JPWO2020165967A1 - Scroll compressor - Google Patents

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Abstract

スクロール圧縮機は、固定台板に固定渦巻体が立設された固定スクロールと、揺動台板に揺動渦巻体が立設された揺動スクロールとを備え、固定渦巻体と揺動渦巻体とが噛み合うことで形成される圧縮室内で冷媒を圧縮するものである。固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とする。式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数とした。x=a・cоsθ+w(θ)・sinθ ・・・(1)y=a・sinθ−w(θ)・cоsθ ・・・(2)The scroll compressor includes a fixed scroll in which a fixed spiral body is erected on a fixed base plate and a swing scroll in which a swing spiral body is erected on a rocking base plate, and the fixed spiral body and the rocking spiral body are provided. The refrigerant is compressed in a compression chamber formed by meshing with and. Either the outer curve or the inner curve of the fixed spiral body and the rocking spiral body is a curve that is an involute of the base circle, and the involute angle θ and the base circle radius a in the x and y coordinate systems. Is used to obtain the curves defined by the equations (1) and (2). A function that increases the extension arm length w (θ) in equations (1) and (2) while changing in a sinusoidal or cosine wave shape with π [rad] as one cycle with respect to the extension angle θ. did. x = a ・ cоsθ + w (θ) ・ sinθ ・ ・ ・ (1) y = a ・ sinθ−w (θ) ・ cоsθ ・ ・ ・ (2)

Description

本発明は、空気調和機および冷凍機等に用いられるスクロール圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a scroll compressor used in an air conditioner, a refrigerator, or the like.

空気調和機および冷凍機等に用いられるスクロール圧縮機は、固定スクロールと揺動スクロールとを組み合わせて形成した圧縮室にて冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を収容する容器とを備えた構成を有する。固定スクロールおよび揺動スクロールはそれぞれ、台板上に渦巻体が立設された構成を有し、渦巻体同士が噛み合わされて圧縮室を形成している。そして、揺動スクロールを揺動運動させることで、圧縮室が容積を縮小しながら移動し、圧縮室にて冷媒の吸入および圧縮が行われる。この種のスクロール圧縮機では、小型および低コスト化を図るため、容器の径を同じとしつつ、可能な限り圧縮室の吸入容積を大きくして、圧縮機能力を大きくすることを目的とした技術開発が重要となっている。容器の径を同じとしつつ圧縮室の吸入容積を大きくするには、渦巻体の渦巻形状を工夫することが必要である。 A scroll compressor used in an air conditioner, a refrigerator, or the like includes a compression mechanism unit that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by combining a fixed scroll and a swing scroll, and a container that houses the compression mechanism unit. Has a structure. Each of the fixed scroll and the swing scroll has a structure in which spiral bodies are erected on a base plate, and the spiral bodies are meshed with each other to form a compression chamber. Then, by swinging the swing scroll, the compression chamber moves while reducing the volume, and the refrigerant is sucked and compressed in the compression chamber. In this type of scroll compressor, in order to reduce the size and cost, the technology aims to increase the compression function by increasing the suction volume of the compression chamber as much as possible while keeping the diameter of the container the same. Development is important. In order to increase the suction volume of the compression chamber while keeping the diameter of the container the same, it is necessary to devise the spiral shape of the spiral body.

スクロール圧縮機の渦巻形状として、所定の半径の真円を基礎円とするインボリュート曲線とし、渦巻体全体の輪郭を円形とした技術がある。これに対し、近年では渦巻体全体の輪郭を円形ではなく扁平形状とし、更に渦巻体の渦巻形状も扁平形状とした技術がある(例えば、特許文献1参照)。 As the spiral shape of the scroll compressor, there is a technique in which an involute curve based on a perfect circle with a predetermined radius is used and the outline of the entire spiral body is made circular. On the other hand, in recent years, there is a technique in which the contour of the entire spiral body is not circular but flat, and the spiral shape of the spiral body is also flat (see, for example, Patent Document 1).

スクロール圧縮機の圧縮機構部の近傍には、揺動スクロールの自転を防止する機能を有するオルダムリングが配置されている。オルダムリングのキー部を逃がすこと考慮すると、揺動スクロールの台板の外形形状は、圧縮機部品の実装密度を向上する上で円形とするよりも扁平形状とすることが望ましい。台板の外形形状を扁平形状とする場合、渦巻体の渦巻形状もまた扁平形状とすることで、限られた台板上のスペースを有効に利用して圧縮室の吸入容積を大きく取ることが可能である。よって、特許文献1のように、渦巻体の渦巻形状を扁平形状とすることは、圧縮室の吸入容積を大きくとる上で有効である。 In the vicinity of the compression mechanism of the scroll compressor, an old dam ring having a function of preventing the rotation of the swing scroll is arranged. Considering that the key portion of the old dam ring is released, it is desirable that the outer shape of the base plate of the swing scroll is a flat shape rather than a circular shape in order to improve the mounting density of the compressor parts. When the outer shape of the base plate is flat, the spiral shape of the spiral body is also flat, so that the limited space on the base plate can be effectively used to increase the suction volume of the compression chamber. It is possible. Therefore, as in Patent Document 1, making the spiral shape of the spiral body flat is effective in increasing the suction volume of the compression chamber.

特開平10−54380号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-54380

特許文献1では渦巻体の輪郭および渦巻形状を扁平形状とすることが記載されているものの、渦巻形状の具体的な定義については記載されていない。渦巻体の渦巻形状については、上述したように所定の半径の真円を基礎円とするインボリュート曲線で定義した技術があるが、渦巻形状を扁平形状とする場合においても、渦巻体を製造する上で渦巻形状を具体的に定義することが必要である。 Although Patent Document 1 describes that the contour and the spiral shape of the spiral body are flat, the specific definition of the spiral shape is not described. As for the spiral shape of the spiral body, as described above, there is a technique defined by an involute curve based on a perfect circle with a predetermined radius, but even when the spiral shape is a flat shape, in manufacturing the spiral body. It is necessary to specifically define the spiral shape in.

本発明はこのような点を鑑みなされたもので、輪郭を扁平形状とした渦巻体の渦巻形状を式で定義することが可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a scroll compressor capable of defining the spiral shape of a spiral body having a flat outline by an equation.

本発明に係るスクロール圧縮機は、固定台板に固定渦巻体が立設された固定スクロールと、揺動台板に揺動渦巻体が立設された揺動スクロールとを備え、固定渦巻体と揺動渦巻体とが噛み合うことで形成される圧縮室内で冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とし、式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数としたものである。
x=a・cоsθ+w(θ)・sinθ ・・・(1)
y=a・sinθ−w(θ)・cоsθ ・・・(2)
The scroll compressor according to the present invention includes a fixed scroll in which a fixed spiral body is erected on a fixed base plate and a swing scroll in which a swing spiral body is erected on a rocking base plate. In a scroll compressor that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by meshing with a swinging spiral, one of the outer and inner curves of the fixed spiral and the swinging spiral is an involute of the base circle. A curve that is an open line and is defined by equations (1) and (2) using the involute angle θ and the base circle radius a in the x and y coordinate systems. The involute arm length w (θ) in 2) is a function that increases while changing in a spiral or cosine wave shape with π [rad] as one cycle with respect to the involute angle θ.
x = a ・ cоsθ + w (θ) ・ sinθ ・ ・ ・ (1)
y = a ・ sinθ−w (θ) ・ cоsθ ・ ・ ・ (2)

本発明によれば、渦巻体の渦巻形状を、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)、(2)で定義し、また、式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数とした。これにより、輪郭が扁平形状である渦巻体の渦巻形状を式で定義できる。
x=a・cоsθ+w(θ)・sinθ ・・・(1)
y=a・sinθ−w(θ)・cоsθ ・・・(2)
According to the present invention, the spiral shape of the spiral body is defined by the equations (1) and (2) using the involute angle θ and the basic pi a in the x and y coordinate systems, and also the equations (1) and The involute arm length w (θ) in the equation (2) is a function that increases while changing in a sinusoidal shape or a cosine wave shape with π [rad] as one cycle with respect to the involute angle θ. Thereby, the spiral shape of the spiral body having a flat contour can be defined by the equation.
x = a ・ cоsθ + w (θ) ・ sinθ ・ ・ ・ (1)
y = a ・ sinθ−w (θ) ・ cоsθ ・ ・ ・ (2)

本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の全体構成の概略縦断面図である。It is a schematic vertical sectional view of the whole structure of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の横断面図である。It is sectional drawing of the compression mechanism part of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の固定渦巻体と揺動渦巻体とを示した平面図である。It is a top view which showed the fixed spiral body and the rocking spiral body of the compression mechanism part of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機における揺動スクロールの1回転中の動作を示す圧縮工程図である。It is a compression process diagram which shows the operation during one rotation of a swing scroll in the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を構成する渦巻形状の製図方法の説明図である。It is explanatory drawing of the drawing method of the spiral shape which constitutes the compression mechanism part of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機における渦巻体の渦巻形状の製図に用いる伸開腕長さw(θ)の特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic of the extension arm length w (θ) used for drawing the spiral shape of the spiral body in the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機における渦巻体の外側曲線の扁平率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the flatness of the outer curve of the spiral body in the scroll compressor which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るスクロール圧縮機における渦巻体の外側曲線を図である。It is a figure shows the outer curve of the spiral body in the scroll compressor which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るスクロール圧縮機における渦巻体の渦巻形状を示す図である。It is a figure which shows the spiral shape of the spiral body in the scroll compressor which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係るスクロール圧縮機における渦巻体の渦巻形状を特定する伸開腕長さw(θ)の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the extension arm length w (θ) which specifies the spiral shape of the spiral body in the scroll compressor which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機について図面等を参照しながら説明する。ここで、図1を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。 Hereinafter, the scroll compressor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. Here, in the following drawings including FIG. 1, those having the same reference numerals are the same or equivalent thereto, and are common to the whole texts of the embodiments described below. The form of the component represented in the entire specification is merely an example, and is not limited to the form described in the specification.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の全体構成の概略縦断面図である。
実施の形態1のスクロール圧縮機は、圧縮機構部8と、圧縮機構部8を回転軸6を介して駆動する電動機構部110と、その他の構成部品とを有し、これらが外郭を構成する密閉容器100の内部に収納された構成を有する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of the overall configuration of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention.
The scroll compressor of the first embodiment includes a compression mechanism unit 8, an electric mechanism unit 110 that drives the compression mechanism unit 8 via a rotating shaft 6, and other components, which constitute an outer shell. It has a structure housed inside the closed container 100.

