JPH06147157A - 容量可変式ベーン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストの高騰を招くこと無く、しかも、
圧縮機容量、圧縮機回転数の大小に関わらず、ベーンの
チャタリング、ベーン先端やシリンダ内面の摩耗、並び
に消費馬力の増大を招くこと無く、シリンダボア壁面に
対してベーンを適切に付勢することが可能な容量可変式
ベーン型圧縮機を提供すること。 【構成】 シリンダボア１０を有し、両端面が開口した
シリンダブロック１と、シリンダボア１０内に回転自在
に配置されたロータ２と、ロータ２に出退自在に備えら
れ、先端がシリンダボア１０を区画する壁面１１に摺接
するベーン３と、シリンダブロック１の両開口端面をそ
れぞれ閉塞するサイドプレート４，５と含み、サイドプ
レート４，５の内の少なくとも一つは、容量可変機構を
成す回転部４１を有している容量可変式ベーン型圧縮機
において、ロータ２のサイドプレート４，５に対向する
部分に収納凹部２３，２４が設けられ、収納凹部２３，
２４にリング状の弾性体９が配置され、弾性体９がベー
ン３に遊嵌されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置等に用
いられる容量可変式ベーン型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量可変式ベーン型圧縮機は、シ
リンダボアを有し、両端面が開口したシリンダブロック
と、上記シリンダボア内に回転自在に配置されたロータ
と、該ロータに出退自在に備えられ、先端が上記シリン
ダボアを区画する壁面に摺接するベーンと、上記シリン
ダブロックの両開口端面をそれぞれ閉塞するサイドプレ
ートと含み、該サイドプレートの内の少なくとも一つ
は、容量可変機構を成す回転部を有している（例えば、
特公平３−７７３９４号、及び実公平３−５５８３６号
公報参照）。

【０００３】そして、従来の容量可変式ベーン型圧縮機
では、ベーンのチャタリング防止のための手段が講じら
れている。この手段としては、サイドプレートにベーン
突出規制用ガイド溝を設け、このガイド溝に、ベーンに
形成された突起を嵌入させることにより、ベーンの動き
を規制する方法、或いは、バネ、油圧、ガス圧等の圧力
をベーンの背面に掛けることにより、ベーンの動きを規
制する方法等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガイド
溝にベーンの突起を嵌入させる方法では、ガイド溝の位
置精度、及びシリンダ形状に合わせたベーンの突起から
ベーンの先端までの長さの精度、及び溝巾と突起巾との
間の精度に非常に高いものを要求され、それを実現した
場合、容量可変式ベーン型圧縮機の製造コストが高騰し
てしまうという問題がある。また、バネ、油圧、ガス圧
等の圧力をベーンの背面に掛ける方法は、シリンダボア
を区画する壁面にベーンの先端を押し付ける方向でのみ
しかベーンを規制しないので、ベーンの先端がシリンダ
ボア壁面に必要以上に押し付けられてシリンダ内面やベ
ーン先端の摩耗を引き起こし、ひいては耐久性、シール
性に大きな悪影響を及ぼすという問題があり、そのため
ベーンの回転位置（シリンダに対する）によって、ベー
ン背面に加わる圧力を変化させる必要がある。

【０００５】また、容量の大小に関わらず、高速時にお
いて、遠心力及びベーン背圧によりベーンに加わる過大
な付勢力によっても前記の様なベーン先端やシリンダ内
面の摩耗、消費馬力が増大するという問題が生じ、更
に、小容量時においてもベーン先端とシリンダ内面との
間の摺動損失は、大容量時と変わらないため、消費馬力
が抑制されない等の問題がある。その他にも小容量時
（吐出圧(Pd)が低い時）には、ベーン背圧が充分でない
ため、ベーンのチャタリングを生じ易い等の問題があ
る。

【０００６】それ故に、本発明の課題は、製造コストの
高騰を招くこと無く、また容量の大小に合わせてベーン
背面への圧力を変化させる構造、機構が必要無く、しか
も、容量の大小に関わらず高速時におけるベーン先端及
びシリンダ内面の摩耗、並びに消費馬力の増大を招くこ
と無く、シリンダボア壁面に対してベーンを適切に付勢
することが可能な容量可変式ベーン型圧縮機を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、シリン
ダボアを有し、両端面が開口したシリンダブロックと、
上記シリンダボア内に回転自在に配置されたロータと、
該ロータに出退自在に備えられ、先端が上記シリンダボ
アを区画する壁面に摺接するベーンと、上記シリンダブ
ロックの両開口端面をそれぞれ閉塞するサイドプレート
と含み、該サイドプレートの内の少なくとも一つは、容
量可変機構を成す回転部を有している容量可変式ベーン
型圧縮機において、上記ロータの上記サイドプレートに
対向する部分に収納凹部が設けられ、該収納凹部にリン
グ状の弾性体が配置され、該弾性体が上記ベーンに遊嵌
されていることを特徴とする容量可変式ベーン型圧縮機
が得られる。

【０００８】

【作用】リング状の弾性体がベーンに遊嵌されているの
で、弾性体とシリンダボアをロータの回転軸延長線上か
ら見た時、これらの形状は相似形となり、これらの相似
形の中心及び向きも一致する。この関係は、容量可変式
ベーン型圧縮機の運転中も同じである。従って、容量可
変式ベーン型圧縮機の運転中、弾性体は、シリンダボア
を区画する壁面に沿ってベーンを移動させる軌道のよう
に作用する。この結果、ベーンには、弾性体によって容
量の大小及び圧縮機回転数の大小に関わらず、常に適切
な付勢力及びベーンに働く遠心力の抑制力が掛かる。

【０００９】この弾性体は、ロータのサイドプレート対
向部分に形成された収納凹部内に収納されており、この
収納凹部には、特に、高精度を要求されることが無く、
また、ベーンと弾性体の遊嵌部分にも、特に、高精度を
要求されることが無いので、製造コストが高騰すること
が無い。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例による容量可変
式ベーン型圧縮機の断面図、図２は図１に示す容量可変
式ベーン型圧縮機のサイドプレートを外した時の正面
図、図３は図１に示す容量可変式ベーン型圧縮機に用い
られているベーンの斜視図である。

【００１１】図１乃至図３を参照して、この容量可変式
ベーン型圧縮機は、シリンダブロック１と、ロータ２
と、ベーン３と、フロントサイドプレート４と、リアサ
イドプレート５とを含んでいる。

【００１２】シリンダブロック１は、シリンダボア１０
を有している。このシリンダボア１０は、貫通孔であ
り、従って、このシリンダボア１０により、シリンダブ
ロック１は、その両端面で開口している。シリンダボア
１０によって生じる空間の形状は、楕円柱状になってい
る。

【００１３】ロータ２は、円柱状を呈し、シリンダボア
１０内に回転自在に配置されている。ロータ２には、放
射状にベーン溝２０が形成されている。また、ロータ２
には、その回転軸と同軸に貫通孔２１が形成されてい
る。この貫通孔２１に回転軸２２が挿通されている。

【００１４】ベーン３は、略板状であり、ロータ２のベ
ーン溝２０内に出退自在に挿入されている。これによ
り、ベーン３は、ロータ２に出退自在に配置され、ベー
ン３の先端は、シリンダボア１０を区画する壁面１１に
摺接する。

