JPH0424559B2

JPH0424559B2 -

Info

Publication number: JPH0424559B2
Application number: JP59199088A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Suzuki; Mitsukane Inagaki; Yasushi Watanabe
Original assignee: Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1992-04-27
Also published as: JPS6176793A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、複数のベーンを保持したロータがハ
ウジング内で回転させられることにより容積が変
化する複数の圧縮室に吸入口から吸入室の気体を
吸入し、吐出口から吐出するベーン圧縮機に関
し、特に圧縮室を完全には圧縮仕事が行われない
状態とすることによつて、吐出容量を減少させ得
るようにした可変容量型のベーン圧縮機（以下、
特に必要がない限り圧縮機と略称する）に関する
ものである。

背景技術このような圧縮機は、例えば自動車の車室冷房
装置用の冷媒ガス圧縮機として好適に使用され
る。冷房装置が車室の温度を下げる冷却形態で作
動している間は、圧縮機に大きな吐出容量が要求
されるが、室温が快適な温度に達して冷房装置の
運転形態がその温度を維持すれば良い保温形態に
移行した場合には、それほどの吐出容量を必要と
しなくなるため、圧縮機は部分負荷運転、すなわ
ち小吐出容量運転に移行することが望ましいので
ある。

そこで、本願発明の発明者等は、特開昭58−
222994号において、圧縮行程途上にある圧縮室と
吸入室とを連通させるバイパス通路を設けるとと
もに、そのバイパス通路を開閉部材によつて開閉
可能とし、冷房負荷が小さくなつた場合には、そ
のバイパス通路を開いて圧縮途上の冷媒ガスを吸
入室へ逃がすことにより小容量運転を行い得るよ
うにすることを提案した。

また、特願昭57−209016号において、吸入行程
途上にある圧縮室に連通する吸入通路にスプール
式の開閉弁を設け、冷房負荷が小さくなつた場合
には吸入通路の吸入有効面積を減少させて小容量
運転を行い得るようにすることを提案した。

更に特願昭59−171209号において、圧縮行程途
上にある圧縮室と吸入行程途上にある吸入室とを
連通させるバイパス溝を設け、このバイパス溝の
ロータ回転方向において吐出口に近い側の端の位
置を変更することにより圧縮開始時期を遅らせて
小容量運転を行い得るようにすることも提案し
た。

解決課題上記のようにすれば、冷房負荷が低下した場合
には、圧縮機が自動的に小容量運転状態に移行す
ることとなつて好都合なのであるが、更に改良す
べき点があることが判明した。

すなわち、圧縮行程途上にある圧縮室を吸入室
へ連通させて圧縮気体の一部を吸入室へ逃がすよ
うにした場合には、圧縮機の回転数が上がつてガ
スの慣性が大きくなると、バイパス通路を開いて
も圧縮行程途上にある圧縮室のガスが吸入室へ逃
げにくく、容量ダウンの効果が必ずしも充分とは
言い難いのであり、一方、スプール式の開閉弁に
よる吸入有効面積を減少させる場合には、圧縮機
の回転数が低い状態では減少させた吸入有効面積
からでも十分な量のガスが吸入されて容量ダウン
効果が充分とは言い難いのである。また、バイパ
ス溝の吐出口側端位置をずらして圧縮開始時期を
遅らせるようにした場合には、圧縮機の高速回転
領域でガスの慣性によりいつたん圧縮室へ流入し
たガスが吸入行程途上にある圧縮室へ移動しにく
く、高速回転領域で容量ダウンの効果が低い嫌い
があり、また、そのようなバイパス溝の吐出口側
端位置を吐出口に近づければ近づけるほど圧縮開
始時期が遅れて容量ダウンを図るには有効となる
のであるが、大容量運転に復帰させる場合には、
その吐出口側端位置を元に戻さなければならない
ため、その吐出口側端位置をあまりに大きい距離
移動させるようにすることは得策とは言い難い面
がある。

解決手段本発明は、上記のような事情を背景として、更
に有効な小容量運転を可能とする圧縮機を提供す
べく為されものであつて、その要旨とするところ
は、ベーン圧縮機において、第一バイパス通路と
第二バイパス通路との二種類を設けるとともに、
第一バイパス通路開口端位置変更装置と第二バイ
パス通路開閉装置とを設け、更に前記吸入口に連
なる吸入通路に吸入気体の流量を増減させる可変
絞り装置を設けた点にある。

第一バイパス通路は、前記複数の圧縮室のうち
圧縮行程途上にある圧縮室を吸入行程途上にある
圧縮室に連通させるものであつて、上記圧縮行程
途上にある圧縮室側の開口の、前記ロータの回転
方向に関して前記吐出口に近い側の端の位置が変
更可能とされる。そして、この第一バイパス通路
の吐出口側端位置を変更することにより圧縮開始
時期を変更するのが第一バイパス通路開口端位置
変更装置である。

