(57)【要約】【課題】２つのスクロール部材同士の接触を抑制するスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】スクロール圧縮機１０１は、第１材質の固定スクロール２４と、第２材質の旋回スクロール２６とを備える。固定スクロール２４は、渦巻状の第１ラップ２４ｂを有する。旋回スクロール２６は、固定スクロール２４と共に圧縮室を形成する。旋回スクロール２６は、渦巻状の第２ラップ２６ｂを有する。第２材質は、第１材質とは異なる。第２材質の線膨張係数は、第１材質の線膨張係数よりも大きい。第２ラップ２６ｂ全体の厚みの平均は、第１ラップ２４ｂ全体の厚みの平均よりも薄い。【選択図】図１
2018003762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状の第１ラップ（２４ｂ）を有する、第１材質の第１スクロール部材（２４）と、
前記第１スクロール部材と共に圧縮室（４０）を形成し、渦巻状の第２ラップ（２６ｂ）を有する、前記第１材質とは異なる第２材質の第２スクロール部材（２６）と、
を備え、
前記第２材質の線膨張係数は、前記第１材質の線膨張係数よりも大きく、
前記第２ラップ全体の厚みの平均は、前記第１ラップ全体の厚みの平均よりも薄い、
スクロール圧縮機（１０１）。
【請求項２】
渦巻状の第１ラップ（２４ｂ）を有する、第１材質の第１スクロール部材（２４）と、
前記第１スクロール部材と共に圧縮室（４０）を形成し、渦巻状の第２ラップ（２６ｂ）を有する、前記第１材質とは異なる第２材質の第２スクロール部材（２６）と、
を備え、
前記第２材質の線膨張係数は、前記第１材質の線膨張係数よりも大きく、
前記第２ラップ全体の高さの平均は、前記第１ラップ全体の高さの平均よりも低い、
スクロール圧縮機（１０１）。
【請求項３】
前記第２材質の線膨張係数は、前記第１材質の線膨張係数に対して１０１％から１０７％の範囲である、
請求項１または請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記第１スクロール部材は、前記第１ラップが形成された第１ベース（２４ａ）を有し、
前記第２ラップおよび前記第１ベースの少なくとも一方が、前記第２ラップの外周側から内周側に向かって段差状に形成されることにより、前記第２ラップの先端と前記第１ベースとの第１隙間が段差状に形成されており、
前記第２ラップの中心部における内周端と外周端の前記第１隙間の変化率は、前記第２ラップの非中心部における内周端と外周端の前記第１隙間の変化率よりも大きい、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記第２スクロール部材は、前記第２ラップが形成された第２ベース（２６ａ）を有し、
前記第１ラップおよび前記第２ベースの少なくとも一方が、前記第１ラップの外周側から内周側に向かって段差状に形成されることにより、前記第１ラップの先端と前記第２ベースとの第２隙間が段差状に形成されており、
前記第１ラップの中心部における内周端と外周端の前記第２隙間の変化率は、前記第１ラップの非中心部における内周端と外周端の前記第２隙間の変化率よりも大きい、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記第１スクロール部材および前記第２スクロール部材は、冷媒としてＲ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒を圧縮する、
請求項１から請求項５のいずれか１項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】
外周側から内周側に向かって深くなるように段差が形成された歯底部を有する固定側ラップおよび旋回側ラップを備えるスクロール圧縮機が知られている（特許文献１（国際公開番号ＷＯ２０１４／１５５６４６）参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種のスクロール圧縮機において、固定スクロールと旋回スクロールとで異なる材料が用いられる場合がある。この場合に、用いられる材料の線膨張係数の相違によって、固定スクロールと旋回スクロールとで膨張の変化量が異なる。結果として、固定スクロールと旋回スクロールが接触する恐れがある。
【０００４】
本発明の課題は、２つのスクロール部材同士の接触を抑制するスクロール圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、第１材質の第１スクロール部材と、第２材質の第２スクロール部材とを備える。第１スクロール部材は、渦巻状の第１ラップを有する。第２スクロール部材は、第１スクロール部材と共に圧縮室を形成する。第２スクロール部材は渦巻状の第２ラップを有する。第２材質は、第１材質とは異なる。第２材質の線膨張係数は、第１材質の線膨張係数よりも大きい。第２ラップ全体の厚みの平均は、第１ラップ全体の厚みの平均よりも薄い。
【０００６】
本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機では、第１スクロール部材と、第１スクロール部材よりも線膨張係数が大きい第２スクロール部材とにおいて、第１ラップ全体の厚みの平均と第２ラップ全体の厚みの平均とが互いに異なる。具体的には、第２ラップ全体の厚みの平均は、第１ラップ全体の厚みの平均よりも薄い。したがって、第２ラップの、熱による膨張量を低減させることができる。熱による膨張量を見越して、第２ラップが予め薄めに設定されているので、２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。特に、第１ラップと第２ラップの接触による磨耗を抑制することができる。