【００１５】フロントサイドプレート４は、シリンダブ
ロック１の前方側の端面に取り付けられ、この端面の開
口を閉塞する。このフロントサイドプレート４は、フロ
ントサイドプレート本体４０と、略リング状の回転部４
１とから成る。フロントサイドプレート本体４０は、そ
のロータ２側面にリング状の凹部４２を有する。この凹
部４２内に回転部４１が回動自在に配置されている。こ
の状態で、フロントサイドプレート本体４０のロータ２
側面と回転部４１のロータ２側面とは、同一平面になる
ように成っている。この回転部４１は、ロータ２の回転
軸を中心にして回動する。また、フロントサイドプレー
ト本体４０の中心部には、貫通孔４３を有するボス部４
４が形成され、このボス部４４内にニードルベアリング
４５が配置されている。このニードルベアリング４５を
介してフロントサイドプレート本体４０は、回転軸２２
の先端近傍部分を回転自在に支持している。

【００１６】リアサイドプレート５は、シリンダブロッ
ク１の後方側の端面に取り付けられ、この端面の開口を
閉塞する。リアサイドプレート５の中心部には、貫通孔
５０を有するボス部５１が形成され、このボス部５１内
にニードルベアリング５２が配置されている。このニー
ドルベアリング５２を介してリアサイドプレート５は、
回転軸２２の後端部を回転自在に支持している。ボス部
５１は、カバー５３によって覆われている。

【００１７】略漏斗状のフロントハウジング６と、略カ
ップ状のリアハウジング７とで、ハウジング８が構成さ
れている。このハウジング８内に、ロータ２、ベーン
３、フロントサイドプレート４及びリアサイドプレート
５が組み立てられた状態で一体的に配置され、これら
は、ボルト（図示せず）によって結合される。

【００１８】フロントハウジング６は、貫通孔６０を有
するボス部６１を有し、この貫通孔６０内に回転軸２２
の先端部が突出している。ボス部６１の外周には、電磁
クラッチ（図示せず）が装着され、この電磁クラッチと
回転軸２２とが連結される。また、フロントハウジング
６には、吸入口６２が形成されている。このフロントハ
ウジング６とフロントサイドプレート４とで、吸入室８
０が構成されている。一方、リアハウジング７とシリン
ダブロック１とリアサイドプレート５とで、吐出室８１
が構成されており、また、リアハウジング７とリアサイ
ドプレート５とで油分離室８２が構成されている。吐出
室８１と油分離室８２とは、リアサイドプレート５に形
成された連通孔５０によって連通している。また、リア
ハウジング７には、吐出口７０が形成されている。

【００１９】隣合う２枚のベーン３と、シリンダブロッ
ク１の壁面１１と、両サイドプレート４，５の側面と
で、圧縮室８３が複数構成されている。フロントサイド
プレート４のフロントサイドプレート本体４０には、貫
通孔４６が穿設されている。また、フロントサイドプレ
ート４の回転部４１にも、貫通孔４７が穿設されてい
る。貫通孔４７は、貫通孔４６よりも大径と成ってい
る。シリンダブロック１にも貫通孔１２が穿設され、そ
のリアサイドプレート５側端は、リアサイドプレート５
により閉塞されている。貫通孔１２は、貫通孔４６と同
軸且つ同断面形状となっている。また、シリンダブロッ
ク１には、貫通孔１２に繋がる貫通孔１３が穿設されて
いる。これらの貫通孔４６，４７，１２，１３で、吸入
室８０と、圧縮室８３とを連通する吸入通路が構成され
ている。フロントサイドプレート４の回転部４１が回動
すると、貫通孔４７の周りの部分が、貫通孔４６及び貫
通孔１２を開閉するシャッターの如く作用するので、こ
の部分で、吸入通路の断面積は、回転部４１が回動する
ことにより変化する。また、回転部４１の貫通孔４７
は、隣合う圧縮室８３を、これらがロータ２の回転によ
りある所に来るまでバイパスする。このバイパスが終了
した時点で先行する圧縮室内８３内で流体（本実施例の
場合、冷媒ガス）の圧縮が開始する。このバイパス終了
時期、即ち、圧縮開始時期は、回転部４１が回動して貫
通孔４７の位置が変わることにより変化し、一方、吐出
開始時期は、一定である。以上のように、回転部４１が
回動することにより、吸入通路の断面積、及び圧縮開始
時期が変化し、この結果、吐出容量が変化する。このよ
うに、フロントサイドプレート４の回転部４１は、容量
可変機構を成している。尚、本実施例では、フロントサ
イドプレート４に容量可変機構を構成する回転部４１が
設けられているが、勿論、リアサイドプレート５の方に
回転部を設けることも構成上可能であり、また、吸入効
率を向上させるために、両サイドプレートに回転部を設
けることも構成上可能である。

