JPS5885384A - 可変容量圧縮機 - 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】 本発明は可変容量機能を有する冷媒圧縮機に関し、例え
ばバス車両の空調用に用いて有効である。

近年、車両の空調用に用いられる圧縮機では年間エネ、
ルギ効率（冷房能力／使用されるエネルギ）の向上が叫
ばれ、その為圧縮機の能力を要求される冷房能力に応じ
て可変することが提案されて来ている。例えば、吐出通
路と吸入通路とを連通ずるバイパス通路を設けて、この
通路を開閉する技術が従来より知られているが、この従
来のものはバイパス通路開閉用の弁がシリンダヘッドの
一部に不随して各シリンダ毎に設けられており、その為
弁の各部構成要素が体格的に制限を受けて不利であった
。また、従来のものは多気筒の圧縮機に適用する様には
考えられて、おらず、多気筒圧縮機に用いた場合弓は特
に体格が大きくなってしまうという不具合があった。

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、圧縮機の体
格をさほど大きくすることなく、しかも良好に吐出容量
を可変することができる圧縮機を提供することを目的と
する。

その為、本発明は多気筒圧縮機の各シリンダに冷媒を供
給する副吸入室、及び各シリンダより冷媒が吐出される
副吐出室を設け、かつ副吸入室へ冷媒を分配供給する吸
入室、副吐出室から吐出された冷媒を集合する吐出室を
設けて、副吐出室と吸入室との間にバイパス通路を設け
ると共に、このバイパス通路をバイパス弁で開閉すると
いう基本的構成を採用する。そして、更に本発明は、バ
イパス通路を開いた時に該バイパス通路を設けた副吐出
室へ吐出室側から冷媒が逆流しない様、逆止弁を設けで
ある。

以下本発明圧縮機の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図中１はハウジングで、このハウジング１には第２
図に示す様に、２つづつ３組のシリンダ２ａ、２ｂ、３
ａ、３ｂ、４ａ、４ｂが形成されている。そして、この
ハウジング１にはブラケット５が設けられ、ており、ブ
ラケット５を介してバス車両の床下の懸架台にボルト固
定される。６はハウジングｌに軸受７，８を介して回転
支持されたシャフトで、図示しない電磁クラッチ、■ベ
ルトを介して車両走行用エンジンの駆動力を受ける様に
なっている。尚、電磁クラッチは動力の伝達を断続する
ものである。ただ、パス空調用圧縮機では圧縮機の負荷
が大きいため、エンジンの回転中に動力の伝達を開始す
ることは望しくない。３９はハウジング１内の冷媒がシ
ャフト６に沿って漏、洩するのを防止する軸封装置であ
る。

９はシャフト６のクランク部６ａにその一端が回転自在
に連結した駆動部材で、シャフト６の回転運動を往復動
に交換するものである。そして、この駆動部材９の他端
にはピストン１ｏがピストンピン１１を介して連結され
ている。従って、ピストン１０は駆動部材９の駆動力を
受けてシリンダ２ａ、　　２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４
ｂ内を往復動スル。１２，１３．１４は各組のシリンダ
２ａ２ｂ、３ａ、’３ｂ、４ａ、４ｂに対向する位置に
バルブプレーｉ・１７を介して配設されたシリンダヘッ
ドで、このシリンダヘッド１２．１３．”　１４には夫
々シリンダ内へ冷媒を導く吸入通路室１５と、シリンダ
より吐出された冷媒を通す吐出通路室１６とが形成され
ている。バルブプレート１７には吸入孔１８と吐出孔１
９とが形成され、更にこの吸入孔１８．吐出孔１９を開
閉する吸入弁２０吐出弁２１が吐出弁ストッパ２１ａと
共にバルブプレート１７に固定されている。

