JP2008050962A - 容量可変型気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】容量可変型気体圧縮機において、容量切替用のバイパス通路開閉手段についての形状精度の管理の厳格さを緩和しつつ、従来と同等の動作性能を確保する。
【解決手段】吸入室等の低圧空間から吸入した冷媒ガスＧを圧縮室２２において圧縮する圧縮機本体を備え、圧縮行程に対応した圧縮室２２と低圧空間とを連通させるバイパス通路４１，４２，４３，…が形成されているとともに、その表裏各板面４６ａ，４６ｂにそれぞれ作用する圧力の差に応じて、バイパス通路４１，４２間の通過を阻止する状態の側に付勢されている一方の板面４６ａを、バイパス通路４１，４２間の流通を許容する状態の側に変位させるように配設された板ばね部材４６を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、容量可変型気体圧縮機に関し、詳細には、容量切換用のバイパス通路開閉手段の改良に関する。

従来より、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空調システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。

ここで、一般的なコンプレッサのひとつとして例えばベーンロータリ形式のコンプレッサが知られている。

このベーンロータリ形式のコンプレッサは、一端が開放された略筒状のケースとこのケースの開放された一端開口を塞ぐように当該ケースの一端面に接続されるヘッドとを有するハウジングの内部に、圧縮機本体が収容された構成となっている。

圧縮機本体は、回転軸と一体的に回転する円柱状のロータと、ロータの外周面の外方を取り囲み、断面輪郭略楕円形状の内周面を有するシリンダと、ロータの外周面から突出し、この突出した先端がシリンダの内周面に当接した状態を維持するように進退可能とされ、回転軸回りに等角度間隔でロータに設けられた複数枚の板状のベーンと、ロータおよびシリンダの両端面の側からそれぞれ、このロータおよびシリンダを挟むように配設された２つのサイドブロック（フロントサイドブロックおよびリヤサイドブロック）とを有し、回転軸の回転にしたがって、２つのサイドブロック、ロータ、シリンダ、およびロータの回転方向に相前後する２つのベーンによって画成された複数の圧縮室の容積がそれぞれ増減を繰り返すことにより、各圧縮室に吸入された気体（例えば、冷媒ガス）を圧縮して、圧縮機本体の外部に吐出するように構成されている。

また、この気体圧縮機には、圧縮した気体を外部に吐出するに際して、その吐出量を変化させることができる容量可変型のものもある。

例えば、上述したベーンロータリ形式の圧縮機本体を備えた容量可変型のコンプレッサにおいては、冷媒ガスの圧縮行程に対応した圧縮室を画成する構成要素のうちサイドブロックの部分に、この圧縮行程に対応した圧縮室とこの圧縮室内の圧力よりも相対的に低圧の空間（例えば、気体が導入される吸入室）とを連通させるバイパス通路が形成されるとともに、このバイパス通路には、気体がバイパス通路を通過するのを許容する状態と通過を阻止する状態とを択一的に切り替えるスプール弁が備えられている。

そして、このスプール弁がバイパス通路を閉鎖して通過を阻止した状態のときは、気体は、圧縮室において定格の圧縮比で圧縮されて、圧縮室の出口（吐出口）からは規定の量の気体が吐出される。

一方、スプール弁がバイパス通路を開放して通過を許容した状態のときは、圧縮行程にある圧縮室内の気体の一部が、圧縮行程にある圧縮室からバイパス通路を経由して低圧空間に流出し、圧縮室内の気体の量が減少して、圧縮室の出口（吐出口）から吐出される気体の量は、規定の量未満となる。

したがって、スプール弁の動作を適切に制御することにより、気体の吐出量を適宜変化させることができる。

そして、上述したスプール弁は、圧縮室に臨んだ面に作用する圧力（圧縮室の内圧）と、その反対側の面（背面）に作用する圧力（圧縮室から吐出された高圧の気体が一時的に溜められて吐出室の高圧が作用した潤滑油あるいは作動油の油圧）との差に応じて動作するが、背面側に上記高圧の潤滑油を作用させる否かを、電磁弁で切り替えることによって、バイパス通路の通過を許容する状態と通過を阻止する状態とを切り替えている（特許文献１）。
実開昭５７−１２３９９１号公報（実願昭５６−１００１７号）

ところで、バイパス通路開閉手段として上述したスプール弁を用いたものの動作性能の精度は、スプール弁の弁体自体とこの弁体が挿通されるサイドブロックとの間のクリアランスの精度に大きく依存するため、これら両者の組合せ部品精度を厳格に管理する必要がある。

