JPS63280883A - 可変容量型ベ−ン圧縮機 - 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、自動車の車室冷房装置用の冷媒ガス圧縮機
等に用いられる可変容量型ベーン圧縮機に関し、特に、
起動時または低負荷時に発生するベーンチャタリングを
防止するための構造に関するものである。

［従来の技術］ 従来一般のベーン圧縮機は、例えば第１図〜第３図に示
されるように、ハウジング１内に収容したシリンダ２の
両開口端にフロントおよびリヤのサイドプレート３．４
が固定され、密閉された空間が形成されており、この空
間内に、両サイドプレート３．４にて回転可能に支持さ
れたロータ５が収容されている。このロータ５には、全
幅に亘って複数（この例では４つ）のベーン溝６が、周
方向に等間隔に且つ所要深さをもって形成され、各ベー
ン溝６にはシリンダ２の内周面に摺接するベーン７が摺
動可能に嵌合されている。このベーン７によって、シリ
ンダ２内の空間が複数の圧縮室８に区画形成されている
。

リヤサイドプレート４とリヤハウジング１ａとで囲まれ
る空間は吐出室９と連通しており、圧縮室８から吐き出
された冷媒ガス中のミスト状の油を分離するための油分
離室１０となっている。

リヤサイドプレート４には、油分離室１０内の油を、ロ
ータ５を支持しているプレーンベアリング１１へ導くた
めの油通路１２が形成され、リヤサイドプレート４のロ
ータ側端面には前記ベーン溝６の底部と連通ずるように
環状溝１３が形成されている。従って、油分離室１０の
油は、ブレーンベアリング１１等の潤滑を行うと共に、
ベーン溝１３の底部に所定の油圧を付与してベーン７を
シリンダ内周面に圧接する方向に付勢し得るようになっ
ている。

また、冷房装置が車室の温度を下げる冷却形態で作動し
ている間は、圧縮機に大吐出容量が要求されるが、室温
が快適な温度に達して冷房装置の運転形態がその温度を
維持する保温形態に移行した場合には、圧縮機は小吐出
容量運転で良いので、従来のベーン圧縮機には、吸入室
１４から圧縮室８に供給される冷媒ガスの吸入量を制御
して吐出容量を可変とする容量可変機構が設けられてい
るものがある。この容量可変ｍ槽は、シリンダ２とフロ
ントサイドプレート２の間に介設された回動板１５から
成り、フロントサイドプレート２に設けられた第１貫通
穴】６と、回動板１５に設けられた第２貫通穴１７との
重なり具合によって、これらを通る冷媒ガスの吸入量を
制御できるようになっている。

［発明が解決しようどする問題点］ 上述したような従来の可変容量型ベーン圧縮機において
は、起動時には油分離室１０内の圧力が低く、ベーン７
の背面に加えられる圧力くベーン背圧）も小さいので、
圧縮行程中の圧縮室８内の圧力がベーン背圧に打ち賭っ
て、ベーン７をベーン溝６内に押し込もうとする。従っ
て、このような場合には、ベーン７がベーン溝６に沿っ
て前後に振動し、ベーンチャタリングを生じるという問
題点があった。

また、車室内の温度が快適となり、冷房装置の冷房負荷
が小さくなると、回動板１５の作用により吐出圧が低下
し、これに伴って油分離室１０の圧力も低下するので５
起動時の場合と同様にベーンチャタリングが発生するこ
とがある。

この発明の目的はかかる問題点を解決することにある、 ［問題点を解決する／、：めの手段］ そこで、この発明は、上記従来の可変容量型ベーン圧縮
機において、吐出容量が所要値以下の場合にベーン溝と
吐出室との間を連通し、所要値以上の場合にはベーン溝
と吐出室との間を遮断するように、ベーン溝と吐出室と
の間に回動板の回動位置に応じて開閉されるガス流通路
を形成したことを特徴としている。

［作用］ 上述したように構成されたこの発明による可変容量型ベ
ーン圧縮機においては、従来であればベーンチャタリン
グを生じていた状態であっても、ベーン溝に吐出室から
高圧の冷媒ガスが供給されるので、圧縮室内の圧力によ
ってベーンに作用する力よりもベーン背圧が小さくなる
ことはなく、ベーンチャタリングを防止することができ
る。

［実施例］ 以下、図面と共にこの発明に従った可変容量型ベーン圧
縮機の好適な実施例について詳細に説明する。尚、従来
構成を示している第１図〜第３図はこの発明の実施例に
関しても共通であるので、これらの図面も参照する。

