(57)【要約】【課題】スクロール部材の壁体や端板に傾斜部が複数ある場合であっても加工精度を向上させることができるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】壁体１８ｂは、壁体１８ｂの渦巻き方向に壁体１８ｂの高さが連続的に変化する複数の壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６を有し、端板１８ａは、壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６の歯先に対向する歯底面が壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６の傾斜に応じて傾斜する複数の端板傾斜部１８ａ２，１８ａ４，１８ａ６を有し、隣り合う壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６の間には、壁体１８ｂの高さが一定とされた壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５が設けられ、隣り合う端板傾斜部１８ａ２，１８ａ４，１８ａ６の間には、壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５に対応した端板平坦部１８ａ３，１８ａ５が設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、
前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って圧縮室を形成するように相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、
を備え、
前記第１壁体および前記第２壁体の少なくとも一方は、該第１壁体又は該第２壁体の渦巻き方向に該壁体の高さが連続的に変化する複数の壁体傾斜部を有し、
前記第１端板および前記第２端板の少なくとも一方は、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する複数の端板傾斜部を有し、
隣り合う前記壁体傾斜部の間には、前記壁体の高さが一定とされた壁体平坦部が設けられ、
隣り合う前記端板傾斜部の間には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられているスクロール流体機械。
【請求項２】
前記壁体平坦部は、
前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが連続的に増大する第１壁体傾斜部と、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが連続的に減少する第２壁体傾斜部との間、
前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが増大する２つの第１壁体傾斜部の間、又は、
前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが減少する２つの第２壁体傾斜部の間、
に設けられている請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先には、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールが設けられ、
該チップシールは、隣り合う壁体傾斜部と前記壁体平坦部とにわたって設けられている請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
前記壁体平坦部は、複数設けられ、
少なくとも２つの前記壁体平坦部の高さが同一とされている請求項１から３のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
前記端板平坦部は、
前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが連続的に増大する第１端板傾斜部と、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが連続的に減少する第２端板傾斜部との間、
前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが増大する２つの第１端板傾斜部の間、又は、
前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが減少する２つの第２端板傾斜部の間、
に設けられている請求項１から４のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
前記端板平坦部の前記渦巻き方向の寸法が、半径方向に隣り合う前記壁体の間の寸法である歯底幅以上とされている請求項１から５のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項７】
前記端板平坦部は、複数設けられ、
少なくとも２つの前記端板平坦部の高さが同一とされている請求項１から６のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、端板上に渦巻状の壁体が設けられた固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを噛み合わせ、公転旋回運動を行わせて流体を圧縮または膨張するスクロール流体機械が知られている。
【０００３】
