JPH0152596B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は車室内における冷房負荷の変化にとも
ない圧縮容量を自動的に制御することの出来る圧
縮容量可変型の圧縮機、更に具体的には吸入室内
若しくは圧縮室内の吸入行程における圧力（吸入
行程圧力P_L）と、圧縮室内の圧縮行程における
圧力（圧縮行程圧力P_H）との間に生ずる差圧の
変化を利用して制御弁を自動開閉可能に設け、同
制御弁の自動開閉を介して低冷房負荷時において
圧縮室内の圧縮途中にある冷媒ガスの一部を吸入
室側に逃すことによつて圧縮室におけるその圧縮
容量を自動的に調整することが出来る様に設けら
れる容量可変型圧縮機のその制御弁機構の改良に
関するものである。

従来技術 従来車室内における冷房負荷の変化にともない
圧縮容量を自動的に制御するようにした容量可変
型の圧縮機としては吸入室内の圧力と圧縮室内の
圧力間に生ずる差圧の変化を利用する方法、即ち
吸入行程圧力P_Lと圧縮行程圧力P_Hとの間に生ず
る差圧の変化を比較した場合において吸入行程に
おける圧力の高さに比例してその差圧の変化が大
きくなることに鑑み、その差圧の変化を利用して
制御弁機構を自動開閉させることによりその圧縮
容量を調整する方法が本出願人によつて先に提案
されている。

上記提案とは第７図及び第８図に示す様に吸入
室９と圧縮室６（第１図及び第２図参照）間に介
在するフロントサイドプレート３Ａに同吸入室９
と圧縮室６を連通する如くバイパス路１１を貫設
し、同バイパス路１１に対しては同バイパス路１
１の開閉を制御すべくスプール１９をバイパス路
１１に対して直交する方向に向けて摺動自在に設
けるに同スプール１９はバイパス路１１をばね２
２により開放する方向に向けて付勢された状態に
ある如く設けるとともに同スプール１９の両側に
は高圧室２０と低圧室２１を対峙させて設け、高
圧室２０は第１導圧孔２４を介して圧縮室６の圧
縮行程（圧縮行程圧力P_H）と連通する如く設け、
又低圧室２１は第２導圧孔２３を介して吸入室９
若しくは圧縮室６の吸入行程（吸入行程圧力P_L）
と連通する如く設け、吸入工程における圧力の上
昇に伴ない圧縮行程圧力P_Hと吸入行程圧力P_L間
に生ずる差圧がばね２２の設定圧力を上回る圧力
状態においてはバイパス路１１を塞ぎ、又吸入行
程における圧力の低下に伴ない圧縮行程圧力P_H
と吸入行程圧力P_L間に生ずる差圧がばね２２の
設定圧力を下回る状態においてはバイパス路１１
を開放して圧縮途中にある冷媒ガスの一部を吸入
室９側に逃す様に設けることによつて車室内の冷
房負荷が大きい状態にあつては圧縮機をフル稼動
させることが出来、又車室内の冷房負荷が減少し
た状態においては圧縮機の稼動率を低下させるこ
とが出来る如く車室内の冷房負荷の変化に対応し
てその圧縮容量を自動的に調整することが出来る
様に設けて成るものであつて、同提案にあつては 起動時において電磁クラツチを接続させると
同時に圧縮行程圧力P_Hと吸入行程圧力P_L間に
大きな差圧が生じ、開放状態にあるバイパス路
１１は瞬間的に閉塞状態になることにより起動
時における立上りシヨツクの緩和作用が充分に
得られない。

運転中に急加速させた場合において、圧縮行
程圧力P_Hと吸入行程圧力P_L間に生ずる差圧は
更に大きくなつてスプール１９が低圧室２１側
（バイパス路１１を塞ぐ方向）に移動すること
により、100％冷房負荷が掛つた状態にて高速
回転する状態、即ち全負荷運転状態となり車室
内が過冷却となる。

等の不具合を生ずることとなる。

発明の目的 本発明は上記の様な従来の実情に鑑みてその改
善を試みたものであつて、本発明の目的は起動時
及び急加速時における制御弁機構の作動特性を向
上させることにある。

