JP3067391B2

JP3067391B2 - スクロール型圧縮機

Info

Publication number: JP3067391B2
Application number: JP4134882A
Authority: JP
Inventors: 和秀内田; 稲垣　　光夫; 三起夫松田; 英顕笹谷
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 2000-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JPH05332263A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可変容量機構を持ったス
クロール型圧縮機に関するもので、例えば自動車用空調
装置の冷媒圧縮機に用いて有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機においては、
一対の渦巻状の羽根によって形成される作動室空間と、
吸入室空間とを連通するバイパス孔を設けるとともに、
このバイパス孔を開閉制御する制御弁を設け、この制御
弁によって前記バイパス孔を開閉することにより、吐出
容量を変化させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
構造では、前記バイパス孔を渦巻状作動室空間の中心部
に設けることが困難なため、最小容量を十分０％に近づ
けることができないという問題があった。

【０００４】また、圧縮機の高速回転時にバイパス孔の
開口時間が短くなると、圧縮ガスをバイパスしきれず、
実質的に小容量にならないという問題も生じる。本発明
は上記問題点に鑑みてなされたもので、吐出容量を０−
１００％の広範囲に渡って良好に変更できるスクロール
型圧縮機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、（ａ）渦巻状羽根およびこの羽根を支
持する端板を有する固定スクロール部材と、（ｂ）渦巻
状羽根およびこの羽根を支持する端板を有し、前記固定
スクロール部材と向かい合って配設され、かつ自転を防
止しつつ公転運動を行うように構成された可動スクロー
ル部材と、（ｃ）前記２つのスクロール部材の間に形成
され、前記可動スクロール部材の公転運動によって前記
渦巻状羽根の外周側から中心側に向って次第に容積が縮
小するように構成された複数の作動室と、（ｄ）前記複
数の作動室の中心側から吐出された高圧流体が流入する
吐出圧室と、（ｅ）前記複数の作動室の外周側に低圧流
体を導入する吸入圧室と、（ｆ）前記固定スクロール部
材の端板に、前記渦巻状羽根と干渉しないように、前記
作動室の外周側から順次中心側に向って配設されたバイ
パス孔群と、（ｇ）このバイパス孔群を介して前記作動
室と連通するように形成された第１のシリンダと、
（ｈ）この第１のシリンダ内を前記吸入圧室に連通する
連通路と、（ｉ）前記第１のシリンダ内に往復動可能に
組み込まれ、前記バイパス孔群を開閉する第１のプラン
ジャと、（ｊ）前記吐出圧室に常時連通している第２の
シリンダと、（ｋ）この第２のシリンダに開口し、流体
を圧縮機外部へ吐出する吐出ポートと、（ｌ）前記第２
のシリンダに開口し、流体を前記第２のシリンダから前
記吸入圧室側にバイパスさせる吸入バイパスポートと、
（ｍ）前記第２のシリンダ内に往復動可能に組み込ま
れ、前記吐出ポート及び前記吸入バイパスポートの両者
を開閉し、この両者の一方を開くときは他方を閉じるよ
うに構成された第２のプランジャと、（ｎ）前記第１の
プランジャ及び前記第２のプランジャの往復動位置を制
御する制御手段とを具備し、（ｏ）圧縮機の吐出容量を
１００％容量と所定の容量との間で変化させるときは、
前記第１のプランジャによって前記バイパス孔群を開閉
し、かつ前記第２のプランジャによって前記吐出ポート
を第２のシリンダに開口するとともに前記吸入バイパス
ポートを閉じ、一方、圧縮機の吐出容量を前記所定容量
から０％にするときは、前記第２のプランジャによって
前記吐出ポートを閉じるとともに前記吸入バイパスポー
トを第２のシリンダに開口するという技術的手段を採用
する。

【０００６】

【発明の作用効果】上記技術的手段によれば、スクロー
ル型圧縮機の１００％容量と所定（例えば２０％）容量
との間では第１のプランジャによってバイパス孔群を開
閉することにより吐出容量を変化させることができる。

【０００７】一方、吐出容量を所定容量（例えば２０
％）から０％にするときは、第２のプランジャによって
吐出ポートを閉じ、吸入バイパスポートを開くことによ
り、吐出圧室からの流体をすべて第２のシリンダ、吸入
バイパスポートを経て吸入圧室側へバイパスさせること
ができる。

