JP2021095910A - スクロール圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】スクロールの摩耗による効率の低下が抑制されるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】スクロール圧縮機100は、固定スクロール21と可動スクロール22とを備える。固定スクロール21の固定側ラップ21bの鉛直方向の寸法、及び、可動スクロール22の可動側ラップ22bの鉛直方向の寸法は、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときに、固定側ラップ21bの先端面に含まれる固定側第1領域21jが、固定スクロール21に対して可動スクロール22が押し付けられる力を受けるように設定される。固定側第1領域21jは、固定側ラップ21bの最外周に位置する固定側基準点21fから0.0周〜0.5周及び1.0周〜1.5周の部分の先端面を含む。【選択図】図8

Description

空気調和装置等に用いられるスクロール圧縮機に関する。
特許文献1(特開2018−35749号公報)には、可動スクロールが固定スクロールに対して押し付けられるスクロール圧縮機が開示されている。
旋回中の可動スクロールが固定スクロールに対して傾いた場合、一方のスクロールのラップの先端面の一部と、他方のスクロールの対応する表面との間に面圧が作用する。これにより、スクロールが摩耗して圧縮機からの冷媒ガスの漏れの原因となり、圧縮機の効率が低下する場合がある。本開示の目的は、スクロールの摩耗による効率の低下が抑制されるスクロール圧縮機を提供することである。
第1観点のスクロール圧縮機は、固定側鏡板と固定側ラップとを有する固定スクロールと、可動側鏡板と可動側ラップとを有する可動スクロールとを備える。固定側ラップは、固定側鏡板の主表面から、所定の固定側寸法を有して第1方向に沿って延びる。可動側ラップは、固定側鏡板の主表面と対向する、可動側鏡板の主表面から、所定の可動側寸法を有して第1方向に沿って延びる。固定スクロール及び可動スクロールは、固定側ラップの内周面と可動側ラップの外周面とによって囲まれる第1圧縮室、及び、固定側ラップの外周面と可動側ラップの内周面とによって囲まれる第2圧縮室を形成する。固定側寸法及び可動側寸法は、固定スクロールに対して可動スクロールが傾いたときに、固定側ラップの先端面に含まれる固定側第1領域が、固定スクロールに対して可動スクロールが押し付けられる力を受けるように設定される。固定側第1領域は、固定側ラップの最外周に位置する所定の固定側基準点から0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面を含む。
第1観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を十分に確保することで、スクロールの摩耗が抑制され、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第2観点のスクロール圧縮機は、第1観点のスクロール圧縮機であって、第1圧縮室及び第2圧縮室は、第1方向に沿って見た場合に点対称に形成される。固定側寸法及び可動側寸法は、さらに、固定スクロールに対して可動スクロールが傾いたときに、可動側ラップの先端面に含まれる可動側第1領域が、固定スクロールに対して可動スクロールが押し付けられる力を受けるように設定される。固定側第1領域は、固定側基準点から0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面である。可動側第1領域は、可動側ラップの最外周に位置する所定の可動側基準点から0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面である。
第2観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を十分に確保することで、スクロールの摩耗が抑制され、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第3観点のスクロール圧縮機は、第2観点のスクロール圧縮機であって、固定側寸法及び可動側寸法は、さらに、固定スクロール及び可動スクロールの変形が発生したときに、固定側ラップの先端面に含まれる固定側第2領域が、固定スクロールに対して可動スクロールが押し付けられる力を受けず、可動側ラップの先端面に含まれる可動側第2領域が、固定スクロールに対して可動スクロールが押し付けられる力を受けないように設定される。固定側第2領域は、固定側基準点から0.5周〜1.0周の部分の先端面である。可動側第2領域は、可動側基準点から0.5周〜1.0周の部分の先端面である。
第3観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を所定範囲に限定することで、スクロールの摩耗が抑制され、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第4観点のスクロール圧縮機は、第1観点のスクロール圧縮機であって、固定側ラップの巻き数、及び、可動側ラップの巻き数は、互いに異なる。固定側第1領域は、固定側基準点から0.0周〜2.0周の部分の先端面である。
第4観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を十分に確保することで、スクロールの摩耗が抑制され、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第5観点のスクロール圧縮機は、第4観点のスクロール圧縮機であって、固定側寸法及び可動側寸法は、さらに、固定スクロール及び可動スクロールの変形が発生したときに、可動側ラップの先端面に含まれる可動側第2領域が、固定スクロールに対して可動スクロールが押し付けられる力を受けないように設定される。可動側第2領域は、可動側ラップの最外周に位置する所定の可動側基準点から0.0周〜1.0周の部分の先端面である。
第5観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を所定範囲に限定することで、スクロールの摩耗が抑制され、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第6観点のスクロール圧縮機は、第3観点又は第5観点のスクロール圧縮機であって、固定スクロール及び可動スクロールの変形は、第1圧縮室及び第2圧縮室の圧力、及び、熱の少なくとも1つに起因する。
第6観点のスクロール圧縮機では、スクロールの変形を考慮して、面圧が作用するラップの先端面の領域を所定範囲に限定することで、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第7観点のスクロール圧縮機は、第1乃至第6観点のいずれか1つのスクロール圧縮機であって、固定スクロール及び可動スクロールは、可動スクロールが旋回している間、第1時点において第1圧縮室及び第2圧縮室を形成する。固定側基準点は、第1時点において、可動側ラップの側面と接触する位置にある。可動側基準点は、第1時点において、固定側ラップの側面と接触する位置にある。
第7観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を最外周付近に確保することで、圧縮機の効率の低下が抑制される。
第8観点のスクロール圧縮機は、第1乃至第6観点のいずれか1つのスクロール圧縮機であって、固定側ラップは、固定側ラップの最外周において固定側ラップの先端面に形成される固定側段差を有する。可動側ラップは、可動側ラップの最外周において可動側ラップの先端面に形成される可動側段差を有する。固定側基準点は、固定側ラップの先端面が延びる方向において、固定側段差に位置する。可動側基準点は、可動側ラップの先端面が延びる方向において、可動側段差に位置する。
第8観点のスクロール圧縮機では、面圧が作用するラップの先端面の領域を最外周付近に確保することで、圧縮機の効率の低下が抑制される。
