JPS62223490A - 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人）ｋの
調節によって制御し？：）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５５−２０００号か公
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
１〜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
量を可変し得る如く構成されている。また、前記スロッ
トルプレ一 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１〜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ｊ−の制御部材であるスロッＩ・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、また加工及びＫＩＬ　ｒ’ｆ、が参
夏雑であるという問題かあった。

また、［−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１ｌｉｆｂ（
１−７１！３８４号が出願されている。該出願に係るベ
ーンノ（“！圧縮機は、両端面をサイドフロックにて閉
ン；（シた力１１リンタと、該カムリンク内に回転自在
に１１己ｌ没さ才したロータと１．ン亥ロータのベーン
溝にも１；動自在に嵌装された複数のベーンと、前記−
側のサイ１〜ブロツ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１駆動せしめろ駆動
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
縮を行な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会化
させることにより吐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ｌｈ＝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ン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になると
共に構造も複雑となり、且つコストも高くなる等の問題
があった。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構造が簡単
且つコンパクトでコストが安く、し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
ることを１］的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、両側を
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ベーンとを備え
、前記サイドブロック、カムリング、ロータ及びベーン
によって画成される空隙室の容積変動によって流体の圧
縮を行なうようにしたベーン型圧縮機において、前記両
サイドブロックのうちの吸入ボー１−を有するサイトブ
ロックに設けられたバイパスポートと、前記吸入ボート
を有するサイ１−フロックに設けられ且つ低圧室側と高
圧室側とに連通ずる圧力作動室と、該圧力作動室内に該
圧力作パリｊ室内を前記低圧室側に連通される第１の室
と前記高圧室側に連通される第２の室とに気密に区画す
る如くしてスライド可能に嵌装された受圧部を有すると
共に前記バイパスポートの開き角を制御する制御部材と
、該制御部材を前記バイパスポートの開き角が大きくな
る方向に付勢する付勢部材と、前記第２の室と低圧室側
とを連通ずる連通路と、該連通路に配設されて前記低圧
室側圧力が所定値以上の時、前記連通路を閉塞し且つ１
）η記低圧室側圧力が所定値以下の時、Ｙｆ記連通路を
開口する開閉弁機構と、前記低圧室側圧力が所定値以上
の時、前記制御部材を前記バイパスポートの開き角が小
さくなる方向へ回動させる容量増加機構とを具備し、前
記第１の室と第２の室との差圧に応じて前記制御部材が
回動して前記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８是を可変制御し得る
ようにしたことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき説明する。

第１図は本発明のベーン型圧縮機の一部切欠側面図であ
り、同図中１はハウジンク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（図示省略）にて取り付けたフロントヘッ
ド３とからなる。前記ケース２のリヤ側上面には熱媒体
である冷媒ガスの吐出口４が、また、前記フロントヘッ
ド３の上面には冷媒ガスの吸入口５がそれぞれ設けであ
る。

これら吐出口４と吸入口５は後述する吐出室と吸入室に
それぞれ連通している。

前記ハウジング１の内部にはポンプ本体６が収納しであ
る。該ポンプ本体６は、カムリング７と、１咳カムリン
タフの両側開口端に該開口面を閉塞する如く装着したフ
ロントサイドブロック８、及びリヤサイトブロック９と
、前記カムリング７の内部に回Ｉ耘自在に収納した円形
状のロータ１Ｇと、該ロータ１０の１中匠輔１１とをビ
要構成′要索としており＋　１＋亥回転軸１．１は前記
両サイドブロック８．９に設けた各軸受（フロン１〜サ
イトブロツク８側のみ図示しである。）１２に回転可能
に支持しである。

前記カムリング７の内周面は第２図に示す如く楕円形状
をなし、１核カムリング７の内周面とｌ’ｌｌｌ　記ロ
ータ１０の外周面との間に、周方向に１８０度偏位いて
対称的に空隙室１３．１３が画成されている。

１）ｉ＋　１：ｊロータ１０にはその径方向に冶うベー
ン溝１４が周方向に等間隔を存して複数（例えは４個）
設けてあり、これらのベーン溝１４内にベーン１５１〜
１５４がそれぞれ放射方向に沿って出没自在に嵌装しで
ある。

