JPS58222994A - 容量可変型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は室内における冷房負荷の変化にともない圧縮容
量を自動的に制御することのできる圧縮容量可変型の圧
縮機に関するものである。

更に具体的には吸入室内若しくは圧縮室内の吸入行程に
おける圧力（以下「吸入側圧力」という）と、圧縮室内
の圧縮行程における圧力（以下「圧縮側圧力」という）
との間に生ずる差圧の変化を利用して制御弁を自動開閉
可能に設け、同制御弁の自動開閉を介して低冷房負荷時
において圧縮室中の圧縮途中にある冷媒ガスの一部を吸
入室側に逃すことによって圧縮室におけるその圧縮容量
を自動的に調整することが出来る様に設けられる容量可
変型圧縮機のその制御弁機構の改良に関するものであっ
て、同制御弁機構の構造を簡単化するとともにその制御
機能を高めることをその目的とするものである。

従来室内における冷房負荷の変化にともない圧縮容量を
自動的に制御するようにした容阻可変型の圧縮機として
は、吸入側圧力と圧縮側圧力間に生ずる差圧を利用する
方法、即ち吸入側圧力と圧縮側圧力との間に生ずる差圧
を比較した場合において、第６図に示す様に吸入側圧力
の高さに比例してその差圧が大きくなることに鑑み、こ
の差圧の変化を利用して制御弁機構を自動ｒｉＦＪ閉さ
せることによりその圧縮容量を調整する方法が本出願人
によって先に提案されている。（特願昭５６−１７６８
４４号） 」二記提案とは第７図に示す様にハウジング（ａ）内に
吸入室（ｂ）に隣接させてバイパス室（Ｃ）を設け、同
バイパス室（Ｃ）はバイパス孔（ｄ）を介して圧縮室と
連通ずる如く設け、同バイパス孔（ｄ）にはリード弁（
ｅ）を設け、同リード弁（ｅ）はバイパス室（Ｃ）と圧
縮室内の圧力差を介して開閉自在に設ける一方、バイパ
ス室（ｃ）と吸入室（ｂ）間には連通路（ｆ）を設け、
同連通路（ｆ）には同連通路（ｆ）開閉用の制御弁機構
（ｇ）を設けるに同制御弁機構＠にはスプール（ｈ）を
常時は連通路（ｆ）を塞ぐ方向にイ」勢された状態にあ
る如く吸入側圧力と、圧縮側圧力との間に生ずる差圧の
変化を介して開閉自在に設け、吸入側圧力が設定圧力以
上の圧力状態においては連通路（ｆ）を塞ぎ、又吸入側
圧力が設定圧力以下の状態においては連通路（ｆ）を開
放し、圧縮途中の冷媒ガスを吸入室側に逃す様に設ける
ことによって・室内の冷房負荷が犬１．１゜ きい状態にあっては圧縮機をフル稼動させること、　が
出来、又室内の冷房負荷が減少した状態においては圧縮
機の稼動率を低下させることが出来る如く室内の冷房負
荷の変化に対応してその圧縮容量を自動的に調整するこ
とが出来る様に設けて成るものであるが、同提案にあっ
てはバイパス室を設けることによって制御弁機構が構造
的に複雑となり、又制御弁機構の設置スペースに制約を
受けることに加えて吸入側圧力との間に充分な圧力差が
得られない点に問題点を有する。

即ちスプールの開閉をバイパス室内に封入された冷媒ガ
スの圧縮圧を介して行なうが、圧縮開始のガスが入る様
になっているためバイパス室内の冷媒ガスの圧縮圧は吸
入側圧力に対して若干高い程度の圧縮圧力にすぎず、吸
入側圧力との間に充分な差圧が得られないという点に問
題点を有する。

本発明は上記の様な問題点に鑑みて更にその改善を試み
たものである。

即ち本発明は制御弁機構を簡単化し、同制御弁機構の設
置の自由性を高めるとともに吸入側圧力と圧縮側圧力と
の間に充分な差圧を得ることが出来、スプールの開閉を
適確に行なうことが出来る　　　゛。

様にしたことをその特徴とするものであって、本発明の
要旨は吸入室と圧縮室間に介在するサイドプレートに同
吸入室と圧縮室を連通ずる如くバイパス孔を貫設し、同
バイパス孔に対しては同バイパス孔開閉用のスプールを
、常時はバイパス孔を開放する方向に向けて付勢された
状態にある如く摺動自在に設けるとともに同スプールの
両側には高圧室と低圧室を設け、高圧室は第１導圧孔を
介して圧縮室の圧縮行程と連通ずる如く設け、又低圧室
は第２導圧孔を介して吸入室若しくは圧縮室の吸入行程
と連通ずる如く設け、高圧室と低圧室〜 に生ずる圧力差を介してスプールを移動させ、同スプー
ルの移動を介してバイパス孔を開閉させる様に構成した
ことにある。

