JPS63230979A - 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、例えば車両用空調装置の冷媒圧縮機等として
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、内周面にカム周面を有すると共に両側をサイドブ
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複数のベーンとを備え、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
される圧縮室の容積変動によって流体を圧縮するように
したベーン型圧縮機は公知である。

斯かるベーン型圧縮機におけるカム周面の曲線形状とし
ては従来、特開昭６０−１１６０１号公報に開示されて
いるように、只単にＳ　ｉｎ”α等の曲線である。この
ために、カム周面の短径部の真円部（ロータ外周面とカ
ムリング内周面との間をシールする部分）近傍において
、ベーンの先端がカムリングのカム周面から離れてチャ
タリングを起こし易い、これは、前記真円部直後のベー
ン飛出量の増加が大きくなるからであり、該ベーン飛出
量の増加を小さくすると吐出量が減少してしまうという
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、チャタリン
グが起きることなく、トルク変動が小さく、しかも、大
きな吐出量が得られ、更に１機械損失トルクが減少する
ようにし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は、内周面にカム周
面を有すると共に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複
数のベーンとを備え、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圧縮室の容積変
動によって流体を圧縮するようにしたベーン型圧縮機に
おいて、前記カム周面は、前記ロータ外周面とカムリン
グ内周面との間をシールする第１の真円部と。

該第１の真円部と連続して設けられ且っベーン飛出量を
漸次増加せしめる増加曲線部と、該増加曲線部と連続し
て設けられ且つ前記ベーン飛出量を一定に保つ定常曲線
部と、該定常曲線部と連続して設けられ且つ前記ベーン
飛出量を漸次減少せしめる減少曲線部と、該減少曲線部
と連続して設けられ且つ前記ロータ外周面とカムリング
内周面との間をシールする第２の真円部とを具備する如
く。

これら各部が数式によりそれぞれ得られた曲線形状で成
るものである。

（作用） 真円部直前後のベーン飛出量が小さくなるので短径部で
のベーンのチャタリングが起きない。また、長径部に真
円部が形成されるので、ロータ径が同じでも吐出量が大
きくなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は本発明のベーン型圧縮機の一部切欠側面図、第２図
は第１図の■−■線に沿う断面図である。両図中１はケ
ースで、これは一端面が開口する円形筒体２と、該筒体
２の一端面にその開口面を閉塞する如く取り付けたフロ
ントヘッド３とからなる。前記ケース１内にはポンプハ
ウジング４が収納しである。該ポンプハウジング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端
を閉塞する如く装着し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とからなり、該カムリング５内に
はロータ８が回転軸９により回転自在に収納しである。

前記カムリング５は内周面にカム周面５ａを有し、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°対称位置に空隙室１０．１０が画成さ
れている（複室式）。前記ロータ８には径方向に沿うベ
ーン溝１１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１１内にベーン１２が
放射方向に沿って出没自在に嵌装しである。従って１回
転軸９が駆動されるとロータ８が回転し、該ロータ８の
回転により発生する遠心力と、ベーン１１１の底部に作
用する潤滑油の背圧とにより、ベーン１２は半径方向外
方に飛び出して、カム周面５ａに摺接しながら回転する
。

そして、各ベーン１２がカムリング５に形成された吸入
口１３を通過する毎に、流体をフロントヘッド３に設け
られた流入口１４がら空隙室１０内へ吸入する。相隣る
ベーン１２とカムリング５と両サイドブロック６．７と
で画成される空隙室１０内部の空間（圧縮室）１０ａは
、その容積が、吸入行程では最小から最大に、圧縮行程
では最大から最小に変化し、吸入行程で吸入されて圧縮
行程で加圧された流体は、カムリング５に設けた吐出口
１５から吐出弁１６を押し開いて吐出され、このような
サイクルが繰り返されて、流体の圧縮が行なわれる。そ
して、圧縮された流体は、潤滑油分離装置１７を通過す
る際に、混入されている潤滑油が分離されて、ケース１
とポンプハウジング４との間に形成されている吐出室１
８内に一旦吐出された後、筒体２に形成された流出口１
９より外部回路（図示省略）へ送出される。

