JPH0749031Y2 - 圧縮機の容量制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動車用空気調和機等に用いられる圧縮機に好
適な容量制御装置に関する。

（従来の技術） 従来装置の１例が第３図ないし第５図に示されている。

第３図に示すように、円筒状のシリンダ１内にはこの軸
芯から偏心した軸まわりに回転するロータ２が収容さ
れ、このロータ２には複数のベーン３が出没自在に支持
されている。

ロータ２が矢印方向に回転すると、複数のベーン３は遠
心力により進出してその先端がシリンダ１の内面に摺接
し、これに伴って吸入口４から圧縮室５内に吸入された
冷媒ガスが圧縮されて吐出口６から吐出される。

圧縮室５に一端が開口するバイパス通路７、８は容量制
御弁９のアンロードピストン10の移動によって開閉さ
れ、アンロードピストン10の移動量はその一側に限界さ
れるバイパス室11内の吸入圧力と他側に限界される制御
圧力室12内の制御圧力との圧力差によって決まる。バイ
パス室11は導圧管13を介して吸入配管14に連通し、制御
圧力室12は導圧管15を介して制御圧力発生弁16の制御圧
力室17に連結されている。制御圧力室17の右側に限界さ
れた高圧室18は導圧管19を介して吐出配管20に連通し、
左側に限界された低圧室21は導圧管22を介して吸入配管
14に連通している。

しかして、低圧室21に導入される吸入圧力、即ち、低圧
LPが上昇した場合には、ダイアフラム23がダイアフラム
室24内に配設されたスプリング25に抗して左方に移動
し、これに伴ってダイアフラム23にロッド26を介して固
定されたニードル弁27、28が左方に動く。すると、ニー
ドル弁27が隔壁29に設けられた開口30を閉じると同時に
ニードル弁28が隔壁31に設けられた開口32を開くので、
制御圧力室17内に発生する制御圧力APが上昇する。この
制御圧力APは導圧管15を経て容量制御弁９の制御圧力室
12に入り、アンロードピストン10をコイルスプリング33
に抗して上方に移動させる。すると、アンロードピスト
ン10はバイパス通路７、８の開口面積を減少し、これを
通る圧縮途中のガスのバイパス流量を低減する。

逆に、吸入圧力LPが低下した場合にはスプリング25によ
ってダイアフラム23、ニードル弁27、28が右方に動く。
この結果、制御圧力APが低下し、アンロードピストン10
がコイルスプリング33によって下方に移動せしめられて
バイパス通路７、８を通るバイパス流量が増大する。

しかして、フルロード時にはアンロードピストン10は第
３図に示す位置を占めてバイパス通路７、８を遮断し、
圧縮室５に吸入された冷媒ガスの全てが圧縮されるの
で、押し除け量は最大となり、圧縮機の吐出ガス量、即
ち、容量は最大となる。

フルアンロード時にはアンロードピストン10は第４図に
示す位置を占め、バイパス通路７、８が全開となり、圧
縮途中の冷媒ガスがバイパス通路７、８、バイパス室1
1、導圧管13を経て吸入配管14に戻る。従って、押し除
け量は最少となり圧縮機の吐出ガス量、即ち、容量は最
少となる。

（考案が解決しようとする課題） 上記従来装置において、制御圧力発生弁16は第５図に示
すような特性、即ち、吸入圧力の上昇に伴って上昇する
制御圧力APを発生する。

圧縮機の停止中は吸入圧力LPと吐出圧力HP及び制御圧力
APが等しく、バイパス室11と制御圧力室12との間に圧力
差が生じないため、アンロードピストン10はコイルスプ
リング33に押推されて第４図に示すフルアンロード状態
を占めている。

従って、圧縮機を始動したとき、圧縮室５に吸入された
冷媒の大半がバイパス通路７、８を経て流出してしま
い、高圧HP及び低圧LPが変化しないので、アンロードピ
ストン01はフルアンロード状態を維持し、圧縮機の容量
がなかなか増加しないという不具合があった。

これに対処するため、バイパス通路７、８の面積を起動
時だけ減少させたり、この面積を小さく制限したりする
方策を採っているが、この方策では制御圧力室12に導入
された制御圧力APが一旦バイパス室11に導入された吸入
圧力LPによる力とコイルスプリング33による押推力の和
より大きくなると、アンロードピストン10が上昇して第
３図に示すフルロード状態を占めるが、吸入圧力LPの低
下に従って制御圧力APが低下し、かつ、コイルスプリン
グ33が縮むことによってその反発力が増大するので、ア
ンロードピストン10は再び第４図に示すフルアンロード
状態に戻り、圧縮機の容量が増加しないという不具合が
あった。