そして、所望とする動作性能を確保するためにそのような部品精度の厳格な管理を行うことは、気体圧縮機の製造コストの上昇を招き、一方、そのような部品精度の厳格な管理を行わなければ、製造コストを抑制することができるものの、所望とする動作性能を確保することができない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、容量切替用のバイパス通路開閉手段についての形状精度の管理の厳格さを緩和しつつ、従来と同等の動作性能を確保することができる容量可変型気体圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係る気体圧縮機は、バイパス通路開閉手段として、その動作性能が部品の形状寸法精度への依存度が高い従来のスプール弁ではなく、形状寸法精度よりもむしろ材質の品質に依存する程度が高い板ばね部材を適用することにより、部品の寸法精度管理の厳格さを緩和しつつ、動作性能を確保したものである。

すなわち、本発明に係る容量可変型気体圧縮機は、低圧空間から吸入した気体を内部空間（圧縮室）において圧縮する圧縮機本体を備え、前記内部空間のうち前記気体に対する圧縮の行程に対応した空間部分と前記低圧空間とを連通させるバイパス通路が形成されているとともに、前記バイパス通路の通過を許容する状態と阻止する状態とを切り替えるバイパス通路開閉手段が備えられ、該バイパス通路開閉手段の状態に応じて圧縮気体の吐出量を可変とする容量可変型気体圧縮機において、前記バイパス通路開閉手段は、その表裏各面にそれぞれ作用する圧力の差に応じて、その弾性力に基づいた付勢力によりその板面が前記バイパス通路を塞いで前記阻止する状態と、前記付勢力に抗した弾性変形による前記許容する状態との間で変位または変形する板ばね部材を備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明に係る容量可変型気体圧縮機によれば、板ばね部材が自身の弾性力によってその板面がバイパス通路を塞ぐように付勢されているときは、バイパス通路が閉じられているので、圧縮室が圧縮行程に移行しても、気体は、圧縮室からバイパス通路に流出することはなく、したがって、圧縮室において所定の圧縮比で圧縮されて、圧縮室の出口（吐出口）から規定の最大量の気体が吐出される。

一方、板ばね部材の表裏各板面にそれぞれ作用する圧力の差に応じて、板ばね部材が、自身の弾性力に基づいた付勢力に抗して弾性変形することにより、塞いでいるバイパス通路から離れ、バイパス通路の流通を許容する状態に変位または変形する。このとき、圧縮行程にある圧縮室内の気体の一部は、バイパス通路を経由して低圧空間に漏出し、圧縮室内の気体の量が減少して、圧縮室の出口（吐出口）から吐出される気体の量は、規定の最大量よりも少ない量となる。

したがって、板ばね部材の表裏各板面にそれぞれ作用する圧力を適切に制御することにより、気体の吐出量を適宜変化させることができる。

そして、板ばね部材による上記動作の切替性能は、形状寸法精度に依存する度合いが従来のスプール弁のように大きくはないため、部品の寸法精度管理を従来よりも容易にすることができ、寸法精度管理を緩和しつつ動作性能を確保することができる。

本発明に係る容量可変型気体圧縮機によれば、容量切替用のバイパス通路開閉手段についての部品の寸法精度管理を緩和しつつ、動作性能を確保することができる。

以下、本発明の容量可変型気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１は本発明に係る容量可変型気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサ１０を示す概略縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す断面図、図３は、図１におけるフロントサイドブロック１５およびその近傍部分を拡大した拡大図である。

図示のコンプレッサ１０は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空調システムの一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。

そして、コンプレッサ１０は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体、すなわち冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒（液）として膨張弁に送出する。

高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。

また、コンプレッサ１０は、外装であるハウジング１１と、このハウジング１１の内部に収容された圧縮機本体１２と、ハウジング１１に取り付けられ、図示しない駆動源からの駆動力を圧縮機本体１２に伝える伝達機構１３とを備えている。

ハウジング１１は、一端開放の筒状体からなるケース１１ａと、このケース１１ａの開放部を覆うように取り付けられたフロントヘッド１１ｂとを有し、これらによって、圧縮機本体１２が収容される内部空間が形成されている。また、フロントヘッド１１ｂには、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート（図示せず）が形成され、ケース１１ａには、圧縮機本体１２で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート３１ａが形成されている。そして、伝達機構１３は、ラジアルボールベアリングを介して、フロントヘッド１１ｂに回転自在に支持されている。

