JP4015776B2 - 気体圧縮機 - Google Patents
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- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体圧縮機に関し、特に、高速運転時に使用する動力の低減を実現した気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カーエアコンなどに使用されている気体圧縮機は、断面図を図３に示し、図３のＸ−Ｘ断面図を図４に示す。この気体圧縮機は、ケーシング３１の開口端をフロントヘッド３２が塞ぎ、ケーシング３１内に圧縮機本体３３が収納され、圧縮機本体３３は電磁クラッチ３８に連結している。
【０００３】
圧縮機本体３３は、フロントサイドブロック３５とリアサイドブロック３６との間に内周略楕円筒状のシリンダ４９を有し、フロントサイドブロック３５とリアサイドブロック３６とシリンダ４９とによって形成されるシリンダ室４１内にはロータ４２がロータ軸４２ａ、４２ｂにより回転可能にフロントサイドブロック３５およびリアサイドブロック３６に軸支されている。
【０００４】
フロントサイドブロック３５には吸入口３４が形成され、ケーシング３１とリアサイドブロック３６とにより吐出室４７が形成されている。シリンダ４９に設けられた内周楕円筒状のシリンダ室４１にはロータ４２が回転可能に設けられ、ロータ４２には複数のベーン溝４３にそれぞれベーン４４が進退自在に装着されている。
【０００５】
ベーン４４によりシリンダ室４１が複数の圧縮室４５に仕切られ、これらの圧縮室４５はロータ４２の回転により容量の大小変化を繰り返すとともに、その容量変化により吸入口３４から吸入した低圧冷媒ガスの圧縮を行っている。圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出口４６から吐出弁４０を介して吐出室４７に吐出される。
【０００６】
この気体圧縮機は、吸入口３４に弁装置がない場合には、気体圧縮機の運転停止後に高圧ガスが逆流する場合がある。運転状態によって程度の差は有るが、逆流したガスが高温のため、吸入口側に接続したエバポレータから熱風が吹き出したり、気体圧縮機が逆転しその時の逆転音が問題となることがあった。
【０００７】
こうした問題を解決するために吸入口３４に弁装置が設けられている。この弁装置は逆止弁と呼ばれており図２に断面図を示す。図２に示すように逆止弁１０はガイドケース１、弁体２、ストッパ３およびスプリング４の４部品から構成されている。
【０００８】
気体圧縮機の圧縮作動中は、吸入口５を流れる冷媒ガスの噴流により、弁体２がガイドケース１に沿ってスライドしガイドケース１の底部に付勢される。この位置に弁体２があるときは、ガイドケース１の窓１ａを介して吸入口５から冷媒ガスが吸入される。
【０００９】
一方、気体圧縮機の圧縮作動が停止すると、冷媒ガスの噴流が吸入口５へ流入しなくなるため、弁体２はスプリング４の力によりガイドケース１に沿ってスライドしストッパ３に当接する。この位置に弁体２があるときは、吸入口５が閉となり吸入口５から外方への冷媒ガスの逆流が防止される。
【００１０】
このように逆止弁１０は、吸入口５からの冷媒ガスによって開き、気体圧縮機の停止時はスプリングの力によって閉じている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた従来の気体圧縮機には、次のような問題があった。
【００１２】
上記したごとく、従来の気体圧縮機は、吸入口に逆止弁１０が設けられ気体圧縮機の運転停止時には吸入口を閉じ逆流を防止し、気体圧縮機の起動直後に全開となり開口面積はほぼ一定となるようになっている。
【００１３】
しかしながら、一般的に気体圧縮機が高速回転で運転している時には冷却能力は十分すぎる程であり、余剰な冷房能力を発揮させるための動力が使用されている恐れがある。従来の気体圧縮機では運転中は逆止弁１０が全開となり、こうした問題を解決する手段はなく、省エネルギの観点からも過剰動力の低減が強く望まれている。
