JP3913106B2

JP3913106B2 - Variable displacement fluid pump

Info

Publication number: JP3913106B2
Application number: JP2002147014A
Authority: JP
Inventors: 元彦上田; 成秀木村; 三起夫松田
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP2003343466A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空調装置の圧縮機として用いて好適な容量可変型流体圧送機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の容量可変型流体圧送機として、特開平５−５４９７号公報に示されるものが知られている。この流体圧送機は、シリンダ内を公転するロータを有し、シリンダとロータとベーンとによって形成される空間を拡大、縮小することで流体を圧縮するロータリコンプレッサである。シリンダは中間仕切り板によって２つに仕切られており、この仕切り板に両シリンダ間を連通、閉塞するレリース機構部を備えている。そして、レリース機構部によって両シリンダ間を連通させて、圧縮流体を高圧側のシリンダから低圧側のシリンダにレリースさせることで運転状態に応じた吐出容量に可変可能としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記コンプレッサにおいては、流体の吐出容量の大小に関わらず、ロータは常にシリンダやベーンに対して同一回転の公転運動を続けるため、吐出容量を小さくしていくと機械損失や洩れ損失の割合が増加し、コンプレッサとしての効率が低下する。また、ロータ、シリンダ、ベーンの互いの摺動による焼付きやロックが起きやすかった。更には、吐出容量可変時において、吐出容量を小さくするに従って圧縮行程が短くなるため、トルク変動が大きくなり、作動フィーリングが悪くなるという問題もあった。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、吐出容量可変可能とするものにおいて効率の低下を防止し、耐久性に優れ、トルク変動の生じにくい可変容量流体圧送機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、容量可変型流体圧送機において、外周壁（５０１）が所定の基礎円を基に描かれるインボリュート曲線から成り、回転軸（１）に対して公転するロータ（５）と、ロータ（５）の公転時における公転半径（ｒｋ）の変化を許容しつつ、自転を防止する自転防止手段（８、９、５０２）と、ロータ（５）を内部に収容し、内周壁（６０１）が所定の基礎円と同一直径の基礎円を基に描かれるインボリュート曲線から成るステ−タ（６）と、ロータ（５）の公転に応じて可動し、ロータ（５）およびステータ（６）の間に形成される空間を仕切る仕切り手段（７）と、ロータ（５）の公転半径（ｒｋ）を可変可能とする公転半径可変手段（１０１、３０１）と、ロータ（５）の公転半径（ｒｋ）方向の外周壁部が対向するステータ（６）の内周壁部に当接するようにロータ（５）を押圧する押圧手段（４）と、ロータ（５）およびステータ（６）の円周方向の相対位置を可変可能とする相対位置可変手段（８、１０、３０、６）とを有することを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１に記載の発明によれば、相対位置可変手段（８、１０、３０、６）によって、ロータ（５）のステ−タ（６）に対する相対位置を両者のインボリュート曲線が重なる方向に可変させると、公転半径可変手段（１０１、３０１）によって、ロータ（５）とステ−タ（６）間に形成される空間（圧縮室Ｖｃ）を小さくすることができ、またこれに応じて公転半径（ｒｋ）を小さくすることができる。この時、押圧手段（４）によって、ロータ（５）の公転半径（ｒｋ）方向のステ−タ（６）との当接状態は常に確保することができる。
【０００８】
即ち、吐出容量を可変可能として、吐出容量に応じた公転半径（ｒｋ）に可変することができるので、吐出容量を小さくしていく際にロータ（５）の公転時における周速度を小さくし、機械損失の低減、耐久性の向上を図ることができる。また、従来技術のように圧縮行程が極端に短くなることが無いので、トルク変動の発生を抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、公転半径可変手段（１０１、３０１）は、回転軸（１）に設けられ、断面形状として平行な二面を形成する二面幅部（１０１）と、ロータ（５）の中心側で回転可能に支持されるブッシュクランク（３）に設けられ、二面幅部（１０１）に沿って摺動可能となる長穴部（３０１）とから成ることを特徴としており、長穴部（３０１）、二面幅部（１０１）という形状の組み合わせで容易に公転半径（ｒｋ）を可変させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、公転半径（ｒｋ）は、所定値からゼロまで無段階に可変されるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、吐出容量ゼロ時に公転半径（ｒｋ）もゼロとすることで、回転軸（１）はロータ（５）に対して空回りするのみとなり、機械損失を最小とし、回転軸（１）側の動力源の動力消費を最小にすることができる。これは、言い換えれば、通常動力源との間に設けられるクラッチ機構を不要として、流体圧送機のＯＦＦ状態を可能とすることを意味している。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、自転防止手段（８、９、５０２）は、回転軸（１）を中心として回転可能に配置され、ロータ（５）の通常作動時においては固定定される回転プレート（８）と、回転プレート（８）およびロータ（５）の間に設けられるオルダムプレート（９）と、ロータ（５）とによってオルダム継手の機構が形成されるものであって、相対位置可変手段（８、１０、３０、６）としては、回転プレート（８）を所定角度回転させることによって、ステータ（６）に対するロータ（５）の円周方向の相対位置を可変可能としている。
【００１３】
尚、請求項５に記載の発明では、回転プレート（８）の回転に伴って回転するロータ（５）の回転中心は、所定の基礎円中心に一致するようにしたことを特徴としており、これにより、ロータ（５）の一回転中の公転半径（ｒｋ）が変化することが無く、安定した公転を継続できる。また、ステ−タ（６）との相対位置において、回転プレート（８）によってロータ（５）を順次回転させていくことで、最終的にステ−タ（６）と完全に重なって、吐出容量ゼロの状態を形成できる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明のように、ステータ（６）は、基礎円を中心に回転可能に設けられ、相対位置可変手段（８、１０、３０、６）としては、ステ−タ（６）を所定角度回転させることによって、ロータ（５）に対するステータ（６）の円周方向の相対位置を可変するようにしても良い。
【００１５】
請求項７および請求項８に記載の発明のように、回転プレート（８）あるいはステータ（６）は、モータ（３０）の駆動力、あるいは内部を流通する流体の圧力により所定角度回転させることが可能である。
【００１６】
請求項９および請求項１０に記載の発明のように、ロータ（５）の中心側で回転可能に支持されるブッシュクランク（３）に長穴部（３０１）が設けられており、押圧手段（４）としては、長穴部（３０１）と、この長穴部（３０１）に挿通される回転軸（１）との間に形成される空間に配設される弾性部材（４）としたり、空間に負荷される圧力とすることで対応が可能である。
【００１７】
請求項１１に記載の発明では、仕切り手段（７）は、一方がステータ（６）側で回動可能に支持され、他方がロータ（５）側に当接する仕切り板（７）としたことを特徴としている。
【００１８】
これにより、流体の圧力によって仕切り板（７）の他方側は常にロータ（５）側に付勢されるので、仕切り板（７）をロータ（５）側に可動させるための弾性部材等を不要として安価に対応することができる。
【００１９】
尚、請求項１２に記載の発明のように、仕切り手段（７）は、一方がステータ（６）側で進退し、他方がロータ（５）側に当接するベーンとしても良い。
【００２０】
請求項１３に記載の発明では、ロータ（５）のステータ（６）内周壁（６０１）開口側には、ステータ（６）内周壁（６０１）内空間を遮蔽するフランジ状の端板部（５０２）が設けられたことを特徴としている。
【００２１】
これにより、ロータ（５）を不要に大きくすることなく、端板部（５０２）を用いて自転防止手段（８、９、５０２）を構成することができる。
【００２２】
請求項１４に記載の発明では、ロータ（５）およびステータ（６）は、回転軸（１）方向に複数組設けられたことを特徴としている。
【００２３】
これにより、各ロータ（５）の位相をずらして作動させることで、一回転当たりの圧縮行程が均等に配分され、トルク変動を低減して滑らかな作動を得ることができる。
【００２４】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図１０に示す。本発明の流体圧送機は、対象流体として圧縮性流体（気体）あるいは非圧縮性流体（液体）のいずれにも適用可能なものであって、第１実施形態では車両用空調装置の冷媒を圧縮する圧縮機１００に適用したものとしている。まず、この圧縮機１００の基本構成について図１〜図５を用いて説明する。
【００２６】
回転軸１は、図示しない車両エンジンの駆動力が伝達されて回転駆動し、後述するロータ５を公転させるものであり、フロントハウジング２に組み込まれたベアリング２０およびリヤハウジング１３に組み込まれたベアリング２１によって回転可能に支持されている。そして、回転軸１のロータ５、回転プレート８、オルダムプレート９に挿通される領域には、断面形状として軸中心Ｏ１に対して対称な平行二面を成す二面幅部１０１が形成されている。尚、フロントハウジング２には冷媒を吸入するための図示しない吸入口が設けられ、吸入室２０１と連通している。
【００２７】
ブッシュクランク３は、円筒形状を成す部材で、軸方向に長穴部３０１が貫通するように設けられており、回転軸１の二面幅部１０１に沿って摺動可能としている。回転軸１の軸中心Ｏ１とブッシュクランク３の軸中心Ｏ３との偏心量、即ち公転半径ｒｋは、ブッシュクランク３（長穴３０１）が二面幅部１０１を摺動することによって連続的に変化する。ここでは、ブッシュクランク３の軸中心Ｏ３の移動軌跡が回転軸１の軸中心Ｏ１を通過するように回転軸１の外径および長穴部３０１のブッシュクランク３に対する配置を決定しており、公転半径ｒｋは、図２で示す最大値からゼロ（図９）まで可変可能としている。尚、この二面幅部１０１および長穴部３０１は、本発明における公転半径可変手段に対応する。
【００２８】
ロータ５は、ベアリング２２を介してブッシュクランク３に対して回転可能に支持されている。ロータ５の外周壁５０１は所定の基礎円を基に描かれるインボリュート曲線から形成されている。尚、インボリュート曲線は周長が長くなるに従って径方向に広がっていく曲線であるので、ここでは巻き始め位置と略３６０度の位置とで任意の円弧と直線により滑らかに接続している。また、基礎円の中心は、ブッシュクランク３の軸中心Ｏ３に一致するようにしている。
【００２９】
ステ−タハウジング（以下、ステ−タ）６は、内側の凹状空間内部にロータ５を収容し、凹状空間とロータ５とによって圧縮室Ｖｃを形成するものである。凹状空間の内周壁６０１は、ロータ５のインボリュート曲線を形成する基礎円と同一直径の基礎円を基に描かれるインボリュート曲線から成る。
【００３０】
ステ−タ６の内周壁６０１の基礎円中心は、回転軸１の軸中心Ｏ１に一致させており、ロータ５の基礎円中心を内周壁６０１の基礎円中心に一致させ（即ち、公転半径ｒｋをゼロとした時）、且つロータ５を基礎円中心を中心として所定角度回転させた時に、内周壁６０１および外周壁５０１は互いに重なり合うようにしている。
【００３１】
回転軸１とブッシュクランク３の長穴部３０１とによって形成される空間には弾性部材としてのスプリング４が介在され、ブッシュクランク３は公転半径ｒｋが大きくなる方向に付勢されている。よって、ロータ５の公転半径ｒｋ方向の外周壁部が対向するステ−タ６の内周壁部に当接するように押圧されている。このスプリング４は本発明における押圧手段に対応する。
【００３２】
ロータ５におけるステ−タ６の内周壁６０１開口側には、ステ−タ６内の凹状空間を遮蔽するフランジ状の端板部５０２が設けられている。端板部５０２は、円形を成し、その中心はロータ５の外周壁５０１の基礎円中心と一致させている。そして、端板部５０２は、回転プレート８、オルダムプレート９と共にフロントハウジング２とステ−タ６の間に摺動可能に挟み込まれている。尚、ロータ５の所定の公転位置において、端板部５０２はステ−タ６の凹状空間の遮蔽を一部解消し、吸入室２０１と凹状空間とを連通させる（図６（ｄ））。
【００３３】
回転プレート８、オルダムプレート９、端板部５０２は、本発明における自転防止手段を成すものである。回転プレート８は、円板状を成し、フロントハウジング２内周の回転支持面２０２に回転可能に支持されている。また、回転プレート８には、少なくとも２本以上（ここでは２本）のピン８０１が回転プレート８の中心を通る直線上に並ぶように圧入されている。
【００３４】
オルダムプレート９は、円板状を成し、中心部には回転軸１が挿通し回転軸１に対して偏心可能となる長穴９０３が設けられている。また、外周側には回転プレート８のピン８０１が並ぶ方向に延びる長穴９０２が設けられ、ピン８０１が挿入され、オルダムプレート９は回転プレート８に対して長穴部９０２の長手方向のみに摺動可能としている。
【００３５】
更にオルダムプレート９には、中心を通り長穴９０２と直行する方向に並び、且つこの方向に長手側を形成する２つ以上（ここでは２つ）の長穴９０１が設けられている。そして、ロータ５の端板部５０２の中心を通る直線上に並ぶように圧入された少なくとも２本以上（ここでは２本）のピン５０３が長穴９０１に挿入され、ロータ５はオルダムプレート９に対して長穴部９０１の長手方向、即ち長穴部９０２の長手方向と直交する方向にのみ摺動可能としている。
【００３６】
上記回転プレート８、オルダムプレート９、端板部５０２のピン５０３によってオルダム継手の機構が形成され、ロータ５はブッシュクランク３の長穴部３０１と回転軸１の二面幅部１０１で規制される最大公転半径で公転を行い、且つ回転プレート８に対する自転が規制される。尚、上記オルダム継手の機構においては、公転半径ｒｋが小さく可変された場合でもその公転半径ｒｋの変化を許容して、ロータ５の自転を防止可能としている。
【００３７】