密閉容器100内には更に、電動機構部110を挟んで対向するようにフレーム7とサブフレーム9とが収納されている。フレーム7は、電動機構部110の上側に配置されて電動機構部110と圧縮機構部8との間に位置している。サブフレーム9は、電動機構部110の下側に位置している。フレーム7は、焼嵌めまたは溶接等によって密閉容器100の内周面に固着されている。サブフレーム9はサブフレームホルダ9aを介して焼嵌めまたは溶接等によって密閉容器100の内周面に固着されている。 Further, the frame 7 and the subframe 9 are housed in the closed container 100 so as to face each other with the electric mechanism portion 110 interposed therebetween. The frame 7 is arranged above the electric mechanism portion 110 and is located between the electric mechanism portion 110 and the compression mechanism portion 8. The subframe 9 is located below the electric mechanism portion 110. The frame 7 is fixed to the inner peripheral surface of the closed container 100 by shrink fitting, welding, or the like. The subframe 9 is fixed to the inner peripheral surface of the closed container 100 by shrink fitting or welding via the subframe holder 9a.

サブフレーム9の下方には容積型ポンプを含むポンプ要素112が取り付けられている。ポンプ要素112は、密閉容器100の底部の油溜め部100aに溜められた冷凍機油を、圧縮機構部8の後述の主軸受7a等の摺動部に供給する。ポンプ要素112は、上端面で回転軸6を軸方向に支承している。 Below the subframe 9, a pump element 112 including a positive displacement pump is attached. The pump element 112 supplies the refrigerating machine oil stored in the oil reservoir 100a at the bottom of the closed container 100 to a sliding portion such as a main bearing 7a described later of the compression mechanism 8. The pump element 112 supports the rotating shaft 6 in the axial direction on the upper end surface.

密閉容器100には、冷媒を吸入するための吸入管101と、冷媒を吐出するための吐出管102とが設けられている。 The closed container 100 is provided with a suction pipe 101 for sucking the refrigerant and a discharge pipe 102 for discharging the refrigerant.

圧縮機構部8は、吸入管101から吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を密閉容器100内の上方に形成されている高圧部に排出する機能を有している。圧縮機構部8は、固定スクロール1と揺動スクロール2とを備えている。 The compression mechanism unit 8 has a function of compressing the refrigerant sucked from the suction pipe 101 and discharging the compressed refrigerant to the high-pressure part formed above the closed container 100. The compression mechanism unit 8 includes a fixed scroll 1 and a swing scroll 2.

固定スクロール1はフレーム7を介して密閉容器100に固定されている。揺動スクロール2は固定スクロール1の下側に配置されて回転軸6の後述の偏心軸部6aに揺動自在に支持されている。 The fixed scroll 1 is fixed to the closed container 100 via the frame 7. The swing scroll 2 is arranged below the fixed scroll 1 and is swingably supported by an eccentric shaft portion 6a described later of the rotation shaft 6.

固定スクロール1は、固定台板1aと、固定台板1aの一方の面に立設された渦巻状突起である固定渦巻体1bとを備えている。揺動スクロール2は、揺動台板2aと、揺動台板2aの一方の面に立設された渦巻状突起である揺動渦巻体2bとを備えている。固定スクロール1および揺動スクロール2は、固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bとを逆位相で噛み合わせた対称渦巻形状の状態で密閉容器100内に配置されている。固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bとの間には、回転軸6の回転に伴い、半径方向外側から内側へ向かうにしたがって容積が縮小する圧縮室71が形成されている。 The fixed scroll 1 includes a fixed base plate 1a and a fixed spiral body 1b which is a spiral protrusion erected on one surface of the fixed base plate 1a. The oscillating scroll 2 includes a oscillating base plate 2a and a oscillating spiral body 2b which is a spiral projection erected on one surface of the oscillating base plate 2a. The fixed scroll 1 and the swing scroll 2 are arranged in the closed container 100 in a symmetrical spiral shape in which the fixed spiral body 1b and the swing spiral body 2b are meshed with each other in opposite phases. A compression chamber 71 is formed between the fixed spiral body 1b and the rocking spiral body 2b, whose volume decreases from the outer side to the inner side in the radial direction as the rotation shaft 6 rotates.

固定スクロール1の固定台板1aにおいて揺動スクロール2とは反対側の面には、バッフル4が固定されている。バッフル4には、固定スクロール1の吐出口1cに連通する貫通孔4aが形成され、その貫通孔4aには吐出バルブ11が設けられている。そして、バッフル4には、貫通孔4aを覆うように吐出マフラ12が取り付けられている。 The baffle 4 is fixed to the surface of the fixed base plate 1a of the fixed scroll 1 opposite to the swing scroll 2. The baffle 4 is formed with a through hole 4a communicating with the discharge port 1c of the fixed scroll 1, and the through hole 4a is provided with a discharge valve 11. A discharge muffler 12 is attached to the baffle 4 so as to cover the through hole 4a.

フレーム7は固定スクロール1を固定配置し、揺動スクロール2に作用するスラスト力を軸方向に支持するスラスト面を有する。また、フレーム7には、吸入管101から吸入された冷媒を圧縮機構部8内に導く開口部7cが貫通形成されている。 The frame 7 has a fixed scroll 1 arranged in a fixed manner, and has a thrust surface that supports the thrust force acting on the swing scroll 2 in the axial direction. Further, the frame 7 is formed through an opening 7c that guides the refrigerant sucked from the suction pipe 101 into the compression mechanism portion 8.

また、フレーム7上には、揺動スクロール2の旋回運動中の自転を防止するためのオルダムリング14が配置されている。オルダムリング14のキー部14aは、揺動スクロール2の揺動台板2aの外周側に配置されている。 Further, an old dam ring 14 is arranged on the frame 7 to prevent the swing scroll 2 from rotating during the turning motion. The key portion 14a of the old dam ring 14 is arranged on the outer peripheral side of the rocking base plate 2a of the rocking scroll 2.

電動機構部110は回転軸6に回転駆動力を供給するものであり、電動機固定子110aと電動機回転子110bとを備えている。電動機固定子110aは、外部から電力を得るために、フレーム7と電動機固定子110aとの間に存在するガラス端子(図示せず)にリード線(図示せず)で接続されている。電動機固定子110aは回転軸6に焼嵌め等によって固定されている。スクロール圧縮機の回転系全体のバランシングを行うため、回転軸6には第1バランスウェイト60が固定され、電動機固定子110aには第2バランスウェイト61が固定されている。 The electric mechanism unit 110 supplies a rotational driving force to the rotating shaft 6, and includes an electric motor stator 110a and an electric motor rotor 110b. The electric motor stator 110a is connected to a glass terminal (not shown) existing between the frame 7 and the electric motor stator 110a by a lead wire (not shown) in order to obtain electric power from the outside. The electric motor stator 110a is fixed to the rotating shaft 6 by shrink fitting or the like. A first balance weight 60 is fixed to the rotating shaft 6 and a second balance weight 61 is fixed to the motor stator 110a in order to balance the entire rotating system of the scroll compressor.

回転軸6は、回転軸6の上部の偏心軸部6aと、主軸部6bと、回転軸6の下部の副軸部6cとで構成されている。偏心軸部6aは、バランスウェイト付スライダー5と揺動軸受2cとを介して揺動スクロール2に嵌合され、回転軸6の回転により揺動スクロール2を揺動運動させる。主軸部6bは、フレーム7に設けられた円筒状のボス部7bの内周に配置された主軸受7aにスリーブ13を介して嵌合され、冷凍機油による油膜を介して主軸受7aと摺動する。主軸受7aは、銅鉛合金等の滑り軸受に使用される軸受材料を圧入する等してボス部7b内に固定されている。 The rotating shaft 6 is composed of an eccentric shaft portion 6a at the upper part of the rotating shaft 6, a main shaft portion 6b, and a sub-shaft portion 6c at the lower part of the rotating shaft 6. The eccentric shaft portion 6a is fitted to the swing scroll 2 via a slider 5 with a balance weight and a swing bearing 2c, and the swing scroll 2 is swung by the rotation of the rotation shaft 6. The spindle portion 6b is fitted to the spindle portion 7a arranged on the inner circumference of the cylindrical boss portion 7b provided on the frame 7 via the sleeve 13, and slides with the spindle portion 7a via an oil film of refrigerating machine oil. To do. The main bearing 7a is fixed in the boss portion 7b by press-fitting a bearing material used for a slide bearing such as a copper-lead alloy.