【０００８】従って、スクロール型圧縮機の吐出容量を
１００％から０％の広範囲に渡って良好に制御できる。
また、０％容量時は、吐出ポートを閉じ、吸入バイパス
ポートを開くようにしているから、圧縮機高速回転時に
おいても、確実に０％容量を設定できる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図に示す実施例について詳述す
る。図１〜図７は本発明圧縮機の第１実施例を示すもの
で、自動車空調用圧縮機に適用した例を示している。１
０は回転シャフトで、図１の左端部が図示しない電磁ク
ラッチを介して自動車エンジンの回転系に連結され、自
動車エンジンの駆動力を受けて回転するようになってい
る。１１は回転シャフト１０と一体に、かつ回転シャフ
ト１０の軸心と所定量偏心して設けられたクランク部
で、ピン形状のものであり、回転シャフト１０の軸受支
持部１０ａに一体形成してある。ここで、クランク部１
１は別部品として形成し、それを軸受支持部１０ａに一
体に固着するようにしてもよい。

【００１０】１２はフロントハウジングで、ベアリング
１３および１４を介して回転シャフト１０を回転自在に
支持している。１６は前記回転シャフト１０のピン形状
のクランク部１１に回転自在に嵌合しているカウンタウ
ェート、１５は可動スクロール部材で、実質的にほぼ
２．４巻きのインボリュート状に形成された渦巻状羽根
１５１と端板１５２とからなる。この端板１５２の軸部
１５３は、回転シャフト１０の軸心に対して所定量偏心
して配置されており、カウンタウェート１６の円形穴１
６１の内周面に圧入固定されているニードルベアリング
１６２によって回転自在に支持されている。さらに、可
動スクロール部材１５の端板１５２とフロントハウジン
グ１２の開口部端面１２ａとの間には、複数個の球体１
７と円形溝の組み合わせからなるいわゆる自転防止機構
が配設され、この機構によって可動スクロール部材１５
の自転が防止されるようになっている。１８は固定スク
ロール部材で、吸入ポート１８１および吐出ポート１８
２を持つケーシング部１８３を一体に有している。この
固定スクロール部材１８には、やはり実質的にほぼ２．
４巻きのインボリュート状に形成された渦巻状羽根１８
４と端板１８５が一体に形成されている。前記吸入ポー
ト１８１に常時連通している吸入圧室Ｖｓがケーシング
部１８３の内周側に形成されている。１９はリヤハウジ
ングで、前記フロントハウジング１２と固定スクロール
部材１８とともに、図示しないボルトにより一体に締め
付け固定されている。

【００１１】本発明の特徴とする可変容量機構は、前記
固定スクロール部材１８の端板１８５内に組み込まれて
る。図２において、２０は円筒形に形成された第１のプ
ランジャで、前記固定スクロール部材１８の端板１８５
に回転シャフト１０の軸方向と直交する方向に設けられ
た第１のシリンダ２１内へ往復動可能に組み込まれてい
る。固定および可動スクロール部材１５，１８の渦巻状
羽根１５１，１８４間で囲まれる複数の作動室のうち外
周寄りの作動室Ｖａ１，Ｖａ２と、前記シリンダ２１と
の間には、これらを連通するように、バイパス孔群２２
が設けられており、このバイパス孔群２２のうち、最外
周寄りのバイパス孔２２０を除く１０個のバイパス孔２
２１〜２３０をプランジャ２０が順次閉塞可能となって
いる。また、このシリンダ２１と前記プランジャ２０に
よって、図２に示すシリンダ２１左端部に第１の制御圧
室Ｖｃ１が形成されている。２３はストッパボルトで、
前記シリンダ２１内に伸びる細径の円柱状からなるスト
ッパ部２３ａを一体に有している。このストッパボルト
２３ａはプランジャ２０の軸方向の移動量を所定量に規
制する位置に固定スクロール部材１８に対してネジ止め
固定されている。２４はコイルスプリングで、前記スト
ッパボルト２３と前記プランジャ２０間に配置され、前
記バイパス孔群２２全てを開口する方向（図２左方向）
に前記プランジャ２０を押しつけてる。また、固定スク
ロール部材１８の端板１８５には、固定および可動渦巻
状羽根１５１，１８４間で囲まれる複数の作動室のう
ち、中央部の作動室Ｖａ３と、リヤハウジング１９およ
び固定スクロール部材１８の端板１８５で囲まれる吐出
圧室Ｖｄとを連通する吐出口１８６が設けられている。
この吐出口１８６を開閉するように、前記吐出圧室Ｖｄ
側から薄板のリード弁２５がボルト２６により端板１８
５に固定されている。２７は杵型に形成された第２のプ
ランジャで、前記固定スクロール部材１８の端板１８５
内に設けられた第２のシリンダ２８内に往復動可能に組
み込まれている。

