JPH065074B2 - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮開始時期を制御して吐出容量を可変制御
し得る可変容量型圧縮機、特に２つある圧縮室の一方に
おける吐出容量の可変率をその他方より大きくして圧縮
機全体の吐出容量の可変率を拡大した可変容量型圧縮機
に関する。

（従来の技術） 従来、このような可変容量型圧縮機としては、例えば、
特願昭６２−１９３２７４、特願昭６２−３２３４９０
等の技術が本出願人により提案されている。

これらの技術は、周方向の対称な位置にある２つの圧縮
室と、該各圧縮室に対応する２つの切欠部を外周に有
し、高圧である制御圧と低圧である吸入圧との差に応じ
た回動により各圧縮室の圧縮開始時期を制御する制御部
材とを備え、一方の圧縮室における一部稼働位置での圧
縮開始時期を他方の圧縮室より遅らせるように、前記各
切欠部の形状を異ならせ、これによって一方の圧縮室で
の吐出容量の可変率を他方の圧縮室より大きくして圧縮
機全体の吐出容量の可変率を拡大したものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来技術では、一般に２つの
圧縮室のいずれか一方から前記制御圧を供給するように
してあり、且つ圧縮機の起動時に制御部材は一部稼働位
置にあるので、一部稼働位置での圧縮開始時期が他方の
圧縮室より遅く、一部稼働位置での吐出容量が小さい前
記一方の圧縮室から前記制御圧を供給するようにした場
合には、圧縮機の起動時に前記制御圧がなかなか上がら
ず、起動性が悪いという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目して為された
もので、圧縮機全体の吐出容量の可変率を拡大しつつ、
起動性を向上することができる可変容量型圧縮機を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明に係る可変容量型
圧縮機は、周方向の対称な位置にある２つの圧縮室と、
該各圧縮室に対応する２つの切欠部を外周に有し、高圧
である制御圧と低圧である吸入圧との差に応じた回動に
より各圧縮室の圧縮開始時期を制御する制御部材とを備
え、一方の圧縮室における一部稼働位置での圧縮開始時
期を他方の圧縮室より遅らせるように、前記各切欠部の
形状を異ならせた可変容量型圧縮機において、前記他方
の圧縮室から前記制御圧を供給するように、前記制御部
材を配置したものである。

（作用） そして、上記可変容量型圧縮機では、前記制御圧は、一
部稼働位置での圧縮開始時期が一方の圧縮室より早く且
つ一部稼働位置で充分大きな吐出容量が得られる前記他
方の圧縮室から供給されるため、圧縮機の起動時に制御
圧がすぐに上昇し、制御に必要な制御圧を得るまでの時
間が短縮される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき説明する。

第１図から第６図は本発明の一実施例に係る可変容量型
ベーン型圧縮機を示しており、第１図はこのベーン型圧
縮機の縦断面図である。

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、略楕円形の内周面１ａを有するカムリング１
と、該カムリング１内に回転自在に収納された円筒状の
ロータ２と、カムリング１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、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に夫々設けた軸
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
出口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、吸入口６ａ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１１に夫々連通して
いる。

第２図に示すように、カムリング１の内周面１ａとロー
タ２の外周面との間に、周方向に180度偏位して対称的
に２つの圧縮室１２_１，１２_２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
のベーン溝13内にベーン１４_１〜１４_５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。

前記リヤサイドブロック４には、第１図及び第４図に示
すように、周方向に１８０度偏位して対称的に吸入ポー
ト１５，１５が設けられている。該各吸入ポート１５は
リヤサイドブロック４の厚さ方向に貫通しており、各吸
入ポート１５を介して吸入室１１と圧縮室１２_１，１２
_２とが夫々連通されている。

