(57)【要約】【課題】固定側ボトムプレートの加工性及び信頼性を損なうことなく、容易にしてその圧縮効率が向上されるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】吐出孔(24)を有する端壁(16a)、及び該端壁に一体成形される固定渦巻体(60)を有する固定スクロール(16)と、固定渦巻体と協働して形成された圧縮室(72)からの作動流体を吐出孔から吐出させる可動渦巻体(62)を有する可動スクロール(18)と、固定渦巻体に摺接される摺接面(68c,74c,76d)を有し、該摺接面から、端壁より薄い所定の板厚を存して該端壁に当接される固定側ボトムプレート(68,74,76)とを具備し、固定側ボトムプレートは、圧縮室と吐出孔とを連通させる穿孔(68b,74b,76b,76c)を有し、該穿孔は摺接面のみが圧縮室に露出されるべく形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出孔を有する端壁、及び該端壁に一体成形される固定渦巻体を有する固定スクロールと、
前記固定渦巻体と協働して形成された圧縮室からの作動流体を前記吐出孔から吐出させる可動渦巻体を有する可動スクロールと、
前記固定渦巻体に摺接される摺接面を有し、該摺接面から所定の板厚を存して該端壁に当接される固定側ボトムプレートとを具備し、
前記固定側ボトムプレートは、前記圧縮室と前記吐出孔とを連通させる穿孔を有し、該穿孔は前記摺接面のみが前記圧縮室に露出されるべく形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記穿孔は、その開口部全体が、最小容積となる前記圧縮室内に位置づけられる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３】
前記穿孔は、その開口面積が前記吐出孔の開口面積より小さいことを特徴とする請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記穿孔は、複数孔で構成されることを特徴とする請求項１から３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、車両の空調に使用される冷凍回路に好適したスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール圧縮機は、固定スクロールの端壁に一体成形された固定渦巻体、及び可動スクロールの可動渦巻体が協働することで圧縮室が形成され、この圧縮室に作動流体としての冷媒を吸入し、そして、吸入された冷媒を圧縮した後、圧縮された冷媒が固定スクロールの端壁に穿設された吐出孔から吐出する。
この圧縮室の気密性を確保するため、固定及び可動スクロールには相手側の渦巻体がチップシールを介して摺接する渦巻状の固定側及び可動側ボトムプレートが配されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−９１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この特許文献１に開示されたスクロール圧縮機では、固定スクロールの吐出孔周辺に固定側ボトムプレートが存在せず、固定スクロールの端壁が圧縮室へ露出されて露出面を形成している。このため、吐出孔周辺では、この露出面と固定側ボトムプレートにおける可動渦巻体の摺接面とは固定側ボトムプレートの板厚分だけ段差を有しており、この段差により圧縮機の圧縮効率が低下するとの問題がある。なぜなら、この段差と露出面の面積とで構成される空間がデッドボリュームとなり、また、可動渦巻体が固定側ボトムプレートの存在しない端壁の上方にきたとき、この段差が隙間となって圧縮途中の作動流体が圧縮室外へ流出するからである。
【０００４】
そこで、固定側ボトムプレートの中央端部の先端を鋭利な形状にして固定渦巻体の中央端部を巻き込むように形成してデッドボリュームを低減することが考えられる。しかし、先端が鋭利な形状となるため、固定側ボトムプレートの加工性及び信頼性が低下する上、上記した圧縮途中の作動流体の流出は防止できない。
