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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bzw. Offenbarung bezieht sich auf einen Mechanismus für einen Scroll-Kompressor
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Hintergrund
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Ein bekannter Mechanismus für einen Scroll-Kompressor umfasst zwei Schneckenteile (engl. scrolls), welche jeweils eine Grundplatte aufweisen, welche in einer Form einer ebenen Platte ausgebildet ist, sowie einen Mantel, welcher in einer axialen Richtung von einer Drehachse von der Grundplatte her vorragt und in einer Form einer Spirale ausgebildet ist. Bei diesem Mechanismus für einen Scroll-Kompressor ändert sich, wenn eines von den Schneckenteilen relativ zu dem anderen von den Schneckenteilen in einem Zustand kreist bzw. sich kreisförmig bewegt, bei welchem die Mäntel der Schneckenteile miteinander in Eingriff stehen, ein Volumen einer Arbeitskammer, welche zwischen den Mänteln gebildet ist.
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Die
JPH-10-213081A offenbart zum Beispiel solch einen Mechanismus für einen Scroll-Kompressor, bei welchem die Mäntel der Schneckenteile aus einem Harz hergestellt sind. Noch genauer ist bei dem Scroll-Kompressor-Mechanismus der JPH10-213081A eine Nut, welche in einer Form einer Spirale ausgebildet ist, in der Grundplatte von jedem Schneckenteil gebildet und der Mantel, welcher aus dem Harz hergestellt ist, ist in die Nut von der Grundplatte in einer gleitfähigen Art und Weise in einer axialen Richtung von einer Drehachse von dem Schneckenteil eingepasst.
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Auf diese Weise ist bei dem Mechanismus für einen Scroll-Kompressor der
JPH-10-213081A ein Gewicht von jedem Schneckenteil reduziert und eine Luftdichtigkeit der Arbeitskammer, welche zwischen den Schneckenteilen definiert ist, ist verbessert durch ein Verstellen des Mantels von einem von den Schneckenteilen gegen die Grundplatte von dem anderen von den Schneckenteilen, um den Mantel von dem einen der Schneckenteile gegen die Grundplatte von dem anderen der Schneckenteile durch einen inneren Druck der Arbeitskammer zu drängen bzw. drücken.
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Bei den Schneckenteilen, von denen jedes den Mantel aufweist, der aus dem Harz hergestellt ist, tendieren jedoch die Mantel der Schneckenteile dazu, in Antwort auf eine Zunahme hinsichtlich des Drucks von der Arbeitskammer, welche zwischen den Mänteln definiert ist, verformt zu werden. Des Weiteren kann sich, so wie bei dem Mechanismus für einen Scroll-Kompressor bei der
JPH-10-213081A , wenn der Mantel, der aus dem Harz hergestellt ist, konstruiert ist, um in die Nut der Grundplatte in einer gleitfähigen Art und Weise in der axialen Richtung von der Drehachse eingepasst zu sein, die Stärke einer Verformung des Mantels an verschiedenen Stellen des Mantels ändern.
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Wenn sich die Stärke einer Verformung des Mantels an den verschiedenen Stellen von dem Mantel ändert, kann ein geforderter Grad einer Parallelität von radial gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen von dem Mantel, welche erforderlich ist, um die Arbeitskammer auf geeignete Art und Weise aufzuteilen, und/oder ein erforderliches Grad einer Rechtwinkligkeit zwischen dem Mantel und der Grundplatte in einigen Fällen nicht erreicht werden. Bei dem Scroll-Kompressor der
JPH-10-213081A kann dadurch möglicherweise die Luftdichtigkeit der Arbeitskammer nicht verbessert weiden und das Fluid kann möglicherweise nicht auf wirkungsvolle Art und Weise durch den Scroll-Kompressor komprimiert weiden.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Nachteile gemacht. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steifigkeit eines Mechanismus für einen Scroll-Kompressor zu verbessern, bei welchem mindestens ein Teil von mindestens einem Element, welches den Mechanismus für einen Scroll-Kompressor aufbaut, aus einem Harz hergestellt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mechanismus für einen Scroll-Kompressor bereitgestellt, welcher erste und zweite Schneckenteile umfasst, welche jeweils eine Grundplatte aufweisen, welche in einer Form einer ebenen Platte ausgebildet ist, sowie einen Mantel, welcher von der Grundplatte vorragt und in einer Form von eines Spirale ausgebildet ist Wenn das erste Schneckenteil relativ zu dem zweiten Schneckenteil in einem Zustand kreist, in welchem die Mäntel von den ersten und zweiten Schneckenteilen miteinander in Eingriff stehen, ändert sich ein Volumen einer Arbeitskammer, welche zwischen den Mänteln gebildet ist. Die Grundplatte und der Mantel von mindestens einem von den ersten und zweiten Schneckenteilen sind jeweils aus zwei getrennten Elementen her gestellt, welche getrennt voneinander gebildet sind. Die Grundplatte von dem mindestens einem von den ersten und zweiten Schneckenteilen ist als eine zweckbestimmte Grundplatte definiert und der Mantel von dem mindestens einen von den ersten und zweiten Schneckenteilen ist als ein zweckbestimmter Mantel definiert. Eine Nut, welche in einer Form einer Spirale ausgebildet ist, ist in der zweckbestimmten Grundplatte gebildet und ein axialer Endteil von dem zweckbestimmten Mantel ist in die Nut eingepasst. Ein gegenüberliegender axialer Endteil von dem zweckbestimmten Mantel, welcher axial von dem einen axialen Endteil von dem zweckbestimmten Mantel gegenüberliegend ist, steht mit der Grundplatte von dem anderen von den ersten und zweiten Schneckenteilen in Kontakt, um eine Verstellung des zweckbestimmten Mantels in einer axialen Richtung der Drehachse von dem ersten Schneckenteil zu begrenzen Mindestens ein Teil von dem zweckbestimmten Mantel ist aus einem faserverstärkten Harz hergestellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Zeichnungen, welche hier beschrieben werden, sind lediglich zu Zwecken einer Darstellung vorgesehen und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Erfindung auf irgendeine Art und Weise zu beschränken.
