WO2019207760A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2019207760A1
WO2019207760A1 PCT/JP2018/017173 JP2018017173W WO2019207760A1 WO 2019207760 A1 WO2019207760 A1 WO 2019207760A1 JP 2018017173 W JP2018017173 W JP 2018017173W WO 2019207760 A1 WO2019207760 A1 WO 2019207760A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compression chamber
scroll
bypass
refrigerant
shell
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/017173
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐司 ▲高▼村
哲仁 ▲高▼井
修平 小山
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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Priority to PCT/JP2018/017173 priority patent/WO2019207760A1/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

Definitions

  • This invention relates to a structure for preventing floating of a fixed scroll in a scroll compressor.
  • a swing scroll is supported on a frame fixed inside a shell, and a fixed scroll is provided so as to form a compression chamber together with the swing scroll. Yes.
  • the refrigerant is compressed in the compression chamber.
  • an outer wall for connecting a fixed scroll with a connecting member such as a bolt is formed on the frame. Since the orbiting scroll is disposed in a space surrounded by the outer wall of the frame, the size of the base plate and spiral teeth of the orbiting scroll depends on the size of the space. In general, the maximum horsepower of a scroll compressor is proportional to the size of the compression chamber formed by the spiral teeth of the fixed scroll and the orbiting scroll, so there is no outer wall of the frame that restricts the size of the orbiting scroll. Better. However, when the frame does not have an outer wall, it is difficult to connect the frame and the fixed scroll with a connecting member.
  • the connection strength of the fixed scroll is reduced as compared with the connection structure using the connection member. Therefore, when the pressure in the compression chamber is excessively increased due to liquid compression or the like, the fixed scroll may be disconnected and the fixed scroll may be lifted.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a scroll compressor capable of preventing the fixed scroll from lifting even in a structure in which the frame and the fixed scroll are not connected by a connecting member. It is the purpose.
  • a scroll compressor includes a shell that houses an orbiting scroll, an at least first compression chamber that is accommodated in the shell, and is lower in pressure than the first compression chamber.
  • the shell includes a first inner wall surface, and a first projecting portion that projects from the first inner wall surface and positions the fixed scroll
  • the fixed scroll includes: A base plate fixed to the first inner wall surface, communicated with the first compression chamber, formed on the base plate, a discharge port for discharging the compressed refrigerant, and the discharge port being provided to be openable and closable.
  • a refrigerant that communicates with a discharge valve, the second compression chamber, and that is provided with a first bypass port formed in the base plate and the first bypass port so that the first bypass port can be opened and closed.
  • Higher than pressure value It comprises a first bypass valve to be opened at a pressure value.
  • the fixed scroll can be prevented from rising.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the scroll compressor taken along line X-X ′ of FIG. 1 is an exploded perspective view of a partial configuration of a scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention. It is an enlarged view of the area
  • FIG. 1 is an external view of a scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an external view of the scroll compressor of FIG. 1 when viewed from the side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the scroll compressor of FIG. 2 taken along the line XX ′.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a partial configuration of the scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 3, a part of the configuration such as the shell and the compression mechanism is shown in cross section, but the other configuration is shown as an external view.
  • the scroll compressor includes a shell 1, a main frame 2, a thrust plate 3, a compression mechanism portion 4, a drive mechanism portion 5, a subframe 6, a crankshaft 7, and a bush 8.
  • the compressor according to the first embodiment is a so-called vertical scroll compressor that is used in a state where the central axis of the crankshaft 7 is substantially perpendicular to the ground.
  • the upper arrow side in the figure is referred to as one end side U as the upper side, and the lower arrow side is referred to as the other end side L as the lower side.
  • the shell 1 is a cylindrical casing made of a conductive member such as metal and closed at both ends, and includes a main shell 11, an upper shell 12, a lower shell 13, a suction pipe 14, a discharge pipe 15, and a power supply. A portion 16 and a fixing base 17 are provided.
  • the main shell 11 is a cylindrical hollow tube.
  • the upper shell 12 is a substantially hemispherical lid, and a part of the upper shell 12 is connected to one end U of the main shell 11 by brazing or the like, and seals one opening of the main shell 11.
  • the lower shell 13 is a substantially hemispherical bottom body, a part of which is connected to the other end side L of the main shell 11 by welding or the like, and seals the other opening of the main shell 11.
  • the suction pipe 14 is a pipe for introducing a refrigerant into the inside of the shell 1, and a part of the suction pipe 14 is inserted into a hole provided in the side wall of the main shell 11 so as to communicate with the internal space of the shell 1. It is connected by brazing.
  • the discharge pipe 15 is a pipe for discharging the refrigerant to the outside of the shell 1 and is partially inserted into a hole provided in the upper part of the upper shell 12 so as to communicate with the internal space of the shell 1. It is connected by brazing.
  • the power supply unit 16 is a power supply member that supplies power to the scroll compressor, and is provided on the outer wall of the main shell 11.
  • the power supply unit 16 includes a cover 161, a power supply terminal 162, and a wiring 163.
  • the cover 161 is a cover member having a bottomed opening.
  • the power supply terminal 162 is made of a metal member, and one is provided so as to be surrounded by the cover 161, and the other is provided inside the main shell 11.
  • One end of the wiring 163 is connected to the power supply terminal 162, and the other end is connected to the stator 51 of the drive mechanism unit 5 described later.
  • the fixed base 17 is a support base that supports the shell 1.
  • the fixing base 17 has a plurality of leg portions each formed with a screw hole, and the scroll compressor is fixed to other members such as a casing of the air conditioner outdoor unit by screwing the screws into the screw holes. It is possible.
  • the main frame 2 is a hollow metal frame, is provided inside the shell 1 and slidably holds a swing scroll 42 of the compression mechanism unit 4 described later.
  • the main frame 2 includes a main body portion 21, a flat surface 22, a housing portion 23, a shaft hole 24, a suction port 25, an oil return hole 26, and an oil return pipe 27.
  • the main body 21 is a main part constituting the main frame 2.
  • the flat surface 22 is formed on one end side U of the main body 21 and has an annular shape with the accommodating portion 23 as a center.
  • the accommodating portion 23 is formed at the center in the radial direction of the main frame 2 along the longitudinal direction of the shell 1, that is, the axial direction of the crankshaft 7.
  • the accommodating portion 23 includes an Oldham accommodating portion 231, a bush accommodating portion 232, and a first Oldham groove 233.
  • the Oldham storage part 231 is provided on one end side U of the storage part 23.
  • the bush accommodating portion 232 is provided on the other end side L of the accommodating portion 23 and communicates with the Oldham accommodating portion 231.
  • the first Oldham groove 233 is a key groove formed so as to go around a part of the main body portion 21 and the flat surface 22, and is provided in a pair and communicates with the Oldham housing portion 231.
  • the shaft hole 24 is provided on the other end L of the housing portion 23 and communicates with the bush housing portion 232. That is, the accommodating portion 23 and the shaft hole 24 form a space that penetrates in the vertical direction of the main frame 2 and widens in a stepped manner toward the one end side U.
  • the portion of the main frame 2 in which the shaft hole 24 is formed functions as a main bearing portion that supports the crankshaft 7.
  • the suction port 25 is a hole for supplying a refrigerant to the compression mechanism unit 4 and is formed on the outer end side of the flat surface 22 of the main frame 2 so as to penetrate in the vertical direction.
  • the oil return hole 26 is formed in the other end L of the main frame 2 and communicates with the bush housing portion 232.
  • An oil return pipe 27 is inserted into the oil return hole 26 for returning the lubricating oil accumulated in the housing portion 23 to the oil sump inside the lower shell 13.
  • the suction port 25, the oil return hole 26, and the oil return pipe 27 are not limited to one, and a plurality of them may be provided.
  • the thrust plate 3 is a steel plate-type thin metal plate that functions as a thrust bearing, and is disposed on the flat surface 22 of the main frame 2 to support the thrust load of the compression mechanism section 4.
  • the thrust plate 3 includes a notch 31.
  • the notch 31 is a part where a part of the outer periphery of the ring-shaped thrust plate 3 is notched, and is arranged corresponding to the suction port 25 of the main frame 2. At this time, the notch 31 is formed in the same shape as or larger than the suction port 25 so as not to cover the suction port 25.
  • the compression mechanism unit 4 is a compression mechanism that compresses the refrigerant.
  • the compression mechanism unit 4 includes a fixed scroll 41, an orbiting scroll 42, an Oldham ring 43, a discharge valve 44, and first bypass valves 45 and 46, and a compression chamber 47 is formed by these scrolls. .
  • the fixed scroll 41 is made of a metal such as cast iron, and includes a first base plate 411, a first spiral body 412, a tip seal 413, a discharge port 414, and first bypass ports 415 and 416.
  • the first base plate 411 is a disk-shaped substrate.
  • the first spiral body 412 is a spiral tooth formed so as to protrude from the surface on the other end side L of the first base plate 411.
  • the tip seal 413 is made of, for example, hard plastic, and is provided in a groove formed at the tip of the first spiral body 412.
  • the discharge port 414 is a hole formed through substantially the center of the first base plate 411 in the vertical direction, which is the thickness direction thereof.
  • the first bypass ports 415 and 416 are holes formed through the first base plate 411 in the vertical direction that is the thickness direction thereof. Details will be described later.
  • the orbiting scroll 42 is made of a metal such as aluminum, and includes a second base plate 421, a second spiral body 422, a tip seal 423, a cylindrical portion 424, and a second Oldham groove 425.
  • the second base plate 421 is a disk-shaped substrate.
  • the second spiral body 422 is a spiral tooth formed so as to protrude from the surface on one end side U of the second base plate 421.
  • the tip seal 423 is made of, for example, hard plastic, and is provided in a groove formed at the tip of the second spiral body 422.
  • the cylindrical portion 424 is a cylindrical boss formed to protrude from the approximate center of the surface on the other end side L of the second base plate 421.
  • the second Oldham groove 425 is an oval key groove formed on the surface on the other end side L of the second base plate 421.
  • the second Oldham grooves 425 are provided so as to face each other with the cylindrical portion 424 interposed therebetween.
  • the pair of second Oldham grooves 425 are arranged so that the line connecting them is orthogonal to the line connecting the pair of first Oldham grooves 233.
