JP2012117476A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転部材が内周面に接して回転する圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor in which a rotating member rotates in contact with an inner peripheral surface.
従来、この種の圧縮機においては、内周面に、ロータの回転方向に延びるポート溝を設けることによって、作動室への流体の通路面積(作動室に吸入される流体が流れる通路の面積)を確保することが公知となっている。 Conventionally, in this type of compressor, by providing a port groove extending in the rotation direction of the rotor on the inner peripheral surface, the passage area of the fluid to the working chamber (the area of the passage through which the fluid sucked into the working chamber flows) It is known to ensure
例えば、特許文献1には、3枚のベーンを有するヨークベーン型コンプレッサにおいて、内周面に、吸入ポートから最大吸入回転角度まで延びるポート溝を設けたものが記載されている。
For example,
図12(a)は、上記特許文献1のヨークベーン型コンプレッサを示す断面図である。ここで、吸入が開始される時のロータ90の回転角度を0°としたとき、圧縮が開始されるときのロータ90の回転角度を圧縮開始角度θaと言う。
FIG. 12A is a cross-sectional view showing the yoke vane type compressor of
図12(a)のように、内周面91にポート溝92を設けた場合、作動室への流体の通路面積が大きくなるものの、ベーン93がポート溝92を通過するまで圧縮が開始されないので、圧縮開始角度θaが大きくなる(圧縮が遅れる)。
When the
圧縮開始角度θaが大きくなると、ベーンを1枚のみ有するヨークベーン型コンプレッサにおいては吸入容積が減少してしまうという問題が生じる。このことを図12(b)〜(d)を用いて説明する。図12(b)、(c)は、ベーンを1枚のみ有するヨークベーン型コンプレッサにおいて内周面91にポート溝を設けていないものを示し、図12(d)は、ベーンを1枚のみ有するヨークベーン型コンプレッサにおいて内周面91にポート溝92を設けたものを示す。
When the compression start angle θa is increased, there is a problem that the suction volume is reduced in a yoke vane type compressor having only one vane. This will be described with reference to FIGS. 12 (b) and 12 (c) show a yoke vane type compressor having only one vane without a port groove on the inner
図12(b)に示すように、内周面91にポート溝を設けていない場合、ベーン93が吸入ポート94を通過すると圧縮が開始される。よって、圧縮開始角度θaは比較的小さくなるので、吸入容積Va(網掛ハッチングを施した部分の容積)が比較的大きくなる。
As shown in FIG. 12B, when no port groove is provided on the inner
しかしながら、図12(c)に示すように、内周面91にポート溝を設けていない場合、作動室に吸入される流体の通路幅が小さくなるので、作動室への流体の通路面積も小さくなる。
However, as shown in FIG. 12C, when the port groove is not provided on the inner
一方、図12(d)に示すように、内周面91にポート溝92を設けた場合、作動室への流体の通路面積が大きくなるものの、ベーン93がポート溝92を通過するまで圧縮が開始されないので、圧縮開始角度θaが大きくなる(圧縮が遅れる)。
On the other hand, as shown in FIG. 12D, when the
その結果、吸入容積Va(網掛ハッチングを施した部分の容積)が図12(b)のものと比較して減少してしまう。吸入容積Vaを図12(b)のものと同等にしようとすれば、圧縮機全体の体格を大きくする必要がある。 As a result, the suction volume Va (volume of the hatched portion) is reduced as compared with that in FIG. In order to make the suction volume Va equivalent to that shown in FIG. 12B, it is necessary to increase the size of the entire compressor.
しかも、圧縮開始角度θaが大きくなると、圧縮角度(圧縮開始から圧縮終了までにロータが回転する角度)が小さくなるので、圧縮が急激となりトルク変動が大きくなってしまうという問題もある。 In addition, when the compression start angle θa is increased, the compression angle (the angle at which the rotor rotates from the start of compression to the end of compression) is decreased, which causes a problem of rapid compression and increased torque fluctuation.
本発明は上記点に鑑みて、内周面にポート溝を設けることなく、作動室への流体の通路面積を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to ensure a fluid passage area to a working chamber without providing a port groove on an inner peripheral surface.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、所定形状の内周面(102b、103b、503a)を形成する内周面形成部材(102、103、503)と、
内周面(102b、103b、503a)に接して回転する回転部材(41、42、81)と、
内周面(102b、103b、503a)と回転部材(41、42、81)との間に形成される作動室(31、32、71)を区画する区画部材(43、44、83)とを備え、
内周面形成部材(102、103、503)には、作動室(31、32、71)に吸入される流体が流れる吸入通路(102d、103d、503b)が形成され、
回転部材(41、42、81)には、作動室(31、32、71)と吸入通路(102d、103d、503b)とを連通する吸入連通路(411、421、811)が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in
Rotating members (41, 42, 81) rotating in contact with the inner peripheral surfaces (102b, 103b, 503a);
Partition members (43, 44, 83) that partition the working chambers (31, 32, 71) formed between the inner peripheral surfaces (102b, 103b, 503a) and the rotating members (41, 42, 81). Prepared,
A suction passage (102d, 103d, 503b) through which fluid sucked into the working chamber (31, 32, 71) flows is formed in the inner peripheral surface forming member (102, 103, 503).
The rotating members (41, 42, 81) are formed with suction communication passages (411, 421, 811) that connect the working chambers (31, 32, 71) and the suction passages (102d, 103d, 503b). It is characterized by that.
これによると、作動室(31、32、71)と吸入通路(102d、103d、503b)とが、回転部材(41、42、81)の吸入連通路(411、421、811)を介して連通するので、作動室(31、32、71)に吸入される流体が流れる通路の面積を吸入連通路(411、421、811)によって確保することができる。このため、内周面にポート溝を設けることなく、作動室への流体の通路面積を確保することができる。 According to this, the working chamber (31, 32, 71) and the suction passage (102d, 103d, 503b) communicate with each other via the suction communication passage (411, 421, 811) of the rotating member (41, 42, 81). Therefore, the area of the passage through which the fluid sucked into the working chamber (31, 32, 71) flows can be secured by the suction communication passage (411, 421, 811). For this reason, the passage area of the fluid to the working chamber can be secured without providing a port groove on the inner peripheral surface.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の圧縮機において、回転部材(41、81)の軸方向端面に対向する対向面(101a、504a)を形成する対向面形成部材(101、504)を備え、
吸入連通路(411、811)は、回転部材(41、81)の軸方向端面に開口し、
対向面形成部材(101、504)には、対向面(101a、504a)に開口して吸入通路(102d、503b)と連通する対向面側吸入連通路(101d、504d)が形成され、
吸入連通路(411、811)は、対向面側吸入連通路(101d、504d)を介して吸入通路(102d、503b)と連通することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the compressor according to the first aspect, the opposed surface forming member (101, 504a) that forms the opposed surface (101a, 504a) facing the axial end surface of the rotating member (41, 81). 504),
The suction communication passages (411, 811) open to the axial end surfaces of the rotating members (41, 81),
The opposed surface forming members (101, 504) are formed with opposed surface side suction communication passages (101d, 504d) that open to the opposed surfaces (101a, 504a) and communicate with the suction passages (102d, 503b).
The suction communication passages (411, 811) are characterized in that they communicate with the suction passages (102d, 503b) via the opposing surface side suction communication passages (101d, 504d).
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の圧縮機において、回転部材(41、42、81)が回転することによって、吸入連通路(411、811)と対向面側吸入連通路(101d、504d)との連通および遮断が切り替えられることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the compressor according to the second aspect, when the rotating member (41, 42, 81) rotates, the suction communication path (411, 811) and the opposing surface side suction communication path ( 101d and 504d) are switched between communication and blocking.
これによると、吸入連通路(411、811)と対向面側吸入連通路(101d、504d)との連通および遮断を切り替えるための専用の機構を設ける場合と比べて構成を簡素化できる。 According to this, the configuration can be simplified as compared with the case where a dedicated mechanism for switching communication and blocking between the suction communication passages (411, 811) and the opposed surface side suction communication passages (101d, 504d) is provided.
請求項4に記載の発明では、請求項2または3に記載の圧縮機において、吸入連通路(411、811)は、回転部材(41、42、81)の外縁に沿う円弧状に形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the compressor according to the second or third aspect, the suction communication path (411, 811) is formed in an arc shape along the outer edge of the rotating member (41, 42, 81). It is characterized by being.
請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の圧縮機において、吸入連通路(411、811)の一端部(411a、811a)は、区画部材(43、44、83)に対して回転部材(41、42、81)の回転方向前方側に位置し、
吸入連通路(411、811)の他端部(411b、811b)は、区画部材(43、44、83)に対して回転部材(41、42、81)の回転方向後方側に位置していることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the compressor according to the fourth aspect, the one end portion (411a, 811a) of the suction communication passage (411, 811) rotates relative to the partition member (43, 44, 83). Located on the front side in the rotational direction of the members (41, 42, 81),
The other end portions (411b, 811b) of the suction communication passages (411, 811) are located behind the partition members (43, 44, 83) in the rotation direction of the rotation members (41, 42, 81). It is characterized by that.
