(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内壁と可動スクロールと共働する固定スクロールの端壁とで区画形成される圧縮流体の吐出室を有するスクロール型圧縮機において、
前記固定スクロールの端壁から前記ケーシングの内壁底面に指向して突出する複数の固定スクロールボス部と、
前記複数の固定スクロールボス部の相互間に設けられ、前記固定スクロールの端壁と前記固定スクロールボス部とに一体的に形成されると共に、前記ケーシングの内壁底面に指向して徐々に細くなるテーパ状に形成される壁部とを有し、
前記壁部は、半径中心側が前記固定スクロールの端壁から前記ケーシングの内壁底面に向かって傾斜し、該壁部によって画成される前記ケーシング内の空間が、該ケーシングの内壁底面に向かって徐々に拡大するようにテーパ状となる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において、
前記壁部は、前記ケーシングの内壁底面に臨む先端部端面の中心線で等分割された断面において、半径方向中心側へ指向した壁部断面Ａの面積と半径方向外周側へ指向した壁部断面Ｂの面積との関係を、Ａ＞Ｂにする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、一層詳細には、スクロール型圧縮機において圧縮流体の吐出室を区画形成するケーシングと固定スクロールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術に係るスクロール型圧縮機として、例えば、特開平２−１９６７７号公報を挙げることができる。
【０００３】
この従来技術に係るスクロール型圧縮機を図７に示す。
【０００４】
このスクロール型圧縮機１では、冷媒ガス等が圧縮される際に、圧縮ガスの反力によって固定スクロール２を構成するうず巻体３および板体４等にモーメントを生ずる。そこで、このモーメントによって引き起こされる揺動運動を抑制するために、ケーシング５内にあって前記板体４の中央寄り部分に凸部７が設けられ、これに対向してケーシング５側にも支持部６が設けられる。
【０００５】
これら支持部６と凸部７とがボルト８によって締め付けられるとともに、前記固定スクロール２の板体４の周辺部が前記ケーシング５の内面に設けられた係合面９に係合されることによって、固定スクロール２がケーシング５に固定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来技術に係る前記スクロール型圧縮機１において、ガス圧縮室１０の容積を増大させることによってスクロール型圧縮機１の出力向上を図ろうとする場合、固定スクロール２のうず巻体３と可動スクロール１１のうず巻体１２をそれぞれ延伸させることでガス圧縮室１０の容積を増大させる構造が考えられる。
【０００７】
しかしながら、この構造では、固定スクロール２のうず巻体３に加えられる圧縮ガスの圧縮反力（図７中、矢印Ｘで示す。）によって前記うず巻体３が受ける力のモーメントが大きくなるので、固定スクロール２に引き起こされる揺動運動が大きくなるおそれがある。
【０００８】
その結果、固定スクロール２に設けられた凸部７およびケーシング５に設けられた支持部６に加えられる繰り返し応力（図７中、矢印Ｙで示す。）が大きくなるので、これら支持部６および凸部７の耐久性が低下する懸念がある。
【０００９】
また、前記揺動運動によって、固定スクロール２が微少に振動してケーシング５の係合面９との接触部から振動音等の騒音が発生する可能性がある。
【００１０】
本発明は、前記の問題に鑑みなされたものであり、ケーシングおよび／または固定スクロールに対してリブ、壁部等を設けることによって耐久性を向上させることができ、しかも騒音の発生を極力低減し、さらに十分に圧縮流体を吐出することが可能な容積が確保されるとともに、軽量化、小型化が達成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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ケーシングの内壁と可動スクロールと共働する固定スクロールの端壁とで区画形成される圧縮流体の吐出室を有するスクロール型圧縮機において、
前記固定スクロールの端壁から前記ケーシングの内壁底面に指向して突出する複数の固定スクロールボス部と、
前記複数の固定スクロールボス部の相互間に設けられ、前記固定スクロールの端壁と前記固定スクロールボス部とに一体的に形成されると共に、前記ケーシングの内壁底面に指向して徐々に細くなるテーパ状に形成される壁部とを有し、
前記壁部は、半径中心側が前記固定スクロールの端壁から前記ケーシングの内壁底面に向かって傾斜し、該壁部によって画成される前記ケーシング内の空間が、該ケーシングの内壁底面に向かって徐々に拡大するようにテーパ状となることを特徴とする。
【００１２】
また、壁部は、ケーシングの内壁底面に臨む先端部端面の中心線で等分割された断面において、半径方向中心側へ指向した壁部断面Ａの面積と半径方向外周側へ指向した壁部断面Ｂの面積との関係を、Ａ＞Ｂにするとよい。
