(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一端面に渦巻状の固定側ラップが設けられるとともに、該固定側ラップの先端面に全長に渡るシール部材用の溝が設けられ、かつ該シール部材用の溝内にシール部材が装着される固定スクロールと、基板の一端面に前記固定側ラップと相互に噛合い係合する渦巻状の旋回側ラップが設けられるとともに、該旋回側ラップの先端面に全長に渡るシール部材用の溝が設けられ、かつ該シール部材用の溝内にシール部材が装着される前記固定スクロールに対して旋回可能な旋回スクロールとを備え、前記両ラップの根元部のうち少なくとも渦巻中心部に位置する部分にそれぞれフィレット部が設けられ、該フィレット部の軌跡上に位置する相手方ラップの先端部に該フィレット部との干渉を避ける逃げ部が設けられるスクロール型圧縮機において、
前記両ラップのシール部材用の溝を両ラップの幅方向の外方にそれぞれオフセットさせたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載のスクロール型圧縮機であって、
前記固定側ラップ及び旋回側ラップは、基板の中心を渦巻中心とするインボリュート曲線上に全体が位置するとともに、渦巻の外から中心に向かって所定の位置までは内外周面がインボリュート曲線から等距離に位置する略同一幅に形成され、その位置から渦巻中心までは内周面がインボリュート曲線から順次内方に離れる順次幅広に形成され、前記シール部材用の溝の中心線を前記インボリュート曲線よりも外方にオフセットさせたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、詳しくは、固定スクロール及び旋回スクロールに設けられる相手方との間をシールするシール部材用の溝の位置を特定したスクロール型圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機には種々のタイプのものがあり、例えば、ハウジングと、ハウジング内に固定された状態で設けられる固定スクロールと、ハウジング内に旋回可能に設けられるとともに、固定スクロールと相互に噛合い係合する旋回スクロールと、ハウジングに軸受を介して回転自在に設けられるとともに、旋回スクロールに連結されるクランク軸と、クランク軸を回転駆動させる駆動源とを備えたものが一般に知られている。
【０００３】
固定スクロールは、基板の一端面に渦巻状の固定側ラップを一体に立設したものであり、旋回スクロールは、基板の一端面に渦巻状の旋回側ラップを一体に立設したものであり、両スクロールの両ラップは相互に噛合い係合するようになっている。
【０００４】
この場合、両ラップの先端面にはそれぞれ全長に渡るシール部材用の溝が設けられ、各シール部材用の溝内にそれぞれ合成樹脂製のシール部材が装着され、両ラップを相互に噛合い係合させたときに、両シール部材がそれぞれ相手方基板に摺動接触して相手方基板との間をシールするようになっている。
【０００５】
また、両ラップの根元部のうち渦巻中心部に位置する部分には両ラップを補強するためのフィレット部が設けられ、このフィレット部の軌跡上に位置する相手方ラップの先端部にはフィレット部との干渉を避けるための逃げ部が設けられるようになっている。
【０００６】
そして、駆動源を作動させてクランク軸を回転させると、クランク軸の回転に追従して旋回スクロールが固定スクロールに対して公転旋回運動を行い、これに伴って低温・低圧の冷媒ガスがハウジングの吸込口からハウジング内に吸込まれる。そして、ハウジング内に吸い込まれた冷媒ガスは、固定スクロールと旋回スクロールとの間に導かれ、両者間で圧縮されて高温・高圧の冷媒ガスとなり、吐出口からハウジング外に吐出されるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成のスクロール型圧縮機にあっては、両ラップの先端部に逃げ部を設ける場合に、シール部材によるシール性を確保するために、シール部材用の溝の開口部縁部に所定の厚みを確保しなければならない。