ステ−タ６のインボリュート曲線巻き始め位置の近傍には、仕切り手段としての仕切り板７が設けられている。仕切り板７は、一方の端部がステ−タ６にヒンジ７０１によって回動可能に支持され、他方の端部がロータ５の公転に応じて回動しながらロータ５に当接するようにしている。この仕切り板７によって、ロータ５およびステ−タ６の間に形成される空間が仕切られ、圧縮室Ｖｃが形成される。また、仕切り板７の近傍でロータ５が公転によってステ−タ６に当接する際には、仕切り板７はステ−タ６に設けられた切欠き部６０３に収容されるようにしている。
【００３８】
ステ−タ６の仕切り板７近傍には、後述する吐出室１３１に連通する吐出弁格納穴６０５が設けられている。また、この吐出弁格納穴６０５は吐出口６０６によって圧縮室Ｖｃと連通している。
【００３９】
吐出弁格納穴６０５には、薄板のバネ材に舌状の切込みが設けられ、吐出口６０６を開閉する吐出リード弁１１が格納されている。更に吐出リード弁１１の内側には、吐出リード弁１１の過度のリフトを規制するためのバルブストッパ１２が格納されている。
【００４０】
リヤハウジング１３は、ステ−タ６側に開口する円筒状の容器体であり、内部に吐出室１３１を形成している。ロータ５によって圧縮された冷媒は、吐出口６０６、吐出弁格納穴６０５から吐出室１３１を経て、図示しない吐出口から外部に吐出される。また、フロントハウジング２、ステ−タ６、リヤハウジング１３は互いに外周部で当接され、複数のスルーボルト２４によって一体に締結されている。
【００４１】
図４、図５に示すように、回転プレート８の外周の一部にはギヤ部８０２が形成され、ドライブギヤ１０のギヤ部１０Ａと噛み合っている。そして、ドライブギヤ１０は、リヤハウジング１３に固定されたモータ３０によってシャフト１０Ｂを介して回転駆動され、これに伴って、回転プレート８の回転位置が制御される。尚、回転プレート８、ドライブギヤ１０、モータ３０は、本発明における相対位置可変手段に対応する。
【００４２】
次に、上記構成に基づく作動について、図６〜図１０を用いて説明する。まず吐出容量１００％時の場合について説明すると、モータ３０によってドライブギヤ１０が駆動され、回転プレート８は図４に示す回転方向位置で停止、保持される。これによってロータ５は、図２に示すように公転半径ｒｋが最大状態となり、圧縮室Ｖｃの容積も最大となる。回転軸１が回転するとブッシュクランク３は公転半径ｒｋを偏心量として旋回する。このブッシュクランク３の旋回に伴って、ロータ５は回転プレート８、オルダムプレート９、端板部５０２から成る自転防止手段によって自転が防止されつつ公転する。
【００４３】
ロータ５の公転の状態を図６に示す。図６（ｄ）において、ロータ５の端板部５０２の一部がステータ６の凹状空間の開口側の遮蔽を解除し、冷媒が吸入室２０１から圧縮室Ｖｃに流入される。
【００４４】
圧縮空間Ｖｃに流入した冷媒は、図６の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順に圧縮される。即ち、ロータ５の公転により圧縮空間Ｖｃが順次縮小され、冷媒が圧縮されることになる。そして、圧縮される冷媒の圧力が吐出圧力に達すると吐出リード弁１１が開かれ、冷媒は、吐出口６０６、吐出弁格納穴６０５から吐出室１３１を経て外部に吐出される。尚、仕切り板７のロータ５側端部は、圧縮される冷媒圧力によって常にロータ５に当接するように付勢され、圧縮室Ｖｃからの冷媒洩れが阻止される。
【００４５】
続いて、中間吐出容量時の場合について説明すると、モータ３０によってドライブギヤ１０が駆動され、回転プレート８は、図８に示す回転方向位置（図４で示した吐出容量１００％時に対して、反時計回り方向に略４５度回転した位置）で停止、保持される。これに伴ってロータ５は、図７に示すように、ステ−タ６に対して反時計回り方向に回転し、両者５、６の相対位置がずれて公転半径ｒｋが最大状態から縮小されると共に、圧縮室Ｖｃの容積も同時に縮小されることになる。
【００４６】
圧縮室Ｖｃの縮小に伴って冷媒の吐出容量は上記１００％吐出容量時に比べて減少し、合せて公転半径ｒｋの縮小に伴い、公転時の周速度も低下した状態で作動することになる。尚、回転プレート８の回転位置に応じて、公転半径ｒｋおよび圧縮室Ｖｃを連続的に変化させることができ、圧縮機としての吐出容量も連続的に可変可能となる。
【００４７】
更に、吐出容量０％時の場合について説明すると、モータ３０によってドライブギヤ１０が駆動され、回転プレート８は、図１０に示す回転方向位置（図４で示した吐出容量１００％時に対して、反時計回り方向に略９０度回転した位置）で停止、保持される。これに伴ってロータ５は、図９に示すように、ステ−タ６に対して反時計回り方向に更に回転し、公転半径ｒｋがゼロとなり、またロータ５とステ−タ６が互いに重なり合い、圧縮室Ｖｃの容積も同時にゼロになる。この状態では、ロータ５は固定状態となるため公転運動は行なわれず、回転軸１およびブッシュクランク３はベアリング２２にて空回りするのみとなる。
【００４８】
以上の構成および作動より、本発明における作用効果について説明する。
【００４９】
モータ３０、ドライブギヤ１０、回転プレート８によって、ロータ５のステ−タ６に対する相対位置を両者のインボリュート曲線が重なる方向に可変させると、回転軸１の二面幅部１０１に沿ってブッシュクランク３が回転軸１の軸中心Ｏ１側に摺動し、ロータ５とステ−タ６間に形成される圧縮室Ｖｃを小さくすることができ、またこれに応じて公転半径ｒｋを小さくすることができる。この時、スプリング４によって、ロータ５の公転半径ｒｋ方向のステ−タ６との当接状態は常に確保することができる。
【００５０】
即ち、吐出容量を可変可能として、吐出容量に応じた公転半径ｒｋに可変することができるので、吐出容量を小さくしていく際にロータ５の公転時における周速度を小さくし、機械損失の低減、耐久性の向上を図ることができる。また、従来技術のように圧縮行程が極端に短くなることが無いので、トルク変動の発生を抑制することができる。
【００５１】
公転半径ｒｋの可変に当たっては、上記のように長穴部３０１、二面幅部１０１という形状の組み合わせで容易に対応可能としており、また、公転半径ｒｋは、所定値からゼロまで無段階に可変されるようにしているので、吐出容量ゼロ時に公転半径ｒｋもゼロとすることで、回転軸１はロータ５に対して空回りするのみとなり、機械損失を最小とし、回転軸１側の動力源（車両エンジン）の動力消費を最小にすることができる。これは、言い換えれば、通常車両エンジンとの間に設けられるクラッチ機構を不要として、流体圧送機のＯＦＦ状態を可能とすることを意味している。
【００５２】
また、回転プレート８の回転に伴って回転するロータ５の回転中心は、外周壁部５０１の基礎円中心に一致するようにしているので、ロータ５の一回転中の公転半径ｒｋが変化することが無く、安定した公転を継続できる。また、ステ−タ６との相対位置において、回転プレート８によってロータ５を順次回転させていくことで、最終的にステ−タ６と完全に重なって、吐出容量ゼロの状態を形成できる。
【００５３】
また、ロータ５にはステータ６の内周壁６０１内の凹状空間を遮蔽する端板部５０２を設けるようにしているので、ロータ５を不要に大きくすることなく、端板部５０２に自転防止用のピン５０３を容易に設けることができる。
【００５４】
更に、仕切り手段として、一方がステータ６側でヒンジ７０１によって回動可能に支持され、他方がロータ５側に当接する仕切り板７としており、これにより、冷媒の圧力によって仕切り板７の端部は常にロータ５側に付勢されるので、仕切り板７をロータ５側に可動させるための弾性部材等を不要として安価に対応することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１１〜図１３に示す。第２実施形態は、相対位置可変手段を構成する回転プレート８を冷媒の圧力を用いて回転駆動させるようにしたものである。
【００５６】
回転プレート８には反ロータ側に突出する扇状の凸部８０３が設けられ、フロントハウジング２に設けられた円弧溝２０３に挿入されている。ねじりバネ１４は、フロントハウジング２の中心側に設けられた円形溝２０６に収容されると共に、一端側が切欠き部２０７に固定されている。更にねじりバネ１４の他端側は、回転プレート８に設けられた穴部８０４に固定され、回転プレート８は、図１２において時計回り方向（黒矢印方向）に付勢されるようにしている。尚、図１２は、上記第１実施形態で説明した図４に対応し、吐出容量１００％時の状態を示している。
【００５７】
円弧溝２０３において凸部８０３がねじりバネ１４によって付勢される側の端部には、制御圧室２０４が連通するように設けられており、更に制御圧室２０４は、リヤハウジング１３に設けられた制御弁４０側と図示しない連通路によって連通するようにしている。制御弁４０の開閉によって制御圧室２０４には、冷媒の吐出圧力が負荷される。また、円弧溝２０３の反制御圧室側の空間２０５は、図示しない連通路によって吸入室２０１と連通するようにしており、空間２０５には冷媒の吸入圧力が負荷される。
【００５８】
よって、凸部８０３は、図１２、図１３中の時計回り方向に働くねじりバネ１４のバネ力および吸入圧力と、反時計回り方向に働く吐出圧力とのバランスによって時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転する。
【００５９】
図１２に示す吐出容量１００％の状態に対して、制御弁４０を開き、制御圧室２０４に吐出圧力を負荷することで、図１３のように凸部８０３、即ち回転プレート８を反時計回り方向（白矢印方向）に回転させて、上記第１実施形態と同様に吐出容量の可変を可能としている。
【００６０】
これにより、上記第１実施形態に対して、モータ３０およびドライブギヤ１０を不要として、小型で安価な圧縮機１００とすることができる。
【００６１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１４〜図１６に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、ロータ５およびステ−タ６を回転軸１方向に複数組設けるようにしたものである。
【００６２】
ここではロータ５およびステ−タ６を２組にしたものとしており、図１５、図１６に示すように、２つのロータ５の相対位置が１８０度ずれるように配置している。尚、回転プレート８は、両ロータ５の間に配置し、１枚の回転プレート８で同時に２つのロータ５の公転半径ｒｋおよび吐出容量を可変するようにしている。
【００６３】
これにより、一回転当たりの圧縮行程が均等に配分され、トルク変動を低減して滑らかな作動を得ることができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、相対位置可変手段として回転プレート８を所定角度回転させ、それに応じてステ−タ６に対するロータ５の相対位置を可変するようにしたが、図１７、図１８に示すように、ステ−タ部６１を回転させるようにしても良く、本発明における同一の作用効果が得られる。ここでは、ステ−タハウジング６の内側で回転可能なステ−タ部６１を設け、ステ−タ部６１に凸部６１１を設けている。また、リヤハウジング１３には、凸部６１１が挿入される円弧溝１３２と制御圧室１３３を設け、ステ−タ部６１は上記第２実施形態における回転プレート８と同様に吐出圧力によって回転されるようにしている。
【００６５】
また、押圧手段として回転軸１とブッシュクランク３との間に介在されるスプリング４に代えて、図１７、図１８に示すように、吐出圧力を負荷することで対応するようにしても良い。具体的には、回転軸１に凹状の圧力室１０２を設け、この圧力室１０２とブッシュクランク３の間に押圧部材４０１を介在させている。更に、回転軸１には図示しない冷媒吐出側から圧力室１０２に連通する連通路１０３を設け、圧力室１０２には常に吐出圧力が負荷されるようにしている。そして、この吐出圧力によってローラ５をステ−タ６側に押圧する。尚、回転軸１のリヤハウジング１３側の端部には、シャフトシール２３を設けている。
【００６６】
また、仕切り手段としては、ヒンジ７０１で回動する仕切り板７に代えて、一方がステータ６側で進退し、他方がロータ５側に当接するベーンとしても良い。
【００６７】
更に、車両用空調装置の圧縮機に限らず、家庭用や建設用等の圧縮機に適用しても良い。また、圧縮性流体（気体）を対象とする圧縮機に限らず、非圧縮性流体（液体）を対象とするポンプとして本発明を適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における圧縮機を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】図２におけるＣ−Ｃ部を示す断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ部を示す断面図である。
【図５】図４におけるＤ−Ｄ部を示す断面図である。
【図６】図２におけるロータの作動状態および圧縮室Ｖｃの変化を示す（ａ）は第１段階、（ｂ）は第２段階、（ｃ）は第３段階、（ｄ）は第４段階の断面図である。
【図７】中間吐出容量時におけるステ−タに対するロータの相対位置を示す断面図である。
【図８】中間吐出容量時における回転プレートおよびオルダムプレートの回転位置を示す断面図である。
【図９】吐出容量０％時におけるステ−タに対するロータの相対位置を示す断面図である。
【図１０】吐出容量０％時における回転プレートおよびオルダムプレートの回転位置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における圧縮機を示す断面図である。
【図１２】吐出容量１００％時における図１１のＥ−Ｅ部を示す断面図である。
【図１３】吐出容量０％時における図１１のＥ−Ｅ部を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態における圧縮機を示す断面図である。
【図１５】図１４におけるＦ−Ｆ部を示す断面図である。
【図１６】図１４におけるＧ−Ｇ部を示す断面図である。
【図１７】その他の実施形態における圧縮機を示す断面図である。
【図１８】図１７におけるＨ−Ｈ部を示す断面図である。
【図１９】図１７におけるＩ−Ｉ部を示す断面図である。
【符号の説明】
１回転軸
３ブッシュクランク
４スプリング（弾性部材、押圧手段）
５ロータ
６ステ−タハウジング（相対位置可変手段）
７仕切り板（仕切り手段）
８回転プレート（自転防止手段、相対位置可変手段）
９オルダムプレート（自転防止手段）
１０ドライブギヤ（相対位置可変手段）
３０モータ（相対位置可変手段）
１００圧縮機
１０１二面幅部
３０１長穴部
５０１外周壁
５０２端板部（自転防止手段）
６０１内周壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable capacity fluid pressure feeder suitable for use as, for example, a compressor of a vehicle air conditioner.
[0002]
[Prior art]
