JP3598210B2 - 可変容量型コンプレッサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カークーラーなどのエアコンシステムに用いられる可変容量型コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の可変容量型コンプレッサは、ケーシング内に圧縮機本体が収納され、圧縮機本体は、フロントヘッドとリアサイドブロックとの間に内周略楕円筒状のシリンダを有し、フロントヘッド、リアサイドブロックおよびシリンダによって形成されるシリンダ室内にはロータが回転可能に横架されている。
【０００３】
フロントヘッド内には低圧冷媒ガスが吸入される吸入室が形成され、ケーシング内には圧縮後の高圧冷媒ガスを吐出する吐出室が形成され、吐出室の下部には潤滑油が貯溜されている。
【０００４】
ロータの周部にはベーンが進退自在に装着され、フロントヘッドとシリンダとの間には、概ね円板状の制御プレートが軸着され、この制御プレートは所定角度内で回転自在にフロントヘッドに支持されている。
【０００５】
フロントヘッドには制御プレートを回転させる駆動手段が装着されており、この駆動手段は制御プレートと連動する駆動ピストンを有し、駆動ピストンの一端部は押圧バネが固着され、吸入室に連通している。
【０００６】
また、駆動ピストンの他端部にはコントロール室が形成され、このコントロール室には、吸入室圧力に応じて開閉するコントロールバルブを介して吐出室の高圧冷媒ガスあるいはその高圧冷媒ガスと同圧の潤滑油が供給されるようになっている。
【０００７】
制御プレートの周縁部の１８０度対向位置には一対の凹部が形成され、この凹部を通じて吸入室と圧縮室とが連通され、制御プレートは高速運転時および低速運転時において、コンプレッサの出力を一定に保つように圧縮室における低圧冷媒ガスの吸込み容量を制御する。
【０００８】
かかる可変容量型コンプレッサにおいては、ロータが回転して圧縮室の容積が変化すると、その容積変化により吸入室の低圧冷媒ガスが吸入され圧縮され、圧縮後の高圧冷媒ガスは、吐出口よりケーシング外部のエアコンシステムに送出される。
【０００９】
この場合、制御プレートは、エアコンシステムにおいてロータの回転数に伴い変化する吸入室圧力に応じて高圧冷媒ガスの単位時間当たりの吐出量が一定になるように圧縮室の吸込み容量を制御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案の如き可変容量型コンプレッサの運転が停止すると、エアコンシステム全体が均圧になろうとするため、吸入室圧力が増大する。これにより、コントロールバルブが開き、コントロール室に冷媒ガスあるいは潤滑油が供給され、制御プレートは、圧縮室の吸込み容量を最大にするように回転する。
【００１１】
その後、コントロール室圧力と吸入室圧力とが同じになると、駆動ピストンは押圧バネのバネ圧により一方向に移動し、制御プレートは圧縮室の吸込み容量を最小にするように回転する。
【００１２】
ところが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、吸入室圧力が約１分以上掛けて徐々に上昇し、コントロール室圧力と同じ（吸入室圧力とコントロール室圧力との差が０．１ＭＰａ以下）になるように移行するので、コンプレッサの運転停止後、たとえば〜２０秒程度の短時間のうちに運転が再起動されると、起動時の圧縮室の吸込み容量が大きいままであるため、コンプレッサが過剰な起動トルクで再起動されることになる。その結果、コンプレッサに不本意なショック（振動）を生じるという問題点がある。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、運転停止後、直ちに再起動されても起動時のショックを防止することができる可変容量型コンプレッサを提供することにある。
【００１４】
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、低圧冷媒ガスを低圧冷媒配管より吸入口を通じて吸入する吸入室と、上記低圧冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、一端部に弾性部材が装着されると共に、上記吸入室が連通し、他端部が上記吸入室の圧力変化に基づいて圧力制御可能なコントロール室に臨む駆動ピストンとを備え、上記吸入室の圧力と上記コントロール室の圧力との差圧が小さくなると、上記駆動ピストンを進退し上記圧縮室の容量を小さくする可変容量型コンプレッサにおいて、
