JP7813215B2 - Scroll Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートポンプ式の給湯機、空気調和機、冷凍機などの冷凍サイクル装置に使用されるスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to scroll compressors used in refrigeration cycle devices such as heat pump water heaters, air conditioners, and refrigerators.
ヒートポンプ式の給湯機、空気調和機、冷凍機などの冷凍サイクル装置に使用されるスクロール圧縮機としては、特開平7-197891号公報(特許文献1)に記載されたものなどがある。この特許文献1のものには、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、固定スクロールのラップ部との間に複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールとを備えたスクロール式流体機械において、旋回スクロールまたは固定スクロールのうち少なくとも一方のラップ部は、相手方歯底との間の軸方向すき間が複数段階で変化するように形成することが記載されている。 Scroll compressors used in refrigeration cycle devices such as heat pump water heaters, air conditioners, and freezers include those described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 7-197891 (Patent Document 1). Patent Document 1 describes a scroll-type fluid machine equipped with a fixed scroll having a spiral wrap portion erected on an end plate, and an orbiting scroll that is rotatably disposed opposite the fixed scroll and also has a spiral wrap portion erected thereon, forming multiple compression chambers between itself and the wrap portion of the fixed scroll. It describes that the wrap portion of at least one of the orbiting scroll or the fixed scroll is formed so that the axial clearance between it and the tooth base of the other scroll changes in multiple stages.
上記特許文献1のものでは、渦巻状のラップ部とその相手方歯底との間に軸方向すき間を設けているため、ラップ部が熱膨張することにより発生する摩擦やカジリ等を防止することができる。特許文献1のものにおいて、前記軸方向すき間は、熱膨張がより大きくなるラップ中央部側ほど直線的に大きくなるように形成されており、ラップの熱膨張を考慮した構成としている。しかし、圧縮ガスの圧力によって旋回スクロールの鏡板が変形し、それによって前記軸方向すき間が変わることについては考慮されていない。 In the device disclosed in Patent Document 1, an axial gap is provided between the spiral wrap portion and its mating tooth bottom, preventing friction and galling caused by thermal expansion of the wrap portion. In the device disclosed in Patent Document 1, the axial gap is formed to increase linearly toward the center of the wrap, where thermal expansion is greater, and is designed to take into account the thermal expansion of the wrap. However, no consideration is given to the fact that the pressure of the compressed gas can cause deformation of the end plate of the orbiting scroll, resulting in a change in the axial gap.
本発明の目的は、圧縮ガスの圧力によって旋回スクロールの鏡板が変形した場合でも、渦巻状ラップとその相手方となる歯底との間の軸方向すき間を、キー溝による鏡板の変形も考慮して適切に保つことのできるスクロール圧縮機を得ることにある。 The object of the present invention is to provide a scroll compressor that can maintain an appropriate axial gap between the spiral wrap and its mating tooth base, taking into account deformation of the end plate due to the keyway, even when the end plate of the orbiting scroll is deformed by the pressure of the compressed gas.
上記目的を達成するため、本発明は、台板に渦巻状ラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、前記固定スクロールの渦巻状ラップとの間に複数の圧縮室を形成する渦巻状ラップが鏡板に立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止するためのオルダムリングを備えるスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールは、前記固定スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に旋回スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面と、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、前記旋回スクロールの外周部側から中央部側に向かう前記渦巻状摺動面において、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記渦巻状摺動面の部分に凸部を設けていることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll having a spiral wrap standing on an end plate that is rotatable opposite the fixed scroll and forms multiple compression chambers between itself and the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating. The orbiting scroll has a spiral sliding surface that faces the tips of the spiral wrap of the fixed scroll and is formed between the spiral wraps of the orbiting scroll; and a keyway formed on the back surface of the end plate that engages with the key of the Oldham ring. The spiral sliding surface extending from the outer periphery to the center of the orbiting scroll has a convex portion on the spiral sliding surface that corresponds to the portion where the keyway is provided.
本発明の他の特徴は、台板に渦巻状ラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、前記固定スクロールの渦巻状ラップとの間に複数の圧縮室を形成する渦巻状ラップが鏡板に立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止するためのオルダムリングを備えるスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールは、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、前記固定スクロールは、前記旋回スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に固定スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面を備え、前記固定スクロールの外周部側から中央部側に向かう前記渦巻状摺動面において、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記固定スクロールの前記渦巻状摺動面の部分に凸部を設けているスクロール圧縮機にある。 Another feature of the present invention is a scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll having a spiral wrap standing on an end plate that is rotatably disposed opposite the fixed scroll and forms multiple compression chambers between the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating on its axis; wherein the orbiting scroll has a keyway formed on the back surface of the end plate that engages with a key of the Oldham ring; the fixed scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wrap of the orbiting scroll and is formed between the spiral wraps of the fixed scroll; and a convex portion is provided on the spiral sliding surface of the fixed scroll extending from the outer periphery toward the center of the fixed scroll at a portion where the keyway is provided.
本発明の更に他の特徴は、台板に渦巻状ラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、前記固定スクロールの渦巻状ラップとの間に複数の圧縮室を形成する渦巻状ラップが鏡板に立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止するためのオルダムリングを備えるスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールは、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、前記固定スクロールは、前記旋回スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に固定スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面を備え、前記旋回スクロールの外周部側から中央部側に向かう渦巻状ラップにおいて、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記旋回スクロールの渦巻状ラップの歯先の部分に凸部を設けているスクロール圧縮機にある。 Another feature of the present invention is a scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll having a spiral wrap standing on an end plate that is rotatably disposed opposite the fixed scroll and forms multiple compression chambers between the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating on its axis; wherein the orbiting scroll has a keyway formed on the back surface of the end plate that engages with a key of the Oldham ring; the fixed scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wrap of the orbiting scroll and is formed between the spiral wraps of the fixed scroll; and the spiral wrap extending from the outer periphery to the center of the orbiting scroll has a protrusion at the tooth tips of the spiral wrap of the orbiting scroll that corresponds to the portion where the keyway is provided.
本発明の更に他の特徴は、台板に渦巻状ラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、前記固定スクロールの渦巻状ラップとの間に複数の圧縮室を形成する渦巻状ラップが鏡板に立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロールの自転を防止するためのオルダムリングを備えるスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールは、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、前記旋回スクロールは、前記固定スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に旋回スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面を備え、前記固定スクロールの外周部側から中央部側に向かう渦巻状ラップにおいて、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記固定スクロールの渦巻状ラップの歯先の部分に凸部を設けているスクロール圧縮機にある。 Another feature of the present invention is a scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll rotatably disposed opposite the fixed scroll and having a spiral wrap standing on an end plate that forms multiple compression chambers between the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating about its axis; wherein the orbiting scroll has a keyway formed on the back surface of the end plate that engages with a key of the Oldham ring; the orbiting scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wrap of the fixed scroll and is formed between the spiral wraps of the orbiting scroll; and the spiral wrap extending from the outer periphery to the center of the fixed scroll has a protrusion at the tooth tips of the spiral wrap of the fixed scroll that corresponds to the portion where the keyway is provided.
本発明によれば、圧縮ガスの圧力によって旋回スクロールの鏡板が変形した場合でも、渦巻状ラップとその相手方となる歯底との間の軸方向すき間を、キー溝による鏡板の変形も考慮して適切に保つことのできるスクロール圧縮機を得ることができる効果がある。 The present invention has the advantage of providing a scroll compressor that can maintain an appropriate axial gap between the spiral wrap and its mating tooth bottom, taking into account deformation of the end plate due to the keyway, even if the end plate of the orbiting scroll is deformed by the pressure of the compressed gas.
以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。 Specific embodiments of the scroll compressor of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in each drawing, parts with the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図1~図8を用いて本発明のスクロール圧縮機の実施例1を説明する。まず、図1及び図2を用いて、本実施例のスクロール圧縮機の全体構成を説明する。
図1は本発明のスクロール圧縮機の実施例1を示す縦断面図である。図1に示すように、スクロール圧縮機1は、密閉容器(ケース)2内に、圧縮機構部3及びモータ部4などを収容して構成されている。
A scroll compressor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 8. First, the overall configuration of the scroll compressor according to this embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2.
1 is a longitudinal sectional view showing a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the scroll compressor 1 is configured by accommodating a compression mechanism 3, a motor 4, and the like in a sealed container (case) 2.
前記圧縮機構部3では、フレーム5に固定された固定スクロール7に、旋回スクロール8が噛み合わされて、圧縮室13が形成され、前記モータ部4の回転により、クランクシャフト(回転軸)10を介して、前記旋回スクロール8を旋回運動させることにより、前記圧縮室13の容積を減少させて圧縮動作を行う。 In the compression mechanism 3, a fixed scroll 7 fixed to a frame 5 is meshed with an orbiting scroll 8 to form a compression chamber 13. Rotation of the motor 4 causes the orbiting scroll 8 to orbit via a crankshaft (rotating shaft) 10, thereby reducing the volume of the compression chamber 13 and performing a compression operation.
この圧縮動作に伴い、作動流体が吸込ポート14から吸込室20(図2も参照)へ吸込まれ、吸込まれた作動流体は圧縮室13での圧縮行程を経て、吐出ポート15から吐出空間16を構成している第1の吐出空間16aに吐出される。その後、この第1の吐出空間16aと連通している密閉容器2内上部の吐出空間16である第2の吐出空間16bを通り、吐出パイプ6から密閉容器2外に吐出されるように構成されている。 As this compression occurs, working fluid is drawn into the suction chamber 20 (see also Figure 2) from the suction port 14, undergoes a compression stroke in the compression chamber 13, and is then discharged from the discharge port 15 into the first discharge space 16a that constitutes the discharge space 16. The fluid then passes through the second discharge space 16b, which is the upper discharge space 16 inside the sealed container 2 and is connected to the first discharge space 16a, and is then discharged out of the sealed container 2 from the discharge pipe 6.
