JP2018021520A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機において、旋回スクロールを固定スクロールに向けて押し付ける背圧の適正化を図る。【解決手段】背圧室Ｈ４の背圧Ｐmを調整する背圧調整弁４００は、吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐs、吐出室Ｈ２の吐出圧力Ｐd、インジェクション圧力Ｐinjに応じて、圧縮室で圧縮された気体冷媒から分離された潤滑油を背圧室Ｈ４へと供給する流量を増減する第１弁体４２４の開度を調整する。そして、背圧調整弁４００は、吸入圧力Ｐs及び吐出圧力Ｐdに加え、インジェクション圧力Ｐinjに応じて潤滑油の流量を増減し、インジェクション圧力Ｐinjに応じて変化する目標背圧に調整する。【選択図】図８

Description

本発明は、冷凍サイクルにおける冷媒を圧縮するスクロール圧縮機に関する。

スクロール圧縮機は、互いに噛み合わされる固定スクロール及び旋回スクロールを有する、スクロールユニットを備えている。スクロールユニットは、旋回スクロールが固定スクロールの軸心周りに公転することで、固定スクロールと旋回スクロールとにより区画される圧縮室の容積を増減し、気体冷媒を圧縮して吐出する。スクロール圧縮機では、旋回スクロールの背面に背圧を作用させて固定スクロールに押し付けることで、圧縮運転中に旋回スクロールが固定スクロールから離れることを抑制し、圧縮不良を発生し難くしている。このとき、旋回スクロールの背面に作用させる背圧は、国際公開第２０１２／１４７１４５号パンフレット（特許文献１）に記載されるように、気体冷媒の吸入圧力及び吐出圧力に基づいて調整されている。

国際公開第２０１２／１４７１４５号パンフレット

ところで、近年では、成績係数ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を向上させるため、ガスインジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機が実用化されている。ガスインジェクションサイクルは、圧縮機、凝縮器、第１膨張弁、気液分離器、第２膨張弁及び蒸発器をこの順番で配設した冷媒回路において、気液分離器で分離された気体冷媒を圧縮機の圧縮室にインジェクションして冷凍効果を改善する。

しかしながら、このようなガスインジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機では、気体冷媒を圧縮室にインジェクションすることから、圧縮室にインジェクションする気体冷媒の圧力（インジェクション圧力）に応じて目標背圧が変化する。具体的には、インジェクション圧力が高い場合には、背圧が不足して旋回スクロールを固定スクロールに押し付ける力が弱くなり、例えば、圧縮室から気体冷媒が漏れて、圧縮効率が低下してしまうおそれがある。一方、インジェクション圧力が低い場合には、背圧が過剰となって、例えば、旋回スクロールを公転させる動力が大きくなり、圧縮効率の低下やスクロールのラップのかじりなどが発生してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、インジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機において、背圧の適正化を図ることを目的とする。

このため、スクロール圧縮機は、固定スクロール及び旋回スクロールにより区画される圧縮室の容積を増減すると共に、冷媒回路の途中から取り出された気体冷媒を圧縮室にインジェクションし、気体冷媒を吸入、圧縮及び吐出するスクロールユニットと、旋回スクロールを固定スクロールに向けて押し付ける背圧室の圧力を、圧縮室に吸入される気体冷媒の吸入圧力、圧縮室から吐出される気体冷媒の吐出圧力、及び、圧縮室にインジェクションされる気体冷媒のインジェクション圧力に応じて調整する背圧調整弁と、を有する。

本発明によれば、インジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機において、背圧の適正化を図ることができる。

ガスインジェクションサイクルを適用した冷凍サイクルの概要図である。 ガスインジェクションサイクルのモリエル線図である。 スクロール圧縮機の一例を示す断面図である。 クランク機構の詳細を示す部分拡大図である。 気体冷媒の流れを説明するブロック図である。 冷房運転時に要求される背圧調整弁の作動特性の一例を示す図である。 暖房運転時に要求される背圧調整弁の作動特性の一例を示す図である。 背圧調整弁の第１実施形態を示す断面図である。 吐出圧力が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 吸入圧力が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 インジェクション圧力が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 背圧が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 冷房運転時に実現される背圧調整弁の作動特性の一例を示す図である。 暖房運転時に実現される背圧調整弁の作動特性の一例を示す図である。 背圧調整弁の第２実施形態を示す断面図である。 吐出圧力が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 吸入圧力が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 インジェクション圧力が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 背圧が上昇した場合の背圧調整弁の動作を示す断面図である。 背圧調整弁の変形例を示す断面図である。 電磁アクチュエータの制御ブロック図である。 電磁アクチュエータの制御内容の一例を示すフローチャートである。 冷房運転時に実現される背圧調整弁の作動特性の一例を示す図である。 暖房運転時に実現される背圧調整弁の作動特性の一例を示す図である。 背圧調整弁の他の変形例を示す断面図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、本実施形態の前提となる、ガスインジェクションサイクルを適用した冷凍サイクル１００の一例を示す。ここで、冷凍サイクル１００が、冷凍回路の一例として挙げられる。

冷凍サイクル１００は、冷媒が循環する冷媒配管１１０に対して、圧縮機１２０、凝縮器１３０、第１膨張弁１４０、気液分離器１５０、第２膨張弁１６０及び蒸発器１７０をこの順番で配設して構成されている。圧縮機１２０は、低温・低圧の気体冷媒を圧縮して高温・高圧の気体冷媒にする。凝縮器１３０は、圧縮機１２０を通過した高温・高圧の気体冷媒を冷却して高圧・低温の液体冷媒にする。第１膨張弁１４０及び第２膨張弁１６０は、低温・高圧の液体冷媒を２段階で減圧して低温・低圧の液体冷媒にする。蒸発器１７０は、低温・低圧の液体冷媒を気化させて低温・低圧の気体冷媒にする。また、気液分離器１５０は、第１膨張弁１４０で減圧された中間圧の液体冷媒から気体冷媒を分離し、これをインジェクションガスとして圧縮機１２０へと供給する。

図２は、ガスインジェクションサイクルのモリエル線図を示す。
凝縮器１３０を通過した高圧Ｐhの液体冷媒は、第１膨張弁１４０で中間圧のインジェクション圧力Ｐinjまで減圧されて気液二相となり、気液分離器１５０へと導入される。気液分離器１５０では、入口の状態がＡ点で、内部でＢ点の飽和気体冷媒とＣ点の飽和液体冷媒に分離される。その後、飽和液体冷媒は、第２膨張弁１６０でさらに減圧されて低圧Ｐlとなり、蒸発器１７０へと導入される。蒸発器１７０では、外気と熱交換することで、低圧Ｐlの液体冷媒が気化して気体冷媒となり、圧縮機１２０へと導入される。一方、インジェクション圧力Ｐinjの飽和気体冷媒は、圧縮機１２０の圧縮室にインジェクションされる。

