WO2005064165A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2005064165A1
WO2005064165A1 PCT/JP2004/018834 JP2004018834W WO2005064165A1 WO 2005064165 A1 WO2005064165 A1 WO 2005064165A1 JP 2004018834 W JP2004018834 W JP 2004018834W WO 2005064165 A1 WO2005064165 A1 WO 2005064165A1
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WO
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scroll
compression
scroll compressor
fixed
adjusting means
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/018834
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masanori Masuda
Hirofumi Higashi
Katsumi Sakitani
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries, Ltd. filed Critical Daikin Industries, Ltd.
Publication of WO2005064165A1 publication Critical patent/WO2005064165A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • 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
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F04C28/265—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels being obtained by displacing a lateral sealing face
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, to a scroll compressor in which at least one of a first scroll and a second scroll that engage with each other can be adjusted in position in an axial direction or a radial direction. is there.
  • scroll compressors generally include a first scroll in which a spiral wrap is provided on a head plate, and a second scroll in which a spiral wrap is provided on a head plate and which meshes with the first scroll.
  • one of the first scroll and the second scroll is a fixed scroll whose position is fixed in a casing, and the other is driven by a drive shaft so as to move around a center of the drive shaft.
  • This is a movable scroll that revolves at a turning radius of.
  • the scroll compressor revolves around the center of the drive shaft to change the volume of a compression chamber formed between the fixed scroll and the movable scroll, thereby compressing gas such as refrigerant. .
  • Some of the above-mentioned scroll compressors include a position adjusting means capable of adjusting the position of at least one of a fixed scroll and a movable scroll in an axial direction or a radial direction of a compression mechanism (see Patent Document 1). .
  • the position adjusting means of the scroll compressor includes a compression position in which a compression chamber is formed between the two wraps when the wraps of the scrolls are engaged in a sealed state, and a non-compression position in which the two wraps are in a non-sealed state.
  • the position of the fixed scroll and the movable scroll is relatively changed between the positions.
  • the above-mentioned scroll compressor operates at 100% capacity by always driving both scrolls in the compression position, while driving both scrolls intermittently in the non-compression position to drive the scroll compressor to less than 100%. Operation is possible even with a capacity of
  • the position adjusting means of the scroll compressor of Patent Document 1 includes a chamber for applying a high pressure or a low pressure of a refrigerant which is a fluid to be compressed to a fixed scroll or a movable scroll, and a high pressure connected to the chamber. Only one of the side passage and the low-pressure passage And an electromagnetic valve communicating with the chamber. By switching the solenoid valve, high or low pressure is applied to the fixed scroll or the movable scroll.
  • Patent Document 1 in addition to a method in which the refrigerant pressure applied to the fixed scroll or the movable scroll is switched by an electromagnetic valve, one of the movable scroll and the fixed scroll is directly subjected to electromagnetic force. It is also described that a method of driving the actuator to change the position in the axial direction and other methods such as a mechanical method are used.
  • Patent Document 1 JP-A-8-334094
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to configure at least one of the first scroll and the second scroll so that the position can be adjusted in the axial direction or the radial direction. Another object of the present invention is to prevent the structure for performing the position adjustment from becoming complicated in the scroll compressor.
  • a deformable member (40) whose shape is changed by an external input, such as a polymer actuator, is used as the position adjusting means (40).
  • the first invention is a first scroll (21) in which a spiral wrap (24) is provided on a head plate (23), and a spiral wrap (26) on a head plate (25).
  • a compression mechanism (20) having a second scroll (22) meshing with the first scroll (21), and at least one of the first scroll (21) and the second scroll (22) is provided.
  • the scroll compressor is characterized in that the position adjusting means (40) includes a deformable member (40) whose shape is changed by an external input.
  • a second invention is the scroll compressor according to the first invention, wherein the position adjusting means (40) and the two wraps (24, 26) are engaged in a sealed state to form the two wraps (24, 26).
  • the first scroll (21) and the second scroll (22) between a compression position where a compression chamber (27) is formed between the two wraps (24 and 26) and a non-compression position where the two wraps (24 and 26) are in an unsealed state. ) Is configured to relatively change the position.
  • both scrolls (21, 22) by operating both scrolls (21, 22) at the compression position at all times, a 100% capacity operation can be performed, and both scrolls (21, 22) can be operated. By intermittently driving the motor in the non-compression position, operation can be performed with a capacity of less than 100%.
  • the control for setting the scrolls (21, 22) to the compression position and the control for setting the scroll to the non-compression position are performed by external input to the deformable member (40) used in the position adjusting means (40). It can be easily done by adjusting.
  • the laps (24, 26) are worn not only by adjusting the operation capacity but also cause a refrigerant leak between the scrolls (21, 22) during compression.
  • the gap can be reduced by changing the position of one of the two scrolls (21, 22) in the axial or radial direction.
  • the wraps (24, 26) of the two scurnoles (21, 22) are provided. By setting the non-seal position to the non-compression position, liquid compression can be avoided.
  • a third invention is the scroll compressor according to the second invention, wherein the compression mechanism (20) is fixed in the casing (12), and the first scroll (21) is connected to the casing (12).
  • the second scroll (22) is a movable scroll (22) movable with respect to the casing (12), and the casing (12) includes the movable scroll (21).
  • the support member (17) supporting the (22) is fixed, and the position adjusting means (40) is provided on the support member (17) so as to adjust the axial position of the movable scroll (22). It is characterized by having.
  • an external input to the deformable member (40) as the position adjusting means (40) is controlled.
  • the axial position of the orbiting scroll (22) can be adjusted, and the positions of the scroll wheels (21, 22) can be adjusted between the compressed position and the non-compressed position.
  • the two scrolls (21, 22) are always driven at the compression position to operate at a capacity of 100%, while intermittently driven at the non-compression position to operate at a capacity of less than 100%.
  • Can drive
  • a fourth invention is the scroll compressor according to the third invention, wherein the movable scroll (22) and the fixed scroll (21) are provided between the support member (17) and the movable scroll (22).
  • a sealing member (18) constituting a back pressure space (S3) for press-contacting the two scrolls (21, 22) when the scroll members (21, 22) are in contact with each other; ), Characterized by having a deformable member (40).
  • the axial position of the orbiting scroll (22) can be adjusted by controlling the external input to the deformable member (40) of the seal member (18). Specifically, for example, when the seal member (18) is extended and pressed against the movable scroll (22), a back pressure space (S3) is formed between the support member (17) and the movable scroll (22). On the other hand, when the seal member (18) is contracted, the back pressure space (S3) should not be formed between the support member (17) and the orbiting scroll (22).
  • the movable scroll (22) and the fixed scroll (21) use the pressure of the back pressure space (S3) in addition to the pressure contact force of the seal member (18).
  • the back pressure space (S3) is not formed, no force is generated to press the movable scroll (22) against the fixed scroll (21), and both scrolls (21, 22) are not generated. Can be in an uncompressed position.
  • a fifth invention is the scroll compressor according to the second invention, wherein the compression mechanism (20) is fixed in a casing (12), and a compression mechanism (20) is provided in the casing (12).
  • a drive shaft (11) for driving the motor is provided, the first scroll (21) is a fixed scroll (21) fixed in position relative to the casing (12), and the second scroll (22) is driven by the second scroll (22).
  • a movable scroll (22) capable of turning around a center of the shaft (11) with a predetermined orbital radius, wherein the movable scroll (22) and the drive shaft (11) are capable of adjusting the orbital radius; It is connected via a mechanism (50), and the position adjusting means (40) is provided in the variable crank mechanism (50) so as to adjust the orbital radius of the orbiting scroll (22). .
  • variable crank mechanism (50) adjusts the orbital radius of the orbiting scroll (22) during the revolution of the orbiting scroll (22) in the compression chamber (27). It is adjusted automatically using gas force or centrifugal force, so that there is no gas leakage gap between the wrap (26) of the movable scroll (22) and the wrap (24) of the fixed scroll (21). This is a mechanism for revolving the orbiting scroll (22) while keeping it.
  • the operation of the variable crank mechanism (50) is controlled, and both the skull knobs (21) are controlled. , 22) can be changed between the compressed position and the uncompressed position.
  • the variable crank mechanism (50) operates freely, and when an external input is applied to the deformable member (40), the orbital radius of the variable crank mechanism (50) is reduced. What is necessary is just to make it small. In this case, the variable crank mechanism (50) operates freely unless an external input is given to the deformable member (40).
  • the wrap (26) of the movable scroll (22) and the wrap (24) of the fixed scroll (21) are used.
  • the orbiting scroll (22) revolves in a state where no leakage gap is generated during (), and the compression operation is performed.
  • the operation of the variable crank mechanism (50) is restricted and the orbital radius can be reduced, so that the wrap (26) of the orbiting scroll (22) becomes the wrap of the fixed scroll (21).
  • the movable scroll (22) revolves in a state where the force is released, and the compression operation is not performed. Therefore, the capacity can be controlled by alternately repeating the state in which the compression operation is performed and the state in which the compression operation is not performed.
  • variable crank mechanism (50) has a force S, and an eccentric portion (11a) of a drive shaft (11) that performs a rotating operation and a movable operation that revolves.
  • a slide bush (53) mounted to be slidable in the radial direction of the drive shaft (11) between the scroll bush (22) and the slide bush (53);
  • the deformable member (40) of the position adjusting means (40) is configured to slide in a first state in which the slide bush (53) is allowed to slide. It is characterized in that it is configured to be deformable into a second state that regulates the sliding operation.
  • the slide bush is configured to slide in a direction in which the orbital radius of the orbiting scroll (22) increases when it receives gas pressure or centrifugal force in the compression chamber (27).
  • the deformable member is adjusted.
  • a seventh invention is the scroll compressor according to the fifth invention, wherein the variable crank mechanism (50) is configured to be eccentric from the center of the drive shaft (11) and to rotate integrally with the drive shaft (11).
  • the orbiting scroll (22) is configured to swing in a direction in which the orbital radius of the orbiting scroll expands and contracts, and the deformable member (40) of the position adjusting means (40) allows the swing link (56) to swing. And a second state in which the swing link (56) restricts the swing operation.
  • the swing link (56) receives gas pressure or centrifugal force in the compression chamber (27)
  • the swing link (56) is configured to swing in a direction in which the orbital radius of the orbiting scroll (22) increases. Things.
  • the deformable member (40) is adjusted by adjusting an external input.
  • the swing link (56) When the (40) is in the first state, the swing link (56) can swing, and the movable scroll (22) and the fixed scroll (21) are at the compression position.
  • the deformable member (40) when the deformable member (40) is in the second state, the swinging operation of the swing link (56) is restricted, and the movable scroll (22) and the fixed scroll (21) are at the non-compressed position.
  • the positions of both scrolls (21, 22) can be changed between the compressed position and the non-compressed position.
  • the deformable member (40) is formed of a polymer actuator.
  • the polymer actuator is, for example, a conductive polymer actuator composed of a conductive polymer element, and has a property of being deformed (for example, expanded and contracted) by applying a voltage.
  • a voltage mark is applied to the polymer actuator as the deformable member (40).
  • the position of both scrolls (21, 22) can be adjusted easily and reliably.
