JPS6217388A - ベ−ン型圧縮機 - 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） 本発明は、例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮機として
用いられるベーン型圧縮機に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、ベーン型圧縮機の能力を被圧縮ガスの吸入量の調
節によって制御し得るようにした所謂。

可変容量式ベーン型圧縮機として、実開昭５５−２００
０号が公知である。

斯かる従来のベーン型圧縮機は、シリンダの下側部分に
設けた吸入ボートの側方にエンドプレートを通して円弧
状のスロットを穿設し、該スロットにスロットルプレー
トを摺動自在に嵌装し、該スロットルプレートをスロッ
ト内にて摺動偏位させ、その先端で吸入ポートの長さを
規制することにより圧縮開始位置を変化させ、吐出容量
を可変制御し得る如く構成されている。又、前記スロッ
トルプレートには、軸を介して揺動レバーの一端が連結
され、該揺動レバーは前記エンドプレートに固着された
支持軸に軸支されており、他端に連結されたアクチュエ
ータが該揺動レバーを回動して前記スロットルプレート
を摺動偏位するようにしている。

従って、駆動手段であるアクチュエータが揺動レバーを
介して吸入ボートの制御部材であるスロットルプレート
を偏位させるようにしているため、制御部材のヒステリ
シスが大きく、又加工及び組立が複雑であるという問題
があった。

また、上記の制御部材のヒステリシスを少なくしたベー
ン型圧縮機として、本出願人により特願昭６０−７１９
８４号が出願されている。該出願に係るベーン型圧縮機
は１両端面をサイドブロックにて閉塞したカムリングと
、該カムリング内に回転自在に配設されたロータと、該
ロータのベーン溝に摺動自在に嵌装された複数のベーン
と、前記−側のサイドブロックの吸入ボートに偏位自在
に取り付けられた制御部材と、該制御部材を駆動させる
駆動手段とを備え、前記サイドブロック。

ロータ、及びベーンによって画成される圧縮室の容積変
動によって流体の圧縮機を行うようにすると共に前記制
御部材にて前記吸入ボートの圧縮開始位置を変化させる
ことにより突出容量を可変制御し得るようにしたベーン
型圧縮機において、前記制御部材に被駆動用の歯部を刻
設すると共に、該歯部と噛合する歯部を前記駆動手段の
出力軸に設け、前記制御部材を前記駆動手段により直接
駆動するようにしたものである。

しかしながら、このベーン型圧縮機においては。

駆動手段としてステップモータをハウジングに内蔵して
いるので、そのための広い収納スペースが必要となると
共に構造も複雑となり、かつコストも高くなる等の難点
があった。

（発明の目的） 本発明は上記実情に鑑み、構造が簡単かつコンパクトで
コストが安く、シかも制御の信頼性が高い可変容量制御
機構を備えたベーン型圧縮機を提供するものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために本発明は、ケースと、フロン
トヘッドとから成るハウジング内に、ＷＪ側をフロント
サイドブロック及びリヤサイドブロックで閉塞されたカ
ムリングと、該カムリング内に回転自在に配設されたロ
ータと、該ロータの回転軸とから構成されるポンプ本体
が収納され、前記ロータに設けた複数のベーン溝にはベ
ーンが出没自在に嵌装されると共に、前記フロントサイ
ドブロックに吸入孔及びバイパスポートを設け、前記両
サイドブロック、ロータ、及びベーンによって画成され
る圧縮室の容積変動によって流体の圧縮を行うようにし
たベーン型圧縮機において、前記フロントヘッド内に形
成された吸入室に、前記回転軸の軸線方向に移動可能に
、かつ周方向に回転不可能に収容された可動部材と、前
記バイパスポートの開き角を制御すべくフロントサイド
ブロックに回転可能に取り付けられた制御部材と、前記
可動部材に巻装され両端をそれぞれ該可動部材と前記制
御部材に固定されたコイルバネと、前記吸入室の一部に
可動部材によって画成され、高圧側の圧力が導入される
圧力室と、圧縮機の熱負荷を代表するパラメータ信号を
検知して前記圧力室内の圧力を変化させ前記可動部材を
移動させる手段とを備え、熱負荷に応動する可動部材の
移動量に応じて前記コイルバネが伸縮する際の該コイル
バネの回転力により前記制御部材が回転して、フロント
サイドブロックのバイパスポートの開き角を制御するこ
とにより圧縮開始時期を制御して吐出容量を可変制御し
得るようにしたものである。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明のベーン型圧縮機の縦断面図を示し、同
図中１はハウジングで、一端面が開口する円筒形のケー
ス２と、該ケース２の一端面にその開口面を閉塞する如
くボルトにて取り付けたフロントヘッド３とからなる。

