JP2022544483A - スクロール圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧縮室から吐出される冷媒吐出量を増加させ、圧縮機の性能及び効率を向上させることができるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】本発明は、スクロール圧縮機に係り、ハウジングと、ハウジング内に備えられるモーターと、モーターにより回転される回転軸と、回転軸により旋回運動する旋回スクロールと、旋回スクロールと共に圧縮室を形成する固定スクロールと、ハウジングの外部から中間圧の冷媒を圧縮室に案内し、圧縮室で過圧された冷媒を吐出室に排出するバルブ機構と、を含むことで、圧縮室から吐出される冷媒吐出量を増加させ、性能及び効率を向上させることができる。【選択図】図2

Description

本発明は、スクロール圧縮機に係り、さらに詳しくは、固定スクロールと旋回スクロールとで冷媒を圧縮できるようにしたスクロール圧縮機に関する。
一般的に、自動車には室内の冷暖房のための空調装置(Air Conditioning;A/C)が設けられる。このような空調装置は、冷房システムの構成として、蒸発器から引き込まれた低温低圧の気相冷媒を高温高圧の気相冷媒に圧縮させて凝縮器に送る圧縮機を含んでいる。
圧縮機としては、ピストンの往復運動を通じて冷媒を圧縮する往復式と、回転運動をしながら圧縮を行う回転式とがある。前記往復式としては、動力伝達方式によって、クランクを用いて複数のピストンで動力を伝達するクランク式、斜板が設けられたシャフトで動力を伝達する斜板式などがあり、前記回転式としては、回転するロータリー軸とベーンを用いるベーンロータリー式、旋回スクロールと固定スクロールとを用いるスクロール式がある。
スクロール圧縮機は、他の種類の圧縮機に比べて相対的に高い圧縮比が得られると共に、冷媒の吸入、圧縮、吐出の行程がスムーズに続けられて安定したトルクを得ることができる長所のため、空調装置などで冷媒圧縮用として広く用いられている。
図1は、従来のスクロール圧縮機を示した断面図である。
添図1を参照すると、従来のスクロール圧縮機は、ハウジング(100)、ハウジング(100)内に備えられるモーター(200)、モーター(200)により回転される回転軸(300)、回転軸(300)により旋回運動する旋回スクロール(400)、及び旋回スクロール(400)と共に圧縮室(C)を形成する固定スクロール(500)を含む。
このような構成による従来のスクロール圧縮機は、モーター(200)に電源が印加されると、回転軸(300)がモーター(200)の回転子と共に回転し、旋回スクロール(400)が回転軸(300)により旋回運動し、このような旋回スクロール(400)の旋回運動によって、冷媒は圧縮室(C)に吸入され、圧縮室(C)で圧縮され、圧縮室(C)から吐出される一連の過程が繰り返される。
しかし、このような従来のスクロール圧縮機においては、圧縮室(C)から吐出される冷媒吐出量が決まっているため、圧縮機の性能及び効率の向上に限界があるという問題点があった。
そ本発明は、圧縮室から吐出される冷媒吐出量を増加させ、圧縮機の性能及び効率を向上させることができるスクロール圧縮機を提供することをその目的とする。
本発明は、上述のような目的を達成するため、ハウジングと、前記ハウジング内に備えられるモーターと、前記モーターにより回転される回転軸と、前記回転軸により旋回運動する旋回スクロールと、前記旋回スクロールと共に圧縮室を形成する固定スクロールと、前記ハウジングの外部から中間圧の冷媒を前記圧縮室に案内し、前記圧縮室で過圧された冷媒を吐出室に排出するバルブ機構と、を含むスクロール圧縮機を提供する。
前記スクロール圧縮機は、前記ハウジングの外部から中間圧の冷媒を前記圧縮室に案内する注入流路、及び前記圧縮室で過圧された冷媒を前記吐出室に排出するプレアウトレット流路をさらに含み、前記注入流路の一部と前記プレアウトレット流路の一部は、前記バルブ機構により互いに共有されてもよい。
前記バルブ機構は、前記中間圧の冷媒が流入される第1流路と、前記第1流路と連通するチャンバと、前記チャンバと前記圧縮室とを連通させる第2流路と、前記チャンバと前記吐出室とを連通させる第3流路と、前記第1流路を開閉する第1バルブと、前記第3流路を開閉する第2バルブと、を含んでもよい。
前記第1バルブは、前記チャンバの圧力が前記中間圧より低いと前記第1流路を開放し、前記チャンバの圧力が前記中間圧より高いと前記第1流路を閉鎖するように形成されてもよい。
前記第2バルブは、前記チャンバの圧力が前記吐出室の圧力より高いと前記第3流路を開放し、前記チャンバの圧力が前記吐出室の圧力より低いと前記第3流路を閉鎖するように形成されてもよい。
前記バルブ機構は、前記第1流路を有するカバープレート、及び前記チャンバ、前記第2流路、前記第3流路を有するバルブプレートをさらに含んでもよい。
前記第1バルブは、前記カバープレートと前記バルブプレートとの間に介在されてもよい。
前記第2バルブは、前記第3流路の内部に形成されてもよい。
前記第1バルブは、前記第1流路の出口を開閉する頭部と、前記頭部を支持する脚部と、前記脚部を支持する周部と、を含み、前記チャンバは、前記第1バルブが前記第1流路を開放するときに前記頭部及び前記脚部を支持するリテーナ面を含んでもよい。
前記第3流路の入口は、前記リテーナ面に形成されてもよい。
前記第3流路の入口の一部は、前記リテーナ面で前記頭部と前記脚部のうち少なくとも一方に対向する位置に形成されてもよい。
前記第3流路の入口の残りは、前記リテーナ面で前記頭部と前記脚部とに対向しない位置に形成されてもよい。
前記第2バルブは、前記第3流路の入口側と連通する第1ホールと、前記第1ホールより大きい直径を有し、前記第3流路の出口側と連通する第2ホールを有するシート部材と、前記第1ホールよりは大きく、前記第2ホールよりは小さい直径を有し、前記第2ホールの内部で往復運動し、前記第1ホールと前記第2ホールとを連通及び遮蔽させるバルブ部材と、前記バルブ部材を前記第1ホール側に加圧する弾性部材と、を含んでもよい。
前記固定スクロールは、前記圧縮室と前記吐出室とを連通させる吐出口、及び前記圧縮室と前記第2流路とを連通させる連通ホールを含んでもよい。
前記固定スクロールには、前記吐出口を開閉する開閉部、前記固定スクロールに締結される締結部、及び前記開閉部から前記締結部まで延びる支持部を有する吐出バルブが形成され、前記開閉部、前記締結部及び前記支持部はそれぞれ1つ形成されてもよい。
本発明によるスクロール圧縮機は、ハウジングと、ハウジング内に備えられるモーターと、モーターにより回転される回転軸と、回転軸により旋回運動する旋回スクロールと、旋回スクロールと共に圧縮室を形成する固定スクロールと、ハウジングの外部から中間圧の冷媒を圧縮室に案内し、圧縮室で過圧された冷媒を吐出室に排出するバルブ機構と、を含むことで、圧縮室から吐出される冷媒吐出量を増加させて、性能及び効率を向上させることができる。
従来のスクロール圧縮機を示した断面図である。 本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示した断面図である。 図2のスクロール圧縮機でリアハウジング側を他の方向で示した断面図である。 チャンバの圧力が中間圧より低いときにおける図3のA部分を拡大して示した断面図である。 チャンバの圧力が吐出室の圧力より高いときにおける図3のA部分を拡大して示した断面図である。 図2のスクロール圧縮機でリアハウジングを示した正面図である。 図6の背面図である。 図7の斜視図である。 図8のリアハウジングに収容される部品を示した分解斜視図である。 図9の部品のうちでバルブ機構を示した分解斜視図である。 図10のバルブ機構でカバープレートの背面を示した斜視図である。 図10のバルブ機構でバルブプレートの背面を示した斜視図である。 図10のI-I線に沿って切開した斜視図である。 図9の部品のうちで固定スクロール及び吐出バルブを示した正面図である。 図14の背面図である。 図14のII-II線に沿って切開した斜視図である。 図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第1角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図である。 図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第2角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図である。 図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第3角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図である。 図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第4角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図である。 図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第5角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図である。 図14の連通ホールの開閉時期を示した図表である。
以下、本発明によるスクロール圧縮機を添付の図面を参照して詳しく説明する。
