JPH07310687A - ベーン型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーン型流体機械の実質的作動の停止を可能
にして、切換時にショックが生ずる高価で大掛りな電磁
クラッチを不要とし、部品点数を減らして、気密シール
を不要にしてコストを下げること。 【構成】 複数のベーン２の側端面２２に形成された被
係合部としての切欠２１と、前記切欠２１に係合する複
数の係合部３１を有する係合部材３と、前記係合部材３
を軸方向に付勢するバネ手段４と、ロータ１を回転駆動
するシャフト１４の回転により油圧を発生するオイルポ
ンプ５と、前記オイルポンプ５に接続され、外部信号に
基づき前記オイルポンプ５が発生した油圧の供給を制御
する制御弁６と、圧縮時においては制御弁６から供給さ
れる油圧により前記係合部材３を前記係合部３１が前記
ベーン２の切欠２１と係合しない方向に制御するアクチ
ュエータ７とから成るベーン型流体機械。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非圧縮時において係合
部材を移動させることにより、複数の係合部をロータに
進退自在に介挿された複数のベーンの側端面に形成され
た被係合部に係合させて、ベーンの進退を阻止するベー
ン型流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のベーン型流体機械（特開昭６２−
１１３８８３）は、図８に示すように複数のベーンＶの
側端面に被係合部としての切欠Ｋを形成して、サブロー
タＳに前記複数のベーンに対応して先端に前記切欠Ｋに
係合するテーパ状のロッドＲが一体的に形成されるとと
もに吐出圧が作用している複数のピストンＰが介挿さ
れ、ロータが短径部に来たとき前記吐出圧により前記ベ
ーンＶのうちの不作動状態にする必要の有るベーンＶの
切欠Ｋに前記ピストンＰの先端の前記ロッドＲを挿入し
てチャッキングして、吐出流量を制御するものであっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のベーン型流
体機械は、ロータの回転による隣合うベーンＶ間の空間
の容積変化によって発生される吐出圧を利用して吐出流
量を制御するものであるため、全てのベーンＶをチャッ
キングすることが出来ないので、車室内の温度が所定温
度に達した場合のような空調不要時にエンジンとロータ
との回転連絡を制御する高価で大掛りな電磁クラッチを
無くして、ベーン型流体機械の実質的作動を停止させる
という機能を実現することが出来なかった。

【０００４】また上記従来のベーン型流体機械は、前記
ベーンＶの枚数に応じて前記ピストンＰを前記サブロー
タＳに配設する必要があり、部品数が増えるとともに、
吐出圧により前記ピストンを移動させるものであるた
め、気密シールを実現する必要が有り、コストが高くな
るという問題が有った。

【０００５】そこで本発明者らは、供給された液圧を係
合部材に作用させるアクチュエータを設けて、バネ手段
の付勢力との兼ね合いにより、非圧縮時において前記係
合部材を移動させて前記係合部材に形成した複数の係合
部が複数のベーンに形成された被係合部に係合させて、
前記ベーンの進退を阻止するという本発明の技術的思想
に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、ベーン型流体
機械の実質的作動の停止を可能にして、図９に示すよう
な切換時にショックが生ずる高価で大掛りな電磁クラッ
チを不要とし、部品点数を減らして、気密シールを不要
にしてコストを下げるという目的を達成する本発明に到
達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のベーン型流体機械は、回転可能に支持さ
れたロータと、前記ロータに進退自在に介挿された複数
のベーンと、を備えたベーン型流体機械において、前記
複数のベーンの側端面に形成された被係合部と、前記複
数のベーンの側端面に形成された被係合部に係合する複
数の係合部を有する係合部材と、前記係合部材を軸方向
に付勢するバネ手段と、供給された液圧を前記係合部材
に作用させる手段であって、前記バネ手段の付勢力との
兼ね合いにより、非圧縮時において前記複数の係合部が
前記被係合部に係合すべく前記係合部材を移動させるア
クチュエータとから成るものである。

【０００７】本発明（請求項２に記載の第２発明）のベ
ーン型流体機械は、第１発明に対して、液圧を発生し前
記アクチュエータに供給する液圧ポンプ手段を付加した
ものである。

