JPH02201099A - 可変容量型圧縮機の開閉弁機構 - 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、車両用空調装置の冷媒圧縮機等として用いる
可変容量型圧縮機の開閉弁機構に関する。

（従来の技術） 従来の可変容量型圧縮機としては、例えば、特願昭６３
−４１７６０号の技術が本願出願人により提案されてい
る。

すなわち、この技術は、一つの具体例として、第８図に
示すように、一部稼動位置と全稼動位置との間で回動し
て圧縮開始時期を制御する制御部材７０と、該制御部材
７０の受圧部７０ａの一側に形成され、低圧である吸入
圧Ｐｓが導入される低圧室７１と、受圧部７０ａの池側
に形成され、高圧である吐出圧Ｐｄがオリフィス７２を
介して導入されて制御圧Ｐｃが形成される高圧室７３と
、該高圧室７３と吸入室７４とを連通ずる通路を熱負荷
に応じた吸入圧の変化に応動して開閉して制御圧Ｐｃを
制御する開閉弁機構７５とを備え、制御部材７０が、該
制御部材７０を一部稼動位置側に付勢するばね部材７６
の付勢力及び吸入圧Ｐｓの合力と制御圧Ｐｃとの差によ
り回動して吐出容量を制御する可変容量型ベーン型圧縮
機である。

第８図及び第９図に示すように、補助低圧室７８と吸入
室７４とが仕切壁８０により仕切られており、それらの
室７８．７４を連通ずるオリフィス７７が仕切壁８０に
設けてあり、開閉ブを機＃Ｉ７５の圧力応動部であるベ
ローズ７５ａは補助低圧室７８内に設けてあり、これに
よって吸入圧Ｐｓを、第７図に示すように、吐出圧Ｐｃ
ｌが低くなるにつれ高くなるようにし、その結果エバポ
レータの出口側圧力が熱負荷が変化してもあまり変化し
ないようにしたものである。

この可変容量型圧縮機においては、補助低圧Ｐｓ’の変
化に応動してベローズ７５ａが伸長し、開閉弁機構７５
が開弁状態になったとき、高圧室７３から制御圧Ｐｃの
冷媒ガスが連通路７９を介して補助低圧室７８に流出し
、更にオリフィス７７を通じて吸入室７４に抜け、これ
により高圧室７３内の制御圧Ｐｃが低下して低圧室７１
内の圧力Ｐｓとねじりコイルばね７６の付勢力との合力
より小さくなり、制御部材７０は全稼動位置から一部稼
動位置側に回動する。

（発明が解決しようとする課題） ところが、第８図及び第９図に示すように、補助低圧室
７８を設け、その補助低圧室７８内にベローズ７５ａを
配設しであるので、開弁時、制御圧Ｐｃの冷媒ガスがベ
ローズ７５ａの開放端７５ａ１から周胴部７５ａ２を通
過し、固定端７５ａ、：＋付近に到達して吸入室７４に
抜けるとき、冷媒ガスが蛇腹状の周胴部７５ａに当たり
、ベローズ７５ａが微振動を起こして補助低圧室７８内
壁面にぶつかる。

その結果、異音が発生するとともに、可変容量型圧縮機
の制御性が損なわれ、またベローズの耐久性が低下する
。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、開閉
弁機構７５が開弁状態になったときのベローズの振動に
よる異音を発生させないようにするとともに、圧縮機の
制御性とベローズの耐久性とを向上させ得る可変容量型
圧縮機の開閉弁機構を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明の可変容量型圧縮機
の開閉弁機構は、吸入室と高圧が導入される高圧室とを
連通ずる連通路を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向
に付勢するばねと、前記高圧室側から導入された高圧に
より前記弁体を閉弁方向に付勢するプランジャと、ｒＩ
記記入入室圧力変化に応じて伸縮するベローズと、この
ベローズの自由端に固定されて前記弁体を閉弁方向に押
圧するロッドとが備えてある可変容量型圧縮機の開閉弁
機ｔ３において、前記高圧室から前記プランジャに高圧
を導く高圧導入路が備えてあることを特徴とする。

（作用） 補助低圧室３３を設け、その補助低圧室３３内にベロー
ズを配設する構造を採用していないので、ベローズが伸
長して開閉弁機構が開弁状態になったとき、高圧室から
流入した冷媒ガスは連通路を通じて吸入室側に素早く抜
け、ベローズは微振動を起こさない。

