JPH0125914B2 - - Google Patents
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- JPH0125914B2 JPH0125914B2 JP56169586A JP16958681A JPH0125914B2 JP H0125914 B2 JPH0125914 B2 JP H0125914B2 JP 56169586 A JP56169586 A JP 56169586A JP 16958681 A JP16958681 A JP 16958681A JP H0125914 B2 JPH0125914 B2 JP H0125914B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
- F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
- F01C21/106—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は冷媒等各種流体を圧縮するベーン型圧
縮機に関し、特にトルク変動を最少にするカムリ
ングのカム周面の形状に関する。
縮機に関し、特にトルク変動を最少にするカムリ
ングのカム周面の形状に関する。
一般に冷媒等各種流体を圧縮する複室式のベー
ン型圧縮機は第１図及び第２図に示すように構成
されている。即ちケース１内にカムリング２ａ及
びフロントサイドブロツク２ｂ及びリヤサイドブ
ロツク２ｃにより形成され、内面にカム周面２ｄ
を有するポンプハウジング２が設けられ、該ポン
プハウジング２内に、複数のベーン溝３ａを放射
方向に形成し、これに板状のベーン３ｂを出没自
在に嵌入した円筒形のロータ３が嵌装されてい
る。このロータ３はフロントサイドブロツク２ｂ
に一体形成された軸受部４に回転自在に支承され
た回転軸５の内端に嵌着され、回転軸５は上記軸
受部４の端面に、ロータ３はリヤサイドブロツク
２ｃの内面に夫々スラストベアリング６及び７を
介してスラスト方向に支承されている。従つて回
転軸５が駆動されるとロータ３が回転し、この回
転により発生する遠心力と、ベーン溝３ａの底部
に作用する潤滑油の背圧とによりベーン３ｂは放
射方向に突出され、カム周面２ｄに摺接しながら
回転する。そして各ベーン３ｂがカムリング２ａ
に形成された流入口８を通過する毎に流体をフロ
ントヘツド１ａに設けられた吸入口９からポンプ
作動室１０内へ吸込む。該ポンプ作動室１０内の
相前後する２つのベーン３ｂ間の空間は、その容
積を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、吸入され圧縮行程で加圧
された流体は流出口１１から吐出弁１２を押し開
いて吐出され、このサイクルが繰返されて圧縮が
行われる。圧縮流体は潤滑油分離装置１３を通過
して混入されている潤滑油が分離されてポンプハ
ウジング２とケース１との間に形成されている吐
出圧室１４内に一旦吐出された後吐出口１５より
外部回路へ送出される。
ン型圧縮機は第１図及び第２図に示すように構成
されている。即ちケース１内にカムリング２ａ及
びフロントサイドブロツク２ｂ及びリヤサイドブ
ロツク２ｃにより形成され、内面にカム周面２ｄ
を有するポンプハウジング２が設けられ、該ポン
プハウジング２内に、複数のベーン溝３ａを放射
方向に形成し、これに板状のベーン３ｂを出没自
在に嵌入した円筒形のロータ３が嵌装されてい
る。このロータ３はフロントサイドブロツク２ｂ
に一体形成された軸受部４に回転自在に支承され
た回転軸５の内端に嵌着され、回転軸５は上記軸
受部４の端面に、ロータ３はリヤサイドブロツク
２ｃの内面に夫々スラストベアリング６及び７を
介してスラスト方向に支承されている。従つて回
転軸５が駆動されるとロータ３が回転し、この回
転により発生する遠心力と、ベーン溝３ａの底部
に作用する潤滑油の背圧とによりベーン３ｂは放
射方向に突出され、カム周面２ｄに摺接しながら
回転する。そして各ベーン３ｂがカムリング２ａ
に形成された流入口８を通過する毎に流体をフロ
ントヘツド１ａに設けられた吸入口９からポンプ
作動室１０内へ吸込む。該ポンプ作動室１０内の
相前後する２つのベーン３ｂ間の空間は、その容
積を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、吸入され圧縮行程で加圧
された流体は流出口１１から吐出弁１２を押し開
いて吐出され、このサイクルが繰返されて圧縮が
行われる。圧縮流体は潤滑油分離装置１３を通過
して混入されている潤滑油が分離されてポンプハ
ウジング２とケース１との間に形成されている吐
出圧室１４内に一旦吐出された後吐出口１５より
外部回路へ送出される。
以上のごとく構成され作動するベーン型圧縮機
