JPH0712711Y2 - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、可変容量型圧縮機に関し、特に起動性の向上
等を図った可変容量型圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、可変容量型圧縮機としては、低圧室側と高圧室側
とに連通する圧力作動室と、該圧力作動室内に該圧力作
動室内を前記低圧室側に連通される第１の室と前記高圧
室側に連通される第２の室とに気密に区画する如くして
スライド可能に嵌装された受圧部を有する制御部材とを
備え、前記第１の室と第２の室との差圧に応じて前記制
御部材の受圧部が回動して圧縮開始時期を制御して吐出
容量を可変制御するように構成された可変容量型圧縮機
が例えば特開昭62-20688号により公知である。

（考案が解決しようとする課題） 上記従来の可変容量型圧縮機において、吐出容量の可変
率を大きくするためには最小吐出容量を可及的に小さく
することが望ましい。ところが、最小吐出容量を小さく
すると吐出量の減少により前記第２の室内圧力の上昇が
遅くなり制御部材が一部稼働位置から全稼働位置側へ迅
速に回動できず起動性が悪くなるという問題点がある。

本考案は上記問題点に鑑みてなされたもので、起動性を
低下させることなく最小吐出容量をより小さく出来、も
って、吐出容量の可変率を向上出来る可変容量型圧縮機
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は上記課題を解決するために、低圧室側と高圧室
側とに連通する圧力作動室と、該圧力作動室内を前記低
圧室側に連通される第１の室と前記高圧室側に連通され
る第２の室とに気密に区画するように該圧力作動室内に
スライド可能に嵌装された受圧部を有する制御部材とを
備え、前記第１と第２の室との差圧に応じて前記制御部
材の受圧部が回動して圧縮開始時期を制御して吐出容量
を可変制御するように構成された可変容量型圧縮機にお
いて、前記制御部材が一部稼働位置にあるとき、吐出圧
ゾーンと前記圧力作動室の第２の室側とを連通する連通
路を設けたものである。

（作用） 圧縮機の起動時に、制御部材が一部稼働位置内の最小吐
出容量位置又はその近傍にあるとき、連通路が吐出圧ゾ
ーンと第２の室とを連通し、吐出された圧縮冷媒ガスの
一部が、圧力作動室の第２の室側に導入され第２の室側
の圧力が高められて圧縮機の起動性が向上する一方、制
御部材が一部稼働位置にあるとき吐出圧ゾーンからの吐
出圧の一部が制御部材を回動制御する開閉弁機構の開弁
により低圧側にリークし最小吐出容量が小さくなり、可
変率が向上する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本考案の一実施例に係る可変容量型ベーン型
圧縮機を軸心を通る45度の角度で切った縦断面図であ
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とから成るシリンダと、該シリンダ内に回転自
在に収納された円筒状のロータ２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つの圧縮空間12,12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14₁〜14₅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度偏位した対称な位置に吸入ポ
ート15が設けられている（第１図は軸心を通る45度の角
度で切った縦断面図であるので、第１図では一方の吸入
ポート15のみが見えている）。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と各圧縮空間12とが夫々連通さ
れている。

カムリング１の外周壁には、第１図及び第２図に示すよ
うに、吐出ポート16が、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。吐出ポ
ート16のあるカムリング１の外周壁には、弁止め部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が夫々
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19の開弁時に各吐出ポ
ート16に夫々連通する連通路20が、フロントサイドブロ
ック３には該連通路20に連通する連通路21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が開口したときには、圧縮空間
12内の圧縮された冷媒ガスは吐出ポート16、連通路20,2
1、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22が設けられてお
り、該環状凹部22内には２つの圧力作動室23が周方向に
180度偏位した対称な位置に設けられている。環状凹部2
2内には、リング状の制御部材24が正逆回転可能に嵌装
されている。

該制御部材24は各圧縮空間12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に180度偏位
した対称な位置に円弧状の切欠部25が設けられている。
制御部材24の一側面には周方向に180度偏位した対称な
位置に突片状の受圧部26が一体的に突設され、該受圧部
26により圧力作動室23内は低圧室23₁と高圧室23₂とに夫
々２分されている。

第１図に示すように受圧部26の周縁にはシール部材27が
装着され、該シール部材27は弾性シール部材27aと樹脂
シール部材27bとの二重構造であり、かつ第４図に示す
ように、受圧部26が各圧力作動室23内にスライド可能と
なるように設けられている。前記各切欠部25の、ロータ
２の回転方向（第２図及び第４図で反時計方向）の前側
端部25₁は、周方向に180度偏位した対称な位置に設けら
れており、後側端部25₂の一方のロータ側側面には、ザ
グリ加工Ａが施してある。各低圧室23₁は吸入ポート15
を介して吸入室11と連通し、該各低圧室23₁内には低圧
である吸入圧Psが導入される。