As a conventional variable displacement type fluid pressure feeder, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-5497 is known. This fluid pressure feeder is a rotary compressor that has a rotor that revolves in a cylinder and compresses fluid by expanding and reducing a space formed by the cylinder, the rotor, and the vane. The cylinder is divided into two by an intermediate partition plate, and the partition plate is provided with a release mechanism portion that communicates and closes both the cylinders. Then, both cylinders are communicated with each other by a release mechanism, and the compressed fluid is released from the high-pressure side cylinder to the low-pressure side cylinder so that the discharge capacity can be changed according to the operation state.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above compressor, the rotor always keeps the same orbital rotation with respect to the cylinder and vane regardless of the fluid discharge capacity. Therefore, if the discharge capacity is reduced, the ratio of mechanical loss and leakage loss is reduced. And the efficiency as a compressor decreases. In addition, seizure and locking due to the sliding of the rotor, cylinder, and vane were likely to occur. Furthermore, when the discharge capacity is variable, the compression stroke is shortened as the discharge capacity is reduced, so that there is a problem that the torque fluctuation becomes large and the operation feeling is deteriorated.
[0004]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a variable capacity fluid pressure feeder that prevents a decrease in efficiency, has excellent durability, and is less likely to cause torque fluctuations in a discharge discharge variable.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, in the variable displacement fluid pump, the outer wall (501) is composed of an involute curve drawn on the basis of a predetermined basic circle, and the rotor (5) revolves around the rotation axis (1). ) And rotation preventing means (8, 9, 502) for preventing rotation while allowing the change of the revolution radius (rk) at the time of revolution of the rotor (5), and the rotor (5) are housed inside, A stator (6) having an involute curve drawn based on a base circle having the same diameter as a predetermined base circle and a peripheral wall (601), and movable according to the revolution of the rotor (5), the rotor (5) and the stator Partitioning means (7) for partitioning the space formed between (6), revolution radius changing means (101, 301) for making the revolution radius (rk) of the rotor (5) variable, and rotor (5) The outer peripheral wall in the revolution radius (rk) direction is opposite The pressing means (4) that presses the rotor (5) so as to abut against the inner peripheral wall of the stator (6), and the relative position in which the relative position in the circumferential direction of the rotor (5) and the stator (6) can be varied It has a position variable means (8, 10, 30, 6).
[0007]
According to the first aspect of the invention, the relative position variable means (8, 10, 30, 6) changes the relative position of the rotor (5) with respect to the stator (6) in the direction in which both involute curves overlap. If it is made variable, the space (compression chamber Vc) formed between the rotor (5) and the stator (6) can be reduced by the revolution radius changing means (101, 301), and the revolution is made accordingly. The radius (rk) can be reduced. At this time, the pressing means (4) can always ensure a contact state with the stator (6) in the direction of the revolution radius (rk) of the rotor (5).
[0008]
That is, since the discharge capacity can be changed and can be changed to the revolution radius (rk) according to the discharge capacity, when the discharge capacity is reduced, the peripheral speed at the revolution of the rotor (5) is reduced, Reduction of mechanical loss and improvement of durability can be achieved. Further, since the compression stroke is not extremely shortened as in the prior art, the occurrence of torque fluctuation can be suppressed.
[0009]
In the invention according to claim 2, the revolution radius variable means (101, 301) is provided on the rotating shaft (1) and has a two-surface width portion (101) that forms two parallel surfaces as a cross-sectional shape, and a rotor ( 5) It is provided in the bush crank (3) supported rotatably at the center side, and is characterized by comprising a long hole portion (301) that can slide along the two-surface width portion (101). The revolution radius (rk) can be easily varied by a combination of the shape of the long hole portion (301) and the width across flat portion (101).
[0010]
The invention according to claim 3 is characterized in that the revolution radius (rk) is continuously variable from a predetermined value to zero.
[0011]
Thus, when the discharge capacity is zero, the revolution radius (rk) is also zero, so that the rotating shaft (1) is only idle with respect to the rotor (5), minimizing mechanical loss, and the rotating shaft (1) side. The power consumption of the power source can be minimized. In other words, this means that the clutch mechanism provided between the normal power source is unnecessary and the fluid pressure feeder can be turned off.
[0012]
In the invention according to claim 4, the rotation preventing means (8, 9, 502) is disposed so as to be rotatable about the rotation shaft (1), and is fixedly fixed during normal operation of the rotor (5). An Oldham coupling mechanism is formed by the plate (8), the Oldham plate (9) provided between the rotating plate (8) and the rotor (5), and the rotor (5), and the relative position is variable. As means (8, 10, 30, 6), the rotational position of the rotor (5) relative to the stator (6) can be varied by rotating the rotating plate (8) by a predetermined angle.
[0013]
The invention according to claim 5 is characterized in that the center of rotation of the rotor (5) that rotates as the rotating plate (8) rotates coincides with the center of a predetermined basic circle. Thus, the revolution radius (rk) during one rotation of the rotor (5) does not change, and stable revolution can be continued. Further, by rotating the rotor (5) sequentially by the rotating plate (8) at a position relative to the stator (6), the rotor (5) is finally completely overlapped with the stator (6), so that the discharge capacity is reached. A zero state can be formed.
[0014]
