(57)【要約】【課題】背圧制御弁が優れた制御性及び応答性を発揮しつつ、広い運転条件でより確実に動力損失や圧縮不良を低減できるスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】本発明のスクロール型圧縮機は、吐出室４７と背圧室３９との間に背圧制御弁７２が設けられている。背圧制御弁７２は、吐出室４７と高圧通路７５により連通する第１弁室７４ａと、背圧室３９と背圧通路７１ｂにより連通する第２弁室７４ｂと、吸入室４２と低圧通路７１ａにより連通する第３弁室７４ｃとをこの順で有している。また、背圧制御弁７２は、第１弁室７４ａ内に位置する第１受圧面Ｓ１と、第２弁室７４ｂ内に位置する第２受圧面Ｓ２と、第３弁室７４ｃ内に位置する第３受圧面Ｓ３とをもつ弁体７６を有する。第３受圧面Ｓ３の受圧面積は、第１受圧面Ｓ１の受圧面積よりも大きく、かつ第２受圧面Ｓ２の受圧面積よりも大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング、固定スクロール及び可動スクロールを有し、これらによって吸入室、圧縮室、吐出室及び背圧室が形成され、該背圧室内の背圧によって該固定スクロールと該可動スクロールとが互いに押し付けられるスクロール型圧縮機において、
前記吐出室又は前記圧縮室と前記背圧室との間及び/又は該背圧室と前記吸入室との間に背圧制御弁が設けられ、
該背圧制御弁は、該吐出室又は該圧縮室と高圧通路により連通する第１弁室と、該背圧室と背圧通路により連通する第２弁室と、該吸入室と低圧通路により連通する第３弁室とをこの順で有し、
かつ該背圧制御弁は、該第１弁室内に位置する第１受圧面と、該第２弁室内に位置する第２受圧面と、該第３弁室内に位置する第３受圧面とをもつ弁体を有し、
該第３受圧面の受圧面積は、該第１受圧面の受圧面積よりも大きく、かつ該第２受圧面の受圧面積よりも大きいことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記背圧制御弁は前記背圧室と前記吸入室との間に設けられ、
該背圧制御弁は前記第２弁室と前記第３弁室との間に弁座を有する請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記背圧制御弁は前記吐出室と前記背圧室との間に設けられ、
該背圧制御弁は前記第１弁室と前記第２弁室との間に弁座を有する請求項１記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記弁体は前記弁座と対面するテーパ部を有し、該テーパ部は前記第２弁室側に向かって縮径されている請求項２又は３記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図５に従来のスクロール型圧縮機が開示されている。この圧縮機は、ハウジング、固定スクロール及び可動スクロールを有し、これらによって吸入室、圧縮室、吐出室及び背圧室が形成されている。また、この圧縮機は、背圧室内の背圧によって固定スクロールと可動スクロールとが互いに押し付けられるようになっている。
【０００３】
より詳細には、吐出室等の高圧が固定絞りを介して背圧室に導入されるようになっており、背圧室と吸入室との間に調整弁が設けられている。この調整弁では、背圧通路と低圧通路とが弁室に接続されている。背圧通路は背圧室と弁室とを連通し、低圧通路は弁室と吸入室とを連通している。弁室内にはボール状の弁体が背圧通路を閉じるように付勢された状態で収納されている。
【０００４】
この圧縮機では、調整弁において、背圧室内の背圧と吸入室内の低圧との差圧によって弁体が作動し、背圧の調整が行われる。そして、その背圧に基づく荷重によって可動スクロールを固定スクロールに押し付けている。調整弁によって背圧が適度にされれば、動力損失の低減と圧縮不良の低減とを実現することが可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−７６２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来のスクロール型圧縮機は、調整弁において、さほど高くない圧力である背圧と低圧とが弁体に作用しているに過ぎない。このため、このスクロール型圧縮機では、背圧の制御性等に問題がある。