【００１２】この第２のシリンダ２８には前記吐出ポー
ト１８２および吸入バイパスポート３０が開口してお
り、このポート３０は、低圧室Ｖ_Lに連通している。そ
して、この低圧室Ｖ_Lはバイパスポート２９を介して前
記吸入圧室Ｖｓに連通している。第２のプランジャ２７
は、前記吐出ポート１８２と吸入バイパスポート３０の
両方を開閉可能とするために杵型の形状（図３参照）に
形成されている。また、このプランジャ２７の図３にお
ける左端部には、円形の凹所２７１が形成され、この凹
所２７１に絞り２７２とフィルタ２７３を持ったフィル
タ部材２７４がねじ込み固定されている。また、プラン
ジャ２７にはフィルタ２７３の右側空間に連通する連通
孔２７５があけられている。３１はストッパボルトで、
前記シリンダ２８内に伸びる細径の円柱からなるストッ
パ部３１ａを一体に有している。このストッパボルト３
１は、前記プランジャ２７の軸方向の移動量を所定量に
規制する位置に、前記固定スクロール部材１８の端板１
８５に対してネジ止め固定されている。前記シリンダ２
８と前記プランジャ２７の端面とによって、図２に示す
左端部に第２の制御圧室Ｖｃ２が形成されており、また
図２に示す右端部に前記ストッパボルト３１と前記シリ
ンダ２８と前記プランジャ２７の端面とによって、第３
の制御圧室Ｖｃ３が形成されている。３２はシリンダ２
８にあけたシリンダポートで、前記プランジャ２７の前
記シリンダ２８内における軸方向移動量に関わらず、常
に前記吐出圧室Ｖｄと前記シリンダ２８とを連通する位
置（図５参照）にあけられている。３３はコイルスプリ
ングで、前記ストッパボルト３１と前記プランジャ２７
の右端面との間に配置され、前記プランジャ２７を図２
の左方、すなわち前記吸入バイパスポート３０を閉じる
方向に押しつけている。図５において、３４はフィルタ
部材で、絞り３４ａとフィルタ３４ｂを有している。こ
のフィルタ部材３４は、固定スクロール部材１８の端板
１８５と前記リヤハウジング１９との間に形成される制
御圧室Ｖｃ０を、前記吐出ポート８ｂに連通するもので
ある。図２において、３５は前記制御圧室Ｖｃ１と前記
制御圧室Ｖｃ２とを、両シリンダ２１，２８の左端部で
連通する制御圧孔、３６はこの制御圧孔３５を大気から
遮断するボルトで、端板１８５にねじ込み固定されてい
る。図４において、３７は前記固定スクロール部材１８
の端板１８５のリヤハウジング１９側端面に彫られてい
る制御圧溝で、前記制御圧室Ｖｃ１と前記制御圧室Ｖｃ
３とを制御圧孔３８，３９を介し連通させるとともに、
さらに分岐溝３７ａを介して前記制御圧室Ｖｃ０とも連
通させる。図１において、４０は、前記リヤハウジング
１９に組み込まれている制御弁、４１はこの制御弁４０
と前記低圧室Ｖｓを連通する低圧通路、４２は制御弁４
０と前記制御圧溝３７を連通する高圧通路である。

