JP4395325B2

JP4395325B2 - 段付き構造スクロール流体機械

Info

Publication number: JP4395325B2
Application number: JP2003143140A
Authority: JP
Inventors: 央幸木全; 寛之小林
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP2004346791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調装置、冷凍用圧縮機等に使用されるスクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の一般的なスクロール流体機械の例として、冷凍用圧縮機等として用いられるスクロール圧縮機の一例の縦断面図を示し、説明する。
【０００３】
図６は従来のスクロール圧縮機の一例の縦断面図（特許文献１参照）であり、図７（ａ）は、上記従来例の、渦巻き状壁体側を上にして示す固定スクロールの斜視図、（ｂ）は、渦巻き状壁体側を上にして示す旋回スクロールの斜視図である。
【０００４】
図６に示すように、スクロール圧縮機には、ハウジング６と、ハウジング６内に固定された固定スクロール１と、ハウジング６内に公転自在に支承された旋回スクロール２、旋回スクロール２の公転旋回運動を許容するがその自転を阻止する図示しないオルダムリングが設けられている。旋回スクロール２の公転旋回運動を支持するフロントケース５が、ハウジング６の開口端側に固定されており、この内部には旋回スクロール２を回転駆動するシャフト７が備えられている。
【０００５】
このシャフト７には、その軸線Ｘ１に対して偏心した軸線Ｘ２を有するクランクピン７ａが備えられており、このクランクピン７ａが、旋回スクロール２の中心位置に形成されたボス２ａに、ドライブブッシュおよびニードル軸受け等の軸受けを介して接続されている。
【０００６】
図７に示すように、固定スクロール１は、固定端板１１と渦巻き状壁体１２とから構成され、旋回スクロール２は、旋回端板２１と渦巻き状壁体２２とから構成されている。そして、これらの各スクロール１、２の両渦巻き状壁体１２、２２どうしを１８０度位相ずらして組み合わせて配置し、固定スクロール１に対して旋回スクロール２をシャフト７を介して公転旋回運動させることになる。これにより、各渦巻き状壁体１２、２２の間の密閉空間には圧縮室が形成され、ここにおいて公転旋回運動により容積を漸次減少させ、この圧縮室内の流体の圧縮が行われる。圧縮された高圧流体は、最終的には固定端板１１の中心部に設置される吐出ポート１ａから吐出されることとなる。
【０００７】
上記の本スクロール圧縮機においては、圧縮される流体の取り込み量を大きく、圧縮機を小型化し、かつ渦巻き状壁体１２、２２の剛性を向上させるために、固定スクロール１の固定端板１１は、渦巻き状壁体１２によって区画される底部が、底の浅い（底の位置が高い）中心側の浅底部１１ｄ（高部位）と、底の深い（底の位置が低い）外周側の深底部１１ｅ（低部位）とに形成され、それらの底の深さは、組み合わされる旋回スクロール２の渦巻き状壁体２２の高さに合わせて形成されており、浅底部１１ｄと深底部１１ｅの接続部が底部側段付き部１３を形成した段付き構造となっている。
【０００８】
また、旋回スクロール２の旋回端板２１は、渦巻き状壁体２２によって区画される底部が、底の浅い（底の位置が高い）中心側の浅底部２１ｄ（高部位）と、底の深い（底の位置が低い）外周側の深底部２１ｅ（低部位）とに形成され、それらの底の深さは、組み合わされる固定スクロール１の渦巻き状壁体１２の高さに合わせて形成されており、浅底部２１ｄと深底部２１ｅの接続部が底部側段付き部２３を形成した段付き構造となっている。
【０００９】
そして、固定スクロール１の渦巻き状壁体１２は、渦巻きをなす全体のうち中心側の部分の上縁（中心側上縁）１２ｂの高さが低く、渦巻きをなす全体のうち外周側の部分の上縁（外周側上縁）１２ａの高さが高く形成され、その接続部には、旋回スクロール２の底部側段付き部２３に対応して、壁体側段付き部１４が形成された段付き構造となっている。
【００１０】
また、旋回スクロール２の渦巻き状壁体２２は、渦巻きをなす全体のうち中心側の部分の上縁（中心側上縁）２２ｂの高さが低く、渦巻きをなす全体のうち外周側の部分の上縁（外周側上縁）２２ａの高さが高く形成され、その接続部には、固定スクロール１の底部側段付き部１３に対応して、壁体側段付き部２４が形成された段付き構造となっている。
【００１１】
