JPH10184568A

JPH10184568A - スクロール圧縮機及びその背圧室圧力制御弁

Info

Publication number: JPH10184568A
Application number: JP35024996A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Itahana; 勉板鼻; Takahide Ito; 隆英伊藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、背圧室圧力をきめ細かく制御
することのできるスクロール圧縮機及びその背圧室圧力
制御弁を提供する。【解決手段】弁本体と、同弁本体内に３位置に移動可
能に設けられた弁体と、同弁体を３位置に移動させるた
めの駆動機構と、上記弁体に設けられた設定容積を持つ
空洞部と、上記弁本体に設けられ上記弁体が３位置に移
動したとき上記空洞部とそれぞれ別個に連通状態となる
３つの異なる圧力の接続口とを備え、上記弁体の移動に
より、上記空洞部を上記接続口の何れかに接続した後、
隣の他の接続口に切り替え接続することにより、１回の
切り替え移動毎に、上記弁体空洞部の容積に相当する量
のガスを移動させ、給気及び排気を行なうことを特徴と
するスクロール圧縮機の背圧室圧力制御弁である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮比の変化によ
る非旋回スクロールと旋回スクロール間のスラスト力の
変化に対応し、ラップ先端隙間を適正値に保つよう背圧
を制御したスクロール圧縮機、特に背圧を圧縮比の変化
に対応し変化させるスクロール圧縮機およびその背圧室
圧力制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来技術の第１の例の図であり、
特開平３−２５８９８５号に開示されているスクロール
圧縮機の縦断面および背圧制御系統の図である。図にお
いて、密閉ハウジング１内の上方には、圧縮機構部２
が、下方には電動機３がそれぞれ配設され、また、密閉
ハウジング１の底部には、潤滑油溜り４が形成されてい
る。圧縮機構部２は端板上にうず巻き状のラップ５ａを
もつ非旋回スクロール５と、同じく端板上にうず巻き状
のラップ６ａをもつ旋回スクロール６のラップ同士を組
み合わせた構成となっている。また、旋回スクロール６
とフレーム７との間には、旋回スクロール６の自転を防
止するオルダムリング８が設けられている。電動機３は
シャフト９を介して旋回スクロール６を旋回運動させる
ようになっている。シャフト９はフレーム７に設けられ
た主軸受１０と下部軸受１１とで支持され、その偏心ピ
ンは、旋回スクロール背面に設けられた旋回軸受１２に
嵌合されている。

【０００３】シャフト９内には主軸受１０、下部軸受１
１及び旋回軸受１２へ潤滑油を導く給油通路１３が設け
られ、かつ、シャフト９の軸端には油溜り４の潤滑油を
吸い上げて、給油通路１３へ送り込む給油装置が設けら
れている。

【０００４】このスクロール圧縮機において、電動機３
によりシャフト９を介して旋回スクロール６が旋回駆動
されると、吸入配管１４より吸入口１５を通って吸入さ
れた冷媒ガスは、固定スクロール５と旋回スクロール６
との作用で圧縮される。この時、圧縮過程中の圧縮室か
ら冷媒ガスの一部が連絡孔１６を通り、背圧室１７に流
入する。このため、背圧室の圧力は吸入圧力と吐出圧力
の中間の圧力となり、旋回スクロール６を非旋回スクロ
ール５に押し付ける。

【０００５】圧縮された冷媒ガスは非旋回スクロール５
の上部中心にある吐出ポート１８より吐出され、フレー
ム７の外周部に設けられた軸方向（上下方向）の溝で構
成された通路１９を通過し、電動機３を冷却し、吐出口
２０を経て吐出配管２１に流出する。吸入配管１４及び
吐出配管２１には、おのおのの圧力（吸入圧力、吐出圧
力）を電流又は電圧に変換する圧力素子である吸入セン
サ２２及び吐出センサ２３があり、集積回路２４と電送
線２５によって電気的に接続されている。

【０００６】集積回路２４では、吸入センサ２２及び吐
出センサ２３より送られた電気的信号より、それらの吸
入圧力及び吐出圧力に対する、背圧室１７内の最適圧力
を演算する。一方、集積回路２４は吸入圧力及び吐出圧
力及び、連絡孔１６の位置等により、背圧室１７内の実
際の圧力を演算する。一方、背圧室１７と吐出配管２１
とを接続するバイパス管２７があり、そのバイパス管２
７には、液体力学的抵抗手段（本例ではキャピラリ管２
８）及び電磁弁２６が設けられている。