実施形態のスクロール圧縮機100の縦断面図である。 図1における、スクロール圧縮機100のフローティング部材30周辺の拡大図である。 図1の固定スクロール21の平面図である。 図1の可動スクロール22の平面図である。 図1の固定スクロール21と可動スクロール22とが噛み合った状態を、固定側鏡板21aを取り除いて上方から見た図である。第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2が形成された時点における状態を示す図である。図5Dから90°位相が進んだ状態を示す図である。 図5Aから90°位相が進んだ状態を示す図である。 図5Bから90°位相が進んだ状態を示す図である。 図5Cから90°位相が進んだ状態を示す図である。 実施形態の固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 実施形態の固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 実施形態の固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 実施形態の固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Aの固定スクロール21の平面図である。 変形例Aの可動スクロール22の平面図である。 変形例Aの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Aの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Aの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Aの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Bの固定スクロール21の平面図である。 変形例Bの可動スクロール22の平面図である。 変形例Dの固定スクロール21の平面図である。 変形例Dの可動スクロール22の平面図である。 変形例Dの固定スクロール21と可動スクロール22とが噛み合った状態を上方から見た図である。 変形例Dの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Dの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Eの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。 変形例Eの固定スクロール21及び可動スクロール22の縦断面図である。
本開示に係るスクロール圧縮機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(1)全体構成
スクロール圧縮機100は、冷媒を用いる蒸気圧縮式の冷凍サイクルを備える機器に用いられる。スクロール圧縮機100は、例えば、空気調和装置の室外機、及び、冷凍装置に用いられる。スクロール圧縮機100は、冷凍サイクルを構成する冷媒回路の一部を構成する。
スクロール圧縮機100は、全密閉型の圧縮機である。スクロール圧縮機100は、いわゆる低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。スクロール圧縮機100は、冷媒回路を流れる冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。冷媒は、例えば、R32である。
スクロール圧縮機100は、図1に示されるように、主として、ケーシング10と、圧縮機構20と、フローティング部材30と、ハウジング40と、シール部材60と、モータ70と、駆動軸80と、下部軸受ハウジング90とを有する。図1において、矢印Uは、鉛直方向上側を指している。
(2)詳細構成
(2−1)ケーシング10
ケーシング10は、縦長の円筒形状を有する。ケーシング10は、圧縮機構20、フローティング部材30、ハウジング40、シール部材60、モータ70、駆動軸80及び下部軸受ハウジング90等の、スクロール圧縮機100を構成する部材を収容する。
ケーシング10の上部には、圧縮機構20が配置される。圧縮機構20の下方には、フローティング部材30及びハウジング40が配置される。ハウジング40の下方には、モータ70が配置される。モータ70の下方には、下部軸受ハウジング90が配置される。ケーシング10の底部には、油溜空間11が形成されている。油溜空間11には、圧縮機構20等を潤滑するための冷凍機油が溜められる。
ケーシング10の内部空間は、仕切板16によって、第1空間S1と第2空間S2とに仕切られている。第1空間S1は、仕切板16より下側の空間である。第2空間S2は、仕切板16より上側の空間である。仕切板16は、第1空間S1と第2空間S2との間で気密が保たれるように、圧縮機構20及びケーシング10に固定されている。
仕切板16は、平面視において環状に形成された板状の部材である。仕切板16の内周側は、全周にわたって、圧縮機構20の固定スクロール21の上部に固定されている。仕切板16の外周側は、全周にわたって、ケーシング10の内面に固定されている。
第1空間S1は、モータ70が配置される空間である。第1空間S1は、スクロール圧縮機100を有する冷媒回路から、スクロール圧縮機100によって圧縮される前の冷媒が流入する空間である。第1空間S1は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒が流入する空間である。
第2空間S2は、圧縮機構20から吐出される冷媒(圧縮機構20により圧縮された冷媒)が流入する空間である。第2空間S2は、冷凍サイクルにおける高圧の冷媒が流入する空間である。
ケーシング10には、吸入管13、吐出管14及びインジェクション管15が、ケーシング10の内部と外部とを連通するように取り付けられている。
吸入管13は、ケーシング10の上下方向(鉛直方向)における中央付近に取り付けられている。具体的には、吸入管13は、ハウジング40とモータ70との間の高さ位置に取り付けられている。吸入管13は、ケーシング10の外部と、ケーシング10の内部の第1空間S1とを連通する。圧縮前の冷媒(冷凍サイクルにおける低圧の冷媒)は、吸入管13を通って、第1空間S1に流入する。
吐出管14は、ケーシング10の上部であって、仕切板16より上方の高さ位置に取り付けられている。吐出管14は、ケーシング10の外部と、ケーシング10の内部の第2空間S2とを連通する。圧縮機構20により圧縮されて第2空間S2に流入した冷媒(冷凍サイクルにおける高圧の冷媒)は、吐出管14を通って、スクロール圧縮機100の外部に流出する。
インジェクション管15は、ケーシング10の上部であって、仕切板16より下方の高さ位置に取り付けられている。インジェクション管15は、ケーシング10を貫通するように取り付けられている。インジェクション管15のケーシング10内部側の端部は、図1に示されるように、圧縮機構20の固定スクロール21に接続されている。インジェクション管15は、固定スクロール21に形成された図示されない通路を介して、圧縮機構20内部の圧縮途中の圧縮室Scと連通している。スクロール圧縮機100を有する冷媒回路から、中間圧の冷媒(冷凍サイクルにおける低圧と高圧との中間の圧力の冷媒)が、インジェクション管15を通って、圧縮途中の圧縮室Scに供給される。
(2−2)圧縮機構20
圧縮機構20は、主として、固定スクロール21と可動スクロール22とを有する。固定スクロール21及び可動スクロール22は、互いに組み合わされて圧縮室Scを形成する。圧縮機構20は、圧縮室Scにおいて冷媒を圧縮して、圧縮された冷媒を吐出する。圧縮機構20は、後述するように対称ラップ構造を有する。
(2−2−1)固定スクロール21
固定スクロール21は、図1に示されるように、ハウジング40の上に戴置されている。固定スクロール21及びハウジング40は、図示されない固定手段(例えばボルト)により互いに固定されている。
