(57)【要約】【課題】冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になったときに、電動機の制御とは関係なく過圧縮の発生を防止するとともに、圧縮機の効率の低下も防止し、さらに可動スクロール（22）の転覆による不具合の発生も防止する。【解決手段】固定側ラップ（21b）の内周面と可動側ラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、固定側ラップ（21b）の外周面と可動側ラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）について、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整可能な吸入容積調整機構（30）を、渦巻きの外周側一巻き範囲内の少なくとも１箇所に設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う渦巻き状のラップ（21b，22b）を鏡板（21a，22a）上に備えた２つのスクロール部材（21，22）の少なくとも一方が偏心回転運動をする圧縮機構（20）をケーシング（10）内に備えたスクロール圧縮機であって、
第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の内周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の外周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）との少なくとも一方について、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整可能な吸入容積調整機構（30）を、渦巻きの外周側一巻き範囲内の少なくとも１箇所に備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方で吸入閉じ切り位置を調節可能な機構であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、
吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により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４】
請求項１または２において、
吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により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５】
請求項１または２において、
吸入容積調整機構（30）は、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）とが実質的に接触した状態で形成される第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について、その接触位置の内周側と外周側とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により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６】
請求項３から５の何れか１つにおいて、
開閉機構（31）は、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項６において、
開閉駆動機構（34）は、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備えていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
請求項６または７において、
連通路（32，37）は、第１スクロール部材（21）または第２スクロール部材（22）の鏡板（21a，22a）に形成された穴（32）または溝（37）により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９】
請求項１または２において、
第１スクロール部材（21）及び第２スクロール部材（22）は、渦巻きの巻き数が相違する非対称渦巻き構造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１０】
請求項９において、
吸入容積調整機構（30）が、渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１１】
請求項２において、
第１スクロール部材（21）及び第２スクロール部材（22）は、渦巻きの巻き数が等しい対称渦巻き構造に構成され、
吸入容積調整機構（30）は、渦巻きの中心に対して対称の位置に設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１つにおいて、
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）に保持される第１スクロール部材（21）である固定スクロール（21）と、該固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をする第２スクロール部材（22）である可動スクロール（22）とを備え、
ケーシング（10）内には、可動スクロール（22）の駆動源であって回転速度を可変に調整することが可能な電動機（45）が収納されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１３】
請求項１２において、
電動機（45）は、吸入容積調整機構（30）により通常運転時よりも圧縮機構（20）の吸入容積を小さくする運転状態で、回転速度を通常運転時よりも速め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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに噛み合う２つのスクロール部材の少なくとも一方が偏心回転運動をするスクロール圧縮機に関し、特に、過圧縮防止構造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例えば冷凍サイクルで冷媒ガスを圧縮する圧縮機構として用いられている（例えば特許文献１参照）。スクロール圧縮機は、互いに噛み合う渦巻き状のラップを鏡板上に有する固定スクロール（第１スクロール部材）と可動スクロール（第２スクロール部材）とをケーシング内に備えている。固定スクロールはケーシングに圧入や溶接により保持されたハウジングに固定され、可動スクロールは駆動軸（クランク軸）の偏心部に回転可能に嵌合している。このスクロール圧縮機では、可動スクロールが固定スクロールに対して自転することなく公転のみを行うことで、両スクロールのラップ間に形成される圧縮室を収縮させて冷媒などのガスを圧縮し、圧縮機構の吐出口から吐出する動作が行われる。ガスの吸入時には、両スクロールのラップの巻き終わり側が開放されており、ここが閉じ切られたときに圧縮室が形成されて、圧縮が開始される。
【０００３】
ところで、スクロール圧縮機は、吸入したガス容積をある一定の容積まで容積変化させて圧縮を行う構造であり、圧縮機構の形状によって決まった「固定容積比（固定圧縮比）」を有している。このスクロール圧縮機の圧縮機構の動作について具体的に説明すると、圧縮室はガスの圧縮中には圧縮機構の吐出口にはつながっておらず、固定スクロールと可動スクロールの渦巻き状の歯（ラップ）の間の圧縮室の容積が縮小することでガスが一定の圧力に達した後に圧縮室が吐出口と連通して、高圧ガスが吐出される。
【０００４】
そのため、例えば冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の設計点から外れた低圧縮比（低圧力比）の運転条件時の圧縮室の内圧（吐出圧）は、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高い圧力まで上昇することになる（過圧縮）。過圧縮の発生時には余分な圧縮を行う分だけ動力が消費されるため、圧縮機の効率が低下する。
【０００５】
これに対して、上記特許文献１のスクロール圧縮機は、インバータ制御の電動機を備えた容量可変の圧縮機であって、渦巻き状のラップの巻き終わり部分の歯の厚さを薄くして側面の隙間を大きくした構成になっている。このスクロール圧縮機では、高速運転時には潤滑油のシール効果によってラップの巻き終わり部分での吸入冷媒の閉じ込み量が相対的に多いのに対して、低速運転時には潤滑油のシール効果が弱まることで隙間が大きく設定された箇所でガスの漏れが発生し、吸入冷媒の閉じ込み量が相対的に少なくなる。そのため、低速運転時には吸入冷媒量が少なくなった状態で冷媒が圧縮されるので、過圧縮を抑えることができる。
【特許文献１】特開平１１−８２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の圧縮機では、圧縮機の低速運転時に冷媒回路の運転条件が低圧縮比になっているときには過圧縮を防止できるものの、圧縮機の高速運転時に冷媒回路の運転条件が低圧縮比になっているときには吸入冷媒量が多いため、過圧縮を防止できない問題がある。つまり、この特許文献１のスクロール圧縮機では、電動機の回転速度を遅くすることが過圧縮防止の必要条件となる制約がある。
【０００７】
また、上記圧縮機では、冷媒回路の運転条件が低圧縮比の運転条件になっているときには、インバータ制御により電動機の回転数を低くした運転が行われるが、電動機は一般に高速回転よりも低速回転の方が効率が低下するため、圧縮機の効率も低下する問題があった。
【０００８】
さらに、スクロール圧縮機では、一般に固定スクロールに対して可動スクロールをガスの高圧圧力を利用して軸方向に押し付ける構造、もしくはスラスト軸受で可動スクロールを支持する構造により、可動スクロールが転覆（傾斜）するのを防止するようにしているが、低圧縮比の運転時には一般に高圧圧力が下がって可動スクロールの軸方向押し付け力が小さくなる（言い換えると軸方向荷重に対する半径方向荷重の比率が大きくなる）ため、前者の場合は転覆モーメントにより転覆が生じやすくなる。そして、可動スクロールが転覆すると、圧縮不良、運転能力の低下、及び圧縮機の効率の低下などの不具合が生じることとなる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になったときに、電動機の制御とは関係なく過圧縮の発生を防止するとともに、圧縮機の効率の低下も防止し、さらにスクロール部材の転覆による不具合の発生も防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、互いに噛み合う渦巻き状のラップ（21b，22b）を鏡板（21a，22a）上に備えた２つのスクロール部材（21，22）の少なくとも一方が偏心回転運動をする圧縮機構（20）をケーシング（10）内に備えたスクロール圧縮機を前提としている。
【００１１】
そして、このスクロール圧縮機は、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の内周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の外周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）との少なくとも一方について、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整可能な吸入容積調整機構（30）を、渦巻きの外周側一巻き範囲内の少なくとも１箇所に備えていることを特徴としている。
【００１２】
この第１の発明では、渦巻きの外周側一巻き範囲内に吸入容積調整機構（30）を設けたことにより、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について吸入容積を小さくする運転が可能となる。例えば第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすると、スクロール圧縮機の「固定圧縮比」が小さくなる。そうすると、吐出圧力が通常運転時よりも低くなる運転（以下、調整運転という）を行える。したがって、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。吸入容積調整機構（30）を複数箇所に設けると、吐出圧力を複数段階に調整できる。
【００１３】
さらに、上記吸入容積調整機構（30）を設けたことにより、圧縮機構（20）の容量を制御する運転が可能となる。例えば第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくするように吸入容積調整機構（30）を作動させると、運転中であっても渦巻きの実質巻き数を小さくして容量制御を行える。
【００１４】
さらに、この発明では第１圧縮室（25a）か第２圧縮室（25b）の一方だけ吸入容積を変更することも可能である。この点に関し、２つのスクロール部材（21，22）の渦巻き（ラップ（21b，22b））の巻き数（渦巻きの長さ）が異なる非対称渦巻き構造では、一般に、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の圧縮比を渦巻き中心部で調整して吐出圧力を合わせているため、渦巻きの圧縮途中では、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の間で圧力差がついて、渦巻きに作用するガス荷重にアンバランスが発生している。具体的には、第１圧縮室（25a）の吸入容積が大きくて第２圧縮室（25b）の吸入容積が小さい場合、圧縮途中は第１圧縮室（25a）の方が圧力が高い。そのため、渦巻きの自転トルク（ガス荷重により渦巻きを自転させる方向に作用するトルク）の変動による振動も生じやすい。これに対して、第１圧縮室（25a）の吸入容積のみを小さくするようにすれば、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のガスの圧力差を小さくすることができるので、ガス荷重のアンバランスや、渦巻きの自転トルクの変動による振動の影響を小さくすることが可能となる。
【００１５】
また、ガス荷重のバランスは第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の相対的な関係であるため、第２圧縮室（25b）の吸入容積を大きくする方向に変化させてもよい。具体的には、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を調整することができる構成で、第１圧縮室（25a）の吸入容積の調整位置よりも第２圧縮室（25b）の吸入容積の調整位置を渦巻きの外周側（巻き終わり側）にずらすとよい。
【００１６】
また、この発明では、吸入容積調整機構（30）を作動させると、圧縮室（25a，25b）の内圧による軸方向荷重が作用する面積を小さくすることができるとともに、渦巻きに対するガス荷重の作用点を駆動中心に近い位置に移動させることができるので、転覆モーメントが小さくなり、転覆が生じにくくなる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、吸入容積調整機構（30）が、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方で吸入閉じ切り位置を調節可能な機構であることを特徴としている。
【００１８】
この第２の発明では、第１の発明について説明したように、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を同時に小さくすることにより容量制御を行うとともに、スクロール圧縮機の固定圧縮比を小さくし、吐出圧力を通常運転時よりも低くすることができる。したがって、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００１９】
第３の発明は、第２の発明において、吸入容積調整機構（30）が、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されていることを特徴としている。
【００２０】
この第３の発明では、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、渦巻きの巻き終わり側で離れていた第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の内周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の外周面とが実質的に接触したとき（ミクロンオーダーの隙間はあるが、その間に油膜が形成されて冷媒の漏れが問題にならない状態になったとき）の接触位置（シールポイント）が吸入閉じ切り位置となり、第１圧縮室（25a）での圧縮行程が開始される。また、同じく渦巻きの巻き終わり側で離れていた第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の外周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の内周面とが実質的に接触したときの接触位置（シールポイント）が吸入閉じ切り位置となり、第２圧縮室（25b）での圧縮行程が開始される。
【００２１】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、上記接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。つまり、開閉機構（31）の位置を通過したところにシールポイントが形成されるまでは、第１圧縮室（25a）は第２圧縮室（25b）を介して圧縮機構（20）の吸入側に連通した状態、第２圧縮室（25b）は第１圧縮室（25a）を介して圧縮機構（20）の吸入側に連通した状態であり、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後にシールポイントが形成された位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）が形成される（図１１〜図１６参照）。そのため、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。そして、このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００２２】
