほぼ楕円形のシリンダ空間７が形成され、このシリンダ空間７内に、真円形状のロータ９が前記短径部６ａに該短径部６ａと同心上に配置されている。このロータ９によりシリンダ２のシリンダ空間７は、２つの上下のシリンダ空間７ａ，７ｂに分けられている。
【００１４】
また、シリンダ２の内周面６には、吸入口１４，１４が前記シリンダ空間７ａ，７ｂを回転方向から見て面積が拡大する方向部分に連設され、径方向に形成されている。またこのシリンダ２には、吐出口１６，１６が前記シリンダ空間７ａ，７ｂを回転方向から見て面積が縮小する方向の最も端に開口されている。この吐出口１６，１６には吐出バルブ１７，１７が設けられている。
【００１５】
ロータ９は、前記シリンダ２の短径部６ａとほぼ同一の径の真円で、中心に下記するシャフト１８が挿入される嵌合穴１０が形成されると共に、中心から放射方向に５つのベーン溝１１が形成されている。このベーン溝１１はシリンダの内周面６側のみならず、前記フロントサイドブロック５前記リアブロック４側も開口され、またその底部に背圧室１２が形成されている。
【００１６】
このベーン溝１１にベーン１３が出没自在に挿入され、背圧室１２内の圧力及びロータ９の回転により生じる遠心力により、その先端が内周面６側へ突出し、該内周面６に接触し、該ベーン１３によりシリンダ空間７は複数の圧縮室１５に区画されている。
【００１７】
シャフト１８は、前記ロータ９の嵌合穴１０に嵌挿され、前記フロントサイドブロック５とリアブロック４とのそれぞれに設けられたラジアルベアリング１９ａ，１９ｂにより回転自在に支持されている。このシャフト１８はフロントヘッド３との間にシャフトシール２０が設けられ、冷媒の漏れを防いでおり、そのシャフトシール２０から外部へ突出する先端に図示しないが電磁クラッチが取付られる。
【００１８】
フロントブロック３は、その内部でフロントサイドブロック５との間に高圧冷媒の通路とオイル分離機能を有する高圧室２２が設けられ、この高圧室２２はその下方に潤滑油が溜まるオイル溜まり２２ａとなっており、また図示しない吐出孔と連通されている。このフロントヘッド３の内側に配されたフロントサイドブロック５は、シリンダ２側が平坦面となっており、中心に前記シャフト１８が挿入の挿入穴２３と、その周囲にその穴より大径で円弧形状の背圧溝２４ａ，２４ｂが対称位置に２つ形成されている。従って、シャフト１８に外嵌のシールリング２７で閉塞の前記背圧溝２４ａ，２４ｂには、フロントサイドブロック５に形成のオイル供給孔２６を介して前記オイル溜まり２２ａから高圧のオイルが供給される。２８は同じくフロントサイドブロック５に形成の公知のトリガバルブである。
【００１９】
リアブロック４は、シリンダ２との間に吸入室（一部のみ図示）３０が設けられ、この吸入室３０は、逆止弁３１を介して外部機関と連通する吸入孔３２と連通している。このリアブロック４のシリンダ２側が平坦面となっており、中心に前記シャフト１８が挿入の挿入穴３４と、その周囲にその挿入穴３４より大径の円弧状の背圧溝３５ａ，３５ｂが２つ形成されている。そして、前記挿入穴３４に前記シャフト１８の端が前記したようにラジアルベアリング１９ｂを介して挿入されている。従って、シャフト１８に外嵌のシーリング３７で閉塞の前記背圧溝３５ａ，３５ｂにも、前記ロータ９に形成の前記背圧室１２を介して流れてオイルが充満している。なお、前記背圧溝３５ａ，３５ｂはロータを挾んで前記した背圧溝２４ａ，２４ｂと同位置に形成されている。
【００２０】
次に、この発明に係る構成を説明すると、図２乃至図５に示すように、吸入口１４，１４の先端部分は、短径部６ａに至っていないが、この吸入口１４に連通し且つ短径部６ａに至る連通溝４０，４０がシリンダ２の内周面６に形成されている。したがって、ロータ９が回転（図２にあっては反時計方向）し、図４に示すように、ベーン１３が吐出口１６を越えて吐出行程が終了した状態で、ベーン１３はシリンダ２の内周面６に接触している状態である。
【００２１】