  • the Oldham ring 43 is a member for preventing the orbiting scroll 42 from rotating, and includes a ring portion 431, a first key portion 432, and a second key portion 433.
  • the ring portion 431 is annular and is provided in the Oldham accommodating portion 231 of the main frame 2.
  • the first key portion 432 is provided on the surface on the other end side L of the ring portion 431.
  • the first key portions 432 are configured as a pair, and are accommodated in the pair of first Oldham grooves 233 of the main frame 2, respectively.
  • the second key portion 433 is provided on the surface on the one end side U of the ring portion 431.
  • the second key portion 433 is configured as a pair, and is accommodated in the pair of second Oldham grooves 425 of the swing scroll 42.
  • the position of the second spiral body 422 of the orbiting scroll 42 in the rotational direction is determined. That is, the Oldham ring 43 positions the orbiting scroll 42 with respect to the main frame 2 and determines the phase of the second spiral body 422 with respect to the main frame 2.
  • the discharge valve 44 is provided on the first base plate 411 and is normally closed, but when the refrigerant in the compression chamber 47 communicating with the discharge port 414 reaches a predetermined pressure, the discharge port 414 is opened. It is a valve body.
  • the first bypass valves 45 and 46 are provided on the first base plate 411 and are normally closed, but when the refrigerant in the compression chamber 47 communicating with the first bypass ports 415 and 416 reaches a predetermined pressure. In addition, the valve body opens the first bypass ports 415 and 416.
  • a valve presser (not shown) is provided on one end side U of the discharge valve 44 and the first bypass valves 45 and 46, and the lift amount of the valve is limited by the valve presser.
  • the compression chamber 47 meshes the first spiral body 412 of the fixed scroll 41 and the second spiral body 422 of the orbiting scroll 42 with each other, and the tip of the first spiral body 412, the tip seal 413 and the second base plate. 421 and the tip of the second spiral body 422, the tip seal 423, and the first base plate 411 are used for sealing.
  • the compression chamber 47 is composed of a plurality of compression chambers whose volume is reduced from the outside toward the inside in the radial direction of the scroll.
  • a halogenated hydrocarbon having a carbon double bond for example, a halogenated hydrocarbon having a carbon double bond, a halogenated hydrocarbon having no carbon double bond, a natural refrigerant, or a mixture containing them can be used in the composition.
  • Halogenated hydrocarbons having no carbon double bond are R32 (CH2F2), R41 (CH3F), R125 (C2HF3), R134a (CH2FCF2), R143a (CF3CH3), R410A (R32 / R125), R407C (R32 / And HFC refrigerants such as R125 / R134a).
  • the refrigerant coolant with which R32 (difluoromethane) represented by CH2F2, R41, etc. were mixed is illustrated.
  • the natural refrigerant include ammonia (NH3), carbon dioxide (CO2), propane (C3H8), propylene (C3H6), butane (C4H10), isobutane (CH (CH3) 3), and the like.
  • the refrigerant is preferably a low GWP refrigerant having an ozone depletion coefficient of zero.
  • the drive mechanism section 5 is provided on the other end side L from the main frame 2.
  • the drive mechanism unit 5 includes a stator 51 and a rotor 52.
  • the stator 51 is a stator formed by winding a winding around an iron core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates with an insulating layer interposed therebetween, and is formed in a ring shape.
  • the stator 51 is fixed to the inner wall of the main shell 11 by shrink fitting or the like.
  • the rotor 52 is a cylindrical rotor having a built-in permanent magnet inside an iron core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates and having a through-hole penetrating in the vertical direction in the center, and is disposed in the internal space of the stator 51. ing.
  • the sub-frame 6 is a metal frame, is provided on the other end L of the drive mechanism unit 5, and is fixed to the inner peripheral surface of the main shell 11 by shrink fitting, welding, or the like.
  • the sub frame 6 includes a sub bearing portion 61 and an oil pump 62.
  • the sub bearing 61 is a ball bearing provided on the upper center side of the sub frame 6.
  • the oil pump 62 is a pump for sucking up the lubricating oil stored in the oil reservoir of the shell 1, and is provided on the lower center side of the subframe 6.
  • Lubricating oil is stored in the lower part of the shell 1, that is, the lower shell 13, and is sucked up by the oil pump 62 and passes through an oil passage 73 in the crankshaft 7 to be described later and mechanically contacts the compression mechanism 4 and the like. Reduces wear between parts to be used, adjusts the temperature of sliding parts, and improves sealing performance.
  • As the lubricating oil an oil having an appropriate viscosity as well as excellent lubrication characteristics, electrical insulation, stability, refrigerant solubility, low-temperature fluidity and the like is suitable.
  • naphthenic, polyol ester (POE), polyvinyl ether (PVE), and polyalkylene glycol (PAG) oils can be used.
  • the crankshaft 7 is a metal rod-like member and is provided inside the shell 1.
  • the crankshaft 7 includes a main shaft portion 71, an eccentric shaft portion 72, and an oil passage 73.
  • the main shaft portion 71 is a shaft that constitutes a main portion of the crankshaft 7, and is arranged so that the central axis thereof coincides with the central axis of the main shell 11.
  • the main shaft portion 71 is fixed to the through hole at the center of the rotor 52 by shrink fitting or the like.
  • the eccentric shaft portion 72 is provided on one end side U of the main shaft portion 71 such that the central axis is eccentric with respect to the central axis of the main shaft portion 71.
  • the oil passage 73 is provided in the main shaft portion 71 and the eccentric shaft portion 72 so as to penetrate vertically along the axial direction.
  • the crankshaft 7 is inserted into the shaft hole 24 of the main frame 2, and the other end L is inserted and fixed in the through hole of the sub bearing portion 61 of the subframe 6.
  • the eccentric shaft portion 72 is arranged in the cylinder of the cylindrical portion 424, and the rotor 52 is arranged corresponding to the stator 51, and its outer peripheral surface keeps a predetermined gap from the inner peripheral surface of the stator 51. Arranged.
  • the bush 8 is made of a metal such as iron and is a connecting member that connects the orbiting scroll 42 and the crankshaft 7.
  • the bush 8 includes a slider 81 and a balance weight 82.
  • the slider 81 is a cylindrical member in which a flange is formed, and is inserted into the cylindrical portion 424 while being inserted into the eccentric shaft portion 72.
  • the balance weight 82 is a donut-shaped member having a weight portion 721 whose shape viewed from one end U is substantially C-shaped, and is offset from the center of rotation in order to offset the centrifugal force of the orbiting scroll 42. It is provided with a lead.
  • the balance weight 82 is fitted to the flange of the slider 81 by a method such as shrink fitting.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a region Y indicated by a one-dot chain line in FIG.
  • the fixed scroll 41 is fixed to the first inner wall surface 111 of the main shell 11 which is the inner wall of the shell 1. More specifically, the main shell 11 projects from the first inner wall surface 111, the first projecting portion 112 that projects from the first inner wall surface 111 and positions the fixed scroll 41, and toward the one end U in the first projecting portion 112.
  • the fixed scroll 41 is fixed to the first inner wall surface 111 by shrink fitting, welding, or the like while being positioned on the first positioning surface 113. ing. That is, the main shell 11 includes a stepped portion whose inner diameter decreases toward the other end L, and the fixed scroll 41 is positioned and fixed using the step.
  • the main frame 2 is also positioned by the second positioning surface 116 of the second protruding portion 115 protruding from the second inner wall surface 114 formed on the inner wall surface of the first protruding portion 112 of the main shell 11. It is fixed to the second inner wall surface 114 by shrink fitting or the like.
  • This structure eliminates the need for an outer wall in the main frame 2 for fixing the fixed scroll 41 with bolts or the like as in the prior art, and a so-called frame outer wall-less structure can be realized.
  • the wall of the main frame 2 is not interposed between the side surface of the second base plate 421 of the swing scroll 42 and the inner wall surface of the main shell 11.
  • the main frame 2 does not include a wall higher than the surface of the thrust plate 3 on the fixed scroll 41 side. Therefore, a large space is formed between the fixed scroll 41 and the thrust plate 3.
  • the degree of freedom in designing the radial size of the orbiting scroll 42 is increased, and the outer diameter of the second base plate 421 and the winding diameter of the second spiral body 422 can be increased. That is, the shell 1 is kept in the conventional design, and the maximum horsepower of the compressor is increased by increasing the diameters of the first spiral body 412 and the second spiral body 422, or the thrust is increased by increasing the second base plate 421. The load can be reduced. Alternatively, it is possible to reduce the size of the compressor without reducing the maximum horsepower by reducing the diameter of the main shell 11 while keeping the size of the orbiting scroll 42 as it is.
  • FIG. 6 is a view of the fixed scroll as viewed from above.
  • the spiral end portion 4121 which is the outermost end of the first spiral body 412 of the fixed scroll 41, has the second spiral body 422 of the swing scroll 42 and the outermost end of the second spiral body 422 of the swing scroll 42.
  • the spiral end portion 4221 is in contact with the first spiral body 412 of the fixed scroll 41 to confine the refrigerant.
  • the discharge valve 44 and the first bypass valves 45 and 46 are omitted.
  • the compression chamber 47 is composed of three types of spaces having different volumes. Specifically, the compression chamber 47 includes a first compression chamber 471, second compression chambers 472, 473, and third compression chambers 474, 475.
  • the first compression chamber 471 is a compression chamber having the smallest volume among the compression chambers 47 and communicates with the discharge port 414.
  • the second compression chambers 472 and 473 are compression chambers having the largest volume in the compression chamber 47.
  • the second compression chamber 472 and the second compression chamber 473 have the same shape and volume, and are formed symmetrically with respect to the center C of the discharge port 414.
  • the third compression chambers 474 and 475 are compression chambers having a larger volume than the first compression chamber 471 and a smaller volume than the second compression chambers 472 and 473.
  • the third compression chamber 474 and the third compression chamber 475 have the same shape and volume, and are formed symmetrically with respect to the center C of the discharge port 414.
  • the pressure of the refrigerant increases in the order of the first compression chamber 471, the third compression chambers 474, 475, and the third compression chambers 474, 475.
  • Two first bypass ports 415 and 416 are formed symmetrically with respect to the center C of the discharge port 414 of the first base plate 411 of the fixed scroll 41.
  • the discharge port 414 and the first bypass ports 415 and 416 are It is aligned on a straight line.