このため、シール部材用の溝に連続して設けられる逃げ部を大きくとることができず、それに伴って相手方のフィレット部も大きくとることができないため、両ラップの強度を高めることができず、耐久性が大幅に低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、シール部材によるシール性を確保した状態で、固定側ラップ及び旋回側ラップの先端部の逃げ部を大きくとることができ、これにより相手方ラップの根元部のフィレット部を大きくとることができて、両ラップの強度を高めることができ、これにより耐久性を大幅に高めることができるスクロール型圧縮機を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項１に係る発明は、基板の一端面に渦巻状の固定側ラップが設けられるとともに、該固定側ラップの先端面に全長に渡るシール部材用の溝が設けられ、かつ該シール部材用の溝内にシール部材が装着される固定スクロールと、基板の一端面に前記固定側ラップと相互に噛合い係合する渦巻状の旋回側ラップが設けられるとともに、該旋回側ラップの先端面に全長に渡るシール部材用の溝が設けられ、かつ該シール部材用の溝内にシール部材が装着される前記固定スクロールに対して旋回可能な旋回スクロールとを備え、前記両ラップの根元部のうち少なくとも渦巻中心部に位置する部分にそれぞれフィレット部が設けられ、該フィレット部の軌跡上に位置する相手方ラップの先端部に該フィレット部との干渉を避ける逃げ部が設けられるスクロール型圧縮機において、前記両ラップのシール部材用の溝を両ラップの幅方向の外方にそれぞれオフセットさせたことを特徴とする。
この発明によるスクロール型圧縮機によれば、固定側ラップの先端面及び旋回側ラップの先端面に設けられるシール部材用の溝は、両ラップの幅方向の外方にそれぞれオフセットされることになるので、両ラップのシール部材用の溝の開口縁部に連続して設けられる逃げ部を大きくとることができ、それに伴って相手方ラップの根元部のフィレット部を大きくとることができることになる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のスクロール型圧縮機であって、前記固定側ラップ及び旋回側ラップは、基板の中心を渦巻中心とするインボリュート曲線上に全体が位置するとともに、渦巻の外から中心に向かって所定の位置までは内外周面がインボリュート曲線から等距離に位置する略同一幅に形成され、その位置から渦巻中心までは内周面がインボリュート曲線から順次内方に離れる順次幅広に形成され、前記シール部材用の溝の中心線を前記インボリュート曲線よりも外方にオフセットさせたことを特徴とする。
このスクロール型圧縮機によれば、固定側ラップ及び旋回側ラップの先端面のシール部材用の溝は、その中心線がインボリュート曲線よりも外方にオフセットされることになるので、シール部材用の溝の開口縁部に連続する逃げ部を大きくとることができ、それに伴って相手方ラップの根元部のフィレット部を大きくとることができることになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５には、本発明によるスクロール型圧縮機の一実施の形態が示されていて、このスクロール圧縮機１は、横置きのスクロール型圧縮機であって、ハウジング２と、固定スクロール１６と、旋回スクロール２４と、クランク軸８とを備えている。
【００１２】
ハウジング２は、カップ状のハウジング本体３と、ハウジング本体３の開口部を閉塞する蓋部材４とから構成され、ハウジング本体３の内側空間内には固定スクロール１６及び旋回スクロール２４が設けられ、蓋部材４の中心部にはクランク軸８が回転自在に挿着されるようになっている。ハウジング本体３には内側空間内に冷媒ガスを導く吸込口（図示せず）と、内側空間内から冷媒ガスを吐出させる吐出口（図示せず）とが設けられるようになっている。
【００１３】
蓋部材４は、略筒状の本体部５と、本体部５の軸方向の一端に一体に設けられる本体部５よりも小径の略筒状のボス６と、本体部５とボス６との間に一体に設けられる鍔状のフランジ部７とから構成され、本体部５をハウジング本体３の開口端部内周側に嵌合させ、この状態でフランジ部７をハウジング本体３の開口端面にボルトにより締結させることにより、ハウジング本体３側に取り付けられるようになっている。
【００１４】
クランク軸８は、棒状をなす主軸９と、主軸９の一端に軸線を一致させた状態で一体に設けられる円板状のクランクアーム１０と、クランクアーム１０の一端面に主軸９の軸線と軸線が偏心した状態で一体に設けられる棒状のクランクピン１１とから構成されている。
【００１５】
クランク軸８は、主軸９を蓋部材４のボス６の内周側に設けられる外側軸受１２の内周側に嵌合させ、クランクアーム１０を蓋部材４の本体部５の内周側に設けられる内側軸受１３の内周側に嵌合させることで、回転自在に支持されるようになっている。
