(57)【要約】【課題】チャタリング防止用の高圧供給通路とスプリング操作バルブを不要にして構造の複雑化とコストの上昇を防止すると共に、コイルスプリングの座屈と暴れを防止し、コイルスプリングのガイド部材を特別な部材を使用せずに取り付けることによって部品点数の増加とコストの上昇を防止する。【解決手段】ロータ１１に形成されたベーン溝１３と、ベーン溝１３に基部１５を支持され移動自在に配置されたベーン１７とを有し、ベーン溝１３の底部２１とベーン１７の基部１５との間に配置され、ベーン１７をシリンダ７のカム面９に押圧するコイルスプリング２３と、コイルスプリング２３の内周に嵌装されてその座屈を防止するガイド部材２７と、ベーン１７の基部１５に設けられ、ガイド部材２７が貫入可能でありコイルスプリング２３が貫入不可能な凹部２５とを設けたことを特徴とする。【選択図】図２
2009156088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（７）のカム面（９）の内側で回転するロータ（１１）と、前記ロータ（１１）に形成されたベーン溝（１３）に基部（１５）を支持され移動自在に配置されたベーン（１７）とを有し、前記ロータ（１１）が回転すると前記ベーン溝（１３）から前記ベーン（１７）が突き出しその頂部（１９）が前記カム面（９）と接触するベーン形圧縮機であって、
前記ベーン溝（１３）の底部（２１）と前記ベーン（１７）の基部（１５）との間に配置され、前記ベーン（１７）を前記カム面（９）側に押圧するコイルスプリング（２３）と、
前記コイルスプリング（２３）の内周、あるいは、外周に嵌装されてその座屈を防止するガイド部材（２７）と、
前記ベーン（１７）の基部（１５）に設けられ、前記ガイド部材（２７）は貫入可能であるが前記コイルスプリング（２３）は貫入不可能な凹部（２５）とを設けたことを特徴とするベーン形圧縮機（１）。
【請求項２】
請求項１に記載されたベーン形圧縮機（１）であって、
前記ガイド部材（２７）が、前記コイルスプリング（２３）の内周に嵌装されたガイドピン（２７）であり、前記ガイドピン（２７）が、前記コイルスプリング（２３）の伸張時長さより長いことを特徴とするベーン形圧縮機（１）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたベーン形圧縮機（１）であって、
前記ガイド部材（２７）が、前記ベーン溝（１３）の底部（２１）に固定されていることを特徴とするベーン形圧縮機（１）。
【請求項４】
請求項３に記載されたベーン形圧縮機（１）であって、
前記ガイド部材（２７）が、前記ベーン溝（１３）の底部（２１）に圧入されていることを特徴とするベーン型圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーン形圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に「気体圧縮機」が記載されている。
【０００３】
この気体圧縮機は圧縮機にベーン形圧縮機が用いられている。ベーン形圧縮機では、一般に、吐出圧によって加圧されたオイル圧（背圧）をロータのベーン溝に送り、ベーンをシリンダのカム面に押圧して圧縮機能の立ち上がりを改善すると共に、チャタリング（ベーンとカム面とが離間と衝突を繰り返す）とその騒音を軽減させる。
【０００４】
上記の気体圧縮機では、通常の背圧供給通路の他に、高圧供給通路を設け、スプリングで操作されるバルブによってこの高圧供給通路の切り替えを行い、吐出圧（背圧）が不足する起動時などに生じるチャタリングの防止機能低下を抑えている。
【０００５】
特許文献２に「ベーンポンプ」が記載されている。
【０００６】
このベーンポンプでは、ベーン背圧に加えて、ベーンとベーン溝との間にカムリングの壁面側にベーンを押圧するコイルスプリングを設け、チャタリングの防止機能を補っている。また、このコイルスプリングが縮む際の座屈を防止するために、コイルスプリングにはその伸張時長さより短い保持棒が挿入されている。
【０００７】
この保持棒は、支持板を介してベーン溝に取り付けられている。
【特許文献１】特開２００７−１００６０２号公報
