JPH0744775Y2

JPH0744775Y2 - 圧縮機の容量制御装置

Info

Publication number: JPH0744775Y2
Application number: JP1987043418U
Authority: JP
Inventors: 勉板鼻; 哲夫小野; 民夫杉元
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2002-03-26
Also published as: JPS63151985U; KR910001183B1; KR880011478A; DE3804418C2; DE3804418A1; US4886425A

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、スクロール型圧縮機のバイパス式容量制御装
置等に適用される圧縮機の容量制御装置に関する。

［従来の技術］汎用の冷凍装置は、圧縮機、コンデンサ、膨脹弁および
エバポレータにより冷媒サイクルが構成されており、冷
媒の循環量を、効率のよい運転を維持して流体の連続式
が成り立つように、上記膨脹弁にて調整するようになっ
ている。

これに対し、カークーラ等に使用される冷媒サイクル
は、圧縮機が車両走行用エンジンによりベルト掛け等の
手段で駆動されるようになっているため、圧縮機の能力
は車両の走行状態により左右される。つまり車両の走行
状態に応じて圧縮機の吐出圧力、吸入圧力が変動する。
そして、これら吐出圧力および吸入圧力が許容値以下に
低下した場合は、圧縮機への空気混入や、エバポレータ
のフロスト発生などの不具合が心配され、また車両の高
速走行時などには圧縮機の冷凍能力の過剰による冷え過
ぎや、圧縮機の仕事の増大のために車の走行効率が低下
するなどの不具合が生じる。

このような車両の走行状態による影響を回避し、圧縮機
の能力を冷凍サイクルの負荷に応じて自動制御するた
め、従来から圧縮機の容量制御機構が用いられている。

第３図（Ａ）（Ｂ）は、従来の容量制御機構を備えたス
クロール型圧縮機の構成を示す図であり、図中１は圧縮
機である。圧縮機１はハウジング10を有しており、この
ハウジング10は、フロントエンドプレート11と、これに
連結されたカップ状部分12とで構成されている。フロン
トエンドプレート11の中心部に形成された中心孔内には
ベアリング13が配設されており、このベアリング13には
主軸14が回転自在に支持されている。

ハウジング10内には、固定スクロール部材15と、可動ス
クロール部材16が配設されている。固定スクロール部材
15は、側板151と、この内面に立設されたうず巻体152と
を具え、側板151は、上記ハウジング10を構成したカッ
プ状部分12に固定されている。上記可動スクロール部材
16は、側板161と、この内面に立設したうず巻体162とを
備えている。この固定スクロール部材15のうず巻体152
と、上記可動スクロール部材16のうず巻体162とは同形
状をなしており、これらうず巻体152および162は相互に
180°の角度ずれをもって噛み合わすことにより、これ
らの間に密閉小室251、252、253が構成されている。

可動スクロール部材16は、駆動機構６および自転阻止機
構７に連結されていて、主軸14の回転に伴って所定の円
軌道上を公転運動するようになっている。そして、この
主軸14の回転に伴って可動スクロール部材16が所定の円
軌道上で公転運動を行なうと、両うず巻体152と162の線
接触部が各うず巻体152,162の表面に沿ってうず巻きの
中心方向へ移動する。この結果、両スクロール部材15,1
6の噛み合いにより形成されている上記密閉小室251,252
が容積を減少しながらうず巻の中心方向へ移動する。こ
のため、冷媒サイクルのエバポレータから吸引ポート26
を通って吸入室18（18a,18b）へ流入した流体が、両う
ず巻体152,162のうず巻きの外終端開口部から密閉小室2
51,252内へ取り込まれて圧縮され、中央部の密閉小室25
3より固定スクロール部材15の側板151に開口した貫通孔
154を通って吐出室19へ吐出され、この吐出室19から吐
出ポート22を通じて冷媒サイクルのコンデンサへ流出さ
れるようになっている。

このようなスクロール圧縮機をカークーラの圧縮機とし
て使用する場合、エンジンの駆動力はベルト、クラッチ
のプーリ５を介して圧縮機１の主軸14に伝達されるの
で、カークーラの冷凍能力は車両エンジンの回転数に比
例してほぼ直線的に上昇することになる。

