(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール及び可動スクロールを有し、吸入室を介して流入される流体を圧縮し、この圧縮流体を吐出室を介して吐出するスクロールユニットと、
前記可動スクロールの背面側に面して形成されると共に前記吐出室に圧力供給通路を介して連通される背圧室と、
前記背圧室と前記スクロールユニットの吸入室側領域とを連通する放圧通路に設けられ、前記背圧室内の圧力を調整する差圧作動式の背圧調整弁と、
を備えるスクロール型圧縮機であって、
前記圧力供給通路に設けられる第１絞り部と、
前記放圧通路に設けられる第２絞り部と、
を含み、
前記背圧調整弁は、前記放圧通路のうちの前記第２絞り部より吸入室側の部位に設けられ、弁体と、該弁体が接離する弁座部と、該弁座部に形成されると共に前記弁体により開閉される流体入口孔と、を有し、背圧室内圧力と吸入室内圧力との差圧が所定差圧を超えた場合に、前記弁体を開弁方向に移動させ、前記差圧が前記所定差圧以下の場合に、前記弁体を閉弁方向に移動させ、
前記第２絞り部は、前記第１絞り部の断面積より大きく、且つ、前記流体入口孔の弁体側開口部の断面積より小さい断面積を有し、
前記第２絞り部の断面積は、吐出室内圧力が予め定められた変動範囲内において変動した場合に、この変動範囲において、前記第２絞り部を流通する流体の流量が前記第１絞り部を流通する流体の流量より少なくなるように設定されている、スクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記第１絞り部の断面積をＡinとし、前記第２絞り部の断面積をＡoutとし、前記吸入室内圧力をＰsとし、前記所定差圧をＰvとし、前記吐出室内圧力をＰdとし、前記Ｐsが所定の設定値に固定されると共に、前記Ｐdが前記変動範囲内で変動する場合に、
前記Ａin及び前記Ａoutは、前記Ｐdの前記変動範囲内において、下記の式（１）の関係を満足するように設定されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
Ａin／Ａout＞{（Ｐv×（Ｐv＋Ｐs））／（（Ｐd−（Ｐv＋Ｐs））×Ｐd）}1/2  …式（１）
【請求項３】
前記Ｐvに前記Ｐsの前記設定値を加算して得られる開弁設定圧は、前記変動範囲における前記Ｐdの下限値と前記Ｐsの前記設定値との間の値に予め設定されている、請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記第２絞り部は、前記流体入口孔の背圧室側端部の部位に前記弁座部と一体的に形成される、請求項１〜３のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項５】
前記吸入室と前記スクロールユニットの外周部付近の空間とを連通する流体導入通路を含み、
前記放圧通路は、前記背圧室と前記流体導入通路とを連通する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項６】
前記放圧通路は、前記背圧室と前記吸入室とを連通する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
【請求項７】
前記流体は、二酸化炭素冷媒である、請求項１〜６のいずれか一つに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、固定スクロール及び可動スクロールを有し、両スクロール間の空間に流入する冷媒等の流体を圧縮するスクロール型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型圧縮機は、固定スクロール及び可動スクロールを有するスクロールユニットを備え、例えば、車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれ、冷媒回路の冷媒を圧縮するために用いられる。このスクロールユニットは、駆動軸を介して可動スクロールが固定スクロールの軸心周りに公転旋回運動されることにより、両スクロール間の密閉空間の容積を徐々に減少させ、吸入室に流入された冷媒ガス等の流体を密閉空間内で圧縮し、この圧縮流体を吐出室を介して吐出するように構成されている。
【０００３】
