特許 6081577 スクロール圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6081577

(24)【登録日】2017年1月27日

(45)【発行日】2017年2月15日

(54)【発明の名称】スクロール圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20170206BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/02 311Q

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-507853(P2015-507853)

(86)(22)【出願日】2013年3月29日

(86)【国際出願番号】JP2013059444

(87)【国際公開番号】WO2014155646

(87)【国際公開日】20141002

【審査請求日】2015年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】515294031

【氏名又は名称】ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー（ホンコン）リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松村 彰士

(72)【発明者】

【氏名】武田 啓

(72)【発明者】

【氏名】太田原 優

【審査官】 鈴木 貴雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−９３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−６５１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６３８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１９１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０００７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−１５９４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３１７２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定側板部と、固定側板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される固定側ラップと、を有する固定スクロールと、
旋回側板部と、前記旋回側板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される旋回側ラップと、を有し、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとが噛み合いながら、前記固定スクロールに対して旋回することにより圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記旋回スクロールをクランク軸を介して駆動する電動機と、
これらを収容する密閉容器を備え、
前記固定スクロールと前記旋回スクロールにより圧縮された冷媒ガスは前記密閉容器内の吐出圧空間へ吐出されると共に、前記固定スクロールの前記固定側板部は前記吐出圧空間に面し、且つ前記固定側板部の外縁部が固定されるように構成されているスクロール圧縮機において、
前記固定側ラップと前記旋回側ラップとの歯底部にはそれぞれ外周側から内周側に向かって深くなるように段差が形成され、
前記旋回側ラップの歯底部における内周側の段差より、前記固定側ラップの歯底部における内周側の段差の方が深くなるように形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項2】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記固定側ラップの歯底部には２段の段差が形成され、
前記旋回側ラップの歯底部には１段の段差が形成され、
前記旋回側ラップの歯底部における内周側の段差より、前記固定側ラップの歯底部における最も内周側の段差の方が深くなるように形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項3】

請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
前記旋回側ラップの歯底部における内周側の段差の深さと、前記固定側ラップの歯底部における２番目に深くなる段差の深さとが略同一であることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項4】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記旋回側ラップの歯底部における最も内周側の段差の深さが、前記固定側ラップの歯底部における最も深くなる段差の深さの約半分であることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項5】

請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記旋回側ラップの歯底部における最も内周側の段差の深さが旋回側ラップ歯丈６ｈの０．００５％〜０．０２％の範囲であることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項6】

請求項１〜５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機において、
前記電動機は、ステータ及びロータを備えて構成され、該ロータにフェライト磁石が埋設されたフェライト磁石電動機であることを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項7】

請求項１〜５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機において、
冷凍サイクルに封入される冷媒は、Ｒ３２冷媒単体、又は冷凍サイクルに封入される冷媒の約７０％以上の割合であることを特徴とするスクロール圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクロール圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特許２００９−２８１５０９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「平板部の内周部に渦巻状のラップが立設されるとともに外周部にラップを囲むように筒状の鏡板が設けられてなる固定スクロールと、固定スクロールのラップ立設側に対向した鏡板に固定スクロールのラップと噛み合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップが立設されてなる旋回スクロールの鏡板の固定スクロールの鏡板との対向面には、スクロールの変形を見越して、予め外周側から内周側にかけて板厚が小さくなる傾斜面を形成する。」と記載されており、これにより「固定スクロールと旋回スクロールの変形に起因して生じる摩擦損失を低減して圧縮機の効率を向上させること」ができると記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２８１２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１には、旋回スクロールと固定スクロールのそれぞれの鏡板の対向面に、スクロールの変形を見越して、予め外周側から内周側にかけて段差が大きくなる歯底を形成することで、ラップ歯先部と対向する歯底部とが接触することに起因する摩擦損失の低減を図ることが記載されている。このように歯底段差を形成する、つまり歯底段差を設けることでラップ歯先部と歯底部との接触を抑制できるが、この歯底段差を大きくし過ぎると、逆に隙間が形成され、その隙間を介して圧縮室内部にガスが漏れることになり、損失が増大することになる。

【0005】

そこで本発明は、歯底段差を設けることでラップ歯先部と歯底部との接触を抑制し、且つ、その歯底段差を大きくすることで形成される隙間による損失の低減を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
「固定側板部と、固定側板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される固定側ラップと、を有する固定スクロールと、
旋回側板部と、前記旋回側板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される旋回側ラップと、を有し、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとが噛み合いながら、前記固定スクロールに対して旋回することにより圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記旋回スクロールをクランク軸を介して駆動する電動機とを備え、
前記固定側ラップと前記旋回側ラップとの歯底部にはそれぞれ外周側から内周側に向かって深くなるように段差が形成され、
前記旋回側ラップの歯底部における内周側の段差より、前記固定側ラップの歯底部における内周側の段差の方が深くなるように形成されること」を特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、歯底段差を設けることでラップ歯先部と歯底部との接触を抑制しつつ、その歯底段差を大きくすることで形成される隙間による損失の低減を図ることが可能となる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１を示すスクロール圧縮機の縦断面図。