において、従来前記カムリング２ａ内面のカム周
面２ｄは複室式のものでは楕円形、単室式のもの
では円形が採用され、トルク変動を考慮した形状
でないためトルク変動が非常に大きく、騒音、振
動の発生の原因となつていた。
において、従来前記カムリング２ａ内面のカム周
面２ｄは複室式のものでは楕円形、単室式のもの
では円形が採用され、トルク変動を考慮した形状
でないためトルク変動が非常に大きく、騒音、振
動の発生の原因となつていた。
本発明は上記従来のベーン型圧縮機の欠点を改
良するためになされ、圧縮行程後半に流体圧力が
急激に増加する区間において、トルクの上昇を小
さくすることができると共にトルクの変動を小さ
くすることができるベーン型圧縮機を提供するこ
とを目的とする。
良するためになされ、圧縮行程後半に流体圧力が
急激に増加する区間において、トルクの上昇を小
さくすることができると共にトルクの変動を小さ
くすることができるベーン型圧縮機を提供するこ
とを目的とする。
以下本発明の実施例を複室式のベーン型圧縮機
に基づき、第３図以下を参照して説明する。本発
明のベーン型圧縮機は、第１図及び第２図につい
て説明した一般のベーン型圧縮機とカム周面の曲
線形状を除き他の構成は全く同様であるのでその
説明は省略し、次に本発明の特徴である前記カム
周面２ｄの形状について説明する。第３図は以下
の説明に使用する記号を図示し、ロータ３の半径
をR0、カム周面２ｄの半径をＲ、ベーン３ｄの
突出量をＨとし、Ｑはカム周面の回転角、Q0，
Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7，Q8，Q9は夫々
カム周面２ｄを形成する曲線部の接続点の角度を
示し、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Q0〜Q9までの半周180度
で完了し、ロータ３の１回転で２サイクルが行わ
れる。第４図はモデル計算値を適用したQ0〜Q9
の180度間における回転角Ｑ（度）とベーン突出量
Ｈ（mm）との関係を示すＨ―Ｑ線図、及び回転角
Ｑ（度）とベーンに作用する流体圧力Ｐ（Kg／cm2）
との関係を示すＰ―Ｑ線図とを一緒に示したグラ
フで、Ｈ―Ｑ線図の形状は本カム周面２ｄの特徴
を現わしている。
に基づき、第３図以下を参照して説明する。本発
明のベーン型圧縮機は、第１図及び第２図につい
て説明した一般のベーン型圧縮機とカム周面の曲
線形状を除き他の構成は全く同様であるのでその
説明は省略し、次に本発明の特徴である前記カム
周面２ｄの形状について説明する。第３図は以下
の説明に使用する記号を図示し、ロータ３の半径
をR0、カム周面２ｄの半径をＲ、ベーン３ｄの
突出量をＨとし、Ｑはカム周面の回転角、Q0，
Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7，Q8，Q9は夫々
カム周面２ｄを形成する曲線部の接続点の角度を
示し、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Q0〜Q9までの半周180度
で完了し、ロータ３の１回転で２サイクルが行わ
れる。第４図はモデル計算値を適用したQ0〜Q9
の180度間における回転角Ｑ（度）とベーン突出量
Ｈ（mm）との関係を示すＨ―Ｑ線図、及び回転角
Ｑ（度）とベーンに作用する流体圧力Ｐ（Kg／cm2）
との関係を示すＰ―Ｑ線図とを一緒に示したグラ
フで、Ｈ―Ｑ線図の形状は本カム周面２ｄの特徴
を現わしている。
第４図に示すように、カム周面２ｄは、
１ ロータ３とカム周面２ｄと面接触する真円部
Q0Q1⌒と、 ２ 流体圧力が低い、吸入行程の開始から圧縮行
程の略中間までの区間に亘り、前記ベーン３ｂ
先端が前記ロータ３の外周面から突出する量を
増加させる曲線部（第１の曲線部）Q1Q3⌒と、 ３ ベーン３ｂの突出量を一定にする曲線部
Q3Q4⌒と、 ４ 圧縮行程後半の区間で、流体圧力が急激に増
加し始めてから該圧力がその最大値に達する付
近までの圧力上昇区間Q3〜Q6の略前半に亘り、
前記ベーン３ｂの突出量が減少する速度を増加
させる曲線部（第２の曲線部）Q4Q5⌒と、 ５ 前記圧力上昇区間の略後半に亘り、前記ベー
ン３ｂの突出量が減少する速度を減少させる曲
線部（第３の曲線部）Q5Q6⌒と、 ６ ベーン３ｂの突出量を一定にする曲線部
Q6Q7⌒と、 ７ 流体圧力が最大値にある吐出行程開始付近の
区間に亘り、ベーン３ｂの突出量が減少する速
度を再び増加させる曲線部（第４の曲線部）
Q7Q8⌒と、 ８ 前記開始付近の区間に続く圧縮行程終了付近
までの区間に亘り、ベーン３ｂの突出量が減少
する速度を再び減少させる曲線部（第５の曲線
部）Q8Q9⌒とで構成されている。
Q0Q1⌒と、 ２ 流体圧力が低い、吸入行程の開始から圧縮行
