JPH0353034Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ハウジング内でロータが回転させら
れることにより容積が変化する複数の圧縮室に吸
入口から吸入室の気体を吸入し、吐出口から吐出
する回転圧縮機に関し、特に圧縮室を完全には圧
縮仕事が行われない状態とすることによつて、吐
出容量を減少させ得るようにした可変容量型の回
転圧縮機に関するものである。

従来技術 このような圧縮機は、例えば自動車の車室冷房
装置用の冷媒ガス圧縮機として好適に使用され
る。冷房装置が車室の温度を下げる冷却形態で作
動している間は、圧縮機に大きな吐出容量が要求
されるが、室温が快適な温度に達して冷房装置の
運転形態がその温度を維持すれば良い保温形態に
移行した場合には、それほどの吐出容量を必要と
しなくなるため、圧縮機は部分負液運転、すなわ
ち小吐出容量運転に移行することが望ましいので
ある。

そこで、本願考案の出願人は、特開昭58−
222994号において、圧縮行程途上にある圧縮室と
吸入室とを連通させるバイパス通路を設けるとと
もに、そのバイパス通路を開閉部材によつて開閉
可能とし、冷房負荷が小さくなつて場合には、そ
のバイパス通路を開いて圧縮途上の冷媒ガスを吸
入室へ逃がすことにより小容量運転を行い得る可
変容量圧縮機の前記開閉部材をスプールとし、そ
の前後に高圧室と低圧室を形成し、高圧室へ圧縮
途中のガス圧を供給し、低圧室へは吸入圧を供給
してその差圧によりスプールを作動させるものを
提案した。

しかし、上記のものではスプールの作動圧が共
にガス圧であり、特に高圧側がガス圧であると圧
力脈動の影響を受けハンチングが生じやすいた
め、さらに出願人は、特願昭59−171210号におい
て、高圧室ベーン溝より挾い隙間を介し絞りをか
けた圧油を導くことによりスプールの安定動作を
実現する提案を行つた。

考案の解決しようとする問題点 前記特願昭59−171210号で提案した手段ではハ
ンチングの発生は防止されるが、絞り部分を高圧
室への圧油供給時だけでなく、排出時にも通過す
るためスプールの戻り抵抗が大きく応答性が悪く
なるという問題点を生じた。

問題を解決するための手段 本考案は上記問題点を解消するため、ハウジン
グ内でロータが回転させられることにより容積が
変化する複数の圧縮室に吸入口から吸入室の気体
を吸入し、吐出口から吐出する回転圧縮機の前記
ハウジングがシリンダとそのシリンダの開口端に
固定されたサイドプレートとを備えたものでであ
り、前記ロータがそのシリンダの内周面に摺接可
能なベーンを保持して回転するものであつて、前
記シリンダとサイドプレートとの間に回動板を前
記シリンダの中心線の周りに回動可能にかつ前記
ロータとベーンとの端面に接触または極く近接す
る状態で設けるとともに、その回動板にそれを厚
さ方向に貫通し、一端が前記複数の圧縮室のうち
圧縮行程上にある圧縮室と吸入行程途上にある圧
縮室とに跨がつて開口する第一貫通穴を形成して
その開口端を前記吸入口とする一方、前記サイド
プレートにそれを厚さ方向に貫通して前記第一貫
通穴の他端と前記吸入室とを連通させる第二貫通
穴を形成し、かつ、前記回動板を回動させて前記
第１貫通穴の前記吐出口に近い側の端の位置を変
更すると同時にその第１貫通穴の前記第二貫通穴
との連通面積を増減させる回動板駆動装置を設
け、前記回動板駆動装置がスプールを含み該スプ
ールの両端に高圧室と低圧室が形成され、高圧室
は細油孔によりベーン溝と、ベーン溝はリヤのプ
レーンベアリングを介して油溜とそれぞれ連通
し、低圧室は圧縮行程途上の圧縮室と選択的に連
通するように構成した。