  • the first scroll (only by deforming the deformable member (40) by adjusting the external input to the deformable member (40) as the position adjusting means (40) 21) and at least one of the orbiting scrolls (22) can be easily adjusted in the axial or radial direction. Therefore, the configuration can be simplified as compared with the conventional position adjusting means (40) such as a method in which the high pressure side passage and the low pressure side passage connected to one chamber are switched by an electromagnetic valve.
  • the method of switching using an electromagnetic valve has a problem that high-pressure refrigerant instantaneously flows into the low-pressure side passage at the time of switching, and a loud noise is generated.
  • a certain force According to the present invention, no abnormal noise is generated at the time of switching.
  • the two scrolls (21, 21) can be formed only by deforming the deformable member (40) by adjusting the external input to the deformable member (40) as the position adjusting means (40). 22) can be changed between the compressed position and the non-compressed position. Therefore, it is easy to switch between 100% capacity operation and less than 100% capacity operation.
  • the axial position of the orbiting scroll (22) can be easily adjusted only by controlling the external input to the deformable member (40) as the position adjusting means (40). Both scrolls (21, 22) can be adjusted between a compressed position and a non-compressed position. This makes it possible to easily control the capacity of the compressor.
  • the deformable member (40) is attached to the seal member (18) forming the back pressure space (S3) for pressing the movable scroll (22) against the fixed scroll (21).
  • the shape of the deformable member (40) it is easy to form the back pressure space (S3) and not to form it. Can be switched to Therefore, only by controlling the external input to the deformable member (40), the back pressure space (S3) is formed and both scrolls (21, 22) are in the compression position, and the back pressure space (S3) is formed. It is easy to switch between the two scrolls (21, 22) in the non-compressed position without having to do so.
  • variable crank mechanism (50) is provided with the deforming member (40) as the position adjusting means (40) to adjust the orbital radius of the orbiting scroll (22).
  • the orbital radius of the orbiting scroll (22) can be easily adjusted, and both scrolls (21, 22) can be moved between the compressed position and the non-compressed position. The position can be adjusted. This makes it possible to easily control the capacity of the compressor.
  • the operation of the slide bush (53) connecting the movable scroll (22) and the drive shaft (11) is controlled by the deformable member (40).
  • the control of the radial position in ()) can be performed easily and reliably. Therefore, the capacity of the compressor can be easily controlled. Further, the fact that no excessive force is required for the deformable member (40) is the same as in the fourth invention.
  • the operation of the swing link (56) for adjusting the orbital radius of the orbiting scroll (22) is controlled by the deformable member (40), so that the radial direction of the orbiting scroll (22) is controlled.
  • Position control can be performed simply and reliably. Therefore, the capacity of the compressor can be easily controlled. Also, the fact that no excessive force is required for the deformable member (40) is the same as above.
  • the polymer actuator is used as the deformable member (40)
  • the positions of the two sclerones (21, 22) are controlled. Adjustment can be performed simply and reliably. Further, the configuration of the position adjusting means (40) can be simplified.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a scroll compressor according to a first embodiment at a compression position.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the scroll compressor of Embodiment 1 at a non-compression position.
  • FIGS. 3 (A) to 3 (D) are cross-sectional views showing a compression operation of the compression mechanism of the first embodiment.
  • FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B) are enlarged views of the seal ring of Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of the polymer actuator of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the scroll compressor of Embodiment 2 at a compression position.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the scroll compressor of Embodiment 2 at a non-compression position.
  • FIG. 8 (A) is a plan view showing a slide bush of Embodiment 2
  • FIG. 8 (B) is a sectional view.
  • FIG. 9 (A) and FIG. 9 (B) are explanatory views showing the operation of the slide bush.
  • FIGS. 10 (A) and 10 (B) are diagrams showing a swing link mechanism of a scroll compressor according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing a polymer actuator of a scroll compressor according to a fourth embodiment.
  • FIGS. 1 and 2 are longitudinal sectional views of the scroll compressor (10) of the present embodiment
  • FIG. 3 is a transverse sectional view showing the operation of the compressor mechanism (20).
  • the scroll compressor (10) of the present embodiment includes a compression mechanism (20), an electric motor (30), and a drive shaft (11).
  • the scroll compressor (10) is provided in a refrigerant circuit of, for example, an air conditioner and is used to compress refrigerant gas.
  • the electric motor (30) is connected to a compression mechanism (20) via a drive shaft (11).
  • the compression mechanism (20) and the electric motor (30) are housed in a closed state in a cylindrical casing (12).
  • the scroll compressor (10) is a vertical type.
  • a compression mechanism (20) is fixed above the inside of the casing (12), and a lower bearing (13) is fixed below the inside of the casing (12).
  • An electric motor (30) is arranged between the compression mechanism (20) and the lower bearing (13).
  • the casing (12) is provided with a refrigerant suction pipe (14) between the compression mechanism (20) and the electric motor (30).
  • a compressed refrigerant discharge pipe (15) is provided at the head of the casing (12) and above the compression mechanism (20).
  • the inside of the casing (12) is vertically partitioned by a partition plate (16).
  • a low pressure space (S1) force S is provided below the partition plate (16), and a high pressure space (S2) is provided above the partition plate (16). It is partitioned.
  • the refrigerant introduced from the suction pipe (14) into the casing (12) is sucked into the compression mechanism (20) through the low-pressure space (S1), and is compressed by the compression mechanism (20). And discharged from the compression mechanism (20) to the high-pressure space (S2), Further, it flows out of the discharge pipe (15).
  • the compression mechanism (20) has a fixed scroll (21) as a first scroll, a movable scroll (22) as a second scroll, and a frame (17).
  • the frame (17) is fixed to the casing (12) and constitutes a support member for supporting the orbiting scroll (22).
  • the fixed scroll (21) includes a head plate (23) and a spiral wrap (24) formed on the head plate (23).
  • the movable scroll (22) includes a head plate (25) and a spiral wrap (26) formed on the head plate (25).
  • the fixed scroll (21) and the movable scroll (22) are arranged so that their respective wraps (24, 26) mesh with each other. In this way, by combining the wraps (24, 26) of both scrolls (21, 22), the compression chamber (27), which is the working chamber, is wrapped with the wraps (24, 26) and the end plates (23, 25). ).
  • a suction port (not shown) for sucking low-pressure refrigerant into the compression chamber (27) is formed in the outer periphery of the fixed scroll (21).
  • the fixed scroll (21) is provided with a discharge valve (lead valve) (29) for opening and closing the discharge port (28), and a valve holder (29a) for determining the movable range of the discharge valve (28). Have been.
  • the fixed scroll (21) is fixed to the frame (17), and the movable scroll (22) is placed on the frame (17) via an Oldham ring (not shown).
  • An eccentric part (11a) formed at the shaft end of the drive shaft (11) is connected to the back (lower surface) of the orbiting scroll (22).
  • the movable screen (22) revolves on a revolving orbit in which the eccentric amount of the eccentric portion (11a) is defined as the orbital radius with respect to the rotation center of the drive shaft (11). I do.
  • the onore dam ring is configured to prevent the orbiting scroll (22) from rotating.
  • the movable scroll (22) does not rotate when the drive shaft (11) rotates, but only revolves, and the compression chamber formed between the wraps (24, 26) of the two scrolls (21, 22).
  • the volume of (27) changes continuously as shown in FIGS.
  • the movable scroll (22) is connected to the drive shaft (11) so as to be slidable up and down so that its axial position can be adjusted. Then, the relative positional relationship between the orbiting scroll (22) and the fixed scroll (21) and the wraps (24, 26) of the two scrolls (21, 22) By engaging in a sealed state, the compression chamber (27) is in a compression position (see FIG. 1) formed between both wraps (24, 26), and both wraps (24, 26) are in an unsealed state. Thus, it is configured to change between a non-compression position where the compression chamber (27) is not formed (see FIG. 2).
  • a seal member (18) is provided between the frame (17) and the orbiting scroll (22).
  • the seal member (18) is held in a concave portion (17a) formed on the upper surface of the frame (17).
  • a back pressure space (S3) is formed between the frame (17) and the orbiting scroll (22) inside the seal member (18).
  • a back pressure introduction path (25a) is formed in the end plate (25) of the orbiting scroll (22).
  • the back pressure introduction passage (25a) communicates the back pressure space (S3) with the center (high pressure portion) of the compression chamber (27). Therefore, during operation of the compressor (10), the back pressure space (S3) has the same pressure (high pressure) as the center of the compression chamber (27). Therefore, in the back pressure space (S3), the high pressure of the refrigerant acts on the lower surface of the movable scroll (22), and a force is generated to press the movable scroll (22) upward against the fixed scroll (21). I do. As a result, the two scrolls (21, 22) are pressed against each other with the movable scroll (22) and the fixed scroll (21) engaged with each other.
  • the seal member (18) is a polymer actuator (40) as a deformable member whose shape changes according to an external input (voltage).
  • a seal ring (19) arranged at the upper end of the polymer actuator (40).
  • Each of the polymer actuator (40) and the seal ring (19) is formed in an annular shape.
  • the lower part of the polymer actuator (40) is fixed to the frame (17).
  • the polymer actuator (40) is a conductive polymer actuator composed of a conductive polymer element.
  • the polymer actuator (40) has the property of expanding and contracting when a voltage is applied.
  • the polymer actuator (40) is arranged such that a polymer material ( 41 ) such as “polyaniline” and an electrolytic solution (42) are in contact with each other, and the polymer material ( 41 ) ), An electrode (43) is provided, and an electrode (44) is provided outside the electrolytic solution (42).
  • the outside of the electrodes (43, 44) is covered with a protective film by a resin film or the like.
  • Each of the electrodes (43, 44) is connected to a DC power supply (46) via a switching switch (45).
  • the polymer actuator (40) expands and contracts by appropriately changing the polarity of each electrode (43, 44) by operating the switching switch (45). Specifically, when the electrode (43) is set to the “positive electrode” and the electrode (44) is set to the “cathode”, the “anion” in the electrolytic solution (42) is changed to the polymer material (41). ), And the polymer material (41) swells and consequently expands and deforms. Conversely, when the electrode (43) is set to the "cathode” and the electrode (44) is set to the “anode”, the "anions” incorporated in the high molecular material (41) are converted to the electrolyte (42). The polymer material (41) is contracted. By changing the polarity of voltage application in this way, the polymer actuator (40) expands or contracts.
  • the polymer actuator (40) has a property of maintaining the stretched or contracted state before the stop of the voltage application even if the voltage application is stopped after the voltage application is extended or contracted by the voltage application. For this reason, the polymer actuator (40) only needs to apply a voltage when it is expanded or contracted.
  • the above properties are significantly different from, for example, a shape memory alloy that requires heating to maintain its restored shape after shape restoration, such as a shape memory alloy.
  • the power supply means connected to the polymer actuator (40) includes an external power supply (not shown), wiring and the like carried in the frame (17) and the like. Then, power is supplied to the polymer actuator (40) from the power supply via wiring or the like.
