JPH03202695A - 車両空調用容量可変スクロール型圧縮機 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両空調用容量可変スクロール型圧縮機に関す
る。

［従来の技術］ 従来、本発明者らは、固定スクロールと、該固定スクロ
ールとの間に圧縮室を形成すべく公転運動を介して噛合
される可動スクロールと、該固定スクロール及び該可動
スクロールを支持するハウジングとを含み、該固定スク
ロールの固定側板には渦巻き方向に沿って中心側に近づ
いた位置にバイパス室と連通するバイパス通路を貫設し
、吸入室へ至る吸入通路の開口面積を調整する吸入絞り
弁機構と、該バイパス室から吸入側への圧縮冷媒の解放
を行なうバイパス開閉機構とを配設し、吸入圧力に応動
する制御弁によって該吸入絞り弁機構と該バイパス開閉
機構とを制御するようにした容量可変スクロール型圧縮
機を提案した。

この圧縮機では、エバポレータの蒸発圧力とほぼ等しい
吸入圧力によって制御弁が吸入絞り弁機構とバイパス開
閉機構とを制御し、これにより容量を可変化することが
できる。

し発明が解決しようとする課題］ しかし、上記圧縮機は、これを車両空調用に供せば、車
両を加速せんとする場合等のようにエンジンに圧縮機に
よる負荷かさほどかからないようにしたい場合において
も、吸入圧力が高い限り制御弁か吸入絞り弁機構とバイ
パス開閉機構とを小容量側へ移行させることはなく、依
然と【ノて大容量で圧縮仕事を行なうことになる。この
ため、例えば加速を望む車両のエンジンは圧縮機によっ
て大きな負荷を背負うことになり、所望の運転フィーリ
ングが損なわれることになる。クラッチの断絶を行なえ
ば圧縮機による負荷がエンジンの負担となることはない
が、これでは断絶時に車両がショックを受け、かつクラ
ッチの損耗も生じやすい。

本発明は、所望の運転フィー１ノングを損うことなく容
量可変スクロール型圧縮機を可変化させることを解決す
べき技術課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題解決のため、上記容量可変スクロール
型圧縮機は、エンジン負荷の検出信号により前記制御弁
に優先して前記吸入絞り弁機構及び前記バイパス開閉機
構の少なくとも一方を小容量側へ制御する弁手段又は電
磁石を備えるという新規な技術手段を採用している。

弁手段は、制御弁と吸入絞り弁機構及びバイパス開閉機
構の少なくとも一方とを結ぶ回路中に設けることができ
る。この弁手段としては、エンジンに接続されたアクセ
ルやシャフト等に設けたリミットスイッチやポテンショ
メータ等がエンジンの所定の負荷を検出すると導通する
電磁弁等を採用することができる。

また、電磁石は、吸入後絞り弁機構及びバイパス開閉機
構の少なくとも一方が備えることができる。この電磁石
も、エンジンに接続されたアクセル等に設けたリミット
スイッチ等によりエンジンの所定の負荷を検出すると励
磁されるものを採用することができる。

［作用］ 本発明の車両空調用容量可変スクロール型圧縮機では、
弁手段又は電磁石がエンジン負荷の検出信号により、吸
入圧力に応じる制御弁に優先して吸入絞り弁機構及びバ
イパス開閉機構の少なくとも一方を小容量側へ制御する
。

弁手段又は電磁石が吸入絞り弁機構を制御すると、吸入
室へ至る吸入通路の開口面積を縮小する。

弁手段又は電１０石がバイパス開閉機構を制御すると、
圧縮冷媒の開放を行なわせ、圧縮冷媒かバイパス通路を
介して吸入側へ強制的にバイパスされるため、圧縮室を
形成する両スクロールの接点かバイパス通路を通過した
後から当該圧縮室は実質的な圧縮仕事を行なう。

このため、この圧縮機は、車両が加速を望む場合等のよ
うにエンジンに圧縮機による負荷がさほどかからないよ
うにしたい場合において、瞬時（、：ｌ容量を縮小して
小容量で圧縮仕事を行なう。

なあ、エンジンに圧縮機による負荷がかかってもかまわ
ない場合においては制御弁が吸入圧力に応動じて容量可
変を行なう。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説
明する。

