JPH0426712Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は、気体圧縮機に関し、特に、カーク
ーラに好適な圧縮作業室の容量を可変にした気体
圧縮機に関する。

《従来の技術》 従来、この種の気体圧縮機は、圧縮作業室の容
量を可変にするため、サイドブロツクと圧縮室と
の間に制御プレートを装着し、この制御プレート
を回動させることにより、制御プレート面に形成
された圧縮室と吸入室をバイパスするバイパス通
路の圧縮室への開口位置が変化して、圧縮ガスの
圧縮量を調整する構造になつている。

この制御プレートは、第５図に示すような機構
により駆動される。

図に示すように、フロントヘツド１２に内周円
筒状の開口３０が穿設され、この開口３０内に駆
動軸３１がスライド自在に嵌合され、この駆動軸
３１の先端３１ａは、吸入室２３内に臨み、か
つ、押圧バネ３２のバネ圧により、常時後退側に
付勢されている。

一方、駆動軸３１の後端３１ｂは、空間部３３
内に潤滑油が供給され、この潤滑油の圧力によ
り、押圧バネ３２のバネ圧と逆方向に駆動軸３１
が加圧されている。空間部３３へは、圧縮ガスの
吐出側で圧縮ガスより分離された潤滑油が、油圧
供給路３５から連絡孔３６を介して供給されてい
る。

さらに、駆動軸３１と制御プレート１９との関
係は、制御プレート１９のフロントヘツド１２に
対向する側面に駆動ピン（図示せず）が突設さ
れ、この駆動ピンはフロントサイドブロツク１４
に形成された弓形のガイド孔（図示せず）を貫通
して吸入室２３内にその先端３７ａが臨み、駆動
軸３１に形成された凹部３９内に上記ピンの先端
３７ａが係合されている。

従つて、駆動軸３１の先端３１ａには、押圧バ
ネ３２のバネ圧と吸入室２３内の吸入圧との総合
圧力が加わる。一方、駆動軸３１の後端３１ｂに
は、空間部３３内に供給される潤滑油の油圧力が
加わり、上記総合圧力と油圧力との差圧により駆
動軸３１が開口３０内を進退動作して、駆動ピン
を介して制御プレート１９を所定角度内で回転駆
動させる。

さらに、吸入室２３と空間部３３との間には、
油圧力を調節するための油圧制御弁４０が設けら
れている。この油圧制御弁４０は、空間部３３と
連通する通路４１の途中にチヤンバ４２を形成
し、このチヤンバ４２内に配置したベローズ４３
の可動端に突設したロツド４４の先端が、ベロー
ズ４３の膨張時に通路４１に遊嵌されているボー
ル４５を、バネ４６にさからいながら押圧するこ
とにより、通路４１を開放し、空間部３３の油圧
を低圧側の吸入室２３に逃がすように構成されて
いる。

このような構成の制御プレート１９を備えた気
体圧縮機を、例えばカークーラに用いた場合、通
常はエンジンの出力軸に接続されて駆動されるた
め、エンジンの回転数が車両の走行状態に応じ
て、冷房負荷以上に高速になると、単位時間当た
りの冷媒圧縮量が増大し、気体圧縮機の吐出側の
圧力が上昇し、同時に吸入室２３側の圧力が低下
する。すると、吸入室２３の圧力の変動に応じて
油圧制御弁４０が作動し、空間部３３内の油圧が
吸入室２３側に開放され、空間部３３内の油圧が
低下する。それにより、駆動軸３１が後退し制御
プレートが回動されて、圧縮作業室の容量が適正
な値に自動的に調設され、適正な冷媒圧縮量に調
節される。

《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、上記のような構造をした油圧制
御弁４０では、油圧制御弁４０が作動すると空間
部３３の油圧を低圧側の吸入室２３に逃がすもの
の、連絡孔３６には吐出側の高圧油が油圧供給路
３５を介して供給されていることにより、空間部
３３の油圧は完全に開放されることがなく、一定
の残留油圧が残る。この残留油圧に抗して駆動軸
３１を後退させるために、従来は押圧バネ３２の
バネ圧を大きくしていた。そのため押圧バネ３２
が大型となり、これらの駆動機構全体が大型にな
つてしまう問題がある。同時に、空間部３３の油
圧開放時における残留油圧の分、調整範囲が狭く
なり、加えられる油圧が有効に活用されない欠点
もある。

この考案はこれらの課題を解消するためになさ
れたもので、気体圧縮機において圧縮量の調整を
するための駆動機構を小型化するとともに、調整
のために利用できる油圧の圧力範囲を拡大して、
より効果的に圧縮量の調整をできるようにしたも
のである。

