JPS61258985A

JPS61258985A - ロ−タリコンプレツサ

Info

Publication number: JPS61258985A
Application number: JP9837085A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhisa Taguchi; 辰久田口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1986-11-17

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】産業上の利用分野本発明は、自動車冷房用等に使用される冷媒を圧縮する
ロータリコンプレッサの改良に関する。

従来の技術近年、自動車の冷房装置は、搭乗者の快適性の向上と共
に、安全性の面からも自動車には不可決になっておりそ
の機能、性能は年々改良されてきている。中でも、心臓
部のコンプレッサは、自動車の低燃費化、車室内空間の
拡大、運転フィーリングの向上の要望から、小型、軽量
、静粛性において有利なロータリコンプレッサへの変遷
傾向にある。

一方、自動車冷房用のコンプレッサはエンジンによりベ
ルトを介し駆動されるだめ、その回転数はｅｏｏ〜７０
００τｐｍまで広範囲に変化するのが特徴であり、その
ために、コンプレッサは高い信頼性、耐久性が要求され
ると共に、冷凍サイクルとの関係から、低速回転では高
い冷房能力を発揮し、高速回転時には余剰の冷房能力を
如何に抑制するかが、宿命的課題である。この長年の命
題に対し、近年では、レシプロ式のコンプレッサにおい
て、１０気筒の中で６気筒を吸入停止させる方法の可変
容量式のコンプレッサが開発された。

（ＳＡＥ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒ　５ｅｒｉ
＠ｓ、１８５００３９゜一方、ロータリコンプレッサに
おいては、シリンダ内バイパス方式（例えば特開昭５８
−１８０７９１　）、２シリンダまたは楕円状シリンダ
構成における吸入阻止方式（例えば実開昭５９−９００
８９）などの提案がなされている。

以下図面を参照しながら、上述した楕円状シリンダ構成
における吸入阻止方式の一例について説明する。

第６図は従来の容量制御機能付ロータリコンプレッサの
提案の一例（実開昭５９−９００８９）で、圧縮部の断
面図である。１は楕円状内壁を有するシリンダで、ロー
タ２はシリンダ１と同心に配設されている。ロータ２に
は複数のスリット３があり、出没自在のべ一７４が挿入
されている。

前記シリンダ１には、２対の吸入孔６と吐出孔６が設け
られ、吸入孔６の手前の通路７の中にはピストン８とバ
ネ９が配設されている。ピストン８は、通路子の中を流
れる冷媒ガスの流速が速くなると、流体抵抗により下流
に移動し、通路７の開口度を減少させるため、冷媒ガス
の流入量は減少し、冷房能力が抑制される。

発明が解決しようとする問題点以上のような構成では高速回転域の冷房能力は抑制され
ることは確かであるが吸入抵抗による手段では、洩れ、
受熱損失の拡大、吸入損失の増加等によシ、高い効率は
望めない。

さらには、両手段とも吐出温度が上昇する傾向忙あり、
高速回転時の容量制御の目的の一つである吐出温度の低
減手段には使えないという問題があった。

問題点を解決するための手段本発明は、ロータリコンプレッサにおいて、高効率でか
つシンプルな構成の能力可変型のコンプレッサを提供せ
んとするものである。その手段としては、レシプロ式で
良く知られている、再膨張室の形成、利用による効率劣
下が少なく、吐出温度の上昇を極力押えて冷房能力を調
節する方法である。具体的には、ロータリコンプレッサ
のロータの内部に再膨張室を設け、その内部にピストン
とバネを挿入してその容積を可変式にし、かつ、再膨張
室の設置によるシリンダとロータの近接部での冷媒ガス
の洩れを極力少なくした構成である。

作　　用本発明の作用について簡単に説明する。ロータの内部に
設けられた再膨張室にはピストンとバネが挿入されてお
り、ピストンはシリンダ内最高圧に対して、ビストス背
部の中間圧とバネ力との釣合いにおいてその最大ストロ
ーク位置が決まる。

ピストンは圧縮行程時には後退運動し、吐出圧力の容積
をロータ内に引込む。そして、吐出行程途中からロータ
の回転によシ、吸入行程へその容積を持ち込むため、そ
の容積は吸入室で再膨張し吸入孔からの吸入量は減少す
ると共に、ロータの負荷トルクに対し、還元するトルク
として作用する。

