JPS62129593A

JPS62129593A - ベ−ン型圧縮機

Info

Publication number: JPS62129593A
Application number: JP60268137A
Authority: JP
Inventors: Nobufumi Nakajima; 中島　信文
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1987-06-11
Also published as: JPH0419395B2; AU6575986A; EP0225126B1; US4818189A; KR870005181A; KR900003100B1; EP0225126A1; AU577716B2; DE3669755D1

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、例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮機として
用いられるベーン型圧縮機に関する。

（従来技術及びその問題点）従来、ベーン型圧縮機の能力を被圧縮ガスの吸入量の調
節によって制御し得るようにした所謂、可変容量式ベー
ン型圧縮機として、実開昭５５−２０００号が公知であ
る。

斯かる従来のベーン型圧縮機は、シリンダの下側部分に
設けた吸入ポートの側方にエンドプレートを通して円弧
状のスロットを穿設し、該スロットにスロットルプレー
トを摺動自在に嵌装し、該スロットルプレートをスロッ
ト内にて摺動偏位させ、その先端で吸入ポートの長さを
規制することにより圧縮開始位置を変化させ、吐出容量
を可変し得る如く構成されている。また、前記スロット
ルプレートには、軸を介して揺動レバーの一端が連結さ
れ、該揺動し゛バーは前記エンドプレートに固着された
支持軸に軸支されており、他端に連結されたアクチュエ
ータが該揺動レバーを回動して前記スロットルプレート
を摺動偏位するようにしている。

従って、駆動手段であるアクチュエータが揺動レバーを
介して吸入ポートの制御部材であるスロットルプレート
を偏位させるようにしているため、制御部材のヒステリ
シスが大きく、また加工及び組立が複雑であるという問
題があった。

また、上記の制御部材のヒステリシスを少なくしたベー
ン型圧縮機として、本出願人により特願昭６０−７１９
８４号が１１″謬＋１されている。該出願に係るベーン
型圧縮機は、両端面をサイ１くブロックにて閉塞したカ
ムリングと、該カムリング内に回転自在に配設されたロ
ータと、該ロータのベーン溝に摺動自在に嵌装された複
数のベーンと、前記−側のサイドブロックの吸入ポート
に偏位自在に取り付けられた制御部材と、該制御部材を
駆動せしめる駆動手段とを備え、前記サイドブロック、
ロータ及びベーンによって画成される圧縮室の容積変動
によって流体の圧縮を行なうようにすると共に。

前記制御部材にて前記吸入ポートの圧縮開始位置を変化
させることにより吐出容量を可変制御し得るようにした
ベーン型圧縮機において、前記制御部材に被駆動用の歯
部を刻設すると共に、該歯部と噛合する歯部を前記駆動
手段の出力軸に設け、前記制御部材を前記駆動手段によ
り直接駆動するようにしたものである。

しかしながら、このベーン型圧縮機においては、駆動手
段としてステップモータをハウジングに内蔵しているの
で、そのための広い収納スペースが必要になると共に構
造も複雑となり、且つコストも高くなる等の問題があっ
た。

（発明の目的）本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構造が簡単
且つコンパクトでコストが安く、しかも制御の信頼性が
高い可変容量制御機構を備えたベーン型圧縮機を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上述の問題点を解決するため本発明においては、両側を
サイドブロックにて閉塞したカムリングと。

該カムリング内に回転自在に配設されたロータと、該ロ
ータのベーン溝に摺動自在に嵌装されたベーンとを備え
、前記サイドブロック、カムリング、ロータ及びベーン
によって画成される空隙室の容積変動によって流体の圧
縮を行なうようにしたベーン型圧縮機において、前記両
サイドブロックのうちの吸入ポートを有するサイドブロ
ックに設けられたバイパスボー１−と、前記吸入ポート
を有するサイドブロックに設けられ且つ低圧室側と高圧
室側とに連通ずる圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧
力作動室内を前記低圧室側に連通される第１の室と前記
高圧室側に連通される第２の室とに気密に区画する如く
してスライド可能に嵌装された受圧部材を有すると共に
前記バイパスポートの開き角を制御する制御部材と、該
制御部材を前記バイパスポートの開き角が大きくなる方
向に付勢する付勢部材と、前記第２の室と低圧室側とを
連通ずる連通路と、該連通路に配設されて前記低圧室側
圧力が所定値以上の時、前記連通路を閉塞し［つ前記低
圧室側圧力が所定値以下の時、前記連通路を開口する開
閉弁機構とを具備し、前記第１の室と第２の室との差圧
に応じて前記制御部材が回ｄ’ＪＪシて前記バイパスポ
ートの開き角を制御することにより圧縮開始時期を制御
して吐出容量を可変制御し得るようにしたものである。