【０００７】集積回路２４が演算した実際の圧力が最適
圧力より、ある一定レベル以上に低くなった時、集積回
路２４は、電磁弁２６を開け、吐出配管２１と背圧室１
７を連通させる。それによって、吐出配管２１内の冷媒
ガスの一部が背圧室１７内に流入する。このため、背圧
室１７内の圧力は、キャピラリ２８の長さ及び内径に見
合った圧力上昇を生じ、最適圧力に近づき、旋回スクロ
ール６に対する、スクロール内の圧縮過程中のガスの押
し下げ力と、背圧室１７内のガスによる押し上げ力が釣
り合い、旋回スクロール６が非旋回スクロール５より離
脱することなく運転される。

【０００８】即ち、本例は、旋回スクロールの端板に両
スクロールによって形成される圧縮室と旋回スクロール
の背圧室１７とを連絡する連絡孔１６を設け、さらに背
圧室１７と吐出配管２１とを電磁弁及び抵抗手段を介し
た経路で連絡し、ある所定の吸入圧力、吐出圧力のいず
れかあるいは両方を感知して電磁弁を開き、背圧室１７
の圧力を吐出圧力に比例して大きくする手段を設けたも
のである。

【０００９】図７は従来技術の第２の例の図であり、特
公平７−５６３０８号に開示されている車両用クラッチ
駆動ユニットのアクチュエータ部の制御系統図である。
これはスクロール圧縮機に関するものではないが、圧力
制御に利用可能な技術を含んでいるので引用した。

【００１０】図において、このアクチュエータ部は、圧
縮性流体である空気が圧縮状態で蓄えられている圧力源
３１と、流体圧シリンダ３２と、第１及び第２常閉電磁
弁３３，３４を含んで成る圧力調節装置３５とから成っ
ている。流体圧シリンダ３２は、シリンダチューブ３２
ａ内に収納されたピストン３６を有し、同ピストン３６
はばね３７により矢印Ｘ方向にばね付勢されている。シ
リンダチューブ３２ａの室３８は圧力調節装置３５に連
結されており、第１常閉電磁弁３３のみが開かれること
により圧力源３１からの圧縮空気が室３８に供給され
る。このようにして室３８内の圧力が上昇しピストン３
６がばね３７の力に抗して矢印Ｙ方向に移動させられる
と、その作動桿３９に連結されるクラッチリリースレバ
ーが操作され、クラッチを切り離す方向にクラッチの操
作が行なわれる。一方、第２常閉電磁弁３４のみが開か
れると、室３８は大気圧に開放され、ピストン３６は矢
印Ｘ方向に移動し、クラッチを接続する方向にクラッチ
の操作が行なわれる。これらの電磁弁３３，３４の開閉
制御は、各励磁コイル３３ａ，３４ａに印加されるパル
ス信号に応答して行なわれる。すなわち、駆動信号は、
第１常閉電磁弁３３の開閉制御のための第１パルス信号
Ｐａと、第２常閉電磁弁３４の開閉制御のための第２パ
ルス信号Ｐｂとから成り、クラッチを切り離し状態とす
る場合には、第１パルス信号Ｐａを励磁コイル３３ａに
印加し、これにより第１パルス信号Ｐａの波形に応じた
パターンで第１常閉電磁弁３３を開閉し、圧縮空気圧を
間歇的に室３８内に入れる。一方、クラッチを接続状態
とする場合には、第２パルス信号Ｐｂを励磁コイル３４
ａに印加し、これにより第２パルス信号Ｐｂの波形に応
じたパターンで第２常閉電磁弁３４を開閉し、室３８内
の圧力を間歇的に抜く動作が行なわれる。

【００１１】即ち、本例は、圧縮性流体を用いたアクチ
ュエータとして、圧力源からの流体供給用電磁弁と、被
制御空間からの流体排出用電磁弁の、各々の開閉時間の
制御を行うものである。

