WO2011078016A1 - ベーン型圧縮機 - Google Patents

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vane
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compressor
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Inventor
潤一郎 寺澤
博匡 島口
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カルソニックカンセイ株式会社
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/20—Rotors

Definitions

  • the present invention relates to a vane type compressor.
  • Patent Document 1 describes a compressor that prevents chattering.
  • a support plate is provided at the bottom of the vane groove, and the pins are fixed to the support plate.
  • a coil spring for biasing the vane in the protruding direction is inserted into the pin.
  • the vane does not fall into the vane groove even when the compressor is stopped.
  • the vane is protruded from the vane groove by the biasing force of the coil spring and the tip is slid on the inner wall of the cylinder chamber, thereby preventing chattering.
  • the object of the present invention is to provide a total processing of the volume of the back pressure space when the compressor is operated and a total volume of the back pressure space when the compressor is stopped, without special processing to a vane, a rotor, etc.
  • Another object of the present invention is to provide a vane type compressor that can reduce chattering and reduce chattering.
  • the stop mechanism is embedded in a clutch provided between the rotor and the drive source, a plurality of rotor-side magnets embedded in the rotor at equal intervals in the circumferential direction, and an inner wall of the cylinder chamber.
  • a plurality of in-cylinder magnets, and the stop mechanism disengages the clutch, and a repulsive force and an attractive force acting between the plurality of rotor-side magnets and the cylinder-side magnets. Is preferably stopped at the predetermined rotational position.
  • the cylinder chamber is arranged so that the elliptical major axis direction is horizontal when the vehicle is mounted. In this way, the difference between the total volume of the back pressure space during operation of the compressor and the total sum of the back pressure space during stoppage can be further reduced.
  • FIG. (A) is an expanded sectional view of the cylinder block 6 of 2nd Embodiment
  • (b) is an expanded sectional view of the cylinder block 6 of 3rd Embodiment.
  • the vane type compressor 1 of 1st Embodiment is provided with the cylinder block 6, the rotor 7, and the several vane 8 as FIG. 1 shows.
  • the cylinder block 6 has a cylinder chamber 12 having an elliptical inner wall.
  • the rotor 7 is rotatably supported in the cylinder chamber 12 and is rotated by a driving force from a motor (drive source) 3.
  • the vanes 8 are respectively stored in a plurality of vane grooves 13 formed on the outer peripheral surface of the rotor 7.
  • the motor (electric motor) 3 that rotates the rotor 7 while detecting the rotational position functions as a drive source, and the total volume of the back pressure space 14 during operation of the compressor 1
  • a drive circuit 18 that controls the motor 3 to stop the rotor 7 at a rotational position where the difference from the total volume of the back pressure space 14 at the time of stop becomes small functions as a stop mechanism.
  • a compression unit 2 As shown in FIG. 1, in the compressor 1, a compression unit 2, a motor (drive source: electric motor) 3, and an inverter 4 are accommodated in a cylindrical case 5.
  • the case 5 includes a front case 5 a that houses the inverter 4, a middle case 5 b that houses the compression unit 2, and a rear case 5 c that houses the motor 3.
  • the front case 5a, the middle case 5b, and the rear case 5c are coupled to each other by bolts or the like, and a sealed space is formed inside the case 5.
  • the compression part 2 in the middle case 5 b has a cylindrical cylinder block 6, a pair of side blocks 9 provided on both sides of the cylinder block 6, and a columnar rotor 7.
  • a cylinder chamber 12 having an elliptical smooth inner wall surface 11 is formed inside the cylinder block 6. Both sides of the cylinder chamber 12 are closed by a pair of side blocks 9.
  • a rotor 7 is disposed at the center of the cylinder chamber 12.
  • the rotating shaft 10 connected to the rotor shaft 17 of the motor 3 passes through the cylinder chamber 12.
  • the rotor 7 is supported on the rotary shaft 10 and is rotated in the cylinder chamber 12 via the rotary shaft 10 by the rotational driving force of the motor 3.
  • three vane grooves 13 are formed on the outer peripheral surface of the rotor 7 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the vane groove 13 is formed from the outer peripheral surface of the rotor 7 toward the inside.
  • the vane groove 13 includes a vane movable portion 13b that accommodates the plate-like vane 8 so as to reciprocate, and a pressure introduction portion 13c having a circular cross section that communicates with the vane movable portion 13b.
  • the pressure introducing portion 13 c communicates with the refrigerant passage of the side block 9.
  • the vane movable portion 13 b and the pressure introducing portion 13 c are formed along the rotation axis 10 of the rotor 7.
