JPS6220688A

JPS6220688A - ベ−ン型圧縮機

Info

Publication number: JPS6220688A
Application number: JP60160760A
Authority: JP
Inventors: Nobufumi Nakajima; 中島　信文
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-29
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: FR2585084B1; JPH0670437B2; DE3623825C2; KR870001403A; KR890003272B1; AU6034486A; DE3623825A1; FR2585084A1; US4778352A; AU574578B2

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５５−２００
０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
を可変制御し得る如く構成されている６又、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、又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、面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、該制御部材を駆動させる
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
体の圧縮機を行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突
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となると
共に構造も複雑となり、かつコストも高くなる等の難点
があった。

（発明の目的）本発明は上記実情に鑑み、構造が簡単かつコンパクトで
コストが安く、シ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ものである。

（発明の構成）上記目的を達成するために本発明は、ケースと、フロン
トヘッドとから成るハウジング内に、両側をフロントサ
イドブロック及びリヤサイドブロックで閉塞されたカム
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、該ロータの回転軸とから構成されるポンプ本体が
収納され、前記ロータに設けた複数のベーン溝にはベー
ンが出没自在に嵌装されると共に、前記フロントサイド
ブロックに吸入孔及びバイパスポートを設け、前記両サ
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う・ようにし
たベーン型圧縮機において、高圧側の圧力及び低圧側の
圧力がそれぞれ導入される２種の圧力室と、前記バイパ
スポートの開き角を制御すべくフロントサイドブロック
に回転可能に取り付けられた制御部材と、圧縮機の熱負
荷を代表するパラメータ信号を検知して前記圧力室内の
圧力を変化させる手段とを備え、該圧力室内の圧力変化
に対応して前記制御部材が回転して、フロントサイドブ
ロックの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。

（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図は本発明の第一実施例に係るベーン型圧縮機の縦
断面図を示し、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にて取り付けたフロントヘッ
ド３とからなる。

前記ハウジング１の内部にはポンプ本体４が収納されて
いる。該ポンプ本体４はカムリング５と、該カムリング
５の両側開口端に該開口面を閉塞する如く装着されたフ
ロントサイドブロック６及びリヤサイドブロック７と、
前記カムリング５の内部に回転自在に収納されたロータ
８と、該ロータ８の回転軸９とを主要構成要素としてお
り、該回転軸９は両サイドブロック６．７に設けた各軸
受部１０及び１１に支持されている。

前記カムリング５の内周面は第３図に示すように楕円形
状をなし、ロータ８の外周面はカムリング５の摺接部５
ａ、５ｂに摺接され、該カムリング５の内周面と前記円
形状のロータ８の外周面との間に、１８０度対称位置に
圧縮室１２．１２が画成されている。

前記ロータ８には径方向に沿うベーン溝１３が周方向に
等間隔を存して複数（例えば４個）設けられており、こ
れらの各ベーン溝１３内にベーン１４が放射方向に沿っ
て出没自在に嵌装されている。このようにして前記圧縮
室１２内のベーン間容積がロータ８の回転に伴って変動
するようにされている。また、各ベーン溝１３の底部と
ベーン１４の基端部との間に背圧室１８が夫々形成され
ている。

前記フロントサイドブロック６及びリヤサイドブロック
７のロータ８との摺動面には背圧連通溝１９が設けであ
る。

前記面サイドブロック６．７の背圧連通溝１９は互いに
同一構成であるからフロントサイドブロック６について
説明し、リヤサイドブロック７については図面の同一部
分に同一符号を付してその説明を省略する。前記フロン
トサイドブロック６の背圧連通溝１９は回転軸９の軸受
（軸受孔）　１０の周縁に沿い１８０度対称位置に２個
設けてあり。

