JP5851851B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮室を形成する一対の固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き方向に段部が設けられている、いわゆる段付きスクロール圧縮機に関するものである。

スクロール圧縮機において、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う任意の位置に各々段部が設けられ、該段部を境に渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされているスクロール圧縮機が知られている。このスクロール圧縮機は、圧縮室の軸線方向高さが渦巻き状ラップの外周側において内周側の高さよりも高くされ、渦巻き状ラップの周方向および高さ方向の双方にガスを圧縮する三次元圧縮が可能な構成とされており、これによって、スクロール圧縮機の高性能化、小型軽量化が図られている。

このような段付きスクロール圧縮機において、両スクロールの段部を境にした高位の歯先面と低位の歯先面および高位の歯底面と低位の歯底面は、通常、それぞれ同じ高さのフラットな面とされている。しかるに、熱膨張による互いの接触を回避するため、両スクロールを噛み合わせたとき、段部よりも内周側において高位の歯底面と低位の歯先面により形成される隙間を、段部よりも外周側において低位の歯底面と高位の歯先面により形成される隙間よりも大きくしておき、熱膨張によって両隙間が略等しくなるようにしたものが特許文献１により提供されている。

特開２００２−５０５２号公報

上記特許文献１に示されたものは、段部よりも内周側の方がより温度が高く、熱膨張による高さ方向の変位が大きくなることから、予め段部よりも内周側において高位の歯底面と低位の歯先面により形成される隙間の方を大きくしておくようにしたものである。しかしながら、段付きスクロール圧縮機では、一般的なスクロール圧縮機とは異なり、圧縮室内に段部を含む旋回角範囲で圧縮室内の温度が急激に高くなる傾向があり、しかも段部では渦巻き状ラップのラップ高さが高くなっていることから、段部付近において熱膨張による高さ方向の変位が大きくなる。

このため、熱変形や圧力変形、あるいは旋回スクロールの転倒等により、段部付近において渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の段部を形成している高位の歯先面と対応する相手方スクロールの低位の歯底面同士、あるいは高位の歯底面と対応する相手方スクロールの低位の歯先面同士が接触し、その接触部で面圧が異常上昇を起こす場合があり、運転条件によって性能にバラツキが生じたり、異音の発生や耐久性の低下を招いたりする等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、いわゆる段付きスクロール圧縮機にあって、段部付近での渦巻き状ラップの歯先面と相手方スクロールの歯底面との接触による面圧の異常上昇を回避し、性能のバラツキや異音の発生、耐力の低下等を防止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。

上記課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う任意の位置に各々段部が設けられ、その段部を境に前記渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされているスクロール圧縮機において、前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の前記段部における、（１）前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの高位の歯先面の内周側端部またはその内周側端部に対応する相手方スクロールの前記渦巻き状ラップの低位の歯底面の内周側端部のいずれか一方もしくは双方、（２）前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの高位の歯底面の外周側端部またはその外周側端部に対応する相手方スクロールの前記渦巻き状ラップの低位の歯先面の外周側端部のいずれか一方もしくは双方、の少なくとも２ρ〜３ρ（ただし、ρは旋回スクロールの旋回半径）の範囲に、それぞれ前記段部に向って漸次高さが低くなる傾斜面が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の段部における、（１）高位の歯先面の内周側端部またはその内周側端部に対応する相手方スクロールの低位の歯底面の内周側端部のいずれか一方もしくは双方、（２）高位の歯底面の外周側端部またはその外周側端部に対応する相手方スクロールの低位の歯先面の外周側端部のいずれか一方もしくは双方、の少なくとも２ρ〜３ρ（ただし、ρは旋回スクロールの旋回半径）の範囲に、それぞれ段部に向って漸次高さが低くなる傾斜面が設けられているため、運転中に一対の固定スクロールおよび旋回スクロールの端板や渦巻き状ラップが圧力変形や熱変形を生じたり、旋回スクロールが転倒したりしても、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の段部を形成している高位の歯先面の内周側端部とその内周側端部に対応する相手方スクロールの低位の歯底面の内周側端部同士、あるいは高位の歯底面の外周側端部とその外周側端部に対応する相手方スクロールの低位の歯先面の外周側端部同士が互いに接触し、その接触部で面圧が異常上昇する等の事態を各々の傾斜面によって回避することができる。従って、運転条件による性能のばらつきや異音の発生、耐力の低下等を防止し、スクロール圧縮機の性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができる。また、傾斜面が旋回スクロールの旋回半径ρの少なくとも２ρ〜３ρの範囲に設けられているため、段部が相対的に摺動する全範囲において、歯先面と歯底面との接触による面圧の異常上昇を確実に防ぐことができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上記のスクロール圧縮機において、前記傾斜面は、フラットな前記歯先面または歯底面に対して高さが数十μｍ程度低くなる傾斜面とされていることを特徴とする。