程の略中間までの区間に亘り、前記ベーン３ｂ
先端が前記ロータ３の外周面から突出する量を
増加させる曲線部（第１の曲線部）Q1Q3⌒と、 ３ ベーン３ｂの突出量を一定にする曲線部
Q3Q4⌒と、 ４ 圧縮行程後半の区間で、流体圧力が急激に増
加し始めてから該圧力がその最大値に達する付
近までの圧力上昇区間Q3〜Q6の略前半に亘り、
前記ベーン３ｂの突出量が減少する速度を増加
させる曲線部（第２の曲線部）Q4Q5⌒と、 ５ 前記圧力上昇区間の略後半に亘り、前記ベー
ン３ｂの突出量が減少する速度を減少させる曲
線部（第３の曲線部）Q5Q6⌒と、 ６ ベーン３ｂの突出量を一定にする曲線部
Q6Q7⌒と、 ７ 流体圧力が最大値にある吐出行程開始付近の
区間に亘り、ベーン３ｂの突出量が減少する速
度を再び増加させる曲線部（第４の曲線部）
Q7Q8⌒と、 ８ 前記開始付近の区間に続く圧縮行程終了付近
までの区間に亘り、ベーン３ｂの突出量が減少
する速度を再び減少させる曲線部（第５の曲線
部）Q8Q9⌒とで構成されている。
前記第１の曲線部Q1Q3⌒は、ベーン３ｂの突出
量が増加する速度を増加させる曲線部Q1Q2⌒と、
該増加速度を減少させる曲線部Q2Q3⌒とが順に連
続して成つている。尚、図中のQaは吸入行程終
了角、Qbは吐出行程開始角でQa―Qbが圧縮行程
となる。
量が増加する速度を増加させる曲線部Q1Q2⌒と、
該増加速度を減少させる曲線部Q2Q3⌒とが順に連
続して成つている。尚、図中のQaは吸入行程終
了角、Qbは吐出行程開始角でQa―Qbが圧縮行程
となる。
次に上記曲線部を構成する理論について説明す
る。一般にベーンに作用する流体圧力Ｐは第４図
のＰ―Ｑ線図に見られるように圧縮行程の終りに
近づくにつれて急激に上昇する。又第５図は回転
角（度）とロータの回転トルクＴ（Kg―ｍ）との
関係を示すＴ―Ｑ線図で、従来のベーン型圧縮機
では、破線で示すＴ―Ｑ線図に見られるように圧
縮行程の後半におけるベーンに作用する流体圧力
Ｐの急激な上昇に伴いトルクＴも急激に増加し、
その後吐出行程において急激に減少しトルク変動
が著しい。ここでロータ３に作用する回転トルク
Ｔは第７図に図解するように、 Ｔ＝Ｆ（力）×Ｌ（レバー長さ）＝Ｐ（圧力）×Ａ（
ベーンの突出面積）×Ｌ（レバー長さ） ＝Ｐ（圧力）×Ｗ（ベーンの巾）×Ｈ（ベーンの
突出量）×〔R0（ロータの半径）×Ｈ／２〕 ＝Ｗ・Ｐ（R0H＋H2／２） であつて圧力Ｐの１次関数で、かつベーンの突出
量Ｈの２次関数となる。従つて圧縮行程における
圧力Ｐの上昇に伴いある関数値でベーンの突出量
Ｈを減少させてゆくことによりトルク変動を小さ
くし得ることがわかる。前記各曲線部はこのよう
な根拠に基づき決定されたもので、曲線の形状と
して２次曲線が理論的並びに実験的に好適である
との結論を得た。
る。一般にベーンに作用する流体圧力Ｐは第４図
のＰ―Ｑ線図に見られるように圧縮行程の終りに
近づくにつれて急激に上昇する。又第５図は回転
角（度）とロータの回転トルクＴ（Kg―ｍ）との
関係を示すＴ―Ｑ線図で、従来のベーン型圧縮機
では、破線で示すＴ―Ｑ線図に見られるように圧
縮行程の後半におけるベーンに作用する流体圧力
Ｐの急激な上昇に伴いトルクＴも急激に増加し、
その後吐出行程において急激に減少しトルク変動
が著しい。ここでロータ３に作用する回転トルク
Ｔは第７図に図解するように、 Ｔ＝Ｆ（力）×Ｌ（レバー長さ）＝Ｐ（圧力）×Ａ（
ベーンの突出面積）×Ｌ（レバー長さ） ＝Ｐ（圧力）×Ｗ（ベーンの巾）×Ｈ（ベーンの
突出量）×〔R0（ロータの半径）×Ｈ／２〕 ＝Ｗ・Ｐ（R0H＋H2／２） であつて圧力Ｐの１次関数で、かつベーンの突出
量Ｈの２次関数となる。従つて圧縮行程における
圧力Ｐの上昇に伴いある関数値でベーンの突出量
Ｈを減少させてゆくことによりトルク変動を小さ
くし得ることがわかる。前記各曲線部はこのよう
な根拠に基づき決定されたもので、曲線の形状と
して２次曲線が理論的並びに実験的に好適である
との結論を得た。
上記各曲線部に２次曲線を適用して数式で表わ
すと下記のようになる。
すと下記のようになる。
前記真円部Q0Q1⌒は、ロータ３とカム周面２ｄ
との間をシールする目的で設けられる部分で、設
計上省略してもよい。この真円部Q0Q1⌒では、 Ｈ＝０で、Ｒ＝R0である。
との間をシールする目的で設けられる部分で、設
計上省略してもよい。この真円部Q0Q1⌒では、 Ｈ＝０で、Ｒ＝R0である。
ベーン３ｂの突出加速度が正である前記曲線部
Q1Q2⌒（第４図及び第８図参照）に２次曲線 ｙ＝ax2を適用すると、各値は、 H2＝ａ（Q2−Q1）2 ∴ａ＝H2／（Q2−Q1）2、 Ｈ＝ａ（Ｑ−Q1）2＝H2／（Q2−Q1）2 ×（Ｑ−Q1）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H2／（Q2−Q1）2 ×（Ｑ−Q1）2となる。