図2は、本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示した断面図であり、図3は、図2のスクロール圧縮機でリアハウジング側を他の方向で示した断面図であり、図4は、チャンバの圧力が中間圧より低いときにおける図3のA部分を拡大して示した断面図であり、図5は、チャンバの圧力が吐出室の圧力より高いときにおける図3のA部分を拡大して示した断面図であり、図6は、図2のスクロール圧縮機でリアハウジングを示した正面図であり、図7は、図6の背面図であり、図8は、図7の斜視図であり、図9は、図8のリアハウジングに収容される部品を示した分解斜視図であり、図10は、図9の部品のうちでバルブ機構を示した分解斜視図であり、図11は、図10のバルブ機構でカバープレートの背面を示した斜視図であり、図12は、図10のバルブ機構でバルブプレートの背面を示した斜視図であり、図13は、図10のI-I線に沿って切開した斜視図であり、図14は、図9の部品のうちで固定スクロール及び吐出バルブを示した正面図であり、図15は、図14の背面図であり、図16は、図14のII-II線に沿って切開した斜視図である。
また、図17は、図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第1角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図であり、図18は、図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第2角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図であり、図19は、図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第3角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図であり、図20は、図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第4角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図であり、図21は、図14の連通ホールの開閉動作を説明するために、回転軸の回転角が第5角度であるときにおける固定ラップ、旋回ラップ及び連通ホールを示した断面図である。
また、図22は、図14の連通ホールの開閉時期を示した図表である。
添図2ないし図22を参照すると、本発明の一実施例によるスクロール圧縮機は、ハウジング(100)、ハウジング(100)内に備えられるモーター(200)、モーター(200)により回転される回転軸(300)、回転軸(300)により旋回運動する旋回スクロール(400)、及び旋回スクロール(400)と共に圧縮室(C)を形成する固定スクロール(500)を含んでもよい。
また、本実施例によるスクロール圧縮機は、ハウジング(100)の外部(スクロール圧縮機、凝縮器、膨脹バルブ及び蒸発器を含む蒸気圧縮式冷凍サイクルにおいて、例えば凝縮器の下流)から中間圧の冷媒を圧縮室(C)に案内する注入流路、前記注入流路の一部を共用し、圧縮室(C)で過圧された冷媒を吐出室(D)に排出するプレアウトレット(pre-outlet)流路、及び前記注入流路と前記プレアウトレット流路とを開閉するバルブ機構(700)をさらに含んでもよい。
ここで、前記注入流路は、後述の導入ポート(133)、導入室(I)、第1流路(712)、チャンバ(734)、連結流路(738)、第2流路(736)及び連通ホール(514)を含んでリアハウジング(130)から固定スクロール(500)まで延長形成されてもよい。また、前記プレアウトレット流路は、後述の連通ホール(514)、第2流路(736)、連結流路(738)、チャンバ(734)、第3流路(737)を含んで固定スクロール(500)から吐出室(D)まで延長形成されてもよい。また、バルブ機構(700)は、後述の第1流路(712)、チャンバ(734)、連結流路(738)、第2流路(736)、第3流路(737)、第1バルブ(720)、及び第2バルブ(790)を含んでリアハウジング(130)と固定スクロール(500)との間に介在されてもよい。
具体的に、ハウジング(100)は、図2に示したように、回転軸(300)が貫通するセンターハウジング(110)、センターハウジング(110)と共にモーター(200)が収容されるモーター収容空間(S1)を形成するフロントハウジング(120)、及びセンターハウジング(110)と共に旋回スクロール(400)と固定スクロール(500)とが収容されるスクロール収容空間(S2)を形成するリアハウジング(130)を含んでもよい。
前センターハウジング(110)は、モーター収容空間(S1)とスクロール収容空間(S2)とを区画し、旋回スクロール(400)及び固定スクロール(500)を支持するセンター鏡板(112)、及びセンター鏡板(112)の外周部からフロントハウジング(120)側に突出するセンター側板(114)を含んでもよい。
前センター鏡板(112)は、略円板状に形成され、センター鏡板(112)の中心部には、回転軸(300)の一端部が貫通する軸受孔、及び旋回スクロール(400)を固定スクロール(500)側に加圧する背圧室が形成されてもよい。ここで、回転軸(300)の一端部には、回転軸(300)の回転運動を旋回スクロール(400)の旋回運動に切り替える偏芯ブッシュ(310)が形成され、前記背圧室は、偏芯ブッシュ(310)が回転できる空間を提供してもよい。
また、センター鏡板(112)の外周部には、後述のようにモーター収容空間(S1)に流入される冷媒をスクロール収容空間(S2)に案内する吸入流路(図示せず)が形成されてもよい。
前フロントハウジング(120)は、センター鏡板(112)に対向し、回転軸(300)の他端部を支持するフロント鏡板(122)、及びフロント鏡板(122)の外周部から突出してセンター側板(114)と締結され、モーター(200)を支持するフロント側板(124)を含んでもよい。
ここで、センター鏡板(112)、センター側板(114)、フロント鏡板(122)、及びフロント側板(124)が、モーター収容空間(S1)を形成してもよい。
また、フロント側板(124)には、外部から吸入圧の冷媒をモーター収容空間(S1)に案内する吸入ポート(図示せず)が形成されてもよい。
前リアハウジング(130)は、図2、図3及び図6ないし図9に示したように、圧縮室(C)から吐出される冷媒を収容する吐出室(D)、吐出室(D)の冷媒をハウジング(100)の外部に案内する吐出ポート(131)、ハウジング(100)の外部から中間圧の冷媒が導入される導入ポート(133)、及び導入ポート(133)を通じて導入される冷媒を収容する導入室(I)を含み、導入室(I)の少なくとも一部は吐出室(D)に収容され、吐出ポート(131)の少なくとも一部は導入室(I)に収容され、導入ポート(133)の少なくとも一部は吐出室(D)に収容されるように形成されてもよい。
具体的に、リアハウジング(130)は、センター鏡板(112)に対向するリア鏡板(132)、リア鏡板(132)から突出してリアハウジング(130)の半径方向上の最外郭側に位置する第1環状壁(134)、リア鏡板(132)から突出して第1環状壁(134)に収容される第2環状壁(136)、及びリア鏡板(132)から突出して第2環状壁(136)に収容される第3環状壁(138)を含み、第1環状壁(134)、第2環状壁(136)、及び第3環状壁(138)は、互いに異なる高さを有するように形成されてもよい。
前第1環状壁(134)は、センター鏡板(112)の外周部と略同等の水準の直径を有する環状に形成され、センター鏡板(112)の外周部に締結され、スクロール収容空間(S2)を形成してもよい。
前第2環状壁(136)は、第1環状壁(134)より小さい直径を有する環状に形成され、後述の固定鏡板(510)の外周部に接触され、吐出室(D)を形成してもよい。
ここで、第2環状壁(136)は、後述の固定鏡板(510)に接触するように形成されることにより、リアハウジング(130)がセンターハウジング(110)に締結されるとき、固定スクロール(500)をセンターハウジング(110)側に加圧して固定スクロール(500)とセンターハウジング(110)との間の締結力を向上させることで、固定スクロール(500)とセンターハウジング(110)との間の漏洩を防止することができる。
前第3環状壁(138)は、第2環状壁(136)より小さい直径を有する環状に形成され、後述の固定鏡板(510)から離隔され、後述のカバープレート(710)によって覆蓋され、導入室(I)を形成してもよい。
また、第3環状壁(138)は、バルブ機構(700)を第3環状壁(138)に締結させるための締結ボルト(770)が挿入される締結溝(138a)、及び後述のカバープレート(710)、第1バルブ(720)及びバルブプレート(730)を予め決まった位置に整列させるための位置決めピン(780)が挿入される第1位置決め溝(138b)を含んでもよい。
前リア鏡板(132)には吐出ポート(131)が形成され、吐出ポート(131)は、リア鏡板(132)の中心部からリア鏡板(132)の外周部の一側にリア鏡板(132)の半径方向に延長形成されてもよい。
また、リア鏡板(132)には、吐出室(D)の冷媒を吐出ポート(131)に案内する吐出ポート入口(131a)が形成されてもよい。
一方、吐出ポート(131)の内部には、冷媒からオイルを分離させる管状のオイルセパレーター(図示せず)が備えられ、前記オイルセパレーターは、吐出ポート入口(131a)に流入された冷媒が前記オイルセパレーターの外周面と吐出ポート(131)の内周面との間の空間に沿ってリア鏡板(132)の中心側に流動された後に転向され、前記オイルセパレーターの内周部に沿ってリア鏡板(132)の外周部の一側に吐出される過程でオイルと分離されるように形成されてもよい。
