(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端板の内面に渦巻状の壁体が設けられていると共に、前記壁体の周りを囲むように前記端板と一体に外壁が設けられており、かつ前記外壁の内外に貫通する一対の流体通路が設けられた固定スクロールを備えるスクロール圧縮機において、
前記流体通路は、その中心線が前記壁体におけるインボリュートの基礎円中心から外れて配置され、かつ、前記壁体がなす圧縮室の吸入口に対して前記流体通路の開口を向けて配置されており、さらに、前記流体通路の側壁面が前記圧縮室の吸入口側に向けて延在して形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】
前記流体通路の対向する側壁面を平行に設ける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】
各前記流体通路の各中心線を平行に設けることを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記壁体の外端部分の接線に対し、前記流体通路の中心線を平行に設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記流体通路の対向する側壁面の間隔を前記外壁の内側に向けて広く形成することを特徴とする請求項１，３，４のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記流体通路の開口幅を前記壁体がなす圧縮室の吸入口の開口幅よりも大きく形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
圧縮される流体として二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールとの渦巻状の壁体同士を位相をずらして互いに組み合わせ、旋回スクロールを公転旋回させることで、各壁体間に形成される一対の圧縮室の容積を漸次減少させて当該圧縮室内の流体の圧縮を行う。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１に記載のスクロール圧縮機は、固定スクロールの壁体の周りを囲むように、当該固定スクロールと一体に外壁が形成されている。このスクロール圧縮機は、外壁の内外に貫通して圧縮室に流体を導入する流体通路が設けられている。流体通路は、外壁に切り欠かれて形成され、各圧縮室に対応して対をなし、渦巻状の壁体におけるインボリュートの基礎円中心を間に置いて対向して設けられている。また、流体通路は、その開口が前記基礎円中心に向いて設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５５１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１に記載のスクロール圧縮機のように、流体通路が外壁に切り欠かれて形成され、基礎円中心を間に対向し、かつ開口が基礎円中心に向いて設けられていると、両流体通路と基礎円中心とが直線状に配置されるため、強度が低下する問題がある。例えば、固定スクロールの外側に設けられた圧力室と圧縮室との圧力差により、両流体通路と基礎円中心とを結ぶ直線を基点として固定スクロールが曲がるおそれがある。この場合、各スクロールの壁体の先端の接触が過剰となってスクロールが損傷したり、各スクロールの壁体の先端の接触が不足して圧縮漏れが発生したりする。圧縮漏れが発生すると圧縮性能が低下する。
【０００６】
しかも、上述した特許文献１に記載のスクロール圧縮機のように、流体通路の開口が基礎円中心に向いて設けられていると、流体は、基礎円中心に向けて導入された後、固定スクロールと旋回スクロールとがなす圧縮室の吸入口に至り流路が曲がってしまうことから、流れ圧損が生じる。流れ圧損が生じると圧縮性能が低下する。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、固定スクロールの強度を向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することのできるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、端板の内面に渦巻状の壁体が設けられていると共に、前記壁体の周りを囲むように前記端板と一体に外壁が設けられており、かつ前記外壁の内外に貫通する一対の流体通路が設けられた固定スクロールを備えるスクロール圧縮機において、前記流体通路は、その中心線が前記壁体におけるインボリュートの基礎円中心から外れて配置され、かつ、前記壁体がなす圧縮室の吸入口に対して前記流体通路の開口を向けて配置されており、さらに、前記流体通路の側壁面が前記圧縮室の吸入口側に向けて延在して形成されていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、流体通路の中心線とは、流体通路の対向する両側壁面間の最も近い（狭い）部分を結ぶ直線の中心を通る法線である。