一方、第二バイパス通路は、常には遮断されて
いるが、上記第一バイパス通路の吐出口側端が吐
出口に最も近い位置の近傍へ移行させられた状態
においては、圧縮行程途上にある圧縮室を第一バ
イパス通路の吐出口側端位置より更に吐出口に近
い位置において吸入室または吸入室と常時連通し
ている吸入側空間へ連通させ、圧縮気体の一部を
その吸入室または吸入側空間へ逃がす役割を果た
すものである。すなわち、第一バイパス通路は吐
出口側端位置が変更可能とされているのに対し
て、第二バイパス通路は遮断状態と連通状態とに
切換え可能なものであり、かつ圧縮行程途上にあ
る圧縮室側の開口が、ロータの回転に伴つてベー
ンがその開口を通過する際にベーンにより一旦完
全に塞がれる形状および寸法で形成されている点
においても第一バイパス通路とは相違している。
そして、この第二バイパス通路を遮断状態と連通
状態とに切り換えるのが第二バイパス通路開閉装
置である。

作用このベーン圧縮機においては、第二バイパス通
路が圧縮室側に開口しており、ロータの回転に伴
つて各ベーンがその開口上を通過することになる
が、この際、開口がベーンによつて一旦完全に塞
がれるため、ベーン前方の圧縮室からベーン後方
の圧縮室への気体の吹抜けが防止される。もし、
ベーンの通過時にこの開口がベーンにより一旦完
全に塞がれないとすれば、ベーンの通過毎にベー
ン前方の圧縮室とベーン後方の圧縮室とが第二バ
イパス通路の開口部を介して一時的に連通し合う
こととなり、圧力の高い前者から圧力の低い後者
へ気体が吹き抜けてしまうことになる。第二バイ
パス通路は比較的吐出口に近い位置に開口させら
れるため、もし吹き抜けが発生すれば圧縮効率が
大きく低下してしまうことになるが、本願発明に
よればこの不都合が回避されるのである。

そして、本願発明の圧縮機においては、第一バ
イパス通路開口端位置変更装置が第一バイパス通
路の開口の吐出口側端の位置を吐出口に近い側へ
移動させて圧縮開始時期を遅らせることと、可変
絞り装置が吸入気体の流量を減少させることと、
第二バイパス通路開閉装置が第二バイパス通路を
開いて圧縮気体を吸入室または吸入側空間へ逃が
すこととにより、小容量運転状態への移行が行わ
れることとなる。可変絞り装置により吸入気体の
流量を減少させることは、特に圧縮機の高速回転
領域で能力ダウンの効果が大きく、第一バイパス
通路の吐出口側端位置の変更により圧縮開始時期
を遅らせることは低速回転領域で能力ダウンの効
果が大きい。また、第二バイパス通路により圧縮
気体を吸入室等へ逃がすことは、低速回転領域で
特に能力ダウンの効果が大きいが、この第二バイ
パス通路が連通状態とされれば、それ以後は第一
バイパス通路の通路の吐出口側端位置を吐出口へ
接近させなくても有効に小容量運転を行うことが
できるため、第一バイパス通路の吐出口側端位置
の変更量は比較的小さくて足りる。また、第一バ
イパス通路の吐出口側端位置が吐出口へ接近させ
られる一方で第二バイパス通路が遮断された状態
では、いわば中容量運転が可能となる。

本発明は、第一バイパス通路の開口の吐出口側
端の位置を連続的に変更して圧縮開始時期を変更
することにより吐出容量を連続的に変更するとと
もに、その連続変更機能が限界に達する頃に第二
バイパス通路を開いて圧縮されつつある気体の一
部を逃がして大幅な吐出容量低減を達成すること
を重要な特徴の一つとするものである。すなわ
ち、第一バイパス通路による圧縮開始時期変更機
能と第二バイパス通路による逃がし機能とを単純
に組み合わせて両者が常に並行的に作用するよう
にしたものではなく、圧縮開始時期変更機能が限
界に達する頃に逃がし機能が得られるように組み
合わせ、多くの場合には連続的に吐出容量を低減
させ得、かつ、著しく小さい吐出容量が必要な特
別の場合にも対処し得るようにし、しかも第一バ
イパス通路の開口の吐出口側端位置の変更量が少
なくて済むようにして圧縮機の大形化を回避した
ものなのである。

また、圧縮開始時期変更機能と逃がし機能とに
加えて吸入気体の絞り機能を併用することによ
り、回転数の高低を問わずあらゆる運転領域にお
いて有効に小吐出容量運転を行い得るようにした
ことも本発明の重要な特徴の一つである。

実施例以下、自動車の車室冷房装置に用いられる冷媒
ガス圧縮用ベーン圧縮機に本発明を適用した場合
の一、二の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図において、２は筒状のシリンダであり、
その両端開口がフロントサイドプレート４及びリ
ヤサイドプレート６でそれぞれ塞がれることによ
つて、その内側に横断面が楕円状のロータ室８が
形成されている。一方、それらの外側はフロント
ハウジング１０及びリヤハウジング１２によつて
覆われ、且つ両ハウジング１０，１２とシリンダ
２及び両サイドプレート４，６とが図示しないボ
ルトで締結されて、一体的なハウジング１４を構
成している。

上記ロータ室８には、円形断面のロータ１６が
シリンダ２の楕円状内周面の短軸上の２箇所に極
く近接する状態で配置されている。このロータ１
６の両端面中央部からは回転軸１８が突出させら
れ、軸受２０，２２を介して両サイドプレート
４，６によつて回転可能に支承されている。回転
軸１８の前端部は、フロントハウジング１０の中
央部に形成された中心孔２４内に延び出し、フロ
ントハウジング１０と回転軸１８との気密は軸封
装置２６によつて保たれている。