また、高圧室からプランジャに高圧を積極的に導く高圧
導入路を設けたので、プランジャの動作がより円滑にな
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例の開閉弁機構を示す拡大断面
図、第２図はその開閉弁機構を備えた可変容量型ベーン
型圧縮機の縦断面図である。

第２図及び第４図に示すように、可変容量型ベーン型圧
縮機は、略楕円形の内周面１ａを有するカムリング１と
、カムリング１の両側端を閉塞する如くこれら両側端に
夫々固定されたフロントサイドブロック３及びリヤサイ
ドブロック４から成るシリンダと、該シリンダ内に回転
自在に収納されたロータ２と、これら両サイドブロック
３，４の外側端面に夫々固定されたフロントヘッド５゜
リヤヘッド６と、ロータ２の回転軸７とを主要構成要素
としており、回転軸７は両サイドブロック３．４に夫々
設けた軸受８，９に回転可能に支持されている。

フロントヘッド５の」二面には熱媒体である冷媒ガスの
吐出口５ａが、リヤヘッド６の上面には冷媒ガスの吸入
口６ａが夫々形成されている。吐出口５ａはフロントヘ
ッド５とフロントサイドブロック３とにより画成される
吐出室】Ｏに、吸入口６ａはリヤヘッド６とリヤサイド
ブロック４とにより画成される吸入室１１に夫々連通し
ている。

前記シリンダの内面とロータ２の外周面との間に、周方
向に１８０度偏位して対称的に２つの圧縮室１２．１２
が画成されている。前記ロータ１０にはその径方向に沿
うベーン溝１３が周方向に等間隔を存して複数設けてお
り、これらのベーン溝１３内にベーン１４がそれぞれ放
射方向に沿って出没自在に嵌装されている。

ベーン溝１３の底部には背圧室１３ａが形成されており
、ロータ２の一端面とフロントサイドブロック３のロー
タ側端面との間、ロータ２の他端面と制御部材２４のロ
ータ側端面との間のそれぞれを通じて圧縮室１２から背
圧室１３ａにベーン背圧が導入される。

ロータ２が回転すると、ベーン１４の先端はカムリング
ｌの略楕円の内周に沿って摺動する。

前記リヤサイドブロック４には、第２図に示す吸入ボー
ト１５が周方向に１８０度偏位して対称的に設けである
Ｃ第２［！ｌは軸芯を通る略９０度の角度で切った縦断
面図であるので、同図中には片方の吸入ボート１５のみ
が見えている）。各吸入ボート１５はリヤサイドブロッ
ク４の厚さ方向に貫通しており、各吸入ボート１５を介
して吸入室１１と圧縮室１２．１２とが夫々連通されて
いる。

カムリング１の外周壁には、第２図及び第４図に示すよ
うに、周方向に１８０度偏位して対称的に吐出ボート１
６．１６が設けである（第２図では、上記吸入ボート１
．５と同様の理由により片方の吐出ボート１６のみが見
えている）。また、各吐出ボート１６のあるカムリング
１の外周壁には、弁止め部ｆ７ａを有する吐出弁カバー
１７がボルト１８により夫々固定されている。カムリン
グ１の外周壁と弁止め部１７ａとの間には、吐出弁カバ
ー１７側に保持された吐出弁１９が介装されている。各
吐出弁１９は吐出圧を受けたときに開弁して各吐出ボー
ト】６を夫々開口するように成っている。さらに、カム
リング１には各吐出弁１９の開弁時に各吐出ボート１６
に夫々連通する連通路２０がカムリング１と吐出弁カバ
ー１７とにより画成され、フロントサイドブロック３に
は各連通路２０に夫々連通する連通路２１が夫々周方向
の略対称な位置に形成しである。そして、各吐出ボート
１６が開口したとき、圧縮室１２内の圧縮された冷媒ガ
スが吐出ボート１６、連通路２０．２１、吐出室１０及
び吐出口５ａを順次介して吐出されるように成っている
。

