JP4310179B2 - Scroll compressor - Google Patents
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Description
本発明はチップシールの突出寸法を改良したスクロール型圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a scroll compressor having an improved tip seal protruding dimension.
この種のスクロール型圧縮機として、特許文献に記載されたものが知られている。 As this type of scroll compressor, one described in patent literature is known.
このスクロール型圧縮機は、固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁体の先端に固定側チップシールを有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁体の先端に可動側チップシールを有する可動スクロールとを備え、可動スクロールの可動壁体が固定スクロールの固定壁体にかみ合わせた構造となっている。また、両壁体がかみ合わせた際、可動壁体の可動チップシールが固定側板の一側面に当接し、固定壁体の固定チップシールが可動側板の一側面に当接した状態となっている。 This scroll compressor includes a fixed scroll having a fixed tip seal at the tip of a spiral fixed wall body standing on one side of a fixed side plate, and a spiral movable wall body standing on one side of a movable side plate. And a movable scroll having a movable tip seal at the tip of the movable scroll, and the movable wall of the movable scroll is engaged with the fixed wall of the fixed scroll. Further, when both wall bodies are engaged, the movable chip seal of the movable wall body is in contact with one side surface of the fixed side plate, and the fixed chip seal of the fixed wall body is in contact with one side surface of the movable side plate.
スクロール型圧縮機を運転するときは、可動スクロールが公転旋回運動を行う。この公転旋回運動により両壁体の間に冷媒が吸入され、更に吸入冷媒が順次圧縮されながら各スクロールの中心に向かって移動し、高圧冷媒となって吐出される。
ところで、圧縮機運転時には各チップシールは互いに各スクロールの一側面に摺接して、各スクロールの軸方向端面からの冷媒漏れを防止している。 しかしながら、各壁体の加工精度や可動スクロールの組立精度に加え、圧縮機運転時の圧縮負荷による可動スクロールの傾斜により、各壁体の先端周縁が各スクロールの一側面に直接に圧接し(いわゆるカジリの発生)、異音が発生したり、最後には各スクロールが破損するという問題点を有していた。 By the way, during operation of the compressor, the chip seals are in sliding contact with one side surface of each scroll to prevent refrigerant leakage from the end face in the axial direction of each scroll. However, in addition to the processing accuracy of each wall and the assembly accuracy of the movable scroll, the leading edge of each wall directly presses against one side of each scroll due to the inclination of the movable scroll due to the compression load during compressor operation (so-called Galling), abnormal noise occurs, and finally each scroll is damaged.
このような問題点を解決するため、チップシールを各壁体先端から大きく突出させる方法があるが、チップシールが大きく突出している分、各壁体先端でチップシールが設置されていない部位(各壁体の冷媒吸入口より)では、各壁体先端側に大きな隙間が形成され、冷媒漏れが多量となり運転性能を低下させるという問題点を発生していた。 In order to solve such a problem, there is a method in which the tip seal is protruded greatly from the tip of each wall body. In the wall (from the refrigerant inlet), a large gap is formed on the front end side of each wall, resulting in a problem that a large amount of refrigerant leaks and lowers the driving performance.
本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、各チップシールの突出寸法として適正値を取り、各スクロールの破損を防止しつつ運転性能の低下を防止できるスクロール型圧縮機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a scroll compressor that takes an appropriate value as a protruding dimension of each chip seal in view of the above-described conventional problems, and can prevent deterioration of operation performance while preventing breakage of each scroll.