【０００７】
本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、第１材質の第１スクロール部材と、第２材質の第２スクロール部材とを備える。第１スクロール部材は、渦巻状の第１ラップを有する。第２スクロール部材は、第１スクロール部材と共に圧縮室を形成する。第２スクロール部材は、渦巻状の第２ラップを有する。第２材質は、第１材質とは異なる。第２材質の線膨張係数は、第１材質の線膨張係数よりも大きい。第２ラップ全体の高さの平均は、第１ラップ全体の高さの平均よりも低い。
【０００８】
本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機では、第１スクロール部材と、第１スクロール部材よりも線膨張係数が大きい第２スクロール部材とにおいて、第１ラップ全体の高さの平均と第２ラップ全体の高さの平均とが互いに異なる。具体的には、第２ラップ全体の高さの平均は、第１ラップ全体の高さの平均よりも低い。したがって、第２ラップの、熱による膨張量を低減させることができる。熱による膨張量を見越して、第２ラップの高さが予め低めに設定されているので、２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機においては、第２材質の線膨張係数は、第１材質の線膨張係数に対して１０１％から１０７％の範囲である。
【００１０】
本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機では、線膨張係数の差が比較的小さい場合であっても、その差による膨張量の差異を考慮して、第２ラップの厚みまたは高さを設定している。したがって、第１スクロール部材と第２スクロール部材との接触を抑制することができる。
【００１１】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機においては、第１スクロール部材は、第１ラップが形成された第１ベースを有する。第２ラップおよび第１ベースの少なくとも一方が、第２ラップの外周側から内周側に向かって段差状に形成されている。これにより、第２ラップの先端と第１ベースとの第１隙間が段差状に形成されている。第２ラップの中心部における内周端と外周端の第１隙間の変化率は、第２ラップの非中心部における内周端と外周端の第１隙間の変化率よりも大きい。
【００１２】
すなわち、本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機では、第２ラップの中心部における第１隙間の変化率は、局所的に大きくなる。特に高温となり得る、圧縮室の中心部において、熱による第２ラップの膨張を見越して、第２ラップの中心部の第１隙間が局所的に大きくなるように設定されているので、圧縮室の中心部での２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機においては、第２スクロール部材は、第２ラップが形成された第２ベースを有する。第１ラップおよび第２ベースの少なくとも一方が、第１ラップの外周側から内周側に向かって段差状に形成されている。これにより、第１ラップの先端と第２ベースとの第２隙間が段差状に形成されている。第１ラップの中心部における内周端と外周端の第２隙間の変化率は、第１ラップの非中心部における内周端と外周端の第２隙間の変化率よりも大きい。
【００１４】
すなわち、本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機では、第１ラップの中心部における第２隙間の変化率は、局所的に大きくなる。特に高温となり得る、圧縮室の中心部において、熱による第１ラップの膨張を見越して、第１ラップの中心部の第２隙間が局所的に大きくなるように設定されているので、圧縮室の中心部での２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機においては、第１スクロール部材および第２スクロール部材は、冷媒としてＲ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒を圧縮する。
【００１６】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機では、Ｒ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒とＲ４１０Ａ冷媒が同条件により圧縮された場合には、Ｒ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒よりも高温になる。すなわち、第１ラップおよび第２ラップが、より変形し易くなる。この場合であっても、線膨張係数の差に応じて第２ラップの厚みまたは高さが設定されているので、第１スクロール部材と第２スクロール部材との接触を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機では、熱による膨張量を見越して、第２ラップが予め薄めに設定されているので、２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【００１８】
本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機では、熱による膨張量を見越して、第２ラップが予め低めに設定されているので、２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機では、線膨張係数の差が比較的小さい場合であっても、第１スクロール部材と第２スクロール部材との接触を抑制することができる。
