JPH01262398A - 容量可変型圧縮機 - 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〕 本発明は、自動車用空調装置等に使用される吸入冷媒バ
イパス式の容量可変型圧縮に関する。

〔従来の技術〕

自動車用空調装置に使用される容量可変型圧縮機は、円
筒型のハウジングと、このハウジング内で回転される偏
心ロータと、この偏心ロータに径方向へ摺動自在に取付
けられたベーンとで囲まれた作動室が、上記偏心ロータ
の回転に伴って容量を変化する作用を利用して冷媒を吸
入し、圧縮し、吐出するようになっている。

この種の容量可変型圧縮機において、上記作動室で圧縮
されようとする冷媒の１部をバイパス孔から逃すことに
より冷媒の吐出量を制御するようにしたものが知られて
おり、このものは、バイパス孔の開閉量をスプール弁な
どのようなバイパス弁で制御しており、このバイパス弁
は冷媒の圧力を背面に受けて作動し、これによって上記
バイパス孔の開閉ｌ、すなわち冷媒のバイパスｌを制御
し、この結果圧縮機の吐出】を制御している。

このような構成の圧縮機では、冷房能力が少なくてすむ
小官ｌ運転時には、バイパス弁がバイパス孔の開度を大
きくして作動室で冷媒が圧縮され、始めようとする時こ
の圧縮されようとする冷媒の１部を吸入室に戻し、この
結果、圧縮機の吐出量が減少されるものである。

しかしながら、上記のような小容量で運転する時、車室
内に騒音が発生することがある。

この原因について究明したところ、以下のような理由で
あることが判明した。すなわち、吸入室には吸入孔およ
びバイパス孔の外に、エバポレータに接続された外部配
管が接続される入口が開口されており、小容量運転時に
作動室からバイパス孔を通じて吸入室に戻された冷媒の
圧力脈動が、上記吸入室を通じて車室内に設置されてい
るエバポレータに伝わり、このエバポレータで共鳴を生
じて、車室内騒音を発生することが判った。

上記のような車室内騒音を防止するため、従来において
は、圧縮機の吸入配管系に別体のマフラを付設し、この
マフラ内で上記バイパス冷媒による圧力脈動を減衰させ
て騒音を抑制するような対策が提案されている。

（発明が解決しようとする！Ｉ！ｉｉ）しかしながら、
上記マフラによる対策は、部品点数が増すばかりでなく
、体格の増加が避けられず、大きなスペースを必要とし
たり、組付けに手間を要してコスト増を招くなどの不具
合がある。

本発明の目的は、格別なマフラなどを用いることな（バ
イパス冷媒による圧力脈動が配管に伝わらないようにし
、騒音の低減が可能になる容ｌ可変型圧縮機を提供しよ
うとするものである。

（ｒＪ題を解決するための手段〕 本発明は、ハウジング内に回転自在に配設されたシャフ
トにより偏心ロータを回転させ、このハウジングと偏心
ロータおよびベーンとで囲まれた作動室を容積変化させ
るようにし、この作動室に吸入孔を介して連通する吸入
室から冷媒を導入するとともに、この作動室で圧縮され
た冷媒を吐出孔を介して導通する吐出室に叶出し、上記
作動室で圧縮されようとする冷媒の１部を、上記作動室
に開口したバイパス孔を通じて前記吸入室へ逃すように
し、このバイパス孔の開度をバイパス弁で調整すること
により吐出容量を制御する容量可変型圧縮機に適用され
るものであり、上記吸入室に形成された入口に、圧縮機
の容量変化に応じてじて可変調整される絞り機構を設け
たことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によると、吸入室の入口に設けた絞り機構が圧縮
機の容量変化に応じて可変調整され、すなわち圧縮機の
容量が小さくなると絞り量を大きくして入口の開度を小
さくするので、バイパス孔から吸入室に帰還された冷媒
の圧力脈動がこの入口を通じてエバポレータ等の配管系
に伝わるのが軽減され、騒音の低減が可能になる。

〔実施例〕

以下本発明について、第１図に示す第１の実施例にもと
づき説明する。

図は可変容量型圧縮機および冷凍サイクルを示すもので
、図中１００はシャフトであり、フロントエンドプレー
ト１０３内に軸受１０４を介して回転自在に支持されて
いる。シャフト１００の端部は偏心ロータ１０２に連結
し、この偏心ロータ１０２はシャフト１００の回転を受
けてハウジング１０１内で回転される。

偏心ロータ１０２にはベーン溝１０５が径方向に貫通形
成されており、このベーン溝１０５内にベーン　−１０
８が径方向に摺動自在に配置されている。このベーン１
０６はハウジング１０１の内周面を摺接する。