以下に本発明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図に示す各図面において（１）は圧縮機
の外殻を構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（ＩＡ）とリヤハウジング（Ｉ
Ｂ）により形成され、同フロントハウジング（ＩＡ）に
はシリンダーブロック（２）が、又同シリンダーブロッ
ク（２）を間に挾んでその両側にフロントサイドプレー
ト　（３Ａ）とりャサイドプレート（３Ｂ）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。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）　（３Ａ）　　（３Ｂ）によって
遮蔽される。そして両サイドプレー）　（３Ａ）　　（
３ｂ）間には駆動軸（４）が横架される。同駆動軸（４
）はシリンダーブロック（２）に対してその中心線を偏
寄させて設けられ、同駆動軸（４）にはローター（５）
が一体重に固着される。同ローター（５）はシリンダー
ブロック（２）ノ内壁面に対してその外周壁の一部が摺
接可能な如く設けられ、同ローター（５）の外周壁とシ
リンダーブロック（２）の内壁面間には圧縮室（６）が
形成される。又ローター（５）にはベーン溝（７）・・
・が刻設され、各ベーン溝（７）・・・に１はベニン（
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（ＩＡ）とフロントサイドプレー）
　（３Ａ）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（ＩＡ）側に吸入管Ｍ（図
示省略）に接続する吸入口（９）′が設けられる。

又同フロントサイドプレー）　（３Ａ）には圧縮室（６
）の一端、即ちローター（５）の回転方向に沿う始端部
と相対応して吸入孔（］＋０が開口される。そして又同
フロントサイドプレート（３Ａ）には圧縮室（６）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（ｌυは圧縮室（６）と吸入
室（９）間を連通ずる如く設けられ、フロントサイドブ
レー）　（３Ａ）内には制御弁機構（鴫が上記バイパス
孔（＋１）と直交する方向に向けて設けられる。（制御
弁機構（１２）については後述する。）一方圧縮室（６
）の他端、即ちローター（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７ｏツク（２）の一部
を切欠いてリヤハウジング（ＩＢ）の内壁面誤の間に吐
出室０３）が形成され、同吐出室（１３）と圧縮室（６
）の終端部間は吐出孔（ｌ→によって連通される。０５
）は同吐出孔０優を覆う吐出弁、Ｑａ）、は同吐出弁（
１５）の開き角度を規制するりテーナーを示す。

又リヤハウジング（ＩＢ）にはりャサイドブレー）　（
３Ｂ）との間に潤滑油の分離室（１７）が形成される。

同分離室０７）はりャサイドプレー）　（３Ｂ）に開口
する通孔（１８）を介して上記吐出室（尊と連通ずる如
く設けられる。同通孔（１８）の開口部にはフィルター
（図示省略）が設けられる一方、分離室０６）内には同
フィルターによって分離される潤滑油の溜り部が設けら
れる。そして又同分離室（１６）にはリヤハウジング（
ＩＢ）側に吐出管路（図示省略）に接続する吐出孔（１
６）’が設けられる。

前記制御弁機構（］＋２にはバイパス孔（１υと相対応
して同バイパス孔（１１）開閉用のスプール０９）がバ
イパス孔（１１）に対して直交する方向に向けて摺動自
在に設けられる。そして同スプールθ９）の両端部には
高圧室（２０）と低圧室Ｈが設けられる。低圧室（２］
）内にはばねに）が介装され、スプール（１９）は同ば
ねに）を介して常時は高圧室に）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
。そして高圧室に）からは第１導圧孔（財）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ｅυは第２導圧孔
（ハ）を介して吸入室（９）若しくは圧縮室（６）の吸
入行程と連通ずる如く設けられる。」二記第１導圧孔に
）及び第２導圧孔Ｑ慢は絞り効果を持たせるべく可及的
に小径寸法にて形成される。

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（
ロ）においてスプール（１９）はばねＨを介して高圧室
（社）方向に向けて付勢された状態、即ちバイパス孔（
１υは開かれた状態にある。

上記の様な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）に対し
て伝達することにより、ローター（５）が回転する状態
が得られるとともに同ローター（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）
・・・がその遠心作用により押出されてその先端におけ
るシール作用が不完余年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
（１１）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。