  • the first bypass port 415 communicates with the second compression chamber 472, and the first bypass port 416 communicates with the second compression chamber 473, though slightly.
  • the first bypass ports 415 and 416 allow the refrigerant to escape to the upper shell 12 side of the fixed scroll 41 when the pressure of the refrigerant in the second compression chambers 472 and 473 abnormally increases.
  • the pressure value of the refrigerant that opens the first bypass valves 45 and 46 is set to be higher than the pressure value of the refrigerant that opens the discharge valve 44.
  • the first bypass valves 45 and 46 do not open when the refrigerant pressure is normal, and the discharge valves are opened only when the refrigerant pressure in the second compression chambers 472 and 473 abnormally increases.
  • the first bypass ports 415 and 416 are formed at predetermined positions on the first base plate 411 of the fixed scroll 41. Specifically, the line AC (the line connecting the center C of the discharge port 414 and the point A of the spiral end 4121 of the first base plate 411) and the line BC (the center C of the discharge port 414 and the first bypass port 415). The angle ACB around the rotation toward the spiral center of the first spiral body 412 formed by the line connecting the point B) satisfies 260 ° to 360 °.
  • the first bypass port 416 is provided on the side opposite to the first bypass port 415 with respect to the discharge port 414.
  • the first bypass ports 415 and 416 are provided symmetrically with respect to the center C of the discharge port 414, and the first bypass port 416 includes the line AC and the line B′C (the center C of the discharge port 414 and the center of the discharge port 414).
  • the angle ACB ′ around the rotation toward the spiral center of the first spiral body 412 formed by a line connecting the point B ′ of the one bypass port 416 satisfies 80 ° to 180 °. More preferably, the angle ACB satisfies 300 ° to 335 °, and the angle ACB ′ satisfies 120 ° to 155 °.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of manufacturing the main shell.
  • FIG. 7 shows a cross section of one wall of the main shell 11 in an easy-to-understand manner, and is different from actual dimensions and thicknesses.
  • a cutting brush or the like (not shown) is inserted from one end side U of the unprocessed main shell 11 as shown in (a), and the inner wall surface is cut in the thickness direction, as shown in (b).
  • a step is formed by the two inner wall surfaces 114 and the second protrusions 115.
  • a cutting brush or the like on the second inner wall surface 114 that is a predetermined distance away from the second protrusion 115 in the direction of the one end U, ( As shown in c), a step is formed by the first inner wall surface 111 and the first protrusion 112.
  • the inner diameter r1 of the first inner wall surface 111 is larger than the inner diameter r2 of the second inner wall surface 114.
  • the 1st protrusion part 112 is formed in the direction of the one end side U rather than the 2nd protrusion part 115, The inner wall surface becomes the structure which served as the 2nd inner wall surface 114.
  • FIG. The second protrusion 115 may be formed after the first protrusion 112 is formed.
  • the thickness of the main shell 11 is, for example, 4 to 6 mm, while the height of the protruding portion, that is, the depth of cutting by cutting shown by a dotted line is, for example, about 0.3 mm.
  • the main frame 2 is inserted from one end side U of the main shell 11 formed as described above.
  • the main frame 2 is in surface contact with the second positioning surface 116 of the second protrusion 115 and is positioned in the height direction.
  • the main frame 2 is fixed to the second inner wall surface 114 by shrink fitting, arc spot welding, or the like.
  • the bush 8 is attached to the eccentric shaft portion 72, and the Oldham ring 43, the thrust plate 3, the orbiting scroll 42 and the like are arranged.
  • the fixed scroll 41 is inserted from one end U of the main shell 11, and then the fixed scroll 41 is fixed to the first inner wall surface 111 by shrink fitting.
  • the fixed scroll 41 is positioned in the height direction by making contact with the first positioning surface 113 of the first protrusion 112 on the surface.
  • the first protrusion 112 only needs to be positioned at least for the manufacture of the fixed scroll 41. Therefore, after the fixed scroll 41 is fixed to the first inner wall surface 111, the fixed scroll 41 comes into contact with the first positioning surface 113. It is not essential to be. The same applies to the relationship between the main frame 2 and the second protrusion 115.
  • the main shell 11 and the upper shell 12 are fixed by welding, arc spot welding, or the like.
  • the fixed scroll 41 is inserted into the upper shell 12 so as to be pressed against the first positioning surface 113, and the fixed scroll 41 is fixed to the main shell 11 while maintaining the state.
  • the variation in the height of the intake space may be suppressed to increase the positional accuracy, and the fixed scroll 41 may be prevented from shifting in the vertical direction when the scroll compressor is driven.
  • the scroll compressor according to the first embodiment fixes the fixed scroll 41 to the main shell 11 without forming the outer wall for connecting the fixed scroll 41 to the main frame 2 as in the prior art. Therefore, the scroll base plate and the spiral teeth can be enlarged. That is, conventionally, there was a spiral volume limit that the scroll mechanism had to be designed inside the outer wall of the main frame, but in the structure without the frame outer wall, the storage space of the orbiting scroll 42 becomes the inner space of the main shell 11. As a result, the design freedom of the scroll is expanded, and the size of the swing scroll 42 can be expanded to the inner wall of the main shell 11.
  • the refrigerant sucked into the shell 1 from the suction pipe 14 reaches the refrigerant intake space through the suction port 25 of the main frame 2 and swings with the fixed scroll 41. It is taken into a compression chamber 47 formed by the scroll 42. Then, as shown by the oblique lines in FIGS. 8A to 8D, after the refrigerant is trapped, the volume of the refrigerant moves while moving from the outer peripheral portion toward the center in accordance with the eccentric revolving motion of the swing scroll 42. Reduced and compressed.
  • the orbiting scroll 42 moves in the radial direction together with the bush 8 by its centrifugal force, and the side walls of the second spiral body 422 and the first spiral body 412 are in close contact with each other.
  • the compressed refrigerant is discharged from the discharge pipe 15 via the discharge port 414 of the fixed scroll 41.
  • the discharge pressure acts on the upper side of the fixed scroll 41, and an intermediate pressure between the discharge pressure and the suction pressure acts on the inside of the compression chamber 47. Due to this pressure difference, a downward load is applied to the fixed scroll 41, so that it is pressed against the first positioning surface 113, and the fixed scroll 41 is kept in a stable state.
  • the pressure in the compression chamber 47 may temporarily be abnormally higher than the pressure on the upper side of the fixed scroll 41.
  • the pressure in the compression chamber 47 is similarly abnormally larger than the pressure on the upper side of the fixed scroll 41.
  • an upward load is applied to the fixed scroll 41. Therefore, when the fixed scroll 41 is fastened to the main shell 11 not by bolts but by shrink fitting or the like. The upward load is larger than the fastening force, and the fixed scroll 41 may be lifted. When the fixed scroll 41 is lifted, the compression chamber 47 cannot be maintained normally, and thus cannot function as a compressor.
  • the first bypass valves 45 and 46 are opened, and the refrigerant in the compression chamber 47 is discharged through the first bypass ports 415 and 416.
  • the first bypass valves 45 and 46 are set so as to be opened at a pressure value higher than the pressure value of the refrigerant in which the discharge valve 44 is opened, so that normal compression is performed. Is not open.
  • the pressure in the compression chamber 47 is discharged even if a pressure abnormality occurs at an early stage of compression. It is possible to prevent the fixed scroll 41 from being lifted.
  • the first bypass port 415 by configuring the first bypass port 415 so that the angle ACB formed by the line AC and the line BC toward the spiral center of the first spiral body 412 satisfies 260 ° to 360 °, It is possible to cope with pressure abnormality immediately after the refrigerant is confined. That is, the refrigerant confined in the second compression chambers 472 and 473 in FIG. 8A is reduced in volume of the compression space (b), (c), and (d) due to the revolution of the orbiting scroll 42. Accordingly, when the compression progresses and the state (a) is reached again, the flow shifts to the third compression chambers 474 and 475 having a smaller volume.
  • the first bypass port 415 communicates with the compression space during (a) to (d). It is possible to cope with pressure abnormalities until revolving.
  • the angle ACB is more effective when it satisfies 300 ° to 335 °.
  • the first bypass port 416 is provided in a symmetrical compression chamber. As a result, the pressure in the second compression chambers 472 and 473 can be reduced evenly when a pressure abnormality occurs.
  • the main shell 11 includes a first inner wall surface 111 and a first projecting portion 112 that projects from the first inner wall surface 111 and positions the fixed scroll 41, and the fixed scroll 41 includes the first inner wall surface 111.
  • 111 a first base plate 411 fixed to 111, and a first compression chamber 471 communicating with the first base plate 411, a discharge port 414 for discharging the compressed refrigerant, and a discharge port 414 that can be opened and closed freely.
  • the first bypass port 415 is provided on the first base plate 411 so as to be openable and closable, and includes a first bypass valve 45 that opens at a pressure value higher than the pressure value of the refrigerant that opens the discharge valve 44. . Therefore, even if the fixed scroll 41 is fixed to the inner wall surface of the main shell 11 by a method such as shrink fitting, the main scroll 2 and the fixed scroll 41 are not connected with bolts or the like, so that the fixed scroll 41 can be prevented from being lifted. it can.
  • the fixed scroll 41 includes a first spiral body 412 formed on the first base plate 411, and the spiral end portion 4121, which is the outermost end of the first spiral body 412, comes into contact with the swing scroll 42 and traps the refrigerant.
  • the first compression chamber 471 is a compression chamber having the smallest volume
  • the second compression chambers 472 and 473 are compression chambers having the largest volume.
  • the line AC connecting the center C of the discharge port 414 and the spiral end 4121 and the line BC connecting the center C of the discharge port 414 and the first bypass port 415 are directed toward the spiral center of the first spiral body 412.
  • the angle ACB around the rotation satisfies 260 ° to 360 °, desirably 300 ° to 335 °. Thereby, it is possible to cope with a pressure abnormality immediately after the refrigerant is confined and until the swing scroll 42 revolves almost once.
  • a pair of the second compression chambers 472 and 473 are formed symmetrically with respect to the center C of the discharge port 414, and the first bypass ports 415 and 416 are symmetrical with respect to the center of the discharge port 414, respectively.
  • a pair is formed in communication with the compression chambers 472 and 473.
