JP2003343466A - 可変容量型流体圧送機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出容量可変可能とするものにおいて効率の
低下を防止し、耐久性に優れ、トルク変動の生じにくい
可変容量流体圧送機を提供する。 【解決手段】 容量可変型流体圧送機において、外周壁
５０１がインボリュート曲線から成り、回転軸１に対し
て公転するロータ５と、ロータ５の公転時における公転
半径ｒｋの変化を許容し、自転を防止する自転防止手段
８、９、５０２と、ロータ５を内部に収容し、内周壁６
０１が外周壁５０１と同一直径の基礎円を基に描かれる
インボリュート曲線から成るステ−タ６と、ロータ５お
よびステータ６の間に形成される空間を仕切る仕切り手
段７と、ロータ５の公転半径ｒｋを可変可能とする公転
半径可変手段１０１、３０１と、ロータ５がステ−タ６
に当接するように押圧する押圧手段４と、ロータ５およ
びステータ６の円周方向の相対位置を可変可能とする相
対位置可変手段８、１０、３０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用空調
装置の圧縮機として用いて好適な容量可変型流体圧送機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量可変型流体圧送機として、特
開平５−５４９７号公報に示されるものが知られてい
る。この流体圧送機は、シリンダ内を公転するロータを
有し、シリンダとロータとベーンとによって形成される
空間を拡大、縮小することで流体を圧縮するロータリコ
ンプレッサである。シリンダは中間仕切り板によって２
つに仕切られており、この仕切り板に両シリンダ間を連
通、閉塞するレリース機構部を備えている。そして、レ
リース機構部によって両シリンダ間を連通させて、圧縮
流体を高圧側のシリンダから低圧側のシリンダにレリー
スさせることで運転状態に応じた吐出容量に可変可能と
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
ンプレッサにおいては、流体の吐出容量の大小に関わら
ず、ロータは常にシリンダやベーンに対して同一回転の
公転運動を続けるため、吐出容量を小さくしていくと機
械損失や洩れ損失の割合が増加し、コンプレッサとして
の効率が低下する。また、ロータ、シリンダ、ベーンの
互いの摺動による焼付きやロックが起きやすかった。更
には、吐出容量可変時において、吐出容量を小さくする
に従って圧縮行程が短くなるため、トルク変動が大きく
なり、作動フィーリングが悪くなるという問題もあっ
た。

【０００４】本発明の目的は、上記問題に鑑み、吐出容
量可変可能とするものにおいて効率の低下を防止し、耐
久性に優れ、トルク変動の生じにくい可変容量流体圧送
機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。

【０００６】請求項１に記載の発明では、容量可変型流
体圧送機において、外周壁（５０１）が所定の基礎円を
基に描かれるインボリュート曲線から成り、回転軸
（１）に対して公転するロータ（５）と、ロータ（５）
の公転時における公転半径（ｒｋ）の変化を許容しつ
つ、自転を防止する自転防止手段（８、９、５０２）
と、ロータ（５）を内部に収容し、内周壁（６０１）が
所定の基礎円と同一直径の基礎円を基に描かれるインボ
リュート曲線から成るステ−タ（６）と、ロータ（５）
の公転に応じて可動し、ロータ（５）およびステータ
（６）の間に形成される空間を仕切る仕切り手段（７）
と、ロータ（５）の公転半径（ｒｋ）を可変可能とする
公転半径可変手段（１０１、３０１）と、ロータ（５）
の公転半径（ｒｋ）方向の外周壁部が対向するステータ
（６）の内周壁部に当接するようにロータ（５）を押圧
する押圧手段（４）と、ロータ（５）およびステータ
（６）の円周方向の相対位置を可変可能とする相対位置
可変手段（８、１０、３０、６）とを有することを特徴
としている。

【０００７】上記請求項１に記載の発明によれば、相対
位置可変手段（８、１０、３０、６）によって、ロータ
（５）のステ−タ（６）に対する相対位置を両者のイン
ボリュート曲線が重なる方向に可変させると、公転半径
可変手段（１０１、３０１）によって、ロータ（５）と
ステ−タ（６）間に形成される空間（圧縮室Ｖｃ）を小
さくすることができ、またこれに応じて公転半径（ｒ
ｋ）を小さくすることができる。この時、押圧手段
（４）によって、ロータ（５）の公転半径（ｒｋ）方向
のステ−タ（６）との当接状態は常に確保することがで
きる。

