JPH0729271Y2 - 可変容量ベーン型回転圧縮機 - 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
用いられる可変容量ベーン型回転圧縮機に関する。

（従来の技術） 一般に、ベーン型回転圧縮機においては吐出量を可変制
御するために、例えばカムリング内に開口する吸入ポー
トをカムリングの一端を封止するサイドブロックに設
け、その開口位置をカム面に沿って移動することにより
ベーンの圧縮開始位置を変化させることが行われてい
る。

従来のこの種の可変容量ベーン型回転圧縮機としては、
例えばフロントプレートに作動室の略全域に開口する円
弧状のバイパスポートを形成し、フロントプレートとカ
ムリングの間に円弧状のバイパス開口部を有する可動板
を設けたものが知られている。このものにおいては、電
動機あるいは、例えばピストン−シリンダ型のアクチュ
エータによって可動板を回動させ、バイパス開口部の回
動によってバイパスポートの開度を調節して圧縮機の吐
出量を変化させている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の可変容量ベーン型回転
圧縮機においては、フロントプレートの他にバイパス開
口部を有する可動板を設けてバイパスポートの開度を調
節する構成となっていたため、圧縮機の構造が複雑にな
るとともに重量が増加して、その製作コストが高くなる
という問題点があった。

（考案の目的） そこで本考案はフロントプレートを板状に形成するとと
もに軸方向に貫通して円形の開口を形成し、該開口にバ
イパス開口部を有する可動板を嵌挿し、かつフロントプ
レートを可動板とほぼ同厚とし、可動板を回動して圧縮
機の吐出量を変化させることにより、可変容量圧縮機の
本来の機能を損なうことなく圧縮機の構造を簡素化して
圧縮機の重量を軽減し、同時にフロントプレートの加工
を容易にして、圧縮機の製作コストを低減するととも
に、開口の深さと可動板の板厚の加工精度を向上して、
圧縮機の気密性の向上を図ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案による可変容量ベーン型回転圧縮機は上記目的達
成のため、内周にカム面が形成されたカムリングと、複
数の吸入口が穿設され、カムリングのフロント側に設け
られたフロントプレートと、カムリングのリヤ側の開口
を封止するリヤプレートと、リヤプレートとフロントプ
レートの間に位置し、カムリング内に回転自在に収装さ
れたロータと、カムリングとロータの間に形成される複
数の作動室と、ロータに出没自在に嵌挿され、先端部で
カム面と摺接する複数のベーンと、カムリング、フロン
トプレート、リヤプレートおよびロータを収装した有底
筒状のハウジングと、ハウジングの開口端を封止するヘ
ッドカバーと、ヘッドカバーとフロントプレートの間に
画成された吸入室と、カム面に沿って作動室に開口し、
吸入室に連通する複数のバイパス開口部を有する可動板
と、カムリングに形成され、フロントプレートの吸入口
を介して吸入室に連通するとともにベーンによって区分
される作動室の容積が最大となったときに作動室との連
通が遮断されるようにカム面に開口する複数の吸入ポー
トと、を備えた可変容量ベーン型回転圧縮機において、
前記フロントプレートを両面が平坦な平板状に形成する
とともに該フロントプレートにロータの回転軸を中心と
して円形の、かつ一方が作動室に、他方が吸入室に連通
する軸方向に一様な直径の開口を貫通して形成する一
方、前記可動板を前記フロントプレートとほぼ同厚の円
形の平板状に形成して上記開口の内周に回動自在に支持
し、該可動板を回動することによって圧縮機の吐出量を
変化させるようにしている。

（作用） 本考案では、フロントプレートが板状に形成されるとと
もに軸方向に貫通して円形の開口が形成され、該開口に
バイパス開口部を有する可動板が嵌挿され、かつフロン
トプレートが可動板とほぼ同厚であり、可動板の回動に
よって圧縮機の吐出量を変化させる。そして、可変容量
圧縮機の本来の機能が損なわれずに圧縮機の構造が簡素
化されて圧縮機の重量が軽減され、同時にフロントプレ
ートの加工が容易となるので、圧縮機の製作コストが低
減される。

さらに、開口の深さと可動板の板厚の加工精度が向上す
るので、カムリングおよびロータのフロント側端面との
クリアランスを極小として作動室の気密が高精度に確保
され、このため圧縮機の気密性が向上する。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本考案の一実施例を示す図である。

