(57)【要約】【課題】低コストかつ高信頼性の電動圧縮機を提供する。【解決手段】可動スクロール１２と固定スクロール１１を備え、前記可動スクロール１２と前記固定スクロール１１の少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロール１２と前記固定スクロール１１の母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材３５が鋳込まれているもので、冷媒圧縮時の荷重により双方一体となって同様の歪が生じると、歪量が同様ではヤング率の高いほうが応力が高くなり、補強材３５がより多くの荷重を担う事となるので、補強材３５を高強度材とすることで全体の荷重に対する負荷能力が増大し、スクロール中心部の破損を防ぐことが可能となり、低コストの材料においても信頼性の確保が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動スクロールと固定スクロールを備え、前記可動スクロールと前記固定スクロールの少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロールと前記固定スクロールの母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材が鋳込まれている電動圧縮機。
【請求項２】
可動スクロールと固定スクロールを備え、前記可動スクロールと前記固定スクロールの少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロールと前記固定スクロールの母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材がネジで締結されている電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動圧縮機に関するもので、特に、スクロール方式の電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電動圧縮機として、図４に示すようなものがある（例えば、特許文献１参照）。図４は、上記特許文献１に記載された従来の電動圧縮機の断面図である。
【０００３】
図４は、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機の一例を示しており、電動圧縮機１は、その本体ケーシング３内に電動式モータ５を内蔵し、この本体ケーシング３に、軸方向にボルト締結される圧縮機構部４を駆動する。
【０００４】
また、本体ケーシング３内に、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部６を備え、電動式モータ５を、モータ駆動回路部１０１によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては、潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は、冷媒に対して相溶性のあるものである。
【０００５】
この電動圧縮機１は、ひとつの例として機電一体型のものであり、電動式モータ５は、駆動軸１４を介して、可動スクロール１２を固定スクロール１１に対して円軌道運動させる。
【０００６】
図４に示すように、固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａから羽根が立ち上がった固定スクロール１１と可動スクロール１２とを噛合わせて形成した圧縮空間１０は、移動を伴い容積を変化させることにより、外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、圧縮機構部４に設けた吸入口８および本体ケーシング３に設けた吐出口９を通じて行う。
【０００７】
これに併せ、本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７が、容積型ポンプ１３などを、駆動軸１４にて駆動するか、本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の給油路１５を通じ、可動スクロール１２の旋回駆動に伴い、可動スクロール１２の背面の液溜り２１および液溜り２２、図に示す例では、液溜り２２に供給し、この液溜り２２に供給した潤滑油７の一部は、可動スクロール１２の外周部の背面側に、可動スクロール１２を通じ絞り２３などによる所定の制限の基に供給して可動スクロール１２をバックアップしながら、前記潤滑油７を、可動スクロール１２を通じ可動スクロール１２の羽根における先端の固定スクロール１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に供給して、固定スクロール１１と、可動スクロール１２間のシールおよび潤滑を図る。
【０００８】
また、液溜り２２に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２１、主軸受４２を経ながら、それら主軸受４２、偏心軸受４３を潤滑した後、電動式モータ５側に流出し、貯液部６へと回収される。
【０００９】
さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側から、容積型ポンプ１３、副軸受４１、電動式モータ５、主軸受４２を持った主軸受部材５１を配置してある。容積型ポンプ１３は、端部壁３ａの外面から収容して、その後に嵌め付けた蓋体５２との間
に保持し、蓋体５２の内側に、貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにしてある。
【００１０】
副軸受４１は、端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４の容積型ポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。電動式モータ５は、固定子５ａを本体ケーシング３に環状部材１７によって固定され、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動できるようにしている。