第４の発明は、第１または第２の発明において、吸入容積調整機構（30）が、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されていることを特徴としている。なお、上記「低圧空間（17）」は、ケーシング（10）内が低圧圧力になるタイプの圧縮機におけるケーシング（10）内の空間であってもよいし、ケーシング（10）内が高圧空間（16）と低圧空間（17）に区画されるタイプの圧縮機における低圧空間（17）であってもよいし、圧縮機構（20）の吸入側に連通する吸入空間であってもよい。
【００２３】
この第４の発明では、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、第３の発明と同様、渦巻きの巻き終わり側で離れていたラップ（21b，22b）同士が実質的に接触してシールポイントの形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）が形成される。
【００２４】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。つまり、開閉機構（31）の位置を通過したところにシールポイントが形成されるまでは、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）の少なくとも一方はケーシング（10）内の低圧空間（17）に連通した状態であり、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後にシールポイントが形成された位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る圧縮室（25a，25b）が形成される。そのため、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。そして、このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００２５】
第５の発明は、第１または第２の発明において、吸入容積調整機構（30）が、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）とが実質的に接触した状態で形成される第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について、その接触位置の内周側と外周側とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されていることを特徴としている。
【００２６】
この第５の発明では、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、第３，第４の発明と同様、渦巻きの巻き終わり側で離れていたラップ（21b，22b）同士が実質的に接触してシールポイントの形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、圧縮行程に入る第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）が形成される。
【００２７】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。つまり、開閉機構（31）の位置を通過したところにシールポイントが形成されるまでは、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）の少なくとも一方は、上記接触位置の内周側の部分が外周側の部分を介して圧縮機構（20）の吸入側に連通した状態であり、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後にシールポイントが形成された位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る圧縮室（25a，25b）が形成される。そのため、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。そして、このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００２８】
第６の発明は、第３から第５の発明の何れか１つにおいて、開閉機構（31）が、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えていることを特徴としている。
【００２９】
この第６の発明では、開閉駆動機構（34）により閉鎖部材（33）を閉鎖位置に位置設定すると、開閉機構（31）を遮断状態に切り換えることができ、そうすることにより圧縮機構（20）を設計圧縮比となる通常運転で作動させることができる。また、開閉機構（31）により閉鎖部材（33）を開放位置に位置設定すると、開閉機構（31）を連通状態に切り換えることができ、そうすることにより圧縮機構（20）の吸入容積を変えた状態での運転を行えるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっている場合に対応できる。
【００３０】
第７の発明は、第６の発明において、開閉駆動機構（34）が、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備えていることを特徴としている。
【００３１】
この第７の発明では、閉鎖部材（33）に高圧圧力を印加すると、付勢部材（35）の付勢力に抗して閉鎖部材（33）を遮断状態に切り換えるようにすることができ、閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加すると、付勢部材（35）の付勢力により閉鎖部材（33）を開放状態に切り換えるようにすることができる。このようにして閉鎖部材（33）を遮断状態と開放状態に切り換えることにより、圧縮機構（20）を設計圧縮比となる通常運転と、通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件とに対応させることができる。
【００３２】
第８の発明は、第６または第７の発明において、連通路（32，37）が、第１スクロールまたは第２スクロールの鏡板（21a，22a）に形成された穴（32）または溝（37）により構成されていることを特徴としている。
【００３３】
この第８の発明では、開閉機構（31）を連通状態に切り換えたとき、開閉機構（31）の位置を通過したところにシールポイントが形成される前には、圧縮室（25a，25b）のガスが連通路（32，37）を通って流れることで、圧縮室（25a，25b）が閉じ切られていない状態に保持される。そして、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後にシールポイントが形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、ガスの圧縮が開始される。
【００３４】
第９の発明は、第１または第２の発明において、第１スクロール部材（21）及び第２スクロール部材（22）が、渦巻きの巻き数が相違する非対称渦巻き構造に構成されていることを特徴としている。
【００３５】
この第９の発明では、非対称渦巻き構造の圧縮機構（20）において、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について吸入閉じ切り位置を調整することができる。第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方で吸入閉じ切り位置を調整できるようにすると、第１の発明で説明したように、圧縮室（25a，25b）の吸入容積を小さくすることで固定圧縮比を小さくすることができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００３６】
また、第１圧縮室（25a）か第２圧縮室（25b）の一方だけで吸入容積を変更するように構成すると、第１の発明で説明したように、例えば第１圧縮室（25a）の吸入容積のみを小さくすることにより、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のガスの圧力差を小さくすることができるので、ガス荷重のアンバランスや、渦巻きの自転トルクの変動による振動の影響を小さくすることが可能となる。
【００３７】
第１０の発明は、第９の発明において、吸入容積調整機構（30）が、渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けられていることを特徴としている。
【００３８】
この第１０の発明では、吸入容積調整機構（30）を１箇所のみに設けているので、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について、吸入容積を２段階に調整することができる。
【００３９】
第１１の発明は、第２の発明において、第１スクロール部材（21）及び第２スクロール部材（22）が、渦巻きの巻き数が等しい対称渦巻き構造に構成され、吸入容積調整機構（30）が、渦巻きの中心に対して対称の位置に設けられていることを特徴としている。
【００４０】
この第１１の発明では、対称渦巻き構造の圧縮機構（20）において、渦巻き中心に対して対称に存在する第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）について吸入閉じ切り位置を調整することができる。したがって、第１の発明で説明したように、圧縮室（25a，25b）の吸入容積を小さくすることで固定圧縮比を小さくすることができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００４１】
第１２の発明は、第１から第１１の発明の何れか１つにおいて、圧縮機構（20）が、ケーシング（10）に保持される第１スクロール部材（21）である固定スクロール（21）と、該固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をする第２スクロール部材（22）である可動スクロール（22）とを備え、ケーシング（10）内には、可動スクロール（22）の駆動源であって回転速度を可変に調整することが可能な電動機（45）が収納されていることを特徴としている。なお、固定スクロール（21）は、一般に、ケーシング（10）に圧入や溶接により保持されるハウジング（23）にボルト等で固定される。
【００４２】
この第１２の発明では、固定スクロール（21）に対して可動スクロール（22）が偏心回転運動をし、電動機（45）の回転速度制御により運転容量が可変に構成されたスクロール圧縮機において、スクロール圧縮機の固定圧縮比を小さくする制御を行うことができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。また、この発明では、電動機（45）の回転数にかかわらず、吸入容積を調整できるし、電動機（45）の回転速度制御に機械的な容量制御機構でもある吸入容積調整機構（30）を組み合わせることにより、容量制御幅を広げることも可能となる。
【００４３】
第１３の発明は、第１２の発明において、電動機（45）が、吸入容積調整機構（30）により通常運転時よりも圧縮機構（20）の吸入容積を小さくする運転状態で、回転速度を通常運転時よりも速めるように構成されていることを特徴としている。
【００４４】
この第１３の発明では、吸入容積調整機構（30）により圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、電動機（45）の回転速度を速くする制御が行われるので、電動機（45）の効率を低下させずに運転できる。また、電動機（45）の回転速度を速くする制御を行うことで、吸入容積が少なくなっても運転容量が低下するのを抑えられる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすると、実質的に渦巻きの巻き数（圧縮比）を小さくするのと同じ状態になるため、運転条件に合わせて圧縮比を設定することができる。そして、スクロール圧縮機の固定圧縮比が小さくなり、吐出圧力（圧縮室（25a，25b）の内圧）が通常運転時よりも低くなる調整運転を行えるため、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。したがって、過圧縮の発生を防止することが可能となる。
【００４６】
また、吸入容積調整機構（30）を複数箇所に設けると、冷媒回路の運転条件の変化に対応して過圧縮の発生を防止する制御を、段階的に行うことが可能となり、制御の精度が向上する。
【００４７】
また、渦巻きの外周側一巻き範囲内に吸入容積調整機構（30）を設けたので、運転中に吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくすることで、圧縮機の運転容量を小さくする制御も可能となる。
【００４８】
さらに、この発明では、吸入容積を調整することにより固定圧縮比を変えられるようにしているため、電動機（45）がインバータ制御の可変回転速度タイプである場合に、高速回転であるか低速回転であるかにかかわらず過圧縮を防止でき、電動機（45）の回転速度が過圧縮防止の制約になることはない。そして、低速運転でしか過圧縮を防止できない特許文献１の圧縮機とは違い、高速運転でも過圧縮を防止できるし、その際には電動機（45）を高効率で運転できるので圧縮機の効率低下を防止できる。
【００４９】
また、第１圧縮室（25a）か第２圧縮室（25b）の一方だけ吸入容積を変更すると、非対称渦巻き構造の圧縮機構（20）において、圧縮途中における第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のガスの圧力差を小さくすることができるので、ガス荷重のアンバランスや、渦巻きの自転トルクの変動による振動の影響を小さくすることが可能となる。
【００５０】
また、この発明では、吸入容積調整機構（30）を作動させると、圧縮室（25a，25b）の内圧による軸方向荷重が作用する面積を小さくすることができるとともに、渦巻きに対するガス荷重の作用点を中心に近い位置に移動させることができるので、転覆モーメントが小さくなり、転覆が生じにくくなる。したがって、圧縮不良、運転能力の低下、及び圧縮機の効率の低下などの不具合を防止できる。
【００５１】
ここで、従来のスクロール圧縮機の容量制御方法としては、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ制御やインバータによる回転速度制御、さらには中間圧の冷媒を低圧側にバイパスさせるアンロード機構による制御などがあり、それぞれ単独または組み合わせて用いられている。いずれも圧縮機の定格能力に対して小さな能力で運転する場合は、効率よりも能力調整に重きを置いた制御を行っている。これに対して、本発明では、能力調整はもちろん、電動機（45）を高速回転することもできるので、効率低下も防止できる。
【００５２】
上記第２の発明によれば、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすることにより、第１の発明と同様に、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、過圧縮の発生を防止することが可能となる。また、電動機（45）が高速回転であっても低速回転であっても過圧縮を防止できるし、高速回転時には圧縮機の運転効率が低下するのも抑えられる。また、吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくすることにより容量制御を行うこともできる。
【００５３】
上記第３の発明によれば、吸入容積調整機構（30）として、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）を設けるだけで、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の吸入閉じ切り位置を調整し、吸入容積を変化させることができる。そして、吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件が渦巻きの設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも過圧縮が発生するのを防止できるし、容量制御量の調節もできる。
【００５４】
上記第４の発明によれば、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）を設けるだけで、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方の吸入閉じ切り位置を調整し、吸入容積を変化させることができる。そして、吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件が渦巻きの設計点から離れた低圧縮比の運転条件になっているときでも過圧縮が発生するのを防止できるし、容量制御量の調節もできる。
【００５５】
上記第５の発明によれば、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）とが実質的に接触した状態で形成される第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について、その接触位置の内周側と外周側とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）を設けるだけで、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方の吸入閉じ切り位置を調整し、吸入容積を変化させることができる。そして、吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から離れた低圧縮比の運転条件になっているときでも過圧縮が発生するのを防止できるし、容量制御量の調節もできる。
【００５６】
上記第６の発明によれば、開閉機構（31）を、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えた構成にするだけで、吸入容積調整機構（30）の動作を制御できる。そして、圧縮機構（20）を冷媒回路の圧縮比（圧力比）の変動に対応させて運転することができ、過圧縮の発生も防止できる。
【００５７】
上記第７の発明によれば、開閉駆動機構（34）を、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備えた構成にするだけで、開閉機構（31）の確実な動作を保証できる。そして、開閉機構（31）により吸入容積調整機構（30）の動作を制御することにより、圧縮機構（20）を、設計圧縮比となる通常運転と、通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件とに対応させることができるし、容量制御も可能となる。
