JPH0229265Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮機
として用いられるベーン型圧縮機に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、ベーン型圧縮機の能力を被圧縮ガスの吸
入量の調節によつて制御し得るようにした所謂、
可変容量式ベーン型圧縮機として、実開昭55−
2000号が公知である。

斯かる従来のベーン型圧縮機は、シリンダの下
側部分に設けた吸入ポートの側方にエンドプレー
トを通して円弧状のスロツトを穿設し、該スロツ
トにスロツトルプレートを摺動自在に嵌装し、該
スロツトルプレートをスロツト内にて摺動偏位さ
せ、その先端で吸入ポートの長さを規制すること
により圧縮開始位置を変化させ、吐出容量を可変
し得る如く構成されている。また、前記スロツト
ルプレートには、軸を介して揺動レバーの一端が
連結され、該揺動レバーは前記エンドプレートに
固着された支持軸に軸支されており、他端に連結
されたアクチユエータが該揺動レバーを回動して
前記スロツトルプレートを摺動偏位するようにし
ている。

従つて、駆動手段であるアクチユエータが揺動
レバーを介して吸入ポートの制御部材であるスロ
ツトルプレートを偏位させるようにしているた
め、制御部材のヒステリシスが大きく、また加工
及び組立が複雑であるという問題があつた。

また、上記の制御部材のヒステリシスを少なく
したベーン型圧縮機として、本出願人により特願
昭60−71984号が出願されている。該出願に係る
ベーン型圧縮機は、両端面をサイドブロツクにて
閉塞したカムリングと、該カムリング内に回転自
在に配設されたロータと、該ロータのベーン溝に
摺動自在に嵌装された複数のベーンと、前記一側
のサイドブロツクの吸入ポートに偏位自在に取り
付けられた制御部材と、該制御部材を駆動せしめ
る駆動手段とを備え、前記サイドブロツク、ロー
タ及びベーンによつて画成される圧縮機の容積変
動によつて流体の圧縮を行なうようにすると共
に、前記制御部材にて前記吸入ポートの圧縮開始
位置を変化させることにより吐出容量を可変制御
し得るようにしたベーン型圧縮機において、前記
制御部材に被駆動用の歯部を刻設すると共に、該
歯部と噛合する歯部を前記駆動手段の出力軸に設
け、前記制御部材を前記駆動手段により直接駆動
するようにしたものである。

しかしながら、このベーン型圧縮機において
は、駆動手段としてステツプモータをハウジング
に内蔵しているので、そのための広い収納スペー
スが必要になると共に構造も複雑となり、且つコ
ストも高くなる等の問題があつた。

（考案の目的） 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
構造が簡単且つコンパクトでコストが安く、しか
も制御の信頼性が高い可変容量制御機構を備えた
ベーン型圧縮機を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案は、両側をサ
イドブロツクにて閉塞したカムリングと、該カム
リング内に回転自在に配設されたロータと、該ロ
ータのベーン溝に摺動自在に嵌装されたベーンと
を備え、前記サイドブロツク、カムリング、ロー
タ及びベーンによつて画成される空隙室の容積変
動によつて流体の圧縮を行なうようにしたベーン
型圧縮機において、前記両サイドブロツクのうち
の吸入ポートを有するサイドブロツクに設けられ
たバイパスポートと、前記吸入ポートを有するサ
イドブロツクに設けられ且つ低圧室側に連通する
圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧力作動室内
を前記低圧室側に連通される第１の室と第２の室
とに区画するようにスライド可能に嵌装された受
圧部を有すると共に前記バイパスポートの開き角
を制御する制御部材と、前記第２の室に両端を前
記サイドブロツクと受圧部とにそれぞれ固着して
収容され、且つ前記高圧室側及び低圧室側に連通
される圧力室を有する蛇腹状の伸縮部材と、該圧
力室と低圧室側とを連通する連通路に配設されて
前記低圧室側圧力が所定値以上の時、前記連通路
を閉塞し、且つ前記低圧室側圧力が所定値以下の
時、前記連通路を開口する開閉弁機構とを具備
し、前記前記第１の室と圧力室との差圧に応じて
前記制御部材が回動して前記バイパスポートの開
き角を制御することにより圧縮開始時期を制御し
て吐出容量を可変制御し得るようにしたものであ
る。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。第１図は本考案に係るベーン型圧縮機
の一部切欠側面図であり、同図中１はハウジング
で一端面が開口する円筒形のケース２と、該ケー
ス２の一端面にその開口面を閉塞する如くボルト
（図示省略）にて取り付けたフロントヘツド３と
からなる。前記ケース２のリヤ側上面には熱媒体
である冷媒ガスの吐出口４が、また、前記フロン
トヘツド３の上面には冷媒ガスの吸入口５がそれ
ぞれ設けてある。これら吐出口４と吸入口５は後
述する吐出室と吸入室にそれぞれ連通している。

