JPS6017288A - スライドベ−ン型圧縮機における圧縮容量可変機構 - 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】 技術分野 本発明はスライドベーン型圧縮機における容量可変機構
、更に具体的には吸入室と圧縮室間をつなぐ吸入孔を車
室内における冷房負荷の変化にともない圧縮機内に生ず
る圧力差を介して自動開閉自在に設け、同吸入孔の開閉
作用を介して圧縮室に対する冷媒ガスの供給量を規制す
ることにより圧縮容量をコントロール出来る様に設けら
れる圧縮容量可変機構に関する。

従来技術 従来スライドベーン型の圧縮機において、車室内の過冷
房を防止する方法の一つとして吸入室と圧縮室を連通ず
る吸入孔を、車室内における冷房負荷の変化にともない
自動開閉させることによりその圧縮容量を可変する方法
１、更に具体的には圧縮機の運転中に圧縮機内に生ずる
圧力差、即ち吸入室若しくは圧縮室内の吸入行程におい
て得られる圧力（吸入行程圧力ＰＬ）と、圧縮室内の圧
縮行程において得られる圧力（圧縮行程圧力ＰＨ）との
間に生ずる差圧の変化を利用して主吸入孔を自動開閉さ
せることによって圧縮室に対する冷媒ガスの供給量をコ
ントロールする方法が提案されている。

第５図はその具体的な構造を表わす図面であって、吸入
室と圧縮室（６）間を連通ずる吸入孔は主吸入孔（１０
Ａ　）と副吸入孔（ＩＯＢ）に分割させて設けられる。

そして副吸入孔（ＩＯＢ）は常時開放状態にある様に設
けられる一方、主吸入＞Ｌ（ｔｏＡ）は制御弁機構（１
２）によって開閉自在に設けられる。そして制御弁機構
α２）において主吸入孔（ＩＯＡ＞と対応させてスプー
ルａ傷が進退自在に設けられ、スプールａ！１の両端部
には圧縮行程中の圧縮室（６）（圧縮行程圧力ＰＨ）と
連通ずる高圧室（２ｏ）と、吸入行程中の圧縮室（６）
（吸入行程圧力ＰＬ　）と連通ずる低圧室（２１）が対
峙させて設けられる。又低圧室（２１）にばばね（２２
）が介装され、同はね（２２）によってスプール０９）
―、高圧室（２ｏ）方向に向けて付勢されて主吸入孔（
ＩＯＡ）を閉塞する状態にある様に設けられる。

そして上記容量可変機構において、起動時あるいは車室
内の冷房負荷が小さい状態において１１７ｊ１圧縮行程
圧力ｐＨと吸入行程圧力ＰＩ、との間に生ずる圧力差が
ばね（２匈の付勢圧を下回ることによりスプール吐は高
圧室（２０）方向に向けてイτＪ勢されて主吸入孔（１
０Ａ　）を閉塞する状態、即ち小容量運転状態が得られ
、又車室内の冷房負荷が大きい状態においては、圧縮行
程圧力ｐＨと吸入行程圧力ＰＬとの間に生ずる圧力差が
ばね（２２）の付勢圧を上回る仁とによりスプールＨは
ばね（２２）の付勢圧に打ち勝って低圧室０υ方向に押
し出されて主吸入孔（ＩＯＡ）を開放する状態、即ち１
００係運転状態が得られるのであるが、上記の様に高圧
室（２０）に対して圧縮室（６）内の圧縮行程圧力ＰＨ
を導く方法、即ち高圧側の圧力として圧縮室（６）内の
圧力を利用する方法にあっては下記の様な不具合を生ず
る点に問題点を有する。

