JPS59113293A - 圧縮機における圧縮容量制御機構 - 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】 って、加速時において圧縮室内に圧縮途中にある冷媒の
一部を吸入室に逃し、その圧縮容量を減らすことにより
エンジンに対する圧縮機の動力負荷を軽減し、その加速
性をアップさせることをその目的とするものである。

一般に車輛空調用の圧縮機はエンジンと直結させて設け
られている。そしてエンジンはその出力幅に充分々余裕
が々いことにより圧縮機の運転時に加速を得ようとする
場合においてエンジンに対して一時的に高負荷が掛るこ
とによりその加速性が阻害されるという不具合を生ずる
。

従来上記の様な不具合を解消する方法としては、加速時
にエンジンに高負荷が掛った場合においてエンジンと圧
縮機との間に設けられる電磁クラッチを一時的にオフ操
作させて圧縮機の駆動を自動的に停止させることにより
エンジンに対する圧縮機の動力負荷を軽減する方法−例
えばアクセルペダルと相対応させてエンジンの高負荷検
出スイツチを設け、アクセルペダルの踏み込み量が設定
位置を越えた場合において上記検出スイッチがオンとな
りエンジンと圧縮機間に介在する電磁クラノチを離断さ
せる方法（特開昭５６　−　３９９１５号）、あるいは
エンジンマニホールド内に負圧検出スイッチを設け、同
マニホールド内の負圧が設定値を越えた状態において上
記検出スイッチがオンとカリ電磁クラッチを離断させる
方法（特開昭５６−８６８２０号）−等が提案されてい
る。

しかして上記の様に電磁クラッチを離断させる方法にあ
っては電磁クラッチの断続が頻繁に繰返されることによ
り走行フィーリングが損われるとともに電磁クラッチ及
び圧縮機の耐用性が縮められる点に問題点を有する。そ
して上記の様な問題点を解消する方法としては、加速時
にエンジンに高負荷を生じた場合において、圧縮機に対
する冷媒の流入量を規制し、小容量運転に切り替えるこ
とによって圧縮機の動力負荷を軽減する方法、更に具体
的には圧縮機に連結する吸入管路中にアクセルペダルと
連動させて制御弁を開度調整自在に設け、エンジンに高
負荷を生じた場合において、上記制御弁を介して吸入管
路の開度を絞ることにより圧縮機に対する冷媒の流入量
を規制し、小容量運転に切り替える方法（特開昭５７−
１２１９２１号）が提案されているのであるが、同提案
にあっては機構が複雑となりコスト高となる点に問題点
を有する。

本発明は上記の様な従来の実情に鑑みてその改善を試み
たものであって、圧縮室と吸入室をバイパス孔によって
連通させて圧縮室内において圧縮途中にある冷媒を吸入
室に逃すことが出来る様に設け、同バイパス孔にはその
逃し量をコントロールすべく開度制御弁機構を設けるに
同制御弁機構は加速時において圧縮機の吸入行程（圧縮
室の吸入孔付近、吸入室、吸入管路）において生ずる急
激な圧力低下を介して上記制御弁を開くことにより、更
に具体的には上記圧縮機の吸入行程において生ずる急激
な圧力低下と連動して両圧力室内の圧力を低下させるに
両圧力室間の圧力低下は時間的に遅れを生じて得られる
様に設け、この時間的に遅れを生じている間に両圧力室
間に生ずる圧力差を介してスプールを開き方向に移動さ
せてバイパス孔を開き、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その圧縮容量をコントロ
ールすることにより（即ち小容量運転に切り替えること
により）、圧縮機の動力負荷を軽減する様にしたことを
その特徴とするものである。そして本発明の要旨は圧縮
室と吸入室を連通ずるバイパス孔を設け、同バイパス孔
にはバイパス孔の開度調整スプールを、同スプールの両
端部に一対の圧力室を存して進退自在に設け、その一方
の圧力室にはバイパス孔を閉塞する方向に向けてスプー
ルを付勢する如くばねを介装させるとともに同圧力室は
導圧孔を介して圧縮機の吸入行程と連通させる一方、他
方の圧力室は導圧孔よりも小さい開口断面を存して上記
圧力基若しくはバイパス孔と連通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４図は本発明をスライドベーン型
の圧縮機に用いた場合の実施例を表わす図面であって、
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。四ノｈウジング（１）はフロントハウジン
グ（ＩＡ）とリヤハウジング（ＩＢ）により形成され、
同フロントノ・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
イドブレー）（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ト
（３Ａ）（３Ｂ）によって遮蔽される。そして両サイド
グレー）（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）が一体的に固着される。同ローター
（５）は７リンダーブロツク（２）の内壁面に対してそ
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）・
・・にはベーン（８）・・・が圧縮室（６）に対して出
没自在に嵌挿される。