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の圧縮機において、吸入連通路(411、811)の他端部(411b、811b)は、回転部材(41、42、81)の外周面に開口していることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the compressor according to the fifth aspect, the other end (411b, 811b) of the suction communication passage (411, 811) is an outer peripheral surface of the rotating member (41, 42, 81). It is characterized by having an opening.
請求項7に記載の発明では、請求項6に記載の圧縮機において、吸入連通路(411、811)の他端部(411b、811b)は、区画部材(43、44、83)の近傍に位置していることを特徴とする。 According to the seventh aspect of the present invention, in the compressor according to the sixth aspect, the other end portions (411b, 811b) of the suction communication passages (411, 811) are located in the vicinity of the partition members (43, 44, 83). It is located.
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の圧縮機において、内周面(102b、103b)、回転部材(41、42)、区画部材(43、44)、および作動室(31、32)を複数組備え、
複数個の回転部材(41、42)のうち1個の回転部材(41)は、他の回転部材(42)よりも回転位相が進んでおり、
複数個の作動室(31、32)のうち1個の回転部材(41)によって形成される作動室(31)を上流側作動室としたとき、
内周面形成部材(10)には、上流側作動室(31)から、複数個の作動室(31、32)のうち吸入行程の完了後で流体を圧縮中の他の作動室(32)に至る吐出通路(105a)が形成されていることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the compressor according to any one of the first to seventh aspects, the inner peripheral surface (102b, 103b), the rotating member (41, 42), the partition member (43, 44). , And a plurality of working chambers (31, 32),
Among the plurality of rotating members (41, 42), one rotating member (41) has a rotational phase advanced than the other rotating members (42).
When the working chamber (31) formed by one rotating member (41) among the plurality of working chambers (31, 32) is an upstream working chamber,
The inner peripheral surface forming member (10) includes, from the upstream working chamber (31), the other working chambers (32) that are compressing fluid after completion of the suction stroke among the plurality of working chambers (31, 32). A discharge passage (105a) leading to is formed.
これによると、複数個の作動室(31、32)で流体を圧縮するので、軸トルクの変動を小さく抑えることができる。しかも、回転位相の進んだ上流側作動室(31)と回転位相の遅れた他の作動室(32)とで協働して流体を圧縮するので、各作動室(31、32)における軸トルクの変動特性を異ならせることができる。このため、合成軸トルクにおける軸トルクのピークの発生を抑制することができるので、低トルク変動と低変動周波数とを両立することができる(後述する図5を参照)。 According to this, since the fluid is compressed in the plurality of working chambers (31, 32), fluctuations in the shaft torque can be suppressed to a small level. Moreover, since the fluid is compressed in cooperation with the upstream working chamber (31) whose rotational phase is advanced and the other working chamber (32) whose rotational phase is delayed, the axial torque in each working chamber (31, 32). The fluctuation characteristics of can be made different. For this reason, since generation | occurrence | production of the peak of the shaft torque in synthetic | combination shaft torque can be suppressed, low torque fluctuation and low fluctuation frequency can be made compatible (refer FIG. 5 mentioned later).
しかも、作動室(31、32)と吸入通路(102d、103d)とが回転部材(41、42)の吸入連通路(411、421)を介して連通するので、吸入面積を確保しつつ圧縮開始角度を小さくする(圧縮を早める)ことができる(後述する図9を参照)。 In addition, since the working chambers (31, 32) and the suction passages (102d, 103d) communicate with each other via the suction communication passages (411, 421) of the rotating members (41, 42), the compression starts while securing the suction area. It is possible to reduce the angle (accelerate compression) (see FIG. 9 described later).
このため、合成軸トルクにおける軸トルクのピークの発生を容易に抑制することができるので、低トルク変動と低変動周波数とを容易に両立することができる(後述する図10を参照)。 For this reason, since generation | occurrence | production of the peak of the axial torque in synthetic | combination axial torque can be suppressed easily, low torque fluctuation and low fluctuation frequency can be made compatible easily (refer FIG. 10 mentioned later).
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載の圧縮機において、他の作動室(32)を下流側作動室としたとき、
上流側作動室(31)の内圧が下流側作動室(32)の内圧よりも低い場合に吐出通路(105a)を閉じる機構(41、42)を備えることを特徴とする。
In the invention according to claim 9, in the compressor according to claim 8, when the other working chamber (32) is a downstream working chamber,
A mechanism (41, 42) is provided that closes the discharge passage (105a) when the internal pressure of the upstream working chamber (31) is lower than the internal pressure of the downstream working chamber (32).
これにより、下流側作動室(32)の冷媒が吐出通路(105a)を通じて上流側作動室(31)に逆流してしまうことを防止できる。 Thereby, it can prevent that the refrigerant | coolant of a downstream working chamber (32) flows back into an upstream working chamber (31) through a discharge channel (105a).
請求項10に記載の発明では、請求項9に記載の圧縮機において、上流側作動室(31)と下流側作動室(32)とを仕切る板状の仕切り部材(105)を備え、
上流側作動室(31)および下流側作動室(32)は、上流側作動室(31)の軸方向に隣り合って配置され、
吐出通路(105a)は仕切り部材(105)に形成され、
吐出通路(105a)を閉じる機構は、回転部材(41、42)によって構成されていることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, the compressor according to the ninth aspect includes a plate-shaped partition member (105) that partitions the upstream working chamber (31) and the downstream working chamber (32),
The upstream working chamber (31) and the downstream working chamber (32) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (31),
The discharge passage (105a) is formed in the partition member (105),
The mechanism for closing the discharge passage (105a) is constituted by a rotating member (41, 42).
これによると、吐出通路(105a)を閉じるための専用の機構を設ける場合と比べて構成を簡素化できる。 According to this, compared with the case where the mechanism for exclusive use for closing a discharge channel (105a) is provided, a structure can be simplified.
請求項11に記載の発明では、請求項10に記載の圧縮機において、回転部材(41、42)は、内周面(102b、103b)に内接して回転するロータであり、
区画部材(43、44)は、ロータ(41、42)の外周面から出没して内周面(102b、103b)に当接するベーンであり、
吐出通路(105a)のうち上流側作動室(31)側の端部は、上流側作動室(31)を形成するロータ(41)と重合し、
吐出通路(105a)のうち下流側作動室(32)側の端部は、下流側作動室(32)を形成するロータ(42)と重合し、
上流側作動室(31)を形成するロータ(41)には、吐出通路(105a)を上流側作動室(31)に連通させる上流側連通路(41b)が形成され、
下流側作動室(32)を形成するロータ(42)には、吐出通路(105a)を下流側作動室(32)に連通させる下流側連通路(42b)が形成されていることを特徴とする。
In the invention according to
The partition members (43, 44) are vanes that protrude from the outer peripheral surface of the rotor (41, 42) and come into contact with the inner peripheral surfaces (102b, 103b),
The end of the discharge passage (105a) on the upstream working chamber (31) side overlaps with the rotor (41) that forms the upstream working chamber (31),
The end of the discharge passage (105a) on the downstream working chamber (32) side overlaps with the rotor (42) forming the downstream working chamber (32),
The rotor (41) forming the upstream working chamber (31) is formed with an upstream communication passage (41b) for communicating the discharge passage (105a) with the upstream working chamber (31).
The rotor (42) forming the downstream working chamber (32) is formed with a downstream communication passage (42b) for communicating the discharge passage (105a) with the downstream working chamber (32). .
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の圧縮機において、上流側連通路(41b)は、上流側作動室(31)を形成するロータ(41)のうち仕切り部材(105)側の端面に形成された溝で構成され、
下流側連通路(42b)は、下流側作動室(32)を形成するロータ(42)のうち仕切り部材(105)側の端面に形成された溝で構成されていることを特徴とする。
In the invention described in
The downstream communication path (42b) is characterized by a groove formed on an end surface of the rotor (42) forming the downstream working chamber (32) on the partition member (105) side.
これにより、ロータ(41、42)に対する連通路(41b、42b)の加工を容易に行うことができる。 Thereby, the process of the communicating path (41b, 42b) with respect to a rotor (41, 42) can be performed easily.
請求項13に記載の発明では、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の圧縮機において、回転部材(41、42、81)は、内周面(102b、103b、503a)に内接して回転するロータであり、
区画部材(43、44、83)は、ロータ(41、42、91)の外周面から出没して内周面(102b、103b、503a)に当接するベーンであることを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the compressor according to any one of the first to tenth aspects, the rotating member (41, 42, 81) is inscribed in the inner peripheral surface (102b, 103b, 503a). A rotating rotor,
The partition members (43, 44, 83) are vanes that protrude from the outer peripheral surface of the rotor (41, 42, 91) and come into contact with the inner peripheral surfaces (102b, 103b, 503a).