【０００７】
また、一般的なスクロール型圧縮機においては、図８に示すように、高圧としての吐出圧力Ｐｄの上昇に応じ、背圧Ｐｂ（荷重）が高くなることが動力損失の低減と圧縮不良の低減とのためには理想的である。この点、上記スクロール型圧縮機では、吐出圧力Ｐｄが高い状態で圧縮不良を生じないように固定絞り及び調整弁を設定すれば、吐出圧力Ｐｄが低い状態では背圧Ｐｂ（荷重）が高すぎ、ハッチングに示す部分において動力損失を生じてしまう。すなわち、上記スクロール型圧縮機では、あらゆる運転条件において必要十分な背圧を確保することが困難であり、動力損失や圧縮不良を生じる懸念がある。
【０００８】
さらに、上記スクロール型圧縮機は、固定絞りを介して背圧室に高圧を導入しているため、固定絞りの内径が大きければ圧縮効率が悪化し、固定絞りの内径が小さければその取り回し上、設計が困難になるという課題もある。
【０００９】
このため、特開平１１-１３２１６５号公報に開示されているように、弁体に背圧及び低圧ばかりでなく、高圧も作用させることも考えられる。この場合、背圧制御弁は、固定絞り及び調整弁を採用した場合と比較し、背圧の制御性が向上する。また、吐出圧力Ｐｄに応じた背圧Ｐｂ（荷重）を実現し易く、広い運転条件で動力損失や圧縮不良を低減できる。
【００１０】
しかしながら、弁体に背圧、低圧及び高圧を作用させるとしても、特開平１１-１３２１６５号公報に開示されているように、弁体に背圧が大きく作用するとすれば、制御対象を制御対象によって大きく制御することとなり、弁体が安定しない。例えば、背圧が高いことにより弁体が移動して背圧室を吸入室に連通させれば、背圧がすぐに低くなって今度は弁体が逆方向に移動させることとなり、弁体が不安定な挙動を示すこととなる。この場合、背圧制御弁の応答性が懸念される。
【００１１】
また、弁体に高圧が大きく作用するとすれば、低圧の低下に対して弁体が追従し難くなる。この場合、低圧が低く、高圧が高い負荷条件下において、動力損失が大きくなってしまう。
【００１２】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、背圧制御弁が優れた制御性及び応答性を発揮しつつ、広い運転条件でより確実に動力損失や圧縮不良を低減できるスクロール型圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のスクロール型圧縮機は、ハウジング、固定スクロール及び可動スクロールを有し、これらによって吸入室、圧縮室、吐出室及び背圧室が形成され、該背圧室内の背圧によって該固定スクロールと該可動スクロールとが互いに押し付けられるスクロール型圧縮機において、
前記吐出室又は前記圧縮室と前記背圧室との間及び/又は該背圧室と前記吸入室との間に背圧制御弁が設けられ、
該背圧制御弁は、該吐出室又は該圧縮室と高圧通路により連通する第１弁室と、該背圧室と背圧通路により連通する第２弁室と、該吸入室と低圧通路により連通する第３弁室とをこの順で有し、
かつ該背圧制御弁は、該第１弁室内に位置する第１受圧面と、該第２弁室内に位置する第２受圧面と、該第３弁室内に位置する第３受圧面とをもつ弁体を有し、
該第３受圧面の受圧面積は、該第１受圧面の受圧面積よりも大きく、かつ該第２受圧面の受圧面積よりも大きいことを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
本発明のスクロール型圧縮機では、背圧制御弁は、弁体に背圧及び低圧ばかりでなく、高圧も作用させることから、固定絞り及び調整弁を採用した場合と比較し、背圧の制御性が向上する。また、吐出圧力に応じた背圧（荷重）を実現し易く、広い運転条件で動力損失や圧縮不良を低減できる。なお、第１弁室を圧縮室と連通させる場合、その圧縮室は背圧の制御性等を実現可能な高圧に保持されている必要がある。
