JPH0156277B2

JPH0156277B2 -

Info

Publication number: JPH0156277B2
Application number: JP58073618A
Authority: JP
Inventors: Shozo Nakayama; Shinichi Suzuki; Hitoshi Shoji
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1983-04-26
Filing date: 1983-04-26
Publication date: 1989-11-29
Also published as: JPS59200088A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明はロータの回転に伴つて同期的に容積の
変化する複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機に
関するものであり、特に、その吐出特性の改善に
関するものである。

従来技術ベーン圧縮機等ロータリ圧縮機の中には、同期
的に容積の変化する複数の圧縮室を備え、これら
の圧縮室が同時に吐出を行う形式のものがある。
たとえば内周面の断面形状が楕円形をなすシリン
ダに、横断面形状が円形のロータを直径方向に隔
たつた２ケ所においてシリンダ内周面に極く近接
する状態で配設し、このロータに４枚のベーンを
等角度間隔に配設したベーン圧縮機が冷房装置の
冷媒ガス圧縮用に使用されている。この圧縮機に
おいては、従来はロータの回転中心線を対称軸と
する軸対称位置にそれぞれ同数ずつの吐出孔が設
けられており、ロータの回転に伴つてこれら両吐
出孔から同時に冷媒ガスが吐出されるようになつ
ていた。そのため、この圧縮機の吐出圧変動、す
なわち吐出脈動は４気筒のレシプロ圧縮機の吐出
脈動に近いものとなり、吐出脈動が比較的大き
く、しかも正弦波的なものとなる性質があつた。
そして、この比較的大きく、しかも正弦波的な吐
出脈動はその圧縮機に接続される冷房装置の配管
振動を誘発し易い問題があつたのであり、この問
題は同期的に容積の変化する複数の圧縮室を備え
たロータリ圧縮機全般に共通に存在していた。

発明の目的本発明は上記のような事情に鑑み、圧縮機の構
造をできる限り複雑化させることなく、また、製
作コストを上昇させることなく吐出脈動を可及的
に不規則化させて配管振動の発生を回避し得るよ
うにすることを目的として為されたものである。

発明の構成第一発明は上記の目的を達成するために、ロー
タの回転に伴つて同期的に容積の変化する複数の
圧縮室を備えたロータリ圧縮機において、その圧
縮室を囲む静止壁に設けられる吐出孔の面積、個
数およびその吐出孔の出口に設けられる吐出弁の
開弁圧の各因子のうち少なくとも１つを前記複数
の圧縮室相互において異ならせたことを特徴とす
るものである。また、それに加えて、複数の圧縮
室の少なくとも１つに対応して設けられる複数個
の吐出孔同士の面積もしくはそれら吐出孔に設け
られる吐出弁の開弁圧を互いに異ならしめれば一
層良好な結果が得られるのであり、これが第二発
明の特徴である。

発明の効果上記のように同期的に容積の変化する複数の圧
縮室において、吐出孔の面積等を異ならせること
によつて吐出脈動を不規則化させ得るということ
は不思議な感じがするのであるが、この事実は実
験によつて確認されている。また、このような現
象が生ずる理由は以下のように推測される。通常
の圧縮機においては気体の吸入、圧縮がたとえば
10〜30msecという極めて短い時間に行われるた
め、圧縮室内には気体の激しい流動が生じ、圧縮
室内の圧力が不均一となる。そのため、開弁圧を
一定としたとき複数の吐出孔において、静的状態
（パスカルの原理）で考えた如く常に同じ時期に
吐出が開始されるわけではなく、吐出孔の面積、
個数等を変えることによつて気体の吐出状況を変
えることができるのである。したがつて、同期的
に容積の変化する複数の圧縮室の吐出孔の面積等
を相異ならせることによつて、それら圧縮室の同
波形の吐出脈動が重なり合つて圧縮機全体の吐出
脈動が大きくしかも正弦波的になることを回避し
得るのである。

また、吐出弁の開弁圧を複数の圧縮室において
相異ならせれば、それらの圧縮室からの吐出開始
時期が相異なることとなり、それらが重なり合つ
た圧縮機全体の吐出脈動が規則化して圧縮機に接
続される配管の振動を誘発することが少なくなる
のである。

