JPS6149187A - ベ−ン型回転圧縮機 - 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、車両の冷房装置等に用いられるベーン型回転
圧縮機、詳しくはトルク変動による圧縮機の振動、騒音
の低減を図ったベーン型回転圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来のベーン型回転圧縮機としては、例えば第４図及び
第５図に示すようなものが知られている。これらの図に
おいて、１は圧縮機のハウジング内に収装される圧縮機
構部を示し、この圧縮機構部１はカムリング２とロータ
３とを有している。カムリング２は、第４図および第５
図に示すように、断面略楕円形の筒体からなり、その内
周面が小円部２人と大円部２Ｂとにより構成されている
。カムリング２０両端開口はフロントプレート４および
リヤプレート５により封止され、ロータ３はこれらの両
プレート４．５に軸受６Ａ、６Ｂを介しカムリング２内
、特に小円部２Ａ内で回転自在に支持されている。

ロータ３には、第４図に示すように、その軸方向にスリ
ット８が４条形成され、また各不リット８はロータ３の
円周方向に等間隔で（９０”）配されており、さらに各
スリット８は軸垂直方向断面にてその略半径方向（放射
方向）に延在している。これらのスリット８内には、矩
形板状体のベーン９Ａ〜９Ｄが摺動自在に収容されてお
り、これらのベーン９八〜９Ｄはロータ３の回転時、遠
心力およびベーン背圧により、各先端がカムリング２の
内周面に摺接する。カムリング２とロータ３と両プレー
ト４．５とによりポンプ室１０Ａ、ＩＯＢがそれぞれ画
成され、各ポンプ室１０Ａ、１０Ｂはベーン９Ａ〜９Ｄ
により拡縮されて吸入室または圧縮室として作用する。

また、カムリング２の内周面には円周方向に略１８０°
離隔して冷媒の吸入口（図外）および吐出口（図外）に
連通ずる一対の吸入ポート１１　Ａ、１１Ｂおよび吐出
ポート１２Ａ、１２Ｂがそれぞれ開口しており、吸入ポ
ートＩＩＡ、ＩＩＢよりポンプ室１０Ａ、ＩＯＢ内に吸
入された低圧の冷媒は、ロータ３の回転によりポンプ室
１０Ａ、ＩＯＢ内で圧縮されて高圧となって吐出ボー１
−１２Ａ、１２Ｂより吐出口から吐出される。この場合
、第４図に示すように、一方のベーン９Ａと反対側のベ
ーン９Ｃが各吐出ポート１２Ａ、１２Ｂの開口部に近接
して位置するとき、残りの２枚のベーン９Ｂ、９Ｄは吸
入行程の完了直前にそれぞれ位置している。すなわち、
ベーン９Ｂ、９Ｄによりポンプ室１０Ａ、ＩＯＢに吸入
される吸入容積が最大となるとき、同時にベーン９Ａ、
９Ｃにより吸入ポート１１Ａ、ＩＩＢがほぼ閉止される
。したがって、各ポンプ室？ＯＡ、ＩＯＢ内における吸
入および圧縮行程は略同−タイミングで行われるととも
に最大の吸入量（吐出量）が確保される。なお、スリッ
ト８の底部には背圧通路１３が画成されており、この背
圧通路１３はロータ３の軸方向に延設されてロータ３の
端面に形成された連通溝１４を介して潤滑油が供給され
る。

