JP2000161263A

JP2000161263A - 容量制御スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2000161263A
Application number: JP10336837A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Akiyama; 和之穐山; Norihide Kobayashi; 教秀小林; Shin Sekiya; 慎関屋; Masaaki Sugawa; 昌晃須川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】渦巻き状の歯型の強度を低下することなく、
フルロード運転時の性能、及び、パワーセーブ運転時に
必要なパワーセーブ率を向上させる。【解決手段】密閉容器内に収納される電動要素とスク
ロール圧縮要素とを備え、このスクロール圧縮要素は、
固定スクロールと揺動スクロールとを有し、圧縮途中の
圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせて容量制御
を行うパワーセーブ機構を備えたスクロール圧縮機にお
いて、圧縮途中の圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイパ
スさせるためのバイパスポートが固定スクロールの渦巻
状の歯型の近傍で歯型に沿って干渉しないよう設け、こ
のバイパスポートの形状を、長穴形状とし、揺動スクロ
ールの渦巻状の歯型が長穴形状のバイパスポートと重な
り合った時に、揺動スクロールの歯型から長穴形状のバ
イパスポートがはみ出さないように、長穴の幅を渦巻状
の歯型の歯厚を越えない幅としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機、冷凍
機に用いられるスクロール圧縮機に関するもので、更に
詳細には圧縮途中の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせて
容量制御を行うパワセーブ機構に工夫を施すことによ
り、再圧縮ロス、パーワーセーブ率の改善による性能向
上、加工性、組立性の向上によるコストダウン、シール
性の改善による信頼性向上を確保できる容量制御スクロ
ール圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の容量制御スクロール圧縮機におい
ては、容量制御スクロール圧縮機のユニット回路への配
管状態を示す概略的説明図である図５に示すように、圧
縮機本体１が外部のユニット回路１００に接続されてい
るとともに、このユニット回路１００は、凝縮器１０
１、減圧装置１０２及び蒸発器１０３を有し、圧縮機本
体１から吐出する圧縮された高圧冷媒ガスは、凝縮器１
０１内にて凝縮液化し、この液冷媒を減圧装置１０２で
減圧し、蒸発器１０３内で気化して冷却作用を行った
後、圧縮機本体１に帰還させるようになっている。

【０００３】また、フルロード（全負荷）運転時には、
電磁弁１０６が開弁し、電磁弁１０７が閉弁して制御圧
力導入配管１０５に高圧を導入し、後述するスクロール
圧縮要素２０におけるパワーセーブ機構４０の前記制御
圧力導入配管１０５と連通する背圧通路４２に高圧が導
入され、パワーセーブ運転時には、電磁弁１０６が閉弁
し、電磁弁１０７が開弁して制御圧力導入配管１０５に
低圧を導入し、後述するスクロール圧縮要素２０におけ
るパワーセーブ機構４０の前記制御圧力導入配管１０５
と連通する背圧通路４２に低圧が導入されるようになっ
ている。

【０００４】そして、上記した圧縮機本体１は、従来の
容量制御スクロール圧縮機の全体構成を示す概略的縦断
面図である図６に示すように、円筒状のミドルシェル３
とこのミドルシェル３の上下両端部に被冠された上シェ
ル４、下シェル５とで形成された密閉容器２内の上部に
フレーム６を固着し、このフレーム６の外周に冷媒ガス
を後述する圧縮室Ｐ内に導く吸入通路７を形成する一
方、その下部にサブフレーム８を固着するとともに、こ
のサブフレーム８とフレーム６との間に電動要素１０を
軸支し、この電動要素１０にて駆動するスクロール圧縮
要素２０をメイフレーム６の上部に配置してなる構成を
有する。

【０００５】前記電動要素１０は、固定子１１と、この
固定子１１に回転自在に挿嵌される回転子１２と、この
回転子１２の中心軸部を形成するシャフト１３とからな
る一方、前記スクロール圧縮要素２０は、上下に相対向
する固定スクロール２１と揺動スクロール３１とからな
り、この固定スクロール２１の鏡板２２の下面に形成し
た渦巻状の歯型２３を揺動スクロール３１の鏡板３２の
上面に形成した渦巻状の歯型３３とを互いに噛み合わせ
ることにより、複数の圧縮空間からなる圧縮室Ｐを形成
している。

