JP2013167215A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮された冷媒の吐出弁機構を構成するポートおよび弁の位置や形状の設計自由度を向上させることができるスクロール型圧縮機を提供すること。
【解決手段】圧縮機１は、互いの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成する２つのスクロール３１，３２と、圧縮空間において圧縮された流体を吐出す吐出弁機構４と、を備えている。吐出弁機構４は、圧縮空間に連通する第１吐出ポート５１と、圧縮空間に連通するバイパスポート５２と、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２の一方または双方から吐出された流体が流入し、通過する第２吐出ポート５７と、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２の一方または双方から吐出された流体が第２吐出ポート５７に向けて流れる流体通路５６と、第２吐出ポート５７を開閉する吐出弁５８と、流体通路５６内に設けられ、バイパスポート５２を開閉するバイパス弁５３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクロール型圧縮機に関する。

スクロール型圧縮機は、固定スクロールと、旋回スクロールとを備えている。固定スクロールおよび旋回スクロールは、いずれも円板状の端板の一面側に、渦巻状のラップが設けられたものである。このような固定スクロールと旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のスクロールの間に形成される圧縮空間の容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、その空間内の流体（冷媒）の圧縮を行う。

このようなスクロール型圧縮機では、ラップの渦巻きの中心部（最内周部）に形成される圧縮空間に連通する吐出経路を介して、圧縮された高圧の冷媒が吐出チャンバを経て外部へと吐出される。このような吐出経路に加えて、特許文献１に図示されているように、渦巻きの中心部よりも外周側に形成される圧縮空間に連通し、その圧縮空間内に存在する圧縮途中の冷媒を吐出チャンバに吐出するバイパス経路が設けられたものがある。このようなバイパス経路は、圧縮空間内の冷媒が吐出チャンバ内の圧力以上となったときに開くリリーフ経路として用いることができる。
特許文献１の吐出経路は、固定スクロールの端板を貫通する吐出ポートに吐出弁を設けることによって構成されている。また、バイパス経路も同様に、固定スクロールの端板を貫通するバイパスポートにバイパス弁を設けることによって構成されている。

特開２０１０−１５６３４８号公報

上述の吐出経路およびバイパス経路を構成するポートおよび弁の位置および大きさは、圧縮機の能力を決める重要な要素である。
しかしながら、従来構造のように、吐出弁およびバイパス弁のいずれも、固定スクロールの端板上、つまり同一面上に設置すると、弁同士の干渉を避けなくてはならないので、各弁の位置や形状が制約される。それに伴って各ポートの位置や開口径も制約される。

本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、圧縮された冷媒の吐出弁機構を構成するポートおよび弁の位置や形状等の設計自由度を向上させることができるスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題に基づいて、本発明者は、吐出弁機構を平面的にではなく、立体的に構成する着想を得た。
そこでなされた本発明のスクロール型圧縮機は、渦巻き状のラップが噛み合わせられることにより、互いの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成する一対のスクロールと、圧縮空間において圧縮された流体を吐出する吐出弁機構と、を備え、吐出弁機構は、圧縮空間に連通する第１吐出ポートと、圧縮空間に連通するバイパスポートと、第１吐出ポートおよびバイパスポートの一方または双方から吐出された流体が流入し、通過する第２吐出ポートと、第１吐出ポートおよびバイパスポートの一方または双方から吐出された流体が第２吐出ポートに向けて流れる流体通路と、第２吐出ポートを開閉する吐出弁と、流体通路内に設けられ、バイパスポートを開閉するバイパス弁と、を備えることを特徴とする。

