JP6267441B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用空調装置の冷凍サイクル等に用いられるスクロール型圧縮機に関し、特にスクロールの渦巻壁の形状を改良したスクロール型圧縮機に関する。
スクロール型圧縮機は、図9に示されるように、端板及びこの端板から立設された渦巻壁10cを有する固定スクロール10と、この固定スクロール10に対向配置されて端板及びこの端板から立設された渦巻壁11cを有する旋回スクロール11とを備え、これら一対のスクロールをそれぞれの渦巻壁10c,11cを互いに組み合わせ、旋回スクロール11を自転が規制された状態で偏心軸を有する回転軸にて旋回(公転運動)させることにより、両スクロールの渦巻壁間に形成された圧縮室15を容積を減少させながら中心へ移動させて作動流体の圧縮を行うようにしている。
それぞれの渦巻壁10c、11cは、インボリュート曲線を描くように形成され、圧縮室15は、固定スクロールの渦巻壁10cの外側曲面と旋回スクロールの渦巻壁11cの内側曲面とが接することにより区画形成された第1の圧縮室と、固定スクロールの渦巻壁10cの内側曲面と旋回スクロールの渦巻壁11cの外側曲面とが接することにより区画形成された第2の圧縮室とを備えている。
このようなスクロール型圧縮機においては、後述する図4に示されるように、旋回スクロール11の旋回に伴う遠心力等によって渦巻壁同士が接触し、渦巻壁10c、11cの接触部位に、この遠心力等による力が接触面に対して直交する方向に作用する。渦巻壁と端板とは一体となって連接しているので、旋回スクロール11が、渦巻壁の巻き終わり部102,112(圧縮室15を形成するための壁面の終端であり、圧縮に寄与する接点の終了点、即ち、圧縮室15の閉じこみを開始する位置)でない箇所同士が接触する旋回角位置にあるときは、渦巻壁の接触部位に作用する接触荷重は、その接触部位近傍の両側に延在する渦巻壁10c、11cと端板10a,11aとの連接部分(連接部10b、11b)を介して端板10a,11aに伝えられ支持される。
これに対して、旋回スクロール11が、スクロールの渦巻壁の巻き終わり部102,112が相手側のスクロールの渦巻壁に接触する旋回角位置にあるときには、渦巻壁の接触部位に作用する接触荷重は、その接触箇所に対して、片側に延在する渦巻壁と端板との連接部分のみを介して端板に伝えられ支持されることとなる。このため、渦巻壁と端板との連接部分に発生する接触部位近傍のせん断応力は、巻き終わり部でない箇所が接触している時に比して2倍ほどとなり、巻き終わり部近傍の連接部の強度を十分に確保しないと渦巻壁が破損する恐れがある。
この点、スクロールの渦巻壁の巻き終わり部の強度改善に関する従来技術として、特許文献1においては、スクロールの渦巻壁の巻き終り端部に、高さを漸次小さくする傾斜面や階段面を延設し、遠心力による応力集中を分散させることが提案されている。また、特許文献2には、旋回スクロールの渦巻壁の外壁と内壁を巻き終り部までインボリュート曲線に沿って形成すると共に巻き終り部の上面を他の部分よりも相対的に低く設定して流体の圧縮に寄与しない部分を設け、この部分に接点を設けることで、全てのクランク角で複数の接点を存在させて押接力を分散させ、摩耗や焼き付きの発生を抑えるようにした構成も開示されている。
特開平3−264789号公報 特開2009−174407号公報
しかしながら、前者の構成は、渦巻壁の巻き終わり部に傾斜面や階段面を設けることによって巻き終わり端部に作用する遠心力を低減するものであって、渦巻壁の巻き終わり部が相手側の渦巻壁に接触する際のせん断応力を低減するものでないため、渦巻き壁の巻き終わり部が相手側のスクロールの渦巻壁と接触する旋回角にあるときには、この傾斜面や階段面を設けた巻き終わり部にも上述したせん断応力が発生し、従来と同様の不都合が懸念されるものである。また、後者の構成においても、巻終わり部において高さを低くした圧縮に寄与しない端部を設けるものの、その部分に接点が設けられているため、巻き終り部分に掛かるせん断応力が低減されるわけではなく、上述した巻き終わり部に作用する接触荷重により、同様の不都合が懸念される。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、スクロールの渦巻壁の巻き終り部における破損を防止することが可能なスクロール型圧縮機を提供することを主たる課題としている。
