JP2021021345A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタミネーションによる背圧制御弁の詰まりを抑制する。【解決手段】スクロール型圧縮機１００は、互いに噛み合わされる固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４を有し、これらにより区画される圧縮室Ｈ３に吸入された流体を圧縮して吐出するスクロールユニット１２０を備えている。また、スクロール型圧縮機１００は、固定スクロール１２２に向けて旋回スクロール１２４を押しつける背圧室Ｈ４に導入される流体の流量を、スクロールユニット１２０から吐出される流体の吐出圧力と背圧室Ｈ４における流体の圧力との差圧に応じて調整する背圧制御弁３００を更に備えている。そして、吐出室Ｈ２と背圧制御弁３００との間に位置する背圧供給通路Ｌ３に、オリフィスＯＬ２が配設されている。【選択図】図１

Description

本発明は、冷媒などの流体を圧縮するスクロール型圧縮機に関する。

スクロール型圧縮機は、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って区画される圧縮室の容積を徐々に減少させ、気体冷媒などの流体を吸入、圧縮及び吐出するように構成されている。スクロール型圧縮機では、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ないようにし、圧縮不良などが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、特開２０１７−１１５７６２号公報（特許文献１）に記載されるように、流体の吐出圧力と背圧との差圧に応じて自律的に開度を変更する背圧制御弁によって制御されている。

特開２０１７−１１５７６２号公報

ところで、スクロール型圧縮機を流れる流体は、例えば、樹脂製のシール部材の摩耗によって発生するコンタミネーション（異物）、金属同士の摺動によって発生するコンタミネーションを含んでいる。背圧制御弁は、流体の吐出圧力と背圧との差圧に応じて自律的に開度を変更しているため、この差圧が大きい場合には弁体の開度が微小（１０μｍなど）になってしまう。背圧制御弁の弁体の開度が微小である状態で、コンタミネーションを含んだ流体が背圧制御弁に導入されると、コンタミネーションが弁体の隙間に詰まってしまうおそれがある。弁体の隙間がコンタミネーションによって完全に詰まってしまうと、旋回スクロールの背圧が低下して圧縮効率が低下したり、潤滑油が供給されなくなって摺動部の潤滑が不足したりしてしまう。

そこで、本発明は、コンタミネーションによる背圧制御弁の詰まりを抑制した、スクロール型圧縮機を提供することを目的とする。

スクロール型圧縮機は、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し、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に吸入された流体を圧縮して吐出するスクロールユニットを備えている。また、スクロール型圧縮機は、固定スクロールに向けて旋回スクロールを押しつける背圧室に導入される流体の流量を、スクロールユニットから吐出される流体の吐出圧力と背圧室における流体の圧力との差圧に応じて調整する背圧制御弁を更に備えている。そして、背圧制御弁の吐出圧力の入口側にオリフィスが配設されている。

本発明によれば、コンタミネーションによる背圧制御弁の詰まりを抑制することができる。

スクロール型圧縮機の一例を示す縦断面図である。 気体冷媒及び潤滑油の流れを説明するブロック図である。 背圧制御弁の一例を示す縦断面図である。 背圧制御弁の他の例を示す縦断面図である。 ガスインジェクションサイクルを適用したスクロール型圧縮機の一例を示す縦断面図である。

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、スクロール型圧縮機１００の一例を示している。

スクロール型圧縮機１００は、例えば、車両用空調機器の冷媒回路に組み込まれ、冷媒回路の低圧側から吸入した気体冷媒（流体）を圧縮して吐出する。スクロール型圧縮機１００は、スクロールユニット１２０と、気体冷媒の吸入室Ｈ１及び吐出室Ｈ２を内包するハウジング１４０と、スクロールユニット１２０を駆動する電動モータ１６０と、電動モータ１６０を駆動制御するインバータ１８０と、を備えている。なお、スクロールユニット１２０は、電動モータ１６０に代えて、例えば、エンジン出力によって駆動されてもよい。また、インバータ１８０は、スクロール型圧縮機１００に組み込まれていなくてもよい。

スクロールユニット１２０は、互いに噛み合わされる固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４を有している。固定スクロール１２２は、円板形状の底板１２２Ａと、底板１２２Ａの一面から立設するインボリュート形状（渦巻形状）のラップ１２２Ｂと、を含んでいる。旋回スクロール１２４は、固定スクロール１２２と同様に、円板形状の底板１２４Ａと、底板１２４Ａの一面から立設するインボリュート形状のラップ１２４Ｂと、を含んでいる。ここで、円板形状とは、見た目で円板形状であると認識できる程度でよく、例えば、外面に凸部、凹部、スリットなどが形成されていてもよい（形状については以下同様）。

