JPH0914164A - 可変容量型スクロール圧縮機 - Google Patents

可変容量型スクロール圧縮機

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JPH0914164A
JPH0914164A JP7183515A JP18351595A JPH0914164A JP H0914164 A JPH0914164 A JP H0914164A JP 7183515 A JP7183515 A JP 7183515A JP 18351595 A JP18351595 A JP 18351595A JP H0914164 A JPH0914164 A JP H0914164A
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scroll
bypass hole
suction chamber
compressor
variable displacement
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10—Control 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
    • F04C28/16—Control 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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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な機構で、圧縮機の回転数に即応した容
量制御が可能な低コストの可変容量型スクロール圧縮機
を提供する。 【構成】 固定スクロール１３と、固定スクロール１３
に対して旋回運動され、固定スクロール１３との間に、
吸入室２１側から取り込んだ流体を圧縮する流体ポケッ
ト３１とを形成する可動スクロール１０を有する可変容
量型スクロール圧縮機において、可動スクロール１０
に、吸入室２１側と流体ポケット３１とを連通可能なバ
イパス孔２０を設けるとともに、バイパス孔２０内に、
流体ポケット３１と吸入室２１側との差圧によりバイパ
ス孔２０閉方向に作動し、前記旋回運動による遠心力に
よりバイパス孔２０開方向に作動する弁体２２を設けた
可変容量型スクロール圧縮機。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば車両用空調装
置等に用いられる可変容量型スクロール圧縮機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、一対のスクロール部材、たと
えば固定スクロールと可動スクロールとを有するスクロ
ール圧縮機はよく知られている。この種の圧縮機におい
ては、図４に示すように可動スクロール５１の底板５２
上に設けられたうず巻体５３と固定スクロール５４の底
板５５上に設けられたうず巻体５６とを互いに角度をず
らせてかみ合せ、可動スクロール５１の自転を阻止しつ
つ、固定スクロール５４に対して可動スクロール５１を
旋回運動させる。そして、吸入ポート５７から吸入室５
８内に吸入した流体（たとえば、冷媒）を両うず巻体５
３、５６のうす巻外端から取り込み、両うず巻体５３、
５６により形成される流体ポケットを中心側に移動させ
ながらその容積を減少させ、固定スクロール５４の底板
５５の略中央に設けられた吐出孔５９から圧縮流体を吐
出室８０へ吐出させるようになっている。
【０００３】また、固定スクロール５４の底板５５には
バイパス孔６０が穿設されており、圧縮行程途中の流体
の一部はバイパス孔６０から中間圧力室６１内に導入さ
れるようになっている。また、中間圧力室６１とシリン
ダ室６２とは開口７３を介して連通されている。シリン
ダ室６２は吸入室５８に連通されており、シリンダ室６
２内にはピストン式制御弁６３が摺動自在に挿入されて
いる。ピストン式制御弁６３の内部は、流体通過孔６４
を介して吸入室５８と連通されている。
【０００４】また、ピストン式制御弁６３は、図５に示
すように、ばね６５により反吸入室方向へ付勢されてお
り、該ピストン式制御弁６３の内部にはベローズ６６が
設けられている。ベローズ６６の反吸入室側の端部には
突起６７が設けられており、該突起６７の先端はピスト