ハウジング１１内に収容された圧縮機本体１２は、伝達機構１３によって軸回りに回転駆動される回転軸１９と、回転軸１９と一体的に回転するロータ１８と、ロータ１８の外周面の外方を取り囲む断面輪郭略楕円形状の内周面１４ａ（図２参照）を有するとともに両端が開放されたシリンダ１４と、ロータ１８の外周面から突出自在に埋設され、この突出した先端がシリンダ１４の内周面１４ａに当接する、回転軸１９回りに等角度間隔でロータ１８に設けられた５枚の板状のベーン２１と、シリンダ１４の両開放端面１４ｂ，１４ｃの外側からそれぞれ開放端面１４ｂ，１４ｃを覆うように固定されたフロントサイドブロック１５およびリヤサイドブロック１６とからなる。

そして、２つのサイドブロック１５，１６、ロータ１８、シリンダ１４、およびロータ１８の回転方向（図２において反時計回りの方向）に沿って相前後する２つのベーン２１，２１により画成された各圧縮室２２の容積が、回転軸１９の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、各圧縮室２２に吸入された冷媒ガスＧを圧縮して吐出するように構成されている。

なお、ロータ１８の両端面１８ａ，１８ｂ側からそれぞれ突出した回転軸１９の部分のうち一方の部分は、フロントサイドブロック１５の軸受部１５ｂに軸支されるとともに、フロントヘッド１１ｂを貫通して外方まで延び、この貫通部分がフロントヘッド１１ｂにより軸支され、外方に延びた部分が伝達機構１３に連結されている。同様に回転軸１９の突出部分のうち他方の側は、リヤサイドブロック１６の軸受部１６ｂにより軸支されている。

そして、フロントヘッド１１ｂによる回転軸１９の支持と、両サイドブロック１５，１６の外周部がＯリング等によりケース１１ａ，フロントヘッド１１ｂの内周面に保持されることとによって、圧縮機本体１２はハウジング１１内の所定位置に保持されている。

また、圧縮機本体１２がケース１１ａの内部に収容された状態で、リヤサイドブロック１６とケース１１ａとにより吐出室３１が形成され、一方、フロントサイドブロック１５とフロントヘッド１１ｂとにより吸入室２４が形成され、吐出室３１は吐出ポート３１ａに連通し、吸入室２４は図示しない吸入ポート（図１において、電磁バルブ４０の背面に位置する。）に連通している。

なお、吸入室２４と吐出室３１とは、前述したＯリング等によって気密に隔絶されている。また、リヤサイドブロック１６には後述するサイクロンブロック３０が取り付けられており、このサイクロンブロック３０は、吐出室３１内に露呈している。

また、吐出室３１の下部には、このコンプレッサ１０の摺動部等を潤滑・冷却・清浄するとともに、ベーン２１をシリンダ１４の内周面１４ａの方向に突出させるべくベーン２１に背圧を作用させる冷凍機油Ｒが貯留されている。

すなわち、ロータ１８には、スリット状のベーン溝２０が放射状に、かつロータ１８の回転中心回りに等角度間隔で５つ形成され、これらのベーン溝２０に、前述のベーン２１が挿入され、各ベーン２１は、ロータ１８の回転によって生じる遠心力と、ベーン溝２０およびベーン２１の底面によって画成された背圧室１８ｃに加えられる冷凍機油Ｒの油圧とにより、シリンダ１４の内周面１４ａ方向へ突出し、このベーン２１の突出した先端がシリンダ１４の内周面１４ａに当接した状態を維持するように、内周面１４ａの輪郭形状に追従する。

これにより、各圧縮室２２は、ロータ１８の回転にしたがって容積の変化を繰り返す。

また、フロントサイドブロック１５には、図２に示すように、吸入室２４と圧縮室２２とを連通させるフロント側吸入口２５が開口しており、吸入ポートから吸入室２４に導入された冷媒ガスＧは、このフロント側吸入口２５を介して圧縮室２２に吸入される。

一方、シリンダ１４の外周の一部には凹部が形成され、この凹部は、両サイドブロック１５，１６の各内側端面１５ａ，１６ａとケース１１ａの内周面とによって囲まれた吐出チャンバ２６を形成している。