これら背圧連通溝１９は前記背圧室１８に連通ずるもの
である。前記フロントサイドブロック６には背圧連通溝
１９．１９より外周側に位置して吸入孔２１．２１が設
けである。これら吸入孔２１を介して、フロントヘッド
３とフロントサイドブロック６との間の吸入室２２と圧
縮室１２とが連通している。前記カムリング５の両側周
壁には吐出孔２３．２３が穿設してあり、これら吐出孔
２３を介して、ケース２内の吐出室２４と圧縮室１２と
が連通している。これら吐出孔２３．２３には吐出弁２
５及び吐出弁止め２５ａが夫々設けである。なお、前記
吐出室２４はケース２に設けられた図示しない吐出口に
連通されている。

また前記フロントサイドブロック６には、第４図に示し
たようにその片側（ロータ８側）表面にリング状の凹部
１５が設けてあり、この凹部１５内に円弧状のバイパス
ポート２６．２６が１８０度対称位置に穿設されている
。さらにこの凹部１５には、上記バイパスポート２６．
２６の開き角を制御するための第５図のようなリング状
の制御部材１６が回転自在に嵌装されている。該制御部
材１６には、その外周縁の１８０度対称位置に一対の切
欠部１７．１７が形成されていると共に、上下端に一対
の固定ピン２７．２７が植設されている。

前記フロントヘッド３の内部のボス部３ａには、第７図
の如くその外周面の１８０度対称位置に一対の凸部３ｂ
が形成されており、かつ該ボス部３ａ外周には第６図に
示した回転体２８が回転可能に嵌装されている。

該回転該２８の外周面の一端には、それぞれビン孔２９
を有する一対のフランジ３０．３０が形成されており、
それらのピン孔２９．２９に前記制御部材１６の固定ピ
ン２７．２７が嵌合している。そのため、回転体２８と
制御部材１６とは一体に回転し得るようになっている。

該回転体２８の内周面には、１８０度対称位置に一対の
凸部３１゜３１が設けてあり、その凸部３１の内周面が
フロントヘッド３のボス部３ａに摺接していると共に、
該ボス部３ａの凸部３ｂの外周面が回転体２８の内周面
に摺接している。そして、これらの各凸部３ｂ、３ｂ及
び３１，３１の間に容積可変の２種の圧力室、すなわち
高圧側圧力室４２．４２及び低圧側圧力室４３．４３が
それぞれ対称位置に画成されている（第７図参照）。

また、前記フロントヘッド３のボス部３ａの内部には、
前記軸受１０とシール部材３２との間に空隙室３３が形
成され、この空隙室３３と、上記高圧側圧力室４２．４
２とはボス部３ａに穿設された孔４４．４４によって連
通している。さらに該空隙室３３は、軸受１０及び背圧
連通溝１９を介して背圧室１８と連通しているので、上
記高圧側圧力室４２には背圧Ｐｋが導入される。

一方、上記低圧側圧力室４３．４３と吸入室２２とは回
転体２８の周壁に穿設された孔４５．４５によって連通
しているので、その低圧側圧力室４３には吸入圧Ｐｓが
導入される。

第８図は、前記吸入室２２及びフロントサイドブロック
６の適所に設けられた開閉弁機構３４を示したもので、
フロントサイドブロック６に穿設された流通口４０ａを
有する弁室４０に、コイルバネ３５で該流通口４０ａを
閉塞する方向に付勢されたボール弁３６が収容されてお
り、かつ吸入室２２に配置された伸縮可能なベローズ３
７に一体に取り付けられた押棒３８の先端が該ボール弁
３６に当接している。また、この弁室４０と、軸受部１
０及びロータ８側の端面とは導孔４６及び分岐孔４７に
よって連通している。上記ベローズ３７は、吸入室２２
の吸入圧Ｐｓが高い場合には第８図のように自身の膨張
力に抗して収縮状態にあってボール弁３６が弁室４０の
流通口４０ａを閉塞しており、吸入圧Ｐｓが低下すると
膨張して押棒３８がボール弁３６をバネ３５の付勢力に
抗して押し、流通口４０ａを開くように構成されている
。