Q1Q2⌒（第４図及び第８図参照）に２次曲線 ｙ＝ax2を適用すると、各値は、 H2＝ａ（Q2−Q1）2 ∴ａ＝H2／（Q2−Q1）2、 Ｈ＝ａ（Ｑ−Q1）2＝H2／（Q2−Q1）2 ×（Ｑ−Q1）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H2／（Q2−Q1）2 ×（Ｑ−Q1）2となる。
ベーン３ｂの突出加速度が負である前記曲線部
Q2Q3⌒（第４図及び第９図を参照）に２次曲線ｙ
＝bx2を適用すると、各値は、 −（H1−H2）＝ｂ（Q3−Q2）2 ∴ｂ＝H2−H1／（Q3−Q2）2 −（H1−Ｈ）＝ｂ（Q3−Ｑ）2 ∴Ｈ＝H1＋ｂ（Q3−Ｑ）2 Ｒ＝R0×Ｈ＝R0＋H1＋H2−H1／（Q3−Q2）2 ×（Q3−Ｑ）2となる。
Q2Q3⌒（第４図及び第９図を参照）に２次曲線ｙ
＝bx2を適用すると、各値は、 −（H1−H2）＝ｂ（Q3−Q2）2 ∴ｂ＝H2−H1／（Q3−Q2）2 −（H1−Ｈ）＝ｂ（Q3−Ｑ）2 ∴Ｈ＝H1＋ｂ（Q3−Ｑ）2 Ｒ＝R0×Ｈ＝R0＋H1＋H2−H1／（Q3−Q2）2 ×（Q3−Ｑ）2となる。
上記曲線部Q1Q2⌒及び曲線部Q2Q3⌒は第４図に見
られるように圧縮行程の前半のベーン３ｂに作用
する流体圧力Ｐが低い領域にあるから、ベーン３
ｂの突出量を増加させる速度を一定区間で増加さ
せた後に減少させる２次曲線に限定せず、曲線部
（第１の曲線部）Q1Q3⌒間はベーンの突出量が増加
する速度を一定とするリニヤな曲線に置き換えて
も効果上大差ない。但し、Q1Q2⌒，Q2Q3⌒を２次曲
線とすることは仕事量をかせぐのに有利である。
られるように圧縮行程の前半のベーン３ｂに作用
する流体圧力Ｐが低い領域にあるから、ベーン３
ｂの突出量を増加させる速度を一定区間で増加さ
せた後に減少させる２次曲線に限定せず、曲線部
（第１の曲線部）Q1Q3⌒間はベーンの突出量が増加
する速度を一定とするリニヤな曲線に置き換えて
も効果上大差ない。但し、Q1Q2⌒，Q2Q3⌒を２次曲
線とすることは仕事量をかせぐのに有利である。
前記曲線部Q3Q4⌒（第４図及び第１０図を参照）
では、Ｒ＝R0＋H1である。この曲線部Q3Q4⌒は仕
事量を増加させるために挿入する部分で、設計上
省略しても差支えない。
では、Ｒ＝R0＋H1である。この曲線部Q3Q4⌒は仕
事量を増加させるために挿入する部分で、設計上
省略しても差支えない。
ベーン３ｂの引込加速度が正である前記曲線部
Q4Q5⌒（第４図及び第１１図を参照）に２次曲線
ｙ＝cx2を適用すると、各値は、 −H3＝ｃ（Q5−Q4）2 ∴ｃ＝−H3／（Q5−Q4）2、 −（H1−Ｈ）＝ｃ（Ｑ−Q4）2 ∴Ｈ＝H1＋ｃ（Ｑ−Q4）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H1−H3／（Q5−Q4）2 ×（Ｑ−Q4）2となる。
Q4Q5⌒（第４図及び第１１図を参照）に２次曲線
ｙ＝cx2を適用すると、各値は、 −H3＝ｃ（Q5−Q4）2 ∴ｃ＝−H3／（Q5−Q4）2、 −（H1−Ｈ）＝ｃ（Ｑ−Q4）2 ∴Ｈ＝H1＋ｃ（Ｑ−Q4）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H1−H3／（Q5−Q4）2 ×（Ｑ−Q4）2となる。
この曲線部Q4Q5⌒により、ベーン３ｂの突出量
が減少する速度、即ちベーン３ｂの引込速度を２
次関数的に増加させることにより、圧縮行程にお
ける前記圧力上昇区間Q3Q6⌒の前半においてトル
クＴの上昇が小さくなる。
が減少する速度、即ちベーン３ｂの引込速度を２
次関数的に増加させることにより、圧縮行程にお
ける前記圧力上昇区間Q3Q6⌒の前半においてトル
クＴの上昇が小さくなる。
ベーン３ｂの引込加速度が負である前記曲線部
Q5Q6⌒（第４図及び第１２図を参照）に２次曲線
ｙ＝dx2を適用すると、各値は、 （H1−H4−H3）＝ｄ（Q6−Q5）2 ∴ｄ＝H1−H4−H3／（Q6−Q5）2、 Ｈ−H4＝ｄ（Q6−Ｑ）2 ∴Ｈ＝H4＋ｄ（Q6−Ｑ）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H4＋H1−H4−H3／（Q6−Q5）2 ×（Q6−Ｑ）2となる。
Q5Q6⌒（第４図及び第１２図を参照）に２次曲線
ｙ＝dx2を適用すると、各値は、 （H1−H4−H3）＝ｄ（Q6−Q5）2 ∴ｄ＝H1−H4−H3／（Q6−Q5）2、 Ｈ−H4＝ｄ（Q6−Ｑ）2 ∴Ｈ＝H4＋ｄ（Q6−Ｑ）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H4＋H1−H4−H3／（Q6−Q5）2 ×（Q6−Ｑ）2となる。
この曲線部Q5Q6⌒により、ベーン３ｂの突出量