１１？ｉ記フロントサイドブロツク８には周方向に１．
８０Ｊσ偏位して対称的に吸入ボー１−１６．１６が設
けである（第２図乃至第７図参照）。これら吸入ボー１
〜１６．１６は前記ベーン１５１〜１５１によって区分
される空隙室１３の容積が最大となる位置に配置しであ
る。前記吸入ボー１−１６．１６は前記フロントサイト
ブロック８の厚さ方向に貫通しており、これら吸入ポー
ト１６を介して、前５己フロントヘツド３とフロントサ
イドブロック８との間の吸入室（低圧側室）１７と前記
空隙室１３とが連通している。

前記カムリンク７の両側周壁には吐出ポート１８．１８
が、没けてあり、これら吐出ボート１８を介して前記ケ
ース２内の吐出室（高圧側室）１９と前記空隙室１３と
が連通している。これら吐出ボート１８．１８には第２
図に示すように吐出弁２０及び吐出弁止め２１がそれぞ
れ設けである。

前記フロンｌ−サイドブロック８には、第７図に示すよ
うにその片側（ロータ１０側）表面に環状の四部２２が
設けてあり、この凹部２２内に円弧状のバイパスポート
２３．２３が周方向に１８０度偏位いて対称的に設けら
れ、これらバイパスポート２３を介して吸入室１７と空
隙室１３とが連通ずる。更に、この四部２２内には前記
バイパスポート２３．２３の開き角を制御するためのリ
ンク状の制御部材２４が正逆回転可能に嵌装されている
。１成制御部材２４の外周縁にはその周方向に１８０度
偏位いて対称的に円弧状の切欠部２５．２５が設けられ
ている。また、前記制御部材２４の一側面には周方向に
１８０度偏位いて対称的に突片状の受圧部２６．２６が
一体的に突設されている。これら受圧部２６．２６は、
前記バイパスポート２３．２３と連続して設けた円弧状
の圧力作ｌｌｕ＋室２７，２７内にスライド可能に嵌装
されている。これら圧力作動室２７内は第３図に示した
ように前記受圧部２Ｇにより第１の室２７１と第２の室
２７□とに２分され、第１の室２７１は吸入ポート１６
及びバイパスポート２３を介して吸入室１７に、第２の
室２７２はオリフィス２８を介して吐出室１９にそれぞ
れ連通ずる。前記一方の第２の室２７□と他方の第２の
室２７□とは連通孔２９を介して互いに連通し、一方の
第２の室２７□と吐出室１９との間に前記オリフィス２
８が介装しである。

１前記制御部材２４の一側面中央部及び受圧部２６の両
端面に亘って特殊形状のシール部材３０が装着しである
。該シール部材３０により第３図に示す如く前記第１の
室２７．と第２の室２７□との間が、第１図に示す如く
前記制御部材２４の一側面中央部と前記フロントサイド
ブロック８の環状凹部２２の中央部との間がそれぞれ気
密状態にシールされている。

前記制御部材２４は付勢部材であるコイルばね３１によ
り前記バイパスボート２３の開き角を大きくする方向（
第５図中反時計方向）に付勢されている。このコイルば
ね３１は前記吸入室１７側に延出している前記フロント
サイドブロック８の中央ボス部８ａの外周側に嵌合しで
ある。このコイルばね３１はその一端３１ａが前記中央
ボス部８ａに連結され、他端側には屈曲形成された受部
３１ｂ及び先端のフック３１ｃが形成されている。

そして、該受部３１ｂはフロントサイドブロック８の一
方のバイパスポート２３と同位置に位置し、かつフック
３１ｃは制御部材２４に穿設された孔３９に係合する。

第４図及び第７図において、４０は、圧縮機の起動時等
において速やかに吐出容量を増加させるへ〈前記吸入室
１７に設けた容量増加機構であって、該吸入室１７内の
圧力（吸入圧）を感知して伸縮するベローズ４１と、該
ベローズ４１が収容されるＩＩ）動枠４２と、該１ｆ動
枠４２の外側に固着されているロッド４３とからなる。