【００１５】
また、このスクロール型圧縮機では、第３受圧面の受圧面積が第２受圧面の受圧面積よりも大きいため、弁体に背圧が大きく作用しない。このため、制御対象を制御対象によって大きく制御しないことから、弁体が安定する。このため、背圧制御弁は優れた応答性を発揮する。
【００１６】
さらに、このスクロール型圧縮機では、第３受圧面の受圧面積が第１受圧面の受圧面積よりも大きいため、弁体に高圧も大きく作用しない。このため、低圧の低下に対しても弁体が追従し易く、低圧が低く、高圧が高い負荷条件下において、動力損失を小さくすることができる。
【００１７】
したがって、本発明のスクロール型圧縮機であれば、背圧制御弁が優れた制御性及び応答性を発揮することが可能である。また、このスクロール型圧縮機は、広い運転条件でより確実に動力損失や圧縮不良を低減することが可能である。
【００１８】
また、本発明のスクロール型圧縮機は、高圧や低圧を検知するためのセンサ類、負荷条件を算出して弁体を変位させるためのコントローラ等が必ずしも必要ではないため、製造コストの低廉化も実現可能である。
【００１９】
背圧制御弁は背圧室と吸入室との間に設けられ得る。そして、この背圧制御弁は第２弁室と第３弁室との間に弁座を有し得る（請求項２）。この場合、吐出室又は圧縮室と背圧室とは給気通路によって連通され得る。給気通路に簡易な固定絞りを設けることも可能である。この場合、背圧室内に導入された高圧を背圧制御弁で最小限に制限しながら吸入室に逃すに過ぎないことから、高圧を無駄に吸入室に逃さず、優れた圧縮効率を発揮することができる。
【００２０】
背圧制御弁は吐出室と背圧室との間に設けられ得る。そして、この背圧制御弁は第１弁室と第２弁室との間に弁座を有し得る（請求項３）。この場合、背圧室と吸入室とは抽気通路によって連通され得る。抽気通路に簡易な固定絞りを設けることも可能である。
【００２１】
弁体は弁座と対面するテーパ部を有し、テーパ部は第２弁室側に向かって縮径されていることが好ましい（請求項４）。この場合、弁体のストローク変化に対する開度変化を緩やかにすることができ、ばねの設計、選択が容易になる。
【００２２】
第１受圧面、第２受圧面及び第３受圧面の少なくとも一つはベローズやダイヤフラム等で構成されることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を電動スクロール型圧縮機に具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（実施例１）
実施例１の圧縮機は、図１に示すように、有底筒状のフロントハウジング１１と蓋状のリヤハウジング１２とからなるハウジング１０を備えている。フロントハウジング１１内には、軸支部材１５が設けられているとともに、軸支部材１５の後方に固定スクロール１６が設けられている。フロントハウジング１１とリヤハウジング１２とは、軸支部材１５及び固定スクロール１６を互いに当接させた状態で収納しながら、フロントハウジング１１の後端とリヤハウジング１２の前端とが互いに突き合わされ、ボルト１３によって相互に固定されている。そして、フロントハウジング１１と軸支部材１５とにより吸入室４２が形成され、固定スクロール１６とリヤハウジング１２とにより吐出室４７が形成されている。
【００２５】
軸支部材１５は、筒状の本体部１７と、本体部１７の後端の開口縁から外側に張り出す鍔部１８とからなる。本体部１７の底壁１７ａの中央には軸孔１９が貫通して形成されている。鍔部１８はフロントハウジング１１の内周面に形成された段差２１に当接して前止まりされている。軸支部材１５の後端部には、後述する可動スクロール２２の自転を規制する自転阻止ピン２３ａが固定されている。
【００２６】
フロントハウジング１１の底壁１１ａの内面中央には軸受装置２５が設けられ、軸支部材１５の本体部１７内には軸受装置２６が設けられている。軸受装置２５、２６には前後で軸方向に延びる回転軸２４の各端部が回転可能に支持されている。軸支部材１５と回転軸２４との間には封止用のシール材３０がサークリップ３１によって介装されている。
