WO2011152243A1 - スクロール圧縮機およびその吐出ポート加工方法 - Google Patents

スクロール圧縮機およびその吐出ポート加工方法 Download PDF

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discharge port
scroll
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compression chamber
scroll compressor
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渡辺 貴之
竹志 平野
徳男 日置
高橋 慎一
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor in which a discharge port for discharging compressed fluid from a compression chamber is provided at a central portion of a fixed scroll, and a method for processing the discharge port.
  • the scroll compressor has a pair of fixed scroll and orbiting scroll in which a spiral wrap is erected on an end plate, and a revolving orbiting motion of the orbiting scroll through a compression chamber formed by meshing both scrolls. Accordingly, the fluid is compressed by moving from the outer peripheral position to the center side while reducing the volume, and the compressed fluid is discharged to the outside from the discharge port provided at the central portion of the fixed scroll.
  • the scroll compressor is configured such that the volume is reduced while the compression chamber is sequentially moved to the center side in accordance with the orbiting drive of the orbiting scroll. It has a design volume ratio (compression ratio) defined by a ratio between the maximum compression chamber volume formed and the minimum compression chamber volume immediately before the fixed scroll and the orbiting scroll are disengaged. A larger design volume ratio is more efficient because it requires less loss, and is also advantageous in terms of noise.
  • the discharge port is reduced in diameter, the discharge port is formed in an oval shape, and the discharge port is formed in a polygonal shape.
  • a technique for reducing the minimum compression chamber volume as much as possible may be employed.
  • the fixed scroll and the orbiting scroll are disengaged and the central compression chamber and one outer compression chamber communicate with each other.
  • the spiral wrap outer wall of the orbiting scroll traverses the discharge port, and the start of the backflow of the compressed fluid generated by the compression chamber outside the central compression chamber communicating with the discharge port is delayed, The timing can be shifted.
  • the pressure fluctuation of the compressed fluid remaining in the central compression chamber including the discharge port can be relaxed, and noise caused by the pressure wave can be reduced.
  • the method of reducing the diameter of the discharge port has the problem that the flow path cross-sectional area of the discharge port is reduced and the pressure loss increases, leading to an increase in input.
  • the method of forming the oval shape of the discharge port can secure the cross-sectional area of the flow path, it is unavoidable that the end milling of the discharge port takes a long time, and the practical use is almost difficult because the productivity decreases. It had been.
  • the method of forming the discharge port into a polygonal shape has been considered difficult to put into practical use because cutting is virtually impossible.
  • An object of the present invention is to provide a scroll compressor capable of simplifying the processing and a discharge port processing method thereof.
  • the scroll compressor and the discharge port processing method thereof employ the following means. That is, in the scroll compressor according to the first aspect of the present invention, a pair of fixed scrolls and orbiting scrolls each having a spiral wrap standing on an end plate are meshed to form a compression chamber.
  • the discharge port in which a discharge port for discharging a compressed fluid is provided at a central portion of the fixed scroll, the discharge port has a circular hole at both ends, and a hole diameter of the circular hole is between the circular holes at both ends. It has a deformed slot shape connected by two surfaces with a narrower width.
  • the discharge port has a deformed elongated hole shape in which both ends are circular holes and the circular holes at both ends are connected by two surfaces having a width narrower than the diameter of the circular hole. Therefore, the compressed fluid generated when the fixed compression chamber and the orbiting scroll are disengaged and the central compression chamber communicates with the one outer compression chamber while ensuring a sufficient flow path cross-sectional area as a discharge port. With respect to the reverse flow, the start of the reverse flow of the compressed fluid generated when the spiral wrap outer wall of the orbiting scroll crosses the discharge port and the one compression chamber outside the central compression chamber communicates with the discharge port is delayed. By shifting the pressure, the pressure fluctuation of the compressed fluid remaining in the central compression chamber including the discharge port can be reduced.
  • the circular holes at both ends have the same diameter, and the two surfaces therebetween are narrower than the diameter of the circular holes at both ends. Is preferred.
  • the circular holes at both ends have the same diameter, and the two surfaces between them are narrower than the diameter of the circular holes at both ends. Then, an end mill can be inserted into one of the circular holes, and the two face portions can be end milled. Therefore, it is possible to rationalize and simplify the processing of the discharge port having a deformed elongated hole shape, shorten the processing time, and eliminate the processing bottleneck.
  • the discharge port is formed in the spiral shape by an amount corresponding to the constriction by the two surfaces whose width is narrower than the diameter of the circular holes at both ends. It is preferable to be provided close to the lap side.
  • the discharge port is provided close to the spiral wrap side by an amount corresponding to the constriction by the two surfaces whose width is narrower than the diameter of the circular holes at both ends,
  • the timing at which the outer wall of the spiral wrap crosses the discharge port and the one compression chamber outside the central compression chamber communicates with the discharge port can be further delayed as compared with the discharge port having the same flow path cross-sectional area having an oval shape. . Therefore, noise generated by the back flow of the compressed fluid can be reduced.
  • the scroll compressor according to the second aspect of the present invention includes a pair of fixed scrolls and swirl scrolls each having a spiral wrap standing on an end plate to form a compression chamber.
  • the discharge port in which a discharge port for discharging a compressed fluid is provided at a central portion of the fixed scroll, the discharge port has a deformed elongated hole continuously provided so that a plurality of circular holes partially overlap each other. It is a shape.
  • the discharge port has a deformed elongated hole shape in which a plurality of circular holes are continuously arranged so as to partially overlap each other. While the securing scroll and the orbiting scroll are disengaged, the spiral wrap outer wall of the orbiting scroll is against the backflow of the compressed fluid generated when the central compression chamber and the one outer compression chamber communicate with each other. The start of the back flow of the compressed fluid generated by the compression chamber crossing the discharge port and one outer side of the central compression chamber communicating with the discharge port is delayed, and the timing is shifted so that it remains in the central compression chamber including the discharge port. The pressure fluctuation of the compressed fluid can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the noise caused by the pressure wave generated by the back flow of the compressed fluid. In addition, the deformed oblong discharge port can be easily machined by drilling a plurality of circular holes so that they partially overlap each other, eliminating the processing bottleneck and increasing its practical value. Can be increased.
  • the scroll compressor according to the third aspect of the present invention includes a pair of fixed scrolls and swirl scrolls each having a spiral wrap standing on an end plate to form a compression chamber.
  • the discharge port in which a discharge port for discharging a compressed fluid is provided at a central portion of the fixed scroll, the discharge port includes a circular hole having a large diameter and an ellipse having a hole diameter smaller than the circular hole. Are formed into a deformed elongated hole shape joined together.
  • the discharge port has a deformed elongated hole shape in which a circular hole having a large diameter and an ellipse having a hole diameter smaller than the circular hole are joined together.
  • the discharge port corresponds to the wrap winding start angle of the spiral wrap in the fixed scroll and the orbiting scroll.
  • the spiral wrap outer wall of the orbiting scroll crosses the discharge port at a timing later than the communication between the central compression chamber and one outer compression chamber away from the spiral wrap inner wall, and the central compression It is preferable to be provided at a position communicating with the compression chamber on the outer side of the chamber.
  • the discharge port is separated from the inner side wall of the spiral wrap of the other scroll at the point corresponding to the wrap winding start angle of the spiral wrap in the fixed scroll and the orbiting scroll, and one outer side from the central compression chamber. Since the spiral wrap outer wall of the orbiting scroll crosses the discharge port at a timing later than the communication with the compression chamber of the central compression chamber, it is provided at a position communicating with the compression chamber on the one outer side of the central compression chamber. In the compression process, the fixed scroll and the orbiting scroll are disengaged from each other, and the one compression chamber outside the central compression chamber communicates with the discharge port at a timing delayed from the timing when the central compression chamber communicates with the one outer compression chamber. Can be made. Therefore, the pressure fluctuation of the compressed fluid remaining in the central compression chamber including the discharge port can be reliably mitigated, and noise caused by the backflow of the compressed fluid can be reduced.
  • the discharge port processing method for a scroll compressor according to the fourth aspect of the present invention is the discharge port processing method for the scroll compressor according to the first to third aspects of the present invention, wherein the deformed elongated hole-shaped method is used. After drilling the circular hole at both ends of the discharge port, an end mill having a diameter smaller than the diameter of the circular hole and having a diameter corresponding to the width of the two surfaces is inserted into one of the circular holes, The end mill is moved toward the other circular hole, and the two surfaces are processed by end milling.