前記固定スクロール7は、円板状の台板7a、この台板7aに立設された渦巻状ラップ(以下、固定ラップ或いは単にラップともいう)7b、前記ラップ7b間の台板7aの表面である歯底(渦巻状摺動面)7c、前記台板7aの外周側に位置し前記ラップ7bを囲むように筒状に設けられた支持部7dを備えている。この支持部7dには鏡板面7eが形成され、この鏡板面7eの高さは前記ラップ7bの先端面である歯先7fの高さとほぼ同じ高さに構成されている。また、前記鏡板面7eは、固定スクロール7の支持部7dが、前記旋回スクロール8の鏡板8aと接する摺動面となっている。 The fixed scroll 7 comprises a disk-shaped base plate 7a, spiral wraps (hereinafter referred to as fixed wraps or simply wraps) 7b erected on the base plate 7a, tooth roots (spiral sliding surfaces) 7c which are the surface of the base plate 7a between the wraps 7b, and a cylindrical support portion 7d located on the outer periphery of the base plate 7a and surrounding the wraps 7b. A mirror plate surface 7e is formed on the support portion 7d, and the height of this mirror plate surface 7e is configured to be approximately the same as the height of the tooth tips 7f which are the tip surfaces of the wraps 7b. The mirror plate surface 7e also serves as the sliding surface where the support portion 7d of the fixed scroll 7 comes into contact with the mirror plate 8a of the orbiting scroll 8.
固定スクロール7は、前記支持部7dをボルト等により前記フレーム5に固定しており、固定スクロール7と一体に結合された前記フレーム5は溶接等の固定手段により前記密閉容器2に固定されている。 The support portion 7d of the fixed scroll 7 is fixed to the frame 5 with bolts or the like, and the frame 5, which is integrally joined to the fixed scroll 7, is fixed to the sealed container 2 by a fixing means such as welding.
前記旋回スクロール8は、前記固定スクロール7に対向して配置され、固定スクロール7の渦巻状ラップ7bと旋回スクロール8の渦巻状ラップ(以下、旋回ラップ或いは単にラップともいう)8bとが噛み合わされて、前記フレーム5内に旋回可能に設けられている。この旋回スクロール8は、円板状の鏡板8aの表面である歯底(渦巻状摺動面)8cから立設された前記渦巻状ラップ8b及び前記鏡板8aの背面中央に設けられた旋回ボス部8dを有している。また、前記鏡板8a外周部の前記固定スクロール7と接する表面は、旋回スクロール8の鏡板面8eとなっている。 The orbiting scroll 8 is disposed opposite the fixed scroll 7, and is rotatably mounted within the frame 5 with the spiral wrap 7b of the fixed scroll 7 and the spiral wrap 8b of the orbiting scroll 8 (hereinafter referred to as the orbiting wrap or simply the wrap) meshing together. The orbiting scroll 8 has the spiral wrap 8b erected from the tooth base (spiral sliding surface) 8c, which is the surface of a disc-shaped end plate 8a, and an orbiting boss portion 8d provided in the center of the back surface of the end plate 8a. The surface of the outer periphery of the end plate 8a that comes into contact with the fixed scroll 7 forms the end plate surface 8e of the orbiting scroll 8.
前記旋回スクロール8のラップ8b先端部である歯先8fは前記固定スクロール7の歯底7cと微小すき間をもって相対するように構成されている。同様に、固定スクロール7のラップ7b先端部の歯先7fも前記旋回スクロール8の歯底8cと微小すき間をもって相対するように構成されている。 The tooth tip 8f at the tip of the wrap 8b of the orbiting scroll 8 is configured to face the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7 with a small gap. Similarly, the tooth tip 7f at the tip of the wrap 7b of the fixed scroll 7 is also configured to face the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 with a small gap.
前記圧縮機構部3及びモータ部4等を収容している前記密閉容器2の底部には、潤滑油(以下、冷凍機油や油ともいう)を溜める油溜り25が設けられている。前記モータ部4は回転子4aと固定子4bにより構成され、前記回転子4aには前記クランクシャフト10が一体に固定されている。このクランクシャフト10は前記フレーム5に設けた主軸受5aにより回転自在に支持され、前記固定スクロール7の中心軸線と同軸となっている。 An oil reservoir 25 for storing lubricating oil (hereinafter also referred to as refrigeration oil or oil) is provided at the bottom of the sealed container 2, which houses the compression mechanism 3, motor 4, etc. The motor 4 is composed of a rotor 4a and a stator 4b, and the crankshaft 10 is fixed integrally to the rotor 4a. The crankshaft 10 is rotatably supported by a main bearing 5a provided in the frame 5, and is coaxial with the central axis of the fixed scroll 7.
前記クランクシャフト10の先端には偏心したクランク部10aが設けられており、このクランク部10aは、前記旋回スクロール8の旋回ボス部8dに設けられた旋回軸受8gに挿入され、前記旋回スクロール8はクランクシャフト10の回転に伴い旋回可能に構成されている。 An eccentric crank portion 10a is provided at the tip of the crankshaft 10, and this crank portion 10a is inserted into an orbiting bearing 8g provided on the orbiting boss portion 8d of the orbiting scroll 8, allowing the orbiting scroll 8 to orbit as the crankshaft 10 rotates.
前記旋回スクロール8の中心軸線は、前記固定スクロール7の中心軸線に対して所定距離(旋回半径)だけ偏心した状態と構成されている。また、旋回スクロール8のラップ8bは、固定スクロール7のラップ7bに対し、周方向に所定角度(一般には180度)だけずらして重ね合わせられている。 The central axis of the orbiting scroll 8 is offset by a predetermined distance (orbital radius) from the central axis of the fixed scroll 7. Furthermore, the wrap 8b of the orbiting scroll 8 is overlapped with the wrap 7b of the fixed scroll 7, shifted circumferentially by a predetermined angle (typically 180 degrees).
12は、前記旋回スクロール8を前記固定スクロール7に対して、自転しないように拘束しながら相対的に旋回運動させるためのオルダムリングである。このオルダムリング12は、円環状のリングの上面側に2個のキー(凸部)が対角に配置され、下面側にも2個のキーが上面側のキーと90度ずらして配置されている。上面側のキーは旋回スクロール8に設けたキー溝8hと、下面側のキーはフレーム5に設けたキー溝5bと摺動可能に噛み合っている。 Reference numeral 12 denotes an Oldham ring for orbiting the orbiting scroll 8 relative to the fixed scroll 7 while restraining it from rotating on its axis. This Oldham ring 12 has two keys (protrusions) arranged diagonally on the top surface of the annular ring, and two keys arranged on the bottom surface, offset by 90 degrees from the keys on the top surface. The keys on the top surface slidably engage with key groove 8h provided in the orbiting scroll 8, and the keys on the bottom surface slidably engage with key groove 5b provided in the frame 5.
図2は図1に示す固定スクロール7と旋回スクロール8とが噛み合っている状態を示す図で、図1のII-II方向から見た矢視断面図である。この図2において、旋回スクロール8については、旋回ラップ8bが断面で示され、旋回スクロール8の鏡板8aの外周に相当する部分は二点鎖線(想像線)で示している。 Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Figure 1, showing the fixed scroll 7 and orbiting scroll 8 meshing together. In Figure 2, the orbiting wrap 8b of the orbiting scroll 8 is shown in cross section, and the portion corresponding to the outer periphery of the end plate 8a of the orbiting scroll 8 is shown by a two-dot chain line (imaginary line).
図2に示すように、固定ラップ7bと旋回ラップ8bの間には三日月状の複数の圧縮室13(旋回内線側圧縮室13a、旋回外線側圧縮室13b)が形成され、旋回スクロール8を旋回運動させると、各圧縮室13は中央部の方向に移動するに従い、連続的にその容積が縮小されて圧縮動作が行なわれる。旋回内線側圧縮室13aは旋回ラップ8bの内側に形成される圧縮室であり、旋回外線側圧縮室13bは旋回ラップ8bの外側に形成される圧縮室である。 As shown in Figure 2, multiple crescent-shaped compression chambers 13 (inner orbiting compression chambers 13a, outer orbiting compression chambers 13b) are formed between the fixed wrap 7b and the orbiting wrap 8b. When the orbiting scroll 8 is orbited, the volume of each compression chamber 13 continuously decreases as it moves toward the center, performing a compression operation. The inner orbiting compression chamber 13a is a compression chamber formed inside the orbiting wrap 8b, and the outer orbiting compression chamber 13b is a compression chamber formed outside the orbiting wrap 8b.
20は吸込室で、流体を吸入している途中の空間である。この吸込室20は、旋回スクロール8の旋回運動の位相が進んで、流体の閉じ込みを完了した時点から圧縮室13となる。 20 is the suction chamber, which is the space in the process of sucking in fluid. This suction chamber 20 becomes the compression chamber 13 when the phase of the orbiting motion of the orbiting scroll 8 advances and the fluid is completely trapped inside.
前記吸込ポート14は、図1、図2に示すように、固定スクロール7に設けられている。この吸込ポート14は、吸込室20と連通するように、固定スクロール7の台板7aの外周側に穿設されている。
前記吐出ポート15は、最内周側の圧縮室13と連通するように、前記固定スクロール7の台板7aの渦巻中心付近に穿設されている。
1 and 2, the suction port 14 is provided in the fixed scroll 7. The suction port 14 is bored on the outer periphery of the base plate 7a of the fixed scroll 7 so as to communicate with the suction chamber 20.
The discharge port 15 is bored near the center of the scroll of the base plate 7 a of the fixed scroll 7 so as to communicate with the compression chamber 13 on the innermost periphery side.
図1に示すモータ部4によりクランクシャフト10を回転させると、旋回スクロール8は、固定スクロール7の中心軸線を中心に、所定の旋回半径をもって旋回運動する。これにより、吸込ポート14から吸込まれた作動流体、例えば冷凍サイクルを循環する冷媒ガスを各圧縮室13内で順次圧縮し、圧縮された作動流体は吐出ポート15から第1の吐出空間16aに吐出され、その後第2の吐出空間16bに流れて吐出パイプ6から、圧縮機外の例えば冷凍サイクルに供給される。 When the crankshaft 10 is rotated by the motor unit 4 shown in Figure 1, the orbiting scroll 8 orbits with a predetermined orbital radius around the central axis of the fixed scroll 7. As a result, the working fluid drawn in through the suction port 14, such as refrigerant gas circulating through the refrigeration cycle, is compressed sequentially within each compression chamber 13, and the compressed working fluid is discharged from the discharge port 15 into the first discharge space 16a, then flows into the second discharge space 16b and is supplied from the discharge pipe 6 to an external device, such as a refrigeration cycle.