上記課題を達成するために、本発明に係るスクロール型圧縮機は、端板及びこの端板から立設された渦巻壁を有する固定スクロールと、この固定スクロールに対向配置され、端板及びこの端板から立設された渦巻壁を有する旋回スクロールと、前記旋回スクロールに回転動力を伝達する駆動軸とを備え、記旋回スクロールの公転運動により、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとによって形成される圧縮室を容積を減少させながら中心側に移動させることで被圧縮流体を圧縮させるものであって、前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの少なくとも一方の渦巻壁に、前記圧縮室を形成するための壁面の終端となる巻き終わり部から、相手側の渦巻壁と接触しない延長部を延設し、前記延長部は、その内側壁面のみをこれと対峙する前記相手側の渦巻壁から退避させることで前記相手側の渦巻壁との非接触状態が形成されると共に、前記端板からの高さが前記渦巻壁の高さよりも低く設定され、前記圧縮室に被圧縮流体を導入する吸入ポートは、前記固定スクロールの周壁であって、前記旋回スクロールが閉じ込みを開始する位置にあるときの前記延長部に対して前記固定スクロールの径方向で対峙する部位に設けられていることを特徴としている。
したがって、少なくともいずれか一方のスクロールの渦巻壁に、巻き終わり部から相手側の渦巻壁と接触しない延長部が設けられているので、一方の渦巻き壁の巻き終わり部が他方の渦巻壁に接触することにより接触荷重が一方の渦巻壁を径方向外側に押圧するように巻き終わり部に作用しても、接触部位近傍の片側に延在する巻き終わり部と端板との連接部分のみならず、延長部と端板との連接部分によってもせん断荷重を支持することが可能となり、以ってせん断応力を低減することが可能となる。
ここで、前記延長部は、その内側壁面のみをこれと対峙する前記相手側の渦巻壁から退避させることで前記相手側の渦巻壁との非接触状態を形成するようにしているので、相手側の渦巻壁の厚みを薄くする必要がなくなり、相手側の渦巻壁の強度を確保することが可能となる。
なお、前記延長部は、これと対峙する前記相手側の渦巻壁の外側壁面を退避させることで前記相手側の渦巻壁との非接触状態を形成するようにしてもよい。このような構成とすることで、延長部の厚みを薄くする必要がなくなり、延長部の強度を確保することが可能となる。
また、延長部は、圧縮室を形成するための壁面の終端となる巻き終わり部から延設されているので、圧縮に寄与する部分ではない。そこで、圧縮に寄与しない不要な延長部の高さを前記渦巻壁の高さよりも低く設定することで、巻終わり部の端板との接合面積を確保してせん断応力を低減しつつ、スクロールの重量を必要最小限度に抑えることが可能となる。
このような延長部の端板からの高さを渦巻壁の高さよりも低く設定する態様としては、巻き終わり部から延長部への移行部分を、徐々に高さが低くなるように形成してもよい。
このような構成においては、延長部の巻き終わり部近傍において高さを高くすることで、渦巻壁の加工時に切削抵抗により外側へ倒れようとする渦巻壁を支えて変形を防ぐことができ、また、巻き終わり部から遠い箇所において高さを低くすることで、端板との接触面積を確保しつつ巻き終わり部の切削抵抗による渦巻壁の倒れ防止の寄与度が少ない部分を小さくしてスクロールの重量の増加を抑えることが可能となる。
尚、圧縮室に被圧縮流体を導入する吸入ポートは、前記固定スクロールの周壁であって、前記旋回スクロールが閉じ込みを開始する位置にあるときの前記延長部に対して固定スクロールの径方向で対峙する部位に設けられているが、延長部の高さが低くなっているので、被圧縮流体の吸入抵抗の増大を避けることが可能となる。
以上述べたように、本発明によれば、固定スクロール及び旋回スクロールの少なくとも一方の渦巻壁に、圧縮室を形成するための壁面の終端となる巻き終わり部から、相手側の渦巻壁と接触しない延長部を延設するようにしたので、巻き終わり部においてもせん断荷重を支える端板との連接面積を大きくすることが可能となる。このため、スクロールの渦巻壁の巻き終わり部が相手側のスクロールの渦巻壁と接触して渦巻壁を径方向に押す接触荷重が渦巻壁に作用した場合でも、巻終わり部近傍の連接部でのせん断応力を低減することが可能となり、巻き終り部近傍の渦巻壁の破損を防止することが可能となる。