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1 ist eine axiale Querschnittsansicht eines Kompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines beweglichen Schneckenteils gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, welche einen Bereich III aus der 1 zeigt, welche einen Zustand darstellt, in welchem ein axialer Endteil von einem Mantel von einer beweglichen Seite in eine Nut von einer Grundplatte einer beweglichen Seite eingepasst ist, wählend der eine axiale Endteil von dem Mantel einer beweglichen Seite mit einer Bodenoberfläche von der Nut in Kontakt steht; und
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4 ist eine Querschnittsansicht eines beweglichen Schneckenteils in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung von dem beweglichen Schneckenteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit einer Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Mechanismus 20 für einen Scroll-Kompressor an einem Kompressor 1 angewendet. Der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist des Weiteren an einem Kältekreislauf vom Typ Dampf-Kompression von einer Klimaanlagenvorrichtung eines Fahrzeuges angewendet, welcher eine Temperatur von Luft, welche in eine Fahrgastzelle eines Fahrzeuges zu blasen ist, einstellt. Bei diesem Kältekreislauf komprimiert der Kompressor 1 ein Kältemittel und lässt das komprimierte Kältemittel aus.
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Der Kältekreislauf umfasst einen Kondensator, ein Expansionsventil, einen Verdampfer und den Kompressor 1, welche einer nach dem anderen durch zum Beispiel eine Kältemittelleitung verbunden sind, um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Der Kondensator tauscht Wärme zwischen einem Kältemittel von hohem Druck, welches von dem Kompressor 1 ausgelassen wird, und äußerer Luft aus, um die Wärme von dem Kältemittel eines hohen Drucks abzugeben. Das Expansionsventil setzt den Druck des Kältemittels herunter, welches zuvor die Wärme an den Kondensator abgegeben hat. Der Verdampfer tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel eines niedrigen Drucks, welches an dem Expansionsventil im Druck verringert wird, und der Luft aus, welche in die Fahrgastzelle zu blasen ist, so dass das Kältemittel eines niedrigen Drucks verdampft wird.
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Des Weiteren wird in dem Kältekreislauf der vorliegenden Ausführungsform ein Kältemittel aus Fluorkohlenwasserstoff (HFC) (noch genauer R134a) als das Kältemittel verwendet und der Kältekreislauf der vorliegenden Ausführungsform bildet einen unterkritischen Kältekreislauf, bei welchem ein Kältemitteldruck einer Hochdruckseite nicht einen kritischen Druck überschreitet. Es sollte hier verstanden werden, dass ein Kältemittel vom Typ Hydrofluorolefin (HFO) (z. B. R1234yf) als das Kältemittel der vorliegenden Ausführungsform anstatt von dem HFC-Kältemittel verwendet werden kann. Des Weiteren ist ein Kältemaschinenöl (Schmieröl) in das Kältemittel gemischt, um gleitfähige Komponenten in dem Kompressor 1 zu schmieren und ein Teil von dem Kältemaschinenöl wird zusammen mit dem Kältemittel in dem Kreislauf zirkulieren gelassen.
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Als nächstes wird im Detail die Struktur des Kompressors 1 beschrieben werden. Der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Motorraum von dem Fahrzeug angeordnet und ist als ein elektrischer Kompressor konstruiert, welcher betrieben wird, wenn ein elektrischer Strom an den elektrischen Kompressor geliefert wird.
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Noch genauer sind, wie es in der 1 gezeigt ist, der Mechanismus 20 des Scroll-Kompressors (im Folgenden hier einfach als ein Kompressormechanismus 20 bezeichnet), ein elektrischer Motor 30 und eine Welle 25 in einem Inneren von einem Gehäuse 10 aufgenommen, welches eine äußere Hülle von dem Kompressor 1 bildet. Der elektrische Motor 30 treibt den Kompressormechanismus 20 an, um denselben zu drehen. Die Welle 25 dient als eine Antriebswelle, welche eine drehende Antriebskraft von dem elektrischen Motor 30 an den Kompressormechanismus 20 überträgt.
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In der 1 geben eine obere Seite und eine untere Seite (vgl. einen Pfeil mit doppelter Seite in der 1) eine obere Seite und eine untere Seite von dem Kompressor 1 in einem Zustand an, in welchem der Kompressor 1 an der Klimatisierungsvorrichtung des Fahrzeuges angewendet ist, d. h. bei einem Zustand, wo der Kompressor 1 in dem Fahrzeug montiert ist. Der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist daher als ein Kompressor vom horizontalen Typ gebildet, bei welchem der Kompressormechanismus 20 und der elektrische Motor 30 einer nach dem anderen in eines horizontalen Richtung angeordnet sind, während eine Drehachse der Welle 25 sich in der horizontalen Richtung erstreckt.
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Das Gehäuse 10 weist eine geschlossene Behälterstruktur auf, welche durch ein Montieren von einer Mehrzahl von metallischen Elementen gebildet ist Noch genauer umfasst das Gehäuse 10 der vorliegenden Ausführungsform ein vorderes Gehäuse 11, ein mittleres Gehäuse 12 und ein hinteres Gehäuse 11. Das vordere Gehäuse 11 ist in einer Schalenform ausgebildet. Das mittlere Gehäuse 12 ist in ein Inneres von dem vorderen Gehäuse 11 eingesetzt und unterteilt einen inneren Raum von dem Gehäuse 10. Das hintere Gehäuse 13 verschließt eine Öffnung von dem vorderen Gehäuse 11.
