WO2024042989A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C18/02—Rotary-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
- the present invention relates to a scroll compressor that compresses working fluid in a compression chamber formed between the wraps of both scrolls by orbiting a movable scroll relative to a fixed scroll.
- this type of scroll compressor has a compression mechanism consisting of a fixed scroll with a spiral wrap on the surface of the end plate and a movable scroll with a spiral wrap on the surface of the end plate, with the wraps of each scroll facing each other.
- the working fluid refrigerant
- Patent Document 1 It is also conceivable to gradually lower the height of the outermost part of the wrap of the movable scroll, as in Patent Document 1, for example.
- the range in which the height of the wrap is reduced is not clear, and if the range is too wide, the function as a scroll compressor will be impaired.
- the range is too narrow, it will not be able to cope with the actual wear of the scroll, and the occurrence of strong contact will not be effectively suppressed, resulting in a loss of durability.
- the present invention was made in order to solve the conventional technical problem, and effectively suppresses strong contact between the wrap of the movable scroll and the end plate of the fixed scroll, without impairing the function, thereby improving durability.
- the purpose is to provide a scroll compressor that can be improved.
- the scroll compressor of the present invention includes a compression mechanism consisting of a fixed scroll and a movable scroll in which spiral wraps are formed facing each other on each surface of each end plate, and the movable scroll is caused to revolve around the fixed scroll.
- the working fluid is compressed by moving the compression chamber formed between each wrap of both scrolls from the outside to the inside while shrinking, and the wrap of the movable scroll is moved from the center of the spiral base circle to A slope in which the height gradually decreases toward the winding end point P2 in the range from the point P1 where the line L1 passing through the outer wall expansion/opening start point and going outward intersects the outermost wrap to the winding end point P2. It is characterized by having a part.
- the wrap of the movable scroll has a first slope portion whose height gradually decreases in the range toward the winding end point P2, and whose height changes. It is characterized in that a flat part where the winding does not move and a second slope part whose height gradually decreases toward the winding end point P2 are continuously formed.
- the scroll compressor of the invention according to claim 3 is characterized in that in the above invention, the height of the wrap of the movable scroll is lowered by 10 ⁇ m at the end of the first sloped portion and lowered by 50 ⁇ m at the end of the second sloped portion. do.
- the wrap length of the movable scroll is longer in the flat part than in the first inclined part, and longer in the second inclined part than in the flat part. It is characterized by being set.
- the scroll compressor of the invention according to claim 5 is characterized in that in the invention according to claim 1, both scrolls are plated.
- a back pressure chamber is formed on the back of the end plate of the movable scroll, and a back pressure chamber is formed on the end plate of the movable scroll, and a back pressure chamber is formed on the end plate of the movable scroll. It is characterized by having pressure holes formed through it.
- a scroll compressor according to a seventh aspect of the invention is characterized in that, in each of the above inventions, tip seals are not provided at the ends of the wraps of the fixed scroll and the movable scroll.
- FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view of the scroll compressor of FIG. 1 seen from the wrap side of the movable scroll.
- 3 is a diagram illustrating the wrap height near the end of the movable scroll of FIG. 2.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a scroll compressor 1 according to an embodiment of the present invention.
- the scroll compressor 1 of the embodiment is used, for example, in a refrigerant circuit of an air conditioner for an electric vehicle, sucks in refrigerant as the working fluid of the air conditioner, compresses it, and discharges it to a discharge pipe, and is a three-phase compressor.
- This is a so-called horizontal inverter-integrated scroll compressor that includes an electric motor 2, an inverter 3 for driving the electric motor 2, and a scroll compression mechanism 4 as a compression mechanism driven by the electric motor 2.
- the scroll compressor 1 of the embodiment includes a stator housing 7 that houses an electric motor 2 and a center casing 6 therein, and is attached to an end wall 7A at one end of the stator housing 7, and houses an inverter 3 therein. It includes an inverter case 8 and a rear casing 9 attached to the other end side of the stator housing 7.
- stator housing 7, inverter case 8, and rear casing 9 are all made of metal (made of aluminum in the example), and are integrally joined to constitute the housing 11 of the scroll compressor 1 of the example. .
- a motor chamber 12 that accommodates the electric motor 2 is configured within the stator housing 7, and one end surface of the motor chamber 12 is basically closed by the end wall 7A of the stator housing 7.
- This end wall 7A serves as a partition wall that partitions the motor chamber 12 and an inverter accommodating portion 13, which will be described later.
- the other end surface of the motor chamber 12 is open, and after the electric motor 2 is housed in this opening, the center casing 6 is housed therein.
- an auxiliary bearing 16 for rotatably supporting one end of the drive shaft 14 of the electric motor 2 is attached to the inner surface (motor chamber 12 side) of the end wall 7A.