延長部を非接触状態に形成する態様として、延長部の内側壁面のみをこれと対峙する相手側の渦巻壁から退避させることで非接触状態を形成することで、相手側の渦巻壁の厚みを薄くする必要がなくなるので、相手側の渦巻壁の強度を確保することが可能となる。
また、延長部の端板からの高さを渦巻壁の高さよりも低く設定する構成を採用することで、巻終わり部の端板との接合面積を確保してせん断応力を低減しつつ、スクロールの重量を必要最小限度に抑えることが可能となる。しかも、圧縮室に被圧縮流体を導入する吸入ポートは、固定スクロールの周壁であって、旋回スクロールが閉じ込みを開始する位置にあるときの延長部に対して固定スクロールの径方向で対峙する部位に設けられているが、延長部は端板からの高さが渦巻壁の高さよりも低く設定されているので、被圧縮流体の吸入抵抗の増大を避けることが可能となる。
特に、巻き終わり部から延長部への移行部分を徐々に高さが低くなる構成とすることで、渦巻壁の加工時に切削抵抗により外側に倒れようとする渦巻壁を支えて変形を防ぐことができ、また、渦巻壁の倒れ防止効果寄与度が少ない延長部の部分の高さを低くすることでスクロールに重量の増加を抑えることが可能となる。
図1は、本発明に係るスクロール型圧縮機の全体構成例を示す断面図である。 図2(a)は、本発明に係るスクロール型圧縮機で用いられる固定スクロールを示す斜視図であり、図2(b)は、本発明に係るスクロール型圧縮機で用いられる旋回スクロールを示す斜視図である。 図3(a)は、本発明に係るスクロール型圧縮機で用いられる固定スクロールを渦巻壁側から見た図であり(旋回スクロールの渦巻壁を仮想線で示す)、図2(b)は、本発明に係るスクロール型圧縮機で用いられる旋回スクロールを端板側から見た図である(旋回スクロールの渦巻壁を破線で示す)。 図4は、固定スクロールと旋回スクロールとの関係を示した説明図である。 図5は、旋回スクロールの巻き終わり部付近を示す斜視図である。 図6は、旋回スクロールに設けられた延長部の内側壁面をこれと対峙する固定スクロールの渦巻壁から退避させた構成例を示す図である。 図7は、旋回スクロールの巻き終わり部付近での端板と渦巻壁及び延長部との連接部分を示す拡大斜視図である。 図8は、旋回スクロールに設けられた延長部と対峙する固定スクロールの渦巻壁の外側壁面を退避させた構成例を示す図である。 図9(a)は、従来の固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた状態を示す図であり(旋回スクロールの渦巻壁を仮想線で示す)、図9(b)は、旋回スクロールの巻き終わり部付近を示す拡大平面図である。
以下、本発明に係るスクロール型圧縮機として、圧縮機構と電動機とが一体化した電動圧縮機を用いた場合の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
図1において、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに適した電動圧縮機1が示されている。この電動圧縮機1は、アルミ合金で構成されたハウジング2内に、図中右側において電動機3を配設し、また、図中左方において電動機により駆動される圧縮機構4を配設している。尚、図1において、図中右側を電動圧縮機の前方、図中左側を電動圧縮機の後方としている。
ハウジング2には、その内側中程に固定されたブロック部材(軸支部材)5と前壁部2aとにベアリング6,7を介して回転可能に支持された駆動軸8が設けられている。
ハウジング2内のブロック部材5より前方側の部分には、電動機3を収容するモータ収容空間31が形成され、ここに電動機3を構成するステータ33が収容されている。このステータ33は、円筒状をなす鉄心34とこれに巻回されたコイル35とで構成され、ハウジング2の内面に固定されている。前記駆動軸8には、ステータ33の内側において回転可能に収容されたマグネットからなるロータ36が固装され、このロータ36がステータ33によって形成される回転磁力によって回転するようになっている。