【特許文献２】実公平８−５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記の気体圧縮機では、チャタリングを防止するために高圧供給通路とスプリング操作のバルブを追加配置しているから、それだけ構造が複雑になり、コスト高になっている。
【０００９】
また、上記のベーンポンプの場合、保持棒がコイルスプリングより短いから、保持棒の長さ以上に伸長すると、保持棒のガイド機能を失って、コイルスプリングが暴れる（径方向に振れる）恐れがある。
【００１０】
また、保持棒の取付に支持板を用いたことによって、部品点数が増加しコストが上昇している。
【００１１】
そこで、この発明は、チャタリング防止用の高圧供給通路とスプリング操作バルブが不要であって、構造の複雑化とコストの上昇が防止され、また、伸長状態でもコイルスプリングの暴れが防止されると共に、座屈防止用部材の取付に特別な部材を使用する必要がなく、部品点数の増加とコストの上昇が防止されるベーン形圧縮機の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１のベーン形圧縮機は、シリンダのカム面の内側で回転するロータと、前記ロータに形成されたベーン溝に基部を支持され移動自在に配置されたベーンとを有し、前記ロータが回転すると前記ベーン溝から前記ベーンが突き出しその頂部が前記カム面と接触するベーン形圧縮機であって、前記ベーン溝の底部と前記ベーンの基部との間に配置され、前記ベーンを前記カム面側に押圧するコイルスプリングと、前記コイルスプリングの内周、あるいは、外周に嵌装されてその座屈を防止するガイド部材と、前記ベーンの基部に設けられ、前記ガイド部材は貫入可能であるが前記コイルスプリングは貫入不可能な凹部とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたベーン形圧縮機であって、前記ガイド部材が、前記コイルスプリングの内周に嵌装されたガイドピンであり、前記ガイドピンが、前記コイルスプリングの伸張時長さより長いことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載されたベーン形圧縮機であって、前記ガイド部材が、前記ベーン溝の底部に固定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載された発明であって、前記ガイド部材が、前記ベーン溝の底部に圧入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のベーン形圧縮機は、ベーン溝の背圧を補助するために、コイルスプリングによってベーンをカム面に押圧しチャタリングを防止するように構成したので、従来例と異なって、高圧供給通路とスプリング操作バルブを追加する必要がなく、構造の複雑化とコスト上昇が防止される。
【００１７】
また、コイルスプリングの座屈は、その内周や外周に嵌装されるガイド部材によって防止される。
【００１８】
請求項２に記載のベーン形圧縮機は、内周に嵌装されたガイドピンによってコイルスプリングの座屈が防止され、さらに、このガイドピンがコイルスプリングの伸張時長さより長いから、従来例のベーンポンプと異なって、コイルスプリングは伸長した状態でも暴れることはない。
【００１９】
請求項３に記載のベーン形圧縮機では、ガイドピンをベーン溝の底部に圧入するから、従来例のベーンポンプと異なって、座屈防止用部材（ガイドピン）を取り付けるために特別な部材を使用する必要がなく、部品点数の増加とコストの上昇が防止される。
【００２０】
請求項４に記載のベーン形圧縮機は、請求項３と同等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜一実施形態＞
図１と図２を参照しながら電動圧縮機１の説明をする。電動圧縮機１はベーン形圧縮機３（一実施形態）と、ベーン形圧縮機３を駆動する電動モータ５とを備えている。図１は電動圧縮機１の縦断面図であり、図２はベーン形圧縮機３の要部断面図である。
【００２２】
ベーン形圧縮機３は、シリンダブロック７（シリンダ）のカム面９の内側で回転するロータ１１と、ロータ１１に形成されたベーン溝１３に基部１５を支持され移動自在に配置されたベーン１７とを有し、ロータ１１が回転するとベーン溝１３からベーン１７が突き出してその頂部１９がカム面９と接触するベーン形圧縮機であって、