請求項14に記載の発明では、請求項11ないし13のいずれか1つに記載の圧縮機において、内周面(102b、103b)は断面正円形状になっており、
回転部材(43、44)は、内周面(102b、103b)に対して偏心して回転するロータである。このように、本発明はヨークベーン型圧縮機に適用可能である。
In the invention according to
The rotating members (43, 44) are rotors that rotate eccentrically with respect to the inner peripheral surfaces (102b, 103b). Thus, the present invention is applicable to a yoke vane type compressor.
請求項15に記載の発明では、請求項11ないし13のいずれか1つに記載の圧縮機において、内周面(503a)は断面楕円形状になっており、
回転部材(81)は、内周面(503a)に対して同心的に回転するロータである。このように、本発明はボッシュベーン型圧縮機にも適用可能である。
In the invention according to
The rotating member (81) is a rotor that rotates concentrically with respect to the inner peripheral surface (503a). Thus, the present invention can also be applied to a Bosch vane type compressor.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、第1実施形態を説明する。図1〜図5に示す本実施形態は、本発明の適用対象となる圧縮機の基本構成を示す参考例としての実施形態である。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described. This embodiment shown in FIGS. 1-5 is embodiment as a reference example which shows the basic composition of the compressor used as the application object of this invention.
図1は、本実施形態の圧縮機が適用される車両用冷凍サイクルの模式図である。圧縮機(コンプレッサ)1は、冷媒(流体)を吸入して吐出する。凝縮器(放熱器)2は、圧縮機1から吐出された気相冷媒を凝縮させる。減圧器3は、凝縮器2から流出した冷媒を減圧する。減圧器であり、蒸発器4は、減圧器3にて減圧された液相冷媒を蒸発させる。蒸発器4から流出した気相冷媒は圧縮機1に吸入される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a refrigeration cycle for a vehicle to which the compressor of this embodiment is applied. The compressor (compressor) 1 sucks and discharges refrigerant (fluid). The condenser (heat radiator) 2 condenses the gas-phase refrigerant discharged from the
図2は圧縮機1の断面図である。圧縮機1は、2気筒のヨークベーン型圧縮機であり、2つの気筒を形成するハウジング10(内周面形成部材)と、ハウジング10内に挿入されるシャフト11とを有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図2の例では、ハウジング10は、軸方向(図2(a)の左右方向)に分割された4個の分割ハウジング部材101、102、103、104と、分割ハウジング部材102、103、104相互の間に挟まれる2枚の仕切り板105、106とを、ボルト(図示せず)で締結固定することによって構成されている。分割ハウジング部材101〜104および仕切り板105、106は、アルミニウムで形成されている。
In the example of FIG. 2, the
4個の分割ハウジング部材101〜104のうち軸方向中央側に配置される分割ハウジング部材102、103には、円形孔102a、103aが軸方向に貫通して形成されている。したがって、分割ハウジング部材102、103は、断面円形状(断面正円形状)の内周面102b、103bを形成する。
Of the four divided
これに対し、軸方向一端側(図2(a)の左端側)に配置される分割ハウジング部材101には、分割ハウジング部材102の円形孔102aを閉塞する平坦面101aが形成されている。
On the other hand, a
これにより、分割ハウジング部材101〜103と仕切り板105、106との間には、2個の断面円形状の空間21、22が軸方向に直列に形成されることとなる。なお、本実施形態では、2個の断面円形状空間21、22の内径寸法および容積が互いに同じになっている。
Thereby, between the divided
2個の断面円形状空間21、22は、冷媒を吸入して圧縮する作動室31、32を構成する。したがって、仕切り板105、106は、2個の作動室31、32を仕切る仕切り部材としての役割を果たしている。
The two cross-sectional
4個の分割ハウジング部材101〜104のうち軸方向他端側(図2(a)の左端側)に配置される分割ハウジング部材104には、軸方向一端側(図2(a)の左端側)を向いて開口する凹部104aが形成されている。
Of the four divided
したがって、分割ハウジング部材104と仕切り板106との間に空間23が形成されることとなる。この空間23は、断面円形状空間21、22すなわち作動室31、32で圧縮された冷媒が吐出される吐出室を構成する。
Accordingly, a
シャフト11は、3個の断面円形状空間21、22の非中心部および仕切り板105、106を貫通している。シャフト11の両端側部位は、ベアリング12、13を介してハウジング10に回転可能に支持されている。
The
分割ハウジング部材101には、シャフト11の一端部(図2(a)の左端部)をシャフト駆動手段(図示せず)に連結するための孔101cが形成されている。孔101cの内部には、冷媒漏れを防止するためのリップシール14が配置されている。
The
本例では、車両走行用のエンジンをシャフト駆動手段として用いているので、シャフト11の一端側には、エンジンからの駆動力が伝達されるプーリ(図示せず)および電磁クラッチ(図示せず)が連結されている。シャフト駆動手段として電動モータを用いてもよい。
In this example, since the engine for driving the vehicle is used as the shaft driving means, a pulley (not shown) and an electromagnetic clutch (not shown) to which the driving force from the engine is transmitted are provided on one end side of the
2個の断面円形状空間21、22の各々には、シャフト11に連結された円盤状のロータ41、42(回転部材)が配置されている。
Disc-shaped
ロータ41、42は、外径寸法が断面円形状空間21、22の内径寸法より小さくなっているとともに、その中心部がシャフト11に連結されている。ロータ41、42の外径寸法は、シャフト11の中心と、断面円形状空間21、22の内周面のうちシャフト11から最も近い部位(以下、最近接部と言う。)との間の距離と同一に設定されている。したがって、ロータ41、42は、断面円形状空間21、22の最近接部に内接しながら回転することができる。換言すれば、ロータ41、42は、断面正円形状の内周面102b、103bに対して内接状態で偏心回転する。本実施形態では、ロータ41、42の外形寸法は互いに同じになっている。
The
内周面102b、103bとロータ41、42との間には、冷媒を吸入して圧縮する作動室31、32が形成される。以下では、説明の便宜上、軸方向一端側の作動室31を1段目作動室、軸方向他端側の作動室32を2段目作動室と言う。
Working chambers 31 and 32 are formed between the inner
ロータ41、42の外周面には、ロータ41、42の内側に向かって窪んだ凹部41a、42aが形成されている。凹部41a、42aは、ロータ41、42の軸方向全長に亘って溝状に形成されている。
凹部41a、42aには、板状のベーン43、44(区画部材)が摺動可能(出没可能)に挿入されている。凹部41a、42aには、ベーン43、44を内周面102b、103bに向かって付勢するスプリング(図示せず)が配置されている。
Plate-
スプリング(図示せず)の付勢力によって、ベーン43、44は、ロータ41、42の回転位置に応じてロータ41、42の外周面から出没して内周面102b、103bに当接する。したがって、作動室31、32は、ベーン43、44によって2つの空間に区画される。
Due to the urging force of a spring (not shown), the
以下では、説明の便宜上、ベーン43、44が内周面102b、103bの最近接部に当接するときのロータ41、42の回転角度を0°と定義する(図3(a)を参照)。本実施形態では、2個のロータ41、42は、相互間の回転位相差が均等になるようにシャフト11に連結されている。すなわち、ロータ41、42相互の回転位相差は、360°/2=180°に設定されている。
Hereinafter, for convenience of explanation, the rotation angle of the
図2(b)、(c)に示すように、分割ハウジング部材104には、蒸発器4から流出した冷媒(未圧縮冷媒)を吸入する吸入口15が形成されている。図2(b)に示すように、分割ハウジング部材102には、吸入口15から吸入された冷媒を作動室31に供給する吸入通路102dが形成されている。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the divided
吸入通路102dは、内周面102bに開口している。本例では、吸入通路102dの配置位置は、ロータ41の回転角度で表すと約10〜30°の所になっている(図3を参照)。
The
図2(c)に示すように、分割ハウジング部材103にも、吸入通路102dと同様の吸入通路103dが形成されている。吸入通路103dの配置位置および形状等は吸入通路102dと同様である。
As shown in FIG. 2C, the divided
図2(a)、(b)に示すように、仕切り板105には、隣り合う作動室31、32同士を連通する吐出通路105aが形成されている。本実施形態では、吐出通路105aが3個形成されている。3個の吐出通路105aの配置位置は、ロータ41、42の回転角度で表すと約270°、約310°、約350°の所になっている(図3を参照)。吐出通路105aは、仕切り板105の表裏を貫通する円形孔で構成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
吐出通路105aは、ロータ41、42によって開閉される。図3は、吐出通路105aをロータ41、42によって開閉する仕組みを説明する説明図であり、ロータ41、42が1回転する間の作動を回転角度30°毎に示している。
The
図4(a)は、図3(a)のC−C断面図であり、吐出通路105aがロータ41、42によって閉じられている状態を例示している。図4(b)は、図3(i)のD−D断面図であり、吐出通路105aがロータ41、42によって開かれている状態を例示している。
4A is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 3A, and illustrates a state where the
ロータ41には、吐出通路105aを1段目作動室31に連通させるための連通路41bが形成されている。図4に示すように、連通路41bは、ロータ41のうち仕切り板105側の端面に形成された溝で構成されている。具体的には、連通路41bは、ベーン43の近傍部位からロータ41、42の周方向に円弧状に延びる周方向溝と、周方向溝のうちベーン43側の端部から径方向外側に向かって延びてロータ41、42の外周面に到達する径方向溝とで構成されている。周方向溝は、3個の吐出通路105aのうち隣接する2つの吐出通路105aに同時に重合できる長さを有している。
The
同様に、ロータ42には、吐出通路105aを2段目作動室32に連通させるための連通路42bが、ロータ41の連通路42bと同形状かつ重合するように形成されている。
Similarly, a