【００１３】前記バイパス孔群２２の開孔位置を図６に
示す。本実施例では、バイパス孔群２２は２２０〜２３
０の１１ヶの丸穴となっており、最外周寄りのバイパス
孔２２０は、固定スクロール部材１８の渦巻状羽根１８
４の最外端から約１８０°戻った外側に接する位置に穿
孔してあり、逆に最も中央寄りのバイパス孔２３０は渦
巻状羽根１８４の最内周の外側に接する位置に穿孔して
いる。そして、これら２つのバイパス孔２２０と２３０
の間にさらに９ヶのバイパス孔２２１〜２２９を渦巻状
羽根１８４に干渉することなくほぼ等間隔に穿孔してい
る。これらのバイパス孔のうち、最外周に設けたバイパ
ス孔２２０を除く１０ヶのバイパス孔２２１〜２３０の
穴径は、前記可動スクロール部材１５の渦巻状羽根１５
１の板厚にほぼ等しく設定している。また、最外周寄り
のバイパス孔２２０は図２に示すようにシリンダ２１の
右端部に開口しており、シリンダ２１内を常に吸入圧室
Ｖｓに連通させるものである。

【００１４】前記制御室Ｖｃ０〜Ｖｃ３に制御圧を導く
前記制御弁４０の構成を図７に示す。４０１はケーシン
グで、テーパ状の弁座４０２を有する。４０３は球体か
らなる弁体で、ロッド４０４を一体に接続している。４
０５はダイアフラムで、上側の室４０６に作用する吸入
圧Ｐｓと下側の室４０７に作用する大気圧との差圧によ
る荷重、および設定圧を与えるスプリング４０８の荷重
を受けて変位するものである。このダイアフラム４０５
の変位はロッド４０４を介して弁体４０３に伝達され、
弁体４０３を図７の上下方向に移動させる。ケーシング
４０１のテーパ状の弁座４０２と弁体４０３とから成る
弁部は、制御圧Ｐｃが作用する室４０９と吸入圧Ｐｓが
作用する室４０６との間に配設され、前記ダイアフラム
４０５の変位を受けて弁部の開閉を行うように構成され
ている。この制御弁４０においては、スプリング４０８
の付勢荷重は、吸入圧Ｐｓがほぼ２気圧ゲージ時におい
てダイアフラム４０５が図７の下方に受ける荷重と等し
く設定されており、吸入圧Ｐｓが２気圧ゲージ以上にな
ると弁部は閉、吸入圧Ｐｓが２気圧ゲージ未満になると
弁部が開となるよう設定されている。

【００１５】次に、上記構成において本発明の第１実施
例の作動を説明する。まず、本第１実施例によるスクロ
ール型可変容量圧縮機のポンプ作用について説明する。
回転シャフト１０が回転すると、これと一体のクランク
部１１は回転シャフト１０の軸心に対して所定量偏心し
た円軌道で回転するので、このクランク部１１がカウン
タウェート１６を介して可動スクロール部材１５を公転
させる。この時、球体１７と円形溝からなる自転防止機
構の作用により、可動スクロール部材１５の自転は防止
される。このように、可動スクロール部材１５が自転を
防止しつつ、公転を行うことにより、固定スクロール部
材１８と可動スクロール部材１５とで囲まれる複数の作
動室Ｖａ１〜Ｖａ２は、その外周部より中央部へ向かっ
て容積を減少しながら冷媒を圧縮する。この時、図示し
ない自動車用空調装置の冷凍サイクルの蒸発器出口側か
ら冷媒は吸入ポート１８１を経て圧縮機の吸入圧室Ｖｓ
に流入し、上記作動室のうち、最外周の作動室に閉じ込
められ、回転シャフト１０の回転に伴う可動スクロール
部材１５の公転によって徐々に中央部へと圧縮され、遂
には吐出口１８６からリード弁２５を押し退け、吐出圧
室Ｖｄに至る。そして、この吐出圧室Ｖｄから高圧冷媒
はシリンダポート３２，シリンダ２８を経て吐出ポート
１８２より図示しない冷凍サイクルの凝縮器入口側へ送
出される。

