JP5459078B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明はスクロール型圧縮機に関する。

従来、特許文献１、２に開示されたスクロール型圧縮機が知られている。これらのスクロール型圧縮機は、固定スクロールと、固定スクロールに対して公転軸周りで公転のみ可能に支持され、固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを備えている。固定スクロールは、固定基板と、固定基板の前面側から固定基板と直交する軸方向に延び、中央側の固定内端部から外周側の固定外端部まで渦巻状に延びる固定渦巻壁とを有している。また、可動スクロールは、固定基板と対面する可動基板と、可動基板の後面側から軸方向に延び、中央側の可動内端部から外周側の可動外端部まで渦巻状に延び、固定渦巻壁に噛み合わされる可動渦巻壁とを有している。固定スクロールの後面側にはハウジングが設けられており、固定スクロールとハウジングとの間には吐出室が設けられている。固定基板には、圧縮室を吐出室に連通させる吐出ポートが貫設されている。

特に、これらのスクロール型圧縮機では、固定スクロールにおける固定基板の後面側にリブが突設されている。より詳細には、特許文献１のスクロール型圧縮機では、固定基板の中央に第１のリブを設けるとともに、第１のリブから外周側に向かって放射状に延びる複数本の第２のリブを設けている。特許文献１には、固定基板の外周に第３のリブを設け、第２のリブを第３のリブと連結した例も記載されている。また、特許文献２のスクロール型圧縮機では、吐出ポートを取り囲むように第１のリブを設けるとともに、第１のリブから外周側に向かって放射状に延びる複数本の第２のリブを設けている。

これらのスクロール型圧縮機では、可動スクロールが公転のみを行うことにより、圧縮室が中央側に容積を減少しながら移動する。これにより、冷媒ガスが圧縮室内で圧縮され、吐出ポートから吐出室に吐出される。吐出室内の高圧の冷媒ガスは外部の冷凍回路によって空調に利用される。また、各リブは高圧の冷媒ガスによって固定スクロールが変形することを防止する。

また、特許文献３には、固定スクロールとハウジングとの間に吐出室及び貯油室が設けられたスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロール型圧縮機では、固定基板の後面側に突設された隔壁と、ハウジングの前面側に突設された隔壁とによって吐出室と貯油室とが隔離されている。

特開平９−２７３４８８号公報 特開平１１−１４８４７０号公報 特開２００６−１１８５１１号公報

ところで、スクロール型圧縮機においては、１公転当たりの吐出容量の拡大と搭載性との両立が困難である。

すなわち、１公転当たりの吐出容量を大きくするため、固定渦巻壁及び可動渦巻壁の巻き角度を大きくすれば、胴径が大きくなり、搭載性が損なわれる。一方、１公転当たりの吐出容量を大きくするため、固定渦巻壁及び可動渦巻壁の歯丈を長くすれば、固定スクロール及び可動スクロールの中央部分の強度が懸念される。このため、固定スクロールの固定基板及び可動スクロールの可動基板を厚くすれば、軸方向の長さが長くなり、前述とは異なる方向での搭載性が損なわれてしまう。

このため、上記特許文献１、２に開示されたスクロール型圧縮機のように、固定基板の後面側にリブを設けるとしても、これらのスクロール型圧縮機では、リブを固定内端部と無関係に設けていることから、固定基板を十分に薄くすることができず、やはり搭載性が懸念される。上記特許文献３に開示されたスクロール型圧縮機も、固定基板の後面側に設ける隔壁がやはり固定内端部と無関係であることから、同様である。そして、リブを固定内端部と無関係に設けたスクロール型圧縮機では、固定内端部とリブとがずれる場合があり、固定スクロールを確実に補強することができない。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、１公転当たりの吐出容量の拡大と搭載性とをより両立可能なスクロール型圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のスクロール型圧縮機は、固定スクロールと、該固定スクロールに対して公転軸周りで公転のみ可能に支持され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを備え、
前記固定スクロールは、固定基板と、該固定基板の一面側から該固定基板と直交する軸方向に延び、中央側の固定内端部から外周側の固定外端部まで渦巻状に延びる固定渦巻壁とを有し、
前記可動スクロールは、該固定基板と対面する可動基板と、該可動基板の他面側から該軸方向に延び、中央側の可動内端部から外周側の可動外端部まで渦巻状に延び、該固定渦巻壁に噛み合わされる可動渦巻壁とを有するスクロール型圧縮機において、
前記固定基板の他面側にはリブが突設され、
前記リブは、前記固定渦巻壁を形成する渦巻の巻き始めの部分である前記固定内端部の背面に位置していることを特徴とする。