第１、２図において、１は筒状のカムリングであり、断
面が略楕円状のカム面1aが内周が形成されている。カム
リング１のフロント側（第１図中左側）の開口端にはフ
ロントプレート２およびフロントプレート２に形成され
た円形の開口2aに嵌挿された可動板３が取付けられ、ま
た、カムリング１のリヤ側（第１図中右側）の開口端に
はリヤプレート４が取付けられ、それぞれカムリング１
の開口を封止している。フロントプレート２および可動
板３とリヤプレート４の間でカムリング１内には円柱状
のロータ５が回転自在に収装され、ロータ５には複数の
ベーン６が先端部でカム面1aと摺接するように出没自在
に嵌挿されている。前記カムリング１、フロントプレー
ト２、可動板３、リヤプレート４、ロータ５およびベー
ン６は有底円筒状のハウジング７内に収装され、ハウジ
ング７のフロント側開口端にはその開口を封止するヘッ
ドカバー８が図外のボルトによって取付けられている。

10はカムリング１とロータ５の間に形成された一対の作
動室であり、カム面1aに開口した一対の吸入ポート11と
連通している。これらの吸入ポート11はベーン６によっ
て区分される作動室10の容積が最大になったときに、作
動室10との連通が遮断されるように設けられ、カムリン
グ１のカム面1aに開口する複数の孔11aとフロントプレ
ート２に穿設された一対の吸入口16（第２図参照）を通
して後述する吸入室14に連通する孔11bとからなる。作
動室10の終端（第２図中時計回転方向の終端）の位置に
は、カムリング１に形成された一対の吐出ポート12が開
口し、吐出ポート12に設けられた吐出バルブを介してハ
ウジング７内の吐出室13と作動室10が連通している。14
はフロントプレート２、可動板３およびヘッドカバー８
によって画成された吸入室であり、ヘッドカバー８に設
けられた流入口15から冷媒ガスが導入され、吸入口16お
よびカムリング１に形成された吸入ポート11を介して作
動室10にそれぞれ冷媒ガスが供給される（第２図参
照）。

ここで、フロントプレート２は環状で両面が平坦な平板
状に形成され、その開口2aは、フロントプレート２をロ
ータ５の回転軸方向に貫通し、第２図に示すようにロー
タ５の回転軸心Ｏを中心として軸方向に一様な直径を有
する円形の貫通孔からなり、さらに開口2aの一方は作動
室10に、他方は吸入室14に連通している。また、フロン
トプレート２の開口2aに嵌挿された可動板３は円形の平
板状に形成され、フロントプレート２の内周2bによって
ロータ５の回転軸線の周りに回動自在に支持され、また
フロントプレート２は可動板３とほぼ同厚、すなわち可
動板３よりもやや肉厚に形成されている。可動板３の外
周部には、第３図に示すように一対の円弧状のバイパス
開口部17が穿設され、バイパス開口部17はカム面1aに沿
って作動室10に開口し、作動室10と吸入室14を互いに連
通している。そして、可動板３の回動によって作動室10
におけるバイパス開口部17の開口位置が変化し、作動室
10から吸入室14にバイパスする冷媒ガスの流量（以下、
バイパス流量という）が変化して圧縮機の吐出量が制御
される。

なお、第１図において、50はヘッドカバー８と可動板３
の間に設けられたスラスト軸受であり、スラスト軸受50
は可動板３に作用し可動板３をヘッドカバー８に押圧す
るロータ５のスラスト荷重を受けて、可動板３の回動を
円滑にしている。また、可動板３の内周部3bには円環状
の溝部3cが形成され、溝部3cには、放射内周がロータ５
のフロント側（図中左側）の軸部5aに摺接するシール部
材51が嵌挿されている。そして、ベーン６がロータ５に
嵌挿される溝部内の底部には、吐出室13の底部の潤滑油
がロータ５のリア側の軸部5bの後部に設けられた絞り弁
53によって、吐出圧と吸入圧との中間の圧力にまで低下
させられた中圧の潤滑油が導入されており、この中圧の
潤滑油が吸入室14あるいはロータ５の軸部5aを支持する
軸受52の低圧側に洩れるのを防止している。

