JPH02264179A - 容量可変スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、容量可変スクロール型圧縮機の改良に関する
。

［従来の技術］ 一般に冷房装置に用いられる圧縮機は冷房負荷に応じて
断続的に運転されるが、車両空調用に供される圧縮機で
このような断続運転が繰返されると、クラッチの損耗を
早めるばかりか、駆動源であるエンジンの負荷変動が大
きくなって車両の運転フィーリングを損うため、種別を
問わず圧縮機は容量可変化の傾向を強めている。

例えば、特開昭６０−１０１２９５号公報開示の発明は
、スクロール型圧縮機に容量可変機構を取入れたもので
ある。すなわち、同発明になる圧縮機は、圧縮室への流
体導入口よりも固定スクロルの渦巻方向に沿って中心部
に近づいた位置に圧縮途上の圧縮室と中間圧室とを連通
ずる流体通孔を貫設するとともに、中間圧室を開閉する
圧縮遅延弁機構と、吸入室へ至る吸入通路の開口面積を
調整する吸入絞り弁機構とを一体とした三方弁を備えた
ものである。この圧縮機では、吐出容量を変化させるた
めに、圧縮遅延弁機構と吸入絞り弁機構とを連動して作
動させている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記圧縮機では、吸入絞り弁機構と圧縮遅延弁機構とを
互いに連動して作動させているため、吸入絞り弁機構及
び圧縮遅延弁機構の一方のみを作動させることはできず
、必然的に吸入絞り弁機構及び圧縮遅延弁機構の両方が
同時に作動する。このため、この圧縮機では、吐出容量
が変化する割合が単一でおる一段階の小容量域しか存在
しない。

したかつて、この圧縮機では、吐出容量が変化する割合
を複数とることができず、多段階に小容量域を選択する
ことができない。また、この圧縮機では、急激に吐出容
量が変化する範囲を狭くしようとずれば小容量域自体を
狭くしな（プればならず、可変化に逆行してしまう。

本発明は、圧縮機の容量を多段階に可変化させるととも
に、急激に吐出容量が変化する範囲を狭くしても小容量
域自体を狭小しないことを解決り−べき技術課題とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題解決のため、圧縮室への流体導入口よ
りも固定スクロールの渦巻方向に治って中心部に近づい
た位置に圧縮途上の該圧縮室と低圧側とを連通ずる流体
通孔を貫設し、該流体通孔を開閉する圧縮遅延弁機構と
、吸入室へ至る吸入通路の開口面積を調整する吸入絞り
弁機構とを設（プるととともに、前記圧縮遅延弁機構と
吸入絞り弁機構との作動開始時期が異なるように設定す
るという新規な技術手段を採用している。

なお、本発明の容量可変スクロール型圧縮機では、圧縮
遅延弁機構を軽度の過冷房現象に応動させ、吸入絞り弁
機構を重度の過冷房現象に応動させることか圧縮機内の
潤滑面において好ましい。

１作用］ 本発明の圧縮機では、圧縮遅延弁機構か流体通孔を遮蔽
しており、かつ吸入絞り弁機構が吸入通路の開口面積を
拡大しておれば、圧縮室を形成する両スクロールの接点
の位置に拘らず当該圧縮室は圧縮を行ない、かつ吸入室
へ冷媒ガスが大量に供給される。このとき、圧縮機は吐
出容量か大ぎい大容量で運転を実行する。そして、圧縮
遅延弁機構か流体通孔を開放覆ると、圧縮途上の冷媒ガ
スが流体通孔を介して低圧側へバイパスされ、圧縮室を
形成する両スクロールの接点が流体通孔を通過した後か
ら当該圧縮室は実質的な圧縮仕事を行なう。また、吸入
絞り弁機構が吸入室へ至る吸入通路の開口面積を縮小す
ると、吸入室に供給される冷媒カスの量が低減される。

