JPH02153287A - ベーン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮開始時期を制御して吐出容量を可変制御
し得るベーン型圧縮機、特にその吐出容量の可変率を拡
大するようにしたベーン型圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、このようなベーン型圧縮機としては、例えば、特
願昭６２−１９３２７４号の技術が本願出願人により提
案されている。すなわち、この技術は、２つの圧縮室で
の圧縮開始時期を互いに異ならせることにより、一方の
圧縮室については、一部稼働位置で確実な圧縮が行なわ
れる程度の圧縮開始時期として吐出容量の可変率を抑え
、他方の圧縮室については、一部稼働位置でほとんど圧
縮がされない位置まで圧縮開始時期を遅らせてｉ）′ｌ
ｊ記可変率を大きくし、全体として該可変率を大きくす
ると共に一部稼働位置側でも充分な吐出圧が得られるよ
うにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のベーン型圧縮機では、制御部
材の外周に周方向の対称な位置に形成された２つの切欠
部のロータ回転方向前側端部を周方向の非対称な位置に
形成することにより、前記他方の圧縮室については一部
稼動位置での圧縮開始時期を前記−力の圧縮室より遅ら
せる構成であるので、前記他力の圧縮室については、全
稼働位置での圧縮開始時期も一方の圧縮室より遅れるた
め、全稼動位置での吐出容量が一方の圧縮室より低下し
てしまうという問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目して為された
もので、一方の圧縮室については、一部稼動位置での圧
縮開始時期を他方の圧縮室より遅らせると共に全稼動位
置での圧縮開始時期を他方の圧縮室とほぼ同じにするこ
とにより、一方の圧縮室での吐出容量の可変率を他方の
圧縮室より大きくし、圧縮機全体として吐出容量を拡大
したベーン型圧縮機を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するための本発明の要旨は、両側がサ
イドブロックで閉塞されたカムリングの内周面と該カム
リング内で回転するロータの外周面との間で周方向の対
称な位置に画成された２つの圧縮室と、該ロータに放射
方向に出没自在に嵌装された複数のベーンと、前記サイ
ドブロックの一方に設けられた吸入ポートと前記圧縮室
とを連通ずる周方向の対称な位置で周方向に延びた２つ
の切欠部を有し且つ前記一方のサイドブロック内で回動
可能な制御部材とを備え、前記複数のベーンのうちの吸
入行程にある相前後する２つのベーンの回転力向後側ベ
ーンが前記各切欠部のロータ回転方向前側端部を通過す
る時点を流体の圧縮開始時期とし、前記制御部材を全稼
働位置と一部稼働位置との間で回動させることにより吐
出容量を変化させるベーン型圧縮機において、前記２つ
の切欠部の一方の前記前側端部を、その内周側を溝状に
切欠き、該溝状切欠部の外周側に突出部を残した形状と
したことを特徴とするベーン型圧縮機に存する。

（作用） そして、上記ベーン型圧縮機では、一方の圧縮室につい
ては、前記制御部材が全稼働位置にあるときには、カム
リングの内周面とロータの外周面との間隔が大きく、−
力の切欠部の前記突出部の大部分が吸入ポートと圧縮室
との間に介在するため、その分だけ圧縮室内の冷媒が一
方の切換部の溝状切欠部を通って吸入ポート側へ流出し
にくく、一方の圧縮室の圧縮開始時期は他方の圧縮室と
ほぼ同じになり、且つ前記制御部材が一部稼働位置にあ
るときには、前記間隔が小さく、前記突出部の大部分が
吸入ポートと圧縮室との間から退避するため一方の圧縮
室の圧縮開始時期は前記溝状切欠部の分だけ圧縮室より
遅れる。従って、一方の圧縮室での可変率が他方の圧縮
室より大きくなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき説明する。