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Das vordere Gehäuse 11, das mittlere Gehäuse 12 und das hintere Gehäuse 13 sind miteinander zum Beispiel mittels einem Presspassen oder Schraubbolzen integriert. Ein Dichtungselement (z. B. ein O-Ring, eine Dichtung) ist zwischen jeden von entsprechenden Kontaktabschnitten eingesetzt, in welchen zwei entsprechende von dem vorderen Gehäuse 11, dem mittleren Gehäuse 12 und dem hinteren Gehäuse 13 miteinander in Kontakt stehen.
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Ein Ansauganschluss 11b ist in einem bodenseitigen Oberflächenabschnitt (Bodenwandabschnitt) 11a von dem vorderen Gehäuse 11 gebildet, welcher einen axialen Endabschnitt von dem vorderen Gehäuse 11 bildet. Der Ansauganschluss 11b ist zum Saugen eines Kältemittels eines niedrigen Drucks (noch genauer ein Kältemittel eines niedrigen Drucks, welches von dem Verdampfer von dem Kältekreislauf ausgegeben wird) durch den Ansauganschluss 11b von einer Außenseite von dem Gehäuse 10 gebildet. Der Ansauganschluss 11b steht mit einem motorseitigen Raum 11c in Kommunikation, welcher den elektrischen Motor 30 aufnimmt, und das Kältemittel eines niedrigen Drucks, welches durch den Ansauganschluss 11b angesaugt wird, strömt in den motorseitigen Raum 11c.
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Des Weiteren ist eine ebene Oberfläche, welche sich in der horizontalen Richtung erstreckt, in einer äußeren umfänglichen Oberfläche von einem röhrenförmigen Abschnitt von dem vorderen Gehäuse 11 gebildet. Ein Treiberschaltkreis 30a, welches den elektrischen Strom an den elektrischen Motor 30 liefert, ist an der ebenen Oberfläche installiert.
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Der elektrische Motor 30 ist an einer radialen inneren Seite von dem röhrenförmigen Abschnitt von dem vorderen Gehäuse 11 angeordnet und gibt die drehende Antriebskraft zum Antreiben des Kompressormechanismus 20 aus Noch genauer umfasst der elektrische Motor 30 einen Stator 31 und einen Rotor 32.
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Der Stator 31 umfasst einen Statorkern 31a und eine Stator spule 31b. Der Statorkern 31a ist an einer inneren umfänglichen Oberfläche von dem röhrenförmigen Abschnitt von dem vorderen Gehäuse 11 befestigt und die Stator spule 31b ist um den Statorkern 31a herum gewickelt. Wenn der elektrische Strom von dem Treiberschaltkreis 30a an die Statorspule 31b geliefert wird, wird ein drehendes magnetisches Feld zum Drehen des Rotors 32 erzeugt.
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Der Rotor 32 umfasst Permanentmagnete und ist an einer radialen inneren Seite von dem Stator 31 angeordnet. Des Weiteren ist der Rotor 32 in einer zylindrischen röhrenförmigen Form ausgebildet, die sich in der Richtung der Drehachse erstreckt. Die Welle 25, welche aus einem Metall hergestellt ist, ist mittels Presspassung in ein Loch von dem Rotor 32 eingesetzt, das sich entlang der Drehachse von dem Rotor 32 erstreckt.
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Eine Länge von der Welle 25, welche in der axialen Richtung gemessen wird, ist größer als eine Länge von dem Rotor 32, welche in der axialen Richtung gemessen wird. Ein axialer Endabschnitt von der Welle 25 ist drehbar durch eine motorseitige Lagerung 26a getragen, welche im Allgemeinen bei einem mittleren Teil von dem bodenseitigen Oberflächenabschnitt 11b von dem vorderen Gehäuse 11 angeordnet ist. Ein gegenüberliegender axialer Endabschnitt von der Welle 25 (welcher an der Seite des Kompressormechanismus 20 angeordnet ist), welcher zu dem einen axialen Endabschnitt von der Welle 25 gegenüberliegend ist, ist drehbar durch ein Lager 26b einer Seite des Kompressormechanismus getragen, welches im Allgemeinen an einem mittleren Teil von dem mittleren Gehäuse 12 angeordnet ist.
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Wenn das drehende magnetische Feld durch ein Liefern des elektrischen Stroms an die Statorspule 31b erzeugt wird, werden daher der Rotor 32 und die Welle 25 integral gedreht. Eine äußere umfängliche Oberfläche von dem mittleren Gehäuse 12 ist mittels Presspassung in die innere umfängliche Oberfläche von dem röhrenförmigen Abschnitt von dem vorderen Gehäuse 11 eingesetzt, um den inneren Raum von dem Gehäuse 10 in einen motorseitigen Raum 11c, welcher den elektrischen Motor 30 aufnimmt, und einen Raum einer Seite des Kompressormechanismus, welcher den Kompressormechanismus 20 aufnimmt, aufzuteilen.
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Der Kompressormechanismus 20 umfasst ein bewegliches Schneckenteil (auch als ein kreisendes Schneckenteil bezeichnet) 21 und ein stationäres Schneckenteil 22, welche jeweils eine Grundplatte aufweisen, welche in einer Form von einer ebenen Platte ausgebildet ist, und einen Mantel, welcher von der Grundplatte vorragt und in einer Form einer Spirale ausgebildet ist.