本発明においては、スクロール間で最大に圧縮された流体は、渦巻きの中心部に形成される圧縮空間から第１吐出ポート、流体通路、および第２吐出ポートを介して吐出される。この吐出経路には、弁座部材に設けられる吐出弁が存在する。
一方、圧縮途上にある流体は、渦巻きの中心部よりも外周側の圧縮空間からバイパスポート、流体通路、および第２吐出ポートを介して吐出される。このバイパス経路には、バイパス弁と、吐出弁とが存在する。
本発明によれば、２つの吐出ポートを備えることで、バイパス経路および吐出経路が従来構造と比べて立体的に構成されているので、バイパス弁と吐出弁とを各々異なる面上に設置することができる。このため、バイパス弁および吐出弁が同一面に設置されるのに比べて弁を設ける位置や形状の制約が減るので、圧縮効率や信頼性を考慮した最適な位置や形状に各々の弁を設けることができる。
さらに、第１吐出ポート、バイパスポート、および第２吐出ポートの配置位置や大きさの自由度も向上する。
また、吐出側から吸入側へのマイグレーション時に吐出側から吸入側に通じる経路には、バイパス弁および吐出弁の２つの弁が設けられることになるので、マイグレーションによる効率低下および信頼性低下を効果的に抑制できる。
以上のような本発明によれば、圧縮効率および信頼性の高いスクロール型圧縮機を提供できる。

本発明のスクロール型圧縮機において、第２吐出ポートの断面積は、第１吐出ポートの断面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、バイパスポートから流体通路に流体が流入して流体通路における流量が多くなっても、第２吐出ポートにおける圧力損失を抑えられる。

本発明では、第１吐出ポート、バイパスポート、およびバイパス弁をスクロールの端板に設けるとともに、第２吐出ポートおよび吐出弁を弁座部材に設けることができる。このように構成すると、流体通路は、弁座部材とスクロールの端板との間に形成される。
上記のような構成にあっては、スクロールの端板、および吐出弁が設けられる弁座部材の少なくとも一方には、バイパス弁を収容するとともに、第１吐出ポートおよびバイパスポートと第２吐出ポートとを連通する凹部が形成されていることが好ましい。

弁座部材とスクロールの端板との間に形成される流体通路は、バイパス弁の設置空間および流路の役割を有するが、凹部を形成して上記役割を持たせれば、弁座部材とスクロールの端板との互いの対向面を近接させることができる。これにより、流体通路を含むトップクリアランスボリュームを低減できるので、動力損失（再圧縮損失）を低減できる。
ここで、凹部を弁座部材に形成するとともに、凹部においてスクロールの端板に対向する面によってバイパス弁を押さえることも好ましい。これにより、バイパス弁を押さえるリテーナを廃止してコストダウンできる上、リテーナの厚み分、弁座部材と端板との互いの対向面をさらに近接させることができるので、動力損失の低減にも繋がる。

本発明のスクロール型圧縮機においては、吐出弁機構は、第２吐出ポートおよび吐出弁からなる吐出経路を複数備え、吐出経路は、吐出弁に逆止弁が用いられる第１吐出経路と、吐出弁に外部からの制御が可能なオンオフ弁が用いられる第２吐出経路と、からなることも好ましい。
このような２種類の吐出経路が設けられていると、第１吐出経路は、圧縮機の運転中は常時開通させて吐出流路を確保した上で、第２吐出経路のオンオフ弁の開閉を切り替える制御を行うことで、設計圧力比を基準とする運転状態に対応させることができる。設計圧力比よりも運転圧力比が大きいときは、吐出に要する圧力が低下して再圧縮に回る流体量が多くなるので、オンオフ弁を閉じて吐出を促すとよい。一方、設計圧力比よりも運転圧力比が小さいときは、流量が増大するので、オンオフ弁を開放して圧力損失を小さくするとよい。
以上のように運転状態に応じて第１吐出経路および第２吐出経路を用いることにより、圧縮効率を向上させることができる。
本発明において、吐出流量を調整可能な機構を吐出経路に設けて、１つの吐出経路のみによって運転状態に対応した制御を行うこともできるが、一般には、逆止弁、オンオフ弁の２種類の弁を用いる方が、そのような制御を容易にかつ安価に実現できる。

本発明における吐出弁は、各種の形態のものを採用できるが、その構造によっては、第２吐出ポートの内部に設けることができる。第２吐出ポートの内部に吐出弁が設けられていると、トップクリアランスボリュームを低減できるので好ましい。

本発明によれば、圧縮された冷媒の吐出弁機構を構成するポートおよび弁の位置や形状等の設計自由度を向上させることができる上、マイグレーションによる効率低下を防止できる。