  • FIG. FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 6 of the scroll compressor according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 10 is a view for explaining the compression process in the third compression chamber.
  • parts having the same configurations as those of the scroll compressor of FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • second bypass ports 417A and 418A are further provided on the first base plate 411A of the fixed scroll 41A.
  • the second bypass ports 417A and 418A are in communication with the third compression chambers 474 and 475 having a volume smaller than that of the first compression chamber 471 and larger than that of the second compression chambers 472 and 473. It is formed on the first base plate 411A.
  • the first base plate 411A is provided with second bypass ports 417A and 418A that can be opened and closed. In the open state, the refrigerant in the third compression chambers 474 and 475 flows through the second bypass ports 417A and 418A.
  • Two bypass valves 48A and 49A are provided.
  • a valve presser (not shown) is provided on one end U of the second bypass valves 48A and 49A, and the lift amount of the valve is limited by the valve presser.
  • the second bypass ports 417A and 418A are intended to improve the efficiency of the compressor by suppressing overcompression in the third compression chambers 474 and 475. That is, the refrigerant that has reached the target pressure is caused to flow toward the upper shell 12 of the fixed scroll 41 ⁇ / b> A, thereby suppressing unnecessary compression. Details thereof will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the rotation angle and the pressure of the refrigerant.
  • the horizontal axis represents the rotation angle of the crankshaft 7, and the refrigerant taken into the second compression chambers 472 and 473 when the rotation angle is 0 ° is the third compression chambers 474 and 475 when the rotation angle is 360 °. Means that when the rotation angle is 720 °, it moves to the first compression chamber 471 and is discharged from the discharge port 414.
  • the pressure of the refrigerant increases in proportion to the rotation angle of the crankshaft 7 as shown in FIG. Also in the third compression chambers 474 and 475, which are the compression of the refrigerant in the third compression chambers 474 and 475, the compression proceeds from FIG. 10 (a) to FIG. 10 (b), (c) and (d) where the rotation angle is 360 °.
  • the pressure of the refrigerant increases.
  • the refrigerant pressure reaches a preset target pressure in the middle of the compression, and reaches the target pressure when the refrigerant reaches the discharge port 414. On the other hand, the pressure may become too high, so-called overcompression.
  • the overcompression causes pressure of the refrigerant more than necessary, and therefore wasteful compression occurs. Therefore, when the pressure exceeds the target pressure, the second bypass valves 48A and 49A are opened, and the refrigerant is bypassed via the second bypass ports 417A and 418A, so that the pressure of the refrigerant after reaching the target pressure is constant. And suppresses inefficient compression.
  • the second bypass ports 417A and 418A are in positions where the refrigerant can communicate with the third compression chambers 474 and 475 from the time when the refrigerant moves from the second compression chambers 472 and 473 to the time when the refrigerant moves to the first compression chamber 471. It is desirable to be formed. In addition, it is desirable to provide a pair of second bypass ports 417A and 418A in the same manner as the first bypass ports 415 and 416. For example, the second bypass ports 417A and 418A are on a straight line connecting the first bypass ports 415 and 416 and the spiral center C, and are on the outward face side of the first spiral body 412 of the fixed scroll 41 in the third compression chamber 475. And the third compression chamber 475 may be provided on the inward surface side of the first spiral body 412.
  • the second bypass ports 417A and 418A are provided on the first base plate 411A of the fixed scroll 41A.
  • the first bypass ports 415 and 416 bypass the refrigerant in response to a pressure abnormality caused by liquid compression or the like in the second compression chambers 472 and 473 that are likely to occur at the beginning of refrigerant intake, whereas the second bypass ports 415 and 416 417A and 418A bypass the refrigerant according to the overcompression in the third compression chambers 474 and 475 where the compression has advanced.
  • the second bypass valves 48A and 49A are lower than the pressure value of the refrigerant that opens the first bypass valves 45 and 46. It is set to open at the pressure value. Specifically, the second bypass valves 48A and 49A are set to have lower rigidity than the first bypass valves 45 and 46. Since the second bypass valves 48A and 49A are opened at the target pressure, the second bypass valves 48A and 49A are set to be opened at substantially the same refrigerant pressure value as the discharge valve 44.
  • the second bypass ports 417A and 418A and the second bypass ports 417A and 418A formed in the first base plate 411 are communicated with the third compression chambers 474 and 475 so that the first bypass ports 417A and 418A can be opened and closed.
  • 2nd bypass valves 48A and 49A which are provided in the base plate 411 and allow the refrigerant in the third compression chambers 474 and 475 to flow through the second bypass ports 417A and 418A in the open state are provided. Therefore, when refrigerant overcompression occurs in the third compression chambers 474 and 475, the refrigerant can be bypassed from the second bypass ports 417A and 418A, and wasteful compression can be suppressed.
  • the second bypass valves 48A and 49A are more open than the first bypass valves 45 and 46 so that the second bypass valves 48A and 49A are opened at a pressure value lower than the pressure value of the refrigerant at which the first bypass valves 45 and 46 are opened.
  • the rigidity is set low.
  • the vertical scroll compressor has been described, but the present invention can also be applied to a horizontal scroll compressor.
  • one end side U should be replaced with the side where the compression mechanism is provided, and the other end L should be replaced with the side where the drive mechanism is provided.
  • the present invention is not limited to the low-pressure shell type scroll compressor, and can be applied to a high-pressure shell type scroll compressor in which the pressure in the space in the main shell in which the drive mechanism unit is disposed is higher than the pressure in the refrigerant intake space.
  • the high-pressure shell method the refrigerant is sucked into the compression chamber 47 from the suction pipe 14 at a short distance and liquid refrigerant easily enters. Therefore, the higher-pressure shell method can achieve a higher effect.
  • the discharge valve 44 may not be provided on the first base plate 411 so as to directly open and close the discharge port 414.
  • the discharge port 414 may be configured to be opened and closed indirectly by providing a chamber having a muffler chamber on the first base plate 411 and providing a valve so as to close the hole of the chamber. .

Abstract

揺動スクロールを収容するシェルと、前記シェルに収容され、前記揺動スクロールとで少なくとも第1圧縮室と、前記第1圧縮室よりも低圧の第2圧縮室と、を形成する固定スクロールと、を備え、前記シェルは、第1内壁面と、前記第1内壁面から突出し、前記固定スクロールを位置決めする第1突出部と、備え、前記固定スクロールは、前記第1内壁面に固定された台板と、前記第1圧縮室と連通して、前記台板に形成され、圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、前記吐出ポートを開閉自在に設けられた吐出弁と、前記第2圧縮室と連通して、前記台板に形成された第1バイパスポートと、前記第1バイパスポートを開閉自在に設けられ、前記吐出弁が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも高い圧力値で開状態となる第1バイパス弁と、を備える。

Description

スクロール圧縮機
 この発明は、スクロール圧縮機における固定スクロールの浮き上がり防止構造に関するものである。
 従来のスクロール圧縮機は、例えば特許文献1のように、シェル内部に固定されたフレーム上に揺動スクロールが支持され、その揺動スクロールとともに圧縮室を形成するように、固定スクロールが設けられている。この揺動スクロールが固定スクロールに対して揺動運動することで、圧縮室で冷媒が圧縮される。
特開平2-140481号公報
 従来のスクロール圧縮機では、特許文献1のように、フレームには固定スクロールをボルト等の接続部材によって接続するための外壁が形成されている。揺動スクロールは、フレームの外壁に囲まれた空間に配置されるため、揺動スクロールの台板や渦巻歯のサイズはその空間の大きさに依存する。一般的に、スクロール圧縮機の最大馬力は、固定スクロールと揺動スクロールの渦巻歯同士とで形成される圧縮室の大きさと比例することから、揺動スクロールのサイズを制約するフレームの外壁はない方がよい。しかしながら、フレームに外壁がない場合、フレームと固定スクロールとを接続部材で接続することが困難になる。例えば固定スクロールをシェルに焼嵌め等により固着した場合、接続部材を用いた接続構造と比較すると、固定スクロールの接続強度は低下してしまう。そのため、液圧縮などにより、圧縮室の圧力が過剰に上昇したときに、固定スクロールの接続が外れ、固定スクロールが浮き上がるおそれがある。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フレームと固定スクロールとを接続部材で接続しない構造においても、固定スクロールの浮き上がりを防止可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とするものである。
 この発明に係るスクロール圧縮機は、揺動スクロールを収容するシェルと、前記シェルに収容され、前記揺動スクロールとで少なくとも第1圧縮室と、前記第1圧縮室よりも低圧の第2圧縮室と、を形成する固定スクロールと、を備え、前記シェルは、第1内壁面と、前記第1内壁面から突出し、前記固定スクロールを位置決めする第1突出部と、備え、前記固定スクロールは、前記第1内壁面に固定された台板と、前記第1圧縮室と連通して、前記台板に形成され、圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、前記吐出ポートを開閉自在に設けられた吐出弁と、前記第2圧縮室と連通して、前記台板に形成された第1バイパスポートと、前記第1バイパスポートを開閉自在に設けられ、前記吐出弁が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも高い圧力値で開状態となる第1バイパス弁と、を備える。
 この発明によれば、フレームと固定スクロールとを接続部材で接続しない構造においても、固定スクロールの浮き上がりを防止することができる。
この発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の正面図である。 図1のスクロール圧縮機の側面図である。 図2のスクロール圧縮機のX-X’断面を矢印方向から見たときの断面図である。 この発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の一部構成の分解斜視図である。 図3の一点鎖線の領域Yの拡大図である。 メインシェルに配置された固定スクロールを上側から見た図である。 メインシェルの一製造方法について説明するための図である。 第2圧縮室での圧縮経過について説明するための図である。 この発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機の図6に対応する図である。 第3圧縮室での圧縮経過について説明するための図である。 回転角と冷媒の圧力の関係について説明するための図である。
 以下、図面を参照して、この発明の一実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。
実施の形態1.