【００２０】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機では、圧縮室の中心部での２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【００２１】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機では、圧縮室の中心部での２つのスクロール部材同士の接触を抑制することができる。
【００２２】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機では、Ｒ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒が圧縮されることにより、第１ラップおよび第２ラップがより変形し易くなる場合であっても、第１スクロール部材と第２スクロール部材との接触を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係るスクロール圧縮機の一例の縦断面図である。
【図２】固定スクロールの一例の下面図である。
【図３】旋回スクロールの一例の上面図である。
【図４Ａ】図２の固定スクロールの構成を説明する図である。
【図４Ｂ】図３の旋回スクロールの構成を説明する図である。
【図５Ａ】固定スクロールの構成の他の例を説明する図である。
【図５Ｂ】旋回スクロールの構成の他の例を説明する図である。
【図６Ａ】固定スクロールの構成の他の例を説明する図である。
【図６Ｂ】旋回スクロールの構成の他の例を説明する図である。
【図７Ａ】第１鏡板と第２ラップの間の隙間である第１隙間を説明する図である。
【図７Ｂ】第１ラップと第２鏡板の間の隙間である第２隙間を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態を以下に示す。なお、以下の実施形態は、具体例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０１の縦断面図である。スクロール圧縮機１０１は、空気調和装置等の冷凍装置に用いられる。スクロール圧縮機１０１は、冷凍装置の冷媒回路を循環する冷媒ガスを圧縮する。冷媒としてＲ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒を用いることができる。
【００２６】
（１）スクロール圧縮機の構成
スクロール圧縮機１０１は、主として、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、クランクシャフト１７と、吸入管１９と、吐出管２０とを備える。
【００２７】
（１−１）ケーシング
ケーシング１０は、円筒状の胴部ケーシング部１１と、椀状の上壁部１２と、椀状の底壁部１３とから構成されている。上壁部１２は、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接されている。底壁部１３は、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接されている。胴部ケーシング部１１の円筒状の軸方向が鉛直方向に沿うように、ケーシング１０は設置されている。
【００２８】
ケーシング１０の内部には、圧縮機構１５と、ハウジング２３と、駆動モータ１６と、クランクシャフト１７等が収容されている。ケーシング１０の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり空間１０ａが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機１０１の運転中において、圧縮機構１５等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。
【００２９】
（１−２）圧縮機構
圧縮機構１５は、低温低圧の冷媒ガスを吸引および圧縮して、高温高圧の冷媒ガスである圧縮冷媒を吐出する。圧縮機構１５は、主に、固定スクロール２４と旋回スクロール２６とから構成されている。固定スクロール２４は、ケーシング１０に対して固定されている。旋回スクロール２６は、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。
【００３０】
（１−２−１）固定スクロール
固定スクロール２４は、第１ベースとしての第１鏡板２４ａと、第１ラップ２４ｂとを有する。第１ラップ２４ｂは、第１鏡板２４ａに直立して形成されている。第１ラップ２４ｂは、渦巻き形状である。第１鏡板２４ａには、主吸入孔２４ｃが形成されている。主吸入孔２４ｃは、吸入管１９と後述する圧縮室４０とを接続する空間である。主吸入孔２４ｃは、吸入空間を形成する。吸入空間は、低温低圧の冷媒ガスを吸入管１９から圧縮室４０に導入するための空間である。
【００３１】
第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成されている。第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された空間である。固定スクロール２４の上面には、拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより固定されている。固定スクロール２４および蓋体４４は、ガスケット（図示せず）を介して密着してシールされている。拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより、圧縮機構１５の運転音を消音させるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１圧縮冷媒流路４６が形成されている。第１鏡板２４ａの下面には、油溝２４ｅが形成されている。
【００３２】