【００５８】
上記第８の発明によれば、連通路（32，37）を、第１スクロールまたは第２スクロールの鏡板（21a，22a）に形成された穴（32）または溝（37）にするだけで、開閉機構（31）の連通状態の動作を保証できる。そして、開閉機構（31）によって吸入容積調整機構（30）の動作を制御することにより、圧縮機構（20）を、設計圧縮比となる通常運転と、通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件とに対応させることができるし、容量制御も可能となる。
【００５９】
上記第９の発明によれば、非対称渦巻き構造のスクロール圧縮機において、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすると、スクロール圧縮機の固定圧縮比が小さくなるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、過圧縮の発生を防止することが可能となる。また、第１圧縮室（25a）か第２圧縮室（25b）の一方だけ吸入容積を変更すると、圧縮途中における第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のガスの圧力差を小さくすることができるので、ガス荷重のアンバランスや、渦巻きの自転トルクの変動による振動の影響を小さくすることが可能となる。また、運転中に吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくする容量制御を行うことができる。
【００６０】
上記第１０の発明によれば、吸入容積調整機構（30）を渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けているため、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の少なくとも一方について、吸入容積を２段階に調整することができる。そして、吸入容積調整機構（30）を複数箇所に設けるのに対して構造を簡素化することが可能となる。
【００６１】
上記第１１の発明によれば、対称渦巻き構造のスクロール圧縮機において、吸入容積調整機構（30）を渦巻きの中心に対して対称の位置に設けているので、各圧縮室（25a，25b）について吸入容積を小さくすることで固定圧縮比を小さくすることができる。したがって、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。また、運転中に吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくする容量制御を行うことができる。
【００６２】
上記第１２の発明によれば、固定スクロール（21）に対して可動スクロール（22）が偏心回転運動をし、電動機（45）の回転速度制御により運転容量が可変に構成されたスクロール圧縮機において、スクロール圧縮機の固定圧縮比を小さくする制御を行うことができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。また、電動機（45）の回転数にかかわらず、吸入容積を調整できるし、運転中に吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくする容量制御を行うことができる。
【００６３】
上記第１３の発明によれば、吸入容積調整機構（30）により圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、電動機（45）の回転速度を速くする制御が行われるので、電動機（45）の効率が高い運転ができるし、容量制御を行う前と同等の能力を維持できる。このように、電動機（45）の回転速度制御と吸入容積調整機構（30）の機械式容量制御を組み合わせることにより、過圧縮の低減に加えて、電動機（45）の効率の向上による圧縮機の効率の向上を実現できる。また、電動機（45）の回転速度を速くする制御を行うことで、運転容量が低下するのも抑えられる。つまり、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することができる。さらに、圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、電動機（45）の回転速度を速くする制御を行うことにより、渦巻きの内部の冷媒の漏れが減少し、圧縮効率が向上する効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
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。
【００６５】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。
【００６６】
本実施形態のスクロール圧縮機は、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置の冷媒回路に設けられ、蒸発器から吸入した低圧の冷媒を圧縮して凝縮器へ吐出するものである。
【００６７】
図１に示すように、上記スクロール圧縮機（1）は、いわゆる全密閉型に構成されている。このスクロール圧縮機（1）は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング（10）を備えている。ケーシング（10）は、縦長円筒部材である胴部（11）と、胴部（11）の上端部に固定された上部胴体（12）と、胴部（11）の下端部に固定された下部胴体（13）とから構成されている。
【００６８】
このケーシング（10）内には、冷媒を圧縮する圧縮機構（20）と、該圧縮機構（20）を駆動する電動機（45）とが収納されている。この電動機（45）は、圧縮機構（20）の下方に配置され、回転軸である駆動軸（40）を介して圧縮機構（20）に連結されている。この電動機（45）には、インバータ制御により回転速度を可変に調整することが可能なブラシレスＤＣモータが用いられている。
【００６９】
上記ケーシング（10）の頂部である上部胴体（12）には、吸入管（14）が貫通して取り付けられている。この吸入管（14）は、終端（図の下端）が圧縮機構（20）に接続されている。上記ケーシング（10）の胴部（11）には、吐出管（15）が貫通して取り付けられている。この吐出管（15）は、終端（図の右端）がケーシング（10）内の圧縮機構（20）と電動機（45）の間に開口している。
【００７０】
上記駆動軸（40）は、ケーシング（10）の上下方向の中心線上に配置されている。この駆動軸（40）は、主軸部（41）と偏心部（42）とを備え、クランク軸を構成している。上記偏心部（42）は、主軸部（41）よりも小径に形成され、主軸部（41）の上端面に形成されている。そして、この偏心部（42）は、主軸部（41）の軸心に対して所定寸法だけ偏心し、偏心ピンを構成している。
【００７１】
上記ケーシング（10）の胴部（11）内には、その下端付近に、下部軸受部材（48）が固定されている。この下部軸受部材（48）は、滑り軸受（48a）を介して駆動軸（40）の主軸部（41）の下端部を回転自在に支持している。
【００７２】
なお、図示していないが、上記駆動軸（40）の内部には、上下方向へ延びる給油通路が形成されている。また、主軸部（41）の下端部には、給油ポンプ（43）が設けられている。この給油ポンプ（43）によってケーシング（10）の底部から冷凍機油が吸い上げられ、その冷凍機油は、駆動軸（40）の給油通路を通って圧縮機構（20）の摺動部や駆動軸（40）の軸受部へ供給される。
【００７３】
上記電動機（45）は、ステータ（46）とロータ（47）とによって構成されている。ステータ（46）は、ケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。ロータ（47）は、駆動軸（40）の主軸部（41）に連結され、駆動軸（40）を回転駆動する。
【００７４】
上記圧縮機構（20）は、第１スクロール部材である固定スクロール（21）と、第２スクロール部材である可動スクロール（22）とを備えると共に、固定スクロール（21）を固定支持するハウジング（23）を備えている。固定スクロール（21）と可動スクロール（22）は、後述するように、互いに噛み合う渦巻き状のラップ（21b，22b）を鏡板（21a，22a）上に備えている。そして、上記圧縮機構（20）は、可動スクロール（22）が固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をするように構成されている。
【００７５】
上記ハウジング（23）は、フランジ部（23a）と本体部（23b）と軸受部（23c）とによって構成されている。これらフランジ部（23a）、本体部（23b）および軸受部（23c）は、上から下へ連続して形成され、本体部（23b）がケーシング（10）の胴部（11）に嵌合して接合されている。フランジ部（23a）は、本体部（23b）の上端において該本体部（23b）から径方向外方へ突出している。軸受部（23c）は、本体部（23b）よりも小径に形成され、本体部（23b）の下面から下方へ突出している。この軸受部（23c）は、滑り軸受（23d）を介して駆動軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持している。
【００７６】
上記固定スクロール（21）は、固定側鏡板（21a）と、固定側ラップ（21b）と、縁部（21c）とを備えている。上記固定側鏡板（21a）は略円板状に形成されている。上記固定側ラップ（21b）は、固定側鏡板（21a）の下面に立設され、該固定側鏡板（21a）に一体形成されている。この固定側ラップ（21b）は、高さが一定の渦巻き壁状に形成されている。上記縁部（21c）は、固定側鏡板（21a）の外周縁部から下方へ向かって延びる壁状の部分と、その壁上の部分の下端部から径方向外方へ突出し、ハウジング（23）のフランジ部（23a）の上面に固定されるフランジ状の部分とから構成されている。
【００７７】
上記可動スクロール（22）は、可動側鏡板（22a）と、可動側ラップ（22b）と、ボス部（22c）とを備えている。上記可動側鏡板（22a）は略円板状に形成されている。上記可動側ラップ（22b）は、可動側鏡板（22a）の上面に立設され、該可動側鏡板（22a）に一体形成されている。この可動側ラップ（22b）は、高さが一定の渦巻き壁状に形成され、固定スクロール（21）の固定側ラップ（21b）に噛合するように構成されている。上記ボス部（22c）は、可動側鏡板（22a）の下面から下方へ延設され、該可動側鏡板（22a）に一体形成されている。
【００７８】
このボス部（22c）には、滑り軸受（22d）を介して駆動軸（40）の偏心部（42）が挿入されている。このため、上記駆動軸（40）が回転すると、可動スクロール（22）が主軸部（41）の軸心を中心として公転する。この可動スクロール（22）の公転半径は、偏心部（42）の偏心量、すなわち主軸部（41）の軸心から偏心部（42）の軸心までの寸法と同じである。
【００７９】
上記可動側鏡板（22a）はハウジング（23）の上端面に設けられた第１凹部（23e）内に位置し、上記ボス部（22c）はハウジング（23）の本体部（23b）に設けられた第２凹部（23f）内に位置している。なお、上記可動側鏡板（22a）とハウジング（23）との間には、可動スクロール（22）の自転を阻止するオルダム継手（24）が配設されている。上記第１凹部（23e）は可動側鏡板（22a）の偏心回転運動を許容する大きさに形成され、上記第２凹部（23f）はボス部（22c）の偏心回転運動を許容する大きさに形成されている。
【００８０】
図２は図１のII−II線断面図であり、圧縮機構（20）の横断面形状を表している。この図２に示すように、本実施形態のスクロール圧縮機（1）では、いわゆる非対称渦巻き構造が採用されており、固定側ラップ（21b）と可動側ラップ（22b）とで巻き数（渦巻きの長さ）が相違している。具体的に、上記固定側ラップ（21b）は、可動側ラップ（22b）よりも約１／２巻き分だけ渦巻きの巻き数が長くなっている。ただし、固定側ラップ（21b）の最外周の一巻き分には外周面は形成されておらず、その範囲で固定側ラップ（21b）が固定スクロール（21）の縁部（21c）につながっている。そして、固定側ラップ（21b）の巻き終わり端は、外周側端部とそれよりも一巻き分だけ長く巻かれたところに位置する内周側端部とが向き合った形で終結しており、その近傍に可動側ラップ（22b）の外周側端部（巻き終わり端）が位置している。
【００８１】
上記圧縮機構（20）は、固定側鏡板（21a）と可動側鏡板（22a）の間で固定側ラップ（21b）と可動側ラップ（22b）が噛合して区画形成された複数の圧縮室（25a，25b）を備えている。これら複数の圧縮室（25a，25b）は、固定側ラップ（21b）の内周面と可動側ラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、固定側ラップ（21b）の外周面と可動側ラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）とから構成され、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれが複数形成されている。この例では、上記固定側ラップ（21b）の巻き数が可動側ラップ（22b）の巻き数よりも多いため、第１圧縮室（25a）の最大容積が第２圧縮室（25b）の最大容積よりも大きい。
【００８２】
図１に示すように、上記固定スクロール（21）の外周側には、吸入管（14）の終端が接続される吸入ポート（29）が形成されている。この吸入ポート（29）には、図示していないが、圧縮室（25a，25b）への冷媒の吸入のみを許容し、逆向きの冷媒の流れを禁止する逆止弁が設けられている。この吸入ポート（29）は、可動スクロール（22）の公転運動に伴って、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれに間欠的に連通する。
【００８３】
上記固定側鏡板（21a）の上端部には凹陥部（21g）が形成され、該固定側鏡板（21a）の上面には、上記凹陥部（21g）を覆う吐出カバー（27）が取り付けられている。そして、この凹陥部（21g）が吐出カバー（27）で覆われた空間が吐出室（28）として構成されている。この固定側鏡板（21a）の中央には、吐出室（28）に開口する吐出ポート（26）が形成されている。この吐出ポート（26）は、可動スクロール（22）の公転運動に伴って第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれに間欠的に連通する。なお、上記吐出室（28）に吐出されたガス冷媒は、固定スクロール（21）とハウジング（23）に形成された図示しないガス通路を通じてハウジング（23）の下方の空間（高圧空間）（16）に導入され、吐出管（15）からケーシング（10）外へ吐出される。ケーシング（10）内は、ハウジング（23）の下方の空間が高圧空間（16）であるのに対して、ハウジングの上方の空間（圧縮機構（20）の周囲の空間）は、低圧空間（17）になるように構成されている。
【００８４】
この実施形態では、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整することのできる吸入容積調整機構（30）が設けられている。この吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方で吸入閉じ切り位置（吸入行程が完了し、圧縮行程が開始される位置）を調節できるものであり、図２に示すように渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けられている。この吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されている。
【００８５】
上記開閉機構（31）は、その断面構造を表す図３に示すように、具体的には、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態にあるときに両圧縮室（25a，25b）間での冷媒の流れを許容する連通路（32）と、この連通路（32）を開放する開放位置と該連通路（32）を閉鎖する閉鎖位置とに移動可能なピストン（閉鎖部材）（33）と、このピストン（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えている。
【００８６】
上記連通路（32）は、固定側鏡板（21a）に形成された段付き穴（32）により構成されている。この段付き穴（32）は、固定スクロール（21）の底面図である図４に示すように、渦巻きの外周側一巻き範囲内で、図において渦巻き中心の左側斜め下方の位置に形成されている。この段付き穴（32）は、固定スクロール（21）のサブアセンブリを示す断面図である図５に示すように、固定側鏡板（21a）の上面に開口した大径部（32a）と、それよりも直径の小さな小径部（32b）とから構成されていて、小径部（32b）が上記連通路（32）を構成している。この段付き穴（32）は、小径部（32b）が固定側ラップ（21b）の歯と歯の間に位置するように形成されている。この小径部（32b）は、可動側ラップ（22b）の歯の厚さよりも直径が大きい円形の穴である。
【００８７】
上記段付き穴（32）の中には、図６に示す圧縮コイルバネ（付勢部材）（35）と、先端部で上記小径部（32b）を開閉する上記ピストン（33）（図７参照）とが装填されている。このピストン（33）は、図７に示すように、上記小径部（32b）と嵌合する寸法のプラグ部（33a）と、このプラグ部（33a）よりも大径で上記圧縮コイルバネ（35）が装着されるバネ受け部（33b）と、このバネ受け部（33b）よりも大径のシール装着部（33c）とが、先端（図の下端）側から連続するように一体的に形成されたものである。そして、上記シール装着部（33c）には周方向に沿ってシール装着溝（33d）が形成され、このシール装着溝（33d）には図８に示すリング状のシール部材（33e）が装着されている。
【００８８】
