JPH0730949Y2 - 可変容量型ベ−ン圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案はハウジング内のシリンダ両端に接合固定され
た一対のサイドプレート間に複数のベーンを備えたロー
タを回転可能に収容支持してシリンダ内周面とロータ外
周面との間の空間を前記ベーンにより複数の圧縮室に区
画形成し、ロータの回転により圧縮室が拡大又は縮小す
るとともに吸入口及び吐出口に交互に連通して冷媒ガス
の吸入、圧縮及び吐出を行い、かつ前記一方のサイドプ
レートとロータとの間に圧縮室閉塞時の最大容積を制御
する容量制御板を回動可能に介在した可変容量型ベーン
圧縮機に関するものである。

（従来の技術） この種の可変容量型ベーン圧縮機として特開昭61−7679
2号公報には、前記容量制御板を駆動制御する制御機構
として一方のサイドプレートの容量制御板と対応する所
定位置にスプール室を設け、該スプール室内には該スプ
ール室を吐出圧相当の冷媒ガスが導入される第１圧力室
と、吸入圧利用の開閉弁機構を介して吐出圧相当の油が
導入される第２圧力室とに区画するスプールを往復動可
能に収容するとともに、該スプールと前記容量制御板と
をピンで一体移動可能に連結し、両圧力室間の圧力バラ
ンスによりスプールを介して容量制御板を駆動制御する
ようにしたものが開示されている。この場合、第２圧力
室への吐出圧相当の油の導入を制御する開閉弁機構は室
温に左右される吸入圧を利用してその開閉制御が行われ
る。従って、室温に応じて容量制御板がロータ軸周りに
回動され、容量制御板に形成された副吸入口と圧縮室と
の連通時期及び連通時間が変更され、室温に応じた圧縮
容量が得られる。

（考案が解決しようとする問題点） 容量制御板の副吸入口と圧縮室との連通時期及び時間は
室温に応じた圧縮容量をもたらす上で欠くことのできな
い制御要素であるが、この制御要素は圧縮機内の高圧領
域と低圧領域との間のシール性能の影響を受けやすく、
特に第１圧力室内へ吐出圧相当の冷媒ガスを導入する場
合には同高圧ガスの漏洩が前記両圧力室間の本来の圧力
バランスを乱し、容量制御板が冷房能力低下方向への変
動作用を受ける。前記第１圧力室からの高圧ガス漏洩は
容量制御板とサイドプレートとの間のシール性能に特に
左右され、そのため容量制御板とサイドプレートとの間
において高圧領域側と低圧領域側とのシール性の確保が
要求される。ところが、前記従来装置等で使用されてい
る単なるシールリングの介在によるシール性付与では高
圧ガスの漏洩阻止効果が確実ではなく、室温に応じて冷
房能力の確実な制御を期待することができない。

そこで、本願出願人はこの問題点を解消するため、第６
図に示すように容量制御板51とサイドプレート52との間
に高低両圧力領域を分離遮断する環状のシール部53を設
けるとともに、吐出圧相当の油を導く供給経路54,55を
前記シール部53に連通させた装置を提案した（特願昭62
−94867号）。この場合にはシール部53を設けることに
より高圧領域と低圧領域とが確実に分離遮断される。と
ころが、この場合、容量制御板51にはフロント側（第６
図の左側）のシール部53より内側の部分に吐出圧が作用
し、容量制御板51はシリンダに強く押付けられる。容量
制御板51及びシリンダは金属製のため、両者が圧着され
ることにより摩擦力が大きくなる。そのため容量制御板
51を回動する際の初期トルクが大きくなり、前記第２圧
力室への吐出圧相当の油の導入を制御する開閉弁機構の
作動によりスプールを介して容量制御板51が回動される
場合に、制御弁の開閉に対して容量制御板51の作動応答
性が悪くなるという問題がある。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するためこの考案においては、シリ
ンダに接合固定された一方のサイドプレートの容量制御
板と対応する所定位置に設けられたスプール室と、前記
スプール室内に往復動可能に収容され、該スプール室を
吐出圧相当の冷媒ガスが導入される第１圧力室と、吐出
圧相当の油が導入される第２圧力室とに区画するととも
に、連結部材を介して前記容量制御板と一体移動可能に
連結されたスプールと、前記第２圧力室に吐出圧相当の
油を導入する時期を制御する開閉弁機構と、高低両圧力
領域を分離遮断するため前記容量制御板とサイドプレー
トとの間に設けられるとともに、常に吐出圧相当の油が
供給される環状のシール部と、前記シリンダに設けら
れ、前記容量制御板に対して該容量制御板がシリンダか
ら離れる方向への圧力を付与するため高圧油を供給する
油供給路とを備えた。