サブフレーム9の上部には玉軸受からなる副軸受10を備え、電動機構部110の下部で回転軸6を半径方向に軸支する。なお、副軸受10は玉軸受以外の別の軸受構成によって軸支しても良い。副軸部6cは副軸受10と嵌合され、冷凍機油による油膜を介して副軸受10と摺動する。主軸部6bおよび副軸部6cの軸心は、回転軸6の軸心と一致している。 An auxiliary bearing 10 made of a ball bearing is provided on the upper part of the subframe 9, and the rotating shaft 6 is pivotally supported in the radial direction on the lower part of the electric mechanism portion 110. The auxiliary bearing 10 may be pivotally supported by a bearing configuration other than the ball bearing. The sub-shaft portion 6c is fitted with the sub-bearing 10 and slides with the sub-bearing 10 via an oil film made of refrigerating machine oil. The axes of the spindle 6b and the sub-axis 6c coincide with the axes of the rotating shaft 6.

ここで、密閉容器100内の空間を以下の様に定義する。密閉容器100の内部空間のうち、フレーム7より電動機回転子110b側の空間を第1空間72とする。また、フレーム7の内壁と固定台板1aとにより形成される空間を第2空間73とする。また、固定台板1aより吐出管102側の空間を第3空間74とする。 Here, the space inside the closed container 100 is defined as follows. Of the internal space of the closed container 100, the space on the motor rotor 110b side of the frame 7 is designated as the first space 72. Further, the space formed by the inner wall of the frame 7 and the fixed base plate 1a is referred to as the second space 73. Further, the space on the discharge pipe 102 side of the fixed base plate 1a is designated as the third space 74.

次に、密閉容器100の内部における圧縮機構部8の部品配置について説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の横断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の固定渦巻体と揺動渦巻体とを示した平面図である。なお、図2および図3では、固定スクロール1の固定渦巻体1bと揺動スクロール2の揺動渦巻体2bとの区別を容易にするため、揺動スクロール2の揺動渦巻体2bにハッチングを施してある。後述の図においても同様である。
Next, the arrangement of the parts of the compression mechanism portion 8 inside the closed container 100 will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the compression mechanism portion of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a fixed spiral body and a swinging spiral body of the compression mechanism portion of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. In addition, in FIGS. 2 and 3, in order to facilitate the distinction between the fixed spiral body 1b of the fixed scroll 1 and the rocking spiral body 2b of the rocking scroll 2, the swinging spiral body 2b of the rocking scroll 2 is hatched. It has been given. The same applies to the figures described later.

密閉容器100は、平面的に見て真円形状であり、密閉容器100の内部に、フレーム7の外周面が密閉容器100の内周面に接触した状態で固着されている。よって、フレーム7の外周面も真円形状となっている。フレーム7内部の第2空間73には、固定スクロール1の固定渦巻体1bと揺動スクロール2とが配置されている。また、第2空間73内にはオルダムリング14のキー部14aが配置されている。このような仕様では、キー部14aの可動範囲を避けて揺動台板2aを配置する必要があるため、揺動台板2aの外形形状は扁平形状となっている。なお、扁平形状とは、長円形状および楕円形状も含むものであり、要するに円よりも平べったい形状全般を指すものとする。 The closed container 100 has a perfect circular shape when viewed in a plane, and is fixed to the inside of the closed container 100 in a state where the outer peripheral surface of the frame 7 is in contact with the inner peripheral surface of the closed container 100. Therefore, the outer peripheral surface of the frame 7 also has a perfect circular shape. In the second space 73 inside the frame 7, the fixed spiral body 1b of the fixed scroll 1 and the swing scroll 2 are arranged. Further, the key portion 14a of the old dam ring 14 is arranged in the second space 73. In such a specification, since it is necessary to arrange the rocking base plate 2a while avoiding the movable range of the key portion 14a, the outer shape of the rocking base plate 2a is flat. The flat shape also includes an oval shape and an elliptical shape, and in short, refers to all shapes that are flatter than a circle.

このように揺動台板2aの外形形状は扁平形状であることから、揺動台板2a上に立設される揺動渦巻体2bもまた扁平形状とすることで、揺動台板2a上のスペースを有効に使用でき、スペース効率を高めることができる。固定台板1aについても同様であり、固定台板1aと固定渦巻体1bを扁平形状とする。このようにスペース効率を高めることで、密閉容器100の大きさを同じとしたままで圧縮室71の容積の拡大を図ることができ、圧縮機能力を向上することが可能となる。逆に見れば、同じ圧縮機能力を確保するにあたり、密閉容器100の小型化が可能となる。なお、以下において、固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bとを区別せず、両方を指すときは、「渦巻体」と総称する。台板についても同様で、固定台板1aと揺動台板2aとを区別せず、両方を指すときは、「台板」と総称する。 Since the outer shape of the rocking base plate 2a is flat in this way, the swinging spiral body 2b erected on the rocking base plate 2a is also made flat so as to be on the rocking base plate 2a. Space can be used effectively and space efficiency can be improved. The same applies to the fixed base plate 1a, and the fixed base plate 1a and the fixed spiral body 1b have a flat shape. By increasing the space efficiency in this way, it is possible to increase the volume of the compression chamber 71 while keeping the size of the closed container 100 the same, and it is possible to improve the compression function force. On the contrary, in order to secure the same compression function force, the size of the closed container 100 can be reduced. In the following, when the fixed spiral body 1b and the rocking spiral body 2b are not distinguished and both are referred to, they are collectively referred to as "spiral body". The same applies to the base plate, and when the fixed base plate 1a and the swing base plate 2a are not distinguished and both are referred to, they are collectively referred to as "base plate".

次に、スクロール圧縮機の動作について説明する。 Next, the operation of the scroll compressor will be described.

図4は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機における揺動スクロールの1回転中の動作を示す圧縮工程図である。図4(a)は回転位相が0[rad](2π[rad])の場合の渦巻体の位置を示している。図4(b)は回転位相がπ/2[rad]の場合の渦巻体の位置を示している。図4(c)は回転位相がπ[rad]の場合の渦巻体の位置を示している。図4(d)は回転位相が3π/2[rad]の場合の渦巻体の位置を示している。 FIG. 4 is a compression process diagram showing the operation of the swing scroll during one rotation in the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows the position of the spiral body when the rotation phase is 0 [rad] (2π [rad]). FIG. 4B shows the position of the spiral body when the rotation phase is π / 2 [rad]. FIG. 4C shows the position of the spiral body when the rotation phase is π [rad]. FIG. 4D shows the position of the spiral body when the rotation phase is 3π / 2 [rad].

電動機構部110の電動機固定子110aに通電されると、電動機回転子110bが回転力を受けて回転する。それに伴い、電動機回転子110bに固定された回転軸6が回転駆動される。回転軸6の回転運動は、偏心軸部6aを介して揺動スクロール2に伝達される。揺動スクロール2の揺動渦巻体2bは、オルダムリング14によって自転が規制されながら揺動半径で揺動運動する。なお、揺動半径とは、主軸部6bに対する偏心軸部6aの偏心量を意味している。 When the electric motor stator 110a of the electric mechanism unit 110 is energized, the electric motor rotor 110b receives rotational force and rotates. Along with this, the rotating shaft 6 fixed to the electric motor rotor 110b is rotationally driven. The rotational motion of the rotating shaft 6 is transmitted to the swing scroll 2 via the eccentric shaft portion 6a. The oscillating spiral body 2b of the oscillating scroll 2 oscillates with an oscillating radius while its rotation is regulated by the old dam ring 14. The swing radius means the amount of eccentricity of the eccentric shaft portion 6a with respect to the spindle portion 6b.

電動機構部110の駆動に伴い、冷媒が、外部の冷凍サイクルから吸入管101を介して密閉容器100内の第1空間72に流入する。第1空間72に流入した低圧冷媒は、フレーム7内に設置された2つの開口部7cを通って第2空間73に流入する。第2空間73に流入した低圧冷媒は、圧縮機構部8の揺動渦巻体2bおよび固定渦巻体1bの相対的な揺動動作に伴って圧縮室71へと吸い込まれる。圧縮室71に吸い込まれた冷媒は、図4に示すように揺動渦巻体2bおよび固定渦巻体1bの相対的な動作に伴う圧縮室71の幾何学的な容積変化によって低圧から高圧へと昇圧される。そして、高圧となった冷媒は、固定スクロール1の吐出口1cおよびバッフル4の貫通孔4aを通過し、吐出バルブ11を押し開けて吐出マフラ12内に吐出される。吐出マフラ12内に吐出された冷媒は、第3空間74に吐出され、吐出管102から高圧冷媒として圧縮機外部へと吐出される。 As the electric mechanism unit 110 is driven, the refrigerant flows from the external refrigeration cycle into the first space 72 in the closed container 100 via the suction pipe 101. The low-pressure refrigerant that has flowed into the first space 72 flows into the second space 73 through the two openings 7c installed in the frame 7. The low-pressure refrigerant that has flowed into the second space 73 is sucked into the compression chamber 71 along with the relative swinging motion of the swinging spiral body 2b and the fixed spiral body 1b of the compression mechanism unit 8. As shown in FIG. 4, the refrigerant sucked into the compression chamber 71 is boosted from low pressure to high pressure due to the geometric volume change of the compression chamber 71 accompanying the relative operation of the swinging spiral body 2b and the fixed spiral body 1b. Will be done. Then, the high-pressure refrigerant passes through the discharge port 1c of the fixed scroll 1 and the through hole 4a of the baffle 4, pushes the discharge valve 11 open, and is discharged into the discharge muffler 12. The refrigerant discharged into the discharge muffler 12 is discharged into the third space 74, and is discharged from the discharge pipe 102 to the outside of the compressor as a high-pressure refrigerant.