このため、ハウジング１０１の内面、偏心ロータ１０２
の外面およびベーン１０６の側面により囲まれた空間に
作動室１０７が形成され、この作動室１０７はロータ１
０２の回転により容積を増減する。

フロントハウジング１０８内には吸入室１０９が形成さ
れており、この吸入室１０９は吸入孔１１０を介して上
記作動室１０７と連通している。吸入孔１１０は作動ｖ
１０７が容積を増大する吸入行程に形成され、吸入室１
０９の冷媒が吸入孔１１０から作動室１０７に吸入され
る。

また、作動室１０７の容積が最も減少した部位には吐出
孔１１１が開口しており、上記作動ｖ１０７内で圧縮さ
れた冷媒がこの吐出孔１１１から吐出室１１２に吐出さ
れる。

フロントエンドプレート１０３のうち作動室１０７が容
積を減少している部位に位置して、バイパス孔１１３が
開口しており、このバイパス孔１１３は作動室１０１と
吸入室１０９を導通させている。なお、バイパス孔１１
３の開口位置は、作動室１０７の容積が最大容−時の１
７％に減少する部位に位置して開口されている。

フロントエンドプレート１０３には、バイパス孔１１３
と交差する方向に中溝１１４が形成されている。

この中溝１１４にはバイパス弁１１５が摺動自在に嵌挿
されている。このバイパス弁１１５の移動により上記バ
イパス孔１１５の開閏度が制御される。

上記中溝１１４内には、バイパス弁１１５の一方側にス
プリング１１６が配置されており、このスプリング１１
６によりバイパス弁１１５がバイパス孔１１３を開く方
向に付勢されている。

上記中溝１１４内には、バイパス弁１１５の他方側に制
御圧室１１７が形成されている。このため、上記バイパ
ス弁１１５は、この制御圧室１１７の圧力とスプリング
１１６による付勢力とのバランスによりその変位位置が
制御される。

上記制御圧空１１７には制−手段２００によって、制御
された圧縮機の吐出側の高圧が供給される。

すなわち、圧縮機のうち偏心ロータ１０２の側方でしか
も吐出孔１１１の近傍となる部位からは導圧通路２０１
が導かれており、この導圧通路２０１は制御手段２００
の高圧導入口２０２に連通されている。そして、制御手
段２００には吸入室１０９と連通する低圧導入口２０３
が開口しており、この低圧導入口２０３と上記高圧導入
口２０２どの間は弁体２０４によって遮断可能に導通さ
れている。

弁体２０４は電磁ソレノイド２０５のムービングコア２
０６に連結されており、ソレノイドコイル２０７の励磁
、非励磁によりムービングコア２０６が変位されること
によって弁体２０４は低圧導入口２０３と上記高圧導入
口２０２との導通を制御する。低圧導入口２０３と上記
高圧導入口２０２が導通されると、高圧導入口２０２よ
り導入された圧力の一部が制御手段２００を介して吸入
室１０９側へ逃されることになる。そして、このような
制御後の圧力が信号圧として信号圧供給通路２０９より
前述の制御圧室１１７に導入される。

フロントハウジング１０８端部の円筒部１３０には、図
示を省略した電磁クラッチが配置されており、この電磁
クラッチを介して自動車走行用エンジンの回転駆動力が
シャフト１００に伝達される。

また、フロントハウジング１０８とシャフト１００の間
には軸封装置１３１が配置されており、圧縮機内部の冷
媒および潤滑油がシャフト１００を伝わって外方に漏出
するのを防止している。

上記圧縮機の吐出室１１２より吐出された高温高圧の冷
媒は、コンデンサ４００に導入され、このコンデンサ４
００内で冷却風と熱交換して凝縮する。

凝縮後の冷媒は高温高圧のまま膨張弁５００に流入し、
この膨張弁５００で低温低圧の霧状に断熱膨張する。膨
張弁５００は、エバポレータ６００の出口側に設けられ
た感温センサ５０１からの信号にもとづいて絞り量を制
御する。

膨張弁５００で断熱膨張された低温低圧の霧状冷媒は、
自動車の型苗に設置されたエバポレータ６００に流入し
、このエバポレータ６００で外気と熱交換される。この
ため外気、すなわち車空内の空気は冷却され、一方冷媒
は蒸発する。

そして、このガス冷媒は外部配管６０１を介して圧縮機
の吸入室１０９に開口された入口１５０（第２図の他の
実施例を参照）より、この吸入室１０９に導入される。

なお、７００はコントローラであり、車苗の人が車苗の
温度状況に応じて空調温度を設定することができるよう
になっており、この設定温度を維持すべく上記ＩＩＩ御
手段２００に電気信号を付与する。

