JPH0712697Y2 - スライドベーン型回転圧縮機におけるチャタリング防止構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は圧縮容量の可変機構を具備するスライドベーン
型回転圧縮機において、小容量運転時におけるチャタリ
ングの発生を防止するための改良に関する。

〔従来の技術〕

一般にスライドベーン型の圧縮機においては、シリンダ
ーブロックに形成する中空部内に圧縮空間を存してロー
タが回転自在に設けられると共に、同ロータにはベーン
溝を刻設され、同ベーン溝にはベーンが上記圧縮空間に
向けて出没自在に嵌挿される一方、吐出室と連通させて
形成される分離室において吐出ガスより分離されてその
底部に形成する溜り部に貯溜される潤滑油をベーン溝の
底部に形成する背圧室に送り込む事により、即ち、分離
室内の吐出圧力をベーンに対して背圧として付与する事
により、同ベーンを圧縮室に向けて押し出すと共に、そ
の先端部をシリンダーの内壁面に摺接させ乍ら圧縮室内
をロータの回転を介して吸入側より吐出側に向けて移動
させる事により圧縮作用が得られる様に設けられる。

そしてこの様なスライドベーン型の回転圧縮機において
は室内における冷房負荷の変化に伴い圧縮容量を自動的
に制御する事が出来る様に設けられる圧縮機として、例
えば下記の様な容量可変型の圧縮機が提案されている。

圧縮室の任意の中間位置に同圧縮室と吸入室とを連通
させるバイパス通路を設け、同バイパス通路を室内の冷
房負荷の変化に伴い開閉させる事により、即ち、室内の
冷房負荷が小さくなった場合にはバイパス通路を開いて
圧縮途中にある圧縮ガスの一部を吸入室に逃す事によっ
て小容量運転を行なう様にした圧縮機。（特開昭58-222
994号） 圧縮室に連通する吸入通路にスプールを開閉自在に設
け、同スプールを室内の冷房負荷の変化に伴い開閉させ
る事により、即ち、室内の冷房負荷が小さくなった場合
にはスプールを閉じ方向に作用させて吸入通路の有効面
積を絞る事によって小容量運転を行なう様にした圧縮
機。（特開昭59-99089号） 圧縮室と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
の溝の位置を変更する事により、即ち、室内の冷房負荷
が小さくなった場合にはこの位置変更を介して圧縮開始
時期を遅らせる事によって小容量運転を行なう様にした
圧縮機。（特願昭59-171209号） 〔考案が解決しようとする問題点〕 しかして上記の様な圧縮容量可変機構を具備するスライ
ドベーン型の圧縮機にあっては、室内の冷房負荷が減少
して小容量運転が行なわれた場合において分離室内の吐
出圧力が低下する事に起因してベーンに対して付与され
る背圧が低下してしまい、ベーンの先端部をシリンダー
の内壁面に対して完全に圧接する状態にて圧縮空間内を
移動させる作用が得られなくなってしまうという不具合
を生ずる点、即ち、ベーンが圧縮空間に対して完全に飛
び出すことなく不完全な状態で圧縮空間内を移動する事
となり、此により圧縮性能が低下し動力損失の増大を招
来する事に加えて、チャタリングが発生し、騒音の増大
と耐久性の低下を招来する点に問題点を有する。

本考案は上記の様な問題点を解決するためにその改善を
試みたものであって、圧縮機が小容量運転に切り換えら
れてベーンに付与される背圧（ベーン背圧）が設定圧力
を下回った状態において、ベーンの先端部がシリンダー
ブロックの先端部に完全に圧接する状態を保持する事が
出来る様にする点にその解決すべき問題点を有する。即
ち、本考案は吐出室若しくは分離室と背圧室間を連通さ
せて補助導圧孔を設け、ベーン背圧が設定圧力を下回っ
た状態において、吐出室若しくは分離室内の吐出圧力Pd
と背圧室内の圧力Pvとの間に生ずる差圧の変化を介して
上記補助導圧孔を開放し、吐出室若しくは分離室内の吐
出圧力を直接的に背圧室に送り込む事によって、ベーン
の先端部がシリンダーブロックの先端部に完全に圧接す
る状態も保持する事が出来る様にした事を特徴とするも
のであって、その具体的な手段と作用は次の通りであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