ハウジング１には、第４図に示す様に、各吐出通路室１
６と連通ずる副吐出室２２，２３．’２４が３室形成さ
れており、この各副吐出室２２．２３゜２４は、サイド
プレート２５の吐出連通穴２６゜２７．２８’（１５図
図示）を介してリアハウジング２９の吐出室３０に連通
している。即ち、３室の副吐出室２２，２３．２４はリ
アハウジング２９の吐出室３０で連通ずる。そして、吐
出室３ｏには吐出接続ボート３１が連通しており、吐出
室３゜へ吐出された冷媒はこの吐出接続ボート３１より
図示しない凝縮器へ吐出される。

また、ハウジング１には各吸入通路室１５と連通する副
吸入１Ｍ３２．３３．３４が形成され、かつ、この副吸
入室３２．３３“、３４はハウジング内で吸入室、３５
に直接臨んでいる。吸入室３５はサイドプレート２５の
吸人達通穴３６を介してリアハウジング２９の吸入室に
連通し、また、吸入室には吸入接続ポート３８が開口し
、図示しない蒸発器より冷媒が供給される様になってい
る。

そして、本圧縮機では、上記３つの副吐出室２２゜２３
．２４のうち、中央を除く２つの両畦出室２２゜２４−
に、該室２２．２４と吸入室３５とを直接短絡させるバ
イパス通路４０．４１が設けられており、かつ、このバ
イパス通路４０．４１を開閉するバイパス弁４２．４３
が設けられている。

次に、このバイパス弁４２．４３を第６．７図に基づい
て説明する。

第６図中４４は鉄製のバイパス弁シリンダで、このシリ
ンダ４４はＯリング４５を介してバイパス通路４０（４
１）に圧入されている。そして、このシリンダ４４には
バイパス通路４０（４１）に臨むバイパス孔４６と両畦
出室２２（２４）に臨む連通孔４７とが形成されている
。４８はアルミニウム製のバイパス弁体で、ピストンリ
ング４９を介してシリンダ４４内に摺動自在に収納され
ている＝そして、この弁体４８の先端４８ａがシリンダ
４４の弁座面４４ａと当接することにより、バイパス孔
４６と連通孔４７との間を遮断可能となっている。５０
はバイパス弁シリンダ４４を固定保持するボデ一部で、
このボデ一部５０にはシリンダ４４内へねじ部５０ａが
突出成形されておりかつ、そのねじ部５０ａには弁体支
持部５１が螺着されている。また、前記弁体４８にはば
ね座５２がサークリップ５３によって固定されており、
このばね座５２と弁体支持部５Ｉの鍔部５１’ａとの間
にはスプリング−５４が介在している。従って、弁体４
８はスプリング５４により図中上方向への付勢力を受け
る。

また、ボデ一部５０は蓋部５５との間に圧力室５６を形
成しており、この圧力室５６の圧力は導圧孔５７を介し
て前記弁体４８の背面に引加される様になっている。更
に、ボデ一部５０には１．圧力室５６へ高圧を導く高圧
導入穴５８、及び圧力室５６へ低圧を導く低圧導入穴５
９が形成されている。高圧導入穴５８はハウジング１に
穿設された高圧導入通路６・０を介して、中央の両畦出
室２３即ち、バイパス通路４０．４１が形成されない両
畦出室２３と連通し、低圧導入穴５９はハウジング１に
穿設された低圧導入通路６１を介して吸入室３５と連通
する。尚、高圧導入通路６０は直径が５　ｕ＋程度の円
孔よりなり、通路６ｏ途中には異物を除去する為の金属
製フィルタ６２が充填されている。６３は低圧導入穴５
９の開放端５９ａを塞ぐ盲栓である。６４は圧力ｉ５Ｇ
のうち低圧導入穴５９開口部５９ｂに対向して配置され
たプランジャ、６５はこのプランジャ６４と、コア部６
６との間に介在し、プランジ＋６４を開口部５９ｂ側へ
押圧するスプリング、６７はプランジャ６４を駆動する
励ｉコイルで、リード線６８より信号電流が通電される
と励磁してプランジャ６４を図中上方へ吸引する様にな
っている。その際、小さな磁力でプランジャ６４が移動
できる様に、プランジャ６４には均圧孔６４ａが形成さ
れている。