ロータ１６には、第２図から明らかなように４
枚のベーン２８がそれぞれベーン溝３０によつて
ロータ１６の外周面から出入り可能に保持されて
おり、かつ後述する潤滑油によつてベーン先端が
シリンダ２の内周面に押し付けられるようにされ
ている。その結果、隣合うベーン２８，ロータ１
６の外周面，シリンダ２の内周面及びフロント・
リヤ両サイドプレート４，６の内側面によつて囲
まれる気密な複数の圧縮室３２が、ロータ１６の
軸心に関して対称な位置に形成され、回転軸１８
によつてロータ１６が矢印で示す方向に回転させ
られることにより、それら圧縮室３２の容積が一
旦増大した後減少することとなる。

第１図に戻つて、前記フロントサイドプレート
４とフロントハウジング１０との間に吸入室３４
が形成されており、フロントハウジング１０に形
成された圧縮機入口３６から冷媒ガスがこの吸入
室３４内に吸入され、更に主吸入口３８及び副吸
入口４０から容積増大過程にある圧縮室３２内に
吸入されるようになつている。主吸入口３８及び
副吸入口４０は、ロータ１６の外周面がシリンダ
２の内周面に最も近接した２位置からロータ回転
方向に小距離隔たつた位置にそれぞれ形成されて
いる。

圧縮室３２の容積の減少により圧縮された冷媒
ガスは、シリンダ２に形成された複数の吐出口４
２から吐出室４４に吐出される。これら吐出口４
２は、圧縮行程の末期にある圧縮室３２に連通す
る位置、すなわちロータ１６の外周面がシリンダ
２の内周面に最も近接する２位置からロータ１６
の回転方向とは逆向きに小距離隔たつた位置にそ
れぞれ形成されている。また吐出室４４は、シリ
ンダ２の外周面に形成された切欠と、リヤハウジ
ング１２との間に形成されており、この吐出室４
４内には、吐出弁としてのリード弁４６とそのリ
フト量を規制するための規制部材４８とが配設さ
れている。吐出室４４に吐出された冷媒ガスは、
リヤサイドプレート６に形成された連通孔５０を
経て、リヤハウジング１２内に形成された油分離
室５２に至り、ここでミスト状の油が分離された
後、リヤハウジング１２に形成された圧縮機出口
５４から車室冷房装置の冷凍回路に向つて送り出
される。

油分離室５２で分離されたミスト状の油はその
下部に貯えられ、かつ、リヤサイドプレート６に
形成された油通路５６を経て、前記軸受２２に導
かれる。更にリヤサイドプレート６に形成された
環状の油溝５８，前記ベーン溝３０およびフロン
トサイドプレート４に形成された油溝６０にも供
給されて、ロータ１６，ベーン２８および両サイ
ドプレート４，６間の潤滑を行うとともに、ベー
ン溝３０の内端部に入り込んだ油がベーン２８を
ベーン溝３０から押し出す作用を為すようになつ
ている。６２はＯリングである。

シリンダ２とフロントサイドプレート４との間
には円環状の回動板６４が設けられている。この
回動板６４は、フロントサイドプレート４の内側
面に前記油溝６０と連通する状態で形成された浅
い円環溝６５によつて、シリンダ２の中心線の周
りに回動可能に保持され、かつその一板面がフロ
ントサイドプレート４の内側面と連続した一平面
を成すようにされて、ロータ１６とベーン２８と
の端面に接触または極く近接する状態とされてい
る。

この回動板６４には、それを厚さ方向に貫通す
る２個の第一貫通穴６６が回動板６４自体の中心
線に関して対称な位置に設けられており、また、
フロントサイドプレート４には、それを厚さ方向
に貫通して、これら第一貫通穴６６と連通する２
個の第二貫通穴６８が中心線に関して対称な位置
に形成されている。そして、これら第一貫通穴６
６及び第二貫通穴６８が、前記吸入室３４と圧縮
室３２とを連通させる主吸入通路を構成し、かつ
第一貫通穴６６の圧縮室３２側の開口が前記主吸
入口３８とされている。さらに、フロントサイド
プレート４とシリンダ２とに跨つて２個の副吸入
通路６９が形成されており、この副吸入通路６９
が前記副吸入口４０により容積増大過程にある圧
縮室３２に連通させられている。上記第一貫通穴
６６はロータ１６の回転方向に沿つて円弧状に形
成され、ベーン２８の厚さより十分長い長さを有
しており、ベーン２８の前側にある（先行側の）
圧縮行程途上の圧縮室３２を、後ろ側にある（後
行側の）吸入行程途上の圧縮室３２に連通させる
第一バイパス通路として機能するものであり、上
記第二貫通穴６８は、この第一貫通穴６６と同じ
大きさで形成されている。

また、回動板６４には、第３図に示すように第
一貫通穴６６よりロータ１６の回転方向において
更に吐出口４２側の位置に２個の厚さ方向の第三
貫通穴７０が設けられており、これら第三貫通穴
７０はベーン２８の側端によつて塞がれ得る大き
さで形成され、第一貫通穴６６より小さいものと
されている。一方、フロントサイドプレート４に
は、前記第二貫通穴６８よりロータ１６の回転方
向において更に吐出口４２側の位置に、２個の厚
さ方向の第四貫通穴７１が上記第三貫通穴７０と
同じ大きさで形成されている。そして通常は、回
動板６４の第三貫通穴７０がフロンサイドプレー
ト４の第二貫通穴６８と第四貫通穴７１との間に
位置してフロントサイドプレート４で塞がれるこ
とにより、第三貫通穴７０と第四貫通穴７１とは
遮断された状態にあるが、回動板６４の回動によ
り互いに連通させられると、圧縮行程途上にある
圧縮室３２を吸入室３４へ連通させるようになつ
ており、これら第三貫通穴７０と第四貫通穴７１
とが第二バイパス通路の役割を果たすこととな
る。

