JP2813456B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両用空気調和機等に好適なスクロール型圧
縮機に関する。

（従来の技術） 従来のスクロール型圧縮機の１例が第８図ないし第10
図に示されている。

第８図において、１は密閉ハウジングで、カップ状本
体２とこれにボルト３によって締結された 第８図において、１は密閉ハウジングで、カップ状本
体２とこれにボルト３によって締結されたフロントエン
ドプレート４とこれにボルト５によって締結された筒状
部材６とからなる。この筒状部材６を貫通する主軸７は
ベアリング８及び９を介してハウジング１に回転自在に
支持されている。

ハウジング１内には固定スクロール10が配設され、こ
の固定スクロール10は端板11とその内面に立設されたう
ず巻状ラップ12とを備え、この端板11をボルト13によっ
てカップ状本体２に締結することによって固定スクロー
ル10はハウジング１内に固定されている。端板11の外周
面とカップ状本体２の内周面とを密接させることによっ
てハウジング１内が仕切られ、端板11の外側には吐出キ
ャビティ31が形成され、端板11の内側には吸入室28が限
界されている。

また、端板11の中央には吐出ポート29が穿設され、こ
の吐出ポート29は端板11の外面にリテーナ35と一緒にボ
ルト36によって締結された吐出弁30によって開閉される
ようになっている。

旋回スクロール14は端板15とその内面に立設されたう
ず巻状ラップ16とを備え、このうず巻状ラップ16は固定
スクロールのうず巻状ラップ12と実質的に同一形状を有
している。

旋回スクロール14と固定スクロール10とは相互に公転
旋回半径だけ偏心し、かつ、180°だけ角度をずらせて
図示のように噛み合わされている。かくして、うず巻状
ラップ12の先端面に埋設されたチップシール17は端板15
の内面に密接し、うず巻状ラップ16の先端面に埋設され
たチップシール18は端板11の内面に密接し、うず巻状ラ
ップ12と16の側面は、第10図に示すように、点ａ、ｂ、
ｃ、ｄで密接してうず巻の中心に対してほぼ点対称をな
す複数の圧縮室19a、19bが形成されている。

端板15の外面中央部に突設された円筒状ボス20の内部
にはドライブブッシュ21が軸受23を介して回転自在に嵌
合され、このドライブブッシュ21に穿設された偏心孔24
内には主軸７の内端に偏心して突設された偏心ピン25が
回動自在に嵌挿されている。そして、このドライブブッ
シュ21にはバランスウェイト27が取り付けられている。

端板15の外面の外周縁とフロントエンドプレート４の
内面との間にはスラスト軸受を兼ねる自転阻止機構26が
配置されている。

しかして、主軸７を回転させると、偏心ピン25、ドラ
イブブッシュ21、ボス20等からなる旋回駆動機構を介し
て旋回スクロール14が駆動され、旋回スクロール14は自
転阻止機構26によってその自転を阻止されながら公転旋
回半径、即ち、主軸７と偏心ピン25との偏心量を半径と
する円軌道上を公転旋回運動する。すると、うず巻状ラ
ップ12と16との線接触部ａ〜ｄが次第にうず巻の中心方
向へ移動し、この結果、圧縮室19a、19bはその容積を減
じながらうず巻の中心方向へ移動する。

これに伴って、図示しない吸入口を通って吸入室28へ
流入したガスがうず巻状ラップ12と16の外終端開口部か
ら各圧縮室19a、19b内へ取り込まれて圧縮されながら中
心部に至り、ここから吐出ポート29を通り吐出弁30を押
し開いて吐出キャビティ31へ吐出され、そこから図示し
ない吐出口を経て流出する。

固定スクロール10の端板11内には、第９図及び第10図
に示されるように、一端が吸入室28に連通する一対のシ
リンダ32a、32bが穿設され、これら一対のシリンダ32
a、32bは吐出ポート29の両側に位置して互いに平行に伸
びている。また、この端板11には一対の圧縮室19a、19b
内から圧縮途中のガスを上記シリンダ32a、32bにバイパ
スさせるためのバイパスポート33a、33bが穿設されてい
る。そして、これらシリンダ32a、32b内にはバイパスポ
ート33a、33bを開閉するためのピストン34a、34bが封密
摺動自在に嵌挿されている。

