JP2007332919A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジング構成と、シール材の配置構成とを最適化し、ハウジングやスクロール部材の圧力変形によるガス漏れを、その剛性を上げることなく解決できる、軽量化されたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】 フロントハウジング５とリアハウジング７とから構成されるハウジング３内にスクロール圧縮機構２３を設置し、その固定スクロール部材２５を、端板２５Ａの外周よりも内周側の端面とリアハウジング７の内面との間に介装される第１シール材３９により、第１シール材３９の内周側に、スクロール圧縮機構２３で圧縮されたガスが吐出される吐出チャンバー４１を区画するよう第１ボルト３１を介してリアハウジング７内面に締め付け固定し、第１シール材３９を、ハウジング３の内部空間を、吐出チャンバー４１と該吐出チャンバー４１を除く空間にて形成される吸入チャンバー４３とに区画することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷凍ないし空調装置の冷媒圧縮機に適用されるスクロール圧縮機に関するものである。

漏斗状のフロントハウジングと、このフロントハウジングの大径開口部に接続されるリアハウジングとから構成されるハウジング内に、一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材から構成されるスクロール圧縮機構が収容設置されるスクロール圧縮機において、固定スクロール部材をリアハウジングに固定設置するとともに、この固定スクロールの端板とハウジングとの間にシール材を介装し、ハウジング内を高圧となる吐出チャンバー側と低圧となる吸入チャンバー側とに区画して構成されるスクロール圧縮機が特許文献１および２等により提案されている。

また、カップ形状のリアハウジングと、このリアハウジングの大径開口部に接続されるフロントハウジングとから構成されるハウジング内に、一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材から構成されるスクロール圧縮機構が収容設置されるスクロール圧縮機において、固定スクロール部材および旋回スクロール部材の各々の渦巻き状ラップの先端面とボトム面とにそれぞれ段部を設け、渦巻き状ラップの外周側においてラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされ、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能なスクロール圧縮機構を構成し、該スクロール圧縮機構の固定スクロール部材をリアハウジング側に固定設置するとともに、この固定スクロール部材の端板とハウジングとの間にシール材を介装し、ハウジング内を高圧となる吐出チャンバー側と低圧となる吸入チャンバー側とに区画して構成されるスクロール圧縮機が、特許文献３等により提案されている。

特開２０００−１０８６４７号公報 特開２０００−３２０４７７号公報 特公昭６０−１７９５６号公報

しかしながら、上記した特許文献１および２に示されたスクロール圧縮機においては、ハウジング内を大気と気密にシールするシール材が、高圧となる吐出チャンバーと大気との間に配置されている。このため、シール材に不具合が発生したり、高圧が異常上昇してリークが生じたりした場合、高圧ガスが直接大気に流出してしまうという問題がある。
また、上記シール材がハウジングの内径あるいは固定スクロール部材の端板外径と略同径位置に配置されている。このような構成によると、ハウジングおよび固定スクロール部材端板の全面に高圧が負荷されることとなり、この高圧による圧力荷重を受ける面積が最大となる。このため、過大な圧力荷重によってハウジングおよび端板が微小変形することに起因するガス漏れの発生が懸念される。従って、ハウジングおよび端板の板厚を厚くして剛性を高くせざるを得ず、これが圧縮機の重量増加をもたらし、軽量化の妨げとなっている。

また、特許文献３に示されたスクロール圧縮機は、上記したハウジングとシール材の配置構成からすると、吐出チャンバー内の高圧ガスが直接大気に流出することのない構成とされている。しかし、上記シール材が固定スクロール部材の端板外周に配設されているため、ハウジングおよび固定スクロール部材端板の高圧による圧力荷重を受ける部分の面積の大きさについては、特許文献１および２のものと何ら変わるところがない。
従って、微小圧力変形によるガス漏れ、その対策としてのハウジングおよび端板の剛性アップ、それに伴う圧縮機の重量増加等の諸問題については、依然解消されていないのが実情である。
特に、車両用の空調装置に適用される圧縮機については、軽量化は最も大きな課題の１つである。

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、ハウジング構成と、大気とハウジング間およびハウジング内の低圧側と高圧側間をシールするシール材の配置構成とを最適化し、ハウジングやスクロール部材の圧力変形によるガス漏れを、その剛性を上げることなく解決できる、軽量化された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、ハウジングの内部に、一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材から構成されるスクロール圧縮機構と、該スクロール圧縮機構の前記旋回スクロール部材を旋回駆動する駆動軸とが収容設置されるスクロール圧縮機において、前記ハウジングは、フロントハウジングと、前記スクロール機構を収容する前記フロントハウジングの胴部開口を蓋うリアハウジングとから構成され、前記フロントハウジングは、前記スクロール圧縮機構を設置する大径の前記胴部と、前記駆動軸を設置する、前記胴部に連なるこれより小径の駆動軸支持部とを備えた漏斗形状とされ、前記固定スクロール部材は、その端板の外周よりも内周側の端面と前記リアハウジングの内面との間に介装される第１シール材により、前記スクロール圧縮機構で圧縮されたガスが吐出される吐出チャンバーを、前記第１シール材の内周側に区画するよう第１ボルトを介して前記リアハウジングの内面に締め付け固定され、前記第１シール材は、前記ハウジングの内部空間を、前記吐出チャンバーと該吐出チャンバーを除く空間にて形成される吸入チャンバーとに区画することを特徴とする。

