JPS63173893A - 気体圧縮機 - 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、カークーラー等に用いられる気体圧縮機（コ
ンプレッサ）に関し、特にその圧縮作業室の容量を可変
とした気体圧縮機に関する。

（従来の技術） 通常、乗用車などの冷房に用いられる気体圧縮機はエン
ジンに並設され、このエンジンのクランクシャフトプー
リから■ベルトで駆動され、気体圧縮機側に装着された
電磁クラッチでエンジン側と駆動連結を断続するように
している。

したがって、この種の気体圧縮機の能力はエンジンの回
転速度に比例・して向上することになるが、このことは
逆に高速度で走行した場合には気体圧縮機が高速で駆動
されるために、車室内を過冷房気味にしてしまう原因と
なるとともに、これに比例して消費動力が増大して燃費
が悪化するという問題点があり、特にロータリ一式の気
体圧縮機においてはこのような傾向が著しい。

この対策としては、気体圧縮機の駆動速度に応じて冷媒
ガスの圧縮作業室の容量を変化させる、いわゆる容量可
変型の気体圧縮機が種々提案されている。

たとえば、本出願人による先の出願に係る容量可変型の
気体圧縮機がある（昭和６１年１１月１７日提出の特許
願）、この気体圧縮機は、所定角度内で回転可能な略円
盤状の容量制御プレートを備え、この容量制御プレート
の周縁にはバイパス用凹部が形成され、気体圧縮機が高
速で駆動されると容量制御プレートが回転してそのバイ
パス用凹部はフロントサイドブロックに形成されたバイ
パス孔と連通し、圧縮作業室の冷媒ガスを一部吸入室に
バイパスさせて圧縮作業室の容量を減少させる。このこ
とにより、気体圧縮機が高速で駆動されても車室内を過
冷房気味にすることを防止することができるるとともに
、消費動力が軽減して燃費が悪化するのを防止すること
ができる。

また、フロントサイドブロックの半径内方に、先端部が
シリンダ側に突出してロータ端面に近接し、その内周側
にベーン圧力室としての溝部を有するような円筒状段部
が形成され、この円筒状段部の外周に回転可能に容量制
御プレートが嵌合するよう構成されている。このことに
より、容量制御プレートとフロントサイドブロックとの
突合せ面（直径方向の接触面）の隙間から冷媒ガスおよ
び潤滑油が多量にリークして吸入室に流れ込み、さらに
この潤滑油がシリンダ内に流れ込んで気体圧縮機の性能
が低下するのを防止している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の気体圧縮機にあっては
、低速で駆動されるときには上述のように容量制御プレ
ートとフロントサイドブロックとの突合せ面の隙間から
潤滑油などが吸入室に多量にリークして気体圧縮機の性
能が低下するのを有効に防止することができるが、逆に
高速で駆動されるときには吸入室さらにはシリンダ内に
流入する潤滑油が少なすぎて各部に潤滑不足が生じ、気
体圧縮機が過熱して吐出ガス温度が上昇することにより
、気体圧縮機やカークーラー全体の故障あるいは著しい
性能低下を来す恐れがあるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は上記問題点を解決するため、内周が略
楕円状に形成されたシリンダと、このシリンダの一端側
に取付けられるリアサイドブロックと、前記シリンダの
他端側に取付けられ半径内方に先端部がシリンダ側に突
出し内周側にベーン圧力室を有するような円筒状段部が
形成されたフロントサイドブロックと、前記円筒状段部
の外周に回転可能に嵌合して前記シリンダの他端側に対
向する容量制御プレートと、前記フロントサイドブロッ
クおよびリアサイドブロックに両端軸が回転自在に支持
され前記シリンダと同軸上に回転軸線を有するようシリ
ンダ内に収納されたロータと、このロータの半径方向に
進退自在に支持され前記ベーン圧力室の圧力によりロー
タの半径外方に付勢されて前記シリンダの内周と前記ロ
ータの外周との間に圧縮作業室を画成する複数のベーン
と、前記フロントサイドブロックの前記シリンダと反対
側に気体の吸入室を形成するフロントヘッドと、を備え
、前記容量制御プレートを回転させることにより前記圧
縮作業室の容量を運転状態に応じて可変とした気体圧縮
機において、前記円筒状段部に半径方向に通路を形成す
るとともに前記容量制御プレートの内周の一部に切り火
きを形成し、前記容量制御プレートが前記圧縮作業室の
容量を減少させる方向に回転したときのみ前記通路と切
り欠きが連通して前記ベーン圧力室と吸入室とを連通さ
せるようにした構成としたものである。