【００１６】
クランク軸８のクランクピン１１は、後述するブッシュ３３の内側に嵌合されるようになっている。クランク軸８の主軸９の周面と蓋部材４のボス６の内周面との間にはリップシール１４が装着され、このリップシール１４によりそれらの間がシールされるようになっている。クランクアーム１０の端面には、後述する旋回スクロール２４に与えられるアンバランス量を打ち消すためのバランスウエイト１５が装着されるようになっている。
【００１７】
固定スクロール１６は、中心部に突出ポート１８が貫通した状態で設けられる略円板状の基板１７と、基板１７の一方の端面に一体に立設される渦巻状の固定側ラップ１９とから構成され、固定側ラップ１９を蓋部材４の方向に向けた状態で、基板１７をハウジング本体３の底部にボルトにより締結させることで、ハウジング本体３に固定されるようになっている。
【００１８】
固定側ラップ１９は、基板１７の中心部を渦巻中心とするインボリュート曲線Ａ上に全体が位置するとともに、渦巻の外から中心に向かって所定の位置までは内外周面がインボリュート曲線から等距離に位置する均一幅に形成され、その位置から渦巻中心までは内周面がインボリュート曲線から順次内方に離れる順次幅広に形成されるようになっている。
【００１９】
図２に示すように、固定側ラップ１９の先端面には、断面方形状のシール部材用の溝２０が全長に渡って設けられ、このシール部材用の溝２０内に合成樹脂等からなる断面方形状のシール部材であるチップシール２１が装着されるようになっている。この場合、シール部材用の溝２０は、その中心線Ｂがインボリュート曲線Ａよりも幅方向の外方に所定の寸法オフセットさせた位置に位置するように、固定側ラップ１９の先端面に設けられるようになっている。
【００２０】
固定側ラップ１９の渦巻中心部（吐出ポート１８に面する部分）の根元部には、長手方向の先端から内周側の所定の位置までフィレット部２２が一連に設けられ、このフィレット部２２に対応する図３に示す旋回側ラップ２６の先端部（フィレット部２２の軌跡上に重合する部分）には逃げ部３０が設けられるようになっている。
【００２１】
フィレット部２２は、固定側ラップ１９と基板１７との境界部をアール面状、Ｃ面状等（この実施の形態においてはアール面状）に盛上げて形成したたものであるが、これらの形状に限定することなく他の形状であってもよい。なお、フィレット部２２は、図示はしないが、固定側ラップ１９の渦巻中心部の根元部だけでなく、固定側ラップ１９の内周側の根元部に全長に渡って設けてもよい。
【００２２】
固定側ラップ１９のシール部材用の溝２０の開口縁部に連続する部分のうち、後述する旋回側ラップ２６のフィレット部２９に対応する部分（フィレット部２９の軌跡上に重合する部分）、すなわち固定側ラップ１９の渦巻中心部（吐出ポート１８に面する部分）の内周側は、所定幅、深さで面取りされ、その部分に図２、図５に示すように、旋回側ラップ２６のフィレット部２９との干渉を避ける逃げ部２３が設けられている。
【００２３】
この場合、シール部材用の溝２０は中心線Ｂがインボリュート曲線Ａよりも外方に所定の寸法オフセットされた位置に位置するように設けられているので、シール部材用の溝２０の開口縁部に連続して設けられる逃げ部２３の幅、深さをシール部材用の溝をオフセットさせた分だけ大きくとることができ、それに伴って後述する旋回側ラップ２６のフィレット部２９を大きくとることができることになる。
【００２４】
旋回側スクロール２４は、図１、図４に示すように、固定スクロール１６に対向して設けられるものであって、略円板状の基板２５と、基板２５の一方の端面に一体に立設される渦巻状の旋回側ラップ２６とから構成され、旋回側ラップ２６を固定スクロール１６の固定側ラップ１９に噛合い係合させた状態で旋回自在に支持されている。
【００２５】
図４に示すように旋回側ラップ２６は、基板２５の中心を渦巻中心とするインボリュート曲線Ａ上に全体が位置するとともに、渦巻の外から中心に向かって所定の位置までは内外周面がインボリュート曲線から等距離に位置する均一幅に形成され、その位置から渦巻中心までは内周面がインボリュート曲線から順次内方に離れる順次幅広に形成されるようになっている。
【００２６】
旋回側ラップ２６の先端面には、断面方形状のシール部材用の溝２７が全長に渡って設けられ、このシール部材用の溝２７内に合成樹脂等からなる断面方形状のシール部材であるチップシール２８が装着されるようになっている。この場合、シール部材用の溝２７は、その中心線Ｂがインボリュート曲線Ａよりも幅方向の外方に所定の寸法オフセットさせた位置に位置するように設けられるようになっている。
