JPS58138288A - 回転圧縮機 - 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】 本発明は、回転圧縮機、特に、１動車用クーラシステム
の冷媒圧縮機として有用な可＊＊ｔｍの回転圧縮機に関
するものである。

自動車用クー２システムに用いられる冷媒圧縮用の回転
圧縮機は、一般Ｋｔ＆クラッチを介してエンノンのクラ
ンクデーりに連結される。この丸め、圧縮機は７００〜
６０００　ｒｐｍという広範囲の回転数域で使用される
。しかし、圧ｌｉＡ機の容量は主として低回転時に十分
な冷房能力を発揮するように設計される丸め、高回転時
又は低熱負荷時には冷房能力が過大にな９がちとなる。

このように、冷房能力が過大になると、圧縮機の吸入圧
力が低下する丸め、圧縮比が大となって圧縮機の効率が
低下し、ひいては自動車の燃費が悪くなるという問題が
生じる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされ丸もので、高回転時
、低熱負荷運転時及び起動時に圧縮機の吐出容量を低下
させることができ、且つ特別な制御装置を必豐とせず、
連続的に容量を変化させうる可変容量雛の回転圧縮機を
提供することを目的とする。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第４図は本発明の−＊ｍ例を示すものであ
る０図において、１は圧縮機本体で、該圧ｆＩｌ横本体
１はシリンダ状の内壁２ムを有する２イナ２を有してお
夛、腋うイナ２０前端面（第１図中左端１ｆｆｉ）には
７Ｗントナイドデレート３が配設され、ライナ２０後端
面にはリアサイドプレート４が配設され、７Ｗントナイ
ドデレート３の前端ＥｆｉＫはフロントハウジング、、
Ｓが配設され、フロントサイドプレート３の後端面には
、ライナ３及びリアサイドプレート３を覆うリアハウジ
ング６が配設されている。これらフロントハウジング５
゜フーントサイドプレート３．ライナ２．リアサイドプ
レート４及びリアハウジング５は図示しないがルトで一
体に固定されている。

ライナ２内にはロータ７が偏心状態で回転自在に設けら
れておシ、このロータ７に一体に結合され九回転軸８は
フロントサイドプレート３にベアリング９を介して支持
されている。回転ｓ８はフロントハウジング５の外部に
延びており、該回転軸８は図示しない電磁クラッチを介
してエンジンの駆動力を受けるようＫなっている。回転
軸８とフロントハウジング５との間には、外気との密封
を保つ九めの軸紺装置１０が配設されている。

第３図に示すように１０−タフにはその中心を貫通し且
つ半径方向に摺動可能な２つのベーン１１が設けられて
いる。ぺ一７１１の両端はロータ７の回転に伴って常時
２イナ２の内１ｍ２ＡＫ摺接するようＫなっており、ベ
ーン１１．ロータ７゜□ ライナ２及びナイドグレート３．４によってここでは４
つの作動Ｉｆ！１２が形成されている。各作動ｊ１１２
は一一夕７の回転に伴って移動しつつ容積変化を繰返す
ようになっている。

第２図に示すように１フ四ントハウジング５の前端面に
は円弧溝状の吸入１１１３が形成されてお夛、吸入ポー
ト１４からこの吸入１ｉ１１３内に吸入され九被圧縮流
体は、第２図及び第３図に示すように、フロントナイド
プレー）３に開口した吸込口Ｉｓから容積増加段階に入
−）九作動１ｉ１１２内に吸込まれるようＫなっている
。すなわち、作動室１２が吸込口１ｓｔ通過すみ間に作
動１１１２内に吸入圧の被圧縮流体が充填される。そし
て、作動室１２に吸込壇れえ被圧縮流体は作動ｉｉｉ［
１２０容積減少に伴りて圧縮され、作動ｍｌ！内の圧力
が吐出圧力に達し九とき、吐出口１６からりアハウノン
ダ６内の吐出室１７内に吐出される。１８は吐出弁、１
９は吐出弁１８０開弁量を規制する弁ストッＡ＃　２０
は外部への吐出４−トである。

