JPS601397A - 圧縮容量可変型圧縮機 - 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】 技術分野 本発明は車室内における冷房負荷の変化にともない圧縮
容量を自動的に制御することの出来る圧縮容量可変型の
圧縮機、更に具体的には吸入室内若しくは圧縮室内の吸
入行程における圧力（吸入行程圧力ＰＬ）と、圧縮室内
の圧縮行程における圧力（圧縮行程圧力ＰＩＩ）との間
に生ずる差圧の変化を利用して制御弁を自動開閉可能に
設け、同制御弁の自動開閉を介して低冷房負荷時におい
て圧縮室内の圧縮途中にある冷媒ガスの一部を吸入室側
に逃すことによって圧縮室におけるその圧縮容量を自動
的に調整することが出来る様に設けられる容量可変型圧
縮機のその制御弁機構の改良に関するものである。

従来技術 従来車室内における冷房負荷の変化にともない圧縮容量
を自動的に制御するようにした容量可変型の圧縮機とし
ては吸入室内の圧力と圧縮室内の圧力間に生ずる一差圧
の変化を利用する方法、即ち吸入行程圧力Ｐｔと圧縮行
程圧力Ｐ１１との間に生ずる差圧の変化を比較した場合
にお伝て吸入行程における圧力の高さに比例してその差
圧の変化が大きくなることに鑑み、その差圧の変化を利
用して制御弁機構を自動開閉させることによりその圧縮
容量を調整する方法が本出願人によって先に提案されて
いる。

上記提案とは第７図及び第８図に示す様に吸入室（９）
と圧縮室（６）（第１図及び第２図参照）間に介在する
フロントサイドプレート（３Ａ）に同吸入室（９）と圧
縮室（６）を連通ずる如くバイパス路（１１）を貫設し
、同バイパス路圓に対しては同バイパス路（１１）の開
閉を制御すべくスプールａ錫をバイパス路０１）に対し
て直交する方向に向けて摺動自在に設けるに同スプール
（１９）はバイパス路（１１）をばね（２２１によシ開
放する方向に向けて付勢された状態にある如く設けると
ともに同スプールＱ９１の両側には高圧室（２０）と低
圧室（２１）を対峙させて設け、高圧室（２０）は第１
導圧孔（財）を介して圧縮室（６）の圧縮行程（圧縮行
程圧力ＰＲ）と連通ずる如く設け、又低圧室（２１）は
第２導圧孔（ハ）を介して吸入室（９）若しくは圧縮室
（６）の吸入行程（吸入行程圧力ＰＬ、）と連通ずる如
く設け、吸入行程における圧力の上昇に伴ない圧縮行程
圧力ｐｎと吸入行程圧力ＰＬ間に生ずる差圧かばね（２
２１の設定圧力を上回る圧力状態においてはバイパス路
０１）を塞ぎ、又吸入行程における圧力の低下に伴ない
圧縮行程圧力ＰＩｌと吸入行程圧力ＰＬ間に生ずる差圧
かばね（２りの設定圧力を下回る状態においてはバイパ
ス路（１１）を開放して圧縮途中にある冷媒ガスの一部
を吸入室（９）側に逃す様に設けることによって車室内
の冷房負荷が大きい状態にあっては圧縮機をフル稼°動
させることが出来、又車室内の冷房負荷が減少した状態
においては圧縮機の稼動率を低下させることが出来る如
く車室内の冷房負荷の変化に対応してその圧縮容量を自
動的に調整することが出来る様に設けて成るものであっ
て、同提案にあっては ■　起動時において電磁クラッチを接続させると同時に
圧縮行程圧力ＰＩＩと吸入行程圧力Ｐｔ間に大きな差圧
ガ生じ、開放状態にあるバイパス。

路（１１）は瞬間的に閉塞状態になることにより起動時
はおける立上シショソクの緩和作用が充分に得られない
。

■　運転中に急加速させた場合において、圧縮行程圧力
ｐＨと吸入行程圧力ＰＬ間に生ずる差圧＼ は更に大きくなってスプール叫が低圧室（２Ｉｊ側（ノ
クイパス路旧）を塞ぐ方向ンに移動することによシ、１
００チ冷房負荷が掛った状態にて高速回転する状態、即
ち全負荷運転状態となり車室内が過冷却となる。