しかしながら、このように車両のエンジンで圧縮機１を
駆動する冷凍サイクルの場合、前記した通り、圧縮機の
冷凍能力がエンジンの回転状況に影響されるという問題
があり、このような問題を解消するため、以下のような
容量制御機構が設けられている。

すなわち、上記固定スクロール部材15の側板151には、
相対する１対の密閉小室251,252に開口し、可動スクロ
ール部材16のうず巻体162の先端面により同時に閉塞さ
れる位置に、２つの同径のバイパス穴30a,30bを穿設し
てあるとともに、これらバイパス穴30a,30bをバイパス
通路42a,42bに連通し、かつこれらバイパス通路42a,42b
を、ハウジング10の内周に設けた通路46a,46bを介して
吸入室18に連通してある。そして、上記バイパス通路42
a,42bの開口面積をバイパス弁32a,32bにより制御するよ
うに構成してある。

バイパス弁32a,32bの背面空間は、コントロールバルブ3
4に接続されており、フルロード時にはコントロールバ
ルブ34を介して吐出室19内の高圧ガスが背面空間に導か
れるようになっている。このためバイパス弁32a,32bは
バネ35a,35bの付勢力に抗して、第３図（Ａ）の左方へ
移動され、よってバイパス通路42a,42bを塞ぐ。また、
アンロード時にはコントロールバルブ34を介してバイパ
ス弁32a,32bの背面に低圧ガスから高圧ガスまで変化す
るガス圧が導かれ、これによりバイパス弁32a,32bがバ
ネ35a,35bの付勢力とバランスする位置に移動され、バ
イパス通路42a,42bの開口面積を制御するようになって
いる。

バイパス弁32a,32bの左右方向への移動量は、その背面
に受ける圧力により決まり、背面圧力（操作圧力）が低
圧に近づく程右方へ移動する。その移動量によりバイパ
ス通路42a,42bの開口面積が変わり、圧縮途中のガスの
逃がし量をコントロールすることができ、いわゆる容量
制御機構を構成しているものである。

第４図は、第３図（Ａ）に示すコントロールバルブ34の
詳細図である。

コントロールバルブ34は、内部に一定圧力の窒素等のガ
スが封入されるとともに圧縮バネ302を内蔵したベロー
ズ301と、三方弁304とで構成されている。ベローズ301
はキャビティー303に収容されており、このキャビティ
ー303は一方のバイパス通路42bに連通されている。よっ
て、ベローズ301にはバイパス通路42bの圧力が加えられ
るようになっている。なお、305はベローズ301のリテー
ナ、306は止め輪である。

三方弁304は弁室310に収容されており、この弁室310
は、バイパス通路42bに連通する弁孔311と、吐出室19に
連通する弁孔312およびバイパス弁32a,32bの背面空間に
通じる弁孔313を備えている。

このコントロールバルブ34の動作は第５図に示すように
なる。すなわち、バイパス通路42bの圧力（これは吸入
圧力に等しく、以下P_Lと略す）が低い状態では、バイパ
ス通路42bに連通しているキャビティー303の圧力も低い
のでベローズ301は伸長しており、よって三方弁304は弁
室310内で吐出室19に通じる弁孔312を閉塞している。こ
のため、バイパス通路42bに連通する弁孔311とバイパス
弁32a,32bの背面空間に通じる弁孔313が導通しており、
吸入圧力P_Lがバイパス弁32a,32bの背面に加えられ、つ
まりバイパス弁32a,32bの操作圧力（以下P_Aと略す）は
吸入圧力P_Lと等しい。この状態は第５図のＡに示したポ
イントまで続く。

吸入圧力P_LがＡ点よりも増大してＢ点までの間は、三方
弁304は吐出室19側の弁孔312を開き、しかしバイパス通
路24b側の弁孔311も開いており、これら弁孔312および3
11の両方を同時に開く位置にある。