圧縮機構4は、固定スクロール10とこれに対向配置された旋回スクロール11とを有するスクロールタイプのもので、固定スクロール10は、図2(a)、図3(a)、図4にも示されるように、ハウジング2の後部内側において固定された円板状の端板10aと、この端板10aの外縁に沿って全周に亘って設けられると共に前方に向かって立設された円筒状の外周壁10dと、その外周壁10dの内側において前記端板10aから前方に向かって連接部10bを介して立設された渦巻状の渦巻壁10cとから構成されている。
また、旋回スクロール11は、図2(b),図3(b)、図4にも示されるように、円板状の端板11aと、この端板11aから後方に向かって連接部11bを介して立設された渦巻状の渦巻壁11cとから構成され、端板11aの背面に形成されたボス部11dに、駆動軸8の後端部に設けられると共に駆動軸8の軸心に対して偏心する偏心軸8aがブッシュ12及びベアリング13を介して連結され、駆動軸8の軸心を中心として公転運動可能に支持されている。
固定スクロール10と旋回スクロール11とは、それぞれの渦巻壁10c、11cをもって互いに噛み合わされ、それぞれの渦巻壁10c、11cの立設方向の先端が相手側のスクロールの端板10a,11aの内面に微小クリアランスを隔てて対向している。したがって、固定スクロール10の端板10a及び渦巻壁10cと、旋回スクロール11の端板11a及び渦巻壁11cとによって囲まれた空間に圧縮室15が画成されている。
また、固定スクロール10の外周壁10dとブロック部材5との間には、薄板状の環状のスラストレース16が挟持され、固定スクロール10とブロック部材5とは、このスラストレース16を介して突き合わされている。
このスラストレース16は、耐摩耗性に優れる素材で形成されているもので、ブロック部材5の端面の外縁形状に合わせた外縁形状を有する大きさに形成され、中央には、旋回スクロール11の前記ボス部11dが貫挿する孔が形成されている。そして、固定スクロール10、スラストレース16、及びブロック部材5は、位置決めピン9により、位置決めされて固定されている。
ブロック部材5は、内面が圧縮機構4へ向かうにつれて段階的に径が大きく形成された筒状に形成されているもので、スラストレース16から最も離れた前方側から、ブロック部材5と駆動軸8との間をシールするシール部材21を収容するシール収容部22、前記ベアリング6が収容されるベアリング収容部23、前記ブッシュ12と一体をなして駆動軸8の回転に伴って回転するバランスウエイト19を収容するウエイト収容部24、ブロック部材5の端面と旋回スクロール11の端板11aとの間に配設された自転防止機構としてのオルダムリング18を収容するオルダム収容部25が形成されている。
したがって、旋回スクロール11は、駆動軸8の回転に伴って自転力が発生するが、オルダムリング18により自転が規制されつつ駆動軸8の軸心に対して公転運動するようになっている。
ところで、前述した固定スクロール10の外周壁10dには、後述する吸入口40から導入された冷媒をモータ収容空間31を介して吸入する吸入ポート26が形成され、また、ハウジング内の固定スクロール10の背後には、圧縮室15で圧縮された冷媒ガスが固定スクロール10の略中央に形成された吐出孔27を介して吐出される吐出室28がハウジング2の後側壁2bとの間に画成されている。吐出室28に吐出された冷媒ガスは、ここで、ガス中のオイルがある程度分離され、図示しない吐出口から外部冷媒回路へ圧送される。また、分離されたオイルやオイル混じりの冷媒は、吐出室28の下方に設けられた溜り室32にも溜められるようになっている。
そして、モータ収容空間31に臨むハウジング2の側面には、冷媒ガスを吸入する吸入口40が形成され、ステータ33とハウジング2との間の隙間や、ブロック部材5とハウジング2との間の図示しない通路、及び固定スクロール10とハウジング2との間に形成される隙間を介して、吸入口40からモータ収容空間31に流入した冷媒を前記吸入ポート26に導くようにしている。
尚、50は、ハウジング2の上部に形成されて電動機3の給電制御をおこなう図示しないインバータ駆動回路を収容するインバータ収容室であり、インバータ駆動回路と前記ステータ33とを図示しない中継ターミナルを介して電気的に接続し、インバータ駆動回路から電動機3に対して給電するようにしている。
したがって、電動機3が回転して駆動軸8が回転すると、圧縮機構4において、旋回スクロール11が偏心軸8aを中心として回転するので、旋回スクロール11は、固定スクロール10の軸心の周りを公転する。この際、旋回スクロール11は、オルダムリング18からなる自転阻止機構によって自転が阻止されているので、公転運動のみが許容されることとなる。
