JPH033996A - 可変容量型圧縮機 - 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、可変容量型圧縮機に関し、特に起動性の向上
部を図った可変容量型圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、シリンダを成す１対のサイドブロックに設けられ
且つ低圧室側と高圧室側とに連通ずる圧力作動室と、該
圧力作動室内に該圧力Ｃ１′動室内を０１１記低圧室側
に連通される第１の室と前記高圧室側に連通される第２
の室とに気密に区画する如くしてスライド可能に嵌装さ
れた受圧部を有する制御部材とを備え、０１ｊ記第１の
室と第２の室との差圧に応じて前記制御部材の受圧部が
回動して圧縮開始時期を制御して吐出容量を可変制御す
るように構成された可変容量型圧縮機が例えば特開昭６
２−２０６８８号により公知である。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成の可変容量型圧縮機においては、前記制御部材
の受圧部の周縁にはシール部材が装着されており、圧力
作動室の内壁と略一定の締め代を持って密接し、１１？
Ｊ記第１、第２の空間の気密性を保ちながら受圧部がス
ライド可能となるようにされている。

しかし、圧縮機の起動時、シール部材と圧力（１′動室
との摩擦抵抗のために、制御部材の一部稼働位置から全
稼働位置側への摺動性が十分でなく、吐出量の急速な増
加が得られず、所望の起動性が得られないという問題点
があった。

本発明は上記問題点を鑑みて為されたもので、圧縮機の
起動時、制御部材が容易に回転できるようにして起動性
の向上を図った可変容量型圧縮機を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するためにシリンダを成す１対
の両サイドブロックのうちの吸入ボートを有するサイド
ブロックに設けられた第２の吸入ボートと、前記吸入ボ
ートを有するサイドブロックに設けられ且つ低圧室側と
高圧室側とに連通ずる圧力作動室と、該圧力作動室内に
該圧力１１′動室内を前記低圧側に連通される第１の室
と前記高圧室側に連通される第２の室とに気密に区画す
る如くしてスライド可能に嵌装された受圧部を有する制
御部材とを備え、前記第１と第２の室との差圧に応じて
前記制御部材の受圧部が回動して圧縮開始時期を制御し
て吐出容量を可変制御するように構成された可変容量型
圧縮機において、吐出圧と制」圧との差が小さい時開弁
し吐出圧を前記圧力作動室の高圧室に導入する開閉弁を
設けたものである。

（作用） 圧縮機の起動時、吐出圧が所定値に達するまで開閉弁が
開き圧力作動室の高圧室に吐出圧が導入され、制御部材
は敏速に全稼働位１６側に回動する。

このため起動性が向上する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は、本発明の一実施例に係る可変界１代型ベーン
型圧縮機を軸心を通る４５度の角度でり」った縦断面図
である。

第１図及び第２図に示すように、可変容量型ベーン型圧
縮機は、略楕円形の内周部１ａを有するカムリングｌと
、該カムリングｌの両側端を閉塞する如く該両側端に夫
々固定されたフロントサイドブロック３及びリヤサイド
ブロック４とから成るシリンダと、該シリンダ内に回転
自在に収納された円筒状のロータ２と、該両サイドブロ
ック３゜４の外側端に夫々固定されたフロントヘッド５
゜リヤヘッド６と、ロータ２の回転軸７とを主要構成要
素としており、回転軸７は前記両サイドブロック３，４
に夫々設けた１１１受８，９に回転可能に支持されてい
る。

フロントヘッド５の上面には熱媒体である冷媒ガスの吐
出１コ５ａが、リヤヘッド６の上面には冷媒ガスの吸入
口６ａが夫々形成されている。吐出口５ａはフロントヘ
ッド５とフロントサイドブロック３とにより画成される
吐出室１０に、吸入１１６ａはリヤヘッド６とリヤサイ
ドブロック４とにより画成される吸入室ＩＩに夫々連通
している。