上記吸入口に、上記吸入室から上記低圧冷媒配管に冷媒ガスが逆流するのを防止する逆止弁が装着され、コンプレッサの運転停止時に、上記逆止弁が閉じることにより吸入室圧力がコントロール室圧力と瞬時に同じになって弾性部材のバネ圧によって圧縮室の容量が最小になるように駆動ピストンが移動するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
また、フロントヘッドとリアサイドブロックとの間に設けられた内周略楕円筒状のシリンダと、上記フロントヘッド内に形成され低圧冷媒配管より吸入口を通じて低圧冷媒ガスが吸入される吸入室と、上記フロントヘッド、上記リアサイドブロックおよび上記シリンダにより形成されるシリンダ室と、上記シリンダ室内に回転自在に横架されたロータと、上記ロータの半径方向に進退可能に装着された複数のベーンと、上記シリンダと上記フロントヘッドとの間に所定角度内で回転自在に軸着され、隣接する上記ベーン間に形成される圧縮室の容量を回転角度に応じて増減する制御プレートと、潤滑油が貯溜され上記圧縮室から圧縮後の高圧冷媒ガスが吐出される吐出室と、上記制御プレートに連動する駆動ピストンを有し、上記駆動ピストンの一端部に弾性部材が装着され、かつ上記吸入室が連通すると共に、上記駆動ピストンの他端部にコントロール室が形成され、上記コントロール室に上記吐出室の上記高圧冷媒ガスあるいは上記高圧冷媒ガスと同圧の上記潤滑油がコントロールバルブにより減圧あるいは減圧されずに供給されて、上記制御プレートを駆動する駆動手段とを具備した可変容量型コンプレッサにおいて、
上記吸入口に、上記吸入室から上記低圧冷媒配管に冷媒ガスが逆流するのを防止する逆止弁が装着され、コンプレッサの運転停止時に、上記逆止弁が閉じることにより吸入室圧力がコントロール室圧力と瞬時に同じになって弾性部材のバネ圧によって圧縮室の容量が最小になるように駆動ピストンが移動するようにしたことを特徴としている。
【００１７】
従って、本発明の可変容量型コンプレッサでは、吸入室の吸入口に逆止弁が設けられたので、コンプレッサの運転停止時に、吐出室より吸入室に流入される高圧冷媒ガスは吸入室より外部に流出しない。
【００１８】
よって、吸入室圧力と吐出室圧力（コントロール室圧力）とが瞬時に同じになり、駆動ピストンは弾性部材により一方向に移動する。これにより、制御プレートは圧縮室の吸込み容量を最小にする方向に回転し、圧縮室の吸込み容量は瞬時に最小になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの断面図、図２は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートおよびその駆動手段を説明する図、図３は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートと駆動ピストンとの関係を説明する図２の要部側面図、図４は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサを用いたエアコンシステムの構成図、図５（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサのコントロール室と吸入室との圧力の関係を説明する図および圧縮室の吸込み容量の変化を示す図である。
【００２１】
図１に示す可変容量型コンプレッサ４０は、ケーシング１の開口端がフロントヘッド２で塞がれ、ケーシング１内には電磁クラッチ３に連結された圧縮機本体４が収納されている。
【００２２】
圧縮機本体４はフロントヘッド２とリアサイドブロック６間に内周略楕円筒状のシリンダ７を有し、フロントヘッド２とリアサイドブロック６およびシリンダ７によって形成されるシリンダ室内にはロータ９が回転可能に横架され、ロータ９はフロントヘッド２およびリアサイドブロック６に回転自在に支持されている。
【００２３】
ロータ９の周部には、その半径方向にスリット状の図示しない複数のベーン溝が形成され、これらのベーン溝にはベーン１２が進退自在にそれぞれ装着されており、ベーン１２はロータ９の回転時には遠心力とベーン溝底部の油圧とによりシリンダ７の内壁側に付勢されている。
【００２４】
リアサイドブロック６、シリンダ７、ロータ９、ベーン１２、後述する制御プレートにより仕切られたシリンダ室の小室は、圧縮室１３と称され、ロータ９の回転により容量の大小変化を繰り返す。
【００２５】
フロントヘッド２内には、吸入室１８が形成され、この吸入室１８の上流側には吸入口１９が開口され、吸入室１８にはエアコンシステムの低圧冷媒ガスが吸入口１９より吸入される。また、吸入口１９には逆止弁２２が装着されている。