図3において、ロータ41、42は時計回り方向に回転する。以下では、説明の便宜上、ロータ41、42の回転方向を単に回転方向と言う。また、ロータ41の回転角度を1段目の回転角度と言い、ロータ42の回転角度を2段目の回転角度と言う。
In FIG. 3, the
図3(a)〜(h)に示す1段目の回転角度が0°〜210°かつ2段目の回転角度=180°〜30°の場合には、図4(a)に例示するように吐出通路105aが閉じられる。すなわち、吐出通路105aの両端部がロータ41、42によって塞がれる。
When the rotation angle of the first stage shown in FIGS. 3A to 3H is 0 ° to 210 ° and the rotation angle of the second stage = 180 ° to 30 °, as illustrated in FIG. The
一方、図3(i)〜(l)に示す1段目の回転角度=240°〜330°かつ2段目の回転角度=60°〜150°の場合には、図4(b)に例示するように吐出通路105aが開かれる。すなわち、吐出通路105aの両端部がロータ41、42の連通路41b、42bと重合するので、吐出通路105aが両作動室31、32に連通することとなる。
On the other hand, in the case where the first rotation angle = 240 ° to 330 ° and the second rotation angle = 60 ° to 150 ° shown in FIGS. Thus, the
図2(a)に示す仕切り板106には、作動室32と吐出室23とを連通する最終吐出通路(図示せず)が形成されている。仕切り板106には、最終吐出通路を開閉する吐出弁(図示せず)が配置されている。図2の例では、吐出弁としてリード弁が用いられており、吐出弁の開度を規制するリテーナ16が仕切り板106に配置されている。吐出室23の冷媒は、ハウジング10に形成された吐出口(図示せず)から凝縮器2に向けて吐出される。
A final discharge passage (not shown) that connects the working chamber 32 and the
次に、上記構成における作動を説明する。シャフト駆動手段(図示せず)がシャフト11を回転駆動するとロータ41、42が回転する。ロータ41、42の回転によって、作動室31、32毎に吸入行程と圧縮行程とが繰り返し行われる。
Next, the operation in the above configuration will be described. When a shaft driving means (not shown) rotationally drives the
ここで、吸入行程は、作動室31、32が吸入通路102d、103dと連通状態になって、吸入通路102d、103dからの未圧縮冷媒が作動室31、32に吸入される行程である。圧縮行程は、作動室31、32が吸入通路102d、103dと非連通状態になって、作動室31、32において冷媒が圧縮される行程である。
Here, the suction stroke is a stroke in which the working chambers 31 and 32 are in communication with the
上述のごとく、作動室31、32はベーン43、44によって2つの空間に区画される。この2つの空間のうち一方の空間で吸入行程が行われ、他方の空間で圧縮行程が行われる。
As described above, the working chambers 31 and 32 are divided into two spaces by the
このことを図3に基づいて具体的に説明する。ここでは1段目作動室31についてのみ説明するが、2段目作動室32についても基本的作動は同様である。 This will be specifically described with reference to FIG. Here, only the first-stage working chamber 31 will be described, but the basic operation of the second-stage working chamber 32 is the same.
図3(b)〜(l)に示す1段目の回転角度≠0°のときには、作動室31に形成される2つの空間のうちベーン43に対して反回転方向側(反時計回り方向側)に位置する空間で吸入行程が行われ、もう1つの空間、すなわちベーン43に対して回転方向側(時計回り方向側)に位置する空間で圧縮行程が行われる。
When the rotation angle at the first stage shown in FIGS. 3B to 3L is not 0 °, the counterclockwise direction side (counterclockwise direction side) with respect to the
作動室31の一方の空間が吸入通路102dと連通状態になったときに吸入行程が始まる。そして、作動室31の一方の空間が吸入通路102dと非連通状態になったときに吸入行程が終了すると同時に圧縮行程が開始される。
The suction stroke starts when one space of the working chamber 31 communicates with the
圧縮行程の終了は、図3(a)に示す1段目の回転角度=0°になったときである。すなわち、1段目の回転角度=0°のときには、ベーン43が断面円形状空間21、22の内周面の最近接部によってロータ41の外周面と同一面上まで押し込まれるので、圧縮行程が行われる空間の容積が零になって圧縮行程が終了する。
The end of the compression process is when the rotation angle at the first stage shown in FIG. That is, when the rotation angle of the first stage is 0 °, the
このように、作動室31の2つの空間のうち1つの空間に着目すれば、シャフト11が2回転する間に吸入行程および圧縮行程が1サイクル行われることとなる。一方、作動室31全体に着目すれば、吸入行程および圧縮行程は作動室31の2つの空間で並行して行われるので、シャフト11が1回転する間に吸入行程および圧縮行程が1回ずつ行われることとなる。
Thus, if attention is paid to one of the two spaces of the working chamber 31, the suction stroke and the compression stroke are performed for one cycle while the
上述のごとく図3(i)〜(l)に示す1段目の回転角度が240°〜330°の場合には吐出通路105aが開かれる。これにより、1段目作動室31において圧縮された冷媒は、吐出通路105aを通じて、隣り合う2段目作動室32に吐出される。
As described above, when the rotation angle at the first stage shown in FIGS. 3 (i) to (l) is 240 ° to 330 °, the
上述のごとく2段目作動室32では1段目作動室31に対して回転位相が180°遅れているので、吐出通路105aが開かれるときの2段目の回転角度は60°〜150°である。
As described above, in the second stage working chamber 32, the rotation phase is delayed by 180 ° with respect to the first stage working chamber 31, and therefore the second stage rotation angle when the
このため、2段目作動室32の2つの空間のうち圧縮行程中の空間(吸入行程完了後で圧縮中の空間)に、1段目作動室31で圧縮された冷媒が供給される。その結果、2段目作動室32では、吸入通路102dから供給された未圧縮冷媒に、1段目作動室31で圧縮された圧縮冷媒が混合されて圧縮されることとなる。
Therefore, the refrigerant compressed in the first-stage working chamber 31 is supplied to the space in the compression stroke (the space being compressed after the suction stroke is completed) of the two spaces of the second-stage working chamber 32. As a result, in the second stage working chamber 32, the compressed refrigerant compressed in the first stage working chamber 31 is mixed with the uncompressed refrigerant supplied from the
そして、2段目作動室32の内圧が所定圧力以上に達すると、吐出弁(図示せず)が開くので、2段目作動室32で圧縮された冷媒が吐出室23に吐出される。
When the internal pressure of the second stage working chamber 32 reaches a predetermined pressure or higher, a discharge valve (not shown) is opened, so that the refrigerant compressed in the second stage working chamber 32 is discharged into the
ここで、2段目の回転角度が180°〜330°の場合は、1段目作動室31の回転角度が0°〜150°である。すなわち、この場合には1段目作動室31では圧縮行程が終了して吸入行程になっているので、1段目作動室31の内圧は2段目作動室32の内圧よりも低くなっている。 Here, when the rotation angle of the second stage is 180 ° to 330 °, the rotation angle of the first stage working chamber 31 is 0 ° to 150 °. That is, in this case, the compression stroke is completed and the suction stroke is completed in the first stage working chamber 31, so the internal pressure in the first stage working chamber 31 is lower than the internal pressure in the second stage working chamber 32. .
このとき、図3(a)〜(f)に示すように吐出通路105aは閉じられているので、2段目作動室32の冷媒が吐出通路105aを通じて1段目作動室31に逆流してしまうことが防止される。
At this time, since the
図5(a)は、上記作動におけるボア内圧(作動室の2つの空間のうち圧縮行程中の空間の内圧)の変動を示すグラフである。図5(a)の横軸の回転角度は、1段目の回転角度を示している。図5(a)の破線は、別の参考例として、作動室の総容量が本実施形態と同一かつ作動室が1つのみ(1気筒)のヨークベーン型圧縮機におけるボア内圧の変動を示している。 FIG. 5A is a graph showing fluctuations in the bore internal pressure (the internal pressure of the space during the compression stroke of the two spaces of the working chamber) in the above operation. The rotation angle on the horizontal axis in FIG. 5A indicates the rotation angle of the first stage. The broken line in FIG. 5A shows, as another reference example, fluctuations in bore internal pressure in a yoke vane type compressor having the same total capacity of the working chamber as in this embodiment and only one working chamber (one cylinder). Yes.
