(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入室及び吐出室を有する圧縮機ハウジングと、該圧縮機ハウジング内には配設され第１の板体及び該第１の板体上に形成された固定渦巻き体を備える固定スクロール部材と、前記圧縮機ハウジング内には配設され第２の板体及び該第２の板体上に形成された可動渦巻き体を備える可動スクロール部材とを有し、前記可動スクロール部材を公転運動させて前記固定渦巻き体と前記可動渦巻き体との間に形成される流体ポケットの容積を変化させつつ中心部に移動させて前記吸入室から前記流体ポケットに取り込まれた流体を圧縮して前記吐出室に吐出するようにしたスクロール型圧縮機において、前記第１の板体には前記固定渦巻き体に沿って前記流体ポケット内のガスをバイパスする複数のバイパス孔が形成されており、前記第１の板体内には前記バイパス孔の開閉を行う弁機構が備えられており、前記圧縮機ハウジングには前記吸入室に連通する低圧空間が形成され、前記バイパス孔のうち前記第１の板体の中心部に最も近い最内部に形成されたバイパス孔を除くバイパス孔が開状態の際前記低圧空間と連通するようにしたことを特徴とするスクロール型可変容量圧縮機。
【請求項２】
吸入室及び吐出室を有する圧縮機ハウジングと、該圧縮機ハウジング内には配設され第１の板体及び該第１の板体上に形成された固定渦巻き体を備える固定スクロール部材と、前記圧縮機ハウジング内には配設され第２の板体及び該第２の板体上に形成された可動渦巻き体を備える可動スクロール部材とを有し、前記可動スクロール部材を公転運動させて前記固定渦巻き体と前記可動渦巻き体との間に形成される流体ポケットの容積を変化させつつ中心部に移動させて前記吸入室から前記流体ポケットに取り込まれた流体を圧縮して前記吐出室に吐出するようにしたスクロール型圧縮機において、前記第１の板体には前記固定渦巻き体に沿って前記流体ポケット内のガスをバイパスする複数のバイパス孔が形成されており、前記第１の板体内には前記バイパス孔の開閉を行う弁機構が備えられており、前記圧縮機ハウジングには前記吸入室に連通する低圧空間が形成され、前記バイパス孔は開状態の際前記低圧空間と連通するようにし、前記第１の板体には前記バイパス孔の間の位置において前記低圧空間と前記シリンダー部とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とするスクロール型可変容量圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクロール型圧縮機に関し、特に、容量可変のスクロール型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール型圧縮機では、固定スクロール部材及び可動スクロール部材を備えており、さらに、主軸の回転に応じて可動スクロール部材に公転運動（旋回運動）を与える駆動機構を備えている。そして、主軸の回転に応じて可動スクロール部材と固定スクロール部材とによって形成される流体ポケットの容積を変化させつつ移動させ、これによって流体（冷媒）の圧縮を行っている。
【０００３】
このようなスクロール型圧縮機において、圧縮容量が可変のスクロール型圧縮機が知られており（以下単に可変容量圧縮機と呼ぶ）、この可変容量圧縮機では、後述するように、固定スクロール部材の底板に複数対のバイパス孔を形成して、このバイパス孔を開閉制御することによって、冷媒ガスの一部を流体ポケットから吸入室に戻し、これによって、圧縮容量を変化させている。
【０００４】
ここで、図６を参照して、従来の可変容量圧縮機について説明する。
【０００５】
図示の圧縮機は圧縮機ハウジング１０を備えており、この圧縮機ハウジング１０はフロントエンドプレート（フロントハウジング）１１とこれに配設されたカップ状部分（リヤーケーシング）１２を備えている。フロントエンドプレート１１には主軸１３を挿通させるための貫通孔１１１がその中心に形成されている。主軸１３の内端側には主軸大径部１５が形成されており、この主軸大径部１５はボールベアリング１６によって回転可能に支持されている。また、主軸大径部１５には主軸１３に対して偏心して円板状のブッシュ３３が取り付けられている。
【０００６】
フロントエンドプレート１１は主軸１３を取り巻くようにして前方に延びるスリーブ１７を備えており、スリーブ１７の前端部にはボールベアリング１９が配設されており、このボールベアリング１９によって主軸１３が回転可能に支持されている。シャフトシール組立体２０は貫通孔１１１内で主軸１３上に組み立てられており、主軸１３には外部駆動源（例えば、自動車エンジン）の回転が電磁クラッチ１３ａを介して伝達される。
【０００７】
