JP3470385B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空調装置の冷媒
圧縮機として使用されるスクロール型圧縮機のように、
自転を阻止された状態で公転だけを許される可動スクロ
ール部材のような被駆動部分が、駆動軸に連結されたク
ランク機構を介して回転駆動されることにより流体を圧
縮する容積型の圧縮機に係り、特に、駆動軸の回転を電
磁クラッチ等によって断続することなく、駆動軸と被駆
動部分を常時回転させておくことによって、起動・停止
のような運転状態の切り換えに伴うショックなしに、流
体の圧縮作用を断続することができる圧縮機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のような車両に搭載されている空
調装置においては、冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮す
る冷媒圧縮機や他の補機類の保護、或いは冷房能力の制
御のために、通常、冷媒圧縮機の駆動軸は走行用内燃機
関のクランク軸からベルト伝動機構と、そのベルト伝動
機構の一部を構成する圧縮機側のプーリの内部に形成さ
れた電磁クラッチとを介して回転駆動されるように構成
されており、自動的に或いは手動操作によって空調装置
のスイッチが投入されると、内燃機関の運転状態とは無
関係に電磁クラッチが接続されて冷媒圧縮機が起動さ
れ、圧縮された冷媒が吐出されて冷凍サイクルへ循環す
ると共に、車室内の温度が目標値まで降下して自動的に
或いは手動操作によって空調装置のスイッチがＯＦＦに
なると、電磁クラッチの接続状態が解除されて冷媒圧縮
機の運転が停止され、冷凍サイクルにおける冷媒の循環
も停止するようになっている。

【０００３】この種の電磁クラッチには電磁コイルを始
め、摩擦板、スプリング等の部品が使用されており、そ
れらがプーリの内部に収容されているので、プーリの外
径をあまり小さくすることはできない。従って、冷媒圧
縮機の本体は高回転化することによって同程度の吐出容
量を維持しながら体格を小型化することができたとして
も、それに直接に付属する電磁クラッチを小型化するこ
とが困難であるため、電磁クラッチを含めた冷媒圧縮機
全体の小型化には限度がある。また、電磁クラッチを内
蔵しているプーリは複雑な構造を有するから、単なるベ
ルトプーリに比べて格段に高価であって、空調装置のコ
ストの相当の部分を占めている。

【０００４】更に、電磁クラッチによって冷媒圧縮機が
起動されたり停止したりする時には機関の負荷トルクが
変動するので、機関の運転状態によっては乗員が一時的
な車速の変動や衝撃を感じることがある。特に冷媒圧縮
機の起動時に起こるトルク変動が問題であって、これは
冷媒圧縮機の起動ショックと呼ばれているが、起動ショ
ックは多少とも乗員の乗り心地を損なうので、自動車等
の車両の快適性を追求する上で解決すべき課題となって
いる。