第１図から第６図は本発明の一実施例に係るベーン型圧
縮機を示しており、第１図はベーン型圧縮機を軸心を通
る４５度の角度で切った縦断面図である。

第１図及び第２図に示すように、ベーン型圧縮機は、略
楕円形の内周面１ａを有するカムリング１と、該カムリ
ング１内に回転自在に収納された円筒状のロータ２と、
カムリング１の両側端を閉塞する如く該両側端に夫々固
定されたフロントサイドブロック３及びリヤサイドブロ
ック４と、該両サイドブロック３，４の外側端に夫々固
定されたフロントヘッド５．リヤヘッド６と、ロータ２
の回転軸７とを主要構成要素としており、回転軸７は前
記両サイドブロック３，４に夫々設けた軸受８，９に回
転可能に支持されている。

フロントヘッド５の上面には熱媒体である冷媒ガスの吐
出口５ａが、リヤヘッド６の」二面には冷媒ガスの吸入
口６ａが夫々形成されている。吐出口５ａはフロントヘ
ッド５とフロントサイドブロツク３とにより画成される
吐出室１０に、吸入口６ａはリヤヘッド６とリヤサイド
ブロック４とにより画成される吸入室１１に夫々連通し
ている。

第２図に示すように、カムリング１の内周面１ａとロー
タ２の外周面との間に、周方向に１８０度偏位いて対称
的に２つの圧縮室１２．．１２オが画成されている。前
記ロータ１０にはその径方向に沿うベーン溝１３が周方
向に等間隔を存して複数（例えば５個）設けられており
、これらのベーン溝１３内にベーン１４．〜１４．がそ
れぞれ放射力向に沿って出没自在に嵌装されている。

前記リヤサイドブロック４には、周方向に１８０度偏位
いて対称的に吸入ポート１５が設けられている（第１図
は軸心を通る４５度の角度で切った縦断面図であるので
、同図では一方の吸入ポート１５のみが見えている）。

これら吸入ポート１５はベーン１４．〜１４＠のうちの
相前後する２つのベーン間の容積が最大となる位置に配
置されている。吸入ポート１５はリヤサイドブロック４
の厚さ方向に貫通しており、これら吸入ポート１５を介
して吸入室１１と圧縮室１２．．１２．とが夫々連通さ
れている。

前記カムリング１の外周壁には、第１図及び第２図に示
すように、周方向に１８０度偏位いて対称的に複数個ず
つ、例えば２個ずつ吐出ポート１６．１６が穿設されて
いる。該吐出ポート１６のあるカムリング１の外周壁に
は、弁止め部］、７ａ。

１７ａを有する吐出弁カバー１７．１７がボルト１８に
より夫々固定されている。該吐出弁カバー１７とカムリ
ング１の前記外周壁との間には、吐出弁カバー１７側に
保持された吐出弁１９．１９が介装され、該各吐出弁１
９は吐出圧を受けたときに開弁じて前記各吐出ポート１
６を夫々開口するように成っている。さらに、カムリン
グ１には吐出弁１９の開弁時に吐出ボー１−１６．１６
と連通ずる連通路２０が、フロントサイドブロック３に
は該連通路２０に連通した連通路２１が夫々形成され、
前記各吐出弁１９が開弁して各吐出ボーｉ・１６を開口
したとき、前記圧縮室】２内の圧縮された冷媒ガスが吐
出ポート１６、連通路２０゜＝７ ２１、吐出室１０及び吐出口５ａを順次介して吐出され
るように成っている。なお、吐出弁カバー１７とカムリ
ング１の前記外周壁との間、カムリング１の前側端とフ
ロントサイドブロック３との間、及びカムリング１の後
側端とりャサイドブロック４との間には、気密を保持す
るためにＯリング２２，２３、及び２４が夫々介装され
ている。

第４図及び第６図に示すように、前記リヤサイドブロッ
ク４には、そのロータ２側表面に環状凹部２５が設けら
れており、該環状凹部２５内には第６図の破線で示され
た２つの圧力作動室２６゜２６が周ノｊ向に１８０度偏
位いて対称的に設けられている。

環状四部２５内には、第４図及び第５図に示すようなリ
ング状の制御部月２７が第１図及び第６図に示すように
正逆回転可能に嵌装されている。

該制御部月２７の外周縁にはその周方向に１８０度偏位
いて対称な位置に円弧状の切欠部２８．。

２８、が設けられている。制御ｆｆ１１月２７の一側面
には周方向に１８０度偏位いて対称的に突片状の受圧部
２９．２９が一体的に突設されている。これら受圧部２
９，２９は、前記圧力作動室２６゜２６内に夫々スライ
ド可能に嵌装されている。各圧力作動室２６内は各受圧
部２９により第１の室２６、と第２の室２６２とに２分
され（第６図を参照）、容筒１の室２６．は吸入ポート
１５を介して吸入室１１に、第２の室２６２は不図示の
連通路を介して前記連通路２０に夫々連通している。