このため本発明の圧縮機では、圧縮遅延弁機構及び吸入
絞り弁機構の一方づつにより吐出容量か独立して一段階
変化し、圧縮遅延弁機構及び吸入絞り弁機構の双方によ
り吐出容量がさらに一段階変化して小容量域が多段階に
選択されるまた、この圧縮機では、吸入絞り弁機構及び
圧縮遅延弁機構の一方の作動による急激に吐出容量が変
化する範囲を狭くしても、他方、双方の作動によって小
容量域自体を狭くしない。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説
明する。

第１図に本発明の実施例である容量可変スクロル型圧縮
機（以下、単に圧縮機という）を示す。

この圧縮機では、第１ハウジング１に固定スクロル１０
か支持され、第１ハウジング１と締結手段にＪ：り結合
され内部に吸入室７を（１’ｎｉえた第２ハウジング２
内にはシャーノド３が回転自在に支承されている。シャ
フト３の大径部３０の内端には駆動ピン３１が偏心して
植設され、この駆動ピン３１にカウンターウェイト３２
及び偏心ブツシュ３３が結合されている。偏心ブツシュ
３３はベアリング３４を介して可動スクロール２０を支
承している。第１及び第２ハウジング１．２の結合面近
傍には自転防止機構４が配設されており、この自転防止
機構４によって可動スクロール２０が公転運動のみ可能
で自転運動を阻止されて固定スクロル１０と噛合し、両
スクロール１０．２０の両渦巻体で圧縮室５を形成して
いる。固定スクロル１０の底板の中央部分には圧縮終了
時の圧縮室５と連通ずる吐出口６１が貫設されており、
第１ハウジング１の内部には、この吐出口６１と連通す
る吐出室６と、吐出室６に隣接し隔壁で隔てられた中間
圧室８とが形成されている。また、図示しない外部の冷
凍回路から吸入室７に至る吸入通路７１が第２ハウジン
グ２に設けられてあり、自転防止！ａ横４を介して吸入
室７と連通ずる流体導入ロア２が第１ハウジング１の内
周と固定スクロル１０の渦巻体の外端とで形成されてい
る。

本実施例の最も特徴的な構成として、この圧縮機は、流
体導入ロア２よりも固定スクロール１０の渦巻方向に沿
って中心部に近づいた位置に流体通孔８１を備えるとと
もに、この流体通孔８１を開閉する圧縮遅延弁機構８２
と、吸入通路７１の開口面積を調整する吸入絞り弁機構
９１とを代えている。圧縮遅延弁機＠８２及び吸入絞り
弁機構９１は、それぞれ圧縮機の外部に設けられた遅延
制御弁８３及び絞り制御＃９２とそれぞれ接続されてい
る。

流体通孔８１は、固定スクロール１０の底板に一対貢設
されており、圧縮遅延弁機構８２を介して圧縮途上の圧
縮室５と中間圧室８とを連通している。なお、第１図中
、流体通孔８１は、一方しか図示していない。

圧縮遅延弁機構８２は、第１ハウジング１の内部に３３
いて軸方向に形成され流体通孔８１と連通した円柱状の
空間８２０と、この空間８２０内で流体通孔８１の周囲
に支持されたスプリングＳ１を介して摺動可能な断面逆
コ字形状の開閉スプル８２１とを備えている。こうして
、開閉スプル８２１によって仕切られた空間８２０にお
【ブるスプリングＳ１と反対側は、遅延制御室Ｐ１とさ
れている。また、空間８２０と中間圧室８との間には連
通孔８２２が貫設されてあり、開閉スプル８２１は自身
の周壁によってこの連通孔８２２を開閉可能としている
。