本発明は前記課題を解決するため、請求項1の発明は、固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁体の先端に固定側チップシールを有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁体の先端に可動側チップシールを有する可動スクロールとを備え、固定壁体と可動壁体とをかみ合わせ各チップシールを互いに対向する一方の側面に当てた状態で該可動スクロールを公転旋回運動させるスクロール型圧縮機において、各チップシールの各壁体から突出寸法の最小値を、各壁体の平行度として加工精度上で必要となるプラス側の公差と、可動スクロールを固定スクロールに組み付ける際に生じる中央凹み量と、軸方向荷重、壁倒れ及び冷媒圧縮による熱影響という運転要素に起因する固定壁体及び可動壁体の軸方向の壁体変化量とを対象として、プラス側の公差に壁体変化量を加算し、この加算した値から中央凹み量を減算した値に設定した構造となっている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a fixed scroll having a fixed-side tip seal at the tip of a spiral fixed wall body standing on one side of a fixed side plate, and one side of a movable side plate. A movable scroll having a movable tip seal at the tip of a spiral movable wall standing upright and engaging the fixed wall and the movable wall with each tip seal placed against one side facing each other In the scroll type compressor that revolves the movable scroll, the minimum value of the protruding dimension from each wall of each tip seal is taken as the parallelism of each wall, plus the tolerance on the plus side required for machining accuracy, and the movable a central recessed amount generated when assembling a scroll onto the fixed scroll, the axial load, the walls collapse and the axial direction of the fixed wall and the movable wall caused by the driving element of the thermal influence of the refrigerant compressor Targeting the body variation, by adding the wall variation in tolerance of plus side, which is from the value obtained by adding a structure in which set to a value obtained by subtracting the central dented.
請求項1の発明によれば、チップシールの突出寸法の最小値を、加工精度及び組立精度に加え、軸方向荷重、壁倒れ及び熱影響等の運転要素を加味して最小値を決定する。これにより、各スクロールのカジリを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the minimum value of the protruding dimension of the chip seal is determined in consideration of operating factors such as axial load, wall collapse, and thermal influence in addition to the processing accuracy and the assembly accuracy. Thereby, the galling of each scroll can be prevented.
請求項2の発明は、固定側板の一側面に立設した渦巻き状の固定壁体の先端に固定側チップシールを有する固定スクロールと、可動側板の一側面に立設した渦巻き状の可動壁体の先端に可動側チップシールを有する可動スクロールとを備え、固定壁体と可動壁体とをかみ合わせ該各チップシールを互いに対向する一方の側面に当てた状態で可動スクロールを公転旋回運動させるスクロール型圧縮機において、各チップシールの前記各壁体から突出寸法の最小値を、各壁体の平行度として加工精度上で必要となるプラス側の公差と、可動スクロールを固定スクロールに組み付ける際に生じる中央凹み量と、軸方向荷重、壁倒れ及び冷媒圧縮による熱影響という運転要素に起因する固定壁体及び可動壁体の軸方向の壁体変化量とを対象として、プラス側の公差に壁体変化量を加算し、この加算した値から中央凹み量を減算した値に設定し、かつ、各チップシールの各壁体からの突出寸法の最大値を、固定壁体及び可動壁体から突出する各チップシールの突出量の変化に伴い電力出力である冷凍能力が変化し、この変化する電力出力値を性能変化近似線として取り、各チップシールの突出寸法の最小値での冷凍能力に対してその低下が許容される割合である性能変化率が該性能変化近似線上の対応する突出寸法の値に設定した構造となっている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixed scroll having a fixed-side tip seal at the tip of a spiral fixed wall body standing on one side of the fixed side plate, and a spiral movable wall body standing on one side of the movable side plate. A scroll type having a movable scroll having a movable side chip seal at the tip of the movable scroll, wherein the fixed scroll body and the movable wall body are engaged with each other and the tip seals are brought into contact with one side surface facing each other. In the compressor, the minimum value of the projecting dimension of each tip seal from each wall is defined as the plus tolerance required for processing accuracy as the parallelism of each wall, and when the movable scroll is assembled to the fixed scroll. a central dented, axial load, and a wall falling and wall variation in the axial direction of the fixing wall body and the movable wall caused by the driving element of the thermal influence of the refrigerant compressor as the target, up Scan side tolerance by adding the wall variation of, set to a value obtained by subtracting the central dented from this added value, and the maximum value of the protrusion dimension from the wall of the tip seals, the fixing wall body And the refrigeration capacity that is the power output changes with the change of the protruding amount of each tip seal protruding from the movable wall, and this changing power output value is taken as a performance change approximate line, and the minimum value of the protruding dimension of each tip seal In this structure, the rate of change in performance, which is the rate at which the decrease in the refrigeration capacity is allowed, is set to the value of the corresponding protruding dimension on the performance change approximate line .