本実施の形態1では、上述したように揺動渦巻体2bおよび固定渦巻体1bの輪郭を扁平形状としており、渦巻形状も扁平形状としている。このように、渦巻体の渦巻形状を扁平形状とした圧縮機構部8において、図4に示すように一定の揺動半径で揺動渦巻体2bを動作させた場合においても、揺動渦巻体2bの外向面および内向面が、互いに相対する固定渦巻体1bの内向面および外向面に接触しながら動作する。 In the first embodiment, as described above, the contours of the swinging spiral body 2b and the fixed spiral body 1b are flat, and the spiral shape is also flat. As described above, in the compression mechanism unit 8 in which the spiral shape of the spiral body is flat, even when the swing spiral body 2b is operated with a constant swing radius as shown in FIG. 4, the swing spiral body 2b The outward and inward surfaces of the fixed spiral body 1b operate while contacting the inward and outward surfaces of the fixed spiral body 1b.

そして、本実施の形態1は、輪郭を扁平形状とした渦巻体の渦巻形状を式で定義することを特徴とする。渦巻形状は、渦巻体の外向面を特定する外側曲線と渦巻体の内向面を特定する内側曲線とによって決まる。渦巻体の渦巻形状を式で定義するにあたり、具体的には、渦巻体の外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とする。 The first embodiment is characterized in that the spiral shape of the spiral body having a flat contour is defined by an equation. The shape of the spiral is determined by an outer curve that identifies the outward surface of the spiral and an inner curve that identifies the inward surface of the spiral. In defining the spiral shape of the spiral body by the equation, specifically, either the outer curve or the inner curve of the spiral body is a curve that is an involute of the base circle, and is in the x, y coordinate system. The curve defined by the equations (1) and (2) is obtained by using the involute angle θ.

式(1)および(2)におけるaは基礎円の半径である。式(1)および(2)における伸開腕長さw(θ)は、基礎円の伸開角θでの円周上の点から、伸開線の伸開角θでの曲線上の点を結ぶ直線の長さであって、π[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化する関数で与えられる。これにより、輪郭を扁平形状とした渦巻体の渦巻形状を式で定義できる。なお、伸開腕長さw(θ)は、上述したように正弦波状または余弦波状に変化するものであるが、本実施の形態1では、一例として、式(3)の通り正弦波状に変化させたものとする。なお、式(3)においてαおよびβは係数である。Nは1以上の自然数である。 In equations (1) and (2), a is the radius of the base circle. The extension arm length w (θ) in the equations (1) and (2) is a point on the curve at the extension angle θ of the involute from a point on the circumference of the base circle at the extension angle θ. It is the length of a straight line connecting the two, and is given by a function that changes in a sinusoidal or involute shape with π [rad] as one cycle. Thereby, the spiral shape of the spiral body having a flat outline can be defined by the equation. The involute arm length w (θ) changes in a sinusoidal shape or a cosine wave shape as described above, but in the first embodiment, as an example, it changes in a sinusoidal shape as shown in the equation (3). Let's assume. In the equation (3), α and β are coefficients. N is a natural number of 1 or more.

Figure 2020165967
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式(3)においてαは正の値でも、負の値でも成立する。βは正の値である。なお、αを変更することで、輪郭の扁平率が変わる。また、βを変更することで、渦巻体の肉厚の縮小率が変わる。αとβを変更した場合の具体的な渦巻体の変化については、実施の形態2および実施の形態3で説明する。 In equation (3), α holds whether it has a positive value or a negative value. β is a positive value. By changing α, the flatness of the contour changes. In addition, by changing β, the reduction rate of the wall thickness of the spiral body changes. Specific changes in the spiral body when α and β are changed will be described in the second and third embodiments.

次に、固定渦巻体1bおよび揺動渦巻体2bのそれぞれの渦巻形状の製図方法について説明する。固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bの製図方法は同じであるため、以下、揺動渦巻体2bを代表して説明する。渦巻形状は、上述したように渦巻体の外向面を特定する外側曲線と渦巻体の内向面を特定する内側曲線とによって決まる。ここでは、外側曲線を式(1)および式(2)で定義される曲線とした場合の渦巻形状の製図方法について図5を用いて説明する。 Next, a drawing method of each spiral shape of the fixed spiral body 1b and the swinging spiral body 2b will be described. Since the drawing method of the fixed spiral body 1b and the swinging spiral body 2b is the same, the swinging spiral body 2b will be described below as a representative. The shape of the spiral is determined by an outer curve that specifies the outward surface of the spiral body and an inner curve that specifies the inward surface of the spiral body as described above. Here, a method of drawing a spiral shape when the outer curve is a curve defined by the equations (1) and (2) will be described with reference to FIG.

図5は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を構成する渦巻形状の製図方法の説明図である。図5において、(a)、(b)、(c)、(d)の手順に製図をする。製図するにあたり、まず、図5(a)に示す通り、基礎円の伸開線30を描く。ここで、伸開腕長さw(θ)は、上述したように伸開角θに応じて、π[rad]を1周期とした正弦波状に増加する。ここで描かれた伸開線30が外側曲線となる。 FIG. 5 is an explanatory diagram of a spiral-shaped drawing method constituting the compression mechanism portion of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, drawings are drawn according to the procedures (a), (b), (c), and (d). In drawing, first, as shown in FIG. 5A, an involute 30 of the base circle is drawn. Here, the extension arm length w (θ) increases in a sinusoidal manner with π [rad] as one cycle according to the extension angle θ as described above. The involute 30 drawn here is the outer curve.

次に、図5(b)〜図5(d)の手順で内側曲線を描く。すなわち、まず図5(b)に示す通り、手順(a)で描いた伸開線30を基礎円中心Oに対してπ[rad]回転させた曲線31を描く。ここでは内側曲線を作成するため、曲線31のうち曲線30よりも外側に位置する曲線部分(図5(b)において点線部分)は、これ以降の製図手順では使用されない。 Next, the inner curve is drawn by the procedure of FIGS. 5 (b) to 5 (d). That is, first, as shown in FIG. 5B, a curve 31 is drawn by rotating the involute 30 drawn in the procedure (a) by π [rad] with respect to the center of the base circle O. Here, since the inner curve is created, the curved portion (dotted line portion in FIG. 5B) located outside the curve 30 of the curve 31 is not used in the subsequent drafting procedure.

次に、図5(c)に示す通り、手順(b)で描いた曲線31上に中心を有する、半径が揺動スクロール2の揺動半径と等しい円32、を複数描く。次に、図5(d)に示す通り、手順(c)で描いた円群の外側包絡線33を描く。この手順(d)で描いた曲線33が内側曲線となる。 Next, as shown in FIG. 5C, a plurality of circles 32 having a center on the curve 31 drawn in the procedure (b) and having a radius equal to the swing radius of the swing scroll 2 are drawn. Next, as shown in FIG. 5D, the outer envelope 33 of the circle group drawn in the procedure (c) is drawn. The curve 33 drawn in this procedure (d) becomes the inner curve.

以上により、手順(a)で描いた曲線30が揺動渦巻体2bの外側曲線となり、手順(d)で描いた曲線33が揺動渦巻体2bの内側曲線となり、手順(d)のハッチング領域が揺動渦巻体2bの断面となる。なお、図5では、伸開腕長さw(θ)を、式(3)においてαの値を0.5、βの値を0.015、Nの値を1とした場合の揺動渦巻体2bの形状を記載している。 As described above, the curve 30 drawn in the procedure (a) becomes the outer curve of the oscillating spiral body 2b, the curve 33 drawn in the procedure (d) becomes the inner curve of the oscillating spiral body 2b, and the hatching area of the procedure (d). Is the cross section of the swinging spiral body 2b. In FIG. 5, the extension arm length w (θ) is a oscillating spiral when the value of α is 0.5, the value of β is 0.015, and the value of N is 1 in the equation (3). The shape of the body 2b is described.

固定渦巻体1bに関しては、前述の揺動渦巻体2bと同様の手順を踏むものとし、揺動渦巻体2bと肉厚が等しい仕様においては揺動渦巻体2bの形状をπ[rad]回転させた形状となる。 For the fixed spiral body 1b, the same procedure as that for the rocking spiral body 2b described above was adopted, and the shape of the rocking spiral body 2b was rotated by π [rad] in the specification having the same wall thickness as the rocking spiral body 2b. It becomes a shape.

