JPH0374592A - 可変容量型圧縮機 - 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す
る可変容量型圧縮機に関し、特にベーンのチャタリング
の発生の防止を図った可変容量型圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、可変容量型圧縮機としては、圧縮機の作動中ベー
ン背圧低下によるチャタリングの発生及び反対に過度の
背圧導入によるベーン先端部の摩耗を防止するために、
吸入行程開始時から圧縮行程の途中までの間、ベーン溝
底部の穴に、シリンダの一側のサイドブロックのロータ
側端面に形成された背圧導入溝を連通して該底部の穴内
に中間圧のベーン背圧を導入する一方、該底部の穴と前
記背圧導入溝との連通が断たれてから吐出行程終了時ま
での間、咳底部の穴と連通し該底部の穴内に高圧のベー
ン背圧を導入するようにした背圧用送油孔を前記−側の
サイドブロックに設けたものが提案されている（実願昭
６３−３７８３４）　。

この提案された可変容量型圧縮機では、ベーン溝底部の
穴と背圧導入溝との連通が断たれてから吐出行程終了時
までの間では、全稼働時及び一部稼働時のいずれの場合
にも同じ高圧のベテン背圧を導入し、該高圧のベーン背
圧と遠心力との合力によりベーン先端をカムリングの内
周面に押し付けるようにし、チャタリングの発生及びベ
ーン先端部の摩耗を防止することを図っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記提案技術においては、第８図に示すように
、圧縮機の吐出圧Ｐｄが低下するとき、即ち吐出容量が
最小となる一Ｍ稼働位置に制御部材がある時ベーン背圧
Ｐｋが急激に低下し、ベーンのチャタリングが発生する
。かかるベーン背圧Ｐｋの低下は、一部Ｗｍ時にロータ
が前記−側のサイドブロック側に片寄った状態になるた
めに前記−側のサイドブロックとロータとの隙間が狭く
なり、背圧油が導入されにくくなるために生ずると考え
られる。前記ロータが片寄る原因は、回転軸の他側のサ
イドブロック側背面部には常に吸入圧Ｐｓが掛かってお
り、一部稼働時のように吐出圧Ｐｄが低いと、前記ロー
タが前記−側のサイドブロック側に押しつけられるため
である。かかるベーン背圧Ｐｋの急激な低下を紡ぐには
前記−側のサイドブロックに設けられた背圧用送油孔の
径を大きくして送泊量を増大させる方法が考えられるが
、−旦ロータが前記−側のサイドブロックに片寄ってし
まうと、その効果は小さく、その上ロータが他側のサイ
ドブロック側に片寄った場合には、ベーン背圧Ｐｋが高
くなりすぎるためベーンの先端部が摩耗し、また圧縮機
駆動動力のロスが生じる等の不具合が生じる。

本発明は上記のａｍを解決、するために為されたもので
、一部稼働時のロータの片寄りによるベーンのチャタリ
ングを防止すると共に、全稼働時におけるベーン先端の
摩耗を防止することを図った可変容量型圧縮機を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の目的を解決するために、シリンダと、該
シリンダ内に嵌装されたロータと、該ロータのベーン溝
に放射方向に出没自在に嵌装された複数のベーンと、回
動により圧縮開始時期を制御する制御部材とを備えた可
変容量型圧縮機において、前記制御部材が−Ｓ稼働位置
にあるときはベーン溝と連通してベーン背圧を導入し、
前記制御部材が全稼働位置にあるときは閉塞されて前記
ベーン背圧の導入を遮断する背圧導入孔が、前記制御部
材に設けである。

（作用） 一部稼働時においては制御部材に設けた背圧導入孔がベ
ーン溝と連通し、該ベーン溝にベーン背圧が導入され、
ベーン背圧の低下を防ぐ。一方、全稼働時においては背
圧導入孔が閉塞されてベーン背圧の導入が遮断され、ベ
ーン背圧の上昇を防ぐ。

（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図は本発明の一実施例に係る可変容量型ベーン型圧
縮機を示す縦断面図である。