このようなスクロール流体機械として、特許文献１に示すようないわゆる段付きスクロール圧縮機が知られている。この段付きスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻状の壁体の歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、各段部を境に壁体の外周側の高さが内周側の高さよりも高くされている。段付きスクロール圧縮機は、壁体の周方向だけでなく、高さ方向にも圧縮（三次元圧縮）されるため、段部を備えていない一般的なスクロール圧縮機（二次元圧縮）に比べ、押しのけ量を大きくし、圧縮機容量を増加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５５１７３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、段付きスクロール圧縮機は、段部における流体漏れが大きいという問題がある。また、段部の根元部分に応力が集中して強度が低下するという問題がある。
【０００６】
これに対して、発明者等は、壁体及び端板に設けられた段部に代えて連続的な傾斜部を設けることを検討している。そして、圧縮行程を任意に設定するために、傾斜部の傾斜角度を変更する場合がある。この場合、傾斜部の傾斜角度が変化する位置では、加工精度が低下するおそれがある。例えば、傾斜部の傾斜角度が変化する位置では形状が不連続に変化することになり、加工が困難になるため、歯先や歯底にバリやダレが生じやすい。歯先や歯底にバリやダレが生じると、所望形状から外れ、対向する歯底側や歯先側に凸となるので、歯先と歯底との間で過剰な接触が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スクロール部材の壁体や端板に傾斜部が複数ある場合であっても加工精度を向上させることができるスクロール流体機械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】
上記課題を解決するために、本発明のスクロール流体機械は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係るスクロール流体機械は、第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って圧縮室を形成するように相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、備え、前記第１壁体および前記第２壁体の少なくとも一方は、該第１壁体又は該第２壁体の渦巻き方向に該壁体の高さが連続的に変化する複数の壁体傾斜部を有し、前記第１端板および前記第２端板の少なくとも一方は、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する複数の端板傾斜部を有し、隣り合う前記壁体傾斜部の間には、前記壁体の高さが一定とされた壁体平坦部が設けられ、隣り合う前記端板傾斜部の間には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられている。
【０００９】
壁体傾斜部及び端板傾斜部が連続的に変化するようになっており、従来の壁体及び歯底に段部が設けられた段付きスクロール流体機械に比べて、流体漏れを少なくすることができる。
「連続的に変化する」とは、滑らかに接続された場合に限定されるものではなく、製作上不可避的に小さな段差が階段状に接続されており、傾斜を全体としてみれば連続的に傾斜しているものも含まれる。
複数の壁体傾斜部を設け、隣り合う壁体傾斜部の間に高さが一定とされた壁体平坦部を設けることとした。これにより、傾斜加工と傾斜加工との間に加工精度を確保できる平坦加工を導入することができるので、加工精度を向上させることができる。
複数の端板傾斜部を設け、隣り合う端板傾斜部の間に端板平坦部を設けることとした。これにより、傾斜加工と傾斜加工との間に加工精度を確保できる平坦加工を導入することができるので、加工精度を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の一態様に係るスクロール流体機械では、前記壁体平坦部は、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが連続的に増大する第１壁体傾斜部と、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが連続的に減少する第２壁体傾斜部との間、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが増大する２つの第１壁体傾斜部の間、又は、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが減少する２つの第２壁体傾斜部の間、に設けられている。
【００１１】
壁体傾斜部としては、渦巻き方向の外周側から内周側に向かって壁体の高さが連続的に増大する第１壁体傾斜部と、渦巻き方向の外周側から内周側に向かって壁体の高さが連続的に減少する第２壁体傾斜部とがある。第１壁体傾斜部と第２壁体傾斜部との間に壁体平坦部を設けることで、加工精度を向上させることができる。
また、２つの第１壁体傾斜部の間に壁体平坦部を設けることで、加工精度を向上させることができる。この場合、２つの第１壁体傾斜部の傾斜角度は同一であっても良いし、異なっていても良い。
また、２つの第２壁体傾斜部の間に壁体平坦部を設けることで、加工精度を向上させることができる。この場合、２つの第２壁体傾斜部の傾斜角度は同一であっても良いし、異なっていても良い。
【００１２】
さらに、本発明の一態様に係るスクロール流体機械では、前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先には、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールが設けられ、該チップシールは、隣り合う壁体傾斜部と前記壁体平坦部とにわたって設けられている。
【００１３】