そして各ベーン（８）・・・は圧縮室（６）を４個の圧
縮ブロック（６ａ）（６ｂ）（６ｃ）（６ｄ）に区画し
、各圧縮プロソり（６ａ）（６ｂ）（６ｃＸ６ｄ）を吸
入側より吐出側に向けて連続移行させ乍ら圧縮室（６）
内を回転する如く設けられる。

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）側に吸入管路（
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ＯＱ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
と圧縮行程の略中間（圧縮行程初期）に位置してバイパ
ス孔０１）が貫設される。（バイパス孔はシリンターブ
ロックにあけ、スプールを同シリンダーブロック内に組
み込むことも可能である。）同バイパス孔Ｑｌ）は圧縮
室（６）と吸入室（９）間を連通ずる如く設けられ、フ
ロントサイドプレート（３Ａ）内にはバイパス孔０υの
開度制御弁機構＠が上記バイパス孔Ｑυと直交する方向
に向けて設けられる。

開度制御弁機構α埠にはバイパス孔０１）と相対応しテ
同バイパス孔０１）開閉用のスプール０１がバイパス孔
０１）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０呻の両端部には高圧室翰と低
圧室Ｈより成る一対の圧力室が対峙させて設けられる。

低圧室（２］）内にはばね（イ）が介装され、スプー“
ルθ呻は同ばね（イ）を介して常時は高圧室（ホ）方向
に向けて付勢されてバイパス孔０１）を閉塞する状態に
ある様に設けられる。なお、はね翰はオイルの粘性に打
勝ってスプールを移動させるだけのカの弱いものでよい
。そして低圧室（２１）がらは導圧孔−が延設され、そ
の先端部（圧力検出部（ハ）′）は圧縮室（６）に開口
する吸入口００付近に臨む如く設けられる。又スプール
０９にはその長手方向（進退方向）に沿って絞り孔（ハ
）が貫設される。同絞り孔（ハ）は上記導圧孔（ハ）よ
りも小径の開口断面積を存して設けられ、側圧力室、即
ち高圧室翰と低圧室Ｑ］）間を相互に連通ずる如く設け
られる。

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ブロッ
ク（２）の一部を切欠いてフロントハウジング（ＩＡ）
の内壁面との間に吐出室α■が形成され、同吐出室０３
と圧縮室（６）の終端部間は吐出孔α→によって連通さ
れる。θ０は同吐出孔０→を覆う吐出弁、αＱは同吐出
弁ＱＯの開き角度を規制するりテーナーを示″ｔ。

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

同分離室θηはリヤサイドプレー）（３Ｂ）Ｋ開口する
通孔（ト）を介して上記吐出室０３と連通ずる如く設け
られる。同通孔０均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（１７１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０ηにはリヤハウジング（ＩＢ）側に吐
出管路（図示省略）に接続する吐出口０７）′が設けら
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α１、分離室ａηの各部は夫々その圧
力がバランスした状態にある。又開度制御弁機構（２）
においても側圧力室（高圧室（１）と低圧室Ｑ１））の
圧力はバランスした状態にあり、スプ一ル００はばね（
イ）を介して高圧室一方向に向けて付勢されてバイパス
孔０１）を閉塞する状態にある。