作 用 大容量運転時には、第一貫通穴が吐出孔から最
も離れた位置にあり、この状態では第一貫通穴は
圧臭行程途上にある圧縮室とは連通しない。ま
た、この状態においては、第一貫通穴と第二貫通
穴との連通面積が最大となつており、吸入室から
吸入行程途上にある圧縮室に流入する気体は殆ど
絞りさようを受けない。したがつて、吸入行程途
上にある圧縮室へは十分な気体が吸入され、その
圧縮室が圧縮行程途に移行すれば、その吸入され
た気体が全部有効に圧縮されて吐出口から吐出さ
れる。そして、小容量運転状態が必要となつた場
合には、回動板駆動装置が回動板をそれに形成さ
れてる第一貫通穴が吐出口に接近する向きに回動
される。その結果、第一貫通穴が圧縮行程途上に
ある圧縮室と吸入行程途上にある圧縮室とに跨が
つて開口する状態となり、圧縮行程途上にある圧
縮室から吸入行程途上にある圧縮室へ気体をバイ
パスさせる。第一貫通穴がバイパス通路として機
能するのである。それと同時に、第一貫通穴と第
二貫通穴との連通面積が減少して、吸入室から吸
入行程途上にある圧縮室へ流入する気体が絞り作
用を受ける状態となる。回動板とサイドプレート
とのそれぞれ第一貫通穴と第二貫通穴とを備えた
部分が絞り装置として作用するものである。その
結果、吸入行程途上にある圧縮室への気体の吸入
量が減少するとともに、圧縮行程途上にある圧縮
室においては圧縮開始時期が遅らされ、圧縮機は
小容量運転状態へ移行する。

また、スプールの高圧室側の作動圧として、リ
ヤのプレーンベアリングの隙間を介することによ
り絞られ、減圧された油圧をベーン溝へ供給し、
さらに該ベーン溝から細油孔を介して直接に圧油
を供給することにより、圧力変動や脈動幅の小さ
い安定した圧力を加えられるとともに、細油孔に
より油の出入も円滑に行なわれる。

実施例 以下、車両空調装置に用いられるベーン式圧縮
機に本考案を適用した場合の実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図において、２は筒状のシリンダであり、
その両端開口がフロントサイドプレート４及びリ
ヤサイドプレート６でそれぞれ塞がれることによ
つて、その内側に横断面が楕円状のロータ室８が
形成されている。一方、それらの外側は、フロン
トハウジング１０及びリヤハウジング１２によつ
て覆われ、且つ両ハウジング１０，１２とシリン
ダ２及び両サイドプレート４，６とが図示しない
ボルトで締結されて、一体的なハウジング内１４
を構成している。

上記ロータ室８には、円形断面のロータ１６が
シリンダ２の楕円状内周面の短軸上の２箇所に極
く近接する状態で配置されている。このロータ１
６の両端面中央部からは回転軸１８が突出させら
れ、軸受２０，２２を介して両サイドプレート
４，６によつて回転可能に支承されている。ここ
で、リア軸受２２はプレーンベアリングとする。
回転軸１８の前端部、フロントハウジング１０の
中央部に形成された中心孔２４に延び出し、フロ
ントハウジング１０と回転軸１８との気密は軸封
装置２６によつて保たれている。

ロータ１６には、第２図から明らかなように４
枚のベーン２８がそれぞれベーン溝３０によつて
ロータ１６の外周面から出入り可能に保持されて
おり、後述する無の圧力によつてベーン先端がシ
リンダ２の内周面に押し付けられるようにされて
いる。その結果、隣合うベーン２８、ロータ１６
の外周面、シリンダ２の内周面及びフロント・リ
ヤ両サイドプレート４，６の内側面によつて囲ま
れる気密な複数の圧縮室３２が、ロータ１６の軸
心に関して対称な位置に形成され、回転軸１８に
よつてロータ１６が矢印で示す方向に回転させら
れることにより、それら圧縮室３２の容積が一旦
増大した後減少することとなる。

前記フロントサイドプレート４とフロントハウ
ジング１０との間には吸入室３４が形成されてお
り、フロントハウジング１０に形成された圧縮機
入口３６から冷媒ガスがこの吸入室３４内に吸入
され、更に主吸入口３８及び副吸入口４０から容
積増大過適にある圧縮室３２内に吸入されるよう
になつている。主吸入室３８及び副吸入口４０
は、ロータ１６の外周面がシリンダ２の内周面に
最も近接した２位置からロータ回転方向に小距離
隔たつた位置にそれぞれ形成されている。