次に、ガスインジェクションサイクルを構成する圧縮機１２０の一例として、固定スクロール及び旋回スクロールにより気体冷媒を圧縮するスクロール圧縮機２００について説明する。

図３は、スクロール圧縮機２００の一例を示す。
スクロール圧縮機２００は、スクロールユニット２２０と、気体冷媒の吸入室Ｈ１及び吐出室Ｈ２を有するハウジング２４０と、スクロールユニット２２０を駆動させる駆動部としての電動モータ２６０と、電動モータ２６０の駆動制御用のインバータ２８０と、を備えている。なお、インバータ２８０は、スクロール圧縮機２００に組み込まれていなくてもよい。

スクロールユニット２２０は、互いに噛み合わされる固定スクロール２２２及び旋回スクロール２２４を有している。固定スクロール２２２は、円板形状の底板２２２Ａと、底板２２２Ａの一面から立設するインボリュート形状（渦巻き形状）のラップ２２２Ｂと、を含んでいる。旋回スクロール２２４は、固定スクロール２２２と同様に、円板形状の底板２２４Ａと、底板２２４Ａの一面から立設するインボリュート形状のラップ２２４Ｂと、を含んでいる。

固定スクロール２２２及び旋回スクロール２２４は、そのラップ２２２Ｂ及び２２４Ｂを噛み合わせるように配置されている。詳細には、固定スクロール２２２のラップ２２２Ｂの先端部が、旋回スクロール２２４の底板２２４Ａの一面に接触し、旋回スクロール２２４のラップ２２４Ｂの先端部が、固定スクロール２２２の底板２２２Ａの一面に接触するように配置されている。なお、ラップ２２２Ｂ及び２２４Ｂの先端部には、チップシール（図示せず）が取り付けられている。

また、固定スクロール２２２及び旋回スクロール２２４は、そのラップ２２２Ｂ及び２２４Ｂの周方向の角度が互いにずれた状態で、そのラップ２２２Ｂ及び２２４Ｂの側壁が互いに部分的に接触するように配置されている。従って、固定スクロール２２２のラップ２２２Ｂと旋回スクロール２２４のラップ２２４Ｂとの間には、圧縮室Ｈ３として機能する、三日月形状の密閉空間が形成されている。

旋回スクロール２２４は、その自転が阻止された状態で、後述するクランク機構を介して、固定スクロール２２２の軸心周りに公転可能に配置されている。従って、スクロールユニット２２０は、固定スクロール２２２のラップ２２２Ｂと旋回スクロール２２４のラップ２２４Ｂとにより区画される圧縮室Ｈ３を中央部に移動させ、その容積を徐々に減少させる。その結果、スクロールユニット２２０は、ラップ２２２Ｂ及び２２４Ｂの外端部から圧縮室Ｈ３に吸入される気体冷媒を圧縮する。

ハウジング２４０は、電動モータ２６０及びインバータ２８０を収容するフロントハウジング２４２と、スクロールユニット２２０を収容するセンターハウジング２４４と、リアハウジング２４６と、インバータカバー２４８と、を有している。そして、フロントハウジング２４２、センターハウジング２４４、リアハウジング２４６及びインバータカバー２４８が、例えば、ボルト及びワッシャを含む締結具（図示せず）によって、一体的に締結されることで、スクロール圧縮機２００のハウジング２４０が構成されている。

フロントハウジング２４２は、略円筒形状の周壁部２４２Ａと仕切壁部２４２Ｂとを有している。フロントハウジング２４２の内部空間は、仕切壁部２４２Ｂにより、電動モータ２６０を収容するための空間とインバータ２８０を収容するための空間とに仕切られている。周壁部２４２Ａの一端側（図３では下側）の開口は、インバータカバー２４８によって閉止されている。また、周壁部２４２Ａの他端側（図３では上側）の開口は、センターハウジング２４４によって閉止されている。仕切壁部２４２Ｂには、その径方向の中央部に後述する駆動軸２６６の一端部を回転自由に支持する、略円筒形状の支持部２４２Ｂ１が、周壁部２４２Ａの他端側に向かって突設されている。

また、フロントハウジング２４２の周壁部２４２Ａ及び仕切壁部２４２Ｂとセンターハウジング２４４とにより、気体冷媒の吸入室Ｈ１が区画されている。吸入室Ｈ１には、周壁部２４２Ａに形成された吸入ポートＰ１を介して、低圧・低温の気体冷媒が吸入される。なお、吸入室Ｈ１では、気体冷媒が電動モータ２６０の周囲を流通して電動モータ２６０を冷却可能になっており、電動モータ２６０の上側の空間とその下側の空間とが連通する、１つの吸入室Ｈ１が形成されている。吸入室Ｈ１には、回転駆動される駆動軸２６６などの摺動部位の潤滑のため、適量の潤滑油が貯留されている。このため、吸入室Ｈ１においては、気体冷媒は潤滑油との混合流体として流れている。

センターハウジング２４４は、フロントハウジング２４２との締結側とは反対側が開口した略有底円筒形状をなし、その内部にスクロールユニット２２０を収容することができる。センターハウジング２４４は、円筒部２４４Ａとその一端側の底壁部２４４Ｂとを有している。円筒部２４４Ａと底壁部２４４Ｂとによって区画される空間に、スクロールユニット２２０が収容されている。円筒部２４４Ａの他端側には、固定スクロール２２２が嵌合する嵌合部２４４Ａ１が形成されている。従って、センターハウジング２４４の開口は、固定スクロール２２２によって閉止されている。また、底壁部２４４Ｂは、その径方向の中央部が電動モータ２６０に向かって膨出するように形成されている。底壁部２４４Ｂの膨出部２４４Ｂ１の径方向の中央部には、駆動軸２６６の他端部を貫通させるための貫通孔が形成されている。そして、膨出部２４４Ｂ１のスクロールユニット２２０側には、駆動軸２６６の他端部を回転自由に支持するベアリング３００が嵌合する嵌合部が形成されている。