  • a discharge port having a deformed elongated hole shape in which both ends are circular holes and the circular holes at both ends are connected by two surfaces having a width smaller than the hole diameter of the circular hole, After drilling the circular holes at both ends, an end mill having a diameter smaller than the diameter of the circular hole and having a diameter corresponding to the width of the two surfaces is inserted into one of the circular holes. Since the two sides are processed by end milling, the discharge port in the shape of a deformed slot is easily and quickly combined with drilling and end milling at the center of the fixed scroll. Can be processed. Therefore, noise can be reduced by providing the fixed scroll with a discharge port having a deformed elongated hole shape that approximates an oval shape, which has been conventionally difficult to process.
  • the end mill after end milling the two surfaces with the end mill, the end mill is moved along the inner periphery of the other circular hole, It is preferable to perform deburring between the two surfaces and the circular hole.
  • the end mill after end milling two surfaces with an end mill, the end mill is moved along the inner circumference of the other circular hole so that deburring between the two surfaces and the circular hole is performed. Therefore, the deburring between the two surfaces and the circular hole can be simultaneously performed by using the end mill as it is in a series of continuous operations following the movement of the end mill when processing the two surfaces. Therefore, deburring can be simplified and productivity of the fixed scroll can be improved.
  • a chamfering tool is pushed into the circular holes at both ends by a predetermined amount from one end surface side of the discharge port to chamfer the circular holes at both ends.
  • the chamfering tool is preferably chamfered by making the pushing amount of the chamfering tool shallower than that at the time of chamfering the circular holes at both ends.
  • the chamfering tool is pushed into the circular holes at both ends by a predetermined amount from one end surface side of the discharge port to chamfer the circular holes at both ends, and the pushing amount of the chamfering tool is shallower than when chamfering the circular holes at both ends Since the two surface portions are chamfered, the circular holes at both ends of the discharge port are formed in a deformed elongated hole shape in which the circular holes at both ends are connected by two surfaces having a width smaller than the hole diameter of the holes. Appropriate chamfering can be carried out by adjusting the pushing amount of the chamfering tool with respect to each of the part and the two surface parts.
  • the chamfering of the periphery of the discharge port can be simplified and the productivity of the fixed scroll can be improved. If the chamfering of the two surface portions is increased, the constriction effect by the two surfaces is lost. Therefore, it is desirable to reduce the chamfering of the two surface portions as much as possible.
  • the pushing amount of the chamfering tool is changed to It is preferable to chamfer the two surface portions and then chamfer the other circular hole portion by changing the pushing amount of the chamfering tool.
  • the fixed scroll and the orbiting scroll are disengaged and the central compression chamber and the one outer compression chamber communicate with each other while ensuring a sufficient flow path cross-sectional area as a discharge port.
  • the start of the backflow of the compressed fluid generated when the spiral wrap outer wall of the orbiting scroll crosses the discharge port and the one compression chamber outside the central compression chamber communicates with the discharge port with respect to the backflow of the compressed fluid.
  • an end mill having a diameter corresponding to a width of two surfaces smaller than the hole diameter is inserted into one of the circular holes, and the two surfaces are end milled. Since it can process simply by processing, the bottleneck in processing can be eliminated and the practical value can be raised.
  • the discharge port having a deformed elongated hole shape in which a plurality of circular holes are partially overlapped with each other, and the circular holes are partially overlapped with each other by drilling. Since it can be easily processed by connecting to the substrate, the processing bottleneck can be eliminated and the practical value can be increased. Furthermore, according to the scroll compressor of the present invention, a discharge port having a deformed oblong shape in which a circular hole having a large diameter and an ellipse having a smaller diameter than the circular hole are joined together, and a circular hole having a large diameter are drilled.
  • an end mill having a diameter corresponding to an ellipse smaller than the diameter of the hole is inserted into the circular hole, and an ellipse connected to the circular hole can be easily processed by end milling. It can be eliminated and the practical value can be increased.
  • the discharge port having a deformed long hole shape can be processed easily and in a short time by combining drilling and end milling at the center portion of the fixed scroll. For this reason, it is possible to reduce noise by providing the fixed scroll with a discharge port having a deformed elongated hole shape that approximates an oval shape, which has conventionally been difficult to process.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a scroll meshing state diagram around the discharge port.
  • the scroll compressor 1 includes a cylindrical housing 2 that constitutes an outer shell.
  • the housing 2 includes a motor housing 3 and a compressor housing 4 made of aluminum die cast, each formed in a bowl shape.
  • the motor housing 3 and the compressor housing 4 are integrally coupled with flange portions 3A and 4A provided at a plurality of locations around the opening portion, with a flange portion 12A of a bearing member 12 to be described later interposed therebetween via a bolt 5. It is configured.
  • a motor 8 composed of a rotor 6 and a stator 7 is built in the motor housing 3, and a crankshaft 9 is integrally coupled to the rotor 6.
  • the rear end side of the crankshaft 9 is rotatably supported by a bearing portion 10 provided on the rear end wall of the motor housing 3 via a bearing 11, and the front end side is between the motor housing 3 and the compressor housing 4.
  • the bearing member 12 is rotatably supported via a bearing 13.
  • a crank pin 9 ⁇ / b> A that is eccentric by a predetermined dimension from the shaft center is integrally provided at the front end portion of the crank shaft 9.
  • An inverter housing portion 14 is integrally formed on the outer periphery of the motor housing 3, and an inverter device 15 for driving the motor 8 is housed and installed therein.
  • the inverter device 15 converts DC power supplied from an external power source into three-phase AC power having a command frequency, and applies it to a motor 8 built in the motor housing 3 via a glass sealed terminal 16.
  • the inverter device 15 may be a well-known device and will not be described in detail.
  • a scroll compression mechanism 17 including a fixed scroll 18 and a turning scroll 19 is provided in the compressor housing 4.
  • the fixed scroll 18 has a configuration in which a spiral wrap 18B is erected on an end plate 18A, and is fixedly installed in the compressor housing 4 via bolts 20.
  • the orbiting scroll 19 has a configuration in which a spiral wrap 19B is erected on an end plate 19A, and a boss portion 19C provided on the back side of the end plate 19A includes a crank pin 9A of the crankshaft 9, a drive bush 21 and an orbit.
  • the orbiting scroll 19 is supported by the thrust bearing portion 12B of the bearing member 12 on the back surface of the end plate 19A, and an anti-rotation mechanism such as an Oldham ring installed between the thrust bearing portion 12B and the back surface of the end plate 19A. 23 to prevent rotation.
  • an anti-rotation mechanism such as an Oldham ring installed between the thrust bearing portion 12B and the back surface of the end plate 19A. 23 to prevent rotation.
  • the fixed scroll 18 and the orbiting scroll 19 are formed so that the spiral wraps 18B and 19B face each other and mesh with each other with the phases shifted by 180 degrees to form a pair of compression chambers 24. Yes.
  • the pair of compression chambers 24 are formed at the outermost peripheral position of the fixed and orbiting scrolls 18 and 19, and the compression chamber 24 at the time of suction closing is moved to the center side while the volume is reduced with the revolution orbit driving of the orbiting scroll 19. It is configured to perform a compression operation by continuously repeating the operation of being moved and disengaged from the fixed and orbiting scrolls 18 and 19 at the center and joined to one central compression chamber 24A.
  • the fluid compressed in the compression chamber 24 is discharged from the discharge port 25 provided in the central portion of the fixed scroll 18 to the discharge chamber 27 through the discharge valve 26, and the discharge port 28 provided in the compressor housing 4. It is designed to be discharged to the outside through.
  • the discharge port 25 has circular holes 25A and 25B at both ends, and the space between the circular holes 25A and 25B at both ends is larger than the hole diameter D of the circular holes 25A and 25B. It has a deformed elongated hole shape connected by two surfaces 25C and 25D having a narrow width W.
  • the circular holes 25A and 25B at both ends of the discharge port 25 have the same diameter D, for example, 5 mm.
  • the width W of the two surfaces 25C and 25D is narrower (D > W), for example, 4.5 mm.
  • the discharge port 25 is a point on the involute curve starting from the point corresponding to the wrap winding start angle of the spiral wraps 18B and 19B in the fixed scroll 18 and the orbiting scroll 19, that is, the base point on the basic circle of the involute curve.
  • the point ⁇ corresponding to the expansion angle that is the angle to the expansion point, apart from the inner side wall of the spiral wraps 18B, 19B of the other scroll (contact at the expansion angle ⁇ )
  • the central compression chamber 24A At a timing later than the communication with the outer compression chamber 24, the outer wall of the spiral wrap 19B of the orbiting scroll 19 crosses the discharge port 25 and communicates with the compression chamber 24 that is one outside of the central compression chamber 24A.