中空円筒状に形成するシリンダーブロックと、同シリン
ダーブロックの前後両開口部を被覆する前後両サイドプ
レートによって形成される密封空間内に圧縮室を存して
ロータを回転自在に軸架させ、同ロータにはベーン溝を
刻設し、同ベーン溝には背圧室を存してベーンを出没自
在に嵌挿させると共に、上記サイドプレートには上記背
圧室と対応させて圧力溝を円弧状に刻設し、同圧力溝を
分離室の底部に形成する潤滑油の溜り部と絞りを介して
導圧孔にて連通させる一方、上記圧縮室における圧縮容
量を冷房負荷の変化と対応して制御可能に設けて成る圧
縮機において、 上記サイドプレートに圧力溝と分離室間或いは圧力溝
と吐出室間を連通させて補助導圧孔を穿設する。

同補助導圧孔には吐出室若しくは分離室内の吐出圧力
と背圧室内の圧力との間に生ずる差圧が設定圧力を下回
ると開くバルブを開閉自在に設ける。

〔作用〕 定常運転時 分離室若しくは吐出室内の吐出圧力Pdと背圧室内の圧力
Pvは軸受け部4Rの絞り機能に基づく減圧（０＜α＜１）
作用によってPv＝αPdの関係にあり、分離室若しくは吐
出室内の吐出圧力Pdと背圧室内の圧力Pv間の差圧が設定
圧力（ばね圧）を上回る状態、即ち、補助導圧路は閉じ
られた状態にある。これにより背圧室には絞りを介して
吐出圧力より減圧された圧力が導圧孔より送り込まれ、
過剰な押付けが回避されつつベーンは確実にシリンダブ
ロックに押圧される。

小容量運転時 圧縮容量の減少に伴い吐出圧力が低下するため、導圧孔
より供給される背圧室の圧力は更に低下する。そして分
離室若しくは吐出室内の吐出圧力Pdと背圧室内の圧力Pv
間の差圧が設定圧力（ばね圧）を下回る状態、即ち、補
助導圧路を開き背圧室と分離室若しくは吐出室が連通す
る状態が得られ、分離室若しくは吐出室内の吐出圧力が
背圧室に対して直接的に送り込む作用が得られる。これ
によりベーンには吐出圧力が減圧されず直接的に作用す
るため、過剰な押付けが回避されつつベーンは確実にシ
リンダブロックに押圧される。

尚、背圧不足に起因するチャタリングの発生を防止する
方法としては本考案と同様吐出圧力を直接的に背圧室に
供給する方法が、即ち、第７図に表わす様に吐出室ａと
分離室ｂ間を繋ぐ吐出通路ｃに介在させて調整弁ｄを設
ける一方、吐出通路ｃと各ベーン溝の底部に形成する背
圧室ｅ間を連通させて補助連通路ｆを設けると共に、同
補助連通路ｆに介在させて逆止弁ｇを設け、上記調整弁
ｄは逆止弁ｇよりも高い設定圧力にて開放する様に設け
る事により、起動時において調整弁ｄによって吐出通路
ｃを遮断状態とし、同吐出通路ｃ内の吐出圧力を上昇さ
せると共に、同吐出圧力の上昇を介して逆止弁ｇを開
き、吐出通路ｃ内の吐出圧力を背圧室ｅに送り込む方法
が提案されているが、同提案は起動時においてのみチャ
タリング防止作用が得られるに過ぎない点において本考
案との間に相違を認める事が出来る。