第２図に示すように、カムリングｌの内周部ｌａとロー
タ２の外周部との間に、周方向に１８０度偏位して対称
的に２つの圧縮空間１２．１２が画成されている。ロー
タ２にはその径方向に沿うベーン溝１３が周方向に等間
隔を存して複数（例えば５個）設けられており、これら
のベーンｆ５７１３内にベーン１４．〜１４．がそれぞ
れ放射方向に沿って出没自在に嵌装されている。

６１記リヤサイドブロツク４には、第１図及び第４図に
示すように、周方向に１８０度偏位した対称な位置に吸
入ボート１５が設けられている（第１図は軸心を通る４
５度の角度で切った縦断面図であるので、第１図では一
方の吸入ボート１５のみが見えている）。該各吸入ボー
ト１５はリヤサイドブロック４の厚さ方向にｉｔ通して
おり、各吸入ボート１５を介して吸入室１１と各圧縮空
間１２とが夫々連通されている。

カムリング１の外周壁には、第１図及び第２図に示すよ
うに、吐出ボート１６が、周方向に１８０度偏位して対
称的に複数個ずつ、例えば２個ずつ穿設されている。吐
出ボート１６のあるカムリングｌの外周壁には、弁止め
部１７ａを有する吐出弁カバー１７．１７がボルト１８
により夫々固定されている。カムリングｌの外周壁と弁
１１−め部１７ａとの間には、吐出弁カバー１７側に保
持された吐出弁１９が夫々介装され、該各吐出弁１りは
吐出圧を受けたときにＵＮ　ｆｒｔ、て各吐出ボート１
Ｇを夫々開口するように成っている。さらに、カムリン
グｌには各吐出弁１９の開弁時に各吐出ボート１６に夫
々連通ずる連通路２０が、フロントサイドブロック３に
は該連通路２０に連通する連通路２１が夫々周方向に１
８０度偏位したほぼ対称な位置に形成されている。そし
て、各吐出ボートＩ６がｉｌｌ　Ｄ　したときには、圧
縮空間１２内の圧縮された冷媒ガスは吐出ボート！６、
連通路２０．２＋、吐出室ＩＯ及び吐出ＩＩ　５　ａを
順次介して吐出されるように成っている。

第１図及び第４図に示すように、リヤサイドブロック４
には、そのロータ２側端而に環状凹部２２が設けられて
おり、該環状凹部２２内には２つの圧力作動室２３が周
方向に１８０度偏位した対称な位置に設けられている。

環状四部２２内には、リング状の制御部材２４が正逆回
転可能に嵌装されている。

該１１７１９１部材２４は各圧縮空間１２の圧縮開始時
期を制御するためのもので、その外周縁にはその周方向
に１８ｏｆ偏位した対称な位置に円弧状の切欠部２５が
設けられている。制御部材２４の一側面には周方向に１
８０度制位した対称な位置に突片状の受圧部２６が一体
的に突設され、該受圧部２Ｇにより圧力１１′動室２３
内は低圧室２３！と高圧室２３２とに夫々２分されてい
る。第１図に示すように受圧部２６の周縁にはシール部
材２７が装着され、該シール部材２７は弾性シール部材
２７ａと樹脂シール部材２７ｂとの二重（１り造である
。シール部材２７は圧力作動室２３の内壁のうち後述す
る一部稼働位置に対応する部分（第５図の３６．３６）
以外の部分と所定の締め代を持って密接しており、低圧
室２３１内のガスと高１（：室２３２内のガスが互いに
漏れないように為され、かつ第４図に示すように、受圧
部２６が各１１：、力ｆ１“動電２３内にスライド可能
となるように設けられている。前記各切欠部２５の、ロ
ータ２の回転方向（ｗ１２図及びｇｌ、４ｒｇＪで反時
計方向）の前側端（ｆｉ＋２５１は、周方向に１８０度
偏位した対称な位置に設けられている。各低圧室２３１
は吸入ボート１５を介して吸入室１１と連通し、該各紙
圧室２３＋内には低圧である吸入圧Ｉ’ｓが導入される
。