センターハウジング２４４の底壁部２４４Ｂと旋回スクロール２２４の底板２２４Ａとの間には、円環形状のスラストプレート３１０が配置されている。底壁部２４４Ｂの外周部は、スラストプレート３１０を介して旋回スクロール２２４からのスラスト力を受ける。底壁部２４４Ｂ及び底板２２４Ａのスラストプレート３１０と当接する部位には、シール部材（図示せず）が夫々埋設されている。

また、底板２２４Ａの電動モータ２６０側端面と底壁部２４４Ｂとの間、つまり、旋回スクロール２２４の固定スクロール２２２とは反対側の端面とセンターハウジング２４４との間には、背圧室Ｈ４が形成されている。センターハウジング２４４には、吸入室Ｈ１からスクロールユニット２２０のラップ２２２Ｂ及び２２４Ｂの外端部付近の空間Ｈ５へと気体冷媒（詳細には、気体冷媒と潤滑油との混合流体）を導入するための冷媒導入通路Ｌ１が形成されている。冷媒導入通路Ｌ１は、空間Ｈ５と吸入室Ｈ１とを連通しているため、空間Ｈ５の圧力は、吸入室Ｈ１の圧力（吸入圧力Ｐs）と等しい。

リアハウジング２４６は、センターハウジング２４４の円筒部２４４Ａの嵌合部２４４Ａ１側端部に、締結具によって締結されている。従って、固定スクロール２２２は、その底板２２２Ａが嵌合部２４４Ａ１とリアハウジング２４６との間に挟持されて固定されている。また、リアハウジング２４６は、センターハウジング２４４との締結側が開口した略有底円筒形状をなし、円筒部２４６Ａとその他端側の底壁部２４６Ｂとを有している。

リアハウジング２４６の円筒部２４６Ａ及び底壁部２４６Ｂと固定スクロール２２２の底板２２２Ａとにより、気体冷媒の吐出室Ｈ２が区画されている。底板２２２Ａの中央部には、圧縮冷媒の吐出通路（吐出孔）Ｌ２が形成され、吐出通路Ｌ２には、吐出室Ｈ２からスクロールユニット２２０への流れを規制する、例えば、リードバルブからなる逆止弁３２０が付設されている。吐出室Ｈ２には、スクロールユニット２２０の圧縮室Ｈ３で圧縮された圧縮冷媒が吐出通路Ｌ２及び逆止弁３２０を介して吐出される。吐出室Ｈ２の圧縮冷媒は、底壁部２４６Ｂに形成された吐出ポートＰ２を介して、凝縮器１３０へと吐出される。

なお、図示を省略するが、リアハウジング２４６には、吐出室Ｈ２の圧縮冷媒から潤滑油を分離するためのオイルセパレータが配置されている。オイルセパレータにより潤滑油が分離された圧縮冷媒（微量の潤滑油が残存する場合もある）は、吐出ポートＰ２を介して凝縮器１３０へと吐出される。一方、オイルセパレータにより分離された潤滑油は、後述する圧力供給通路Ｌ３へと導かれる。図３では、潤滑油の混合前又は混合後の気体冷媒の流れは斜線付き矢印で示され、潤滑油と混合された気体冷媒（混合流体）の流れは太線矢印で示され、気体冷媒から分離された潤滑油の流れは白抜き矢印で示されている。ここで、圧力供給通路Ｌ３が、潤滑油を背圧室に供給する通路の一例として挙げられる。

電動モータ２６０は、例えば、三相交流モータからなり、ロータ２６２と、ロータ２６２の径方向外側に配置されるステータコアユニット２６４と、を有している。そして、例えば、車載のバッテリ（図示せず）からの直流電流が、インバータ２８０により交流電流に変換され、電動モータ２６０に供給される。

ロータ２６２は、その径方向中心に形成された軸孔に圧入される駆動軸２６６を介して、ステータコアユニット２６４の径方向内側で回転可能に支持されている。駆動軸２６６の一端部は、フロントハウジング２４２の支持部２４２Ｂ１に回転可能に支持されている。駆動軸２６６の他端部は、センターハウジング２４４に形成された貫通孔を貫通して、ベアリング３００によって回転可能に支持されている。インバータ２８０からの給電により、ステータコアユニット２６４に磁界が発生すると、ロータ２６２に回転力が作用して駆動軸２６６が回転駆動される。駆動軸２６６の他端部は、クランク機構を介して、旋回スクロール２２４に連結されている。

クランク機構は、図４に示すように、旋回スクロール２２４の底板２２４Ａの背圧室Ｈ４側端面に突出形成された円筒形状のボス部３３０と、駆動軸２６６の他端部に設けられたクランク３４０に偏心状態で取り付けられた偏心ブッシュ３５０と、を有している。偏心ブッシュ３５０は、ボス部３３０に回転可能に支持されている。なお、駆動軸２６６の他端部（クランク３４０側端部）には、旋回スクロール２２４の動作時の遠心力に対抗するバランサウェイト３６０が取り付けられている。従って、旋回スクロール２２４は、その自転が阻止された状態で、クランク機構を介して、固定スクロール２２２の軸心周りに公転可能になっている。

図５は、スクロール圧縮機２００における、気体冷媒の流れを説明するためのブロック図である。
図３及び図５に示すように、蒸発器１７０からの低圧・低温の気体冷媒は、吸入ポートＰ１を介して吸入室Ｈ１に導入され、その後、冷媒導入通路Ｌ１を介してスクロールユニット２２０の外端部付近の空間Ｈ５に導かれる。そして、空間Ｈ５の気体冷媒は、スクロールユニット２２０の圧縮室Ｈ３に取り込まれて圧縮される。圧縮室Ｈ３で圧縮された圧縮冷媒は、吐出通路Ｌ２及び逆止弁３２０を経由して吐出室Ｈ２に吐出され、その後、吐出室Ｈ２から吐出ポートＰ２を介して凝縮器１３０へと吐出される。このようにして、吸入室Ｈ１を介して流入される気体冷媒を圧縮室Ｈ３で圧縮し、この圧縮冷媒を吐出室Ｈ２を介して吐出するスクロールユニット２２０が構成される。

ここで、図３に示すように、スクロール圧縮機２００は、背圧室Ｈ４の圧力調整用の背圧調整弁４００を更に備えている。
背圧調整弁４００は、吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐs、吐出室Ｈ２の吐出圧力Ｐd及びインジェクション圧力Ｐinjに応じて作動し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd及びインジェクション圧力Ｐinjに応じた目標背圧Ｐcに近づくように、その弁開度を自動的に調整する機械式（自律式）の流量制御弁である。背圧調整弁４００は、リアハウジング２４６の底壁部２４６Ｂにおいて、電動モータ２６０の駆動軸２６６の中心軸と直交する方向に延びるように形成された収容室２４６Ｃに収容されている。背圧調整弁４００の構造及び背圧調整動作については後述する。