固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４は、そのラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂを噛み合わせた状態で配置されている。従って、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂの先端部が、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの一面に接触し、旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂの先端部が、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの一面に接触している。なお、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの先端部には、チップシール（図示せず）が夫々取り付けられている。

また、固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４は、そのラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの周方向の角度が互いにずれた状態で、そのラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの側壁が互いに部分的に接触した状態で配置されている。従って、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂと旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂ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１２４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１２２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１２０は、旋回スクロール１２４が固定スクロール１２２の軸心周りに公転旋回運動すると、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂと旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂとによって区画される圧縮室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１２０は、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの外端部から圧縮室Ｈ３に吸入された気体冷媒を圧縮する。

ハウジング１４０は、電動モータ１６０及びインバータ１８０を収容するフロントハウジング１４２と、スクロールユニット１２０を収容するセンターハウジング１４４と、リアハウジング１４６と、インバータカバー１４８と、を有している。そして、フロントハウジング１４２、センターハウジング１４４、リアハウジング１４６及びインバータカバー１４８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、スクロール型圧縮機１００のハウジング１４０が構成されている。

フロントハウジング１４２は、円筒形状の周壁部１４２Ａと薄板形状の仕切壁部１４２Ｂとを有している。フロントハウジング１４２の内部空間は、仕切壁部１４２Ｂによって、電動モータ１６０を収容するための空間とインバータ１８０を収容するための空間とに仕切られている。周壁部１４２Ａの一端側、即ち、インバータ１８０を収容するための空間の開口は、インバータカバー１４８によって閉塞されている。また、周壁部１４２Ａの他端側、即ち、電動モータ１６０を収容するための空間の開口は、センターハウジング１４４によって閉塞されている。仕切壁部１４２Ｂには、その径方向の中央部において後述する駆動軸１６６の一端部を回転自由に支持する、円筒形状の支持部１４２Ｂ１が、周壁部１４２Ａ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１４２の周壁部１４２Ａ及び仕切壁部１４２Ｂとセンターハウジング１４４とによって、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１４２Ａに形成された吸入ポートＰ１を介して、冷媒回路の低圧側から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１６０の周囲を流通して電動モータ１６０を冷却可能になっており、電動モータ１６０の一方側の空間とその他方側の空間とが連通して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１６６などの摺動箇所の潤滑のため、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通している。

センターハウジング１４４は、フロントハウジング１４２との締結側とは反対側が開口した有底円筒形状をなし、その内部にスクロールユニット１２０を収容することができる。センターハウジング１４４は、円筒部１４４Ａとその一端側の底壁部１４４Ｂとを有している。円筒部１４４Ａと底壁部１４４Ｂとによって区画される空間に、スクロールユニット１２０が収容されている。円筒部１４４Ａの他端側には、固定スクロール１２２が嵌合する嵌合部１４４Ａ１が形成されている。従って、センターハウジング１４４の開口は、固定スクロール１２２によって閉塞されている。また、底壁部１４４Ｂは、その径方向の中央部が電動モータ１６０に向かって膨出するように形成されている。底壁部１４４Ｂの膨出部１４４Ｂ１の径方向の中央部には、駆動軸１６６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１４４Ｂ１のスクロールユニット１２０側には、駆動軸１６６の他端部を回転自由に支持するベアリング２００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１４４の底壁部１４４Ｂと旋回スクロール１２４の底板１２４Ａとの間には、薄板円環形状のスラストプレート２１０が配置されている。底壁部１４４Ｂの外周部は、スラストプレート２１０を介して、旋回スクロール１２４からのスラスト力を受ける。底壁部１４４Ｂ及び底板１２４Ａのスラストプレート２１０と当接する部位には、シール部材２２０が夫々埋設されている。

また、底板１２４Ａの電動モータ１６０側端面と底壁部１４４Ｂとの間、つまり、旋回スクロール１２４の固定スクロール１２２とは反対側の端面とセンターハウジング１４４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１４４には、吸入室Ｈ１からスクロールユニット１２０のラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの外端部付近の空間Ｈ５へと気体冷媒を導入する、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）と等しくなっている。

リアハウジング１４６は、センターハウジング１４４の円筒部１４４Ａの嵌合部１４４Ａ１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１２２は、その底板１２２Ａが嵌合部１４４Ａ１とリアハウジング１４６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１４６は、センターハウジング１４４との締結側が開口した有底円筒形状をなし、円筒部１４６Ａとその他端側の底壁部１４６Ｂとを有している。