前記主軸受5aや前記旋回軸受8g等の各摺動部への給油は差圧給油構造によりなされる。即ち、密閉容器2内は吐出圧力となっており、密閉容器2底部の油溜り25も吐出圧力となっている。前記差圧給油構造は、油溜り25の高圧下の油を、背圧室の圧力(吐出圧力と吸込圧力との間の圧力)との圧力差を利用して汲み上げる構造である。従って、油溜り25の潤滑油は圧力差により、クランクシャフト10下部に設けた潤滑油吸込口10cから吸い込まれ、クランクシャフト10内に軸方向に形成されている貫通穴(給油穴)10bを通って、クランクシャフト10の上部へ送られる。 Oil is supplied to each sliding part, such as the main bearing 5a and the slewing bearing 8g, using a differential pressure oil supply structure. This means that the interior of the sealed container 2 is at discharge pressure, and the oil reservoir 25 at the bottom of the sealed container 2 is also at discharge pressure. The differential pressure oil supply structure uses the pressure difference between the high-pressure oil in the oil reservoir 25 and the pressure in the back pressure chamber (the pressure between the discharge pressure and the suction pressure). Therefore, due to the pressure difference, the lubricating oil in the oil reservoir 25 is sucked through the lubricating oil suction port 10c located at the bottom of the crankshaft 10, and is sent to the top of the crankshaft 10 through a through-hole (oil supply hole) 10b formed axially in the crankshaft 10.
前記潤滑油は、前記貫通穴10bを流れる途中で、その一部がクランクシャフト10に形成されている横穴10dを介して、クランクシャフト10の下部を支持している副軸受23に供給される。副軸受23を潤滑した油は、その後密閉容器2底部の油溜り25に戻される。前記貫通穴10bを流れるその他の大部分の潤滑油は、クランクシャフト10に設けた横穴10eを介して主軸受5aに流入するとともに、クランクシャフト10の上部空間24を通って旋回軸受8gに流入し、これらの摺動部を潤滑する。その後、主軸受5a及び旋回軸受8gの各軸受部の微小すき間を通る際に油の流れが絞られ、減圧膨張して背圧室18へ流入する。 As the lubricating oil flows through the through-hole 10b, a portion of it is supplied to the auxiliary bearing 23 supporting the lower part of the crankshaft 10 via a horizontal hole 10d formed in the crankshaft 10. After lubricating the auxiliary bearing 23, the oil is then returned to the oil reservoir 25 at the bottom of the sealed container 2. The remaining majority of the lubricating oil flowing through the through-hole 10b flows into the main bearing 5a via a horizontal hole 10e formed in the crankshaft 10 and into the slewing bearing 8g through the upper space 24 of the crankshaft 10, lubricating these sliding parts. The oil then is throttled as it passes through the tiny gaps between the main bearing 5a and the slewing bearing 8g, decompressing and expanding, before flowing into the backpressure chamber 18.
背圧室18に流入した潤滑油は、前記吸込室20や前記圧縮室13に流入するように構成されており、前記渦巻状ラップ7b,8bのラップ摺動面やラップ先端すき間などを潤滑すると共に、圧縮室13間などのシールにも利用される。その後、前記潤滑油は冷媒ガスと共に吐出ポート15から第1の吐出空間16aに吐出される。その際、潤滑油と冷媒ガスは、第1の吐出空間16aを形成している吐出カバー26に衝突して、油と冷媒ガスは分離しつつ、横向きに流れの方向を変えて第2の吐出空間16bに流入する。第2の吐出空間16bに流入した冷媒ガスはその後吐出パイプ6から冷凍サイクル等に吐出され、潤滑油は前記固定スクロール7の外周と前記フレーム5の外周に形成されている通路(図示せず)を通って、モータ室27を経由して圧縮機底部の油溜り25に戻る。 The lubricating oil that flows into the back pressure chamber 18 flows into the suction chamber 20 and the compression chamber 13, lubricating the sliding surfaces and gaps between the spiral wraps 7b and 8b, as well as between the compression chambers 13. The lubricating oil is then discharged together with the refrigerant gas from the discharge port 15 into the first discharge space 16a. The lubricating oil and refrigerant gas collide with the discharge cover 26 that defines the first discharge space 16a, separating the oil and refrigerant gas, before changing direction and flowing laterally into the second discharge space 16b. The refrigerant gas that flows into the second discharge space 16b is then discharged from the discharge pipe 6 to the refrigeration cycle, etc., while the lubricating oil returns to the oil sump 25 at the bottom of the compressor via a passage (not shown) formed on the outer periphery of the fixed scroll 7 and the outer periphery of the frame 5, via the motor chamber 27, and so on.
次に、前記背圧室18の機能について説明する。スクロール圧縮機1では、その圧縮作用により、固定スクロール7と旋回スクロール8を互いに引離そうとする軸方向の力(引き離し力)が発生する。この軸方向の力により、前記両スクロールが引き離される、いわゆる旋回スクロール8の離脱現象が発生すると、圧縮室13の密閉性が悪化し、スクロール圧縮機1の効率を低下させる。 Next, the function of the back pressure chamber 18 will be explained. In the scroll compressor 1, the compression action generates an axial force (separation force) that tries to separate the fixed scroll 7 and the orbiting scroll 8 from each other. When this axial force causes the two scrolls to separate, a phenomenon known as orbiting scroll 8 separation, the sealing of the compression chamber 13 deteriorates, reducing the efficiency of the scroll compressor 1.
そこで、旋回スクロール8の鏡板8aの背面側に、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力(中間圧力)となる前記背圧室18を設け、この背圧室18の圧力(背圧)により、前記引き離し力を打ち消すと共に、旋回スクロール8を固定スクロール7に押し付けるようにしている。このときの押し付け力が大きすぎると、旋回スクロール8の鏡板面8eと固定スクロール7の鏡板面7eとの摺動損失が増大し、スクロール圧縮機1の効率が低下する。 Therefore, the back pressure chamber 18, which has a pressure (intermediate pressure) between the discharge pressure and the suction pressure, is provided on the back side of the end plate 8a of the orbiting scroll 8. The pressure (back pressure) in this back pressure chamber 18 cancels out the separating force and presses the orbiting scroll 8 against the fixed scroll 7. If the pressing force is too large, the sliding loss between the end plate surface 8e of the orbiting scroll 8 and the end plate surface 7e of the fixed scroll 7 increases, reducing the efficiency of the scroll compressor 1.
即ち、前記背圧には最適な値が存在し、小さすぎると圧縮室の密閉性が悪化して熱流体損失が増大し、大きすぎると摺動損失が増大する。従って、背圧を最適な値に維持することが、圧縮機の高性能化、高信頼性化において重要である。 In other words, there is an optimal value for the back pressure; if it is too low, the compression chamber will not seal well and thermal fluid loss will increase, while if it is too high, sliding loss will increase. Therefore, maintaining the back pressure at an optimal value is important for improving the performance and reliability of the compressor.
この最適な背圧値を得るため、本実施例のスクロール圧縮機では、図1に示すように、前記背圧室18の背圧を調整するための背圧弁31が前記固定スクロール7の支持部7dに備えられている。 To obtain this optimal back pressure value, the scroll compressor of this embodiment is provided with a back pressure valve 31 in the support portion 7d of the fixed scroll 7 to adjust the back pressure in the back pressure chamber 18, as shown in Figure 1.
次に、図3を用いて、前記背圧弁31周辺の構成を説明する。図3は図1に示すスクロール圧縮機における背圧弁31の周辺を拡大して示す一部断面図である。
背圧弁31の周辺は、前記背圧室18と前記背圧弁31を連通する背圧弁流入路(背圧室18と通じている空間)32a、前記背圧弁31と前記圧縮室13を連通する背圧弁流出路(圧縮室13に通じている空間)32c、及び前記背圧弁31を収容している空間32bにより構成されている。前記背圧弁31は、前記背圧弁流入路32aと前記背圧弁流出路32cを仕切るようにバルブ31aを備えている。このバルブ31aは、ストッパ31cに固定されたばね31bにより、前記背圧弁流入路32aの開口部に押付けられるように設けられている。
Next, the configuration of the periphery of the back pressure valve 31 will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a partial cross-sectional view showing an enlarged view of the periphery of the back pressure valve 31 in the scroll compressor shown in Fig. 1.
The periphery of the back pressure valve 31 is made up of a back pressure valve inlet passage (space communicating with the back pressure chamber 18) 32a that connects the back pressure chamber 18 and the back pressure valve 31, a back pressure valve outlet passage (space communicating with the compression chamber 13) 32c that connects the back pressure valve 31 and the compression chamber 13, and a space 32b that houses the back pressure valve 31. The back pressure valve 31 is provided with a valve 31a that separates the back pressure valve inlet passage 32a from the back pressure valve outlet passage 32c. The valve 31a is arranged so as to be pressed against the opening of the back pressure valve inlet passage 32a by a spring 31b fixed to a stopper 31c.
前記バルブ31aは、前記背圧弁流入路32a内の圧力(即ち背圧室18の圧力である背圧)による荷重が、前記背圧弁流出路32cを介して導入される前記空間32b内の圧力(即ち圧縮室の圧力)と、前記ばね31bとの合計による荷重よりも高くなった場合に、上方へ移動して、前記背圧弁流入路32aと前記背圧弁流出路32cとを連通させる。つまり、前記背圧弁31は、背圧室18内の圧力がある値よりも高くなった場合に、背圧室18内の流体を前記圧縮室13側に逃がし、前記背圧室18の圧力(背圧)を適正値に調整するものである。 When the load due to the pressure in the back pressure valve inlet passage 32a (i.e., the back pressure, which is the pressure in the back pressure chamber 18) exceeds the combined load of the pressure in the space 32b (i.e., the pressure in the compression chamber) introduced via the back pressure valve outlet passage 32c and the spring 31b, the valve 31a moves upward to connect the back pressure valve inlet passage 32a and the back pressure valve outlet passage 32c. In other words, when the pressure in the back pressure chamber 18 exceeds a certain value, the back pressure valve 31 releases the fluid in the back pressure chamber 18 toward the compression chamber 13, thereby adjusting the pressure (back pressure) in the back pressure chamber 18 to an appropriate value.