この種のスクロール型圧縮機としては、例えば特許文献１に記載のスクロール型圧縮機が知られている。特許文献１に記載のスクロール型圧縮機は、可動スクロールの背面側に背圧室を有する。この背圧室は、圧力供給通路により圧縮機の高圧領域と連通されると共に、放圧通路により圧縮機の低圧領域と連通される。そして、背圧室内圧力は、放圧通路に設けられる差圧作動式の背圧調整弁により、吸入室内圧力と吐出室内圧力の中間の所定圧力になるように調整される。このスクロール型圧縮機は、可動スクロールを背圧室内圧力により固定スクロール側に押し付けつつ、可動スクロールを固定スクロールに対して公転旋回運動させる。したがって、このスクロール型圧縮機では、圧縮運転中に、可動スクロールが固定スクロールから離れることを抑制することができ、その結果、圧縮不良の発生を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたスクロール型圧縮機においては、背圧調整弁が開弁状態になったときに、背圧室内の冷媒（冷媒ガス）等が急激に流出し、その結果、背圧室内圧力が予想以上に低下するおそれがある。つまり、背圧調整弁が開いた直後に、背圧室内圧力が不安定になるおそれがある。このような現象は、冷媒として二酸化炭素冷媒を採用した場合に発生する可能性が高い。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、背圧調整弁の開弁動作に伴う背圧室内圧力の低下を抑制することが可能なスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によるスクロール型圧縮機は、固定スクロール及び可動スクロールを有し、吸入室を介して流入される流体を圧縮し、この圧縮流体を吐出室を介して吐出するスクロールユニットと、前記可動スクロールの背面側に面して形成されると共に前記吐出室に圧力供給通路を介して連通される背圧室と、前記背圧室と前記スクロールユニットの吸入室側領域とを連通する放圧通路に設けられ、前記背圧室内の圧力を調整する差圧作動式の背圧調整弁と、を備える。そして、前記スクロール型圧縮機は、前記圧力供給通路に設けられる第１絞り部と、前記放圧通路に設けられる第２絞り部と、を含む。前記背圧調整弁は、前記放圧通路のうちの前記第２絞り部より吸入室側の部位に設けられ、弁体と、該弁体が接離する弁座部と、該弁座部に形成されると共に前記弁体により開閉される流体入口孔と、を有する。また、前記背圧調整弁は、背圧室内圧力と吸入室内圧力との差圧が所定差圧を超えた場合に、前記弁体を開弁方向に移動させ、前記差圧が前記所定差圧以下の場合に、前記弁体を閉弁方向に移動させるように構成されている。そして、前記第２絞り部は、前記第１絞り部の断面積より大きく、且つ、前記流体入口孔の弁体側開口部の断面積より小さい断面積を有する。
【発明の効果】
【０００８】
前記一側面によるスクロール型圧縮機では、背圧室の上流側及び下流側の通路（つまり、圧力供給通路及び放圧通路）に、それぞれ流体の流通を規制する絞り部（第１絞り部及び第２絞り部）が設けられている。そして、第２絞り部の断面積は、第１絞り部の断面積より大きく、且つ、流体入口孔の弁体側開口部の断面積より小さくなるように設定されている。このように、流体入口孔の上流側に、背圧調整弁の流体入口孔よりも絞られて流体の流通を規制する絞り部である第２絞り部が設けられている。したがって、背圧調整弁の流体入口孔が開状態になったとしても、第２絞り部により背圧室からの流体の流出を抑制することができる。つまり、背圧調整弁が開いたとしても、第２絞り部により流体の流出が抑制されるため、背圧室内圧力の低下量を小さくすることができ、その結果、背圧室内圧力を安定化させることができる。
【０００９】
このようにして、背圧調整弁の開動作に伴う背圧室内圧力の低下を抑制することが可能なスクロール型圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるスクロール型圧縮機の概略断面図である。
【図２】上記スクロール型圧縮機における冷媒流れを説明するためのブロック図である。
【図３】上記スクロール型圧縮機の要部を示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略断面図である。
本実施形態によるスクロール型圧縮機１００は、例えば車両用空調装置の冷媒回路（冷凍回路ともいう）に組み込まれ、冷媒回路の低圧側（蒸発器側）から吸入した冷媒（流体）を圧縮して吐出するものである。このスクロール型圧縮機１００は、スクロールユニット１と、冷媒の吸入室Ｈ１及び吐出室Ｈ２を内部に有するハウジング１０と、スクロールユニット１を駆動させる電動モータ２０と、電動モータ２０の駆動軸２１の一端部（図１では上端部）を回動可能に支持するための軸受保持部３０と、電動モータ２０の駆動制御用のインバータ４０と、を備えている。なお、本実施形態においては、前記冷媒として二酸化炭素冷媒（ＣＯ２冷媒）が採用され、前記冷媒回路により車両内の冷房を行うものとする。また、スクロール型圧縮機１００は、いわゆるインバータ一体型の場合を一例に挙げて説明する。
【００１２】
前記スクロールユニット１は、互いに噛み合わされる固定スクロール２及び可動スクロール３を有する。固定スクロール２は、円盤状の底板２ａと、この底板２ａ上に一体的に形成される渦巻きラップ２ｂとを有する。可動スクロール３は、円盤状の底板３ａと、この底板３ａ上に一体的に形成される渦巻きラップ３ｂとを有する。
【００１３】
両スクロール２，３は、その両渦巻きラップ２ｂ，３ｂを噛み合わせるように配置される。詳しくは、両スクロール２，３は、固定スクロール２の渦巻きラップ２ｂの突出側の端縁が可動スクロール３の底板３ａとの間に所定の隙間を有し、可動スクロール３の渦巻きラップ３ｂの突出側の端縁が固定スクロール２の底板２ａとの間に所定の隙間を有するように配設される。圧縮運転中に変動し得るこの隙間は圧縮運転中に適切な範囲に維持され、その結果、後述する密閉空間（圧縮室）Ｓの気密性が適切に維持される。
【００１４】
また、両スクロール２，３は、両渦巻きラップ２ｂ，３ｂの周方向の角度が互いにずれた状態で、両渦巻きラップ２ｂ，３ｂの側壁が互いに部分的に接触するように配設される。これにより、両渦巻きラップ２ｂ，３ｂ間に三日月状の密閉空間（圧縮室）Ｓが形成される。
【００１５】
固定スクロール２は、ハウジング１０の後述するリアハウジング１２に固定されると共に、その径方向中央部に、リアハウジング１２側に開口する溝部２ａ１を有する。詳しくは、この溝部２ａ１は、底板２ａの背面（つまり、可動スクロール３とは反対側の端面）に形成されている。
【００１６】
可動スクロール３は、その自転が阻止された状態で、駆動軸２１を介して固定スクロール２の軸心周りに公転旋回運動可能に構成されている。これにより、スクロールユニット１は、両スクロール２，３間、詳しくは、両渦巻きラップ２ｂ，３ｂ間に形成される密閉空間Ｓを中央部に移動させ、その容積を徐々に減少させる。その結果、スクロールユニット１は、渦巻きラップ２ｂ，３ｂの外端部側から密閉空間Ｓ内に流入する冷媒を密閉空間Ｓ内で圧縮する。
【００１７】
前記ハウジング１０は、図１に示すように、スクロールユニット１、電動モータ２０、軸受保持部３０及びインバータ４０をその内側に収容するフロントハウジング１１と、リアハウジング１２と、インバータカバー１３と、を有する。そして、ハウジング１０は、フロントハウジング１１、リアハウジング１２及びインバータカバー１３がボルト１４等の締結手段によって一体的に締結されることにより構成される。
【００１８】
前記フロントハウジング１１は、概ね円環状の周壁部１１ａと仕切壁部１１ｂとを有する。フロントハウジング１１の内部空間は、仕切壁部１１ｂにより、スクロールユニット１、電動モータ２０及び軸受保持部３０を収容するための収容空間とインバータ４０を収容するための収容空間とに仕切られる。周壁部１１ａの一端側（図１では上側）の開口はリアハウジング１２によって閉止される。また、周壁部１１ａの他端側（図１では下側）の開口はインバータカバー１３によって閉止される。仕切壁部１１ｂの径方向中央部には、駆動軸２１の他端部（図１では下端部）を支持するベアリング１５を保持する筒状の支持部１１ｂ１が突設されている。
【００１９】
また、周壁部１１ａには、冷媒の吸入ポートＰ１が形成されている。冷媒回路の低圧側（蒸発器側）からの冷媒は、この吸入ポートＰ１を介してフロントハウジング１１内に吸入される。したがって、フロントハウジング１１内の空間は吸入室Ｈ１として機能している。なお、冷媒が吸入室Ｈ１内で電動モータ２０の周囲等を流通する。そして、図１において、電動モータ２０の上側の空間は、電動モータ２０の下側の空間と連通し、電動モータ２０の下側の空間と共に一つの吸入室Ｈ１を構成する。また、吸入室Ｈ１において、冷媒は微量の潤滑油との混合流体として流れている。
【００２０】
前記リアハウジング１２は、円盤状に形成され、ボルト１４等の締結手段によって、その周縁部が周壁部１１ａの一端側端部（図１では、上端部）に締結される。
【００２１】
また、リアハウジング１２の一端面には、固定スクロール２の底板２ａの背面のうちの周縁部（言い換えると、溝部２ａ１を囲む部位）が当接される。このリアハウジング１２の一端面と底板２ａの溝部２ａ１とにより、冷媒の吐出室Ｈ２が区画される。底板２ａの中心部には、圧縮冷媒の吐出通路Ｌ２が形成される。そして、この吐出室Ｈ２には、一方向弁（吐出室Ｈ２からスクロールユニット１側への流れを規制する逆止弁）１６が吐出通路Ｌ２の開口を覆うように設けられている。吐出室Ｈ２内には、両渦巻きラップ２ｂ，３ｂ間に形成される密閉空間Ｓで圧縮された冷媒が吐出通路Ｌ２及び一方向弁１６を介して吐出される。また、リアハウジング１２には、吐出室Ｈ２と冷媒回路の高圧側（つまり、凝縮器）とを連通する吐出ポートＰ２が形成されている。吐出室Ｈ２内の圧縮冷媒は、この吐出ポートＰ２を介して冷媒回路の高圧側に吐出される。
なお、図示を省略するが、例えば、吐出ポートＰ２内には、吐出ポートＰ２に流入した圧縮冷媒から潤滑油を分離するための適宜のオイルセパレータが設けられる。このオイルセパレータにより潤滑油が分離された冷媒（微量の潤滑油が残存する冷媒を含む）が吐出ポートＰ２を介して冷媒回路の高圧側に吐出される。一方、オイルセパレータにより分離された潤滑油は、例えば、圧縮された冷媒を適宜に含有させた状態で、後述する圧力供給通路Ｌ３へ導かれる。
【００２２】
前記電動モータ２０は、駆動軸２１と、ロータ２２と、ロータ２２の径方向外側に配置されるステータコアユニット２３とを備え、例えば、三相交流モータが適用される。例えば、車両のバッテリー（図示省略）からの直流電流が、インバータ４０により交流電流に変換され、電動モータ２０へ給電される。
【００２３】