本発明のスクロール型圧縮機では、固定基板の他面側に突設されたリブが固定内端部の背面に位置しているため、固定内端部とリブとが協働して固定スクロールの固定基板を補強する。このため、特許文献１、２のリブに比べ、固定基板をさほど厚くする必要がなく、軸方向の長さを短くすることができる。

したがって、本発明のスクロール型圧縮機によれば、固定渦巻壁及び可動渦巻壁の巻き角度を維持しつつ、固定渦巻壁及び可動渦巻壁の歯丈を長くすることにより１公転当たりの吐出容量を拡大することが可能であるとともに、固定基板が軸方向で長くなることによる搭載性の悪化を防止することが可能である。

固定スクロールの他面側にはハウジングが設けられ得る。また、固定スクロールとハウジングとの間には吐出室が設けられ得る。さらに、固定基板には圧縮室を吐出室に連通させる吐出ポートが貫設され得る。このように構成されたスクロール型圧縮機において、リブは吐出ポートを囲包していないことが好ましい。

上記特許文献１、２に開示されたスクロール型圧縮機では、リブが吐出ポートを囲包しているため、リブによって吐出ポートが軸方向で長くなり、大きなデッドボリュームによって冷媒ガスが再膨張する体積が増え、性能が低下してしまう。この点、リブが吐出ポートを囲包していなければ、リブによって吐出ポートが軸方向で長くなることはなく、小さなデッドボリュームによって冷媒ガスが再膨張する体積は減少し、性能が向上する。

リブは固定基板の外周まで延びていることが好ましい。この場合、リブが固定基板をより補強することができるため、固定基板をより薄くすることが可能となり、軸方向の長さをより短くすることができる。

リブは先端側がハウジングによって支持されていることが好ましい。この場合、リブがハウジングと協働して固定基板をより補強することができるため、固定基板をより薄くすることが可能となり、軸方向の長さをより短くすることができる。

リブの先端側がハウジングによって支持されている場合、固定スクロールとハウジングとの間に貯油室が設けられているのであれば、リブは吐出室と貯油室とを隔離し得る。この場合、リブが吐出室と貯油室とを隔離する隔壁としても機能し、隔離だけのための隔壁を不要にすることができる。

実施例１のスクロール型圧縮機の縦断面図である。 実施例１のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例２のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例３のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例４のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例５のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例６のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例７のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１〜７を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
実施例１のスクロール型圧縮機（以下、圧縮機という。）は、空調装置として車両に搭載されている。図１に示すように、この圧縮機は、フロントハウジング５、固定スクロール１及びリヤハウジング７が図示しない複数本のボルトにより締結されている。フロントハウジング５と固定スクロール１との間にはＯリング９が介装されており、リヤハウジング７と固定スクロール１との間にはガスケット１１が介装されている。

フロントハウジング５には軸孔５ａが貫設されており、軸孔５ａ内には軸封装置１７及び軸受装置１９を介して駆動軸２１が回転可能に支承されている。軸封装置１７及び軸受装置１９は、それぞれサークリップ１８、２０によってフロントハウジング５に係止されている。駆動軸２１には、軸芯Ｏから偏心した位置にスライドキー２１ａが突設されている。スライドキー２１ａにはサークリップ２３によって駆動ブッシュ２５が係合されている。駆動ブッシュ２５はカウンタウェイト２５ａを一体に有している。駆動ブッシュ２５にはラジアル軸受２７を介して可動スクロール３が支承されている。