なお、ここでは、外側曲線を式(1)および式(2)で定義される曲線とした場合の渦巻形状の製図方法について説明したが、内側曲線を式(1)および式(2)で定義される曲線とした場合の渦巻形状の製図方法も基本的に同様である。内側曲線を式(1)および式(2)で定義される曲線とした場合は、外側曲線を以下のようにして描けばよい。まず、図5(a)の手順を行い、次に、図5(b)において曲線30のうち曲線31よりも外側に位置する曲線部分を、これ以降の製図手順で使用しない。そして、曲線31上に中心を有する、半径が揺動スクロール2の揺動半径と等しい円32、を複数描く。この円群の内側包絡線が外側曲線となる。 Here, the method of drawing the spiral shape when the outer curve is the curve defined by the equations (1) and (2) has been described, but the inner curve is defined by the equations (1) and (2). The method of drawing a spiral shape in the case of a curved line is basically the same. When the inner curve is the curve defined by the equations (1) and (2), the outer curve may be drawn as follows. First, the procedure shown in FIG. 5A is performed, and then the curved portion of the curve 30 located outside the curve 31 in FIG. 5B is not used in the subsequent drawing procedure. Then, a plurality of circles 32 having a center on the curve 31 and having a radius equal to the swing radius of the swing scroll 2 are drawn. The inner envelope of this circle group becomes the outer curve.

図6は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機における渦巻体の渦巻形状の製図に用いる伸開腕長さw(θ)の特性の一例を示す図である。図6の縦軸は、基礎円半径aと伸開角θの積に対するw(θ)の比率を示している。図6の横軸は、伸開角θ[rad]を示している。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the characteristics of the extension arm length w (θ) used for drawing the spiral shape of the spiral body in the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. The vertical axis of FIG. 6 shows the ratio of w (θ) to the product of the radius of the base circle a and the extension angle θ. The horizontal axis of FIG. 6 indicates the extension angle θ [rad].

図6には、図5と同様に式(3)のαの値を0.5、βの値を0.015、Nの値を1とした場合の、伸開角θに対する伸開腕長さw(θ)の周期的な変化を示している。図6に示す伸開腕長さw(θ)の波形において、w(θ)/a・θの値が大きい程、渦巻体の肉厚が厚くなることを示す。よって、π/2、3π/2、5π/2、7π/2において、渦巻体の肉厚が厚くなる。また、伸開腕長さw(θ)の波形において、1.0を超える方のピークがある伸開角の方向に、渦巻体が引き延ばされた形状となる。よって、図6の例では、伸開角がπ/2、3π/2、5π/2、7π/2において、1.0を超える方のピークがくるため、図5に示すように横方向に引き延ばされた形状となる。 FIG. 6 shows the extension arm length with respect to the extension angle θ when the value of α in the equation (3) is 0.5, the value of β is 0.015, and the value of N is 1, as in FIG. It shows the periodic change of w (θ). In the waveform of the extension arm length w (θ) shown in FIG. 6, it is shown that the larger the value of w (θ) / a · θ, the thicker the wall thickness of the spiral body. Therefore, the wall thickness of the spiral body becomes thicker at π / 2, 3π / 2, 5π / 2, and 7π / 2. Further, in the waveform of the involute arm length w (θ), the spiral body is stretched in the direction of the involute angle where the peak exceeding 1.0 is present. Therefore, in the example of FIG. 6, when the involute angles are π / 2, 3π / 2, 5π / 2, and 7π / 2, the peak exceeding 1.0 comes, and therefore, as shown in FIG. 5, in the lateral direction. It has a stretched shape.

なお、βが0の場合は、伸開腕長さw(θ)のピークの周期はπ[rad]である。ここでは、βが0.015であり、0以上であるため、伸開腕長さw(θ)のピークの周期はπ[rad]よりもわずかに短くなる。また、βが0以下の場合は、伸開腕長さw(θ)のピークの周期はπ[rad]よりもわずかに長くなる。このようにβの値によって伸開腕長さw(θ)の周期がπ[rad]からずれる場合があるが、そのずれはわずかである。よって、「伸開腕長さw(θ)は伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状に変化する」の表現には、周期がπ[rad]に一致する場合だけに限らず、多少ずれる場合も含むものとする。 When β is 0, the peak period of the involute arm length w (θ) is π [rad]. Here, since β is 0.015 and is 0 or more, the period of the peak of the involute arm length w (θ) is slightly shorter than π [rad]. When β is 0 or less, the peak period of the involute arm length w (θ) is slightly longer than π [rad]. In this way, the period of the involute arm length w (θ) may deviate from π [rad] depending on the value of β, but the deviation is slight. Therefore, the expression "the extension arm length w (θ) changes in a sinusoidal shape with π [rad] as one period with respect to the extension angle θ" is expressed when the period matches π [rad]. Not only, but also the case where there is a slight deviation.

以上説明したように、本実施の形態1では、渦巻体の渦巻形状を伸開角θを用いて上記式(1)および式(2)で定義した。そして、式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化する関数とした。これにより、輪郭が扁平形状である渦巻体の渦巻形状を式で定義できる。 As described above, in the first embodiment, the spiral shape of the spiral body is defined by the above equations (1) and (2) using the extension angle θ. Then, the extension arm length w (θ) in the equations (1) and (2) is a function that changes in a sinusoidal shape or a cosine wave shape with π [rad] as one cycle with respect to the extension angle θ. .. Thereby, the spiral shape of the spiral body having a flat contour can be defined by the equation.

また、本実施の形態1に記載の渦巻体は、台板と共に輪郭が扁平形状であるので、台板上における渦巻体の実装密度を向上できる。従来では、台板および渦巻体の輪郭を共に真円状にした技術もあるが、この従来技術に比べて渦巻体の実装密度を向上できることで、渦巻体の渦巻の全長の長さを長く設定することが可能となる。渦巻体の渦巻の全長の長さを長くできることで、渦巻体の軸方向の先端面全体の面積を大きく設定することができる。スクロール圧縮機には、固定スクロール1と揺動スクロール2とを軸方向に接触させるコンプライアント機構を有するものがあるが、この種のスクロール圧縮機においても、渦巻体の先端面で生じる面圧を低減できる。よって、摺動による摩耗および焼き付きを抑制することができ、信頼性を向上することが可能となる。 Further, since the spiral body according to the first embodiment has a flat outline together with the base plate, the mounting density of the spiral body on the base plate can be improved. In the past, there was a technology in which the contours of both the base plate and the spiral body were made into a perfect circle, but by improving the mounting density of the spiral body compared to this conventional technology, the overall length of the spiral of the spiral body can be set longer. It becomes possible to do. Since the total length of the spiral of the spiral body can be increased, the area of the entire tip surface in the axial direction of the spiral body can be set large. Some scroll compressors have a compliant mechanism that brings the fixed scroll 1 and the swing scroll 2 into axial contact with each other, but even in this type of scroll compressor, the surface pressure generated on the tip surface of the spiral body is applied. Can be reduced. Therefore, wear and seizure due to sliding can be suppressed, and reliability can be improved.

また、本実施の形態1に記載の渦巻体の渦巻形状では、図6中のπ/2および3π/2の回転位相に比べ、0およびπの回転位相の方が渦巻体の側面における摺動速度を小さく設定することができる。このため、水平方向のガス荷重が大きくなる回転位相では摺動速度を小さく設定し、水平方向のガス荷重が小さくなる回転位相では摺動速度を大きく設定することで、渦巻体の側面におけるPV値を低減できる。PV値とは、荷重と摺動速度の積である。このようにPV値を低減できるため、摺動による摩耗および焼き付きを抑制することができ、信頼性を向上することが可能となる。 Further, in the spiral shape of the spiral body described in the first embodiment, the rotation phases of 0 and π are more sliding on the side surface of the spiral body than the rotation phases of π / 2 and 3π / 2 in FIG. The speed can be set low. Therefore, by setting the sliding speed small in the rotation phase where the gas load in the horizontal direction is large and setting the sliding speed large in the rotation phase where the gas load in the horizontal direction is small, the PV value on the side surface of the spiral body is set. Can be reduced. The PV value is the product of the load and the sliding speed. Since the PV value can be reduced in this way, wear and seizure due to sliding can be suppressed, and reliability can be improved.

実施の形態2.
実施の形態2では、上記式(3)におけるαの値に応じた、渦巻体の輪郭の扁平率の変化について説明する。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる構成を中心に説明するものとし、実施の形態2で説明されない構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2.
In the second embodiment, the change in the flatness of the contour of the spiral body according to the value of α in the above formula (3) will be described. Hereinafter, the configuration in which the second embodiment is different from the first embodiment will be mainly described, and the configurations not described in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.

上記式(3)において、αの値を変更した場合の渦巻体の形状について次の図7に記す。 In the above equation (3), the shape of the spiral body when the value of α is changed is shown in FIG. 7 below.

図7は、本発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機における渦巻体の外側曲線の扁平率の変化を示す図である。図7において(a)はα=0の場合、(b)はα=0.1の場合、(c)はα=0.2の場合を示している。また、図7ではβの値を0.005に固定し、Nの値を1に固定している。 FIG. 7 is a diagram showing a change in the flatness of the outer curve of the spiral body in the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, (a) shows the case of α = 0, (b) shows the case of α = 0.1, and (c) shows the case of α = 0.2. Further, in FIG. 7, the value of β is fixed at 0.005, and the value of N is fixed at 1.