【０００５】スクロール型圧縮機の起動ショックを軽減
するためのいろいろな手段が、例えば特公平１−５２５
９２号公報、特公平６−５０６９号公報、及び特開昭６
１−７２８８９号公報等に記載されている。しかしなが
ら、これらの手段はいずれも起動ショックのみを防止す
るためのものであって、断続的に冷媒圧縮機を運転して
吐出量を変化させるために駆動軸に設けられる電磁クラ
ッチのようなものを不要とする技術ではない。従って、
冷媒圧縮機の小型化やコスト低減という要求から言えば
未だ不十分なものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、圧縮機の駆
動軸を断続的に駆動するための電磁クラッチのようなも
のを使用しないで、圧縮機を駆動内燃機関等に常時連結
しておくことによって、電磁クラッチの断続による駆動
機関の急激な負荷トルクの変動や、それによって生じる
起動ショック等を根本的に防止することができるように
すると共に、原動機によって常時駆動されている圧縮機
でありながら、圧縮された流体の吐出を需要に応じて制
御可能とし、しかも、可動部分の摩耗や動力損失を低減
させることができる圧縮機を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、原動機によって常時回転駆
動される駆動軸と、前記駆動軸の軸線に対して偏心して
支持されると共に前記駆動軸から駆動されることによっ
て公転して固定部分との間に形成される流体圧縮ポケッ
トによって流体を圧縮する被駆動部分と、前記被駆動部
分の自転を阻止すると共に公転と公転半径の変化を許容
する自転防止機構と、前記駆動軸と前記被駆動部分とを
連結して前記被駆動部分の公転半径が変化し得る状態に
おいてトルクを伝達することにより前記被駆動部分を公
転させるクランク機構と、前記流体圧縮ポケットへ吸入
される流体の吸入通路を開閉することができる弁手段と
を備えており、しかも、前記自転防止機構が、前記流体
圧縮ポケットへ吸入される流体の吸入圧と大気圧との差
圧によって軸方向に移動するテーパピンと、前記被駆動
部分の一部に形成されて前記テーパピンが係合する円錐
形内面とを含んでいて、前記円錐形内面に対する前記テ
ーパピンの進入の程度に応じて前記被駆動部分の公転半
径の大きさが変化することにより、前記被駆動部分は、
前記弁手段が開弁した時には、前記流体圧縮ポケットへ
吸入される流体の吸入圧が上昇して、前記テーパピンが
前記円錐形内面に対して軸方向の一方向に移動すること
により公転半径が増大して、前記流体圧縮ポケットのシ
ール箇所が閉じることにより流体の有効な圧縮作用をす
る一方、前記弁手段が閉弁した時には、前記流体圧縮ポ
ケットへ吸入される流体の吸入圧が低下して前記テーパ
ピンが前記円錐形内面に対して軸方向の他方向に移動す
ることにより公転半径が減少して、前記流体圧縮ポケッ
トのシール箇所が開くことにより前記流体圧縮ポケット
における流体の圧縮作用を無効とする空転状態となるよ
うに構成されている容積型圧縮機を提供する。本発明
は、また、前記の課題を解決するための他の手段とし
て、原動機によって常時回転駆動される駆動軸と、前記
駆動軸の軸線に対して偏心して支持されると共に前記駆
動軸から駆動されることによって公転して固定部分との
間に形成される流体圧縮ポケットによって流体を圧縮す
る被駆動部分と、前記被駆動部分の自転を阻止すると共
に公転と公転半径の変化を許容する自転防止機構と、前
記駆 動軸と前記被駆動部分とを連結して前記被駆動部分
の公転半径が変化し得る状態においてトルクを伝達する
ことにより前記被駆動部分を公転させるクランク機構
と、前記流体圧縮ポケットへ吸入される流体の吸入通路
を開閉することができる弁手段とを備えており、しか
も、前記クランク機構が、前記駆動軸の一部に形成され
た軸方向の穴の中を摺動することができる軸方向の基部
と該基部に対して屈曲した先端側の傾斜部を備えている
駆動ピンと、前記駆動ピンの先端側の前記傾斜部に摺動
可能に係合する傾斜孔を有すると共に前記可動スクロー
ル部材を回転可能に支持するブッシュとを含んでいて、
前記駆動ピンがその一端側に前記流体圧縮ポケットへ吸
入される流体の吸入圧を受けると共に、他端側に前記流
体圧縮ポケットによって圧縮された流体の吐出圧を受け
ることにより、吸入圧と吐出圧との差圧によって軸方向
に移動する程度に応じて、前記駆動軸に対する前記ブッ
シュの偏心量と前記被駆動部分の公転半径の大きさが変
化することにより、前記被駆動部分は、前記弁手段が開
弁した時には、前記流体圧縮ポケットによって圧縮され
る流体の吐出圧が上昇して、前記駆動ピンの基部が前記
駆動軸に形成された軸方向の穴の中を摺動して軸方向の
一方向に移動することにより公転半径が増大して、前記
流体圧縮ポケットのシール箇所が閉じることにより流体
の有効な圧縮作用をする一方、前記弁手段が閉弁した時
には、前記流体圧縮ポケットによって圧縮される流体の
吐出圧が低下して前記駆動ピンの基部が軸方向の他方向
に移動することにより公転半径が減少して、前記流体圧
縮ポケットのシール箇所が開くことにより前記流体圧縮
ポケットにおける流体の圧縮作用を無効とする空転状態
となるように構成されていることを特徴とする容積型圧
縮機をも提供する。

【０００８】

【作用】本発明の容積型圧縮機は、その駆動軸が電磁ク
ラッチのような動力の断続手段を介することなく原動機
に連結されて常時回転駆動されているので、被駆動部分
もクランク機構を介して常時公転するように駆動されて
いる。但し被駆動部分の自転は自転防止機構によって阻
止される。この状態で吸入通路に設けられた弁手段を開
弁させると、自転防止機構が許容する範囲内で被駆動部
分の公転半径が増大し、被駆動部分の一部が固定部分の
一部と接触して流体を圧縮する空間のシールが行われ、
流体の有効な圧縮作用が開始される。また、吸入通路に
設けられた弁手段を閉弁させると、自転防止機構が許容
する範囲内で被駆動部分の公転半径が減少し、固定部分
の一部と接触していた被駆動部分の一部との間に隙間が
生じて、圧縮された流体がその隙間から低圧側へ漏洩す
るので、被駆動部分の公転による流体の圧縮作用が無効
となり、圧縮機は単なる空転をするようになる。

【０００９】

【実施例】図１及び図２に本発明の容積型圧縮機の第１
実施例であるスクロール型圧縮機１の全体構造を示す。
図１は実働運転状態を、図２は空転状態を示している。
また、横断面は図５に示されている。図示実施例のスク
ロール型圧縮機は、いずれも自動車に搭載される空調装
置の冷媒圧縮機として使用されるものとして説明されて
いる。従って、これらの実施例のスクロール型圧縮機に
よって圧縮される流体は気体状の冷媒である。なお、第
１実施例のスクロール型圧縮機１は、主として電磁クラ
ッチを備えていないこと、その代わりに吸入側に電磁弁
を備えていること、後に詳しく述べるように所謂自転防
止機構の構造が異なっていること等を除いて、大部分は
従来のスクロール型圧縮機と同様な構造を有している。