このスクロール圧縮機によれば、流体通路の中心線が、壁体におけるインボリュートの基礎円中心から外れて配置されていることから、流体通路の開口の向きが基礎円中心から外れて形成されている。すなわち、流体通路の向き（流体の流れ方向）は、基礎円中心を間において直線状に配置されていない。このため、流体通路が形成されていない外壁が補強となって固定スクロールが曲がる事態を回避することになる。これにより、損傷や、圧縮漏れが発生することがない。この結果、固定スクロールの強度を向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することができる。
【００１１】
さらに、このスクロール圧縮機によれば、流体通路は、その向き（流体の流れ方向）が、圧縮室の吸入口に向けて形成される。このため、流体は、流体通路の向きに沿って圧縮室の吸入口に向けて流れることから、流れ圧損が低減される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することができる。
【００１２】
また、本発明のスクロール圧縮機は、前記流体通路の対向する側壁面を平行に設けることを特徴とする。
【００１３】
このスクロール圧縮機によれば、流体通路に対して流体が円滑に流れ、流れ圧損が低減される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することができる。
【００１４】
また、本発明のスクロール圧縮機は、各前記流体通路の各中心線を平行に設けることを特徴とする。
【００１５】
このスクロール圧縮機によれば、各流体通路の開口の向きが互いに外れて形成され、流体通路の向き（流体の流れ方向）は、基礎円中心を間において直線状に配置されていない。このため、流体通路が形成されていない外壁が補強となって固定スクロールが曲がる事態をより回避することになる。これにより、損傷や、圧縮漏れが発生することがない。この結果、固定スクロールの強度をより向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明のスクロール圧縮機は、前記壁体の外端部分の接線に対し、前記流体通路の中心線を平行に設けることを特徴とする。
【００１７】
このスクロール圧縮機によれば、流体通路は、その向き（流体の流れ方向）が、圧縮室の吸入口に向けて直線状に形成される。このため、流体は、流体通路の向きに沿って圧縮室の吸入口に向けて直線状に流れることから、流れ圧損が最も低減される。この結果、圧縮性能の低下を最も抑制することができる。
【００１８】
また、本発明のスクロール圧縮機は、前記流体通路の対向する側壁面の間隔を前記外壁の内側に向けて広く形成することを特徴とする。
【００１９】
このスクロール圧縮機によれば、流体通路を通過した直後の流体の抵抗が低減されることから、流れ圧損が低減される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することができる。
【００２０】
また、本発明のスクロール圧縮機は、前記流体通路の開口幅を前記壁体がなす圧縮室の吸入口の開口幅よりも大きく形成することを特徴とする。
【００２１】
このスクロール圧縮機によれば、流体が吸入口に確実に導入されるため、圧縮性能の低下をより抑制することができる。
【００２２】
また、本発明のスクロール圧縮機は、圧縮される流体として二酸化炭素を用いることを特徴とする。
【００２３】
二酸化炭素は、フロン系の冷媒に対して環境への影響が少ないことから好ましい。しかも、二酸化炭素は、フロン系の冷媒に対しておよそ３倍の圧力となることから、固定スクロールの強度を向上することが必要であり、このスクロール圧縮機に好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、固定スクロールの強度を向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の概略断面図である。
【図２】図２は、図１におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＩ−Ｉ断面図であって他の実施の形態を示す図である。
【図４】図４は、図１におけるＩ−Ｉ断面図であって他の実施の形態を示す図である。
【図５】図５は、図１におけるＩ−Ｉ断面図であって他の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の概略断面図である。スクロール圧縮機１は、図１に示すように、ハウジング２と、固定スクロール３と、旋回スクロール４と、回転軸５と、を備えている。
【００２８】
