JPS6116285A - ベ−ン型回転圧縮機 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば車両用冷房装置等に用いられるベー
ン型回転圧縮機、詳しくは複数の吸入ポートの一部を運
転条件に応じて閉止可能とし圧縮作動媒体の吐出量を制
御可能としたへ−ン型回転圧縮機の改良に関する。

（従来の技術） 従来の吐出量可変型のベーン型回転圧縮機としては、以
下のものがある。すなわち、この圧縮機は、略楕円形状
の筒体であるカムリングをフロント及びリヤの一対のサ
イドプレートで封止し、その内部にロータを回転自在に
収装し、さらに、このロータの複数のスリット内に複数
のベーンを出没自在にそれぞれ収容したものである。し
たがって、カムリングとロータとの空間は隣り合うベー
ンにより複数のポンプ室として画成され、各ポンプ室は
２個の吸入ポートから作動媒体、例えばフレオンガスが
吸入され、ロータの回転に伴いベーンがカムリング内周
面に摺接して回転することにより、該フレオンガスは圧
縮されて対応する吐出ポートから吐出されることになる
。すなわち、カムリングの円周方向に対して吸入ポート
は等間隔に（１８０°離隔し、２て）２（ｌｌｉｌ形成
され、各吸入ポートはハウジングに形成した単一の吸入
口に分岐して連通している。なお、各吐出ポートは該吸
入ポートから等角度離れてそれぞれ形成されている。こ
こで、上記２個の吸入ボーＩ・の一方には開閉弁（例え
ば電磁開閉弁）が配設されており、該一方の吸入ポート
を閉止することにより、例えば車両の高速運転時必要以
上に冷房能力が増大して冷え過ぎること、及び、この防
止のために圧縮機に装着した電磁クラッチが頻繁に０Ｎ
−ＯＦＦを繰返して走行フィーリングを悪化させること
を防止している。すなわち、一方の吸入ポートを閉止す
ることにより、圧縮機からの吐出量を半減して（冷房能
力の半分を用いて）、前記適冷および走行フィーリング
の悪化、さらに、消費トルクの増大、吐出温度の加熱等
使用上の不具合を未然に防止している。

（問題点） しかしながら１、このような従来のベーン型回転圧縮機
にあっては、吸入ポートが閉止されて冷媒の吸入が停止
されたポンプ室内でもベーンはカムリングに摺接して回
転するため、このポンプ室内は次第に真空に近い状態と
なり、異常な低圧が発生ずるとともに、ベーンには回転
方向と逆方向の力が作用する。このため、ロータの駆動
力が浪費されることとなり、また、隣接する通常作動中
のポンプ室等から高温、高圧の冷媒が閉鎖側のポンプ室
へ漏れるとともに、新らたな冷媒が供給されないことに
よる冷却作用が皆無となって該ポンプ室内が異常な高温
となるという問題点が生じている。また、このポンプ室
では圧縮圧力が発生しないため、圧縮機全体としての圧
力バランスが崩れ該吸入停止側のカムリングの内周面に
対するベーンの押付は力が増大する。これらの結果、閉
鎖側のカムリングの摩耗およびベーンの先端の摩耗が増
大して圧縮機全体とＵ、て耐久性が著しく劣化するとい
う問題点があった。

（発明の目的〉 そこで、本発明は、吸入ボー　トの−・つを閉鎖した吐
出Ｍ（吸入量）低減時、高圧吐出冷媒を該閉鎖側のポン
プ室に導入して、該ポンプ室内でばベーンをスリット内
に埋没させた状態で運転を行うことにより、吸入、圧縮
作用中のポンプ室から休止中のそれへの冷媒のリーク、
該休止側のポンプ室のカムリング等の偏摩耗及び駆動力
の浪費を防止することをその目的としている。

