JPH05157050A - 冷凍空調用開放型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランクシャフトの一端がクランクケースを
貫通し、同貫通部がメカニカルシールによりシールさ
れ、前記クランクケース内へもれるブローバイガスを吸
入キャビティに戻すブローバイガス戻し通路を備え、か
つ前記ブローバイガス戻し通路に設けられ戻りガスの流
量を制御してクランクケース内圧力を大気圧より高く維
持する制御弁を備えた冷凍空調用開放型圧縮機におい
て、ベローズ内へ大気を導入することを廃し、車両排ガ
スによるベローズの腐食を防止する。 【構成】 制御弁を構成する圧力検出機構として内部を
密閉したベローズを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍空調装置等に用い
られる開放型圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の車両用冷凍空調装置の冷媒
回路図である。図において、３０１は車両の走行エンジ
ンによりベルト（図示せず）を介して駆動されるコンプ
レッサを示し、３０２はコンデンサ、３０３はレシー
バ、３０４は膨張弁、３０５はエバポレータをそれぞれ
示す。なお、図中の矢印は冷媒の流れ方向を示してい
る。

【０００３】図３は上記コンプレッサ３０１の縦断面図
である。同コンプレッサは、開放型コンプレッサであ
り、図に示すようにクランクシャフト４０１の一端がク
ランクケース４０２の外部に露出しており、冷媒のシー
ル（気密保持）はメカニカルシール４０３によって行な
われている。

【０００４】上記従来の冷凍空調用開放型圧縮機ではメ
カニカルシール４０３の構造は図３に示すように、摺動
リングにバネ力を与えている構造であるが、クランクケ
ース４０２内冷媒圧力が大気圧よりも高いことを前提と
した構成となっているため、クランクケース４０２内冷
媒圧力が大気圧よりも低い条件では、空気がメカニカル
シール４０３の摺動面から冷媒系統内へ混入し、摺動面
の油切れをおこし、メカニカルシール４０３の潤滑不良
を生じるという不具合があった。

【０００５】コンプレッサ３０１のクランクケース４０
２内圧力はイコライザホール４０４で吸入キャビティ４
０５と連通しているため吸入圧力とほぼ等しく、吸入圧
力はエバポレータ３０５の熱負荷とコンプレッサ３０１
の回転数との関係で概略決定される。エバポレータ３０
５の熱負荷が小さい程、コンプレッサ３０１の回転数が
高い程吸入圧力は低い。一方、コンプレッサ３０１の回
転数は走行エンジンの回転数により決定されるため、エ
バポレータ３０５の熱負荷とは無関係である。

【０００６】このような条件にあるため、外気温度が低
く、走行エンジンの回転数が高い場合には、コンプレッ
サ３０１の吸入圧力（クランクケース内冷媒圧力）は大
気圧よりも低くなるため前記の不具合（即ちメカニカル
シールの気密性能低下）が生じる。また、エバポレータ
３０５が負圧となる低温の装置には本質的に使用不能と
いう不具合も生じる。

【０００７】クランクシャフトの一端がクランクケース
を貫通し、同貫通部をメカニカルシールによりシールす
ると共に前記クランクケース内へもれるブローバイガス
を吸入キャビティに戻すブローバイガス戻し通路を備え
た冷凍空調用開放型圧縮機に関する前記不具合の解決策
として、本出願人は、さきに、平成１年実用新案登録願
第124579号によって、前記ブローバイガス戻し通路に設
けられ戻りガス流量を制御してクランクケース内圧力を
大気圧よりも高く維持する制御弁を具備したことを特徴
とする冷凍空調用開放型圧縮機を提案した。

【０００８】図４はその提案によるコンプレッサ１００
の部分縦断面図である。なお、従来例（図３）と同一ま
たは同等の機能を有する構成部品には同一の符号を付
し、説明を省略する。図４において、イコライザホール
４０４の流路の途中に制御弁１１０が設けられている。
制御弁１１０はケース１０１、スプリング１０２、ベロ
ーズ１０３、ボール１０４により構成され、ケース１０
１とベローズ１０３とにより仕切られた空間である室１
Ａと、ベローズの内部空間１Ｂを有し、ボール１０４が
ベローズ１０３に押されて当接するイコライザホール４
０４の流路壁の一部１Ｃが弁シートとなり、ボール１０
４と共に弁機構を成している。なお、ボール１０４とベ
ローズ１０３は一体化されている。室１Ａにはクランク
ケース４０２内圧力が加えられており、内部空間１Ｂに
は孔１０５により大気圧が導入されている。