一方、高圧室２３２，２３２の一方は、リヤサイドブロ
ック４に夫々設けられたオリフィス２８及び連通路２９
と、カムリング１に設けられた制御圧供給ボート３０と
を介してカムリング１に設けられた前記連通路２０に連
通している。また、各高圧室２３２は、リヤヘッド６に
設けられた連通路３１を介して互いに連通している。従
って、各吐出ボート１６が開（１したときには、圧縮空
間１２かも吐出された高圧の冷媒ガスが吐出ボート１（
５、連通路２０、制御圧Ｕ（給ボート３０、連通路２≦
）及びオリフィス２８を介して一方の高圧室２３゜に導
入されると共に、連通路３１を介して能力の高圧室２３
．にも導入され、各高圧室２３．内に制御圧Ｐｃが形成
される。

また、高圧室２３．、　２３．の一方は、第１図に示す
ように、リヤサイドブロック４の内部に設けられた連通
路３２及び開閉ブｅ機構３３を介して吸入室■目二連通
可能である。該開閉弁機購３３は、吸入室ｌｌ内の吸入
圧Ｐｓに応動して開閉作動し、開弁時に高圧室２３．内
の制御圧Ｐｃを吸入室１１側にリークさせるもので、圧
力応動部であるベローズ３３ａと、ケース３３ｂと、ボ
ール弁体３３ｃと、該ボール弁体３３ｃを閉ブ「方向に
付勢するばね３３ｄとから成る。ベローズ３３ａは吸入
室１１内に伸縮可能に配設され、ケース３３ｂは、リヤ
サイドブロック４に設けられ且つ連通路３２と連通した
装着孔３４に装着されている。そして、このベローズ３
３　ａは、吸入圧Ｐｓが調節部材３３ｅにより設定され
る所定ＷＬ（例えば２　ｋｇ／ａｎｔ）以上の時は縮小
し、このときボール弁体３３ｃはケース３３ｂの中央孔
３３ｆを閉弁する。一方、吸入圧Ｐｓが所定値以下の時
にはベローズ３３ａは伸張し、ボール弁体３３ｃは中央
孔３３ｆを開弁する。このとき高圧室２３．の−カは、
連通路３２、装着孔３４、ケース３３ｂの孔３３ｇ、ケ
ース３３Ｉ）内の室３３ｔ１及びケース３３ｂの中央孔
３３ｒを介して吸入室１１と連通ずる。リヤサイドブロ
ック４に形成されたｎ通孔３９にはプランジャ３７が嵌
装され、高圧室２３２から高圧導入孔４０を介して導入
された吐出圧Ｉ）ｄにより、ボール弁体３３ｃを閉弁方
向に付勢するように該ブ「体３３ｃに接している。

第１図に示すように、前記吸入室ＩＩ内にはねじりコイ
ルばね３５が設けられている。このねじりコイルばね３
５は、リヤサイドブロック４のボス部４ａの周囲に配設
され、その一端３５ａは第４図に示すように制御部材２
４の側面に係止され、その池端３５ｂは第１図に示すよ
うにボス部４ａに係止されている。

第５図に示すように両圧力作動室２３．２３（一方のみ
図示）の一部稼働側の一端旧からａ２に亘る角度Ｏ（例
えば２０°）の範囲は、内壁の幅を大きく設けた拡大内
幅部３６．３６となっている。該拡大内幅部３６．３６
は受圧部２６のシール部材２７との締め代を小さくシ（
例えば拡大内幅部３６，３６以外の部分０．５ｍｍに対
し０．２舗にする）ｊＩ！１擦抵抗を減少させるための
ものであり、圧縮機の起動時において受圧部２６が一部
稼働位置から全稼働位置側に円滑に移動するために設け
られている。又、摩擦抵抗の減少により低負荷時に受圧
部２６の執り得る一部稼佛極喘位置が第５図においてよ
り右側に移るので、制御部材２４の回動範囲が拡大され
、従って吐出容量の口Ｉ変率（制御部材２４の回動範囲
）が大きくなり、制御性が向Ｊ二する。又、ｆｆ／ｆ：
Ｊ９部材は全稼働位置側から一部稼働位置側への回動も
容易になるため、受圧部をイ・１勢するねじリコイルば
ねのセット荷重を小さく設定することが可能となり、従
って起動時の応答性をより向上させることができる。