（作用） このような構成の気体圧ｍ機によれば、シリンダの他端
側に取付けられるフロントサイドブロックの半径内方に
、先端部がシリンダ側に突出してロータ端面に近接し内
周側にベーン圧力室を有するような円筒状段部を形成し
、この円筒状段部の外周に回転可能に容量ｒｖ制御プレ
ートを嵌合してシリンダの他ｙｔＡ側に対向するよう配
置したことにより、成体圧縮機が低速で駆動されるとき
には容量制御プレートとフロントサイドブロックとの突
合せ面の隙間から潤滑油などが多量にリークして気体圧
縮機の性能が低下するのを有効に防止することができる
。

また、円筒状段部に半径方向に通路を形成するとともに
容量制御プレートの内周の一部に切り欠きを形成し、容
量制御プレートが圧縮作業室の容量を減少させる方向に
回転したときのみ前記通路と切り欠きが連通してベーン
圧力室と吸入室とを連通させるように構成したため、気
体圧縮機が高速で駆動されるときにはベーン圧力室から
多量の潤滑油が吸入室に供給され、さらにこの潤滑油が
吸入室からシリンダ内に供給されて各部の冷却作用を行
い吐出ガスの温度を低下させる。このことにより、気体
圧縮機の高速運転時における潤滑不足による気体圧縮機
の過熱、あるいは吐出ガス温度の上昇を防止して、気体
圧縮機やカークーラー全体の故障あるいは著しい性能低
下を有効に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１〜８図は本発明による気体圧縮機の第１実施例を
示す図である。

まず構成について説明すると、第１図において、１は図
中右端が開口したケーシングであり、とのケーシング１
内にはシリンダ２が収納されていて、このシリンダ２は
第２図に示すようにその内周が略楕円状に形成されてい
る。シリンダ２の一端側（第１図中左端側）にはリアサ
イドブロック３が取付けられ、シリンダ２の他端側（第
１図中右端側）にはフロントサイドブロック５が取付け
られている。フロントサイドプロ・ツク５の半径内方（
中心側）には円筒状段部５ａが形成されており、この円
筒状段部５ａの先端部はシリンダ２側に突出している。

円筒状段部５ａの外周には容量制御プレート６が回転可
能に嵌合しており、この容量制御プレート６はシリンダ
２の他端側に対向するよう配置されている。フロントサ
イドブロック５と容量制御プレート６との突合せ面の隙
間の半径内方には、容量制御プレート６が円滑に回転す
るようスラスト軸受１４が介装されている。

リアサイドブロック３およびフロントサイドブロック５
にはロータ７の両端部に突出したロータ軸８ａ、８ｂが
回転自在に支持され、このことによりロータ７はシリン
ダ２内にシリンダ２と同軸上に回転軸線を有するよう収
納されている。ロータフには第２．３図に示すように、
円周方向に等間隔をおいて５つの溝１０がロータフの軸
線と同方向に延在するよう形成されており、これらの渭
１０内にはそれぞれベーン１１がロータ７の半径方向に
進退自在に支持されている０円筒状段部５ａの内周側に
は第１図および第４．５図に示ずようにベーン圧力室１
２が形成されており、このベーン圧力室１２は第２．３
図に示す消１０の背圧室１０ａと連通している。このた
め、背圧室１’Ｏａにはベーン圧力室１２のベーン圧力
が作用してベーン１１をロータ７の半径外方に付勢し、
このことによりベーン１１の先端部は常にシリンダ２の
内周に接触しながらロータ７とともに回転する。