等の不具合を生ずることとなる。

発明の目的 本発明は上記の様な従来の実情に鑑みてその改善を試み
たものであって、本発明の目的は起動時及び急加速時に
おける制御弁機構の作動特性を向上させることにある。

発明の構成 即ち本発明は起動時においてトルクを軽減し立上９シヨ
ツクを緩和するとともに急加速時における全負荷運転を
防止する様にしたことをその特徴とするものであって、
本発明の要旨は圧縮室と吸入室を隔設するサイドプレー
ト内に進退自在に設けられるスプールの両端部に高圧室
と低圧室を対峙させて設け、低圧室は吸入菫若しくは圧
縮室の吸入行程と連通させ、且つ同低圧室内には上記ス
プールを高圧室方向に向けて付勢するばねを介装する一
方、サイドプレートには圧縮室側に高圧室と連通ずるバ
イパス孔を圧縮室の圧縮行程と対応させて設けるととも
に吸入室側には吸入室と連通ずる複数個のバイパス孔を
上記圧縮室側のバイパス孔に対してその開口位置を変位
させて設け、前記スプールにはバイパス連通孔を穿設し
、同連通孔の一端は高圧室に連通させるとともに他端を
スプールの摺動を介して上記複数個のバイパス孔に対し
て選択的に連通可能で且つ前記バイパス孔間に形成する
壁面部によって閉塞可能に設ける様に構成したことにあ
る。

実施例 以下に本発明の具体的な実施例を例示の図面について説
明する。第１図乃至第６図に示す各図面において（１）
は圧縮機の外殻を構成するハウジングを示す。同ハウジ
ング（１）はフロントハウジング（ＩＮとリャハウジン
グ（ＩＢ）により形成され、同フロントハウジング（Ｉ
Ａ）にはシリンダーブロック（２）が、又同シリンダー
ブロック（２）を間に挾んでその両側にフロントサイド
プレート（３Ａ）とりャサイドブレート（３Ｂ）が内嵌
される。シリンダーブロック（２）は前後両端部に開口
部を存して中空円筒状に形成され、同中空部の内壁面は
シリンダーブロック（２）の外周面と同心円の円筒状に
形成される。同シリンダーブロック（２）の前後両開口
部は上記両サイドフ。

レート（３Ａ）（３Ｂ）によって遮蔽され、両サイド゛
ノ°レ−）　（３Ａ）（３Ｂ）間には駆動軸（４）が横
架される０同駆動軸（４）はシリンダーブロック（２）
に対してその中心線を偏寄させて設けられ、同駆動軸（
４）にはローター（５）が一体的に固着される０同ロー
ター（５）はシリンダーブロック（２）の内壁面に対し
てその外周壁の一部が摺接可能な如く設けられ、同ロー
ター（５）の外周壁とシリンダーブロック（２）の内壁
面間には圧縮室（６）が形成される。又ローター（５）
にはベーン溝（７）・・・が刻設され、各ベーン溝（力
・・・にはベーン（８）・・−が圧縮室（６）に対して
出没自在に嵌挿される。

フロントハウジング（ＩＡ）とフロントサイドプレー）
（３Ａ）間には吸入室（９）が設けられ、同吸入室（９
）にはフロントハウジング（ＩＡ）側に吸入管路（図示
省略）に接続する吸入口（９）′が設けられる。又同フ
ロントサイドプレート（３Ａ）には圧縮室（６）の一端
、即ちローター（５）の回転方向に沿う始端部と相対応
して吸入孔（１０）が開口される。