固定スクロール21は、円板状の固定側鏡板21aと、渦巻状の固定側ラップ21bと、周縁部21cとを有する。固定側ラップ21b及び周縁部21cは、固定側鏡板21aの前面(下面)から可動スクロール22側(下方)に延びている。固定スクロール21を下から見ると、固定側ラップ21bは、固定側鏡板21aの中心付近から外周側に向かって渦巻状(インボリュート形状)に形成されている。周縁部21cは、円筒形状を有する。周縁部21cは、固定側ラップ21bを取り囲むように、固定側鏡板21aの外周側に配置される。
スクロール圧縮機100の運転時において、可動スクロール22が固定スクロール21に対して旋回することで、第1空間S1から周縁側の圧縮室Scに流入した冷媒(冷凍サイクルにおける低圧の冷媒)は、最内側(中央側)の圧縮室Scへ移動するにつれ圧縮される。固定側鏡板21aの中心付近には、圧縮室Scで圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート21dが、固定側鏡板21aをその厚さ方向(上下方向)に貫通して形成されている。吐出ポート21dは、最内側の圧縮室Scと連通している。固定側鏡板21aの上方には、吐出ポート21dを開閉する吐出弁23が取り付けられている。吐出ポート21dと連通する最内側の圧縮室Scの圧力が、吐出弁23より上方の空間(第2空間S2)の圧力に比べて所定値以上大きくなった場合、吐出弁23が開き、吐出ポート21dから第2空間S2へ冷媒が流入する。
固定側鏡板21aの吐出ポート21dの外周側には、リリーフ穴21eが、固定側鏡板21aをその厚さ方向に貫通して形成されている。リリーフ穴21eは、吐出ポート21dと連通する最内側の圧縮室Scよりも外周側に形成される圧縮室Scと連通している。リリーフ穴21eは、圧縮機構20の圧縮途中の圧縮室Scと連通している。リリーフ穴21eは、固定側鏡板21aに複数形成されていてもよい。固定側鏡板21aの上方には、リリーフ穴21eを開閉するリリーフ弁24が取り付けられている。リリーフ穴21eと連通する圧縮室Scの圧力が、リリーフ弁24より上方の空間(第2空間S2)の圧力に比べて所定値以上大きくなった場合、リリーフ弁24が開き、リリーフ穴21eから第2空間S2へ冷媒が流入する。
(2−2−2)可動スクロール22
可動スクロール22は、円板状の可動側鏡板22aと、渦巻状の可動側ラップ22bと、円筒状のボス部22cとを有する。可動側ラップ22bは、可動側鏡板22aの前面(上面)から固定スクロール21側に延びている。ボス部22cは、可動側鏡板22aの背面(下面)から下方に延びている。可動スクロール22を上から見ると、可動側ラップ22bは、可動側鏡板22aの中心付近から外周側に向かって渦巻状(インボリュート形状)に形成されている。
固定スクロール21の固定側ラップ21bと、可動スクロール22の可動側ラップ22bとは、互いに組み合わされて圧縮室Scを形成する。固定スクロール21及び可動スクロール22は、固定側鏡板21aの前面(下面)と可動側鏡板22aの前面(上面)とが対向するように組み合わされる。これにより、固定側鏡板21a、固定側ラップ21b、可動側ラップ22b及び可動側鏡板22aに囲まれた圧縮室Scが形成される。
対称ラップ構造を有する圧縮機構20では、可動側ラップ22bの外周面と固定側ラップ21bの内周面とによって囲まれる圧縮室Sc(図5A〜図5Dの第1圧縮室Sc1)と、可動側ラップ22bの内周面と固定側ラップ21bの外周面とによって囲まれる圧縮室Sc(図5A〜図5Dの第2圧縮室Sc2)とが、鉛直方向(第1方向)に沿って見た場合に、点対称に形成されている。可動側ラップ22bの巻き終わり角は、固定側ラップ21bの巻き終わり角と同じである。可動側ラップ22bの巻き終わり角とは、可動側鏡板22aの中心側の端部(巻き始め)を基点(0°)とした場合における、可動側鏡板22aの外周側の端部(巻き終わり)の渦巻方向(周方向)の角度である。固定側ラップ21bの巻き終わり角とは、固定側鏡板21aの中心側の端部(巻き始め)を基点(0°)とした場合における、固定側鏡板21aの外周側の端部(巻き終わり)の渦巻方向(周方向)の角度である。対称ラップ構造を有する圧縮機構20では、第1圧縮室Sc1における冷媒の圧縮、及び、第2圧縮室Sc2における冷媒の圧縮が同じタイミングで行われる。固定スクロール21及び可動スクロール22の詳細については後述する。
可動側鏡板22aは、フローティング部材30の上方に配置されている。スクロール圧縮機100の運転中には、フローティング部材30は、フローティング部材30の下方に形成される背圧空間Bの圧力によって可動スクロール22に向かって押される。これにより、フローティング部材30の上部の押圧部34が、可動側鏡板22aの背面(下面)に接触すると、フローティング部材30は、可動スクロール22を固定スクロール21に向かって押し付ける。フローティング部材30が可動スクロール22を固定スクロール21に向かって押し付ける力により、可動スクロール22は固定スクロール21に密着する。これにより、固定側ラップ21bの歯先(先端面)と可動側鏡板22aの底面(歯先と接触する主表面)との間の隙間、及び、可動側ラップ22bの歯先と固定側鏡板21aの底面との間の隙間からの冷媒の漏れが抑制される。
背圧空間Bは、フローティング部材30とハウジング40との間に形成される空間である。背圧空間Bは、図2に示されるように、主として、フローティング部材30の背面側(下方側)に形成される。背圧空間Bには、圧縮機構20の圧縮室Scの冷媒が導かれる。背圧空間Bと、背圧空間Bの周りの第1空間S1との間は、シールされている。スクロール圧縮機100の運転中、背圧空間Bの圧力は、第1空間S1内の圧力よりも高い。
可動スクロール22とフローティング部材30との間には、オルダム継手25が配置される。オルダム継手25は、可動スクロール22及びフローティング部材30の両方と摺動自在に係合する。オルダム継手25は、可動スクロール22の自転を規制して、可動スクロール22を固定スクロール21に対して旋回させる。
ボス部22cは、フローティング部材30の内面によって囲まれた偏心部空間38に配置されている。ボス部22cの内部には、軸受メタル26が配置されている。軸受メタル26は、例えば、ボス部22cの内部に圧入され固定されている。軸受メタル26には、駆動軸80の偏心部81が挿入されている。軸受メタル26に偏心部81が挿入されることで、可動スクロール22と駆動軸80とが連結される。
(2−3)フローティング部材30
フローティング部材30は、可動スクロール22の背面側(固定スクロール21が配置される側とは反対側)に配置される。フローティング部材30は、背圧空間Bの圧力によって可動スクロール22に向かって押されることで、可動スクロール22を固定スクロール21に向かって押し付ける。フローティング部材30の一部は、駆動軸80を支持する軸受としても機能する。
フローティング部材30は、主として、円筒部30aと、押圧部34と、上部軸受ハウジング31とを有する。
円筒部30aは、円筒部30aの内面により囲まれた偏心部空間38を形成する。偏心部空間38には、可動スクロール22のボス部22cが配置される。
押圧部34は、円筒部30aの上端から可動スクロール22に向かって延びている円筒形状の部材である。図2に示されるように、押圧部34の上端のスラスト面34aは、可動スクロール22の可動側鏡板22aの背面と対向する。スラスト面34aは、平面視において環状に形成されている。フローティング部材30が、背圧空間Bの圧力によって可動スクロール22に向かって押されると、スラスト面34aが可動側鏡板22aの背面と接触して、可動スクロール22を固定スクロール21に向かって押し付ける。
上部軸受ハウジング31は、円筒部30aの下方(偏心部空間38の下方)に配置される円筒形状の部材である。上部軸受ハウジング31の内部には、軸受メタル32が配置されている。軸受メタル32は、例えば、上部軸受ハウジング31の内部に圧入され固定されている。軸受メタル32は、駆動軸80の主軸82を回転自在に支持する。
(2−4)ハウジング40