発明の構成 即ち本発明は起動時においてトルクを軽減し立
上りシヨツクを緩和するとともに急加速時におけ
る全負荷運転を防止する様にしたことをその特徴
とするものであつて、本発明の要旨は圧縮室と吸
入室を隔設するサイドプレート内に進退自在に設
けられるスプールの両端部に高圧室と低圧室を対
峙させて設け、低圧室は吸入室若しくは圧縮室の
吸入行程と連通させ、且つ同低圧室内には上記ス
プールを高圧室方向に向けて付勢するばねを介装
する一方、サイドプレートには圧縮室側に高圧室
と連通するバイパス孔を圧縮室の圧縮行程と対応
させて設けるとともに吸入室側には吸入室と連通
する複数個のバイパス孔を上記圧縮室側のバイパ
ス孔に対してその開口位置を変位させて設け、前
記スプールにはバイパス連通孔を穿設し、同連通
孔の一端は高圧室に連通させるとともに他端をス
プールの摺動を介して上記複数個のバイパス孔に
対して選択的に連通可能で且つ前記バイパス孔間
に形成する壁面部によつて閉塞可能に設ける様に
構成したことにある。

実施例 以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面に
ついて説明する。第１図乃至第６図に示す各図面
において１は圧縮機の外殻を構成するハウジング
を示す。同ハウジング１はフロントハウジング１
Ａとリヤハウジング１Ｂにより形成され、同フロ
ントハウジング１Ａにはシリンダーブロツク２
が、又同シリンダーブロツク２を間に挾んでその
両側にフロントサイドプレート３Ａとリヤサイド
プレート３Ｂが内嵌される。シリンダーブロツク
２は前後両端部に開口部を存して中空円筒状に形
成され、同中空部の内壁面はシリンダーブロツク
２の外周面と同心円の円筒状に形成される。同シ
リンダーブロツク２の前後両開口部は上記両サイ
ドプレート３Ａ，３Ｂによつて遮蔽され、両サイ
ドプレート３Ａ，３Ｂ間には駆動軸４が横架され
る。同駆動軸４はシリンダーブロツク２に対して
その中心線を偏寄させて設けられ、同駆動軸４に
はローター５が一体的に固着される。同ローター
５はシリンダーブロツク２の内壁面に対してその
外周壁の一部が摺接可能な如く設けられ、同ロー
ター５の外周壁とシリンダーブロツク２の内壁面
間には圧縮室６が形成される。又ローター５には
ベーン溝７…が刻設され、各ベーン溝７…にはベ
ーン８…が圧縮室６に対して出没自在に嵌挿され
る。

フロントハウジング１Ａとフロントサイドプレ
ート３Ａ間には吸入室９が設けられ、同吸入室９
にはフロントハウジング１Ａ側に吸入管路（図示
省略）に接続する吸入口９′が設けられる。又同
フロントサイドプレート３Ａには圧縮室６の一
端、即ちローター５の回転方向に沿う始端部と相
対応して吸入孔１０が開口される。

一方圧縮室６の他端、即ちローター５の回転方
向に沿う終端部と相対応する位置にはシリンダー
ブロツク２の一部を切欠いてフロントハウジング
１Ａの内壁面との間に吐出室１３が形成され、同
吐出室１３と圧縮室６の終端部間は吐出孔１４に
よつて連通する如く設けられる。１５は同吐出孔
１４を覆う吐出弁、１６は同吐出弁１５の開き角
度を規制するリテーナーを示す。又リヤハウジン
グ１Ｂにはリヤサイドプレート３Ｂとの間に潤滑
油の分離室１７が形成される。同分離室１７はリ
ヤサイドプレート３Ｂに開口する通孔１８を介し
て上記吐出室１３と連通する如く設けられる。同
通孔１８の開口部にはフイルター（図示省略）が
設けられる一方、分離室１７内には同フイルター
によつて分離される潤滑油の溜り部が設けられ
る。そして又同分離室１７にはリヤハウジング１
Ｂ側に吐出管路（図示省略）に接続する吐出口１
７′が設けられる。