第１図〜第３図において、圧縮機の楕円筒状中空部を有
するシリンダ２の両端面には円盤状のフロントサイドプ
レート３およびリヤサイドプレート４が接合され、これ
らによってロータ収容用の楕円筒状空間が形成されてい
る。フロントサイドプレート３の前面には吸入室１４を
有するフロントハウジング１ｂが設けられ、吸入室１４
は圧縮機入口１８を介して外部回路と連通されている。

フロントハウジング１ｂの後面にはりャサイドプレート
４およびシリンダ２の外周を囲繞するようにリヤハウジ
ング１ａが接合され、リヤサイドプレート４とリヤハウ
ジング１ａとで囲まれる空間には油分離室１０が形成さ
れ、この油分離室１０は圧縮機出口１つを介して外部回
路と連通されている。

フロントサイドプレート３およびリヤサイドプレート４
の中心部には、回転軸２０がブレーンベアリング１１．
２１を介して回転可能に支承されており、第２図に示さ
れるように回転軸２０に形成された円柱状のロータ５の
外周面がシリンダ２の内周面の短径部と対応する三箇所
に極近接するように収容され、シリンダ室をロータ５の
中心軸線に関して点対称な三日月状の一対の室２２に区
画している。ロータ５の円周上には全幅に亘って複数の
ベーン溝６が所要深さをもって形成され、各ベーン溝６
に摺動可能に嵌合されたベーン７は、その先端がシリン
ダ２の内周面に当接することで前記三日月状の室２２を
それぞれ複数の圧縮室８に区画形成している。

フロントサイドプレート３には吸入室１４内の冷媒ガス
を吸入行程（容積増大）途上の圧縮室８へ導くための第
１貫通穴１６がフロントサイドプレートの厚さ方向に貫
通形成されている。この第１貫通穴１６は回転軸２０の
中心に関して点対称の位置に２箇所に、且つ、ロータ５
がシリンダ２内の内周面に最も近接するトップ位ｆｆＴ
からロータ５の回転方向に僅かに離れた位置を始点とし
て、該回転方向に向かって円弧状に形成されている。

シリンダ２には第１貫通穴１６と対応する位置に吸入通
路２３が貫設され、この吸入通路２３と圧縮室８とを連
通ずる主吸入口２４が設けられている。そして、第１貫
通穴１６から回動板１５に形成した第２貫通穴１７を介
して吸入通路２３、主吸入口２４から圧縮室８に冷媒ガ
スが吸入されるようになっている。

また、圧縮室８はシリンダ２に貫設された吐出口２５に
より、シリンダ２に切欠形成した吐出室９と連通され、
吐出口２５には吐出弁２６、およびリテーナ２７が設け
られている。吐出室９はリヤサイドプレート４に設けた
連通路５０を介して油分離室１０と連通されている。

リヤサイドプレート４には油分離室１０内の油をブレー
ンベアリング１１へ導くための油通路１２が形成され、
同じくリヤサイドプレート４のロータ側端面はベーン溝
６の底部と連通ずるように環状溝１３が形成され、フロ
ントサイドプレート３のロータ側端面にもベーン溝６と
連通する環状溝２８が形成されている。そして、ブレー
ンベアリング１１、ロータ５と両サイドプレート３．４
の摺動面の潤滑を行うと共に、ベーン溝６の底部に所定
の圧力を付与してベーン７をシリンダ２の内周面に圧接
する方向に付勢し得るようになっている。

シリンダ２およびロータ５の前端面と、フロントサイド
プレート３との間には、容量制御板としての回動板１５
が設けられている。この回動板１５は、フロントサイド
プレート３の内側面に環状溝２８と連通ずる状態で形成
された浅い円環溝２９によって、シリンダ２の中心軸線
の回りに回転可能に保持され、且つ、その後面がフロン
トサイドプレート３の内側面と連続した一平面をなし、
ロータ５とベーン７との前端面に接触または極近接する
状態としている。この回動板１５にはそれを厚さ方向に
貫通する第１貫通穴１６が第１貫通穴１６と対応するよ
うに２箇所に設けられている。

この第２貫通穴１７は、第２図および第４図〜第６図に
示されるように、回動板１５の回動位置を調節すること
で、第１貫通穴１６から吸入通路２３へ吸入される冷媒
ガスの通路断面積を変更可能であり、しかも圧縮室８の
フロント側面を開放して、副吸入口３０となし、ここか
らも冷媒ガスが吸入行程中の圧縮室８内に吸入されるよ
うにしている。

また、この第２貫通穴１７はベーン６の前側にある圧縮
行程途上の先行側の圧縮室８を、後ろ側にある吸入行程
途上の後行側の圧縮室８に連通させるバイパス通路とし
ても機能する。ようにしている。