以上、スクロール圧縮機1の基本的な構成について説明したが、次に本実施例において重要な構成となる固定スクロール7の歯底7cまたは歯先7fと、旋回スクロール8の歯底8cまたは歯先8fとの軸方向すき間について説明する。前記軸方向すき間とは、固定スクロール7のラップ7bの歯先7fと、旋回スクロール8の歯底(渦巻状摺動面)8cとの微小すき間、または固定スクロール7の歯底(渦巻状摺動面)7cと旋回スクロール8のラップ8bの歯先8fとの微小すき間のことである。 The basic configuration of the scroll compressor 1 has been explained above. Next, we will explain the axial clearance between the tooth bottom 7c or tooth tip 7f of the fixed scroll 7 and the tooth bottom 8c or tooth tip 8f of the orbiting scroll 8, which is an important component of this embodiment. The axial clearance refers to the minute clearance between the tooth tip 7f of the wrap 7b of the fixed scroll 7 and the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c of the orbiting scroll 8, or the minute clearance between the tooth bottom (spiral sliding surface) 7c of the fixed scroll 7 and the tooth tip 8f of the wrap 8b of the orbiting scroll 8.
この軸方向すき間は、小さすぎるとラップ先端部(歯先7f,8f)での摺動損失が増大したり、ラップ先端部と歯底(渦巻状摺動面)7c,8cが接触して摩耗やカジリが発生し、信頼性が低下する。また、前記軸方向すき間が大きすぎると、圧縮室13の密閉性が低下して漏れが増え、熱流体損失が増大してスクロール圧縮機1の効率が低下する。従って、背圧室18の圧力(背圧)を適正値に調整することと同様に、前記軸方向すき間についても最適な値に維持することが、スクロール圧縮機1の高性能化、高信頼性化において重要となる。 If this axial clearance is too small, sliding loss at the wrap tips (tooth tips 7f, 8f) increases, and the wrap tips come into contact with the tooth bases (spiral sliding surfaces) 7c, 8c, causing wear and galling, reducing reliability. Furthermore, if the axial clearance is too large, the sealing of the compression chamber 13 decreases, increasing leakage, increasing thermal fluid loss, and reducing the efficiency of the scroll compressor 1. Therefore, just as adjusting the pressure (back pressure) in the back pressure chamber 18 to an appropriate value, maintaining the axial clearance at an optimal value is important for improving the performance and reliability of the scroll compressor 1.
スクロール圧縮機1は、図2に示す吸込ポート14から冷媒ガスを吸い込み、三日月状の圧縮室13で順次圧縮して、吐出ポート15から圧縮された冷媒ガスを吐出する。冷媒ガスは、圧縮されるにつれてその温度が上昇する。従って、固定ラップ7bや旋回ラップ8bも、吸込ポート14に近い外周部よりも、吐出ポート15に近い中央部ほど温度が高くなる。このため、温度が高いラップ中央部側では、外周部側より熱膨張が大きくなり、ラップの高さが熱膨張によって高くなる。例えば、固定ラップ7bのラップ中央部側のラップ高さが高くなると、相対する旋回スクロール8の歯底8cとの前記軸方向すき間がなくなり、摺動損失の増大や、接触による摩耗やカジリの発生により信頼性が低下する。旋回ラップ8bのラップ歯先と、相対する固定スクロール7の歯底7cについても同様である。 The scroll compressor 1 draws refrigerant gas through the suction port 14 shown in Figure 2, compresses it sequentially in the crescent-shaped compression chambers 13, and discharges the compressed refrigerant gas from the discharge port 15. As the refrigerant gas is compressed, its temperature increases. Therefore, the temperature of the fixed wrap 7b and orbiting wrap 8b is higher in the central portion near the discharge port 15 than in the peripheral portion near the suction port 14. As a result, the higher-temperature central portion of the wrap experiences greater thermal expansion than the peripheral portion, increasing the wrap height due to thermal expansion. For example, if the wrap height of the central portion of the fixed wrap 7b increases, the axial clearance between the tooth root 8c of the opposing orbiting scroll 8 disappears, resulting in increased sliding loss and reduced reliability due to wear and galling caused by contact. The same is true for the wrap tooth tips of the orbiting wrap 8b and the tooth root 7c of the opposing fixed scroll 7.
この課題を解決するため、図4に示すように、旋回スクロール8の歯底(渦巻状摺動面)8cを、ラップ外周部側からラップ中央部側に向かって深さが単調に深くなるように掘り込むスロープ形状として、固定ラップ7bの歯先7fと旋回スクロール8の歯底8cとの接触を回避することが考えられている。なお図4は、旋回スクロールにおける歯底形状(歯底掘り込み形状)を模式的に示す展開図で、本実施例1に対する比較例であり、旋回ラップ8bの渦巻形状に沿って歯底の深さを示した展開図である。また、横軸の左側が旋回ラップ8b外周部側、右側が旋回ラップ8bの中央部側を示している。 To solve this problem, as shown in Figure 4, it has been considered to design the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c of the orbiting scroll 8 as a sloped shape that steadily deepens from the wrap outer periphery toward the wrap center, thereby avoiding contact between the tooth tip 7f of the fixed wrap 7b and the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8. Note that Figure 4 is a development that schematically shows the tooth bottom shape (tooth bottom recessed shape) of the orbiting scroll, and is a comparative example to Example 1, showing the depth of the tooth bottom along the spiral shape of the orbiting wrap 8b. The left side of the horizontal axis indicates the outer periphery of the orbiting wrap 8b, and the right side indicates the center of the orbiting wrap 8b.
図中の40は、スクロール圧縮機1を運転していないとき、即ち熱膨張していないときの固定スクロール7のラップ7bの歯先7fと旋回スクロール8の鏡板8aに形成している歯底8cとの軸方向すき間を表している。スクロール圧縮機1の運転時に旋回ラップ8bが熱膨張した際に、この軸方向すき間40がほぼゼロとなるように、旋回スクロール8の渦巻状ラップ間に形成された歯底(渦巻状摺動面)8cのスロープ形状を決定している。 In the figure, 40 represents the axial gap between the tooth tip 7f of the wrap 7b of the fixed scroll 7 and the tooth bottom 8c formed on the end plate 8a of the orbiting scroll 8 when the scroll compressor 1 is not operating, i.e., when there is no thermal expansion. The slope shape of the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c formed between the spiral wraps of the orbiting scroll 8 is determined so that this axial gap 40 becomes almost zero when the orbiting wrap 8b thermally expands during operation of the scroll compressor 1.
なお、ここでは旋回スクロール8の歯底形状について説明したが、固定スクロール7の歯底(渦巻状摺動面)7cを、ラップ外周部側からラップ中央部側に向かって深さが単調に深くなるように掘り込むスロープ形状としても、前記軸方向すき間40を同様に形成することができる。また、ラップの歯底7cや8cではなく、渦巻状ラップ7bまたは8bの歯先7fまたは8f側に、前記スロープ形状を設けて前記軸方向すき間40を構成することもできる。 While the tooth bottom shape of the orbiting scroll 8 has been described above, the axial gap 40 can also be formed by sloping the tooth bottom (spiral sliding surface) 7c of the fixed scroll 7 so that the depth monotonically increases from the wrap outer periphery toward the wrap center. Furthermore, the axial gap 40 can also be formed by providing the sloped shape on the tooth tip 7f or 8f side of the spiral wrap 7b or 8b, rather than on the wrap tooth bottom 7c or 8c.
図4で説明したように、ラップの熱膨張のみを考えた場合には、例えば旋回スクロール8の歯底(渦巻状摺動面)8cを、ラップ外周部側からラップ中央部側に向かって深さが単調に深くなるスロープ形状に形成すれば、固定ラップ7bの歯先7fと旋回スクロール8の歯底8cとの接触を回避することができる。 As explained in Figure 4, if only thermal expansion of the wrap is considered, for example, if the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c of the orbiting scroll 8 is formed in a sloped shape that monotonically deepens from the outer periphery of the wrap toward the center of the wrap, contact between the tooth tip 7f of the fixed wrap 7b and the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 can be avoided.
しかし、実際には、旋回スクロール8に作用する圧力によっても鏡板8aが変形する。このため、歯底を単調なスロープ形状に掘り込むだけでは、作用する圧力によって局所的に軸方向すき間が縮小して摺動損失が増大したり、軸方向すき間が拡大して熱流体損失が増大する。 However, in reality, the end plate 8a is also deformed by the pressure acting on the orbiting scroll 8. Therefore, simply carving the tooth bottom into a monotonous slope shape will either locally reduce the axial clearance due to the acting pressure, increasing sliding loss, or expand the axial clearance, increasing thermal fluid loss.
ここで、図5、図6を用いて、旋回スクロール8に作用する圧力を説明する。図5は旋回スクロール8に作用する圧力分布を説明する模式図、図6は旋回スクロール8の鏡板8aの変形状態を説明する斜視図である。
図5に示すように、旋回スクロール8は、その背面側における旋回軸受8gより内側の領域には吐出圧力Pdが作用しており、前記旋回軸受8gよりも外側の領域は背圧室18であるため、背圧(吐出圧力と吸込圧力の間の圧力)Pbが作用している。これらの圧力による合力が旋回スクロール8の押し上げ力となる。旋回スクロール8の上面側における鏡板8aの最外周部は、背圧室18に臨んでいるため背圧Pbが作用しており、そこから少し内周側にある吸込室20または圧縮室13(図1、図2参照)にいくに従い、一旦圧力が吸込圧力Psまたは圧縮途中の圧縮室13内圧力まで低下する。さらに内周側では圧縮が進んだ圧縮室13となるため圧力は上昇し、吐出ポート15のある中央部では吐出圧力Pdとなる。これらの圧力による合力が旋回スクロール8の押し下げ力となる。前記押し上げ力から前記押し下げ力を引いた力が、旋回スクロール8を固定スクロール7に押し付ける押付力となる。
5 and 6, the pressure acting on the orbiting scroll 8 will be described. Fig. 5 is a schematic diagram illustrating the pressure distribution acting on the orbiting scroll 8, and Fig. 6 is a perspective view illustrating the deformation state of the end plate 8a of the orbiting scroll 8.