  • a back pressure space 14 is formed between the bottom 13a of the vane groove 13 and the rear end 8b of the vane 8 where oil is supplied together with the refrigerant. The volume of the back pressure space 14 changes as the vane 8 reciprocates.
  • the motor 3 is an electric motor, and, as shown in FIG. 1, a plurality of coils 16 disposed along the inner peripheral surface of the rear case 5c, a motor rotor 15 rotated by magnetism generated in the coils 16, and a motor rotor And a rotor shaft 17 fixed to the center of the rotor 15.
  • the rotor shaft 17 rotates together with the motor rotor 15. Both ends of the rotor shaft 17 are rotatably supported by the rear case 5c and a partition wall disposed between the motor 3 and the side block 9 via bearings 19a and 19b.
  • the rotor shaft 17 is connected to the rotary shaft 10 described above, and the driving force of the motor 3 is transmitted from the rotor shaft 17 to the rotor 7 via the rotary shaft 10.
  • the inverter 4 is composed of a drive circuit housed in the front case 5a, and controls energization to the coil 16 based on the detection result of the rotation angle of the motor rotor 15.
  • the compressor 1 current is supplied from the drive circuit 18 to the coil 16 of the motor 3, and the rotor shaft 17 is rotated together with the motor rotor 15.
  • the rotor shaft 17 is rotated, the rotor 7 is rotated through the rotating shaft 10 connected to one end of the rotor shaft 17 and the refrigerant is compressed.
  • the compressed refrigerant is discharged from the discharge port 21 to the outside through the inside of the middle case 5b and the motor 3 in the rear case 5c.
  • the motor 3 is an electric motor with a sensor, but may be a sensorless motor.
  • the rotor shaft 17 and the drive shaft 10 are connected at a predetermined assembly angle (that is, the rotational positional relationship between the motor rotor 15 and the rotor 7 is fixed), and the current flowing through the motor rotor 15 is Estimate the rotation angle. Based on this estimation result, the rotor 7 may be stopped at the predetermined rotational position described above. In this case as well, the rotation of the motor rotor 15 is controlled by the drive circuit 18.
  • the cylinder block 56 of the compression unit 2 is provided with five vanes 8.
  • the cylinder chamber 12 is arranged such that the ellipse major axis direction is perpendicular to the vertical direction (so that the ellipse major axis direction is arranged along the horizontal direction).
  • the drive circuit 18 controls the motor 3 to move the rotor 7 to the predetermined rotation position described above (the back pressure space 14 during operation of the compressor 1). At a rotational position where the difference between the sum of the volumes and the sum of the volumes of the back pressure space 14 at the time of stopping becomes small.
  • the graph of FIG. 5A shows a change in the total volume of the back pressure space 14 in the case where the vane 8 in the second embodiment is five compression sections 2 (see FIG. 4A). Similar to the graph of FIG. 3, the horizontal axis indicates the rotation angle of the rotor 7, and the vertical axis indicates the total volume of the back pressure space 14 (total volume of the five back pressure spaces 14).
  • a point Q on the curve B indicates the rotation angle of the rotor 7 in which the total volume of the back pressure space 14 is small (a difference from the total volume during operation is large [maximum]) when the compressor 1 is stopped.
  • Point P indicates the rotation angle of the rotor 7 in which the total volume of the back pressure space 14 is large (the difference from the total volume during operation is small [minimum]) when the compressor 1 is stopped.
  • the rotor 7 stops at a rotation angle at which the difference between the total volume of the back pressure space 14 during operation of the compressor 1 and the total volume of the back pressure space 14 during stop is small, thereby chattering during start-up. Can be prevented.
  • the ellipse major axis direction of the cylinder chamber 12 is disposed so as to be orthogonal to the vertical direction (so that the ellipse major axis direction is disposed along the horizontal direction), such a rotor is provided.
  • the predetermined rotational position 7 is a rotational position in which the distance by which the vane 8 descends by its own weight is small.
  • the drive circuit 18 since the drive circuit 18 only controls the rotor 7 to stop at the above-mentioned predetermined angle, there is no need to specially process the vane groove 13, the vane 8, the rotor 7, etc., or to provide a separate member. The difference between the total volume of the back pressure space 14 and the total volume of the back pressure space 14 at the time of stopping can be reduced. As a result, chattering at startup can be prevented.
  • the cylinder block 66 of the compression unit 2 is provided with three vanes 8.
  • the cylinder chamber 12 is arranged such that the ellipse major axis direction is perpendicular to the vertical direction (so that the ellipse major axis direction is arranged along the horizontal direction).