 以下、実施の形態1について説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の外観図である。図2は、図1のスクロール圧縮機を側面から見たときの外観図である。図3は、図2のスクロール圧縮機のX-X’断面を矢印方向から見たときの断面図である。図4は、この発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機の一部構成の分解斜視図である。なお、図3においては、シェルおよび圧縮機構等、構成の一部は断面で示しているが、その他の構成は外観図として図示している。
 スクロール圧縮機は、シェル1と、メインフレーム2と、スラストプレート3と、圧縮機構部4と、駆動機構部5と、サブフレーム6と、クランクシャフト7と、ブッシュ8と、を備えている。この実施の形態1の圧縮機は、クランクシャフト7の中心軸が地面に対して略垂直の状態で使用される、いわゆる縦置型のスクロール圧縮機である。以下では、図中の上方向の矢印側を上側としての一端側U、下方向の矢印側を下側としての他端側Lと称して説明する。
 シェル1は、金属などの導電性部材からなる両端が閉塞された筒状の筐体であり、メインシェル11と、アッパーシェル12と、ロアシェル13と、吸入管14と、吐出管15と、給電部16と、固定台17と、を備えている。メインシェル11は、円筒状の中空な管である。アッパーシェル12は、略半球状の蓋体であり、その一部がメインシェル11の一端側Uにおいてろう付け等により接続され、メインシェル11の一方の開口を密封している。ロアシェル13は、略半球状の底体であり、その一部がメインシェル11の他端側Lにおいて、溶接等により接続され、メインシェル11の他方の開口を密封している。吸入管14は、冷媒をシェル1の内部に導入するための管であり、シェル1の内部空間と連通するように、メインシェル11の側壁に設けられた孔に、一部が挿入された状態でろう付け等により接続されている。吐出管15は、冷媒をシェル1の外部に吐出するための管であり、シェル1の内部空間と連通するように、アッパーシェル12の上部に設けられた孔に、一部が挿入された状態でろう付け等により接続されている。
 給電部16は、スクロール圧縮機に給電する給電部材であり、メインシェル11の外側壁に設けられている。給電部16は、カバー161と、給電端子162と、配線163と、を備えている。カバー161は、有底開口のカバー部材である。給電端子162は、金属部材からなり、一方がカバー161に囲まれるように設けられ、他方がメインシェル11の内部に設けられている。配線163は、一方が給電端子162と接続され、他方が後述する駆動機構部5のステータ51と接続されている。固定台17は、シェル1を支える支持台である。固定台17はそれぞれにネジ孔が形成された複数の脚部を有しており、それらのネジ穴にネジをねじ込むことによって、スクロール圧縮機を空調室外機の筐体等の他の部材に固定可能になっている。
 メインフレーム2は、中空な金属製のフレームであり、シェル1の内部に設けられ、後述する圧縮機構部4の揺動スクロール42を摺動自在に保持している。メインフレーム2は、本体部21と、平坦面22と、収容部23と、軸孔24と、吸入ポート25と、返油孔26と、返油管27と、を備えている。
 本体部21は、メインフレーム2を構成する主要な部分である。平坦面22は、本体部21における一端側Uに形成され、収容部23を中心に配置する環状を呈している。収容部23は、シェル1の長手方向、すなわちクランクシャフト7の軸方向に沿って、メインフレーム2の径方向の中央に形成されている。収容部23は、図4に示すとおり、オルダム収容部231と、ブッシュ収容部232と、第1オルダム溝233と、で構成されている。オルダム収容部231は、収容部23の一端側Uに設けられている。ブッシュ収容部232は、収容部23の他端側Lに設けられ、オルダム収容部231と連通している。第1オルダム溝233は、本体部21および平坦面22の一部をえぐるように形成されたキー溝であり、一対設けられ、オルダム収容部231と連通している。軸孔24は、収容部23の他端側Lに設けられ、ブッシュ収容部232と連通している。すなわち、収容部23および軸孔24により、メインフレーム2の上下方向に貫通し、かつ一端側Uに向かって段状に空間が広くなる空間が形成されいる。なお、この軸孔24が形成されているメインフレーム2の部分は、クランクシャフト7を支持する主軸受部として機能する。
 吸入ポート25は、圧縮機構部4に冷媒を供給するための孔であり、メインフレーム2の平坦面22の外端側に、上下方向に貫通して形成されている。返油孔26は、メインフレーム2における他端側Lに形成され、ブッシュ収容部232と連通している。この返油孔26には、収容部23に溜まった潤滑油をロアシェル13の内側の油溜めに戻すための返油管27が挿入されている。なお、吸入ポート25、返油孔26および返油管27は、一つに限らず、複数設けられても良い。
 スラストプレート3は、スラスト軸受として機能する鋼板系の薄い金属板であり、メインフレーム2の平坦面22に配置され、圧縮機構部4のスラスト荷重を支持する。スラストプレート3は、切欠き31、を備える。切欠き31は、リング状のスラストプレート3の外周の一部を切欠く部分であり、メインフレーム2の吸入ポート25に対応して配置される。この際、切欠き31は、吸入ポート25を覆わないよう、吸入ポート25と同じ形状か、それよりも大きく形成されている。
 圧縮機構部4は、冷媒を圧縮する圧縮機構である。圧縮機構部4は、固定スクロール41と、揺動スクロール42と、オルダムリング43と、吐出弁44、第1バイパス弁45、46と、を備えており、これらスクロールにより圧縮室47が形成される。
 固定スクロール41は、鋳鉄等の金属からなり、第1台板411と、第1渦巻体412と、チップシール413と、吐出ポート414と、第1バイパスポート415、416を備えている。第1台板411は、円盤状の基板である。第1渦巻体412は、第1台板411における他端側Lの面から突出して形成された渦巻状の歯である。チップシール413は、例えば硬質プラスチックからなり、第1渦巻体412の先端に形成された溝に設けられている。吐出ポート414は、第1台板411の略中央に、その厚み方向である上下方向に貫通して形成された孔である。第1バイパスポート415、416は、第1台板411に、その厚み方向である上下方向に貫通して形成された孔である。詳細は、後述する。
 揺動スクロール42は、アルミニウム等の金属からなり、第2台板421と、第2渦巻体422と、チップシール423と、筒状部424と、第2オルダム溝425と、を備えている。第2台板421は、円盤状の基板である。第2渦巻体422は、第2台板421における一端側Uの面から突出して形成された渦巻状の歯である。チップシール423は、例えば硬質プラスチックからなり、第2渦巻体422の先端に形成された溝に設けられている。筒状部424は、第2台板421の他端側Lの面の略中央から突出して形成された円筒状のボスである。筒状部424の内周面には、後述するスライダ81を回転自在に支持する揺動軸受、いわゆるジャーナル軸受が、その中心軸がクランクシャフト7の中心軸と平行になるように設けられている。第2オルダム溝425は、第2台板421の他端側Lの面に形成された長丸形状のキー溝である。第2オルダム溝425は、筒状部424を挟んで一対対向するように設けられている。一対の第2オルダム溝425は、それらを結ぶ線が、一対の第1オルダム溝233を結ぶ線に対して、直交する関係になるように配置される。
 オルダムリング43は、揺動スクロール42が自転することを防止するための部材であり、リング部431と、第1キー部432と、第2キー部433と、を備えている。リング部431は、環状であり、メインフレーム2のオルダム収容部231に設けられている。第1キー部432は、リング部431の他端側Lの面に設けられている。第1キー部432は、一対で構成され、メインフレーム2の一対の第1オルダム溝233に各々収容される。第2キー部433は、リング部431の一端側Uの面に設けられている。第2キー部433は、一対で構成され、揺動スクロール42の一対の第2オルダム溝425に各々収容される。揺動スクロール42の第2オルダム溝425をオルダムリング43の第2キー部433に合わせることで、揺動スクロール42の第2渦巻体422の回転方向の位置が決まる。つまり、オルダムリング43により、メインフレーム2に対して揺動スクロール42が位置決めされ、メインフレーム2に対する第2渦巻体422の位相が決定する。
 吐出弁44は、第1台板411に設けられ、通常時は閉状態であるが、吐出ポート414と連通する圧縮室47の冷媒が所定の圧力に達したときに、吐出ポート414を開状態にする弁体である。第1バイパス弁45、46は、第1台板411に設けられ、通常時は閉状態であるが、第1バイパスポート415、416と連通する圧縮室47の冷媒が所定の圧力に達したときに、第1バイパスポート415、416を開状態にする弁体である。なお、吐出弁44および第1バイパス弁45、46の一端側Uには、図示しない弁押さえが設けられており、この弁押さえにより、弁のリフト量が制限される。
 圧縮室47は、固定スクロール41の第1渦巻体412と、揺動スクロール42の第2渦巻体422と、を互いに噛み合わせるとともに、第1渦巻体412の先端、チップシール413および第2台板421と、第2渦巻体422の先端、チップシール423および第1台板411と、でシールすることにより、形成される。圧縮室47は、スクロールの半径方向において、外側から内側へ向かうに従って容積が縮小する複数の圧縮室で構成される。
