JP2003254265A - スクロール型圧縮機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量制御型のスクロール型圧縮機において、
スクロール型圧縮機構から低圧室へのバイパス流れを効
率よく行わせ、容量制御を確実に行うことができるスク
ロール型圧縮機と、その制御方法の提供を課題とする。 【解決手段】 容量制御部が、リード弁２０１ａと容量
制御室２０１ｂとを備え、さらに、高圧室ＨＰ内の流体
圧を、ハウジング１０１の外部に導出してから各容量制
御室２０１ｂに導く第１配管２０２と、各容量制御室２
０１ｂ内の流体圧を、ハウジング１０１の外部に導出し
てから低圧室ＬＰに導く第２配管２０３と、ハウジング
１０１の外部に配置され、これら第１配管２０２及び第
２配管２０３のいずれか一方を閉じるとともに、他方を
開く電磁弁２０２ａ，２０３ａとを備えている構成を採
用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機等に適
用されるスクロール型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール型圧縮機は、空気調和機や冷
凍機等において、冷媒の圧縮機として広く用いられてい
る。この種の従来のスクロール型圧縮機の一例を、図３
に示す。このスクロール型圧縮機は、フロントハウジン
グ１及びリアハウジング２で構成されたハウジング３
と、該ハウジング３内の密閉空間に収容され、冷媒等の
圧縮流体を圧縮するスクロール圧縮機構４と、該スクロ
ール型圧縮機構４に駆動力を伝達する駆動力伝達機構５
と、スクロール圧縮機構４等に潤滑油を供給する潤滑油
供給ポンプ８とを備えて概略構成されている。

【０００３】スクロール型圧縮機構４は、固定スクロー
ル部材６、旋回スクロール部材７、旋回スクロール部材
７の公転旋回運動を許容するがその自転を阻止するオル
ダムリンク等から構成されている。固定スクロール部材
６は、固定端板６ａとその内面に立設された渦巻状壁体
６ｂとを備え、固定端板６ａの中央付近には、吐出ポー
ト６ａ１が形成されている。この吐出ポート６ａ１は、
吐出弁６ａ２により開閉される。

【０００４】旋回スクロール部材７は、旋回端板７ａと
その内面に立設された渦巻状壁体７ｂとを備えている。
旋回端板７ａの外面に立設されたボス７ａ１内には、偏
心ブッシュ７ａ２が旋回軸受７ａ３を介して回転自在に
嵌合され、この偏心ブッシュ７ａ２に穿設された穴に、
回転軸９の端部から突出した偏心ピン９ａが嵌合されて
いる。そして、固定スクロール部材６と旋回スクロール
部材７とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ１８０度
だけ角度をずらして噛み合わせることにより、複数の圧
縮室Ｃが形成されるようになっている。

【０００５】駆動力伝達機構５は、前記回転軸９と、図
示されないエンジンによりベルト駆動され、その回転駆
動力を回転軸９に伝達する電磁クラッチ１０とを備えて
構成されている。ハウジング３内の底部には、油溜まり
１１が設けられており、この油溜まり１１内に、前記ス
クロール型圧縮機構４や各軸受などの各摺動部分を潤滑
した後の潤滑油が、一時的に貯留されるようになってい
る。なお、同図における符号Ｌは、潤滑油の液面を示し
ている。そして、この油溜まり１１と前記潤滑油供給ポ
ンプ８との間には、油溜まり１１内の潤滑油を潤滑油供
給ポンプ８に向かって流す潤滑油供給路１２が形成され
ている。

【０００６】以上説明の構成を有するスクロール型圧縮
機によれば、電磁クラッチ１０からの動力が回転軸９に
伝達されると、この回転軸９、偏心ピン９ａ、偏心ブッ
シュ７ａ２、旋回軸受７ａ３、ボス７ａ１等からなる公
転旋回機構を介して、旋回スクロール部材７が、自転を
阻止されながら公転旋回運動する。このため、冷媒ガス
は、フロントハウジング１の上部に形成された吸入ポー
ト１ａからフロントハウジング１内に一旦入り、ガス通
路（図示せず）を通って前記スクロール型圧縮機構４の
圧縮室Ｃ内に供給される。

【０００７】そして、スクロール型圧縮機構４内に取り
込まれた冷媒ガスは、旋回スクロール部材７の公転旋回
運動により、各圧縮室Ｃの容積が減少するに伴って圧縮
されながら中央部に至り、固定スクロール部材６の吐出
ポート６ａ１より吐出弁６ａ２を押し開いて吐出キャビ
ティ２ａに入り、この吐出キャビティ２ａに連通するよ
うにリアハウジング２に形成された吐出ポート２ｂを経
て、外部に吐出される。

