JPH0441273Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、シリンダと、このシリンダの開口端
面に接合されたサイドプレートとにより形成され
るロータ室内で複数枚のベーンを備えたロータを
回転させることによつて圧縮室の容積を変化させ
て圧縮作用を行なうベーン式の回転型圧縮機に係
り、詳しくは圧縮室内の圧縮ガス量を加減するこ
とによつて吐出容量を変化させるようにした可変
容量式回転型圧縮機に関する。

（従来の技術） このような圧縮機は、たとえば自動車の車室冷
房用として使用されている。一般に、車室の冷房
は室内温度を下げる冷却形態と、室内を快適な温
度に保つ保温形態との２つの形態で行なわれる。
従つて、圧縮機としては運転初期の冷房負荷の大
きい冷却形態では大きい吐出容量で運転し、冷房
負荷が低下する保温形態では小吐出容量運転に移
行することが望ましい。

このような要望に応える圧縮機として、たとえ
ば特開昭61−76793号公報に開示されているよう
に、冷房負荷が減少するに従つて吸入室から圧縮
室へ吸入されるガスの流入量を絞る一方、圧縮行
程途上の圧縮室内における圧縮ガスの一部を吸入
室側に逃がすようにしたものが提案されている。
すなわち、この方式はシリンダの開口端面に接合
されるサイドプレートには、吸入室と圧縮室とを
つなぐガス吸入用の吸入口とガス逃がし用のバイ
パスポートとをロータ回転方向に関して適宜間隔
を置いて設け、またサイドプレートとシリンダと
の接合端面間には、前記サイドプレートの場合よ
りも狭い間隔で吸入口とバイパスポートとを備え
たロータリバルブをロータ及びベーンの端面にほ
ぼ接触した状態で回動可能に配設し、そして冷房
負荷が大きいときには吸入口の有効連通面積を大
とし、かつバイパスポートを遮断した状態とする
ことにより大吐出容量で運転し、また冷房負荷が
低下したときにはその低下の程度に応じてロータ
リバルブを回動させ、吸入口の有効連通面積を減
少させる一方、圧縮行程途上の圧縮室内の一部の
ガスをバイパスポートを経て吸入室側に逃がすこ
とにより小吐出容量で運転させるようにしたもの
である。また、ロータリバルブの吸入口はガスの
吸入量を絞る機能に加え、圧縮行程途上の圧縮室
のガスを吸入行程途上の圧縮室に逃がすバイパス
通路としても機能し、このことによつてベーンに
よる圧縮開始時期を遅らせ、吐出容量を小さくす
るようになつている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、車両空調用として搭載される圧縮機
の場合は、機体の軽量化が重要な要望事項となつ
ている。そのため、可変容量式回転型圧縮機にお
いてもシリンダ、ロータ、サイドプレート及びロ
ータリバルブ等をアルミニウム製とすることによ
つて上記要望に応えている。ただし、ベーンは焼
付きの問題を考慮して鉄製となつているのが普通
である。ところが、可変容量式回転型圧縮機の場
合は、その構造上、停止状態ではバイパスポート
が連通した最小容量となつている。また、圧縮機
が長時間停止状態にあり、かつ外気温度が低い場
合には、冷媒の大部分が液状態となつていること
がある。かかる状態で圧縮機が起動されると、圧
縮室では液圧縮が行なわれるとともに、圧縮室か
らバイパスポートを経て吸入室側へ抜ける液流れ
が生じ、そしてベーンがバイパスポートを通過す
るときにこの液流れの影響によつて横方向（ロー
タの軸方向）に激しく振動し、その結果強度的に
ベーンよりも弱い側であるロータリバルブのバイ
パスポート周辺にベーンによる圧痕が付いたり、
強く摺動することでバイパスポート付近が摩耗し
たりして、その結果バイパスポートが遮断した状
態で行なわれる大容量運転時のシール性が悪化す
るという不具合があつた。

そこで本考案は、以上の問題に鑑み、機体の軽
量化を損うことなく、バイパスポート付近の強化
を図ることを、その解決すべき技術的課題とする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、シリンダ
とこのシリンダの開口端面に接合されたサイドプ
レートとにより形成されたロータ室内には、複数
枚のベーンを有するロータを回転可能に備え、前
記サイドプレートには容量可変用としてのロータ
リバルブを前記ロータの軸方向端面と対向状態で
回転可能に配置し、このロータリバルブとサイド
プレートには、常には最大有効通路面積で吸入室
と圧縮室とを連通し、ロータリバルブがロータの
回転方向と同方向に回動したときには有効通路面
積を絞ることにより吸入ガス量を減少する吸入口
と、常には遮断状態に保持され、ロータリバルブ
がロータの回転方向と同方向に回動したときには
圧縮室を吸入室に連通させて圧縮ガスの一部を吸
入室へ逃がすバイパスポートとを設けた可変容量
式回転型圧縮機において、前記ベーンを鉄系材料
製とするとともに、ロータリバルブをアルミニウ
ム製とし、このロータリバルブに形成されるバイ
パスポートの少なくとも前記ベーンとの対向面側
周辺を前記ベーンと同一又は同硬質の材料製とし
たことである。

