(57)【要約】【課題】圧縮機の高速起動時等において、前部側板とロータ間の微小隙間の潤滑性を確保し、圧縮機の信頼性を向上すること。【解決手段】シリンダ１内に配置したロータ２の回転により作動流体を圧縮するベーンロータリ型圧縮機において、前記ロータ２内に連通路２２を設け、ロータ２の回転による遠心力で連通路２２内の潤滑油を後部側板７側から前部側板６側に強制配送できるよう傾斜を持たせ、前部側板６とロータ２間の微小隙間２０の強制潤滑させることにより、異常摩耗あるいは焼き付きを回避することが可能になり、信頼性の高い圧縮機とすることができる。【選択図】図１
2012021452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配設され、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、前記ロータに回転力を伝達するシャフトと、前記ロータの複数のベーンスリット内に摺動自在に挿入されたベーンと、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、下方部に油溜まり部を有する高圧ケースと、前記ベーンスリットとベーン端部とで形成されるベーン背圧室と、前記後部側板、または、後部側板および前部側板に形成され、吐出行程近傍の閉じ込み区間を除いてベーン背圧室に連通する給油溝と、前記後部側板に形成された給油溝と高圧ケースの油溜まり部とを連通する給油通路を備えるベーンロータリ型圧縮機であって、前記ロータ内に、前記後部側板に形成された給油溝と、前記前部側板とロータとの間の微小隙間とを連通する連通路を設け、前記連通路は後部側板側の給油溝から流入する潤滑油を、ロータの回転に伴って強制的に前部側板側に配送できるよう構成したことを特徴とするベーンロータリ型圧縮機。
【請求項２】
連通路はベーン枚数と同数で各ベーンスリット間に開口するよう設けたことを特徴とする請求項１記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項３】
連通路の通路径は、後部側板側より前部側板側が大きくなるよう、複数径の穴の組合せにより、後部側板側から、前部側板側に向かって順に径を拡大した段付き穴形状で構成したことを特徴とする請求項１または２記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項４】
連通路の通路径は、後部側板側から前部側板側に向かって径を拡大するテーパ穴形状としたことを特徴とする請求項１または２記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項５】
連通路は、ロータの半径方向において、連通路の開口位置を後部側板側より前部側板側を外径側となるよう構成したことを特徴とする請求項１または２記載のベーンロータリ型圧縮機。
【請求項６】
連通路は、ロータの円周方向において、連通路の開口位置を後部側板側より前部側板側をロータの反回転方向側となるよう構成したことを特徴とする請求項１又は２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、流体（以下ガス冷媒と呼ぶ）の圧縮、吐出を行う圧縮機に関するもので、特に自動車用空調装置など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】
従来、この種のベーンロータリ型圧縮機においては、圧縮機構を構成する前部側板とロータの間に構成された微小隙間の潤滑は、後部側板の油溜り部からベーンスリット溝を経由して、潤滑油を供給する構成が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された従来のベーンロータリ型圧縮機は、前部側板にロータの回転軸中心と同心とする所定の半径でかつ、ロータの軸方向に窪む逃し空間を設け、かつロータ端面と前部側板で形成される微小隙間をシールリングによって前記ロータの径方向に区画し、前記逃し空間を前記シールリング内領域に形成し、充分な隙間を持たせることで、ベーンスリット溝を経由しての潤滑油の供給が不十分な場合でも、圧縮機の高速起動時等の異常摩耗あるいは焼き付きを回避できる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、ベーンをベーンスリット溝に押し込むベーン先端圧に打ち勝つよう、ベーン背圧室と給油溝を遮断した閉じ込み区間を設けてあり、圧縮に伴うベーン没入によりベーン背圧室の潤滑油等の流体を閉じ込ませて、圧力を上昇させることで、ベーン背圧室の閉じ込み圧を確保し、ベーン先端をシリンダ内壁に当接させ続けるようになっている。そしてこの作用により、ベーンがシリンダ内壁を遊離、衝突するチャタリング現象の発生を防止しているが、ベーン背圧室に対向する前部側板に逃し空間を構成したことにより、この逃がし空間にベーン背圧室の閉じ込み圧が洩れ出しやすくなる。
【０００６】
そのため、上記閉じ込み圧を保持し、ベーンチャタリング現象の発生を防止する方策が別に必要となる。そのため、ベーン背圧室からの洩れ出しに影響する各部クリアランス設定、例えば、ロータと前部側板及び後部側板間に構成されるロータサイドクリアランス寸法の管理幅を半分にする、あるいは、前部側板の逃し空間のミクロンオーダーの深さ公差を厳しく管理する、等の対応を行う必要があり、マッチング管理、部品製作等の製造コストが増大するという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、逃し空間を設けることなく、高い信頼性を確保し、ベーンチャタリング現象による騒音を防止しつつ、低コストな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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリ型圧縮機は、ロータ内に、後部側板に形成された給油溝と、前部側板とロータの間に形成された微小隙間とを連通する連通路を設け、後部側板側の給油溝から流入する潤滑油を、ロータの回転に伴って強制的に前部側板側に配送し、前部側板とロータ間の微小隙間に供給し、強制潤滑させる構成
