JPS6347676Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はカークーラなどに用いられる気体圧
縮機の改良に関する。

普通乗用車等の冷房に用いられる気体圧縮機は
通常自動車エンジンに並設され、該エンジンのク
ランクシヤフトプーリからＶベルト駆動され、圧
縮機側に装着された電磁クラツチで駆動側と断続
するようにしている。

したがつて、該種気体圧縮機の能力はエンジン
の回転速度に比例して向上することになる訳だ
が、このことは逆に長時間高速度で走行した場合
には気体圧縮機が高速で駆動されるために、車室
内を過冷房気味にしてしまう原因となるととも
に、これに比例して消費動力も増大するという欠
点があり、特にロータリ式の気体圧縮機において
はこのような傾向が著しい。

〔従来技術〕

そこで本考案者らは、先に上記気体圧縮機の駆
動速度に応じて、一サイクル当りの冷媒の圧縮機
内への吸気量を機構的に増減することによつて、
その能力を高速時において制限することを試み
た。

このものは、気体圧縮機を構成するシリンダの
吸気ポート上にバネ圧により該ポート面から離間
する方向に付勢される弁体を対向せしめ、シリン
ダ内の負圧に応じて弁体をポート面に接触、離間
せしめて吸気ポートを開閉する構造となつてい
る。

しかしながら、このような構造の制限機構を設
けたものにあつては、上記バネ圧を高いものに設
定した場合には、弁体がポート面に接触しないた
めに、制御が全くなされず、また逆にバネ圧が低
い場合には一担ポートを閉じても元に戻りにく
く、更にバネそのものの固有振動数もあるため、
機構の調整が極めて難しく、実用的でなかつた。

またこのような制限機構を設けることはバネを
作動させるバネの背面側とポート側の圧力差が圧
縮機が同一回転数においては背面側圧力が大きい
場合には大きく、又背面側圧力が小さい場合は小
さい為、例えば暑い日に走行するような場合には
圧縮機吸入側の圧力が高くなる為圧縮機が低速回
転においてその制限機構が直ちに作動してしまう
ために、仲々車室内を涼しくすることができず、
またクーラー運転直前の圧縮機吸入側圧力は一般
的には、定常運転時圧力よりもかなり高い圧力に
なつているため、クーラー運転直後にはその制限
機構が直ちに作動し、クーラー運転直後から車室
内温度が希望温度迄下がる時間が長くなり、いわ
ゆるクールダウン特性悪化等の現象も著しいなど
の不都合が生じ、その逆に比較的涼しい日に走行
した場合には圧縮機吸入側の圧力が低くなる為そ
の制限機構がかかりにくく過冷房となるなどの不
都合が生ずることにつながる。

すなわち、これらの不都合は上述の如き制限機
構をエンジンの回転数のみによつて働かせている
ためである。

〔考案の目的〕

この考案は以上のような背景に鑑みなされたも
のであつて、その目的とするところは上記のよう
な制限機構における弁体の開閉駆動を良好に行わ
せしめるとともに、外気温に応じて、その制限機
構を自動調整するようにするにある。

〔考案の構成〕

上記目的を達成するために本考案は、圧縮作業
室の最大閉じ込め容器に合わせて開口位置の設定
された主吸気ポートに対し、ロータの回転方向の
遅れ側にずらした副吸気ポートをシリンダの吸気
経路に連通して形成するとともに、上記主吸気ポ
ート上に弁体を配設し、かつ該弁体の先端には主
吸気ポートの閉鎖時にシリンダ室内に突出するア
クチエータを一体に設け、該アクチエータが回転
するベーン先端に衝突することにより、上記弁体
をポート面より強制的に離間せしめるようにな
し、更に上記弁体の背面には温度、圧力によりそ
の開き位置を制御する弁開度調整機構を設けたこ
とを特徴とする。

上記構成によれば、高速回転駆動時におけるガ
ス吸入量の確実な制御により吐出容量制御を行う
ことができるとともに、外気温に応じてその能力
の増減を行うことができる。

〔実施例〕

実施例 １ 以下、本考案の好適な実施例を図面と共に説明
する。

第１図ないし第３図は本考案の第１実施例によ
る気体圧縮機を示す。この気体圧縮機は、圧縮機
本体１と、該本体１を気密に包囲する一端開口形
のケーシング２と、該ケーシング２の開口端面に
取付けられたフロントヘツド３を備える。