請求項2の発明によれば、突出寸法の最大値を冷凍能力の性能変化率、例えば性能変化率でその許容値に基づき突出寸法の最大値を決定する。これにより、運転性能の著しい低下を防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, the maximum value of the protruding dimension is determined based on the permissible value of the maximum value of the protruding dimension as the performance change rate of the refrigeration capacity, for example, the performance change rate. Thereby, the remarkable fall of driving performance can be prevented.
請求項3の発明は、請求項1の最小値と請求項2の最大値の両者を設定した構造となっており、カジリ防止と性能低下防止の両者を実現することができる。 The invention of claim 3 has a structure in which both the minimum value of claim 1 and the maximum value of claim 2 are set, and can realize both galling prevention and performance deterioration prevention.
なお、最小値を70μm、最大値を180μmとするようにしても良い。 The minimum value may be 70 μm and the maximum value may be 180 μm.
本発明によれば、スクロール型圧縮機の各スクロールの破損を防止でき、かつ、運転性能の著しい低下を防止できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, breakage of each scroll of a scroll compressor can be prevented, and the remarkable fall of driving performance can be prevented.
図1乃至図4は本発明に係るスクロール型圧縮機の一実施形態を示すもので、図1はスクロール型圧縮機の断面図、図2は固定スクロールと可動スクロールのかみ合わせ状態を示す平面図、図3は固定スクロールと可動スクロールのかみ合わせ状態を示す断面図、図4は冷凍能力とチップシール突出量との関係を示すグラフである。 1 to 4 show an embodiment of a scroll compressor according to the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view of the scroll compressor, and FIG. 2 is a plan view showing a meshed state of a fixed scroll and a movable scroll. FIG. 3 is a cross-sectional view showing how the fixed scroll and the movable scroll are engaged, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the refrigeration capacity and the tip seal protrusion amount.
まず、図1及び図2を参照して、スクロール型圧縮機の概略構造を説明する。スクロール型圧縮機1はリアハウジング11とリアハウジング11の開口を閉塞するよう接合したフロントハウジング12とを有している。リアハウジング11の内部には固定スクロール13と可動スクロール14が設置されている。また、フロントハウジング12の内側にはスクロール公転機構15が設置され、フロントハウジング12の外側には電磁クラッチ16が設置されている。
First, the schematic structure of the scroll compressor will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The scroll compressor 1 has a
固定クロール13は、図2に示すように、円盤状の固定側板131と、固定側板131の一側面131aから立設された渦巻き状の固定壁体132とを有している。ここで、固定側板131の他側面とリアハウジング11の底部との間には、図1に示すように、冷媒の吐出室111を有している。また、固定側板131には吐出口131bが貫通する一方、吐出室11側には吐出口131bを開閉する吐出弁131cが設置されており、固定壁体132の中央側で圧縮された冷媒が吐出口131bを通じて吐出室111に吐出されるようになっている。また、固定壁体132の先端には、図2に示すように、渦巻き状の固定側チップシール133が填め込まれている。
As shown in FIG. 2, the
可動スクロール14は、円盤状の可動側板141と、可動側板141の一側面141aから立設された渦巻き状の可動壁体142とを有している。この可動壁体142は、図2に示すように、固定スクロール13の固定壁体132にかみ合わせるよう配置され、固定壁体132と可動壁体142との間に圧縮空間が形成されている。また、可動壁体142の先端には、図2に示すように、渦巻き状の可動側チップシール143が填め込まれている。なお、図示しないが可動壁体142の外側には冷媒の吸入口を有し、各壁体132,142の外側周縁側から各壁体132,142の内側に冷媒を導くようになっている。
