JPS6321386A - 可変容量回転圧縮機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転圧縮機に関し、例えば自動車用空調装置
の冷媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来技術およびその問題点〕

従来、内部に楕円形状の空間を存するシリンダと、この
シリンダ内に回転自在に配設されたロータと、このロー
タに摺動自在に配設されたベーンとにより、圧縮室を形
成する回転型圧縮機は、知られている（例えば、特開昭
５７−１５７９８２号公報、特開昭６０−１９２２９７
号公報）。

また、この種の圧縮機に可変容量手段を備えることも従
来から提案されている。可変容量手段として、例えば吸
入口の開口面積を絞る、いわゆる吸入ガス絞り方式が知
られている。これは、第８図に示すように、吸入室と、
圧縮室とを連通ずる吸入口１２を、スプール弁２１の変
位に応じ制御するというものである。

しかしながら、第８図より明らかなように、この種の圧
縮機では、圧縮室１０が複数形成されているため、した
がって、吸入口１２も複数ある。

そのため、各吸入口で、絞り作動を行うようにするため
には、複数のスプール弁２１が必要となる。

可変容量手段の他の方法として、例えば第９図に示すよ
うにバイパスポートを設ける方法がある。

このバイパスポート１３は、圧縮室１０の圧縮途中の部
位と吸入室とを連通し、−旦圧縮された冷媒を吸入室側
に戻すものである。そして、このバイパスポート１３の
開口をスプール弁２１によって制御することにより、圧
縮室の吐出容量を可変するものである。

しかしながら、前述したのと同様の問題により、この種
の圧縮機では、バイパスポート１３の開閉を制御するた
めには、スプール弁２１が複数いることになる。

特に、この種の圧縮機では、複数の圧縮室がシャフト１
８を挟んで点対称となる位置に形成されているため、吸
入口１２およびバイパスポート１３もそれぞれ点対称と
なる位置に形成されなければならない。したがって、各
吸入口１２およびバイパスポート１３は、シャフト１８
によって分割されることとなり、１つのスプール弁２１
により同時に両方を可変制御することは不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記点に鑑みて案出されたもので、１つのス
プール弁により複数の圧縮室の容量を可変制御できるよ
うにすることを目的とする。

〔構成および作動〕

上記目的を達成するために、本願発明では、複数の圧縮
室のうち、一方の圧縮室は吸入口の開口面積を可変制御
することにより、容量制御を行うようにし、他方の圧縮
室はバイパスポートの開閉を制御することにより、容量
制御するという構成を採用する。このような構成とする
ことにより、制御対象となるべきバイパスポートの位置
および吸入口の位置が、シャフトを介し、点対称の位置
とはならなくなる。本発明は、この点に着目して案出さ
れたもので、１つのスプール弁により吸入口の絞り制御
と、バイパスポートの開閉制御の両方を同時に行うよう
にするものである。

すなわち、１つのスプール弁の変位に伴い、−方の圧縮
室においては、吸入口の開口面積が可変され、吸入口開
口面積の減少に伴い、圧縮室に吸入される冷媒流量が減
少する。その結果、一方の圧縮室側での吐出容量は減少
する。同時に、他方の圧縮室側では、バイパスポートが
開口する。このように、バイパスポートが開口されれば
、パイパスポートを介し、−旦圧縮された冷媒ガスが再
び吸入室側に逃がされることとなり、この結果、他方の
圧縮室側においても吐出容量が減少する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図中１０７は、鋳鉄もしくはアルミニウム合金製の
シリンダで、このシリンダの内部には、第２図に示すよ
うに楕円形状の空間が形成されている。この空間内には
、同じく鋳鉄材料もしくはアルミニウム合金製のロータ
１０８が回転自在に配設されている。ロータは、その中
心部がシャフト１１８に連結しており、シャフト１１８
と一体に回転するものである。また、ロータ１０８には
、周方向に等間隔離れて、４箇所にベーン溝１３０が形
成されており、各ベーン溝１３０内には、ベーン１０９
が摺動自在に配設されている。シリンダ１０７の両側に
は、サイドプレート１０１および１１７が配設されてい
る。そして、前述のシャフト１１８は、その後端がリア
サイドプレート１１７によって回転自在に支持されてい
る。また、シャフト１１８は、フロントサイドプレート
１０１に配設されたヘアリング１２０によっても回転自
在に配設されている。

フロントサイドプレート１０１には、シリンダ１０７と
反対側の部位にフロントハウジング１１１が配設されて
いる。このフロントハウジングには、図示しない吸入サ
ービスバルブが形成されており、冷凍サイクルの蒸発器
側からの低温低圧の冷媒がフロントハウジング１１１内
の吸入室１１３に吸入されるようになっている。

また、フロントハウジング１１１にはシャフトシール１
１９が配設されており、このシャフトシール１１９によ
り、シャフト１１８に沿って冷媒および潤滑オイルが外
部に流れ出るのは防止される。さらにフロントハウジン
グ１１１の中央部にはハブ部１３１が形成されており、
このハブ部に図示しない電磁クラッチが配設される。そ
して、図示しない電磁クラッチを介し、自動車走行用の
回転力がシャフト１１８に伝達されるようになっている
。