上記圧縮機本体１は内周楕円筒状のシリンダ４
と、シリンダ４の両側に取付けられたフロントサ
イドブロツク５及びリヤサイドブロツク６とを有
し、これらによつて形成された楕円筒状のシリン
ダ室内にはロータ軸７と一体で、かつ周囲にその
半径方向に進退自在な５枚のベーン８を装着した
充実円筒状のロータ９が回転自在に横架されてい
る。

しかして、ロータ９が第２図中の矢印Ａで示す
方向に回転駆動されると、フロントヘツド３に設
けられた吸気口１０から導入される低圧のガス
は、第１図の実線矢印で示すように、フロントサ
イドブロツク５に180゜対向して形成された流通孔
１１を経シリンダ４に形成された後述の吸気ポー
トからシリンダ室内に吸込まれ、次いで圧縮され
た高圧ガスは吐出ポート１２及び吐出弁１３を経
てシリンダ４とケーシング２の内周との間隙部に
吐出し、更にリヤサイドブロツク６に上記流通孔
１１と略90゜の位相差をもつて設けられた流通孔
１４を経て該ブロツク６の背部に設けられた油分
離器１５に供給され、第１図破線矢印で示すよう
に、ケーシング２の後部空間から吐出孔１６を経
て外部に吐出される。

次にこの考案の要部について更に説明する。

上記シリンダ４の両端面には、上記フロントサ
イドブロツク５に形成された吸気側流通孔１１に
連通する連絡孔１７が形成されているとともに、
その中央部は平坦状に切欠かれ、この切欠面をバ
ルブシート面１８としている。

このバルブシート面１８には複数の主吸気ポー
ト１９が２列状に穿設され、シリンダ室の内、外
を連絡している。

この主吸気ポート１９の形成位置はシリンダ室
の長径とロータ９及び一対のベーン８間によつて
囲われる作業室内の容量、すなわち最大閉込め容
積が最大の値となる位置に設定されている。そし
て、上記バルブシート面１８には弁組立体２０が
取付けられている。

この弁組立体２０は第３図に詳しく示すように
その基部をバルブシート面１８にビス２１を介し
て固着される弁サポート２２と、この弁サポート
２２の下面にあつて一方の吸気ポート１９の列に
対向して短冊状のリードバルブ列を先端に設けた
第１の弁本体２３と、この弁本体２３の下部にこ
れよりも短かく形成されるとともに、他方の吸気
ポート１９の列に対向する短冊状のリードバルブ
列を先端に設けた第２の弁本体２４とからなつて
おり、これらは上記ビス２１により上記バルブシ
ート面１８に一体に組立てられる。

これら第１、第２の弁本体２３，２４はそのバ
ネ圧により常時吸気ポート１９面より離間されて
いるとともに、夫々の対向端裏面には吸気ポート
１９内に突出するアクチエータすなわちピン２６
がカシメ等により一体に植設され、更にこれら各
ピン２６の上面突出端の干渉を避けるために第１
の弁本体２３には長孔２３ａが形成され、また弁
サポート２２には孔２２ａが２列に形成されてい
る。

上記ピン２６は第４図ａ，ｂに示すようにロー
タ９の回転方向に対し、その先端をテーパ状に切
り欠いてあり、かつ上記各弁本体２３，２４が各
吸気ポート１９を閉塞した状態においてｂに示す
ようにシリンダ室内に僅かに突出し、したがつ
て、ロータ９の回転に伴いベーン８の先端は上記
ピン２６に当接し、これをはね上げることにより
各弁体２３，２４を強制的に吸気ポート１９から
離間せしめ、ポート１９を開くようになつてい
る。

更に、上記弁サポート２２はバイメタルなどの
温度に応じてその取付基部を基点に旋回して上記
各弁体２３，２４の弁開度を調整する機能を有す
る金属からなつており、流入するガスが高温に保
たれている場合には第４図ａ，ｂに想像線で示す
位置に反り上がり、弁開度を大とし、またガスが
低温になる程逆側に湾曲して弁開度を小さくする
機能を有する。

すなわち、上記気体圧縮機内に吸入されるガス
の温度及び圧力は外気温に比例して上昇し、した
がつて、その温度成分をこの弁サポート２２によ
り検出し、これに応じた弁開度を自動的に調整す
ることにより、回転数と共に温度による主吸気ポ
ートの開閉制御を行うようにしている。

