JPH04111589U - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】各始端領域の強度を十分に確保しつつ圧縮した
流体の吐出抵抗を有効に低減し、かつ圧縮効率の低下を
防止する。 【構成】固定及び可動渦巻体１３、１５の各々始端領域
１３１、１５１に最終圧縮段階で密合する直線部１３
ａ、１５ａを形成して厚肉化し、吐出口１６を固定渦巻
体１３の直線部１３ａと隣接する長縁１６ａをもって所
要の断面積を確保する長穴状に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スクロール型圧縮機（以下、単に圧縮機という。）に関し、詳しく は固定スクロールにおける固定側板の吐出口並びに固定渦巻体及び可動スクロー ルにおける可動渦巻体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の圧縮機が特開昭５９−６００９３号公報、特開昭５９−２１８３８０号 公報に開示されている。例えば、特開昭５９−２１８３８０号公報開示の圧縮機 は、図７に示すように、ハウジング９０内に固定された固定スクロール９１と、 ハウジング９０内で公転自在に支承された可動スクロール９２とを有するもので ある。固定スクロール９１は、固定側板９１１と、この固定側板９１１の一面に 一体的に形成され、内外壁がインボリュート曲線等によって形成された固定渦巻 体９１２とからなる。可動スクロール９２は、可動側板９２１と、この可動側板 ９２１の一面に一体的に形成され、内外壁がインボリュート曲線等によって形成 され、かつ固定渦巻体９１２と互いに１８０°位相をずらして噛合する可動渦巻 体９２２とからなる。

【０００３】 この圧縮機では、駆動軸９５がステータ９３によりロータ９４を介して回転さ れ、この駆動軸９５の回転が偏心部９５ａ及び自転防止機構９６により可動スク ロール９２の公転運動とされ、これにより固定スクロール９１と可動スクロール ９２とで形成される圧縮室９７が順次容積を縮小させながら中心方向へ移動され る。そして、図８に示すように、最終圧縮段階の圧縮室９７１内の流体が固定側 板９１１（図７参照）の中央の吐出口９８から吐出室９９へ吐出され、次のサイ クルの圧縮室９７２内の流体も順次吐出される。ここで、この圧縮機では、可動 渦巻体９２２の始端領域９２２ａの先端に図９に示すように切欠け９２２ｂを設 け、最終圧縮段階にある圧縮室９７１内の流体が吐出口９８から吐出室９９内に 流出する際の抵抗を軽減せんとしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、同型圧縮機にあっては、固定及び可動渦巻体の先端面は圧縮室を形成 すべく相手方の側板に押圧される摺動面であり、それらの始端領域は最終圧縮段 階に位置し、最も高圧雰囲気にされされる箇所でもある。したがって、図９の従 来技術に示されるように可動両渦巻体９２２の先端面でしかもその始端領域９２ ２ａに切欠け９２２ｂを設けるということは、その強度が著しく低下することと なり、上記高圧力及び摺動による同部位の破損の危険性が増大し、信頼性に欠け るという問題点がある。まして、高圧縮比、高速回転領域での運転が要求される 車両用圧縮機への適用は信頼性の面からして極めて困難となる。

【０００５】 また、同型圧縮機にあっては、可動スクロールの公転によって可動渦巻体の始 端領域は次第に吐出口と吐出室との連通面積を縮小するように移動するため、図 ８の従来技術に示されるように吐出口９８が円形状に貫設された圧縮機では、あ たかも円上を変更移動する１本の曲線によって分割され次第に面積が縮小される 三日月形状の部分で流体を吐出することとなり、吐出終了間際には、吐出口９８ と吐出室９９との連通面積が極めて小さくなる。このため、従来のものにあって は、例え切欠け９２２ｂを設けたとしても、最も重要である吐出終了間際には小 さな連通面積を介して流体が吐出されることとなり、吐出抵抗の低減が十分でな い。