としてある。これによって、従来のような逃がし空間を形成することなく前部側板とロータ間の微小隙間に潤滑油を確実に供給することができ、圧縮機の高速起動時等の異常摩耗あるいは焼き付きを回避できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のベーンロータリ型圧縮機は、給油溝およびベーンスリット部に潤滑油の残存が少ない起動時のような条件においても、連通路に残存あるいは流入した潤滑油を、確実に前部側板とロータ間の微小隙間に供給し強制潤滑させることで、異常摩耗あるいは焼き付きを回避することができ、逃し空間を構成することが不要となり、部品製作、マッチング管理等の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】同実施の形態２におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図４】同実施の形態３におけるベーンロータリ型圧縮機の横断面図
【図５】同実施の形態４におけるベーンロータリ型圧縮機の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダの内部に配設され、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、前記ロータに回転力を伝達するシャフトと、前記ロータの複数のベーンスリット内に摺動自在に挿入されたベーンと、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、下方部に油溜まり部を有する高圧ケースと、前記ベーンスリットとベーン端部とで形成されるベーン背圧室と、前記後部側板、または、後部側板および前部側板に形成され、吐出行程近傍の閉じ込み区間を除いてベーン背圧室に連通する給油溝と、前記後部側板に形成された給油溝と高圧ケースの油溜まり部とを連通する給油通路を備えるベーンロータリ型圧縮機であって、前記ロータ内に、前記後部側板に形成された給油溝と、前記前部側板とロータとの間の微小隙間とを連通する連通路を設け、前記連通路は後部側板側の給油溝から流入する潤滑油を、ロータの回転に伴って強制的に前部側板側に配送できるよう構成してある。
【００１２】
これにより、連通路に残存あるいは流入した潤滑油を、確実に前部側板とロータ間の微小隙間に供給し、強制潤滑させることで異常摩耗あるいは焼き付きを回避することができる。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明のロータ内の連通路をベーン枚数と同数で各ベーンスリット間に開口するよう設けた構成としてあり、各圧縮室範囲において効果的に潤滑することができる。
【００１４】
第３の発明は、特に第１、２の発明のロータ内の連通路の通路径を、後部側板側より前部側板側を大きくなるよう、複数径の穴の組合せにより、後部側板側から、前部側板側に向かって順に径を拡大した段付き穴形状とした構成としてあり、ロータの回転に伴う遠心力で、通路内の潤滑油を、後部側板側の小さい径の通路から、前部側板側の大きい径の通路に逆流させることなく強制的に配送し、強制潤滑できる構成を安価な標準的な工具で製作することができる。
【００１５】
第４の発明は、特に第１、２の発明のロータ内の連通路の通路径を、後部側板側から前部側板側に向かって径を拡大するテーパ穴形状とした構成とすることにより、ロータの回転に伴う遠心力で、通路内の潤滑油を、より効果的に強制配送し、強制潤滑できる構成とすることができる。
【００１６】
第５の発明は、特に第１、２の発明のロータ内の連通路を、ロータの半径方向において、連通路の開口位置を後部側板側より前部側板側を外径側となるような構成としたことにより、ロータの回転に伴う遠心力が確実に作用するようになり、通路内の潤滑油を、より効果的に強制配送し、強制潤滑できる構成とすることができる。
【００１７】
第６の発明は、特に第１、２の発明のロータ内の連通路を、ロータの円周方向において、前記連通路の開口位置を後部側板側より前部側板側を前記ロータの反回転方向側となる構成としたことにより、ロータの回転に伴う遠心力が確実に作用するようになり、通路内の潤滑油を、より効果的に強制配送し、強制潤滑できる構成とすることができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１、図２は、本発明は実施の形態１におけるベーンロータリ型圧縮機の断面図である。同図に示すように、シリンダ１は円筒内壁を有し、ロータ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ように前記シリンダ１内に配置してある。ロータ２には複数のベーンスロット３が設けられ、ベーンスロット３内には複数のベーン４が摺動自在に挿入されている。また、前記ロータ２を回転駆動する駆動軸５はロータ２と一体的に形成し、回転自在に軸支されている。
【００２０】
前部側板６及び後部側板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を形成している。この作動室８には低圧側に吸入口９、高圧側に吐出口１０が形成してあり、吐出口１０には吐出弁１１が配置してある。
【００２１】
後部側板７に取り付けた高圧ケース１２は吐出口１０につながる高圧通路１３を有し、当該高圧通路１３に連通する高圧室１４と、圧縮された高圧流体中の潤滑油を分離捕捉するための突起形状のセパレータ１５部を備えている。
【００２２】
前記後部側板７には前記高圧室１４下方の油溜り部１４ａの油が背圧制御装置１４ｂを介して供給される給油通路１８が設けてあり、更には、前記ロータ２の回転によってベーン背圧室１７と給油通路１８を連通遮断する給油溝１９が形成してある。
【００２３】
また、前記ロータ２には後部側板７側から前部側板６側に通じる連通路２２が複数設けてあり、給油溝１９を前部側板６とロータ２間に構成された微小隙間２０に連通させるように構成してある。
【００２４】
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を説明する。車両の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が時計方向に回転すると、これに伴い冷媒ガスが吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２の回転に伴い圧縮された冷媒ガスは、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。高圧室１４下方の油溜り部１４ａに蓄えられた潤滑油は背圧制御装置１４ｂ、給油通路１８を介して給油溝１９に供給される。