図５に示すように、上記開閉駆動機構（34）は、ピストン（33）を開放位置に向かって付勢する上記圧縮コイルバネ（35）と、ピストン（33）に低圧圧力を印加する状態と該ピストン（33）に圧縮コイルバネ（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態とを切り換える切換弁（切換部材）（36）とから構成されている。切換弁（36）によりピストン（33）の後端面（上端面）に低圧圧力を印加した状態では、ピストン（33）を押し下げようとする力よりも圧縮コイルバネ（35）がピストン（33）を押し上げる力が勝って図９に示すように上記連通路（32）が開き、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態になる（図３参照）。一方、切換弁（36）によりピストン（33）の後端面に高圧圧力を印加した状態では、ピストン（33）を押し下げる力が、圧縮コイルバネ（35）によりピストン（33）を押し上げようとする力よりも勝って図１０に示すように上記連通路（32）が閉じ、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが遮断状態となる。
【００８９】
吸入容積調整機構（30）（開閉機構（31））の動作の詳細については後述するが、ピストン（33）を閉鎖位置にして運転を行うと、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが遮断状態になるため、設計値通りの吸入容積で冷媒を圧縮する通常運転となる。これに対して、ピストン（33）を開放位置にして運転を行うと、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態になるため、設計値よりも少ない吸入容積で冷媒を圧縮する調整運転となる。この調整運転を行うとき、本実施形態では、電動機（45）の回転速度を通常運転時よりも速めるようにしている。
【００９０】
−運転動作−
次に、上述したスクロール圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００９１】
まず、上記電動機（45）を駆動すると、駆動軸（40）が回転し、可動スクロール（22）（22）が固定スクロール（21）に対して公転運動を行う。その際、固定スクロール（21）は、オルダム継手（24）によって自転が阻止される。
【００９２】
上記可動スクロール（22）の公転運動に伴って、圧縮室（25a，25b）の容積が周期的に増減を繰り返す。上記圧縮室（25a，25b）では、吸入ポート（29）に連通した部分の容積が増大するときに、冷媒回路の冷媒が吸入管（14）から吸入ポート（29）を通って圧縮室（25a，25b）に吸い込まれ、吸入側が閉じ切られた部分の容積が減少するときに冷媒が圧縮された後、吐出ポート（26）から吐出室（28）に吐出される。吐出室（28）の冷媒は、図示しないガス通路を通じてハウジング（23）の下方の高圧空間（16）に流入し、吐出管（15）から冷媒回路の凝縮器に供給される。
【００９３】
（通常運転時の圧縮機構の動作）
ここで、吸入容積調整機構（30）が作動していないとき（通常運転時）の圧縮機構（20）の冷媒吸入動作及び冷媒圧縮動作について、図１１から図１６を参照して説明する。この通常運転時は、開閉機構（31）のピストン（33）が閉鎖位置にあって連通路（32）を閉鎖しており、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが遮断状態になっている。なお、図１１から図１６は、圧縮機構（20）の動作状態を６つの段階に分けて示す断面図であり、可動スクロール（22）が図の時計回り方向に所定の角度間隔で公転している様子を表している。
【００９４】
まず、図１１に示した第１の動作状態では、可動側ラップ（22b）の巻き終わり端が固定側ラップ（21b）の歯と歯の間に位置しており、最外周の第１圧縮室（25a-0）と第２圧縮室（25b-0）の両方が低圧側に開放された状態で、両圧縮室（25a-0，25b-0）が吸入ポート（29）に連通している。なお、第１圧縮室（25a）に関し、図の中心線Ｙ上のポイントＰ１で可動側ラップ（22b）の外周面と固定側ラップ（21b）の内周面とが実質的に接触しており（ここで言う「接触」はミクロンオーダーの隙間はあるが、油膜が形成されるために冷媒の漏れが問題にならない状態のことである）、その接触位置（シールポイント）Ｐ１よりも内周側（渦巻きの巻始め側）の部分（25a-1）は既に圧縮行程に入っている。
【００９５】
ここから可動スクロール（22）が図において時計回り方向に公転し、図１２の第２の動作状態になると、可動側ラップ（22b）の巻き終わり端の内周面が固定側ラップ（21b）の外周面に接触し、その接触位置（シールポイント）Ｐ２が第２圧縮室（25b-1）の吸入閉じ切り位置となる。このとき、最外周の第１圧縮室（25a-0）では容積が拡大する吸入行程の途中であり、まだ巻き終わり側のシールポイントは形成されていない。
【００９６】
そこから可動スクロール（22）が公転して図１３の第３の動作状態になると、第２圧縮室（25b-1）では容積が縮小して冷媒の圧縮行程が始まり、最外周の第１圧縮室（25a-0）では容積がさらに拡大して冷媒の吸入行程が進む。図１４の第４の動作状態では、第２圧縮室（25b-1）での圧縮行程と最外周の第１圧縮室（25a-0）での吸入行程がさらに進んでいる。なお、第２圧縮室（25b）に関しては、既に圧縮途中の第２圧縮室（25b-1）に対して渦巻きの巻き終わり側に新たな第２圧縮室（25b-0）が形成され、そこで吸入行程が開始されている。
【００９７】
図１５に示す第５の動作状態になると、最外周の第２圧縮室（25b-0）での吸入行程がさらに進む一方、可動側ラップ（22b）の巻き終わり端の外周面が固定側ラップ（21b）の内周面に接触し、その接触位置（シールポイント）Ｐ１が第１圧縮室（25a-1）の吸入閉じ切り位置となる。図１６に示す第６の動作状態になると、図１５の状態で形成された第１圧縮室（25a-1）での圧縮行程が進むとともに、最外周の第２圧縮室（25b-0）での吸入行程が進む。そして、図１１に示す第１の動作状態に戻って、圧縮途中の第１圧縮室（25a-1）の外周側（渦巻きの巻き終わり側）に新たな第１圧縮室（25a-0）が形成される。
【００９８】
その後は、図１１から図１６の動作が繰り返され、圧縮途中の第１圧縮室（25a-1）及び第２圧縮室（25b-1）が容積を縮小しながら渦巻きの内周側へ移動して、それぞれ吐出直前の第１圧縮室（25a-2）及び第２圧縮室（25b-2）へ変化していく。そして、第１圧縮室（25a-2）及び第２圧縮室（25b-2）は、最も内周側へ移動して容積が最小になったときに吐出ポート（26）と連通し、冷媒が圧縮機構（20）から吐出される。
【００９９】
（調整運転時の圧縮機構の動作）
次に、吸入容積調整機構（30）が作動しているとき（調整運転時）の圧縮機構（20）の冷媒吸入動作及び冷媒圧縮動作について、同じく図１１から図１６を参照して説明する。この調整運転時は、吸入容積調整機構（30）である開閉機構（31）はピストン（33）が開放位置にあって連通路（32）である小径部（32b）を開放しており、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態（連通可能な状態）になっている。
【０１００】
まず、図１１に示した第１の動作状態において、最外周の第１圧縮室（25a-0）と第２圧縮室（25b-0）の両方が低圧側に開放された状態で、両圧縮室（25a-0，25b-0）が吸入ポート（29）に連通している点は通常運転時と同じである。一方、通常運転時には可動側ラップ（22b）の外周面と固定側ラップ（21b）の内周面が図の中心線Ｙ上のポイントＰ１で接触し、このポイント（シールポイント）Ｐ１よりも内周側（渦巻きの巻始め側）の第１圧縮室（25a-1）が既に閉じ切られていたのに対して、この第１圧縮室（25a-1）は連通路（32）を介して、吸入行程の途中にある最外周の第２圧縮室（25b-0）に連通している。したがって、この第１圧縮室（25a-1）はまだ吸入閉じ切り位置の手前の状態であり、上記第２圧縮室（25b）と同様に吸入行程の途中の段階である。
【０１０１】
図１２の第２の動作状態になると、固定側ラップ（21b）の内周面と可動側ラップ（22b）の外周面との接触点Ｐ１が開閉機構（31）の連通路（32）を通過した直後の位置に変位している。したがって、このときの接触位置（シールポイント）Ｐ１が第１圧縮室（25a-1）の吸入閉じ切り位置となる。一方、この状態で通常運転時には閉じ切られていた最外周の第２圧縮室（25b-1）は、圧縮行程に入った第１圧縮室（25a-1）の渦巻き外周側に形成されている最外周の第１圧縮室（25a-0）に連通路（32）を通じて連通している。そして、この最外周の第１圧縮室（25a-0）が吸入行程の途中であるため、上記第２圧縮室（25b）は吸入閉じ切り前である。
【０１０２】
この状態は図１３に示す第３の運転状態と図１４に示す第４の運転状態でも同じであり、第２圧縮室（25b-1）は吸入閉じ切り前の状態で、まだ巻き終わり側のシールポイントは形成されていない。このとき、最外周の第１圧縮室（25a-0）も吸入行程の途中である。なお、図１４に示す第４の動作状態では、上記第２圧縮室（25b-1）の渦巻き外周側に、新たな第２圧縮室（25b-0）が形成され始めている。
【０１０３】
図１５に示す第５の動作状態になると、固定側ラップ（21b）の外周面と可動側ラップ（22b）の内周面との接触点Ｐ２が開閉機構（31）の連通路（32）を通過する。したがって、このときの接触点Ｐ２が第２圧縮室（25b-1）のシールポイントとなり、第２圧縮室（25b-1）での圧縮行程が開始される。この状態で、通常運転時には最外周の第１圧縮室（25a-1）が閉じ切られた状態になっていたが、調整運転時には最外周の第１圧縮室（25a-1）が最外周の第２圧縮室（25b-0）を通じて低圧側に連通しているため、まだ吸入行程の途中である。このことは図１６の第６の動作状態でも同じであり、図１１の第１の動作状態に戻っても同じである。
【０１０４】
以上のように、開閉機構（31）の連通路（32）を開いておくことにより、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積が通常運転時に比べて小さくなる。その結果、通常運転時よりも圧縮比が小さくなり、吸入圧力が通常運転時と同じとすると吐出圧力が下がることになる。
【０１０５】
なお、この調整運転を行うとき、本実施形態では、電動機（45）の回転速度を通常運転時よりも速めるようにしているため、スクロール圧縮機（1）の能力を通常運転時と同等に保つことができる。
【０１０６】
−実施形態１の効果−
以上のように、この実施形態では、圧縮途中で容量制御する場合と異なり、渦巻きの外周側一巻き範囲内で容量制御を行うことで吸入容積を変化させる吸入容積調整機構（30）を設けたことによって、スクロール圧縮機（1）の圧縮比を小さくすることができる。そのため、吐出圧力を通常運転時よりも低くする調整運転を行える。したがって、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機（1）の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも上昇しすぎるのを抑えられる。したがって、過圧縮の発生を防止することが可能となる。
【０１０７】
さらに、この実施形態では、低差圧で高速運転を行う場合でも、過圧縮を防止でき、電動機（45）の回転速度が過圧縮防止の制約になることはない。そして、低速運転でしか過圧縮を防止できない特許文献１の圧縮機（1）とは違い、高速運転でも過圧縮を防止できるし、その際には電動機（45）を高効率で運転できるので圧縮機（1）の効率低下を防止できる。
【０１０８】
また、本実施形態では、吸入容積調整機構（30）を設けたことによって、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を通常運転時よりも小さくするように調整が可能となる。そして、圧縮室（25a，25b）の吸入容積を吸入容積調整機構（30）によって調整したうえで、圧縮機（1）の能力が通常運転時の能力と同等になるように電動機（45）の回転速度を速めるようにすることで、電動機（45）の効率向上と渦巻き内部漏れの低減を同時に達成することができる。つまり、本実施形態では、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することができる。なお、吸入容積調整機構（30）により圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、必ず電動機（45）の回転速度を速くする制御を行う必要はなく、場合によっては電動機（45）の回転速度を変えないようにしてもよい。この場合、能力の可変範囲を定容量側に拡大することができる。
【０１０９】
さらに、この実施形態では、吸入容積調整機構（30）を作動させると、圧縮室（25a，25b）の内圧による軸方向荷重が作用する面積を小さくすることができるうえ、可動側ラップ（22b）に対するガス荷重の作用点を駆動軸（40）の偏心部（42）の中心に近い位置に移動させることができるので、転覆モーメントが小さくなり、転覆が生じにくくなる。したがって、圧縮不良、運転能力の低下、及び圧縮機（1）の効率の低下などの不具合を防止できる。
【０１１０】
また、この実施形態では、吸入容積調整機構（30）を渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けているため、吸入容積を２段階に調整することができる。そして、吸入容積調整機構（30）を１箇所のみに設けると、複数箇所に設けるのに対して構造を最も簡素化することが可能となる。
【０１１１】
さらに、本実施形態では、吸入容積調整機構（30）として、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）を設けるだけで、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の吸入閉じ切り位置を調整し、吸入容積を変化させることができるから、その点でも構造が複雑になるのを防止できる。
【０１１２】
特に、開閉機構（31）は、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路である段付き穴（32）の小径部（32b）と、この小径部（32b）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材であるピストン（33）と、ピストン（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えたものであり、連通路（32）を固定スクロール（21）の鏡板に形成した段付き穴（32）により構成しているので、構造が極めて簡単である。また、開閉駆動機構（34）は、ピストン（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材である圧縮コイルバネ（35）と、ピストン（33）に低圧圧力を印加する状態と高圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材である切換弁（36）とを備えた構成にするだけで、開閉機構（31）の確実な動作を保証できる。
【０１１３】
−実施形態１の変形例−
実施形態１の変形例を図１７に示している。
【０１１４】
図１７は圧縮機構（20）の構造を示す横断面図である。この変形例では、固定スクロール（21）及び可動スクロール（22）は、渦巻きの巻き数が等しい対称渦巻き構造に構成されている。そして、吸入容積調整機構（30）は、渦巻きの中心に対して対称となる位置に設けられている。吸入容積調整機構（30）の構造は、図１〜図１６の例と同じである。
【０１１５】
この変形例では、対称渦巻き構造の圧縮機構（20）において、渦巻き中心に対して対称に存在する第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれについて吸入閉じ切り位置を調整することができる。したがって、図１〜図１６の例と同様に、圧縮室（25a，25b）の吸入容積を小さくすることで固定圧縮比を小さくすることができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機（1）の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。したがって、過圧縮を防止できる。また、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することができる。
【０１１６】
図１〜図１６の例について説明したその他の効果は、この変形例においても、同様の効果として奏することができる。
【０１１７】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、開閉機構（31）（吸入容積調整機構（30））の構造を実施形態１とは異ならせた例である。具体的には、開閉機構（31）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能に構成されている。開閉機構（31）は連通路（32）を除いては実施形態１と同じ構成である。連通路（32）は、実施形態１の小径部（32b）に相当する部分が、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）を互いに連通するとともに、可動スクロール（21）内を径方向外方へ外周まで貫通し、周囲の低圧空間（17）と連通する貫通孔（32c）になっている。なお、上記連通路（32）は、圧縮機構（20）の吸入側の配管に連通するようにしてもよいし、吸入空間が設けられている場合はその吸入空間に連通するようにしてもよい。
【０１１８】
この実施形態においても、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、実施形態１と同様、渦巻きの巻き終わり側で離れていたラップ（21b，22b）同士が実質的に接触してシールポイントの形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、そのときに第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）での圧縮行程が開始される。
【０１１９】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、可動側ラップ（22b）と固定側ラップ（21b）の接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。この点も実施形態１と同じである。つまり、上記接触位置が開閉機構（31）の位置を通過するまでは、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）はケーシング（10）内の低圧空間（17）に連通した状態であり、上記接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後の位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る圧縮室（25a，25b）が形成される。そのため、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。