【０００６】 さらに、同型圧縮機にあっては、最終圧縮段階において、すでに吐出を終わっ ているはずの前サイクルの圧縮室が次サイクルの圧縮室と連通し、次サイクルの 圧縮室が吐出口と連通することにより次サイクルの圧縮室が吐出を開始する。こ の際、前サイクルの圧縮室が吐出を完全に終了する時期と、次サイクルの圧縮室 が前サイクルの圧縮室と連通する時期とにタイムラグがあれば、前サイクルの圧 縮室内において吐出室に排出されずに残留した圧縮ガスが次サイクルの圧縮室内 にて再膨張してしまい、最終圧縮段階での閉じ込め容積が増大するため、圧縮効 率が低下する。この点、従来のものにあっては、円形状の吐出口９８により流体 が高い吐出抵抗で吐出されることにより、よりタイムラグを生じやすく、仮に切 欠け９２２ｂを設けたとしても、その切欠け９２２ｂに圧縮ガスが残留しやすく 、残留した圧縮ガスが次サイクルの圧縮室９７２内にて再膨張してなおさら圧縮 効率が低下しやすい。

【０００７】 本考案の圧縮機は、各始端領域の強度を十分に確保しつつ圧縮した流体の吐出 抵抗を有効に低減し、かつ圧縮効率の低下を防止することを解決すべき課題とす る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の圧縮機は、上記課題を解決するため、前記固定渦巻体及び前記可動渦 巻体の各々始端領域を最終圧縮段階で密合する直線部を形成して厚肉化し、前記 吐出口を該固定渦巻体の直線部と隣接する長縁をもって所要の断面積を確保する 長穴状に形成するという新規な手段を採用している。

【０００９】 可動渦巻体の直線部には、長穴状の吐出口の長縁と整合する面取りを施すこと が好ましい。

【００１０】

【作用】

本考案の圧縮機では、固定及び可動渦巻体の各々始端領域を直線部で厚肉化し ており、両渦巻体が相手方の側板に押圧されて摺動し、それらの始端領域が最終 圧縮段階で高圧雰囲気にされされても、十分に強度を確保している。 また、この圧縮機では、各直線部が最終圧縮段階で密合し、固定渦巻体の直線 部と隣接する長縁をもって所要の断面積を確保する長穴状に吐出口が形成されて いるため、あたかも例えば楕円上を長軸に平行に移動する１本の直線によって分 割され次第に面積が縮小される長尺状の部分で流体を吐出することとなり、吐出 終了間際にも吐出口と吐出室との連通面積が大きい。このため、最終圧縮段階の 圧縮室内の流体が圧縮室から大きな連通面積を経て滑らかに吐出口に導かれて吐 出抵抗が低減されている。そして、この吐出抵抗の低減は始端領域の負荷を低減 させることができる。

【００１１】 さらに、この圧縮機では、長穴状の吐出口から最終圧縮段階にある流体を低い 吐出抵抗で確実に吐出室に吐出した後、次サイクルの圧縮室が前サイクルの圧縮 室と連通する。このため、この圧縮機では、前サイクルの圧縮室が吐出を完全に 終了する時期と、次サイクルの圧縮室が前サイクルの圧縮室と連通する時期とに タイムラグが生じにくく、前サイクルの圧縮室に流体が残留しにくいことから流 体の再膨張が防止される。

【００１２】 この圧縮機において、可動渦巻体の直線部に長穴状の吐出口の長縁と整合する 面取りを施した場合には、直線部により十分に強度が確保されているので、面取 りにより強度を損なうことはない。また、この場合、最終圧縮段階の圧縮室内の 流体は面取りを介してより低い吐出抵抗で吐出室へ吐出される。さらに、この場 合、最終圧縮段階にある流体を面取りにより一層確実に吐出しやすく、流体の再 膨張をより一層防止することができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。 この圧縮機は、図１に示すように、ハウジング１に固定スクロール２が固定さ れ、この固定スクロール２にはハウジング１、９内に配設された可動スクロール ３が噛合することにより圧縮室５が形成されている。ハウジング１、９内には軸 封装置等を介して駆動軸４が支承されており、この駆動軸４の内端には偏心ピン １０が偏心して植設されている。この偏心ピン１０の主軸受側にはカウンタウェ イト１１が固定され、偏心ピン１０の他端側には自転防止機構８との協働により 軸受を介して該可動スクロール３を公転のみ可能に支承する駆動ブッシュ７が嵌 合されている。