（発明の構成、作用） 本発明に係るベーン型回転圧縮機は、高辻潤滑油を軸受
孔等の絞り手段を介して背圧通路に導入すると共に、ベ
ーン間に画成した複数のポンプ室に、カムリングに形成
した−・対の吸入ポート及び吐出ボー１・から作動媒体
を給排する−・−ン型回転圧縮機において、該少入ン１
１−　　トの一つと高圧室とを連通ずるバイパス孔を設
け、作動媒体の高圧吐出冷媒バイパス孔をバイパス弁に
。しり、開通させると同時に、該一つの吸入ホードと低
圧室との連通をチェック弁によっ゛ζ遮断するものであ
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第５図はこの発明に係るベーン型回転圧縮機の
一実施例を示す図である。まず、構成を説明する。第１
図において、１は有底円筒状のハウジングであり、その
開口端（第１図左端）はフロントハウジング２で閉成さ
れている。このハウジング１内には圧縮機構部が収装さ
れ、この圧縮機構部は、断面が略楕円状の内面を有する
筒体からなるカムリング３と、カムリング３の両端開口
を封止する一対のサイドプレートたるフロントプレート
４及びリヤプレート５と、これらにより封止されたカム
リング３内に回転自在に収装される円柱体であるロータ
６と、を主要素として構成されている。ロータ６はその
回転軸６Ａが上記フロント及びリヤプレート４．５にニ
ードルベアリング７Ａ、７Ｂを介して軸支され、この回
転軸６Ａの先端（図中左端）はメカニカルシール８等を
介装して上記フロントハウジング２より突出している。

この突出端には電磁クラッチ９が装着されている。

また、ロータ６には第２図に示すように略放射方向に延
在する複数条のスリン）ＩＱＡが形成され、このスリッ
トＩＯＡ内にはそれぞれベーン１０が出没自在に挿入さ
れている。なお、各スリット１０Ａの底部、すなわちベ
ーン１０の基端側にはロータ６の軸方向に背圧通路１１
が形成されており、各背圧通路１１にはりャプレート５
に垂直方向に形成した通孔１２（第４図参照）をそれぞ
れ介して、ハウジング１底部に貯えられた潤滑油が導入
されている。したがって、ロータ６回転時ベーン１０は
、遠心力及びベーン腎症により放射外方に突出して、そ
の先端が略楕円面であるカムリング３の内周面に摺接し
ながら回転することにより、スリットＩＯＡ内で出没動
することになる。この結果、カムリング３の内周面（カ
ム面）とローり６の外周面との間には、隣り合うベーン
１０により複数のポンプ室１３が画成され、各ポンプ室
１３はベーン１０の回転に伴いその容積が拡張あるいは
縮小され吸入室として、あるいは圧縮室として作用する
。また、上記カムリング３には、その円周方向にて等間
隔に（１８０゜離隔して）一対の吸入ポート１４（一方
のみ図示）が形成され、また、各吸入ポート１４から所
定角度離隔した位置には一対の吐出ポート１５が形成さ
れている。各吸入ポート１４は入口１４Ａよりポンプ室
１３に冷媒ガス等作動媒体を導くもので、ハウジング１
に配設された流入口１５Ａよりフロントハウジング２と
フロントプレート４とで画成された低圧室１Ｇおよびフ
ロントプレート４に形成した通孔１７をそれぞれ介して
冷媒を供給している。また、各吐出ポート１５は、ハウ
ジング１とリヤプレート５およびカムリング３とにより
画成された高圧室１８に連通しており、高圧の冷媒をポ
ンプ室１３から高圧室１８に吐出し、この冷媒はさらに
ハウジング１上部に設けた流出口１９から吐出される。

なお、２０はオイルセパレータであり、このオイルセパ
レーク２０は冷媒中に含有する潤滑油を分離してハウジ
ング１内底部（高圧室］８）に蓄えるものである。

ここで、第１図、第４図および第５図に示ずように、前
記リヤプレート５には一方の吸入ポート１４と高圧室１
８とを連通ずるバイパス孔３４が形成されており、この
バイパス孔３４と直交して前記通孔１２と所定角度離隔
した挿入孔２１が放射方向に形成されている。この挿入
孔２１の放射内端はりャプレート５の軸受孔２２に、放
射外端はハウジング１の底壁を貫通して電磁コイル２３
を収納する収納室２４に、それぞれ開口している。