また、リア鏡板(132)には導入ポート(133)も形成され、導入ポート(133)は、リア鏡板(132)の外周部の他側からリア鏡板(132)の中心部にリア鏡板(132)の半径方向に延長形成され、導入室(I)と連通してもよい。
ここで、第3環状壁(138)が第2環状壁(136)に収容されるように形成されることにより、また第3環状壁(138)が後述の固定鏡板(510)と離隔され、バルブ機構(700)によって覆蓋されることにより、導入室(I)の少なくとも一部が吐出室(D)に収容されることができる。すなわち、導入室(I)の側部が第3環状壁(138)を挟んでリアハウジング(130)の半径方向に吐出室(D)と重畳するように形成され、導入室(I)の先端部がバルブ機構(700)を挟んでリアハウジング(130)の軸方向に吐出室(D)と重畳するように形成されてもよい。
また、吐出ポート(131)がリア鏡板(132)の中心部からリア鏡板(132)の外周部の一側にリア鏡板(132)の半径方向に延長形成されることにより、吐出ポート(131)の少なくとも一部が導入室(I)に収容されることができる。すなわち、吐出ポート(131)の少なくとも一部が吐出ポート(131)の壁部を挟んでリアハウジング(130)の軸方向に導入室(I)と重畳するように形成されてもよい。
また、導入ポート(133)がリア鏡板(132)の外周部の他側からリア鏡板(132)の中心部にリア鏡板(132)の半径方向に延長形成されることにより、導入ポート(133)の少なくとも一部が吐出室(D)に収容されることができる。すなわち、導入ポート(133)の少なくとも一部が導入ポート(133)の壁部を挟んでリアハウジング(130)の軸方向に前記吐出室(D)と重畳するように形成されてもよい。
一方、吐出ポート(131)と導入ポート(133)は、吐出ポート(131)の冷媒と導入ポート(133)の冷媒が互いにクロスフロー方向に流動するように形成されてもよい。すなわち、リアハウジング(130)の中心を基準に吐出ポート(131)の出口と導入ポート(133)の入口との間の角度が0度超過90度未満に形成されてもよい。
前モーター(200)は、図2に示したように、フロント側板(124)に固定される固定子(210)、及び固定子(210)の内部で固定子(210)との相互作用で回転される回転子(220)を含んでもよい。
前回転軸(300)は、図2に示したように、回転子(220)に締結されるが、回転子(220)の中心部を貫通して回転軸(300)の一端部がセンター鏡板(112)の軸受孔を貫通し、回転軸(300)の他端部がフロント鏡板(122)に支持されてもよい。
前旋回スクロール(400)は、図2、図17ないし図21に示したように、センター鏡板(112)と固定スクロール(500)との間に介在され、円板状の旋回鏡板(410)、旋回鏡板(410)の中心部から固定スクロール(500)側に突出する旋回ラップ(420)、及び旋回鏡板(410)の中心部から旋回ラップ(420)の反対側に突出して偏芯ブッシュ(310)と締結されるボス部(430)を含んでもよい。
前固定スクロール(500)は、図2ないし図5、図9、図14ないし図21に示したように、円板状の固定鏡板(510)、固定鏡板(510)の中心部から突出して旋回ラップ(420)と噛み合う固定ラップ(520)、及び固定鏡板(510)の外周部から突出してセンター鏡板(112)に締結される固定側板(530)を含んでもよい。
前固定鏡板(510)は、圧縮室(C)と吐出室(D)とを連通させる吐出口(512)、及び圧縮室(C)と後述の第2流路(736)とを連通させる連通ホール(514)を含んでもよい。
前吐出口(512)は1つ形成され、前記1つの吐出口(512)は、固定鏡板(510)とバルブ機構(700)との間に介在される1つの吐出バルブ(600)によって開閉されてもよい。
具体的に、圧縮室(C)は、スクロール収容空間(S2)の半径方向上の遠心側に位置し、冷媒の圧力が第1圧力範囲である第1圧縮室(C1)、第1圧縮室(C1)よりスクロール収容空間(S2)の半径方向上の求心側に位置し、冷媒の圧力が前記第1圧力範囲より高い第2圧力範囲である第2圧縮室(C2)、及び第2圧縮室(C2)よりスクロール収容空間(S2)の半径方向上の求心側に位置し、冷媒の圧力が前記第2圧力範囲より高い第3圧力範囲である第3圧縮室(C3)を含み、第1圧縮室(C1)、第2圧縮室(C2)、及び第3圧縮室(C3)は、それぞれ2つで1対に形成されてもよい。
すなわち、第1圧縮室(C1)は、旋回ラップ(420)の外周面と固定ラップ(520)の内周面とにより形成される第1外側圧縮室(C11)、及び旋回ラップ(420)の内周面と固定ラップ(520)の外周面とにより形成される第1内側圧縮室(C12)を含んでもよい。
また、第2圧縮室(C2)は、旋回ラップ(420)の外周面と固定ラップ(520)の内周面により形成される第2外側圧縮室(C21)、及び旋回ラップ(420)の内周面と固定ラップ(520)の外周面とにより形成される第2内側圧縮室(C22)を含んでもよい。
また、第3圧縮室(C3)は、旋回ラップ(420)の外周面と固定ラップ(520)の内周面とにより形成される第3外側圧縮室(C31)、及び旋回ラップ(420)の内周面と固定ラップ(520)の外周面とにより形成される第3内側圧縮室(C32)を含んでもよい。
このとき、吐出口(512)は、第3外側圧縮室(C31)と第3内側圧縮室(C32)との冷媒を吐出するように固定鏡板(510)の中心側に形成されてもよい。
また、吐出バルブ(600)は、吐出口(512)を開閉する開閉部(610)、固定鏡板(510)に締結される締結部(670)、開閉部(610)から締結部(670)まで延びる支持部(620)を含んでもよい。
ここで、吐出バルブ(600)は、吐出バルブ(600)によるコスト及び重量の上昇が最小化されるように、開閉部(610)、締結部(670)及び支持部(620)がそれぞれ1つ形成され、1つの締結部材(680)により固定鏡板(510)に締結されてもよい。
一方、吐出バルブ(600)が1つの締結部材(680)により固定鏡板(510)に締結されるときに十分に支持されるように、1つの締結部材(680)は、相対的に厚さ及び高さの大きい後述の固定ラップ初入部(532)側に締結されることが好ましい。
前連通ホール(514)は、圧縮室(C)に注入される冷媒の流量増加、及び圧縮室(C)から排出される冷媒の流量増加のために長孔に形成されてもよい。
また、冷媒が連通ホール(514)を通過する過程で圧力損失及び流量損失が発生しないように、連通ホール(514)は、断面の形状が一定に形成されてもよい。すなわち、連通ホール(514)の内径は、連通ホール(514)の軸方向位置とは関係なく予め決まった値に形成されてもよい。
また、連通ホール(514)は、バルブ機構(700)から吐出される冷媒が1対の第2圧縮室(C2)に全て供給されるように、かつ1対の第2圧縮室(C2)で過圧された冷媒が全て排出されるように、複数形成されてもよい。すなわち、連通ホール(514)は、第2外側圧縮室(C21)と連通可能な第1連通ホール(514a)、及び第2内側圧縮室(C22)と連通可能な第2連通ホール(514b)を含み、第1連通ホール(514a)と第2連通ホール(514b)は、吐出口(512)を基準に互いに反対側に形成されてもよい。
ここで、連通ホール(514)は、第2外側圧縮室(C21)と第2内側圧縮室(C22)との間の圧力不均衡が発生しないように、第2外側圧縮室(C21)及び第2内側圧縮室(C22)と同時に連通するように形成されてもよい。すなわち、図17に示したように、第1連通ホール(514a)と第2外側圧縮室(C21)との間の連通が開始されるとき、第2連通ホール(514b)と第2内側圧縮室(C22)との間の連通が開始されるように形成されてもよい。
また、好ましくは、連通ホール(514)は、第2外側圧縮室(C21)及び第2内側圧縮室(C22)と同時に遮蔽されるように形成されてもよい。すなわち、図20に示したように、第1連通ホール(514a)と第2外側圧縮室(C21)との間の連通が終了するとき、第2連通ホール(514b)と第2内側圧縮室(C22)との間の連通が終了するように形成されてもよい。
一方、固定鏡板(510)は、第1連通ホール(514a)と第2連通ホール(514b)とで冷媒の漏洩が発生しないように、小径部挿入溝(516)をさらに含んでもよい。すなわち、固定鏡板(510)は、後述の第1小径部(732ab)が挿入される第1小径部挿入溝(516a)、及び後述の第2小径部(732bb)が挿入される第2小径部挿入溝(516b)をさらに含んでもよい。
具体的に、固定鏡板(510)は、バルブ機構(700)に対向する固定鏡板上面(510a)、及び固定鏡板上面(510a)の背面をなして旋回スクロール(400)に対向する固定鏡板下面(510b)を含んでもよい。
また、第1小径部挿入溝(516a)は、固定鏡板上面(510a)から固定鏡板下面(510b)側に彫り込まれて形成され、後述の第1小径部(732ab)が挿入され、第1連通ホール(514a)は、固定鏡板下面(510b)から固定鏡板上面(510a)側に彫り込まれて形成され、第1小径部挿入溝(516a)と連通してもよい。
また、第2小径部挿入溝(516b)は、固定鏡板上面(510a)から固定鏡板下面(510b)側に彫り込まれて形成され、後述の第2小径部(732bb)が挿入され、第2連通ホール(514b)は、固定鏡板下面(510b)から固定鏡板上面(510a)側に彫り込まれて形成され、第2小径部挿入溝(516b)と連通してもよい。
ここで、後述の第1小径部(732ab)が第1小径部挿入溝(516a)に挿入可能になるように、かつ冷媒が第1連通ホール(514a)を通過する過程で圧力損失及び流量損失が発生しないように、図4及び図5に示したように、後述の第1小径部(732ab)の内径(後述の第2流路の第1部位(736a)の内径)は、第1連通ホール(514a)の内径より大きいかまたは同一に形成され、第1小径部挿入溝(516a)の内径は、後述の第1小径部(732ab)の外径と同等の水準に形成されてもよい。すなわち、後述の第1小径部(732ab)の外径が後述の第1小径部(732ab)の内径より大きいので、第1小径部挿入溝(516a)の内径は、第1連通ホール(514a)の内径より大きく形成されることができる。