上記のような従来例においては、外周側の密閉空間を大きく取ってスクロール圧縮機の外径を増加させることなく流体の取り込み量を大きくでき、中心側の圧縮室の容積を小さくできるほか、圧力の高い中心側の渦巻き状壁体の高さが小さいので、壁体剛性を向上させることができ、その導入が有効であると考えられている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−３６４５６０公報（第２、３頁、図１、図７）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の構成において、両スクロール１、２の各渦巻き状壁体１２、２２の上縁には、高さの低い中心上縁側１２ｂ、２２ｂと、高さの高い外周側上縁１２ａ、２２ａとの接続部に壁体側段付き部１４、２４があり、また、両スクロール１、２の各端板１１、２１の底部には、底の浅い中心側の浅底部１１ｄ、２１ｄと、底の深い外周側の深底部１１ｅ、２１ｅとの接続部に底部側段付き部１３、２３があるため、各スクロール１、２およびそれを備えるスクロール圧縮機の加工が複雑となってコストアップとなる問題があった。
【００１４】
本発明は、かかる従来のスクロール流体機械の問題を解消し、スクロール流体機械のスクロール部材の加工において、壁体側段付き部または底部側段付き部の加工を省き、加工のコストダウンを可能とするスクロール流体機械を提供することを課題とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その第１の手段として、端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は高さが同一である前記渦巻き状壁体の外周側上縁と中心側上縁における外周側上縁に中心側上縁に対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するチップ材を設けて、前記外周側の高さを中心側上縁より高くし、対面する深底部と外周側上縁に設けられた前記チップ材、及び対面する浅底部と中心側上縁とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００１６】
上記の構成により第１の手段によれば、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の渦巻き状壁体の外周側と中心側との高さの段差は、渦巻き状壁体の外周側上縁に設置したチップ材によって形成されているので、渦巻き状壁体本体は同じ高さで加工形成することができ、段付き構造のスクロール部材でも段差を付けた複雑な加工が不要となる。
【００１７】
（２）第２の手段としては、端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は深さが同一である前記底部の外周側と中心側における中心側に深底部となる外周側に対する所定の段高さに相当する厚さのプレート部材を設置して浅底部を形成し、対面する深底部と前記渦巻き状壁体の外周側、及び対面する前記プレート部材で形成される浅底部と前記渦巻き状壁体とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００１８】
第２の手段によれば、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の端板の渦巻き壁体によって区画される底部は，段付き構造のスクロール部材でも、全周を外周側の深底部と同一レベルに加工した後、中心側の底部に旋回端板とは別体のプレート部材を配設することによって、中心側の浅底部を形成することができるので、端板の底部に段差を付ける複雑な加工が不要となる。
【００１９】
（３）また、第３の手段として、端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は高さが同一である前記渦巻き状壁体の外周側上縁と中心側上縁にチップ材を設けるとともに前記外周側上縁における外周側チップ材が前記中心側上縁における中心側チップ材に対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するように設定し、前記外周側の高さを中心側より高くし、対面する深底部と外周側上縁に設けられた前記外周側チップ材、及び対面する浅底部と中心側上縁に設けられた前記中心側チップ材とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００２０】
第３の手段によれば、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の渦巻き状壁体における外周側と中心側との高さの段差は、外周側上縁におけるチップ材と、それより高さが低く設定されている中心側上縁におけるチップ材とによって形成されるので、段付き構造のスクロール部材でも、渦巻き状壁体は同じ高さで加工形成することができ、段差を付けた複雑な加工が不要となる。
【００２１】
（４）第４の手段として、第１の手段または第３の手段の段付き構造スクロール流体機械において、前記チップ材に代えてチップシール材を設けてなることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００２２】
第４の手段によれば、第１の手段または第３の手段の段付き構造スクロール流体機械において、チップ材に代えてチップシール材が渦巻き状壁体の上縁に設置され、噛み合う相手方スクロール部材の底部に押し付けられてシールを行なうので、渦巻き状壁体の上縁またはチップシール材の上縁において噛み合う相手側底部との選択嵌合を要する精度の加工が不要となり、また、シールをより確実に行なえる。