実施例以下、車室内エアコンデイシヨニング装置用と
して自動車に搭載される冷媒ガス圧縮用ベーン圧
縮機に本発明を適用した場合の実施例を図面に基
づいて説明する。

第１図において２はシリンダであり、シリンダ
２の両端開口はフロントサイドプレート４および
リヤサイドプレート６によつてそれぞれ閉塞され
ている。フロントサイドプレート４の前側にはフ
ロントハウジング８が設けられて吸入室１０を形
成しており、外部循環回路から帰還したフレオン
ガス等の冷媒ガスが吸入口１２を経て吸入室１０
に導かれ、さらにシリンダ２内に吸入される。一
方、シリンダ２およびフロント、リヤ両サイドプ
レート４，６を内側に保持する状態でリヤハウジ
ング１４がフロントハウジング８と結合されてお
り、シリンダ２の外側に吐出室１６Ａ，１６Ｂ
（第２図）を、またリヤサイドプレート６の後ろ
側にオイル分離室１８をそれぞれ形成している。
以上の各部材は第２図に示すボルト２０によつて
互いに締め付けられており、圧縮機全体のハウジ
ングを構成している。

シリンダ２は楕円形の内周面２２を有してお
り、その内側に円柱状のロータ２４を収容してい
る。ロータ２４の外周面２６の楕円形のシリンダ
内周面２２の短軸上に位置する２ケ所に極く近接
しており、シール作用を為してシリンダ２の内側
の空間を第一室２８および第二室３０に分割して
いる。ロータ２４には半径方向のベーン溝３２が
等角度間隔に４本形成されており、各ベーン溝３
２にはベーン３４が摺動可能に挿入されている。
ベーン３４は先端においてロータ内周面２２に摺
接可能とされており、シリンダ２、フロント・リ
ヤの両サイドプレート４および６、ロータ２４、
ならびに４枚のベーン３４によつて４個の圧縮室
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃおよび３６Ｄが形成され
ている。

ロータ２４は第１図に示すように両端面から突
出した軸３８および４０を備えており、これらが
軸受４２を介してリヤサイドプレート６およびフ
ロントサイドプレート４によつて回転可能に支持
されるとともに、軸４０は軸封装置４４によつて
シールされつつフロントハウジング８の外部へ突
出し、この突出端において駆動源と接続され得る
ようになつている。すなわち、この軸４０を介し
てロータ２４が第２図において時計方向へ回転さ
せられるとき、各圧縮室３６Ａ乃至Ｄは一旦容積
が増大した後、減少させられるようになつてい
る。

これら圧縮室３６Ａ乃至Ｄを囲む静止壁として
のシリンダ２には圧縮室３６Ａ乃至Ｄが容積増大
過程にある状態ではこれらに連通し続け得る位置
に吸入孔４６Ａおよび４６Ｂが設けられ、容積減
少過程にある間にこれらに連通し得る位置に吐出
孔４８Ａおよび４８Ｂが設けられている。吸入孔
４６Ａと４６Ｂとはロータ２４の中心線に対して
軸対称位置に形成されているが、吐出孔４８Ａと
４８Ｂとはロータ中心線に対して非対称な位置に
設けられている。すなわち、両吐出孔４８Ａ，４
８Ｂは共にロータ外周面２６とシリンダ内周面２
２とが最も近接する位置の近くに形成されている
が、第一室２８に連通する吐出孔４８Ａは第二室
３０に連通する吐出孔４８Ｂとロータ中心線に対
して対称な位置からロータ２４の回転方向とは逆
方向に角度θだけ外れた位置（吐出孔４８Ｂは下
記のように２列に形成されているので、その２列
の中央の位置を吐出孔４８Ｂの位置とする）に設
けられているのである。しかし、吐出孔４８Ａと
吐出孔４８Ｂとは、互い異なる断面積および数で
形成されている。吐出孔４８Ａは第１図に示すよ
うに同一断面積のものがロータ中心線に平行な直
線に沿つて３個設けられているのに対し、吐出孔
４８Ｂは、吐出孔４８Ａより小さい断面積のもの
がロータの中心線に平行な２直線に沿つてそれぞ
れ３個ずつ並んで２列に形成されているのであ
る。吐出孔４８A1個に対して、それぞれ１枚の
リード形吐出弁５０Ａが設けられているのに対
し、吐出孔４８Ｂについては２個ずつの吐出孔４
８Ｂに対して１枚のリード形吐出弁５０が設けら
れている。各吐出弁５０Ａ，５０Ｂのリフト量は
各々弁押え板５２によつて規制されるようになつ
ている。