カムリング１の外周壁には吐出ポート１６_１，１６
_２が、第１図及び第２図に示すように、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。該吐出ポート１６_１，１６_２のあるカムリン
グ１の外周壁には、弁止め部１７ａ，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１の外周壁と弁止め部１７ａとの間に
は、吐出弁カバー１７側に保持された吐出弁１９，１９
が介装され、該各吐出弁１９は吐出圧を受けたときに開
弁して各吐出ポート１６_１，１６_２を夫々開口するよう
に成っている。さらに、カムリング１には、各吐出弁１
９の開弁時に各吐出ポート１６_１，１６_２に夫々連通す
る連通路２０_１，２０_２と、フロントサイドブロック３
には該連通路２０_１，２０_２に夫々連通する連通路２１
_１，２１_２が夫々周方向に１８０度偏位したほぼ対称な
位置に形成されている。そして、各吐出ポート１６_１が
開口したときには、圧縮室１２_１内の圧縮された冷媒ガ
スは吐出ポート１６_１、連通路２０_１，２１_１、吐出室
１０及び吐出口５ａを順次介して吐出され、各吐出ポー
ト１６_２が開口したときには、圧縮室１２_２内の圧縮さ
れた冷媒ガスは吐出ポート１６_２、連通路２０_２，２１
_２、吐出室１０及び吐出口５ａ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側端面に環状凹部25が設けられてお
り、該環状凹部２５内には２つの圧力作動室２６，２６
が周方向に１８０度偏位してほぼ対称的に設けられてい
る。環状凹部２５内には、第６図に示すリング状の制御
部材２７が正逆回転可能に嵌装されている。

該制御部材２７は各圧縮室１２_１，１２_２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
のほぼ対称な位置に円弧状の切欠部２８_１，２８_２が設
けられている。制御部材２７の一側面には周方向に１８
０度偏位して対称的に突片状の受圧部２９，２９が一体
的に突設されている。

前記各切欠部２８_１，２８_２は、一方の圧縮室１２_１に
おける一部稼働位置での圧縮開始時期を他方の圧縮室１
２_２より遅らせることにより、一方の圧縮室１２_１にお
ける吐出容量の可変率を他方の圧縮室１２_２より大きく
するように、異なる形状となっている。すなわち、切欠
部２８_１の、ロータ２の回転方向（第２図及び第６図で
反時計方向で、以下、ロータ回転方向という）の前側端
部２８_１０は、対応する切欠部２８_２の前側端部２８
_２０の周方向の対称位置より所定の角度分（第２図及び
第３図の斜線部分Ａ）だけ切り落としてある。従って、
切欠部２８_１の前側端部２８_１０は切欠部２８_２の前側
端部２８_２０よりロータ回転方向の前側に所定の角度だ
けずれた位置にある。このような切欠部２８_１，２８_２
を有する制御部材２７は、第２図及び第３図に示すよう
に、切欠部２８_１により一方の圧縮室１２_１の圧縮開始
時期を、切欠部２８_２により他方の圧縮室１２_２の圧縮
開始時期を夫々制御するように、環状凹部２５内に正逆
回転可能に嵌装されている。

第４図及び第５図に示すように、制御部材２７の受圧部
２９，２９は前記圧力作動室２６，２６内に夫々スライ
ド可能に嵌装されている。各圧力作動室２６内は各受圧
部２９により低圧室２６_１と高圧室２６_２とに夫々２分
されている。各低圧室２６_１は各吸入ポート１５を介し
て吸入室１１と連通し、該各低圧室２６_１内には低圧で
ある吸入圧Ｐｓが導入される。

一方、高圧室２６_２，２６_２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４０及び連通路４１
と、カムリング１に設けられた制御圧供給ポート４２と
を介して前記連通路２０_２に連通している。また、各高
圧室２６_２，２６_２は、リヤヘッド６に設けられた連通
路４３を介して互いに連通している。従って、各吐出ポ
ート１６_２が開口したときには、他方の圧縮室１２_２か
ら吐出された高圧の冷媒ガスが吐出ポート１６_２、連通
路２０_２、制御圧供給ポート４２、連通路４１及びオリ
フイス４０を介して一方の高圧室２６_２に導入されると
共に、連通路４３を介して他方の高圧室２６_２にも導入
され、各高圧２６_２，２６_２内に制御圧Ｐｃが形成され
る。すなわち、該制御圧Ｐｃは他方の圧縮室１２_２から
供給されるように成っている。