前述のカップ状部分１２内には、固定スクロール部材２５及び可動スクロール部材２６が備えられるとともに、回転阻止機構２７が配置されている。固定スクロール部材２５は側板（底板）２５１とその一面に固定された渦巻き体２５２を有しており、側板２５１はカップ状部分１２に固定されている。可動スクロール部材２６は側板２６１とその一面に固定された渦巻き体２６２を有しており、側板２６１には渦巻き体２６２と反対の面において円環状のボス２６３が形成されている。そして、このボス２６３にはブッシュ３３が嵌合され、ニードルベアリング３４を介して回転可能に支持されている。さらに、ブッシュ３３にはこれと一体で径方向に延びる半円板状のバランスウェイト３３１が備えられている。
【０００８】
渦巻き体２６２は渦巻き体２５２と１８０度の角度ずれをもって噛み合わされて、両渦巻き体間に流体ポケットが形成されている。可動スクロール部材２６は回転阻止機構２７に連結されており、可動スクロール部材２６は回転阻止機構２７によってその自転を阻止されつつ主軸１３の回転に応じて所定の円軌道上を公転運動し、これによって、流体ポケットが中心部へ移動しつつ吸入室４０から流体ポケットに取り込まれた冷媒ガスは圧縮され、側板２５１の中心部に形成された吐出孔（図示せず）から圧縮冷媒として吐出室（図示せず）に排出される。
【０００９】
図示のように、固定スクロール部材２５の側板２５１には一対のバイパス孔４１ａ及び４１ｂが形成されており、バイパス４１ａは、例えば、渦巻き体２５２の最外部近傍に形成され、バイパス孔４１ｂは渦巻き体２５２の最内部近傍に形成されている。
【００１０】
固定スクロール部材２５の側板２５１には径方向に延びるシリンダー部４２が形成されており、このシリンダー部４２内にはピストンバルブ４３が摺動可能に配置されている。具体的には、シリンダー部４２の一端（下端）は図示のように吸入室４０に連通しており、このシリンダー部４２内には中空のピストンストッパー４２ａが固着されている。ピストンストッパー４２ａにはスプリング４２ｂの一端が固定されており、スプリング４２ｂの他端にはピストンバルブ４３が固定されている。つまり、ピストンバルブ４３はスプリング４２ｂに支持され、上方に付勢されている。そして、シリンダー部４２、ピストンストッパー４２ａ、スプリング４２ｂ、及びピストンバルブ４３によってピストンバルブ機構が構成される。
【００１１】
カップ状部分１２には中間圧力室４４が形成されており、この中間圧力室４４にはコントロールバルブ機構４５が配設されている。この中間圧力室４４は第１の連通路４６ａを介して吸入室４４に連通されるとともに第２の連通路４６ｂを介してシリンダー部４２の他端（上端）に連通している。コントロールバルブ機構４５は所定の圧力でガスが封入されたベローズ４５ａとベローズ４５ａの一端に取り付けられた弁体（連通バルブ）４５ｂとを備えている。ベローズ４５ａは吸入室４０の圧力で伸縮し、このベローズ４５ａの伸縮に応じて連通バルブ４５ｂが駆動されて、中間圧力室４４と吸入室４０との連通が制御される。つまり、中間圧力室４４と吸入室４０との連通を調整する連通バルブ４５ｂの開度が調整される。
【００１２】
中間圧力室４４には吐出（圧縮）ガスがオリフィス４５ｃを介して導入されており、前述のように、連通バルブ４５ｂの開度を調整することによって、中間圧力ガスが吸入室４０に戻され、これによって、中間圧力室４４の圧力が調整される。
【００１３】
前述のように、中間圧力室４４は第２の連通路４６ｂを介してシリンダー部４２の上端に連通しており、この結果、ピストンバルブ４３の上端面には中間圧力室４４の圧力が加えられていることになる。ピストンバルブ４３はスプリング４２ｂの付勢力と中間圧力室４４の圧力との差に応じて移動し、ピストンバルブ４３の移動によってバイパス孔４１ａ及び４１ｂが開閉されることになる。つまり、中間圧力室４４の圧力を制御することによって、ピストンバルブ４３が駆動制御され、バイパス孔４１ａ及び４１ｂを開閉することになる。そして、バイパス孔４１ａ及び４１ｂの開閉によって圧縮機の容量可変が行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の可変容量圧縮機では、例えば、バイパス孔４１ａ及び４１ｂが開状態となった際、流体ポケットからガス（バイパスガス）がシリンダー部４２内を通って吸入室４０にガスが戻されることになる。
【００１５】
一般に、固定スクロール部材２５の側板２５１は板厚がそれほど厚くなく、このため、シリンダー部４２の径を大きくとることができない。従って、従来の可変容量圧縮機のようにバイパスガスをシリンダー部４２のみを通過させて吸入室に戻した場合、圧力損失が極めて大きくなって、圧縮容量の可変範囲が狭くなっしまうという問題点がある。
【００１６】
一方、シリンダー部４２の径を大きくとろうとすれば、不可避的に固定スクロール部材２５の側板２５１の板厚を厚くしなければならず、この結果、圧縮機の軸方向長さが長くなってしまう。つまり、圧縮機自体が大型化してしまうという問題点がある。
