JP2005009332A - スクロール圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧力変形と熱歪みによって生じるスクロール部品のカジリや異常磨耗を防止する。
【解決手段】固定鏡板2bの歯底と旋回ラップ部4aの歯先との間のスラスト方向の第1隙間15と旋回鏡板4bの歯底と固定ラップ部2aの歯先との間のスラスト方向の第2隙間16とを、外周側から内周側へ漸次増大する形状に形成し、かつ第1隙間15を、第2隙間16より大きく形成して、熱歪みに対し各ラップ部2a,4aの接触面圧を低く保つとともに、圧力変形に対し固定スクロール部品2の歯先と旋回スクロール部品4の歯底の接触圧力を均等に保つことにより、各スクロール部品2,4に掛かる負荷をスラスト面で均等に受ける。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロール部品と旋回スクロール部品を噛み合わせて圧縮室を形成し、旋回スクロール部品の旋回運動によって圧縮室が容積を変えながら移動することで、冷媒の吸入、圧縮、及び吐出を行うスクロール圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、冷凍空調用の密閉型圧縮機としては、レシプロ式、ロータリ式、スクロール式があり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用されてきている。現在ではコスト、性能面等でそれぞれの特徴を活かした開発が行われている。
中でも圧縮機構及び電動機構を容器に収納した圧縮機は、防音とメンテナンスフリーを意図したいわゆる密閉型圧縮機で代表され、スクロール圧縮機とロータリ圧縮機が主流となっている。スクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール部品及び旋回スクロール部品を噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行い、旋回スクロール部品の外周部及び渦巻きラップ背面に所定の背圧を潤滑用のオイルにより印加し、旋回スクロール部品が固定スクロール部品から離れて転覆しないようなことがないようにしている。
上記従来のスクロール圧縮機は、図4に示すように、ラップ部2aと鏡板2bからなる固定スクロール部品2と、ラップ部4aと鏡板4bからなる旋回スクロール部品4とを噛み合わせて双方間に圧縮室5を形成し、旋回スクロール部品4を自転拘束機構22による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室5が容積を変えながら移動することで、冷媒の吸入、圧縮、及び吐出を行う。
即ち、冷媒は、吸入管1より吸い込まれ、固定スクロール部品2の吸入空間3を経て、固定スクロール部品2と旋回スクロール部品4との間で形成される圧縮室5に閉じ込められ、中心に向かって容積を減少させながら圧縮されて、吐出ポート6より吐出される。
このとき、固定スクロール部品2と旋回スクロール部品4との間に形成される圧縮室5内は圧縮作用を行うことにより圧縮熱が生じるため、この熱により各スクロール部品2,4が高温になる。そして、各圧縮室5内の圧力は最外周側の圧縮室5から中心側の圧縮室5に向けて順次圧力が高くなっていくため、各ラップ部2a,4aには最外周側から中心側に向けて温度勾配が生じている。即ち、中心側(最内周側)の圧縮室5は最外周側の圧縮室5より高温になっている。この温度上昇により各ラップ部2a,4aは熱膨張し、特に高温となる中央側に位置する各ラップ部2a,4aの内周端側は大きく熱膨張する。このため、各ラップ部2a,4aの熱膨張時には、各ラップ部2a,4aの歯先と各鏡板2b,4bの歯底とのスラスト方向隙間が組立時の隙間寸法よりも小さくなり、各ラップ部2a,4aの歯先が各鏡板2b,4bの歯底と接触する。さらに、接触面圧が高まると互いにカジリが発生し、各鏡板2b,4bや各ラップ部2a,4aが損傷する恐れがある。
そこで、例えば特許文献1に記載のスクロール圧縮機では、旋回スクロール部品又は固定スクロール部品のラップ部を、鏡板の歯底から歯先までの高さ寸法を調整し、組立状態において各ラップ部の歯先と相手方の歯底との間に最内周側で最も大きくなるようなスラスト方向隙間を形成する構成としている。また、特許文献2に記載のスクロール圧縮機では、旋回スクロール部品又は固定スクロール部品のうち少なくとも一方のラップ部を、相手方の歯底との間のスラスト方向隙間が複数段階で変化するように形成した構成としている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭58−67902号公報
【特許文献2】