（作用） 前記の構成により圧縮室閉塞時の最大容積制御を左右す
る容量制御板とサイドプレートとの間のシール性能が、
シール部への吐出圧相当の油の導入により向上し、吐出
圧相当の冷媒ガスを導入する第１圧力室からのガス漏洩
が抑制される。又、シリンダに設けられた油供給路に供
給される高圧油が容量制御板に対してシリンダから離れ
る方向への圧力を付与するため、容量制御板をシリンダ
へ押し付ける力が低減される。これにより両圧力空間で
は室温に応じた容量制御板の作動が円滑に行われ、圧縮
室閉塞時の最大容積制御が開閉弁機構の作動に応じて正
確に行われる。

（実施例） 以下、この考案を具体化した一実施例を第１〜５図に従
って説明する。互いに接合固定されたフロントハウジン
グ１及びリヤハウジング２内にはシリンダ３が収容固定
されており、シリンダ３の前後両端にはフロントサイド
プレート４及びリヤサイドプレート５が接合されてい
る。シリンダ３には楕円柱状の室が形成され、該室内に
は円柱状のロータ６がその前後両端に突設された支軸部
6a,6bにおいて前記両サイドプレート4,5に回転可能に支
持された状態で収容されている。ロータ６の周面には複
数（この実施例では４個）のベーン溝７が全幅に亘って
所要深さをもって形成され、各ベーン溝７にはベーン８
が両サイドプレート4,5に密接してほぼ半径方向へ摺動
可能に嵌挿されている。ベーン溝７の底部はリヤサイド
プレート５上の環状通路5a、支軸部6bの軸受部及び通路
９を介してリヤハウジング２内後部の油分離室2aに連通
されており、油分離室2aに溜められている潤滑油Ｏがベ
ーン溝７底部へ供給され得るようになっている。各ベー
ン８はロータ６の回転に伴い遠心力及び油分離室2aに連
通するベーン溝７底部の圧力によりシリンダ室周面に当
接され、シリンダ室を複数の圧縮室R1,R2に区画形成す
る。フロントサイドプレート４上にもベーン溝７底部と
対応する半径位置に環状通路4aが形成されており、潤滑
油Ｏがベーン溝７を介して環状通路4aへ供給されてい
る。

第1,2図に示すようにシリンダ３には軸方向に貫通する
一対の吸入通路10,11が設けられ、シリンダ室に開口す
る吸入口12,13が180度の位相差をもって吸入通路10,11
に連通されている。シリンダ３の周方向において吸入通
路10,11の近傍には一対の吐出室3a,3bが設けられてお
り、シリンダ室に開口する吐出口14,15が180度の位相差
をもって吐出室3a,3bに接続されている。吐出室3a,3b内
にて吐出口14,15が弾性板からなる吐出弁16,17により開
放可能に閉塞されており、吐出弁16,17は押え板18,19に
より可動量を規制されている。両吐出室3a,3bはリヤサ
イドプレート５上の通孔（図示せず）を介してリヤハウ
ジング２内後部の油分離室2aに接続されており、油分離
室2aには圧縮機出口20が接続されている。

ロータ６とフロントサイドプレート４との間には円環状
の容量制御板21が支軸部6aを中心に回動可能に介在さ
れ、該容量制御板21には一対の補助吸入口21a,21bが180
度の位相差をもって形成されている。補助吸入口21a,21
bは吸入通路10,11及びシリンダ室の両者に連通可能に形
成され、容量制御板21はこの連通形態を取り得る範囲で
回動規制される。第４図に示すようにフロントサイドプ
レート４には一対の導入孔22,23が吸入通路10,11と対応
して設けらており、入口1bに連通するフロントハウジン
グ１内の吸入室1aが導入孔22,23及び補助吸入口21a,21b
を介して吸入通路10,11及びシリンダ室に接続されてい
る。