  • the polymer actuator (40) expands and contracts in the height direction of the wrap (24, 26), and displaces the movable scroll (22) in the axial direction. That is, in the state shown in FIGS. 1 and 4 (A) in which the polymer actuator (40) is extended, the seal ring (19) comes into contact with the lower surface of the end plate (25) of the movable scroll (22) and the movable scroll ( Push up 22). In this state, the high-pressure refrigerant in the compression chamber (27) flows into the back pressure space (S3), and the movable scroller (22) is brought into a state of the first position where the movable scroller (22) is pressed against the fixed scroll (21). At this time, there is substantially no gap in which the refrigerant leaks between the wraps (24, 26) of the scrolls (21, 22), and the refrigerant is compressed in the compression chamber (27).
  • the polymer actuator (40) by using the polymer actuator (40) to push up the movable scroll (22), the positional relationship between the two scrolls (21, 22) is set to the compression position. It is configured such that the movable scroll can be lowered to the non-compression position by lowering the movable scroll.
  • the polymer actuator (40) constitutes a position adjusting means for adjusting the axial position of the movable scroller (22).
  • the polymer actuator (40) is extended, the movable scroll (22) is brought into pressure contact with the fixed scroll (21), and the electric motor (30) is driven. .
  • the fixed scroll (21) there is substantially no gap between the fixed scroll (21) and the wrap (24, 26) of the movable scroll (22) where the refrigerant leaks, and the movable scroll (22) is fixed without rotating.
  • the refrigerant flowing from the suction pipe (14) is sucked into the compression chamber (27) of the compression mechanism (20) as its volume increases.
  • the sucked refrigerant is compressed when the volume of the compression chamber (27) decreases toward the center as the orbit of the orbiting scroll (22) advances (see Fig. 3).
  • the refrigerant When the refrigerant is compressed due to a change in volume of the compression chamber (27), it becomes high pressure and has a discharge port (28) formed substantially in the center of the fixed scroll (21). It is discharged into the high-pressure space (S2) inside.
  • the discharged refrigerant is sent out from the discharge pipe (15) to the refrigerant circuit, and after being subjected to each step of condensation, expansion and evaporation in the refrigerant circuit, is sucked again from the suction pipe (14) and compressed.
  • the central portion of the compression chamber (27) communicates with the back pressure space (S3) via the back pressure introducing passage (25a). Therefore, during operation, the back pressure space (S3) inside the seal member (18) is at a high pressure, and the high pressure acts on the end plate (25) of the movable scroll (22) from below. As a result, during operation with 100% capacity, the movable scroll (22) is kept pressed against the fixed scroll (21).
  • the polymer The eta (40) is controlled to intermittently contract.
  • the high-pressure refrigerant in the back pressure space (S3) flows from the gap between the seal ring (19) and the end plate into the surrounding low pressure side space, and the back pressure space (S3) The pressure in S3) decreases.
  • the peripheral portion (low pressure portion) and the central portion (high pressure portion) in the compression chamber (27) communicate with each other, and the central portion communicates with the back pressure space (S3).
  • the capacity can be controlled to 80% by repeating the expansion and contraction of the polymer actuator (40) at a ratio of, for example, 8: 2. Further, by appropriately changing the above ratio, the operating capacity can be appropriately changed.
  • the wraps (24, 26) of both scrolls (21, 22) are unsealed.
  • liquid compression can also be avoided.
  • the generation of violence, shock noise and vibration due to liquid compression can be suppressed, and damage to the compressor (10) can be prevented.
  • the polymer actuator (40) is used for the seal member (18), the operating capacity of the compressor (10) can be adjusted with simple control. Further, since a complicated mechanism is not used for adjusting the position of the orbiting scroll (22), it is possible to prevent the configuration of the compressor (10) from becoming complicated.
  • the abnormal noise at the time of switching which occurs in the conventional method using the solenoid valve does not occur.
  • the pressure of the back pressure space (S3) can be used in addition to the pressure contact force by the polymer actuator (40) as the force to keep both skullonoles (21, 22) in the compression position. There is no danger of insufficient pressing force.
  • the high-pressure portion at the center of the compression chamber (27) and the back pressure space (S3) are formed so as to communicate with each other through the back pressure introduction passage (25a).
  • (25a) may be formed so as to communicate the intermediate pressure part between the center part and the peripheral part of the compression chamber (27) with the back pressure space (S3).
  • the suction pipe (14) penetrates through the casing and has a low pressure.
  • a structure may be adopted in which the partition plate (16) is not provided while communicating with the compression mechanism (20), and the space around the compression mechanism (20) has a high pressure.
  • the polymer actuator (40) is contracted, high-pressure gas remains in the bearing portion, so that the movable scroll (22) is securely lowered and attached to a panel or the like in order to move the movable scroll (22) to the second position. It is advisable to provide force means.
  • the present invention can be applied to a scroll compressor having a so-called high-pressure dome structure in which the pressure inside the casing (12) becomes high.
  • the movable scroll (22) is displaced by utilizing the pressure of the back pressure space (S3), and the positions of the scrolls (21, 22) are changed between the compressed position and the non-compressed position.
  • the position of the movable scroll (22) or fixed scroll (21) can be changed only by the expansion and contraction force of the deformable member (40) without using the pressure in the back pressure space (S3). ,.
  • Embodiment 2 of the present invention relates to a scroll compressor (10) having a variable crank mechanism (50) between a drive shaft (11) and a movable scroll (22), wherein the variable crank mechanism (50) has a deformable member.
  • a (polymer actuator (40)) is provided.
  • the variable crank mechanism (50) automatically adjusts the orbital radius of the orbiting scroll (22) by the gas force and centrifugal force in the compression chamber (27) during the orbital revolution, and wraps the fixed scroll (21) (24).
  • This is a mechanism for revolving the orbiting scroll (22) in a state where there is no gas leak gap between the orbiting scroll (22) and the wrap (26) of the orbiting scroll (22).
  • the scroll compressor (10) includes a slide bush (51) as a variable crank mechanism (50).
  • the slide bush (51) includes an eccentric part (11a) of a drive shaft (11) that rotates and a movable scroll (22) that revolves.
  • a sleeve (52) slidable in the radial direction of the drive shaft (11) and rotatably mounted on the orbiting scroll (22), and a balance wire (53) located on the side of the sleeve (52). ).
  • This slide bush (51) is balanced with the sleeve (52). Eight (53) is formed physically.
  • the eccentric portion (11a) of the drive shaft (11) has a flat surface (first cam surface
  • the inner peripheral surface of the slide bush (51) is formed as a laterally elongated deformed hole in which the slide bush (51) can slide with respect to the eccentric portion (11a), and the first cam of the eccentric portion (11a) is formed. It has a plane (second cam surface (P2)) that is in contact with the surface (P1). These cam surfaces (Pl, P2) are used when the slide bush (51) receives radial gas generated by compression of gas in the compression chamber (27) through the movable scroll (22).
  • the slide bush (51) is inclined with respect to the direction in which the gas force acts so that it slides along these cam surfaces (Pl, P2).
  • the direction in which the slide bush (51) slides is determined as the direction (eccentric direction) connecting the center of the drive shaft (11) and the center of the eccentric portion (11a).
  • the deformable member (40) is provided between the eccentric portion (11a) of the drive shaft (11) and the sleeve (52) of the slide bush (51).
  • the deformable member (40) is composed of a polymer actuator (40) that expands and contracts in the eccentric direction.
  • the polymer actuator (40) contracts and enters the first state 9 (A)
  • the slide bush (51) becomes slidable in the eccentric direction
  • the compression mechanism (20) is moved to the position shown in FIG. It becomes the state of 6.
  • the polymer actuator (40) expands to the second state shown in FIG. 9B, the slide bush (51) does not perform the sliding operation, and the compression mechanism (20) becomes the state shown in FIG.
  • the electrode supply means of the polymer actuator (40) of the orbiting scroll (22) is not shown, but employs, for example, a non-contact power supply system having a primary coil and a secondary coil. Or a sliding electrode can be applied. By applying this electrode supply means, the force S for preventing disconnection and disconnection can be obtained.
  • This scroll compressor (10) is the same as Embodiment 1, except that the polymer actuator (40) is provided in the variable crank mechanism (50) and the back pressure introduction path is not provided. It is composed of Therefore, the description of other specific configurations is omitted here.
  • the polymer actuator (40) is contracted to move the movable actuator.
  • the electric motor (30) is driven such that the crawl (22) is pressed against the fixed scroll (21) in a sealed state.
  • the orbiting scroll (22) is fixed without rotating.
  • the refrigerant flowing from the suction pipe (14) is sucked into the compression chamber (27) of the compression mechanism (20).
  • the orbiting scroll (22) revolves, the sucked refrigerant is compressed by reducing the volume of the compression chamber (27) toward the center (see FIG. 3).
  • the refrigerant is compressed as the volume of the compression chamber (27) changes, becomes high pressure, and is discharged into the casing (12) at the force of the discharge port (28) substantially at the center of the fixed scroll (21). You.
  • the discharged refrigerant is sent out from the discharge pipe (15) to the refrigerant circuit, and after performing each step of condensing, expanding, and evaporating in the refrigerant circuit, is suctioned again from the suction pipe (14) and compressed.
  • control is performed to intermittently extend the polymer actuator (40) while the electric motor (30) is being driven.
  • the polymer actuator (40) is extended, a gap is created between the wraps (24, 26) of the scrolls (21, 22), and the high pressure side and the low pressure side communicate with each other, so that the refrigerant is not compressed.
  • the capacity can be controlled to 80%. Also, by appropriately changing the above ratio, the operating capacity can be appropriately changed.
  • the polymer actuator (40) is used for the seal member (18), the operating capacity of the compressor (10) can be adjusted with simple control. . Further, since a complicated mechanism is not used for adjusting the position of the movable scroll (22), it is possible to prevent the configuration of the compressor (10) from becoming complicated.
  • Embodiment 3 of the present invention is an example in which a deformable member (40) is provided in a device using a swing link mechanism as a variable crank mechanism (50) between a drive shaft (11) and a movable scroll (22).
  • the swing link mechanism is a drive that rotates (revolves) integrally with the drive shaft (11) at a position eccentric from the center of the drive shaft (11). It has a pin (55) (center axis of oscillation).
  • the drive pin (55) is connected to the center of the movable scroll (22) by a swing link (56), and is configured to swing around the movable scroll (22) force S drive pin (55). .
  • the center of the movable scroll (22) is located closer to the center of the drive shaft (11) than the center of the drive pin (55) in the direction in which the gas force acts.
  • the swing link mechanism may be provided with a balance weight for balancing the gas force.
  • a deformable member (40) serving as a position adjusting means for controlling the swing operation of the swing link (56).
  • the deformable member (40) is composed of a polymer actuator (40), similarly to the above embodiments.
  • the polymer actuator (40) contracts (the first state in FIG. 10A)
  • the swing link (56) can swing in a direction in which the orbital radius of the orbiting scroll (22) tends to increase.
  • the second state in FIG. 10B the swing of the swing link (56) is restricted, and the orbital radius of the movable scroll (22) can be reduced. .
  • the polymer actuator (40) is curved instead of expanding and contracting.
  • the polymer actuator (40) is composed of an ion-conducting actuator.
