JPS62178795A - ベ−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、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−”’ＩＪＲＩＪｓ：：
＊：：二″ｒｉｍｖｍ、’１ＩＪｙ”ｊ。。

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、該揺動レ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、本出頚人により特願昭６０−７１９
８４号が出願されている。該出願に係るベーン型圧縮機
は、両端面をサイドプロ・ツ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方軸に
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） 上記目的を達成するために本発明は、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
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の室とに区画するようにスラ
イド可能に嵌装された受圧部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、該制御部材と
前記吸入ポートを有するサイドブロックとの間及び制御
部材と前記ロータとの間の少くとも一方に所定寸法の間
隙を保持するように設けられた間隙保持部材と、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特（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図は本発明に係るベーン型圧縮機の一部切欠側面
図であり、同図中１はノ）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。

前記ハウジング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１０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。）１２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ポート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。前記吸入ポ
ート１６．１６は前記フロントサイドブロック８の厚さ
方向に貫通しており、これら吸入ポート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、この凹部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
（第５図）、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、この四部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１
８０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１８０度偏位して対称的に突片状の受圧部２６．
２６が一体的に突設されている。これら受圧部２６．２
６は、第３図に示したように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２
７内は前記受圧部２６により第１の室２７１と第２の室
２７２とに２分され、第１の室２７１は吸入ポート１６
及びバイパスポート２３を介して吸入室１７に、第２の
室２７２はオリフィス２８を介して吐出室１９にそれぞ
れ連通ずる。

前記一方の第２の室２７□と他方の第２の室２７□とは
制御部材２４に穿設された連通孔２９を介して互いに連
通し、一方の第２の室２７□と吐出室１９との間に前記
オリフィス２８が介装しである。

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が設けてある。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３Ｇ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
ロントサイドブロック８との間にはＯリング３８が介装
しである。

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の外周側に巻装され
、その一端が該中央ボス部８ａに、他端が制御部材２４
の受圧部２６にそれぞれ連結されている。

なお、制御部材２４のフロントサイドブロック８側には
第７図に示したような特殊形状のシール部材３ｏが取り
付けられており、これにより前記第１の室２７□と第２
の室２７□との間、及びベーン背圧側と吸入圧側との間
が気密状態にシールされる。

前記制御部材２４とフロントサイドブロック８との間及
び制御部材２４とロータ１０との間には、制御部材２４
が回転軸１１の軸方向に移動した際にそれぞれ各部材間
に所定寸法の間隙を保持すべくシム４０．４１（間隙保
持部材）が介設されている（第８図）。該間隙は例えば
１〜１０μ、好ましくは５μ程度が好適である。第８図
において、制御部材２４とフロントサイドブロック８と
の間隙Ｃ□及び制御部材２４とロータ１０との間隙Ｃ２
は、制御部材２４が軸方向に移動し得るためそれぞれ可
変であるが、それらの和Ｃ１＋Ｃ，の値は４０μ程度が
好適である。

（作用） 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りベーン溝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１５１〜１５４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内の圧力が吸入ボー１−１６を介して両方の圧力作
動室２７．２７の第１の室２７□、２７１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２
８及び連通孔２９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図中矢印へ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２７１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
矢印へ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
ト２３の全体が閉塞される（開き角はゼロ）。従って、
吸入ポート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５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、吸
入ポート１６から空隙室１３内に送られた冷媒ガスがバ
イパスポー１へ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
期がイくなり、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ＵＦＪき角は、第１の
室２７□内の圧力とばね３７の付勢力との和の力と、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
変化に応じて制御部材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１５１〜１
５４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。

ところで、圧縮機の前記全稼動状態においては圧力作動
室２７内の圧力がベーン背圧よりも高くなるため、制御
部材２４はロータ１０側へ押し付けられるが、その際、
前記シム４１により制御部材２４とロータ１０との間に
は所定寸法の間隙が保持されるため、制御部材２４の回
動が阻害されることがない。即ち、制御部材２４とロー
タ１０との摺動抵抗が最小に抑えられるため、制御部材
２４の回動が円滑に行なわれその制御性が向上する。

また、一部稼動状態への移行時には圧力作動室２７内の
圧力よりもベーン背圧が高くなるため、制御部材２４は
フロントサイドブロック８側に押し付けられるが、その
場合もシム４０により該フロントサイドブロック８との
間に所定寸法の間隙が保持されるため、前記と同様に制
御部材２４の回動が円滑に行なわれスムースに一部稼動
状態に移行することができる。

なお、前記全稼動時においては制御部材２４とロータ１
０との間隙Ｃ２が最小（１〜１０μ）となって吐出圧及
びベーン背圧のリーク量が減少するため、圧縮機がさら
に高性能化され、一方、一部稼動時には上記間隙Ｃ２が
最大（３０〜３９μ）となって吐出圧及びベーン背圧の
リーク量が増加するため圧縮機の性能がより低下する。

また圧力作動室２７の圧力が常にベーン背圧よりも高く
なるような構造の場合には、制御部材２４がフロントサ
イドブロック８側に押し付けられることはないため一方
のシム４１のみ設ければよく、逆に圧力作動室２７の圧
力が常にベーン背圧よりも低いような構造の場合は他方
のシム４０のみでよい。

なおまた、上記シム４ｏ、４１の代りにニードルベアリ
ングを介設して前記所定寸法の間隙を保持させるように
すれば、該ニードルベリングの作用により制御部材２４
の回動は一層円滑になり制御性が向上する。さらにまた
、シムとニードルベアリングの両者を隣接させて配設し
てもよい。

また間隙保持部材として上記シム又はニードルベアリン
グの代りに、制御部材２４、フロントサイドブロック８
及びロータ１０の少くとも一部材に突起を設けてもよい
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は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を前記低圧室側内に連
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
とに区画するようにスライド可能に嵌装された受圧部を
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、該制御部材と前記吸入ポートを有するサイド
ブロックとの間及び制御部材と前記ロータとの間の少く
とも一方に所定寸法の間隙を保持するように設けられた
間隙保持部材と、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、ｉｊｆ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く、シかも信頼
性も高い。

また制御部材が冷媒ガスの圧力によって押し付けられる
側には常に所定寸法の間隙が保持されるので、該制御部
材は常に円滑に回動することができ制御の信頼性が一層
向上化される。

【図面の簡単な説明】

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切欠側面図５第２図は第１図
のｎ−ｍ線に沿う断面図、第３図は第１図のａｔ−ｍ線
に沿う断面図、第４図は第１図の■−Ｉｖ線に沿う断面
図、第５図は第１図の■−■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図は要部の拡大断面図である。 ７・・・カムリング、８・・・フロントサイドブロック
、９・・・リヤサイドブロック、１０・・・ロータ。１
３・・・空隙室、１４・・・ベーン溝、１５１〜１５４
・・・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）、２３
・・・バイパスポーｈ、２４・・・制御部材、２６・・
・受圧部。 ２７・・・圧力作動室、２７□・・・第１の室、２７□
・・・第２の室、３２・・・連通路、３３・・・開閉弁
機構、４０．４１・・・シム（間隙保持部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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の室とに区画するようにスライ
   ド可能に嵌装された受圧部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、該制御部材と前
   記吸入ポートを有するサイドブロックとの間及び制御部
   材と前記ロータとの間の少くとも一方に所定寸法の間隙
   を保持するように設けられた間隙保持部材と、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。