 冷媒は、例えば、組成中に、炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素、自然冷媒、又は、それらを含む混合物を使用することができる。炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、R1234yf(CF3CF=CH2)、R1234ze(CF3CH=CHF)、R1233zd(CF3CH=CHCl)等のHFO冷媒が挙げられる。炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素は、R32(CH2F2)、R41(CH3F)、R125(C2HF3)、R134a(CH2FCF2)、R143a(CF3CH3)、R410A(R32/R125)、R407C(R32/R125/R134a)等のHFC冷媒が挙げられる。CH2F2で表されるR32(ジフルオロメタン)、R41等が混合された冷媒が例示される。自然冷媒は、アンモニア(NH3)、二酸化炭素(CO2)、プロパン(C3H8)、プロピレン(C3H6)、ブタン(C4H10)、イソブタン(CH(CH3)3)等が挙げられる。冷媒は、オゾン層破壊係数がゼロで、低GWPの冷媒が望ましい。
 駆動機構部5は、メインフレーム2より他端側Lに設けられている。駆動機構部5はステータ51と、ロータ52と、を備えている。ステータ51は、例えば電磁鋼板を複数積層してなる鉄心に、絶縁層を介して巻線を巻回してなる固定子で、リング状に形成されている。ステータ51は、焼き嵌め等によりメインシェル11の内壁に固定されている。ロータ52は、電磁鋼板を複数積層してなる鉄心の内部に永久磁石を内蔵するとともに、中央に上下方向に貫通する貫通穴を有する円筒状の回転子であり、ステータ51の内部空間に配置されている。
 サブフレーム6は、金属製のフレームであり、駆動機構部5の他端側Lに設けられ、焼き嵌めや、溶接等によってメインシェル11の内周面に固定されている。サブフレーム6は、副軸受部61と、オイルポンプ62と、を備えている。副軸受部61は、サブフレーム6の中央上側に設けられたボールベアリングである。オイルポンプ62は、シェル1の油溜めに貯留された潤滑油を吸い上げるためのポンプであり、サブフレーム6の中央下側に設けられている。
 潤滑油は、シェル1の下部、すなわちロアシェル13に貯留されており、オイルポンプ62で吸い上げられて、後述するクランクシャフト7内の通油路73を通り、圧縮機構部4等の機械的に接触するパーツ同士の摩耗低減、摺動部の温度調節、シール性を改善する。潤滑油としては、潤滑特性、電気絶縁性、安定性、冷媒溶解性、低温流動性などに優れるとともに、適度な粘度の油が好適である。例えば、ナフテン系、ポリオールエステル(POE)、ポリビニールエーテル(PVE)、ポリアルキレングリコール(PAG)の油を使用することができる。
 クランクシャフト7は、金属製の棒状部材であり、シェル1の内部に設けられている。クランクシャフト7は、主軸部71と、偏心軸部72と、通油路73と、を備えている。主軸部71は、クランクシャフト7の主要部を構成する軸であり、その中心軸がメインシェル11の中心軸と一致するように配置されている。主軸部71は、ロータ52の中心の貫通孔に焼嵌め等により固定されている。偏心軸部72は、その中心軸が主軸部71の中心軸に対して偏心するように、主軸部71の一端側Uに設けられている。通油路73は、主軸部71および偏心軸部72の内部に、軸方向に沿って上下に貫通して設けられている。このクランクシャフト7は、メインフレーム2の軸孔24に挿入されるとともに、他端側Lがサブフレーム6の副軸受部61の貫通孔に挿入固定される。これにより、偏心軸部72は筒状部424の筒内に配置され、ロータ52は、ステータ51に対応して配置されるとともに、その外周面がステータ51の内周面と所定の隙間を保って配置される。
 ブッシュ8は、鉄等の金属からなり、揺動スクロール42とクランクシャフト7を接続する接続部材である。ブッシュ8は、スライダ81と、バランスウエイト82と、を備える。スライダ81は、鍔が形成された筒状の部材であり、偏心軸部72に挿入された状態で、筒状部424に嵌入されている。バランスウエイト82は、一端側Uから見た形状が略C状を呈するウエイト部721を備えたドーナツ状の部材であり、揺動スクロール42の遠心力を相殺するために、回転中心に対して偏芯して設けられている。バランスウエイト82は、例えばスライダ81の鍔に焼嵌め等の方法により、嵌合されている。
 ここで、シェル1と圧縮機構部4等の関係について、図5を参照してさらに詳しく説明する。図5は、図3の一点鎖線の領域Yの拡大図である。
 図5に示すとおり、固定スクロール41は、シェル1の内壁であるメインシェル11の第1内壁面111に固定されている。より具体的には、メインシェル11は、第1内壁面111と、第1内壁面111から突出し、固定スクロール41を位置決めする第1突出部112と、第1突出部112において一端側Uに向けて形成されている第1位置決め面113と、を有しており、固定スクロール41は、第1位置決め面113で位置決めされた状態で、焼嵌めや溶接等により、第1内壁面111に固定されている。つまり、メインシェル11は、他端側Lに向かって内径が小さくなる段状の部分を備えており、その段差を利用して固定スクロール41の位置決めと固定を行っている。なお、メインフレーム2も、メインシェル11の第1突出部112の内壁面に形成されている第2内壁面114から突出する第2突出部115の第2位置決め面116で位置決めされた状態で、第2内壁面114に焼嵌め等により固定されている。
 この構造により、従来のように固定スクロール41をボルト等で固定するための外壁がメインフレーム2において不要になり、いわゆるフレーム外壁レス構造を実現できる。フレーム外壁レス構造では、揺動スクロール42の第2台板421の側面とメインシェル11の内壁面との間にメインフレーム2の壁が介在しない。望ましくは、メインフレーム2は、スラストプレート3の固定スクロール41側の面よりも高い壁を備えない。そのため、固定スクロール41とスラストプレート3との間に大きな空間が形成される。この空間の拡大によって、揺動スクロール42の径方向のサイズの設計自由度が広がり、第2台板421の外径や第2渦巻体422の巻径を大きくすることができる。すなわち、シェル1は従来設計のままで、第1渦巻体412および第2渦巻体422の直径を大きくすることで圧縮機の最大馬力を大きくしたり、第2台板421を大きくすることでスラスト荷重を低減することが可能となる。若しくは、揺動スクロール42のサイズはそのままで、メインシェル11の直径を小さくすることで、最大馬力を下げずに圧縮機を小型化することも可能になる。
 圧縮室47や第1バイパスポート415、416について、図6を参照してさらに詳しく説明する。図6は、固定スクロールを上側から見た図である。図6は、固定スクロール41の第1渦巻体412の最外端である渦巻端部4121が揺動スクロール42の第2渦巻体422と、揺動スクロール42の第2渦巻体422の最外端である渦巻端部4221が固定スクロール41の第1渦巻体412と接触して冷媒を閉じ込めた状態である。ただし、この図においては、吐出弁44および第1バイパス弁45、46は省略している。
 図6に示すとおり、圧縮室47は体積の異なる3種類の空間で構成されている。具体的には、圧縮室47は、第1圧縮室471、第2圧縮室472、473および第3圧縮室474、475を備える。第1圧縮室471は、圧縮室47の中で体積が最も小さい圧縮室であり、吐出ポート414と連通している。第2圧縮室472、473は、圧縮室47の中で体積が最も大きい圧縮室である。第2圧縮室472と第2圧縮室473は、形状および体積が同じであり、吐出ポート414の中心Cに対して対称に形成されている。第3圧縮室474、475は、第1圧縮室471よりも体積が大きく、第2圧縮室472、473よりも体積が小さい圧縮室である。第3圧縮室474と第3圧縮室475は、形状および体積が同じであり、吐出ポート414の中心Cに対して対称に形成されている。冷媒は、第1圧縮室471、第3圧縮室474、475、第3圧縮室474、475の順に、圧力が高くなる。
 第1バイパスポート415、416は、固定スクロール41の第1台板411の吐出ポート414の中心Cに対して対称に2つ形成されており、吐出ポート414および第1バイパスポート415、416は、一直線上に並んでいる。第1バイパスポート415は第2圧縮室472と、第1バイパスポート416は第2圧縮室473とわずかではあるが各々連通している。第1バイパスポート415、416は、第2圧縮室472、473の冷媒の圧力が異常に高まった際に、その冷媒を固定スクロール41のアッパーシェル12側に逃がすものである。そのため、第1バイパス弁45、46が開状態となる冷媒の圧力値は、吐出弁44が開状態となる冷媒の圧力値よりも高くなるよう設定されている。具体的には、第1バイパス弁45、46は、冷媒の圧力が正常な場合には開かず、第2圧縮室472、473の冷媒の圧力が異常に高まった場合のみに開くよう、吐出弁44よりも剛性が高い。剛性は、例えば弁の厚みや幅寸法、材質などにより調整可能である。
 第1バイパスポート415、416は、固定スクロール41の第1台板411において、所定の位置に形成されている。具体的には、線AC(吐出ポート414の中心Cと第1台板411の渦巻端部4121の点Aとを結ぶ線)と線BC(吐出ポート414の中心Cと第1バイパスポート415の点Bとを結ぶ線)とがなす、第1渦巻体412の渦巻中心に向かう回転まわりの角度ACBは、260°~360°を満たしている。一方、第1バイパスポート416は、吐出ポート414に対して第1バイパスポート415とは反対側に設けられている。すなわち、第1バイパスポート415、416は、吐出ポート414の中心Cに対して対称に設けられており、第1バイパスポート416は、線ACと線B’C(吐出ポート414の中心Cと第1バイパスポート416の点B’とを結ぶ線)とがなす、第1渦巻体412の渦巻中心に向かう回転まわりの角度ACB’は、80°~180°を満たす。角度ACBは300°~335°、角度ACB’は120°~155°を満たすとさらに望ましい。
 次に、スクロール圧縮機の製造方法の一例を、図7を参照してさらに詳しく説明する。図7は、メインシェルの一製造方法について説明するための図である。なお、図7は、メインシェル11の一つの壁の断面をわかりやすく図示したものであり、実際の寸法や厚みとは異なる。