【００１３】
本発明によれば、固定スクロールの端壁からケーシングの内壁底面に指向して突出する複数の固定スクロールボス部及び固定スクロールの端壁に、前記ケーシングの内壁底面に指向して徐々に細くなるテーパ状の壁部を一体的に設けているので、圧縮ガスの圧縮反力によって揺動運動が励起されて前記固定スクロールに加えられる力が大きくなっても前記固定スクロールボス部に作用する繰り返し応力が緩和され、前記固定スクロールボス部の耐久性を向上させることができると共に、前記壁部の半径中心側が前記固定スクロールの端壁から前記ケーシングの内壁底面に向かって傾斜しているため、該壁部によって画成される前記ケーシング内の空間が、該ケーシングの内壁底面に向かって徐々に拡大して前記吐出室の容積をより一層十分に確保できる。
【００１４】
また、壁部は、ケーシングの内壁底面に臨む先端部端面の中心線で等分割された断面において、半径方向中心側へ指向した前記壁部の断面をテーパ状に形成し、且つ、前記壁部の断面積を半径方向外周側へ指向した壁部の断面積より大きくしているので、前記固定スクロールの端壁の壁厚を大きくすることなく、圧縮ガスの吐出圧力が最も作用するガス導出口近傍の剛性を向上させることができると共に、スクロール型圧縮機の軽量化を図ることが可能となる。
【００１５】
これにより、固定スクロールに一体的に形成された固定渦巻壁と可動スクロールに一体的に形成された可動渦巻壁をそれぞれ延伸させ、ガス圧縮室の容積を増大させることができるので、スクロール型圧縮機の出力向上を図ることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスクロール型圧縮機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら、以下、詳細に説明する。
【００２４】
本発明に係るスクロール型圧縮機３０を図１に示す。このスクロール型圧縮機３０は、フロントケーシング３２とリアケーシング３４とを有する。リアケーシング３４とフロントケーシング３２との間で吐出室３６が区画形成される。
【００２５】
リアケーシング３４にはケーシングボス部３８ａ〜３８ｄが一体的に形成され、このケーシングボス部３８ａ〜３８ｄには座面４０が設けられ、この座面４０は固定スクロール４２に一体的に形成された固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄの座面４６に対設される。
【００２６】
リアケーシング３４に設けられた挿通孔３９を貫通してボルト４８が挿通されて、固定スクロール４２側に設けられたタップ孔４５に締め付けられる。これによって前記固定スクロール４２が前記リアケーシング３４に固着される。ここで、前記リアケーシング３４の肩部と固定スクロール４２の隅角部との間に設けられたＯ−リング５０は、後述するガス圧縮室９０を気密に封止する。
【００２７】
一方、フロントケーシング３２側からボルト５２を挿通してその先端部を前記固定スクロール４２の外壁５４に螺入させる。この場合、前記フロントケーシング３２の縮径した端部の開口部から回転シャフト５６を吐出室３６側へと挿入する。
【００２８】
回転シャフト５６は軸受５８によって回転自在に支持されるとともに、その一方の端部に拡径する支持体６０を有する。前記支持体６０の支持面６２は、軸受６４によって回転自在に支持される。前記軸受６４は、図１から容易に諒解されるとおり、フロントケーシング３２に形成された肩部６６によって保持される。支持体６０の軸心に偏心してピン６８が固着され、このピン６８の根元部にはバランスウエイト７０が固着される。前記ピン６８に可動スクロール７２のブッシュ７４が係合する。
【００２９】
具体的には、可動スクロール７２に凹部７６が設けられ、この凹部７６に旋回軸受７８を介してブッシュ７４が保持される。前記ブッシュ７４にはその軸心に偏心して孔部８０が形成され、この孔部８０に前記ピン６８が挿入される。ピン６８の先端には環状溝８２が形成され、この環状溝８２にＣ型止めリング８４が嵌合する。従って、ピン６８は、前記環状溝８２に嵌合するＣ型止めリング８４によってブッシュ７４に対する軸方向の移動が阻止されるように構成されている。
【００３０】
なお、軸受５８の近傍に電磁クラッチ８６が設けられ、この電磁クラッチ８６のオン／オフ動作によって前記回転シャフト５６へエンジン（図示せず）等の回転駆動源からの回転力の伝達あるいは切り離し動作が行われる。
【００３１】
ここで、参照符号８８は固定スクロール４２に形成された固定渦巻壁９６と外壁５４、および可動スクロール７２に形成された可動渦巻壁９８との間で区画形成されるガス圧縮室９０から圧縮された圧縮ガスを吐出室３６へと吐出するためのガス導出口を示す。
【００３２】
ところで、本実施の形態では、図１および図２に示されるように、リアケーシング３４には、ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄと前記リアケーシング３４の内壁９２との間にリブ９４ａ〜９４ｄが設けられる。