回動板６４には、第１図に示すようにロータ１
６とは反対側に突出するピン７２が固設されてお
り、フロントサイドプレート４に形成された円弧
穴７４を経て、ピストン７６に形成された長穴７
８に緩く嵌入させられている。このピストン７６
は、フロントサイドプレート４に形成されたピス
トン室８０内に配設されている。

ピストン室８０は、第３図から明らかなよう
に、フロントサイドプレート４の前記回転軸１８
を支承するボス部の近傍に形成された有底穴の開
口部が、閉塞部材８２によつて閉塞されることに
より形成され、上記ピストン７６は、このピスト
ン室８０内に回動板６４の接線方向と平行な方向
において摺動可能に嵌合されている。それによつ
て、ピストン室８０はピストン７６の一端側の第
一室８４と他端側の第二室８６とに仕切られてお
り、ピストン７６は予圧縮されたスプリング８８
によつて第一室８４側に付勢されている。

第一室８４には、第１図から明らかなように、
前記油分離室５２の下部に貯えられた油が、油通
路５６，軸受２２，油溝５８，ベーン溝３０，油
溝６０，円環溝６５および円弧穴７４を経て導か
れるようにされているが、そのような狭い油通路
を経るうえ途中である程度漏れるため適当に減圧
されて（例えば吐出圧15Kg／cm²に対して10Kg／cm²
程度に減圧されて）、第一室８４に供給され、ピ
ストン７６の第一受圧面９０にそれを第二室８６
側へ移動させる向きに作用するようになつてい
る。

一方、第二室８６は、フロントサイドプレート
４とシリンダ２とに跨がつて形成された連通路９
２によつて、圧縮行程途上にある圧縮室３２に連
通させられており、この連通路９２を経て圧縮途
上冷媒ガス圧力が第二室８６に供給され、ピスト
ン７６の第二受圧面９４にそれを第一室８４側へ
移動させる向きに作用するようになつている。

連通路９２の途中には、第４図に示すように開
閉弁９６が設けられている。この開閉弁９６は、
圧縮途上冷媒ガス圧力を受ける球状の弁子９８
と、この弁子９８と協働して連通路９２を遮断す
る弁座１００と、通常は弁座１００に弁子９８が
着座することを許容するが、吸入室３４の冷媒ガ
ス圧力が設定値以下に低下した時には前進して、
弁子９８を弁座１００から押し離すピストン１０
２とを備えている。ピストン１０２は、吸入室３
４に開口するピストン室１０４内に気密に且つ摺
動可能に嵌合されており、スプリング１０６によ
つて弁子９８を弁座１００から押し離す向きに付
勢されている。また、このピストン１０２には、
フロントハウジング１０に形成された連通孔１０
８を経て大気圧がスプリング１０６の付勢方向と
同じ方向に作用する一方、吸入室３４の吸入冷媒
ガス圧力がそれとは逆向きに、すなわち後退方向
に作用するようになつている。

このような開閉弁９６が連通路９２を遮断し、
第３図に示すようにピストン７６の第一受圧面９
０に作用する油圧がスプリング８８の付勢力に打
ち勝つ状態では、前記回動板６４の第一貫通穴６
６とフロントサイドプレート４の第二貫通穴６８
とが重なりあつて、これらの間の連通面積が最大
となり、かつ第三貫通穴７０と第四貫通穴７１と
が最も隔たつた状態にあるが、開閉弁９６が連通
路９２を開き、第二室８６に圧縮途上冷媒ガス圧
力が供給されることに基づいてピストン７６が第
一室８４側へ移動させられると、ピン７２と長穴
７８とに係合により回動板６４を第３図において
時計回りに小角度回動させ、第一貫通穴６６と第
二貫通穴６８との連通面積を減少させると同時
に、第一貫通穴６６と吐出口側端、すなわちロー
タ１６の回転方向に関して前記吐出口４２に近い
側の端の位置を吐出口４２側へ移行させ、かつ、
第三貫通穴７０を第四貫通穴７１側へ接近させ
て、回動板６４の回動角度が最大となるとき第三
貫通穴７０と第四貫通穴７１とを連通させる。

以上の説明から明らかなように、本実施例にお
いては、回動板６４のピン７２に連結されている
ピストン７６を主体として回動板駆動装置が構成
され、その回動板駆動装置が第一バイパス通路た
る貫通穴６６の吐出口側端位置変更する第一バイ
パス通路開口端位置変更装置として機能し、更
に、それら回動板駆動装置及び回動板６４と前記
第二貫通穴６８を備えたフロントサイドプレート
４とによつて、可変絞り装置が構成されている一
方、その回動板駆動装置が第二バイパス通路を成
す第三貫通穴７０と第四貫通穴７１とを遮断状態
と連通状態とに切り換える第二バイパス通路開閉
装置を兼ねているのである。