（発明が解決すべき問題点） しかしながら、このような従来のベーン型回転圧縮機に
あっては、２つのポンプ室１０Ａ、ＩＱＢにおいてベー
ン９Ａ〜９Ｄにより冷媒が吸入および吐出される行程が
同一のタイミングで行われるようになっていたため、以
下のような不具合が生じていた。すなわち、一方のポン
プ室１０Ａにはベーン９Ａ〜９Ｄによりその容積が拡縮
されて冷媒による圧力変化が発生するため、この圧力変
化に対応してロータ３には第６図中実線Ａで示すような
トルク変動Ａが生じる。このトルク変動Ａはロータ３が
９０°回転する毎に１回のピークを生じ、ロータ３が１
回転する毎に４回のピークを生じる。これを詳しく説明
すると、ベーン９Ａ〜９Ｄが吸入行程から圧縮行程に進
むにつれて、一方のポンプ室１０Ａ内はベーン９Ａ〜９
Ｄにより冷媒が圧縮されて高圧となり、この高圧により
ロータ３に作用するトルク変動は第６図中ａで示すよう
に次第に増大し、ベーン９Ａ〜９Ｄが吐出ポート１２Ｂ
の直前に至るとそのトルク変動Ａはピークとなる。ベー
ン９Ａ〜９Ｄが吐出ポート１２Ｂを通過するとき、圧縮
された冷媒が吐出ポート１２Ｂから吐出されるにつれて
、トルク変動Ａは図中すで示すようにピークから次第に
減少してゼロとなる。このように４枚のベーン９Ａ〜９
Ｄが一方のポンプ室１０Ａ内でそれぞれ拡縮作用を行う
ことにより、ロータ３の１回転ごとに４回のピークが生
ずるのである。一方、他方のポンプ室１０Ｂ内でも一方
のポンプ室１０Ａと同じタイミングでロータ３には図中
破線Ｂで示すようなトルク変動Ｂが発生する。同図から
明らかなように、これらのトルク変動Ａ、Ｂは各位相が
略同相であるため、合成されて大きなトルク変動Ｃとな
る。その結果、ロータ３に作用する全体のトルク変動Ｃ
はロータ３の回転軸を介して圧縮機全体に伝達され、圧
縮機の振動や騒音が増大するという問題点があった。

そこで、このような問題点を解決するために、例えば第
７図に示すようなベーン型回転圧縮機が提案されている
。このものは、ロータ３に形成されるスリット８が軸中
心に対して不等間隔となるようにしたものである。した
がって、同図に示すように、例えば、ベーン９Ｂとべ・
−ン９Ｃとは互いに９０゛以上離隔しているがベーン９
Ｂとベーン９Ａとの離隔角度は９０°以下となっている
。このため、一方のポンプ室１０Ａと他方のポンプ室１
０Ｂにおける吸入、圧縮のタイミングがずれて、第８図
に示すように一方のポンプ室１０Ａ内におけるロータ３
のトルク変動Ａ′と他方のポンプ室１０Ｂ内におけるロ
ータ３のトルク変動Ｂ′とはその位相がずれてくる（ピ
ークもずれる）。その結果、これらのトルク変動Ａ’、
Ｂ’により合成される全体のトルク変動Ｃ′は、例えば
前記従来例に比較して２０％低減されるため、圧縮機の
振動や騒音が低減される。

しかしながら、この例にあってはトルク変動Ｃ′は低減
されるものの、圧縮機の圧縮効率が低下し、その結果、
冷房性能が悪化するという新たな問題点が生じてくる。

すなわち、一方のベーン９Ａが一方の吸入ポート１１　
Ａを閉止するとき、このベーン９Ａより先方のベーン９
Ｂは未だ吸入行程途中にあるため、冷媒は一方のポンプ
室１０Ａの容積が最大となるまで吸入されず、その吸入
量は減少し、吐出量も減少する。

また、一方のベーン９Ａの反対側のベーン９Ｃが他方の
吸入ポート１１　Ｂを閉止するとき、このベーン９Ｃよ
り先方のベーン９Ｄは圧縮行程の途中にあるため、他方
のポンプ室１０Ｂに吸入された冷媒の一部は吸入ポート
１１Ｂから逆流してしまう。このように冷媒の吸入量が
減少し、これに対応して吐出量も減少するので、圧縮効
率が低下し、その結果、冷房性能が悪化していた。

そこで、本発明は、カムリングの一対の大円部の中心を
一方だけまたは両方ともに所定方向（一方の小円部方向
）に所定角度だけ傾斜させるとともに、一対の吸入ポー
トおよび一対の吐出ボートの各一方だけ、または両方を
ともに傾斜方向（一方の小円部方向）に前記所定角度と
同一角度だけずらせることにより、２つのポンプ室内に
発生する各トルク変動の位相をずらせて、合成される全
体のトルク変動を低減し、もって冷房性能を悪化させる
ことなく、圧縮・機の振動、騒音を低減することを目的
としている。