本発明によれば、固定スクロール部材が、その端板の外周よりも内周側の端面とリアハウジングの内面との間に第１シール材を介装してリアハウジング内面に第１ボルトにより締め付け固定され、これにより第１シール材の内周側に吐出チャンバーが区画される構成とされているので、リアハウジングおよび固定スクロール部材の端板が高圧による圧力荷重を受ける部分の面積を狭くすることができる。このため、固定スクロール部材の端板およびリアハウジングならびに第１ボルトを小さいものとすることができる。
つまり、受圧面積が小さくなれば圧力荷重が軽減されるので、圧力を受ける部材は応力が軽減される。こうして応力が軽減された分、各部材を薄肉化、軽量化等により小さい構造としても、十分な剛性および強度を確保することができる。
また、吐出チャンバーを区画する第１シール材の外周側に吸入チャンバーが形成されることとなるので、万一吐出チャンバーからガスが漏洩したとしても、これが直接大気に漏出するのを防止できるとともに、高圧が異常上昇した時に吐出チャンバーからガスを吸入チャンバーにリークすることによって、異常な圧力上昇による圧縮機の破損を未然に回避することができる。

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、前記リアハウジングは、前記フロントハウジングの前記開口部に、大気との間をシールする第２シール材を介装して第２ボルトにより締め付け固定され、前記第２シール材は、第１シール材の外周側において前記吸入チャンバーを大気からシールすることを特徴とする。

本発明によれば、第２シール材は、吸入チャンバー、すなわち低圧と大気との間をシールすることになるので、シールする空間間の圧力差を小さくすることができる。従って、この間のシール構造を簡易化することができるとともに、リアハウジングをフロントハウジングに締め付け固定する第２ボルトおよび締め付け用フランジ等を小さいものとすることができる。

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、前記リアハウジングに、前記フロントハウジングの前記開口内に嵌合されるインロー部が形成され、該インロー部を前記開口内に嵌合して前記リアハウジングを前記フロントハウジングに前記第２ボルトにより締め付け固定することを特徴とする。

本発明によれば、インロー部がフロントハウジングの開口内に嵌合されるので、リアハウジングの口開き方向の微小圧力変形をフロントハウジングにより抑えることができる。従って、リアハウジングや固定スクロール部材等の微小な圧力変形によるガス漏れをも抑制することができる。

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、前記インロー部と前記フロントハウジングとの間に、前記第２シール材が介装されることを特徴とする。

本発明によれば、インロー部とフロントハウジングとの間に第２シール材が介装されるので、リアハウジングが口開き方向に微小な圧力変形を生じたとしても、これによって第２シール材が軸線方向に移動されるだけである。従って、シール機能を確実に維持することができる。

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、前記第２シール材が、前記インロー部側に設置されることを特徴とする。

本発明によれば、第２シール材がリアハウジングのインロー部側に設置されるので、組み立て時、第２シール材をインロー部に嵌め込んでおけばよく、第２シール材の組み立て時の保持を容易化することができる。

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、前記インロー部の前記第２シール材の設置部よりも口元側と前記フロントハウジングの前記開口内との間に、微小隙間が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、インロー部の第２シール材の設置部よりも口元側に微小隙間が形成されるので、組み立て時において、インロー部への第２シール材の設置およびインロー部のフロントハウジング開口部への嵌合を容易化することができる。

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、前記固定スクロール部材の前記端板の外周よりも内方側の端面にインロー部が形成されるとともに、前記リアハウジングの内面に該インロー部との嵌合部が形成され、該インロー部を前記嵌合部に嵌合させ、その嵌合位置の外周側に前記第１シール材を介装して前記固定スクロール部材を、その端面に形成されたネジボス部を介して前記前記リアハウジングの内面に前記第１ボルトにより締め付け固定することを特徴とする。

本発明によれば、固定スクロール部材のインロー部がリアハウジングの嵌合部に嵌合され、その嵌合位置の外周側に第１シール材を介装して固定スクロール部材が設置されるので、第１シール材の介装にかかわりなく、組み立て時に固定スクロール部材をリアハウジングに対して正確に位置決めして、第１ボルトにより締め付け固定することができる。

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、前記インロー部と前記嵌合部との間のコーナー部に、第１シール材が介装されることを特徴とする。

本発明によれば、インロー部と嵌合部との間のコーナー部に第１シール材が介装されるので、第１シール材設置用のシール溝の加工を不要とすることができ、加工コストを低減することができる。

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、前記固定スクロール部材の前記端板における前記インロー部よりも外周側の端板最外周部分の板厚が、他の部分よりも薄く形成されることを特徴とする。

本発明によれば、インロー部の嵌合位置に第１シール材が介装されているので、端板のインロー部よりも外周側部位に高圧が負荷されることはなく、従って、インロー部よりも外周側の端板最外周部分の板厚を他の部分よりも薄くすることができる。このため、薄くした板厚の体積相当分だけ固定スクロール部材の重量を低減し、ひいてはスクロール圧縮機を軽量化することができる。