《課題を解決するための手段》 この考案は、内周略楕円筒状のシリンダブロツ
クと、このシリンダブロツクの両側に取付けられ
るフロントおよびリアサイドブロツクと、上記シ
リンダブロツクおよび両サイドブロツクによつて
構成されるシリンダ室内に回転自在に横架され、
その半径方向に進退自在な複数のベーンを有する
ロータと、フロントサイドブロツクの内面側に、
所定角度内で回動可能な略円盤状の制御プレート
と、この制御プレートの外側面に突設した駆動ピ
ンに連繋され、かつその先端が吸入室内に臨むよ
うに配置された駆動軸と、この駆動軸の先端側に
設置され、上記駆動軸を後退方向に付勢する押圧
バネと、吸入室圧の増減に応じて、圧縮室側の油
溜まりから駆動軸の後端側空間部に伝達される油
圧を調整する油圧制御弁を備えた気体圧縮機にお
いて、上記吸入室側に開放されたチヤンバと、こ
のチヤンバ内に設けられ外圧により伸縮する伸縮
子と、この伸縮子の可動端により駆動され、伸縮
子の収縮時に駆動軸の後端側空間部と圧縮室側の
油溜まりを連通し、伸縮子の膨張時に駆動軸の後
端側空間部と吸入室側を連通する三方弁とにより
上記油圧制御弁を構成したことを特徴とする。

また、上記気体圧縮機において、圧縮室側の油
溜まりから三方弁を介して駆動軸の後端側空間部
までの供給専用の油圧路に、絞り部を形成したこ
とを特徴とする。

《作用》 ロータの回転数あるいは冷房負荷等が減少し
て、吸入室の圧力が低下すると、チヤンバ内の伸
縮子が膨張し、その先端の三方弁が切り換えられ
て、駆動軸の後端側空間部と吸入室側が連通し、
空間部と圧縮室側は分離、遮断される。その結
果、空間部の油圧が開放されて吸入室側と同圧に
なり、駆動軸が後退し、制御プレートが圧縮量を
減少させる方向に回動する。

吸入室の圧力が上昇すると、チヤンバ内の伸縮
子が縮小し、先端の三方弁が切り換えられて、駆
動軸の後端側空間部と圧縮室側が連通し、空間部
と吸入室側は分離・遮断される。その結果、空間
部に圧縮側の油圧が供給されて、駆動軸が前進
し、制御プレートが圧縮量を増大させる方向に回
動する。

また、供給専用の油圧路に形成した絞り部で
は、三方弁が切り換わり、吐出側の油圧が空間部
へ圧送されるときの急激な圧力上昇をやわらげ
る。

《実施例》 次にこの考案に係る気体圧縮機の実施例につい
て図面に基づいて説明する。

第１図、第２図はこの考案に係る気体圧縮機の
要部を示し、第４図−線上の断面図である。
第３図は第１図の要部を拡大した断面図であり、
第４図は気体圧縮機の全体構成を示す縦断面図で
ある。

第１図、第４図において、この気体圧縮機は圧
縮機本体１０と、この本体１０を機密に包囲する
一端開口形のケーシング１１と、このケーシング
１１の開口端面に取り付けられたフロントヘツド
１２とを備えている。

圧縮機本体１０は、内周略楕円筒状のシリンダ
ブロツク１３と、このシリンダブロツク１３の両
側に取り付けられたフロントサイドブロツク１
４、およびリアサイドブロツク１５とを有し、こ
れらにより形成された略楕円筒状のシリンダ室２
４内には、ロータ軸１６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１７を装着
した充実円筒状のロータ１８が回転自在に横架さ
れている。

また、上記フロントサイドブロツク１４の内面
側に突設されたボス部１４ａには、略円盤状の制
御プレート１９がスラストベアリング２６を介し
て回動自在に嵌合されている。このボス部１４ａ
と嵌合する制御プレート１９の内周面に形成され
た溝１９ａ内にＯリング５１が装着されている。
なお、制御プレート１９を駆動する機構の構造お
よび動作については、前述の従来技術で既に説明
した共通部分の説明を省略し、この考案の特徴で
あるところの吸入室２３と空間部３３との間に設
けられた油圧制御弁５０について、第３図を参照
しながら説明する。

