JPS6060291A - ベ−ンの追随性の良好なベ−ン圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一技術分野一 本発明は、シリンダの内周面に摺接する複数のベーンが
ロータの回転に伴って回転さ−ｌられる・＼−ン圧縮機
に関するものであり、特にシリンダの内周面に対するベ
ーンの追随性の良好な・＼−ン圧縮機に関するものであ
る。

一従来技術− ベーン圧縮機の中には、内周面の断面形状か楕円状を成
すシリンダ内に、円柱状を成′］”１−ュータをその直
径方向に隔たった２箇所においてシリンダ内周面に極く
近接する状態て自利の軸心まわりに回転ｉｉＪ能に配設
し、このロータに複数枚のベーンをロータ外周面から出
入り１ｉＪ能な仄態で等角度間隔に配設するとともに、
ベーンの先αｊｉ：縁がシリンダ内周面に摺接しくＡる
ようにされたタイプのボッシュ型と称されるベーン圧縮
機がある。

従来、このよ・うなポノシ７．タイプのベーン圧縮機の
シリンダ内周面の形状は、楕円状といっても完全な楕円
ではなく、下式 ％式％ を；＋！ｉ足し、かつｎ＝１．０５〜１．１（ｌの範囲
、ｑＨこｎ＝１．０６程度とされたストロイダル曲線を
基準としていた。ごのｎが１．０６程度とされたストロ
イダル曲線は、ベーン圧縮機以外の分野におけるカム曲
線としては、比較的良好な挙動が得られる曲線としてよ
く用いられている。そのため、ボッシュタイプのベーン
圧縮機におけるシリンダ内周面も、そのストロイダル曲
線を基準として形成することが望ましいと考えられてき
た。

しかしながら、そのようなストロイダル曲線を基準とす
るシリンダ内周面を１ズηえたベーン圧縮機では、ロー
タの１回転でベーンのロータ外周面から出入りする方向
の加速度がかなり大きく変化し、そのためベーン先端縁
がシリンダ内周面にｌ、ｔ５接しない区域が生じたり、
ベーンの先Φ１１１１縁かシリンダ内周面にｆＪｊ突し
て打音を生したりする問題かあった。

一発明の目的一 本発明は、上記のような事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、ベーンの出入方向の
加速度変化を小さクシ得て−・−ンのシリンダ内周面に
対する追随性を向」二さ−Ｉ！ｉｉＩるベーン圧縮機を
提供することにある。

−発明の構成− このような目的を達成するために本発明”ＣＩｆｌ、円
柱状をなし、自身のΦ１旧Ｂのまわりに回転さ−Ｉ！ち
れるじｌ−夕と、該１、Ｉ−夕に前記軸心に平行に形成
された複数のベーン溝に摺動１ｉＪ能に嵌合された杓数
のベーンと、該１」−夕と該ベーンとを収容し、内周面
において該ベーンの先端縁とＩｊ、’ｊ　接するシリン
ダとを含むベーン圧縮機において、該シリンダの内周面
を、横断面形状が直角座棹七におい′（ｌ（（Ｘ／　／
］　）　２　４　（ｙ／ｂ）　２　−　１　（ｋ）ごし
　ａ　／　ｂ）で表される楕円を成すものと−」るとと
もに、前記しＪ−夕の外周面が該楕円の短軸上において
該シリンダ内周面に実質的に接触するようにＵまたの−
（ある。

一発明の〃）果− 上記のように、シリンダ内周面の形状を完全へ楕円とす
るごとによって、ベーンの追随１ノＩを向１さ−Ｉ！得
、所謂ベーンの躍りの少ない静粛な圧ｔｉｉｉ　を幾が
得られる。

一実施例− ツ下、単室冷房装置用として自動車に搭載される冷媒ガ
ス圧縮用ベーン圧縮機に本発明を適用した場合の実施例
を図面に基づいて説明する。

第１図において、２はシリンダであり、シリンダ２の両
α１旧３ｉＪ　ｒ、ＩはフロンＩ・サイドプレ−１−４
およびり一トサイトプレート６によってそれぞれ閉塞さ
れている。フロン１−サイドプレー１−４の前側にはフ
ロントハウジング８が設りられて吸入室ｌＯを形成して
おり、外部循環回路から帰還したフレオンガス等の冷媒
ガスが吸入ボート１２を経−ζ吸入室１　（ｌに導かれ
、さらにシリンダ２内に吸入される。−・力、シリンダ
２およびフロント１　リヤ両サイドプレート４．６を内
側に保持する状態でり−）・ハウジング１４力くフ１コ
ントハ１シジング８とにへ合されており、シリンダ２の
外側に吐出室】６を、またり−トサイトプレート６の後
側にオイル分離室１８をそれぞれ形成している。以上の
各部１ｊＡは、第２図に示ずポルｌ−２０によって互い
に締め伺けられており、庄ｈｉｉ機全体のハウジングを
構成し７ている。

