JPS6325396A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変容量圧縮機に関し、例えば自動車空調装置
において冷媒圧縮機として用いて有効である。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来より、この種の圧縮機では圧縮室と吸入室とを連通
ずるバイパス孔を設け、このバイパス孔の開閉により圧
縮機の容量を可変制御することが知られている。

そして、このように可変容量手段を用いた圧縮機におい
ては、起動時の付加を低減するために圧縮機の回転起動
時には常に圧縮機の吐出容量を小容量とする旨の技術も
知られている。

しかしながら、従来の起動付加低減手段としてはバイパ
ス孔を開閉するスプール弁の背面に加えられる圧力を低
下させることにより行う。ここでスプール弁背面に加え
られる圧力の低下は、主に圧縮機停止後、時間とともに
圧力が低下することにより行うようにしている。

そのため、圧縮機を停止後、直ちに際起動した場合には
、スプール弁背面の圧力が十分に低（なっておらず、従
って、圧縮機を小容量としないままの状態で際起動され
ることとなる。

このような事態をなくすために、圧縮機の起動時には、
必ずスプール弁の圧力を低くするようにすることが提案
される。

そのためには、圧縮機の回転に先だちスプール弁背面の
圧力を吸入室側に逃がす通路を開くようにすることが考
えられる。しかしながら、そのようにした場合には、ス
プール弁背面の圧力を吸入室側に逃がす調圧通路の開閉
を行う制御弁の開弁機構が複雑となるという問題がある
。

（発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、圧縮機が停
止後、直ちに際起動した状態であっても、圧縮機を常に
小容量の状態で起動できるようにすることを目的とする
。また、本発明は、上記起動を行うための制御弁開弁機
構を簡便なものとすることを目的とする。

〔発明の効果及び作動〕

上記目的を達成するため、本発明ではバイパス孔の開閉
を行うスプール弁の背面にコントロール王室を設け、こ
のコントロール圧室の圧力を吸入室側に逃がす調圧通路
１３１を設ける。さらにこの調圧通路途中に制御弁を配
設し、この制御弁の駆動により調圧通路が開閉されるよ
うに構成する。

そして本発明の圧縮機では、この制御弁の開弁をクラッ
チの連結と同時に行うように構成する。すなわち、クラ
ッチが連結され、圧縮機が回転起動されると同時に制御
弁が調圧通路を開き、コントロール圧室内の圧力を吸入
室側に逃がすことができるようにする。そして、この際
にコントロール圧室内の圧力が直ちに吸入室側に逃げる
ことができるように制御弁及び調圧通路を構成する。

〔実施例〕

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図は圧縮機の構成を模式的に示したもので、ハウジ
ング１１６内にはシリンダ空間１３１が形成されている
。そしてこのシリンダ空間１３５内にはロータ１１５が
回転自在に配設されている。ロータ１１５にはベーン溝
が径方向に貫通形成されており、このベーン溝内にベー
ン１１２が摺動自在に配設されている。なお、ベーンは
その両端がシリンダ空間１３１の内面に摺接するように
して配設されている。

ハウジング１１６の下方には第２図に示すようにサイド
プレート１５０が排出されており、このサイドプレート
１５０には吸入孔１１３が形成されている。サイドプレ
ート１５０のさらに前方側にはフロントハウジング１５
２が配設されている。

このフロントハウジング１５２内には吸入室１０８が形
成されている。前述の吸入孔はこの吸入室１０８と圧縮
室１１１とを連通ずるものである。

圧縮室はシリンダ部１３１内面とロータ１１５外面及び
ベーン１１２側面とにより区画形成され、ロータ１１５
の回転に伴いその容積が増減する。

吸入孔は、この圧縮室１１１内に冷媒を供給するための
ものであり、従って圧縮室が容積膨大する位置に開口し
ている。

ハウジング１１６には、また吐出孔１１４が開口してい
る。この吐出孔１１４は圧縮室内で圧縮された冷媒を吐
出するものである。従って、圧縮機室１１１の容積が最
も減少した部位に開口している。

サイドプレートには上述の吸入孔の他、バイバ、ＲＬ１
０３が２箇所形成されている・このバイパス孔１０３は
圧縮室の圧縮工程途中と吸入室１０８とを結ぶものであ
る。従って、このバイパス孔１０３が開いた状態では圧
縮室１１１内に吸入された冷媒は再びこのバイパス孔１
０３を通して吸入室１０８に戻されることになる。換言
すれば、バイパス孔１０３が開いている状態では、圧縮
室１１１がバイパス孔１０３を通過するまでは圧縮が開
始されないこととなる。従って、圧縮機の吐出容量は減
少する。

