JPH0421033Y2 - - 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、そに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、別のペーン型圧縮機として、圧力室を構
成する壁と、前記壁に設けたられた入口および出
口と、圧力室の能力を調節する装置とを有し、こ
の調節装置が、前記の入口および出口の間の圧力
室の壁部分に設けられた釈放開口部からなり前記
圧力室内で圧縮された流体の一部分を釈放する装
置と、前記釈放開口部に回転および摺動自在に取
付けられかつ前記釈放開口部を前記入口に連通さ
せる通路を有し、回転位置の変化で釈放開口部と
の連通する度合を変えることのできる制御滑子
と、この制御滑子の回転位置を制御する調節装置
と、圧力室と反対側の滑子面に作用して圧力室内
の流体圧に対向するばねからなるものが従来より
公知である（特公昭50−32450）。

かかるベーン型圧縮機においては、圧力室の能
力を調節する調節装置は、シリンダの半径方向に
沿つてロツド状の制御ピストンが配設され、その
制御ピストンが歯付リムと係合するラツクで制御
滑子と係合されているため、該調節装置を採用す
ると圧縮機が全体として大型化してしまうという
問題点があつた。

上述の両従来例の問題点を解消し、制御部材の
ヒステリシスを少なくし、圧縮機のコンパクト化
を図つたベーン型圧縮機として、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一
方のサイドブロツクに設けられた吸入ポートと、
前記吸入ポートを有するサイドブロツクに設けら
れ且つ低圧室側と高圧室側と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
圧力室側に連通される第１の室と前記高圧室側に
連通される第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吸入
ポートの開き角を制御する制御部材と、該制御部
材に取り付けられたシール部材と、前記第２の室
と低圧室側とを連通する連通路と、該連通路に配
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、前記第１の室と第２の室との差圧に応じ
て前記制御部材が回動して前記吸入ポートの開き
角を制御することにより圧縮開始時期に制御して
吐出容量を可変制御し得るようにしたものがある
（特開昭62−20688号公報）。

ところが、このベーン型圧縮機においては、制
御部材の一部にしかシール部材が装着されていな
いので、シール性が悪かつた。これに対し、複数
のシール部材を制御部材の各部に装着してシール
性を向上させることも考えられるが、コストアツ
プや組付性の悪化などの問題点が生じる。

この考案はこのような事情に鑑みてなされたも
ので、圧縮機のコンパクト化を図るとともに、コ
ストアツプや組付性の悪化を招くことなく、制御
部材のシール性を向上させ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。

（問題点を解決するための手段） この目的を解決するためこの考案は、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
の一方のサイドブロツクに設けられた吸入ポート
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と高圧室側とに連通する圧力
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の室と前記高圧室側
に連通される第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吸
入ポートの開き角を制御する略円板状の制御部材
と、該制御部材に取り付けられ前記第１の室と第
２の室との間及び低圧室側とベーン背圧側との間
をシールする一体成形されたシール部材と、前記
第２の室と低圧室側とを連通する連通路と、該連
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圧力応
動型の開閉弁機構とを具備し、前記第１の室と第
２の室との差圧に応じて前記制御部材が回動して
前記吸入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。

（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１９と吸入室１７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、前記カクリング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２３，２３が
設けてある（第３図乃至第７図参照）。これら吸
入ポート２３，２３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２３，２３
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２３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（低圧室）１７と前記空隙室１３
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２
０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内には圧
縮開始時期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２
６，２６は、円弧状の圧力作動室２７，２７内に
周方向に沿つて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２３を介して吸入室１
７に、第２の室２７₂はオリフイス２８を介して
吐出室１９にそれぞれ連通する。前記一方の第２
の室２７₂と他方の第２の室２７₂とは連通孔２９
を介して互いに連通し、一方の第２の室２７₂と
吐出室１９との間に前記オリフイス２８が介装し
てある。

前記制御部材２４の一側面（フロントサイドブ
ロツク８側表面）には第８図〜第１０図に示した
ように後述するシール部材３０を嵌装するための
溝４０が凹設されている。即ち、該溝４０は内周
縁に沿つた円形の内周部４０ａと、外周縁の一部
に180度偏位して対称的に設けた外周部４０ｂ，
４０ｂと、該外周部４０ｂ，４０ｂの一端と内周
部４０ａとを連通する直線状の第１連通部４０
ｃ，４０ｃと、前記受圧部２６，２６の表面に沿
つて「コ」字状に形成された第２連通部４０ｄ，
４０ｄとが連続状に凹設されてなる。