圧縮室３２の容積の減少により圧縮された冷媒
ガスは、シリンダ２に形成された複数の吐出口４
２から吐出室４４に吐出される。これら吐出口４
２は、圧縮行程の末期にある圧縮室３２に連通す
る位置、すなわちロータ１６の外周面がシリンダ
２の内周面に最も近接する２位置からロータ１６
の回転方向とは逆向きに小距離隔たつた位置にそ
れぞれ形成されている。また吐出室４４は、シリ
ンダ２の外周面に形成された切欠と、リヤハウジ
ング１２との間に形成されており、この吐出室４
４内には、吐出弁としてのリード弁４６とそのリ
ード量を規制するための規制部材４８とが配設さ
れている。吐出室４４に吐出された冷媒ガスは、
リヤサイドプレート６に形成された連通孔５０を
経て、リヤハウジング１２内に形成された油分離
室５２に至り、ここでミスト状の油が分離された
後、リヤハウジング１２に形成された圧縮機出口
５４から車室冷房装置の冷凍回路に向つて送り出
される。

油分離室５２で分離されたミスト状の油はその
下部に貯えられ、かつ、リヤサイドプレート６に
形成され油通路５６を経て、前記プレーンベアリ
ング２２に導かれ、該ベアリング２２と回転軸１
８との挾い隙間を介てリヤサイドプレート６に形
成された環状の油溝５８に供給されてリヤサイド
プレート６の内側面とロータ１６との端面との摺
動部の潤滑を行うが、この油は更に前記ベーン溝
３０及びフロントサイドプレート４に形成された
環状の油溝６０にも供給されて、ベーン２８をベ
ーン溝３０から押し出す作用を為すとともにフロ
ントサイドプレート４の内側面とロータ１６の端
面との間の潤滑を行うようになつている。６２は
シールリングである。

シリンダ２とフロントサイドプレート４との間
には円環状の回動板６４が設けられている。この
回動板６４は、フロントサイドプレート４の内側
面に前記油溝６０と連通する状態で形成された浅
い円環溝６５によつて、シリンダ２の中心線の周
りに回転可能に保持され、かつその一板面がフロ
ントサイドプレート４の内側面と連続した一平面
を成すようになされて、ロータ１６とページ２８
との端面に接触または極く近接する状態とされて
いる。この回動板６４には、それを厚さ方向に貫
通する２個の貫通穴６６が回動板６４自体の中心
線に関して対称な位置に設けられており、また、
フロントサイドプレート４には、それを厚さ方向
に貫通して、これら第一貫通穴６６と連通する２
個の第二貫通穴６８が中心線に関して対称な位置
に形成されている。

そして、これら第一貫通穴６６及び第二貫通穴
６８が、前記吸入室３４と圧縮室３２とを連通さ
せる吸入通路を構成し、かつ第一貫通穴６６の圧
縮室３２側の開口が前記吸入口３８とされてい
る。さらに、シリンダ２には、各第二貫通穴６８
の延長線上に第一貫通穴６６と連通する２個の連
通孔７０が形成されており、この連通孔７０が前
記副吸入口４０により容積増大過程にある圧縮室
３２に連通させられて、吸入通路の一部を構成し
ている。また、第一貫通穴６６はベーン２８の前
側にある（先行側の）圧縮行程途上の圧縮室３２
を、後ろ側にある（後行側の）吸入行程途上の圧
縮室３２に連通させるバイパス通路としても機能
するものである。

回動板６４には、ロータ１６とは反対側に突出
するピン７２が固設さており、フロントサイドプ
レート４に形成された円弧穴７４を経て、スプー
ル７６に形成された長穴７８に緩く嵌入させられ
ている。このスプール７６は、フロントサイドプ
レート４に形成されたスプール室８０内に配設さ
れている。

スプール室８０は、第３図から明らかなよう
に、フロント細サイドプレート４の前記回転軸１
８を支承するボス部の近傍に形成された有底穴の
開口部が、閉塞部材８２によつて閉塞されること
により形成され、上記スプール７６は、このスプ
ール室８０内に油密にかつ回動板６４の接線方向
に摺動可能に嵌合されている。それによつて、ス
プール室８０はスプール７６の一端側の第一室８
４と他端側の第二室８６とに仕切られており、ス
プール７６は予圧縮されたスプリング８８によつ
て第一室８４側に付勢されている。

第一室８４には、第１図から明らかなように、
前記油分離室５２の下部に貯えられた油が、油通
路５６、プレーンベアリング２２、油溝５８、ベ
ーン溝３０、油溝６０および細油孔６１を経て導
かれているが、プレーンベアリング２２と回転軸
１８の間のような狭い通路を経うえ途中である程
度漏れるため適当に減圧されて第一室８４に供給
され、スプール７６の第一受圧面９０にそれを第
二室８６側へ移動させる向きに作用するようにな
つている。

