JPS61197787A - スクロ−ル式圧縮機 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は固定スクロールおよび旋回スクロールの形状
を改良したスクロール式圧縮機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来からスクロール式の圧縮要素を備えたスクロール式
圧縮機が開発されている。第６図はこの種のスクロール
式圧縮機の圧縮機本体１の概略構成を示すもので、２は
フレームである。このフレーム２の上部側にはスクロー
ル式の圧縮要素３、下部側には電動機部４がそれぞれ配
設されているとともに、フレーム２の中央にはクランク
軸５が挿通されている。また、圧縮要素３は鏡板６上に
渦巻状のラップ７を直立させた固定スクロール８および
旋回スクロール９によって形成されている。

この固定スクロール８には圧縮空調壁１０の下端部にフ
ランジ部１１が形成されている。そして、固定スクロー
ル８のラップ７を下方に向けた状態でこのフランジ部１
１がフレーム２に固定され、固定スクロール８がフレー
ム２に取付けられている。さらに、旋回スクロール９は
ラップ７を上方に向けた状態でフレーム２の上面に配置
されておリ、これらの固定スクロール８および旋回スク
ロール９の両ラップ７が互いに重合された状態で組合わ
されている。また、旋回スクロール９には鏡板６の下面
に円筒状のボス部１２が突設されており、このボス部１
２にはクランク軸５の偏心部１３が装着されている。こ
の偏心部１３はクランク軸５の主軸部１４の上端部に設
けられでおり、主軸部１４の軸心０に対して偏心部１３
の軸心ｅを適宜の距離Ｓだけ偏心させた状態で形成され
ている。さらに、クランク軸５の主軸部１４と偏心部１
３との間にはバランスウェイト１５．が設けられている
。また、フレーム２には、クランク軸５を軸　□支する
軸受部１６およびクランク軸５のバランスウェイト１５
を収容する収容室１；７がそれぞれ形成されている。さ
らに、フレーム２の上面には旋回スクロール９のスラス
ト荷重を受ける高圧受け　□リング１８および旋回スク
ロール９の自転を防止するオルダムリング（図示せず）
がそれぞれ設けられている。そして、電動機部４によっ
てクランク軸５を介して旋回スクロール９が旋回駆動さ
れ、この旋回スクロール９の旋回動作にともない固定ス
クロール８のフランジ部１１に形成された吸入孔１９か
ら固定スクロール８のラップ７と旋回スクロール９のラ
ップ７との間に形成される略三日月形の圧縮空白に低圧
の被圧縮流体、例えば冷媒ガスが導入されるようになっ
ている。さらに；この導入ガスは旋回スクロール９の移
動とともに中心方向に向かって渦巻き状に徐々に圧縮さ
れ、高　　　　圧の圧縮ガスが固定スクロール８の鏡板
６中夫に形成された吐出孔２０から吐出されるようにな
っている。なお、２１．２２はフレーム２の軸受部１６
に圧入されたブツシュである。

ところで、旋回スクロール９の旋回動作中に吸入孔１９
から固定スクロール８のラップ７と旋回スクロール９の
ラップ７との間に形成される略三日月形の圧縮空白に導
入されたガスは旋回スクロール９の移動とともに固定ス
クロール８の中心方向に向かって渦巻き状に徐々に圧縮
されるようになっているので、導入ガスの温度は固定ス
クロール８の中心側に向かうにしたがって徐々に上昇す
るようになっている。、しかしながら、上記従来構成の
ものにあっては固定スクロール８および旋回スクロール
９の鏡板６は略平板状に形成されているとともに、各ラ
ップ７の先端面も同一平面上に形成されていたので、固
定スクロール８および旋回スクロール９のラップ７がこ
の圧縮熱によって熱膨張する際に各ラップ７が固定スク
ロール８の中心側、に向かうにし、たがって徐々に熱膨
張の度合いが大きくなる問題があった。ｊ（Ｆ４．、た
め、固定スクロール８の中心側のラップ７の先端面が旋
回スクロール９の鏡板６に、また旋回スクロール９の中
心側のラップ７の先端面が固定スクロール８の鏡板６に
それぞれ接触し、これらのラップ７と鏡板６との接触部
位が互いに摩耗する問題があった。

さらに、この摩耗によって生じた摩耗粉はこの圧縮機に
連結された例えば冷凍サイクル内に導入され、冷凍サイ
クル内の各構成機器、、の故障の原因になるおｉれがあ
るとともに、圧縮機の密閉ケース内に溜まり、１ｌｌＱ
！油中に混入して各摺動部の異常摩耗の原因になるおそ
れもあった。

