(57)【要約】【課題】本発明は、圧縮室を形成する旋回スクロールと固定スクロールが異なる部材にて構成され、かつ旋回スクロール部材の熱膨張率が大きい場合の耐久性に問題があった。【解決手段】旋回スクロールのラップ歯先と歯底に傾斜によるスロープを作成し、固定スクロールとの間に隙間を設定し、かつ異常運転時にも必ず旋回スクロールのラップ歯底が先に固定スクロールと接触するようにすることで、旋回スクロールにかかる面圧を下げ、耐久性を確保するスクロール圧縮機を構成することができる。【選択図】図１
2006118446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の鏡板とそれに直立して立設するインボリュート曲線あるいはそれに類似した曲線形状を有する第一のスクロールラップからなる第一のスクロール部材と第二の鏡板とそれに直立して立設するインボリュート曲線あるいはそれに類似した曲線形状を有する第二のスクロールラップからなる第二のスクロール部材が、前記各スクロールラップの直立方向を概略一致させ、互いに前記各スクロールラップを向き合わせてかみ合わせ、前記第一のスクロール部材からみた前記第二のスクロール部材が前記各ラップの直立方向に概略平行な軸を回転中心とした自転を伴わない前記各スクロールラップの直立方向に概略平行な軸を回転中心とした旋回運動を行うようにしたスクロール圧縮機において、前記第一の旋回スクロール部材の一部またはそれと一体で動く部材で運転時にラップ直立方向における前記各スクロール部材間距離を規定する第一鏡板面と前記第二の固定スクロール部材の一部またはそれと一体で動く部材で運転時にラップ直立方向における前記各スクロール部材間距離を規定する第二鏡板面を備え、組立て時に第一と第二の鏡板面による両スクロール部材間距離の規定状態時に、前記旋回スクロールラップの歯底と前記固定スクロールラップの歯先間に隙間を設け、かつ前記旋回スクロールラップの歯先と前記固定スクロールラップの歯底間に隙間を設ける場合に、熱膨張率が前記固定スクロールよりも大きい前記旋回スクロールのラップ歯先および歯底のみを渦巻きの中央から径方向へラップ高さを変更することで運転時に前記旋回スクロールの歯底と前記固定スクロールの歯先が前記旋回スクロールの歯先と前記固定スクロールの歯底よりも先に接触するように設定したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
旋回スクロールラップ上面に本来設けるシール材を前記旋回スクロールのラップ歯先と前記固定スクロールのラップ歯底とのかみ合わせ隙間を微小なものとすることで省略したため、前記旋回スクロールに生じる熱膨張歪の影響が大きくなる請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
旋回スクロールに設けるラップ歯先および歯底高さの変更開始点をラップ歯底がラップ歯先よりも中心に近い位置に設けることにより運転時に前記旋回スクロールの歯底と前記固定スクロールの歯先が前記旋回スクロールの歯先と前記固定スクロールの歯底よりも先に接触するように設定したことを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
旋回スクロールラップ上面に本来設けるシール材を前記旋回スクロールのラップ歯先と前記固定スクロールのラップ歯底とのかみ合わせ隙間を微小なものとすることで省略したため、前記旋回スクロールに生じる熱膨張歪の影響が大きくなる請求項３記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
旋回スクロールに設けるラップ歯先および歯底の高さの変更量をラップ歯底がラップ歯先よりも浅く設定し、運転時に前記旋回スクロールの歯底と前記固定スクロールの歯先が前記旋回スクロールの歯先と前記固定スクロールの歯底よりも先に接触するように設定したことを特徴とする請求項３記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
旋回スクロールラップ上面に本来設けるシール材を前記旋回スクロールのラップ歯先と前記固定スクロールのラップ歯底とのかみ合わせ隙間を微小なものとすることで省略したため、前記旋回スクロールに生じる熱膨張歪の影響が大きくなる請求項５記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍空調分野等に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鏡板上にスクロールラップを形成する固定スクロールと旋回スクロールを噛みあわせ旋回スクロール鏡板背面に各々が離反しないような一定圧を印加することで両スクロールの鏡板部を密着させ圧縮室を形成し、旋回スクロールは鏡板背面部にオルダムリングを配置することで自転を防止させ、また前記オルダムリングとクランクシャフト主軸部を支持しながら前記旋回スクロールとの隙間に背圧室を形成させる軸受を持ち、前記旋回スクロールはクランクシャフトの偏心部に連結させてクランクシャフト主軸部に設けた電動機による回転運動を用いて前記旋回スクロールに旋回運動をさせることで中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い中央に設けた吐出孔から吐出させる構成を持つスクロール圧縮機において、前記固定スクロールと前記旋回スクロールは運転中お互いのラップ歯先およびラップ歯底面でオイルの薄膜を介在した摺動をしており、摺動部の漏れ損失を低減させるために隙間設定を高精度加工や高精度組立てにより管理しているが、その隙間の設定によっては前記旋回スクロールと前記固定スクロールが金属接触し摩擦によるカジリ、焼き付き等が生じる可能性がある。
【特許文献１】特開平２−１６３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では部品単位での高精度加工は確立されていたが、固定スクロールと旋回スクロールが異なる材料で構成されている場合、その熱膨張率の違いから、設計の意図しない隙間の値となる場合があり、隙間が極端に狭くなると耐久性上問題となることも考えられる。本発明は、異常な状態となった場合でも必ず耐久性を確保できるスクロール圧縮機の提供を目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記従来の課題を解決するために前記旋回スクロールと前期固定スクロールの各々組み合わされるラップ歯先とラップ歯底との間に設定する隙間において、熱膨張による影響の大きい前記旋回スクロールのみに隙間を大きくするような中心から径方向への傾斜を設け、かつ異常な運転時に前記旋回スクロールが熱膨張や圧力により前記固定スクロールとやむを得ず接触する場合にでも必ず先に前記旋回スクロールの歯底と前記固定スクロールの歯先が先に接触するように設定して材料的に熱膨張率が大きく材料強度的に劣る前記旋回スクロール歯底部分に発生する接触面圧を下げ、かつ前記旋回スクロール歯先の接触を歯底よりも必ず後とすることで接触した場合に面圧が高くなり異常磨耗や焼きつきなどを生じる耐久性低下を防ぐことが可能となり、従来例よりも耐久性を確保することのできるスクロール圧縮機を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は密閉型スクロール圧縮機の圧縮室を形成する旋回スクロールの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
第１の発明は、旋回スクロールと固定スクロールの噛み合わされる各々のラップ歯先およびラップ歯底に設ける隙間を旋回スクロールのみの高さを変更することにより設定するものである。この構成によれば熱膨張率が大きい旋回スクロールが先に変形して固定スクロールと接触するような場合であっても、必ず旋回スクロールのラップ歯底が固定スクロールのラップ歯先と接触するように設定し、特に旋回スクロールのラップ歯先での異常な面圧上昇を避け、運転時の異常な摺動や摩耗、カジリ、焼き付き等が発生することを防止することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、旋回スクロールのラップ上面に配置するシール材を廃止し、固定スクロールのラップ底面と旋回スクロールのラップ歯先の設計隙間を更に縮小したものである。この構成によれば、隙間からの漏れ損失が低減されるため更なる高効率化が望めるが、半面隙間としては極小となるため、更に旋回スクロールのラップ歯先が固定スクロールのラップ歯底と接触しやすくなり、異常な摺動や摩耗、カジリ、焼き付き等が発生しやすくなるが、それを防止することができる。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、旋回スクロールのラップ歯先とラップ歯底の高さ変更点、すなわち固定スクロールとの隙間を広げるような傾斜を設ける開始点が旋回スクロールの歯底の方がラップ歯先よりもより中心側に近い点に構成する。この構成によれば熱膨張率が大きい旋回スクロールが先に変形して固定スクロールと接触するような場合であっても、必ず旋回スクロールのラップ歯底が固定スクロールのラップ歯先と接触するように設定し、特に旋回スクロールのラップ歯先での異常な面圧上昇を避け、運転時の異常な摺動や摩耗、カジリ、焼き付き等が発生することを防止することができる。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、旋回スクロールのラップ上面に配置するシール材を廃止し、固定スクロールのラップ底面と旋回スクロールのラップ歯先の設計隙間を更に縮小したものである。この構成によれば、隙間からの漏れ損失が低減されるため更なる高効率化が望めるが、半面隙間としては極小となるため、更に旋回スクロールのラップ歯先が固定スクロールのラップ歯底と接触しやすくなり、異常な摺動や摩耗、カジリ、焼き付き等が発生しやすくなるが、それを防止することができる。