  • the graph of FIG. 5B shows the change in the total volume of the back pressure space 14 when the vane 8 in the third embodiment is the three compression sections 2 (see FIG. 4B). Similar to the graph of FIG. 3, the horizontal axis indicates the rotation angle of the rotor 7, and the vertical axis indicates the total volume of the back pressure space 14 (total volume of the three back pressure spaces 14).
  • a point Q on the curve B indicates the rotation angle of the rotor 7 in which the total volume of the back pressure space 14 is small (a difference from the total volume during operation is large [maximum]) when the compressor 1 is stopped.
  • Point P indicates the rotation angle of the rotor 7 in which the total volume of the back pressure space 14 is large (the difference from the total volume during operation is small [minimum]) when the compressor 1 is stopped.
  • the rotation angle of the rotor 7 indicated by the point P there is no difference between the total volume of the back pressure space 14 during operation of the compressor 1 and the total volume of the back pressure space 14 when stopped. That is, there is no change in the total volume of the back pressure space 14 between when the compressor 1 is operated and when it is stopped.
  • the drive circuit 18 since the drive circuit 18 only controls the rotor 7 to stop at the above-mentioned predetermined angle, there is no need to specially process the vane groove 13, the vane 8, the rotor 7, etc., or to provide a separate member. The difference between the total volume of the back pressure space 14 and the total volume of the back pressure space 14 at the time of stopping can be reduced. As a result, chattering at startup can be prevented.
  • the rotor 7 in the cylinder chamber 12 of the cylinder block 76 is connected to the internal combustion engine (drive source) via a clutch.
  • the clutch is provided, for example, at the position of the member 20 in FIG. 1, and a pulley or the like that receives the driving force from the engine via a belt is attached instead of the motor 3 in FIG.
  • the stop mechanism includes N and S pole rotor side magnets 77 and 78 embedded in the rotor 7 at equal intervals in the circumferential direction, and N and S pole cylinder side magnets 79 and 80 embedded in the inner wall of the cylinder chamber 12. It consists of When the clutch is disengaged when the compressor is stopped, the engine and the rotor 7 are disconnected, and the rotor 7 is caused by the repulsive force