そこで、例えば特開昭５８−１３３４９１号公報および
特開昭５９−１７６４８３号公報等のように固定スクロ
ール８および旋回スクロール９の形状を改良したものが
提案されている。これは第７図、お、よび第８図に示す
ように固定スクロール８および旋回、スクロール９の鏡
板６を略平板状に形成するとともに、この平、板状の鏡
板６に直立させたラッ、ブ７の長さを渦巻きの巻き角度
に沿って変化させ、渦巻きの中心部側、に向かうにした
がってラップ７の先端面と鏡板６との閣の間隔を徐々に
□ 小さくすることにより、一定スクロール８および旋回ス
クロール９のラップ７が圧縮ガスの圧縮熱によって熱膨
張した際に、固定スクロール８の中心側のラップ７の先
端面が旋回スクロール９の鏡板６に、また旋回スクロー
、ル９の中心側のラップ、７　　　　　・の先端面が固
定スクロール８の鏡板６にそれぞれ。

接触することを防止する構成にしたものである。

しかしながら、この場合には鏡板６に直立させたラップ
７の長さを渦巻きの巻４き角度に沿って変化させている
ので、固定スクロール８および旋回スクロール９を製作
する際に鏡板６に直立させたラップ７の先端面を研磨加
工することが困難なものとなる問題がある。なお、鏡板
６の各ラップ７間の面も研磨加工が困難である。そのた
め、固定スクロール８のラップ７の先端面と旋回スクロ
ール９の鏡板６との間の距離および旋回スクロール９の
ラップ７の先端面と固定スクロール８の鏡板６との間の
距離を精度良く製作することができないので、圧縮機全
体の性能の向上を図るうえで問題がある。さらに、固定
スクロール８および旋回スクロール９を製作する際には
例えばエンドミル等の工具によってラップ７を成形した
後でラップ７の先端面の切削加工が行われるようになっ
ているので、ラップ７の先端面の切削加工時にラップ７
全体が変形するおそれもあった。

〔発明の目的〕

この発明は旋回スクロールの旋回動作中にラップの熱膨
張によって固定スクロールおよび旋回スクロールの各ラ
ップの先端面と鏡板とが接触し、互いに摩耗することを
防ぐことができるとともに、圧縮機全体の性能の向上を
図ることができるスクロール式圧縮機を提供することを
目的とするものである。

（発明の慨要） この発明は鏡板上に渦巻状のラップを直立させた固定ス
クロールおよび旋回スクロールの各ラップの先端面を同
一平面上に形成するとともに、前記鏡板の高さ位置を渦
巻の巻き角度に沿って変化させて前記各ラップの先端面
位置と前記鏡板の前記各ラップ間の面との間の距離を変
化させたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照し
て説明する。なお、第１図乃至第５図中で、第６図乃至
第８図と同一部分には同一の符号を付してその説明を省
略する。第１図中で、３１は固定スクロール、３２は旋
回スクロールである。

これらの固定スクロール３１および旋回スクロール３２
は板状の鏡板３３．３４と各鏡板３３．３４上に直立さ
せた渦巻状のラップ３５．３６とによって形成されてい
る。この場合、固定スクロール３１には圧縮室側壁３７
の下端部に取付は用のフランジ部３８が形成されており
、固定スクロール３１はこのフランジ部３８を介してフ
レーム２に取付けられているとともに、フランジ部３８
には吸入孔３９ａ、鏡板３３の中心部には吐出孔３９ｂ
がそれぞれ形成されている。また、この固定スクロール
３１は第２図に示すようにラップ３５の先端面が同一平
面上に形成されている。さらに、固定スクロール３１の
鏡板３３の各ラップ３５間の面３３ａ・・・の高さ位置
は渦巻の巻き角度に沿って変化するように形成されてお
り、渦巻きの中心部側に向かうにしたがって鏡板３３の
各ラップ３５間の面３３ａ・・・の高さ位置が徐々に低
くなる、すなわち鏡板３３の各ラップ３５ｆｌｌの板厚
ｔが小さくなるようになっている。したがって、ラップ
３５の先端面と鏡板３３の各ラップ３５間の面３３ａ・
・・の高さ位置との間の距離（各ラップ３５間の深さ）
Ｈは渦巻の巻き始め、すなわち渦巻の外周部位置におけ
る間隔Ｈｓに対して任意の巻き角度位置における間隔Ｈ
Ｌがｌ−１ｓ　＜ＨＬの関係になるように設定されてい
る。また、第３図に示すように旋回スクロール３２も固
定スクロール３１と同様にラップ３６の先端面が同一平
面上に形成されているとともに、鏡板３４の各ラップ３
６間の面３４ａ・・・の高さ位置は渦巻の巻き角度に沿
って変化するように形成されており、渦巻きの中心部側
に向かうにしたがって鏡板３４の各ラップ３６間の面３
４ａ・・・の高さ位置が徐々に低くなるようになってい
る。したがって、ラップ３６の先端面と鏡板３４の各ラ
ップ３６間の面３４ａ・・・の高さ位置との間の距離（
各ラップ３６間の深さ）Ｈは渦巻の巻き始め、すなわち
渦巻の外周部位置における間隔Ｈｓに対して任意の巻き
角度位置における間隔ＨＬがＨｓ＜Ｈｔ−の関係になる
ように設定されている。