前記ハウジング１の内部にはポンプ本体６が収
納してある。該ポンプ本体６は、カムリング７
と、該カムリング７の両側開口端に該開口面を閉
塞する如く装着したフロントサイドブロツク８、
及びリヤサイドブロツク９と、前記カムリング７
の内部に回転自在に収納した円形状のロータ１０
と、該ロータ１０の回転軸１１とを主要構成要素
としており、該回転軸１１は前記両サイドブロツ
ク８，９に設けた各軸受（フロントサイドブロツ
ク８側のみ図示してある。）１２に回転可能に支
持してある。

前記カムリング７の内周面は第２図に示す如く
楕円形状をなし、該カムリング７の内周面と前記
ロータ１０の外周面との間に、周方向に180度偏
位して対称的に空隙室１３，１３が画成されてい
る。

前記ロータ１０にはその径方向に沿うベーン溝
１４が周方向に等間隔を存して複数（例えば４
個）設けてあり、これらのベーン溝１４内にベー
ン１５₁〜１５₄がそれぞれ放射方向に沿つて出没
自在に嵌装してある。

前記フロントサイドブロツク８には周方向に
180度偏位して対称的に吸入ポート１６，１６が
設けてある（第２図乃至第７図参照）。これら吸
入ポート１６，１６は前記ベーン１５₁〜１５₄に
よつて区分される空隙室１３の容積が最大となる
位置に配置してある。前記吸入ポート１６，１６
は前記フロントサイドブロツク８の厚さ方向に貫
通しており、これら吸入ポート１６を介して、前
記フロントヘツド３とフロントサイドブロツク８
との間の吸入室（低圧側室）１７と前記空隙室１
３とが連通している。

前記カムリング７の両側周壁には吐出ポート１
８，１８が設けてあり、これら吐出ポート１８を
介して前記ケース２内の吐出室（高圧側室）１９
と前記空隙室１３とが連通している。これら吐出
ポート１８，１８には第２図に示すように吐出弁
２０及び吐出弁止め２１がそれぞれ設けてある。

前記フロントサイドブロツク８には、第７図に
示すようにその片側（ロータ１０側）表面に環状
の凹部２２が設けてあり、この凹部２２内に円弧
状のバイパスポート２３，２３が周方向に180度
偏位して対称的に設けられ（第３図）、これらバ
イパスポート２３を介して吸入室１７と空隙室１
３とが連通する。更に、この凹部２２内には前記
バイパスポート２３，２３の開き角を制御するた
めのリング状の制御部材２４が正逆回転可能に嵌
装されている。該制御部材２４の外周縁にはその
周方向に180度偏位して対称的に円弧状の切欠部
２５，２５が設けられている。また、前記制御部
材２４の一側面には周方向に180度偏位して対称
的に突片状の受圧部２６，２６が一体的に突設さ
れている。これら受圧部２６，２６は、第３図に
示したように前記バイパスポート２３，２３と連
続して設けた円弧上の圧力作動室２７，２７内に
スライド可能に嵌装されている。これら圧力作動
室２７内は前記受圧部２６により第１の室２７₁
と第２の室２７₂とに２分され、第１の室２７₁は
吸入ポート１６及びバイパスポート２３を介して
吸入室１７に連通している。また、第２の室２７
_２には蛇腹状に形成された伸縮部材３０がその一
端を前記受圧部２６に、他端をフロントサイドブ
ロツク８にそれぞれろう付等によつて固着されて
収容されている。該伸縮部材３０は耐圧性良好、
例えばステンレス鋼やベリリウム銅等の材質で形
成される。

