(57)【要約】【課題】圧縮機の停止後次に圧縮機を起動する時、ベーン背圧室及びその通路に非圧縮性の潤滑油が残留しないようにすること。【解決手段】ベーン背圧付与装置１６内に第１ガス供給通路２７と第２圧力導入路３５とを連通する開閉手段を備えた潤滑油排出通路３８を設けることにより、ベーン背圧室１８に残留した潤滑油が作動室８内へ排出されると共に作動室８内の冷媒ガスと置換されることになるので、遠心力及びベーン背圧付与装置１６による高圧ガスよりベーンが出やすくなるので、圧縮不良が防止されベーンジャンピングも抑制されることになる。【選択図】図４
2009007938.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スロットを有し、前記ベーンスロット内に摺動自在に挿入され、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、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および後部側板と、前記ベーンスロットと前記ベーンと前部側板と後部側板とで形成されるベーン背圧室と、前記ベーン背圧室を連通遮断するガス供給通路および給油通路を備えベーン背圧を制御するベーン背圧付与装置を備えたロータリ型圧縮機において、前記背圧付与装置に前記ガス供給通路と前記作動室を連通遮断する通路を設け、前記通路を圧縮機の停止時は連通し、圧縮機の始動時は遮断するようにしたことを特徴とするロータリ型圧縮機。
【請求項２】
前記ガス供給通路と前記作動室を連通する通路の連通遮断手段を弁体と弾性体で構成したことを特徴とする請求項１に記載のロータリ型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒等の流体の吸入・圧縮を行うロータリ型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、この種のロータリ型圧縮機においてはロータの回転に伴ってベーンが常時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してベーンを押し出し、冷媒ガス等の流体を吸入・圧縮・吐出を行う構造となっている。
【０００３】
しかしながら、カーエアコン用圧縮機の運転状態は、車の低速運転状態、高速運転状態、急加減速状態、また車が長時間放置等された後に、起動される運転状態など様々である。
【０００４】
そのため、様々な運転状態下でのベーン背部圧力を制御するため、起動直後に生じるベーン背圧室内の圧力低下をガス供給通路から高圧の冷媒ガスの供給によって防止し、また、定常運転時においてはガス供給通路を遮断し、高圧の潤滑油をベーン背圧室へ供給するよう選択切り替えることで、ベーンのチャタリング現象や飛び出し不良による圧縮不良を防止するためベーン背圧付与装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図７は、特許文献１に記載された従来のロータリ型圧縮機の縦断面図。図８は、図７のＹ−Ｙ線による断面図、図９はベーン背圧付与装置の詳細断面図である。
【０００６】
図７に示すように、圧縮機はシリンダ１０１と、前部側板１０６と、後部側板１０７と、高圧ケース１１２と高圧室１１４と、ベーン背圧付与装置１１６から構成されている。
【０００７】
また図８に示すように、シリンダ１０１の内部にはロータ１０２と、ロータ１０２に設けられたベーンスロット１０３と、ベーンスロット１０３内に摺動自在に挿入された複数のベーン１０４と、シリンダ１０１とロータ１０２とベーン１０４と前部側板１０６と後部側板１０７により構成されるベーン背圧室１１８および作動室１０８が構成されている。
【０００８】
また、図９に示すようにベーン背圧付与装置１１６は、給油通路１１９を連通遮断する弁体を構成する第１球座１２０および第１球体１２１と、第１ピストン室１２２に配設され第１球体１２１を第１球座１２０から遊離させる第１ピストン１２３と、第１ピストン背圧室１２５と作動室１０８とを連通する第１圧力導入路１２４と、ベーン背圧室１１８から第１ガス供給通路への流体の逆流を防止する第３球体１３７と、第１ガス供給通路１２７と第２ガス供給通路１２８を連通遮断する弁体を構成する第２球座１２９および第２球体１３０と、第２ピストン室１３１に配設され第２球体１３０を第２球座１２９から遊離させる第２ピストン１３２と、第２ピストン１３２に荷重を与える第２弾性体１３４と、第２下部ピストン室１３３と作動室１０８とを連通する第２圧力導入路１３５から構成されている。
【特許文献１】特公平７−４５８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の自動車には車室内の低騒音化の要求があり、エンジン、車内のファンモータなど