ハウジング40は、固定スクロール21及びフローティング部材30の下方に配置される略円筒形状の部材である。ハウジング40は、フローティング部材30を支持する。ハウジング40とフローティング部材30との間には背圧空間Bが形成される。ハウジング40は、例えば、圧入によってケーシング10の内面に取り付けられている。
(2−5)シール部材60
シール部材60は、フローティング部材30とハウジング40との間に背圧空間Bを形成するための部材である。シール部材60は、例えば、Oリング等のガスケットである。図2に示されるように、シール部材60は、背圧空間Bを、第1室B1と第2室B2とに区画する。第1室B1及び第2室B2は、平面視において略円環状に形成されている空間である。第2室B2は、第1室B1の内側に配置される。平面視において、第1室B1の面積は、第2室B2の面積より大きい。
第1室B1は、圧縮途中の圧縮室Scと、第1流路64を介して連通している。第1流路64は、圧縮機構20における圧縮途中の冷媒(中間圧の冷媒)を第1室B1に導く流路である。第1流路64は、固定スクロール21及びハウジング40に形成されている。
第2室B2は、固定スクロール21の吐出ポート21dと、第2流路65を介して連通している。第2流路65は、圧縮機構20から吐出された冷媒(高圧の冷媒)を第2室B2に導く流路である。第2流路65は、固定スクロール21及びハウジング40に形成されている。
スクロール圧縮機100の運転中、第2室B2の圧力は、第1室B1の圧力より高い。しかし、平面視において第1室B1の面積は第2室B2の面積より大きいので、背圧空間Bの圧力による、可動スクロール22の固定スクロール21への押し付け力が過大になりにくい。第2室B2は第1室B1よりも内側に配置されているので、圧縮室Scの圧力により可動スクロール22が下方に押される力と、フローティング部材30により可動スクロール22が上方に押される力との間のバランスが確保されやすい。
(2−6)モータ70
モータ70は、可動スクロール22を駆動する。モータ70は、ステータ71とロータ72とを有する。ステータ71は、ケーシング10の内面に固定された環状の部材である。ロータ72は、ステータ71の内側に配置される円筒形状の部材である。ステータ71の内周面と、ロータ72の外周面との間には、僅かな隙間(エアギャップ)が形成されている。
ロータ72は、その軸方向に沿って駆動軸80が貫通している。ロータ72は、駆動軸80を介して可動スクロール22と連結されている。モータ70は、ロータ72が回転することで可動スクロール22を駆動し、可動スクロール22を固定スクロール21に対して旋回させる。
(2−7)駆動軸80
駆動軸80は、モータ70のロータ72と、圧縮機構20の可動スクロール22とを連結する。駆動軸80は、上下方向に延びる。駆動軸80は、モータ70の駆動力を可動スクロール22に伝達する。
駆動軸80は、主として、偏心部81と主軸82とを有する。
偏心部81は、主軸82の上方に配置される。偏心部81の中心軸は、主軸82の中心軸に対して偏心している。偏心部81は、可動スクロール22のボス部22cの内部に配置された軸受メタル26に連結される。
主軸82は、フローティング部材30の上部軸受ハウジング31に配置された軸受メタル32、及び、下部軸受ハウジング90に配置された軸受メタル91によって、回転自在に支持される。主軸82は、上部軸受ハウジング31と下部軸受ハウジング90との間で、モータ70のロータ72に連結される。主軸82は、上下方向に延びる。
駆動軸80の内部には、図示されない油通路が形成されている。油通路は、主経路(図示せず)と分岐経路(図示せず)とを有する。主経路は、駆動軸80の下端から上端まで、駆動軸80の軸方向に延びる。分岐経路は、主経路から、駆動軸80の径方向に延びる。油溜空間11の冷凍機油は、駆動軸80の下端に設けられたポンプ(図示せず)により汲み上げられ、油経路を通って、駆動軸80と各軸受メタル26,32,91との摺動部、及び、圧縮機構20の摺動部等に供給される。
(2−8)下部軸受ハウジング90
下部軸受ハウジング90は、ケーシング10の内面に固定されている。下部軸受ハウジング90は、モータ70の下方に配置される。下部軸受ハウジング90の内部には、軸受メタル91が配置されている。軸受メタル91は、例えば、下部軸受ハウジング90の内部に圧入され固定されている。軸受メタル91には、駆動軸80の主軸82が通過している。軸受メタル91は、駆動軸80の主軸82の下部側を回転自在に支持する。
(3)スクロール圧縮機100の動作
通常状態におけるスクロール圧縮機100の動作について説明する。通常状態とは、圧縮機構20の吐出ポート21dから吐出される冷媒の圧力が、圧縮途中の圧縮室Scの圧力よりも高い状態である。
モータ70が駆動すると、ロータ72が回転し、ロータ72と連結された駆動軸80も回転する。駆動軸80が回転すると、オルダム継手25により、可動スクロール22は、自転することなく、固定スクロール21に対して旋回する。吸入管13から第1空間S1に流入した低圧の冷媒は、ハウジング40に形成された冷媒通路(図示せず)を通過して、圧縮機構20の周縁側の圧縮室Scに吸入される。可動スクロール22が旋回すると、第1空間S1と圧縮室Scとは連通しなくなり、圧縮室Scの容積が減少して、圧縮室Scの圧力が上昇する。圧縮途中の圧縮室Scには、インジェクション管15から冷媒がインジェクションされる。冷媒の圧力は、周縁側(外側)の圧縮室Scから、中央側(内側)の圧縮室Scへ移動するにつれて上昇し、最終的に冷凍サイクルにおける高圧となる。圧縮機構20によって圧縮された冷媒は、固定側鏡板21aの吐出ポート21dから第2空間S2に吐出される。第2空間S2の高圧の冷媒は、吐出管14から吐出される。
(4)固定スクロール21及び可動スクロール22の詳細構成
図3に示されるように、固定側ラップ21bは、平面視において、固定側鏡板21aの中心側の端部である巻き始め21sから、外周側の端部である巻き終わり21eまで、渦巻状に形成されている。固定側ラップ21bは、固定側鏡板21aの主表面21p(下面)から、所定の固定側寸法を有して鉛直方向(第1方向)に沿って延びている。固定側寸法とは、固定側鏡板21aの主表面21pであって、固定側ラップ21bの下端と連結する表面から、固定側ラップ21bの先端面までの、固定側ラップ21bの鉛直方向の寸法である。固定側寸法は、巻き始め21sから巻き終わり21eまで、一定ではない。固定側ラップ21bの両側において、固定側鏡板21aの主表面21pの高さ位置が異なる場合がある。
図4に示されるように、可動側ラップ22bは、平面視において、可動側鏡板22aの中心側の端部である巻き始め22sから、外周側の端部である巻き終わり22eまで、渦巻状に形成されている。可動側ラップ22bは、固定側鏡板21aの主表面21p(下面)と対向する、可動側鏡板22aの主表面22p(上面)から、所定の可動側寸法を有して鉛直方向に沿って延びている。可動側寸法とは、可動側鏡板22aの主表面22pであって、可動側ラップ22bの下端と連結する表面から、可動側ラップ22bの先端面までの、可動側ラップ22bの鉛直方向の寸法である。可動側寸法は、巻き始め22sから巻き終わり22eまで、一定ではない。可動側ラップ22bの両側において、可動側鏡板22aの主表面22pの高さ位置が異なる場合がある。
図5A〜図5Dは、固定スクロール21に対して可動スクロール22が1周(360°)旋回する間の状態の遷移を示す。図5A〜図5Dは、それぞれ、前の状態から90°位相が進んだ状態を示す。言い換えると、図5A〜図5Dは、それぞれ、前の状態から可動スクロール22が90°旋回した状態を示す。図5A〜図5Dでは、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bがハッチングされた領域で示されている。