【００１２】従来技術の第３の例が実開平５−１４５７
９号に開示されている。これは、固定スクロールまたは
旋回スクロールを、その何れかの背面側に形成された背
圧室内に導入された流体の圧力により、他方のスクロー
ルに向って押付けるようにしたスクロール圧縮機におい
て、背圧室内の圧力変動を抑制し、かつ運転条件の変化
にかかわらず常に最適の背圧荷重を維持し、高効率運転
を可能にするために、固定スクロールと旋回スクロール
との接触面に荷重センサを設け、さらに同センサにより
検出された接触面の荷重が効率最適ゾーンに入るように
背圧室圧力をコントロールする弁を設けたものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来例では
次の欠点がある。（１）吐出圧力部から背圧室へ供給された冷媒は両スク
ロールによって形成される密閉空間へ流入し、圧縮され
たうえで吐出されるため、消費動力が増加し効率が低下
する。（２）背圧室の圧力は非旋回スクロールと旋回スクロー
ルによって形成される複数の密閉空間ごとの圧力と面積
により発生するスラスト力の総和に等しい力を背圧室面
積に作用し、発生するのに必要な圧力が望ましい。しか
し、背圧室へ供給される冷媒の圧力は予め設定された抵
抗手段の特性と背圧室とスクロールによって形成される
密閉空間を結ぶ連絡孔の抵抗により決定されるが第１の
支配項は吐出圧力である。また、吐出圧力は主に外気温
度によって決定され、吸入圧力は蒸発器温度によって決
定されるため吸入圧力と吐出圧力はおのおの独立して変
化する。前記のスクロールによって発生するスラスト力
は吸入圧力と吐出圧力との関数である。このように、背
圧室圧力の必要とされる圧力と実際の供給圧力に違いが
あるためラップ先端隙間の制御等が不完全となる。

【００１４】上記第２の従来例をスクロール圧縮機に適
用した場合には、被制御空間としての背圧室の容積が極
めて小さいので、供給側電磁弁または排出側電磁弁の動
作による被制御空間圧力の応答が大きく供給圧力と排出
圧力の中間の任意圧力を作りだすことが出来ないという
欠点がある。

【００１５】上記第３の従来例では、両スクロールの端
板の接触面の荷重センサ設置部の構造が複雑になるとい
う欠点がある。なお、この例を開示している文献には、
弁の構造は示されていない。

【００１６】本発明は上述した技術の問題点を解決する
ことにより、簡単な構成でありながら効率が良く、背圧
室圧力をきめ細かく制御することのできるスクロール圧
縮機及びその背圧室制御弁を提供することを目的とする
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、次の特徴を有するスクロール圧縮
機、及びその背圧室圧力制御弁に関するものである。

【００１８】（１）対をなす非旋回スクロールと旋回
スクロールとを噛み合わせ、旋回スクロールを公転旋回
駆動することにより、両スクロール間に形成される圧縮
室の容積を順次減少させ、ガスを圧縮するスクロール圧
縮機において、少なくとも上記一方のスクロールの背面
に吸入圧力と吐出圧力との中間圧力を印加して、そのス
クロールを他方のスクロールに向けて軸方向に押圧する
背圧室を形成すると共に、同背圧室内に印加する中間圧
力を吸入圧力と吐出圧力との圧力比の関数で決まる目標
値に制御する圧力制御手段を備えたことを特徴とするス
クロール圧縮機。

【００１９】（２）上記圧力制御手段を、吸入圧力と
吐出圧力とを検出してその圧力比を演算すると共に、同
圧力比に基づいて所定の関数から上記目標値を演算し、
上記背圧室の圧力と比較のうえ制御信号を出力するコン
トローラと、同コントローラからの出力信号を受け上記
背圧室内に吐出ガスを設定量ずつ供給するか又は同背圧
室内のガスを設定量ずつ吸入側に排出して、上記背圧室
内の圧力を上記目標値へ近づける制御弁とで構成したこ
とを特徴とする上記（１）項に記載のスクロール圧縮
機。

【００２０】（３）上記制御弁を、３位置に移動可能
な弁体と、同弁体に設けられた設定容積の空洞部とを備
えて構成し、同空洞部を上記弁体の移動により、上記背
圧室、吸入側、及び吐出側に切替え接続し、１回の移動
毎に、上記空洞部の容積に相当する量のガスを上記背圧
室に給気し、或いは上記背圧室から排気することを特徴
とする上記（２）項に記載のスクロール圧縮機。

