JPS6332993B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一対のうず巻体を角度をずらせてかみ
合せ、一方のスクロール部材に相対的な円運動
（公転運動のみ）を与えて、両うず巻体間に形成
した密閉空間を中心方向へ容積の減少を伴なわせ
ながら移動させ、中心部から圧縮流体を吐出させ
るようにしたスクロール型圧縮機に関するもの
で、特に自動車用冷房装置の圧縮機として使用す
る場合の改良に関するものである。

ここでスクロール型圧縮機に関する圧縮原理そ
のものは古くから公知であるが、第１図を参照し
て圧縮動作を説明する。

二つのうず巻体１，２を角度をずらせて互いに
かみ合い状態に配置すると図示のように両うず巻
体１，２の間に、うず巻体側壁の接触部から接触
部にわたる限定された複数の密閉空間３が形成さ
れる。今一方のうず巻体１を他方のうず巻体２に
対して一方のうず巻体１の中心o′が他方のうず巻
体２の中心ｏの周りを半径ｏ−o′をもつて公転す
るようにうず巻体１の自転を禁止しながら動作さ
せると限定された複数の密閉空間３の容積は徐々
に減少する。即ち、第１図ａの状態からうず巻体
１の公転角が90゜を示す第１図ｂ、180゜を示す第
１図ｃ、270゜を示す第１図ｄに示される如く、一
方のうず巻体１を運動させると、うず巻体の径方
向外周で形成された密閉空間３の容積は徐々に減
少している。360゜回転したａでは両空間は中央部
に移り互に接続し、更に90゜ずつ移動した第１図
ｂ，ｃ，ｄに示すように密閉空間は狭まり第１図
ｄでほとんど零となる。

この間、第１図ｂで開き始めた外側の空間が第
１図ｃ，ｄからａに移る過程で新たな流体を取り
込んだ密閉空間を作る。

従つてうず巻体１，２の軸方向両端にシールし
た円板状の側面板を設け、一方の側面板の中央部
に第１図中４で示すごとき吐出孔を設けておけば
径方向で取り込まれた流体が圧縮され吐出孔４か
ら吐出されることになる。

このような圧縮機を車両、特に小型車両に塔載
して車室内を冷却する場合、一度車室内を設定温
度まで冷却してしまうと、その後の車室内の温度
変化によつて補う冷凍能力は小さくてすむが、従
来の冷房装置にあつては、車室内に設けた温度検
出素子の検出信号で電磁クラツチのON−OFF制
御を行ない、圧縮機の動作を制御しているため、
車室内が設定温度まで冷却された後は、電磁クラ
ツチのON−OFFが繰り返し行なわれることとな
り、エンジンに大きな負荷が断続的に加わること
となつていた。

本発明は、上記のような車両に塔載する圧縮機
が有する欠陥を除去するため、圧縮機の能力を車
室内の温度環境によつて可変させ、エンジンへの
負荷を軽減させることを目的とするものである。

また、本発明の他の目的は、圧縮機の既存の構
造を大巾に変更することなく、能力あるいは負荷
の変更を行なえる圧縮機を提供することである。

以下本発明を実施例を示す図面を参照して説明
する。

第２図は本発明の実施例を示すスクロール型圧
縮機の中央断面図で、ハウジング１０は、フロン
トエンドプレート１１、リヤエンドプレート１２
及びこれらの間を接合する円筒側壁１３より成
り、ハウジング１０内に形成したクランク室１０
ａはリヤエンドプレート１２上に形成した吸入ポ
ート及び吐出ポートにより外部と連通する密閉室
としている。

フロントエンドプレート１１には、これを貫通
し、かつこれに軸受１４を介して支承された主軸
１５が配されフロントエンドプレート１１より外
方に突出している主軸１５の外周上には、これを
取り囲むようにフロントエンドプレート１１の外
端面から正面に突出した円筒状突部１６を配設し
ている。該円筒状突部１６の内壁面と主軸１５と
の間隙にはシヤフトシール機構１７を配置するシ
ールポケツト部１８を形成している。

主軸１５の内端には、ローター２０を一体に形
成し、該ローター２０の外周上には円筒側壁１３
のフロントエンドプレート側端部に配設した軸受
２１を配置し、前記したフロントエンドプレート
１１上の軸受１４と共に２点で主軸１５を支承す
る構成としている。またローター２０の端面には
主軸１５の軸心から偏心軸２２を突出させ、該偏
心軸２２には軸心を主軸１５の軸心より半径方向
に偏心させた円筒状突起部２３ａと該円筒状突起
部２３ａの下方に付加した半円形状のバランスウ
エイト２３ｂとより成る偏心ブツシユ２３をスリ
ーブ等を介して回動自在に支承している。