前記駆動軸２１は、可動スクロール３にクランク機構を介して連結され、電動モータ２０の回転力を可動スクロール３に伝達するものである。駆動軸２１の一端部（つまり、可動スクロール３側端部）は、軸受保持部３０に形成された貫通孔を挿通して、ベアリング１７によって回動可能に支持される。一方、駆動軸２１の他端部（インバータ４０側端部）は、支持部１１ｂ１に嵌合されるベアリング１５によって回転可能に支持される。
【００２４】
前記ロータ２２は、その径方向中心に形成された軸孔に嵌合（例えば圧入）される駆動軸２１を介して、ステータコアユニット２３の径方向内側で回転可能に支持される。インバータ４０からの給電によりステータコアユニット２３に磁界が発生すると、ロータ２２に回転力が作用して駆動軸２１が回転駆動される。
【００２５】
前記軸受保持部３０は、フロントハウジング１１内に設けられ、駆動軸２１の可動スクロール３側端部を回動可能に支持するベアリング１７を保持するものである。軸受保持部３０は、リアハウジング１２との間に固定スクロール２を挟んだ状態で、締結用のボルト１４により、固定スクロール２及びリアハウジング１２と一体的に締結されている。
【００２６】
具体的には、軸受保持部３０は、例えば、有底筒状に形成され、円筒部３０ａと、円筒部３０ａの一端側に位置する底壁部３０ｂとを有する。円筒部３０ａは、その開口側の内径が底壁部３０ｂ側の内径より大きくなるように拡径され、その大径部位３０ａ１と小径部位３０ａ２の間を接続する肩部３０ａ３を有する。大径部位３０ａ１と肩部３０ａ３とによって区画される空間内に、可動スクロール３が収容される。軸受保持部３０の開口は、固定スクロール２によって閉止される。また、円筒部３０ａの小径部位３０ａ２には、ベアリング１７が嵌合される。そして、底壁部３０ｂの径方向中央部には、駆動軸２１の可動スクロール３側端部を挿通させるための貫通孔が開口されている。ベアリング１７と底壁部３０ｂとの間には適宜のシール部材１８ａが設けられている。
【００２７】
軸受保持部３０の肩部３０ａ３と可動スクロール３の底板３ａとの間には、環状のスラストプレート１９が配置される。肩部３０ａ３は、スラストプレート１９を介して可動スクロール３からのスラスト力を受ける。肩部３０ａ３及び底板３ａのスラストプレート１９と当接する部位には、それぞれシール部材１８ｂが配置される。
【００２８】
また、底板３ａと小径部位３０ａ２との間に、背圧室Ｈ３が区画されている。つまり、背圧室Ｈ３は、可動スクロール３の背面側（固定スクロール２とは反対側）に面するように形成される。この背圧室Ｈ３の気密性は、シール部材１８ａ，１８ｂにより確保されている。
【００２９】
また、フロントハウジング１１の周壁部１１ａの内周面と軸受保持部３０の円筒部３０ａの外周面との間には、吸入室Ｈ１とスクロールユニット１の両渦巻きラップ２ｂ，３ｂの外周部付近の空間Ｈ４とを連通する流体導入通路Ｌ１が形成される。吸入室Ｈ１内の冷媒（詳しくは冷媒と微量の潤滑油との混合流体）は、流体導入通路Ｌ１を介して空間Ｈ４へ導入される。空間Ｈ４は流体導入通路Ｌ１により吸入室Ｈ１と連通されているため、空間Ｈ４内の圧力は吸入室Ｈ１内の圧力（吸入室内圧力Ｐｓ）と等しい。
【００３０】
本実施形態では、前記クランク機構は、底板３ａの背面（背圧室Ｈ３側端面）に突出形成された円筒状のボス部２５と、駆動軸２１の可動スクロール３側端部に設けたクランク２６に偏心状態で取付けられた偏心ブッシュ２７と、ボス部２５に嵌合されるすべり軸受２８と、を備える。偏心ブッシュ２７はボス部２５内にすべり軸受２８を介して回転可能に支持される。なお、駆動軸２１の可動スクロール３側端部には、可動スクロール３の動作時の遠心力に対向するバランサウエイト２９が取付けられる。また、図示を省略したが、可動スクロール３の自転を阻止する自転阻止機構が適宜に備えられる。これにより、可動スクロール３は、その自転が阻止された状態で、前記クランク機構を介して固定スクロール２の軸心周りに公転旋回運動可能に構成される。
【００３１】
図２は、スクロール型圧縮機１００における冷媒の流れを説明するためのブロック図である。
冷媒回路の低圧側からの冷媒は、吸入ポートＰ１を介して吸入室Ｈ１に導入され、その後、流体導入通路Ｌ１を介してスクロールユニット１の外端部付近の空間Ｈ４に導かれる。そして、空間Ｈ４内の冷媒は、両渦巻きラップ２ｂ，３ｂ間の密閉空間Ｓ内に取り込まれ、この密閉空間Ｓ内で圧縮される。この圧縮された冷媒（圧縮冷媒）は、吐出通路Ｌ２及び一方向弁１６を経由して吐出室Ｈ２に吐出され、その後、吐出室Ｈ２から吐出ポートＰ２を介して冷媒回路の高圧側に吐出される。このようにして、吸入ポートＰ１、吸入室Ｈ１、流体導入通路Ｌ１を介して空間Ｈ４に流入される冷媒を密閉空間Ｓ内で圧縮し、この圧縮冷媒を吐出通路Ｌ２、吐出室Ｈ２、吐出ポートＰ２を介して外部に吐出するスクロールユニット１が構成される。
【００３２】
ここで、本実施形態におけるスクロール型圧縮機１００は、背圧室Ｈ３内の圧力（背圧室内圧力Ｐｍ）を調整する差圧作動式の背圧調整弁５０を更に備えている。