  • the polymer actuator (40) of the ion-conducting actuator has a property of being deformed in a radial direction by applying a voltage.
  • the polymer actuator (40) is configured by attaching electrodes (43, 44) to both sides of a hydrous polymer electrolyte (48).
  • the electrodes (43, 44) are provided with a protective coating on the outside with a resin film or the like.
  • a DC power supply (46) is connected to the two electrodes (43, 44) via a switching switch (45).
  • the polymer actuator (40) bends and deforms by appropriately changing the polarity of the electrodes (43, 44) by operating the switching switch (45).
  • the present invention may have the following configuration in the first embodiment.
  • a force configured to change the position of the movable scroll (22) in the axial or radial direction by a deformable member (polymer actuator (40)).
  • at least one of the fixed scroll (the first scroll (21)) and the movable scroll (the second scroll (22)) may be changed in the axial direction or the radial direction. That is, if the positional relationship between the two scrolls (21, 22) is relatively changed, either of the positions of the fixed scroll (21) and the movable scroll (22) may be changed.
  • the position adjusting means (40) may be configured so that the orbital radius of the orbiting scroll (22) is increased. Noh. Then, for example, when the wraps (24, 26) are worn and a gap is formed between the scrolls (21, 22) which causes leakage of refrigerant during compression, the scrolls (21, 26) It is possible to close one of the gaps by changing one of the positions 22) to the outside in the radial direction. This makes it possible to prevent the compression performance from suddenly decreasing when the wrap (24, 26) is worn.
  • the deformable member (40) is not limited to an ion conductive actuator or a conductive polymer actuator formed of a conductive polymer element, but may be any member that can be deformed by an external input such as a voltage.
  • the present invention is useful for a scroll compressor in which at least one of the first scroll and the second scroll that engage with each other can be adjusted in position in the axial or radial direction.

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Abstract

　　圧縮機構（20）が有する第１スクロール（21）と第２スクロール（22）の少なくとも一方を、圧縮機構（20）の軸方向または径方向へ位置変化させる変形部材（40）を備えたスクロール圧縮機（10）である。変形部材（40）は、外部入力によって形状が変化する高分子アクチュエータで構成されている。

Description

明 細 書
スクロール圧縮機
技術分野
[0001] 本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に、互いに嚙み合う第 1スクロールと第 2ス クロールの少なくとも一方が軸方向または径方向へ位置調整可能に構成されたスク ロール圧縮機に関するものである。 背景技術
[0002] 従来より、スクロール圧縮機は、一般に、鏡板に渦巻き状のラップが設けられた第 1スクロールと、鏡板に渦巻き状のラップが設けられるとともに第 1スクロールと嚙み合 う第 2スクロールとを有する圧縮機構をケーシング内に備えている。また、一般に、上 記第 1スクロールと第 2スクロールの一方は、ケーシング内で位置が固定された固定 スクロールであり、他方は、駆動軸によって駆動されることで該駆動軸の中心の周りを 所定の旋回半径で公転する可動スクロールである。そして、上記スクロール圧縮機は 、可動スクロールが駆動軸の中心の周りを公転することにより、固定スクロールと可動 スクロールの間に形成された圧縮室の容積が変化して、冷媒などのガスを圧縮する。
[0003] 上記スクロール圧縮機には、固定スクロールと可動スクロールの少なくとも一方を 、圧縮機構の軸方向または径方向へ位置調整することのできる位置調整手段を備え たものがある（特許文献 1参照）。このスクロール圧縮機の位置調整手段は、両スクロ ールのラップがシール状態で嚙み合うことにより両ラップの間に圧縮室が形成される 圧縮位置と、両ラップが非シール状態になる非圧縮位置との間で、固定スクロールと 可動スクロールを相対的に位置変化させる。上記スクロール圧縮機では、両スクロー ルを常に圧縮位置にして駆動することにより、 100%の容量で運転を行う一方、両ス クロールを間欠的に非圧縮位置にして駆動することにより、 100%未満の容量でも運 転を行えるようにしている。
[0004] 上記特許文献 1のスクロール圧縮機の位置調整手段は、圧縮対象流体である冷 媒の高圧圧力または低圧圧力を固定スクロールまたは可動スクロールに作用させる チャンバ一と、このチャンバ一につながった高圧側通路と低圧側通路の一方のみを 該チャンバ一に連通させる電磁弁とを用いている。そして、該電磁弁を切り換えること により、該固定スクロールまたは可動スクロールに高圧または低圧を作用させるように している。
[0005] また、この特許文献 1では、上記位置調整手段として、固定スクロールまたは可動 スクロールに印加する冷媒圧力を電磁弁で切り換える方式のほかに、可動スクロー ルと固定スクロールの一方を直接に電磁力で駆動して軸方向へ位置変化させる方式 や、機械式などのその他の方式を採用することも記載されている。
特許文献 1：特開平 8 - 334094号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかし、上記位置調整手段が電磁弁を用いた方式である場合、上記チャンバ一と 高圧側通路及び低圧側通路の連通状態を電磁弁で切り換えるようにしているために 、通路構成が複雑であり、圧縮機の構成も複雑になる問題があった。
[0007] さらに、可動スクロールと固定スクロールの一方に直接に電磁力を与えて軸方向 へ位置変化させる方式や、機械式などのその他の方式を用いる場合も、スクロール の一方を変位させる機構が複雑になってしまうという問題があった。
[0008] 本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、第 1ス クロールと第 2スクロールの少なくとも一方が軸方向または径方向へ位置調整可能に 構成されたスクロール圧縮機において、上記位置調整を行うための構造が複雑にな つてしまうのを防止することである。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、上記位置調整手段 (40)として、高分子ァクチユエータなど、外部入力 によって形状が変化する変形部材 (40)を用いるようにしたものである。
[0010] 具体的に、第 1の発明は、鏡板（23)に渦巻き状のラップ (24)が設けられた第 1ス クロール (21)と、鏡板（25)に渦巻き状のラップ (26)が設けられるとともに第 1スクロー ル (21)と嚙み合う第 2スクロール (22)とを有する圧縮機構 (20)を備え、上記第 1スク ロール (21)と第 2スクロール (22)の少なくとも一方を上記圧縮機構 (20)の軸方向また は径方向へ位置変化させる位置調整手段 (40)を備えたスクロール圧縮機を前提とし ている。そして、このスクロール圧縮機は、上記位置調整手段 (40)が、外部入力によ つて形状が変化する変形部材 (40)を備えてレ、ることを特徴としてレ、る。
[0011] 第 2の発明は、第 1の発明のスクロール圧縮機において、上記位置調整手段 (40) 、両ラップ（24， 26)がシール状態で嚙み合うことにより両ラップ（24, 26)の間に圧縮 室（27)が形成される圧縮位置と、両ラップ (24， 26)が非シール状態になる非圧縮位 置との間で上記第 1スクロール (21)と第 2スクロール (22)を相対的に位置変化させる ように構成されてレ、ることを特徴としてレ、る。
[0012] これらの第 1 ,第 2の発明では、両スクロール (21， 22)を常に圧縮位置にして駆動 することにより 100%の容量の運転を行うことができ、両スクローノレ（21 , 22)を間欠的 に非圧縮位置にして駆動することにより 100%未満の容量でも運転を行うことができ る。そして、これらの発明において、両スクロール (21， 22)を圧縮位置にする制御や 非圧縮位置にする制御は、位置調整手段 (40)に用いられている変形部材 (40)への 外部入力を調節することにより簡単に行える。
[0013] また、第 1の発明では、運転容量を調整するだけでなぐ例えばラップ (24, 26)が 摩耗して、圧縮中に両スクロール (21 , 22)間に冷媒の漏れの原因となる隙間ができ る状態になったときに、両スクローノレ（21 , 22)の一方を軸方向または径方向へ位置 変化させて、その隙間を詰めることもできる。
[0014] さらに、第 1 ,第 2の発明では、液冷媒ゃ油が圧縮機構 (20)に吸い込まれる運転 条件になった場合には、両スクローノレ（21 , 22)のラップ（24, 26)が非シール状態にな るように非圧縮位置にすることにより、液圧縮を回避することもできる。