特開平07−197891号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、圧力による固定スクロール部品や旋回スクロール部品の変形までは考慮されておらず、高負荷運転の場合や冷媒として二酸化炭素を用いた場合には、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底との接触圧力が不均等となり、カジリや異常磨耗が発生する恐れがあり、圧縮機としての圧縮効率、耐久性が低下してしまうという問題を有していた。
【0005】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、簡単で低コストを図った構成としながらも、高効率及び高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロール部品の固定鏡板から立ち上げた渦巻き状の固定ラップ部と、旋回スクロール部品の旋回鏡板から立ち上げた渦巻き状の旋回ラップ部とを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転拘束のもとに円軌道で旋回させて、前記圧縮室の容積を連続して変えながら冷媒を吸入、圧縮、吐出するスクロール圧縮機において、前記固定鏡板の歯底と前記旋回ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第1隙間と、前記旋回鏡板の歯底と前記固定ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第2隙間とを、外周側から内周側へ漸次増大する形状に形成し、前記第1隙間を、前記第2隙間より大きく形成したことを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載のスクロール圧縮機において、前記第1隙間の形状を前記旋回ラップ部の高さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記旋回鏡板の厚さを変えて形成したことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1に記載のスクロール圧縮機において、前記第1隙間の形状を前記旋回ラップ部の高さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記固定ラップ部の高さを変えて形成したことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1に記載のスクロール圧縮機において、前記第1隙間の形状を前記固定鏡板の厚さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記旋回鏡板の厚さを変えて形成したことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項1に記載のスクロール圧縮機において、前記第1隙間の形状を前記固定鏡板の厚さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記固定ラップ部の高さを変えて形成したことを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用い、前記旋回鏡板の厚さを前記旋回ラップ部の高さの3.0倍よりも小さくしたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記冷媒としてHFC系又はHCFC系冷媒を用い、前記旋回鏡板の厚さを前記旋回ラップ部の高さの1.0倍よりも小さくしたことを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記冷媒としてHC系冷媒を用い、前記旋回鏡板の厚さを前記旋回ラップ部の高さの0.6倍よりも小さくしたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態によるスクロール圧縮機は、固定鏡板の歯底と旋回ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第1隙間と、旋回鏡板の歯底と固定ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第2隙間とを、外周側から内周側へ漸次増大する形状に形成し、かつ第1隙間を、第2隙間より大きく形成したものである。本実施の形態によれば、第1隙間及び第2隙間が外周側から内周側へ漸次増大しているので、熱膨張変形による各ラップ部の接触面圧を低く保つことができるとともに、吐出圧力によって固定スクロール部品が下に凸形状に変形しても、第2隙間より大きくしている第1隙間がその圧力変形分を吸収するので、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力は均等に保たれる。