【０００６】すなわち、前記揺動スクロール３１は、鏡
板３２の下面中央部にボス状に形成した軸受部３４を電
動要素１０のシャフト１３の上端部に設けた偏心軸部１
４に軸合させることにより、前記電動要素１０の駆動に
よる固定スクロール２１に対して自転しないよう公転さ
せて偏心運動させ、圧縮室Ｐを外方の低圧側圧縮空間か
ら内方の高圧側圧縮空間に向かって次第に縮小させるこ
とによって、密閉容器２内の低圧室２Ａ側に臨む吸入管
９Ａから流入して電動要素１０及び吸入通路７を通して
供給される冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された冷媒ガス
を固定スクロール２１の中央部に形成した圧縮室Ｐの高
圧側に連通する吐出ポート２４から吐出弁２５の開弁に
より高圧室２Ｂ側に吐出させ、この高圧室２Ｂに連通す
る吐出管９Ｂから密閉容器２外に吐出させるとともに、
上述したように凝縮液化するようになっている。

【０００７】また、前記スクロール圧縮要素２０には、
圧縮途中の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせて容量制御
を行うパワーセーブ機構４０が設けられ、このパワーセ
ーブ機構４０は、固定スクロール２１の鏡板２２の上面
に設けられたカバー４１を備え、このカバー４１には、
上述したユニット回路１００からの高圧冷媒ガス又は低
圧冷媒ガスが制御圧力導入配管１０５を介して選択的に
供給される背圧通路４２と、この背圧通路４２に連通す
るバイパス通路４３が形成されている。

【０００８】このバイパス通路４３には、前記固定スク
ロール２１の鏡板２２にそれぞれ貫通形成した圧縮室Ｐ
に連通する第１及び第２のバイパスポート４４ａ、４４
ｂと低圧室２Ａに連通する戻し孔４４ｃとが臨み、従来
の容量制御スクロール圧縮機を示す要部縦断面図である
図７に示すように、第１及び第２のバイパスポート４４
ａ、４４ｂ及び戻し孔４４ｃのバイパス通路４３側の開
口部４５ａ、４５ｂ、４５ｃには、第１及び第２のバイ
パス弁４６ａ、４６ｂと弁体４７がそれぞれ開閉可能に
設けられている。

【０００９】前記パワーセーブ機構４０の戻し孔４４ｃ
の開口部４５ｃに設けた弁体４７の真上には、前記ユニ
ット回路１００から高圧冷媒ガスや低圧冷媒ガスが導入
される背圧通路４２の導入口４２ａを位置させている。
そして、フルロード運転時においては、前記バイパス通
路４３に導入される高圧冷媒ガスの背圧作用により弁体
４７及びバイパス弁４６ａ、４６ｂは閉弁し、圧縮室Ｐ
を外方の低圧側圧縮空間から内方の高圧側圧縮空間に向
かって縮小させて冷媒ガスを圧縮し、途中でバイパスす
ることなく吐出ポート２４から吐出される。ここで、前
記弁体４７は、従来の容量制御スクロール圧縮機を示す
要部縦断面図である図９に示すように、前記カバー４１
に圧入状態で嵌込まれる弁座４８上にコイルスプリング
（付勢部材）４９を介して設けられ、前記バイパス弁４
６、４６もまた弁座４８を介して設けることにより、シ
ール性の向上を図っている。

【００１０】また、パワーセーブ運転時においては、前
記バイパス通路４３に低圧冷媒ガスが導入され、前記コ
イルスプリング４９が低圧冷媒ガスの背圧作用により閉
弁しないように前記弁体４７を保持し得るようになって
おり、圧縮途中の冷媒の一部はバイパスポート４４ａ、
４４ｂ、バイパス通路４３、戻し孔４４ｃを介して低圧
室２Ａに戻されて、冷凍能力に見合った容量制御が行わ
れる。

【００１１】すなわち、前記弁体４７は、フルロード運
転時に、前記ユニット回路１００から背圧通路４２に導
入された高圧冷媒ガスによる背圧作用で前記コイルスプ
リング４９を弾性的に縮小させて前記戻し孔４４ｃが閉
弁状態を維持するようにし、高圧冷媒ガスによる背圧作
用の解除で、前記コイルスプリング４９の付勢力により
前記戻し孔４４ｃが開弁状態を維持するようになってい
るものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構造の容量制御スクロール圧縮機においては、必
要なパワーセーブ率を確保することが困難であった（前
記パワーセーブ率とは、フルロード運転時の冷凍能力を
Ｑｆとし、パワーセーブ運転時の冷凍能力をＱｓとする
と、（Ｑｆ―Ｑｓ）／Ｑｆを表す）。この理由として
は、パワーセーブ率を確保するためには、バイパスポー
トの通路面積を確保して、バイパスポート部における圧
損を低減して、圧縮室内の冷媒ガスを速やかに低圧側へ
バイパスさせる必要があるが、従来の容量制御スクロー
ル圧縮機においては、図６に示すように、バイパスポー
ト形状が丸形状であったため、通路面積の拡大に制限が
あり、必要面積が確保できなかったことが挙げられる。

