(57)【要約】【課題】スクロール圧縮機の公転時に、旋回スクロールと固定スクロールとの摺動抵抗を低減させる。【解決手段】渦巻き状のラップ(31)と鏡板(32)とで形成される固定スクロール(30)と、渦巻き状のラップ(41)と鏡板(42)とで形成される旋回スクロール(40)と、固定スクロール(30)のラップ(31)と旋回スクロール(40)のラップ(41)とが互いに噛み合わされて形成される圧縮室(25)とを備えている。旋回スクロール(40)の鏡板(42)の表面には、所定の表面粗度に形成された第１の領域(43)と、表面粗度が第１の領域(43)よりも細かく形成された第２の領域(44)とが設けられている。第２の領域(44)は、旋回スクロール(40)の鏡板(42)のラップ（41）側の表面においてラップ(41)より外側の外周部に形成されている。【選択図】図１
2009243301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻き状のラップ(31)と鏡板(32)とで形成される固定スクロール(30)と、渦巻き状のラップ(41)と鏡板(42)とで形成される旋回スクロール(40)と、
上記固定スクロール(30)のラップ(31)と旋回スクロール(40)のラップ(41)とが互いに噛み合わされて形成される作用室(25)とを備えているスクロール型流体機械であって、
上記旋回スクロール(40)の鏡板(42)の表面には、所定の表面粗度に形成された第１の領域(43)と、表面粗度が第１の領域(43)よりも細かく形成された第２の領域(44)とが設けられている
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
請求項１において、
上記第２の領域(44)は、旋回スクロール(40)の鏡板(42)のラップ（41）側の表面においてラップ(41)より外側の外周部に形成されている
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項３】
請求項１〜２において、
上記第２の領域(44)の表面には、該表面に皮膜(45)を形成するための表面処理が施されている
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型流体機械に関し、特に、旋回スクロールの摺動抵抗の低減対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、図６に示すように、スクロール型圧縮機(a)は、渦巻き状のラップ(d,g)が鏡板(c,f)に形成された固定スクロール(b)及び旋回スクロール(e)を備えている。そして、固定スクロール(b)のラップ(d)と旋回スクロール(e)のラップ(g)とが互いに噛み合わさり、上記旋回スクロール(e)の公転により、作用室が両スクロール(b,e)の中心に移動して容積が減少し、流体を圧縮している。このスクロール型圧縮機(a)は、運転中に、回転する旋回スクロール(e)とハウジングとの間で、摺動による摩擦が生じるため、圧縮効率等が低下するという問題があった。
【０００３】
このような問題に対して従来のスクロール型圧縮機は、特許文献１に示されるように、上記摺動部分に潤滑油等を供給することで、摺動抵抗を低減させる手段が用いられている。
【特許文献１】特開２００７−８５２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スクロール型圧縮機(a)には、旋回スクロール(e)を流体圧によって固定スクロール(b)に押し付けているものがあり、その際、流体は両スクロール(b,e)の中心部分で最も圧縮された高圧状態となる。このため、図６に示すように、旋回スクロール(e)の鏡板(f)は、高圧状態の流体の影響により中心部が下方に撓んでしまうという新たな現象を発明者らは見出した。この結果、旋回スクロール(e)の鏡板(f)の外周部が、固定スクロール(b)の鏡板(c)の外周部に形成されたフランジ部(h)と干渉し、この外周部が、大きな摺動抵抗の要因となっていることが分かった。この摺動抵抗について、従来の潤滑油では十分低減されておらず、圧縮効率等の向上が十分に図られていないという問題があった。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、旋回スクロールの鏡板と固定スクロールの鏡板との間に生じる摺動抵抗を低減させ、圧縮効率等を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、旋回スクロール(40)を形成する鏡板(42)の表面に、表面粗度を細かく形成した領域を設けるようにしたものである。
【０００７】