【００２６】
逆止弁２２は、吸入口１９の内壁を摺動するカップ状の弁体２３と、一端部が弁体２３の底部に支持され、他端部が吸入室１８に支持された第１のスプリング２４とからなり、弁体２３は第１のスプリング２４により吸入口１９に固着されたストッパー２５に付勢している。
【００２７】
圧縮機本体４の下流側のケーシング１内には、圧縮室１３内でロータ９の回転により圧縮された高圧冷媒ガスが吐出される吐出室１４が形成され、この吐出室１４の上部には高圧冷媒ガスをエアコンシステムに吐出する吐出口１５が開口され、吐出口１５の下方には高圧冷媒ガスから潤滑油Ａを分離するための油分離器１６が配設されている。
【００２８】
吐出室１４の下部には圧縮機本体４の摺動部に供給する潤滑油Ａを貯溜した油貯溜室１７が形成されている。
【００２９】
フロントヘッド２とシリンダ７との間には、概ね円板状の制御プレート２０が軸着されており、この制御プレート２０は所定角度内で回転自在にフロントヘッド２に支持されている。
【００３０】
制御プレート２０の周縁部の１８０度対向位置には一対の凹部２１が形成され、この凹部２１を通じて吸入室１８と圧縮室１３とが連通されており、制御プレート２０は、高速運転時および低速運転時において、コンプレッサの出力を一定に保つように圧縮室１３における低圧冷媒ガスの吸込み容量を制御する。
【００３１】
また、制御プレート２０には、図２に示すような駆動手段２７が装着されている。この駆動手段２７は、制御シリンダ２８内に駆動ピストン２９が摺動可能に挿入され、駆動ピストン２９の一端部２９ａは第２のスプリング３０が装着されると共に、吸入室１８に臨み、他端部２９ｂは制御シリンダ２８内のコントロール室３１に臨んでいる。
【００３２】
駆動ピストン２９の一端部２９ａには、制御プレート２０に固定された駆動ピン３２が係合され、制御プレート２０と駆動ピストン２９とが連動するようになっており、駆動ピストン２９は第２のスプリング３０により一方向に付勢され、圧縮室１３の吸込み容量を最小にする方向に制御プレート２０を回転させるようになっている。
【００３３】
コントロール室３１は、吸入室１８の圧力変化に基づいて開閉されるコントロールバルブ３３を介して油貯溜室１７に連通され、コントロール室３１に油貯溜室１７の潤滑油Ａが吐出室１４の高圧冷媒ガス圧により流入されるようになっている。または、コントロール室３１には、高圧冷媒ガスが流入されるようになっている。
【００３４】
かかる可変容量型コンプレッサ４０は、図４に示すようなエアコンシステム１００に用いられ、このエアコンシステム１００は、可変容量型コンプレッサ４０に凝縮器５０，膨張弁６０，蒸発器７０が順次接続され、冷凍サイクルを構成している。なお、図中、８０は低圧冷媒配管を示す。
【００３５】
従って、可変容量型コンプレッサ４０においては、ロータ９が回転して圧縮室１３の容積が変化すると、その容積変化により吸入室１８の低圧冷媒ガスが吸入され圧縮され、圧縮後の高圧冷媒ガスは、圧縮室１３からシリンダ７の図示しない吐出孔、リアサイドブロック６の図示しない吐出連絡路、油分離器１６、吐出室１４を通過し、吐出口１５より凝縮器５０，膨張弁６０，蒸発器７０に順次送られる。
【００３６】
この場合、制御プレート２０を所定角度回転させることで、高速運転時においては、制御プレート２０の凹部２１より圧縮室１３の低圧冷媒ガスの一部を吸入室１８に戻し、高速運転時および低速運転時において、高圧冷媒ガスの単位時間当たりの吐出量が一定になるように圧縮室１３の吸込み容量が制御される。
【００３７】
また、コンプレッサの運転が停止すると、逆止弁２２により吸入口１９が閉じられ、吐出室１４より吸入室１８に流入される高圧冷媒ガスは、吸入室１８より外部に流出しないので、図５（ａ），（ｂ）に示すように、吸入室１８の圧力αと吐出室１４の圧力（コントロール室圧力）β（図２参照）とは瞬時（たとえば約５秒程度）に同じになる。
【００３８】
これにより、駆動ピストン２９が第２のスプリング３０のバネ圧により一方向に移動すると共に、制御プレート２０が駆動ピン３２により回転され、圧縮室１３の吸込み容量が最小になる。
【００３９】
よって、コンプレッサの運転が再起動したとき、圧縮室１３の吸込み容量が小さくなっていることから、コンプレッサが低い起動トルクで起動され、コンプレッサ起動時における不本意なショックが防止される。
【００４０】