As shown in FIG. 5 , discharge pressure Pd acts on the area inside the orbiting bearing 8g on the back side of the orbiting scroll 8, while back pressure Pb (a pressure between the discharge pressure and the suction pressure) acts on the area outside the orbiting bearing 8g, which is the back pressure chamber 18. The resultant force of these pressures serves as a force pushing up the orbiting scroll 8. The outermost periphery of the end plate 8a on the top side of the orbiting scroll 8 faces the back pressure chamber 18, so back pressure Pb acts thereon. As the pressure moves from there toward the suction chamber 20 or the compression chamber 13 (see FIGS. 1 and 2 ), which are located slightly inward, the pressure temporarily drops to suction pressure Ps or the pressure inside the compression chamber 13 in the middle of compression. Further inward, the compression chamber 13 becomes a compression chamber 13 where compression has progressed, so the pressure rises, eventually reaching discharge pressure Pd at the center where the discharge port 15 is located. The resultant force of these pressures serves as a force pushing down the orbiting scroll 8. The force obtained by subtracting the downward force from the upward force becomes the pressing force that presses the orbiting scroll 8 against the fixed scroll 7 .
旋回スクロール8にこれらの圧力が作用した場合、鏡板8aにおいて、上面に吸込圧力Psが、背面に背圧Pbが作用している領域では、荷重が下から上へ作用するため、図6に示すように、ラップ8bの外周部側が上方へ、ラップ8bの中央部側が下方へ撓んだ凹形状に変形する。このような変形だけであれば、図4を用いて説明したように、熱膨張に対応した歯底形状のように、ラップ8bの中央部側にいくに従い、歯底8c等を単調に深く掘り込んだスロープ形状とすれば良い。 When these pressures act on the orbiting scroll 8, in the region of the end plate 8a where suction pressure Ps acts on the upper surface and back pressure Pb acts on the back surface, the load acts from bottom to top, causing the outer periphery of the wrap 8b to bend upward and the center of the wrap 8b to bend downward, forming a concave shape, as shown in Figure 6. If this type of deformation is the only problem, then it is sufficient to make the tooth bottom 8c etc. a sloped shape that is monotonically dug deeper toward the center of the wrap 8b, similar to the tooth bottom shape that accommodates thermal expansion, as explained using Figure 4.
しかし、一般的に旋回スクロール8の背面には、図7に示すようにオルダムリング12のキー部(凸部)を取り付けるためのキー溝(ザグリ長穴)8hが設けられているが、このキー溝8hによる旋回スクロール8の変形については考慮されていない。 However, while a key groove (slotted counterbore) 8h is typically provided on the back surface of the orbiting scroll 8 for attaching the key portion (protrusion) of the Oldham ring 12, as shown in Figure 7, no consideration is given to deformation of the orbiting scroll 8 due to this key groove 8h.
次に、図7~図9を用いて本発明のスクロール圧縮機の実施例1の構成を説明する。図7は旋回スクロールの背面の形状を説明する背面斜視図、図8は本発明のスクロール圧縮機の実施例1における固定スクロールの歯先形状と旋回スクロールの歯底形状(歯底掘り込み形状)を模式的に示す展開図、図9は旋回スクロールに設けた凸部の形成範囲を説明する平面図である。 Next, the configuration of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention will be described using Figures 7 to 9. Figure 7 is a rear perspective view illustrating the shape of the rear surface of the orbiting scroll, Figure 8 is a development diagram that schematically illustrates the tooth tip shape of the fixed scroll and the tooth bottom shape (tooth bottom recessed shape) of the orbiting scroll in a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention, and Figure 9 is a plan view illustrating the range in which the convex portions provided on the orbiting scroll are formed.
上述したように、旋回スクロール8が熱膨張したり、図5、6で説明した圧力が作用することによる変形に対しては、例えば図4を用いて説明したように、ラップ8bの中央部側にいくに従い、歯底8cを単調に深く掘り込んだスロープ形状とすれば良い。しかし実際には、旋回スクロール8の背面に設けられているキー溝8hにより旋回スクロール8が変形する。 As mentioned above, to counter deformation caused by thermal expansion of the orbiting scroll 8 or the pressure described in Figures 5 and 6, the tooth bottom 8c can be made to have a sloped shape that steadily deepens toward the center of the wrap 8b, as described using Figure 4, for example. However, in reality, the orbiting scroll 8 is deformed by the key groove 8h provided on the back surface of the orbiting scroll 8.
即ち、前記キー溝8hが設けられた箇所は、鏡板8aの板厚が薄くなるため剛性が低くなっている。図5,6を用いて説明したように旋回スクロール8の鏡板に作用する圧力により、鏡板8aは図6で説明したように概略凹形状に変形するが、この変形に加えて、前記キー溝8hが設けられている剛性の低い箇所では、図7中に一点鎖線で示したキー溝8hを接続する仮想線41を境にして折れ曲がるように変形する。 In other words, the area where the key grooves 8h are provided has a thinner plate thickness of the end plate 8a, resulting in lower rigidity. As explained using Figures 5 and 6, the pressure acting on the end plate of the orbiting scroll 8 causes the end plate 8a to deform into a roughly concave shape as explained in Figure 6. In addition to this deformation, the area where the key grooves 8h are provided and where rigidity is low also deforms so as to bend at the imaginary line 41 connecting the key grooves 8h, shown by the dashed line in Figure 7.
旋回スクロール8の鏡板8aが折れ曲がると、その折れ曲がった部分(仮想線41の近傍)では、旋回ラップ8bの歯先が固定スクロール7の歯底7cから離れることになり、また固定ラップ7bの歯先は旋回スクロール8の歯底8cから離れることになる。従って、キー溝8hが設けられている部分の反対側に位置する旋回ラップ8bの歯先8fや歯底8cでは、前記軸方向すき間40がより拡がることになる。 When the end plate 8a of the orbiting scroll 8 is bent, the tooth tips of the orbiting wrap 8b move away from the tooth root 7c of the fixed scroll 7 at the bent portion (near the imaginary line 41), and the tooth tips of the fixed wrap 7b also move away from the tooth root 8c of the orbiting scroll 8. Therefore, the axial gap 40 becomes wider at the tooth tips 8f and tooth root 8c of the orbiting wrap 8b located on the opposite side of the portion where the key groove 8h is provided.
この軸方向すき間40が運転中に拡がることを防ぐため、本実施例1では、キー溝8hが設けられている部分の反対側に位置する旋回ラップ8b間の歯底8cの深さを局所的に浅くして、肉盛りを施したような歯底形状としている。 To prevent this axial gap 40 from widening during operation, in this embodiment 1, the depth of the tooth bottom 8c between the orbiting wraps 8b located on the opposite side of the portion where the keyway 8h is provided is locally made shallower, resulting in a tooth bottom shape resembling padding.
具体的には、図8に示すように、キー溝8hがあるため折れ曲がる位置42(図7の仮想線41の位置に対応する位置)での歯底8cの部分で肉盛りが厚くなるように(軸方向すき間40が縮小するように)、歯底8cに凸部(肉盛り部)50を形成している。図8に示す折れ曲がる位置42で鏡板8aは最も大きく折れ曲がるため、この折れ曲がる位置42で前記凸部50の高さが最も高く(肉盛りが最も厚く)なるように形成し、前記折れ曲がる位置42から遠ざかるにしたがって前記凸部50の高さが低く(肉盛り量を少なく)なるように形成している。 Specifically, as shown in Figure 8, a protrusion (padded portion) 50 is formed on the tooth bottom 8c at bending position 42 (the position corresponding to the position of imaginary line 41 in Figure 7) where the key groove 8h is located, so that the padding is thick (so that the axial gap 40 is reduced) at the tooth bottom 8c. Because the head plate 8a bends most significantly at bending position 42 shown in Figure 8, the protrusion 50 is formed to be highest (thickest padded portion) at this bending position 42, and is formed so that the height of the protrusion 50 decreases (the amount of padded portion decreases) as it moves away from bending position 42.
次に、図8及び図9を用いて、前記凸部50の好ましい形状について説明する。
図8に示すように、本実施例においては、キー溝8hにより折れ曲がる位置42(図7の仮想線41に対応する位置で、以下単に位置ともいう)に対応する歯底8cの部分付近に前記凸部50を設けている。折れ曲がる位置42で鏡板8aは最も大きく折れ曲がるため、この位置42での凸部50の高さが最も高い頂点となるように形成され、この頂点位置から歯底(渦巻状摺動面)8cに沿って遠ざかるにしたがって凸部50の高さが次第に減少するような斜面50a,50b,50c,50dに形成されている。
Next, a preferred shape of the protrusion 50 will be described with reference to FIGS.
As shown in Figure 8, in this embodiment, the convex portion 50 is provided near a portion of the tooth bottom 8c corresponding to bending position 42 (a position corresponding to imaginary line 41 in Figure 7, hereinafter simply referred to as "position") caused by the key groove 8h. Since the end plate 8a bends most greatly at bending position 42, the convex portion 50 is formed so that its height at this position 42 is the highest peak, and the height of the convex portion 50 is gradually reduced as it moves away from this peak position along the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c, forming slopes 50a, 50b, 50c, and 50d.
即ち、前記凸部50は、その中心を頂点とする複数の斜面50a,50b,50c,50dにより構成されている。また、本実施例では、前記中心から外周部側に向かう斜面50a,50cの勾配より、前記中心から中央部側に向かう斜面50b,50dの勾配の方が大きくなるように構成している。更に、前記凸部50の中心は、前記キー溝8hの溝幅方向の中心線上、即ち前記仮想線41上に存在するように構成されている。 That is, the protrusion 50 is composed of multiple slopes 50a, 50b, 50c, and 50d with its center as its apex. In this embodiment, the slopes of the slopes 50b and 50d extending from the center toward the central portion are greater than the slopes of the slopes 50a and 50c extending from the center toward the outer periphery. Furthermore, the center of the protrusion 50 is configured to be located on the centerline of the key groove 8h in the groove width direction, i.e., on the imaginary line 41.