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Noch genauer umfasst das bewegliche Schneckenteil 21 eine Grundplatte 21a einer beweglichen Seite, welche in einer Form von einer kreisförmigen ebenen Platte ausgebildet ist, und einen Mantel 21b einer beweglichen Seite, welcher von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite in Richtung zu dem stationären Schneckenteil 22 hin vorragt Das stationäre Schneckenteil 22 umfasst eine Grundplatte 22a einer stationären Seite, welche in einer Form einer kreisförmigen ebenen Platte ausgebildet ist, und einen Mantel 22b einer stationären Seite, welchen von der Grundplatte 22a einer stationären Seite in Richtung zu der Seite des beweglichen Schneckenteils 21 hin vorragt.
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Des Weiteren sind die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und der Mantel 21b einer beweglichen Seite aus zwei getrennten Elementen jeweils hergestellt, welche getrennt voneinander gebildet sind Daher dienen jeweils die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und der Mantel 21b einer beweglichen Seite von der Ausführungsform als eine zweckbestimmte Grundplatte und ein zweckbestimmter Mantel von der vorliegenden Ausführungsform. Die Struktur des beweglichen Schneckenteils 21 wird später im Detail beschrieben werden.
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Eine äußere umfängliche Oberfläche von der Grundplatte 22a eines stationären Seite ist mittels Presspassung an einer inneren umfänglichen Oberfläche von dem röhrenförmigen Abschnitt von dem vorderen Gehäuse 11 eingesetzt, so dass das stationäre Schneckenteil 22 an dem vorderen Gehäuse 11 befestigt ist. Das bewegliche Schneckenteil 21 ist in einem Raum angeordnet, welcher zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem stationären Schneckenteil 22 gebildet ist.
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Das bewegliche Schneckenteil 21 und das stationäre Schneckenteil 22 sind derart angeordnet, dass eine Plattenoberfläche von der Grundplatte 21a und eine Plattenoberfläche von der Grundplatte 22a zueinander gegenüberliegend sind und der Mantel 21b einer beweglichen Seite und der Mantel 22b einer stationären Seite miteinander auf solch eine Weise in Eingriff stehen, dass ein distaler Endteil (axialer Endteil) von dem Mantel 21b, 22b von jedem von den Schneckenteilen 21, 22 mit der Grundplatte 21a, 22a von dem anderen von den Schneckenteilen 21, 22 in Kontakt steht.
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Auf diese Weise stehen die Mäntel 21b, 22b miteinander an einer Mehrzahl von Punkten in Kontakt, so dass eine Mehrzahl von Arbeitskammern V, von denen jede in einer halbmondförmigen Form bei einer Sicht in der Richtung von der Drehachse ausgebildet ist, zwischen den Mänteln 21b, 22b gebildet wird. In der 1 ist lediglich eine von den Arbeitskammern V mit einem Bezugszeichen V bezeichnet und der Rest der Arbeitskammern V ist nicht mit dem Bezugszeichen V bezeichnet, um eine Verkomplizierung der Zeichnung zu vermeiden.
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Des Weiteren ist ein exzentrischer Abschnitt 25a, welcher zu einer Drehmitte der Welle 25 exzentrisch ist, in dem gegenüberliegenden axialen Endabschnitt von der Welle 25 (welcher auf der Seite des Kompressormechanismus 20 angeordnet ist) gebildet. Ein runder Vorsprung 21c, welcher in einer zylindrischen röhrenförmigen Form ausgebildet ist, ist in einem mittleren Teil von einer Plattenoberfläche von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite gebildet, welcher axial an der Seite des mittleres Gehäuses 12 angeordnet ist. Der exzentrische Abschnitt 25a der Welle 25 ist in ein Loch von dem runden Vorsprung 21c eingesetzt.
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Des Weiteren ist ein Drehbegrenzungsmechanismus 27 vom Typ Stift-und-Loch, welcher eine Drehung des beweglichen Schneckenteils 21 um den exzentrischen Abschnitt 25a herum begrenzt, zwischen dem beweglichen Schneckenteil 21 und dem mittleren Gehäuse 12 vorgesehen Wenn die Welle 25 gedieht wird, kreist daher das bewegliche Schneckenteil 21 um das Drehzentrum von der Welle 25 herum relativ zu dem stationären Schneckenteil 22 ohne eine Drehung (Selbstdrehung) um den exzentrischen Abschnitt 25a herum auszuführen.
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Noch genauer dient bei der vorliegenden Ausführungsform das bewegliche Schneckenteil 21 als ein erstes Schneckenteil der vor liegenden Erfindung und das stationäre Schneckenteil 22 dient als ein zweites Schneckenteil der vorliegenden Erfindung.
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Wegen der Drehung des beweglichen Schneckenteils 21 wild jede Arbeitskammer V zunehmend und spiralförmig um die Drehachse von einer radialen äußeren Seite in Richtung zu der mittleren Seite hin verstellt, während ein Volumen der Arbeitskammer V zunehmend reduziert wird. Des Weiteten ist ein Kommunikationsdurchlass einer Ansaugseite (nicht gezeigt) in dem mittleren Gehäuse 12 der vorliegenden Ausführungsform gebildet. Der Kommunikationsdurchlass steht zwischen einer radial am weitesten außen liegenden Arbeitskammer V, welche an der am weitesten radial äußeren Seite angeordnet ist und ein maximales Volumen aufweist, und dem Raum 11c einer Motorseite in Kommunikation.