【００１６】続いて、本発明の特徴とする可変容量機構
の作動について詳述する。先ず、最大容量から２０％容
量へ可変容量を行う場合の作動について説明する。自動
車用空調装置の冷房負荷が大きく最大容量で運転させる
必要のあるときは、図７で示した吸入圧Ｐｓが２気圧ゲ
ージより高くなるので、制御弁４０の弁体４０３が弁座
４０２に圧着して、弁部は閉となる。これにより、吐出
ポート１８２から絞り付きのフィルタ部材３４を経て制
御圧室Ｖｃ０へ流入してきた高圧冷媒と、シリンダ２８
内のプランジャ２７に組み込まれている絞り付きのフィ
ルタ部材２７４を経て制御圧室Ｖｃ２へ流入してきた高
圧冷媒は、制御弁４０によって制御圧Ｐｃとして高圧通
路４２，制御圧溝３７，制御圧孔３８，３９等を経て各
制御圧室Ｖｃ０〜Ｖｃ３に導かれる。この時、プランジ
ャ２０には、この制御圧Ｐｃと吸入圧Ｐｓとの差圧と、
プランジャ２０の断面積との積に応じた荷重が掛かり、
スプリング２４の付勢力に勝る荷重が発生し、プランジ
ャ２０はシリンダ２１内をストッパボルト２３に当接す
る位置まで移動し、バイパス孔群２２のうち、図６に示
す最外周部のバイパス孔２２０を除く１０ヶのバイパス
孔２２１〜２３０を閉じることになる。

【００１７】冷房負荷が低下した場合や、圧縮機の回転
数が高くなると、吸入圧Ｐｓが２気圧ゲージ未満に下が
り、制御弁４０の弁部は開口する。この結果、各制御圧
室Ｖｃ０〜Ｖｃ３内の高圧Ｐｃは、上記の開口した弁部
を経て低圧通路４１を通り低圧室Ｖ_Lへ導かれ、吸入圧
Ｐｓ側へと逃げることになる。また、吐出ポート１８２
からフィルタ部材３４の絞り３４ａを経て、その絞り効
果により流入する少量の冷媒及び、プランジャ２７に組
み込まれているフィルタ部材２７４の絞り２７２を経て
制御圧室Ｖｃ２へ流入してきた冷媒も、制御弁４０の弁
部を経て吸入圧Ｐｓ側へと流出し、その結果として、各
制御圧室Ｖｃ０〜Ｖｃ３内の制御圧Ｐｃは低下する。す
ると、プランジャ２０に作用する制御圧Ｐｃの影響が小
さくなり、スプリング２４の付勢力が勝り、プランジャ
２０は図２中左方向へと移動し、図６中外周より２つ目
のバイパス孔２２１を開口する位置に至る。この状態で
は、バイパス孔２２１と干渉する作動室Ｖａ内の冷媒
は、その圧縮行程でバイパス孔２２１からシリンダ２１
へと流出し、更にシリンダ２１からバイパス孔２２０を
経て吸入圧室Ｖｓへと逆流し、実質的に圧縮機容量が低
減され、冷房能力が低下し吸入圧Ｐｓが上昇することに
なる。そして吸入圧Ｐｓが２気圧ゲージを越えれば、制
御弁４０の弁部が閉となって制御圧Ｐｃを上昇させ、プ
ランジャ２０がバイパス孔２２１を閉じ再度最大容量と
なる様作動する。一方、バイパス孔２２１が開口しても
なお吸入圧Ｐｓが２気圧ゲージ未満を保つならば、制御
弁４０の弁部は開状態を保持し、制御圧Ｐｃは更に低下
する。これにより、プランジャ２０は更にバイパス孔２
２２を開口することになり、より中央部に位置する作動
室がバイパス孔２２２と干渉し、この作動室の冷媒がバ
イパス孔２２２からシリンダ２１を経て、吸入圧室Ｖｓ
へと逆流し、実質的な圧縮機容量が一層低減される。

【００１８】上述の作動を行っている間、シリンダ２８
内のプランジャ２７は、制御室Ｖｃ２，Ｖｃ３内の圧力
が制御圧Ｐｃによって均圧されているため、スプリング
３３の付勢力により図２におけるシリンダ２８の左端面
へ押しつけられ、吐出圧室Ｖｄと吐出ポート１８２をシ
リンダポート３２を介して連通させる。そして、吐出口
１８６から流出した高圧冷媒は吐出圧室Ｖｄ→シリンダ
ポート３２→シリンダ２８を経て吐出ポート１８２へ向
かい冷凍サイクルへ戻ることになる。

【００１９】本発明によるスクロール型可変容量圧縮機
は、吸入圧Ｐｓが制御弁４０で設定された設定圧２気圧
ゲージより高い場合には、バイパス孔群２２は中央部か
ら順次閉じられ、容量を増加させ、吸入圧Ｐｓが２気圧
ゲージより低い場合には、バイパス孔群２２は外周より
から順次開口されて容量を低減させることになる。この
ように、バイパス孔群２２の開閉をプランジャ２０によ
って行うことにより、最大容量と２０％容量との間の容
量可変を実現する。