各伸縮部材３０，３０の内部は圧力室３０ａ，
３０ａとされ、該圧力室３０ａ，３０ａは第３図
の如くフロントサイドブロツク８に穿設されたオ
リフイス２８，２８を介して吐出室１９と連通さ
れている。また一方の圧力室３０ａは途中に開閉
弁機構３３を設けた連通路３２を介して吸入室１
７に連通され、他方の圧力室３０ａは連通路３２
ａを介して該連通路３２に連通している。

該開閉弁機構３３は吸入室１７側（低圧側室）
の圧力に感応して開閉作動するもので、ベローズ
３４と、ケース３５と、ボール弁体３６と、該ボ
ール弁体３６を閉弁方向に付勢するばね３７とか
らなる。前記吸入室１７側の圧力が所定値以上の
時、前記ベローズ３４は収縮状態にあつて、ボー
ル弁体３６はばね３７の付勢力により連通路３２
を閉塞している。また、前記吸入室１７側の圧力
が所定値以下の時、前記ベローズ３４は膨張状態
となつてその先端のロツド３４ａによりボール弁
体３６はばね３７の付勢力に抗して押圧されて連
通路３２を開口する。前記ケース３５とフロント
サイドブロツク８との間にはＯリング３８が介装
してある。

前記制御部材２４は付勢部材であるコイルばね
３１により前記バイパスポート２３の開き角を大
きくする方向（第５図中反時計方向）に付勢され
ている。このコイルばね３１は前記吸入室１７側
に延出している前記フロントサイドブロツク８の
中央ボス部８ａの外周側に巻装され、その一端が
該中央ボス部８ａに、他端が制御部材２４の受圧
部２６にそれぞれ連結されている。

（作用） 次に上記構成になる本考案のベーン型圧縮機の
作動を説明する。

回転軸１１が車両の機関等に関連して回転され
てロータ１０が第２図中時計方向に回転すると、
ベーン１５₁〜１５₄が遠心力及びベーン背圧によ
りベーン溝１４から放射方向に突出し、その先端
面がカムリング８の内周面に周接しながら前記ロ
ータ１０と一体に回転し、各ベーン１５₁〜１５₄
にて区分された空隙室１３の容積を拡大する吸入
行程において、吸入ポート１６から空隙室１３内
に熱媒体である冷媒ガスを吸入し、該空隙室１３
の容積を縮小する圧縮工程で冷媒ガスを圧縮し、
圧縮行程末期の吐出行程で該圧縮冷媒ガスの圧力
にて吐出弁２０が開弁されて、該圧縮冷媒ガスは
吐出ポート１８、吐出室１９及び吐出口４を順次
介して図示しない空気調和装置の熱交換回路に供
給される。

このような圧縮機の作動時において、低圧側で
ある吸入室１７内の圧力が吸入ポート１６を介し
て両方の圧力作動室２７，２７の第１の室２７₁，
２７₁内に導入され、また高圧側である吐出管１
９内の圧力がオリフイス２８，２８を介して伸縮
部材３０，３０内の圧力室３０ａ，３０ａに導入
される。従つて、第１の室２７₁内の圧力とコイ
ルばね３１の付勢力との和の力（制御部材２４を
バイパスポート２３の開き角が大きくなる方向に
押圧する力、即ち第５図中矢印Ｂ方向へ回動させ
る力）と、圧力室３０ａ内の圧力（制御部材２４
をバイパスポート２３の開き角が小さくなる方向
に押圧する力、即ち矢印Ａ方向へ回動させる力）
との差圧に応じて制御部材２４が回動して、前記
バイパスポート２３の開き角を制御することによ
り圧縮開始時期を制御して吐出容量を制御するも
のである。