従って、カジリや異常磨耗が発生することがなく、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、第1隙間の形状を旋回ラップ部の高さを変えて形成し、第2隙間の形状を旋回鏡板の厚さを変えて形成したものである。本実施の形態によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、第1隙間の形状を旋回ラップ部の高さを変えて形成し、第2隙間の形状を固定ラップ部の高さを変えて形成したものである。本実施の形態によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第4の実施の形態は、第1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、第1隙間の形状を固定鏡板の厚さを変えて形成し、第2隙間の形状を旋回鏡板の厚さを変えて形成したものである。本実施の形態によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第5の実施の形態は、第1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、第1隙間の形状を固定鏡板の厚さを変えて形成し、第2隙間の形状を固定ラップ部の高さを変えて形成したものである。本実施の形態によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第6の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるスクロール圧縮機において、冷媒として二酸化炭素を用い、旋回鏡板の厚さを旋回ラップ部の高さの3.0倍よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、二酸化炭素冷媒を用いた場合の吐出圧と吸入圧の差圧に対して、鏡板の厚さとラップ部の高さを適切な関係とした旋回スクロール部品が柔軟に変形することによって、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなくなり、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第7の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるスクロール圧縮機において、冷媒としてHFC系又はHCFC系冷媒を用い、旋回鏡板の厚さを旋回ラップ部の高さの1.0倍よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、HFC系又はHCFC系冷媒を用いた場合の吐出圧と吸入圧の差圧に対して、鏡板の厚さとラップ部の高さを適切な関係とした旋回スクロール部品が柔軟に変形することによって、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなくなり、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第8の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるスクロール圧縮機において、冷媒としてHC系冷媒を用い、旋回鏡板の厚さを旋回ラップ部の高さの0.6倍よりも小さくしたものである。本実施の形態によれば、HC系冷媒を用いた場合の吐出圧と吸入圧の差圧に対して、鏡板の厚さとラップ部の高さを適切な関係とした旋回スクロール部品が柔軟に変形することによって、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなくなり、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
【0008】
【実施例】
以下、本発明による一実施例のスクロール圧縮機について、図面を参照して説明する。
(実施例1)
図1は、本発明による第1の実施例のスクロール圧縮機を示す断面図である。
なお、同図に示す第1の実施例のスクロール圧縮機において、図4に示す従来のスクロール圧縮機と同一機能の構成については、同一の符号を付している。
本実施例のスクロール圧縮機は、密閉容器20内に圧縮機構部と電動機構部とを備えている。圧縮機構部は密閉容器20内の上方に配置され、電動機構部は圧縮機構部よりも下方に配置されている。密閉容器20の上部には、吸入管1と吐出管21が設けられている。密閉容器20内の下部には、潤滑油を溜める油溜まり29を有している。
【0009】
圧縮機構部は、固定スクロール部品2と旋回スクロール部品4とから成り、両部品が噛み合って、複数の圧縮室5を形成している。即ち、固定スクロール部品2は、固定鏡板2b(以下、鏡板2b)から渦巻き状の固定ラップ部2a(以下、ラップ部2a)が立ち上がって構成され、旋回スクロール部品4は、旋回鏡板4b(以下、鏡板4b)から渦巻き状の旋回ラップ部4a(以下、ラップ部4a)が立ち上がって構成されている。圧縮室5は、鏡板2bと鏡板4bとの間に、ラップ部2aとラップ部4aとが噛み合って形成される。