シール部材３０は、例えばニトリルゴムからな
り、第７図及び第１１図〜第１３図に示したよう
に上記溝４０の形状に対応した形状に一体成形さ
れている。即ち、円形の内周部３０ａと、周方向
に180度偏位して対称的に形成された外周部３０
ｂ，３０ｂと、該外周部３０ｂ，３０ｂの一端と
内周部３０ａとを連繋する直線状の第１連繋部３
０ｃ，３０ｃと、外周部３０ｂ，３０ｂの他端と
内周部３０ａとを連繋する「コ」字状に突設され
た第２連繋部３０ｄ，３０ｄとが一体的に成形さ
れている。なお、該シール部材３０の断面形状は
第１３図の如く円形又は楕円形状に形成されてい
る。

該シール部材３０は制御部材２４の前記溝４０
に合致、嵌着されることにより取り付けられ、フ
ロントサイドブロツク８の対応部分に摺接してシ
ール効果を発揮する。即ち、内周部３０ａは第１
図の如くフロントサイドブロツク８の環状凹部２
２の底面に摺接することにより、ベーン溝１４内
の背圧と吸入圧側との間をシールし、また外周部
３０ｂ，３０ｂ及び第１連繋部３０ｃ，３０ｃは
上記環状凹部２２の底面に、「コ」字状の第２連
繋部３０ｄ，３０ｄは第３図の如く前記圧力作動
室２７，２７の内壁面にそれぞれ摺接することに
より、前記第１の室２７₁と第２の室２７₂との間
を気密状態にシールする。

なお、シール部材３０の断面形状を、角部にＲ
をつけた略三角形状に形成し、該三角形の頂部を
摺接部とすることにより、フロントサイドブロツ
ク８との摺動抵抗を減少させるようにしてもよ
い。

前記制御部材２４は付勢部材であるコイルばね
３１により容量小方向（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の外周側に嵌合してあ
る。このコイルばね３１はその一端が前記中央ボ
ス部８ａに、他端が前記制御部材２４の受圧部２
６に設けたばね受部４１（第８図〜第１０図参
照）にそれぞれ連結されている。

前記他方の第２の室２７₂は第３図に示す如く
連通路３２を介して前記吸入室１７に連通してあ
り、該連通路３２には開閉弁機構３３が設けてあ
る。該開閉弁機構３３は吸入室１７側（低圧室
側）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３
２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。

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の内周面に摺接しながら前記ロ
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２３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行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の圧縮が吸入ポート２３を介して両
方の圧力作動室２７，２７の第１の室２７₁，２
７₁内に導入され、また高圧側である吐出室１９
内の圧力がオリフイス２８を介して両方の圧力作
動室２７，２７の第２の室２７₂，２７₂内に導入
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
第５図中矢印Ｂ方向へ回動させる力）と第２の室
２７₂内の圧力（制御部材２４を第５図中矢印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、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り、第２
の室２７₂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、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る。従つて、吸入ポート
２３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、第２の室２７₂内の圧力が連通路３２を介し
て低圧側である吸入室１７内ヘリークするため該
第２の室２７₂内の圧力が低下し、その結果、制
御部材２４は第５図中矢印Ｂ方向に回動する。該
制御部材２４の切欠部２５が移動した分だけ圧縮
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、上記制御部材の回動角は、第１の室２７
_１内の圧力とばね３７との和の力と、第２の室２
７₂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、第２の室２７₂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１５₁〜１５₄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。

上記作動において、ベーン背圧側と吸入圧側と
の間、及び圧力作動室２７の第１の室２７₁（低
圧側）と第２の室２７₂（高圧側）との間は前記
シール部材３０によつてそれぞれ完全にシールさ
れているので、制御の信頼性がより向上する。ま
た該シール部材３０は一体成形されているため、
コストが低減化されると共に制御部材２４の溝４
０にワンタツチで取り付けられるので組付性も向
上する。

（他の実施例） 第１４図及び第１５図はシール部材の第二実施
例を示したもので、該シール部材５０は耐熱性の
良好なフツ素系ゴムからなり、かつその断面形状
のみが前記シール部材３０とは異なつている。即
ち、その内周部５０ａの内周縁５０a′及び外周部
５０ｂの外周縁５０b′がそれぞれ下方へ屈曲した
断面略「Ｌ」字形に形成されている。このような
形状に形成されているため、制御部材２４に取り
付けて使用した場合には第１５図に示したよう
に、シール部材５０の屈曲内部側の空間５１に矢
印の如く流体が入り込み、その液圧でシール部材
５０をフロントサイドブロツク８側へ押圧する。
従つて、その液圧シールによつてシール性が向上
すると共に、つぶし代が減少するため摺動抵抗が
小さくなり、その結果制御部材２４が円滑に回動
できるため制御の信頼性が向上する。