該ベローズ４１はその一端に形成した突条４１ａがフロ
ントヘッド２３に突設されたストッパ４４に係合するこ
とによりその一端を固定され、かつ他端は前記可動枠４
２にビス４５で固定される。ｉ「記ロッド４３の先端に
は小径部４３ａが形成されており、該小径部４３ａは前
記コイルばね３１の受部３１ｂに挿通され、また該ロッ
ド４３の大径部の先端はワッシャ４６を介して上記受部
３１ｂに当接している。そして、吸入圧が通常の値より
も高い場合（例えば３　ｋｇ／ｃｒＪ以上）には、ベロ
ーズ４１が収縮するため可動枠４２が第４図中、右上方
向へ移動し、ロッド４３がコイルばね３１の付勢力に抗
してその受部３１ｂを押して制御部材２４を第５図中時
計方向へ回動させ、吸入圧が通常の値（例えば２ｋｇ／
−以下）になるとベローズ４１が膨張して可動枠４２が
左下方向へ移動するため、制御部材２４はコイルばね３
１の付勢力によって第５図中反時計方向に回動するよう
に構成されている。

前記他方の第２の室２７□は第１図及び第３図に示す如
く連通路３２を介して前記吸入室１７に連通してあり、
該連通路３２には開閉弁機構３３が設けである。該開閉
弁機構３３は吸入室１７側（低圧室側）の圧力に感応し
て開閉作動するもので、へローズ３４と、ケース３５と
、ボール弁体３６と、該ボール弁体３６を閉弁方向に付
勢するばね３７とからなる。前記吸入室１７側の圧力が
所定値以上の時前記ベローズ３４は収縮状態にあって、
ボール弁体３６ばばね３７の付勢力により連通路３２を
閉塞している。また、前記吸入室１７側の圧力が所定値
以下の時前記ベローズ３４は膨張状態となってその先端
のロッド３４ａによりボール弁体３６ばばね３７の付勢
力に抗して押圧されて連通路３２を開口する。前記ケー
ス３５とフロントサイ１くブロック８との間には○リン
グ３８が介装しである。

次にト記構成になる本発明のベーン型圧縮機の作動を説
明する。

回転軸１１が車両の機関等に関連して回転されてロータ
１０が第２図中時計方向に回転すると、ベーン１５１〜
１５４が遠心力及びベーン背圧によりベーン溝１４から
放射方向に突出し、その先端面がカムリング８の内周面
に摺接しながら前記ロータ１０と一体に回転し、各ベー
ン１５１〜１５゜にて区分された空隙室１３の容積を拡
大する吸入行程において、吸入ボート１６がら空隙室１
３内に熱媒体である冷媒ガスを吸入し、該空隙室１３の
容積を縮小する圧縮行程で冷媒ガスを圧縮し、圧縮行程
末期の吐出行程で該圧縮冷媒ガスの圧力にて吐出弁２０
が開弁されて、該圧縮冷媒ガスは吐出ボート１８．吐出
室１９及び吐出口４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。

このような圧縮機の作動時において低圧側である吸入室
１７内の圧力が吸入ボ゛−ト１６を介して両方の圧力作
動室２７．２７の第１の室２７１．２７□内に導入され
、また高圧側である吐出室１９内の圧力がオリフィス２
８及び連通孔２９を介して両方の圧力作動室２７．２７
の第２の室２７□、２７□内に心入される。従って、第
１の室２７、内の圧力とコイルばね３１の付勢力との和
の力（制御部材２４をバイパスポート２３の開き角が大
きくなる方向に押圧する力、即ち第５図中矢印Ｂ方向へ
回動させる力）と第２の室２７□内の圧力（制御部材２
４をバイパスポート２３の開き角が小さくなる方向に抑
圧する力、即ち第５図中矢印Ａ方向へ回動させる力）と
の差圧に応じて制御部材２４が回動して、前記バイパス
ポート２３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制御するものである。

即ち、上記圧縮機の低速運転時においては吸入室１７内
の冷媒ガスの圧力（吸入圧力）が比較的高いため、開閉
弁機構３３のベローズ３４は収縮し、ボール弁体３６が
連通路３２を閉塞した状態にあり、第２の室２７□内の
圧力が、第１の室２７１内の圧力とコイルばね３１の付
勢力との和の力に打ち勝って、制御部材２４は第５図中
矢印へ方向への回動限界位置に回動保持され、該制御部
材２４により第５図中２点鎖線で示す如くバイパスポー
ト２３の全体が閉塞される（開き角はゼロ）。従って、
吸入ポート１６から空隙室１３内に送られた冷媒ガスの
総てが圧縮されて吐出されるため、圧縮機の吐出容ｈ（
が最大となり全稼動状態となる。