第４図に示すようにフロントサイドプレート４の前記容
量制御板21と対応する所定位置にはスプール室24が設け
られ、該スプール室24内にはスプール室を一対の第１圧
力室S1及び第２圧力室S2に区画形成するスプール25が容
量制御板21の周方向へ往復摺動可能に収容され、容量制
御板21に螺着固定された連結部材としての駆動ピン26が
フロントサイドプレート４上の長孔26を介してスプール
25に遊嵌されている。スプール25は第２圧力室S2内に装
備された押圧ばね28により第１圧力室S1側へ押圧付勢さ
れている。第４図に示すように第１圧力室S1は通路29を
介して一方の吐出室3bに接続され、また第4,5図に示す
ように第２圧力室S2は通路30を介して油分離室2a内の潤
滑油溜り部に連通されるとともに、減圧孔31を介して吸
入室1aに連通されている。

第５図に示すように通路30の途中には逆止弁32、吸入室
1a内に露出するピストン33及び押圧ばね34からなる開閉
弁機構が設けられ、押圧ばね34及び大気圧の両者が通路
30を開放する方向へピストン33に作用している。この開
放圧に対抗して吸入室1a内の圧力（吸入圧）及び油分離
室2a内の圧力（吐出圧）が通路30を閉塞する方向へ逆止
弁32に作用しており、両圧力のバランスにより通路30の
開閉すなわち前記第２圧力室S2に吐出圧相当の油を導入
する時期が制御される。

第３図に示すように容量制御板21を収容するフロントサ
イドプレート４上の収容凹部35の底部には高低両圧力領
域を分離遮断する環状のシール部を構成するシール溝35
aが形成され、該シール溝35aにはシールリング36が嵌入
されている。シール溝35aの内側には長孔27に連なる環
状の中間通路37が形成され、中間通路37とシール溝35a
とが複数の連絡通路38を介して連通されている。中間通
路37には供給通路39の出口39aが開口され、フロントサ
イドプレート４内及びシリンダ３内の供給通路40を介し
て油分離室2a内の潤滑油溜り部に連通され、油分離室2a
内の潤滑油Ｏがシール溝35aへ供給されるようになって
いる。

第1,2図に示すようにシリンダ３には前記供給通路40か
ら分岐され出口部が容量制御板21のリヤ側端面と対向す
る位置に開口された油供給路41と、その出口部が前記油
供給経路41の出口部とほぼ180度の位相差をもった位置
に開口されシリンダ３を軸方向に貫通する油供給路42と
が形成されている。油供給路42はリヤサイドプレート５
に形成された油供給路43及び環状の連通路44を介して前
記通路９に連通され、油分離室2a内の潤滑油Ｏが通路９
等を介して供給されるようになっている。

次に前記のように構成されたベーン圧縮機についてその
作用を説明する。さて、吸入室1a内及び吐出室3a,3b内
が均等圧力の状態でロータ６が回転を開始した場合、こ
の回転開始時にはスプール25が第１圧力室S1の内端面に
当接しているとともに、逆止弁32による通路30の閉塞が
解除されており、補助吸入口21a,21bが第２図に示すよ
うに導入孔22,23及び吸入通路10,11からロータ６の回転
側へ離間する位置に配置されている。吸入室1a内の冷媒
ガスは複数枚のベーン８により区画形成される圧縮室R
1,R2のうち容積増大過程にある圧縮室R1へ吸入され、次
いで圧縮室R1が容積減少過程へ移行する。圧縮室R1が容
積減少過程へ移行した後も暫くの間補助吸入口21a,21b
が圧縮室R1に連通しており、圧縮室R1内の冷媒ガスの圧
縮は実質的に行われない。すなわち、圧縮室R1閉塞時の
最大容積が容量制御板21により下限容積に制御されてお
り、圧縮機は作動初期には小容量圧縮を行う。これによ
りエンジン負荷の立ち上がりがおだやかとなる。