そして、この吐出チャンバ２６が形成されて薄肉化されたシリンダ１４の部分には、圧縮室２２と吐出チャンバ２６とを連通させる吐出口２７が開口し、吐出口２７には、吐出チャンバ２６側に開放するリードバルブ２８（バルブ本体２８ａおよびバルブサポート２８ｂ）が設けられている。

そして、圧縮室２２から吐出口２７、リードバルブ２８を通って吐出チャンバ２６に吐出された高圧の冷媒ガスＧは、リヤサイドブロック１６に形成された連通孔（図示せず）、およびリヤサイドブロック１６に固定されたサイクロンブロック３０のオイルセパレータ３０ａを経て、吐出室３１に吐出される。

一方、オイルセパレータ３０ａによって、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは、吐出室３１の底部に滴下し、前述したようにこの底部に貯留される。

さらに、このコンプレッサ１０には、回転軸１９と軸受部１５ｂ，１６ｂとの間の潤滑、ロータ１８の各端面１８ａ，１８ｂと各サイドブロック１５，１６の内側端面１５ａ，１６ａとの間の潤滑、背圧室１８ｃへのベーン付勢用油圧供給等のために、吐出室３１の下部に貯留した冷凍機油Ｒを各部位に導く構造を備えている。

すなわち、リヤサイドブロック１６のうち、吐出室３１の底部に溜まった冷凍機油Ｒに浸かる部分に、水平の油路５１と、この油路５１および軸受部１６ｂを連通する鉛直の油路３２ｃが形成され、また、リヤサイドブロック１６の内側端面１６ａには、油路３２ｃの軸受部１６ｂにおける開口から、軸受部１６ｂと回転軸１９との間の微小隙間を通って、ロータ１８の背圧室１８ｃに連通する凹部（サライ溝）１６ｃが形成されており、底部に溜められた冷凍機油Ｒは、吐出室３１内の冷媒ガスＧの圧力によって、油路５１，３２ｃおよび軸受け部１６ｂを通って、サライ溝１６ｃに供給される。

また、フロントサイドブロック１５にも、リヤサイドブロック１６のサライ溝１６ｃと同様のサライ溝１５ｃが形成され、さらに、シリンダ１４の底部に油路５１に接続する貫通孔３２が形成され、フロントサイドブロック１５に貫通孔３２のフロントサイドブロック１５側の開口と軸受部１５ｂとを連通させる油路３２ｂが形成されて、吐出室３１の底部に溜められた冷凍機油Ｒが、軸受部１５ｂにも供給される。

そして、冷凍機油Ｒは、軸受部１５ｂと回転軸１９との間の微小隙間を通過し、フロントサイドブロック１５の内側端面１５ａに形成されたサライ溝１５ｃ等に導かれる。

なお、油路５１の入口部分には、冷凍機油Ｒに混入した塵埃が、冷凍機油Ｒとともに油路５１に供給されるのを防止するためのフィルタ５７が設けられている。このフィルタ５７は、冷凍機油Ｒによる前述した潤滑機能やベーン２１の背圧供給機能の観点からは必要ではないが、後述するバイパスチェックバルブ４９の動作を適正に確保する観点から必要であり、バイパスチェックバルブ４９に塵埃が噛み込むことによって招来されるバイパスチェックバルブ４９の不動作を防止するものである。

さらに、このコンプレッサ１０は、外部への冷媒ガスＧの吐出量を可変とする容量可変型のコンプレッサであるため、図３の部分拡大図に示すように、フロントサイドブロック１５のうち冷媒ガスＧの圧縮行程に対応した圧縮室２２を画成する部分に、この圧縮行程の圧縮室２２と、この圧縮室２２の内圧よりも相対的に低圧の空間（低圧空間）である吸入室２４とを連通して、圧縮室２２内部の冷媒ガスＧを吸入室２４に流出させるバイパス通路４１，４２，４３，４４，４５が形成されているとともに、バイパス通路４１，４２間にバイパス通路４１，４２間の通過を許容する状態と阻止する状態とを切り替えることにより、この切替状態に応じて冷媒ガスＧの吐出量を可変とするバイパス通路開閉手段としての板ばね部材（バイパスバルブ）４６が配設されている。

ここで、バイパス通路４１，４２，４３，４４は、フロントサイドブロック１５に形成され、バイパス通路４１の一端は、圧縮行程に対応した圧縮室２２に臨んで開口している。

バイパス通路４４は、フロントサイドブロック１５の外周面に形成されており、図３における図示上側のバイパス通路４３と図示下側のバイパス通路４３とを連通させるように外周面の略半周に亘って形成されている。