スクロール圧縮機２００は、図３及び図５に示すように、冷媒導入通路Ｌ１及び吐出通路Ｌ２に加えて、圧力供給通路Ｌ３、放圧通路Ｌ４、吸入圧力感知通路Ｌ５、インジェクションガス導入通路Ｌ６及びインジェクション圧力感知通路Ｌ７を備えている。ここで、放圧通路Ｌ４が、潤滑油を背圧室から排出する通路の一例として挙げられる。

圧力供給通路Ｌ３は、吐出室Ｈ２と背圧室Ｈ４とを連通するための通路である。オイルセパレータにより吐出室Ｈ２の圧縮冷媒から分離された潤滑油は、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと導かれて、各摺動部位の潤滑に供される。また、圧力供給通路Ｌ３を介して、潤滑油が背圧室Ｈ４に供給されることで、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

圧力供給通路Ｌ３は、具体的には、吐出室Ｈ２と収容室２４６Ｃとを連通する通路と、一端が収容室２４６Ｃに開口すると共に、他端がリアハウジング２４６の円筒部２４６Ａのセンターハウジング２４４と当接する端面部分に開口する通路と、この通路に接続されると共に、センターハウジング２４４の円筒部２４４Ａ及び底壁部２４４Ｂを貫通して背圧室Ｈ４に開口する通路と、を含んでいる。

背圧調整弁４００は、圧力供給通路Ｌ３の一部を構成するように、圧力供給通路Ｌ３の途上に配置されている。従って、吐出室Ｈ２の圧縮冷媒から分離された潤滑油は、背圧調整弁４００により適宜減圧されつつ、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４に供給される。つまり、背圧室Ｈ４の入口側（上流側）に接続される圧力供給通路Ｌ３の開度を背圧調整弁４００によって調整することで、背圧室Ｈ４へと流入する潤滑油の流量を増減して背圧Ｐmを調整する。

放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ４と吸入室Ｈ１とを連通するための通路である。放圧通路Ｌ４の途上には、オリフィスＯＬ１が配置されている。また、オリフィスＯＬ１が配置される放圧通路Ｌ４は、駆動軸２６６を貫通して形成され、駆動軸２６６の中心軸に沿うように延びている。オリフィスＯＬ１は、例えば、駆動軸２６６の吸入室Ｈ１側（図３では、フロントハウジング２４２の支持部２４２Ｂ１側）端部に配置されている。背圧室Ｈ４の潤滑油は、オリフィスＯＬ１により流量が制限されつつ、吸入室Ｈ１へと戻される。

吸入圧力感知通路Ｌ５は、背圧調整弁４００において、吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐsを感知するための通路である。吸入圧力感知通路Ｌ５は、一端が収容室２４６Ｃに開口すると共に、他端がリアハウジング２４６の円筒部２４６Ａの固定スクロール２２２と当接する端面部分に開口する通路と、この通路に接続されると共に、固定スクロール２２２の底板２２２Ａの外周部を貫通して空間Ｈ５に開口する通路と、を含んでいる。また、図５に示すように、吸入圧力感知通路Ｌ５の所定部位から分岐して、収容室２４６Ｃの底側に開口する吸入圧力感知分岐通路Ｌ５Ａが形成されている。なお、図３においては、図の簡略化のために、吸入圧力感知分岐通路Ｌ５Ａは図示を省略されている。また、吸入圧力感知通路Ｌ５は、空間Ｈ５に開口する場合を一例として挙げて説明するが、吸入室Ｈ１に直接的に開口させてもよい。

インジェクションガス導入通路Ｌ６は、気液分離器１５０で気体冷媒から分離されたインジェクションガスを圧縮室Ｈ３に導入してインジェクションするための通路である。インジェクションガス導入通路Ｌ６は、一端がリアハウジング２４６の外壁に開口すると共に、他端がリアハウジング２４６の円筒部２４６Ａの固定スクロール２２２と当接する端面部分に開口する通路と、この通路に接続されると共に、固定スクロール２２２の底板２２２Ａを貫通して圧縮室Ｈ３に開口する通路と、を含んでいる。また、背圧調整弁４００がインジェクション圧力Ｐinjを感知できるようにするため、リアハウジング２４６の底壁部２４６Ｂには、インジェクションガス導入通路Ｌ６の所定部位から分岐して、収容室２４６Ｃに開口するインジェクション圧力感知通路Ｌ７が形成されている。

ここで、前述したように、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmにより、旋回スクロール２２４が固定スクロール２２２に向けて押し付けられる。スクロールユニット２２０の圧縮動作中において、旋回スクロール２２４の底板２２４Ａの背圧室Ｈ４側端面に作用する背圧Ｐmの合力が底板２２４Ａの圧縮室Ｈ３側端面に作用する圧縮反力より小さい、つまり、背圧不足状態になると、旋回スクロール２２４のラップ２２４Ｂの先端部と固定スクロール２２２の底板２２２Ａとの間に隙間が生じると共に、旋回スクロール２２４の底板２２４Ａと固定スクロール２２２のラップ２２２Ｂの先端部との間に隙間が生じて、圧縮機の体積効率が低下するおそれがある。このため、合力が圧縮反力より大きくなるように、背圧調整弁４００によって背圧Ｐmが調整される。

一方、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmによる合力が圧縮反力よりも高すぎる、つまり、背圧過剰状態になると、固定スクロール２２２と旋回スクロール２２４との間の摩擦力が大きくなるため、圧縮機の機械効率が低下する。背圧調整弁４００は、後述するように、背圧Ｐmが目標背圧Ｐcを越えた場合、背圧過剰状態にならないように、背圧Ｐmを低下させて目標背圧Ｐcに近づける。

ここで、車両用空調機器を前提とした場合、背圧調整弁４００に要求される作動特性、即ち、インジェクション圧力Ｐinj及びスクロールユニット２２０の回転数Ｎcに応じて変化する、背圧Ｐmと吸入圧力Ｐsとの差圧ΔＰ（Ｐm−Ｐs）について考察する。