が減少する速度、即ちベーン３ｂの引込速度を２
次関数的に減少させることにより、圧縮行程にお
ける前記圧力上昇区間Q3Q6⌒の後半において、ト
ルクの変動が小さくなつて略一定のトルクが長く
維持される。
が減少する速度、即ちベーン３ｂの引込速度を２
次関数的に減少させることにより、圧縮行程にお
ける前記圧力上昇区間Q3Q6⌒の後半において、ト
ルクの変動が小さくなつて略一定のトルクが長く
維持される。
前記曲線部Q6Q7⌒（第４図及び第１３図を参照）
では、Ｒ＝R0＋H4である。この曲線部Q6Q7⌒は仕
事量を増加させるために挿入する部分で、設計上
省略しても差支えない。
では、Ｒ＝R0＋H4である。この曲線部Q6Q7⌒は仕
事量を増加させるために挿入する部分で、設計上
省略しても差支えない。
ベーン３ｂの引込加速度が正である前記曲線部
Q7Q8⌒（第４図及び第１４図を参照）に２次曲線
ｙ＝ex2を適用すると、各値は、 H5＝ｅ（Q8−Q7）2 ∴ｅ＝H5／（Q8−Q7）2、 H4−Ｈ＝ｅ（Ｑ−Q7）2 ∴Ｈ＝H4−ｅ（Ｑ−Q7）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H4−H5／（Q8−Q7）2 ×（Ｑ−Q7）2となる。
Q7Q8⌒（第４図及び第１４図を参照）に２次曲線
ｙ＝ex2を適用すると、各値は、 H5＝ｅ（Q8−Q7）2 ∴ｅ＝H5／（Q8−Q7）2、 H4−Ｈ＝ｅ（Ｑ−Q7）2 ∴Ｈ＝H4−ｅ（Ｑ−Q7）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H4−H5／（Q8−Q7）2 ×（Ｑ−Q7）2となる。
ベーン３ｂの引込加速度が負である前記曲線部
Q8Q9⌒（第４図及び第１５図を参照）に２次曲線
ｙ＝fx2を適用すると、各値は、 H4−H5＝ｆ（Q9−Q8）2 ∴ｆ＝H4−H5／（Q9−Q8）2、 Ｈ＝ｆ（Q9−Ｑ）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H4−H5／（Q9−Q8）2 ×（Q9−Ｑ）2となる。
Q8Q9⌒（第４図及び第１５図を参照）に２次曲線
ｙ＝fx2を適用すると、各値は、 H4−H5＝ｆ（Q9−Q8）2 ∴ｆ＝H4−H5／（Q9−Q8）2、 Ｈ＝ｆ（Q9−Ｑ）2、 Ｒ＝R0＋Ｈ＝R0＋H4−H5／（Q9−Q8）2 ×（Q9−Ｑ）2となる。
上記曲線部Q7Q8⌒及び曲線部Q8Q9⌒によつて、吐
出行程において仕事量をかせぐことができると共
に吐出行程から低トルクの吸入行程への移行が円
滑になされる。
出行程において仕事量をかせぐことができると共
に吐出行程から低トルクの吸入行程への移行が円
滑になされる。
また、上記各曲線部に２次曲線を適用すること
により、そのＴ―Ｑ線図は理想形である矩形に近
づき、ピークトルクが平滑化され減少した分の仕
事量を第５図に示すように斜線を付した両側の面
積でかせぐことができる。第５図及び第６図は従
来の複室式ベーン型圧縮機を破線で、本発明によ
る複室式ベーン型圧縮機を実線で、そのトルク変
動を比較したグラフで、第５図はベーン１枚につ
いて、第６図はベーン４枚が共動した状態のＴ―
Ｑ線図を示す。図に見られるように本発明による
ものは従来機と比しピークトルクが約40％減少す
ると共に全体として仕事量を減少することなくト
ルク変動が平滑化され、騒音、振動の発生を有効
に防止することができる。
により、そのＴ―Ｑ線図は理想形である矩形に近
づき、ピークトルクが平滑化され減少した分の仕
事量を第５図に示すように斜線を付した両側の面
積でかせぐことができる。第５図及び第６図は従
来の複室式ベーン型圧縮機を破線で、本発明によ
る複室式ベーン型圧縮機を実線で、そのトルク変
動を比較したグラフで、第５図はベーン１枚につ
いて、第６図はベーン４枚が共動した状態のＴ―
Ｑ線図を示す。図に見られるように本発明による
ものは従来機と比しピークトルクが約40％減少す
ると共に全体として仕事量を減少することなくト
ルク変動が平滑化され、騒音、振動の発生を有効
に防止することができる。
又ベーン３ｂはカム周面２ｄに面圧一定で追従
するのが理想的である。面圧を一定にするために
はベーン３ｂの遠心加速度が一定になるようなカ
ム周面を描けば良く、２次曲線のカム周面ではベ
ーンの放射方向の加速度はほぼ一定となるから、
ベーンの面圧を一定に保つ上にも有効である。
するのが理想的である。面圧を一定にするために
はベーン３ｂの遠心加速度が一定になるようなカ
ム周面を描けば良く、２次曲線のカム周面ではベ
ーンの放射方向の加速度はほぼ一定となるから、
ベーンの面圧を一定に保つ上にも有効である。
尚、上記実施例では２つのポンプ作動室１０を
有する複室式ベーン型圧縮機について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。