また、後述の第2小径部(732bb)が第2小径部挿入溝(516b)に挿入可能になるように、かつ冷媒が第2連通ホール(514b)を通過する過程で圧力損失及び流量損失が発生しないように、後述の第2小径部(732bb)の内径(後述の第2流路の第2部位(736b)の内径)は、第2連通ホール(514b)の内径より大きいかまたは同一に形成され、第2小径部挿入溝(516b)の内径は、後述の第2小径部(732bb)の外径と同等の水準に形成されてもよい。すなわち、後述の第2小径部(732bb)の外径が後述の第2小径部(732bb)の内径より大きいので、第2小径部挿入溝(516b)の内径は、第2連通ホール(514b)の内径より大きく形成されることができる。
前固定ラップ(520)は、固定スクロール(500)の中心側から固定スクロール(500)の外周部側に、例えば対数螺旋状に延長形成されてもよい。
前固定側板(530)は、固定鏡板(510)の外周部に沿って延びる環状に形成され、一側に固定ラップ(520)と連結される固定ラップ初入部(532)を含んでもよい。
前固定ラップ初入部(532)は、圧縮室(C)の冷媒が固定ラップ初入部(532)を通じて漏洩しないように、固定ラップ初入部(532)の軸方向高さが前記固定ラップ(520)の軸方向高さと同等の水準に形成されてもよい。
また、固定ラップ初入部(532)は、固定ラップ(520)の支持剛性が向上するように、固定ラップ初入部(532)の半径方向厚さが固定ラップ(520)の半径方向厚さより厚く形成されてもよい。
ここで、固定スクロール(500)の重量及びコストの節減のために、固定側板(530)は、固定ラップ初入部(532)を除いた部位の半径方向厚さが、固定ラップ初入部(532)の半径方向厚さより薄く形成されてもよい。
前バルブ機構(700)は、導入室(I)と連通ホール(514)との間を連通及び遮蔽させながら連通ホール(514)と吐出室(D)との間を連通及び遮蔽させるように、第3環状壁(138)の先端面に形成されてもよい。
具体的に、バルブ機構(700)は、図2ないし図5及び図9ないし図13に示したように、第3環状壁(138)の先端面に締結されて導入室(I)を覆蓋するカバープレート(710)、カバープレート(710)を基準に導入室(I)の反対側でカバープレート(710)に締結されるバルブプレート(730)、カバープレート(710)とバルブプレート(730)との間に介在される第1バルブ(720)、及びバルブプレート(730)に収容される第2バルブ(790)を含んでもよい。
前カバープレート(710)は、導入室(I)と第3環状壁(138)に対向するカバープレート上面(710a)、バルブプレート(730)と第1バルブ(720)に対向するカバープレート下面(710b)、及びカバープレート(710)の中心部でカバープレート下面(710b)から彫り込まれて形成される第1バルブ安着溝(710c)を含んでもよい。
また、カバープレート(710)は、導入室(I)と後述のチャンバ(734)とを連通させる第1流路(712)、締結溝(138a)と連通され、締結ボルト(770)により貫通される第2締結ホール(714)、及び第1位置決め溝(138b)に連通して位置決めピン(780)により貫通される第1位置決めホール(716)をさらに含んでもよい。
前第1流路(712)は、カバープレート(710)の中心部に形成され、カバープレート上面(710a)から第1バルブ安着溝(710c)までカバープレート(710)を貫通して形成されてもよい。
前第2締結ホール(714)は、カバープレート(710)の外周部に形成され、カバープレート上面(710a)からカバープレート下面(710b)までカバープレート(710)を貫通して形成されてもよい。
前第1位置決めホール(716)は、カバープレート(710)の半径方向上、第1流路(712)と第2締結ホール(714)との間に形成され、カバープレート上面(710a)から第1バルブ安着溝(710c)までカバープレート(710)を貫通して形成されてもよい。
前第1バルブ(720)は、第1流路(712)の冷媒をチャンバ(734)側に通過させ、チャンバ(734)の冷媒を第1流路(712)側に通過させないように形成されてもよい。
具体的に、第1バルブ(720)は、第1流路(712)の出口を開閉する頭部(722)、頭部(722)を支持する脚部(724)、及び脚部(724)を支持する周部(726)を含んでもよい。
前頭部(722)は、外径が第1流路(712)の内径より大きい円板状に形成されてもよい。
前脚部(724)は、頭部(722)から周部(726)の一側まで一方向に延長された板状に形成されてもよい。
前周部(726)は、第1バルブ安着溝(710c)に収容されると共に頭部(722)と脚部(724)とを収容する環状に形成されてもよい。
また、周部(726)は、第1位置決めホール(716)に連通して位置決めピン(780)により貫通される第2位置決めホール(726a)を含んでもよい。
ここで、第1バルブ(720)は、第1バルブ(720)を固定させるための別途の締結部材を要することなく、周部(726)が第1バルブ安着溝(710c)とバルブプレート(730)との間で圧着されることで固定されるように、周部(726)の軸方向厚さが第1バルブ安着溝(710c)の軸方向深さ(さらに正確には、第1バルブ安着溝(710c)の基底面と後述のバルブプレート上面(730a)との間の距離)より大きいかまたは同一に形成されてもよい。このとき、公差によって、周部(726)が第1バルブ安着溝(710c)とバルブプレート(730)との間で圧着されない場合を予め防止するために、周部(726)の軸方向厚さが第1バルブ安着溝(710c)の軸方向深さより大きく設計されることが好ましい。
前バルブプレート(730)は、カバープレート(710)及び第1バルブ(720)に対向するバルブプレート上面(730a)、及びバルブプレート上面(730a)の背面をなすと共に固定スクロール(500)に対向するバルブプレート下面(730b)を含んでもよい。
また、バルブプレート(730)は、バルブプレート下面(730b)から第1連通ホール(514a)と第2連通ホール(514b)側に突出する突出部(732)をさらに含んでもよい。すなわち、バルブプレート(730)は、バルブプレート下面(730b)の一側から第1連通ホール(514a)側に突出する第1突出部(732a)、及びバルブプレート下面(730b)の他側から第2連通ホール(514b)側に突出する第2突出部(732b)を含んでもよい。
た、バルブプレート(730)は、第1バルブ(720)のリテーナ役割をし、第1流路(712)を通じて流入される冷媒を収容するチャンバ(734)、第1突出部(732a)に形成されて第1連通ホール(514a)と連通する第2流路の第1部位(736a)、第2突出部(732b)に形成されて第2連通ホール(514b)と連通する第2流路の第2部位(736b)、チャンバ(734)の冷媒を第2流路の第1部位(736a)に案内する第1連結流路(738a)、チャンバ(734)の冷媒を第2流路の第2部位(736b)に案内する第2連結流路(738b)、チャンバ(734)と吐出室(D)とを連通させる第3流路(737)をさらに含んでもよい。
前バルブプレート上面(730a)は、カバープレート下面(710b)と第1バルブ(720)の周部(726)とに接触する平面に形成されてもよい。
前チャンバ(734)は、バルブプレート上面(730a)から彫り込まれて形成されてもよい。
また、チャンバ(734)は、第1バルブ(720)が第1流路(712)を開放するときに、第1バルブ(720)の頭部(722)と脚部(724)とを支持するリテーナ面(734a)を含んでもよい。
前第2流路の第1部位(736a)は、第1突出部(732a)の先端面(さらに正確には、後述の第1小径部(732ab)の先端面)から彫り込まれて形成されてもよい。
前第2流路の第2部位(736b)は、第2突出部(732b)の先端面(さらに正確には、後述の第2小径部(732bb)の先端面)から彫り込まれて形成されてもよい。
前第1連結流路(738a)は、バルブプレート上面(730a)から彫り込まれて形成され、チャンバ(734)の一側と第2流路の第1部位(736a)とを連通させるように形成されてもよい。
前第2連結流路(738b)は、バルブプレート上面(730a)から彫り込まれて形成され、チャンバ(734)の他側と第2流路の第2部位(736b)とを連通させるように形成されてもよい。
前第3流路(737)は、第3流路(737)の形成によるバルブ機構(700)のサイズの増大を抑制するためにリテーナ面(734a)からバルブプレート下面(730b)まで一方向にバルブプレート(730)を貫通して延長形成されてもよい。すなわち、第3流路(737)の入口はリテーナ面(734a)に形成され、第3流路(737)の出口はバルブプレート下面(730b)に形成されてもよい。
ここで、第3流路(737)は、バルブ機構(700)のサイズの増大をできるだけ抑制するために、第3流路(737)の入口がリテーナ面(734a)で第1バルブ(720)の頭部(722)と脚部(724)のうち少なくとも一方に対向する位置に形成されることが好ましい。
ただし、第3流路(737)の入口が全て第1バルブ(720)の頭部(722)と脚部(724)のうち少なくとも一方に対向する位置に形成される場合、バルブ機構(700)の機能に問題が生じ得る。