それから、ロータが回転すると、図５に図示すようになり、ベーン１３は内周面６に添って摺動し、該ベーン１３が挿入されているベーン溝１１が前記連通溝４０に連通するようになる。すると、ベーン溝１１の先端に溜まっていた圧縮流体を吸入口１４へただちに逃してしまい、従来例で示したように、ベーン溝の先端に溜まっていた圧縮流体によるベーンの没方向への力を排除することができ、ベーン１３の先端は内周面６に接触したまま摺動することになる。このために、短径部６ａを越えた位置でも従来のようなチャタリングが発生しない。
【００２２】
また、第２の発明に係る構成を説明すると、図３に示すように、吸入口１４，１４の先端は、短径部６ａに至っていないが、この吸入孔１４に連通し、且つ短径部６ａに至る連通切り欠き４１，４１がフロントサイドブロック５とリアブロック４に形成されている。したがって、ロータ９が回転することで、ベーン溝１１が短径部６ａに至ると、連通切り欠き４１に連通するようになる。すると、ベーン溝１１の先端に溜まっていた圧縮流体を吸入口１４へ逃して、ベーン１３がベーン溝１１内に押し込まれることが防がれる。したがって、ベーン１３はシリンダ２の内周面６を離れることなく摺動することができる。
【００２３】
さらに第３の発明に係る構成を説明すると、図６に示すように、吸入口１４，１４の先端が、短径部６ａを越えて形成されている。したがって、ロータ９が回転することで、ベーン溝１１が短径部６ａに入り、中程を越えると、前記吸入口１４の先端に連通するようになる。するとベーン溝１１の先端に溜まっていた圧縮流体を吸入口１４へ逃して、ベーン１３がベーン溝１１内に押し込まれることが防がれる。したがって、ベーン１３はシリンダ２の内周面６を離れることなく摺動することができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、ロータの回転により、ベーン溝に挿入されたベーンが吐出口を過ぎ、短径部に至ると連通手段や吸入口自体がベーン溝に連通状態となり、ベーン溝の先端に溜まっていた圧縮流体を逃すことができるようになり、該圧縮流体によるベーンを押し込む力を排除することができる。したがって、ベーンはシリンダの内周面を離れることなく摺動することから、短径部を越えた位置でのチャタリングの発生は起きない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のベーン型圧縮機の断面図である。
【図２】同上の切断方向を異にする断面図である。
【図３】同上のシリンダの内周面のロータ方向より見た第１の発明及び第２の発明を示した展開図である。
【図４】第１の発明にあって、ロータの回転位置におけるベーン及びベーン溝とシリンダの内周面、吸入口及び連通溝との関係を示す要部断面図である。
【図５】第１の発明にあって、ロータが前記図４の位置より回転した状態におけるベーン、ベーン溝及びシリンダの内周面、吸入口及び連通溝との関係を示す要部断面図である。
【図６】第３の発明の要部断面図である。
【図７】従来例の要部断面図である。
【図８】従来例の図７から、ロータが回転した状態を示す要部断面図である。
【図９】従来例の図８からロータが更に回転した状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  ベーン型圧縮機
２  シリンダ
３  フロントブロック
４  リアブロック
５  フロントサイドブロック
６  内周面
６ａ  短径部
７  シリンダ空間
１１  ベーン溝
１２  背圧室
１３  ベーン
１４  吸入口
１５  圧縮室
１６  吐出口
１８  シャフト
２２  高圧室
２４ａ，２４ｂ  背圧溝
３２  吸入孔
３５ａ，３５ｂ  背圧溝
４０  連通溝
４１  連通切り欠き
【図１】
2004360619.tif 000003
【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】
2004360619.tif 000008
【図７】
2004360619.tif 000009
【図８】
2004360619.tif 000010
【図９】
2004360619.tif 000011