and the attractive force acting between the rotor side magnets 77 and 78 and the cylinder side magnets 79 and 80. The rotation is stopped at the above-described predetermined rotation position (rotation position where the difference between the total volume of the back pressure space 14 during operation of the compressor and the total sum of the back pressure space 14 during stoppage is small).
  • the rotational driving force of the rotor 7 by the engine (drive source) is transmitted to the rotor 7 via the clutch.
  • the rotor 7 is stopped at the predetermined rotational position described above by the rotor-side magnets 77 and 78 and the cylinder-side magnets 79 and 80. Accordingly, since the difference between the total volume of the back pressure space 14 during operation and the total sum of the back pressure space 14 during stoppage can be reduced, chattering can be prevented.
  • the descending distance due to the weight of the upward vane 8 can be further reduced, so that the elliptical major axis direction of the cylinder chamber 12 is arranged along the horizontal direction.

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Abstract

　ベーン型圧縮機は、シリンダブロックと、楕円内壁を持つシリンダ室と、外周面上にベーン溝が形成されたロータと、ロータの駆動源と、ベーン溝内に収納されたベーンとを備えている。ベーン溝内の背圧空間に発生する背圧によってベーンをベーン溝から突出させてベーンの先端をシリンダ室の内壁に接触させつつ、ロータが駆動源によって回転される。圧縮機は、運転時における背圧空間の体積の総和と停止時における背圧空間の体積の総和との差が最小となる所定回転位置にロータを停止させる停止機構をさらに備えている。上記圧縮機によれば、ベーンやロータなどに特別な加工や、別部材を設ける必要なく、チャタリングを防止することができる。

Description

ベーン型圧縮機
　本発明は、ベーン型圧縮機に関する。
　ベーン型圧縮機は、楕円内壁を持つシリンダ室が形成されたシリンダブロックと、シリンダ室内に回転可能に支持され、駆動力を受けて回転されるロータと、ロータの外周面上に形成された複数のベーン溝内にそれぞれ収納された複数のベーンとを備えている。ロータの回転時には、ベーン溝内の背圧空間内に発生する背圧でベーンが突出されてベーンの先端がシリンダ室の内壁に摺動されつつ、ベーンがベーン溝内で往復動する。
　運転時には、ベーン溝の背圧空間内に圧縮冷媒による背圧が発生するので、ベーンがベーン溝から突出されてベーンの先端がシリンダ室の内壁に摺動されており、背圧空間の体積はほぼ一定に保たれている。
　一方、停止時には、圧縮機内の圧力が均一となり、ベーンを突出させる背圧がベーンに作用しない。このため、停止状態が続くと、鉛直上向きのベーンは、自重によってベーン溝内の冷媒や油をベーン溝内壁とベーンとの間のクリアランスを通して押し出しながらベーン溝で降下する。従って、停止状態が続くと背圧空間の体積は次第に小さくなる。この状態から圧縮機を起動すると、ロータの回転による遠心力でベーンがベーン溝内から突出しようとするが、背圧空間の体積が小さくなっており、また、冷媒や油がベーン溝内壁とベーンと間のクリアランスを通して背圧空間に入り込む量が少ないので、ロータの回転による遠心力でベーンを突出させる力が働いたとしても、ベーンの突出は追従できない。従って、背圧空間が負圧となってベーンが突出しにくく、ベーンの先端がシリンダ室の内壁面まで突出しきらない。この結果、ベーンとシリンダ室の内壁とが離間と衝突を繰り返して騒音（チャタリング）が生じる。
　下記特許文献１にはチャタリングを防止する圧縮機が記載されている。この圧縮機では、ベーン溝の底部に支持板が設けられ、ピンが支持板に固定されている。ベーンを突出方向に付勢するコイルばねがピンに挿入されている。この結果、圧縮機の停止状態でもベーンはベーン溝内に降下することはない。圧縮機の起動時には、ベーンはコイルばねの付勢力によってベーン溝から突出されて先端がシリンダ室の内壁に摺動されるので、チャタリングが防止される。
日本国実公平８－５３８号公報
　しかし、上記特許文献１に開示された圧縮機では、別部材であるコイルばねを用いなければならない。また、コイルばねを用いることによって組み付け工数が増えてコストが高くなる。さらに、コイルばねを取り付けるためにベーンの加工が複雑になる。