リアハウジング１４６の円筒部１４６Ａ及び底壁部１４６Ｂと固定スクロール１２２の底板１２２Ａとによって、気体冷媒の吐出室Ｈ２が区画されている。底板１２２Ａの中央部には、気体冷媒の吐出通路（吐出孔）Ｌ２が形成されている。吐出通路Ｌ２には、吐出室Ｈ２からスクロールユニット１２０への気体冷媒の流れを規制する、例えば、リードバルブからなる逆止弁２３０が付設されている。吐出室Ｈ２には、スクロールユニット１２０の圧縮室Ｈ３で圧縮された気体冷媒が、吐出通路Ｌ２及び逆止弁２３０を介して吐出される。

なお、図示を省略するが、リアハウジング１４６には、吐出室Ｈ２の気体冷媒から潤滑油を分離する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って潤滑油が分離された気体冷媒は、リアハウジング１４６の底壁部１４６Ｂに形成された吐出ポートＰ２を介して、冷媒回路の高圧側へと吐出される。一方、オイルセパレータによって分離された潤滑油は、詳細を後述する背圧供給通路Ｌ３を介して、背圧室Ｈ４へと供給される。

電動モータ１６０は、例えば、三相交流モータからなり、ロータ１６２と、ロータ１６２の径方向外側に配置されるステータコアユニット１６４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１８０によって交流電流に変換され、電動モータ１６０のステータコアユニット１６４に供給される。

ロータ１６２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１６６を介して、ステータコアユニット１６４の径方向内側で回転可能に支持されている。駆動軸１６６の一端部は、すべり軸受２４０を介して、フロントハウジング１４２の支持部１４２Ｂ１に回転可能に支持されている。駆動軸１６６の他端部は、センターハウジング１４４に形成された貫通孔を貫通して、ベアリング２００によって回転可能に支持されている。インバータ１８０からの給電によって、ステータコアユニット１６４に磁界が発生すると、ロータ１６２に回転力が作用し、駆動軸１６６が回転駆動される。駆動軸１６６の他端部は、クランク機構を介して、旋回スクロール１２４に連結されている。

クランク機構は、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの背圧室Ｈ４側端面に突出形成された円筒形状のボス部２５０と、駆動軸１６６の他端部に設けられたクランクピン２６０に偏心状態で取り付けられた偏心ブッシュ２７０と、を有している。偏心ブッシュ２７０は、すべり軸受２８０を介して、ボス部２５０の内周面に回転可能に支持されている。従って、旋回スクロール１２４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１２２の軸心周りに公転可能になっている。なお、駆動軸１６６の他端部には、旋回スクロール１２４の遠心力に対抗するバランサウェイト２９０が取り付けられている。

図２は、スクロール型圧縮機１００における、気体冷媒及び潤滑油の流れを説明するためのブロック図である。
図１及び図２に示すように、冷媒回路の低圧側からの低温・低圧の気体冷媒は、吸入ポートＰ１を介して吸入室Ｈ１へと導入された後、冷媒導入通路Ｌ１を介してスクロールユニット１２０の外端部付近の空間Ｈ５へと導かれる。そして、空間Ｈ５の気体冷媒は、スクロールユニット１２０の圧縮室Ｈ３に取り込まれて圧縮される。圧縮室Ｈ３で圧縮された気体冷媒は、吐出通路Ｌ２及び逆止弁２３０を経由して吐出室Ｈ２へと吐出された後、吐出ポートＰ２を介して冷媒回路の高圧側へと吐出される。このようにして、吸入室Ｈ１から流入される気体冷媒を圧縮室Ｈ３で圧縮し、この気体冷媒を吐出室Ｈ２を介して吐出するスクロールユニット１２０が構成される。

ここで、図１に示すように、スクロール型圧縮機１００は、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍを制御する背圧制御弁３００を更に備えている。
背圧制御弁３００は、吐出室Ｈ２の吐出圧力Ｐｄと背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍとの差圧に応じて作動し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍが目標背圧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）の圧力調整弁である。背圧制御弁３００は、リアハウジング１４６の底壁部１４６Ｂにおいて、底壁部１４６Ｂの外周面から電動モータ１６０の駆動軸１６６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１４６Ｃに収容されている。なお、背圧制御弁３００の構造及び背圧調整動作については後述する。

スクロール型圧縮機１００は、図１及び図２に示すように、冷媒導入通路Ｌ１及び吐出通路Ｌ２に加えて、背圧供給通路Ｌ３、放圧通路Ｌ４及び吸入圧力感知通路Ｌ５を更に備えている。

背圧供給通路Ｌ３は、吐出室Ｈ２と背圧室Ｈ４とを連通するように、リアハウジング１４６及びセンターハウジング１４４に形成されている。ここで、リアハウジング１４６における背圧供給通路Ｌ３は、背圧制御弁３００が収容される収容室１４６Ｃを経由している。そして、オイルセパレータにより吐出室Ｈ２の気体冷媒から分離された潤滑油は、背圧制御弁３００及び背圧供給通路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と共に、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍを上昇させる。