一方圧縮室（６）の他端、即ちローター（５）の回転方
向に沿う終端部と相対応する位置にはシリンダーブロッ
ク（２）の一部を切欠いてフロントハウジング（ＬＡ）
の内壁面との間に吐出室（１３）が形成され、同吐出室
（１３）と圧縮室（６）の終端部間は吐出孔（１４）に
よって連通ずる如く設けられる。（１５）は同吐出孔（
１４）を椋う吐出弁、（■６）は同吐出弁ａ９の開き角
度を規制するりテーナーを示す０又リヤノｈウジング（
ＩＢ）にはりャサイドプレー）（３Ｂ）との間−に潤滑
油の分離室（１７）が形成される０同分離室ａ７）はり
ャサイドプレート（３Ｂ）に開口する通孔（１８）を介
して上記吐出室Ｑ３）と連通ずる如く設けられる。開通
孔（１８）の開口部にはフィルター（図示省略）が設け
られる一方、分離室ａＤ内には同フィルターによって分
離される潤滑油の溜り部が設けられる０そして又同分離
室αηにはリヤハウジング（ＩＢ）側に吐出管路（図示
省略）に接続する吐出口圃が設けられる。

前記フロントサイドプレー）（３Ａ）には圧縮室（６）
の吸入行程と圧縮行程の略中間（圧縮行程初期）に位置
して圧縮室（６）と吸入室（９）間を連通ずるノ（イパ
ス路（Ｉｌ＋　（同バイパス路旧）は後述する様にノく
イノシス孔（ｌｌａ　）、（１１ｂＮ１１ｂ）’とスプ
ール（１９）に穿設するノくイバス連通孔（ｌｌｃ）に
より形成される。）と、同バイパス路旧）の開閉を制御
する弁機構（以下［制御弁機構（１２）　Ｊという）が
設けられる。同制御弁機構（１２）にはスプール（Ｈｌ
）が摺動自在に設けられ、同スプール鱈の両端部には高
圧室（２０）と低圧室ＣＤより成る一対の圧力室が対峙
させて設けられる。そして低圧室（２Ｉ）は導圧孔（２
３）を介して圧縮室（６）の吸入行程と連通ずる如く設
けるに同導圧孔’（２３１の先端部は吸入孔００）と比
較的迂兼する位置に開口する如く設けられる。又低圧室
０υにはばね（２２が介装され、常時はスプール（１９
）を高圧室（２０）方向に向けて付勢する状態にある様
に設けられる。なお、このとき高圧室（２０）を密封す
る栓部材（３０）の内端面には、該高圧室（２０）内に
向けて係止片３１）が突設され、スプールα９）の端部
が該係止片（３１）に当接した状態においても、バイ−
パス連通孔（ｌｉｅ）と高圧室（２０）　、ひいてはバ
イパス孔（ｌｌａ）との連通が確保されるように構成さ
れている。ただし、上記係止片（３１）を栓部材（３０
）に突設する代りに、栓部材００）内端面に溝を形成し
て、線溝によってバイパス連通孔（ｌｉｅ）と高圧室（
２０）とを連通ずるように構成してもよい。高圧室（２
（１）はフロントサイドプレー）（３Ａ）の圧縮室（６
）側に開口するバイパス孔（ｌｌａ）を介して圧縮室（
６）、更に具体的には圧縮室（６）の圧縮行程初期（吸
入行程と圧縮行程の中間部）と連通ずる如く設けられる
一方、スプールＶｔｔに穿設するバイパス連通孔（ｌｌ
ｃ）及び同バイパス連通孔（ｌｌｃ）に連続するスプー
ル卸の周面の連通溝（ｌｉｅ）と相対応させてフロント
サイドプレー）（３Ａ）の吸入室（９）側に開口するバ
イパス孔（１１ｂ）（ｌｌｂ）’を介して吸入室（９）
と連通ずる如く設けられる。即ちフロントザイドプレー
）（３Ａ）の吸入室（９）側にはスプールα９）の摺動
方向に沿って複数個（本実施例では２個）のバイパス孔
（ｌｌｂ）　（ｌｌｂ）’がその間に壁面部（ｌｉｄ）
を存して並列させて設けられる。