即ち、上記圧縮機の低速運転時においては吸入
室１７内の冷媒ガスの圧力（吸入圧力）が比較的
高いため、開閉弁機構３３のベローズ３４は収縮
し、ボール弁体３６が連通路３２を閉塞した状態
にある。従つて、圧力室３０ａ内の圧力が、第１
の室２７₁内の圧力とコイルばね３１の付勢力と
の和の力に打ち勝つて伸縮部材３０は伸長した状
態にあるため、制御部材２４は第５図中矢印Ａ方
向への回動限界位置に回動保持され、該制御部材
２４により第５図中２点鎖線で示す如くバイパス
ポート２３の全体が閉塞される（開き角はゼロ）。
従つて、吸入ポートから空隙室１３内に送られた
冷媒ガスの総てが圧縮されて吐出されるため、圧
縮機の吐出容量が最大となり全稼動状態となる。

次いで、圧縮機が高速運転状態になると、吸入
室１７内の吸入圧が低下するため、開閉弁機構３
３のベローズ３４が膨張してロツド３４ａがボー
ル弁体３６をばね３７の付勢力に抗して押圧して
開弁するため連通路３２が開口する。これによ
り、各圧力室３０ａ，３０ａ内の圧力が連通路３
２及び３２ａを介して低圧側である吸入室１７内
へリークするため、該圧力室３０ａ，３０ａ内の
圧力が低下し、その結果、制御部材２４は伸縮部
材３０，３０を収縮させながら第５図中矢印Ｂ方
向に回動し、該制御部材２４の切欠部２５がバイ
パスポート２３と合致することにより、第５図中
実線で示す如く該バイパスポート２３が開口す
る。従つて、ポート１６から空隙室１３内に送ら
れた冷媒ガスがバイパスポート２３を通つて吸入
室１７へリークするためそのバイパスポート２３
が開口した分だけ圧縮開始時期が遅くなり、空隙
室１３内の冷媒ガスの圧縮量が減少するため、圧
縮機の吐出容量が減少し一部稼動状態となる。

なお、上記バイパスポート２３の開き角は、第
１の室２７₁内の圧力とばね３１の付勢力との和
の力と、圧力室３０ａ内の圧力とが釣り合うとこ
ろで決まるものであり、低圧側である吸入室１７
内の圧力（吸入圧）の変化に応じて制御部材２４
の回動位置が連続的に変化するので圧縮機の連続
的な可変容量制御が可能である。また、圧力室３
０ａに吐出室１９の圧力即ち、吐出圧力を導入す
るようにしたが、これに限らずベーン１５₁〜１
５₄を突出方向に押圧すべく作用する圧力、即ち
ベーン背圧を導入するようにしてもよい。

上記のように本考案においては、圧力作動室２
７の第２の室２７₂に低圧側の圧力の変化に応じ
て伸縮する伸縮部材３０を設けたので、第１の室
２７₁（低圧側）と第２の室２７₂（高圧側）との気
密性を保持するシール材を受圧部２６とフロント
サイドブロツク８との摺動面等に介在させる必要
がなく、従つて制御部材２４の回動時にそのシー
ル材による摺動抵抗が生じないため、制御部材２
４が円滑に回動することができ制御の信頼性が向
上する。

なお、伸縮部材３０の外径を小径に形成して圧
力作動室２７の内壁面と周接しないようにすれ
ば、摺動抵抗をより減少させることができる。

第８図は本考案の他の実施例を示したもので、
フロントサイドブロツク８の圧力作動室２７の内
壁面に摩擦係数の小さい材質からなるプレート４
０を固着させてある。該プレート４０の材質とし
ては、例えばテフロン系樹脂、カーボンを混合し
た66ナイン等の合成樹脂、あるいは黄銅その他の
金属などが好適であり、該プレート４０を設ける
ことによつて受圧部２６及び伸縮部材３０の摺動
抵抗が大幅に減少し制御の信頼性が一層向上す
る。