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、前記スクロール圧縮機構は、前記端板上に渦巻き状ラップが立設されて構成される一対の前記固定スクロール部材および旋回スクロール部材が、各々の前記渦巻き状ラップの先端面とボトム面とにそれぞれ段部を備え、前記渦巻き状ラップの外周側において渦巻き状ラップ高さが内周側の渦巻き状ラップ高さよりも高くされて、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な構成とされることを特徴とする。

本発明によれば、固定スクロール部材および旋回スクロール部材の外周側の渦巻き状ラップ高さを高くすることにより、スクロール外径を大きくすることなく、圧縮機容量を増加することが可能となる。その結果として、スクロール圧縮機の小型コンパクト化ならびに軽量化を実現することができる。

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、前記固定スクロール部材の前記端板における前記ボトム面の段部よりも内周側となる位置の端面に、第１ボルトが締め付け固定される前記ネジボス部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、渦巻き状ラップのボトム面に段部を形成することにより端板の厚さが厚くなる部位にネジボス部が形成されるので、このネジボス部に端板の厚さを利用してネジ径の少なくとも１．５倍のネジかかり代が必要とされる第１ボルト用のネジ孔を設けることができる。このため、第１ボルトが支配的なスクロール圧縮機の軸線方向寸法を短くし、スクロール圧縮機の小型コンパクト化ならびに軽量化を実現し、搭載性を向上させることができる。

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、前記ネジボス部に、前記第１ボルト用のネジ孔を、前記段部よりも外周側の前記ボトム面より軸線方向ラップ側に延在させて設けることを特徴とする。

本発明によれば、所要長さのネジかかり代を必要とするネジ孔を、段部よりも外周側の渦巻き状ラップのボトム面より軸線方向ラップ側に延在させて設けているので、第１ボルトが支配的なスクロール圧縮機の軸線方向寸法を可及的に短縮することができる。

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、前記ネジボス部が、前記第１シール材よりも内周側に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ネジボス部が第１シール材よりも内周側に設けられ、該部において固定スクロール部材が第１ボルトにより締め付け固定されるので、ネジボス部の外周側に介装される第１シール材にかかる力を小さくすることができる。このため、第１シール材の寿命を引き延ばすことができる。

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、前記ネジボス部の外周に、前記固定スクロール部材の加工時に用いられるクランプ用の溝が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ネジボス部の外周に、固定スクロール部材の加工時に用いられるクランプ用の溝が設けられるので、固定スクロール部材における端板最外周部分の板厚を薄くしても、加工時、この溝を用いて固定スクロール部材を安定的にクランプすることができる。従って、固定スクロール部材を精度よく加工することができる。

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、前記溝が、前記ネジボス部の外周に、その全周にわたって設けられることを特徴とする。

本発明によれば、溝がネジボス部の外周に、その全周にわたって設けられるので、この溝の体積相当分だけ固定スクロール部材の重量を低減し、固定スクロール部材を軽量化することができる。

本発明によれば、第１シール材を固定スクロール部材端板の外周よりも内周側の端面とリアハウジング内面間に介装し、その内周側に吐出チャンバーを区画しているため、固定スクロール部材端板およびリアハウジングが高圧による圧力荷重を受ける面積を狭くすることができる。従って、固定スクロール部材端板およびリアハウジングならびにこれらを締め付け固定する第１ボルトを小さいものとし、固定スクロール部材およびハウジング等の重量を低減し、圧縮機を軽量化することができる。
また、第１シール材の外周側に吸入チャンバーが形成されることとなるため、万一吐出チャンバーからガスが漏洩したとしても、これが直接大気に漏出するのを防止することができる。同時に異常な圧力上昇時に吐出チャンバーから高圧ガスを吸入チャンバーにリークすることにより、圧力の異常上昇による圧縮機の破損を未然に回避することができる。

また、第２シール材をリアハウジングとフロントハウジングの胴部開口部間に介装し、圧力差の小さい吸入チャンバーと大気間をシールするようにしているため、第２シール材によるシール構造を簡易化することができるとともに、リアハウジングをフロントハウジングに締め付け固定する第２ボルトおよび締め付け用フランジ等を小さくすることができる。従って、これによってもハウジングの重量を低減し、圧縮機を軽量化することができる。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態にかかるスクロール圧縮機１の縦断面図が示されている。
スクロール圧縮機１は、その概略外形を構成するハウジング３を有する。このハウジング３は、フロントハウジング５とリアハウジング７とをボルト９（第２ボルト）によって一体的に締め付け固定することにより構成される。フロントハウジング５およびリアハウジング７には、各々円周上の複数箇所、例えば４箇所に等間隔で締め付け用のフランジ５Ａ，７Ａが一体に形成されている。このフランジ５Ａ，７Ａ同士をボルト９で締め付けることにより、フロントハウジング５とリアハウジング７とが一体に結合される。

フロントハウジング５の内部には、クランク軸１１がメイン軸受１３およびサブ軸受１５を介して軸線Ｌ回りに回転自在に支持される。クランク軸１１の一端側（図において左側）は小径軸部１１Ａとされ、この小径軸部１１Ａは、フロントハウジング５を貫通して図１の左側に突出されている。小径軸部１１Ａ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、図示省略された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こととなる。
なお、メイン軸受１３とサブ軸受１５との間には、メカニカルシール（リップシール）１７が設置されており、ハウジング３内と大気との間を気密にシールしている。