よって、この場合、弁室310内には吐出室19側の圧力（P
_H）と、低圧側の吸入圧力P_Lが同時に導入される。しか
し、弁室310内の圧力は、吐出室19側の弁孔312とバイパ
ス通路42b側の弁孔311との開口面積に逆比例して決ま
る。これら両弁孔312および311の開口面積は三方弁304
の位置で決まり、三方面304の位置は吸入圧力P_Lと、ベ
ローズ301内の封入圧力および圧縮バネ302の力のバラン
スにより比例的に調節される。

よって、弁室310内の圧力は吸入圧力P_Lにより変化し、
この弁室310内の圧力が弁孔313を通じてバイパス弁32
a、32bの背面に加えられるようになり、この操作圧力P_A
（＝弁室310内の圧力）は第５図の特性ａのように変化
する。

これにより、バイパス弁32a,32bは、背面に受ける操作
圧力P_Aに応じて第３図（Ａ）の左右方向へ移動し、バイ
パス通路42a、42bの開口面積を制御する。この結果、密
閉小室251,252からバイパス通路42a,42bを経て吸入室18
a、18bへ逃がされる冷媒のバイパス量が変化する。

吸入圧力P_Lが上昇してＢ点に達すると、三方弁304はバ
イパス通路42b側の弁孔311に当接してこれを閉塞する。
このためバイパス弁32a、32の背面には吐出室19側の圧
力（P_H）のみが加えられるようになり、すなわち操作圧
力P_Aは、P_A＝P_Hとなる。吸入圧力P_LがＢ点以上の域では
P_A＝P_Hを保ち、これによりバイパス弁32a、32bはバイパ
ス通路42a、42bを閉じるようになり、密閉小室251,252
からバイパス通路42a、42bを経て吸入室18a、18bに逃が
されるバイパス量は零になる。

この結果、バイパス弁32a,32bの位置は、吸入室18a、18
bの冷媒の吸入圧力P_Lに応じて全開から全閉にいたる範
囲で制御されるようになり、バイパス通路42a、42bの開
度を制御してバイパス流量を制御することができる。

なお、第５図のＡ点とＢ点との圧力差は、通常、0.0294
MPa｛0.3kgf/cm²｝程度である。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来の容量制御装置の場合、次のよ
うな２つの問題点がある。すなわち、（１）第４図に示すコントロールバルブ34は、前述した
ようにバイパス通路42b（圧力は吸入室18と同じ）の吸
入圧力P_Lを検知し、この吸入圧力P_Lで三方弁304の位置
を決めることにより吐出圧力P_Hの導入を制御するように
なっている。

すなわち、三方弁304が吐出室19側の弁孔312およびバイ
パス通路42b側の弁孔311を同時に開く位置にある場合、
高圧の吐出室19側の圧力P_Hは弁室310に導入され、これ
はバイパス通路42b側の弁孔311を経てバイパス通路42b
へ流れ出す。この時、弁室310を通過する冷媒ガスの流
量G_rは第５図で特性ｂで示されており、三方弁304の位
置が左右へ移動するに応じて吐出室19側の弁孔312およ
びバイパス通路42b側の弁孔311のいずれか一方が絞られ
るので、吐出室19から弁室310を通ってバイパス通路42b
へ流れるガス流量G_rは、特性ｂのように放物線形状とな
る。

そして、弁室310内の圧力（＝操作圧力P_A）は、吐出圧
力P_Hと吸入圧力P_Lの差圧と、これら圧力が導入される弁
孔312の開口面積および弁孔311の開口面積との関係で決
まる。弁孔312の開口面積が大きい場合は吐出圧力P_Hの
影響が大きく、弁孔311の開口面積が大きい場合は吸入
圧力P_Lの影響が大きくなり、弁室310内の圧力（＝操作
圧力P_A）は、特性ａに示されるように、一方の弁孔312
の開口面積と、他方の弁孔311の開口面積との逆比例で
分圧されることになる。