第１図及び第２１！ｌに示すように、可変容量型ベーン
型圧縮機は、略楕円形の内周面１ａを有するカムリング
１とカムリング１のｊｌｉｊ（ＩＩ端面を閉塞する如く
該両側端面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とから成るシリンダと、該シ
リンダ内に回転自在に収納された１ワ筒状のロータ２と
、該両サイドブロック３゜４の外側端面に夫々固定され
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の上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ック３とによりｌ！ｌｉ處さ
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とにまり画成される吸入室１１に夫々連
通している。

カムリングｌの内周面１ａとロータ２の外周面との間に
、周方向に１８０度偏位して対称的に２つの圧縮空間１
２．１２が画成されている。ロータ２にはその径方向に
沿うベーン溝１３ｍ〜１３ｓ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
１３１〜１３！！内にベーン１４１〜１４ｓがそれぞれ
放射方向に沿って出没自在に嵌装されている。

リヤサイドブロック４には、第１１３１に示す吸入ボー
ト！５が周方向に１８０度偏位して対称的に設けられて
いる。各吸入ボート１５はリヤサイドブロック４の厚さ
方向に貫通しており、各吸入ボート１５を介して吸入室
口と圧縮空間１２，１２ヒが夫々連通されている。

カムリングｌの外周壁には、第２図に示すように、吐出
ボート１６．１６が周方向の対称な位置に穿設されてい
る。該吐出ボート１６．１６のあるカムリング！の外周
壁には、弁止め部１７ａを有する吐出弁カバー１７がボ
ルト１８により固定されている。カムリングｌの外周壁
と弁止め部１７ａとの間には、吐出弁カバー■７側に保
持された吐出弁１９が介装され、該吐出弁１９は吐出圧
を受けたときに開ブＰして吐出ボートｉ６をｉｌＪ［Ｊ
するように或っている。さらに、カムリングｌには、第
９図に示すように、各吐出弁１９の開弁時に各吐出ボー
ト１６に夫々連通ずる連通路２０が、フロントサイドブ
ロック３には該各連通路２０に夫々連通する連通路２１
が夫々周方向の対称な位置に形成されている。そして、
各吐出ボート１６が開口したときには、圧縮空間１２内
の圧縮された冷媒ガスは吐出ボート１６、連通路２０，
２１、吐出室１０及び吐出口５ａを順次介して吐出され
るように威っている。

第１因に示すように、吐出室１０及び吸入室１１の各底
部は油溜室１０ａ、ｌＯｂになっており、該油溜室ＩＯ
ｂは壁部１１ｂにより吸入室口とは隔絶されている。各
油溜室１０ａ、１０ｂは、フロントサイドブロック３、
カムリングｌ及びリヤサイドブロック４の各測路３ａ、
・ｌｂ及び４ａを介して連通している。

第１図及び第４図に示すように、フロントサイドブロッ
ク３のロータ側端面には、２つの背圧導入溝２２と谷溝
に対し２つの背圧用送油孔２３εが設けられている。

各背圧導入溝２２は、各ベーン溝１３ｔ〜１３ｓの底部
の穴１３１０〜１３ｓｏに吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓの中
間圧のベーン背圧Ｐｋを導入するためのもので、吸入行
程開始時から圧縮行程の途中までの間該底部の穴１３ｕ
ｏｘ１３６０と連通ずる周方向の対称な位置に配置され
ている。各背圧導入溝２２は各圧縮空間１２に対応して
おり、該各背圧導入溝２２は細い通路２２ａで互いに連
通している。

各背圧用送側孔２３は、底部の穴１３ｓｏ〜１３ｓ。

に吐出圧Ｉ’ｄより僅かに低く前記中間圧のベーン背圧
１’により高い高圧のベーン背圧Ｐｋを導入するための
ものである。背圧用送油孔２３は、底部の穴１３＋ｏ〜
１３ｓｏと背圧導入溝２２との連通が断たれてから吐出
行程終了時までの間該底部の穴１．３ｓｏ〜１３ｓｏと
連通する周方向の対称な位置に２つずつ配置されている
。各背圧用送油孔２３には、１ｌｌＩｌｆｆ室ｔｅａ内
の仙が吐出圧Ｐｄを受けてオリフィス２４及びフロント
サイドブロック３内の測路３ｂを介して導入されるよう
に戊っている。