（作用） このように構成された本考案の可変容量式回転
型圧縮機にあつては、バイパスポートが連通した
状態での起動時において、ベーンがバイパスポー
トを通過する時に圧縮室からバイパスポートを経
て吸入室に向かう液流れの影響を受けて横方向の
振動が発生したとしても、バイパスポート付近は
ベーンと同等の材料によつて強化されていること
から、ベーンの振動による衝撃力に十分に対抗す
ることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて具体的に
説明する。図において、１は楕円筒状のシリンダ
であり、その開口端面にはフロントサイドプレー
ト２及びリヤサイドプレート３が接合され、それ
らによつてロータ室４が形成されている。また、
それらの外側は、フロントハウジング５とリヤハ
ウジング６とによつて囲まれ、この両ハウジング
５，６とシリンダ１及び両サイドプレート２，３
は図示しない共通のボルトによつて一体的に締結
されている。そして、フロントハウジング５とフ
ロントサイドプレート２との間には吸入室７が形
成され、この吸入室７はフロントハウジング５に
形成された圧縮機入口８を介して外部回路と連通
されている。また、リヤハウジング６とリヤサイ
ドプレート３との間には油分離室９が形成され、
この油分離室９はリヤハウジング６に形成された
圧縮機出口１０を介して外部回路と連通されてい
る。なお、油分離室９の底部は油溜室を兼用して
いる。

一方、上記ロータ室４には、円形端面のロータ
１１がシリンダ１の楕円状内周面の短軸上の２箇
所に極く接近した状態で配置されている。このロ
ータ７の両端面中央部からは回転軸１２が突出さ
れるとともに、軸受１３，１４を介して両サイド
プレート２，３に回転可能に支承されている。回
転軸１２の前端部はフロントハウジング５の中央
部に形成された中心孔１５内に延出し、フロント
ハウジング５と回転軸１２との気密は軸封装置１
６によつて保たれている。そして、ロータ１１に
は複数個（図は４個の場合を示す）のベーン溝１
７が全幅にわたつて形成されるとともに、それら
ベーン溝１７に摺動可能に嵌合されたベーン１８
の先端がシリンダ１の内周面に当接されており、
このことによつて、隣合うベーン１８、ロータ外
周面、シリンダ内周面及びサイドプレート内側面
により囲まれる気密な複数の圧縮室１９が形成さ
れ、それら圧縮室１９はロータ１１の図示矢印方
向の回転によつて容積が変化される。

しかして、圧縮室１９は前記フロントサイドプ
レート３とシリンダ１とに跨つて形成された副吸
入通路２０及びシリンダ１の内周側に形成された
吸入孔２１を介して前記吸入室７と連通され、冷
媒ガスが容積増大過程で吸入されるように設定さ
れている。また、圧縮室１９はシリンダ１に形成
された吐出口２２を介して２個の吐出室２３と連
通されており、それら吐出室２３はシリンダ１の
外周面に形成された切欠とリヤハウジング６の内
周面との間に形成され、そしてリヤハウジング６
に形成された連通孔２４を介して前記油分離室９
と連通されている。なお、２５は吐出口２２に設
けられた吐出弁、２６はその弁押えである。

前記フロントサイドプレート２とシリンダ１と
の間には容量変更用としてのリング状をなすロー
タリバルブ２７が配置されている。このロータリ
バルブ２７は、フロントサイドプレート２の内側
面に形成された浅いリング溝２８内においてシリ
ンダ中心線回りに回動し得るように保持されると
ともに、その一面がフロントサイドプレート２の
内側面と連続するほぼ同一平面に設定され、前記
ロータ１１及びベーン１８に対して接触又は極く
接近した状態となつている。

しかして、ロータリバルブ２７にはその厚さ方
向に貫通する第一吸入口２９がバルブ中心に関し
て対称な位置に設けられ、またフロントサイドプ
レート２にはその厚さ方向に貫通し、かつ第一吸
入口２７と連通する２個の第二吸入口３０がプレ
ート中心線に関して対称な位置に形成されてお
り、これら第一吸入口２９と第二吸入口３０とに
よつて主吸入通路３１が構成され、吸入室７の冷
媒ガスが圧縮室１９の容積増大過程で吸入される
ように設定されている。第一吸入口２９と第二吸
入口３０は共にロータ１１の回転方向に沿つてベ
ーン１８の厚さより十分に長い円弧状に形成さ
れ、このことによつて第一吸入口２９は、小容量
運転時には先行する圧縮行程途上の圧縮室１９を
後続の吸入行程途上の圧縮室１９に連通させるバ
イパス通路としても機能するようになつている。