【００２７】
回転軸２４の後端には、回転軸２４の中心軸線から偏心した位置に円柱状の偏心ピン３２が突出して形成されている。偏心ピン３２には円筒状のブッシュ３３が嵌合して支持されている。ブッシュ３３の外周面の略半周部分には、外側へ扇状に広がるバランスウェイト３５が一体に形成されている。このバランスウェイト３５は、可動スクロール２２の公転に伴う遠心力を相殺する役割をはたす。
【００２８】
また、固定スクロール１６は、基壁１６ａ及び外周壁１６ｂによって有底筒状をなす固定側基板１６ｃと、外周壁１６ｂの内側でかつ基壁１６ａの前面に立ち上げられた固定側渦巻壁１６ｄとからなる。
【００２９】
一方、ブッシュ３３と固定スクロール１６との間には軸受装置３４を介して可動スクロール２２が設けられている。可動スクロール２２は、円板状の可動側基板２２ａと、可動側基板２２ａの後面に立ち上げられた可動側渦巻壁２２ｂとからなる。
【００３０】
固定スクロール１６と可動スクロール２２とは、各渦巻壁１６ｄ、２２ｂを介して互いに噛み合わされ、各渦巻壁１６ｄ、２２ｂの先端が相手側の基板１６ｃ、２２ａ上を摺動可能に構成されている。可動側基板２２ａの前面には、自転阻止ピン２３ａの先端部を遊嵌状態で受ける自転阻止孔３７が凹設されている。自転阻止孔３７には円筒状のリング２３ｂが遊嵌されており、自転防止ピン２３ａはリング２３ｂの内周面を摺動及び転動するようになっている。
【００３１】
固定側基板１６ｃ及び固定側渦巻壁１６ｄと、可動側基板２２ａ及び可動側渦巻壁２２ｂとの間には、圧縮室３８が形成されている。また、可動側基板２２ａの前面側（可動側基板２２ａを挟んで圧縮室３８とは反対の背面側）であって、かつ可動側基板２２ａと軸支部材１５との間には、回転軸２４の後端が臨む背圧室３９が形成されている。さらに、軸支部材１５、外周壁１６ｂ及び可動側渦巻壁２２ｂの最外周部との間には、吸入領域４１が形成されている。
【００３２】
フロントハウジング１１内の吸入室４２と吸入領域４１とは、フロントハウジング１１の下部に形成された吸入通路４３によって互いに連通している。吸入室４２内には、ステータ４４がフロントハウジング１１の内周面に固定して設けられ、さらにステータ４４の内側にロータ４５が回転軸２４に固定して設けられている。ロータ４５、ステータ４４及び回転軸２４によってモータ機構４０が構成され、ステータ４４への通電によって回転軸２４及びロータ４５が一体に回転されるようになっている。
【００３３】
また、フロントハウジング１１の周壁の前端側には、図示しない蒸発器に配管によって接続される吸入口４６が貫通して形成されている。蒸発器は配管によって膨張弁及び凝縮器と接続されている。圧縮機、蒸発器、膨張弁及び凝縮器は車両用空調装置の冷凍回路を構成している。冷凍回路における低圧でかつ低温の冷媒ガス等は、吸入口４６から吸入室４２及び吸入通路４３を経て吸入領域４１内に供給されるようになっている。
【００３４】
固定側基板１６ｃの後端とリヤハウジング１２の前端との間に吐出室４７が形成されている。固定側基板１６ｃの中央には吐出ポート４８が貫通して形成され、吐出ポート４８を介して圧縮室３８と吐出室４７とが互いに連通している。また、固定側基板１６ｃの後端には、吐出室４７内において、吐出ポート４８を開閉するための図示しない吐出弁と、この吐出弁の開度を規制するリテーナ４９とが設けられている。
【００３５】
リヤハウジング１２内には、吐出室４７より後方に、車両に搭載された状態で上下方向に延びる油分離室５１が形成されている。油分離室５１と吐出室４７との間には隔壁５２が設けられ、隔壁５２には油分離室５１と吐出室４７とを連通する吐出孔５３が貫通して形成されている。油分離室５１内には冷媒ガスに含まれる潤滑油を分離するためのオイルセパレータ５５が設けられている。オイルセパレータ５５は、円筒状をしており、油分離室５１内に嵌合状態で収容されている。吐出室４７から吐出孔５３を通して油分離室５１に導入された冷媒ガスは、オイルセパレータ５５による遠心分離によって潤滑油を分離させ、分離された潤滑油は落下して油分離室５１に貯留されるようになっている。オイルセパレータ５５より上方に位置する油分離室５１の上端は吐出口５６とされており、吐出口５６は冷凍回路の凝縮器に配管によって接続されている。