クランク軸１１の他端側（図において右側）には、大径軸部１１Ｂが設けられ、さらにこの大径軸部１１Ｂには、クランク軸１１の軸線Ｌより所定寸法だけ偏心した状態で偏心ピン１１Ｃが一体に設けられる。この大径軸部１１Ｂおよび上記小径軸部１１Ａが、それぞれメイン軸受１３およびサブ軸受１５を介してフロントハウジング５に回転自在に支持される。そして、偏心ピン１１Ｃには、ドライブブッシュ１９およびドライブ軸受２１を介して後述する旋回スクロール部材２７が連結され、クランク軸１１が回転されることにより、旋回スクロール部材２７が旋回駆動されるようになっている。

ドライブブッシュ１９には、旋回スクロール部材２７が旋回駆動されることにより生じ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１９Ａが一体に形成され、旋回スクロール部材２７の旋回駆動と共に旋回されるようになっている。
上記ハウジング３の内部には、スクロール圧縮機構２３を構成する一対の固定スクロール部材２５と旋回スクロール部材２７が組み込まれる。固定スクロール部材２５は、端板２５Ａと該端板２５Ａから立設された渦巻き状ラップ２５Ｂとから構成され、一方、旋回スクロール部材２７は、端板２７Ａと該端板２７Ａから立設された渦巻き状ラップ２７Ｂとから構成される。

固定スクロール部材２５および旋回スクロール部材２７は、図２に示されるように、それぞれ渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの先端面２５Ｃ，２７Ｃとボトム面２５Ｄ，２７Ｄの渦巻き方向に沿う所定位置に、それぞれ段部２５Ｅ，２５Ｆおよび２７Ｅ，２７Ｆを備えている。この段部２５Ｅ，２５Ｆおよび２７Ｅ，２７Ｆを境に、ラップ先端面２５Ｃ，２７Ｃにおいては、軸線Ｌ方向に外周側の先端面２５Ｇ，２７Ｇが高く、内周側の先端面２５Ｈ，２７Ｈが低くされている。また、ボトム面２５Ｄ，２７Ｄにおいては、軸線Ｌ方向に外周側のボトム面２５Ｉ，２７Ｉが低く、内周側のボトム面２５Ｊ，２７Ｊが高くされている。これによって、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ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る。

上記の固定スクロール部材２５および旋回スクロール部材２７は、各々の中心を旋回半径分だけ離すとともに、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂ同士が１８０度位相をずらせて噛み合わせた状態で組み込まれる。これによって、図１に示されるように、両スクロール部材２５，２７間には、端板２５Ａ，２７Ａと渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂとにより限界される一対の圧縮室２９が、スクロール中心に対して対称に形成されることとなる。圧縮室２９は、その軸線Ｌ方向高さが渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの外周側において内周側の高さよりも高くされ、これによって、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な圧縮機構とされる。

固定スクロール部材２５は、リアハウジング７の内面にボルト３１（第１ボルト）により固定設置される。旋回スクロール部材２７は、端板２７Ａの背面に設けられているボス部に、上述のとおり、クランク軸１１の一端側に設けられている偏心ピン１１Ｃがドライブブッシュ１９およびドライブ軸受２１を介して連結され、旋回駆動されることとなる。
また、旋回スクロール部材２７は、フロントハウジング５に形成されているスラスト受け面５Ｂに端板２７Ａの背面が支持され、このスラスト受け面５Ｂと端板２７Ａの背面との間に介装されるピンリングやオルダムリング等の自転阻止機構３３により、旋回スクロール部材２７は、自転が阻止されながら固定スクロール部材２５に対して公転旋回駆動される構成とされる。

固定スクロール部材２５の端板２５Ａの中央部には、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート２５Ｋが開口され、該吐出ポート２５Ｋには、端板２５Ａにリテーナ３５を介して取付けられる吐出リード弁３７が設けられる。さらに、固定スクロール部材２５の端板２５Ａの背面側には、リアハウジング７の内面に密接されるようＯリング等のシール材３９（第１シール材）が介装され、リアハウジング７との間でハウジング３の内部空間から区画される吐出チャンバー４１を形成している。これによって、吐出チャンバー４１を除くハウジング３の内部空間が、吸入チャンバー４３として機能するよう構成される。吸入チャンバー４３には、フロントハウジング５に設けられている吸入口４５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４３を経て圧縮室２９に冷媒ガスが吸い込まれることとなる。また、フロントハウジング５とリアハウジング７間の接合面には、Ｏリング等のシール材４７（第２シール材）が介装され、ハウジング３内に形成される吸入チャンバー４３を大気から気密にシールしている。

ここで、フロントハウジング５は、図１に示されるように、スクロール圧縮機構２５を収容する大径の胴部５Ｃと、胴部５Ｃに続く放射状方向に径が縮小された、上記スラスト受け面５Ｂを形成するためのスラスト受け部５Ｄと、スラスト受け部５Ｄに続いてさらに径が縮小された、メイン軸受１３を収納する軸受収納部５Ｅを形成するための中径のクランク軸支持部５Ｆと、このクランク軸支持部５Ｆに続くサブ軸受１５およびメカニカルシール１７を設置するための小径ボス部５Ｇと、を備えており、段階的に径が縮小される漏斗形状をなすよう形成されている。