20は可動板３とヘッドカバー８の間に設けられたリンク
プレートであり、リンクプレート20はプレート部20aと
ボス部20bとからなっている。プレート部20aは可動板３
のフロント側の側面に摺接し、ボス部20bはヘッドカバ
ー８のボス部8aの外周に回動自在に摺接している。リン
クプレート20のプレート部20aには、第２図に示すよう
に、放射外方向に突出する一対の凸部20c、20dが形成さ
れ、一方の凸部20cが駆動ピン21によって可動板３に連
結されている。また、他方の凸部20dにはフロント側に
突出する円筒形の駆動突起部22が形成されている。

23はヘッドカバー８に設けられたアクチュエータシリン
ダであり、第４図に示すように、アクチュエータシリン
ダ23はシリンダ24とシリンダ24に摺動自在に嵌挿される
ピストン25を有する。ピストン25内には円筒状の圧力室
25aが軸方向に形成され、ピストン25の底部（図中下端
部）には圧力室25aに連通する供給ポート25bおよびアク
チュエータシリンダ23をヘッドカバー８に装着するため
のフランジ25cに形成されている。また、ピストン25の
底部にはピストン25の軸線に直交してピストン25の底部
を貫通するピン25dが設けられ、シリンダ24の頭部（図
中上端部）に装着されたキャップ24aとの間にコイルス
プリング26が介装されている。そして、コイルスプリン
グ26によってシリンダ24は図中下方向に付勢される。一
方、シリンダ24の外周にはシリンダ24の軸方向略中央部
に係合部24bが形成され、係合部24bにはシリンダ24の軸
線に対して直角方向に長く形成された溝24cが設けられ
ている。そして、溝24cには、第１図に示すように、駆
動突起部22が係合している。また、供給ポート25bは図
外の切換弁を介して吐出室13あるいは吸入室14に連通
し、圧力室25a内に高圧あるいは低圧の冷媒ガスが導入
されるようになっている。

次に、作用を説明する。

第１図において、ロータ５の回転軸が車両のエンジン等
に連結して駆動され、ロータ５が第２図中時計回転方向
に回転すると、ベーン６が遠心力およびベーン６の背圧
によって放射方向に突出し、その先端部がカムリング１
のカム面1aに摺接しながら回転し、流入口15を通して冷
媒ガスが圧縮機内に吸入され、冷媒ガスは圧縮されて高
圧、高温となって吐出室13を通して図外の空調装置へ供
給される。このとき、切換弁の作動によってアクチュエ
ータシリンダ23の供給ポート25bを通して吐出室13内の
高圧の冷媒ガスがアクチュエータシリンダ23の圧力室25
aに導入されると、第４図において、シリンダ24がコイ
ルスプリング26の付勢力に打勝って上昇する。これに伴
って、第２図に示すように、アクチュエータシリンダ23
の溝24cに係合するリンクプレート20の駆動突起部22が
上方向に押圧され、リンクプレート20および駆動ピン21
を介して可動板３が時計回転方向に回動される。そし
て、作動室10におけるバイパス開口部17の開口位置が図
中二点鎖線で示す位置に移動し、バイパス流量が増加し
て圧縮機の吐出量が減少する。逆に、切換弁の作動によ
って、アクチュエータシリンダ23の供給ポート25bを通
して吸入室14内の低圧の冷媒ガスが圧力室25aに導入さ
れると、シリンダ24がコイルスプリング26の付勢力によ
って下降する。これに伴って駆動突起部22が下方向に押
圧され、リンクプレート20および駆動ピン21を介して可
動板３が反時計回転方向に回動される。そして、作動室
10におけるバイパス開口部17の開口位置が図中実線で示
す位置に移動し、バイパス流量が減少して圧縮機の吐出
量が増加する。

このように、本実施例によれば、フロントプレート２を
板状に形成するとともに軸方向に貫通して円形の開口2a
を形成し、該開口2aにバイパス開口部17を有する可動板
３を嵌挿し、かつフロントプレート２を可動板３とほぼ
同厚とし、アクチュエータシリンダ23の作動によって可
動板３を回動し、作動室10におけるバイパス開口部17の
開口位置を変化して圧縮機の吐出量を制御している。こ
のため、可変容量圧縮機の本来の機能を損なうことな
く、圧縮機の構造を簡素化できて圧縮機の重量を軽減す
ることができる。その結果、圧縮機の製作コストを低減
することができる。同時に、フロントプレート２の開口
2aを一様な直径を有する貫通孔としているので、面倒な
段付加工の必要がなく、フロントプレート２の加工が容
易であり、同様に圧縮機の製作コストを低減することが
できる。