【０００８】即ち、吐出容量を可変可能として、吐出容
量に応じた公転半径（ｒｋ）に可変することができるの
で、吐出容量を小さくしていく際にロータ（５）の公転
時における周速度を小さくし、機械損失の低減、耐久性
の向上を図ることができる。また、従来技術のように圧
縮行程が極端に短くなることが無いので、トルク変動の
発生を抑制することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、公転半径可変
手段（１０１、３０１）は、回転軸（１）に設けられ、
断面形状として平行な二面を形成する二面幅部（１０
１）と、ロータ（５）の中心側で回転可能に支持される
ブッシュクランク（３）に設けられ、二面幅部（１０
１）に沿って摺動可能となる長穴部（３０１）とから成
ることを特徴としており、長穴部（３０１）、二面幅部
（１０１）という形状の組み合わせで容易に公転半径
（ｒｋ）を可変させることができる。

【００１０】請求項３に記載の発明では、公転半径（ｒ
ｋ）は、所定値からゼロまで無段階に可変されるように
したことを特徴としている。

【００１１】これにより、吐出容量ゼロ時に公転半径
（ｒｋ）もゼロとすることで、回転軸（１）はロータ
（５）に対して空回りするのみとなり、機械損失を最小
とし、回転軸（１）側の動力源の動力消費を最小にする
ことができる。これは、言い換えれば、通常動力源との
間に設けられるクラッチ機構を不要として、流体圧送機
のＯＦＦ状態を可能とすることを意味している。

【００１２】請求項４に記載の発明では、自転防止手段
（８、９、５０２）は、回転軸（１）を中心として回転
可能に配置され、ロータ（５）の通常作動時においては
固定定される回転プレート（８）と、回転プレート
（８）およびロータ（５）の間に設けられるオルダムプ
レート（９）と、ロータ（５）とによってオルダム継手
の機構が形成されるものであって、相対位置可変手段
（８、１０、３０、６）としては、回転プレート（８）
を所定角度回転させることによって、ステータ（６）に
対するロータ（５）の円周方向の相対位置を可変可能と
している。

【００１３】尚、請求項５に記載の発明では、回転プレ
ート（８）の回転に伴って回転するロータ（５）の回転
中心は、所定の基礎円中心に一致するようにしたことを
特徴としており、これにより、ロータ（５）の一回転中
の公転半径（ｒｋ）が変化することが無く、安定した公
転を継続できる。また、ステ−タ（６）との相対位置に
おいて、回転プレート（８）によってロータ（５）を順
次回転させていくことで、最終的にステ−タ（６）と完
全に重なって、吐出容量ゼロの状態を形成できる。

【００１４】また、請求項６に記載の発明のように、ス
テータ（６）は、基礎円を中心に回転可能に設けられ、
相対位置可変手段（８、１０、３０、６）としては、ス
テ−タ（６）を所定角度回転させることによって、ロー
タ（５）に対するステータ（６）の円周方向の相対位置
を可変するようにしても良い。

【００１５】請求項７および請求項８に記載の発明のよ
うに、回転プレート（８）あるいはステータ（６）は、
モータ（３０）の駆動力、あるいは内部を流通する流体
の圧力により所定角度回転させることが可能である。

【００１６】請求項９および請求項１０に記載の発明の
ように、ロータ（５）の中心側で回転可能に支持される
ブッシュクランク（３）に長穴部（３０１）が設けられ
ており、押圧手段（４）としては、長穴部（３０１）
と、この長穴部（３０１）に挿通される回転軸（１）と
の間に形成される空間に配設される弾性部材（４）とし
たり、空間に負荷される圧力とすることで対応が可能で
ある。

【００１７】請求項１１に記載の発明では、仕切り手段
（７）は、一方がステータ（６）側で回動可能に支持さ
れ、他方がロータ（５）側に当接する仕切り板（７）と
したことを特徴としている。

【００１８】これにより、流体の圧力によって仕切り板
（７）の他方側は常にロータ（５）側に付勢されるの
で、仕切り板（７）をロータ（５）側に可動させるため
の弾性部材等を不要として安価に対応することができ
る。

【００１９】尚、請求項１２に記載の発明のように、仕
切り手段（７）は、一方がステータ（６）側で進退し、
他方がロータ（５）側に当接するベーンとしても良い。

【００２０】請求項１３に記載の発明では、ロータ
（５）のステータ（６）内周壁（６０１）開口側には、
ステータ（６）内周壁（６０１）内空間を遮蔽するフラ
ンジ状の端板部（５０２）が設けられたことを特徴とし
ている。

【００２１】これにより、ロータ（５）を不要に大きく
することなく、端板部（５０２）を用いて自転防止手段
（８、９、５０２）を構成することができる。

【００２２】請求項１４に記載の発明では、ロータ
（５）およびステータ（６）は、回転軸（１）方向に複
数組設けられたことを特徴としている。

【００２３】これにより、各ロータ（５）の位相をずら
して作動させることで、一回転当たりの圧縮行程が均等
に配分され、トルク変動を低減して滑らかな作動を得る
ことができる。