【００１０】ハウジング２はセンターハウジング２ａ、
フロントハウジング２ｂ、及びリヤハウジング２ｃとい
う３つの部分から構成されており、センターハウジング
２ａの内部にはそれと一体的に固定スクロール部材３が
形成されている。ハウジング２を構成するこれら３つの
部分は数本の通しボルトによって一体化される。

【００１１】フロントハウジング２ｂ内にはそれを貫通
するように駆動軸５が延びている。駆動軸５の拡径部５
ａはフロントハウジング２ｂ内に取り付けられた軸受６
によって回転自由に軸承されており、図示しない内燃機
関のような原動機（油圧モータや電動機等でもよい）か
ら伝達される回転動力を、駆動軸５の前端部に取り付け
られた単純な構造のプーリ７によって常時スクロール型
圧縮機１内に導入するようになっている。プーリ７は軸
受８によってフロントハウジング２ｂの前端部に支持さ
れているので、軸受８はプーリ７を介して駆動軸５の前
端部を軸支していることになる。なお図１に示す９は軸
封装置である。駆動軸５の後端部には偏心ピン５ｂが軸
線方向に形成されており、この偏心ピン５ｂには円形の
ブッシュ１０の偏心した穴が相対回転可能に嵌合してい
て、抜けないようにスナップリングによって取り付けら
れている（図５参照）。更に、ブッシュ１０にはニード
ル軸受１１を介して可動スクロール部材１２が回転自由
に連結される。

【００１２】固定スクロール部材３及び可動スクロール
部材１２は実質的に同じ形をした渦巻き形の羽根３ａ及
び１２ａを備えており、それらは軸方向に同じ長さ
（幅）を有している。そして、それらが相対的に位相が
ずれて、且つ偏心している状態で互いに噛み合うように
組み合わされて支持されることにより、それらの羽根の
間に流体を圧縮するための、軸方向に見た場合の形が三
日月形をしている流体圧縮ポケット１３を２個以上形成
する。

【００１３】流体圧縮ポケット１３は、それが渦巻き形
の羽根３ａ及び１２ａの外周部においてセンターハウジ
ング２ａ内に形成された低圧室１４に開いたときに低圧
の流体を取り込み、可動スクロール部材１２の公転と共
に中心部に向かって移動する間に流体を圧縮して、それ
が中心部の高圧室１５に開いたときに圧縮された流体を
高圧室１５へ吐出するようになっている。高圧室１５
は、固定スクロール部材３の端板３ｂに穿孔された吐出
ポート１６と、リード状の弾性金属片からなる逆止弁と
しての吐出弁１７を通じて、ハウジング２内に形成され
た吐出室１８へ連通可能となっている。なお、図中１９
は吐出ポート、２０は吐出弁１７の開度を制限するスト
ッパを示す。

【００１４】２１は駆動軸５に対して偏心している偏心
ピン５ｂ、ブッシュ１０、可動スクロール部材１２等に
作用する遠心力の少なくとも一部を相殺するためにブッ
シュ１０と共に一体的に駆動軸５に取り付けられたバラ
ンスウエイトを示す。本発明の実施例のスクロール型圧
縮機の特徴の１つとして、低圧室１４に接続している吸
入室２２には、電磁弁２３を介して自動車の空調装置に
おける図示しない蒸発器に通じる吸入通路２４が接続さ
れており、電磁弁２３は空調装置の図示しないスイッチ
を手動によって、或いは自動的に操作することによって
開弁及び閉弁させることができ、開弁したときには圧縮
すべき流体を吸入室２２を経て低圧室１４へ導入すると
共に、閉弁したときには低圧室１４へ導入されるべき流
体の流れを遮断することができる。

【００１５】第１実施例としてのスクロール型圧縮機１
の最大の特徴として、可動スクロール部材１２の公転半
径を規制する自転防止機構２５は次のような構造を有す
る。まず、可動スクロール部材１２の端板１２ｂの背面
側には円錐形の内面を有する数個のテーパスリーブ２６
が、仮想の円の円周上において概ね均等の間隔を置いた
位置に嵌合固定される。円錐形内面２６ａにはそれぞれ
駆動軸５の軸線方向と平行に支持されたテーパピン２７
の円錐形の先端部分２７ａが接触している。数個のテー
パピン２７は共通の円環状ピストン２８と一体化されて
おり、円環状ピストン２８はフロントハウジング２ｂに
形成された環状溝２９に嵌合している。環状溝２９と円
環状ピストン２８との嵌合状態が気密性の高い場合は必
要ではないが、多少の隙間があるときには環状溝２９内
にベローズ３０を設けて気密性を保持する。それによっ
て円環状ピストン２８の図中左側には大気に通じる大気
圧室３１が形成され、右側には吸入室２２に通じる吸入
圧室３２が形成される。

