JPH0151918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷媒ガス等のいわゆるガス媒体を使
用流体としたコンプレツサに関し、主に自動車の
クーラーやエアコンデイシヨナに用いられるパワ
ーセーブ型のコンプレツサに関する。

（従来の技術） 従来のコンプレツサとしては、例えば、第４図
に示すような平衡型のロータリーコンプレツサが
知られているもので、その構成は、駆動軸１にロ
ータ２をスプライン結合し、該ロータ２の外周に
ベーン３を配置し、該ベーン３が接触回転する楕
円状円壁を有するシリンダ４を設け、該シリンダ
４に吸入口５，５及び吐出口６，６を開口したも
ので、前記吸入口５，５から吸入される低圧のガ
ス媒体を駆動軸１からの動力を得て圧縮し、吐出
口６，６から高圧のガス媒体として吐き出す構造
のものであつた。

また、実開昭57−92892号公報には、吸入通路
に電磁コイルにより作動する摺動部材を設け、駆
動軸回転数が設定回転数を越えたら吸入通路の冷
媒通過断面積を減少させるコンプレツサが知られ
ている。

更に、特開昭55−119994号公報には、吐出口と
吸入口とを途中に制御弁を設けたバイパス回路で
連通し、吐出圧力と吸入圧力との差が設定値以上
となつた時、既にシリンダ内に吸入圧縮された冷
媒ガスの一部を再びバイパス回路より吸入口へ戻
すことにより実質的な冷媒ガスの吸入体積を減少
させるコンプレツサが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第４図に示す従来のコンプレツ
サにあつては、駆動軸１の回転数に比例して吐出
量が増加する構造のものであつたために、例えば
駆動軸１がエンジンと連結されている自動車装備
のコンプレツサにおいて、エンジンの回転数に比
例して高圧媒体ガスの吐出量が増加し、比較的高
速回転域（約2500rpm以上）では車室内を冷房す
るのに必要以上の吐出量となる。

従つて、このエンジンの高速回転域において
は、消費電力も必要以上の過大なものとなるため
に、消費燃料も必要以上に増大するという問題を
有する。

また、実開昭57−92892号公報に示されるコン
プレツサは、設定回転数を越えた高速回転域にお
いて消費動力を抑えることは出来るが、下記の問
題を有する。

吐出特性として、設定した駆動軸回転数を越
えた時点を境に急激に吐出量が低下する特性を
示す為、設定回転数を冷媒通過断面積を減少さ
せても充分な冷媒ガス吐出量が得られる高回転
数に定める必要があり、効果的な消費駆動エネ
ルギ低減が期待出来ない。

回転速度検出手段や制御回路や電磁コイルを
必要とする為、コスト的に不利であると共に、
故障により作業不能となる頻度が高いし、しか
も、このコンプレツサを適応できる装置は良好
な環境が保持されている装置に限られ、自動車
等の過酷な環境下のものには適応出来ない。

また、特開昭55−119994号公報に示されるコン
プレツサは、高回転域において吐出圧力の異常上
昇及び吸入圧力の異常低下は達成出来るものの、
高回転域において吐出された冷媒ガスを吸入側へ
戻し、新規な吸入ガス量を低下させるようにして
いる為、コンプレツサでの圧縮により温度が上昇
している冷媒ガスが繰り返し吸入側へ戻されるこ
とになり、冷媒ガスや潤滑油の分解等の弊害を防
止する吐出側での冷媒ガスの温度上昇抑制を期待
出来ない。

本発明は、上述のような問題に着目し、吐出圧
力と吸入圧力との圧力差を利用して吸入口からの
吸入流量を制御することで、簡単な構造であり、
しかも吐出温度を上昇させることなく、不必要な
吐出量を抑えて有効に消費駆動エネルギーを低減
させることのできるコンプレツサの開発を課題と
する。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明のコンプレツ
サでは、吸入口から吸入される低圧のガス媒体を
駆動軸からの動力を得て圧縮し、吐出口から高圧
のガス媒体として吐き出す構造のコンプレツサに
おいて、前記コンプレツサのシリンダと外枠との
間に、前記吐出口に連通する吐出室及び前記吸入
口に連通する吸入室を形成し、前記吐出室と吸入
室とを画成する位置に、吐出圧力と吸入圧力との
圧力差により吸入口に向つて伸長可能な可変ベロ
ーズを配置し、該可変ベローズとシリンダの間に
は、可変ベローズを吸入口から離反させる方向へ
付勢するスプリングを設けたことを特徴とする手
段とした。