■圧縮機の起動時におい−で圧縮室（６）内には先の運
転において送り込まれた冷媒ガスが残留していることに
より、電磁クラッチがＯＮとなると同時に圧縮が開始さ
れることとなるのであるが、この様に電磁クラッチのＯ
Ｎと同時に圧縮が開始されることによシ起動時において
は吸入圧力が一時的に急激に低下することと相まって圧
縮行程圧力ＰＨと吸入行程圧力ＰＬとの間に生ずる差圧
ΔＰが急激に上昇し、その差圧ΔＰが電磁クラッチＯＮ
と同時にばね（２２）の設定荷重Ｗ１を上回ってしまう
こととなる０即ち電磁クラッチＯＮと同時に主吸入孔（
ＩＯＡ）が開放されて、起動と同時に１００％運転状態
となってしまうことによシ起動時における立上、９）ル
クを軽減することが出来ないく第６図及び第７図参照）
０■定常運転時において圧縮室（６）内にはベーン（８
）・・・の回転作用により常時圧力変動を、生じている
のであるが、圧縮室（６）内の圧力が圧縮行程圧力ＰＨ
として高圧室（２０）に導かれることにより、高圧室（
２０）においても圧力変動が生じこの圧力変動に起因し
てスプール（１９）に振動が生ずることによシ異常音が
発生する。

発明の目的 本発明は上記の様な従来の実情に鑑みてその改善が試み
られたものであって、本発明の目的は圧縮機の起動時に
おける立上りトルクを軽減することにある。

発明の構成 即ち本発明はスプールの一端に低圧室と対峙させて設け
られる高圧室を吐出室に連通させることにより、換言す
れば高圧室に対して吐出室圧力ＰＤを作用させ、同吐出
室圧力ｐＤと吸入行程圧力ＰＬとの間に生ずる差圧の変
化を介して吸入孔を開閉させる様にすることにより、電
磁クラッチがＯＮされてからスプールが吸入孔を開放す
る方向に動き始める迄の間に時間的な余裕を持たせる様
にしたこと、換言すれば電磁クラッチがＯＮされた状態
において先ず小容量運転が得られ、この小容量運転を経
て１００係運転が得られる様に設けることにより、起動
時における立上りトルクの急激な上昇を防止する様にし
たことをその特徴とするものであって、本発明の要旨は
吸入室と圧縮室を連通ずる吸入孔を主吸入孔と副吸入孔
に分割させて設け、副吸入孔は常時連通状態にある様に
設ける一方、主吸入孔にはスプールを開閉自在に設け、
該スプールは主吸入孔を閉塞する方向に向けてイ」勢す
るとともに同スプールの両端部には一対の圧力室を対峙
させて設け、両圧力室の内はねの付勢方向と対向する圧
力室は吐出室と連通させ、他方の圧力室は吸入室若しく
は吸入行程中の圧縮室と連通させる様に構成したことに
ある０ 実施例 以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面について説
明する。

第１図及び第２図に表わす両図面において、（１）は圧
縮機の外殻を構成するハウジングを示す。同ハウジング
（１）はフロントハウジング（ＩＡ）とリャハウジング
（ＩＢ）により形成され、同フロ／トノ・ウジンク（Ｉ
Ａ）にはシリンダーブロック（２）が、又同シリンダー
ブロック（２）を間に挾んでその両側にフロントサイド
プレート（３Ａ）とりャーザイドプレ−１＝（３Ｂ）が
内嵌される。シリンダーブロック（２）は前後両端部に
開口部を存して中空円筒状に形成され、同中空部の内壁
面はシリンダーブロック（２）の外周面と、同心円の円
筒状に形成される。同シリンダーブロック（２）の前後
両開口部は上記両サイドグレート（３Ａ）（３Ｂ）によ
って遮蔽され、両サイドプレート（３Ａ）（３Ｂ）間に
は駆動軸（４）が横架される。同駆動軸（４）はシリン
ダーブロック（２）に対してその中心線を偏寄させて設
けられ、同駆動軸（４）にはローター（５）が一体的に
固着される。同ローター（５）はシリンダーブロック（
２）の内壁面に対してその外周壁の一部が摺接可能な如
く設けられ、同ローター（５）の外周壁とシリンダーブ
ロック（２）の内壁面間には圧縮室（６）が形成される
。又ローター（５）には４枚のベーン（８）・・・が圧
縮室（６）に対して出没自在に嵌挿される。