Further, as in the sixth aspect of the present invention, the stator (6) is provided so as to be rotatable around a base circle, and the relative position variable means (8, 10, 30, 6) includes a stator ( The relative position in the circumferential direction of the stator (6) with respect to the rotor (5) may be varied by rotating 6) by a predetermined angle.
[0015]
As in the seventh and eighth aspects of the present invention, the rotating plate (8) or the stator (6) can be rotated by a predetermined angle by the driving force of the motor (30) or the pressure of the fluid flowing inside. Is possible.
[0016]
As in the inventions described in claims 9 and 10, the bush crank (3) rotatably supported on the center side of the rotor (5) is provided with a long hole portion (301), and the pressing means ( 4) As an elastic member (4) disposed in a space formed between the long hole portion (301) and the rotation shaft (1) inserted through the long hole portion (301), It is possible to cope with the pressure applied to the space.
[0017]
In the invention described in claim 11, the partition means (7) is a partition plate (7), one of which is rotatably supported on the stator (6) side and the other is in contact with the rotor (5) side. It is a feature.
[0018]
As a result, the other side of the partition plate (7) is always urged toward the rotor (5) by the pressure of the fluid, so that an elastic member or the like for moving the partition plate (7) toward the rotor (5) is unnecessary. Can be handled at low cost.
[0019]
As in the invention described in claim 12, the partition means (7) may be a vane in which one side advances and retreats on the stator (6) side and the other abuts on the rotor (5) side.
[0020]
In the invention according to claim 13, on the opening side of the stator (6) inner peripheral wall (601) of the rotor (5), a flange-shaped end plate portion (502) that shields the inner space of the stator (6) inner peripheral wall (601). ) Is provided.
[0021]
Thus, the rotation prevention means (8, 9, 502) can be configured using the end plate portion (502) without unnecessarily increasing the rotor (5).
[0022]
In the invention described in claim 14, a plurality of sets of the rotor (5) and the stator (6) are provided in the direction of the rotation axis (1).
[0023]
Thus, by operating the rotors (5) while shifting the phase, the compression stroke per rotation is evenly distributed, and torque fluctuation can be reduced to obtain a smooth operation.
[0024]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The fluid pressure feeder of the present invention can be applied to either a compressible fluid (gas) or an incompressible fluid (liquid) as a target fluid. In the first embodiment, the refrigerant of the vehicle air conditioner is compressed. It is assumed that the compressor 100 is applied. First, the basic configuration of the compressor 100 will be described with reference to FIGS.
[0026]
The rotary shaft 1 is driven to rotate when a driving force of a vehicle engine (not shown) is transmitted, and revolves a rotor 5 to be described later. A bearing 20 incorporated in the front housing 2 and a bearing 21 incorporated in the rear housing 13. Is supported rotatably. And in the area | region penetrated by the rotor 5, the rotating plate 8, and Oldham plate 9 of the rotating shaft 1, the two-surface width part 101 which comprises a parallel parallel surface symmetrical with respect to the axial center O1 as a cross-sectional shape is formed. . The front housing 2 is provided with a suction port (not shown) for sucking refrigerant and communicates with the suction chamber 201.
[0027]
The bush crank 3 is a cylindrical member, and is provided so that the elongated hole portion 301 penetrates in the axial direction. The bush crank 3 is slidable along the two-surface width portion 101 of the rotating shaft 1. The amount of eccentricity between the shaft center O1 of the rotating shaft 1 and the shaft center O3 of the bush crank 3, that is, the revolution radius rk, continuously changes as the bush crank 3 (the long hole 301) slides on the two-surface width portion 101. To do. Here, the outer diameter of the rotating shaft 1 and the arrangement of the long hole portion 301 with respect to the bush crank 3 are determined so that the movement locus of the shaft center O3 of the bush crank 3 passes through the shaft center O1 of the rotating shaft 1. The radius rk can be varied from the maximum value shown in FIG. 2 to zero (FIG. 9). The two-sided width portion 101 and the long hole portion 301 correspond to the revolution radius changing means in the present invention.
[0028]
The rotor 5 is rotatably supported with respect to the bush crank 3 via a bearing 22. The outer peripheral wall 501 of the rotor 5 is formed from an involute curve drawn based on a predetermined basic circle. Since the involute curve is a curve that expands in the radial direction as the circumference increases, the involute curve is smoothly connected by an arbitrary arc and straight line at the winding start position and a position of approximately 360 degrees. Further, the center of the base circle is made to coincide with the axial center O3 of the bush crank 3.
[0029]
A stator housing (hereinafter referred to as “stator”) 6 accommodates the rotor 5 in the inner concave space, and the compression space Vc is formed by the concave space and the rotor 5. The inner circumferential wall 601 of the concave space is composed of an involute curve drawn based on a basic circle having the same diameter as the basic circle forming the involute curve of the rotor 5.
[0030]
The base circle center of the inner peripheral wall 601 of the stator 6 is made to coincide with the axis center O1 of the rotating shaft 1, and the base circle center of the rotor 5 is made to coincide with the base circle center of the inner peripheral wall 601 (that is, the revolution radius rk). When the rotor 5 is rotated by a predetermined angle around the center of the basic circle, the inner peripheral wall 601 and the outer peripheral wall 501 overlap each other.
[0031]
A spring 4 as an elastic member is interposed in a space formed by the rotary shaft 1 and the elongated hole portion 301 of the bush crank 3, and the bush crank 3 is biased in a direction in which the revolution radius rk is increased. Accordingly, the outer peripheral wall portion in the direction of the revolution radius rk of the rotor 5 is pressed so as to contact the inner peripheral wall portion of the facing stator 6. This spring 4 corresponds to the pressing means in the present invention.
[0032]
