JPH04279785A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクロール型圧縮機（
以下、単に圧縮機という。）に関し、詳しくは固定及び
可動スクロールの固定及び可動渦巻体におけるシール溝
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧縮機が特開昭６１−３４３７９
号公報に開示されている。この圧縮機は、図７に示すよ
うに、ハウジング５１内に固定された固定スクロール５
２と、ハウジング５１内で公転自在に支承された可動ス
クロール５４とを有するものである。固定スクロール５
２は、固定側板５２１と、この固定側板５２１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５２２とからなる。可動スク
ロール５４は、可動側板５４１と、この可動側板５４１
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５２２と互いに
１８０°位相をずらして噛合する可動渦巻体５４２とか
らなる。固定渦巻体５２２及び可動渦巻体５４２の先端
には、図８にも示すように、各々伸開角θの増大方向に
延びるシール溝５２２ａ、５４２ａが刻設され、各シー
ル溝５２２ａ、５４２ａには可動側板５４１又は固定側
板５２１との遊隙を封止するチップシール５２２ｂ、５
４２ｂが収容されている。この圧縮機では、シール溝５
２２ａ、５４２ａの中心線ＣＬ１　が固定及び可動渦巻
体５２２、５４２の中心線ＣＬ０　より内側、つまり高
圧側ＨＰに位置している。

【０００３】この圧縮機は、例えば車両用空調装置に採
用される場合、図７に示すように、駆動軸５９の回転が
軸封装置５７、軸受５８、６３、カウンタウェイト６１
、偏心ピン６０を介して偏心ブッシュ６４及び自転防止
機構６２により可動スクロール５４の公転運動とされ、
これにより固体スクロール５２との間に形成される圧縮
室５６が順次容積を縮小させながら中心方向へ移動され
、これによって圧縮された冷媒ガスを固定側板５２１に
形成された吐出口６５を経て吐出室６６へ吐出する。

【０００４】このとき、図８に示すチップシール５４２
ｂ（５２２ｂ）は、シール溝５４２ａ（５２２ａ）内に
おいて、より固定側板５２１の中央部分に近い高圧側Ｈ
Ｐから冷媒ガスを背面に侵入させ、より固定側板５２１
の中央部分から遠い低圧側ＬＰでシール溝５４２ａ（５
２２ａ）の壁面と当接するとともに、冷媒ガス中の潤滑
油を介在させた状態で固定側板５２１（可動側板５４１
）と密接し、冷媒ガスを封止する。そして、この圧縮機
では、シール溝５２２ａ、５４２ａの中心線ＣＬ１　を
固定及び可動渦巻体５２２、５４２の中心線ＣＬ０　よ
り高圧側ＨＰに位置させることにより、各シール溝５２
２ａ、５４２ａの内側の壁厚ｔｉｎより外側の壁厚ｔｏ
ｕｔ　を厚くしているため、各チップシール５２２ｂ、
５４２ｂの低圧側ＬＰへの押圧力を十分な強度で受ける
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、軽量化の要請
から伸開角の増大により次第に壁厚を縮小する固定及び
可動渦巻体をもつ圧縮機に上記公報記載の技術を採用し
た場合には、図９及び図１０に示すように、例えばＡ〜
Ｇまで伸開角θが増大するにつれて、可動スクロール５
４におけるシール溝５４２ａの内側の壁厚ｔｉｎが次第
に薄くなり、内側の壁の強度が十分でなくなる。すなわ
ち、例えば可動スクロール５４の終端に近い伸開角位置
Ｇにおいては、冷媒ガスは圧縮の初期段階にあり、可動
渦巻体５４２の内側と外側との圧力差によりチップシー
ル５４２ｂがシール溝５４２ａ内の外側の壁面と強く当
接することはないが、可動スクロール５４の公転運動に
よりチップシール５４２ｂがシール溝５４２ａ内におい
て固定側板５２１に引きずられて外側の壁及び内側の壁
と衝突し、押圧される。この衝突・押圧は可動スクロー
ル５４の公転運動の継続中つまり圧縮機の運転中繰り返
され、外側の壁厚ｔｏｕｔ　を確保したとしても、内側
の壁厚ｔｉｎが薄ければ、最悪の場合には内側の壁が衝
突・押圧により疲労破壊することがある。固定スクロー
ル５２におけるシール溝５２２ａも同様である。