図7に示すようにαの値を変更することで、渦巻体の輪郭の扁平率を任意に設定することが可能となる。なお、扁平率とは、図7(a)に示すように長径D1と短径D2との比D1/D2である。よって、図7より、αの値が大きくなるに連れ、扁平率が大きくなる。 By changing the value of α as shown in FIG. 7, it is possible to arbitrarily set the flatness of the contour of the spiral body. The flatness is the ratio D1 / D2 of the major axis D1 and the minor axis D2 as shown in FIG. 7A. Therefore, as shown in FIG. 7, the flattening ratio increases as the value of α increases.

実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、αの値を変更することで、渦巻体の輪郭の扁平率を任意に設定することが可能となる。よって、台板の形状に合わせてαを変更して渦巻体の輪郭の扁平率を設定することで、渦巻の輪郭の最適化を図り、台板上での渦巻体の実装密度の向上を図ることができる。 According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the flatness of the contour of the spiral body can be arbitrarily set by changing the value of α. Therefore, by changing α according to the shape of the base plate and setting the flatness of the contour of the spiral body, the contour of the spiral body is optimized and the mounting density of the spiral body on the base plate is improved. be able to.

実施の形態3.
実施の形態3では、上記式(3)においてβの値に応じた、渦巻体の肉厚の縮小率の変化について説明する。以下、実施の形態3が実施の形態1と異なる構成を中心に説明するものとし、実施の形態3で説明されない構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 3.
In the third embodiment, the change in the reduction rate of the wall thickness of the spiral body according to the value of β in the above formula (3) will be described. Hereinafter, the configuration in which the third embodiment is different from that of the first embodiment will be mainly described, and the configurations not described in the third embodiment are the same as those in the first embodiment.

上記式(3)において、βの値を変更した場合の渦巻体の形状について次の図8に記す。 In the above equation (3), the shape of the spiral body when the value of β is changed is shown in FIG. 8 below.

図8は、本発明の実施の形態3に係るスクロール圧縮機における渦巻体の外側曲線を示す図である。図8において(a)はβ=0の場合、(b)はβ=0.005の場合、(c)はβ=0.010の場合を示している。また、図8ではαの値を0.2に固定、Nの値を1に固定している。 FIG. 8 is a diagram showing an outer curve of a spiral body in the scroll compressor according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, (a) shows the case of β = 0, (b) shows the case of β = 0.005, and (c) shows the case of β = 0.010. Further, in FIG. 8, the value of α is fixed at 0.2 and the value of N is fixed at 1.

図8に示すようにβの値を変更することで、渦巻体の巻き始め部から巻き終わり部に向けての間隔の縮小率を任意に設定することが可能となる。なお、間隔の縮小率とは、図8(a)に示すように巻き始め部の間隔P1と巻き終わりの間隔P2との比P1/P2である。よって、図8より、βを0以上で大きくするに連れ、間隔の縮小率が大きくなる。渦巻体の肉厚の縮小率も、間隔の縮小率と同様にβを0以上で大きくするに連れて大きくなる。肉厚の縮小率とは、渦巻体の巻き始め部の肉厚と巻き終わり部の肉厚との比である。 By changing the value of β as shown in FIG. 8, it is possible to arbitrarily set the reduction rate of the interval from the winding start portion to the winding end portion of the spiral body. As shown in FIG. 8A, the reduction rate of the interval is a ratio P1 / P2 of the interval P1 at the start of winding and the interval P2 at the end of winding. Therefore, as shown in FIG. 8, as β increases at 0 or more, the reduction rate of the interval increases. The reduction rate of the wall thickness of the spiral body also increases as β increases at 0 or more, similar to the reduction rate of the interval. The wall thickness reduction ratio is the ratio of the wall thickness at the start of winding and the wall thickness at the end of winding of the spiral body.

上記(3)式においてβは0以上の値をとるものであり、βを大きくすると、伸開角θが大きくなるに連れ、式(3)の(1−βθ)の値が小さくなる。よって、図6から明らかなように、伸開角θがπ/2からπ毎にw(θ)/a・θの値が小さくなる。具体的には、伸開角θがπ/2のときにはw(θ)/a・θは約1.46であるが、伸開角θが3π/2のときにはw(θ)/a・θは約1.39であり、小さくなっている。そして、上述したように、w(θ)/a・θが大きいと、渦巻体の肉厚が厚いことを示すことから、伸開腕長さw(θ)が図6のように変化するとき、巻き始めから巻き終わりにかけて、渦巻体の肉厚が伸開角π毎に縮小される構成となる。この構成により得られる効果について、以下に説明する。 In the above equation (3), β takes a value of 0 or more, and when β is increased, the value of (1-βθ) in the equation (3) decreases as the extension angle θ increases. Therefore, as is clear from FIG. 6, the value of w (θ) / a · θ becomes smaller every π from the extension angle θ. Specifically, w (θ) / a · θ is about 1.46 when the extension angle θ is π / 2, but w (θ) / a · θ when the extension angle θ is 3π / 2. Is about 1.39, which is smaller. Then, as described above, when w (θ) / a · θ is large, it indicates that the wall thickness of the spiral body is thick, so that when the involute arm length w (θ) changes as shown in FIG. From the beginning to the end of winding, the wall thickness of the spiral body is reduced by the involute angle π. The effect obtained by this configuration will be described below.

圧縮機構部8内に形成される圧縮室71間の圧力差は、冷媒が圧縮されて圧力の高くなる中心部、つまり渦巻体の中心部ほど大きくなる。つまり渦巻体の巻き始め部分の方が巻き終わり部分に比べて圧縮室71間の圧力差が大きくなる。したがって、渦巻体の肉厚を設計する際には、渦巻体の中心部で生じる圧力差に耐えられる肉厚に設計する必要がある。ここで、仮に、渦巻体の肉厚を、巻き始めから巻き終わりまで、渦巻体の中心部で生じる圧力差に耐えられる肉厚で一定とした場合、圧縮室71間の圧力差の小さい巻き終わり部近傍では、強度的に過剰設計となる。つまり、渦巻体の肉厚を必要以上に厚く形成することになるため、吸入完了時の圧縮室71の容積、つまり吸入容積を不必要に減少させることになる。 The pressure difference between the compression chambers 71 formed in the compression mechanism portion 8 becomes larger toward the central portion where the refrigerant is compressed and the pressure becomes higher, that is, the central portion of the spiral body. That is, the pressure difference between the compression chambers 71 is larger in the winding start portion of the spiral body than in the winding end portion. Therefore, when designing the wall thickness of the spiral body, it is necessary to design the wall thickness so as to withstand the pressure difference generated in the central portion of the spiral body. Here, assuming that the wall thickness of the spiral body is constant from the start to the end of winding with a wall thickness that can withstand the pressure difference generated at the center of the spiral body, the winding end with a small pressure difference between the compression chambers 71. In the vicinity of the part, the strength is excessively designed. That is, since the wall thickness of the spiral body is formed to be thicker than necessary, the volume of the compression chamber 71 at the completion of suction, that is, the suction volume is unnecessarily reduced.

これに対し、本実施の形態3では、βを適宜設定することで、巻き始め部から巻き終わり部に向けての肉厚の縮小率を任意に設定することができる。このため、圧縮機の仕様および運転条件などに応じてβを設定することで、巻き始め部で必要とされる強度の肉厚を持ちつつ巻き終わりでは肉厚を薄くし、限られたスペース内で吸入容積を大きく確保することが可能な渦巻体を得ることができる。具体的には、βを0以上の値で大きくするに連れ、肉厚の縮小率が大きくなるため、渦巻体の中心部における圧縮室71間の圧力差が大きい場合にはβの値を大きくし、渦巻体の中心部における圧縮室71間の圧力差が小さい場合にはβの値を小さくすればよい。 On the other hand, in the third embodiment, the reduction rate of the wall thickness from the winding start portion to the winding end portion can be arbitrarily set by appropriately setting β. For this reason, by setting β according to the specifications and operating conditions of the compressor, the wall thickness is reduced at the end of winding while maintaining the strength required at the beginning of winding, and within a limited space. It is possible to obtain a spiral body capable of securing a large suction volume. Specifically, as β increases with a value of 0 or more, the reduction rate of the wall thickness increases. Therefore, when the pressure difference between the compression chambers 71 at the center of the spiral body is large, the value of β increases. However, when the pressure difference between the compression chambers 71 at the center of the spiral body is small, the value of β may be reduced.

以上説明したように、本実施の形態3によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、βの値を変更することで、渦巻体の肉厚の縮小率を任意に設定することが可能となる。 As described above, according to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the reduction rate of the wall thickness of the spiral body can be arbitrarily set by changing the value of β. It becomes possible.

