JPH0563635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カークーラー等に用いられる気体圧
縮機（コンプレツサ）に関し、特にその圧縮作業
室の容量を可変とした気体圧縮機に関する。

（従来の技術） 通常、乗用車などの冷房に用いられる気体圧縮
機はエンジンに並設され、このエンジンのクラン
クシヤフトプーリからＶベルトで駆動され、気体
圧縮機側に装着された電磁クラツチでエンジン側
と駆動連結を断続するようにしている。

したがつて、この種の気体圧縮機の能力はエン
ジンの回転速度に比例して向上することになる
が、このことは逆に高速度で走行した場合には気
体圧縮機が高速で駆動されるために、車室内を過
冷房気味にしてしまう原因となるとともに、これ
に比例して消費動力が増大して燃費が悪化すると
いう問題点があり、特にロータリー式の気体圧縮
機においてはこのような傾向が著しい。

この対策としては、気体圧縮機の駆動速度に応
じて冷媒ガスの圧縮作業室の容量を変化させる、
いわゆる容量可変型の気体圧縮機が種々提案され
ている。

たとえば、本出願人による先の出願に係る容量
可変型の気体圧縮機がある（昭和61年11月17日提
出の特許願）。この気体圧縮機は、所定角度内で
回転可能な略円盤状の容量制御プレートを備え、
この容量制御プレートの周縁にはバイパス用凹部
が形成され、気体圧縮機が高速で駆動されると容
量制御プレートが回転してそのバイパス用凹部は
フロントサイドガイドブロツクに形成されたバイ
パス孔と連通し、圧縮作業室の冷媒ガスを一部入
室にバイパスさせて圧縮作業室の容量を減少させ
る。このことにより、気体圧縮機が高速で駆動さ
れても車室内を過冷房気味にすることを防止する
ことができるるとともに、消費動力が軽減して燃
費が悪化するのを防止することができる。

また、フロントサイドブロツクの半径内方に、
先端部がシリンダ側に突出してロータ端面に近接
し、その内周側にベーン圧力室としての溝部を有
するような円筒状段部が形成され、この円筒状段
部の外周に回転可能に容量制御プレートが嵌合す
るよう構成されている。このことにより、容量制
御プレートとフロントサイドブロツクとの突合せ
面（直径方向の接触面）の〓間から冷媒ガスおよ
び潤滑油が多量にリークして吸入室に流れ込み、
さらにこの潤滑油がシリンダ内に流れ込んで気体
圧縮機の性能が低下するの防止している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の気体圧縮機に
あつては、低速で駆動されるときには上述のよう
に容量制御プレートとフロントサイドブロツクと
の突合せ面の〓間から潤滑油などが吸入室に多量
にリークして気体圧縮機の性能が低下するのを有
効に防止することができるが、逆に高速で駆動さ
れるときには吸入室さらにはシリンダ内に流入す
る潤滑油が少なすぎて各部に潤滑不足が生じ、気
体圧縮機が過熱して吐出ガス温度ぎ上昇すること
により、気体圧縮機やカークーラー全体の故障あ
るいは著しい性能低下を来す恐れがあるという問
題点があつた。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は上記問題点を解決するため、
内周が略楕円状に形成されたシリンダと、このシ
リンダの一端側に取付けられるリアサイオブロツ
クと、前記シリンダの他端側に取付けられ半径内
方に先端部がシリンダ側に突出し内周側にベーン
圧力室を有するような円筒状段部が形成されたフ
ロントサイドブロツクと、前記円筒状段部の外周
に回転可能に嵌合して前記シリンダの他端側に対
向する容量制御プレートと、前記フロントサイド
ブロツクおよびリアサイドブロツクに両端軸が回
転自在に支持され前記シリンダと同軸上に回転軸
線を有するようシリンダ内に収納されたロータ
と、このロータの半径方向に進退自在に支持され
前記ベーン圧力室の圧力によりロータの半径外方
に付勢されて前記シリンダの内周と前記ロータの
外周との間に圧縮作業室を画成する複数のベーン
と、前記フロントサイドロツクの前記シリンダと
反対側に気体の吸入室を形成するフロントヘツド
と、を備え、前記容量制御プレートを回転させる
ことにより前記圧縮作業室の容量を運転状態に応
じて可変とした気体圧縮機において、前記円筒状
段部に半径方向に通路を形成するとともに前記容
量制御プレートの内周の一部に切り欠きを形成
し、前記容量制御プレートが前記圧縮作業室の容
量を減少させる方向に回転したときのみ前記通路
と切り欠きが連通して前記ベーン圧力室と吸入室
とを連通させるようにした構成としたものであ
る。