図5A〜図5Dに示されるように、固定スクロール21及び可動スクロール22は、可動スクロール22が旋回している間、第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2を形成する。図5Aは、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bの外周部が閉じて冷媒の吸入工程が完了した状態を示す。言い換えると、図5Aは、第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2が形成された第1時点の状態を示す。
図3に示されるように、固定側ラップ21bは、平面視において、最外周に位置する固定側基準点21fを有する。図5Aに示されるように、固定側基準点21fは、第1時点において、可動側ラップ22bの側面と接触する位置にある。
図4に示されるように、可動側ラップ22bは、平面視において、最外周に位置する可動側基準点22fを有する。図5Aに示されるように、可動側基準点22fは、第1時点において、固定側ラップ21bの側面と接触する位置にある。
通常状態におけるスクロール圧縮機100の運転時には、フローティング部材30が可動スクロール22を固定スクロール21に向かって押し付ける力、及び、第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2の圧力によって、可動側鏡板22aが水平面に対して傾く場合がある。言い換えると、スクロール圧縮機100の運転時には、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾く場合がある。以下、スクロール圧縮機100の運転時において、フローティング部材30によって、固定スクロール21に対して可動スクロール22が押し付けられる力を「押し付け力」と呼ぶ。
固定側寸法(固定側ラップ21bの鉛直方向の寸法)、及び、可動側寸法(可動側ラップ22bの鉛直方向の寸法)は、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときに、次の第1条件及び第2条件を満たすように設定される。
・第1条件:固定側ラップ21bの先端面に含まれる固定側第1領域21jが、押し付け力を受ける。
・第2条件:可動側ラップ22bの先端面に含まれる可動側第1領域22jが、押し付け力を受ける。
固定側第1領域21jは、固定側基準点21fから、固定側ラップ21bの巻き始め21sに向かって、0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面である。
可動側第1領域22jは、可動側基準点22fから、可動側ラップ22bの巻き始め22sに向かって、0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面である。
ここで、所定の地点から1周の地点とは、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bを平面視した場合に、所定の地点から、ラップの渦巻が延びる方向に沿って1周(360°)進んだ地点である。
図3では、固定側第1領域21jがハッチングされた領域で示されている。図4では、可動側第1領域22jがハッチングされた領域で示されている。
固定側寸法及び可動側寸法は、例えば、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bの先端面の高さ位置を変化させたり、固定側鏡板21aの主表面21p(下面)、及び可動側鏡板22aの主表面22p(上面)の高さ位置を変化させたりすることで設定される。
固定側寸法及び可動側寸法の適切な値は、スクロール圧縮機100の種類、固定スクロール21及び可動スクロール22の寸法、冷媒の温度、及び、冷媒の圧力等、様々な要因を考慮して決定される。そのため、固定側寸法及び可動側寸法は、一意に決定されない。
次に、図6〜図9を参照しながら、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときの状態について説明する。図6〜図9に示される固定スクロール21及び可動スクロール22は、図3の線分A−A、及び、図4の線分B−Bで切断したときの断面図で示されている。図6及び図7は、可動スクロール22が傾いていない状態を示す。図8及び図9は、可動スクロール22が傾いている状態を示す。図9は、図8に示される状態から可動スクロール22が180°旋回した状態を示す。図6は、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生していない状態を示す。図7〜図9は、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生している状態を示す。固定スクロール21及び可動スクロール22の変形は、第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2の圧力、及び、熱の少なくとも1つに起因する。図8〜図9に示される可動スクロール22の傾き、及び、図7〜図9に示される変形は、実際より誇張して描かれている。
本実施形態では、固定側第1領域21j及び可動側第1領域22jが押し付け力を受けるように、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの主表面21p,22pの高さ位置が調整されている。
具体的には、図3に示されるように、固定側鏡板21aの主表面21pのうち、第1範囲基準位置21qから0.0周〜1.0周の固定側第1範囲21m1の高さ位置が、第1範囲基準位置21qから1.0周〜1.5周の固定側第2範囲21m2の高さ位置と同じになっている。第1範囲基準位置21qとは、固定側鏡板21aを鉛直方向に沿って見た場合に、第1時点において可動側基準点22fと同じ位置である。可動側ラップ22bの先端面は、可動側基準点22fから、可動側ラップ22bの巻き始め22sに向かって、0.0周〜1.0周の部分において固定側第1範囲21m1と接触し、1.0周〜1.5周の部分において固定側第2範囲21m2と接触する。
同様に、図4に示されるように、可動側鏡板22aの主表面22pのうち、第2範囲基準位置22qから0.0周〜1.0周の可動側第1範囲22m1の高さ位置が、第2範囲基準位置22qから1.0周〜1.5周の可動側第2範囲22m2の高さ位置と同じになっている。第2範囲基準位置22qとは、可動側鏡板22aを鉛直方向に沿って見た場合に、第1時点において固定側基準点21fと同じ位置である。固定側ラップ21bの先端面は、固定側基準点21fから、固定側ラップ21bの巻き始め21sに向かって、0.0周〜1.0周の部分において可動側第1範囲22m1と接触し、1.0周〜1.5周の部分において可動側第2範囲22m2と接触する。
これにより、固定側第2範囲21m2及び可動側第2範囲22m2は、従来の構成と比較して、可動スクロール22の傾き分、浅くなっている。固定側第2範囲21m2及び可動側第2範囲22m2の高さ位置は、それぞれ、固定側第1範囲21m1及び可動側第1範囲22m1の高さ位置と同じでなくてもよい。
上記の第1条件及び第2条件が満たされるように、固定側寸法及び可動側寸法が設定されていることについて説明する。図7〜図9では、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形による、固定側寸法及び可動側寸法の増加分が塗りつぶされた領域で示されている。図8では、可動側ラップ22bの可動側第1領域22jは、固定側鏡板21aの固定側第1範囲21m1及び固定側第2範囲21m2と接触している。このとき、可動側第1領域22jは押し付け力を受けているので、可動側ラップ22bは、可動側第1領域22jにおいてスラスト荷重を受けている。図9では、固定側ラップ21bの固定側第1領域21jは、可動側鏡板22aの可動側第1範囲22m1及び可動側第2範囲22m2と接触している。このとき、固定側第1領域21jは押し付け力を受けているので、固定側ラップ21bは、固定側第1領域21jにおいてスラスト荷重を受けている。
(5)特徴
スクロール圧縮機100では、図8及び図9に示されるように、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときに、可動側ラップ22bの可動側第1領域22j、又は、固定側ラップ21bの固定側第1領域21jがスラスト荷重を受ける。
