JPH0442556Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は気体圧縮機に係わり、特にカークー
ラーに好適な圧縮作業室の容量を可変とした気体
圧縮機に関する。

《従来の技術》 従来、この種の気体圧縮機は、圧縮作業室の容
量を可変とするため、サイドブロツクと圧縮室と
の間に制御プレートを装着し、この制御プレート
を回動させることにより制御プレート面に形成さ
れたバイパス孔を通じて圧縮室のガスを吸入室へ
バイパスさせ、圧縮ガスの圧縮量を調整する構成
となつている。

この制御プレートは、第５図に示されるような
機構により駆動されている。なお、この図は気体
圧縮機本体の制御プレート部の断面図であつて、
その縦断面図は後述の本考案に係わる気体圧縮機
の縦断面図の第１図と同様に表わされるので、以
下その第１図をも参照しながら説明する。

図において、フロントヘツド１２に内周円筒状
の開口３０が構成され、この開口３０内に駆動軸
３１がスライド自在に嵌合され、この駆動軸３１
の先端３１ａは、吸入室２２内に臨み、かつ押圧
バネ３２のバネ圧により常時後退側に付勢されて
いる。

一方、駆動軸３１の後端３１ｂ側の空間部３３
内には、吐出ガス圧で加圧された油溜り２７内の
潤滑油が油流通経路２８および連通孔２９を介し
て供給され、この潤滑油の油圧力（油圧）によ
り、押圧バネ３２のバネ圧と逆方向に駆動軸３１
が付勢されている。なお、連絡孔２９には図示さ
れていないが、その途中に絞り部が形成され、吐
出ガス圧の急激な圧力変動がそのまま空間部３３
に伝わらないように形成されている。

さらに、駆動軸３１と制御プレート１９との関
係は、制御プレート１９のフロントヘツド１２に
対向する側面に駆動ピン３７が突設され、この駆
動ピン３７はフロントサイドブロツク１４に形成
された弓形のガイド孔３８を貫通して吸入室２２
内にその先端３７ａが臨み、駆動軸３１に形成さ
れた凹部３９内に上記ピンの先端３７ａが係合さ
れている。

従つて、駆動軸３１の先端３１ａには、押圧バ
ネ３２のバネ圧と吸入室２３内の吸入圧との総合
圧力が加わり、一方、駆動軸３１の後端３１ｂに
は、空間部３３内に供給される潤滑油の油圧が加
わり、上記総合圧力と油圧との差圧により駆動軸
３１が開口３０内を後退動作して駆動ピン３７を
介して制御プレート１９を所定角度内で回転駆動
させることができる。

吸入室２２と空間部３３との間には油圧を調整
するための制御弁（以下「油圧制御弁」という）
４０が設けられている。この油圧制御弁４０は、
空間部３３と連通する通路４１の途中にチヤンバ
４２を形成し、このチヤンバ４２内に配置したベ
ローズ４３の可動端に突設したロツド４４の先端
がベローズ４３の膨脹時に通路４１に含有されて
いるボール４５をバネ４６に逆らいながら押圧す
ることにより、通路４１を開放して空間部３３の
油圧を低圧側の吸入室２２に逃すように構成され
ている。

このような構成の制御プレート１９を備えた気
体圧縮機を、例えばカークーラーに用いた場合、
エンジンの出力軸に接続されて駆動されるため、
エンジンの回転数が高速になると単位時間当りの
冷媒圧縮量が増大し、気体圧縮時の吐出側の圧力
が上昇し、同時に吸入室２２側の圧力が低下す
る。すると、吸入室２２内の圧力の変動に応じて
油圧制御弁４０が作動し、空間部３３内の油圧が
吸入室２２側に放出され、空間部３３内の油圧が
低下する。これにより、駆動軸３１が後退し制御
プレート１９が回動されて、制御プレート１９に
設けられたバイパス孔１９ａを介して圧縮ガスが
バイパスされ、圧縮作業室の容量が適正な値に自
動的に調整されて適正な冷媒圧縮量に調整され
る。

しかしながら、この油圧制御弁４０では通路４
１がボール４５で遮断された状態で、ボール４５
に空間部３３からの油圧が加えられているため、
通路４１を開放するにはその油圧分に打ち勝つだ
けの押し上げ力をベローズ４３が必要としてい
る。このため、油圧制御弁４０の開閉動作による
空間部３３の圧力変化により、ボール４５に作用
する力が変化し、冷媒圧縮量の調整を精密に行な
うことが困難であるという問題点があつた。