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θ→、吐出室０３）２通孔α８）２分離室（１７）
を経て吐出孔（＋７）’より吐出管路内をコンデンサー
（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）内をローター（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、即ち圧縮室（６）の吸入孔００）寄
りの任意の中間位置に開口するバイパス孔（］＋１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
）側に流出することにより、圧縮機の始動時におけるそ
の立上りをスムーズに行なうことが出来るとともにその
起動トルクを軽減することが出来、又圧縮機内及びエバ
ポレータと圧縮機間をつな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
を緩和することが出来る。

そしてローター（５）の回転が繰り返されることにより
圧縮室（６）内の圧縮圧力が次第に高められることとな
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（ハ）を経て高圧
室（２０）内に送り込まれることによって同高圧室に）
内の圧力が高められることとなる。

尚例えば運転開始時等冷房負荷が大きい状態においては
吸入室（９）内の圧力は比較６高く、冷房負荷が減少し
た状態においては上記とは逆に吸入室（９）の圧力は低
くなる。そしてこの吸入側圧力と圧縮側圧力との間に生
ずる差圧ΔＰは第６図に示す様に吸入側圧力が高くなる
のに比例して大きくなることは前述の通りである。

しＪｐ　シて上記の様に運転開始時等室内の冷房負荷が
大きく、従って吸入側圧力が高い状態にある４　場合に
おいては、吸入側圧力と圧縮側圧力との間に生ずる差圧
は大きくなる。そして差圧がばねに）の設定圧力を上回
った状態において、スプール（１９）かばねＨのイ」勢
圧に抗して低圧室（２＋）方向に押圧されて、同スプー
ルα９）により、バイパス孔（１１）をふさぐ状態が得
られる。これにより圧縮室（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
ることなく、同圧縮室（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（１→、吐出室（”’）
　ｒ通孔（ト）１分離室α７）を経て吐出管路内をコン
デンサ一方向に向けて送り出される。即ぢ１００％運転
状態が得られる。

一方室内の冷房負荷が減少し、吸入室（９）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ない吸入側
圧力と圧縮側圧力間の差圧も小さくなる。そしてその差
圧が制御弁機構０２）におけるはねＨの設定圧力を下回
った状態においてこれ迄上記差圧ニよって低圧室０υ側
に押圧されてバイパス孔（１υをふさぐ状態にあったス
プール（］９）は、はねに）を介して高圧室に）方向に
向けて付勢された状態、即ちバイパス孔（１υを開放す
る状態が得られる。

スプールα９）がバイパス孔（１υを開放することによ
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が吸入
室（９）側に流出することによって、圧縮室（６）内に
おける圧縮圧力は低下する。即ち室内における冷房負荷
の減少にともない冷媒ガスの圧縮容量を減らす作用が得
られる。

尚第１導圧孔（ハ）を可及的に小径寸法にて形成し、同
第１導圧孔（ハ）に絞り効果を持たせる様にしたことに
より、起動時においては圧縮室（６）内の圧力上昇に対
して高圧室００）に対する同圧力上昇の伝達を時間的に
遅らせることが出来、高圧室（２０）における急激な圧
力上昇を防止出来る。そしてこの様に高圧室間における
急激な圧力上昇を防止することが出来ることによってス
プール（１９）の開閉、即チバイパス孔０υを開放する
状態より同バイパス孔（１１）をふさぐ方向への移動を
ゆっくりと行なうことが出来、起動時におけるフル稼動
への移行を各部に衝撃を与えることなくスムーズに行な
うことが出来る。

又定常運転時においては圧縮室（６）内の圧力変化に対
するスプールα９）の過敏な移動を防止することが出来
、同スプールα９）の動きを安定させることが出来る。

そして又第２導圧孔（ハ）を上記第１導圧孔（ハ）と同
様可及的に小径寸法にて形成し、同第２導圧孔１４に絞
り効果を持たせる様にしたことにより、同スプール（１
９）が、バイパス孔（ｌｌ）を開放する状態より同バイ
パス孔（１１）を閉じる方向に移動する場合における低
圧室Ｇ！υ内の圧力低下をゆっくりと行なわせることが
出来、上記の第１導圧孔（ハ）による絞り効果とあわせ
てフル稼動への移行時における衝撃緩和効果をより一層
高めることが出来る。

又図示省略しであるが第１導圧孔（ハ）内に逆止弁を設
けることによって高圧室に）内の圧力を、圧縮室（６）
内の第１導圧孔（ハ）の先端開口部が臨む位置における
そのピーク圧力と同圧状態に°保持することが出来る。

そしてこの様に高圧室（財）内の圧力を一定の状態に保
持することが出来ることにより、高圧室に）内の圧力変
化を最小限に抑えることが出来、スプール（尊の動きを
更に安定させる作用を得ることが出来る。