- the center casing 6 is open on the side opposite to the electric motor 2 (the other end side), and this opening is used to accommodate a movable scroll 22 (described later) of the scroll compression mechanism 4, which will also be described later.
- the rear casing 9, to which the fixed scroll 21 is fixed, is fixed to the stator housing 7, thereby being closed.
- the center casing 6 is provided with a through hole 17 through which the other end of the drive shaft 14 of the electric motor 2 is inserted.
- a main bearing 18 that rotatably supports the other end of the drive shaft 14 is attached to the mechanism 4 side.
- the electric motor 2 is composed of a stator 25 having a coil wound thereon and fixed to the inner side of the peripheral wall of the stator housing 7, and a rotor 23 rotating inside the stator 25.
- a stator 25 having a coil wound thereon and fixed to the inner side of the peripheral wall of the stator housing 7, and a rotor 23 rotating inside the stator 25.
- direct current from a vehicle battery (not shown) is converted into three-phase alternating current by an inverter 3, and power is supplied to the coil of the stator 25 of the electric motor 2, so that the rotor 23 is rotationally driven. It is configured.
- the drive shaft 14 is fixed to this rotor 23.
- a suction port 20 is formed in the stator housing 7, and the refrigerant sucked from the suction port 20 passes through the electric motor 2 in the stator housing 7, flows into the center casing 6, and is compressed by the scroll. It is sucked into the suction part 37 outside the mechanism 4. Thereby, the electric motor 2 is cooled by the suction refrigerant. Further, the refrigerant compressed by the scroll compression mechanism 4 is discharged from a discharge chamber 27 (described later) to a discharge pipe of a refrigerant circuit (not shown) outside the housing 11 from a discharge port 30 formed in the rear casing 9. ing.
- the scroll compression mechanism 4 is composed of the fixed scroll 21 and the movable scroll 22 described above.
- the fixed scroll 21 integrally includes a disk-shaped end plate 23 and a spiral wrap 24 formed of an involute shape or a curved line approximating the involute shape and set upright on the surface (one side) of the end plate 23.
- This wrap 24 is fixed to the rear casing 9 with the surface of the end plate 23 on which it is erected facing the center casing 6 side.
- a tip seal is not provided at the tip of the wrap 24 of the fixed scroll 21 in the embodiment.
- the surfaces of the end plate 23 and the wrap 24 are plated with tin in the embodiment.
- a discharge hole 26 is formed in the center of the end plate 23 of the fixed scroll 21, and this discharge hole 26 communicates with a discharge chamber 27 in the rear casing 9.
- 28 is a discharge valve provided at the opening of the discharge hole 26 on the back (other surface) side of the end plate 23.
- the movable scroll 22 is a scroll that revolves around the fixed scroll 21, and includes a disk-shaped end plate 31 and an involute-shaped or similar involute structure erected on the surface (one side) of the end plate 31. It is integrally provided with a spiral wrap 32 made of a curved line and a boss 33 formed protrudingly from the center of the back surface (the other surface) of the end plate 31.
- no tip seal is provided at the tip of the wrap 32 of the movable scroll 22 in the embodiment.
- the surfaces of the end plate 31 and the wrap 32 are plated with electroless nickel-phosphorus in the embodiment.
- the movable scroll 22 is arranged so that the protruding direction of the wrap 32 is on the fixed scroll 21 side, the wrap 32 faces the wrap 24 of the fixed scroll 21, and is arranged so as to face each other and engage with each other. form.
- the wrap 32 of the movable scroll 22 faces the wrap 24 of the fixed scroll 21, and is engaged with the wrap 32 such that the tip of the wrap 32 is in contact with the surface of the end plate 23 and the tip of the wrap 24 is in contact with the surface of the end plate 31, and is movable.
- the boss 33 of the scroll 22 is fitted with an eccentric portion 36 provided eccentrically from the shaft center at the other end of the drive shaft 14 .
- 38 is an annular thrust plate.
- This thrust plate 38 is for partitioning a back pressure chamber 39 formed between the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and the center casing 6 and a suction section 37 outside the scroll compression mechanism 4. , located outside the boss 33 and interposed between the center casing 6 and the movable scroll 22.
- 41 is a sealing material that is attached to the back surface of the end plate 31 of the movable scroll 22 and comes into contact with the thrust plate 38, and the back pressure chamber 39 and the suction section 37 are partitioned by this sealing material 41 and the thrust plate 38.
- 48 is a centrifugal oil separator installed in the discharge chamber 27 of the rear casing 9 (housing 11).
- the oil separator 48 separates lubricating oil mixed into the refrigerant discharged from the scroll compression mechanism 4 into the discharge chamber 27 from the refrigerant.
- An inlet 49 is formed in the oil separator 48 , and the refrigerant containing oil that flows in through the inlet 49 swirls within the oil separator 48 .
- the centrifugal force at this time separates the oil, and the refrigerant heads from the outlet at the upper end to the discharge port 30 and is discharged into the discharge pipe as described above.