A flange-like end plate portion 502 that shields a concave space in the stator 6 is provided on the rotor 5 on the opening side of the inner peripheral wall 601 of the stator 6. The end plate portion 502 has a circular shape, and the center thereof coincides with the center of the basic circle of the outer peripheral wall 501 of the rotor 5. The end plate portion 502 is slidably sandwiched between the front housing 2 and the stator 6 together with the rotating plate 8 and the Oldham plate 9. Note that, at a predetermined revolution position of the rotor 5, the end plate portion 502 partially eliminates the shielding of the concave space of the stator 6, and makes the suction chamber 201 communicate with the concave space (FIG. 6D).
[0033]
The rotating plate 8, the Oldham plate 9, and the end plate portion 502 constitute rotation prevention means in the present invention. The rotary plate 8 has a disk shape and is rotatably supported by the rotation support surface 202 on the inner periphery of the front housing 2. Further, at least two or more (here, two) pins 801 are press-fitted into the rotating plate 8 so as to be aligned on a straight line passing through the center of the rotating plate 8.
[0034]
The Oldham plate 9 has a disk shape, and a long hole 903 through which the rotation shaft 1 can be inserted and eccentric with respect to the rotation shaft 1 is provided at the center. Further, an elongated hole 902 extending in the direction in which the pins 801 of the rotating plate 8 are arranged is provided on the outer peripheral side, the pin 801 is inserted, and the Oldham plate 9 slides only in the longitudinal direction of the elongated hole portion 902 with respect to the rotating plate 8. It is possible to move.
[0035]
Further, the Oldham plate 9 is provided with two or more (two in this case) long holes 901 that are arranged in a direction passing through the center and perpendicular to the long hole 902 and that form a longitudinal side in this direction. Then, at least two or more (here, two) pins 503 press-fitted so as to be aligned on a straight line passing through the center of the end plate portion 502 of the rotor 5 are inserted into the long holes 901, and the rotor 5 is attached to the Oldham plate 9. On the other hand, it is slidable only in the longitudinal direction of the elongated hole portion 901, that is, in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the elongated hole portion 902.
[0036]
An Oldham coupling mechanism is formed by the rotating plate 8, Oldham plate 9, and pin 503 of the end plate portion 502, and the rotor 5 is restricted by the long hole portion 301 of the bush crank 3 and the two-surface width portion 101 of the rotating shaft 1. Revolution is performed at the maximum revolution radius, and rotation with respect to the rotating plate 8 is restricted. In the Oldham coupling mechanism, even if the revolution radius rk is small and variable, the revolution radius rk is allowed to change, and the rotation of the rotor 5 can be prevented.
[0037]
In the vicinity of the start position of the involute curve winding of the stator 6, a partition plate 7 is provided as partition means. One end of the partition plate 7 is rotatably supported by the stator 6 by a hinge 701, and the other end is in contact with the rotor 5 while rotating according to the revolution of the rotor 5. . The partition plate 7 partitions a space formed between the rotor 5 and the stator 6 to form a compression chamber Vc. Further, when the rotor 5 abuts on the stator 6 by revolution in the vicinity of the partition plate 7, the partition plate 7 is accommodated in a notch 603 provided in the stator 6.
[0038]
In the vicinity of the partition plate 7 of the stator 6, a discharge valve storage hole 605 communicating with a discharge chamber 131 described later is provided. The discharge valve storage hole 605 communicates with the compression chamber Vc through the discharge port 606.
[0039]
The discharge valve storage hole 605 stores a discharge reed valve 11 that is provided with a tongue-like cut in a thin spring material and opens and closes the discharge port 606. Further, a valve stopper 12 for restricting excessive lift of the discharge reed valve 11 is stored inside the discharge reed valve 11.
[0040]
The rear housing 13 is a cylindrical container body that opens to the stator 6 side, and has a discharge chamber 131 formed therein. The refrigerant compressed by the rotor 5 is discharged from a discharge port (not shown) through a discharge port 606 and a discharge valve storage hole 605 through a discharge chamber 131. Further, the front housing 2, the stator 6, and the rear housing 13 are in contact with each other at the outer peripheral portion, and are fastened together by a plurality of through bolts 24.
[0041]
As shown in FIGS. 4 and 5, a gear portion 802 is formed on a part of the outer periphery of the rotating plate 8 and meshes with the gear portion 10 </ b> A of the drive gear 10. The drive gear 10 is rotationally driven through the shaft 10B by the motor 30 fixed to the rear housing 13, and the rotational position of the rotary plate 8 is controlled accordingly. The rotating plate 8, the drive gear 10, and the motor 30 correspond to the relative position variable means in the present invention.
[0042]
Next, the operation based on the above configuration will be described with reference to FIGS. First, when the discharge capacity is 100%, the drive gear 10 is driven by the motor 30, and the rotating plate 8 is stopped and held at the rotational position shown in FIG. As a result, the revolution radius rk of the rotor 5 is maximized as shown in FIG. 2, and the volume of the compression chamber Vc is also maximized. When the rotary shaft 1 rotates, the bush crank 3 turns with the revolution radius rk as an eccentric amount. As the bush crank 3 turns, the rotor 5 revolves while being prevented from rotating by the rotation preventing means comprising the rotating plate 8, Oldham plate 9, and end plate portion 502.
[0043]
The state of revolution of the rotor 5 is shown in FIG. 6D, a part of the end plate portion 502 of the rotor 5 releases the shielding on the opening side of the concave space of the stator 6, and the refrigerant flows from the suction chamber 201 into the compression chamber Vc.
[0044]