【００１０】
第５の発明は、第３の発明において、旋回スクロールのラップ歯先とラップ歯底の高さ変更量、すなわち固定スクロールとの隙間を広げるような傾斜を旋回スクロールの歯底の方がラップ歯先よりもより小さくなるように構成する。この構成によれば熱膨張率が大きい旋回スクロールが先に変形して固定スクロールと接触するような場合であっても、必ず旋回スクロールのラップ歯底が固定スクロールのラップ歯先と接触するように設定し、特に旋回スクロールのラップ歯先での異常な面圧上昇を避け、運転時の異常な摺動や摩耗、カジリ、焼き付き等が発生することを防止することができる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、旋回スクロールのラップ上面に配置するシール材を廃止し、固定スクロールのラップ底面と旋回スクロールのラップ歯先の設計隙間を更に縮小したものである。この構成によれば、隙間からの漏れ損失が低減されるため更なる高効率化が望めるが、半面隙間としては極小となるため、更に旋回スクロールのラップ歯先が固定スクロールのラップ歯底と接触しやすくなり、異常な摺動や摩耗、カジリ、焼き付き等が発生しやすくなるが、それを防止することができる。
【００１２】
（実施の形態１）
図１はスクロール圧縮機断面図である。吸入管１より吸い込まれた冷媒ガスは、固定スクロール２の吸入室３を経て、旋回スクロール４とかみ合わさって形成される圧縮室５に閉じ込められ、中心に向かって容積を減少させながら圧縮され吐出ポート６より吐出される。固定スクロール２と旋回スクロール４は異なる材料で構成されており、熱膨張率として旋回スクロール４が大きい物で構成されている。潤滑油はクランクシャフト８により回転運動を与えられるトロコイドポンプ７により圧縮機下部から吸い上げられ、クランクシャフト８内部にある潤滑油供給用の穴９を通り旋回スクロールの偏心軸受内部空間１０へと導かれる。ここから、オイル流路が二方向に分かれ、一方は旋回スクロール４の鏡板背面に設けられた絞り部１１を経由して固定スクロール２と軸受１２に囲まれて形成される背圧室１３へと導かれる。この背圧室１３は高低圧の中間の圧力となっており、背圧調整機構１４によりこの中間圧を一定圧となるよう制御する。背圧調整機構１４は、背圧室１３から固定スクロール２の内部を通って吸入室３へと連通している通路１５に、バルブ１６を設けたもので、背圧室１３の圧力が設定圧力より高くなるとバルブ１６が開き、背圧室１３のオイルが吸入室３へと供給され、背圧室内を一定の中間圧に維持している。また吸入室３へと供給されたオイルは旋回運動とともに圧縮室５へと移動し、圧縮室間の漏れ防止に役立っている。旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さをそのラップ中心から径方向へ平面展開した図を図２に示す。このような設計寸法とすることにより中心部が熱膨張や圧力等の影響で固定スクロール２へ近づいた際にも必ずラップ歯底が先に固定スクロール２と接触するように設定することができ、旋回スクロール４の摺動摩耗やカジリ、焼き付き等を防止することができる。
【００１３】
（実施の形態２）
旋回スクロール４のラップ１７の歯先にシール材１８が設けられていないため、旋回スクロールのラップ歯先隙間が実施の形態１の隙間より更に小さく設定されている。これによりシール材１８を用いる場合よりも漏れ損失を低減させているが、その反面運転時によりラップ歯先が固定スクロール２と接触しやすくなる。旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さを旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さをそのラップ中心から径方向へ平面展開した図を図３に示す。このような設計寸法とすることにより中心部が熱膨張や圧力等の影響で固定スクロール２へ近づいた際にも必ずラップ歯底が先に固定スクロール２と接触するように設定することができ、旋回スクロール４の摺動摩耗やカジリ、焼き付き等を防止することができる。
【００１４】
（実施の形態３）
旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さを旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さをそのラップ中心から径方向へ平面展開した図を図４に示す。このように高さの変更開始点をラップ歯底１９がラップ歯先２０より中心部に近い場所に設定する。このような設計寸法とすることにより中心部が熱膨張や圧力等の影響で固定スクロール２へ近づいた際にも必ずラップ歯底が先に固定スクロール２と接触するように設定することができ、旋回スクロール４の摺動摩耗やカジリ、焼き付き等を防止することができる。
【００１５】
（実施の形態４）