また、本実施の形態3を実施の形態2と組み合わせることで、渦巻体の輪郭の扁平率と肉厚の縮小率とを任意に設定できる具体的数式を定義でき、台板上における渦巻体の渦巻形状の設計自由度を向上できる。そして、台板の形状に合わせて渦巻体の輪郭の扁平率を設定すると共に、圧縮機の仕様および運転条件などに応じてβを設定することで、渦巻体の輪郭の最適化による渦巻体の実装密度の向上を図りつつ、吸入容積の拡大も図ることができる。これにより、圧縮機を大型化することなく圧縮機能力を向上することが可能となる。あるいは、同等の圧縮機能力での圧縮機の小型化が可能となる。 Further, by combining the third embodiment with the second embodiment, it is possible to define a specific mathematical formula that can arbitrarily set the flatness of the contour of the spiral body and the reduction rate of the wall thickness, and the spiral body on the base plate. The degree of freedom in designing the spiral shape can be improved. Then, by setting the flatness of the contour of the spiral body according to the shape of the base plate and setting β according to the specifications of the compressor and the operating conditions, the contour of the spiral body is optimized. It is possible to increase the suction volume while improving the mounting density. This makes it possible to improve the compression function without increasing the size of the compressor. Alternatively, the compressor can be miniaturized with the same compression function.

実施の形態4.
実施の形態4では、伸開腕長さw(θ)の特性に応じた渦巻形状の変化について説明する。以下、実施の形態4が実施の形態1と異なる構成を中心に説明するものとし、実施の形態4で説明されない構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 4.
In the fourth embodiment, the change in the spiral shape according to the characteristic of the extension arm length w (θ) will be described. Hereinafter, the configuration in which the fourth embodiment is different from the first embodiment will be mainly described, and the configurations not described in the fourth embodiment are the same as those in the first embodiment.

図9は、本発明の実施の形態4に係るスクロール圧縮機における渦巻体の渦巻形状を示す図である。図9(a)〜図9(d)は、順に、伸開腕長さw(θ)の関数式を、上記実施の形態1で示した式(3)と、以下の式(4)〜(6)とした場合の固定渦巻体1bおよび揺動渦巻体2bの形状について記載している。図10は、本発明の実施の形態4に係るスクロール圧縮機における渦巻体の渦巻形状を特定する伸開腕長さw(θ)の特性を示す図である。図10(a)〜図10(d)は、図9(a)〜図9(d)と対応しており、順に、伸開腕長さw(θ)を、上記実施の形態1で示した式(3)と、以下の式(4)〜(6)としている。図10の縦軸は、基礎円半径aと伸開角θの積に対するw(θ)の比率を示している。図10の横軸は、伸開角θ[rad]を示している。また、図9および図10において、αの値を0.1、βの値を0、Nの値を1としている。 FIG. 9 is a diagram showing a spiral shape of a spiral body in the scroll compressor according to the fourth embodiment of the present invention. 9 (a) to 9 (d) show, in order, the functional formulas of the extended arm length w (θ), the formula (3) shown in the first embodiment, and the following formulas (4) to (4). The shapes of the fixed spiral body 1b and the rocking spiral body 2b in the case of (6) are described. FIG. 10 is a diagram showing the characteristics of the extension arm length w (θ) that specifies the spiral shape of the spiral body in the scroll compressor according to the fourth embodiment of the present invention. 10 (a) to 10 (d) correspond to FIGS. 9 (a) to 9 (d), and the involute arm length w (θ) is shown in the first embodiment in order. The equations (3) and the following equations (4) to (6) are used. The vertical axis of FIG. 10 shows the ratio of w (θ) to the product of the radius of the base circle a and the extension angle θ. The horizontal axis of FIG. 10 indicates the extension angle θ [rad]. Further, in FIGS. 9 and 10, the value of α is 0.1, the value of β is 0, and the value of N is 1.

Figure 2020165967
Figure 2020165967

Figure 2020165967
Figure 2020165967

Figure 2020165967
Figure 2020165967

図9に示したように、伸開腕長さw(θ)の関数式を変更することで、固定渦巻体1bおよび揺動渦巻体2bの輪郭を任意に設定することが可能となる。 As shown in FIG. 9, by changing the functional expression of the extension arm length w (θ), the contours of the fixed spiral body 1b and the swinging spiral body 2b can be arbitrarily set.

実施の形態1〜4においては、密閉容器100の内部が低圧冷媒で満たされる低圧シェル型のスクロール圧縮機について示したが、密閉容器100の内部が高圧冷媒で満たされる高圧シェル型のスクロール圧縮機とした場合でも、同様の効果が得られる。 In the first to fourth embodiments, the low pressure shell type scroll compressor in which the inside of the closed container 100 is filled with the low pressure refrigerant is shown, but the high pressure shell type scroll compressor in which the inside of the closed container 100 is filled with the high pressure refrigerant is shown. Even in the case of, the same effect can be obtained.

1 固定スクロール、1a 固定台板、1b 固定渦巻体、1c 吐出口、2 揺動スクロール、2a 揺動台板、2b 揺動渦巻体、2c 揺動軸受、4 バッフル、4a 貫通孔、5 バランスウェイト付スライダー、6 回転軸、6a 偏心軸部、6b 主軸部、6c 副軸部、7 フレーム、7a 主軸受、7b ボス部、7c 開口部、8 圧縮機構部、9 サブフレーム、9a サブフレームホルダ、10 副軸受、11 吐出バルブ、12 吐出マフラ、13 スリーブ、14 オルダムリング、14a キー部、21 過圧縮リリーフポート、22 過圧縮リリーフポート、30 伸開線、32 円、33 外側包絡線、60 第1バランスウェイト、61 第2バランスウェイト、71 圧縮室、72 第1空間、73 第2空間、74 第3空間、100 密閉容器、100a 油溜め部、101 吸入管、102 吐出管、110 電動機構部、110a 電動機固定子、110b 電動機回転子、112 ポンプ要素。 1 Fixed scroll, 1a Fixed base plate, 1b Fixed spiral body, 1c Discharge port, 2 Swing scroll, 2a Swing base plate, 2b Swing spiral body, 2c Swing bearing, 4 Baffle, 4a Through hole, 5 Balance weight With slider, 6 rotation shaft, 6a eccentric shaft part, 6b main shaft part, 6c sub-shaft part, 7 frame, 7a main bearing, 7b boss part, 7c opening, 8 compression mechanism part, 9 subframe, 9a subframe holder, 10 Sub-bearing, 11 Discharge valve, 12 Discharge muffler, 13 Sleeve, 14 Oldam ring, 14a key part, 21 Overcompression relief port, 22 Overcompression relief port, 30 Extension wire, 32 yen, 33 Outer envelope wire, 60th 1 Balance weight, 61 2nd balance weight, 71 Compression chamber, 72 1st space, 73 2nd space, 74 3rd space, 100 Sealed container, 100a Oil reservoir, 101 Suction pipe, 102 Discharge pipe, 110 Electric mechanism , 110a motor stator, 110b motor rotor, 112 pump elements.

本発明に係るスクロール圧縮機は、固定台板に固定渦巻体が立設された固定スクロールと、揺動台板に揺動渦巻体が立設された揺動スクロールとを備え、固定渦巻体と揺動渦巻体とが噛み合うことで形成される圧縮室内で冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とし、式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数とし、式(1)および式(2)で定義された曲線が外側曲線であるとき、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの内側曲線は、外側曲線を基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の外側包絡線であり、式(1)および式(2)で定義された曲線が内側曲線であるとき、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線は、内側曲線を基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の内側包絡線とするものである。
x=a・cоsθ+w(θ)・sinθ ・・・(1)
y=a・sinθ−w(θ)・cоsθ ・・・(2)
The scroll compressor according to the present invention includes a fixed scroll in which a fixed spiral body is erected on a fixed base plate and a swing scroll in which a swing spiral body is erected on a rocking base plate. In a scroll compressor that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by meshing with a swinging spiral, one of the outer and inner curves of the fixed spiral and the swinging spiral is an involute of the base circle. A curve that is an open line and is defined by equations (1) and (2) using the involute angle θ and the base circle radius a in the x and y coordinate systems. The involute arm length w (θ) in 2) is a function that increases while changing in a spiral or cosine wave shape with π [rad] as one cycle with respect to the involute angle θ , and equations (1) and equations (1) and equations. When the curve defined in (2) is an outer curve, the inner curves of the fixed spiral body and the rocking spiral body are on a curve obtained by rotating the outer curve by π [rad] with respect to the center of the base circle. Fixed spirals and swings when the outer involute of a group of circles with a center whose radius is equal to the swing radius of the swing scroll and the curves defined by equations (1) and (2) are inner curves. Each outer curve of the dynamic spiral has a center on a curve obtained by rotating the inner curve by π [rad] with respect to the center of the base circle, and the inner envelopment of a group of circles whose radius is equal to the swing radius of the swing scroll. It is a line .
x = a ・ cоsθ + w (θ) ・ sinθ ・ ・ ・ (1)
y = a ・ sinθ−w (θ) ・ cоsθ ・ ・ ・ (2)