一方、圧縮途中の作動流体の流出は、可動渦巻体が吐出孔の開口部上にくることによっても生じ、これは更なる圧縮効率の低下を招く。そこで、圧縮室が最小容積になっても可動渦巻体が吐出孔の開口部にかからないように吐出孔を形成することが考えられるが、固定スクロールの端壁を穿設して設けられる吐出孔の開口部形状を調整するのは、比較的厚い端壁を加工するため手間がかかり、吐出孔の加工コストが増大するとの問題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、固定側ボトムプレートの加工性及び信頼性を損なうことなく、容易にしてその圧縮効率が向上されるスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載のスクロール圧縮機は、吐出孔を有する端壁、及び該端壁に一体成形される固定渦巻体を有する固定スクロールと、固定渦巻体と協働して形成された圧縮室からの作動流体を吐出孔から吐出させる可動渦巻体を有する可動スクロールと、固定渦巻体に摺接される摺接面を有し、該摺接面から、端壁より薄い所定の板厚を存して該端壁に当接される固定側ボトムプレートとを具備し、固定側ボトムプレートは、圧縮室と吐出孔とを連通させる穿孔を有し、該穿孔は摺接面のみが圧縮室に露出されるべく形成されることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、穿孔は、その開口部全体が、最小容積となる圧縮室内に位置づけられることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、穿孔は、その開口面積が吐出孔の開口面積より小さいことを特徴としている。
更にまた、請求項４記載の発明では、穿孔は、複数孔で構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
従って、請求項１記載の本発明のスクロール圧縮機によれば、固定側ボトムプレートには可動渦巻体の摺接面のみが圧縮室に露出されるべく穿孔が設けられるため、圧縮室からの作動流体の吐出が妨げられることなく、固定スクロールの吐出孔周辺の端壁はすべて固定側ボトムプレートで覆われる。よって、これら端壁と摺接面との段差が解消されるため、固定側ボトムプレートが固定渦巻体を巻き込むように形成されることなくデッドボリュームが解消される。また、この段差が解消されるため、圧縮室が最小容積になるとき、段差の隙間から圧縮途中の作動流体が圧縮室外へ漏洩することもない。これにより、固定側ボトムプレートの強度を確保しながら圧縮機の圧縮効率が向上される。
【０００９】
また、請求項２記載の発明によれば、固定側ボトムプレートの穿孔の開口部全体が最小容積となる圧縮室内に位置づけられるため、圧縮室が最小容積になるとき、可動渦巻体が穿孔の開口部上にくることはなく、圧縮途中の作動流体の圧縮室からの流出が防止され、圧縮機の圧縮効率が更に向上される。
更に、請求項３記載の発明によれば、固定側ボトムプレートの穿孔の開口面積が吐出孔の開口面積より小さいため、吐出孔の開口部は加工が容易な形状に穿設し、穿孔の開口部で微調整できる。これにより、圧縮室からの作動流体が吐出する開口部形状を、端壁より薄い板厚を有する固体側ボトムプレートをプレス型で加工して容易に最適化でき、吐出孔の加工コストが大幅に低減される。
【００１０】
更にまた、請求項４記載の発明によれば、穿孔が複数孔で形成されるため、単孔である場合に比して固定側ボトムプレートの強度が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１から４を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
図１はスクロール圧縮機を示し、このスクロール圧縮機は車両を空調するための冷凍回路に組み込まれ、冷凍回路を循環する冷媒の圧縮に使用される。
スクロール圧縮機はリアケーシング１０及びフロントケーシング１２を備え、リアケーシング１０内にスクロールユニット１４が収容されている。スクロールユニット１４は、リアケーシング１０に固定された固定スクロール１６と、この固定スクロール１６に対して組付けられた可動スクロール１８とから構成される。
【００１２】
