JPH0784867B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

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フロトエンドプ
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及び旋回スクロー
ル14が内蔵されている。

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と実質的に同一の形状を
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はその容積の減じ
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32a、3
2b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、これらのピストン34a、34bはこれ
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によってシリンダ34a、34bの内方に向かっ
て押推されている。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
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、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
経てピストン34a、34bの各内端面に作用させ、各ピスト
ン34a、34bを戻しばね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を閉塞させ
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から発生する低圧の制御ガスを各ピストン34a、3
4bの内端面に作用させる。すると、各ピストン3a、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19a、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32
a、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に吐出圧力及び及び吸入圧
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、ハウジング内に内蔵さ
れた固定スクロールと旋回スクロールとを互いに角度を
ずらせて噛み合わせることにより圧縮室を形成し、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ることによ
って上記ハウジング内に形成された吸入室から上記圧縮
室内に吸入されたガスを圧縮し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の端板に圧縮途中の上記
圧縮室に連通するバイパスポートを穿設し、上記ハウジ
ング及び固定スクロールとは別体で構成され、上記吸入
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吐出圧力及び吸入圧力を感知して上
記ピストンバルブを作動させる制御圧力を発生するコン
トロールバルブとを内蔵する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配置し、同容量制御
ブロックの接触表面に複数の独立した凹部を設け、同凹
部の１つで上記バイパスポートを上記バイパス通路に連
通させるガス通路を、他の１つで上記コントロールで発
生した制御圧力を上記ピストンバルブの一端に導くガス
通路を形成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
配置することによってこれらの間にバイパスポートを容
量制御ブロックのバイパス通路に連通させるガス通路及
びコントロールバルブで発生した制御圧力を上記ピスト
ンバルブの一端に導くガス通路が形成される。

（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が配置され、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５ ０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
はばね受82との間に介装されたコイルスプリング83によ
ってシリンダ54の内方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が嵌挿され、
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89
a、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、凹溝93、穴94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、圧縮機のアンド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33
a、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、凹溝93、穴94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が制御圧力室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、制御圧力APの上昇に伴って連通孔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
機の能力は０％から100％まで変化する。

なお、上記実施例においては、第２の凹所87に一対のバ
イパスポート33a、33b及び連通孔89a、89bが開口してい
るが、第11図に示すように、第２の凹所87をシール材85
に付加された区画片85aによって凹所87−１と凹所87−
２とに仕切り、バイパスポート33aを凹所87−１を介し
て連通孔89aに連通させ、かつ、バイパスポート33bを凹
所87−２を介して連通孔89bに連通させることもでき
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、容量制御ブロック及び固定スクロー
ルは個別に製造しうるとともにこの容量制御ブロックは
固定スクロールの外面に密接させて配置されるのでは固
定スクロール及び容量制御ブロックの加工及び組立作業
が容易となり、コストを大巾に低減できる。

そして、容量制御ブロックに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、
吐出圧力及び吸入圧力を感知して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、かつ、この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して配置することによってこれら
の間にバイパスポートをバイパス通路に連通させるガス
通路及び制御圧力をピストンバルブの一端に導くガス通
路を形成できるので、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
の一端に導くことができる。

【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IX−IX線
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。第11図は本発明の他の実施例を示す第
７図に対応する矢視図である。 ハウジング……１、固定スクロール……10、旋回スクロ
ール……14、圧縮室……19a、19b、吸入室……28、吐出
キャビティ……31、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、8
9b、92、ピストンバルブ……56、コントロールバルブ…
…58、ガス通路……86、87

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に内蔵された固定スクロール
   と旋回スクロールとを互いに角度をずらせて噛み合わせ
   ることにより圧縮室を形成し、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ることによって上記ハウジング
   内に形成された吸入室から上記圧縮室内に吸入されたガ
   スを圧縮し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
   スクロールの端板に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し、上記ハウジング及び固定スクロ
   ールとは別体で構成され、上記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
   吐出圧力及び吸入圧力を感知して上記ピストンバルブを
   作動させる制御圧力を発生するコントロールバルブとを
   内蔵する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配置し、同容量制御ブロックの接触
   表面に複数の独立した凹部を設け、同凹部の１つで上記
   バイパスポートを上記バイパス通路に連通させるガス通
   路を、他の１つで上記コントロールバルブで発生した制
   御圧力を上記ピストンバルブの一端に導くガス通路を形
   成したことを特徴とするスクロール型圧縮機。