【０００８】このようなスクロール型圧縮機に対し、運
転範囲の拡大を目的として容量制御機構を備えたものが
開発されている。この容量制御型のスクロール型圧縮機
は、前記固定端板６ａに貫通孔を例えば２箇所穿設する
とともに、これら貫通孔のそれぞれに連通するピストン
を例えば２台設置し、必要に応じて、スクロール型圧縮
機構４で圧縮途中の流体を前記各貫通孔から抜き出すこ
とで、吐出ポート６ａ１からの吐出量制御を行うもので
ある。抜き出された流体は、ハウジング３内の低圧室
（スクロール型圧縮機構４の吸入口に連通している）に
戻され、再び、スクロール型圧縮機構４に供給される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記説明の
従来の容量制御型のスクロール型圧縮機は、以下に説明
する問題を有していた。すなわち、容量制御の機能をな
す前記各ピストンや、これらピストンから導出された圧
縮途中の流体を前記低圧室に戻す配管などの各要素を、
狭いハウジング３の内部に収めている関係上、容量制御
時に低圧室に圧を逃がすための流路が複雑かつ狭くなり
がちであるため、この流路における圧力損失が生じやす
く、場合によっては、効率よく圧を低圧室に逃がすのが
難しいという問題である。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、容量制御型のスクロール型圧縮機において、ス
クロール型圧縮機構から低圧室へのバイパス流れを効率
よく行わせ、容量制御を確実に行うことができるスクロ
ール型圧縮機と、その制御方法の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を採用した。すなわち、 請求
項１に記載のスクロール型圧縮機は、低圧室から取り込
んだ流体を圧縮して吐出ポートより高圧室に吐出するス
クロール型圧縮機構と、該スクロール型圧縮機構で圧縮
されながら前記吐出ポートに向かう途中の前記流体を該
スクロール型圧縮機構外に取り出すことで容量制御を可
能とする容量制御部と、これらスクロール型圧縮機構及
び容量制御部を収容するハウジングとを備え、前記スク
ロール型圧縮機構が、固定端板の一側面に立設された渦
巻状壁体を有し、定位置に固定された固定スクロール部
材と、旋回端板の一側面に立設された他の渦巻状壁体を
有し、前記各渦巻状壁どうしをかみ合わせて自転を阻止
されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロール
部材とを備えている スクロール型圧縮機において、前
記容量制御部が、前記固定端板に穿設されたバイパスポ
ートを塞ぐリード弁と、該リード弁を収容し、内圧を受
けた場合に該リード弁を閉じさせる容量制御室とを備
え、前記高圧室内の流体圧を、前記ハウジングの外部に
導出してから前記容量制御室に導く第１流路と、前記容
量制御室内の流体圧を、前記ハウジングの外部に導出し
てから前記低圧室に導く第２流路と、前記ハウジングの
外部に配置され、これら第１流路及び第２流路のいずれ
か一方を閉じるとともに、他方を開く流路切替手段とを
備えていることを特徴とする。

【００１２】上記請求項１に記載のスクロール型圧縮機
によれば、容量制御のための第２流路及び切替手段を、
ハウジング内スペースの制限を受けない、ハウジング外
部に配置する構造であるため、圧力損失を極力低減でき
る流路構成を、比較的自由に構成することができるよう
になる。

【００１３】請求項２に記載のスクロール型圧縮機は、
請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、前記流
路切替手段が、前記第１流路側に設けられた第１弁体
と、前記第２流路側に設けられた第２弁体と、これら第
１弁体または第２弁体のいずれか一方を閉じ、他方を開
く弁体切替制御部とを備えていることを特徴とする。

【００１４】上記請求項２に記載のスクロール型圧縮機
によれば、容量制御室から低圧室へのバイパス流れを、
確実に、効率よく行わせることができる。

【００１５】請求項３に記載のスクロール型圧縮機は、
請求項１または請求項２に記載のスクロール型圧縮機に
おいて、前記第２流路が、前記第１流路よりも大きい流
路断面積を有していることを特徴とする。

【００１６】上記請求項３に記載のスクロール型圧縮機
によれば、第２流路内を流れる流体の圧力損失をより低
くすることができるようになる。

【００１７】請求項４に記載のスクロール型圧縮機の制
御方法は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のス
クロール型圧縮機を制御する方法であって、前記スクロ
ール型圧縮機構の吐出圧が所定圧を超えた場合に、前記
流路切替手段により、前記第１流路を閉じるとともに、
前記第２流路を開くことを特徴とする。

【００１８】上記請求項４に記載のスクロール型圧縮機
の制御方法によれば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合
でも、第２流路を介して圧を適切に逃がすことができる
ので、過大な圧力が内部に生じるのを防ぐことができ
る。

【００１９】請求項５に記載のスクロール型圧縮機の制
御方法は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のス
クロール型圧縮機を制御する方法であって、起動開始か
ら所定時間の間、前記流路切替手段により、前記第１流
路を閉じるとともに、前記第２流路を開くことを特徴と
する。

【００２０】上記請求項５に記載のスクロール型圧縮機
の制御方法によれば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合
でも、第２流路を介して圧を適切に逃がすことができる
ので、過大な圧力が内部に生じるのを防ぐことができ
る。

【００２１】請求項６に記載のスクロール型圧縮機は、
低圧室から取り込んだ流体を圧縮して吐出ポートより高
圧室に吐出するスクロール型圧縮機構と、該スクロール
型圧縮機構で圧縮されながら前記吐出ポートに向かう途
中の前記流体を該スクロール型圧縮機構外に取り出すこ
とで容量制御を可能とする容量制御部と、これらスクロ
ール型圧縮機構及び容量制御部を収容するハウジングと
を備え、前記スクロール型圧縮機構が、固定端板の一側
面に立設された渦巻状壁体を有し、定位置に固定された
固定スクロール部材と、旋回端板の一側面に立設された
他の渦巻状壁体を有し、前記各渦巻状壁どうしをかみ合
わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持され
た旋回スクロール部材とを備えている スクロール型圧
縮機において、前記容量制御部が、前記固定端板に穿設
されたバイパスポートを塞ぐリード弁と、該リード弁を
収容し、内圧を受けた場合に該リード弁を閉じさせる容
量制御室とを備え、前記高圧室内の流体圧を、前記ハウ
ジングの外部に導出する導出管と、該導出管及び前記容
量制御室間を接続する第３流路と、前記導出管及び前記
低圧室間を接続する第４流路と、これら導出管及び第３
流路及び第４流路間を接続するように前記ハウジングの
外部に配置され、前記導出管及び前記第３流路間を連通
させるか、または、前記第３流路及び第４流路間を連通
させるかのいずれか一方に流路が切り替え可能な三方弁
とを備えていることを特徴とする。

【００２２】上記請求項６に記載のスクロール型圧縮機
によれば、容量制御のための第３流路及び第４流路及び
三方弁を、ハウジング内スペースの制限を受けない、ハ
ウジング外部に配置する構造であるため、圧力損失を極
力低減できる流路構成を、比較的自由に構成することが
できるようになる。