第１実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略構成を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 図２のIII−III線断面図である。 第２実施形態に係るスクロール型圧縮機の要部拡大図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 第２実施形態の変形例に係るスクロール型圧縮機の要部拡大図である。 第３実施形態に係るスクロール型圧縮機の要部拡大図である。 第３実施形態の変形例に係るスクロール型圧縮機の要部拡大図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
なお、既に説明した構成と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を省略または簡略する。
〔第１実施形態〕
図１に示すように、圧縮機１は、縦型のスクロール型で、ハウジング１０内に、電動モータ１２と、電動モータ１２により駆動されるスクロール圧縮機構３０とを備えている。この圧縮機１は、例えば空気調和機や冷凍機などを構成している。

ハウジング１０は、上端が開放された有底円筒状のハウジング本体１０１と、ハウジング本体１０１の上端を覆うハウジングトップ１０２とを備えている。
ハウジング本体１０１の側面には、図示しないアキュムレータからハウジング本体１０１内に冷媒を導入する吸入管１３が設けられている。
ハウジングトップ１０２には、スクロール圧縮機構３０によって圧縮された冷媒を吐出する吐出管１４が設けられている。なお、スクロール圧縮機構３０により圧縮された冷媒を吐出する吐出弁機構４については後述する。

電動モータ１２は、ステータ１５と、ロータ１６とを備えている。
ステータ１５には、ハウジング本体１０１の側面に取り付けられた図示しない電源ユニットによって通電される。ロータ１６には、回転軸１７が一体に結合されている。

電動モータ１２を挟んで回転軸１７の両端側には、回転軸１７を回転可能に支持する下部軸受１８および上部軸受１９が設けられている。
下部軸受１８の下方には、ハウジング１０の底部に貯留されている潤滑油を回転軸１７の内部に形成された油経路内に汲み上げるポンプが設けられている。潤滑油は、油経路を通じて各擦動部に供給される。
上部軸受１９に形成される内部空間１９０には、回転軸１７の上端に設けられる偏心ピン２０が突出している。

スクロール圧縮機構３０は、固定スクロール３１と、固定スクロール３１に対して公転旋回する旋回スクロール３２とを備えている。
固定スクロール３１は、円板状の端板３１０と、端板３１０の一面側に立設される渦巻状のラップ３１１とを備えている。旋回スクロール３２も、同様に、円板状の端板３２０と、端板３２０の一面側に立設される渦巻状のラップ３２１とを備えている。ラップ３１１，３２１が噛み合わせられると、固定スクロール３１と旋回スクロール３２との間に冷媒の圧縮空間が形成される。
互いに所定量だけ偏心し、１８０度位相をずらして噛み合わせられるラップ３１１，３２１は、旋回スクロール３２の回転角に応じて複数箇所で互いに接触する。すると、ラップ３１１，３２１の渦巻きの中心部（最内周部）に対して点対称に圧縮空間が形成されるとともに、旋回スクロール３２の旋回に伴って、圧縮空間はその容積を減少させながら次第に内周側に移動される。そして、渦巻きの中心部で冷媒が最大に圧縮される。

旋回スクロール３２の端板３２０の背面には、ボス３４が設けられているとともに、そのボス３４に軸受を介してドライブブッシュ３６が組み付けられている。ドライブブッシュ３６の内側には偏心ピン２０が嵌められている。これにより、旋回スクロール３２が回転軸１７の軸心に偏心して結合されるので、回転軸１７が回転すると、旋回スクロール３２は、回転軸１７の軸心からの偏心距離を半径として回転（公転）する。
なお、旋回スクロール３２が、公転しつつも自転はしないよう、旋回スクロール３２と回転軸１７との間には、自転を拘束する図示しないオルダムリングが設けられている。

次に、図２および図３を参照し、吐出弁機構４について説明する。
吐出弁機構４は、固定スクロール３１の端板３１０と、端板３１０の背面に対向するとともに、ハウジング１０内を仕切るディスチャージカバー４Ａと、ディスチャージカバー４Ａとハウジングトップ１０２との間に形成される吐出チャンバ４Ｂと、吐出チャンバ４Ｂに一端が開口する吐出管１４とを備えている。