図６は、冷房運転時に要求される差圧ΔＰの理論値、図７は、暖房運転時に要求される差圧ΔＰの理論値を示す。
冷房運転時の理論値及び暖房運転時の理論値を参照すると、回転数Ｎcに応じて、インジェクション圧力Ｐinjに応じた差圧ΔＰの変化特性が変化することが理解されよう。また、インジェクション圧力Ｐinjが高い場合、回転数Ｎcが高くなると差圧ΔＰが低下することが理解されよう。さらに、冷房運転時の差圧ΔＰは、暖房運転時の差圧ΔＰより若干低くなることも理解されよう。従って、背圧調整弁４００は、少なくとも、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd、インジェクション圧力Ｐinj及び背圧Ｐmに応じて圧力供給通路Ｌ３の開度を増減し、図６及び図７に示す差圧ΔＰとなるように制御する。

図８は、背圧室Ｈ４に供給する潤滑油の流量を調整する、背圧調整弁４００の第１実施形態を示す。
背圧調整弁４００は、略段付円柱形状の外形をなすバルブハウジング４１０と、バルブハウジング４１０に内挿される弁ユニット４２０と、弁ユニット４２０を閉弁方向に付勢するベローズ組立体４３０と、を有している。ここで、ベローズ組立体４３０が、弾性体の一例として挙げられる。

バルブハウジング４１０の大径部には、その小径部から離れる方向に沿って、略円柱形状をなす吐出圧力導入室Ｈ６、第１感圧室Ｈ７及び第２感圧室Ｈ８、並びに、略段付円柱形状をなす第３感圧室Ｈ９が夫々形成されている。吐出圧力導入室Ｈ６は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された複数の第１連通孔４１０Ａを介して、吐出室Ｈ２側の圧力供給通路Ｌ３に接続されている。第１感圧室Ｈ７は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された複数の第２連通孔４１０Ｂを介して、背圧室Ｈ４側の圧力供給通路Ｌ３に接続されている。第２感圧室Ｈ８は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された複数の第３連通孔４１０Ｃを介して、インジェクション圧力感知通路Ｌ７に接続されている。第３感圧室Ｈ９は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された第４連通孔４１０Ｄを介して、吸入圧力感知通路Ｌ５に接続されている。

また、バルブハウジング４１０の小径部には、略円柱形状をなす弁背圧室Ｈ１０が形成されている。弁背圧室Ｈ１０は、バルブハウジング４１０の小径部の先端に形成された第５連通孔４１０Ｅを介して、吸入圧力感知通路Ｌ５から分岐した吸入圧力感知分岐通路Ｌ５Ａに接続されている。

弁ユニット４２０は、略円柱形状をなす弁軸４２２と、略円板形状をなす第１弁体４２４と、略円柱形状をなす第２弁体４２６と、を有している。第１弁体４２４及び第２弁体４２６は、弁軸４２２に対して、その軸方向の中央部に所定間隔を隔てて一体化されている。ここで、第１弁体４２４の外径は、第２弁体４２６の外径よりも大径に形成されている。なお、第１弁体４２４が、弁体の一例として挙げられる。

バルブハウジング４１０の横断面の中央部には、弁ユニット４２０の第１弁体４２４が第１感圧室Ｈ７に位置し、その第２弁体４２６が第２感圧室Ｈ８と第３感圧室Ｈ９との隔壁を貫通する状態で、弁ユニット４２０が軸方向に往復動可能に配置されている。また、バルブハウジング４１０の吐出圧力導入室Ｈ６と第１感圧室Ｈ７との隔壁には、弁ユニット４２０の弁軸４２２の外径より大きい内径を有する、第６連通孔４１０Ｆが形成されている。従って、弁ユニット４２０が閉弁位置から開弁方向へと移動すると、隔壁と第１弁体４２４との間隔が変化し、第６連通孔４１０Ｆを介して、吐出圧力導入室Ｈ６から第１感圧室Ｈ７へと減圧しつつ供給される、背圧調整用の潤滑油の流量を変化させることができる。

第３感圧室Ｈ９には、弁ユニット４２０の弁軸４２２を介して、その第１弁体４２４を閉弁方向に付勢するベローズ組立体４３０が配置されている。ベローズ組立体４３０は、軸方向に伸縮可能なベローズ４３２と、ベローズ４３２の内部に収容されるコイルばね４３４と、ベローズ４３２の軸方向の一端開口を閉止する第１キャップ４３６と、ベローズ４３２の軸方向の他端開口を閉止しつつ第３感圧室Ｈ９の小径部に嵌合する第２キャップ４３８と、を有する。そして、第１キャップ４３６の中央部に形成された凹部４３６Ａに対して、弁ユニット４２０の弁軸４２２の一端部が接離可能に嵌合されている。

弁背圧室Ｈ１０には、弁ユニット４２０の弁軸４２２を介して、その第１弁体４２４を開弁方向に付勢するコイルばね４４０が配置されている。

次に、背圧調整弁４００による背圧Ｐmの調整動作について説明する。
平衡状態から吐出圧力Ｐdが上昇すると、図９に示すように、第６連通孔４１０Ｆを介して第１弁体４２４が吐出圧力Ｐdから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中下方へと向かい、弁ユニット４２０を開弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が開弁方向に移動すると、圧力供給通路Ｌ３の開度が大きくなり、第６連通孔４１０Ｆを介して吐出圧力導入室Ｈ６から第１感圧室Ｈ７へと供給される潤滑油の流量が増加する。そして、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

一方、平衡状態から吐出圧力Ｐdが低下すると、第６連通孔４１０Ｆを介して第１弁体４２４が吐出圧力Ｐdから受ける力が減少し、ベローズ組立体４３０のコイルばね４３４の付勢力によって弁ユニット４２０が閉弁方向へ移動する。このため、圧力供給通路Ｌ３の開度が小さくなり、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

平衡状態から吸入圧力Ｐsが上昇すると、図１０に示すように、ベローズ組立体４３０の第１キャップ４３６及び弁ユニット４２０の弁軸４２２が吸入圧力Ｐsから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中下方へと向かい、弁ユニット４２０を開弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が開弁方向に移動すると、圧力供給通路Ｌ３の開度が大きくなり、第６連通孔４１０Ｆを介して吐出圧力導入室Ｈ６から第１感圧室Ｈ７へと供給される潤滑油の流量が増加する。そして、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

一方、平衡状態から吸入圧力Ｐsが低下すると、ベローズ組立体４３０の第１キャップ４３６及び弁ユニット４２０の弁軸４２２が吸入圧力Ｐsから受ける力が減少し、ベローズ組立体４３０のコイルばね４３４の付勢力によって弁ユニット４２０が閉弁方向へ移動する。このため、圧力供給通路Ｌ３の開度が小さくなり、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