本発明によれば、傾斜面が、フラットな歯先面または歯底面に対して高さが数十μｍ程度低くなる傾斜面とされているため、傾斜面を設けたとしても、過剰な隙間が生じることがなく、従って、傾斜面からのガス漏れを抑制しつつ、段部付近での歯先面と歯底面との接触による面圧の異常上昇を確実に防止し、性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上記のスクロール圧縮機において、前記傾斜面は、フラットな前記歯先面または歯底面に対して高さが２０〜７０μｍ程度低くなる傾斜面とされ、対応する前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの前記歯先面側および歯底面側の双方に前記傾斜面を設ける場合、双方に振り分けて設けられることを特徴とする。

本発明によれば、傾斜面が、フラットな歯先面または歯底面に対して高さが２０〜７０μｍ程度低くなる傾斜面とされ、対応する両スクロールの渦巻き状ラップの歯先面側および歯底面側の双方に傾斜面を設ける場合、双方に振り分けて設けられるため、ＨＦＣ冷媒を用いている空調装置用のスクロール圧縮機にあっては、その圧力、温度等を加味した変形量や旋回スクロールの転倒の大きさ等から、傾斜面の基準となるフラットな歯先面または歯底面から低くする高さを２０〜７０μｍ程度の範囲とすることにより、段部付近での歯先面と歯底面との異常接触を防止しながら、ガス漏れを問題とならない範囲に抑制することができる。従って、運転条件による性能のばらつきや異音の発生、耐力の低下等を防止し、性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができる。

さらに、本発明のスクロール圧縮機は、上述のいずれかのスクロール圧縮機において、前記歯先面および歯底面の前記段部の輪郭部に対して、面取りが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、歯先面および歯底面の段部の輪郭部に対して、面取りが設けられているため、各段部の輪郭部に設けられるＲ面取りやＣ面取り等の面取りによって、各段部のエッジ部が相手方スクロールの渦巻き状ラップの歯先面や歯底面と接触することによる異常摩耗や異音の発生を防止することができる。従って、スクロール圧縮機の性能、品質に対する信頼性を更に高めることができる。

本発明によると、運転中に一対の固定スクロールおよび旋回スクロールの端板や渦巻き状ラップが圧力変形や熱変形を生じたり、旋回スクロールが転倒したりしても、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の段部を形成している高位の歯先面の内周側端部とその内周側端部に対応する相手方スクロールの低位の歯底面の内周側端部同士、あるいは高位の歯底面の外周側端部とその外周側端部に対応する相手方スクロールの低位の歯先面の外周側端部同士が互いに接触し、その接触部で面圧が異常上昇する等の事態を各々の傾斜面によって回避することができ、このため、運転条件による性能のばらつきや異音の発生、耐力の低下等を防止し、スクロール圧縮機の性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができる。また、傾斜面がそれぞれ旋回スクロールの旋回半径ρの少なくとも２ρ〜３ρの範囲に設けられているため、段部が相対的に摺動する全範囲において、歯先面と歯底面との接触による面圧の異常上昇を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 図１に示すスクロール圧縮機の固定スクロールおよび旋回スクロールの斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 図２に示す固定スクロールおよび旋回スクロールの歯先面および歯底面の段部付近の拡大斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 図２に示す固定スクロールおよび旋回スクロールの噛み合い状態の圧縮室長さ方向に沿う展開図である。 図２に示す固定スクロールおよび旋回スクロールの噛み合い状態の圧縮室長さ方向に沿う別例の展開図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図、図２には、その固定スクロールおよび旋回スクロールの斜視図（Ａ）および（Ｂ）が示されている。
スクロール圧縮機１は、外殻を構成するハウジング２を有し、該ハウジング２は、フロントハウジング３とリアハウジング４とをボルト５で一体に締め付け固定することにより構成されている。