【００１１】
主軸受部材５１は、本体ケーシング３の開口端に嵌合され、前記固定スクロール１１と共にサブケーシング１０２でもって挟持する状態で、図示しないボルトなどによって固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側を、主軸受４２により軸受している。さらに、これら主軸受部材５１と固定スクロール１１との間に、前記可動スクロール１２を挟み込んで圧縮機構部４を構成している。
【００１２】
主軸受部材５１と可動スクロール１２との間にはオルダムリングなどの可動スクロール１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部５７が設けられ、駆動軸１４を偏心軸受４３を介して、可動スクロール１２に接続して、可動スクロール１２を円軌道上で旋回させるようにしている。
【００１３】
圧縮機構部４には、吐出孔３１及びリード弁３１ａが設けられ、サブケーシング１０２との間に形成された吐出室６２に開口される。吐出室６２は、固定スクロール１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて、圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持った電動式モータ５側に通じている。
【００１４】
モータ駆動回路部１０１は、サブケーシング１０２内に、端部壁１０２ａを隔てて吸入室６１及び吐出室６２の反対側に回路基板１０３と、図示しない電解コンデンサとを収容して構成され、回路基板１０３には、発熱度の高いスイッチング素子を含むＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）１０５が搭載されている。
【００１５】
モータ駆動回路部１０１は、電動式モータ５などと圧縮機ターミナル１０６を介して電気的な接続が行われ、電動式モータ５を、温度などの必要な情報をモニタしながらモータ駆動回路部１０１によって駆動するようにしてある。このためモータ駆動回路部１０１は、外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。
【００１６】
従来の電動圧縮機１は、以上のように構成されており、電動式モータ５は、モータ駆動回路部１０１によって駆動され、駆動軸１４を介して、圧縮機構部４を円軌道運動させるとともに、容積型ポンプ１３を駆動する。
【００１７】
このとき圧縮機構部４は、容積型ポンプ１３により、貯液部６の潤滑油７を供給されて、潤滑およびシール作用を受けながら、固定スクロール１１に設けた吸入孔１６を通じ、冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、吐出孔３１から吐出室６２に吐出する。吐出室６２に吐出された冷媒は、連絡通路６３を通じて電動式モータ５側に入り、電動式モータ５を冷却しながら、本体ケーシング３の吐出口９から吐出されるまでの長い過程で、冷媒は、衝突、遠心、絞りなど各種の気液分離を図って潤滑油７の分離を受けながらも、随伴している一部潤滑油７によって副軸受４１の潤滑も行う。
【００１８】
スクロール方式の圧縮機構部４では、可動スクロール１２と固定スクロール１１の各々の渦巻形状のラップ壁面と軸方向に対抗する固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａで囲まれた圧縮空間１０が形成される。可動スクロール１２が旋回運動し、可動スクロール１２と固
定スクロール１１で囲まれた圧縮空間１０は中心へ向かって容積を縮小しながら移動し、冷媒が圧縮される。
【００１９】
可動スクロール１２が旋回運動するためには、駆動軸１４に対して法線方向・軸線方向の両方向に摺動する必要があり、法線方向は、駆動軸１４の偏芯軸（図示せず）で支持・摺動される。
【００２０】
軸線方向の摺動は、可動スクロール１２が圧縮ガスの反力で押されるのに抗して反圧縮空間１０側で摺動する場合と、圧縮ガスの反力を上回る荷重で可動スクロール１２を圧縮空間１０側へ押圧し、圧縮空間１０側で摺動する場合がある。可動スクロール１２の軸方向摺動部は、後者の圧縮空間１０側に構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平８−２６１１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
冷媒の圧縮時、可動スクロール１２、固定スクロール１１の各々のラップは、圧縮過程の冷媒によって荷重を受け、ラップ根元部に応力が集中する。特に、スクロール中心部は高温高圧となるので材料強度上厳しくなるが、従来の電動圧縮機の構成では、固定スクロール１１や可動スクロール１２の中心部の破損を防ぐために、固定スクロール・可動スクロール両方の材質として、最も応力の高い部位でも疲労破断しない強度の材料を使用することが求められるため、材料コストが増大すると言う課題があった。
【００２３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、比較的低強度の材料で固定スクロールや可動スクロールの破損を防ぐことが可能な、低コストと信頼性確保が両立可能な電動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】
【００２４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電動圧縮機は、可動スクロールと固定スクロールを備え、前記可動スクロールと前記固定スクロールの少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロールと前記固定スクロールの母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材が鋳込まれているもので、冷媒圧縮時の荷重により双方一体となって同様の歪が生じると、歪量が同様ではヤング率の高いほうが応力が高くなり、補強材がより多くの荷重を担う事となる。補強材を高強度材とすることで全体の荷重に対する負荷能力が増大し、スクロール中心部の破損を防ぐことが可能となり、低コストの材料においても信頼性の確保が可能となる。