　本発明の目的は、ベーンやロータ等への特別な加工や、別部材を設ける必要なく、圧縮機運転時の背圧空間の体積の総和と圧縮機停止時の背圧空間の体積の総和との差を小さくしてチャタリングを防止できるベーン型圧縮機を提供することにある。
　本発明の特徴は、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの内部に形成された楕円内壁を持つシリンダ室と、前記シリンダ室内に回転可能に支持され、外周面上に複数のベーン溝が形成されたロータと、前記ロータを回転させる駆動源と、前記ベーン溝内にそれぞれ収納された複数のベーンとを備え、前記ベーン溝内の背圧空間に発生する背圧によって前記ベーンを前記ベーン溝から突出させて前記ベーンの先端を前記シリンダ室の前記内壁に接触させつつ、前記ロータが前記駆動源によって回転され、運転時における前記背圧空間の体積の総和と停止時における前記背圧空間の体積の総和との差が最小となる所定回転位置に前記ロータを停止させる停止機構をさらに備えている、ベーン型圧縮機を提供する。
　上記特徴によれば、圧縮機の運転時における各背圧空間の体積の総和と、圧縮機の停止時における各背圧空間の体積の総和との差が最小となる所定回転位置に、ロータを停止機構によって停止することができる。この結果、ベーン溝、ベーン、ロータなどへの特別な加工や、別部材を設ける必要なく、チャタリングを防止することができる。
　ここで、前記駆動源が前記ロータの回転位置を検出しつつ前記ロータを回転駆動する電動モータであり、前記停止機構が、前記所定回転位置に前記ロータを停止させるように前記電動モータを制御する駆動回路であることが好ましい。
　あるいは、前記停止機構が、前記ロータと前記駆動源との間に設けられたクラッチと、前記ロータに周方向に等間隔に埋設された複数のロータ側磁石と、前記シリンダ室の内壁に埋設された複数のシリンダ内磁石とで構成されており、前記停止機構が、前記クラッチを切断して、複数の前記ロータ側磁石と前記シリンダ側磁石との間に作用する反発力及び吸引力によって前記ロータを前記所定回転位置に停止させることが好ましい。
　また、前記シリンダ室の楕円長径方向が車搭時に水平方向となるように配設されることが好ましい。このようにすれば、圧縮機の運転時の背圧空間の体積の総和と停止時の背圧空間の総和との差をより小さくすることができる。
第１実施形態のベーン型圧縮機１の全体断面図である。 上記第１実施形態におけるシリンダブロック６の拡大断面図である。 上記第１実施形態の圧縮機運転時及び停止時におけるロータ回転角度と背圧空間１４の体積変化との関係を示すグラフである。 （ａ）は第２実施形態のシリンダブロック６の拡大断面図であり、（ｂ）は第３実施形態のシリンダブロック６の拡大断面図である。 （ａ）は上記第２実施形態の圧縮機運転時及び停止時におけるロータ回転角度と背圧空間１４の体積変化との関係を示すグラフであり、（ｂ）は上記第３実施形態の圧縮機運転時及び停止時におけるロータ回転角度と背圧空間１４の体積変化との関係を示すグラフである。 第４実施形態のシリンダブロック６の拡大断面図である。
　 以下、ベーン型圧縮機の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
〔第１実施形態〕
　第１実施形態のベーン型圧縮機１は、図１に示されるように、シリンダブロック６と、ロータ７と、複数のベーン８とを備えている。シリンダブロック６には、楕円内壁を有するシリンダ室１２が形成されている。ロータ７は、シリンダ室１２内に回転可能に支持されており、モータ（駆動源）３からの駆動力によって回転される。ベーン８は、ロータ７の外周面上に形成された複数のベーン溝１３内にそれぞれ収納されている。ロータ７の回転時には、ベーン溝１３内の背圧空間１４内に発生する背圧でベーン８が突出されてベーン８の先端がシリンダ室１２の内壁に摺動されつつ、ベーン８がベーン溝１３内で往復動する。本実施形態の圧縮機１は、運転時における背圧空間１４の体積の総和と停止時における背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転位置にロータ７を停止させる停止機構を有している。特に、以下に説明する実施形態では、停止機構は、上記差が最小となる回転位置にロータ７を停止させる。背圧空間１４については追って詳しく説明する。
　さらに、本実施形態では、回転位置を検出しつつロータ７を回転駆動するモータ（電動モータ）３が駆動源として機能しており、圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転位置にロータ７を停止させるようにモータ３を制御する駆動回路１８が、停止機構として機能している。
　以下、圧縮機１の詳細について説明する。
　図１に示されるように、圧縮機１では、円筒状のケース５内に、圧縮部２、モータ（駆動源：電動モータ）３、インバータ４が収容されている。ケース５は、インバータ４を収容するフロントケース５ａと、圧縮部２を収容するミドルケース５ｂと、モータ３を収容するリヤケース５ｃとからなる。フロントケース５ａ、ミドルケース５ｂ、及び、リヤケース５ｃは、ボルト等によって互いに結合されており、ケース５の内部に密閉空間が形成されている。
　ミドルケース５ｂ内の圧縮部２は、円筒状のシリンダブロック６と、シリンダブロック６の両側に設けられた一対のサイドブロック９と、円柱状のロータ７とを有している。シリンダブロック６の内部には、楕円状の滑らかな内壁面１１を有するシリンダ室１２が形成されている。シリンダ室１２の両側は、一対のサイドブロック９によって塞がれている。シリンダ室１２の中心に、ロータ７が配置されている。また、モータ３のロータ軸１７に連結された回転軸１０が、シリンダ室１２を貫通している。ロータ７は、回転軸１０に支持されており、モータ３の回転駆動力によって回転軸１０を介してシリンダ室１２内で回転される。
