JP2013155679A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた圧縮効率と耐久性とを発揮可能であるとともに、インジェクションポートの貫設位置を比較的自由に設定できるスクロール型圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明の電動スクロール型圧縮機１では、固定スクロール１６の固定基板１６ａは、固定渦巻壁１６ｂが突出する圧縮面５１ａと、圧縮面５１ａの裏側をなし、リヤハウジング１２とともに吐出室４７を形成する固定面５１ｂとを有する。固定基板１６ａには、主吐出ポート４９ａ、副吐出ポート４９ｂ、４９ｃ及びインジェクションポート５２ａ、５２ｂが形成され、固定面５１ｂに吐出リード弁５５が固定されている。固定面５１ｂは、圧縮面５１ａに対し、インジェクションポート５２ａ側よりも主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃ側が薄くなるように傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明はスクロール型圧縮機に関する。

特許文献１、２に従来のスクロール型圧縮機が開示されている。このスクロール型圧縮機は、ハウジングと固定スクロールと可動スクロールとを備えている。固定スクロールは、ハウジングに固定される固定基板と、固定基板と一体をなし、固定基板から軸方向に突設された渦巻状の固定渦巻壁とを有している。可動スクロールはハウジング内に公転のみ可能に収容されている。

固定スクロールと可動スクロールとは互いに噛み合うことにより圧縮室を形成する。この圧縮室は、可動スクロールが固定スクロールに対して公転することにより、容積変化を生じる。より詳細には、圧縮室は、閉鎖初期には、固定渦巻壁の外側に形成される外側圧縮室と、固定渦巻壁の内側に形成される内側圧縮室とからなり、外側圧縮室及び内側圧縮室は容積を縮小しながら単一の吐出用圧縮室とされる。

ハウジングには低圧ガスを貯留する吸入室が形成され、外側圧縮室及び内側圧縮室には吸入室と連通する吸入ポートから低圧ガスが吸入される。また、ハウジングと固定基板との間には高圧ガスを貯留する吐出室が形成され、固定基板には吐出室と連通する吐出ポートが貫設されている。吐出用圧縮室は吐出ポートに高圧ガスを吐出する。固定基板には吐出ポートを開閉可能な吐出リード弁が固定されている。

また、固定基板にはインジェクションポートが形成され、インジェクションポートには外部の冷凍回路内における中間圧ガスが存在する部位が接続される。このため、外側圧縮室や内側圧縮室にはインジェクションポートから中間圧ガスが導入される。これにより、このスクロール型圧縮機を用いた冷凍回路の効率が向上する。

特開平８-１４４９７１号公報 特開２００１−２７１７６８号公報

しかし、上記従来のスクロール型圧縮機では、固定面に吐出リード弁を固定しつつ、固定基板にインジェクションポートを貫設しようとすると、インジェクションポートを配置するためのスペースを確保する必要があり、吐出ポートが長くなる。このため、大きなデッドスペースによって圧縮効率が低下するおそれがある。また、このスクロール型圧縮機では、インジェクションポートの貫設位置に制限を生じやすい。さらに、このスクロール型圧縮機では、ボルト等によって吐出リード弁を強固に固定基板に固定し難い場合もあり、その場合には耐久性が懸念される。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、優れた圧縮効率と耐久性とを発揮可能であるとともに、インジェクションポートの貫設位置を比較的自由に設定できるスクロール型圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のスクロール型圧縮機は、ハウジングと、該ハウジングに固定された固定スクロールと、該ハウジング内に公転のみ可能に収容され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成するとともに、該固定スクロールに対して公転することによって該圧縮室に容積変化を生じさせる可動スクロールと、該圧縮室内に低圧ガスを吸入させる吸入ポートと、該圧縮室から高圧ガスを吐出させる吐出ポートと、該圧縮室に中間圧ガスを導入可能なインジェクションポートとを備え、
該固定スクロールは、固定基板と、該固定基板と一体をなし、該固定基板から軸方向に突設された渦巻状の固定渦巻壁とを有し、
該固定基板は、該固定渦巻壁が突出する圧縮面と、該圧縮面の裏側をなし、該ハウジングとともに該高圧ガスを貯留する吐出室を形成する固定面とを有し、
該固定基板には、該吐出ポート及び該インジェクションポートが形成され、該固定面に該吐出ポートを開閉可能な吐出リード弁が固定されたスクロール型圧縮機において、
前記固定面は、前記圧縮面に対し、前記インジェクションポート側よりも前記吐出ポート側が薄くなるように傾斜していることを特徴とする（請求項１）。