（作用） このような構成の気体圧縮機によれば、シリン
ダの他端側に取付けられるフロントサイドブロツ
クの半径内方に、先端部がシリンダ側に突出して
ロータ端面に近接し内周側にベーン圧力室を有す
るような円筒状段部を形成し、この円筒材段部の
外周に回転可能に容量制御プレートを嵌合してシ
リンダの他端側に対向するように配置したことに
より、気体圧縮機が低速で駆動されるときには容
量制御プレートとフロントサイドブロツクとの突
合せ面の〓間から潤滑油などが多量にリークして
気体圧縮機の性能が低下するのを有効に防止する
ことができる。

また、円筒状段部に半径方向に通路を形成する
とともに容量制御プレートの内周の一部を切り欠
きを形成し、容量制御プレートが圧縮作業室の容
量を減少させる方向に回転したときのみ前記通路
と切り欠きが連通してベーン圧力室と吸入室とを
連通させるように構成したため、気体圧縮機が高
速で駆動されるときにはベーン圧力室から多量の
潤滑油が吸入室に供給され、さらにこの潤滑油が
吸入室からシリンダ内に供給されて各部の冷却作
用を行い吐出ガスの温度を低下させる。このこと
により、気体圧縮機の高速運転時における潤滑不
足による気体圧縮機の過熱、あるいは吐出ガス温
度の上昇を防止して、気体圧縮機やカークーラー
全体の故障あるいは著しい性能低下を有効に防止
することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。第１〜８図は本発明による気体圧縮機
の第１実施例を示す図である。

まず構成について説明すると、第１図におい
て、１は図中右端が開口したケーシングであり、
このケーシング１内にはシリンダ２が収納されて
いて、このシリンダ２は第２図に示すようにその
内周が略楕円状に形成されている。シランダ２の
一端側（第１図中左端側）にはリアサイドブロツ
ク３が取付けられ、シリンダ２の多端側（第１図
中右端側）にはフロントサイドブロツク５が取付
けられている。フロントサイドブロツク５の半径
内方（中心側）には円筒状段部５ａが形成されて
おり、この円筒状段部５ａの先端部はシリンダ２
側に突出している。円筒状段部５ａの外周には容
量制御プレート６が回転可能に嵌合しており、こ
の容量制御プレート６はシリンダ２の他端側に対
向するよう配置されている。フロントサイドブロ
ツクと容量制御プレート６との突合せ面の〓間の
半径内方には、容量制御プレート６が円滑に回転
するようスラスト軸受１４が介装されている。リ
アサイドブロツク３およびフロントサイドブロツ
ク５にはロータ７の両端部に突出したロータ軸８
ａ，８ｂが回転自在に支持され、このことにより
ロータ７はシリンダ２内にシリンダ２と同軸上に
回転軸線を有するよう収納されている。ロータ７
には第２，３図に示すように、円周方向に等間隔
をおいて５つの溝１０がロータ７の軸線と同方向
に延在するよう形成されており、これらな溝１０
内にはそれぞれベーン１１がロータ７の半径方向
に進退自在に支持されている。円筒状段部５ａの
内周側には第１図および第４，５図に示すように
ベーン圧力室１２が形成されており、このベーン
圧力室１２は第２，３図に示す溝１０の背圧室１
０ａと連通している。このため、背圧室１０ａに
はペーン圧力室１２のベーン圧力が作用してベー
ン１１をロータ７の半径外方に付勢し、このこと
によりベーン１１の先端部は常にシリンダ２の内
周に接触しながらロータ７とともに回転する。第
４，５図においてはベーン圧力室１２は上下２室
に離隔しているように見えるが、これはいわゆる
ベーン１１のチヤタリングを防止するためのもの
で、これらは図示していない通路により連通して
いる。そして、第２図に示すように、隣り合う２
枚のベーン１１はシリンダ２の内周とロータ７の
外周との間に圧縮作業室１３を画成する。また、
同図に示すようにシリンダ２には一対の吐出ポー
ト１９が開口形成され、その外側にはそれぞれ吐
出弁２３が設けられている。