【００２３】
（５）第５の手段として、第１の手段、第３の手段または第４の手段のいずれかの段付き構造スクロール流体機械において、前記スクロール部材は深さが同一である前記底部の外周側と中心側における中心側に深底部となる外周側に対する所定の段高さに相当する厚さのプレート部材を設置して浅底部を形成してなることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００２４】
第５の手段によれば、第１の手段、第３の手段または第４の手段のいずれかの段付き構造スクロール流体機械の作用に加え、スクロール部材の端板の渦巻き壁体によって区画される底部は，段付き構造のスクロール部材でも、全周を外周側の深底部と同一レベルに加工した後、中心側の底部に端板とは別体のプレート部材を配設することによって、中心側の浅底部を形成することができるので、端板の底部に段差を付ける複雑な加工が不要となる。
【００２５】
（６）第６の手段として、第２の手段または第５の手段の段付き構造スクロール流体機械において、前記プレート部材を樹脂材料または金属材料によって構成したことを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００２６】
第６の手段によれば、第２の手段または第５の手段の段付き構造スクロール流体機械の作用に加え、スクロール部材の耐久性とシール性が優れる。
【００２９】
（７）第７の手段として、第１の手段ないし第６の手段のいずれかの段付き構造スクロール流体機械において、同スクロール流体機械が冷凍機用冷媒を圧縮する冷凍用圧縮機であることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械を提供する。
【００３０】
第７の手段によれば、第１の手段ないし第６の手段のいずれかの段付き構造スクロール流体機械の作用が、冷凍機用冷媒を圧縮する冷凍用圧縮機として用いる段付き構造スクロール流体機械において特に有効に発揮される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１に基づき、本発明の実施の第１形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材を説明する。図１は、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する、本実施の形態のスクロール部材である旋回スクロールの断面図である。本実施の形態において旋回スクロールの渦巻き状壁体の上縁側の構造に一部異なる点がある以外は、固定スクロールと旋回スクロールとの関係、スクロール圧縮機での機能は、図６、図７で説明したものと同様であり、同じ部分には同符号、対応する部分には１００番台の同符号を付し、その異なる点を主に以下説明する。
【００３２】
図１に示すように、旋回スクロール１０２の渦巻き状壁体１２２における外周側の部分の上縁（外周側上縁）１２２ａと中心側の部分の上縁（中心側上縁）１２２ｂとは同じ高さに形成され、外周側上縁１２２ａには中心側上縁１２２ｂに対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するチップ材３０ａが設置されて、渦巻き状壁体１２２の外周側と中心側の高さの段差は、外周側上縁１２２ａに設置したチップ材３０ａによって形成され、中心側が低く外周側が高い段付き構造が得られている。
【００３３】
そして、旋回端板１２１において、渦巻き状壁体１２２によって区画される底部の、底の浅い（底の位置が高い）中心側の浅底部１２１ｄと、底の深い（底の位置が低い）外周側の深低部１２１ｅとの段差は、成形加工或いは切削加工によって形成され、段付き構造が得られている。
【００３４】
また、本実施の形態では旋回スクロール１０２の場合を図示したが、固定スクロールについても渦巻き状壁体の壁体側段付き部および固定端板の底部側段付き部を、旋回スクロール１０２と同様に形成することができる。
【００３５】
なお、各スクロールの部材そのものは、鉄製、アルミニウム製等があり、チップ材の材料としてはＰＴＦＥ系樹脂の他、ＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＥＫ等をベースに耐磨耗性材、強度アップ材等を添加したものが使われる。
【００３６】
本実施の形態によれば、旋回スクロール１０２の渦巻き状壁体１２２の外周側と中心側との高さの段差は、渦巻き状壁体１２２の外周側上縁１２２ａに設置したチップ材３０ａによって形成されているので、渦巻き状壁体１２２は同じ高さで加工形成することができ、段差を付けた複雑な加工が不要となり、旋回スクロール１０２の加工コストを低減することができる。
【００３７】
以上は、旋回スクロール１０２の場合で説明したが、固定スクロールにおいてもこれと同様に渦巻き状壁体を形成、加工することにより、同様の効果を得ることができ、両スクロールに実施すれば、より効果が高いものとなる。
【００３８】