（問題点を解決すべき手段） 本発明は、前記のような問題点を解決するためになされ
たもので、その内周面が一対の小円部と一対の大円部と
からなり互いに所定の間隔を有してこの内周面にそれぞ
れ開口する一対の吸入ポートおよび一対の吐出ボートが
形成されたカムリングと、カムリングの両端開口を封止
するフロントプレートおよびリヤプレートにその回転軸
が軸支されカムリング内に回転自在に収装されるロータ
と、ロータに放射方向に延設されたスリット内に出没自
在に嵌挿されてその先端がカムリングの内周面に摺接す
るベーンと、ベーンによりその容積が可変とされロータ
の外周面とカムリングの内周面とにより画成されるポン
プ室と、を備え、前記一対の小円部が　　□互いに１８
０度離隔して対称となる位置に配設され、一対の小円部
の中心同士を結ぶ短径軸の中心が前記ロータの中心と一
致するベーン型回転圧縮機において、前記短径軸の中心
が直交する長径軸より前記一対の大円部の一方、または
両方の中心をいずれか一方の小円部方向に所定角度だけ
傾斜させ、かつ前記一対の吸入ポートおよび吐出ボート
の各一方、または両方を一方の小円部方向へ前記所定角
度と同一角度だけずらせるようにしたものである。

（作用） このような構成を有する本発明にあっては、２つのポン
プ室における冷媒の吸入、吐出のタイミングがずれるこ
とになるので、各ポンプ室内で発生するロータの各トル
ク変動はその位相がずれる。このため、２つのトルク変
動が合成された全体のトルク変動が低減するので、圧縮
機の振動や騒音が低減する。また、各ポンプ室の容積が
最大となるように冷媒が各ポンプ室に吸入され、吸入今
に対応した吐出量が確保され、圧縮効率が低下すること
がない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づい“て説明する。

第１〜第３図は本発明の一実施例を示す図である。まず
、構成を説明すると、第１図および第２図において、２
１は圧縮機のハウジング内に収装される圧縮機構部を示
し、この圧縮機構部２１はカムリング２２とロータ２３
とを有している。

カムリング２２は、第１図、第２図に示すように、断面
非真円形の筒体からなり、その両端開口は一対のフロン
トプレート２４およびリヤプレート２５により封止され
ている。ロータ２３の回転軸２３Ａは両プレート２４．
２５の軸受孔２４Ａ、２５Ａ内に遊嵌されて軸受２６Ａ
、２６Ｂを介して両プレート２４．２５に支持されてい
る。したがって、ロータ２３はカムリング２２内に回転
自在に収納されている。ロータ２３には、第１図に示す
ように、その軸方向に４条のスリット２７が形成され、
また、ロータＵの円周方向に等間隔で（９０°）配され
ており、各スリット２７は軸垂直方向断面にてその略半
径方向（放射方向）に延在している。これらのスリット
２７内には矩形板状体のベーン２８Ａ〜２８Ｄが所定の
クリアランスを有して摺動自在に嵌挿されている。ベー
ン２８Ａ〜２８Ｄの基端（放射内端）側には（スリット
２７の底部）、各ベーン２８Ａ〜２８Ｄにより背圧通路
２９が画成され、背圧通路２９には連通溝３３を介して
潤滑油が導入される。したがって、ベーン２８Ａ〜２８
Ｄは背圧通路２９内の潤滑油の圧力（ベーン背圧）およ
びロータ２３回転時の遠心力によりスリット２７より放
射外方に突出して、各先端がカムリング２２の内周面に
摺接することになる。このカムリング２２の内周面は一
対の小円部２２Ａ、２２Ｂと、これらの小円部２２Ａ、
２２Ｂに連続する一対の大円部２２Ｃ１２２Ｄと、によ
り構成されており、一対の小円部２２Ａ、２２Ｂは互い
に１８０°離隔して対称となる位置に配設されている。