〔実施例〕

以下に本考案の具体的な実施例を例示の図面について説
明する。

第１図乃至第５図の各図面において、１は圧縮機の外殻
を形成するハウジングを示す。同ハウジング１はフロン
トハウジング1Fとリヤハウジング1Rにより形成され、フ
ロントハウジング1Fにはシリンダーブロック２が、又、
同じシリンダーブロック２を間に挟んでその前後両側に
フロントサイドプレート3Fとリヤサイドプレート3Rが内
嵌される。シリンダーブロック２は前後両端部に開口部
を存して中空円筒状に形成され、同中空部の内壁面はシ
リンダーブロック２の外周面と同心円の円筒状に形成さ
れる。そして同シリンダーブロック２の前後両開口部は
上記両サイドプレート3F,3Rによって遮蔽されると共
に、両サイドプレート3F,3R間には上記シリンダーブロ
ック２の中空部を貫通させて駆動軸４が横架される。同
駆動軸４はシリンダーブロック２の中空部に対してその
中心線を偏寄させて設けられ、同駆動軸４にはロータ５
が一体に固着させて軸架される。同ロータ５は中空部の
内壁面に対してその外周面の一部が摺接可能な如く設け
られ、同ロータ５の外周面と中空部の内壁面間には圧縮
室６が形成される。又、ロータ５にはベーン溝７…が刻
設され、各ベーン溝７にはベーン８…が圧縮室６に対し
て出没自在に嵌挿される。

フロントハウジング1Fとフロントサイドプレート3F間に
は吸入室９が設けられ、同吸入室９にはフロントハウジ
ング1F側に吸入管路（図示省略）に接続する吸入口９′
が設けられる。

又、フロントサイドプレート3Fには圧縮室６の一端、即
ち、ロータ５の回転方向に沿う始端部と相対応して吸入
孔10が開口される。そして又、同フロントサイドプレー
ト3Fには圧縮室５の吸入行程の任意の位置と相対応して
バイパス孔11が貫設される。同バイパス孔11は圧縮室５
と吸入室９間を連通する如く設けられ、フロントサイド
プレート3F内には制御弁機構12が上記バイパス孔11と直
交する方向に延在させて設けられる。

同制御弁機構12にはバイパス孔11と相対応して同バイパ
ス孔11開閉用のスプール19がバイパス孔11に対して直交
する方向に延在させて摺動自在に設けられ、同スプール
19の両端部には高圧室20と低圧室21が形成される。低圧
室21内にはばね22が介装され、スプール19は同ばね22を
介して常時は高圧室20方向に付勢されてバイパス孔11を
開放する状態にある様に設けられる。そして高圧室20か
らは第１導圧孔23が延設され、その先端部は圧縮室６の
圧縮行程中の任意の位置に開口する如く設けられる。
又、低圧室21は第２導圧孔24を介して吸入室９若しくは
圧縮室６の吸入行程と連通する如く設けられる。

一方、圧縮室６の他端、即ち、ロータ５の回転方向に沿
う終端部と相対応する位置にはシリンダーブロック２の
一部を切り欠いてリヤハウジング1Rの内壁面との間に吐
出室13が形成され、同吐出室13と圧縮室６の終端部間は
吐出孔14によって連通される。15は同吐出孔14を覆う吐
出弁、16は同吐出弁15の開き角度を規制するリテーナを
示す。

又、リヤハウジング1Rにはリヤサイドプレート3Bとの間
に潤滑油の分離室17が形成される。同分離室17はリヤサ
イドプレート3Rに開口する通孔18を介して上記吐出室12
と連通する如く設けられる。そして同通孔18の開口部に
はフィルタ（図示省略）が取り付けられると共に、分離
室17の底部にはフィルタによって分離される潤滑油の溜
り部25が設けられる。