【０００６】上記公報記載の技術において、かかるシー
ル溝５２２ａ、５４２ａの内側の壁の強度不足を避ける
ためには、シール溝５２２ａ、５４２ａの幅Ｗを伸開角
θの増大により次第に狭くし、つまりチップシール５２
２ｂ、５４２ｂの幅を伸開角θの増大とともに狭くする
ことも考えられるが、幅を狭くしたチップシールでは本
来の冷媒ガスの封止が不十分となってしまう。

【０００７】本発明は、軽量化の要請から伸開角の増大
により次第に壁厚を縮小する固定及び可動渦巻体をもつ
圧縮機において、各シール溝の内側及び外側の壁の強度
を十分に確保するとともに、好適に冷媒ガスの封止を行
なう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】本発明の圧縮機は、上記
課題を解決するため、終端領域において内側及び外側の
壁厚が等しく、前記伸開角にかかわらず該内側の壁厚が
一定にかつ等しい幅で前記シール溝を刻設するという新
規な手段を採用している。

【０００９】

【作用】本発明の圧縮機では、伸開角の増大により次第
に壁厚を縮小する固定及び可動渦巻体に、終端領域にお
いて内側及び外側の壁厚が等しく、伸開角にかかわらず
内側の壁厚が一定にかつ等しい幅でシール溝を刻設して
いるため、シール溝の外側の壁が伸開角の減少により厚
くされ、固定及び可動渦巻体における内側と外側との圧
力差に応じてシール溝の外側の壁が十分な強度を確保し
つつ、内側及び外側の壁との間にチップシールが衝突・
押圧を生じる伸開角位置においても十分な強度を確保す
る。また、このときチップシールが伸開角にかかわらず
均一な幅をもち、冷媒ガスの封止を十分に行なう。

【００１０】

【実施例】以下、本発明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内に固定された固定スクロール２と、ハウ
ジング１内で公転自在に支承された可動スクロール３と
を有するものである。固定スクロール２は、固定側板２
１と、この固定側板２１の一面に一体的に形成された固
定渦巻体２２とからなる。可動スクロール３は、可動側
板３１と、この可動側板３１の一面に一体的に形成され
、かつ固定渦巻体２２と互いにπ（ｒａｄ）位相をずら
して噛合する可動渦巻体３２とからなる。この圧縮機で
は、固定スクロール２の固定渦巻体２２及び可動スクロ
ール３の可動渦巻体３２の形状と、固定渦巻体２２及び
可動渦巻体３２の各シール溝２２ａ、３２ａの形状とを
除いて前記図７のものと同様であるため、以下、同一の
構成及び作用については詳述を省略する。

【００１１】固定渦巻体２２及び可動渦巻体３２は、本
願出願人が先に提案した例えば特願平２−２４５３６４
号に示される形状になっている。すなわち、可動渦巻体
３２では、図２にｘ−ｙ軸で示すように、基礎円ＣＳ　
によりインボリュート曲線Ｉ１　を描き、このインボリ
ュート曲線Ｉ１　上の伸開角位置Ｊから伸開線ｌの方向
へ伸開角θの増大に応じてＢθ２（Ｂは定数）の割合で
減じた位置Ｘの曲線を外壁曲線ＳＧ１　としている。そ
して、外壁曲線ＳＧ１　上の位置Ｘにおける略法線方向
へ公転半径Ｒ分だけ位置Ｘを移動して移動位置Ｙをとり
、この移動位置Ｙの曲線ＳＧ２　を基礎円ＣＳ　の中心
点ＯＳ　の点対称位置に移した点Ｚが描く点対称曲線を
内壁曲線ＳＧ３　としている。こうして、この可動渦巻
体３２は伸開角θの増大により次第に壁厚を縮小してい
く。