【００２１】（４）弁本体と、同弁本体内に３位置に
移動可能に設けられた弁体と、同弁体を３位置に移動さ
せるための駆動機構と、上記弁体に設けられた設定容積
を持つ空洞部と、上記弁本体に設けられ上記弁体が３位
置に移動したとき上記空洞部とそれぞれ別個に連通状態
となる３つの異なる圧力の接続口とを備え、上記弁体の
移動により、上記空洞部を上記接続口の何れかに接続し
た後、隣の他の接続口に切り替え接続することにより、
１回の切り替え移動毎に、上記弁体空洞部の容積に相当
する量のガスを移動させ、給気及び排気を行なうことを
特徴とするスクロール圧縮機の背圧室圧力制御弁。

【００２２】（５）上記駆動機構を一対の電磁コイル
とし、同一対の電磁コイルへの通電・非通電によって、
スライド移動可能な磁性材からなるキャリアに上記弁体
を保持させ、同弁体を上記電磁コイルへの通電制御によ
って３位置にスライド移動可能としたことを特徴とする
上記（４）項に記載のスクロール圧縮機の背圧室圧力制
御弁。

【００２３】（６）上記駆動機構をステッピングモー
タとし、上記弁体を同ステッピングモータの回転軸に取
り付け、同弁体を上記ステッピングモータの回転制御に
より３位置に回転移動可能としたことを特徴とする上記
（４）項に記載のスクロール圧縮機の背圧室圧力制御
弁。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態に係
る密閉スクロール圧縮機の要部縦断面図であり、背圧制
御系統図である。先ず、圧縮機部の構成について述べ
る。図において、４１は密閉ハウジング、４２は同ハウ
ジングの側部に設けられている吸入口、４３はハウジン
グの頂部に設けられているデイスチャージカバー、４４
は同カバーに設けられている吐出口、４５はハウジング
に固定保持されているフレームである。５１は非旋回ス
クロール、５２はその端板、５３は同端板に設けられて
いる渦巻状ラップ、５４は前記端板に設けられている吐
出ポートである。６１は旋回スクロール、６２はその端
板、６３は同端板に設けられている渦巻状ラップ、６４
は同端板に設けられているボスである。上記両スクロー
ルの渦巻状ラップは互に噛み合って内部に圧縮室６５を
形成する。７１はシャフト、７２はフレームに設けられ
ている上部軸受であり、図示していない下部軸受と共に
シャフト７１を回転可能に支持している。前記シャフト
は図示していない電動モータによって駆動される。７３
は前記シャフトの先端部に設けられている偏心ピン、７
４は前記旋回軸受のボス６４に設けられ、偏心ピンが嵌
装されている旋回軸受、７５はフレーム４５に設けら
れ、前記旋回スクロールのスラストを受けるスラスト軸
受、７６は前記フレームと旋回スクロールとの間に設け
られ、旋回スクロールの自転を阻止し公転を許容するオ
ルダムリングである。８１はフレームに設けられ前記非
旋回スクロールを浮動支持する浮動支持部、８２は非旋
回スクロール５１とデイスチャージカバー４３との間に
設けられている背圧室、８３は背圧室に圧力を供給する
ためにデイスチャージカバーに設けられている背圧室連
通孔である。

【００２５】この圧縮機においては、シャフト７１の回
転により偏心ピン７３とオルダムリング７６の作用によ
って旋回スクロールを公転旋回させる。冷媒ガスは吸入
口４２から吸入され、図示していない通路を経て両スク
ロール噛み合い部の外周から圧縮室へ入り、圧縮室の内
方移動によって圧縮され、吐出ポート５４、吐出口４４
を経て外部へ吐出される。冷媒の圧縮過程において、圧
縮された冷媒ガスの圧力によって非旋回スクロールと旋
回スクロールとは互に離れる方向に移動し、圧縮効率を
低下させる。これを防止するために外部から背圧室連通
孔８３を経て背圧室８２へガス圧を供給し、浮動支持さ
れている非旋回スクロールを旋回スクロールへ押し付け
る。