以下、固定スクロール３１の端板３１０、ディスチャージカバー４Ａの構成について詳述する。
固定スクロール３１の端板３１０には、スクロール圧縮機構３０により最大に圧縮された冷媒を吐出する第１吐出ポート５１と、圧縮途上で圧縮空間内の冷媒の一部を吐出するバイパスポート５２とが形成されている。
第１吐出ポート５１は、ラップ３１１の渦巻きの中心部に対応する位置で端板３１０を厚さ方向に貫通している。この第１吐出ポート５１は、回転軸１７の軸心よりも偏心しており、ラップ３１１，３２１の渦巻きの中心部に形成される圧縮空間に連通する。

バイパスポート５２は、第１吐出ポート５１よりも外周側で端板３１０を厚さ方向に貫通している。バイパスポート５２は、隣り合う一組の小径の孔５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃからなる。このようなバイパスポート５２は、渦巻きの中心部に対して点対称に二組設けられている。各組の孔５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃは、渦巻きの中心部の圧縮空間よりも外周側に一対形成される圧縮空間に連通する。

端板３１０の背面には、バイパスポート５２を開閉するバイパス弁５３が設けられている。バイパス弁５３は、エアギャップ５６内の圧力以上の圧力が生じたときに開かれる。
バイパス弁５３は、リード弁とされるとともに、バイパス弁５３よりも厚い板状のリテーナ５４によって押さえられている。冷媒の圧力によってバイパス弁５３が押し上げられるときのリフト量は、リテーナ５４の形状・寸法によって決められる。
バイパス弁５３およびリテーナ５４は、端板３１０にボルト５５で固定されている。
なお、バイパス弁５３は、リード弁でなくても、差圧により開閉する逆止弁であればよい。下記に示す吐出弁５８も同様である。

ディスチャージカバー４Ａは、端板３１０の背面に、冷媒の流通を許容するエアギャップ（空隙である流体通路）５６を介して対向する吐出弁部４０と、吐出弁部４０よりも外周側に設けられてハウジング１０内を仕切る隔壁４５とを備えている。
隔壁４５の外周縁がハウジング本体１０１とハウジングトップ１０２との間に挟まれることで、ディスチャージカバー４Ａがハウジング１０に固定されている。これによって、吸入管１３から導入された冷媒が満たされる低圧室１０Ａと、スクロール圧縮機構３０によって圧縮された冷媒が噴出される吐出チャンバ４Ｂ（高圧室）とにハウジング１０内部が仕切られている。

吐出弁部４０には、エアギャップ５６と吐出チャンバ４Ｂとを連通する第２吐出ポート５７が形成されているとともに、端板３１０の環状壁３１３の上端部が挿入される環状溝４０１が形成されている。
エアギャップ５６は、環状溝４０１と環状壁３１３との間がシールリング４０２によって封止されることによって、低圧室１０Ａとは隔絶された円筒状の空間とされる。このエアギャップ５６には、第１吐出ポート５１の開口が臨むとともに、バイパス弁５３およびリテーナ５４が配置される。

第２吐出ポート５７は、回転軸１７と同心となるように、吐出弁部４０を貫通している。
この第２吐出ポート５７を開閉する吐出弁５８は、リード弁とされるとともに、バイパス弁５３のリテーナ５４よりも大きくて厚い板状のリテーナ５９によって押さえられている。吐出弁５８およびリテーナ５９は、ディスチャージカバー４Ａにボルト６０で固定されている。

第２吐出ポート５７は、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２の双方に近接するディスチャージカバー４Ａ中心部に設けられている。但し、エアギャップ５６を介して各ポートが連通される限り、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２と、第２吐出ポート５７との相対位置は、限定されない。
圧縮空間内の冷媒が設計圧力以上となったときには、バイパス弁５３が開いてエアギャップ５６内の流量が増えるので、第１吐出ポート５１および第２吐出ポート５７の開口の断面積をそれぞれ、Ａ_１、Ａ_２とすると、Ａ_１ ≦ Ａ_２であることが好ましい。
なお、第１吐出ポート５１、バイパスポート５２、および第２吐出ポート５７の流量をそれぞれ、Ｇ_１、Ｇ_Ｂ、Ｇ_２とすると、Ｇ_２＝Ｇ_１＋Ｇ_Ｂのため、必然的にＧ_１ ≦ Ｇ_２となる。