〈実施例１） 第１図に実施例１の容量可変スクロール型圧縮機を示す
。この圧縮機では、第１ハウジング１に固定側板１１と
固定渦巻体１２とからなる固定スクロール１０が支持さ
れ、第１ハウジング１と締結手段により結合され内部に
吸入室７を備えた第２ハウジング２内にはシャフト３が
回転自在に支承されている。シャフト３の大径部３０の
内端には駆動ピン３］が偏心して植設され、この駆動ビ
ン３］にカウンターウェイト３２及び偏心ブツシュ３３
が結合されている。偏心ブツシュ３３はベアリング３４
を介して可動側板２１と可動渦巻体２２とからなる可動
スクＯ−ル２０を支承している。第１及び第２ハウジン
グ１．２の結合面近傍には自転防止機構３５が配設され
ており、この自転防止機構３５によって可動スクロール
２０が公転運動のみ可能で自転運動を阻止されて固定ス
クロール１０と噛合し、両スクロール１０，２０で圧縮
室５を形成している。固定スクロール１０の固定側板１
１の中央部分には吐出段階の圧縮室５と連通する吐出口
６１が貫設されており、第１ハウジング１の内部にはこ
の吐出口６１と逆止弁６１１を介して連通する吐出室６
と、吐出室６に隣接し隔壁で隔てられたバイパス室８と
が形成されている。また、図示しない外部の冷凍回路か
ら吸入室７に至る吸入通路７１が第２ハウジング２に設
けられており、自転防止機構３５を介して吸入室７と連
通ずる流体導入ロア２が第１ハウジング１の内周と固定
スクロール１０の固定渦巻体１２の外壁とで形成されて
いる。また、この圧縮機は、固定スクロール１０の固定
側板１１には流体導入ロア２よりも渦巻方向に沿って中
心側に近づいた位置にバイパス室８と逆止弁８１１を介
して連通するバイパス通路８１が一対貫設され、かつバ
イパス室８の開閉を行なうバイパス開閉機構４１と吸入
通路７１の開口面積を調整する吸入絞り弁機構４２とを
備えている。

バイパス開閉機構４１は、第１ハウジング］の内部にお
いて軸方向に形成され連通孔８２によってバイパス室８
と連通した略円柱状の空間４１０をもち、この空間４１
０内において固定側板１１に形成された開口４１１の周
囲に支持されたスプリングＳ１を介して活動可能な断面
コ字状の開閉スプール４１２を備えている。こうして、
開閉スプール４１２によって仕切られた空間４１０にお
けるスプリングＳ１と反対側が制御室Ｐ１とされ、開閉
スプール４１２が自身の周壁によって連通孔８２を開閉
可能としている。

吸入絞り弁機構４２は、吸入通路７１より大径に形成さ
れた円柱状の空間４２０と、吸入通路７１に支持された
スプリングＳ２を介して空間４２０内で開動可能な絞り
スプール４２１とを備えている。絞リスブール４２１は
吸入通路７１側を開いた形状に形成され、その周壁には
開口４２２を有している。こうして、絞りスプール４２
１によって仕切られた空間４２０におけるスプリングＳ
２と反対側は、絞り制御室Ｐ２とされている。

これらバイパス開閉機構４１及び吸入絞り弁機構４２は
、圧縮機の外部に設けられた制御弁９と接続されている
。制御弁９は、バルブハウジング９０内で、スプリング
Ｓ３によって支持されたポル弁９１かロッド９２を介し
てダイヤフラム９３に連結されており、ダイヤフラム９
３の両側に各々スプリングＳ４、Ｓ５を介して第１圧力
室×１及び第２圧力室Ｘ２を形成している。第１圧力室
Ｘ］には孔を介して大気圧が供給されており、第２圧力
室×２には入力ポート９ａが吸入通路７１と接続されて
吸入圧力ｐｓ相当の冷媒ガスが供給される。また、バル
ブハウジング９０の周面上の入力ポート９ｂは流体導入
ロア２近傍に接続されて吸入圧力ｐｓ相当の冷媒ガスが
供給される。

ざらに、下面の入力ポート９Ｃは吐出室６と接続されて
吐出圧力ｐｄ相当の冷媒ガスが供給される。

そして、バルブハウジング９０の周面上の出力ホト９ｄ
はバイパス開閉機構４１のバイパス制御室Ｐ１及び吸入
絞り弁機構４２の絞り制御室Ｐ２と接続されている。

本圧縮機の最も特徴的な構成として、入力ポート９ｂと
流体導入ロア２とを接続する回路と、出力ボート９ｄと
バイパス制御室Ｐ１及び絞り制御室Ｐ２とを接続する回
路との間には、電磁弁５１が設けられている。この電磁
弁５１は、車両の図示しないアクセルに設けたリミット
スイッチと接続され、リミットスイッチがエンジンの加
速所望状態を検出すると励磁されて冷媒ガスの通路を導
通させる。