【００１７】
本発明の目的は小型でしかも圧縮容量の可変範囲を大きくされるスクロール型可変容量圧縮機を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、吸入室及び吐出室を有する圧縮機ハウジングと、該圧縮機ハウジング内には配設され第１の板体及び該第１の板体上に形成された固定渦巻き体を備える固定スクロール部材と、前記圧縮機ハウジング内には配設され第２の板体及び該第２の板体上に形成された可動渦巻き体を備える可動スクロール部材とを有し、前記可動スクロール部材を公転運動させて前記固定渦巻き体と前記可動渦巻き体との間に形成される流体ポケットの容積を変化させつつ中心部に移動させて前記吸入室から前記流体ポケットに取り込まれた流体を圧縮して前記吐出室に吐出するようにしたスクロール型圧縮機において、前記第１の板体には前記固定渦巻き体に沿って前記流体ポケット内のガスをバイパスする複数のバイパス孔が形成されており、前記第１の板体内には前記バイパス孔の開閉を行う弁機構が備えられており、前記圧縮機ハウジングには前記吸入室に連通する低圧空間が形成され、前記バイパス孔のうち前記第１の板体の中心部に最も近い最内部に形成されたバイパス孔を除くバイパス孔が開状態の際前記低圧空間と連通するようにしたことを特徴とするスクロール型可変容量圧縮機が得られる。
【００１９】
また本発明のよれば、吸入室及び吐出室を有する圧縮機ハウジングと、該圧縮機ハウジング内には配設され第１の板体及び該第１の板体上に形成された固定渦巻き体を備える固定スクロール部材と、前記圧縮機ハウジング内には配設され第２の板体及び該第２の板体上に形成された可動渦巻き体を備える可動スクロール部材とを有し、前記可動スクロール部材を公転運動させて前記固定渦巻き体と前記可動渦巻き体との間に形成される流体ポケットの容積を変化させつつ中心部に移動させて前記吸入室から前記流体ポケットに取り込まれた流体を圧縮して前記吐出室に吐出するようにしたスクロール型圧縮機において、前記第１の板体には前記固定渦巻き体に沿って前記流体ポケット内のガスをバイパスする複数のバイパス孔が形成されており、前記第１の板体内には前記バイパス孔の開閉を行う弁機構が備えられており、前記圧縮機ハウジングには前記吸入室に連通する低圧空間が形成され、前記バイパス孔は開状態の際前記低圧空間と連通するようにし、前記第１の板体には前記バイパス孔の間の位置において前記低圧空間と前記シリンダー部とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とするスクロール型可変容量圧縮機が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１を参照して、図示の可変容量圧縮機において、図６に示す構成要素と同一の構成要素について同一の参照番号を付し、ここでは、説明を省略する。前述のように、固定スクロール部材２５の側板２５１には複数対のバイパス孔が形成されるとともにピストンバルブ機構が設けられている。
【００２３】
図２を参照して、図示の例では、側板２５１にバイパス孔５１ａ及び５１ｂとバイパス孔５１ｃ及び５１ｄが形成されており、バイパス孔５１ａ及び５１ｂに対応してピストンバルブ機構５２ａが側板２５１に設けられ、バイパス孔５１ｃ及び５１ｄに対応してピストンバルブ機構５２ｂが設けられている。なお、これにピストンバルブ機構５２ａ及び５２ｂの構成は図６で説明したピストンバルブ機構と同一の構成である（図１においては、ピストンバルブ機構５２ａのみが示されており、このピストンバルブ機構５２ａは、シリンダー部４２、ピストンストッパー４２ａ、スプリング４２ｂ、及びピストンバルブ４３を備えている）。また、図示のように、側板２５１の中心部には吐出孔５３ａが形成され、側板２５１には吐出孔５３ａを開閉するための吐出弁５３ｂが取り付けられている。
【００２４】
図１乃至図３を参照して、カップ状部分１２には吐出室（高圧室）５４とともに低圧室（低圧空間）５４ａ及び５４ｂが形成されており、これら低圧室５４ａ及び５４ｂは吸入室４０に連通している。バイパス孔５１ａ及び５１ｂは低圧室５４ａに臨んでいる。一方、バイパス孔５１ｃ及び５１ｄは低圧室５４ｂに臨んでいる。
【００２５】
前述のように、コントロールバルブ機構４５によって中間圧力室４４の圧力が調整されてピストンバルブ機構５２ａ及び５２ｂが駆動制御されて、バイパス孔５１ａ及び５１ｂとバイパス孔５１ｃ及び５１ｄが開閉制御される。
【００２６】
バイパス孔５１ａ及び５１ｂが開状態とされると、バイパス孔５１ａ及び５１ｂからのバイパスガスはピストンバルブ機構５２ａのシリンダー部を通過して吸入室４０に戻されるとともに低圧室５４ａにも達する。そして、低圧室５４ａに達したバイパスガスは吸入室４０に戻されることになる。つまり、バイパス孔５１ａ及び５１ｂからのバイパスガスはピストンバルブ機構５２ａのシリンダー部を通過して吸入室４０に戻されるとともに低圧室５４ａを通過して吸入室４０に戻されることになる。