The
スクロール公転機構15は、カウンタウェイト151が固定された駆動ブッシュ152と、駆動ブッシュ152に偏心ピン153を介して連結したクランク154と、クランク154に連結した主軸155と、主軸155の先端側に固着されたハブ156とを有している。また、駆動ブッシュ152は可動側壁141の他側面に軸受け156aを介して填り込んでいる。ここで、主軸155が回転するとき、この回転力がクランク154及び偏心ピン153を通じて駆動ブッシュ152に伝達され、可動スクロール14が公転運動を行なう。なお、157は可動スクロール14の自転を規制する自転規制部材である。
The
電磁クラッチ16は、環状のロータ161内に巻き付けられた電磁コイル162と、ロータ161に吸着自在のアーマチュア板163と、ハブ156とアーマチュア板163とを連結する板バネ164とを有している。また、電磁クラッチ16のロータ161とフロントハウジング12との間には軸受け165が介在され、ロータ161を回転自在に支承している。また、ロータ161の外面には図示しない自動車エンジンの回転力が図示しないベルトにより伝達され、ロータ161が常時回転している。ここで、電磁コイル162に通電するときは、ロータ161が磁気化してアーマチュア板163がロータ161に吸着される。これにより、アーマチュア板163が回転し、アーマチュア163の回転力が板バネ164及びハブ156を通じて主軸155に伝達されるようになっている。
The
以上のような構成は前記従来のスクロール型圧縮機においても同様であり、可動スクロール14の公転運動により各壁体132,142間に冷媒が吸入され、更に各壁体132,142で取り囲んだ圧縮空間を順次減少させて冷媒の圧力を上昇させるよう構成されている。
The above-described configuration is the same in the conventional scroll compressor. The refrigerant is sucked between the
本発明に係るスクロール型圧縮機1の特徴点は、各チップシール133,143の突出寸法を改良した点にある。
The feature of the scroll compressor 1 according to the present invention is that the protruding dimensions of the
ここで、各チップシール133,143の突出寸法とは、図3に示すように、各壁体132,142の先端面から突出したチップシール133,143の突出量Wをいい、突出寸法の最小値とは突出量Wの許容最小値をいい、突出寸法の最大値とは突出量Wの許容最大値をいう。
Here, as shown in FIG. 3, the protruding dimensions of the
まず、突出寸法の最小値を説明する。この最小値を設定するに当たり、従来の問題点である各壁体132,142のカジリの発生原因に着目する。カジリの発生原因として第1番目に部品の加工精度にある。即ち、各壁体132,142の先端面は完全に面一となるよう加工しなければならないが、その加工精度上、+60μmの公差が必要となる(壁体132,142の平行度)。
First, the minimum value of the protrusion dimension will be described. In setting this minimum value, attention is paid to the cause of galling of the
第2番目に部品の組立精度にある。即ち、可動スクロール14を固定スクロール13に組み立てる際、各チップシール133,143が各一側面131a,141aに完全に接触状態で組立なければならないが、可動スクロール14を組み立てる際に中央側が多少窪み、その組立精度上、10μm程、壁体132の一側面131aから離れる。
Second is the assembly accuracy of the parts. That is, when assembling the
第3番目に可動スクロール144の運転に起因する誤差がある。即ち、冷媒の圧縮時に可動スクロール14には圧縮反力が加わっているため、可動スクロール14の軸方向に荷重が加わる(軸方向荷重)。また、可動スクロール14がスクロール公転機構15に対して片持ち状態で支持されているため、運転時に径方向に傾くことがある(いわゆる壁倒れ;図3の2点鎖線で示す)。更に、各壁体132,142が冷媒圧縮時に発生する熱により熱膨張する(熱影響)。これら運転時のクリアランス変化を総合すると、各壁体132,142が20μmの突出変化となる。
Third, there is an error due to the operation of the movable scroll 144. In other words, since a compressive reaction force is applied to the
以上の点から、各チップシール133,143の突出寸法の最小値を計算するならば、
(60μm+20μm)−10μm=70μm
となり、チップシール133,143の突出寸法の最小値として70μmが求められる。
From the above points, if the minimum value of the protruding dimension of each
(60 μm + 20 μm) −10 μm = 70 μm
Therefore, 70 μm is obtained as the minimum value of the protruding dimensions of the tip seals 133 and 143.