上述のように構成された圧縮機では、冷媒カスが、吸入
通路７１を経て吸入室７に至り、流体導入ロア２を介し
て圧縮室５へ導入される。その後、冷媒ガスは、可動ス
クロール２０の公転運動よって圧縮室５の容積変化によ
り順次圧力が高められ、両スクロール１０．２０の中央
部分の吐出口６１から吐出弁６１１を押し開いて第１ハ
ウジング１に形成された吐出室６内へ導出され、図示し
ない冷凍回路へと送り出される。

冷房負荷が大きく吸入圧力ｐｓが高い段階では、制御弁
９において、第２圧力室×２が膨張しておりロット９２
が上昇した位置にある。このため。

ポール弁９１が入力ポート９ｂと出力ポート９ｄとの連
通を遮断しており、入力ポート９Ｃと出力ポート９ｄと
が連通状態にある。よって、バイパス制御室Ｐ１及び絞
り制御室Ｐ２には吐出圧力ｐｄが作用している。バイパ
ス制御室Ｐ１に吐出圧力ｐｄが作用してあれば、開閉ス
プール４１２かスプリングＳ１にうちかつて進動してい
るため連通孔８２を密閉しており、バイパス室８から圧
縮冷媒か吸入側へ開放されることはない。したかつて、
圧縮途上の圧縮室５に存在する冷媒カスか可動スクロー
ル２０の公転に伴いバイパス通路８］の存在に拘らず圧
縮される。絞り制御室Ｐ２に吐出圧力ｐｄが作用してあ
れば、絞りスプール４２１がスプリングＳ２にうちかつ
て進動しているため開口４２２を開状態とし、吸入室７
に供給される冷媒カスの量は減らされることがない９．
このため、圧縮機は大容量運転を実行している。

そして、上記大容量運転を継続後、本実施例の最も特徴
的な作用として、この圧縮機では、電磁弁５１がエンジ
ンの加速所望状態の信号によって励磁されると冷媒ガス
の通路を導通させる。このため、出力ポート９ｄから流
出する吐出圧力ｐｄの冷媒ガスと、バイパス制御室Ｐ１
及び絞り制御室Ｐ２に存在する吐出圧力ｐｄの冷媒ガス
とは、電ｌａ弁５１を介して流体導入ロア２側へ送られ
る。

このため、バイパス制御室Ｐ１及び絞り制御室Ｐ２には
瞬時に吸入圧力ｐｓが作用する。バイパス制御室Ｐ１に
吸入圧力ｐｓが作用すると、開閉スプール４１２がスプ
リングＳ１にうちまけて退勤するため連通孔８２を開放
するため、圧縮途上の圧縮室５に存在する冷媒ガスはバ
イパス通路８１、バイパス室８および連通孔８２を介し
て吸入側へ強制的にバイパスされる。そして、圧縮室５
を形成する両スクロール１０．２０の接点がバイパス通
路８１を通過するまで圧縮仕事を行なわない。

絞り制御室Ｐ２に吸入圧力ｐｓが作用すると、絞リスブ
ール４２１がスプリングＳ２にうちまけて退勤するため
開口４２２の開口面積を縮小する。

こうして、吸入室７に供給される冷媒ガスの量が減少す
る。したがって、この圧縮機は、車両が加速せんとする
場合において瞬時に吐出容量を低下した状態となり、強
制的に小容量で運転を実行する。このため、車両は加速
時の動力低減が図られ、所望の加速を実行することがで
きる。

エンジン負荷か小さくなれば電磁弁５］の励磁か解かれ
、電磁弁５１内の導通が遮断される。このため、制御弁
９が吸入圧力ｐｓに応動して容量可変を行なう。すなわ
ち、冷房負荷がやや小さくな・つて吸入圧力ｐｓがやや
低くなってきた段階では、制御弁９において、第２圧力
室×２が縮小を始めてロッド９２を降下させ、ポール弁
９１が入力ポート９Ｃと出力ポート９ｄとの連通を遮断
する。このとき、入力ポート９ｂと出力ポート９ｄとが
連通状態となるため、バイパス制御室Ｐ１及び絞り制御
室Ｐ２には吸入圧力ｐｓが作用する。