前記ハウジング１の内部にはポンプ本体４が収納されて
いる。該ポンプ本体４はカムリング５と、該カムリング
５の両側開口端に該開口面を閉塞する如く装着されたフ
ロントサイドブロック６及びリヤサイドブロック７と、
前記カムリング５の内部に回転自在に収納されたロータ
８と、該ロータ８の回転軸９とを主要構成要素としてお
り、該回転軸９は両サイドブロック６．７に設けた各軸
受１０及び１１に支持されている。

前記カムリング５の内周面は第３図に示すように楕円形
状をなし、ロータ８の外周面はカムリング５の摺接部５
ａ、５ｂに摺接され、該カムリング５の内周面と前記円
形状のロータ８の外周面との間に、１８０度対称位置に
圧縮室１２．１２が画成されている。

前記ロータ８には径方向に沿うベーン溝１３が周方向に
等間隔を存して複数（例えば４個）設けられており、こ
れらの各ベーン溝１３内にベーン１４が放射方向に沿っ
て出没自在に嵌装されている。このようにして前記圧縮
室１２内のベーン間容積がロータ８の回転に伴って変動
するようにされている。また、各ベーン溝１３の底部と
ベーン１４の基端部との間に背圧室１８が夫々形成され
ている。

前記フロントサイドブロック６及びリヤサイドブロック
７のロータ８との摺動面には背圧連通溝１９が設けであ
る。

前記両サイドブロック６．７の背圧連通溝１９は互いに
同一構成であるからフロントサイドブロック６について
説明し、リヤサイドブロック７については図面の同一部
分に同一符号を付してその説明を省略する。前記フロン
トサイドブロック６の背圧連通溝１９は回転軸９の軸受
（軸受孔）１０の周縁に沿い１８０度対称位置に２個設
けてあり、これら背圧連通溝１９は前記背圧室１８に連
通ずるものである。前記フロントサイドブロック６には
背圧連通溝１９，１９より外周側に位置して吸入孔２１
．２１が設けである。これら吸入孔２１を介して、フロ
ントヘッド３とフロントサイドブロック６との間の吸入
室２２と圧縮室１２とが連通している。前記カムリング
５の両側周壁には吐出孔２３．２３が穿設してあり、こ
れら吐出孔２３を介して、ケース２内の吐出室２４と圧
縮室１２とが連通している。これら吐出孔２３．２３に
は吐出弁２５及び吐出弁止め２５ａが夫々設けである。

なお、前記吐出室２４はケース２に設けられた図示しな
い吐出口に連通されている。

また前記フロントサイドブロック６には、第４図に示し
たようにその片側表面にリング状の凹部１５が設けてあ
り、この凹部１５内に円弧状のバイパスポート２６．２
６が１８０度対称位置に穿設されている。さらにこの凹
部１５には、上記バイパスポート２６．２６の開き角を
制御するための第５図のようなリング状の制御部材１６
が回転自在に嵌装されている。該制御部材１６には、そ
の外周縁の１８０度対称位置に一対の切欠部１７゜１７
が形成されていると共に、その片面上部に突起部２７が
設けてあり、該突起部２７にバネ取付孔２８が穿設され
ている。なお、フロントサイドブロック６のボス部６ａ
の先端面には、後述する空隙室３３と圧力室３９とを連
通させるため、径方向に沿う複数のスリット２９が設け
である（第１図）。

前記吸入室２２内には第７図のような可動部材３０が軸
線方向に移動可能に収容されている。該可動部材３０は
その内周面が段状に形成され、その小径内面３０ａがフ
ロントサイドブロック６の前記ボス部６ａに、大径内面
３０ｂがフロントヘッド３の内部に形成されているボス
部３ａにそれぞれ摺接している。また、該可動部材３０
の外周面にはコイルバネ３１が巻装されており、そのコ
イルバネ３１の二端は可動部材３０のフランジ３０ｃに
、他端は前記制御部材１６のバネ取付孔２８にそれぞれ
固定されている。また、回転軸９の外周部であって、前
記軸受１０とシール部材３２との間の空間には空隙室３
３が形成されている。

第８図は、前記吸入室２２及びフロントサイドブロック
６の適所に設けられた開閉弁機構３４を示したもので、
フロントサイドブロック６に穿設された流通口４０ａを
有する弁室４０に、コイルバネ３５で該流通口４０ａを
閉塞する方向に付勢されたボール弁３６が収容されてお
り、かつ吸入室２２に配置された伸縮可能なベローズ３
７に一体に取り付けられた押棒３８の先端が該ボール弁
３６に当接している。また、この弁室４０と前記背圧連
通溝１９とは長孔４１により連通されている。上記ベロ
ーズ３７は、吸入室２２の吸入圧Ｐｓが高い場合には第
７図のように自身の膨張力に抗して収縮状態にあってボ
ール弁３６が弁室４０の流通口４０ａを閉塞しており、
吸入圧ＰＳが低下すると膨張して押棒３８がボール弁３
６をバネ３５の付勢力に抗して押し、流通口４０ａを開
くように構成されている。