シリンダ２はその内側に円柱状のｌ−ュータ２２を収容
している。ロータ２２は、両端面から突出した軸２４お
よび２６を（Ｊｉｉｉえており、これらが軸受２８を介
してリヤサイドプレート６および）１：１ント　′１１
−イトープレー１−４によって回転可能に支１）される
とともに、輔２６は輔１．４装置３０によっ−ごソール
されつつ、フロントハウジング８の外部・＼突出し、こ
の突出端において駆動源と接続されＨＨ７る、１、うに
なっている。

ロータ２２には、第２図から明らかなように、それの軸
心に・１シ行な方向にベーン溝３２か等角度間隔に４本
形成されており、各へ一ン溝３２１．Ｚ　＆、１・＼−
ン３４かそれぞれ摺動ｊｉＪ能に嵌合され、ＩＩ−タ２
２の゛Ｆｆイカ向にそれの外Ｒｔｌ　ｉｉ＋ｉ　３　ｅ
から出入り１１Ｊ能に保持されている。そし−Ｃ１それ
らへ一ン：３４は、図示はしないがスプリンタの弾性カ
ー多〕るいは前記オイル分離室１８のオイル川、もしく
は圧縮行程にある冷媒カス圧力等か−・−ン７−ｙ面に
１′１用さゼられ、また、ロータ２２の回転に伴う遠心
力等によってベーン先ｆ’ｌｉ）縁がシリンダ２の内周
面４０に摺接さ−Ｕられるようになっている。

そして、このシリンダ内周面４０の横断面形状か、直角
ｊごＦ標上においてｊ’、Ｅ （Ｘ／２）　２　→−（ｙ／ｂ）　２＝まただしａ≠１
〕 で表される楕円とされているのである。

この楕円の短軸上において、ロータ２２の外周面３６が
シリンダ内周面４０の２箇所に実質的に接触してシール
作用を果たすよ・うにされ、その結果、シリンダ２の内
側の空間を第一・室４２と第二室４４とに分割している
。また、先Ｉ／ｉｉｉ　糾がシリンダ内周面４０に摺接
する４枚のベーン３４．シリンダ２．フロント・リヤの
両ザイドプレート４および６ならびにロータ２２によっ
て、４１１７１Ｊの圧縮室４５が形成されている。

それら圧縮室４５はロータ２２の回転に伴い、容（ｒｌ
が−■増人した後減少するごととなり、第−室４２およ
び第二室４４には、その容（ｌ゛【増大過程に文１応す
る位置および容積減少過程に対応−Ｊる位置にそれぞれ
吸入孔４６および吐出ＪＬ４８か設ジノられている。そ
れら吐出孔４８に対応し−（ツー１型の吐出弁５０がそ
れぞれ設りられ、押え板５２にまってリフト量が規制さ
れるようにな、）′（いる。

吐出孔４８を経て吐出室１（ｉに吐出される冷媒カスは
、第１図に示ず連通孔５４を経てオイル分Ｆ１１［室１
８に導かれ、そこのフィルタ５５によって」イルが分離
され、残る冷媒ガスが吐出ボーＩ・５６から外部ｉＡ’
ｉ環回路に曲りで送り出されＺ）、１、うになっている
。

ツ、十、のように梓冒＆された）丁ｔｉｉｉ　Ｉ幾にＡ
３いて、１）−夕２２が回Φノ、さ−μられろと、第−
室４２お、Ｌび第二室４４内の圧縮室４５に吸入孔４Ｇ
からそれぞれ冷媒ガスが吸入され、吐出孔４８から吐出
されて、両室４２．／１４の双方において並行して月縮
仕事が行われる。各ベーン３４は、ｔコータ外周面３６
とシリンダ内周面４０との距３１１の変化によってロー
タ外周面３６から出入りしつつシリン々内１７１１面４
０」−を摺動することと７．ψイ）。

それらへ−ン３４の出入り方向におりるベーン突出し長
さ、ベーン速度およびベーン加速度をロータ回転角との
関係で表したグラフが、第３図。

第４図お、１、び第５図にそれぞれ示されζいる。各し
１において実線へで示す曲線が、本実施例におＬＪる楕
円のシリンダ内周面４０に摺接するベーン３４の挙動を
表すものであり、また破線で示す曲線Ｂは、次式で表さ
れるストロイダル曲線で、（ａ／ｘ）２ｎ＋　（ｂ／ｙ
）　２ｎ＝　１特にｎ　＝１．０７とされたストロイダ
ル曲線を括礎とする従来のシリンダ内周面に苅する一＼
−ンの挙動を示しており、さらに一点鎖線で示す曲線Ｃ
は、同し式で定義されるストロイダル曲線で、特にｎ−
１，１とされた曲線を基礎とするシリンダ内周面に対す
るベーンの挙動を示すものである。