第２図乃び第６図に示すように、リヤサイドブロック４
には、そのロータ２側表面に環状凹部２２が設けられて
おり、該環状囲ｌＴｌＩ２２内には２つの圧力作動室２
３．２３が周方向に１８０度偏位して対称的に設けられ
ている。環状凹部２３内には、リング状の制御部材２４
が正逆回転可能に嵌装されている。該制御部材２４は各
圧縮室１２での圧縮開始時期を制御するためのもので、
その外周縁には周方向に１８０度偏位した略対称な位置
に円弧状の切欠部２５．２５が設けられていると共にそ
の一側面には周方向に１８０度偏位した対称な位置に突
片状の受圧部２６，２６が一体的に突設されている。こ
れら受圧部２６，２６は、圧力作動室２３．２３内に夫
々スライド可能に嵌装されている。各圧力作動室２３内
は各受圧部２６により低圧室２３１と高圧室２３２とに
２分されている。

各低圧室２３＋は各吸入ボート１５を介して吸入室１１
と連通し、該各低圧室２３＋内には低圧である吸入圧Ｐ
ｓが導入される。一方、高圧室２３２゜２３２の一方は
オリフィス２７、該オリフィス２７に連通ずるリヤヘッ
ド６の連通溝（図示省略）、該連通溝に連通するリヤサ
イドブロック４の連通路２８及びカムリング１の制御圧
供給ボート２９を介して前記連通路２０に連通ずると共
に、各高圧室２３２，２３２はりャヘッド６に設けられ
た連通路３０を介して互いに連通し、各高圧室２３２内
には高圧である吐出圧Ｐｄがオリフィス２７を介して導
入されて制御圧Ｐｃが形成される。

第２図に示すように、高圧室２３２，２３２の−方は、
吸入室１１と高圧室２３２とを連通ずる連通路３１を介
し低圧室ＩＩと連通している。その連通路３１は、第１
図に示すように、リヤサイドブロック、４に設けた連通
路３１ａと、ベローズ３２ａのケース３５に設けた連通
路３１ｂ、３１ｃとからなる。連通路３１　ａ、　３　
ｌ　ｂ、　　３１　ｃは互いに連通している。連通路３
Ｉの途中にはｕＦ１閉ブｒ機ｊ１１３２が設けである。

この開閉弁機構３２は吸入室ＩＩの圧力Ｐｓの変化に反
応して作動するもので、第１図に示すように、吸入室１
１と吐出圧（高圧）Ｐｄが導入される高圧室２３２とを
連通ずる連通路３１を開閉するボール弁体３２ｂと、こ
のボール弁体３２ｂを閉弁方向に付勢するばね３２ｅと
、高圧室２３２側から導入された吐出圧Ｐｄによりボー
ル弁体３２ｂを閉弁方向に付勢するプランジャ３２ｅと
、吸入室１１の圧力変化に応じて伸縮するベローズ３２
ａと、このベローズ３２ａの自由端に固定されてボール
弁体３２ｂを開弁方向に押圧するロッド３２ｆと、高圧
室２３２からプランジャ３２ｅに吐出圧Ｐｄを導く高圧
導入路３３とを傅えている。

前記ロッド３２ｆはケース３５に穿設された連通路３１
ｃに摺動可能に押通され、その先端がボール弁体３２ｂ
の片側に当接している。また前記プランジャ３２ｅはリ
ヤサイドブロック４に穿設されたに通孔３４に摺動可能
に押通されている。

その貫通孔３４には高圧導入路３３を介して吐出圧Ｐ　
ｄ　７’ｌ＜積極的に導入され、プランジャ３２ｅの一
端面に吐出圧Ｐｄが加わり、ボール弁体３２ｂが閉弁方
向に押される。ただし、プランジャ３２ｅの他嬬面には
高圧室２３２かも導入された１υｊ御圧ｐｃが加わるの
で、プランジャ３２ｅは吐出圧Ｐｄと制御圧Ｐｃとの差
圧ΔＰにより動作する。前記高圧導入路３３は、リヤサ
イドブロック４及びカムリング■のそれぞれに設けた互
いに連通ずる高圧導入路３３ａ、３３ｂからなる。なお
、ボール弁体３２ｂのシート面積とプランジャ３２ｅの
端面（弁体受圧面）の面積Ｓとは路間−となるように形
成されている。そして、前記吸入室１１側の圧力Ｐｓが
調節部材３２ｄにより設定される所定値以上のとき前記
ベローズ３２ａは収縮状態にあって、ボール弁体３２ｂ
はばね３２ｃ及びプランジャ３２ｅの付勢力により連通
路３１ｃを閉塞している。また、前記吸入室ｌｌ側の圧
力Ｐｓが所定値以下のとき前記ベローズ３２ａは膨張状
態となってその先端のロッド３２ｆによりボール弁体３
２ｂはばね３２ｃ及びプランジャ３２ｅの付勢力に抗し
て押圧されて連通路３１ｃを開口する。