【００１６】円環状ピストン２８は、テーパピン２７の
先端部分２７ａがテーパスリーブ２６の円錐形内面２６
ａ内へ進入する方向に、スプリング３３によって常に押
圧付勢されている。なお、ベローズ３０とスプリング３
３は、双方共に円環状ピストン２８に沿った大きな円環
状のものであってもよいし、いずれか一方或いは双方が
環状溝２９内に概ね均等に配置された数個の小さなもの
であってもよい。数個の小さなベローズ３０を用いる場
合には、それぞれの内部に個別に大気圧を導入する孔を
設ける必要がある。吸入圧室３２と吸入室２２との間に
は円環状ピストン２８の可動範囲を制限するための隔壁
３４が設けられており、テーパピン２７は隔壁３４の孔
に挿通されている。言うまでもなく隔壁３４には吸入圧
室３２と吸入室２２とを連通させる孔が形成される。な
お、３５は可動スクロール部材１２に作用する軸方向の
推力を支持する軸方向荷重受け部を示す。

【００１７】第１実施例のスクロール型圧縮機１はこの
ように構成されているので、空調装置の図示しない運転
スイッチが投入されていない状態、即ち電磁弁２３が閉
弁していて、スクロール型圧縮機１の吸入室２２へ吸入
通路２４から冷媒が供給されない状態においても、スク
ロール型圧縮機１の駆動軸５は、プーリ７を介して内燃
機関のような外部の原動機によって常時回転駆動されて
いる。そして、駆動軸５の偏心ピン５ｂに取り付けられ
たブッシュ１０が駆動軸５に対して偏心して回転するの
で、それに対してニードル軸受１１を介して係合してい
る可動スクロール部材１２も同様に回転しようとする
が、自転防止機構２５のテーパピン２７がテーパスリー
ブ２６に係合しているので可動スクロール部材１２の自
転は阻止されて公転運動だけをすることになる。

【００１８】それによって、従来のスクロール型圧縮機
と同様に、固定スクロール部材３の渦巻き形の羽根３ａ
と可動スクロール部材１２の渦巻き形の羽根１２ａとの
間に形成される軸方向に見た形が概ね三日月形である流
体圧縮ポケット１３が、可動スクロール部材１２の公転
につれて容積が縮小しながら中心の高圧室１５の方へ移
動するが、電磁弁２３が閉じている空調装置の非作動状
態では、スクロール型圧縮機１は真空ポンプと同様に吸
入側を閉じられているので、流体圧縮ポケット１３は低
圧室１４に残存する冷媒を中心に向かって移動させよう
とするために、吸入室２２と低圧室１４、更にそれらに
連通している吸入圧室３２が大気圧よりも低圧となる。

【００１９】そのため、ベローズ３０と円環状ピストン
２８は吸入圧室３２と大気圧室３１との圧力差に加えて
スプリング３３の付勢を受けて、図２に示すように右の
方向に移動し、テーパピン２７の円錐形の先端部分２７
ａがテーパスリーブ２６の内部に深く進入する。それに
よってブッシュ１０が偏心ピン５ｂに対して僅かに回転
し、それと同時に固定スクロール部材３に対する可動ス
クロール部材１２の位相が僅かに変化して、可動スクロ
ール部材１２の公転半径が小さくなる。その結果、固定
スクロール部材３の渦巻き形の羽根３ａと可動スクロー
ル部材１２の渦巻き形の羽根１２ａとの接点、即ち、渦
巻き形の羽根３ａ及び１２ａの間に形成される流体圧縮
ポケット１３の三日月形の両端を閉じるシール箇所に
は、公転半径の縮小分だけの隙間３６が生じるので、流
体圧縮ポケット１３内で冷媒が圧縮されても、その冷媒
は直ちに外方の低圧側に向かって漏洩することになり、
冷媒は実質的にスクロール型圧縮機１内では圧縮されな
いことになる。

【００２０】このように、電磁弁２３が閉弁している空
調装置の非作動状態では、スクロール型圧縮機１は冷媒
を圧縮することができなくなり、スクロール型圧縮機１
は実質的に無負荷の状態で空転することになるため、大
型で高価な電磁クラッチ等を用いて駆動軸５を原動機の
出力軸から遮断しなくても、特に大きな動力損失を生じ
るとか、摺動部分に問題となるような摩耗を発生する恐
れはない。

【００２１】空調装置を作動させる場合には、手動的に
又は自動的に空調装置の運転スイッチを投入することに
よって電磁弁２３を開弁させる。吸入通路２４から吸入
室２２へ供給される冷凍サイクルの蒸発器からの戻り冷
媒の圧力は一般に大気圧よりも高いから、吸入圧室３２
の圧力は大気圧室３１の圧力よりも高くなり、その圧力
差によって図１に示すようにベローズ３０と円環状ピス
トン２８はスプリング３３の付勢に抗して左へ押され、
テーパピン２７が軸方向においてテーパスリーブ２６の
中から抜け出る方向に移動する。その結果、テーパスリ
ーブ２６の円錐形内面２６ａとテーパピン２７の円錐形
の先端部分２７ａとの間の隙間が大きくなって、その分
だけ可動スクロール部材１２の公転半径が大きくなる。
公転半径の大きさは、固定スクロール部材３と可動スク
ロール部材１２の渦巻き形の羽根３ａ及び１２ａが、流
体圧縮ポケット１３の三日月形の両端のシール箇所にお
いて接触し、図２に示す隙間３６を消滅させて流体圧縮
ポケット１３を閉じた空間としたときに最大値に達す
る。