本発明のスクロール型圧縮機では、インジェクションポート側よりも吐出ポート側が薄くなるように固定面が圧縮面に対して傾斜しているため、吐出ポートを短くでき、小さなデッドスペースによって圧縮効率が向上する。また、固定基板における肉厚の部分にインジェクションポートを貫設すればよいため、その貫設位置を比較的自由に設定できる。さらに、吐出ポートから離れた位置でボルト等によって吐出リード弁を強固に固定基板に固定可能であるため、優れた耐久性も発揮する。

したがって、本発明のスクロール型圧縮機は、優れた圧縮効率と耐久性とを発揮可能であるとともに、インジェクションポートの貫設位置を比較的自由に設定できる。

固定基板には、インジェクションポートを開閉可能なインジェクション弁が固定され得る（請求項２）。固定基板における肉厚の部分にインジェクション弁を固定すればよいため、その固定位置も比較的自由に設定できる。

吐出ポートは、主吐出ポートと、この主吐出ポートよりも外周側に貫設された副吐出ポートとからなり得る（請求項３）。副吐出ポートは液圧縮を防止する。この場合、吐出リード弁が大型化するため、より効果が大きい。

ハウジング内には、可動スクロールを駆動するモータ機構が収納されていることが好ましい（請求項４）。このスクロール型圧縮機はヒートポンプの暖房用に用いて好適である。

本発明のスクロール型圧縮機は、優れた圧縮効率と耐久性とを発揮可能であるとともに、インジェクションポートの貫設位置を比較的自由に設定できる。

実施例のスクロール型圧縮機の断面図である。 実施例のスクロール型圧縮機に係り、要部拡大断面図である。 実施例のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの背面図である。 実施例のスクロール型圧縮機に係り、固定スクロールの前面図である。 実施例のスクロール型圧縮機を用いた暖房冷凍回路の構成図である。 実施例のスクロール型圧縮機を用いた暖房冷凍回路の構成図である。

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、実施例の電動スクロール型圧縮機１は、ハウジング１０を備えている。ハウジング１０は、後端側が開口する有底筒状のフロントハウジング１１と、蓋状をなしてフロントハウジング１１の後端側を塞ぐリヤハウジング１２とからなる。なお、図１において、右側が前方を示し、左側が後方を示す。図２も同様である。

図１に示すように、フロントハウジング１１内には、軸支部材１５が設けられているとともに、軸支部材１５の後方に固定スクロール１６が設けられている。軸支部材１５と固定スクロール１６との間には、円環形状をなすプレート６１が介在されている。フロントハウジング１１とリヤハウジング１２とは、軸支部材１５、プレート６１及び固定スクロール１６を互いに当接させた状態で収納しながら、フロントハウジング１１の後端とリヤハウジング１２の前端とが互いに突き合わされ、複数本のボルト１３によって相互に固定されている。

固定スクロール１６は、固定基板１６ａと、固定基板１６ａと一体をなし、固定基板１６ａから軸前方向に突設された渦巻状の固定渦巻壁１６ｂと、固定基板１６ａと一体をなし、固定渦巻壁１６ｂを周囲から覆う外周壁１６ｃとからなる。