コンプレッサの起動後には、逆止弁２２は低圧冷媒ガスの吸入圧およびその噴流力により一方向に押され、吸入口１９が開かれた後、低圧冷媒ガスが吸入室１８に吸入され、コンプレッサは通常運転される。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態の可変容量型コンプレッサについて詳述したが、本発明は、上記実施の形態記載の可変容量型コンプレッサに限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００４２】
たとえば、本実施の形態では、ベーンロータリータイプの可変容量型コンプレッサについて説明したが、これに限定されることなく、スクロールタイプ、スルーベーンタイプまたはローリングピストンタイプなどの可変容量型コンプレッサにも適用される。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の可変容量型コンプレッサによれば、吸入室の吸入口に逆止弁を有するので、コンプレッサの運転停止時に、吐出室より吸入室に流入される高圧冷媒ガスは吸入室より外部に流出しない。
【００４４】
よって、吸入室の圧力は瞬時に吐出室の圧力と同じになり、駆動ピストンは弾性部材により一方向に移動し、圧縮室の吸込み容量は瞬時に最小になる。
【００４５】
従って、運転停止後、直ちに再起動されても圧縮室の吸込み容量が小さいので、コンプレッサが低い起動トルクで起動される。
【００４６】
よって、コンプレッサにおける再起動時のショックを吸入口に逆止弁を設けるという簡単な構造で容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの断面図。
【図２】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートおよびその駆動手段を説明する図。
【図３】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートと駆動ピストンとの関係を説明する図２の要部側面図。
【図４】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサを用いたエアコンシステムの構成図。
【図５】（ａ）は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサのコントロール室と吸入室との圧力の関係を説明する図、（ｂ）は、圧縮室の吸込み容量の変化を示す図。
【図６】（ａ）は、従来の可変容量型コンプレッサのコントロール室と吸入室との圧力の関係を説明する図、（ｂ）は、圧縮室の吸込み容量の変化を示す図。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ フロントヘッド
３ 電磁クラッチ
４ 圧縮機本体
６ リアサイドブロック
７ シリンダ
９ ロータ
１２ ベーン
１３ 圧縮室
１４ 吐出室
１５ 吐出口
１６ 油分離器
１７ 油貯溜室
１８ 吸入室
１９ 吸入口
２０ 制御プレート
２１ 凹部
２２ 逆止弁
２３ 弁体
２４ 第１のスプリング
２５ ストッパー
２６ 通路
２７ 駆動手段
２８ 制御シリンダ
２９ 駆動ピストン
２９ａ 一端部
２９ｂ 他端部
３０ 第２のスプリング
３１ コントロール室
３２ 駆動ピン
３３ コントロールバルブ
４０ 可変容量型コンプレッサ
５０ 凝縮器
６０ 膨張弁
７０ 蒸発器
８０ 低圧冷媒配管
１００ エアコンシステム
Ａ 潤滑油
【発明の属する技術分野】
本発明は、カークーラーなどのエアコンシステムに用いられる可変容量型コンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の可変容量型コンプレッサは、ケーシング内に圧縮機本体が収納され、圧縮機本体は、フロントヘッドとリアサイドブロックとの間に内周略楕円筒状のシリンダを有し、フロントヘッド、リアサイドブロックおよびシリンダによって形成されるシリンダ室内にはロータが回転可能に横架されている。
【０００３】
フロントヘッド内には低圧冷媒ガスが吸入される吸入室が形成され、ケーシング内には圧縮後の高圧冷媒ガスを吐出する吐出室が形成され、吐出室の下部には潤滑油が貯溜されている。
【０００４】
ロータの周部にはベーンが進退自在に装着され、フロントヘッドとシリンダとの間には、概ね円板状の制御プレートが軸着され、この制御プレートは所定角度内で回転自在にフロントヘッドに支持されている。
【０００５】
フロントヘッドには制御プレートを回転させる駆動手段が装着されており、この駆動手段は制御プレートと連動する駆動ピストンを有し、駆動ピストンの一端部は押圧バネが固着され、吸入室に連通している。
【０００６】