The refrigerant flowing into the compression space Vc is compressed in the order of (a) → (b) → (c) → (d) in FIG. That is, the compression space Vc is sequentially reduced by the revolution of the rotor 5, and the refrigerant is compressed. When the pressure of the refrigerant to be compressed reaches the discharge pressure, the discharge reed valve 11 is opened, and the refrigerant is discharged from the discharge port 606 and the discharge valve storage hole 605 to the outside through the discharge chamber 131. Note that the end of the partition plate 7 on the rotor 5 side is urged so as to always come into contact with the rotor 5 by the refrigerant pressure to be compressed, and refrigerant leakage from the compression chamber Vc is prevented.
[0045]
Next, the case of the intermediate discharge capacity will be described. The drive gear 10 is driven by the motor 30, and the rotary plate 8 is opposite to the rotational position shown in FIG. 8 (the discharge capacity is 100% shown in FIG. 4). Stopped and held at a position rotated approximately 45 degrees clockwise. As a result, the rotor 5 rotates counterclockwise with respect to the stator 6 as shown in FIG. 7, and the relative position of both the rotors 5 and 6 shifts to reduce the revolution radius rk from the maximum state. At the same time, the volume of the compression chamber Vc is also reduced.
[0046]
As the compression chamber Vc is reduced, the refrigerant discharge capacity is reduced as compared with the 100% discharge capacity, and the operation is performed in a state where the peripheral speed at the time of revolution is also reduced as the revolution radius rk is reduced. The revolution radius rk and the compression chamber Vc can be continuously changed according to the rotational position of the rotary plate 8, and the discharge capacity as the compressor can be continuously changed.
[0047]
Further, the case where the discharge capacity is 0% will be described. The drive gear 10 is driven by the motor 30, and the rotating plate 8 is opposite to the rotation direction position shown in FIG. 10 (when the discharge capacity is 100% shown in FIG. Stopped and held at a position rotated approximately 90 degrees clockwise). Accordingly, as shown in FIG. 9, the rotor 5 further rotates counterclockwise with respect to the stator 6, the revolution radius rk becomes zero, and the rotor 5 and the stator 6 overlap each other, At the same time, the volume of the compression chamber Vc becomes zero. In this state, since the rotor 5 is in a fixed state, the revolving motion is not performed, and the rotating shaft 1 and the bush crank 3 are only idled by the bearing 22.
[0048]
The operation and effect of the present invention will be described from the above configuration and operation.
[0049]
When the relative position of the rotor 5 with respect to the stator 6 is varied by the motor 30, the drive gear 10, and the rotating plate 8 in the direction in which both involute curves overlap, the bush crank 3 Slides toward the axis O1 side of the rotary shaft 1, the compression chamber Vc formed between the rotor 5 and the stator 6 can be reduced, and the revolution radius rk can be reduced accordingly. . At this time, the contact state of the rotor 5 with the stator 6 in the direction of the revolution radius rk of the rotor 5 can always be ensured.
[0050]
That is, since the discharge capacity can be changed and can be changed to the revolution radius rk according to the discharge capacity, when the discharge capacity is reduced, the peripheral speed at the revolution of the rotor 5 is reduced, and the mechanical loss is reduced. Durability can be improved. Further, since the compression stroke is not extremely shortened as in the prior art, the occurrence of torque fluctuation can be suppressed.
[0051]
In changing the revolution radius rk, it is possible to easily cope with the combination of the shape of the long hole portion 301 and the two-sided width portion 101 as described above, and the revolution radius rk is variable steplessly from a predetermined value to zero. Therefore, by setting the revolution radius rk to zero when the discharge capacity is zero, the rotating shaft 1 only rotates idly with respect to the rotor 5, minimizing the mechanical loss, and the power source on the rotating shaft 1 side ( The power consumption of the vehicle engine) can be minimized. In other words, this means that the clutch mechanism provided between the vehicle engine and the vehicle engine is not required, and the fluid pressure feeder can be turned off.
[0052]
In addition, since the rotation center of the rotor 5 that rotates with the rotation of the rotating plate 8 coincides with the center of the base circle of the outer peripheral wall portion 501, the revolution radius rk during one rotation of the rotor 5 changes. There is no, and stable revolution can be continued. Further, when the rotor 5 is sequentially rotated by the rotating plate 8 at a position relative to the stator 6, it finally overlaps with the stator 6 and a state of zero discharge capacity can be formed.
[0053]
Further, since the rotor 5 is provided with the end plate portion 502 that shields the concave space in the inner peripheral wall 601 of the stator 6, the end plate portion 502 is prevented from rotating without unnecessarily increasing the size of the rotor 5. The pin 503 can be easily provided.
[0054]
Further, as a partitioning means, one is a partition plate 7 that is rotatably supported by a hinge 701 on the stator 6 side and the other is in contact with the rotor 5 side, so that the end of the partition plate 7 is Since it is always urged to the rotor 5 side, an elastic member or the like for moving the partition plate 7 to the rotor 5 side is unnecessary, and it can be inexpensively handled.
[0055]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the second embodiment, the rotary plate 8 constituting the relative position varying means is rotationally driven using the refrigerant pressure.
[0056]
The rotating plate 8 is provided with a fan-shaped convex portion 803 that protrudes to the opposite side of the rotor, and is inserted into an arc groove 203 provided in the front housing 2. The torsion spring 14 is accommodated in a circular groove 206 provided on the center side of the front housing 2, and one end side is fixed to the notch 207. Further, the other end side of the torsion spring 14 is fixed to a hole 804 provided in the rotary plate 8, and the rotary plate 8 is urged clockwise (in the direction of the black arrow) in FIG. FIG. 12 corresponds to FIG. 4 described in the first embodiment, and shows a state when the discharge capacity is 100%.
[0057]