【００２２】このような実働運転状態においては、スク
ロール型圧縮機１は、従来のスクロール型圧縮機と同様
に、流体圧縮ポケット１３が固定スクロール部材３及び
可動スクロール部材１２の外周縁において低圧室１４に
向かって開いたときに、その内部へ低圧の戻り冷媒を取
り込み、自転防止機構２５によって自転を阻止された可
動スクロール部材１２の公転によって、流体圧縮ポケッ
ト１３が閉じた空間となって縮小しながら中心に向かっ
て連続的に移動する間に冷媒を圧縮し、流体圧縮ポケッ
ト１３が中心の高圧室１５に向かって開いた時に、圧縮
された冷媒を吐出ポート１６から吐出弁１７を押し開い
て吐出室１８へ押し出すことになる。加圧された冷媒は
吐出ポート１９から図示しない冷媒凝縮器へ送られる。

【００２３】また、従来のスクロール型圧縮機と同様
に、スクロール部材３及び１２の渦巻き形の羽根３ａ及
び１２ａの軸方向端縁が相手方の端板１２ｂ及び３ｂと
摺動接触する部分には、それぞれ溝３ｃ及び１２ｃが形
成されていて、それらの中にチップシール３７及び３８
が挿入されているが、このように、電磁弁２３が開弁す
ることによってスクロール型圧縮機１が図１のような実
働状態にあるときには、図３に示すように、渦巻き形の
羽根３ａ又は１２ａの両面の間の圧力差によってチップ
シール３７及び３８が相手方の端板１２ｂ及び３ｂに押
しつけられ、渦巻き形の羽根３ａ及び１２ａの軸方向端
縁における密封性を高める。

【００２４】それに対して図２に示すようなスクロール
型圧縮機１の空転状態においては、渦巻き形の羽根３ａ
又は１２ａの両面の間に圧力差が殆どないために、チッ
プシール３７及び３８は図４に示すような浮動状態とな
り、相手方の端板１２ｂ及び３ｂに押しつけられること
がないから、発熱や摩耗を伴う大きな摺動摩擦が発生せ
ず、機械的損失と呼ばれる動力損失は無視し得る程度に
とどまる。従って、スクロール型圧縮機１の無負荷運転
時、即ち空転時のための特別な潤滑や冷却の必要性もな
くなる。このように、空調装置の非作動状態において空
転状態となる第１実施例（本発明）のスクロール型圧縮
機１の場合は、チップシール３７及び３８が従来のスク
ロール型圧縮機のそれとは異なる作用をすることにな
る。

【００２５】このように、第１実施例（本発明）による
スクロール型圧縮機１においては、実働運転時はもとよ
り、無負荷運転時にも駆動軸５を回転駆動していて停止
させる必要がないので、一般に高価で圧縮機の体格を大
型化させる傾向がある電磁クラッチのような動力の断続
手段を設ける必要がなくなり、その代わりに構造が簡単
で小型な電磁弁２３を使用するだけであるから、スクロ
ール型圧縮機１を高速回転させることも容易であって、
結果的に小型で吐出容量の大きな冷媒圧縮機を低コスト
で実現することが可能になる。

【００２６】更に、スクロール型圧縮機１は常時回転駆
動されているし、空調装置の運転スイッチを再投入する
ことによって電磁弁２３を開弁し、スクロール型圧縮機
１を空転状態から実働運転状態へ移行させる時にも、円
環状ピストン２８とテーパピン２７の軸方向移動や、可
動スクロール部材１２の公転半径の増大は緩やかに起こ
るから、駆動軸５及び駆動機関の負荷トルクが急増する
ようなことはなく緩やかに増大する。従って、負荷トル
クの急激な変動や起動ショックのようなものは起こり得
ないから、自動車の乗り心地等も向上する。

【００２７】次に、図６は本発明の容積型圧縮機の第２
実施例としてのスクロール型圧縮機３９の全体構造を示
したものである。第２実施例のスクロール型圧縮機３９
は第１実施例のスクロール型圧縮機１と多くの点で共通
の構造を有するので、それらの共通点については同じ参
照符号を付すことによって重複する説明を省略すること
にする。

【００２８】第２実施例のスクロール型圧縮機３９は、
駆動軸５の拡径部５ａの偏心した位置において軸方向
に、長方形に近い断面形を有する有底の穴４０を形成さ
れており、穴４０の底部には吸入室２２に通じる連通孔
４１が穿孔されている。また、穴４０には、全体が
「く」の字の形に屈曲している別体の駆動ピン４２の基
部４２ａが、気密状態を維持して軸方向に摺動可能に嵌
合されており、その先端の傾斜部４２ｂは、それに合わ
せてブッシュ１０を貫通するように形成された傾斜孔４
３の中に、気密状態を維持して摺動可能に嵌合されてい
る。なお、これらの部分の構造は図７に分解斜視図とし
て示されている。有底の穴４０の内部にはスプリング４
４が挿入され、駆動ピン４２をブッシュ１０の方向へ常
時押圧するように付勢している。

