JPH0799155B2 - 容量可変スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はハウジング内に収容された固定スクロールと、
該固定スロールに対向して自転不能かつ公転可能に設け
られた可動スクロールとの間に可動スクロールの公転に
基づいて容積減少する密閉空間を形成する容量可変スク
ロール型圧縮機に係り、特に自動車用冷房装置に使用さ
れる圧縮機に好適な容量可変スクロール型圧縮機に関す
るものである。

［従来の技術］ 容量可変スクロール型圧縮機として第４図に示すものが
特開昭60−101295号公報に開示されている。このスクロ
ール型圧縮機は固定スクロール41の渦巻部42の最外端よ
り内側に寄った位置にバイパス孔43,44が設けられ、該
バイパス孔43,44と吸入室45とを逆止弁46を介して連通
する中間圧力室（バイパス室）47と、該中間圧力室47と
前記吸入室45とを選択的に接続するため前記中間圧力室
47の出力側に設けられた開閉弁機構48を動作させるため
管路49を介して吐出室50から導入される吐出ガスの導入
量を制御する電磁弁51とを有し、前記開閉弁機構48を開
閉動作させて中間圧力室47の圧力を制御し、これによっ
て前記逆止弁46を開閉させ、開閉弁機構48が閉じたとき
圧縮容量が大きくなるように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の圧縮機では逆止弁46を開閉させる
ための開閉弁機構48の制御を電磁弁51を用いた吐出圧導
入の入り切りにより行っているため、構造が複雑になる
という問題がある。又、バイパス通路を利用する可変機
構では、圧縮機の回転速度が高速度領域にある場合には
容積減少途上にある密閉空間がバイパス通路の入口を瞬
間的に通過してしまうため、低速度回転の場合に比較し
て冷媒ガスがバイパス通路を介して吸入圧領域へ還流さ
れ難い。そのため、自動車用冷房装置に使用した場合、
高速運転時にはバイパス可変効果があまり働かず冷却し
過ぎる状態となり、駆動軸へエンジンの回転を伝達する
クラッチを切って圧縮機の運転を止めるしか過冷却を防
止することができない。クラッチの入り切りで過冷却を
防止するのでは可変容量にした意味がなくなるだけでな
く、自動車の運転フィーリングが悪くなるという不都合
がある。高速度領域の可変効果を高めるためにバイパス
通路の導入口を大きくすれば低速度領域における冷媒ガ
スの還流量が多くなり過ぎて可変効果が効き過ぎること
になり、逆に低速度領域の可変効果の適正化のためにバ
イパス通路の導入口を小さくすれば高速度領域における
可変効果が小さくなってしまうという問題がある。

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は低速度から高速度の全領域で適正な可変効果
をもたらすことができる容量可変スクロール型圧縮機を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本発明においては、ハウジン
グ内に収容された固定スクロールと、該固定スクロール
に対向して自転不能かつ公転可能に設けられた可動スク
ロールとの間に可動スクロールの公転に基づいて容積減
少する密閉空間を形成するスクロール型圧縮機におい
て、冷媒ガスを圧縮機内へ導入するための導入通路上に
は冷媒ガス圧に基づいて作動されるスプールによりその
通過断面積を変更可能な吸入絞り機構を設け、両スクロ
ールの基端下部に立設された渦巻部の中心側へ移行する
密閉空間の容積減少途上領域と対応する位置に固定スク
ロールの基端壁を貫通するとともに固定スクロールの背
面側に設けられたバイパス室に連通するバイパス孔を設
け、バイパス室と前記吸入絞り機構を管路で連結し、吸
入絞り機構にはスプールが吸入ガス通路の通過断面積を
減少する方向に移動したとき前記管路を吸入圧領域に連
通させる通路を設けた。

［作用］ バイパスの開閉による可変機構では回転速度が高くなる
ほど可変効果が小さくなるのに対して、吸入絞り機構で
は回転速度が高くなるほど冷媒ガスの通過抵抗が大きく
なって可変効果が大きくなる。本発明では冷房負荷が大
きいときに吸入絞り機構のスプールが導入通路の通過断
面積を増大する方向に移動し、このときバイパス室と吸
入絞り機構を連結する管路は吸入圧領域との連通状態が
阻止された状態となる。この状態ではバイパス孔は閉じ
てバイパス可変機構は最大容量となる。一方、冷房負荷
が小さいときには吸入絞り機構のスプールが導入通路の
通過断面積を減少する方向に移動し、このときバイパス
室と吸入絞り機構を連結する管路は吸入圧領域と連通状
態となる。この状態ではバイパス孔から圧縮ガスのバイ
パスが可能となる。そして、高速度領域では吸入絞り機
構の可変作用が効果的に働き、低速度領域ではバイパス
機構の可変作用が効果的に働く。すなわち、両機構が各
々の可変効果の発揮され難い回転速度領域の可変作用を
互いに補償しあい、低速度領域から高速度領域にわたる
全領域で適正な可変作用が行われる。