【０００９】上記装置において、ボール１０４と弁シー
ト１Ｃとの距離すなわち弁開度は、図５に示すように、
クランクケース４０２内圧力と大気圧の差によりベロー
ズ１０３に働く力とスプリング１０２の反力とで決定さ
れる。いま、弁が開き始める（ボール１０４が弁シート
Ｃより離れ始める）圧力を、大気圧をわずかに越えた圧
力Ｐに設定すれば、クランクケース４０２内圧力は、前
記圧力Ｐを設定値として比例制御される。コンプレッサ
１００の運転中は吸入キャビティ４０５の圧力が負圧の
時、シリンダ室へ一時的逆流はあるものの圧縮工程での
もれにより、クランクケース４０２内へは常時ブローバ
イガスが供給されている。このようにしてクランクケー
ス４０２内圧力は常に正圧即ち大気圧を越える圧力に保
たれる。

【００１０】以上の通り、本提案によればクランクケー
ス４０２内が大気圧より常に高い圧力に保たれるので、
外気の侵入する懸念がなく、メカニカルシール４０３よ
り大気中の空気がクランクケース４０２内に侵入して摺
動面の油切れを生じさせたり、メカニカルシール４０３
を潤滑不良にしたりする不具合が解消するという利点が
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記提案に係る従来の
制御には、次の課題があった。すなわち、この制御弁は
図４に示したように、圧力検出機構であるベローズ１０
３の外部にクランクケース４０２内冷媒の圧力を加え、
内部に大気圧が導入されているコンプレッサ１００は、
前記のように、エンジンに装着されている。このため周
囲環境が悪く、車両の排気ガスにさらされることがあ
り、さらに、コンプレッサ１００がその吸入冷媒により
冷却され、結露する条件下では、ベローズ１０３の内部
は強い酸性となる場合がある。この結果ベローズ１０３
は腐食し、割れを生じることがある。

【００１２】本発明は上記欠点を解消し、制御弁のベロ
ーズ内に車両の排ガスが入らないようにして、その腐食
を防止しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、 （１）クランクシャフトの一端がクランクケースを貫通
し、同貫通部がメカニカルシールによりシールされ、前
記クランクケース内へもれるブローバイガスを吸入キャ
ビティに戻すブローバイガス戻し通路を備え、かつ前記
ブローバイガス戻し通路に設けられ戻りガスの流量を制
御してクランクケース内圧力を大気圧より高く維持する
制御弁を備えた冷凍空調用開放型圧縮機において、制御
弁を構成する圧力検出機構として内部を密閉したベロー
ズを用いたことを特徴とする冷凍空調用開放型圧縮機に
関するものである。

【００１４】（２）前項（１）に記載の冷凍空調用開放
型圧縮機において、制御弁のベローズの内部に大気圧よ
りも高い圧力の空気またはガス体を封入し、同ベローズ
に伸びを与えた状態で使用することを特徴とする冷凍空
調用開放型圧縮機に関するものである。

【００１５】

【作用】（１）ベローズ内に大気を導入することを止
め、密閉化し、ベローズを大気にさらされないようにし
たので、大気に混入している車両排ガス等による腐食は
根本から防止できる。また圧力制御機能は従来の大気圧
と冷媒圧力との差圧による動作を、ベローズ内部圧力と
冷媒圧力との差圧に置換えたものであり、同等の動作機
能が得られる。

【００１６】（２）ベローズ内に大気圧より高い圧力の
空気またはガス体を封入してある場合は、ベローズが破
壊した時には弁は開状態となるので、その時はブローバ
イガスが排出され、クランクケース内圧力の異常上昇を
防ぐことができる。すなわちこの場合はフェールセーフ
機構として作用する。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の第１実施例における制御弁１
０の断面図である。図において、従来と同一又は同等な
機能の部材には、従来例と同じ符号を付してある。本実
施例においては、ベローズ１の内部空間３は、真空もし
くは乾燥空気、窒素ガスを封入し、密閉されており、プ
レート２によりコンプレッサのケース１０１にＯリング
４により気密的に取付けられている。すなわち、プレー
ト２に相当する位置に、ベローズ内部空間を大気と連通
させるために、従来設けられていた孔（図４の符号１０
５）は本実施例においては設けられていない。制御弁の
ベローズ部以外は、従来と同等であるため、説明を省略
する。