 まず、(a)のような未加工のメインシェル11の一端側Uから切削用のブラシ等(図示なし)を挿入して、内壁面を厚み方向に切削加工し、(b)のように第2内壁面114および第2突出部115による段差を形成する。次に、第2突出部115から一端側Uの方向に所定距離離れた第2内壁面114において、切削用のブラシ等で内壁面を厚み方向に所定の深さだけ切削加工することで、(c)のように第1内壁面111および第1突出部112による段差を形成する。このため、第1内壁面111の内径r1は、第2内壁面114の内径r2よりも大きくなる。また、第1突出部112は、第2突出部115よりも一端側Uの方向に形成され、その内壁面は第2内壁面114を兼ねた構成となる。第1突出部112を形成した後で、第2突出部115を形成するようにしても良い。メインシェル11の厚みは、例えば4~6mmであるのに対して、突出部の高さ、すなわち点線で示した切削加工による削り深さは、例えば0.3mm前後である。
 次に、上記のように形成されたメインシェル11の一端側Uから、メインフレーム2を挿入する。メインフレーム2は、第2突出部115の第2位置決め面116に面で接触し、高さ方向の位置決めがされる。その状態で、メインフレーム2を第2内壁面114に焼嵌めやアークスポット溶接等により固定する。そして、メインフレーム2の軸孔24にクランクシャフト7を挿入したのち、偏心軸部72にブッシュ8を取り付け、さらにオルダムリング43、スラストプレート3および揺動スクロール42等を配置する。次いで、メインシェル11の一端側Uから固定スクロール41を挿入し、その後、固定スクロール41を第1内壁面111に焼嵌めにより固着する。固定スクロール41は、第1突出部112の第1位置決め面113に面で接触することで、高さ方向の位置決めがされる。なお、第1突出部112は、少なくとも固定スクロール41の製造上の位置決めさえできれば良いので、固定スクロール41を第1内壁面111への固定後に、固定スクロール41が第1位置決め面113と接触していることは必須ではない。メインフレーム2と第2突出部115との関係についても同様である。
 最後に、メインシェル11の一端側Uから、アッパーシェル12を挿入したのち、メインシェル11とアッパーシェル12を溶接やアークスポット溶接等により固定する。その際、アッパーシェル12で固定スクロール41を第1位置決め面113に押付けるように挿入し、かつその状態を維持して固定スクロール41をメインシェル11に固定することで、スクロール圧縮機ごとの冷媒取込空間の高さのばらつきを抑制し、位置精度を高めるとともに、スクロール圧縮機の駆動時に固定スクロール41が上下方向にずれることを抑制してもよい。
 以上で説明したとおり、実施の形態1のスクロール圧縮機は、従来のようにメインフレーム2に固定スクロール41の接続するための外壁を形成することなく、固定スクロール41をメインシェル11に固着しているため、スクロールの台板や渦巻状歯を大型化することができる。すなわち、従来はメインフレームの外壁の内部でスクロール機構を設計しなければならないという渦巻容積限界があったが、フレーム外壁レス構造では、揺動スクロール42の収納空間がメインシェル11の内部空間になったことによって、スクロールの設計自由度が広がり、揺動スクロール42をメインシェル11の内壁まで寸法拡大することができる。
 スクロール圧縮機の動作について説明する。給電部16の給電端子162に給電すると、ステータ51とロータ52とにトルクが発生し、これに伴ってクランクシャフト7が回転する。クランクシャフト7の回転は、偏心軸部72およびブッシュ8を介して揺動スクロール42に伝えられる。回転駆動力が伝達された揺動スクロール42は、オルダムリング43により自転を規制され、固定スクロール41に対して偏心公転運動する。その際、揺動スクロール42の他方の面が、スラストプレート3と摺動する。
 揺動スクロール42の揺動運動に伴い、吸入管14からシェル1の内部に吸入された冷媒は、メインフレーム2の吸入ポート25を通って冷媒取込空間に到達し、固定スクロール41と揺動スクロール42とで形成される圧縮室47に取り込まれる。そして、冷媒は、図8(a)~(d)の斜線に示すように、冷媒を閉じ込めてから、揺動スクロール42の偏心公転運動に伴って、外周部から中心方向に移動しながら体積を減じられて圧縮される。揺動スクロール42の偏心公転運転時、揺動スクロール42は自身の遠心力により、ブッシュ8と共に径方向に移動し、第2渦巻体422と第1渦巻体412の側壁面同士が密接する。圧縮された冷媒は、固定スクロール41の吐出ポート414を介して、吐出管15から吐出される。
 ここで、実施の形態1のような、駆動機構部5が配置されたメインシェル11内の空間の圧力がアッパーシェル12内の吐出空間の圧力よりも低くなる低圧シェル方式のスクロール圧縮機では、定常的な運転状態、固定スクロール41の上側は吐出圧力が作用しており、圧縮室47の内部は吐出圧力と吸入圧力の中間的な圧力が作用している。この圧力差により、固定スクロール41には下向きの荷重が作用することで、第1位置決め面113に押付けられ、固定スクロール41は安定した状態を保っている。しかし、吸入圧力と固定スクロール41の上側の圧力が釣り合った状態からの起動時などでは、一時的に、圧縮室47の圧力が固定スクロール41の上側の圧力よりも異常に大きくなることがある。また、圧縮機内で液冷媒が寝込んで、圧縮室47に侵入し、液冷媒の圧縮が行われた場合にも、同様に圧縮室47の圧力が固定スクロール41の上側の圧力よりも異常に大きくなる。このように圧縮室47の圧力が異常に上昇したとき、固定スクロール41には上向きの荷重が作用するため、固定スクロール41をボルト等ではなく焼嵌め等によりメインシェル11に締結している場合には、その締結力よりも上向きの荷重が大きくなって、固定スクロール41の浮き上がりが発生する可能性がある。固定スクロール41の浮き上がりが発生すると、圧縮室47を正常に保てなくなるため、圧縮機として機能しなくなる。
 本実施の形態では、このような圧縮室47の圧力異常の際に、第1バイパス弁45、46が開状態となり、第1バイパスポート415、416を通じて圧縮室47の冷媒を排出する。これによって、液圧縮等により、圧縮室47の圧力が異常に上昇しても、固定スクロール41に上向きの荷重が作用して固定スクロール41が浮き上がることを防止できる。なお、第1バイパス弁45、46は、吐出弁44が開状態となる冷媒の圧力値よりも高い圧力値で開状態となるよう設定されているため、正常な圧縮が行われている場合には開状態とはならない。また、第1バイパスポート415、416を、圧縮室47の中で体積が最も大きい第2圧縮室472、473に設けることで、圧縮早期に圧力異常が発生しても圧縮室47の圧力を排出することができ、固定スクロール41の浮き上がりを防止できる。
 特に、第1バイパスポート415を、線ACと、線BCと、がなす、第1渦巻体412の渦巻中心に向かう回転まわりの角度ACBが260°~360°を満たすように構成することで、冷媒閉じ込め直後の圧力異常に対応することができる。すなわち、図8(a)にて第2圧縮室472、473に閉じ込められた冷媒は、揺動スクロール42の公転により、(b)、(c)、(d)と圧縮空間の体積が小さくなるに伴って圧縮が進み、再び(a)の状態になる際には、より体積が小さい第3圧縮室474、475に移行する。圧縮機内で液冷媒が寝込んで、圧縮室47内に侵入し、液冷媒の圧縮が行われた場合には、冷媒を閉じ込めた直後から冷媒の圧力が異常になりやすい。よって、角度ACBが260°~360°であると、(a)~(d)の間、第1バイパスポート415が圧縮空間と連通するため、冷媒閉じ込め直後から、揺動スクロール42がほぼ一回公転するまでの間の圧力異常に対応することができる。角度ACBは、300°~335°を満たすとさらに効果的である。また、第1バイパスポート415とは別に、第1バイパスポート416を、対称の圧縮室に設けている。これにより、圧力異常の際に第2圧縮室472、473の圧力を万遍なく下げることができる。
 この実施の形態では、メインシェル11は、第1内壁面111と、第1内壁面111から突出し、固定スクロール41を位置決めする第1突出部112と、備え、固定スクロール41は、第1内壁面111に固着された第1台板411と、第1圧縮室471と連通して、第1台板411に形成され、圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート414と、吐出ポート414を開閉自在に、第1台板411に設けられた吐出弁と、第1圧縮室471よりも低圧側の第2圧縮室472と連通して、第1台板411に形成された第1バイパスポート415と、第1バイパスポート415を開閉自在に、第1台板411に設けられ、吐出弁44が開状態となる冷媒の圧力値よりも高い圧力値で開状態となる第1バイパス弁45と、を備える。したがって、固定スクロール41を焼嵌め等の方法によってメインシェル11の内壁面に固定するという、メインフレーム2と固定スクロール41とをボルト等で接続しない構造でも、固定スクロール41の浮き上がりを防止することができる。
 固定スクロール41は、第1台板411に形成された第1渦巻体412を備え、第1渦巻体412の最外端である渦巻端部4121が揺動スクロール42と接触して冷媒を閉じ込めた状態において、体積の異なる3種類の圧縮室が形成され、第1圧縮室471は、体積が最も小さい圧縮室であり、第2圧縮室472、473は、体積が最も大きい圧縮室である。これにより、圧縮早期に圧力異常が発生しても固定スクロール41の浮き上がりを防止できる。
 吐出ポート414の中心Cと渦巻端部4121とを結ぶ線ACと、吐出ポート414の中心Cと第1バイパスポート415とを結ぶ線BCと、がなす、第1渦巻体412の渦巻中心に向かう回転まわりの角度ACBは、260°~360°、望ましくは300°~335°を満たす。これにより、冷媒閉じ込め直後から、揺動スクロール42がほぼ一回公転するまでの間の圧力異常に対応することができる。
 第2圧縮室472、473は、吐出ポート414の中心Cに対して対称に一対形成されており、第1バイパスポート415、416は、吐出ポート414の中心に対して対称に、各々の第2圧縮室472、473と連通して一対形成されている。これにより、圧力異常の際に第2圧縮室472、473の圧力を万遍なく下げることができる。
実施の形態2.