しかし、このような構造の場合は、吸入圧力P_Lが一定で
あっても、吐出室19の吐出圧力P_Hが変動すると、弁室31
0内の圧力（＝操作圧力P_A）が変化する。すなわち、吸
入圧力P_Lが一定であれば、弁室310内の三方弁304の位置
は変化せず、よって吐出室19に連なる弁孔312の開口面
積は変化しないが、このとき吐出圧力P_Hが変動すると、
弁室310内の圧力（＝操作圧力P_A）が変化する。例え
ば、第６図に示す通り、破線に示したように吐出圧力P_H
が高い場合のP_L−P_A特性は、吐出圧力P_Hの低下にともな
い実線および一点鎖線のように変化する。このため、吐
出圧力P_Hが変動すると、バイパス弁の操作圧力P_Aも変化
し、この操作圧力P_Aと、バネ35a,35bの付勢力と、バイ
パス孔30a,30bの位置における密閉小室251、252内の圧
力とで決まるバイパス弁32a,32bの位置が変化し、よっ
て、バイパス通路42a,42bの開口面積が変わり、バイパ
ス量も変化してしまう。

ところで、バイパス通路42a,42bの開口面積を制御する
バイパス弁32a,32bの全閉点、全開点を決める操作圧力
ＤおよびＣの決定には次の制約がある。つまり、バイパ
ス通路42a,42bが全閉点となる操作圧力Ｄは、全閉点に
おけるバネ35a,35bの力と、バイパス孔30a,30bに対応す
る密閉小室251、252からの冷媒圧力と、およびバイパス
孔32a,32bの摺動抵抗との和よりも大きくならなければ
ならない。

また、全開点となる操作圧力Ｃは、全開点におけるバネ
35a,35bの反発力とバイパス孔30a,30bにおける密閉小室
251、252側からの圧力との和と、バイパス弁32a,32bの
摺動抵抗との差よりも小さくなければならない。

これを例示したのが第６図のＣで示した全開点の操作圧
力と、Ｄで示した全閉点の操作圧力である。

バイパス弁32a,32bの摺動抵抗値は不安定であり固体差
も大きく、またバネ35a,35bについてもばらつきを考慮
する必要がある。

よって、全開点Ｃは余裕をもって決定する必要があり、
通常は第６図に示したごとく、全開点Ｃの操作圧力はＡ
点の吸入圧力P_Lより大きく設定してある。

しかし、第６図から明らかなように、吐出圧力P_Hの変動
によりバイパス弁32a,32bが全閉、全開する時の吸入圧
力も大きく変化する。

よって、従来のものは吐出圧力P_Hが変動すると、制御さ
れるべき吸入圧力P_Lも変動してしまうという問題があっ
た。

そして、吸入圧力P_Lが変動することから、カークーラの
吹き出し空気温度が変動してフィーリングが損なわれた
り、吸入圧力P_Lが許容値を下回るとエバポレータがフロ
ストを生じ、連続運転が不能になるという心配があっ
た。

（２）ロータリ式圧縮機の容量制御は、その構造上、バ
イパス式が一般であり、バイパス流量を第３図の如きバ
イパス弁32a,32bにより制御するのが通常である。また
バイパス弁32a,32bとこれを摺動自在に収容したシリン
ダ部分で形成されるバイパス弁の背面空間は、圧縮機自
体の小形化要求のため、狭いく、かつ閉空間である。

バイパス弁32a,32bの最適位置、すなわち容量制御量の
決定因子は、圧縮機１と、冷媒システムの能力と、熱負
荷のバランスにより決定される。

しかし、従来のコントロールバルブ34は、第４図に示す
ように、吐出圧力P_Hと吸入圧力P_Lとの差圧を得るために
分圧弁構造としてあるため、第６図のＣで示すバイパス
弁32a,32bの全開点付近の操作圧力P_Aが吸入圧力P_Lに近
い領域では吐出室19へ通じる弁孔312の開口面積を極め
て小さくすることが必要となるが、実用寸法の弁では、
極わずかな三方弁304の動きでも操作圧力P_Aが大きく変
化し、バイパス弁32a,32bの移動も大きくなり、バイパ
ス弁32a,32bの位置が安定せず、ハンチングが発生する
ことがある。