また、駆動ピストンの他端部にはコントロール室が形成され、このコントロール室には、吸入室圧力に応じて開閉するコントロールバルブを介して吐出室の高圧冷媒ガスあるいはその高圧冷媒ガスと同圧の潤滑油が供給されるようになっている。
【０００７】
制御プレートの周縁部の１８０度対向位置には一対の凹部が形成され、この凹部を通じて吸入室と圧縮室とが連通され、制御プレートは高速運転時および低速運転時において、コンプレッサの出力を一定に保つように圧縮室における低圧冷媒ガスの吸込み容量を制御する。
【０００８】
かかる可変容量型コンプレッサにおいては、ロータが回転して圧縮室の容積が変化すると、その容積変化により吸入室の低圧冷媒ガスが吸入され圧縮され、圧縮後の高圧冷媒ガスは、吐出口よりケーシング外部のエアコンシステムに送出される。
【０００９】
この場合、制御プレートは、エアコンシステムにおいてロータの回転数に伴い変化する吸入室圧力に応じて高圧冷媒ガスの単位時間当たりの吐出量が一定になるように圧縮室の吸込み容量を制御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案の如き可変容量型コンプレッサの運転が停止すると、エアコンシステム全体が均圧になろうとするため、吸入室圧力が増大する。これにより、コントロールバルブが開き、コントロール室に冷媒ガスあるいは潤滑油が供給され、制御プレートは、圧縮室の吸込み容量を最大にするように回転する。
【００１１】
その後、コントロール室圧力と吸入室圧力とが同じになると、駆動ピストンは押圧バネのバネ圧により一方向に移動し、制御プレートは圧縮室の吸込み容量を最小にするように回転する。
【００１２】
ところが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、吸入室圧力が約１分以上掛けて徐々に上昇し、コントロール室圧力と同じ（吸入室圧力とコントロール室圧力との差が０．１ＭＰａ以下）になるように移行するので、コンプレッサの運転停止後、たとえば〜２０秒程度の短時間のうちに運転が再起動されると、起動時の圧縮室の吸込み容量が大きいままであるため、コンプレッサが過剰な起動トルクで再起動されることになる。その結果、コンプレッサに不本意なショック（振動）を生じるという問題点がある。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、運転停止後、直ちに再起動されても起動時のショックを防止することができる可変容量型コンプレッサを提供することにある。
【００１４】
本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、低圧冷媒ガスを低圧冷媒配管より吸入口を通じて吸入する吸入室と、上記低圧冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、一端部に弾性部材が装着されると共に、上記吸入室が連通し、他端部が上記吸入室の圧力変化に基づいて圧力制御可能なコントロール室に臨む駆動ピストンとを備え、上記吸入室の圧力と上記コントロール室の圧力との差圧が小さくなると、上記駆動ピストンを進退し上記圧縮室の容量を小さくする可変容量型コンプレッサにおいて、
上記吸入口に、上記吸入室から上記低圧冷媒配管に冷媒ガスが逆流するのを防止する逆止弁が装着され、コンプレッサの運転停止時に、上記逆止弁が閉じることにより吸入室圧力がコントロール室圧力と瞬時に同じになって弾性部材のバネ圧によって圧縮室の容量が最小になるように駆動ピストンが移動するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
また、フロントヘッドとリアサイドブロックとの間に設けられた内周略楕円筒状のシリンダと、上記フロントヘッド内に形成され低圧冷媒配管より吸入口を通じて低圧冷媒ガスが吸入される吸入室と、上記フロントヘッド、上記リアサイドブロックおよび上記シリンダにより形成されるシリンダ室と、上記シリンダ室内に回転自在に横架されたロータと、上記ロータの半径方向に進退可能に装着された複数のベーンと、上記シリンダと上記フロントヘッドとの間に所定角度内で回転自在に軸着され、隣接する上記ベーン間に形成される圧縮室の容量を回転角度に応じて増減する制御プレートと、潤滑油が貯溜され上記圧縮室から圧縮後の高圧冷媒ガスが吐出される吐出室と、上記制御プレートに連動する駆動ピストンを有し、上記駆動ピストンの一端部に弾性部材が装着され、かつ上記吸入室が連通すると共に、上記駆動ピストンの他端部にコントロール室が形成され、上記コントロール室に上記吐出室の上記高圧冷媒ガスあるいは上記高圧冷媒ガスと同圧の上記潤滑油がコントロールバルブにより減圧あるいは減圧されずに供給されて、上記制御プレートを駆動する駆動手段とを具備した可変容量型コンプレッサにおいて、