【００１２】また、この可動渦巻体３２では、基礎円Ｃ
Ｓ　上に任意の小さい伸開角βの点Ｑ１　をとり、点Ｑ
１　に引いた接線ｌ４　を外壁曲線ＳＧ１　まで延ばし
て得られる交点を点Ｓ１　とする。この外壁曲線ＳＧ１
　上の点Ｓ１　に半径ｒの外壁側内接円弧Ｈ１　を設け
る。また、外壁曲線ＳＧ１　上の点Ｓ１　に外側への法
線ｌ５　を引き、点Ｓ１　を法線ｌ５　方向へ公転半径
Ｒ分だけ移動して曲線ＳＧ２上に点Ｓ２　を設け、この
点Ｓ２　を基礎円ＣＳ　の中心点ＯＳ　の点対称位置に
移して得られる内壁曲線ＳＧ３　上の点Ｓ３　に半径（
ｒ＋Ｒ）の内壁側内接円弧Ｈ３　を設ける。そして、外
壁側及び内壁側内接円弧Ｈ１　、Ｈ３　と、これら外壁
側及び内壁側内接円弧Ｈ１　、Ｈ３　の共通接線Ｈ４　
とを接続することにより、厚い壁厚の始端部３２１とさ
れ、始端部３２１で充分な強度を維持する。

【００１３】こうして、外壁曲線ＳＧ１　、内壁曲線Ｓ
Ｇ３　及び始端部３２１により可動渦巻体３２が得られ
る。 固定渦巻体２２の外壁曲線、内壁曲線及び始端部も可動
渦巻体３２と位相がπずれている点を除いて同様である
。したがって、この圧縮機では全体で軽量化されている
。

【００１４】可動渦巻体３２の先端には、図３に示すよ
うに、伸開角θの増大方向に延びるシール溝３２ａが刻
設されている。本実施例の圧縮機における最も特徴的な
構成として、可動渦巻体３２のシール溝３２ａは、図４
に図３のＡ−Ａ矢視断面図を示し、図５に図３のＧ−Ｇ
矢視断面図を示し、図６に図３の伸開角位置Ａ〜Ｇと壁
厚ｔとの関係を示すように、伸開角位置Ｇ近傍以降の終
端領域において内側の壁厚ｔｉｎと外側の壁厚ｔｏｕｔ
　とが等しく、伸開角θにかかわらず内側の壁厚ｔｉｎ
が一定でかつ等しい幅Ｗに刻設されている。固定渦巻体
２２のシール溝２２ａも同様である。

【００１５】そして、各シール溝３２ａ（２２ａ）には
固定側板２１又は可動側板３１との遊隙を封止するチッ
プシール３２ｂ、２２ｂが収容されている。各チップシ
ール３２ｂ、２２ｂとしては、シール溝３２ａ（２２ａ
）に適合する伸開角θにかかわらず均一の幅をもつもの
を採用している。この圧縮機では、図１に示すように、
駆動軸４の回転が偏心ブッシュ７及び自転防止機構８を
介して可動スクロール３の公転運動とされる。このとき
、可動渦巻体３２は固定渦巻体２２と実質的に常に接触
し、一定の圧縮効率を維持する。そして、この可動スク
ロール３の公転運動により固定スクロール２との間に形
成される複数の圧縮室５が順次容積を縮小させながら中
心方向へ移動し、しかる後固定側板２１に設けられた吐
出口９から吐出室６へ圧縮流体を吐出する。

【００１６】このとき、図４及び図５に示すチップシー
ル３２ｂ（２２ｂ）は、シール溝３２ａ（２２ａ）内に
おいて、高圧側ＨＰである内側から冷媒ガスを背面に侵
入させ、低圧側ＬＰである外側でシール溝３２ａ（２２
ａ）の壁面と当接するとともに、冷媒ガス中の潤滑油を
介在させた状態で固定側板２１（可動側板３１）と密接
し、冷媒ガスを封止する。

【００１７】かかる場合、この圧縮機では、伸開角θに
かかわらずシール溝３２ａ（２２ａ）の内側の壁厚ｔｉ
ｎが一定であるため、例えば図５に示す冷媒ガスの吸入
のみを行なう伸開角位置Ｇにおいて、シール溝３２ａ（
２２ａ）の内側及び外側の壁との間にチップシール３２
ｂ（２２ｂ）が衝突しても、十分な強度を確保すること
ができる。