サイドプレート１５０の内部にはスプール弁保持溝１１
９が形成されており、このスプール弁保持溝１１９内に
スプール弁１０２が摺動自在に配設されている。スプー
ル弁１０２はその移動と共にバイパス孔１０３を開閉す
るものである。スプール弁１０２の一面側にはスプリン
グ１０９が配設されており、このスプリング１０９によ
りスプール弁１０２は図中上方側に押圧される。

スプール弁１０２の他面側にはコントロール圧室が形成
されている。このコントロール圧室に供給されるコント
ロール圧に応じ、スプール弁は図中上下に変位すること
となる。コントロール圧室１０１には圧縮室１１１の高
圧側の圧力が高圧導入孔１３２を介し供給される。なお
、高圧導入孔はロータ１１５の側面に開口しており、所
定の高圧を圧力脈動を少なくした状態で導くことができ
るようになっている。

コントロール圧室１０１は調圧通路１３１を介して、吸
入室１０８側に連通している。従って、コントロール圧
室内の高圧力は、この調圧通路１３１を介し、吸入室１
０８側に戻されることとなる。

調圧通路１３１の途中には制御弁１２０が配設されてい
る。この制御弁１２０は第２図に示すようにハウジング
１１６の側方に配設されている。

制御弁１２０の内部には！磁コイル１０５及びステータ
コア１０６、ムービングコア１０７が配設されている。

さらにステータコア１０６とムービングコア１０７との
間には弾性体１０４が配設されている。ムービングコア
１０７はその先端に弁体１５９が配設されており、この
弁体により調圧通路１３１が開閉される。なお、この調
圧通路１３１は短い時間で圧力を逃がすことができるよ
うに所定の径を有している。本例では２鶴程度の直径と
なっている。

電磁コイル１０５は車載バッテリ１１９からの電圧が印
加されるものであるが、その電圧は制御手段１１０によ
って制御される。

ロータ１１５はシャフト１８０に連結しており、シャフ
ト１８０はハウジング１１６によって回転自在に支持さ
れている。

また、フロントハウジング１５２には電磁クラッチ１６
０が配設されており、この電磁クラッチ１６０により図
示しない自動車走行用エンジンの回転駆動力がシャフト
１８０に伝達される。電磁クラッチは第２図に示すよう
にベアリング１６４によりフロントハウジング１５２上
に回転自在に配設されており、自動車走行用エンジンの
回転力を図示しないベルトを介し、ブー＋Ｊ　ｌ　６１
が受け、プーリが回転する。そして、電磁クラッチ１６
３が励磁した状態ではハブ１６５が電磁クラッチ１６３
側に吸引され、その結果、プーリ１６１の回転がハブ１
６５に伝達される。そして、この状態では、プーリ１６
１の回転がハブ１６５を介し、シャフト１８０に伝達さ
れることになる。なお、電磁クラッチ１６０の電磁弁も
車載バッテリ１１９の電圧によって駆動され、その制御
は制御手段１１０によって行われる。

次に、上記構成圧縮機の作動を説明する。電磁クラッチ
１６０がオンし、回転力がシャフトに伝達されると、そ
の回転を受け、ロータ１１５がシリンダ部１３５内を回
転する。その回転に伴い、空調装置のエバポレータ２１
８により低温、低圧の冷媒を吸入室１０８に吸入し、次
いで吸入孔１１３から圧縮室１１１に吸入する。圧縮室
で圧縮され、高温、高圧となった冷媒は吐出孔１１４よ
リコンデンサ２１７側に吐出され、コンデンサで高圧の
まま液化される。その後、冷媒は膨張弁２１９で減圧さ
れ、再びエバポレータ２１８を通９圧縮室に戻される。

冷凍サイクルの必要冷房能力に応じ、圧縮機はその吐出
容量が可変制御される。すなわち、スプール弁１０２が
バイパス孔１０３を開閉することにより圧縮機の吐出容
量が制御される。ここで、コントロール圧室には高圧導
入孔より高圧（１０〜１２気圧）の圧力が導入されるた
め、調圧通路１３１を閉じた状態では、その圧力により
スプール弁１０２が第１図中下側に押し下げられ、バイ
パス孔を閉じる。

そして、制御弁１２０が調圧通路を開いた状態では、高
圧導入孔１３２に比し、その径が大きくなっている調圧
通路１３１を介し、コントロール圧室１０１内の圧力は
吸入室１０８側に逃がされる。その結果、コントロール
圧室内の圧力が低減し、スプール弁１０２は図中上方に
変位する。その結果、バイパス孔１０３が開かれ圧縮機
の吐出容量は減少する。すなわち、冷凍サイクルの必要
容量に応じ、制御手段が制御弁１２０を制御する。

この制御手段が制御弁にオンの信号を出した時には、調
圧通路１３１を開きスプール弁がバイパス孔１０３を開
くようにする。この調圧通路１３１を開く時間を制御す
ることによりコントロール圧室内の圧力が制御される。