 図9は、この発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機の図6に対応する図、図10は、第3圧縮室での圧縮経過について説明するための図である。以下の実施の形態等では、図1~図8のスクロール圧縮機と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
 実施の形態2では、固定スクロール41Aの第1台板411Aに、さらに第2バイパスポート417A、418Aを設けている。具体的には、第2バイパスポート417A、418Aは、第1圧縮室471よりも体積が小さく、第2圧縮室472、473よりも体積が大きい第3圧縮室474、475と連通するように、第1台板411Aに形成されている。また、第1台板411Aには、第2バイパスポート417A、418Aを開閉自在にに設けられ、開状態では第3圧縮室474、475の冷媒を第2バイパスポート417A、418Aを介して流す第2バイパス弁48A、49Aが設けられている。なお、第2バイパス弁48A、49Aの一端側Uには、図示しない弁押さえが設けられており、この弁押さえにより、弁のリフト量が制限される。
 第2バイパスポート417A、418Aは、第3圧縮室474、475での過圧縮を抑制することで、圧縮機の効率改善を図るものである。すなわち、目標圧力に到達した冷媒を固定スクロール41Aのアッパーシェル12側に流すことで、無駄に圧縮することを抑制する。この詳細について、図11を参照して説明する。図11は、回転角と冷媒の圧力の関係について説明するための図である。横軸は、クランクシャフト7の回転角であり、回転角が0°のときに第2圧縮室472、473に取り込まれた冷媒は、回転角が360°のときに第3圧縮室474、475に移動し、回転角が720°のときに第1圧縮室471に移動して、吐出ポート414から吐出されることを意味する。
 冷媒の圧力は、図11に示すように、クランクシャフト7の回転角に比例して大きくなる。第3圧縮室474、475での冷媒の圧縮である第3圧縮室474、475でも、回転角が360°の図10(a)から(b)、(c)、(d)と圧縮が進むにつれて、通常、冷媒の圧力が増加する。しかし、この第3圧縮室474、475での冷媒の圧縮においては、冷媒の圧力が圧縮の途中段階で予め設定された目標圧力に到達し、冷媒が吐出ポート414に達する頃には目標圧力に対して圧力が大きくなりすぎる、いわゆる過圧縮となる場合がある。過圧縮は、図11に点線で示したように、必要以上に冷媒を圧力することになるため、無駄な圧縮が発生していることになる。そこで、目標圧力以上になった場合に第2バイパス弁48A、49Aを開状態にし、第2バイパスポート417A、418Aを介して冷媒をバイパスさせることで、目標圧力に到達以降の冷媒の圧力を一定にし、非効率な圧縮を抑制している。
 なお、第2バイパスポート417A、418Aは、冷媒が第2圧縮室472、473から移動してから、第1圧縮室471に移動するまでの間、第3圧縮室474、475と連通できる位置に形成されることが望ましい。また、第2バイパスポート417A、418Aは、第1バイパスポート415、416と同様に、一対設けることが望ましい。例えば、第2バイパスポート417A、418Aは、第1バイパスポート415、416と渦巻中心Cを結んだ直線上であって、第3圧縮室475における固定スクロール41の第1渦巻体412の外向面側と、第3圧縮室475における第1渦巻体412の内向面側に各々設けるとよい。
 このように、実施の形態2では、固定スクロール41Aの第1台板411Aに、第1バイパスポート415、416に加え、第2バイパスポート417A、418Aを設けている。第1バイパスポート415、416は、冷媒取り込み初期に発生しやすい第2圧縮室472、473での液圧縮等による圧力異常に応じて冷媒をバイパスさせるものであるのに対して、第2バイパスポート417A、418Aは、圧縮が進んだ第3圧縮室474、475での過圧縮に応じて冷媒をバイパスさせるものである。このように機能の異なるバイパスポートを形成したことで、圧力異常と過圧縮の両方に対して抑制効果を得ることができる。なお、圧力異常と過圧縮とでは、過圧縮の方が圧力としては低いことから、第2バイパス弁48A、49Aは、第1バイパス弁45、46が開状態となる冷媒の圧力値よりも低い圧力値で開状態となるように設定されている。具体的には、第2バイパス弁48A、49Aは、第1バイパス弁45、46よりも、剛性が低く設定されている。なお、第2バイパス弁48A、49Aは、目標圧力で開状態となることから、吐出弁44とほぼ同じ冷媒の圧力値で開状態となるように設定されている。
 この実施の形態では、第3圧縮室474、475と連通して、第1台板411に形成された第2バイパスポート417A、418Aと、第2バイパスポート417A、418Aを開閉自在に、第1台板411に設けられ、開状態では第3圧縮室474、475の冷媒を第2バイパスポート417A、418Aを介して流す第2バイパス弁48A、49Aと、を備えている。そのため、第3圧縮室474、475で冷媒の過圧縮が発生した場合に、冷媒を第2バイパスポート417A、418Aからバイパスでき、圧縮の無駄を抑制することができる。
 また、第2バイパス弁48A、49Aは、第1バイパス弁45、46が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも低い圧力値で開状態となるように、第1バイパス弁45、46よりも剛性が低く設定されている。これにより、第1バイパスポート415、416との組み合わせで、圧力異常と過圧縮の両方に対して抑制効果を得ることができる。
 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、縦型スクロール圧縮機について説明したが、横型のスクロール圧縮機にも適用できる。その際、横型のスクロール圧縮機においては、メインフレームを基準として、一端側Uは圧縮機構部が設けられている側、他端側Lは駆動機構部が設けられている側に置き換えてみることができる。また、低圧シェル方式のスクロール圧縮機に限らず、駆動機構部が配置されたメインシェル内の空間の圧力が冷媒取込空間の圧力よりも高くなる高圧シェル方式のスクロール圧縮機にも適用できる。高圧シェル方式では、吸入管14から圧縮室47に短い距離で冷媒が吸入され、液冷媒が入りやすいことから、高圧シェル方式で採用する方がより高い効果が得られる。
 吐出弁44は、吐出ポート414を直接開閉するように第1台板411に設けなくてもよい。例えば、第1台板411にマフラー室を備えたチャンバーを設け、そのチャンバーの孔を塞ぐように弁を設けることで、吐出ポート414をを間接的に開閉するようにように構成してもよい。第1バイパス弁45、46、および第2バイパス弁48A、49Aについても同様である。
 1 シェル、11 メインシェル、111 第1内壁面、112 第1突出部、113 第1位置決め面、114 第2内壁面、115 第2突出部、116 第2位置決め面、12 アッパーシェル、13 ロアシェル、14 吸入管、15 吐出管、16 給電部、161 カバー、162 給電端子、17 固定台、2 メインフレーム、21 本体部、22 平坦面、23 収容部、231 オルダム収容部、232 ブッシュ収容部、233 第1オルダム溝、24 軸孔、25 吸入ポート、26 返油孔、27 返油管、3 スラストプレート、4 圧縮機構部、41、41A 固定スクロール、411、411A 第1台板、412 第1渦巻体、4121 渦巻端部、413 チップシール、414 吐出ポート、415 第1バイパスポート、416 第1バイパスポート、417A 第2バイパスポート、418A 第2バイパスポート、42 揺動スクロール、421 第2台板、422 第2渦巻体、4221 渦巻端部、423 チップシール、424 筒状部、425 第2オルダム溝、43 オルダムリング、431 リング部、432 第1キー部、433 第2キー部、44 吐出弁、45 第1バイパス弁、46 第1バイパス弁、47 圧縮室、48A 第2バイパス弁、49A 第2バイパス弁、5 駆動機構部、6 サブフレーム、61 副軸受部、62 オイルポンプ、7 クランクシャフト、71 主軸部、72 偏心軸部、73 通油路、8 ブッシュ、81 スライダ、82 バランスウエイト、U 一端側、L 他端側。

Claims (11)

  1.  揺動スクロールを収容するシェルと、
     前記シェルに収容され、前記揺動スクロールとで少なくとも第1圧縮室と、前記第1圧縮室よりも低圧の第2圧縮室と、を形成する固定スクロールと、を備え、
     前記シェルは、
     第1内壁面と、
     前記第1内壁面から突出し、前記固定スクロールを位置決めする第1突出部と、備え、
     前記固定スクロールは、
     前記第1内壁面に固定された台板と、
     前記第1圧縮室と連通して、前記台板に形成され、圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、
     前記吐出ポートを開閉自在に設けられた吐出弁と、
     前記第2圧縮室と連通して、前記台板に形成された第1バイパスポートと、
     前記第1バイパスポートを開閉自在に設けられ、前記吐出弁が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも高い圧力値で開状態となる第1バイパス弁と、
     を備えたスクロール圧縮機。
  2.  前記固定スクロールは、前記台板に形成された渦巻体を備え、
     前記渦巻体の最外端である渦巻端部が前記揺動スクロールと接触して前記冷媒を閉じ込めた状態において、体積の異なる3種類の圧縮室が形成され、
     前記第1圧縮室は、体積が最も小さい圧縮室であり、
     前記第2圧縮室は、体積が最も大きい圧縮室である請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  3.  前記吐出ポートの中心と前記渦巻端部とを結ぶ線ACと、前記吐出ポートの中心と前記第1バイパスポートとを結ぶ線BCと、がなす、前記渦巻体の渦巻中心に向かう回転まわりの角度ACBは、260°~360°を満たす請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  4.  前記角度ACBは、300°~335°を満たす請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  5.  前記第2圧縮室は、前記吐出ポートの中心に対して対称に一対形成されており、
     前記第1バイパスポートは、前記吐出ポートの中心に対して対称に、各々の前記第2圧縮室と連通して一対形成されている請求項4に記載のスクロール圧縮機。
  6.  前記圧縮室は、前記第1圧縮室よりも体積が大きく、前記第2圧縮室よりも体積が小さい第3圧縮室を含み、
     前記固定スクロールは、
     前記第3圧縮室と連通して、前記台板に形成された第2バイパスポートと、
     前記第2バイパスポートを開閉自在に設けられ、開状態では前記第3圧縮室の前記冷媒を前記第2バイパスポートを介して流す第2バイパス弁と、
     を備えた請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  7.  前記第2バイパス弁は、前記第1バイパス弁が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも低い圧力値で開状態となる請求項6に記載のスクロール圧縮機。
  8.  前記第2バイパス弁は、前記第1バイパス弁よりも剛性が低い請求項7に記載のスクロール圧縮機。
  9.  前記シェルは、第2内壁面と、前記第2内壁面から突出し、前記揺動スクロールを摺動自在に保持するフレームを位置決めする第2突出部と、をさらに有し、
     前記フレームは、前記第2内壁面に固定されている請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  10.  前記固定スクロールおよび前記フレームは、前記シェルに焼嵌めされている請求項9に記載のスクロール圧縮機。
  11.  揺動スクロールを収容するシェルと、
     渦巻体を備えた台板を備え、前記シェルに収容されており、前記揺動スクロールとで少なくとも第1圧縮室、第2圧縮室および第3圧縮室とを形成する固定スクロールと、を備え、
     前記第1圧縮室、前記第2圧縮室および前記第3圧縮室は、前記渦巻体の最外端である渦巻端部が前記揺動スクロールと接触して前記冷媒を閉じ込めた状態において形成され、
     前記第1圧縮室は、体積が最も小さい圧縮室であり、
     前記第2圧縮室は、体積が最も大きい圧縮室であり、
     前記第3圧縮室は、前記第1圧縮室よりも体積が小さく、前記第2圧縮室よりも体積が大きい圧縮室であり、
     前記固定スクロールは、
     前記第1圧縮室と連通して、前記台板に形成され、圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、
     前記吐出ポートを開閉自在に設けられた吐出弁と、
     前記第1圧縮室よりも低圧側の前記第2圧縮室と連通して、前記台板に形成された第1バイパスポートと、
     前記第1バイパスポートを開閉自在に設けられ、前記吐出弁が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも高い圧力値で開状態となる第1バイパス弁と、
     前記第3圧縮室と連通して、前記台板に形成された第2バイパスポートと、
     前記第2バイパスポートを開閉自在に設けられ、前記第1バイパス弁が開状態となる前記冷媒の圧力値よりも低い圧力値で開状態となる第2バイパス弁と、
     を備えたスクロール圧縮機。
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