JPH0442555Y2 - - 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３図に示すような機構
により駆動される。

図において、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、この潤滑油の油圧力によ
り、押圧バネ３２のバネ圧と逆方向に駆動軸３１
が付勢されている。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。この連絡孔３６には図示していないが途中に
絞り部が形成され、吐出側の急激な圧力変動が、
そのまま空間部３３に伝わらないようにしてあ
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）が突設形成
され、この駆動ピンはフロントサイドブロツク１
４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、上記の油圧制御弁４０では、通
路４１がボール４５で遮断された状態で、ボール
４５に空間部３３からの油圧が加えられているた
め、通路４１を開放するには、その油圧分に打ち
勝つだけの押上げる力を、ベローズ４３が必要と
した。そのため、油圧制御弁４０の開閉動作によ
る空間部３３の圧力変化により、ボール４５に作
用する力が変化し、冷媒圧縮量の調整を精密にお
こなうことが困難である。

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
するための油圧制御弁を小型にするとともに、精
密な圧縮量調整が得られることを目的とする。

《課題を解決するための手段》 この考案は上記の目的を達成するためになされ
たものであり、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、この制御プレートを回動せしめる様に連繋さ
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、この駆動軸を後退方向に付勢する
押圧手段と、潤滑油が貯留される圧縮室側の油溜
まりと上記駆動軸の後端側空間部を連通し、圧縮
室の圧力を駆動軸の後端側空間部に伝達する油圧
供給路と、上記駆動軸の後端側空間部と吸入室間
を連通する連通路に設けられ、吸入室内圧力の増
減に応じて上記連絡路の開閉を制御する油圧制御
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、この伸縮子の可働端に突設され、一様な径の
中間部に小径段部を形成したスプール状弁体と、
この弁体が摺動自在に嵌合される案内孔が形成さ
れたハウジング部と、この案内孔に嵌合した弁体
の突出時における小径段部の位置でハウジング部
に形成された案内孔と交叉するとともに、一端を
上記チヤンバに、他端を上記駆動軸の後端側空間
部と連なる連通路に接続する油路と、上記弁体の
先端側に一端を開口しかつ潤滑油が貯油される圧
縮室側の油溜まり側に他端を開口した油圧連通路
とにより上記油圧制御弁を構成したことを特徴と
する。

《作用》 ロータの回転数が増大するかあるいは冷房負荷
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、その先端の弁体がハウ
ジング部に形成された案内孔を摺動し、弁体の小
径段部がハウジング部に形成された油路に到達し
て、駆動軸の後端側空間部の油圧がチヤンバを介
して吸入室側へ開放されることにより、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
子が縮小するとともに、弁体が復帰方向に摺動
し、ハウジング部に形成された油路を閉鎖し、駆
動軸の後端側空間部の油圧が上昇することより、
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。

これらの弁体の摺動の際、弁体の先端に油圧連
通路からの油圧が常時、加えられているため、微
妙な圧力量調整が得られ、空間部の圧力が弁体に
作用しないため、精密な圧縮調整が得られる。

《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図はこの考案に係る気体圧縮機の要部を示
す第２図−線断面図、第２図はこの考案に係
る気体圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。

第１図、第２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
の半径方向に後退自在な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
チヤンバ５２内に一端が固定され、かつ外圧によ
り伸縮するベローズ５３と、このベローズ５３の
可動端に突設され、一様な径の中間部に小径段部
５４を形成したスプール状弁体５５と、この弁体
５５が摺動自在に嵌合される案内孔５６が形成さ
れたハウジング部５７と、この案内孔５６に嵌合
した弁体５５の突出時における小径段部５４の位
置でハウジング部５７と交叉するとともに、一端
をチヤンバ５２に、他端を駆動軸３１の後端側空
間部３３に連なる連通路５１に接続する油路５８
と、上記弁体５５の先端側、即ち案内孔５６の奥
端に一端を開口し、かつ他端を油圧供給路３５、
即ち潤滑油が貯油される圧縮室側の油溜まり３４
側に開口した油圧連通路５９とにより構成したも
のである。