ン式制御弁６３の反吐出室側の空隙６８内に挿通されて
いる。空隙６８内にはパイロットボール弁６９が設けら
れており、パイロットボール弁６９はばね７０によりベ
ローズ６６方向に付勢されている。また、空隙６８とシ
リンダ室６２とは連通されており、シリンダ室６２内に
はオリフィス７１を介して吐出室８０内の圧縮流体が導
かれるようになっている。
【０００５】そして、上記圧縮機においては、圧縮機回
転数に対して負荷が大きく、吸入室５８内の圧力が設定
圧力よりも大きくなったときはベローズ６６が収縮さ
れ、パイロットボール弁６９はばね７０によりベローズ
６６側に押しつけられるので、制御弁６３の内部と反ベ
ローズ側の制御弁上部７２とが遮断されて該制御弁上部
７２の圧力が上昇する。
【０００６】制御弁上部７２の圧力が上昇するとピスト
ン式制御弁６３はばね６５の付勢力に抗して図４、図５
の左方向へ移動される。このため、中間圧力室６１とシ
リンダ６３内とを連通する開口７３の開口面積が次第に
減少し、中間圧力室６１を介して吸入室５８へ流入する
流体量は減少する。
【０００７】一方、コンプレッサ回転数に対して負荷が
小さく、吸入室５８内の圧力が設定圧力よりも小さくな
ったときは、ベローズ６６が伸張し突起６７により、パ
イロットボール弁６９は、ばね７０の付勢力に抗して移
動されるので、制御弁６３の内部と制御弁上部７２とが
連通され、該制御弁上部７２の圧力が低下する。
【０００８】制御弁上部７２の圧力が低下するとピスト
ン式制御弁６３は、ばね６５の付勢力により図４、図５
の右方向へ移動される。このため、開口７３が拡げら
れ、中間圧力室６１を介して吸入室５８へ流入する流体
量が増加する。
【０００９】つまり、上記のようなスクロール圧縮機に
おいては、吸入室５８内の圧力と設定圧力（ベローズ６
６を伸縮させる圧力）とを対比し、中間圧力室６１から
吸入室５８内に流入させる流体量を調節することにより
容量制御が行われるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記可
変容量機構は、部品点数が多く、また構造も複雑である
ため、コストアップの要因になるおそれがある。また、
可変容量機構の作動は、吸入室５８内の吸入圧によりベ
ローズ６６を伸縮させることにより行われているので、
圧縮機回転数に即応した容量制御が困難になるおそれが
ある。
【００１１】本発明は、上記のような問題点に着目し、
簡単な機構で、しかも圧縮機回転数に即応した効果的な
容量制御ができる低コストの可変容量型スクロール圧縮
機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
可変容量型スクロール圧縮機は、固定スクロールと、該
固定スクロールに対して旋回運動され、固定スクロール
との間に、吸入室側から取り込んだ流体を圧縮する流体
ポケットを形成する可動スクロールとを有する可変容量
型スクロール型圧縮機において、前記可動スクロール
に、吸入室側と前記流体ポケットとを連通可能なバイパ
ス孔を設けるとともに、該バイパス孔内に、前記流体ポ
ケットと前記吸入室側との差圧によりバイパス孔閉方向
に作動し、前記旋回運動による遠心力によりバイパス孔
開方向に作動する弁体を設けたことを特徴とするものか
らなる。
【００１３】上記バイパス孔は、上記連通方向中央部を
両端部側に比べテーパ状に徐々に大径になる形状に形成
し、上記弁体は、バイパス孔内に封入された球体から形
成することが可能である。
【００１４】また、上記バイパス孔は、可動スクロール
の径方向中央部に１箇所設けてもよく、複数設けてもよ
い。
【００１５】
【作用】上記のような可変容量型スクロール圧縮機にお
いては、低速回転時には、流体ポケットと吸入室側の差
圧により弁体をバイパス孔閉方向に作動させる力が、旋
回運動に伴う遠心力により弁体をバイパス孔開方向に作
動させる力よりも大きくなっているので、バイパス孔は
弁体により閉塞される。一方、高速回転時には、弁体に
作用する遠心力が大きくなるので、上記弁体をバイパス
孔閉方向に作動させる力に対して、上記弁体をバイパス
孔開方向に作動させる力が大きくなり、バイパス孔は開
放される。したがって、圧縮機の回転数に即応した容量
制御が達成できる。
【００１６】また、上記バイパス孔は、吸入室側と流体
ポケットとの連通方向中央部をその両端部に比べてテー
パ状に徐々に大径になる形状に形成し、弁体を球体とし