このような問題点を解決するものとして、第６
図に示されるような油圧制御弁５０が提案されて
いる。すなわち、この油圧制御弁５０は、空間部
３３と連通する連通路５１の途中にチヤンバ５２
を形成し、このチヤンバ５２内に一端が固定さ
れ、かつ外圧により伸縮するベローズ５３と、こ
のベローズ５３の可動端に突設され、一様な径の
中間部に貫通孔５４を形成したスプール状の弁体
５５と、この弁体５５が摺動自在に嵌合される案
内孔５６が形成されたハウジング部５７と、この
案内孔５６に嵌合した弁体５５の突出時における
貫通孔５４の位置でハウジング部５７と交差する
とともに、一端をチヤンバ５２に、他端を駆動軸
３１の後端側の空間部３３に連なる連通路５１に
接続する油路５８と、ハウジング部５７に形成さ
れた案内孔５６の奥端と潤滑油が貯留された圧縮
室側の油溜り２７に油流通経路２８を介して連な
る油圧連通路５９とにより構成されている。

この改良された油圧制御弁５０によれば、ロー
タ１８の回転数が増大するか、あるいは冷房負荷
等が減少して、吸入室２２の圧力が低下すると、
チヤンバ５２内のベローズ５３が膨脹し、その先
端の弁体５５がハウジング部５７に形成された案
内孔５６を摺動し、弁体５５の貫通孔５４がハウ
ジング部５７に形成された油路５８に到達して、
駆動軸３１の後端側の空間部３３の油圧がチヤン
バ５２を介して吸入室２２側へ開放されることに
より、駆動軸３１が後退し制御プレート１９が圧
縮量を減少させる方向に回動する。

また、吸入室２２の圧力が上昇すると、チヤン
バ５２内のベローズ５３が縮小するとともに、弁
体５５が復帰方向に摺動し、ハウジング部５７に
形成された油路５８を閉鎖し、駆動軸３１の後端
側空間部３３の油圧が上昇することにより、駆動
軸３１が前進し、制御プレート１９が圧縮量を増
大させる方向に回動する。

しかも、弁体５５の摺動の際、弁体５５の先端
には油圧連通路５９を介して圧縮室側の油溜り２
７の油圧が常時加えられているため、予め弁体５
５の先端で押圧される分に相当してベローズ５３
の内圧を調整しておくことにより、冷房負荷によ
るコントロール圧力を変化させることができる。

この改良された油圧制御弁５０を用いることに
より連通路５１における一次側圧力、すなわち空
間部３３の圧力が開閉動作に与える影響を解除す
ることができ、その結果、連通路５１における二
次側圧力、すなわち吸入室２２の圧力にほぼ比例
した弁の開閉動作が得られて、気体圧縮量を精度
良く制御することができる。

《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、上記従来の改良された油圧調整
弁５０を用いると、ほぼ吸入室の圧力に比例して
弁体５５の移動が可能となるように構成される
が、この弁体５５の移動距離、すなわちストロー
クと潤滑油の流出量が非線形であるため、より精
密な気体圧縮量の調整ができないという問題点が
あつた。

すなわち、弁体５５のストロークと潤滑油通過
のための貫通孔５４の開口部面積の関係は第４図
の鎖線で示されるように非線形であるため、開口
断面積が小さいとき、すなわち弁が開き始めたと
き必要以上に弁体のストロークが大きくなつてし
まうという問題点があつた。

