JPS63159681A - 冷媒圧縮機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷媒圧縮機に関し、特に自動車空調装置用の冷
媒圧縮機に関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

従来自動車空調装置用の冷媒圧縮機では、回転しかしミ
電磁クラッチは始動時のすべりが発生しないため、伝達
トルクの立ち上がりが急激なものとなり、乗員にそのシ
ョックによる不快感を与えていた。

このような電磁クラッチのショックを解消するため、始
動時に駆動側シャフトからの伝達力を滑らせつつ従動側
シャフトに伝達するようクラッチ板を用いた連結機を本
発明者らは先に提案している。このクラッチ板を用いた
ものは、駆動側シャフトと一体回転可能に配設された駆
動側クラッチと、この駆動側クラッチに対向配置された
従動側クラッチとを備え、かつ駆動側クラッチの背面に
ピストンを配設し、ピストンの変位により駆動側クラッ
チを従動側クラッチに押し付けることにより、駆動側シ
ャフトの回転力を従動側シャフトに伝達するようにする
ものである。

このようなりラッチ板を用いたシステムでは、ピストン
を変位するために他の圧力源が必要となる。この圧力源
を発生させるために、圧縮機とは別個にオイルポンプ等
を配設するのであるが、そのようにした場合には、オイ
ルポンプ等の構成が複雑となり、ひいては圧縮機全体の
組みっけ性を悪化させるという問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、オイルポン
プ等特別な外部圧力発生ポンプを不要とし、かつクラッ
チ板駆動のためのピストンを良好に変位させるようにす
ることを目的とする。

〔構成および作用〕

上記目的を達成するため、本発明の冷媒圧縮機では、ク
ラッチ板背面の圧力室に圧縮機の吐出冷媒圧力を導くと
いう構成を採用する。すなわち、圧縮機の吐出側の冷媒
圧力を導圧通路を介しピストン背面の圧力室に導くよう
な構成を採用する。

そしてこの導圧通路には制御弁を用い冷媒圧力の導通・
非導通を制御する。

さらに本発明の冷媒圧縮機では、圧縮機起動時に充分な
冷媒圧力を得ることができるように圧力発生装置を備え
る。この圧力発生装置は冷凍サイクル中の冷媒圧力を用
いるもので、この圧力発生装置から起動時の圧力が補助
導圧通路を介しピストン背面の圧力室に導かれるように
する。

上記構成としたため、本発明の圧縮機では圧縮機起動時
には圧力発生装置より冷媒圧力が補助導圧通路を介し圧
力室に導かれる。この圧力によりピストンが駆動側クラ
ッチ板を従動側クラッチ仮方向に押圧し動力の伝達を開
始する。動力が伝達され圧縮機が起動すれば、圧縮機内
に所定の高圧が発生することとなる。このように圧縮機
自身が所定の高圧を発生するようになれば、その圧力を
導圧通路を用い圧力室に導くようにする。従って圧縮機
起動後は圧縮機内部で生ずる冷媒圧力によりピストンの
押圧変位を制御できることになる。

〔発明の効果〕

上述の次第であり、本発明の圧縮機では、オイルポンプ
等特別な圧力発生ポンプを不要とすることができる。す
なわち圧縮機自身により発生する圧力によりクラッチ板
の変位を制御できることとなり、圧縮機の全体構成を簡
便なものにすることができる。

〔実施例〕

以下本発明圧縮機の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図中１００はプーリーで図示しない■ベルトを介し
自動車走行用エンジンの回転駆動力を受ける。このプー
リー１００は軸受１０１を介しプーリーハウジング１０
２上に回転自在に支持されている。プーリー板１０３が
連結されており、かつプーリー板はその中心部で駆動側
シャフト１１０にボルトＩ’ｌｌ及びスプラインによっ
て固定されている。従って駆動側シャツ）１１０はプー
リー１００とともに自動車走行用エンジンの回転駆動力
を受けて回転する。