前記フロントサイドプレート３Ａには圧縮室６
の吸入行程と圧縮行程の略中間（圧縮行程初期）
に位置して圧縮室６と吸入室９間を連通するバイ
パス路１１（同バイパス路１１は後述する様にバ
イパス孔１１ａ，１１ｂ，１１b′とスプール１９
に穿設するバイパス連通孔１１ｃにより形成され
る。）と、同バイパス路１１の開閉を制御する弁
機構（以下「制御弁機構１２」という）が設けら
れる。同制御弁機構１２にはスプール１９が摺動
自在に設けられ、同スプール１９の両端部には高
圧室２０と低圧室２１より成る一対の圧力室が対
峙させて設けられる。そして低圧室２１は導圧孔
２３を介して圧縮室６の吸入行程と連通する如く
設けるに同導圧孔２３の先端部は吸入孔１０と比
較的近接する位置に開口する如く設けられる。又
低圧室２１にはばね２２が介装され、常時はスプ
ール１９を高圧室２０方向に向けて付勢する状態
にある様に設けられる。なお、このとき高圧室２
０を密封する栓部材３０の内端面には、該高圧室
２０内に向けて係止片３１が突設され、更に具体
的には、同係止片３１は第３図に示す様にその厚
みをバイパス連通孔１１ｃの径より小さな厚みを
存して突設させることにより、スプール１９の端
部が該係止片３１に当接した状態においても、バ
イパス連通孔１１ｃと高圧室２０、ひいてはバイ
パス孔１１ａとの連通が確保されるように構成さ
れている。ただし、上記係止片３１を栓部材３０
に突設する代りに、栓部材３０内端面に溝を形成
して、該溝によつてバイパス連通孔１１ｃと高圧
室２０とを連通するように構成してもよい。高圧
室２０はフロントサイドプレート３Ａの圧縮室６
側に開口するバイパス孔１１ａを介して圧縮室
６、更に具体的には圧縮室６の圧縮行程初期（吸
入行程と圧縮行程の中間部）と連通する如く設け
られる一方、スプール１９に穿設するバイパス連
通孔１１ｃ及び同バイパス連通孔１１ｃに連続す
るスプール１９の周面の連通溝１１ｅと相対応さ
せてフロントサイドプレート３Ａの吸入室９側に
開口するバイパス孔１１ｂ，１１b′を介して吸入
室９と連通する如く設けられる。即ちフロントサ
イドプレート３Ａの吸入室９側にはスプール１９
の摺動方向に沿つて複数個（本実施例では２個）
のバイパス孔１１ｂ，１１b′がその間に壁面部１
１ｄを存して並列させて設けられる。そしてスプ
ール１９に穿設するバイパス連通孔１１ｃは同ス
プール１９の摺動を介して上記両バイパス孔１１
ｂ，１１b′に対して選択的に連通させることが可
能な如く設けられる。更に具体的には停止時及び
起動時において高圧室２０寄りに開口するバイパ
ス孔１１ｂと連通し、運転時においては両バイパ
ス孔１１ｂ，１１b′間に形成する壁面１１ｄによ
つてバイパス連通孔１１ｃを閉塞し、且つ急加速
時においては低圧室２１寄りに開口するバイパス
孔１１b′と連通する様に設けられる。

次にその作用について説明する。

圧縮機が停止した状態においては、圧縮機内の
各部、即ち吸入室９、圧縮室６、吐出室１３，分
離室１７は夫々略同圧状態にある。又制御弁機構
１２において高圧室２０と低圧室２１は同圧状態
にあることによりスプール１９は第４図に示す様
にばね２２を介して高圧室２０方向に向けて付勢
された状態にあり、圧縮室６と吸入室９はバイパ
ス孔１１ａ、高圧室２０、バイパス連通孔１１
ｃ、バイパス孔１１ｂを介して連通する状態にあ
る。

しかして各部が上記の様な状態にあつて、電磁
クラツチ（図示省略）の接続操作を介してエンジ
ンの駆動力を駆動軸４に伝達することによりロー
ター５及び各ベーン８…の回転作用が得られる。
そして各ベーン８…の回転を介してエバポレータ
（図示省略）より吸入管路を径て吸入室９内に送
り込まれた冷媒ガスは吸入孔１０を経て圧縮室６
内に吸引される。圧縮室６内に吸引された冷媒ガ
スはベーン８…の回転作用を介して圧縮室６内を
その始端部より終端部方向に向けて送られる間に
次第に圧縮される。そしてこの様にして圧縮室６
内をその終端位置迄送られた冷媒ガスは吐出孔１
４、吐出室１３、通孔１８、分離室１７を経て吐
出口１７′より吐出管路内をコンデンサー（図示
省略）方向に向けて送り出されるのであるが、前
記の様にバイパス路１１が開放された状態にある
ことにより、即ち圧縮室６と吸入室９はバイパス
孔１１ａ、高圧室２０、バイパス連通孔１１ｃ、
バイパス孔１１ｂを介して連通状態にあることに
より、上記の様に圧縮室６内をローター５の回転
方向に沿つて終端部方向に向けて送られる冷媒ガ
スの一部はその圧縮途中において吸入室９側に流
出する。