隣り合う壁体傾斜部と壁体平坦部とにわたってチップシールを設けることとした。壁体平坦部では歯底との距離が旋回時に壁体傾斜部ほど変化しないので、壁体平坦部にてチップシールを安定して保持することができる。
【００１４】
さらに、本発明の一態様に係るスクロール流体機械では、前記壁体平坦部は、複数設けられ、少なくとも２つの前記壁体平坦部の高さが同一とされている。
【００１５】
壁体高さの寸法管理を行う場合に、壁体傾斜部に比べて測定精度を確保しやすい壁体平坦部の少なくとも２つを同じ高さとすることで、スクロール部材の寸法測定を好適に行うことができる。
【００１６】
さらに、本発明の一態様に係るスクロール流体機械では、前記端板平坦部は、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが連続的に増大する第１端板傾斜部と、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが連続的に減少する第２端板傾斜部との間、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが増大する２つの第１端板傾斜部の間、又は、前記渦巻き方向の外周側から内周側に向かって前記端板の高さが減少する２つの第２端板傾斜部の間、に設けられている。
【００１７】
端板傾斜部としては、渦巻き方向の外周側から内周側に向かって端板の高さが連続的に増大する第１端板傾斜部と、渦巻き方向の外周側から内周側に向かって端板の高さが連続的に減少する第２端板傾斜部とがある。第１端板傾斜部と第２端板傾斜部との間に端板平坦部を設けることで、加工精度を向上させることができる。
また、２つの第１端板傾斜部の間に端板平坦部を設けることで、加工精度を向上させることができる。この場合、２つの第１端板傾斜部の傾斜角度は同一であっても良いし、異なっていても良い。
また、２つの第２端板傾斜部の間に端板平坦部を設けることで、加工精度を向上させることができる。この場合、２つの第２端板傾斜部の傾斜角度は同一であっても良いし、異なっていても良い。
【００１８】
さらに、本発明の一態様に係るスクロール流体機械では、前記端板平坦部の前記渦巻き方向の寸法が、半径方向に隣り合う前記壁体の間の寸法である歯底幅以上とされている。
【００１９】
端板平坦部の渦巻き方向の寸法が、歯底幅以上とされている。これにより、渦巻き方向に端板平坦部を有意な寸法だけ確保することができる。例えば、エンドミルの直径が歯底幅に等しい場合には、端板平坦部の渦巻き方向の寸法を歯底幅以上とすることによって、端板平坦部を精度良く加工することができる。
【００２０】
さらに、本発明の一態様に係るスクロール流体機械では、前記端板平坦部は、複数設けられ、少なくとも２つの前記端板平坦部の高さが同一とされている。
【００２１】
端板高さの寸法管理を行う場合に、端板傾斜部に比べて測定精度を確保しやすい端板平坦部の少なくとも２つを同じ高さとすることで、スクロール部材の寸法測定を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
スクロール部材の隣り合う傾斜部の間に高さが一定とされた平坦部を設けることとしたので、傾斜加工と傾斜加工との間に加工精度を確保できる平坦加工を導入することができ、加工精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機が用いられる冷凍サイクルを示した概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の要部を示した部分縦断面図である。
【図３】図２のスクロール圧縮機の固定スクロールの縦断面図であり、図４のIII-III線矢視図である。
【図４】図２のスクロール圧縮機の固定スクロールの平面図である。
【図５】図２のスクロール圧縮機の固定スクロールの壁体及び端板を示した平面図である。
【図６】図４の固定スクロールの壁体及び端板を渦巻き方向に展開して示した側面図である。
【図７】図２のスクロール圧縮機の旋回スクロールの縦断面図であり、図８のVII-VII線矢視図である。
【図８】図２のスクロール圧縮機の旋回スクロールを示した平面図である。
【図９】図２のスクロール圧縮機の固定スクロールの壁体及び端板を示した平面図である。
【図１０】図８の旋回スクロールの壁体及び端板を渦巻き方向に展開して示した側面図である。
【図１１】チップシール隙間を示し、（ａ）はチップシール隙間が相対的に小さい状態を示した側面図であり、（ｂ）はチップシール隙間が相対的に大きい状態を示した側面図である。
【図１２】スクロール圧縮機の旋回角に対する容積と圧力を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
冷凍サイクル１０は、図１に示すように、冷媒（流体）を圧縮するスクロール圧縮機（スクロール流体機械）１と、圧縮された冷媒の熱を外部に放熱する凝縮器２と、凝縮器２から流出した冷媒を減圧する高圧側に設けられる第１膨張弁３と、減圧された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するエコノマイザ（気液分離器）４と、液冷媒を更に減圧する低圧側に設けられる第２膨張弁５と、減圧された冷媒に熱を吸収させる蒸発器６と、エコノマイザ４からガス冷媒をスクロール圧縮機１に導くインジェクション流路７などを備える。
【００２５】
スクロール圧縮機１は、密閉型圧縮機であり、図２に示すように、内部に密閉空間を有するハウジング１１と、ハウジング１１内に配置され、密閉空間内に取り込まれた冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１２と、スクロール圧縮機構１２に回転力を伝達する回転軸と、回転軸を介してスクロール圧縮機構１２の旋回スクロール１９を公転旋回運動させる電動モータを主たる要素として構成されている。
【００２６】