【０００８】本発明（請求項３に記載の第３発明）のベ
ーン型流体機械は、第２発明に対して、前記液圧ポンプ
手段と前記アクチュエータとの間に介挿され、前記液圧
ポンプ手段が発生した液圧の前記アクチュエータへの供
給を車室内温度および加速センサその他の外部信号によ
り制御する制御弁を付加したものである。

【０００９】本発明（請求項４に記載の第４発明）のベ
ーン型流体機械は、第３発明において、前記液圧ポンプ
手段が、前記ロータを回転駆動するシャフトに一体的に
形成され、前記シャフトの回転により油圧を発生するオ
イルポンプによって構成されているものである。

【００１０】本発明（請求項５に記載の第５発明）のベ
ーン型流体機械は、第３発明において、前記制御弁が、
非圧縮時において前記アクチュエータへの液圧の供給を
阻止するとともに、前記バネ手段が、その付勢力により
前記係合部材の複数の係合部を前記複数のベーンの被係
合部に係合させるものである。

【００１１】本発明（請求項６に記載の第６発明）のベ
ーン型流体機械は、第３発明において、前記制御弁が、
非圧縮時において前記バネ手段の付勢力に抗して前記ア
クチュエータに液圧を供給することにより、前記係合部
材の複数の係合部を前記複数のベーンの被係合部に係合
させるものである。

【００１２】

【作用】上記構成より成る第１発明のベーン型流体機械
は、前記バネ手段が前記係合部材を軸方向に付勢すると
ともに、前記アクチュエータが供給された液圧を前記係
合部材に作用させて、前記バネ手段の付勢力との兼ね合
いにより、非圧縮時において前記係合部材を移動させて
前記複数の係合部が前記複数のベーンに夫々形成した前
記被係合部に係合させて、前記ベーンの進退を阻止する
ものである。

【００１３】上記構成より成る第２発明のベーン型流体
機械は、前記アクチュエータが、前記液圧ポンプ手段か
ら供給される液圧を前記係合部材に作用させて、前記バ
ネ手段の付勢力との兼ね合いにより、非圧縮時において
前記係合部材を移動させて前記複数の係合部が前記複数
のベーンに夫々形成した前記被係合部に係合させて、前
記ベーンの進退を阻止するものである。

【００１４】上記構成より成る第３発明のベーン型流体
機械は、前記アクチュエータが、前記液圧ポンプ手段か
ら供給され前記制御弁によって前記外部信号により制御
された液圧を前記係合部材に作用させて、前記バネ手段
の付勢力との兼ね合いにより、非圧縮時において前記係
合部材を移動させて前記複数の係合部が前記複数のベー
ンに夫々形成した前記被係合部に係合させて、前記ベー
ンの進退を阻止するものである。

【００１５】上記構成より成る第４発明のベーン型流体
機械は、前記アクチュエータが、前記オイルポンプから
供給され前記制御弁によって前記外部信号により制御さ
れた油圧を前記係合部材に作用させて、前記バネ手段の
付勢力との兼ね合いにより、非圧縮時において前記係合
部材を移動させて前記複数の係合部が前記複数のベーン
に夫々形成した前記被係合部に係合させて、前記ベーン
の進退を阻止するものである。

【００１６】上記構成より成る第５発明のベーン型流体
機械は、前記アクチュエータが、前記液圧ポンプ手段か
らの液圧の供給を前記制御弁によって前記外部信号によ
り阻止して、前記バネ手段の付勢力により、非圧縮時に
おいて前記係合部材を移動させて前記複数の係合部が前
記複数のベーンに夫々形成した前記被係合部に係合させ
て、前記ベーンの進退を阻止するものである。

【００１７】上記構成より成る第６発明のベーン型流体
機械は、前記アクチュエータが、前記液圧ポンプ手段か
らの液圧を前記制御弁によって前記外部信号により供給
して、非圧縮時において前記バネ手段の付勢力に抗して
前記係合部材を移動させて前記複数の係合部が前記複数
のベーンに夫々形成した前記被係合部に係合させて、前
記ベーンの進退を阻止するものである。