そして、上記励磁コイル６７等はカバー６９内に収納さ
れ、カバー６９、蓋部５５、ボデ一部５０はハウジング
１にボルト７０によって固定される。

バイパス通路４０．４１が開いた時には、該通路４０．
４１が設けられた両畦出室２２．２４内の圧力が低下す
る為、吐出室３０よりその両畦出室２２．２４へ冷媒が
逆流しない様、本圧縮機では逆止弁７１．７２が配設さ
れている。逆止弁７１゜７２は、第８図、第９図に示す
様にサイドプレート２５のリアハウジング２９側（吐出
室３０側）にボルト７３で固定された逆止弁ハウジング
７４と、吐出連通穴２６（２８）に対向して配設された
逆止弁体７５と、この弁体７５を吐出連通１穴２６（２
８）側へ微小圧力で押圧するスペリング７６とからなる
。そして、両畦出室・２２（２４＞に冷媒が吐出されて
室２２（２４）内が高圧になると第９図の如く弁体７５
を押し拡き、吐出連通穴２６（２８）を開く。連通穴２
６（２８）より吐出された冷媒は、第１０図、第１１図
に示す様に、弁ハウジング７４側面に開口した連通ロア
７より吐出室３０に吐出される。

逆に、バイパス通路４０（４１）′が開いて両畦出室２
２（２４）内の圧力が下がると、第８図の如く弁体７５
が吐出連−穴２６（２８）を塞ぐ。

次に上記構成圧縮機の作動を説明する。

圧縮機は車両走行用エンジンと共にバス車両の床下に配
設されており、図示しない電磁クラッチが入り、かつ、
エンジンが始動すると、シャフト６はエンジンの駆動力
を受けて回転する。この回転に伴ないピストン１０は駆
動部材９より往復駆動力を受け、シリンダ２ａ、２ｂ、
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ内を往復動する。従って、シリ
ンダ内の作動室７８は容積増加、減少を繰り返すことに
なり、容積が増加する吸入行程では蒸発器側より冷媒を
吸入接続ボート３８−吸入室一吸９人通路穴３６−吸入
室３５−副吸入室３２．３３．３４−吸入通路室１５−
吸入孔１８−吸入弁２０を介して作動室７８に吸い込む
。逆に、作動室７８の容積が減少する吐出行程では、作
動室７８より吐出口１９吐出弁２１を介して吐出された
冷媒は吐出通路室１６−両畦出室２２，２３．２４−吐
出通路穴あ２７．２Ｂ−吐出室３０を通り、吐出接続ボ
ート３１より凝縮器側へ吐出される。

圧縮機は上記の如（作動するのであるが、車室内温度が
高く冷房負荷が大きいときには、充分な冷房能力が発揮
できるよう、全てのシリンダ２ａ２ｂ、３ａ、３ｂ、４
ａ、４’ｂでピストン１０が圧縮、吐出仕事をする様に
なっている。

即ち、バイパス弁４２．４３のリード線６８にハ通電さ
れず、バイパス弁４２．４３がバイパス通路４０．４１
を閉じている。リード線６８に通電されない状態は、第
７図の如くプランジャ６４がスプリング６５の付勢力を
受けて低圧導入穴５９の開口部５９ｂを塞ぎ、圧力室５
６には高圧導入穴５８のみ開口する。その為、圧力室５
６には両畦出室２３内の高圧が印加され、この圧力は導
圧孔５７よりバイパス弁体４８の背圧に伝達される。

従って弁体４８は両畦出室２３内の吐出冷媒圧力で弁座
面４４ａに押し付けられ、バイパス孔４６を塞ぐことに
なる。

しかし、車室温が比較的低い時や日射を受けない時の如
く冷房負荷が小さい時に圧縮機を全能力で番転すれば冷
房能力が余りすぎ、過冷房となる。

その為電磁クラッチを断続して圧縮機の運転時間を制御
することが考えられるが、特にバス車両用圧縮機の如く
容量の大きい圧縮機では接続時に電磁クラッチに非常に
大きな負荷が加わること番こなり、電磁クラッチの耐久
上からも断続を繰り返すのは望しくない。