ハウジング１１は、底部が下部カバーによって密閉され、下部カバーの上部には、上下方向に長い円筒状の中間カバー１３を備えている。中間カバー１３の上部には、ディスチャージカバー１４及び上部カバー１５が設けられて、ハウジング１１が密閉されており、このディスチャージカバー１４と上部カバー１５間に、圧縮された高圧のガスが吐出される吐出チャンバー１６が形成されている。
【００２７】
ハウジング１１内には、スクロール圧縮機構１２が組み込まれるとともに、その下方にステータとロータとからなる電動モータが設置されている。電動モータは、ステータがハウジング１１に固定設置されることによって組み込まれ、ロータには、回転軸が固定されている。
【００２８】
スクロール圧縮機構１２は、ハウジング１１に対して固定設置されている固定スクロール（第１スクロール部材）１８と、摺動自在に支持され、固定スクロール１８と噛み合わされることにより圧縮室２０を形成する旋回スクロール（第２スクロール部材）１９などを備える。
【００２９】
ハウジング１１の側面には、冷媒を吸入する吸入口（図示せず。）が、密閉空間に連通するように形成されており、上部カバー１５の頭頂側には、吐出チャンバー１６と連通し、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出口１５ａが形成されている。
【００３０】
スクロール圧縮機構１２は、吸入配管及び吸入口を介してハウジング１１内に吸い込まれた冷媒ガスを、ハウジング１１内部に対して開口されている外周側の吸入口２１から圧縮室２０内に吸い込み、圧縮する。圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール１８の中心部に設けられている吐出ポート２２及びディスチャージカバー１４に設けられている吐出口２３を介して吐出チャンバー１６内に吐出され、更に、上部カバー１５に設けられ、吐出チャンバー１６と連通している吐出管２４を介して圧縮機の外部へと送出されるようになっている。
【００３１】
また、ディスチャージカバー１４には、外部からスクロール圧縮機構１２の圧縮室２０の内部へ中間圧の冷媒を導入するインジェクション管２５が上部カバー１５を貫通して設けられる。インジェクション管２５及びインジェクションポート２６を介して冷媒が圧縮室２０へ供給される。
【００３２】
リード弁２７は、薄板状部材であって、吐出ポート２２の出口部に設けられ、吐出ポート２２を開閉する。リード弁２７は、冷媒の流れを一方向のみに規定する。リード弁２７が設けられることによって、冷媒は、圧縮室２０から吐出チャンバー１６側に流れる。
【００３３】
固定スクロール１８は、図２に示されているように、略円板形状の端板（第１端板）１８ａと、端板１８ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体（第１壁体）１８ｂとを備えている。旋回スクロール１９は、図２に示されているように、略円板形状の端板（第２端板）１９ａと、端板１９ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体（第２壁体）１９ｂとを備えている。各壁体１８ｂ，１９ｂの渦巻形状は、例えば、インボリュート曲線やアルキメデス曲線を用いて定義されている。
【００３４】
固定スクロール１８と旋回スクロール１９は、その中心Ｏ１，Ｏ２を旋回半径ρだけ離し、壁体１８ｂ，１９ｂの位相を１８０°ずらして噛み合わされ、両スクロール１８，１９の壁体１８ｂ、１９ｂの歯先と歯底間に常温で僅かな高さ方向のクリアランス（チップクリアランス）を有するように組み付けられている。これにより、両スクロール１８，１９間に、その端板１８ａ，１９ａと壁体１８ｂ、１９ｂとにより囲まれて形成される複数対の圧縮室２０がスクロール中心に対して対称に形成される。旋回スクロール１９は、図示しないオルダムリング等の自転防止機構によって固定スクロール１８の周りを公転旋回運動する。
【００３５】
図２に示すように、向かい合う両端板１８ａ，１９ａ間の対向面間距離Ｌが、渦巻状の壁体１８ｂ，１９ｂの外周側から内周側に向かって、連続的に減少又は増大するように、壁体１８ｂ，１９ｂにおける歯先の傾斜や端板１８ａ，１９ａにおける歯底面の傾斜が設定されている。
【００３６】
図３，図５及び図６に示すように、固定スクロール１８の壁体１８ｂには、外周側から内周側に向かって、壁体平坦部１８ｂ１、第２壁体傾斜部１８ｂ２、壁体平坦部１８ｂ３、第１壁体傾斜部１８ｂ４、壁体平坦部１８ｂ５、第２壁体傾斜部１８ｂ６、壁体平坦部１８ｂ７が順に設けられている。また、図３，図４及び図６に示すように、固定スクロール１８の歯底面には、外周側から内周側に向けて、端板平坦部１８ａ１、第２端板傾斜部１８ａ２、端板平坦部１８ａ３、第１端板傾斜部１８ａ４、端板平坦部１８ａ５、第２端板傾斜部１８ａ６、端板平坦部１８ａ７の順に設けられている。端板平坦部１８ａ３，１８ａ５の渦巻き方向の寸法は、半径方向に隣り合う壁体１８ｂの間の寸法である歯底幅以上とされている。
【００３７】
図７，図９及び図１０に示すように、旋回スクロール１９の壁体１９ｂには、外周側から内周側に向かって、壁体平坦部１９ｂ１、第２壁体傾斜部１９ｂ２、壁体平坦部１９ｂ３、第１壁体傾斜部１９ｂ４、壁体平坦部１９ｂ５、第２壁体傾斜部１９ｂ６、壁体平坦部１９ｂ７が順に設けられている。また、図７，図８及び図１０に示すように、旋回スクロール１９の歯底面には、外周側から内周側に向けて、端板平坦部１９ａ１、第２端板傾斜部１９ａ２、端板平坦部１９ａ３、第１端板傾斜部１９ａ４、端板平坦部１９ａ５、第２端板傾斜部１９ａ６、端板平坦部１９ａ７の順に設けられている。端板平坦部１９ａ３，１９ａ５の渦巻き方向の寸法は、半径方向に隣り合う壁体１９ｂの間の寸法である歯底幅以上とされている。
【００３８】
旋回スクロール１９の壁体１９ｂに設けられた壁体平坦部１９ｂ１，１９ｂ３，１９ｂ５，１９ｂ７は、それぞれ、外周側から内周側に向かって、高さが一定である。すなわち、旋回スクロール１９の中心Ｏ２（図２参照）を通る軸線方向の寸法が一定とされている。以下、壁体や歯底の高さは、中心Ｏ１，Ｏ２を通る軸線方向の寸法を意味する。