[0015] 第 3の発明は、第 2の発明のスクロール圧縮機において、上記圧縮機構（20)がケ 一シング（12)内に固定され、上記第 1スクロール (21)が上記ケーシング（12)に対し て位置固定の固定スクロール（21)であり、上記第 2スクロール（22)が上記ケーシング (12)に対して可動の可動スクロール（22)であり、上記ケーシング（12)には上記可動 スクロール (22)を支持する支持部材（17)が固定され、上記位置調整手段 (40)が、上 記可動スクロール (22)の軸方向位置を調整するように上記支持部材（17)に設けられ ていることを特徴としている。
[0016] この第 3の発明では、位置調整手段 (40)である変形部材 (40)への外部入力を制 御することで、可動スクロール（22)の軸方向位置を調整し、両スクローノレ（21 , 22)を 圧縮位置と非圧縮位置とで位置調整できる。そして、両スクロール (21， 22)を常に圧 縮位置で駆動することにより 100%の容量での運転を行う一方、間欠的に非圧縮位 置にして駆動することにより 100%未満の容量での運転を行える。
[0017] 第 4の発明は、第 3の発明のスクロール圧縮機において、上記支持部材（17)と可 動スクロール（22)との間に、上記可動スクロール（22)と固定スクロール（21)とが嚙み 合った状態で両スクロール (21， 22)を圧接させるための背圧空間（S3)を構成するシ 一ル部材（18)を備え、該シール部材（18)が位置調整手段 (40)の変形部材 (40)を 備えてレ、ることを特徴としてレ、る。
[0018] この第 4の発明では、シール部材（18)が有する変形部材 (40)への外部入力を制 御することで、可動スクロール（22)の軸方向位置を調整できる。具体的には、例えば シール部材（18)を伸長させて可動スクロール (22)に圧接させたときに、支持部材（17 )と可動スクロール (22)との間に背圧空間（S3)を形成する一方、シール部材（18)を 収縮させたときに、支持部材（17)と可動スクロール (22)との間に背圧空間（S3)を形 成しないようにすればよい。こうすると、上記背圧空間（S3)を形成したときは、シール 部材（18)の圧接力に加えて背圧空間（S3)の圧力も利用して可動スクロール (22)と 固定スクロール (21)を圧縮位置にすることができ、上記背圧空間（S3)を形成しないと きは、可動スクロール（22)を固定スクロール（21)に押し付ける力を発生させず、両ス クロール (21, 22)を非圧縮位置にすることができる。
[0019] 第 5の発明は、第 2の発明のスクロール圧縮機において、上記圧縮機構（20)がケ 一シング（12)内に固定され、該ケーシング（12)内には圧縮機構 (20)を駆動する駆 動軸（11)が設けられ、上記第 1スクロール (21)が上記ケーシング（12)に対して位置 固定の固定スクロール（21)であり、上記第 2スクロール（22)が上記駆動軸（11)の中 心の周りを所定の公転半径で旋回可能な可動スクロール（22)であり、上記可動スク ロール (22)と駆動軸（11)とが上記公転半径を調整可能な可変クランク機構（50)を介 して連結され、位置調整手段 (40)が、上記可動スクロール (22)の公転半径を調整す るように可変クランク機構（50)に設けられていることを特徴としている。ここで、可変ク ランク機構（50)は、可動スクロール (22)の公転中にその公転半径を圧縮室（27)内の ガス力や遠心力を利用して自動的に調整し、可動スクロール (22)のラップ (26)と固 定スクロール (21)のラップ (24)との間にガスの漏れ隙間が生じない状態に保って可 動スクロール (22)を公転させるための機構である。
[0020] この第 5の発明では、位置調整手段 (40)である変形部材 (40)への外部入力を調 整すれば、可変クランク機構（50)の動作を制御して、両スクローノレ (21 , 22)を圧縮位 置と非圧縮位置で位置変化させることができる。例えば、変形部材 (40)に外部入力 を与えないときに可変クランク機構（50)が自由に動作し、変形部材 (40)に外部入力 を与えたときに可変クランク機構（50)の公転半径を小さくするようにしておけばよい。 こうすると、変形部材 (40)に外部入力を与えなければ可変クランク機構（50)が自由 に動作するので、そのときには可動スクロール（22)のラップ（26)と固定スクロール（21 )のラップ (24)の間に漏れ隙間が生じない状態で可動スクロール (22)が公転し、圧 縮動作が行われる。一方、変形部材 (40)に外部入力を与えれば可変クランク機構（ 50)の動作を規制し、公転半径を小さくできるため、可動スクロール (22)のラップ（26) が固定スクロール（21)のラップ（24)力 離れた状態で可動スクロール（22)が公転し、 圧縮動作が行われない。したがって、圧縮動作が行われる状態と行われない状態と を交互に繰り返すようにすれば、容量制御を行える。
[0021] 第 6の発明は、第 5の発明のスクロール圧縮機において、上記可変クランク機構（ 50)力 S、回転動作をする駆動軸（11)の偏心部（11a)と公転動作をする可動スクロール (22)との間に上記駆動軸（11)の径方向へスライド可能に装着されたスライドブッシュ (53)を備え、該スライドブッシュ（53) 1S 上記可動スクロール (22)の公転半径が拡縮 する方向へスライドするように構成され、上記位置調整手段 (40)の変形部材 (40)が 、上記スライドブッシュ（53)のスライド動作を許容する第 1状態と、上記スライドブッシ ュ（53)のスライド動作を規制する第 2状態とに変形可能に構成されていることを特徴 としている。この構成において、上記スライドブッシュは、圧縮室（27)内のガス圧や遠 心力を受けると、可動スクロール（22)の公転半径が大きくなる方向へスライドするよう に構成されたものである。
[0022] この第 6の発明では、変形部材 (40)への外部入力を調整することにより変形部材
(40)を第 1状態にすれば、スライドブッシュ（53)のスライド動作が可能となり、可動スク ロール (22)と固定スクロール (21)が圧縮位置となる。一方、変形部材 (40)を第 2状態 にすれば、スライドブッシュ（53)のスライド動作が規制され、可動スクロール (22)と固 定スクロール (21)が非圧縮位置となる。このように、変形部材 (40)の 2つの状態を制 御するだけで、両スクロール (21， 22)を圧縮位置と非圧縮位置とに位置変化させるこ とができる。
[0023] 第 7の発明は、第 5の発明のスクロール圧縮機において、上記可変クランク機構（ 50)力 駆動軸（11)の中心から偏心するとともに該駆動軸（11)と一体に回転する揺 動中心軸（55)と、該揺動中心軸（55)を支点に揺動するとともに可動スクロール（22) の中心に連結されたスイングリンク（56)とを備え、該スイングリンク（56)力 上記可動 スクロール (22)の公転半径が拡縮する方向へ揺動するように構成され、上記位置調 整手段 (40)の変形部材 (40)が、上記スイングリンク（56)の揺動動作を許容する第 1 状態と、上記スイングリンク (56)の揺動動作を規制する第 2状態とに変形可能に構成 されていることを特徴としている。この構成において、上記スイングリンク（56)は、圧縮 室（27)内のガス圧や遠心力を受けると、可動スクロール (22)の公転半径が大きくな る方向へ揺動するように構成されたものである。
[0024] この第 7の発明では、変形部材 (40)への外部入力を調整することにより変形部材
(40)を第 1状態にすれば、スイングリンク（56)の揺動動作が可能となり、可動スクロー ル (22)と固定スクロール (21)が圧縮位置となる。一方、変形部材 (40)を第 2状態に すれば、スイングリンク（56)の揺動動作が規制され、可動スクロール (22)と固定スクロ ール (21)が非圧縮位置となる。このように、変形部材 (40)の 2つの状態を制御するだ けで、両スクロール (21， 22)を圧縮位置と非圧縮位置とに位置変化させることができ る。
[0025] 第 8の発明は、第 1から第 7のいずれ力、 1の発明のスクロール圧縮機において、上 記変形部材 (40)が高分子ァクチユエータで構成されていることを特徴としている。こ こで、高分子ァクチユエータは、例えば導電性高分子素子からなる導電性高分子ァ クチユエータであり、電圧印加によって変形 (例えば伸縮）する性状を有するものであ る。
[0026] この第 8の発明では、変形部材 (40)としての高分子ァクチユエータへの電圧の印 加状態を制御することにより、両スクロール (21, 22)の位置調整を簡単且つ確実に行 える。
発明の効果
[0027] 上記第 1の発明によれば、位置調整手段 (40)である変形部材 (40)への外部入力 を調節することによって該変形部材 (40)を変形させるだけで、第 1スクロール (21)及 び可動スクロール (22)の少なくとも一方を簡単に軸方向または径方向へ位置調整で きる。したがって、チャンバ一につながった高圧側通路と低圧側通路を電磁弁で切り 換える方式などの従来の位置調整手段 (40)と比較して、構成を簡単にすることがで きる。
[0028] また、電磁弁を用いて切り換える方式では、切り換えの際に高圧冷媒が瞬間的に 低圧側通路に流れてしまうために大きな音が発生しやすぐそれが一定周期で繰り 返される問題がある力 この発明によれば切り換え時の異音も発生しない。
[0029] さらに、圧縮機構 (20)に液冷媒ゃ油がまとまって吸引された場合に液圧縮を回避 することもできるので、激しいショック音や振動の発生を抑えられ、圧縮機の損傷も防 止できる。
[0030] また、ラップ (24, 26)が摩耗したときなどでも、隙間を詰める運転を行うことで、圧 縮性能が急激に低下するのを防止できる。
[0031] 上記第 2の発明によれば、位置調整手段 (40)である変形部材 (40)に対する外部 入力を調節することにより該変形部材 (40)を変形させるだけで、両スクロール (21， 22 )を圧縮位置と非圧縮位置に変化させることができる。したがって、 100%容量の運 転と 100%未満の容量の運転を簡単に切り換えることができる。
[0032] 上記第 3の発明によれば、位置調整手段 (40)である変形部材 (40)への外部入力 を制御するだけで、可動スクロール（22)の軸方向位置を簡単に調整し、両スクロー ル (21 , 22)を圧縮位置と非圧縮位置とで位置調整できる。こうすることにより、圧縮機 の容量制御を簡単に行うことができる。
[0033] 上記第 4の発明によれば、可動スクロール (22)を固定スクロール (21)に圧接させ るための背圧空間（S3)を形成するシール部材（18)に変形部材 (40)を用い、該変形 部材 (40)の形状を制御して背圧空間（S3)を形成する状態と形成しない状態を簡単 に切り換えることができる。したがって、変形部材 (40)への外部入力を制御するだけ で、背圧空間（S3)を形成して両スクロール (21， 22)を圧縮位置にする状態と、背圧 空間（S3)を形成せずに両スクロール (21， 22)を非圧縮位置にする状態とを簡単に切 り換えられる。
[0034] また、両スクロール (21， 22)を圧縮位置に保つ力として背圧空間（S3)の圧力を利 用できるので、変形部材 (40)でが過大な力を出す必要はなぐしかも圧縮位置での 両スクロール（21， 22)の圧接力が不足するおそれもない。
[0035] 上記第 5の発明によれば、可変クランク機構（50)に位置調整手段 (40)としての変 形部材 (40)を設けて可動スクロール（22)の公転半径を調整するようにしているので、 上記変形部材 (40)への外部入力を制御するだけで、可動スクロール (22)の公転半 径を簡単に調整し、両スクロール (21， 22)を圧縮位置と非圧縮位置とで位置調整で きる。こうすることにより圧縮機の容量制御を簡単に行うことができる。
[0036] 上記第 6の発明によれば、可動スクロール (22)と駆動軸（11)とを連結するスライド ブッシュ（53)の動作を変形部材 (40)で制御することにより、可動スクロール (22)の径 方向位置の制御を簡単且つ確実に行うことができる。このため、圧縮機の容量制御 を簡単に行える。また、変形部材 (40)に過大な力が必要ないことは上記第 4の発明と 同様である。