【００２４】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態を図１〜図１０に示す。本発明の流体圧送機は、
対象流体として圧縮性流体（気体）あるいは非圧縮性流
体（液体）のいずれにも適用可能なものであって、第１
実施形態では車両用空調装置の冷媒を圧縮する圧縮機１
００に適用したものとしている。まず、この圧縮機１０
０の基本構成について図１〜図５を用いて説明する。

【００２６】回転軸１は、図示しない車両エンジンの駆
動力が伝達されて回転駆動し、後述するロータ５を公転
させるものであり、フロントハウジング２に組み込まれ
たベアリング２０およびリヤハウジング１３に組み込ま
れたベアリング２１によって回転可能に支持されてい
る。そして、回転軸１のロータ５、回転プレート８、オ
ルダムプレート９に挿通される領域には、断面形状とし
て軸中心Ｏ１に対して対称な平行二面を成す二面幅部１
０１が形成されている。尚、フロントハウジング２には
冷媒を吸入するための図示しない吸入口が設けられ、吸
入室２０１と連通している。

【００２７】ブッシュクランク３は、円筒形状を成す部
材で、軸方向に長穴部３０１が貫通するように設けられ
ており、回転軸１の二面幅部１０１に沿って摺動可能と
している。回転軸１の軸中心Ｏ１とブッシュクランク３
の軸中心Ｏ３との偏心量、即ち公転半径ｒｋは、ブッシ
ュクランク３（長穴３０１）が二面幅部１０１を摺動す
ることによって連続的に変化する。ここでは、ブッシュ
クランク３の軸中心Ｏ３の移動軌跡が回転軸１の軸中心
Ｏ１を通過するように回転軸１の外径および長穴部３０
１のブッシュクランク３に対する配置を決定しており、
公転半径ｒｋは、図２で示す最大値からゼロ（図９）ま
で可変可能としている。尚、この二面幅部１０１および
長穴部３０１は、本発明における公転半径可変手段に対
応する。

【００２８】ロータ５は、ベアリング２２を介してブッ
シュクランク３に対して回転可能に支持されている。ロ
ータ５の外周壁５０１は所定の基礎円を基に描かれるイ
ンボリュート曲線から形成されている。尚、インボリュ
ート曲線は周長が長くなるに従って径方向に広がってい
く曲線であるので、ここでは巻き始め位置と略３６０度
の位置とで任意の円弧と直線により滑らかに接続してい
る。また、基礎円の中心は、ブッシュクランク３の軸中
心Ｏ３に一致するようにしている。

【００２９】ステ−タハウジング（以下、ステ−タ）６
は、内側の凹状空間内部にロータ５を収容し、凹状空間
とロータ５とによって圧縮室Ｖｃを形成するものであ
る。凹状空間の内周壁６０１は、ロータ５のインボリュ
ート曲線を形成する基礎円と同一直径の基礎円を基に描
かれるインボリュート曲線から成る。

【００３０】ステ−タ６の内周壁６０１の基礎円中心
は、回転軸１の軸中心Ｏ１に一致させており、ロータ５
の基礎円中心を内周壁６０１の基礎円中心に一致させ
（即ち、公転半径ｒｋをゼロとした時）、且つロータ５
を基礎円中心を中心として所定角度回転させた時に、内
周壁６０１および外周壁５０１は互いに重なり合うよう
にしている。

【００３１】回転軸１とブッシュクランク３の長穴部３
０１とによって形成される空間には弾性部材としてのス
プリング４が介在され、ブッシュクランク３は公転半径
ｒｋが大きくなる方向に付勢されている。よって、ロー
タ５の公転半径ｒｋ方向の外周壁部が対向するステ−タ
６の内周壁部に当接するように押圧されている。このス
プリング４は本発明における押圧手段に対応する。

【００３２】ロータ５におけるステ−タ６の内周壁６０
１開口側には、ステ−タ６内の凹状空間を遮蔽するフラ
ンジ状の端板部５０２が設けられている。端板部５０２
は、円形を成し、その中心はロータ５の外周壁５０１の
基礎円中心と一致させている。そして、端板部５０２
は、回転プレート８、オルダムプレート９と共にフロン
トハウジング２とステ−タ６の間に摺動可能に挟み込ま
れている。尚、ロータ５の所定の公転位置において、端
板部５０２はステ−タ６の凹状空間の遮蔽を一部解消
し、吸入室２０１と凹状空間とを連通させる（図６
（ｄ））。