有する複室式ベーン型圧縮機について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。
以上詳述したように、本発明に係るベーン型圧
縮機によれば、カム周面の、吸入、圧縮、吐出の
１サイクルに対応する各部分を、少なくとも、 (1) 流体圧力が低い、吸入行程の開始から圧縮行
程の略中間までの区間に亘り、前記ベーン先端
が前記ロータの外周面から突出する量を増加さ
せる第１の曲線部と、 (2) 圧縮行程後半の区間で、流体圧力が急激に増
加し始めてから該圧力がその最大値に達する付
近までの圧力上昇区間の略前半に亘り、前記ベ
ーンの突出量が減少する速度を増加させる第２
の曲線部と、 (3) 前記圧力上昇区間の略後半に亘り、前記ベー
ンの突出量が減少する速度を減少させる第３の
曲線部と、 (4) 流体圧力が最大値にある吐出行程開始付近の
区間に亘り、前記ベーンの突出量が減少する速
度を再び増加させる第４の曲線部と、 (5) 前記開始付近の区間に続く圧縮行程終了付近
までの区間に亘り、前記ベーンの突出量が減少
する速度を再び減少させる第５の曲線部とで構
成したことにより、圧縮行程後半に流体圧力が
急激に増加する区間において、前記第２及び第
３の曲線部によりトルクの上昇を小さくするこ
とができると共に、トルクの変動を小さくする
ことができる。その結果、圧縮機稼動時におけ
る騒音、振動の発生を防止することができる。
縮機によれば、カム周面の、吸入、圧縮、吐出の
１サイクルに対応する各部分を、少なくとも、 (1) 流体圧力が低い、吸入行程の開始から圧縮行
程の略中間までの区間に亘り、前記ベーン先端
が前記ロータの外周面から突出する量を増加さ
せる第１の曲線部と、 (2) 圧縮行程後半の区間で、流体圧力が急激に増
加し始めてから該圧力がその最大値に達する付
近までの圧力上昇区間の略前半に亘り、前記ベ
ーンの突出量が減少する速度を増加させる第２
の曲線部と、 (3) 前記圧力上昇区間の略後半に亘り、前記ベー
ンの突出量が減少する速度を減少させる第３の
曲線部と、 (4) 流体圧力が最大値にある吐出行程開始付近の
区間に亘り、前記ベーンの突出量が減少する速
度を再び増加させる第４の曲線部と、 (5) 前記開始付近の区間に続く圧縮行程終了付近
までの区間に亘り、前記ベーンの突出量が減少
する速度を再び減少させる第５の曲線部とで構
成したことにより、圧縮行程後半に流体圧力が
急激に増加する区間において、前記第２及び第
３の曲線部によりトルクの上昇を小さくするこ
とができると共に、トルクの変動を小さくする
ことができる。その結果、圧縮機稼動時におけ
る騒音、振動の発生を防止することができる。
また、前記第４及び第５の曲線部により、吐出
行程においてトルクが最小値に向けて減少するの
で、吐出行程から低トルクの吸入行程への移行が
円滑になされ得る。
行程においてトルクが最小値に向けて減少するの
で、吐出行程から低トルクの吸入行程への移行が
円滑になされ得る。
第１図及び第２図は一般の複室式ベーン型圧縮
機を示し、第１図は一部断面側面図、第２図は第
１図における―線に沿う断面図、第３図以降
は本発明の実施例に関し、第３図は説明に使用す
る記号を示すための図、第４図はモデル計算値を
適用したQ0〜Q9の180度間における回転角（度）
とベーン突出量Ｈ（mm）との関係を示すＨ―Ｑ線
図、及び回転角Ｑ（度）とベーンに作用する流体
圧力Ｐ（Kg／cm2）との関係を示すＰ―Ｑ線図を一
緒に示したグラフ、第５図及び第６図は本発明に
よる複室式ベーン型圧縮機を実線で、従来の複室
式ベーン型圧縮機を破線で、そのトルク変動を比
較したグラフで、第５図はベーン１枚についての
Ｔ―Ｑ線図、第６図はベーン４枚が共動した状態
のＴ―Ｑ線図、第７図はロータに作用する回転ト
ルクの説明図、第８図乃至第１５図はカム周面の
各曲線部に２次曲線を適用した幾何学的説明図で
ある。 ２…ポンプハウジング、２ａ…カムリング、２
ｂ…フロントサイドブロツク、２ｃ…リヤサイド
ブロツク、２ｄ…カム周面、３…ロータ、３ａ…
ベーン溝、３ｂ…ベーン、５…回転軸、１０…ポ
ンプ作動室、Q1Q3⌒…第１の曲線部、Q4Q5⌒…第２
の曲線部、Q5Q6⌒…第３の曲線部、Q7Q8⌒…第４の
曲線部、Q8Q9⌒…第５の曲線部。
機を示し、第１図は一部断面側面図、第２図は第
１図における―線に沿う断面図、第３図以降
は本発明の実施例に関し、第３図は説明に使用す
る記号を示すための図、第４図はモデル計算値を
適用したQ0〜Q9の180度間における回転角（度）
とベーン突出量Ｈ（mm）との関係を示すＨ―Ｑ線
図、及び回転角Ｑ（度）とベーンに作用する流体
圧力Ｐ（Kg／cm2）との関係を示すＰ―Ｑ線図を一
緒に示したグラフ、第５図及び第６図は本発明に
よる複室式ベーン型圧縮機を実線で、従来の複室