なおプーリーハウジング１０２内には軸封装置１１３が
配設されており、駆動側シャフト１１０に沿って内部の
冷媒等が漏れでるのが防止される。

プーリーハウジング１０２の側方にはクラッチサイドプ
レート１３０が配設されている。このクラッチサイドプ
レート１３０の内部には軸受１３１が配設されており、
この軸受１３１により駆動側シャフト１１０が回転支持
される。またクラッチサイドプレート１３０にはシリン
ダ１３３が形成されており、このシリンダ内にピストン
１３４が摺動自在に配設されている。なおピストン１３
４の側面には０リング１３５が配設されており、二〇〇
リングによりピストン１３４とシリンダ１３３との間と
のシールが保たれる。ピストン１３５とシリンダ１３３
との間には圧力室１３６が形成される。またピストン１
３３はスラストベアリング１３７を介しクラッチプレー
ト１３８と連結している。従って、ピストン１３４の変
位はクラッチプレート１３８に伝達されることになる。

駆動側シャフト１１０には駆動側のクラッチ板１４０が
多数配設されており、かつこの駆動側クラッチ板１４０
と対向する位置には従動側のクラッチ板１４１が配設さ
れている。なお各クラッチ板１４０の間にはスペーサー
１４２が配設されており、このスペーサーにより各クラ
ッチ板１３８間の間隔が保持される。従動側クラッチ板
１４１は従動側プレート１５０に連結されており、従っ
て従動側クラッチ板１４１の回転は従動側プレート１５
０に伝達される。従動側プレート１５０は従動側シャフ
ト１５１に連結されている。尚従動側プレー）１５０と
サイドプレート１６０との間にはスラストベアリング１
６１が配設されており、従動側プレートの回転支持を行
う、また従動側シャフト１５１はサイドプレート１６０
に軸受１６３を介し回転自在に支持されている゛。

従動側プレート１５０を覆うようにしてクラッチハウジ
ング１５６が配設されており、このクラッチハウジング
１５６には後述する導圧通路２００及び排圧通路２０１
が形成されている。また、クラッチハウジング内部は、
２５１吸入室を兼ねている。

サイドプレー１−１６０の側面には圧縮機ハウジング２
１０が配設されており、この圧縮機ハウジング２１０内
にロータ２１１が回転自在に配設されている。ロータ２
１１は従動側シャフト１５１と一体に連結しており、従
動側シャフト１５１の回転を受は圧縮機ハウジング２１
０内に回転するものである。ロータ２１１にはベーン溝
２１２が形成されておりこのベーン溝２１２内にベーン
２１３が摺動自在に配設される。ここでロータ２１１の
回転中心は圧縮機ハウジング２１０の中心軸より変位し
ているため、ロータ２１１外面、ベーン２１３側面、圧
縮機ハウジング２１０内面より形成される圧縮室２２０
の容積はロータの回転に伴い増減する。圧縮機ハウジン
グ２１０の側方にはサイドプレート２４０が配設されて
いる。このサイドプレートにはロータ２１１支持用の軸
受２４１およびスラストベアリング２４２が保持される
。サイドプレート２４０のさらに側方にはリアハウジン
グ２５０が配設されている。圧縮機ハウジング２０９の
側方には吐出室カバー２５５が配設されており、圧縮室
２２０で圧縮された冷媒はこのカバー２５５内の吐出室
２５６に吐出する。

吐出室２５６は冷媒配管を介し冷凍サイクルのコンデン
サ３００、レシーバ３０１１膨張弁３０２、エバポレー
タ３０３と連通している。またエバポレータは冷媒配管
を介し圧縮機の吸入室２５１と連通ずる。

