JP2846106B2

JP2846106B2 - スクロール型圧縮機

Info

Publication number: JP2846106B2
Application number: JP2311081A
Authority: JP
Inventors: 孝征飯尾
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: CA2052318A1; AU8480791A; CN1023245C; CA2052318C; AU640528B2; EP0486122A1; US5236316A; KR950013018B1; KR920010157A; JPH04183985A; CN1061647A

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10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。そして、カップ状本体２の
底部にはこれを封密的に貫通し、１部が外部に突出する
コントロールバルブ38が取り付けられ、このコントロー
ルバルブ38は実開平１−34485、実開平１−179186号公
報等に示されるように、吐出圧力及び吸入圧力を感知し
てこれらの圧力の中間の圧力で、かつ、低圧圧力の一次
関数として表せる制御圧力を発生する。

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34a、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、コントロールバルブ38がその一部をハウジング
１の外に突出させてハウジング１に封密的に取り付けら
れていたため、圧縮機の外形寸法が大きくなるのみなら
ず圧縮機の取扱時にコントロールバルブ38が障害物に当
たって破損するおそれがあった。また、コントロールバ
ルブ38を取り付けるための取付構造及びシール構造が複
雑となり、かつ、その取付工数が嵩む。コントロールバ
ルブ38に吐出圧力及び吸入圧力を導き、このコントロー
ルバルブ38で発生した制御圧力をシリンダ32a、32bに導
くのが非常に困難で、工数が嵩むという問題があった。

（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、それぞれ端板の内面
にうず巻状ラップを立設してなる固定スクロールと旋回
スクロールとを互いに偏心させ、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を形成するととも
に上記固定スクロールをハウジング内に固定設置し、上
記旋回スクロールを自転阻止機構によりその自転を阻止
しながら旋回駆動機構により公転旋回運動させて上記圧
縮室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ガスを圧縮し、この圧縮ガスを上
記固定スクロールの端板の中央に設けた吐出ポートを経
て上記ハウジング内に形成された吐出キャビティに吐出
するスクロール型圧縮機において、上記固定スクロール
とは別体に構成された容量制御ブロックを上記固定スク
ロールの端板の外面に密接させて上記ハウジング内に固
定設置し、上記固定スクロールの端板にガスを圧縮途中
の上記圧縮室に連通するバイパスポートを穿設するとと
もにこのバイパスポートを上記ハウジング内に形成され
た吸入室に連通するバイパス通路と、このバイパス通路
を開閉する１個のピストンバルブと、上記吐出キャビテ
ィ内の吐出圧力及び上記吸入室内の吸入圧力を感知して
上記ピストンバルブを作動させるための制御圧力を発生
する１個のコントロールバルブとを上記容量制御ブロッ
クに内蔵させ、かつ、上記ピストンバルブとコントロー
ルバルブとを上記吐出ポートの両側に位置して互いに平
行するように設置した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、上記構成を具えているため、容量
制御ブロックを固定スクロールの端板の外面に密接させ
てハウジング内に固定設置することによってバイパスポ
ートは容量制御ブロックのバイパス通路を介してハウジ
ング内の吸入室に連通する。コントロールバルブで発生
した制御圧力をピストンバルブに印加しこのピストンバ
ルブを作動させてバイパス通路を開閉することによって
圧縮機の容量が制御される。

（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、ボルト13をハウジング１
の外部からカップ状本体２及び容量制御ブロック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の後部外周面をカップ状
本体２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バルブ56が封密
摺動自在に内蔵され、このピストンバルブ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、このピストンバルブ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
ストンバルブ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。

なお、コントロールバルブ58は従来のコントロールバ
ルブ38と同様吐出キャビティ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、これら圧力の中間の圧
力で、かつ、低圧圧力LPの一次関数として表しうる制御
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、ピストンバルブ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、33b、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88、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、ピストンバルブ56の
内端面を押圧する。かくして、ピストンバルブ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
もピストンバルブ56によって閉塞されるので、圧縮室19
a、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を経てピストンバルブ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バルブ56が
静止する。従って、制御圧力APが低い間は連通孔89a、8
9b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89a、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。

上記実施例においては、シリンダ54の室81、連通孔89
a、89b、92等によってバイパス通路を構成し、このバイ
パス通路をピストンバルブ56によって開閉しているが、
バイパス通路及びピストンバルブは図示のものに限らず
種々の構造、形状としうることは勿論である。

（発明の効果）本発明においては、容量制御ブロックを固定スクロー
ルとは別体に構成し、この容量制御ブロックを固定スク
ロールの外面に密接させてハウジング内に固定設置した
ため、固定スクロール及び容量制御ブロックの加工が容
易となり、これらのコストを大巾に低減できる。

そして、容量制御ブロックにバイパスポートを吸入室
に連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉す
るピストンバルブと、このピストンバルブを作動させる
ための制御圧力を発生するコントロールバルブを内蔵さ
せたので、容量制御ブロックを取り外せば固定スクロー
ルやハウジングに格別の改変を要せず定容量型の圧縮機
とすることができる。

そして、ハウジング内に設置される容量制御ブロック
にピストンバルブとコントロールバルブを内蔵したの
で、吐出圧力及び吸入圧力をコントロールバルブに容易
に導くことができるとともにコントロールバルブで発生
した制御圧力を容易にピストンバルブに導くことができ
る。そして、コントロールバルブは従来のものと異なり
ハウジング外に突出しないので圧縮機の外形寸法を小型
化できるとともに衝突によるコントロールバルブの破損
を防止でき、また、コントロールバルブの取付構造及び
シール構造を簡素化でき、かつ、その取付工数を低減で
きる。

更に、ピストンバルブとコントロールバルブとを吐出
ポートの両側に位置して互いに平行するように設置した
ので、これらピストンバルブとコントロールバルブを容
易に容量制御ブロックに内蔵できるとともに容量制御ブ
ロックが小型となるので、これをハウジング内に容易に
組み込むことができる。

【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、ピ
ストンバルブ……56、コントロールバルブ……58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ端板の内面にうず巻状ラップを立
設してなる固定スクロールと旋回スクロールとを互いに
偏心させ、かつ、角度をずらせて噛み合わせることによ
り複数の圧縮室を形成するとともに上記固定スクロール
をハウジング内に固定設置し、上記旋回スクロールを自
転阻止機構によりその自転を阻止しながら旋回駆動機構
により公転旋回運動させて上記圧縮室をその容積を減じ
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
ガスを圧縮し、この圧縮ガスを上記固定スクロールの端
板の中央に設けた吐出ポートを経て上記ハウジング内に
形成された吐出キャビティ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とは別体に構成された
容量制御ブロックを上記固定スクロールの端板の外面に
密接させて上記ハウジング内に固定設置し、上記固定ス
クロールの端板にガスを圧縮途中の上記圧縮室に連通す
るバイパスポートを穿設するとともにこのバイパスポー
トを上記ハウジング内に形成された吸入室に連通するバ
イパス通路と、このバイパス通路を開閉する１個のピス
トンバルブと、上記吐出キャビティ内の吐出圧力及び上
記吸入室内の吸入圧力を感知して上記ピストンバルブを
作動させるための制御圧力を発生する１個のコントロー
ルバルブとを上記容量制御ブロックに内蔵させ、かつ、
上記ピストンバルブとコントロールバルブとを上記吐出
ポートの両側に位置して互いに平行するように設置した
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。