  • FIG. 2 shows a state immediately before the spiral wrap 19B of the orbiting scroll 19 crosses the discharge port 25 and communicates with the compression chamber 24 on the outer side of the central compression chamber 24A after disengagement at the ⁇ point. Is shown.
  • the discharge port 25 has a shape in which the width W of the two surfaces 25C and 25D is narrower than the hole diameter D of the circular holes 25A and 25B at both ends, and the two surfaces are constricted, and the oval of the comparative example shown in FIG.
  • the shape discharge port 25a is provided at a position close to the spiral wrap 18B by an amount corresponding to the constriction. That is, when the discharge port is provided with a predetermined dimension S, for example, 0.3 mm away from the minute R so that the discharge port 25 does not cover the minute R provided at the base of the spiral wrap 18B, the oval-shaped discharge port 25a is provided. In this case, the dimension S from the minute R is constrained by the straight line connecting the arcs at both ends. However, in the discharge port 25 having the constricted part, the dimension S is determined by the constricted part. Accordingly, the discharge port 25 can be provided.
  • the discharge port 25 having a deformed elongated hole shape is formed by drilling the circular holes 25A and 25B at both ends by drilling, and then in either one of the circular holes 25A and 25B with a diameter smaller than the hole diameter D.
  • An end mill having a diameter corresponding to the width W of the surfaces 25C and 25D is inserted, the end mill is moved toward the other circular holes 25A and 25B, and the two surfaces 25C and 25D are processed by end milling. It is possible.
  • the inner periphery of the other circular holes 25A and 25B having a larger hole diameter D is processed.
  • the end mill is used as it is between the two surfaces 25C and 25D and the circular holes 25A and 25B. Deburring is simplified and deburring is simplified.
  • this chamfering is performed using a chamfering tool 29.
  • a chamfering tool 29 In the case of chamfering the peripheral edge of the circular holes 25A and 25B at both ends, and in the case of chamfering the peripheral edge of the two surfaces 25C and 25D, The required chamfering can be performed simply by changing the pushing amount of the chamfering tool 29 in the arrow direction.
  • the chamfer 25E when the chamfer 25E is provided at the peripheral edge of the circular holes 25A and 25B, the larger chamfer 25E is provided by increasing the pushing amount of the chamfer tool 29, and when the chamfer 25F is provided at the peripheral edge of the two faces 25C and 25D, the chamfer tool 29 is provided.
  • a small chamfer 25 ⁇ / b> F can be provided by reducing the amount of pressing of.
  • the chamfering tool 29 is centered on one of the circular holes 25A and 25B at both ends, and is pushed by a predetermined amount in the direction of the arrow, thereby chamfering 25E on one of the circular holes 25A and 25B. Subsequently, after the chamfering tool 29 is moved in the direction of the two surfaces 25C and 25D while the chamfering tool 29 is moved in the direction of the two surfaces 25C and 25D by making the pushing amount shallow by a predetermined dimension, the other end of the circular holes 25A and 25B at the both ends is provided. By aligning the center with the circular hole and pressing the chamfering tool 29 again by a predetermined amount, the other circular hole can be chamfered 25E.
  • the required chamfers 25E and 25F can be applied to the peripheral edges of the circular holes 25A and 25B and the two surfaces 25C and 25D, respectively. Note that if the chamfer 25F of the two surfaces 25C and 25D is increased, the effect of constriction by the two surfaces 25C and 25D is lost. Therefore, it is desirable to reduce the chamfer 25F of the portions as much as possible.
  • the scroll compressor 1 the fluid (refrigerant gas) sucked into the motor housing 3 flows through the housing 2 and is sucked into the pair of compression chambers 24 of the scroll compression mechanism 17.
  • the scroll 19 is compressed by being moved to the center side while the volume is reduced with the revolution turning driving.
  • the meshing point of the fixed scroll 18 and the orbiting scroll 19 passes through the ⁇ point corresponding to the wrap winding start angle of the spiral wraps 18B and 19B, the pair of compression chambers 24 are disengaged and joined to the central compression chamber 24A. .
  • the compression operation further proceeds from this state, and the compressed fluid reaches the discharge pressure and pushes open the discharge valve 26, whereby the fluid is discharged from the central compression chamber 24A to the discharge chamber 27 via the discharge port 25.
  • the high-pressure fluid remaining in the central compression chamber 24A and the discharge port 25 becomes a pair of compression chambers. A first backflow is generated on the 24 side.
  • the fixed scroll 18 and the orbiting scroll 19 are disengaged at the ⁇ point and the orbiting scroll 19 further advances, the state shown in FIG. 2 is obtained.
  • FIG. 2 is a state immediately before the outer wall of the spiral wrap 19B of the orbiting scroll 19 crosses the discharge port 25.
  • the compression chamber 24 and the discharge port 25 are in the state shown in FIG.
  • a second backflow is generated in the compression chamber 24 from the discharge port 25 and the central compression chamber 24A side.
  • the timing of the second backflow is different from that of the first backflow, and after the first backflow is generated, the second backflow is generated with a delay of a predetermined turning angle. ing.
  • both ends are formed into circular holes 25A and 25B, and the circular holes 25A and 25B at both ends are formed into a deformed elongated hole shape connected by two surfaces 25C and 25D having a width W smaller than the hole diameter D of the circular holes.
  • the discharge port 25 is provided on the inner end side of the spiral wrap 18B of the fixed scroll 18 and closer to the spiral wrap 18B.
  • the outer wall of 19B crosses the discharge port 25, and the compression chamber 24, which is one outer side of the central compression chamber 24A, communicates with the discharge port 25 to start the second backflow of the compressed fluid. Comb can be shifted its timing.
  • the pressure fluctuation of the compressed fluid remaining in the central compression chamber 24A including the discharge port 25 can be relaxed, and as a result, noise caused by the pressure wave generated by the backflow of the compressed fluid can be reduced. it can.
  • the discharge port 25 having the deformed elongated hole shape is formed by drilling the circular holes 25A and 25B at both ends, and then forming two surfaces 25C and 25D having a diameter smaller than the hole diameter D in one of the circular holes 25A and 25B. Since an end mill having a diameter corresponding to the width W is inserted and the two surfaces 25C and 25D can be easily processed by end milling, the processing bottleneck can be eliminated.
  • the discharge port 25 having a deformed long hole shape in which the width W of the two surfaces 25C and 25D is narrower than the hole diameter D of the circular holes 25A and 25B with respect to the oval discharge port 25a, 2 Since the surfaces 25C and 25D are constricted, the discharge port 25 can be provided closer to the spiral wrap 18B side even when the discharge port is provided at a distance S from the root of the spiral wrap 18B. Therefore, compared with the comparative example shown in FIG. 3, the noise by the backflow of a compressed fluid can be reduced by that much.
  • the circular holes 25A and 25B at both ends have the same diameter, and the two surfaces 25C and 25D between them have a width W narrower than the hole diameter D of the circular holes 25A and 25B at both ends.
  • the holes 25A and 25B can be drilled with a drill having the same diameter, and then an end mill can be inserted into one of the circular holes 25A and 25B to end mill the two surfaces 25C and 25D. Accordingly, it is possible to rationalize and simplify the processing of the discharge port 25 having a deformed elongated hole shape, shorten the processing time, and eliminate the processing bottleneck.
  • the discharge port 25 having a deformed elongated hole shape is drilled in the circular holes 25A and 25B at both ends, one of the circular holes 25A and 25B has a smaller diameter than the hole diameter D of the circular hole. Then, an end mill having a diameter corresponding to the width W of the two surfaces 25C and 25D is inserted, the end mill is moved toward the other circular hole, and the two surfaces 25C and 25D are processed by end milling. Yes. For this reason, the discharge port 25 having a deformed elongated hole shape at the center portion of the fixed scroll 18 can be easily and quickly processed by a combination of drilling and end milling. Accordingly, the discharge port 25 having a deformed elongated hole shape similar to an oval shape, which has been conventionally difficult to process, can be provided in the fixed scroll 18 to reduce noise.
  • the end mill when processing the discharge port 25 by the above method, after processing the two surfaces 25C and 25D with an end mill, the end mill is moved along the inner circumference of the other circular holes 25A and 25B to thereby generate two surfaces. Deburring between 25C and 25D and circular holes 25A and 25B is performed. For this reason, in a series of continuous operations following the movement of the end mill when processing the two surfaces 25C and 25D, the end mill is used as it is to deburr the two surfaces 25C and 25D and the circular holes 25A and 25B at the same time. Therefore, deburring can be simplified and the productivity of the fixed scroll 18 can be improved.