一方、リアハウジング７は、図３に示されるように、吐出チャンバー４１を形成するための凹部７Ｂと、フロントハウジング５の胴部５Ｃの開口端に嵌合されるインロー部７Ｃと、固定スクロール部材２５の端板２５Ａ背面に設けられるインロー部２５Ｌが嵌合される嵌合部７Ｄと、備え、皿形状をなすよう形成されている。なお、嵌合部７Ｄは、ボルト３１の締め付け位置よりも外周側に形成されている。
インロー部７Ｃには、上記シール材４７が介装されるとともに、該シール材４７の設置部よりも口元側には、図３に示されるように、フロントハウジング５の胴部５Ｃにおける大径の開口部との間に微小隙間Ｓが形成されるようになっている。そして、このインロー部７Ｃを、フロントハウジング５における胴部５Ｃの開口に嵌合させた状態で、上述のとおり、両ハウジング５，７のフランジ５Ａ，７Ａ同士をボルト９にて締め付け固定することにより、両ハウジング５，７が、シール材４７を介して大気から気密にシールされた状態で結合されるようになっている。

また、図３に示されるように、リアハウジング７の嵌合部７Ｄには、固定スクロール部材２５のインロー部２５Ｌが嵌合される。この嵌合部７Ｄとインロー部２５Ｌ間に形成されるコーナー部に上記シール材３９が介装された状態で、固定スクロール部材２５が、その端面に環状に形成されたネジボス部２５Ｎを介してリアハウジング７の内面にボルト３１により締め付け固定されることとなる。そして、かかる構成の採用により、端板２５Ａのインロー部２５Ｌよりも外周側の端板最外周部分２５Ｍには、高圧が負荷されることがなくなるため、当該端板最外周部分２５Ｍの端板厚さを、全周にわたり他の部分の端板厚さの半分以下程度に薄くしている。

上記の構成により、リアハウジング７と固定スクロール部材２５とは、嵌合部７Ｄとインロー部２５Ｌとの嵌め合いにより、シール材３９の介装に係わりなく、固定スクロール部材２５がリアハウジング７に対し位置決めされた状態で固定設置されることとなる。また、上記の嵌め合い部において、嵌合部７Ｄとインロー部２５Ｌ間に形成されるコーナー部に介装されるシール材３９により、上述のとおり、ハウジング３内が高圧の吐出チャンバー４１と低圧の吸入チャンバー４３とに区画シールされることとなる。さらに、吐出チャンバー４１と吸入チャンバー４３との間を区画するシール材３９の外周側において、上述のとおり、フロントハウジング５における胴部５Ｃの一端開口とリアハウジング７のインロー部７Ｃとの間に介装されたシール材４７により、吸入チャンバー、すなわちハウジング３内と大気との間が気密に区画シールされることとなる。

次に、以上に説明した本実施形態にかかるスクロール圧縮機の動作を説明する。
外部駆動源から図示省略のプーリーおよび電磁クラッチ等を介して回転駆動力をクランク軸１１に伝達し、クランク軸１１を回転すると、クランク軸１１の偏心ピン１１Ｃにドライブブッシュ１９およびドライブ軸受２１を介して連結されている旋回スクロール部材２７が、自転阻止機構３３により自転を阻止されながら、固定スクロール部材２５に対して公転旋回駆動される。

この旋回スクロール部材２７の公転旋回駆動により、半径方向最外方に形成される圧縮室２９内に、吸入チャンバー４３内の冷媒ガスが吸い込まれる。圧縮室２９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２９が吐出ポート２５Ｋに連通する位置に達すると、吐出リード弁３７が押し開かれて圧縮されたガスは吐出チャンバー４１内に吐き出され、この圧縮冷媒ガスは、吐出チャンバー４１を経て圧縮機外へと吐出される。

しかして、吐出チャンバー４１に吐出された高圧の圧縮ガスは、吐出チャンバー４１を区画するシール材３９よりも内周側において、吐出チャンバー４１を構成する固定スクロール部材２５の端板２５Ａとリアハウジング７とに負荷される。シール材３９は、端板２５Ａの外周面よりも内周側位置において、端板２５Ａの端面とリアハウジング７の内面との間に介装されているため、内周側に位置されている分だけ、過大な圧力荷重が負荷される端板２５Ａとリアハウジング７の面積を狭くすることができる。これによって、端板２５Ａおよびリアハウジング７の過大な圧力荷重による圧力変形をより微小化することができる。

また、シール材３９が設置される端板２５Ａのインロー部２５Ｌよりも外周側の端板板厚が薄くされた端板最外周部分２５Ｍに、過大な圧力荷重が負荷されることがなくなるため、端板最外周部分２５Ｍの板厚を他の部分より薄くしても、高圧による圧力変形等のおそれはなく、圧縮性能等に影響を及ぼすことはない。
また、仮に、シール材３９に不具合が生じたり、あるいは高圧の異常上昇により端板２５Ａやリアハウジング７に微小変形が生じたりして、高圧の圧縮ガスがリークされる事態に陥ったとしても、吐出チャンバー４１が直接大気に通ずることはなく、圧縮ガスは、吐出チャンバー４１の外周側に形成されている吸入チャンバー４３にリークされることとなる。従って、圧縮ガスが吐出チャンバー４１から直接大気に流出する事態を回避することができる。