バイパス通路４５の一端は、電磁バルブ４０を介して、低圧空間である吸入室２４に臨んで開口している。

板ばね部材４６は、詳しくはフロントサイドブロック１５を示す図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った断面である図４（ｂ）に示すように、一方の板面４６ａがバイパス通路４１に密着して、バイパス通路４１，４２間での冷媒ガスＧの通過を阻止する状態に付勢されている。

そして、この板ばね部材４６は、その一方の板面４６ａに作用する圧力（圧縮室２２内における冷媒ガスＧの圧力）と、他方の板面４６ｂ（一方の面４６ａの裏面）に作用する圧力（バイパス通路４２内の内圧）との差に応じて、図４（ｃ）に示すように、一方の板面４６ａがバイパス通路４１から離れるように弾性変形し、バイパス通路４１〜４６の流通を許容する状態に切り替えられる。

ここで、バイパス通路４２内の圧力は、フィルタ５７を介して、リヤサイドブロック１６に形成された油路５１、および油路３２とは異なる通路としてシリンダ１４の肉厚部に形成された供給通路１４ｄを通って供給された冷凍機油Ｒによるものである。

そして、供給通路１４ｄ、バイパスチェックバルブ４９およびバイパス通路４３並びにバイパス通路４４，４３を介してバイパス通路４２に供給された冷凍機油Ｒの圧力（高圧）が、板ばね部材４６の他方の板面４６ｂに作用している。

吐出室Ｒ内において冷凍機油Ｒに作用する圧力は、圧縮室２２から非常に高い圧力で吐出された冷媒ガスＧの圧力に依存するため非常に高く、したがって、バイパス通路４２において板ばね部材４６の他方の板面４６ｂに作用する圧力は非常に高い。

一方、板ばね部材４６の一方の板面４６ａに作用する圧力は、圧縮室２２内の圧力であるが、この圧縮室２２は圧縮行程の圧縮初期段階に対応しているに過ぎないため、圧縮室２２内の圧力は比較的小さく、したがって、一方の板面４６ａに作用する押圧力は他方の面４６ｂに作用する押圧力よりも小さく、板ばね部材４６は、バイパス通路４１を塞いだ状態となっている（図４（ｂ）の状態）。

なお、板ばね部材４６は、この板ばね部材４６が大きく変形するのを阻止するバルブサポート４７とともに、ねじ部材４８によって、フロントサイドブロック１５に共締めされている。

バイパス通路４５と吸入室２４との間には、電磁バルブ４０が設けられている。この電磁バルブ４０も、バイパス通路開閉手段の一つであり、バイパス通路４５と吸入室２４との間の流通許容と流通阻止とを切り替えている。

すなわち、バイパス通路４５と吸入室２４との間の流通を阻止しているときは、バイパス通路４２，４３，４４，４５は、高圧の冷凍機油Ｒによって高圧に維持され、板ばね部材４６はバイパス通路４１を塞ぎ、圧縮室２２からは、最大容量の冷媒ガスＧが吐出チャンバ２６に吐出される。

一方、電磁バルブ４０が、バイパス通路４５と吸入室２４との間の流通を許容しているときは、バイパス通路４２に供給された高圧の冷凍機油Ｒは、バイパス通路４３，４４，４５を通って、低圧である吸入室２４に流出する。したがって、図４（ｃ）に示すように、板ばね部材４６の一方の板面４６ａに作用する圧力が、他方の板面４６ｂに作用する圧力を上回り、板ばね部材４６はバイパス通路４１，４２間の流通を許容するように弾性変形し、圧縮室２２から圧縮行程初期の冷媒ガスＧがバイパス通路４２に流入し、バイパス通路４３，４４，４５、および電磁バルブ４０を通って、吸入室２４に流出する。

したがって、圧縮室２２では、当該圧縮室２２を画成する２つのベーン２１，２１のうち、回転方向後側のベーン２１が、圧縮室２２に開口したバイパス通路４１を通り過ぎる回転角度位置に達するまでは、実質的に圧縮作用が開始されず、したがって、この時点では既に圧縮作用が開始されている最大容量吐出モードの場合よりも、圧縮された冷媒ガスＧの吐出チャンバ２６への吐出量が減少することとなる。

ここで、冷媒ガスＧの吐出量が最大の吐出量よりも少ない状態のときは、バイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通している状態であり、バイパス通路４３，４４，４５からは、圧縮室２２からバイパス通路４１，４２を経由して流出した冷媒ガスＧだけでなく、供給通路１４ｄから供給されている冷凍機油Ｒも吸入室２４に流出し続けることになりかねない。