　図２に示されるように、ロータ７の外周面上には、３つのベーン溝１３が周方向に等間隔に形成されている。ベーン溝１３は、ロータ７の外周面から内部に向けて形成されている。ベーン溝１３は、板状のベーン８を往復可能に収容するベーン可動部１３ｂと、このベーン可動部１３ｂに連通する断面円形の圧力導入部１３ｃとで構成されている。圧力導入部１３ｃは、サイドブロック９の冷媒通路と連通している。ベーン可動部１３ｂ及び圧力導入部１３ｃは、ロータ７の回転軸１０に沿って形成されている。また、ベーン溝１３の底部１３ａとベーン８の後端８ｂとの間に、冷媒と共に油が供給される背圧空間１４が形成される。背圧空間１４の体積は、ベーン８の往復動に伴って変化する。
　ベーン８は、ロータ７の回転による遠心力と圧力導入部１３ｃ及びベーン可動部１３ｂ（即ち、背圧空間１４）に供給された冷媒及び油による圧力とによって、ベーン溝１３から突出される。ベーン８は、シリンダ室１２の内壁面１１と先端８ａとが摺動しつつ、ベーン内で往復動する。モータ３の回転駆動力によってロータ７が回転されると、シリンダ室１２の内壁面１１とベーン８とで区画された圧縮室内の容積変化によって冷媒が圧縮される。
　モータ３は、電動モータであり、図１に示されるように、リヤケース５ｃの内周面に沿って配置された複数のコイル１６と、コイル１６に発生する磁気によって回転されるモータロータ１５と、モータロータ１５の中心に固定されたロータ軸１７とを有している。ロータ軸１７は、モータロータ１５と共に回転する。ロータ軸１７の両端は、ベアリング１９ａ，１９ｂを介して、リヤケース５ｃ、及び、モータ３とサイドブロック９との間に配置される仕切壁に回転可能に支持されている。ロータ軸１７は上述した回転軸１０と連結されており、モータ３の駆動力はロータ軸１７から回転軸１０を介してロータ７に伝達される。
　また、本実施形態のモータ３は、モータロータ１５の回転角度を検出できる、いわゆるセンサー付電動モータである。モータロータ１５の回転角度は、図示されないセンサーによって検出され、検出結果は駆動回路１８に伝達される。なお、センサーは、例えば、モータロータ１５に組み付けられた磁石の位置を検出してモータロータ１５の回転角度を検出する。
　また、回転軸１０が連結されるロータ軸１７は、ロータ７を所定回転位置（すなわち、圧縮機１の運転時における背圧空間１４の体積の総和と、停止時における背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転位置）に停止させるために、所定回転角度で停止される。このため、駆動回路１８は、ロータモータ１５の回転角度の検出結果に基づいてロータ軸１７を所定の回転角度で停止させるように制御する。
　インバータ４は、フロントケース５ａに収容された駆動回路で構成されており、モータロータ１５の回転角度の検出結果に基づいてコイル１６への通電を制御する。
　次に、図３を参照しつつ、圧縮機１の運転時及び停止時の背圧空間１４の体積変化について説明する。
　図３のグラフは、第１実施形態におけるベーン８が３枚の圧縮部２（図２参照）の場合の背圧空間１４の体積の総和の変化を示している。横軸はロータ７の回転角度を示しており、縦軸は背圧空間１４の体積の総和（３つの背圧空間１４の体積の総和）を示している。
　曲線Ａは圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和の変化を示し、曲線Ｂは停止時の背圧空間１４の体積の総和の変化を示している。曲線Ａで示される運転状態では、全てのベーン８の先端８ａがシリンダ室１２の内壁面１１と接触しているので、ロータ７の回転角度に対する背圧空間１４の体積の総和の変化は少なく、ほぼ一定の値を示している。
　一方、曲線Ｂで示される停止状態では、ロータ７が停止した回転角度によって背圧空間１４の体積の総和は大きく変化する。曲線Ｂ上の点Ｑで示される回転角度（約４０°、約１５０°、約２６０°・・・）でロータ７が停止すると、一つのベーン８が鉛直上向きの位置となるので、当該ベーン８が自重によってベーン溝１３内で降下する。この結果、この上向きのベーン８の背圧空間１４の体積は減少し、背圧空間１４の体積の総和は小さい（運転時の体積の総和との差が大きい［最大となる］）。また、曲線Ｂ上の点Ｐで示される回転角度（約９０°、約２１０°、約３２０°・・・）では、ベーン８が自重で降下する距離が少ない位置でロータ７が停止する（図２参照）。従って、背圧空間１４の体積の総和は大きい（運転時の体積の総和との差が小さい［最小となる］）。
　これらの曲線Ａ及びＢから、圧縮機１の停止時には、ロータ７の回転角度（回転位置）に応じて背圧空間１４の体積の総和に大きな変化が生じていることが判る。圧縮機１の停止時にロータ７の停止位置を所定角度に設定することで、背圧空間１４の体積の総和の減少を抑えることができる。
　このため、本実施形態では、曲線Ａで示す背圧空間１４の体積の総和と曲線Ｂで示す背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転角度にロータ７を停止させるように、駆動回路１８がモータ３の回転角度を制御している。
　次に、本実施形態の圧縮機１の動作について説明する。
　圧縮機１は、駆動回路１８からモータ３のコイル１６に電流が供給されてモータロータ１５と共にロータ軸１７が回転される。ロータ軸１７が回転されると、ロータ軸１７の一端に連結された回転軸１０を介してロータ７が回転され、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、ミドルケース５ｂの内部とリヤケース５ｃ内のモータ３を通って吐出口２１から外部に吐出される。