すなわち、後述のように、第1バルブ(720)が第1流路(712)の出口を開放し、かつリテーナ面(734a)に支持されているとき、過圧された冷媒の排出が必要な場合、過圧された冷媒が圧縮室(C)から連通ホール(514)、第2流路(736)、連結流路(738)を通じてチャンバ(734)に流動されて、チャンバ(734)の圧力が吐出室(D)の圧力より高くなり得る。すると、第1バルブ(720)は、第1流路(712)を閉鎖して中間圧の冷媒がチャンバ(734)に流入されることが中断され、第2バルブ(790)は、第3流路(737)を開放してチャンバ(734)にある過圧された冷媒が吐出室(D)に排出されなければならない。
ところで、第3流路(737)の入口が全て第1バルブ(720)の頭部(722)と脚部(724)のうち少なくとも一方に対向する位置に形成される場合、第1バルブ(720)が第1流路(712)の出口を開放し、かつリテーナ面(734a)に支持されているとき、過圧された冷媒の排出が必要な場合、第1バルブ(720)が第3流路(737)の入口を塞ぎ、チャンバ(734)にある過圧された冷媒が第3流路(737)に流動できず、吐出室(D)に排出され得ない。また、前記吐出圧より高いチャンバ(734)の圧力が第1バルブ(720)のカバープレート(710)側の対向面にのみ作用し、第1バルブ(720)のリテーナ面側の対向面には作用しないため、前1バルブ(720)が第1流路(712)を閉鎖することが遅延されるか、または第1バルブ(720)が第1流路(712)を閉鎖できないことがある。
しかし、本実施例のように、第3流路(737)の入口の一部は、リテーナ面(734a)で頭部(722)と脚部(724)のうち少なくとも一方に対向する位置に形成され、第3流路(737)の入口の残りは、リテーナ面(734a)で頭部(722)と脚部(724)に対向しない位置に形成されると、このような問題点を防止できる。
具体的に、第1バルブ(720)が第1流路(712)の出口を開放し、かつリテーナ面(734a)に支持されているとき、過圧された冷媒の排出が必要な場合、チャンバ(734)にある過圧された冷媒は、第3流路(737)の入口の残りを通じて第3流路(737)に流入されてもよい。
すると、第2バルブ(790)の後述する第1ホール(792a)にチャンバ(734)の冷媒が流入されて、第2バルブ(790)の後述するバルブ部材(794)が後述の第1ホール(792a)から遠くなる方向に移動され、後述の第1ホール(792a)と第2ホール(792b)とが連通されることができる。すなわち、第2バルブ(790)が第3流路(737)を開放することができる。これによって、チャンバ(734)にある過圧された冷媒が吐出室(D)に排出されることができる。
また、第1バルブ(720)がリテーナ面(734a)に支持されているとき、チャンバ(734)にある過圧された冷媒が第3流路(737)の入口の残りを通じて第3流路(737)に流入されると、第1バルブ(720)のリテーナ面(734a)側の対向面の一部にチャンバ(734)の圧力が印加されて、第1バルブ(720)のカバープレート(710)側の対向面に印加されるチャンバ(734)の圧力を相殺し、リテーナ面(734a)に支持されていた第1バルブ(720)の頭部(722)と脚部(724)とが、第1バルブ(720)の復元力によってリテーナ面(734a)から離隔されることがある。すると、第1バルブ(720)のリテーナ面側の対向面の全般にわたってチャンバ(734)の圧力が印加されて、第1バルブ(720)のカバープレート(710)側の対向面に印加されるチャンバ(734)の圧力をさらに相殺し、第1バルブ(720)の復元が加速化し、第1流路(712)の出口が第1バルブ(720)によって早速閉鎖されることができる。また、第1流路(712)の出口が第1バルブ(720)により閉鎖されると、第1流路(712)とチャンバ(734)との圧力差により第1流路(712)の閉鎖状態が維持され、中間圧の冷媒がチャンバ(734)に流入されることが中断されることができる。
一方、後述のように、第2バルブ(790)が第3流路(737)の入口を通じて第3流路(737)に挿入されるように、第3流路(737)の入口の内径は、第2バルブ(790)(さらに正確には、後述のシート部材(792))の外径より大きいかまたは同一に形成されてもよい。
一方、第3流路(737)に挿入された第2バルブ(790)が吐出口(512)側に離脱しないように、第3流路(737)の出口の内径は、第2バルブ(790)の外径より小さく形成されてもよい。
前第2バルブ(790)は、第1バルブ(720)との干渉の防止、及びバルブ機構(700)のサイズの縮小のために、第3流路(737)の内部に形成されてもよい。
また、第2バルブ(790)は、チャンバ(734)の冷媒を吐出室(D)側に通過させ、吐出室(D)の冷媒をチャンバ(734)に通過させないように形成されてもよい。
具体的に、第2バルブ(790)は、第2バルブ(790)の外観を形成するシート部材(792)、シート部材(792)の内部に往復運動可能に備えられるバルブ部材(794)、及びバルブ部材(794)に弾性力を印加する弾性部材(796)を含んでもよい。
前シート部材(792)は、第3流路(737)の入口を通じて第3流路(737)に挿入可能であり、第3流路(737)の出口を通じて吐出口(512)側に離脱しないように、第3流路(737)の入口側内径より小さいかまたは同一であり、第3流路(737)の出口の内径より大きい外径を有する円筒状に形成されてもよい。
ここで、シート部材(792)の外周面と第3流路(737)の内周面とを通じて冷媒の漏洩が発生しないように、かつシート部材(792)が第3流路(737)から離脱することが抑制されるように、シート部材(792)の外周面には、第3流路(737)の内周面に密着する突起部が形成されてもよい。
また、シート部材(792)は、第3流路(737)の入口側と連通する第1ホール(792a)、及び第1ホール(792a)より大きい直径を有し、第3流路(737)の出口側と連通する第2ホール(792b)を含んでもよい。
前バルブ部材(794)は、第2ホール(792b)の内部で往復運動し、第1ホール(792a)と第2ホール(792b)とを連通及び遮蔽させるように、第1ホール(792a)よりは大きく、第2ホール(792b)よりは小さい直径を有する球状に形成されてもよい。
前弾性部材(796)は、バルブ部材(794)を第1ホール(792a)側に加圧するコイルスプリングで形成されてもよい。
前バルブプレート下面(730b)は、吐出バルブ(600)が固定鏡板上面(510a)とバルブプレート下面(730b)との間に介在されるように、かつ吐出口(512)から吐出される冷媒が吐出室(D)に流動されるように、固定鏡板上面(510a)と離隔して形成されてもよい。
前第1突出部(732a)は、バルブプレート下面(730b)の一側から第1連通ホール(514a)側に突出する第1大径部(732aa)、及び第1大径部(732aa)から第1連通ホール(514a)側にさらに突出する第1小径部(732ab)を含んでもよい。
前第1大径部(732aa)は、第1大径部(732aa)が第1小径部挿入溝(516a)に挿入されないように、かつ、後述の第3シーリング部材(760)が第1大径部(732aa)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着可能になるように、第1大径部(732aa)の外径が第1小径部挿入溝(516a)の内径より大きく形成されてもよい。
前第1小径部(732ab)は、第1小径部(732ab)が第1小径部挿入溝(516a)に挿入可能になるように、第1小径部(732ab)の外径が第1大径部(732aa)の外径より小さく、第1小径部挿入溝(516a)の内径と同等の水準に形成されてもよい。
また、第1小径部(732ab)は、第1小径部(732ab)の先端面が第1小径部挿入溝(516a)の基底面に接触しないように、かつ第1大径部(732aa)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間の間隙が、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さ(固定鏡板上面(510a)と第1大径部(732aa)の先端面との間に圧着される前の厚さ)より小さいかまたは同一になり、後述の第3シーリング部材(760)が第1大径部(732aa)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着可能になるように、第1小径部(732ab)の突出長さ(第1大径部(732aa)の先端面と第1小径部(732ab)の先端面との間の軸方向距離)が、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さよりは大きく、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さと第1小径部挿入溝(516a)の軸方向深さとの和よりは小さいかまたは同一に形成されてもよい。ここで、公差によって、後述の第3シーリング部材(760)が第1大径部(732aa)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着されない場合に備えて、第1小径部(732ab)の突出長さが、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さよりは大きく、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さと第1小径部挿入溝(516a)の軸方向深さとの和よりは小さく設計されることが好ましい。
前第2突出部(732b)は、第1突出部(732a)と同様に形成されてもよい。