ディスチャージカバー４Ａに形成される第２吐出ポート５７は、図２に示すように、固定スクロール３１の端板３１０に形成される第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２の上方に位置している。このように、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２と、第２吐出ポート５７とは、高さ方向の異なる位置に設けられる。そして、第２吐出ポート５７を開閉する吐出弁５８はディスチャージカバー４Ａに設けられ、かつ、バイパスポート５２を開閉するバイパス弁５３は端板３１０に設けられている。つまり、吐出弁５８とバイパス弁５３とは異なる面上に配置されているので、相互に干渉するおそれがない。したがって、各ポートおよび弁の位置、大きさ、形状の設計自由度が高い。
一方、上方から透視すると、第２吐出ポート５７（および吐出弁５８）と、第１吐出ポート５１（およびバイパス弁５３）とは互いに重なるように配置されており、各ポートの開口が平面方向の異なる位置に配置されるのに比べて、第２吐出ポート５７、第１吐出ポート５１、およびバイパス弁５３が占有する面積、換言すればエアギャップ５６の容積を小さくできる。

渦巻きの中心部で圧縮空間が最小となるときのトップクリアランスボリュームには、上述の第１吐出ポート５１、エアギャップ５６、および第２吐出ポート５７の容積が含まれる。上述のようにエアギャップ５６の容積が小さくされているので、トップクリアランスボリュームも抑えられている。

以上のような構成の圧縮機１は、空気調和機や冷凍機が備える制御装置によってその運転が制御されている。圧縮機１を起動するには、制御装置により、電動モータ１２を励磁するとともに、吸入管１３を通じてハウジング１０内に冷媒を導入する。
電動モータ１２が励磁されると回転軸１７が回転し、それに伴って旋回スクロール３２が固定スクロール３１に対して公転旋回運動する。すると、旋回スクロール３２と固定スクロール３１との間の圧縮空間で冷媒が圧縮されるとともに、吸入管１３からハウジング１０内の低圧室１０Ａに導入された冷媒が上部軸受１９に形成された図示しないガス通路を通り、旋回スクロール３２および固定スクロール３１の外周部から旋回スクロール３２と固定スクロール３１との間に吸い込まれる。

そして、渦巻きの中心部に形成される圧縮空間内で最大に圧縮された冷媒は、第１吐出ポート５１、エアギャップ５６、および第２吐出ポート５７を通り、吐出弁５８を押し上げ、吐出チャンバ４Ｂ内に噴出されるとともに、吐出管１４を通じて外部の冷媒回路に吐出される。
渦巻き中心部の圧縮空間内の冷媒は、その圧縮空間と、第１吐出ポート５１およびエアギャップ５６、および第２吐出ポート５７内の圧力が吐出チャンバ４Ｂ内の圧力と平衡になるまで吐出される。ここで圧縮の１工程が終わり、渦巻き中心部の圧縮空間は、旋回スクロール３２の旋回に伴って、当該圧縮空間よりも低圧の空間に連通する。こうして、冷媒の吸入、圧縮、および吐出が連続して行われる。

本実施形態では、圧縮空間内の冷媒圧力がエアギャップ５６内の圧力以上となると、その冷媒圧力によってバイパス弁５３が押し上げられ、その圧縮空間内の冷媒の一部がバイパスポート５２から吐出される。このように、冷媒圧力を圧縮空間から逃がすことによって圧縮空間内を所定の圧力範囲内に維持することにより、スクロール圧縮機構３０の動作の安定を図っている。その圧縮空間内の冷媒は、バイパスポート５２からまずエアギャップ５６に吐出され、第１吐出ポート５１から吐出されたエアギャップ５６内の冷媒と共に、第２吐出ポート５７を通じて吐出チャンバ４Ｂへと吐出される。
ここで、バイパスポート５２からエアギャップ５６に冷媒が流入すると、エアギャップ５６の流量は多くなるが、そこに連通する第２吐出ポート５７の断面積Ａ_２が第１吐出ポート５１の断面積Ａ_１よりも大きいため、第２吐出ポート５７における圧力損失を抑えられる。