【００２９】このようにして、駆動ピン４２の基部４２
ａ側の端面には、有底の穴４０の中に吸入圧室４５が形
成される。他方、駆動ピン４２の先端の傾斜部４２ｂ側
の端面は、ブッシュ１０と可動スクロール部材１２の端
板１２ｂの背面との間に形成された吐出圧室４６に露出
しており、連通孔４７によって取り入れられる高圧室１
５内の冷媒圧力を受けるようになっている。なお、４８
は吐出圧室４６のシール性を高めるために設けられたシ
ール部材である。第２実施例の場合は、可動スクロール
部材１２に作用する推力を支持する軸方向荷重受け部４
９や、可動スクロール部材１２の公転を許し自転を阻止
する自転防止機構５０は、従来のスクロール型圧縮機に
おいて使用されているものと同様なものであってよい。

【００３０】第２実施例のスクロール型圧縮機３９はこ
のように構成されているので、図示しない空調装置の運
転スイッチが投入されているか否かに係わらず、駆動軸
５は常時プーリ７に直結されて回転駆動されており、固
定スクロール部材３及び可動スクロール部材１２の中心
の高圧室１５には、第１実施例の説明において述べたよ
うな通常のスクロール型圧縮機と同様な作動によって、
低圧室１４及び吸入室２２よりも多少とも圧力の高い冷
媒が存在する。

【００３１】空調装置の運転スイッチが投入されて電磁
弁２３が開弁し、低圧室１４へ供給された戻り冷媒が流
体圧縮ポケット１３において圧縮されることによって高
圧室１５の圧力が一段と高くなると、高圧室１５の圧力
を連通孔４７を通じて受け入れている吐出圧室４６の圧
力が高くなり、吸入室２２の圧力を受け入れている吸入
圧室４５との差圧が大きくなる。それによって駆動ピン
４２は図６に示すように左方へ押圧され、スプリング４
４を圧縮して軸方向に移動する。駆動ピン４２が軸方向
左方へ移動すると、軸方向に移動することができないブ
ッシュ１０は駆動ピン４２の傾斜部４２ｂのうち、先端
寄りの部分に係合することになるから、駆動軸５の軸線
に対するブッシュ１０の偏心量が増大し、それに伴って
ブッシュ１０にニードル軸受１１を介して軸支されてい
る可動スクロール部材１２の公転半径も増大することに
なる。

【００３２】その結果、２つのスクロール部材の渦巻き
形の羽根３ａ及び１２ａの間に形成された三日月形の流
体圧縮ポケット１３の両端のシール箇所が接触し、その
後は第１実施例の場合と同様に、流体圧縮ポケット１３
において有効な冷媒の圧縮が行われて高圧室１５の圧力
が高くなり、圧縮された冷媒は吐出弁１７を押し開いて
吐出室１８へ吐出される。電磁弁２３の開弁後の高圧室
１５の圧力の上昇や、駆動ピン４２の軸方向左方への移
動、それに伴う可動スクロール部材１２の公転半径の増
大等は緩やかに行われるので、駆動軸５を介して駆動機
関に作用する負荷トルクの上昇も緩やかであり、従来の
冷媒圧縮機の起動時に見られるような起動ショックのよ
うな現象は発生しない。

【００３３】空調装置を非作動状態とするときは、図示
しない空調装置の運転スイッチが手動により、或いは自
動的にＯＦＦにされることによって電磁弁２３が閉弁
し、吸入室２２への戻り冷媒の供給を遮断する。この状
態はスクロール型圧縮機３９が一時的に真空ポンプと同
様な作動状態になることであるから、低圧室１４及び吸
入室２２、従って駆動ピン４２の基部４２ａ側の吸入圧
室４５の冷媒圧力が低下するが、その圧力降下の幅より
も、高圧室１５、従って駆動ピン４２の傾斜部４２ｂ側
の先端に形成された吐出圧室４６の圧力降下の幅の方が
大きく、吐出圧室４６と吸入圧室４５との間の差圧が減
少することになる。

【００３４】その結果、駆動ピン４２はスプリング４４
に押されて軸方向右へ移動して図８に示したような運転
状態になる。駆動ピン４２の軸方向右への移動により、
ブッシュ１０が駆動ピン４２の傾斜部４２ｂのうち基部
４２ａ寄りの部分に係合することになるので、ブッシュ
１０の偏心量、及びブッシュ１０によって支持されてい
る可動スクロール部材１２の公転半径が減少し、２つの
渦巻き形の羽根３ａ及び１２ａの間には隙間３６が発生
して、流体圧縮ポケット１３から漏洩する冷媒の量が増
大する。そのためにスクロール型圧縮機３９は実質的に
冷媒を圧縮して吐出弁１７を押し開いて吐出室１８へ吐
出することができなくなり、所謂空転状態になる。図８
に示す運転状態は先に第１実施例について説明した図２
の状態と同様であって、図４において説明したようにチ
ップシール３７及び３８の摺動摩擦も小さくなり、スク
ロール型圧縮機３９の可動部分は殆ど動力消費のない状
態で回転し、第１実施例の場合と同様な効果をあげるこ
とができる。