また、フロントサイドブロック３には、輪受８の周囲に
軸受室３ｃが画成されている。該軸受室３ｃは、回転軸
７内の通路７ａ及びリヤサイドブロック４内の通路４ｄ
を介して吸入室ＩＮと連通していると井に、フロントサ
イドブロック３内の通路３ｄを介して圧縮空間１２と連
通している。

これによって、吸入室ｔｉ内の冷媒ガスの一部が通路４
ｄ、７ａ、軸受室３ｃ及び通路３ｄを通って圧縮空間１
２へ流れ、軸受８の潤滑がなされる。

一方、リヤサイドブロック４には、軸受９の周囲に軸受
室４ｂが画成されている。該軸受室４ｂは、通路４Ｃ及
びオリフィス２５を介して油溜室Ｊｏｂと連通しており
、該軸受室４ｂ内に油溜室ｔｏｂのｉｈが吐出圧Ｐｄを
受けて導入され、軸受９の潤滑がなされるようにしであ
る。

第１［１！Ｉ及び第５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２６が
設けられており、該環状四部２６内には、第５図に示す
ようなリング状の制御部材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。該制御部材２
７の外周縁にはその周方向に１８０度偏位して対称な位
置に円弧状の切欠ｉ’１１２８，２８が設けられている
。

制御部材２７には、２つの背圧導入孔２９が周方向に１
８０度嬬位して対称的に設けられている。

各背圧導入孔２９はベーン背圧Ｐｋの低下を補償するた
めのもので、制御部材２７がベーン背圧Ｐｋが低下する
一部稼働位置にある時には、ロータ２の回転により通過
するベーンｍ１３＋〜１３ｓと連通すると共に、制御部
材２７が吐出圧Ｐｄが高くベーン背圧が低下しないよう
な全稼働位置にある時には、回転する各ベーン１４１〜
１４１１の端面によって閉塞されるような位置に設定し
である。

各背圧導入孔２９は、軸受室４ｂ、通路４ｃ。

オリフィス２５を介して７１１１溜室１０ｂと連通して
おり、該η１１溜室ｌＯｂ内の抽が吐出圧Ｐｄを受けて
導入され、ベーン背圧の低下を補償するようにされてい
る。制御部材２７の一側面には周方向に１８０度偏位し
て対称的に突片状の受圧部３０゜３０が一体的に突設さ
れ、各々リヤサイドブロック４のｍｊ記環状凹部２６の
底部内の空間を２つの圧力作動室（図示せず）にＬｌ威
している。

該容管圧部の一側面には低圧である吸入圧Ｐｓが、その
他側面には圧縮空間１２からの吐出圧１）ｄがオリフィ
ス（図示せず）を介して導入されて形成される高圧であ
る制御圧Ｐｃが夫々作用するように或っている。該Ｒ１
１ＪＩ’ｆ圧Ｐｃは、吸入圧Ｐｓが所定の設定線となる
ように開閉弁機ｍ（第９図）により制御される。そして
、制御部材２７は、前記圧力作動室の一方に供給される
吸入圧Ｐｓとねじりコイルばね３１との合力と、他方の
圧力作動室内に形成される制御圧Ｐｃとの差により回動
して圧縮開始時期を制御する。即ち、制御部材２７は、
制御圧Ｐｃが大きくなるにつれて第２図で示す全種（至
）位置側に、制御圧Ｐｃが小さくなるにつれて第３図で
示す一部稼働位置側に夫々回動する。

この全稼働位置では、制御部材２７の各切欠部２８の前
側端部２８ａはロータ回転方向における最も後側の位置
にあって圧縮開始時期が最も早く、相前後する２つのベ
ーン間に閉じ込められる冷媒ガスの体積が最大となって
吐出容量が最大となる。

−力前記一部稼働位置では、各切欠部２８の前側端部２
８ａはロータ回転方向における最もｎＩＩ側の位置にあ
って圧縮開始時期が最も遅く、相前後する２つのベーン
間に閉じ込められる冷媒ガスの体積が最小となって吐出
容量が最小となる。