そしてスプール（１９）に穿設するバイパス連通孔（ｌ
ｌｃ）は同スプールＱ９）の摺動を介して上記両バイパ
ス孔（ｌｌｂ）（ｌｌｂ）’に対して選択的に連通させ
ることが可能な如く設けられる。更に具体的には停止時
及び起動時においては高圧室（２０）寄９に開口するバ
イパス孔（ｌｌｂ）と連通し、運転時においては両バイ
パス孔（ｌｌｂ）（ｌｌｂ　）’間に形成する壁面（ｌ
ｉｄ）によってバイパス連通孔（ｌｌｃ）を閉塞し、且
つ急加速時においては低圧室（２υ寄りに開口するバイ
パス孔（ｌｌｂ）’と連通ずる様に設けられる。

次にその作用について説明する。

圧縮機が停止した状態においては、圧縮機内の各部、即
ち吸入室（９）、圧縮室（６）、吐出室ａ３）、分離室
α力は夫々略同圧状態にある。又゛制御弁機構０２に。

おいて高圧室（２０）と低圧室（２Ｉ）は同圧状態にあ
ることによりスプールα９）は第４図に示す様にばね−
を介して高圧室（２０）方向に向けて付勢された状態に
あり、圧縮室（６）と吸入室（９）はバイパス孔（ｌｌ
ａ）、高圧室（２０）、バイパス連通孔（ｌｉｅ）、バ
イパス孔（ｌｌｂ）を介して連通ずる状態にある。

しかして各部が上記の様な状態にあって、電磁クラッチ
（図示省略）の接続操作を介してエンジンの駆動力を駆
動軸（４）に伝達することによりローター（５）及び各
ベーン（８）・・・の回転作用が得られる。そして各ベ
ーン（８）・・・の回転を介してエバポレータ（図示省
略）より吸入管路を経て吸入室（９）内に送り込まれた
冷媒ガスは吸入孔（１０）を経て圧縮室（６）内に吸引
される。圧縮室（６）内に吸引された冷媒ガスはベーン
（８）・・・の回転作用を介して圧縮室（６）内をその
始端部より終端部方向に向けて送られる間に次第に圧縮
される。そしてこの様にして圧縮室（６）内をその終端
位置迄送られた冷媒ガスは吐出孔０４）、吐出室０３）
、通孔０８）、分離室０７）を経て吐出口（１７）’よ
り吐出管路内をコンデンサー（図示省略）方向に向けて
送り出されるのであるが、前記の様にバイパス路旧）が
開放された状態にあることにより、即ち圧縮室（６）と
吸入室（９）はノ（イノくス孔（１１ａ）、高圧室−、
バイパス連通孔（１１Ｇ）　１．＜イノくス孔（ｌｌｂ
）を介して連通状態にあることにより、上記の様に圧縮
室（６）内をローター（５）の回転方向に沿って終端部
方向に向けて送られる冷媒ガスの一部はその圧縮途中に
おいて吸入室（９）側に流出する。

そしてこの様に圧縮途中にある冷媒ガスの一部がバイパ
ス路旧）をブトして吸゛入室（９）側に流出することに
より、圧編機の起動時におけるその立上りをスムーズに
行なうことが出来るとともにその起動トルクを軽減する
作用が得られる０ このとき、高圧室（２０）と低圧室（２Ｉ）に作用する
圧力（Ｐｎ　＋　ＰＬ）はそれぞれ第９図に示す状態で
変化し、横軸■の時点でスプールが後述の中間位置に達
する。（従来では第１０図に示すごとく横軸■の時点で
早くもスプールが切換わる。）これは、ノ＜イパスガス
圧が直接高圧室（２０）に作用するからＰＨの波状変化
が大きくなることと、バイパスとして圧。

力が抜けようとすることから、ある値に１で達するのに
余分な時間を要するからと考えられるが、このことによ
って、従来よシも良好な起動トルクの軽減に大きく貢献
している。