すなわち、第2突出部(732b)は、バルブプレート下面(730b)の他側から第2連通ホール(514b)側に突出する第2大径部(732ba)、及び第2大径部(732ba)から第2連通ホール(514b)側にさらに突出する第2小径部(732bb)を含んでもよい。
前第2大径部(732ba)は、第2大径部(732ba)が第2小径部挿入溝(516b)に挿入されないように、かつ、後述の第3シーリング部材(760)が第2大径部(732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着可能になるように、第2大径部(732ba)の外径が第2小径部挿入溝(516b)の内径より大きく形成されてもよい。
前第2小径部(732bb)は、第2小径部(732bb)が第2小径部挿入溝(516b)に挿入可能になるように、第2小径部(732bb)の外径が第2大径部(732ba)の外径より小さく、第2小径部挿入溝(516b)の内径と同等の水準に形成されてもよい。
また、第2小径部(732bb)は、第2小径部(732bb)の先端面が第2小径部挿入溝(516b)の基底面に接触しないように、かつ第2大径部(732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間の間隙が、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さ(固定鏡板上面(510a)と第2大径部(732ba)の先端面との間に圧着される前の厚さ)より小さいかまたは同一になり、後述の第3シーリング部材(760)が第2大径部(732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着可能になるように、第2小径部(732bb)の突出長さ(第2大径部(732ba)の先端面と第2小径部(732bb)の先端面との間の軸方向距離)が、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さよりは大きく、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さと第2小径部挿入溝(516b)の軸方向深さとの和よりは小さいかまたは同一に形成されてもよい。ここで、公差によって、後述の第3シーリング部材(760)が第2大径部(732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着されない場合に備えて、第2小径部(732bb)の突出長さが、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さよりは大きく、後述の第3シーリング部材(760)の変形前の厚さと第2小径部挿入溝(516b)の軸方向深さとの和よりは小さく設計されることが好ましい。
また、バルブプレート(730)は、第2締結ホール(714)に連通するように、かつ締結ボルト(770)により貫通されるように、バルブプレート(730)の外周部でバルブプレート上面(730a)からバルブプレート下面(730b)までバルブプレート(730)を貫通して形成される第1締結ホール(739a)をさらに含んでもよい。
また、バルブプレート(730)は、第2位置決めホール(726a)に連通するように、かつ、位置決めピン(780)が挿入されるように、バルブプレート上面(730a)から彫り込まれて形成される第2位置決め溝(739b)をさらに含んでもよい。
ここで、バルブ機構(700)は、位置決めピン(780)、第1位置決めホール(716)、第2位置決めホール(726a)、第1位置決め溝(138b)、及び第2位置決め溝(739b)によって整列された後、締結ボルト(770)、第1締結ホール(739a)、第2締結ホール(714)、及び締結溝(138a)によってリアハウジング(130)に締結されてもよい。すなわち、位置決めピン(780)の一端部が第1位置決めホール(716)を貫通して第1位置決め溝(138b)に挿入され、位置決めピン(780)の他端部が第2位置決めホール(726a)を貫通して第2位置決め溝(739b)に挿入されることで、カバープレート(710)、第1バルブ(720)、及びバルブプレート(730)が予め決まった位置に配置されることができる。また、締結ボルト(770)が第1締結ホール(739a)と第2締結ホール(714)とを貫通して締結溝(138a)に締結されることで、バルブ機構(700)がリアハウジング(130)に締結されることができる。
一方、図2ないし図5及び図9に示したように、バルブ機構(700)がリアハウジング(130)に締結されるとき、カバープレート上面(710a)と第3環状壁(138)との間に第1シーリング部材(740)が介在され、バルブプレート上面(730a)とカバープレート下面(710b)との間に第2シーリング部材(750)が介在されてもよい。
また、図2ないし図5及び図13に示したように、バルブ機構(700)が固定スクロール(500)と締結されるとき、大径部(732aa、732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間に第3シーリング部材(760)が介在されてもよい。
ここで、第3シーリング部材(760)は、前述のように、第3シーリング部材(760)が大径部(732aa、732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間で圧着されるように、第3シーリング部材(760)の変形前の厚さが、大径部(732aa、732ba)の先端面と固定鏡板上面(510a)との間の間隙より大きいかまたは同一に形成されてもよい。
一方、説明していない符号718と719は、カバープレート(710)に形成される第1グルーブと第2グルーブであり、説明していない符号518と519は、固定鏡板(510)に形成される第3グルーブと第4グルーブである。
前第1グルーブ(718)は、第1バルブ(720)の頭部(722)とカバープレート(710)との間の接触面積を減少させることで第1バルブ(720)の頭部(722)とカバープレート(710)との間の衝突騒音を減少させ、また異物を捕集及び排出させることで第1バルブ(720)の頭部(722)とカバープレート(710)との間に異物が詰まることを防止するためのものであって、図11に示したように、第1バルブ安着溝(710c)から彫り込まれて第1流路(712)の周りを取り囲む環状に形成されてもよい。また、第1グルーブ(718)の内周部は、第1バルブ(720)の頭部(722)の外周部と軸方向に重畳するように形成され、第1グルーブ(718)の外周部は、第1バルブ(720)の頭部(722)と軸方向に重畳しないように形成されてもよい。すなわち、第1グルーブ(718)の内径は、第1バルブ(720)の頭部(722)の外径より小さく形成され、第1グルーブ(718)の外径は、第1バルブ(720)の頭部(722)の外径より大きく形成されることができる。ここで、第1グルーブ(718)の外径が第1バルブ(720)の頭部(722)の外径より大きく形成されることは、第1グルーブ(718)に捕集された異物がチャンバ(734)側に排出されるようにするためである。
前第2グルーブ(719)は、異物を捕集及び排出させることで第1バルブ(720)の脚部(724)とカバープレート(710)との間に異物が詰まることを防止するためのものであって、図11に示したように、第1バルブ(720)の脚部(724)に対向する位置で第1バルブ安着溝(710c)から彫り込まれて形成されてもよい。また、第2グルーブ(719)は長孔状に形成され、第2グルーブ(719)の中心部は第1バルブ(720)の脚部(724)と軸方向に重畳するように形成され、第2グルーブ(719)の両端部は、第1バルブ(720)の脚部(724)と軸方向に重畳しないように形成されてもよい。すなわち、第2グルーブ(719)の長軸方向と第1バルブ(720)の脚部(724)の幅方向が互いに平行であり、第2グルーブ(719)の長軸長さが第1バルブ(720)の脚部(724)の幅より大きく形成されることができる。ここで、第2グルーブ(719)の長軸長さが第1バルブ(720)の脚部(724)の幅より大きく形成されることは、第2グルーブ(719)に捕集された異物がチャンバ(734)側に排出されるようにするためである。
前第3グルーブ(518)は、第1グルーブ(718)と同様に吐出バルブ(600)の開閉部(610)と固定鏡板(510)との間の接触面積を減少させることで吐出バルブ(600)の開閉部(610)と固定鏡板(510)との間の衝突騒音を減少させ、また異物を捕集及び排出させることで吐出バルブ(600)の開閉部(610)と固定鏡板(510)との間に異物が詰まることを防止するためのものであって、図9及び図14に示したように、固定鏡板上面(510a)から彫り込まれて吐出口(512)の周りを取り囲む環状に形成されてもよい。また、第3グルーブ(518)の内周部は、吐出バルブ(600)の開閉部(610)の外周部と軸方向に重畳するように形成され、第3グルーブ(518)の外周部は、吐出バルブ(600)の開閉部(610)と軸方向に重畳しないように形成されてもよい。すなわち、第3グルーブ(518)の内径は、吐出バルブ(600)の開閉部(610)の外径より小さく形成され、第3グルーブ(518)の外径は、吐出バルブ(600)の開閉部(610)の外径より大きく形成されることができる。ここで、第3グルーブ(518)の外径が吐出バルブ(600)の開閉部(610)の外径より大きく形成されることは、第3グルーブ(518)に捕集された異物が吐出室(D)側に排出されるようにするためである。