第１材料としての、固定スクロール２４の材料として、ねずみ鋳鉄を用いることができる。好ましくは、ＦＣ２５０を用いることができる。ＦＣ２５０の線膨張係数は、１１．５〜１２．０（×１０-6／℃）程度である。
【００３３】
（１−２−２）旋回スクロール
旋回スクロール２６は、第２ベースとしての第２鏡板２６ａと、第２ラップ２６ｂとを有する。第２鏡板２６ａは、円盤形状である。第２鏡板２６ａの下面中央部には、上端軸受２６ｃが形成されている。第２ラップ２６ｂは、第２鏡板２６ａに直立して形成されている。第２ラップ２６ｂは、渦巻き形状である。旋回スクロール２６には、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通している。
【００３４】
第１ラップ２４ｂと第２ラップ２６ｂとが噛み合うことにより、固定スクロール２４および旋回スクロール２６は圧縮室４０を形成する。圧縮室４０は、第１鏡板２４ａと、第１ラップ２４ｂと、第２鏡板２６ａと、第２ラップ２６ｂとによって囲まれる空間である。圧縮室４０の容積は、旋回スクロール２６の公転運動によって徐々に減少する。旋回スクロール２６の公転中に、第１鏡板２４ａおよび第１ラップ２４ｂの下面は、第２鏡板２６ａおよび第２ラップ２６ｂの上面と摺動する。本明細書において、旋回スクロール２６と摺動する固定スクロール２４の面を、摺動面２４ｄと呼ぶ。
【００３５】
旋回スクロール２６の線膨張係数は、固定スクロール２４の線膨張係数よりも大きい。より詳細には、旋回スクロール２６の線膨張係数は、固定スクロール２４の線膨張係数に対して１０１％から１０７％の範囲である。第２材料としての、旋回スクロール２６の材料として、ダクタイル鋳鉄を用いることができる。好ましくは、ＦＣＤ６００を用いることができる。ＦＣＤの線膨張係数は、１１．７〜１２．８（×１０-6／℃）程度である。
【００３６】
（１−３）ハウジング
ハウジング２３は、圧縮機構１５の下方に配置されている。ハウジング２３の外周面は、胴部ケーシング部１１の内周面に気密状に接合されている。これにより、ケーシング１０の内部空間は、ハウジング２３の下方の高圧空間Ｓ１と、ハウジング２３の上方の空間である低圧空間Ｓ２とに区画されている。ハウジング２３は、固定スクロール２４を載置し、固定スクロール２４と共に旋回スクロール２６を挟持している。ハウジング２３の外周部には、第２圧縮冷媒流路４８が鉛直方向に貫通して形成されている。第２圧縮冷媒流路４８は、ハウジング２３の上面において第１圧縮冷媒流路４６と連通し、ハウジング２３の下面において高圧空間Ｓ１と連通する。
【００３７】
ハウジング２３の上面には、クランク室Ｓ３が凹設されている。ハウジング２３には、ハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング貫通孔３１は、クランク室Ｓ３の底面中央部から、ハウジング２３の下面中央部まで、ハウジング２３を鉛直方向に貫通している。本明細書において、ハウジング２３の一部であり、かつ、ハウジング貫通孔３１が形成されている部分を、上部軸受３２という。ハウジング２３には、ケーシング１０の内面近傍の高圧空間Ｓ１とクランク室Ｓ３とを連通する油戻し通路２３ａが形成されている。
【００３８】
（１−４）オルダム継手
オルダム継手３９は、旋回スクロール２６とハウジング２３との間に設置される環状の部材である。オルダム継手３９は、公転している旋回スクロール２６の自転を防止するための部材である。
【００３９】
（１−５）駆動モータ
駆動モータ１６は、ハウジング２３の下方に配置されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、主に、ケーシング１０の内面に固定されるステータ５１と、ステータ５１の内側にエアギャップを設けて配置されるロータ５２とから構成されている。
【００４０】
ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて切欠形成されている複数のコアカット部が設けられている。コアカット部は、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。
【００４１】
ロータ５２は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランクシャフト１７に連結されている。ロータ５２は、クランクシャフト１７を介して、圧縮機構１５に接続されている。
【００４２】
（１−６）下部軸受
下部軸受６０は、駆動モータ１６の下方に配置されている。下部軸受６０の外周面は、ケーシング１０の内面に気密状に接合されている。下部軸受６０は、クランクシャフト１７を支持する。
【００４３】
（１−７）クランクシャフト
クランクシャフト１７は、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト１７は、その上端部の軸心が上端部を除く部分の軸心に対してわずかに偏心している形状を有している。クランクシャフト１７は、バランスウェイト１８を有する。バランスウェイト１８は、ハウジング２３の下方かつ駆動モータ１６の上方の高さ位置において、クランクシャフト１７に密着して固定されている。
【００４４】
クランクシャフト１７は、ロータ５２の回転中心を鉛直方向に貫通してロータ５２に連結されている。クランクシャフト１７は、その上端部が上端軸受２６ｃに嵌入することで、旋回スクロール２６に接続されている。クランクシャフト１７は、上部軸受３２および下部軸受６０によって支持されている。
【００４５】