《課題を解決するための手段》 この考案は、上記課題を解決するためになされ
たものであつて、その構成は内周略楕円筒状のシ
リンダブロツクと、このシリンダブロツクの両側
に取り付けられるフロントおよびリヤサイドブロ
ツクと、上記シリンダブロツクおよび両サイドブ
ロツクによつて形成されるシリンダ室内に回転自
在に横架され、その半径方向に進退自在な複数の
ベーンを有するロータと、上記フロントサイドブ
ロツクの内面側に設けられ、かつ所定角度内で回
動可能な略円盤状の制御プレートと、この制御プ
レートの外側面に突出した駆動ピンに連繋され、
かつその先端が上記フロントサイドブロツクとこ
のフロントサイドブロツクの外側に設けられたフ
ロントヘツド間に形成された吸入室内に臨むよう
に配置された駆動軸と、この駆動軸の先端側に配
置され、上記駆動軸を後退方向に付勢する押圧バ
ネと、吐出ガスまたは吐出ガス圧により加圧され
た油溜りの潤滑油を上記駆動軸の後端側の空間部
に供給する供給路と、上記空間部と吸入室間を連
通する連通路に設けられ、吸入室内圧力が低下す
ると上記連通路を開放する制御弁とを備えた気体
圧縮機において、 上記吸入室側に開放されたチヤンバと、 上記チヤンバ内に設けられ外圧により伸縮する
伸縮子と、 上記伸縮子の可動端に突設された一様な径の中
間部に小径段部を形成したスプール状の弁体と、 上記弁体が摺動自在に嵌合される案内孔が形成
されたハウジング部と、 上記ハウジング部に設けられ、一端が上記空間
部と連なる連通路に、他端が上記案内孔の途中に
接続された油路と、 上記案内孔と油路との接続部分に形成されると
もに、上記弁体の前進移動によりその弁体の小径
段部と案内孔との〓間を介してチヤンバ内と連通
する油路室と、 により制御弁を構成したことを特徴とするもので
ある。

《作用》 ロータの回転数が増大するか、あるいは冷房負
荷等が減少して吸入室の圧力が低下すると、チヤ
ンバ内の伸縮子がその圧力に応じて膨脹し、その
先端の弁体がハウジング部に形成された案内孔を
摺動する。

これにより、油路室は弁体の小径段部と案内孔
との〓間を介してチヤンバ内と連通する。この
際、空間部からチヤンバ室に至る油流出経路の開
口面積は弁体の移動ストロークに比例して線形的
に増加すると共に、空間部からチヤンバ室に至る
潤滑油の流出量も線形的に増大する。

一方、吸入室の圧力が上昇したときは弁体が上
述とは逆に作動する。この際、上記のような油流
出経路の開口面積は当然のことながら弁体の移動
ストロークに比例して線形的に減少する。

従つて、駆動軸は上記弁体を有する油圧制御弁
によつて調整された空間部の油圧によつて駆動さ
れて制御プレートの回動が行われる。

《実施例》 以下、本考案に係わる気体圧縮機の好適実施例
について図面に基づいて説明する。

第１図は、この考案に係わる気体圧縮機の全体
構成を示す縦断面図および第２図は第１図の−
線断面図である。

これら両図に示される気体圧縮機は、圧縮機本
体１０と、この本体１０を気密に包囲する一端開
口型のケーシング１１と、このケーシング１１の
開口端面に取り付けられたフロントヘツド１２と
を備えている。

気体圧縮機本体１０は、内周略楕円筒状のシリ
ンダブロツク１３と、このシリンダブロツク１３
の両側に取付られたフロントサイドブロツク１４
およびリヤサイドブロツク１５とを有し、これら
により形成された略楕円筒状のシリンダ室ａ内に
は、ロータ軸１６と一体で、かつその周囲にその
半径方向に後退自在な５枚のベーン１７を装着し
た充実円筒状のロータ１８が回転自在に横架され
ている。

また、上記フロントサイドブロツク１４の内面
側に突設されたボス部１４ａには、略円盤状の制
御プレート１９がスラストベアリング２０を介し
て回動自在に嵌合されている。

なお、制御プレート１９を駆動する機構の構造
および動作については、前述の第５図で示した従
来技術で説明した共通部分について同一符号を付
し、その部分については説明が重複するためその
説明を省略し、新規な部分について異なつた符号
を付して説明する。

本考案の特徴部分は油圧制御弁５０のハウジン
グ部５７と弁体５５とにある。すなわち、スプー
ル状の弁体５５の長て方向のほぼ中央部に小径段
部６０が形成されており、その小径段部６０の長
さはハウジング部５７に設けられた油路５８とチ
ヤンバ５２を連通する長さに形成されている。

また、ハウジング５７内には案内孔５６と油路
５８との接続部分に油路室５８ａが形成されてい
るとともに、この油路室５８ａは弁体５５の前進
移動によりその弁体５５の小径段部６０と案内孔
５６との〓間を介してチヤンバ５２内と連通する
ように構成されている。なお、油路室５８ａの大
きさは弁体５５の大径部分より大きな径で、かつ
油路５８の断面径より僅かに大きな幅を有するよ
うに設定されている。