リアケーシング１０内にはその端壁とスクロールユニット１４の固定スクロール１６との間に吐出室２０が形成される。固定スクロール１６の端壁１６ａに吐出孔２４が穿設され、この吐出孔２４にリードバルブタイプの吐出弁２５を介して吐出室２０が接続可能である一方、リアケーシング１０に形成した吐出ポート（図示しない）を介して冷凍回路の冷媒循環経路に接続されている。
【００１３】
なお、リアケーシング１０には冷媒の吸入ポート（図示しない）もまた形成されており、この吸入ポートは冷媒循環経路からリアケーシング１０内に冷媒を導入し、導入された冷媒はスクロールユニット１４内に吸入される。
一方、フロントケーシング１２内には駆動軸２６が配置され、この駆動軸２６は大径端部２８及び小径軸部３０を有する。大径端部２８はニードル軸受３２を介してフロントケーシング１２に回転自在に支持され、小径軸部３０はボール軸受３４を介してフロントケーシング１２に回転自在に支持されている。更に、小径軸部３０とフロントケーシング１２との間にはリップシール３６が配置され、このリップシール３６はフロントケーシング１２内を気密に区画している。
【００１４】
駆動軸２６の小径軸部３０はフロントケーシング１２から突出し、この突出端が電磁クラッチを内蔵した駆動プーリ３８に連結され、この駆動プーリ３８は軸受４０を介してフロントケーシング１２に回転自在に支持されている。駆動プーリ３８はベルトを介して車両のエンジン側の出力プーリに接続され、エンジンからの動力を受けて回転される。従って、エンジンの駆動中、駆動プーリ３８内の電磁クラッチがオン作動されていれば、駆動軸２６は駆動プーリ３８とともに回転される。
【００１５】
一方、駆動軸２６の大径端部２８からは可動スクロール１８に向けてクランクピン４２が突出され、このクランクピン４２は偏心ブッシュ４４及びニードル軸受４６を介して可動スクロール１８のボス４８を支持している。従って、駆動軸２６が回転されると、クランクピン４２及び偏心ブッシュ４４を介して可動スクロール１８が旋回運動する。
より詳しくは、固定スクロール１６は、端壁１６ａとその端壁１６ａに一体成形される固定渦巻体６０とから構成され、可動スクロール１８は、端壁１６ａと対峙する端壁１８ａとその端壁１８ａに一体成形される可動渦巻体６２とから構成される。これら固定及び可動渦巻体６０、６２の内外面は、その中央端部を除きインボリュート曲面から形成され、固定及び可動渦巻体６０、６２の渦巻状のラップ先端には固定及び可動チップシール６４、６６がそれぞれ配されている。
【００１６】
一方、固定及び可動渦巻体６０、６２のターン間に形成される各渦巻スペースには、耐摩耗性材料からなり、所定の板厚を有する渦巻状の固定側及び可動側ボトムプレート６８、７０がそれぞれ配されている。これら固定側及び可動側ボトムプレート６８、７０に相手側の渦巻体のチップシールである可動及び固定チップシール６６、６４をそれぞれ相対的に摺接させながら、固定渦巻体６０に対して可動渦巻体６２が協働することにより気密性の高い圧縮室７２が形成される。
【００１７】
ここで、固定側ボトムプレート６８には、その中央端部６８ａに圧縮室７２と吐出孔２４とを連通させる穿孔６８ｂが設けられている。圧縮室７２で圧縮された冷媒は、この穿孔６８ｂを経由して固定渦巻体６０の中央端部近傍６０ａの吐出孔２４から吐出される。このように、固定スクロール１６に対して可動スクロール１８が旋回運動されることにより、スクロールユニット１４は、冷媒の吸入から圧縮を行い、圧縮室７２からの圧縮された冷媒が固定側ボトムプレート６８の穿孔６８ｂを経て、吐出孔２４から吐出するまでの一連のプロセスを連続して実行する。
【００１８】
なお、図１中、参照符号５０は可動スクロール１８に対するカウンタウエイトを示し、このカウンタウエイト５０は偏心ブッシュ４４に取付けられている。
更に、フロントケーシング１２と可動スクロール１８の端壁１８ａとの間には自転阻止カップリングが配置されている。この実施例の場合、自転阻止カップリングはいわゆるＥＭカップリング５２からなり、ＥＭカップリング５２はそれぞれリング形状をなす可動プレート５４及び固定プレート５６双方の環状レース溝間にボール５８を挟み込んで構成されている。
【００１９】
以下、固定側ボトムプレート６８及び穿孔６８ｂについて詳細に説明する。