従って、本実施形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
吐出チャンバー４１を区画するシール材３９を、固定スクロール部材２５の端板２５Ａの外周面よりも内周側の位置に介装しているので、端板２５Ａおよびリアハウジング７が高圧による圧力荷重を受ける面の面積を狭くすることができる。従って、端板２５Ａ、リアハウジング７およびボルト３１の応力を僅かながら低下させることができる。このため、これら部品の板厚を低減する等により、スクロール圧縮機１の軽量化およびコストダウンを図ることができる。

また、吐出チャンバー４１を区画するシール材３９の外周側に吸入チャンバー４３が形成されることとなるので、万一吐出チャンバー４１からガスが漏洩したとしても、これが直接大気に漏出するのを防止することができる。さらに、異常な圧力上昇時に、吐出チャンバー４１から圧縮ガスを吸入チャンバー４３にリークすることによって、圧力な異常上昇による圧縮機の破損を未然に回避することができる。因みに、高圧ガスが吐出チャンバー４１から吸入チャンバー４３にリークしたとしても、特段の支障を生じることはない。

また、シール材３９の外周側に、吸入チャンバー４３と大気間をシールするシール材４７を介装しているので、シール材４７は、低圧と大気との間の圧力差の小さい部分をシールできるものであればよく、シール材３９に比べ幾分かは低機能で低コストのシール材を使用することができる。また、圧力差の小さい部分でフロントハウジング５とリアハウジング７とを締め付け固定できるため、ボルト９および締め付け用フランジ５Ａ，７Ａ等を小さくすることができる。従って、これによっても軽量化およびコストダウンを図ることができる。

また、リアハウジング７に設けられたインロー部７Ｃを、フロントハウジング５の胴部５Ｃの開口部に嵌合して、両ハウジング５，７を結合しているので、リアハウジング７の口開き方向の圧力変形をフロントハウジング５によって抑えることができる。従って、リアハウジング７の微小圧力変形を更に抑制し、圧力変形によるガス漏れをより極小化することができる。また、インロー部７Ｃにシール材４７を介装しているので、リアハウジング７の口開き方向の圧力変形に対して、シール材７が軸線方向に移動することとなる。このため、シール機能が損なわれることはなく、シールを確実に維持することができる。従って、これによっても、ガス漏れを防止することができる。さらに、インロー部７Ｃ側にシール材４７を設置しているため、シール材４７が保持し易くなるとともに、インロー部７Ｃとフロントハウジング５の開口部との間に、微小隙間Ｓを形成しているため、インロー部７Ｃが嵌合し易くなる。従って、組み立てを容易化することができる。

また、固定スクロール部材２５のインロー部２５Ｌをリアハウジング７の嵌合部７Ｄに嵌合し、その外周側にシール材３９を介装して固定スクロール部材２５を固定設置する構成としているため、シール材３９の介装にかかわりなく、組み立て時に固定スクロール部材をリアハウジングに対して正確に位置決めすることができる。
また、インロー部２５Ｌと嵌合部７Ｄとの間のコーナー部にシール材３９を介装しているため、シール材３９を設置するシール溝の加工が不要となり、加工コストを低減することができる。

また、固定スクロール部材２５における端板２５Ａの最外周部分２５Ｍに高圧による過大荷重が負荷されることがなくなるので、当該端板最外周部分２５Ｍの板厚さを他の部分よりも薄くすることができる。このため、固定スクロール部材２５の重量を低減し、ひいてはスクロール圧縮機１を軽量化することができる。特に、当該部分２５Ｍは端板２５Ａの最外周部位であるので、全周にわたって板厚を薄くすることによって材料をその体積相当分だけ削減することができる。従って、相応の重量と材料使用量とを低減し、それによる軽量化ならびにコストダウン効果を期待することができる。

また、本実施形態では、スクロール圧縮機構２３を、渦巻き状ラップ２５Ｂ，２７Ｂの外周側において渦巻き状ラップ高さが内周側の渦巻き状ラップ高さよりも高くされ、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な構成としているため、スクロール外径を大きくすることなく、容量を増加することができる。これによっても、スクロール圧縮機の小型コンパクト化ならびに軽量化を実現することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、固定スクロール部材２５のリアハウジング７に対する固定設置構造に特徴を有するものである。他の点については、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
図４には、固定スクロール部材２５が、リアハウジング７に対してボルト３１により締め付け固定されている部分の断面図が示されている。
本実施形態において、固定スクロール部材２５の端板２５Ａの背面側には、ボトム面２５Ｄに設けられている段部２５Ｆよりも内周側であって、かつ吐出チャンバー４１を区画するシール材３９Ａが設置されるインロー部２５Ｌよりも内周側となる位置に、ネジボス部２５Ｎが設けられる。ネジボス部２５Ｎは、端板２５Ａの端面から軸線Ｌ方向に沿ってラップ側（図４において右側）へ突出されて環状に設けられる。