（作用） 低回転領域であつて、吐出圧力と吸入圧力との
圧力差により可変ベローズが吸入口に向つて伸長
する力よりスプリングによる付勢力が上回つてい
る時は、吸入口の開口面積は減少することなく維
持され、必要とする圧縮能力が確保される。

そして、コンプレツサの駆動回転数が上昇し、
スプリングの付勢力に抗して、吐出圧力と吸入圧
力との圧力差により可変ベローズが吸入口に向つ
て伸長する時は、圧力差に応じた可変ベローズの
伸長度合により吸入口の開口面積が減少し、ガス
媒体の吸入量が圧力差、即ち、駆動回転数に応じ
て自動的に減少制御される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたつて、自動車のク
ーラーやエアコンデイシヨナに用いられる平衡型
のロータリコンプレツサに例をとり、従来の構成
と同一部分に同一符号を付して説明する。

第１図は実施例のコンプレツサを示すもので、
その構成を図により説明すると、１はロータ２に
スプライン連結させた駆動軸であつて、自動車エ
ンジンのクランク軸からのエンジン回転をベルト
伝達により与えている。

２はロータであつて、その外周部に４枚のベー
ン３，３，３，３を出入可能に配置している。

４はシリンダであつて、その内面には楕円状の
シリンダ内壁４ａを有し、円形の前記ローター２
とは上下位置に三日月型の圧縮室７，７を形成し
ている。

５，５は吸入口であつて、軸方向から流入する
冷媒ガスが吸入室８，８及び吸入口５，５を経て
前記圧縮室７，７へ吸入される。

６，６は吐出口であつて、圧縮室７，７のうち
ベーン３が通過する始端側の位置に吸入口５，５
が開口されているのに対し、吐出口６，６は終端
側の位置に開口され、このシリンダ４に開口した
吐出口６，６にはポンプの脈動を低減させるため
弁押え９，９が設けられている。

また、１０は外枠であつて、シリンダ４を外気
から仕切つているもので、前記吐出口６と外枠１
０との間には吐出室１１，１１が形成される。

次に、吸入口５，５の開口面積可変機構である
可変ベローズ１２，１２及びスプリング１５につ
いて説明すると、この可変ベローズ１２は取付け
板１３により取付けられて吸入室８に配置されて
いるもので、可変ベローズ１２の先端部は吸入口
５の開口面積を可変にさせるべく形成され、中央
部は吐出口６側の吐出圧力と吸入口５側の吸入圧
力との圧力差で吸入口５へ向かつて伸長できるよ
うにベローズ構造に形成している。

そして、可変ベローズ１２の外面を前記吐出室
１１と連通する連通室１４側へ配置し、内面を吸
入室８側にスプリング１５を介在して配置するこ
とによつて、圧力差が大きくなるにしたがつて吸
入口５の開口面積を減少できるように形成してい
る。

次に、作用を説明する。

(イ) 駆動軸低回転時 エンジン回転数が低回転域であつて駆動軸１
も低回転する時は、圧縮冷媒ガスの吐出量が少
なく、吐出圧力と吸入圧力との圧力差も小さい
ものであるために、第１図に示すように、可変
ベローズ１２がスプリング１５に抗し得ず、短
絡状態にあるために、冷媒ガスの吸入も従前通
りに行なわれて必要とする圧縮能力が確保され
る。

(ロ) 駆動軸高回転時 そして、エンジン回転数が上昇して駆動軸１
が高回転する時は、圧縮冷媒バスの吐出量が増
加して、吐出圧力と吸入圧力との圧力差も回転
数の上昇に比例して大きくなるものであるため
に、可変ベローズ１２がスプリング１５に抗し
て次第に伸長し、第２図に示すように、吸入口
５の開口面積を減少させ、冷媒ガスの吸入量を
少なくするように自動的に制御されるのであ
る。