具体的に第１の発明は、渦巻き状のラップ(31)と鏡板(32)とで形成される固定スクロール(30)と、渦巻き状のラップ(41)と鏡板(42)とで形成される旋回スクロール(40)と、上記固定スクロール(30)のラップ(31)と旋回スクロール(40)のラップ(41)とが互いに噛み合わされて形成される作用室(25)とを備えているスクロール型流体機械であって、上記旋回スクロール(40)の鏡板(42)の表面には、所定の表面粗度に形成された第１の領域(43)と、表面粗度が第１の領域(43)よりも細かく形成された第２の領域(44)とが設けられている。
【０００８】
上記第１の発明では、スクロール型流体機械(1)が運転を開始すると、旋回スクロール(40)が回転して、噛み合わされたスクロール(30,40)に高圧状態の流体の作用室(25)が形成される。上記高圧状態の流体により、旋回スクロール(40)の鏡板(42)が撓んでも、旋回スクロール(40)の鏡板(42)と固定スクロール(30)の鏡板(32)との間で摺動抵抗が生じない。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記第２の領域(44)は、旋回スクロール(40)の鏡板(42)のラップ（41）側の表面においてラップ(41)より外側の外周部に形成されている。
【００１０】
上記第２の発明では、スクロール型流体機械(1)が運転を開始すると、旋回スクロール(40)が回転して、噛み合わされたスクロール(30,40)の中心部に高圧状態の流体の作用室(25)が形成される。上記高圧状態の流体により、旋回スクロール(40)の鏡板(42)の中心部が撓んで、旋回スクロール(40)の鏡板(42)の外周部が、固定スクロール(30)の鏡板(32)と干渉する方向に変形するが、旋回スクロール(40)の鏡板(42)と固定スクロール(30)の鏡板(32)との間では摺動抵抗が生じない。
【００１１】
第３の発明は、上記第１〜２の発明において、上記第２の領域(44)の表面には、該表面に皮膜(45)を形成するための表面処理が施されている。
【００１２】
上記第３の発明では、スクロール型流体機械(1)が運転を開始すると、旋回スクロール(40)が回転して、噛み合わされたスクロール(30,40)に高圧状態の流体の作用室(25)が形成される。上記高圧状態の流体により、旋回スクロール(40)の鏡板(42)が撓んでも、旋回スクロール(40)の鏡板(42)と、固定スクロール(30)の鏡板(32)との間で摺動抵抗が生じない。また、皮膜(45)によって旋回スクロール(40)の鏡板(42)と固定スクロール(30)の鏡板(32)との間の隙間が埋められるため、吸入空間(26)から流体が漏洩しない。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、旋回スクロール(40)を形成する鏡板(42)の表面に、所定の表面粗度に形成された第１の領域(43)と、表面粗度が第１の領域(43)よりも細かく形成された第２の領域(44)を設けたため、スクロール型流体機械(1)の運転時に、高圧状態の流体により旋回スクロール(40)の鏡板(42)が撓んで、固定スクロール(30)の鏡板(32)と干渉することがあっても、第２の領域(44)における摺動抵抗を低減させることができる。この結果、圧縮効率等の機器効率が低下するのを確実に防止することができる。
【００１４】
上記第２の発明によれば、表面粗度を細かく形成した第２の領域(44)を、旋回スクロール(40)の鏡板(42)の表面におけるラップ(41)よりも外側の外周部に形成したため、スクロール型流体機械(1)の運転時に、高圧状態の流体により、旋回スクロール(40)の鏡板(42)の中心部が撓むことで、鏡板(42)の外周部が変形し、固定スクロール(30)の鏡板(32)と干渉することがあっても、第２の領域(44)における摺動抵抗を低減させることができる。この結果、圧縮効率等の機器効率が低下するのを確実に防止することができる。
【００１５】
上記第３の発明によれば、第２の領域(44)の表面には、皮膜(45)を形成するための表面処理が施されているため、表面処理を施す前よりも平滑な表面が形成されている。このため、スクロール型流体機械(1)の運転時に、高圧状態の流体により旋回スクロール(40)の鏡板(42)が撓んで、固定スクロール(30)の鏡板(32)と干渉することがあっても、摺動抵抗を低減させることができる。また、上記表面処理によって第２の領域(44)の表面が皮膜(45)されているため、旋回スクロール（40）の鏡板（42）と固定スクロール（30）の鏡板（32）との間の隙間を埋めることができる。このため、流体が吸入空間(26)から漏洩するのを確実に防止することができる。これらの結果、圧縮効率等の機器効率が低下するのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
〈発明の実施形態１〉
本実施形態１は、スクロール圧縮機に本発明を適用したものである。このスクロール圧縮機は、例えば、流体である冷媒を用いた冷媒回路を備えた冷凍装置に使用される。
【００１８】
図３に示すように、本実施形態１のスクロール圧縮機(1)は、ケーシング(2)の内部に、圧縮機構(20)と駆動機構(10)とが備えられて構成されている。