かかる圧縮遅延弁機構８２は、遅延制御弁８３によって
制御される。遅延制御弁８３は、バルブハウジング８３
０内で、スプリングＳ２によって支持されたボール弁８
３１かロッド８３２を介してダイヤフラム８３３に連結
されており、ダイヤフラム８３３の両側に各々スプリン
グＳ３、Ｓ４を介して第１圧力室Ｘ１及び第２圧力ＩＺ
Ｘ２を形成している。第１圧力室×１には図示しない孔
を介して大気圧が供給されており、第２圧力室Ｘ２には
入カポ−１〜８３ａか吸入通路７１と接続されて吸入圧
ｐｓ相当の冷媒ガスが供給される。また、バルブハウジ
ング８３０の周面上のへカポ−１−〇３ｂは流体導入ロ
ア２近傍に接続されて吸入圧ｐＳ相当の冷媒ノｊスが供
給される。さらに、下面のへカポ−１〜８３Ｇは吐出室
６と接続されて吐出圧ｐｄ相当の冷媒ガスが供給される
。そして、バルブハウジング８３０の周面上の出ノっボ
ート８３ｄは圧縮遅延弁機構８２の遅延制御室Ｐ１と接
続されている。

吸入絞り弁機構９１は、吸入通路７１に直行方向に形成
された円柱状の空間９１０と、この空間９１０内でスプ
リングＳ５を介して摺動可能な絞リスブール９１１とを
備えている。こうして、絞リスブール９１１によって仕
切られた空間９１０におりるスプリングＳ５と反対側は
、絞り制御室Ｐ２とされている。また、絞りスプール９
１１　Ｌｌ：吸入通路７１の内径と等しい長さだけ径が
細く形成されており、空間９１０のスプリングＳ５側に
は図示しない孔を介して大気圧が供給されている。

かかる吸入絞り弁機構９１は、絞り制御弁９２によって
制御される。絞り制御弁９２は、前記遅延制御弁８３と
ほぼ同様のものであり、バルブハウジング９２０内で、
スプリングＳ６によって支持されたボール弁９２１がロ
ッド９２２を介してダイヤフラム９２３に連結されてお
り、ダイヤフラム９２３の両側に各々スプリングＳ７、
Ｓ８を介して第１圧力至Ｙ１及び第２圧力窄Ｙ２を形成
している。第１圧力室Ｙ１には図示しない孔を介して大
気圧が供給されており、第２圧力室Ｙ２には入力ポート
９２ａに吸入通路７１が接続されて吸入圧ｐｓ相当の冷
媒カスが供給される。また、バルブハウジング９２０の
周面上の入力ポート９２ｂは流体導入ロア２近傍と接続
されて吸入圧ｐＳ相当の冷媒ガスが供給される。さらに
、下面の入力ポート９２ｃは吐出室６と接続されて吐出
圧ｐｄ相当の冷媒ガスが供給される。そして、パルブハ
ウジング９２０の周面−りの出カポ−１〜９２ｄは吸入
絞り弁機構９１の絞り制御室Ｐ２と接続されている。

本実施例の圧縮機では、上記圧縮遅延弁機構８２を軽度
の過冷房現象に応動させ、上記吸入絞り弁機構９１を重
度の過冷房現象に応動させることとしている。すなわち
、上記遅延制御弁８３のスプリングＳ４のバネ定数に４
と絞り制御弁９２のスプリングＳ８のバネ定数に８との
間には、ｋ４＞ｋ３の関係がおる。このため、吸入通路
７１から入力ボート８３ａ、９２ａを介して、第２圧力
室×２、Ｙ２へ同一の吸入圧ｐｓが作用しても、遅延制
御弁８３の第２圧力室×２が膨張又は縮小しようとする
に要する力よりも、絞り制御弁９２の第２圧力室Ｙ２が
膨張又は縮小しにうとするに要する力の方がより大きく
なければならない。したがって、入力ボート８３ａ、９
２ａから供給される′吸入圧ｐｓの高い段階で遅延制御
室Ｐ１の制御を行い、吸入圧ｐｓの低い段階で絞り制御
室Ｐ２の制御を行なう。