吐出孔４８Ａ，４８Ｂから吐出室１６Ａ，１６
Ｂに吐出された冷媒ガスは、第１図に示すように
リヤサイドプレート６に形成された連通孔５４を
経てオイル分離室１８に流入するときフイルタ５
５によつて潤滑油を分離され、リヤハウジング１
４に設けられた吐出口５６から外部循環回路へ吐
出されるようになつている。また、冷媒ガスから
分離された潤滑油はオイル分離室１８の下部に貯
えられるようになつている。

以上のように構成された圧縮機において、ロー
タ２４が回転させられると、外部循環回路から冷
媒ガスが吸入口１２、吸入室１０および吸入孔４
６Ａ，４６Ｂを経て圧縮室３６Ａ乃至Ｄに吸入さ
れる。この吸入は極めて短時間の間に行われるた
め、圧縮室内には激しい冷媒ガスの流動が生ず
る。そして、さらにロータ２４が回転すれば圧縮
室３６Ａ乃至Ｄの容積の減少に伴つて冷媒ガスが
圧縮されることとなるが、冷媒ガスは圧縮されつ
つ上記の激しい流動を続け、各圧縮室内に圧力の
不均一を生じさせる。そのため、たとえば第２図
において圧縮室３６Ｂとこれとロータ中心線に対
して対称な位置にある圧縮室３６Ｄとはロータ２
４の回転に伴つて同期的に、すなわち同じ時期に
同じ容積から同じ容積減少率を以て、容積が減少
させられるのであるが、吐出孔４８Ａと吐出孔４
８Ｂとで吐出開始時期が異なつてくる。すなわ
ち、各吐出孔４８Ａ，４８Ｂにおいては、それら
の内部の圧力が吐出室１６Ａ，１６Ｂの圧力より
吐出弁５０Ａ，５０Ｂの開弁圧だけ高くなつたと
き吐出が開始されるのであるが、上述のように圧
縮室内の圧力は場所によつて不均一となつている
ため、圧縮室の異なる部位に連通させられている
吐出孔４８Ａと吐出孔４８Ｂとでは圧力が異なつ
て吐出開始時期がずれ、その上、断面積および数
も異なるため、この点からも吐出開始時期がずれ
てくるのである。そのために吐出孔４８Ａと吐出
孔４８Ｂとから吐出された冷媒ガスがオイル分離
室１８内において合流させられるとき、吐出脈動
のピークがずれて重ね合わされるため吐出口５６
から吐出される冷媒ガスの脈動波形が不規則とな
り、また、圧力の最大変動幅も小さくなつて外部
循環回路の配管に振動を誘発することが少なくな
るのである。

しかも、吐出孔の数を増加させると吐出脈動の
波形が吐出孔の数が少ない場合に比較してより多
く高周波数成分を含んだ複雑なものとなるのであ
り、このことも両吐出孔４８Ａおよび４８Ｂから
の吐出冷媒ガスが合わされた際における圧縮機全
体の吐出脈動の不規則化および圧力変動幅の減少
に貢献する。

また、ロータ中心線に対して対称位置にある２
個の圧縮室の吐出状況が異なれば、それら圧縮室
内の平均圧力がピークに達する時期が異なり、そ
れら平均圧力によつてベーン３４を介してロータ
２４に加えられる負荷トルクのピーク時が第３図
に示すように互いにずれることとなる。第３図に
おいて細線と一点鎖線とで示されている曲線は互
いに対称位置にある圧縮室の冷媒ガスがロータ２
４に加える負荷トルクのずれを示すものであり、
これらの和であるロータ２４全体の負荷トルク、
すなわちロータ２４を駆動するのに要する駆動ト
ルクは第３図に実線で示すようになり、対称位置
にある２つの圧縮室による負荷トルクのピーク時
期が一致した場合を示す破線の駆動トルクに比較
して最大値が小さくなる。