次に、以上のように構成された冷媒ガス圧縮用
ベーン圧縮機の作動について説明する。

この圧縮機は、回転軸１８が図示しない電磁ク
ラツチを介して自動車の駆動源であるエンジンに
連結されて使用されるのであるが、冷房負荷が大
きく、大きな吐出容量を必要とする状態では、冷
媒ガスの吸入圧力が高いため、第４図に示すピス
トン１０２がスプリング１０６の付勢力に抗して
後退させられた状態にあり、弁子９８が弁座１０
０に着座することにより連通路９２を遮断してい
る。一方、油分離室５２の下部に貯えられた油
が、油通路５６，ベーン溝，３０油溝６０等を経
て第３図に示す第一室８４へ圧送される。従つて
ピストン７６は、その油の圧力に基づきスプリン
グ８８の付勢力に抗して図示のように第二室８６
側へ移動させられた状態にある。このときには、
第５図および第８図から明らかなように、第一貫
通穴６６と第二貫通穴６８とが重なりあつてこれ
らの連通面積が最大であり、かつ、第三貫通穴７
０と第四貫通穴７１とは互いに隔たつて連通して
おらず、しかも第一貫通穴６６の吐出口側端が吐
出口４２から最も遠いP₁の位置にある。そのた
め、吸入される冷媒ガスが第一貫通穴６６と第二
貫通穴６８との連通部において殆ど絞り作用を受
けず、また、圧縮室３２を仕切る後行側のベーン
２８が第一貫通穴６６の吐出口側端位置P₁を通
過する直前に圧縮室３２の容積が最大となり、こ
の位置P₁から圧縮が開始されるため、圧縮機は
大容量運転を行い、大きな冷房能力が得られる。

このような大容量運転状態が一定時間維持され
ることによつて室温が徐々に快適温度に接近し、
冷房負荷が小さくなると、図示しないエバポレー
タの冷媒ガスの蒸発温度が低くなるため、蒸発圧
も低くなつて、冷媒ガスの吸入圧力が低下し、第
４図に示すピストン１０２がスプリング１０６の
付勢力に基づいて前進させられ、弁子９８を弁座
１００から押し離すことにより連通路９２を開
く。その結果、この連通路９２を経て圧縮途上冷
媒ガスが第３図に示す第二室８６へ供給され、ピ
ストン７６の第二受圧面９４に作用するため、ピ
ストン７６が第一室８４側へ移動させられる。こ
のとき、第一室８４の容積の減少に伴い、そこの
油がロータ１６側へ押し出されるが、その前記の
通路が狭いため油は急激には流出せず、ピストン
７６の移動速度を低減させる油ダンパの役割を果
たす効果が得られ、ピストン７６は第一室８４側
へ徐々に移動させられることとなる。

このピストン７６が回動板６４を第３図におい
て時計回りに回動させ、例えば第６図および第９
図に示す状態とすれば、第三貫通穴７０が第四貫
通穴７１と連通するには至らないが、第一貫通穴
６６と第二貫通穴６８との連通面積が減少して吸
入冷媒ガスに対する絞りが与えられ、それと同時
に第一貫通穴６６の吐出口側端が吐出口４２に近
い側の位置P₂へ移行させられ、圧縮開始時期が
その分遅くなる。すなわち、上記絞りの効果によ
り吸入される冷媒ガス量が減少するとともに、一
つの圧縮室３２を仕切る後行側のベーン２８が第
一貫通穴６６の吐出口側端の位置P₂を通過する
までは、そのベーン２８を挟んで高圧側の圧縮室
３２と低圧側の圧縮室３２とが第一バイパス通路
としての第一貫通穴６６によつて連通させられた
状態にあるため、そのベーン２８の側端を吹き抜
けて高圧側から低圧側へ冷媒ガスが漏れ、有効な
圧縮仕事が行われないのである。このような圧縮
開始時期の遅れと、上記絞り効果による吸入冷媒
ガス量の減少との相乗効果によつて吐出容量が減
少するのであるが、その吐出容量の減少によつて
圧縮機の冷媒ガスの吸入量も低下し、吸入圧力が
上昇する。その上昇の程度が第４図に示すスプリ
ング１０６および大気圧に打ち勝つ程度であれ
ば、開閉弁９６のピストン１０２が後退させら
れ、弁子９８を弁座１００に着座させて連通路９
２を遮断するため、第二室８６への圧縮途上冷媒
ガスの圧送が止められる。その結果、ピストン７
６はそれ以上は第一室８４側へ移動せず、第一室
８４と第二室８６との間の位置に停止して、回動
板６４を第６図および第９図に示す状態に保持
し、圧縮機は中容量運転を行う。

しかし、圧縮機の冷房負荷（冷凍回路の熱負
荷）の減少の程度が大きく、つまり冷媒ガスの吸
入圧力の低下が著しい場合には、ピストン１０２
がスプリング１０６の付勢力に基づいて前進させ
られた位置に比較的長く保たれ、弁子９８を弁座
１００から押し離している時間が長いため、開閉
弁９６がいわば開きつぱなしの状態となり、連通
路９２を経て第二室８６への充分な量の圧縮途上
冷媒ガスが供給される。