図２に基づき、本発明の実施の第２形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材を説明する。図２は、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態のスクロール部材である旋回スクロールの断面図である。本実施の形態において旋回スクロールの渦巻き状壁体の上縁側の構造と、旋回端板の底部側の構造に一部異なる点がある以外は、固定スクロールと旋回スクロールとの関係、スクロール圧縮機での機能は、図６、図７で説明したものと同様であり、同じ部分には同符号、対応する部分には２００番台の同符号を付し、その異なる点を主に以下説明する。
【００３９】
図２に示すように、旋回スクロール２０２の渦巻き状壁体２２２における外周側と中心側との高さの段差は、実施の第１形態と同様に、渦巻き状壁体２２２の外周側上縁２２２ａに設置したチップ材３０ａによって形成され、中心側が低く外周側が高い段付き構造が得られている。
【００４０】
そして、旋回端板２２２においては、渦巻き状壁体２２２によって区画される底部の全周を外周側の深底部２２１ｅと同一レベルに成形加工或いは切削加工した後、中心側の底部に旋回端板２２１とは別体の樹脂或いは金属材料の所定の段高さに相当する厚さのプレート３１を配設することによって、中心側の浅底部２２１ｄが形成され、段付き構造が得られている。
【００４１】
また、本実施の形態では旋回スクロール２０２の場合を図示したが、固定スクロールについても渦巻き状壁体の壁体側段付き部および固定端板の底部側段付き部を、旋回スクロール２０２と同様に形成することができる。
【００４２】
なお、プレート部材の材料としては、樹脂材料の例としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系樹脂、金属材料として鋼材が挙げられ、耐久性、シール性に優れる。
【００４３】
本実施の形態によれば、旋回スクロール２０２の渦巻き状壁体２２２における外周側と中心側との高さの段差は、実施の第１形態と同様に、渦巻き状壁体２２２の外周側上縁２２２ａに設置したチップ材３０ａによって形成され、旋回端板２２１の渦巻き壁体２２２によって区画される底部は，全周を外周側の深底部２２１ｅと同一レベルに加工した後、中心側の底部に旋回端板２２１とは別体の樹脂或いは金属材料のプレート３１を配設することによって、中心側の浅底部２２１ｄが形成されるので、渦巻き状壁体２２２に段差を付ける加工、および旋回端板２２１の渦巻き状壁体２２２によって形成される底部に段差を付ける複雑な加工が不要となり、旋回スクロール２０２の加工コストを低減することができる。
【００４４】
以上は、旋回スクロール２０２の場合で説明したが、固定スクロールにおいてもこれと同様に固定端板および渦巻き状壁体を形成、加工することにより、同様の効果を得ることができ、両スクロールに実施すれば、より効果が高いものとなる。
【００４５】
図３に基づき、本発明の実施の第３形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材を説明する。図３は、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態のスクロール部材である旋回スクロールの断面図である。本実施の形態において旋回端板の底部側の構造に一部異なる点がある以外は、固定スクロールと旋回スクロールとの関係、スクロール圧縮機での機能は、図６、図７で説明したものと同様であり、同じ部分には同符号、対応する部分には３００番台の同符号を付し、その異なる点を主に以下説明する。
【００４６】
図３に示すように、旋回スクロール３０２の渦巻き状壁体３２２における外周側と中心側との高さの段差は、外周側上縁３２２ａと中心側上縁３２２ｂの成形或いは切削加工によって形成され、中心側が低く外周側が高い段付き構造が得られている。
【００４７】
そして、旋回端板３２１においては、実施の第２形態と同様に、渦巻き状壁体３２２によって区画される底部の全周を外周側の深底部３２１ｅと同一レベルに加工した後、中心側の底部に旋回端板３２１とは別体の樹脂或いは金属材料のプレート３１を配設することによって中心側の浅底部３２１ｄが形成され、段付き構造が得られている。
【００４８】
また、本実施の形態では旋回スクロール３０２の場合を図示したが、固定スクロールについても渦巻き状壁体の壁体側段付き部および固定端板の底部側段付き部を、旋回スクロール３０２と同様に形成することができる。
【００４９】
本実施の形態によれば、旋回スクロール３０２の渦巻き状壁体３２２における外周側と中心側との高さの段差は、成形或いは切削加工によって形成されるが、旋回端板３２１においては、渦巻き状壁体３２２によって区画される底部の全周を外周側の深底部３２１ｅと同一レベルに加工した後、中心側の底部に旋回端板３２１とは別体の樹脂或いは金属材料のプレート３１を配設することによって、中心側の浅底部３２１ｄが形成されている。
【００５０】
以上によって、旋回スクロール３０２の旋回端板３２１の中心側の底部にプレート３１を配設することによって浅底部３２１ｄが形成されるので、前述の底部に段差を付ける複雑な加工が不要となり、加工コストを低減することができる。
【００５１】