固定スクロール１６には、可動スクロール２２が噛み合わされている。可動スクロール２２は、固定基板１６ａと対面する円板状の可動基板２２ａと、可動基板２２ａと一体をなし、可動基板２２ａから軸後方向に突設された渦巻状の可動渦巻壁２２ｂとからなる。可動基板２２ａの前面中央には、円筒状のボス２２ｃが前方に向かって突設されている。また、可動基板２２ａの前面外周域には複数個の自転防止孔１４ａが凹設されている。各自転防止孔１４ａには自転防止リング１４ｂが固定されている。

フロントハウジング１１の前壁の内面中央には、円筒状のボス１１ａが後方に向かって突設されている。一方、軸支部材１５の中央には軸孔１５ａが貫通して形成されている。軸支部材１５の後面には、複数本の自転防止ピン１４ｃが後方に向けて突設されている。各自転防止ピン１４ｃはそれぞれ自転防止リング１４ｂ内を転動するようになっている。全ての自転防止孔１４ａ、自転防止リング１４ｂ及び自転防止ピン１４ｃによって自転防止機構１４が構成されている。

軸支部材１５の軸孔１５ａには軸受装置２５が設けられ、フロントハウジング１１のボス１１ａには軸受装置２６が設けられ、軸受装置２５、２６には前後方向に延びる駆動軸２４が回転可能に支持されている。また、軸支部材１５と駆動軸２４との間には封止用のシール材３０がサークリップ３１によって介装されている。

駆動軸２４の後端には、円柱状の偏心ピン３２が突出して形成されている。偏心ピン３２にはバランサ付きブッシュ３３が設けられている。バランサ付きブッシュ３３の円柱部と可動スクロール２２のボス２２ｃとの間には軸受装置３４が設けられている。

固定基板１６ａ、固定渦巻壁１６ｂ、可動基板２２ａ及び可動渦巻壁２２ｂにより、圧縮室３８が区画されている。この圧縮室３８は、可動スクロール２２が固定スクロール１６に対して公転することにより、容積変化を生じる。より詳細には、圧縮室３８は、図４に示すように、閉鎖初期には、固定渦巻壁１６ｂの外側に形成される外側圧縮室３８ａと、固定渦巻壁１６ｂの内側に形成される内側圧縮室３８ｂとからなり、外側圧縮室３８ａ及び内側圧縮室３８ｂは容積を縮小しながら単一の吐出用圧縮室３８ｃとされる。

また、図１に示すように、フロントハウジング１１内には、軸支部材１５より前方に低圧の冷媒ガスを貯留する吸入室４２が形成されている。吸入室４２内には、ステータ４４がフロントハウジング１１の内周面に固定して設けられている。ステータ４４の内側には、駆動軸２４に固定されたロータ４５が設けられている。ロータ４５、ステータ４４及び駆動軸２４によってモータ機構４０が構成されている。

フロントハウジング１１の内周面の後端側には、吸入室４２内の冷媒を外側圧縮室３８ａ及び内側圧縮室３８ｂに導く吸入ポート４３が凹設されている。また、フロントハウジング１１の外周壁の前端側には、外部と吸入室４２とを連通させる吸入口４６が貫設されている。

固定スクロール１６の固定基板１６ａの後面中央には、円筒状のボス１６ｄが後方に向かって突設されている。ボス１６ｄの先端とリヤハウジング１２との間にはＯリング４８が設けられ、ボス１６ｄ内とリヤハウジング１２との間には、高圧の冷媒ガスを貯留する吐出室４７が形成されている。固定基板１６ａの中央には、図３及び図４に示すように、主吐出ポート４９ａと、一対の副吐出ポート４９ｂ、４９ｃとが軸方向に貫設されている。副吐出ポート４９ｂ、４９ｃは主吐出ポート４９ａよりも外周側に位置している。主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃを介して吐出用圧縮室３８ｃと吐出室４７とが互いに連通している。副吐出ポート４９ｂ、４９ｃは液圧縮を防止する。