そしてこの様に圧縮途中にある冷媒ガスの一部
がバイパス路１１を介して吸入室９側に流出する
ことにより、圧縮機の起動時におけるその立上り
をスムーズに行なうことが出来るとともにその起
動トルクを軽減する作用が得られる。

このとき、高圧室２０と低圧室２１に作用する
圧力（P_H，P_L）はそれぞれ第９図に示す状態で
変化し、横軸の時点でスプールが後述の中間位
置に達する。（従来では第１０図に示すごとく横
軸の時点で早くもスプールが切換わる。）これ
は、バイパスガス圧が直接高圧室２０に作用する
からP_Hの波状変化が大きくなることと、バイパ
スとして圧力が抜けようとすることから、ある値
にまで達するのに余分な時間を要するからと考え
られるが、このことによつて、従来よりも良好な
起動トルクの軽減に大きく貢献している。

上記の様にローター５の回転が繰り返されるこ
とにより圧縮室６内の圧縮圧力が次第に高められ
ることとなるのであるが、この様にして圧縮室６
内において高められた圧縮ガスの一部が高圧室２
０内に送り込まれることによつて同高圧室２０内
の圧力（（圧縮行程圧力P_H）が次第に高められ
る。そしてこの様に圧縮行程圧力P_Hが高められ
て、同圧縮行程圧力P_Hと低圧室２１内に得られ
る吸入行程圧力P_Lとの間に生ずるその差圧がば
ね２２の設定圧力を上回つた状態においてスプー
ル１９はばね２２の付勢圧に打ち勝つて低圧室２
１方向に押圧される。即ち高圧室２０と低圧室２
１は第５図に示す状態（中間位置）にてバランス
し、スプール１９に穿設するバイパス連通孔１１
ｃを壁面部１１ｄによつて閉塞する作用が得られ
る。そしてこの様にバイパス路１１が塞がれるこ
とにより圧縮室６内の冷媒ガスはその一部が上記
バイパス路１１を経て吸入室９側に流出すること
なく、その全てが圧縮されて吐出孔１４、吐出室
１３、通孔１８、分離室１７を経て吐出管路内を
コンデンサー方向に向けて送り出される。即ち
100％運転状態が得られる。

又車室内の冷房負荷が減少し、吸入室９内の圧
力が低下するのにともない吸入行程圧力P_Lと圧
縮行程圧力P_H間の差圧も小さくなる。そしてそ
の差圧が低圧室２１内に介装されるばね２２の設
定圧力を下回つた状態においてこれ迄上記差圧に
よつて低圧室２１側に押圧されてバイパス連通孔
１１ｃを壁面部１１ｄによつて塞ぐ状態にあつた
スプール１９はばね２２の付勢圧を介して高圧室
２０方向に向けて摺動し、バイパス連通孔１１ｃ
の一部が再びバイパス孔１１ｂと連通する状態、
即ち圧縮室６内において圧縮途中にある冷媒ガス
の一部を吸入室９側に逃し、その圧縮容量をダウ
ンさせる作用、即ちいわゆる部分冷房負荷運転状
態が得られる。そして又電磁クラツチが離断する
ことにより第４図に示す状態、即ちスプール１９
はばね２２によつて高圧室２０方向に付勢されて
バイパス連通孔１１ｃとバイパス孔１１ｂが一致
する状態に戻る。