【００１８】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のベーン型流
体機械は、非圧縮時において前記係合部材を移動させて
前記複数の係合部が前記複数のベーンに夫々形成した前
記被係合部に係合させて、前記ベーンの進退を阻止する
もので、ベーン型流体機械の実質的作動の停止を可能に
して、高価で大掛りな電磁クラッチを不要とし、部品点
数を減らして、気密シールを不要にしてコストを下げる
というという効果を奏する。

【００１９】上記作用を奏する第２発明のベーン型流体
機械は、独立に形成した前記液圧ポンプ手段が発生した
液圧を利用して制御するので、上記第１発明と同様の効
果に加えて、制御を確実にするという効果を奏する。

【００２０】上記作用を奏する第３発明のベーン型流体
機械は、前記液圧ポンプ手段が発生した液圧を前記制御
弁によって切り換えて前記アクチュエータに供給するの
で、上記第１発明と同様の効果に加えて、制御を一層容
易且つ確実にするという効果を奏する。

【００２１】上記作用を奏する第４発明のベーン型流体
機械は、前記オイルポンプが発生した油圧を前記制御弁
によって切り換えて前記アクチュエータに供給するの
で、上記第１発明と同様の効果に加えて、制御を一層容
易且つ確実にするという効果を奏する。

【００２２】上記作用を奏する第５発明のベーン型流体
機械は、非圧縮時において、前記制御弁により前記液圧
ポンプ手段が発生した液圧を短絡して、前記バネ手段の
付勢力により前記係合部材を移動させるので、非圧縮時
における前記液圧ポンプ手段用のエンジン負荷を軽減す
るという効果を奏する。

【００２３】上記作用を奏する第６発明のベーン型流体
機械は、非圧縮時において、前記制御弁により前記液圧
ポンプ手段が発生した液圧を供給して、前記係合部材を
移動させるので、圧縮時においては前記制御弁により前
記液圧ポンプ手段が発生した液圧を短絡して前記バネ手
段の付勢力によって前記係合部材を非係合にするので、
圧縮時における前記液圧ポンプ手段用のエンジン負荷を
軽減するという効果を奏する。

【００２４】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００２５】（第１実施例）本第１実施例のベーン型流
体機械は、図１ないし図６に示すように回転可能に支持
されたロータ１と、前記ロータ１に進退自在に介挿され
た複数のベーン２とを備えたベーン型流体機械におい
て、前記複数のベーン２の側端面２２に形成された被係
合部としての切欠２１と、前記複数のベーン２の側端面
２２に形成された前記切欠２１に係合する複数の係合部
３１を有する係合部材３と、前記係合部材３を軸方向に
付勢するバネ手段４と、前記ロータを回転駆動するシャ
フトに一体的に形成され、前記シャフトの回転により油
圧を発生する前記液圧ポンプ手段を構成するオイルポン
プ５と、前記オイルポンプ５に接続され、車室内温度お
よび加速センサその他の外部信号に基づき前記オイルポ
ンプ５が発生した油圧の供給を制御する制御弁６と、圧
縮時においては前記制御弁から供給される油圧により前
記係合部材３を前記係合部３１が前記ベーン２の切欠２
１と係合しない方向に制御するアクチュエータ７とから
成り、非圧縮時において前記制御弁６により前記アクチ
ュエータへの液圧の供給が阻止されるので、前記バネ手
段がその付勢力により前記係合部材の複数の係合部を前
記ベーンの切欠に係合させ得る構成より成るものであ
る。

【００２６】前記ロータ１は、図１および図２に示すよ
うにケーシング１０内に対向して配設されたフロントサ
イドプレート１１およびリアサイドプレート１２との間
に介挿された横断面楕円状の内周壁によりロータ室を形
成するとともに吐出弁１５が形成されたシリンダ１３内
に介挿され、前記フロントサイドプレート１１およびリ
アサイドプレート１２に軸支されたシャフト１４に一体
的に形成されている。