つまり、冷媒ガスは圧縮性媒体であるために
吸入量を減少させたら、吐出量も吸入量に比例
して減少するもので、これによりコンプレツサ
の圧縮工程で与える仕事エネルギーも吐出量を
抑制した分だけ減少することになる。

このように、従来のコンプレツサであれば、第
３図点線Ａで示すように、駆動軸１の回転数が上
昇すれば、この回転数に比例して圧縮媒体ガスの
吐出量は増大していたものであるが、かかる実施
例にあつては、第３図実線Ｂで示すように、高速
回転域における必要以上の吐出量を抑制すること
ができることによつて、低速回転域では従前通り
の圧縮能力（冷房能力）を確保したうえに、高速
回転域では吸入量を制限して能力の余剰を防ぎ、
同時に所要動力を低減させているもので、自動車
であれば消費燃料の有効的な節減を達成すること
ができる。

また、同時に下記に列挙する利点も有する。

吸入口５，５の開口面積可変機構を、可変ベ
ローズ１２，１２とスプリング１５とにより構
成している為、回転速度検出手段や制御回路や
電磁コイルを必要とする装置に比べ、コスト的
に有利であると共に、故障により作動不能とな
る頻度も低いし、しかも、自動車等の過酷な環
境下のものにも適応出来る。

コンプレツサの吸入量を直接制御することで
吐出量を制御する構成である為、冷媒ガスが繰
り返し吸入側へ戻されるコンプレツサのよう
に、吐出側で冷媒ガスの温度上昇が生じること
が無く、冷媒ガスや潤滑油の分解等の弊害を確
実に防止出来る。

以上、本発明の一実施例を図により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、例えばコンプレツサとしては実施例の
如きベーン式ロータリコンプレツサに限られず、
ローリングピストン式ロータリーコンプレツサや
往復ピストン式コンプレツサ等にも適用できるも
のである。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のコンプレツ
サにあつては、コンプレツサのシリンダと外枠と
の間に、吐出口に連通する吐出室及び吸入口に連
通する吸入室を形成し、前記吐出室と吸入室とを
画成する位置に、吐出圧力と吸入圧力との圧力差
により吸入口に向つて伸長可能な可変ベローズを
配置し、該可変ベローズとシリンダの間には、可
変ベローズを吸入口から離反させる方向へ付勢す
るスプリングを設けた為、以下に列挙する効果が
得られる。

圧力差に応じた吸入量の減少制御により、圧
力差の発生する高回転域で不必要な吐出量が効
果的に抑御され、この吐出量抑御に伴なつて消
費駆動エネルギも低減する。

コンプレツサの吸入量を直接減少制御させる
ことで吐出量が抑制される為、ガス媒体の分解
等の弊害をもたらす吐出温度上昇が抑制され
る。

検出手段や制御手段やアクチユエータを要し
ない構成である為、コスト的に有利であると共
に、故障が少なく、自動車等の過酷な環境のも
のに適用するのに有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のコンプレツサを示す縦
断面図、第２図は実施例コンプレツサにおいて吐
出圧力と吸入圧力との圧力差が大きい状態におけ
る作用説明図、第３図は駆動軸の回転数と吐出量
との関係を示す比較グラフ、第４図は従来のコン
プレツサを示す縦断面図である。 １……駆動軸、２……ロータ、３……ベーン、
４……シリンダ、５……吸入口、６……吐出口、
８……吸入室、１０……外枠、１１……吐出室、
１２……可変ベローズ、１５……スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸入口から吸入される低圧のガス媒体を駆動
   軸からの動力を得て圧縮し、吐出口から高圧のガ
   ス媒体として吐き出す構造のコンプレツサにおい
   て、 前記コンプレツサのシリンダと外枠との間に、
   前記吐出口に連通する吐出室及び前記吸入口に連
   通する吸入室を形成し、 前記吐出室と吸入室とを画成する位置に、吐出
   圧力と吸入圧力との圧力差により吸入口に向つて
   伸長可能な可変ベローズを配置し、 該可変ベローズとシリンダの間には、可変ベロ
   ーズを吸入口から離反させる方向へ付勢するスプ
   リングを設けた事を特徴とするコンプレツサ。