【００１３】更に詳述すると、従来の容量制御スクロー
ル圧縮機においては、固定スクロール２１の鏡板２２上
に設けた圧縮室Ｐに連通するバイパスポート４４ａ，４
４ｂの圧縮室Ｐ側への開口部形状が丸形状であるため、
このバイパスポート４４ａ，４４ｂでの圧損を低減して
パワーセーブ率を向上させようとした場合、バイパスポ
ート４４ａ，４４ｂの直径を拡大する必要があり、揺動
スクロール３１の渦巻状の歯型３３の歯厚よりもこの直
径が大きくなった場合には、歯型で仕切られた圧縮室同
士がバイパスポート４４ａ，４４ｂを通じて連通して、
高圧室から低圧室への冷媒の漏れが発生し、これが再圧
縮ロスとなり性能が低下するという現象が生じていた。
この性能低下を防止するために、バイパスポート直径を
歯厚以下にしなければならず、これがバイパスポート４
４ａ，４４ｂの直径の制限となっていた。従って、従来
の容量制御スクロール圧縮機においては、パワーセーブ
率を確保すると性能が低下し、性能を維持すると必要な
パワーセーブ率が確保できないということが生じてい
た。

【００１４】また、これらの問題点を改善しようとした
ものが、実開平５−７８９８６号公報に開示されてい
る。図１０はその容量制御スクロール圧縮機の要部拡大
図で、これは、バイパスポート形状を、長方形の両短辺
を半円に置き替えた形に形成し、かつ、固定スクロール
２１の渦巻状の歯型に干渉させてくい込ませて形成した
ものである。このようにバイパスポートを形成すれば、
確かにバイパスポートの開口面積が大きく確保できる
が、歯型に干渉させてバイパスポートを形成しているた
め、歯厚が薄くなり、歯型の強度が低下するという問題
点があった。

【００１５】また、図８に示す従来の容量制御スクロー
ル圧縮機においては、バイパス通路４３、バイパスポー
ト４４ａ，４４ｂ、戻し孔４４ｃ、背圧通路４２の各通
路を、機械加工や鋳穴等により設けた縦穴、横穴等で構
成し、これら各通路は、密閉容器２内の高圧空間、又は
低圧空間に直接開口してはならないため、４３１のよう
な閉塞する必要のある箇所が何ヶ所か存在し、これらの
箇所をシールテープ付ボルト、シール用接着剤を塗布し
たボルト、Ｏ−リング等の弾性材のパッキン、キャップ
の圧入等で閉塞していた。

【００１６】しかし、シールテープ付ボルトやＯ−リン
グは、コストが高く、キャップの圧入は変形量が大きい
ため使える箇所が限られ、シール用接着剤は硬化するま
でに時間が必要であり、また、塗り方によるバラツキで
シール不良の発生する可能性があり、これらの閉塞箇所
のシール方法には問題点があった。

【００１７】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、フルロード運転時には再圧縮ロスに
よる性能低下がなく、パワーセーブ運転時には、必要な
パワーセーブ率を確保でき、渦巻状の歯型の強度を低下
させることがない高性能で信頼性の高い容量制御スクロ
ール圧縮機を得ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る容量制御
スクロール圧縮機は、密閉容器内に収納される電動要素
とスクロール圧縮要素とを備え、このスクロール圧縮要
素は、固定スクロールと揺動スクロールとを有し、これ
ら固定スクロール及び揺動スクロールの鏡板に相対向さ
せてそれぞれ形成した渦巻き状の歯型を互いに噛み合わ
せて、複数の圧縮空間からなる圧縮室を形成するととも
に、電動要素の駆動による固定スクロールに対して自転
しないよう公転する揺動スクロールの偏心運動により密
閉容器内の低圧室側に供給される冷媒ガスを圧縮室外方
の低圧側から内方の高圧側に向かって次第に縮小させて
圧縮させて密閉容器内の高圧室側に吐出させてなる一
方、この圧縮途中の圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイ
パスさせて容量制御を行うパワーセーブ機構を備えたス
クロール圧縮機において、圧縮途中の圧縮室内の冷媒ガ
スを低圧側へバイパスさせるためのバイパスポートが固
定スクロールの渦巻状の歯型の近傍で歯型に沿って干渉
しないよう設けてなり、このバイパスポートの形状を、
長穴形状とし、揺動スクロールの渦巻状の歯型が長穴形
状のバイパスポートと重なり合った時に、揺動スクロー
ルの歯型から前記長穴形状のバイパスポートがはみ出さ
ないように、長穴の幅を渦巻状の歯型の歯厚を越えない
幅としたものである。