上記吸入口に、上記吸入室から上記低圧冷媒配管に冷媒ガスが逆流するのを防止する逆止弁が装着され、コンプレッサの運転停止時に、上記逆止弁が閉じることにより吸入室圧力がコントロール室圧力と瞬時に同じになって弾性部材のバネ圧によって圧縮室の容量が最小になるように駆動ピストンが移動するようにしたことを特徴としている。
【００１７】
従って、本発明の可変容量型コンプレッサでは、吸入室の吸入口に逆止弁が設けられたので、コンプレッサの運転停止時に、吐出室より吸入室に流入される高圧冷媒ガスは吸入室より外部に流出しない。
【００１８】
よって、吸入室圧力と吐出室圧力（コントロール室圧力）とが瞬時に同じになり、駆動ピストンは弾性部材により一方向に移動する。これにより、制御プレートは圧縮室の吸込み容量を最小にする方向に回転し、圧縮室の吸込み容量は瞬時に最小になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの断面図、図２は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートおよびその駆動手段を説明する図、図３は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートと駆動ピストンとの関係を説明する図２の要部側面図、図４は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサを用いたエアコンシステムの構成図、図５（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサのコントロール室と吸入室との圧力の関係を説明する図および圧縮室の吸込み容量の変化を示す図である。
【００２１】
図１に示す可変容量型コンプレッサ４０は、ケーシング１の開口端がフロントヘッド２で塞がれ、ケーシング１内には電磁クラッチ３に連結された圧縮機本体４が収納されている。
【００２２】
圧縮機本体４はフロントヘッド２とリアサイドブロック６間に内周略楕円筒状のシリンダ７を有し、フロントヘッド２とリアサイドブロック６およびシリンダ７によって形成されるシリンダ室内にはロータ９が回転可能に横架され、ロータ９はフロントヘッド２およびリアサイドブロック６に回転自在に支持されている。
【００２３】
ロータ９の周部には、その半径方向にスリット状の図示しない複数のベーン溝が形成され、これらのベーン溝にはベーン１２が進退自在にそれぞれ装着されており、ベーン１２はロータ９の回転時には遠心力とベーン溝底部の油圧とによりシリンダ７の内壁側に付勢されている。
【００２４】
リアサイドブロック６、シリンダ７、ロータ９、ベーン１２、後述する制御プレートにより仕切られたシリンダ室の小室は、圧縮室１３と称され、ロータ９の回転により容量の大小変化を繰り返す。
【００２５】
フロントヘッド２内には、吸入室１８が形成され、この吸入室１８の上流側には吸入口１９が開口され、吸入室１８にはエアコンシステムの低圧冷媒ガスが吸入口１９より吸入される。また、吸入口１９には逆止弁２２が装着されている。
【００２６】
逆止弁２２は、吸入口１９の内壁を摺動するカップ状の弁体２３と、一端部が弁体２３の底部に支持され、他端部が吸入室１８に支持された第１のスプリング２４とからなり、弁体２３は第１のスプリング２４により吸入口１９に固着されたストッパー２５に付勢している。
【００２７】
圧縮機本体４の下流側のケーシング１内には、圧縮室１３内でロータ９の回転により圧縮された高圧冷媒ガスが吐出される吐出室１４が形成され、この吐出室１４の上部には高圧冷媒ガスをエアコンシステムに吐出する吐出口１５が開口され、吐出口１５の下方には高圧冷媒ガスから潤滑油Ａを分離するための油分離器１６が配設されている。
【００２８】
吐出室１４の下部には圧縮機本体４の摺動部に供給する潤滑油Ａを貯溜した油貯溜室１７が形成されている。
【００２９】
フロントヘッド２とシリンダ７との間には、概ね円板状の制御プレート２０が軸着されており、この制御プレート２０は所定角度内で回転自在にフロントヘッド２に支持されている。
【００３０】
制御プレート２０の周縁部の１８０度対向位置には一対の凹部２１が形成され、この凹部２１を通じて吸入室１８と圧縮室１３とが連通されており、制御プレート２０は、高速運転時および低速運転時において、コンプレッサの出力を一定に保つように圧縮室１３における低圧冷媒ガスの吸込み容量を制御する。