上述のごとく作動室31、32相互間には180°の位相差が設定されているので、各作動室31、32で圧縮行程が行われる期間は180°ずつずれることとなる。 Since the phase difference of 180 ° is set between the working chambers 31 and 32 as described above, the period during which the compression stroke is performed in the working chambers 31 and 32 is shifted by 180 °.
したがって、回転角度=0°〜180°では1段目作動室31のみで冷媒を圧縮し、回転角度=180°〜360°では1、2段目作動室31、32で冷媒を圧縮し、回転角度=360°〜540°では2段目作動室32のみで冷媒を圧縮することとなる。 Therefore, when the rotation angle is 0 ° to 180 °, the refrigerant is compressed only in the first stage working chamber 31, and when the rotation angle is 180 ° to 360 °, the refrigerant is compressed in the first and second stage working chambers 31 and 32. When the angle is 360 ° to 540 °, the refrigerant is compressed only in the second stage working chamber 32.
1段目作動室31のみで冷媒を圧縮する回転角度=0°〜180°では、参考例と同様にボア内圧が上昇する。 When the rotation angle at which the refrigerant is compressed only in the first stage working chamber 31 = 0 ° to 180 °, the bore internal pressure increases as in the reference example.
1、2段目作動室31、32で冷媒を圧縮する回転角度=180°〜360°のうち、回転角度=180°〜210°では吐出通路105aがまだ開かれておらず、1段目作動室31と2段目作動室32とが隔絶されている。
Among the rotation angles = 180 ° to 360 ° for compressing the refrigerant in the first and second stage working chambers 31 and 32, the
このため、1段目作動室31では、引き続いて参考例と同様にボア内圧が上昇する一方、2段目作動室32では未圧縮冷媒のみが圧縮されるので2段目作動室32の内圧が1段目作動室31の内圧よりも低くなる。 For this reason, in the first stage working chamber 31, the bore internal pressure continues to rise as in the reference example, while in the second stage working chamber 32, only the uncompressed refrigerant is compressed, so the internal pressure in the second stage working chamber 32 is increased. It becomes lower than the internal pressure of the first stage working chamber 31.
そして、回転角度=210°〜360°では吐出通路105aが開かれることによって、1段目作動室31の内圧と2段目作動室32の内圧とが均圧した後に1、2段目作動室31、32の内圧が上昇することとなる。このため、参考例と比べてボア内圧の上昇が緩やかになる。
When the rotation angle is 210 ° to 360 °, the
なお、回転角度=約360°以降でボア内圧の上昇が止まるのは、ボア内圧が吐出弁(図示せず)の開弁圧(所定圧力)に達して吐出弁が開くためである。 The reason why the increase in the bore internal pressure stops after the rotation angle = about 360 ° is that the bore internal pressure reaches the valve opening pressure (predetermined pressure) of the discharge valve (not shown) and the discharge valve opens.
図5(a)から分かるように、本実施形態では圧縮行程が540°(360°+180°)で完了するので、圧縮行程が360°で完了する1気筒の参考例と比べてボア内圧の上昇を緩やかにすることができる。このため、参考例と比べてトルク変動を大幅に低減できるとともに、トルク変動周波数において1次成分を主成分とすることができる。ここで、1次成分とは、回転角度360°(ロータが1回転)当たりを1周期として1回発生する成分のことを意味する。 As can be seen from FIG. 5A, in this embodiment, the compression stroke is completed at 540 ° (360 ° + 180 °), so that the bore internal pressure is increased compared to the reference example of one cylinder where the compression stroke is completed at 360 °. Can be relaxed. For this reason, torque fluctuation can be significantly reduced as compared with the reference example, and a primary component can be the main component in the torque fluctuation frequency. Here, the primary component means a component generated once with a rotation angle of 360 ° (rotor rotates once) as one cycle.
この効果について詳しく説明する。図5(b)は、上記作動におけるボア容量(作動室の2つの空間のうち圧縮行程中の空間の容量)の変動を作動室31、32毎に示したグラフである。図5(c)は、上記作動における軸トルクの変動を作動室31、32毎に示したグラフである。図5(d)は、図5(c)における各作動室31、32の軸トルクを合成した合成軸トルクを示したグラフである。 This effect will be described in detail. FIG. 5B is a graph showing the fluctuation of the bore capacity (the capacity of the space during the compression stroke among the two spaces of the working chamber) for each of the working chambers 31 and 32 in the above operation. FIG. 5C is a graph showing the variation of the shaft torque in the above operation for each of the working chambers 31 and 32. FIG.5 (d) is the graph which showed the synthetic | combination axial torque which synthesize | combined the axial torque of each working chamber 31 and 32 in FIG.5 (c).
ここで、軸トルクは、シャフト11を駆動するために必要なトルクのことであり、ボア容量の変動量およびボア内圧と関係がある。具体的には、ボア容量の変動量およびボア内圧が大きい場合に軸トルクが大きくなる。
Here, the axial torque is a torque necessary for driving the
したがって、図5(a)に示すボア内圧、および図5(b)に示す各作動室31、32のボア容量の変動特性から図5(c)に示す各作動室31、32の軸トルクを求めることができ、さらに図5(c)に示す各作動室31、32の軸トルクを合成することによって図5(d)に示す合成軸トルクを求めることができる。なお、図5(c)、(d)の破線は、上記参考例、すなわち作動室の総容量が本実施形態と同一かつ1気筒のヨークベーン型圧縮機における軸トルクを示している。 Therefore, the axial torques of the working chambers 31 and 32 shown in FIG. 5C are calculated from the bore internal pressure shown in FIG. 5A and the fluctuation characteristics of the bore capacities of the working chambers 31 and 32 shown in FIG. 5B. Furthermore, the combined shaft torque shown in FIG. 5 (d) can be obtained by combining the shaft torques of the working chambers 31 and 32 shown in FIG. 5 (c). The broken lines in FIGS. 5C and 5D indicate the shaft torque in the above-described reference example, that is, the one-cylinder yoke vane type compressor in which the total capacity of the working chamber is the same as that of the present embodiment.
本実施形態では、図5(c)に示すように各作動室31、32における軸トルクの変動特性が互いに顕著に異なるので、図5(d)に示すように合成軸トルクの変動を小さく抑えることができるとともに、合成軸トルクにおいて各作動室31、32の圧縮行程毎に大きなピークが発生することを回避して主たるピークの発生を回転角度360°につき1回のみに抑えることができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 5 (c), the fluctuation characteristics of the shaft torque in the working chambers 31 and 32 are remarkably different from each other. Therefore, the fluctuation of the combined shaft torque is kept small as shown in FIG. 5 (d). In addition, it is possible to avoid the generation of a major peak in the compression stroke of each working chamber 31, 32 in the combined shaft torque, and to suppress the generation of the main peak only once per 360 ° rotation angle.
このため、低トルク変動および低変動周波数という従来背反していた特性を両立することができる。そして、低トルク変動を実現することによって、ヨークベーン型圧縮機の作動をスムーズにして振動を低減することができる。また、低変動周波数を実現することによって、エンジンルームに配置される各種補機等との共振を抑制することができる。 For this reason, it is possible to achieve both the contradictory characteristics of low torque fluctuation and low fluctuation frequency. And by realizing the low torque fluctuation, the operation of the yoke vane compressor can be made smooth to reduce vibration. Further, by realizing the low fluctuation frequency, it is possible to suppress the resonance with various auxiliary machines arranged in the engine room.