【００１４】
この問題を解決するため、吸入口５に絞りを設けることも考えられるが、これによると、常時絞られた状況となり、気体圧縮機が低速回転で運転された時に冷房能力が低下し過ぎてしまうという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高速運転時の動力の低減を実現した気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の気体圧縮機は、吸入口から気体を吸入し、これを圧縮して吐出する気体圧縮機であって、上記気体圧縮機は、上記吸入口に、気体の吸入量を制御する吸入制御弁を備え、上記吸入制御弁は、ケースと、該ケース内にスライド可能に装着されたスプールとを備え、上記ケースは、その側面に、上記スプールのスライド方向に沿って上下に並んだ２つの開口部を有し、上記スプールは、その外周面から上記吸入口に連通する連通穴を備えてなり、気体圧縮機の停止時は、上記スプールの外周面によって、上記２つの開口部が塞がれ、気体圧縮機の低中速運転時は、上記スプールが下降することによって、上記２つの開口部が開となり、その上側の開口部を介する気体の吸入と、下側の開口部および上記連通穴を介する気体の吸入とが行われが行われ、気体圧縮機の高速運転時は、上記スプールが更に下降することによって、下側の開口部のみが上記スプールの外周面によって塞がれ、上側の開口部は開の状態を維持し、上側の開口部を介する気体の吸入が行われることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる気体圧縮機の実施形態について図１を基に詳細に説明する。
【００２０】
なお、図１には、図２に示した従来の部材と同一の部材に同一符号を付している。
【００２１】
この気体圧縮機は図１に示す如く吸入制御弁２０を有する。吸入制御弁２０はスプール２１と、ケース２４と、ストッパ２６と、スプリング２７とで構成されている。
【００２２】
スプール２１は円柱形状をしており、ケース２４にスライド可能に装着され非作動の状況（気体圧縮機の停止時）ではストッパ２６の位置までスプリング２７により付勢されている。スプール２１の外周径が細くなった部分には環状の隙間２２が設けられている。この隙間２２の側面には連通穴２３が設けられ吸入口５と隙間２２が連通している。スプール２１の底部にはスプリング２７を保持し、かつ収容できる円筒状の溝２１ａが設けられている。
【００２３】
ケース２４はスプール２１をスライド可能に装着し、側面に開口部２５が設けられている。開口部２５は、例えば円形形状の開口部２５ａと開口部２５ｂを有し、これらの開口部２５ａ、２５ｂは運転時にスプール２１が押し下げられたとき吸入口５と連通するよう位置が設定されている。
【００２４】
次に、上記の如く構成された気体圧縮機の停止時から高速運転時に至るまでの吸入制御弁２０の動作について、図１の停止時（Ａ）、低中速運転時（Ｂ）および高速運転時（Ｃ）を使用し説明する。
【００２５】
気体圧縮機が停止状態では、矢印ＰＳの冷媒ガスの噴流は流入せず、スプール２１はスプリング２７によってストッパ２６に押しつけられている。このスプール２１の位置では、連通穴２３はケース２４により塞がれており、また、開口部２５ａと開口部２５ｂもスプール２１により塞がれているため、吸入口５から外方への逆流は防止されている。
【００２６】
気体圧縮機が運転されると、矢印ＰＭの冷媒ガスの噴流の流入速度の増加に応じてスプール２１はスプリング２７のスプリング力に抗して押し下げられていく。スプール２１が押し下げられていくと、まず、開口部２５ａから冷媒ガスが流れ、さらにスプール２１が押し下げられると開口部２５ｂと連通穴２３がつながり冷媒ガスが流れ、やがて開口部２５ａと開口部２５ｂが全開となり、開口部２５ａと開口部２５ｂの両方から矢印Ｐ１、Ｐ２に示すごとく冷媒ガスが流れる。この時、吸入口５の開口面積が最大となる。
【００２７】