さらに、旋回スクロール３２の鏡板３４の下面にはクラ
ンク軸５の偏心部１３が挿入される円筒状のボス部４０
が突設されている。このボス部４０は第４図に示すよう
に内周面４０ａの中心線　・位置と外周面４０ｂの中心
線位置とをずらすことにより円周方向に沿って肉厚ｋを
変化させるように形成されており、旋回スクロール３２
の重心位置Ｇと鏡板３４の中心線位置０′とを一致させ
るようにしている。

また、フレーム２の軸受部１６の上端部には第５図に示
すように上方向に向かうにしたがって内径寸法ｄが徐々
に大きくなるテーパ部４１が形成されている。このテー
パ部４１の軸方向の長さ寸法１は適宜輯定可能になって
いる。そして、このテーパ部４１によって上側のブツシ
ュ２１の上端部とフレーム２の軸受部１６内周面との間
に隙間ｐが形成されている。

そこで、上記構成のものにあっては固定スクロール３１
および旋回スクロール３２はラップ３５゜３６の先端面
が同一平面上に形９成されているとともに、固定スクロ
ール３１および旋回スクロール３２の鏡板３３．３４の
各ラップ３５．３６間の面３３ａ・・・、３４ａ・・・
の高ざ位置は渦巻の巻き角度に沿って変化するように形
成されており、ラツ７３５．３６の先端面と鏡板３３．
３４の各ラップ３５．３６間の面３３ａ・・・、３４ａ
・・・の高さ位置との間の距離Ｈは渦巻の外周部位置に
おける間隔Ｈｓに対して任意の巻き角度位置における間
隔ＨＬがＨ８＜ＨＬの関係になるように設定されている
ので、圧縮機運転中に固定スクロール３１および旋回ス
クロール３２の各ラップ３５．３６が圧縮ガスの圧縮熱
によって熱膨張する際に各ラップ３５．３６の渦巻きの
巻き角度に応じて熱膨張の度合いが変化し、渦巻きの中
心部の熱膨張が大きくなった場合であっても固定スクロ
ール３１の中心側のラップ３５の先端面が旋回スクロー
ル３２の鏡板３４に、また旋回スクロール３２の中心側
のラップ３６の先端面が固定スクロール３１の鏡板３３
にそれぞれ接触することを防止するこ・、：′ とができる。そのため、従来のようにラップ３５゜３６
と鏡板３４．３３との接触部位が互いに摩耗することを
確実に防止することができるので、冷凍サイクル内の各
構成機器の故障および圧縮機の各摺動部の異常摩耗等を
防止することができる。

さらに、固定スクロール３１および旋回スクロール３２
のラップ３５．３６の先端面が同一平面上に形成されて
いるので、ラップ３５．３６の先端面を研磨仕上げする
ことができ、ラップ３５．３６の先端面の面精度を高精
度に加工することができる。そのため、固定スクロール
３１のラップ３５の先端面と旋回スクロール３２の鏡板
３４との間の距離および旋回スクロール３２のラップ３
６の先端面と、固定スクロール３１の鏡板３３との闇の
距離を精度良く製作することができ、圧縮機全体の性能
の向上を図ることができる。また１、固定スクロール３
１および旋回スクロ、、−ル３２を製作する際に例えば
エンドミル等の工具によってラップ３５，３．６を成形
した後、ラップ３５．３６の先端面を研磨加工するだけ
でよいので、ラップ３５．３６の先端面を切削加工する
場合のように、ラップ３５．３６全体が変形することを
防止することができる。