また、ロータリバルブ２７には円形状の２個の
第一バイパスポート３２が厚さ方向に貫設され、
それら第一バイパスポート３２は第一吸入口２９
よりもロータ進み側に設けられている。同様にフ
ロントサイドプレート２にも円形状の２個の第二
バイパスポート３３が厚さ方向に貫設され、それ
ら第一バイパスポート３３は第二吸入口３０より
もロータ進み方向の吐出口２２側に設けられてい
る。そして、第一、第二の両バイパスポート３
２、３３は大容量運転時には遮断され、小容量運
転時にはロータリバルブ２７の回動によつて連通
され、圧縮行程途上の圧縮室１９内の冷媒ガスを
吸入室７へ逃がすように作用する。なお、容量変
更のためにロータリバルブ２７を回動する手段に
ついては図示を省略するが、このバルブ回動手段
は冷房負荷、すなわち車室の室内温度に対応して
変化する冷媒ガスの吸入圧力の変化を利用してピ
ストンを作動させ、このピストンの移動によつて
ロータリバルブ２７を回動させるよう構成されて
おり、停止時には第６図に示すように第一バイパ
スポート３２と第二バイパスポート３３とが連通
した最小容量状態になるよう設定されている。

そして、上述の如く構成された可変容量式回転
型圧縮機は、以下の如く作動する。停止状態では
上述のようにロータリバルブ２７は第一バイパス
ポート３２と第二バイパスポート３３とが連通し
た最小容量位置に保持されており、従つて圧縮機
の起動は最小容量で行なわれるが、起動後におい
て、車室の室内温度が高い冷房負荷の大なる状態
では、吸入圧力が高いことから、それに応動する
バルブ回動手段の作動によつてロータリバルブ２
７は第４図に示す位置に回動保持される。従つ
て、このとき第一吸入口２９と第二吸入口３０と
が重なり合つて主吸入通路３１の有効連通面積が
最大となり、また第一バイパスポート３２と第二
バイパスポート３３とが隔離して遮断状態とな
る。そのため、この状態では主吸入通路３１での
吸入ガスの絞り作用が行なわれず、ベーン１８の
進み側端面が第一吸入口２９を通過すると同時に
圧縮室１９の密閉状態での圧縮作用が開始される
ため、圧縮機は最大容量で運転され、大きい冷房
能力が得られる。

一方、室内温度が低下して冷房負荷が低下して
くると、それに伴いロータリバルブ２７がロータ
１１の回転方向と同方向に徐々に回動され、たと
えば第５図に示すように、第一バイパスポート３
２と第二バイパスポート３３とが連通する直前の
状態では、第一吸入口２９と第二吸入口３０との
重なりがずれて主吸入通路３１の有効連通面積が
減少し、吸入ガスに対して絞り作用が与えられ、
それと同時に第一吸入口２９が先行の圧縮室１９
と後続の圧縮室１９との間のバイパス通路として
機能し、圧縮開始時期を遅らすことになる。この
ような圧縮開始時期の遅れと、吸入絞り効果とに
よつて吐出容量が減少し、圧縮機は中容量で運転
される。

そして、室内温度がさらに低下したときはロー
タリバルブ２７が第６図に示すように最大回動角
度位置まで回動され、このときは第一吸入口２９
の第二吸入口３０に対するずれが最大となつて主
吸入通路３１の有効連通面積が最小となるととも
に、第一バイパスポート３２と第二バイパスポー
ト３３とが連通する。従つて、圧縮室１９への吸
入ガス量がさらに減少するとともに圧縮開始時期
も遅れ、また圧縮室１９内の圧縮ガスの一部が吸
入室７へ逃げることによつて吐出容量がさらに低
下される。つまり圧縮機は最小容量で運転され
る。

さて、上述のように構成され、かつ作用する可
変容量式回転型圧縮機において、機体の軽量化を
図るべく、圧縮機を構成する部材のうち、少なく
ともシリンダ１、フロントサイドプレート２、リ
ヤサイドプレート３、ロータ４及びロータリバル
ブ２７はアルミニウム製となつており、またロー
タ４とリヤサイドプレート３及びロータリバルブ
２７に対してそれぞれ摺動するベーン１８は、摺
動面の焼付きを考慮してアルミニウムよりも硬度
の高い金属製、望ましくは鉄系材料製となつてい
る。一方、ロータリバルブ２７の第一バイパスポ
ート３２は、第７図及び第８図に示すように、ア
ルミニウムよりも硬度の高い金属製、具体的には
ベーン１８と同一の鉄系材料製又はそれと同硬質
の材料からなるブツシユ３４によつて形成されて
おり、このブツシユ３４は外周のほぼ中間部にフ
ランジ３５を備えていて、ロータリバルブ２７の
鋳造による製作に際して鋳ぐるまれ、フランジ３
５によつて離脱し難い一体構造となつている。す
なわち、ロータリバルブ２７の第一バイパスポー
ト３２は、その周辺がベーン１８と同一又はそれ
に近い硬度の材料による強化構造となつている。