【０１２０】
このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、実施形態１と同様、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機（1）の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられるので、過圧縮が発生するのを防止できる。また、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することもできる。
【０１２１】
−実施形態２の変形例−
上記実施形態２において、吸入容積調整機構（30）（開閉機構（31））は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の一方を上記低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換えるものであってもよい。例えば、第１圧縮室（25a）のみを上記低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換えるようにしてもよい。
【０１２２】
この点に関し、固定スクロール（21）と可動スクロール（22）の渦巻き（ラップ（21b，22b））の巻き数が異なる非対称渦巻き構造では、一般に、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の圧縮比を渦巻き中心部で調整して吐出圧力を合わせているため、渦巻きの圧縮途中では、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の間で圧力差がついて、渦巻きに作用するガス荷重にアンバランスが発生している。具体的には第１圧縮室（25a）の吸入容積が大きくて第２圧縮室（25b）の吸入容積が小さいため、圧縮途中は第１圧縮室（25a）の方が圧力が高い。そのため、渦巻きの自転トルク（ガス荷重により渦巻きを自転させる方向に作用するトルク）の変動による振動も生じやすい。これに対して、第１圧縮室（25a）の吸入容積のみを小さくするようにすれば、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のガスの圧力差を小さくすることができるので、ガス荷重のアンバランスや、渦巻きの自転トルクの変動による振動の影響を小さくすることが可能となる。
【０１２３】
また、ガス荷重のバランスは第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の相対的な関係であるため、第２圧縮室（25b）の吸入容積を大きくする方向に変化させてもよい。その場合は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を調整することができる構成で、第１圧縮室（25a）の吸入容積の調整位置よりも第２圧縮室（25b）の吸入容積の調整位置を渦巻きの外周側（巻き終わり側）にずらすとよい。
【０１２４】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３は、開閉機構（31）（吸入容積調整機構（30））の構造を実施形態１とは異ならせた例である。具体的には、開閉機構（31）は、固定側ラップ（21b）と可動側ラップ（22b）とが実質的に接触した状態で形成される第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方について、その接触位置の内周側と外周側とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されている。
【０１２５】
この開閉機構（31）は、連通路の形状が実施形態１のものとは異なり、ラップ（21b，22b）に沿って湾曲した溝（37a，37b）により形成されている。また、連通路（37a，37b）は、第１圧縮室（25a）用のもの（37a）と第２圧縮室（25b）用のもの（37b）に分かれている。そして、第１圧縮室（25a）用の連通路（37a）が固定側ラップ（21b）の内周面に沿って形成され、第２圧縮室（25b）用の連通路（37b）が固定側ラップ（21b）の外周面に沿って形成されている。連通路（37a，37b）の開閉構造は図示していないが、実施形態１で説明したものと同様の構造で、ピストン（33）の形状が各連通路（37a，37b）に適合するように定められたものを採用すればよい。
【０１２６】
この実施形態３においても、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、上記各実施形態と同様、渦巻きの巻き終わり側で離れていたラップ（21b，22b）同士が実質的に接触してシールポイントの形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）が形成される。
【０１２７】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。つまり、上記接触位置が開閉機構（31）の位置を通過するまでは、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）の一方は、上記接触位置の内周側の部分が外周側の部分を介して圧縮機構（20）の吸入側に連通した状態であり、上記接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後の位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る圧縮室（25a，25b）が形成される。具体的には、図１９の状態では通常運転時には閉じ切られている第２圧縮室（25b-1）が閉じ切られておらず、図２０の状態では同じく第１圧縮室（25a-1）が閉じ切られていない。
【０１２８】
そのため、この実施形態３でも、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。そして、このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機（1）の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられるので、過圧縮が発生するのを防止できる。
【０１２９】
なお、この実施形態３においても、第１圧縮室（25a）の吸入容積のみを小さくできるように第１圧縮室（25a）側にのみ連通路（37a）を設ければ、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のガスの圧力差を小さくすることができるので、ガス荷重のアンバランスや、渦巻きの自転トルクの変動による振動の影響を小さくすることが可能となる。また、ガス荷重のバランスは第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の相対的な関係であるため、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を調整することができる構成にして、第２圧縮室（25b）の吸入容積の調整位置を第１圧縮室（25a）の吸入容積の調整位置よりも渦巻きの外周側（巻き終わり側）にずらすようにしてもよい。
【０１３０】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１３１】
上記各実施形態では、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）には、吸入容積調整機構（30）を渦巻き（ラップ（21b，22b））の外周側一巻き範囲内の一箇所にのみ設けているが、複数箇所に設けてもよい。そうすると、圧縮機構（20）の吸入容積を段階的に調整することができるので、冷媒回路の運転条件に応じて、より細かい制御を行うことが可能となる。
【０１３２】
また、本発明は、両歯タイプのスクロール圧縮機や、両方のスクロール部材が旋回するタイプのスクロール圧縮機にも適用可能である。
【０１３３】
さらに、実施形態１で説明した連通路（32）の形状は、円形の段付き穴に限らず、適宜設定した形状に変更してもよい。
【０１３４】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
以上説明したように、本発明は、互いに噛み合う２つのスクロール部材の少なくとも一方が偏心回転運動をするスクロール圧縮機の過圧縮防止構造について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】実施形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図であり、圧縮機構の横断面構造を示している。
【図３】開閉機構（吸入容積調整機構）の断面構造図である。
【図４】固定スクロールの底面図である。
【図５】固定スクロールのサブアセンブリを示す断面図である。
【図６】開閉機構を構成する圧縮コイルバネの断面図である。
【図７】開閉機構を構成するピストンの正面図である。
【図８】ピストンに装着されるシール部材の断面図である。
【図９】開閉機構を連通状態で示す断面図である。
【図１０】開閉機構を遮断状態で示す断面図である。
【図１１】圧縮機構の第１の動作状態を示す断面図である。
【図１２】圧縮機構の第２の動作状態を示す断面図である。
【図１３】圧縮機構の第３の動作状態を示す断面図である。
【図１４】圧縮機構の第４の動作状態を示す断面図である。
【図１５】圧縮機構の第５の動作状態を示す断面図である。
【図１６】圧縮機構の第６の動作状態を示す断面図である。
【図１７】実施形態１の変形例に係る圧縮機構の横断面図である。
【図１８】実施形態２に係る開閉機構の断面構造図である。
【図１９】実施形態３に係る圧縮機構の第１の動作状態を示す横断面図である。
【図２０】実施形態３に係る圧縮機構の第２の動作状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
【０１３７】
1     スクロール圧縮機
10    ケーシング
17    低圧空間
20    圧縮機構
21    固定スクロール（第１スクロール部材）
21a   固定側鏡板
21b   固定側ラップ
22    可動スクロール（第２スクロール部材）
22a   可動側鏡板
22b   可動側ラップ
25a   第１圧縮室
25b   第２圧縮室
30    吸入容積調整機構
31    開閉機構
32    穴（連通路）
33    ピストン（閉鎖部材）
34    開閉駆動機構
35    圧縮コイルバネ（付勢部材）
36    切換弁（切換部材）
37    溝（連通路）
45    電動機
【図１】
2007154761.tif 000003
【図２】
2007154761.tif 000004
【図３】
2007154761.tif 000005
【図４】
2007154761.tif 000006
【図５】
2007154761.tif 000007
【図６】
2007154761.tif 000008
【図７】
2007154761.tif 000009
【図８】
2007154761.tif 000010
【図９】
2007154761.tif 000011
【図１０】
2007154761.tif 000012
【図１１】
2007154761.tif 000013
【図１２】
2007154761.tif 000014
【図１３】
2007154761.tif 000015
【図１４】
2007154761.tif 000016
【図１５】
2007154761.tif 000017
【図１６】
2007154761.tif 000018
【図１７】
2007154761.tif 000019
【図１８】
2007154761.tif 000020
【図１９】
2007154761.tif 000021
【図２０】
2007154761.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月2日(2007.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う渦巻き状のラップ（21b，22b）を鏡板（21a，22a）上に備えた２つのスクロール部材（21，22）の少なくとも一方が偏心回転運動をする圧縮機構（20）をケーシング（10）内に備えたスクロール圧縮機であって、
ケーシング（10）に保持される第１スクロール部材（21）である固定スクロール（21）と該固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をする第２スクロール部材（22）である可動スクロール（22）の渦巻きの巻き数が相違する非対称渦巻き構造に構成されるとともに、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の内周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の外周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）との両方について、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整可能な吸入容積調整機構（30）を、渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに備え、
吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成され、
開閉機構（31）は、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、該閉鎖部材（33）に装着されるシール部材と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備え、
開閉駆動機構（34）は、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備え、
ケーシング（10）内には、可動スクロール（22）の駆動源であって回転速度を可変に調整することが可能な電動機（45）が収納され、
電動機（45）は、吸入容積調整機構（30）により通常運転時よりも圧縮機構（20）の吸入容積を小さくする運転状態で、回転速度を通常運転時よりも速め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。
【請求項２】
請求項１において、
連通路（32，37）は、第１スクロール部材（21）または第２スクロール部材（22）の鏡板（21a，22a）に形成された穴（32）または溝（37）により構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに噛み合う２つのスクロール部材の少なくとも一方が偏心回転運動をするスクロール圧縮機に関し、特に、過圧縮防止構造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例えば冷凍サイクルで冷媒ガスを圧縮する圧縮機構として用いられている（例えば特許文献１参照）。スクロール圧縮機は、互いに噛み合う渦巻き状のラップを鏡板上に有する固定スクロール（第１スクロール部材）と可動スクロール（第２スクロール部材）とをケーシング内に備えている。固定スクロールはケーシングに圧入や溶接により保持されたハウジングに固定され、可動スクロールは駆動軸（クランク軸）の偏心部に回転可能に嵌合している。このスクロール圧縮機では、可動スクロールが固定スクロールに対して自転することなく公転のみを行うことで、両スクロールのラップ間に形成される圧縮室を収縮させて冷媒などのガスを圧縮し、圧縮機構の吐出口から吐出する動作が行われる。ガスの吸入時には、両スクロールのラップの巻き終わり側が開放されており、ここが閉じ切られたときに圧縮室が形成されて、圧縮が開始される。
【０００３】
ところで、スクロール圧縮機は、吸入したガス容積をある一定の容積まで容積変化させて圧縮を行う構造であり、圧縮機構の形状によって決まった「固定容積比（固定圧縮比）」を有している。このスクロール圧縮機の圧縮機構の動作について具体的に説明すると、圧縮室はガスの圧縮中には圧縮機構の吐出口にはつながっておらず、固定スクロールと可動スクロールの渦巻き状の歯（ラップ）の間の圧縮室の容積が縮小することでガスが一定の圧力に達した後に圧縮室が吐出口と連通して、高圧ガスが吐出される。
【０００４】
そのため、例えば冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の設計点から外れた低圧縮比（低圧力比）の運転条件時の圧縮室の内圧（吐出圧）は、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高い圧力まで上昇することになる（過圧縮）。過圧縮の発生時には余分な圧縮を行う分だけ動力が消費されるため、圧縮機の効率が低下する。
【０００５】
これに対して、上記特許文献１のスクロール圧縮機は、インバータ制御の電動機を備えた容量可変の圧縮機であって、渦巻き状のラップの巻き終わり部分の歯の厚さを薄くして側面の隙間を大きくした構成になっている。このスクロール圧縮機では、高速運転時には潤滑油のシール効果によってラップの巻き終わり部分での吸入冷媒の閉じ込み量が相対的に多いのに対して、低速運転時には潤滑油のシール効果が弱まることで隙間が大きく設定された箇所でガスの漏れが発生し、吸入冷媒の閉じ込み量が相対的に少なくなる。そのため、低速運転時には吸入冷媒量が少なくなった状態で冷媒が圧縮されるので、過圧縮を抑えることができる。
【特許文献１】特開平１１−８２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の圧縮機では、圧縮機の低速運転時に冷媒回路の運転条件が低圧縮比になっているときには過圧縮を防止できるものの、圧縮機の高速運転時に冷媒回路の運転条件が低圧縮比になっているときには吸入冷媒量が多いため、過圧縮を防止できない問題がある。つまり、この特許文献１のスクロール圧縮機では、電動機の回転速度を遅くすることが過圧縮防止の必要条件となる制約がある。
【０００７】
