JPS62178796A - 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５５−２０００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、その先端で吸入ボートの長さを
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
介して吸入ボ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ボートに偏位自在
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ボ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、Ｉ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ｉｒ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、該カムリンク内に回転
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
の吸入ボ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、前記吸入ボ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オリフィスを
介して連通される第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、前記高圧室側と前
記第２の室とを連通すべく前記オリフィスとＭＬ列に前
記サイドブロックに穿設されたバイパス孔と、該バイパ
ス孔に配設され前記高圧室側圧力が所定値以下の時、該
バイパス孔を開口し、前記高圧室側圧力が所定値以上の
時、該バイパス孔を閉塞するバイパス弁と、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。

（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＃り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１５１〜１５４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１８．０度偏位して対称高に突片状の受圧部２６
．２６が一体的に突設されている。これら受圧部２６．
２６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
２７内は前記受圧部２６により第１の室２７□と第２の
室２７□とに２分され、第１の室２７□は吸入ポート１
６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。

また該一方の第２の室２７□と吐出室１９との間には前
記オリフィス２８と並列にバイパス孔３９が穿設されて
おり、該バイパス孔３９にはバイパス弁４０が設けであ
る。該バイパス弁４０は、吐出室１９側（高圧室側）の
圧力に感応して開閉作動するもので、ボール弁体４１と
、該ボール弁体４１を常に開弁方向に付勢するばね４２
と、ボール弁体４１を支持するストッパピン４３とから
なる。そして、吐出室１９側の圧力が所定値よりも低い
場合にばばね４２の付勢力によりボール弁体４１はバイ
パス孔３９を開口し、上記圧力が所定値よりも高い場合
には該圧力によってボール弁体４１は、ばね４２の付勢
力に抗してバイパス孔３９を閉塞するように構成されて
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はばね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３０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２７２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。

（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□〜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内の圧力が吸入ポー１−１６を介して両方の圧力作
動室２７．２７の第１の室２７□、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２７□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Ａ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
、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、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が膨張してロンド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ｐ　ｔｊ向に回動し、該３．・
１呻部材２４の切欠部２５がハ　パスポート２３と、゛
フ致することにより、第５図中人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。

ところで圧縮機の起動時や上記の一部稼動状態から全稼
動状態への転換時においては、吐出室１９側（高圧室側
）の圧力が低下しており（例えば１０ｋｇ／ａｎ？以下
）、シかも該圧力はオリフィス２８を介して第２の室２
７□に導入されるため、該第２の室２７□の圧力が速か
に上昇せず制御部材２４が迅速且つ正確に作動しないお
それがあったが、本発明においては前記の如くバイパス
弁４０を有するバイパス孔３９を設けであるため制御部
材２４の応答性がすぐれている。即ち、吐出室１９側の
圧力が所定値よりも低い場合には、第３図の如くばね４
２の付勢力によってボール弁体４１がバイパス孔３９を
開口するため、吐出室１９側の圧力は該バイパス孔３９
を通って第２の室２７□に導入され、該室２７□の圧力
が速かに上昇する。

従って制御部材２４は迅速且つ正確に作動し、圧縮機の
起動や一部稼動状態から全稼動状態への転換が円滑に行
なわれるのである。

次いで全稼動状態になって吐出室１９側の圧力が所定値
よりも高くなると、該圧力がばね４２の付勢力に打ち勝
ってボール弁体４１がバイパス孔３９を閉塞するため、
該圧力はオリフィス２８を通って第２の室２７２に導入
される。

なお、上記バイパス弁４０を電磁弁とし、吐出室１９の
圧力を適宜のセンサで検出することにより該電磁弁を開
閉するようにしてもよい。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、これに限らすベーン１５、〜１５４
を吐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。

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。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、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、市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、前記吸入ボートを有するサイドブロツクに設け
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オリフィスを介して
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、前記高圧室側と前記第２
の室とを連通すべく前記オリフィスと並列に前記サイド
ブロックに穿設されたバイパス孔と、該バイパス孔に配
設され前記高圧室側圧力が所定値以下の時、該バイパス
孔を開口し、前記高圧室側圧力が所定値以上の時、該バ
イパス孔を閉塞するバイパス弁と、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１〜も安く、しかも信
頼性も高い。

また圧力作動室の第２の室と高圧室側とはオリフィス及
びバイパス弁を有するバイパス孔で連通されているので
、高圧室側の圧力が低い場合には上記バイパス弁が開い
て高圧室側の圧力が迅速に第２の室に導入されるため、
制御部材が常に円滑に作動し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、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■−■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ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第７図は要部の分解斜
視図である。 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。１３
・・・空隙室、１４・・・ベーン溝、１５１〜１５．・
・・ベーン、１６・・・吸入ポート、１７・・・吸入室
（低圧側室）、１９・・・吐出室（高圧側室）、２３・
・・バイパスポート、２４・・・制御部材、２６・・・
受圧部、２７・・・圧力作動室、２７１・・・第１の室
、２７２・・・第２の室２２８・・・オリフィス、３２
・・・連通路、３３・・・開閉弁機構、３９・・・バイ
パス孔。４０・・・バイパス弁。

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
   圧室側にオリフィスを介して連通される第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、前記高圧室側と前記第２の室とを連通すべく前記オ
   リフィスと並列に前記サイドブロックに穿設されたバイ
   パス孔と、該バイパス孔に配設され前記高圧室側圧力が
   所定値以下の時、該バイパス孔を開口し、前記高圧室側
   圧力が所定値以上の時、該バイパス孔を閉塞するバイパ
   ス弁と、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。