（問題を解決するための手段） 本考案は上記課題を解決するために提案されたものであ
って、その要旨とするところは、圧縮機の吸入圧力LPと
吐出圧力HPを導入して上記吸入圧力LPに依存した容量制
御用の制御圧力APを発生する制御圧力自動発生弁と、こ
の制御圧力自動発生弁から供給される制御圧力APによっ
て駆動されることにより移動して圧縮途中の圧縮室内の
ガスを圧縮機の吸入側へバイパスさせるバイパス通路の
通路面積を増減するアンロードピストンを具備する容量
制御弁とを備えた圧縮機の容量制御装置において、上記
制御圧力自動発生弁を上記吸入圧力LPの低下に応じて上
昇する制御圧力APを発生する制御圧力自動発生弁となす
とともに上記容量制御弁を上記アンロードピストンが圧
縮機の停止時上記バイパス通路を全閉し、上記制御圧力
APが所定値以上に上昇すると制御圧力APの上昇に応じて
移動して上記バイパス通路の通路面積を漸増させる容量
制御弁となしたことを特徴とする圧縮機の容量制御装置
にある。

（作用） 本考案の容量制御装置においては、制御圧力自動発生弁
は圧縮機の吸入圧力LPと吐出圧力HPを導入して圧縮機の
吸入圧力LPの低下に応じて上昇する制御圧力APを発生す
る。

一方、容量制御弁のアンロードピストンは制御圧力APに
よって駆動されることにより移動して圧縮機の停止時に
はバイパス通路を全閉とし、制御圧力APが所定値以上に
上昇すると、制御圧力APの上昇に応じてバイパス通路の
通路面積を漸増するので、このバイパス通路を通る圧縮
途中のガスのバイパス量が漸増する。

（実施例） 本考案の１実施例が第１図及び第２図に示されている。

第１図において、40は容量制御弁、60は制御圧力自動発
生弁を示す。

容量制御弁40はケーシング41と、この中に封密摺動自在
に嵌挿されたコップ状のアンロードピストン42と、この
アンロードピストン42を下方に付勢するコイルスプリン
グ43と、ケーシング42に固定されてコイルスプリング43
の一端を保持するばね受44と、アンロードピストン42に
巻装されてアンロードピストン42の外周面とケーシング
41の内周面との隙間をシールするシール材45、46、47、
53、54を具えている。

アンロードピストン42には図示しない圧縮機の圧縮室か
ら圧縮途中のガスを抽出するバイパス通路７、８と整合
しうるバイパス孔48、49が穿設されている。そして、ア
ンロードピストン42の片側、即ち、図において上方には
バイパス室50が限界され、このバイパス室50は図示しな
い圧縮機の吸入配管に連通している。また、アンロード
ピストン42の他側、即ち、図において下方には制御圧力
室51が限界され、この制御圧力室51は導圧管52を介して
制御圧力自動発生弁60の制御圧力室80に連通している。

制御圧力自動発生弁50はケーシング61とこの中に封密摺
動自在に嵌装されたボディ62を有している。ボディ62内
にはプッシュロッド63が上下動自在に収納され、このプ
ッシュロッド63の下端はボール64の上面に当接してい
る。このボール64はこの下面とばね受65の上面との間に
介装されたコイルスプリング66によって上方に押推され
ている。プッシュロッド63の上端は当金67の下端に当接
し、この当金67はその上面とばね受68との間に介装され
たコイルスプリング69によって下方に押推されている。
ばね受68の上面はキャップ70に螺合された調節ねじ71の
下面に当接し、キャップ70はボディ62の上端にカシメ等
の手段によって固定されている。

キャップ70の下面にはベローズ72の上端が固定され、こ
のベローズ72の下端は当金67の下面に固定されている。
そして、ベローズ72の内部に限界された室73は大気又は
真空源に連通し、外部に限界された室74は孔75を介して
室76に連通している。

そして、この室76は導圧管77を介して図示しない圧縮機
の吸入配管に連通するとともにオリフィス78及び通路79
を介して制御圧力室80に連通している。また、ボディ62
の下側にはこれとケーシング61とによって限界された高
圧室81が形成され、この高圧室81は導圧管82を介して図
示しない圧縮機の吐出配管に連通している。

なお、83、84、85はボディ62の外周に巻装されたシール
材、86はばね受65をボディ62に固定するためのキャップ
である。

しかして、圧縮機の停止中は吸入圧力LPと吐出圧力HPと
制御圧力APが等しく、従って、容量制御弁40の制御圧力
室51とバイパス室50との間に圧力差が生じないので、ア
ンロードピストン42はコイルスプリング43によって下方
に押推されて図示の位置を占め、バイパス通路７とバイ
パス穴48は遮断され、かつ、バイパス通路８とバイパス
穴49も遮断され、従って、バイパス通路の面積、即ち、
バイパス通路７、８の開口率は零となる。

圧縮機を起動すると、吸入圧力LPが低下し、吐出圧力HP
が上昇するので、室76内の圧力が低下し、室81内の圧力
が上昇する。すると、室76に孔75を介して連通する室74
内の圧力が低下するので、プッシュロッド63がコイルス
プリング69によって当金67を介して下方に押し下げら
れ、ボール64がコイルスプリング66に抗して下方に移動
するので、ボール63とボディ62との間に隙間90が発生す
る。