ロータ回転角に対するベーン突出し「さを示す第３図の
グラフでは、曲線Ａ、Ｂおよび０の間にそれほど大きな
差異は見られないが、ｌ」−クロ転角に対するヘー゛ン
速度を示す第４図のグラフでは、本実施例におりるシリ
ンダ内周面４０かベーン３４に与える出入り方向の速度
が、曲線へで示−３ように他の曲線Ｉ３あるいはＣに比
べて、しり〆ｉらかに変化することが認められる。

さらに、１１−クロ転角Ｇこ対する・＼−ン出入りツノ
向の加速度を示す第５図のグラフを見ると、曲にＪｌ（
八と曲線Ｉ３あるいはＣとの差異が−Ｒｊｉ明瞭４．Ｚ
なろ。

ずなわち、従来のスト！」イダル曲線（ｎ　□＝　１．
０７あるいは１．１）を基礎とするシリンダ内周面では
、ロータの回転角か９０°および１）（０°０月１、−
１−１なわらロータ外周面とシリンダ内周面との距１ｊ
ｊｌｊか最も人きくなる１１．５と実）′ｉ、的に０に
なる１１．７．Ｌに才９い゛（、・＼−ン加速度が急激
に変化′３゛るのにス・１し、本実施例におりるシリン
ダ内周面４（Ｈこ列する・＼−ン加速度Ｇ、Ｉそれらに
比べて明らかにその変化が小さく、加速度変化が〆ｔ１
らかであるごとか理１’）’ｔ′されるのである。

曲線Ｉ（あるいはＣて示ずようにベーン加速貝の変化が
、７１いと、ベーンがシリンダ内周面に追随できない部
分か生し、丙ひ追随を開始ず：、　ｌ＋、’ｌにシリン
ダ内周面に衝突して＋１音をイこペーし易いので（Ｆｌ
るか、本実施例のように・＼−ン加速度の変化が小さり
れば、それだりベーンがシリンダ内周面に良好に追随し
、Ｌ記の、Ｌうな打席の発生を防止できるとともに、圧
縮室の気密性が高く維持されて圧縮効率が向」ニさせら
れるのである。また、ベーンの追随セにが良いことは、
ベーンをシリンダ内周面ムこイ′、Ｊ勢するイリ勢力が
小さくて済むことを意味し、ベーンやシリンダ内周面の
摩耗が軽減され、また両者のＩｌ！７′擦力によるエネ
ルギー損失も小さく抑えられるのである。

なお、上記実施例では４枚のベーン３４がロータ２２に
設りられていたが、その数は適宜に増減することができ
、またベーンをロータの半（条方向に設りる以外に、半
径方向に対して所定角度傾斜した姿勢で設ＤＪるように
することもできる。

また、ベーン圧縮機の用途についても、車室内冷房装置
用のものに１ａｌＩ！らず、その他の用途に用いられる
ベーン圧縮機に本発明を適用しても有効であることはも
ちろんであり、その他にも本発明の趣旨を逸脱すること
なく、当業者の知識乙こ基づいて種々の変更、改良を施
した態様で本発明を実施しｉＨることは召うまてもない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるベーン圧縮１現の正面
図（第２図にお＆Ｊる１−１１祈而図）−ζあり、第２
図は第１図におりるＪＩ−１１１′１１１面図である。 第３図、第４図および第５図は、そ。月１４宿機Ｃごお
ムｊるベーンの挙動すなわちロータ回転角にグ］するハ
、−ン突出し長さ、ベーン速度才９よびベーン加速度を
従来の圧縮機とのり１比においてそれぞれ示すグラフで
ある。 ２°シリンダ　２２　：　ｒＩ−夕 ３２：ヘーン１Ｍ　３４　：　・＼−ン３０・Ｌ：Ｉ−
夕外周面　４（）ニジリンダ内周面４２：第−室　４４
：第■〕−室 ４５：月紬室　４６：吸入孔 ４Ｉ（：吐出孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円柱状をなし、自身の軸心のまわりに回転させられるロ
   ータと、該ロータに前記軸心に平行に形成された複数の
   へ一ン溝に摺動可能に嵌合された複数のへ−ンと、該ロ
   ータと該ベーンとを収容し、内周面において該ベーンの
   先端縁と摺接するシリンダとを含むベーン圧縮機におい
   て、 該シリンダの内周面を、横断面形状が直角座標」二にお
   いて式 ％式％） で表される楕円を成すものとするとともに、前記ロータ
   の外周面が該楕円の短軸上において該シリンダ内周面に
   実質的に接触するようにしたごとを特徴とするベーンの
   追随性の良好なベーン圧縮機。