そして各ベーン（８）・・・は圧縮室（６）を４個の圧
縮ブロックに区画し、各圧縮ブロックを吸入側より吐出
側に向けて連続移行させ乍ら圧縮室（６）内を回転する
如く設けられる。圧縮室（６）の一端、即ちローター（
５）の回転方向に沿う終端部と相対応する位置にはシリ
ンダーブロック（２）の一部を切欠いてフロントハウジ
ング（ＩＡ）の内壁面との間に吐出室０３）が形成され
、同吐出室０３）と圧縮室（６）の終端部間は吐出孔圓
によって連通される。（１（５）は同吐出孔０４）を覆
う吐出弁、（１６）は同吐出弁０９の開き角度を規制す
るりテーナーを示す。

一方フロントハウジング（ＩＡ）とフロントサイドプレ
ート（３Ａ）間には吸入室（９）が設けられ、同吸入室
（９）にはフロントハウジング（ＩＡ）側に吸入管路（
図示省略）に接続する吸入口（９）′が設けられる。又
同吸入室（９）と圧縮室（６）間は吸入孔によって連通
させるに同吸入孔は主吸入孔（１０Ａ　）と副吸入孔（
ＩＯＢ）に分割させて設けられる。即ち主吸入孔（ＩＯ
Ａ＞はフロントサイドプレート（３Ａ）に貫通させて圧
縮室（６）の一端、更に具体的には圧縮室がほぼ最大容
積とｉっだとき吸入動作を完了するような位置に臨む如
く設けられ、又副吸入孔（ＩＯＢ）はフロントサイドプ
レー）（３Ａ）とシリンダーブロック（２）の一部を切
欠いて上記主吸入孔（１０Ａ　）よりも更に始端部寄り
（トップ位置）に位置して臨む如く設けられる。

そして上記副吸入孔（ＩＯＢ）は常時連通状態にある様
に設けられる一方、主吸入孔（１０Ａ）ハ制御弁機構θ
渇を介して開閉自在に設けられる。即ちフロントサイド
プレー）（３Ａ）内には上記主吸入孔（ＩＯＡ）と交叉
させて主吸入孔（ＩＯＡ）開閉用のスプール０９）が進
退自在に設けられ、同スプール吐の両端部には高圧室（
２０）と低圧室（２Ｉ）より成る一対の圧力室が対峙さ
せて設けられる。又スプール０９）の外周部には高圧室
（２０）寄りに位置して０リング（２５）が嵌挿される
Ｏ低圧室０υ内にはばね（２２）が介装され、スプール
（１９）は同ばね（２りを介して常時は高圧室（２０）
方向に向けて伺勢されて主吸入孔Ｃｌ０Ａ）を閉塞する
状態にある様に設けられる。そして高圧室（２０）から
は第２導圧孔（２３）が延設され、その先端部（圧力検
出部（２３＋’　）は吐出室θ３）に臨む如く設けられ
る０又低圧室０１）からは第１導圧孔（２４Ｊが延設さ
れ、その先端部（圧力検出部（２４）’　）は圧縮室（
６）の吸入行程中（副吸入孔（ＩＯＢ：１の開口位置）
に臨む如く設けられる。そして又リヤハウジング（ＩＢ
）にはりャサイドプレー）　（３Ｂ）との間に潤滑油の
分離室（１７）が形成される。

同分離室１７）ｕｌＪヤザイドブレ−）（３Ｂ）に開口
する通孔（図示省略）を介して上記吐出室０■と連通ず
る如く設けられる。同通孔の開口部にはフィルター　（
図示省略）が設けられる一方、分離室（１７）内には同
フィルターによって分離される潤滑油の溜り部が設けら
れる。そして又同分離室ａ力にはリヤハウジング（ＩＢ
）側に吐出管路（図示省略）に接続する吐出口（１７）
’が設けられる。

次にその作用について説明する。

圧縮機が停止した状態においては圧縮機内の各部、即ち
吸入室（９）、圧縮室（６）、吐出室０３）、分離室０
７）は夫々略同圧状態にあることにより、制御弁機構ａ
′ｌＩにおいてスプール０．９１は高圧室（２０）方向
に向けて付勢されて主吸入孔（ＩＯＡ）を閉塞する状態
にある。