また、本実施形態によると、吐出通路105aは、下流側作動室32が吸入行程中の場合に閉じられるので、上流側作動室31から下流側作動室32に吐出された冷媒が下流側作動室32の吸入通路103dに逆流してしまうことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、吐出通路105aは、上流側作動室31の内圧が下流側作動室32の内圧よりも低くなっている場合に閉じられるので、下流側作動室32の冷媒が吐出通路105aを通じて上流側作動室31に逆流してしまうことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the
しかも、本実施形態によると、吐出通路105aが仕切り板106に形成されているとともに、ロータ41、42に、吐出通路105aを両作動室31、32に連通させるための連通路41b、42bが形成されているので、上述のような複雑なタイミングでの吐出通路105aの開閉をロータ41、42によって行うことができる。換言すれば、吐出通路105aを閉じる機構をロータ41、42によって構成することができる。
Moreover, according to the present embodiment, the
このため、吐出通路105aを閉じるための専用の機構(例えば弁機構)を設ける場合と比べて構成を簡素化でき、ひいては部品点数の削減およびコストの低減を図ることができる。
For this reason, compared with the case where a dedicated mechanism (for example, a valve mechanism) for closing the
特に、本実施形態では、吐出通路105aは、仕切り板106を貫通する単純な円形孔で構成され、上流側連通路41bおよび下流側連通路42bは、ロータ41、42の端面に形成された溝で構成されているので、吐出通路105aおよび両連通路41b、42bの加工を容易に行うことができる。
In particular, in the present embodiment, the
また、上流側連通路41bおよび下流側連通路42bは、3個の吐出通路105aのうち隣接する2つの吐出通路105aに同時に重合できる長さを有しているので、回転角度=210°〜360°の全範囲にわたって吐出通路105aを開き続けることができる。このため、1段目作動室31で圧縮された冷媒を2段目作動室32へ安定して吐出することができる。
Further, since the
また、上流側連通路41bはベーン43の近傍に形成されているので、1段目作動室31から2段目作動室32への冷媒の吐出を、1段目作動室31の圧縮行程の最後(回転角度:360°)まで良好に行うことができる。
Further, since the
また、本実施形態によると、2個の作動室31、32が協働して冷媒を圧縮するので、最終的な冷媒の吐出は2段目の作動室32から行われ、1段目の作動室31からは行われない。このため、吐出弁(図示せず)および吐出室23が1個ずつで済む。したがって、例えば2個(複数個)の作動室が互いに独立して冷媒を圧縮するために吐出弁および吐出室が2個(複数個)ずつ必要になるものと比較して、部品点数の削減によるコスト低減および体格の小型化を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the two working chambers 31 and 32 cooperate to compress the refrigerant, so that the final refrigerant discharge is performed from the second-stage working chamber 32 and the first-stage operation is performed. Not done from chamber 31. Therefore, only one discharge valve (not shown) and one
(第2実施形態)
本第2実施形態では、上記第1実施形態の圧縮機1に対して、ロータ側吸入連通路411、421(吸入連通路)およびハウジング側吸入連通路101d、106a(対向面側吸入連通路)を追加している。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, with respect to the
ロータ側吸入連通路411はロータ41に形成され、ロータ側吸入連通路421はロータ42に形成されている。ハウジング側吸入連通路101dは分割ハウジング部材101に形成され、ハウジング側吸入連通路106aは仕切り板106に形成されている。
The rotor side
ロータ側吸入連通路411およびハウジング側吸入連通路101dは、1段目作動室31に冷媒を流入させるための冷媒通路を構成している。同様に、ロータ側吸入連通路421およびハウジング側吸入連通路106aは、2段目作動室32に冷媒を流入させるための冷媒通路を構成している。
The rotor side
ロータ側吸入連通路421およびハウジング側吸入連通路106aの構造は、ロータ側吸入連通路411およびハウジング側吸入連通路101dの構造と同様であるので、以下ではロータ側吸入連通路411およびハウジング側吸入連通路101dの構造を説明し、ロータ側吸入連通路421およびハウジング側吸入連通路106aの構造については説明を省略する。
Since the structure of the rotor side
ロータ側吸入連通路411は、ロータ41のうち分割ハウジング部材101側の端面(軸方向一端側の平坦面)に溝状に形成されている。本例では、ロータ側吸入連通路411は、ロータ41の外縁に沿う円弧状(C字状)に形成されている。
The rotor-side
ロータ側吸入連通路411の一端部411aは、ベーン43に対してロータ41の回転方向前方側(図6(b)の時計回り方向側)に位置しており、ロータ41の外縁よりも内側で終端している。すなわち、ロータ側吸入連通路411の一端部411aは、1段目作動室31に連通していない。
One
ロータ側吸入連通路411の他端部411bは、ベーン43に対してロータ41の回転方向後方側(図6(b)の反時計回り方向側)に位置しており、ロータ41の外縁に到達してロータ41の外周面に開口している。すなわち、ロータ側吸入連通路411の他端部411bは、1段目作動室31に連通している。
The
ハウジング側吸入連通路101dは、分割ハウジング部材101(対向面形成部材)のうちロータ42の軸方向端面と対向する平坦面101a(対向面)に溝状に形成されており、その一端部が分割ハウジング部材102の吸入通路102dと連通し、その他端部がロータ側吸入連通路411と連通可能になっている。
The housing-side
図7(a)、(b)に示すように、ロータ41の回転角度が0°〜45°の場合には、ロータ側吸入連通路411はハウジング側吸入連通路101dと連通(重合)しない。このため、吸入通路102dからの未圧縮冷媒は直接作動室31、32に吸入されるだけで、ハウジング側吸入連通路101dおよびロータ側吸入連通路411を通じて作動室31、32に吸入されることはない。
As shown in FIGS. 7A and 7B, when the rotation angle of the
図7(c)〜(h)に示すように、ロータ41の回転角度が90°〜315°の場合には、ロータ側吸入連通路411はハウジング側吸入連通路101dと連通(重合)する。このため、吸入通路102dからの未圧縮冷媒は直接作動室31、32に吸入されるとともに、ハウジング側吸入連通路101dおよびロータ側吸入連通路411を通じて作動室31、32に吸入される。
As shown in FIGS. 7C to 7H, when the rotation angle of the
ロータ側吸入連通路411、421を円弧状にすることにより、360°に近い回転角度まで吸入通路を確保することができる。図8(b)に示すように、ロータ側吸入連通路411、421とハウジング側吸入連通路101dとの連通が終了(遮断)する角度(吸入連通溝連通終了角度)は、図8(a)に示すΔ膨張面積(回転角度に対する膨張面積の変化量)が十分に小さくなった角度にするのが望ましい。
By making the rotor side
図9に示すように、ハウジング側吸入連通路101dおよびロータ側吸入連通路411が設けられている本実施形態では、ハウジング側吸入連通路101dおよびロータ側吸入連通路411を設けていない比較例に比べて冷媒の吸入面積を大きくすることができる。
As shown in FIG. 9, in the present embodiment in which the housing side
すなわち、比較例では、吸入面積=吸入隙間×ボア長であるのに対し、本実施形態では、吸入面積=吸入隙間×ボア長+吸入溝面積であるので、吸入溝面積の分、冷媒の吸入面積を大きくすることができる。なお、吸入隙間とは、図9(b)に示すように、吸入通路102dの出口とロータ41の外周面との間の隙間の寸法であり、ボア長とは、図9(c)に示すように、作動室31の軸方向寸法である。なお、図9(b)では、図示の都合上、断面ハッチングを省略している。
That is, in the comparative example, the suction area = suction gap × bore length, whereas in this embodiment, the suction area = suction gap × bore length + suction groove area. The area can be increased. As shown in FIG. 9B, the suction gap is the dimension of the gap between the outlet of the
したがって、本実施形態では、圧縮開始角度を早めても吸入面積を確保できるので、性能と小型化とを両立できる。 Therefore, in this embodiment, since the suction area can be secured even if the compression start angle is advanced, both performance and downsizing can be achieved.
さらに、本実施形態では、吸入面積を確保しつつ圧縮開始角度を小さくする(圧縮を早める)ことができるので、トルク変動周波数において1次成分を主成分とすることが容易になる。すなわち、図10に示すように、圧縮開始角度が45°である場合には、圧縮開始が遅いので1段目から2段目への吐出時期が遅れて1段目のボア内圧が上がりすぎてしまい、その結果、トルク変動が狙い通りの1次成分の特性ではなく2次成分の特性となってしまうのに対し、圧縮開始角度が20°である場合には、圧縮開始が早いので1段目から2段目への吐出時期が早くなって1段目のボア内圧が小さくなり、その結果、トルク変動が狙い通りの1次成分の特性となる。 Furthermore, in this embodiment, since the compression start angle can be reduced (compression is accelerated) while securing the suction area, it is easy to use the primary component as the main component in the torque fluctuation frequency. That is, as shown in FIG. 10, when the compression start angle is 45 °, since the compression start is slow, the discharge timing from the first stage to the second stage is delayed, and the bore pressure in the first stage is too high. As a result, the torque fluctuation becomes the characteristic of the secondary component instead of the characteristic of the primary component as intended, whereas when the compression start angle is 20 °, the compression start is quick and the first stage. The discharge timing from the first stage to the second stage becomes earlier, and the bore pressure in the first stage becomes smaller. As a result, the torque fluctuation becomes the characteristic of the primary component as intended.
(第3実施形態)
上記第2実施形態では、本発明をヨークベーン型圧縮機に適用した例を示したが、本第3実施形態では、本発明をボッシュベーン型圧縮機に適用している。ボッシュベーン型圧縮機は、ロータが断面楕円形状の内周面に接しながら回転することによって冷媒を圧縮するものである。
(Third embodiment)
In the second embodiment, an example in which the present invention is applied to a yoke vane compressor has been described. However, in the third embodiment, the present invention is applied to a Bosch vane compressor. A Bosch vane type compressor compresses a refrigerant by rotating while a rotor contacts an inner peripheral surface having an elliptical cross section.
以下では、上記第2実施形態と異なる部分について説明し、上記第2実施形態と同様の部分については説明を省略する。 Below, a different part from the said 2nd Embodiment is demonstrated, and description is abbreviate | omitted about the part similar to the said 2nd Embodiment.