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Des Weiteren ist ein Auslassloch 22c in einem mittleren Teil von der Grundplatte 22a einer stationären Seite von dem stationären Schneckenteil 22 gebildet, um das Kältemittel auszulassen, welches in der Arbeitskammer V komprimiert wird. Das Auslassloch 22c steht mit einer Auslasskammer 13a in Kommunikation, welche das Kältemittel eines hohen Drucks, welches in der Arbeitskammer V komprimiert wird, aufnimmt. Ein Membranventil 28 ist in der Auslasskammer 13a angeordnet. Das Membranventil 28 begrenzt eine Rückströmung von dem Kältemittel von der Auslasskammer 13a zu der Arbeitskammer V durch das Auslassloch 22c.
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Die Auslasskammer 13a ist durch einen Raum gebildet, welcher zwischen dem stationären Schneckenteil 22 und dem hinteren Gehäuse 13 angeordnet ist. Eine Kältemittelauslassöffnung der Auslasskammer 13a steht mit einem Ölseparator 40 in Kommunikation, welcher in einem Inneren von dem hinteren Gehäuse 13 gebildet ist.
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Der Ölseparator 40 trennt das Kältemaschinenöl von dem Kältemittel eines hohen Drucks ab, welches durch den Kompressormechanismus 20 komprimiert wird Noch genauer ist der Ölseparator 40 durch ein Anordnen eines Rohrelements 40b in einem zylindrischen Raum 40a gebildet, welcher in dem hinteren Gehäuse 13 gebildet ist und sich in der vertikalen Richtung (die Richtung oben-nach-unten in der 1) erstreckt. Ein äußerer Durchmesser von dem Rohrelement 40b ist geringer als ein innerer Durchmesser von dem zylindrischen Raum 40a.
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In diesem Ölseparator 40 wird das Kältemittel eines hohen Drucks, welches das Kältemaschinenöl enthält und von der Auslasskammer 13a zu dem zylindrischen Raum 40a geliefert wird, um das Rohrelement 40b herum als eine Wirbelströmung zirkulieren gelassen, so dass das Kältemittel und das Kältemaschinenöl voneinander durch eine Wirkung einer exzentrischen Kraft getrennt werden.
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Das Kältemaschinenöl, welches durch den Ölseparator 40 abgetrennt wird, wird zu den gleitfähigen Komponenten des Kompressormechanismus 20 und von dem elektrischen Motor 30 durch einen Öldurchlass 40c geleitet, welcher zum Beispiel in dem hinteren Gehäuse 13, dem stationären Schneckenteil 22 und dem mittleren Gehäuse 12 gebildet ist. Das Kältemittel eines hohen Drucks, welches von dem Kältemaschinenöl durch den Ölseparator 40 abgetrennt ist, wird zu einem Auslassanschluss 13b geleitet, welcher in dem hinteren Gehäuse 13 gebildet ist, um das Kältemittel eines hohen Drucks zu der Außenseite von dem Gehäuse 10 hin auszulassen.
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Als nächstes wird die Struktur des beweglichen Schneckenteils 21 im Detail mit einer Bezugnahme auf die 2 beschrieben werden. Wie es oben diskutiert wurde, umfasst das bewegliche Schneckenteil 21 der vorliegenden Ausführungsform die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und den Mantel 21b einer beweglichen Seite, welche durch zwei getrennte Elemente jeweils hergestellt sind. Noch genauer ist die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite aus einem Metall (noch genauer einer Aluminiumlegierung) hergestellt und der Mantel 21b einer beweglichen Seite ist aus einem kohlenfaserverstärkten Harz hergestellt.
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Eine Nut 21d, welche in einer Form einer Spirale ausgebildet ist, ist in der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite gebildet und ein axiales Endteil von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite ist in die Nut 21d eingepasst. Bei der vorliegenden Ausführungsform stehen, wenn der Mantel 21b einer beweglichen Seite, welcher in der Form einer Spirale ausgebildet ist, in die Nut 21d eingepasst ist, die seitliche Oberfläche(n) von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite mit der Oberfläche(n) von der Nut 21d an einer Mehrzahl von Abschnitten (einige Abschnitte) in Kontakt, so dass die Abschnitte von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite reibmäßig mit den entsprechenden Abschnitten von der Nut 21d in Eingriff stehen. Es ist daher möglich, eine unbeabsichtigte Bewegung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite von der Nut 21d zu begrenzen, welche zum Beispiel durch ein Herabfallen von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite von der Nut 21d aufgrund eines Gewichts von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite bei Vorhandensein der Schwerkraft verursacht wird.
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Im Gegensatz dazu ist, wie es in einer teilweise vergrößerten Querschnittsansicht der 3 gezeigt ist, eine Breite W der Nut 21d, welche in einer radialen Richtung von der Drehachse des beweglichen Schneckenteils 21 gemessen wird, eingestellt, größer zu sein als eine Dicke T von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite, welche in der radialen Richtung von der Drehachse von dem beweglichen Schneckenteil 21 gemessen wird Daher ist mindestens ein Abschnitt von dem Mantel 21b eines beweglichen Seite in der radialen Richtung der Drehachse verstellbar In anderen Worten ist der Mantel 21b einer beweglichen Seite in die Nut 21d auf solch eine Art und Weise eingepasst, dass mindestens der Abschnitt von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite in der radialen Richtung von der Drehachse verstellbar bzw. verlagerbar ist.
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Des Weiteren ist bei der vorliegenden Ausführungsform das mit Kohlenfasern verstärkte Harz von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite aus Carbonfasern und einem Phenolharz hergestellt. Noch genauer ist das mit Carbonfasern verstärkte Harz durch ein Mischen der Carbonfasern in das Phenolharz gebildet und eine Glasübergangstemperatur von dem mit Carbonfasern verstärkten Harz ist gleich zu oder höher als 150 Grad Celsius. Das stationäre Schneckenteil 22 der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem Metall hergestellt, welches das gleiche ist wie das Metall von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und die Grundplatte 22a einer stationären Seite und der Mantel 22b einer stationären Seite sind integral als ein einstückiges Element gebildet.