そしてこの様に主吸入孔（ＩＯＡ）がスプールａ■によ
って閉塞された状態において、圧縮機を運転させるべく
駆動軸（４）の一端に設けられる電磁クラッチ（図示省
略）を接続操作させれば、エンジンの駆動力が駆動軸（
４）に伝達されて同駆動軸（４）及びローター（５）が
一体に回転する。ローター（５）が回転することにより
各ベーン（８）・・・が遠心力の作用により圧縮室（６
）内に押し出され、同圧縮室（６）内を始端部（吸入側
）より終端部（吐出側）方向に向けて回転する状態が得
られる。そして」二記ベー／（８）・・・の回転を介し
て吸入管路内の冷媒ガスが吸入口（９Ｙ１吸入室（９）
、吸入孔を経て圧縮室（６）内に吸入されるのであるが
、吸入孔は主吸入孔（ＩＯＡ＞と副吸入孔（ＩＯＢ）に
分割させて形成され、主吸入孔（１０Ａ）はスプールα
翅によって閉塞された状態にあることによシ、吸入室（
９）内の冷媒ガスは副吸入孔（ＩＯＢ）からのみ圧縮室
（６）内に吸入されるＯそしてこの様に冷媒ガスが主吸
入孔（ＩＯＡ）より吸入されることなく副吸入孔（ＩＯ
Ｂ）からのみ吸入されることにより起動時において圧縮
室（６）に対する冷媒ガスの吸入量を規制する作用が得
られる。即ち小容量運転状態が得られる０ そして上記の様な小容量運転が得られている間に吐出室
０３）内の圧力は次第に高められ、その圧力変化は圧力
検出部（２３）’において検出される。そして両正力検
出部（２３γＣ２４Ｙにおいて検出された両正力（吐出
室圧力ＰＤと吸入行程圧力ＰＬ）間に生ずる差圧が制御
弁機構（１２）においてばね（ハ）の設定圧力を上回っ
た状態において、スグール叫はばね（２２）の付勢圧に
打ち勝って低圧室（２ｊ）方向に押圧される。即ち主吸
入孔Ｃｌ０Ａ）が開放されて１００％運転状態が得られ
る。

しかして本発明にあっては低圧室（２１）を圧縮室（６
）の吸入行程と連通させる一方、高圧室（２０）を吐出
室（ＩＢ）と連通させ、吸入行程圧力ＰＬ　と吐出室圧
力ＰＤ間に生ずる差圧の変化を介してスプール（ｔｏを
移動させる様に設けられていることにより、起動時にお
いて電磁クラッチがＯＮされてから一定時間に亘って小
容量運転状態が得られ、この小容量運転状態を経て１０
０チ運転に切り替る作用が得られる。

即ち第３図及び第４図に表わすグラフ図について更に詳
しく説明すると、起動時において電磁クラッチをＯＮさ
せると同時に吸入圧力が一時的に５＠。

激に低下することに起因して吐出室圧力ＰＤと吸入行程
圧力ＰＬとの間に生ずる差圧が急激に上昇する（第３図
において直線により表わす）ものの吐出室（１３）内の
圧力は圧縮室（６）における様に急激に上昇することな
く徐々に上昇する（第３図において円弧状の曲線により
表わす）ことによりばね（２（至）の設定荷重Ｗ２をこ
の曲線部分と相対応させて設定することにより電磁クラ
ッチがＯＮされてからスプール０９）かばね（２２１の
設定荷重Ｗ２を越えて主吸入孔（ＩＯＡ）を開放するに
至る迄の間に一定の時間Ｓに亘って小容量運転状態を得
ることが出来る。

そしてこの様に起動時において一定時間Ｓに亘って小容
量運転状態が得られることにより、即ち起動と同時に１
００チ運転となることなく小容量運転を経て１００％運
転に切り替ることにより、更に具体的には起動時におい
て小容量運転にて始動することにより起動時における急
激な立上９トルクの上昇を防止することが出来る。