リアサイドプレート１１７の外方には、カバー１１０が
配設されており、カバー１１０とリアサイドプレー１−
１１７との間に、オイル分離室１１４が形成される。こ
のオイル分離室１１４は、吐出室１１５より吐出された
冷媒を導入し、冷媒中により潤滑オイルを分離するもの
である。分離された潤滑オイルは、このオイル分離室１
１４の下方部に溜められ、圧縮機の摺動部および回転部
に供給される。

吐出室１１５は、カバー１１０の側方に形成されており
、シリンダ１０７内部に形成された圧縮室１００と、吐
出口を介し連通している。吐出口の吐出室１１５例の部
位には図示しない吐出弁が配設されている。

吐出室１１５とオイル分離室１１４との間は、吐出通路
１４５により連通している。カバーには、図示しない吐
出サービスバルブが形成されており、この吐出サービス
バルブを介し、オイル分離室１１４内の高温高圧の冷媒
は冷凍サイクルの図示しく８） ないコンデンサ側に吐出される。

上述のカバー１１０、リアハウジング１１７、シリンダ
１０７、フロントサイドプレート１０１、およびフロン
トハウジング１１１は、単にスルーボルト１１６により
一体的に連結されている。なお、スルーボルト１１６は
、第２図に示すように６箇所において配設されている。

第２図に示すように、フロントサイドプレート１０１に
は、吸入口１１２が形成されている。この吸入口１１２
は、一端がフロントハウジング１１１内の吸入室に開口
し、他端が圧縮室１００のうち、吸入開始部に連通して
いる。したがって、吸入室１１３内の冷媒は、この吸入
口１１２を介し、圧縮室１００に吸入されることとなる
。

また、フロントサイドプレート１０１には、複数のバイ
パスポート２１３および２１４が開口している。このバ
イパスポート２１３．２１４は、その一端が吸入室１１
３に開口し、また、他端は圧縮室１００のうち、圧縮工
程部位に開口している。本例では、圧縮室１００は２箇
所に形成されているが、このバイパスポート２１３，２
１４は一方側の圧縮室１００のみに開口している。

フロントサイドプレート１０１には、一方の圧縮室１０
０の吸入口１１２と、他方の圧縮室１００のバイパスポ
ートとを結ぶ軸線上に、スプール弁２０３が配設されて
いる。すなわち、フロントサイドプレート１０１には、
スプール弁を摺動自在に収納するシリンダ部２３７が形
成されており、このシリンダ部２３７内にスプール弁２
０３が摺動自在に配設されている。

スプール弁２０３の一端側部には、圧力室２０１が形成
される。一方、スプール弁２０３の他端側は、バイパス
ポート２１３．２１４が開口し、吸入室１１３内の吸入
圧が導かれる。

圧力室２０１には、導圧通路を介して、吸入圧よりは高
圧の信号圧力が伝達される。導圧通路は、スプール弁２
０３の中心部に形成された通路２０４と、スプール弁の
周面に形成された導圧溝２０５、および第４図に示すよ
うに、フロントサイ１“プレート１０１に形成された導
圧孔２１１、さらに、ガスケア）１１４内に形成された
導圧通路２２５よりなる。そして、この導圧通路２０４
，２０５．２１１，２２５を介して導入される信号圧力
は、制御バルブ１０６によって制御される。制御バルブ
１０６は、カバー１１０内に保持されており、圧縮室で
圧縮された高圧側の圧力と、吸入室側の低圧圧力とを混
合することにより、信号圧力を調合するものである。し
たがって、制御バルブ１０６を介し、高圧の信号圧力が
圧力室２０１に導かれた時には、この圧力室内の圧力と
、吸入圧室２２９内の圧力との差に基づき、スプール弁
２０３は第２図中下方向へ変位することとなる。

次に、この可変容量手段について説明する。

ロータ１０Ｂの回転に伴い、圧縮室１００は、その容積
の増減を繰り返す。容積が増大する部位においては、吸
入口１１２より冷媒ガスを吸入する。そして、圧縮室１
００の容積減少とともに冷媒ガスを圧縮し、所定値以上
圧縮されたら吐出口より吐出室１１５側に吐出する。

吸入口１１２が絞られると、圧縮室１００に供給される
冷媒ガスの流量が減少することとなる。

この吸入冷媒ガスの減少に伴い、圧縮室より吐出される
吐出冷媒ガスの流量も減少することになる。

第５図の状態では、スプール弁２０３は、吸入口１１２
を実質的に絞らない状態となっている。

したがって、吸入室１１３より冷媒ガスは吸入口１１２
を介し、流通抵抗を受けることなく、圧縮室１００に吸
入される。この状態は、第５図に示すように、スプール
２０３が最も図中下方に変位した状態である。すなわち
、圧力室２０１内に供給される信号圧力が高い状態とな
っている。次に圧力室２０１に供給される信号圧力が低
下すれば、その信号圧力の低下に伴い、圧力室２０１と
吸入圧室２２９との間の差圧が減少する。その結果、ス
プリング２０８の勢力により、スプール弁２０３は、上
方に変位する。