図２から４に示されるように固定側ボトムプレート６８には、圧縮室７２側の上面に可動チップシール６６が摺接し、摺接面６８ｃが形成され、摺接面６８ｃから所定の板厚ｔ１を存して連なる反対側の下面に、所定の肉厚ｔ２を有する端壁１６ａが当接し、当接面６８ｄが形成されている。固定側ボトムプレート６８は、可動スクロール１８の旋回運動の旋回運動領域をカバーする大きさを有しているが、その板厚ｔ１は端壁１６ａの肉厚ｔ２に比して大幅に薄くなっており、プレス型を用いた金型成形で加工される。
【００２０】
図３に示されるように、固定側ボトムプレート６８の中央端部６８ａは、その当接面６８ｄが端壁１６ａをすべて覆うように形成されている。しかし、図４に示されるように、吐出孔２４の圧縮室７２側の開口部２４ａは、固定側ボトムプレート６８で閉塞されることはなく、穿孔６８ｂの開口部６８ｂ１と吐出孔２４の開口部２４ａは略同一の円形をなし、これらの内面は連なる円筒状となっており、穿孔６８ｂは、少なくとも摺接面６８ｃのみが圧縮室７２に露出されるように穿設されている。また、開口部６８ｂ１の面積、すなわち穿孔６８ｂの開口面積は、圧縮機の圧縮効率が最適となるような面積Ｓに予め設定されている。
【００２１】
以上のように、本実施形態では、固定側ボトムプレート６８には、摺接面６８ｃのみが圧縮室７２に露出されるように穿孔６８ｂが設けられるため、圧縮室７２からの冷媒の吐出が妨げられることなく、固定スクロール１６の吐出孔２４周辺の端壁１６ｂが固定側ボトムプレート６８で覆われる。よって、これら端壁１６ｂと摺接面６８ｃとの段差、すなわち固定側ボトムプレート６８の板厚ｔ１の段差量を有する段差が解消され、この段差から生じるデッドボリュームが低減される。また、圧縮室７２が最小容積となるとき、可動渦巻体６２が固定側ボトムプレート６８の存在しない端壁１６ａの上方にくることはなく、圧縮途中の冷媒が圧縮室７２外へ漏洩することもない。
【００２２】
また、このデットボリュームを低減することを目的として、固定渦巻体６０を巻き込むようにして固定側ボトムプレート６８の中央端部６８ａの先端を鋭利な形状で延ばす必要はない。これにより、固定側ボトムプレート６８の強度を確保して固定側ボトムプレート６８の先端の信頼性を確保し、且つその加工性の向上を図りながら、圧縮機の圧縮効率が向上される。
【００２３】
以下、図５から８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と重複する説明については省略する。
図５は、圧縮室７２が最小容積となるときの固定スクロール１６及び可動スクロール１８が協働している状態を示し、ハッチングされているのは可動渦巻体６２である。図６に詳しく示されるように、本実施形態の固定ボトムプレート７４の中央端部７４ａには穿孔７４ｂが穿設されており、この穿孔７４ｂは、圧縮室７２が最小容積となっても固定及び可動渦巻体の中央端部６０ａ、６２ａと一定のクリアランスを存する長孔形状となっている。換言すると、穿孔７４ｂの開口部７４ｂ１は楕円形をなすことにより、最小容積となる圧縮室７２内に開口部７４ｂ１全体が収まっている。
【００２４】
図７、８に示されるように、開口部７４ｂ１の開口面積は、吐出孔２４の開口部２４ａの開口面積より小さく、端壁１６ａの背面１６ａ１側から見ると、少なくとも開口部７４ｂ１からの冷媒の流れが妨げられない程度の大きな円で開口部２４ａが形成されている。また、開口部７４ｂ１の開口面積は、第１実施形態での開口部６８ｂ１の面積Ｓと略同一である。
【００２５】
以上のように、本実施形態では、最小容積となる圧縮室７２内に固定側ボトムプレート７４の穿孔７４ｂの開口部７４ｂ１全体が位置づけられるため、圧縮室７２が最小容積になっても可動渦巻体６２が穿孔７４ｂの開口部７４ｂ１上にくることはなく、圧縮途中の作動流体が圧縮室７２から流出することが防止され、圧縮機の圧縮効率が更に向上される。
【００２６】
また、固定側ボトムプレート７４の穿孔７４ｂの開口部７４ｂ１の開口面積が吐出孔２４の開口部２４ａの開口面積より小さいため、吐出孔２４の開口部２４ａは加工が容易な形状に穿設し、穿孔７４ｂの開口部７４ｂ１で微調整できる。これにより、圧縮室７２からの作動流体が吐出する開口部形状を、端壁１６ａの肉厚ｔ２より薄い板厚ｔ１を有する固体側ボトムプレート７４をプレス型で加工して容易に最適化でき、吐出孔２４の開口部２４ａの加工コストが大幅に低減される。