【００１８】制御弁１０の制御特性は、従来とほぼ同様
である。内部が真空の場合は、本制御弁１０は、絶対圧
力で制御を行い、乾燥空気、窒素を封した場合は、内部
空間３の温度により制御圧力が若干変動する。しかし、
クランクケース４０２圧力を正圧に保つことにおいては
変りはない。以上のごとく、本実施例においては、従来
と同等の制御特性を有したうえでベローズの腐食を根本
から防止できるという効果がある。

【００１９】次に本発明の第２実施例における制御弁に
ついて述べる。この制御弁の構造は第１実施例のもの
（図１）と同一であるから図示は省略する。第１実施例
の制御弁と異る点はベローズの内部空間３に大気圧より
高い圧力の空気またはガスが封入されていることであ
り、それ以外は第１実施例と同じである。

【００２０】第１実施例の制御弁は、ベローズ１の外部
にクランクケース４０２内の冷媒圧力を加え、ベローズ
内部空間３は真空または大気圧のガスが封入されてい
る。このため、ベローズ１は圧縮された状態で使用され
ている。したがって、製造上の不良やベローズの疲労等
による破壊が生じた場合には、ベローズは自由長まで伸
び、弁は全閉状態となってしまう。この結果ブローバイ
ガスを排出することができず、クランクケース４０２内
の圧力が上昇し、前記メカニカルシール４０３の摺動面
圧が大きくなりすぎ、損傷を起したり、クランクケース
４０２自体の破壊の恐れがある。

【００２１】この第２実施例の制御弁においては、ベロ
ーズ１は大気圧中では、ベローズ自体とスプリング１０
２のバネ力とのバランスによって伸びた状態となってい
る。圧縮機内部に組込まれた場合は、ベローズ１の外部
はクランクケース圧力を受け、クランクケース圧力があ
らかじめ設定された圧力よりも低い場合は閉弁し、高く
なれば開弁する。この機能は第１実施例と同様である。
本実施例の制御弁では、ベローズ１が破壊した場合は、
ベローズの内部と外部とが同じ圧力となるため、ベロー
ズは自由長となる。すなわち縮む。この結果開弁状態と
なり、ブローバイガスを排出し、クランクケース圧力の
異常上昇は起きない。本実施例が、従来技術と同等の制
御特性を有したうえでベローズの腐食を根本から防止で
きるという効果は第１実施例と同じである。

【００２２】

【発明の効果】本発明の冷凍空調用開放型圧縮機におい
ては、制御弁を構成する圧力検出機構として内部を密閉
したベローズを用いてあるので、ベローズ内部が車両の
排ガスにさらされることがなく、したがってその腐食を
防止することができる。

【００２３】制御弁のベローズの内部に大気圧よりも高
い圧力の空気またはガス体を封入した場合は、ベローズ
が破損した時にクランクケース内圧力の異常上昇を防ぐ
フエールセーフの効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例および第２実施例に係る制
御弁の断面図。

【図２】従来の車両用冷凍空調装置の冷媒回路図。

【図３】従来のコンプレッサの断面図。

【図４】本出願人がさきに提案した制御弁を備えたコン
プレッサの断面図。

【図５】上記提案の制御弁の制御特性図。

【符号の説明】

１ ベローズ １Ａ 室 １Ｂ 内部空間 １Ｃ 弁シート ２ プレート ３ 内部空間 ４ Ｏリング １０ 制御弁 １０１ ケース １０２ スプリング １０３ ベローズ １０４ ボール １０５ 孔 １００ コンプレッサ １１０ 制御弁 ３０１ コンプレッサ ３０２ コンデンサ ３０３ レシーバ ３０４ 膨張弁 ３０５ エバポレータ ４０１ クランクシャフト ４０２ クランクケース ４０３ メカニカルシール ４０４ イコライザホール ４０５ 吸入キャビティ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトの一端がクランクケー
   スを貫通し、同貫通部がメカニカルシールによりシール
   され、前記クランクケース内へもれるブローバイガスを
   吸入キャビティに戻すブローバイガス戻し通路を備え、
   かつ前記ブローバイガス戻し通路に設けられ戻りガスの
   流量を制御してクランクケース内圧力を大気圧より高く
   維持する制御弁を備えた冷凍空調用開放型圧縮機におい
   て、制御弁を構成する圧力検出機構として内部を密閉し
   たベローズを用いたことを特徴とする冷凍空調用開放型
   圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の冷凍空調用開放型圧縮
   機において、制御弁のベローズの内部に大気圧よりも高
   い圧力の空気またはガス体を封入し、同ベローズに伸び
   を与えた状態で使用することを特徴とする冷凍空調用開
   放型圧縮機。