本実施形態において、背圧調整弁５０は、差圧作動式の逆止弁であり、背圧室内圧力Ｐｍと吸入室内圧力Ｐｓとの差圧が所定差圧Ｐｖを超えた場合に、開弁方向に作動し、前記差圧が所定差圧Ｐｖ以下の場合に、閉弁方向に作動し、背圧室内圧力Ｐｍを吐出室Ｈ２内の圧力（吐出室内圧力Ｐｄ）と吸入室内圧力Ｐｓとの間の所定圧力（中圧）になるように調整するものである。この背圧調整弁５０の配置位置、構造及び背圧調整動作については後に詳述する。
【００３３】
本実施形態において、スクロール型圧縮機１００は、図１及び図２に示すように、流体導入通路Ｌ１及び吐出通路Ｌ２に加えて、圧力供給通路Ｌ３及び放圧通路Ｌ４を備える。
【００３４】
前記圧力供給通路Ｌ３は、吐出室Ｈ２と背圧室Ｈ３とを連通するための通路である。つまり、背圧室Ｈ３は、吐出室Ｈ２に圧力供給通路Ｌ３を介して連通される。前記オイルセパレータ（図示省略）により吐出ポートＰ２内の圧縮冷媒から分離された潤滑油は、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ３内へ導かれて、背圧室Ｈ３内の各摺動部位の潤滑に供される。
【００３５】
本実施形態では、圧力供給通路Ｌ３は、具体的には、その一端部が吐出ポートＰ２を介して、高圧領域としての吐出室Ｈ２に開口し、他端部が背圧室Ｈ３に開口するように、リアハウジング１２、固定スクロール２の底板２ａ及び軸受保持部３０の円筒部３０ａを貫通して形成されている。
【００３６】
圧力供給通路Ｌ３の途上には、圧力供給通路Ｌ３内を流通する流体の流れを規制する第１絞り部Ｔ１が設けられる。第１絞り部Ｔ１は、圧力供給通路Ｌ３の他の部分より小さい内径を有する細孔なるものである。したがって、吐出室Ｈ２内の圧縮冷媒から分離された潤滑オイル等は、第１絞り部Ｔ１により適宜に減圧され、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ３内に供給される。そして、圧力供給通路Ｌ３を介して潤滑オイル等が背圧室Ｈ３内に導入されることにより、背圧室内圧力Ｐｍが上昇する。
【００３７】
前記放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ３とスクロールユニット１の吸入室側領域（つまり、低圧領域）との間を連通するための通路である。
本実施形態では、放圧通路Ｌ４は、具体的には、円筒部３０ａのうちの小径部位３０ａ２を貫通し、駆動軸２１と直交する方向に延びている。そして、放圧通路Ｌ４の一端部は背圧室Ｈ３に開口し、放圧通路Ｌ４の他端部は流体導入通路Ｌ１に開口している。つまり、本実施形態では、流体導入通路Ｌ１が前記吸入室側領域として採用され、放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ３と流体導入通路Ｌ１との間を連通する。流体導入通路Ｌ１の一端部は吸入室Ｈ１に開口しているため、流体導入通路Ｌ１内の圧力は吸入室内圧力Ｐｓと等しい。
【００３８】
また、放圧通路Ｌ４の途上には、放圧通路Ｌ４内を流通する流体の流れを規制する第２絞り部Ｔ２が設けられている。第２絞り部Ｔ２は、放圧通路Ｌ４の他の部分より小さい内径を有する細孔なるものである。この第２絞り部Ｔ２と前述の第１絞り部Ｔ１の断面積については後に詳述する。
【００３９】
次に、本実施形態における背圧調整弁５０の配置位置及び構造を図１及び図３を参照して詳述する。図３は、背圧調整弁５０を含む要部拡大断面図である。
【００４０】
背圧調整弁５０は、放圧通路Ｌ４のうちの第２絞り部Ｔ２より吸入室側（つまり、第２絞り部Ｔ２の流れ方向後流側）の部位に設けられている。
【００４１】
背圧調整弁５０は、具体的には、弁ハウジング５１と、弁座ハウジング５２と、弁体５３と、付勢手段５４とを備え、例えば、放圧通路Ｌ４の流体導入通路Ｌ１側開口端に設けられ、放圧通路Ｌ４の一部を構成する。
【００４２】
前記弁ハウジング５１は、円筒部５１ａと、円筒部５１ａの一端を閉止する底壁部５１ｂとを有し、全体として有底筒状に形成され、内部に弁室５１ｃを有する。
【００４３】
円筒部５１ａ及び底壁部５１ｂには、流体導入通路Ｌ１に開口する流体出口孔５５がそれぞれ形成されている。流体出口孔５５は、例えば、円筒部５１ａに二つ開口され、底壁部５１ｂに一つ開口されている。流体出口孔５５は、流体導入通路Ｌ１内の空間と弁ハウジング５１内の弁室５１ｃとを連通する。流体出口孔５５の形成位置及び個数は適宜設定することができる。
【００４４】
前記弁座ハウジング５２は、背圧調整弁５０の一端部を構成し、放圧通路Ｌ４の流体導入通路Ｌ１側の開口端部に嵌合等される。弁座ハウジング５２は、例えば、放圧通路Ｌ４の内径に合わせた外径を有する有底筒状に形成され、円筒部５２ａと、弁座部５２ｂとを有する。円筒部５２ａの一端側は弁ハウジング５１の開口端側に固定される。弁座部５２ｂは、円筒部５２ａの他端側に位置し、弁体５３が接離する円錐状の弁座面５２ｂ１を有する。また、弁座部５２ｂには、弁体５３により開閉される流体入口孔５６が開口されている。流体入口孔５６は、放圧通路Ｌ４の背圧室Ｈ３側の空間と、弁室５１ｃとを連通し、潤滑オイルを含む冷媒を弁室５１ｃ内に導くための孔である。
【００４５】