ベーン溝１３の底部２１とベーン１７の基部１５との間に配置され、ベーン１７をカム面９側に押圧するコイルスプリング２３と、
コイルスプリング２３の内周に嵌装されてその座屈を防止するガイド部材と、
ベーン１７の基部１５に設けられ、前記ガイド部材は貫入可能であるがコイルスプリング２３は貫入不可能な丸孔２５（凹部）とを設け、
前記ガイド部材が、コイルスプリング２３の内周に嵌装されたガイドピン２７であり、ガイドピン２７の圧入部を除く突き出し長さＬ１が、コイルスプリング２３の伸張時長さＬ２より長くされており、
ガイドピン２７が、ベーン溝１３の底部２１に圧入されていることを特徴とする。
【００２３】
次に、電動圧縮機１（ベーン形圧縮機３及び電動モータ５）の構造を説明する。
【００２４】
電動圧縮機１は、車両用空調装置の冷却システムに用いられており、電動圧縮機１によって断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、コンデンサ（凝縮器）で液化し、膨張弁で絞り膨張し、エバポレータ（蒸発器）で熱交換し、冷風を作り出しながら加熱されて気化し、電動圧縮機１に戻って断熱圧縮される。電動圧縮機１の吐出量調整は冷却システムの熱負荷変化等に応じて行われ、冷媒には適量の潤滑オイルが混入されている。
【００２５】
電動圧縮機１は、ベーン形圧縮機３、電動モータ５、電動モータ５の回転数を制御する駆動回路部２９などから構成されており、駆動回路部２９はフロントハウジング３１に収容され、ベーン形圧縮機３はミドルハウジング３３に収容され、電動モータ５はリヤハウジング３５に収容され、各ハウジング３１，３３，３５はボルトで互いに固定されている。
【００２６】
ベーン形圧縮機３は、上記のロータ１１と複数枚のベーン１７とシリンダブロック７、フロントブロック３７、リアブロック３９、ロータ軸４１などから構成されている。各ブロック３７，７，３９はボルトによってミドルハウジング３３に固定され、ロータ軸４１の左端部と中央部はフロントブロック３７とリアブロック３９によって回転自在に支持されている。シリンダブロック７のカム面９は楕円形状の断面であり、ロータ１１はロータ軸４１にスプライン連結され、ロータ１１はこのカム面９に対し同心にて配置されている。ベーン溝１３はロータ１１に周方向等間隔で放射状に形成され、ベーン１７の基部１５を出入り自在に支持している。
【００２７】
カム面９とロータ１１の外周面と各ベーン１７との間には複数の圧縮室４３（図２）が形成されており、ベーン形圧縮機３が駆動されロータ１１が回転すると、各ベーン１７は、回転開始時にはコイルスプリング２３の押圧力によりベーン溝１３から突き出し頂部１９をカム面に接触させ、回転がさらに進むと、それに加え自身に掛かる遠心力とベーン溝１３の底部２１に供給される背圧（オイル圧）を受けてベーン溝１３から突き出し頂部１９をカム面９に接触させる。各圧縮室４３の容積はロータ１１の回転と、これに伴うベーン溝１３からの各ベーン１７の出入りによって変化し、この容積変化によって冷媒の吸入行程と圧縮行程と吐出行程とを繰り返し、吸入行程では冷媒を冷媒吸入経路４５から吸入し、吐出行程では圧縮行程で圧縮された冷媒を、リアブロック３９に周方向等間隔に設けられた２箇の吐出口４７に吐出する。
【００２８】
図２の矢印Ａはベーン１７のベーン溝１３からの突き出し量が最も大きい状態（コイルスプリング２３伸長状態）を示し、矢印Ｂはベーン１７の全長がベーン溝１３内に入り込んだ状態（コイルスプリング２３収縮状態）を示している。ベーン１７の丸孔２５の内径はコイルスプリング２３の外周径より小さくし貫入不可能にしたことにより、ベーン１７の基部１５とコイルスプリング２３の端部は常に当接している。また、丸孔２５の内径はガイドピン２７の外径より大きくしたことにより、ガイドピン２７は常に丸孔２５に貫入している。
【００２９】
ロータ１１の回転に伴って、コイルスプリング２３はベーン１７をカム面９側に押圧し、また、カム面９はベーン１７をベーン溝１３側に押し返すことにより、ベーン１７の位置は上記Ａの状態とＢの状態との間で変化し、ベーン溝１３から出入りする。
【００３０】