尚スプール（ロ）の動きがあまり過°敏な場合にはバイ
バス孔（１１）の開き始めに吸入側圧力が若干上昇する
ことに起因してスプール（１９）が再び閉じ方向に作動
してしまう等スプール０９）の動きが安定しないという
不具合を生ずることとなるのであるが、この様なスプー
ル（１９）の過敏な動きに対しては例えばスプールθ９
）自体の摺動抵抗を高めたり、あるいはＯリングを介在
させる等スプール０９）に対して適宜のヒステリシスを
与えることにより解決することが出来る。

本発明は以上の様に構成されるものであって、」二記の
様に構成したことにより、室内の冷房負荷が大きい状態
においては圧縮機をフル稼動させることが出来、又室内
の冷房負荷が減少した場合においては圧縮機の稼動率を
低下させることが出来る如く室内の冷房負荷に対応して
その圧縮容量を自動的に調整することが出来るに至った
。

又本発明にあってはスプール二を常時はバイパス孔を開
放する方向に向けて付勢された状態にある様に設けると
ともに同スプールを間に挾んでその両側に高圧室と低圧
室を設け、高圧室は第１導圧孔を介して圧縮室の圧縮行
程（圧縮側圧力）と連通させ、又低圧室は第２導圧孔を
介して吸入室若しくは圧縮室の吸入行程（吸入側圧力）
と連通させ、この画室間に得られる差圧、即ち圧縮側圧
力と吸入側圧力との間に生ずる差圧の変化を介して直接
的にスプールを開閉作動させる様にしたことにより、そ
の構造を簡単化させ、設置の自由性を増大させることが
出来ることに加えて、圧縮側圧力と吸入側圧力との間に
充分な差圧を得ることが出来、スプールの開閉を適確に
行なわせることが出来るに至った。即ち安価で且つ信頼
性の高い制御弁機構を得ることが可能となった。

そして又本発明にあっては上記の様に構成したことによ
り、圧縮側圧力と吸入側圧力を任意に設定することが可
能となった。即ち高圧室に連通ずる第１導圧孔の先端開
口部を圧縮室内の圧縮行程中の任意の位置に設けること
が可能となり、又低圧室に連通ずる第２導圧孔の先端開
口部を吸入室　　１゛□若しくは圧縮室内の吸入行程中
の任意の位置に開口させることが可能となった。

その信奉発明にあっては起動時Ｇこおいてスプールはバ
イパス孔を開放する方向に向けて付勢された状態にある
様に設けたことにより、起動時におけるその立上りをス
ムーズに行なうことが出来、且つ液圧縮の発生を防止す
ることが出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の側断面図（第３図におけ
るＡ−Ｂ−０線断面図）、第２図は第１図におけるＤ−
Ｄ線断面図、第６図は同Ｅ−Ｅ線断面図、第４図及び第
５図は制御弁機構におけるその作用状態を示す断面図、
第６図は吸入側圧力と圧縮側圧力の差圧の変化を表わす
グラフ図、第７図は従来構造の圧縮機を表わす断面図で
ある。 （１）ハウジンク、（ＩＡ）フロントハウジング、（Ｉ
Ｂ）　　リヤハウジング、（２）シリンダーブロック、
（３Ａ）フロントサイドプレート、（３Ｂ）　リヤサイ
ドプレート、（４）駆動軸、（５）ローター、（６）圧
縮室、（７）ベーン溝、（８）ベーン、（９）吸入室、
（９）′吸入口＼（ｌｏ）吸入孔、（１υバイパス孔、
θ２）制御弁機構、０３）吐出室、θ→吐出孔、（１５
）吐出弁、（１６）リテーナ−α７）分離室、（１７）
’吐出口、（１８）通孔、（１９）スプール、（財）高
圧室、（２１）低圧室、に）ばね、（財）第１導圧孔、
ｅ脅第２導圧孔。 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所第２図 ６　　　　・　　　　　　　　ど δ 第５図 □ロータ回転色（

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸入室と圧縮室間に介在するサイドプレートに同
   吸入室と圧縮室を連通する如くバイパス孔を貫設し、同
   バイパス孔に対しては同バイパス孔開閉用のスプールを
   、常時はバイパス孔を開放する方向に向けて付勢された
   状態にある如く摺動自在に設けるとともに同スプールの
   両側には圧縮室の圧縮行程と連通ずる高圧室と、吸入室
   若しくは圧縮室の吸入行程と連通ずる低圧室を設けて成
   る゛容量可変型圧縮機。