しかして、圧縮機のフルロード運転時には、ピストン
34a、34bの各内端面にコントロールバルブ38で発生した
高圧の制御ガスを通孔39a、39bを経て導入し、各ピスト
ン34a、34bをこれとばね受け40a、40bとの間に圧縮状態
で介装された戻しばね41a、41bの弾発力に抗して前進さ
せることによってバイパスポート33a、33bを閉塞する。

一方、圧縮機のアンロード運転時には、コントロール
バルブ38から発生する制御ガスの圧力を低下させる。す
ると、各ピストン34a、34bは戻しばね41a、41bの弾発力
によって後退して図示の位置を占め、一対の圧縮室19
a、19bから圧縮途中のガスがバイパスポート33a、33bを
通り、ピストン34a、34bに穿設された連通孔42a、42b、
盲孔43a、43b、シリンダ32a、32bを経て吸入室28に流出
する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の圧縮機においては、うず巻の中心に対して
点対称に圧縮室19a、19bが形成されるので、これら圧縮
室19a、19bからそれぞれ圧縮途中のガスをバイパスさせ
るためには端板11に一対のバイパスポート33a、33b及び
一対のシリンダ32a、32bを形成し、かつ、これら一対の
シリンダ32a、32b内にそれぞれピストン34b、34b、戻し
ばね41a、41b、ばね受け40a、40b等を２組設ける必要が
あるため、構造が複雑となって部品点数及び組立、加工
工数が増加するとともにコスト及び重量が増加するとい
う問題があった。

また、固定スクロール10の端板11がこれに作用する圧
縮室19a、19b内のガス圧力によって変形すると、ピスト
ン34a、34bが円滑に摺動しないという不具合があった。

（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発明されたもので
あって、その要旨とするところは、端板11の内面にうず
巻状ラップ12を立設してなる固定スクロール10と端板15
の内面にうず巻状ラップ16を立設してなる旋回スクロー
ル14とを互いに偏心し、かつ、角度をずらせて噛み合わ
せることにより複数の圧縮室19a、19bを形成し、上記固
定スクロール10をハウジング１内に固定設置し、上記旋
回スクロール14を自転阻止機構40によりその自転を阻止
しながら旋回駆動機構20、21、24、25により公転旋回運
動させ、上記圧縮室19a、19bをその容積を減じながらう
ず巻の中心に向かって移動させることによって上記ハウ
ジング１内に形成された吸入室28から上記圧縮室19a、1
9b内に吸入されたガスを圧縮し、この圧縮ガスを上記固
定スクロール10の端板11の中央に設けた吐出ポート29を
経て上記ハウジング１内に形成された吐出キャビティ31
に吐出するスクロール型圧縮機において、上記固定スク
ロール10の端板11に圧縮途中の圧縮室19a、19bに連通す
る一対のバイパスポート33a、33bを設けるとともに上記
固定スクロール10と別体に構成された容量制御ブロック
50の嵌合凹部51を上記固定スクロール10の嵌合凸部10a
に嵌合して上記ハウジング１の外部からボルト13で上記
固定スクロール10に締結し、上記容量制御ブロック50の
外端部外周面に配置されたシール部材100を上記ハウジ
ング１の内周面と密接させることによって上記ハウジン
グ１内を吸入室28と吐出キャビティ31に仕切るとともに
上記固定スクロール10の端板11の外面と上記容量制御ブ
ロック50の内面との間に第１の凹所86、第２の凹所87、
第３の凹所88を形成し、上記容量制御ブロック50に吐出
圧力及び吸入圧力を感知してこれらに対応する制御を発
生するコントロールバルブ58を収容するとともに一端が
上記吸入室28に連通する盲穴状のシリンダ54と、上記吐
出ポート29と上記吐出キャビティ31とを連通する吐出穴
53を形成し、上記シリンダ54内にピストン56を封密摺動
自在に嵌装することによってその片側に上記制御圧が上
記第１の凹所86を経て導入される制御圧室80を限界する
とともに他側に上記吸入室28に連通する室81を限界し、
この室81に上記一対のバイパスポート33a、33bに上記第
２の凹所87を介して連通する連通孔89a、89bを開口させ
るとともに上記吐出穴53に第３の凹所88を介して連通す
る連通孔92を開口させ、上記制御圧の増大に応じて上記
ピストン56がスプリング83の復元力に抗して移動するこ
とによって上記連通孔89a、89b及び連通孔92をこの順に
開とすることを特徴とするスクロール型圧縮機にある。