車両部品は年々静かになってきた。従って車両用ロータリ型圧縮機においては、ベーンがベーンスロットより飛び出しシリンダに衝突する時発生するノイズをより小さくする要望が出てきた。しかしながら、従来のベーン背圧付与装置の構成では、圧縮機が停止し放置された時に、ロータの停止位置によるベーンの停止位置及び状態により、複数のベーンのいずれかのベーンが自重または背圧付与装置の制御の影響により、ベーンスロットの下部へ落ち込む場合がある。その状態で圧縮機が起動する時に、ベーンがベーンスロットより飛び出しにくくなり圧縮不良となることがある。また、急に勢い良く飛び出す要因ともなり、ベーンスロットより急に飛び出し、シリンダと衝突（以降ベーンジャンピングという）し、微小ノイズの要因になるという課題を有していた。
【００１０】
ここで、従来のロータリ型圧縮機及びベーン背圧付与装置を図７、図８、図９で説明する。
【００１１】
圧縮機が運転を停止し放置されると、高圧室１１４と作動室１０８の圧力差が所定の圧力差に達し、その圧力差により第２球体１３０にかかる荷重より第２弾性体１３４の荷重が大きくなり、第２ピストン１３２が上方に移動し第２球体１３０を押し上げ第２球座１２９から離れ、高圧室１１４とベーン背圧室１１８が第1ガス供給通路１２７を介して連通するまで、ベーン背圧室１１８へ高圧室１１４内の高圧冷媒ガスが供給されない。
【００１２】
また、第１ピストン背圧室１２５は、第１圧力導入路１２４を介して作動室１０８の低圧圧力となり、高圧室１１４との圧力差により第１ピストン１２３が下方に移動し、第１球体１２１が第１球座１２０に着座し、給油通路１１９を遮断する。そのためベーン背圧室１１８へは高圧ケース１１２の油溜り部（貯油部）に溜まった潤滑油が供給されなくなる。
【００１３】
これらの状態が長く続く場合には、複数のベーン１０４のうち上方に位置するベーンのうち少なくとも１枚は、その自重によりベーンスロット１０３内へ没入することになる。そして、ベーン背圧室１１８及び給油通路１１９には、非圧縮性流体の潤滑油が残留し充満されたままとなっている。
【００１４】
また、ベーン１０４とロータ１０２と前部側板１０６と後部側板１０７との隙間が微小のため潤滑油でその隙間がシールされた状態になっており、潤滑油は背圧室等に密閉された状態となる。
【００１５】
さらに、第３球体１３７と第３球座１３６からのわずかな洩れにより、第１ガス供給通路１２７内にも潤滑油が充満している。
【００１６】
この様な状態で圧縮機が始動すると、ロータ１０２の回転によりベーン１０４に遠心力が作用しても、ベーン背圧室１１８及び給油通路１１９に残留した潤滑油（非圧縮性流体）の影響により負圧が発生し、まれにベーン１０４がベーンスロット１０３より飛び出すことができなくなり圧縮不良となることがある。また、ベーン１０４がベーンスロット１０３からの飛び出し遅れにより、吸入または圧縮工程の途中でシリンダ１０１に衝突する要因になり、微小ノイズがたまに発生する。
【００１７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機の起動時でのベーンの飛び出し不良による圧縮不良やベーンジャンピングによる微小ノイズの発生を抑制するロータリ型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】
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のロータリ型圧縮機は、ベーン背圧室に連通
するガス供給通路と作動室を連通する潤滑油排出通路を設け、その潤滑油排出通路を圧縮機停止時は連通し、圧縮機始動時は遮断するようにしたものである。
【００１９】
これによって、圧縮機停止時ベーン背圧室に残留した潤滑油は作動室に排出され、圧縮機が次に起動する時には、非圧縮性の潤滑油が背圧室及び通路になくなり、ベーンはスムーズにロータより飛び出すことになり、シリンダへの衝撃もなくベーンジャンピング現象も抑制され、ベーンの飛び出し不良による圧縮不良も抑制されることになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のロータリ型圧縮機は、圧縮機の起動時における圧縮不良及びベーンジャンピングによる微小ノイズの発生を抑制することができるため、近年の低騒音化に対応すべく商品性の高いロータリ型圧縮機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】
【００２１】
第１の発明は、背圧付与装置にガス供給通路と作動室を連通遮断する通路を設け、通路は圧縮機停止時には連通し圧縮機始動時には遮断するようにしたことにより、ベーン背圧室及び通路に残留している潤滑油が作動室に排出されるため、次に圧縮機が起動する時に非圧縮性の潤滑油が背圧室及び給油通路に残っていないため、ベーンの遠心力とベーン背圧室にかかる高圧冷媒ガス圧力によりベーンがスムーズにベーンスロットより吐出し、ベーン飛び出し不良による圧縮不良や、ベーンジャンピングの発生を抑制することができる。