また、本実施形態では、流体入口孔５６は、その背圧室Ｈ３側端部の部位が弁室５１ｃ側（弁体５３側）の部位より縮径するように形成されている。本実施形態では、この流体入口孔５６の背圧室Ｈ３側端部の部位が第２絞り部Ｔ２として構成される。
つまり、本実施形態では、第２絞り部Ｔ２は、流体入口孔５６の背圧室Ｈ３側端部の部位に弁座部５２ｂと一体的に形成される。
【００４６】
前記弁体５３は、流体入口孔５６を開閉するものであり、ボール状に形成され、付勢手段５４により弁座部５２ｂ方向に付勢される。弁体５３の直径は、流体入口孔５６の弁体５３側開口部の内径より大きくなるように設定される。
【００４７】
前記付勢手段５４は、一端部が弁ハウジング５１の底壁部５１ｂに当接するコイルスプリング５４ａと、コイルスプリング５４ａの他端部に接続され弁体５３を閉弁方向に付勢する付勢ロッド５４ｂとを有し、弁ハウジング５１の弁室５１ｃ内に配置される。背圧調整弁５０の開弁設定差圧である前記所定差圧Ｐｖは、スクロールユニット１の渦巻きラップ形状等に応じて定められる設計値（設定値）であり、この設計値に応じた付勢力を有するコイルスプリング５４ａを選定することにより設定される。
【００４８】
本実施形態では、背圧調整弁５０は、弁ハウジング５１と、弁座ハウジング５２と、弁座ハウジング５２に形成され放圧通路Ｌ４の背圧室Ｈ３側に開口する流体入口孔５６と、流体入口孔５６を開閉する弁体５３と、弁座ハウジング５２に形成され弁体５３が接離する弁座部５２ｂと、付勢手段５４と、流体導入通路Ｌ１に開口する流体出口孔５５と、を有し、背圧室圧力Ｐｍと吸入室内圧力Ｐｓとの差圧が所定差圧Ｐｖを超えた場合に、弁体５３を開弁方向に移動させ、前記差圧が所定差圧Ｐｖ以下の場合に、弁体５３を閉弁方向に移動させるように構成される。
【００４９】
次に、第１絞り部Ｔ１、第２絞り部Ｔ２、及び、背圧調整弁５０の流体入口孔５６の断面積の大小関係について説明する。
第２絞り部Ｔ２は、第１絞り部Ｔ１の断面積Ａinより大きく、且つ、流体入口孔５６の弁体側開口部の断面積Ａv1より小さい断面積Ａoutを有する。なお、流体出口孔５５の断面積の総和Ａv2は流体入口孔５６の断面積Ａv1より大きい（つまり、Ａv2＞Ａv1＞Ａout＞Ａin）。したがって、放圧通路Ｌ４における最小の通路断面積は第２絞り部Ｔ２の断面積Ａoutにより定まる。
【００５０】
次に、スクロール型圧縮機１００における背圧調整弁５０による背圧室内圧力Ｐｍの調整動作について概略説明する。なお、背圧調整弁５０は、閉弁状態にあると共に、背圧室内圧力Ｐｍが高くなりつつあるものとして、以下説明する。また、以下の説明では、吐出室内圧力Ｐｄは後述する変動範囲の下限値（低負荷状態）において安定しているものとする。
【００５１】
まず、背圧調整弁５０は、付勢手段５４により弁体５３を弁座面５２ｂ１に押し付けて、流体入口孔５６の開口部を閉止しているものとする。この時、弁体５３には、付勢手段５４のコイルスプリング５４ａによる付勢力と、流体導入通路Ｌ１及び流体出口孔５５を介して伝わる吸入室内圧力Ｐｓとが作用している。この状態で、背圧室内圧力Ｐｍが徐々に高くなり、背圧室内圧力Ｐｍと吸入室内圧力Ｐｓとの差圧が付勢手段５４の付勢力に基づいて定まる所定差圧Ｐｖを超えると、弁体５３は付勢手段５４の付勢力に抗して開弁方向に移動する。背圧調整弁５０が開弁状態になったとき、背圧室Ｈ３内の冷媒ガス等は、放圧通路Ｌ４を介して流体導入通路Ｌ１側（つまり、低圧領域側）に放出されるため、背圧室内圧力Ｐｍは低下し得る。しかし、放圧通路Ｌ４を流通する冷媒ガス等の流体の流れは第２絞り部Ｔ２により規制されているため、背圧室Ｈ３からの冷媒ガス等の流体の流出は抑制される。背圧調整弁５０を介して、流体導入通路Ｌ１の途上に導かれた冷媒ガス等は、流体導入通路Ｌ１内の流れにのって、スクロールユニット１側（空間Ｈ４側）に戻される。そして、前記差圧が所定差圧Ｐｖ以下になると、弁体５３は付勢手段５４の付勢力により閉弁方向に移動する。これにより、背圧調整弁５０は、背圧室内圧力Ｐｍを昇圧させる。このように、背圧調整弁５０は、低負荷時や運転開始直後においては、所定差圧Ｐｖに吸入室内圧力Ｐｓを加算して得られる開弁設定圧Ｐｃ（＝Ｐｓ＋Ｐｖ）を目標圧力として、背圧室内圧力Ｐｍがこの目標圧力に近づくように、弁体５３を開閉させる。
【００５２】
ところで、冷媒回路の凝縮器（高圧側）の外部環境条件（外気温度等）は変動する。そのため、冷媒回路の凝縮器の熱交換能力も変動する。したがって、スクロール型圧縮機１００の吐出室内圧力Ｐｄは凝縮器の熱交換能力により変動する。言い換えると、スクロール型圧縮機１００の負荷は変動する。一方、冷媒回路の蒸発器（低圧側）からスクロール型圧縮機１００へ流入する冷媒の吸入圧は前記車両用空調装置により略一定になるように制御されている。つまり、吸入室内圧力Ｐｓは、冷媒回路（冷凍回路）の要求能力に応じて設定される設定値である。その結果、吸入室内圧力Ｐｓは所定の設定値に固定される。厳密には、吸入室内圧力Ｐｓも微小に変動している。しかし、吸入室内圧力Ｐｓの変動幅は、吐出室内圧力Ｐｄの変動幅と比べると無視できるほど小さいため、吸入室内圧力Ｐｓは固定値とみなせる。