【００２５】
給油溝１９に供給された潤滑油はベーン背圧室１７に供給され、その高圧潤滑油はベーン４の押圧として供される。更に、前記給油溝１９に供給された潤滑油は連通路２２にも供給され、この連通路２２に供給された高圧潤滑油は、その圧力とロータ２の回転による遠心力で、前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０に強制的に供給される。給油溝１
９、ベーン背圧室１７、連通路２２に充満した潤滑油はロータ２と前部側板６及び後部側板７との微小隙間２０を潤滑しつつ作動室８内へ流入される。
【００２６】
ここで、高速起動時の状況について説明する。圧縮機の停止後、給油溝１９、ベーン背圧室１７、連通路２２内に残存した潤滑油は、時間の経過とともに、作動室８に滴下し減少するが、この状態より圧縮機を高速起動しても、連通路２２内に残存している潤滑油は、ロータ２の回転による遠心力により確実かつ速やかに前部側板６とロータ２の間の微小隙間２０に供給され、強制的に潤滑を行うことができる。また、前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０に供給された潤滑油の過剰分はベーン背圧室１７を経由して、後部側板７側の給油溝１９に戻すことが可能であり、給油溝１９に戻された潤滑油を再度、連通路２２を通して、微小隙間２０に供給できる。よって、高圧室１４と給油溝１９の圧力差によって、潤滑油が給油通路１８より充分供給されるまで、前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０の潤滑性を良好に保つことができ、異常摩耗あるいは焼き付きを回避することができる。
【００２７】
また、高速連続運転時に高圧室１４内の吐出冷媒によるかき乱しにより、給油通路１８から供給される潤滑油にガス冷媒が混ざり、潤滑油の供給量が減少した場合においても、ロータ２の回転による遠心力により確実かつ速やかに前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０に供給され、強制的に潤滑を行うことができ、前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０の潤滑性を良好に保つことができ、異常摩耗あるいは焼き付きを回避することができる。
【００２８】
よって、逃し空間の設定が不要となり、ベーン背圧室からの洩れ出しに影響する各部クリアランス設定、例えば、ロータと前部側板及び後部側板間に構成されるロータサイドクリアランス寸法の管理幅を半分にする、あるいは、前部側板の逃し空間のミクロンオーダーの深さ公差を厳しく管理する等の対応も不要となり、マッチング管理、部品製作等の製造コストを増大させることなく、高い信頼性を確保し、ベーンチャタリングによる騒音を防止しつつ、低コストな圧縮機とすることができる。
【００２９】
また、連通路２２を形成することにより圧縮機を軽量化することもできる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における圧縮機の横断面図を示すものである。本実施の形態では、連通路２２を後部側板７側から前部側板６側に向かって径を拡大するテーパ穴としている。
【００３１】
このような構成とすると、ロータ２の回転による遠心力が強く働くことになり、起動時であっても前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０へ潤滑性を確実に供給することが可能となる。
【００３２】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における圧縮機の横断面図を示すものである。本実施の形態では、連通路２２の開口位置をロータの半径方向において、後部側板７側より前部側板６側を外径側となる斜め穴としている。
【００３３】
このような構成とすると、実施の形態２と同様、ロータ２の回転による遠心力が強く働くことになり、起動時であっても前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０へ潤滑性を確実に供給することが可能となる。
【００３４】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４における圧縮機の横断面図を示すものである。本実施の形態では、連通路２２の開口位置をロータの円周方向において、後部側板７側より前部側板６側をロータ２の反回転方向側となる斜め穴としている。
【００３５】
このような構成とすると、実施の形態３と同様、ロータ２の回転による遠心力が強く働くことになり、起動時であっても前部側板６とロータ２との間の微小隙間２０へ潤滑性を確実に供給することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
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、高速起動時他いかなる状態の時も、前部側板とロータ間との微小隙間を強制潤滑できるため、異常摩耗あるいは焼き付きを回避し、圧縮機の耐久性を向上させることができ、自動車用に限らず家庭用や業務用の空調装置などの用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３７】
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
１４ａ  油溜り部
１５  セパレータ
１７  ベーン背圧室
１８  給油通路
１９  給油溝
２０  微小隙間
２１  逃し空間
２２  連通路
【図１】
2012021452.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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