【００２２】
第２の発明は、ガス供給通路と作動室を連通する通路の連通遮断手段を弁体と弾性体で構成したもので、第１の発明と同様な効果を得ることが出来る。
【００２３】
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。
【００２４】
（実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における圧縮機の縦断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線での断面図を示すものであり、図１と図２で本発明の構成を説明する。
【００２５】
円筒内壁を有するシリンダ１内に、略円筒状のロータ２がその外周の一部がシリンダ１の内壁と微小隙間を形成して収容配置されると共に回転自在に支持されている。ロータ２には複数（図示した実施形態では３つ）のベーンスロット３が周方向に等間隔に設けられており、ベーンスロット３内には摺動自在にベーン４がそれぞれ挿入されている。ロータ２には駆動軸５が一体的に結合されており、駆動軸５を回転させることでロータ２が回転する。シリンダ１の前後の両端面はそれぞれ前部側板６と後部側板７が接合されて閉鎖され、シリンダ１の内部に冷媒ガスの圧縮を行う作動室８が形成されている。また、ベーンスロット３と前部側板６及び後部側板７で仕切られたベーン４背部の空間がベーン背圧室１８として構成している。
【００２６】
作動室には吸入口９及び吐出孔１０に吐出弁１１が配設されている。高圧室１４の下部は貯油部１３を構成している。貯油部１３には、作動室８で圧縮されたガス冷媒中にミスト状になって含まれる潤滑油が衝突式の油分離手段により分離された潤滑油が溜まるようになっている。高圧ケース１２の上部には圧縮された流体（冷媒ガス）を高圧ケース１２から空調装置のシステムサイクルに排出するガス排出口１５が形成されている。後部側板７の高圧ケース１２内にベーン背圧付与装置１６が設けられており、ベーン背圧付与装置１６には圧縮機取り付け静止時の潤滑油面と略垂直となるように潤滑油供給口１７を設けている。
【００２７】
また、ベーン背圧室１８と連通する第１ガス供給通路２７の途中に、その一端を第１ガス供給通路２７に連通し、他の一端を第２圧力導入路３５へ連通する潤滑油排出通路３８を設けている。潤滑油排出通路３８にはその途中に第４球座３９と第４球体４０と第４弾性体４１により、所定の圧力で潤滑油排出通路３８を連通遮断するように構成された弁体を設けている。
【００２８】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。図３は、ベーン背圧付与装置１６の詳細図を示すものである。図３は、圧縮機の運転時のベーン背圧付与装置１６を示すものである。第１ピストン背圧室２５は第１圧力導入路２４を通して作動室８の高圧圧力となり、第１弾性体２６と第１ピストン背圧室２５の高圧圧力との合力により、第１ピストンが下方へ移動し、第１球体２１を第１球座２０より遊離する。
【００２９】
そのため、ベーン背圧室１８へはベーン背圧付与装置１６により、給油通路１９を介して高圧室１４内の貯油部１３より潤滑油が供給されている。この時、高圧室１４と第２下部ピストン室３３との圧力差により、第２球体３０が第２球座２９に着座し、第１ガス供給通路２７と第２ガス供給通路２８は遮断されているため、高圧室１４から冷媒ガスは供給されない。第１ガス供給通路２７内の圧力は、第２ピストン３２と第２ピストン室３１の隙間を介して第２圧力導入路３５の圧力となるため、第３球体３７は給油通路１９の圧力により第３球座３６に着座し、第１ガス供給通路２７と給油通路１９の連通を遮断している。また、潤滑油排出通路３８内の第４球体４０は第１ガス供給通路２７と第２圧力導入路３５の圧力が同じになるため、第４弾性体４１により第４球座３９より遊離している。
【００３０】
図４は圧縮機の停止直後を示す。圧縮機が停止した直後の場合、第１ピストン背圧室２５は第１圧力導入路２４を介して作動室８の低圧圧力となるため、第１ピストン２３は高圧室１４と第１ピストン背圧室２５との圧力差により上方へ移動し、第１球体２１は第１球座２０へ着座するため給油通路１９は遮断され、高圧室１４内の貯油部１３からベーン背圧室１８への潤滑油の供給は行われず、ベーン背圧室１８内の潤滑油の圧力は作動室８の圧力と同じになる。
【００３１】
また、このとき第１ガス供給通路２７および、潤滑油排出通路３８内の圧力は作動室８の圧力であるため、第３球体３７はその自重により第３球座３６より遊離するためベーン背圧室１８と給油通路１９は連通し、ベーン背圧室１８内の潤滑油は潤滑油排出通路３８を通り、第２圧力導入路３５を介して作動室８へ排出され、ベーン背圧室１８の潤滑油の一部が作動室８内の冷媒ガスと置換される。
【００３２】