この電気信号により制御手段２００のソレノイドコイル
２０７が励磁または非励磁に作動される。

上記吸入ｖ１０９に開口された入口１５０には、絞り弁
１６０が設置されている。絞り弁１６０は電磁式絞り弁
とし、前述した外部コントローラ７００からの信号に応
じて作動される。この電磁式絞り弁１６０は外部コント
ローラ７００からの信号が付与されない非通電時には入
口１５０を全開にし、外部コントローラ７００からの信
号が付与された通電時には入口１５０の開口面積を絞る
ようなっている。

なお、この電磁式絞り弁１６０への入力信号は、上記ｌ
ｌｌｔＩｌ手段２００へ電気信号を付与するのと同時に
なされ、これら電磁式絞り弁１６０と制御手段２００は
並列的に作動されるものである。

次に、上記構成による圧縮機の作用を説明する。

制御手段２００にはコントローラ７００から電気信号が
付与され、この電気信号により制御手段２００のソレノ
イドコイル２０７が励磁または非励磁に切替えられる。

ソレノイドコイル２０７が励磁した状態では、弁体２０
４が図中右方向に変位し、高圧導入口２０２と低圧導入
口２０３が導通する。したがって、高圧通路２０１内の
冷媒は制御手段２００を介して吸入室１０９側に逃され
、このため信号圧供給通路２０９内の圧力が低下する。

よって、制御圧空１１１には比較的低い圧力が付与され
ることになり、この場合はスプリング１１６の付勢力が
制御圧室１１７内に圧力に勝り、バイパス弁１１５は図
中上方向に変位する。

したがって、バイパス孔１１３が開かれ、作動室１０７
と吸入室１０９が連通して作動室１０７内の冷媒が吸入
室１０９へ逃される。

この状態では、作動室１０７はバイパス孔１１３を通過
した後でなければ圧縮を開始しないことになり、圧縮機
の吐出容量は例えば１７％まで低下する。

一方、コントローラ７００からの電気信号が出力されず
、ソレノイドコイル２０７が励磁しない状態では弁体２
０４が高圧導入口２０２と低圧導入口２ｏ３とを遮断す
る。この状態では、高圧通路２０１内の圧力は吸入室１
０９側に逃されず、制御圧室１１７内の圧力が上昇する
。したがって、制御圧室１１７内の圧力がスプリング１
１６の付勢力に打ち勝って、バイパス弁１１５は図中下
方向に変位する。この変位により、バイパス孔１１３が
閉じられる。

゛この結果、吸入孔１１０から作動室１０７内に吸入し
た冷媒は、圧縮途中でバイパスされることがなくなるの
で全農が圧縮吐出されることになり、圧縮機は１００％
の吐出容量となる。

そして上記実施例では、コントローラ７００から１１１
１１１手段２００のソレノイドコイル２０７に電気信号
が付与された時、同時に電磁式絞り弁１６０にも信号が
付与され、したがって電磁式絞り弁１６０は吸入室１０
７に開口している入口１５０の開口面積を絞る。

つまり、圧縮機が小言１１転する場合には、これに連動
して電磁式絞り弁１６０が入口１５０を絞るので、吸入
室１０７に流入してくるバイパス冷媒の圧力脈動が外部
配管６０１を通じてエバポレータ６００に伝えられるこ
とがなくなり、この結果、小容量で運転する時の車室内
騒音を防止することができる。

なお、圧縮機が全容量運転する場合には、コントローラ
１００から電磁式絞り弁１６０に信号が付与されないの
で電磁式絞り弁１６０は入口１５０を全開にし、エバポ
レータ６００から外部配管６０１を通じて吸入室１０７
に流入してくる冷媒の流れの抵抗となる心配はない。

本発明は、上記第１図に示す第１の実施例に制約される
ものではない。

すなわち、第２図ないし第６図には本発明の第２の実施
例を示す。図において、第１図の構成と同一の部材は同
一番号を付してその説明を省略する。

圧縮機のフロントハウジング１０８には、吸入室１０９
内に臨んで可変絞り機構としてのブルドン管１８０が設
けられている。ブルドン管１８ｏは、入口１５０の開口
部を包囲するようなリング形状に弯曲されており、先端
がｒｌｌｗされて自由端になっているとともに、根元端
はジヨイント１８１によりフロントハウジング１０８に
固定されている。このブルドン管１８０は内部に、例え
ば１Ｃ１／ｄＧ以上の圧力が導入された場合にそのリン
グ状の曲率を変えるように自由端が外向きに弾性変形す
る。なお、このブルドン管１８０は、フロントハウジン
グ１０８に形設されたストッパ１８２に当接するまで変
形可能となっている。