【００３３】
すなわち、この実施の形態では、リブ９４ａ〜９４ｄは正面円形状のリアケーシング３４の内壁９２と、正面円形状のケーシングボス部３８ａ〜３８ｄの周壁との間に橋架されるように延在している。この場合、前記リブ９４ａ〜９４ｄにおいては、図３に示されるように、前記リブ９４ａ〜９４ｄの端面位置はケーシングボス部３８ａ〜３８ｄに設けられた座面４０の面位置からリアケーシング３４の内壁底面側に向かって所望のオフセット量で若干凹んだ形状を有する。固定スクロール４２の耐久性を向上させるためには、該リブ９４ａ〜９４ｄの端面位置は可及的に座面４０と面一であるのが好ましい。しかしながら、この面一性を確保することによって、リブ９４ａ〜９４ｄは座面４０を研磨する際に刃具の運動に支障を来たす。従って、このオフセット量は、前記ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄの座面４０を円滑にすべく研磨加工等を施す際に刃具等が干渉しない程度に設定される。
【００３４】
以上のような構成において、電磁クラッチ８６の駆動作用下に、回転シャフト５６に回転力が伝達されると、支持体６０が軸受６４を介して回転するに至り、これによって前記支持体６０に設けられたピン６８が回転シャフト５６の軸心に対して偏心しながら回転する。この結果、ブッシュ７４が回転して可動スクロール７２が同様に回転し、固定スクロール４２の固定渦巻壁９６および外壁５４と可動スクロール７２の可動渦巻壁９８との間で区画形成されるガス圧縮室９０でガス（例えば、冷媒ガス等）が圧縮され、この圧縮されたガスがガス導出口８８から吐出室３６へと吐出される。
【００３５】
従来技術では、前記ガス圧縮室９０内において、圧縮されるガスの圧縮反力によって前記固定渦巻壁９６および外壁５４が力のモーメントを受け、前記固定スクロール４２には揺動運動を励起させようとする力が働く。この力によって、固定スクロール４２に一体的に形成された固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄおよびリアケーシング３４に一体的に形成されたケーシングボス部３８ａ〜３８ｄに繰り返し応力が作用しようとする。
【００３６】
しかしながら、本実施の形態では、前記リブ９４ａ〜９４ｄが形成されることによって、この繰り返し応力が緩和され、前記ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄおよび固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄが揺動することは可及的に回避される。
【００３７】
また、リアケーシング３４の内壁９２に対するケーシングボス部３８ａ〜３８ｄの傾き等が抑えられ、且つ固定スクロール４２が前記リアケーシング３４に対してより強固に固着されるので、前記固定スクロール４２の微少振動が抑制され振動音等の騒音の発生を回避させることができる。
【００３８】
さらに、前記リブ９４ａ〜９４ｄの端面位置が前記ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄに設けられた座面４０の面位置からオフセットされ若干凹んだ形状に形成されているので、前記座面４０への研磨加工作業等を効率的に行うことができる。
【００３９】
さらにまた、前記リブ９４ａ〜９４ｄが吐出室３６を複数に仕切る機能を持ち合わせているため消音効果が得られるので、前記吐出室３６に吐出される圧縮ガスの吐出音等による騒音も低減することができる。
【００４０】
次に、第２の実施の形態を図４に示す。
【００４１】
なお、以下に示す実施の形態において、図１および図２に示すスクロール型圧縮機３０と同一構成要素には同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
このスクロール型圧縮機３０において、リアケーシング３４にはさらに壁部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃが設けられる。この壁部１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、リアケーシング３４に突出形成された複数のケーシングボス部３８ａ〜３８ｄ間に橋架される。
【００４３】
この場合、ケーシングボス部３８ａと３８ｄとの間には前記壁部１００ａ〜１００ｃと同様の壁部は設けられていない。吐出室３６内の吐出ガスの導出通路とするためである。
【００４４】
この壁部１００ａ〜１００ｃが形成されることによって、前記ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄおよび固定スクロール４２に一体的に形成された固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄに作用する繰り返し応力がより緩和され、前記ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄおよび固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄの耐久性をさらに向上させることができる。