【図2】固定スクロールと旋回スクロールの構成図。

【図3】実施例１のスクロール圧縮機の圧縮機後部の圧力変形を模式的に示した図。

【図4(1)】実施例１の旋回スクロールの歯底部の上視図。

【図4(2)】実施例１の固定スクロールの歯底部の上視図。

【図5】旋回スクロールと固定スクロールのラップ構成を説明する図。

【図6】実施例１を示す図で、図５に対応する図。

【図7】実施例２を示す図で、図５に対応する図。

【図8】実施例３を示す図で、図６に対応する図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0010】

本実施例では、ラップ隙間を適正化し、ラップ負荷の抑制と圧縮室内漏れ損失の低減を実現するスクロール圧縮機の例を説明する。
図１は、本実施例のスクロール圧縮機構成図の例である。
スクロール圧縮機１は、圧縮機構部２と圧縮機構部２を駆動する電動機３と、圧縮機構部２と電動機３などを収納する密閉容器４を備えて構成される。本実施例では、密閉容器２内の上部に圧縮機構部２を、中部に電動機３を、密閉容器４下部に油溜まり１５が配設された縦型スクロール圧縮機である。密閉容器４は、円筒状チャンバ４ａに蓋キャップ４ｂと底キャップ４ｃが上下に溶接されて構成されている。蓋キャップ４ｂには吸込パイプ４ｄが配設され、円筒状チャンバ４ａの側面には吐出パイプ４ｅが配設されている。密閉容器４の内部には吐出圧力となる吐出圧空間４ｆが収納されている。また、吐出圧空間４ｆには圧縮機構部２と電動機３が収納されている。圧縮機構部２は、固定スクロール５と旋回スクロール６とフレーム７などを基本要素として構成されている。固定スクロール５とフレーム７はボルトで締結されており、旋回スクロール６はフレーム７に支持されている。

【0011】

図２は本実施例のスクロール圧縮機１の固定スクロール５と旋回スクロール６の基本構成の断面図を示している。なお、図２では固定スクロール５と旋回スクロール６の相対的な寸法比は必ずしも一致していない。固定スクロール５は円盤状の天板部（固定側板部５ｂ）と固定側板部５ｂの下部の内周部に立設された渦巻状の固定側ラップ５ａと、固定側板部５ｂの外周部にラップ５ａを囲むように設けられた筒状の固定側鏡板部５ｇと、固定側板部５ｂ上部に備えられた吸入口５ｃと吐出口５ｄなどを有して構成され、フレーム７にボルトで固定されている。

【0012】

旋回スクロール６は、固定スクロール５の固定側ラップ５ａが立設される側に円盤状の旋回側板部６ｂと、旋回側板部６ｂの内周側に立設された渦巻状の旋回側ラップ６ａなどを有して構成される。旋回スクロール６は、固定スクロール５と互いのラップが噛み合い、圧縮室１６が形成されるように旋回自在に配置されている。旋回スクロール６の背面側（図１、２の下側）にはクランク軸９の偏芯ピン部９ｂが連結されている。旋回スクロール６が固定スクロール５に対して旋回運動することにより、その容積が減少する圧縮動作が行われる。

【0013】

それぞれのスクロールラップ（固定側ラップ５ａ、旋回側ラップ６ａ）は円のインボリュート曲線などを基本曲線として形成されており、両スクロールを互いに噛み合わせて旋回スクロール６の巻き終わり側のラップの外側で形成される外線側圧縮室と、その内側で形成される内線側圧縮室との大きさが異なり、軸の回転に対して位相が約１８０°ずれて形成される非対称スクロール形状である。フレーム７は、外周側が溶接などによって密閉容器４の内壁面に固定されており、クランク軸９を回転自在に支持する主軸受８を備えている。

【0014】

旋回スクロール６の背面側とフレーム７の間には、オルダムリング１０が配設されている。オルダムリング１０は旋回スクロール６の背面側に形成された溝とフレーム７に形成された溝に装着され、旋回スクロール６が自転することなくクランク軸９の偏芯ピン部９ｂの偏芯回転を受けて公転運動するよう配設される。

【0015】

電動機３は、ステータ３ａとロータ３ｂから構成される。ステータ３ａは密閉容器４に圧入および焼嵌などにより固定されている。ロータ３ｂはステータ３ａ内側に回転可能に配置されている。ロータ３ｂはクランク軸９に固定されており、ロータ３ｂが回転することにより、クランク軸９を介して旋回スクロール６を旋回運動させる。