【００２７】
旋回側ラップ２６の渦巻中心部（固定側ラップ１９の渦巻中心部に対応する部分）の根元部には、長手方向の先端から内周側の所定の位置までフィレット部２９が一連に設けられ、このフィレット部２９に固定側ラップ１９の先端部（フィレット部２９の軌跡上に重合する部分）に設けた逃げ部２３（図５参照）が対応するようになっている。この場合、フィレット部２９は、固定側ラップ１９の逃げ部２３に対応した大きさに形成されるようになっている。
【００２８】
フィレット部２９は、旋回側リップ２６と基板２５との境界部をアール面状、Ｃ面状等（この実施の形態においてはアール面状）に盛上げて形成したものであるが、これらの形状に限定することなく他の形状であってもよい。なお、フィレット部２９は、図示はしないが、旋回側ラップ２６の渦巻中心部の根元部だけでなく、旋回側ラップ２６の内周側の根元部に全長に渡って設けてもよい。
【００２９】
旋回側ラップ２６のシール部材用の溝２７の開口縁部に連続する部分のうち、固定側ラップ１９のフィレット部２２に対応する部分（フィレット部２２の軌跡上に重合する部分）、すなわち旋回側ラップ２６の渦巻中心部の内周側は所定幅、深さで面取りされ、その部分に固定側ラップ１９のフィレット部２２との干渉を避ける逃げ部３０が設けられている（図３、図５参照）。
【００３０】
この場合、シール部材用の溝２７は中心線Ｂがインボリュート曲線Ａよりも外方に所定の寸法オフセットされた位置に位置するように設けられているので、逃げ部３０の幅、深さをシール部材用の溝をオフセットさせた分だけ大きくとることができ、それに伴って固定側ラップ１９のフィレット部２２を大きくとることができることになる。
【００３１】
旋回スクロール２４の旋回側ラップ２６と固定スクロール１６の固定側ラップ１９とは、互いに公転旋回半径の分だけ偏心した状態で、かつ旋回側ラップ２６の側面と固定側ラップ１９の側面とが複数箇所で互いに線接触するように、１８０°の位相をもって噛合い係合されるようになっている。
【００３２】
この場合、旋回側ラップ２６のシール部材用の溝２７内に装着したチップシール２８、及び固定側ラップ１９のシール部材用の溝２０内に装着したチップシール２１は、相手方スクロール１６、２４の基板１７、２５にそれぞれ密接し、これにより、固定側ラップ１９と旋回側ラップ２６との間にそれらの中心に対して略対称をなす複数の密閉空間である図１に示す圧縮室３５が形成されるようになっている。
【００３３】
固定スクロール１６の基板１７の外周面とハウジング本体３の内周面との間にはＯリング３６が介装され、このＯリング３６により両者間がシールされて基板１７の左側の部分に吸込室３７が形成され、右側の部分に吐出キャビティ３８が形成されるようになっている。吸込室３７は、ハウジング本体３に設けられる冷媒ガスの吸込口（図示せず）に連通し、吐出キャビティ３８は、ハウジング本体３に設けられる吐出口（図示せず）に連通するようになっている。
【００３４】
固定スクロール１６の基板１７の吐出キャビティ３８に面する部分には吐出弁３９が設けられ、この吐出弁３９により基板１７の中心部の吐出ポート１８が開閉されるようになっている。吐出弁３９の開閉角度は吐出弁３９の外側に設けられるストッパー４０によって制限されるようになっている。
【００３５】
旋回スクロール２４の基板２５の他方の端面の中央部には、筒状のボス３１が軸方向に突出した状態で一体に設けられ、このボス３１の内側には旋回軸受３２を介してブッシュ３３が回転自在に装着され、このブッシュの３３内側に前述したクランク軸８のクランクピン１１が嵌合されるようになっている。
【００３６】
旋回スクロール２４のボス３１の外周側には自転阻止部３４が設けられ、この自転阻止部３４によって旋回スクロール２４の公転旋回運転を許容しつつ、その自転を阻止するようになっている。
【００３７】
クランク軸８の主軸９は、図示しないマグネットクラッチ、プーリー等の動力伝達部材を介してエンジン側に連結されるようになっている。
【００３８】