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Als nächstes wird der Betrieb des Kompressors 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden Wenn der Rotor 32 und die Welle 25 durch ein Liefern von elektrischem Strom zu dem elektrischen Motor gedreht werden, wird das bewegliche Schneckenteil 21 durch die Welle 25 angetrieben, um relativ zu dem stationären Schneckenteil 22 zu kreisen Auf diese Weise wird jede Arbeitskammer V von dem Kompressormechanismus 20 zunehmend von der radial äußeren Seite in Richtung zu der mittleren Seite verlagert, während das Volumen der Arbeitskammer V zunehmend reduziert wird.
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Zu diesem Zeitpunkt wild, wenn die radial am weitesten außen liegende Arbeitskammer V, welche das maximale Volumen aufweist, mit dem Raum 11c einer Motorseite in Kommunikation steht, das Kältemittel eines niedrigen Drucks, welches durch den Ansauganschluss 11b angesaugt wird, zu der Arbeitskammer V geliefert, welche das maximale Volumen aufweist. Wenn die Arbeitskammer V von der radial äußeren Seite in Richtung zu der mittleren Seite hin verlagert wird, während das Volumen der Arbeitskammer V reduziert wird, wird das Kältemittel in der Arbeitskammer V komprimiert.
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Wenn des Weiteren der Druck von dem Kältemittel in der Arbeitskammer V größer wird als ein Ventilöffnungsdruck von dem Membranventil 28 auf die Verlagerung von der Arbeitskammer V zu der mittleren Seite hin, wird das Membranventil 28 geöffnet Dadurch strömt das Kältemittel eines hohen Drucks in der Arbeitskammer V in die Auslasskammer 13a durch das Auslassloch 22c. Das Kältemittel eines hohen Drucks, welches von der Auslasskammer 13a ausgelassen wird, wird zu dem Ölseparator 40 geliefert und das Kältemaschinenöl von dem Kältemittel eines hohen Drucks an dem Ölseparator 40 abgetrennt. Danach wird das Kältemittel eines hohen Drucks von dem Auslassanschluss 13b ausgelassen.
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Wie es oben diskutiert wurde, kann der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittel auf ein Ansaugen hin von dem Kältemittel in den Kompressor 1 komprimieren und kann das komprimierte Kältemittel in den Kältekreislauf auslassen.
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Des Weiteren sind bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und der Mantel 21b einer beweglichen Seite von dem beweglichen Schneckenteil 21 jeweils aus den getrennten Elementen hergestellt. Da der Mantel 21b einer beweglichen Seite aus dem Harz (noch genauer dem faserverstärkten Harz) hergestellt ist, kann das Gewicht des beweglichen Schneckenteils 21 reduziert werden. Auf diese Weise kann das Gewicht des gesamten Kompressormechanismus 20 reduziert werden und die Energie, welche durch den elektrischen Motor 30 zum Drehen des beweglichen Schneckenteils 21 verbraucht wird, kann reduziert werden.
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Hier kann wie bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Abschnitt von dem Schneckenteil aus dem Harz hergestellt ist, dieser Abschnitt (der Mantel 21b einer beweglichen Seite bei dieser Ausführungsform), welcher aus dem Harz hergestellt ist, in Antwort auf eine Zunahme hinsichtlich des Drucks in der Arbeitskammer V verformt werden. Des Weiteren kann in dem Fall, bei welchem die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und der Mantel 21b einer beweglichen Seite jeweils aus den getrennten Elementen hergestellt sind und der Mantel 21b einer beweglichen Seite in die Nut 21d von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite eingepasst ist, eine Stärke einer Verformung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite und der axialen Verstellung des Mantels 21b einer beweglichen Seite variiert werden.
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Wenn die Stärke einer Verformung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite variiert wird, können ein erforderlicher Grad von einer Parallelität der seitlichen Oberflächen (seitliche Oberflächen, welche radial zueinander gegenüberliegend sind) von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite, welche erforderlich ist, um in geeigneter Weise die Arbeitskammer V aufzuteilen, und/oder ein erforderlicher Grad einer Rechtwinkligkeit zwischen dem Mantel 21b einer beweglichen Seite und der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite in einigen Fällten nicht erreicht werden In solch einem Fall kann die Luftdichtigkeit der Arbeitskammer V nicht verbessert werden und das Fluid kann nicht wirkungsvoll komprimiert werden.
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Bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform steht im Gegensatz dazu der distale Endteil des Mantels 21b einer beweglichen Seite mit der Grundplatte 22a einer stationären Seite in dem Zustand in Kontakt, wo der Mantel 21b einer beweglichen Seite in die Nut 21d von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite eingepasst ist. Es ist dadurch möglich, die axiale Verstellung des Mantels 21b einer beweglichen Seite zu begrenzen Als ein Ergebnis ist es möglich, die Änderung hinsichtlich des Grades von einer Verformung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite zu begrenzen, welche durch die axiale Verstellung des Mantels 21b einer beweglichen Seite verursacht wird.
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Des Weiteren ist es, da der Mantel 21b einer beweglichen Seite aus dem carbonfaserverstärkten Harz hergestellt ist, möglich, die Verformung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite selbst auf eine Zunahme hin hinsichtlich des Drucks der Arbeitskammer V, zu begrenzen im Vergleich zu dem Fall, wo der Mantel 21b einer beweglichen Seite aus normalem Harz hergestellt ist. Der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform kann daher die Steifigkeit des Mechanismus für einen Scroll-Kompressor verbessern, bei welchem der Abschnitt von dem Schneckenteil aus dem Harz hergestellt ist.