２４，２５はクランク室１０ａ内に配設された
一対のスクロール部材で、主軸１５、偏心軸２２
等より成る駆動力伝達機構に連接する可動スクロ
ール部材２４は一枚の円板状側面板２４１の一面
上にうず巻体２４２を設けているとともに、反対
面には軸方向丸孔を備えた環状突部２４３を形成
している。なお、該環状突部２４３の軸方向丸孔
内には外周に軸受２６を嵌合した偏心ブツシユ２
３の円筒状突起部２３ａを挿入し、可動スクロー
ル部材２４を偏心ブツシユ２３上に回動自在に支
承する。

また、環状突部２４３の外周上には、外側面を
円筒側壁１３の内壁に接合・固定されているオル
ダムプレート２７１を配設し、該オルダムプレー
ト２７１と可動スクロール部材２４の円板状側面
板２４１との間に可動スクロール部材２４の自転
を防ぐ自転防止機構２７を配設している。

固定スクロール部材２５は、円板状側面板２５
１の一面上にうず巻体２５２を設けているととも
にうず巻体２５２の略中心に相当する側面板２５
１上に第１図中４で示した吐出孔に相当する貫通
孔２５３を穿設している。また、該固定スクロー
ル部材２５は側面板２５１の外周部をリヤエンド
プレート１２と円筒側壁１３の間隙に延在させた
ボルト等によつてリヤエンドプレート１２と同時
に円筒側壁１３上に固定する。

リヤエンドプレート１２の内壁面上には前記固
定スクロール部材２５の貫通孔２５３を取り囲む
ように突出した隔壁１２１が形成されており、該
隔壁１２１によつてリヤエンドプレート１２内を
吸入室２８と吐出室２９に分割している。

ここで、固定スクロール部材２５の円板状側面
板２５１には第３図に示す如く、対称な位置でな
おかつ可動スクロール部材２４のうず巻体２４２
の端面によつて同時に閉塞される位置に２つの開
口３０ａ，３０ｂを穿設するとともに、側面板２
５１のリヤエンドプレート側には該２つの開口３
０ａ，３０ｂを連通させる連通溝３１ａを形成し
た連通板３１を配設している。また連通板３１に
は連通溝３１ａとリヤエンドプレート１２内の吸
入室２８を連通する通気孔３１ｂを穿設し、該通
気孔３１ｂには開口の開閉を制御する弁機構３２
を配設している。

リヤエンドプレート１２の吐出ポートと吸入ポ
ートの間には第４図に示すようにコンデンサ３
３、レシーバードライヤ３４、膨張弁３５及び蒸
発器３６を連結した冷却システムを連接してお
り、前記通気孔３１ｂの開口に開閉制御を行なう
弁機構３２は蒸発器３６の出口側に配設した圧力
検出器３７の検出信号により制御する構成として
いる。

以上の構成であるので、主軸１５に駆動力伝達
装置（図示せず）を介して外部駆動源より回転運
動を伝達すれば、主軸１５の回転によつてロータ
ー２０の端面に突出している偏心軸２２が偏心運
動を行ない、これに伴なつて偏心ブツシユ２３が
偏心運動を行なうので、可動スクロール部材２４
が円軌道上を運動する。このとき自転防止機構２
７の働きにより可動スクロール部材２４の回転方
向の運動が防止され、可動スクロール部材２４の
固定スクロール部材２５に対する動作は第１図と
同様となり、この結果うず巻体２４２，２５２の
外周から取り込まれる流体は徐々に圧縮されなが
ら中心に移動して、貫通孔２５３からリヤエンド
プレート１２内の吐出室２９に排出される。吐出
室２９内の流体はリヤエンドプレート１２上に形
成した吐出ポートよりハウジング１０外に排出さ
れ、冷却システム中を循環して再び吸入ポートよ
り吸入室２８内に戻る。