次に、突出寸法の最大値を説明する。ところで、各チップシール133,143は各壁体132,142全体に設けられているものではなく、図2に示すように、各壁体132,142のうち、外寄りの部位(冷媒の吸入初期の部分)132a,142aにはチップシール133,143が設けられていない。従って、いわゆるカジリを防止するためにチップシール133,143の突出寸法を過剰に大きくするときは、部位132a,142aからの冷媒漏れが過剰となり、スクロール型圧縮機1の運転性能が著しく低下する。
Next, the maximum value of the protrusion dimension will be described. By the way, the chip seals 133 and 143 are not provided on the
そこで、図4に示すように、冷凍能力とチップシール突出量との関係から性能変化近似線を取り、性能変化が許容される性能変化率、これを5%として最大値を求めた。これにより、チップシール133,143の突出寸法の最大値として180μmに設定することが最適であることが分かった。従って、本実施形態に係るスクロール型圧縮機1においては、図4に示すように、
70μm<W<180μm
で設定するとき、最適な運転が行われることとなる。
Therefore, as shown in FIG. 4, a performance change approximation line was taken from the relationship between the refrigeration capacity and the tip seal protrusion amount, and the maximum value was obtained by setting the performance change rate at which the performance change is allowed as 5%. Accordingly, it has been found that it is optimal to set the maximum protrusion dimension of the tip seals 133 and 143 to 180 μm. Therefore, in the scroll compressor 1 according to the present embodiment, as shown in FIG.
70 μm <W <180 μm
When setting with, optimal operation will be performed.
また、チップシール133,143の突出寸法はチップシール133,143が填め込まれている溝深さを変更することにより、或いは、チップシール133,143の厚さ寸法を管理することにより簡単に調整できる。また、この寸法範囲を満足させるため手段として、特殊な加工技術や厳しい部品精度も要求されることがない。 The protruding dimensions of the tip seals 133 and 143 can be easily adjusted by changing the depth of the groove in which the tip seals 133 and 143 are inserted, or by managing the thickness dimensions of the tip seals 133 and 143. it can. Further, as a means for satisfying this dimensional range, a special processing technique and strict component accuracy are not required.
なお、図示しないが各壁体先端が段付き溝で加工され、この段付き溝にチップシールが設置される場合もあるが、前記実施形態と同様の範囲でチップシール突出量を設定すれば良い。 Although not shown, the tip of each wall body may be processed with a stepped groove, and a chip seal may be installed in the stepped groove. .
1…スクロール型圧縮機、13…固定スクロール、14…可動スクロール、131…固定側板、132…固定壁体、133…固定側チップシール、141…可動側板、142…可動壁体、143…可動側チップシール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scroll type compressor, 13 ... Fixed scroll, 14 ... Movable scroll, 131 ... Fixed side plate, 132 ... Fixed wall body, 133 ... Fixed side chip seal, 141 ... Movable side plate, 142 ... Movable wall body, 143 ... Movable side Tip seal.