【００２０】次に、吐出容量２０％〜０％における可変
機構の作動について説明する。上述のバイパス孔群２２
が全て開口している状態つまり、吸入圧Ｐｓが２気圧ゲ
ージ未満である時に、更に冷房負荷が低下したり、回転
数が上昇したときは、シリンダ２８内のプランジャ２７
の作動によって、容量を２０％から０％へと変化させ
る。以下その作動について詳しく説明する。

【００２１】シリンダ２１内のプランジャ２０が、図２
に示すごとくシリンダ２１の左端面に当接する位置に移
動した時、つまり、バイパスポート群２２が全て開口し
た時は、制御圧孔３５がプランジャ２０によって閉じら
れるので、制御圧室Ｖｃ２はプランジャ２０によって制
御圧室Ｖｃ１と遮断され、この結果他の制御圧室Ｖｃ
０，Ｖｃ３とも遮断される。すると、この遮断された制
御圧室Ｖｃ２内の圧力は、吐出圧室Ｖｄからプランジャ
２７のフィルタ部材２７４を経て流入する高圧冷媒によ
って昇圧され、他の制御圧室Ｖｃ０，Ｖｃ１，Ｖｃ３内
の圧力より高くなるので、制御圧室Ｖｃ２とＶｃ３の間
に差圧が生じる。この差圧とプランジャ２７の断面積と
の積に応じた荷重がプランジャ２７に作用し、この荷重
がスプリング３３の付勢圧力に勝り、プランジャ２７は
第２図中右方向へストッパボルト３１のストッパー部３
１ａに当接する位置まで移動するので、プランジャ２７
によって吐出ポート１８２が閉じられるとともに、吸入
バイパスポート３０が開口される。それによって、吐出
圧室Ｖｄ内の高圧冷媒は、シリンダポート３２から吸入
バイパスポート３０を経て、更に低圧室Ｖ_L，バイパス
ポート２９を経由して、全て吸入圧室Ｖｓへ戻されるこ
とになり、この結果本発明スクロール型可変容量圧縮機
の吐出容量は０となる。

【００２２】上記作動により、吸入圧室Ｖｓと吐出圧室
Ｖｄは連通され、吐出圧室Ｖｄ内の圧力は低下し、制御
圧室Ｖｃ２内の高圧冷媒は、プランジャ２７内のフィル
タ部材２７を通ってシリンダ２８内すなわち、吐出圧室
Ｖｄへと流出し、制御圧室Ｖｃ２内の圧力も低下する。
また同時に、低圧室Ｖ_Lから２気圧ゲージ以上の冷媒が
低圧通路４１を通じ制御弁４０へ流入し、制御バルブ４
０の弁部は閉じられるので、図示しないサイクル内の高
圧冷媒がフィルタ部材３４を通って制御弁４０へ流入
し、その高圧冷媒は制御圧力Ｐｃとして、制御室Ｖｃ２
を除く各制御圧室Ｖｃ０，Ｖｃ１，Ｖｃ３へ高圧通路４
２，制御圧溝３７，制御圧孔３８，３９を経て導かれ、
各制御圧室内の圧力は上昇する。それによって、制御圧
室Ｖｃ２と制御圧室Ｖｃ３との差圧に応じて発生する荷
重がスプリング３３の付勢力より減少し、プランジャ２
７は、再びシリンダ２８の図２中左端面へ当接する位置
まで移動し、吐出容量を２０％へ復帰させる。

【００２３】上記作動を繰り返すことにより、２０％〜
０％の可変容量を行う。一方、本発明によるスクロール
型可変容量圧縮機が回転を停止すると、吐出圧室Ｖｄ，
吸入圧室Ｖｓ，各制御圧室Ｖｃ０〜Ｖｃ３は、全て均圧
されるので、各プランジャ２０，２７には、スプリング
２４，３３の付勢力だけが作用して、バイパス孔群２２
を全て開口する位置に停止する。このため、再起動時に
は、常時全てのバイパス孔が開口した２０％容量状態に
あって、圧縮機の駆動トルクが小さいことから、起動シ
ョックが小さく、カーエアコン用に用いた場合には、起
動時ショックとそれに伴う騒音を低減でき、自動車の快
適性も向上できることになる。また、本発明のスクロー
ル型可変容量圧縮機は、２つのプランジャ２０，２７を
１つの制御弁４０で制御し、０〜１００％の可変容量を
可能とし、さらに圧縮機内の圧力を利用し制御を行って
いるため、圧縮機の重量低減およびコスト低減の効果も
生み出す。