（作用） 本発明においては、コントロールバルブ58は吐出圧力
及び吸入圧力を感知してこれに対応する制御圧を発生
し、この制御圧は第１の凹所86を経て制御圧室80に導入
される。

この制御圧の増大に応じてピストン56がスプリング83
の復元力に抗して移動し、連通孔89a、89b及び連通孔92
をこの順に開とすることによって圧縮機の能力が100％
から０％まで変化する。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図ないし第７図に示されてい
る。

固定スクロール10の端板11には圧縮室19a、19bに連通
する一対のバイパスポート33a、33bが穿設されている。
固定スクロール10の端板11の外面に密接するように容量
制御ブロック50が設置され、この容量制御ブロック50は
これに設けられた嵌合凹部51を固定スクロール10に設け
られた嵌合凸部10aに嵌合し、ハウジング１の外部から
ボルト13を容量制御ブロック50に穿設されたボルト穴52
を貫通させてその先端を固定スクロール10に螺入するこ
とによって固定スクロール10と一緒にハウジング１内に
固定されている。

そして、容量制御ブロック50の外周面にシール部材10
0を埋設し、このシール部材100をハウジング１の内周面
に封密的に密接させることによってハウジング１内を吸
入室28と吐出キャビティ31とに仕切っている。

容量制御ブロック50の中央部には吐出ポート29と連通
する吐出穴53が穿設され、この吐出穴53は制御ブロック
50の外面にリテーナ35と一緒にボルト36で締結された吐
出弁30によって開閉されるようになっている。

吐出穴53の片側には盲孔状のシリンダ54が穿設され、
他側にはシリンダ54と平行に盲孔状の腔所55がそれぞれ
穿設され、これらシリンダ54及び腔所55の開口端はそれ
ぞれ吸入室28に連通している。

シリンダ54内にはコップ状のピストン56が封密摺動自
在に内臓され、このピストン56の片側に制御圧室80が限
界され、他側に限界される室81は吸入室28に連通してい
る。そして、このピストン56はこれとばね受82との間に
介装されたコイルスプリング83によって制御圧室80に向
かって押推されている。そして、ピストン56の外周面に
穿設された環状の凹溝93は複数の穴94を介して室81に常
時連通するようになっている。

一方、腔所55内にはコントロールバルブ58が嵌装さ
れ、この腔所55とコントロールバルブ58との隙間をＯリ
ング59、60、61、62によって仕切ることにより大気圧室
63、低圧室64、制御圧室65、高圧室66が限界されてい
る。そして、大気圧室63は通孔67及び図示しない導圧管
を介してハウジング１外の大気に連通している。低圧室
64は通孔68を介して吸入室28に連通し、制御圧室65は通
孔69、凹溝70、通孔71を介して制御圧室80に連通し、高
圧室66は通孔72を介して吐出キャビティ31に連通してい
る。

かくして、コントロールバルブ58は吐出キャビティ31
内の高圧圧力HP及び吸入室28内の低圧圧力LPを感知し
て、これらに対応する制御圧力APを発生する。

第７図に示すように、容量制御ブロック50の内面には
凹溝70、90、91及び第１の凹所86、第２の凹所87、第３
の凹所88が穿設されている。これら第１、第２、第３の
凹所86、87、88を囲むランド部57に穿設されたシール溝
84内に嵌合されたシール材85を固定スクロール10の端板
11の外面に密着させることによってこれら第１、第２、
第３の凹所86、87、88は容量制御ブロック50と端板11の
外面との間に形成され、かつ、シール材85によって互い
に仕切られている。第１の凹所86は凹溝70、通孔69、71
を介して制御圧室65及び80に連通し、第２の凹所87は端
板11に穿設された一対のバイパスポート33a、33bを介し
て圧縮途中の圧縮室19a、19bに連通するとともに連通孔
89a、89bを介してシリンダ54の室81に連通し、第３の凹
所88は凹溝90、91を介して吐出穴53に連通するとともに
連通孔92を介してシリンダ54の室81に連通する。

なお、バイパスポート33a、33bは圧縮室19a、19bがガ
スの吸入を終えて圧縮行程に入りその容積が50％に縮小
するまでの間中この圧縮室19a、19bに連通する位置に配
設されている。