フロントサイドプレート３にはシリンダ状の被圧縮流体
戻し通路（以下戻し通路という、）２１が設けられてい
る。戻し通路２１の一端は作動室１２に＠口してお１、
戻し通路２１の他端は吸入室１ＢＫ開口している。

２２は戻し通路２１を開閉する丸めＯ第１圧力応動弁で
、該第１圧力応動弁２１１は第４図にも示すように１吸
入１１１３の途中に設けられ丸ガイドスリーブ２３に摺
動可能に支持されており、ｊｌｌ圧力応動弁２２の先端
部は戻し通路２１に嵌合可能に形成されており、戻し通
路２１への鮒合によって戻し通路２１と吸入室１３との
連通を断つようＫなっている。

第１圧力応動弁２２はばね２４によって戻し通路２１を
開く方向に付勢されているが、第１圧力応勘弁２２の先
端面には作動室１２内の圧力が開弁方向に作用するので
、ばね２４を省略してもよい。

７曹ントハウジング６０後端面には第１圧力応勘弁２２
に対して戻し通路２１を閉じさせる方向にノ９イｉ’ｌ
ｙ）圧を作用させる丸めのノ量イロット圧供給通路８！
ｌが形成されている。第２図に示すように、このノ譬イ
四ット圧供給通路２５の一端２５Ａはガイドスリーブ２
３内の第１圧力応勘弁２２の背面＠に開口してお砂、ノ
臂イ曹、ト圧供給通路２５Ｃ）他端２５Ｂは吸入室１１
１に開口している。そして、ノ豐イー、ト圧供艙通路２
器の途中に中間圧１ｉ１２６が位置してお〉、該中間圧
１１２６と吸入１１１３との間のノ量イーット圧供給通
路２５の途中に％吸入室１３内の吸入圧変化に応じてノ
ｆイロ、ト圧供給通路２ｓを開閉する第２圧力応動弁２
７が設けられている。

この中間王室２６は回転−８とフロントハウジング５と
フロントナイドプレート３と馳−夕７と軸ＭＷＩ置１０
とによってａすれ九空間で、この中間圧室２６はロータ
７とフロントサイドプレート３との摺動做小−間を介し
て前記各作動＊１２に連通されている九め、圧縮機回転
時には中間圧室２６内は圧縮機の吐出圧と吸入圧との＃
１ぼ中間的な圧力となり、圧縮機停止時には中間圧室２
６内は吸入圧と同圧になる。このことは実験で確１１−
ｇれている。を九、第２圧力応動弁２７について詳しく
説明すると、第４図にも示すように１ノ臂イ四、ト圧供
給通路２５の途中と交叉し九デツンゾヤ１１２１１にプ
ランジャ２９が摺動可能に挿入されておｐ１プランジャ
２９の一端にはぺ關フラム３゜が取付けられている。フ
ロントハウジング５の前面に弁ハウシング８１が取付け
られており、骸弁ハウゾンダ３１とフロントハウジング
５との間に形成された空所がぺ闘フラム３０によって大
気開放［３２と吸入圧導入１３３とに画成されている。

大気開放室３２内にはベロフラム３ｏを吸入圧導入１１
３３＠に付勢するばね３４が配設されており、吸入圧導
入！３３は７０７トハウジング５に形成した連通孔２１
５（３１１２図参照）を介して常時吸入室１３と連通し
ている。し九がって、吸入室１３内の吸入圧による荷重
がばね３４の設定荷重よりも大きくなるとべ＋２７ラム
３０はばね３４に抗して大気開放１１３２儒に移動し、
これによってグランジャ２９％第１図中左方に移動して
弁ハウジング３１に尚接する。