この結果、室81内の高圧HPのガスがキャップ86の穴87、
ばね受65の穴88、隙間90を通って制御圧力室80に入る。
制御圧力室80内に入ったガスの一部は通路79、オリフィ
ス78を通って室76に入り、更に、導圧管77を通って吸入
配管に流出する。この際、オリフィス78の面積に対する
隙間90の面積の面積比を変えることによって制御圧力室
80で発生する制御圧力APが変化する。

即ち、低圧LPの低下に伴って隙間90の面積が増加し、こ
れに伴って制御圧力室80に流入する高圧HPのガスが増加
するため制御圧力APが上昇する。従って、制御圧力APは
第２図に示すように、吸入圧力の低下に従って上昇す
る。

制御圧力APは導圧管52を経て容量制御弁40の制御圧力室
51に印加されるが、制御圧力APによる力がコイルスプリ
ング43による力とバイパス室50に作用する吸入圧力LPに
よる力より大きくなると、アンロードピストン42が上昇
し始める。その後、アンロードピストン42の移動量は制
御圧力APに比例する。そして、アンロードピストン42の
上昇に伴って、先ず、バイパス穴48がバイパス通路７と
整合し、次いで、バイパス穴49がバイパス通路８と整合
する。

かくして、バイパス通路の面積はアンロードピストン42
の移動量に比例し、バイパス通路面積の増大に応じてこ
れを通ってバイパスされる圧縮途中のガス量が増大し圧
縮機の容量が減少する。

しかして、圧縮機の停止中はアンロードピストン42はコ
イルスプリング42にって押推されて第１図に示す位置を
占めてバイパス通路を全閉しており、制御圧力が所定値
以上に上昇するまでその位置を維持する。従って、圧縮
機を起動すると圧縮途中のガスは流出することなく全て
圧縮され、圧縮機はフルロード運転される。従って、従
来のもののように起動時にアンロードピストンが不安定
な運動をすることはない。

また、圧縮機の吸入圧力LPが低下すると、これに応じて
制御圧力APが斬増しこれに伴ってアンロードピストン42
が移動して、バイパス流量が増加して圧縮機の能力が低
減する。なお、本考案は図示のマルチベーン式圧縮機に
限られることなく、ローリングピストン型、スクロール
型、スクリュー式圧縮機等に適用しうることは勿論であ
る。

（考案の効果） 本考案においては、制御圧力自動発生弁は圧縮機の吸入
圧力LPと吐出圧力HPを導入して圧縮機の吸入圧力LPの低
下に応じて上昇する制御圧力APを発生する。一方、容量
制御弁のアンロードピストンは制御圧力APによって駆動
されることにより移動して圧縮機の停止時にはバイパス
通路を全閉とし、制御圧力APが所定値以上に上昇する
と、制御圧力APの上昇に応じてバイパス通路の通路面積
を漸増する。

この結果、圧縮機の停止時にはアンロードピストンがバ
イパス通路を全閉としているので、圧縮機の起動時アン
ロードピストンが従来のもののように不安定な運動をす
ることはない。従って、圧縮機はフルロード状態で起動
され、その容量は迅速に増大する。

一方、制御圧力APが所定値以上に上昇すると、制御圧力
APの上昇に応じてバイパス通路の通路面積が漸増するの
で、このバイパス通路を通る圧縮途中のガスのバイパス
量が漸増し、従って、圧縮機の容量を制御圧力の上昇に
応じて低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の１実施例を示し、第１図は
要部の断面図、第２図は制御圧力発生弁の特性を示す線
図である。第３図は従来装置の１例を示す略示的断面
図、第４図はフルアンロード運転時における容量制御弁
の状態を示す断面図、第５図は制御圧力発生弁の特性を
示す線図である。 制御圧力自動発生弁…60、容量制御弁…40、アンロード
ピストン…42、バイパス通路…７、８

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機の吸入圧力LPと吐出圧力HPを導入し
   て上記吸入圧力LPに依存した容量制御用の制御圧力APを
   発生する制御圧力自動発生弁と、この制御圧力自動発生
   弁から供給される制御圧力APによって駆動されることに
   より移動して圧縮途中の圧縮室内のガスを圧縮機の吸入
   側へバイパスさせるバイパス通路の通路面積を増減する
   アンロードピストンを具備する容量制御弁とを備えた圧
   縮機の容量制御装置において、上記制御圧力自動発生弁
   を上記吸入圧力LPの低下に応じて上昇する制御圧力APを
   発生する制御圧力自動発生弁となすとともに上記容量制
   御弁を上記アンロードピストンが圧縮機の停止時上記バ
   イパス通路を全閉し、上記制御圧力APが所定値以上に上
   昇すると制御圧力APの上昇に応じて移動して上記バイパ
   ス通路の通路面積を漸増させる容量制御弁となしたこと
   を特徴とする圧縮機の容量制御装置。