式ベーン型圧縮機を破線で、そのトルク変動を比
較したグラフで、第５図はベーン１枚についての
Ｔ―Ｑ線図、第６図はベーン４枚が共動した状態
のＴ―Ｑ線図、第７図はロータに作用する回転ト
ルクの説明図、第８図乃至第１５図はカム周面の
各曲線部に２次曲線を適用した幾何学的説明図で
ある。 ２…ポンプハウジング、２ａ…カムリング、２
ｂ…フロントサイドブロツク、２ｃ…リヤサイド
ブロツク、２ｄ…カム周面、３…ロータ、３ａ…
ベーン溝、３ｂ…ベーン、５…回転軸、１０…ポ
ンプ作動室、Q1Q3⌒…第１の曲線部、Q4Q5⌒…第２
の曲線部、Q5Q6⌒…第３の曲線部、Q7Q8⌒…第４の
曲線部、Q8Q9⌒…第５の曲線部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内面にカム周面を有するカムリングと、その
両側に接合されたサイドブロツクとにより形成さ
れるポンプハウジング内にロータが回転可能に嵌
挿され、該ロータに複数のベーン溝が放射方向に
形成され、該各ベーン溝にベーンが出没自在に嵌
挿され、ロータの回転に伴つて各ベーンはその先
端が前記カム周面に摺接しながら各ベーン溝内を
出没し、前記ポンプハウジング内面とロータとの
間に形成されるポンプ作動室内の相前後する２つ
のベーン間の容積変化により流体の吸入、圧縮、
吐出を行うベーン型圧縮機において、前記カム周
面の、前記吸入、圧縮、吐出の１サイクルに対応
する各部分を、少なくとも、 (1) 流体圧力が低い、吸入行程の開始から圧縮行
程の略中間までの区間に亘り、前記ベーン先端
が前記ロータの外周面から突出する量を増加さ
せる第１の曲線部と、 (2) 圧縮行程後半の区間で、流体圧力が急激に増
加し始めてから該圧力がその最大値に達する付
近までの圧力上昇区間の略前半に亘り、前記ベ
ーンの突出量が減少する速度を増加させる第２
の曲線部と、 (3) 前記圧力上昇区間の略後半に亘り、前記ベー
ンの突出量が減少する速度を減少させる第３の
曲線部と、 (4) 流体圧力が最大値にある吐出行程開始付近の
区間に亘り、前記ベーンの突出量が減少する速
度を再び増加させる第４の曲線部と、 (5) 前記開始付近の区間に続く圧縮行程終了付近
までの区間に亘り、前記ベーンの突出量が減少
する速度を再び減少させる第５の曲線部とで構
成したことを特徴とするベーン型圧縮機。 ２ 前記第１の曲線部は、前記ベーンの突出量が
増加する速度を増加させる曲線部と、該増加速度
を減少させる曲線部とが順に連続して成ることを
特徴とする第１項記載のベーン型圧縮機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56169586A JPS5870086A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | ベ−ン型圧縮機 |
| US06/435,233 US4501537A (en) | 1981-10-23 | 1982-10-19 | Vane compressor having an endless camming surface minimizing torque fluctuations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56169586A JPS5870086A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | ベ−ン型圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5870086A JPS5870086A (ja) | 1983-04-26 |
| JPH0125914B2 true JPH0125914B2 (ja) | 1989-05-19 |
Family
ID=15889222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56169586A Granted JPS5870086A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | ベ−ン型圧縮機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4501537A (ja) |
| JP (1) | JPS5870086A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0674790B2 (ja) * | 1983-03-08 | 1994-09-21 | 株式会社豊田中央研究所 | 流体圧ベ−ンポンプ |
| JPS60192892A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-01 | Nippon Soken Inc | ベ−ン型圧縮機 |