ｗｉ２圧力応動弁２７のシランツヤ２９の連通路（ここ
では外周＃１Ｉ）２９ムは、！シンシャ２９がばね３４
で＃Ｉ６図中右方に押しやられているときに／４イロ、
ト圧供給通路２ｇを導通させるように位置決め形成され
ている。

次に１上記構成の回転圧縮機を自動車用クーラシステム
に適用し友場合の作動を説明する。この場合、回転軸８
は図示しない電磁クラッチを介してエンジンの回転駆動
力を受ける。を九、吸入ポート１４はクーラシステムの
冷媒蒸発器に接続され、吐出ポート２０はクーラシステ
ムの凝縮機に接続される。

ロータ７が第３図中反時計方向く回転すると、吸入圧の
冷媒が蒸発器側から吸入＄−）１４．吸入Ｍ１Ｂ及び吸
込口１５を通りて作動ｍｌ！内に吸込まれる。

容量調整を行なわない場合には、戻し通路２１は閉じて
いる丸め、圧縮機の吐出容量はベーン１１が第３図中破
線で示す位置オで移動したときに作動１！１２内に閉じ
込められた冷媒の量となシ、このと自作動１１１２の容
積は最大となっている。

一方、容量調整を行なりえ場合には、戻し通路２１は開
放され吸入１１１３と連通している。し九かって、この
場合の圧縮機の吐出容量は、作動室１２を画成する２つ
のベーン１１のうちの回転方向後方−のベーン１１が戻
し通路２１を通過し九直後の作動室容積（第３図中打点
を施こし死領域）となる・本実施例の場合、仁のときの
容積は最大容積の約ＳＯｓとなるように戻し通路２１の
位置及び大きさが設定されているが、容積減少率は５ｏ
１６以外の値であってもよい。

ぺ四７２ム３０の吸入圧導入ｉｉ匈端面に加わる圧力す
なわち吸入圧による荷重が、ばね３４の設定荷重よシも
小さいとＩＩ（例えば吸入圧が２ゆ／ａｓ”Ｇ以下のと
１１）は、シランツヤ２９はばね３４で第１図中右方に
押しやられているため、ノ９イロ、ト圧供給通路２５は
シランツヤ２９の連通路２９ムを介して吸入圧ｌｌｌ５
と連通している。このため、第１圧力応動弁２２の背面
に作用する圧力は吸入圧となり、第１圧力応動弁２２は
ばね２４及び作動室１２内の圧力にょシ第１図中左方に
押されて戻し通路２１を開放する。し九がって、圧ｆＩ
Ｉ１機は最大容積の約ｓｏｎ容積の運転を行なう。

一方、吸入室１３への吸入圧が高ｔｂ、第２圧力応動弁
２７のばね３４のばね荷重に打勝つと、グランツヤ２９
は第１図中左方に押しやられてるため、ノ臂イロット圧
供給通路２５はプランジャ２９によって１断される。こ
のため、中間圧室２６内は圧縮機の吐出圧と吸入圧との
中間圧となり、この中間圧がノ臂イー、ト圧供給通路２
ｓを経て第１圧力応動弁２２の背面に作用する。この九
め、第ｌ圧力応動弁２２はばね２４及び作動室１２の圧
力に抗して第１図中右方に移動し、戻し通Ｗ１１２１に
嵌合して戻し通路２１と吸入室１３との連通を断つ。し
九がって、圧縮機は最大容量１００１！の運転を行なう
働 このように％吸入圧が設定圧力（ここでは２時１０１Ｇ
　）よシ高いときには戻し通路２１が閉じて圧縮機が最
大容量の運転を行なう。

壕九、吸入圧力が設定圧力以下に下がると戻し通路２１
が開いて圧縮機は約５０９１容量の運転に移行する。

ここで、圧縮機の夷−の動きについて、第６図（ａ）　
＝　（ｂ）　−（ｃ）を参照して説明すると、例えば第
５図（＆）のように１熱負荷が時間とともに減少すると
、容量調整を行なわない圧縮機の場合には第５図（ｂ）
中において破線で示す如く吸入圧は熱負荷の減少に従っ
て低下する。しかしながら、本発明による可変容量型圧
縮機の場合、吸入圧力が低下したときには圧縮機の吐出
容量が減少し、これによって吸入圧力の回復が図られる
ため、容量調整できる範囲では第５図伽）中において実
線で示す如く吸入圧力をはぼ一定とすることができる。