第１．３図に示されるように、回動板１５にはロータ５
とは反対側に突出するビン３１が螺着されており、フロ
ントサイドプレート３に形成された円弧孔３２を経て、
スプール３３に形成された長孔３４に緩く挿入されてい
る。スプール３３はフロントサイドプレート３の回転軸
２２を支承するボス部の近傍に形成された有底穴の開口
部を密栓３５によって閉塞してなるスプール室３６内に
回動板１５の接線方向と同方向への往復動可能に収容さ
れている。このスプール室３６は前記スプール３３によ
って第１圧力室３７と第２圧力室３８とに仕切られてお
り、第２圧力室３８にはスプール３３を第１圧力室３７
側へ付勢するスプリング３つが収容されている。

シリンダ２およびフロントサイドプレート３には、吐出
室９と第１圧力室３７とを連通ずるガス通路４０が貫通
され、吐出室９から吐出圧相当の冷媒ガス圧を第１圧力
室３７内に供給し、これをスプール３３の第１受圧而４
１に作用させるようになっている。

一方、シリンダ２とフロントおよびリヤサイドプレート
３．４には、油分離室１０の底部と第２圧力室３８とを
連通ずる連通路４２が設けられ、この連通路４２を経て
吐出圧相当の油圧を第２圧力室３８に供給し、密栓３５
に透設されたリーク通路４３により中間圧に減圧された
状態でこれをスプール３３の第２受圧面４４に作用させ
るようになっている。また、図示されていないが、連通
路４２には、冷房負荷が小さくなると開となる開閉弁が
設けられている。

更に、この発明によれば、第４図〜第７図に示されるよ
うに、フロントサイドプレート３に形成された円環溝２
９の底面、即ち回動板１５の前面が摺接する面には、円
弧孔３２の一端から、回動板１５の回動中心を中心とし
て第４〜６図の反時計回り方向に延びる円弧状の講が削
成されており、回動板１５の前面との間で第１のガス流
通路４５を形成している。また、回動板１５の前面にも
第１のガス流通路４５と同中心且つ同半径の円弧状の清
が削成され、フロントサイドプレート３と協馳して第２
のガス流通路４６を形成している。更に、フロントサイ
ドプレート３には、第７図に明示される如く、一端が環
状溝２８内に開口し、他端が第１のガス流通路４５の端
部から周方向に一定の間隔を置いた位置にて円環溝２９
内に開口した第３のガス流通路４７が穿設されている０
回動板１５の回動位置によって第２のガス流通路４６は
周方向に移動するが、第１、第２および第３のガス流通
路４５　＝４６．４７の関係は、起動時く第４図）から
中間容量時（第５図）までは互いに連通し、中間容量時
から最大容量時（第６図）にかけては、第３のガス流通
路４７は、第１および第２のガス流通路４５．４６から
遮断されるようになっている。

次に、前記のように構成した可変容量型ベーン圧縮機に
ついて、その作用を説明する。

この圧縮機は回転軸２０が電磁クラッチ（図示しない）
３介して自動車の駆動源であるエンジンに連結されて使
用されるのであるが、圧縮機が停止状態で長く放置され
た場合には、圧縮機内の全ての空間の圧力が均等となり
、回動板１５に接続されたスプール３３は、スプリング
３９によって第１圧力室３７の端面に当接するまで、第
１圧力室３７側へ移動された状態にある。このとき、第
４図の如く、回動板１５に形成された第２貫通穴１７は
フロントサイドプレート３の第１貫通穴１６およびシリ
ンダ２の吸入通路２３と最も食い違う位置となっており
、また、第１、第２および第３のガス流通路４５．４６
．４７は互いに連通している。

この状態でクラッチが接続され、回転軸２０、ロータ５
およびベーン７が回転を開始すると、吸入室１４の冷媒
ガスが、第１貫通穴１６と第２貫通穴１７との連通部を
通じて主吸入口２４および副吸入口３０から容積増大過
程にある圧縮室８に吸収されるが、両貫通穴】６．１７
の連通部において絞り効果が与えられるため、圧縮室８
に吸収される冷媒ガスの量が少なく、また、副吸入口３
０の吐出口側端Ｐが吐出口２５の側に移動した位置にあ
って、圧縮行程途上にある圧縮室８内の冷媒ガスが後行
側の吸入行程途上にある圧縮室８および吸入室］４ヘバ
イパスされて圧縮開始時期が遅くなるため、起動当初に
おいては圧縮機は最小容量運転時悪で作動する。

このように圧縮が開始されると、吐出室９からガス通路
４０を経て冷媒ガスが第１圧力室３７に至る。更に、こ
の冷媒ガスは、円弧孔３２、第１、第２、第３のガス流
通路４５．４６．４７、および環状渦２８を介して、ベ
ーン溝６の底部に供給され、ベーン背圧は吐出圧相当の
冷媒ガス圧となる。この結果、ベーン７は圧縮室８内の
圧力によっては押し戻されず、ベーンチャタリングの発
生は防止される。