（作用）次に、上記構成のベーン型圧縮機の作用を説明する。

回転軸９が車両の機関等に関連して回転されてロータ８
が第３図中時計方向に回転すると、ベーン１４が遠心力
及びベーンの背圧によりベーン溝１３から放射方向に突
出し、その先端面がカムリング５の内周面に摺接しなが
ら回転し、圧縮室１２の容積を拡大する吸入行程におい
て図示しない吸入口、吸入室２２及び吸入孔２１を介し
て圧縮室１２内に冷媒を吸入し、圧縮室１２の容積を縮
小する圧縮行程で該冷媒を圧縮し、圧縮行程末期の吐出
行程で該圧縮冷媒を吐出孔２３、吐出弁２５、吐出室２
４及び図示しない吐出口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。

上記の圧縮機の作動中、制御部材１６は、ロータ８の側
面との間隙が極めて小さいこと及びその間隙に介在する
冷媒ガスの粘性により、常にロータ８の回転方向と同方
向（第４図において反時計方向、すなわちバイパスポー
ト２６を開く方向）に回転力Ｆ（以下、つれ回り力とい
う）を受けている。

そこで、上記圧縮機の低速運転時においては、吸入室２
２のガス圧（吸入圧）Ｐｓが比較的高いため、開閉弁機
構３４のベローズ３７は収縮しボール弁３６が流通口４
０ａを閉塞した状態にあり、かつ圧縮機内の高圧側圧力
、すなわち背圧Ｐｋも高く、Ｐｋ−Ｐｓの値が大である
ので、その背圧Ｐｋが導入される前記高圧側圧力室４２
の容積が拡大し、その結果、第７図及び第４図の如く回
転体２８及び制御部材１６がつれ回り力Ｆに抗して時計
方向に回転し、フロントサイドブロック６のバイパスポ
ート２６を閉塞する（第４図実線位置及び第１図）、シ
たがって、吸入ガスは吸入室２２から吸入孔２１を経て
圧縮室１２に送られ、その送られたすべてのガスが圧縮
されて吐出されるため、圧縮機の吐出容量が最大となり
全稼動状態を呈する。

次いで、圧縮機が高速運転状態になると、吸入室２２の
吸入圧Ｐｓが低下するため、開閉弁機構３４のベローズ
３７が膨張して押棒３８がボール３６を押し、弁室４０
の流通口４０ａが開口する。

これによって高圧側圧力室４２内のガス（背圧Ｐｋ）が
、孔４４、空隙室３３、軸受部１０．導孔４６、弁室４
０及び流通口４０ａから低圧側である吸入室２２に流出
するため、該高圧側圧力室４２の圧力Ｐｋが低下し、Ｐ
ｋ−Ｐｓの値が小となる。その結果１回転体２８と制御
部材１６とはロータ８のつれ回り力Ｆによって、第４図
において２点鎖線で示したように反時計方向に回転し、
バイパスポート２６が開口する。これにより圧縮室１２
内のガスが該バイパスポート２６を通って吸入室２２へ
逆流し、その開口した分だけ圧縮開始時期が遅くなり、
圧縮室１２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２６の開口度は、制御部材１
６のつれ回り力Ｆと回転体２８のＰｋ−Ｐｓの値に基づ
く回転方向トルクとがつり合うところで決まり、背圧Ｐ
ｋの値の変化に応じて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、背圧Ｐｋに
よる制御の代りに。

前記高圧側圧力室４２に吐出圧側から絞りポートの連結
通路を設けて、吐出ガス圧（Ｐｄ）又は吐出オイル圧（
Ｐｄ’）を導入し、該圧力室４２の圧力を制御してもよ
い。

なおまた、前記制御部材１６にはロータ８の回転方向（
つれ回り方向）に該制御部材１６を付勢するスプリング
等の手段を設けてもよい。

また、前記開閉弁機構３４においては、ベローズ３７に
よって吸入圧Ｐｇの変化を検知する代りに、エンジンの
回転数やエバポレータ（蒸発器）の冷媒ガス吹出し温度
等を検出することにより圧縮機の運転速度の変化を検知
し、これにより第９図の如く電磁弁４８を作動させて弁
室４９を開閉させるように構成してもよい。