【００３３】回転プレート８、オルダムプレート９、端
板部５０２は、本発明における自転防止手段を成すもの
である。回転プレート８は、円板状を成し、フロントハ
ウジング２内周の回転支持面２０２に回転可能に支持さ
れている。また、回転プレート８には、少なくとも２本
以上（ここでは２本）のピン８０１が回転プレート８の
中心を通る直線上に並ぶように圧入されている。

【００３４】オルダムプレート９は、円板状を成し、中
心部には回転軸１が挿通し回転軸１に対して偏心可能と
なる長穴９０３が設けられている。また、外周側には回
転プレート８のピン８０１が並ぶ方向に延びる長穴９０
２が設けられ、ピン８０１が挿入され、オルダムプレー
ト９は回転プレート８に対して長穴部９０２の長手方向
のみに摺動可能としている。

【００３５】更にオルダムプレート９には、中心を通り
長穴９０２と直行する方向に並び、且つこの方向に長手
側を形成する２つ以上（ここでは２つ）の長穴９０１が
設けられている。そして、ロータ５の端板部５０２の中
心を通る直線上に並ぶように圧入された少なくとも２本
以上（ここでは２本）のピン５０３が長穴９０１に挿入
され、ロータ５はオルダムプレート９に対して長穴部９
０１の長手方向、即ち長穴部９０２の長手方向と直交す
る方向にのみ摺動可能としている。

【００３６】上記回転プレート８、オルダムプレート
９、端板部５０２のピン５０３によってオルダム継手の
機構が形成され、ロータ５はブッシュクランク３の長穴
部３０１と回転軸１の二面幅部１０１で規制される最大
公転半径で公転を行い、且つ回転プレート８に対する自
転が規制される。尚、上記オルダム継手の機構において
は、公転半径ｒｋが小さく可変された場合でもその公転
半径ｒｋの変化を許容して、ロータ５の自転を防止可能
としている。

【００３７】ステ−タ６のインボリュート曲線巻き始め
位置の近傍には、仕切り手段としての仕切り板７が設け
られている。仕切り板７は、一方の端部がステ−タ６に
ヒンジ７０１によって回動可能に支持され、他方の端部
がロータ５の公転に応じて回動しながらロータ５に当接
するようにしている。この仕切り板７によって、ロータ
５およびステ−タ６の間に形成される空間が仕切られ、
圧縮室Ｖｃが形成される。また、仕切り板７の近傍でロ
ータ５が公転によってステ−タ６に当接する際には、仕
切り板７はステ−タ６に設けられた切欠き部６０３に収
容されるようにしている。

【００３８】ステ−タ６の仕切り板７近傍には、後述す
る吐出室１３１に連通する吐出弁格納穴６０５が設けら
れている。また、この吐出弁格納穴６０５は吐出口６０
６によって圧縮室Ｖｃと連通している。

【００３９】吐出弁格納穴６０５には、薄板のバネ材に
舌状の切込みが設けられ、吐出口６０６を開閉する吐出
リード弁１１が格納されている。更に吐出リード弁１１
の内側には、吐出リード弁１１の過度のリフトを規制す
るためのバルブストッパ１２が格納されている。

【００４０】リヤハウジング１３は、ステ−タ６側に開
口する円筒状の容器体であり、内部に吐出室１３１を形
成している。ロータ５によって圧縮された冷媒は、吐出
口６０６、吐出弁格納穴６０５から吐出室１３１を経
て、図示しない吐出口から外部に吐出される。また、フ
ロントハウジング２、ステ−タ６、リヤハウジング１３
は互いに外周部で当接され、複数のスルーボルト２４に
よって一体に締結されている。

【００４１】図４、図５に示すように、回転プレート８
の外周の一部にはギヤ部８０２が形成され、ドライブギ
ヤ１０のギヤ部１０Ａと噛み合っている。そして、ドラ
イブギヤ１０は、リヤハウジング１３に固定されたモー
タ３０によってシャフト１０Ｂを介して回転駆動され、
これに伴って、回転プレート８の回転位置が制御され
る。尚、回転プレート８、ドライブギヤ１０、モータ３
０は、本発明における相対位置可変手段に対応する。

【００４２】次に、上記構成に基づく作動について、図
６〜図１０を用いて説明する。まず吐出容量１００％時
の場合について説明すると、モータ３０によってドライ
ブギヤ１０が駆動され、回転プレート８は図４に示す回
転方向位置で停止、保持される。これによってロータ５
は、図２に示すように公転半径ｒｋが最大状態となり、
圧縮室Ｖｃの容積も最大となる。回転軸１が回転すると
ブッシュクランク３は公転半径ｒｋを偏心量として旋回
する。このブッシュクランク３の旋回に伴って、ロータ
５は回転プレート８、オルダムプレート９、端板部５０
２から成る自転防止手段によって自転が防止されつつ公
転する。