ハウジング２は、図１に示すように、内部に固定スクロール３や旋回スクロール４などが配置される密封容器である。ハウジング２には、ディスチャージカバー７と、吸入管（図示せず）と、吐出管８と、フレーム９と、が設けられている。ディスチャージカバー７は、ハウジング２内を高圧室ＨＲと低圧室ＬＲとに分離するものである。吸入管は、外部から流体を低圧室ＬＲに導くものである。吐出管８は、高圧室ＨＲから流体を外部へ導くものである。フレーム９は、固定スクロール３および旋回スクロール４を支持するものである。
【００２９】
回転軸５は、図１に示すように、ハウジング２内の下方に設けられたモータ（図示せず）の回転駆動力を旋回スクロール４に伝達するものである。回転軸５は、ハウジング２内に略垂直に支持されていると共に、回転可能に支持されている。回転軸５の上側の端部には、旋回スクロール４を公転旋回駆動する偏心ピン５ａが設けられている。偏心ピン５ａは、回転軸５の端面において、回転軸５の回転中心から、旋回スクロール４の旋回公転半径ｒだけ偏心した位置に、上記端面から上方へ延びる円柱部である。
【００３０】
固定スクロール３および旋回スクロール４は、図１に示すように、ハウジング２の低圧室ＬＲに流入した流体を圧縮して、高圧室ＨＲに吐出するものである。固定スクロール３は、ハウジング２内にてフレーム９に固定されており、固定側端板３１の内面（図１における下面）に、渦巻状の固定側壁体３２が形成されている。固定側端板３１は、その中央部に吐出孔３３が形成されている。この吐出孔３３は、ディスチャージカバー７に設けられた開孔７ａと連通し、当該ディスチャージカバー７に設けられた吐出リード弁Ｖにより開孔７ａと共に開閉される。
【００３１】
旋回スクロール４は、固定側端板３１の内面に対面する可動側端板４１の内面（図１における上面）に、渦巻状の可動側壁体４２が形成されている。そして、旋回スクロール４の可動側壁体４２と、固定スクロール３の固定側壁体３２とが互いに位相を１８０°ずらして組み合わされることで、各端板３１，４１および各壁体３２，４２で区画された圧縮室Ｐが形成されている。また、旋回スクロール４は、可動側端板４１の外面（図１における下面）に、回転軸５の上端に設けられた偏心ピン５ａを挿通するボス４３が形成されている。また、旋回スクロール４は、その下側にてハウジング２に固定されたフレーム９との間に配置された円環状の自転阻止部材４４により自転を阻止されつつ公転旋回される。
【００３２】
以下、上記構成のスクロール圧縮機１における固定スクロール３について図を参照して詳細に説明する。図２〜図５は、図１におけるＩ−Ｉ断面図である。
【００３３】
図２〜図５に示すように、固定スクロール３は、渦巻状の壁体３２の周りを囲むように端板３１と一体に形成された外壁３４が設けられている。本実施の形態の固定スクロール３は、端板３１の内面中央部分に圧縮室Ｐをなす凹部３５が設けられ、当該凹部３５内に壁体３２が形成されている。また、凹部３５は、旋回スクロール４の壁体４２が挿入される。外壁３４は、凹部３５の周囲の段部を含み形成されている。この外壁３４は、固定スクロール３をフレーム９に固定するためのボルト１０（図１参照）が貫通される。そして、外壁３４は、その内外に貫通する一対の流体通路３６が形成されている。
【００３４】
流体通路３６は、外壁３４の外側から凹部３５に至り切り欠かれて形成されており、圧縮室Ｐに流体を導入するためのものである。この流体通路３６は、中心線Ｓが、壁体３２におけるインボリュートの基礎円中心Ｏから外れて配置されている。
【００３５】
ここで、流体通路３６の中心線Ｓとは、流体通路３６の対向する両側壁面３６ａ間の最も近い（狭い）部分を結ぶ直線Ａの中心を通る法線である。なお、図２は、流体通路３６の両側壁面３６ａが平行に形成されている形態を示し、図３は、流体通路３６の両側壁面３６ａが平行ではなく、内側（圧縮室Ｐ側）に向けて開口幅が広がるように側壁面３６ａが傾斜している形態を示し、図４は、流体通路３６の両側壁面３６ａが平行ではなく、内側（圧縮室Ｐ側）に向けて開口幅が広がるように側壁面３６ａが湾曲している形態を示している。いずれの場合であっても、中心線Ｓは、壁体３２におけるインボリュートの基礎円中心Ｏから外れて配置されている。この中心線Ｓは、流体通路３６を通過する流体の流れ方向と対応する。そして、流体通路３６の中心線Ｓが、壁体３２におけるインボリュートの基礎円中心Ｏから外れて配置されていることから、流体通路３６の開口の向きが基礎円中心Ｏから外れて形成されている。
【００３６】
すなわち、流体通路３６の向き（流体の流れ方向）は、基礎円中心Ｏを間において直線状に配置されていない。このため、流体通路３６が形成されていない外壁３４や凹部３５の周囲の段部が補強となって固定スクロール３が曲がる事態を回避することになる。これにより、各スクロール３，４の壁体３２，４２の先端の接触が過剰となったり、各スクロール３，４の壁体３２，４２の先端の接触が不足したりすることはなく、スクロール３，４の損傷や、圧縮漏れが発生することがない。この結果、本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、固定スクロール３の強度を向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することが可能になる。