一方圧縮機の運転中において急加速させた場合
においてエンジンの回転数が増大するのにともな
い圧縮機の回転数も必然的に増大することとな
る。そして圧縮機の回転数が増大することによ
り、高圧室２０における圧縮行程圧力P_Hと低圧
室２１における吸入行程圧力P_L間に生ずる差圧
も又より一そう増大することとなる。そしてこの
様に両室間の差圧が増大することによりスプール
１９は第５図に示す状態よりも更に低圧室２１方
向に摺動し、第６図に示す様にバイパス連通孔１
１ｃがバイパス孔１１b′と連通する状態が得られ
るのであるが、この様にバイパス路１１が連通状
態となることにより圧縮室６内において圧縮途中
にある冷媒ガスの一部をバイパス孔１１ａ、高圧
室２０、バイパス連通孔１１ｃ、バイパス孔１１
b′を経て吸入室９側に逃す作用が得られる。又こ
の様に圧縮室６内の冷媒ガスを吸入室９側に逃す
ことに起因して圧縮行程圧力P_Hと吸入行程圧力
P_L間に生ずる差圧が急激に低下することとなる
のであるが、この様に圧縮行程圧力P_Hと吸入行
程圧力P_L間に生ずる差圧が急激に低下すること
により、スプール１９はばね２２により高圧室２
０方向に向けて付勢されて第４図に示す様にバイ
パス連通孔１１ｃとバイパス孔１１ｂが連通状態
となつて起動時と同様圧縮室６内において圧縮途
中にある冷媒ガスの一部をバイパス孔１１ａ、高
圧室２０、バイパス連通孔１１ｃ、バイパス孔１
１ｂを経て吸入室９に逃す作用が得られる。そし
てこの様な逃し作用が得られている間に高圧室２
０内の圧力は次第に高められることとなるのであ
るが、高圧室２０における圧縮行程圧力P_Hと低
圧室２１における吸入行程圧力P_L間に生ずる差
圧がばね２２の付勢圧を上回つた状態において、
スプール１９は低圧室２１方向に摺動し、再び第
５図に示す様にバイパス連通孔１１ｃを壁面部１
１ｄによつて閉塞する状態、即ち通常の100％運
転状態に戻る。

発明の効果 本発明は以上の様に構成されるものであつて、
上記の様に構成したことにより、起動時において
立上りトルクを軽減することが出来るとともにス
ムーズな立上りを得ることが出来るに至つた。

又圧縮機の運転中に急加速させた場合におい
て、圧縮機の回転数が急激に上昇することに起因
して発生するシヨツクを緩和することが出来ると
ともに過冷却に対して適切に対処することが出来
るに至つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の側断面図（第２
図におけるＡ―Ｂ―Ｃ線断面図）、第２図は第１
図におけるＤ―Ｄ線断面図、第３図は同Ｅ―Ｅ線
断面図、第４図乃至第６図は制御弁機構部分の作
用状態を表わす拡大図、第７図は従来構造を表わ
す断面図、第８図は同制御弁機構部分の断面図、
第９図および第１０図は高圧室と低圧室のそれぞ
れの圧力変化の状態を示すグラフであり、第９図
は本願発明に係るもので、第１０図は従来に関す
るものである。 １…ハウジング、１Ａ…フロントハウジング、
１Ｂ…リヤハウジング、２…シリンダーブロツ
ク、３Ａ…フロントサイドプレート、３Ｂ…リヤ
サイドプレート、４…駆動軸、５…ローター、６
…圧縮室、７…ベーン溝、８…ベーン、９…吸入
室、９′…吸入口、１０…吸入孔、１１…バイパ
ス路、１１ａ，１１ｂ，１１b′…バイパス孔、１
１ｃ…バイパス連通孔、１１ｄ…壁面部、１２…
制御弁機構、１３…吐出室、１４…吐出孔、１５
…吐出弁、１６…リテーナー、１７…分離室、１
７′…吐出口、１８…通孔、１９…スプール、２
０…高圧室、２１…低圧室、２２…ばね、２３…
導圧孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮室と吸入室を隔設するサイドプレート内
   に進退自在に設けられるスプールの両端部に高圧
   室と低圧室を対峙させて設け、低圧室は吸入室若
   しくは圧縮室の吸入工程と連通させ且つ同低圧室
   内には上記スプールを高圧室方向に向けて付勢す
   るばねを介装する一方、サイドプレートには圧縮
   室側に高圧室と連通するバイパス孔を圧縮室の圧
   縮工程と対応させて設けるとともに吸入室側には
   吸入室と連通する複数個のバイパス孔を上記圧縮
   室側のバイパス孔に対してその開口位置を変位さ
   せて設け、前記スプールにはバイパス連通孔を穿
   設し、同連通孔の一端は高圧室に連通させるとと
   もに、他端を部分容量運転時にはスプールの摺動
   を介して上記複数個のバイパス孔に対して選択的
   に連通可能で且つ全容量運転時には前記バイパス
   孔間に形成する壁面部によつて閉塞可能に設けて
   成る圧縮容量可変型圧縮機。