上述した最小容量運転が短時間行われて、吐出室９およ
び油分離室１０の圧力が充分に上昇すると、吐出室９の
高圧ガスが第１圧力室３７へ圧送され、スプール３３が
スプリング３つの付勢力に抗して第２圧力室３８側へ移
動される。この結果、回動板１５が回動され、第６図に
示すように第１貫通穴１６と第２貫通穴１７がほぼ一致
する状態となって、これらの連通面積が最大となり、よ
って、圧縮機は最大容量運転状態となる。この状態では
、第３のガス流通路４７は吐出室９から遮断されている
ので、ベーン背圧は油分離室１０からの絞りのかかった
油圧によるものとなるが、油分離室１０内の圧力も充分
に大きくなっているので、圧縮室８内の圧力によってベ
ーン７がベーン溝６内に押し戻されることはない。

このような大容量運転状態が一定時間維持されることに
よって、室温が徐々に快適温度に近付き、冷房負荷が小
さくなると、連通路４２に介設された開閉弁が開き、連
通路４２を経て吐出圧相当の油圧が第２圧力室３８に供
給され、スプリング３９の付勢力と協働してスプール３
３が第１圧力室３７側へ移動されて回動板１５は第５図
の状態になるまで回動する。このとき、冷媒ガスの吸入
量が減少して中間容量運転となり、油分離室１０からの
油圧によるベーン背圧は小さくなるが、第１、第２およ
び第３のガス流通路４５．４６．４７が再び連通し、ベ
ーン溝６に吐出室９からの冷媒ガスが減圧されることな
く供給されるので、ベーンチャタリングは生じない。

し発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、起動時や冷房負荷が
小さい場合に、吐出室からの高圧の冷媒ガスがベーンの
背面に作用し、ベーンチャタリングを防止することがで
きる。従って、ベーンチャタリングによる騒音が低減す
ると共に、ベーンとベーン溝間の摩耗、ベーンとシリン
ダ内周面との衝突による損傷等が防止される効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明および従来の可変容量型ベーン圧縮機
を示す縦断面図、第２および第３図はそれぞれ第１図の
Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿っての断面図、第４図〜第６図
はこの発明による可変容量型ベーンの一実施例を示す第
１図のＣ−Ｃ線に沿っての断面図であり、第４図は起動
時または最小容量運転時、第５図は中間容量運転時、第
６図は最大容量運転時の状態を示す図、第７図は第４図
のＤ−Ｄ線に沿っての断面図である９図中、２ニジリン
ダ　　　３：フロントサイドプレート４：リヤサイドプ
レート ５：ロータ　　　　６：ベーン溝 ７：ベーン　　　　８：圧縮室 ９：吐出室　　　　１０：油分離室 １３．２８：管状溝　１４：吸入室 １５：回動板　　　１６：第１貫通穴 １７：第２貫通穴　２３：吸入通路 ２９：円環溝　　　３１：ビン ３２：円弧孔　　　３３ニスプール ３６：スプール室　４２：連通路 ４５：第１のガス流通路 ４６：第２のガス流通路 ４７：第３のガス流通路 特許出願人　　株式会社豊田自動織機製作所：、ｌ、’
Ｉ’ｌ’に、ｉ 第１図 ｒ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ハウジング内に収容したシリンダの両開口端に固定さ
   れたフロントサイドプレートおよびリヤサイドプレート
   の内側にロータを回転可能に支持し、該ロータに周方向
   等間隔に設けられた複数のベーン溝のそれぞれにベーン
   を摺動可能に嵌合させると共に該ベーン溝の底部に油分
   離室から油圧を供給して該ベーンを前記シリンダの内周
   面に摺接させ、前記ロータを回転させることによって圧
   縮室に吸引室の冷媒ガスを吸引口から吸引し、吐出口か
   ら吐出室へ吐出するようにしたベーン圧縮機であつて、
   前記シリンダと前記フロントサイドプレートとの間に回
   動板を介設し、該回動板の回動位置に応じて前記吸入室
   から吸入行程中の前記圧縮室に供給される冷媒ガスの吸
   入量を制御して吐出容量を可変とした可変容量型の前記
   ベーン圧縮機において、 吐出容量が所要値以下の場合に前記ベーン溝と前記吐出
   室とを連通し、所要値以上の場合に該ベーン溝と該吐出
   室とを遮断するように、前記回動板の回動位置に応じて
   開閉されるガス流通路を該ベーン溝と該吐出室との間に
   形成したことを特徴とする可変容量型ベーン圧縮機。