この挿入孔２１内にはその先端に円柱状の突出部２５Ａ
を有するプランジャ２５（バイパス弁）が挿入され、そ
の後端と前記収納室２４の内壁との間にはスプリング２
６が縮設されて、この突出部２５Ａがニー　ドルベアリ
ング７Ｂの外輪に当接するようにプランジャ２５を付勢
している。このプランジャ２５にはその先端側から後端
側へ所定の間隔を隔てて２つの環状ｆｓ２７．２８が形
成されており、第５図中上方の環状溝２７の中ば下方の
環状′ａ２８のそれより小さく形成されている。また、
プランジャ２１には上方の環状溝２７と前記軸受孔２２
とを連通ずる斜孔２９が形成されでおり、軸受孔２２内
に導入された潤滑油がこの斜孔２９を介して環状溝２７
内に供給される。また、３０Ａ、３０Ｂはリヤプレート
５のロータ６側の端面に形成された半円弧状の一対の連
通溝であり（第４図）、上方側の連通溝３０Ａは孔３１
を介して軸受孔２２に、下方側の連通溝３０Ｂは孔３２
を介して上記上方の環状溝２７に、それぞれ連通してい
る。したがって、圧縮機の通常運転時にあっては、軸受
孔２２内に導入された潤滑油は軸受孔２２内に嵌装され
たオリフィスリング３３でその流れを絞られた後、これ
らの連通溝３０Ａ、３０Ｆ３を介して各背圧通路１１に
供給され、ベーン１０の基端にベーン背圧を加える。

また、上記バイパス孔３４は、電磁コイル２３への非通
電時はプランジャ２５は移動しないため、このプランジ
ャ５により閉止されているが、通電によりプランジャδ
が第５図中下方に移動すると、バイパス孔３４は環状溝
四を介して高圧室１８と該吸入ポート１４とを連通させ
る。この場合、プランジャ２５の移動により、孔３２は
閉止されて、潤滑油の下方の連通溝３０Ｂへの供給は遮
断される。

一方、前記フロントプレート４の通孔１７の入口部には
チェック弁３５が介設されており、このチェック弁３５
は低圧室１６から吸入ポート１４に対する冷媒の流入の
みを許容し、その逆流を阻止するものである。また、フ
ロントプレート４には、第５図に詳示するようにその上
端が軸受孔４Ａに開口する通路３６と、この通路３６の
下端にその上端が連通ずるとともにこの通路３６より大
径化された挿入孔３７と、がそれぞれ形成されており、
この挿入孔３７の下端は前記通孔１７に開口している。

この挿入孔３７内には、前記通路３６を閉止可能な突出
部３８Ａを有するとともに環状溝３８Ｂが形成されたプ
ランジャ３Ｂが挿入されている。このプランジャ３８の
先端肩部と挿入孔３７の内壁との間にはスプリング３９
が縮設されて、プランジャ３８の後端を、挿入孔３７の
途中に介設されたストッパ４０に当接するよう付勢して
いる。

このストッパ４０には円孔４０Ａが形成されており、吸
入ポート１４および通孔１７内の高圧が円孔４０Ａを介
してプランジャ３８の１＆端に作用すると、プランジャ
３８は第５図中上方に移動して、その突出部３８Ａが前
記通路３６を閉止する。また、第３図および第５図に示
すように、フロントプレート４には、前記リヤ側連通溝
３０Ａ、３０Ｂに背圧通ＦＩｐｆｌｌを介してそれぞれ
連通ずる半円弧状の連通溝４１Ａ、４１Ｂと、これらの
連通溝４１Ａ、４１Ｂの下方側の連通溝４１Ｂと挿入孔
３７を介して低圧室１６とを連通させる斜孔４２と、が
それぞれ形成されている。したがって、吸入ボー目４内
が高圧となり、プランジャ３８がスプリング３９の付勢
力に抗して第５図中上方へ移動すると、プランジャ３８
の環状溝３８Ｂおよび斜孔４２を介して低圧室１６と下
方の連通溝４１Ｂとが連通し、吸入圧が背圧通路】１か
らベーン１０の基端に作用する。なお、４３はその内端
がフロントプレート４の軸孔４Ａに、その外端がフロン
トプレート４とロータ６の端面との摺動間隙にそれぞれ
開口する油孔である。また、第４図中４４はりャプレー
ト５に形成された吐出孔を４６はオリフィスリング３３
を付勢するスプリングをさらに、４７は軸受孔４Ａに嵌
装したシール部材をそれぞれ示している。