以上は、旋回スクロール３０２の場合で説明したが、固定スクロールにおいてもこれと同様に固定端板および渦巻き状壁体を形成、加工することにより、同様の効果を得ることができ、両スクロールに実施すれば、より効果が高いものとなる。
【００５２】
図４に基づき、本発明の実施の第４形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材を説明する。図４は、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態のスクロール部材である旋回スクロールの断面図である。本実施の形態において旋回スクロールの渦巻き状壁体の上縁側の構造に一部異なる点がある以外は、固定スクロールと旋回スクロールとの関係、スクロール圧縮機での機能は、図６、図７で説明したものと同様であり、同じ部分には同符号、対応する部分には４００番台の同符号を付し、その異なる点を主に以下説明する。
【００５３】
図４に示すように、旋回スクロール４０２の渦巻き状壁体４２２の外周側上縁４２２ａと中心側上縁４２２ｂとは同じ高さに形成され、外周側上縁４２２ａにはチップ材３０ａ、中心側上縁４２２ｂにはチップ材３０ｂが設けられるが、チップ材３０ａはチップ材３０ｂに対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するように設定されており、旋回スクロール４０２の渦巻き状壁体４２２における中心側と外周側との高さの段差は、中心側上縁４２２ｂにおけるチップ材３０ｂと、これに対して所定の段高さだけ高さが高い外周側上縁４２２ａにおけるチップ材３０ａとによって形成され、中心側が低く外周側が高い段付き構造が得られている。
【００５４】
なお、両チップ材３０ａ、３０ｂは、所定の段高さだけ高さを異ならせた段付き構造に予め形成された一体のものであることが好ましく、加工、組立てコストをより低減することが可能となるが、別体に形成されて上記のように渦巻き状壁体４２２上に設置されてもよい。
【００５５】
そして、旋回端板４２１において、渦巻き状壁体４２２によって区画される底部の、底の浅い（底の位置が高い）中心側の浅底部４２１ｄと、底の深い（底の位置が低い）外周側の深低部４２１ｅとの段差は、成形加工或いは切削加工によって形成されて、段付き構造が得られている。
【００５６】
また、本実施の形態では旋回スクロール４０２の場合を図示したが、固定スクロールについても渦巻き状壁体の壁体側段付き部および固定端板の底部側段付き部を、旋回スクロール４０２と同様に形成することができる。
【００５７】
本実施の形態によれば、旋回スクロール４０２の渦巻き状壁体４２２における外周側と中心側との高さの段差は、外周側上縁４２２ａにおけるチップ材３０ａと、それより高さが低く設定された中心側上縁４２２ｂにおけるチップ材３０ｂとによって形成されるので、渦巻き状壁体４２２は同じ高さで加工形成され、段差を付けた複雑な加工が不要となり、旋回スクロール４０２の加工コストを低減することができる。
【００５８】
以上は、旋回スクロール４０２の場合で説明したが、固定スクロールにおいてもこれと同様に固定端板および渦巻き状壁体を形成、加工することにより、同様の効果を得ることができ、両スクロールに実施すれば、より効果が高いものとなる。
【００５９】
図５に基づき、本発明の実施の第５形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材を説明する。図５は、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態のスクロール部材である旋回スクロールの断面図である。本実施の形態において旋回スクロールの渦巻き状壁体の上縁側の構造と、旋回端板の底部側の構造に一部異なる点がある以外は、固定スクロールと旋回スクロールとの関係、スクロール圧縮機での機能は、図６、図７で説明したものと同様であり、同じ部分には同符号、対応する部分には５００番台の同符号を付し、その異なる点を主に以下説明する。
【００６０】
図５に示すように、旋回スクロール５０２の渦巻き状壁体５２２の外周側上縁５２２ａと中心側上縁５２２ｂとは同じ高さに形成され、実施の第４形態と同様に、外周側上縁５２２ａにはチップ材３０ａ、中心側上縁５２２ｂにはチップ材３０ｂが設けられるが、チップ材３０ａはチップ材３０ｂに対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するように設定されており、旋回スクロール５０２の渦巻き状壁体５２２における外周側と中心側との高さの段差は、外周側上縁５２２ａにおけるチップ材３０ａと、これに対し所定の段高さだけ高さが低い中心側上縁５２２ｂにおけるチップ材３０ｂとによって形成され、中心側が低く外周側が高い段付き構造が得られている。
【００６１】
なお、両チップ材３０ａ、３０ｂは、所定の段高さだけ高さを異ならせた段付き構造に予め形成された一体のものであることが好ましく、加工、組立てコストをより低減することが可能となるが、別体に形成されて上記のように渦巻き状壁体５２２上に設置されてもよい。
【００６２】