それによつてピストン７６は第一室８４側の移
動端まで移動させられ、回動板６４を第７図およ
び第１０図に示すようにそれの最大回動角度位置
まで回動させる。その結果、第一貫通穴６６と第
二貫通穴６８との連通面積が更に小さくなるとと
もに、第一貫通穴６６の吐出口側端が吐出口４２
に最も近い位置P₃まで移行させられ、かつ第三
貫通穴７０と第四貫通穴７１とが互いに連通させ
られた状態となる。したがつて、吸入される冷媒
ガス量が更に減少するとともに、圧縮開始時期も
位置P₃からとなつて一層遅れが生じるうえ、互
いに連通させられた第三貫通穴７０と第四貫通穴
７１とが、圧縮行程途上にある圧縮室３２を第一
貫通穴６６の吐出口側端の位置P₃より更に吐出
口４２に近い側において吸入室３４へ連通させ、
圧縮冷媒ガスの一部をその吸入室３４へ逃がす状
態となる。見方を変えれば、第三貫通穴７０と第
四貫通穴７１との連通により、圧縮開始時期が位
置Ｑまで遅らされることとなつて、圧縮機は最も
吐出容量が小さい小容量運転状態へと移行し、必
要以上の圧縮仕事を行うことが回避され、かつエ
ンジンの負担が軽減される。

ところで、圧縮機の低速回転時においては、第
一貫通穴６６と第二貫通穴６８との連通面積の減
少による吸入冷媒ガスへの絞り効果はそれほど大
きくはないが、第一貫通穴６６によつて高圧側か
ら低圧側へ冷媒ガスを吹き抜けさせること、及び
第三貫通穴７０と第四貫通穴７１とにより圧縮途
上冷媒ガスを吸入室３４へ逃がすことは、いいず
れも低速時における容量ダウンの効果が大きい。
一方、圧縮機の高速回転時においては、絞りよる
吸入冷媒ガス量の減少に伴う容量ダウンの効果が
大きく、また、吸入される冷媒ガスの絶対量が少
ないことから、第一貫通穴６６を通過中のベーン
２８の側方を冷媒ガスが吹き抜け易く、かつ圧縮
途上冷媒ガスが第三貫通穴７０および第四貫通穴
７１を経て吸入室３４へ逃げ易いため、そのよう
な冷媒ガスの吹抜けや逃げによる容量ダウンの効
果は高速時においても比較的大きい。なお、回動
板６４の回動に伴い、第５図に示す大容量運転状
態から第三貫通穴７０と第四貫通穴７１とが連通
状態となる直前までは、連続的に吐出容量が減少
するが、それらが連通させられた時点では、吐出
容量が大きく低下することとなる。

上記のような小容量運転状態が続くことにより
冷房負荷が上がつてくると、冷媒ガスの吸入圧力
の上昇に伴い、ピストン１０２が後退して弁子９
８が連通路９２を遮断すすることにより、第３図
に示すピストン７６が第二室８６側へ移動して、
前述の中容量運転状態あるいは大容量運転状態へ
移行する。以後、冷媒負荷の大小に応じて小容量
運転と中容量運転、大容量運転とが繰り返される
こととなる。

圧縮機が停止させられると、第一室８４の油が
ロータ１６とフロントサイドプレート４およびリ
ヤサイドプレート６との隙間から圧縮室３２側へ
漏れ、第一室８４が吸入室３４の圧力と等しくな
り、また、第二室８６もそこの冷媒ガスが連通路
９２を経て圧縮室３２へ逆流することにより、吸
入室３４の圧力と等しくなつて、ピストン７６は
スプリング８８により第一室８４側へ移動させら
れた状態となり、圧縮機の起動時には吐出容量が
最小の状態から運転が開始される。そのため、起
動時におけるエンジン負荷の立上がりが緩やかで
シヨツクが小さく、また液圧縮の発生も良好に回
避される。

次に、第１１図および第１２図に基づいて本発
明の別の実施例を説明する。

この実施例では、フロントサイドプレート４に
形成された第二貫通穴６８が回動板６４に形成さ
れた第一貫通穴６６より長くされており、回動板
６４が回動させられても、これら第一貫通穴６６
と第二貫通穴６８との連通面積はほぼ第一貫通穴
６６の開口面積によつて与えられ、吸入冷媒ガス
に対する可変絞りの役割を果たしていない。その
代わり、第１２図に示すように、吸入室３４に連
なる圧縮機入口３６の吸入室３４とは反対側の開
口部に、その開口の開口面積を変えることにより
吸入冷媒ガスの流量を増減させる可変絞り装置が
設けられている。この可変絞り装置は、その開口
を覆い得る大きさの板状の絞り弁１１０を備えて
いる。この絞り弁１１０は、フロントハウジング
１０に軸１１２の周りに回動可能に取り付けら
れ、スプリング１１４によつて上記開口面積を増
大させる向きに付勢されているとともに、図示し
ない冷凍回路の管路から吸入室３４へ向つて流れ
る冷媒ガスの動圧をその開口面積を減じる向きに
受けるようにされており、上記開口が完全に閉塞
されてしまうことはストツパ１１６によつて防止
されている。

そして、自動車が加速されてエンジンの回転数
が高まり、それに伴つて圧縮機の回転数が増大す
ると、圧縮機入口３６から吸入室３４に向つて流
れる冷媒ガスの流速が増大し、絞り弁１１０に与
えられる動圧が大きくなるため、絞り弁１１０が
圧縮機入口３６の開口を塞ぐ向きに回動させられ
て吸入冷媒ガスの流量を減少させ、圧縮機の能力
ダウンに寄与する。