次に、作用を説明する。

まず、吐出量を制御しない定常運転時に吊っては、流入
口１５Ａ、低圧室］６等を介して一対の吸入ポート１４
から共に冷媒がポンプ室１３に供給される。その結果、
各吐出ポート１５から高圧室１８に所定圧力に圧縮され
た冷媒が吐出され、この場合の吐出量は圧縮機の全容量
に相当する。

ここで、冷媒中に含有されている油成分はオイルセパレ
ータ２０で分離されてハウジング１の底部に貯えられ、
この高圧の潤滑油は、通孔１２を介してリヤプレート５
の軸受孔２２内に導入される。軸受孔２２内に供給され
た潤滑油は、オリフィスリング３３で絞られて圧力降下
した後、リヤ側御゛−ドルベアリング７Ｂを潤滑し、そ
の一部は孔３１を介して一方の連通溝３０Ａに、残部は
斜孔２９、環状の溝２７、および孔３２を介して他方の
連通溝３０Ｂに導入され、さらに各背圧通路１１に供給
されて、−・−ン１０にベーン背圧を加える。

各背圧通路１１を通ってフロント側連通溝４１Ａ、４１
Ｂに送り込まれた潤滑油は、斜孔４２の一部、挿入孔３
７、および通路３６を介してフロントプレート４の軸孔
４Ａに導入され、フロント側のニードルヘアリング７Ａ
を１１１１．、さらに油孔４３から回転摺動部を潤滑し
た後、ポンプ室１３に還流する。

次に、外気の温度や湿度及び圧縮機の回転数により、冷
房能力が過大になって冷媒の吐出量が少量でよい場合に
は、電磁コイル２３に通電してプランジャ２５を吸引し
第１図及び第５図中下方へ移動させる。プランジャ２５
が電磁コイル２３の電磁力により移動すると、プランジ
ャ２５の下方側の環状溝２８がバイパス孔３４の位置に
移動してバイパス孔３４が高圧室１８と一方の吸入ポー
ト１４とを開通させる。したがって、高圧室１８内の高
圧の冷媒がこの吸入ポート１４内に流入し、吸入ポート
１４からポンプ室１３（吸入室）へ供給されてベーン１
０の先端には高圧の吐出冷媒が作用する。この場合、プ
ランジャ２５の上方側の環状溝２７も図中下方へ移動す
るため、孔３２はプランジャ５の胴部により閉止されて
軸受孔２２から他方の連通溝３０Ｂに対する潤滑油の供
給が遮断される。

一方、吸入ポート１４内は高圧の冷媒により高圧となる
ため、チェック弁３４が閉止されて、低圧室１６から吸
入ポート１４内には冷媒が流入しなくなる。吸入ポート
】４および通孔１７内が高圧となるに伴い、スレ、パ４
０の円孔４０Ａを介してプランジャ３８の後端に高圧が
作用するため、プランジャ３８はスプリング３９の付勢
力に抗して第５図中上方に移動する。このため、プラン
ジャ３８の突出部３８Ａが通路３６を閉止するとともに
、低圧室１６は斜孔４２、環状ｉｉ＆　３Ｂ’　Ｂを介
して連通溝４１Ｂに連通ずる。したがって、低圧室１６
の吸入冷媒が連通溝４１Ｂへ導入され、各背圧通路１１
からベーン１０の基端に吸入圧と等しいヘ−ン背圧を加
える。このように、ベーン１０の基端には吸入圧が、ベ
ーン１０の先端には吐出圧が、それぞれ作用することに
なるので、ローり６の回転時ポンプ室１３が該吸入ポー
ト１４に連通ずる区間ではベーン１０はローり６のスリ
ットＩＯＡ内に押し込まれ（埋没し）、圧縮作用を行わ
なくなる（仕事をしなくなる）。その結果、片側の一方
のポンプ室１３（吸入室）内に異常な低圧が発生するこ
とがないので、他方の作動中のポンプ室１３（圧縮室）
からこの一方のポンプ室１３（鴫吸入室）へ高温、高圧
の冷媒が漏れることがなく、一方のポンプ室１３のみが
過熱することがない。また、ベーン１０がスリットＩＯ
Ａ内に埋没した状態でロータ６が回転するので、閉鎖側
のカムリング３の偏摩耗およびベーン１０先端の摩耗が
発生することがなく、無用な動力損失が生じない。