そのため、その後時間が経過しベーン４の少なくとも１枚が、その自重によりベーンスロット３内に没入した状態で、かつ冷媒ガスも潤滑油も供給されない状態で圧縮機が運転を開始した場合でも、ベーン背圧室１８が潤滑油のみで充満されていないため、ベーン４に遠心力が作用する際にベーン背圧室１８の容積が増加することができ、ベーンが飛び出し圧縮することができるようになる。
【００３３】
図５は、圧縮機の停止後時間が経過し高圧室１４の圧力が低下し、作動室８との圧力差が所定の圧力以下となった場合を示す。高圧室１４と作動室８の圧力差が所定の圧力以下となった場合、第２球体３０は第３第２弾性体の荷重により第２球座２９より遊離し、第１ガス供給通路２７は第２ガス供給通路２８を介して高圧室１４と連通する。そのため高圧室１４内の冷媒ガスは第１ガス供給通路２７を介して、潤滑油排出通路３８およびベーン４とロータ２と前部側板６と後部側板７との隙間より作動室８内へ流入するため、高圧室１４と作動室８の圧力は等しくなる。
【００３４】
図６は、図５の状態からの圧縮機の運転開始時の状態を示す。図５の状態から圧縮機が運転を開始する場合、高圧室１４と第２下部ピストン室３３の内圧力差が所定の圧力になり、その圧力差により第２ピストン３２が下方へ移動し、第２球体３０が第２球座２９に着座するまで第１ガス供給通路２７へ高圧室１４の冷媒ガスが流入する。
【００３５】
このとき、潤滑油排出通路３８の第２圧力導入路３５に連通した側の圧力は作動室８内の圧力となり、第１ガス供給通路２７側の圧力は高圧室１４の圧力となる。ここで第２球体３０が第２球座２９へ着座する高圧室１４と第２下部ピストン室３３の圧力差よりも小さい圧力差で第４球体４０が第４球座３９に着座するように第４弾性体４１の荷重を設定することにより、第２圧力導入路３５と第１ガス供給通路２７の連通は遮断される。
【００３６】
そのため、高圧室１４より流入した冷媒ガスが潤滑油排出通路３８を介し、第２圧力導入路３５を通って作動室８へ流入することを防止することができ、冷媒ガスはベーン背圧室１８へ供給されるため、起動直後のベーン背圧室１８の圧力低下を防止することができ、スムーズな起動が可能となり、ベーンジャンピングが抑制できる。また、ベーン飛び出し不良による圧縮不良も防止される。
【００３７】
また、第２球体３０が第２球座２９に着座し、第１ガス供給通路２７と第２ガス供給通路２８が遮断されている場合は、圧縮機の運転時および停止時に関わらず潤滑油排出通路３８が連通していても同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかるロータリ型圧縮機は、停止時におけるベーン背圧室内の潤滑油を、ガス供給通路に連通する開閉手段を備えた潤滑油排出通路で排出することで、ベーン背圧室内の残留潤滑油の充満によるベーンの飛び出し不良での圧縮不良の防止及びベーンジャンプによるノイズを抑制することが可能となるので、空調用以外の圧縮機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態におけるロータリ型圧縮機の縦断面図
【図２】第１図のＸ−Ｘ線による断面図
【図３】本発明の実施の形態における運転時のベーン背圧付与装置の断面図
【図４】本発明の実施の形態における停止直後のベーン背圧付与装置の断面図
【図５】本発明の実施の形態における高圧室と作動室の圧力差が無い時のベーン背圧付与装置の断面図
【図６】図５からの運転開始時のベーン背圧付与装置の断面図
【図７】従来のロータリ型圧縮機の縦断面図
【図８】第７図のＹ−Ｙ線による断面図
【図９】従来のベーン背圧付与装置の断面図
【符号の説明】
【００４０】
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  貯油部
１４  高圧室
１５  ガス排出口
１６  ベーン背圧付与装置
１７  潤滑油供給口
１８  ベーン背圧室
１９  給油通路
２０  第１球座
２１  第１球体
２２  第１ピストン室
２３  第１ピストン
２４  第１圧力導入路
２５  第１ピストン背圧室
２６  第１弾性体
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  第２ピストン室
３２  第２ピストン
３３  第２下部ピストン室
３４  第２弾性体
３５  第２圧力導入路
３６  第３球座
３７  第３球体
３８  潤滑油排出通路
３９  第４球座
４０  第４球体
４１  第４弾性体
【図１】
2009007938.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】
2009007938.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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