また、上記圧縮機では、冷媒回路の運転条件が低圧縮比の運転条件になっているときには、インバータ制御により電動機の回転数を低くした運転が行われるが、電動機は一般に高速回転よりも低速回転の方が効率が低下するため、圧縮機の効率も低下する問題があった。
【０００８】
さらに、スクロール圧縮機では、一般に固定スクロールに対して可動スクロールをガスの高圧圧力を利用して軸方向に押し付ける構造、もしくはスラスト軸受で可動スクロールを支持する構造により、可動スクロールが転覆（傾斜）するのを防止するようにしているが、低圧縮比の運転時には一般に高圧圧力が下がって可動スクロールの軸方向押し付け力が小さくなる（言い換えると軸方向荷重に対する半径方向荷重の比率が大きくなる）ため、前者の場合は転覆モーメントにより転覆が生じやすくなる。そして、可動スクロールが転覆すると、圧縮不良、運転能力の低下、及び圧縮機の効率の低下などの不具合が生じることとなる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になったときに、電動機の制御とは関係なく過圧縮の発生を防止するとともに、圧縮機の効率の低下も防止し、さらにスクロール部材の転覆による不具合の発生も防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、互いに噛み合う渦巻き状のラップ（21b，22b）を鏡板（21a，22a）上に備えた２つのスクロール部材（21，22）の少なくとも一方が偏心回転運動をする圧縮機構（20）をケーシング（10）内に備えたスクロール圧縮機を前提としている。
【００１１】
そして、このスクロール圧縮機は、ケーシング（10）に保持される第１スクロール部材（21）である固定スクロール（21）と該固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をする第２スクロール部材（22）である可動スクロール（22）の渦巻きの巻き数が相違する非対称渦巻き構造に構成されるとともに、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の内周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の外周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）との両方について、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整可能な吸入容積調整機構（30）を、渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに備えている。
【００１２】
上記吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されている。
【００１３】
上記開閉機構（31）は、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、該閉鎖部材（33）に装着されるシール部材と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えている。
【００１４】
上記開閉駆動機構（34）は、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備えている。
【００１５】
上記ケーシング（10）内には、可動スクロール（22）の駆動源であって回転速度を可変に調整することが可能な電動機（45）が収納されている。
【００１６】
そして、上記電動機（45）は、吸入容積調整機構（30）により通常運転時よりも圧縮機構（20）の吸入容積を小さくする運転状態で、回転速度を通常運転時よりも速めるように構成されている。
【００１７】
この第１の発明では、渦巻きの外周側一巻き範囲内に吸入容積調整機構（30）を設けたことにより、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方について吸入容積を小さくする運転が可能となる。このように第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすると、スクロール圧縮機の「固定圧縮比」が小さくなる。そうすると、吐出圧力が通常運転時よりも低くなる運転（以下、調整運転という）を行える。したがって、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００１８】
さらに、上記吸入容積調整機構（30）を設けたことにより、圧縮機構（20）の容量を制御する運転が可能となる。具体的には、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくするように吸入容積調整機構（30）を作動させると、運転中であっても渦巻きの実質巻き数を小さくして容量制御を行える。
【００１９】
また、この発明では、吸入容積調整機構（30）を作動させると、圧縮室（25a，25b）の内圧による軸方向荷重が作用する面積を小さくすることができるとともに、渦巻きに対するガス荷重の作用点を駆動中心に近い位置に移動させることができるので、転覆モーメントが小さくなり、転覆が生じにくくなる。
【００２０】
また、この発明では、上述したように、吸入容積調整機構（30）が、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されている。ここで、上記「低圧空間（17）」は、ケーシング（10）内が低圧圧力になるタイプの圧縮機におけるケーシング（10）内の空間であってもよいし、ケーシング（10）内が高圧空間（16）と低圧空間（17）に区画されるタイプの圧縮機における低圧空間（17）であってもよいし、圧縮機構（20）の吸入側に連通する吸入空間であってもよい。
【００２１】
この構成では、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、渦巻きの巻き終わり側で離れていた第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の内周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の外周面とが実質的に接触したとき（ミクロンオーダーの隙間はあるが、その間に油膜が形成されて冷媒の漏れが問題にならない状態になったとき）の接触位置（シールポイント）が吸入閉じ切り位置となり、第１圧縮室（25a）での圧縮行程が開始される。また、同じく渦巻きの巻き終わり側で離れていた第１スクロール部材（21）のラップ（21b）の外周面と第２スクロール部材（22）のラップ（22b）の内周面とが実質的に接触したときの接触位置（シールポイント）が吸入閉じ切り位置となり、第２圧縮室（25b）での圧縮行程が開始される。
【００２２】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、上記接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。つまり、開閉機構（31）の位置を通過したところにシールポイントが形成されるまでは、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）はケーシング（10）内の低圧空間（17）に連通した状態であり、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後にシールポイントが形成された位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）が形成される（図１１〜図１６参照）。そのため、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。そして、このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００２３】
また、この発明では、上述したように、開閉機構（31）が、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、該閉鎖部材（33）に装着されるシール部材と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えている。
【００２４】
この構成では、開閉駆動機構（34）により閉鎖部材（33）を閉鎖位置に位置設定すると、開閉機構（31）を遮断状態に切り換えることができ、そうすることにより圧縮機構（20）を設計圧縮比となる通常運転で作動させることができる。また、開閉機構（31）により閉鎖部材（33）を開放位置に位置設定すると、開閉機構（31）を連通状態に切り換えることができ、そうすることにより圧縮機構（20）の吸入容積を変えた状態での運転を行えるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっている場合に対応できる。
【００２５】
また、この発明では、上述したように、開閉駆動機構（34）が、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備えている。
【００２６】
この構成では、閉鎖部材（33）に高圧圧力を印加すると、付勢部材（35）の付勢力に抗して閉鎖部材（33）を遮断状態に切り換えるようにすることができ、閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加すると、付勢部材（35）の付勢力により閉鎖部材（33）を開放状態に切り換えるようにすることができる。このようにして閉鎖部材（33）を遮断状態と開放状態に切り換えることにより、圧縮機構（20）を設計圧縮比となる通常運転と、通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件とに対応させることができる。
【００２７】
また、この発明では、上述したように、第１スクロール部材（21）及び第２スクロール部材（22）が、渦巻きの巻き数が相違する非対称渦巻き構造に構成されている。
【００２８】
この構成では、非対称渦巻き構造の圧縮機構（20）において、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方について吸入閉じ切り位置を調整することができる。第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方で吸入閉じ切り位置を調整できるようにすると、上述したように、圧縮室（25a，25b）の吸入容積を小さくすることで固定圧縮比を小さくすることができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。
【００２９】
さらに、この発明では、上述したように、吸入容積調整機構（30）が、渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けられている。
【００３０】
この構成では、吸入容積調整機構（30）を１箇所のみに設けているので、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方について、吸入容積を２段階に調整することができる。
【００３１】
また、この発明では、上述したように、圧縮機構（20）が、ケーシング（10）に保持される第１スクロール部材（21）である固定スクロール（21）と、該固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をする第２スクロール部材（22）である可動スクロール（22）とを備え、ケーシング（10）内には、可動スクロール（22）の駆動源であって回転速度を可変に調整することが可能な電動機（45）が収納されている。なお、固定スクロール（21）は、一般に、ケーシング（10）に圧入や溶接により保持されるハウジング（23）にボルト等で固定される。
【００３２】
この構成では、固定スクロール（21）に対して可動スクロール（22）が偏心回転運動をし、電動機（45）の回転速度制御により運転容量が可変に構成されたスクロール圧縮機において、スクロール圧縮機の固定圧縮比を小さくする制御を行うことができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。また、この発明では、電動機（45）の回転数にかかわらず、吸入容積を調整できるし、電動機（45）の回転速度制御に機械的な容量制御機構でもある吸入容積調整機構（30）を組み合わせることにより、容量制御幅を広げることも可能となる。
【００３３】
さらにこの発明では、上述したように、電動機（45）が、吸入容積調整機構（30）により通常運転時よりも圧縮機構（20）の吸入容積を小さくする運転状態で、回転速度を通常運転時よりも速めるように構成されている。
【００３４】
この構成では、吸入容積調整機構（30）により圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、電動機（45）の回転速度を速くする制御が行われるので、電動機（45）の効率を低下させずに運転できる。また、電動機（45）の回転速度を速くする制御を行うことで、吸入容積が少なくなっても運転容量が低下するのを抑えられる。
【００３５】
次に、第２の発明は、第１の発明において、連通路（32，37）が、第１スクロールまたは第２スクロールの鏡板（21a，22a）に形成された穴（32）または溝（37）により構成されていることを特徴としている。
【００３６】
この第２の発明では、開閉機構（31）を連通状態に切り換えたとき、開閉機構（31）の位置を通過したところにシールポイントが形成される前には、圧縮室（25a，25b）のガスが連通路（32，37）を通って流れることで、圧縮室（25a，25b）が閉じ切られていない状態に保持される。そして、両ラップ（21b，22b）の接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後にシールポイントが形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、ガスの圧縮が開始される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすると、実質的に渦巻きの巻き数（圧縮比）を小さくするのと同じ状態になるため、運転条件に合わせて圧縮比を設定することができる。そして、スクロール圧縮機の固定圧縮比が小さくなり、吐出圧力（圧縮室（25a，25b）の内圧）が通常運転時よりも低くなる調整運転を行えるため、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。したがって、過圧縮の発生を防止することが可能となる。
【００３８】
また、渦巻きの外周側一巻き範囲内に吸入容積調整機構（30）を設けたので、運転中に吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくすることで、圧縮機の運転容量を小さくする制御も可能となる。
【００３９】
さらに、この発明では、吸入容積を調整することにより固定圧縮比を変えられるようにしているため、電動機（45）がインバータ制御の可変回転速度タイプである場合に、高速回転であるか低速回転であるかにかかわらず過圧縮を防止でき、電動機（45）の回転速度が過圧縮防止の制約になることはない。そして、低速運転でしか過圧縮を防止できない特許文献１の圧縮機とは違い、高速運転でも過圧縮を防止できるし、その際には電動機（45）を高効率で運転できるので圧縮機の効率低下を防止できる。
【００４０】
また、この発明では、吸入容積調整機構（30）を作動させると、圧縮室（25a，25b）の内圧による軸方向荷重が作用する面積を小さくすることができるとともに、渦巻きに対するガス荷重の作用点を中心に近い位置に移動させることができるので、転覆モーメントが小さくなり、転覆が生じにくくなる。したがって、圧縮不良、運転能力の低下、及び圧縮機の効率の低下などの不具合を防止できる。
【００４１】
ここで、従来のスクロール圧縮機の容量制御方法としては、圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ制御やインバータによる回転速度制御、さらには中間圧の冷媒を低圧側にバイパスさせるアンロード機構による制御などがあり、それぞれ単独または組み合わせて用いられている。いずれも圧縮機の定格能力に対して小さな能力で運転する場合は、効率よりも能力調整に重きを置いた制御を行っている。これに対して、本発明では、能力調整はもちろん、電動機（45）を高速回転することもできるので、効率低下も防止できる。
【００４２】
また、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）を設けるだけで、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入閉じ切り位置を調整し、吸入容積を変化させることができる。そして、吸入容積の大きさを調整することにより、冷媒回路の運転条件が渦巻きの設計点から離れた低圧縮比の運転条件になっているときでも過圧縮が発生するのを防止できるし、容量制御量の調節もできる。
【００４３】
また、開閉機構（31）を、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路（32，37）と、該連通路（32，37）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材（33）と、閉鎖部材（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えた構成にするだけで、吸入容積調整機構（30）の動作を制御できる。そして、圧縮機構（20）を冷媒回路の圧縮比（圧力比）の変動に対応させて運転することができ、過圧縮の発生も防止できる。
【００４４】
また、開閉駆動機構（34）を、閉鎖部材（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材（35）と、閉鎖部材（33）に付勢部材（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態と該閉鎖部材（33）に低圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材（36）とを備えた構成にするだけで、開閉機構（31）の確実な動作を保証できる。そして、開閉機構（31）により吸入容積調整機構（30）の動作を制御することにより、圧縮機構（20）を、設計圧縮比となる通常運転と、通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件とに対応させることができるし、容量制御も可能となる。