【００２３】請求項７に記載のスクロール型圧縮機は、
請求項６に記載のスクロール型圧縮機において、前記第
４流路が、前記第３流路よりも大きい流路断面積を有し
ていることを特徴とする。

【００２４】上記請求項７に記載のスクロール型圧縮機
によれば、第４流路内を流れる流体の圧力損失をより低
くすることができるようになる。

【００２５】請求項８に記載のスクロール型圧縮機の制
御方法は、請求項６または請求項７に記載のスクロール
型圧縮機を制御する方法であって、前記スクロール型圧
縮機構の吐出圧が所定圧を超えた場合に、前記三方弁に
より、前記導出管及び前記第３流路間を閉じるととも
に、前記第３流路及び前記第４流路間を開くことを特徴
とする。

【００２６】上記請求項８に記載のスクロール型圧縮機
の制御方法によれば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合
でも、第３流路及び第４流路を介して圧を適切に逃がす
ことができるので、過大な圧力が内部に生じるのを防ぐ
ことができる。

【００２７】請求項９に記載のスクロール型圧縮機の制
御方法は、請求項６または請求項７に記載のスクロール
型圧縮機を制御する方法であって、起動開始から所定時
間の間、前記三方弁により、前記導出管及び前記第３流
路間を閉じるとともに、前記第３流路及び前記第４流路
間を開くことを特徴とする。

【００２８】上記請求項９に記載のスクロール型圧縮機
の制御方法によれば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合
でも、第３流路及び第４流路を介して圧を適切に逃がす
ことができるので、過大な圧力が内部に生じるのを防ぐ
ことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明のスクロール型圧縮機及び
その制御方法の各実施形態について、図面を参照しなが
ら以下に説明するが、本発明がこれらに限定解釈される
ものでないことは勿論である。まず、図１を参照しなが
ら、本発明の第１実施形態の説明を行う。なお、図１
は、本実施形態のスクロール型圧縮機を示す図であっ
て、その回転軸の軸線を含む断面で見た場合の断面図で
ある。

【００３０】図１に示すように、本実施形態のスクロー
ル型圧縮機は、内部に密閉空間ｍを有するハウジング１
０１と、該ハウジング１０１内に配置され、密閉空間ｍ
内に取り込まれた冷媒等の圧縮流体（流体）を圧縮する
スクロール型圧縮機構１０２と、該スクロール型圧縮機
構１０２を駆動する回転軸１０３と、該回転軸１０３の
駆動により密閉空間ｍ内に潤滑油を供給する潤滑油供給
ポンプ１０４と、密閉空間ｍ内の潤滑油を、密閉空間ｍ
外に取り出して貯留する潤滑油貯留タンク１０５と、該
潤滑油貯留タンク１０５内の潤滑油を潤滑油供給ポンプ
１０４に戻す潤滑油戻り配管１０６とを備えて構成され
ている。以下、各要素の詳細について説明する。

【００３１】ハウジング１０１は、フロントハウジング
１０７と、リアハウジング１０８とを備えてなり、これ
らを組み合わせてから複数本のボルト１０９で結合する
ことにより、内部に密閉空間ｍを形成している。なお、
符号１１０は、これらフロントハウジング１０７及びリ
アハウジング１０８間の接合部分をシールして前記密閉
空間ｍの密閉状態を保つＯリングである。

【００３２】フロントハウジング１０７の上部には、冷
媒等の圧縮流体を吸入する吸入ポート１０７ａが、密閉
空間ｍに連通するように形成されている。そして、この
フロントハウジング１０７の内部空間が、前記スクロー
ル型圧縮機構１０２の吸入口に連通する低圧室ＬＰとな
っている。リアハウジング１０８の側部には、スクロー
ル型圧縮機構１０２で圧縮された後の圧縮流体を吐出す
る外部吐出ポート１０８ａが形成されている。また、リ
アハウジング１０８の下部空間（すなわち、密閉空間ｍ
の下部）は、スクロール型圧縮機構１０２や各軸受など
の各摺動部分を潤滑した後の潤滑油を集める集油部１０
８ｂとなっている。そして、このリアハウジング１０８
内の、吐出ポート１１１ａ１及び外部吐出ポート１０８
ａ間に、これらに連通するように形成された空間が、高
圧室ＨＰとなっている。

【００３３】スクロール型圧縮機構１０２は、固定スク
ロール部材１１１、旋回スクロール部材１１２、旋回ス
クロール部材１１２の公転旋回運動を許容するがその自
転を阻止するオルダムリンク等から構成されている。固
定スクロール部材１１１は、固定端板１１１ａとその内
面に立設された渦巻状壁体１１１ｂとを備え、固定端板
１１１ａの中央付近には、吐出ポート１１１ａ１が形成
されている。この吐出ポート１１１ａ１は、吐出弁１１
１ａ２により開閉される。

【００３４】旋回スクロール部材１１２は、旋回端板１
１２ａとその内面に立設された渦巻状壁体１１２ｂとを
備えている。旋回端板１１２ａの外面に立設されたボス
１１２ａ１内には、偏心ブッシュ１０３ｘが、図示され
ない旋回軸受を介して回転自在に嵌合され、この偏心ブ
ッシュ１０３ｘに穿設された穴に、回転軸１０３の端部
から突出した偏心ピン１０３ａが嵌合されている。そし
て、固定スクロール部材１１１と旋回スクロール部材１
１２とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ１８０度だ
け角度をずらして噛み合わせることにより、複数の圧縮
室Ｃが形成されるようになっている。