本発明に係るスクロール圧縮機は、固定台板に固定渦巻体が立設された固定スクロールと、揺動台板に揺動渦巻体が立設された揺動スクロールとを備え、固定渦巻体と揺動渦巻体とが噛み合うことで形成される圧縮室内で冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とし、式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数とし、式(1)および式(2)で定義された曲線が外側曲線であるとき、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの内側曲線は、外側曲線を基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の外側包絡線であり、式(1)および式(2)で定義された曲線が内側曲線であるとき、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線は、内側曲線を基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の内側包絡線とすることによって、揺動渦巻体全体の外形がインボリュート曲線を用いた渦巻体の外形よりも扁平な形状とされ、揺動台板の外形が揺動渦巻体の外形形状にあわせて扁平形状とされているものである。
x=a・cоsθ+w(θ)・sinθ ・・・(1)
y=a・sinθ−w(θ)・cоsθ ・・・(2)
The scroll compressor according to the present invention includes a fixed scroll in which a fixed spiral body is erected on a fixed base plate and a swing scroll in which a swing spiral body is erected on a rocking base plate. In a scroll compressor that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by meshing with a swinging spiral, one of the outer and inner curves of the fixed spiral and the swinging spiral is an involute of the base circle. An involute curve that is defined by equations (1) and (2) using the involute angle θ and the base circle radius a in the x and y coordinate systems, and equations (1) and (1). The involute arm length w (θ) in 2) is a function that increases while changing in a sinusoidal or involute shape with π [rad] as one cycle with respect to the involute angle θ, and equations (1) and equations (1) and equations. When the curve defined in (2) is an outer curve, the inner curves of the fixed spiral body and the swinging spiral body are on a curve obtained by rotating the outer curve by π [rad] with respect to the center of the base circle. Fixed spirals and swings when the outer involute of a group of circles with a center whose radius is equal to the swing radius of the swing scroll and the curves defined by equations (1) and (2) are inner curves. Each outer curve of the dynamic spiral has a center on a curve obtained by rotating the inner curve by π [rad] with respect to the center of the base circle, and the inner envelopment of a group of circles whose radius is equal to the swing radius of the swing scroll. By making it a line, the outer shape of the entire swinging spiral body is made flatter than the outer shape of the spiral body using the involute curve, and the outer shape of the rocking base plate is flattened according to the outer shape of the swinging spiral body. It is said to be .
x = a ・ cоsθ + w (θ) ・ sinθ ・ ・ ・ (1)
y = a ・ sinθ−w (θ) ・ cоsθ ・ ・ ・ (2)

本発明に係るスクロール圧縮機は、固定台板に固定渦巻体が立設された固定スクロールと、揺動台板に揺動渦巻体が立設された揺動スクロールとを備え、固定渦巻体と揺動渦巻体とが噛み合うことで形成される圧縮室内で冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とし、式(1)および式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数とし、式(1)および式(2)で定義された曲線が外側曲線であるとき、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの内側曲線は、外側曲線を基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の外側包絡線であり、式(1)および式(2)で定義された曲線が内側曲線であるとき、固定渦巻体および揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線は、内側曲線を基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の内側包絡線とすることによって、揺動渦巻体全体の外形がインボリュート曲線を用いた渦巻体の外形よりも扁平な形状とされ、固定渦巻体および揺動渦巻体の肉厚は、伸開腕長さw(θ)の値が周期的に大きくなる伸開角θにおいて大きくなるように周期的に変化するものである。
x=a・cоsθ+w(θ)・sinθ ・・・(1)
y=a・sinθ−w(θ)・cоsθ ・・・(2)
The scroll compressor according to the present invention includes a fixed scroll in which a fixed spiral body is erected on a fixed base plate and a swing scroll in which a swing spiral body is erected on a rocking base plate. In a scroll compressor that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by meshing with a swinging spiral, one of the outer and inner curves of the fixed spiral and the swinging spiral is an involute of the base circle. An involute curve that is defined by equations (1) and (2) using the involute angle θ and the base circle radius a in the x and y coordinate systems, and equations (1) and (1). The involute arm length w (θ) in 2) is a function that increases while changing in a sinusoidal or involute shape with π [rad] as one cycle with respect to the involute angle θ, and equations (1) and equations (1) and equations. When the curve defined in (2) is an outer curve, the inner curves of the fixed spiral body and the rocking spiral body are on a curve obtained by rotating the outer curve π [rad] with respect to the center of the base circle. Fixed spirals and rocks when the outer involute of a group of circles with a center whose radius is equal to the swing radius of the swing scroll and the curves defined by equations (1) and (2) are inner curves. Each outer curve of the dynamic spiral has a center on a curve obtained by rotating the inner curve by π [rad] with respect to the center of the base circle, and the inner envelopment of a group of circles whose radius is equal to the swing radius of the swing scroll. By making it a line, the outer shape of the entire swinging spiral body is made flatter than the outer shape of the spiral body using the involute curve, and the wall thickness of the fixed spiral body and the swinging spiral body is the involute arm length w. The value of (θ) changes periodically so as to increase at the involute angle θ, which increases periodically .
x = a ・ cоsθ + w (θ) ・ sinθ ・ ・ ・ (1)
y = a ・ sinθ−w (θ) ・ cоsθ ・ ・ ・ (2)

Claims (8)

固定台板に固定渦巻体が立設された固定スクロールと、揺動台板に揺動渦巻体が立設された揺動スクロールとを備え、前記固定渦巻体と前記揺動渦巻体とが噛み合うことで形成される圧縮室内で冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記固定渦巻体および前記揺動渦巻体のそれぞれの外側曲線および内側曲線のいずれか一方を、基礎円の伸開線である曲線であって、x、y座標系において伸開角θおよび基礎円半径aを用いて式(1)および式(2)で定義される曲線とし、前記式(1)および前記式(2)における伸開腕長さw(θ)を、伸開角θに対してπ[rad]を1周期とした正弦波状または余弦波状に変化しながら増加する関数としたスクロール圧縮機。
Figure 2020165967
Figure 2020165967
A fixed scroll in which a fixed spiral body is erected on a fixed base plate and a swing scroll in which a swing spiral body is erected on a swing base plate are provided, and the fixed spiral body and the swing spiral body mesh with each other. In a scroll compressor that compresses the refrigerant in the compression chamber formed by
One of the outer curve and the inner curve of the fixed spiral body and the rocking spiral body is an involute of the base circle, and the involute angle θ and the base circle in the x and y coordinate systems. The radius a is used as a curve defined by the equations (1) and (2), and the involute arm length w (θ) in the equations (1) and (2) is set with respect to the involute angle θ. A scroll compressor with a function that increases while changing in a sinusoidal or cosine wave shape with π [rad] as one cycle.
Figure 2020165967
Figure 2020165967
前記伸開腕長さw(θ)が、式(3)で与えられる請求項1記載のスクロール圧縮機。
ここで、αおよびβは係数であり、Nは1以上の自然数である。
Figure 2020165967
The scroll compressor according to claim 1, wherein the extension arm length w (θ) is given by the formula (3).
Here, α and β are coefficients, and N is a natural number of 1 or more.
Figure 2020165967
前記伸開腕長さw(θ)が、式(4)で与えられる請求項1記載のスクロール圧縮機。
ここで、αおよびβは係数であり、Nは1以上の自然数である。
Figure 2020165967
The scroll compressor according to claim 1, wherein the extension arm length w (θ) is given by the equation (4).
Here, α and β are coefficients, and N is a natural number of 1 or more.
Figure 2020165967
前記伸開腕長さw(θ)が、式(5)で与えられる請求項1記載のスクロール圧縮機。
ここで、αおよびβは係数であり、Nは1以上の自然数である。
Figure 2020165967
The scroll compressor according to claim 1, wherein the extension arm length w (θ) is given by the equation (5).
Here, α and β are coefficients, and N is a natural number of 1 or more.
Figure 2020165967
前記伸開腕長さw(θ)が、式(6)で与えられる請求項1記載のスクロール圧縮機。
ここで、αおよびβは係数であり、Nは1以上の自然数である。
Figure 2020165967
The scroll compressor according to claim 1, wherein the extension arm length w (θ) is given by the formula (6).
Here, α and β are coefficients, and N is a natural number of 1 or more.
Figure 2020165967
係数βを0以上とした請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 2 to 5, wherein the coefficient β is 0 or more. 前記式(1)および前記式(2)で定義された曲線が前記外側曲線であるとき、前記固定渦巻体および前記揺動渦巻体のそれぞれの前記内側曲線は、前記外側曲線を前記基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が前記揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の外側包絡線であり、
前記式(1)および前記式(2)で定義された曲線が前記内側曲線であるとき、前記固定渦巻体および前記揺動渦巻体のそれぞれの前記外側曲線は、前記内側曲線を前記基礎円の中心を基準としてπ[rad]回転させた曲線上に中心を有する、半径が前記揺動スクロールの揺動半径と等しい円群の内側包絡線とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
When the curves defined by the equation (1) and the equation (2) are the outer curves, the inner curves of the fixed spiral body and the swinging spiral body each have the outer curve of the base circle. An outer envelope of a group of circles having a center on a curve rotated by π [rad] with respect to the center and having a radius equal to the swing radius of the swing scroll.
When the curves defined by the equations (1) and (2) are the inner curves, the outer curves of the fixed spiral body and the swinging spiral body each have the inner curve of the base circle. Any one of claims 1 to 6, wherein the inner wrapping line of a circle group having a center on a curve rotated by π [rad] with respect to the center and having a radius equal to the swing radius of the swing scroll. The scroll compressor described in.
前記揺動台板は、外形形状が扁平形状である請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein the rocking base plate has a flat outer shape.
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