クランクシャフト１７は、その軸方向に延びている主給油路６１を内部に有している。主給油路６１の上端は、クランクシャフト１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される油室６７と連通している。油室６７は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、摺動面２４ｄおよび油溝２４ｅに連通し、圧縮室４０を介して最終的に低圧空間Ｓ２に連通する。主給油路６１の下端は、油溜まり空間１０ａに貯留される潤滑油を圧縮機構１５に供給するための管である油供給管に接続されている。
【００４６】
クランクシャフト１７は、主給油路６１から分岐する第１副給油路６１ａ、第２副給油路６１ｂおよび第３副給油路６１ｃを有している。第１副給油路６１ａ、第２副給油路６１ｂおよび第３副給油路６１ｃは、水平方向に延びている。第１副給油路６１ａは、クランクシャフト１７と旋回スクロール２６の上端軸受２６ｃとの摺動面に開口している。第２副給油路６１ｂは、クランクシャフト１７とハウジング２３の上部軸受３２との摺動面に開口している。第３副給油路６１ｃは、クランクシャフト１７と下部軸受６０との摺動面に開口している。
【００４７】
（１−８）吸入管
吸入管１９は、ケーシング１０の外部から圧縮機構１５へ、冷媒回路の冷媒を導入するための管である。吸入管１９は、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間Ｓ２を鉛直方向に貫通する。
【００４８】
（１−９）吐出管
吐出管２０は、高圧空間Ｓ１からケーシング１０の外部へ、圧縮冷媒を吐出するための管である。吐出管２０は、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。吐出管２０は、高圧空間Ｓ１を水平方向に貫通する。
【００４９】
（２）固定スクロールおよび旋回スクロールの詳細
図２は、鉛直方向に沿って視た固定スクロール２４の下面図である。図３は、鉛直方向に沿って視た旋回スクロール２６の上面図である。図４Ａは、図２の固定スクロール２４の構成を説明する図である。図４Ｂは、図３の旋回スクロール２６の構成を説明する図である。
【００５０】
スクロール圧縮機１０１の運転中に第１ラップ２４ｂにかかる負荷は、第１ラップ２４ｂの中心（すなわち第１ラップ２４ｂの巻き始め）に向かうほど高くなる。このため、第１ラップ２４ｂの内周端の厚みは、第１ラップ２４ｂの外周端の厚みよりも厚い。本実施形態においては、第１ラップ２４ｂの厚みは、全体的に、外周側から内周側へ向かって徐々に厚くなる。第１ラップ２４ｂの高さは、一定である。
【００５１】
同様に、スクロール圧縮機１０１の運転中に第２ラップ２６ｂにかかる負荷は、第２ラップ２６ｂの中心（すなわち第２ラップ２６ｂの巻き始め）に向かうほど高くなる。このため、第２ラップ２６ｂの内周端の厚みは、第２ラップ２６ｂの外周端の厚みよりも厚い。本実施形態においては、第２ラップ２６ｂの厚みは、全体的に、外周側から内周側へ向かって徐々に厚くなる。第２ラップ２６ｂの高さは、一定である。
【００５２】
第１ラップ２４ｂの高さは、第２ラップ２６ｂの高さと同一である。一方、第２ラップ２６ｂの厚みの平均は、第１ラップ２４ｂの厚みの平均よりも薄い。すなわち、線膨張係数が大きい側のラップ（すなわち第２ラップ２６ｂ）の厚みの平均が、線膨張係数が小さい側のラップ（すなわち第１ラップ２４ｂ）の厚みの平均よりも薄い。本実施形態においては、第２ラップ２６ｂの厚みは、第１ラップ２４ｂの厚みよりも全体的に薄い。第２ラップ２６ｂの厚みと第１ラップ２４ｂの厚みの差は、特に、それぞれの内周端において最も大きい。
【００５３】
固定スクロール２４および旋回スクロール２６は、共に鉄系の部材により構成されているにも関わらず、上述のように、第１ラップ２４ｂの厚みと第２ラップ２６ｂの厚みは互いに異なる。
【００５４】
（３）スクロール圧縮機の動作
最初に、駆動モータ１６が駆動することによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているクランクシャフト１７が回転する。クランクシャフト１７の回転運動は、上端軸受２６ｃを介して旋回スクロール２６に伝達される。クランクシャフト１７の上端部の軸心は、クランクシャフト１７の回転運動の軸に対して偏心している。旋回スクロール２６は、オルダム継手３９を介してハウジング２３に係合されている。これにより、旋回スクロール２６は、自転することなく、固定スクロール２４に対して公転運動を行う。
【００５５】
圧縮される前の低温低圧の冷媒は、吸入管１９から主吸入孔２４ｃを経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に供給される。旋回スクロール２６の公転運動により、圧縮室４０は容積を徐々に減少させながら固定スクロール２４の外周部から中心部に向かって移動する。その結果、圧縮室４０の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮室４０が固定スクロール２４の外周部から中心部に向かって移動する場合に、圧縮室４０の温度は移動に伴い上昇する。特に、冷媒が高負荷条件で圧縮される場合には、温度がより上昇する。温度の上昇に伴い、第１ラップ２４ｂおよび第２ラップ２６ｂは膨張する。
【００５６】
ここで、本実施形態のスクロール圧縮機１０１では、熱による影響をより受け易い第２ラップ２６ｂ全体の厚みの平均が、第１ラップ２４ｂ全体の厚みの平均よりも薄い。したがって、第２ラップ２６ｂの、熱による膨張量は抑制される。結果として、固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。
【００５７】
圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１圧縮冷媒流路４６および第２圧縮冷媒流路４８を経由して、高圧空間Ｓ１へ吐出される。そして、圧縮冷媒は、モータ冷却通路５５を下降して、駆動モータ１６の下方の高圧空間Ｓ１に到達する。そして、圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、他のモータ冷却通路５５および駆動モータ１６のエアギャップを上昇する。最終的に、圧縮冷媒は、吐出管２０からスクロール圧縮機１０１の外部に吐出される。
【００５８】
（４）スクロール圧縮機の特徴
本実施形態のスクロール圧縮機１０１では、旋回スクロール２６の線膨張係数は、固定スクロール２４の線膨張係数よりも大きい。さらに、固定スクロール２４と旋回スクロール２６では、第１ラップ２４ｂ全体の厚みの平均と第２ラップ２６ｂ全体の厚みの平均とが互いに異なる。具体的には、第２ラップ２６ｂ全体の厚みの平均は、第１ラップ２４ｂ全体の厚みの平均よりも薄い。
【００５９】
ここで、第１ラップ２４ｂの、熱による膨張量は、温度の変化量と、第１ラップ２４ｂの本来の厚みと、第１ラップ２４ｂの線膨張係数との積によって算出される。同様に、第２ラップ２６ｂの、熱による膨張量は、温度の変化量と、第２ラップ２６ｂの本来の厚みと、第２ラップ２６ｂの線膨張係数との積によって算出される。温度の変化量は、スクロール圧縮機１０１の運転前の温度と、スクロール圧縮機１０１の運転中の温度との差である。本実施形態においては、線膨張係数が大きい側の第２ラップ２６ｂが、全体として、線膨張係数が小さい側の第１ラップ２４ｂよりも薄く形成されている。線膨張係数の差による膨張量の差異を考慮して第２ラップ２６ｂの厚みが形成されているので、第２ラップ２６ｂの、熱による膨張量を抑制することができる。
【００６０】
以上のように、熱による膨張量を見越して、第２ラップが予め薄めに形成されているので、固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。特に、第１ラップ２４ｂと第２ラップ２６ｂの接触による磨耗を抑制することができる。
【００６１】
本実施形態のスクロール圧縮機１０１では、旋回スクロール２６の線膨張係数は、固定スクロール２４の線膨張係数に対して１０１％から１０７％の範囲である。すなわち、固定スクロール２４の線膨張係数と旋回スクロール２６の線膨張係数との差が比較的小さい場合であっても、その差を無視することなく、第２ラップ２６ｂの厚みに反映させている。したがって、固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。
【００６２】
本実施形態のスクロール圧縮機１０１においては、固定スクロール２４および旋回スクロール２６は、冷媒としてＲ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒を圧縮する。Ｒ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒とＲ４１０Ａ冷媒が同条件により圧縮された場合には、Ｒ３２を５０重量％よりも多く含む冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒よりも高温になる。すなわち、第１ラップ２４ｂおよび第２ラップ２６ｂが、より変形し易くなる。この場合であっても、線膨張係数の差に応じて第２ラップ２６ｂの厚みが設定されているので、固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。
【００６３】
＜変形例＞
本発明の実施形態に適用可能な変形例を説明する。
【００６４】
（１）変形例Ａ
以上の説明では、第２ラップ２６ｂ全体の厚みが第１ラップ２４ｂ全体の厚みよりも薄い場合を例に挙げたが、第２ラップ２６ｂの、熱による膨張量を抑制する構成は、これに限られない。
【００６５】
図５Ａは、固定スクロール２４の構成の他の例を説明する図である。図５Ｂは、旋回スクロール２６の構成の他の例を説明する図である。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、図４Ａに示す固定スクロール２４および図４Ｂに示す旋回スクロール２６と共通する構成要素には、図４Ａに示す固定スクロール２４および図４Ｂに示す旋回スクロール２６で用いられた参照符号と同じ参照符号が用いられている。なお、固定スクロール２４の線膨張係数と旋回スクロール２６の線膨張係数の大小関係は、既に説明した通りである。図５Ａの固定スクロール２４は、図４Ａの固定スクロール２４と同一である。
【００６６】
図５Ｂの旋回スクロール２６では、第２ラップ２６ｂの内周端の高さは、第２ラップ２６ｂの外周端の高さよりも低い。ここでは、第２ラップ２６ｂの高さは、外周側から内周側へ向かって徐々に低くなる。なお、第２ラップ２６ｂの高さは、外周側から内周側へ向かって段階的に低くなってもよい。
【００６７】
図５Ｂの第２ラップ２６ｂの高さの平均は、第１ラップ２４ｂの高さの平均よりも低い。すなわち、線膨張係数が大きい側のラップ（すなわち第２ラップ２６ｂ）の高さの平均が、線膨張係数が小さい側のラップ（すなわち第１ラップ２４ｂ）の高さの平均よりも低い。第２ラップ２６ｂの高さと第１ラップ２４ｂの高さの差は、特に、それぞれの内周端において最も大きい。
【００６８】
以上のように、固定スクロール２４と旋回スクロール２６では、第１ラップ２４ｂ全体の高さの平均と第２ラップ２６ｂ全体の高さの平均とが互いに異なる。具体的には、第２ラップ２６ｂ全体の高さの平均は、第１ラップ２４ｂ全体の高さの平均よりも低い。すなわち、線膨張係数が大きい側の第２ラップ２６ｂが、全体として、線膨張係数が小さい側の第１ラップ２４ｂよりも低く形成されている。線膨張係数の差による膨張量の差異を考慮して第２ラップ２６ｂの高さが形成されているので、第２ラップ２６ｂの、熱による膨張量を抑制することができる。
【００６９】