背圧制御弁３００は、背圧供給通路Ｌ３の一部を形成するように、背圧供給通路Ｌ３の途上に配置されている。従って、吐出室Ｈ２の気体冷媒から分離された潤滑油は、背圧制御弁３００によって適宜減圧されつつ、その下流側に位置する背圧供給通路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）に接続される背圧供給通路Ｌ３の開度を背圧制御弁３００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とを連通するように、駆動軸１６６の軸方向に貫通して形成されている。放圧通路Ｌ４の途上、例えば、駆動軸１６６の吸入室Ｈ１側の端部には、オリフィスＯＬ１が配置されている。従って、背圧室Ｈ４の潤滑油は、オリフィスＯＬ１によって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、背圧制御弁３００において吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐｓを感知できるようにすべく、スクロールユニット１２０の外端部付近の空間Ｈ５と収容室１４６Ｃとを連通する。具体的には、吸入圧力感知通路Ｌ５は、固定スクロール１２２の底板１２２Ａ及びリアハウジング１４６に形成されている。なお、吸入圧力感知通路Ｌ５は、空間Ｈ５を介して吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐｓを間接的に感知しているが、吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐｓを直接感知するようにしてもよい。

ここで、上述したように、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍによって、旋回スクロール１２４が固定スクロール１２２に向けて押しつけられる。スクロールユニット１２０の圧縮運転中において、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの背圧室Ｈ４側端面に作用する背圧Ｐｍの合力が底板１２４Ａの圧縮室Ｈ３側端面に作用する圧縮反力より低すぎる、即ち、背圧不足状態になると、旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂの先端部と固定スクロール１２２の底板１２２Ａとの間に隙間が生じると共に、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａと固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂの先端部との間に隙間が生じ、圧縮機の体積効率が低下する。背圧制御弁３００は、背圧Ｐｍが目標背圧Ｐｃを下回った場合、背圧不足状態にならないように、背圧Ｐｍを上昇させて目標背圧Ｐｃに近づける。

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、即ち、背圧過剰状態になると、固定スクロール１２２と旋回スクロール１２４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。背圧制御弁３００は、背圧Ｐｍが目標背圧Ｐｃを上回った場合、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。

図３は、背圧制御弁３００の一例を示している。
背圧制御弁３００は、大別すると、弁体３２０と、弁体３２０を軸方向に摺動可能に収容するボディ（弁箱）３４０と、可撓性を有する薄板円板形状の感圧部材３６０と、を備えている。

弁体３２０は、中空円柱形状の軸部３２２と、円柱形状の円柱部３２４と、を含んで構成されている。軸部３２２の一端部は、テーパ面（円錐面）に形成されている。また、円柱部３２４は、軸部３２２より大径に形成され、軸部３２２の中間部、具体的には、テーパ面とは反対側の端部寄りの位置に一体的に固定されている。さらに、軸部３２２の周壁であって、テーパ面の近傍並びに円柱部３２４と軸部３２２の他端部との間に位置する部位には、軸部３２２の内部空間と連通する少なくとも１つの連通孔３２２Ａ及び３２２Ｂが夫々形成されている。

ボディ３４０は、段付円柱形状の外形を有する第１のケーシング３４２と、第１のケーシング３４２の大径端面に圧入又は螺合される円筒形状の第２のケーシング３４４と、を含んで構成されている。

第１のケーシング３４２の小径端面には、ここから軸方向に向かって延びる、５段階に縮径する段付円柱形状の内周面を有する第１の凹部３４２Ａが形成されている。また、第１のケーシング３４２の大径端面には、ここから軸方向に向かって延びる、２段階に縮径する段付円柱形状の内周面を有する第２の凹部３４２Ｂが形成されている。さらに、第１のケーシング３４２において、第１の凹部３４２Ａと第２の凹部３４２Ｂとの間に位置する隔壁には、弁体３２０の軸部３２２が摺動可能に貫通する貫通孔が形成されている。ここで、第１の凹部３４２Ａ、第２の凹部３４２Ｂ及び貫通孔は、第１のケーシング３４２の軸心周りに同軸に配置されている。

そして、弁体３２０は、第１の凹部３４２Ａの大径端面から４番目の部位にテーパ面が位置し、第２の凹部３４２Ｂの最奥部の部位に円柱部３２４が位置するように、第１のケーシング３４２に対して摺動可能に内挿されている。

第１の凹部３４２Ａの最奥部に位置する底面には、弁体３２０の軸部３２２とのシールを確保するＯリング３８０が埋設されている。第１の凹部３４２Ａの最奥部の部位には、その大径端面を向く端面が開口すると共に弁体３２０の軸部３２２が貫通する貫通孔が形成された、有底円筒形状のシール固定部材３８２が圧入されている。従って、シール固定部材３８２の先端面と第１の凹部３４２Ａの底面とによって、Ｏリング３８０が狭持されて固定されている。