以上のように、従来のものは制御対象である吸入圧力P_L
の変動が大きく、安定した制御を得ることが困難である
という欠点を有している。

本考案はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、バイパス通路の開口面積を制御
するバイパス弁の操作圧力を、圧縮機の吐出圧力の変動
に拘らず、吸入圧力の変化のみで制御することができる
ようにし、安定した容量制御が可能になる圧縮機の容量
制御装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］本考案は、圧縮機の圧縮室と吸入室とを連通したバイパ
ス通路と、このバイパス通路に設けられ、操作圧力P_Aと
バネとの釣り合いで作動されることにより上記バイパス
通路の面積を制御するバイパス弁と、上記バイパス弁に
加えられる操作圧力P_Aを制御するコントロールバルブ
と、を備え、上記コントロールバルブは、圧縮機の吸入圧力P_Lにより作動されるアクチュエータ
と、圧縮機の吸入圧力P_Lを導入する弁孔、吐出圧力P_Hを
導入する弁孔および上記バイパス弁に操作圧力P_Aを供給
する通孔を開設した弁室と、上記弁室に収容されるとと
もに上記アクチュエータに連動して作動し、上記吸入圧
力P_Lが所定圧以上になった場合に上記弁室の上記吐出圧
力P_Hを導入する弁孔を開き、さらに吸入圧力P_Lが上昇し
た場合に上記弁室の吸入圧力P_Lを導入する弁孔を閉じる
弁体と、この弁体に連結され、前面側に上記吸入圧力P_L
が加えられるとともに、背面側に上記弁室と結ばれた通
路を介して弁室内の圧力が加えられるフィードバックピ
ストンと、を備えたことを特徴とする。

［作用］本考案においては、弁体にフィードバックピストンを設
け、フィードバックピストンは弁体と一体的に作動し、
前面側に圧縮機の吸入圧力P_Lが加えられるとともに背面
側に弁室と結ばれた通路を介して弁室の圧力（＝操作圧
力P_A）が加えられるようにしたから、吸入圧力P_Lとバイ
パス弁の操作圧力P_Aとの関係を一次函数の関係になるよ
うに制御することができる。すなわち、吐出圧力P_Hが変
動すると、フィードバックピストンが作動して弁体を動
かし、吐出圧力P_Hを導入する弁孔の開口面積を変えるよ
うにし、これにより弁室内の吐出圧力P_Hの分圧を制御し
て吐出圧力P_Hの変動を吸収することができる。よって、
吐出圧力P_Hの変動に拘らず、弁室の圧力（＝操作圧力
P_A）を吸入圧力P_Lの変化のみで制御することができ、結
局バイパス弁の操作圧力P_Aを吸入圧力P_Lの変化のみで制
御することができる。よって、安定した容量制御を行な
うことができる。

［実施例］以下本考案について、第１図および第２図にもとづき説
明する。

本実施例の圧縮機は、第３図に示す従来例と比較してコ
ントロールバルブを除いて、他の各部の構成は同一であ
ってよいから、コントロールバルブ以外の構成は第３図
に示すものを用いるものとし、圧縮機の説明については
省略する。

第１図は本考案の一実施例におけるコントロールバルブ
の構成を示す図であり、400はコントロールバルブの全
体を示す。401はバルブケースであり、このバルブケー
ス401の内部には、ハウジングボディ402が嵌挿されてお
り、このハウジングボディ402は止め輪403によりバルブ
ケース401に固定されている。ハウジングボディ402の内
部は、仕切板404によりアクチュエータ室410と作動室42
0とに仕切られている。

アクチュエータ室410は、アクチュエータとしてのダイ
アフラム411により、大気圧室412と吸入圧力導入室413
との区画されている。ダイアフラム411の中央部は一対
の当金414、415により挾持されており、大気圧室412側
の当金414は大気圧室412に収容されたアクチュエータ用
バネ416により押されている。アクチュエータ用バネ416
はハウジングボディ402に螺合した調節ねじ417により押
圧力が調節されるようになっている。