コイルスプリング２３が最も伸長したＡの状態では、コイルスプリング２３より長いガイドピン２７のガイド機能によってコイルスプリング２３の暴れが防止される。また、Ａの状態では、突き出し量が最も大きくなるベーン１７はチャタリングが発生し難く、コイルスプリング２３はスプリング荷重が最小になり、摩擦抵抗と摩耗の軽減のために好ましい。また、突き出し量が最も大きくなった状態でも、ベーン１７との間に遊び（隙間）が生じないように、コイルスプリング２３は充分な長さが与えられている。
【００３１】
コイルスプリング２３が最も収縮したＢの状態では、チャタリングが発生し易いが、最大になったコイルスプリング２３のスプリング荷重によってベーン１７のチャタリングが防止される。また、コイルスプリング２３は最も収縮した状態で座屈量が最大となるが、ガイドピン２７のガイド機能によって座屈が防止されると共に、座屈によるコイルスプリング２３の噛み込みも防止される。
【００３２】
電動モータ５は、コアにコイルを巻線した固定子４９、磁性材料で作られたロータ５１、モータ軸５３などから構成されている。リヤハウジング３５の内周には９箇の固定子４９が周方向に固定されており、ロータ５１はモータ軸５３に圧入固定され、モータ軸５３の左端部は、ベーン形圧縮機３のロータ軸４１の右端部にスプライン連結され、ロータ軸４１と共に、ボールベアリング５５によってミドルハウジング３３に支持され、右端部はボールベアリング５７によってリヤハウジング３５に支持されている。
【００３３】
電動モータ５の回転はモータ軸５３からロータ軸４１（ロータ１１）に伝達されてベーン形圧縮機３を駆動し、ベーン形圧縮機３で圧縮された冷媒は、吐出口４７から固定子４９に吹き付けられてこれらを冷却し、その後、オイルセパレータでオイルが分離された後、リヤハウジング３５の吐出口５９から吐出されてコンデンサ側に送られる。
【００３４】
次に、ベーン形圧縮機３の効果を説明する。
【００３５】
ベーン溝１３の背圧を補助するために、コイルスプリング２３によってベーン１７をカム面９に押圧しチャタリングを防止するように構成したので、高圧供給通路とスプリング操作バルブを追加する必要がなくなり、構造の複雑化とコストの上昇が防止される。
【００３６】
また、コイルスプリング２３の座屈と、座屈によるコイルスプリング２３の噛み込みはガイドピン２７によって防止される。
【００３７】
また、ガイドピン２７がコイルスプリング２３の伸張時長さより長いから、従来例のベーンポンプと異なって、コイルスプリング２３は最も伸長した状態でも暴れることはない。
【００３８】
また、ガイドピン２７をベーン溝１３の底部２１に圧入しているから、従来例のベーンポンプと異なって、ガイドピンの取付に特別な部材を使用する必要がなく、部品点数の増加とコストの上昇が防止される。
【００３９】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定解釈されるものではなく、本発明の技術的な範囲内で様々な変更が可能である。
【００４０】
また、本発明のベーン形圧縮機は、冷媒を扱う冷却システム以外に、例えば、粘性の高いオイルを作動流体にし車両の動力伝達系の差動制限装置として用いてもよい。
【００４１】
また、本発明においてベーン形圧縮機を駆動する原動機は、電動モータ以外のもの、例えば、エンジン（内燃機関）でもよく、さらに、実施形態のように原動機とユニット化する他に、プーリなどを介して原動機で駆動するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】電動圧縮機１の縦断面図である。
【図２】ベーン形圧縮機３の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
３  ベーン形圧縮機
７  シリンダブロック（シリンダ）
９  カム面
１１  ロータ
１３  ベーン溝
１５  ベーン１７の基部
１７  ベーン
１９  ベーン１７の頂部
２１  ベーン溝１３の底部
２３  コイルスプリング
２５  丸孔（凹部）
２７  ガイドピン（ガイド部材）
Ｌ１  ガイドピン２７の突き出し長さ
Ｌ２  コイルスプリング２３の伸張時長さ
【図１】
2009156088.tif 000003
【図２】
2009156088.tif 000004