フロントサイドブロツク５のシリンダ２と反対
側には、その内部に冷媒ガス（気体）の吸入室１
５を形成するフロントヘツド１６が取付けられて
いる。第７図に示すようにフロントサイドブロツ
ク５には連絡孔１７とバイパス孔１８がそれぞれ
一対ずつ開口しており、そのうちの連絡孔１７に
対向するシリンダ２の端面には、第１図に示すよ
うに軸線と平行に延在する吸気通路２０が開口し
ている。フロントサイドブロツク５の連絡孔１７
に対向するリアサイドブロツク３の部分には連絡
孔１７と同形の吸気凹部２１が形成されており、
この吸気凹部２１は吸気通路２０に連通している
とともに、シリンダ２内にも連通している。第
４，５，７図に示すように容量制御プレート６に
は互いに中心に対称の位置に一対の凹部２２が形
成されており、この凹部２２は容量制御プレート
６が回転しないときは吸気通路２０および連絡孔
１７と同じ位置にあり、後述するように容量制御
プレート６が回転すると第３，８図に示すように
凹部２２はバイパス孔１８と連通するようになつ
ている。

ケーシング１内のリアサイドブロツク３に対し
てシリンダ２と反対側には油分離室２４が画成さ
れており、この油分離室２４のリアサイドブロツ
ク３側には油分離器２５が設けられている。油分
離室２４の下方に溜まつた潤滑油はリアサイドブ
ロツク３、シリンダ２、フロントサイドブロツク
５の肉厚圧内に形成された油供給路２６を通つて
ロータ軸８ａ，８ｂの潤滑部およびベーン圧力室
１２に供給されるようになつている。

吸入室１５内には第図７に示すようにう駆動シ
リンダ２８がシリンダ２の軸線と直角に交差する
方向に配設されており、この駆動シリンダ２８の
一端部２８ａは吸入室１５内に突出していてその
他端分２８ｂはフロントヘツド１６の外部に対向
している。駆動シリンダ２８とフロントヘツド１
６との間にはスプリング３０が介装されていて、
このスプリング３０はそのバネ圧で常に駆動シリ
ンダ２８の一端分２８ａが吸入室１５内に突入す
る方向に付勢している。容量制御プレート６には
駆動ピン３１が立設されており、この駆動ピン３
１はフロントサイドブロツク５に弧状に開口形成
されたガイド孔３２を貫通していて、この駆動ピ
ン３１の先端部は駆動シリンダ２８の一端部２８
ａに形成された係合凹部３４に常に係合してい
る。

第１，４，５，８図に示すように円筒状段部５
ａにはその半径方向に丸孔の通路３５が形成され
ており、一方、容量制御プレート６にはやはり第
１，４，５，８図に示すようにその内周の吸入室
１５側の一部に切欠き４０が形成されている。ま
た、第６図に示すように、切欠き４０は全長にわ
たつて同じ幅を有している。

次に作用について説明する。図外のエバポレー
タ（蒸発器）から吸入室１５に吸入された低温低
圧の冷媒ガスは連絡孔１７から吸気通路２０、吸
気凹部２１を経て、あるいは連絡孔１７から直接
シリンダ２内に吸入され、ロータ７とともに回転
するベーン１１により圧縮作業室１３内で圧縮さ
れて高温高圧となつて吐出ポート１９、吐出弁２
３を通つて油分離室２４に吐出される。このとき
冷媒ガスは油分離器２５により潤滑油と分離され
て潤滑油は油分離室２４の下方に溜まり、高温高
圧の冷媒ガスは油分離室２４から図外のコンデン
サ（凝縮器）に送られる。

