JPS62157291A

JPS62157291A - ベ−ン型圧縮機

Info

Publication number: JPS62157291A
Application number: JP60299054A
Authority: JP
Inventors: Nobufumi Nakajima; 中島　信文; Kenichi Inomata; 猪俣　健一; Shigeru Okada; 茂岡田
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1985-12-28
Filing date: 1985-12-28
Publication date: 1987-07-13

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）一般に、ベーン型圧縮機は高圧室側の圧力を背圧として
ベーンの背部に供給し、該背圧によりベーンの先端をカ
ムリングの内周面に摺接させるようにしている。

ところで、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８欧式
ベーン型圧縮機は、たとえば、実開昭５５−２０００号
によれば、シリンダの下側部分に設けた吸入ポートの側
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
、その先端で吸入ボ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、圧縮期間を調整し。

吐出容量を可変制御し得る如く構成されている。

従って、圧縮期間を短かくし、吐出容量を小さくすると
、ベーンの背部の背圧が低下するため。

ベーンの先端がカムリングの内周面から離れたり、突き
当たったりしてチャタリングを発生すると共に、圧縮性
能が低下するという問題があった。また、圧縮期間を短
くして吐出容量を小さくしたときにもベーンの背圧が十
分となるようにベーンの背部への高圧室側圧力の供給量
を多く設定すると。

圧縮期間を長くして吐出容量を大きくしたときにはベー
ンの背圧が過大になり、摺動抵抗が大きくなるため、動
力損失が多くなってしまった。

（発明の目的）本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、吐出容量を
可変としてもベーンの背圧は変化せず、チャタリングの
発生や動力損失が起こらないようにしたベーン型圧縮機
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上記ｌ」的を達成するために、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、前記吸入ボートを有するサ
イドブロックに設けられ且つ高圧室側に連通し前記ベー
ンの背部に背圧を供給する背圧ポートと、前記バイパス
ポートの開き角を制御すると共に前記バイパスポートの
開き角が大きくなるに従って前記背圧ポートの開口面積
を大きくする制御部材とを具備した構成としたものであ
る。

（作用）サイドブロックに設けられたバイパスポートの開き角を
制御する制御部材が、バイパスポートの開き角が大きく
なるに従ってベーンの背部への背圧の供給量を多くする
ので、吐出容量を小さくしてもベーンの背圧が低下しな
い。

（実施例）以下１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（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
るにれら吐出口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、該カムリング
７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、及びリヤサイドブロック９と、
前記カムリング７の内部に回転自在に収納した円形状の
ロータ１０と。

該ロータ１０の回転軸１１とを主要構成要素としており
、該回転軸１１は前記両サイドブロック８．９に設けた
各軸受（フロントサイドブロック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、該カムリング７の内周面と前記ロータ１０の外
周面との間に、周方向に１８０度偏位して対称的に空隙
室１３．１３が画成されている。

前記ロータ１０にはその径方向に沿うベーン溝１４が周
方向に等間隔を存して複数（例えば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。

前記フロントサイドブロック８には周方向に１８０度偏
位して対称的に吸入ボート１６．１６が設けである（第
２図乃至第７図参照）。これら吸入ボート１６．１６は
前記ベーン１５Ｌ〜１５４によって区分される空隙室１
３の容積が最大となる位置に配置しである。前記吸入ボ
ート１６．１６は前記フロントサイドブロック８の厚さ
方向に貫通しており、これら吸入ボート１６を介して、
前記フロントヘッド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。

前記力ｌ、リング７の両側周壁には吐出ボート１８．１
８か設けてあり、これら吐出ボー１〜１８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２Ｑ及び吐出弁止め２１がそれ
ぞれ設けである。

前記フロントサイドブロック８には、第５図及び第８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、この四部２２内に円弧状のバイパ
スボート２３．２３が周方向に１８０度偏位して対称的
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とが連通する。更に、この凹部２２内
には前記バイパスポート２３．２３の開き角を制御する
ためのリング状の制御部材２４が正逆回転可能に嵌装さ
れている。該制御部材２４の外周縁にはその周方向に１
８０度偏位して対称的に円弧状の第１の切欠部２５．２
５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度偏位して対称的に突片状の受圧部
材２６．２６が一体的に突設されている。これら受圧部
材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動室２７．２７内にスライ＋
ｑ可能に嵌装されている。これら圧力作動室２７内は前
記受圧部材２６により第１の室２７゜と第２の室２７□
とに２分され、第１の室２７１は吸入ボート１６及びバ
イパスポート２３を介して吸入室１７に、第２の室２７
□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２８が介
装しである。

また、前記フロントサイドブロック８には、第５図に示
すように吐出室１９とベーン溝１４の端面とを連通ずる
連通路４０が設けられている。即ち、該連通路４０は一
端が吐出室１９に開口し、他端がフロントサイドブロッ
ク８の凹部２２の所定箇所に周方向等間隔を存して穿設
された複数、例えば３個の小径な（例えば、直径０．５
ｍｍ）背圧ポート群４１．４１．４１に開口している。

一方、前記制御部材２４の内周縁の所定箇所には第２の
切欠部４２が設けられている。そして、制御部材２４が
前記第１の切欠部２５．２５によってバイパスポート２
３．２３の開き角を大きくしていくに従って、第２の切
欠部４２は背圧ポート群４１、／１−１．４１の各ボー
トを１つずつ開口していく。