そして上記の様に圧縮機が停止した状態より、電磁クラ
ッチ（図示省略）の接続操作を介して駆動軸（４）を回
転駆動させることによりローター（５）及びベーン（８
）・・・の回転作用を介して吸入室（９）内の冷媒を吸
入孔０１よシ圧縮室（６）内に吸引する作用が得られる
。そしてこの様にして圧縮室（６）内に吸引された冷媒
は圧縮室（６）内を吸入側より吐出側に向けて送られる
間に次第に圧縮されるとともに圧縮された冷媒は吐出孔
０４）、吐出室ｏ３、通孔ｏ８）、分離室０ηを経て吐
出口αη′より吐出管路内を凝縮器（図示省略）方向に
向けて送り出される。そしてこの様な圧縮作用が連続的
に繰り返されることにょシ圧縮室（６）内の圧力が次第
に高められて１００％運転状態が得られるのであるが、
この様に圧縮機において１００％運転が得られている状
態において走行スピードを上昇させるべくアクセルペダ
ルの踏圧操作を介してエンジンの回転数を上げた場合に
おいて、圧縮機はエンジンと直結させて設けられている
ことによりエンジンの回転数が上るのに比例して圧縮機
において駆動軸（４）及びローター（５）の回転数が上
り圧縮容量を急激にアップさせる作用が得られる。即ち
圧縮室（６）の吸入側においてはローター（５）及びベ
ーン（８）・・・の回転速度が上昇し、吸入室（９）か
らの冷媒の吸引量が急激に増えることにより吸入管路、
吸入室（９）、圧縮室（６）の吸入孔００付近において
一時的に負圧状態となり、その圧力が急激に低下する。

しかして開度制御弁機構０埠において低圧室（ｇｌ）は
導圧孔翰を介して圧縮室（６）の吸入孔００付近と連通
させて設けられていることにより、上記の様な圧縮室（
６）の吸入孔００付近の圧力低下は圧力検出部（イ）′
において検出されて低圧室（２）内の圧力を急激に低下
させる作用が得られる。そして低圧室ｅηはスプール０
０に開口する絞り孔（ハ）を介して高圧室−と連通させ
て設けられていることにより、低圧室υη内の圧力低下
は同絞り孔（ハ）を経て高圧室−にも及び、同高圧室翰
の圧力を低下させる作用が得られるのであるが、絞り孔
（ハ）は導圧孔（ハ）よりも小さな開口断面を存して形
成されているだめに同絞り孔（ハ）の絞り作用により高
圧室（１）内の圧力が低圧室Ｑη内の圧力とバランスす
る状態が得られるに至る迄には多少の時間を必要とする
。即ち低圧室Ｑ１）内の圧力低下と圧縮室（６）の吸入
孔００付近の圧力低下は同時的に得られるのに対して高
圧室（１）内の圧力低下は低圧室Ｑ１）内の圧力低下に
対して時間に遅れを生じて得られる。そしてこの様に高
圧室−内の圧力低下が低圧室ＱＤ内の圧力低下に対して
時間的に遅れを生じて得られることは、これを換言すれ
ば時間的々遅れを生じている間は低圧室（２］）と高圧
室−間には圧力差が生ずることとなるのであるが、この
圧力差が低圧室Ｑυに介装されるばね（イ）の設定圧力
を上回る状態においてスプエル０りを低圧室Ｑ１）方向
に向けて移動させてバイパス孔０υを開く作用が得られ
る。

そしてこの様にしてバイパス孔０ηが開かれることによ
り圧縮室（６）内において圧縮途中にある冷媒ガスの一
部がバイパス孔Ｑｌ）より吸入室（９）方向に向けて流
出し、圧縮室（６）内の圧縮容量を減らす作用が得られ
る。即ち１００％運転より小容量運転に切り替えること
が出来、これにより圧縮機における動力負荷を軽減する
作用を得ることが出来るのである。

一方高圧室（イ）と低圧室１２１）間の圧力は上記の様
に時間的な遅れを生じてバランスし、ばね（イ）がスプ
ール００を高圧室翰方向に向けて付勢し、再びバイパス
孔αηを閉塞する状態、即ち１００チ運転状態が得られ
る。

尚上記実施例において導圧孔（イ）の圧力検出部（財）
′は圧縮室（６）の吸入孔α０付近に開口させて設けら
れているが、同圧力検出部げは上記以外に吸入室（９）
、吸入管路（これらを総称して「圧縮室の吸入行程」と
いう）に開口させることも可能である。又低圧室６！η
内に介装されるばね（イ）はその自由長をスプール０呻
がバイパス孔０１）を閉塞する状態における低圧室（ハ
）の長さと同一寸法に形成し、スプール０りがバイパス
孔０１）を閉塞する状態におけるばね（財）の付勢圧が
ゼロ負荷となる様に設けることも可能である。