【００３６】
油分離室５１の下端と吐出室４７の下端とは給油口５４によって連通しており、吐出室４７の下端は給気通路５７によって背圧室３９に連通している。給気通路５７は、固定スクロール１６の外周壁１６ｂを貫通する連通孔５９と、軸支部材１５と可動スクロール２２との間に介装されたプレート６１に形成され、背圧室３９まで円弧状に延びるスリット６０とからなる。スリット６０は背圧室３９の上流側で給気通路５７を絞る簡易な固定絞りとなっている。これらは上流側から連通孔５９、スリット６０の順で連通しており、図２に示すように、吐出室４７内の高圧の冷媒ガスを潤滑油とともに背圧室３９に供給する。
【００３７】
図１及び図２に示すように、背圧室３９と吸入室４２とは抽気通路７１によって連通されている。抽気通路７１に背圧制御弁７２が設けられている。抽気通路７１は、吸入室４２と背圧制御弁７２とを接続する低圧通路７１ａと、背圧制御弁７２と背圧室３９とを接続する背圧通路７１ｂとからなる。
【００３８】
背圧制御弁７２は、図３に示すように、フロントハウジング１１及びケース７３によって形成された弁室７４を有している。弁室７４は、吐出室４７と高圧通路７５により連通する第１弁室７４ａと、背圧室３９と背圧通路７１ｂにより連通する第２弁室７４ｂと、吸入室４２と低圧通路７１ａにより連通する第３弁室７４ｃとからなる。第１〜３弁室７４ａ〜７４ｃは下方から上方に向かってこの順に形成されている。なお、弁室７４はフロントハウジング１１及びケース７３以外の部材によって形成されることも可能である。フロントハウジング１１とケース７３との間にはＯリング７８ａ、７８ｂが設けられている。
【００３９】
弁室７４内には弁体７６が上下で往復動可能に収納されている。弁体７６は、上方が大径をなすテーパ部７６ａと、テーパ部７６ａと一体をなし、テーパ部７６ａの下端からテーパ部７６ａと同軸に円柱状に延びる胴部７６ｂとからなる。テーパ部７６ａは第２弁室７４ｂ側に向かって縮径されている。なお、テーパ部７６ａの上面には後述するばね７７を保持するばね座７６ｃが形成されている。
【００４０】
胴部７６ｂの下面が第１受圧面Ｓ１を構成し、テーパ部７６ａの軸直角方向の断面積が第３受圧面Ｓ３を構成している。また、テーパ部７６ａの軸直角方向の断面積と胴部７６ｂの軸直角の断面積との差、つまり第１受圧面Ｓ１と第３受圧面Ｓ３との差が第２受圧面Ｓ２を構成している。図４に示すように、第３受圧面Ｓ３の受圧面積は、第１受圧面Ｓ１の受圧面積よりも大きく、かつ第２受圧面Ｓ２の受圧面積よりも大きい。また、第３受圧面Ｓ３の受圧面積は、第１受圧面Ｓ１の受圧面積と第２受圧面Ｓ２の受圧面積との和である。
【００４１】
図３に示すように、テーパ部７６ａは第３弁室７４ｃと第２弁室７４ｂとに跨って設けられており、胴部７６ｂは第１弁室７４ａ内に気密状態のまま摺動可能に設けられている。第３弁室７４ｃと第２弁室７４ｂとの間には弁座７４ｄが設けられている。
【００４２】
第３弁室７４ｃは低圧通路７１ａにより吸入室４２と接続されており、第２弁室７４ｂの下部は背圧通路７１ｂにより背圧室３９と接続されている。弁座７４ｄは弁体７６のテーパ部７６ａに対面している。弁座７４ｄはテーパ部７６ａの最大径よりもやや大径に形成され、テーパ部７６ａは第２弁室７４ｂ内に気密状態で摺動可能とされている。低圧通路７１ａと背圧通路７１ｂとの間にＯリング７８ａが設けられている。
【００４３】
また、第１弁室７４ａの下端は高圧通路７５により吐出室４７に接続されている。高圧通路７５と背圧通路７１ｂとの間にＯリング７８ｂが設けられている。また、弁室７４内の頂面とばね座７６ｃとの間には、テーパ部７６ａが弁座７４ｄに着座する方向に付勢力を有するばね７７が設けられている。
【００４４】