［実施例１］ 以下、本発明を具体化した第１実施例を第1,2図に従っ
て説明する。

第１図に示すようにフロントハウジング１とリヤハウジ
ング２とは環状の固定基板３を挟んで接合固定され、フ
ロントハウジング１内に収容された回転軸４の大径部4a
には偏心軸５がリヤハウジング２内に突設されている。
偏心軸５にはバランスウエイト６及びブッシュ７が回動
可能に支持され、ブッシュ７には可動スクロール８が回
動可能に支持されている。リヤハウジング２内には固定
スクロール９が可動スクロール８と対向する状態で収容
固定され、両スクロール8,9の基端壁8a,9a及び渦巻部8
b,9bにより密閉空間（圧縮空間）Ｐが形成されるように
なっている。

可動スクロール８と対向する固定基板３上には固定リン
グ10が止着され、固定リング10には円形状の公転位置規
制孔10aが複数個等間隔位置に透設されている。可動ス
クロール８の基端壁8aの裏面には前記公転位置規制孔10
aと対向して円形状の公転位置規制孔11aが同数形成され
た可動リング11が止着されている。各公転位置規制孔10
a,11aにはこれより小径の円板状のシュー12a,12bが収容
され、対向するシュー12a,12b間にはボール13が介在さ
れている。両シュー12a,12b及びボール13は圧縮反作用
によって固定基板３と可動スクロール８との間で圧接嵌
合し、見掛けの上で一体化する。そして、第２図に鎖線
で示すように全てのシュー12a,12bが偏心軸５の公転に
よって公転位置規制孔10a,11a間に挟み込まれながら同
一方向に公転位置規制孔10a,11aの周縁を周回し、可動
スクロール８が自転することなく公転するようになって
いる。

フロントハウジング１には吸入室1aに冷媒ガスを導入す
るための導入通路14が形成され、固定基板３には吸入室
1aに導入された冷媒ガスを両スクロール8,9間へ導く通
路3aが形成されている。固定スクロール９の基端壁9aの
中心部には、基端壁9aの背面側に設けられた吐出室15に
連通するとともに吐出弁16により開放可能に閉塞される
吐出口9cが形成されている。固定スクロール９の背面側
にはバイパス室17が吐出室15から区画して形成され、固
定スクロール９の基端壁9aには両スクロール8,9の基端
壁8a,9aに立設された渦巻部8b,9bの中心側へ移行する密
閉空間Ｐの容積減少途上領域と対応する位置にバイパス
室17に連通するバイパス孔18が形成されている。バイパ
ス室17内には逆止弁19がバイパス孔18を開閉可能に配設
されている。

前記導入通路14上には吸入絞り機構20が配設されてい
る。吸入絞り機構20のハウジング21には導入通路14と直
交するとともにスプール22を収容する収容部を兼ねた導
入部21aと、該導入部21aに連続する収容室21bとが形成
され、導入部21aは連通部21cにより導入通路14に連通さ
れている。前記導入部21aには連通部21cと対応する位置
にスプール22がスライド変位可能に収容され、収容室21
b内に介装されたばね23により連通部21cの通過断面積を
減少する方向へ付勢されている。ばね23は一対のばね受
け24a,24b間に介装され、一方のばね受け24aの位置を調
整ねじ25で変更することにより付勢力を調整可能に構成
されている。

又、前記バイパス室17と吸入絞り機構20とは管路26で連
結され、吸入絞り機構20のハウジング21には管路26と導
入部21aとを連通する透孔27aと、導入部21aと吸入圧領
域としての導入通路14とを連通する透孔27bとが形成さ
れ、スプール22にはスプール22が連通部21cの通過断面
積を減少する方向に移動したとき両透孔27a,27bを連通
させるバイパス通路28が形成されている。両透孔27a,27
b及びバイパス通路28により、管路26を吸入圧領域に連
通させる通路が構成されている。

次に前記のように構成された圧縮機の作用を説明する。

回転軸４の回転とともに可動スクロール８の渦巻部8bが
固定スクロール９の渦巻部9bに局部的に接触しながら第
２図の時計方向に公転されると、両渦巻部8b,9bの接触
部が渦巻部9bの内周面上を中心に向かって移動し、二つ
の接触部間に形成される密閉空間Ｐが導入通路14から圧
縮機に導入された冷媒ガスを圧縮しながら徐々に中心側
へ移動され、圧縮された冷媒ガスは吐出弁16により開放
可能に閉塞されている吐出口9cから吐出室15内へ吐出さ
れる。

冷房負荷が大きく吸入圧が大きな状態では、スプール22
がばね23の付勢力に抗して連通部21cの通過断面積が最
大となる最大容量位置に保持される。この状態ではスプ
ール22のバイパス通路28は両透孔27a,27bとの連通が遮
断された状態、すなわちバイパス通路28が閉じた状態に
あり、バイパス室17内の冷媒ガスは管路26を通って吸入
圧領域としての導入通路14に還流不能な状態にある。従
って、逆止弁19はバイパス孔18を閉鎖する位置に保持さ
れ、圧縮機は最大容量で運転される。