第１の凹部３４２Ａの大径端面から３番目の部位には、円柱形状の弁孔形成部材３８４が圧入されている。弁孔形成部材３８４の中央部には、所定寸法を有する弁孔３８４Ａが貫通形成されている。従って、弁体３２０は、その軸部３２２のテーパ面が弁孔３８４Ａに離接可能となっており、弁体３２０を軸方向に変位させることで、弁孔３８４Ａの開度を変化させることができる。

第１の凹部３４２Ａの大径端面の開口は、収容室１４６Ｃの上流側に位置する背圧供給通路Ｌ３を介して吐出室Ｈ２に連通されている。従って、第１の凹部３４２Ａ内に位置する弁孔３８４Ａは、吐出室Ｈ２に連通している。第１の凹部３４２Ａの大径端面から２番目の部位には、オイルセパレータによって吐出室Ｈ２の気体冷媒から分離された潤滑油のコンタミネーションを除去する、例えば、金属メッシュなどからなるフィルタ３８６が取り付けられている。ここで、弁体３２０の軸部３２２のテーパ面は、弁孔３８４Ａを介して吐出圧力Ｐｄを開弁方向に受ける第１の受圧面Ｓ１を形成する。

そして、第１のケーシング３４２には、第１の凹部３４２Ａの内周面、シール固定部材３８２及び弁孔形成部材３８４によって区画される、段付円柱形状の内周面を有する第１の圧力室Ｈ６が形成されている。第１のケーシング３４２の周壁であって、第１の圧力室Ｈ６を臨む部位には、収容室１４６Ｃの下流側に位置する背圧供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４に連通する、少なくとも１つの第１の連通孔３４２Ｃが形成されている。従って、第１の圧力室Ｈ６は、背圧供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４に連通している。

第１のケーシング３４２の第２の凹部３４２Ｂの最奥部には、弁体３２０の円柱部３２４を介して、弁体３２０を開弁方向に付勢する第１のコイルばね３８８が配設されている。具体的には、第２の凹部３４２Ｂの最奥部に位置する底面と弁体３２０の円柱部３２４との間に、第１のコイルばね３８８が配設されている。第１のケーシング３４２の周壁であって、第１のコイルばね３８８が配設された第２の凹部３４２Ｂを臨む部位には、吸入圧力感知通路Ｌ５を介して吸入室Ｈ１に連通する、少なくとも１つの第２の連通孔３４２Ｄが形成されている。ここで、第１のコイルばね３８８が配設された第２の凹部３４２Ｂは、吸入室Ｈ１に連通する第２の圧力室Ｈ７を形成する。また、弁体３２０の円柱部３２４の一面（上面）は、第２の圧力室Ｈ７にて吸入圧力Ｐｓを開弁方向に受ける第２の受圧面Ｓ２を形成する。

第１のケーシング３４２において、第２の凹部３４２Ｂの大径部から小径部へと移行する部位には、感圧部材３６０が配設されている。ここで、感圧部材３６０としては、例えば、可撓性を有する材料で形成されたダイヤフラムなどを使用することができる。また、感圧部材３６０には、感圧部材３６０の中央部を貫通し、その一端部にて弁体３２０の軸部３２２の他端部を支持する、段付円柱形状の支持部材３９０が取り付けられている。

感圧部材３６０は、ボディ３４０の第１のケーシング３４２と第２のケーシング３４４との間に挟持される挟持部材３９２によって固定されている。挟持部材３９２は、第１のケーシング３４２の第２の凹部３４２Ｂの最奥部側が大径に形成されると共に、第２の凹部３４２Ｂの大径端面を向く端面が開口する、段付円筒形状をなしている。また、挟持部材３９２の大径端面の中央部には、円形断面を有する凹部３９２Ａが形成されると共に、凹部３９２Ａの底壁に支持部材３９０が摺動可能に貫通する貫通孔が形成されている。

そして、第１のケーシング３４２の第２の凹部３４２Ｂには、その最奥部から開口側に向かって、感圧部材３６０及び挟持部材３９２が挿入され、第２の凹部３４２Ｂの開口に第２のケーシング３４４が圧入又は螺合されることで、感圧部材３６０が固定されている。感圧部材３６０と一体化された支持部材３９０は、挟持部材３９２の貫通孔を貫通して、その内部空間まで突出している。