ここで、第１図中Ｘはロータ２３の中心軸Ｚを通って一
対の小円部２２Ａ、２２Ｂの中心同士を結ぶ短径軸を、
Ｙはこの短径軸Ｘとロータ２３の中心軸Ｚにて直交する
長径軸を、それぞれ示している。なお４．短径軸Ｘの中
心はロータ２３の中心軸Ｚに一致している。前記一方の
大円部２２Ｃの中心Ｍはこの長径軸Ｙより時計方向回り
に所定角度α、例えば１５°だけ傾斜しており、また他
方の大円部２２Ｄの中心Ｎは長径軸Ｙに対して反時計方
向回りに前記所定角度αと同一角度だけ傾斜している。

したがって、カムリング２２の内周面は短径軸Ｘを中心
として対称な略ハート形状をなしている。また、カムリ
ング２２には一方の吸入ボー１−３ＯＡと一方の吐出ポ
ート３１Ｂとが時計方向回りに前記所定角度αと同一角
度だけずらせてそれぞれ形成され、また他方の吸入ポー
ト３０Ｂと他方の吐出ポート３１Ａとは反時計方向回り
に同一角度だけずらせてそれぞれ形成されている。した
がって、一方の吸入ポート３０Ａと他方の吸入ボート３
０　Ｂとは時計方向回りに略１６５°離隔し、同じく一
方の吐出ポー１−３１　Ａと他方の吐出ボート３１　Ｂ
も略１６５°離隔している。第１図中３２Ａ、３２Ｂは
一対の大円部２２Ｃ１２２Ｄとロータ２３の外周面とに
より画成されたポンプ室であり、これらのポンプ室３２
Ａ、３２Ｂは前記ベーン２８Ａ〜２８Ｄによりその容積
が可変とされる。すなわち、各吸入ボート３０Ａ、３０
Ｂより各ポンプ室３２Ａ、３２Ｂに吸入された低温低圧
の冷媒はロータ２３の回転により各ポンプ室３２　Ａ　
、。

３２Ｂ内で圧縮されて高温高圧となって各吐出ボート３
１Ａ、３１Ｂよりハウジング内に吐出される。

この場合、同図中一方のベーン２８Ｃが一方の吐出ポー
ト３１Ｂの開口部に略位置しているとき、その反対側の
ベーン２８Ａは他方の吐出ボート３１Ａよりロータ２３
の回転方向前方に位置している。

また、他方のベーン２８Ｂが吸入行程途中にあるとき、
その反対側のベーン２８Ｄは圧縮行程の途中にある。し
たがって、両ポンプ室３２Ａ、３２Ｂにおける各ベーン
２８Ａ〜２８Ｄによる冷媒の吸入、圧縮のタイミングは
同時とならず、ずれてくる。

次に作用を説明する。

一対の大円部２２Ｃ１２２Ｄの各中心Ｍ、Ｎを呈径軸Ｙ
から短形！Ｉ！ｔｈＸ方向（一方の小円部２２Ｂ方向）
に所定角度α傾斜させ、かつ一対の吸入ボート３０Ａ、
３０Ｂおよび吐出ポート３１Ａ、３１Ｂを傾斜方向に前
記所定角度αと同一角度ずらせたため、各ベーン２８Ａ
〜２８Ｄによりその容積が拡縮される各ポンプ室３２Ａ
、３２Ｂにおいて、冷媒が各吸入ボー１−３０　Ａ、３
０Ｂより吸入され、圧縮された後各吐出ボート３１Ａ、
３１　Ｂから吐出されるそれぞれのタイミングはずれて
くる。したがって、一方のポンプ室３２Ａ内で発生する
ロータ２３のトルク変動（第３図中実線りで示される）
は、ロータ２３の１回転毎に４つのピークを形成するよ
うに変化し、他方のポンプ室３２Ｂ内で発生するロータ
２３のトルク変動（同図中破線Ｅで示される）は、ロー
タ２３の１回転毎に前記位相とその位相がずれる４つの
ピークを形成するように変化する。したがって、これら
のｌ−ルり変動り、Ｅは、前記角度αに対応して略】５
°その位相がずれており、これらの２つのトＪレク変動
り、Ｅにより合成される全体のトルク変動Ｆは、第１の
従来例と比較して約４０％、第２の従来例と比較しても
約２０％低減される。その結果、ロータ２３からその回
転軸２３Ａを介して圧縮機全体に伝達されるトルク変動
Ｆが低減されるので、振動や騒音の増大もない。また、
２つのベーン２ＢＢ、２８Ｄにより各ポンプ室３２Ａ、
３２Ｂの容積が最大となるとき、後方の２つのベーン２
８Ａ、２８Ｃにより各吸入ボート３０Ａ、３０Ｂが略閉
止されるので、冷媒の吸入量が減少することがない。