上記の様にローター（５）の回転が繰り返されることに
より圧縮室（６）内の圧縮圧力が次第に高められること
となるのであるが、この様にして圧縮室（６）内におい
て高められた圧縮ガスの一部が高圧室（２０）内に送り
込まれることによって同高圧室（２０）内の圧力（圧縮
行程圧力ＰＩＩ）が次第に高められる。そしてこの様に
圧縮行程圧力ｐＨが高められて、同圧縮行程圧力Ｐ■と
低圧室ＣＤ内に得られる吸入行程圧力ＰＬとの間に生ず
るその差圧かばね（２力の設定圧力を上回った状態にお
いてスプールα９）はばね（２りの付勢圧に打ち勝って
低圧室（２１）方向に押圧される。

即ち高圧室（２０）と低圧室（２１）は第５図に示す状
態（中間位置）にてバランスし、スプール（田に穿設す
るバイパス連通孔（ｌｌｃ）を壁面部（ｉｌｄ）に上っ
て閉塞する作用が得られる。そしてこの様にバイパス路
ａυが塞がれるこ走によシ圧縮室（６）内の冷媒ガスは
その一部が上記ノくイノくス路（ｌυを経て吸入室（９
）　Ｉｔｌに流出することなく、その全てが圧縮されて
吐出孔（１４）、吐出室（１３）、通孔ｔ１８）、分離
室面を経て吐出管路内をコンデンサ一方“向に向けて送
り出される。

即ち１００係運転状態が得られる０ 又単室内の冷房負荷が減少し、吸入室（９）内の圧力が
低下するのにともない吸入行程圧力Ｐｔ、と圧縮行程圧
力２１１間の差圧も小さくなる０そしてその差圧が低圧
室（２１）内に介装されるばね（２２）の設定圧力を下
回った状態においてこれ迄上記差圧によって低圧室（２
Ｉ）側に押圧されてノ（イノくス連通孔（ｌｉｅ）を壁
面部（ｌｉｄ）によって塞ぐ状態にあったスプールα９
）はばね（２２）の付勢圧を介して高圧室（２０）方向
に向けて摺動し、バイパス連通孔（ｌｌｃ　）の一部が
再びバイパス孔（ｌｌｂ）と連通ずる状態、即ち圧縮室
（６）内において圧縮途中にある冷媒ガスの一部を吸入
室（９）側に逃し、その圧縮容量を夕゛ウンさせる作用
、即ちいわゆる部分冷房負荷運転状態が得られるＯそし
て又電磁クラッチが離断することにより第４図に示す状
態、即ちスプール（１１ばばね（２２１によって高圧室
（２０）方向に付勢されてバイパス連通孔（ｌｌｃ）と
バイパス孔（ｌｌｂ）が一致する状態に戻る。

一方圧ｍ機の運転中において急加速させた場合において
エンジンの回転数が増大するのにともない圧縮機の回転
数も必然的に増大することとなる。

そして圧縮機の回転数が増大することにより、高圧室（
２０）における圧縮行程圧力ＰＩ（と低圧室（２Ｉ）に
おける吸入行程用力ＰＬ間に生ずる差圧も又より一そう
増大することとなる。そしてこの様に画室間の差圧が増
大することによりスプール（１９）は第５図に示す状態
よりも更に低圧室０υ方向に摺動し、第６図に示す様に
バイパス連通孔（’１ｌｃ）がバイパス孔（ｌｌｂ）’
と連通ずる状態が得られるのであるが、この様にバイパ
ス路（１υが連通状態となることにより圧縮室（６）内
において圧縮途中にある冷媒ガスの一部をバイパス孔（
１１ａ）、高圧室（２０）　、バイパス連通孔（ｌｉｅ
）、バイパス孔（１ｌｂ）’を経て吸入室（９）側に逃
す作用が得られる。又この様に圧縮室（６）内の冷媒ガ
スを吸入室（９）側に逃すことに起因して圧縮行程圧力
ｐｎと吸入行程圧力ＰＬ間に生ずる差圧が急激に低下す
ることとなるのであるが、この様に圧縮行程圧力Ｐａと
吸入行程圧力ＰＬ間に生ずる差圧が急激に低下すること
により、スプール（１９１ばばね（２２１により高圧室
剛勇向に向けて付勢されて第４図に示す様にバイパス連
通孔（ｌｌｃ）とノ（イノくス孔（ｌｌｂ）が連通状態
となって起動時と同様圧縮室（６）内において圧縮途中
にある冷媒ガスの一部をバイパス孔（１１ａ）、高圧室
（２０）、バイパス連通孔（１１ｃ）、バイパス孔（ｌ
ｌｂ＞を経て吸入室（９）に逃す作用が得られる。そし
てこの様な逃し作用が得られている間に高圧室（２０）
内の圧力は次第に高められることとなるのであるが、高
圧室（２０）における圧縮行程圧力ｐＨと低圧室（２１
）における吸入行程圧力ＰＬ間に生ずる差圧かばね（２
２）の付勢圧を上回った状態において、スプール叫は低
圧室（２１）方向に摺動し、再び第５図に示す様にバイ
パス連通孔（ｌｉｅ）を壁面部（ｌｉｄ　）によって閉
基すふ状態、即ち通常の１００チ運転状態に戻る０ 発明の効果 本発明は以上の様に構成されるものであって、上記の様
に構成したことにより、起動時において立上りトルクを
軽減することが出来るとともにスムーズな立上りを得る
ことが出来るに至った。