【００１９】また、長穴形状のバイパスポートと揺動ス
クロールの渦巻状の歯型とが重なり合った時に、長穴が
渦巻状の歯型からはみ出さないで、かつ、渦巻状の歯型
に長穴形状が沿うようにするために、長穴形状を渦巻状
の歯型と同一のインボリュート曲線で構成するか、又
は、このインボリュート曲線のバイパスポート近傍にお
ける曲率半径と同等の半径の円弧で構成したものであ
る。

【００２０】また、密閉容器内に収納される電動要素と
スクロール圧縮要素とを備え、このスクロール圧縮要素
は、固定スクロールと揺動スクロールとを有し、これら
固定スクロール及び揺動スクロールの鏡板に相対向させ
てそれぞれ形成した渦巻き状の歯型を互いに噛み合わせ
て、複数の圧縮空間からなる圧縮室を形成するととも
に、電動要素の駆動による固定スクロールに対して自転
しないよう公転する揺動スクロールの偏心運動により前
記密閉容器内の低圧室側に供給される冷媒ガスを圧縮室
外方の低圧側から内方の高圧側に向かって次第に縮小さ
せて圧縮して密閉容器内の高圧室側に吐出させる一方、
この圧縮途中の圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイパス
させて容量制御を行うパワーセーブ機構を備え、このパ
ワーセーブ機構は、固定スクロールの鏡板に形成した圧
縮室の冷媒ガスをガス抜きするバイパスポートと、この
バイパスポートに連通させて圧縮室からガス抜きされた
冷媒ガスを前記低圧室側にバイパス通路を介して戻す戻
し孔と、バイパスポートと戻し孔とを連通、又は閉塞す
るバイパス弁と、バイパス通路にユニット回路からの高
圧冷媒ガスや低圧冷媒ガスを選択的に導入する背圧通路
とから構成され、これら各通路を、機械加工や鋳穴等に
より設けた穴で構成した容量制御スクロール圧縮機にお
いて、各通路において閉塞する必要のある箇所を、金属
製のパッキンとボルトの組合せにて閉塞したものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図１から図３に示す図面に基づいて詳細
に説明する。図１〜３は、この発明の実施の形態１を示
す図で、図１は容量制御スクロール圧縮機の要部縦断面
図、図２は要部構成図、図３は要部拡大図である。この
圧縮機本体１は、図６〜図９に示す従来の容量制御スク
ロール圧縮機とパワーセーブ機構５０を除き基本的に同
一な構造を有するもので、円筒状のミドルシェル３とこ
のミドルシェル３の上下両端部に被冠された上シェル
４、下シェル５とで形成された密閉容器２内の上部にフ
レーム６を固着し、このフレーム６の外周に冷媒ガスを
圧縮室Ｐ内に導く吸入通路７を形成する一方、その下部
にサブフレーム８を固着するとともに、このサブフレー
ム８とフレーム６との間に電動要素１０を軸支し、この
電動要素１０にて駆動するスクロール圧縮要素２０をフ
レーム６の上部に配置してなる構成を有する。

【００２２】前記電動要素１０は、固定子１１と、この
固定子１１に回転自在に挿嵌される回転子１２と、この
回転子１２の中心軸部を形成するシャフト１３とからな
る一方、前記スクロール圧縮要素２０は、上下に相対向
する固定スクロール２１と揺動スクロール３１とからな
り、この固定スクロール２１の鏡板２２の下面に形成し
た渦巻状の歯型２３を揺動スクロール３１の鏡板３２の
上面に形成した渦巻状の歯型３３とを互いに噛み合わせ
ることにより、複数の圧縮空間からなる圧縮室Ｐを形成
している。

【００２３】すなわち、前記揺動スクロール３１は、鏡
板３２の下面中央部にボス状に形成した軸受部３４を電
動要素１０のシャフト１３の上端部に設けた偏心軸部１
４に軸合させることにより、前記電動要素１０の駆動に
よる固定スクロール２１に対して自転しないよう公転さ
せて偏心運動させ、圧縮室Ｐを外方の低圧側圧縮空間か
ら内方の高圧側圧縮空間に向かって次第に縮小させるこ
とによって、密閉容器２内の低圧室２Ａ側に臨む吸入管
９Ａから流入して電動要素１０及び吸入通路７を通して
供給される冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された冷媒ガス
を固定スクロール２１の中央部に形成した圧縮室Ｐの高
圧側に連通する吐出ポート２４から吐出弁２５の開弁に
より高圧室２Ｂ側に吐出させ、この高圧室２Ｂに連通す
る吐出管９Ｂから密閉容器２外に吐出させるとともに、
凝縮液化するようになっている。