さらに、吐出流量を低減することができるので、吐出冷
媒の異常な高温化を防止でき、圧縮機自体の耐久性の向
上および駆動力の節約を図ることができる。

なお、本実施例では、フロントプレート１７にプランジ
ャ３８を設けて、吸入ポート１４に高圧が導入されたと
きに、ベーン基端背圧通路１１に低圧の吸入圧が作用し
て、ベーン１０を確実に押し込むようにしているが、予
めヘ−ン背圧を低く設定することが可能な仕様の場合に
は、前記プランジャ３８を設けることなく、吸入ポート
１４に導入された高圧のみでベーン１０を押し込むこと
ができる。

（効果） 以上説明してきたように、この発明によれば、一方のポ
ンプ室内ではベーンをスリット内に埋没した状態でロー
タを回転することができるので、一方のポンプ室内にて
異常な過熱、カムリングの偏摩耗、およびベーン先端の
摩耗を防止できる。また、吐出量を低減できるので、吐
出圧や吐出温度の異常な上昇を阻止でき、圧縮機自体の
耐久性の向上および駆動力の節約を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明に係るヘ−ン型回転圧縮機の
一実施例を示したもので、第１図はその正面断面図、第
２図はその側面断面図、第３図は第１図に示すフロント
プレートを示す正面図、第４図は同じくリヤプレートを
示す正面図、第５図は第１図の要部拡大図である。 ｌ・−−一−−ハウジング、 ３−−−一・−カムリング、 ４−一一−−フロントプレート、 ５−−−−−リヤプレート、 ６・・−−−一ロータ、 １０−−−ベーン、 １１−・・−背圧通路、 １２−−−−一通孔、 １３−−−−−ポンプ室、 １４・・−−一吸入ポート、 １６−−−−低圧室、 １８−−一高圧室、 ５・・・−バイパス弁（プランジャ）、３０Ａ、３０Ｂ
、４１　Ａ、　４１　Ｂ−−−一連通溝、３４−＝−・
・−バイパス孔。 第２図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　略楕円形の筒体からなるカムリングと、カムリ
   ングの両端を封止する一対のサイドプレートと、カムリ
   ング内に回転自在に収装されたロータと、ロータに略放
   射方向に延設されたスリット内に出没自在に嵌挿された
   複数のベーンと、これらのサイドプレートとカムリング
   とからなる組立体を収装し、この組立体との間に作動媒
   体の低圧室と高圧室とを画成するハウジングと、を備え
   上記スリット内にベーンの基端により背圧通路を画成し
   、この背圧通路に所定の絞りを介して上記高圧室内の潤
   滑油を導入するとともに、これらのベーンにより容積可
   変の複数のポンプ室を画成し、これらのポンプ室に対応
   して、上記低圧室及び高圧室にそれぞれ連通する吸入ポ
   ート及び吐出ポートを、上記カムリングに各一対形成し
   たベーン型回転圧縮機において、上記高圧室と吸入ポー
   トの一つとを連通するバイパス孔を、上記サイドプレー
   トに形成し、高圧室の圧力が所定値を超えたときなどに
   、このバイパス孔を開通させるバイパス弁を設けるとと
   もに、バイパス孔の開通時のみこの一つの吸入ポートと
   低圧室との連通を遮断するチェック弁を設けたことを特
   徴とするベーン型回転圧縮機。
2. （２）　上記サイドプレートに、低圧室と上記一つの吸
   入ポート側に位置する背圧通路とを連通する孔を形成し
   、該孔を上記バイパス孔の開通時のみ開通させる開閉弁
   を設けた特許請求の範囲第１項記載のベーン型回転圧縮
   機。