以上のように構成された圧縮機は次のように作動する。すなわち、車両の運転者の操作により、図１に示すモータ機構４０の回転軸２４が回転されると、偏心ピン３２が固定スクロール１６の軸心周りに旋回される。このとき、可動スクロール２２は、自転阻止ピン２３ａがリング２３ｂの内周面に沿って摺動及び転動することにより、その自転が阻止されて公転のみが許容される。そして、可動スクロール２２の公転によって圧縮室３８が両スクロール１６、２２の渦巻壁１６ｄ、２２ｂの外周側から中央へと容積を減少しながら移動される。このため、冷媒ガス等は、蒸発器より吸入口４６から吸入室４２及び吸入通路４３を経て吸入領域４１内に取り込まれ、さらに吸入領域４１から圧縮室３８内へと吸入されて圧縮される。吐出圧力まで圧縮された冷媒ガス等は、吐出ポート４８から吐出室４７に吐出され、吐出孔５３を経て油分離室５１内へ取り込まれ、そこで潤滑油が分離される。潤滑油の分離された冷媒ガス等は、オイルセパレータ５５から吐出口５６を経て凝縮器へ排出される。こうして、車両用空調装置の空調が行われる。
【００４５】
一方、冷媒ガスから分離された潤滑油は、オイルセパレータ５５から落下して油分離室５１に貯留される。油分離室５１に貯留された潤滑油は、図２に示すように、若干の冷媒ガスとともに給気通路５７のスリット６０を経て背圧室３９に供給される。
【００４６】
そして、図３に示すように、背圧制御弁７２では、高圧通路７５が吐出室４７内の高圧である吐出圧力Ｐｄを弁体７６の第１受圧面Ｓ１に印加し、弁体７６を上方向に移動させようとする。弁体７６が上方向に移動すれば、テーパ部７６ａが弁座７４ｄから離れ、背圧室３９内の冷媒ガス等が背圧通路７１ｂ、第２弁室７４ｂ、弁座７４ｄ、第３弁室７４ｃ及び低圧通路７１ａを経て吸入室４２に排出され易くなり、背圧Ｐｂが低下する。
【００４７】
また、この背圧制御弁７２では、低圧通路７１ａが吸入室４２内の低圧である吸入圧力Ｐｓを弁体７６の第３受圧面Ｓ３に印加し、弁体７６を下方向に移動させようとする。弁体７６が下方向に移動すれば、テーパ部７６ａが弁座７４ｄに近づき、背圧室３９の背圧Ｐｂの冷媒ガス等が吸入室４２に排出され難くなり、背圧Ｐｂが上昇する。
【００４８】
こうして、この背圧制御弁７２は、弁体７６に背圧Ｐｂ及び吸入圧力Ｐｓばかりでなく、吐出圧力Ｐｄも作用させることから、固定絞り及び調整弁を採用した場合と比較し、背圧の制御性が向上する。また、吐出圧力Ｐｄに応じた背圧Ｐｂ（荷重）を実現し易く、広い運転条件で動力損失や圧縮不良を低減できる。
【００４９】
また、この圧縮機では、第３受圧面Ｓ３の受圧面積が第２受圧面Ｓ２の受圧面積よりも大きいため、弁体７６に背圧Ｐｂが大きく作用しない。このため、制御対象を制御対象によって大きく制御しないことから、弁体７６が安定する。このため、背圧制御弁７６が優れた応答性を発揮する。
【００５０】
さらに、この圧縮機では、第３受圧面Ｓ３の受圧面積が第１受圧面Ｓ１の受圧面積よりも大きいため、弁体７６に吐出圧力Ｐｄも大きく作用しない。このため、吸入圧力Ｐｓの低下に対しても弁体７６が追従し易い。
【００５１】
このため、実施例１の圧縮機では、図９に示すように、吸入圧力Ｐｓが高く、吐出圧力Ｐｄも高い負荷条件下ばかりでなく、吸入圧力Ｐｓが低く、吐出圧力Ｐｄが高い負荷条件下においても、動力損失を小さくすることができる。なお、比較例の圧縮機は、背圧調整弁の弁体に背圧Ｐｂ、吸入圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄを作用させるとともに、吸入圧力Ｐｓが作用する受圧面の受圧面積と吐出圧力Ｐｄが作用する受圧面の受圧面積とを等しくしたものである。実施例１の圧縮機は、比較例の圧縮機と比べ、吸入圧力Ｐｓが低い負荷条件下で優れた動力性能を発揮できることがわかる。可動スクロール２２の周囲が吸入圧力Ｐｓであるスクロール型圧縮機は吸入圧力Ｐｓの影響を受け易く、吸入圧力Ｐｓの変化によって優れた動力性能を発揮することは極めて実用的である。
【００５２】
したがって、この圧縮機であれば、背圧制御弁７２が優れた制御性及び応答性を発揮することが可能である。また、このスクロール型圧縮機は、広い運転条件でより確実に動力損失や圧縮不良を低減することが可能である。
