JPH0730950Y2 - 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、
冷房負荷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、冷房負荷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、冷房負
荷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
冷房負荷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、冷房負荷に
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,
7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分離遮断されるが、加工
の関係上シール部53の内側に前記供給経路55に連通する
環状の中間通路56を設けるとともに該中間通路56とシー
ル部53とを連絡通路57で連結しており、容量制御板51と
前記スプール58とを連結するピン59の移動を許容する長
孔60が前記中間通路56と連通状態にある。一方スプール
58により区画された第１圧力室に供給される吐出圧相当
の冷媒ガスの通路の長さに比べてシール部53に供給され
る油の通路は長く、しかも冷媒ガスに比べて油の粘性抵
抗が大きいためシール部58に供給される油圧の圧力ドロ
ップが大きい。そのため吐出圧が高いほど両者の圧力の
差が大きくなってシール性が低下し、第１圧力室内の高
圧の冷媒ガスが長孔60を介してシール部53の外側すなわ
ち吸入側へ漏洩し、高圧の冷媒ガスが再び圧縮されるこ
とにより吐出温度の上昇が生じ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た環状のシール部と、前記シール部
の内側位置に設けられ、該シール部に吐出圧相当の油を
導くため連通路を介して該シール部に連通する供給経路
とを備え、前記連結部材の移動を許容するため前記サイ
ドプレートに設けられた長孔と前記供給経路とを分離し
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及びシール部への油
の供給経路と第１圧力室との分離により向上し、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。これにより両圧力室間では冷房負荷に応じ
た正確な圧力対抗作用が行われるとともに、高圧の冷媒
ガスが吸入側へ漏洩して再び圧縮されることによる吐出
温度の上昇が防止される。

（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回転軸
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、回転軸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内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20（一方のみ図示）を介してリ
ヤハウジング２内後部に油分離室2aに接続されており、
油分離室2aには圧縮機出口2b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が回転軸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、がスプール室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27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1,4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の内側には前記長孔27の形成
位置と完全に分離された位置に円弧状の中間通路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3
8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。

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冷房負荷が減少し、吸入圧が設定
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冷房負荷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
当の高圧力を有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S1,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、冷房負荷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40,3
9、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、しかも第１圧力室S1と連通状態にある長孔27と中
間通路37とが分離されているため、第１圧力室S1からの
吐出圧相当の冷媒ガスの漏洩通路は容量制御板21とフロ
ントサイドプレート４との間の10μｍ程度の隙間だけと
なる。従って、第１圧力室S1から前記隙間を通って漏洩
する冷媒ガスの圧力は、吐出圧力が30Kg/cm²程度まで上
昇しても、シール溝35aに達するまでに圧力損失により
シール溝35a内の潤滑油Ｏの圧力より低くなり、シール
部からの漏洩が確実に抑制される。

従って、前記両圧力室S1,S2間では冷房負荷に左右され
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冷房負荷に応じて正確に行われ
る。又、高圧の冷媒ガスが吸入側へ漏洩して再び圧縮さ
れることによる吐出温度の上昇が防止される。

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。

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設けられた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ととも
に、油の供給経路と第１圧力室とが完全に分離されてい
るため、第１圧力室内の吐出圧相当の冷媒ガスの吸入側
への漏洩が確実に防止されるので、圧縮室閉塞時の最大
容量制御が冷房負荷に応じて正確に行われるとともに、
高圧の冷媒ガスが圧縮されて吐出温度が上昇するという
ことを確実に防止でき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、第７
図は第６図のＤ−Ｄ線断面図である。 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、潤滑油Ｏ、第１圧力室S1、第２圧力室S
2。

Claims (1)

【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た環状のシール部と、 前記シール部の内側位置に設けられ、該シール部に吐出
   圧相当の油を導くため連通路を介して該シール部に連通
   する供給経路と を備え、前記連結部材の移動を許容するため前記サイド
   プレートに設けられた長孔と前記供給経路とを分離した
   可変容量型ベーン圧縮機。