JP3155868B2 - 容量可変型スクロール圧縮機 - Google Patents

容量可変型スクロール圧縮機

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JP3155868B2
JP3155868B2 JP17584293A JP17584293A JP3155868B2 JP 3155868 B2 JP3155868 B2 JP 3155868B2 JP 17584293 A JP17584293 A JP 17584293A JP 17584293 A JP17584293 A JP 17584293A JP 3155868 B2 JP3155868 B2 JP 3155868B2
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裕之 横山
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/16Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using lift valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクロール型圧縮機に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来構造の容量可変型スクロール圧縮機
を図6、7に基づいて説明する。図6において、10は
圧縮機のハウジングである。ハウジング10は、大径の
有底円筒体から成るリアハウジング10aと、大径円筒
部10b1 と小径円筒部10b2 とを有しリアハウジン
グ10aに固定されたフロントハウジング10bとを備
えている。リアハウジング10aとフロントハウジング
10bとは同心状に配設されている。ハウジング10の
中心軸線X上に配設されたシャフト11が、フロントハ
ウジングの小径円筒部10b2 を通って、ハウジング1
0内に延びている。シャフト11は、フロントハウジン
グの小径円筒部10b2 に包囲された小径部11aと、
フロントハウジングの大径円筒部10b1 に包囲された
大径部11bとを備えている。大径部11bの端面に
は、軸線Xに平行に延びるクランクピン12が、軸心か
ら偏心して固定されている。シャフト11は、大径部1
1bがボールベアリング13を介してフロントハウジン
グの大径円筒部10b1 により回転自在に支承され、小
径部11aがボールベアリング14を介してフロントハ
ウジングの小径円筒部10b2 により回転自在に支承さ
れている。
【0003】フロントハウジングの小径円筒部10b2
を包囲して電磁クラッチ15が配設されている。電磁ク
ラッチ15は、フロントハウジングの小径円筒部10b
2 に回転自在に外嵌すると共に、図示しないVベルトを
介して図示しない外部駆動源に接続されたプーリ15a
と、フロントハウジング10bに固定された電磁石15
bと、シャフト11の小径部11aの端部にセレーショ
ン結合されたクラッチアーマチュア15cとを備えてい
る。電磁クラッチ15を介して、図示しない外部駆動源
によりシャフト11が回転駆動される。
【0004】リアハウジング10a内には、固定スクロ
ール16が配設されている。固定スクロール16は、リ
アハウジング10aに嵌合する円板状の端板16aと、
端板16aの一方の側面に形成されたうず巻き体16b
とを備えている。固定スクロール16はリアハウジング
10aの底部10a1 を貫通するボルト17により、リ
アハウジング10aに固定されている。固定スクロール
16とリアハウジング10aとにより、端板16aの前
記一方の側面の側に吸入室18aが形成され、端板16
aの他方の側面の側に吐出室18bと中間圧力室18c
とが形成されている。端板16aの中心部には吐出室1
8bに連通する吐出穴19aが形成され、端板16aの
径方向中間部には中間圧力室18cに連通するバイパス
穴19bが形成されている。吐出穴19a、バイパス穴
19bを覆って逆止弁19a1 、19b1 が配設されて
いる。端板16aの外縁部とリアハウジング10aの外
縁部とには、中間圧力室18cと吸入室18aとを連通
するバイパス通路19cが形成されている。バイパス通
路19cの上流域を形成するシリンダー19c1 内には
バルブ20が摺動可能に収容されている。シリンダー1