て、該弁体をバイパス孔内に封入するといったごく簡単
な構造で容量可変機構を構成することができる。したが
って、従来に比べて部品点数を低減でき、大幅なコスト
ダウンが可能になる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の可変容量型スクロール圧縮
機の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。図１
ないし図３は、本発明の一実施例に係る可変容量型スク
ロール圧縮機を示している。図において、１はコンプレ
ッサを示している。コンプレッサ１は、フロントハウジ
ング２とケーシング３とクラッチ機構２７とから構成さ
れている。
【００１８】フロントハウジング２には、ベアリング４
を介して駆動軸５が回転自在に内挿されている。駆動軸
５の一方の先端にはクランク機構６が設けられており、
クランク機構６のクランクピン６ａは、駆動軸５の回転
中心（軸心）から偏心した位置に設けられた偏心ブッシ
ュ７に挿入されている。
【００１９】偏心ブッシュ７は、可動スクロール１０の
環状の突起の８内に固着（圧入）されたドライブベアリ
ング９に内輪の回転自在に挿入されている。
【００２０】可動スクロール１０は、底板１１と、該底
板１１上に設けられたうず巻体１２とを有している。う
ず巻体１２には、固定スクロール１３のうず巻体１５が
角度をずらせてかみ合されている。また、うず巻体１５
は底板１４上に設けられている。
【００２１】固定スクロール１３の底板１４には、吐出
孔１６が穿設されている。吐出孔１６には、吐出弁１７
が設けられており、該吐出弁１７の吐出室１８側へのリ
フト量はリテーナ１９に当接し規制されるようになって
いる。吐出室１８は吐出ポート２９へと連通されてい
る。
【００２２】可動スクロール１０の底板１１の径方向中
央部には、バイパス孔２０が設けられている。バイパス
孔２０は、両うず巻体１２、１５により形成される流体
ポケット３１と、該両うず巻体１２、１５の外周に設け
られた吸入室２１とを連通するようになっている。ま
た、バイパス孔２０の、流体ポケット３１と吸入室２１
との連通方向の中央部２０ａは、両端部側に比べてテー
パ状に大径になる形状に形成されている。
【００２３】また、バイパス孔２０内には、球体からな
る弁体２２が封入されている。本実施例においては、底
板１１に凹部２３を形成し、該凹部２３に流体ポケット
３１方向に径が絞られる先細り孔２４を穿設し、孔２４
と対応し該孔２４とは反対方向に径が絞られる孔２５を
有する板状部材２６が凹部２３内圧入されかしめられて
固着されている。そして、孔２４、２５によりバイパス
孔２０が構成され内部に弁体２２が封入されるようにな
っている。
【００２４】本実施例に係る可変容量型スクロール圧縮
機においては、たとえば自動車用エンジンまたは駆動モ
ータ等の駆動源（図示略）からの駆動力がクラッチ機構
２７を介して駆動軸５に伝達される。さらに、該駆動力
がクランク機構６を介して偏心ブッシュ７に伝達され、
偏心ブッシュ７が回転する。このため、ボールベアリン
グ３０により自転が阻止された可動スクロール１０に旋
回運動が付与される。
【００２５】そして、吸入ポート２８から吸入室２１内
に吸入された流体（たとえば、冷媒）が、両うず巻体１
２、１５の先端から取り込まれ、中央方向に移動するの
に伴って次第にその容積を減少する流体ポケット３１内
で圧縮され、吐出孔１６から吐出室１８内へと吐出さ
れ、さらに吐出ポート２９から外部へと送られるように
なっている。
【００２６】また、本実施例に係る可変容量型スクロー
ル圧縮機においては、負荷が大きく圧縮機回転数が低速
の場合には、可動スクロール１０の旋回運動に伴い弁体
２２に作用する遠心力は比較的小さくなる。一方吸入室
２１と流体ポケット３１との差圧により弁体２２をバイ
パス孔２０閉方向へ作動させる力、つまり弁体２２をバ
イパス孔２０の端部へ押し付ける力は大きくなるので、
バイパス孔２０は閉塞される。バイパス孔２０が閉塞さ
れた状態においては、流体ポケット３１内での流体の圧
縮効率が上昇し、吐出容量が増大して最大容量の運転が
行われる（図２）。
【００２７】また、次第に負荷が小さくなり圧縮機回転
数が高速になると、これに伴い可動スクロール１０の旋
回運動により弁体２２に作用する遠心力が大きくなる。
このため、吸入室２１と流体ポケット３１との差圧によ