以上のように、熱による膨張量を見越して、第２ラップが予め低めに形成されているので、固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。特に、第１鏡板２４ａと第２ラップ２６ｂの接触による磨耗を抑制することができる。
【００７０】
図６Ａは、固定スクロール２４の構成の他の例を説明する図である。図６Ｂは、旋回スクロール２６の構成の他の例を説明する図である。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、図４Ａに示す固定スクロール２４および図４Ｂに示す旋回スクロール２６と共通する構成要素には、図４Ａに示す固定スクロール２４および図４Ｂに示す旋回スクロール２６で用いられた参照符号と同じ参照符号が用いられている。なお、固定スクロール２４の線膨張係数と旋回スクロール２６の線膨張係数の大小関係は、既に説明した通りである。図６Ａの固定スクロール２４は、図４Ａの固定スクロール２４と同一である。
【００７１】
図６Ｂの旋回スクロール２６では、第２ラップ２６ｂの内周端の厚みは、第２ラップ２６ｂの外周端の厚みよりも厚い。ここでは、第２ラップ２６ｂの厚みは、全体的に、外周側から内周側へ向かって徐々に厚くなる。また、第２ラップ２６ｂの内周端の高さは、第２ラップ２６ｂの外周端の高さよりも低い。ここでは、第２ラップ２６ｂの高さは、外周側から内周側へ向かって徐々に低くなる。なお、第２ラップ２６ｂの高さは、外周側から内周側へ向かって段階的に低くなってもよい。
【００７２】
図６Ｂの第２ラップ２６ｂの厚みの平均は第１ラップ２４ｂの厚みの平均よりも薄く、かつ、第２ラップ２６ｂの高さの平均は第１ラップ２４ｂの高さの平均よりも低い。すなわち、線膨張係数が大きい側のラップ（すなわち第２ラップ２６ｂ）の厚みおよび高さの平均のそれぞれが、線膨張係数が小さい側のラップ（すなわち第１ラップ２４ｂ）の厚みおよび高さの平均のそれぞれよりも小さい。第２ラップ２６ｂの厚みと第１ラップ２４ｂの厚みの差、および第２ラップ２６ｂの高さと第１ラップ２４ｂの高さの差のそれぞれは、特に、内周端において最も大きい。
【００７３】
以上のように、線膨張係数の差による膨張量の差異を考慮して、第２ラップ２６ｂの厚みおよび高さが形成されているので、第２ラップ２６ｂの、熱による膨張量を抑制することができる。結果として、固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。
【００７４】
（２）変形例Ｂ
以上の説明では、第１ラップ２４ｂの高さは一定であったが、第２ラップ２６ｂの高さの平均が第１ラップ２４ｂの高さの平均よりも低いという条件を満たす範囲において、第１ラップ２４ｂの高さは一定でなくてもよい。第１ラップ２４ｂの内周端の高さは、第１ラップ２４ｂの外周端の高さよりも低くてもよい。第１ラップ２４ｂの高さは、外周側から内周側へ向かって徐々に低くなってもよいし、外周側から内周側へ向かって段階的に低くなってもよい。
【００７５】
（３）変形例Ｃ
以上の説明では、第２ラップ２６ｂ全体の厚みおよび高さの少なくとも一方が第１ラップ２４ｂ全体の厚みおよび高さの少なくとも一方よりも小さい場合を例に挙げたが、固定スクロール２４の線膨張係数が旋回スクロール２６の線膨張係数よりも大きい場合には、第１ラップ２４ｂ全体の厚みの平均が第２ラップ２６ｂ全体の厚みの平均よりも薄くてもよい。同様に、第１ラップ２４ｂ全体の高さの平均が第２ラップ２６ｂ全体の高さの平均よりも低くてもよいし、第１ラップ２４ｂ全体の高さの平均が第２ラップ２６ｂ全体の高さの平均よりも低く、かつ、第１ラップ２４ｂ全体の厚みの平均が第２ラップ２６ｂ全体の厚みの平均よりも薄くてもよい。
【００７６】
（４）変形例Ｄ
第１鏡板２４ａのうちの主吸入孔２４ｃから吐出孔４１までの冷媒流路部分が、外周側から内周側に向かって段差状に形成されてもよい。第２鏡板２６ａのうちの第２ラップ２６ｂの中心から外周端に囲まれた冷媒流路部分が、外周側から内周側に向かって段差状に形成されてもよい。
【００７７】
図７Ａは、第１鏡板２４ａと第２ラップ２６ｂの間の隙間である第１隙間を説明する図である。図７Ａにおいては、横軸は第２ラップ２６ｂの中心（すなわち巻き始め）からの角度を示し、縦軸は第１隙間の高さを示す。すなわち、第１鏡板２４ａと第２ラップ２６ｂの先端との距離を示す。ここでは、第１鏡板２４ａのうちの主吸入孔２４ｃから吐出孔４１までの冷媒流路部分２４ｆには、内周側から順に第１領域３４ａ、第２領域３４ｂ、および第３領域３４ｃが形成されている。
【００７８】
隙間高さｈ1は、第２ラップ２６ｂの先端と第１領域３４ａとの距離を示す。隙間高さｈ2は、第２ラップ２６ｂの先端と第２領域３４ｂとの距離を示す。隙間高さｈ3は、第２ラップ２６ｂの先端と第３領域３４ｃとの距離を示す。また、ここでは、第２ラップ２６ｂの中心から５４０°までの範囲を第２ラップ２６ｂの中心部と定義する。第２ラップ２６ｂの５４０°から外周端までの範囲を非中心部と定義する。第２ラップ２６ｂの中心から５４０°までの範囲は、圧縮室４０の中心部を形成する。第２ラップ２６ｂの５４０°から外周端までの範囲は、圧縮室４０の非中心部を形成する。
【００７９】
図７Ａに示されるように、冷媒流路部分２４ｆの高さは、外周側から内周側に向かって低くなっている。冷媒流路部分２４ｆの高さは、段差状に低くなっている。つまり、第３領域３４ｃ、第２領域３４ｂ、第１領域３４ａの順に低くなっている。
【００８０】
冷媒流路部分２４ｆが段差状に低くなることによって、冷媒流路部分２４ｆには、２つの段差部が形成されている。すなわち、第３領域３４ｃと第２領域３４ｂの境界、および第２領域３４ｂと第１領域３４ａの境界のそれぞれに、段差部が形成されている。
【００８１】