【００２０】フロントサイドプレート本体４０内にはシ
リンダボア４０ａが形成されており、このシリンダボア
４０ａ内には、ピストン４８が挿入されている。ピスト
ン４８は、コイルスプリング（図示せず）により一方向
に付勢されている。ピストン４８には、嵌合孔４８ａが
形成されている。一方、回転部４１には、ピン４９が植
設されており、このピン４９は、フロントサイドプレー
ト本体４０に形成された円弧溝４０ｂを通じてピストン
４８の嵌合孔４８ａ内に嵌入している。ピストン４８
は、吸入圧及び吐出圧に応じてその位置を変え、この時
のピストン４８の動きがピン４９を介してフロントサイ
ドプレート４の回転部４１に伝達される。この結果、吸
入圧及び吐出圧に応じて回転部４１が回動し、吐出容量
が制御される。このように、ピストン４８、ピン４９等
で、制御機構が構成されている。

【００２１】ロータ２のフロントサイドプレート４に対
向する部分には、円形の収納凹部２３が設けられてい
る。同様に、ロータ２のリアサイドプレート５に対向す
る部分にも、円形の収納凹部２４が設けられている。こ
れらの収納凹部２３，２４内には、それぞれ、リング状
の弾性体９が配置されている。本実施例の弾性体９は、
ベルト状のものであるが、コイルスプリングを輪にした
もの等でも構わない。

【００２２】一方、ベーン３の両側縁部は、収納凹部２
３，２４内に突出する。図３から明らかなように、ベー
ン３の両側縁部の下部には、嵌合溝３０が形成されてい
る。この嵌合溝３０に、弾性体９が緩く嵌め込まれてい
る。これにより、弾性体９がベーン３に遊嵌されてい
る。従って、ベーン３は、弾性体９に固着されておら
ず、ベーン３は、弾性体９に対し、移動できるように成
っている。そして、ベーン３は、弾性体９により付勢さ
れ、且つ突出規制されている。

【００２３】図４は第２の実施例におけるベーンの斜視
図である。

【００２４】本実施例は、ベーンを除き、第１の実施例
と略同構成であるので、第１の実施例の構成と異なる部
分についてのみ説明する。

【００２５】このベーン３は、下縁部（ロータの中心側
縁部）の中央部分に、切欠き３２が形成されている。こ
の様に、ベーン３を構成することにより、図１のａに示
す部分の厚みを厚くすることができ、この結果、ロータ
２の強度を高めることができる。

【００２６】図５は第３の実施例の容量可変式ベーン型
圧縮機を示す断面図、図６は図５に示す容量可変式ベー
ン型圧縮機のサイドプレートを外した時の正面図であ
る。

【００２７】本実施例の容量可変式ベーン型圧縮機は、
第１の実施例の容量可変式ベーン型圧縮機と略同構成で
あるので、第１の実施例と異なる部分を中心にして説明
する。尚、本実施例の構成の内、第１の実施例と同じ部
分については、第１の実施例の参照番号と同じ参照番号
を付してある。