第５図に詳細に示すように、高圧室２：３２と連通する
連通孔３８ａがリヤサイドブロックに形成され、該連通
孔３８ａを開閉する開閉ブｐ３８がブｒ体収納筒部３８
ｂ内で同図に示す開弁位置と閉弁位置との間で偏位する
ボール１１体３８ｃと、該ボール弁体３８ｃと開ブｒ位
置側に付勢するばね３Ｒｄと、ボール弁体３８ｃを開弁
位置で係止する係１１−ビン３８ｅとから成る。ばね３
８ｄは吐出圧Ｐｄと制御圧Ｐｃとの差ΔＰが所定値（３
ｋｇ／　ｃ＋＋Ｉ）以下の時、ボール弁体３８ｃが連通
孔３８ａを開き、ΔＰが所定値以上の時、ボール弁体３
８ｃが連通孔３８ａを閉じるようにそのセット荷重が設
定されている。

一般に、圧縮空間１２から高圧室２３２に供給される吐
出圧冷媒ガス量は高圧室２３２内）Ｉ：力１）（・によ
り決まると共に、開閉ｊｐＦｍｌ＋’ｉ３３により高圧
室２３２かも排出される冷媒ガス量にも応じて規制され
る。ここで、本発明の開閉弁３８を設けない第７図に示
す従来構成においては、オリフィス２８から高圧室２３
２に吐出圧１）ｄを供給する連通路の断面積をＳ、高圧
室２３２内圧力Ｐ　ｃを開閉弁機構３３を介して吸入室
１１に排出する連通路（中央孔３３ｆ）の断面積をＳ′
とすると次式が成立する。

開閉介機ｔｆ’ｔ　３３により制御される吸入圧Ｐｓの
所定値が例えば２ｋｇ／ｃｕｔであるとした場合、１１
；力制御が正ｚπに行われるにはＰ　ｃ　−Ｐ　ｓ≦０
．２ｋｇ／ｄとなることが必要であるので、常にｌ）ｃ
は２．２ｋｇ／ｃｎｆ以ドにｒｌｉｌｔｎされねばなら
ない（１）ｃ≦２．２ｋｇ／Ｃ＋ｄ）。この範囲内で圧
力制」を行うには、連通路断面１＋Ｉ　Ｓに対する連通
路断面積Ｓ′の比Ｓ’／Ｓを吐出圧１）（１に応じて決
定する必要がある。例えば吐出圧Ｉ）（１が比較的高い
口ｋｇ／ａ＋ｔの時、１記（２）により 、’、　Ｓ’　　／Ｓ　＃７．７ となる。

又、吐出圧Ｐｄが比較的低い６ｋｇ／ｃｔ＋ｌの時。

、’、　Ｓ　’　／　Ｓ　＃４，４ となる。

通常は全稼働位置側がら一部稼働作動位置側への変化の
応答性を確保するために、Ｓ’／Ｓ＃９と（ここでρは
所定定数） なるように設定しである。

第５図に示す本実施例のように開閉弁３８を設けた場合
、連通孔３８ａの断面積をＳ“とじた場合、−に記式（
１）、　　（２）より次式が成立する。

開閉弁３８は圧縮機の起動時や低負荷時、即ち吐出圧が
低い時は、例えばＰｄ−Ｐｃ＝ΔＰ≦３ｋｇ　／　ｃｔ
ｄとなる時に開弁するので、上記式（４）により１ 、．Ｓ′＝　（２，３２−１）Ｓ＝１．３２Ｓ　・・・
（５）となる。