次いで、圧縮機が高速運転状態になると、吸入室１７内
の吸入圧が低下するため、開閉弁機構３３のベローズ３
４が膨張してロッド３４ａがボール弁体３６をばね３７
の付勢力に抗して押圧して開弁するため連通路３２が開
口する。これにより、第２の室２７□内の圧力が連通路
３２を介して低圧側である吸入室１７内へリークするた
め該第２の室２７□内の圧力が低下し、その結果、制御
部材２４は第５図中矢印Ｂ方向に回動し、該制御部材２
４の切欠部２５がバイパスポート２３と合致することに
より、第５図中実線で示す如く該バイパスポート２３が
開口する。従って、ポート１６がら空隙室１３内に送ら
れた冷媒ガスがバイパスポート２３を通って吸入室１７
ヘリークするためそのバイパスポート２３が開口した分
だけ圧縮開始時期が遅くなり、空隙室１３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２３の開き角は、第１の室２
７１内の圧力とばね３１との和の力と、第２の室２７□
内の圧力とが釣り合うところで決まるものであり、低圧
側である吸入室１７内の圧力（吸入圧）の変化に応じて
制御部材２４の回動位置が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６また、第２の室
２７□に吐出室１９の圧力即ち吐出圧力を導入するよう
にしたが、これに限らずベーン１５１〜１５４を突出方
向に押圧すべく作用する圧力、即ちベーン背圧を導入す
るようにしてもよい。

次に前記容量増加機構４０の作用を説明する。

圧縮機の起動時や一部稼動状態から全稼動状態への転換
時においては、吐出室１９側（高圧室側）の圧力が低下
しているため前記第２の室２７２内の圧力も低下してお
り、その結果、制御部材２４は第５図中矢印Ｂ方向に回
動してバイパスポート２３の開き角が大きくなっている
。そのため、制御部材２４を全稼動方向（矢印入方向）
へ回動させるために必要な吐出圧が速やかに上昇せず吐
出容量の増加が遅れるという問題があったが、本発明は
Ｌ記起動時や転換時においては吸入圧が通常時より上昇
しているという点に着目して、該吸入圧のＩ−昇を感知
して制御部材２４を全稼動方向へ回動させる容量増加機
構４０を設けた。即ち、吸入圧が通常の値より上昇する
と、ベローズ４１が収縮して可動枠４２を第４図中、右
上方向へ移動させろため、ロッド４３がコイルばね３１
の受部３１ｂを押して制御部材２４を第５図中へ方向、
即ち全稼動方向へ回動させる。その結果、バイパスポー
１−２３の開き角が小さくなるため吐出圧が速やかに、
■−昇し吐出容量が急速に増加する。

圧縮機が通常運転状態になれば、吸入圧は低下するため
、ベローズ４１が１膨張して可！ｌｕｌ枠４２及びロッ
ド４３が左下方向へ移動し、制御部材２４はコイルばね
３１の付勢力によって第５図中Ｂ方向に回動して元の状
態に戻るため通常の可変制御が行なわれるようになる。

なお圧力感知部材としては上記ベローズ４１の代わりに
プル１くン管等を使用してもよい。

（発明の効果） 以北詳述したように本発明は、両側をサイドブロックに
て閉塞したカムリングと、Ｊ亥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ｉ、ｌ、７に
Ｉ’ｉ！ｆ勅自在に嵌装されたベーンとを備え。