次に上記構成を有する可変容量型ベーン型圧縮機の作動
を説明する。

各圧縮空間１２において、吸入行程にある相１３後する
２つのベーン間の各圧縮空間１２内に冷媒ガスが吸入室
１１から吸入ボート１５及び制御部材の切欠部２８を介
して夫々吸入され、該２つのベーンのロータ回転方向後
側ベーンが各切欠部２８の前側端部２８ａを通過し、こ
れによって前記２つのベーン間の圧縮空間１２と吸入ボ
ート１５との連通が断たれた時点で圧縮行程が開始され
、圧縮行程終了後に吐出行程が開始される。

前記吸入行程は、制御部材２７が第２図で示す全稼働位
置にある全稼働時ではａｔ位置からａ２位置までの区間
であり、制御部材２７が第３図で示す一部稼働位置にあ
る一部稼働時では８１位置から８２’までの区間である
。また、圧縮行程の開始時期は、制御部材２７が第２図
の全稼働位置から第３図の一部稼働位置側に回転するに
つれ遅くなり、これによって吐出容量が連続的に減少す
る。

ロータ２の回転中、各ベーン１４１〜１４ｓは第１図及
び第４図に示す背圧導入溝２２を介して各ベーン溝１３
ｔ〜１３ｓの底部の穴１３１ｏ〜１３５゜に導入される
ベーン背圧Ｐｋを受け、このベーン背圧Ｐｋと遠心力に
よって各ベーン１４＋〜１４５の先端はカムリング１内
の内周面１ａに押し付けられる。

ロータ２の回転により例えばベーン溝底部の穴１３１ｏ
が半径方向外方に移行して前記背圧導入溝２２との連通
が断たれると、該底部の穴１３＋ｏが対応する背圧用送
側孔２３と連通する。油溜室１０ａ内吐出圧Ｉ’ｄを有
する柚がオリフィス２４、力１１路３ｂ及び前記背圧用
送側孔２３を介して底部の穴１３１ｏ内に導入され、こ
れにより底部の穴内に高圧のベーン背圧Ｐｋが形成され
る。該高圧のベーン背圧Ｐｋと遠心力によりベーンの先
端がカムリング１の内周面１ａに押し付けられる。

一部稼働時において制御部材２７の回動に仔っで第７図
（ａ）に示すように背圧導入孔２９はベーン１４＋の基
端より半径方向内方となる位置に移動する。従ってロー
タが回転し該背圧導入孔２９は通過するベーン１４＋の
ベーン溝１３ｔの下部と連通し、ｎ；ｊ記泊溜室ｌＯｂ
の柚がオリフィス２５、油路４ｃ、軸受４ｂ、及び背圧
導入孔２９を介してベーン溝！３１に導入される。よっ
てａ−夕２がフロントサイドブロック３側へ片寄ったと
きでも第８図に示すようにベーン背圧Ｐｋの低下を防止
することができ、ｌＩｊ記ベーンの先＃Ａ部はカムリン
グ】の内角面１ａに押し付けられる。したがって、ベー
ン１４ｓ〜１４ｓのチャタリングを防ぐことができる。

一方、全稼働時において背圧導入孔２９は、制御部材２
７の回動に件って第７図（ｂ）に示すようにベーン１４
ｉの基端より半径方向外力となる位置に移動する。従っ
て、ロータが回転し背圧導入孔２９を通過するベーンに
よって閉塞されるため、油溜室ｆｏｂからの抽のベーン
溝への導入が遮断される。よって全稼働時においては必
要以上のベーン背圧Ｐｋがベーンに掛からず、ベーンの
先端部はカムリングｌの内角面１ａに強く押し付けられ
ることはない。したがって、ベーン１４１〜１４６の先
端部の摩耗を防ぐことができる。

尚、上記実施例では背圧用送油孔２３と背圧導入孔２９
の双方を設けたｍＦｌｉ、について説明したが、０７１
者を省略し、背圧導入孔２９のみを設けるｍｔとしても
よい。

第９図は、本発明の他の実施例に係る可変容量型ベーン
型圧線機を示す縦断面図である。

上述の実施例においては、制御部材が全稼働位置にある
とき背圧導入孔２９はベーン１４＋〜１４！１の端面に
よって閉塞され、また一部稼働時に背圧導入孔２９とベ
ーン溝１４＋〜夏４５とが直接連通し、その結果オリフ
ィス２５、通路４ｃ及び軸受室４ｂを介して？＋１１溜
室１０ｂかも送り込まれた油が背圧導入孔２９を通じて
ベーン溝１３ｍ〜１３ｓに導入される場合について述べ
た。