このようにして、ベーン１５１乃至１５４の背部に背圧
を供給する背圧ボート群４１．４１．４１の開口面積を
制御できるようにされている。

前記制御部材２４の一側面中央部及び受圧部材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２７１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
り前記バイパスポート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０；ｊ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はその一端が前記中央ボ
ス部８ａに、他端がｉ＞ｉｆ記制御部材２４にそれぞれ
連結されている。

前記他方の第２の室２７２は第３図に示す如く連通路３
２を介して前記吸入室１７に連通してあり、該連通路３
２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、ベローズ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３
４ａによりボール弁体３６はばね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
ロントサイドブロック８との間には○リング３８が介装
しである。

次に」二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リベーン溝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１５１〜１５４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、吸入ポート１６から空隙室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２ｏ
が開弁されて、該圧縮冷媒ガスは吐出ポート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内の圧力が吸入ボート１６を介して両方の圧力作動
室２７．２７の第１の室２７１．２７、内に心入され、
また亮圧側である吐出室１９内の圧力がオリフィス２８
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
圧力とコイルはね３１の付勢力との和の力（制御部材２
４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２４をバイパスポー
ト２３の開き角が小さくなる方向に押圧する力、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６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５制御部材２４は第５図中
矢印Ａ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、
吸入ボート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。

圧縮機の吐出容量が最大となり全稼動状態となる。

このとき、制御部材２４は背圧ポート群４１．４１．４
１のすへてを閉塞し、ベーン１５１〜１５４の背部には
サイドブロック８．９とロータ１０とのクリアランスを
介してのみ吐出室１９の冷媒圧力が供給される。

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３：Ｉのベローズ
３４が膨張してロッド３４ａがボール弁体３６をばね３
７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
２４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１コする。従って、ポート１６から空隙室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ボー１−２３が開口
した分だけ圧縮開始時期が遅くなり、即ち、圧縮期間が
短かくなり。

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３７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。

上記の一部稼動状態においては、バイパスポー１〜２３
．２３の開き角がより大きくなるに従って制御部材２４
の第２の切欠部４２が背圧ポート群４１．４１．４１の
うちのより多くの背圧ボートを開口する。従って、バイ
パスボート２３．２３の開き角が大きくなって圧縮期間
が短かくなり、吐出室１９内の冷媒圧力が低下した分だ
け、背圧ポート群４１．４１．４１の開口面積が大きく
なり、ベーン１５１〜１５４の背圧が低下しないように
される。このため、ベーン１５１〜１５４の背圧は圧縮
機の吐出容量に対して一定になり、ベーン１５１〜１５
４の先端のカムリング７の内周面への抑圧力は常に一定
となる。また、圧縮機の一部稼動状態はロータ１０が高
速回転のときに起こるが。

このとき背圧ポート群４１．４１．４１の開口面積が大
きくなることに伴い、サイドブロック８．９とロータ１
０との間に供給される潤滑油の量はロータ１０の高速回
転に充分な量となる。

尚、上記実施例においては、吐出室１９に連通しベーン
１５１〜１５４の背部に背圧を供給する背圧ポート群４
１．４１．４１をフロントサイドブロック８の１箇所に
設け、背圧ポート群４１．４１．４１を開閉する第２の
切欠部４２を制御部材２４の１箇所に設けたが、これに
限らず、フロントサイドブロック８に、回転軸１１に対
し１８０６対称位置の２箇所の背圧ポー１〜群を設け、
これらの背圧ポート群を夫々開閉する第２の切欠部を制
御部材２４の２箇所に設けるようにしてもよい。

（発明の効果）以上、詳述したように１本発明のベーン型圧縮機は、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高圧室側に連通し前記ベ
ーンの背部に背圧を供給する背圧ボートと、前記バイパ
スポートの開き角を制御すると共に前記バイパスポート
の開き角が大きくなるに従って前記背圧ボートの開口面
積を大きくする制御部材とを具備するようにしたので、
吐出容量を可変としてもベーンの背圧を略一定にでき、
チャタリングの発生や動力の損失等を防止することがで
きる。また、ロータの高速回転時にロータと両サイトブ
ロックとの慴接面に充分な量の潤滑油を供給することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面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■−■線に沿う断面図、第３図は第１図のｍ　−ｎｌ
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Ｖ−■線に沿う断面図、第６
図及び第７図は第４図のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、第
８図は要部の分解斜視図である。７・・・カムリング、８・・・フロントサイドブロック
。９．９ａ・・・リヤサイドブロック、１０・・・ロータ
、１３・・・空隙室、１４・・・ベーン溝、１５１〜１
５４・・・ベーン、１６・・・吸入ポート、１７・・・
吸入室（低圧側室）、１９・・・吐出室（高圧側室）、
２３・・・バイパスポート、２４・・・制御部材、２６
・・・受圧部材、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、３４・・・ベローズ、３４ａ・・・ロッド、３５
・・・ケース、３６・・・ボール弁体、３７・・・ばね
。

Claims

【特許請求の範囲】

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高圧室側に連通
し前記ベーンの背部に背圧を供給する背圧ポートと、前
記バイパスポートの開き角を制御すると共に前記バイパ
スポートの開き角が大きくなるに従って前記背圧ポート
の開口面積を大きくする制御部材とを具備したことを特
徴とするベーン型圧縮機。