このため、圧縮機は小容量運転を実行する。逆に、上記
小容量運転を継続後、冷房負荷がやや大きくなってきて
吸入圧力ｐｓがやや高くなってきた段階では、制御弁９
において、第２圧力室×２が膨張を始めてロッド９２を
上昇させ、ポール弁９］が入力ポート９ｂと出力ポート
９ｄとの連通を遮断し、入力ポート９Ｃと出力ポート９
ｄとが連通状態となるため、バイパス制御￥Ｐ１及び絞
り制御室Ｐ２に吐出圧力ｐｄが作用する。したがって、
圧縮機は大容量運転に移行する。

このように、本実施例の圧縮機は、大容量運転の実行中
に車両が加速を望む場合、電磁弁５１によって強制的に
小容量で圧縮仕事を行なう。また、エンジンに圧縮機に
よる負荷がかかつてもかまわない場合においては、制御
弁９がバイパス開閉機構４１及び吸入絞り弁機構４２を
作動して大容量運転と小容量運転とを実行する。したが
って、この圧縮機は、所望の運転フィーリングを損うこ
となく可変化される。

（実施例２〉 第２図に実施例２の容量可変スクロール型圧縮機を示す
。この圧縮機は、吐出圧力によってバイパス開閉機構及
び吸入絞り弁機構を作動させるようにしたものである。

なお、本実施例では、バイパス開閉機構、吸入絞り弁機
構及び制御弁を実施例１のものと異ならしている。他の
構成及び作用は実施例１の圧縮機と同様であるため、同
一の構成については同一符号を付し、詳細な説明を省略
する。

バイパス開閉機構４３は、第１ハウジング１の内部にお
いて軸方向に形成され連通孔８３によってバイパス室８
と連通した略円柱状の空間４３０をもち、この空間４３
０内において固定側板１１に形成された開口４３１の周
囲に支持されたスプノングＳ６を介して摺動可能な開閉
スプール４３２を備えている。開閉スプール４３２は開
口４３１側を開いた形状に形成され、その周壁には開口
４３３を有している。こうして、開閉スプール４３２に
よって仕切られた空間４３０にあけるスプリングＳ６と
反対側が制御室Ｐ３とされ、開閉スプール４３２が自身
の周壁によって連通孔８３を開閉可能としている。

吸入絞り弁機構４４は、吸入通路７１より大径に形成さ
れた円柱状の空間４４０と、吸入通路７１に支持された
スプリングＳ７を介して空間４４０内で１習動可能な断
面コ字状の絞りスプール４４］とを備えている。こうし
て、絞リスブール４４１によって仕切られた空間４４０
におけるスプリングＳ７と反対側は、絞り制御室Ｐ４と
されている。。

この吸入絞り弁機構４３及びバイパス開閉機構４４は、
圧縮機の外部に設けられた制御弁９５とそれぞれ接続さ
れている。制御弁９５では、バルブハウジング９５０内
でボール弁９５１がスプリングＳ８によって出力ポート
９ｅを開閉可能に支持されており、入力ポート９Ｃから
は常時吐出圧力ｐｄの冷媒ガスが供給されている。出力
ポート９ｅは、バイパス開閉機構４３のバイパス制御室
Ｐ３、吸入絞り弁機構４４の絞り制御室Ｐ４及び絞り弁
４５を介して流体導入ロア２と接続され、かつ電磁弁５
２を介して吐出室６と接続されている。

本実施例の圧縮機は次のように作動する。すなわち、冷
房負荷が大きく吸入圧力ｐｓが高い段階では、制御弁９
５において、第２圧力室×２が膨張しておりロッド９２
が上昇した位置にある。このため、入力ポート９Ｃから
供給される吐出圧力ＩＤｄの冷媒ガスは出力ポート９ｅ
からは出力されず、絞り弁４５を介して出てきた吸入圧
力ｐＳ相当の冷媒ガスがバイパス制御室Ｐ３及び絞り制
御室Ｐ４に作用する。このため、開閉スプール４３２が
スプリングＳ１にうちまけて退勤してあり開口４３３を
連通孔８３と遮断させ、バイパス室８の圧縮冷媒を閉鎖
する。また、絞りスプール４４１がスプリングＳ２にう
ちまけて退勤しており吸入室７に供給される冷媒ガスの
量は減らされることがない。したがって、大容量運転を
実行している。