又圧縮機の運転中に急加速させた場合において、圧縮機
の回転数が急激に上昇することに起因して発生するショ
ックを緩和することが出来るとともに過冷却に対して適
切に対処することが出来るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧縮機の側断面図（第２図におけ
るＡ−Ｂ−Ｃ線断面図）、第２図は第１図におけるＤ−
Ｄ線断面図、第３図は同Ｅ−Ｅ線断面図、第４図乃至第
６図は制御弁機構部分の作用状態を表わす拡大図、第７
図は従来構造を表わす断面図、第８図は同制御弁機措部
分の断面図、第９図および第１０図は高圧室と低圧室の
それぞれの圧力変化の状態を示すグラフであり、第９図
は本願発明に係るもので、第１０図は従来に関するもの
である。 （１）ハウジング、（ＩＡ）７０ンドハウジング、（Ｉ
Ｂ）リヤハウジング、（２）シリンダーブロック、（３
Ａ）フロントサイドプレート、（３Ｂ）リヤサイドプレ
ート、（４）駆動軸、（５）ローター、（６）圧縮室、
（カベーン溝、（８）ベーン、（９）吸入室、（９γ吸
入口、ＱＱＩ吸入孔、Ｑｌｌバイパス路、（１’１ａ）
（ｌｌｂ）＋　（ｌｌｂ）’バイパス孔、（ｌｌｃ）バ
イパス連通孔、（ｌｉｄ）壁面部、αつ制御弁機構、α
３）吐出室、θ４）吐出孔、（１５１吐出弁、０６）リ
テーナ−１Ｑ７）　分離室、Ｈｆｆ　出口、（１８１通
孔、（１９）スプール、（２０）高圧室、Ｇｌ）低圧室
、（塑ばね、（２３）導圧孔。 特許出願人　株式会社　豊田自動織機製作所第２訓 ８　１１Ｄ 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮室と吸入室を隔設するサイドプレート内に進
   退自在に設けられるスプールの両端部に高圧室と低圧室
   を対峙させて設け、低圧室は吸入室若しくは圧縮室の吸
   入行程と連通させ且つ同低圧室内には上記スプールを高
   圧室方向に向けて付勢するばねを介装する一方、サイド
   プレートには圧縮室側に高圧室と連通ずるバイノくス孔
   を圧縮室の圧縮行程と対応させて設けるとともに吸入室
   側には吸入室と連通ずる複数個のノくイパス孔を上記圧
   縮室側のバイノ（ス孔に対してその開口位置を変位させ
   て設け、前記スプールにはバイパス連通孔を穿設し、同
   連通孔の一端は高圧室に連通させるとともに他端をスプ
   ールの摺動を介して上記複数個のバイパス孔に対して選
   択的に連通可能で且つ前記バイノくス孔間に形成する壁
   面部によって閉塞可能に設けて成る圧縮容量可変型圧縮
   機。