【００３９】
図１０に示されているように、旋回スクロール１９の壁体１９ｂの最外周側と最内周側には、それぞれ、高さが一定とされた壁体平坦部１９ｂ１，１９ｂ７が設けられている。これら壁体平坦部１９ｂ１，１９ｂ７は、図８に示すように、旋回スクロール１９の中心Ｏ２（図２参照）まわりに１８０°（例えば１８０°以上３６０°以下、好ましくは２１０°以下）の領域にわたって設けられている。
【００４０】
旋回スクロール１９の端板１９ａの歯底についても同様に、高さが一定とされた端板平坦部１９ａ１，１９ａ７が設けられている。これら端板平坦部１９ａ１，１９ａ７についても、旋回スクロール１９の中心まわりに１８０°（例えば１８０°以上３６０°以下、好ましくは２１０°以下）の領域にわたって設けられている。
【００４１】
図４に示すように、固定スクロール１８についても、旋回スクロール１９と同様に、壁体平坦部１８ｂ１，１８ｂ７及び端板平坦部１８ａ１，１８ａ７が設けられている。壁体平坦部１８ｂ１，１８ｂ７及び端板平坦部１８ａ１，１８ａ７についても、固定スクロール１８の中心まわりに１８０°（例えば１８０°以上３６０°以下、好ましくは２１０°以下）の領域にわたって設けられている。
【００４２】
図１０に示すように、旋回スクロール１９の壁体１９ｂに設けられた第１壁体傾斜部１９ｂ４は、外周側から内周側に向かって高さが連続的に増加する。図６に示すように、この第１壁体傾斜部１９ｂ４の歯先が対向する固定スクロール１８の端板１８ａ上の歯底面には、第１壁体傾斜部１９ｂ４の傾斜に応じて傾斜する第１端板傾斜部１８ａ４が設けられている。同様に、図６に示すように、固定スクロール１８の壁体１８ｂに設けられた第１壁体傾斜部１８ｂ４も、外周側から内周側に向かって連続的に増加し、図１０に示すように、この第１壁体傾斜部１８ｂ４の歯先に対向する旋回スクロール１９の端板１９ａ上の歯底面には、第１壁体傾斜部１８ｂ４の傾斜に応じて傾斜する第１端板傾斜部１９ａ４が設けられている。第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４及び第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４の渦巻き方向の長さは、中心Ｏ１，Ｏ２回りに２０°以上、好ましくは１８０°以上に相当する長さとされている。
【００４３】
これにより、旋回スクロール１９の公転旋回運動時、壁体１８ｂ，１９ｂの渦巻形状に応じて圧縮室２０の幅が減少すると共に、圧縮室２０の高さ、すなわち、端板１８ａ，１９ａ間の対向面間距離が増加する。したがって、第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４及び第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４の渦巻方向の位置及び形状（例えば傾斜角度や渦巻方向の長さ）によって、圧縮室２０の容積変化が緩やか又は略一定となる第１領域の少なくとも一部が設定される。外周側の吸入口２１から吸い込まれた流体が内周側に向かうにしたがい、第１領域では、圧縮室２０内の圧力が略一定に維持される。
【００４４】
なお、第１領域は、渦巻方向にわたって、１つの第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４又は第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４のみが設けられることによって設定されてもよいし、複数の第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４又は第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４が直列に配置されることによって設定されてもよい。複数の第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４又は第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４が直列に配置される場合は、それぞれの傾斜角度を異ならせたり、間に壁体平坦部又は端板平坦部を設けたりすることによって実現される。
【００４５】
固定スクロール１８の端板１８ａには、圧縮室２０内の流体圧力よりも高圧の冷媒を圧縮室２０内に供給するインジェクションポート２６が設けられる。旋回スクロール１９が公転旋回運動をして、旋回スクロール１９の壁体１９ｂの歯先が、インジェクションポート２６上へ移動して両者が重なると、圧縮室２０とインジェクションポート２６の連通が閉じられる。反対に、旋回スクロール１９の壁体１９ｂの歯先が、インジェクションポート２６上から移動してインジェクションポート２６が開口すると、圧縮室２０とインジェクションポート２６とが連通する。インジェクションポート２６は、上述した圧縮室２０の容積変化が緩やか又は略一定となる第１領域に設けられる。これにより、圧縮室２０内の圧力変化が緩やか又は略一定の過程において、インジェクションポート２６から供給される冷媒との圧力差を所定以上に維持したまま、冷媒を圧縮室２０へ供給できる。第１領域では、中間圧冷媒のインジェクション工程が行われる。
【００４６】
旋回スクロール１９の壁体１９ｂに設けられた第２壁体傾斜部１９ｂ２，１９ｂ６は、外周側から内周側に向かって高さが連続的に減少する。この第２壁体傾斜部１９ｂ２，１９ｂ６の歯先が対向する固定スクロール１８の端板１８ａ上の歯底面には、第２壁体傾斜部１９ｂ２，１９ｂ６の傾斜に応じて傾斜する第２端板傾斜部１８ａ２，１８ａ６が設けられている。同様に、固定スクロール１８の壁体１８ｂに設けられた第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６も、外周側から内周側に向かって連続的に減少し、この第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６の歯先に対向する旋回スクロール１９の端板１９ａ上の歯底面には、第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６の傾斜に応じて傾斜する第２端板傾斜部１９ａ２，１９ａ６が設けられている。