旋回スクロール４のラップ１７の歯先にシール材１８が設けられていないため、旋回スクロールのラップ歯先隙間が実施の形態１の隙間より更に小さく設定されている。これによりシール材１８を用いる場合よりも漏れ損失を低減させているが、その反面運転時によりラップ歯先が固定スクロール２と接触しやすくなる。旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さを旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さをそのラップ中心から径方向へ平面展開した図を図５に示す。このよう高さの変更開始点をラップ歯底１９がラップ歯先２０より中心部に近い場所に設定する。このような設計寸法とすることにより中心部が熱膨張や圧力等の影響で固定スクロール２へ近づいた際にも必ずラップ歯底が先に固定スクロール２と接触するように設定することができ、旋回スクロール４の摺動摩耗やカジリ、焼き付き等を防止することができる。
【００１６】
（実施の形態５）
旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さを旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さをそのラップ中心から径方向へ平面展開した図を図６に示す。このように高さの変更量、ラップ歯底傾斜量２１がラップ歯先傾斜量２２より少ない量に設定する。このような設計寸法とすることにより中心部が熱膨張や圧力等の影響で固定スクロール２へ近づいた際にも必ずラップ歯底が先に固定スクロール２と接触するように設定することができ、旋回スクロール４の摺動摩耗やカジリ、焼き付き等を防止することができる。
【００１７】
（実施の形態６）
旋回スクロール４のラップ１７の歯先にシール材１８が設けられていないため、旋回スクロールのラップ歯先隙間が実施の形態１の隙間より更に小さく設定されている。これによりシール材１８を用いる場合よりも漏れ損失を低減させているが、その反面運転時によりラップ歯先が固定スクロール２と接触しやすくなる。旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さを旋回スクロール４のラップ歯先および歯底の高さをそのラップ中心から径方向へ平面展開した図を図７に示す。このように高さの変更量、ラップ歯底傾斜量２１がラップ歯先傾斜量２２より少ない量に設定する。このような設計寸法とすることにより中心部が熱膨張や圧力等の影響で固定スクロール２へ近づいた際にも必ずラップ歯底が先に固定スクロール２と接触するように設定することができ、旋回スクロール４の摺動摩耗やカジリ、焼き付き等を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上のように、本発明にかかる密閉型スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールが異なる材料で構成されている場合の圧縮機で特に旋回スクロールの熱膨張率が大きく、材料強度的に劣る場合にも旋回スクロールの耐久性を損なうことのない圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例を示すスクロール圧縮機の断面図
【図２】本発明の他の実施例を示す旋回スクロールラップ高さを径方向に展開した概略図
【図３】本発明の他の実施例を示す旋回スクロールラップ高さを径方向に展開した概略図
【図４】本発明の他の実施例を示す旋回スクロールラップ高さを径方向に展開した概略図
【図５】本発明の他の実施例を示す旋回スクロールラップ高さを径方向に展開した概略図
【図６】本発明の他の実施例を示す旋回スクロールラップ高さを径方向に展開した概略図
【図７】本発明の他の実施例を示す旋回スクロールラップ高さを径方向に展開した概略図
【符号の説明】
【００２０】
１    吸入管
２    固定スクロール
３    吸入室
４    旋回スクロール
５    圧縮室
６    吐出ポート
７    トロコイドポンプ
８    クランクシャフト
９    内部の穴
１０  偏心軸受け内部空間
１１  絞り部
１２  軸受
１３  背圧室
１４  背圧調整機構
１５  通路
１６  バルブ
１７  ラップ
１８  シール材
１９  ラップ歯底変更開始点
２０  ラップ歯先変更開始点
２１  ラップ歯底傾斜量
２２  ラップ歯先傾斜量
【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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【図６】
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【図７】
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