[0037] 上記第 7の発明によれば、可動スクロール (22)の公転半径を調整するスイングリ ンク（56)の動作を変形部材 (40)で制御することにより、可動スクロール (22)の径方向 への位置制御を簡単且つ確実に行うことができる。このため、圧縮機の容量制御を 簡単に行える。また、変形部材 (40)に過大な力が必要ないことは上記と同様である。
[0038] 上記第 8の発明によれば、変形部材 (40)として高分子ァクチユエータを用いてい るので、該高分子ァクチユエータへの電圧印加を制御することにより、両スクローノレ（ 21 , 22)の位置調整を簡単且つ確実に行える。また、位置調整手段 (40)の構成も簡 単にすることができる。
図面の簡単な説明
[0039] [図 1]図 1は、実施形態 1のスクロール圧縮機の圧縮位置での縦断面図である。
[図 2]図 2は、実施形態 1のスクロール圧縮機の非圧縮位置での縦断面図である。 [図 3]図 3 (A)から図 3 (D)は実施形態 1の圧縮機構の圧縮動作を示す横断面図であ る。
[図 4]図 4 (A)及び図 4 (B)は実施形態 1のシールリングの拡大図である。
園 5]図 5は、実施形態 1の高分子ァクチユエータの構成図である。
園 6]図 6は、実施形態 2のスクロール圧縮機の圧縮位置での縦断面図である。 園 7]図 7は、実施形態 2のスクロール圧縮機の非圧縮位置での縦断面図である。
[図 8]図 8 (A)は実施形態 2のスライドブッシュを示す平面図、図 8 (B)は断面図であ る。
[図 9]図 9 (A)及び図 9 (B)はスライドブッシュの動作を示す説明図である。
園 10]図 10 (A)及び図 10 (B)は実施形態 3のスクロール圧縮機のスイングリンク機 構を示す図である。
[図 11]図 11は、実施形態 4に係るスクロール圧縮機の高分子ァクチユエータを示す 構成図である。
符号の説明
10 スクロール圧縮機
11 駆動軸
11a 偏心部
12 ケーシング
17 フレーム（支持部材）
18 シール部材
20 圧縮機構
21 固定スクロー -ノレ（第 1スクロ -ル)
22 可動スクロー -ノレ（第 2スクロ -ル)
23 鏡板
24 ラップ
25 鏡板
26 ラップ
27 圧縮室 40 位置調整手段
40 変形部材
50 可変クランク機構
52 スリーブ
53 スライドブッシュ
55 ドライブピン (揺動中心軸)
56 スイングリンク
S3 背圧空間
発明を実施するための最良の形態
[0041] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0042] 《発明の実施形態 1》
図 1及び図 2は本実施形態のスクロール圧縮機（10)の縦断面図、図 3は圧縮機 構（20)の動作を示す横断面図である。図 1及び図 2に示すように、本実施形態のスク ロール圧縮機（10)は、圧縮機構 (20)と電動機 (30)と駆動軸（11)とを備えている。こ のスクロール圧縮機（10)は、例えば空気調和装置などの冷媒回路に設けられ、冷媒 ガスを圧縮するのに用いられる。
[0043] 上記電動機 (30)は、駆動軸（11)を介して圧縮機構 (20)に接続されている。上記 圧縮機構 (20)及び電動機 (30)は、円筒状のケーシング（12)に密閉状態で収納され ている。上記スクロール圧縮機（10)は、縦型であって、ケーシング（12)の内部上方に 圧縮機構 (20)が固定され、ケーシング（12)の内部下方に下部軸受（13)が固定され てレ、る。また、圧縮機構 (20)と下部軸受（13)の間に電動機 (30)が配置されてレ、る。
[0044] 上記ケーシング（12)には、圧縮機構 (20)と電動機 (30)との間に、冷媒の吸入管（ 14)が設けられている。また、上記ケーシング（12)の頭部であって、圧縮機構 (20)の 上方には、圧縮冷媒の吐出管（15)が設けられている。上記ケーシング（12)内は仕切 板（16)によって上下に仕切られており、仕切板（16)の下方に低圧空間（S1)力 S、仕切 板（16)の上方に高圧空間（S2)が区画されている。そして、吸入管（14)からケーシン グ（12)内に導入された冷媒は、低圧空間（S1)を介して圧縮機構 (20)に吸入された 後、該圧縮機構 (20)で圧縮されると該圧縮機構 (20)から高圧空間 (S2)へ吐出され、 さらに吐出管（15)から流出する。
[0045] 上記圧縮機構 (20)は、第 1スクロールである固定スクロール (21)と、第 2スクロー ルである可動スクロール（22)と、フレーム（17)とを有してレ、る。このフレーム（17)は、 ケーシング（12)に固定されるとともに、可動スクロール (22)を支持する支持部材を構 成している。
[0046] 上記固定スクロール (21)は、鏡板（23)と該鏡板（23)に形成された渦卷状のラッ プ (24)とを備えている。可動スクロール (22)は、鏡板（25)と該鏡板（25)に形成され た渦卷状のラップ（26)とを備えている。上記固定スクロール（21)と可動スクロール（22 )は、それぞれのラップ（24， 26)が嚙み合うように配置されている。このように両スクロ ール（21 , 22)のラップ (24， 26)を嚙み合わせることで、作動室である圧縮室（27)がラ ップ（24, 26)と鏡板（23, 25)とによって区画形成される。固定スクロール（21)の外周 部には、低圧の冷媒を圧縮室 (27)に吸入する吸入口（図示せず）が形成され、該固 定スクロール (21)の中心部には、圧縮室（27)で圧縮された冷媒が吐出する吐出口（ 28)が形成されている。固定スクロール (21)には、吐出口（28)を開閉する吐出弁（リ ード弁）（29)と、この吐出弁（28)の可動範囲を定めるための弁押さえ（29a)とが設け られている。
[0047] 上記固定スクロール（21)は、上記フレーム（17)に固定され、可動スクロール（22) は、オルダムリング（図示せず）を介してフレーム（17)に載置されている。また、上記 可動スクロール (22)の背面（下面）には、上記駆動軸（11)の軸端に形成された偏心 部（11a)が連結されている。上記構成において、駆動軸（11)が回転すると、可動スク ローノレ (22)は、駆動軸（11)の回転中心に対して偏心部（11a)の偏心量を公転半径と する周回軌道上を公転する。一方、上記オノレダムリングは可動スクロール (22)の自 転を阻止するように構成されている。このため、可動スクロール（22)は、駆動軸（11) が回転すると自転せずに公転のみを行レ、、両スクローノレ（21 , 22)のラップ（24, 26)間 に形成された圧縮室 (27)の容積が図 3 (A)一 (D)に示すように連続的に変化する。
[0048] 上記可動スクロール (22)は、その軸方向位置を調整できるように、駆動軸（11)に 対して上下へスライド可能に連結されている。そして、可動スクロール (22)と固定スク ロール（21)の相対的な位置関係力 両スクローノレ（21 , 22)のラップ（24， 26)同士が シール状態で嚙み合うことにより上記圧縮室 (27)が両ラップ (24, 26)の間に形成さ れる圧縮位置（図 1参照）と、両ラップ (24, 26)が非シール状態になって上記圧縮室（ 27)が形成されない非圧縮位置（図 2参照）との間で変化するように構成されている。
[0049] 上記フレーム (17)と可動スクロール（22)との間には、シール部材（18)が設けられ ている。このシール部材（18)は、フレーム（17)の上面に形成された凹部（17a)に保 持されている。そして、フレーム（17)と可動スクロール（22)との間には、シール部材（ 18)の内側に背圧空間（S3)が形成されてレ、る。
[0050] 上記可動スクロール (22)の鏡板（25)には、背圧導入路 (25a)が形成されてレ、る。
この背圧導入路 (25a)は、上記背圧空間（S3)と、圧縮室 (27)の中心部（高圧部分)と を連通している。したがって、圧縮機（10)の運転時、上記背圧空間（S3)は圧縮室（ 27)の中心部と同じ圧力（高圧圧力）になる。このため、上記背圧空間（S3)において、 冷媒の高圧圧力が可動スクロール (22)の下面に作用して、該可動スクロール (22)を 固定スクロール (21)に対して上方へ押し付ける力が発生する。このことにより、可動ス クロール（22)と固定スクロール（21)とが嚙み合った状態で両スクロール（21, 22)が互 レ、に圧接する。
[0051] 上記シール部材（18)は、図 1及び図 2の要部拡大図である図 4に示すように、外 部入力（電圧）によって形状が変化する変形部材としての高分子ァクチユエータ (40) と、高分子ァクチユエータ（40)の上端部に配置されたシールリング（19)とを備えてい る。高分子ァクチユエータ (40)及びシールリング（19)は、いずれも環状に形成されて いる。そして、高分子ァクチユエータ（40)の下部がフレーム（17)に固定されている。
[0052] 上記高分子ァクチユエータ（40)は、導電性高分子素子からなる導電性高分子ァ クチユエータである。上記高分子ァクチユエータ（40)は、電圧印加によって伸縮変形 する性状を有している。上記高分子ァクチユエータ（40)は、図 5において、例えば、「 ポリア二リン」等の高分子材 (41)と電解液 (42)とが接触して配置されるとともに、上記 高分子材 (41)の外側に電極 (43)が設けられ、上記電解液 (42)の外側に電極 (44) が設けられている。なお、上記電極 (43， 44)の外側は、樹脂膜等によって保護被覆 が施されている。上記各電極 (43， 44)は、切換スィッチ (45)を介して直流電源 (46) が接続されている。 [0053] 上記高分子ァクチユエータ（40)は、切換スィッチ（45)の操作によって各電極（43 , 44)の極性を適宜変更することで伸縮変形する。具体的には、上記電極 (43)を「陽 極」に、上記電極 (44)を「陰極」に設定すると、上記電解液 (42)内の「陰イオン」が上 記高分子材 (41)に取り込まれ、該高分子材 (41)が膨潤となり、結果的に伸長変形す る。逆に、上記電極 (43)を「陰極」に、上記電極 (44)を「陽極」に設定すると、上記高 分子材 (41)に取り込まれていた「陰イオン」が上記電解液 (42)内へ放出され、上記 高分子材 (41)が収縮する。このように電圧印加の極性を変更することによって、上記 高分子ァクチユエータ（40)は伸長または収縮する。
[0054] 上記高分子ァクチユエータ（40)は、電圧印加によってこれを伸長または収縮させ た後に電圧印加を停止しても、電圧印加停止前の伸長状態または収縮状態をその まま維持する性状を有する。このため、上記高分子ァクチユエータ (40)は、伸長また は収縮させるときにのみ電圧を印加すればよい。上記の性状は、例えば、形状記憶 合金のように形状復元後もその復元形状を維持するために加熱を継続させる必要が あるものとは大きく異なる。
[0055] なお、上記の高分子ァクチユエータ（40)に接続される電力供給手段は、図示しな い外部電源と、フレーム（17)等に坦め込まれた配線等より構成される。そして、高分 子ァクチユエータ（40)に、上記電源から配線等を介して電力が供給される。
[0056] 上記高分子ァクチユエータ（40)は、ラップ (24, 26)の高さ方向に伸縮し、可動スク ロール (22)を軸方向へ変位させる。つまり、上記高分子ァクチユエータ (40)が伸長し た図 1及び図 4 (A)の状態では、シールリング（19)が可動スクロール (22)の鏡板（25) の下面と接して該可動スクロール (22)を押し上げる。この状態では、圧縮室（27)内の 高圧の冷媒が背圧空間（S3)に流入し、可動スクローノレ (22)が固定スクロール (21)に 圧接する第 1位置の状態となる。このとき、両スクロール (21， 22)のラップ（24， 26)間 には冷媒の漏れる隙間が実質的に生じない状態となり、圧縮室 (27)での冷媒の圧縮 動作が行われる。
[0057] 一方、高分子ァクチユエータ（40)が収縮した図 2及び図 4 (B)の状態では、両スク ロール (21 , 22)の間に冷媒の漏れる隙間が形成されるので、冷媒は圧縮されない。 このとき、固定スクロール（21)と可動スクロール（22)の間の空間も、背圧空間（S3)も 低圧圧力となる。そして、可動スクロール (22)は自重によって下降する。