制御装置による制御の下、圧縮機１が停止されると、旋回スクロール３２の旋回も停止する。この停止時に、吐出チャンバ４Ｂ側から、それよりも低圧の吸入側に冷媒が流入するマイグレーションが生じうる。このマイグレーションが生じると、圧縮機１の運転が再開されたときに冷媒が圧縮されるので、液圧縮により信頼性が低下（スクロール破損）するおそれがあるとともに、動力損失が生じて圧縮効率が低下してしまう。

本実施形態では、吐出チャンバ４Ｂ側から第１吐出ポート５１を通じて圧縮空間に到達するには、吐出弁５８とディスチャージカバー４Ａとの間の狭隘部を冷媒がすり抜ける必要がある。この吐出弁５８の設置によって第１吐出ポート５１を通じたマイグレーションを防止しながら、マイグレーション時に吐出側から吸入側に通じるバイパス経路の途上には、吐出弁５８およびバイパス弁５３を設置している。すなわち、吐出チャンバ４Ｂ側からバイパスポート５２を通じて圧縮空間に到達するには、吐出弁５８およびバイパス弁５３の２つを冷媒がすり抜ける必要があるので、バイパスポート５２を通じたマイグレーションをより確実に防止できる。

上記のように、吐出弁５８およびバイパス弁５３の設置によって、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２を通じて液冷媒が圧縮空間に流入し難くなるので、液圧縮を防止できる。
ここで、圧縮冷媒が直後に吐出される渦巻き中心部の圧縮空間に第１吐出ポート５１を通じて液冷媒が流入する場合よりも、圧縮空間を内周に向けて移動させる工程が残されている圧縮空間にバイパスポート５２を通じて液冷媒が流入する方が、圧縮空間内で過大な圧力が生じてスクロールが破損するおそれが高いが、吐出弁５８およびバイパス弁５３によって形成される二重の狭隘部の設置により、液圧縮をより確実に防止できる。このため、スクロールの破損や、過大圧力による軸受の焼付き等を未然に防止できる。

本実施形態の圧縮機１は、吐出弁５８およびバイパス弁５３の設置によってマイグレーション防止を実現している。これは、固定スクロール３１の端板３１０に形成される第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２と、第２吐出ポート５７とが非同一面に設けられることによって可能となる。
本実施形態では、第２吐出ポート５７に設けられる吐出弁５８と、バイパスポート５２に設けられるバイパス弁５３とが相互に干渉しないので、より効率が高くより信頼性の高い弁を設計できる上、第１吐出ポート５１、バイパスポート５２、および第２吐出ポート５７の位置や大きさの自由度も大きいので、断面積を大きく確保して圧力損失を低減することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、圧縮効率および信頼性の高い圧縮機１を提供することができる。

なお、上記のように、第１吐出ポート５１と第２吐出ポート５７との径に差をつける代わりに、第１吐出ポート５１の個数よりも第２吐出ポート５７の個数を増やすことによっても、第１吐出ポート５１の断面積Ａ_１より第２吐出ポート５７の断面積Ａ_２を大きくすることもできる。このようにしても圧力損失を抑えられる。

〔第２実施形態〕
次に示す第２実施形態では、トップクリアランスボリュームの低減をエアギャップ５６の容積低減によって実現する。
第２実施形態では、図４および図５に示すように、ディスチャージカバー４Ａの吐出弁部４０の肉厚範囲において、バイパス弁５３が設置される。バイパス弁５３、リテーナ５４、およびボルト５５が挿入されるとともに、第１吐出ポート５１およびバイパスポート５２を第２吐出ポート５７に連通する凹部４１が、吐出弁部４０に形成されている。

凹部４１は、バイパス弁５３およびリテーナ５４に対向する範囲においては、ボルト５５およびリテーナ５４の端板３１０からの高さに対応する深さで形成されている。
また、凹部４１は、上方から透視したときに、第１吐出ポート５１、バイパスポート５２、および第２吐出ポート５７の三者に重なる範囲において、端板３１０の背面との間に冷媒が流れる流路として足りる深さで形成されている。
この凹部４１にバイパス弁５３およびリテーナ５４が挿入されると、吐出弁部４０の下端面がバイパス弁５３、リテーナ５４、およびボルト５５の上端よりも下方に位置する。
その結果、吐出弁部４０は、端板３１０の背面に僅かなクリアランスを介して対向する。なお、吐出弁部４０を端板３１０の環状壁３１３に組み付けられる限り、クリアランスはなくてもよい。