| JPS61126392A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-13 | Nippon Denso Co Ltd | ベ−ン型圧縮機 |
| JPS61268894A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-28 | Diesel Kiki Co Ltd | ベ−ン型圧縮機 |
| JPS6258080A (ja) * | 1985-05-30 | 1987-03-13 | Nippon Denso Co Ltd | ベ−ン型圧縮機 |
| US4737090A (en) * | 1985-05-30 | 1988-04-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Movable vane compressor |
| GB8921583D0 (en) * | 1989-09-25 | 1989-11-08 | Jetphase Ltd | A rotary vane compressor |
| DE4031468C2 (de) * | 1989-10-07 | 1999-03-04 | Barmag Barmer Maschf | Flügelzellenpumpe |
| FR2730528B1 (fr) * | 1995-02-10 | 1997-04-30 | Leroy Andre | Machine volumetrique a elements mobiles d'etancheite et profil de capsule a variation optimale de courbure |
| US5664941A (en) * | 1995-12-22 | 1997-09-09 | Zexel Usa Corporation | Bearings for a rotary vane compressor |
| US6503068B2 (en) * | 2000-11-29 | 2003-01-07 | Showa Corporation | Variable capacity type pump |
| KR101164818B1 (ko) * | 2007-01-05 | 2012-07-18 | 삼성전자주식회사 | 회전식 압축기 및 이를 갖는 공기조화기 |
| US8454335B2 (en) * | 2011-01-13 | 2013-06-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Valveless vane compressor |
| JP5828814B2 (ja) * | 2012-08-22 | 2015-12-09 | カルソニックカンセイ株式会社 | 気体圧縮機 |
| WO2020026338A1 (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社ショーワ | ベーンポンプ装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2731919A (en) * | 1956-01-24 | Prendergast | ||
| US2352941A (en) * | 1939-03-08 | 1944-07-04 | Curtis Pump Co | Offset rotor vane pump |
| US3717423A (en) * | 1970-11-25 | 1973-02-20 | Sperry Rand Corp | Power transmission |
| US3917438A (en) * | 1972-08-24 | 1975-11-04 | Stal Refrigeration Ab | Rotary compressor of the sliding vane type |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP56169586A patent/JPS5870086A/ja active Granted
-
1982
- 1982-10-19 US US06/435,233 patent/US4501537A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4501537A (en) | 1985-02-26 |
| JPS5870086A (ja) | 1983-04-26 |
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