レシーバ３０１は冷凍サイクルを循環する余剰液冷媒を
溜めるものである。本例の装置ではこのレシーバ３０１
の液冷媒が圧力発生装置４００に導入される。即ち、圧
力発生装置４００は冷媒溜部４０１を有しており、この
冷媒溜部にはレシーバ３０１内より液冷媒が供給される
。ここで冷媒溜部は、後述するようにピストン１３４の
変位に用いるものである。そのため、この冷媒溜部には
ピストン変位に十分な量の冷媒、例えば１５〜２０　ｃ
ｃ程度の冷媒が溜められるようになっている。

また冷媒溜部にはヒータ４０２が配設されており、この
ヒータにより冷媒溜部内の冷媒を加熱することができる
ようになっている。ヒータ４０２は第４図に示すように
電熱線を用いて構成される。即ち、車載バッテリ４０４
から電流により冷媒溜４０１内の液冷媒を加熱できるよ
うにしている。

なおこのヒータ４０２としては、第４図に示したような
電熱線によるもののほかに、自動車の排気熱もしくは自
動車の冷却水温等を利用するようにしてもよいことはも
ちろんである。

冷媒溜の入口側配管４１０および出口側配管４１１には
それぞれ電磁弁４１０および４２０が配設されている。

この電磁弁４１０および４２０により圧力発生装置４０
０の開閉遮断が制御されることとなる。

圧力発生装置の出口側配管４１１は電磁弁４２０を経て
補助導圧通路４３０と連通ずる。補助導圧通路は、次い
でクラッチサイドプレート１３０に設けられた通路を介
し圧力室１３６と連通ずる。

なお圧縮機５０の吐出側冷媒圧力は圧力スイッチ５００
によって検出される。この圧力スイッチ５００は第５図
に示すような構造となっており、ダイヤフラム５０１が
金属材料製のハウジング５０２と樹脂材料製のカバー５
０３とに挟持される。

ハウジング５０２には圧力導入口５０４が開口しており
、この導入口介し吐出側冷媒圧力が導かれる。

またカバー５０３内にはスプリング５０７が配設されて
おり所定の付勢力でダイヤフラム５０１を接点５０８側
に付勢している。従って、ハウジング５０２内の圧力室
５０９の圧力が高い時は、その圧力によりダイヤフラム
５０１が第５図中左方向に変位し、接点５０８とダイヤ
フラム５０１に設けられた接点５１１とが離れる。

ここで接点５０８はハウジング５０２を介しボディ側に
されている。またダイヤフラム５０１に設けられた接点
５１１はスプリング５０７を介しコネクタ５１３側に連
通している。従って、第５図図示の状態のように、接点
５０８と５１１が離れた状態では電気的接続は断たれる
。逆に、圧力導入口５０４より導入される吐出側圧力が
低い時には、スプリング５０７の付勢力によりダイヤフ
ラム５０１は図中右方向に変位する。その結果接点５１
１が接点５０８と接続し、電気信号が流れることになる
。

第３図は、導圧通路２００途中に配設された逆止弁２９
０を示す拡大図である。即ち、導圧通路２００途中には
弁座部２９１が形成されており、この弁座部にボール２
９２が当接している。なおボール２９２はスプリング２
９３の付勢力を受けて弁座部２９１側に押圧されている
。ボール２９２は吐出室２５６内の冷媒圧力がスプリン
グ２９３の設定圧より高い時に導圧通路２００を開くも
のである。

次に上記構成よりなる冷媒圧縮機の作動を説明する。第
２図はこの制御のフローチャートを示す。

ステップ８００は圧縮機の起動前の状態を示す。

即ち、プーリー１００の回転は従動側シャフト１５１に
伝達されてない状態を示す。この状態では第１制御井４
１０および第２制御弁４２０が閉じており第３制御弁４
３５が開いている。即ち、圧力発生装置４００から補助
導圧通路４３０側には圧力は供給されていない、また第
３制御弁４３５が排圧通路２０１を開いているため、排
圧通路２０１を介し圧力室１３６内の圧力はクラッチハ
ウジング１５６内に逃がされている。なおこのクラッチ
ハウジング１５６内は吸入室２５１となっているので、
吸入圧に保たれている。