以上述べたように、吐出脈動が不規則となり
（単純な正弦波から遠くなり）、かつ圧力の変動幅
が小さくなるとともに駆動トルクの変動幅も小さ
くなることによつて圧縮機の運転騒音が減少させ
られる。また、圧縮機に接続される配管の振動が
減少させられる。

なお、上記実施例における６個の吐出孔４８Ｂ
を、第４図に示すように断面積の異なる３個ずつ
の吐出孔５８Ｂ，５８Ｃとすることも可能であ
り、さらに第５図乃至第７図に示すようにそれら
の位置、断面積、個数等をそれぞれ状況に合わせ
て任意に変更することにより、本発明の効果を一
層有効に亨受することが可能となる。

また、第８図に示すように複数の吐出孔５９に
それぞれ対応する吐出弁６０，６２，６４の長さ
を互いに異ならせることによつてそれら吐出弁の
開弁圧を異ならせ、それによつて１個の圧縮室自
体の吐出脈動波形を不規則にするとともに他の圧
縮室の吐出脈動波形と異ならせることも可能であ
る。また、吐出弁の材質や厚さを異ならせること
によつても同様な効果が得られる。

さらに第９図に示すように複数の同一寸法形状
の吐出弁６６，６８に対応する吐出孔７０および
７２の断面積を互いに異ならせることによつて吐
出弁６６，６８の開弁時期をずらすことによつて
も同様な効果が得られる。

また、第１０図に示す実施例は、一方の圧縮室
においては他方の圧縮室と同様な吐出孔７４およ
び吐出弁７６に加えて、シリンダ壁とは別の静止
壁としてのリヤサイドプレート６にも吐出孔７８
および吐出弁８０を追加したものであり、このよ
うにすることによつても両圧縮室の吐出開始時期
をずらすことができる。

なお、以上はすべて楕円形の内周面を有するシ
リンダを備えたベーン圧縮機に本発明を適用した
場合の例を示したが、圧縮機の形式はこれに限定
されるものではなく、ロータの回転に伴つて同期
的に圧縮仕事が行われる複数の圧縮室を備えたロ
ータリ圧縮機であれば同様に本発明を適用するこ
とが可能であり、その他、本発明の趣旨を逸脱す
ることなく、当業者の知識に基づいて種々の変
更、改良を施した態様で本発明を実施し得ること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるベーン圧縮機
の正面図（第２図における−断面図）であ
り、第２図は第１図における−断面図であ
る。第３図は第１図および第２図に示した圧縮機
における負荷トルクの変動状況を従来の圧縮機の
それと対比して示すグラフである。第４図乃至第
７図はそれぞれ本発明の別の実施例における吐出
孔の配列状況を示す平面図である。第８図乃至第
１０図はそれぞれ本発明の別の実施例における吐
出弁の配設状況を示す部分図である。２：シリンダ、１６Ａ，１６Ｂ：吐出室、２
４：ロータ、３４：ベーン、３６Ａ，３６Ｂ，３
６Ｃ，３６Ｄ：圧縮室、４６Ａ，４６Ｂ：吸入
孔、４８Ａ，４８Ｂ，５８Ｂ，５８Ｃ，５９，７
０，７２，７４，７８：吐出孔、５０Ａ，５０
Ｂ，６０，６２，６４，６６，６８，７６，８
０：吐出弁。

Claims

【特許請求の範囲】１ロータの回転に伴つて同期的に容積の変化す
る複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機におい
て、該圧縮室を囲む静止壁に設けられる吐出孔の
面積、個数および該吐出孔の出口に設けられる吐
出弁の開弁圧の各因子のうち少なくとも１つを前
記複数の圧縮室相互において異ならせたことを特
徴とするロータリ圧縮機。２ロータの回転に伴つて同期的に容積の変化す
る複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機におい
て、該圧縮室を囲む静止壁に設けられる吐出孔の
面積、個数および該吐出孔の出口に設けられる吐
出弁の開弁圧の各因子のうち少なくとも１つを前
記複数の圧縮室相互において異ならせるととも
に、前記複数圧縮室の少なくとも１つに対応して
設けられる複数個の吐出孔に関しその面積もしく
はその開弁圧を互いに異ならしめたことを特徴と
するロータリ圧縮機。