前記第２の室２６．．２６．の一方と他方とは不図示の
連通路を介して互いに連通されている。また、第２の室
２６３は、第１図に示すように、リヤサイドブロック４
の内部に設けられた連通路３ｏ及び開閉弁機構３１を介
して吸入室１１に連通可能である。該開閉弁機構３１は
吸入室１１側（低圧室側）の圧力に感応して開閉作動し
、開弁時に第２の室２６．内の圧力を低圧側である吸入
室１１内へリークさせるものである。該開閉弁機構３１
は、ベローズ３２と、ケース３３と、ボール弁体３４と
、該ボール弁体３４を閉弁方向に伺勢するばね３５とか
らなる。前記ベローズ３２は吸入室ｌｌ内に伸縮可能に
配設されている。そして、このベローズ３２は吸入室ｌ
ｌ側の圧力（吸入圧）が所定設定値以上のときは縮少状
態となり、所定設定値以下の時は伸張状態となる。前記
ケース３３は前記連通路３０に連通した装着孔３６内に
装着されている。該ケース３３には、室３３ａを介して
互いに連通する孔３３　ｂ、３３　ｃが形成されている
。前記ボール弁体３４は、前記ケース３３の室３３ａ内
に配設されて孔３３ｃを開閉する。前記ばね３５は前記
室３３ａ内に配設され、ボール弁体３４をその閉弁方向
に付勢している。そして、前記吸入圧が所定設定値以上
にあってベローズ３２が縮少状態にある時、ボール弁体
３４によりケース３３の孔３３ｃが閉塞され、これによ
って前記第２の室２６２内が高圧に保持される。また、
吸入圧が所定設定値以下にあってベローズ３２が伸張状
態にある時、該ベローズ３２と一体で孔３３ｃに遊嵌し
たロッド３２ａの先端がボール弁体３４をばね３５の伺
勢力に抗して開弁側に押圧することにより孔３３ｃは開
口され、これによって第２の室２６を内の高圧が吸入室
１１内へリークする。

このようにして、吸入圧が所定設定値となるように第２
の室２６２内の圧力が開閉弁機構３１により制御される
。

第４図及び第５図に示すように、前記制御部月２７の一
側面、内周、外周及び受圧部２９の周縁にはシール溝２
７ａが連続して形成され、該シール溝２７ａには特殊形
状のシール部材３７が装着されている。該シール部材３
７は、弾性シール部材３７ａと樹脂シール部材３７ｂと
の二重構造である（第１図を参照）。

第１図に示すように、制御部材２７はねじりコイルばね
３８により第６図中反時計方向に付勢されている。該ね
じりコイルばね３８は吸入室ｌｌ側に延出しているリヤ
サイドブロック４のボス部４ａの外周に配置されており
、その一端は制御部材２７の一側面に係止され、その他
端は前記ボス部４ａの端面に係止されている（図示省略
）。

このようにして、前記制御部月２７は、第１の室２６．
内の圧力とねじりコイルばね３７の付勢ツノとの合ツノ
と第２の室２６．内の圧力との差により正逆回転する。

すなわち、吸入圧が所定設定値となるように第２の室２
６．内の圧力が開閉弁機構３１により制御されることに
より、制御部材２７が第６図の実線及び第２図で示す最
大の吐出容量が得られる全稼働位置と、第６図の二点鎖
線及び第３図で示す最小の吐出容量が得られる一部稼働
位置との間で正逆回転するように成っている。

第５図及び第６図に示すように、互いに周方向な位置に
ある前記切欠部２８．、　２８．のうちの切欠部２８．
のロータ回転方向前側端部２８．。は、その内周側を溝
状に切欠き、該溝状切欠部２８．．の外周側に突出部２
８．２を残した形状となっている。