ロータ７が低速で回転しているときは容量制御
プレート６は第２図に示す位置にあるため、圧縮
作業室１３は最大容量の状態で冷媒ガスを圧縮す
る。油分離室２４内にの潤滑油は油供給路２６を
通つてロータ軸８ａ，８ｂの潤滑部およびベーン
圧力室１２に供給されるが、ロータ７が低速で回
転しているときは容量制御プレート６は第４図に
示す位置にあるから通路３５と切欠き４０は連通
しない。このため、ベーン圧力室１２内の潤滑油
が容量制御プレート６とフロントサイドブロツク
５との突合わせ面の〓間から多量にリークするの
を防止して、気体圧縮機の性能が低下するのを有
効に防止することができる。

ロータ７が高速で回転すると吸入室１５内の吸
入圧が下がるためにスプリング３０のバネ圧が吸
入圧に打ち勝ち、駆動シリンダ２８が収入室１５
にさらに突入して（第７図中左上方向に進行し
て）駆動ピン３１をガイド孔３２に沿つて所定角
度内で回転させる。このため容量制御プレート６
も駆動ピン３１とともに回動してその凹部２２は
バイパス孔１８と連通するようになり、第３図に
示すように圧縮作業室１３の容量を小さくする。
このことにより、気体圧縮機の吐出容量が小さく
なつて高速運転時に車室内を過冷房気味にするこ
とを防止することができるとともに、消費動力と
軽減して燃費が悪化するのを防止することができ
る。また、ロータ７高速で回転すると上述のよう
に容量制御プレート６が回転するため、第５，８
図に示すように通路３５と切り欠き４０とが連通
してベーン圧力室１２の潤滑油を容量制御プレー
ト６とフロントサイドブロツク５との組合せ面の
〓間に積極的にリークさせて多量に供給し、第８
図に矢印で示すように吸入室１５に流入させる。
そして、潤滑油は吸入室１５からさらにシリンダ
２内に供給されて各部の冷却作用およびシール作
用を行い、吐出ガスの温度を低下させる。このこ
とにより、高速運転時に各部の潤滑不足による気
体圧縮機の過熱あるいは吐出ガス温度の上昇を防
止して、気体圧縮機やカークーラー全体の故障あ
るいは著しい性能低下を有効に防止することがで
きる。

また、この実施例によれば、ベーン圧力室１２
内の潤滑油を積極的に吸入室１５側にリークさせ
ることによりベーン圧力差１２の力は少し低くな
るが、ロータ７の高速回転時にはベーン１１に遠
心力が働くためにベーン１１の先端がシリンダ２
の内周から離れる心配はなく、むしろ必要最小限
度の押付け力によりベーン１１の先端部に無理な
押付けトルクが働くのを防止し、消費動力の軽減
を図つて燃費を改善することができる。

第９図には本発明の第２実施例について示す。
前記第１実施例にあつては切欠き４０は全長にわ
たつて同じ幅を有していたのに対し、この第２実
施例のにおいては切欠き４０′は回転するにした
がつてその幅が広くのるゆよう構成されている。
このような第２実施例によれば切欠き４０′は通
路３５との連通断面積を徐々に拡大するために、
吸入室１５の吸入圧の変化にしたがつて必要なと
きに必要なだけの潤滑油を供給することができ
る。