【００２４】次に本発明の他の実施例について述べる。
図８は、第２実施例を示すものであって、第１実施例と
は異なる位置にバイパス孔群２２を設けるようにしたも
のである。この図８に示すような位置にバイパス孔群２
２を設けても、圧縮機の容積変化域を、第１実施例と同
等にすることができる。

【００２５】なお、バイパス孔群２２の位置は図６又は
図８に示す位置に限定されるものではなく、固定スクロ
ール部材１８の外周部から中心部へ向かって、ほぼ直線
的に複数のバイパス孔を配列するのであれば、どのよう
な配列でも良い。

【００２６】図９は第３実施例を示すもので、本例では
シリンダ２８を図２のように固定スクロール部材１８内
でなく、固定スクロール部材１８およびリヤハウジング
１９に隣接する別部材５０内に形成している。上述の構
成をとることにより、シリンダ２８の加工がし易く、余
肉を低減できる効果がある。また、このシリンダ２８
は、第１実施例における構成，作動が可能となる位置，
方向であれば、どこに形成されても良いということは、
言うまでもない。

【００２７】図１０は第４実施例を示すもので、第１実
施例における前記第１のシリンダ２１内のスプリング２
４を圧縮スプリングから引張りスプリングに変更したも
のである。本例では、スプリング２４の一端をプランジ
ャ２０に適宜の手段で固着し、他端はねじ２４ａに適宜
の手段で固着するようにしたものである。第２のシリン
ダ２７内のスプリング３３を同様に引張りスプリングに
することも可能である。

【００２８】図１１は第５実施例を示すもので、制御弁
４０を電気的に制御，駆動させる例を示す。図１１の制
御弁４０は、冷凍サイクルの圧縮機吸入圧力あるいは蒸
発器吹出空気温度等の蒸発器冷却度合に関連した物理量
をセンサ４１０により検出し、このセンサ４１０からの
入力信号と目標値とを比較して出力を発生する制御回路
４１１によって、制御弁４０内のソレノイドコイル４１
２への電流量を制御する。これによって、弁４０３の開
閉および弁開度の連続的制御を行う構成となっている。

【００２９】上記構成をとることにより、圧縮機吸入圧
力あるいは蒸発器吹出空気温度の制御をより正確にかつ
迅速に行うことができる。図１１において、６０は自動
車用空調装置の冷房用蒸発器、６１は本発明圧縮機、６
２は凝縮器、６３は受液器、６４は膨張弁であり、これ
らにより冷凍サイクルが構成されている。

【００３０】なお、上述の実施例はいずれも制御弁４０
によって制御圧Ｐｃを可変し、この制御圧Ｐｃによって
第１，第２のプランジャ２０，２７の位置（軸方向移動
量）を制御する構成となっているが、本発明はこの構成
に限定されるものではなく、例えば第１，第２のプラン
ジャ２０，２７をそれぞれ電磁力によって直接駆動する
電磁駆動装置を設け、この２つの電磁駆動装置への通電
電流量を図１１に示すような制御回路４１１で制御し
て、第１，第２のプランジャ２０，２７の軸方向移動量
を制御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明圧縮機の第１実施例の縦断面図、