【００２７】前記ロータ１は、円形断面の中実円筒体に
よって構成され、５枚の前記ベーン２を摺動可能に嵌合
する所定深さを有する５条のベーン溝１Ｇが形成され、
このベーン溝１Ｇに介挿された隣合うベーン２、前記ロ
ータ１の外周面および前記シリンダ１３の内周壁によっ
て気密な圧縮室が形成される。

【００２８】前記リアサイドプレート１２と前記ケーシ
ング１０との間に油を分離するとともに貯留する油分離
室１６が形成されるとともに、前記シャフト１４の前記
フロントサイドプレート１１側の先端に前記ケーシング
１０に対してベアリングによって相対回転可能に支持さ
れたプーリ１７が一体的に固着されている。

【００２９】前記ベーン２は、図３に示すように略矩形
の部材２０で構成され、前記シリンダ１３の内周壁に当
接する上端が円弧状端面によって形成され、前記リアサ
イドプレート１２に当接する図中右側端面２２の下部に
後述する係合部材３の係合部３１を構成する爪が係合す
る略Ｖ字状の断面形状の矩形の切欠２１が穿設されてい
る。

【００３０】前記係合部材３は、図４および図５に示す
ように中空円筒体３０で構成され、一端に前記５枚のベ
ーン２に対応する位置関係で係合部３１を構成する５個
のＬ字状の爪が形成され、前記ロータ１が短径部に来た
時すなわち前記ベーン２が最も前記ベーン溝１Ｇ内で下
がった時の前記切欠２１に対応する半径方向の位置に相
当するようにその半径方向の長さが決定されている。

【００３１】前記バネ手段４は、図１および図２に示す
ように前記係合部材３のＬ字状の爪が形成された図中右
端と前記シャフト１４に係止した環状のスナップリング
４１との間に介挿したコイルスプリング４０によって構
成され、前記係合部材３を図中左方に一定の付勢力で付
勢するものである。

【００３２】前記オイルポンプ５は、図１および図２に
示すように前記フロントサイドプレート１１の軸方向左
端において前記シャフト１４と一体的に形成したトロコ
イドポンプ５０によって構成され、前記油分離室１６の
油溜まりにインレットポート５１が連通している。

【００３３】前記制御弁６は、図６に示すようにシリン
ダ６０内に介挿されたピストン６１を図中右方に付勢す
るバネ６２のバネ力に抗してソレノンド６３により前記
ピストンを図中左方に移動させることにより、前記オイ
ルポンプ５のアウトレックポート５２に連通している導
入口６４と前記油分離室１６の油溜まりに連通している
排出口６５とが連通関係に制御される構成より成る。

【００３４】前記制御弁６は、図６に示すようにソレノ
イド６３と電源６６との間にスイッチ手段６７が介挿さ
れ、車室内温度および加速センサからの信号およびドラ
イバが空調を不要と判断してスイッチをオフにした時等
の外部信号に基づき前記スイッチ手段６７がオンとな
り、前記導入口６４と排出口６５とが連通関係となり、
前記トロコイドポンプ５０が発生した油圧を前記油分離
室１６の油溜まりに供給し得る構成より成る。

【００３５】前記アクチュエータ７は、前記ロータ１の
内周部の凹部１９とシャフト１４との間に介挿された中
空円筒体７０によって構成され、前記係合部材３の中空
円筒体３０は前記中空円筒体７０内に一体的に介挿され
ており、前記凹部１９とシャフト１４とアクチュェータ
７との間に形成される部屋７１が、シャフト１４内に形
成した油路を介して前記オイルポンプ５のアウトレット
ボート５２に連絡しており、圧縮運転時においては前記
オイルポンプ５より前記部屋７１に油圧が供給されてい
るので、前記係合部材３を前記コイルスプリング４０の
付勢力に抗して図中右方に移動させ、前記ベーン２の切
欠２１と係合部３１とを非係合の状態に維持し得る構成
より成る。