冷凍サイクルの必要に応じ、また圧縮機はその作動の断
続を行う、すなわち、電磁クラッチの電磁コイル１６３
に電圧が印加されれば、圧縮機が回転駆動し、逆に電磁
コイル１６３に電圧が印加されない状態では圧縮機は作
動しない。そして、この圧縮機の断続は冷凍サイクルに
必要とされる条件によっては短い周期によって繰り返さ
れることがある。

圧縮機が停止した直後では、高圧導入孔１３０により導
入された高圧は１０〜１２気圧程度となっており、また
吸入室１−０８内の圧力は２気圧程度となっている。す
なわち、この状態ではコントロール圧室１０７と吸入室
１０８内には大きな圧力差が生じており、この圧力差に
よりスプール弁１０２はバイパス孔１０３を閉じている
状態がある。ここで、圧縮機停止後時間が経過すればこ
の圧力差は減少する。しかし、３０秒程度の時間経過で
は十分な圧力低下は生じなく以前大きな圧力差がコント
ロール圧室と吸入室１０８内には生じている。その状態
で際起動したのでは、スプール弁１０２がバイパス孔１
０３を閉じており、圧縮機は最大容量で起動することと
なる。

しかし、本例の圧縮機では電磁クラッチの電磁コイル１
６３に電圧が印加されると同時に、制御弁１２０の電磁
コイル１０５にも電圧が印加されるように制御される。

すなわち、制御手段１１０は第３図に示すように圧縮機
の起動時には所定時間に当り強制的に圧縮機を最小容量
とするように制御弁１２０を開く。

ここで、この際に制御弁１２０はコントロール圧室１０
１内の圧力を直ちに低下させる必要があるため、この起
動時における制御弁のリフト量は十分なものとされる。

本例では０．１５　＋＋ｎ程度のリフト量となり、この
リフ＋−ｉｔは前後差圧が４ｋｇ／ａｄ程度の場合には
３０２／分程度の′２を量を流すものりする。ここで、
この起動時における制御弁１２Ｏの開度を特に他の状態
よりも大きくするために、起動時のみ大きな電圧を電磁
コイル１０５　ニＥ１１加するようにしてもよい。

制御手段１１０内には第４図に示すようにタイマが設け
られており、所定時間例えば１０秒程度たった時点では
上述したような起動時における強制的な圧縮機の小容量
状態を停止する。この状態で他の信号により圧縮機の容
量が制御される時には、ステップ２２６でその状態を検
出し、ステップ２２７で制御弁１２０の電流制御が行わ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明圧縮機では電磁クラッチの起
動と同時に制御弁が調圧通路を開（ように制御されてお
り、しかも本発明装置においてはこの際に調圧弁を通過
して流れるコントロール圧の流量が十分な値となるよう
になっている。そのため、本発明圧縮機では起動時に常
に小容量とすることができる。さらに、起動前に制御弁
を制御する必要がないため、その制御方法が容易なもの
となる。

【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、第２図
は第１図図示圧縮機の正面図、第３図は第１図図示制御
手段の制御内容を示す説明図、第４図は第１図図示制御
手段の制御内容を示すフローチャートである。 １０１・・・コントロール圧室、１０２・・・スプール
弁、１０３・・・バイパス孔、１０８・・・吸入室、１
１０・・・制御手段、１１１・・・圧縮機室、１１５・
・・ロータ、１１６・・・ハウジング、１２０・・・制
御弁、１３１・・・調圧通路。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内部にシリンダ空間を有するハウジングと、このハウ
   ジングのシリンダ空間内に回転自在に配設されたロータ
   と、このロータに形成されたベーン溝内に摺動自在に配
   設されたベーンと、前記ハウジングの端部を覆うように
   配設されたサイドプレートと、このサイドプレートを挟
   んで前記ロータ側と反対側の部位に形成された吸入室と
   、前記サイドプレート・前記ベーン・前記ロータ及び前
   記ハウジングにより形成される圧縮室と前記吸入室とを
   連通する吸入孔と、前記圧縮室より圧縮冷媒を吐出する
   吐出孔と、前記圧縮室のうち圧縮高低部位とを前記吸入
   室とを連通するバイパス孔と、このバイパス孔を開閉す
   るスプール弁と、このスプール弁の端部に形成され、ス
   プール弁駆動圧力を制御するコントロール圧室と、この
   コントロール圧室内の圧力を前記吸入室側に逃がす調圧
   通路と、この調圧通路を開閉する電磁弁と、前記ロータ
   を回転駆動するシャフトと、このシャフトに外部駆動力
   を伝達する電磁クラッチとを備え、前記電磁クラッチに
   動力伝達をさせる電気信号が印加された際、同時に前記
   制御弁に前記調圧通路を開く信号を印加するよう制御す
   る制御手段とを備える可変容量圧縮機。