そして、この圧縮機では、電磁弁５２がエンジン負荷の
検出信号によって励磁されると電磁弁５２内を導通させ
、制御弁９５の作動に優先してバイパス制御室Ｐ３及び
絞り制御室Ｐ４に瞬時に吐出圧力ａｄの冷媒ガスを作用
する。このため、開閉スプール４３２がスプリングＳ６
にうちかつて進動するため開口４３３と連通孔８３とを
連通させ、バイパス室８から圧縮冷媒を吸入側へ解放す
る。また、絞りスプール４４１かスプリングＳ７にうち
かつて進動するため吸入室７に供給される冷媒ガスの量
が減らされる。このため、圧縮機は小容量で運転される
。

エンジン負荷が小さくなって電磁弁５２の励磁が解かれ
ると、制御弁９５において、第２圧力室×２が縮小を始
めてロッド９２を降下させ、ボール弁９５１が入力ポー
ト９Ｃと出力ポート９ｅとを連通させる。このため、バ
イパス制御室Ｐ３及び絞り制御室Ｐ４には吸入圧力ｐｓ
相当の冷媒カスが作用し、圧縮機は小容量運転を実行す
る。また、この逆の小容量運転から大容量運転も実行す
る。

したがって、この圧縮機は、車両が加速せんとする場合
において瞬時に容量を縮小した状態となつて小容量で圧
縮仕事を行ない、車両の加速に要する動力の低減を図る
ことができる。

（実施例３） 第３図に実施例３の容量可変スクロール型圧縮機を示す
。この圧縮機は、吸入絞り弁機構を電磁石により強制的
に作動させるようにしたものである。なお、本実施例で
は、吸入絞り弁機構を実施例１のものと異ならせている
。他の構成及び作用は実施例１の圧縮機と同様であるた
め、同一の構成については同一符号を付し、詳細な説明
を省略する。

吸入絞り弁機構４６は、吸入通路７３と直角に形成され
た円柱状の空間４６０と、吸入通路７３に支持されたス
プリングＳ９を介して空間４６０内で摺動可能な絞りス
プール４６１とを備えている。絞リスブール４６１には
小径部４６２が形成されている。こうして、絞りスプー
ル４６１によって仕切られた空間４６０におけるスプリ
ングＳつと反対側は、絞り制御室Ｐ５とされている。ま
た、第２ハウジング２内には絞り制Ｗ室Ｐ５に隣接して
電磁石５３が設けられている。

この実施例では、電磁石５３が励磁されれば絞りスプー
ル４６］が絞り制御室Ｐ５側へ引寄せられ、強制的に吸
入絞りがかけられる。このため、この圧縮機においても
車両のｂ１速に要する動力の低減を図ることができる。

なお、ここでは吸入絞り弁機構４６に絞りスプール４６
１を小容量側へ引寄せる電磁石５３を設けたが、同様の
電磁石をバイパス開閉機構に設けることもできる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明の車両空調用容量可変スク
ロール型圧縮機は、エンジン負荷の検出信号により制御
弁に優先して吸入絞り弁機構及びバイパス開閉機構の少
なくとも一方を小容量側へ制御する弁手段又は電磁石を
設けたため、所望の運転フィーリングを損うことなく可
変化できるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明における実施例の容量可変スクロー
ル型圧縮機に係り、第１図は実施例１の断面図、第２図
は実施例２の断面図、第３図は実施例３の断面図である
。 １・・−第１ハウジング　１０−・・固定スクロール２
・・・第２ハウジング　２０・・・可動スクロール４１
．４３・・・バイパス開閉機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロールと、該固定スクロールとの間に圧
   縮室を形成すべく公転運動を介して噛合される可動スク
   ロールと、該固定スクロール及び該可動スクロールを支
   持するハウジングとを含み、該固定スクロールの固定側
   板には渦巻き方向に沿って中心側に近づいた位置にバイ
   パス室と連通するバイパス通路を貫設し、吸入室へ至る
   吸入通路の開口面積を調整する吸入絞り弁機構と、該バ
   イパス室から吸入側への圧縮冷媒の解放を行なうバイパ
   ス開閉機構とを配設し、吸入圧力に応動する制御弁によ
   って該吸入絞り弁機構と該バイパス開閉機構とを制御す
   るようにした容量可変スクロール型圧縮機おいて、 前記容量可変スクロール型圧縮機は、エンジン負荷の検
   出信号により前記制御弁に優先して前記吸入絞り弁機構
   及び前記バイパス開閉機構の少なくとも一方を小容量側
   へ制御する弁手段又は電磁石を備えたことを特徴とする
   車両空調用容量可変スクロール型圧縮機。