図11(a)に示すように、本実施形態のボッシュベーン型圧縮機は、1つの気筒を有している。ハウジング50(内周面形成部材)は、フロントハウジング501と、リヤハウジング502と、ロータハウジング503と、2枚のサイドプレート504、505とを有している。
As shown in FIG. 11A, the Bosch vane type compressor of this embodiment has one cylinder. The housing 50 (inner peripheral surface forming member) includes a
ロータハウジング503には、楕円形穴を形成する内周面503aが形成されている。2枚のサイドプレート504、505には、ロータハウジング503の楕円形穴を閉塞する平坦面が形成されている。
The
これにより、ロータハウジング503とサイドプレート504、505との間には、断面楕円形状の空間61が形成されることとなる。断面楕円形状の空間61は、冷媒を吸入して圧縮する作動室71を構成する。
As a result, a space 61 having an elliptical cross section is formed between the
シャフト51は、断面楕円形状の空間61の中心部を貫通している。断面楕円形状の空間61には、シャフト51に連結された円盤状のロータ81(回転部材)が配置されている。
The
ロータ81は、外径寸法が断面楕円形状空間61の短径寸法と同じになっているとともに、その中心部がシャフト51に連結されている。したがって、ロータ81は、断面楕円形状空間61の短径部においてロータハウジング503の内周面503aに内接しながら、断面楕円形状の空間61に対して同心的に回転することができる。内周面503aとロータ81との間には、三日月状の作動室71が2つ形成される。
The
ロータ81の外周面には2つの凹部81aが形成されており、2つの凹部81aのそれぞれには、板状のベーン83(区画部材)が摺動可能(出没可能)に挿入されている。ベーン83により、作動室71が2つに区画される。
Two
ロータ側吸入連通路811(吸入連通路)は、ロータ81のうちサイドプレート504側の端面(平坦面)に形成されている。ロータ側吸入連通路811は、2つの作動室71に対応して2つ形成されている。本例では、ロータ側吸入連通路811は、ロータ81の外縁に沿う円弧状(C字状)に形成されている。
The rotor side suction communication path 811 (suction communication path) is formed on the end surface (flat surface) of the
ロータ側吸入連通路811の一端部811aは、一方のベーン83に対してロータ81の回転方向前方側(図11(b)の時計回り方向側)に位置しており、ロータ81の外縁よりも内側で終端している。すなわち、ロータ側吸入連通路811の一端部811aは、作動室71に連通していない。
One
ロータ側吸入連通路811の他端部811bは、他方のベーン83に対してロータ81の回転方向後方側(図11(b)の反時計回り方向側)に位置しており、ロータ81の外縁に到達してロータ81の外周面に開口している。すなわち、ロータ側吸入連通路811の他端部811bは、作動室71に連通している。
The
ハウジング側吸入連通路504d(対向面側吸入連通路)は、サイドプレート504(対向面形成部材)のうちロータ81の軸方向端面と対向する平坦面504a(対向面)に、2つのロータ側吸入連通路811に対応して2つ形成されており、その一端部がロータハウジング503の吸入通路503bと連通し、その他端部がロータ側吸入連通路811と連通可能になっている。
The housing-side
図11(b)は、ロータ側吸入連通路811がハウジング側吸入連通路504dと連通(重合)している状態を示している。この状態では、吸入通路503bからの未圧縮冷媒は直接作動室71に吸入されるとともに、ハウジング側吸入連通路504dおよびロータ側吸入連通路811を通じて作動室71に吸入される。
FIG. 11B shows a state in which the rotor-side
図11(c)は、ロータ側吸入連通路811がハウジング側吸入連通路504dと連通(重合)していない状態を示している。この状態では、吸入通路503bからの未圧縮冷媒は直接作動室71に吸入されるだけで、ハウジング側吸入連通路504dおよびロータ側吸入連通路811を通じて作動室71に吸入されることはない。
FIG. 11C shows a state where the rotor side
本実施形態においても、上記第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 Also in this embodiment, the same effect as the second embodiment can be obtained.
(他の実施形態)
(1)上記第2、第3実施形態では、ロータ側吸入連通路411、811がロータ41、81の端面に溝状に形成されているが、ロータ側吸入連通路411、811がロータ41、81の内部に穴状に形成されていてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the second and third embodiments, the rotor side
同様に、上記第2、第3実施形態では、ハウジング側吸入連通路101d、504dがハウジング10、50の平坦面101a、504aに溝状に形成されているが、ハウジング側吸入連通路101d、504dがハウジング10、50の内部に穴状に形成されていてもよい。
Similarly, in the second and third embodiments, the housing-side
この場合には、例えばロータ側吸入連通路411、811の一部がロータ41、81の端面に開口し、ハウジング側吸入連通路101d、504dの一部がハウジング10、50の平坦面101a、504aに開口していれば、ロータ側吸入連通路411、811とハウジング側吸入連通路101d、504dとが連通可能となる。
In this case, for example, a part of the rotor side
なお、ハウジング側吸入連通路101d、504dは必須ではなく、ロータ側吸入連通路411、811が吸入通路102d、503bと直接連通するようになっていてもよい。
The housing side
(2)上記第1、第2実施形態は、吐出通路105a、106aの配置および形状の一例を示したものに過ぎず、吐出通路105a、106aの配置および形状を種々変形可能である。
(2) The first and second embodiments are merely examples of the arrangement and shape of the
(3)上記第1、第2実施形態では、吐出通路105a、106aをローリングピストン31〜33またはロータ41、42によって開閉するようになっているが、吐出通路105a、106aを弁機構(例えばリード弁や電磁弁等)によって開閉するようにしてもよい。
(3) In the first and second embodiments, the
例えば、吐出通路をハウジングに形成して吐出通路を弁機構によって開閉するようにしてもよい。また、吐出通路をベーンに形成し、ベーンの出没によって吐出通路が開閉されるようにしてもよい。また、吐出通路をシャフトに形成し、シャフトの回転によって吐出通路が開閉されるようにしてもよい。 For example, the discharge passage may be formed in the housing, and the discharge passage may be opened and closed by a valve mechanism. Further, the discharge passage may be formed in the vane, and the discharge passage may be opened and closed by the vane in and out. Further, the discharge passage may be formed in the shaft, and the discharge passage may be opened and closed by the rotation of the shaft.
(4)上記第1、第2実施形態では、内周面102b、103bがハウジング10、50によって形成されているが、ハウジングにシリンダブロックを収容し、シリンダブロックに内周面102b、103bを形成するようにしてもよい。
(4) In the first and second embodiments, the inner
(5)上記第2実施形態では、本発明を2気筒のヨークベーン型圧縮機に適用した例を示したが、これに限定されることなく、気筒を3個以上有するヨークベーン型圧縮機にも本発明を適用可能である。 (5) In the second embodiment, the present invention is applied to a two-cylinder yoke vane type compressor. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a yoke vane type compressor having three or more cylinders. The invention can be applied.
(6)上記第3実施形態では、本発明を1気筒のボッシュベーン型圧縮機に適用した例を示したが、これに限定されることなく、気筒を2個以上有するボッシュベーン型圧縮機にも本発明を適用可能である。 (6) In the third embodiment, an example in which the present invention is applied to a one-cylinder Bosch vane compressor has been described. However, the present invention is not limited to this, and a Bosch vane compressor having two or more cylinders is used. The present invention is also applicable.
(7)上記第3実施形態では、断面楕円形状の内周面を有するボッシュベーン型圧縮機に本発明を適用した例を示したが、内周面の断面形状が厳密な楕円形状でなくてもよく、略楕円状の特殊プロフィール形状になっていてもよい。 (7) In the third embodiment, the example in which the present invention is applied to the Bosch vane type compressor having the inner peripheral surface of the elliptical cross section is shown. However, the cross sectional shape of the inner peripheral surface is not a strict elliptical shape. Alternatively, it may have a special profile shape that is substantially elliptical.
(8)本発明の適用対象となる圧縮機は、ヨークベーン型圧縮機やボッシュベーン型圧縮機に限定されるものではなく、回転部材が所定形状の内周面に接して回転する種々の回転型圧縮機に本発明を広く適用可能である。 (8) The compressor to which the present invention is applied is not limited to a yoke vane type compressor or a Bosch vane type compressor, and various rotary types in which a rotating member rotates in contact with an inner peripheral surface of a predetermined shape. The present invention can be widely applied to compressors.
(9)上記各実施形態では、車両用冷凍サイクルの冷媒を圧縮する圧縮機に本発明を適用した例を示したが、これに限定されることなく、種々の流体を圧縮する圧縮機に本発明を広く適用可能である。 (9) In each of the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a compressor that compresses a refrigerant in a vehicle refrigeration cycle has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a compressor that compresses various fluids. The invention is widely applicable.