この旋回スクロール11の公転運動により、圧縮室15は両スクロールの渦巻壁10c、11cの外周側から中心側へ容積を徐々に小さくしつつ移動するので、吸入ポート26から圧縮室15に吸入された冷媒ガスは圧縮され、この圧縮された冷媒ガスは固定スクロール10の端板10aに形成された吐出孔27を介して吐出室28に吐出する。そして、図示しない吐出口を介して外部冷媒回路へ送出される。
このような電動圧縮機1において、固定スクロール10の渦巻壁10cと旋回スクロール11の渦巻壁11cとは、圧縮室15を形成するための圧縮形成部101,111と、圧縮室15を形成するための壁面の終端となる巻き終わり部102,112とを備え、旋回スクロール11の渦巻壁11cにあっては、図5にも示されるように、さらに、巻き終わり部112から延設された延長部113が設けられている。
それぞれのスクロールの渦巻壁10c,11cの圧縮形成部101,111は、各スクロールの中心部分に位置する巻始めの部分から巻き終わり部102,112にかけてインボリュート曲線に沿った曲面に形成されている。巻き終わり部102,112は、このような渦巻壁10c、11cの最も外側で相手側の渦巻壁と接触する部位(圧縮に寄与する接点の終了点)であり、圧縮室15の閉じ込みが開始される位置である。
旋回スクロール11に形成された延長部113は、固定スクロール10の渦巻壁10cと接触しないように延設されているもので、インボリュート曲線に沿って形成されるものでも、インボリュート曲線に沿わずに形成されるものでもよく、この例においては、図6に詳述されるように、延長部113の内側壁面をこれと対峙する固定スクロール10の渦巻壁10cから退避させることで、延長部113と固定スクロール10の渦巻壁10cとを非接触にしている。
また、この延長部113は、端板11aからの高さが渦巻壁11cの高さよりも低く設定されており、この例においては、巻き終わり部112から延長部113への移行部分が、徐々に端板からの高さが低くなるように形成されている。
この延長部113は、固定スクロール10の周壁に設けられた吸入ポート26と対峙する部位に設けられ、吸入ポート26を介して導入された被圧縮流体は、この延長部113の周囲を回り込んで圧縮室15に導入されるようになっている。
以上の構成において、旋回スクロール11が、固定スクロール10の軸心の周りを公転し、巻き終わり部112が固定スクロール10の渦巻壁10cに当接すると被圧縮流体が圧縮室15に閉じ込められ、この閉じ込められた被圧縮流体の圧縮が開始されるが、この巻き終わり部112が固定スクロール10の渦巻壁10cに接触して、巻き終わり部112に径方向外側に接触荷重が作用しても、旋回スクロール11の渦巻壁11cには、巻き終わり部112から固定スクロール10の渦巻壁10cと接触しない延長部113が設けられているので、図7に示されるように、圧縮形成部111に延在する渦巻壁11cを端板11aに連接する連接部111bのみならず、延長部113を端板11aに連接する連接部113bによっても、渦巻壁11cを端板11aからせん断するように作用する接触荷重を受けることになる。このため、巻き終わり部112近傍においてこのせん断荷重を支える面積が十分確保され、巻き終わり部112近傍でのせん断応力を低減でき、巻き終わり部112の渦巻壁の破損を防ぐことが可能となる。
また、上述の構成においては、延長部113の内側壁面をこれと対峙する固定スクロール10の渦巻壁10cから退避させることで固定スクロール10の渦巻壁10cとの非接触状態が形成されているので、固定スクロール10の渦巻壁10cの厚みを薄くする必要がなくなり、固定スクロール10の渦巻壁10cの強度を確保することが可能となる。
しかも、延長部113は、巻き終わり部112からの移行部分が、徐々に端板11aからの高さが低くなるように形成されているので、加工時に切削抵抗により外側へ倒れようとする渦巻壁11cを支えて変形を防ぐことができ、また、端板11aとの接触面積を確保しつつ旋回スクロール11の重量の増加を抑えることが可能となる。