そこで、供給通路１４ｄとバイパス通路４３との間に、冷媒ガスＧの吐出量が低減されている期間中であっても冷凍機油Ｒがバイパス通路４３に際限なく流入するのを阻止するためのバイパスチェック４９が配設されている。

すなわち、バイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通していない状態では、バイパスチェックバルブ４９の弁体４９ａは、図５に示すように弦巻ばね４９ｂの付勢力によって、バイパスチェックバルブ空間４９ｃの範囲のうち、図示左端部に変位して、供給通路１４ｄとバイパス通路４３との間で冷凍機油Ｒが流通するのを許容している。

一方、バイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通している状態では、バイパス通路４３，４４，４５内の圧力が低下するため、バイパスチェックバルブ４９の弁体４９ａは、図６に示すように弦巻ばね４９ｂの付勢力に抗して、バイパスチェックバルブ空間４９ｃの範囲のうち、図示右端部に変位し、供給通路１４ｄとバイパス通路４３との間で冷凍機油Ｒが流通するのを阻止する。

これにより、供給通路１４ｄからバイパス通路４３に冷凍機油Ｒが際限なく流入するのを阻止することができる。

なお、図６に示した冷凍機油Ｒの流通阻止状態であっても、弁体４９ａの外周面とバイパスチェックバルブ空間４９ｃを画成する壁面との間には、摺動用の僅かな隙間が存在するため、実際には、供給通路１４ｄからバイパス通路４３に、微量の冷凍機油Ｒが流出する。

この流出した冷凍機油Ｒは、バイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通している状態のときは、バイパス通路４３〜４５を通って吸入室２４に放出される。

一方、バイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通していない状態のときは、すなわち、電磁バルブ４０を切り替えることによってバイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通している状態から連通しない状態に切り替えられたとき、バイパスチェックバルブ４９の弁体４９ａは、未だバイパス通路４１〜４５が吸入室２４に連通していない状態における位置（バイパスチェックバルブ空間４９ｃの範囲のうち図示右端部）にそのまま残っている。

しかし、図７に示すように、前述した僅かな隙間を通って微量の冷凍機油Ｒが給通路１４ｄからバイパス通路４３に流出し続けることにより、バイパス通路４３〜４５内の圧力が僅かずつ上昇し、バイパスチェックバルブ４９の弁体４９ａが僅かずつ図示左方に変位し、供給通路１４ｄとバイパス通路４３とが連通した瞬間に、供給通路１４ｄからバイパス通路４３，４４を介して、バイパス通路４２に冷凍機油Ｒが急激に流入し、板ばね部材４６は、バイパス通路４１を塞いだ状態（図４（ｂ）の状態）となって、圧縮室２２は最大容量に切り替えられ、冷媒ガスＧの吐出量が最大に戻される。このとき、バイパスチェックバルブ４９の弁体４９ａは、図５に示したバイパスチェックバルブ空間４９ｃの左端位置まで戻される。

このように構成された本実施形態に係るコンプレッサ１０によれば、板ばね部材４６の一方の板面４６ａがバイパス通路４１，４２間を塞いで、バイパス通路４１〜４５間の通過を阻止する状態に付勢されているとき（吐出量最大時）は、圧縮室２２が圧縮行程に移行すると、冷媒ガスＧは、圧縮室２２において所定の最大の圧縮比で圧縮されて、圧縮室２２の出口である吐出口２７からは所定の最大量の冷媒ガスＧが吐出される。

一方、板ばね部材４６の表裏各板面４６ａ，４６ｂにそれぞれ作用する圧力の差に応じて、板ばね部材４６が、その弾性力に基づいた付勢力に抗して弾性変形し、一方の板面４６ａがバイパス通路４１，４２間を開いてバイパス通路４１〜４５の流通を許容する状態に変位（変形）しているときは、圧縮行程にある圧縮室２２内の冷媒ガスＧの一部が、バイパス通路４１〜４５を経由して低圧空間である吸入室２４に流出し、圧縮室２２内の冷媒ガスＧの量が減少して、圧縮室２２の吐出口２７から吐出される冷媒ガスＧの量は、最大量よりも少なくなる。