31、32 作動室
41、42 ロータ(回転部材)
43、44 ベーン(区画部材)
101 分割ハウジング部材(対向面形成部材)
102、103 分割ハウジング部材(内周面形成部材)
102b、103b 内周面
105 仕切り板(仕切り部材)
105a 吐出通路
105b 貫通孔部
105c 溝部
102d 吸入通路
411 ロータ側吸入連通路(吸入連通路)
101a 平坦面(対向面)
101d ハウジング側吸入連通路(対向面側吸入連通路)
31, 32
43, 44 Vane (partition member)
101 Divided housing member (opposing surface forming member)
102, 103 Split housing member (inner peripheral surface forming member)
102b, 103b Inner
105a Discharge passage 105b Through-hole portion
101a Flat surface (opposite surface)
101d Housing side suction communication path (opposite surface side suction communication path)
Claims (15)
前記内周面(102b、103b、503a)に接して回転する回転部材(41、42、81)と、
前記内周面(102b、103b、503a)と前記回転部材(41、42、81)との間に形成される作動室(31、32、71)を区画する区画部材(43、44、83)とを備え、
前記内周面形成部材(102、103、503)には、前記作動室(31、32、71)に吸入される流体が流れる吸入通路(102d、103d、503b)が形成され、
前記回転部材(41、42、81)には、前記作動室(31、32、71)と前記吸入通路(102d、103d、503b)とを連通する吸入連通路(411、421、811)が形成されていることを特徴とする圧縮機。 An inner peripheral surface forming member (102, 103, 503) for forming an inner peripheral surface (102b, 103b, 503a) of a predetermined shape;
Rotating members (41, 42, 81) rotating in contact with the inner peripheral surfaces (102b, 103b, 503a);
Partition members (43, 44, 83) that partition the working chambers (31, 32, 71) formed between the inner peripheral surfaces (102b, 103b, 503a) and the rotating members (41, 42, 81). And
A suction passage (102d, 103d, 503b) through which fluid sucked into the working chamber (31, 32, 71) flows is formed in the inner peripheral surface forming member (102, 103, 503).
The rotating members (41, 42, 81) are formed with suction communication passages (411, 421, 811) that connect the working chambers (31, 32, 71) and the suction passages (102d, 103d, 503b). The compressor characterized by being made.
前記吸入連通路(411、811)は、前記軸方向端面に開口し、
前記対向面形成部材(101、504)には、前記対向面(101a、504a)に開口して前記吸入通路(102d、503b)と連通する対向面側吸入連通路(101d、504d)が形成され、
前記吸入連通路(411、811)は、前記対向面側吸入連通路(101d、504d)を介して前記吸入通路(102d、503b)と連通することを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。 An opposing surface forming member (101, 504) that forms an opposing surface (101a, 504a) facing the axial end surface of the rotating member (41, 81);
The suction communication passages (411, 811) open to the axial end surface,
The opposed surface forming members (101, 504) are formed with opposed surface side suction communication passages (101d, 504d) that open to the opposed surfaces (101a, 504a) and communicate with the suction passages (102d, 503b). ,
The compressor according to claim 1, wherein the suction communication path (411, 811) communicates with the suction path (102d, 503b) via the opposed surface side suction communication path (101d, 504d). .
前記吸入連通路(411、811)の他端部(411b、811b)は、前記区画部材(43、44、83)に対して前記回転部材(41、42、81)の回転方向後方側に位置していることを特徴とする請求項4に記載の圧縮機。 One end portions (411a, 811a) of the suction communication passages (411, 811) are located on the front side in the rotation direction of the rotation members (41, 42, 81) with respect to the partition members (43, 44, 83). ,
The other end portions (411b, 811b) of the suction communication passages (411, 811) are located on the rear side in the rotation direction of the rotating member (41, 42, 81) with respect to the partition member (43, 44, 83). The compressor according to claim 4, wherein the compressor is provided.
複数個の前記回転部材(41、42)のうち1個の回転部材(41)は、他の前記回転部材(42)よりも回転位相が進んでおり、
複数個の前記作動室(31、32)のうち前記1個の回転部材(41)によって形成される作動室(31)を上流側作動室としたとき、
前記内周面形成部材(10)には、前記上流側作動室(31)から、複数個の前記作動室(31、32)のうち吸入行程の完了後で前記流体を圧縮中の他の作動室(32)に至る吐出通路(105a)が形成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の圧縮機。 A plurality of sets of the inner peripheral surface (102b, 103b), the rotating member (41, 42), the partition member (43, 44), and the working chamber (31, 32);
Among the plurality of rotating members (41, 42), one rotating member (41) has a rotational phase advanced than the other rotating members (42),
When the working chamber (31) formed by the one rotating member (41) among the plurality of working chambers (31, 32) is an upstream working chamber,
In the inner peripheral surface forming member (10), from the upstream-side working chamber (31), the other operation during compression of the fluid after completion of the suction stroke among the plurality of working chambers (31, 32). The compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein a discharge passage (105a) reaching the chamber (32) is formed.
前記上流側作動室(31)の内圧が前記下流側作動室(32)の内圧よりも低い場合に前記吐出通路(105a)を閉じる機構(41、42)を備えることを特徴とする請求項8に記載の圧縮機。 When the other working chamber (32) is a downstream working chamber,
9. A mechanism (41, 42) for closing the discharge passage (105a) when an internal pressure in the upstream working chamber (31) is lower than an internal pressure in the downstream working chamber (32). The compressor described in 1.
前記上流側作動室(31)および前記下流側作動室(32)は、前記上流側作動室(31)の軸方向に隣り合って配置され、
前記吐出通路(105a)は前記仕切り部材(105)に形成され、
前記吐出通路(105a)を閉じる機構は、前記回転部材(41、42)によって構成されていることを特徴とする請求項9に記載の圧縮機。 A plate-shaped partition member (105) that partitions the upstream working chamber (31) and the downstream working chamber (32);
The upstream working chamber (31) and the downstream working chamber (32) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (31),
The discharge passage (105a) is formed in the partition member (105),
The compressor according to claim 9, wherein the mechanism for closing the discharge passage (105a) is constituted by the rotating member (41, 42).
前記区画部材(43、44)は、前記ロータ(41、42)の外周面から出没して前記内周面(102b、103b)に当接するベーンであり、
前記吐出通路(105a)のうち前記上流側作動室(31)側の端部は、前記上流側作動室(31)を形成する前記ロータ(41)と重合し、
前記吐出通路(105a)のうち前記下流側作動室(32)側の端部は、前記下流側作動室(32)を形成する前記ロータ(42)と重合し、
前記上流側作動室(31)を形成する前記ロータ(41)には、前記吐出通路(105a)を前記上流側作動室(31)に連通させる上流側連通路(41b)が形成され、
前記下流側作動室(32)を形成する前記ロータ(42)には、前記吐出通路(105a)を前記下流側作動室(32)に連通させる下流側連通路(42b)が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の圧縮機。 The rotating members (41, 42) are rotors that rotate in contact with the inner peripheral surfaces (102b, 103b),
The partition members (43, 44) are vanes that protrude from the outer peripheral surface of the rotor (41, 42) and come into contact with the inner peripheral surfaces (102b, 103b),
An end of the discharge passage (105a) on the upstream working chamber (31) side overlaps with the rotor (41) forming the upstream working chamber (31),
An end of the discharge passage (105a) on the downstream working chamber (32) side overlaps with the rotor (42) forming the downstream working chamber (32),
The rotor (41) forming the upstream working chamber (31) is formed with an upstream communication passage (41b) for communicating the discharge passage (105a) with the upstream working chamber (31).
The rotor (42) forming the downstream working chamber (32) is formed with a downstream communication passage (42b) for communicating the discharge passage (105a) with the downstream working chamber (32). The compressor according to claim 10.
前記下流側連通路(42b)は、前記下流側作動室(32)を形成する前記ロータ(42)のうち前記仕切り部材(105)側の端面に形成された溝で構成されていることを特徴とする請求項11に記載の圧縮機。 The upstream communication passage (41b) is configured by a groove formed on an end surface of the rotor (41) forming the upstream working chamber (31) on the partition member (105) side,
The downstream communication passage (42b) is configured by a groove formed on an end surface of the rotor (42) forming the downstream working chamber (32) on the partition member (105) side. The compressor according to claim 11.
前記区画部材(43、44、83)は、前記ロータ(41、42、91)の外周面から出没して前記内周面(102b、103b、503a)に当接するベーンであることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の圧縮機。 The rotating member (41, 42, 81) is a rotor that rotates inscribed in the inner peripheral surface (102b, 103b, 503a),
The partition member (43, 44, 83) is a vane that protrudes and protrudes from the outer peripheral surface of the rotor (41, 42, 91) and contacts the inner peripheral surface (102b, 103b, 503a). The compressor according to any one of claims 1 to 10.
前記回転部材(43、44)は、前記内周面(102b、103b)に対して偏心して回転するロータであることを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1つに記載の圧縮機。 The inner peripheral surface (102b, 103b) has a circular cross section.
The compressor according to any one of claims 11 to 13, wherein the rotating member (43, 44) is a rotor that rotates eccentrically with respect to the inner peripheral surface (102b, 103b).
前記回転部材(81)は、前記内周面(503a)に対して同心的に回転するロータであることを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1つに記載の圧縮機。 The inner peripheral surface (503a) has an elliptical cross section,
The compressor according to any one of claims 11 to 13, wherein the rotating member (81) is a rotor that rotates concentrically with respect to the inner peripheral surface (503a).
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