（作用）圧力作動室の第１の室と第２の室との差圧に応じて制御
部材が回動して吸入ポートの開き角を制御することによ
り圧縮開始時期を制御して吐出容量を可変制御し得るか
ら、可変容量制御機構の構造が簡単且つコンパ°クトで
組立が容易でコストも安く、しかも制御の信頼性も高い
。また、圧力作動室が高圧を低圧室側に逃すための通路
の一部を兼ねるのでスペースの有効利用を図ることがで
き、可変容量制御機構がより一部コンパクトになる。

（実施例）以下１本発明の各実施例を添付図面に基づき説明する。

まず、第１図乃至第７図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図は本発明のベーン型圧縮機の一部切欠
側面図であり、同図中１はハウジングで一端面が開口す
る円筒形のケース２と、該ケース２の一端面にその開口
面を閉塞する如くボルト（図示省略）にて取り付けたフ
ロントヘッド３とからなる。前記ケース２のリヤ側上面
には熱媒体である冷媒ガスの吐出口４が、また。

前記フロントヘッド３の上面には冷媒ガスの吸入口５が
それぞれ設けである。これら吐出口４と吸入口５は後述
する吐出室と吸入室にそれぞれ連通している。

１１？ｆ記ハウジング１の内部にはポンプ本体６が収納
しである。該ポンプ本体６は、カムリング７と、該カム
リング７の両側開口端に該開口面を閉塞する如く装着し
たフロントサイドブロック８、及びリヤサイドブロック
９と、前記カムリング７の内部に回転自在に収納した円
形状のロータ１ｏと、該ロータ１０の゛回転軸１１とを
主要構成要素としており、該回転軸１１は前記両サイド
ブロック８゜９に設けた各軸受（フロントサイドブロッ
ク８側のみ図示しである。）］２に回転可能に支持しで
ある。

前記カムリング７の内周面は第２図に示す如く楕円形状
をなし、該カムリング７の内周面と前記ロータ１０の外
周面との間に、周方向に１８０度偏位して対称的に空隙
室１３．１３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１４が周
方向に等間隔を存して複数（例えば４個）設けてあり、
これらのベーン溝１４内にベーン１５１〜１５４がそれ
ぞれ放射方向に沿って出没自在に嵌装しである。

前記フロントサイドブロック８には周方向に１８０度偏
位して対称的に吸入ボート１６．１６が設けである（第
２図乃至第７図参照）。これら吸入ポート１６．１６は
前記ベーン１５□〜１５４によって区分される空隙室１
３の容積が最大となる位置に配置しである。前記吸入ボ
ート１６．１６は前記フロン１〜サイドブロツク８の厚
さ方向に貫通しており、これら吸入ボート１６を介して
、前記フロントヘッド３とフロントサイドブロック８と
の間の吸入室（低圧側室）１７と前記空隙室１３とが連
通してい°る。

前記カムリング７の両側周壁には吐出ポート１８．１８
が設けてあり、これら吐出ポート１８を介して前記ケー
ス２内の吐出室（高圧側室）１９と前記空隙室１３とが
連通している。これら吐出ポート１８．１８には第２図
に示すように吐出弁２０及び吐出弁止め２１がそれぞれ
設けである。

前記フロントサイドブロック８には、第７図に示すよう
にその片側（ロータ１０側）表面に環状の凹部２２が設
けてあり、この四部２２内に円弧状のバイパスポート２
３．２３が周方向に１８０度偏位して対称的に設けられ
、これらバイパスポート２３を介して吸入室１７と空隙
室１３とが連通ずる。更に、この凹部２２内には前記バ
イパスポート２３．２３の開き角を制御するためのリン
グ状の制御部材２４が正逆回転可能に嵌装されている。

該制御部材２４の外周縁にはその周方向に１８０度偏位
して対称的に円弧状の切欠部２５．２５が設けられてい
る。また、前記制御部材２４の一側面には周方向に１８
０度偏位して対称的に突片状の受圧部材２６．２６が一
体的に突設されている。これら受圧部材２６．２６は、
前記バイパスポート２３．２３と連続して設けた円弧状
の圧力作動室２７．２７内にスライド可能に嵌装されて
いる。これら圧力作動室２７内は前記受圧部材２６によ
り第１の室２７１と第２の室２７□とに２分され、第１
の室２７１は吸入ボート１６及びバイパスポート２３を
介して吸入室１７に、第２の室２７□はオリフィス２８
を介して吐出室１９にそれぞれ連通する。前記一方の第
２の室２７２と他方の第２の室２７２とは連通孔２９を
介して互いに連通し、一方の第２の室２７□と吐出室１
９との間に前記オリフィス２８が介装しである。