【００５３】
特に、この圧縮機は、吐出室４７と背圧室３９とを給気通路５７によって連通し、背圧室３９内に導入された吐出圧力Ｐｄを背圧制御弁７２で最小限に制限しながら吸入室４２に逃すに過ぎない。このため、吐出圧力Ｐｄを無駄に吸入室４２に逃さず、優れた圧縮効率を発揮することができる。
【００５４】
また、この圧縮機では、弁体７６のテーパ部７６ａが第２弁室７４ｂ側に向かって縮径されているため、弁体７６のストローク変化に対する開度変化を緩やかにすることができ、ばね７７の設計、選択が容易になっている。
【００５５】
さらに、この圧縮機では、吐出圧力Ｐｄや吸入圧力Ｐｓを検知するためのセンサ類、負荷条件を算出して弁体７６を変位させるためのコントローラ等が必ずしも必要ではないため、製造コストの低廉化も実現可能である。
【００５６】
（実施例２）
実施例２の電動スクロール型圧縮機は、図５に示すように、吐出室４７と背圧室３９とが給気通路５７によって接続され、給気通路５７に背圧制御弁８２が設けられている。給気通路５７は、吐出室４７と背圧制御弁７２とを接続する高圧通路８１ａ、８１ｂと、背圧制御弁８２と背圧室３９とを接続する背圧通路８１ｃとからなる。背圧室３９と吸入室４２とは抽気通路７１により接続されている。抽気通路７１には固定絞り８０が設けられている。
【００５７】
背圧制御弁８２は、図６に示すように、フロントハウジング１１及びケース８３によって形成された弁室８４を有している。弁室８４は、吐出室４７と高圧通路８１ａ、８１ｂにより連通する第１弁室８４ａ、８４ｂと、背圧室３９と背圧通路８１ｃにより連通する第２弁室８４ｃと、吸入室４２と低圧通路８５により連通する第３弁室８４ｄとからなる。第１〜３弁室８４ａ、８４ｂ〜８４ｄは下方から上方に向かってこの順に形成されている。なお、弁室８４はフロントハウジング１１及びケース８３以外の部材によって形成されることも可能である。フロントハウジング１１とケース８３との間にはＯリング８８ａ、８８ｂが設けられている。
【００５８】
弁室８４内には弁体８６が上下で往復動可能に収納されている。弁体８６は、円柱状の頭部８６ａと、頭部８６ａと一体をなし、頭部８６ａの下端から頭部８６ａと同軸に円柱状に延びる首部８６ｂと、首部８６ｂと一体をなし、首部８６ｂの下端から広がるテーパ部８６ｃと、テーパ部８６ｃと一体をなし、テーパ部８６ｃの下端から同軸に円柱状に延びる胴部８６ｄとからなる。テーパ部８６ｃは第２弁室８４ｃ側に向かって縮径されている。
【００５９】
胴部８６ｄの下面が第１受圧面Ｓ１を構成し、頭部８６ａの上面が第３受圧面Ｓ３を構成している。また、頭部８６ａの下面と胴部８６ｄの軸直角の断面積との差、つまり第１受圧面Ｓ１と第３受圧面Ｓ３との差が第２受圧面Ｓ２を構成している。図７に示すように、第３受圧面Ｓ３の受圧面積は、第１受圧面Ｓ１の受圧面積よりも大きく、かつ第２受圧面Ｓ２の受圧面積よりも大きい。また、第３受圧面Ｓ３の受圧面積は、第１受圧面Ｓ１の受圧面積と第２受圧面Ｓ２の受圧面積との和である。
【００６０】
図６に示すように、胴部８６ｄは第１弁室８４ａ内に気密状態のまま摺動可能に設けられており、テーパ部８６ｃは第１弁室８４ｂと第２弁室８４ｃとに跨って設けられている。第１弁室８４ｂと第２弁室８４ｃとの間には弁座８４ｅが設けられている。
【００６１】
第３弁室８４ｄは低圧通路８５により吸入室４２と接続されており、第２弁室８４ｃの上部は背圧通路８１ｃにより背圧室３９と接続されている。弁座８４ｅは弁体８６のテーパ部８６ｃに対面している。弁座８４ｅはテーパ部８６ｃの最大径よりもやや大径に形成され、テーパ部８６ｃは第２弁室８４ｃ内に気密状態で摺動可能とされている。低圧通路８５と背圧通路８１ｃとの間にＯリング８８ａが設けられている。
【００６２】
また、第１弁室８４ａ、８４ｂは高圧通路８１ａ、８１ｂにより吐出室４７に接続されている。高圧通路８１ａ、８１ｂと背圧通路８１ｃとの間にＯリング８８ｂが設けられている。また、弁室８４内の頂面と頭部８６ａの上面との間には、テーパ部８６ｃが弁座８４ｅから離れる方向に付勢力を有するばね８７が設けられている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様である。