従来のスクロール圧縮機は、固定側寸法及び可動側寸法が上記の第1条件及び第2条件を満たしていない。そのため、従来のスクロール圧縮機では、可動スクロール22が傾いたときに、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bの先端面のうち、スラスト荷重を受ける領域は、固定側第1領域21j及び可動側第1領域22jよりも狭い。例えば、従来のスクロール圧縮機では、固定側基準点21fから、固定側ラップ21bの巻き始め21sに向かって0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、可動側基準点22fから、可動側ラップ22bの巻き始め22sに向かって0.0周〜0.5周の部分の先端面のみが、スラスト荷重を受ける領域である。そのため、従来のスクロール圧縮機においてスラスト荷重を受けるラップ先端面が受けるスラスト荷重の圧力は、本実施形態において固定側第1領域21j及び可動側第1領域22jが受けるスラスト荷重の圧力より高い。可動スクロール22の旋回中に固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bの先端面にかかる圧力が高いと、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの底面(主表面21p,22p)に過大な面圧が発生する。その結果、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの底面が摩耗して、可動スクロール22の傾きが増加し、第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2からの冷媒の漏れの量が増加する。
従って、本実施形態では、スラスト荷重による圧力が作用する固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bの先端面の領域(固定側第1領域21j及び可動側第1領域22j)を十分に確保することで、固定スクロール21及び可動スクロール22の摩耗が抑制され、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
また、スクロール圧縮機100では、固定側第1領域21j及び可動側第1領域22jは、それぞれ、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bの最外周付近に形成されている。そのため、周縁側(外側)の圧縮室Scから第1空間S1に漏れ出す冷媒の量が低減されるので、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
(6)変形例
(6−1)変形例A
実施形態のスクロール圧縮機100において、固定側寸法及び可動側寸法は、さらに、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生したときに、次の第3条件及び第4条件を満たすように設定されてもよい。
・第3条件:固定側ラップ21bの先端面に含まれる固定側第2領域21kが、押し付け力を受けない。
・第4条件:可動側ラップ22bの先端面に含まれる可動側第2領域22kが、押し付け力を受けない。
図10に示されるように、固定側第2領域21kは、固定側基準点21fから0.5周〜1.0周の部分の先端面である。
図11に示されるように、可動側第2領域22kは、可動側基準点22fから0.5周〜1.0周の部分の先端面である。
図10では、固定側第2領域21kがハッチングされた領域で示されている。図11では、可動側第2領域22kがハッチングされた領域で示されている。
次に、図12〜図15を参照しながら、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときの状態について説明する。図12〜図15に示される固定スクロール21及び可動スクロール22は、図10の線分C−C、及び、図11の線分D−Dで切断したときの断面図で示されている。図12及び図13は、可動スクロール22が傾いていない状態を示す。図14及び図15は、可動スクロール22が傾いている状態を示す。図15は、図14に示される状態から可動スクロール22が180°旋回した状態を示す。図12は、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生していない状態を示す。図13〜図15は、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生している状態を示す。固定スクロール21及び可動スクロール22の変形は、第1圧縮室Sc1及び第2圧縮室Sc2の圧力、及び、熱の少なくとも1つに起因する。
本変形例では、固定側第2領域21k及び可動側第2領域22kが押し付け力を受けないように、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの主表面21p,22pの高さ位置が調整されている。
具体的には、図10に示されるように、固定側鏡板21aの主表面21pのうち、第1範囲基準位置21qから0.5周〜1.0周の固定側第3範囲21m3の高さ位置が、第1範囲基準位置21qから0.0周〜0.5周の固定側第4範囲21m4の高さ位置よりも高くなっている。
同様に、図11に示されるように、可動側鏡板22aの主表面22pのうち、第2範囲基準位置22qから0.5周〜1.0周の可動側第3範囲22m3の高さ位置が、第2範囲基準位置22qから0.0周〜0.5周の可動側第4範囲22m4の高さ位置よりも低くなっている。
これにより、固定側第3範囲21m3及び可動側第3範囲22m3は、従来の構成と比較して、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形を考慮した分、深くなっている。
上記の第3条件及び第4条件が満たされるように、固定側寸法及び可動側寸法が設定されていることについて説明する。図13〜図15では、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形による、固定側寸法及び可動側寸法の増加分が塗りつぶされた領域で示されている。図14では、固定側ラップ21bの固定側第2領域21kは、可動側鏡板22aの可動側第3範囲22m3と接触していない。このとき、固定側第2領域21kは押し付け力を受けていないので、固定側ラップ21bは、固定側第2領域21kにおいてスラスト荷重を受けていない。図15では、可動側ラップ22bの可動側第2領域22kは、固定側鏡板21aの固定側第3範囲21m3と接触していない。このとき、可動側第2領域22kは押し付け力を受けていないので、可動側ラップ22bは、可動側第2領域22kにおいてスラスト荷重を受けていない。
これにより、本変形例では、可動スクロール22が傾き、かつ、固定スクロール21及び可動スクロール22が変形している状態において、固定側第2領域21k及び可動側第2領域22kにおいてスラスト荷重を受けないので、その分、固定側第1領域21j及び可動側第1領域22jにおいてスラスト荷重を効果的に受けることができる。そのため、固定スクロール21及び可動スクロール22の摩耗が抑制され、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
(6−2)変形例B
実施形態のスクロール圧縮機100において、固定側基準点21f及び可動側基準点22fは、それぞれ、第1時点において、可動側ラップ22b及び固定側ラップ21bの側面と接触する位置(閉じ切り位置)である。しかし、固定側基準点21f及び可動側基準点22fは、閉じ切り位置でなくてもよい。次に、本変形例における固定側基準点21f及び可動側基準点22fについて説明する。