【００１８】また、この圧縮機では、伸開角θの減少に
つれてシール溝３２ａ（２２ａ）の外側の壁厚ｔｏｕｔ
　が徐々に厚くなるため、例えば図４に示す内側と外側
との圧力差が非常に大きい伸開角位置Ａにおいて、外側
の壁厚ｔｏｕｔ　が非常に厚いことにより、チップシー
ル３２ｂ（２２ｂ）の低圧側ＬＰへの押圧力を十分な強
度で受けることができる。つまり、固定渦巻体２１及び
可動渦巻体３１における内側と外側との圧力差に応じて
シール溝３２ａ（２２ａ）の外側の壁が十分な強度を確
保する。

【００１９】そして、この圧縮機では、この間、チップ
シール３２ｂ（２２ｂ）が伸開角θにかかわらず均一の
幅をもつため、冷媒ガスの封止を十分に行なうことがで
きる。なお、この圧縮機では、図６に示すように、シー
ル溝３２ａ（２２ａ）の中心線ＣＬ１　は、固定及び可
動渦巻体３２（２２）の中心線ＣＬ０　より常に高圧側
ＨＰである内側に位置しているわけではない。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、終端領域において内側及び外側の壁厚が等しく、伸
開角にかかわらず内側の壁厚が一定にかつ等しい幅でシ
ール溝を刻設しているため、軽量化の要請から伸開角の
増大により次第に壁厚を縮小する固定及び可動渦巻体を
もつ圧縮機において、各シール溝の内側及び外側の壁の
強度を十分に確保することができ、かつ好適に冷媒ガス
の封止をも行なうことができる。

【００２１】したがって、この圧縮機では、シール溝の
内側及び外側の壁の耐久性を向上させることができ、優
れた流体の圧縮性能を長期間維持することができる。

【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】実施例の圧縮機における可動渦巻体をなす外壁
曲線、内壁曲線及び始端部を示す曲線図である。

【図３】実施例の圧縮機における可動スクロールの平面
図である。

【図４】実施例の圧縮機における図３のＡ−Ａ矢視断面
図である。

【図５】実施例の圧縮機における図３のＧ−Ｇ矢視断面
図である。

【図６】実施例の圧縮機における図３の伸開角位置Ａ〜
Ｇと壁厚との関係を示すグラフである。

【図７】従来の圧縮機の縦断面図である。

【図８】従来の圧縮機における要部縦断面図である。

【図９】従来の圧縮機における可動スクロールの平面図
である。

【図１０】従来の圧縮機における図９の伸開角位置Ａ〜
Ｇと壁厚との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２…固定スクロール　　　　２１…固定側板　　　　　
　　　　　２２…固定渦巻体 ３…可動スクロール　　　　３１…可動側板　　　　　
　　　　　３２…可動渦巻体 ２２ａ、３２ａ…シール溝　　　　　　　　　　２２ｂ
、３２ｂ…チップシール ５…圧縮室　　　　　　　　　　　　θ…伸開角　　　
　　　　　　　　　　　Ａ〜Ｇ…伸開角位置 ｔｉｎ…内側の壁厚　　　　　　ｔｏｕｔ　…外側の壁
厚　　　　　　Ｗ…シール溝の幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定側板と伸開角の増大により次第に壁厚
   を縮小する固定渦巻体とからなる固定スクロールと、可
   動側板と該伸開角の増大により次第に壁厚を縮小する可
   動渦巻体とからなる可動スクロールとを有し、該固定渦
   巻体及び該可動渦巻体の先端面には各々該伸開角の増大
   方向に延びるシール溝が刻設され、各該シール溝には該
   可動側板又は該固定側板との遊隙を封止するチップシー
   ルが収容され、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
   圧縮するスクロール型圧縮機において、前記シール溝は
   、終端領域において内側及び外側の壁厚が等しく、前記
   伸開角にかかわらず該内側の壁厚が一定にかつ等しい幅
   で刻設されていることを特徴とするスクロール型圧縮機
   。