したがって、板ばね部材４６の表裏各板面４６ａ，４６ｂにそれぞれ作用する圧力を適切に制御することにより、冷媒ガスＧの吐出量を適宜変化させることができる。

そして、板ばね部材４６による上記動作の切替性能は、形状寸法精度に依存する度合いが従来のスプール弁のよりも小さいため、部品の寸法精度管理を従来よりも容易にすることができ、寸法精度管理を緩和しつつ動作性能を確保することができる。
（変形例１）
上述した実施形態のコンプレッサ１０は、板ばね部材４６が図４（ｂ），（ｃ）に示したように、ねじ部材４８により、フロントサイドブロック１５の概略厚さ方向すなわち圧縮室２２との境界からの概略長さ方向に沿って締め付けられたものであるが、本発明に係る容量可変型の気体圧縮機は、この形態に限定されるものではなく、図８に示すように、板ばね部材４６が、ねじ部材４８により、フロントサイドブロック１５の概略厚さ方向に直交する方向すなわち圧縮室２２との境界からの概略長さ方向に直交する方向に沿って締め付けられたものであってもよい。

この場合も、バルブサポート４７は、バルブ４６と共締めされているため、バルブサポート４７、板ばね部材４６はいずれも略Ｌ字形状に形成されたものとなる。

そして、板ばね部材４６がこのように形成された実施形態のコンプレッサによっても、上述した実施形態１に係るコンプレッサ１０と同様の作用、効果を発揮する。

すなわち、板ばね部材４６の表裏各板面４６ａ，４６ｂにそれぞれ作用する圧力を適切に制御することにより、冷媒ガスＧの吐出量を適宜変化させることができる。

そして、板ばね部材４６による上記動作の切替性能は、形状寸法精度に依存する度合いが従来のスプール弁のよりも小さいため、部品の寸法精度管理を従来よりも容易にすることができ、寸法精度管理を緩和しつつ動作性能を確保することができる。
（変形例２）
上述した実施形態１および変形例１のコンプレッサ１０はいずれも、板ばね部材４６がフロントサイドブロック１５に配設されたものであるが、本発明に係る容量可変型の気体圧縮機は、この形態に限定されるものではなく、実施形態１および変形例１における板ばね部材４６およびバルブサポート４７にそれぞれ相当する板ばね部材６６およびバルブサポート６７を、図９に示すように、吐出チャンバ２６におけるリードバルブ２８ａおよびバルブサポート２８ｂと同様の構成として、シリンダ１４に設けてもよい。

そして、実施形態１および変形例１におけるバイパス通路４１に相当するバイパス通路６１が、吐出チャンバ２６における吐出口２７と同様の構成で、バイパス通路４１が開口していた回転角度位置と同じ回転角度位置に形成され、バイパス通路４２に相当するバイパス通路６２が、吐出チャンバ２６と同様の構成でシリンダ１４の肉厚部分に形成され、バイパス通路４３に相当するバイパス通路６３が、図３に示したバイパス通路４４と同様の構成で形成されたバイパス通路に連通するように形成されている。

そして、板ばね部材６６がこのようにシリンダ１８に設けられた実施形態のコンプレッサによっても、上述した実施形態１や変形例１のコンプレッサ１０と同様の作用、効果を発揮する。

すなわち、板ばね部材６６の表裏各板面にそれぞれ作用する圧力を適切に制御することにより、冷媒ガスＧの吐出量を適宜変化させることができる。

そして、板ばね部材６６による上記動作の切替性能は、形状寸法精度に依存する度合いが従来のスプール弁のよりも小さいため、部品の寸法精度管理を従来よりも容易にすることができ、寸法精度管理を緩和しつつ動作性能を確保することができる。

なお、この変形例２においては、吐出チャンバ２６が、図２に示すように半径方向に関して開放されたままであると、ケース１１ａとシリンダ１４の外周との隙間を通じて、冷凍機油Ｒがバイパス通路６２から吐出チャンバ２６に回り込む虞があるため、吐出チャンバ２６の半径方向外方部分を、図９に示すようにシリンダ１４によって包囲した構成とするか、これとは逆に、バイパス通路６２の半径方向外方部分を、シリンダ１４によって包囲した構成とするのが好ましい。

もちろん、シリンダ１４によって包囲壁を形成したものに限定されるものではなく、吐出チャンバ２６またはバイパス通路６２を、Ｏリング等によって、互いに連通しないように気密に仕切る構成を採用することもできる。