旋回スクロール部品4は、自転拘束機構22によって自転が拘束され、円軌道に沿って旋回する。圧縮室5は、この旋回スクロール部品4の旋回動作によって容積を変えながら移動する。なお、旋回スクロール部品4の外周部及びラップ部の背面に、所定の背圧を印加することで、旋回スクロール部品4が固定スクロール部品2から離れて転覆しないように構成している。
【0010】
また、電動機構部は、圧縮容器20の内側に固定された固定子25と、固定子25の内側に回転自在に支持された回転子26とから構成される。そして、回転子26にはシャフト13が嵌装され、このシャフト13は軸受部材7と、補助軸受部材27に保持された玉軸受28とで支持されている構成である。
そして、吸入管1より吸い込まれた冷媒は、固定スクロール部品2の吸入空間3を経て、固定スクロール部品2と旋回スクロール部品4とが噛み合って形成される圧縮室5に閉じ込められ、固定スクロール部品2の中心に向かって容積を減少させながら圧縮され、吐出ポート6より圧縮容器20内の上部空間32に吐出される。なお、吐出ポート6を覆っているマフラー14の内部は上部空間32の一部である。
【0011】
また、固定スクロール部品2と軸受部材7に囲まれて形成される背圧室8は、旋回スクロール部品4が固定スクロール部品2から引き離されないだけの背圧を常に有する必要がある。背圧調整機構9は、旋回スクロール部品4の背圧を常に一定に保つ機構であり、背圧室8から固定スクロール部品2の内部を通って吸入空間3へと連通している連通路10に、バルブ11を設けて構成されている。
背圧室8の圧力が設定圧力より高くなるとバルブ11が開き、背圧室8の潤滑油が吸入空間3に供給され、背圧室内を一定の中間圧に維持する。旋回スクロール部品4の背面には前述の中間圧が印加され、運転中に転覆するのを抑えている。吸入空間3に供給された潤滑油は、旋回スクロール部品4の旋回運動とともに圧縮室5に移動し、圧縮室5間の冷媒の漏れ防止に役立っている。
【0012】
また、油溜まり29に溜まった潤滑油は、シャフト13の内部に形成された通路23を通って、オイルポンプ31によりシャフト13の上端部に導かれる。シャフト13の上端部に導かれた潤滑油は、シャフト13と旋回スクロール4との間の摺動面33及びシャフト13と軸受部材7との間の摺動面34を潤滑する。また、潤滑油の一部は、旋回スクロール部品4の内部に設けられた連通路24を通り、この連通路24に取り付けられた絞り部12で減圧された後、背圧室8に供給される。背圧室8に溜まった潤滑油は、背圧室8の圧力が設定圧より高くなって、バルブ11が開くと、吸入空間3や圧縮室5に供給されて、噛合摺動面の潤滑及びシールオイルとして作用する。
【0013】
さらに、本実施例のスクロール圧縮機の構成とその動作について、図2に示す圧縮機構部の拡大断面図、及び、図3に示す概略断面図を参照して説明する。
図2に示す圧縮機構部では、固定スクロール部品2の鏡板2aの歯底と旋回スクロール部品4のラップ部4aの歯先との間のスラスト方向の第1隙間15が、外周側から内周側へ漸次増大するように、旋回スクロール部品4のラップ部4aの高さを変えて形成する。また、旋回スクロール部品4の鏡板4bの歯底と固定スクロール部品2のラップ部2aの歯先との間のスラスト方向の第2隙間16が、外周側から内周側へ漸次増大するように、旋回スクロール部品4の鏡板4bの厚さを変えて形成する。
例えば、図3に示す圧縮機構部の概略断面図では、旋回スクロール部品4のラップ部4aの高さ(図3に示す歯底面4cを基準とするラップ部4aの高さ寸法H)を、H1からH2,H3,H4の順で外周側から内周側へ段階的に減少変化させ、第1隙間15を形成する。また、旋回スクロール部品4の鏡板4bの厚さ(図3に示す裏面4dを基準とする鏡板4bの厚さ寸法t)を、t1からt2,t3の順で歯底面4cを凹ませることで外周側から内周側へ段階的に減少変化させ、第2隙間16を形成する。
そして、第1隙間15を第2隙間16より大きく形成している。なお、図3に示す固定スクロール部品2では、ラップ部2aの高さ寸法H0及び鏡板2bの厚さ寸法t0を一定に構成している。
【0014】
上記構成のスクロール圧縮機の運転時には、圧縮室5の圧力は、吸入圧力から吐出圧力まで上昇するが、固定スクロール部品2の鏡板2aを挟む圧縮室5の反対側にある上部空間32には、吐出圧力の冷媒ガスが存在している。従って、固定スクロール部品2は、外周をスラスト面によって保持されているので、圧縮空間側と上部空間32側の圧力差によって、圧縮空間の方向に凸形状で歪むことになる。また、固定スクロール部品2と旋回スクロール部品4との間に形成される圧縮室5内には、圧縮作用により圧縮熱が生じるから、この熱によって各ラップ部2a,4aが高温になる。そして、各圧縮室5内の圧力は、最外周側の圧縮室5から中心側の圧縮室5に向けて順次圧力が高くなるため、各ラップ部2a,4aには中心部に向けて温度勾配が生じている。即ち、中心側(最内周側)の圧縮室5は最外周側の圧縮室5より高温になる。この温度上昇により各ラップ部2a,4aは熱膨張し、特に高温となる中心側に位置する各ラップ部2a,4aは、大きく熱膨張することになる。