前記キー溝8hは、旋回スクロール8の鏡板8aの略中心に関して互いに反対側の位置となるように二つ設けられているので、前記凸部50は、二つの前記キー溝8hの位置に対応する歯底(渦巻状摺動面)8cの部分(または前記渦巻状ラップの歯先の部分)にそれぞれ設けられている。即ち、前記凸部50は、二つの前記キー溝8hを結ぶ仮想線41と前記歯底(渦巻状摺動面)8cとの交点を基準とした場合、該基準となる部分の前記歯底(渦巻状摺動面)8c(または前記基準に対応する前記渦巻状ラップ8bの歯先8f)に設けられ、該凸部50は、前記基準よりも外周部側に向かう傾斜の勾配より、前記基準から中央部側に向かう傾斜の勾配の方を大きく構成している。なお、前記基準は前述した折れ曲がる位置42に対応している。 Two keyways 8h are provided, positioned on opposite sides of the approximate center of the end plate 8a of the orbiting scroll 8. Therefore, the convex portions 50 are provided on the tooth bottoms (spiral sliding surfaces) 8c (or the tooth tips of the spiral wraps) corresponding to the positions of the two keyways 8h. In other words, when the intersection of the imaginary line 41 connecting the two keyways 8h and the tooth bottoms (spiral sliding surfaces) 8c is used as a reference point, the convex portions 50 are provided on the tooth bottoms (spiral sliding surfaces) 8c (or the tooth tips 8f of the spiral wraps 8b corresponding to the reference point) at the reference point. The convex portions 50 are configured so that the gradient of the inclination from the reference point toward the center is greater than the gradient of the inclination from the reference point toward the outer periphery. The reference point corresponds to the bending position 42 described above.
図9は旋回スクロール8の歯底8cに設けられている前記凸部50の形成範囲を示している。この図9に示すように、前記凸部50は、歯底(渦巻状摺動面)8cにおける領域51a,51b,51c,51dの位置に形成されている。ここで、前記領域51a,51b,51c,51dは、それぞれ前述した斜面50a,50b,50c,50dにそれぞれ対応している。即ち、旋回スクロール8を上から見た場合、本実施例では図9に示す領域51a,51b,51c,51dの範囲に凸部50が形成されている。また、二つの前記キー溝8hに対応して設けられている二つの凸部50のうち、外周部側の凸部は領域51aと51bに示す範囲に設けられ、中央部側の凸部は領域51cと51dに示す範囲に設けられており、二つの凸部50のそれぞれの頂点は折れ曲がる位置42の部分となるように形成されている。 Figure 9 shows the range of the protrusions 50 formed on the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8. As shown in Figure 9, the protrusions 50 are formed in regions 51a, 51b, 51c, and 51d on the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c. Here, regions 51a, 51b, 51c, and 51d correspond to the aforementioned inclined surfaces 50a, 50b, 50c, and 50d, respectively. That is, when the orbiting scroll 8 is viewed from above, in this embodiment, the protrusions 50 are formed in the ranges of regions 51a, 51b, 51c, and 51d shown in Figure 9. Of the two protrusions 50 provided corresponding to the two keyways 8h, the outer peripheral protrusion is provided in the ranges shown in regions 51a and 51b, while the central protrusion is provided in the ranges shown in regions 51c and 51d. The vertices of the two protrusions 50 are formed to coincide with the bending position 42.
なお、図9に示す凸部50の形成範囲は一例であり、本実施例では、領域51a~51dのいずれも、折れ曲がる位置42から90度の範囲で形成している。このため、最も外周部側に位置する領域51aの斜面50aの長さが最も長く、最も中央部側に位置する領域51dの斜面の長さが最も短くなっている。 Note that the formation range of the convex portion 50 shown in Figure 9 is an example; in this embodiment, all of the regions 51a to 51d are formed within a 90-degree range from the bending position 42. As a result, the length of the slope 50a in region 51a, which is located closest to the periphery, is the longest, and the length of the slope in region 51d, which is located closest to the center, is the shortest.
なお、凸部50を形成している各領域51a~51dの範囲は90度に限定されるものではなく、例えば折れ曲がる位置42から45度の範囲としても良い。各領域51a~51dの範囲を45度とした場合でも、鏡板8aが最も大きく折れ曲がる位置42での軸方向すき間40が小さくなるように構成することは可能である。即ち、二つの前記キー溝8hを結ぶ仮想線41と前記歯底(渦巻状摺動面)8cとの交点を基準(折れ曲がる位置42に対応)とした場合、該基準となる部分の前記歯底8c(または前記基準に対応する前記渦巻状ラップの歯先)に前記凸部50の頂点が設けられ、前記凸部50は、前記基準から外周部側に向かう斜面50a,50cの長さ及び中央部側に向かう斜面50b,50dの長さは、それぞれ巻角で45~90度の範囲にすると良い。 The range of each region 51a-51d forming the convex portion 50 is not limited to 90 degrees; for example, it may be within a range of 45 degrees from the bending position 42. Even if the range of each region 51a-51d is 45 degrees, it is possible to configure it so that the axial gap 40 at the position 42 where the end plate 8a bends most greatly is small. In other words, if the intersection of the imaginary line 41 connecting the two keyways 8h and the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c is used as a reference (corresponding to the bending position 42), the apex of the convex portion 50 is located at the tooth bottom 8c at the reference portion (or the tooth tip of the spiral wrap corresponding to the reference), and the lengths of the slopes 50a, 50c extending from the reference toward the outer periphery and the lengths of the slopes 50b, 50d extending toward the center should each be within a range of 45-90 degrees in terms of wrap angle.
また、前記凸部50が設けられている部分を除いて、前記歯底(渦巻状摺動面)8cと前記渦巻状ラップ7bの歯先7fとの軸方向すき間40が、熱膨張を考慮して、外周部側から中央部側に向かって次第に大きくなるように、前記歯底8c(または前記渦巻状ラップ7bの歯先7f)は外周部側から中央部側に向かって熱膨張を考慮した基準スロープに沿って形成している。このようにすると、熱膨張も考慮した軸方向すき間とすることができる。 In addition, excluding the portion where the protrusion 50 is provided, the axial gap 40 between the tooth bottom (spiral sliding surface) 8c and the tooth tip 7f of the spiral wrap 7b is gradually increased from the outer periphery toward the center, taking thermal expansion into consideration. The tooth bottom 8c (or the tooth tip 7f of the spiral wrap 7b) is formed along a standard slope that takes thermal expansion into account from the outer periphery toward the center. In this way, the axial gap can be determined with thermal expansion taken into consideration.
なお、前記凸部50の外周部側に向かう端部と中央部側に向かう端部はそれぞれ前記基準スロープ上にあるように構成することが好ましい。また、二つの前記キー溝8hの位置にそれぞれ対応して設けられている二つの凸部50間であって前記二つのキー溝8hを結ぶ仮想線41に直交する前記歯底8c(または前記渦巻状ラップの歯先)の部分も前記基準スロープ上にあるように構成することが好ましい。 It is preferable that the ends of the convex portions 50 facing the outer periphery and the ends facing the center are each configured to be on the reference slope. It is also preferable that the portion of the tooth bottom 8c (or the tooth tip of the spiral wrap) between the two convex portions 50 provided corresponding to the positions of the two keyways 8h and perpendicular to the imaginary line 41 connecting the two keyways 8h is also configured to be on the reference slope.
以上説明したように構成することにより、ラップの熱膨張だけでなく、キー溝8hによる鏡板8aの変形も考慮した軸方向すき間の適正化が可能となり、熱流体損失を更に低減して圧縮機の高効率化を図ることができる。 By configuring as described above, it is possible to optimize the axial clearance, taking into account not only the thermal expansion of the wrap but also the deformation of the end plate 8a due to the key groove 8h, further reducing thermal fluid loss and improving the efficiency of the compressor.
なお図8は旋回スクロール8の歯底8cに前記凸部50を設けることで、旋回スクロール8の歯底8cと固定スクロール7の歯先7fとの軸方向すき間40を適正化する場合について説明したが、前記凸部50を固定スクロール7の歯底7cに設けて軸方向すき間40を適正化するように構成しても同様の効果が得られる。また、前記凸部50を歯底8cまたは7cに設けるのではなく、旋回スクロール8の歯先8f或いは固定スクロール7の歯先7fに設けて前記軸方向すき間40を適正化するように構成しても同様の効果を得ることができる。以下、図10~図12を用いて、凸部50を設ける位置を変えた場合の本発明の変形例について具体的に説明する。 Note that Figure 8 illustrates the case where the protrusion 50 is provided on the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 to optimize the axial gap 40 between the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 and the tooth tip 7f of the fixed scroll 7. However, the same effect can be achieved by providing the protrusion 50 on the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7 to optimize the axial gap 40. Furthermore, the same effect can be achieved by providing the protrusion 50 on the tooth tip 8f of the orbiting scroll 8 or the tooth tip 7f of the fixed scroll 7, rather than on the tooth bottom 8c or 7c, to optimize the axial gap 40. Below, Figures 10 to 12 will be used to specifically explain modified examples of the present invention in which the position of the protrusion 50 is changed.
(変形例1)
図10は本発明の実施例1を説明する図で、固定スクロールの歯底形状と旋回スクロールの歯先形状を模式的に示す展開図である。この図10に示す例では、固定スクロール7の歯底7cを、熱膨張を考慮して、外周部側から中央部側に向かってスロープ形状に次第に深くなるように構成し、この固定スクロール7の歯底7cの位置42付近に凸部50を設けている。他の構成は実施例1と同様である。
(Variation 1)
10 is a diagram for explaining Example 1 of the present invention, and is a development view showing a schematic diagram of the tooth bottom shape of the fixed scroll and the tooth tip shape of the orbiting scroll. In the example shown in Fig. 10, the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7 is configured to gradually become deeper in a slope shape from the outer periphery toward the center in consideration of thermal expansion, and a convex portion 50 is provided near position 42 of the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7. The other configurations are the same as those of Example 1.