本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式の可変容量型コンプレッサを示す概略縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を表す断面図である。 図１におけるフロントサイドブロックおよびその近傍部分を拡大した拡大図である 図１におけるフロントサイドブロックの詳細を示す図であり、（ａ）は図１に示した矢視Ｂによりフロントサイドブロックを透視した場合の図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿った断面を示す断面図であってバイパス通路を閉鎖した状態、（ｃ）は（ｂ）と同様に（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面を示す断面図であってバイパス通路を開放した状態をそれぞれ表す。 バイパスチェックバルブと板ばね部材との動作を説明する詳細図（その１）である。 バイパスチェックバルブと板ばね部材との動作を説明する詳細図（その２）である。 バイパスチェックバルブと板ばね部材との動作を説明する詳細図（その３）である。 板ばね部材の変形例を示す図４（ｂ）相当の図である。 板ばね部材をシリンダに設けた変形例を示す図２相当の図である。

符号の説明

１０ コンプレッサ（容量可変型気体圧縮機）
１１ ハウジング
１２ 圧縮機本体
１４ シリンダ
１５，１６ サイドブロック
１８ ロータ
１９ 回転軸
２２ 圧縮室
２４ 吸入室（低圧空間）
３１ 吐出室
４０ 電磁バルブ
４１〜４５ バイパス通路
４６ 板ばね部材（バイパス通路開閉手段）
４７ バルブサポート
Ｇ 冷媒ガス
Ｒ 冷凍機油

Claims (4)

1. 低圧空間から吸入した気体を内部空間において圧縮する圧縮機本体を備え、
   前記内部空間のうち前記気体に対する圧縮の行程に対応した空間部分と前記低圧空間とを連通させるバイパス通路が形成されているとともに、前記バイパス通路の通過を許容する状態と阻止する状態とを切り替えるバイパス通路開閉手段が備えられ、該バイパス通路開閉手段の状態に応じて圧縮気体の吐出量を可変とする容量可変型気体圧縮機において、
   前記バイパス通路開閉手段は、その表裏各面にそれぞれ作用する圧力の差に応じて、その弾性力に基づいた付勢力によりその板面が前記バイパス通路を塞いで前記阻止する状態と、前記付勢力に抗した弾性変形による前記許容する状態との間で変位または変形する板ばね部材を備えたことを特徴とする容量可変型気体圧縮機。
2. 前記気体圧縮機は、
   回転軸と一体的に回転する円柱状のロータと、前記ロータの外周面の外方を取り囲むシリンダと、突出側の先端が前記シリンダの輪郭形状に追従するように前記ロータの外周面からの突出量が可変とされた、前記回転軸回りに等角度間隔で設けられた複数の板状のベーンと、前記ロータの両端面の側からそれぞれ、該ロータおよび前記シリンダを挟むように配設された２つのサイドブロックとを有し、前記回転軸の回転にしたがって、前記２つのサイドブロック、前記ロータ、前記シリンダ、および前記ロータの回転方向に相前後する２つの前記ベーンによって画成された圧縮室の容積が増減を繰り返すベーンロータリ形式の圧縮機本体であり、
   前記バイパス通路は、一端が前記圧縮の行程に対応した空間部分に臨む開口部であり、他端が前記低圧空間に臨む開口部となるように形成され、前記バイパス通路開閉手段は、該サイドブロックに配設されていることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機。
3. 前記気体圧縮機は、
   回転軸と一体的に回転する円柱状のロータと、前記ロータの外周面の外方を取り囲むシリンダと、突出側の先端が前記シリンダの輪郭形状に追従するように前記ロータの外周面からの突出量が可変とされた、前記回転軸回りに等角度間隔で設けられた複数の板状のベーンと、前記ロータの両端面の側からそれぞれ、該ロータおよび前記シリンダを挟むように配設された２つのサイドブロックとを有し、前記回転軸の回転にしたがって、前記２つのサイドブロック、前記ロータ、前記シリンダ、および前記ロータの回転方向に相前後する２つの前記ベーンによって画成された圧縮室の容積が増減を繰り返すベーンロータリ形式の圧縮機本体であり、
   前記バイパス通路は、一端が前記圧縮の行程に対応した空間部分に臨む開口部であり、他端が前記低圧空間に臨む開口部となるように形成され、前記バイパス通路開閉手段は、該シリンダに配設されていることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型気体圧縮機。
4. 前記板ばね部材の表裏板面のうち、前記一方の板面が前記圧縮の行程に対応した空間部分に臨んでいることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の容量可変型気体圧縮機。

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