【００４７】
これにより、旋回スクロール１９の公転旋回運動時、壁体１８ｂ，１９ｂの渦巻形状に応じて圧縮室２０の幅が減少すると共に、圧縮室２０の高さ、すなわち、端板１８ａ，１９ａ間の対向面間距離が減少する。したがって、第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ６及び第２端板傾斜部１８ａ２，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ６の渦巻方向の位置及び形状（例えば傾斜角度や渦巻方向の長さ）によって、圧縮室２０の容積が減少する第２領域及び第３領域のそれぞれの少なくとも一部が設定される。外周側の吸入口２１から吸い込まれた冷媒は内周側に向かうにしたがい、壁体１８ｂ，１９ｂの渦巻形状に応じた圧縮室２０の幅の減少によって圧縮されるだけでなく、圧縮室２０の高さ、すなわち、端板１８ａ，１９ａ間の対向面間距離の減少によって更に圧縮されることになる。これにより、三次元圧縮が可能となり、小型化を実現することができる。
【００４８】
圧縮室２０の容積が減少する第２領域は、旋回スクロール１９の公転旋回運動に伴う圧縮室２０の移動方向において第１領域の前に設定され、第３領域は、圧縮室２０の移動方向において第１領域の後に設定される。第２領域は、外周側にて壁体１８ｂ，１９ｂ同士が噛み合って圧縮室２０を形成して締め切った後から、第１領域が開始するまでの領域である。第３領域は、第１領域が終了した後から、圧縮された冷媒の吐出ポート２２からの吐出が終了するまでの領域である。
【００４９】
圧縮室２０の容積が減少する第２領域が第１領域の前において設定されることによって、第１領域の前の第２領域において、冷媒が内周側に向かうにしたがい、圧縮室２０内の圧力が上昇する。圧力が上昇した冷媒は、第１領域では、内周側に向かうが、圧縮室２０内の圧力が略一定に維持される。そして、圧縮室２０の容積が減少する第３領域が第１領域の後において設定されることによって、第１領域の後の第３領域において、冷媒が内周側に向かうにしたがい、圧縮室２０内の圧力が再び上昇する。第２領域では、低段圧縮工程が行われ、第３領域では、高段圧縮工程が行われる。
【００５０】
以上より、エコノマイザ４からインジェクション流路７及びインジェクションポート２６を介してスクロール圧縮機構１２の圧縮過程の途中へ冷媒を導入する２段圧縮冷凍サイクルが実現される。また、圧縮室２０の容積が減少する第２領域と第３領域の間に、圧縮室２０の容積変化が緩やか又は略一定となる第１領域が設けられ、スクロール圧縮機構１２を一つのみ備える単段のスクロール圧縮機１において、エコノマイザ４からスクロール圧縮機構１２の圧縮工程途中に中間圧の冷媒を導入できる。
【００５１】
なお、本実施形態でいう第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４、第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４、第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ６及び第２端板傾斜部１８ａ２，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ６における連続的という意味は、滑らかに接続された傾斜に限定されるものではなく、機械加工又は積層造形（ＡＭ）などによる製作時に不可避的に生じるような小さな段差が階段状に接続されており、傾斜部を全体としてみれば連続的に傾斜しているものも含まれる。ただし、いわゆる段付きスクロールのような大きな段差は含まれない。
【００５２】
第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４、第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４、第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ６及び第２端板傾斜部１８ａ２，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ６には、コーティングが施されてもよい。コーティングとしては、例えば、リン酸マンガン処理やニッケルリンめっき等が挙げられる。
【００５３】
図６及び図１０に示すように、第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４よりも外周側に配置される第２壁体傾斜部１８ｂ２，１９ｂ２の外周側端部１８ｂ８，１９ｂ８における歯先高さは、第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４の内周側端部１８ｂ９，１９ｂ９における歯先高さと同一であるとよい。これにより、第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４及び第２壁体傾斜部１８ｂ２，１９ｂ２を間に挟んで、一方の端部１８ｂ８，１９ｂ８と他方の端部１８ｂ９，１９ｂ９で測定を行うことができ、固定スクロール１８又は旋回スクロール１９の寸法測定を好適に行うことができる。
【００５４】