すなわち、圧縮機のみかけ上の吐出容量を′ｌＩ４５図
（ｃ）に示す如く１００−から５０−まで連続的に変化
させて吸入圧を一定に保つようＫなっている。

このことは、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　
、　（ｄ）に示すように、戻し通路２１の開閉のデユー
ティ比が連続的に変化することによって達成されゐ、す
なわち、クーラシステムの熱負荷が高く、吸入圧力が設
定圧力よ）高い状態（第５図（ａ）のＡ点以前）のとき
は、圧縮機は第６図（ａ）Ｋ示す如く常時１００％容２
量運転を行なっているが、その後熱負荷が下が如、吸入
圧力が設定圧力以下となれば（第５図（ｅ）のＢ点付近
）、戻し通路２１が開いて圧縮機は約５０優容量運転に
なる。ただ、この状態では、５０’ｊ容量となれば直ち
に吸入圧力が設定圧力以上に回復して再び戻し通路２１
を閉じる丸め、全体としては第６図６）に示す如く吐出
容量１００慢の状態の方が多く、この丸め圧縮機のみか
け上の吐出容量はさほど低下しない。

その後、更に熱負荷が下がると（第５図（ｏ）の０点付
近）、５０慢容量運転に入り死後に吸入圧力が設定圧力
以上の圧力に回復するまでの時間が第６図（ｃ）に示す
如く長くなシ、この友め、圧縮機のみかけ上の吐出容量
は漸減する。そして、吸入圧力がｔ＃ＩＪ５図（ｅ）の
Ｄ点付近まで低下し九ときは圧縮機は常時５０−容量運
転を行なう、更に１熱負荷が看しく小さく、５０−容量
運転にもかかわらず吸入圧力が低下すゐ場合には、電磁
クラ、チを切って圧Ｍ機の運転を中止する。圧縮機の運
転を止めると吸入圧は上昇し、従って次に圧縮機を再起
動させるときには第１圧力応動弁２２の背面には中間圧
力が加わることになるが、中間圧は圧縮機停止後短時間
で吸入圧と同化する丸め、このように中間圧が加わった
としても＃１１圧力応動弁２２ま九、戻し通路２１の開
閉のデユーティ比は熱負荷の変動だけでなくエンジン回
転数の変動につれても自動的に変化してゆく。この場合
、吸入圧力の安定は戻し通路２１の応答性の早さくかか
わってくるが本発明では第１圧力応動弁２２の背面に吸
入圧、中間圧を選択的に作用させるため応答性がよく、
常に変動に追従している０本発明者等の実験によれば、
圧縮機のみかけ上の谷１調！Ｉ範囲（第５図（ｃ）のム
〜Ｄ）では毎秒１回以上のかなりの頻度で戻し通路２１
が開閉されることが確かめられた。友だ、本発明では上
記の如く第１圧力応動弁２２の背面には中間圧がかかり
、吐出圧のような過大な圧力が加わることがないので、
第１圧力応動弁２２が戻し通路２１の開閉を繰り返して
も、第１圧力応動弁２２やサイドプレート３を損傷させ
ることはない。

まえ、圧縮機の運転を停止させると、圧縮機の吸入圧は
高まるため、プランシャ２９は第１図中左方に押しやら
れてノｆイロ、ト圧供給通路２６を開くが、中間圧！２
６及びノ譬イロット圧供給通路２５内の圧力は吸入備へ
の洩れによって吸入圧と等しい圧力まで低下するため、
第１圧力応動弁２２は戻し通路２１から離間して戻し通
路２１を開放する。し九がって、その後圧縮機を起動さ
せる１ｌｌＫは戻し通路２１は開いてお）、圧縮機は第
５図（ｅ）の如く約５０ｖＩ容量状態で起動することと
なるため、電磁クラッチの起動負荷を軽減させることが
できるようＫなる。

