JPS63140882A - 可変容量ベ−ン型回転圧縮機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば自動車用空調装置の冷媒圧縮機として
用いられる可変容量ベーン型回転圧縮機に関する。

（従来の技術） 一般に、ベーン型回転圧縮機においては吐出量を可変制
御するために、カムリング内に開口する吸入ポートをカ
ムリングの一端を封止するサイドプレートに設け、その
開口位置をカム面に沿って移動することによってベーン
の圧縮開始点を変化させて吐出量を制御している。

従来のこの種の可変容量ベーン型回転圧縮機としては、
例えばフロントプレートに作動室の略全域に開口する円
弧状のバイパスポートを形成し、フロントプレートとカ
ムリングの間に円弧状のバイパス開口部を有する可動板
を設けたものが知られている。このものにおいては、圧
縮機の内部あるいは外部に設けられた電動機によって可
動板を回動させ、バイパス開口部の位置を変化させるこ
とによって、吐出量の可変制御が行われている。

しかしながら、上記装置にあつては、可動板を電動機に
よって回動させる構成となっていたため、電力の消費量
が増加してエンジンの燃費を悪化しさらに、電動機の駆
動制御のため、例えば圧力センサー、温度センサーある
いと風量センサー等の各種センサーおよｄ電気的制御回
路が必要であるので、装置が複雑となってその製作コス
トが高くなる。

そこで、本発明の出願人は上記問題点を解決するものと
して先に可変容量ベーン型回転圧縮機（特願昭６１−２
２５５６３号）を出願している。

この先願に係る装置では、圧縮機の吐出圧が制御弁によ
り制御され作動圧としてアクチュエータシリンダに供給
され、アクチュエータシリンダでは作動圧がスプリング
の付勢力によりストロークエンドに停止しているピスト
ンをスプリングの反力に抗して押圧し、可動板を回動し
て圧縮機の吐出量を可変している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような先願に係る装置にあってはアクチ
ュエータシリンダのピストンをスプリングによりシリン
ダのストロークエンドに向けて付勢する構成となってい
るため、例えば圧縮機の停止時に可動板がバイパスポー
トを全閉あるいは全開にした位置に停止する。すなわち
、圧縮機は吐出量が最大あるいは最少の状態で停止する
ことになる。したがって、吐出量が最大の状態で停止し
た場合は起動トルクが大きくなる。また、吐出量が最少
の状態で停止した場合はシリンダを駆動する作動圧が得
られず、最少容量を大きくしてシリンダを駆動すること
が可能な作動圧を得ることになる。その結果、最少容量
を小さくすることが難しく、吐出容量の可変範囲が小さ
く空調の条件によっては圧縮機を運転あるいは停止しな
ければならず、結果として、始動時にエンジンの負荷変
動が避けられず、車両の運転フィーリングを損ねるとい
うことも予想され、この点で改善を図るのが望ましい。

（発明の目的） そこで本発明は、アクチュエータシリンダのピストンを
付勢手段によりストロークの中間位置に静止させるとと
もに、アクチュエータシリンダを吸入圧力、吐出圧力お
よび吐出圧力を制御して得られる中間圧力によって駆動
することにより、圧縮機を中間の吐出量から起動させる
とともに吐出量の可変範囲を大きくして、圧縮機の運転
によるエンジンの負荷変動を軽減して、車両の運転フィ
ーリングを向上させることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明による可変容量ベーン型回転圧縮機は上記目的達
成のため、内周にカム面が形成されたカムリングと、複
数の吸入口が穿設され、カムリングのフロント側に設け
られたフロントプレートと、カムリングのリヤ側の開口
を封止するリヤプレートと、フロントプレートおよびリ
ヤプレートの間に位置し、カムリング内に回転自在に収
装されたロータと、カムリングとロータとの間に形成さ
れる複数の作動室と、ロータに出没自在に嵌挿され先端
部でカム面と摺接する複数のベーンと、前記カムリング
、フロントプレート、リヤプレート、ロータおよびベー
ンを収装した有底筒状のハウジングと、ハウジングの開
口端を封止するヘッドカバーと、へ、ドカバーとフロン
トプレートによって画成された吸入室と、カムリングに
形成されフロントプレートの吸入口を介して吸入室と連
通ずるとともに、ベーンによって区分される作動室の容
積が最大となったときに、この作動室との連通が遮断さ
れるようにカム面に開口する複数の吸入ボートと、フロ
ントプレートに形成され、カム面に沿って作動室に開口
し吸入室に連通ずるバイパスポートと、フロントプレー
トとカムリングの間に回動自在に設けられ、バイパスポ
ートの開度を調節するバイパス開口部を有する可動板と
、可動板を回動するアクチュエータと、圧縮機の吸入圧
力あるいは吐出圧力をアクチュエータに供給してアクチ
ュエータを作動させるコントロールバルブと、を備えて
、該コントロールバルブを駆動することによって圧縮機
の吐出量を変化させる可変容量ベーン型回転圧縮機にお
いて、前記アクチュエータがシリンダおよび該シリンダ
に摺動自在に嵌挿され、前記可動板を回動するピストン
を有し、該シリンダがピストンによって第１シリンダ室
および第２シリンダ室に画成され、第１シリンダ室に吐
出圧力を制御して得られる中間圧力を供給し、第２シリ
ンダ室にコントロールバルブによって圧縮機の吐出圧力
あるいは吸入圧力を供給するとともに、第１シリンダ室
および第２シリンダ室にそれぞれ第１付勢手段、第２付
勢手段を介装して、圧縮機の停止時にピストンをストロ
ークの中間位置に停止させて、圧縮機を最大あるいは最
少以外の中間の吐出量の状態から起動させている。