又高圧室（２０に対して圧力変動の少ない吐出室圧力Ｐ
Ｄを送り込む様に設けられていることにより、スプール
０９）の振動を防止し、同振動に起因する異常音の発生
を防止することが出来る。

そして又スプール（１９）の外周部には高圧室（２０）
寄りに位置してＯｌ）ング（２５）が嵌挿されているこ
とにより、高圧室（２０）内に送シ込まれた吐出室圧力
ＰＤの漏出を防止することが出来るとともにその摩擦抵
抗により立上り時間を適度な長さに延長調整することが
出来る。

発明の効果 本発明は以上の様に構成されるものであって、上記の様
に主吸入孔の制御弁機構において、主吸入孔を吸入行程
圧力ＰＬと吐出室圧力ｐＤとの間に生ずる差圧の変化を
介して自動開閉させる様に設け、起動時において電磁ク
ラッチがＯＮされてから一定時間に亘って小容量運転状
態が得られ、同小容量運転を経て１００％運転に切り替
る様に設けたことにより、電磁クラッチ接続時における
立上りトルクの急激な上昇を防止することが出来るに至
った。

ヌ本発明にあっては高圧側の圧力として圧力変動の少な
い吐出室圧力ＰＤを作用させる様にしまたことにより、
スプールの振動及び同振動に起因する異常音の発生を防
止することが出来るに至った０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の側断面図（第２図におけ
るＡ、　−Ｂ−Ｃ線断面図）、第２図は第１図における
Ｄ−Ｄ線断面図、第３図は差圧の変化を表わすグラフ図
、第４図は同立上りトルクの変化を変わすグラフ図であ
る。又第５図は従来構造の圧縮機を表わす断面図、第６
図は同差圧の変化を表わすグラフ図、第７図は同立上り
トルクの変化を表わすグラフ図である。 （１）ハウジング、（ＩＡ）フロントハウジング’、　
（ＩＢ）リヤハウジング、（３）シリンダーブロック、
（３Ａ）フロントサイドプレート、（３Ｂ）リヤサイド
プレート、（４）駆動軸、（５）ローター、（６）圧縮
室、（８）ベーン、（９）吸入室、（９γ吸入口、（１
０Ａ　）主吸入孔、（ＩＯＢ）　副ｉ人孔、０２）　制
御弁機構、（＋３＋吐出室、Ｏａ吐出孔、（１５）吐出
弁、（１６）ｌｊテーナー、０η分離室、０７）′吐出
口、α０スプール、（２０）高圧室、（２１）低圧室、
（２２）ばね、（２３）第２導圧孔、（２３γ圧力検出
部、０荀第１導圧孔、（２４）′圧力検出部、（２（ト
）ＯＩＪング。 特許出願人　株式会社豊田自動織機製作所第１図 り 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状に形成するシリンダーブロックと、同シリン
   ダーブロックの前後両開口部を覆う前後一対のサイドグ
   レートと、サイドグレートを覆うハウジングによって吸
   入室、圧縮室、吐出室、分離室を区画形成し、シリンダ
   ーブロックの中空部には上記圧縮室を存してローターを
   回転自在に設け、四ローターには複数枚のベーンを圧縮
   室に向けて出没自在に設けて成るスライドベーン型圧縮
   機において、前記吸入室と圧縮室間を主吸入孔と副吸入
   孔により連通させ、主吸入孔にはスプールを進退自在に
   設け、該スプールは主吸入孔を閉塞する方向に向けて付
   勢するとともに同スプールの両端部には一対の圧力室を
   対峙させて設け、側圧力室の内ばねの付勢方向と対向す
   る圧力室は吐出室と連通させ、他方の圧力室は吸入室若
   しくは吸入行程中の圧縮室と連通させて成るスライドベ
   ーン型圧縮機における圧縮容量可変機構。
2. （２）スプールの外周部にばねの付勢方向と対向する圧
   力室寄シに位置してＯリングを介装させて成る特許請求
   の範囲第１項に記載のスライドベーン型圧縮機における
   圧縮容量可変機構。