平衡状態からインジェクション圧力Ｐinjが上昇すると、図１１に示すように、第２弁体４２６がインジェクション圧力Ｐinjから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中下方へと向かい、弁ユニット４２０を開弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が開弁方向に移動すると、圧力供給通路Ｌ３の開度が大きくなり、第６連通孔４１０Ｆを介して吐出圧力導入室Ｈ６から第１感圧室Ｈ７へと供給される潤滑油の流量が増加する。そして、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

一方、平衡状態からインジェクション圧力Ｐinjが低下すると、第２弁体４２６がインジェクション圧力Ｐinjから受ける力が減少し、ベローズ組立体４３０のコイルばね４３４の付勢力によって弁ユニット４２０が閉弁方向へ移動する。このため、圧力供給通路Ｌ３の開度が小さくなり、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

平衡状態から背圧Ｐmが上昇すると、図１２に示すように、第１弁体４２４が背圧Ｐmから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中上方へと向かい、弁ユニット４２０を閉弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が閉弁方向に移動すると、圧力供給通路Ｌ３の開度が小さくなり、第６連通孔４１０Ｆを介して吐出圧力導入室Ｈ６から第１感圧室Ｈ７へと供給される潤滑油の流量が減少する。そして、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

一方、平衡状態から背圧Ｐmが低下すると、第１弁体４２４が背圧Ｐmから受ける力が減少し、コイルばね４４０の付勢力によって弁ユニット４２０が開弁方向へ移動する。このため、圧力供給通路Ｌ３の開度が大きくなり、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

従って、背圧調整弁４００は、弁ユニット４２０の各部の受圧面積、ベローズ組立体４３０の受圧面積及びばね定数、コイルばね４４０のばね定数などを適宜設定することで、図１３（冷房運転時）及び図１４（暖房運転時）に示す作動特性を有するようになる。これらの作動特性を参照すると、背圧調整弁４００は、吸入圧力Ｐs及び吐出圧力Ｐdに加え、インジェクション圧力Ｐinjに応じて、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmを調整することが理解されよう。このため、インジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機２００において、背圧の適正化を図ることができる。

要するに、背圧調整弁４００は、ベローズ組立体４３０及び背圧室Ｈ４の背圧Ｐmにより閉弁方向に付勢される第１弁体４２４を、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd及びインジェクション圧力Ｐinjにより開弁方向に移動させる。そして、背圧調整弁４００は、圧縮室Ｈ３で圧縮された気体冷媒から分離された潤滑油を背圧室Ｈ４に供給する流量を増減することで、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmを調整する。

図１５は、背圧室Ｈ４の出口側（下流側）において、背圧室Ｈ４に供給する潤滑油の流量を調整する、背圧調整弁４００の第２実施形態を示す。なお、第２実施形態においては、背圧調整弁４００の第１連通孔４１０Ａ及び第４連通孔４１０Ｄは、背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと背圧調整用の潤滑油を戻す、放圧通路Ｌ４の途上に設けられる。

背圧調整弁４００は、略段付円柱形状の外形をなすバルブハウジング４１０と、バルブハウジング４１０に内挿される弁ユニット４２０と、弁ユニット４２０を開弁方向に付勢するベローズ組立体４３０と、を有している。ここで、ベローズ組立体４３０が、弾性体の一例として挙げられる。

バルブハウジング４１０の大径部には、その小径部から離れる方向に沿って、略円柱形状をなす吐出圧力導入室Ｈ６、第１感圧室Ｈ７及び第２感圧室Ｈ８、並びに、略段付円柱形状をなす第３感圧室Ｈ９が夫々形成されている。吐出圧力導入室Ｈ６は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された複数の第１連通孔４１０Ａを介して、吐出室Ｈ２側の圧力供給通路Ｌ３に接続されている。第１感圧室Ｈ７は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された複数の第２連通孔４１０Ｂを介して、インジェクション圧力感知通路Ｌ７に接続されている。第２感圧室Ｈ８は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された複数の第３連通孔４１０Ｃを介して、吸入圧力感知通路Ｌ５に接続されている。第３感圧室Ｈ９は、バルブハウジング４１０の大径部の周壁に形成された第４連通孔４１０Ｄを介して、背圧室Ｈ４側の圧力供給通路Ｌ３に接続されている。

また、バルブハウジング４１０の小径部には、略円柱形状をなす弁背圧室Ｈ１０が形成されている。弁背圧室Ｈ１０は、バルブハウジング４１０の小径部の先端に形成された第５連通孔４１０Ｅを介して、吸入圧力感知通路Ｌ５から分岐した吸入圧力感知分岐通路Ｌ５Ａに接続されている。

弁ユニット４２０は、略円柱形状をなす弁軸４２２と、略円柱形状をなす第１弁体４２４と、略円柱形状をなす第２弁体４２６と、略円板形状をなす第３弁体４２８と、を有している。第１弁体４２４、第２弁体４２６及び第３弁体４２８は、弁軸４２２に対して、その軸方向の中央部に連続して一体化されている。ここで、第１弁体４２４、第２弁体４２６及び第３弁体４２８の外径は、この順番で大きくなるように形成されている。なお、第３弁体４２８が、弁体の一例として挙げられる。

バルブハウジング４１０の横断面の中央部には、弁ユニット４２０の第１弁体４２４が吐出圧力導入室Ｈ６と第１感圧室Ｈ７との隔壁を貫通し、その第２弁体４２６が第１感圧室Ｈ７と第２感圧室Ｈ８との隔壁を貫通し、その第３弁体４２８が第２感圧室Ｈ８に位置する状態で、弁ユニット４２０が軸方向に往復動可能に配置されている。また、バルブハウジング４１０の第２感圧室Ｈ８と第３感圧室Ｈ９との隔壁には、弁ユニット４２０の弁軸４２２の外径より大きい内径を有する、第６連通孔４１０Ｆが形成されている。従って、弁ユニット４２０が閉弁位置から開弁方向へと移動すると、隔壁と第３弁体４２８との間隔が変化し、第６連通孔４１０Ｆを介して、第３感圧室Ｈ９から第２感圧室Ｈ８へと減圧しつつ戻される、背圧調整用の潤滑油の流量を変化させることができる。