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Bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist des Weiteren, wie es in der 2 gezeigt ist, der Mantel 21b einer beweglichen Seite in einer Form von einer Spirale ausgebildet (eine Form von einer gewickelten rechteckigen Platte, welche spiralförmig gewickelt ist) In einem Fall, bei welchem der Mantel 21b einer beweglichen Seite durch einen Gießprozess gebildet wild, kann daher der Mantel 21b einer beweglichen Seite leicht von einer Gießform entfernt wer den. Es ist daher möglich, die dimensionsbezogene Genauigkeit zu verbessern, wie zum Beispiel den Grad von einer Parallelität von seitlichen Oberflächen von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite und dem Grad einer Rechtwinkligkeit zwischen der seitlichen Oberfläche(n) von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite und der ebenen Oberfläche von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite.
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Bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist des Weiteren der Mantel 21b einer beweglichen Seite in die Nut 21d von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite auf solch eine Art und Weise eingepasst, dass mindestens der Abschnitt von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite in der radialen Richtung von der Drehachse des beweglichen Schneckenteils 21 verstellbar ist Daher kann, selbst wenn der Druck von dem Kältemittel in der Arbeitskammer V erhöht wird, eine Spannung, die an den Mantel 21b einer beweglichen Seite ausgeübt wird, verringert werden durch ein leichtes Verstellen des Mantels 21b einer beweglichen Seite in der radialen Richtung. Auf diese Weise ist es möglich, eine Verformung oder Beschädigung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite zu begrenzen, welcher aus dem Harz hergestellt ist, die durch eine unzureichende Festigkeit von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite verursacht wird.
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In dem Fall des Kompressors, welcher in dem Kältekreislauf verwendet wird, der R134a als das Kältemittel aufweist und in dem Motorraum von dem Fahrzeug angeordnet wird, so wie der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform, kann die Temperatur von dem Kältemittel in der Arbeitskammer V zu 100 Grad oder höher werden.
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Bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform weist jedoch das Material des Mantels 21b einer beweglichen Seite die Glasübergangstemperatur von gleich zu oder höher als 150 Grad Celsius auf. Es ist daher möglich, die Verformung des Mantels 21b einer beweglichen Seite, welche durch die Temperatur von dem Kältemittel eines hohen Drucks verursacht wird, zu begrenzen. Es ist hier noch weiter bevorzugt, das Material (das faserverstärkte Harz) zu verwenden, welches die Glasübergangstemperatur von gleich zu oder höher als 180 Grad Celsius aufweist, als das Material von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite.
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Zweite Ausführungsform
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Bei der ersten Ausführungsform ist dort das Beispiel beschrieben, bei welchem der Mantel 21b einer beweglichen Seite vollständig aus dem faserverstärkten Harz hergestellt ist. Im Gegensatz dazu ist bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie es in der Querschnittsansicht der 4 gezeigt ist, ein Abschnitt von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite aus dem faserverstärkten Harz hergestellt und der Rest von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite ist aus Metall hergestellt, welches das gleiche ist, wie das Metall von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite.
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Noch genauer ist bei dem Mantel 21b einer beweglichen Seite von der vorliegenden Ausführungsform ein metallischer Teil (auch bezeichnet als ein Spiralmittelteil oder ein radial innerer Teil) 21e von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite, welcher die Arbeitskammer V bildet, die mit dem Auslassloch 22c in Kommunikation steht und radial an einer Seite angeordnet ist, wo eine Mitte von der Spirale von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite angeordnet ist (ein Winkelbereich von in etwa 180 bis 360° von einem Beginn der Spirale des Mantels 21b einer beweglichen Seite) aus einem Metall hergestellt und ein radial äußerer Teil 21f von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite, welcher auf einer radial äußeren Seite von dem metallischen Teil 21e angeordnet ist, ist aus dem carbonfaserverstärkten Harz hergestellt.
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Diese Art eines Mantels 21b einer beweglichen Seite kann durch ein Einfüllen des geschmolzenen Harzes um ein metallisches Element herum gebildet werden, welches den Spiralmittelteil bildet (den radial inneren Teil) von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite in einen Hohlraum einer Gießform, um das metallische Element und das Harz miteinander zu integrieren. Das heißt, der Mantel 21b einer beweglichen Seite ist durch ein Einsatzgießen gebildet (d. h. ein Einsatzgießen von einem Vorsprung 21ea von dem metallischen Teil 21e in das Harz, d. h. dem radial äußeren Teil 21f). Die restliche verbleibende Konstruktion und die Betriebsweise sind die gleichen wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform.
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Daher kann ähnlich zu der ersten Ausführungsform der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittel auf ein Ansaugen des Kältemittels hin in den Kompressor 1 komprimieren und kann das komprimierte Kältemittel in den Kältekreislauf auslassen. Bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist des Weiteren der Spiralmittelteil (der radial innere Teil) von dem Mantel 21b einen beweglichen Seite, welcher die Arbeitskammer V einer mittleren Seite bildet, welche das Kältemittel eines hohen Drucks aufweist, aus dem Metall hergestellt. Es ist daher möglich, die Verformung oder Beschädigung von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite zu begrenzen, welche durch eine Zunahme von dem Kältemitteldruck in der Arbeitskammer V verursacht wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und die obigen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden, ohne von den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
- (1) Bei den obigen Ausführungsformen ist das Harz von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite, welcher als der zweckbestimmte Mantel dient, das carbonfaserverstärkte Harz. Das Harzmaterial von dem zweckbestimmten Mantel ist jedoch nicht auf dieses Harz beschränkt.