これに対して、切欠部２８ｔのロータ回転方向前側端部
２８．。は直線状の端部となっている。

次に上記構成を有するベーン型圧縮機の作動を説明する
。

圧縮機の作動時に、低圧側である吸入室１１内の圧力（
吸入圧）が吸入ポート１５を介して両方の圧ツノ作動室
２６．２６の第１の室２６．．　２６゜内に導入され、
また高圧側である前記連通路２０内の圧力（吐出圧）が
前記不図示の連通路を介して両方の圧力作動室２６．２
６の第２の室２６．。

２６３内に導入される。従って、第１の室２６．内の圧
力とねじりコイルばね３８の付勢力との合力（制御部材
２７を第３図に示す一部稼働位置側、即ち第６図中反時
計方向へ回転させるノコ）と第２の室２６．内の圧力（
制御部材２７を第２図に示す全稼働位置側、即ち第６図
中時計方向へ回転させるノコ）との差に応じて制御部材
２７が全稼働位置と一部稼働位置との間で正逆回転する
。

即ち、上記圧縮機の低速運転時においては前記吸入圧が
比較的高いため、開閉弁機構３１は閉弁状ｇＢ（第１図
の状態）にあり、前記吐出圧が供給される第２の室２６
２内が高圧に保持され、これによって該第２の室２６□
内の圧力が第１の室２６内の圧力とねじりコイルばね３
８の付勢力との合ノコに打ち勝って、制御部材２７は第
２図に示す全稼働位置側に回動する。

この全稼働位置では、制御部月２７の各切欠部２８、、
　２８．の前記前側端部２８．。、２８ヨ。はロータ２
の回転方向における最も後側の位置にある。

このとき、制御部材２７の切欠部２８．がある他方の圧
縮室］２．については、吸入行程にある相前後する２つ
のベーン、例えばベーン１４４゜１４６の後側ベーン１
４．が切欠部２８．の前側端部２８２゜を通過した位置
（第２図のＡ位置）で圧縮行程が開始される。これに対
して、切欠部２８がある一方の圧縮室１２、については
、吸入行程にある相前後する２つのベーン、例えばベー
ン１４、．１４．の後側ベーン１４．が前記突出部２８
．２の端部２８．、’　を僅かに過ぎた位置（第２図の
Ｂ位置）で圧縮行程が開始される。すなわち、全稼働位
置ではカムリング１の内周面１ａとロータ２の外周面と
の間隔が大きく、前記突出部２８．２の大部分が一方の
圧縮室１２、と吸入ポート１５との間に介在し、その分
だけ一方の圧縮室１２内の冷媒が溝状切欠部２８８．を
通って吸入ポート１５側へ流出しにくいため、前記後側
ベーン１４つが前記Ｉ３位置に達したときに圧縮行程が
開始される。このＢ位置は前記Ａ位置に対しほぼ１８０
゜ずれた位置にあり、全稼動位置において一方の圧縮室
１２．では他方の圧縮室１２ｔとほぼ同じ位置で圧縮行
程が開始される。従って、圧縮室１２における全稼動位
置での圧縮量（最大圧縮ｍ）は圧縮室１２２における最
大圧縮量とほぼ等しくなる。

次に、圧縮機が高速運転状態になると、前記吸入圧が低
下するため、開閉弁機構３１は開弁状態となって第２の
室２６２内の高圧が低圧側である吸入室１１側にリーク
し、これによって該第２の室２６．内の圧力が第１の室
２６３内の圧力とねじりコイルばね３８のイ」勢力との
合力より小さくなり、制御部材２７は第２図の全稼働位
置から第３図の一部稼働位置側に回動する。