挟持部材３９２の内部空間には、支持部材３９０を介して、弁体３２０を閉弁方向に付勢する第２のコイルばね３９４が配設されている。第２のコイルばね３９４は、支持部材３９０を向く端面が開口したハット形状の受け部材３９６を介して支持部材３９０の先端部に連結されると共に、挟持部材３９２の開口を閉塞する円筒形状の閉塞部材３９８の一面に支持されている。

また、挟持部材３９２の凹部３９２Ａに位置する支持部材３９０には、支持部材３９０を介して弁体３２０の開弁方向への移動を規制する、支持部材３９０よりも大径を有する円柱形状の規制部３９０Ａが形成されている。従って、弁体３２０が開弁方向に移動し、支持部材３９０の規制部３９０Ａが凹部３９２Ａの底面に当接すると、弁体３２０の開弁方向への移動が規制されることとなる。

第１のケーシング３４２には、第２の凹部３４２Ｂの内周面、弁体３２０の円柱部３２４及び感圧部材３６０によって区画される、段付円柱形状の内周面を有する第３の圧力室Ｈ８が形成されている。第３の圧力室Ｈ８は、弁体３２０の軸部３２２に形成された連通孔３２２Ａ及び３２２Ｂ並びに軸部３２２の内部空間を介して、第１の圧力室Ｈ６に連通している。従って、第３の圧力室Ｈ８は、第１の圧力室Ｈ６を介して、背圧室Ｈ４に連通している。また、支持部材３９０の周囲の感圧部材３６０の一面（上面）は、第３の圧力室Ｈ８にて背圧Ｐｍを開弁方向に受ける第３の受圧面Ｓ３を形成する。さらに、挟持部材３９２の内部空間は、閉塞部材３９８の開口を介して、基準圧力Ｐ０としての大気圧が導入される第４の圧力室Ｈ９を形成する。

なお、第１のケーシング３４２の第２の凹部３４２Ｂにおいて、その大径部から小径部へと移行する部位と感圧部材３６０の一面との間には、第１のケーシング３４２と感圧部材３６０とのシールを確保するＯリング４００が配設されている。

次に、背圧制御弁３００による背圧Ｐｍの調整動作について説明する。
背圧制御弁３００の弁体３２０には、第１の受圧面Ｓ１が吐出圧力Ｐｄから受ける開弁方向への力Ｆ１、第２の受圧面Ｓ２が吸入圧力Ｐｓから受ける開弁方向への力Ｆ２、第３の受圧面Ｓ３が背圧Ｐｍから受ける開弁方向への力Ｆ３が夫々作用している。また、弁体３２０には、上記の力Ｆ１〜Ｆ３に加え、第１のコイルばね３８８による開弁方向への力Ｆ４、第２のコイルばね３９４による閉弁方向への力Ｆ５、受け部材３９６が基準圧力Ｐ０から受ける閉弁方向への力Ｆ６が更に作用している。

弁体３２０は、上記の力Ｆ１〜Ｆ６が釣り合っている場合、即ち、開弁方向への合力Ｆｏ（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）と閉弁方向への合力Ｆｃ（Ｆ５＋Ｆ６）とが等しい平衡状態のとき、弁孔３８４Ａの開度を一定に保っている。そして、弁孔３８４Ａの開度が一定である状態から、吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力Ｐｓの少なくとも一方が変化すると、力の釣り合いが崩れて、力Ｆ１〜Ｆ６の合力が作用する方向に弁体３２０が移動する。弁体３２０が移動すると、背圧室Ｈ４に供給される潤滑油の流量が増減して背圧Ｐｍが変化する。すると、第３の受圧面Ｓ３が背圧Ｐｍから受ける開弁方向への力Ｆ３、第１のコイルばね３８８及び第２のコイルばね３９４の付勢力による閉弁方向への力Ｆ５及びＦ６が夫々変化し、新たな平衡状態となるように弁体３２０が移動して背圧Ｐｍが調整される。

具体的には、平衡状態から吐出圧力Ｐｄが上昇すると、弁孔３８４Ａを介して第１の受圧面Ｓ１が吐出圧力Ｐｄから受ける開弁方向への力Ｆ１が大きくなって、開弁方向への合力Ｆｏが閉弁方向への合力Ｆｃより大きくなる。すると、弁体３２０が開弁方向へと移動して弁孔３８４Ａの開度が大きくなり、弁孔３８４Ａを介して第１の圧力室Ｈ６へと供給される潤滑油の流量が増加する。その結果、背圧供給通路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。