その結果、第６図に示すようにスプール弁２０３により
吸入口１１２が絞られることとなる。このように、吸入
口１１２が絞られると、冷媒ガスが圧縮室１００内に良
好に流入することがなくなる。その結果、圧縮室１００
内に吸入される冷媒の流量重量は減少する。

圧力室２０１に供給される信号圧力がさらに減少すれば
、圧力室２０１と吸入圧室２２９との差圧はさらに小さ
くなり、スプリング２０８の付勢力が、その差圧に打ち
勝つこととなる。その結果、スプール弁２０３は、図中
量も上方に変位し、第７図図示状態となる。このような
状態では、吸入口１１２は完全に閉じられ、冷媒ガスは
圧縮室１００には吸入されないこととなる。したがって
、圧縮室１００は冷媒を受けることなく回転することと
なり、実質的に吐出流量はＯとなる。

このスプール弁２０３の変位は第５．６．７図より明ら
かなように、同時にバイパスポート２１３．２１４の開
閉も制御することとなる。第５図の状態では、スプール
弁２０３が最も下方に変位しているため、両方のバイパ
スポート２１３および２１４を閉じている。

したがって、第５図図示状態では、吸入口１１２より圧
縮室１００に供給された冷媒は、そのまま全量が圧縮さ
れ、その後吐出室に吐出されることになる。すなわちこ
の状態では、１００％の容量で圧縮室１００は圧縮を行
う。

第６図図示の状態のように、スプール弁２０３が上方に
変位すれば、一方のバイパスポート２１４を開くことに
なる。このように、バイパスポート２１４が開かれると
、一端圧槽室で圧縮された冷媒は、このバイパスポート
２１４を介して吸入室１１３側に戻されることとなる。

換言すれば、圧縮室１００は、ベーン１０９がバイパス
ポート２１４を通過しなければ実質的な圧縮は行われな
いこととなる。したがって、圧縮室１００の容積も、バ
イパスポート２１４通過後の容積となり、その容積は減
少する。

第７図に示すように、スプール弁２０３が最も上方に変
位した状態では、両方のバイパスポート２１３．２１４
が開口していることとなる。そのため、この状態では、
回転方向後側のバイパスポー）２１３を通過するまで、
冷媒の圧縮が行われないこととなる。その結果、圧縮室
１００の吐出容量は大幅に減少する。

以上の説明により明らかなように、スプール弁２０３の
変位に伴い、一方側の圧縮室１００側の吸入口１１２が
絞られ、その結果、スプール弁２０３の変位に応じて圧
縮室１００の吐出容量が減少する。同時に他方側の圧縮
室１００においても、スプール弁２０３の変位に応じ、
バイパスポートが開閉され、この開閉に伴い、他方側の
圧縮室からの吐出容量も減少する。したがって、−本の
スプール弁２０３であっても、両方の圧縮室１００の吐
出容量を同時に制御することができる。

もっとも、スプール弁２０３の制御は必ずしも同時に行
われなければならないものではない。例えば、まず吸入
絞りを行い、次いでバイパスポートの開閉制御を行うよ
うにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明圧縮機では、１つのスプー
ル弁により複数の圧縮室の吐出容量を同時に制御するこ
とができる。したがって、本発明によれば、構造を複雑
とすることなく、良好に圧縮室の吐出容量制御が可能で
ある。

【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図のｎ−ｎ矢視断面図、第３図は第１図のｔｕ−
ｍ矢視断面図、第４図は第３図の■−■矢視断面図、第
５図、第６図および第７図は、第１図図示圧縮機の作動
説明に供する断面図、第８図および第９図は、それぞれ
従来より知られていた圧縮機の可変容量手段を示した断
面図である。 １００・・・圧縮室、１０１・・・フロントサイドプレ
ート、１０７・・・シリンダ、１０８・・・ロータ、１
０９・・・ベーン、１１２・・・吸入０．１１３・・・
吸入室。 ２０１・・・圧力室、２０３・・・スプール弁、２１３
゜２１４・・・バイパスポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　楕円形状内部空間を有するシリンダと、 このシリンダ内に回転自在に配設されたロータと、 このロータに形成されたベーン溝内を摺動自在に配設さ
   れたベーンと、 前記シリンダ内面、ロータ外面およびベーンにより区画
   形成された圧縮室と、 前記シリンダの端面に配設されたサイドプレートと、 このサイドプレートを挟んで前記シリンダと反対側に配
   設され、内部に吸入室を形成するハウジングと、 前記サイドプレートに形成され、前記吸入室と、前記圧
   縮室のうち吸入工程部位とを連通する吸入口と、 前記サイドプレートに形成され、前記吸入室と前記圧縮
   室のうち圧縮工程部位とを連通するバイパスポートと、 前記サイドプレート内に摺動自在に配設され、前記吸入
   口の開口面積 を可変制御し、かつ前記バイパスポートの開閉を制御す
   るスプール弁とを備えることを特徴とする可変容量回転
   圧縮機。