（作用） 本発明では、圧縮機を中間の吐出量から起動して、起動
トルクを軽減するとともに、最少吐出量が小さくなり吐
出量の可変範囲が大きくなって、圧縮機の運転と停止を
繰返すことなく空調機の負荷に応じた吐出量を維持する
ことができる。したがって、圧縮機の起動と停止の繰返
しによるエンジンの急激な負荷変動が軽減され、車両の
運転フィーリングが向上する。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明の一実施例を示す図である。

第１．２図において、１は筒状のカムリングであり、断
面が略楕円状のカム面１ａが内周に形成されている。カ
ムリング１のフロント側（第１図中左側）およびリヤ側
（第１図中右側）の両開口端にはフロントプレート２お
よびリヤプレート３が取付けられ、リヤプレート３はカ
ムリング１のリヤ側の開口端を封止している。フロント
プレート２およびリヤプレート３の間でカムリング１内
には円柱状のロータ４が回転自在に収装され、ロータ４
には複数のベー　ン５が先端部でカム面１ａと摺接する
ように出没自在に嵌挿されている。前記カムリング１、
フロントプレート２、リヤプレート３、ロータ４、およ
びベーン５は有底円筒状のハウジング６内に収装され、
ハウジング６のフロント側開口端（第１図中左端）には
その開口を封止するヘッドカバー７が図外のボルトによ
って取付けられている。８はカムリングｌとロータ４と
の間に形成された一対の作動室であり、カム面１ａに開
口した一対の吸入ボート９と連通している。作動室８に
はカムリング１に形成された図外の吐出ボートおよび吐
出バルブを介してハウジング６内の吐出室１０と作動室
８が連通している。１１はフロントプレート２およびヘ
ッドカバー７によって画成された吸入室であり、ヘッド
カバー７に設けられた流入口１２から冷媒ガスが導入さ
れ、フロントプレート２に穿設された一対の吸入口１３
（第２図参照）およびカムリング１に形成された吸入ボ
ート９を介して作動室８にそれぞれ冷媒ガスが供給され
る。

１４はフロントプレート２に形成された一対の円弧状の
バイパスポートであり、第２図に示すようにカム面１ａ
に沿って吸入ボート９が作動室８に開口する開口端１１
ａの近傍からカム面１ａに沿って作動室８と吸入室１１
を連通している。フロントプレート２とカムリング１お
よびロータ４の間には円板状の可動板１５が介装されて
おり、可動板１５はフロントプレート２のリング部材２
ａの内周２ｂに収容されている。可動板１５はロータ４
の軸線周りに回動自在に支持されており、外周１５ａに
は扇状の一対のバイパス開口部１６が切欠形成され、可
動板１５の回動によって作動室８と吸入室１１を連通ず
るバイパスポート１４の開度を調節するようになってい
る。すなわち、第２図中、可動板１５が時計方向に回動
し、バイパスポート１４の開度が大きくなると、作動室
８から吸入室１１へのバイパス量が大きくなるので圧縮
機の吐出量は減少し、逆に可動板１８が反時計方向に回
動し、バイパスポート１４の開度が小さくなると、圧縮
機の吐出量は増加する。

一方、１７はヘッドカバー７に設けられたアクチュエー
タであり、第３図に示すように、アクチュエータ１７は
ヘッドカバー７と一体的に形成された筒状のシリンダ１
８を有する。シリンダ１８内にはピストン１９が摺動自
在に設けられており、ピストン１９によってシリンダ１
８内は第１シリンダ室２０および第２シリンダ室２１に
画成されている。第１シリンダ室２０にはヘッドカバー
７に形成された中間圧通路２４が接続されており、中間
圧通路２４によって圧縮機の中間圧力が第１シリンダ室
２０内に導入される。なお、中間圧力は吐出室１０から
リヤプレート３に形成された絞りを通ってベーン５の背
部に送り込まれ、ベーン５をカム面１ａに向けて付勢す
る潤滑油の圧力であり、第５図に示すように吐出圧力よ
り低く、吸入圧力より高い圧力である。