【００６３】
この圧縮機の背圧制御弁８２では、高圧通路８１ａが吐出室４７内の吐出圧力Ｐｄを弁体８６の第１受圧面Ｓ１に印加し、弁体８６を上方向に移動させようとする。弁体８６が上方向に移動すれば、テーパ部８６ｃが弁座８４ｅに近づき、吐出室４７内の吐出圧力Ｐｄの冷媒ガス等が高圧通路８１ｂ、第１弁室８４ｂ、弁座８４ｅ、第２弁室８４ｃ及び背圧通路８１ｃを経て背圧室３９に供給され難くなり、背圧室３９内の冷媒ガス等は抽気通路７１を経て吸入室４２に排出され易いことから、背圧Ｐｂが低下する。
【００６４】
また、この背圧制御弁８２では、低圧通路８５が吸入室４２内の吸入圧力Ｐｓを弁体８６の第３受圧面Ｓ３に印加し、弁体８６を下方向に移動させようとする。弁体８６が下方向に移動すれば、テーパ部８６ｃが弁座８４ｅから離れ、吐出室４７内の吐出圧力Ｐｄの冷媒ガス等が背圧室３９に供給され易くなり、背圧Ｐｂが上昇する。
【００６５】
したがって、この圧縮機においても、実施例１の圧縮機と同様の作用効果を奏することができる。
【００６６】
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００６７】
例えば、上記実施例１、２は全てモータ機構４０を内蔵する電動スクロール型圧縮機であるが、モータ機構４０を内蔵しないスクロール型圧縮機に本発明を具体化することも可能である。
【００６８】
また、給気通路５７や高圧通路７５は、吐出室４７と背圧室３９とを連通するのではなく、圧縮室３８と背圧室３９とを連通していてもよい。
【００６９】
さらに、上記実施例１、２は背圧によって可動スクロール２２を固定スクロール１６に押し付けたが、背圧によって固定スクロール１６を可動スクロール２２に押し付けてもよい。
【００７０】
また、上記実施例１、２では第１弁室７４ａ、８４ａ、８４ｂを吐出室４７と連通させているが、第１弁室７４ａ、８４ａ、８４ｂを圧縮室３８と連通することも可能である。この場合、圧縮室３８が背圧の制御性等を実現可能な高圧に保持されている必要性から、第１弁室７４ａ、８４ａ、８４ｂを固定スクロール１６及び可動スクロール２２の中心側の圧縮室３８に連通するようにすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施例１の電動スクロール型圧縮機の断面図である。
【図２】実施例１の電動スクロール型圧縮機の模式構成図である。
【図３】実施例１の電動スクロール型圧縮機における背圧制御弁の断面図である。
【図４】実施例１の電動スクロール型圧縮機における弁体の受圧面を示す説明図である。
【図５】実施例２の電動スクロール型圧縮機の模式構成図である。
【図６】実施例２の電動スクロール型圧縮機における背圧制御弁の断面図である。
【図７】実施例２の電動スクロール型圧縮機における弁体の受圧面を示す説明図である。
【図８】従来のスクロール型圧縮機の特性と計算上の理想値とを示すグラフである。
【図９】実施例１、２の電動スクロール型圧縮機等の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１０…ハウジング（１１…フロントハウジング、１２…リヤハウジング）
１６…固定スクロール
２２…可動スクロール
４２…吸入室
３８…圧縮室
４７…吐出室
３９…背圧室
７２、８２…背圧制御弁
７５、８１ａ、８１ｂ…高圧通路
７４ａ、８４ａ、８４ｂ…第１弁室
７１ｂ、８１ｃ…背圧通路
７４ｂ、８４ｃ…第２弁室
７１ａ、８５…低圧通路
７４ｃ、８４ｄ…第３弁室
Ｓ１…第１受圧面
Ｓ２…第２受圧面
Ｓ３…第３受圧面
７６、８６…弁体
７４ｄ、８４ｅ…弁座
７６ａ、８６ｃ…テーパ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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