　圧縮機１の停止時には、モータロータ１５の回転角度の検出結果に基づいて、駆動回路１８がモータ３を制御してロータ７を上述した所定回転位置（圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時における背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転位置）に停止させる。すなわち、図２示されるように、ベーン８が自重で降下する距離が少ない回転位置に、ロータ７が停止される。
　このように、ベーン８がベーン溝１３内で降下する距離が少ない位置にロータ７を停止させることによって、ベーン溝１３、ベーン８、ロータ７などへの特別な加工や、別部材を設ける必要がなく、運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差を小さくすることができる。この結果、起動時のチャタリングを防止できる。
　なお、本実施形態では、モータ３は、センサー付電動モータであったが、センサーレスモータでも良い。センサーレスモータの場合は、ロータ軸１７と駆動軸１０とを所定組付角度で連結し（即ち、モータロータ１５とロータ７との回転位置関係を固定し）、モータロータ１５を流れる電流からロータ７の回転角度を推測する。この推測結果に基づいて、ロータ７を上述した所定回転位置で停止させれば良い。なお、この場合も、モータロータ１５の回転は駆動回路１８によって制御される。
　また、本実施形態の圧縮機１は、車両に搭載されるが、車載状態では図２に示されるようにシリンダ室１２の楕円長径方向が水平方向と直交するように（楕円長径方向が鉛直方向に沿って配置されるように）配設されている。
〔第２実施形態〕
　次に、図４（ａ）及び図５（ａ）を参照して第２実施形態のベーン型圧縮機について説明する。なお、上述した第１実施形態における構成と同一又は同等の構成部分については、同符号を付して重複する説明を省略する。
　図４（ａ）に示されるように、圧縮部２のシリンダブロック５６には、５枚のベーン８が設けられている。圧縮機１の車載時には、シリンダ室１２の楕円長径方向が鉛直方向と直交する方向となるように（楕円長径方向が水平方向に沿って配置されるように）配設されている。
　第１実施形態と同様に、モータロータ１５の回転角度の検出結果に基づいて、駆動回路１８がモータ３を制御してロータ７を上述した所定回転位置（圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時における背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転位置）に停止させる。
　図５（ａ）のグラフは、第２実施形態におけるベーン８が５枚の圧縮部２（図４（ａ）参照）の場合の背圧空間１４の体積の総和の変化を示している。図３のグラフと同様に、横軸はロータ７の回転角度を示しており、縦軸は背圧空間１４の体積の総和（５つの背圧空間１４の体積の総和）を示している。
　曲線Ｂ上の点Ｑは、圧縮機１の停止時に背圧空間１４の体積の総和が小さい（運転時の体積の総和との差が大きい［最大となる］）ロータ７の回転角度を示している。点Ｐは圧縮機１の停止時に背圧空間１４の体積の総和が大きい（運転時の体積の総和との差が小さい［最小となる］）ロータ７の回転角度を示している。
　従って、圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転角度にロータ７が停止することで、起動時のチャタリングを防止できる。本実施形態では、シリンダ室１２の楕円長径方向が鉛直方向と直交する方向となるように（楕円長径方向が水平方向に沿って配置されるように）配設されているので、このようなロータ７の所定回転位置は、図４（ａ）に示されるように、ベーン８が自重で降下する距離が少ない回転位置となる。
　また、駆動回路１８によってロータ７の上述した所定角度で停止させるように制御するだけなので、ベーン溝１３、ベーン８、ロータ７などへの特別な加工や、別部材を設ける必要がなく、運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差を小さくすることができる。この結果、起動時のチャタリングを防止できる。
〔第３実施形態〕
　次に、図４（ｂ）及び図５（ｂ）を参照して第３実施形態のベーン型圧縮機について説明する。なお、上述した第１実施形態における構成と同一又は同等の構成部分については、同符号を付して重複する説明を省略する。
　図４（ｂ）に示されるように、圧縮部２のシリンダブロック６６には、３枚のベーン８が設けられている。圧縮機１の車載時には、シリンダ室１２の楕円長径方向が鉛直方向と直交する方向となるように（楕円長径方向が水平方向に沿って配置されるように）配設されている。
　第１実施形態と同様に、モータロータ１５の回転角度の検出結果に基づいて、駆動回路１８がモータ３を制御してロータ７を上述した所定回転位置（圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時における背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転位置）に停止させる。
　図５（ｂ）のグラフは、第３実施形態におけるベーン８が３枚の圧縮部２（図４（ｂ）参照）の場合の背圧空間１４の体積の総和の変化を示している。図３のグラフと同様に、横軸はロータ７の回転角度を示しており、縦軸は背圧空間１４の体積の総和（３つの背圧空間１４の体積の総和）を示している。