（他の実施例）第１０図〜第１４図に基づいて本発明の第二実施例を説
明する。本実施例におけるフロントサイドブロック５０
には、第１１図の如くその片側（ロータ８側）表面にリ
ング状の凹部５１が設けてあり、この凹部５１内に一対
のバイパスポート５２．５２が１８０度対称位置に穿設
されている。

該バイパスポート５２は第１４図に示したようにフロン
トサイドブロック５０内部で屈曲形成されており、吸入
室２２側の開口部５２ａと圧縮室１２側の開口部５２ｂ
とはその開口位置が異なっている。

上記凹部５１には、バイパスポート５２の開き角を制御
するためのリング状の制御部材５３が回転可能に嵌装さ
れている。該制御部材５３には、第１２図の如くその外
周縁の１８０度対称位置に一対の切欠部５４，５４が形
成されていると共に、その切欠部５４，５４に近接して
各一対の遮蔽板５５．５５が立設されている。そして、
それらの遮蔽板５５，５５と、そ九らの間に嵌装さ九た
シール材５６とによって遮蔽部５７を形成している。

該遮蔽部５７はフロントサイドブロック５０のバイパス
ポート５２の内壁面に気密状に摺接し、該バイパスポー
ト５２を２種の圧力室、すなわち圧縮室１２に連通ずる
高圧側圧力室５８と吸入室２２に連通ずる低圧側圧力室
５９とに画成している。

なお、上記高圧側圧力室５８と背圧連通溝１９とは導孔
６０によって連通しているので、該高圧側圧力室５８に
は背圧Ｐｋが導入される。

フロントサイドブロック５０の前記凹部５１より外周寄
りには一対の周方向吸入孔（ペリフェラルポート）６１
．６１が設けてあり、該周方向吸入孔６１．６１は、前
記カムリング５の一端面から該カムリング５内を軸方向
に伸びた後、径方向に屈曲して前記圧縮室１２に開口し
ている（図示省略）。したがって、前記吸入室２２と圧
縮室１２とはこの周方向吸入孔６１を介して連通してい
る。

また、第１０図において、３４は前記第一実施例と同一
構成の開閉弁機構、６２は冷媒ガスの吸入口、６３は吐
出口であり、その他の構成は第一実施例と同様であるの
で、同一部分には同一番号を付して、その説明を省略す
る。

本実施例の作用を説明すると、圧縮機の作動中、制御部
材５３は第一実施例の場合と同様にロータ８の回転方向
（第１１図において反時計方向、すなわちバイパスポー
ト５２を開く方向）につれ回りカＦを受けている。

そして、圧縮機の低速運転時おいては、前記の如く開閉
弁機構３４の流通口４０ａは閉塞しており、かつ圧縮機
内の高圧側圧力、すなわち背圧Ｐｋも高＜、Ｐｋ−Ｐｓ
の値が大であるので、その背圧Ｐｋが導入される前記高
圧側圧力室５８の容積が拡大し、その結果、制御部材５
３がつれ回りカＦに抗して時計方向に回転し、フロント
サイドブロック５０のバイパスポート５２を閉塞する（
第１１図及び第１４図の実線位置並びに第１０図）。し
たがって、吸入ガスは吸入室２２から周方向吸入孔６１
を経て圧縮室１２に送られ、その送られたすべてのガス
が圧縮されて吐出されるため、圧縮機の吐出容量が最大
となり全稼動状態を呈する。

これによって高圧側圧力室５８内のガス（背圧Ｐｋ）が
、導孔６０．背圧連通溝１９、軸受部１０．導孔４６、
弁室４０及び流通口４０ａから低圧側である吸入室２２
に流出するため、該高圧側圧力室５８の圧力Ｐｋが低下
し、Ｐｋ−Ｐｓの値が小となる。その結果、制御部材５
２はロータ８のつれ回りカＦによって、第１１図及び第
１４図において２点鎖線で示したように反時計方向に回
転してバイパスポート５２が開口し、一部稼動状態とな
る。