【0015】
本実施例のスクロール圧縮機によれば、第1隙間15を第2隙間16に対して大きく形成しているので、固定スクロール部品2が上述した圧力変形を受けても、鏡板4bの歯底とラップ部2aの歯先及び外周のスラスト面が、鏡板2bの歯底とラップ部4aの歯先が接触するよりも、先に接触することになる。
即ち、高負荷運転の場合などに発生する過大なスラスト力に対しては、第2隙間より大きくしている第1隙間がそのスラスト力による変形分を吸収するので、固定スクロール部品2のラップ部2aの歯先と旋回スクロール部品4の鏡板4bの歯底の接触圧力を均等に保つことができる。従って、カジリや異常磨耗が発生しない。また、隙間15の方が隙間16に対して大きく形成されているので、熱膨張の影響を受けても、各ラップ部2a,4aの歯先の接触面圧を低く保つことができる。従って、カジリや異常磨耗が発生することがなく、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
【0016】
なお、上記第1の実施例は、第1隙間15の形状をラップ部4aの高さを変えて形成するとともに、第2隙間16の形状を鏡板4bの厚さを変えて形成し、そして、ラップ部4aの高さ寸法の減少度合いを鏡板4bの厚さ寸法の減少度合いより大きくした構成であるが、次のような各構成であってもよい。
例えば、第1隙間15が外周側から内周側へ漸次増大するように、旋回スクロール部品4のラップ部4aの高さを変えて形成するとともに、第2隙間16が外周側から内周側へ漸次増大するように、固定スクロール部品2のラップ部2aの高さを変えて形成してもよい。なお、本構成の場合は、鏡板2bの厚さ寸法及び鏡板4bの厚さ寸法を一定に構成する。
また、第1隙間15が外周側から内周側へ漸次増大するように、固定スクロール部品2の鏡板2bの厚さを変えて形成するとともに、第2隙間16が外周側から内周側へ漸次増大するように、旋回スクロール部品2の鏡板2bの厚さを変えて形成してもよい。なお、本構成の場合は、ラップ部2aの高さ寸法及びラップ部4aの高さ寸法を一定に構成する。
さらに、第1隙間15が外周側から内周側へ漸次増大するように、固定スクロール部品2の鏡板2bの厚さを変えて形成するとともに、第2隙間16が外周側から内周側へ漸次増大するように、固定スクロール部品2のラップ部2aの高さを変えて形成してもよい。なお、本構成の場合は、ラップ部4aの高さ寸法及び鏡板4bの厚さ寸法を一定に構成する。
【0017】
(実施例2)
次に、本発明による第2の実施例のスクロール圧縮機について説明する。本第2の実施例のスクロール圧縮機は、第1の実施例の構成に比べると、冷媒として二酸化炭素を用いることができるように、旋回スクロール部品のラップ部高さと鏡板厚さを設定する構成に違いがあり、他の構成は第1の実施例と同じであるので、第1の実施例の図面を用いて説明する。
すなわち、冷媒として二酸化炭素を用いた場合は、圧縮機の運転圧力は従来のフロン冷媒を用いた場合に比べて非常に高く、定常運転時においても吐出圧力は10MPa、吸入圧力は4MPa程度にまで上昇する。この時、旋回スクロール部品4の鏡板4bの圧縮室5側と背圧室側8には大きな差圧が発生する。
ここで、図3に示す旋回スクロール部品4の鏡板4bの厚さtを、ラップ部4aの高さHに対して、3.0倍を超えて厚くした場合は、旋回スクロール部品4を歪ませる力(上記の差圧)に対して十分な剛性を持つこととなり、旋回スクロール部品4は変形しないことになる。しかし、全く変形しないと、固定スクロール部品2の歯先と旋回スクロール部品4の歯底が不均一に接触し、カジリや異常磨耗を引き起こす場合がある。
従って、本実施例のスクロール圧縮機では、旋回スクロール部品4の鏡板4bの厚さtを、ラップ部4aの高さHに対して、1.0倍以上3.0倍以下の厚さに構成する。この場合、前述の圧力差によって旋回スクロール部品4が柔軟に変形することになる。
言い換えれば、二酸化炭素冷媒を用いた場合の差圧に対して、旋回スクロール部品4が適度に変形し、第1隙間15と第2隙間16によって、固定スクロール部品2の歯先と旋回スクロール部品4の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなく、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
【0018】