このように構成しても、固定スクロール7の歯底7cと旋回スクロール8の歯先8fとの軸方向すき間40を、実施例1と同様に適正化することができる。即ち、ラップの熱膨張だけでなく、キー溝8hによる鏡板8aの変形も考慮した軸方向すき間の適正化が可能となるので、熱流体損失を低減して圧縮機の高効率化を図ることができる。 Even with this configuration, the axial gap 40 between the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7 and the tooth tip 8f of the orbiting scroll 8 can be optimized, just as in Example 1. In other words, it is possible to optimize the axial gap taking into account not only the thermal expansion of the wrap but also the deformation of the end plate 8a due to the key groove 8h, thereby reducing thermal fluid loss and improving the efficiency of the compressor.
なお、図8に示す実施例1と同様に、凸部50を旋回スクロール8の歯底8cにも設けるように構成しても良いし、旋回スクロール8の歯底8cには凸部を設けず、歯底8cをスロープ形状にしなくても良い。 As with Example 1 shown in Figure 8, the convex portion 50 may also be provided on the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8, or the convex portion may not be provided on the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8, and the tooth bottom 8c may not be sloped.
(変形例2)
図11は本発明の変形例2を説明する図で、図10に相当する図である。この図11に示す例では、旋回スクロール8の歯先8fを、熱膨張を考慮して、外周部側から中央部側に向かってスロープ形状に次第に低くなるように構成し、この旋回スクロール8の歯先8fの位置42付近に凸部50を設けたものである。他の構成は実施例1や変形例1と同様である。
(Variation 2)
Fig. 11 is a diagram illustrating a second modified example of the present invention, and corresponds to Fig. 10. In the example shown in Fig. 11, the tooth tips 8f of the orbiting scroll 8 are configured to gradually become lower in a sloped shape from the outer periphery toward the center, taking thermal expansion into consideration, and a protrusion 50 is provided near a position 42 of the tooth tips 8f of the orbiting scroll 8. The other configurations are the same as those of the first embodiment and the first modified example.
このように構成しても、固定スクロール7の歯底7cと旋回スクロール8の歯先8fとの軸方向すき間40を、実施例1と同様に適正化することができ、ラップの熱膨張だけでなくキー溝8hによる鏡板8aの変形も考慮した軸方向すき間の適正化が可能となり、実施例1と同様の効果が得られる。 Even with this configuration, the axial gap 40 between the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7 and the tooth tip 8f of the orbiting scroll 8 can be optimized in the same way as in Example 1, and it is possible to optimize the axial gap taking into account not only the thermal expansion of the wrap but also the deformation of the end plate 8a due to the key groove 8h, thereby achieving the same effects as in Example 1.
なお、旋回スクロール8の歯先8fの形状と同様に、凸部50を、固定スクロール7の歯先7fにも設けるように構成しても良いし、固定スクロール7の歯先7fには凸部を設けず、歯先7fをスロープ形状にしなくても良い。また、図8や図10に示す実施例1や変形例1のように、凸部50を旋回スクロール8の歯底8c或いは固定スクロール7の歯底7cにも設けるように構成しても良い。 Note that, similar to the shape of the tooth tips 8f of the orbiting scroll 8, the convex portions 50 may also be provided on the tooth tips 7f of the fixed scroll 7, or the tooth tips 7f of the fixed scroll 7 may not be provided with convex portions and the tooth tips 7f may not be sloped. Furthermore, as in Example 1 and Variation 1 shown in Figures 8 and 10, the convex portions 50 may also be provided on the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 or the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7.
(変形例3)
図12は本発明の変形例3を説明する図で、図8に相当する図である。この図12に示す例では、固定スクロール7の歯先7fを、熱膨張を考慮して、外周部側から中央部側に向かってスロープ形状に次第に低くなるように構成し、この固定スクロール7の歯先7fの位置42付近に凸部50を設けたものである。他の構成は実施例1や変形例1と同様である。
(Variation 3)
Fig. 12 is a diagram illustrating a third modified example of the present invention, and corresponds to Fig. 8. In the example shown in Fig. 12, the tooth tips 7f of the fixed scroll 7 are configured to gradually become lower in a sloped shape from the outer periphery toward the center, taking thermal expansion into consideration, and a protrusion 50 is provided near a position 42 of the tooth tips 7f of the fixed scroll 7. The other configurations are the same as those of the first embodiment and the first modified example.
このように構成しても、固定スクロール7の歯先7fと旋回スクロール8の歯底8cとの軸方向すき間40を、実施例1と同様に適正化することができ、ラップの熱膨張だけでなくキー溝8hによる鏡板8aの変形も考慮した軸方向すき間の適正化が可能となり、実施例1と同様の効果が得られる。 Even with this configuration, the axial gap 40 between the tooth tip 7f of the fixed scroll 7 and the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 can be optimized in the same way as in Example 1, and it is possible to optimize the axial gap taking into account not only the thermal expansion of the wrap but also the deformation of the end plate 8a due to the key groove 8h, thereby achieving the same effects as in Example 1.
なお、固定スクロール7の歯先7fの形状と同様に、凸部50を、旋回スクロール8の歯先8fにも設けるように構成しても良いし、旋回スクロール8の歯先8fには凸部を設けず、歯先8fをスロープ形状にしなくても良い。また、図8や図10に示す実施例1や変形例1のように、凸部50を旋回スクロール8の歯底8c或いは固定スクロール7の歯底7cにも設けるように構成しても良い。 Note that, similar to the shape of the tooth tip 7f of the fixed scroll 7, the convex portion 50 may also be provided on the tooth tip 8f of the orbiting scroll 8, or the tooth tip 8f of the orbiting scroll 8 may not be provided with a convex portion, and the tooth tip 8f may not be sloped. Furthermore, as in Example 1 and Variation 1 shown in Figures 8 and 10, the convex portion 50 may also be provided on the tooth bottom 8c of the orbiting scroll 8 or the tooth bottom 7c of the fixed scroll 7.
以上説明したように、本発明の実施例1や各変形例のように構成すれば、旋回スクロールのキー溝に対応する部分の旋回スクロールの歯底または歯先、固定スクロールの歯底または歯先の少なくとも何れかの部分に凸部を設けているので、圧縮ガスの圧力によって旋回スクロールの鏡板が変形した場合でも、渦巻状ラップとその相手方となる歯底との間の軸方向すき間を、キー溝による鏡板の変形も考慮して適切に保つことのできるスクロール圧縮機を得ることができる。従って、固定スクロールや旋回スクロールのラップの先端部(歯先)と歯底との摩擦やカジリを抑制することができると共に、ラップの先端部における漏れ損失も低減してスクロール圧縮機の効率を更に向上できるから、高効率のスクロール圧縮機を得ることができる。 As explained above, by configuring the present invention as in Example 1 and each of the modified examples, a convex portion is provided on at least one of the tooth bottoms or tooth tips of the orbiting scroll corresponding to the keyway of the orbiting scroll, and the tooth bottoms or tooth tips of the fixed scroll. Therefore, even if the head plate of the orbiting scroll is deformed by the pressure of the compressed gas, a scroll compressor can be obtained that can appropriately maintain the axial gap between the spiral wrap and its mating tooth bottom, taking into account the deformation of the head plate due to the keyway. Therefore, friction and galling between the tip ends (tooth tips) of the wraps of the fixed scroll and orbiting scroll and the tooth bottoms can be suppressed, and leakage loss at the tip ends of the wraps can be reduced, further improving the efficiency of the scroll compressor, resulting in a highly efficient scroll compressor.
なお、本発明は上述した実施例或いは変形例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例或いは変形例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments or modifications, but includes various other modifications. Furthermore, the above-described embodiments and modifications have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described.
1:スクロール圧縮機、2:密閉容器(ケース)、3:圧縮機構部、
4:モータ部、4a:回転子、4b:固定子、
5:フレーム、5a:主軸受、5b:キー溝、
6:吐出パイプ、
7:固定スクロール、7a:台板、7b:渦巻状ラップ(固定ラップ、ラップ)、
7c:歯底(渦巻状摺動面)、7d:支持部、7e:鏡板面、7f:歯先、
8:旋回スクロール、8a:鏡板、8b:渦巻状ラップ(旋回ラップ、ラップ)、
8c:歯底(渦巻状摺動面)、8d:旋回ボス部、8e:鏡板面、
8f:歯先、8g:旋回軸受、8h:キー溝、
10:クランクシャフト(回転軸)、10a:クランク部、10b:貫通穴(給油穴)、
10c:潤滑油吸込口、10d,10e:横穴、
12:オルダムリング、
13:圧縮室、13a:旋回内線側圧縮室、13b:旋回外線側圧縮室、
14:吸込ポート、15:吐出ポート、
16:吐出空間、16a:第1の吐出空間、16b:第2の吐出空間、
18:背圧室、20:吸込室、
23:副軸受、24:上部空間、
25:油溜り、26:吐出カバー、27:モータ室、
31:背圧弁、31a:バルブ、31b:ばね、31c:ストッパ、
32a:背圧弁流入路、32b:空間、32c:背圧弁流出路、
33:止め栓、
40:軸方向すき間、41:(キー溝を接続する)仮想線(一点鎖線)、
42:折れ曲がる位置、
50:凸部(肉盛り部)、50a,50b,50c,50d:斜面、
51a,51b,51c,51d:(凸部が形成されている)領域。
1: scroll compressor, 2: sealed container (case), 3: compression mechanism part,
4: motor section, 4a: rotor, 4b: stator,
5: frame, 5a: main bearing, 5b: keyway,
6: discharge pipe,
7: fixed scroll, 7a: base plate, 7b: spiral wrap (fixed wrap, wrap),
7c: Tooth bottom (spiral sliding surface), 7d: Support part, 7e: Mirror plate surface, 7f: Tooth tip,
8: orbiting scroll, 8a: end plate, 8b: spiral wrap (orbiting wrap, wrap),
8c: tooth bottom (spiral sliding surface), 8d: turning boss portion, 8e: end plate surface,
8f: tooth tip, 8g: slewing bearing, 8h: keyway,
10: crankshaft (rotating shaft), 10a: crank portion, 10b: through hole (oil supply hole),
10c: lubricating oil suction port, 10d, 10e: horizontal holes,
12: Oldham Ring,
13: compression chamber, 13a: turning inner line side compression chamber, 13b: turning outer line side compression chamber,
14: suction port, 15: discharge port,
16: ejection space, 16a: first ejection space, 16b: second ejection space,
18: back pressure chamber, 20: suction chamber,
23: auxiliary bearing, 24: upper space,
25: oil reservoir, 26: discharge cover, 27: motor chamber,
31: back pressure valve, 31a: valve, 31b: spring, 31c: stopper,
32a: back pressure valve inflow path, 32b: space, 32c: back pressure valve outflow path,
33: Stopcock,
40: Axial clearance, 41: Virtual line (dotted line) (connecting keyways),
42: bending position,
50: protrusion (thickened portion), 50a, 50b, 50c, 50d: inclined surface,
51a, 51b, 51c, 51d: Areas (where protrusions are formed).