前記ケース３５とリヤサ・イドブロック４との間には０
リング３８が介装しである。

また、制御部材２４はねじりコイルばね３８により第５
図で示す一部稼動位置側に付勢されている。そして、制
御部材２４は、低圧室２３１内に導入された吸入圧Ｐｓ
とねじりコイルばね３８の付勢力との合力と、高圧室２
３２内の制御圧ｐｃとの差により正逆回転する。すなわ
ち、吸入圧Ｐｓが所定値となるように高圧室２３２内の
制御圧Ｐｃが開閉弁機構３２により制御されることによ
り、制御部材２４が第４図で示す最大の吐出容量が得ら
れる全稼働位置と、第５図で示す最小の吐出容量が得ら
れる一部稼働位置との間で正逆回転するように成ってい
る。

次に上記構成を有する可変容量型ベーン型圧縮機の作動
を説明する。熱負荷の変化に応じて吸入圧Ｐｓが所定値
以上になると、開閉弁機構３２はベローズ３２ａが縮小
して閉弁状態となる（第１図の状態）。このとき高圧室
２３２内の制御圧Ｐｃが高圧に保持され、これによって
該制御圧Ｐｃが低圧室２３＋内の圧力Ｐｓとねじりコイ
ルばね３８の付勢力との合力に打ち勝って、制御部材２
４は第４図で示す全稼働位置側に回動する。この全稼働
位置では、制御部材２４の各切欠部２５の前側端部２５
１はロータ２の回転方向（第４図の反時計方向）におけ
る最も後側の位置にあって圧縮開始時期が最も早く、相
前後する２つのベーン間に閉じ込められる冷媒の体積が
最大となって吐出容量が最大となる。

吸入圧Ｐｓが所定値より小さくなると、開閉弁機構３２
はベローズ３２ａが伸長して開弁状態となる。このとき
高圧室２３２から制御圧Ｐｃの冷媒が、連通路３１を介
して吸入室ｌｌ内に流入する。

これによって高圧室２３２内の制御圧Ｐｃが低下して低
圧室２３＋内の圧力Ｐｓとねじりコイルばね３８の付勢
力との合力より小さくなり、制御部材２４は前記全稼働
位置から第５図で示す一部稼働位置側に回動する。この
一部稼働位置では、制御部材２４の各切欠部２５の前側
端部２５＋はロータ２の回転方向における最も前側の位
置にあって圧縮開始時期が最も遅く、相前後する２つの
ベーン間に閉じ込められる冷媒ガスの体積が最小となっ
て吐出容量が最小となる。

次に前記開閉弁機構３２の作動について述べる。

全稼動時には制御圧Ｐｃと吐出圧Ｐｄとが略等しいので
、ボール弁体３２ｂを押すとプランジャ３２ｅの力Ｆ　
（Ｆ＝Ｓ（Ｐｄ−Ｐｃ））はゼロであり、第３図に示す
ようにボール弁体３２ｂはＱだけリフトする。一部稼動
時になると制御圧Ｐ　ｃは低下して、Ｆが大きくなる。

このときＰ　ｓ　（Ｐ　ｃ＜　Ｐ　ｓ　＋　３　ｋｇ／
ｃｎ！の関係にあり、吐出圧１）ｄが高いときは差圧△
Ｐ（ΔＰ＝Ｐｄ−Ｐｃ）が大きく、Ｆも大きくなり、ボ
ール弁体３２ｂのストロークが短くなる。その結果高圧
室２３２から吸入室１１に逃げるガス流量が制限される
ため、制御部材２４は少し全稼動方向に動く。したがっ
て、例えば吐出圧Ｐｄが１４ｋｇ／、：ｄのとき吸入圧
Ｐｓが１．８ｋｇ／ｃｄであるならば、吐出圧Ｐｄが１
８ｋｇ／ｃＪのとき吸入圧Ｐｓは１．６ｋｇ／ｅｎｆで
制御された状態となり、逆に吐出圧Ｐｄが７　ｋｇ／、
ｍと低いとき、吸入圧Ｐｓは２．２ｋｇ／ｃｒ＋ｌの制
御値になる。すなわち、第７図に示すように、吐出圧Ｐ
ｄが高いとＦは大きく。