また、冷媒としてHFC系又はHCFC系の冷媒を用いる場合は、旋回スクロール部品4の鏡板4bの厚さtを、ラップ部4aの高さHに対して、0.3倍以上1.0倍以下の厚さに構成する。この場合、HFC系又はHCFC系冷媒に応じて発生する圧力差に対して、旋回スクロール部品4が柔軟に変形する。従って、第1隙間15と第2隙間16によって、固定スクロール部品2の歯先と旋回スクロール部品4の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなく、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
【0019】
また、冷媒としてHC系の冷媒を用いた場合は、旋回スクロール部品4の鏡板4bの厚さtを、ラップ部4aの高さHに対して、0.2倍以上0.6倍以下の厚さに構成する。この場合も、HC系冷媒に応じた圧力差に対し旋回スクロール部品4が柔軟に変形し、第1隙間15と第2隙間16によって、固定スクロール部品2の歯先と旋回スクロール部品4の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなく、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
なお、上記実施例では、固定スクロール部品2及び旋回スクロール部品4の材質については説明を省略したが、例えば固定スクロール部品2としてFe系材料、旋回スクロール部品4としてAl系材料のように、熱膨張係数が異なる異種金属で構成した場合に、より顕著な効果を得ることができる。
【0020】
【発明の効果】
本発明は、固定鏡板の歯底と旋回ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第1隙間と、旋回鏡板の歯底と固定ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第2隙間とを、外周側から内周側へ漸次増大する形状に形成し、かつ第1隙間を、第2隙間より大きく形成したものである。本発明によれば、第1隙間及び第2隙間が外周側から内周側へ漸次増大しているので、熱膨張変形による各ラップ部の接触面圧を低く保つことができるとともに、吐出圧力によって固定スクロール部品が下に凸形状に変形しても、第2隙間より大きくしている第1隙間がその圧力変形分を吸収するので、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力は均等に保たれる。従って、カジリや異常磨耗が発生することがなく、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、第1隙間の形状を旋回ラップ部の高さを変えて形成し、第2隙間の形状を旋回鏡板の厚さを変えて形成したものである。本発明によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これによって、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、第1隙間の形状を旋回ラップ部の高さを変えて形成し、第2隙間の形状を固定ラップ部の高さを変えて形成したものである。本発明によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、第1隙間の形状を固定鏡板の厚さを変えて形成し、第2隙間の形状を旋回鏡板の厚さを変えて形成したものである。本発明によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、第1隙間の形状を固定鏡板の厚さを変えて形成し、第2隙間の形状を固定ラップ部の高さを変えて形成したものである。本発明によれば、第1隙間及び第2隙間を外周側から内周側へ漸次増大する形状にすること、かつ第1隙間を第2隙間より大きくすることが簡単・低コストで可能となる。これにより、熱変形や圧力変形によるカジリ等がなくなり、高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、冷媒として二酸化炭素を用い、旋回鏡板の厚さを旋回ラップ部の高さの3.0倍よりも小さくしたものである。本発明によれば、二酸化炭素冷媒を用いた場合の吐出圧と吸入圧の差圧に対して、鏡板の厚さとラップ部の高さを適切な関係とした旋回スクロール部品が柔軟に変形することによって、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなくなり、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、冷媒としてHFC系又はHCFC系冷媒を用い、旋回鏡板の厚さを旋回ラップ部の高さの1.0倍よりも小さくしたものである。