[0058] このように、本実施形態では、上記高分子ァクチユエータ (40)を用いて、可動スク ロール（22)を上方に押し上げることで両スクロール（21 , 22)の位置関係を圧縮位置 にすることができる一方、可動スクローノレ (22)を下降させることで非圧縮位置にするこ とができるように構成されている。言い換えると、この実施形態において、上記高分子 ァクチユエータ（40)は、可動スクローノレ (22)の軸方向位置を調整する位置調整手段 を構成している。
[0059] 一運転動作一
次に、このスクロール圧縮機（10)の運転動作にっレ、て説明する。
[0060] まず、 100%容量での運転時は、高分子ァクチユエータ（40)を伸長させ、可動ス クロール (22)が固定スクロール (21)に圧接する状態にして、電動機（30)を駆動する 。こうすると、固定スクロール（21)と可動スクロール（22)のラップ（24， 26)間には冷媒 の漏れる隙間が実質的に存在しない状態となって、可動スクロール (22)が自転する ことなく固定スクロール (21)に対して公転運動を行う。これにより、吸入管（14)から流 れ込んだ冷媒が、圧縮機構 (20)の圧縮室 (27)に、その容積増大に伴って吸入され る。吸入された冷媒は、可動スクロール (22)の公転が進むことで圧縮室 (27)の容積 が中心部に向かって縮小すると圧縮される（図 3参照）。
[0061] 上記冷媒は、圧縮室 (27)の容積変化に伴って圧縮されると、高圧になって上記 固定スクロール（21)のほぼ中央に形成された吐出口（28)力らケーシング（12)の内 部の高圧空間（S2)に吐出される。吐出された冷媒は、吐出管（15)から冷媒回路へ 送り出され、冷媒回路において凝縮、膨張、蒸発の各行程を行った後、再度吸入管（ 14)から吸入されて圧縮される。
[0062] 上記圧縮室 (27)の中心部分は、背圧導入路 (25a)を介して背圧空間（S3)と連通 してレ、る。したがって、運転中はシール部材（18)の内側の背圧空間（S3)が高圧にな つており、その高圧圧力が可動スクロール (22)の鏡板（25)に下方から作用する。こ れにより、 100%容量の運転時は、可動スクロール（22)が固定スクロール（21)に押し 付けられた状態に保持される。
[0063] 一方、 100%未満の容量での運転時は、電動機（30)の駆動中に高分子ァクチュ エータ（40)を間欠的に収縮させる制御を行う。高分子ァクチユエータ（40)を収縮させ ると、背圧空間（S3)の高圧冷媒がシールリング（19)と鏡板との間の隙間からその周 囲の低圧側空間へ流れ込んで、背圧空間（S3)の圧力が低下する。また、このときは 、圧縮室 (27)内の周縁部分 (低圧部分)と中心部分 (高圧部分)とが連通するとともに 、該中心部分と背圧空間（S3)とが連通しているので、これらの空間が均圧されて低 圧になる。そうすると可動スクロール（22)を固定スクロール（21)に押し付けていた力 が作用しなくなり、可動スクロール (22)が自重で下降する。これにより、冷媒が圧縮さ れない状態となる。
[0064] したがって、 100%未満の容量での運転時は、例えば 8： 2の割合で高分子ァクチ ユエータ（40)の伸長と収縮を繰り返すようにすれば、 80%の容量に制御できる。また 、上記の割合を適宜変更すれば、運転容量も適宜変更できる。
[0065] さらに、この実施形態 1では、液冷媒ゃ油が圧縮機構（20)に吸い込まれる運転条 件になった場合に、両スクロール (21, 22)のラップ (24, 26)が非シール状態になるよ うにすることにより、液圧縮を回避することもできる。このことにより、液圧縮による激し レ、ショック音や振動の発生を抑えられ、圧縮機（10)の損傷も防止できる。
[0066] 一実施形態 1の効果一
このように、本実施形態によれば、シール部材（18)に高分子ァクチユエータ (40) を用いているので、簡単な制御で圧縮機（10)の運転容量を調整することができる。ま た、可動スクロール (22)の位置調整を行うのに複雑な機構は採用していないので、 圧縮機（10)の構成が複雑になるのも防止できる。
[0067] また、この実施形態では、従来の電磁弁を用いる方式において発生する切り換え 時の異音も発生しない。さらに、両スクローノレ (21 , 22)を圧縮位置に保つ力として、 高分子ァクチユエータ（40)による圧接力に加えて背圧空間（S3)の圧力を利用できる ので、両スクローノレ（21 , 22)の圧接力が不足するおそれもない。
[0068] 一実施形態 1の変形例一
上記の例では、圧縮室 (27)の中心部の高圧部分と背圧空間（S3)とを背圧導入 路（25a)で連通するように形成してレ、るが、該背圧導入路 (25a)は、圧縮室 (27)の中 心部と周縁部との間の中間圧部分と背圧空間（S3)とを連通するように形成してもよく 、要は背圧空間（S3)の圧力で可動スクロール（22)と固定スクロール（21)とがシーノレ 状態 (圧縮位置）に保持されるようになってレ、ればよレ、。
[0069] また、この実施形態 1では、ケーシング（12)内における圧縮機構（20)の周囲の空 間が低圧になる構造について説明をしたが、吸入管（14)がケーシングを貫通して圧 縮機構 (20)に連通する一方で仕切板（16)を設けなレ、構成にして、圧縮機構 (20)の 周囲の空間が高圧になる構造にしてもよい。この場合、高分子ァクチユエータ（40)を 収縮させても軸受けの部分には高圧ガスが残るので、該可動スクロール (22)を確実 に下降させて第 2位置に移動させるために、パネなどの付勢手段を設けておくとよい 。こうすることで、ケーシング（12)内が高圧になる、いわゆる高圧ドーム構造のスクロ ール圧縮機にも本発明を適用できる。
[0070] また、この実施形態 1では背圧空間（S3)の圧力を利用して可動スクロール (22)を 変位させ、両スクロール (21， 22)を圧縮位置と非圧縮位置に位置変化させるようにし ているが、背圧空間（S3)の圧力を利用せず、変形部材 (40)の伸縮の力のみで可動 スクロール（22)や固定スクロール（21)を位置変化させるようにしてもょレ、。
[0071] 《発明の実施形態 2》
本発明の実施形態 2は、駆動軸（11)と可動スクロール (22)との間に可変クランク 機構（50)を備えたスクロール圧縮機（10)において、該可変クランク機構（50)に変形 部材（高分子ァクチユエータ（40) )を設けた例である。可変クランク機構（50)は、可動 スクロール (22)の公転半径をその公転中に圧縮室（27)内のガス力や遠心力で自動 的に調整し、固定スクローノレ（21)のラップ（24)と可動スクロール（22)のラップ（26)と の間にガスの漏れ隙間が生じない状態にして可動スクロール (22)を公転させるため の機構である。
[0072] 図 6及び図 7に示すように、このスクロール圧縮機（10)は、可変クランク機構（50) としてスライドブッシュ（51)を備えている。スライドブッシュ（51)は、図 8 (A) ,図 8 (B) に示すように、回転動作をする駆動軸（11)の偏心部（11a)と公転動作をする可動スク ロール（22)との間に、駆動軸（11)の径方向へスライド可能で可動スクロール（22)に 回転可能に装着されるスリーブ（52)と、該スリーブ（52)の側方に位置するバランスゥ ヱイト（53)とを有している。このスライドブッシュ（51)は、上記スリーブ（52)とバランスゥ エイト（53)がー体的に形成されたものである。
[0073] 上記駆動軸（11)の偏心部（11a)は、外周面の一部が加工されて平面（第 1カム面
(P1) )になっている。スライドブッシュ（51)の内周面は、上記偏心部（11a)に対してス ライドブッシュ（51)がスライド可能な横長の異形孔になっており、かつ、偏心部（11a) の第 1カム面（P1)に接する平面（第 2カム面（P2) )を有してレ、る。これらのカム面（Pl， P2)は、圧縮室 (27)内でガスが圧縮されることにより発生する径方向のガスカをスライ ドブッシュ（51)が可動スクロール（22)を介して受けたときに、スライドブッシュ（51)が これらのカム面（Pl， P2)に沿ってスライドするように、ガス力の作用する方向に対して 傾斜した平面になっている。また、スライドブッシュ（51)がスライドする方向は、駆動 軸（11)の中心と偏心部（11a)の中心とを結ぶ方向（偏心方向）に定められている。
[0074] 上記変形部材 (40)は、図 9に示すように、駆動軸（11)の偏心部（11a)とスライドブ ッシュ（51)のスリーブ（52)との間に設けられている。この変形部材 (40)は、上記偏心 方向に伸縮する高分子ァクチユエータ（40)により構成されている。そして、この高分 子ァクチユエータ（40)が収縮して 9 (A)の第 1状態になると、スライドブッシュ（51)が 上記偏心方向へスライド動作し得る状態になり、圧縮機構 (20)は図 6の状態となる。 一方、高分子ァクチユエータ（40)が伸長して図 9 (B)の第 2状態になると、スライドブ ッシュ（51)はスライド動作を行わず、圧縮機構 (20)は図 7の状態となる。
[0075] なお、上記可動スクロール (22)の高分子ァクチユエータ（40)の電極供給手段は、 図示しないが、例えば、 1次コイルと 2次コイルとを備えた非接触式の電力供給方式 を適用したり、すべり電極を適用したりすることができる。この電極供給手段を適用す ることにより、断,線を防止すること力 Sできる。
[0076] このスクロール圧縮機（10)は、高分子ァクチユエータ（40)を可変クランク機構（50 )に設けた点や、背圧導入路を設けていない点を除いては、実施形態 1と同様に構 成されている。したがって、ここではその他の具体的な構成については説明を省略す る。
[0077] 一運転動作一
次に、このスクロール圧縮機（10)の運転動作にっレ、て説明する。
[0078] まず、 100%容量での運転時は、高分子ァクチユエータ（40)を収縮させ、可動ス クロール (22)が固定スクロール (21)にシール状態で圧接するようにして電動機（30) を駆動する。こうすると、固定スクロール（21)と可動スクロール（22)のラップ（24, 26) 間には冷媒の漏れる隙間が実質的に存在しない状態となって、可動スクロール (22) が自転することなく固定スクロール (21)に対して公転運動を行う。これにより、吸入管 (14)から流れ込んだ冷媒が、圧縮機構（20)の圧縮室 (27)に吸入される。吸入された 冷媒は、可動スクロール (22)の公転に伴レ、、圧縮室 (27)の容積が中心部に向かつ て縮小して圧縮される（図 3参照）。
[0079] 上記冷媒は、圧縮室 (27)の容積変化に伴って圧縮され、高圧になって上記固定 スクロール（21)のほぼ中央の吐出口（28)力 ケーシング（12)の内部に吐出される。 吐出された冷媒は、吐出管（15)から冷媒回路へ送り出され、冷媒回路において凝縮 、膨張、蒸発の各行程を行った後、再度吸入管（14)から吸入されて圧縮される。
[0080] 一方、 100%未満の容量での運転時は、電動機（30)の駆動中に高分子ァクチュ エータ（40)を間欠的に伸長させる制御を行う。高分子ァクチユエータ（40)を伸長させ ると、両スクロール (21, 22)のラップ (24, 26)間に隙間が生じて高圧側と低圧側が連 通し、冷媒が圧縮されない状態となる。
[0081] したがって、実施形態 1と同様に、例えば 8 : 2の割合で高分子ァクチユエータ（40 )の伸長と収縮を繰り返すようにすれば、 80%の容量に制御できる。また、上記の割 合を適宜変更すれば、運転容量も適宜変更できる。
[0082] また、実施形態 1と同様に、液冷媒ゃ油が圧縮機構 (20)に吸い込まれる運転条 件になった場合に、両スクロール (21, 22)のラップ (24, 26)が非シール状態になるよ うにすることにより、液圧縮を回避することもできる。このことにより、液圧縮による激し レ、ショック音や振動の発生を抑えられ、圧縮機（10)の損傷も防止できる。
[0083] 一実施形態 2の効果一
このように、本実施形態 2によれば、シール部材（18)に高分子ァクチユエータ (40 )を用いてレ、るので、簡単な制御で圧縮機（10)の運転容量を調整することができる。 また、可動スクロール (22)の位置調整を行うのに複雑な機構は採用していないので、 圧縮機（10)の構成が複雑になるのも防止できる。