また、ロータの回転に伴う流体移動の為、流動による損
失は少なくて良いので、再膨張はほぼ断熱的に行なわれ
、吸入温度の上昇は少ない。

実施例以下、本発明の一実施例の可変能力型ロータリコンプレ
ッサについて、図面を参照しながら説明する・第１〜２図は本発明の第１の実施例におけるロータリコ
ンプレッサの圧縮部の横及び縦断面図を示すものである
。第１〜２図において、２１は吸入孔２１ａ、吐出孔２
１ｂを有する円筒状内壁を持つシリンダで、その中には
ロータ２２がシリンダ２１と近接点２３を形成し偏心し
て配設されている。ロータ２２には複数の放射状スリッ
ト２４があシ、その中にべ一７２５が出没自在だ挿入さ
れている。また、ロータ２２の中には、再膨張室２６が
複数個形成され、その中には外周にシール材２７ａを配
設したピストン２７とピストン２７の背後にはバネ２８
が挿入され、両端部はフロントめくら栓２９、リアめく
ら栓３０で閉塞されており、ロータ２２の外周側には、
通路３１を有し、シリンダ室３２に開孔している。

また、リアめくら栓３０には連通孔３３があり、前記ロ
ータ２２を軸受支持するリアプレート３４に設けられた
リング状溝３６内罠開孔している。

さらに、前記リング状溝３５には、コンプレッサの吐出
後の高圧ガスが絞シ部３６によって減圧された中間圧力
が導入されている。

以上のように構成されたロータリコンプレッサについて
、以下第１図及び第２図を用いてその動作を説明する。

図の上側の再膨張室２６では、ロータ２２およびベーン
２５の回転位置が圧縮ないし、吐出行程にあるため、ピ
ストン２７はシリンダ室３２の高圧ガスに押され、左側
に移動している。そして、再膨張室２６の中は高圧冷媒
ガスが通路３１から浸入している。次Ｋ、ロータ２２が
回転し、近接点２３を通路３１の部分が通過すると、再
膨張室２６は吸入側のシリンダ室３２に連通ずるため、
その中の高圧冷媒ガスは再膨張する。

その結果、吸入孔２１ａから流入する冷媒ガスは減少す
る。また、膨張する際、高圧の冷媒ガスはベーン２５を
背後から押すため、圧縮仕事を減らすエネルギに還元さ
れる。また、冷媒ガスはロータ２２の回転によシ、移動
するため、流動によるエネルギ損失は少なくて済む。

ここで、ピストン２７の移動量は、シリンダ室３２とピ
ストン２７の背後の圧力差およびパネカによって決まる
。

特に、最大ストローク（Ｓｔｍａｘ）はＳｔ！ｎａ、＝
（Ａ（Ｐｄ−Ｐｄ）　−Ｆｏ）／ｋ　　　−−−−−−
−−−（１）Ａ：ピストン断面積、Ｐｄ：吐出圧力、Ｐ
ｂ：ピストン背後の中間圧、ｋ：バネ定数、ＦＯ：取付
時バネ力で決まる。従って、最大ストロークが大きいほど、再膨
張容積は大きくなるため、吸入孔２１ａからの冷媒流入
量は減少する、その量は次式で表わされる。

ユ △η、＝＝ＡＸＳ　ｔｍａ、ＸｅＫ／（ＶＨ，／Ｖｎ）
ｘｌ　ｏｏ　（％）・・・・・・・・・（２） ε：圧縮比、Ｋ：断熱指数、ｖｔｈ：排気量、ｖｎ：ベ
ーン数、ΔηＶ＝体積効率の減少量つぎに、カーエアコ
ンの冷凍ナイクルにおける各圧力の回転数との相関を第
３図に示す。従来の冷凍サイクルにおいては、回転数の
上昇につれて、吐出圧力はやや上昇気味、吸入圧力は徐
々に下降する傾向゛にあり、その結果圧縮比εはほぼ直
線的に増加する。これに対し、本発明のロータリコンプ
レッサ搭載の冷凍サイクルにおいては（２）式から、高
圧縮比になるとコンプレッサの体積効率は再膨張量の比
率の増加により減少するため、回転数の増加に対する圧
縮比の増加傾向は緩和される。

また、（１）弐において、ピストン２７の背後の圧力は
吐出圧と吸入圧の差圧と回転数によって決まり、回転数
に対して吐出圧とピストン背後圧の差圧は拡大する傾向
にあるため、回転数が高いほどピストン２７の最大スト
ロークは大きくなる。この現象を利用することによシ、
第４図のように低速回転域においては、図中線Ａのよう
にピストン２７のストロークを極小に押え高体積効率を
発揮させ、高回転域では図中線Ｂのようにストロークを
犬きくとらせ、冷房能力を制御させる構成ができる。