Zum Beispiel ist es möglich, ein faserverstärktes Harz zu verwenden, in welchem ein Hochleistungskonstruktionskunststoff, wie zum Beispiel ein Duroplast-Harz (z. B. ein Phenolharz, ein Epoxidharz, ein Harnstoffharz) oder ein thermoplastisches Harz (Polyphenylsulfid(PPS)-Harz, Polyetheretherketon(PEEK)-Harz) als eine Matrix (Grundmaterial) verwendet wird und Glasfasern oder Carbonfasern als ein Verstärkungsmaterial verwendet werden
Des Weiteren ist in den obigen Ausführungsformen das Beispiel diskutiert, bei welchem das faserverstärkte Harz als das Material von dem zweckbestimmten Mantel verwendet wird. Auf alternative Art und Weise kann das faserverstärkte Harz als ein Material von der zweckbestimmten Grundplatte verwendet werden.
Des Weiteten ist in den obigen Ausführungsformen das Beispiel diskutiert, bei welchem die Grundplatte 21a einer beweglichen Seite und der Mantel 21b einer beweglichen Seite aus den getrennten Elementen hergestellt sind. Auf alternative Art und Weise oder zusätzlich können die Grundplatte 22a einer stationären Seite und der Mantel 22b einer stationären Seite von dem stationären Schneckenteil 22 jeweils als die zweckbestimmte Grundplatte und der zweckbestimmte Mantel verwendet werden, welche jeweils aus getrennten Elementen hergestellt sind.
- (2) Bei den obigen Ausführungsformen ist das Beispiel dort beschrieben, bei welchem die Abschnitte von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite dicht an den entsprechenden Abschnitten von der Nut 21d von der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite eingepasst sind (d. h. das Beispiel, bei welchem der Mantel 21b einer beweglichen Seite an der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite durch eine Reibkraft befestigt ist, die zwischen der Seitenoberfläche(n) von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite und der Seitenoberfläche(n) von der Nut 21d ausgeübt wird, um auf reibmäßige Art und Weise dazwischen in dem Zustand einzugreifen, in welchem der axiale Endteil von dem Mantel 21b einer beweglichen Seite in der Nut 21d eingepasst ist). Das Verfahren einer Befestigung der Grundplatte 21a einer beweglichen Seite (der zweckbestimmten Grundplatte) und des Mantels 21b einer beweglichen Seite (des zweckbestimmten Mantels) aneinander ist jedoch nicht auf dieses Verfahren begrenzt. Zum Beispiel kann der zweckbestimmte Mantel in die Nut von der zweckbestimmten Grundplatte durch Pressung eingepasst weiden, um den zweckbestimmten Mantel und die zweckbestimmte Grundplatte aneinander zu befestigen. Auf alternative Art und Weise können der zweckbestimmte Mantel und die zweckbestimmte Grundplatte miteinander verklebt werden, um den zweckbestimmten Mantel und die zweckbestimmte Grundplatte aneinander zu befestigen.
- (3) Bei den obigen Ausführungsformen ist dort das Beispiel beschrieben, bei welchem der Mechanismus 20 eines Scroll-Kompressors an den elektrischen Kompressor angewendet wird. Die Anwendung von dem Mechanismus eines Scroll-Kompressors der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt. Zum Beispiel kann der Mechanismus eines Scroll-Kompressors der vorliegenden Erfindung an durch einem Motor angetriebenen Kompressor angewendet werden, welcher durch eine drehende Antriebskraft gedreht wird, welche von einer Brennkraftmaschine übertragen wird. Des Weiteren kann der Mechanismus eines Scroll-Kompressors der vorliegenden Erfindung an einen zweistufigen Kompressor angewendet werden, welcher das Kältemittel durch mehrere Stufen hindurch unter Druck setzt. Auch kann der Mechanismus eines Scroll-Kompressors der vorliegenden Erfindung an einen aufrechten Kompressor (ein Kompressor vom Typ Aufrecht) angewendet werden, bei welchem sich die Welle in der vertikalen Richtung erstreckt und der Mechanismus 20 eines Scroll-Kompressors und der elektrische Motor 30 einer nach dem anderen in der vertikalen Richtung angeordnet sind.
Des Weiteren kann der Mechanismus eines Scroll-Kompressors der vorliegenden Erfindung an einem Expander angewendet weiden, welcher eine Druckenergie von einem Fluid in eine mechanische Energie (eine drehende Energie) umwandelt und die umgewandelte mechanische Energie ausgibt In dem Fall, wo der Mechanismus eines Scroll-Kompressors in dem Expander verwendet wird, wird das Fluid in einer umgekehrten Richtung strömen gelassen, welche zu der Strömungsrichtung von dem Fluid in dem Kompressor entgegengesetzt ist, so dass die mechanische Energie ausgegeben weiden kann, während das Fluid expandiert wird
- (4) Bei den obigen Ausführungsformen ist dort das Beispiel beschrieben, bei welchem das stationäre Schneckenteil 22 aus dem Metall hergestellt ist Auf alternative Art und Weise kann eine Spitzendichtung, welche die Luftdichtigkeit der Arbeitskammern V verbessert, an dem distalen Endteil von dem Mantel vorgesehen werden, welcher aus dem Metall hergestellt ist, so wie der Mantel 22b einer stationären Seite. Zum Beispiel kann die Spitzendichtung hergestellt weiden aus zum Beispiel einem Polyetheretherketon (PEEK) und ist in einer Form von einer Spirale ausgebildet, die sich entlang dem distalen Endteil von dem Mantel erstreckt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 10-213081 A [0003, 0004, 0005, 0006]