弁体３２０が開弁方向へと移動すると、第１のコイルばね３８８の全長が長くなって、第１のコイルばね３８８による開弁方向への力Ｆ４が小さくなる。また、弁体３２０が開弁方向へと移動すると、第２のコイルばね３９４の全長が短くなって、第２のコイルばね３９４による閉弁方向への力Ｆ５が大きくなる。さらに、背圧Ｐｍが上昇すると、第３の受圧面Ｓ３が背圧Ｐｍから受ける開弁方向への力Ｆ３が大きくなる。そして、開弁方向への合力Ｆｏが閉弁方向への合力Ｆｃより小さくなる。すると、弁体３２０が閉弁方向へと移動して弁孔３８４Ａの開度が小さくなり、弁孔３８４Ａを介して第１の圧力室Ｈ６へと供給される潤滑油の流量が減少する。その結果、背圧供給通路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、開弁方向への合力Ｆｏと閉弁方向への合力Ｆｃとが等しくなる新たな平衡状態になる。

一方、平衡状態から吐出圧力Ｐｄが低下すると、弁孔３８４Ａを介して第１の受圧面Ｓ１が吐出圧力Ｐｄから受ける開弁方向への力Ｆ１が小さくなって、開弁方向への合力Ｆｏが閉弁方向への合力Ｆｃより小さくなる。すると、弁体３２０が閉弁方向へと移動して弁孔３８４Ａの開度が小さくなり、弁孔３８４Ａを介して第１の圧力室Ｈ６へと供給される潤滑油の流量が減少する。その結果、背圧供給通路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。

弁体３２０が閉弁方向へと移動すると、第１のコイルばね３８８の全長が短くなって、第１のコイルばね３８８による開弁方向への力Ｆ４が大きくなる。また、弁体３２０が閉弁方向へと移動すると、第２のコイルばね３９４の全長が長くなって、第２のコイルばね３９４による閉弁方向への力Ｆ５が小さくなる。さらに、背圧Ｐｍが低下すると、第３の受圧面Ｓ３が背圧Ｐｍから受ける開弁方向への力Ｆ３が小さくなる。そして、開弁方向への合力Ｆｏが閉弁方向への合力Ｆｃより大きくなる。すると、弁体３２０が開弁方向へと移動して弁孔３８４Ａの開度が大きくなり、弁孔３８４Ａを介して第１の圧力室Ｈ６へと供給される潤滑油の流量が増加する。その結果、背圧供給通路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、開弁方向への合力Ｆｏと閉弁方向への合力Ｆｃとが等しくなる新たな平衡状態になる。

また、平衡状態から吸入圧力Ｐｓが上昇すると、第２の受圧面Ｓ２が吸入圧力Ｐｓから受ける開弁方向への力Ｆ２が大きくなって、開弁方向への合力Ｆｏが閉弁方向への合力Ｆｃより大きくなる。すると、弁体３２０が開弁方向へと移動して弁孔３８４Ａの開度が大きくなり、弁孔３８４Ａを介して第１の圧力室Ｈ６へと供給される潤滑油の流量が増加する。その結果、背圧供給通路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。なお、背圧Ｐｍが上昇してから新たな平衡状態となるまでの調整動作は、平衡状態から吐出圧力Ｐｄが上昇した場合と同様であるので、その説明を省略する。

一方、平衡状態から吸入圧力Ｐｓが低下すると、第２の受圧面Ｓ２が吸入圧力Ｐｓから受ける開弁方向への力Ｆ２が小さくなって、開弁方向への合力Ｆｏが閉弁方向への合力Ｆｃより小さくなる。すると、弁体３２０が閉弁方向へと移動して弁孔３８４Ａの開度が小さくなり、弁孔３８４Ａを介して第１の圧力室Ｈ６へと供給される潤滑油の流量が減少する。その結果、背圧供給通路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。なお、背圧Ｐｍが低下してから新たな平衡状態となるまでの調整動作は、平衡状態から吐出圧力Ｐｄが低下した場合と同様であるので、その説明を省略する。

従って、背圧制御弁３００は、吸入圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄ、要するに、吐出圧力Ｐｄと背圧Ｐｍとの差圧に応じて、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍを目標背圧Ｐｃに調整することができる。このとき、上記の作動特性を実現すべく、弁体３２０の第１の受圧面Ｓ１、第２の受圧面Ｓ２及び第３の受圧面Ｓ３の有効受圧面積、並びに、第１のコイルばね３８８及び第２のコイルばね３９４のばね定数などを適宜設定することができる。