一方、第２ラップの２６ｂの高さは一定である。結果として、第１隙間の高さは、第２ラップ２６ｂの外周側から内周側に向かって広くなっている。第１隙間の高さは、段差状に変化している。隙間高さｈ1が最も大きく、隙間高さｈ3が最も小さい。
【００８２】
以上のように、冷媒流路部分２６ｆの高さが変化している一方で、第２ラップの２６ｂの高さは一定である。したがって、冷媒流路部分２６ｆの高さの変化率をそのまま第１隙間の変化率とみなすことができる。
【００８３】
第２ラップ２６ｂの中心部における内周端と外周端の第１隙間の変化率は、第２ラップ２６ｂの非中心部における内周端と外周端の第１隙間の変化率よりも大きい。つまり、第１隙間の高さが０°から５４０°にかけて隙間高さｈ1と隙間高さｈ2の差だけ比較的大きく変化している一方で、５４０°から９００°にかけて隙間高さｈ2と隙間高さｈ3の差だけしか変化していない。換言すると、第２ラップ２６ｂの中心部における第１隙間の変化率は、局所的に大きくなる。特に高温となり得る、圧縮室４０の中心部において、熱による第２ラップ２６ｂの膨張を見越して、第２ラップ２６ｂの中心部の第１隙間が局所的に大きくなるように設定されているので、圧縮室４０の中心部での固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。
【００８４】
図７Ｂは、第１ラップ２４ｂと第２鏡板２６ａの間の隙間である第２隙間を説明する図である。図７Ｂにおいては、横軸は第１ラップ２４ｂの中心（すなわち巻き始め）からの角度を示し、縦軸は第２隙間の高さを示す。すなわち、第１ラップ２４ｂの先端と第２鏡板２６ａとの距離を示す。ここでは、第２鏡板２６ａのうちの第２ラップ２６ｂの中心から外周端に囲まれた冷媒流路部分２６ｆには、内周側から順に第１領域３６ａ、第２領域３６ｂ、および第３領域３６ｃが形成されている。
【００８５】
隙間高さｈ4は、第１ラップ２４ｂの先端と第１領域３６ａとの距離を示す。隙間高さｈ5は、第１ラップ２４ｂの先端と第２領域３６ｂとの距離を示す。隙間高さｈ6は、第１ラップ２４ｂの先端と第３領域３６ｃとの距離を示す。また、ここでは、第１ラップ２４ｂの中心から５４０°までの範囲を第１ラップ２４ｂの中心部と定義する。第１ラップ２４ｂの５４０°から外周端までの範囲を非中心部と定義する。第１ラップ２４ｂの中心から５４０°までの範囲は、圧縮室４０の中心部を形成する。第１ラップ２４ｂの５４０°から外周端までの範囲は、圧縮室４０の非中心部を形成する。
【００８６】
図７Ｂに示されるように、冷媒流路部分２６ｆの高さは、外周側から内周側に向かって低くなっている。冷媒流路部分２６ｆの高さは、段差状に低くなっている。つまり、第３領域３６ｃ、第２領域３６ｂ、第１領域３６ａの順に低くなっている。
【００８７】
冷媒流路部分２６ｆが段差状に低くなることによって、冷媒流路部分２６ｆには、２つの段差部が形成されている。すなわち、第３領域３６ｃと第２領域３６ｂの境界、および第２領域３６ｂと第１領域３６ａの境界のそれぞれに、段差部が形成されている。
【００８８】
一方、第１ラップの２４ｂの高さは一定である。結果として、第２隙間の高さは、第１ラップ２４ｂの外周側から内周側に向かって広くなっている。第２隙間の高さは、段差状に変化している。隙間高さｈ4が最も大きく、隙間高さｈ6が最も小さい。
【００８９】
以上のように、冷媒流路部分２４ｆの高さが変化している一方で、第１ラップの２４ｂの高さは一定である。したがって、冷媒流路部分２４ｆの高さの変化率をそのまま第２隙間の変化率とみなすことができる。
【００９０】
第１ラップ２４ｂの中心部における内周端と外周端の第２隙間の変化率は、第１ラップ２４ｂの非中心部における内周端と外周端の第２隙間の変化率よりも大きい。つまり、第２隙間の高さが０°から５４０°にかけて隙間高さｈ4と隙間高さｈ5の差だけ比較的大きく変化している一方で、５４０°から９００°にかけて隙間高さｈ5と隙間高さｈ6の差だけしか変化していない。換言すると、第１ラップ２４ｂの中心部における第２隙間の変化率は、局所的に大きくなる。特に高温となり得る、圧縮室４０の中心部において、熱による第１ラップ２４ｂの膨張を見越して、第１ラップ２４ｂの中心部の第２隙間が局所的に大きくなるように設定されているので、圧縮室４０の中心部での固定スクロール２４と旋回スクロール２６の接触を抑制することができる。
【００９１】
以上のように、本発明は実施形態を用いて説明されたが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に記載の範囲に限定されない。多様な変更または改良を上記の実施形態に加えることが可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００９２】
２４    固定スクロール
２４ａ  第１鏡板
２４ｂ  第１ラップ
２６    旋回スクロール
２６ａ  第２鏡板
２６ｂ  第２ラップ
４０    圧縮室
１０１  スクロール圧縮機
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２０１４／１５５６４６
【図１】
2018003762.tif 000003
【図２】
2018003762.tif 000004
【図３】
2018003762.tif 000005
【図４Ａ】
2018003762.tif 000006
【図４Ｂ】
2018003762.tif 000007
【図５Ａ】
2018003762.tif 000008
【図５Ｂ】
2018003762.tif 000009
【図６Ａ】
2018003762.tif 000010
【図６Ｂ】
2018003762.tif 000011
【図７Ａ】
2018003762.tif 000012
【図７Ｂ】
2018003762.tif 000013