【００３５】なお、第１実施例及び第２実施例のいずれ
の場合も、電磁弁２３を閉弁してスクロール型圧縮機１
又は３９を空転状態とした時は、２つの渦巻き形の羽根
３ａ及び１２ａの間のシール箇所に隙間３６が生じて冷
媒を漏洩させるが、隙間３６の最大値は数ｍｍ以下で十
分である。また、実働運転状態において公転半径が大き
くなった可動スクロール部材１２に作用する公転による
遠心力と、バランスウエイト２１に作用する遠心力との
比は例えば１００対８４であり、電磁弁２３の閉弁によ
る空転状態においては、可動スクロール部材１２の公転
半径が、例えば０．６５ｍｍ減少することによって、前
記遠心力の比を１００対１００となし、可動スクロール
部材１２に遠心力が作用しないように設定することもで
きる。

【００３６】この場合、渦巻き形の羽根３ａ及び１２ａ
の間のシール箇所における隙間３６の大きさが０．６５
ｍｍになるが、電磁弁２３が開弁して低圧室１４へ冷媒
が供給されると、この程度の隙間３６が存在しても流体
圧縮ポケット１３における圧縮仕事は０ではなくなり、
高圧室１５に多少の吐出圧力を発生する。従って、第２
実施例の場合はこの吐出圧力により、駆動ピン４２は図
８において軸方向左へ移動を開始することができ、可動
スクロール部材１２の公転半径は拡大して徐々に図６に
示す実働運転状態に近づいて行く。

【００３７】電磁弁２３が閉弁して第２実施例のスクロ
ール型圧縮機３９が一時的に真空ポンプのような作動状
態になると、冷媒の圧縮反力によって可動スクロール部
材１２を半径方向に押す力や、可動スクロール部材１２
に作用する遠心力も小さくなるので、スプリング４４の
取りつけ荷重を大きくする必要もなく、スクロール型圧
縮機３９は容易に空転状態に移行することができる。

【００３８】第１実施例及び第２実施例においては、い
ずれも本発明をスクロール型圧縮機に適用した場合につ
いて説明したが、本発明は単にスクロール型圧縮機にの
み適用し得るものではなく、当業者にとっては明らかな
ように、例えばローリングピストン型圧縮機のように、
スクロール型圧縮機と同様なクランク機構を備えている
他の形式の容積型圧縮機にも適用可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明の容積型の圧縮機においては、大
型で高価な電磁クラッチのようなものを使用する必要が
なく、クラッチの断続による駆動機関の急激な負荷トル
クの変動や、それによって生じる起動ショック等を根本
的に防止することができ、圧縮機全体を安価で小型のも
のになし得る。また、原動機によって駆動軸が常時駆動
されている圧縮機でありながら、電磁クラッチ等によっ
て駆動軸を断続駆動した場合と同様に、圧縮された流体
の吐出を需要に応じて制御することができる。しかも、
可動部分の摩耗や動力損失を問題がない程度に低減させ
ることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのスクロール型圧縮
機の実働運転状態における全体構成を示す縦断正面図で
ある。

【図２】第１実施例のスクロール型圧縮機の空転状態に
おける全体構成を示す縦断正面図である。

【図３】実働運転状態におけるチップシールの状態を示
す拡大断面図である。

【図４】空転状態におけるチップシールの状態を示す拡
大断面図である。

【図５】第１実施例のスクロール型圧縮機の横断面を示
す横断側面図である。

【図６】本発明の第２実施例としてのスクロール型圧縮
機の実働運転状態における全体構成を示す縦断正面図で
ある。

【図７】第２実施例の要部を示す分解斜視図である。

【図８】第２実施例のスクロール型圧縮機の空転状態に
おける全体構成を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