また、第１シリンダ室２０および第２シリンダ室２１内
にはコイルスプリング（第１付勢手段）２２、コイルス
プリング（第２付勢手段）２３が設けられており、ピス
トン１９は、コイルスプリング２２のバネ力と中間圧力
とによって、第３図中右向きに付勢され、コイルスプリ
ング２３のバネ力とコントロールバルブ２９からの圧力
とによって、左向きに付勢されている。一方、圧縮機が
停止すると、内部の洩れによって、吸入圧力、吐出圧力
および中間圧力は漸次等しくなるので、このとき、ピス
トン１９にはコイルスプリング２２と２３との各バネ力
のみが対向して作用することとなる。このような状態で
ピストン１９がシリンダ１８の中間の位置に停止するよ
うに各コイルスプリング２２．２３のバネ力を設定して
いる。ピストン１９の第１シリンダ室２０側にはピスト
ンロフト１９ａが設けられており、ピストンロッド１９
ａの先端にはＬ字状の連結板２５の一端が固定部材２６
によって取付けられている。連結板２５の他端はピン２
７を介して可動板１５に連結している。

第２シリンダ室２１の開口端は栓２８により封止されて
おり、第２シリンダ室２１はコントロールバルブ２９に
制御圧通路３０を介して連通している。第１図に示すよ
うに、コントロールバルブ２９には吸入圧力導入通路３
１および吐出圧力導入通路３２を介して圧縮機の吸入圧
力および吐出圧力が導かれており、コントロールバルブ
２９は吸入圧力あるいは吐出圧力を切換えて圧縮機の運
転状態に応じて制御圧通路３０を介して第２シリンダ室
２１に供給している。

この作動圧と中間圧の差圧によってピストン１９がシリ
ンダ１８の軸方向に移動し連結板２５、ビン２７を介し
て可動板１８が回動され圧縮機の吐出量が制御される。

次に、作用を説明する。

圧縮機の起動時には、まだ吸入圧力と吐出圧力との差圧
が生じていないのでアクチュエータ１７に作用する中間
圧力と制御圧力とは等しくて、ピストン１９を移動させ
る状態にない。したがって、ピストン１９はコイルスプ
リング２２とコイルスプリング２３がつり合ったピスト
ン１９のストロークの中間位置に保持される。すなわち
、第２．４図に示すように、バイパスポート１４は中間
の開度となり、圧縮機は中間の吐出量の状態から起動さ
れる。そして、ロータ４の回転軸が車両のエンジン等に
駆動され、ロータ４が第２図中時計回転方向に回転する
と、最大容量時の約半分の冷媒ガスが圧縮機内に吸入さ
れ、冷媒ガスは圧縮されて高圧、高温となって吐出室１
０に流入し、該室１０の圧力を漸次高めるとともに図外
の空調装置へ供給される。

圧縮機の起動後、アクチュエータシリンダ１７の第１シ
リンダ室２０に供給される中間圧力が吐出圧力の上昇と
共に高（なる。一方、第２シリンダ室２１には空調装置
の負荷に応じた吸入圧力または吐出圧力の作動圧力がコ
ントロールバルブ２９によって供給される。例えば、空
調装置の負荷が大きくなると、第２シリンダ室２１には
中間圧力より低い圧力の吸入圧力がコントロールバルブ
２９によって供給され、ピストン１９は第３図中右側に
押圧され、バイパスポート１４の開度が小さくなり、冷
媒のバイパス量が少なくなって圧縮機の吐出容量が増大
する。一方、空調装置の負荷が小さくなると第２シリン
ダ室２１には中間圧力より高い圧力の吐出圧力がコント
ロールバルブ２９によって供給され、ピストン１９は第
３図中左側に押圧されバイパスポーＨ４の開度が大きく
なり、冷媒のバイパス量が多くなり、圧縮機の吐出容量
が減少する。

また、圧縮機の停止時においてはロータ４が停止すると
吐出室１０内の圧力は低下して、吐出室１０と吸入室１
１の圧力及び中間圧力は同一になる。すなわち、圧縮機
によって高圧の吐出圧力が発生されないため、空１！機
内の機器および配管内の圧力が一定となり吐出室１０お
よび吸入室１１の圧力も同一となる。そして、アクチュ
エータ１７の第１シリンダ室２０および第２シリンダ室
２１内の圧力は平衡する。このため、ピストン１９はコ
イルスプリング２２とコイルスプリング２３がつり合っ
た中間位置に静止する。したがって、次回の起動時には
中間位置、すなわち圧縮機の中間吐出量から圧縮機を起
動することができる。