【００３５】回転軸１０３は、エンジンや電動モータな
どの図示されない駆動機構により、その軸線回りに回転
するロータシャフトであり、その先端には、偏心した軸
線を有する前記偏心ピン１０３ａが突出形成されてい
る。そして、この回転軸１０３は、フロントハウジング
１０７側に設けられた第１軸受１１３と、リアハウジン
グ１０８及びフロントハウジング１０７間に固定され、
旋回スクロール部材１１２のスラスト力を受ける第２軸
受１１４とにより、その軸線回りに回転可能に支持され
ている。また、回転軸１０３の内部には、前記潤滑油供
給ポンプ１０４からの潤滑油を、前記ボス１１２ａ１内
や、前記スクロール型圧縮機構１０２などの潤滑を要す
る各摺動部分に向かって供給する潤滑油供給路１０３ｙ
が、その軸線と同軸に形成されている。

【００３６】潤滑油貯留タンク１０５は、二点差線に示
す集油管１１５を介して、前記集油部１０８ｂに対して
配管接続されている。このとき、潤滑油貯留タンク１０
５は、前記集油部１０８ｂよりも下方位置に配置される
ようになっている。したがって、密閉空間ｍ内の潤滑油
は、その自重によって落下するため、自然と集油部１０
８ｂに一旦集められ、直ちに、集油管１１５を通って潤
滑油貯留タンク１０５内に集油される。したがって、密
閉空間ｍ内に留まっている時間を最小限に抑えることが
できるようになっている。また、潤滑油貯留タンク１０
５の下部と、前記潤滑油供給ポンプ１０４との間は、前
記潤滑油戻り配管１０６で配管接続されている。なお、
以上説明の構成は、後述の第２実施形態と共通である。

【００３７】そして、本実施形態のスクロール型圧縮機
は、スクロール型圧縮機構１０２で圧縮されながら吐出
ポート１１１ａ１に向かう途中の流体を、該スクロール
型圧縮機構１０２外に取り出すことで容量制御を可能と
する容量制御部２０１と、高圧室ＨＰ内の流体圧を、ハ
ウジング１０１の外部に導出してから後述の容量制御室
２０１ｂに導く第１配管２０２（第１流路）と、容量制
御室２０１ｂ内の流体圧を、ハウジング１０１の外部に
導出してから低圧室ＬＰに導くバイパス流路をなす第２
配管２０３（第２流路）と、ハウジング１０１の外部に
配置され、これら第１配管２０２及び第２配管２０３の
いずれか一方を閉じるとともに、他方を開く流路切替手
段（後述の電磁弁２０２ａ，２０３ａ）とを備えた点
が、特に特徴的となっている。

【００３８】前記容量制御部２０１は、前記固定端板１
１１ａに穿設された複数のバイパスポート２０１ｃと、
これらバイパスポート２０１ｃを塞ぐリード弁２０１ａ
と、該リード弁２０１ａを収容し、内圧を受けた場合に
該リード弁２０１ａを閉じさせる容量制御室２０１ｂと
を備えて構成されている。この容量制御部２０１は、固
定端板１１１ａに対して、その中心軸線を中心に、例え
ば１対（２個。図１では、そのうちの一方のみを図示し
ている。）が互いに１８０°間隔をおいて配置されてい
る。そして、これら容量制御部２０１は、ハウジング１
０１のリアハウジング１０８内に収容されている。

【００３９】各容量制御室２０１ｂは、固定端板１１１
ａの外面（前記高圧室ＨＰに対向する側の面）と、該外
面に対して固定された容量制御室形成部材２０１Ａに形
成されている一対の凹部との間に形成された空間であ
り、前記各バイパスポート２０１ｃに連通している。さ
らに、これら容量制御室２０１ｂは、容量制御室形成部
材２０１Ａ内に形成された環状空間２０１ｄを介して、
互いに連通状態につながっている。したがって、環状空
間２０１ｄ内に流体圧が供給された場合には、その流体
圧が、両方の容量制御室２０１ｂに均等に加わるように
なっている。なお、容量制御室形成部材２０１Ａの中心
部分には、吐出ポート１１１ａ１から吐出された圧縮ガ
スを、前記高圧室ＨＰに導く貫通孔２０１Ａ１が形成さ
れている。ただし、この貫通孔２０１Ａ１内の流体圧
は、直接、環状空間２０１ｄに漏れることのないように
なっている。

【００４０】前記第１配管２０２は、高圧室ＨＰと、環
状空間２０１ｄとの間を接続する配管であり、その配管
途中に、前記流路切替手段の一部をなす電磁弁２０２ａ
（第１弁体）が接続されている。この第１配管２０２に
より、電磁弁２０２ａを開いた場合には、高圧室ＨＰ内
の圧縮ガスの高圧が、環状空間２０１ｄ内に加わるよう
になっている。前記第２配管２０３（太線）は、環状空
間２０１ｄと、低圧室ＬＰとの間を接続する配管であ
り、その配管途中に、前記流路切替手段の一部をなす電
磁弁２０３ａ（第２弁体）が接続されている。この第２
配管２０３により、電磁弁２０３ａを開いた場合には、
環状空間２０１ｄと低圧室ＬＰとが連通するようになっ
ている。なお、この第２配管２０３は、前記第１配管２
０２よりも大きい流路断面積を有している。

【００４１】前記流路切替手段は、第１配管２０２側に
設けられた電磁弁２０２ａと、第２配管２０３側に設け
られた電磁弁２０３ａと、これら電磁弁２０２ａまたは
電磁弁２０３ａのいずれか一方を閉じ、他方を開く弁体
切替制御部（図示せず）とを備えて構成されている。

【００４２】前記弁体切替制御部は、容量制御を行わな
いフルロード運転モードと、容量制御を行う容量制御運
転モードとのどちらかが選択された場合に、これに応じ
て、電磁弁２０２ａ，２０３ａを開閉させる制御装置で
ある。さらに、この弁体切替制御部は、運転モード切替
の他に、起動時の液圧縮に伴うハウジング内異常高圧発
生を回避する機能も有している。すなわち、起動開始か
ら所定時間の間だけ、第１配管２０２を閉じるとともに
第２配管２０３を開くことで、圧力を一時的に低圧室Ｌ
Ｐ側に逃がすことが可能となっている。