したがって、吸入量に対応した吐出量を確保でき、圧縮
効率は悪化しない。その結果、冷房性能が低下すること
がない。このように、この実施例にあっては、冷房性能
を維持しつつ圧′＠碑の振動、騒音を低減することが可
能となる。

なお、この実施例においては、カムリング２２の一対の
大円部２２Ｃ１２２Ｄの各中心Ｍ、Ｎをそれぞれ所定方
向に傾斜させる場合について説明したが０、これに限定
されるものではなり、一対の大円部２２Ｇ、２２Ｄの各
中心Ｍ、Ｎのいずれか一方を所定方向に、傾斜させても
良い。また、傾斜角度αは１５°に限定されるものでは
なく、各ポンプ室３２Ａ、３２Ｂ同士が連通してしまう
恐れが生じない範囲内で所定角度を選定することができ
る。

（効果） 以上説明してきたように、本発明によれば、２つのポン
プ室における吸入、吐出のタイミングをずらして、各ポ
ンプ室内に発生すロータの各トルク変動の位相をずらす
ことができるので、全体のトルク変動を低減することが
できる。その結果、冷房性能を悪化させることなく、圧
縮機の振動や騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係るベーン型回転圧縮機の一
実施例を示す図であり、第１図はその正面断面図、第２
図はその側面凹面図、第３図はロータの回転角とトルク
との関係を示すグラフ、第４図及び第５図は従来の−・
−ン型回転圧縮機を示すものであり、第４図はその正面
断面図、第５図はその側面断面図１．第６図はこの従来
例におけるロータの回転角とトルクとの関係を示すグラ
フ１．第７図は従来の他のベーン正 型回転圧縮機を示すその働面断面図、第８図は第７図の
従来例におけるロータの回転角とトルクとの関係を示す
グラフである。 ２２・・−一一一カムリング、 ２２　Ａ、　、　２２　Ｂ　−−−−−一小円部、２２
Ｃ，２２Ｄ−−−−−一大円部、 ２３・・−・・−ロータ、 ２４−　・・−フロントプレート、 ２５〜−一〜−−リヤプレート、 ２７−　　・−スリット、 ２８Ａ〜２８　Ｄ　−−−−−ベーン、３０Ａ、３０　
Ｂ　−−−−一吸入ボー１−１３１　Ａ、　３１　Ｂ−
−−−−・吐出ポート、３２Ａ、３２　Ｂ　−−−−−
−ポンプ室、Ｘ・−−〜−−短径軸、 Ｙ−・−一一一長径軸、 α−・・−所定角度、 Ｍ、Ｎ・・−・−各大円部の各中心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 その内周面が一対の小円部と一対の大円部 とからなり互いに所定の間隔を有してこの内周面にそれ
   ぞれ開口する一対の吸入ポートおよび一対の吐出ポート
   が形成されたカムリングと、カムリングの両端開口を封
   止するフロントプレートおよびリヤプレートにその回転
   軸が軸支されカムリング内に回転自在に収装されるロー
   タと、ロータに放射方向に延設されたスリット内に出没
   自在に嵌挿されてその先端がカムリングの内周面に摺接
   するベーンと、ベーンによりその容積が可変とされロー
   タの外周面とカムリングの内周面とにより画成されるポ
   ンプ室と、を備え、前記一対の小円部が互いに１８０度
   離隔して対称となる位置に配設され、一対の小円部の中
   心同士を結ぶ短径軸の中心が前記ロータの中心と一致し
   たベーン型回転圧縮機において、前記短径軸の中心と直
   交する長径軸より前記一対の大円部の一方、または両方
   の中心をいずれか一方の小円部方向に所定角度だけ傾斜
   させ、且つ前記一対の吸入ポートおよび吐出ポートの各
   一方、または両方を前記一方の小円部方向へ前記所定角
   度と同一角度だけずらしたことを特徴とするベーン型回
   転圧縮機。