[0084] 《発明の実施形態 3》 本発明の実施形態 3は、駆動軸（11)と可動スクロール (22)との間の可変クランク 機構 (50)としてスイングリンク機構を使ったものに変形部材 (40)を設けた例である。
[0085] スイングリンク機構は、図 10 (A) , (B)に示すように、駆動軸（11)の中心から偏心 した位置に、該駆動軸（11)と一体に回転 (公転)するドライブピン (55) (揺動中心軸） を有している。このドライブピン（55)は、スイングリンク（56)によって可動スクロール（ 22)の中心と連結され、該可動スクロール（22)力 Sドライブピン（55)を中心として揺動 するように構成されている。可動スクロール（22)の中心は、ガス力の作用する方向に 対して、ドライブピン（55)の中心よりも駆動軸（11)の中心寄りに位置している。したが つて、スクロール圧縮機（10)の運転時に圧縮室 (27)内にガス力が発生すると、可動 スクロール (22)は、公転半径が広がる方向へ移動しょうとする。このことにより、可動 スクロール（22)のラップ（26)と固定スクロール（21)のラップ（24)との間の冷媒の漏れ 隙間が実質的にゼロとなる。なお、このスイングリンク機構には、上記ガス力とバラン スさせるためのバランスウェイトを設けてもょレ、。
[0086] 可動スクロール（22)の中心を挟んでドライブピン（55)と反対側の位置には、スイン グリンク（56)の揺動動作を制御するため、位置調整手段である変形部材 (40)が設け られている。変形部材 (40)は、上記各実施形態と同様に、高分子ァクチユエータ（40 )により構成されている。そして、高分子ァクチユエータ（40)が収縮したとき（図 10 (A )の第 1状態）には、可動スクロール (22)の公転半径が広がろうとする方向へスイング リンク（56)が揺動可能になる一方で、伸長したとき（図 10 (B)の第 2状態）には、スィ ングリンク（56)の揺動を規制し、可動スクローノレ (22)の公転半径を小さくすることがで きる。このように可動スクロール（22)の公転半径を小さくすれば、両スクロール（21, 22)のラップ (24， 26)間にガスの漏れる隙間が生じ、両スクロール (21， 22)が非圧縮 位置となる。
[0087] したがって、この実施形態においても、高分子ァクチユエータ（40)を収縮させて電 動機（30)を駆動することにより 100%の容量の運転を行うことができる一方、該高分 子ァクチユエータ (40)を間欠的に伸長させながら電動機 (30)を駆動することにより 1 00%未満の容量の運転を行うことができる。そして、その容量制御は高分子ァクチュ エータ（40)を伸縮させるだけで簡単に行うことができ、容量制御をするための構造も 簡単である。
[0088] 《発明の実施形態 4》
次に、本発明の実施形態 4を図 11に基づいて詳細に説明する。
[0089] この実施形態 4は、高分子ァクチユエータ（40)が伸縮するのではなく湾曲するよう にしたものである。
[0090] 上記高分子ァクチユエータ（40)は、イオン伝導ァクチユエータで構成されてレ、る。
このイオン伝導ァクチユエータの高分子ァクチユエータ（40)は、電圧印加によって橈 曲変形する性状を備えている。図 11 (A)に示すように、上記高分子ァクチユエ一タ（ 40)は、含水高分子電解質 (48)の両面にそれぞれ電極 (43, 44)を取り付けて構成さ れる。なお、上記電極 (43, 44)は、外側を樹脂膜等によって保護被覆が施されてい る。上記両電極 (43， 44)とは、切換スィッチ (45)を介して直流電源 (46)が接続されて いる。上記高分子ァクチユエータ（40)は、切換スィッチ（45)の操作によって電極 (43 , 44)の極性を適宜変更することにより、撓曲変形する。
[0091] 具体的には、図 11 (B)に示すように、上記電極（43)を「陽極」に、上記電極（44) を「陰極」に設定すると、含水高分子電解質 (48)内の「陽イオン」が水を伴って「陰極 」側へ移動し、含水量力 S「陰極」側に偏在し、「陰極」側と「陽極」側との間に膨潤差が 生じて上記高分子ァクチユエータ (40)が「陰極」側、即ち、上記電極 (44)側へ凸に撓 曲変形する。逆に、図 11 (C)に示すように、上記電極 (43)を「陰極」に、上記電極（ 44)を「陽極」に設定すると、含水高分子電解質 (48)内の「陽イオン」が水を伴って「 陰極」側へ移動し、上記高分子ァクチユエータ（40)が「陰極」側、即ち、上記電極 (43 M則へ凸に撓曲変形する。このように電圧印加の極性を変更することで上記高分子ァ クチユエータ（40)が撓曲変形する。
[0092] このように電圧印加によって湾曲する高分子ァクチユエータ（40)を用いた場合の 具体構造については図示していないが、この場合でも両スクロール（21 , 22)を圧縮 位置と非圧縮位置の間で相対的に移動させることは可能であり、上記各実施形態と 同様の作用、効果を得ることができる。
[0093] 《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態 1について、以下のような構成としてもよい。 [0094] 例えば、上記各実施形態では可動スクロール (22)を変形部材（高分子ァクチユエ ータ（40) )によって軸方向または径方向へ位置変化させるように構成している力 本 発明におレ、ては、固定スクローノレ（第 1スクロール（21) )と可動スクロール（第 2スクロ ール (22) )の少なくとも一方を軸方向または径方向へ位置変化させるようにしておけ ばよレ、。つまり、両スクローノレ（21 , 22)の位置関係が相対的に変化するようになって いれば、固定スクロール（21)と可動スクロール（22)のどちらの位置を変化させてもよ レ、。
[0095] また、可動スクロール (22)を径方向へ位置調整できるようにする場合は、位置調 整手段 (40)を、可動スクロール (22)の公転半径が大きくなるように構成することも可 能である。そうすれば、例えばラップ（24, 26)が摩耗して、両スクロール (21， 22)間に 圧縮中に冷媒の漏れの原因となる隙間ができる状態になったときに、両スクローノレ（ 21 , 22)の一方を径方向外側へ位置変化させて、その隙間を詰めることが可能となる 。こうすることにより、ラップ (24, 26)が摩耗したときに圧縮性能が急激に低下するの を防止することが可能となる。
[0096] さらに、変形部材 (40)は、イオン伝導ァクチユエータ又は導電性高分子素子より なる導電性高分子ァクチユエータに限らず、電圧などの外部入力によって変形するも のであればよい。
産業上の利用可能性
[0097] 以上説明したように、本発明は、互いに嚙み合う第 1スクロールと第 2スクロールの 少なくとも一方が軸方向または径方向へ位置調整可能に構成されたスクロール圧縮 機について有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 鏡板（23)に渦巻き状のラップ (24)が設けられた第 1スクロール (21)と、鏡板（25) に渦巻き状のラップ (26)が設けられるとともに第 1スクロール (21)と嚙み合う第 2スクロ ール (22)とを有する圧縮機構 (20)を備え、
上記第 1スクロール (21)と第 2スクロール (22)の少なくとも一方を、上記圧縮機構（ 20)の軸方向または径方向へ位置変化させる位置調整手段 (40)を備えたスクロール 圧縮機であって、
上記位置調整手段 (40)は、外部入力によつて形状が変化する変形部材 (40)を 備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
[2] 請求項 1に記載のスクロール圧縮機において、
上記位置調整手段 (40)は、両ラップ (24, 26)がシール状態で嚙み合うことにより 両ラップ (24, 26)の間に圧縮室（27)が形成される圧縮位置と、両ラップ (24, 26)が非 シール状態になる非圧縮位置との間で上記第 1スクロール (21)と第 2スクロール (22) を相対的に位置変化させるように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
[3] 請求項 2に記載のスクロール圧縮機において、
上記圧縮機構 (20)はケーシング（12)内に固定され、
上記第 1スクロール（21)が上記ケーシング（12)に対して位置固定の固定スクロー ノレ（21)であり、上記第 2スクロール（22)が上記ケーシング（12)に対して可動の可動ス クロール（22)であり、
上記ケーシング（12)には上記可動スクロール (22)を支持する支持部材（17)が固 定され、
上記位置調整手段 (40)が、上記可動スクロール (22)の軸方向位置を調整するよ うに上記支持部材（17)に設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
[4] 請求項 3に記載のスクロール圧縮機において、
上記支持部材（17)と可動スクロール (22)との間に、上記可動スクロール (22)と固 定スクロール (21)とが嚙み合った状態で両スクロール (21, 22)を圧接させるための背 圧空間 (S3)を構成するシール部材 (18)を備え、
該シール部材（18)が位置調整手段 (40)の変形部材 (40)を備えてレ、ることを特徴 とするスクロール圧縮機。
[5] 請求項 2に記載のスクロール圧縮機において、
上記圧縮機構 (20)はケーシング（12)内に固定され、該ケーシング（12)内には圧 縮機構 (20)を駆動する駆動軸（11)が設けられ、
上記第 1スクロール（21)が上記ケーシング（12)に対して位置固定の固定スクロー ノレ (21)であり、上記第 2スクロール (22)が上記駆動軸（11)の中心の周りを所定の公 転半径で旋回可能な可動スクロール (22)であり、
上記可動スクロール (22)と駆動軸（11)とが上記公転半径を調整可能な可変クラ ンク機構 (50)を介して連結され、
上記位置調整手段 (40) 、上記可動スクロール (22)の公転半径を調整するよう に可変クランク機構（50)に設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
[6] 請求項 5に記載のスクロール圧縮機において、
上記可変クランク機構（50)は、回転動作をする駆動軸（11)の偏心部（11a)と公転 動作をする可動スクロール (22)との間に上記駆動軸（11)の径方向へスライド可能に 装着されたスライドブッシュ (53)を備え、
該スライドブッシュ（53)は、上記可動スクロール (22)の公転半径が拡縮する方向 ヘスライドするように構成され、
上記位置調整手段 (40)の変形部材 (40) 上記スライドブッシュ（53)のスライド 動作を許容する第 1状態と、上記スライドブッシュ（53)のスライド動作を規制する第 2 状態とに変形可能に構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
[7] 請求項 5に記載のスクロール圧縮機において、
上記可変クランク機構（50)は、駆動軸（11)の中心から偏心するとともに該駆動軸 (11)と一体に回転する揺動中心軸（55)と、該揺動中心軸（55)を支点に揺動するとと もに可動スクロール（22)の中心に連結されたスイングリンク（56)とを備え、
該スイングリンク（56)は、上記可動スクロール (22)の公転半径が拡縮する方向へ 揺動するように構成され、
上記位置調整手段 (40)の変形部材 (40)が、上記スイングリンク（56)の揺動動作 を許容する第 1状態と、上記スイングリンク (56)の揺動動作を規制する第 2状態とに 変形可能に構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項 1に記載のスクロール圧縮機において、
上記変形部材 (40)は、高分子ァクチユエータで構成されていることを特徴とする スクロール圧縮機。
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