フロントハウジング３およびリアハウジング４には、円周上の複数箇所（例えば、４箇所）に等間隔で締め付け用のフランジ３Ａ，４Ａが一体に形成されており、このフランジ３Ａ，４Ａ同士をボルト５で締め付けることによって、フロントハウジング３とリアハウジング４とが一体に結合されるようになっている。フロントハウジング３の内部には、クランク軸（駆動軸）６がメイン軸受７およびサブ軸受８を介してその軸線Ｌ回りに回転自在に支持されている。

クランク軸６の一端側（図１において左側）は、小径軸部６Ａとされ、該小径軸部６Ａはフロントハウジング３を貫通して図１の左側に突出されている。小径軸部６Ａの突出部には、公知の如く動力を受ける図示省略の電磁クラッチ、プーリー等が設けられ、エンジン等の駆動源からＶベルト等を介して動力が伝達されるようになっている。メイン軸受７とサブ軸受８との間には、メカニカルシール（リップシール）９が設置されており、ハウジング２内と大気との間を気密にシールしている。

クランク軸６の他端側（図１において右側）には、大径軸部６Ｂが設けられ、この大径軸部６Ｂには、クランク軸６の軸線Ｌより所定寸法だけ偏心した状態でクランクピン６Ｃが一体に設けられている。クランク軸６は、大径軸部６Ｂおよび小径軸部６Ａがフロントハウジング３にメイン軸受７およびサブ軸受８を介して支持されることにより、回転自在に支持されている。クランクピン６Ｃには、ドライブブッシュ１０、円筒環（フローティングブッシュ）１１およびドライブ軸受１２を介して後述する旋回スクロール１５が連結され、クランク軸６が回転されることによって旋回スクロール１５が旋回駆動されるようになっている。

ドライブブッシュ１０には、旋回スクロール１５が旋回駆動されることにより発生するアンバランス荷重を除去するためのバランスウェイト１０Ａが一体に設けられ、旋回スクロール１５の旋回駆動と共に旋回されるようになっている。また、ドライブブッシュ１０には、その中心に対して偏心した位置にクランクピン６Ｃが嵌合されるクランクピン穴１０Ｂが設けられている。これによって、クランクピン６Ｃに嵌合されたドライブブッシュ１０および旋回スクロール１５がガスの圧縮反力を受けてクランクピン６Ｃの周りに回動され、旋回スクロール１５の旋回半径を可変とする公知の従動クランク機構が構成されている。

また、ハウジング２内には、一対の固定スクロール１４および旋回スクロール１５により構成されるスクロール圧縮機構１３が組み込まれている。固定スクロール１４は、固定端板１４Ａと該固定端板１４Ａに立設されている固定渦巻き状ラップ１４Ｂとから構成されており、旋回スクロール１５は、旋回端板１５Ａと該端板１５Ａに立設されている旋回渦巻き状ラップ１５Ｂとから構成されている。

固定スクロール１４および旋回スクロール１５には、図２に示されるように、各々の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅの渦巻き方向に沿う所定位置に、それぞれ段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇが設けられている。この段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇを境に、歯先面１４Ｄ，１５Ｄ側では、軸線Ｌ方向に外周側の歯先面１４Ｈ，１５Ｈが高く（高位の歯先面１４Ｈ，１５Ｈと云う。）され、また内周側の歯先面１４Ｉ，１５Ｉが低く（低位の歯先面１４Ｉ，１５Ｉと云う。）されており、それぞれの歯先面は、同じ高さのフラットな面とされている。

一方、歯底面１４Ｅ，１５Ｅ側では、軸線Ｌ方向に外周側の歯底面１４Ｊ，１５Ｊが低く（低位の歯底面１４Ｊ，１５Ｊと云う。）とされ、また内周側の歯底面１４Ｋ，１５Ｋが高く（高位の歯底面１４Ｋ，１５Ｋとも云う。）されており、それぞれの歯底面は、同じ高さのフラットな面とされている。これにより、各渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂは、その外周側におけるラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている。