前記制御部材２４の一側面中央部及び受圧部材２６の両
端面に亘って特殊形状のシール部材３０が装着しである
。該シール部材３ｏにより第３図に示す如く前記第１の
室２７１と第２の室２７□との間が、第１図に示す如く
前記制御部材２４の一側面中央部と前記フロントサイド
ブロック８の環状凹部２２の中央部との間がそれぞれ気
密状態にシールされている。

前記制御部材２４は付勢部材であるコイルばね３１によ
り前記バイパスポート２３の開き角を大きくする方向（
第５図中反時計方向）に付勢されている。このコイルば
ね３１は前記吸入室１７側に延出している前記フロント
サイドブロック８の中央ボス部８ａの外周側に嵌合しで
ある。このコイルばね３１はその一端が前記中央ボス部
８ａに、他端が前記制御部材２４にそれぞれ連結されて
いる。

前記他方の第２の室２７□は第３図に示す如く連通路３
２を介して前記吸入室１７に連通してあり、該連通路３
２には開閉弁機構３３が設けである。該開閉弁機構３３
は吸入室１７側（低圧室側）の圧力に感応して開閉作動
するもので、ベローズ３４と、ケース３５と、ボール弁
体３６と、該ボール弁体３６を閉弁方向に付勢するばね
３７とからなる。前記吸入室１７側の圧力が所定値以上
の時前記ベローズ３４は収縮状態にあって、ボール弁体
３６ばばね３７の付勢力により連通路３２を閉塞してい
る。また、前記吸入室１７側の圧力が所定値以下の時前
記ベローズ３４は膨張状態となってその先端のロッド３
４ａによりボール弁体３６ばばね３７の付勢力に抗して
押圧されて連通路３２を開口する。前記ケース３５とフ
ロントサイトブロック８との間には○リング３８が介装
しである。

次に上記構成になる本発明のベーン型圧縮機の作動を説
明する。

回転軸１１が車両の機関等に関連して回転されてロータ
１０が第２図中時計方向に回転すると、ベーン１５１〜
１５４が遠心力及びベーン背圧によリベーン溝１４から
放射方向に突出し、その先端面がカムリング８の内周面
に摺接しながら前記ロータ１０と一体に回転し、各ベー
ン１５□〜１５゜にて区分された空隙室１３の容積を拡
大する吸入行程において、吸入ポート１６から空隙室１
３内に熱媒体である冷媒ガスを吸入し、該空隙室１３の
容積を縮小する圧縮行程で冷媒ガスを圧縮し、圧縮行程
末期の吐出行程で該圧縮冷媒ガスの圧力にて吐出弁２０
が開弁されて、該圧縮冷媒ガスは吐出ポート１８、吐出
室１９及び吐出口４を順次介して図示しない空気調和装
置の熱交換回路に供給される。

このような圧縮機の作動時において低圧側である吸入室
１７内の圧力が吸入ポート１６を介して両方の圧力作動
室２７．２７の第１の室２７い２７□内に導入され、ま
た高圧側である吐出室１９内の圧力がオリフィス２８を
介して両方の圧力作動室２７．２７の第２の室２７□、
２７□内に導入される。従って、第１の室２７１内の圧
力とコイルばね３１の付勢力との和の力（制御部材２４
をバイパスポート２３の開き角が大きくなる方向に押圧
する力、即ち第５図中矢印Ｂ方向へ回動させる力）と第
２の室２７□内の圧力（制御部材２４をバイパスポート
２３の開き角が小さくなる方向に押圧する力、即ち第５
図中矢印穴方向へ回動させる力）との差圧に応じて制御
部材２４が回動して、前記バイパスポート２３の開き角
を制御することにより圧縮開始時期を制御して吐出容量
を制御するものである。