【００１４】 固定スクロール２は、固定側板１２と、この固定側板１２の一面に一体的に形 成された固定渦巻体１３とからなる。固定渦巻体１３は、図２に示すように、始 端領域１３１を除いて内外壁が所定の基礎円により形成されるインボリュート曲 線Ｉ_in、Ｉ_out により形成され、始端領域１３１が半径ｒの円弧Ｓ₁ と半径Ｒ（ ｒ＋公転半径）の円弧Ｓ₂ とこれら円弧Ｓ₁ 、Ｓ₂ の共通接線Ｓ₃ とにより形成 されている。共通接線Ｓ₃ が固定側板１２（図１参照）から固定渦巻体１３の突 出方向に延びて形成する平面が図６に示す直線部１３ａである。固定側板１２に は、図２に示すように、従来の円形状の吐出口と同一の断面積を確保する楕円状 の吐出口１６が貫設されている。この吐出口１６は、固定渦巻体１３の始端領域 １３１における円弧Ｓ₁ と共通接線Ｓ₃ との境界近傍から延び共通接線Ｓ₃ と隣 接する長縁１６ａをもつ。こうして、始端領域１３１は直線部１３ａを有して厚 肉化されている。このため、固定渦巻体１３の始端領域１３１は、両渦巻体１３ 、１５が相手方の側板１４、１２に押圧されて摺動し、それらの始端領域１３１ 、１５１が最終圧縮段階で高圧雰囲気にされされても、十分に強度を確保してい る。

【００１５】 可動スクロール３は、図１に示すように、可動側板１４と、この可動側板１４ の一面に一体的に形成された可動渦巻体１５とからなる。可動渦巻体１５は、図 ２に示すように、始端領域１５１を除いて内外壁が所定の基礎円により形成され るインボリュート曲線Ｉ_in、Ｉ_out により形成され、始端領域１５１が半径ｒの 円弧Ｆ₁ と半径Ｒ（ｒ＋公転半径）の円弧Ｆ₂ とこれら円弧Ｆ₁ 、Ｆ₂ の共通接 線Ｆ₃ とにより形成されている。共通接線Ｆ₃ が可動側板１４（図１参照）から 可動渦巻体１５の突出方向に延びて形成する平面が図５及び図６に示す直線部１ ５ａである。この直線部１５ａの先端には、図２にも示すように、吐出口１６の 長縁１６ａと略等しい長さに面取り１５ｂが施されている。また、始端領域１５ １も直線部１５ａを有して厚肉化されており、これにより最終圧縮段階には面取 り１５ｂを除いて始端領域１５１で吐出口１６を隠蔽可能になされている。この ため、可動渦巻体１５の始端領域１５１も十分に強度を確保している。そして、 始端領域１５１は直線部１５ａにより十分に強度が確保されているので、面取り １５ｂにより強度が損なわれることはない。

【００１６】 この圧縮機では、図１に示す駆動軸４が図示しない電磁クラッチを介して回転 され、この駆動軸４の回転が偏心ピン１０を介して駆動ブッシュ７及び自転防止 機構８により可動スクロール３の公転運動とされる。これにより、可動渦巻体１ ５は例えば図２に示す状態において公転中心（図示せず）を中心として単一の最 終圧縮段階にある圧縮室５１の容積を縮小し、吐出口１６から冷媒ガスを吐出室 ６（図１参照）へ吐出する。

【００１７】 ここで、圧縮室５１が最終圧縮段階にあれば、すなわち可動スクロール３の公 転によって可動渦巻体１５の共通接線Ｆ₃ （直線部１５ａ）が固定渦巻体１３の 共通接線Ｓ₃ （直線部１３ａ）に平行に近づき、つまり吐出口１６の長縁１６ａ に平行に近づく。この後、可動スクロール３がもう少し公転すれば、図３に示す ように、吐出口１６が始端領域１５１によって隠蔽されつつある。このとき、吐 出口１６が固定渦巻体１３の直線部１３ａと隣接する長縁１６ａをもって長穴状 に形成されているため、可動渦巻体１５の直線部１５ａによって次第に面積が縮 小される長尺状の部分で冷媒ガスを吐出することとなり、吐出終了間際にも吐出 口１６と吐出室６との連通面積は大きい。また、この連通面積は面取り１５ｂに よっても確保されている。このため、最終圧縮段階の圧縮室５１内の冷媒ガスは 、圧縮室５１から大きな連通面積を経て滑らかに吐出口１６に導かれて吐出抵抗 が低減されている。そして、この吐出抵抗の低減は、固定及び可動渦巻体１３、 １５の始端領域１３１、１５１に過大な圧力が作用することを防止し、負荷を低 減させることができる。