また、車両の急加速時、登板時や、エンジンの始動時の
如くエンジンに大きな負荷がかかっている時にも、圧縮
機を全能力で運転するのはエンジンに過大な負荷をかけ
望しくない。

そこで、本発明圧縮機では上記場合にはバイパス弁４２
．４３のリード線６８に信号電流を通電して第６図に示
すように、バイパス通路４０．４１を開く様にしてＬ２
る。即ち、リード線６Ｂに通電されるとコイル６７が励
磁してプランジャ６４を吸い寄せ、低圧導入穴５９の開
口部５９ａを圧力室５６に露出させる。

その結果、圧力室５６内の圧力は低圧導入穴５９低圧導
入通路６１を介して吸入室３５へ逃がされ圧力が低下す
る。それによって、バイパス弁体４８の背圧が下がり、
弁体４８はスプリング５４の付勢力によってバイパス孔
４６より開離し、以ってバイパス通路４０．４１が開か
れる。

尚、この場合バイパス弁４２．４３は同時に作動するの
ではなく、冷房負荷に応して、余剰冷房能力が小さい時
には一方のバイパス弁４３のみ作動し、更に余剰冷房能
力が大きくなった時のみ両方の弁４２．４３が作動する
様になっている。ただ、一方のバイパス弁４３のみ作動
させる時には吸入接続ボート３Ｂの開口位置３８ａ　（
第４図に対゛窓位置を破線で示す）から離れた方の１＜
イ１＜ス弁４３を作動させることにする。これはノ〈イ
／＜入通路４１が開いた状態では、高温の吐出冷媒が吸
入室３５に還流する為、この還流冷媒が他のシリンダ２
ａ２ｂ、３ａ、３ｂの副吸入室３２．３３に及ぼす影響
をできる限り少なくする為である。

そして、この様にバイパス通路４０．４１を開けば、該
通路４０．４１が連通する両畦出室２２゜２４内の圧力
は大幅に低下し、その結果逆止弁７１゜７２により吐出
連通穴２６．２８が塞ざされる。

従って、圧縮機としてはバイパス通路４．０．４１が開
家内副吐出室２３に吐出された冷媒のみ力（吐出室３０
より凝縮器側へ吐出されること番こなる。

尚、上述の実施例では、）＜イ／（ス弁４２，４３の高
圧導入穴５８が常時圧力室５６に開口する様になっ“Ｃ
いたが、これではプランジャ６４が低圧導入穴５９を開
いた時に、少量づつではあるが、副吐出室２３内の吐出
冷媒が高圧導入通路６０−高圧導入穴５８−圧力室５６
−低圧導入穴５９−低圧導入通路６１を介して吸入室３
５に漏れ出てしまう。その為、本来有効に怪事をすべき
シリンダ３ａ、３’ｂまで全冷媒を吐出することができ
ないことになる。そこで、この様な事態の発生を防ぐ為
、バイパス弁４２．４３を第１３図参照の如くして、プ
ランジャ６４が低圧導入穴５９を開いた時同時に高圧導
入穴５８を塞ぐ様にしてもよい。

即ち、蓋部５５及びプランジャ６４に高圧導入穴７７、
’７Ｂを穿設し、プランジャ６４が低圧導入穴開口部５
９ｂを塞いだ状態（第１３図参照）で、は再導入穴７７
．７８が連通して圧力室５６に吐出冷媒圧力が導入され
る様にし、プランジャ６４が図中上方に移動して低圧導
入穴開口部５９ｂを開いた状態（第１４図参照）では再
導入穴７７゜７８の開口部がずれて吐出圧が導入されな
い様にする。そして、この実施例では、プランジャ６４
がどの位置に回動しても再導入穴７７．７８が連通でき
る様、プランジャ６４の高圧導入穴７８の側面側開口部
は、円周方向に溝７９を形成するようにする。