【００４５】
さらに、非対称渦巻き構造のスクロール圧縮機において、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を小さくすると、スクロール圧縮機の固定圧縮比が小さくなるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、過圧縮の発生を防止することが可能となる。
【００４６】
また、上述したように、吸入容積調整機構（30）を渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けているため、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方について、吸入容積を２段階に調整することができる。そして、吸入容積調整機構（30）を複数箇所に設けるのに対して構造を簡素化することが可能となる。
【００４７】
また、固定スクロール（21）に対して可動スクロール（22）が偏心回転運動をし、電動機（45）の回転速度制御により運転容量が可変に構成されたスクロール圧縮機において、スクロール圧縮機の固定圧縮比を小さくする制御を行うことができるので、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられる。また、電動機（45）の回転数にかかわらず、吸入容積を調整できるし、運転中に吸入閉じ切り位置を変更して吸入容積を小さくする容量制御を行うことができる。
【００４８】
さらに、吸入容積調整機構（30）により圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、電動機（45）の回転速度を速くする制御が行われるので、電動機（45）の効率が高い運転ができるし、容量制御を行う前と同等の能力を維持できる。このように、電動機（45）の回転速度制御と吸入容積調整機構（30）の機械式容量制御を組み合わせることにより、過圧縮の低減に加えて、電動機（45）の効率の向上による圧縮機の効率の向上を実現できる。また、電動機（45）の回転速度を速くする制御を行うことで、運転容量が低下するのも抑えられる。つまり、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することができる。さらに、圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、電動機（45）の回転速度を速くする制御を行うことにより、渦巻きの内部の冷媒の漏れが減少し、圧縮効率が向上する効果もある。
【００４９】
上記第２の発明によれば、連通路（32，37）を、第１スクロールまたは第２スクロールの鏡板（21a，22a）に形成された穴（32）または溝（37）にするだけで、開閉機構（31）の連通状態の動作を保証できる。そして、開閉機構（31）によって吸入容積調整機構（30）の動作を制御することにより、圧縮機構（20）を、設計圧縮比となる通常運転と、通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件とに対応させることができるし、容量制御も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
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。
【００５１】
《発明の前提技術》
まず、本発明の前提技術について説明する。
【００５２】
本前提技術のスクロール圧縮機は、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う空気調和装置の冷媒回路に設けられ、蒸発器から吸入した低圧の冷媒を圧縮して凝縮器へ吐出するものである。
【００５３】
図１に示すように、上記スクロール圧縮機（1）は、いわゆる全密閉型に構成されている。このスクロール圧縮機（1）は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング（10）を備えている。ケーシング（10）は、縦長円筒部材である胴部（11）と、胴部（11）の上端部に固定された上部胴体（12）と、胴部（11）の下端部に固定された下部胴体（13）とから構成されている。
【００５４】
このケーシング（10）内には、冷媒を圧縮する圧縮機構（20）と、該圧縮機構（20）を駆動する電動機（45）とが収納されている。この電動機（45）は、圧縮機構（20）の下方に配置され、回転軸である駆動軸（40）を介して圧縮機構（20）に連結されている。この電動機（45）には、インバータ制御により回転速度を可変に調整することが可能なブラシレスＤＣモータが用いられている。
【００５５】
上記ケーシング（10）の頂部である上部胴体（12）には、吸入管（14）が貫通して取り付けられている。この吸入管（14）は、終端（図の下端）が圧縮機構（20）に接続されている。上記ケーシング（10）の胴部（11）には、吐出管（15）が貫通して取り付けられている。この吐出管（15）は、終端（図の右端）がケーシング（10）内の圧縮機構（20）と電動機（45）の間に開口している。
【００５６】
上記駆動軸（40）は、ケーシング（10）の上下方向の中心線上に配置されている。この駆動軸（40）は、主軸部（41）と偏心部（42）とを備え、クランク軸を構成している。上記偏心部（42）は、主軸部（41）よりも小径に形成され、主軸部（41）の上端面に形成されている。そして、この偏心部（42）は、主軸部（41）の軸心に対して所定寸法だけ偏心し、偏心ピンを構成している。
【００５７】
上記ケーシング（10）の胴部（11）内には、その下端付近に、下部軸受部材（48）が固定されている。この下部軸受部材（48）は、滑り軸受（48a）を介して駆動軸（40）の主軸部（41）の下端部を回転自在に支持している。
【００５８】
なお、図示していないが、上記駆動軸（40）の内部には、上下方向へ延びる給油通路が形成されている。また、主軸部（41）の下端部には、給油ポンプ（43）が設けられている。この給油ポンプ（43）によってケーシング（10）の底部から冷凍機油が吸い上げられ、その冷凍機油は、駆動軸（40）の給油通路を通って圧縮機構（20）の摺動部や駆動軸（40）の軸受部へ供給される。
【００５９】
上記電動機（45）は、ステータ（46）とロータ（47）とによって構成されている。ステータ（46）は、ケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。ロータ（47）は、駆動軸（40）の主軸部（41）に連結され、駆動軸（40）を回転駆動する。
【００６０】
上記圧縮機構（20）は、第１スクロール部材である固定スクロール（21）と、第２スクロール部材である可動スクロール（22）とを備えると共に、固定スクロール（21）を固定支持するハウジング（23）を備えている。固定スクロール（21）と可動スクロール（22）は、後述するように、互いに噛み合う渦巻き状のラップ（21b，22b）を鏡板（21a，22a）上に備えている。そして、上記圧縮機構（20）は、可動スクロール（22）が固定スクロール（21）に対して偏心回転運動をするように構成されている。
【００６１】
上記ハウジング（23）は、フランジ部（23a）と本体部（23b）と軸受部（23c）とによって構成されている。これらフランジ部（23a）、本体部（23b）および軸受部（23c）は、上から下へ連続して形成され、本体部（23b）がケーシング（10）の胴部（11）に嵌合して接合されている。フランジ部（23a）は、本体部（23b）の上端において該本体部（23b）から径方向外方へ突出している。軸受部（23c）は、本体部（23b）よりも小径に形成され、本体部（23b）の下面から下方へ突出している。この軸受部（23c）は、滑り軸受（23d）を介して駆動軸（40）の主軸部（41）を回転自在に支持している。
【００６２】
上記固定スクロール（21）は、固定側鏡板（21a）と、固定側ラップ（21b）と、縁部（21c）とを備えている。上記固定側鏡板（21a）は略円板状に形成されている。上記固定側ラップ（21b）は、固定側鏡板（21a）の下面に立設され、該固定側鏡板（21a）に一体形成されている。この固定側ラップ（21b）は、高さが一定の渦巻き壁状に形成されている。上記縁部（21c）は、固定側鏡板（21a）の外周縁部から下方へ向かって延びる壁状の部分と、その壁上の部分の下端部から径方向外方へ突出し、ハウジング（23）のフランジ部（23a）の上面に固定されるフランジ状の部分とから構成されている。
【００６３】
上記可動スクロール（22）は、可動側鏡板（22a）と、可動側ラップ（22b）と、ボス部（22c）とを備えている。上記可動側鏡板（22a）は略円板状に形成されている。上記可動側ラップ（22b）は、可動側鏡板（22a）の上面に立設され、該可動側鏡板（22a）に一体形成されている。この可動側ラップ（22b）は、高さが一定の渦巻き壁状に形成され、固定スクロール（21）の固定側ラップ（21b）に噛合するように構成されている。上記ボス部（22c）は、可動側鏡板（22a）の下面から下方へ延設され、該可動側鏡板（22a）に一体形成されている。
【００６４】
このボス部（22c）には、滑り軸受（22d）を介して駆動軸（40）の偏心部（42）が挿入されている。このため、上記駆動軸（40）が回転すると、可動スクロール（22）が主軸部（41）の軸心を中心として公転する。この可動スクロール（22）の公転半径は、偏心部（42）の偏心量、すなわち主軸部（41）の軸心から偏心部（42）の軸心までの寸法と同じである。
【００６５】
上記可動側鏡板（22a）はハウジング（23）の上端面に設けられた第１凹部（23e）内に位置し、上記ボス部（22c）はハウジング（23）の本体部（23b）に設けられた第２凹部（23f）内に位置している。なお、上記可動側鏡板（22a）とハウジング（23）との間には、可動スクロール（22）の自転を阻止するオルダム継手（24）が配設されている。上記第１凹部（23e）は可動側鏡板（22a）の偏心回転運動を許容する大きさに形成され、上記第２凹部（23f）はボス部（22c）の偏心回転運動を許容する大きさに形成されている。
【００６６】
図２は図１のII−II線断面図であり、圧縮機構（20）の横断面形状を表している。この図２に示すように、本前提技術のスクロール圧縮機（1）では、いわゆる非対称渦巻き構造が採用されており、固定側ラップ（21b）と可動側ラップ（22b）とで巻き数（渦巻きの長さ）が相違している。具体的に、上記固定側ラップ（21b）は、可動側ラップ（22b）よりも約１／２巻き分だけ渦巻きの巻き数が長くなっている。ただし、固定側ラップ（21b）の最外周の一巻き分には外周面は形成されておらず、その範囲で固定側ラップ（21b）が固定スクロール（21）の縁部（21c）につながっている。そして、固定側ラップ（21b）の巻き終わり端は、外周側端部とそれよりも一巻き分だけ長く巻かれたところに位置する内周側端部とが向き合った形で終結しており、その近傍に可動側ラップ（22b）の外周側端部（巻き終わり端）が位置している。
【００６７】
上記圧縮機構（20）は、固定側鏡板（21a）と可動側鏡板（22a）の間で固定側ラップ（21b）と可動側ラップ（22b）が噛合して区画形成された複数の圧縮室（25a，25b）を備えている。これら複数の圧縮室（25a，25b）は、固定側ラップ（21b）の内周面と可動側ラップ（22b）の外周面との間に構成される第１圧縮室（25a）と、固定側ラップ（21b）の外周面と可動側ラップ（22b）の内周面との間に構成される第２圧縮室（25b）とから構成され、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれが複数形成されている。この例では、上記固定側ラップ（21b）の巻き数が可動側ラップ（22b）の巻き数よりも多いため、第１圧縮室（25a）の最大容積が第２圧縮室（25b）の最大容積よりも大きい。
【００６８】
図１に示すように、上記固定スクロール（21）の外周側には、吸入管（14）の終端が接続される吸入ポート（29）が形成されている。この吸入ポート（29）には、図示していないが、圧縮室（25a，25b）への冷媒の吸入のみを許容し、逆向きの冷媒の流れを禁止する逆止弁が設けられている。この吸入ポート（29）は、可動スクロール（22）の公転運動に伴って、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれに間欠的に連通する。
【００６９】
上記固定側鏡板（21a）の上端部には凹陥部（21g）が形成され、該固定側鏡板（21a）の上面には、上記凹陥部（21g）を覆う吐出カバー（27）が取り付けられている。そして、この凹陥部（21g）が吐出カバー（27）で覆われた空間が吐出室（28）として構成されている。この固定側鏡板（21a）の中央には、吐出室（28）に開口する吐出ポート（26）が形成されている。この吐出ポート（26）は、可動スクロール（22）の公転運動に伴って第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のそれぞれに間欠的に連通する。なお、上記吐出室（28）に吐出されたガス冷媒は、固定スクロール（21）とハウジング（23）に形成された図示しないガス通路を通じてハウジング（23）の下方の空間（高圧空間）（16）に導入され、吐出管（15）からケーシング（10）外へ吐出される。ケーシング（10）内は、ハウジング（23）の下方の空間が高圧空間（16）であるのに対して、ハウジングの上方の空間（圧縮機構（20）の周囲の空間）は、低圧空間（17）になるように構成されている。
【００７０】
この前提技術では、圧縮機構（20）の吸入行程における圧縮室（25a，25b）の吸入閉じ切り位置を調節することにより吸入容積を調整することのできる吸入容積調整機構（30）が設けられている。この吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方で吸入閉じ切り位置（吸入行程が完了し、圧縮行程が開始される位置）を調節できるものであり、図２に示すように渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けられている。この吸入容積調整機構（30）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）により構成されている。
【００７１】
上記開閉機構（31）は、その断面構造を表す図３に示すように、具体的には、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態にあるときに両圧縮室（25a，25b）間での冷媒の流れを許容する連通路（32）と、この連通路（32）を開放する開放位置と該連通路（32）を閉鎖する閉鎖位置とに移動可能なピストン（閉鎖部材）（33）と、このピストン（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えている。
【００７２】
上記連通路（32）は、固定側鏡板（21a）に形成された段付き穴（32）により構成されている。この段付き穴（32）は、固定スクロール（21）の底面図である図４に示すように、渦巻きの外周側一巻き範囲内で、図において渦巻き中心の左側斜め下方の位置に形成されている。この段付き穴（32）は、固定スクロール（21）のサブアセンブリを示す断面図である図５に示すように、固定側鏡板（21a）の上面に開口した大径部（32a）と、それよりも直径の小さな小径部（32b）とから構成されていて、小径部（32b）が上記連通路（32）を構成している。この段付き穴（32）は、小径部（32b）が固定側ラップ（21b）の歯と歯の間に位置するように形成されている。この小径部（32b）は、可動側ラップ（22b）の歯の厚さよりも直径が大きい円形の穴である。
【００７３】
上記段付き穴（32）の中には、図６に示す圧縮コイルバネ（付勢部材）（35）と、先端部で上記小径部（32b）を開閉する上記ピストン（33）（図７参照）とが装填されている。このピストン（33）は、図７に示すように、上記小径部（32b）と嵌合する寸法のプラグ部（33a）と、このプラグ部（33a）よりも大径で上記圧縮コイルバネ（35）が装着されるバネ受け部（33b）と、このバネ受け部（33b）よりも大径のシール装着部（33c）とが、先端（図の下端）側から連続するように一体的に形成されたものである。そして、上記シール装着部（33c）には周方向に沿ってシール装着溝（33d）が形成され、このシール装着溝（33d）には図８に示すリング状のシール部材（33e）が装着されている。
【００７４】
図５に示すように、上記開閉駆動機構（34）は、ピストン（33）を開放位置に向かって付勢する上記圧縮コイルバネ（35）と、ピストン（33）に低圧圧力を印加する状態と該ピストン（33）に圧縮コイルバネ（35）の付勢力に抗して高圧圧力を印加する状態とを切り換える切換弁（切換部材）（36）とから構成されている。切換弁（36）によりピストン（33）の後端面（上端面）に低圧圧力を印加した状態では、ピストン（33）を押し下げようとする力よりも圧縮コイルバネ（35）がピストン（33）を押し上げる力が勝って図９に示すように上記連通路（32）が開き、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態になる（図３参照）。一方、切換弁（36）によりピストン（33）の後端面に高圧圧力を印加した状態では、ピストン（33）を押し下げる力が、圧縮コイルバネ（35）によりピストン（33）を押し上げようとする力よりも勝って図１０に示すように上記連通路（32）が閉じ、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが遮断状態となる。
【００７５】
吸入容積調整機構（30）（開閉機構（31））の動作の詳細については後述するが、ピストン（33）を閉鎖位置にして運転を行うと、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが遮断状態になるため、設計値通りの吸入容積で冷媒を圧縮する通常運転となる。これに対して、ピストン（33）を開放位置にして運転を行うと、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態になるため、設計値よりも少ない吸入容積で冷媒を圧縮する調整運転となる。この調整運転を行うとき、本前提技術では、電動機（45）の回転速度を通常運転時よりも速めるようにしている。
【００７６】
−運転動作−
次に、上述したスクロール圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００７７】