前第4グルーブ(519)は、第2グルーブ(719)と同様に異物を捕集及び排出させることで吐出バルブ(600)の支持部(620)と固定鏡板(510)との間に異物が詰まることを防止するためのものであって、図9及び図14に示したように、吐出バルブ(600)の支持部(620)に対向する位置で固定鏡板上面(510a)から彫り込まれて形成されてもよい。また、第4グルーブ(519)は長孔状に形成され、第4グルーブ(519)の中心部は、吐出バルブ(600)の支持部(620)と軸方向に重畳するように形成され、第4グルーブ(519)の両端部は、吐出バルブ(600)の支持部(620)と軸方向に重畳しないように形成されてもよい。すなわち、第4グルーブ(519)の長軸方向と吐出バルブ(600)の支持部(620)の幅方向が互いに平行であり、第4グルーブ(519)の長軸長さが前記吐出バルブ(600)の支持部(620)の幅より大きく形成されることができる。ここで、第4グルーブ(519)の長軸長さが吐出バルブ(600)の支持部(620)の幅より大きく形成されることは、第4グルーブ(519)に捕集された異物が吐出室(D)側に排出されるようにするためである。
以下、本実施例によるスクロール圧縮機の作用効果について説明する。
すなわち、モーター(200)に電源が印加されると、回転軸(300)が回転子(220)と共に回転することができる。
また、旋回スクロール(400)が、偏芯ブッシュ(310)を通じて回転軸(300)から回転力の伝達を受けて旋回運動することができる。
これによって、圧縮室(C)は、中心側に向かって持続して移動されながら体積が減少し得る。
また、吸入圧の冷媒は、前記吸入ポート(図示せず)、モーター収容空間(S1)、吸入流路(図示せず)、及びスクロール収容空間(S2)を通じて圧縮室(C)に流入されることができる。
また、圧縮室(C)に吸入された冷媒は、圧縮室(C)の移動経路に沿って中心側に移動されながら圧縮され、吐出口(512)を通じて吐出室(D)に吐出されることができる。すなわち、第3外側圧縮室(C31)と第3内側圧縮室(C32)との圧力が吐出圧の水準に至ると、開閉部(610)が吐出口(512)を開放することができる。
また、吐出室(D)に吐出された吐出圧の冷媒は、吐出ポート(131)を通じてスクロール圧縮機の外部に排出されることができる。
ここで、本実施例によるスクロール圧縮機は、中間圧の冷媒を圧縮室(C)に案内する注入流路(導入ポート(133)、導入室(I)、第1流路(712)、チャンバ(734)、連結流路(738)、第2流路(736)、及び連通ホール(514))を含み、吸入圧の冷媒だけでなく中間圧の冷媒まで圧縮して吐出することによって、吸入圧の冷媒のみを吸入及び圧縮して吐出する場合より冷媒吐出量が増加し得る。これによって、前記スクロール圧縮機の性能及び効率が向上することができる。
また、過圧された冷媒を吐出室(D)に排出するプレアウトレット流路(連通ホール(514)、第2流路(736)、連結流路(738)、チャンバ(734)、第3流路(737))を含み、過圧縮を防止することができる。
また、バルブ機構(700)によって前記注入流路と前記プレアウトレット流路が一部共有されることにより、前記注入流路と前記プレアウトレット流路を別に形成する場合よりコスト及び重量が減少し、設計自由度が大幅に向上することができる。
具体的に、過圧縮が発生しない場合(第2圧縮室(C2)の圧力が第2圧力範囲に含まれる場合)は、図4に示したように、第2圧縮室(C2)の圧力と同等の水準であるチャンバ(734)の圧力が、第1流路(712)の圧力(中間圧)及び吐出室(D)の圧力(吐出圧)より低く、第1バルブ(720)が第1流路(712)を開放し、第2バルブ(790)が第3流路(737)を閉鎖することができる。すなわち、チャンバ(734)と第1流路(712)との間の圧力差によって、第1バルブ(720)の頭部(722)がリテーナ面(734a)側に移動して第1流路(712)の出口を開放することができる。また、チャンバ(734)と吐出室(D)との間の圧力差、及び弾性部材(796)によって、第2バルブ(790)のバルブ部材(794)が第1ホール(792a)側に移動して第1ホール(792a)と第2ホール(792b)との間を遮蔽することで、第3流路(737)を閉鎖することができる。これによって、第1流路(712)の冷媒がチャンバ(734)、連結流路(738)、第2流路(736)、連通ホール(514)を通じて第2圧縮室(C2)に注入され、チャンバ(734)の冷媒が第3流路(737)を通じて吐出室(D)に排出されることを防止できる。
一方、過圧縮が発生する場合(第2圧縮室(C2)の圧力が第2圧力範囲を超過する場合)は、図5に示したように、第2圧縮室(C2)の過圧された冷媒が、連通ホール(514)、第2流路(736)、及び連結流路(738)を通じてチャンバ(734)に流動されて、チャンバ(734)の圧力が第1流路(712)の圧力(中間圧)だけでなく吐出室(D)の圧力(吐出圧)より高くなり、第1バルブ(720)が第1流路(712)を閉鎖し、第2バルブ(790)が第3流路(737)を開放することができる。すなわち、チャンバ(734)と第1流路(712)との間の圧力差、及び第1バルブ(720)の復元力によって、第1バルブ(720)の頭部(722)が第1流路(712)の出口側に移動して第1流路(712)の出口を閉鎖することができる。また、チャンバ(734)と吐出室(D)との間の圧力差によって、第2バルブ(790)のバルブ部材(794)が第1ホール(792a)から遠くなり、第1ホール(792a)と第2ホール(792b)との間を連通させることで、第3流路(737)を開放することができる。これによって、第1流路(712)の冷媒がチャンバ(734)に流入されることが中止され、圧縮室(C)に中間圧の冷媒が注入されることが中止されることができる。また、第2圧縮室(C2)からチャンバ(734)に流動された過圧の冷媒は、第3流路(737)を通じて吐出室(D)に排出されることができる。これによって、第2圧縮室(C2)の圧力が第2圧力範囲に含まれる水準に低くなり、吐出口(512)から吐出される冷媒の圧力が吐出圧より過度に高くなることを防止できる。すなわち、過圧縮を防止することができる。
ここで、連通ホール(514)、第2流路(736)、連結流路(738)、及びチャンバ(734)が、選択的に前記注入流路と前記プレアウトレット流路のうちの1つとして作動する。すなわち、固定スクロール(500)に中間圧の冷媒を注入するインジェクションホールと、過圧された冷媒を排出するプレアウトレットホールとが別に備えられない。また、前記プレアウトレットホールを開閉する別途のバルブが備えられない。すなわち、吐出バルブ(600)が前記プレアウトレットホールを開閉する部位を有することなく1つの吐出口(512)を開閉する部位だけ備えるように形成される。これによって、固定スクロール(500)及び吐出バルブ(600)の形成に要するコストを節減できる。また、吐出バルブ(600)の構造が単純化し、サイズが小くなり重量を節減できる。また、前記インジェクションホール、前記プレアウトレットホール、及び前記プレアウトレットホールを開閉するバルブの間の干渉問題が予め防止され、連通ホール(514)の設計自由度が大幅に向上し得る。すなわち、連通ホール(514)は、吐出口(512)のみを開閉する本実施例の吐出バルブ(600)と干渉しない範囲内で固定鏡板(510)上の任意の位置に形成されることができる。これによって、連通ホール(514)が圧縮室(C)と連通及び遮蔽される時点が適切に調節され得る。例えば、本実施例の場合、連通ホール(514)が第2圧縮室(C2)と連通及び遮蔽されるように形成され、図22に示したように中間圧の冷媒が比較的後半に注入されるが、連通ホール(514)が第1圧縮室(C1)と連通及び遮蔽されるように形成されることにより、中間圧の冷媒注入時期が繰り上げられることができる。この場合、過圧縮防止の側面では多少不利であるが、冷媒吐出量がさらに増加されることでスクロール圧縮機の性能及び効率がさらに向上することができる。
一方、本実施例によるスクロール圧縮機は、別個のハウジングを別に備えることなく、リアハウジング(130)が吐出室(D)及び吐出ポート(131)だけでなく、導入ポート(133)及び導入室(I)まで含むことにより、すなわち、吐出室(D)、吐出ポート(131)、導入ポート(133)、及び導入室(I)を有するリアハウジング(130)が一体に形成されることにより、漏洩の可能性が減少し、サイズ、コスト及び重量が減少し得る。
また、導入室(I)の少なくとも一部が吐出室(D)に収容されることにより、すなわち導入室(I)の側部が第3環状壁(138)を挟んで吐出室(D)と重畳し、導入室(I)の先端部がバルブ機構(700)を挟んで吐出室(D)と重畳することにより、連通ホール(514)に案内される冷媒は、第3環状壁(138)とバルブ機構(700)とを通じて吐出室(D)の冷媒と熱交換されることができる。すなわち、導入室(I)の冷媒、及びバルブ機構(700)を通過する冷媒が、吐出室(D)の冷媒から熱の伝達を受けて加熱されることができる。これによって、液冷媒が連通ホール(514)を通じて圧縮室(C)に注入されることを防止できる。
また、吐出ポート(131)の少なくとも一部が導入室(I)に収容されることにより、すなわち吐出ポート(131)の少なくとも一部が吐出ポート(131)の壁部を挟んで導入室(I)と重畳することにより、導入室(I)の冷媒は、導入室(I)に収容された吐出ポート(131)の壁部を通じて吐出ポート(131)の冷媒と熱交換されることができる。すなわち、導入室(I)の冷媒が吐出ポート(131)の冷媒から熱の伝達を受けて加熱されることができる。これによって、液冷媒が連通ホール(514)を通じて圧縮室(C)に注入されることをさらに防止できる。
また、導入ポート(133)の少なくとも一部が吐出室(D)に収容されることにより、すなわち導入ポート(133)の少なくとも一部が導入ポート(133)の壁部を挟んで吐出室(D)と重畳することにより、導入ポート(133)の冷媒は、吐出室(D)に収容された導入ポート(133)の壁部を通じて吐出室(D)の冷媒と熱交換されることができる。すなわち、導入ポート(133)の冷媒が吐出室(D)の冷媒から熱の伝達を受けて加熱されることができる。これによって、液冷媒が連通ホール(514)を通じて圧縮室(C)に注入されることをさらにより防止できる。