この油圧制御弁５０は、空間部３３と連通する
連通路５１の途中にチヤンバ５２を形成し、この
チャンバ５２内の一端に外圧により伸縮するベロ
ーズ５３を固定し、このベローズ５３の可動端に
弁体５５を突設し、弁体５５の一様な径の中間部
に小径段部５５ａをスプール状に形成するととも
に、先端５５ｂを円錐形に形成している。この弁
体５５は、ハウジング部５７に形成された案内孔
に摺動自在に嵌合されるとともに、先端５５ｂが
ハウジング部５４に形成された弁座５４ａに接離
自在に密着・当接する。ハウジング部５７の案内
孔には、嵌合した弁体５５の突出時における小径
段部５５ａの位置でハウジング部５７とその軸方
向に交叉する油路５８を設け、その一端はチヤン
バ５２に開放され、他端は駆動軸３１の後端側空
間部３３に連なる連通路５６に接続されている。
ハウシング部５４に形成された弁座５４ａの中心
孔は、油圧連通路５９により潤滑油が貯留される
圧縮室側の油溜まり３４に連通するとともに、弁
座５４ａが形成されているハウジング部５４の中
空部は、側部に穿設された絞り孔５４ｂを介して
外側の連通路５６に連通している。このようにし
て、弁体５５とハウジング部５４，５７とによ
り、連通路５１、連通路５６、油圧連通路５９の
３本の流路を切り換える三方弁が構成される。

次に、この油圧制御弁５０の動作について説明
する。

ロータ１８の回転数が低下するか、あるいは冷
房負荷等が減少して、吸入室２３の圧力が低下す
ると、チヤンバ５２内のベローズ５３が膨張し、
その先端の弁体５５がハウジング部５７に形成さ
れた案内孔を摺動し、弁体５５の小径段部５５ａ
がハウジング部５７に形成された油路５８に到達
することにより、駆動軸３１の後端側空間部３３
の油圧が、油圧連通路５９から油路５８を介して
チヤンバ５２へ流出し、さらに吸入室２３側へ流
出する。その結果、空間部３３の圧力が低下し、
押圧バネ３２の弾発力が相対的に上回り、駆動軸
３１が後退し、制御プレート１９が圧縮量を減少
させる方向に回動する。

次に、吸入室２３の圧力が上昇すると、チヤン
バ５２内のベローズ５３が縮小する。すると、第
２図に示すように、油路５８が弁体５５に遮断さ
れるとともに、弁体５５の先端５５ｂが弁座５４
ａから離間することにより、油圧連通路５９が中
心孔および絞り孔５４ｂを介して連通路５６に接
続される。このとき、空間部３３へは、油圧連通
路５９から吐出側の高圧の油圧が絞り孔５４ｂの
作用により徐々に供給される。その結果、空間部
３３の油圧が上昇し、押圧バネ３２が押圧・縮小
され、駆動軸３１が前進し、制御プレート１９が
圧縮量を増大させる方向に回動する。

すなわち、この油圧制御弁５０は、チヤンバ５
２内のベローズ５３の動作圧を、予め、吸入室２
３の定常運転状態の圧力に設定しておくことによ
り、冷房負荷量、あるいは駆動回転数に応じて、
吸入室２３の圧力が低下した場合、その変動値が
フイードバツクされ、吸入室２３が所定圧に保持
される。しかも、吸入室２３が低圧になり、駆動
軸３１が後退する場合は、吐出側から高圧の油圧
の供給が遮断されて、空間部３３の圧力が吸入室
２３の圧力まで下降することにより、駆動軸３１
を後退させるための押圧バネ３２のバネ圧を小さ
く設定することができる。そのため、油圧制御弁
５０の応答性が従来に比べて向上し、駆動軸３
１、押圧バネ３２およびこれらを収納するフロン
トヘツド１２等を小型にすることが可能になる。

次に、この油圧制御弁５０の動作に関連してお
こなわれる圧縮量の調整について説明する。

空間部３３の圧力が、油圧制御弁５０の開閉に
より変動すると、駆動軸３１が前進・後退し、こ
の駆動軸３１と駆動ピン（図示せず）により係合
されている制御プレート１９が、所定角度内で時
計方向・反時計方向に回動される。

この制御プレート１９の周縁部に、バイパス孔
２０が180°対向して設けられており、このバイパ
ス孔２０は、制御プレート１９の回転により、第
４図に示されるフロントサイドブロツク１４に設
けられた吸入口２１とバイパス孔２２と選択的に
連通するよう構成されている。その結果、負荷の
増大、あるいは低速運転時には、吸入室２３の圧
力が上昇し、制御プレート１９が反時計方向に回
動されると、バイパス孔２０とフロントサイドブ
ロツク１４の吸入口２１とがほぼ一致し、圧縮作
業室の容量が増加することにより、これら吸入口
２１ならびにバイパス孔２０を通じて吸入室２３
内からシリンダ室２４に大量の冷媒ガスが供給さ
れる。

一方、負荷の減少、あるいは高速運転時には、
吸入室２３の圧力が低下し、制御プレート１９が
時計方向に回動されると、プレート１９のバイパ
ス孔２０とフロントサイドブロツク１４に形成し
たバイパス孔２２とが一致し、これらバイパス孔
２０，２２を通じてシリンダ室２４内の圧縮ガス
が吸入室２３内にバイパスされることにより、圧
縮作業室の容量が小さくなり、最適な圧縮量が維
持される。