さらに、前記高圧室２６_２，２６_２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３０及び開閉弁機構３１を介して吸入室１１に連
通可能である。該開閉弁機構３１は、吸入室１１内の吸
入圧Ｐｓに応動して開閉作動し、開弁時に高圧室２６_２
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３１ａと、ケース３１ｂと、
ボール弁体３１ｃと、該ボール弁体３１ｃを閉弁方向に
付勢するばね３１ｄとから成る。ベローズ３１ａは吸入
室１１内に伸縮可能に配設され、ケース３１ｂは、リヤ
サイドブロック４に設けられ且つ連通路３０と連通した
装着孔４４に装着されている。そして、このベローズ３
１ａは、吸入圧Ｐｓが調節部材３１ｅにより設定される
所定値以上の時は縮小しこのときボール弁体３１ｃはケ
ース３１ｂの中央孔３１ｆを閉弁する。一方、吸入圧Ｐ
ｓが所定値以下の時にはベローズ３１ａは伸張し、ボー
ル弁体３１ｃは中央孔３１ｆを開弁する。このとき高圧
室２６_２の一方は、連通路30、装着孔４４、ケース３１
ｂの孔３１ｇ、ケース３１ｂ内の室３１ｈ及びケース３
１ｂの中央孔３１ｆを介して吸入室１１と連通する。

また、第１図及び第５図に示すように、制御部材２７は
ねじりコイルばね３８により第５図中時計方向に付勢さ
れている。そして、制御部材２７は、低圧室２６_１内に
導入された吸入圧Ｐｓとねじりコイルばね３８の付勢力
との合力と、高圧室２６_２内の制御圧Ｐｃとの差により
正逆回転する。すなわち、吸入圧Ｐｓが所定値となるよ
うに高圧室２６_２内の制御圧Ｐｃが開閉弁機構３１によ
り制御されることにより、制御部材２７が第３図で示す
最大の吐出容量が得られる全稼働位置と、第２図で示す
最小の吐出容量が得られる一部稼働位置との間で正逆回
転するように成っている。

次に上記構成を有する可変容量型ベーン型圧縮機の作動
を説明する。

各圧縮室１２_１，１２_２において、吸入行程にある相前
後する２つのベーン間の各圧縮室１２_１，１２_２内に冷
媒ガスが吸入室１１から吸入ポート１５，１５及び切欠
部２８_１，２８_２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２８_１，２８
_２の前側端部２８_１０，２８_２０を通過し、これによっ
て前記２つのベーン間の各圧縮室１２_１，１２_２と各吸
入ポート１５，１５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２７が第
３図の全稼働位置から第２図の一部稼働位置側に回転す
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。すなわち、制御部材２７が一部稼働位置にある
ときには、制御部材２７の各切欠部２８_１，２８_２の前
側端部２８_１０，２８_２０はロータ回転方向における最
も前側の位置にあって圧縮開始時期が最も遅く、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
最小となって吐出容量が最小となり、制御部材２７が全
稼働位置にあるときには、各切欠部２８_１，２８_２の前
側端部２８_１０，２８_２０は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。

圧縮機を起動すると、回転軸７が車両の機関からの駆動
力により回転してロータ２が第２図中反時計方向に回転
する。この起動時には、制御部材２７は第２図の一部稼
働位置にある。