Claims (12)
前記旋回スクロールは、前記固定スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に旋回スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面と、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、
前記旋回スクロールの外周部側から中央部側に向かう前記渦巻状摺動面において、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記渦巻状摺動面の部分に凸部を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。 A scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll which is rotatably disposed opposite the fixed scroll and has a spiral wrap standing on an end plate, the orbiting scroll forming a plurality of compression chambers between the orbiting scroll and the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating on its axis,
the orbiting scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wraps of the fixed scroll and is formed between the spiral wraps of the orbiting scroll, and a key groove that is formed on the back surface of the end plate and engages with a key of the Oldham ring,
a convex portion is provided on the spiral sliding surface extending from the outer periphery side toward the center side of the orbiting scroll at a portion of the spiral sliding surface corresponding to a portion where the key groove is provided.
前記旋回スクロールは、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、
前記固定スクロールは、前記旋回スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に固定スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面を備え、
前記固定スクロールの外周部側から中央部側に向かう前記渦巻状摺動面において、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記固定スクロールの前記渦巻状摺動面の部分に凸部を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。 A scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll which is rotatably disposed opposite the fixed scroll and has a spiral wrap standing on an end plate, the orbiting scroll forming a plurality of compression chambers between the orbiting scroll and the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating on its axis,
the orbiting scroll has a key groove formed on the back surface of the end plate and adapted to engage with a key of the Oldham ring;
the fixed scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wraps of the orbiting scroll and is formed between the spiral wraps of the fixed scroll,
a convex portion is provided on the spiral sliding surface of the fixed scroll, the convex portion being located at a portion of the spiral sliding surface extending from the outer periphery side toward the center side of the fixed scroll, the convex portion being located at a portion of the spiral sliding surface of the fixed scroll that corresponds to a portion where the key groove is provided.
前記旋回スクロールは、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、
前記固定スクロールは、前記旋回スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に固定スクロールの渦巻状ラップ間に形成された渦巻状摺動面を備え、
前記旋回スクロールの外周部側から中央部側に向かう渦巻状ラップにおいて、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記旋回スクロールの渦巻状ラップの歯先の部分に凸部を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。 A scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll which is rotatably disposed opposite the fixed scroll and has a spiral wrap standing on an end plate, the orbiting scroll forming a plurality of compression chambers between the orbiting scroll and the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating on its axis,
the orbiting scroll has a key groove formed on the back surface of the end plate and adapted to engage with a key of the Oldham ring;
the fixed scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wraps of the orbiting scroll and is formed between the spiral wraps of the fixed scroll,
a spiral wrap extending from the outer periphery to the center of the orbiting scroll has a protrusion at a tooth tip portion of the spiral wrap of the orbiting scroll that corresponds to a portion where the key groove is provided.
前記旋回スクロールは、前記鏡板の背面に形成され前記オルダムリングのキーと係合するキー溝を備え、
前記旋回スクロールは、前記固定スクロールの渦巻状ラップの歯先と対向すると共に旋回スクロールのラップ間に形成された渦巻状摺動面を備え、
前記固定スクロールの外周部側から中央部側に向かう渦巻状ラップにおいて、前記キー溝が設けられている部分に対応する前記固定スクロールの渦巻状ラップの歯先の部分に凸部を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。 A scroll compressor comprising: a fixed scroll having a spiral wrap standing on a base plate; an orbiting scroll which is rotatably disposed opposite the fixed scroll and has a spiral wrap standing on an end plate, the orbiting scroll forming a plurality of compression chambers between the orbiting scroll and the spiral wrap of the fixed scroll; and an Oldham ring for preventing the orbiting scroll from rotating on its axis,
the orbiting scroll has a key groove formed on the back surface of the end plate and adapted to engage with a key of the Oldham ring;
the orbiting scroll has a spiral sliding surface that faces the tooth tips of the spiral wraps of the fixed scroll and is formed between the wraps of the orbiting scroll,
a spiral wrap extending from the outer periphery to the center of the fixed scroll has a protrusion at a tooth tip portion of the spiral wrap of the fixed scroll that corresponds to a portion where the key groove is provided.
前記凸部は、その中心を頂点とする複数の斜面により構成され、前記中心から外周部側に向かう斜面の勾配より、前記中心から中央部側に向かう斜面の勾配の方を大きく構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 1 to 4,
The convex portion is composed of a plurality of inclined surfaces with the center as a vertex, and the inclination of the inclined surface from the center toward the central portion is greater than the inclination of the inclined surface from the center toward the outer periphery.
前記凸部の中心は、前記キー溝の溝幅方向の略中心線上に存在することを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 5,
A scroll compressor, characterized in that the center of the convex portion is located approximately on the center line of the key groove in the groove width direction.
前記キー溝は、旋回スクロールの鏡板の略中心に関して互いに反対側の位置となるように二つ設けられ、前記凸部は、二つの前記キー溝の位置に対応する前記渦巻状摺動面の部分または前記渦巻状ラップの歯先の部分にそれぞれ設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 6,
a scroll compressor characterized in that two of the key grooves are provided at positions opposite to each other with respect to approximately the center of the end plate of the orbiting scroll, and the convex portions are provided on the spiral sliding surface or on the tooth tips of the spiral wrap corresponding to the positions of the two key grooves.
二つの前記キー溝を結ぶ仮想線と前記渦巻状摺動面との交点を基準とした場合、該基準となる部分の前記渦巻状摺動面または前記基準に対応する前記渦巻状ラップの歯先に前記凸部が設けられ、該凸部は、前記基準よりも外周部側に向かう斜面の勾配より、前記基準から中央部側に向かう斜面の勾配の方を大きく構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 7,
a projection is provided on the spiral sliding surface of a portion that serves as the reference point or on a tooth tip of the spiral wrap that corresponds to the reference point when an intersection of an imaginary line connecting the two keyways and the spiral sliding surface is used as a reference point, and the projection is configured such that the gradient of the slope from the reference point toward the central portion is greater than the gradient of the slope from the reference point toward the outer periphery.
二つの前記キー溝を結ぶ仮想線と前記渦巻状摺動面との交点を基準とした場合、該基準となる部分の前記渦巻状摺動面または前記基準に対応する前記渦巻状ラップの歯先に前記凸部が設けられ、該凸部は、前記基準よりも外周部側に向かう斜面の長さを、前記基準から中央部側に向かう斜面の長さよりも大きく構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 7,
a projection is provided on the spiral sliding surface of a portion serving as the reference point or on a tooth tip of the spiral wrap corresponding to the reference point when an intersection of an imaginary line connecting the two keyways and the spiral sliding surface is used as a reference point, and the projection is configured such that the length of a slope extending from the reference point toward the outer periphery is longer than the length of a slope extending from the reference point toward the central portion.
二つの前記キー溝を結ぶ仮想線と前記渦巻状摺動面との交点を基準とした場合、該基準となる部分の前記渦巻状摺動面または前記基準に対応する前記渦巻状ラップの歯先に前記凸部が設けられ、前記凸部は、前記基準から外周部側に向かう斜面の長さ及び中央部側に向かう斜面の長さは、それぞれ巻角で45~90度であることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 7,
a scroll compressor, characterized in that, when an intersection of an imaginary line connecting the two keyways and the spiral sliding surface is used as a reference, the convex portion is provided on the spiral sliding surface of the reference portion or on a tooth tip of the spiral wrap corresponding to the reference, and the length of a slope of the convex portion from the reference toward the outer periphery and the length of a slope of the convex portion from the reference toward the central portion each have a wrap angle of 45 to 90 degrees.
前記凸部が設けられている部分を除いて、前記渦巻状摺動面と前記渦巻状ラップの歯先との隙間が外周部側から中央部側に向かって次第に大きくなるように、前記渦巻状摺動面または前記渦巻状ラップの歯先は外周部側から中央部側に向かい基準スロープに沿って形成され、前記凸部の外周部側に向かう端部と中央部側に向かう端部はそれぞれ前記基準スロープ上にあることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 7,
a spiral sliding surface or a tooth tip of the spiral wrap formed along a reference slope from the outer periphery side to the central portion so that a gap between the spiral sliding surface and a tooth tip of the spiral wrap gradually increases from the outer periphery side to the central portion, except for a portion where the convex portion is provided, and an end portion of the convex portion facing the outer periphery side and an end portion facing the central portion are each on the reference slope.
前記凸部が設けられている部分を除いて、前記渦巻状摺動面と前記渦巻状ラップの歯先との隙間が外周部側から中央部側に向かって次第に大きくなるように、前記渦巻状摺動面または前記渦巻状ラップの歯先は外周部側から中央部側に向かい基準スロープに沿って形成され、二つの前記キー溝の位置にそれぞれ対応して設けられている二つの凸部の間であって二つの前記キー溝を結ぶ仮想線に直交する前記渦巻状摺動面または前記渦巻状ラップの歯先の部分は前記基準スロープ上にあることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 7,
a portion of the spiral sliding surface or the tooth tip of the spiral wrap located between two protrusions provided corresponding to the positions of the two keyways and perpendicular to an imaginary line connecting the two keyways, the portion of the spiral sliding surface or the tooth tip of the spiral wrap located between two protrusions provided corresponding to the positions of the two keyways, being on the reference slope so that a gap between the spiral sliding surface and the tooth tip of the spiral wrap gradually increases from the outer periphery toward the center, except for a portion where the protrusions are provided.
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