【００２４】また、前記スクロール圧縮要素２０には、
圧縮途中の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせて容量制御
を行うパワーセーブ機構５０が設けられ、このパワーセ
ーブ機構５０は、固定スクロール２１の鏡板２２の上面
に設けられたカバー５１を備え、このカバー５１には、
ユニット回路１００からの高圧冷媒ガスが制御圧力導入
配管１０５を介して供給される背圧通路５２と、この背
圧通路５２に連通するバイパス弁５６ａ，５６ｂの背圧
室５６１ａ，５６１ｂが形成されている。この背圧室５
６１ａ，５６１ｂ内には、バイパス弁５６ａ，５６ｂが
コイルスプリング５９ａ，５９ｂにより弾性支持され収
納されている。また、固定スクロール２１の鏡板２２に
は、前記コイルスプリング５９ａ，５９ｂが収納される
バネ収納部５９１ａ，５９１ｂ、このバネ収納部５９１
ａ，５９１ｂに連通するバイパス通路５３ａ，５３ｂ、
さらにバイパス通路５３ａ，５３ｂに連通する戻し孔５
５ａ，５５ｂ、固定スクロールの渦巻状の歯型２３の近
傍で歯型２３に干渉しないよう形成されたバイパスポー
ト５４ａ，５４ｂ、バイパスポート５４ａ，５４ｂとバ
ネ収納部５９１ａ，５９１ｂの上面に設けられたバイパ
ス弁５６ａ，５６ｂの弁座５６２ａ，５６２ｂが設けら
れている。

【００２５】ここで、バイパスポート５４ａ，５４ｂの
形状は、図２及び図３に示すように、長穴形状とし、前
記揺動スクロール３１の渦巻状の歯型３３が前記長穴形
状のバイパスポート５４ａ，５４ｂと重なり合った時
に、歯型３３から前記長穴形状のバイパスポート５４
ａ，５４ｂがはみ出さず、かつ、最大の面積がとれるよ
うにするために、前記長穴の幅を揺動スクロール３１の
渦巻状の歯型３３の歯厚を越えない幅とし、かつ、前記
渦巻形状の歯型２３近傍で歯型２３に沿うような長穴の
形状で構成している。この歯型２３に長穴形状のバイパ
スポート５４ａ，５４ｂを沿うようにするための手法と
しては、ここでは、前記渦巻状の歯型３３と同一のイン
ボリュート曲線で長穴形状を構成する方法を用いている
が、前記インボリュート曲線のバイパスポート近傍にお
ける曲率半径と同等の半径の円弧で構成しても良い。

【００２６】一般に、スクロール圧縮機の場合、圧縮機
の容量と前記渦巻状の歯型の歯厚との関係は、比例関係
にはなっておらず、圧縮機容量の大きい圧縮機において
は、相対的に歯厚が小さい。従って、容量制御するため
にバイパスポートを設けた場合、丸穴のバイパスポート
で歯厚を越えない径で構成すると、相対的にバイパスポ
ート径が小さいことになり、バイパス時の圧損が増大
し、大容量の容量制御スクロール圧縮機においては、必
要なパワーセーブ率が確保しにくくなることになる。

【００２７】しかし、上記実施の形態１のようにバイパ
スポートを形成すれば、必要なバイパスポート面積がと
れるように長穴の長手方向に長くしてバイパスポートを
形成すれば、大容量の容量制御スクロール圧縮機におい
ても必要なパワーセーブ率が容易に確保できる。このよ
うに、長手方向の長さを変えることにより、必要なバイ
パスポート面積が確保できるため設計自由度が大きくな
る。

【００２８】また、前記バイパス弁５６ａ，５６ｂは、
開閉により、バイパスポート５４と戻し孔５５に連通す
るバネ収納部５９１とを、連通したり、遮断したりでき
るようになっている。

【００２９】このようなパワーセーブ機構５０は、パワ
ーセーブ運転時には、図５に示す電磁弁１０６が閉弁
し、電磁弁１０７が開弁して、低圧冷媒ガスを背圧通路
５２からバイパス弁５６ａ，５６ｂの背圧室５６１ａ，
５６１ｂに導入し、この低圧冷媒ガスと圧縮室Ｐ内の冷
媒ガスの圧力との差圧によりバイパス弁５６ａ，５６ｂ
を押し上げることにより、バイパスポート５４ａ，５４
ｂ及び戻し孔５５ａ，５５ｂを連通し、圧縮室Ｐ内の冷
媒ガスを低圧室２Ａ側に戻すようにし、フルロード運転
時においては、電磁弁１０６が開弁し、電磁弁１０７が
閉弁して、高圧冷媒ガスを背圧通路５２からバイパス弁
５６ａ，５６ｂの背圧室５６１ａ，５６１ｂに導入し、
この高圧冷媒ガスによる背圧作用にてバイパス弁５６
ａ，５６ｂを押し下げることにより、バイパスポート５
４ａ，５４ｂ及び戻し孔５５ａ，５５ｂを遮断し、圧縮
室Ｐ内の冷媒ガスが低圧室２Ａ側に戻らないようにして
いる。