固定基板１６ａは、図２に示すように、固定渦巻壁１６ｂが突出する圧縮面５１ａと、圧縮面５１ａの裏側をなし、リヤハウジング１２とともに吐出室４７を形成する固定面５１ｂとを有している。固定面５１ｂは、圧縮面５１ａに対し、後述するインジェクションポート５２ａ側よりも主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃ側が薄くなるように傾斜している。

固定面５１ｂには、主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃを開閉可能な吐出リード弁５５と、この吐出リード弁５５の開度を規制するリテーナ５６とがボルト５７によって固定されている。

また、固定基板１６ａの圧縮面５１ａには、図４に示すように、一対のインジェクションポート５２ａ、５２ｂが軸方向に凹設されている。インジェクションポート５２ａは外側圧縮室３８ａと連通するようになっており、インジェクションポート５２ｂは内側圧縮室３８ｂと連通するようになっている。

図２に示すように、固定面５１ｂが傾斜していることにより固定基板１６ａが肉厚とされている部分には、各インジェクションポート５２ａ、５２ｂと連通するバルブ室５３、５４が軸方向に対して傾斜して凹設されている。バルブ室５３内には、インジェクションポート５２ａからの逆流を防止する逆止弁６１が収納されている。図３及び図４に示すバルブ室５４内にも同様の逆止弁６２が収納されている。逆止弁６１、６２がインジェクション弁である。

リヤハウジング１２には、一端側が吐出室４７と連通し、他端側がリヤハウジング１２の外周面上方に開口する吐出口５８が貫設されている。

図５及び図６に示すように、吸入口４６には配管６３が接続され、吐出口５８には配管６４が接続されている。配管６３は切替弁６５の第１流入口６５ａに接続され、配管６４は切替弁６５の第２流入口６５ｂに接続されている。切替弁６５には第１流出口６５ｃ及び第２流出口６５ｄが形成されており、第１流出口６５ｃには配管６６が接続され、第２流出口６５ｄには配管６７が接続されている。

配管６６には第１熱交換器７１、膨張弁７２及びレシーバ７３が設けられている。第１熱交換器７１は車外の空気との間で熱交換が可能になっている。レシーバ７３の底部には配管６８が接続され、配管６８と配管６７との間には第２熱交換器７４が設けられている。第２熱交換器７４はブロア７５によって車内の空気との間で熱交換が可能になっている。また、レシーバ７３の上部には配管６９が接続されている。配管６９は分岐管６９ａ、６９ｂに分岐し、分岐管６９ａは逆止弁６１に接続され、分岐管６９ｂは逆止弁６２に接続されている。

これら配管６３、６４、６６、６７、６８、６９、切替弁６５、電動スクロール型圧縮機１、第１熱交換器７１、膨張弁７２、レシーバ７３及び第２熱交換器７４は冷媒を循環させる暖房冷凍回路を構成している。この暖房冷凍回路は車両用の空調装置として採用されている。

この空調装置では、車両の運転者が操作を行うことにより、図１に示す電動スクロール型圧縮機１のモータ機構４０がロータ４５を回転させる。これにより、駆動軸２４が回転駆動され、可動スクロール２２が偏心ピン３２、バランサ付きブッシュ３３、軸受装置３４及び自転防止機構１４との協働により、駆動軸２４の周りを公転する。このため、圧縮室３８が徐々に容積を縮小する。

この際、図５に示すように、切替弁６５が第２流入口６５ｂと第１流出口６５ｃとを連通し、第１流入口６５ａと第２流出口６５ｄとを連通しておれば、第２熱交換器７４は蒸発器として機能し、車室内が冷房される。なお、第１熱交換器７１は凝縮器として機能し、冷媒の温熱を車外に放出する。