【００２７】
以下、図９から１２を参照して本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態と重複する説明については省略する。
図９、特に図１０に詳しく示されるように、本実施形態の固定ボトムプレート７６の中央端部７６ａ近傍には穿孔７６ｂ、７６ｃが個別に穿設されており、これら穿孔７６ｂ、７６ｃの開口部７６ｂ１、７６ｃ１は、それぞれ圧縮室７２が最小容積となっても固定及び可動渦巻体の中央端部６０ａ、６２ａと一定のクリアランスを存する小円をなしている。また、これら開口部７６ｂ１、７６ｃ１の開口面積の和は、第１、第２実施形態での開口部６８ｂ１、７４ｂ１の面積Ｓと略同一である。
【００２８】
図１０、１１に示されるように、吐出孔２４の開口部２４ａのほうが、開口部７６ｂ１、７６ｃ１よりは開口面積が大きく、端壁１６ａの背面側から見ると、開口部７６ｂ１、７６ｃ１からの冷媒の流れを妨げない程度の大きな円で開口部２４ａが形成され、開口部２４ａ内に開口部７６ｂ１、７６ｃ１が収まっている。
以上のように、本実施形態では、穿孔が複数孔で形成されるため、単孔である場合に比して固定側ボトムプレート７６の強度が向上される。
【００２９】
以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記第２、３実施形態では、固体側ボトムプレートの穿孔の開口部を楕円形や円形としたが、これに限られるものではなく、最小容積となる圧縮室内に収まり、且つ圧縮機の最適な圧縮効率を実現可能であれば、その形状に制約はないものである。
【００３０】
また、上記第３実施形態では、固定側ボトムプレートの穿孔を２個の小円から構成したが、これに限られるものではなく、その開口部面積の和が圧縮機の圧縮効率を最適にするものであれば、穿孔は３個以上の孔から構成されてもよく、少なくとも複数の穿孔で構成されていればよい。
更に、上記第１から３実施形態では、吐出孔の形状を円形としたが、これに限られるものではなく、加工しやすい形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】スクロール圧縮機を示した断面図である。
【図２】図１の固定スクロールをII方向からみた平面図である。
【図３】図２の中央部近傍の拡大図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】図１の固定及び可動スクロールの協働状態をII方向からみた第２実施形態での平面図である。
【図６】図５の中央部近傍の拡大図である。
【図７】図６の断面図である。
【図８】図５を背面からみた図である。
【図９】図１の固定及び可動スクロールの協働状態をII方向からみた第３実施形態での平面図である。
【図１０】図９の中央部近傍の拡大図である。
【図１１】図１０の断面図である。
【図１２】図９を背面からみた図である。
【符号の説明】
【００３２】
１６      固定スクロール
１６ａ    端壁
１８      可動スクロール
２４      吐出孔
６０      固定渦巻体
６２      可動渦巻体
６８      固定側ボトムプレート
６８ｂ    穿孔
６８ｃ    摺接面
７２      圧縮室
７４      固定側ボトムプレート
７４ｂ    穿孔
７４ｂ１  開口部
７４ｃ    摺接面
７６      固定側ボトムプレート
７６ｂ    穿孔
７６ｂ１  開口部
７６ｃ    穿孔
７６ｃ１  開口部
７６ｄ    摺接面
【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】
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【図１０】
2007297944.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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