反対に吸入圧が小さくなると、すなわち冷房負荷が小さ
な状態では、第１図に示すようにスプール22がばね23の
付勢力により連通部21cの通過断面積が小さくなる絞り
位置に保持される。この状態ではスプール22のバイパス
通路28は両透孔27a,27bと連通状態、すなわちバイパス
通路28が開いた状態にあり、バイパス室17内の冷媒ガス
は管路26、透孔27a、バイパス通路28及び透孔27bを通っ
て吸入圧領域としての導入通路14に還流可能な状態にあ
る。そして、この状態で圧縮機が高速度領域で運転され
ると、バイパス可変機構を構成するバイパス孔18を介し
ての容量減少作用は少ないが、スプール22の絞り効果に
よる容量減少作用が効果的に働く。一方、圧縮機が低速
度領域で運転されると、スプール22の絞り効果による容
量減少作用は少なくなるが、バイパス孔18を介しての容
量減少作用が効果的に働く。すなわち、吸入絞り機構と
バイパス可変機構とが各々の可変効果の発揮され難い回
転速度領域の可変作用を互いに補償しあい、低速度領域
から高速度領域にわたる全領域で適正な可変作用が行わ
れる。従って、自動車用冷房装置に使用した場合、高速
運転時に冷却し過ぎる状態となって回転軸４へエンジン
の回転を伝達するクラッチを切って圧縮機の運転を止め
るという操作が不要となり、クラッチの入り切りに伴う
衝撃により、自動車の運転フィーリングが悪くなるとい
う不都合が確実に回避される。

又、吸入絞り及びバイパス可変機構を作用させる手段が
１個のスプール22で構成されるため、構造が簡単とな
る。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、第３図に示すように吸収絞り機構20に形成され
る透孔27aの径を大きくするか、長孔とすることにより
スプール22が大容量側に移動する途中段階でもバイパス
可変機構の作用可能な領域を拡げてバイパス量の調整可
能に構成したり、フロントハウジング１と吸入絞り機構
20のハウジング21を一体に形成したり、透孔27bを導入
通路14に連通させる代わりに他の吸入圧領域に連通させ
てもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、高速度領域では吸
入絞り機構の可変作用が、高速度領域ではバイパス機構
の可変作用がそれぞれ効果的に働き、両機構が各々の可
変効果の発揮され難い回転速度領域の可変作用を互いに
補償しあい、低速度領域から高速度領域にわたる全領域
で適正な可変作用が行われ、自動車用冷房装置に使用し
た場合、高速運転時に冷却し過ぎる状態となって回転軸
へエンジンの回転を伝達するクラッチを切って圧縮機の
運転を止めるという操作が不要となり、クラッチの入り
切りに伴う衝撃により、自動車の運転フィーリングが悪
くなるという不都合が確実に回避される。又、バイパス
開閉機構と吸入絞り機構とが１個のスプールにより連動
制御されるため容量可変機構の構造が簡単となり装置の
小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第1,2図は本発明を具体化した第１実施例を示すもので
あって、第１図は断面図、第２図は第１図のII−II線断
面図、第３図は変更例の吸入絞り機構の断面図、第４図
は従来装置の部分断面図である。 フロントハウジング１、吸入室1a、リヤハウジング２、
可動スクロール８、固定スクロール９、基端壁8a,9a、
渦巻部8b,9b、導入通路14、バイパス室17、バイパス孔1
8、吸入絞り機構20、導入部21a、収容室21b、連通部21
c、スプール22、ばね23、管路26、通路を構成する透孔2
7a,27b及びバイパス通路28、密閉空間Ｐ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に収容された固定スクロール
   と、該固定スクロールに対向して自転不能かつ公転可能
   に設けられた可動スクロールとの間に可動スクロールの
   公転に基づいて容積減少する密閉空間を形成するスクロ
   ール型圧縮機において、冷媒ガスを圧縮機内へ導入する
   ための導入通路上には冷媒ガス圧に基づいて作動される
   スプールによりその通過断面積を変更可能な吸入絞り機
   構を設け、両スクロールの基端壁に立設された渦巻部の
   中心側へ移行する密閉空間の容積減少途上領域と対応す
   る位置に固定スクロールの基端壁を貫通するとともに固
   定スクロールの背面側に設けられたバイパス室に連通す
   るバイパス孔を設け、バイパス室と前記吸入絞り機構を
   管路で連結し、吸入絞り機構にはスプールが吸入ガス通
   路の通過断面積を減少する方向に移動したときに前記管
   路を吸入圧領域に連通させる通路を設けた容量可変スク
   ロール型圧縮機。