前記サイドブロック、カムリング、ロータ及びベーンに
よって画成される空隙室の容積変動によって流体の圧縮
を行なうようにしたベーン型圧縮機において、前記両サ
イドブロックのうちの吸入ボー１〜を有するサイドブロ
ックに設けられたバイパスポートと、前記吸入ポートを
有するサイドブロックに設けられ且つ低圧室側と高圧室
側とに連通ずる圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧力
作動室内を前記低圧室側に連通される第１の室と前記Ｉ
：’Ｉ＋　１１ｇ室側に連通される第２の室とに気密に
区画する如くしてスライド可能に１改装された受圧部を
有すると共にＩ）１ｆ記バイパスポートの開き角を制御
する制御部材と、該制御部材を前記バイパスポートの開
き角か大きくなる方向に付勢する付勢部材と、１１’ｌ
　ｉ：＋４第２の室と低圧室側とを連通ずる連通路と、
該連通路に配設さ九で前記低圧室側圧力が所定値具−１
−の時、前記連通路を閉塞し且つ丘Ｉ記低圧室側圧力か
所定値以下の時、前記連通路を開口する開閉弁機構と、
前記低圧室側圧力が所定値以上の時、前記制御部材を前
記バイパスポートの開き角が小さくなる方向へ回動させ
る容量増加機構とを具備し、前記第１の室と第２の室と
の差圧に応じて前記制御部材が回動して前記バイパスポ
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
するものである。

従って、圧縮機の圧力を利用して制御部材を制御動作さ
せるから可変容量制御機構の構造が簡単で１ｔつコンパ
クトとなり、そのａｔ立も容易でコストも安く、しかも
信頼性も高い。更に、圧力作動室は高圧を低圧側に逃が
すための通路の一部を兼ねるのでスペースの有効利用を
図ることができ、特にスペース的に制約を受けるこの種
の圧縮機としてより一層、可変容量制御機構のコンパク
ト化が図れる。

また圧縮機の起動時及び一部稼動状態から全稼動状態へ
の転換時においては、可変制御に必要な高圧室側圧力が
速やかに得られるため、上記起動及び転換が円滑に行な
われる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明のベーン型圧縮機の一実施例
を示し、第１図はベーン型圧縮機の一部切欠側面図、第
２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線に沿う断面図、第３図は
第１図のｍ　−■ｒ線に沿う断面図、第４図は第１図の
ＩＶ　−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第１図の■−■
線に沿う断面図、第６図は第４図のｖｔ　−ｖｔ線に沿
う断面図、第７図は要部の分解図である。 ７・・力１１リンク、８・・・フロントサイ１−ブロッ
ク、９．９　ａ・・・リヤサイドブロック、１０・・・
ロータ。 １３・・・空隙室、１４・・・ベーン溝、１５１〜１５
．・・・ベーン、Ｌ６・・・吸入ボート、１７・・・吸
入室（低圧側室）、１９・・・吐出室（高圧側室）、２
３・・・バイパスポート、２４・・・制御部材、２６・
・・受圧部。 ２７・・・圧力作動室、２７１・・・第１の室、２７□
・・・第２の室、３１・・・コイルばね（付勢部材）、
３２・・・連通路、３３・・・開閉弁機構、４０・・・
容量増加機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．両側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ベーンとを備え
   、前記サイドブロック、カムリング、ロータ及びベーン
   によって画成される空隙室の容積変動によって流体の圧
   縮を行なうようにしたベーン型圧縮機において、前記両
   サイドブロックのうちの吸入ポートを有するサイドブロ
   ックに設けられたバイパスポートと、前記吸入ポートを
   有するサイドブロックに設けられ且つ低圧室側と高圧室
   側とに連通する圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧力
   作動室内を前記低圧室側に連通される第１の室と前記高
   圧室側に連通される第２の室とに気密に区画する如くし
   てスライド可能に嵌装された受圧部を有すると共に前記
   バイパスポートの開き角を制御する制御部材と、該制御
   部材を前記バイパスポートの開き角が大きくなる方向に
   付勢する付勢部材と、前記第２の室と低圧室側とを連通
   する連通路と、該連通路に配設されて前記低圧室側圧力
   が所定値以上の時、前記連通路を閉塞し且つ前記低圧室
   側圧力か所定値以下の時、前記連通路を開口する開閉弁
   機構と、前記低圧室側圧力が所定値以上の時、前記制御
   部材を前記バイパスポートの開き角が小さくなる方向へ
   回動させる容量増加機構とを具備し、前記第１の室と第
   ２の室との差圧に応じて前記制御部材が回動して前記バ
   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。