小容量圧縮作業の遂行に伴い、吸入室1a内の吸入圧及び
油分離室2a内の吐出圧の総和と、押圧ばね34及び大気圧
の総和との圧力バランスが逆止弁32による通路30閉塞方
向に傾き、通路30を経由する第２圧力室S2への潤滑油Ｏ
の供給が停止する。そのため、通路29を介して吐出室3b
に連通する第１圧力室S1と、減圧孔31を介して吸入室1a
に連通する第２圧力室S2との間の圧力バランスが第４図
に示すようにスプール25を第２圧力室S2側に移動させ、
補助吸入口21a,21bが導入孔22,23、吸入通路10,11とほ
ぼ重合する。従って、圧縮室R1が容積増大過程から容積
減少過程へ移行した後に直ちに補助吸入口21a,21bと圧
縮室R1との連通が断たれ、圧縮室R1内の冷媒ガスの圧縮
が直ちに行われる。すなわち、圧縮室R1閉塞時の最大容
積が容量制御板21により上限容積に制御されており、圧
縮機は大容量圧縮作業を行う。

大容量圧縮運転により室温が所望の温度に近づくに伴
い、吸入圧が冷房負荷の減少により所望温度に応じた設
定値以下に低下し、逆止弁32が通路30を再び開放する。
そして、潤滑油Ｏが吐出圧相当の圧力で第２圧力室S2へ
供給され、減圧孔31の減圧作用を受けつつスプール25に
作用する。これによりスプール25が第１圧力室S1側へ移
動し、両圧力室S1,S2間の圧力均衡位置に配置される。
すなわち、容量制御板21は小容量圧縮作業を行う位置へ
回動配置され、室温が所望の温度付近に達した時には圧
縮機の冷房能力が適度に落とされる。

圧縮機の冷房能力を室温に応じて適宜切替える作用は吸
入圧を利用して両圧力室S1,S2間の圧力バランスを制御
することで得られるが、第１圧力室S1内の吐出圧相当の
高圧力を窮する冷媒ガスはフロントサイドプレート４と
容量制御板21との間を通って補助吸入口21a,21bといっ
た低圧領域へ向かい易い。第１圧力室S1内の冷媒ガスの
漏洩は第１圧力室S1内の圧力低下を意味し、両圧力室S
1,S2間の圧力バランスがスプール25を本来の位置から第
１圧力室S1側へ余分に移動させる方向へ傾く。そのた
め、容量制御板21が小容量圧縮方向へ余分に移動配置さ
れ、室温低下を促進する上で充分な冷房能力を得ること
ができないという不都合が生じる。しかしながら、この
装置では吐出圧相当の潤滑油Ｏが供給通路40,39、中間
通路37及び連絡通路38を介して吐出圧相当の高圧領域と
吸入圧相当の低圧領域とを分離遮断するシール溝35a及
びシールリング36からなるシール部に直接供給されるた
め、該シール部におけるシール性が高低両圧力領域間の
冷媒ガス漏洩を阻止する上で充分なものとなり、第１圧
力室S1内の吐出圧相当の高圧冷媒ガスの漏洩が抑制され
る。

ところが、このように環状のシール部に吐出圧相当の潤
滑油Ｏを供給すると容量制御板21のシールリング36によ
り内側の部分には吐出圧が作用し、容量制御板21はフロ
ント側からの力によりシリンダ３側へ押付けられる。容
量制御板21及びシリンダ３は金属製のため、吐出圧が大
きくなり容量制御板21がシリンダ３に強く圧着されると
摩擦力が大きくなる。そのため容量制御板21を回動する
際の初期トルクが大きくなり、逆止弁32の開閉に対して
容量制御板21の作動応答性が悪くなる。しかし、この装
置では油供給路41,42により容量制御板21とシリンダ３
との当接面に吐出圧相当の油が常に供給され、容量制御
板21に対して容量制御板21をシリンダ３から離す方向へ
の圧力が作用する。そのため容量制御板21をシリンダ３
側へ押付ける力が低減されて容量制御板21とシリンダ３
間の摩擦力が小さくなる。従って、容量制御板21が回動
する際の初期トルクが低下し、逆止弁32の開閉に対して
容量制御板21の作動応答性がよくなる。従って、前記シ
ール部の充分なシール性と相俟って両圧力室S1,S2間で
は室温に左右される吸入圧利用の本来の圧力対抗作用が
行われ、圧縮室閉塞時の最大容積制御が室温に応じて正
確に行われる。