そして、このネジボス部２５Ｎには、周方向に適宜の間隔で３〜４箇所にボルト３１を締め付けるネジ孔２５Ｐが加工される。ネジ孔２５Ｐは、ネジボス部２５Ｎにおいて、段部２５Ｆよりも外周側のボトム面２７Ｉに対して軸線Ｌ方向ラップ側に寸法Ｔだけ延在させて設けられる。つまり、段部２５Ｆよりも内周側のボトム面２７Ｊの方が外周側のボトム面２７Ｉよりも軸線Ｌ方向に高くなっていることを利用し、この部位に少なくともネジ径の１．５倍の長さが必要とされるネジ孔２５Ｐを、上記寸法Ｔだけ延在させて加工している。

本実施形態では、第１実施形態においてインロー部２５Ｌのコーナー部に設置されているシール材３９に代えて、端板２５Ａのインロー部２５Ｌよりも外周側の端面に、シール溝２５Ｑを設けてＯリング等のシール材３９Ａを設置している。
なお、このシール材３９Ａは、ネジボス部２５Ｍにおいて、ネジ孔２５Ｐよりも外周側の端面に設けてもよく、これによって、高圧による圧力荷重を受ける部位の面積を更に狭くすることができる。

以上の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
段部２５Ｆを設けることによって端板２５Ａの厚さが厚くなる部位にネジボス部２５Ｎを形成し、このネジボス部２５Ｎに、その厚さを利用してネジ径の少なくとも１．５倍の長さのネジかかり代が必要とされるボルト３１用のネジ孔２５Ｐを設けているので、所要寸法のネジ孔２５Ｐを設けるためにネジボス部２５Ｎの軸線Ｌ方向長さを特に長くする必要はない。このため、ボルト３１が支配的なスクロール圧縮機１の軸線Ｌ方向の寸法を短くすることができる。従って、スクロール圧縮機１の小型コンパクト化ならびに軽量化を実現し、搭載性を向上させることができる。

特に、ネジ孔２５Ｐを、段部２５Ｆよりも外周側のボトム面２５Ｉより軸線Ｌ方向のラップ側に寸法Ｔだけ延在させて設けているため、ボルト３１が支配的なスクロール圧縮機１の軸線Ｌ方向寸法を少なくとも寸法Ｔ分、あるいはそれ以上の寸法分だけ短縮することができる。従って、スクロール圧縮機１の小型コンパクト化ならびに軽量化効果を可及的に高めることができる。
また、ネジボス部２５Ｎをシール材３９Ａよりも内周側に設け、当該位置で固定スクロール部材２５をボルト３１により締め付け固定しているため、シール材３９Ａに負荷される力を軽減することができる。従って、シール材３９Ａの寿命を延ばすことができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、固定スクロール部材２５に加工時のクランプ用溝２５Ｒを設けている点が異なっている。他の点については、第１および第２実施形態と同様であるので、説明は省略する。
図５は、固定スクロール部材２５の一部を示す部分断面図である。
本実施形態においては、固定スクロール部材２５のネジボス部２５Ｎの外周部分に、加工時に固定スクロール部材２５をチャック等によりクランプするための溝２５Ｒを設けている。この溝２５Ｒは、チャック等に対応して必要な範囲のみに設けてもよいし、あるいはネジボス部２５Ｎの全周に設けてもよい。

固定スクロール部材２５は、一般に渦巻き状ラップ２５Ｂのラップ面等をエンドミルにより切削加工している。この際、端板２５Ａの外周面をチャック等によりクランプして加工しているが、上記した第１および第２実施形態に示されるように、固定スクロール部材２５における端板２５Ａの最外周部分２５Ｍの板厚を薄くすると、クランプの際にひずみが発生し、加工精度に影響を及ぼす可能性がある。
しかして、本実施形態のように、固定スクロール部材２５において、端板２５Ａの板厚が最も厚く、剛性が高くなっているネジボス部２５Ｎにクランプ用の溝２５Ｒを設け、この溝２５Ｒで固定スクロール部材２５をクランプして加工することにより、加工時に、固定スクロール部材２５を安定的に固定することができる。従って、固定スクロール部材２５を精度よく加工することができる。

また、溝２５Ｒをネジボス部２５Ｎの外周に全周にわたって設けることにより、この溝２５Ｒの体積に相当する重さ分だけ固定スクロール部材２５の重量を低減し、固定スクロール部材を軽量化することができる。

なお、上記各実施形態では、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な圧縮機構を備えたスクロール圧縮機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１および第３実施形態にかかる発明については、ラップ高さ方向に段部を備えていない、周方向のみに圧縮が可能な通常のスクロール圧縮機にも適用することができる。

本発明の第１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部材および旋回スクロール部材の外観斜視図（Ａ）および（Ｂ）である。 図１に示すスクロール圧縮機の部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るスクロール圧縮機の部分拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る固定スクロール部材の部分拡大断面図である。