又、リヤサイドプレート3Rの後背面側には駆動軸４の軸
受け部4Rと相対応させてベアリングカバー26が嵌着さ
れ、同ベアリングカバー26とリヤサイドプレート3R間に
上記軸受け部4Rと連通させてベアリング室27が形成され
ると共に、同リヤサイドプレート3Rの下端寄り部分には
前記溜り部25より立ち上がらせて導圧孔28が穿設され、
その先端部はベアリング室27と連通する如く設けられ
る。一方、同リヤサイドプレート3Rの内側面、即ち、ロ
ータ５の後端面との摺接面には圧力溝29が刻設されると
共に、同圧力溝29と上記軸受け部4R間に連通させて導圧
溝30が刻設される。更に具体的には、同圧力溝29はロー
タ５側に設けられるベーン溝７の基部、即ち、同部に設
けられる背圧室７′の回転軌跡に沿って円弧状に刻設さ
れると共に、同圧力溝29は導圧溝30及び軸受け部4Rを介
してベアリング室27と連通する如く設けられる。

そして又、同リヤサイドプレート3Rには上記圧力溝29と
分離室17間を連通させて補助導圧孔31が穿設されると共
に、同補助導圧孔31に介在させてバルブ35が開閉自在に
設けられる。即ち、分離室17側の開口部と対向させて弁
座32が形成され、同弁座32にはボール弁33が係留される
一方、圧力溝29側にはばね34が介装され、上記ボール弁
33は常時は同ばね34によって分離室17側の開口部に向け
て付勢された状態（開放状態）にある様に設けられる。
そして又、同分離室17にはリヤハウジング1R側に吐出管
路（図示省略）に接続する吐出口13′が開口される。

次にその作用について説明する。

圧縮機が停止した状態においては、圧縮機内の各部、即
ち、吸入室９、圧縮室６、吐出室13、分離室17は夫々略
同圧状態にある。又、制御弁機構12においてスプール19
はばね22を介して高圧室20方向に向けて付勢された状
態、即ち、バイパス孔11は開かれた状態にある。又、補
助導圧孔31はばね34の付勢圧によって開かれた状態にあ
る。

そして上記の様にバイパス孔11と補助導圧孔31が夫々開
かれた状態において、電磁クラッチ（図示省略）の接続
操作を介してエンジンの駆動力を駆動軸４に伝達する事
により、ロータ５が回転する状態が得られると共に、同
ロータ５の回転を介して各ベーン溝７内に嵌挿される各
ベーン８がその遠心力の作用により押し出されてその先
端部におけるシール作用が不完全乍ら発揮されて回転す
る状態が得られる。そして上記各ベーン８の回転を介し
てエバポレータ（図示省略）より吸入管路を経て吸入室
９内に送り込まれた冷媒ガスは吸入孔10を経て圧縮室６
内に吸引される。圧縮室６内に吸引された冷媒ガスはベ
ーン８の回転作用を介して圧縮室６内をその始端部より
終端部方向に向けて送られる間に次第に圧縮されると共
に、同圧縮室６内をその終端位置迄送られた冷媒ガスは
吐出孔14、吐出室13、通孔18、分離室17を経て吐出孔1
7′より吐出管路内をコンデンサ（図示省略）方向に向
けて送り出される。

一方、上記の様に圧縮室６内をロータ５の回転方向に沿
って終端部方向に向けて送られる冷媒ガスの一部はその
圧縮途中においてバイパス孔11を経て吸入室９側に向け
て流出する。この様に冷媒ガスの一部が圧縮途中におい
て吸入室９側に流出する事により、圧縮機の始動時にお
けるその立ち上がりをスムーズに行なう事が出来ると共
に、その起動トルクを軽減させる事が出来、又、圧縮機
内及びエバポレータと圧縮機間を繋ぐ吸入管路中に冷媒
ガスが液化された状態にて残溜していた場合における液
圧縮作用を緩和する事が出来る。