このようにして、フロントヘツド１２の吸気口
２５から吸入室２３内に導入された冷媒ガスは、
吸入口２１を通過して、シリンダ室２４内に導入
され、運転状況に応じて、冷房負荷、あるいはロ
ータ軸１６の駆動回転数が変動しても最適な圧縮
量に調節・維持される。さらに、圧縮された高圧
ガスは、リアサイドブロツク１５に設けられた連
絡孔２７を経て、リアサイドブロツク１５の背部
にある油分離器２８に供給され、圧縮ガス中に含
まれる潤滑油を分離した後、破線矢印で示すよう
に、ケーシング１１の後部空間から吐出口２９を
経て外部に吐出される。

以上の説明で明らかなように、この考案に係る
気体圧縮機は、負荷および回転数の変動に対応し
て圧縮作業室の容量を調整するための油圧制御弁
５０に、弁体５５とハウジング部５４，５７を用
いて、連通路５６が、連通路５１または油圧連通
路５９のいずれかに選択的に接続できる三方弁の
構成としたため、吸入室２３が低圧になり、吐出
側から空間部３３への油圧供給が遮断された際
に、駆動軸を後退させる押圧バネ３２のバネ圧を
小さく設定することができ、駆動軸３１、押圧バ
ネ３２およびこれらを収納するフロントヘツド１
２等を小型にすることができる。

また、吸入室２３が通常圧になり、駆動軸３１
が復帰する場合、油圧は高圧の吐出側から油圧連
通路５９、さらに絞り孔５４ｂを介し、徐々に空
間部３３へ供給されることにより、制御プレート
１９が適度な応答速度で動作することができる。

なお、実施例では弁の開閉駆動力を発生するた
めにベローズ５３を用いたが、これをダイヤフラ
ムや、あるいはピストン等に置き換えることもで
きる。

《考案の効果》 以上のように、この考案に係る気体圧縮機は、
圧縮量を調整するために吸入室圧力により制御さ
れる油圧制御弁に三方弁を用いたことにより、駆
動源に用いられる油圧の作動範囲が大幅に拡大さ
れて、より有効に圧縮量の調整ができるととも
に、圧縮量調整のための駆動機構を小型化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの考案に係る気体圧縮機の
要部を示す断面図、第３図は第１図の要部を拡大
した断面図、第４図は気体圧縮機の全体構成を示
す縦断面図、第５図は従来例を示す断面図であ
る。 １０……圧縮機本体、１３……シリンダブロツ
ク、１４……フロントサイドブロツク、１５……
リアサイドブロツク、１７……ベーン、１８……
ロータ、１９……制御プレート、２３……吸入
室、２４……シリンダ室、３４……油溜まり、５
０……油圧制御弁、５１……連通路、５２……チ
ヤンバ、５３……ベローズ、５４……ハウジング
部、５４ａ……弁座、５４ｂ……絞り孔、５５…
…弁体、５５ａ……小径段部、５５ｂ……先端、
５６……連通路、５７……ハウジング部、５８…
…油路、５９……油圧連通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 内周略楕円筒状のシリンダブロツクと、この
   シリンダブロツクの両側に取付けられるフロン
   トおよびリアサイドブロツクと、上記シリンダ
   ブロツクおよび両サイドブロツクによつて構成
   されるシリンダ室内に回転自在に横架され、そ
   の半径方向に進退自在な複数のベーンを有する
   ロータと、フロントサイドブロツクの内面側
   に、所定角度内で回動可能な略円盤状の制御プ
   レートと、この制御プレートの外側面に突設し
   た駆動ピンに連繋され、かつその先端が吸入室
   内に臨むように配置された駆動軸と、この駆動
   軸の先端側に設置され、上記駆動軸を後退方向
   に付勢する押圧バネと、吸入室圧の増減に応じ
   て、圧縮室側の油溜まりから駆動軸の後端側空
   間部に伝達される油圧を調整する油圧制御弁を
   備えた気体圧縮機において、 上記吸入室側に開放されたチヤンバと、この
   チヤイバ内に設けられ外圧により伸縮する伸縮
   子と、この伸縮子の可動端により駆動され、伸
   縮子の収縮時に駆動軸の後端側空間部と圧縮室
   側の油溜まりを連通し、伸縮子の膨張時に駆動
   軸の後端側空間部と吸入室側を連通する三方弁
   とにより上記油圧制御弁を構成したことを特徴
   とする気体圧縮機。 ２ 請求項１において、圧縮室側の油溜まりから
   三方弁を介して駆動軸の後端側空間部まの供給
   専用の油圧路に、絞り部を形成したことを特徴
   とする気体圧縮機。