【００１９】
上記圧縮機構(20)は、ケーシング(2)の内部の上部側に配設され、駆動機構(10)は、ケーシング(2)の内部の下部側に配置されている。ケーシング(2)の内部は、圧縮機構(20)を介して２つの空間に区画され、圧縮機構(20)の下方の空間が高圧空間(S1)で、圧縮機構(20)の上方の空間が低圧空間(S2)になっている。
【００２０】
上記ケーシング(2)は、円筒状のケーシング本体(7)と、ケーシング本体(7)の上端部に固定された上部鏡板(3)と、ケーシング本体(7)の下端部に固定された下部鏡板(4)とを有している。また、ケーシング(2)には、流体である冷媒の吐出管(5)が下部に、吸入管(6)が上部に設けられている。
【００２１】
上記ケーシング(2)の内部には、圧縮機構(20)と一体化される上部ハウジング(21)が固定されている。また、ケーシング(2)の内部には、駆動機構(10)の下方に下部ハウジング(15)が固定されている。
【００２２】
上記駆動機構(10)は、モータ(12)と、該モータ(12)に連結された駆動軸(11)とから構成されている。モータ(12)は、ケーシング本体(7)に固定された環状のステータ(13)と、上記ステータ(13)の内周側に装着されたロータ(14)とを備え、上記ロータ(14)には駆動軸(11)が連結されている。この駆動軸(11)は、上部ハウジング(21)の軸受部(22)と、下部ハウジング(15)の軸受部(16)とによって回転可能に支持されている。
【００２３】
上記圧縮機構(20)は、上部ハウジング(21)に固定される固定スクロール(30)と、該固定スクロール(30)に対して偏心回転運動をするように構成された旋回スクロール(40)とで構成されている。上記固定スクロール(30)は、固定側の鏡板(32)と、この固定側の鏡板(32)に一体的に形成された渦巻き状の固定側ラップ(31)とを有し、上記鏡板(32)の外周部に形成されたフランジ部(33)において上部ハウジング(21)にボルト固定されている。上記旋回スクロール(40)は、旋回側の鏡板(42)と、この旋回側の鏡板(42)に一体的に形成された渦巻き状の旋回側ラップ(41)とを有している。
【００２４】
上記固定側ラップ(31)と旋回側ラップ(41)とは互いに噛み合っている。固定側の鏡板(32)と旋回側の鏡板(42)との間には、両ラップの接触部の間が圧縮室(25)として構成されている。この圧縮室(25)は、旋回スクロール(40)が公転するのに伴って、両ラップ間の容積が拡大する際に冷媒を吸入し、該容積が収縮する際に冷媒を圧縮するように構成されている。
【００２５】
上記フランジ部(33)の内側には、冷媒の吸入口(23)が連通する吸入空間(26)に形成され、該吸入口(23)はケーシング(2)の内部における圧縮機構(20)の上方の低圧空間(S2)を介して吸入管(6)と繋がっている。また、圧縮室(25)の中心部には、冷媒の吐出口(24)が形成され、該吐出口(24)はケーシング(2)の内部における圧縮機構(20)の下方の高圧空間(S1)を介して吐出管(5)と繋がっている。
【００２６】
次に、本発明の特徴である旋回スクロール(40)について図１及び図２に基づき説明する。
【００２７】
図１に示すように、上記旋回側の鏡板(42)の表面は、第１の領域(43)と第２の領域(44)とで形成されている。上記第１の領域(43)は、所定の表面粗度で形成され、旋回側ラップ(41)よりも内側の内周部に設けられている。また、上記第２の領域(44)は、旋回側ラップ(41)よりも外側の外周部であって、固定スクロール(30)のフランジ部(33)が摺接する部分と対応する位置に設けられている。上記第２の領域(44)は、図２に示すように、上記第１の領域(43)よりも表面粗度が細かく形成されている。
【００２８】
−運転動作−
次に、この実施形態１のスクロール圧縮機(1)の運転動作について図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
まず、圧縮機モータ(12)を回転させると、この回転に伴って駆動軸(11)が回転する。駆動軸(11)の回転は、軸受部(22)を介して旋回スクロール(40)に伝達され、旋回スクロール(40)が、駆動軸(11)の回転中心の周りで公転動作することで、固定スクロール(30)と旋回スクロール(40)との間に形成された圧縮室(25)の容積が変化する。これにより、圧縮室(25)では、上記容積変化に伴って、吸入口(23)から低圧の冷媒が吸引されるとともに、該冷媒が圧縮される。
【００３０】
図４(A)及び(B)に示すように、旋回スクロール(40)は、公転時に図４(A)に示す位置と図４(B)に示す位置を移動する。このとき、旋回スクロール(40)の中心部に形成された圧縮室(25)に、高圧に圧縮された冷媒が存在することとなるため、旋回側の鏡板(42)の中心部が下方に撓み、それに伴って、旋回側の鏡板(42)の外周部が、固定側の鏡板(32)の外周部（フランジ部(33)）と干渉する方向に変形するが、第２の領域（44）の表面粗度が細かいため、公転時に旋回側の鏡板（42）と固定側の鏡板（32）との間で摺動抵抗が生じない。