ロータ５の回転が繰り返される事により、圧縮室９内の
圧縮圧力が徐々に高められる事となるのであるが、この
様にして圧縮室６内において高められた圧縮ガスの一部
が第１導圧孔29を経て高圧室20内に送り込まれる事によ
って同高圧室20内の圧力が上昇する事となる。そして高
圧室20内の圧力（圧縮側圧力）が上昇し、同高圧室20内
の圧力（圧縮側圧力）と低圧室21内の圧力（吸入側圧
力）との間に生ずる差圧がばね22の設定圧力を上回った
状態において、スプール19がばね22の付勢圧に抗して低
圧室21方向に押圧されて、同スプール19によりバイパス
孔11を塞ぐ状態が得られる。此により圧縮室６内の冷媒
ガスはその一部がバイパス孔11を経て吸入室９側に流出
する事なく圧縮室６内に送り込まれた冷媒ガスはその全
てが圧縮されて吐出孔14、吐出室13、通孔18、分離室17
を経て吐出管路内をコンデンサ方向に向けて送り出され
る。即ち、吐出室13及び分離室17内の圧力が上昇する。
そしてこの様に吐出室13及び分離室17内の圧力が上昇す
るのに伴い同分離室17の底部に貯溜する潤滑油が導圧孔
28、ベアリング室27、導圧溝30の各部を経て圧力溝29に
供給されると共に、同圧力溝29に供給された潤滑油は各
ベーン溝７の底部に形成する背圧室７′に供給され、ベ
ーン８を圧縮室６に向けて押し出す作用、即ち、各ベー
ン８に対して背圧を付与する作用が得られる。又、分離
室17内の吐出圧力Pdと背圧室７′内の圧力Pvは軸受け部
4Rの絞り機能に基づく減圧（０＜α＜１）作用によって
Pv＝αPdの関係にあり、吐出圧力が高い状態においては
吐出圧力Pdと背圧室７′内の圧力Pvとの間に生ずる差圧
がばね34の設定圧力を上回る状態にある事により、補助
導圧孔31においてボール弁33が同補助導圧孔31を閉塞す
る状態が得られる。そしてこの様にバイパス孔11と補助
導圧孔31が夫々閉塞される事により、フル稼動（100％
運転）状態が得られる。そして又、背圧室７には吐出圧
力より減圧された潤滑油が供給されるため、過剰な押圧
が回避されつつベーン８は確実にシリンダブロック２に
押圧される。従って圧縮性能及び運動損失を防止するこ
とが出来る。

一方、室内の冷房負荷が減少し、吸入室６内に送り込ま
れる冷媒ガスの吸入圧力が低下するのに伴い制御弁機構
12において高圧室20内の圧力（圧縮側圧力）と低圧室21
内の圧力（吸入側圧力）間の差圧が小さくなる。そして
その差圧はばね22の設定圧力を下回った状態において、
これ迄上記差圧によって低圧室21側に押圧されてバイパ
ス孔11を塞ぐ状態にあったスプール19は、ばね22を介し
て高圧室20方向に向けて付勢された状態、即ち、バイパ
ス孔11を開放する状態が得られる。スプール19がバイパ
ス孔11を開放する事により、圧縮室６において圧縮途中
にある冷媒ガスの一部は同バイパス孔11を経て吸入室９
側に流出する。そしてこの様に圧縮室６内の冷媒ガスの
一部吸入室９側に流出する事によって、圧縮室６内の圧
縮圧力は低下する。即ち、室内における冷房負荷の減少
に伴い冷媒ガスの圧縮容量を減らす作用（小容量運転状
態）が得られる。

そしてこの様に小容量運転が得られ、吐出圧力が低下す
るのに伴い、補助導圧孔31において分離室17内の吐出圧
力Pdと背圧室７′内の圧力Pvとの間に生ずる差圧がばね
34の設定圧力を下回る状態となる。即ち、ボール弁33が
補助導圧孔31を開いて分離室17内の吐出圧力を直接的に
背圧室７′に供給する状態が得られ、此により各背圧室
７′における背圧不足を補う事が出来る。即ち、チャタ
リング防止作用が得られ、此により、第６図のグラフに
表わす様に圧縮容量可変領域を拡大する事が出来る。