さらに気体圧縮機が高速運転になり、矢印ＰＨの冷媒ガスの噴流の流入速度の増加に応じてスプール２１はスプリング２７のスプリング力に抗してさらに押し下げられていく。スプール２１が押し下げられていくと、連通穴２３はケース２４によって塞がれ、開口部２５ｂのみから矢印Ｐ１に示すごとく冷媒ガスが流れるようになる。このように、高速運転領域で絞り効果によって動力低減が行われる。
【００２８】
なお、上記実施例では、開口部２５は開口部２５ａと開口部２５ｂを有する例について述べたが、これに限定されることなく、開口部２５は、連通穴２３を任意の複数個設け、連通穴２３の個数に応じて複数個設けるようにすることも、また、連通穴２３に連通す開口部２５を少なくとも１個設けるようにすることもできる。
【００２９】
さらに、上記実施例の気体圧縮機は冷媒ガスを使用する例について述べたが、これに限定されることなく、他の気体の圧縮を行うもの全般について使用することもできる。
【００３０】
以上述べたごとく、気体圧縮機の低中速運転時には所望の圧縮能力を確保し、高速運転時には高速運転時に使用する動力の低減を実現することができる。
【００３１】
また、スプリングは１つの極めて簡潔な構造にすることができ、スプールが移動すると同時に弁が開口され開弁遅れがないようにすることができる。
【００３２】
さらに、部品を追加することなく逆止弁の機能を付与することもでき、気体圧縮機の停止直後の逆流防止も同時に容易に実現できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の気体圧縮機は、吸入口から気体を吸入しこれを圧縮して吐出する気体圧縮機において、前記気体圧縮機の停止時には前記吸入口の開口を閉じ、前記気体圧縮機の運転速に応じて所定の運転速になるまでは前記吸入口の開口面積を増大させ、さらに高速運転になるに従い前記吸入口の開口面積を減少させる吸入制御弁を備えたため、気体圧縮機の低中速運転時には所望の圧縮能力を確保し、高速運転時には高速運転時に使用する動力の低減を実現することができる。
【００３４】
また、前記吸入制御弁は、側面に開口部が設けられた円筒状のケースと、前記ケースにスライド可能に装着され前記吸入口と前記開口部が前記ケースをスライドする位置に応じて連通する連通穴が設けられたスプールとを備えたため、極めて簡潔構造で的確に、気体圧縮機の低中速運転時には所望の圧縮能力を確保し、高速運転時には高速運転時に使用する動力の低減を実現することができる。
【００３５】
さらに、前記吸入制御弁は、前記気体圧縮機の停止時には前記スプールにより前記ケースの開口部を塞ぎ前記吸入口の開口を閉じるため、特別に部品を追加することなく逆止弁の機能を付与し、気体圧縮機の停止直後の逆流防止も同時に容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の気体圧縮機に備えた吸入制御弁の断面図であり、同図（Ａ）は気体圧縮機の停止時、（Ｂ）は気体圧縮機の低中速運転時、および（Ｃ）は気体圧縮機の高速運転時における吸入制御弁の各動作状態を示したものである。
【図２】従来の気体圧縮機の逆止弁の断面図。
【図３】従来の気体圧縮機の断面図。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図。
【符号の説明】
１ ガイドケース
２ 弁体
３ ストッパ
４ スプリング
５ 吸入口
１０ 逆止弁
２０ 吸入制御弁
２１ スプール
２２ 隙間
２３ 連通穴
２４ ケース
２５ 開口部
２６ ストッパ
２７ スプリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体圧縮機に関し、特に、高速運転時に使用する動力の低減を実現した気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カーエアコンなどに使用されている気体圧縮機は、断面図を図３に示し、図３のＸ−Ｘ断面図を図４に示す。この気体圧縮機は、ケーシング３１の開口端をフロントヘッド３２が塞ぎ、ケーシング３１内に圧縮機本体３３が収納され、圧縮機本体３３は電磁クラッチ３８に連結している。
【０００３】