その他の構成、作用は前記実施例と同様である
ため、対応する部分に同じ符号を付して説明は省
略するが、この実施例では圧縮機入口３６で吸入
有効面積が絞られ、吸入室３４へ吸入される吸入
冷媒ガス自体の量が減少させられるため、前記実
施例のように吸入室３４と圧縮室３２との間の吸
入通路において絞りを加えるのと比較して次の利
点がある。すなわち、吸入室３４と圧縮室３２と
の間で絞りを加える場合には、圧縮機の高速回転
時において容量ダウンが図られるとき、圧縮室３
２が吸入室３４に対して負圧となり易く、圧縮室
３２の容積減少行程においても第一貫通穴６６お
よび第二貫通穴６８から吸入ガスを吸入してしま
う心配があるのに対し、この実施例のようにすれ
ば、圧縮室３２の容積減少行程において、第一貫
通穴６６による冷媒ガスの吹抜け効果がより確実
に得られるのである。

以上、本発明の一、二の実施例を詳細に説明し
たが、これらは文字通り例示であつて、その他の
態様、例えば前記回動板を含む場合において、前
記ピストン室８０の第一室８４を圧縮行程途上に
ある圧縮室３２へ連通させる一方、前記第二室８
６を吸入室３４へ連通させ、ピストン７６の前記
第一受圧面９０に圧縮途上冷媒ガス圧力を、また
前記第二受圧面９４に吸入冷媒ガス圧力をそれぞ
れ作用させるようにすることも可能である。その
場合には、圧縮機の冷房負荷が大きい状態では、
圧縮途上冷媒ガス圧力と吸入冷媒ガス圧力との圧
力差ΔPが大きいために、前記ピストン７６がそ
の圧力差ΔPに基づきスプリング８８の付勢力に
抗して第二室８６側へ移動させられた状態に保た
れ、圧縮機は大容量運転を行う。しかし、冷房負
荷が小さくなると上記圧力差ΔPも小さくなるた
めに、ピストン７６は、その圧力差ΔPとスプリ
ング８８の付勢力とが釣り合う位置まで第一室８
４側へ移動して回動板６４を回動させる結果、上
記圧力差ΔPの減少の程度に応じて、圧縮機は前
記実施例のような中容量運転状態あるいは小容量
運転状態へと移行することとなる。

また、第二貫通穴６８を省略する（冷媒ガスの
吸入は前記吸入通路６９を経て行う）とともに、
第１２図に示すよううな可変絞り装置を設けるこ
と、更に第一貫通穴６に代えて有底のバイパス溝
を回動板６４に設け、これを第一バイパス通路と
して機能させる態様を採ることも可能である。ま
た、回動板を駆動するために、ピストンに固設し
たラツクと回動板に固設したピニオンとを噛み合
わせること、或はステツピングモータ等によつて
回動板を回動させることもできる。更に、ロータ
が円筒状シリンダの内周面の１箇所に極く近接す
る状態で偏心配置されたタイプのベーン圧縮機、
あるいはロータがシリンダ内周面に摺接しつつ偏
心回転させられるロタスコタイプ等他のベーン圧
縮機に本発明を適用すること、また冷媒ガス以外
の気体を圧縮するベーン圧縮機に本発明を適用す
ること等を始めとして、当業者の知識に基づき、
種々の変更，改良等を施した態様で本発明を実施
し得ることは勿論である。

発明の効果以上詳記したように、本発明は、複数の圧縮室
を備えたベーン圧縮機において、圧縮行程途上に
ある圧縮室を吸入行程途上にある圧縮室に連通さ
せる第一バイパス通路を設け、その第一バイパス
通路の圧縮行程途上にある圧縮室側の開口の、吐
出口側端の位置を変更することにより圧縮開始時
期を遅らせることと、可変絞り装置によつて吸入
気体の流量を減少させることと、第一バイパス通
路の吐出口側端が吐出口に最も近い位置の近傍へ
移行させられた状態において、圧縮気体を吸入室
または吸入側空間へ第二バイパス通路を経て逃が
すこととを組み合わせることにより、多くの場合
には連続的に吐出容量を低減させ得、かつ、著し
く小吐出容量の運転が必要なときにも充分対処し
得るようにして、低速回転域から高速回転域まで
全ての回転数領域において大きな能力ダウンを図
ることを可能とするとともに、第二バイパス通路
を設けたことにより、第一バイパス通路の吐出側
端位置の変更量は小さくて足り、その位置変更装
置を簡単かつ小形にすることを可能とする効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である冷媒ガス圧
縮用ベーン圧縮機の縦断面図である。第２図およ
び第３図は、それぞれ第１図における−断面
図および−断面図である。第４図は、第１図
に示す圧縮機の一部を示す部分断面図であり、第
５図、第６図および第７図は、第１図に示す圧縮
機のそれぞれ異なる作動状態を部分的な横断面で
示す断面図である。第８図、第９図および第１０
図は、第５図、第６図および第７図に対応するそ
れぞれ異なる作動状態を部分的な縦断面にて簡略
に示す断面図である。第１１図は、本発明の別の
実施例である冷媒ガス圧縮用ベーン圧縮機の横断
面図であり、第１２図は、第１０図に示す圧縮機
の別の部分を示す部分断面図である。２：シリンダ、４：フロントサイドプレート、
６：リヤサイドプレート、１０：フロントハウジ
ング、１２：リヤハウジング、１４：ハウジン
グ、１６：ロータ、１８：回転軸、２８：ベー
ン、３２：圧縮室、３４：吸入室、３８：主吸入
口、４２：吐出口、４４：吐出室、５２：油分離
室、５６：油通路、６４：回動板、６６：第一貫
通穴（第一バイパス通路）、６８：第二貫通穴、
｛７０：第三貫通穴、７１：第四貫通穴｝（第二バ
イパス通路）、７２：ピン、７４：円弧穴、７
６：ピストン、７８：長穴、８４：第一室、８
６：第二室、８８：スプリング、９０：第一受圧
面、９２：連通路、９４：第二受圧面、９６：開
閉弁、９８：弁子、１００：弁座、１０２：ピス
トン、１１０：絞り弁（可変絞り装置）、１１
２：軸、１１４：スプリング、１１６：ストツ
パ。