上記構成からなる弁体５５とハウジング部５７
とにおいて、ベローズ５３の伸縮により弁体５５
が図の矢印方向に移動し、弁体５５の小径段部６
０が油路室５８ａとチヤンバ５２との間に位置し
たとき、小径段部６０の外周面と案内孔５６の内
壁面との間に間〓が生じて開口部６１が形成され
る。この開口部６１の断面積は弁体５５のストロ
ークと弁体５５の大径の積になるため第４図に示
されるように弁体５５のストロークに比例したも
のとなる。

以上のように構成された本実施例の気体圧縮機
において、ロータ１８の回転に伴いベーン１７が
回転してガスの圧縮が開始されると、第１図の矢
印Ａで示されるように、フロントヘツド１２に設
けられた吸気口２１から吸い込まれた吸入室２２
内のガスは、フロントサイドブロツク１４に設け
られた吸入孔２３を経てシリンダブロツク１３に
貫通形成された吸気通路２４に導入され、この吸
気通路２４の両側に設けられた切欠２４ａ，２４
ｂからシリンダ室ａ内に吸い込まれる。

次いで、ベーン１７の回転により圧縮行程に入
ると、圧縮された冷媒ガスは図示しない吐出ポー
ト、吐出弁を経てリヤサイドブロツク１５に設け
られた連通孔２５を経てリヤサイドブロツク１５
の背部に設けられた油分離器２６に供給され、こ
こで油分が分離された後、第１図の矢印Ｂで示す
ようにケーシング１１の後部空間ｂに達し、さら
に吐出口２７を経て外部に排出される。

分離された油分、すなわち潤滑油は後部空間ｂ
の下部の油溜り２７に貯留されるとともに、吐出
圧により加圧されてシリンダブロツク１３および
両サイドブロツク１４，１５に設けられた油流通
経路２８を介してロータ軸１６およびベーン１７
の底部に供給され、潤滑作用とベーン圧付与作用
が行われ、されにフロントサイドブロツク１４に
設けられた連絡孔２９を介して、すなわちこれら
経路および連絡孔からなる供給路を介して空間部
３３へ供給される。

次に、この油圧制御弁５０の動作について説明
する。すなわち、ロータ１８の回転数が増大する
か、あるいは冷房負荷等が減少して吸入室２２の
圧力が低下するとチヤンバ５２内のベローズ５３
が膨脹し、その先端の弁体５５の小径段部６０が
ハウジング５７に形成された油路室５８ａに到達
して、空間部３３の油圧が開口部６１およびチヤ
ンバ５２を介して吸入室２２側へ開放される。こ
の際、開口部６１の開口断面積は第４図実線で示
されるように弁体５５のストロークと比例したも
のであり、このためこのストロークに応じた空間
部３３内の油圧を吸入室２２内へ開放することが
できる。

このようにして空間部３３内の油圧が低下する
ことにより、駆動軸３１が後退し制御プレート１
９が圧縮機を減少させる方向に回動する。

また、吸入室の圧力が上昇すると、チヤンバ５
２内のベローズ５３が縮小するとともに、弁体５
５が復帰方向に摺動し、開口部６１を閉鎖し空間
部３３の油圧が上昇することにより、駆動軸３１
が前進し制御プレート１９が圧縮量を増大させる
方向に回動する。

次に制御プレート１９のガスのバイパス動作に
ついて説明する。この制御プレート１９の周縁部
には180°対向してバイパス孔１９ａが設けられて
おり、このバイパス孔１９ａはフロントサイドブ
ロツク１４に設けられた吸入孔２３とバイパス孔
１４ａとに選択的に連通される。その結果、負荷
の増大あるいは低速運転時に吸入室２２の圧力が
上昇し、制御プレート１９が回動されると、制御
プレート１９のバイパス孔１９ａとフロントサイ
ドブロツク１４の吸入孔２３とがほぼ一致し、こ
れら吸入孔２３ならびにバイパス孔１９ａを通じ
て吸入室２２からシリンダ室ａに大量の冷媒が供
給されて圧縮作業室の容量が増加する。

一方、負荷の減少あるいは高速運転時には、吸
入室２３の圧力が低下し、制御プレート１９が反
対方向に回動されて、制御プレート１９のバイパ
ス孔１９ａとフロントサイドブロツク１４に形成
されたバイパス孔１４ａとが一致し、これらバイ
パス孔１９ａ，１４ａを通じてシリンダ室２４内
の圧縮ガスが吸入室２２内にバイパスされること
により圧縮作業室の容量が小さくなり最適な圧縮
量が維持される。