【００２５】
また、本発明の電動圧縮機は、可動スクロールと固定スクロールを備え、前記可動スクロールと前記固定スクロールの少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロールと前記固定スクロールの母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材がネジで締結されているもので、冷媒圧縮時の荷重により双方一体となって同様の歪が生じると、歪量が同様ではヤング率の高いほうが応力が高くなり、補強材がより多くの荷重を担う事となる。補強材を高強度材とすることで全体の荷重に対する負荷能力が増大し、スクロール中心部の破損を防ぐことが可能となり、低コストの材料においても信頼性の確保が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の電動圧縮機は、低コストでのスクロール圧縮機構の信頼性確保が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１における電動圧縮機の固定スクロールの中心部に補強材が設置されている状態を示す破断図
【図２】同固定スクロールと補強材を鋳造型にて一体成形する断面図
【図３】同固定スクロールの中心部と補強材がネジ締結される様子を示す図
【図４】従来の電動圧縮機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
第１の発明は、可動スクロールと固定スクロールを備え、前記可動スクロールと前記固定スクロールの少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロールと前記固定スクロールの母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材が鋳込まれているもので、冷媒圧縮時の荷重により双方一体となって同様の歪が生じると、歪量が同様ではヤング率の高いほうが応力が高くなり、補強材がより多くの荷重を担う事となる。補強材を高強度材とすることで全体の荷重に対する負荷能力が増大し、スクロール中心部の破損を防ぐことが可能となり、低コストの材料においても信頼性の確保が可能となる。
【００２９】
第２の発明は、可動スクロールと固定スクロールを備え、前記可動スクロールと前記固定スクロールの少なくとも一方の中心部に、前記可動スクロールと前記固定スクロールの母材より高強度でかつヤング率の高い材料からなる補強材がネジで締結されているもので、冷媒圧縮時の荷重により双方一体となって同様の歪が生じると、歪量が同様ではヤング率の高いほうが応力が高くなり、補強材がより多くの荷重を担う事となる。補強材を高強度材とすることで全体の荷重に対する負荷能力が増大し、スクロール中心部の破損を防ぐことが可能となり、低コストの材料においても信頼性の確保が可能となる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電動圧縮機の固定スクロールの中心部に補強材が設置されている状態を示す破断図、図２は、同固定スクロールと補強材を鋳造型にて一体成形する断面図である。なお上記従来の電動圧縮機と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態における電動圧縮機１は、図１に示すように、固定スクロール１１もしくは／及び可動スクロール１２の中心部分に、ヤング率、強度共に固定スクロール１１或いは、可動スクロール１２の母材より高い材料からなる補強材３５を鋳込むものである。
【００３３】
具体的には、図２に示すように、固定スクロール１１もしくは／及び可動スクロール１２を鋳造する際に、スクロール鋳造金型３４内の所定の場所に、補強材３５を設置し、同時に鋳造するもので、これにより固定スクロール１１もしくは／及び可動スクロール１２の中心部に補強材３５を一体成形することが出来る。
【００３４】
或いは、図３に示すように、固定スクロール１１もしくは／及び可動スクロール１２の中心部分のスクロールラップ背面よりネジ穴３３を設け、その穴３３に補強材３５に設けたネジ部３５ａを嵌合させ締結するようにしても良い。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、補強材３５に、ヤング率、強度共に固定スクロール１１或いは、可動スクロール１２の母材より高い材料を用いるので、補強材３５と、固定スクロール１１もしくは／及び可動スクロール１２は一体となり、冷媒圧縮時の荷重で
同様な歪が生じた結果、補強材３５のほうがより多くの荷重を担う事となる。
【００３６】
従って、比較的低強度の材料で、固定スクロール１１や可動スクロール１２の破損を防ぐことが可能となり、低コストと信頼性確保が両立可能な電動圧縮機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる電動圧縮機は、同様の負荷能力であれば比較的強度の低い材料を使用することが可能なため低コスト化が可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１  電動圧縮機
３  本体ケーシング
４  圧縮機構部
５  電動式モータ
５ａ  固定子
５ｂ  回転子
８  吸入口
９  吐出口
１０  圧縮空間
１１  固定スクロール
１１ａ  固定鏡板
１２  可動スクロール
１２ａ  旋回鏡板
１４  駆動軸
１７  環状部材
４２  主軸受
４３  偏心軸受
５１  主軸受部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013060910.tif 000006