第３感圧室Ｈ９には、弁ユニット４２０の弁軸４２２を介して、その第３弁体４２８を開弁方向に付勢するベローズ組立体４３０が配置されている。ベローズ組立体４３０は、軸方向に伸縮可能なベローズ４３２と、ベローズ４３２の内部に収容されるコイルばね４３４と、ベローズ４３２の軸方向の一端開口を閉止する第１キャップ４３６と、ベローズ４３２の軸方向の他端開口を閉止しつつ第３感圧室Ｈ９の小径部に嵌合する第２キャップ４３８と、を有する。そして、第１キャップ４３６の中央部に形成された凹部４３６Ａに対して、弁ユニット４２０の弁軸４２２の一端部が接離可能に嵌合されている。

弁背圧室Ｈ１０には、弁ユニット４２０の弁軸４２２を介して、その第３弁体４２８を閉弁方向に付勢するコイルばね４４０が配置されている。

次に、背圧調整弁４００による背圧Ｐmの調整動作について説明する。
平衡状態から吐出圧力Ｐdが上昇すると、図１６に示すように、第１弁体４２４が吐出圧力Ｐdから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、第３弁体４２８、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中下方へと向かい、弁ユニット４２０を閉弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が閉弁方向に移動すると、放圧通路Ｌ４の開度が小さくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

一方、平衡状態から吐出圧力Ｐdが低下すると、第１弁体４２４が吐出圧力Ｐdから受ける力が減少し、ベローズ組立体４３０のコイルばね４３４の付勢力によって弁ユニット４２０が開弁方向へと移動する。このため、放圧通路Ｌ４の開度が大きくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

平衡状態から吸入圧力Ｐsが上昇すると、図１７に示すように、第３弁体４２８及び弁ユニット４２０の弁軸４２２が吸入圧力Ｐsから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、第３弁体４２８、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中下方へと向かい、弁ユニット４２０を閉弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が閉弁方向に移動すると、放圧通路Ｌ４の開度が小さくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

一方、平衡状態から吸入圧力Ｐsが低下すると、第３弁体４２８及び弁ユニット４２０の弁軸４２２が吸入圧力Ｐsから受ける力が減少し、ベローズ組立体４３０のコイルばね４３４の付勢力によって弁ユニット４２０が開弁方向へと移動する。このため、放圧通路Ｌ４の開度が大きくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

平衡状態からインジェクション圧力Ｐinjが上昇すると、図１８に示すように、第２弁体４２６がインジェクション圧力Ｐinjから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、第３弁体４２８、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中下方へと向かい、弁ユニット４２０を閉弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が閉弁方向に移動すると、放圧通路Ｌ４の開度が小さくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

一方、平衡状態からインジェクション圧力Ｐinjが低下すると、第２弁体４２６がインジェクション圧力Ｐinjから受ける力が減少し、ベローズ組立体４３０のコイルばね４３４の付勢力によって弁ユニット４２０が開弁方向へと移動する。このため、放圧通路Ｌ４の開度が大きくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

平衡状態から背圧Ｐmが上昇すると、図１９に示すように、第６連通孔４１０Ｆを介して第３弁体４２８が背圧Ｐmから受ける力、ベローズ組立体４３０が背圧Ｐmから受ける力が増加し、第１弁体４２４、第２弁体４２６、第３弁体４２８、ベローズ組立体４３０及びコイルばね４４０に作用する力の合力が図中上方へと向かい、弁ユニット４２０を開弁方向へと移動させる。弁ユニット４２０が開弁方向に移動すると、放圧通路Ｌ４の開度が大きくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が増加し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが低下する。

一方、平衡状態から背圧Ｐmが低下すると、第６連通孔４１０Ｆを介して第３弁体４２８が背圧Ｐmから受ける力、ベローズ組立体４３０が背圧Ｐmから受ける力が減少し、コイルばね４４０の付勢力によって弁ユニット４２０が閉弁方向へと移動する。このため、放圧通路Ｌ４の開度が小さくなり、放圧通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ４から吸入室Ｈ１へと戻される潤滑油の流量が減少し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmが上昇する。

従って、背圧調整弁４００は、先の第１実施形態と同様に、弁ユニット４２０の各部の受圧面積、ベローズ組立体４３０の受圧面積及びばね定数、コイルばね４４０のばね定数などを適宜設定することで、図１３（冷房運転時）及び図１４（暖房運転時）に示す作動特性を有するようになる。このため、インジェクションサイクルを適用したスクロール圧縮機２００において、背圧の適正化を図ることができる。

要するに、背圧調整弁４００は、ベローズ組立体４３０及び背圧室Ｈ４の背圧Ｐmにより開弁方向に付勢される第３弁体４２８を、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd及びインジェクション圧力Ｐinjにより閉弁方向に移動させる。そして、背圧調整弁４００は、圧縮室Ｈ３で圧縮された気体冷媒から分離された潤滑油を背圧室Ｈ４に供給する流量を増減することで、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmを調整する。

図２０は、図８に示す第１実施形態に係る背圧調整弁４００の変形例を示す。
変形例に係る背圧調整弁４００は、バルブハウジング４１０の小径部に電磁アクチュエータ４５０を備え、この電磁アクチュエータ４５０によって弁ユニット４２０を強制的に移動できるように構成されている。また、背圧調整弁４００には、電磁アクチュエータ４５０を電子制御するために、マイクロコンピュータなどを内蔵した制御装置４６０が付設されている。制御装置４６０には、吸入圧力Ｐsを検出する吸入圧力センサ４７０、吐出圧力Ｐdを検出する吐出圧力センサ４８０、インジェクション圧力Ｐinjを検出するインジェクション圧力センサ４９０、背圧Ｐmを検出する背圧センサ５００、スクロールユニット２２０の回転数Ｎcを検出する回転数センサ５１０の各出力信号が入力されている。なお、変形例に係る背圧調整弁４００は、その大部分が第１実施形態と共通しているため、同一符号を付すことでその説明を省略する（以下同様）。

そして、制御装置４６０は、図２１に示すように、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd、インジェクション圧力Ｐinj及び回転数Ｎcに応じた目標背圧Ｐcを算出し、背圧Ｐmと目標背圧Ｐcとの偏差ｅに応じた操作量を電磁アクチュエータ４５０に出力する。従って、変形例に係る背圧調整弁４００は、自律的な制御によって背圧Ｐmが目標背圧Ｐcからずれても、電磁アクチュエータ４５０によってずれが強制的に補正されるので、背圧Ｐmの制御精度を向上させることができる。ここで、操作量としては、例えば、電流値、電圧値、デューティ比などを利用することができる。