そして高圧室（１）と低圧室Ｑ１）間はスプールａつに
開口する絞り孔（ハ）によって連通させる様に設けてい
るがこの絞シ孔のかわりに第５図に示す様にスプール０
つの外周部に形成される摺動部分に適宜のクリアランス
を設け、同クリアランスを介して高圧室（１）内の圧力
をバイパス孔（１１）に逃す様に設けることも可能であ
る。そして父上記実施例において低圧室０１）と高圧室
−間に生ずる時間的な遅れは実際には数秒間にすぎない
がこの数秒間はエンジンの加速作用を得るのに充分な時
間である。そしてその時間的な遅れは絞り孔（ハ）の長
さ及び直径寸法、高圧室（イ）の容積を適宜に変えるこ
とにより任意に設定することが可能である。そして又本
発明は上記スライドベーン型圧縮機以外の圧縮機に対し
ても汎用的に使用することが可能である。

本発明は以上の様に構成されるものであって、上記の様
に圧縮室と吸入室を連通ずるバイパス孔に対して同バイ
パス孔の開度制御弁機構を設け、同開度制御弁機構は両
端部に一対の圧力室を存してスプールを進退自在で且つ
常時はバイパス孔を閉塞する方向に向けて付勢する状態
にある様に設ける一方、両圧力室の内、その一方の圧力
室を導圧孔により圧縮機の吸入行程と連通させて設ける
とともに両圧力室間は上記導圧孔よりも小さな開口断面
を介して連通可能に設け、加速時において両圧力室内の
圧力を時間的な遅れを存して低下させ、その時間的な遅
れを生じている間に画室間に生ずる圧力差を介してバイ
パス孔を開放させて圧縮室内において圧縮途中にある冷
媒ガスの一部を吸入室側に流出させ、その圧縮容量を減
らす様にしたことにより、即ち小容量運転に切り替える
様にしたことにより、電磁クラッチの断続を介すること
なく加速時における圧縮機の動力負荷を軽減させること
が出来るに至り、これにより加速時における走行フィー
リングを向上させることが出来るとともに電磁クラッチ
及び圧縮機の耐用性を高めることが出来るに至った。

特に本発明にあっては、加速時において圧縮機の吸入行
程に生ずる急激な圧力変化を制御弁機構における左右一
対の圧力室に対して時間的な遅れを生じている間に両室
間に生ずる圧力差を介してバイパス孔を開放させて圧縮
室内の圧力を吸入室側に逃し、その圧縮容量を軽減させ
る様にしたことにより、従来構造に比較してその機構を
簡単化させることが出来、スプール開閉の確実性を高め
ることが出来ることに加えて故障の発生率を低下させ、
且つコストを低減させることが出来るに至った。

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、加速の程度に応じて圧縮機の動力負荷を軽減させる
ことが出来、これにより加速時における走行フィーリン
グ及び空調機能に対する影響を最小の範囲に抑えること
が出来るとともに取り付けの自由性及び汎用性を高める
ことが出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図はスライドベーン型圧縮機の側断面図（第２図に
おけるＡ−Ｂ−Ｃ線断面図）、第２図は第１図における
Ｄ−Ｄ線断面図、第３図は開度制御弁機構の断面図、第
４図は同作用状態を表わす断面図、第５図は他の実施態
様を表わす制御弁機構の一部拡大断面図である。 （１）ハウジング、（ＬＡ）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、（３
Ａ）フロントサイドプレー）、（３Ｂ）リヤサイドプレ
ート、（４）駆動軸、（５）ローター、（６）圧縮室、
（６ａ）（６ｂ　）　（６ｃ　）　（６ｄ　）圧縮ブロ
ック、（７）ベーン溝、（８）ベーン、（９）吸入室、
（９）′吸入口、０１吸入孔、α→バイパス孔、θり開
度制御弁機構、０３吐出室、α４）吐出孔、ＱＯ吐出弁
、θＱリテーナー１Ｑη分離室、０１）′吐出口、α枠
通孔、０Ｏスプール、翰高圧室、０℃低圧室、（イ）ば
ね、（ハ）導圧孔、翰′圧力検出部、（ハ）絞り孔。 １７　　　　　　　　　　−６０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮室と吸入室を連通ずるバイパス孔を設け、同
   バイパス孔にはバイパス孔の開度調整スプールを、同ス
   プールの両端部に一対の圧力室を存して進退自在に設け
   、その一方の圧力室にはバイパス孔を閉塞する方向に向
   けてスプールを付勢する如くばねを介装させるとともに
   同圧力室は導圧孔を介して圧縮室の吸入行程と連通させ
   ｆ　る一方、他方の圧力室は導圧孔よりも小さい開口断
   面を存して上記圧力基若しくはバイパス孔と連通させて
   成る圧縮機における圧縮容量制御機構。