固定スクロール１は、軸芯Ｏに対して直交する円板状の固定基板１３と、固定基板１３の周縁に筒状に形成されたシェル１４と、シェル１４内で固定基板１３の前面側から固定基板１３と直交する軸方向に延びる固定渦巻壁１５とからなる。この固定渦巻壁１５は、図２に示すように、中央側に位置する固定内端部１５ａから外周側に位置する固定外端部１５ｂまでインボリュート曲線等を用いて渦巻状に形成されている。固定内端部１５ａはインボリュート曲線等の巻き始めの部分である。内端側は最も高圧がかかるために壁厚を大きくしてあり、固定内端部１５ａは固定外端部１５ｂよりも肉厚に形成されている。また、固定内端部１５ａの最内端は先鋭にならないように丸みをもたせた形状としている。図１に示すように、固定渦巻壁１５の先端にはチップシール１５ｃが設けられている。

可動スクロール３は、軸芯Ｏに対して直交する円板状の可動基板２９と、可動基板２９の後面側から可動基板２９と直交する軸方向に延びる可動渦巻壁３１とからなる。この可動渦巻壁３１は、固定渦巻壁１５と同様、インボリュート曲線等を用いて渦巻状に形成されている。内端側は最も高圧がかかるために壁厚を大きくしてあり、可動内端部３１ａは可動外端部３１ｂよりも肉厚に形成されている。また、可動渦巻壁３１の先端にはチップシール３１ｃが設けられている。可動渦巻壁３１は固定渦巻壁１５と噛み合わされており、固定基板１３、固定渦巻壁１５、可動基板２９及び可動渦巻壁３１によって圧縮室２が形成されている。

フロントハウジング５には３本以上の固定ピン３７が軸芯Ｏと平行に固定されており、可動基板２９には同数の可動ピン３５が軸芯Ｏと平行に固定されており、これら固定ピン３７及び可動ピン３５は可動基板２９とフロントハウジング５との間に設けられた同数のリング３３内に収納されている。これらの固定ピン３７、可動ピン３５及びリング３３によって自転防止機構が構成され、この自転防止機構により可動スクロール３は自転が規制され、軸芯Ｏを公転軸とした公転のみが可能とされている。

固定スクロール１とリヤハウジング７との間には、吐出室４１と分離室４２と貯留室４３とが形成されている。固定基板１３には、固定内端部１５ａの隣に吐出ポート１３ａが貫設されている。吐出ポート１３ａは可動スクロール３の公転によって形成される最終の圧縮室２と吐出室４１とを連通している。固定基板１３の吐出室４１側には、吐出ポート１３ａを開閉する吐出リード弁１６ａと、吐出リード弁１６ａの開度を規制するリテーナ１６ｂとがピン１６ｃによって固定されている。

分離室４２は円柱状に形成されており、分離室４２内にはセパレータ４４が設けられている。吐出室４１と分離室４２とは排出口７ａによって連通しており、排出口７ａはセパレータ４４に向かって高圧の冷媒ガスを吐出するようになっている。セパレータ４４の上端が吐出口４４ａとされている。吐出口４４ａは配管によって凝縮器に接続され、凝縮器は膨張弁を介して蒸発器に接続され、蒸発器は圧縮機の図示しない吸入ポートに接続されている。

分離室４２の下端は連通孔７ｂによって貯留室４３と連通している。貯油室４３は、図示しない給油孔を介して固定渦巻壁１５と可動基板２９との摺動部位、可動渦巻壁３１と固定基板１３との摺動部位等に対し、潤滑油を供給可能となっている。

図２にも示すように、固定基板１３の後面側には、上記の固定内端部１５ａの背面に位置するリブ３９ａが突設されている。このリブ３９ａは、吐出ポート１３ａを囲包しない状態で設けられており、固定基板１３の外周まで延びている。また、図１に示すように、リヤハウジング７には、ガスケット１１を介してリブ３９ａを支持する補助リブ７ｃが突設されている。リブ３９ａ及び補助リブ７ｃにより、吐出室４１と貯油室４３とが隔離されている。なお、図２では、吐出リード弁１６ａ、リテーナ１６ｂ及びピン１６ｃの図示を省略している。後述の図３〜８も同様である。