まず、上記電動機（45）を駆動すると、駆動軸（40）が回転し、可動スクロール（22）（22）が固定スクロール（21）に対して公転運動を行う。その際、固定スクロール（21）は、オルダム継手（24）によって自転が阻止される。
【００７８】
上記可動スクロール（22）の公転運動に伴って、圧縮室（25a，25b）の容積が周期的に増減を繰り返す。上記圧縮室（25a，25b）では、吸入ポート（29）に連通した部分の容積が増大するときに、冷媒回路の冷媒が吸入管（14）から吸入ポート（29）を通って圧縮室（25a，25b）に吸い込まれ、吸入側が閉じ切られた部分の容積が減少するときに冷媒が圧縮された後、吐出ポート（26）から吐出室（28）に吐出される。吐出室（28）の冷媒は、図示しないガス通路を通じてハウジング（23）の下方の高圧空間（16）に流入し、吐出管（15）から冷媒回路の凝縮器に供給される。
【００７９】
（通常運転時の圧縮機構の動作）
ここで、吸入容積調整機構（30）が作動していないとき（通常運転時）の圧縮機構（20）の冷媒吸入動作及び冷媒圧縮動作について、図１１から図１６を参照して説明する。この通常運転時は、開閉機構（31）のピストン（33）が閉鎖位置にあって連通路（32）を閉鎖しており、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが遮断状態になっている。なお、図１１から図１６は、圧縮機構（20）の動作状態を６つの段階に分けて示す断面図であり、可動スクロール（22）が図の時計回り方向に所定の角度間隔で公転している様子を表している。
【００８０】
まず、図１１に示した第１の動作状態では、可動側ラップ（22b）の巻き終わり端が固定側ラップ（21b）の歯と歯の間に位置しており、最外周の第１圧縮室（25a-0）と第２圧縮室（25b-0）の両方が低圧側に開放された状態で、両圧縮室（25a-0，25b-0）が吸入ポート（29）に連通している。なお、第１圧縮室（25a）に関し、図の中心線Ｙ上のポイントＰ１で可動側ラップ（22b）の外周面と固定側ラップ（21b）の内周面とが実質的に接触しており（ここで言う「接触」はミクロンオーダーの隙間はあるが、油膜が形成されるために冷媒の漏れが問題にならない状態のことである）、その接触位置（シールポイント）Ｐ１よりも内周側（渦巻きの巻始め側）の部分（25a-1）は既に圧縮行程に入っている。
【００８１】
ここから可動スクロール（22）が図において時計回り方向に公転し、図１２の第２の動作状態になると、可動側ラップ（22b）の巻き終わり端の内周面が固定側ラップ（21b）の外周面に接触し、その接触位置（シールポイント）Ｐ２が第２圧縮室（25b-1）の吸入閉じ切り位置となる。このとき、最外周の第１圧縮室（25a-0）では容積が拡大する吸入行程の途中であり、まだ巻き終わり側のシールポイントは形成されていない。
【００８２】
そこから可動スクロール（22）が公転して図１３の第３の動作状態になると、第２圧縮室（25b-1）では容積が縮小して冷媒の圧縮行程が始まり、最外周の第１圧縮室（25a-0）では容積がさらに拡大して冷媒の吸入行程が進む。図１４の第４の動作状態では、第２圧縮室（25b-1）での圧縮行程と最外周の第１圧縮室（25a-0）での吸入行程がさらに進んでいる。なお、第２圧縮室（25b）に関しては、既に圧縮途中の第２圧縮室（25b-1）に対して渦巻きの巻き終わり側に新たな第２圧縮室（25b-0）が形成され、そこで吸入行程が開始されている。
【００８３】
図１５に示す第５の動作状態になると、最外周の第２圧縮室（25b-0）での吸入行程がさらに進む一方、可動側ラップ（22b）の巻き終わり端の外周面が固定側ラップ（21b）の内周面に接触し、その接触位置（シールポイント）Ｐ１が第１圧縮室（25a-1）の吸入閉じ切り位置となる。図１６に示す第６の動作状態になると、図１５の状態で形成された第１圧縮室（25a-1）での圧縮行程が進むとともに、最外周の第２圧縮室（25b-0）での吸入行程が進む。そして、図１１に示す第１の動作状態に戻って、圧縮途中の第１圧縮室（25a-1）の外周側（渦巻きの巻き終わり側）に新たな第１圧縮室（25a-0）が形成される。
【００８４】
その後は、図１１から図１６の動作が繰り返され、圧縮途中の第１圧縮室（25a-1）及び第２圧縮室（25b-1）が容積を縮小しながら渦巻きの内周側へ移動して、それぞれ吐出直前の第１圧縮室（25a-2）及び第２圧縮室（25b-2）へ変化していく。そして、第１圧縮室（25a-2）及び第２圧縮室（25b-2）は、最も内周側へ移動して容積が最小になったときに吐出ポート（26）と連通し、冷媒が圧縮機構（20）から吐出される。
【００８５】
（調整運転時の圧縮機構の動作）
次に、吸入容積調整機構（30）が作動しているとき（調整運転時）の圧縮機構（20）の冷媒吸入動作及び冷媒圧縮動作について、同じく図１１から図１６を参照して説明する。この調整運転時は、吸入容積調整機構（30）である開閉機構（31）はピストン（33）が開放位置にあって連通路（32）である小径部（32b）を開放しており、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とが連通状態（連通可能な状態）になっている。
【００８６】
まず、図１１に示した第１の動作状態において、最外周の第１圧縮室（25a-0）と第２圧縮室（25b-0）の両方が低圧側に開放された状態で、両圧縮室（25a-0，25b-0）が吸入ポート（29）に連通している点は通常運転時と同じである。一方、通常運転時には可動側ラップ（22b）の外周面と固定側ラップ（21b）の内周面が図の中心線Ｙ上のポイントＰ１で接触し、このポイント（シールポイント）Ｐ１よりも内周側（渦巻きの巻始め側）の第１圧縮室（25a-1）が既に閉じ切られていたのに対して、この第１圧縮室（25a-1）は連通路（32）を介して、吸入行程の途中にある最外周の第２圧縮室（25b-0）に連通している。したがって、この第１圧縮室（25a-1）はまだ吸入閉じ切り位置の手前の状態であり、上記第２圧縮室（25b）と同様に吸入行程の途中の段階である。
【００８７】
図１２の第２の動作状態になると、固定側ラップ（21b）の内周面と可動側ラップ（22b）の外周面との接触点Ｐ１が開閉機構（31）の連通路（32）を通過した直後の位置に変位している。したがって、このときの接触位置（シールポイント）Ｐ１が第１圧縮室（25a-1）の吸入閉じ切り位置となる。一方、この状態で通常運転時には閉じ切られていた最外周の第２圧縮室（25b-1）は、圧縮行程に入った第１圧縮室（25a-1）の渦巻き外周側に形成されている最外周の第１圧縮室（25a-0）に連通路（32）を通じて連通している。そして、この最外周の第１圧縮室（25a-0）が吸入行程の途中であるため、上記第２圧縮室（25b）は吸入閉じ切り前である。
【００８８】
この状態は図１３に示す第３の運転状態と図１４に示す第４の運転状態でも同じであり、第２圧縮室（25b-1）は吸入閉じ切り前の状態で、まだ巻き終わり側のシールポイントは形成されていない。このとき、最外周の第１圧縮室（25a-0）も吸入行程の途中である。なお、図１４に示す第４の動作状態では、上記第２圧縮室（25b-1）の渦巻き外周側に、新たな第２圧縮室（25b-0）が形成され始めている。
【００８９】
図１５に示す第５の動作状態になると、固定側ラップ（21b）の外周面と可動側ラップ（22b）の内周面との接触点Ｐ２が開閉機構（31）の連通路（32）を通過する。したがって、このときの接触点Ｐ２が第２圧縮室（25b-1）のシールポイントとなり、第２圧縮室（25b-1）での圧縮行程が開始される。この状態で、通常運転時には最外周の第１圧縮室（25a-1）が閉じ切られた状態になっていたが、調整運転時には最外周の第１圧縮室（25a-1）が最外周の第２圧縮室（25b-0）を通じて低圧側に連通しているため、まだ吸入行程の途中である。このことは図１６の第６の動作状態でも同じであり、図１１の第１の動作状態に戻っても同じである。
【００９０】
以上のように、開閉機構（31）の連通路（32）を開いておくことにより、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積が通常運転時に比べて小さくなる。その結果、通常運転時よりも圧縮比が小さくなり、吸入圧力が通常運転時と同じとすると吐出圧力が下がることになる。
【００９１】
なお、この調整運転を行うとき、本前提技術では、電動機（45）の回転速度を通常運転時よりも速めるようにしているため、スクロール圧縮機（1）の能力を通常運転時と同等に保つことができる。
【００９２】
−前提技術の効果−
以上のように、この前提技術では、圧縮途中で容量制御する場合と異なり、渦巻きの外周側一巻き範囲内で容量制御を行うことで吸入容積を変化させる吸入容積調整機構（30）を設けたことによって、スクロール圧縮機（1）の圧縮比を小さくすることができる。そのため、吐出圧力を通常運転時よりも低くする調整運転を行える。したがって、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機（1）の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときでも、圧縮室（25a，25b）の内圧が、その運転条件での冷媒回路の高圧圧力よりも上昇しすぎるのを抑えられる。したがって、過圧縮の発生を防止することが可能となる。
【００９３】
さらに、この前提技術では、低差圧で高速運転を行う場合でも、過圧縮を防止でき、電動機（45）の回転速度が過圧縮防止の制約になることはない。そして、低速運転でしか過圧縮を防止できない特許文献１の圧縮機（1）とは違い、高速運転でも過圧縮を防止できるし、その際には電動機（45）を高効率で運転できるので圧縮機（1）の効率低下を防止できる。
【００９４】
また、本前提技術では、吸入容積調整機構（30）を設けたことによって、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の両方の吸入容積を通常運転時よりも小さくするように調整が可能となる。そして、圧縮室（25a，25b）の吸入容積を吸入容積調整機構（30）によって調整したうえで、圧縮機（1）の能力が通常運転時の能力と同等になるように電動機（45）の回転速度を速めるようにすることで、電動機（45）の効率向上と渦巻き内部漏れの低減を同時に達成することができる。つまり、本前提技術では、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することができる。なお、吸入容積調整機構（30）により圧縮機構（20）の吸入容積を通常運転時よりも小さくするときに、必ず電動機（45）の回転速度を速くする制御を行う必要はなく、場合によっては電動機（45）の回転速度を変えないようにしてもよい。この場合、能力の可変範囲を低容量側に拡大することができる。
【００９５】
さらに、この前提技術では、吸入容積調整機構（30）を作動させると、圧縮室（25a，25b）の内圧による軸方向荷重が作用する面積を小さくすることができるうえ、可動側ラップ（22b）に対するガス荷重の作用点を駆動軸（40）の偏心部（42）の中心に近い位置に移動させることができるので、転覆モーメントが小さくなり、転覆が生じにくくなる。したがって、圧縮不良、運転能力の低下、及び圧縮機（1）の効率の低下などの不具合を防止できる。
【００９６】
また、この前提技術では、吸入容積調整機構（30）を渦巻きの外周側一巻き範囲内の１箇所のみに設けているため、吸入容積を２段階に調整することができる。そして、吸入容積調整機構（30）を１箇所のみに設けると、複数箇所に設けるのに対して構造を最も簡素化することが可能となる。
【００９７】
さらに、本前提技術では、吸入容積調整機構（30）として、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）とを連通状態と遮断状態とに切り換え可能な開閉機構（31）を設けるだけで、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）の吸入閉じ切り位置を調整し、吸入容積を変化させることができるから、その点でも構造が複雑になるのを防止できる。
【００９８】
特に、開閉機構（31）は、該開閉機構（31）の連通状態におけるガスの流れを許容する連通路である段付き穴（32）の小径部（32b）と、この小径部（32b）を開放する開放位置と閉鎖する閉鎖位置とに移動可能な閉鎖部材であるピストン（33）と、ピストン（33）を開放位置と閉鎖位置とに位置変化させる開閉駆動機構（34）とを備えたものであり、連通路（32）を固定スクロール（21）の鏡板に形成した段付き穴（32）により構成しているので、構造が極めて簡単である。また、開閉駆動機構（34）は、ピストン（33）を開放位置に向かって付勢する付勢部材である圧縮コイルバネ（35）と、ピストン（33）に低圧圧力を印加する状態と高圧圧力を印加する状態とを切り換える切換部材である切換弁（36）とを備えた構成にするだけで、開閉機構（31）の確実な動作を保証できる。
【００９９】
《発明の実施形態》
本発明の実施形態は、開閉機構（31）（吸入容積調整機構（30））の構造を上記前提技術とは異ならせた例である。具体的には、開閉機構（31）は、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）を、ケーシング（10）内に設けられている低圧空間（17）に対して連通状態と遮断状態とに切り換え可能に構成されている。開閉機構（31）は連通路（32）を除いては上記前提技術と同じ構成である。連通路（32）は、上記前提技術の小径部（32b）に相当する部分が、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）を互いに連通するとともに、可動スクロール（21）内を径方向外方へ外周まで貫通し、周囲の低圧空間（17）と連通する貫通孔（32c）になっている。なお、上記連通路（32）は、圧縮機構（20）の吸入側の配管に連通するようにしてもよいし、吸入空間が設けられている場合はその吸入空間に連通するようにしてもよい。
【０１００】
この実施形態においても、開閉機構（31）を閉じている通常運転時の状態では、上記前提技術と同様、渦巻きの巻き終わり側で離れていたラップ（21b，22b）同士が実質的に接触してシールポイントの形成された位置が吸入閉じ切り位置となり、そのときに第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）での圧縮行程が開始される。
【０１０１】
一方、開閉機構（31）を開いた状態にすると、第１圧縮室（25a）と第２圧縮室（25b）のいずれにおいても、可動側ラップ（22b）と固定側ラップ（21b）の接触位置が開閉機構（31）のある位置を通過するまでは圧縮室（25a，25b）が閉じ切られない。この点も上記前提技術と同じである。つまり、上記接触位置が開閉機構（31）の位置を通過するまでは、第１圧縮室（25a）及び第２圧縮室（25b）はケーシング（10）内の低圧空間（17）に連通した状態であり、上記接触位置が開閉機構（31）の位置を通過した直後の位置が吸入閉じ切り位置となって、圧縮行程に入る圧縮室（25a，25b）が形成される。そのため、開閉機構（31）を設ける位置に応じて、吸入容積の大きさを調整することが可能となる。
【０１０２】
このようにして吸入容積の大きさを調整することにより、上記前提技術と同様、冷媒回路の運転条件がスクロール圧縮機（1）の通常運転時の設計点から外れた低圧縮比の運転条件になっているときに、圧縮室（25a，25b）の内圧が冷媒回路の高圧圧力よりも高くなりすぎるのを抑えられるので、過圧縮が発生するのを防止できる。また、運転容量を維持したまま、能力調整のためではなく効率向上のために吸入容積調整機構（30）を使用することもできる。
【０１０３】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１０４】
例えば、本発明は、両歯タイプのスクロール圧縮機や、両方のスクロール部材が旋回するタイプのスクロール圧縮機にも適用可能である。
【０１０５】
さらに、実施形態で説明した連通路（32）の形状は、円形の段付き穴に限らず、適宜設定した形状に変更してもよい。
【０１０６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上説明したように、本発明は、互いに噛み合う２つのスクロール部材の少なくとも一方が偏心回転運動をするスクロール圧縮機の過圧縮防止構造について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の前提技術に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図であり、圧縮機構の横断面構造を示している。
【図３】開閉機構（吸入容積調整機構）の断面構造図である。
【図４】固定スクロールの底面図である。
【図５】固定スクロールのサブアセンブリを示す断面図である。
【図６】開閉機構を構成する圧縮コイルバネの断面図である。
【図７】開閉機構を構成するピストンの正面図である。
【図８】ピストンに装着されるシール部材の断面図である。
【図９】開閉機構を連通状態で示す断面図である。
【図１０】開閉機構を遮断状態で示す断面図である。
【図１１】圧縮機構の第１の動作状態を示す断面図である。
【図１２】圧縮機構の第２の動作状態を示す断面図である。
【図１３】圧縮機構の第３の動作状態を示す断面図である。
【図１４】圧縮機構の第４の動作状態を示す断面図である。
【図１５】圧縮機構の第５の動作状態を示す断面図である。
【図１６】圧縮機構の第６の動作状態を示す断面図である。
【図１７】実施形態に係る開閉機構の断面構造図である。
【符号の説明】
【０１０９】
1     スクロール圧縮機
10    ケーシング
17    低圧空間
20    圧縮機構
21    固定スクロール（第１スクロール部材）
21a   固定側鏡板
21b   固定側ラップ
22    可動スクロール（第２スクロール部材）
22a   可動側鏡板
22b   可動側ラップ
25a   第１圧縮室
25b   第２圧縮室
30    吸入容積調整機構
31    開閉機構
32    穴（連通路）
33    ピストン（閉鎖部材）
34    開閉駆動機構
35    圧縮コイルバネ（付勢部材）
36    切換弁（切換部材）
37    溝（連通路）
45    電動機
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2007154761.tif 000023
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】削除
【補正の内容】