ここで第１図及び第５図を参照して連通溝３１
ａと弁機構３２の動作を説明すると可動スクロー
ル部材２４が円軌道運動を行ない、可動及び固定
スクロール部材２４，２５の両うず巻体２４２，
２５２端面が対向するうず巻体２４２，２５２の
側壁面に接触することにより対称な２つの密閉空
間が同時に形成される。〔第１図ａに相当する〕
しかし、この密閉空間は、固定スクロール部材２
５の円板状側面板２５１に穿設した開口３０ａ，
３０ｂ及び連通板３１によつて連通しているの
で、空間が密閉されると同時に両密閉空間の圧力
は均衡し、この状態は可動スクロール部材２４の
うず巻体２４２端面が２つの開口３０ａ，３０ｂ
を閉塞するまで続くこととなる。この時蒸発器３
６の出口側に配設した圧力検出器３７が所定圧力
値以下の圧力を検出すれば、弁機構３２を動作さ
せて連通板３１の通気孔３１ｂを開放し、密閉空
間と吸入室２８を連通させる。

このため、連通板３１によつて連通している対
称な２つの密閉空間に取り込まれた圧縮流体の一
部は通気孔３１ｂを介して吸入室２８へ流出する
ので、実際に圧縮が開始されるのは可動スクロー
ル部材２４のうず巻体２４２端面が開口３０ａ，
３０ｂを閉塞する時からとなり、圧縮装置の能力
は低下することとなる。

即ち、うず巻体間に形成される２つの密閉空間
の理論閉じ込め容量Ｖは Ｖ＝Ｈ・Ro・Ｐ・（2φend−3π） Ｈ：うず巻体の側壁高さ Ｐ：うず巻体のピツチ Ro：Ro＝Rg・π−ｔ Rg：基礎円半径 ｔ：うず巻体の厚さ φend：うず巻体の最終伸開角 で与えられるが、ここでφend＝4π、開口の穿設
位置をφendより2/3πだけ小さい側にあるとすれ
ば、弁機構３２の動作時には約27％の容量減少と
なる。

また蒸発器３６の出口側圧力が上昇して所定値
以上となれば弁機構３２は動作を停止し通気孔３
１ｂを閉塞するので従来通りの圧縮動作を行な
う。

以上のように、本発明はうず巻体間に形成した
対称な２つの密閉空間を圧縮行程初期に連通さ
せ、圧力均衡を図る通路中に吸入室に連通する通
気孔を形成し、かつ該通気孔に車室内の温度変化
によつて通気孔の開口を開閉制御する弁機構を配
設しているので、車室内の温度環境によつて圧縮
機の能力を制御することができ、エンジンへの負
荷も軽減できるものである。

また、本発明は弁機構を付設するのみで、圧縮
機の構造を大巾に変更することなく能力の変更等
を容易に行なえるものである。

なお、実施例では連通溝を連通板によつて設け
たが、側面板内に穿設して設けてもよいことはも
ちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスクロール型圧縮機の圧
縮原理を説明するための図で、ａ〜ｄは異なつた
角度位置の状態を示す図、第２図は本発明の一実
施例を示すスクロール型圧縮機の中央断面図、第
３図は本発明の実施例に用いた固定スクロール部
材の斜視図、第４図は本発明の実施例における冷
却回路の構成を示す説明図、第５図はスクロール
部材の板体上に形成した開口及び弁機構の動作状
態を説明するための図である。 １０……ハウジング、１１……フロントエンド
プレート、１２……リヤエンドプレート、１３…
…円筒側壁、１５……主軸、２０……ロータ、２
２……偏心軸、２３……偏心ブツシユ、２４，２
５……スクロール部材、２７……自転防止機構、
２８……吸入室、２９……吐出室、３０……開
口、３１……連通板、３２……弁機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板体の一面上にうず巻体を配設した第１のス
   クロール部材と、同様に板体の一面上にうず巻体
   を配設した第２のスクロール部材の両うず巻体を
   互に角度をずらせ、かつ両うず巻体側壁が接触す
   るように配設し、第１のスクロール部材を円軌道
   上を公転運動させて両うず巻体間に閉塞された複
   数の空間を形成しつつ流体を取り込み、該第１の
   スクロール部材の運動に伴い、該密閉空間を中心
   に移動せしめ、かつ容積の減少を伴わせて一方向
   性流体圧縮作用を行なわせるようにしたスクロー
   ル型圧縮機において、第２のスクロール部材の板
   体に、第１のスクロール部材のうず巻体端面によ
   つて同時に閉塞される位置で一対の開口を穿設す
   るとともに、該一対の開口を連通させる連通部
   と、該連通部を吸入室に連通させる通孔とを形成
   し、該通孔にこれを開閉する弁機構を設けて、前
   記密閉空間と吸入室との連通を制御したことを特
   徴とするスクロール型圧縮機。