【００１８】 この後、可動スクロール３がもう少し公転すれば、図４に示すように、前記圧 縮室５１は容積がほとんどゼロになり、つまり固定渦巻体１３の共通接線Ｓ₃ （ 直線部１３ａ、長縁１６ａ）が可動渦巻体１５の共通接線Ｆ₃ （直線部１５ａ） と一致し、可動渦巻体１５の始端領域１５１が面取り１５ｂを除いて吐出口１６ を隠蔽する。したがって、この圧縮機では、前サイクルの圧縮室５１と次サイク ルの圧縮室５２とが同時に吐出口１６と連通することはない。この後、次サイク ルの圧縮室５２が前サイクルの圧縮室５１と連通し、次サイクルの圧縮室５２が 吐出を開始する。したがって、長穴状の吐出口１６及び面取り１５ｂから最終圧 縮段階にある冷媒ガスを低い吐出抵抗で確実に吐出室６に吐出した後、次サイク ルの圧縮室５２が前サイクルの圧縮室５１と連通するため、前サイクルの圧縮室 ５１が吐出を完全に終了する時期と、次サイクルの圧縮室５２が前サイクルの圧 縮室５１と連通する時期とにタイムラグが生じにくく、前サイクルの圧縮室５１ に冷媒ガスが残留しにくいことから冷媒ガスの再膨張が防止されている。

【００１９】 そして、可動スクロール３の公転によって次サイクルの圧縮室５２も同様に冷 媒ガスを吐出する。こうして、圧縮室５の容積の縮小に伴い、圧縮室５内の冷媒 ガスは従来の吐出口と同一面積の吐出口１６から吐出弁を押し開いて従来と同一 の圧力を得て吐出室６へ吐出される。 なお、上記実施例では、吐出口１６を楕円状に貫設したが、これに限定されな いことはいうまでもない。

【００２０】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の圧縮機では、固定及び可動渦巻体が各々始端領 域で最終圧縮段階に密合する直線部を有し、吐出口が固定渦巻体の直線部と隣接 する長縁をもって所要の断面積を確保する長穴状に形成されているため、各始端 領域の強度を十分に確保しつつ圧縮した流体の吐出抵抗を有効に低減し、かつ圧 縮効率の低下を防止することができる。

【００２１】 したがって、この圧縮機では、高圧縮比、高速回転領域での運転が要求される 車両用圧縮機へ適用した場合であっても、吐出抵抗の軽減及び流体の再膨張の制 限から性能の向上、ひいては動力損失の軽減を図ることができるとともに、各始 端領域の強度向上から優れた耐久性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。

【図２】ある公転角度における実施例の圧縮機に係り、
図１のＡ−Ａ矢視要部断面図である。

【図３】図２よりやや進んだ公転角度における実施例の
圧縮機に係り、図１のＡ−Ａ矢視要部断面図である。

【図４】図３よりやや進んだ公転角度における実施例の
圧縮機に係り、図１のＡ−Ａ矢視要部断面図である。

【図５】実施例の圧縮機に係る可動渦巻体の部分斜視図
である。

【図６】実施例の圧縮機に係り、図２の状態の要部縦断
面図である。

【図７】従来の圧縮機の縦断面図である。

【図８】ある公転角度における従来の圧縮機に係る要部
横断面図である。

【図９】従来の圧縮機に係り、図８の状態の要部縦断面
図である。

【符号の説明】

２…固定スクロール １２…固定側板 １３
…固定渦巻体 ３…可動スクロール １４…可動側板 １５
…可動渦巻体 ５（５１、５２）…圧縮室 １６…吐出口 １３１、１５１…始端領域 １３ａ、１５ａ
…直線部 １６ａ…長縁 １５ｂ…面取り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 吉田 哲夫 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定側板と固定渦巻体とからなる固定スク
   ロールと、可動側板と可動渦巻体とからなる可動スクロ
   ールとを有し、該可動スクロールが自転を拘束された状
   態で該固定スクロールと噛合しつつ公転駆動されること
   により、該固定スクロールと該可動スクロールとで形成
   される圧縮室が順次容積を縮小させ、流体を該圧縮室で
   圧縮して該固定側板の吐出口から吐出するスクロール型
   圧縮機において、前記固定渦巻体及び前記可動渦巻体は
   各々始端領域が最終圧縮段階で密合する直線部を有して
   厚肉化され、前記吐出口は該固定渦巻体の直線部と隣接
   する長縁をもって所要の断面積を確保する長穴状に形成
   されていることを特徴とするスクロール型圧縮機。