スクロールの渦巻壁をエンドミルにより加工する際に、工具がその渦巻壁の加工箇所を加工しているときは、その加工箇所は切削抵抗により工具に押しつけられているので工具に沿うように端板から垂直となっているが、工具が通過した後は、切削抵抗から解放された渦巻壁自体の弾性により、渦巻壁が内側に向けて傾くという事象(いわゆるスプリングバック)が発生する。この事象は、巻き終わり部以外の箇所の加工においては、加工箇所の両側が渦巻壁111で支えられるため、無視できる程度に小さいものとなるが、従来構造の渦巻壁の巻き終わり部112の加工においては、巻き終わり部の片側にしか渦巻壁111が存在しないため、加工時の切削抵抗により渦巻壁が径方向の外側に変形し、加工後は渦巻壁自身の弾性により内側に傾きがちとなり、その箇所において渦巻壁同士が接触すると巻き終わり部が破損する不都合が懸念される。
そこで、延長部の端板からの高さを巻き終わり部から徐々に低くすることで、巻き終わり近傍においては、延長部の高さを確保して加工時に切削抵抗により外側に倒れようとする渦巻壁を支えて変形を防ぐことが可能となり、また、巻き終わり部から遠い箇所においては、巻き終わり部の切削抵抗による傾きを防止する効果の寄与度は少なくなるので、高い必要のない延長部の高さを低く設定してスクロールの重量の増加を回避することが可能となる。
しかも、延長部の端板からの高さを巻き終わり部から徐々に低くしているので、圧縮室15に被圧縮流体を導入する吸入ポート26が延長部113と対峙する固定スクロール10の外周壁10dに設けられる場合にも、被圧縮流体の吸入抵抗の増大を避けることが可能となり、延長部113を設けたことによる不都合はない
なお、上述の構成においては、延長部113の内側壁面をこれと対峙する固定スクロール10の渦巻壁10cから退避させることで非接触状態を形成する例を示したが、図8に示されるように、延長部113と対峙する固定スクロール10の渦巻壁10cの外側壁面を退避させることで非接触状態を形成するようにしてもよい。
このような構成とすることで、延長部113の厚みを薄くする必要がなくなり、延長部113の強度を確保することが可能となる。
また、上述の構成においては、旋回スクロール11の渦巻壁11cにその巻き終わり部112から延長部113を形成した構成例を示したが、この構成に代えて、又は、この構成と共に固定スクロール10の渦巻壁10cの巻き終わり部102に同様に延長部を形成するようにしてしてもよい。
さらに、上述の例では、スクロール型の電動圧縮機に採用した例を示したが、外部から駆動力が伝達されるスクロール型圧縮機に同様の構成を採用してもよい。
1 電動圧縮機
8 駆動軸
10 固定スクロール
10a 端板
10c 渦巻壁
11 旋回スクロール
11a 端板
11c 渦巻壁
15 圧縮室
26 吸入ポート
101,111 圧縮形成部
102、112 巻き終わり部
113 延長部

Claims (2)

  1. 端板及びこの端板から立設された渦巻壁を有する固定スクロールと、この固定スクロールに対向配置され、端板及びこの端板から立設された渦巻壁を有する旋回スクロールと、前記旋回スクロールに回転動力を伝達する駆動軸とを備え、前記旋回スクロールの公転運動により、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとによって形成される圧縮室を容積を減少させながら中心側に移動させることで被圧縮流体を圧縮させるスクロール型圧縮機において、
    前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの少なくとも一方の渦巻壁に、前記圧縮室を形成するための壁面の終端となる巻き終わり部から、相手側の渦巻壁と接触しない延長部を延設し、
    前記延長部は、その内側壁面のみをこれと対峙する前記相手側の渦巻壁から退避させることで前記相手側の渦巻壁との非接触状態が形成されると共に、前記端板からの高さが前記渦巻壁の高さよりも低く設定され
    前記圧縮室に被圧縮流体を導入する吸入ポートは、前記固定スクロールの周壁であって、前記旋回スクロールが閉じ込みを開始する位置にあるときの前記延長部に対して前記固定スクロールの径方向で対峙する部位に設けられていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