【００３６】上記構成より成る第１実施例のベーン型流
体機械は、図２に示すように圧縮運転時においては、外
部信号が入力されないので制御弁６の前記スイッチ手段
６７がオフとなり、前記制御弁６の導入口６４と排出口
６５とが連通していないので、前記オイルポンプ５より
前記アクチュエータ７の前記部屋７１に油圧が供給さ
れ、前記係合部材３を前記コイルスプリング４０の付勢
力に抗して図中右方に移動させ、前記ベーン２の切欠２
１と係合部３１とを非係合の状態にして、前記ロータ１
の回転に伴い前記圧縮室の圧縮を可能にするものであ
る。

【００３７】逆に非圧縮運転時においては、図１に示す
ように車室内温度および加速センサからの信号およびド
ライバが空調を不要と判断してスイッチをオフにした時
等の外部信号が入力されるので制御弁６の前記スイッチ
手段６７がオンとなり、前記制御弁６の導入口６４と排
出口６５とが連通して、前記オイルポンプ５より供給さ
れる油圧が前記制御弁６を介して前記前記油分離室１６
の油溜まりに供給され、前記アクチュエータ７の前記部
屋７１に油圧が供給されないので、前記係合部材３が前
記コイルスプリング４０の付勢力により図中左方に移動
させ、前記ロータ１の回転により前記シリンダ１３の短
径部に来た前記ベーン２の切欠２１と係合部３１とが係
合状態になり、前記ベーン２の進退動作が行われないの
で、前記ロータ１の回転に伴い前記圧縮室の圧縮は行わ
れない。

【００３８】上記作用を奏する第１実施例のベーン型流
体機械は、非圧縮時において前記係合部材３を図１中左
方に移動させて前記複数の係合部３１が前記複数のベー
ン２に夫々形成した前記切欠２１に係合させて、前記ベ
ーン２の進退を阻止するもので、上述の電磁クラッチを
用いないで、ベーン型流体機械の実質的作動の停止を可
能にするという効果を奏する。

【００３９】また第１実施例のベーン型流体機械は、油
圧のシールを行えば良いので、ガス圧を利用する従来装
置のように高価な気密シールを不要にするとともに、安
価にすることが出来るという効果を奏する。

【００４０】さらに第１実施例のベーン型流体機械は、
１個の係合部材３によって全てのベーン２の切欠２１の
係止を実現するので、ベーン毎にピストンによって係止
する上記従来装置に比べて構成が簡単になり、部品点数
を大幅に減らすことが出来るので、コストを低減するこ
とが出来るという効果を奏する。

【００４１】また第１実施例のベーン型流体機械は、高
価で、大掛りで、重量が大きく、且つ上述したような切
り換え時にショックが生ずる電磁クラッチを不要とする
ので、ショックの無い、コイパクトで、軽量且つ安価な
装置を実現するという効果を奏する。

【００４２】さらに第１実施例のベーン型流体機械は、
非圧縮時において、前記制御弁６により前記オイルポン
プ５が発生した油圧を短絡して、前記バネ手段４の付勢
力により前記係合部材３を移動させて前記ベーン２の切
欠２１に係合させるので、非圧縮時における前記オイル
ポンプ５用のエンジン負荷を軽減するという効果を奏す
る。

【００４３】また第１実施例のベーン型流体機械は、圧
縮時および非圧縮時において、上述の外部信号に基づき
前記制御弁６により前記オイルポンプ５が発生した油圧
の供給方向を切り換えるだけでベーン型流体機械の作動
および不作動を切り換えることが出来るので、制御が容
易であるという効果を奏する。

【００４４】（第２実施例）第２実施例のベーン型流体
機械は、図７に示すように第１実施例のコイルスプリン
グと油圧が供給される部屋の位置関係を逆にして、圧縮
運転においてはコイルスプリング４０の付勢力により係
合部材３と切欠２１とを非係合とし、非圧縮運転におい
てオイルポンプ５からの油圧を図中右側の部屋７２に供
給して前記コイルスプリング４０に抗して前記係合部材
３と前記切欠２１とを係合状態にする点のみ上述の第１
実施例と相違する点であり、他は同様の構成より成るの
で説明を省略する。