そして、エンジンを駆動させて動力伝達部材を介してクランク軸８を回転させると、旋回スクロール２４は、自転阻止部３４によってその自転を阻止されながら、クランクピン１１、ブッシュ３３、旋回軸受３２及びボス３１を介して、クランク軸８の主軸９を中心にクランクピン１１の偏心量を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。これにより、固定側ラップ１９と旋回側ラップ２６との間の線接触部が次第に渦巻の中心方向に移動し、圧縮室３５は容積を減少しながら渦巻きの中心方向に移動する。これにより、吸入口から吸入室３７内に流入した冷媒ガスは、固定側ラップ１９と旋回側ラップ２６との間の外周側開口部から圧縮室３５内に吸い込まれた後、圧縮されながら中心部に至り、吐出弁３９を押し開いて吐出キャビティ３８内へ導かれ、吐出口（図示せず）から外部へ吐出されるものである。
【００３９】
上記のように構成したこの実施の形態によるスクロール型圧縮機１にあっては、固定側ラップ１９及び旋回側ラップ２６のシール部材用の溝２０、２７は、その中心線Ｂがインボリュート曲線Ａよりも外方に位置するように設けられているので、シール部材用の溝２０、２７の開口縁部に連続して設けられる逃げ部２３、３０を両ラップ１９、２６の略同一幅の部分だけでなく、順次幅広となる部分についてもシール部材用の溝をオフセットさせた分だけ大きくとることができ、それに対応する相手方ラップ２６、１９のフィレット部２９、２２を大きくとることができることになる。従って、固定側ラップ１９及び旋回側ラップ２４全体の強度を高めることができるとともに、両ラップ１９、２４が互いに干渉するのを避けることができるので、耐久性を大幅に高めることができることになる。
【００４０】
また、渦巻中心部に位置する固定側ラップ１９及び旋回側ラップ２６の根元部に設けるフィレット部２２、２９を従来のものよりも大幅に大きくすることができるので、両ラップ１９、２６の強度を更に高めることができ、両ラップ１９、２６の耐久性を大幅に高めることができることになる。
【００４１】
なお、前記の説明においては、横置きのスクロール型圧縮機について説明したが、それ以外のタイプのスクロール型圧縮機に本発明を適用としても良いのは勿論のことであり、その場合にも同様の効果が得られるのは勿論のことである。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、固定側ラップ及び旋回側ラップのシール部材用の溝を両ラップの幅方向の外方にそれぞれオフセットさせたことにより、シール部材用の溝の開口縁部に連続して設けられる逃げ部をシール部材用の溝をオフセットさせた分だけ大きくとることができるので、それに対応する相手方ラップのフィレット部を大きくとることができることになる。従って、固定側ラップ、及び旋回側ラップの強度を高めることができるとともに、両ラップが互いに干渉するのを防止できるので、耐久性を大幅に高めることができることになる。
【００４３】
また、シール部材用の溝の中心線がインボリュート曲線よりも外方にオフセットされることになるので、内周面がインボリュート曲線から順次内方に離れる順次幅広に形成される渦巻の中心部においても、シール部材用の溝の縁部に連続する部分に設けられる逃げ部をシール部材用の溝をオフセットさせた分だけ大きくとることができ、それに対応して相手方ラップのフィレット部を大きくとることができることになる。従って、高圧となる渦巻中心部の強度を十分に高めることができるので、耐久性を大幅に高めることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるスクロール型圧縮機の一実施の形態の全体を示した断面図である。
【図２】  本発明によるスクロール圧縮機の固定スクロールの部分拡大平面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  本発明によるスクロール型圧縮機の旋回スクロールの部分拡大平面図である。
【図５】  図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１  スクロール型圧縮機
１６  固定スクロール
１７、２５  基板
１９  固定側ラップ
２０、２７  シール部材用の溝
２１、２８  シール部材（チップシール）
２２、２９  フィレット部
２３、３０  逃げ部
２４  旋回スクロール
２６  旋回側ラップ
Ａ    インボリュート曲線
Ｂ    中心線
【図１】
0003913036.tif 000002
【図２】
0003913036.tif 000003
【図３】
0003913036.tif 000004
【図４】
0003913036.tif 000005
【図５】
0003913036.tif 000006