9c1 の側壁には、中間圧力室18cへの連通穴19c
2 が形成されている。バイパス通路19cの下流域内に
配設されたバネ21が、バルブ20の一端に当接して、
バルブ20をシリンダー19c1 の上流端の方向へ付勢
している。シリンダー19c1 の上流端は、オリフィス
22を介して吐出室18bに連通し、また電磁弁23を
介して吸入室18aに連通している。リアハウジング1
0a内には、固定スクロール16に隣接して可動スクロ
ール24が配設されている。可動スクロール24は、円
板状の端板24aと、端板24aの一方の側面に形成さ
れたうず巻き体24bと、端板24aの他方の側面に形
成された環状のボス24cとを備えている。可動スクロ
ール24のうず巻き体24bは、固定スクロール16の
うず巻き体16bと、180°の角度のずれをもってか
み合っている。
【0005】ボス24cには、厚肉円板状のブッシュ2
5が、ニードルベアリング26を介して回転自在に内嵌
している。ブッシュ25には、軸線Xに平行に延びる貫
通穴27が形成されている。貫通穴27は、シャフト1
1の大径部11bに固定されたクランクピン12を摺動
回転可能に収容している。従って、可動スクロール24
は、クランクピン12により摺動回動可能に支承されて
いる。この結果、シャフト11が回転すると、クランク
ピン12に支承された可動スクロール24は軸線Xの回
りに公転、すなわち円軌道運動をする。
【0006】フロントハウジング10bと可動スクロー
ル24との間には、可動スクロール自転防止用のボール
カップリング機構30が配設されている。
【0007】上記構成を有するスクロール型圧縮機は以
下の如くに作動する。図示しない外部駆動源により、電
磁クラッチ15を介して、シャフト11が回転駆動され
る。シャフト11の回転により、クランクピン12に回
転可能に支承された可動スクロール24が軸線Xの回り
に円軌道運動をする。円軌道運動に伴う可動スクロール
24の自転は、ボールカップリング機構30により阻止
される。可動スクロール24の円軌道運動により、互い
にかみ合う可動スクロールのうず巻き体24bと固定ス
クロールのうず巻き体16bとの間に形成された空間、
すなわち加圧室が、その容積を減少させつつ、うず巻き
の中心方向へ移動する。この結果、外部流体回路からハ
ウジング10に形成された吸入ポート100を通って吸
入室18aに流入した流体が、両うず巻きの外周端部か
ら加圧室内に取り込まれ、加圧室内で圧縮され、固定ス
クロールに形成された吐出穴19aと逆止弁19a1
を通って、吐出室18bに流出する。吐出室18bに流
入した加圧流体は、ハウジング10に形成された吐出ポ
ート200を通って、外部流体回路へ流出する。
【0008】スクロール圧縮機の容量は、以下の要領
で、最大値と最小値との間で2者択一的に制御される。
中間圧縮状態にある加圧室から、圧縮途上の流体の一部
が、バイパス穴19bと逆止弁19b1 とを通って中間
圧力室18cへ流入する。図6に示すように電磁弁23
がOFFの状態では、シリンダー19c1 の上流端と吸
入室18aとを連通する通路が閉鎖され、バルブ20の
他端に吐出室18b内の吐出圧が印加される。吐出圧が
バルブ20の他端に及ぼす力が、バネ21と吸入圧とが
バルブ20の一端に及ぼす力に打ち勝って、バルブ20
をシリンダー19cの下流端へ押し付ける。この結果、
シリンダー19cの側壁に形成された連通穴19c2
バルブ20の側面により閉鎖され、ひいては、バイパス
通路19cが閉鎖される。このため、中間圧力室18c
内にある圧縮途上の流体は、吸入室18aに還流するこ
とはできない。従って、スクロール圧縮機の容量は最大
となる。
【0009】図7に示すように電磁弁23がONの状態
では、シリンダー19c1 の上流端と吸入室18aとを
連通する通路が開放される。この結果、バルブ20の他
端には、オリフィス22を経由して吐出室18b内の吐
出圧よりも低下した流体圧が印加される。バネ21と吸
入圧とがバルブ20の一端に及ぼす力が、吐出圧よりも
低下した流体圧がバルブ20の他端に及ぼす力に打ち勝
って、バルブ20をシリンダー19cの上流端へ押し付
ける。これにより、連通穴19c2 ひいてはバイパス通
路19cが開放される。このため、中間圧力室18c内
にある圧縮途上の流体が吸入室18aに還流する。すな
わち、中間圧縮状態にある加圧室から、圧縮途上の流体
の一部が、吸入室18aに還流する。従って、スクロー