【００４５】
この結果、リアケーシング３４の内壁９２等の壁厚を大きくすることなく、前記リアケーシング３４が、例えば、エンジンの振動等の外力にも十分に耐え得る剛性に向上させることができるので、スクロール型圧縮機３０の軽量化を図ることが可能となる。
【００４６】
なお、前記壁部１００ａ〜１００ｃの端面は、前記リブ９４ａ〜９４ｄと同様に、ケーシングボス部３８ａ〜３８ｄに設けられた座面４０の面位置から、リアケーシング３４の内壁底面側に向かって所望のオフセット量が設けられるのが好ましい。このオフセット量は、前記座面４０の研磨加工等の際に刃具等が干渉しない程度に設定されて、前記加工作業等を効率的に行うことができる。
【００４７】
ここで、本実施の形態において、前記壁部１００ａ〜１００ｃは略直線形状を示して説明しているが、この壁部１００ａ〜１００ｃは、例えば、図４に二点鎖線で示すように、略円弧形状等に形成していてもよいことは勿論である。
【００４８】
続いて、本発明の第３の実施の形態を図５および図６に示す。
【００４９】
この場合、固定スクロール４２にはリアケーシング３４に指向して壁部１０２ａ〜１０２ｃが設けられる。この壁部１０２ａ〜１０２ｃは、前記固定スクロール４２に形成された複数の固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄを相互に橋架するように該固定スクロール４２と一体的に形成される。
【００５０】
この壁部１０２ａ〜１０２ｃは、詳細には図６に示されるように、リアケーシング３４側に指向して細くなるテーパ状を呈している。これは、略台形状断面の断面Ａと略四角形状の断面Ｂとが仮想分割線Ｗによって区分され、前記断面Ａの面積と断面Ｂの面積の関係がＡ＞Ｂとなるように形成される。
【００５１】
なお、前記仮想分割線Ｗは、前記壁部１０２ａ〜１０２ｃの端面１０６において前記断面Ａと断面Ｂとに等分割する仮想の分割線である。
【００５２】
このように構成することによって、ガス圧縮室９０側からの圧縮ガスの吐出圧力は、固定スクロール４２の端壁１０４の外周部近傍に比して中心部近傍（ガス導出口８８の近傍）に向かうに従って大きくなるので、前記断面Ａの面積をより大きくして端壁１０４の中心部近傍の剛性の向上が図られる。しかも、前記断面Ａを吐出室３６側に指向して細くなるテーパ状に形成しているため、前記吐出室３６の容積をより多く確保することが可能となる。
【００５３】
これにより、前記端壁１０４の壁厚を大きくすることなく、固定スクロール４２の中心部近傍の剛性を向上させるとともに、前記吐出室３６の容積も十分に確保することができ、且つ軽量化が達成される。さらに、この壁部１０２ａ〜１０２ｃが形成されることによって固定スクロール４２に一体的に形成された固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄおよびリアケーシング３４に一体的に形成されたケーシングボス部３８ａ〜３８ｄに作用する繰り返し応力が緩和され、前記固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄおよびケーシングボス部３８ａ〜３８ｄの耐久性を向上させることができる。
【００５４】
ここで、本実施の形態において、前記壁部１０２ａ〜１０２ｃは略直線形状を示して説明しているが、この壁部１０２ａ〜１０２ｃは、例えば、図５中、二点鎖線で示すように、略円弧形状等に形成していてもよいことは勿論である。
【００５５】
また、本実施の形態において、前記壁部１０２ａ〜１０２ｃの断面Ａは、吐出室３６に指向して、例えば、階段状等に細くなる形状に形成してもよいことは勿論である。
【００５６】
なお、本発明に係る実施の形態では、図１に示されるように、リアケーシング３４にケーシングボス部３８ａ〜３８ｄを形成し、固定スクロール４２に固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄをそれぞれ形成する形態を示して説明しているが、例えば、このケーシングボス部３８ａ〜３８ｄまたは固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄをいずれか一方に大きく突出形成し、他方はこの大きなケーシングボス部３８ａ〜３８ｄまたは固定スクロールボス部４４ａ〜４４ｄの端面に対設される平面等に形成してもよいことは勿論である。
【００５７】
以上説明したように、本発明に係る実施の形態によれば、固定スクロール４２に一体的に形成された固定渦巻壁９６と可動スクロール７２に一体的に形成された可動渦巻壁９８をそれぞれ延伸させて、ガス圧縮室９０の容積をより増大させることができるので、スクロール型圧縮機３０の出力向上を図ることが可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５９】