即ち、上記圧縮機の低速運転時においては吸入室１７内
の冷媒ガスの圧力（吸入圧力）が比較的高いため、開閉
弁機構３３のベローズ３４は収縮し、ボール弁体３６が
連通路３２を閉塞した状態にあり、第２の室２７□内の
圧力が、第１の室２７゜内の圧力とコイルばね３１の付
勢力との和の力に打ち勝って、制御部材２４は第５図中
矢印Ａ方向への回動限界位置に回動保持され、該制御部
材２４により第５図中２点鎖線で示す如くバイパスポー
１〜２３の全体が閉塞される（開き角はゼロ）。従って
、−入ポート１６から空隙室１３内に送られた冷媒ガス
の総てが圧縮されて吐出されるため、圧縮機の吐出容量
が最大となり全稼動状態となる。

次いで、圧縮機が高速運転状態になると、吸入室１７内
の吸入圧が低下するため、開閉弁機構３３のベローズ３
４が膨張してロッド３４ａがボール弁体３６をばね３７
の付勢力に抗して押圧して開弁するため連通路３２が開
口する。これにより。

第２の室２７．内の圧力が連通路３２を介して低圧側で
ある吸入室１７内へリークするため該第２の室２７□内
の圧力が低下し、その結果、制御部材２４は第５図中矢
印Ｂ方向に回動し、該制御部材２４の切欠部２５がバイ
パスポート２３と合致することにより、第５図中実線で
示す如く該バイパスポート２３が開口する。従って、ポ
ート１６から空隙室１３内に送られた冷媒ガスがバイパ
スポート２３を通って吸入室１７ヘリークするためその
バイパスポート２３が開口した分だけ圧縮開始時期が遅
くなり、空隙室１３内の冷媒ガスの圧縮量が減少するた
め、圧縮機の吐出容量が減少し一部稼動状態となる。

なお、上記バイパスポート２３の開き角は、第１の室２
７□内の圧力とばね３７との和の力と、第２の室２７□
内の圧力とが釣り合うところで決まるものであり、低圧
側である吸入室１７内の圧力（吸入圧）の変化に応ｉＺ
で制御部材２４の回動位置が連続的に変化するので圧縮
機の連続的な可変容量制御が可能である。また、第２の
室２７□に吐出室１９の圧力即ち吐出圧力を導入するよ
うにしたが、これに限らずベーン１５１〜１５．を突出
方向に押圧すべく作用する圧力、即ちベーン背圧を導入
するようにしてもよい。

第８図乃至第１２図は本発明の他の実施例を示すもので
、この実施例はリヤ側に吸入口を設けると共に可変容量
制御機構をもリヤ側に設けた点が上述の第１図乃至第７
図の実施例と異なるものである。なお、本実施例におい
て第１図乃至第７図の実施例と同一部分には図面に同一
符号を付してその詳細説明を省略する。本実施例のハウ
ジング１ａは一端面が開口する円筒形のケース２ａと、
該ケース２ａの一端面にその開口面を閉塞する如くボル
ト（図示省略）にて取り付けたりャヘッド３ａとからな
る。前記ケース２ａのフロント側上面に冷媒ガスの吐出
口４ａが、また、前記リヤヘッド３ａの上面には冷媒ガ
スの吸入口５ａがそれぞれ設けである。リヤサイドブロ
ック９ａに第８図及び第９図に示す如く吸入ポート１６
．１６、凹部２２及び圧力作動室２７が設けである。前
記リヤヘッド３ａとリヤサイドブロック９ａとの間が吸
入室１７となっている。前記リヤサイドブロック９ａの
中央ボス部９ｂの外周側にコイルばね３１が嵌合され、
その一端が前記中央ボス部９ａに、他端が制御部材２４
にそれぞれ連結されている。

前記リヤサイドブロック９には開閉弁機構３３のケース
３５が設けてあり、ベローズ３４はリヤサイドブロック
９ａとリヤヘッド３ａとの間に位置して配設されている
８なお、本実施例におけるその他の構成及び作用は上述の
第１図乃至第７図の実施例と同一であるから図面の同一
部分に同一符号を付してその説明を省略する。