  • the chamfering tool 29 when chamfering the peripheral edge of the discharge port 25, the chamfering tool 29 is pushed by a predetermined amount into the circular holes 25A and 25B at both ends from the end surface side of the discharge port 25 to chamfer the peripheral edges of the circular holes 25A and 25B at both ends. Then, the chamfering tool 29 is chamfered by making the pushing amount of the chamfering tool 29 shallower than the chamfering of the circular holes 25A and 25B.
  • Appropriate chamfers 25E and 25F can be applied to each of the peripheral edges of the portion by adjusting the pushing amount of the chamfering tool 29. Therefore, the chamfering of the peripheral edge of the discharge port 25 can be simplified, and the productivity of the fixed scroll 18 can be improved.
  • the chamfering tool 29 is changed to push the two surfaces 25C and 25D, and then chamfering is performed. Since the other circular holes 25A and 25B are chamfered by changing the pushing amount of the tool 29, the chamfering tool 29 is moved along the length direction of the discharge port 25 having a deformed elongated hole shape, A series of chamfering can be performed in one step by changing the pushing amount at the positions of the circular holes 25A and 25B at both ends. Accordingly, the chamfers 25E and 25F on the periphery of the discharge port 25 can be further simplified, and the productivity of the fixed scroll 18 can be improved.
  • the discharge port 35 has a deformed elongated hole shape in which a plurality of circular holes 35 ⁇ / b> A are continuously arranged so as to partially overlap each other.
  • the discharge port 35 having a configuration in which the plurality of circular holes 35A are continuously provided so as to partially overlap each other can also be swung with the fixed scroll 18 while ensuring a sufficient flow path cross-sectional area as the discharge port 35.
  • the outer wall of the spiral wrap 19B of the orbiting scroll 19 is the discharge port against the backflow of the compressed fluid generated when the engagement with the scroll 19 is released and the central compression chamber 24A and the one outer compression chamber 24 communicate with each other.
  • the central compression chamber 24 including the discharge port 25 is delayed by delaying the start of the back flow of the compressed fluid generated by the compression chamber 24 crossing the one of the central compression chambers 24 ⁇ / b> A and communicating with the discharge port 35.
  • the pressure fluctuation of the compressed fluid remaining in the chamber 24A can be reduced.
  • the discharge port 35 having a deformed elongated hole shape can be easily processed by connecting a plurality of circular holes 35A so as to partially overlap each other by drilling. Can be increased.
  • the discharge port 45 is a deformed oblong hole in which a circular hole 45A having a large diameter D1 and an ellipse 45B having a smaller hole diameter D2 than the circular hole 45A are joined together. It is made into a shape.
  • the discharge port 45 may be a deformed oblong discharge port 45 in which the circular hole 45A having a large diameter D1 and the ellipse 45B having a hole diameter D2 smaller than the circular hole 45A are joined together.
  • the fixed scroll 18 and the orbiting scroll 19 are disengaged while securing a sufficient flow path cross-sectional area as the discharge port 45, and the central compression chamber 24A and the one outer compression chamber 24 ,
  • the outer wall of the spiral wrap 19B of the orbiting scroll 19 crosses the discharge port 45, and the one compression chamber 24 outside the central compression chamber 24A communicates with the discharge port 45.
  • the pressure of the compressed fluid remaining in the central compression chamber 24A including the discharge port 45 is delayed by delaying the start of the backflow of the compressed fluid generated by It is possible to mitigate the fluctuations.
  • this invention is not limited to the invention concerning the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
  • the spiral wraps 18B and 19B of the fixed scroll 18 and the orbiting scroll 19 have the wrap thickness changed in two steps in the lap height direction only at the inner peripheral end side (FIG. 1).
  • the present invention is not limited to this, but is similarly applied to a normal scroll compressor or a stepped scroll compressor in which the height of the wrap is different on the inner peripheral side and the outer peripheral side. Of course, it can be applied.
  • the example applied to the electric scroll compressor 1 incorporating the motor 8 has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to an open scroll compressor not incorporating a drive source.
  • the area of the discharge port 25 is reduced by an amount corresponding to the constriction compared to the oval-shaped discharge port 25a shown in FIG. 3 of the comparative example, but there is almost no performance difference. Has been confirmed. Needless to say, the length in the length direction of the discharge port 25 may be increased by an amount corresponding to the area of the constriction to have the same area.