A control pressure chamber 204 is provided at the end of the arc groove 203 on the side where the convex portion 803 is urged by the torsion spring 14, and the control pressure chamber 204 is provided in the rear housing 13. The control valve 40 is in communication with a communication passage (not shown). The control pressure chamber 204 is loaded with the refrigerant discharge pressure by opening and closing the control valve 40. The space 205 on the counter-control pressure chamber side of the circular arc groove 203 communicates with the suction chamber 201 through a communication path (not shown), and the space 205 is loaded with the suction pressure of the refrigerant.
[0058]
Therefore, the convex portion 803 is clockwise or counterclockwise depending on the balance between the spring force and suction pressure of the torsion spring 14 acting in the clockwise direction in FIGS. 12 and 13 and the discharge pressure acting in the counterclockwise direction. Rotate to.
[0059]
With the discharge capacity of 100% shown in FIG. 12, the control valve 40 is opened and the discharge pressure is applied to the control pressure chamber 204, so that the projection 803, that is, the rotating plate 8 is rotated counterclockwise as shown in FIG. By rotating in the direction (in the direction of the white arrow), the discharge volume can be varied as in the first embodiment.
[0060]
Thereby, with respect to the said 1st Embodiment, the motor 30 and the drive gear 10 are unnecessary, and it can be set as the compressor 100 which is small and cheap.
[0061]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the third embodiment, a plurality of sets of rotors 5 and stators 6 are provided in the direction of the rotation shaft 1 with respect to the first embodiment.
[0062]
Here, it is assumed that the rotor 5 and the stator 6 are made into two sets, and as shown in FIGS. 15 and 16, the relative positions of the two rotors 5 are arranged so as to be shifted by 180 degrees. The rotating plate 8 is arranged between the two rotors 5 so that the rotating radius rk and the discharge capacity of the two rotors 5 can be varied simultaneously by one rotating plate 8.
[0063]
As a result, the compression stroke per rotation is evenly distributed, and torque fluctuation can be reduced to obtain a smooth operation.
[0064]
(Other embodiments)
In the first to third embodiments, the rotation plate 8 is rotated by a predetermined angle as the relative position varying means, and the relative position of the rotor 5 with respect to the stator 6 is varied accordingly. As shown, the stator unit 61 may be rotated, and the same operational effects of the present invention can be obtained. Here, a stator portion 61 that is rotatable inside the stator housing 6 is provided, and a convex portion 611 is provided on the stator portion 61. Further, the rear housing 13 is provided with an arc groove 132 into which the convex portion 611 is inserted and a control pressure chamber 133, and the stator portion 61 is rotated by the discharge pressure in the same manner as the rotary plate 8 in the second embodiment. I am doing so.
[0065]
Further, instead of the spring 4 interposed between the rotating shaft 1 and the bush crank 3 as the pressing means, as shown in FIGS. 17 and 18, a discharge pressure may be applied to cope with it. Specifically, a concave pressure chamber 102 is provided on the rotary shaft 1, and a pressing member 401 is interposed between the pressure chamber 102 and the bush crank 3. Further, the rotary shaft 1 is provided with a communication passage 103 communicating with the pressure chamber 102 from the refrigerant discharge side (not shown) so that the discharge pressure is always applied to the pressure chamber 102. The roller 5 is pressed toward the stator 6 by this discharge pressure. A shaft seal 23 is provided at the end of the rotary shaft 1 on the rear housing 13 side.
[0066]
Further, as the partitioning means, instead of the partition plate 7 that is rotated by the hinge 701, one may be a vane that is advanced and retracted on the stator 6 side and the other is in contact with the rotor 5 side.
[0067]
Furthermore, the present invention may be applied not only to a compressor of a vehicle air conditioner but also to a compressor for home use or construction. Moreover, you may make it apply this invention not only to the compressor which targets compressible fluid (gas) but as a pump which targets incompressible fluid (liquid).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a compressor in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an AA portion in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a CC part in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view showing a BB portion in FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view showing a DD portion in FIG. 4;
6A is a first stage, FIG. 6B is a second stage, FIG. 6C is a third stage, and FIG. 6D is a fourth stage. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a relative position of a rotor with respect to a stator at an intermediate discharge capacity.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a rotational position of a rotating plate and an Oldham plate at an intermediate discharge capacity.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the relative position of the rotor with respect to the stator when the discharge capacity is 0%.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the rotational position of the rotating plate and Oldham plate when the discharge capacity is 0%.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a compressor in a second embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing the EE portion of FIG. 11 when the discharge capacity is 100%. FIG.
13 is a cross-sectional view showing the EE portion of FIG. 11 when the discharge capacity is 0%. FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a compressor in a third embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view showing the FF part in FIG. 14;
16 is a cross-sectional view showing a GG portion in FIG. 14;
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a compressor according to another embodiment.
18 is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG.
FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line II in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Rotating shaft
3 Bush crank
4 Spring (elastic member, pressing means)
5 Rotor
6 Stator housing (relative position variable means)
7 Partition plate (partitioning means)
8 Rotating plate (rotation prevention means, relative position variable means)
9 Oldham plate (rotation prevention means)
10 Drive gear (relative position variable means)
30 motor (relative position variable means)
100 compressor
101 width across flats
301 long hole
501 outer wall
502 End plate (rotation prevention means)
601 inner wall