- An oil storage chamber 44 is formed in the rear casing 9 below the oil separator 48 , and the oil separated from the refrigerant by the oil separator 48 flows into this oil storage chamber 44 from the lower end of the oil separator 48 .
- 43 is a back pressure passage formed from the rear casing 9 to the center casing 6.
- This back pressure passage 43 is a passage that communicates the oil separator 48 in the discharge chamber 27 (discharge side of the scroll compression mechanism 4) in the rear casing 9 with the back pressure chamber 39, and has an orifice 50 in the embodiment. There is. Thereby, the discharge pressure adjusted to be reduced by the orifice 50 of the back pressure passage 43 is supplied to the back pressure chamber 39 together with the oil in the oil storage chamber 44 separated by the oil separator 48.
- the pressure (back pressure) within this back pressure chamber 39 generates a back pressure load that presses the movable scroll 22 against the fixed scroll 21. Due to this back pressure load, the movable scroll 22 is pressed against the fixed scroll 21 against the compression reaction force from the pressure chamber 34 of the scroll compression mechanism 4, and the contact between the wraps 24, 32 and the end plates 31, 23 is maintained.
- the refrigerant can be compressed in the pressure chamber 34.
- each back pressure hole 5 plays the role of releasing pressure (refrigerant and oil) from the back pressure chamber 39 to the compression chamber 34 when the pressure (back pressure) in the back pressure chamber 39 becomes excessive.
- the inverter case 8 is composed of a case body 10 that constitutes an inverter accommodating portion 13 in which the inverter 3 is housed, and a lid member 15 that closes an opening on one end surface of the case body 10. This lid member 15 is attached to the case body 10 after the inverter 3 is accommodated in the inverter accommodating portion 13.
- a hermetic plate 52 is attached to the end wall 7A (partition wall) of the stator housing 7, and a conductive hermetic pin 53 is attached to this hermetic plate 52.
- One end of the hermetic pin 53 penetrates the end wall 7A, enters the motor chamber 12, and is connected to the coil of the stator 25 of the electric motor 2. Further, the other end side of the hermetic pin 53 is electrically connected to the circuit board 51 via a press-fit terminal 56.
- FIG. 2 is a plan view of the movable scroll 22 viewed from the wrap 32 side (front side), and FIG. 3 is a diagram illustrating the height of the wrap 32 near the end.
- O is the center of the spiral base circle of the wrap 32 of the movable scroll 22
- S is the start point of the outer wall expansion and opening of the wrap 32.
- the wrap 32 in the range from this point P1 to the winding end point P2 is formed with an inclined portion whose height gradually decreases toward the winding end point P2.
- the slope portions include a first slope portion 32A whose height gradually decreases toward the winding end point P2, and a second slope portion whose height gradually decreases toward the winding end point P2.
- a flat portion 32C whose height does not change is formed between the first and second sloped portions 32A and 32B. That is, in the wrap 32 of the embodiment, a first sloped part 32A, a flat part 32C, and a second sloped part 32B are continuously formed from the point P1 side in the range from the point P1 to the winding end point P2. There is.
- the starting end of the first inclined part 32A is P3, the terminal end of the first inclined part 32A, that is, the starting end of the flat part 32C is P4, and the terminal end of the flat part 32C, that is, the second inclined part.
- the length of the wrap 32 is as follows: Length of the first inclined section 32A from P3 to P4 ⁇ Length of the flat section 32C from P4 to P5
- the relationship is that the length of the second inclined portion 32B is less than the length of the second inclined portion 32B from P5 to P6.
- the length of the wrap 32 of the movable scroll 22 is set to be longer at the flat portion 32C than at the first inclined portion 32A, and longer at the second inclined portion 32B than this flat portion 32C.
- the height of the wrap 32 of the movable scroll 22 is 10 ⁇ m lower at the terminal end P4 of the first inclined portion 32A (starting end of the flat portion 32C) than the starting end P3 (normal height of the wrap 32),
- the terminal end P6 of the second inclined portion 32B is 50 ⁇ m lower than the starting end P3.
- the function of the scroll compressor 1 will be impaired if the height is lowered too widely.
- the range is too narrow, it will not be possible to effectively suppress the occurrence of strong contact between the end plate 23 of the fixed scroll 21 and the wrap 32 of the movable scroll 22, and durability will be impaired.
- a slope portion is formed whose height gradually decreases toward the winding end point P2, and furthermore, in this range, the height gradually decreases toward the winding end point P2 as in the embodiment.
- the wrap 32 of the movable scroll 22 has a first inclined part 32A whose height gradually decreases toward the winding end point P2, a flat part 32C whose height does not change, and a first slope part 32C at the winding end point P2.
- the second slope portion 32B is formed continuously, the height of which gradually decreases toward the outside, the second slope portion 32B is not limited thereto.