【００３０】このフルロード運転の場合の圧縮工程にお
いては、バイパスポート５４ａ，５４ｂの開口面積が非
常に大きいにもかかわらず、バイパスポート５４ａ，５
４ｂが揺動スクロール３１の渦巻状の歯型３３と重なっ
た時に、バイパスポート５４ａ，５４ｂは完全に揺動ス
クロール３１の歯型３３の背後に隠れてしまうため、歯
型３３により仕切られた圧縮室Ｐ同士は連通することが
なく、高圧室２Ｂから低圧室２Ａへの冷媒の漏れが発生
しないため、再圧縮ロスによる性能低下をまねくことが
ない。

【００３１】パワーセーブ運転時には、背圧通路５２に
低圧冷媒ガスを導くことにより、圧縮途中の冷媒ガスの
過剰な圧力とコイルスプリング５９ａ，５９ｂの弾性力
によりバイパス弁５６ａ，５６ｂが押し上げられて開弁
し、圧縮途中の冷媒ガスをバイパスポート５４ａ，５４
ｂから戻し孔５５ａ，５５ｂを通って低圧室２Ａ側にリ
ークさせることにより、冷凍能力に見合った容量制御が
行われるようになっている。

【００３２】また、このパワーセーブ運転時の圧縮工程
においては、バイパスポート５４ａ，５４ｂの形状を長
穴形状とし、固定スクロール２１の渦巻状の歯型２３の
近傍で歯型２３に沿うように構成して、長手方向に長さ
を大きくとり開口面積を最大限に確保しているため、バ
イパスポート５４ａ，５４ｂ部における圧損を大幅に低
減でき、圧縮室Ｐ内の冷媒ガスを速やかに低圧側へバイ
パスさせることが可能となるため、パワーセーブ率を大
きく改善でき、必要なパワーセーブ率を確保できる。さ
らに、バイパスポート５４ａ，５４ｂは、固定スクロー
ル２１の渦巻状の歯型２３に干渉せずに形成されている
ため、歯厚が薄くなることがなく、固定スクロール２１
の歯型３３の強度を低下させることがない。

【００３３】以上の説明から明らかなように、フルロー
ド運転時においては、再圧縮ロスによる性能低下が無
く、パワーセーブ運転時には、必要なパワーセーブ率を
確保でき、渦巻状の歯型の強度を低下させることがない
高性能で、信頼性の高い容量制御スクロール圧縮機を得
ることができる。

【００３４】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２を示す図で、容量制御スクロール圧縮機の要部構
成図である。図に示すように、固定スクロール２１の鏡
板２２に設けた前記バイパス通路５３及び、カバー５１
に設けた背圧通路５２は、機械加工や鋳穴等により設け
た横穴であり、加工上、ドリルの入口又は中子の取り出
し口が必要であるため、鏡板２２及び、カバー外径面に
開口部が生じてしまうが、これら各通路は、密閉容器２
内の高圧空間２Ｂ、又は低圧空間２Ａに直接開口しては
ならないため、閉塞する必要がある。

【００３５】上記パワーセーブ機構５０において、固定
スクロール２１の鏡板２２に設けた前記バイパス通路５
３及び、カバー５１に設けた背圧通路５２を閉塞するた
めにボルト５３１ａ、５２１の座面に金属製のパッキン
５３２ａ、５２２を挟み、これをボルト５３１ａ、５２
１の軸力によりボルト５３１ａ、５２１の座面を金属製
のパッキン５３２ａ、５２２に押し付けることによりシ
ールを行うようにしたものである。

【００３６】このシール方法を用いれば、ボルト５３１
ａの締め付けトルク管理さえ行えば、シールは確実に行
え、また、通常のボルトを締め付ける行程と同様である
ため、組立が非常に容易である。