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Abstract

 端板上に渦巻き状ラップ(18B,19B)が立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室(24)が形成され、該圧縮室(24)で圧縮された流体を吐出する吐出ポート(25)が固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、吐出ポート(25)は、両端が円形穴(25A,25B)とされ、その両端円形穴(25A,25B)間が該円形穴の穴径(D)よりも狭い幅(W)の2面(25C,25D)で繋がれた変形長穴形状とされている。

Description

スクロール圧縮機およびその吐出ポート加工方法
 本発明は、固定スクロールの中心部位に圧縮室から圧縮流体を吐き出す吐出ポートが設けられているスクロール圧縮機およびその吐出ポート加工方法に関するものである。
 スクロール圧縮機は、端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールを備えており、両スクロールを噛み合わせることにより形成される圧縮室を、旋回スクロールの公転旋回運動に伴い外周位置から中心側へと容積を減少させながら移動させることによって流体を圧縮し、該圧縮流体を固定スクロールの中心部位に設けられている吐出ポートから外部に吐き出すように構成されている。
 かかるスクロール圧縮機は、上記の如く、旋回スクロールの旋回駆動に伴って圧縮室が順次中心側に移動されつつ容積が減少されて行く構成とされており、吸入締切り時に両スクロールの最外周位置に形成される最大圧縮室容積と、固定スクロールと旋回スクロールの噛み合いが外れる直前の最小圧縮室容積との比で定義される設計容積比(圧縮比)を有している。この設計容積比は大きい方が、損失が小さくてすむことから効率がよく、しかも騒音面でも有利とされている。
 設計容積比を大きくするには、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの巻き数を増やしたり、渦巻き状ラップの高さ寸法を外周側で高く、内周側で低くした段付きスクロールとしたりする手法を採用するのが通常であるが、それ以外にも、特許文献1,2に開示されているように、吐出ポートを小径化する、吐出ポートをオーバル形状とする、吐出ポートを多角形状とする等により、最小圧縮室容積を可及的に小さくする手法が採用されることがある。
特許第3629836号公報 特開2002-242863号公報
 上記のように、吐出ポートを小径化、オーバル形状化、多角形状化することにより、固定スクロールと旋回スクロールの噛み合いが外れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対し、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り中央圧縮室の1つ外側の圧縮室が吐出ポートに連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことができる。これにより、吐出ポートを含む中央圧縮室に残っている圧縮流体の圧力変動を緩和し、その圧力波に起因する騒音を低減することができる。しかしながら、これらの手法には、以下のような課題があった。
 吐出ポートを小径化する手法は、吐出ポートの流路断面積が縮小し、圧力損失が増加するため、入力の増加を招くという課題があった。また、吐出ポートをオーバル形状化する手法は、流路断面積を確保できるものの、吐出ポートのエンドミル加工が長時間化することは避けられず、生産性が低下することから実用化はほぼ困難とされていた。更に、吐出ポートを多角形状化する方法は、切削加工が事実上不可能であることから、実用化は困難とされていた。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、吐出ポートの形状を変えることにより、吐出ポートを含む中央圧縮室に残留している圧縮流体の圧力変動による騒音を低減できるとともに、その加工を簡易化できるスクロール圧縮機およびその吐出ポート加工方法を提供することを目的とする。
 上記した課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機およびその吐出ポート加工方法は、以下の手段を採用する。
 すなわち、本発明の第一の態様にかかるスクロール圧縮機は、端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室が形成され、該圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出ポートが前記固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、前記吐出ポートは、両端が円形穴とされ、その両端円形穴間が該円形穴の穴径よりも狭い幅の2面で繋がれた変形長穴形状とされたものである。
 本発明の第一の態様によれば、吐出ポートが、両端が円形穴とされ、その両端円形穴間が該円形穴の穴径よりも狭い幅の2面で繋がれた変形長穴形状とされているため、吐出ポートとして流路断面積を十分確保しつつ、固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合いが外れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対して、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り中央圧縮室の1つ外側の圧縮室が吐出ポートに連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことにより、吐出ポートを含む中央圧縮室に残留している圧縮流体の圧力変動を緩和することができる。従って、圧縮流体の逆流により発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、変形長穴形状の吐出ポートを、両端の円形穴をドリル加工した後、該円形穴の一方にその穴径よりも細い2面幅相当の径を有するエンドミルを挿入し、該2面部をエンドミル加工することにより簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、その実用的価値を高めることができる。
 本発明の第一の態様のスクロール圧縮機においては、前記両端の円形穴は、互いに同一径とされ、その間の前記2面は、該両端円形穴の穴径よりも幅が狭くされていることが好ましい。
 この構成によれば、両端の円形穴が、互いに同一径とされ、その間の2面は、該両端円形穴の穴径よりも幅が狭くされているため、両端の円形穴は同一径のドリルによってドリル加工することができ、その後、そのいずれか一方の円形穴にエンドミルを挿入し、2面部をエンドミル加工することができる。従って、変形長穴形状とされている吐出ポートの加工を合理化、簡素化でき、加工時間を短縮して加工上のネックを解消することができる。
 さらに、本発明の第一の態様のスクロール圧縮機においては、前記吐出ポートは、前記両端円形穴の穴径よりも幅が狭くされている前記2面によるくびれに相当する分だけ、前記渦巻き状ラップ側に寄せて設けられていることが好ましい。
 この構成によれば、吐出ポートが、両端円形穴の穴径よりも幅が狭くされている2面によるくびれに相当する分だけ、渦巻き状ラップ側に寄せて設けられているため、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り中央圧縮室の1つ外側の圧縮室が吐出ポートと連通するタイミングを、オーバル形状とした同一流路断面積の吐出ポートと比べても更に遅らせることができる。従って、圧縮流体の逆流によって発生する騒音を低減することができる。
 また、本発明の第二の態様にかかるスクロール圧縮機は、端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室が形成され、該圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出ポートが前記固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、前記吐出ポートは、複数の円形穴が互いに一部が重なり合うように連設された変形長穴形状とされているものである。
 本発明の第二の態様によれば、吐出ポートが、複数の円形穴が互いに一部が重なり合うように連設された変形長穴形状とされているため、吐出ポートとして流路断面積を十分確保しつつ、固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合いが外れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対して、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り中央圧縮室の1つ外側の圧縮室が吐出ポートに連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことにより、吐出ポートを含む中央圧縮室に残留している圧縮流体の圧力変動を緩和することができる。従って、圧縮流体の逆流により発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、変形長穴形状の吐出ポートを、ドリル加工により複数の円形穴を互いに一部が重なり合うように連設することによって簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、その実用的価値を高めることができる。
 また、本発明の第三の態様にかかるスクロール圧縮機は、端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室が形成され、該圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出ポートが前記固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、前記吐出ポートは、径の大きい円形穴と、該円形穴よりも小さい穴径の長円とが繋ぎ合わされた変形長穴形状とされているものである。
 本発明の第三の態様によれば、吐出ポートが、径の大きい円形穴と、該円形穴よりも小さい穴径の長円とが繋ぎ合わされた変形長穴形状とされているため、吐出ポートとして流路断面積を十分確保しつつ、固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合いが外れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対して、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り中央圧縮室の1つ外側の圧縮室が吐出ポートに連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことにより、吐出ポートを含む中央圧縮室に残留している圧縮流体の圧力変動を緩和することができる。従って、圧縮流体の逆流によって発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、変形長穴形状の吐出ポートを、径の大きい円形穴をドリル加工した後、該円形穴にその穴径よりも小径の長円相当の径を有するエンドミルを挿入し、円形穴に繋がる長円をエンドミル加工することにより簡単に加工できるため、加工上のネックを解消してその実用的価値を高めることができる。