ところで、背圧制御弁３００に導入される潤滑油は、上述したように、例えば、樹脂製のシール部材の摩耗によって発生するコンタミネーション、金属同士の摺動によって発生するコンタミネーションを含んでいる。潤滑油に含まれる粒径の大きなコンタミネーションは、フィルタ３８６によって除去されるが、粒径の小さなコンタミネーションは、フィルタ３８６を通過して弁孔３８４Ａへと導入されてしまう。このとき、背圧制御弁３００は、吐出圧力Ｐｄと背圧Ｐｍとの差圧に応じて弁体３２０を移動させて弁孔３８４Ａの開度を変更しているため、この差圧が大きい場合には弁孔３８４Ａの開度、即ち、弁孔３８４Ａと弁体３２０のテーパ面との間の隙間が微小になってしまう。この状態で、コンタミネーションを含んだ潤滑油が背圧制御弁３００に導入されると、弁孔３８４Ａと弁体３２０のテーパ面との間の隙間にコンタミネーションが詰まってしまうおそれがある。そして、この隙間がコンタミネーションによって完全に詰まってしまうと、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍが低下して圧縮効率が低下したり、潤滑油が供給されなくなって摺動部の潤滑が不足したりしてしまう。

そこで、コンタミネーションによる背圧制御弁３００の詰まりを抑制することを目的として、背圧制御弁３００の吐出圧力Ｐｄの入口側に、背圧制御弁３００に導入される潤滑油の流量を減少させるオリフィスＯＬ２を更に配設する。具体的には、オリフィスＯＬ２は、背圧制御弁３００の吐出圧力Ｐｄの入口に連通する流体通路、即ち、吐出室Ｈ２と背圧制御弁３００との間に位置する背圧供給通路Ｌ３に配設される。

このようにすれば、図２に示すように、オイルセパレータによって吐出室Ｈ２の気体冷媒から分離された潤滑油は、背圧供給通路Ｌ３に配設されたオリフィスＯＬ２によって圧力が低下されつつ背圧制御弁３００に導入される。背圧制御弁３００によって流量が調整された潤滑油は、背圧制御弁３００の下流側の背圧供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４に導入された後、放圧通路Ｌ４及びここに配設されたオリフィスＯＬ１を介して吸入室Ｈ１に排出される。

背圧制御弁３００の上流側の背圧供給通路Ｌ３にはオリフィスＯＬ２が配設されているため、背圧制御弁３００に導入される吐出圧力Ｐｄが低下してＰｄ’となるが背圧Ｐｍは変わらないので、背圧制御弁３００に導入される圧力Ｐｄ’と背圧Ｐｍとの差圧が小さくなる。そして、背圧制御弁３００は、小さくなった差圧に応じて弁体３２０を移動させる際、潤滑油の流量を確保するために弁孔３８４Ａの開度、要するに、弁孔３８４Ａと弁体３２０のテーパ面との間の隙間を大きくする。従って、弁孔３８４Ａと弁体３２０のテーパ面との間の隙間が大きくなることで、ここにコンタミネーションを含んだ潤滑油が導入されても隙間が詰まり難くなり、コンタミネーションによる背圧制御弁３００の詰まりを抑制することができる。

背圧制御弁３００に導入される吐出圧力Ｐｄを低下させるオリフィスＯＬ２は、吐出室Ｈ２と背圧制御弁３００との間に位置する背圧供給通路Ｌ３に限らず、図４に示すように、背圧制御弁３００の吐出圧力の入口となる弁孔３８４Ａに配設するようにしてもよい。なお、背圧制御弁３００の弁孔３８４ＡにオリフィスＯＬ２を配設した作用及び効果は、先の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。必要があれば、先の実施形態の説明を参照されたい。

また、スクロール型圧縮機１００としては、図５に示すように、固定スクロール１２２の底板１２２Ａ及びリアハウジング１４６の円筒部１４６Ａに形成されたインジェクションガス導入通路Ｌ６を介して、冷媒回路の気液分離器で分離された気体冷媒を圧縮室Ｈ３にインジェクションするスクロール型圧縮機であってもよい。

以上、本発明を実施するための実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることに留意されたい。

１００ スクロール型圧縮機
１２０ スクロールユニット
１２２ 固定スクロール
１２４ 旋回スクロール
３００ 背圧制御弁
３８４Ａ 弁孔
Ｈ３ 圧縮室
Ｈ４ 背圧室
Ｌ３ 背圧供給通路
ＯＬ２ オリフィス

Claims (3)

1. 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し、前記固定スクロール及び前記旋回スクロールにより区画される圧縮室に吸入された流体を圧縮して吐出するスクロールユニットと、
   前記固定スクロールに向けて前記旋回スクロールを押しつける背圧室に導入される流体の流量を、前記スクロールユニットから吐出される流体の吐出圧力と前記背圧室における流体の圧力との差圧に応じて調整する背圧制御弁と、
   前記背圧制御弁の吐出圧力の入口側に配設されたオリフィスと、
   を備えた、スクロール型圧縮機。
2. 前記オリフィスは、前記背圧制御弁の吐出圧力の入口に連通する流体通路に配設された、
   請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記オリフィスは、前記背圧制御弁の吐出圧力の入口に配設された、
   請求項１に記載のスクロール型圧縮機。