【００４３】ロータ５の公転の状態を図６に示す。図６
（ｄ）において、ロータ５の端板部５０２の一部がステ
ータ６の凹状空間の開口側の遮蔽を解除し、冷媒が吸入
室２０１から圧縮室Ｖｃに流入される。

【００４４】圧縮空間Ｖｃに流入した冷媒は、図６の
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順に圧縮される。即
ち、ロータ５の公転により圧縮空間Ｖｃが順次縮小さ
れ、冷媒が圧縮されることになる。そして、圧縮される
冷媒の圧力が吐出圧力に達すると吐出リード弁１１が開
かれ、冷媒は、吐出口６０６、吐出弁格納穴６０５から
吐出室１３１を経て外部に吐出される。尚、仕切り板７
のロータ５側端部は、圧縮される冷媒圧力によって常に
ロータ５に当接するように付勢され、圧縮室Ｖｃからの
冷媒洩れが阻止される。

【００４５】続いて、中間吐出容量時の場合について説
明すると、モータ３０によってドライブギヤ１０が駆動
され、回転プレート８は、図８に示す回転方向位置（図
４で示した吐出容量１００％時に対して、反時計回り方
向に略４５度回転した位置）で停止、保持される。これ
に伴ってロータ５は、図７に示すように、ステ−タ６に
対して反時計回り方向に回転し、両者５、６の相対位置
がずれて公転半径ｒｋが最大状態から縮小されると共
に、圧縮室Ｖｃの容積も同時に縮小されることになる。

【００４６】圧縮室Ｖｃの縮小に伴って冷媒の吐出容量
は上記１００％吐出容量時に比べて減少し、合せて公転
半径ｒｋの縮小に伴い、公転時の周速度も低下した状態
で作動することになる。尚、回転プレート８の回転位置
に応じて、公転半径ｒｋおよび圧縮室Ｖｃを連続的に変
化させることができ、圧縮機としての吐出容量も連続的
に可変可能となる。

【００４７】更に、吐出容量０％時の場合について説明
すると、モータ３０によってドライブギヤ１０が駆動さ
れ、回転プレート８は、図１０に示す回転方向位置（図
４で示した吐出容量１００％時に対して、反時計回り方
向に略９０度回転した位置）で停止、保持される。これ
に伴ってロータ５は、図９に示すように、ステ−タ６に
対して反時計回り方向に更に回転し、公転半径ｒｋがゼ
ロとなり、またロータ５とステ−タ６が互いに重なり合
い、圧縮室Ｖｃの容積も同時にゼロになる。この状態で
は、ロータ５は固定状態となるため公転運動は行なわれ
ず、回転軸１およびブッシュクランク３はベアリング２
２にて空回りするのみとなる。

【００４８】以上の構成および作動より、本発明におけ
る作用効果について説明する。

【００４９】モータ３０、ドライブギヤ１０、回転プレ
ート８によって、ロータ５のステ−タ６に対する相対位
置を両者のインボリュート曲線が重なる方向に可変させ
ると、回転軸１の二面幅部１０１に沿ってブッシュクラ
ンク３が回転軸１の軸中心Ｏ１側に摺動し、ロータ５と
ステ−タ６間に形成される圧縮室Ｖｃを小さくすること
ができ、またこれに応じて公転半径ｒｋを小さくするこ
とができる。この時、スプリング４によって、ロータ５
の公転半径ｒｋ方向のステ−タ６との当接状態は常に確
保することができる。

【００５０】即ち、吐出容量を可変可能として、吐出容
量に応じた公転半径ｒｋに可変することができるので、
吐出容量を小さくしていく際にロータ５の公転時におけ
る周速度を小さくし、機械損失の低減、耐久性の向上を
図ることができる。また、従来技術のように圧縮行程が
極端に短くなることが無いので、トルク変動の発生を抑
制することができる。

【００５１】公転半径ｒｋの可変に当たっては、上記の
ように長穴部３０１、二面幅部１０１という形状の組み
合わせで容易に対応可能としており、また、公転半径ｒ
ｋは、所定値からゼロまで無段階に可変されるようにし
ているので、吐出容量ゼロ時に公転半径ｒｋもゼロとす
ることで、回転軸１はロータ５に対して空回りするのみ
となり、機械損失を最小とし、回転軸１側の動力源（車
両エンジン）の動力消費を最小にすることができる。こ
れは、言い換えれば、通常車両エンジンとの間に設けら
れるクラッチ機構を不要として、流体圧送機のＯＦＦ状
態を可能とすることを意味している。