符号の説明

１ スクロール圧縮機
３ ハウジング
５ フロントハウジング
５Ｃ 胴部
５Ｆ クランク軸支持部（駆動軸支持部）
７ リアハウジング
７Ｃ インロー部
７Ｄ 嵌合部
９ ボルト（第２ボルト）
１１ クランク軸（駆動軸）
２３ スクロール圧縮機構
２５ 固定スクロール部材
２５Ａ 端板
２５Ｂ 渦巻き状ラップ
２５Ｃ 先端面
２５Ｄ ボトム面
２５Ｅ，２５Ｆ 段部
２５Ｉ 段部より外周側のボトム面
２５Ｌ インロー部
２５Ｍ 端板最外周部分
２５Ｎ ネジボス部
２５Ｐ ネジ孔
２５Ｒ 溝
２７ 旋回スクロール部材
２７Ａ 端板
２７Ｂ 渦巻き状ラップ
２７Ｃ 先端面
２７Ｄ ボトム面
２７Ｅ，２７Ｆ 段部
３１ ボルト（第１ボルト）
３９，３９Ａ シール材（第１シール材）
４１ 吐出チャンバー
４３ 吸入チャンバー
４７ シール材（第２シール材）
Ｓ 微小隙間

Claims (15)

1. ハウジングの内部に、一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材から構成されるスクロール圧縮機構と、該スクロール圧縮機構の前記旋回スクロール部材を旋回駆動する駆動軸とが収容設置されるスクロール圧縮機において、
   前記ハウジングは、フロントハウジングと、前記スクロール機構を収容する前記フロントハウジングの胴部開口を蓋うリアハウジングとから構成され、
   前記フロントハウジングは、前記スクロール圧縮機構を設置する大径の前記胴部と、前記駆動軸を設置する、前記胴部に連なるこれより小径の駆動軸支持部とを備えた漏斗形状とされ、
   前記固定スクロール部材は、その端板の外周よりも内周側の端面と前記リアハウジングの内面との間に介装される第１シール材により、前記スクロール圧縮機構で圧縮されたガスが吐出される吐出チャンバーを、前記第１シール材の内周側に区画するよう第１ボルトを介して前記リアハウジングの内面に締め付け固定され、
   前記第１シール材は、前記ハウジングの内部空間を、前記吐出チャンバーと該吐出チャンバーを除く空間にて形成される吸入チャンバーとに区画することを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記リアハウジングは、前記フロントハウジングの前記開口部に、大気との間をシールする第２シール材を介装して第２ボルトにより締め付け固定され、
   前記第２シール材は、第１シール材の外周側において前記吸入チャンバーを大気からシールす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. 前記リアハウジングに、前記フロントハウジングの前記開口内に嵌合されるインロー部が形成され、該インロー部を前記開口内に嵌合して前記リアハウジングを前記フロントハウジングに前記第２ボルトにより締め付け固定することを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記インロー部と前記フロントハウジングとの間に、前記第２シール材が介装されることを特徴とする請求項３に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記第２シール材が、前記インロー部側に設置されることを特徴とする請求項３または４に記載のスクロール圧縮機。
6. 前記インロー部の前記第２シール材の設置部よりも口元側と前記フロントハウジングの前記開口内との間に、微小隙間が形成されることを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
7. 前記固定スクロール部材の前記端板の外周よりも内方側の端面にインロー部が形成されるとともに、前記リアハウジングの内面に該インロー部との嵌合部が形成され、該インロー部を前記嵌合部に嵌合させ、その嵌合位置の外周側に前記第１シール材を介装して前記固定スクロール部材を、その端面に形成されたネジボス部を介して前記前記リアハウジングの内面に前記第１ボルトにより締め付け固定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
8. 前記インロー部と前記嵌合部との間のコーナー部に、第１シール材が介装されることを特徴とする請求項７に記載のスクロール圧縮機。
9. 前記固定スクロール部材の前記端板における前記インロー部よりも外周側の端板最外周部分の板厚が、他の部分よりも薄く形成されることを特徴とする請求項７または８に記載のスクロール圧縮機。
10. 前記スクロール圧縮機構は、前記端板上に渦巻き状ラップが立設されて構成される一対の前記固定スクロール部材および旋回スクロール部材が、各々の前記渦巻き状ラップの先端面とボトム面とにそれぞれ段部を備え、前記渦巻き状ラップの外周側において渦巻き状ラップ高さが内周側の渦巻き状ラップ高さよりも高くされて、周方向およびラップ高さ方向に圧縮ができる三次元圧縮が可能な構成とされることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
11. 前記固定スクロール部材の前記端板における前記ボトム面の段部よりも内周側となる位置の端面に、第１ボルトが締め付け固定される前記ネジボス部が形成されることを特徴とする請求項１０に記載のスクロール圧縮機。
12. 前記ネジボス部に、前記第１ボルト用のネジ孔を、前記段部よりも外周側の前記ボトム面より軸線方向ラップ側に延在させて設けることを特徴とする請求項１１に記載のスクロール圧縮機。
13. 前記ネジボス部が、前記第１シール材よりも内周側に設けられることを特徴とする請求項１１または１２に記載のスクロール圧縮機。
14. 前記ネジボス部の外周に、前記固定スクロール部材の加工時に用いられるクランプ用の溝が設けられることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
15. 前記溝が、前記ネジボス部の外周に、その全周にわたって設けられることを特徴とする請求項１４に記載のスクロール圧縮機。
    
    

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