なお、凹部４１の形成については、例えば、鋳造により、凹部４１を有するディスチャージカバー４Ａが容易に得られる。但し、凹部４１は、任意の手段により成形されたディスチャージカバー４Ａに対する切削加工により形成されていてもよい。

本実施形態によれば、凹部４１の形成によってバイパス弁５３およびリテーナ５４の設置空間および冷媒の流路を確保しながら、ディスチャージカバー４Ａを端板３１０に近接させることで、エアギャップ５６の容積を低減させることができる。これによってトップクリアランスボリュームが小さくなるので、動力損失を低減できる。

なお、図示を省略するが、吐出弁部４０の下端面を平面とする一方で、凹部４１に相当する凹部を端板３１０に形成することもできる。その端板３１０の肉厚の範囲内において、バイパス弁５３およびリテーナ５４が設置されるとともに、冷媒の流路が確保されるので、上記同様、吐出弁部４０の下端面を端板３１０の背面に近接させてエアギャップ５６の容積を低減させることができる。

また、図６に示す構成では、凹部４１の端板３１０との対向面においてバイパス弁５３に対向する部分４１Ａに、バイパス弁５３の基端側から先端側に向かうにつれて端板３１０から次第に離れるように傾斜をつけている。この傾斜は、リテーナ５４の形状に倣っており、その部分４１Ａによってバイパス弁５３が押さえられる。このため、リテーナ５４が不要となるので、部品点数を削減できる。しかも、リテーナ５４の厚みの分、エアギャップ５６を狭めることができるので、動力損失をより低減できる。

〔第３実施形態〕
本発明では、弁およびポートの設計自由度が高いため、各弁および各ポートの個数や位置の変更が容易である。次に示す第３実施形態では、図７に示すように、ディスチャージカバー４Ａの吐出弁部４０に２つの第２吐出ポート５７Ａ，５７Ｂを形成し、その一方にリード弁５８Ａを設けるとともに、他方に電磁弁５８Ｂを設けている。

圧縮機１には、運転状態の基準となる設計圧力比が予め定められていて、それは、吸入側の低圧室１０Ａの圧力に対する高圧の吐出チャンバ４Ｂの圧力の設計上の比を示している。電磁弁５８Ｂは、圧縮機１の運転時の圧力比（以下、運転圧力比と称する）が設計圧力比よりも大きいか、小さいかに応じて開閉される。

運転圧力比が設定圧力比よりも大きい運転状態のときは、リード弁５８Ａが開、電磁弁５８Ｂが閉とされる。この運転状態のときは、トップクリアランスボリューム内の圧力が１工程の圧縮では吐出チャンバ４Ｂ内の圧力まで到達しないため、電磁弁５８Ｂを閉じて吐出チャンバ４Ｂへの吐出流量を絞ることで、トップクリアランスボリューム内の冷媒を吐出チャンバ４Ｂ内の圧力まで上昇させて吐出させている。これにより、再圧縮損失を低減できる。
逆に、運転圧力比が設定圧力比よりも小さいときは、リード弁５８Ａ、電磁弁５８Ｂのいずれも開とされる。この運転状態のときは、トップクリアランスボリュームから吐出チャンバ４Ｂへの吐出流量が大であるため、リード弁５８Ａ、電磁弁５８Ｂのいずれも開とすることで圧力損失を低減できる。これは、特に、高速運転時や、高流量運転時に有効である。
なお、圧縮機１の停止時には、リード弁５８Ａ、電磁弁５８Ｂのいずれも閉とされる。これにより、上記各実施形態と同様にマイグレーションを防止できる。