りバイパス孔２０の閉方向（つまり、バイパス孔２０の
端部）に移動されていた弁体２２は、上記遠心力によ
り、テーパ内面に沿って中央部２０ａに向けて移動す
る。したがって、バイパス孔２０は開放された状態とな
り流体ポケット３１内での圧縮効率が低下し、吐出容量
が減少して容量制御状態での運転が行われる（図３）。
なお、設計の段階において、バイパス孔２０のテーパ角
度を適切に設定することにより、圧縮機回転数と負荷に
よる容量制御開始点を任意に設定することができる。
【００２８】つまり、本実施例に係る可変容量型スクロ
ール圧縮機においては、圧縮機回転数に即応してバイパ
ス孔２０が開放、閉塞され、効率的な容量制御が可能に
なる。
【００２９】また、従来の可変容量機構に比べ、極めて
簡単な構造であるから、部品点数の低減、組付作業性の
向上が可能となり、大幅なコストダウンが達成できる。
【００３０】なお、本実施例においては、バイパス孔２
０を可動スクロール１０の底板１１の径方向中央部に１
箇所設けたものを示しているが、これに限定されるもの
ではなく複数設けてもよい。複数設ける場合のスクロー
ル径方向の位置は、特に限定しない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変容量
型スクロール圧縮機においては、従来に比べて極めて簡
単な構造でありながら、圧縮機回転数に即応した効率的
な容量制御が可能な、高性能で低コストの可変容量型ス
クロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る可変容量型スクロール
圧縮機の断面図である。
【図２】図１の圧縮機の最大容量運転時のバイパス孔内
の弁体位置を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１の圧縮機の容量制御運転時のバイパス孔内
の弁体の位置を示す部分拡大断面図である。
【図４】従来の可変容量型スクロール圧縮機の部分断面
図である。
【図５】従来の可変容量型スクロール圧縮機の可変容量
機構の拡大断面図である。
【符号の説明】
１ コンプレッサ ２ フロントハウジング ３ ケーシング ４ ベアリング ５ 駆動軸 ６ クランク機構 ６ａ クランクピン ７ 偏心ブッシュ ８ 突起 ９ ドライブベアリング １０ 可動スクロール １１ 底板 １２ うず巻体 １３ 固定スクロール １４ 底板 １５ うず巻体 １６ 吐出孔 １７ 吐出弁 １８ 吐出室 １９ リテーナ ２０ バイパス孔 ２０ａ 中央部 ２１ 吸入室 ２２ 弁体 ２３ 凹部 ２４ 孔 ２５ 孔 ２６ 板状部材 ２７ クラッチ機構 ２８ 吸入ポート ２９ 吐出ポート ３０ ボールベアリング ３１ 流体ポケット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定スクロールと、該固定スクロールに
    対して旋回運動され、固定スクロールとの間に、吸入室
    側から取り込んだ流体を圧縮する流体ポケットを形成す
    る可動スクロールとを有する可変容量型スクロール圧縮
    機において、前記可動スクロールに、吸入室側と前記流
    体ポケットとを連通可能なバイパス孔を設けるととも
    に、該バイパス孔内に、前記流体ポケットと前記吸入室
    側との差圧によりバイパス孔閉方向に作動し、前記旋回
    運動による遠心力によりバイパス孔開方向に作動する弁
    体を設けたことを特徴とする可変容量型スクロール圧縮
    機。
  2. 【請求項２】 前記バイパス孔が、前記連通方向中央部
    が両端部側に比べテーパ状に徐々に大径になる形状に形
    成されており、前記弁体が、該バイパス孔内に封入され
    た球体からなる、請求項１の可変容量型スクロール圧縮
    機。
  3. 【請求項３】 前記バイパス孔が、可動スクロールの径
    方向中央部に１箇所設けられている、請求項１または２
    の可変容量型スクロール圧縮機。
  4. 【請求項４】 前記バイパス孔が複数設けられている、
    請求項１または２の可変容量型スクロール圧縮機。
JP18351595A 1995-06-26 1995-06-26 可変容量型スクロール圧縮機 Expired - Lifetime JP3549631B2 (ja)

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