吸入圧力導入室413側の当金415は、後述するフィードバ
ックピストン430を介して弁体440に連結されている。

吸入圧力導入室413は、接続孔418を介して、第３図のバ
イパス通路42bに連通されており、したがって吸入圧力
導入室413には吸入室18内の吸入圧力P_Lが導入されるよ
うになっている。

前記作動室420内は、弁シート部421、422によりピスト
ン室423、弁室424およびチャンバ室425に区分されてい
る。一方の弁シート部421は圧縮機の吸入圧力P_Lを導入
する弁孔を構成しており、他方の弁シート部422は吐出
圧力P_Hを導入する弁孔を構成している。

ピストン室423にはフィードバックピストン430が摺動自
在に収容されているとともに、弁室424には弁体440が遊
挿されている。これらフィードバックピストン430およ
び弁体440は、前記当金415を介してダイアフラム411に
連結されており、ダイアフラム411の変動に応じて一体
的に移動する。

フィードバックピストン430はピストン室423を、背面室
431と前面室432とに区分しており、背面室431はフィー
ドバックピストン430および弁体440の内部に形成された
通路、すなわちイコライザ434を介して弁室424に通じて
いる。前面室432は、連通路435を介して前記吸入圧力導
入室413に通じているとともに、弁体440が弁シート部42
1から離れた場合にこの弁シート部421を通じて弁室424
に連通するようになっている。

この弁室424は、通孔426を介して第３図のバイパス弁32
a、32bの背面室に通じている。したがって、弁室424の
圧力はバイパス弁32a、32bの操作圧力P_Aに相当する。

さらに、チャンバ室425は、弁体440が弁シート部422か
ら離れた場合にこの弁シート部422を通じて弁室424に連
通するようになっており、このチャンバ室425は接続孔4
27を通じて第３図の吐出室19に通じている。よってチャ
ンバ室425には吐出圧力P_Hが導入されるようになってい
る。なお、接続孔427にはストレーナ428が設けられてい
る。

また、チャンバ室425にはバランス用バネ441が設けられ
ており、このバランス用バネ441はバネ受442を介して弁
体440を押し上げる方向に押圧している。

なお、405は、上記シート部442を備えた弁座体であり、
止め輪406によりハウジングボディ402に固定されてい
る。また、407はＯリングを示し、その他の箇所でも複
数のＯリングを用いているが、これらの機能はシールの
みであるから、個々の説明は省略する。

次に、上記実施例の構造について作用を説明する。

大気圧室412には大気圧が満たされており、吸入空気導
入室413には接続孔418を通じて第３図のバイパス通路42
bの圧力、すなわち吸入圧力P_Lが導入されている。この
吸入圧力P_Lは連通路435を介してフィードバックピスト
ン430の前面室432にも導入されている。

弁室424は、通孔426を通じて第３図のバイパス弁32a、3
2bの背面室に通じており、よってバイパス弁32a、32bの
操作圧力P_Aと同等圧力に保たれている。上記フィードバ
ックピストン430の背面室431はイコライザ434を介して
弁室424に通じているからフィードバックピストン430の
背面室431には弁室424の圧力（＝操作圧力P_A）が導入さ
れている。

さらに、チャンバ室425は接続孔427を通じて第３図の吐
出室19に通じているから、このチャンバ室425には吐出
圧力P_Hが導入されている。

バイパス通路42bの圧力、すなわち吸入室18内の吸入圧
力P_Lが低い場合は、ダイアフラム411がバネ416の力を受
けて第１図の下向きに移動されており、このためフィー
ドバックピストン430および弁体440も下向きに移動され
ている。この場合、弁体440は上側の弁シート部421を開
くとともに下側の弁シート部442を閉じ、よって弁室424
には吸入空気導入室413内の吸入圧力P_Lが、連通路435お
よびフィードバックピストン430の前面室432を通じて導
入される。

また、フィードバックピストン430の背面室431にはイコ
ライザ434を介して弁室424内の圧力（この場合は吸入圧
力P_L）が作用している。フィードバックピストン430に
は前面側および背面側に同等圧力が作用しているからフ
ィードバックピストン430の両面に加わる力は相殺さ
れ、フィードバックピストン430が存在しないのと同様
な状態となる。