さらに、旋回スクロール３２の鏡板３４の下面のボス部
４０を円周方向に沿って肉厚ｋを変化させるように形成
し、旋回スクロール３２の重心位置Ｇと鏡板３４の中心
線位置０′とを一致させるようにしているので、旋回ス
クロール３２の旋回動作中に旋回スクロール３２に作用
する遠心力の大きさがクランク軸５の回転角度に応じて
変化することを防止することができる。そのため、旋回
スクロール３２の旋回動作中に旋回スクロール３２に作
用する遠心力の大きさを略一定に保持することができる
ので、クランク軸５の回転動作を円滑化することができ
、振動および騒音の低減を図ることができる。なお、ボ
ス部４０の外周面４０ｂを略楕円形状に形成したり、或
いはボス部４０の一部に重量物を配設して旋回スクロー
ル３２の重心位置Ｇと鏡板３４の中心線位置０′とを、
一致させるようにしてもよい。

また、フレーム２の軸受部１６の上端部に上方向に向か
うにしたがって内径寸法ｄが徐々に大きくなるテーパ部
４１が形成されており、このテーパ部４１によって上側
のブツシュ２１の上端部とフレーム２の軸受部１６内周
面との間に隙間ｐが形成されているので、旋回スクロー
ル３２の旋回動作中に圧縮ガスのガス圧によって旋回ス
クロール３２にクランク軸５の軸方向と直角方向の力Ｆ
が作用し、この力Ｆがモーメント力としてクランク軸５
に作用した場合に上側のブツシュ２１の上端部とフレー
ム２の軸受部１６内周面との間の隙間ｐの範囲内で上側
のブツシュ２１をモーメントの方向に弾性変形させるこ
とができる。そのため、旋回スクロール３２の旋回動作
中に圧縮ガスのガス圧によって旋回スクロール３２から
クランク軸５を介してフレーム２の軸受部１６の上端部
に作用するモーメント力を上側のブッシュ２１全体に分
散させて作用させることができるので、ブツシュ２１の
異常摩耗や焼付けを防止することができ、圧縮機の信頼
性の向上を図ることができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、固定スクロール３１および旋回スクロール３
２の鏡板３３．３４の各ラップ３５．３６間の面３３ａ
・・・、３４ａ・・・の高さ位置は渦巻の巻き角度に沿
って段階的に変化させる構成にしてもよく、さらにその
他この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施でき
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

この発明によれば鏡板上に渦巻状のラップを直立させた
固定スクロールおよび旋回スクロールの各ラップの先端
面を同一平面上に形成するとともに、前記鏡板のの高さ
位置を渦巻の巻き角度に沿って変化させて前記各ラップ
の先端面位置と前記鏡板の前記各ラップ間の面との間の
距離を変化させたので、旋回スクロールの旋回動作中に
ラップの熱膨張によって固定スクロールおよび旋回スク
ロールの各ラップの先端面と鏡板とが接触し、互いに摩
耗することを防ぐことができるとともに、圧縮機全体の
性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図はスクロール式圧縮機の圧縮機本体の概略構成を
示す縦断面図、第２図は固定スクロールを示す縦断面図
、第３図は旋回スクロールを示す縦断面図、第４図は旋
回スクロールのボス部を示す平面図、第５図はフレーム
の軸受部上端部のテーバ部を示す縦断面図、第６図は従
来のスクロール式圧縮機の圧縮機本体の概略構成を示す
縦断面図、第７図および第８図は別の従来例を示すもの
で、第７図は固定スクロールを示す縦断面図、第８図は
旋回スクロールを示す縦断面図である。 ３・・・圧縮要素、３１・・・固定スクロール、３２・
・・旋回スクロール、３３．３４・・・鏡板、３５．３
６・・・ラップ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 η

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　鏡板上に渦巻状のラップを直立させた固定スクロール
   および旋回スクロールによって形成され、これらの固定
   スクロールおよび旋回スクロールの両ラップが互いに重
   合された圧縮要素が設けられ、前記旋回スクロールの旋
   回動作にともない前記固定スクロールと旋回スクロール
   との間に形成される圧縮室内の被圧縮流体を圧縮するス
   クロール形圧縮機において、前記固定スクロールおよび
   旋回スクロールの各ラップの先端面を同一平面上に形成
   するとともに、前記鏡板の高さ位置を渦巻の巻き角度に
   沿つて変化させて前記各ラツプの先端面位置と前記鏡板
   の前記各ラップ間の面との間の距離を変化させたことを
   特徴とするスクロール式圧縮機。