 本発明の第一から第三の態様のスクロール圧縮機においては、前記吐出ポートは、前記固定スクロールおよび前記旋回スクロールにおける前記渦巻き状ラップのラップ巻き始め角に対応する点にて、他方のスクロールの前記渦巻き状ラップ内側壁から離れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通するよりも遅れたタイミングで、前記旋回スクロールの前記渦巻き状ラップ外側壁が前記吐出ポートを横切り、前記中央圧縮室の1つ外側の前記圧縮室と連通される位置に設けられていることが好ましい。
 この構成によれば、吐出ポートが、固定スクロールおよび旋回スクロールにおける渦巻き状ラップのラップ巻き始め角に対応する点にて、他方のスクロールの渦巻き状ラップ内側壁から離れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通するよりも遅れたタイミングで、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り、中央圧縮室の1つ外側の圧縮室と連通される位置に設けられているため、圧縮過程において、固定スクロールおよび旋回スクロール相互の噛み合いが外れ、中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通するタイミングより遅れたタイミングで中央圧縮室の1つ外側の圧縮室を吐出ポートと連通させることができる。従って、吐出ポートを含む中央圧縮室に残留している圧縮流体の圧力変動を確実に緩和し、圧縮流体の逆流に起因する騒音を低減することができる。
 また、本発明の第四の態様にかかるスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法は、本発明の第一から第三の態様のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法であって、前記変形長穴形状の吐出ポートを、前記両端の円形穴をドリル加工した後、そのいずれか一方の円形穴に該円形穴の穴径よりも小径で前記2面の幅に相当する径を有するエンドミルを挿入し、該エンドミルを前記他方の円形穴側に向って移動させ、前記2面をエンドミル加工することにより加工するものである。
 本発明の第四の態様によれば、両端が円形穴とされ、その両端円形穴間が該円形穴の穴径よりも狭い幅の2面で繋がれた変形長穴形状の吐出ポートを、両端の円形穴をドリル加工した後、その一方の円形穴に該円形穴の穴径よりも小径で2面の幅に相当する径を有するエンドミルを挿入し、該エンドミルを他方の円形穴側に向って移動させ、2面をエンドミル加工することにより加工するようにしているため、固定スクロールの中心部位に変形長穴形状の吐出ポートをドリル加工とエンドミル加工との組み合わせにより簡単にかつ短時間で加工することができる。従って、従来、加工が困難とされていたオーバル形状に近似した変形長穴形状の吐出ポートを固定スクロールに設けることによって、騒音の低減を図ることができる。
 本発明の第四の態様のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法においては、前記エンドミルで前記2面をエンドミル加工した後、該エンドミルを前記他方の円形穴の内周に沿って移動させることにより、前記2面と前記円形穴との間のバリ取りを行うことが好ましい。
 この構成によれば、エンドミルで2面をエンドミル加工した後、該エンドミルを他方の円形穴の内周に沿って移動させることにより、2面と円形穴との間のバリ取りを行うようにしているため、2面を加工する際のエンドミルの移動に続く一連の連続動作で、該エンドミルをそのまま利用して2面と円形穴との間のバリ取りを同時に行うことができる。従って、バリ取りを簡略化し、固定スクロールの生産性を向上することができる。
 さらに、本発明の第四の態様のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法においては、前記吐出ポートの一端面側より前記両端円形穴に面取り工具を所定量だけ押し込んで前記両端円形穴部を面取りし、該面取り工具の押し込み量を前記両端円形穴部の面取り時よりも浅くして前記2面部を面取りすることが好ましい。
 この構成によれば、吐出ポートの一端面側より両端円形穴に面取り工具を所定量だけ押し込んで両端円形穴部を面取りし、該面取り工具の押し込み量を両端円形穴部の面取り時よりも浅くして前記2面部を面取りするようにしているため、両端円形穴間が該穴の穴径よりも狭い幅の2面で繋がれた変形長穴形状とされている吐出ポート周縁の両端円形穴部および2面部の各々に対して、面取り工具の押し込み量を調整することにより、それぞれ適正な面取りを施すことができる。従って、吐出ポート周縁の面取りをも簡略化し、固定スクロールの生産性を向上することができる。なお、2面部の面取りを大きくすると、2面によるくびれ効果が喪失されることになるため、2面部の面取りは上記により極力小さくすることが望ましい。
 また、本発明の第四の態様のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法においては、前記両端円形穴の一方の円形穴部を前記面取り工具により面取りした後、前記面取り工具の押し込み量を変えて前記2面部を面取りし、その後、前記面取り工具の押し込み量を変えて前記他方の円形穴部を面取りすることが好ましい。
 この構成によれば、両端円形穴の一方の円形穴部を面取り工具により面取りした後、面取り工具の押し込み量を変えて2面部を面取りし、その後、面取り工具の押し込み量を変えて他方の円形穴部を面取りするようにしているため、面取り工具を変形長穴形状とされている吐出ポートの長さ方向に沿って移動し、両端円形穴位置でその押し込み量を変えることによって、一連の面取りを一工程で行うことができる。従って、吐出ポート周縁の面取りをより簡略化し、固定スクロールの生産性を向上することができる。
 本発明のスクロール圧縮機によると、吐出ポートとして流路断面積を十分確保しつつ、固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合いが外れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対して、旋回スクロールの渦巻き状ラップ外側壁が吐出ポートを横切り中央圧縮室の1つ外側の圧縮室が吐出ポートに連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことにより、吐出ポートを含む中央圧縮室に残留している圧縮流体の圧力変動を緩和することができるため、圧縮流体の逆流により発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、変形長穴形状の吐出ポートを、両端の円形穴をドリル加工した後、該円形穴の一方にその穴径よりも細い2面幅相当の径を有するエンドミルを挿入し、2面部をエンドミル加工することにより簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、その実用的価値を高めることができる。
 また、本発明のスクロール圧縮機によると、複数の円形穴が互いに一部が重なり合うように連設された変形長穴形状の吐出ポートを、ドリル加工により複数の円形穴を互いに一部が重なり合うように連設することによって簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、実用的価値を高めることができる。
 さらに、本発明のスクロール圧縮機によると、径の大きい円形穴と、該円形穴よりも穴径の小さい長円とが繋ぎ合わされた変形長穴形状の吐出ポートを、径の大きい円形穴をドリル加工した後、該円形穴にその穴径よりも小径の長円相当の径を有するエンドミルを挿入し、円形穴に繋がる長円をエンドミル加工することにより簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、実用的価値を高めることができる。
 また、本発明のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法によると、固定スクロールの中心部位に変形長穴形状の吐出ポートをドリル加工とエンドミル加工との組み合わせによって簡単にかつ短時間で加工することができるため、従来、加工が困難とされていたオーバル形状に近似した変形長穴形状の吐出ポートを固定スクロールに設けることにより、騒音の低減を図ることが可能となる。
本発明の第1実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 図1に示すスクロール圧縮機の吐出ポート周りのスクロール噛み合い状態図である。 図2に示す吐出ポートに対する比較例の吐出ポート周りのスクロール噛み合い状態図である。 図1に示すスクロール圧縮機の吐出ポート周縁を面取りする方法の説明図である。 本発明の第2実施形態に係るスクロール圧縮機の吐出ポート周りのスクロール噛み合い状態図である。 本発明の第3実施形態に係るスクロール圧縮機の吐出ポート周りのスクロール噛み合い状態図である。
 以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
 以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図4を用いて説明する。
 図1には、本発明の第1実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図が示され、図2には、その吐出ポート周りのスクロール噛み合い状態図が示されている。
 スクロール圧縮機1は、外殻を構成する筒状のハウジング2を備えている。このハウジング2は、各々お椀状に成形されたアルミダイカスト製のモータハウジング3と圧縮機ハウジング4とから構成されている。モータハウジング3と圧縮機ハウジング4は、開口部の周りの複数箇所に設けられたフランジ部3A,4A同士を、ボルト5を介して後述する軸受部材12のフランジ部12Aを挟み込んで一体に結合した構成とされている。
 モータハウジング3の内部には、ロータ6とステータ7とから構成されるモータ8が内蔵されており、ロータ6には、クランク軸9が一体に結合されている。クランク軸9の後端側は、モータハウジング3の後端壁に設けられている軸受部10に軸受11を介して回転自在に支持され、前端側は、モータハウジング3と圧縮機ハウジング4間に配設されている軸受部材12に軸受13を介して回転自在に支持されている。クランク軸9の前端部には、軸中心から所定寸法偏心しているクランクピン9Aが一体に設けられている。
 モータハウジング3の外周には、インバータ収容部14が一体に成形されており、その内部にモータ8を駆動するインバータ装置15が収容設置されている。このインバータ装置15は、外部電源から供給される直流電力を指令周波数の三相交流電力に変換し、モータハウジング3に内蔵されているモータ8にガラス密封端子16を介して印加するものである。なお、インバータ装置15は、公知のものでよく、詳細説明は省略する。
 圧縮機ハウジング4の内部には、固定スクロール18と旋回スクロール19とから構成されるスクロール圧縮機構17が設けられている。固定スクロール18は、端板18A上に渦巻き状ラップ18Bが立設された構成とされ、圧縮機ハウジング4内にボルト20を介して固定設置されている。旋回スクロール19は、端板19A上に渦巻き状ラップ19Bが立設された構成とされ、端板19Aの背面側に設けられたボス部19Cがクランク軸9のクランクピン9Aとドライブブッシュ21および旋回軸受22を介して結合されることにより、固定スクロール18の周りに公転旋回駆動されるように設置されている。