また、吐出ポート(131)の冷媒と導入ポート(133)の冷媒とが互いにクロスフロー方向に流動することにより、すなわちリアハウジング(130)の中心を基準に吐出ポート(131)の出口と導入ポート(133)の入口との間の角度が0度超過90度未満に形成されることにより、導入ポート(133)の冷媒は吐出ポート(131)の冷媒と熱交換されることができる。すなわち、導入ポート(133)の冷媒が吐出ポート(131)の冷媒から熱の伝達を受けて加熱されることができる。これによって、液冷媒が連通ホール(514)を通じて圧縮室(C)に注入されることがさらにより効果的に防止できる。
また、バルブ機構(700)は、チャンバ(734)が注入流路及び前記プレアウトレット流路の一部を形成するだけでなく、第1バルブ(720)のリテーナ役割まで行うことによって、バルブ機構(700)の部品数、サイズ、コスト及び重量が減少し得る。
また、第1バルブ(720)は、第1バルブ(720)の周部(726)がカバープレート(710)(さらに正確には、第1バルブ安着溝(710c))とバルブプレート(730)との間で圧着されて固定される方式で形成されることにより、第1バルブ(720)をカバープレート(710)とバルブプレート(730)のうち少なくとも一方に締結させるための締結部材が削除されることができる。これによって、バルブ機構(700)の部品数、サイズ、コスト及び重量がさらに減少し得る。
また、バルブ機構(700)は、位置決めピン(780)によって予め整列された後、締結ボルト(770)により一度にリアハウジング(130)に締結されるように形成されることによって、組み立て性及び組み立て品質が向上し得る。
一方、本実施例の場合、旋回スクロール(400)と固定スクロール(500)とがリアハウジング(130)の内部に収容されるように形成されるが、これに限定されるのではない。すなわち、固定スクロール(500)は、リアハウジング(130)とセンターハウジング(110)との間に介在されて外部に露出するように形成され、旋回スクロール(400)は、固定スクロール(500)に収容されてもよい。
100 ハウジング
110 センターハウジング
112 センター鏡板
114 センター側板
120 フロントハウジング
122 フロント鏡板
124 フロント側板
130 リアハウジング
131 吐出ポート
131a 吐出ポート入口
132 リア鏡板
133 入ポート
134 第1環状壁
136 第2環状壁
138 第3環状壁
138a 締結溝
138b 第1位置決め溝
200 モーター
210 固定子
220 回転子
300 回転軸
310 偏芯ブッシュ
400 旋回スクロール
410 旋回鏡板
420 旋回ラップ
430 ボス部
500 固定スクロール
510 固定鏡板
510a 固定鏡板上面
510b 固定鏡板下面
512 固定鏡板
514 連通ホール
514a 第1連通ホール
514b 第2連通ホール
516 小径部挿入溝
516a 第1小径部挿入溝
516b 第2小径部挿入溝
518 第3グルーブ
519 第4グルーブ
520 固定ラップ
530 固定側板
532 固定ラップ初入部
600 吐出バルブ
610 開閉部
620 支持部
670 締結部
680 締結部材
700 バルブ機構
710 カバープレート
710a バープレート上面
710b カバープレート下面
710c 第1バルブ安着溝
712 第1流路
714 第2締結ホール
716 第1位置決めホール
718 第1グルーブ
719 第2グルーブ
720 第1バルブ
722 頭部
724 脚部
726 周部
726a 第2位置決めホール
730 バルブプレート
730a バルブプレート上面
730b バルブプレート下面
732 突出部
732a 第1突出部
732aa 第1大径部
732ab 第1小径部
732b 第2突出部
732ba 第2大径部
732bb 第2小径部
734 チャンバ
734a リテーナ面
736 第2流路
736a 第1部位
736b 第2部位
737 第3流路
738 連結流路
738a 1連結流路(
738b 第2連結流路
739a 第1締結ホール
739b 第2位置決め溝
740 第1シーリング部材
750 第2シーリング部材
760 第3シーリング部材
770 締結ボルト
780 位置決めピン
790 第2バルブ
792 シート部材
792a 第1ホール
792b 第2ホール
794 バルブ部材

Claims (15)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジング内に備えられるモーターと、
    前記モーターにより回転される回転軸と、
    前記回転軸により旋回運動する旋回スクロールと、
    前記旋回スクロールと共に圧縮室を形成する固定スクロールと、
    前記ハウジングの外部から中間圧の冷媒を前記圧縮室に案内し、前記圧縮室で過圧された冷媒を吐出室に排出するバルブ機構と、を含む、ことを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 前記ハウジングの外部から中間圧の冷媒を前記圧縮室に案内する注入流路、及び
    前記圧縮室で過圧された冷媒を前記吐出室に排出するプレアウトレット流路をさらに含み、
    前記注入流路の一部と前記プレアウトレット流路の一部は、前記バルブ機構により互いに共有される、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. 前記バルブ機構は、
    前記中間圧の冷媒が流入される第1流路と、
    前記第1流路と連通するチャンバと、
    前記チャンバと前記圧縮室とを連通させる第2流路と、
    前記チャンバと前記吐出室とを連通させる第3流路と、
    前記第1流路を開閉する第1バルブと、
    前記第3流路を開閉する第2バルブと、を含む、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バルブは、前記チャンバの圧力が前記中間圧より低いと前記第1流路を開放し、前記チャンバの圧力が前記中間圧より高いと前記第1流路を閉鎖するように形成される、ことを特徴とする請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  5. 前記第2バルブは、前記チャンバの圧力が前記吐出室の圧力より高いと前記第3流路を開放し、前記チャンバの圧力が前記吐出室の圧力より低いと前記第3流路を閉鎖するように形成される、ことを特徴とする請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記バルブ機構は、
    前記第1流路を有するカバープレート、及び
    前記チャンバ、前記第2流路、前記第3流路を有するバルブプレートをさらに含む、ことを特徴とする請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  7. 前記第1バルブは、前記カバープレートと前記バルブプレートとの間に介在される、ことを特徴とする請求項6に記載のスクロール圧縮機。
  8. 前記第2バルブは、前記第3流路の内部に形成される、ことを特徴とする請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  9. 前記第1バルブは、
    前記第1流路の出口を開閉する頭部と、
    前記頭部を支持する脚部と、
    前記脚部を支持する周部と、を含み、
    前記チャンバは、前記第1バルブが前記第1流路を開放するときに前記頭部及び前記脚部を支持するリテーナ面を含む、ことを特徴とする請求項8に記載のスクロール圧縮機。
  10. 前記第3流路の入口は、前記リテーナ面に形成される、ことを特徴とする請求項9に記載のスクロール圧縮機。
  11. 前記第3流路の入口の一部は、前記リテーナ面で前記頭部と前記脚部のうち少なくとも一方に対向する位置に形成される、ことを特徴とする請求項10に記載のスクロール圧縮機。
  12. 前記第3流路の入口の残りは、前記リテーナ面で前記頭部と前記脚部とに対向しない位置に形成される、ことを特徴とする請求項11に記載のスクロール圧縮機。
  13. 前記第2バルブは、
    前記第3流路の入口側と連通する第1ホールと、前記第1ホールより大きい直径を有し、前記第3流路の出口側と連通する第2ホールを有するシート部材と、
    前記第1ホールよりは大きく、前記第2ホールよりは小さい直径を有し、前記第2ホールの内部で往復運動し、前記第1ホールと前記第2ホールとを連通及び遮蔽させるバルブ部材と、
    前記バルブ部材を前記第1ホール側に加圧する弾性部材と、を含む、ことを特徴とする請求項8に記載のスクロール圧縮機。
  14. 前記固定スクロールは、
    前記圧縮室と前記吐出室とを連通させる吐出口、及び
    前記圧縮室と前記第2流路とを連通させる連通ホールを含む、ことを特徴とする請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  15. 前記固定スクロールには、前記吐出口を開閉する開閉部、前記固定スクロールに締結される締結部、及び前記開閉部から前記締結部まで延びる支持部を有する吐出バルブが形成され、
    前記開閉部、前記締結部、及び前記支持部は、それぞれ1つ形成される、ことを特徴とする請求項14に記載のスクロール圧縮機。
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