【００４３】以上説明の構成を有する本実施形態のスク
ロール型圧縮機によれば、スクロール型圧縮機構１０２
が、低圧室ＬＰから取り込んだ流体を圧縮した後、吐出
ポート１１１ａ１より高圧室ＨＰに吐出する。すなわ
ち、前記駆動機構で回転軸１０３を回転駆動させると、
旋回スクロール部材１１２が、固定スクロール部材１１
１に対して公転旋回運動する。すると、各圧縮室Ｃは、
旋回スクロール部材１１２の公転旋回運動に伴って外周
端側から中心部側に向けて移動する。このようにして容
積を漸次減少させながら高圧化していく圧縮ガスは、最
終的には固定端板１１１ａの中心部に設置されている吐
出ポート１１１ａ１から吐出されていく。

【００４４】一方、潤滑油貯留タンク１０５内の潤滑油
は、潤滑油供給ポンプ１０４の吸引力によって潤滑油戻
り配管１０６を介して吸い上げられ、各摺動部分へと強
制的に供給されていく。そして、各摺動部を潤滑した後
の潤滑油は、その自重によって集油部１０８ｂに集めら
れ、直ちに、密閉空間ｍ内から潤滑油貯留タンク１０５
内へと導出されていく。

【００４５】上記通常運転時の運転モードとしては、容
量制御を行わないフルロード運転モードと、容量制御を
行う容量制御運転モードとの２つの運転モードがある。
以下、それぞれの運転モード毎に説明する。

【００４６】まず、フルロード運転モードについて説明
する。前記弁体切替制御部は、第１電磁弁２０２ａを開
くとともに電磁弁２０３ａを閉じる。これにより、高圧
室ＨＰ内の流体圧が、第１配管２０２及び環状空間２０
１ｄを介して各容量制御室２０１ｂ内に加えられる。す
ると、この流体圧が各リード弁２０１ａを固定端板１１
１ａに対して押し付けるので、各バイパスポート２０１
ｃが閉じられ、各圧縮室Ｃ内の圧縮ガスが、途中でバイ
パスすることなく、吐出ポート１１１ａ１に至るまで圧
縮されることになる。したがって、高圧室ＨＰには、高
圧の圧縮ガスが供給されるようになる。

【００４７】次に、容量制御運転モードについて説明す
る。前記切替制御部は、第１電磁弁２０２ａを閉じると
ともに電磁弁２０３ａを開く。これにより、各圧縮室Ｃ
内の圧縮ガスの圧が、各リード弁２０１ａの付勢力を超
えた場合に、この圧縮ガスの一部が、各リード弁２０１
ａを開いて各容量制御室２０１ｂ内に流れ出る。そし
て、各容量制御室２０１ｂ内に流れ込んだ圧縮ガスは、
環状空間２０１ｄ及び第２配管２０３を通って、低圧室
ＬＰ内に戻される（この時、圧縮ガスは、比較的大きい
管径を有する第２配管２０３を通るため、スムーズに低
圧室ＬＰに向かうようになっている。）。したがって、
高圧室ＨＰには、バイパス流れによって流量が減った
分、少ない流量の圧縮ガスが供給されるようになる。

【００４８】なお、前述のように、この容量制御運転モ
ードに相当する動作は、スクロール型圧縮機の運転起動
時にも行われる。これにより、液圧縮等の異常高圧が生
じた場合でも、第２配管２０３を介して圧を適切に逃が
すことができるので、過大な圧力が内部に生じるのを防
ぐことができるものとなっている。

【００４９】以上説明の本実施形態のスクロール型圧縮
機は、その容量制御部２０１が、リード弁２０１ａと容
量制御室２０１ｂとバイパスポート２０１ｃとを備え、
さらに、高圧室ＨＰ内の流体圧を、ハウジング１０１の
外部に導出してから各容量制御室２０１ｂに導く第１配
管２０２と、各容量制御室２０１ｂ内の流体圧を、ハウ
ジング１０１の外部に導出してから低圧室ＬＰに導く第
２配管２０３と、ハウジング１０１の外部に配置され、
これら第１配管２０２及び第２配管２０３のいずれか一
方を閉じるとともに、他方を開く前記流路切替手段とを
備えている構成を採用した。この構成によれば、容量制
御のための第２配管２０３及び前記流路切替手段を、ハ
ウジング１０１内スペースの制限を受けない、ハウジン
グ１０１外部に配置したことから、従来のような狭くて
複雑な流路を通さずに済むようになる。これにより、各
容量制御室２０１ｂから低圧室ＬＰへのバイパス流れを
効率よく行わせることができ、容量制御を確実に行うこ
とが可能となる。

【００５０】また、本実施形態のスクロール型圧縮機
は、第２配管２０３が、第１配管２０２よりも大きい流
路断面積を有する構成を採用した。この構成によれば、
第２配管２０３の圧力損失をより低くすることができる
ので、各容量制御室２０１ｂから低圧室ＬＰへのバイパ
ス流れを、さらに効率よく行わせることが可能となる。

【００５１】また、本実施形態のスクロール型圧縮機の
制御方法は、起動開始から所定時間の間、第１配管２０
２を閉じて第２配管２０３を開く方法を採用した。この
方法によれば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合でも、
第２配管２０３を介して圧を適切に逃がすことができる
ので、過大な圧力によりスクロール型圧縮機が損傷する
のを防止することが可能となる。