【００５２】また、回転プレート８の回転に伴って回転
するロータ５の回転中心は、外周壁部５０１の基礎円中
心に一致するようにしているので、ロータ５の一回転中
の公転半径ｒｋが変化することが無く、安定した公転を
継続できる。また、ステ−タ６との相対位置において、
回転プレート８によってロータ５を順次回転させていく
ことで、最終的にステ−タ６と完全に重なって、吐出容
量ゼロの状態を形成できる。

【００５３】また、ロータ５にはステータ６の内周壁６
０１内の凹状空間を遮蔽する端板部５０２を設けるよう
にしているので、ロータ５を不要に大きくすることな
く、端板部５０２に自転防止用のピン５０３を容易に設
けることができる。

【００５４】更に、仕切り手段として、一方がステータ
６側でヒンジ７０１によって回動可能に支持され、他方
がロータ５側に当接する仕切り板７としており、これに
より、冷媒の圧力によって仕切り板７の端部は常にロー
タ５側に付勢されるので、仕切り板７をロータ５側に可
動させるための弾性部材等を不要として安価に対応する
ことができる。

【００５５】（第２実施形態）本発明の第２実施形態を
図１１〜図１３に示す。第２実施形態は、相対位置可変
手段を構成する回転プレート８を冷媒の圧力を用いて回
転駆動させるようにしたものである。

【００５６】回転プレート８には反ロータ側に突出する
扇状の凸部８０３が設けられ、フロントハウジング２に
設けられた円弧溝２０３に挿入されている。ねじりバネ
１４は、フロントハウジング２の中心側に設けられた円
形溝２０６に収容されると共に、一端側が切欠き部２０
７に固定されている。更にねじりバネ１４の他端側は、
回転プレート８に設けられた穴部８０４に固定され、回
転プレート８は、図１２において時計回り方向（黒矢印
方向）に付勢されるようにしている。尚、図１２は、上
記第１実施形態で説明した図４に対応し、吐出容量１０
０％時の状態を示している。

【００５７】円弧溝２０３において凸部８０３がねじり
バネ１４によって付勢される側の端部には、制御圧室２
０４が連通するように設けられており、更に制御圧室２
０４は、リヤハウジング１３に設けられた制御弁４０側
と図示しない連通路によって連通するようにしている。
制御弁４０の開閉によって制御圧室２０４には、冷媒の
吐出圧力が負荷される。また、円弧溝２０３の反制御圧
室側の空間２０５は、図示しない連通路によって吸入室
２０１と連通するようにしており、空間２０５には冷媒
の吸入圧力が負荷される。

【００５８】よって、凸部８０３は、図１２、図１３中
の時計回り方向に働くねじりバネ１４のバネ力および吸
入圧力と、反時計回り方向に働く吐出圧力とのバランス
によって時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転す
る。

【００５９】図１２に示す吐出容量１００％の状態に対
して、制御弁４０を開き、制御圧室２０４に吐出圧力を
負荷することで、図１３のように凸部８０３、即ち回転
プレート８を反時計回り方向（白矢印方向）に回転させ
て、上記第１実施形態と同様に吐出容量の可変を可能と
している。

【００６０】これにより、上記第１実施形態に対して、
モータ３０およびドライブギヤ１０を不要として、小型
で安価な圧縮機１００とすることができる。

【００６１】（第３実施形態）本発明の第３実施形態を
図１４〜図１６に示す。第３実施形態は、上記第１実施
形態に対して、ロータ５およびステ−タ６を回転軸１方
向に複数組設けるようにしたものである。

【００６２】ここではロータ５およびステ−タ６を２組
にしたものとしており、図１５、図１６に示すように、
２つのロータ５の相対位置が１８０度ずれるように配置
している。尚、回転プレート８は、両ロータ５の間に配
置し、１枚の回転プレート８で同時に２つのロータ５の
公転半径ｒｋおよび吐出容量を可変するようにしてい
る。

【００６３】これにより、一回転当たりの圧縮行程が均
等に配分され、トルク変動を低減して滑らかな作動を得
ることができる。

【００６４】（その他の実施形態）上記第１〜第３実施
形態では、相対位置可変手段として回転プレート８を所
定角度回転させ、それに応じてステ−タ６に対するロー
タ５の相対位置を可変するようにしたが、図１７、図１
８に示すように、ステ−タ部６１を回転させるようにし
ても良く、本発明における同一の作用効果が得られる。
ここでは、ステ−タハウジング６の内側で回転可能なス
テ−タ部６１を設け、ステ−タ部６１に凸部６１１を設
けている。また、リヤハウジング１３には、凸部６１１
が挿入される円弧溝１３２と制御圧室１３３を設け、ス
テ−タ部６１は上記第２実施形態における回転プレート
８と同様に吐出圧力によって回転されるようにしてい
る。