この結果、第６図のように車速に対する吐出温度を従来
に比べ低く押えることができると共に、圧縮機の効率も
高くすることができる。

以上のように、本実施例によれば、円筒状内壁を有する
シリンダと、前記シリンダ内に近接点を有し配設された
ロータと、前記ロータ内に複数の放射状スリットを形成
し、その中に滑動するベーンを挿入したベーン式ロータ
リコンプレッサにおいて、前記ロータ内に一部がロータ
外周に開孔した空間を設け、その中に外周部にシール部
を有するピストンと、前記ピストンの背部にバネを挿入
し、かつ、吐出圧力を絞υ部で減圧して導入した構成の
ロータリコンプレッサにすることによシ、低車速域では
高い体積効率を発揮させるｉ方、高車速域では体積効率
を減らすことができ、かつ高効率で、吐出温度低減効果
のある自己調節型の容量制御機能を持つロータリコンプ
レッサを提供することができる。

なお、本実施例では、真円状内壁を有するシリンダにお
いて示したが、楕円状内壁のシリンダでも良く、ベーン
についても出没自在構成を示したが、スルースロット構
成でも良い。

さらには、ピストンの背部の圧力は本実施例では吐出圧
力を減圧して導入する構成で示したが、シリンダ内の吸
入圧または圧縮途中の圧力でも良い。

発明の効果以、上のように本発明は、円筒状内壁を有するシリンダ
と、前記シリンダ内に近接部を有し配設されたロータと
、前記ロータ内に複数の放射状スリットを形成し、その
中に滑動するベーンを挿入したベーン式ロータリコンプ
レッサにおいて、前記ロータ内に一部がロータ外周に開
孔した再膨張室を設け、前記空間内に外周部にシール部
を有するピストンと、前記ピストンの背部にバネを挿入
し、かつ、前記ピストン背部空間にコンプレッサの吐出
圧力より低い圧力を導入した構成にすることによシ、低
速回転領域では大きな冷房能力を発揮させ、高速回転領
域では冷房能力を効率良く抑制し、吐出温度上昇を緩和
せしめる自己調節型の容量制御機能付きのロータリコン
プレッサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるロータリコンプレッ
サの縦断面図、第２図は同正面断面図、第３図、第４図
及び第６図は従来と本発明の各々圧力変化９体積効率変
化、吐出温度と圧縮機効率変化の比較図である。第６図
は従来のロータリコンプレッサの容量制御機構の一例を
示す断面図、第７図は吸入孔制御部の詳細図である。２２・・・・・・ロータ、２６・・・・・・再膨張室、
２７・・・・・・ピストン、２７ａ・・・・・・シール
部、２８・・・・・・バネ、３１・・・・・・通路、３
３・・・・・・連通孔、３６・・・・・・絞シ部。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図２６　　　　３ｔ　　　’ｌΦ 男　３　図圧苅比第５図車走（Ｋｍ／ｈ）第６図第７図手続補正書昭和６０年　９　月／′　日ｌ事件の表示昭和６０年特許願第　９８３７０　　号２発明の名称ロータリコンプレッサ３補正をする者事件との関係　　　　　　特　　　許　　　出　　　願
　　　人住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地
名　称　（５８２）松下電器産業株式会社代表者　　　
　山　　下　　俊　　彦４代理人　〒５７１住　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内６補正の対象６、補正の内容（１）明細書の特許請求の範囲の項を別紙の通り補正し
ます。（２）同第７ページ第１行目の「リアプレート３４」を
「サイドプレート３４コに補正します。（３）同第１１ページ第２行目と第３行目の間に以下の
文を挿入します。「また、シリンダ室と再膨張室を連通ずる通路は、ロー
タ外周に設けたが、サイドプレートにある区間設けても
良い。」２、特許請求の範囲（１）円筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダ内
に近接点を有し配設されたロータと、前記ロータ内に複
数の放射状スリットを形成し、その中に滑動するベーン
を挿入したベーン式ロータリコンプレッサにおいて、前
記ロータ内に、少なくとたことを特徴とするロータリコ
ンプレッサ。（２）再膨張室はその内部に外周部にシール部を有する
ピストンを有し、前記ピストンを付勢するバネを設け再
膨張室を縮める方向にピストンを付勢し、かつ、ピスト
ン背空間にコンプレッサの吐出圧力よシ低い圧、力を導
入した特許請求の範囲第１項記載のロータリコンプレッ
サ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円筒状内壁を有するシリンダと、前記シリンダ内
に近接点を有し配設されたロータと、前記ロータ内に複
数の放射状スリットを形成し、その中に滑動するベーン
を挿入したベーン式ロータリコンプレッサにおいて、前
記ロータ内に、ロータ外周に開孔する通路を有する再膨
張室を設けたことを特徴とするロータリコンプレッサ。
（２）再膨張室はその内部に外周部にシール部を有する
ピストンを有し、前記ピストンを付勢するバネを設け再
膨張室を縮める方向にピストンを付勢しかつ、ピストン
背空間にコンプレッサの吐出圧力より低い圧力を導入し
た特許請求の範囲第１項記載のロータリコンプレッサ。