以上実施例に一’）＠説明し九が、本発明は上記実施例
のみに限定されるものではなく、例えば、第１圧力応勘
弁を戻し通路と交叉する方向に移動可能に設けるように
してもよい。この場合、作動室内の圧力は第１圧力応動
弁に対し開弁方向に作用しなくなるため、ばねで開弁方
向に付勢するようＫすればよい、まえ、ΔイＩ”ｙ）圧
供給通路に／１態様であってもよい。

以上のように、本発明は回転圧縮機の吸入圧の変化に応
じて回転圧縮機の吐出容量を変化させるようにしたから
、従来に比べて吐出量調整のための回転圧縮機の運転・
停止回数を大幅に減少させることができるようになる。

シ九がって、回転圧縮機を自動車用ターラシステムに適
用し九場合に、回転圧縮機とエンジン出力側とを連結す
る電磁クラッチのオン・オフ回数を大幅に減少させるこ
とがで龜るようＫなり、自動車の運転フィーリング及び
冷房フィーリングを向上させる仁とができるようになる
。

しか４、起動時における圧縮機容量を少なくすることが
できる丸め、起動負荷を軽減できることとなり、電磁ク
ラッチを小型化できることとなる。

を九、電磁クラッチのオン・オフ回数が減少するため、
電磁り２ツチの耐久性が向上する。

更に、本発ｖ４によれば、圧力応動弁以外の例えば電磁
弁を用いることなく、連続的で応答性のよい容量変化を
行なわせることができるから、構造が簡単で部品点数も
少なくなり、安＠に提供できることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すもので、第２図の１−１
ｍに沿った断面図、第２図は第１図の川−Ｉ婦に沿った
断面図、＃１３図は第１図の曹−門−に沿り死所面図、
第４図は第１圧力応動弁及び第２圧力応勘弁近傍の拡大
断面図。 第５図ｔａ）　、　（ｂ）　、（ｅ）及び第６図（ａ）
　−（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）はそれぞれ本発明
の作動説明図。 １・・・圧縮機本体、７・・・ロータ、１２・・・作動
室、１３・・・吸入室、１７・・・吐出室、２１・・・
被圧縮流体戻し通路、２２・・・第１圧力応動弁、２５
−−−−々イロ、ト圧供給通路、２６・・・中間圧室、
２７・・・第２圧力応動弁。 第４図 １３ 第５１図（Ｑ） 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機本体内に、ロータの回転に伴って移動しつつ
   容積変化を繰返す作動室と、容積増加段階に入り九作動
   ｍＫ連通される吸入室と、容積最小段階に違し九作動富
   に連通される吐出室とが形成され九回転圧縮機において
   、 前記圧縮機本体に１容積減少段階に入りた作動室及び前
   記吸入室間を連通させる被圧縮流体戻し通路と、鎖被圧
   縮流体戻し通路を開閉する第１圧力応勘弁と、咳第１圧
   力応動弁に対し被圧縮流体戻し通路を閉じさせる方向１
   （）ｆイロｔト圧を作用させるためのノ譬イＯｙト圧供
   給通路とがそれぞれ設けられ、 １１、−ｆイロ、ト圧供給通路途中に、前記吸入室内の
   歇入圧変化に応じて誼ノ臂イロット圧供給通路を開閉す
   −る第２圧力応動弁が設けられ、前記ノ４イロット圧供
   給通路唸微小な隙間を介して圧縮機の前記作動室に連通
   され、これによｐｌｏ−一回転時には該ノ４イロ、ト圧
   供給通路内は吐出圧と吸入圧との中間圧になり、−一タ
   停止時には吸入圧と同圧になることを特徴とする回転圧
   縮機０