【００６５】また、押圧手段として回転軸１とブッシュ
クランク３との間に介在されるスプリング４に代えて、
図１７、図１８に示すように、吐出圧力を負荷すること
で対応するようにしても良い。具体的には、回転軸１に
凹状の圧力室１０２を設け、この圧力室１０２とブッシ
ュクランク３の間に押圧部材４０１を介在させている。
更に、回転軸１には図示しない冷媒吐出側から圧力室１
０２に連通する連通路１０３を設け、圧力室１０２には
常に吐出圧力が負荷されるようにしている。そして、こ
の吐出圧力によってローラ５をステ−タ６側に押圧す
る。尚、回転軸１のリヤハウジング１３側の端部には、
シャフトシール２３を設けている。

【００６６】また、仕切り手段としては、ヒンジ７０１
で回動する仕切り板７に代えて、一方がステータ６側で
進退し、他方がロータ５側に当接するベーンとしても良
い。

【００６７】更に、車両用空調装置の圧縮機に限らず、
家庭用や建設用等の圧縮機に適用しても良い。また、圧
縮性流体（気体）を対象とする圧縮機に限らず、非圧縮
性流体（液体）を対象とするポンプとして本発明を適用
するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における圧縮機を示す断
面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。

【図３】図２におけるＣ−Ｃ部を示す断面図である。

【図４】図１におけるＢ−Ｂ部を示す断面図である。

【図５】図４におけるＤ−Ｄ部を示す断面図である。

【図６】図２におけるロータの作動状態および圧縮室Ｖ
ｃの変化を示す（ａ）は第１段階、（ｂ）は第２段階、
（ｃ）は第３段階、（ｄ）は第４段階の断面図である。

【図７】中間吐出容量時におけるステ−タに対するロー
タの相対位置を示す断面図である。

【図８】中間吐出容量時における回転プレートおよびオ
ルダムプレートの回転位置を示す断面図である。

【図９】吐出容量０％時におけるステ−タに対するロー
タの相対位置を示す断面図である。

【図１０】吐出容量０％時における回転プレートおよび
オルダムプレートの回転位置を示す断面図である。

【図１１】本発明の第２実施形態における圧縮機を示す
断面図である。

【図１２】吐出容量１００％時における図１１のＥ−Ｅ
部を示す断面図である。

【図１３】吐出容量０％時における図１１のＥ−Ｅ部を
示す断面図である。

【図１４】本発明の第３実施形態における圧縮機を示す
断面図である。

【図１５】図１４におけるＦ−Ｆ部を示す断面図であ
る。

【図１６】図１４におけるＧ−Ｇ部を示す断面図であ
る。

【図１７】その他の実施形態における圧縮機を示す断面
図である。

【図１８】図１７におけるＨ−Ｈ部を示す断面図であ
る。

【図１９】図１７におけるＩ−Ｉ部を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 回転軸 ３ ブッシュクランク ４ スプリング（弾性部材、押圧手段） ５ ロータ ６ ステ−タハウジング（相対位置可変手段） ７ 仕切り板（仕切り手段） ８ 回転プレート（自転防止手段、相対位置可変手段） ９ オルダムプレート（自転防止手段） １０ ドライブギヤ（相対位置可変手段） ３０ モータ（相対位置可変手段） １００ 圧縮機 １０１ 二面幅部 ３０１ 長穴部 ５０１ 外周壁 ５０２ 端板部（自転防止手段） ６０１ 内周壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 成秀 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 松田 三起夫 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA05 AA17 AB01 BB21 BB42 BB52 CC02 CC08 CC12 CC16 CC17