　曲線Ｂ上の点Ｑは、圧縮機１の停止時に背圧空間１４の体積の総和が小さい（運転時の体積の総和との差が大きい［最大となる］）ロータ７の回転角度を示している。点Ｐは圧縮機１の停止時に背圧空間１４の体積の総和が大きい（運転時の体積の総和との差が小さい［最小となる］）ロータ７の回転角度を示している。本実施形態では、点Ｐで示されるロータ７の回転角度では、圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和とに差がない。つまり、圧縮機１の運転時と停止時とで、背圧空間１４の体積の総和に変化はない。
　従って、圧縮機１の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差が小さくなる回転角度にロータ７が停止することで、起動時のチャタリングを防止できる。本実施形態では、シリンダ室１２の楕円長径方向が鉛直方向と直交する方向となるように（楕円長径方向が水平方向に沿って配置されるように）配設されているので、このようなロータ７の所定回転位置は、図４（ｂ）に示されるように、ベーン８が自重で降下する距離が少ない回転位置となる。
　また、駆動回路１８によってロータ７の上述した所定角度で停止させるように制御するだけなので、ベーン溝１３、ベーン８、ロータ７などへの特別な加工や、別部材を設ける必要がなく、運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差を小さくすることができる。この結果、起動時のチャタリングを防止できる。
〔第４実施形態〕
　次に、図６を参照して第４実施形態のベーン型圧縮機について説明する。なお、上述した第１実施形態における構成と同一又は同等の構成部分については、同符号を付して重複する説明を省略する。
　本実施形態では、シリンダブロック７６のシリンダ室１２内のロータ７がクラッチを介して内燃エンジン（駆動源）と連結されている。クラッチは、例えば、図１における部材２０の位置に設けられ、図１のモータ３の代わりに、エンジンからの駆動力をベルトを介して受け取るプーリーなどが取り付けられる。
　停止機構は、ロータ７に周方向に等間隔に埋設されたＮ，Ｓ極のロータ側磁石７７，７８と、シリンダ室１２の内壁に埋設されたＮ，Ｓ極のシリンダ側磁石７９，８０とで構成されている。圧縮機の停止時にクラッチが切断されると、エンジンとロータ７とが切り離され、ロータ側磁石７７，７８とシリンダ側磁石７９，８０との間に作用する反発力及び吸引力によって、ロータ７が上述した所定回転位置（圧縮機の運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の総和との差が小さくなる回転位置）に停止される。
　本実施形態によれば、エンジン（駆動源）によるロータ７の回転駆動力は、クラッチを介してロータ７に伝達される。圧縮機の停止時には、ロータ側磁石７７，７８及びシリンダ側磁石７９，８０によって、ロータ７を上述した所定回転位置に停止させる。従って、運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の総和との差を小さくできるので、チャタリングを防止できる。
　また、磁石７７～８０のロータ７及びシリンダ室１２の内壁への埋設以外には、ベーン溝１３、ベーン８、ロータ７などへの特別な加工や、別部材を設ける必要がなく、運転時の背圧空間１４の体積の総和と停止時の背圧空間１４の体積の総和との差を小さくすることができる。この結果、起動時のチャタリングを防止できる。
　なお、本発明は、シリンダ１２の形状の関係上、上向きのベーン８の自重での降下距離をより小さくできるので、（シリンダ室１２の楕円長径方向が水平方向に沿って配置される）横型のベーン型圧縮機において好適である。

Claims (4)

  1. 　ベーン型圧縮機であって、
    　シリンダブロックと、
    　前記シリンダブロックの内部に形成された楕円内壁を持つシリンダ室と、
    　前記シリンダ室内に回転可能に支持され、外周面上に複数のベーン溝が形成されたロータと、
    　前記ロータを回転させる駆動源と、
    　前記ベーン溝内にそれぞれ収納された複数のベーンとを備え、
    　前記ベーン溝内の背圧空間に発生する背圧によって前記ベーンを前記ベーン溝から突出させて前記ベーンの先端を前記シリンダ室の前記内壁に接触させつつ、前記ロータが前記駆動源によって回転され、
    　前記圧縮機が、運転時における前記背圧空間の体積の総和と停止時における前記背圧空間の体積の総和との差が最小となる所定回転位置に前記ロータを停止させる停止機構をさらに備えている。
  2. 　請求項１記載のベーン型圧縮機であって、
    　前記駆動源が前記ロータの回転位置を検出しつつ前記ロータを回転駆動する電動モータであり、
    　前記停止機構が、前記所定回転位置に前記ロータを停止させるように前記電動モータを制御する駆動回路である。
  3. 　請求項１記載のベーン型圧縮機であって、
    　前記停止機構が、前記ロータと前記駆動源との間に設けられたクラッチと、前記ロータに周方向に等間隔に埋設された複数のロータ側磁石と、前記シリンダ室の内壁に埋設された複数のシリンダ内磁石とで構成されており、
    　前記停止機構が、前記クラッチを切断して、複数の前記ロータ側磁石と前記シリンダ側磁石との間に作用する反発力及び吸引力によって前記ロータを前記所定回転位置に停止させる。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載のベーン型圧縮機であって、
    　前記シリンダ室の楕円長径方向が車搭時に水平方向となるように配設される。
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