ル圧縮機の容量は最小となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来構造の容量可変型
スクロール圧縮機にあっては、以下の問題を生じてい
た。 バルブ20に印加する圧力を、電磁弁23により高
圧、低圧の2段階に切り換えて、圧縮機の容量を最大値
と最小値との間で2者択一的に制御するのみであるた
め、負荷変動に応じた容量制御ができない。 バイパス通路19c内のバネ21が抵抗となって、
中間圧力室18cから吸入室18aへの流体の還流が阻
害される。このため、所期の容量変化が得られない。 本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、負
荷変動に応じた容量制御ができ、且つ所期の容量変化が
確実に得られる容量可変型スクロール圧縮機を提供する
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、ハウジングと、うず巻き体を有
しハウジング内に配設された固定スクロールと、固定ス
クロールのうず巻き体に対して角度をずらしてかみ合い
固定スクロールのうず巻き体との間に加圧室を形成する
うず巻き体を有しハウジング内に配設された可動スクロ
ールと、可動スクロールを固定スクロールに対して公転
させる駆動手段とを備え、ハウジングと固定スクロール
とにより吸入室と吐出室と中間圧力室とが形成され、固
定スクロールには中間圧力状態にある加圧室と中間圧力
室とを連通するバイパス穴が形成され、ハウジングと固
定スクロールとには中間圧力室と吸入室とを連通するバ
イパス通路が形成され、更にバイパス通路を開閉するロ
ータリーバルブとロータリーバルブを回転駆動するモー
タとを備えることを特徴とする容量可変型スクロール圧
縮機を提供する。
【0012】
【作用】本発明にあっては、ロータリーバルブの回転角
が連続的に変化することにより、中間圧力室と吸入室と
を連通するバイパス通路の面積が連続的に変化し、中間
圧力室から吸入室への流体の還流量が連続的に変化す
る。これにより、圧縮機の容量が連続的に変化する。従
って、本発明にあっては、負荷変動に応じた容量制御が
できる。また、ロータリーバルブを除いて、バイパス通
路内には、中間圧力室から吸入室への流体の還流を阻害
する障害物は存在しないので、所期の容量変化が得られ
る。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を、図1〜図5に基づいて説
明する。図1〜図5においては、図6、7と同様の部材
に対しては図6、7と同一の部材番号が付されている。
【0014】図1に示すように、本実施例においては、
バイパス通路19cの上流域を形成するシリンダー19
1 内には、シリンダー19c1 の軸線Yの回りに摺動
回転可能に、有底円筒状のロータリーバルブ40が収容
されている。ロータリーバルブ40の軸線Yに沿う移動
は、シリンダー19c1 に形成された周溝にスナップ嵌
合する固定金具41により阻止されている。固定金具4
1とロータリーバルブ40の底部との間には支持ベアリ
ング42が配設されている。ロータリーバルブ40とシ
リンダー19c1 との摺動面はOリング43により密封
されている。ロータリーバルブ40の円筒の開放端は、
バイパス通路19cの下流域の方向に向いている。ロー
タリーバルブ40の円筒の側壁には連通穴40aが形成
されている。ロータリーバルブ40は、ステッピングモ
ータ44により軸線Yの回りに回転駆動される。上記を
除き本実施例に係るスクロール型圧縮機の構成は図6に
示す従来の容量可変型スクロール圧縮機の構成と同様で
ある。
【0015】本実施例に係る容量可変型スクロール圧縮
機にあっては、 図1、2の状態では、ロータリーバルブ40の側壁
によりシリンダーの連通穴19c2 が閉鎖され、ひいて
はバイパス通路19cが閉鎖される。これにより、中間
圧力室18cから吸入室18aへの流体の還流が阻止さ
れる。従って、圧縮機の容量は最大となる。 図3の状態では、ロータリーバルブ40の側壁に形
成された連通穴40aとシリンダーの連通穴19c2
が部分的に重畳する。これにより、バイパス通路19c
の面積は中間値となり、中間圧力室18cから吸入室1
8aへの流体の還流量も中間値となる。従って、圧縮機
の容量も中間値ととなる。 図4、5の状態では、ロータリーバルブ40の側壁
に形成された連通穴40aとシリンダーの連通穴19c