そして、この場合はバイパス弁32a、32bの背面室に弁室
424の圧力、つまり吸入圧力P_Lが作用し、バイパス弁32
a、32bの操作圧力P_Aは吸入圧力P_Lと等しくなる。

この状態は、第２図に示した吸入圧力P_LがＡ点に達する
まで続く。

次に、吸入圧力P_Lが高くなると、吸入空気導入室413の
圧力が次第に上昇し、ダイアフラム411の下面に加わる
力がバネ416の押圧力に打ち勝つとダイアフラム411が上
向きに移動する。これにより、フィードバックピストン
430および弁体440も上動する。

すると、弁体440が下側の弁シート部422を開き、弁室42
4にはチャンバ室425から吐出圧力P_Hが導入される。

弁体440が下側の弁シート部422および上側の弁シート部
421を同時に開いている場合は、弁室424に吸入圧力P_Lと
吐出圧力P_Hが同時に導入される。この弁室424の圧力は
これら吸入圧力P_Lと吐出圧力P_Hの差圧となり、上側の弁
シート部421と下側の弁シート部422の開口面積に逆比例
する。

ここで吐出圧力P_Hが変動すると、この吐出圧力P_Hは弁室
424に導入されているので弁室424の圧力（＝操作圧力
P_A）が変動しようとする。しかしながら、この実施例の
場合、弁体440にフィードバックピストン430を設けたの
で、以下のような作用を奏する。

すなわち、弁室424の圧力（＝操作圧力P_A）が変動する
と、この圧力はイコライザ434を介してフィードバック
ピストン430の背面室431に作用し、フィードバックピス
トン430は背面室431と前面室432との圧力バランスが崩
れるので、軸方向に摺動する。このため、弁体440が移
動し、上側の弁シート部421および下側の弁シート部422
のそれぞれ開口面積を変える。

例えば、吐出圧力P_Hが上昇すると、弁室424の圧力も上
昇し、フィードバックピストン430の背面室431の圧力も
上昇するから、弁体440は、上側の弁シート部421を開く
とともに下側の弁シート部422を絞る。このため、吐出
圧力P_Hが弁室424に侵入し難くなり、弁室424の圧力上昇
を抑止する。

これは、以下のような力の平衡関係を生じるためであ
る。すなわち、ダイアフラム411の有効受圧面積をS_D、
フィードバックピストン430の受圧有効面積をS_Pとし、
弁体440が弁シート部421,422を貫通している部分の弁体
440の直径、および弁シート部421,422が上記ダイアフラ
ム411の有効受圧面積S_Dおよびフィードバックピストン4
30の受圧有効面積S_Pに対し充分小さいとすれば、フィー
ドバックピストン430の背面室431には弁室424と同等圧
力が作用するから、弁室424の圧力（＝操作圧力P_A）と
吸入圧力P_Lの関係は概略次式の如くなる。

ここでＦはバネ416および441による荷重である。

上記（１）式は、弁室424の圧力（＝操作圧力P_A）が吐
出圧力P_Hに関係なく、吸入圧力P_Lの１次関係で表され、
よって操作圧力P_Aは吸入圧力P_Lに関して直線的に変化す
ることを表す。

この操作圧力P_Aの変化を示すと、第２図のｍの如くにな
る。

したがって、（１）式から明らかな如く、本考案によれ
ば、吸入圧力P_Lと操作圧力P_Aとの関係を一次式で表すこ
とができ、吐出圧力P_Hの影響はフィードバックピストン
430により弁体440を移動させることで、弁シート部（弁
孔）の開口面積を制御することによって吸収することが
できる。

よって、吸入圧力P_Lによりバイパス弁32a、32bの位置を
一義的に決定することができ、吸入圧力P_Lによりバイパ
ス通路42a、42bの開口面積を調整することができ、バイ
パス量を制御することができる。このことから圧縮機の
能力を吸入圧力P_Lのみで一義的に制御することができ
る。

また、吸入圧力P_Lの変動に対し、従来の如く、冷媒シス
テム全体を経由したフィードバックを待たずにバイパス
弁の位置を決定できるため、高速で安定した制御が可能
となる。