圧縮機本体３３は、フロントサイドブロック３５とリアサイドブロック３６との間に内周略楕円筒状のシリンダ４９を有し、フロントサイドブロック３５とリアサイドブロック３６とシリンダ４９とによって形成されるシリンダ室４１内にはロータ４２がロータ軸４２ａ、４２ｂにより回転可能にフロントサイドブロック３５およびリアサイドブロック３６に軸支されている。
【０００４】
フロントサイドブロック３５には吸入口３４が形成され、ケーシング３１とリアサイドブロック３６とにより吐出室４７が形成されている。シリンダ４９に設けられた内周楕円筒状のシリンダ室４１にはロータ４２が回転可能に設けられ、ロータ４２には複数のベーン溝４３にそれぞれベーン４４が進退自在に装着されている。
【０００５】
ベーン４４によりシリンダ室４１が複数の圧縮室４５に仕切られ、これらの圧縮室４５はロータ４２の回転により容量の大小変化を繰り返すとともに、その容量変化により吸入口３４から吸入した低圧冷媒ガスの圧縮を行っている。圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出口４６から吐出弁４０を介して吐出室４７に吐出される。
【０００６】
この気体圧縮機は、吸入口３４に弁装置がない場合には、気体圧縮機の運転停止後に高圧ガスが逆流する場合がある。運転状態によって程度の差は有るが、逆流したガスが高温のため、吸入口側に接続したエバポレータから熱風が吹き出したり、気体圧縮機が逆転しその時の逆転音が問題となることがあった。
【０００７】
こうした問題を解決するために吸入口３４に弁装置が設けられている。この弁装置は逆止弁と呼ばれており図２に断面図を示す。図２に示すように逆止弁１０はガイドケース１、弁体２、ストッパ３およびスプリング４の４部品から構成されている。
【０００８】
気体圧縮機の圧縮作動中は、吸入口５を流れる冷媒ガスの噴流により、弁体２がガイドケース１に沿ってスライドしガイドケース１の底部に付勢される。この位置に弁体２があるときは、ガイドケース１の窓１ａを介して吸入口５から冷媒ガスが吸入される。
【０００９】
一方、気体圧縮機の圧縮作動が停止すると、冷媒ガスの噴流が吸入口５へ流入しなくなるため、弁体２はスプリング４の力によりガイドケース１に沿ってスライドしストッパ３に当接する。この位置に弁体２があるときは、吸入口５が閉となり吸入口５から外方への冷媒ガスの逆流が防止される。
【００１０】
このように逆止弁１０は、吸入口５からの冷媒ガスによって開き、気体圧縮機の停止時はスプリングの力によって閉じている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた従来の気体圧縮機には、次のような問題があった。
【００１２】
上記したごとく、従来の気体圧縮機は、吸入口に逆止弁１０が設けられ気体圧縮機の運転停止時には吸入口を閉じ逆流を防止し、気体圧縮機の起動直後に全開となり開口面積はほぼ一定となるようになっている。
【００１３】
しかしながら、一般的に気体圧縮機が高速回転で運転している時には冷却能力は十分すぎる程であり、余剰な冷房能力を発揮させるための動力が使用されている恐れがある。従来の気体圧縮機では運転中は逆止弁１０が全開となり、こうした問題を解決する手段はなく、省エネルギの観点からも過剰動力の低減が強く望まれている。
【００１４】
この問題を解決するため、吸入口５に絞りを設けることも考えられるが、これによると、常時絞られた状況となり、気体圧縮機が低速回転で運転された時に冷房能力が低下し過ぎてしまうという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高速運転時の動力の低減を実現した気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の気体圧縮機は、吸入口から気体を吸入し、これを圧縮して吐出する気体圧縮機であって、上記気体圧縮機は、上記吸入口に、気体の吸入量を制御する吸入制御弁を備え、上記吸入制御弁は、ケースと、該ケース内にスライド可能に装着されたスプールとを備え、上記ケースは、その側面に、上記スプールのスライド方向に沿って上下に並んだ２