- a series of sloped parts (with no flat part in between) whose height gradually decreases toward the winding end point P2 is formed.
- a plurality of sloped portions and flat portions may be provided than in the embodiment.
- the present invention is applied to the scroll compressor 1 used in the refrigerant circuit of a vehicle air conditioner, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a scroll compressor used in the refrigerant circuit of various refrigeration devices. It is valid. Furthermore, in the embodiments, the present invention is applied to a so-called inverter-integrated scroll compressor, but the present invention is not limited thereto, and can also be applied to a normal scroll compressor that is not integrated with an inverter.
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Abstract
【課題】機能を損なうこと無く、可動スクロールのラップと固定スクロールの鏡板の強い接触を効果的に抑制して耐久性を改善することができるスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】固定スクロール２１及び可動スクロール２２の各ラップ２４、３２間に形成された圧縮室３４を外側から内側に向けて縮小させながら移動させ、作動流体を圧縮する。可動スクロール２２のラップ３２は、渦巻基礎円の中心Ｏから外壁伸開開始点Ｓを通過して外側に向かう線Ｌ１が最外側のラップ３２と交差する点Ｐ１から巻終り点Ｐ２までの範囲において、当該巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる傾斜部を有する。
Description
本発明は、固定スクロールに対して可動スクロールを公転旋回運動させることにより、両スクロールのラップ間に形成された圧縮室で作動流体を圧縮するスクロール圧縮機に関する。
従来よりこの種スクロール圧縮機は、鏡板の表面に渦巻き状のラップを備えた固定スクロールと、鏡板の表面に渦巻き状のラップを備えた可動スクロールから成る圧縮機構を備え、各スクロールのラップを対向させてラップ間に圧縮室を形成し、モータにより固定スクロールに対して可動スクロールを公転旋回運動させることにより、圧縮室の容積を外側から内側に向けて縮小させながら移動させることで、作動流体（冷媒）を圧縮するように構成されている。
この場合、従来では固定スクロールと可動スクロールの両方のラップ先端、若しくは、片方に樹脂素材のチップシールを取り付け、金属（アルミニウム）同士の接触を防止していた。しかしながら、チップシールを設けない場合、スクロール圧縮機が停止と再起動を繰り返す稼働状態では、可動スクロールが転覆しながら（傾きながら）起動するため、起動が安定するまで可動スクロールのラップ先端が非常に強く固定スクロールの鏡板に接触することが考えられ、特にラップの壁厚が薄く、面圧が上昇し易い巻終り付近は固定スクロールの鏡板に引きずったような溝ができる。
このような状態が繰り返されると、可動スクロールのラップ巻終り付近の先端でめっきが摩滅し、金属製のスクロール間に強い接触抵抗が生まれ、荷重により疲労破壊（壁割れや破断）が生じる問題があった。
そこで、例えば可動スクロールのラップの巻終り部を階段状に低くすることが考えられるが、段差のつなぎ目の角部において面圧が上昇し、部分的なめっきの剥離を誘発する欠点がある。
また、例えば特許文献１のように可動スクロールのラップの最外側の高さを徐々に低くすることが考えられる。しかしながら、特許文献１ではラップの高さを低くする範囲が明確ではなく、範囲が広すぎればスクロール圧縮機としての機能が損なわれる。一方、範囲が狭すぎれば、スクロールの実際の摩耗に対応できず、強い接触状態の発生を効果的に抑制することができなくなって耐久性が損なわれる。
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、機能を損なうこと無く、可動スクロールのラップと固定スクロールの鏡板の強い接触を効果的に抑制して耐久性を改善することができるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
本発明のスクロール圧縮機は、各鏡板の各表面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定スクロール及び可動スクロールから成る圧縮機構を備え、可動スクロールを固定スクロールに対して公転旋回運動させ、両スクロールの各ラップ間に形成された圧縮室を外側から内側に向けて縮小させながら移動させることにより、作動流体を圧縮するものであって、可動スクロールのラップは、渦巻基礎円の中心から外壁伸開開始点を通過して外側に向かう線Ｌ１が最外側のラップと交差する点Ｐ１から巻終り点Ｐ２までの範囲において、当該巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる傾斜部を有することを特徴とする。