 旋回スクロール19は、軸受部材12のスラスト軸受部12Bに端板19Aの背面が支持されており、該スラスト軸受部12Bと端板19Aの背面との間に設置されたオルダムリング等の自転阻止機構23により自転が阻止されるように設置されている。固定スクロール18と旋回スクロール19とは、公知の如く、渦巻き状ラップ18B,19B同士を対向させ、位相を180度ずらした状態で噛み合わせることにより一対の圧縮室24が形成されるようになっている。
 この一対の圧縮室24は、固定および旋回スクロール18,19の最外周位置に形成された吸入締切り時の圧縮室24が、旋回スクロール19の公転旋回駆動と伴い容積が減少されながら中心側へと移動され、中心部で固定および旋回スクロール18,19の噛み合いが外れて1つの中央圧縮室24Aに合流される動作を連続的に繰り返すことにより圧縮動作されるように構成されている。圧縮室24で圧縮された流体は、固定スクロール18の中心部位に設けられている吐出ポート25から吐出弁26を介して吐出チャンバ27に吐出され、圧縮機ハウジング4に設けられている吐出口28を経て外部に吐き出されるようになっている。
 本実施形態において、上記吐出ポート25は、図2に示されるように、両端が円形穴25A,25Bとされ、その両端円形穴25A,25B間が該円形穴25A,25Bの穴径Dよりも狭い幅Wの2面25C,25Dにより繋がれた変形長穴形状とされている。該吐出ポート25の両端円形穴25A,25Bは、穴径Dが互いに同径の、例えば5mmとされており、これに対して、2面25C,25Dの幅Wは、それよりも狭い(D>W)、例えば4.5mmとされている。
 この吐出ポート25は、固定スクロール18および旋回スクロール19における渦巻き状ラップ18B,19Bのラップ巻き始め角に対応する点、すなわちインボリュート曲線の基礎円上の基点を開始位置としたインボリュート曲線上の或る伸開点までの角度である伸開角に対応する点βにて、他方のスクロールの渦巻き状ラップ18B,19Bの内側壁から離れて(伸開角βでは接触)中央圧縮室24Aと1つ外側の圧縮室24とが連通するよりも遅れたタイミングで、旋回スクロール19の渦巻き状ラップ19Bの外側壁が吐出ポート25を横切り、中央圧縮室24Aの1つ外側の圧縮室24と連通される位置に設けられている。なお、図2は、β点での噛み合いが外れた後、旋回スクロール19の渦巻き状ラップ19Bが吐出ポート25を横切り、中央圧縮室24Aの1つ外側の圧縮室24と連通される直前の状態を示している。
 また、吐出ポート25は、両端円形穴25A,25Bの穴径Dよりも2面25C,25Dの幅Wが狭く、該2面部がくびれた形状とされており、図3に示す比較例のオーバル形状吐出ポート25aに対してくびれに相当する分だけ、渦巻き状ラップ18B側に寄せた位置に設けられている。つまり、吐出ポート25が渦巻き状ラップ18Bの根元部に設けられている微小Rにかからないように該微小Rから所定寸法S、例えば0.3mm離して吐出ポートを設ける場合、オーバル形状の吐出ポート25aでは、両端円弧を結ぶ直線部で微小Rからの寸法Sが制約されるが、くびれ部を有する吐出ポート25では、くびれ部にて寸法Sが決まることから、その分だけ渦巻き状ラップ18B側に寄せて吐出ポート25を設けることが可能となる。
 さらに、変形長穴形状とされた吐出ポート25は、両端の円形穴25A,25Bをドリル加工により穿設した後、そのいずれか一方の円形穴25A,25Bにその穴径Dよりも小径で2面25C,25Dの幅Wに相当する径を有するエンドミルを挿入し、該エンドミルを他方の円形穴25A,25B側に向って移動させ、2面25C,25Dをエンドミル加工することによって簡易に加工することが可能である。
 また、エンドミルにより上記の2面25C,25Dを加工する際、エンドミルで2面25C,25Dをエンドミル加工した後、該エンドミルを穴径Dが大きくされている他方の円形穴25A,25Bの内周に沿って移動させることにより、2面25C,25Dを加工する際のエンドミルの動きに続く一連の連続動作の中で、該エンドミルをそのまま利用して2面25C,25Dと円形穴25A,25B間のバリ取りを行うようにし、バリ取りを簡略化している。
 加えて、吐出ポート25の周縁を面取りする必要がある。この面取りは、図4に示されるように、面取り工具29を用いて行われるが、両端円形穴25A,25Bの周縁を面取りする場合と、2面25C,25Dの周縁を面取りする場合とにおいて、面取り工具29の矢印方向への押し込み量を変えるだけで、簡易に所要の面取りを行うことができる。つまり、円形穴25A,25Bの周縁に面取り25Eを設ける場合、面取り工具29の押し込み量を深めにして大きめの面取り25Eを設け、2面25C,25Dの周縁に面取り25Fを設ける場合、面取り工具29の押し込み量を浅くすることによって、小さい面取り25Fを設けることができる。
 上記の面取りは、まず面取り工具29を両端円形穴25A,25Bの一方の円形穴に中心を合わせて、矢印方向に所定量だけ押し込むことにより、一方の円形穴25A,25Bに面取り25Eを施し、続いて、面取り工具29の押し込み量を所定寸法浅くして該面取り工具29を2面25C,25D方向に移動させながら、その周縁に面取り25Fを施した後、両端円形穴25A,25Bの他方の円形穴に中心を合わせ、面取り工具29を再び所定量だけ押し込むことにより、他方の円形穴に面取り25Eを施すことができる。
 このようにして、両端円形穴25A,25Bおよび2面25C,25Dの周縁に各々所要の面取り25E,25Fを施すことができる。なお、2面25C,25D部分の面取り25Fを大きくすると、2面25C,25Dによるくびれの効果が喪失されるため、該部分の面取り25Fは上記により極力小さくすることが望ましい。
 斯くして、本実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。
 上記のスクロール圧縮機1において、モータハウジング3内に吸入された流体(冷媒ガス)は、ハウジング2内を流通してスクロール圧縮機構17の一対の圧縮室24に吸い込まれ、該圧縮室24が旋回スクロール19の公転旋回駆動に伴い容積を減少されながら中心側へと移動されることにより圧縮される。一対の圧縮室24は、固定スクロール18および旋回スクロール19の噛み合い点が渦巻き状ラップ18B,19Bのラップ巻き始め角に対応するβ点を通過すると、噛み合いが外れ、中央圧縮室24Aに合流される。
 この状態から更に圧縮動作が進み、圧縮流体が吐出圧に到達して吐出弁26を押し開くことにより、該流体は中央圧縮室24Aから吐出ポート25を介して吐出チャンバ27へと吐出される。この間、固定スクロール18および旋回スクロール19の噛み合い点がβ点を通過して中央圧縮室24Aに合流されるとき、中央圧縮室24Aおよび吐出ポート25内に残留していた高圧流体が一対の圧縮室24側に第1の逆流を発生する。一方、β点で固定スクロール18および旋回スクロール19の噛み合いが外れ、更に旋回スクロール19の旋回が進むと、図2に示される状態となる。
 図2の状態は、旋回スクロール19の渦巻き状ラップ19Bの外側壁が吐出ポート25を横切る直前の状態であり、この状態から更に旋回スクロール19の旋回が進むと、上記圧縮室24と吐出ポート25とが連通され、吐出ポート25および中央圧縮室24A側から圧縮室24に第2の逆流が発生する。しかるに、この第2の逆流と、上記した第1の逆流とはタイミングがずれており、第1の逆流が発生した後、所定の旋回角だけ遅れて第2の逆流が発生されるようになっている。
 つまり、両端が円形穴25A,25Bとされ、その両端円形穴25A,25B間が該円形穴の穴径Dよりも狭い幅Wの2面25C,25Dで繋がれた変形長穴形状とされている吐出ポート25が、固定スクロール18の渦巻き状ラップ18Bのより内端側でかつ渦巻き状ラップ18Bにより近接して設けられているため、吐出ポート25として流路断面積を十分に確保しつつ、固定スクロール18と旋回スクロール19の噛み合いが外れて中央圧縮室24Aと1つ外側の圧縮室24とが連通する際に発生する圧縮流体の第1の逆流に対して、旋回スクロール19の渦巻き状ラップ19Bの外側壁が吐出ポート25を横切り中央圧縮室24Aの1つ外側の圧縮室24が吐出ポート25に連通することで発生する圧縮流体の第2の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことができる。
 これによって、吐出ポート25を含む中央圧縮室24Aに残留していた圧縮流体の圧力変動を緩和することができ、その結果、圧縮流体の逆流により発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、上記した変形長穴形状の吐出ポート25は、両端の円形穴25A,25Bをドリル加工した後、該円形穴25A,25Bの一方にその穴径Dよりも小径の2面25C,25Dの幅Wに相当する径を有するエンドミルを挿入し、2面25C,25D部分をエンドミル加工することにより簡単に加工できるため、加工上のネックを解消することができる。
 因みに、比較例として例示の図3に示すオーバル形状の吐出ポート25aの場合、両端の円形穴をドリル加工できたとしても、その穴に同一径のエンドミルを挿入することが事実上困難なため、表面側から所定寸法ずつ掘り込むように加工する必要があり、加工時間が長くなることから実用に供されていなかったが、本実施形態の場合、このような加工上のネックを解消できることから、その実用的価値を高めることができる。
 また、かかるオーバル形状の吐出ポート25aに対して、2面25C,25Dの幅Wが円形穴25A,25Bの穴径Dよりも狭くされている変形長穴形状の吐出ポート25の場合は、2面25C,25D部分がくびれていることから、渦巻き状ラップ18Bの根元部から寸法Sだけ離して吐出ポートを設ける場合でも、より渦巻き状ラップ18B側に寄せて吐出ポート25を設けることができる。従って、その分だけ図3に示した比較例に比べて圧縮流体の逆流による騒音を低減することができる。
 また、両端の円形穴25A,25Bが互いに同一径とされ、その間の2面25C,25Dは、該両端円形穴25A,25Bの穴径Dよりも幅Wが狭くされているため、両端の円形穴25A,25Bは同一径のドリルによりドリル加工することができ、その後、そのいずれか一方の円形穴25A,25Bにエンドミルを挿入し、2面25C,25D部分をエンドミル加工することができる。従って、変形長穴形状とされている吐出ポート25の加工を合理化、簡素化でき、加工時間を短縮して加工上のネックを解消することができる。
 さらに、本実施形態においては、変形長穴形状の吐出ポート25を、両端の円形穴25A,25Bをドリル加工した後、その一方の円形穴25A,25Bに該円形穴の穴径Dよりも小径で2面25C,25Dの幅Wに相当する径を有するエンドミルを挿入し、該エンドミルを他方の円形穴側に向って移動させ、2面25C,25Dをエンドミル加工することにより加工するようにしている。このため、固定スクロール18の中心部位に変形長穴形状の吐出ポート25をドリル加工とエンドミル加工との組み合わせにより簡単にかつ短時間で加工することができる。これによって、従来、加工が困難とされていたオーバル形状に近似した変形長穴形状の吐出ポート25を固定スクロール18に設け、騒音の低減を図ることができる。