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図、

【図３】図２に示す第２のプランジャ２７の縦断面図、

【図４】図１，２に示す固定スクロール部材１８をリヤ
ハウジング１９側から見た側面図、

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図、

【図６】上記固定スクロール部材１８を可動スクロール
部材１５側から見た側面図、

【図７】制御弁４０とその制御圧力系統を示す圧力経路
図、

【図８】本発明の第２実施例を示すもので、図６に対応
する側面図、

【図９】本発明の第３実施例を示すもので、図１に対応
する縦断面図、

【図１０】本発明の第４実施例を示すもので、図２に対
応する断面図、

【図１１】本発明の第５実施例を示すもので、容量制御
全体システムの模式的構成図である。

【符号の説明】

１５可動スクロール部材１８固定スクロール部材Ｖａ１，Ｖａ２作動室Ｖｄ吐出圧室Ｖｓ吸入圧室２０第１のプランジャ２１第１のシリンダ２２バイパス孔群２２０バイパス孔（連通路）２７第２のプランジャ２８第２のシリンダ３０吸入バイパスポート３２シリンダポート１８２吐出ポート４０制御弁（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田三起夫愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者笹谷英顕愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）渦巻状羽根およびこの羽根を支持
する端板を有する固定スクロール部材と、（ｂ）渦巻状羽根およびこの羽根を支持する端板を有
し、前記固定スクロール部材と向かい合って配設され、
かつ自転を防止しつつ公転運動を行うように構成された
可動スクロール部材と、（ｃ）前記２つのスクロール部材の間に形成され、前記
可動スクロール部材の公転運動によって前記渦巻状羽根
の外周側から中心側に向って次第に容積が縮小するよう
に構成された複数の作動室と、（ｄ）前記複数の作動室の中心側から吐出された高圧流
体が流入する吐出圧室と、（ｅ）前記複数の作動室の外周側に低圧流体を導入する
吸入圧室と、（ｆ）前記固定スクロール部材の端板に、前記渦巻状羽
根と干渉しないように、前記作動室の外周側から順次中
心側に向って配設されたバイパス孔群と、（ｇ）このバイパス孔群を介して前記作動室と連通する
ように形成された第１のシリンダと、（ｈ）この第１のシリンダ内を前記吸入圧室に連通する
連通路と、（ｉ）前記第１のシリンダ内に往復動可能に組み込ま
れ、前記バイパス孔群を開閉する第１のプランジャと、（ｊ）前記吐出圧室に常時連通している第２のシリンダ
と、（ｋ）この第２のシリンダに開口し、流体を圧縮機外部
へ吐出する吐出ポートと、（ｌ）前記第２のシリンダに開口し、流体を前記第２の
シリンダから前記吸入圧室側にバイパスさせる吸入バイ
パスポートと、（ｍ）前記第２のシリンダ内に往復動可能に組み込ま
れ、前記吐出ポート及び前記吸入バイパスポートの両者
を開閉し、この両者の一方を開くときは他方を閉じるよ
うに構成された第２のプランジャと、（ｎ）前記第１のプランジャ及び前記第２のプランジャ
の往復動位置を制御する制御手段とを具備し、（ｏ）圧縮機の吐出容量を１００％容量と所定の容量と
の間で変化させるときは、前記第１のプランジャによっ
て前記バイパス孔群を開閉し、かつ前記第２のプランジ
ャによって前記吐出ポートを第２のシリンダに開口する
とともに前記吸入バイパスポートを閉じ、一方、圧縮機の吐出容量を前記所定容量から０％にする
ときは、前記第２のプランジャによって前記吐出ポート
を閉じるとともに前記吸入バイパスポートを第２のシリ
ンダに開口するようにしたことを特徴とするスクロール
型圧縮機。
【請求項２】前記制御手段は、前記吸入圧室の吸入圧
に応じた制御圧を作りだす制御弁からなり、この制御弁
によって作られた制御圧を前記第１のプランジャ及び前
記第２のプランジャに作用させる制御圧室を有し、前記
制御圧によって前記第１および第２のプランジャの往復
動位置を制御するようにしたことを特徴とする請求項１
記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】前記制御弁は、前記吸入圧に応じて変位
する圧力応動部材と、この圧力応動部材に連結された弁
体とを有し、この弁体によって前記吸入圧の作用する通
路と前記吐出ポート側の吐出圧の作用する通路との間を
開閉して、前記制御圧を変化させるようにしたことを特
徴とする請求項２記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機
吸入圧力，蒸発器吹出空気温度等の蒸発器冷却度合に関
連した物理量を検出するセンサと、このセンサの検出信号が入力され、この検出信号に応じ
た出力を発生する制御回路と、この制御回路の出力信号によって弁開度が電気的に制御
される制御弁とを具備し、この制御弁によって前記第１のプランジャおよび第２の
プランジャに作用する制御圧を変化させて前記第１，第
２のプランジャの往復動位置を制御するようにしたこと
を特徴とする請求項１記載のスクロール型圧縮機。