請求項２の発明のスクロール圧縮機は、上記発明において可動スクロールのラップには、前記範囲において、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第１の傾斜部と、高さが変化しない平坦部と、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第２の傾斜部が連続して形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明のスクロール圧縮機は、上記発明において可動スクロールのラップの高さは、第１の傾斜部の終端で１０μｍ低くなり、第２の傾斜部の終端で５０μｍ低くなることを特徴とする。
請求項４の発明のスクロール圧縮機は、請求項２の発明において可動スクロールのラップの長さは、第１の傾斜部よりも平坦部において長く、この平坦部よりも第２の傾斜部において長く設定されていることを特徴とする。
請求項５の発明のスクロール圧縮機は、請求項１の発明において両スクロールにはメッキ処理が施されていることを特徴とする。
請求項６の発明のスクロール圧縮機は、請求項１の発明において可動スクロールの鏡板背面には背圧室が構成されており、可動スクロールの鏡板には、背圧室と圧縮室を連通する背圧孔が貫通形成されていることを特徴とする。
請求項７の発明のスクロール圧縮機は、上記各発明において固定スクロールと可動スクロールのラップ先端には、チップシールが設けられていないことを特徴とする。
本発明によれば、スクロール圧縮機としての機能を維持しながら、固定スクロールの鏡板の引きずりを改善し、可動スクロールのラップの巻終り付近の先端に疲労破壊が生じることも効果的に防止することができるようになり、耐久性を向上させることができるようになる。これにより、機能と耐久性の両立を図ったスクロール圧縮機を提供することができるようになる。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明を適用した一実施形態のスクロール圧縮機１の概略断面図である。
実施例のスクロール圧縮機１は、例えば電動車両用の空調装置の冷媒回路に使用され、空調装置の作動流体としての冷媒を吸入し、圧縮して吐出配管に吐出するものであり、三相の電動モータ２と、この電動モータ２を運転するためのインバータ３と、電動モータ２によって駆動される圧縮機構としてのスクロール圧縮機構４を備えた所謂横置き型のインバータ一体型スクロール圧縮機である。
実施例のスクロール圧縮機１は、電動モータ２やセンターケーシング６をその内側に収容するステータハウジング７と、このステータハウジング７の一端側の端壁７Ａに取り付けられ、インバータ３をその内側に収容するインバータケース８と、ステータハウジング７の他端側に取り付けられたリアケーシング９を備えている。
これらステータハウジング７、インバータケース８、リアケーシング９は何れも金属製（実施例ではアルミニウム製）であり、それらが一体的に接合されて実施例のスクロール圧縮機１のハウジング１１が構成されている。
ステータハウジング７内には電動モータ２を収容するモータ室１２が構成されており、モータ室１２の一端面はステータハウジング７の端壁７Ａにより基本的には閉塞されている。そして、この端壁７Ａがモータ室１２と後述するインバータ収容部１３とを区画する隔壁となる。モータ室１２の他端面は開口しており、この開口には電動モータ２が収容された後、センターケーシング６が収容される。また、端壁７Ａの内面（モータ室１２側）には、電動モータ２の駆動軸１４の一端部を回転可能に支持するための副軸受１６が取り付けられている。
センターケーシング６は、電動モータ２とは反対側（他端側）が開口しており、この開口はスクロール圧縮機構４の後述する可動スクロール２２が収容された後、スクロール圧縮機構４のこれも後述する固定スクロール２１が固定されたリアケーシング９がステータハウジング７に固定されることで閉塞される。
また、センターケーシング６には電動モータ２の駆動軸１４の他端部を挿通する貫通孔１７が開設されており、この貫通孔１７のスクロール圧縮機構４側のセンターケーシング６内には、スクロール圧縮機構４側で駆動軸１４の他端部を回転可能に支持する主軸受１８が取り付けられている。
電動モータ２は、コイルが巻装されてステータハウジング７の周壁内側に固定されたステータ２５と、その内側で回転するロータ２３から構成されている。そして、例えば車両のバッテリ（図示せず）からの直流電流がインバータ３により三相交流電流に変換され、電動モータ２のステータ２５のコイルに給電されることで、ロータ２３が回転駆動されるよう構成されている。そして、駆動軸１４はこのロータ２３に固定されている。
また、ステータハウジング７には、吸入ポート２０が形成されており、吸入ポート２０から吸入された冷媒は、ステータハウジング７内の電動モータ２を通過した後、センターケーシング６内に流入し、スクロール圧縮機構４の外側の吸入部３７に吸入される。これにより、電動モータ２は吸入冷媒により冷却される。また、スクロール圧縮機構４にて圧縮された冷媒は、後述する吐出室２７からリアケーシング９に形成された吐出ポート３０より、ハウジング１１外の図示しない冷媒回路の吐出配管に吐出される構成とされている。
スクロール圧縮機構４は、前述した固定スクロール２１と可動スクロール２２から構成されている。固定スクロール２１は、円盤状の鏡板２３と、この鏡板２３の表面（一方の面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線から成る渦巻き状のラップ２４を一体に備えており、このラップ２４が立設された鏡板２３の表面をセンターケーシング６側としてリアケーシング９に固定されている。