本実施例においても、バイパスポート５２の開口度は制
御部材５３のつれ回り力Ｆと、Ｐｋ−Ｐｓの値に基づく
回転方向トルクとがつり合うところで決まる。

本実施例によれば、より部品点数の少ない簡単な構成で
、信頼性の高い可変容量制御機構を達成することができ
る。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のベーン型圧縮機は、ケー
スと、フロントヘッドとから成るハウジング内に、両側
をフロントサイドブロック及びリヤサイドブロックで閉
塞されたカムリングと、該カムリング内に回転自在に配
設されたロータと。

該ロータの回転軸とから構成されるポンプ本体が収納さ
れ、前記ロータに設けた複数のベーン溝にはベーンが出
没自在に嵌装されると共に、前記フロントサイドブロッ
クに吸入孔及びバイパスポートを設け、前記両サイドブ
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うようにしたベーン
型圧縮機において、高圧側の圧力及び低圧側の圧力がそ
れぞれ導入される２種の圧力室と、前記バイパスポート
の開き角を制御すべくフロントサイドブロックに回転可
能に取り付けられた制御部材と、圧縮機の熱負荷を代表
するパラメータ信号を検知して前記圧力室内の圧力を変
化させる手段とを備え、該圧力室内の圧力変化に対応し
て前記制御部材が回転して、フロントサイドブロックの
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の
で、構造が簡単で、かつコンパクトな可変容量制御機構
を備え、そのため組立が容易でコストも安く、しかも制
御の信頼性も高い。さらにまた、一部稼動状態において
は背圧が低下するので、カムリング内面に対するベーン
の摩擦圧が低下し。

その結果、省動力が図られると共に、耐久性も向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の第一実施例を示し１、　　第
１図はベーン型圧縮機の全稼動状態の断面図。第２図は同、一部稼動状態の要部断面図、第３図は第１
図の■−■線断面図、第４図は制御部材を取り付けたフ
ロントサイドブロックの正面図、第５図は制御部材の斜
視図、第６図は回転体の斜視図、第７図は第１図の■−
■線断面図、第８図は開閉弁機構の一例を示す断面図、
第９図は開閉弁機構の他の例を示す断面図、第１０図〜
第１４図は第二実施例を示し、第１０図はベーン型圧縮
機の断面図、第１１図は制御部材を取り付けたフロント
サイドブロックの正面図、第１２図は制御部材の正面図
、第１３図は第１２図のｘｍ−ｘｍ線断面図、第１４図
は第１１図のＸＩＶ−Ｘ■線断面図である。１・・・ハウジング、２・・・ケース、３・・・フロン
トヘッド、４・・・ポンプ本体、５・・・カムリング、
６，５０・・・フロントサイドブロック、７・・・リヤ
サイドブロック、８・・・ロータ、９・・・回転軸、１
２・・・圧縮室、１３・・・ベーン溝、１４・・・ベー
ン、６，５３・・・制御部材、２１．６１・・・吸入孔
、２２・・・吸入室、２６゜５２・・・バイパスポート
、２８・・・回転体、３４・・・開閉弁機構、４２，４
３，５８，５９・・・圧力室。

Claims

【特許請求の範囲】

１．ケースと、フロントヘッドとから成るハウジング内
に、両側をフロントサイドブロック及びリヤサイドブロ
ックで閉塞されたカムリングと、該カムリング内に回転
自在に配設されたロータと、該ロータの回転軸とから構
成されるポンプ本体が収納され、前記ロータに設けた複
数のベーン溝にはベーンが出没自在に嵌装されると共に
、前記フロントサイドブロックに吸入孔及びバイパスポ
ートを設け、前記両サイドブロック、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
圧縮を行うようにしたベーン型圧縮機において、高圧側
の圧力及び低圧側の圧力がそれぞれ導入される２種の圧
力室と、前記バイパスポートの開き角を制御すべくフロ
ントサイドブロックに回転可能に取り付けられた制御部
材と、圧縮機の熱負荷を代表するパラメータ信号を検知
して前記圧力室内の圧力を変化させる手段とを備え、該
圧力室内の圧力変化に対応して前記制御部材が回転して
、フロントサイドブロックの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。