そして、さらに吸入圧力P_Lが高くなると、ダイヤフラム
411がさらに上向きに移動し、これにより、フィードバ
ックピストン430および弁体440も上動し、吸入圧力P_Lが
Ｂ点に達すると、弁体440が上側の弁シート部421を閉じ
る。すると、弁室424にはチャンバ室425からのみ、吐出
圧力P_Hだけが導入される。このため、バイパス弁32a、3
2bの操作圧力P_Aは吐出圧力P_Hと等しくなり、P_A＝P_Hとな
る。

［考案の効果］以上説明した通り本考案によれば、弁体に、前面側に圧
縮機の吸入圧力P_Lが加えられるとともに背面側に弁室の
圧力が加えられるフィードバックピストンを連設したか
ら、吐出圧力P_Hの変動はフィードバックピストンの背面
側で受けてこのフィードバックピストンを介して弁体を
移動させることにより、吐出室に通じる弁孔の開口面積
を制御して吐出圧力P_Hの変動を吸収することができ、こ
のため吸入圧力P_Lを圧縮機の吐出圧力P_Hの変動に拘ら
ず、バイパス弁の操作圧力P_Aに関する１次函数により制
御することができる。したがって、圧縮機の吸入圧力P_L
のみによって圧縮機の容量制御量を決定することができ
る。

このようなことから、吸入最低圧力を厳密に制限するこ
とができ、圧縮機自体でフロストコントロールを行うこ
とも可能となり、またバイパス弁のハンチングを防止す
ることができるなど、安定した制御を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるコントロールバルブ
の構成を示す縦断面図、第２図は本考案の一実施例にお
けるバイパス弁とガス圧に関する性能特性図、第３図は
従来の容量制御機構付スクロール圧縮機の構成図であ
り、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図、第４図
は従来のコントロールバルブの要部断面図、第５図は従
来のバイパス弁とガス圧に関する性能特性図、第６図は
バイパス弁の性能特性図である。１…圧縮機、15…固定スクロール部材、16…可動スクロ
ール部材、151、161…側板、152、162…うず巻体、18…
吸入室、19…吐出室、32a、32b…バイパス弁、35a、35b
…バネ、42a、42b…バイパス通路、400…コントロール
バルブ、401…バルブケース、441…ダイアフラム、412
…大気圧室、413…吸入圧力導入室、416,441…バネ、42
4…弁室、421…弁シート部（圧縮機の吸入圧力P_Lを導入
する弁孔）、422…弁シート部（圧縮機の吐出圧力P_Hを
導入する弁孔）、418、427…接続孔、426…バイパス弁
に通じる通孔、425…チャンバ室、430…フィードバック
ピストン、431…背面室、432…前面室、434…イコライ
ザ、440…弁体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−180096（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−291792（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧縮機の圧縮室と吸入室とを連通したバイ
パス通路と、このバイパス通路に設けられ、操作圧力P_Aとバネとの釣
り合いで作動されることにより上記バイパス通路の面積
を制御するバイパス弁と、上記バイパス弁に加えられる操作圧力P_Aを制御するコン
トロールバルブと、を備え、上記コントロールバルブは、圧縮機の吸入圧力P_Lにより作動されるアクチュエータ
と、圧縮機の吸入圧力P_Lを導入する弁孔、吐出圧力P_Hを導入
する弁孔および上記バイパス弁に操作圧力P_Aを供給する
通孔を開設した弁室と、上記弁室に収容されるとともに上記アクチュエータに連
動して作動し、上記吸入圧力P_Lが所定圧以上になった場
合に上記弁室の上記吐出圧力P_Hを導入する弁孔を開き、
さらに吸入圧力P_Lが上昇した場合に上記弁室の吸入圧力
P_Lを導入する弁孔を閉じる弁体と、この弁体に連結され、前面側に上記吸入圧力P_Lが加えら
れるとともに、背面側に上記弁室と結ばれた通路を介し
て弁室内の圧力が加えられるフィードバックピストン
と、を備えたことを特徴とする圧縮機の容量制御装置。