また、フロントプレート２および可動板３をともに段差
のない両面平坦な平板状としたので、その両面を平面研
削によって仕上加工することができる。したがって、フ
ロントプレート２を可動板３よりもやや肉厚で、かつ各
々の板厚寸法を高精度とすることは容易で、開口2a内に
収容された可動板３とフロントプレート２との板厚差を
高精度に管理することができる。このため、カムリング
１およびロータ５のフロント側端面とのクリアランスを
極小として作動室10の気密を高精度に確保することがで
きるとともに、ロータ５の回転時のフリクションを小さ
くすることができる。その結果、圧縮機の気密性および
動力性能の向上を図ることができる。さらに可動板３の
フリクションが小さいことから、可変制御の応答性が向
上する。

（効果） 本考案によれば、フロントプレートを板状に形成すると
ともに軸方向に貫通して円形の開口を形成し、該開口に
バイパス開口部を有する可動板を嵌挿し、かつフロント
プレートを可動板とほぼ同厚とし、可動板を回動して圧
縮機の吐出量を変化させているので、可変容量圧縮機の
本来の機能を損なうことなく、圧縮機の構造を簡素化で
きて圧縮の重量を軽減することができる。その結果、圧
縮機の製作コストを低減することができる。同時に、フ
ロントプレートの開口を一様な直径を有する貫通孔とし
ているので、面倒な段付加工の必要がなく、フロントプ
レートの加工が容易であり、同様に圧縮機の製作コスト
を低減することができる。

また、フロントプレートおよび可動板をともに段差のな
い両面平坦な平板状としたので、その両面を平面研削に
よって仕上加工することができ、それぞれの板厚寸法を
容易に高精度のものとすることができる。したがって、
フロントプレートを可動板よりもやや肉厚で、かつ各々
の板厚寸法を高精度とすることは容易で、開口内に収容
された可動板とフロントプレートとの板厚差を高精度に
管理することができる。このため、カムリングおよびロ
ータのフロント側端面とのクリアランスを極小として作
動室の気密を高精度に確保することができるとともに、
ロータの回転時にフリクションを小さくすることができ
る。その結果、圧縮機の気密性および動力性能の向上を
図ることができる。さらに可動板のフリクションが小さ
いことから、可変制御の応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案による可変容量ベーン型回転圧縮機
の一実施例を示す図であり、第１図はその正面断面図、
第２図は第１図のII-II線断面図、第３図はその可動板
の正面図、第４図はそのアクチュエータシリンダの正面
断面図である。 １……カムリング、1a……カム面、２……フロントプレ
ート、2a……開口、2b……内周、３……可動板、４……
リヤプレート、５……ロータ、６……ベーン、７……ハ
ウジング、８……ヘッドカバー、10……作動室、11……
吸入ポート、14……吸入室、16……吸入口、17……バイ
パス開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内周にカム面が形成されたカムリングと、
   複数の吸入口が穿設され、カムリングのフロント側に設
   けられたフロントプレートと、カムリングのリヤ側の開
   口を封止するリヤプレートと、リヤプレートとフロント
   プレートの間に位置し、カムリング内に回転自在に収装
   されたロータと、カムリングとロータの間に形成される
   複数の作動室と、ロータに出没自在に嵌挿され、先端部
   でカム面と摺接する複数のベーンと、カムリング、フロ
   ントプレート、リヤプレートおよびロータを収装した有
   底筒状のハウジングと、ハウジングの開口端を封止する
   ヘッドカバーと、ヘッドカバーとフロントプレートの間
   に画成された吸入室と、カム面に沿って作動室に開口
   し、吸入室に連通する複数のバイパス開口部を有する可
   動板と、カムリングに形成され、フロントプレートの吸
   入口を介して吸入室に連通するとともにベーンによって
   区分される作動室の容積が最大になったときに作動室と
   の連通が遮断されるようにカム面に開口する複数の吸入
   ポートと、を備えた可変容量ベーン型回転圧縮機におい
   て、前記フロントプレートを両面が平坦な平板状に形成
   するとともに該フロントプレートにロータの回転軸を中
   心として円形の、かつ一方が作動室に、他方が吸入室に
   連通する軸方向に一様な直径の開口を貫通して形成する
   一方、前記可動板を前記フロントプレートとほぼ同厚の
   円形の平板状に形成して上記開口の内周に回動自在に支
   持し、該可動板を回動することによって圧縮機の吐出量
   を変化させるようにしたことを特徴とする可変容量ベー
   ン型回転圧縮機。