そして、旋回端板５２１の渦巻き状壁体５２２によって区画される底部は，実施の第２形態と同様に、全周を外周側の深底部５２１ｅと同一レベルに加工した後、中心側の底部に旋回端板５２１とは別体の樹脂或いは金属材料のプレート３１を配設することによって、中心側の浅底部５２１ｄが形成され、段付き構造が得られている。
【００６３】
また、本実施の形態では旋回スクロール５０２の場合を図示したが、固定スクロールについても渦巻き状壁体の壁体側段付き部および固定端板の底部側段付き部を、旋回スクロール５０２と同様に形成することができる。
【００６４】
本実施の形態によれば、旋回スクロール５０２の渦巻き状壁体５２２における外周側と中心側との高さの段差は、外周側上縁５２２ａにおけるチップ材３０ａと、それより高さが低く設定された中心側上縁５２２ｂにおけるチップ材３０ｂとによって形成されるので、渦巻き状壁体５２２は同じ高さで加工形成され、段差を付けた複雑な加工が不要となり、旋回スクロール５０２の加工コストを低減することができ、且つ旋回スクロール５０２の旋回端板５２１の中心側の底部にプレート３１を配設することによって浅底部５２１ｄが形成されるので、前述の底部に段差を付ける複雑な加工が不要となり、加工コストを低減することができる。
【００６５】
以上は、旋回スクロール５０２の場合で説明したが、固定スクロールにおいてもこれと同様に固定端板および渦巻き状壁体を形成、加工することにより、同様の効果を得ることができ、両スクロールに実施すれば、より効果が高いものとなる。
【００６６】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００６７】
たとえば、上記の実施の形態においては、渦巻き状壁体の上縁に「チップ材３０ａ、３０ｂ」を設ける場合を説明したが、ここで「チップ材」とは、チップ材自体に作用する特段の押し付け構造を備えず、また、チップ材は噛み合わされる相手側の底部と選択嵌合を要する精度に加工されることが多い。しかし、スクロール圧縮機において渦巻き状壁体の上縁に設置され、下面からガス圧等を受け、噛み合う相手側の底部に押し当てられてシールを行なう「チップシール材」を、上記「チップ材」に代えて備えてもよい。その場合、渦巻き状壁体の上縁またはチップ材の上縁において噛み合う相手側底部との選択嵌合を要する精度の加工が不要となり、また、シールをより確実に行なえるものとなる。
【００６８】
また、本発明の段付き構造スクロール流体機械は、実施の形態のような、冷凍機用冷媒を圧縮する冷凍用圧縮機として用いるスクロール圧縮機において、特に有効にその作用効果を発揮するが、上記本発明の固定スクロールまたは旋回スクロール（スクロール部材）を備えるものであれば、本発明の段付き構造スクロール流体機械は、図６に示される態様のもの、また、空調装置、冷凍用圧縮機に使用されるスクロール圧縮機に限られず、スクロール流体機械一般に有効に適用されるものであることは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、段付き構造スクロール流体機械を、端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は高さが同一である前記渦巻き状壁体の外周側上縁と中心側上縁における外周側上縁に中心側上縁に対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するチップ材を設けて、前記外周側の高さを中心側上縁より高くし、対面する深底部と外周側上縁に設けられた前記チップ材、及び対面する浅底部と中心側上縁とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせるように構成したので、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の渦巻き状壁体の外周側と中心側との高さの段差は、渦巻き状壁体の外周側上縁に設置したチップ材によって形成されているため、渦巻き状壁体本体は同じ高さで加工形成することができ、段付き構造のスクロール部材でも段差を付けた複雑な加工が不要となり、スクロール部材の加工コストを低減することができる。
【００７０】
（２）請求項２の発明によれば、段付き構造スクロール流体機械を、端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は深さが同一である前記底部の外周側と中心側における中心側に深底部となる外周側に対する所定の段高さに相当する厚さのプレート部材を設置して浅底部を形成し、対面する深底部と前記渦巻き状壁体の外周側、及び対面する前記プレート部材で形成される浅底部と前記渦巻き状壁体とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせるように構成したので、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の端板の渦巻き壁体によって区画される底部は，段付き構造のスクロール部材でも、全周を外周側の深底部と同一レベルに加工した後、中心側の底部に旋回端板とは別体のプレート部材を配設することによって、中心側の浅底部を形成することができるため、端板の底部に段差を付ける複雑な加工が不要となり、スクロール部材の加工コストを低減することができる。