  2. 前記巻き終わり部から前記延長部への移行部分は、徐々に高さが低くなることを特徴とする請求項1記載のスクロール型圧縮機。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102489482B1 (ko) 2016-04-26 2023-01-17 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR102487906B1 (ko) * 2016-04-26 2023-01-12 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
JP6947106B2 (ja) 2018-03-30 2021-10-13 株式会社豊田自動織機 スクロール型圧縮機
JP6956131B2 (ja) 2019-03-28 2021-10-27 株式会社豊田自動織機 スクロール型圧縮機
JP7191246B2 (ja) 2019-11-07 2022-12-16 三菱電機株式会社 スクロール圧縮機および冷凍サイクル装置
JP2022149824A (ja) 2021-03-25 2022-10-07 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59142482U (ja) * 1983-03-15 1984-09-22 サンデン株式会社 スクロ−ル型流体装置
US4927341A (en) 1987-11-23 1990-05-22 Copeland Corporation Scroll machine with relieved flank surface
ES2034944T3 (es) * 1987-11-23 1993-10-01 Copeland Corporation Maquina helicoidal.
JP2616111B2 (ja) * 1990-03-12 1997-06-04 ダイキン工業株式会社 スクロール型流体装置
JP3105729B2 (ja) * 1994-02-04 2000-11-06 三菱重工業株式会社 スクロール型圧縮機
JPH0861268A (ja) * 1994-08-25 1996-03-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール型圧縮機
CN1082146C (zh) * 1995-08-31 2002-04-03 三菱重工业株式会社 涡旋型流体机械
JP3539189B2 (ja) * 1998-03-10 2004-07-07 株式会社日立製作所 スクロール流体機械
JP2000249085A (ja) * 1999-03-01 2000-09-12 Sanyo Electric Co Ltd スクロール圧縮機
JP2001020878A (ja) * 1999-07-06 2001-01-23 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
JP2001173584A (ja) * 1999-09-01 2001-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機
JP4191339B2 (ja) * 1999-10-26 2008-12-03 三菱重工業株式会社 スクロール型流体機械
US20090185927A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Bitzer Scroll Inc. Key Coupling and Scroll Compressor Incorporating Same
JP5034975B2 (ja) * 2008-01-24 2012-09-26 パナソニック株式会社 スクロール圧縮機
CN201428596Y (zh) * 2009-04-10 2010-03-24 川北科技(北京)有限公司 涡旋干式真空泵
JP5428522B2 (ja) * 2009-05-22 2014-02-26 パナソニック株式会社 スクロール圧縮機
KR101059880B1 (ko) * 2011-03-09 2011-08-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

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