上述のように構成された圧縮機では、冷媒カスが、吸入
通路７１を経て吸入室７に至り、流体導入ロア２を介し
て圧縮室５へ導入される。その後、冷媒ガスは、可動ス
クロール２０の公転運動よって圧縮室５の容積変化によ
り順次圧力が高められ、両スクロール１０．２０の中央
部分の吐出口６１から吐出弁６２を押し聞いて第１ハウ
ジング１に形成された吐出室６内へ導出され、図示しな
い冷凍回路へと送り出される。

続いて本実施例の特徴的な作動を説明する。まず、冷房
負荷が大きく吸入圧ｐｓが高い段階では、遅延制御弁８
３において、第２圧力室×２が膨張しておりロッド８３
２が上昇した位置にある。このため、ボール弁８３１が
入カポ−１〜８３ｂを封鎖してａ３す、入カポ−１〜８
３Ｃと出力ボート８３ｄとが連通状態にある。よって、
圧縮遅延弁機構８２の遅延制御室Ｐ１には吐出圧ｐｄが
作用している。このため、開閉スプール８２１かスプリ
ングＳ１にうちかつて連通孔８２２を自己の周面で密閉
しており、流体通行８１と連通孔８２２との連通を封鎖
している。したがって、圧縮途上の圧縮室５に存在する
冷媒カスか可動スクロール２０の公転に伴い流体通孔８
１の存在に拘らず圧縮される。このとき、上記圧縮遅延
弁機構８２の開状態と同じく吸入絞り弁機＠９１は開状
態となっている。すなわち、絞り制御弁９２において、
第２圧力掌Ｙ２か膨張しておりロッド９２２か上昇した
位置にある。このため、ボール弁９２１が入ツノボート
９２ｂを封鎖しており、入カポ−］〜９２Ｃと出カポ−
１〜９２ｄとか連通状態にある。よって、吸入絞り弁機
構９１の絞り制御室Ｐ２には吐出圧ｐｄが作用している
。したがって、絞りスプール９１１がスプリングＳ５に
うちかって吸入通路７１の開口面積を開状態としている
。こうして、吸入室７に供給される冷媒ノｊスの量は減
らされることかない。つまり、圧縮室５の冷媒ガスが流
体通孔８１を介してバイパスされることがなく、かつ吸
入室７に供給される冷媒ガスの量も減らされることかな
いため、大容量運転を実行している。

次に、上記大容量運転を継続後、冷房負荷かやや小さく
なってきて吸入圧ｐｓがやや低くなってきた段階では、
遅延制御弁８３において、第２圧力室Ｘ２が縮小を始め
てロッド８３２を降下させ、ボール弁８３１で入カポ−
１〜８３０を封鎖する。

このとき、入力ボート８３ｂと出カポ−１〜８３ｄとが
連通状態となるため、遅延制御ｕＰ１には吸入圧ｐｓが
作用する。遅延制御室Ｐ１に吸入圧ｐＳが作用すると、
開閉スプール８２１がスプリングＳ１に戻されて連通孔
８２２を自己の周面から開放する。こうして、流体通行
８１と連通孔８２２とか連通ずる。このとぎ、圧縮途上
の圧縮室５に存在する冷媒ガスは流体通孔８１、連通孔
８２３を介して中間圧空８にバイパスされる。そして、
圧縮室５を形成する両スクロール１０．２０の接点が流
体通孔８１を通過するまで圧縮仕事を行なわない。この
ため、吐出容量をやや低下した状態となり、中容量で運
転を実行する。この大容量から中容量までの吐出容量の
低下は急激に進行する。