一方、高圧室23₂,23₂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28及び連通路29と、カムリ
ング１に設けられた制御圧供給ポート30とを介してカム
リング１に設けられた前記連通路20に連通している。ま
た、各高圧室23₂は、リヤヘッド６に設けられた連通路3
1を介して互いに連通している。従って、各吐出ポート1
6が開口したときには、圧縮空間12から吐出された高圧
の冷媒ガスが吐出ポート16、連通路20、制御圧供給ポー
ト、連通路29及びオリフィス28を介して一方の高圧室23
₂に導入されると共に、連通路31を介して他方の高圧室2
3₂にも導入され、各高圧室23₂内に制御圧Pcが形成され
る。

また、高圧室23₂,23₂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32及び
開閉弁機構33を介して吸入室11に連通可能である。該開
閉弁機構33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23₂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33a
と、ケース33bと、ボール弁体33cと、該ボール弁体33c
を閉弁方向に付勢するばね33dとから成る。ベローズ33a
は吸入室11内に伸縮可能に配設され、ケース33bは、リ
ヤサイドブロック４に設けられ且つ連通路32と連通した
装着孔34に装着されている。そして、このベローズ33a
は、吸入圧Psが調節部材33eにより設定される所定値
（例えば2kg/cm²）以上の時は縮小し、このときボール
弁体33cはケース33bの中央孔33fを閉弁する。一方、吸
入圧Psが所定値以下の時にはベローズ33aは伸張し、ボ
ール弁体33cは中央孔33fを開弁する。このとき高圧室23
₂の一方は、連通路32、装着孔34、ケース33bの孔33g、
ケース33b内の室33h及びケース33bの中央孔33fを介して
吸入室11と連通する。リヤサイドブロック４に形成され
た貫通孔37にはプランジャ36が嵌装され、高圧室23₂か
ら高圧導入孔38を介して導入された吐出圧Pdにより、ボ
ール弁体33cを閉弁方向に付勢するように該弁体33cに接
している。

第１図に示すように、前記吸入室11内にはねじりコイル
ばね35が設けられている。このねじりコイルばね35は、
リヤサイドブロック４のボス部4aの周囲に配設され、そ
の一端35aは第４図に示すように制御部材24の側面に係
止され、その他端35bは第１図に示すようにボス部4aに
係止されている。該コイルばね35は制御部材24を一部稼
働位置側に回動付勢する。

第１図乃至第４図に示すように、カムリング１のリヤ側
には連通孔39が形成され、一端は連通孔20に開口し、他
端はカムリング１の制御部材24側端面に開口している。
一方、制御部材24には連通孔40が形成され、一端は制御
部材24が一部稼働位置内の最小吐出容量位置又はその近
傍にあるとき前記連通孔39と周方向に合致する位置に配
され、他端は高圧室23₂,23₂の一方内に開口している。
これら連通孔39,40は協働して連通路を形成する。従っ
て第３図に示すように、連通孔39,40は、制御部材24が
一部稼働位置内の最小吐出容量位置又はその近傍位置に
あるときは互いに連通し、連通路20と前記一方の高圧室
23₂とを連通させる。また、連通孔40のロータ側端は、
第１図に示すように、連通孔39との連通が確実に為され
るようにザグリ加工により拡径されている。

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。

各圧縮空間12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空間12内に冷媒ガスが吸入室11から
各吸入ポート15及び切欠部25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25
の前側端部25₁を通過し、これによって前記２つのベー
ン間の各圧縮空間12と各吸入ポート15との連通が断たれ
た時点で圧縮行程が開始される。この圧縮開始時期は、
制御部材24が第２図の全稼働位置から第３図の一部稼働
位置側に回動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。即ち、制御部材24が一部稼働位
置内の最小吐出容量位置にあるときには、制御部材24の
各切欠部25の前側端部25₁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24が全稼
働位置にあるときには、各切欠部25の前側端部25₁がロ
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。制御部材24は、低圧室23₁内に導入された吸入圧P
sとねじりコイルばね35の付勢力との合力と、高圧室23₂
内の制御圧Pcとの差を受圧部26に受けることにより全稼
働位置と一部稼働位置内の最小吐出容量位置との間で正
逆回転する。即ち、吸入圧Psが所定値以上のとき、開閉
弁機構33のベローズ33aは縮小してボール弁体33cが中央
孔33fを閉弁するため該開閉弁機構33は閉弁し、高圧室2
3₂内の制御圧Pcが上昇して制御部材24は全稼働位置側に
回動し、これによって吐出容量が増大する。吐出圧Pdが
高いとプランジャ36がボール弁体33cを押す力が大きく
なり、吸入圧Psの値は低めに制御される。吸入圧Psが所
定値以下になると、ベローズ33aは伸張してボール弁体3
3cが中央孔33fを開弁するため開閉弁機構33が開弁し、
高圧室23₂内の制御圧Pcが吸入室11側にリークして低下
し、制御部材24は一部稼働位置側に回動し、これによっ
て吐出容量が減少する。吐出圧Pdが低いと、プランジャ
36がボール弁体33cを押す力が小さくなり、吸入圧Psの
値は高めに制御される。