第４．５図においてはベーン圧力室１２は上下２室に隔
隔しているように見えるが、これはいわゆるベーン１１
のチャタリングを防止するためのもので、これらは図示
していない通路により連通している。そして第２図に示
すように、隣り合う２枚のベーン１１はシリンダ２の内
周とロータフの外周との間に圧縮作業室１３を画成する
。また、同図に示すようにシリンダ２には一対の吐出ボ
ート１９が開口形成され、その外側にはそれぞれ吐出弁
２３が設けられている。

フロントサイドブロック５のシリンダ２と反対側には、
その内部に冷媒ガス（気体）の吸入室１５を形成するフ
ロントヘッド１６が取付けられている。第７図に示すよ
うにフロントサイドブロック５には連絡孔１７とバイパ
ス孔１８がそれぞれ一対す９図口しており、そのうちの
連絡孔１７に対向するシリンダ２の端面には、第１図に
示すように軸線と平行に延在する吸気通路２０が開口し
ている。フロントサイドブロック５の連絡孔１７に対向
するリアサイドブロック３の部分には連絡孔１７と同形
の吸気四部２１が形成されており、この吸気四部２１は
吸気通路２０に連通しているとともに、シリンダ２内に
も連通している。第４．５．７図に示すように容量制御
プレート６には互いに中心に対称の位置に一対の凹部２
２が形成されており、この凹部２２は容量制御プレート
６が回転しないときは吸気通路２０および連絡孔１７と
同じ位置にあり、後述するように容量制御プレート６が
回転すると第３．８図に示すように凹部２２はバイパス
孔１８と連通するようになっている。

ケーシング１内のリアサイドブロック３に対してシリン
ダ２と反対側には油分離室２４が画成されており、この
油分離室２４のリアサイドブロック３側には油分離器２
５が設けられている。油分離室２４の下方に溜まった潤
滑油はリアサイドブロック３、シリンダ２、フロントサ
イドプロ・ツク５の肉厚内に形成された油供給路２６を
通ってロータ軸８ａ、８ｂの潤滑部およびベーン圧力室
１２に供給されるようになっている。

吸入室１５内には第７図に示すように駆動シリンダ２８
がシリンダ２の軸線と直角に交差する方向に配設されて
おり、この駆動シリンダ２８の一端部２８ａは吸入室１
５内に突出していてその他端部２８ｂはフロントヘッド
１６の外部に対向している。駆動シリンダ２８とフロン
トヘッド１６との間にはスプリング３０が介装されてい
て、このスプリング３０はそのバネ圧で常に駆動シリン
ダ２８の一端部２８ａが吸入室１５内に突入する方向に
付勢している。容量制御プレート６には駆動ピン３１が
立設されており、この駆動ピン３１はフロントサイドブ
ロック５に弧状に開口形成されたガイド孔３２を貫通し
ていて、この駆動ピン３１の先端部は駆動シリンダ２８
の一端部２８ａに形成された係合凹部３４に常に係合し
ている。

第１．４．５．８図に示すように円筒状段部５ａにはそ
の半径方向に丸孔の通＃ｔ３５が形成されており、一方
、容量制御プレート６にはやはり第１．４．５．８図に
示すようにその内周の吸入室１５側の一部に切欠き４０
が形成されている。

また、第６図に示すように、切欠き４０は全長にわたっ
て同じ幅を有している。

次に作用について説明する。図外のエバポレータ（蒸発
器）から吸入室１５に吸入された低温低圧の冷媒ガスは
連絡孔１７から吸気通路２０、吸気凹部２１を経て、あ
るいは連絡孔１７から直接シリンダ２内に吸入され、ロ
ータ７とともに回転するベーン１１により圧縮作業室１
３内で圧縮されて高温高圧となって吐出ボート１９、吐
出弁２３を通って油分離室２４に吐出される。このとき
冷媒ガスは油分離器２５により潤滑油と分電されて潤滑
油は油分離室２４の下方に溜まり、高温高圧の冷媒ガス
は油分離室２４から図外のコンデンサ（凝縮器）に送ら
れる。