そして、上記中容量運転を継続後、冷房負荷がさらに小
さくなってきて吸入圧ｐｓがより小さくなっできた段階
では、絞り制御弁９２に２１５いて、第２圧力室Ｙ２が
縮小を始めてロット９２２を降下させ、ボール弁９２１
で入力ポート９２Ｇを封鎖する。このとぎ、へカポ−１
〜９２ｂと出カポ１〜９２ｄとが連通状態となるため、
絞り制御室Ｐ２には吸入圧ｐｓか作用する。絞り制御室
Ｐ２に吸入圧ｐｓが作用覆ると、絞りスプール９１１が
スプリングＳ５に戻されて吸入通路７１の開口面積を縮
小する。こうして、吸入室７に供給される冷媒ガスの量
か減少し、吐出容量をさらに低下した状態として小容量
運転を実行する。この中容量から小容量までの吐出容量
の低モはやや急に進行する。

逆に、上記小容量運転を継続後、冷房負荷がやや大きく
なってぎて吸入圧ｐｓがやや高くなってきた段階では、
絞り制御弁９２において、第２圧力至Ｙ２が膨脂を始め
てロッド９２２を上昇させ、ボール弁９２１で入カポ−
１〜９２ｂを封鎖する。

このとき、入力ポート９２Ｃと出カポ−１〜９２ｄとか
連通状態となるため、絞り制御室Ｐ２には吐出汁ｐｄか
作用する。絞り制御室Ｐ２に吐出圧ｐｄが作用すると、
絞りスプール９１１がスプリングＳ５にうちかつて吸入
通路７１の開口面積を開状態とする。こうして、吸入室
７に供給される冷媒カスの量を減らずことなく、中容量
運転を実行する。

そして、中容量運転を継続後、冷房負荷がさらに大きく
なってきて吸入圧ｐｓかより高くなってきた段階では、
遅延制御弁８３において、第２圧力室×２か彫版を始め
てロッド８３２を上昇させ、ボール弁８３１で入カポ−
］〜８３ｂを封鎖する。

このとき、入力ポート８３Ｃと出力ポート８３ｄとが連
通状態となるため、遅延制御室Ｐ１には吐出圧ｐｄか作
用する。遅延制御室Ｐ１に吐出圧ｐｄが作用すると、開
閉スプール８２１がスプリングＳ１にうちかって連通孔
８２２を自己の周面で密閉する。こうして、流体通行８
１と連通孔８２２との連通を封鎖する。このため、圧縮
途上の圧縮室５に存在する冷媒ガスが可動スクロール２
０の公転に伴い通常のように圧縮され、吐出容量を全く
低下させることなく、大容量運転を実行する。

このように、本実施例の圧縮機は、大容量運転の実行か
ら、冷房負荷が小さくなりつつある軽度の過冷房状態で
圧縮遅延弁機構８２の作動により容量が一段階減少して
中容量運転を実行し、冷房負荷がより小さくなった重度
の過冷房状態で吸入絞り弁機構９１の作動によりさらに
一段階容量か減少して小容量運転を実行する。また、こ
の逆の小容量運転から中容量運転、中容量運転から大容
量運転も実行する。したがって、吸入絞り弁機構９１と
圧縮遅延弁機構８２とが段階的に作動するため、調節に
よって得られる小容量域が多段階で選択できる。また、
この圧縮機では、急激に吐出容量か変化する大容量から
中容量までの範囲をバネ定数に４、ｋ８等の設定により
狭くしても、中容量から大容量までの範囲が拡大するた
め、小容量域自体は狭小されない。

本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、上記本実施例では、圧縮遅延弁機（７４８２を
軽度の過冷房現象に応動させ、吸入絞り弁機横９１を重
度の過冷房現象に応動さぜることとしていたが、逆に、
吸入絞り弁機構９１を軽度の過冷房現象に応動させ、圧
縮遅延弁機構８２を重度の過冷房現象に応動させること
もできる。この場合、遅延制御弁８３のスプリングＳ４
のバネ定数に４と絞り制御弁９２のスプリングＳ８のハ
ネ定数に８との間に、ｋ４＜ｋ８の関係をもたせる。