また上記シリンダ４の両開口端面において、上
記各主吸気ポート１９の近傍には、上記ロータ９
の回転方向の遅れ側、すなわちトレーリング側に
副吸気ポートを構成する切欠き２７が形成され、
これに対向して上記フロントサイドブロツク５の
流通孔１１からは上記各切欠き２７に連通する連
絡溝２８が形成されているとともに、上記リヤサ
イドブロツク６の上記シリンダ４との接合端面に
は、上記連絡孔１７に相似する形状の溝２９及び
これと上記切欠き２７間を連通する連絡溝３０が
形成されている。

したがつて、フロントサイドブロツク５の流通
孔１１から導入された低圧のガスは、連絡孔１７
を通じてバルブシート面１８とケーシング２との
間隙部に入り込むと同時に一部のガスは連絡溝２
８から切欠き２７を伝つてシリンダ室に導入され
る。

また上記間隙部に入り込んだガスは主吸気ポー
ト１９からシリンダ室に入り、またその一部は後
部側の連絡孔１７→リヤサイドブロツク６に形成
された溝２９，３０及び切欠き２７よりシリンダ
室内に導入されて圧縮作業が行なわれることにな
る。

〔実施例１における作用〕 以上のような構成において、ロータ９が高速で
回転駆動された場合に吐出ポート１２から高圧と
なつたガスが吐出され、これにより各ベーン８に
よつて区画された作業域内には負圧が生じ、この
値は高速であるほど吸気側との差圧が大となる。

しかして、このような負圧が発生した状態では
各弁本体２２，２３がそのバネ圧に抗して主吸気
ポート１９側に吸引されて第４図ｂの如く、これ
を閉塞し、かつベーン８の移動によつて強制離間
されることを繰返す。よつて差圧が小さい場合に
は上記各弁本体２２，２３は一担閉じても直ちに
離間位置に戻され、この離間位置に保持される
が、差圧が大きい場合は直ちに閉塞位置に戻る動
作を繰返す。

したがつて、差圧が大きな場合には主に副吸気
ポートでである切欠き２７からのみがガスがシリ
ンダ室に供給されることになり、ガス供給量がそ
の主吸気ポート１９の閉鎖した分に相当して減少
するとともに、ベーンとロータ及びシリンダ室に
よつて囲われる作業室内の容積が上記主吸気ポー
ト１９が開いている場合に比してトレーリング側
に移行するために最大閉じ込め容積が減少し、し
たがつてその吐出量も減少することになる結果、
回転数の上昇に伴う圧縮機の能力及び消費動力の
上昇が自動的に抑制されることになる。

第５図はこの考案を適用した気体圧縮機と、従
来の吸気ポートの開度が一定の圧縮機について、
駆動動力、及びこれをクーラに使用したときの冷
房能力の対回転数特性を示したものである。図に
おいて実線は従来のもので、破線は本考案の圧縮
機の特性を示す。これからも明らかなように、本
考案の気体圧縮機にあつては、回転数の上昇につ
れ、消費動力及び冷房能力の増加が抑制され、か
つこのことは上記弁の開閉が回転数に追従して良
好に行われることを示唆するものである。

なお、この表に示すものは上記気体圧縮機の平
均的な能力、すなわち弁サポート２２が通常のガ
ス温に曝されており、平均的な弁開度の規制位置
に位置（第６図に示す）している状況である。

所が外気温が高温の場合には、この位置に弁サ
ポート２２が固定されていると、エンジンが始動
し始めてからは第６図イの実線で示すように気体
圧縮機の回転数が1000rpmと比較的低回転数領域
でもつて弁本体２３，２４が閉じてしまい、その
冷房能力Ｑが低い値に固定されてしまう。

すなわち、外気温が高温である場合には吸入さ
れる冷媒ガスも高温、かつ高圧に保たれ、したが
つて、比較的低い回転数領域でも弁本体２３，２
４が閉じる側に付勢され、結果として冷房能力Ｑ
が低い値で一定となり、かつこのことはクーラダ
ウンを生じさせ、しかも室内が仲々冷却されない
原因となる。

しかしながら、上記実施例においては、上記弁
サポート２２は高温に曝されているために、想像
線位置に反り上がり、したがつて、弁本体２３，
２４が低回転下でもつて閉鎖方向に付勢されたと
しても、先端のピン２６がベーンに当接して開く
毎のストロークが大となり、したがつて、低回転
で弁本体２３，２４が働いたとしても、実質的に
は主吸気ポート１９が開いている状態を維持し、
その結果イの破線で示すように更に高圧となる回
転数領域まで冷房能力は向上し、その後能力は一
定となる。