ロータ７が低速で回転しているときは容量制御プレート
６は第２図に示す位置にあるため、圧縮作業室１３は最
大容量の状態で冷媒ガスを圧縮する。油分離室２４内の
潤滑油は油供給路２６を通ってロータ軸８ａ、８ｂの潤
滑部およびベーン圧力室１２に供給されるが、ロータ７
が低速で回転しているときは容量制御プレート６は第４
図に示す位置にあるから通路３５と切欠き４０は連通し
ない。このため、ベーン圧力室１２内の潤滑油が容量制
御プレート６とフロントサイドブロック５との突合せ面
の隙間から多量にリークするのを防止して、気体圧縮機
の性能が低下するのを有効に防止することができる。

ロータ７が窩速で回転すると吸入室１５内の吸入圧が下
がるためにスプリング３０のバネ圧が吸入圧に打ち勝ち
、駆動シリンダ２８が吸入室１５にさらに突入して（第
７図中左上方向に進行して）駆動ピン３１をガイド孔３
２に沿って所定角度内で回転させる。このため容量制御
プレート６も駆動ピン３１とともに回転してその凹部２
２はバイパス孔１８と連通ずるようになり、第３図に示
すように圧縮作業室１３の容量を小さくする。

このことにより、気体圧縮機の吐出容量が小さくなって
高速運転時に車室内を過冷房気味にすることを防止する
ことができるるとともに、消費動力が軽減して燃費が悪
化するのを防止することができる。また、ロータ７が高
速で回転すると上述のように容量制御プレート６が回転
するため、第５．８図に示すように通路３５と切り欠き
４０とが連通してベーン圧力室１２内の潤滑油を容量制
御プレート６とフロントサイドブロック５との突合せ面
の隙間に積極的にリークさせて多量に供給し、第８図に
矢印で示すように吸入室１５に流入させる。そして、潤
滑油は吸入室１５からさらにシリンダ２内に供給されて
各部の冷却作用およびシール作用を行い、吐出ガスの温
度を低下させる。このことにより、高速運転時に各部の
潤滑不足による気体圧縮機の過熱あるいは吐出ガス温度
の上昇を防止して、気体圧縮機やカークーラー全体の故
障あるいは著しい性能低下を有効に防止することができ
る。

また、この実施例によれば、ベーン圧力室１２内の潤滑
油を積極的に吸入室１５側にリークさせることによりベ
ーン圧力室１２の圧力は少し低くなるが、ロータフの高
速回転時にはベーン１１に遠心力が■くためにベーン１
１の先端がシリンダ２の内周から離れる心配はなく、む
しろ必要最少限度の押付は力によりベーン１１の先端部
に無理な押付はトルクが鋤くのを防止し、消費動力の軽
減を図って燃費を改善することができる。

第９図には本発明の第２実施例について示す。

前記第１実施例にあっては切欠き４０は全長にわたって
同じ幅を有していたのに対し、この第２実施例において
は切欠き４０′は回転するにしたがってその幅が広くな
るよう構成されている。このような第２実施例によれば
切欠き４０’は通路３５との連通断面積を徐々に拡大す
るために、吸入室１５の吸入圧の変化にしたがって必要
なときに必要なだけの潤滑油を供給することができる。