図16に示されるように、固定側ラップ21bは、固定側ラップ21bの最外周において固定側ラップ21bの先端面に形成される固定側段差21gを有する。固定側基準点21fは、固定側ラップ21bの先端面が延びる方向において、固定側段差21gがある地点に位置する。巻き終わり21eから固定側段差21gまでの先端面の高さ位置は、固定側段差21gから巻き始め21sまでの先端面の高さ位置よりも低い。固定側段差21gの鉛直方向の寸法は、例えば50μmである。固定側ラップ21bの周方向における固定側段差21gの位置は、例えば、巻き終わり21eから30°〜60°の範囲にある。
図17に示されるように、可動側ラップ22bは、可動側ラップ22bの最外周において可動側ラップ22bの先端面に形成される可動側段差22gを有する。可動側基準点22fは、可動側ラップ22bの先端面が延びる方向において、可動側段差22gがある地点に位置する。巻き終わり22eから可動側段差22gまでの先端面の高さ位置は、可動側段差22gから巻き始め22sまでの先端面の高さ位置よりも低い。可動側段差22gの鉛直方向の寸法は、例えば50μmである。可動側ラップ22bの周方向における可動側段差22gの位置は、例えば、巻き終わり22eから30°〜60°の範囲にある。
本変形例では、固定側段差21g及び可動側段差22gによって、押し付け力を受けるラップが固定側ラップ21bと可動側ラップ22bとの間で切り替わる時に、固定側ラップ21bの巻き終わり21e、及び、可動側ラップ22bの巻き終わり22eにスラスト荷重が集中することが抑制される。そのため、固定側ラップ21b及び可動側ラップ22bにかかる面圧が低減されるので、固定スクロール21及び可動スクロール22の摩耗が抑制され、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
(6−3)変形例C
実施形態のスクロール圧縮機100は、可動スクロール22を固定スクロール21に向かって押し付けるためのフローティング部材30を備える。しかし、スクロール圧縮機100は、フローティング部材30を備えないタイプの圧縮機であってもよい。
(6−4)変形例D
実施形態のスクロール圧縮機100の圧縮機構20は、対称ラップ構造を有する。しかし、圧縮機構20は、非対称ラップ構造を有してもよい。図18および図19に示される、非対称ラップ構造を有する圧縮機構20では、固定側ラップ21bの巻き数、及び、可動側ラップ22bの巻き数は、互いに異なっている。図20に示されるように、非対称ラップ構造を有する圧縮機構20では、可動側ラップ22bの外周面と固定側ラップ21bの内周面とによって囲まれる圧縮室(第1圧縮室Sc1)と、可動側ラップ22bの内周面と固定側ラップ21bの外周面とによって囲まれる圧縮室(第2圧縮室Sc2)とが、鉛直方向(第1方向)に沿って見た場合に、点対称に形成されていない。可動側ラップ22bの巻き終わり角は、固定側ラップ21bの巻き終わり角と異なっている。非対称ラップ構造を有する圧縮機構20では、第1圧縮室Sc1における冷媒の圧縮、及び、第2圧縮室Sc2における冷媒の圧縮が、互いに異なるタイミングで行われる。
本変形例において、固定側第1領域21jは、固定側基準点21fから0.0周〜2.0周の部分の先端面である。固定側基準点21fの定義は、実施形態又は変形例Bと同じである。図18では、固定側第1領域21jがハッチングされた領域で示されている。
次に、図21及び図22を参照しながら、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときの状態について説明する。図21及び図22に示される固定スクロール21及び可動スクロール22は、図18の線分E−E、及び、図19の線分F−Fで切断したときの断面図で示されている。図21及び図22は、可動スクロール22が傾いている状態を示す。図22は、図21に示される状態から可動スクロール22が180°旋回した状態を示す。図21及び図22は、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生している状態を示す。図21及び図22に示される可動スクロール22の傾き及び変形は、実際より誇張して描かれている。図21及び図22では、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形による、固定側寸法及び可動側寸法の増加分が塗りつぶされた領域で示されている。
本変形例では、実施形態と同様に、固定側寸法及び可動側寸法は、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときに、固定側ラップ21bの先端面に含まれる固定側第1領域21jが、固定スクロール21に対して可動スクロール22が押し付けられる力を受けるように設定される。具体的には、可動側鏡板22aの主表面22pから固定側第1領域21jが押し付け力を受けるように、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの主表面21p,22pの高さ位置が調整されている。
これにより、図21及び図22に示されるように、可動スクロール22の旋回中に、固定側ラップ21bの先端面は、固定側基準点21fから、固定側ラップ21bの巻き始め21sに向かって0.0周〜2.0周の部分の一部において、可動側鏡板22aの主表面22pと接触する。図21では、固定側第1領域21jのうち、固定側基準点21fから、固定側ラップ21bの巻き始め21sに向かって、0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面が、可動側鏡板22aの主表面22pと接触する。図22では、固定側第1領域21jのうち、固定側基準点21fから、固定側ラップ21bの巻き始め21sに向かって、0.5周〜1.0周の部分の先端面、及び、1.5周〜2.0周の部分の先端面が、可動側鏡板22aの主表面22pと接触する。
本変形例では、実施形態と同様に、スラスト荷重による圧力が作用する固定側ラップ21bの先端面の領域(固定側第1領域21j)を十分に確保することで、固定スクロール21及び可動スクロール22の摩耗が抑制され、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
また、固定側第1領域21jは、固定側ラップ21bの最外周付近に形成されている。そのため、周縁側(外側)の圧縮室Scから第1空間S1に漏れ出す冷媒の量が低減されるので、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
変形例Cは、本変形例に適用可能である。
(6−5)変形例E
変形例Dにおいて、固定側寸法及び可動側寸法は、さらに、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生したときに、可動側ラップ22bの先端面に含まれる可動側第2領域22kが、固定スクロール21に対して可動スクロール22が押し付けられる力を受けないように設定されてもよい。具体的には、固定側鏡板21aの主表面21pから可動側第2領域22kが押し付け力を受けないように、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの主表面21p,22pの高さ位置が調整されている。
本変形例において、可動側第2領域22kは、可動側基準点22fから0.0周〜1.0周の部分の先端面である。可動側基準点22fの定義は、実施形態又は変形例Bと同じである。図19では、可動側第2領域22kがハッチングされた領域で示されている。
次に、図23及び図24を参照しながら、固定スクロール21に対して可動スクロール22が傾いたときの状態について説明する。図23及び図24に示される固定スクロール21及び可動スクロール22は、図18の線分E−E、及び、図19の線分F−Fで切断したときの断面図で示されている。図23及び図24は、可動スクロール22が傾いている状態を示す。図24は、図23に示される状態から可動スクロール22が180°旋回した状態を示す。図23及び図24は、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形が発生している状態を示す。図23及び図24に示される可動スクロール22の傾き及び変形は、実際より誇張して描かれている。図23及び図24では、固定スクロール21及び可動スクロール22の変形による、固定側寸法及び可動側寸法の増加分が塗りつぶされた領域で示されている。