こうすることによって、吸入絞り弁機構９１が軽度の過
冷房現象に応動じ、圧縮遅延弁機構８２が重度の過冷房
現象に応動じて段階的に作動するため、調節によって得
られる小容量域が多段階で選択できる。また、こうした
場合には、吸収絞り弁機構９１の作動によって大容量か
ら中容量までの吐出容量変化が緩やかに行なわれ、吸収
絞り弁機構９１及び圧縮遅延弁機構８２の作動によって
中容量から小容量までの吐出容量変化がやや急に行なわ
れる。従って、この圧縮機では、急激に吐出容量が変化
する中容量から小容量までの範囲をバネ定数に４、ｋ８
等の設定により狭くしても、大容量から中容量までの範
囲が拡大するため、小容置載自体は狭小されない。

また、実施例では、遅延制御弁８３のスプリングＳ４と
絞り制御弁９２のスプリングＳ８とのバネ定数の相違に
より両者が作動を開始する吸入圧ｐｓの高さに差を設け
たが、各スプリング８１〜８のバネ定数及び吸入圧ｐｓ
の作用する面積等の相対的な関係によって遅延制御弁８
３と絞り制御弁９２との作動時期に差を設りることもで
きる。

そして、これによっても本発明の作用及び効果を得るこ
とができる。

さらに、第２図に示すように、吸入圧ｐｓ及び吐出圧ｐ
ｄの断接を電磁弁８５により行ない、図示しない測定装
置により吸入圧ｐｓを感知する制御部によって遅延制御
室Ｐ１及び絞り制御室Ｐ２に吸入圧ｐｓ又は吐出圧ｐｄ
のいずれかを供給する構成とすることによって、吸収絞
り弁別＠９１及び圧縮遅延弁機構８２をそれぞれ独立し
た一作動時期とすることでも、本発明の作用及び効果を
得ることができる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明は、圧縮遅延弁機構と吸入
絞り弁機構との作動開始時期か異なるように設定したた
め、圧縮機の容量を多段階に可変化ざゼることかてきる
るとともに、急激に吐出容量が変化する範囲を狭くして
も小容渚域自体を狭小させることかない。

また、本発明では、圧縮遅延弁機構を軽度の過冷房現象
に応動させ、吸入絞り弁機構を重度の過冷房現象に応動
させた場合には、吐出容量を低下せんとする初期の段階
から圧縮機内部へ潤滑油が少量しか供給されないという
ことはないため、圧縮機内の潤滑不良を生じにくく、ひ
いては圧縮機の耐久性か向上するという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明における実施例の容量可変ス
クロール型圧縮機に係り、第１図は軸方向の断面図、第
２図は他の実施例の要部の概略を示す構成図でおる。 １・・・第１ハウジング　１０・・・固定スクロール２
・・・第２ハウジング　２０・・・可動スクロール５・
・・圧縮室 ７・・・吸入室 ７２・・・流体導入口 ８１・・・流体通孔 ８３・・・遅延制御弁 ９２・・・絞り制御弁 ６・・・吐出室 ７１・・・吸入通路 ８・・・中間圧室 ８２・・・圧縮遅延弁機構 ９１・・・吸入絞り弁別（ス４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロールと、該固定スクロールとの間に圧
   縮室を形成すべく公転運動を介して噛合される可動スク
   ロールと、該固定スクロール及び該可動スクロールを支
   持するハウジングとを含み、該圧縮室への流体導入口よ
   りも固定スクロールの渦巻方向に沿って中心部に近づい
   た位置に圧縮途上の該圧縮室と低圧側とを連通する流体
   通孔を貫設し、該流体通孔を開閉する圧縮遅延弁機構と
   、吸入室へ至る吸入通路の開口面積を調整する吸入絞り
   弁機構とを設けるととともに、前記圧縮遅延弁機構と吸
   入絞り弁機構との作動開始時期が異なるように設定した
   ことを特徴とする容量可変スクロール型圧縮機。