【００５２】続いて、本発明の第２実施形態の説明を、
図２を参照しながら以下に行う。なお、図２は、本実施
形態のスクロール型圧縮機を示す図であって、中心軸線
を含む断面で見た場合の断面図である。本実施形態は、
上記第１実施形態の変形例に相当するので、上記第１実
施形態との相違点を中心に説明し、その他については、
上記第１実施形態と同様であるとして、同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００５３】本実施形態のスクロール型圧縮機は、前記
容量制御部２０１と、高圧室ＨＰ内の流体圧を、ハウジ
ング１０１の外部に導出する導出管３０１と、該導出管
３０１及び各容量制御室２０１ｂ間を、環状空間２０１
ｄを介して接続する第１配管３０２（第３流路）と、導
出管３０１及び低圧室ＬＰ間を接続するバイパス流路を
なす第２配管３０３（第４流路）と、これら導出管３０
１及び第１配管３０２及び第３配管３０３間を接続する
ようにハウジング１０１の外部に配置された三方弁３０
９と、該三方弁３０９を操作する三方弁制御部（図示せ
ず）とを備えた点が、特に特徴的となっている。

【００５４】前記導出管３０１は、高圧室ＨＰ及び三方
弁３０９間を接続する配管であり、ハウジング１０１の
外部に設けられている。前記第１配管３０２は、三方弁
３０９と、環状空間２０１ｄとの間を接続する配管であ
り、ハウジング１０１の外部に設けられている。そし
て、三方弁３０９の操作により、導出管３０１及び第１
配管３０２間を開通させた場合には、高圧室ＨＰ内の圧
縮ガスの高圧が、環状空間２０１ｄ内に加わるようにな
っている。

【００５５】前記第２配管３０３（太線）は、三方弁３
０９と、低圧室ＬＰとの間を接続する配管であり、ハウ
ジング１０１の外部に設けられている。そして、三方弁
３０９の操作により、第１配管３０２及び第２配管３０
３間を開通させた場合には、環状空間２０１ｄと低圧室
ＬＰとが連通するようになっている。なお、この第２配
管３０３は、第１配管３０２よりも大きい流路断面積を
有している。

【００５６】前記三方弁切替制御部は、導出管３０１及
び第１配管３０２間を連通させるか、または、第１配管
３０２及び第２配管３０３間を連通させるかのいずれか
一方に、三方弁３０９の流路を切り替える役目をなすも
のである。

【００５７】そして、この三方弁切替制御部は、容量制
御を行わないフルロード運転モードと、容量制御を行う
容量制御運転モードとのどちらかが選択された場合に、
これに応じて、三方弁３０９の流路を切り替えるように
なっている。さらに、この三方弁切替制御部は、運転モ
ード切替の他に、起動時の液圧縮に伴うハウジング１０
１内の異常高圧発生を回避する機能も有している。すな
わち、起動開始から所定時間の間だけ、第１配管３０２
及び第２配管３０３間を開くことで、圧力を一時的に低
圧室ＬＰ側に逃がすことが可能となっている。

【００５８】以上説明の構成を有する本実施形態のスク
ロール型圧縮機によれば、スクロール型圧縮機構１０２
が、低圧室ＬＰから取り込んだ流体を圧縮した後、吐出
ポート１１１ａ１より高圧室ＨＰに吐出する。上記通常
運転時の運転モードとしては、容量制御を行わないフル
ロード運転モードと、容量制御を行う容量制御運転モー
ドとの２つの運転モードがある。以下、それぞれの運転
モード毎に説明する。

【００５９】まず、フルロード運転モードについて説明
する。前記三方弁切替制御部は、導出管３０１及び第１
配管３０２間を開通状態にすると同時に、これら導出管
３０１及び第１配管３０２と第２配管３０３との間を閉
じる。これにより、高圧室ＨＰ内の流体圧が、導出管３
０１及び第１配管３０２及び環状空間２０１ｄを介して
各容量制御室２０１ｂ内に加えられる。すると、この流
体圧が各リード弁２０１ａを固定端板１１１ａに対して
押し付けるので、各バイパスポート２０１ｃが閉じら
れ、各圧縮室Ｃ内の圧縮ガスが、途中でバイパスするこ
となく、吐出ポート１１１ａ１に至るまで圧縮されるこ
とになる。したがって、高圧室ＨＰには、高圧の圧縮ガ
スが供給されるようになる。

【００６０】次に、容量制御運転モードについて説明す
る。前記三方弁切替制御部は、第１配管３０２及び第２
配管３０３間を連通状態にすると同時に、これら第１配
管３０２及び第２配管３０３と導出管３０１との間を閉
じる。これにより、各圧縮室Ｃ内の圧縮ガスの圧が、各
リード弁２０１ａの付勢力を超えた場合に、この圧縮ガ
スの一部が、各リード弁２０１ａを開いて各容量制御室
２０１ｂ内に流れ出る。そして、各容量制御室２０１ｂ
内に流れ込んだ圧縮ガスは、環状空間２０１ｄ及び第１
配管３０２を通ってから、続いて三方弁３０９、そして
第２配管３０３を経て、低圧室ＬＰ内に戻される（この
時、圧縮ガスは、比較的大きい管径を有する第２配管３
０３を通るため、スムーズに低圧室ＬＰに向かうように
なっている。）。したがって、高圧室ＨＰには、バイパ
ス流れによって流量が減った分、少ない流量の圧縮ガス
が供給されるようになる。

【００６１】なお、前述のように、この容量制御運転モ
ードに相当する動作は、スクロール型圧縮機の運転起動
時にも行われる。これにより、液圧縮等の異常高圧が生
じた場合でも、第１配管３０２及び第２配管３０３を介
して圧を適切に逃がすことができるので、過大な圧力が
内部に生じるのを防ぐことができるものとなっている。

【００６２】以上説明の本実施形態のスクロール型圧縮
機においても、上記第１実施形態と同様に、各容量制御
室２０１ｂから低圧室ＬＰへのバイパス流れを、確実
に、効率よく行わせることが可能となる。