【００２６】次に背圧室圧力制御系の構成について述べ
る。図１において、１００は背圧制御弁、１０１は吐出
口４４に連る吐出配管、１０２は吸入口４２に連る吸入
配管、１０３は吐出配管１０１と制御弁１００とを結ぶ
供給管、１０４は吸入配管１０２と制御弁１００とを結
ぶ排出管、１０５は背圧室８２に連る背圧室連通孔８３
と制御弁１００とを結ぶ背圧管、１１０はコントロー
ラ、１１１は吐出管１０１に連る吐出圧力検出手段、１
１２は吸入配管１０２に連る吸入圧力検出手段、１１３
は背圧管１０５に連る背圧室圧力検出手段、１１４はコ
ントローラ１１０から制御弁１００へ指令信号を送る制
御信号出力手段である。

【００２７】本制御系は、吐出圧力検出手段１１１で検
出された吐出圧力と吸入圧力検出手段１１２で検出され
た吸入圧力との中間圧力を、吐出配管と吸入配管とに連
る背圧制御弁１００を介して背圧室８２へ供給し、浮動
支持されている非旋回スクロール５１を旋回スクロール
６１の方へ押し付けるものである。背圧室に印加する中
間圧力の目標値は、吐出圧力と吸入圧力との圧力比の関
数として、コントローラ１１０で演算し、背圧室の実際
の圧力がこの目標値に達しているかどうかを背圧室圧力
検出手段１１３で検出して目標値に一致するようコント
ローラ１１０によって制御するものである。

【００２８】図２は上記背圧制御弁１００の第１の形態
の二面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は水平断面
図である。これは３位置切り替え電磁弁である。図にお
いて１０３は前述の供給管、１０４は排出管、１０５は
背圧管である。２０１は供給弁の筒体、２０２は前記供
給管１０３に連る筒体２０１の蓋、２０３は弁ポートで
あり、その内周縁は弁座となっている。２０４はボール
弁、２０５はボール弁を弁座に押し付けるばねである。
以上の各部によって供給弁２０６が構成されている。供
給弁２０６と対称の位置に、対称な形の排出弁２０６’
が構成されている。排出弁２０６’は供給弁２０６の各
部と対応する筒体２０１’、蓋２０２’、弁ポート２０
３’、ボール弁２０４’ばね２０５’から構成されてい
る。

【００２９】２１１は上記両側の筒体２０１，２０１’
を連結するシリンダ、２１２は同シリンダの内面の下側
に固定されているベースである。２１３はベースの中央
に設けられている貫通孔であり、その下端は前記背圧管
１０５に連通している。図（ｂ）に示されている２１
４，２１４’は貫通孔２１３を挟んで対称な位置に設け
てある溝であり、その両端はシリンダ２１１の内部空間
に開口している。２２１はシリンダ２１１の内部で軸方
向に移動できるようにゆるやかに嵌装されているキャリ
ヤであり、磁性材料で作られている。２２２は同キャリ
ヤの凹部にゆるやかに嵌装されているスライド弁、２２
３は同スライド弁をベース２１２の方へ押し付ける作用
を持つ押さえばね、２２４はスライド弁２２２の中央に
設けられている空洞、２２５，２２５’はキャリヤ２２
１の両側に設けてあるロッド、２２６，２２６’はキャ
リヤ２２１と左右の筒体２０１，２０１’との間に設け
てある平衡ばねである。後述の電磁コイル非通電時に
は、この平衡ばねによってキャリヤ２２１はその左右の
力が平衡し、シリンダ２１１内で中央に位置を占め、空
洞２２４とベースの貫通孔２１３とが対向する。２２７
はシリンダ内に形成されている中央弁室である。これ
は、両側の弁ポート２０３と２０３’とで両端が限界さ
れる空間である。図においてベースおよびキャリヤの左
右の空間はベース２１２およびキャリヤ２２１の側部で
連通しているので、ベースおよびキャリヤの左右の空間
は一体の中央弁室２２７となっている。前記のキャリヤ
２２１はこの中央弁室２２７内に緩やかに嵌装されてい
るので、中央弁室内で図の左右方向に移動可能である。
また溝２１４，２１４’のそれぞれの両端は常時中央弁
室内空間に開口している。２３１，２３１’はシリンダ
側部に設けてある一対の電磁コイルである。

【００３０】この３位置切り替え電磁弁において、上記
２個の電磁コイルは、通電されないか、又は通電される
場合は常に片側だけ選択的に通電される。これによっ
て、この電磁弁は３通りの状態をとることが出来る。