吸入圧Ｐｓの値は低めに制御され、吐出圧Ｐｄが低いと
Ｆは小さく、吸入圧Ｐｓの値は高めに制御される。

ベローズストローク１馴／　ｌ　ｋｇ　／　ａｄでベロ
ーズ３２ａのばね常数１．６ｋｇのもので、高圧補正の
傾き（第７図の曲線の傾き）が０．０６ｋｇ／ｃＩＩ！
のとき、０、ｏ６ｘｉ、６ｋｇ／　ｌ　ｋｇ／ｃｉ（＝
０．０９０ｋｇプランジャの受圧面積は ０．０９ｃｌ＝　πｒ’ ｒ＝０．１６９＋ａｄ したがってプランジャ３２ｅの径は０．３３８ｃｍであ
る。

なお、開閉弁機ｆｉｌＩ３２の弁体としては、ボールＪ
ｔ体３２ｂの代わりにニードル弁を使用してもよい。

（発明の効果） 以上に説明したように本発明の可変容ｆｆｉ型圧縮（幾
の開閉弁機ｔｉ（によれば、吸入室と高圧が導入される
高圧室とを連通ずる連通路を開閉する弁体と、この弁体
を閉弁方向に付勢するばねと、前記高圧室側から導入さ
れた高圧により前記弁体を閉弁方向に付勢するプランジ
ャと、前記吸入室の圧力変化に応じて伸縮するベローズ
と、このベローズの自由端に固定されて前記弁体を開弁
方向に押圧するロッドとが備えてある可変容量型圧縮機
の開閉弁機構において、前記高圧室から前記プランジャ
に高圧を導く高圧導入路が備えてあるので、ベローズが
伸長して開閉弁機構が開弁状態になったとき、高圧室か
ら流入した制御圧の冷媒ガスは連通路を通じて吸入室側
に素早く抜け、ベローズが微振動を起こさない。

したがって、ベローズの周胴部が補助低圧室の内壁面に
ぶつかって異音が生じることがないとともに、可変容量
型圧縮機の制御性が損なわれることもないし、ベローズ
の耐久性も向上する。

また、高圧室からプランジャに高圧をｌｌｉ的に導く高
圧導入路を設けてプランジャの動作をより円滑にしたの
で、高圧補正が一部スムースになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の開閉弁機構を示す破断面図
、第２図はその開閉弁機構を備えた可変容量型ベーン型
圧縮機を示す縦断面図、第３図は第１図のＵｉ開閉弁機
構開弁状態を示す概略断面図、第４図は第２図のＩＶ−
ＩＶ線に沿う断面図で、制御部材が全稼動位置にあると
きの図、第５図は第４図と同様の図で、制御部材が一部
稼動位置にあるときの図、第６図は第２図のＶｌ−Ｖｌ
線に沿う断面図、第７図は吐出圧と吸入圧との関係を示
すグラフ、第８図は従来の可変容量型ベーン型圧縮機の
主要部を示す概略断面図、第９図は従来の可変容量型ベ
ーン型圧縮機の開閉弁機構を示す拡大断面図である。 １１−・・吸入室、２３２−・・高圧室、３１．３＋、
ａ。 ３１ｂ、３１ｃ・・・連通路、３２・・・開閉弁機構、
３２ａ・・・ベローズ、３２ｂ・・ボール弁体（弁体）
、３２ｃ・・・ばね、３２ｅ・・・プランジャ、３２ｆ
・・・ロッド、３３．３３ａ、３３ｂ−高圧導入路、３
４・・・貫通孔、３５・・・ケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．吸入室と高圧が導入される高圧室とを連通する連通
   路を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢するば
   ねと、前記高圧室側から導入された高圧により前記弁休
   を閉弁方向に付勢するプランジャと、前記吸入室の圧力
   変化に応じて伸縮するベローズと、このベローズの自由
   端に固定されて前記弁体を開弁方向に押圧するロッドと
   が備えてある可変容量型圧縮機の開閉弁機構において、
   前記高圧室から前記プランジャに高圧を導く高圧導入路
   が備えてあることを特徴とする可変容量型圧縮機の開閉
   弁機構。