【００６３】なお、上記第１実施形態及び第２実施形態
では、起動時における液冷媒圧縮等の異常高圧発生を防
ぐ手段として、起動後の一定時間、各容量制御室２０１
ｂから低圧室ＬＰへのバイパス流れを形成するものとし
たが、このような時間制御に限らず、スクロール型圧縮
機の吐出圧が所定圧を超えた場合に、異常高圧が発生し
たと判断して、バイパス流れを形成するものとしても良
い。また、本発明のスクロール型圧縮機は、定置用（半
密閉型、開放型）に限らず、車輌用にも適用可能であ
る。

【００６４】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載のスクロール型
圧縮機は、その容量制御部が、リード弁と容量制御室と
を備え、さらに、高圧室内の流体圧を、ハウジングの外
部に導出してから容量制御室に導く第１流路と、容量制
御室内の流体圧を、ハウジングの外部に導出してから低
圧室に導く第２流路と、ハウジングの外部に配置され、
これら第１流路及び第２流路のいずれか一方を閉じると
ともに、他方を開く流路切替手段とを備えている構成を
採用した。この構成によれば、容量制御のための第２流
路及び切替手段を、ハウジング内スペースの制限を受け
ない、ハウジング外部に配置したことから、従来のよう
な狭くて複雑な流路を通さずに済むようになる。これに
より、容量制御室から低圧室へのバイパス流れを効率よ
く行わせることができ、容量制御を確実に行うことが可
能となる。

【００６５】また、請求項２に記載のスクロール型圧縮
機は、請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、
前記流路切替手段が、第１流路側に設けられた第１弁体
と、第２流路側に設けられた第２弁体と、これらのいず
れか一方を閉じ、他方を開く弁体切替制御部とを備えて
いる構成を採用した。この構成によれば、容量制御室か
ら低圧室へのバイパス流れを、確実に、効率よく行わせ
ることが可能となる。

【００６６】また、請求項３に記載のスクロール型圧縮
機は、請求項１または請求項２に記載のスクロール型圧
縮機において、前記第２流路が、前記第１流路よりも大
きい流路断面積を有する構成を採用した。この構成によ
れば、第２流路の圧力損失をより低くすることができる
ので、容量制御室から低圧室へのバイパス流れを、さら
に効率よく行わせることが可能となる。

【００６７】また、請求項４に記載のスクロール型圧縮
機の制御方法は、請求項１から請求項３のいずれかに記
載のスクロール型圧縮機を制御する方法であって、スク
ロール型圧縮機構の吐出圧が所定圧を超えた場合に、第
１流路を閉じて第２流路を開く方法を採用した。この方
法によれば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合でも、第
２流路を介して圧を適切に逃がすことができるので、過
大な圧力によりスクロール型圧縮機が損傷するのを防止
することが可能となる。

【００６８】また、請求項５に記載のスクロール型圧縮
機の制御方法は、請求項１から請求項３のいずれかに記
載のスクロール型圧縮機を制御する方法であって、起動
開始から所定時間の間、第１流路を閉じて第２流路を開
く方法を採用した。この方法によれば、液圧縮等の異常
高圧が生じた場合でも、第２流路を介して圧を適切に逃
がすことができるので、過大な圧力によりスクロール型
圧縮機が損傷するのを防止することが可能となる。

【００６９】また、請求項６に記載のスクロール型圧縮
機は、その容量制御部が、リード弁と容量制御室とを備
え、さらに、高圧室内の流体圧を、ハウジングの外部に
導出する導出管と、該導出管及び容量制御室間を接続す
る第３流路と、導出管及び低圧室間を接続する第４流路
と、導出管及び第３流路間を連通させるか、または、第
３流路及び第４流路間を連通させるかのいずれか一方に
流路が切り替え可能な三方弁とを備えている構成を採用
した。この構成によれば、容量制御のための第３流路及
び第４流路及び三方弁を、ハウジング内スペースの制限
を受けない、ハウジング外部に配置したことから、従来
のような狭くて複雑な流路を通さずに済むようになる。
これにより、容量制御室から低圧室へのバイパス流れを
効率よく行わせることができ、容量制御を確実に行うこ
とが可能となる。

【００７０】また、請求項７に記載のスクロール型圧縮
機は、請求項６に記載のスクロール型圧縮機において、
第４流路が、第３流路よりも大きい流路断面積を有する
構成を採用した。この構成によれば、第４流路及び導出
管の圧力損失をより低くすることができるので、容量制
御室から低圧室へのバイパス流れを、さらに効率よく行
わせることが可能となる。

【００７１】また、請求項８に記載のスクロール型圧縮
機の制御方法は、請求項６または請求項７に記載のスク
ロール型圧縮機を制御する方法であって、スクロール型
圧縮機構の吐出圧が所定圧を超えた場合に、導出管及び
第３流路間を閉じて、第３流路及び第４流路間を開く方
法を採用した。この方法によれば、液圧縮等の異常高圧
が生じた場合でも、第３流路及び第４流路を介して圧を
適切に逃がすことができるので、過大な圧力によりスク
ロール型圧縮機が損傷するのを防止することが可能とな
る。

【００７２】また、請求項９に記載のスクロール型圧縮
機の制御方法は、請求項６または請求項７に記載のスク
ロール型圧縮機を制御する方法であって、起動開始から
所定時間の間、導出管及び第３流路間を閉じ、第３流路
及び第４流路間を開く方法を採用した。この方法によれ
ば、液圧縮等の異常高圧が生じた場合でも、第３流路及
び第４流路を介して圧を適切に逃がすことができるの
で、過大な圧力によりスクロール型圧縮機が損傷するの
を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスクロール型圧縮機の第１実施形態
を示す図であって、中心軸線を含む断面で見た場合の断
面図である。