【００３１】
また、制御プレート２０には、図２に示すような駆動手段２７が装着されている。この駆動手段２７は、制御シリンダ２８内に駆動ピストン２９が摺動可能に挿入され、駆動ピストン２９の一端部２９ａは第２のスプリング３０が装着されると共に、吸入室１８に臨み、他端部２９ｂは制御シリンダ２８内のコントロール室３１に臨んでいる。
【００３２】
駆動ピストン２９の一端部２９ａには、制御プレート２０に固定された駆動ピン３２が係合され、制御プレート２０と駆動ピストン２９とが連動するようになっており、駆動ピストン２９は第２のスプリング３０により一方向に付勢され、圧縮室１３の吸込み容量を最小にする方向に制御プレート２０を回転させるようになっている。
【００３３】
コントロール室３１は、吸入室１８の圧力変化に基づいて開閉されるコントロールバルブ３３を介して油貯溜室１７に連通され、コントロール室３１に油貯溜室１７の潤滑油Ａが吐出室１４の高圧冷媒ガス圧により流入されるようになっている。または、コントロール室３１には、高圧冷媒ガスが流入されるようになっている。
【００３４】
かかる可変容量型コンプレッサ４０は、図４に示すようなエアコンシステム１００に用いられ、このエアコンシステム１００は、可変容量型コンプレッサ４０に凝縮器５０，膨張弁６０，蒸発器７０が順次接続され、冷凍サイクルを構成している。なお、図中、８０は低圧冷媒配管を示す。
【００３５】
従って、可変容量型コンプレッサ４０においては、ロータ９が回転して圧縮室１３の容積が変化すると、その容積変化により吸入室１８の低圧冷媒ガスが吸入され圧縮され、圧縮後の高圧冷媒ガスは、圧縮室１３からシリンダ７の図示しない吐出孔、リアサイドブロック６の図示しない吐出連絡路、油分離器１６、吐出室１４を通過し、吐出口１５より凝縮器５０，膨張弁６０，蒸発器７０に順次送られる。
【００３６】
この場合、制御プレート２０を所定角度回転させることで、高速運転時においては、制御プレート２０の凹部２１より圧縮室１３の低圧冷媒ガスの一部を吸入室１８に戻し、高速運転時および低速運転時において、高圧冷媒ガスの単位時間当たりの吐出量が一定になるように圧縮室１３の吸込み容量が制御される。
【００３７】
また、コンプレッサの運転が停止すると、逆止弁２２により吸入口１９が閉じられ、吐出室１４より吸入室１８に流入される高圧冷媒ガスは、吸入室１８より外部に流出しないので、図５（ａ），（ｂ）に示すように、吸入室１８の圧力αと吐出室１４の圧力（コントロール室圧力）β（図２参照）とは瞬時（たとえば約５秒程度）に同じになる。
【００３８】
これにより、駆動ピストン２９が第２のスプリング３０のバネ圧により一方向に移動すると共に、制御プレート２０が駆動ピン３２により回転され、圧縮室１３の吸込み容量が最小になる。
【００３９】
よって、コンプレッサの運転が再起動したとき、圧縮室１３の吸込み容量が小さくなっていることから、コンプレッサが低い起動トルクで起動され、コンプレッサ起動時における不本意なショックが防止される。
【００４０】
コンプレッサの起動後には、逆止弁２２は低圧冷媒ガスの吸入圧およびその噴流力により一方向に押され、吸入口１９が開かれた後、低圧冷媒ガスが吸入室１８に吸入され、コンプレッサは通常運転される。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態の可変容量型コンプレッサについて詳述したが、本発明は、上記実施の形態記載の可変容量型コンプレッサに限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００４２】
たとえば、本実施の形態では、ベーンロータリータイプの可変容量型コンプレッサについて説明したが、これに限定されることなく、スクロールタイプ、スルーベーンタイプまたはローリングピストンタイプなどの可変容量型コンプレッサにも適用される。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明の可変容量型コンプレッサによれば、吸入室の吸入口に逆止弁を有するので、コンプレッサの運転停止時に、吐出室より吸入室に流入される高圧冷媒ガスは吸入室より外部に流出しない。
【００４４】
よって、吸入室の圧力は瞬時に吐出室の圧力と同じになり、駆動ピストンは弾性部材により一方向に移動し、圧縮室の吸込み容量は瞬時に最小になる。
【００４５】
従って、運転停止後、直ちに再起動されても圧縮室の吸込み容量が小さいので、コンプレッサが低い起動トルクで起動される。
【００４６】