１…スクロール型圧縮機（第１実施例） ２…ハウジング ３…固定スクロール部材 ３ａ…渦巻き形の羽根 ５…駆動軸 ７…プーリ １０…ブッシュ １２…可動スクロール部材 １２ａ…渦巻き形の羽根 １２ｃ…ボス部 １３…流体圧縮ポケット １４…低圧室 １５…高圧室 １７…吐出弁 ２１…バランスウエイト ２２…吸入室 ２３…電磁弁 ２４…吸入通路 ２５…自転防止機構（第１実施例） ２６…テーパスリーブ ２６ａ…円錐形内面 ２７…テーパピン ２８…円環状ピストン ２９…環状溝 ３０…ベローズ ３１…大気圧室 ３２…吸入圧室 ３６…隙間 ３７，３８…チップシール ３９…スクロール型圧縮機（第２実施例） ４０…有底の穴 ４２…駆動ピン ４２ａ…基部 ４２ｂ…傾斜部 ４３…傾斜孔 ４５…吸入圧室 ４６…吐出圧室 ５０…自転防止機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−221694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−185887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−117377（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−252990（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17388（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−138490（ＪＰ，Ｕ) 特公 平１−52592（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平６−5069（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機によって常時回転駆動される駆動
   軸と、 前記駆動軸の軸線に対して偏心して支持されると共に前
   記駆動軸から駆動されることによって公転して固定部分
   との間に形成される流体圧縮ポケットによって流体を圧
   縮する被駆動部分と、 前記被駆動部分の自転を阻止すると共に公転と公転半径
   の変化を許容する自転防止機構と、 前記駆動軸と前記被駆動部分とを連結して前記被駆動部
   分の公転半径が変化し得る状態においてトルクを伝達す
   ることにより前記被駆動部分を公転させるクランク機構
   と、前記流体圧縮ポケットへ吸入される 流体の吸入通路を開
   閉することができる弁手段とを備えており、しかも、前記自転防止機構が、前記流体圧縮ポケットへ
   吸入される流体の吸入圧と大気圧との差圧によって軸方
   向に移動するテーパピンと、前記被駆動部分の一部に形
   成されて前記テーパピンが係合する円錐形内面とを含ん
   でいて、前記円錐形内面に対する前記テーパピンの進入
   の程度に応じて前記被駆動部分の公転半径の大きさが変
   化することにより、 前記被駆動部分は、前記弁手段が開弁した時には、前記
   流体圧縮ポケットへ吸入される流体の吸入圧が上昇し
   て、前記テーパピンが前記円錐形内面に対して軸方向の
   一方向に移動することにより公転半径が増大して、前記
   流体圧縮ポケットのシール箇所が閉じることにより流体
   の有効な圧縮作用をする一方、 前記弁手段が閉弁した時には、前記流体圧縮ポケットへ
   吸入される流体の吸入圧が低下して前記テーパピンが前
   記円錐形内面に対して軸方向の他方向に移動することに
   より公転半径が減少して、前記流体圧縮ポケットのシー
   ル箇所が開くことにより前記流体圧縮ポケットにおける
   流体の圧縮作用を無効とする空転状態となるように構成
   されていることを特徴とする容積型圧縮機。
2. 【請求項２】 原動機によって常時回転駆動される駆動
   軸と、 前記駆動軸の軸線に対して偏心して支持されると共に前
   記駆動軸から駆動されることによって公転して固定部分
   との間に形成される流体圧縮ポケットによって 流体を圧
   縮する被駆動部分と、 前記被駆動部分の自転を阻止すると共に公転と公転半径
   の変化を許容する自転防止機構と、 前記駆動軸と前記被駆動部分とを連結して前記被駆動部
   分の公転半径が変化し得る状態においてトルクを伝達す
   ることにより前記被駆動部分を公転させるクランク機構
   と、 前記流体圧縮ポケットへ吸入される流体の吸入通路を開
   閉することができる弁手段とを備えており、 しかも、前記クランク機構が、前記駆動軸の一部に形成
   された軸方向の穴の中を摺動することができる軸方向の
   基部と該基部に対して屈曲した先端側の傾斜部を備えて
   いる駆動ピンと、前記駆動ピンの先端側の前記傾斜部に
   摺動可能に係合する傾斜孔を有すると共に前記可動スク
   ロール部材を回転可能に支持するブッシュとを含んでい
   て、前記駆動ピンがその一端側に前記流体圧縮ポケット
   へ吸入される流体の吸入圧を受けると共に、他端側に前
   記流体圧縮ポケットによって圧縮された流体の吐出圧を
   受けることにより、吸入圧と吐出圧との差圧によって軸
   方向に移動する程度に応じて、前記駆動軸に対する前記
   ブッシュの偏心量と前記被駆動部分の公転半径の大きさ
   が変化することにより、 前記被駆動部分は、前記弁手段が開弁した時には、前記
   流体圧縮ポケットによって圧縮される流体の吐出圧が上
   昇して、前記駆動ピンの基部が前記駆動軸に形成された
   軸方向の穴の中を摺動して軸方向の一方向に移動するこ
   とにより公転半径が増大して、前記流体圧縮ポケットの
   シール箇所が閉じることにより流体の有効な圧縮作用を
   する一方、 前記弁手段が閉弁した時には、前記流体圧縮ポケットに
   よって圧縮される流体の吐出圧が低下して前記駆動ピン
   の基部が軸方向の他方向に移動することにより公転半径
   が減少して、前記流体圧縮ポケットのシール箇所が開く
   ことにより前記流体圧縮ポケットにおける流体の圧縮作
   用を無効とする空転状態となるように構成されている こ
   とを特徴とする容積型圧縮機。
3. 【請求項３】 前記固定部分が固定スクロール部材であ
   り、前記被駆動部分が可動スクロール部材である請求項
   １又は請求項２記載の容積型圧縮機。