【００３１】（１）非通電：図２は電磁コイルの非通
電状態を示している。キャリヤ２２１は平衡ばね２２
６，２２６’の作用によって中央弁室２２７の中央に位
置し、スライド弁２２２の空洞２２４とベース２１２の
貫通孔２１３とは連通している。貫通孔２１３はスクロ
ール圧縮機の背圧室８２に連通している孔である。

【００３２】（２）図２の右側電磁コイル２３１への
通電：この時は、シリンダ２１１とキャリヤ２２１との
間のギャップに磁力が作用し、キャリヤが図の右方向に
移動し、スライド弁２２２の空洞２２４がベース２１２
の溝２１４と重なった位置で停止する。この時、ロッド
２２５によりボール弁２０４が右方に押されて弁座から
離れ、弁ポート２０３が開く。これによって中央弁室２
２７は吐出配管１０１（図１）と連通し、中央弁室２２
７の圧力は吐出圧力（高圧）となり、スライド弁の空洞
２２４の圧力は溝２１４を介して吐出圧力（高圧）とな
る。この時、背圧室８２（図１）に連る貫通孔２１３は
スライド弁２２２によって封鎖されている。

【００３３】（３）図２の左側電磁コイル２３１’へ
の通電：この時は、シリンダ２１１とキャリヤとの間の
ギャップに磁力が作用し、キャリヤ２２１が図の左方向
に移動し、スライド弁２２２の空洞２２４がベース２１
２の溝２１４’と重なった位置で停止する。この時、ロ
ッド２２５’によりボール弁２０４’が左方に押されて
弁座から離れ、弁ポート２０３’が開く。これによって
中央弁室２２７は吸入配管１０２（図１）と連通し、中
央弁室２２７の圧力は吸入圧力（低圧）となり、スライ
ド弁の空洞２２４の圧力は溝２１４’を介して吸入圧力
（低圧）となる。この時背圧室８２（図１）に連る貫通
孔２１３はスライド弁２２２によって封鎖されている。

【００３４】以上の３種類の動作によって、空洞２２４
は非通電時は背圧室と連通し、電磁コイル２３１通電時
は吐出配管と、電磁コイル２３１’通電時には吸入配管
と連通する。この動作を隣合う二つの静止位置の間で行
うことによって、背圧室へ吐出圧力の冷媒を空洞２２４
の容積分供給して加圧したり、空洞２２４の容積分の背
圧室圧力の冷媒を背圧室から排出して減圧することが可
能である。この操作を繰り返し行うことによって、冷媒
を少量づつ背圧室に供給し或いは背圧室から排出して、
背圧室圧力を吐出圧力と吸入圧力の間の任意の圧力にす
ることができる。

【００３５】図３は上記背圧制御装置の機能ブロック図
である。吐出圧力検出手段１１１によって吐出圧力Ｐｄ
を、吸入圧力検出手段１１２によって吸入圧力Ｐｓを検
出し、コントローラ１１０内で圧力比φ＝Ｐｄ／Ｐｓお
よび背圧室目標値Ｐｍo ＝ｆ（φ）を算出してこれを記
憶し、この記憶したＰｍo と、背圧室圧力検出手段１１
３によって検出した背圧室の実際の値Ｐｍとを比較し、
背圧室の実際の圧力Ｐｍが目標値Ｐｍo に近づくように
制御信号出力手段１１４を介して背圧制御弁１００へ制
御信号を出す。弁駆動手段は電磁コイル２３１，２３
１’である。上記背圧室圧力の目標値Ｐｍo は、圧力比
φに関する上に凸の２次関数；Ｐｍo ＝ａφ²＋ｂφ＋ｃ，ａ＜０で与えられるものである。

【００３６】図４は上記機能によって行われる制御のフ
ローチャートである。吐出圧力Ｐｄ及びＰｓの検出、圧
力比φの演算、背圧室圧力の目標値Ｐｍo の演算が行わ
れ、背圧室の圧力Ｐｍが検出され、その差ΔＰｍ＝Ｐｍ
−Ｐｍo が求められる。ΔＰｍが所定誤差εより大き
く、且つ正（実際値が目標値より大）である時は、背圧
制御弁を排出側に駆動する。ΔＰｍが所定誤差εより大
きく、且つ負（実際値が目標値より小）である時は、背
圧制御弁を供給側に駆動する。上記各場合共、背圧室圧
力Ｐｍの検出を行い、背圧室圧力が目標値の誤差内に収
まる（｜ΔＰｍ｜≦ε）まで繰り返す。背圧室圧力が目
標値の誤差内に収まった場合には、圧縮機の吐出圧力Ｐ
ｄ、吸入圧力Ｐｓの変動に備えてフローチャートの最初
に戻って上記のプロセスを繰り返す。