端板１８ａ，１９ａについても、図６及び図１０に示すように、第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４よりも外周側に配置される第２端板傾斜部１８ａ２，１９ａ２の外周側端部１８ａ８，１９ａ８における歯底面高さは、第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４の内周側端部１８ａ９，１９ａ９における歯底面高さと同一であるとよい。これにより、第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４及び第２端板傾斜部１８ａ２，１９ａ２を間に挟んで、一方の端部１８ａ８，１９ａ８と他方の端部１８ａ９，１９ａ９で測定を行うことで、固定スクロール１８又は旋回スクロール１９の寸法測定を好適に行うことができる。
【００５５】
固定スクロール１８の壁体１８ｂの歯先には、チップシールが設けられる。チップシールは樹脂製とされており、対向する旋回スクロール１９の端板１９ａの歯底に接触して流体をシールする。チップシールは、壁体１８ｂの歯先に周方向にわたって形成されたチップシール溝１８ｄ内に収容されている。なお、旋回スクロール１９の壁体１９ｂの歯先に対しても同様に、チップシール溝１９ｄが形成され、チップシール溝１９ｄ内にチップシールが設けられる。
【００５６】
両スクロール１８，１９が相対的に公転旋回運動を行うと、旋回直径（旋回半径ρ×２）分だけ歯先と歯底の位置が相対的にずれる。この歯先と歯底の位置ずれに起因して、傾斜部では、歯先と歯底との間のチップクリアランスが変化する。例えば、図１１（ａ）ではチップクリアランスＴが小さく、図１１（ｂ）ではチップクリアランスＴが大きいことを示している。チップシール２８は、このチップクリアランスＴが旋回運動によって変化しても、背面から圧縮流体によって端板１９ａの歯底側に押圧されるので、追従してシールできるようになっている。
【００５７】
一方で、壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５では歯底との距離が旋回時に壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ４，１９ｂ６ほど変化しない。チップシール２８は、壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５の渦巻き方向における長手方向にわたって延長して連続して設けられている。
【００５８】
上述したスクロール圧縮機１は、以下のように動作する。
図示しない電動モータ等の駆動源によって、旋回スクロール１９が固定スクロール１８回りに公転旋回運動を行う。これにより、各スクロール１８，１９の外周側から流体を吸い込み、各壁体１８ｂ，１９ｂ及び各端板１８ａ，１９ａによって囲まれた圧縮室２０に冷媒を取り込む。
【００５９】
まず、外周側にて壁体１８ｂ，１９ｂ同士が噛み合って圧縮室を形成して締め切った後に、第２領域において、圧縮室２０内の冷媒は外周側から内周側に移動するにしたがい圧縮され、図１２に示すように、圧縮室２０内の圧力が上昇する。圧縮された冷媒は、第１領域へ移動し、第１領域では、冷媒は内周側に向かう。そして、インジェクション管２５及びインジェクションポート２６を介して、エコノマイザ４から中間圧の冷媒が圧縮室２０へ供給される。第１領域では、図１２に示すように、圧縮室２０内の圧力変化が緩やか又は略一定であり、エコノマイザ４から供給される冷媒との圧力差を所定以上に維持したまま、流体を圧縮室２０へ供給できる。
【００６０】
その後、冷媒は第３領域へ移動し、第３領域において、冷媒が内周側に向かうにしたがい圧縮され、図１２に示すように、圧縮室２０内の圧力が再び上昇する。圧縮された冷媒は、最終的に固定スクロール１８に形成された吐出ポート２２から吐出される。
【００６１】
以上の通り、本実施形態のスクロール圧縮機１によれば、以下の作用効果を奏する。
複数の壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ４，１９ｂ６を設け、隣り合う壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ４，１９ｂ６の間に高さが一定とされた壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５を設けることとした。これにより、傾斜加工と傾斜加工との間に加工精度を確保できる平坦加工を導入することができるので、加工精度を向上させることができる。
複数の端板傾斜部１８ａ２，１８ａ４，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ４，１９ａ６を設け、隣り合う端板傾斜部１８ａ２，１８ａ４，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ４，１９ａ６の間に端板平坦部１８ａ３，１８ａ５，１９ａ３，１９ａ５を設けることとした。これにより、傾斜加工と傾斜加工との間に加工精度を確保できる平坦加工を導入することができるので、加工精度を向上させることができる。
【００６２】
隣り合う壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ４，１９ｂ６と壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５とにわたってチップシール２８を設けることとした。壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５では歯底との距離が旋回時に壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ４，１９ｂ６ほど変化しないので、壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５にてチップシールを安定して保持することができる。
【００６３】