なお、可動部材３０の内周面、フロントサイドブロック
６のボス部６ａの外周面及びフロントヘッド３のボス部
３ａの先端面によって囲まれた空間は容積可変の圧力室
３９とされている。この圧力室３９はフロントサイドブ
ロック６のボス部６ａのスリット２９によって前記空隙
室３３と連通しており、さらにその空隙室３３は軸受１
０及び背圧連通溝１９を介して背圧室１８と連通してい
るため、空隙室３３及びスリット２９を介して圧力室３
９には背圧Ｐｋが導入される。

（作用） 次に、上記構成のベーン型圧縮機の作用を説明する。

回転軸９が車両の機関等に関連して回転されてロータ８
が第３図中時計方向に回転すると、ベーン１４が遠心力
及びベーンの背圧によりベーン溝１３から放射方向に突
出し、その先端面がカムリング５の内周面に摺接しなが
ら回転し、圧縮室１２の容積を拡大する吸入行程におい
て図示しない吸入口、吸入室２２及び吸入孔２１を介し
て圧縮室１２内に冷媒を吸入し、圧縮室１２の容積を縮
小する圧縮行程で該冷媒を圧縮し、圧縮行程末期の吐出
行程で該圧縮冷媒を吐出孔２３．吐出弁２５゜吐出室２
４及び図示しない吐出口を順次介して図示しない空気調
和装置の熱交換回路に供給される。

そこで、上記圧縮機の低速運転時においては、吸入室２
２のガス圧（吸入圧）Ｐｓが比較的高いため、開閉弁機
構３４のベローズ３７は収縮しボール弁３６が流通口４
０ａを閉塞した状態にあるので圧力室３９の背圧Ｐｋは
高く、したがって第１図のように可動部材３０は吸入室
２２内において右端すなわちフロントサイドブロック６
に押し付けられてコイルバネ３１は収縮した状態にあり
。

かつ該コイルバネ３１に連結されている制御部材１６が
フロントサイドブロック６のバイパスポート２６を閉塞
している（第４図実線位置）、シたがって、吸入ガスは
吸入室２２から吸入孔２１を経て圧縮室１２に送られ、
その送られたすべてのガスが圧縮されて吐出されるため
、圧縮機の吐出容量が最大となり全稼動状態を呈する。

次いで、圧縮機が高速運転状態になると、吸入室２２の
吸入圧Ｐｓが低下するため、開閉弁機構３４のベローズ
３７が膨張して押棒３８がボール３６を押し、弁室４０
の流通口４０ａが開口する。

これによって高圧側である圧力室３９内の圧力（背圧Ｐ
ｋ）がスリット２９、空隙室３３．背圧連通溝１９、長
孔４１、弁室４０及び流通口４０ａから低圧側である吸
入室２２に流出するため、該圧力室３９内の圧力が低下
し、その結果、コイルバネ３１が伸長して可動部材３０
がフロントヘッド３側（第１図及び第８図において左方
）へ移動する。このコイルバネ３１の伸長の際に、該コ
イルバネ３１自体に周方向への回転力が発生するため、
コイルバネ３１の一端が連結されている制御制御部材１
６が第４図において２点鎖線で示したように反時計方向
に回転しバイパスポート２６が開口する。これにより圧
縮室１２内のガスが該バイパスポート２６を通って吸入
室２２へ逆流し、その開口した分だけ圧縮開始時期が遅
くなり、圧縮室１２内の冷媒ガスの圧縮量が減少するた
め、圧縮機の吐出容量が減少し一部稼動状態となる。

なお、上記バイパスポート２６の開口度は背圧Ｐｋの値
の変化に応じて連続的に変化するので、圧縮機の連続的
な可変容量制御が可能である。また、背圧Ｐｋによる制
御の代りに、前記圧力室３９と吐出室２４とを連通させ
て圧力室３９に吐出圧を導入し、該吐出圧によってバイ
パスポート２６を開閉させるように構成してもよい。