その逆に外気温が低いとガスは低温、低圧に維
持されるために弁サポート２２が固定されている
場合（第６図ハの実線で示す）に比して弁サポー
ト２２が各弁本体２３，２４の開度を規制してい
るために、結果的には回転数が上昇しても常時ト
レーリング側の副吸気ポートのみからしかガスが
供給されないことになり、冷房能力は低い値に固
定されることになるのである。

実施例 ２ 次に第７図に示すものはこの考案の第２実施例
を示すものである。なお図において上記実施例と
同一部分には同一符号を記して説明を省略し、異
なる部分についてのみ異なる符号を用いて説明す
る。

主吸気ポート１９上の弁座面１８に設けられた
弁体４０の揺動端、すなわち開閉端の上部にはケ
ーシング２を貫通してその基部を螺装されたベロ
ーズ４１が対向しており、かつこのベローズ４１
の先端には上記弁体４０と対接する弁開度規制用
の接触子４２が一体に突設されている。

このベローズ４１はその内筒部をケーシング２
の外側、すなわち大気圧側に曝されており、従つ
て、このベローズ４１は大気圧とシリンダ４の外
周に供給されるガス圧との差圧により伸縮して、
その先端に設けられた接触子４２を弁体４０に接
近、離間せしめる。

〔実施例２における作用〕 つまり、本実施例においては、外気温が高いと
ガス圧力＞（大気圧＋ベローズ標準バネ力）また
外気温が低いと（ガス圧力＋ベローズ標準バネ
力）＜大気圧力となることに着目してなされたも
のであつて、外気温が高いとベローズ４１が縮
み、これにより弁開度が大となり、また外気温が
低いとベローズ４１が伸びて弁開度を小さい方向
に制御し、これによつて上記実施例と同じく回転
数による制御と伴せて外気温による冷房能力の自
動調整を行うようにしてある。

〔他の実施例〕

なお、上記各実施例においては気体圧縮機その
ものに、温度、圧力に感応して弁開度を調整する
機構を設けてあるが、例えば、室温等を検知し、
この検知信号に基づいて弁開度を調整する機構を
用いてもよいことは勿論である。

〔考案の効果〕

以上、実施例で詳細に説明したように、この考
案によれば、高速回転駆動時におけるガス吸入量
の確実な制御と吐出容量制御を伴わせて行うこと
ができるとともに、外気温に応じてその能力の増
減を行うことができる。

したがつて本考案にあつては、カークーラ用の
気体圧縮機として走行状態や外気温度に応じた能
力を発揮するため、車室内温度を最適な状態に維
持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る気体圧縮機の全体構
造を示す縦断面図、第２図は、第１図の−線
断面図、第３図は、シリンダ及び各サイドブロツ
クを分解して示す斜視図、第４図ａ，ｂはシリン
ダブロツクの吸気ポート部分の拡大断面図、第５
図、第６図は、この考案の効果を示す特性図、第
７図は、この考案の他の実施例を示す断面図であ
る。 ４……シリンダ、５……フロントサイドブロツ
ク、６……リヤサイドブロツク、８……ベーン、
９……ロータ、１９……主吸気ポート、２０……
弁組立体、２２……弁サポート、２３，２４……
第１、第２の弁本体、２６……アクチエータ（ピ
ン）、２７，２８，３０……副吸気ポート、（２７
……切欠、２８，３０……連絡溝）、４０……弁
体、４１……ベローズ、４２……接触子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 圧縮作業室の最大閉じ込め容積に合わせて開
   口位置の設定された主吸気ポートに対し、ロー
   タの回転方向の遅れ側にずらした副吸気ポート
   をシリンダの吸気経路に連通して形成するとと
   もに、上記主吸気ポート上に弁体を配設し、か
   つ該弁体の先端には主吸気ポートの閉鎖時にシ
   リンダ室内に突出するアクチエータを一体に設
   け、該アクチエータが回転するベーン先端に衝
   突することにより、上記弁体をポート面より強
   制的に離間さしめるようになし、更に上記弁体
   の背面には吸気ガスの温度または圧力の高低に
   従つて弁開度の大小を制御する弁開度調整機構
   を設けたことを特徴とする気体圧縮機。 (2) 上記弁開度調整機構は吸気ガス温度に応動す
   るバイメタルであることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の気体圧縮機。 (3) 上記弁開度調整機構は圧縮機ケーシング内外
   を貫通して設けられ、その先端を弁体に連繁す
   るとともに、吸気ガス圧と大気圧の差圧により
   伸縮するベローズからなる実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の気体圧縮機。