なお、上記実施例においては通路３５が丸穴のものにつ
いて説明したが、通路３５の断面形状はスリットあるい
はその他の形状であってもよい。

また、上記実施例においては容量制御プレート６の切欠
き４０が吸入室１５側に開口するよう形成されたものに
ついて説明したが、切欠き４０はロータ７側に開口する
よう形成しても、あるいは両側に開口するよう形成して
もよい、しかし、上記実施例のように吸入室１５側に開
口したものの方が吸入室１５に潤滑油を供給し易く、最
も本発明の目的に沿うものと思われる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、気体圧縮機が低速
で駆動されるときには、容量制御プレートとフロントサ
イドブロックとの突合せ面の隙間から潤滑油が多量にリ
ークして気体圧縮機の性能が低下するのを有効に防止す
ることができるともに、気体圧縮機が高速で駆動される
ときにはベーン圧力室から潤滑油が吸入室に多量に供給
され、さらにその潤滑油は吸入室からシリンダ内に供給
されて各部の冷却作用を行い吐出ガスの温度を低下させ
る。このことにより、気体圧ｗＪＲの高速運転時におけ
る各部の潤滑不足による気体圧縮機の過熱、あるいは吐
出ガス温度の上昇を防止して、気体圧ｍａやカークーラ
ー全体の故障あるいは著しい性能低下を有効に防止する
ことができる。

また、ベーンの先端部には必要最少限度の押付は力が働
き、無理な押付はトルクが働くのを防止して消費動力の
軽減ひいては燃費を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明による気体圧縮機の第１実施例を示
す図であり、第１図はその断面側面図、第２．３図は第
１図におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図、第４．５図は第１
図におけるＩＶ　−ＩＶ矢視断面図、第６図は第５図に
おけるＶＩ　−ＶＩ矢視断面図、第７図は第１図におけ
るＶｌ−■矢視断面図、第８図は容量制御プレート６が
回転してシリンダ２内と凹部２２とバイパス孔１８がと
もに吸入室１５に連通したときの断面側面図、第９図は
本発明の第２実施例を示す一部断面図である。 １・・・ケーシング ２・・・シリンダ ３・・・リアサイドブロック ５・・・フロントサイドブロック ５ａ・・・円筒状段部 ６・・・容量制御プレート ７・・・ロータ ８ａ、８ｂ・・・ロータ軸 １０・・・溝 １０ａ・・・背圧室 １１・・・ベーン １２・・・ベーン圧力室 １３・・・圧縮作業室 １４・・・スラスト軸受 １５・・・吸入室 １６・・・フロントヘッド １７・・・連絡孔 １８・・・バイパス孔 １９・・・吐出ポート ２０・・・吸気通路 ２１・・・吸気凹部 ２２・・・四部 ２３・・・吐出弁 ２４・・・油分間室 ２５・・・油分離器 ２６・・・油供給路 ２８・・・駆動シリンダ ２８ａ・・・一端部 ２８ｂ・・・他端部 ３０・・・スプリング ３１・・・駆動ピン ３２・　・　・ガイド孔 ３４・・・係合凹部 ３５・・・通路 ４０．４０′・・・切欠き

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内周が略楕円状に形成されたシリンダと、このシリンダ
   の一端側に取付けられるリアサイドブロックと、前記シ
   リンダの他端側に取付けられ半径内方に先端部がシリン
   ダ側に突出し内周側にベーン圧力室を有するような円筒
   状段部が形成されたフロントサイドブロックと、前記円
   筒状段部の外周に回転可能に嵌合して前記シリンダの他
   端側に対向する容量制御プレートと、前記フロントサイ
   ドブロックおよびリアサイドブロックに両端軸が回転自
   在に支持され前記シリンダと同軸上に回転軸線を有する
   ようシリンダ内に収納されたロータと、このロータの半
   径方向に進退自在に支持され前記ベーン圧力室の圧力に
   よりロータの半径外方に付勢されて前記シリンダの内周
   と前記ロータの外周との間に圧縮作業室を画成する複数
   のベーンと、前記フロントサイドブロックの前記シリン
   ダと反対側に気体の吸入室を形成するフロントヘッドと
   を備え、前記容量制御プレートを回転させることにより
   前記圧縮作業室の容量を運転状態に応じて可変とした気
   体圧縮機において、前記円筒状段部に半径方向に通路を
   形成するとともに前記容量制御プレートの内周の一部に
   切り欠きを形成し、前記容量制御プレートが前記圧縮作
   業室の容量を減少させる方向に回転したときのみ前記通
   路と切り欠きが連通して前記ベーン圧力室と吸入室とを
   連通させるようにしたことを特徴とする気体圧縮機。