なおまた、前記開閉弁機構３４においては、ベローズ３
７によって吸入圧Ｐｓの変化を検知する代りに、エンジ
ンの回転数やエバポレータ（蒸発器）の冷媒ガス吹出し
温度等を検出することにより圧縮機の運転速度の変化を
検知し、これにより電磁弁を作動させて流通口４０ａを
開閉させるように構成してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明のベーン型圧縮機は、ケー
スと、フロントヘッドとから成るハウジング内に１両側
をフロントサイドブロック及びリヤサイドブロックで閉
塞されたカムリングと、該カムリング内に回転自在に配
設されたロータと、該ロータの回転軸とから構成される
ポンプ本体が収納され、前記ロータに設けた複数のベー
ン溝にはベーンが出没自在に嵌装されると共に、前記フ
ロントサイドブロックに吸入孔及びバイパスポートを設
け、前記両サイドブロック、ロータ、及びベーンによっ
て画成される圧縮室の容積変動によって流体の圧縮を行
うようにしたベーン型圧縮機において、前記フロントヘ
ッド内に形成された吸入室に、前記回転軸の軸線方向に
移動可能に、かつ周方向に回転不可能に収容された可動
部材と、前記バイパスポートの開き角を制御すべくフロ
ントサイドブロックに回転可能に取り付けられた制御部
材と、前記可動部材に巻装され両端をそれぞれ該可動部
材と前記制御部材に固定されたコイルバネと、前記吸入
室の一部に可動部材によって画成され、高圧側の圧力が
導入される圧力室と、圧縮機の熱負荷を代表するパラメ
ータ信号を検知して前記圧力室内の圧力を変化させ前記
可動部材を移動させる手段とを備え、熱負荷に応動する
可動部材の移動量に応じて前記コイルバネが伸縮する際
の該コイルバネの回転力により前記制御部材が回転して
、フロントサイドブロックのバイパスポートの開き角を
制御することにより圧縮開始時期を制御して吐出容量を
可変制御し得るようにしたので、構造が簡単で、かつコ
ンパクトな可変容量制御機構を備え、そのため組立が容
易でコストも安く、シかも制御の信頼性も高い、さらに
また、一部稼動状態においては背圧が低下するので、カ
ムリング内面に対するベーンの摩擦圧が低下し。

その結果、省動力が図られると共に、耐久性も向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すベーン型圧縮機の全稼
動状態の断面図、第２図は同、一部稼動状態の要部断面
図、第３図は第１図のｍ−ｍ線断面図、第４図は制御部
材を取り付けたフロントサイドブロックの正面図、第５
図は制御部材の正面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線
断面図、第７図は可動部材の断面図、第８図は開閉弁機
構の一例を示す断面図である。 １・・・ハウジング、２・・・ケース、３・・・フロン
トヘッド、４・・・ポンプ本体、５・・・カムリング、
６・・・フロントサイドブロック、７・・・リヤサイド
ブロック、８・・・ロータ、９・・・回転軸、１２・・
・圧縮室、１３・・・ベーン溝、１４・・・ベーン、１
６・・・制御部材、２１・・・吸入孔、２２・・・吸入
室、２６・・・バイパスポート。 ３０・・・可動部材、３１・・・コイルバネ、３４・・
・開閉弁機構、３９・・・圧力室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ケースと、フロントヘッドとから成るハウジング内
   に、両側をフロントサイドブロック及びリヤサイドブロ
   ックで閉塞されたカムリングと、該カムリング内に回転
   自在に配設されたロータと、該ロータの回転軸とから構
   成されるポンプ本体が収納され、前記ロータに設けた複
   数のベーン溝にはベーンが出没自在に嵌装されると共に
   、前記フロントサイドブロックに吸入孔及びバイパスポ
   ートを設け、前記両サイドブロック、ロータ、及びベー
   ンによって画成される圧縮室の容積変動によって流体の
   圧縮を行うようにしたベーン型圧縮機において、前記フ
   ロントヘッド内に形成された吸入室に、前記回転軸の軸
   線方向に移動可能に、かつ周方向に回転不可能に収容さ
   れた可動部材と、前記バイパスポートの開き角を制御す
   べくフロントサイドブロックに回転可能に取り付けられ
   た制御部材と、前記可動部材に巻装され両端をそれぞれ
   該可動部材と前記制御部材に固定されたコイルバネと、
   前記吸入室の一部に可動部材によって画成され、高圧側
   の圧力が導入される圧力室と、圧縮機の熱負荷を代表す
   るパラメータ信号を検知して前記圧力室内の圧力を変化
   させ前記可動部材を移動させる手段とを備え、熱負荷に
   応動する可動部材の移動量に応じて前記コイルバネが伸
   縮する際の該コイルバネの回転力により前記制御部材が
   回転して、フロントサイドブロックのバイパスポートの
   開き角を制御することにより圧縮開始時期を制御して吐
   出容量を可変制御し得るようにしたことを特徴とするベ
   ーン型圧縮機。