【００７１】
（３）請求項３の発明によれば、段付き構造スクロール流体機械を、端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は高さが同一である前記渦巻き状壁体の外周側上縁と中心側上縁にチップ材を設けるとともに前記外周側上縁における外周側チップ材が前記中心側上縁における中心側チップ材に対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するように設定し、前記外周側の高さを中心側より高くし、対面する深底部と外周側上縁に設けられた前記外周側チップ材、及び対面する浅底部と中心側上縁に設けられた前記中心側チップ材とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせるように構成したので、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の渦巻き状壁体における外周側と中心側との高さの段差は、外周側上縁におけるチップ材と、それより高さが低く設定されている中心側上縁におけるチップ材とによって形成されるため、段付き構造のスクロール部材でも、渦巻き状壁体は同じ高さで加工形成することができ、段差を付けた複雑な加工が不要となり、スクロール部材の加工コストを低減することができる。
【００７２】
（４）請求項４の発明によれば、請求項１または請求項３に記載の段付き構造スクロール流体機械において、前記チップ材に代えてチップシール材を設けてなるように構成したので、段付き構造スクロール流体機械において、チップシール材は渦巻き状壁体の上縁に設置され、噛み合う相手方スクロール部材の底部に押し付けられてシールを行なうので、渦巻き状壁体の上縁またはチップ材の上縁において噛み合う相手側底部との選択嵌合を要する精度の加工が不要となり、また、シールをより確実に行なえる。
【００７３】
（５）請求項５の発明によれば、請求項１、請求項３または請求項４のいずれかに記載の段付き構造スクロール流体機械において、前記スクロール部材は深さが同一である前記底部の外周側と中心側における中心側に深底部となる外周側に対する所定の段高さに相当する厚さのプレート部材を設置して浅底部を形成してなるように構成したので、請求項１、請求項３または請求項４の発明の効果に加え、段付き構造スクロール流体機械において、スクロール部材の端板の渦巻き壁体によって区画される底部は，段付き構造のスクロール部材でも、全周を外周側の深底部と同一レベルに加工した後、中心側の底部に端板とは別体のプレート部材を配設することによって、中心側の浅底部を形成することができるため、端板の底部に段差を付ける複雑な加工が不要となり、スクロール部材の加工コストを低減することができる。
【００７４】
（６）請求項６の発明によれば、請求項２または請求項５に記載の段付き構造スクロール流体機械において、前記プレート部材を樹脂材料または金属材料によって構成したので、請求項２または請求項５の発明の効果に加え、スクロール部材の耐久性とシール性が優れる。
【００７６】
（７）請求項７の発明によれば、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の段付き構造スクロール流体機械において、同スクロール流体機械が冷凍機用冷媒を圧縮する冷凍用圧縮機であるように構成したので、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明の効果が、冷凍機用冷媒を圧縮する冷凍用圧縮機として用いる段付き構造スクロール流体機械において特に有効に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材の説明図であり、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態の旋回スクロールの断面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材の説明図であり、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態の旋回スクロールの断面図である。
【図３】本発明の実施の第３形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材の説明図であり、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態の旋回スクロールの断面図である。
【図４】本発明の実施の第４形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材の説明図であり、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態の旋回スクロールの断面図である。