つの開口部を有し、上記スプールは、その外周面から上記吸入口に連通する連通穴を備えてなり、気体圧縮機の停止時は、上記スプールの外周面によって、上記２つの開口部が塞がれ、気体圧縮機の低中速運転時は、上記スプールが下降することによって、上記２つの開口部が開となり、その上側の開口部を介する気体の吸入と、下側の開口部および上記連通穴を介する気体の吸入とが行われが行われ、気体圧縮機の高速運転時は、上記スプールが更に下降することによって、下側の開口部のみが上記スプールの外周面によって塞がれ、上側の開口部は開の状態を維持し、上側の開口部を介する気体の吸入が行われることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる気体圧縮機の実施形態について図１を基に詳細に説明する。
【００２０】
なお、図１には、図２に示した従来の部材と同一の部材に同一符号を付している。
【００２１】
この気体圧縮機は図１に示す如く吸入制御弁２０を有する。吸入制御弁２０はスプール２１と、ケース２４と、ストッパ２６と、スプリング２７とで構成されている。
【００２２】
スプール２１は円柱形状をしており、ケース２４にスライド可能に装着され非作動の状況（気体圧縮機の停止時）ではストッパ２６の位置までスプリング２７により付勢されている。スプール２１の外周径が細くなった部分には環状の隙間２２が設けられている。この隙間２２の側面には連通穴２３が設けられ吸入口５と隙間２２が連通している。スプール２１の底部にはスプリング２７を保持し、かつ収容できる円筒状の溝２１ａが設けられている。
【００２３】
ケース２４はスプール２１をスライド可能に装着し、側面に開口部２５が設けられている。開口部２５は、例えば円形形状の開口部２５ａと開口部２５ｂを有し、これらの開口部２５ａ、２５ｂは運転時にスプール２１が押し下げられたとき吸入口５と連通するよう位置が設定されている。
【００２４】
次に、上記の如く構成された気体圧縮機の停止時から高速運転時に至るまでの吸入制御弁２０の動作について、図１の停止時（Ａ）、低中速運転時（Ｂ）および高速運転時（Ｃ）を使用し説明する。
【００２５】
気体圧縮機が停止状態では、矢印ＰＳの冷媒ガスの噴流は流入せず、スプール２１はスプリング２７によってストッパ２６に押しつけられている。このスプール２１の位置では、連通穴２３はケース２４により塞がれており、また、開口部２５ａと開口部２５ｂもスプール２１により塞がれているため、吸入口５から外方への逆流は防止されている。
【００２６】
気体圧縮機が運転されると、矢印ＰＭの冷媒ガスの噴流の流入速度の増加に応じてスプール２１はスプリング２７のスプリング力に抗して押し下げられていく。スプール２１が押し下げられていくと、まず、開口部２５ａから冷媒ガスが流れ、さらにスプール２１が押し下げられると開口部２５ｂと連通穴２３がつながり冷媒ガスが流れ、やがて開口部２５ａと開口部２５ｂが全開となり、開口部２５ａと開口部２５ｂの両方から矢印Ｐ１、Ｐ２に示すごとく冷媒ガスが流れる。この時、吸入口５の開口面積が最大となる。
【００２７】
さらに気体圧縮機が高速運転になり、矢印ＰＨの冷媒ガスの噴流の流入速度の増加に応じてスプール２１はスプリング２７のスプリング力に抗してさらに押し下げられていく。スプール２１が押し下げられていくと、連通穴２３はケース２４によって塞がれ、開口部２５ｂのみから矢印Ｐ１に示すごとく冷媒ガスが流れるようになる。このように、高速運転領域で絞り効果によって動力低減が行われる。
【００２８】
なお、上記実施例では、開口部２５は開口部２５ａと開口部２５ｂを有する例について述べたが、これに限定されることなく、開口部２５は、連通穴２３を任意の複数個設け、連通穴２３の個数に応じて複数個設けるようにすることも、また、連通穴２３に連通す開口部２５を少なくとも１個設けるようにすることもできる。
【００２９】
さらに、上記実施例の気体圧縮機は冷媒ガスを使用する例について述べたが、これに限定されることなく、他の気体の圧縮を行うもの全般について使用することもできる。
【００３０】