2 とが完全に重畳する。これにより、バイパス通路19
cの面積は最大となり、中間圧力室18cから吸入室1
8aへの流体の還流量も最大となる。従って、圧縮機の
容量は最小となる。
【0016】上記説明から分かるように、本実施例に係
る容量可変型スクロール圧縮機にあっては、ステッピン
グモータ44の作動によりロータリーバルブ40の回転
角が連続的に変化し、中間圧力室18cと吸入室18a
とを連通するバイパス通路19cの面積が連続的に変化
し、中間圧力室18cから吸入室18aへの流体の還流
量が連続的に変化する。すなわち圧縮機の容量が連続的
に変化する。従って、本実施例に係る容量可変型スクロ
ール圧縮機にあっては、負荷変動に応じた容量制御がで
きる。また、ロータリーバルブ40を除いて、バイパス
通路内19cには、中間圧力室18cから吸入室18a
への流体の還流を阻害する障害物は存在しないので、所
期の容量変化が得られる。以上本発明の実施例を説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、中間圧力室18c、バイパス
穴19b、バイパス通路19c、連通穴19c2 、ロー
タリーバルブ40、ステッピングモータ44等を1組配
設したが、互いにかみ合う可動スクロールのうず巻き体
24bと固定スクロールのうず巻き体16bとにより、
軸線Xに関して対称に2つの加圧室が形成されるので、
上記構成要素を2組配設しても良い。これにより、より
大きな容量変化が得られる。
【0017】
【効果】以上説明したごとく、 本発明にあっては、ロ
ータリーバルブの回転角が連続的に変化することによ
り、中間圧力室と吸入室とを連通するバイパス通路の面
積が連続的に変化し、中間圧力室から吸入室への流体の
還流量が連続的に変化する。これにより、圧縮機の容量
が連続的に変化する。従って、本発明にあっては、負荷
変動に応じた容量制御ができる。また、ロータリーバル
ブを除いて、バイパス通路内には、中間圧力室から吸入
室への流体の還流を阻害する障害物は存在しないので、
所期の容量変化が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る容量可変型スクロール圧
縮機の、最大容量時における側断面図である。
【図2】図1のII−II矢視図である。
【図3】図1の容量可変型スクロール圧縮機の、中間容
量時における、図2に相当する矢視図である。
【図4】図1の容量可変型スクロール圧縮機の、最小容
量時における、部分側断面図である。
【図5】図1のV−V矢視図である。
【図6】従来の容量可変型スクロール圧縮機の、最大容
量時における、側断面図である。
【図7】従来の容量可変型スクロール圧縮機の、最小容
量時における、側断面図である。
【符号の説明】
10 ハウジング 10a リアハウジング 16 固定スクロール 18c 中間圧力室 19b バイパス穴 19c バイパス通路 19c1 シリンダー 19c2 連通穴 40 ロータリーバルブ 40a 連通穴 44 ステッピングモータ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングと、うず巻き体を有しハウジ
    ング内に配設された固定スクロールと、固定スクロール
    のうず巻き体に対して角度をずらしてかみ合い固定スク
    ロールのうず巻き体との間に加圧室を形成するうず巻き
    体を有しハウジング内に配設された可動スクロールと、
    可動スクロールを固定スクロールに対して公転させる駆
    動手段とを備え、ハウジングと固定スクロールとにより
    吸入室と吐出室と中間圧力室とが形成され、固定スクロ
    ールには中間圧力状態にある加圧室と中間圧力室とを連
    通するバイパス穴が形成され、ハウジングと固定スクロ
    ールとには中間圧力室と吸入室とを連通するバイパス通
    路が形成され、更にバイパス通路を開閉するロータリー
    バルブとロータリーバルブを回転駆動するモータとを備
    えることを特徴とする容量可変型スクロール圧縮機。
JP17584293A 1993-06-24 1993-06-24 容量可変型スクロール圧縮機 Expired - Lifetime JP3155868B2 (ja)

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