尚、実施例の固定スクロール２１のラップ２４の先端にはチップシールは設けられていない。また、鏡板２３及びラップ２４の表面には、実施例ではすずめっきが施されている。この固定スクロール２１の鏡板２３の中央には吐出孔２６が形成されており、この吐出孔２６はリアケーシング９内の吐出室２７に連通されている。図中において２８は、吐出孔２６の鏡板２３の背面（他方の面）側の開口に設けられた吐出バルブである。
可動スクロール２２は、固定スクロール２１に対して公転旋回運動するスクロールであり、円盤状の鏡板３１と、この鏡板３１の表面（一方の面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線から成る渦巻き状のラップ３２と、鏡板３１の背面（他方の面）の中央に突出形成されたボス３３を一体に備えている。
尚、実施例の可動スクロール２２のラップ３２の先端にもチップシールは設けられていない。また、鏡板３１及びラップ３２の表面には、実施例では無電解ニッケル・リンめっきが施されている。この可動スクロール２２は、ラップ３２の突出方向を固定スクロール２１側としてラップ３２が固定スクロール２１のラップ２４に対向し、相互に向かい合って噛み合うように配置され、各ラップ２４、３２間に圧力室３４を形成する。
即ち、可動スクロール２２のラップ３２は、固定スクロール２１のラップ２４と対向し、ラップ３２の先端が鏡板２３の表面に接し、ラップ２４の先端が鏡板３１の表面に接するように噛み合い、且つ、可動スクロール２２のボス３３には、駆動軸１４の他端において軸心から偏心して設けられた偏心部３６が嵌め合わされている。そして、電動モータ２のロータ２３と共に駆動軸１４が回転されると、可動スクロール２２は自転すること無く、固定スクロール２１に対して公転旋回運動するように構成されている。
可動スクロール２２は固定スクロール２１に対して偏心して公転旋回するため、各ラップ２４、３２の偏心方向と接触位置は回転しながら移動し、外側の前述した吸入部３７から冷媒を吸入した圧力室３４は、内側に向かって移動しながら次第に縮小していく。これにより冷媒は圧縮されていき、最終的に中央の吐出孔２６から吐出バルブ２８を経て吐出室２７に吐出される。
図１において、３８は円環状のスラストプレートである。このスラストプレート３８は、可動スクロール２２の鏡板３１の背面とセンターケーシング６との間に形成された背圧室３９と、スクロール圧縮機構４の外側の吸入部３７とを区画するためのものであり、ボス３３の外側に位置してセンターケーシング６と可動スクロール２２の間に介設されている。また、４１は可動スクロール２２の鏡板３１の背面に取り付けられてスラストプレート３８に当接するシール材であり、このシール材４１とスラストプレート３８により背圧室３９と吸入部３７とが区画される。
また、４８はリアケーシング９（ハウジング１１）の吐出室２７内に取り付けられた遠心式のオイルセパレータである。このオイルセパレータ４８はスクロール圧縮機構４から吐出室２７に吐出された冷媒に混入した潤滑用のオイルを当該冷媒から分離するものである。このオイルセパレータ４８には流入口４９が形成され、この流入口４９から流入したオイルを含む冷媒は、オイルセパレータ４８内で旋回する。このときの遠心力でオイルは分離され、冷媒は上端の流出口から吐出ポート３０に向かい、前述した如く吐出配管に吐出される。
オイルセパレータ４８の下方のリアケーシング９には貯油室４４が形成されており、オイルセパレータ４８で冷媒から分離されたオイルは、オイルセパレータ４８の下端からこの貯油室４４に流入する。図中において４３は、リアケーシング９からセンターケーシング６に渡って形成された背圧通路である。この背圧通路４３はリアケーシング９内の吐出室２７内（スクロール圧縮機構４の吐出側）のオイルセパレータ４８と背圧室３９とを連通する経路であり、実施例ではオリフィス５０を有している。これにより、背圧室３９には背圧通路４３のオリフィス５０で減圧調整された吐出圧が、オイルセパレータ４８で分離された貯油室４４内のオイルと共に供給されるように構成されている。
この背圧室３９内の圧力（背圧）により、可動スクロール２２を固定スクロール２１に押し付ける背圧荷重が生じる。この背圧荷重により、スクロール圧縮機構４の圧力室３４からの圧縮反力に抗して可動スクロール２２が固定スクロール２１に押し付けられ、ラップ２４、３２と鏡板３１、２３との接触が維持され、圧力室３４で冷媒を圧縮可能となる。
また、可動スクロール２２の鏡板３１には、背圧室３９と圧縮室３４とを連通する背圧孔５が実施例では二箇所削設されている。各背圧孔５は、背圧室３９内の圧力（背圧）が過剰になったときに、背圧室３９から圧縮室３４に圧力（冷媒とオイル）を逃がす役割を果たす。
一方、インバータケース８は、内部にインバータ３が収容されるインバータ収容部１３を構成するケース本体１０と、このケース本体１０の一端面の開口を閉塞する蓋部材１５から構成されている。この蓋部材１５はインバータ３をインバータ収容部１３に収容した後、ケース本体１０に取り付けられるものである。
ステータハウジング７の端壁７Ａ（隔壁）にはハーメチックプレート５２が取り付けられており、このハーメチックプレート５２には導電性のハーメチックピン５３が取り付けられている。ハーメチックピン５３の一端側は端壁７Ａを貫通してモータ室１２内に入り、電動モータ２のステータ２５のコイルに接続されている。また、ハーメチックピン５３の他端側はプレスフィット端子５６を介して回路基板５１に電気的に接続されている。