よって、連通孔３８ａの断面積Ｓ“は、−１−記式（５
）により連通路断面積Ｓの約１．３　ｆｆｆに設定すれ
ば圧力制御が確実に行われる。

次に」二記構成を有する可変容量型ベーン型ｊ１：縮機
の作動を説明する。

各圧縮室１２において、吸入行程にある相１）：）後す
る２つのベーン間の各圧縮室１２内に冷媒ガスが吸入室
ＩＩから各吸入ボート１５及び切欠部２５を介して夫々
吸入され、該２つのベーンのロータ回転方向後側ベーン
が各切欠部２５の１）；Ｉ側端部２５＋を通過し、これ
によって１）；ｊ記２つのベーン間の各圧縮室１２と各
吸入ボート１５との連通が断たれた時点で圧縮行程が開
始される。この圧縮開始時期は、制御部材２４がｆｌｌ
’ｉ２図の全稼働位置から第３図の一部稼働位置側に回
動するにつれ遅くなり、これによって吐出容量が連続的
に減少する。即ち、制御部材２４が一部稼働位置にある
ときには、制御部材２４の各切欠部２５の前側端部２５
＋はロータ回転方向における最も１１；ｊ側の位置にあ
って圧縮開始時期が最も遅く、相＋’＋ｉｊ後する２つ
のベーン間に閉じ込められる冷媒ガスの体？＋’ｌが最
小となって吐出容量が最小となり、制御部材２４が全稼
働位置にあるときには、各切欠部２５の０；ｊ側端部２
５＋がロータ回転方向における最も後側の位置にあって
圧縮開始時期が最も早く、相前後する２つのベーン間に
閉じ込められる冷媒ガスの体積が最大となって吐出容量
が最大となる。制御部材２４は、低圧室２３１内に導入
された吸入圧Ｐｓとねじりコイルばね３５の付勢力との
合力と、高圧室２３２内の制御圧Ｐｃとの差を受圧部２
６に受けることにより全稼働位置と一部稼働位置との間
で正逆回転する。すなわち、吸入圧Ｐｓが所定値以」二
のとき、開閉弁機構３３のベローズ３　：３　ｐｘは縮
小してボール弁体３３ｃが中央孔３３「を閉弁するため
該開閉弁ｆｉｔｆ１ｔ　３３は閉弁し、高圧室２３２内
の制御圧Ｐｃが」二昇して制御部材２４は全稼働位置側
に回動し、これによって吐出容ｌｉｔが増大する。吐出
圧Ｐｄが高いとプランジャ３７がボール弁体３３ｃを押
す力が大きくなり、吸入圧Ｐ　ｓのＶ（は低めに制御さ
れる。吸入圧Ｐ　ｓが所定値以下になると、ベローズ３
３ａは伸張してボール弁体３３ｃが中央孔３３ｆを開弁
するため開閉弁機ｔＩ￥３３が開弁し、高圧室２３２内
の制御圧Ｐｃが吸入室ＩＩ側にリークして低下し、制御
部材２４は一部稼働位置側に回動し、これによって吐出
容量が減少する。吐出圧Ｐｄが低いと、プランジャ３７
がボール弁体３３ｃを即す力が小さくなり、吸入圧Ｐｓ
の値は高めに制御される。

圧縮機の起動時、制御部材２４の受圧部２（５が圧力作
動室２３の一部稼働側極端位置にあるが、吐出圧Ｐｄが
所定値に達するまで、即ち、Δ１）（＝Ｐｄ−Ｐｃ）が
所定Ｋ［（３ｋｇ／ｃｕｔ）以Ｆのときは、開閉弁３８
のボール弁体３８ｃはばね３８　ｄの付勢力により開弁
位置にあり、開閉弁３８は、連通孔３８ａを開き、吐出
圧１）ｄが連通孔３８Ｊ！を介して高圧室２３２に導入
される。この吐出圧ｌａｄの導入により特に本実施例の
場合、シール部材２７の締め代が小さく摩擦抵抗が小さ
いため、受圧部２６は円滑に全稼働位置側に摺動する。