この一部稼働位置では、制御部材２７の各切欠部２８．
．　２８．の前記前側端部２８．。、２８、。はロータ
２の回転力向における最も前側の位置にある。このとき
、他力の圧縮室１２２については、吸入行程にある相前
後する２つのベーン、例えばベーン１４４，１４．、の
後側ベーン１４６が前側端部２８．。を通過した位置（
第３図のＣ位置）で圧縮行程が開始される。これに対し
て、一方の圧縮室１２．については、吸入行程にある相
前後する２つのベーン、例えばベーン１４．．１４．の
後側ベーン１４．が前記前側端部２８．。の溝状切欠部
２８、、ノ端１’！Ｉ＋　２８　、　、　’　を通過し
た位置（第３図のＤ位置）で圧縮行程が開始される。す
なわち、方の圧縮室１２、については、一部稼働位置で
はカムリング１の内周面１ａとロータ２の外周面との間
隔が小さく、前記突出部２８．２の大部分が圧縮室１２
．と吸入ポート１５との間から退避するため、前記後側
ベーン１４２が突出部２８，２の端部２８．、’　を過
ぎてから前記端部２８．、’　を通過するまでの間は圧
縮室］２内の冷媒ガスが溝状切欠部２８．１から吸入ポ
ート１５側へ流出するその結果、一部稼動位置における
一方の圧縮室１２の圧縮開始位置（Ｄ位置）は他力の圧
縮室１２２の圧縮開始位ｆｉ！（Ｃ位置）より溝状切欠
部２８，１の分だけ遅れる。従って、一方の圧縮室１２
８での最小圧縮ｍ（即ち最小吐出容量）は、他力の圧縮
室１２□より小さくなり、これによって一方の圧縮室１
２．での吐出容量の可変率が他力の圧縮室１２２より大
きくなる。

（発明の効果） 以」二詳述したように、本発明に係るベーン型圧縮機に
よれば、制御部利の２つの切欠部の一方のロータ回転方
向前側端ｒｔ＋＋を、その内周側を溝状に切欠き、該溝
状切欠部の外周側に突出部を残した形状とした構成によ
り、一方の圧縮室については、制御部材が全稼働位置に
あるときには、カムリングの内周面とロータの外周面と
の間隔が大きく、前記突出部の大部分が吸入ポートと圧
縮室との間に介在し、その分だけ圧縮室内の冷媒が前記
溝状切欠部を通って吸入ポート側へ流出しにくいので、
一方の圧縮室の圧縮開始時期は他力の圧縮室とほぼ同じ
になり、且つ制御部拐が一部稼働位置にあるときには、
前記間隔が小さく、前記突出部の大部分が吸入ポートと
圧縮室との間から退避し、方の圧縮室の圧縮開始時期は
前記溝状切欠部の分４゜ だけ他方の圧縮室より遅れるので、一方の圧縮室におけ
る全稼動位置での最大吐出容量を他方の圧縮室とほぼ同
程度にしつつ、一方の圧縮室での吐出容量の可変率を拡
大でき、その結果、圧縮機全体として吐出容量の可変率
を拡大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の一実施例を示しており、第
１図はベーン型圧縮機を示す軸心を通る４５度の角度で
切った縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面
図で全稼働位置を示す図、第３図は第２図と同様の断面
図で一部稼働位置を示す図、第４図は主要部品の分解斜
視図、第５図は第４図の■矢視図、第６図は第１図のＶ
ｌ−Ｖｌ線に沿う断面図である。 夕回転方向前側端部、 ２８．１・・・突出部。 ２８１．・・・溝状切欠部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　両側がサイドブロックで閉塞されたカムリングの
   内周面と該カムリング内で回転するロータの外周面との
   間で周方向の対称な位置に画成された２つの圧縮室と、
   該ロータに放射方向に出没自在に嵌装された複数のベー
   ンと、前記サイドブロックの一方に設けられた吸入ポー
   トと前記圧縮室とを連通する周方向の対称な位置で周力
   向に延びた２つの切欠部を有し且つ前記一方のサイドブ
   ロック内で回動可能な制御部材とを備え、前記複数のベ
   ーンのうちの吸入行程にある相前後する２つのベーンの
   回転方向後側ベーンが前記各切欠部のロータ回転方向前
   側端部を通過する時点を流体の圧縮開始時期とし、前記
   制御部材を全稼働位置と一部稼働位置との間で回動させ
   ることにより吐出容量を変化させるベーン型圧縮機にお
   いて、前記２つの切欠部の一方の前記前側端部を、その
   内周側を溝状に切欠き、該溝状切欠部の外周側に突出部
   を残した形状としたことを特徴とするベーン型圧縮機。