【００３１】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１に係る発明では、旋回側の鏡板(42)の表面に、所定の表面粗度に形成された第１の領域(43)と、表面粗度が第１の領域(43)よりも細かく形成された第２の領域(44)とを設け、上記第１の領域(43)は、旋回側ラップ(41)よりも内側の内周面に設けられ、上記第２の領域(44)は、旋回側ラップ(41)よりも外側の外周面に設けられている。このため、スクロール圧縮機(1)の運転動作によって、旋回側の鏡板(42)の中心部が下方へ撓むことで、旋回側の鏡板(42)の外周部が上方へ変形しても、固定側の鏡板(32)との間で摺動抵抗が生じない。この結果、スクロール圧縮機(1)の圧縮効率が低下するのを確実に防止することができる。
【００３２】
〈発明の実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２について図面に基づき詳細に説明する。
【００３３】
本実施形態２は、実施形態１が、旋回側の鏡板（42）の表面に、表面粗度が第１の領域（43）よりも細かく形成された第２の領域(44)を形成したのに代えて、図５(A)及び(B)に示すように、第２の領域(44)の表面に、表面処理である化成処理を施して酸化皮膜(45)を形成したものである。更に、上記化成処理が施された後は、上記酸化皮膜(45)の表面にブラッシング処理等を行うことで平滑性を向上させている。
【００３４】
上記第２の領域(44)は、第１の領域(43)よりも表面粗度が細かく形成されているが、該第２の領域(44)の表面に、化成処理を施して酸化皮膜(45)を形成することにより、旋回側の鏡板（42）の外周部と固定側の鏡板（32）の外周部との間の隙間を埋めることができる。これにより、吸入空間(26)から冷媒が漏洩してしまうのを確実に防止できる。また、第２の領域(44)には、酸化皮膜(45)が形成される前よりも平滑な表面を形成することができる。これにより、酸化皮膜(45)が形成された第２の領域(44)の表面は、平滑性が高くなるため、旋回側の鏡板(42)と固定側の鏡板(32)とが干渉することがあっても摺動抵抗が生じることがない。この結果、スクロール圧縮機(1)の圧縮効率が低下するのを確実に防止することができる。その他の構成及び動作は実施形態１と同様である。
【００３５】
〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態１及び実施形態２について、以下のような構成としてもよい。
【００３６】
本実施形態１及び実施形態２は、本発明をスクロール式の圧縮機(1)に適用したが、本発明は、スクロール式の膨張機等の各種のスクロール型流体機械に適用することができる。
【００３７】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明は、スクロール型流体機械の摺動抵抗の低減対策について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１に係る旋回スクロールを示す水平断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る旋回スクロールと固定スクロールとを示す概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るスクロール圧縮機を示す概略縦断面図である。
【図４】(A)及び(B)は、本実施形態１の旋回スクロールと固定スクロールとを示す概略縦断面図である。
【図５】(A)及び(B)は、本発明の実施形態２の旋回スクロールと固定スクロールとを示す概略縦断面図である。
【図６】従来の旋回スクロールと固定スクロールとを示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２５          圧縮室
３０          固定スクロール
３１          固定側ラップ
３２          固定側の鏡板
４０          旋回スクロール
４１          旋回側ラップ
４２          旋回側の鏡板
４３          第１の領域
４４          第２の領域
４５          酸化皮膜
【図１】
2009243301.tif 000003
【図２】
2009243301.tif 000004
【図３】
2009243301.tif 000005
【図４】
2009243301.tif 000006
【図５】
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【図６】
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