圧縮機の起動後、吐出圧Ｐｄが所定値に達して定常運転
状態になると、吐出圧Ｐｄはボール弁体３８ｃをばね３
８ｄの付勢力に抗して変位させ、連通孔３８ａを閉じる
。これによって所定値以Ｊ二となった高圧の吐出圧が、
高圧室２３２に導入されるのが阻止され、オリフィス２
８のみからの吐出圧Ｐｄによる通常の圧力制御が行われ
る。

従って、一部稼罰位置から全種鋤位置側への敏速な対応
を必要とする起動時においては、吐出圧Ｐｄがオリフィ
ス２８及び開閉弁３８の双方から導入されるので、制御
部材のスムーズな回動がｉｉｌ能となると共に、０；ｊ
述のようにシール部材２７の締め代を減少した場合はか
かる減少によるシール性の低下のため高圧室２３２内制
御圧ＰＣが、１１昇しない不具合がなく、確実にｔｌ制
御部材を全種鋤位置側に移動させることができる。

上記実施例は、開閉弁３８を第５図に示すように高圧室
２３２に直接連通して設けたが、第６図に示すように、
高圧室２３２と開閉弁機構３３とを連通する連通路３２
に設けても、上述と同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の可変容量型圧縮機は、吐
出圧と制御圧との差が小さい時開弁し吐出圧を前記圧力
作動室の高圧室に導入する開閉弁を設けたので、圧縮機
の起動時、；Ｉ１１１部材は一部稼働位置から全稼（至
）位置側へ容易に回動することができ、起動性が向上す
ると共に、１！Ｊ：出容爪の？′７Ｉ変制御性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は可変容量型ベーン型圧縮機を軸心を通る／１５度
の角度で切った縦断面図、第２図は第１図の■−■線に
沿う断面図で、ｒｌｌＪ御部材が全稼働位置にある状態
を示す図、第３図は第２図と同様の断面図で、制御部材
が一部稼働位置にある状態を示す図、第４図は第１図の
ＩＶ　−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は本発明の第一実
施例に係る容１＋を制御ｔａ溝部分の概略構成図、第６
図は本発明の池の実施例を示す第５図と同様の図、第７
図は従来の吐出容量制御機借部分の概略構成図である。 ２３・・・圧力作動室、２３１・・・低圧室、２：３２
・・・高圧室、２４・・・制御部材、２６・・・受圧部
、３８・・・開閉弁、Ｐｄ・・・吐出圧、Ｐｃ・・・制
御圧。 第２図 ２５ 第４０ 茅３目 ５ ネ 図 ５ｎ ５５↑ ５ 冶６目 Ｃ２ め７− ／ ７ □パゝへ ３３ｈ＼　　３３ｆ ＼ ３３ｂ　　　　　３３ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シリンダを成す１対のサイドブロックに設けられ且
   つ低圧室側と高圧室側とに連通する圧力作動室と、該圧
   力作動室内を前記低圧室側に連通される第１の室と前記
   高圧室側に連通される第２の室とに気密に区画するよう
   に該圧力作動室内にスライド可能に嵌装された受圧部を
   有する制御部材とを備え、前記第１と第２の室との差圧
   に応じて前記制御部材の受圧部が回動して圧縮開始時期
   を制御して吐出容量を可変制御するように構成された可
   変容量型圧縮機において、吐出圧と制御圧との差が小さ
   い時開弁し吐出圧を前記圧力作動室の高圧室に導入する
   開閉弁を設けたことを特徴とする可変容量型圧縮機。