Claims

【特許請求の範囲】１複数のベーンを保持したロータがハウジング
内において回転させられることにより容積が変化
する複数の圧縮室に吸入口から吸入室の気体を吸
入し、吐出口から吐出するベーン圧縮機であつ
て、前記複数の圧縮室のうち圧縮行程途上にある圧
縮室を吸入行程途上にある圧縮室に連通させる第
一バイパス通路と、その第一バイパス通路の前記圧縮行程途上にあ
る圧縮室側の開口の、前記ロータの回転方向に関
して前記吐出口に近い側の端の位置を変更するこ
とにより圧縮開始時期を変更する第一バイパス通
路開口端位置変更装置と、前記吸入口に連なる吸入通路に設けられて吸入
気体の流量を増減させる可変絞り装置と、常には遮断されているが、前記第一バイパス通
路の前記開口の吐出口側端が前記吐出口に最も近
い位置の近傍へ移行させられた状態においては、
前記圧縮行程途上にある圧縮室を前記第一バイパ
ス通路の前記吐出口側端位置より更に前記吐出口
に近い位置において前記吸入室または吸入室と常
時連通している吸入側空間へ連通させ、圧縮気体
の一部をその吸入室または吸入側空間へ逃がすと
ともに、前記圧縮行程途上にある圧縮室側の開口
が前記ロータの回転に伴つて前記ベーンがその開
口を通過する際にベーンにより一旦完全に塞がれ
る形状および寸法で形成されている第二バイパス
通路と、その第二バイパス通路を前記遮断状態と連通状
態とに切り換える第二バイパス通路開閉装置とを含むことを特徴とする可変容量型ベーン圧縮
機。２前記ハウジングがシリンダとそのシリン
ダの開口端に固定されたサイドプレートとを備
えるとともに、サイドプレートのシリンダ側の
面上に、ほぼシリンダの中心線の周りに回動可
能かつ前記ロータおよび前記複数のベーンの側
端面に接触または極く近接する状態で回動板が
設けられ、前記第一バイパス通路が前記回動板に形成さ
れた第一貫通穴により構成され、前記第一バイパス通路開口端位置変更装置が
前記回動板を回動させる回動板駆動装置により
構成され、前記吸入通路が、前記第一貫通穴と、前記サ
イドプレートに第一貫通穴と連通可能かつ回動
板の回動に伴つて第一貫通穴との連通面積が増
減する状態で形成された第二貫通穴とを含むと
ともに、前記可変絞り装置が、それら第一貫通
穴および第二貫通穴をそれぞれ備えた回動板と
前記回動板駆動装置とにより構成され、前記第二バイパス通路が、前記回動板の前記
第一貫通穴よりも前記吐出口に近い部分に形成
された第三貫通穴と、前記サイドプレートの通
常はその第三貫通穴とずれているが前記回動板
が前記第一貫通穴の吐出口側端が吐出口に最も
接近させられた状態においては第三貫通穴と一
致する部分に形成された第四貫通穴とを含み、前記回動板駆動装置が前記第二バイパス通路
開閉装置を兼ねている特許請求の範囲第１項記
載の可変容量型ベーン圧縮機。３前記ハウジングがシリンダとそのシリン
ダの開口端に固定されたサイドプレートとを備
えるとともに、サイドプレートのシリンダ側の
面上に、ほぼシリンダの中心線の周りに回動可
能かつ前記ロータおよび前記複数のベーンの側
端面に接触または極く近接する状態で回動板が
設けられ、前記第一バイパス通路が前記回動板に形成さ
れた第一貫通穴により構成され、前記第一バイパス通路開口端位置変更装置が
前記回動板を回動させる回動板駆動装置により
構成され、前記可変絞り装置が、前記吸入通路に設けら
れて吸入気体の流れに基づく動圧により吸入通
路の吸入有効面積を増減する絞り弁により構成
され、前記第二バイパス通路が、前記回動板の前記
第一貫通穴よりも前記吐出口に近い部分に形成
された第三貫通穴と、前記サイドプレートの通
常はその第三貫通穴とずれているが前記回動板
が前記第一貫通穴の吐出口側端が吐出口に最も
接近させられた状態においては第三貫通穴と一
致する部分に形成された第四貫通穴とを含み、前記回動板駆動装置が前記第二バイパス通路
開閉装置を兼ねている特許請求の範囲第１項記
載の可変容量型ベーン圧縮機。