【００３７】図５は上記実施例（図１）における背圧制
御弁１００の第２の形態の二面図であり、（ａ）は縦断
面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。この制御
弁は３位置切り替えステッピングモータ駆動式の電動弁
である。図において、上半部は駆動モータ部、下半部は
弁部である。

【００３８】上半部の駆動モータ部において、３０１は
モータ部容器、３０２はモータのステータ、３０３はモ
ータのロータ、３０４はシャフト、３０５はシャフトを
支えるボール軸受、３０６はモータに電流を供給する電
線である。これらのものによって駆動モータ部が構成さ
れている。

【００３９】下半部の弁部において、３１１は弁部の容
器、３１２は弁部容器下部に接続されている供給管１０
３であり、その他端は吐出配管１０１（図１）に連通し
ている。１０５は背圧室８２（図１）に連通する背圧管
である。図（ａ）には示されていないが、図（ｂ）には
供給管１０３と背圧管１０５と共に、点線で排出管１０
４の接続位置も示されている。供給管１０３、排出管１
０４、背圧管１０５は、それぞれ弁部容器底面の連通孔
１０３’，１０４’，１０５’によって弁部容器内部へ
開口している。図（ａ）において、３１２は弁部容器内
部に設けてあるデイスクである。このデイスクはモータ
のシャフト３０４に接続され駆動される。３１３は弁部
容器内底面の中央に固定されているピボットであり、デ
イスク３１２の下面の凹穴に挿入され、デイスクの回転
中心を保持している。３１４は弁部容器内底面の外周近
くに固定されているストッパであり、図（ｂ）に示され
ている切欠き３１５に係合して、デイスク３１２の回転
を規制する。図（ｂ）において、デイスク３１２には、
前述のモータへの非通電状態において背圧管連通孔１０
５’に対応する位置に空洞３１６が設けてある。

【００４０】ステッピングモータは極数で限定された角
度を単位として、供給されたパルス状電圧の数だけ回転
するものである。シャフト３０４はこの回転角に対応す
る角度を回動するので、デイスク３１２も同じ角度だけ
回動する。またステッピングモータに供給するパルス状
電圧の位相差の正逆を変えることによって回転方向を正
逆変更することができる。これらの機能を利用して、デ
イスク下面の空洞３１６を供給管連通孔１０３’、排出
管連通孔１０４’背圧管連通孔１０５’のいずれかに対
応させることができる。この操作によって、前述の第１
の例の場合と同じく、背圧室８２内の冷媒を増減させ、
背圧室の圧力を適切に制御することができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明においてはコントローラによって
各部分の圧力を検出しながら制御される３位置切り替え
電磁弁や３位置切り替え電動弁によって、予め規定され
た小さな空洞の移動により背圧室に吐出圧力の冷媒を供
給し、または同量の背圧室圧力の冷媒を排出するので、
背圧室圧力を任意に制御し、旋回スクロールと非旋回ス
クロールのラップの隙間を適正に保ち、スクロール圧縮
機を良好な状態で運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係るスクロール圧縮機
の縦断面図と背圧室圧力制御系統図。

【図２】上記実施形態における背圧室圧力制御弁とその
駆動部の第１の形態を示す図であり、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は水平断面図。

【図３】上記実施形態における機能ブロック図。

【図４】上記実施形態における制御フローチャート

【図５】上記実施形態における背圧室圧力制御弁とその
駆動部の第２の形態を示す図であり、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。