なお、上記実施例においては通路３５が丸穴の
ものについて説明したが、通路３５の断面形状は
スリツトあるいはその他の形状であつてもよい。
また、上記実施例においては容量制御プレート６
の切欠き４０が吸入室１５側に開口するよう形成
されたものについて説明したが、切欠き４０はロ
ータ７側に開口するよう形成しても、あるいは両
側に開口するよう形成してもよい。しかし、上記
実施例のように吸入室１５側に開口したものの方
が吸入室１５に潤滑油を供給し易く、最も本発明
の目的に沿うものと思われる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、気体圧縮
機が低速で駆動されるときには、容量制御プレー
トとフロントサイドブロツクとの突合せ面の〓間
から潤滑油が多量にリークして気体圧縮機の性能
が低下するのを有効に防止することができるとと
もに、気体圧縮機が高速で駆動されるときにはベ
ーン圧力室から潤滑油が吸入室に多量に供給さ
れ、さらにその潤滑油は吸入室からシリンダ内に
供給されて各部の冷却作用を行い吐出ガスの温度
を低下させる。このことにより、気体圧縮機の高
速運転時における各部の潤滑不足による気体圧縮
機の過熱、あるいは吐出ガス温度の上昇を防止し
て、気圧圧縮機やカークーラー全体の故障あるい
は著しい性能低下を有効に防止することができ
る。

また、ベーンの先端部には必要最少限度の押付
け力が働き、無理な押付けトルクが働くのを防止
して消費動力の軽減ひいては燃費を改善すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は本発明による気体圧縮機の第１実
施例を示す図であり、第１図はその断面側面図、
第２，３図は第１図における−矢視断面図、
第４，５図は第１図における−矢視断面図、
第６図は第５図における−矢視断面図、第７
図は第１図における−矢視断面図、第８図は
容量制御プレート６が回転してシリンダ２内と凹
部２２とバイパス孔１８がともに吸入室１５に連
通したときの断面側面図、第９図は本発明の第２
実施例を示す一部断面図である。 １……ケーシング、２……シリンダ、３……リ
アサイドブロツク、５……フロントサイドブロツ
ク、５ａ……円筒状段部、６……容量制御プレー
ト、７……ロータ、８ａ，８ｂ……ロータ軸、１
０……溝、１０ａ……背圧室、１１……ベーン、
１２……ベーン圧力室、１３……圧縮作業室、１
４……スラスト軸受、１５……吸入室、１６……
フロントヘツド、１７……連絡孔、１８……バイ
パス孔、１９……吐出ポート、２０……吸気通
路、２１……吸気凹部、２２……凹部、２３……
吐出弁、２４……油分離室、２５……油分離器、
２６……油供給路、２８……駆動シリンダ、２８
ａ……一端部、２８ｂ……他端部、３０……スプ
リング、３１……駆動ピン、３２……ガイド孔、
３４……係合凹部、３５……通路、４０，４０′
……切欠き。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内周が略楕円状に形成されたシリンダと、こ
   のシリンダの一端側に取付けられるリアサイドブ
   ロツクと、前記シリンダの他端側に取付けられ半
   径内方に先端部がシリンダ側に突出し内周側にベ
   ーン圧力室を有するような円筒状段部が形成され
   たフロントサイドブロツクと、前記円筒状段部の
   外周に回転可能に嵌合して前記シリンダの他端側
   に対向する容量制御プレートと、前記フロントサ
   イドブロツクおよびリアサイドブロツクに両端軸
   が回転自在に支持され前記シリンダと同軸上に回
   転軸線を有するようシリンダ内に収納されたロー
   タと、このロータの半径方向に進退自在に支持さ
   れ前記ベーン圧力室の圧力によりロータの半径外
   方に付勢されて前記シリンダの内周と前記ロータ
   の外周との間に圧縮作業室を画成する複数のベー
   ンと、前記フロントサイドブロツクの前記シリン
   ダと反対側に気体の吸入室を形成するフロントヘ
   ツドとを備え、前記容量制御プレートを回転させ
   ることにより前記圧縮作業室の容量を運転状態に
   応じて可変とした気体圧縮機において、前記円筒
   状段部に半径方向に通路を形成するとともに前記
   容量制御プレートの内周の一部に切り欠きを形成
   し、、前記容量制御プレートが前記圧縮作業室の
   容量を減少させる方向に回転したときのみ前記通
   路と切り欠きが連通して前記ベーン圧力室と吸入
   室とを連通させるようにしたことを特徴とする気
   体圧縮機。