次に１本発明の特徴である前記カム周面５ａの形状につ
いて説明する０本実施例では複室式であるから、吸入、
圧縮、吐出の１サイクルは１７２回転（１８０度）で完
了し、ロータ８の１回転で２サイクルが行なわれる。第
３図は本発明の一実施例を示すモデル計算値を適用した
０〜１８０度（１７２回転）間におけるベーン回転角θ
（度）とベーン飛出量Ｘ（ｍ）との関係を、従来のベー
ン型圧縮機の場合と比較して示す線図で、該線図中実線
の形状は、本発明のカム周面５ａの特徴を如実に表わし
ている。即ち、該カム周面５ａの基本的な形状は、第４
図に示す如く、 １）ロータ８の外周面とカムリング５の内周面との間を
シールする第１真円部Ａ ２）該第１真円部Ａと連続して設けられ且つベーン飛出
量を漸次増加せしめる増加曲線部Ｂ３）該増加曲線部Ｂ
と連続して設けられ且つ前記ベーン飛出量を一定に保つ
定常曲線部Ｃ４）該定常曲線部Ｃと連続して設けられ且
つ前記ベーン飛出量を漸次減少せしめる減少曲線部５）
該減少曲線部りと連続して設けられ且つ前記ロータ８の
外周面とカムリング５の内周面との間をシールする第２
真円部Ｅ 以上の各部Ａ−Ｅを具備する曲線形状であり、これら各
部Ａ−Ｅを数式で表わすと次のようになる。まず、以下
の数式説明に使用する記号の定義について説明する。

Ｒｏ：ロータ８の半径 Ｈ：ベーン１２の最大飛出量 Ｒ（θ）：ベーン１２の飛出量＋ロータ８の半径θ：ロ
ータ８の回転角 φ。：基準点（０”　）から第１の真円部Ａのロータ８
回転方向前側端までの角度 φ１：基準点（０°）から増加曲線部Ｂのロータ８回転
方向前側端までの角度 φ２：基準点（０°）から定常曲線部Ｃのロータ８回転
方向前側端までの角度 φ、：基準点（０°）から減少曲線部りのロータ８回転
方向前側端までの角度 １）第１の真円部Ａの数式は Ｒ（θ）＝Ｒ０ 但し、ｏ’＜θ〈φ。

但し、φ。くθ≦φ１ ３）定常曲線部Ｃの数式は Ｒ（θ）＝Ｒ０十Ｈ 但し、φ、〈θ〈φ２ 但し、φ、くθ≦φ３ ５）第２の真円部Ｅの数式は Ｒ（θ）＝Ｒ０ 但し、φ２くθ≦１８０゜ なお、φ、とφ２の最適な値を考慮すると、＊、”ｒａ
、−ｔ−ｔｏ’　〜２０’　４７０’　〜８０’［α、
は吸入閉鎖角（第４図参照）であり、該α１があまり小
さいと吸入流体を円滑且つ良好に吸い込めないため、α
１勾６０°が良い、、］ φ２岬８５’〜９５″ （φ２をあまり大きくすると、圧縮行程が急激に行なわ
れる。） 上述の如くカム周面５ａを形成したことにより、第３図
中破線で示す従来のカム周面に比して、同図中実線で示
す如く、ロータ８の回転角θが５゜〜６７°位の範囲に
おけるベーン１２の飛出量は小さく、また、ロータ８の
回転角θが６７″〜１０９゜位の範囲におけるベーン１
２の飛出量は大きく、更に、ロータ８の回転角θが１０
９”〜１７５＠位の範囲におけるベーン１２の飛出量は
再び小さくなる。即ち、カム周面５ａの短径部でのベー
ン１２の飛出量が、従来に比して小さくなる。また。