Claims (5)
前記各チップシールの前記各壁体から突出寸法の最小値を、前記各壁体の平行度として加工精度上で必要となるプラス側の公差と、前記可動スクロールを前記固定スクロールに組み付ける際に生じる中央凹み量と、軸方向荷重、壁倒れ及び冷媒圧縮による熱影響という運転要素に起因する該固定壁体及び該可動壁体の軸方向の壁体変化量とを対象として、該プラス側の公差に該壁体変化量を加算し、この加算した値から該中央凹み量を減算した値に設定した
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。 A fixed scroll having a fixed tip seal at the tip of a spiral fixed wall standing on one side of the fixed side plate, and a movable tip seal at the tip of a spiral movable wall standing on one side of the movable side plate A scroll compressor that revolves the movable scroll in a state in which the fixed wall body and the movable wall body are engaged with each other and the tip seals are in contact with one side surface facing each other.
The minimum value of the projecting dimension of each tip seal from each wall body is defined as the plus tolerance required for processing accuracy as the parallelism of each wall body, and occurs when the movable scroll is assembled to the fixed scroll. The tolerance on the positive side for the amount of central depression and the amount of axial wall change in the fixed wall and the movable wall caused by operating factors such as axial load, wall collapse, and thermal effects due to refrigerant compression The scroll type compressor is characterized in that the wall change amount is added to the value, and the value obtained by subtracting the central dent amount from the added value is set.
前記各チップシールの前記各壁体から突出寸法の最小値を、前記各壁体の平行度として加工精度上で必要となるプラス側の公差と、前記可動スクロールを前記固定スクロールに組み付ける際に生じる中央凹み量と、軸方向荷重、壁倒れ及び冷媒圧縮による熱影響という運転要素に起因する該固定壁体及び該可動壁体の軸方向の壁体変化量とを対象として、該プラス側の公差に該壁体変化量を加算し、この加算した値から該中央凹み量を減算した値に設定し、かつ、前記各チップシールの前記各壁体からの突出寸法の最大値を、該固定壁体及び該可動壁体から突出する各チップシールの突出量の変化に伴い電力出力である冷凍能力が変化し、この変化する電力出力値を性能変化近似線として取り、前記各チップシールの突出寸法の最小値での冷凍能力に対してその低下が許容される割合である性能変化率が該性能変化近似線上の対応する突出寸法の値に設定した
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。 A fixed scroll having a fixed tip seal at the tip of a spiral fixed wall standing on one side of the fixed side plate, and a movable tip seal at the tip of a spiral movable wall standing on one side of the movable side plate A scroll compressor that revolves the movable scroll in a state in which the fixed wall body and the movable wall body are engaged with each other and the tip seals are in contact with one side surface facing each other.
The minimum value of the projecting dimension of each tip seal from each wall body is defined as the plus tolerance required for processing accuracy as the parallelism of each wall body, and occurs when the movable scroll is assembled to the fixed scroll. The tolerance on the positive side for the amount of central depression and the amount of axial wall change in the fixed wall and the movable wall caused by operating factors such as axial load, wall collapse, and thermal effects due to refrigerant compression The wall change amount is added to the value, and the value obtained by subtracting the central dent amount from the added value is set, and the maximum value of the projecting dimension of each tip seal from the wall body is set to the fixed wall. The refrigeration capacity, which is the power output, changes with the change in the protruding amount of each chip seal protruding from the body and the movable wall body, and the changing power output value is taken as a performance change approximation line, and the protruding dimension of each chip seal Cold at the minimum value of Scroll compressor performance change rate is the rate at which the reduction is allowed, characterized in that set to the value of the corresponding protruding dimensions of the performance change approximation line for their ability.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のスクロール型圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1 or 2, wherein a minimum value of the projecting dimension is set to 70 µm.
ことを特徴とする請求項2記載のスクロール型圧縮機。 The scroll compressor according to claim 2, wherein a maximum value of the projecting dimension is set to 180 µm.
ことを特徴とする請求項2記載ののスクロール型圧縮機。 The scroll compressor according to claim 2, wherein the minimum value of the protruding dimension is set to 70 μm, and the maximum value of the protruding dimension is set to 180 μm.
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