すなわち、ケーシングに一体的に形成されたケーシングボス部から半径方向に前記ケーシングの内周壁に指向して延在し、前記ケーシングの内壁と前記ケーシングボス部とに一体的に形成されるリブを設けているので、可動スクロールの回転に起因して作用する繰り返し応力が緩和され前記ケーシングボス部および固定スクロールボス部の耐久性を向上させることができる。
【００６０】
また、前記リブを設けることによって、前記ケーシングの内壁に対する前記ケーシングボス部の傾き等が抑えられ、且つ固定スクロールがより強固に固着されるので、前記固定スクロールの微少振動が抑制され振動音等の騒音の発生を回避させることができる。
【００６１】
さらに、前記リブが吐出室を複数に仕切る機能を持ち合わせているため消音効果が得られるので、前記吐出室に吐出される圧縮ガスの吐出音等による騒音も低減することができる。
【００６２】
さらに、本発明によれば、前記リブと前記複数のケーシングボス部の相互間に壁部とを設けているので、前記ケーシングボス部および前記固定スクロールボス部に作用する繰り返し応力がより緩和され、さらに前記ケーシングボス部および固定スクロールボス部の耐久性を向上させることができる。
【００６３】
また、前記ケーシングボス部に設けられた座面の面位置から前記リブおよび前記壁部の端面位置に至る構造では、前記ケーシングの内壁底面側に向かって所望の量オフセットしている。このため、前記座面の研磨加工等の際に刃具等が干渉することがなく前記の研磨加工作業等を効率的に行うことができる。
【００６４】
さらに、本発明によれば、固定スクロールの端壁からケーシングの内壁底面に指向して突出する複数の固定スクロールボス部及び固定スクロールの端壁に、前記ケーシングの内壁底面に指向して徐々に細くなるテーパ状の壁部を一体的に設けているので、圧縮ガスの圧縮反力によって揺動運動が励起されて前記固定スクロールに加えられる力が大きくなっても前記固定スクロールボス部に作用する繰り返し応力が緩和され、前記固定スクロールボス部の耐久性を向上させることができると共に、前記壁部の半径中心側が前記固定スクロールの端壁から前記ケーシングの内壁底面に向かって傾斜しているため、該壁部によって画成される前記ケーシング内の空間が、該ケーシングの内壁底面に向かって徐々に拡大して前記吐出室の容積をより一層十分に確保できる。
【００６５】
さらにまた、壁部は、ケーシングの内壁底面に臨む前記壁部の端面の中心線で等分割された断面において、半径方向中心側へ指向した前記壁部の断面をテーパ状に形成し、且つ前記壁部の断面積を、半径方向外周側へ指向した壁部の断面積より大きくしているので、前記固定スクロールの端壁の壁厚を大きくすることなく、圧縮ガスの吐出圧力が最も作用するガス導出口近傍の剛性を向上させることができると共に、スクロール型圧縮機の軽量化を図ることが可能となる。
【００６６】
この結果、固定スクロールに一体的に形成された固定渦巻壁と可動スクロールに一体的に形成された可動渦巻壁をそれぞれ延伸させ、ガス圧縮室の容積を増大させることができるので、スクロール型圧縮機の出力向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスクロール型圧縮機の部分縦断面図である。
【図２】図１に示すスクロール型圧縮機に適用されたリアケーシングを示す正面説明図である。
【図３】図１に示すスクロール型圧縮機の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るスクロール型圧縮機に適用されたリアケーシングの正面説明図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るスクロール型圧縮機に適用された固定スクロールの正面説明図である。
【図６】図５に示す固定スクロールのＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】従来技術に係るスクロール型圧縮機の要部断面図である。
【符号の説明】
３０…スクロール型圧縮機      ３４…リアケーシング
３６…吐出室                  ３８ａ〜３８ｄ…ケーシングボス部
４０…座面                    ４２…固定スクロール
４４ａ〜４４ｄ…固定スクロールボス部
６２…可動スクロール          ９２…内壁
９４ａ〜９４ｄ…リブ          ９６…固定渦巻壁
９８…可動渦巻壁              １００ａ〜１００ｃ…壁部
１０２ａ〜１０２ｃ…壁部
【図１】
0003831646.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003831646.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003831646.tif 000006
【図６】
0003831646.tif 000007
【図７】
0003831646.tif 000008