以上述べたごとく、気体圧縮機の低中速運転時には所望の圧縮能力を確保し、高速運転時には高速運転時に使用する動力の低減を実現することができる。
【００３１】
また、スプリングは１つの極めて簡潔な構造にすることができ、スプールが移動すると同時に弁が開口され開弁遅れがないようにすることができる。
【００３２】
さらに、部品を追加することなく逆止弁の機能を付与することもでき、気体圧縮機の停止直後の逆流防止も同時に容易に実現できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の気体圧縮機は、吸入口から気体を吸入しこれを圧縮して吐出する気体圧縮機において、前記気体圧縮機の停止時には前記吸入口の開口を閉じ、前記気体圧縮機の運転速に応じて所定の運転速になるまでは前記吸入口の開口面積を増大させ、さらに高速運転になるに従い前記吸入口の開口面積を減少させる吸入制御弁を備えたため、気体圧縮機の低中速運転時には所望の圧縮能力を確保し、高速運転時には高速運転時に使用する動力の低減を実現することができる。
【００３４】
また、前記吸入制御弁は、側面に開口部が設けられた円筒状のケースと、前記ケースにスライド可能に装着され前記吸入口と前記開口部が前記ケースをスライドする位置に応じて連通する連通穴が設けられたスプールとを備えたため、極めて簡潔構造で的確に、気体圧縮機の低中速運転時には所望の圧縮能力を確保し、高速運転時には高速運転時に使用する動力の低減を実現することができる。
【００３５】
さらに、前記吸入制御弁は、前記気体圧縮機の停止時には前記スプールにより前記ケースの開口部を塞ぎ前記吸入口の開口を閉じるため、特別に部品を追加することなく逆止弁の機能を付与し、気体圧縮機の停止直後の逆流防止も同時に容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の気体圧縮機に備えた吸入制御弁の断面図であり、同図（Ａ）は気体圧縮機の停止時、（Ｂ）は気体圧縮機の低中速運転時、および（Ｃ）は気体圧縮機の高速運転時における吸入制御弁の各動作状態を示したものである。
【図２】従来の気体圧縮機の逆止弁の断面図。
【図３】従来の気体圧縮機の断面図。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図。
【符号の説明】
１ ガイドケース
２ 弁体
３ ストッパ
４ スプリング
５ 吸入口
１０ 逆止弁
２０ 吸入制御弁
２１ スプール
２２ 隙間
２３ 連通穴
２４ ケース
２５ 開口部
２６ ストッパ
２７ スプリング
Claims (1)
- 吸入口から気体を吸入し、これを圧縮して吐出する気体圧縮機であって、
上記気体圧縮機は、上記吸入口に、気体の吸入量を制御する吸入制御弁を備え、
上記吸入制御弁は、ケースと、該ケース内にスライド可能に装着されたスプールとを備え、
上記ケースは、その側面に、上記スプールのスライド方向に沿って上下に並んだ２つの開口部を有し、
上記スプールは、その外周面から上記吸入口に連通する連通穴を備えてなり、
気体圧縮機の停止時は、上記スプールの外周面によって、上記２つの開口部が塞がれ、
気体圧縮機の低中速運転時は、上記スプールが下降することによって、上記２つの開口部が開となり、その上側の開口部を介する気体の吸入と、下側の開口部および上記連通穴を介する気体の吸入とが行われ、
気体圧縮機の高速運転時は、上記スプールが更に下降することによって、下側の開口部のみが上記スプールの外周面によって塞がれ、上側の開口部は開の状態を維持し、上側の開口部を介する気体の吸入が行われること
を特徴とする気体圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08867099A JP4015776B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 気体圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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