【図２】 本発明のスクロール型圧縮機の第２実施形態
を示す図であって、中心軸線を含む断面で見た場合の断
面図である。

【図３】 従来のスクロール型圧縮機の一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０１・・・ハウジング １０２・・・スクロール型圧縮機構 １１１・・・固定スクロール部材 １１１ａ・・・固定端板 １１１ａ１・・・吐出ポート １１１ｂ，１１２ｂ・・・渦巻状壁体 １１２・・・旋回スクロール部材 １１２ａ・・・旋回端板 ２０１ａ・・・リード弁（容量制御部） ２０１ｂ・・・容量制御室（容量制御部） ２０１ｃ・・・ バイパスポート ２０２・・・第１配管（第１流路） ２０２ａ・・・電磁弁（第１弁体、流路切替手段） ２０３・・・第２配管（第２流路） ２０３ａ・・・電磁弁（第２弁体、流路切替手段） ３０１・・・導出管 ３０２・・・第１配管（第３流路） ３０３・・・第２配管（第４流路） ３０９・・・三方弁 ＨＰ・・・高圧室 ＬＰ・・・低圧室

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低圧室から取り込んだ流体を圧縮して吐
   出ポートより高圧室に吐出するスクロール型圧縮機構
   と、該スクロール型圧縮機構で圧縮されながら前記吐出
   ポートに向かう途中の前記流体を該スクロール型圧縮機
   構外に取り出すことで容量制御を可能とする容量制御部
   と、これらスクロール型圧縮機構及び容量制御部を収容
   するハウジングとを備え、 前記スクロール型圧縮機構が、固定端板の一側面に立設
   された渦巻状壁体を有し、定位置に固定された固定スク
   ロール部材と、旋回端板の一側面に立設された他の渦巻
   状壁体を有し、前記各渦巻状壁どうしをかみ合わせて自
   転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回ス
   クロール部材とを備えている スクロール型圧縮機にお
   いて、 前記容量制御部は、前記固定端板に穿設されたバイパス
   ポートを塞ぐリード弁と、該リード弁を収容し、内圧を
   受けた場合に該リード弁を閉じさせる容量制御室とを備
   え、 前記高圧室内の流体圧を、前記ハウジングの外部に導出
   してから前記容量制御室に導く第１流路と、前記容量制
   御室内の流体圧を、前記ハウジングの外部に導出してか
   ら前記低圧室に導く第２流路と、前記ハウジングの外部
   に配置され、これら第１流路及び第２流路のいずれか一
   方を閉じるとともに、他方を開く流路切替手段とを備え
   ていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスクロール型圧縮機に
   おいて、 前記流路切替手段は、前記第１流路側に設けられた第１
   弁体と、前記第２流路側に設けられた第２弁体と、これ
   ら第１弁体または第２弁体のいずれか一方を閉じ、他方
   を開く弁体切替制御部とを備えていることを特徴とする
   スクロール型圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のスクロ
   ール型圧縮機において、 前記第２流路は、前記第１流路よりも大きい流路断面積
   を有していることを特徴とするスクロール型圧縮機。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のスクロール型圧縮機を制御する方法であって、 前記スクロール型圧縮機構の吐出圧が所定圧を超えた場
   合に、前記流路切替手段により、前記第１流路を閉じる
   とともに、前記第２流路を開くことを特徴とするスクロ
   ール型圧縮機の制御方法。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   のスクロール型圧縮機を制御する方法であって、 起動開始から所定時間の間、前記流路切替手段により、
   前記第１流路を閉じるとともに、前記第２流路を開くこ
   とを特徴とするスクロール型圧縮機の制御方法。
6. 【請求項６】 低圧室から取り込んだ流体を圧縮して吐
   出ポートより高圧室に吐出するスクロール型圧縮機構
   と、該スクロール型圧縮機構で圧縮されながら前記吐出
   ポートに向かう途中の前記流体を該スクロール型圧縮機
   構外に取り出すことで容量制御を可能とする容量制御部
   と、これらスクロール型圧縮機構及び容量制御部を収容
   するハウジングとを備え、 前記スクロール型圧縮機構が、固定端板の一側面に立設
   された渦巻状壁体を有し、定位置に固定された固定スク
   ロール部材と、旋回端板の一側面に立設された他の渦巻
   状壁体を有し、前記各渦巻状壁どうしをかみ合わせて自
   転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回ス
   クロール部材とを備えている スクロール型圧縮機にお
   いて、 前記容量制御部は、前記固定端板に穿設されたバイパス
   ポートを塞ぐリード弁と、該リード弁を収容し、内圧を
   受けた場合に該リード弁を閉じさせる容量制御室とを備
   え、 前記高圧室内の流体圧を、前記ハウジングの外部に導出
   する導出管と、該導出管及び前記容量制御室間を接続す
   る第３流路と、前記導出管及び前記低圧室間を接続する
   第４流路と、これら導出管及び第３流路及び第４流路間
   を接続するように前記ハウジングの外部に配置され、前
   記導出管及び前記第３流路間を連通させるか、または、
   前記第３流路及び第４流路間を連通させるかのいずれか
   一方に流路が切り替え可能な三方弁とを備えていること
   を特徴とするスクロール型圧縮機。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のスクロール型圧縮機に
   おいて、 前記第４流路は、前記第３流路よりも大きい流路断面積
   を有していることを特徴とするスクロール型圧縮機。
8. 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載のスクロ
   ール型圧縮機を制御する方法であって、 前記スクロール型圧縮機構の吐出圧が所定圧を超えた場
   合に、前記三方弁により、前記導出管及び前記第３流路
   間を閉じるとともに、前記第３流路及び前記第４流路間
   を開くことを特徴とするスクロール型圧縮機の制御方
   法。
9. 【請求項９】 請求項６または請求項７に記載のスクロ
   ール型圧縮機を制御する方法であって、 起動開始から所定時間の間、前記三方弁により、前記導
   出管及び前記第３流路間を閉じるとともに、前記第３流
   路及び前記第４流路間を開くことを特徴とするスクロー
   ル型圧縮機の制御方法。