このように、本実施例の可変容量ベーン型回転圧縮機に
おいては、圧縮機を中間吐出量の状態から起動できるた
め、圧縮機の起動トルクを小さくし、急激なエンジンの
負荷変動を軽減することができる。

また、圧縮機を中間吐出量の状態から起動できるため、
最少吐出量を小さくして吐出量の可変範囲を大きくする
ことができるので、圧縮機のクラッチを０Ｎ−ＯＦＦす
ることなく空調装置の負荷に応じた吐出量を得ることが
できる。したがって、エンジンの急激な負荷変動を軽減
することができ、車両の運転フィーリングを向上させる
ことができる。

（効果） 本発明によれば、アクチュエータのピストンを付勢手段
によりストロークの中間位置に静止させるとともに、ア
クチュエータを吸入圧力あるいは吐出圧力の制御圧力と
、吐出圧力と吸入圧力の中間の中間圧力により駆動して
いるので、圧縮機を中間の吐出量から起動するとともに
、吐出量の可変範囲を大きくすることができ、圧縮機の
運転によるエンジンの負荷変動を軽減して、車両の運転
フィーリングを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係る可変容量ベーン型回転圧縮機
の一実施例を示す図であり、第１図はその正面断面図、
第２図は第１図のｎ−ｎ　’断面図、第３図は第２図の
ｍ−ｍ　’断面図、第４図は第１図のｒｔ／−ＩＶ　’
断面図、第５図は中間圧力を説明するための図である。 １・・・・・・カムリング、 １ａ・・・・・・カム面、 ２・・・・・・フロントプレート、 ３・・・・・・リヤプレート、 ４・・・・・・ロータ、 ５・・・・・・ベーン、 ６・・・・・・ハウジング、 ７・・・・・・ヘッドカバー、 ８・・・・・・作動室、 ９・・・・・・吸入ポート、 １１・・・・・・吸入室、 １４・・・・・・バイパスポート、 １５・・・・・・可動板、 １６・・・・・・バイパス開口部、 １７・・・・・・アクチュエータ、 １８・・・・・・シリンダ、 １９・・・・・・ピストン、 ２０・・・・・・第１シリンダ室、 ２１・・・・・・第２シリンダ室、 ２２・・・・・・コイルスプリング（第１付勢手段）、
２３・・・・・・コイルスプリング（第２付勢手段）、
２９・・・・・・コントロールバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内周にカム面が形成されたカムリングと、複数の吸入
   口が穿設され、カムリングのフロント側に設けられたフ
   ロントプレートと、カムリングのリヤ側の開口を封止す
   るリヤプレートと、フロントプレートおよびリヤプレー
   トの間に位置し、カムリング内に回転自在に収装された
   ロータと、カムリングとロータとの間に形成される複数
   の作動室と、ロータに出没自在に嵌挿され先端部でカム
   面と摺接する複数のベーンと、前記カムリング、フロン
   トプレート、リヤプレート、ロータおよびベーンを収装
   した有底筒状のハウジングと、ハウジングの開口端を封
   止するヘッドカバーと、ヘッドカバーとフロントプレー
   トによって画成された吸入室と、カムリングに形成され
   フロントプレートの吸入口を介して吸入室と連通すると
   ともに、ベーンによって区分される作動室の容積が最大
   となったときに、この作動室との連通が遮断されるよう
   にカム面に開口する複数の吸入ポートと、フロントプレ
   ートに形成され、カム面に沿って作動室に開口し吸入室
   に連通するバイパスポートと、フロントプレートとカム
   リングの間に回動自在に設けられ、バイパスポートの開
   度を調節するバイパス開口部を有する可動板と、可動板
   を回動するアクチュエータと、圧縮機の吸入圧力あるい
   は吐出圧力をアクチュエータに供給してアクチュエータ
   を作動させるコントロールバルブと、を備えて、該コン
   トロールバルブを駆動することによって圧縮機の吐出量
   を変化させる可変容量ベーン型回転圧縮機において、前
   記アクチュエータがシリンダおよび該シリンダに摺動自
   在に嵌挿され、前記可動板を回動するピストンを有し、
   該シリンダがピストンによって第１シリンダ室および第
   ２シリンダ室に画成され、第１シリンダ室に吐出圧力を
   制御して得られる中間圧力を供給し、第２シリンダ室に
   コントロールバルブによって圧縮機の吐出圧力あるいは
   吸入圧力を供給するとともに、第１シリンダ室および第
   ２シリンダ室にそれぞれ第１付勢手段、第２付勢手段を
   介装して、圧縮機の停止時にピストンをストロークの中
   間位置に停止して、圧縮機を最大あるいは最少以外の中
   間の吐出量の状態から起動させるようにしたことを特徴
   とする可変容量ベーン型回転圧縮機。