従つて、第一バイパスポート３２と第二バイパ
スポート３３とが連通された最小容量状態で行な
われる圧縮機の液圧縮起動に際し、前述したよう
にベーン１８が第一バイパスポート３２を通過す
るときに、圧縮室１９から第一バイパスポート３
２及び第二バイパスポート３３を経て吸入室７側
へ抜ける液流れの影響によつて横方向に振動し、
その振動による衝撃力が第一バイパスポート３２
の周辺に作用しても、第一バイパスポート３２の
周辺は上述のようにベーン１８と同等の強度を保
有している関係で上記衝撃力に十分に対抗するこ
とができる。

以上、本考案の実施例を説明したが、本考案は
これに限定されるものではなく、ロータが円筒状
シリンダの内周面の一箇所に極く近接する状態で
偏心配置されたタイプのベーン圧縮機、又はロー
タがシリンダ内周面に摺接しつつ偏心回転させら
れるローリングピストンタイプ等、他の回転型圧
縮機に適用することが可能であり、また冷媒ガス
以外の気体を圧縮する回転型圧縮機に適用するこ
と等を始めとして、当業者の知識に基づき種々の
変更、改良を施した態様で実施することが可能で
ある。さらに本実施例ではバイパスポート形成用
のブツシユ３４をロータリバルブ２７の厚さ一杯
に鋳ぐるむ場合を図示したが、少なくともベーン
１８との対向面側に存在していれば足りるもので
ある。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案はアルミニウム製
ロータリバルブのバイパスポート周辺にベーンと
同等の強度を持たせて、圧縮機の液圧縮起動時に
生ずるベーンの横振動による衝撃力に対して十分
に対抗できるようにしたものであり、従つて機体
の軽量化を損うことなく、ロータリバルブに圧痕
が発生したり局部的摩耗が発生することを未然に
防止することができ、またそのことに関連して大
容量運転時のシール性を維持し、圧縮機の信頼性
を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は容量可
変式回転型圧縮機の縦断面図、第２図は第１図に
おける−線断面図、第３図は第１図における
−線断面図、第４図、第５図及び第６図はそ
れぞれ容量変更態様を簡略に示す部分断面図、第
７図はロータリバルブを示す正面図、第８図はバ
イパスポート形成用ブツシユのロータリバルブに
対する鋳ぐるみ構造を示す断面図である。 １……シリンダ、２，３……サイドプレート、
４……ロータ室、５，６……ハウジング、７……
吸入室、１１……ロータ、１８……ベーン、１９
……圧縮室、２３……吐出室、２７……ロータリ
バルブ、２９……第一吸入口、３０……第二吸入
口、３１……主吸入通路、３２……第一バイパス
ポート、３３……第二バイパスポート、３４……
ブツシユ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) シリンダとこのシリンダの開口端面に接合さ
   れたサイドプレートとにより形成されたロータ
   室内には、複数枚のベーンを有するロータを回
   転可能に備え、前記サイドプレートには容量可
   変用としてのロータリバルブを前記ロータの軸
   方向端面と対向状態で回転可能に配置し、この
   ロータリバルブとサイドプレートには、常には
   最大有効通路面積で吸入室と圧縮室とを連通
   し、ロータリバルブがロータの回転方向と同方
   向に回動したときには有効通路面積を絞ること
   により吸入ガス量を減少する吸入口と、常には
   遮断状態に保持され、ロータリバルブがロータ
   の回転方向と同方向に回動したときには圧縮室
   を吸入室に連通させて圧縮ガスの一部を吸入室
   へ逃がすバイパスポートとを設けた可変容量式
   回転型圧縮機において、前記ベーンを鉄系材料
   製とするとともに、ロータリバルブをアルミニ
   ウム製とし、このロータリバルブに形成される
   バイパスポートの少なくとも前記ベーンとの対
   向面側周辺を前記ベーンと同一又は同硬質の材
   料製とした可変容量式回転型圧縮機。 (2) 前記バイパスポートを形成するためのフラン
   ジ付きブツシユをロータリバルブに鋳ぐるむ構
   成とした実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   可変容量式回転型圧縮機。