 また、吐出ポート25を上記方法にて加工する際に、エンドミルで2面25C,25Dを加工した後、該エンドミルを他方の円形穴25A,25Bの内周に沿って移動させることにより、2面25C,25Dと円形穴25A,25Bとの間のバリ取りを行うようにしている。このため、2面25C,25Dを加工する際のエンドミルの動きに続く一連の連続動作で、該エンドミルをそのまま利用して2面25C,25Dと円形穴25A,25Bとの間のバリ取りを同時に行うことができ、従って、バリ取りを簡略化し、固定スクロール18の生産性を向上することができる。
 さらに、本実施形態では、吐出ポート25の周縁を面取りする際、吐出ポート25の端面側より両端円形穴25A,25Bに面取り工具29を所定量だけ押し込んで両端円形穴25A,25Bの周縁を面取りし、面取り工具29の押し込み量を該円形穴25A,25Bの面取り時よりも浅くして2面25C,25D部分を面取りするようにしている。このため、両端円形穴25A,25B間が該穴の穴径Dよりも狭い幅Wの2面25C,25Dで繋がれた吐出ポート25の両端円形穴25A,25Bの周縁および2面25C,25D部分の周縁の各々に対して、面取り工具29の押し込み量を調整することによりそれぞれ適正な面取り25E,25Fを施すことができる。従って、吐出ポート25の周縁の面取りをも簡略化し、固定スクロール18の生産性を向上することができる。
 また、上記の面取りに際して、両端円形穴25A,25Bの一方の円形穴部を面取り工具29により面取りした後、面取り工具29の押し込み量を変えて2面25C,25D部を面取りし、その後、面取り工具29の押し込み量を変えて他方の円形穴25A,25B部を面取りするようにしているため、面取り工具29を変形長穴形状とされている吐出ポート25の長さ方向に沿って移動し、両端円形穴25A,25Bの位置でその押し込み量を変えることによって、一連の面取りを一工程で行うことができる。従って、吐出ポート25の周縁の面取り25E,25Fをより簡略化し、固定スクロール18の生産性を向上することができる。
[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
 本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、吐出ポート35の構成が異なる。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
 本実施形態においては、吐出ポート35が、図5に示されるように、複数の円形穴35Aが互いに一部が重なり合うように連設された変形長穴形状とされている。
 上記のように、複数の円形穴35Aを一部が重なり合うように連設した構成の吐出ポート35とすることによっても、吐出ポート35として流路断面積を十分確保しつつ、固定スクロール18と旋回スクロール19との噛み合いが外れて中央圧縮室24Aと1つ外側の圧縮室24とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対して、旋回スクロール19の渦巻き状ラップ19Bの外側壁が吐出ポート35を横切り中央圧縮室24Aの1つ外側の圧縮室24が吐出ポート35に連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことにより、吐出ポート25を含む中央圧縮室24Aに残っている圧縮流体の圧力変動を緩和することができる。
 従って、第1実施形態と同様、圧縮流体の逆流により発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、変形長穴形状の吐出ポート35を、ドリル加工により複数の円形穴35Aを互いに一部が重なり合うように連設することによって簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、実用的価値を高めることができる。
[第3実施形態]
 次に、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。
 本実施形態は、上記した第1および第2実施形態に対して、吐出ポート45の構成が異なる。その他の点については、第1、第2実施形態と同様であるので説明は省略する。
 本実施形態においては、吐出ポート45が、図6に示されるように、径D1の大きい円形穴45Aと、該円形穴45Aよりも小さい穴径D2の長円45Bとが繋ぎ合わされた変形長穴形状とされている。
 このように、吐出ポート45を、径D1の大きい円形穴45Aと、該円形穴45Aよりも小さい穴径D2の長円45Bとが繋ぎ合わされた変形長穴形状の吐出ポート45とすることによっても、第1および第2実施形態に、吐出ポート45として流路断面積を十分確保しつつ、固定スクロール18と旋回スクロール19との噛み合いが外れて中央圧縮室24Aと1つ外側の圧縮室24とが連通する際に発生する圧縮流体の逆流に対して、旋回スクロール19の渦巻き状ラップ19Bの外側壁が吐出ポート45を横切り中央圧縮室24Aの1つ外側の圧縮室24が吐出ポート45に連通することで発生する圧縮流体の逆流の開始を遅くし、そのタイミングをずらすことにより吐出ポート45を含む中央圧縮室24Aに残っている圧縮流体の圧力変動を緩和することができる。
 従って、本実施形態においても、圧縮流体の逆流により発生する圧力波に起因する騒音を低減することができる。また、変形長穴形状の吐出ポート45を、径D1の大きい円形穴45Aをドリル加工した後、該円形穴45Aにその穴径D1よりも小径の長円45B相当の径を有するエンドミルを挿入し、円形穴45Aに繋がる長円45Bをエンドミル加工することにより簡単に加工できるため、加工上のネックを解消し、実用的価値を高めることができる。
 なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、固定スクロール18および旋回スクロール19の渦巻き状ラップ18B,19Bが、内周端側の端部のみラップ厚さがラップ高さ方向において2段に変化されたもの(図1参照)が示されているが、このようなものに限らず、ノーマルなスクロール圧縮機あるいはラップの高さを内周側と外周側とで異なる高さとした段付きスクロール圧縮機等にも同様に適用できることはもちろんである。
 また、上記実施形態では、モータ8を内蔵した電動スクロール圧縮機1に適用した例について説明したが、駆動源を内蔵していない開放型スクロール圧縮機にも適用できることは云うまでもない。更に、上記実施形態では、比較例の図3に示すオーバル形状の吐出ポート25aに対して、吐出ポート25の面積がくびれに相当する分だけ小さくされているが、性能差が殆んどないことが確認されている。なお、吐出ポート25の長さ方向寸法をくびれ分の面積相当分だけ長くし、同一面積としてもよいことはもちろんである。
 1 スクロール圧縮機
 18 固定スクロール
 18A 端板
 18B 渦巻き状ラップ
 19 旋回スクロール
 19A 端板
 19B 渦巻き状ラップ
 24 圧縮室
 24A 中央圧縮室
 25,35,45 吐出ポート
 25A,25B 両端の円形穴
 25C,25D 2面
 25E 両端円形穴の面取り
 25F 2面部の面取り
 29 面取り工具
 35A 複数の円形穴
 45A 円形穴
 45B 長円
 D 両端円形穴の穴径
 W 2面の幅
 β ラップ巻き始め角に対応する点

Claims (10)

  1.  端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室が形成され、該圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出ポートが前記固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、
     前記吐出ポートは、両端が円形穴とされ、その両端円形穴間が該円形穴の穴径よりも狭い幅の2面で繋がれた変形長穴形状とされているスクロール圧縮機。
  2.  前記両端の円形穴は、互いに同一径とされ、その間の前記2面は、該両端円形穴の穴径よりも幅が狭くされている請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  3.  前記吐出ポートは、前記両端円形穴の穴径よりも幅が狭くされている前記2面によるくびれに相当する分だけ、前記渦巻き状ラップ側に寄せて設けられている請求項1または2に記載のスクロール圧縮機。
  4.  端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室が形成され、該圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出ポートが前記固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、
     前記吐出ポートは、複数の円形穴が互いに一部が重なり合うように連設された変形長穴形状とされているスクロール圧縮機。
  5.  端板上に渦巻き状ラップが立設されている一対の固定スクロールおよび旋回スクロールが噛み合わされて圧縮室が形成され、該圧縮室で圧縮された流体を吐出する吐出ポートが前記固定スクロールの中心部位に設けられているスクロール圧縮機において、
     前記吐出ポートは、径の大きい円形穴と、該円形穴よりも小さい穴径の長円とが繋ぎ合わされた変形長穴形状とされているスクロール圧縮機。
  6.  前記吐出ポートは、前記固定スクロールおよび前記旋回スクロールにおける前記渦巻き状ラップのラップ巻き始め角に対応する点にて、他方のスクロールの前記渦巻き状ラップ内側壁から離れて中央圧縮室と1つ外側の圧縮室とが連通するよりも遅れたタイミングで、前記旋回スクロールの前記渦巻き状ラップ外側壁が前記吐出ポートを横切り、前記中央圧縮室の1つ外側の前記圧縮室と連通される位置に設けられている請求項1ないし5のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
  7.  請求項1ないし3および6のいずれかに記載のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法であって、
     前記変形長穴形状の吐出ポートを、前記両端の円形穴をドリル加工した後、その一方の円形穴に該円形穴の穴径よりも小径で前記2面の幅に相当する径を有するエンドミルを挿入し、該エンドミルを前記他方の円形穴側に向って移動させ、前記2面をエンドミル加工することにより加工するスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法。
  8.  前記エンドミルで前記2面をエンドミル加工した後、該エンドミルを前記他方の円形穴の内周に沿って移動させることにより、前記2面と前記円形穴との間のバリ取りを行う請求項7に記載のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法。
  9.  前記吐出ポートの一端面側より前記両端円形穴に面取り工具を所定量だけ押し込んで前記両端円形穴部を面取りし、該面取り工具の押し込み量を前記両端円形穴部の面取り時よりも浅くして前記2面部を面取りする請求項7または8に記載のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法。
  10.  前記両端円形穴の一方の円形穴部を前記面取り工具により面取りした後、前記面取り工具の押し込み量を変えて前記2面部を面取りし、その後、前記面取り工具の押し込み量を変えて前記他方の円形穴部を面取りする請求項9に記載のスクロール圧縮機の吐出ポート加工方法。
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