又、圧縮機の起動時には制御部材24は一部稼働位置内の
最小吐出容量位置にあり、このときは連通孔39と連通孔
40とが互いに連通し、圧縮空間12で圧縮され、吐出ポー
ト16、連通路20介して吐出された冷媒ガスの一部が連通
孔39,40を介して高圧室23₂内へ導入される。起動時には
吸入圧Psは高いので前記開閉弁機構33のベローズ33aが
縮小してボール弁体33cが中央孔33fを閉弁している。従
って上記吐出冷媒ガスの吐出圧が導入された高圧室23₂
内の制御圧Pcが急速に上昇する。従って、圧縮機の起動
性が向上する。

その後、上記制御圧Pcの上昇により制御部材24が全稼働
位置側へ回動し始めると、連通孔39と連通孔40との間の
連通が断たれ、吐出冷媒ガスの高圧室23₂内への導入が
断たれるので、圧縮機は通常の作動をする。この場合、
冷媒ガスが圧力作動室23内に漏れることがないように連
通孔39の制御部材側端を制御部材により塞ぐべく、後側
端部25₂を従来よりもベーン進行方向下流側に延出形成
している。この延出端25₂の内周側は前述したようにザ
グリ加工されているので、吸入行程にあるベーン間に画
成される圧縮空間への吸入冷媒の導入が円滑に行われ
る。

従って、圧縮機の起動時には制御部材24は迅速に全稼働
位置側に回動することができ、起動性が向上する。

一方、制御部材24が一部稼働位置内の最小吐出容量位置
にあるときは、連通孔39と連通孔40とが互いに連通し、
圧縮空間12で圧縮され吐出ポート16、連通路20を介して
吐出された冷媒ガスの一部が連通孔39,40を介して前記
一方の高圧室23₂内へ導入される。このとき開閉弁機構3
3は開弁しているので、連通孔39,40を介して導入された
冷媒ガスは連通路32と開閉弁機構33を介して吸入室11側
にリークする。このように、一旦吐出圧室10へ吐出され
た吐出冷媒ガスの一部が吸入側に戻るので、吐出容量は
実質的に減少する。従って最小吐出容量はより小さくな
り、吐出容量の可変率が大きくなる。

上記実施例は連通路20の一方と連通するように、カムリ
ング１のリヤ側と制御部材24に１対の連通孔39,40を設
けたが、これら連通孔を周方向に対称となる位置にも夫
々各１対ずつ設けてもよい。また、連通孔39,40の対向
する端面のいずれかをカムリング１又は制御部材の対向
面に周方向に延びる長溝に形成すれば、両連通孔の合致
する時間が長くなるので圧縮機の起動性をさらに向上さ
せることも可能である。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案の可変容量型圧縮機は、制
御部材が一部稼働位置にあるとき、吐出圧ゾーンと圧力
作動室の第２の室側とを連通する連通路を設けたので、
制御部材が一部稼働位置にあるとき吐出圧の一部が前記
連通路と前記第２の室とを介して吸入室側にリークして
最小吐出容量が実質的に減少するので吐出容量の可変率
が大きくなると共に、圧縮機の起動時、前記連通路を介
する第２の室への吐出圧の導入により制御部材は迅速に
全稼働位置側に回動することができ、起動性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の一実施例を示すもので、第
１図は可変容量型ベーン型圧縮機を軸心を通る45度の角
度で切った縦断面図、第２図は第１図のII-II線に沿う
断面図で、制御部材が全稼働位置にある状態を示す図、
第３図は第２図と同様の断面図で、制御部材が一部稼働
位置にある状態を示す図、第４図は第１図のIV-IV線に
沿う断面図である。 23…圧力作動室、23₁…低圧室、23₂…高圧室、24…制御
部材、26…受圧部、39,40…連通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】低圧室側と高圧室側とに連通する圧力作動
   室と、該圧力作動室内を前記低圧室側に連通される第１
   の室と前記高圧室側に連通される第２の室とに気密に区
   画するように該圧力作動室内にスライド可能に嵌装され
   た受圧部を有する制御部材とを備え、前記第１と第２の
   室との差圧に応じて前記制御部材の受圧部が回動して圧
   縮開始時期を制御して吐出容量を可変制御するように構
   成された可変容量型圧縮機において、前記制御部材が一
   部稼働位置にあるとき、吐出圧ゾーンと前記圧力作動室
   の第２の室側とを連通する連通路を設けたことを特徴と
   する可変容量型圧縮機。