なお、シール部材の材料として、ゴムにテフロ
ン樹脂が混合されたレアフロン系ゴムを使用すれ
ば、摩擦係数が減少するため摺動抵抗をより小さ
くすることができる。

次に第１６図及び第１７図はシール部材の第三
実施例を示したもので、該シール部材６０はフツ
素系ゴムからなり、その断面形状が略「Ｕ」字形
に形成されている。従つて、これを使用した場合
は第１７図矢印の如く流体が屈曲内部側の空間６
１に入り込むため、第二実施例の場合と同様に液
圧シールによつてシール性が向上すると共に、２
ケ所の開口側端部６２，６３による２点シールと
なるためこの点からもシール性の向上が図られ
る。またつぶし代も減少するため摺動抵抗が低下
する。

第１８図はシール部材の第四実施例を示したも
ので、該シール部材７０は全体的な形状は第一実
施例と同様であるが、摺接部７１、即ちフロント
サイドブロツク８側を摩擦係数の小さいテフロン
系樹脂で形成すると共に、基部７２をフツ素系ゴ
ムで形成し、これらを一体化したものである。こ
れにより摺動抵抗を低下させ制御の信頼性を高め
ることができる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案のベーン型圧縮機に
よれば、低圧室側圧力に応動する圧力応動型の開
閉弁機構により略円板状の制御部材を回動させる
ようにしたので、圧縮機のコンパクト化を図るこ
とができる。

また、一体形成されたシール部材を制御部材に
取り付け、第１の室と第２の室との間及び低圧室
側とベーン背圧側との間がシールされるので、コ
ストアツプや組付性の悪化を招くことなく、制御
部材のシール性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１３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図は制御部材の平面図、第９図は第８
図の−線に沿う断面図、第１０図は制御部材
の正面図、第１１図はシール部材の平面図、第１
２図は同側面図、第１３図は第１１図の−
線に沿う断面図、第１４図はシール部材の第二
実施例を示す断面図、第１５図はその作用を示す
断面図、第１６図はシール部材の第三実施例を示
す断面図、第１７図はその作用を示す断面図、第
１８図はシール部材の第四実施例を示す断面図で
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、１７……吸入室（低圧室）、
１９……吐出室（高圧室）、２３……吸入ポート、
２４……制御部材、２６……受圧部、２７……圧
縮作動室、２７₁……第１の室、２７₂……第２の
室、３０，５０，６０，７０……シール部材、３
３……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８，９にて閉塞したカム
   リング７と、該カムリング７内に回転自在に配設
   されたロータ１０と、該ロータ１０のベーン溝１
   ４に摺動自在に嵌装されたベーン１５₁〜１５₄と
   を備え、前記サイドブロツク８，９、カムリング
   ７、ロータ１０及びベーン１５₁〜１５₄によつて
   画成される空隙室１３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８，９のうちの一方の
   サイドブロツク８に設けられた吸入ポート２３
   と、前記吸入ポート２３を有するサイドブロツク
   ８に設けられ且つ低圧室１７側と高圧室１９側と
   に連通する圧力作動室２７と、該圧力作動室２７
   内に該圧力作動室２７内を前記低圧室１７側に連
   通される第１の室２７₁と前記高圧室１９側に連
   通される第２の室２７₂とに区画するようにスラ
   イド可能に嵌装された受圧部２６を有すると共に
   前記吸入ポート２３の開き角を制御する略円板状
   の制御部材２４と、該制御部材２４に取り付けら
   れ前記第１の室２７₁と第２の室２７₂との間及び
   低圧室１７側とベーン背圧側との間をシールする
   一体成形されたシール部材３０と、前記第２の室
   ２７₂と低圧室１７側とを連通する連通路３２と、
   該連通路３２に配設されて前記低圧室１７側圧力
   が所定値以上の時、前記連通路３２を閉塞し且つ
   前記低圧室１７側圧力が所定値以下の時、前記連
   通路３２を開口する圧力応動型の開閉機構３３と
   を具備し、前記第１の室２７₁と第２の室２７₂と
   の差圧に応じて前記制御部材２４が回動して前記
   吸入ポート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。