【００４５】上記構成より成る第２実施例のベーン型流
体機械は、前記第１実施例とほぼ同様の作用効果を奏す
るとともに、非圧縮時において、前記制御弁６により前
記オイルポンプ５が発生した油圧を供給して、前記係合
部材３を移動させるので、圧縮時においては前記制御弁
６により前記オイルポンプ５が発生した液圧を短絡して
前記コイルスプリングの付勢力によって前記係合部材３
を非係合にするので、圧縮時における前記オイルポンプ
５用のエンジン負荷を軽減するという効果を奏する。

【００４６】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００４７】上述の実施例においては、何れもオイルポ
ンプ５を用いた例について説明したが、本発明としては
それに限定するものでは無く、油以外の例えば水その他
の液体状の媒体も利用可能である。

【００４８】上述の実施例においては、オイルポンプ５
を別に設ける例について説明したが、ベーンのベーン溝
内における上下動によるベーン溝内の油圧変動を利用し
てその油圧により前記係合部材を軸方向に移動する態様
も採用可能である。

【００４９】上述の実施例においては、被係合部材とし
て切欠を用いたが、ベーンの側部に突起を設けて、突起
に係合部材を係合させてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置の非圧縮状態を示す断
面図である。

【図２】本発明の第１実施例装置の圧縮状態を示す断面
図である。

【図３】本第１実施例装置に用いるベーンを示す斜視図
である。

【図４】本第１実施例装置に用いる係合部材を示す斜視
図である。

【図５】本第１実施例装置におけるベーンと係合部材と
の係合状態を示す斜視図である。

【図６】本第１実施例装置に用いる制御弁を示す断面図
である。

【図７】本発明の第２実施例装置を示す拡大断面図であ
る。

【図８】従来装置を示す側面図である。

【図９】従来装置のトルク特性を示す線図である。

【符号の説明】

１ ロータ ２ ベーン ３ 係合部材 ４ バネ手段 ５ オイルポンプ ６ 制御弁 ７ アクチュエータ ２１ 切欠 ２２ 側端面 ３１ 係合部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に支持されたロータと、 前記ロータに進退自在に介挿された複数のベーンと、を
   備えたベーン型流体機械において、 前記複数のベーンの側端面に形成された被係合部と、 前記複数のベーンの側端面に形成された被係合部に係合
   する複数の係合部を有する係合部材と、 前記係合部材を軸方向に付勢するバネ手段と、 供給された液圧を前記係合部材に作用させる手段であっ
   て、前記バネ手段の付勢力との兼ね合いにより、非圧縮
   時において前記複数の係合部が前記被係合部に係合すべ
   く前記係合部材を移動させるアクチュエータとから成る
   ことを特徴とするベーン型流体機械。
2. 【請求項２】 請求項１に対して、 液圧を発生し前記アクチュエータに供給する液圧ポンプ
   手段を付加したことを特徴とするベーン型流体機械。
3. 【請求項３】 請求項２に対して、 前記液圧ポンプ手段と前記アクチュエータとの間に介挿
   され、前記液圧ポンプ手段が発生した液圧の前記アクチ
   ュエータへの供給を車室内温度および加速センサその他
   の外部信号により制御する制御弁を付加したことを特徴
   とするベーン型流体機械。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記液圧ポンプ手段が、前記ロータを回転駆動するシャ
   フトに一体的に形成され、前記シャフトの回転により油
   圧を発生するオイルポンプによって構成されていること
   を特徴とするベーン型流体機械。
5. 【請求項５】 請求項３において、 前記制御弁が、非圧縮時において前記アクチュエータへ
   の液圧の供給を阻止するとともに、前記バネ手段が、そ
   の付勢力により前記係合部材の複数の係合部を前記被係
   合部に係合させることを特徴とするベーン型流体機械。
6. 【請求項６】 請求項３において、 前記制御弁が、非圧縮時において前記バネ手段の付勢力
   に抗して前記アクチュエータに液圧を供給することによ
   り、前記係合部材の複数の係合部を前記複数のベーンの
   被係合部に係合させることを特徴とするベーン型流体機
   械。