壁体１８ｂ、１９ｂの高さの寸法管理を行う場合に、壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ４，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ４，１９ｂ６に比べて測定精度を確保しやすい壁体平坦部１８ｂ３，１８ｂ５，１９ｂ３，１９ｂ５の少なくとも２つを同じ高さとすることで、スクロール部材１８，１９の寸法測定を好適に行うことができる。
【００６４】
端板１８ａ，１９ａの高さの寸法管理を行う場合に、端板傾斜部１８ａ２，１８ａ４，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ４，１９ａ６に比べて測定精度を確保しやすい端板平坦部１８ａ３，１８ａ５，１９ａ３，１９ａ５の少なくとも２つを同じ高さとすることで、スクロール部材１８，１９の寸法測定を好適に行うことができる。
【００６５】
端板平坦部１８ａ３，１８ａ５，１９ａ３，１９ａ５の渦巻き方向の寸法が、歯底幅以上とされている。これにより、渦巻き方向に端板平坦部１８ａ３，１８ａ５，１９ａ３，１９ａ５を有意な寸法だけ確保することができる。例えば、加工時に使用するエンドミルの直径が歯底幅に等しい場合には、端板平坦部１８ａ３，１８ａ５，１９ａ３，１９ａ５の渦巻き方向の寸法を歯底幅以上とすることによって、端板平坦部１８ａ３，１８ａ５，１９ａ３，１９ａ５を精度良く加工することができる。
【００６６】
本実施形態では、第１壁体傾斜部１８ｂ４，１９ｂ４、第１端板傾斜部１８ａ４，１９ａ４、第２壁体傾斜部１８ｂ２，１８ｂ６，１９ｂ２，１９ｂ６及び第２端板傾斜部１８ａ２，１８ａ６，１９ａ２，１９ａ６を両スクロール１８，１９に設けることとしたが、いずれか一方に設けてもよい。
具体的には、一方の壁体（例えば旋回スクロール１９の壁体１９ｂ）に第１壁体傾斜部１９ｂ４及び第２壁体傾斜部１９ｂ２，１９ｂ６を設け、他方の端板（例えば固定スクロール１８の端板１８ａ）に第１端板傾斜部１９ａ４及び第２端板傾斜部１９ａ２，１９ａ６を設けた場合には、他方の壁体１８ｂと一方の端板１９ａは平坦とする。
また、従来の段付き形状と組み合わせた形状、すなわち、固定スクロール１８の端板１８ａに第１端板傾斜部１８ａ４及び第２端板傾斜部１８ａ２，１８ａ６を設ける一方で、旋回スクロール１９の端板１９ａに段部が設けられた形状と組み合わせてもよい。
【００６７】
本実施形態では、壁体平坦部１８ｂ１，１８ｂ７，１９ｂ１，１９ｂ７及び端板平坦部１８ａ１，１８ａ７，１９ａ１，１９ａ７を設けることとしたが、内周側及び／又は外周側の平坦部を省略して第２壁体傾斜部１８ｂ２，１９ｂ２を壁体１８ｂ，１９ｂの全体に延長して設けるようにしてもよい。
【００６８】
本実施形態では、スクロール圧縮機として説明したが、膨張機として用いるスクロール膨張機に対しても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１        ：スクロール圧縮機（スクロール流体機械）
２        ：凝縮器
３        ：第１膨張弁
４        ：エコノマイザ（気液分離器）
５        ：第２膨張弁
６        ：蒸発器
７        ：インジェクション流路
１０      ：冷凍サイクル
１１      ：ハウジング
１２      ：スクロール圧縮機構
１３      ：中間カバー
１４      ：ディスチャージカバー
１５      ：上部カバー
１５ａ    ：吐出口
１６      ：吐出チャンバー
１８      ：固定スクロール（第１スクロール部材）
１８ａ    ：端板（第１端板）
１８ａ１  ：端板平坦部
１８ａ２  ：第２端板傾斜部
１８ａ３  ：端板平坦部
１８ａ４  ：第１端板傾斜部
１８ａ５  ：端板平坦部
１８ａ６  ：第２端板傾斜部
１８ａ７  ：端板平坦部
１８ａ８  ：外周側端部
１８ａ９  ：内周側端部
１８ｂ    ：壁体（第１壁体）
１８ｂ１  ：壁体平坦部
１８ｂ２  ：第２壁体傾斜部
１８ｂ３  ：壁体平坦部
１８ｂ４  ：第１壁体傾斜部
１８ｂ５  ：壁体平坦部
１８ｂ６  ：第２壁体傾斜部
１８ｂ７  ：壁体平坦部
１８ｂ８  ：外周側端部
１８ｂ９  ：内周側端部
１８ｄ    ：チップシール溝
１９      ：旋回スクロール（第２スクロール部材）
１９ａ    ：端板（第２端板）
１９ａ１  ：端板平坦部
１９ａ２  ：第２端板傾斜部
１９ａ３  ：端板平坦部
１９ａ４  ：第１端板傾斜部
１９ａ５  ：端板平坦部
１９ａ６  ：第２端板傾斜部
１９ａ７  ：端板平坦部
１９ａ８  ：外周側端部
１９ａ９  ：内周側端部
１９ｂ    ：壁体（第２壁体）
１９ｂ１  ：壁体平坦部
１９ｂ２  ：第２壁体傾斜部
１９ｂ３  ：壁体平坦部
１９ｂ４  ：第１壁体傾斜部
１９ｂ５  ：壁体平坦部
１９ｂ６  ：第２壁体傾斜部
１９ｂ７  ：壁体平坦部
１９ｂ８  ：外周側端部
１９ｂ９  ：内周側端部
２０      ：圧縮室
２１      ：吸入口
２２      ：吐出ポート
２３      ：吐出口
２４      ：吐出管
２５      ：インジェクション管
２６      ：インジェクションポート
２７      ：リード弁
２８      ：チップシール
【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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【図８】
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【図９】
2019143545.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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