以上のように構成された圧縮機では、プーリ及び電磁クラッチ（共に図示せず）により駆動軸２１が回転駆動される。これにより、スライドキー２１ａが駆動され、駆動ブッシュ２５と自転防止機構との協働により、可動スクロール３を軸芯Ｏ周りで公転させる。これにより、吸入ポートから圧縮室２内に冷媒ガスが供給され、冷媒ガスは外周側の圧縮室２から順次圧縮されつつ中央の圧縮室２側に移動される。そして、冷媒ガスは、中央の圧縮室２において所定の圧力まで圧縮された後、吐出ポート１３ａから吐出室４１に吐出される。吐出室４１内の冷媒ガスは排出口７ａから分離室４２内に吐出され、潤滑油は連通孔７ｂを経て貯留室４３に導かれ、潤滑油を分離した冷媒ガスが吐出口４４ａから凝縮器に供給され、車室内の空調に利用される。

この圧縮機では、図２に示すように、固定基板１３の後面側に突設されたリブ３９ａが固定内端部１５ａの背面に位置しているため、固定内端部１５ａとリブ３９ａとが協働して固定スクロール１の固定基板１３を補強する。このため、従来の圧縮機におけるリブに比べ、固定基板１３をさほど厚くする必要がなく、軸方向の長さを短くすることができる。

したがって、この圧縮機によれば、図１に示すように、固定渦巻壁１５及び可動渦巻壁３１の巻き角度を維持しつつ、固定渦巻壁１５及び可動渦巻壁３１の歯丈を長くすることにより１公転当たりの吐出容量を拡大することが可能であるとともに、固定基板１３が軸方向で長くなることによる搭載性の悪化を防止することが可能である。

特に、この圧縮機では、図２に示すように、リブ３９ａが吐出ポート１３ａを囲包していない。このため、リブ３９ａによって吐出ポート１３ａが軸方向で長くなることがなく、小さなデッドボリュームによって冷媒ガスが再膨張する体積は減少する。このため、この圧縮では、性能を向上させることができる。

また、この圧縮機では、リブ３９ａが固定基板１３の外周まで延びている。このため、リブ３９ａが固定基板１３をより補強することができる。このため、固定基板１３をより薄くすることが可能となり、軸方向の長さがより短くなっている。

さらに、リブ３９ａは先端側がガスケット１１を介して補助リブ７ａによって支持されている。このため、リブ３９ａが補助リブ７ａと協働して固定基板１３をより補強することができる。このため、固定基板１３をより薄くすることが可能となり、軸方向の長さがより短くなっている。

また、この圧縮機では、リブ３９ａと補助リブ７ａとによって吐出室４１と貯油室４３とを隔離していることから、このリブ３９ａが吐出室４１と貯油室４３とを隔離する隔壁としても機能している。このため、この圧縮機では、隔離だけのための隔壁が不要となっている。

（実施例２）
実施例２の圧縮機では、図３に示すように、リブ３９ｂが固定基板１３に対し、島状に形成されており、リブ３９ｂの周囲には吐出室４１のみが形成されている。また、固定内端部１５ａの厚みと比較してリブ３９ｂの方がより肉厚となるように形成されている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、リブ３９ｂが固定基板１３の外周まで延びていないものの、肉厚に形成されていることから、固定基板１３を十分に補強することが可能となっている。他の作用効果は実施例１と同様である。

（実施例３）
実施例３の圧縮機では、図４に示すように、リブ３９ｃの一端側が固定内端部１５ａの形状に沿うように、略三日月状に形成されている。また、リブ３９ｃの他端側は、固定基板１３の外周まで延びており、リブ３９ｃの周囲には吐出室４１のみが形成されている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、リブ３９ｃの他端側が固定基板１３の外周側に延びていることから、固定基板１３を十分に補強することが可能となっている。また、リブ３９ｃの一端側が固定内端部１５ａの形状に沿うように形成されていることから、固定内端部１５ａと協働し易く、好適に固定基板１３を補強できると考えられる。他の作用効果は実施例１と同様である。

（実施例４）
実施例４の圧縮機では、図５に示すように、リブ３９ｄの中央部分が略三日月形状とされ、固定基板１３の外周に向かって延びる部分が略三日月形状部分をほぼ直線状に横断するように形成されている。また、この圧縮機では、吐出室４１と貯油室４３とがリブ３９ｄによって隔離されている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。この圧縮機においても、リブ３９ｄにより、固定基板１３を十分に補強することが可能となっている。他の作用効果は実施例１、３と同様である。