この一部稼働位置では、他方の圧縮室１２_２について
は、吸入行程にある相前後する２つのベーン、例えばベ
ーン１４_３，１４_４のロータ回転方向後側ベーン１４_４
が切欠部２８_２の前側端部２８_２０を通過してベーン１
４_３，１４_４間の圧縮室１２_２と吸入ポート１５との連
通が断たれた時点で圧縮行程が開始されるのに対し、一
方の圧縮室１２_１については、吸入行程にある相前後す
る２つのベーン、例えばベーン１４_５，１４_１のロータ
回転方向後側ベーン１４_１が第２図に示すように切欠部
２８_１の前側端部２８_１０を通過してベーン１４_５，１
４_１間の圧縮室１２_１と吸入ポート１５との連通が断た
れた時点、即ち他方の圧縮室１２_２より斜線部Ａで示す
所定の角度だけ遅れた時点で圧縮行程が開始される。従
って、この一部稼働位置において他方の圧縮室１２_２か
ら吐出される冷媒ガスの吐出容量は一方の圧縮室１２_１
より大きい。そして、該他方の圧縮室１２_２から吐出さ
れる高圧の冷媒ガスが、吐出ポート１６_２、連通路２０
_２、制御圧供給ポート４２、連通路４１及びオリフィス
４０を介して一方の高圧室２６_２に導入されると共に、
連通路４３を介して他方の高圧室２６_２にも導入され、
各高圧室２６_２，２６_２内に制御圧Ｐｃが形成される。
すなわち、該制御圧Ｐｃは、一部稼働位置で一方の圧縮
室１２_１より大きな吐出容量が得られる他方の圧縮室１
２_２から供給されるため、圧縮機の起動時に制御圧Ｐｃ
がすぐに上昇し、制御部材２７の制御に必要な制御圧Ｐ
ｃを得るまでの時間が短縮され、起動性が向上される。

制御圧Ｐｃの上昇に伴って制御部材２７は第２図の一部
稼働位置から第３図の全稼働位置側に回動し、この回動
により各圧縮室１２_１，１２_２において圧縮開始時期が
早くなって吐出容量が増大する。そして、吸入圧Ｐｓが
所定値以下になると、開閉弁機構３１が開弁して高圧室
２６_２内の制御圧Ｐｃが低圧側である吸入室１１側にリ
ークして低下し、これによって制御部材２７が一部稼働
位置側に回転して吐出容量が減少する。このようにし
て、吸入圧Ｐｓが所定値となるように、制御部材２７が
正逆回転することにより吐出容量が制御される。

また、一方の圧縮室１２_１については、他方の圧縮室１
２_２より斜線部Ａで示す所定の角度だけ遅れた時点で圧
縮行程が開始されるので、一方の圧縮室１２_１における
吐出容量の可変率は他方の圧縮室１２_２より大きくな
り、これによって圧縮機全体の吐出容量の可変率が拡大
される。

なお、本発明に係る可変容量型圧縮機は、上記第６図で
示す制御部材２７に代えて第７図に示すような制御部材
２７′を用いることができ、この場合においても、圧縮
機全体の吐出容量を拡大できると共に起動性を向上する
ことができる。

すなわち、制御部材２７′は、互いに周方向の対称な位
置に切欠部２８_１，２８_２を有し、切欠部２８_１の前側
端部２８_１０は、その内周側を溝状に切欠き、該溝状切
欠部２８_１１の外周側に突出部２８_１２を残した形状と
なっている。これに対して、切欠部２８_２の前側端部２
８_２０は直線状の端部となっている。

このように形成された制御部材２７′の各切欠部２
８_１、２８_２の前側端部２８_１０，２８_２０が上記制御
部材２７の各切欠部２８_１，２８_２の前側端部２
８_１０，２８_２０に夫々対応している。そして、制御部
材２７′は、その切欠部２８_１により前記一方の圧縮室
１２_１の圧縮開始時期を、切欠部２８_２により前記他方
の圧縮室１２_２の圧縮開始時期を夫々制御するように、
前記環状凹部２５内に正逆回転可能に嵌装される。