他の構成は第８図ないし第10図に示す従来のものと同
様であり、対応する部材には同じ符号が付されている。

しかして、圧縮機のアンロード運転時にはコントロー
ルバルブ58で発生する制御圧力APが低下する。この制御
圧力APが通孔69、凹溝70、通孔71を経て制御圧室80に導
入されると、ピストン56はコイルスプリング83の復元力
によって押推されて第３図に示す位置を占める。かくし
て、連通孔89a、89b及び連通孔92が開となるので、圧縮
室19a、19b内で圧縮途中のガスはバイパスポート33a、3
3b、第２の凹所87、連通孔89a、89bを介して室81内に入
り、一方、うず巻の中央に来た圧縮室内のガス、即ち、
圧縮後のガスは吐出ポート29、吐出穴53、第３の凹所8
8、凹溝90、91、連通孔92を経て室81内に入り、これら
は室81内で合流して吸入室28に排出され、この結果、圧
縮機の能力は零となる。

圧縮機のフルロード運転時には、コントロールバルブ
58が高圧の制御圧力APを発生する。すると、この高圧の
制御圧力APは制御圧室80内に入り、ピストン56の内端面
を押圧する。かくして、ピストン56はコイルスプリング
83の弾発力に抗して後退し、その外端がばね受82に当接
した位置、即ち、第２図に示す位置を占める。この状態
では連通孔89a、89b及び連通孔92はいずれもピストン56
によって閉塞されるので、圧縮室19a、19b内で圧縮され
うず巻の中央部に来たガスは吐出ポート29、吐出穴53を
通り、吐出弁30を押し開いて吐出キャビティ31内に吐出
され、次いで、図示しない吐出口を経て外部に吐出され
る。

圧縮機の能力を低減する場合には、低減率に対応する
制御圧力APがコントロールバルブ58で発生する。この制
御圧力APが制御圧室80を経てピストン56の内端面に作用
すると、制御圧力APによる押圧力とコイルスプリング83
の弾発力とが平衡する位置にピストン56が静止する。従
って、制御圧力APが低い間は連通孔89a、89bのみが開と
なり、圧縮室19a、19b内で圧縮途中のガスが連通孔89
a、89bの開度に対応する量だけ吸入室28に排出され、連
通孔89a、89bが全開となると圧縮機の能力は50％に減少
する。更に、制御圧力APが上昇すると連通孔92が開とな
り、これが全開すると、圧縮機の能力は零となる。この
ようにして、圧縮機の能力を０％から100％まで直線的
に変化させることができる。

（発明の効果） 本発明においては、容量制御ブロック50を固定スクロ
ール10とは別体に構成したため、容量制御ブロック50及
び固定スクロール10の加工が容易となり、これらのコス
トを大巾に低減できる。

また、容量制御ブロック50の嵌合凹部51を固定スクロ
ール10の嵌合凸部10aに嵌合してハウジング１の外部か
らボルト13で固定スクロール10に締結し、この容量制御
ブロック10の外端部外周面に配置されたシール部材100
をハウジング１の内周面に密接させてハウジング１内を
吸入室28と吐出キャビティ31とに仕切っているため、固
定スクロール10及び容量制御ブロック50の芯出し及びハ
ウジング１内への組み込みが容易となるとともに容量制
御ブロック50に外力が作用しないので、容量制御ブロッ
ク50の信頼性を向上できる。

また、固定スクロール10の端板11の外面と容量制御ブ
ロック50の内面との間に第１の凹所86、第２の凹所87及
び第３の凹所88を形成し、容量制御ブロック50に吐出圧
力及び吸入圧力を感知してこれらに対応する制御圧を発
生するコントロールバルブ56を収容するとともに一端が
吸入室28に連通する盲穴状のシリンダ54と、吐出ポート
29と吐出キャビティ31とを連通する吐出穴53を形成し、
シリンダ54内にピストン56を封密摺動自在に嵌装するこ
とによってその片側に制御圧が第１の凹所86を経て導入
される制御圧室80を限界するとともに他側に吸入室28に
連通する室81を限界し、この室18に一対のバイパスポー
ト33a、33bに第２の凹所87を介して連通する連通孔89
a、89bを開口させるとともに吐出穴53に第３の凹所88を
介して連通する連通孔92を開口させているため、容量制
御ブロック50の構造が簡素化されるとともに小形、か
つ、薄くなるので、容量制御ブロック50をハウジング１
内に容易に配置できる。