以上の説明で明らかなように、この考案に係わ
る気体圧縮機は負荷および回転数の変動に対応し
て圧縮作業室の容量を調整するための油圧制御弁
５０に小径段部６０を有するスプール状の弁体５
５を用いることにより、連通路５１における一次
側圧力すなわち空間部３３の油圧が弁体５５のス
トロークに比例する開口断面積を有する開口部６
１を介して吸入室２２へ排出されるので、吸入室
２２の圧力に比例した弁の開閉動作が得られ、圧
縮量を高精度に制御することができる。

なお、上記の実施例では弁の開閉動力を発生す
るためにベローズ５３を用いたが、これをダイヤ
フラムあるいはピストン等に置き換えることもで
きる。

《効果》 この考案に係る気体圧縮機にあつては、圧縮量
を調整するのに吸入室の圧力で制御される油圧制
御弁をスプール状の弁体で構成すると共に、その
弁体の案内路と油路との接続部分には油路室を設
け、この油路室は上記弁体の前進移動によりその
弁体の小径段部と案内孔との〓間を介してチヤン
バ内に連通するように構成したため、空間部から
チヤンバ室に至る油流出経路の開口面積は弁体の
移動ストロークに比例して線形的に増加し、空間
部からチヤンバ室に至る潤滑油の流出量も線形的
に増大するので、制御プレートを吸入室の圧力に
比例して動作させることができ、圧縮量を高精度
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係わる気体圧縮機の実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図の−線断面
図、第３図は第２図のイ部拡大図、第４図は弁体
ストロークと開口断面積との関係図、第５図は従
来例を示す断面図および第６図は他の従来例を示
す断面図である。 １０……気体圧縮機本体、１２……フロントヘ
ツド、１３……シリンダブロツク、１４……フロ
ントサイドブロツク、１５……リヤサイドブロツ
ク、１７……ベーン、１８……ロータ、１９……
制御プレート、１９ａ……バイパス孔、２２……
吸入室、２７……油溜り、２８……油流通経路、
２９……連絡孔（供給路）、３０……開口、３１
……駆動軸、３２……押圧バネ、３３……空間
部、３７……駆動ピン、５０……油圧制御弁（制
御弁）、５１……連通路、５２……チヤンバ、５
３……ベローズ、５４……小径段部、５５……弁
体、５６……案内孔、５７……ハウジング部、５
８……油路、５９……油圧連通路、６０……小径
段部、６１……開口部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内周略楕円筒状のシリンダブロツクと、このシ
   リンダブロツクの両側に取り付けられるフロント
   およびリヤサイドブロツクと、上記シリンダブロ
   ツクおよび両サイドブロツクによつて形成される
   シリンダ室内に回転自在に横架され、その半径方
   向に進退自在な複数のベーンを有するロータと、
   上記フロントサイドブロツクの内面側に設けら
   れ、かつ所定角度内で回動可能な略円盤状の制御
   プレートと、この制御プレートの外側面に突出し
   た駆動ピンに連繋され、かつその先端が上記フロ
   ントサイドブロツクとこのフロントサイドブロツ
   クの外側に設けられたフロントヘツド間に形成さ
   れた吸入室内に臨むように配置された駆動軸と、
   この駆動軸の先端側に配置され、上記駆動軸を後
   退方向に付勢する押圧バネと、吐出ガスまたは吐
   出ガス圧により加圧された油溜りの潤滑油を上記
   駆動軸の後端側の空間部に供給する供給路と、上
   記空間部と吸入室間を連通する連通路に設けら
   れ、吸入室内圧力が低下すると上記連通路を開放
   する制御弁とを備えた気体圧縮機において、 上記吸入室側に開放されたチヤンバと、 上記チヤンバ内に設けられ外圧により伸縮する
   伸縮子と、 上記伸縮子の可動端に突設された一様な径の中
   間部に小径段部を形成したスプール状の弁体と、 上記弁体が摺動自在に嵌合される案内孔が形成
   されたハウジング部と、 上記ハウジング部に設けられ、一端が上記空間
   部と連なる連通路に、他端が上記案内孔の途中に
   接続された油路と、 上記案内孔と油路との接続部分に形成されると
   もに、上記弁体の前進移動によりその弁体の小径
   段部と案内孔との〓間を介してチヤンバ内と連通
   する油路室と、 により制御弁を構成したことを特徴とする気体圧
   縮機。