次に、図２、図３を参照しながら実施例の可動スクロール２２のラップ３２の先端部形状について詳述する。図２は可動スクロール２２をラップ３２側（表面側）から見た平面図、図３はラップ３２の巻終り付近の高さを説明する図である。
図２において、Ｏは可動スクロール２２のラップ３２の渦巻基礎円の中心、Ｓはラップ３２の外壁伸開開始点である。そして、この渦巻基礎円の中心Ｏから外壁伸開開始点Ｓを通過して可動スクロール２２の外側に向かう線をＬ１とすると、この線Ｌ１と最外側のラップ３２とが交差する点をＰ１とする。また、Ｐ２はラップ３２の巻終り点である。
本発明では、この点Ｐ１と巻終り点Ｐ２までの範囲のラップ３２に巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる傾斜部を構成する。実施例の場合、傾斜部としては巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第１の傾斜部３２Ａと、同じく巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第２の傾斜部３２Ｂが構成されており、これら第１及び第２の傾斜部３２Ａ、３２Ｂの間に高さが変化しない平坦部３２Ｃを構成している。即ち、実施例のラップ３２には、点Ｐ１と巻終り点Ｐ２までの範囲に、点Ｐ１側から第１の傾斜部３２Ａ、平坦部３２Ｃ、第２の傾斜部３２Ｂが連続して形成されている。
また、図３に示すように第１の傾斜部３２Ａの始端をＰ３、第１の傾斜部３２Ａの終端、即ち、平坦部３２Ｃの始端をＰ４、平坦部３２Ｃの終端、即ち、第２の傾斜部３２Ｂの始端をＰ５、第２の傾斜部３２Ｂの終端をＰ６とすると、ラップ３２の長さは、Ｐ３からＰ４までの第１の傾斜部３２Ａの長さ＜Ｐ４からＰ５までの平坦部３２Ｃの長さ＜Ｐ５からＰ６までの第２の傾斜部３２Ｂの長さの関係とされている。
即ち、可動スクロール２２のラップ３２の長さは、第１の傾斜部３２Ａよりも平坦部３２Ｃにおいて長く、この平坦部３２Ｃよりも第２の傾斜部３２Ｂにおいて長くなるように設定されている。また、実施例では可動スクロール２２のラップ３２の高さは、第１の傾斜部３２Ａの終端Ｐ４（平坦部３２Ｃの始端）で始端Ｐ３（ラップ３２の通常の高さ）よりも１０μｍ低くなり、第２の傾斜部３２Ｂの終端Ｐ６で始端Ｐ３よりも５０μｍ低くなる。
実施例の如くラップ３２の先端にチップシールを設けない場合、前述した如くスクロール圧縮機１が停止と再起動を繰り返す稼働状態では、可動スクロール２２が転覆しながら（傾きながら）起動するため、起動が安定するまで可動スクロール２２のラップ３２の先端が非常に強く固定スクロール２１の鏡板２３に接触する。そのため、特にラップ３２の壁厚が薄く、面圧が上昇し易い巻終り付近は固定スクロール２１の鏡板２３に引きずり溝ができる。
そこで、ラップ３２の高さを低くして強く接触しないようにすると、高さを低くする範囲が広すぎればスクロール圧縮機１としての機能が損なわれる。一方、範囲が狭すぎれば、固定スクロール２１の鏡板２３と可動スクロール２２のラップ３２との強い接触状態の発生を効果的に抑制することができなくなって耐久性が損なわれる。
一方、本発明の如く可動スクロール２２のラップ３２の、渦巻基礎円の中心Ｏから外壁伸開開始点Ｓを通過して外側に向かう線Ｌ１が最外側のラップ３２と交差する点Ｐ１から巻終り点Ｐ２までの範囲において、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる傾斜部を構成し、更に、この範囲において、実施例の如く巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第１の傾斜部３２Ａと、高さが変化しない平坦部３２Ｃと、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第２の傾斜部３２Ｂを連続して形成することで、スクロール圧縮機１としての機能を維持しながら、固定スクロール２１の鏡板２３の引きずりを改善し、可動スクロール２２のラップ３２の巻終り付近の先端に疲労破壊が生じることも効果的に防止することができるようになる。これにより、耐久性を向上させることができるようになって、機能と耐久性の両立を図ることができるようになる。
尚、実施例では可動スクロール２２のラップ３２に、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第１の傾斜部３２Ａと、高さが変化しない平坦部３２Ｃと、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第２の傾斜部３２Ｂを連続して形成するようにしたが、それに限らず、渦巻基礎円の中心Ｏから外壁伸開開始点Ｓを通過して外側に向かう線Ｌ１が最外側のラップ３２と交差する点Ｐ１から巻終り点Ｐ２までの範囲において、巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる一連の傾斜部（間に平坦部無し）を構成してもよく、或いは、実施例より更に複数の傾斜部と平坦部を構成してもよい。
また、実施例では車両用空気調和装置の冷媒回路に使用されるスクロール圧縮機１に本発明を適用したが、それに限らず、各種冷凍装置の冷媒回路で使用されるスクロール圧縮機に本発明は有効である。また、実施例では所謂インバータ一体型のスクロール圧縮機に本発明を適用したが、それに限らず、インバータを一体に備えない通常のスクロール圧縮機にも適用可能である。
１ スクロール圧縮機
２ 電動モータ
４ スクロール圧縮機構（圧縮機構）
５ 背圧孔
１１ ハウジング
２１ 固定スクロール
２２ 可動スクロール
２３、３１ 鏡板
２４、３２ ラップ
３２Ａ 第１の傾斜部