【００５３】
冷媒として二酸化炭素冷媒を採用した本実施形態においては、例えば、吸入室内圧力Ｐｓが３．５ＭＰａに設定され、吐出室内圧力Ｐｄが圧縮機の運転中に５〜１３ＭＰａの範囲で変動するものとする。したがって、吸入室内圧力Ｐｓは所定の設定値（例えば、３．５ＭＰａ）に固定され、吐出室内圧力Ｐｄはその変動範囲（運転範囲）内で変動し得る。この場合、スクロール型圧縮機１００は、吐出室内圧力Ｐｄが小さいほど低負荷になり、吐出室内圧力Ｐｄが大きいほど高負荷になる。その結果、背圧室内圧力Ｐｍの最適な値についても吐出室内圧力Ｐｄの変動に応じて変化する。したがって、例えば、低負荷時に背圧過剰状態にならないように、開弁設定圧Ｐｃ（＝Ｐｓ＋Ｐｖ）が低めに設定された場合、高負荷時に背圧不足状態になり、圧縮機の体積効率が低下することになる。この問題点を解消するための構成について、以下に詳述する。
【００５４】
本実施形態では、背圧室内圧力Ｐｍが開弁設定圧Ｐｃに達して、背圧調整弁５０が開弁状態になった後に、さらに吐出室内圧力Ｐｄが上昇した場合、背圧調整弁５０は、背圧室内圧力Ｐｍを吐出室内圧力Ｐｄの上昇に応じて昇圧できるように構成されている。
【００５５】
具体的には、本実施形態では、まず、低負荷時の背圧過剰状態を解消すべく、開弁設定圧Ｐｃは、例えば、吐出室内圧力Ｐｄの変動範囲における吐出室内圧力Ｐｄの下限値と吸入室内圧力Ｐｓの前記設定値との間の値に予め設定されている。
【００５６】
また、本実施形態では、高負荷時の背圧不足状態を解消すべく、第２絞り部Ｔ２の断面積Ａoutは、吐出室内圧力Ｐｄが予め定められた前記変動範囲内において変動した場合に、この変動範囲において、第２絞り部Ｔ２を流通する流体の流量（質量流量）Ｇoutが第１絞り部Ｔ１を流通する流体の流量（質量流量）Ｇinより少なくなるように設定されている（つまり、Ｇin＞Ｇout）。これにより、背圧調整弁５０が開弁状態になったとしても、背圧室Ｈ３からの流体の排出量が、常に、背圧室Ｈ３への流体の供給量より小さくなる。その結果、背圧調整弁５０が開弁状態であっても、背圧室内圧力Ｐｍは吐出室内圧力Ｐｄの変動に応じて変動し、高負荷時において背圧室内圧力Ｐｍは吐出室内圧力Ｐｄの上昇に応じて上昇する。
【００５７】
より具体的には、前記Ｇin及び前記Ｇoutは、以下の式（１）〜式（３）の関係式を満足する。但し、ρｄは第１絞り部Ｔ１を流通する流体の密度、ρｍは第２絞り部Ｔ２を流通する流体の密度を示す。
0006738176.tif 000002
また、ρｍは以下の式（４）で示す近似式で表すことができる。
0006738176.tif 000003
ここで、上記式（１）〜式（４）、及び、Ｐｍ＝Ｐｖ＋Ｐｓの関係式より、以下の式（５）の関係式が成り立つ。
0006738176.tif 000004
つまり、本実施形態では、吸入室内圧力Ｐsが所定の設定値に固定されると共に、吐出室内圧力Ｐdが前記変動範囲内で変動する場合に、Ａin及びＡoutが、吐出室内圧力Ｐdの前記変動範囲内において、式（５）の関係を満足するように設定されている。
【００５８】
本実施形態によるスクロール型圧縮機１００によれば、圧力供給通路Ｌ３及び放圧通路Ｌ４に、それぞれ絞り部（第１絞り部Ｔ１、第２絞り部Ｔ２）が設けられている。そして、第２絞り部Ｔ２の断面積Ａoutは、第１絞り部Ｔ１の断面積Ａinより大きく、且つ、流体入口孔５６の弁体側開口部の断面積Ａv1より小さくなるように設定されている。したがって、背圧調整弁５０の流体入口孔５６が開状態になったとしても、第２絞り部Ｔ２により背圧室Ｈ３からの流体の流出を抑制することができる。つまり、背圧調整弁５０が開いたとしても、第２絞り部Ｔ２により流体の流出が抑制されるため、背圧室内圧力Ｐｍの低下量を小さくすることができ、その結果、背圧室内圧力Ｐｍを安定化させることができる。
このようにして、背圧調整弁５０の開弁動作に伴う背圧室内圧力Ｐｍの低下を抑制することが可能なスクロール型圧縮機１００を提供することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第２絞り部Ｔ２の断面積Ａoutは、吐出室内圧力Ｐｄの変動範囲において、第２絞り部Ｔ２を流通する流体の流量Ｇoutが第１絞り部Ｔ１を流通する流体の流量Ｇinより少なくなるように設定されている。このように、第２絞り部Ｔ２の断面積Ａoutを設定することにより、背圧調整弁５０が開弁状態であったとしても、高負荷時において、背圧室内圧力Ｐｍを吐出室内圧力Ｐｄの上昇に応じて昇圧させることができる。したがって、例えば、吐出室内圧力Ｐｄがその変動範囲（運転範囲）内で変動して高くなり、高負荷状態になったとしても、背圧が足りなくなることを抑制又は解消することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、Ａin及びＡoutが、吐出室内圧力Ｐdの前記変動範囲内において、上記式（５）の関係を満足するように設定されている。これにより、単に、ＡinとＡoutの比率を予め適宜設定することにより、高負荷時において背圧室内圧力Ｐｍを確実に上昇させることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、背圧調整弁５０の開弁設定圧Ｐｃ（＝Ｐv＋Ｐs）は、吐出室内圧力Ｐdの変動範囲における吐出室内圧力Ｐdの下限値（例えば、５ＭＰａ）と吸入室内圧力Ｐsの設定値（例えば、３．５ＭＰａ）との間の適宜の値に予め設定されている。このように、開弁設定圧Ｐｃを設定することにより、低負荷時においては、背圧室内圧力Ｐｍを高負荷時よりも低い略一定の圧力になるように、背圧調整弁５０の開閉動作により調整することができる。その結果、低負荷時において、背圧が過剰になることを抑制又は解消することができる。