一方、第二室８６は、フロントサイドプレート
４とシリンダ２とに跨がつて形成された連通路９
２によつて、圧縮行程途上にある圧縮室３２に連
通させられており、この連通路９２を経て圧縮途
上冷媒ガス圧力が第二室８６に供給され、スプー
ル７６の第二受圧面９４にそれを第一室８４側へ
移動させる向きに作用するようになつている。

連通路９２の途中には、第４図に示すように開
閉弁９６が設けられている。この開閉弁９６は、
圧縮途上冷媒ガス圧力を受ける球状の弁子９８
と、この弁子９８と協働して連通路９２を遮断す
る弁座１００と、通常は弁座１００に弁子９８が
着座することを許容するが、吸入室３４の冷媒ガ
ス圧力が設定値以下に低下した時には前進して、
弁子９８を弁座１００から押し上げるピストン１
０２とを備えている。ピストン１０２は、吸入室
３４に開口するピストン室１０４内に気密に且つ
摺動可能に嵌合されており、スプリング１０６に
よつて弁子９８を弁座１００から押し離す向きに
付勢されている。また、このピストン１０２に
は、フロントハウジング１０に形成された連通孔
１０８を経て大気圧がスプリング１０６の付勢方
向と同じ方向に作用する一方、吸入室３４の吸入
冷媒ガス圧力がそれとは逆向きに、すなわち後退
方向に作用するようになつている。

このような開閉弁９６が連通路９２を遮断し、
第３図に示すようにスプール７６の第一受圧面９
０に作用する油圧がスプリング８８の付勢力に打
ち勝つ状態では、前記回動板６４の第一貫通穴６
６とフロントサイドプレート４の第二貫通穴６８
とがほぼ重なりあつて、これらの間の連通面積が
最大となるが、開閉弁９６が連通路９２を開き、
第二室８６に圧縮途上冷媒ガス圧力が供給される
ことに基づいてスプール７６が第一室８４側へ移
動させられると、ピン７２と長穴７８との係合に
より回動板６４を第３図において反時計回りに小
角回動させ、第２図に示すように、第一貫通穴６
６と第二貫通穴６８との連通面積を減少させると
同時に、第一貫通穴６６の吐出口側端Ｐ、すなわ
ちロータ１６の回転方向に関して前記吐出口４２
に近い側の端の位置を吐出口４２側へ移行させ
る。

以上の説明から明らかなように、本実施例にお
いては、回動板６４のピン７２に連結されている
スプール７６を主体として回動板駆動装置が構成
され、その回動板駆動装置と回動板６４とによつ
て、バイパス通路たる第一貫通穴６６の圧縮行程
途上にある圧縮室側の開口を成す主吸入口３８の
吐出口側端位置を変更するバイパス通路開口端位
置変更装置が構成され、更に、それら回動板駆動
装置及び回動板６４と前記第二貫通穴６８を備え
たフロントサイドプレート４とによつて、可変絞
り装置が構成されているのである。

次に、以上のように構成されたベーン式冷媒ガ
ス圧縮機の作動について概略説明する。

この圧縮機は、回転軸１８が図示しない電磁ク
ラツチを介して自動車の駆動源であるエンジンに
連結されて使用されるのであるが、この圧縮機が
停止状態で長く放置された場合および冷戻負荷の
小さい場合には、回動板６４に接続されたスプー
ル７６は、スプリング８８によつて第一室８４の
端面に当接するまで第一室８４側へ移動させられ
た状態にある。この時、回動板６４に形成された
第一貫通穴６８及びシリンダ２に形成された連通
孔７０と最も食い違う、すなわち、第一貫通穴６
６の開口端が吐出口４２に最も近くに位置し、圧
縮機は小容量運転状態で作動する。

また、冷房負荷が大きい場合には、第一室８４
と第二室８６との差圧が大きくなりスプール７６
をスプリング８８の付勢力に抗して、第二室８６
側へ移動させられる。その結果、回動板６４が回
動させられ、第一貫通穴６６と第二貫通穴６８と
がほぼ一致する状態となり、圧縮機は大容量運転
状態となる。