（実施例５）
実施例５の圧縮機では、実施例４の圧縮機におけるリブ３９ｄの形状を変形させている。図６に示すように、リブ３９ｅは、固定基板１３の外周に向かって延びる部分が略三日月形状部分の両端部分を通過するように形成されている。また、この圧縮機では、吐出室４１と貯油室４３とがリブ３９ｅによって隔離されている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。

この圧縮機では、リブ３９ｅにおいて、その略三日月形状の両端が固定基板１３の外周と繋がっていることから、リブ３９ｅにおける略三日月形状の両端に対する負担を軽減し、より好適に固定基板１３補強することができると考えられる。他の作用効果は実施例１、３と同様である。

（実施例６）
実施例６の圧縮機では、図７に示すように、リブ３９ｆの一端側について、固定内端部１５ａの先端を覆いつつ、固定基板１３の外周に向かって延びるように形成されている。また、リブ３９ｆの周囲には吐出室４１のみが形成されている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。この圧縮機においても、リブ３９ｆにより、固定基板１３を十分に補強することが可能となっている。他の作用効果は実施例１、３と同様である。

（実施例７）
実施例７の圧縮機では、実施例６の圧縮機におけるリブ３９ｆの形状を変形させている。図８に示すように、リブ３９ｇでは、略三日月形状部分がリブ３９ｇの中央部分とされており、さらに、固定基板１３の外周に向かって延びる部分が中央部分をほぼ直角状に横断するように形成されている。また、この圧縮機では、吐出室４１と貯油室４３とがリブ３９ｇによって隔離されている。他の構成は実施例１の圧縮機と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。この圧縮機においても、リブ３９ｇにより、固定基板１３を十分に補強しつつ、リブ３９ｇのみで圧縮室４１と貯油室４３とを隔離させることが可能となっている。他の作用効果は実施例１、３と同様である。

以上において、本発明を実施例１〜７に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜７に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、本発明のスクロール型圧縮機は、プーリや電磁クラッチによって駆動されるものでなく、内蔵するモータによって駆動されるものであってもよい。

実施例１〜７では固定内端部１５ａ及び可動内端部３１ａが壁厚を増した形状に形成されているが、本発明に係る固定内端部及び可動内端部は壁厚を厚くしない形状であってもよい。

本発明は車両用空調装置等に利用可能である。

１…固定スクロール
３…可動スクロール
２…圧縮室
１３…固定基板
１５ａ…固定内端部
１５ｂ…固定外端部
１５…固定渦巻壁
２９…可動基板
３３ａ…可動内端部
３３ｂ…可動外端部
３３…可動渦巻壁
３９ａ〜３９ｇ…リブ
７…リヤハウジング（ハウジング）
４１…吐出室
１３ａ…吐出ポート
４３…貯油室

Claims (6)

1. 固定スクロールと、該固定スクロールに対して公転軸周りで公転のみ可能に支持され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成する可動スクロールとを備え、
   前記固定スクロールは、固定基板と、該固定基板の一面側から該固定基板と直交する軸方向に延び、中央側の固定内端部から外周側の固定外端部まで渦巻状に延びる固定渦巻壁とを有し、
   前記可動スクロールは、該固定基板と対面する可動基板と、該可動基板の他面側から該軸方向に延び、中央側の可動内端部から外周側の可動外端部まで渦巻状に延び、該固定渦巻壁に噛み合わされる可動渦巻壁とを有するスクロール型圧縮機において、
   前記固定基板の他面側にはリブが突設され、
   前記リブは、前記固定渦巻壁を形成する渦巻の巻き始めの部分である前記固定内端部の背面に位置していることを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記リブは前記固定内端部の厚みと比較して肉厚である請求項１記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記固定スクロールの前記他面側にはハウジングが設けられ、該固定スクロールと該ハウジングとの間には吐出室が設けられ、前記固定基板には該圧縮室を該吐出室に連通させる吐出ポートが貫設され、
   前記リブは前記吐出ポートを囲包していない請求項１又は２記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記リブは前記固定基板の外周まで延びている請求項１乃至３のいずれか１項記載のスクロール型圧縮機。
5. 前記リブは先端側が前記ハウジングによって支持されている請求項３又は４記載のスクロール型圧縮機。
6. 前記固定スクロールと前記ハウジングとの間には貯油室が設けられ、
   前記リブは前記吐出室と該貯油室とを隔離している請求項５記載のスクロール型圧縮機。

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