よって、コンプレッサにおける再起動時のショックを吸入口に逆止弁を設けるという簡単な構造で容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの断面図。
【図２】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートおよびその駆動手段を説明する図。
【図３】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサの制御プレートと駆動ピストンとの関係を説明する図２の要部側面図。
【図４】本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサを用いたエアコンシステムの構成図。
【図５】（ａ）は、本発明の一実施の形態を示す可変容量型コンプレッサのコントロール室と吸入室との圧力の関係を説明する図、（ｂ）は、圧縮室の吸込み容量の変化を示す図。
【図６】（ａ）は、従来の可変容量型コンプレッサのコントロール室と吸入室との圧力の関係を説明する図、（ｂ）は、圧縮室の吸込み容量の変化を示す図。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ フロントヘッド
３ 電磁クラッチ
４ 圧縮機本体
６ リアサイドブロック
７ シリンダ
９ ロータ
１２ ベーン
１３ 圧縮室
１４ 吐出室
１５ 吐出口
１６ 油分離器
１７ 油貯溜室
１８ 吸入室
１９ 吸入口
２０ 制御プレート
２１ 凹部
２２ 逆止弁
２３ 弁体
２４ 第１のスプリング
２５ ストッパー
２６ 通路
２７ 駆動手段
２８ 制御シリンダ
２９ 駆動ピストン
２９ａ 一端部
２９ｂ 他端部
３０ 第２のスプリング
３１ コントロール室
３２ 駆動ピン
３３ コントロールバルブ
４０ 可変容量型コンプレッサ
５０ 凝縮器
６０ 膨張弁
７０ 蒸発器
８０ 低圧冷媒配管
１００ エアコンシステム
Ａ 潤滑油
Claims (2)
- 低圧冷媒ガスを低圧冷媒配管より吸入口を通じて吸入する吸入室と、上記低圧冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、一端部に弾性部材が装着されると共に、上記吸入室が連通し、他端部が上記吸入室の圧力変化に基づいて圧力制御可能なコントロール室に臨む駆動ピストンとを備え、上記吸入室の圧力と上記コントロール室の圧力との差圧が小さくなると、上記駆動ピストンを進退し上記圧縮室の容量を小さくする可変容量型コンプレッサにおいて、
上記吸入口に、上記吸入室から上記低圧冷媒配管に冷媒ガスが逆流するのを防止する逆止弁が装着され、コンプレッサの運転停止時に、上記逆止弁が閉じることにより吸入室圧力がコントロール室圧力と瞬時に同じになって弾性部材のバネ圧によって圧縮室の容量が最小になるように駆動ピストンが移動するようにしたことを特徴とする可変容量型コンプレッサ。 - フロントヘッドとリアサイドブロックとの間に設けられた内周略楕円筒状のシリンダと、
上記フロントヘッド内に形成され低圧冷媒配管より吸入口を通じて低圧冷媒ガスが吸入される吸入室と、
上記フロントヘッド、上記リアサイドブロックおよび上記シリンダにより形成されるシリンダ室と、
上記シリンダ室内に回転自在に横架されたロータと、
上記ロータの半径方向に進退可能に装着された複数のベーンと、
上記シリンダと上記フロントヘッドとの間に所定角度内で回転自在に軸着され、隣接する上記ベーン間に形成される圧縮室の容量を回転角度に応じて増減する制御プレートと、
潤滑油が貯溜され上記圧縮室から圧縮後の高圧冷媒ガスが吐出される吐出室と、
上記制御プレートに連動する駆動ピストンを有し、上記駆動ピストンの一端部に弾性部材が装着され、かつ上記吸入室が連通すると共に、上記駆動ピストンの他端部にコントロール室が形成され、上記コントロール室に上記吐出室の上記高圧冷媒ガスあるいは上記高圧冷媒ガスと同圧の上記潤滑油がコントロールバルブにより減圧あるいは減圧されずに供給されて、上記制御プレートを駆動する駆動手段と
を具備した可変容量型コンプレッサにおいて、
上記吸入口に、上記吸入室から上記低圧冷媒配管に冷媒ガスが逆流するのを防止する逆止弁が装着され、コンプレッサの運転停止時に、上記逆止弁が閉じることにより吸入室圧力がコントロール室圧力と瞬時に同じになって弾性部材のバネ圧によって圧縮室の容量が最小になるように駆動ピストンが移動するようにしたことを特徴とする可変容量型コンプレッサ。
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