即ちこの状態では、圧力室１３６には圧力が負荷されて
おらず、従って駆動側摩擦板１４０は従動側クラッチ板
１４１と離脱している′。

ステップ８０１はエアコンスイッチが投入された状態を
示す。即ち乗員による手動操作もしくは冷凍サイクル側
からの要請による電気操作等により圧縮機５０が起動を
要求された状態を示す。圧縮機の起動が要求されるとス
テップ８０２に移り、このステップ８０２ではヒータ４
０２がＯＮとなる。即ちヒータ４０２が冷媒溜部４０１
内の冷媒の加熱を行う。また第２制御弁４２０を開く。

さらに第３制御弁４３５を閉じる。

第３制御弁４３５が閉じられたことにより、圧力室１３
６とクラッチハウジング１３６内との導　　　・通が遮
断される。そのため、圧力室１３６内の圧力が逃がされ
ることはない。

ここで、圧力室１３６は導圧通路２００を介し吐出室２
５６と連通し′ているが、この起動時の状態では吐出室
２５６に十分高い圧力が存在していないことが多い。特
に圧縮機が長時間停止した後に再起動を行うような場合
には吐出室２５６内の圧力のみでは不十分である＝ しかし本例の圧縮機では、同時に補助導圧通路４３０が
圧力室１３６に連通している。そしてこのステップ８０
２においては第２制御弁４２０が開かれているため、冷
媒溜部４０１内の冷媒圧が補助導圧通路４３０を介し圧
力室１３６に供給される。特に、冷媒溜部４０１内はヒ
ータ４０２によって加熱されているため、冷媒溜部４０
１内の冷媒圧力は高圧となっている。

ステップ８０３はこのステップ８０２の状態の維持か否
かを判別するものである。即ち、ステップ８０２の状態
は、圧縮機が起動して吐出圧が高くなる所定圧Ｐ１より
高くなるまで続けられる。

この圧縮機の起動状態では上述したように冷媒溜部の圧
力により、圧力室１３６内の圧力が上昇し、その結果ピ
ストン１３４が第１図中右方向に変位する。この変位を
スラストベアリング１３７、クラッチプレート１３８を
介し駆動側クラッチ板１４０が受け、駆動側クラッチ板
１４０は従動側クラッチ板１４１側に変位する。ここで
、駆動角クラッチ板１４０はプーリー１００からの伝達
力を受けて回転しているため、駆動側クラッチ板１４０
が従動側クラッチ板１４１と周接するようになれば、そ
の回転力が従動側クラッチ板１４１側に伝達される。そ
の結果、駆動側シャフト１１０の回転力が従動側シャフ
ト１５１に伝達される。

それによりロータ２１１が圧縮機ハウジング２１Ｏ内で
回転し圧縮室２２０の容積増減が開始される。

ロータ２１１の回転に伴い吸入室２５１内より冷媒を圧
縮室２２０に吸入し、所定圧まで圧縮した後吐出室２５
６に吐出する。このサイクルが繰返されることにより、
吐出室２５６内の圧力Ｐは所定圧Ｐ、以上となる。

ここで吐出圧Ｐか所定圧２３以上となったか否かは圧力
スイッチ５０２より検知される。即ち、吐出圧Ｐか所定
圧以上となれば第５図中ダイヤフラム５０１が左方向に
変位し接点５０８と５１１は引き離される。この接点離
脱が電気信号となり吐出圧Ｐの上昇が検知される。

吐出圧Ｐか所定圧２１以上となれば、吐出室２５６内の
圧力のみで十分ピストン１３４を押圧保持できることと
なる。即ちその後の状態では圧力発生装置４００からの
圧力は不要となる。そのため吐出圧Ｐか所定圧Ｐｔ以上
となればステップ８０４に移る。ステップ８０４では第
１制御弁４１０を開き第２制御弁４２０を閉じる。かつ
ヒータ４０２をＯＦＦとする。なおこの状態で第３制御
弁４３５が閉じていることはもちろんである。