また、上述の実施例ではシリンダ２ａ、２ｂ。

３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂが３組設けられた６気筒圧縮機
を示したが、本発明はシリンダを２つ以上有する多気筒
圧縮機に広く適用できることは勿論である。又、圧縮機
も上述したレシプロ型の他の斜板型圧縮機等にも適用可
能であ−る。更に本発明圧縮機はバス車両の空調装置以
外の用途、例えば屋内の空調にも使用できる。

以上説明した様に本発明圧縮機は副吐出室と吸入室との
間にバイパス通路を設けて、この通路を開閉することに
よって圧縮機の吐出容量を可変する様にしたため、バイ
パス弁体を圧縮機に良好に組み込むことができ、圧縮機
の体格をさほど大きくしなくて済むという優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す断面図、で第３
図のＩ＝１線に沿う断面形状を示す。第２図は第１図図
示ハウジングを示す平面図、第３図は第１図の側面図、
第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、第５図は第１
図図示すイドプレートを示す正面図、第６図及び第７図
は第１図図示バイパス弁を示す断面図、第８図及び第９
図は第５図の■−■矢視断面図、第１０図は第８図図示
逆止弁を示す正面図、第１１図は第１０図の側面図、第
１２図は本発明圧縮機に用いるバイパス弁の他の例を示
す断面図、第１３図及び第１４図は第１２図の要部を示
す断面図、第１５図は第１図図示バイパス弁の要部を示
す断面斜視図。 １・・−ハウジング＋　　２ａ、２ｂ＋　　３ａ、３ｂ
。 ４ａ、４ｂ・・・シリンダ、６・・・シャフト、９・・
・駆動部材、１０・・・ピストン、２２，２３．２４・
・・副吐出室、３０・・・吐出室、３２，３３．３４・
・・副吸入室、３５・・・吸入室、　　４′ｏ、４１・
・・バイパス通路。 ４２．４３・・・バイパス弁。 第６図 第７図 笛　８　■　　　　　　　　　　　ｌＩ’９肉第１０図
　　　　、１１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングと、このハウジングに回転自在に支持
   されたシャフトと、このシャフトの回転運動を往復運動
   に変換する駆動部と、この駆動部の駆動力を受けてシリ
   ンダ内を往復動する複数のどストンと、前記各シリンダ
   に冷媒を供給する副吸入室と、前記各シリンダより冷媒
   が吐出される副吐出室と、前記各副吸入室へ冷媒を分配
   供給する吸入室と二前記各副吐出室から吐出された冷媒
   を集合する吐出室と、前記吸入室と前記副吐出室とを連
   通ずるバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバ
   イパス弁と、前記バイパス通路が設けられた副吐出室と
   前記吐出室との間に配設され、冷媒を前記副吐出室側か
   ら前記吐出室側へのみ°流す、逆止弁とを備えた可変容
   量圧縮機。
2. （２）前記バイパス通路の背面には圧力室が形成されて
   おり、゛かつ、この圧力室と前記バイパス通路が設けら
   れない前記副吐出室とを連通ずる高圧導入通路、及び前
   記圧力室と前記吸入室とを連通ずる低圧導入通路が形成
   されており、更に前記低圧導入通路を開閉する電磁弁が
   設けられている特許請求の範囲第１項記戦の可変容量圧
   縮機。
3. （３）前記バイパス弁の背面には圧力室が形成されてお
   り、かつ、こｄ圧力室と前記バイパス通路が設けられな
   い前記副吐出室とを連通ずる高圧導入通路、及び前記圧
   力室と前記吸入室とを連通ずる低圧導入通路が形成され
   ており、更に前記高圧導入通路と前記低圧導入通路とを
   切換える電磁弁が設けられている特許請求の範囲第１項
   記載の可変容量圧縮機。