【００３７】
また、図２〜図５に示すように、流体通路３６は、壁体３２，４２がなす圧縮室Ｐの吸入口に開口を向けて配置されている。具体的には、流体通路３６は、側壁面３６ａが圧縮室Ｐの吸入口側に向けて延在して形成されている。なお、圧縮室Ｐの吸入口は、壁体３２，４２の外端の内側に形成される。すなわち、流体通路３６は、その向き（流体の流れ方向）が、圧縮室Ｐの吸入口に向けて形成されている。このため、流体は、流体通路３６の向きに沿って圧縮室Ｐの吸入口に向けて流れることから、流れ圧損が低減される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することが可能になる。
【００３８】
また、図２および図５に示すように、流体通路３６は、対向する側壁面３６ａが平行に設けられている。このため、流体通路３６に対して流体が円滑に流れ、流れ圧損が低減される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することが可能になる。
【００３９】
また、図２〜図５に示すように、各流体通路３６は、各中心線Ｓが平行に設けられている。すなわち、各流体通路３６の開口の向きが互いに外れて形成され、流体通路３６の向き（流体の流れ方向）は、基礎円中心Ｏを間において直線状に配置されていない。このため、流体通路３６が形成されていない外壁３４や凹部３５の周囲の段部が補強となって固定スクロール３が曲がる事態をより回避することになる。これにより、各スクロール３，４の壁体３２，４２の先端の接触が過剰となったり、各スクロール３，４の壁体３２，４２の先端の接触が不足したりすることはなく、スクロール３，４の損傷や、圧縮漏れが発生することがない。この結果、このスクロール圧縮機１によれば、固定スクロール３の強度をより向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することが可能になる。
【００４０】
また、図５に示すように、流体通路３６は、壁体３２，４２の外端部分の接線Ｔに対し、中心線Ｓが平行に設けられている。すなわち、流体通路３６は、その向き（流体の流れ方向）が、圧縮室Ｐの吸入口に向けて直線状に形成されている。このため、流体は、流体通路３６の向きに沿って圧縮室Ｐの吸入口に向けて直線状に流れることから、流れ圧損が最も低減される。この結果、圧縮性能の低下を最も抑制することが可能になる。
【００４１】
また、図３および図４に示すように、流体通路３６は、対向する側壁面３６ａの間隔を外壁３４の内側（圧縮室Ｐ側）に向けて広く形成されている。このため、流体通路３６を通過した直後の流体の抵抗が低減されることから、流れ圧損が低減される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することが可能になる。
【００４２】
また、図２〜図５に示すように、流体通路３６は、その開口幅Ａが、壁体３２，４２がなす圧縮室Ｐの吸入口の開口幅Ｂよりも大きく形成されている。このため、流体が吸入口に確実に導入される。この結果、圧縮性能の低下をより抑制することが可能になる。なお、流体通路３６の開口幅Ａは、流体通路３６の対向する両側壁面３６ａ間の最も近い（狭い）部分であり、当該両側壁面３６ａを結ぶ直線Ａの長さに相当する。
【００４３】
また、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、流体（冷媒）として二酸化炭素を用いることに適している。二酸化炭素は、フロン系の冷媒に対して環境への影響が少ないことから好ましい。しかも、二酸化炭素は、フロン系の冷媒に対しておよそ３倍の圧力となることから、固定スクロールの強度を向上することが必要であり、本実施の形態のスクロール圧縮機１に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールの強度を向上すると共に、圧縮性能の低下を抑制することに適している。
【符号の説明】
【００４５】
１  スクロール圧縮機
３  固定スクロール
３１  固定側端板（端板）
３２  固定側壁体（壁体）
３３  吐出孔
３４  外壁
３５  凹部
３６  流体通路
３６ａ  側壁面
４  旋回スクロール
４１  可動側端板（端板）
４２  可動側壁体（壁体）
Ａ  流体通路の開口幅
Ｂ  吸入口の開口幅
Ｏ  基礎円中心
Ｐ  圧縮室
Ｓ  中心線
Ｔ  壁体の外端部分の接線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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