図２２は、制御装置４６０が所定時間ごとに繰り返し実行する、電磁アクチュエータ４５０の制御内容の一例を示す。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、制御装置４６０が、吸入圧力センサ４７０、吐出圧力センサ４８０、インジェクション圧力センサ４９０、背圧センサ５００及び回転数センサ５１０から、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd、インジェクション圧力Ｐinj、背圧Ｐm及び回転数Ｎcを夫々読み込む。

ステップ２では、制御装置４６０が、図６及び図７に示す作動特性を実現するように、吸入圧力、吐出圧力、インジェクション圧力及び回転数に応じた目標制御値としての目標背圧が予め設定された制御マップを参照し、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd、インジェクション圧力Ｐinj及び回転数Ｎcに応じた目標背圧Ｐcを算出する。ここで、制御マップは、例えば、理論又は実験を通して得ることができる。

ステップ３では、制御装置４６０が、背圧Ｐmから目標背圧Ｐcを減算した偏差ｅ（ｅ＝Ｐm−Ｐc）を算出する。
ステップ４では、制御装置４６０が、偏差ｅの絶対値が所定値より大きいか否かを判定する。ここで、所定値は、背圧Ｐmが目標背圧Ｐcに近づいたか否か、即ち、フィードバック制御によって背圧Ｐmが目標背圧Ｐcになったか否かを判定するための閾値であって、例えば、背圧調整弁４００の作動特性、背圧の要求精度などに応じて適宜設定することができる。そして、制御装置４６０は、偏差ｅの絶対値が所定値より大きいと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ５へと進める。一方、制御装置４６０は、偏差ｅの絶対値が所定値以下であると判定すれば（Ｎｏ）、処理を終了させる。

ステップ５では、制御装置４６０が、偏差ｅに応じた操作量を電磁アクチュエータ４５０に出力する。
ステップ６では、制御装置４６０が、背圧センサ５００から背圧Ｐmを読み込み、その後、処理をステップ３へと戻す。

このようにすれば、自律的な制御によって、背圧Ｐmが目標背圧Ｐcからずれた場合であっても、背圧Ｐmが目標背圧Ｐcに近づくように電磁アクチュエータ４５０がフィードバック制御される。従って、背圧調整弁４００は、図２３（冷房運転時）及び図２４（暖房運転時）に示す作動特性を有するようになる。これらの作動特性を参照すると、背圧調整弁４００は、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd及びインジェクション圧力Ｐinjに加え、回転数Ｎcに応じて、背圧室Ｈ４の背圧Ｐmを調整することが理解されよう。このため、スクロール圧縮機２００の背圧室Ｈ４へと供給される潤滑油の流量の制御精度が向上し、背圧Ｐmと目標背圧Ｐcとのずれを小さくすることができる。

電磁アクチュエータ４５０を備えた背圧調整弁４００としては、図２５に示すように、背圧室Ｈ４の出口側の流量を制御する、第２実施形態に係る背圧調整弁４００（図１５参照）を前提とすることもできる。なお、この背圧調整弁４００の作用及び効果は、変形例に係る背圧調整弁４００と同様であるので、その説明は省略する。

ここで、背圧Ｐmの制御要求精度が高くない場合には、回転数Ｎcを使用せずに、吸入圧力Ｐs、吐出圧力Ｐd及びインジェクション圧力Ｐinjに応じた目標背圧Ｐcを算出することもできる。このようにすれば、制御負荷の増加を抑制しつつ、自律式の背圧調整弁４００よりも制御精度が優れた特性を実現することができる。

なお、背圧調整弁４００として、例えば、電磁アクチュエータによって弁体を直接駆動する、公知の流量制御弁とすることもできる。この場合、背圧調整弁４００は、図２２に示す制御内容に沿って電子制御される。

１００ 冷凍サイクル（冷媒回路）
２００ スクロール圧縮機
２２０ スクロールユニット
２２２ 固定スクロール
２２４ 旋回スクロール
４００ 背圧調整弁
４２４ 第１弁体（弁体）
４２８ 第３弁体（弁体）
４３０ ベローズ組立体（弾性体）
４５０ 電磁アクチュエータ
４６０ 制御装置
４７０ 吸入圧力センサ
４８０ 吐出圧力センサ
４９０ インジェクション圧力センサ
５００ 背圧センサ
５１０ 回転数センサ
Ｈ３ 圧縮室
Ｈ４ 背圧室
Ｌ３ 圧力供給通路
Ｌ４ 放圧通路

Claims (7)

1. 固定スクロール及び旋回スクロールにより区画される圧縮室の容積を増減すると共に、冷媒回路の途中から取り出された気体冷媒を前記圧縮室にインジェクションし、気体冷媒を吸入、圧縮及び吐出するスクロールユニットと、
   前記旋回スクロールを前記固定スクロールに向けて押し付ける背圧室の圧力を、前記圧縮室に吸入される気体冷媒の吸入圧力、当該圧縮室から吐出される気体冷媒の吐出圧力、及び、当該圧縮室にインジェクションされる気体冷媒のインジェクション圧力に応じて調整する背圧調整弁と、
   を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記背圧調整弁は、弾性体及び前記背圧室の圧力により閉弁方向に付勢される弁体を、前記吸入圧力、前記吐出圧力及び前記インジェクション圧力により開弁方向に移動させ、前記圧縮室で圧縮された気体冷媒から分離された潤滑油を前記背圧室に供給する流量を増減することで、前記背圧室の圧力を調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記背圧調整弁は、前記潤滑油を前記背圧室に供給する通路に配置された、
   ことを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記背圧調整弁は、弾性体及び前記背圧室の圧力により開弁方向に付勢される弁体を、前記吸入圧力、前記吐出圧力及び前記インジェクション圧力により閉弁方向に移動させ、前記圧縮室で圧縮された気体冷媒から分離された潤滑油を前記背圧室に供給する流量を増減することで、前記背圧室の圧力を調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記背圧調整弁は、前記潤滑油を前記背圧室から排出する通路に配置された、
   ことを特徴とする請求項４に記載のスクロール圧縮機。
6. 前記背圧調整弁は、前記弁体を移動させる電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータを電子制御する制御装置と、を更に有し、
   前記制御装置は、前記背圧室の圧力が前記吸入圧力、前記吐出圧力及び前記インジェクション圧力に応じた目標圧力になるように、前記電磁アクチュエータを制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のスクロール圧縮機。
7. 前記制御装置は、前記吸入圧力、前記吐出圧力及び前記インジェクション圧力に加え、前記スクロールユニットの回転数に応じた目標圧力を算出する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のスクロール圧縮機。