【図６】従来技術の第１の例の図であり、スクロール圧
縮機の縦断面図と背圧室圧力制御系統図。

【図７】従来技術の第２の例の図であり、車両用クラッ
チ駆動ユニットのアクチュエータ部の制御系統図。

【符号の説明】

４１ハウジング４２吸入口４３デイスチャージカバー４４吐出口４５フレーム５１非旋回スクロール５２端板５３渦巻状ラップ６１旋回スクロール６２端板６３渦巻状ラップ６４ボス６５圧縮室８１浮動支持部８２背圧室８３背圧室連通孔１００背圧制御弁１０１吐出配管１０２吸入配管１０３供給管１０３’ 供給管連通孔１０４排出管１０４’ 排出管連通孔１０５背圧管１０５’ 背圧管連通孔１１０制御装置（コントローラ）１１１吐出圧力検出手段１１２吸入圧力検出手段１１３背圧室圧力検出手段１１４制御信号出力手段２０１，２０１’ 筒体２０２，２０２’ 蓋２０３，２０３’ 弁ポート２０４，２０４’ ボール弁２０５，２０５’ ばね２１１シリンダ２１２ベース２１３貫通孔２１４，２１４’ 溝２２１キャリヤ２２２スライド弁２２３押さえばね２２４空洞２２５，２２５’ ロッド２２６，２２６’ 平衡ばね２２７中央弁室３０１モータ部容器３０２ステータ３０３ロータ３０４シャフト３０５ボール軸受３０６電線３１１弁部容器３１２デイスク３１３ピボット３１４ストッパ３１５切欠き３１６空洞

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対をなす非旋回スクロールと旋回スクロ
ールとを噛み合わせ、旋回スクロールを公転旋回駆動す
ることにより、両スクロール間に形成される圧縮室の容
積を順次減少させ、ガスを圧縮するスクロール圧縮機に
おいて、少なくとも上記一方のスクロールの背面に吸入
圧力と吐出圧力との中間圧力を印加して、そのスクロー
ルを他方のスクロールに向けて軸方向に押圧する背圧室
を形成すると共に、同背圧室内に印加する中間圧力を吸
入圧力と吐出圧力との圧力比の関数で決まる目標値に制
御する圧力制御手段を備えたことを特徴とするスクロー
ル圧縮機。
【請求項２】上記圧力制御手段を、吸入圧力と吐出圧
力とを検出してその圧力比を演算すると共に、同圧力比
に基づいて所定の関数から上記目標値を演算し、上記背
圧室の圧力と比較のうえ制御信号を出力するコントロー
ラと、同コントローラからの出力信号を受け上記背圧室
内に吐出ガスを設定量ずつ供給するか又は同背圧室内の
ガスを設定量ずつ吸入側に排出して、上記背圧室内の圧
力を上記目標値へ近づける制御弁とで構成したことを特
徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】上記制御弁を、３位置に移動可能な弁体
と、同弁体に設けられた設定容積の空洞部とを備えて構
成し、同空洞部を上記弁体の移動により、上記背圧室、
吸入側、及び吐出側に切替え接続し、１回の移動毎に、
上記空洞部の容積に相当する量のガスを上記背圧室に給
気し、或いは上記背圧室から排気することを特徴とする
請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】弁本体と、同弁本体内に３位置に移動可
能に設けられた弁体と、同弁体を３位置に移動させるた
めの駆動機構と、上記弁体に設けられた設定容積を持つ
空洞部と、上記弁本体に設けられ上記弁体が３位置に移
動したとき上記空洞部とそれぞれ別個に連通状態となる
３つの異なる圧力の接続口とを備え、上記弁体の移動に
より、上記空洞部を上記接続口の何れかに接続した後、
隣の他の接続口に切り替え接続することにより、１回の
切り替え移動毎に、上記弁体空洞部の容積に相当する量
のガスを移動させ、給気及び排気を行なうことを特徴と
するスクロール圧縮機の背圧室圧力制御弁。
【請求項５】上記駆動機構を一対の電磁コイルとし、
同一対の電磁コイルへの通電・非通電によって、スライ
ド移動可能な磁性材からなるキャリアに上記弁体を保持
させ、同弁体を上記電磁コイルへの通電制御によって３
位置にスライド移動可能としたことを特徴とする請求項
４に記載のスクロール圧縮機の背圧室圧力制御弁。
【請求項６】上記駆動機構をステッピングモータと
し、上記弁体を同ステッピングモータの回転軸に取り付
け、同弁体を上記ステッピングモータの回転制御により
３位置に回転移動可能としたことを特徴とする請求項４
に記載のスクロール圧縮機の背圧室圧力制御弁。