固定スクロール１４および旋回スクロール１５は、その中心を旋回半径ρ分だけ離すとともに、各渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの位相を１８０度ずらして噛合され、相手方スクロールの歯先面１４Ｄ，１５Ｄと歯底面１４Ｅ，１５Ｅとの間に常温で僅かなラップ高さ方向のクリアランスを有するように組み付けられている。これによって、図１に示されるように、両スクロール１４，１５間には、各端板１４Ａ，１５Ａと各渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂとにより限界される複数対の圧縮室１６がスクロール中心に対して点対称に形成されるとともに、旋回スクロール１５が固定スクロール１４の周りをスムーズに旋回できるようになっている。

圧縮室１６は、軸線Ｌ方向の高さが各渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの外周側において内周側の高さよりも高くされることにより、各渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの周方向および高さ方向の双方にガスを圧縮できる三次元圧縮が可能なスクロール圧縮機構１３を構成している。固定スクロール１４および旋回スクロール１５のそれぞれの渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｄ，１５Ｄには、相手方スクロールの歯底面１４Ｅ，１５Ｅとの間に形成されるチップシール面をシールするためのチップシール１７，１８が、それぞれ歯先面１４Ｄ，１５Ｄに設けられた溝に嵌合されることによって設置されている。

固定スクロール１４は、リアハウジング４の内面にボルト２７を介して固定設置されている。また、旋回スクロール１５は、旋回端板１５Ａの背面に設けられているボス部１５Ｃに対して、上述のとおり、クランク軸６の一端側に設けられているクランクピン６Ｃがドライブブッシュ１０、円筒環（フローティングブッシュ）１１およびドライブ軸受１２を介して連結され、旋回駆動されるように設置されている。

さらに、旋回スクロール１５は、フロントハウジング３のスラスト受け面３Ｂに旋回端板１５Ａの背面が支持され、該スラスト受け面３Ｂと旋回端板１５Ａの背面との間に設けられている自転阻止機構１９を介して、自転が阻止されながら固定スクロール１４の周りに公転旋回駆動される構成とされている。本実施形態の自転阻止機構１９は、旋回スクロール１５の旋回端板１５Ａに設けられているリング穴に組み込まれた自転阻止リング１９Ａの内周面に対し、フロントハウジング３側のピン穴に組み込まれた自転阻止ピン１９Ｂが摺動自在に嵌合されているピンリング式の自転阻止機構１９とされている。

固定スクロール１４には、固定端板１４Ａの中央部位に圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート１４Ｃが開口されており、該吐出ポート１４Ｃには、固定端板１４Ａにリテーナ２０を介して取り付けられている吐出弁２１が設置されている。また、固定端板１４Ａの背面側には、リアハウジング４の内面と密接されるようにＯリング等のシール材２２が介装されており、リアハウジング４の内面との間にハウジング２の内部空間から区画された吐出チャンバー２３を形成している。これによって、吐出チャンバー２３を除くハウジング２の内部空間が、吸入チャンバー２４として機能する構成とされている。

吸入チャンバー２４には、フロントハウジング３に設けられている吸入口２５を介して冷凍サイクルから戻ってくる冷媒ガスが吸入され、この吸入チャンバー２４を経て圧縮室１６に冷媒ガスが吸い込まれるようになっている。フロントハウジング３とリアハウジング４との間の接合面には、Ｏリング等のシール材２６が介装され、ハウジング２内に形成される吸入チャンバー２４を大気に対して気密にシールしている。

図３（Ａ），（Ｂ）には、上記したスクロール圧縮機１における固定スクロール１４および旋回スクロール１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅに設けられている段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇ付近の拡大斜視図が示されている。

この段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇ付近の、（１）両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの高位の歯先面１４Ｈ，１５Ｈの内周側端部Ｘ１またはその内周側端部Ｘ１に対応する相手方スクロール１４，１５の低位の歯底面１４Ｊ，１５Ｊの内周側端部Ｘ２のいずれか一方もしくは双方、（２）両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの高位の歯底面１４Ｋ，１５Ｋの外周側端部Ｘ３またはその外周側端部Ｘ３に対応する相手方スクロール１４，１５の低位の歯先面１４Ｉ，１５Ｉの外周側端部Ｘ４のいずれか一方もしくは双方、の少なくとも２ρ〜３ρ（ただし、ρは旋回スクロール１５の旋回半径）の範囲Ｗに、図４および図５に示されるように、段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇに向って漸次高さが低くなる傾斜面２８，２９，３０，３１が設けられた構成とされている。