Claims

A rotor (5) whose outer peripheral wall (501) consists of an involute curve drawn on the basis of a predetermined basic circle and revolves around the rotation axis (1);
Rotation prevention means (8, 9, 502) for preventing rotation while allowing a change in the revolution radius (rk) during revolution of the rotor (5);
A stator (6) comprising an involute curve in which the rotor (5) is housed and an inner peripheral wall (601) is drawn based on a basic circle having the same diameter as the predetermined basic circle;
Partition means (7) that moves according to the revolution of the rotor (5) and partitions a space formed between the rotor (5) and the stator (6);
Revolving radius variable means (101, 301) capable of varying the revolving radius (rk) of the rotor (5);
Pressing means (4) for pressing the rotor (5) so that the outer peripheral wall portion in the revolution radius (rk) direction of the rotor (5) contacts the inner peripheral wall portion of the stator (6) facing each other;
Relative position variable means (8, 10, 30, 6) capable of varying the relative position in the circumferential direction of the rotor (5) and the stator (6). .

The revolution radius variable means (101, 301) is provided on the rotary shaft (1), and has a two-surface width portion (101) that forms two parallel surfaces as a cross-sectional shape, and a center side of the rotor (5). 2. A long hole (301) provided on a bush crank (3) that is rotatably supported and slidable along the two-surface width portion (101). Variable capacity fluid pressure feeder.

3. The variable capacity fluid pressure feeder according to claim 1, wherein the revolution radius (rk) is continuously variable from a predetermined value to zero.

The rotation preventing means (8, 9, 502) is disposed so as to be rotatable about the rotating shaft (1), and is fixed during a normal operation of the rotor (5).
An Oldham plate (9) provided between the rotating plate (8) and the rotor (5);
An Oldham coupling mechanism is formed by the rotor (5),
The relative position varying means (8, 10, 30, 6) varies the relative position in the circumferential direction of the rotor (5) with respect to the stator (6) by rotating the rotating plate (8) by a predetermined angle. The capacity variable type fluid pressure feeder according to any one of claims 1 to 3, wherein:

5. The variable capacity fluid according to claim 4, wherein the rotation center of the rotor (5) that rotates with the rotation of the rotation plate (8) coincides with the center of the predetermined basic circle. Pumping machine.

The stator (6) is provided to be rotatable around the basic circle,
The relative position varying means (8, 10, 30, 6) rotates the stator (6) by a predetermined angle to thereby change the circumferential relative position of the stator (6) with respect to the rotor (5). The variable capacity fluid pressure feeder according to any one of claims 1 to 3, wherein the variable capacity fluid pressure feeder is variable.

The capacity variable according to claim 4 or 6, wherein the rotating plate (8) or the stator (6) is rotated by a predetermined angle by a driving force of a motor (30). Type fluid pressure feeder.

The capacity variable according to any one of claims 4 and 6, wherein the rotating plate (8) or the stator (6) is rotated by a predetermined angle by the pressure of a fluid flowing inside. Type fluid pressure feeder.

A long hole (301) is provided in the bush crank (3) rotatably supported on the center side of the rotor (5),
The pressing means (4) is an elastic member disposed in a space formed between the elongated hole (301) and the rotating shaft (1) inserted through the elongated hole (301). 4) The variable capacity fluid pressure feeder according to any one of claims 1 to 8, wherein

A long hole (301) is provided in the bush crank (3) rotatably supported on the center side of the rotor (5),
The pressing means (4) has a pressure applied to a space formed between the slot (301) and the rotary shaft (1) inserted through the slot (301). The capacity variable type fluid pressure feeder according to any one of claims 1 to 8.

The partition means (7) is a partition plate (7), one of which is rotatably supported on the stator (6) side and the other is in contact with the rotor (5) side. The variable capacity type fluid pressure feeder according to claim 10.

11. The partition means (7) is a vane, one of which advances and retreats on the stator (6) side and the other abuts on the rotor (5) side. Variable capacity fluid pressure feeder.

A flange-like end plate portion (502) that shields the inner space of the inner peripheral wall (601) of the stator (6) is provided on the opening side of the inner peripheral wall (601) of the stator (6) of the rotor (5). The capacity variable type fluid pressure feeder according to any one of claims 1 to 12, wherein

14. The variable displacement fluid pressure feeder according to claim 1, wherein a plurality of sets of the rotor (5) and the stator (6) are provided in the direction of the rotation axis (1). .