本実施形態によれば、運転状態に応じて、２つの吐出弁のうち一方の電磁弁５８Ｂの開閉を制御することにより、運転状態に応じた効率向上を図ることができる。
なお、本発明は、２つの第２吐出ポート５７Ａ，５７Ｂの両方にリード弁を設けることも許容するが、一方を電磁弁とする方が、開口面積を広く確保し易いので圧力損失の低減に有利な上、リード弁と比べて冷媒がすり抜け難いのでマイグレーション防止の点でも好ましい。
また、２つの第２吐出ポート５７Ａ，５７Ｂの両方に電磁弁を設けてもよいが、上述のように、２つの吐出弁のうち一方のみを制御できればよいので、一方のみ電磁弁とすることでコストを抑えることができる。

さらに、本実施形態では、運転時に常時開放される逆止弁（リード弁５８Ａ）と、運転状態に応じて開閉が切り替えられるオンオフ弁（電磁弁５８Ｂ）を１つずつ設けていたが、これらの個数はそれぞれ任意である。

電磁弁５８Ｂは、図８に示すように、第２吐出ポート５７Ｂの内部に設けることもできる。こうすれば、トップクリアランスボリュームを低減できるので好ましい。なお、上記各実施形態でも、吐出弁５８に採用される弁の構造によっては、第２吐出ポート５７Ｂ内に設けることができる。そうすることによって同様にトップクリアランスボリュームを低減できる。

なお、リード弁５８Ａに代えて、差圧により開閉する逆止弁を広く採用できる。
電磁弁５８Ｂは、制御電流に応じて開閉されるオンオフ弁であり、この電磁弁５８Ｂの代わりに、パイロット圧の導入によって開閉されるオンオフ弁等、外部からの制御が可能な各種の弁を採用できる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ 圧縮機
４ 吐出弁機構
４Ａ ディスチャージカバー（弁座部材）
４Ｂ 吐出チャンバ
１０ ハウジング
１０Ａ 低圧室
１２ 電動モータ
１３ 吸入管
１４ 吐出管
１７ 回転軸
３０ スクロール圧縮機構
３１ 固定スクロール
３２ 旋回スクロール
４０ 吐出弁部
４１ 凹部
４５ 隔壁
５１ 第１吐出ポート
５２ バイパスポート
５３ バイパス弁
５４ リテーナ
５６ エアギャップ（流体通路）
５７ 第２吐出ポート
５７Ａ，５７Ｂ 第２吐出ポート
５８ 吐出弁
５８Ａ リード弁
５８Ｂ 電磁弁
５９ リテーナ
３１０，３２０ 端板
３１１，３２１ ラップ

Claims (6)

1. 渦巻き状のラップが噛み合わせられることにより、互いの間に流体を圧縮する圧縮空間を形成する一対のスクロールと、
   前記圧縮空間において圧縮された流体を吐出する吐出弁機構と、を備え、
   前記吐出弁機構は、
   前記圧縮空間に連通する第１吐出ポートと、
   前記圧縮空間に連通するバイパスポートと、
   前記第１吐出ポートおよび前記バイパスポートの一方または双方から吐出された流体が流入し、通過する第２吐出ポートと、
   前記第１吐出ポートおよび前記バイパスポートの一方または双方から吐出された流体が前記第２吐出ポートに向けて流れる流体通路と、
   前記第２吐出ポートを開閉する吐出弁と、
   前記流体通路内に設けられ、前記バイパスポートを開閉するバイパス弁と、を備える、
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記第２吐出ポートの断面積は、前記第１吐出ポートの断面積よりも大きい、
   請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記スクロールの端板、および前記吐出弁が設けられる弁座部材の少なくとも一方には、
   前記バイパス弁を収容するとともに、前記第１吐出ポートおよび前記バイパスポートと前記第２吐出ポートとを連通する凹部が形成されている、
   請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記凹部は、前記弁座部材に形成され、
   前記凹部の内面により、前記バイパス弁が押さえられている、
   請求項３に記載のスクロール型圧縮機。
5. 前記吐出弁機構は、前記第２吐出ポートおよび前記吐出弁からなる吐出経路を複数備え、
   前記吐出経路は、前記吐出弁に逆止弁が用いられる第１吐出経路と、前記吐出弁に外部からの制御が可能なオンオフ弁が用いられる第２吐出経路と、からなる、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
6. 前記吐出弁は、前記第２吐出ポートの内部に設けられる、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。

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