また、コントロールバルブ58で発生する制御圧の増大
に応じてピストン56を移動させることによってバイパス
ポート33a、33bに連通する連通孔92及び吐出穴53に連通
する連通孔89a、89bがこの順に開となるので、圧縮機の
能力を広範囲に亘って変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、第１図
は部分的縦断面図、第２図は第１図のII-II線に沿う透
視図、第３図は第６図のIII-III線に沿う断面図、第４
図は第６図のIV-IV線に沿う矢視図、第５図は第４図の
Ｖ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第４図のVI-VI線に沿
う断面図、第７図は第５図のVII-VII線に沿う矢視図で
ある。 第８図ないし第10図は従来のスクロール型圧縮機の１例
を示し、第８図は縦断面図、第９図は第10図のIX-IX線
に沿う部分的断面図、第10図は第８図のＸ−Ｘ線に沿う
横断面図である。 ハウジング……１、固定スクロール……10、端板……1
1、うず巻状ラップ……12、旋回スクロール……14、端
板……15、うず巻状ラップ……16、圧縮室……19a、19
b、吐出ポート……29、吐出キャビティ……31、吸入室
……28、バイパスポート……33a、33b、容量制御ブロッ
ク……50、バイパス通路……54、81、89a、89b、92、バ
ルブ機構……56、82、83、ボルト……13、シール部材…
…100

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−212789（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端板11の内面にうず巻状ラップ12を立設し
   てなる固定スクロール10と端板15の内面にうず巻状ラッ
   プ16を立設してなる旋回スクロール14とを互いに偏心
   し、かつ、角度をずらせて噛み合わせることにより複数
   の圧縮室19a、19bを形成し、上記固定スクロール10をハ
   ウジング１内に固定設置し、上記旋回スクロール14を自
   転阻止機構40によりその自転を阻止しながら旋回駆動機
   構20、21、24、25により公転旋回運動させ、上記圧縮室
   19a、19bをその容積を減じながらうず巻の中心に向かっ
   て移動させることによって上記ハウジング１内に形成さ
   れた吸入室28から上記圧縮室19a、19b内に吸入されたガ
   スを圧縮し、この圧縮ガスを上記固定スクロール10の端
   板11の中央に設けた吐出ポート29を経て上記ハウジング
   １内に形成された吐出キャビティ31に吐出するスクロー
   ル型圧縮機において、 上記固定スクロール10の端板11に圧縮途中の圧縮室19
   a、19bに連通する一対のバイパスポート33a、33bを設け
   るとともに上記固定スクロール10と別体に構成された容
   量制御ブロック50の嵌合凹部51を上記固定スクロール10
   の嵌合凸部10aに嵌合して上記ハウジング１の外部から
   ボルト13で上記固定スクロール10に締結し、上記容量制
   御ブロック50の外端部外周面に配置されたシール部材10
   0を上記ハウジング１の内周面と密接させることによっ
   て上記ハウジング１内を吸入室28と吐出キャビティ31に
   仕切るとともに上記固定スクロール10の端板11の外面と
   上記容量制御ブロック50の内面との間に第１の凹所86、
   第２の凹所87、第３の凹所88を形成し、上記容量制御ブ
   ロック50に吐出圧力及び吸入圧力を感知してこれらに対
   応する制御圧を発生するコントロールバルブ58を収容す
   るとともに一端が上記吸入室28に連通する盲穴状のシリ
   ンダ54と、上記吐出ポート29と上記吐出キャビティ31と
   を連通する吐出穴53を形成し、上記シリンダ54内にピス
   トン56を封密摺動自在に嵌装することによってその片側
   に上記制御圧が上記第１の凹所86を経て導入される制御
   圧室80を限界するとともに他側に上記吸入室28に連通す
   る室81を限界し、この室81に上記一対のバイパスポート
   33a、33bに上記第２の凹所87を介して連通する連通孔89
   a、89bを開口させるとともに上記吐出穴53に第３の凹所
   88を介して連通する連通孔92を開口させ、上記制御圧の
   増大に応じて上記ピストン56がスプリング83の復元力に
   抗して移動することによって上記連通孔89a、89b及び連
   通孔92をこの順に開とすることを特徴とするスクロール
   型圧縮機。