３２Ｂ 第２の傾斜部
３２Ｃ 平坦部
Ｌ１ 渦巻基礎円の中心Ｏから外壁伸開開始点Ｓを通過して可動スクロール２２の外側に向かう線
Ｏ 可動スクロール２２のラップ３２の渦巻基礎円の中心
Ｐ１ 線Ｌ１と最外側のラップ３２とが交差する点
Ｐ２ ラップ３２の巻終り点
Ｓ ラップ３２の外壁伸開開始点
２ 電動モータ
４ スクロール圧縮機構（圧縮機構）
５ 背圧孔
１１ ハウジング
２１ 固定スクロール
２２ 可動スクロール
２３、３１ 鏡板
２４、３２ ラップ
３２Ａ 第１の傾斜部
３２Ｂ 第２の傾斜部
３２Ｃ 平坦部
Ｌ１ 渦巻基礎円の中心Ｏから外壁伸開開始点Ｓを通過して可動スクロール２２の外側に向かう線
Ｏ 可動スクロール２２のラップ３２の渦巻基礎円の中心
Ｐ１ 線Ｌ１と最外側のラップ３２とが交差する点
Ｐ２ ラップ３２の巻終り点
Ｓ ラップ３２の外壁伸開開始点
Claims (7)
- 各鏡板の各表面にそれぞれ渦巻き状のラップが対向して形成された固定スクロール及び可動スクロールから成る圧縮機構を備え、前記可動スクロールを前記固定スクロールに対して公転旋回運動させ、両スクロールの前記各ラップ間に形成された圧縮室を外側から内側に向けて縮小させながら移動させることにより、作動流体を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記可動スクロールのラップは、渦巻基礎円の中心から外壁伸開開始点を通過して外側に向かう線Ｌ１が最外側のラップと交差する点Ｐ１から巻終り点Ｐ２までの範囲において、当該巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる傾斜部を有することを特徴とするスクロール圧縮機。 - 前記可動スクロールのラップには、前記範囲において、前記巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第１の傾斜部と、高さが変化しない平坦部と、前記巻終り点Ｐ２に向かって徐々に高さが低くなる第２の傾斜部が連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
- 前記可動スクロールのラップの高さは、前記第１の傾斜部の終端で１０μｍ低くなり、前記第２の傾斜部の終端で５０μｍ低くなることを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
- 前記可動スクロールのラップの長さは、前記第１の傾斜部よりも前記平坦部において長く、該平坦部よりも前記第２の傾斜部において長く設定されていることを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
- 前記両スクロールにはメッキ処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
- 前記可動スクロールの鏡板背面には背圧室が構成されており、前記可動スクロールの鏡板には、前記背圧室と前記圧縮室を連通する背圧孔が貫通形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
- 前記固定スクロールと前記可動スクロールのラップ先端には、チップシールが設けられていないことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載のスクロール圧縮機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022132922A JP2024030222A (ja) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | スクロール圧縮機 |
| JP2022-132922 | 2022-08-24 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=90013285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/027534 WO2024042989A1 (ja) | 2022-08-24 | 2023-07-27 | スクロール圧縮機 |
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| WO (1) | WO2024042989A1 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5968583A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-04-18 | Sanden Corp | スクロ−ル型流体装置 |
-
2022
- 2022-08-24 JP JP2022132922A patent/JP2024030222A/ja active Pending
-
2023
- 2023-07-27 WO PCT/JP2023/027534 patent/WO2024042989A1/ja unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968583A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-04-18 | Sanden Corp | スクロ−ル型流体装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2024030222A (ja) | 2024-03-07 |
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