一方、図６に示すように、切替弁６５が第１流入口６５ａと第１流出口６５ｃとを連通し、第２流入口６５ｂと第２流出口６５ｄとを連通しておれば、第２熱交換器７４は凝縮器として機能し、車室内が暖房される。なお、第１熱交換器７１は蒸発器として機能し、冷媒の冷熱を車外に放出する。

この間、外側圧縮室３８ａ及び内側圧縮室３８ｂには配管６９、逆止弁６１、６２、インジェクションポート５２ａ、５２ｂを経て中間圧の冷媒ガスが導入される。これにより、暖房冷凍回路の効率が向上する。

また、電動スクロール型圧縮機１においては、図２及び図３に示すように、インジェクションポート５２ａ側よりも主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃ側が薄くなるように固定面５１ｂが圧縮面５１ａに対して傾斜しているため、主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃが短くなっている。このため、小さなデッドスペースによって圧縮効率が向上する。

また、この電動スクロール型圧縮機１では、固定基板１６ａにおける肉厚の部分にインジェクションポート５２ａ、５２ｂを貫設すればよく、かつ逆止弁６１、６２を固定することができる。このため、インジェクションポート５２ａ、５２ｂの貫設位置及び逆止弁６１、６２の固定位置が比較的自由に設定可能である。

さらに、この電動スクロール型圧縮機１では、主吐出ポート４９ａ及び副吐出ポート４９ｂ、４９ｃから離れた位置でボルト５７によって大型の吐出リード弁５５を強固に固定基板１６ａに固定可能であるため、優れた耐久性も発揮する。

したがって、この電動スクロール型圧縮機１は、優れた圧縮効率と耐久性とを発揮可能であるとともに、インジェクションポート５２ａ、５２ｂの貫設位置を比較的自由に設定できる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

本発明は、冷凍回路、暖房回路、暖房冷凍回路等に利用可能である。

１０…ハウジング
１６…固定スクロール
３８…圧縮室
２２…可動スクロール
４３…吸入ポート
４９ａ、４９ｂ、４９ｃ…吐出ポート（４９ａ…主吐出ポート、４９ｂ、４９ｃ…副吐出ポート）
５２ａ、５２ｂ…インジェクションポート
１６ａ…固定基板
１６ｂ…固定渦巻壁
５１ａ…圧縮面
５７…吐出室
５１ｂ…固定面
５５…吐出リード弁
６１、６２…逆止弁（インジェクション弁）
４０…モータ機構

Claims (4)

1. ハウジングと、該ハウジングに固定された固定スクロールと、該ハウジング内に公転のみ可能に収容され、該固定スクロールとの間に圧縮室を形成するとともに、該固定スクロールに対して公転することによって該圧縮室に容積変化を生じさせる可動スクロールと、該圧縮室内に低圧ガスを吸入させる吸入ポートと、該圧縮室から高圧ガスを吐出させる吐出ポートと、該圧縮室に中間圧ガスを導入可能なインジェクションポートとを備え、
   該固定スクロールは、固定基板と、該固定基板と一体をなし、該固定基板から軸方向に突設された渦巻状の固定渦巻壁とを有し、
   該固定基板は、該固定渦巻壁が突出する圧縮面と、該圧縮面の裏側をなし、該ハウジングとともに該高圧ガスを貯留する吐出室を形成する固定面とを有し、
   該固定基板には、該吐出ポート及び該インジェクションポートが形成され、該固定面に該吐出ポートを開閉可能な吐出リード弁が固定されたスクロール型圧縮機において、
   前記固定面は、前記圧縮面に対し、前記インジェクションポート側よりも前記吐出ポート側が薄くなるように傾斜していることを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記固定基板には、前記インジェクションポートを開閉可能なインジェクション弁が固定されている請求項１記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記吐出ポートは、主吐出ポートと、該主吐出ポートよりも外周側に貫設された副吐出ポートとからなる請求項１又は２記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記ハウジング内には、前記可動スクロールを駆動するモータ機構が収納されている請求項１乃至３のいずれか１項記載のスクロール型圧縮機。

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