なお、この考案は前記実施例に限定されるものではな
く、例えばシール溝35aと環状通路4aとを連通し、通路
９、環状通路5a、ベーン溝７の底部及び環状通路4aを介
してシール溝35aに吐出圧相当の潤滑油Ｏを供給するよ
うにしてもよい。又、第２圧力室S2に吐出圧相当の油を
導入する時期を制御する開閉弁機構として制御装置の指
令により作動する電磁開閉弁を通路30の途中に設け、制
御装置には吸入室1aの吸入冷媒ガスの圧力を検出するセ
ンサからの信号、車の加速状態を検知するセンサからの
信号等が入力され、その信号に基づいて電磁開閉弁の開
閉を制御する構成を採用してもよい。このように構成し
た場合には、自動車に装備して使用する際自動車が走行
中に追い越しのため急加速を行う時、制御装置からの信
号による電磁開閉分の操作に対応してすみやかに圧縮機
の容量が最小容量となり加速性が向上する。さらには、
前記油供給路41,42の数を２個以上にしたり、油供給路4
1,42の断面形状を長孔としてもよい。

考案の効果 以上詳述したように、この考案によれば容量制御板とサ
イドプレートとの間に高低両圧力領域を分離遮断するシ
ール部に吐出圧相当の油が供給されるため第１圧力室内
の吐出圧相当の冷媒ガスの漏洩が確実に防止され、又、
容量制御板に対してシール部と反対側から容量制御板を
シリンダから離間させる方向への力を及ぼす高圧油が作
用するため、容量制御板をシリンダ側へ押付ける力が低
減されて容量制御板とシリンダ端面間の摩擦力が小さく
なり、容量制御板が回動する際の初期トルクが小さくな
り制御弁の開閉に対して作動応答性が良くなり、圧縮室
閉塞時の最大容量制御が室温に応じて正確に行われると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの考案を具体化した一実施例を示すもの
であって第１図は縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は第
１図のＣ−Ｃ線断面図、第５図は開閉弁機構付近を示す
部分断面図、第６図は従来装置の一部破断側面図であ
る。 フロントハウジング１、リヤハウジング２、吸入室1a、
シリンダ３、吐出室3a,3b、フロントサイドプレート
４、ロータ６、ベーン８、吸入口12,13、吐出口14,15、
容量制御板21、スプール室24、スプール25、連結部材と
しての駆動ピン26、長孔27、開閉弁機構を構成する逆止
弁32、同じくピストン33、同じく押圧ばね34、シール部
を構成するシール溝35a、同じくシールリング36、供給
経路としての中間通路37、同じく連絡通路38、同じく供
給通路39,40、油供給路41,42,43、潤滑油Ｏ、第１圧力
室S1、第２圧力室S2。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内のシリンダ両端に接合固定さ
   れた一対のサイドプレート間に複数のベーンを備えたロ
   ータを回転可能に収容支持してシリンダ内周面とロータ
   外周面との間の空間を前記ベーンにより複数の圧縮室に
   区画形成し、ロータの回転により圧縮室が拡大又は縮小
   するとともに吸入口及び吐出口に交互に連通して冷媒ガ
   スの吸入、圧縮及び吐出を行い、かつ前記一方のサイド
   プレートとロータとの間に圧縮室閉塞時の最大容積を制
   御する容量制御板を回動可能に介在した可変容量型ベー
   ン圧縮機において、 前記一方のサイドプレートの前記容量制御板と対応する
   所定位置に設けられたスプール室と、 前記スプール室内に往復動可能に収容され、該スプール
   室を吐出圧相当の冷媒ガスが導入される第１圧力室と、
   吐出圧相当の油が導入される第２圧力室とに区画すると
   ともに、連結部材を介して前記容量制御板と一体移動可
   能に連結されたスプールと、 前記第２圧力室に吐出圧相当の油を導入する時期を制御
   する開閉弁機構と、 高低両圧力領域を分離遮断するため前記容量制御板とサ
   イドプレートとの間に設けられるとともに、常に吐出圧
   相当の油が供給される環状のシール部と、 前記シリンダに設けられ、前記容量制御板に対して該容
   量制御板がシリンダから離れる方向への圧力を付与する
   ため高圧油を供給する油供給路とを備えた可変容量型ベ
   ーン圧縮機。
2. 【請求項２】前記油供給路及び環状シール部への油は同
   一供給源から供給され、前記油供給路はその出口部が前
   記容量制御板と対向する位置に複数個スポット的に設け
   られている実用新案登録請求の範囲第１項に記載の可変
   容量型ベーン圧縮機。