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周壁（５０１）が所定の基礎円を基に
   描かれるインボリュート曲線から成り、回転軸（１）に
   対して公転するロータ（５）と、 前記ロータ（５）の公転時における公転半径（ｒｋ）の
   変化を許容しつつ、自転を防止する自転防止手段（８、
   ９、５０２）と、 前記ロータ（５）を内部に収容し、内周壁（６０１）が
   前記所定の基礎円と同一直径の基礎円を基に描かれるイ
   ンボリュート曲線から成るステ−タ（６）と、 前記ロータ（５）の公転に応じて可動し、前記ロータ
   （５）および前記ステータ（６）の間に形成される空間
   を仕切る仕切り手段（７）と、 前記ロータ（５）の前記公転半径（ｒｋ）を可変可能と
   する公転半径可変手段（１０１、３０１）と、 前記ロータ（５）の前記公転半径（ｒｋ）方向の外周壁
   部が対向する前記ステータ（６）の内周壁部に当接する
   ように前記ロータ（５）を押圧する押圧手段（４）と、 前記ロータ（５）および前記ステータ（６）の円周方向
   の相対位置を可変可能とする相対位置可変手段（８、１
   ０、３０、６）とを有することを特徴とする容量可変型
   流体圧送機。
2. 【請求項２】 前記公転半径可変手段（１０１、３０
   １）は、前記回転軸（１）に設けられ、断面形状として
   平行な二面を形成する二面幅部（１０１）と、 前記ロータ（５）の中心側で回転可能に支持されるブッ
   シュクランク（３）に設けられ、前記二面幅部（１０
   １）に沿って摺動可能となる長穴部（３０１）とから成
   ることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型流体圧
   送機。
3. 【請求項３】 前記公転半径（ｒｋ）は、所定値からゼ
   ロまで無段階に可変されるようにしたことを特徴とする
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の容量可変型
   流体圧送機。
4. 【請求項４】 前記自転防止手段（８、９、５０２）
   は、前記回転軸（１）を中心として回転可能に配置さ
   れ、前記ロータ（５）の通常作動時においては固定され
   る回転プレート（８）と、 前記回転プレート（８）および前記ロータ（５）の間に
   設けられるオルダムプレート（９）と、 前記ロータ（５）とによってオルダム継手の機構が形成
   されるものであって、 前記相対位置可変手段（８、１０、３０、６）は、前記
   回転プレート（８）を所定角度回転させることによっ
   て、前記ステータ（６）に対する前記ロータ（５）の円
   周方向の相対位置を可変するようにしたことを特徴とす
   る請求項１〜請求項３のいずれかに記載の容量可変型流
   体圧送機。
5. 【請求項５】 前記回転プレート（８）の回転に伴って
   回転する前記ロータ（５）の回転中心は、前記所定の基
   礎円中心に一致するようにしたことを特徴とする請求項
   ４に記載の容量可変型流体圧送機。
6. 【請求項６】 前記ステータ（６）は、前記基礎円を中
   心に回転可能に設けられ、 前記相対位置可変手段（８、１０、３０、６）は、前記
   ステ−タ（６）を所定角度回転させることによって、前
   記ロータ（５）に対する前記ステータ（６）の円周方向
   の相対位置を可変するようにしたことを特徴とする請求
   項１〜請求項３のいずれかに記載の容量可変型流体圧送
   機。
7. 【請求項７】 前記回転プレート（８）あるいは前記ス
   テータ（６）は、モータ（３０）の駆動力により所定角
   度回転されるようにしたことを特徴とする請求項４また
   は請求項６のいずれかに記載の容量可変型流体圧送機。
8. 【請求項８】 前記回転プレート（８）あるいは前記ス
   テータ（６）は、内部を流通する流体の圧力により所定
   角度回転されるようにしたことを特徴とする請求項４ま
   たは請求項６のいずれかに記載の容量可変型流体圧送
   機。
9. 【請求項９】 前記ロータ（５）の中心側で回転可能に
   支持されるブッシュクランク（３）に長穴部（３０１）
   が設けられており、 前記押圧手段（４）は、前記長穴部（３０１）と、この
   長穴部（３０１）に挿通される前記回転軸（１）との間
   に形成される空間に配設される弾性部材（４）としたこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の
   容量可変型流体圧送機。
10. 【請求項１０】 前記ロータ（５）の中心側で回転可能
    に支持されるブッシュクランク（３）に長穴部（３０
    １）が設けられており、 前記押圧手段（４）は、前記長穴部（３０１）と、この
    長穴部（３０１）に挿通される前記回転軸（１）との間
    に形成される空間に負荷される圧力としたことを特徴と
    する請求項１〜請求項８のいずれかに記載の容量可変型
    流体圧送機。
11. 【請求項１１】 前記仕切り手段（７）は、一方が前記
    ステータ（６）側で回動可能に支持され、他方がロータ
    （５）側に当接する仕切り板（７）としたことを特徴と
    する請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の容量可変
    型流体圧送機。
12. 【請求項１２】 前記仕切り手段（７）は、一方が前記
    ステータ（６）側で進退し、他方がロータ（５）側に当
    接するベーンとしたことを特徴とする請求項１〜請求項
    １０のいずれかに記載の容量可変型流体圧送機。
13. 【請求項１３】 前記ロータ（５）の前記ステータ
    （６）内周壁（６０１）開口側には、前記ステータ
    （６）内周壁（６０１）内空間を遮蔽するフランジ状の
    端板部（５０２）が設けられたことを特徴とする請求項
    １〜請求項１２のいずれかに記載の容量可変型流体圧送
    機。
14. 【請求項１４】 前記ロータ（５）および前記ステータ
    （６）は、前記回転軸（１）方向に複数組設けられたこ
    とを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載
    の容量可変型流体圧送機。