このように圧縮機は可変容量運転されるわけで
ある、可変手段である回動板６４の回動板駆動装
置であるスプール７６のの第一受圧面９０に面し
た第一室８４へは油分勇室５２の下部に貯えられ
た油が、油通路５６を介してプレーンベアリング
２２に供給され、該プレーンベアリング２２と回
転軸１８との間の極めて狭い通路を通過する際に
絞り効果により減圧され、油溝５８を介してベー
ン溝３０へ供給され、ベーン２８とシリンンダ２
とのシール性を確保するとともに、さらにフロン
トプレート４に形成された油溝６０から細油孔６
１を介して前記第一室８４へ供給される。この様
に圧油が供給されることにより吐出圧が適度に減
圧されるとともに、吐出ガスの脈動も吸収され、
スプール７６の第一受圧面９０へは変動の少ない
油圧が加えられ、さらに、油の排出は細油孔６１
を介することにより円滑に行なわれ安定かつ応答
性のよい作動が得られる。

第一受圧面９０へ安定した油圧が加えられるこ
とにより、第二受圧面９４に面する第二室８６へ
供給される圧縮途中のガス圧の脈動をも吸収でき
る。

考案の効果 本考案の圧縮機は、圧縮行程途上にある圧縮室
から吸入行程途上にある圧縮室へ気体がバイパス
することを許容して圧縮行程途上にある圧縮室の
圧縮開始時期を遅らすとともに、吸入室から吸入
行程途上にある圧縮室への吸入通路の流路面積を
絞つて気体の吸入量を減少させるようにしたもの
であるため、回転数が高い領域から低い領域まで
底い領域において有効に小容量運転を行い得る。

また、１個の回動板を回動させることにより圧
縮開始時期の遅延および気体吸入の絞りとを達成
するものであるため、構造が簡単であり、安価に
製造することができる。

しかも、回動板駆動装置のスプール作動圧とし
て、細油孔、ベーン溝、プレーンベアリングによ
る絞りを介して圧力脈動を緩和した油圧を用いた
ことにより、安定性および応答性に優れた容量可
変制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例の縦断面図であり、
第２図および第３図は、それぞれ第１図における
−断面図および−断面図であり、第４図
は第３図における−断面図を示すものであ
る。 ２：シリンダ、４：フロントサイドプレート
６：リヤサイドプレート、１０：フロントハウジ
ング、１２：リヤハウジング、１４：ハウジン
グ、１６：ロータ、１８：回転軸、２８：ベー
ン、３２：圧縮室、３４：吸入室、３８：主吸入
口、４２：吐出口、４４：吐出室、５２：油分離
室、５６，１１０：油通路、６１：細油孔、６
４：回動板、６６：第一貫通穴（バイパス通路）、
６８：第二貫通穴、７２：ビン、７４：円弧穴、
７６：スプール、７８：長穴、８４：第一室、８
６：第二室、８８：スプリング、９０：第一受圧
面、９２：連通路、９４：第二受圧面、９６：開
閉弁、９８：弁子、１００：弁座、１０３：ピス
トン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジング内でロータが回転させられることに
   より容積が変化する複数の圧縮室に吸入口から吸
   入室の気体を吸入し、吐出口から吐出する回転圧
   縮機の前記ハウジングがシリンダとそのシリンダ
   の開口端に固定されたサイドプレートとを備えた
   ものであり、前記ロータがそのシリンダの内周面
   に摺接可能なベーンを保持して回転するものであ
   つて、前記シリンダとサイドプレートとの間に回
   動板を前記シリンダの中心線の周りに回動可能に
   かつ前記ロータとベーンとの端面に接触または極
   く近接する状態で設けるとともに、その回動板に
   それを厚さ方向に貫通し、一端が前記複数の圧縮
   室のうち圧縮行程途上にある圧縮室と吸入行程途
   上にある圧縮室とに跨がつて開口する第一貫通穴
   を形成してその開口端を前記吸入口とする一方、
   前記サイドプレートにそれを厚さ方向に貫通して
   前記第一貫通穴の他端と前記吸入室とを連通させ
   る第二貫通穴を形成し、かつ、前記回動板を回動
   させて前記第一貫通穴の前記吐出口に近い側の端
   の位置を変更すると同時にその第一貫通穴の前記
   第二貫通穴との連通面積を増減させる回動板駆動
   装置を設け、前記回動板駆動装置がスプールを含
   み該スプールの両端に高圧室と低圧室が形成さ
   れ、高圧室は細油孔によりベーン溝と、ベーン溝
   はリヤのプレーンベアリングを介して油溜とそれ
   ぞれ連通し、低圧室は圧縮行程途上の圧縮室と選
   択的に連通するようにしたことを特徴とする可変
   容量型回転圧縮機。