（発明の効果）以上詳述した如く本発明のベーン型圧縮機は、両側をサ
イドブロックにて閉塞したカムリングと、該カムリング
内に回転自在に配設されたロータと、該ロータのベーン
溝に摺動自在に嵌装されたベーンとを備え、前記サイド
ブロック、カムリング、ロータ及びベーンによって画成
される空隙室の容積変動によって流体の圧縮を行なうよ
うにしたベーン型圧縮機において、前記両サイトブロッ
クのうちの吸入ボー１へを有するサイドブロックに設け
られたバイパスポートと、前記吸入ポートを有するサイ
ドブロックに設けられ且つ低圧室側と高圧室側とに連通
ずる圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧力作動室内を
前記低圧室側に連通される第１の室と前記高圧室側に連
通される第２の室とに気密に区画する如くしてスライド
可能に嵌装された受圧部材を有すると共に前記バイパス
ポートの開き角を制御する制御部材と、該制御部材を前
記バイパスポートの開き角が大きくなる方向に付勢する
付勢部材と、前記第２の室と低圧室側とを連通ずる連通
路と、該連通路に配設されて前記低圧室側圧力が所定値
以上の時、前記連通路を閉塞し且つ前記低圧室側圧力が
所定値以下の時、前記連通路を開口する開閉弁機構とを
具備し、前記第１の室と第２の室との差圧に応じて前記
制御部材が回動して前記バイパスポートの開き角を制御
することにより圧縮開始時期を制御して吐出容量を可変
制御し得るようにしたことを特徴とするものである。

従って、圧縮機の圧力を利用して制御部材を制御動作さ
せるから可変容量制御機構の構造が簡単で且つコンパク
トとなり、その組立も容易でコストも安＜、シかも信頼
性も高い。更に、圧力作動室は高圧を低圧側に逃すため
の通路の一部を兼ねるのでスペースの有効利用を図るこ
とができ、特にスペース的に制約を受けるこの種の圧縮
機としてより一層、可変容量制御機構のコンパクト化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明のベーン型圧縮機の一実施例
を示し、第１図はベーン型圧縮機の一部切欠側面図、第
２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は第１図
の■−■線に沿う断面図、第４図は第１図のＴＶ　−Ｔ
Ｖ線に沿う断面図、第５図は第１図のｖ−■線に沿う断
面図、第６図は第４図のＶｌ　−Ｖｌ線に沿う断面図、
第７図は要部の分解斜視図、第８図乃至第１２図は本発
明のベーン型圧縮機の他の実施例を示し、第８図はベー
ン型圧縮機の一部切欠側面図、第９図は第８図のＩＸ−
ＩＸ線に沿う断面図、第１０図は第８図のＸ−Ｘ線に沿
う断面図、第１１図は第９図のｘｔ−ｘｔ線に沿う断面
図、第１２図は第９図の店−別線に沿う断面図である。７・・・カムリング、８・・・フロントサイドブロック
、９．９ａ・・・リヤサイドブロック、１０・・・ロー
タ。１３・・・空隙室、１４・・・ベーン溝、１５１〜１５
４・・・ベーン、１６・・・吸入ボート、１７・・・吸
入室（低圧側室）、１９・・・吐出室（高圧側室）、２
３・・・バイパスポート、２４・・・制御部材、２６・
・・受圧部材、２７・・圧力作動室、２７、・・・第１
の室、２７□・・・第２の室、３１・・・コイルばね（
付勢部材）、３２・・・連通路、３３・・・開閉弁機構
、３４・・・ベローズ、３４ａ・・・ロット、３５・・
ケース、３６・・・ボール弁体、３７・・・ばね。

Claims

【特許請求の範囲】

１、両側をサイドブロックにて閉塞したカムリングと、
該カムリング内に回転自在に配設されたロータと、該ロ
ータのベーン溝に摺動自在に嵌装されたベーンとを備え
、前記サイドブロック、カムリング、ロータ及びベーン
によって画成される空隙室の容積変動によって流体の圧
縮を行なうようにしたベーン型圧縮機において、前記両
サイドブロックのうちの吸入ポートを有するサイドブロ
ックに設けられたバイパスポートと、前記吸入ポートを
有するサイドブロックに設けられ且つ低圧室側と高圧室
側とに連通する圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧力
作動室内を前記低圧室側に連通される第１の室と前記高
圧室側に連通される第２の室とに気密に区画する如くし
てスライド可能に嵌装された受圧部材を有すると共に前
記バイパスポートの開き角を制御する制御部材と、該制
御部材を前記バイパスポートの開き角が大きくなる方向
に付勢する付勢部材と、前記第２の室と低圧室側とを連
通する連通路と、該連通路に配設されて前記低圧室側圧
力が所定値以上の時、前記連通路を閉塞し且つ前記低圧
室側圧力が所定値以下の時、前記連通路を開口する開閉
弁機構とを具備し、前記第１の室と第２の室との差圧に
応じて前記制御部材が回動して前記バイパスポートの開
き角を制御することにより圧縮開始時期を制御して吐出
容量を可変制御し得るようにしたことを特徴とするベー
ン型圧縮機。