このような制御部材２７′を用いた場合には、該制御部
材２７′が前記一部稼働位置にあるときには、一方の圧
縮室１２_１については、吸入行程にある相前後する２つ
のベーンのロータ回転方向後側ベーンが前記突出部２８
_１２の端部２８_１２′を過ぎてから溝状切欠部２８_１１
の端部２８_１１′を通過するまでの間は圧縮室１２_１内
の冷媒ガスが溝状切欠部２８_１１から前記吸入ポート１
５側へ流出する。その結果、一方の圧縮室１２_１におけ
る一部稼働位置での圧縮開始時期は他方の圧縮室１２_２
より溝状切欠部２８_１１の角度分だけ遅れる。従って、
この場合においても、上記実施例と同様に、他方の圧縮
室１２_２での最小吐出容量は一方の圧縮室１２_１より大
きく、前記制御圧Ｐｃは他方の圧縮室１２_２から供給さ
れるため、圧縮機の起動時に制御圧Ｐｃがすぐに上昇
し、制御部材２７′の制御に必要な制御圧Ｐｃを得るま
での時間が短縮され、起動性が向上される。

また、一方の圧縮室１２_１において、上記実施例の場合
と同様に、一部稼働位置で他方の圧縮室１２_２より遅れ
て圧縮行程が開始されるので、一方の圧縮室１２_１にお
ける吐出容量の可変率は他方の圧縮室１２_２より大きく
なり、これによって圧縮機全体の吐出容量の可変率が拡
大される。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係る可変容量型圧縮機に
よれば、周方向の対称な位置にある２つの圧縮室と、該
各圧縮室に対応する２つの切欠部を外周に有し、高圧で
ある制御圧と低圧である吸入圧との差に応じた回動によ
り各圧縮室の圧縮開始時期を制御する制御部材とを備
え、一方の圧縮室における一部稼働位置での圧縮開始時
期を他方の圧縮室より遅らせるように、前記各切欠部の
形状を異ならせた可変容量型圧縮機において、前記他方
の圧縮室から前記制御圧を供給するように、前記制御部
材を配置した構成により、前記制御圧は、一部稼働位置
での圧縮開始時期が一方の圧縮室より早く且つ一部稼働
位置で充分大きな吐出容量が得られる他方の圧縮室から
供給されるので、圧縮機の起動時に制御圧をすぐに上昇
させることができ、制御に必要な制御圧を得るまでの時
間を短縮でき、これによって圧縮機全体の吐出容量の可
変率を拡大しつつ、起動性を向上することができる。

【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しており、第
１図は可変容量型ベーン型圧縮機を示す縦断面図、第２
図は第１図のII−II線に沿う断面図で一部稼働位置を示
す図、第３図は第２図と同様の断面図で全稼働位置を示
す図、第４図は第１図のIV−IV線に沿う断面図、第５図
は吐出容量制御機構部を示す概略構成図、第６図は制御
部材の平面図、第７図は他の制御部材を示す平面図であ
る。 １２_１…一方の圧縮室、１２_２…他方の圧縮室、２７，
２７′…制御部材、２８_１，２８_２…切欠部、Ｐｃ…制
御圧、Ｐｓ…吸入圧。

フロントページの続き (72)発明者 山口 利夫 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 ヂーゼル機器株式会社江南工場内 (72)発明者 永躰 和男 埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地 ヂーゼル機器株式会社江南工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周方向の対称な位置にある２つの圧縮室
   と、該各圧縮室に対応する２つの切欠部を外周に有し、
   高圧である制御圧と低圧である吸入圧との差に応じた回
   動により各圧縮室の圧縮開始時期を制御する制御部材と
   を備え、一方の圧縮室における一部稼働位置での圧縮開
   始時期を他方の圧縮室より遅らせるように、前記各切欠
   部の形状を異ならせた可変容量型圧縮機において、前記
   他方の圧縮室から前記制御圧を供給するように、前記制
   御部材を配置したことを特徴とする可変容量型圧縮機。