つまり、図４に示された実施形態においては、（１）両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの高位の歯先面１４Ｈ，１５Ｈの内周側端部Ｘ１と、（２）両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの高位の歯底面１４Ｋ，１５Ｋの外周側端部Ｘ３と、の少なくとも２ρ〜３ρの範囲Ｗに、段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇに向って漸次高さが低くなる傾斜面２８，２９が設けられた例が示されている。

また、図５に示された実施形態においては、（１）両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの低位の歯底面１４Ｊ，１５Ｊの内周側端部Ｘ２と、（２）両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの低位の歯先面１４Ｉ，１５Ｉの外周側端部Ｘ４と、の少なくとも２ρ〜３ρの範囲Ｗに、段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇに向って漸次高さが低くなる傾斜面３０，３１が設けられた例が示されている。

なお、図４には、歯先面１４Ｈ，１５Ｈの内周側端部Ｘ１および歯底面１４Ｋ，１５Ｋの外周側端部Ｘ３の一方だけに傾斜面２８，２９を設けた実施形態が示され、また、図５には、歯底面１４Ｊ，１５Ｊの内周側端部Ｘ２および歯先面１４Ｉ，１５Ｉの外周側端部Ｘ４の一方だけに傾斜面３０，３１を設けた実施形態が示されているが、これらの傾斜面２８，２９，３０，３１は、それぞれ歯先面と歯底面の双方に半分ずつ振り分けて設けた構成としてもよい。

また、上記の傾斜面２８，２９または３０，３１は、それぞれ基準となるフラットな歯先面１４Ｈ，１４Ｉ，１５Ｈ，１５Ｉまたは歯底面１４Ｊ，１４Ｋ，１５Ｊ，１５Ｋに対して、高さが数十μｍ程度、より具体的には、２０〜７０μｍ程度で漸次滑らかに低くなる傾斜面とされている。ただし、図４および図５に示されている傾斜面２８，２９または３０，３１は、極端にデフォルメして図示されているものとする。

さらに、歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅに設けられている段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇには、その輪郭部に対して、図４および図５に示されるように、Ｒ面取り、Ｃ面取り等の面取り３２，３３，３４，３５が設けられており、これに対応して段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇの根元部においても、同様の面取り３６，３７，３８，３９が設けられた構成とされている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
外部の駆動源からプーリー、電磁クラッチ等を介して動力がクランク軸６に伝達され、クランク軸６が回転すると、そのクランクピン６Ｃにドライブブッシュ１０、円筒環（フローティングブッシュ）１１およびドライブ軸受１２を介して旋回半径が可変に連結されている旋回スクロール１４が、ピンリング式の自転阻止機構１９により自転を阻止されながら、固定スクロール１５の周りに所定の旋回半径ρで公転旋回駆動される。

この旋回スクロール１５の公転旋回駆動により、半径方向最外周に形成される一対の圧縮室１６内に、吸入チャンバー２４内の冷媒ガスが取り込まれる。圧縮室１６は、所定の旋回角位置で吸入締め切りされた後、その容積が周方向およびラップ高さ方向に減少されながら中心側へと移動される。この間に冷媒ガスは圧縮され、当該圧縮室１６が吐出ポート１４Ｃに連通する位置に達すると、吐出リード弁２１を押し開く。その結果、圧縮された高温高圧のガスは、吐出チャンバー２３内に吐き出され、該吐出チャンバー２３を経てスクロール圧縮機１の外部へと送出される。

この圧縮運転の間、固定スクロール１４および旋回スクロール１５は、圧縮作用により発生する熱や圧力による変形、あるいは旋回スクロール１４が公転旋回駆動する際の微小な傾倒動作の影響を受け、特にその段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇにおいて歯先面１４Ｄ，１５Ｄと歯底面１４Ｅ，１５Ｅとが接触する虞がある。