【００３７】他のシール手段と比較すれば、シールテー
プ付ボルトやＯ−リングによるシールのようにコストが
高くなく、また、キャップの圧入によるシールのように
変形量が大きくないため使える箇所が限られず、圧入治
具や圧入装置も必要なく、さらに、シール用接着剤のよ
うに硬化時間も必要なく、塗り方によるバラツキでシー
ル不良の発生する可能性もなく、接着剤塗布の手間もな
い。すなわち、低コストで組立性が良く、信頼性の高い
シール手段を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】この発明に係る容量制御スクロール圧縮
機は、圧縮途中の圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイパ
スさせて容量制御を行うパワーセーブ機構において、圧
縮途中の圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせる
ためのバイパスポートが固定スクロールの渦巻状の歯型
の近傍で歯型に沿って干渉しないよう設け、このバイパ
スポートの形状を、長穴形状とし、揺動スクロールの渦
巻状の歯型が長穴形状のバイパスポートと重なり合った
時に、揺動スクロールの歯型から長穴形状のバイパスポ
ートがはみ出さないように、長穴の幅を渦巻状の歯型の
歯厚を越えない幅としたために、フルロード運転時にお
いては、バイパスポートの開口面積が非常に大きいにも
かかわらず、バイパスポートが揺動スクロールの渦巻状
の歯型と重なった時に、バイパスポートは完全に歯型の
背後に隠れてしまうため、歯型により仕切られた圧縮室
同士は連通することがなく、高圧室から低圧室への冷媒
の漏れが発生しないため、再圧縮ロスによる性能低下を
まねくことがなく、また、パワーセーブ運転時において
は、バイパスポートの形状を長穴形状とし、渦巻状の歯
型に沿うように構成して長手方向に長さを大きくとり開
口面積を最大限に確保しているため、バイパスポート部
における圧損を大幅に低減でき、圧縮室内の冷媒ガスを
速やかに低圧側へバイパスさせることが可能となるた
め、パワーセーブ率を大きく改善でき、必要なパワーセ
ーブ率を確保できる。さらに、バイパスポートは固定ス
クロールの渦巻状の歯型に干渉することなく形成されて
いるため、この歯型の歯厚を薄くする必要がなく、歯型
の強度を低下させることがない。すなわち、フルロード
運転時においては、再圧縮ロスによる性能低下が無く、
パワーセーブ運転時には、必要なパワーセーブ率を確保
でき、渦巻状の歯型の強度を低下させることがなく、高
性能で信頼性の高い容量制御スクロール圧縮機を得るこ
とができる。

【００３９】また、バイパスポートを渦巻状の歯型に沿
うようにするために、バイパスポートの形状を渦巻状の
歯型と同一のインボリュート曲線で構成するか、又は、
このインボリュート曲線のバイパスポート近傍における
曲率半径と同等の半径の円弧で構成したために、バイパ
スポートの長手方向に長さを大きくとり開口面積を最大
限に確保でき、また、バイパスポートの加工は、バイパ
スポートの幅の刃物でインボリュート、又は、円弧の曲
線上に存在する２点間を曲線に沿って移動させるだけ
で、加工できるため加工が簡単であり、加工時間も短
い。従って、バイパスポートの加工が簡単で低コストな
容量制御スクロール圧縮機を得ることができる。

【００４０】また、パワーセーブ機構において、固定ス
クロールの鏡板に、圧縮室の冷媒ガスをガス抜きするバ
イパスポートと、このバイパスポートに連通させて圧縮
室からガス抜きされた冷媒ガスを低圧室側にバイパス通
路を介して戻す戻し孔と、バイパスポートと戻し孔とを
連通、又は閉塞するバイパス弁と、バイパス通路にユニ
ット回路からの高圧冷媒ガスや低圧冷媒ガスを選択的に
導入する背圧通路が設けられ、これら各通路は、機械加
工や鋳穴等により構成し、各通路において閉塞する必要
のある箇所を、金属製のパッキンとボルトの組合せにて
閉塞したために、ボルトの締め付けトルク管理さえ行え
ば、シールは確実に行え、また、通常のボルトを締め付
ける行程と同様であるため、組立が非常に容易である。
すなわち、低コストで組立性が良く、信頼性の高いシー
ル手段を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の要部縦断面図である。