本変形例では、固定側鏡板21aの主表面21pから可動側第2領域22kが押し付け力を受けないように、固定側鏡板21a及び可動側鏡板22aの主表面21p,22pの高さ位置が調整されている。
これにより、図23及び図24に示されるように、可動スクロール22の旋回中に、可動側ラップ22bの先端面は、可動側基準点22fから、可動側ラップ22bの巻き始め22sに向かって0.0周〜1.0周の部分の一部において、固定側鏡板21aの主表面21pと接触しない。具体的には、可動スクロール22の旋回中において、固定側鏡板21aの主表面21pは、可動側第2領域22kと接触しない。
本変形例では、変形例Aと同様に、可動スクロール22が傾き、かつ、固定スクロール21及び可動スクロール22が変形している状態において、可動スクロール22は可動側第2領域22kにおいてスラスト荷重を受けない。そのため、可動スクロール22がスラスト荷重を受けない分、固定スクロール21は、固定側第1領域21jにおいてスラスト荷重を効果的に受けることができる。そのため、固定スクロール21及び可動スクロール22の摩耗が抑制され、スクロール圧縮機100の効率の低下が抑制される。
―むすび―
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
21 固定スクロール
21a 固定側鏡板
21b 固定側ラップ
21f 固定側基準点
21g 固定側段差
21j 固定側第1領域
21k 固定側第2領域
22 可動スクロール
22a 可動側鏡板
22b 可動側ラップ
22f 可動側基準点
22g 可動側段差
22j 可動側第1領域
22k 可動側第2領域
100 スクロール圧縮機
Sc1 第1圧縮室
Sc2 第2圧縮室
特開2018−35749号公報

Claims (8)

  1. 固定側鏡板(21a)と固定側ラップ(21b)とを有する固定スクロール(21)と、
    可動側鏡板(22a)と可動側ラップ(22b)とを有する可動スクロール(22)と、
    を備え、
    前記固定側ラップは、前記固定側鏡板の主表面から、所定の固定側寸法を有して第1方向に沿って延び、
    前記可動側ラップは、前記固定側鏡板の主表面と対向する、前記可動側鏡板の主表面から、所定の可動側寸法を有して前記第1方向に沿って延び、
    前記固定スクロール及び前記可動スクロールは、前記固定側ラップの内周面と前記可動側ラップの外周面とによって囲まれる第1圧縮室(Sc1)、及び、前記固定側ラップの外周面と前記可動側ラップの内周面とによって囲まれる第2圧縮室(Sc2)を形成し、
    前記固定側寸法及び前記可動側寸法は、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが傾いたときに、前記固定側ラップの先端面に含まれる固定側第1領域(21j)が、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが押し付けられる力を受けるように設定され、
    前記固定側第1領域は、前記固定側ラップの最外周に位置する所定の固定側基準点(21f)から0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面を含む、
    スクロール圧縮機(100)。
  2. 前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室は、前記第1方向に沿って見た場合に点対称に形成され、
    前記固定側寸法及び前記可動側寸法は、さらに、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが傾いたときに、前記可動側ラップの先端面に含まれる可動側第1領域(22j)が、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが押し付けられる力を受けるように設定され、
    前記固定側第1領域は、前記固定側基準点から0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面であり、
    前記可動側第1領域は、前記可動側ラップの最外周に位置する所定の可動側基準点(22f)から0.0周〜0.5周の部分の先端面、及び、1.0周〜1.5周の部分の先端面である、
    請求項1に記載のスクロール圧縮機(100)。
  3. 前記固定側寸法及び前記可動側寸法は、さらに、前記固定スクロール及び前記可動スクロールの変形が発生したときに、
    前記固定側ラップの先端面に含まれる固定側第2領域(21k)が、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが押し付けられる力を受けず、
    前記可動側ラップの先端面に含まれる可動側第2領域(22k)が、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが押し付けられる力を受けない
    ように設定され、
    前記固定側第2領域は、前記固定側基準点から0.5周〜1.0周の部分の先端面であり、
    前記可動側第2領域は、前記可動側基準点から0.5周〜1.0周の部分の先端面である、
    請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  4. 前記固定側ラップの巻き数、及び、前記可動側ラップの巻き数は、互いに異なり、
    前記固定側第1領域は、前記固定側基準点から0.0周〜2.0周の部分の先端面である、
    請求項1に記載のスクロール圧縮機(100)。
  5. 前記固定側寸法及び前記可動側寸法は、さらに、前記固定スクロール及び前記可動スクロールの変形が発生したときに、前記可動側ラップの先端面に含まれる可動側第2領域(22k)が、前記固定スクロールに対して前記可動スクロールが押し付けられる力を受けないように設定され、
    前記可動側第2領域は、前記可動側ラップの最外周に位置する所定の可動側基準点(22f)から0.0周〜1.0周の部分の先端面である、
    請求項4に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記固定スクロール及び前記可動スクロールの前記変形は、前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室の圧力、及び、熱の少なくとも1つに起因する、
    請求項3又は5に記載のスクロール圧縮機。
  7. 前記固定スクロール及び前記可動スクロールは、前記可動スクロールが旋回している間、第1時点において前記第1圧縮室及び前記第2圧縮室を形成し、
    前記固定側基準点は、前記第1時点において、前記可動側ラップの側面と接触する位置にあり、
    前記可動側基準点は、前記第1時点において、前記固定側ラップの側面と接触する位置にある、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
  8. 前記固定側ラップは、前記固定側ラップの最外周において前記固定側ラップの先端面に形成される固定側段差(21g)を有し、
    前記可動側ラップは、前記可動側ラップの最外周において前記可動側ラップの先端面に形成される可動側段差(22g)を有し、
    前記固定側基準点は、前記固定側ラップの先端面が延びる方向において、前記固定側段差に位置し、
    前記可動側基準点は、前記可動側ラップの先端面が延びる方向において、前記可動側段差に位置する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
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