（考案の効果） 以上説明したように本考案は、両側をサイドブ
ロツクにて閉塞したカムリングと、該カムリング
内に回転自在に配設されたロータと、該ロータの
ベーン溝に摺動自在に嵌装されたベーンとを備
え、前記サイドブロツク、カムリング、ロータ及
びベーンによつて画成される空隙室の容積変動に
よつて流体の圧縮を行なうようにしたベーン型圧
縮機において、前記両サイドブロツクのうちの吸
入ポートを有するサイドブロツクに設けられたバ
イパスポートと、前記吸入ポートを有するサイド
ブロツクに設けられ且つ低圧室側に連通する圧力
作動室と、該圧力作動室内に該圧力作動室内を前
記低圧室側に連通される第１の室と第２の室とに
区画するようにスライド可能に嵌装された受圧部
を有すると共に前記バイパスポートの開き角を制
御する制御部材と、前記第２の室に両端を前記サ
イドブロツクと受圧部とにそれぞれ固着して収容
され、且つ前記高圧室側及び低圧室側に連通され
る圧力室を有する蛇腹状の伸縮部材と、該圧力室
と低圧室側とを連通する連通路に配設されて前記
低圧室側圧力が所定値以上の時、前記連通路を閉
塞し、且つ前記低圧室側圧力が所定値以下の時、
前記連通路を開口する開閉弁機構とを具備し、前
記前記第１の室と圧力室との差圧に応じて前記制
御部材が回動して前記バイパスポートの開き角を
制御することにより圧縮開始時期を制御して吐出
容量を可変制御し得るようにしたことを特徴とす
るものである。

従つて、圧縮機の圧力を利用して制御部材を制
御動作させるから可変容量制御機構の構造が簡単
で且つコンパクトとなり、その組立も容易でコス
トも易く、しかも信頼性も高い。

また圧力作動室の第２の室には、内部に圧力室
を有する伸縮部材を設けることによりシール材が
不要となるため、制御部材の回動時の摺動抵抗が
大幅に減少して制御の信頼性が一層向上し、かつ
コストも低減化される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本考案のベーン型圧縮機の
一実施例を示し、第１図はベーン型圧縮機の切欠
側面図、第２図は第１図の−線に沿う断面
図、第３図は第１図の−線に沿う断面図、第
４図は第１図の−線に沿う断面図、第５図は
第１図の−線に沿う断面図、第６図は第４図
の−線に沿う断面図、第７図は要部の分解斜
視図、第８図は本考案の他の実施例を示す要部拡
大断面図である。 ７……カムリング、８……フロントサイドブロ
ツク、９……リヤサイドブロツク、１０……ロー
タ、１３……空隙室、１４……ベーン溝、１５₁
〜１５₄……ベーン、１６……吸入ポート、１７
……吸入室（低圧側室）、１９……吐出室（高圧
側室）、２３……バイパスポート、２４……制御
部材、２６……受圧部、２７……圧力作動室、２
７₁……第１の室、２７₂……第２の室、３０……
伸縮部材、３０ａ……圧力室、３２……連通路、
３２ａ……連通路、３３……開閉弁機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両側をサイドブロツクにて閉塞したカムリング
   と、該カムリング内に回転自在に配設されたロー
   タと、該ロータのベーン溝に摺動自在に嵌装され
   たベーンとを備え、前記サイドブロツク、カムリ
   ング、ロータ及びベーンによつて画成される空隙
   室の容積変動によつて流体の圧縮を行なうように
   したベーン型圧縮機において、前記両サイドブロ
   ツクのうちの吸入ポートを有するサイドブロツク
   に設けられたバイパスポートと、前記吸入ポート
   を有するサイドブロツクに設けられ且つ低圧室側
   に連通する圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧
   力作動室内を前記低圧室側に連通される第１の室
   と第２の室とに区画するようにスライド可能に嵌
   装された受圧部を有すると共に前記バイパスポー
   トの開き角を制御する制御部材と、前記第２の室
   に両端を前記サイドブロツクと受圧部とにそれぞ
   れ固着して収容され、且つ前記高圧室側及び低圧
   室側に連通される圧力室を有する蛇腹状の伸縮部
   材と、該圧力室と低圧室側とを連通する連通路に
   配設されて前記低圧室側圧力が所定値以上の時、
   前記連通路を閉塞し、且つ前記低圧室側圧力が所
   定値以下の時、前記連通路を開口する開閉弁機構
   とを具備し、前記前記第１の室と圧力室との差圧
   に応じて前記制御部材が回動して前記バイパスポ
   ートの開き角を制御することにより圧縮開始時期
   を制御して吐出容量を可変制御し得るようにした
   ことを特徴とするベーン型圧縮機。