つまり、本実施形態では、低負荷時の背圧過剰と高負荷時の背圧不足をいずれも解消し得る。その結果、吐出室内圧力Ｐdの前記変動範囲（つまり、圧縮機の運転範囲）において、機械効率及び体積効率のいずれも犠牲にすることなく、良好な圧縮運転を行うことが可能なスクロール型圧縮機１００を提供することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、第２絞り部Ｔ２は、流体入口孔５６の背圧室側端部の部位に弁座部５２ｂと一体的に形成されている。これにより、放圧通路Ｌ４の後流側の部位に第２絞り部Ｔ２を容易に形成することができる。また、球状の弁体５３を採用する場合、弁体５３の直径は、通常、弁体５３が開閉対象の流体入口孔５６の弁体側開口部の角部に当接するように、設定される。したがって、流体入口孔５６の弁体側開口部の内径が小さいと、弁体５３の直径も小さくする必要がある。この点、本実施形態における流体入口孔５６の弁体側開口部は第２絞り部Ｔ２よりも大きく開口されるので、弁体５３は一般的な直径を有するものを採用することができる。なお、第２絞り部Ｔ２は、弁座部５２ｂと一体的に形成しなくてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、吸入室Ｈ１とスクロールユニット１の外周部付近の空間Ｈ４とを連通する流体導入通路Ｌ１を含み、放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ３と流体導入通路Ｌ１とを連通している。これにより、背圧室Ｈ３内に流入した潤滑オイルを、流体導入通路Ｌ１の流れにのせてスクロールユニット１に戻し、スクロールユニット１における摺動部の潤滑性及び気密性を高めることができる。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。
【００６５】
例えば、本実施形態では、低負荷時の背圧過剰状態を解消すべく、開弁設定圧Ｐｃが吐出室内圧力Ｐdの下限値と吸入室内圧力Ｐsの設定値との間の値に設定されている場合を一例に挙げて説明したが、これに限らない。例えば、スクロール型圧縮機１００の体積効率の向上を優先し、機械効率の低下が許容される場合には、高負荷時に背圧が足りなくなることを確実に防止できるように、開弁設定圧Ｐｃを高めに設定してもよい。この場合、固定スクロール２及び可動スクロール３の接触部分等の材質等を工夫することにより、スクロールユニット１の耐摩耗性を強化すればよい。
【００６６】
また、本実施形態では、放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ３と流体導入通路Ｌ１とを連通するものとした。つまり、スクロールユニット１の吸入室側領域として流体導入通路Ｌ１を採用した。しかし、放圧通路Ｌ４の接続先はこれに限らない。例えば、図示を省略するが、スクロールユニット１の吸入室側領域として吸入室Ｈ１自体を採用してもよい。この場合、放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ３と吸入室Ｈ１とを連通する。
【００６７】
また、本実施形態では、冷媒はＣＯ２冷媒であるものとしたが、これに限らず、適宜の冷媒を適用することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、スクロール型圧縮機１００は、いわゆるインバータ一体型の場合を一例に挙げて説明したが、これに限らず、インバータ４０と別体であってもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・・・スクロールユニット
２・・・・・固定スクロール
３・・・・・可動スクロール
５０・・・・背圧調整弁
５５・・・・流体出口孔
５６・・・・流体入口孔
５２ｂ・・・弁座部
５３・・・・弁体
１００・・・スクロール型圧縮機
Ｈ１・・・・吸入室
Ｈ２・・・・吐出室
Ｈ３・・・・背圧室
Ｈ４・・・・空間
Ｌ１・・・・流体導入通路
Ｌ３・・・・圧力供給通路
Ｌ４・・・・放圧通路
Ｔ１・・・・第１絞り部
Ｔ２・・・・第２絞り部
【図１】
0006738176.tif 000005
【図２】
0006738176.tif 000006
【図３】
0006738176.tif 000007