しかるに、本実施形態においては、固定スクロール１４および旋回スクロール１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅの段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇにおける、（１）高位の歯先面１４Ｈ，１５Ｈの内周側端部Ｘ１またはその内周側端部Ｘ１に対応する相手方スクロール１４，１５の低位の歯底面１４Ｊ，１５Ｊの内周側端部Ｘ２のいずれか一方もしくは双方、（２）高位の歯底面１４Ｋ，１５Ｋの外周側端部Ｘ３またはその外周側端部Ｘ３に対応する相手方スクロール１４，１５の低位の歯先面１４Ｉ，１５Ｉの外周側端部Ｘ４のいずれか一方もしくは双方、の少なくとも２ρ〜３ρ（ただし、ρは旋回スクロールの旋回半径）の範囲Ｗに、それぞれ段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇに向って漸次高さが低くなる傾斜面２８，２９，３０，３１を設けた構成を採用している。

このため、運転中に固定スクロール１４および旋回スクロール１５の端板１４Ａ，１５Ａや渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂが圧力変形や熱変形を生じたり、旋回スクロール１５が転倒したりしても、固定スクロール１４および旋回スクロール１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅの段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇを形成している高位の歯先面１４Ｈ，１５Ｈの内周側端部Ｘ１とその内周側端部Ｘ１に対応する相手方スクロール１４，１５の低位の歯底面１４Ｊ，１５Ｊの内周側端部Ｘ２同士、あるいは高位の歯底面１４Ｋ，１５Ｋの外周側端部Ｘ３またはその外周側端部Ｘ３に対応する相手方スクロール１４，１５の低位の歯先面１４Ｉ，１５Ｉの外周側端部Ｘ４同士が互いに接触し、その接触部で面圧が異常上昇する等の事態を各々の傾斜面２８，２９または３０，３１によって回避することができる。

これによって、運転条件による性能のばらつきや異音の発生、耐力の低下等を防止し、スクロール圧縮機１の性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができるとともに、傾斜面２８，２９，３０，３１が、旋回スクロール１５の旋回半径ρの少なくとも２ρ〜３ρの範囲Ｗに設けられているため、段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇが相対的に摺動する全範囲において、歯先面１４Ｈ，１５Ｈおよび１４Ｉ，１５Ｉと歯底面１４Ｊ，１５Ｊおよび１４Ｋ，１５Ｋとの接触による面圧の異常上昇を確実に防ぐことができる。

また、上記の傾斜面２８，２９，３０，３１は、フラットな歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅに対して高さが数十μｍ程度低くなる傾斜面とされている。このため、傾斜面２８，２９または３０，３１を設けたとしても、それによって特に過剰な隙間が生じることがなく、従って、傾斜面２８，２９，３０，３１からのガス漏れを抑制しつつ、段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇ付近での歯先面１４Ｈ，１５Ｈおよび１４Ｉ，１５Ｉと歯底面１４Ｊ，１５Ｊおよび１４Ｋ，１５Ｋとの接触による面圧の異常上昇を確実に防止し、性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態において、傾斜面２８，２９，３０，３１は、フラットな歯先面１４Ｄ，１５Ｄおよび歯底面１４Ｅ，１５Ｅに対して高さが２０〜７０μｍ程度低くなる傾斜面とされ、対応する両スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｈ，１４Ｉ，１５Ｈ，１５Ｉ側および歯底面１４Ｊ，１４Ｋ，１５Ｊ，１５Ｋ側の双方に対して傾斜面２８，２９，３０，３１を設ける場合、双方に振り分けて設けられるようになっている。

このため、ＨＦＣ冷媒を用いている空調装置用のスクロール圧縮機１にあっては、その圧力や温度等を加味した変形量あるいは旋回スクロール１５の転倒の大きさ等から、傾斜面２８，２９，３０，３１の基準となるフラットな歯先面１４Ｄ，１５Ｄまたは歯底面１４Ｅ，１５Ｅから低くする高さを２０〜７０μｍ程度の範囲とすることにより、段部段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇ付近での歯先面１４Ｈ，１５Ｈおよび１４Ｉ，１５Ｉと歯底面１４Ｊ，１５Ｊおよび１４Ｋ，１５Ｋとの異常接触を防止しながら、ガス漏れを問題とならない範囲に抑制することができる。従って、運転条件による性能のばらつきや異音の発生、耐力の低下等を防止し、性能の安定化、音・振動の低減、耐力の向上を図ることができる。