尚、上記実施例においては分離室17と背圧室７′とを連
通させて補助導圧孔31を設ける様にしているが、吐出室
13と連通させて補助導圧孔31を設ける事も可能である。

〔考案の効果〕

本考案は以上の様に構成されるものであって、上記の様
に各ベーン溝の底部に形成る背圧室と分離室若しくは吐
出室間を連通させて補助導圧孔を設け、同補助導圧孔を
分離室若しくは吐出室内の吐出圧力と背圧室内の圧力と
の間に生ずる差圧の変化を介して開閉させる様にした事
により、即ち、圧縮機がフル稼動運転状態にあり、吐出
圧力が高い状態においては補助導圧孔を閉じると共に、
圧縮機が小容量運転状態にあり、吐出圧力が低下した状
態においては補助導圧孔を開いて分離室若しくは吐出室
内の吐出圧力を直接的に背圧室に供給し、同分離室若し
くは吐出室内の吐出圧力によって背圧を付与する様にし
た事により、小容量運転時における背圧不足を効果的に
防止する事が出来るに至った。即ち、大容量運転時及び
小容量運転時において、圧縮性能の低下及び動力損失を
防止する事が出来る事に加えてチャタリングの発生を防
止する事が出来、此により騒音の発生と耐久性の低下を
防止する事が出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るスライドベーン型回転圧縮機の全
体を表わす断面図（第２図におけるB-B線断面図）、第
２図は第１図におけるA-A線断面図、第３図はリヤサイ
ドプレートに設けられる補助導圧孔部分の拡大断面図、
第４図と第５図は制御弁機構部分の拡大断面図、第６図
はチャタリング防止領域が拡大された事を表わすグラフ
である。第７図は従来構造のスライドベーン型回転圧縮
機の全体を表わす断面図である。 １……ハウジング、１……Ｆフロントハウジング、1R…
…リヤハウジング、２……シリンダーブロック、3F……
フロントサイドプレート、3R……リヤサイドプレート、
４……駆動軸、4F,4R……軸受け部、５……ロータ、６
……圧縮室、７……ベーン溝、７′……背圧室、８……
ベーン、９……吸入室、９′……吸入口、10……吸入
孔、11……バイパス孔、12……制御弁機構、13……吐出
室、13′……吐出口、14……吐出孔、15……吐出弁、16
……リテーナ、17……分離室、18……通孔、19……スプ
ール、20……高圧室、21……低圧室、22……ばね、23…
…第１導圧孔、24……第２導圧孔、25……溜り部、26…
…ベアリングカバー、27……ベアリング室、28……導圧
孔、29……圧力溝、30……導圧溝、31……補助導圧孔、
32……弁座、33……ボール弁、34……ばね、35……バル
ブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 仲谷 剛 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−118583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−107992（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中空円筒状に形成するシリンダーブロック
   と、同シリンダーブロックの前後両開口部を被覆する前
   後両サイドプレートによって形成される密封空間内に圧
   縮室を存してロータを回転自在に軸架させ、同ロータに
   はベーン溝を刻設し、同ベーン溝には背圧室を存してベ
   ーンを出没自在に嵌挿させると共に、上記サイドプレー
   トには背圧室と対応させて圧力溝を円弧状に刻設し、同
   圧力溝を分離室の底部に形成する潤滑油の溜り部と絞り
   を介して導圧孔にて連通させる一方、上記圧縮室におけ
   る圧縮容量を冷房負荷の変化と対応して制御可能に設け
   て成る圧縮機において、上記圧力溝と分離室若しくは吐
   出室間を連通させて補助導圧孔を設け、同補助導圧孔に
   はバルブを開閉自在に設けるに、同バルブは吐出室若し
   くは分離室内の吐出圧力と背圧室内の圧力との間に生ず
   る差圧が設定圧力を下回るとき補助導圧孔を開く様に設
   けて成るスライドベーン型回転圧縮機におけるチャタリ
   ング防止構造。