【図２】実施の形態１を示す図で、容量制御スクロー
ル圧縮機の要部構成図である。

【図３】実施の形態１を示す図で、容量制御スクロー
ル圧縮機の要部拡大図である。

【図４】実施の形態２を示す図で、容量制御スクロー
ル圧縮機の要部縦断面図である。

【図５】容量制御スクロール圧縮機のユニット回路へ
の配管状態を示す概略的説明図である。

【図６】従来の容量制御スクロール圧縮機の全体構成
を示す概略的縦断面図である。

【図７】従来の容量制御スクロール圧縮機を示す要部
縦断面図である。

【図８】従来の容量制御スクロール圧縮機を示す要部
縦断面図である。

【図９】従来の容量制御スクロール圧縮機を示す要部
縦断面図である。

【図１０】従来の容量制御スクロール圧縮機を示す要
部拡大図である。

【符号の説明】

１圧縮機本体、２密閉容器、２Ａ低圧室、２Ｂ
高圧室、９Ａ吸入管、９Ｂ吐出管、１０電動要
素、２０スクロール圧縮要素、２１固定スクロー
ル、２２鏡板、２３歯型、２４吐出ポート、３１
揺動スクロール、３２鏡板、３３歯型、５０パワ
ーセーブ機構、５１カバー、５２背圧通路、５３
ａ，５３ｂバイパス通路、５４ａ，５４ｂバイパス
ポート、５５ａ，５５ｂ戻し孔、５６ａ，５６ｂバ
イパス弁、５９ａ，５９ｂコイルバネ、Ｐ圧縮室、
１００ユニット回路、１０５制御圧力導入管、５３
１ａ，５３１ｂボルト、５３２ａ，５３２ｂ金属製
のパッキン、５６１ａ，５６１ｂ背圧空間、５６２ａ，
５６２ｂバイパス弁の弁座、５９１ａ，５９１ｂバ
ネ収納部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者関屋慎東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者須川昌晃東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AA21 AB03 BB32 BB42 BB52 CC03 CC05 CC23 3H039 AA03 AA04 AA12 BB08 BB22 BB28 CC02 CC03 CC27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器内に収納される電動要素とスク
ロール圧縮要素とを備え、このスクロール圧縮要素は、
固定スクロールと揺動スクロールとを有し、これら固定
スクロール及び揺動スクロールの鏡板に相対向させてそ
れぞれ形成した渦巻き状の歯型を互いに噛み合わせて、
複数の圧縮空間からなる圧縮室を形成するとともに、前
記電動要素の駆動による前記固定スクロールに対して自
転しないよう公転する前記揺動スクロールの偏心運動に
より前記密閉容器内の低圧室側に供給される冷媒ガスを
前記圧縮室外方の低圧側から内方の高圧側に向かって次
第に縮小させて圧縮して前記密閉容器内の高圧室側に吐
出させる一方、この圧縮途中の前記圧縮室内の冷媒ガス
を低圧側へバイパスさせて容量制御を行うパワーセーブ
機構を備えたスクロール圧縮機において、圧縮途中の前
記圧縮室内の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせるための
バイパスポートが前記固定スクロールの渦巻状の歯型の
近傍で歯型に沿って干渉しないよう設け、このバイパス
ポートの形状を、長穴形状とし、前記揺動スクロールの
渦巻状の歯型が前記長穴形状のバイパスポートと重なり
合った時に、前記揺動スクロールの歯型から前記長穴形
状のバイパスポートがはみ出さないように、前記長穴の
幅を前記渦巻状の歯型の歯厚を越えない幅としたことを
特徴とする容量制御スクロール圧縮機。
【請求項２】前記長穴形状のバイパスポートと前記揺
動スクロールの渦巻状の歯型とが重なり合った時に、前
記長穴が前記渦巻状の歯型からはみ出さないで、かつ、
前記渦巻状の歯型に前記長穴形状が沿うようにするため
に、前記長穴形状を前記渦巻状の歯型と同一のインボリ
ュート曲線で構成するか、又は、このインボリュート曲
線のバイパスポート近傍における曲率半径と同等の半径
の円弧で構成したことを特徴とする請求項１に記載の容
量制御スクロール圧縮機。
【請求項３】密閉容器内に収納される電動要素とスク
ロール圧縮要素とを備え、このスクロール圧縮要素は、
固定スクロールと揺動スクロールとを有し、これら固定
スクロール及び揺動スクロールの鏡板に相対向させてそ
れぞれ形成した渦巻き状の歯型を互いに噛み合わせて、
複数の圧縮空間からなる圧縮室を形成するとともに、前
記電動要素の駆動による前記固定スクロールに対して自
転しないよう公転する前記揺動スクロールの偏心運動に
より前記密閉容器内の低圧室側に供給される冷媒ガスを
前記圧縮室外方の低圧側から内方の高圧側に向かって次
第に縮小させて圧縮して前記密閉容器内の高圧室側に吐
出させる一方、この圧縮途中の前記圧縮室内の冷媒ガス
を低圧側へバイパスさせて容量制御を行うパワーセーブ
機構を備え、このパワーセーブ機構は、前記固定スクロ
ールの鏡板に形成した前記圧縮室の冷媒ガスをガス抜き
するバイパスポートと、このバイパスポートに連通させ
て前記圧縮室からガス抜きされた冷媒ガスを前記低圧室
側にバイパス通路を介して戻す戻し孔と、前記バイパス
ポートと前記戻し孔とを連通、又は閉塞するバイパス弁
と、前記バイパス通路にユニット回路からの高圧冷媒ガ
スや低圧冷媒ガスを選択的に導入する背圧通路とを具備
し、これら各通路を、機械加工や鋳穴等により設けた穴
で構成した容量制御スクロール圧縮機において、各通路
において閉塞する必要のある箇所を、金属製のパッキン
とボルトの組合せにて閉塞することを特徴とする容量制
御スクロール圧縮機。