本発明によれば、HFC系又はHCFC系冷媒を用いた場合の吐出圧と吸入圧の差圧に対して、鏡板の厚さとラップ部の高さを適切な関係とした旋回スクロール部品が柔軟に変形することによって、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなくなり、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明は、冷媒としてHC系冷媒を用い、旋回鏡板の厚さを旋回ラップ部の高さの0.6倍よりも小さくしたものである。本発明によれば、HC系冷媒を用いた場合の吐出圧と吸入圧の差圧に対して、鏡板の厚さとラップ部の高さを適切な関係とした旋回スクロール部品が柔軟に変形することによって、固定スクロール部品の歯先と旋回スクロール部品の歯底の接触圧力がより均等に保たれ、カジリや異常磨耗が発生することがなくなり、高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施例のスクロール圧縮機を示す断面図
【図2】図1に示すスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す拡大断面図
【図3】同圧縮機構部を示す概略断面図
【図4】従来例のスクロール圧縮機を示す断面図
【符号の説明】
1 吸入管
2 固定スクロール部品
2a ラップ部
2b 鏡板
3 吸入空間
4 旋回スクロール部品
4a ラップ部
4b 鏡板
4c 歯底面
4d 裏面
5 圧縮室
6 吐出ポート
7 軸受部材
8 背圧室
9 背圧調整機構
10,24 連通路
11 バルブ
12 絞り部
13 シャフト
14 マフラー
15 第1隙間
16 第2隙間
20 密閉容器
21 吐出管
22 自転拘束機構
23 通路
25 固定子
26 回転子
27 補助軸受部材
28 玉軸受
29 油溜まり
31 オイルポンプ
32 上部空間
33,34 摺動面

Claims (8)

  1. 固定スクロール部品の固定鏡板から立ち上げた渦巻き状の固定ラップ部と、旋回スクロール部品の旋回鏡板から立ち上げた渦巻き状の旋回ラップ部とを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転拘束のもとに円軌道で旋回させて、前記圧縮室の容積を連続して変えながら冷媒を吸入、圧縮、吐出するスクロール圧縮機において、
    前記固定鏡板の歯底と前記旋回ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第1隙間と、前記旋回鏡板の歯底と前記固定ラップ部の歯先との間のスラスト方向の第2隙間とを、外周側から内周側へ漸次増大する形状に形成し、前記第1隙間を、前記第2隙間より大きく形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 前記第1隙間の形状を前記旋回ラップ部の高さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記旋回鏡板の厚さを変えて形成したことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  3. 前記第1隙間の形状を前記旋回ラップ部の高さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記固定ラップ部の高さを変えて形成したことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  4. 前記第1隙間の形状を前記固定鏡板の厚さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記旋回鏡板の厚さを変えて形成したことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  5. 前記第1隙間の形状を前記固定鏡板の厚さを変えて形成し、前記第2隙間の形状を前記固定ラップ部の高さを変えて形成したことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記冷媒として二酸化炭素を用い、前記旋回鏡板の厚さを前記旋回ラップ部の高さの3.0倍よりも小さくしたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
  7. 前記冷媒としてHFC系又はHCFC系冷媒を用い、前記旋回鏡板の厚さを前記旋回ラップ部の高さの1.0倍よりも小さくしたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
  8. 前記冷媒としてHC系冷媒を用い、前記旋回鏡板の厚さを前記旋回ラップ部の高さの0.6倍よりも小さくしたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
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