【００２７】
同様にして、バイパス孔５１ｃ及び５１ｄが開状態とされると、バイパス孔５１ｃ及び５１ｄからのバイパスガスはピストンバルブ機構５２ｂのシリンダー部を通過して吸入室４０に戻されるとともに低圧室５４ｂを通過して吸入室４０に戻されることになる。
【００２８】
このようにして、バイパスガスを低圧室を介して吸入室に戻すようにしたから、バイパスガスの圧力損失を少なくすることができ、その結果、圧縮容量の可変範囲を大きくすることができる。また、上述のように、低圧室を形成することによって、ピストンバルブ機構のシリンダー部径を大きくする必要がないから、圧縮機が大型化することがない。つまり、小型で圧縮容量の可変範囲が大きい可変容量圧縮機を提供できる。
【００２９】
ところで、上述の実施例では、バイパス孔５１ａ及び５１ｂが低圧室５４ａに連通し、バイパス孔５１ｃ及び５１ｄが低圧室５４ａに連通する例について説明したが、バイパス孔５１ａ及び５１ｂのうち最内部のバイパス孔（つまり、バスパス孔５１ａ）を除くバイパス孔５１ｂのみを低圧室５４ａに連通させ、同様に、バイパス孔５１ｄのみを低圧室５４ｂに連通させるようにしてもよい。つまり、固定スクロール部材２５の渦巻き体２５２に沿って側板２５１に複数のバイパス孔が形成された際には、最内部のバイパス孔を除くバイパス孔のうち少なくとも一つを低圧室に連通させないようにしてもよく、このようにすれば、バイパスガスの圧力損失を低減させることができる。
【００３０】
図４及び図５を参照して、本発明による可変容量圧縮機の他の例について説明する。
【００３１】
図４において、図１と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。図４に示す可変容量圧縮機においても、図１乃至図３に示した可変容量圧縮機と同様にピストンバルブ機構５２ａ及び５２ｂを備えている。
【００３２】
図４に示す例では、バイパス孔５１ａ及び５１ｂの間において固定スクロール部材２５の側板２５１には連通孔５５ａが形成されており、この連通孔５５ａによって低圧室５４ａとピストンバルブ機構５２ａのシリンダー部内とが連通している。同様に、バイパス孔５１ｃ及び５１ｄの間において固定スクロール部材２５の側板２５１には連通孔５５ｂが形成されており、この連通孔５５ｂによって低圧室５４ｂとピストンバルブ機構５２ｂのシリンダー部内とが連通している。
【００３３】
このように、バイパス孔の間の位置に連通孔を設けて低圧室とピストンバルブ機構のシリンダー部とを連通することによって、シリンダー部を通過するバイパスガスを再び連通孔を介して低圧室に送ることができ、その結果、バイパスガスの圧力損失をより低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バイパスガスを低圧室を介して吸入室に戻すようにしたから、バイパスガスの圧力損失を少なくすることができ、その結果、圧縮容量の可変範囲を大きくすることができる。また、低圧室を形成することによって、ピストンバルブ機構のシリンダー部径を大きくする必要がないから、圧縮機が大型化することがない。つまり、小型で圧縮容量の可変範囲が大きくすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスクロール型可変容量圧縮機の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す可変容量圧縮機においてバイパス孔とピストンバルブ機構との関係を説明するための図である。
【図３】図１に示す可変容量圧縮機において低圧室の位置を説明するための図である。
【図４】本発明によるスクロール型可変容量圧縮機の他の例を示す断面図である。
【図５】図４に示す可変容量圧縮機においてバイパス孔、連通孔、及びピストンバルブ機構の関係を説明するための図である。
【図６】従来のスクロール型可変容量圧縮機を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  圧縮機ハウジング
１１  フロントエンドプレート（フロントハウジング）
１２  カップ状部分
１３  主軸
１５  主軸大径部
２５  固定スクロール部材
２６  可動スクロール部材
４５  コントロールバルブ機構
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ  バイパス孔
５２ａ，５２ｂ  ピストンバルブ機構
５４ａ，５４ｂ  低圧室
５５ａ，５５ｂ  連通孔
【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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