【００２８】図５及び図６を参照して、本実施例のフロ
ントサイドプレート４は、フロントサイドプレート本体
４０と、回転部４１と、リング部４００とからなる。フ
ロントサイドプレート本体４０の外周部に沿ってリング
部４００が配置され、これにより、フロントサイドプレ
ート本体４０のロータ２側面に、凹部４２が構成され
る。この凹部４２内に、第１の実施例と同様に、回転部
４１が回動自在に配置されている。フロントサイドプレ
ート本体４０には、貫通孔４６が穿設されている。回転
部４１には、切欠き４０１が形成されている。また、リ
ング部４００には、貫通孔４０２が穿設されている。シ
リンダブロック１にも貫通孔１２が穿設され、そのリア
サイドプレート５側端は、リアサイドプレート５により
閉塞されている。貫通孔１２は、貫通孔４６と同軸且つ
同断面形状となっている。また、シリンダブロック１に
は、貫通孔１２に繋がる貫通孔１３が穿設されている。
これらの貫通孔４６，４０２，１２，１３で、吸入室８
０と圧縮室８３とを連通する吸入通路が構成されてい
る。本実施例の場合、回転部４１は、吸入通路を絞る機
能を有しておらず、この回転部４１は、隣合う圧縮室８
３を、これらがロータ２の回転によりある所に来るまで
バイパスする機能だけを有している。従って、本実施例
の場合、回転部４１を回動させることにより圧縮開始時
期を変え、これにより吐出容量を変化させるように成っ
ている。

【００２９】ロータ２のフロントサイドプレート４に対
向する部分には、円形の収納凹部２３が設けられてい
る。同様に、ロータ２のリアサイドプレート５に対向す
る部分にも、円形の収納凹部２４が設けられている。こ
れらの収納凹部２３，２４内には、それぞれ、リング状
の弾性体９が配置されている。

【００３０】ベーン３は、ロータ２に出退自在に、５枚
備えられている。各ベーン３には、第１の実施例と同様
にして弾性体９が遊嵌されている。

【００３１】

【発明の効果】本発明のベーンに対する付勢手段は、ロ
ータに収納凹部を形成し、この中に弾性体を配置し、そ
して、弾性体とベーンとを連結することにより構成され
ており、このような簡単な構成であるので、容量可変式
ベーン型圧縮機の製造コストが高騰することがない。し
かも、このような簡単な構成であるにも拘らず、本発明
は、ベーンに対して、容量の大小及び圧縮機回転数の大
小に関わらず、常に適切な付勢力及びベーンに働く遠心
力を抑制する力を掛けることができ、ベーンのチャタリ
ング、ベーン先端やシリンダ内面の摩耗、並びに消費馬
力の増大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施例による容量可変式
ベーン型圧縮機の断面図である。

【図２】図２は図１に示す容量可変式ベーン型圧縮機の
サイドプレートを外した時の正面図である。

【図３】図３は図１に示す容量可変式ベーン型圧縮機に
用いられているベーンの斜視図である。

【図４】図４は第２の実施例におけるベーンの斜視図で
ある。

【図５】図５は第３の実施例の容量可変式ベーン型圧縮
機を示す断面図である。

【図６】図６は図５に示す容量可変式ベーン型圧縮機の
サイドプレートを外した時の正面図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ ロータ ３ ベーン ４ フロントサイドプレート ５ リアサイドプレート ９ 弾性体 １０ シリンダボア １１ 壁面 ２３ 収納凹部 ２４ 収納凹部 ４１ 回転部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアを有し、両端面が開口した
   シリンダブロックと、上記シリンダボア内に回転自在に
   配置されたロータと、該ロータに出退自在に備えられ、
   先端が上記シリンダボアを区画する壁面に摺接するベー
   ンと、上記シリンダブロックの両開口端面をそれぞれ閉
   塞するサイドプレートと含み、該サイドプレートの内の
   少なくとも一つは、容量可変機構を成す回転部を有して
   いる容量可変式ベーン型圧縮機において、上記ロータの
   上記サイドプレートに対向する部分に収納凹部が設けら
   れ、該収納凹部にリング状の弾性体が配置され、該弾性
   体が上記ベーンに遊嵌されていることを特徴とする容量
   可変式ベーン型圧縮機。