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の回転数が増大するか、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５６を摺動し、弁体５５の小径段部５
４がハウジング部５７に形成された油路５８に到
達して、駆動軸３１の後端側空間部３３の油圧が
チヤンバ５２を介して吸入室２３側へ開放される
ことにより、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。

また、吸入室の圧力が上昇すると、チヤンバ５
２内のベローズ５３が縮小するとともに、弁体５
５が復帰方向に摺動し、ハウジング部５７に形成
された油路５８を閉鎖し、駆動軸３１の後端側空
間部３３の油圧が上昇することより、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、冷房負荷の変化、あるいは駆動回転数に応じ
て、吸入室２３の圧力に変動が発生した場合、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。また、この気体圧縮機では、
弁体の先端には油圧連通路を介して吐出圧が作用
するため、例えば冷房負荷が増大して外部からの
加熱により吐出圧が高くなる夏期においては、弁
体の先端は吐出圧が高くなつた分だけ余分に押圧
され、伸縮子の設定動作圧では弁体は案内路を摺
動し難くなる、即ち、夏期は冬期に比し制御プレ
ートが遅れて圧縮量を減少させる方向に回転し、
その遅れの間は圧縮量が大きいまま維持され、良
く冷やすことができるので、冷房負荷に応じた圧
縮量の調整も高精度に行うことができる。

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
２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が回動されると、
制御プレート１９のバイパス孔２０とフロントサ
イドブロツク１４の吸入口２１とがほぼ一致し、
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
ガスが供給されて、圧縮作業室の容量は増加す
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
反対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、フトントヘツド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、冷媒ガスの圧縮量の負
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、スプール状の弁体５５を用いたことによ
り、連通路５１における一次側圧力すなわち空間
部３３の圧力が開閉動作に与える影響を解消する
ことができる。その結果、連通路５１における二
次側圧力すなわち吸入室２３の圧力にほぼ比例し
た弁の開閉動作が得られて、圧縮量を高精度に制
御することができる。

なお、上記の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
れる油圧制御弁を、スプール状の弁体により構成
したことにより、流路における一次側圧力の開閉
動作に与える影響が解消される。その結果、流路
における二次側圧力にほぼ比例した弁の開閉動作
が得られて、圧縮量を高精度に制御することがで
きる。

しかも、この気体圧縮機によれば、弁体の先端
には油圧連通路を介して吐出圧が作用するため、
例えば冷房負荷が増大して外部からの加熱により
吐出圧が高くなる夏期においては、弁体の先端は
吐出圧が高くなつた分だけ余分に押圧され、伸縮
子の設定動作圧では弁体は案内路を摺動し難くな
る。即ち、夏期は冬期に比し制御プレートが遅れ
て圧縮量を減少させる方向に回転し、その遅れの
間は圧縮量が大きいまま維持され、良く冷やすこ
とができるので、冷房負荷に応じた圧縮量の調整
も高精度に行うことができる。

【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実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図−線断面図、
第３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……小径段部、
５５……スプール状の弁体、５６……案内孔、５
７……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】 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
   プレートを回動せしめるように連繋され、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、この駆動軸を後退方向に付勢する押圧手段
   と、潤滑油が貯油される圧縮室側の油溜まりと上
   記駆動軸の後端側空間部を連通し、圧縮室の圧力
   を駆動軸の高端側空間部に伝達する油圧供給路
   と、上記駆動軸の後端側空間部と吸入室間を連通
   する連通路に設けられ、吸入室内圧力の増減に応
   じて上記連通路の開閉を制御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、この伸縮子の可働端に突設され、中間部の小
   径段部を形成したスプール状弁体と、この弁体が
   摺動自在に嵌合される案内孔が形成されたハウジ
   ング部と、この案内孔に嵌合した弁体の突出時に
   おける小径段部の位置でハウジング部に形成され
   た案内孔と交叉するとともに、一端を上記チヤン
   バに、他端を上記駆動軸の後端側空間部と連なる
   連通路に接続する油路と、上記弁体の先端側に一
   端を開口しかつ潤滑油が貯油される圧縮室側の油
   溜まり側に他端を開口した油圧連通路と、 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。