即ち、ステップ８０４の状態では圧力発生装置は補助導
圧通路４３０とは非導通である。しかし圧力発生装置４
００とレシーバ３０１とは連通している。従ってこの状
態においては、レシーバ３０１内より液冷媒を冷媒溜部
４０１に導入することができ、次の使用に備えることが
できる。

そのようにして圧縮機が定常状態となれば、圧縮機より
吐出された冷媒はコンデンサ３０２より高温高圧のまま
液化され、液冷媒がレシーバ３０１に溜められる。その
後に膨張弁３０２により低温低圧の形状に電圧膨張され
、エバポレータにおいて蒸発する。エバポレータ３０３
の蒸発時に車室内空気より気化熱を奪い、車室内の冷房
を行う。

エバポレータで蒸発し低温低圧のままガス状となった冷
媒は再び吸入室２５１に吸入される。

以上のようにして圧縮機の作動が連続するのであるが、
ステップ８０５においてエアコンスイッチが閉じられる
と、それ以降圧縮機の圧縮作用は不要となる。そのため
、第１制御井４１０が閉じられ逆に第３制御弁４３５が
開かれる。第１制御弁４１０が閉じられることにより、
圧力発生装置４００はサイクルから離脱され、冷媒溜部
４０１内には上述したように所定の液冷媒が溜められる
ことになる。

また第３制御弁４３５が開くことにより、排圧通路２０
１が開かれ、圧力室１３６内の圧力が逃がされる。

なお上述の実施例では第１制御弁４１０と第２制御弁４
２０とは別個の制御弁として説明したが、三方弁を用い
ることにより１つの制御弁ニよす再制御弁４１０，４２
０の機能を達成するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す断面図、第２図
は第１図圧縮機の制御状態を示すフローチャート、第３
図は第１図逆止弁を示す断面図、第４図は第１図図示圧
力発生装置を示す構成図、第５図は第１図図示圧力スイ
ッチを示す断面図である。 １００・・・プーリー、１１０・・・駆動側シャフト。 １４０．１４１・・・クラッチ板、１３５・・・ピスト
ン。 １５１・・・従動側シャフト、５０・・・圧縮機、４０
０・・・圧力発生装置、４３０・・・補助導圧通路、２
０１・・・排圧通路、２００・・・導圧通路。 第２図 道ｉ−弁 第３図 Ｅカスイア＋１１製 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　外部より回転力を受けて回転するプーリーと、
   このプーリーと一体回転する駆動側シャフトと、この駆
   動側シャフトと一体回転可能に配設された駆動側クラッ
   チと、この駆動側クラッチと対向配置された従動側クラ
   ッチと、この従動側クラッチより回転力を受けて回転す
   る従動側シャフトと、この従動側シャフトから回転力を
   受けて回転し冷媒の吸入圧縮吐出を行う圧縮機と、前記
   駆動側クラッチの背面に配設され駆動側クラッチを従動
   側クラッチに押圧するピストンと、このピストンの背面
   に形成された圧力室に前記圧縮機より所定圧の冷媒を導
   く導圧通路と、前記圧縮機より吐出された冷媒を貯蔵す
   る圧力発生装置と、この圧力発生装置から冷媒圧を前記
   圧力室に導く補助導圧通路と、この補助導圧通路および
   前記導圧通路の開閉を行う制御弁とを備える冷媒圧縮機
   。
2. （２）　前記導圧通路は前記圧縮機側からの冷媒圧力を
   前記圧力室側へのみ導き前記圧力室内の圧力が前記圧縮
   機側に逆流するのを防止する逆止弁を備えるものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷媒圧縮
   機。
3. （３）　前記圧力発生装置は冷凍サイクル中の冷媒を溜
   める冷媒溜部と、この冷媒溜部内に配設され冷媒溜部内
   の冷媒を加熱するヒータ等を備えることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の冷媒圧縮機。