また、歯先面１４Ｄ，１５Ｄまたは歯底面１４Ｅ，１５Ｅの段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇの輪郭部に対して、Ｒ面取り、Ｃ面取り等の面取り３２，３３，３４，３５が設けられているため、これらの面取り３２，３３，３４，３５により、各々の段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇのエッジ部が相手方スクロール１４，１５の渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの歯先面１４Ｈ，１５Ｈおよび１４Ｉ，１５Ｉと歯底面１４Ｊ，１５Ｊおよび１４Ｋ，１５Ｋとの接触することによる異常摩耗や異音の発生を防止することができる。従って、スクロール圧縮機１の性能、品質に対する信頼性を更に高めることができる。

さらに、上記の面取り３２，３３，３４，３５に対応して、段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇの根元部に対しても、同様の面取り３６，３７，３８，３９を設けているため、各段部１４Ｆ，１５Ｆおよび１４Ｇ，１５Ｇでの隙間の拡大を防ぐことができるとともに、角部に対する応力の集中を緩和し、渦巻き状ラップ１４Ｂ，１５Ｂの耐力向上をも期待することができる。

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、外部からの動力で駆動される開放型のスクロール圧縮機１に適用した例について説明したが、動力源として電動モータを内蔵した密閉型のスクロール圧縮機にも適用できることはもちろんである。また、旋回スクロール１５の自転阻止機構１９としてピンリング式自転阻止機構について説明したが、オルダムリング式等、他の自転阻止機構としてもよい。更に、従動クランク機構も、揺動方式とした上記実施形態のものに限定されるものではなく、他方式の従動クランク機構を用いてもよい。

１ スクロール圧縮機
１４ 固定スクロール
１４Ｂ 固定渦巻き状ラップ
１４Ｄ 歯先面
１４Ｅ 歯底面
１４Ｆ，１４Ｇ 段部
１４Ｈ 高位の歯先面
１４Ｉ 低位の歯先面
１４Ｊ 低位の歯底面
１４Ｋ 高位の歯底面
１５ 旋回スクロール
１５Ｂ 旋回渦巻き状ラップ
１５Ｄ 歯先面
１５Ｅ 歯底面
１５Ｆ，１５Ｇ 段部
１５Ｈ 高位の歯先面
１５Ｉ 低位の歯先面
１５Ｊ 低位の歯底面
１５Ｋ 高位の歯底面
２８，２９，３０，３１ 傾斜面
３２，３３，３４，３５ 面取り
Ｗ ２ρ〜３ρの範囲
Ｘ１ 高位の歯先面の内周側端部
Ｘ２ 低位の歯底面の内周側端部
Ｘ３ 高位の歯底面の外周側端部
Ｘ４ 低位の歯先面の外周側端部

Claims (4)

1. 固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う任意の位置に各々段部が設けられ、その段部を境に前記渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされているスクロール圧縮機において、
   前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の前記段部における
   （１）前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの高位の歯先面の内周側端部またはその内周側端部に対応する相手方スクロールの前記渦巻き状ラップの低位の歯底面の内周側端部のいずれか一方もしくは双方、
   （２）前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの高位の歯底面の外周側端部またはその外周側端部に対応する相手方スクロールの前記渦巻き状ラップの低位の歯先面の外周側端部のいずれか一方もしくは双方、
   の少なくとも２ρ〜３ρ（ただし、ρは旋回スクロールの旋回半径）の範囲に、それぞれ前記段部に向って漸次高さが低くなる傾斜面が設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記傾斜面は、フラットな前記歯先面または歯底面に対して高さが数十μｍ程度低くなる傾斜面と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。
3. 前記傾斜面は、フラットな前記歯先面または歯底面に対して高さが２０〜７０μｍ程度低くなる傾斜面とされ、対応する前記両スクロールの前記渦巻き状ラップの前記歯先面側および歯底面側の双方に前記傾斜面を設ける場合、双方に振り分けて設けられ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。
4. 前記歯先面および歯底面の前記段部の輪郭部に対して、面取りが設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
   

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