ロータ８の回転角θに対するベーン１２の加速度は、第
５図中実線で示す本発明のカム周面５ａの方が、同図中
破線で示す従来のカム周面に比して。

小さく、特に、チャタリングの起き易い短径部の加速度
が従来に比して小さくなる。

なお、上記実施例においては、１８０度対称位置に空隙
室１０を設けた複室式に適用したが、これに限られるこ
となく、単室式にも′適用し得る。

（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、そのカム
周面が、ロータ外周面とカムリング内周面との間をシー
ルする第１の真円部と、該第１の真円部と連続して設け
られ且つベーン飛出量を漸次増加せしめる増加曲線部と
、該増加曲線部と連続して設けられ且つ前記ベーン飛出
量を一定に保つ定常曲線部と、該定常曲線部と連続して
設けられ且つ前記ベーン飛出量を漸次減少せしめる減少
曲線部と、該減少曲線部と連続して設けられ且つ前記ロ
ータ外周面とカムリング内周面との間をシールする第２
の真円部とを具備する如く、これら各部が数式によりそ
れぞれ得られた曲線形状で成ることを特徴とするもので
ある。

従って、チャタリングが起きることなく、トルク変動が
小さく、しかも、大きな吐出量が得られ、更に１機械損
失トルクが減少する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明のベー
ン型圧縮機の一部切欠側面図、第２図は第１図のｎ−ｎ
線に沿う断面図、第３図は本発明のベーン型圧縮機のロ
ータ回転角とベーン飛出量との関係を、従来のベーン型
圧縮機と比較して示す線図、第４図は本発明のベーン型
圧縮機におけるカム周面の形状を示す図、第５図は本発
明のベーン型圧縮機のロータ回転角とベーンの加速度定
数との関係を、従来のベーン型圧縮機と比較して示す線
図である。 ５・・・カムリング、５ａ・・・カム周面、６・・・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、１１・・・ベーン溝、１２・・・ベー
ン、Ａ・・・第１の真円部、Ｂ・・・増加曲線部、Ｃ・
・・定常曲線部、Ｄ・・・減少曲線部、Ｅ・・・第２の
真円部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内周面にカム周面を有すると共に両側をサイドブロ
   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
   自在に嵌装された複数のベーンとを備え、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
   れる圧縮室の容積変動によって流体を圧縮するようにし
   たベーン型圧縮機において、前記カム周面は、前記ロー
   タ外周面とカムリング内周面との間をシールする第１の
   真円部と、該第１の真円部と連続して設けられ且つベー
   ン飛出量を漸次増加せしめる増加曲線部と、該増加曲線
   部と連続して設けられ且つ前記ベーン飛出量を一定に保
   つ定常曲線部と、該定常曲線部と連続して設けられ且つ
   前記ベーン飛出量を漸次減少せしめる減少曲線部と、該
   減少曲線部と連続して設けられ且つ前記ロータ外周面と
   カムリング内周面との間をシールする第２の真円部とを
   具備する如く、これら各部が数式によりそれぞれ得られ
   た曲線形状で成ることを特徴とするベーン型圧縮機。 ２．前記各部の数式は、 （１）第１の真円部がＲ（θ）＝Ｒ＿０ 但し、０°＜θ＜φ＿０ （２）増加曲線部がＲ（θ）＝Ｒ＿０＋Ｈｓｉｎ５／２
   ［９０／（φ＿１−φ＿２）（θ−φ＿０）］但し、φ
   ＿０＜θ≦φ＿１ （３）定常曲線部がＲ（θ）＝Ｒ＿０＋Ｈ 但し、φ＿１＜θ＜φ＿２ （４）減少曲線部がＲ（θ）＝Ｒ＿０＋Ｈ−Ｈｓｉｎ５
   ／２［９０／（φ＿３−φ＿２）（θ−φ＿２）］但し
   、φ＿２＜θ≦φ＿３ （５）第２の真円部がＲ（θ）＝Ｒ＿０ 但し、φ＿３＜θ≦１８０° であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のベ
   ーン型圧縮機。 但し、Ｒ＿０：ロータの半径 Ｈ：ベーン最大飛出量 Ｒ（θ）：ベーン飛出量＋ロータの半径 θ：ロータ回転角 φ＿０：基準点（０°）から第１の真円部のロータ回転
   方向前側端までの角度 φ＿１：基準点（０°）から増加曲線部のロータ回転方
   向前側端までの角度 φ＿２：基準点（０°）から定常曲線部のロータ回転方
   向前側端までの角度 φ＿３：基準点（０°）から減少曲線部のロータ回転方
   向前側端までの角度