【図５】本発明の実施の第５形態に係る段付き構造スクロール流体機械としてのスクロール圧縮機の要部であるスクロール部材の説明図であり、図７（ｂ）中Ａ−Ａ矢視に相当する本実施の形態の旋回スクロールの断面図である。
【図６】従来の一般的なスクロール流体機械の例として、冷凍用圧縮機等として用いられるスクロール圧縮機の一例の縦断面図である。
【図７】（ａ）は、図６の従来例の、渦巻き状壁体側を上にして示す固定スクロールの斜視図、（ｂ）は、渦巻き状壁体側を上にして示す旋回スクロールの斜視図である。
【符号の説明】
１固定スクロール
２旋回スクロール
１１固定端板
１１ｄ、２１ｄ浅底部
１１ｅ、２１ｅ深底部
１２、２２渦巻き状壁体
１２ａ、２２ａ外周側上縁
１２ｂ、２２ｂ中心側上縁
１３、２３底部側段付き部
１４、２４壁体側段付き部
２１旋回端板
３０ａ、３０ｂチップ材
３１プレート
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２旋回スクロール
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１旋回端板
１２１ｄ、２２１ｄ、３２１ｄ、４２１ｄ、５２１ｄ浅底部
１２１ｅ、２２１ｅ、３２１ｅ、４２１ｅ、５２１ｅ深底部
１２２、２２２、３２２、４２２、５２２渦巻き状壁体
１２２ａ、２２２ａ、３２２ａ、４２２ａ、５２２ａ外周側上縁
１２２ｂ、２２２ｂ、３２２ｂ、４２２ｂ、５２２ｂ中心側上縁

Claims

端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は高さが同一である前記渦巻き状壁体の外周側上縁と中心側上縁における外周側上縁に中心側上縁に対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するチップ材を設けて、前記外周側の高さを中心側上縁より高くし、対面する深底部と外周側上縁に設けられた前記チップ材、及び対面する浅底部と中心側上縁とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。
端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は深さが同一である前記底部の外周側と中心側における中心側に深底部となる外周側に対する所定の段高さに相当する厚さのプレート部材を設置して浅底部を形成し、対面する深底部と前記渦巻き状壁体の外周側、及び対面する前記プレート部材で形成される浅底部と前記渦巻き状壁体とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。
端板の一側面に渦巻き状壁体を立設してなる固定または旋回スクロール部材であって、前記渦巻き状壁体の高さを、渦巻きをなす全体の中心側で低く外周側で高くした段付き構造とすると共に、前記渦巻き状壁体によって区画される端板の底部を、底の浅い中心側の浅底部と底の深い外周側の深底部との段付き構造としたスクロール部材を用い、一対の固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを有し、両スクロール部材の渦巻き状壁体を位相をずらして噛み合わせ、固定設置された前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を自転は阻止して公転旋回駆動するように構成したスクロール流体機械において、前記スクロール部材は高さが同一である前記渦巻き状壁体の外周側上縁と中心側上縁にチップ材を設けるとともに前記外周側上縁における外周側チップ材が前記中心側上縁における中心側チップ材に対して所定の段高さを形成する高さ寸法を有するように設定し、前記外周側の高さを中心側より高くし、対面する深底部と外周側上縁に設けられた前記外周側チップ材、及び対面する浅底部と中心側上縁に設けられた前記中心側チップ材とで圧縮室を形成し、外周側と中心側とで容積を異ならせることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。
請求項１または請求項３に記載の段付き構造スクロール流体機械において、前記チップ材に代えてチップシール材を設けてなることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。
請求項１、請求項３または請求項４のいずれかに記載の段付き構造スクロール流体機械において、前記スクロール部材は深さが同一である前記底部の外周側と中心側における中心側に深底部となる外周側に対する所定の段高さに相当する厚さのプレート部材を設置して浅底部を形成してなることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。
請求項２または請求項５に記載の段付き構造スクロール流体機械において、前記プレート部材を樹脂材料または金属材料によって構成したことを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の段付き構造スクロール流体機械において、同スクロール流体機械が冷凍機用冷媒を圧縮する冷凍用圧縮機であることを特徴とする段付き構造スクロール流体機械。