これに対し、本実施例においては、第９図に示すように
、連通路２０．２１を介して吐出室ＩＯに連通ずるオリ
フィス３３をカムリングｌに設けるとともに、一部稼働
時にオリフィス３３と連通して吐出圧Ｐｄを軸受室４ｂ
に導き、全稼働時にカムリング１により閉塞される背圧
導入孔３４をＩ′１ＦＪｆｓ部材２７に設けた。背圧導
入孔３４は、第１Ｏ図に示すように、制御部材２７のロ
ータ側端面側にザグリ加工してなる長溝部３４ａと、こ
の長溝部３４ａに連通する連通部３４ｂとからなる。こ
れによりオリフィス３３を介して導かれた高圧の冷媒ガ
スが長溝部３４ａ及び連通部３４ｂを通じて軸受室４ｂ
に導かれ、更に回転柚７の外周と制　４゜御部材２７の
内周とのすき間、並びに制御部材２７のロータ２側端而
とロータ２の制御部材側端面とのすき間を通じてベーン
溝１３＋〜１３Ｂに高圧の冷媒ガスが導入される。

以上のような構成の本実施例によれば、第１図の実施例
の場合と同様の効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の可変容量型圧縮機によれば
、前記制御部材が一部稼働位置にあるときはベーン溝と
連通してベーン背圧を導入し、前記制御部材が全種（至
）位置にあるときは閉塞されて前記ベーン背圧の導入を
遮断する背圧導入孔が、前記制御部材に設けであるので
、一部稼働時のロータの片寄りによるベーン背圧の低下
を防ぎ、ベーンのチャタリングの発生を防止することが
できるとともに、全稼働時若しくはロータの片寄りがな
いときにはベーン背圧が過度に上昇するのを防ぎ、ベー
ンの先端部の摩耗を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の一実施例に係る可変容量型
ベーン型圧縮機を示しており、第１図は可変容量型ベー
ン型圧縮機の縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿
う横断面図で全稼働位置を示す図、第３図は第２図と同
様に断面図で一部稼働位置を示す図、第４１３！ｌはフ
ロントサイドブロックを示す端面図、第５図はりャサイ
ドブロック及び制御部材の分解斜視図、第６図は第１図
のＶｌ−■線に沿う端面図、第７図（ａ）及び（ｂ）は
背圧導入孔とベーンとの関係を説明するための図、第８
図は吐出圧、圧縮機回転数及びベーン背圧間の関係を示
すグラフ、第９図乃至第１２図は本発明の他の実施例に
係る可変容量型ベーン型圧縮機を示し、第９図は可変容
量型ベーン型圧縮機の縦断面図、第１０図は制御部材の
斜視図、第１’１図は第９１！ＩのＸＩ　−ＸＩ線に沿
う横断面図で、全稼働位置を示す図、第１２図は第１１
図と同様の断面図で一部稼働位置を示す図である。 １・・・カムリング、１ａ・・・内周面、２・・・ロー
タ、３・・・フロントサイドブロック（−側のサイドブ
ロック）、４・・・リヤサイドブロック（他側のサイド
ブロック）、１３＋〜１３５・・・ベーン溝、１３１０
〜１３５０・・・ベーン溝底部の穴、１４ｔ〜１４５・
・・ベーン、２７・・・制御部材、２９．３４・・・背
圧導入孔、Ｐｋ・・・ベーン背圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シリンダと、該シリンダ内に嵌装されたロータと、
   該ロータのベーン溝に放射方向に出没自在に嵌装された
   複数のベーンと、回動により圧縮開始時期を制御する制
   御部材とを備えた可変容量型圧縮機において、前記制御
   部材が一部稼働位置にあるときはベーン溝と連通してベ
   ーン背圧を導入し、前記制御部材が全稼働位置にあると
   きは閉塞されて前記ベーン背圧の導入を遮断する背圧導
   入孔が、前記制御部材に設けてあることを特徴とする可
   変容量型圧縮機。