上記ジヨイント１８１は、フロントハウジング１０８に
形成された応動圧力導入通路１８３に導通されており、
この応動圧力導入通路１８３は第１図に示した制御圧室
１１７に連通しており、この制御圧室１１７を通じて信
号圧供給通路２０９に連通されている。

このような構成によれば、前述したようにコントローラ
７００からの信号により制御手段２００が作動して圧縮
機が小吐出容量の運転をする場合は、制御圧室１１７に
比較的低い圧力が付与されるため、バイパス孔１１３が
開かれ、この時、応動圧力導入通路１８３には制御圧室
１１７の比較的低い圧力が作用し、したがってブルドン
管１８０の内部には、例えば２〜５に９／ａｉＧ程度の
圧力が導入される。

よって、ブルドン１！１８０は、第５図に示すようにリ
ング状の曲率が小さくなり、吸入室１０７に開口してい
る入口１５０の開口面積を絞る。

つまり、圧縮機が小容量運転する場合には、これに連動
してブルドン管１８０が入口１５０を絞るので、吸入室
１０７のバイパス冷媒の圧力脈動が外部配管６０１を通
じてエバポレータ６００に伝えられることが少なくなる
。この結果、小容量で運転する時のＩＩ至内騒音を防止
することができる。

一方、高圧導入口２０２と但圧導入口２０３が遮断され
た全吐出容量運転時には、応動圧力導入通路１８３には
制御圧！１１７の高圧、たとえば１０〜２０に９／ｄＧ
の圧力が作用し、したがってブルドン管１８０は、第４
図に示すようにリング状の曲率が大きくなる。よって、
吸入室１０７に開口している入口１５０の開口面積を広
げ、エバポレータ６００から外部配管６０１を通じて冷
媒が吸入室１０９に多量に流入するのを許す。

したがって、この第２の実施例の場合も、圧縮機の吐出
容量に応じて入口１５０の開口面積を自動的に調整して
騒音を防止することができる。

なお、第６図には上記第２実浦例の場合における脈動レ
ベルの実験結果を示す。この特性図より、破線で示す従
来の場合に比べて、実線で示す本実施例の場合の方が、
脈動レベルが低下していることが確認される。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によると、吸入室の入口に設け
た絞り機構が圧縮機の容量変化に応じて可変調整され、
圧縮機の容量が小さくなると入口の開度を小さくするの
で、バイパス孔から吸入室に帰還された冷媒の圧力脈動
がこの入口から外部配管を通じてエバポレータ等の配管
系に伝わるのが軽減され、騒音の低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す可変容ｉ型圧縮様
および冷凍サイクルの構成図、第２図ないし第６図は本
発明の第２の実施例を示し、第２図は吸入室の断面図、
第３図はブルドン管の設置部の断面図、第４図および第
５図はそれぞれブルドン管の異なる作動状態を説明する
図、第６図は特性図である。 １００・・・シャフト、１０１・・・ハウジング、１０
２・・・偏心ロータ、１０６・・・ベーン、１０７・・
・作動室、１０９・・・吸入室、１１０・・・吸入孔、
１１１・・・吐出孔、１１３・・・バイパス孔、１１５
・・・バイパス弁、１５０・・・入口、１６０・・・電
磁式絞り弁、１８０・・・ブルドン管、１８１・・・ジ
ヨイント、１８２・・・ストッパ、１８３・・・応動圧
力導入通路、２００・・・υ１１ｍ１１手段、４００・
・・コンデンサ、５００・・・膨張弁、６００・・・エ
バポレータ、７００・・・コントローラ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１０９・・・　
吸気室 １８２・・・ストクパ 第２図 １．５０ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ハウジング内に回転自在に配設されたシャフトにより偏
   心ロータを回転させ、このハウジングと偏心ロータおよ
   びベーンとで囲まれた作動室を容積変化させるようにし
   、この作動室に吸入孔を介して連通する吸入室から冷媒
   を導入するとともに、この作動室で圧縮された冷媒を吐
   出孔を介して導通する吐出室に吐出し、上記作動室で圧
   縮されようとする冷媒の１部を、上記作動室に開口した
   バイパス孔を通じて前記吸入室へ逃すようにし、このバ
   イパス孔の開度をバイパス弁で調整することにより吐出
   容量を制御する容量可変型圧縮機において、 上記吸入室に形成した外部から冷媒を導入する入口に、
   圧縮機の容量変化に応じて可変調整される絞り機構を設
   けたことを特徴とする容量可変型圧縮機。