【0016】

クランク軸９は、主軸９ａと偏芯ピン部９ｂとから構成され、フレーム７に設けられた主軸受８と副軸受１１とで支持されている。偏芯ピン部９ｂはクランク軸９ａに対して偏芯して一体に形成されており、旋回スクロール６の背面に形成された旋回軸受６ｄに挿入されている。クランク軸９は電動機３により駆動され、偏芯ピン部９ｂは主軸９ａに対して偏芯回転運動することで、旋回スクロール６を駆動させる。また、クランク軸９には、主軸受８および副軸受１１、旋回軸受６ｄへ潤滑油を導く給油通路９ｃが内部に設けられ、油溜り１５側下端には潤滑油を汲み上げて給油通路９ｃに導くポンプ部１４が装着されている。副軸受１１はハウジング１２及び下フレーム１３を介して密閉容器４に固定されている。副軸受１１は、すべり軸受や転がり軸受、球面軸受部材などを使用してクランク軸主軸部９ａの油溜まり側の一端を回転自在に保持する。

【0017】

旋回スクロール６が電動機３により駆動されるクランク軸９を介して旋回運動されると、旋回スクロール６、固定スクロール５の両ラップが噛み合い、大きさの異なる２つの圧縮室（内線側圧縮室、外線側圧縮室）が１８０°の位相差を持って交互に形成される。すると、冷媒ガスなどの作動流体は、吸入パイプ４ｄから旋回スクロール６および固定スクロール５により形成される圧縮室１６に導かれ、冷媒ガスはスクロールの中心方向に移動するに従い容積が縮小され圧縮が行われる。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール５の固定側板部５ｂの上部中央に設けられた吐出口５ｄから密閉容器４内の吐出圧空間４ｆへ吐出され、圧縮機構部２および電動機３の周囲を循環した後、吐出パイプ４ｅから外部へと流出する。従って、密閉容器４内の空間は吐出圧力に保たれるいわゆる高圧チャンバ圧縮機である。

【0018】

続いて潤滑油の給油経路について説明する。旋回スクロール６の背面側とフレーム７との間には吸入パイプ４ｄ内での圧力と吐出圧空間４ｆの圧力の中間となる圧力状態である背圧室１７が形成されている。この背圧室１７は、油溜り１５から潤滑油が給油通路９ｃを通り、旋回軸受６ｄを潤滑した後、圧縮機構部２の摺動部に供給する経路中に設けられている。旋回スクロール６の平板部６ｂには圧縮室１６と旋回スクロール６背面に形成される背圧室１７を間欠的に連通させる背圧孔６ｃが設けられており、背圧室１７の圧力を吸入圧と吐出圧の中間的な圧力（この中間の圧力を背圧と呼ぶ）に保っている。この背圧とシール部材１８の内周側の中央側空間に作用する吐出圧力の合力で、旋回スクロール６は背面から固定スクロール５に押し付けている。

【0019】

次に、圧縮機運転時の圧縮機構部２の圧力変形について説明する。
図３は、スクロール圧縮機の圧縮機構部２の圧力変形を模式的に示した図である。図に示すように、固定スクロール５の上部は吐出圧空間４ｆに面しているため、固定スクロール５の上面には吐出圧力が作用する。また、旋回スクロール６の背面は背圧室１７に面しているため、旋回スクロール６の背面には背圧が作用し、旋回スクロール６を上方側（固定スクロール５側）に押し上げる。

【0020】

図３のスクロール圧縮機の場合、固定スクロール５は固定側板部５ｂの外縁部が密閉容器４に固定されているので、全体的に下方向（旋回スクロール側）に凸になるように変形する。旋回スクロール６は下方向に凸に変形した固定スクロール５に押し付けられるため、両スクロールの中央部のラップ歯先部（固定側ラップ歯先部５ｅ、旋回側ラップ歯先部６ｅ）とラップ歯底部（固定側ラップ歯底部５ｆ、旋回側ラップ歯底部６ｆ）とが互いに接触する。そして固定スクロール５、旋回スクロール６のそれぞれは固定スクロール５の変形にならうように全体的に中央部が下方向に凸になるように変形する。特に、高圧力比条件においては、ラップ中央部の最大変位も大きくなるため、固定側ラップ歯先部５ｅの中央部と旋回側ラップ歯底部６ｆの中央部、また固定側ラップ歯底部５ｆの中央部と旋回側歯先部６ｅの中央部との接触が過剰に強くなる。そこで、摩擦損失およびラップ破損に至るのを抑制するため、旋回スクロール６および固定スクロール５の歯底（固定側ラップ歯底部５ｆ、旋回側ラップ歯底部６ｆ）にはそれぞれ、外側から中央に向かうに従い深くなる歯底段差を設けている。なお、それぞれの歯底（固定側ラップ歯底部５ｆ、旋回側ラップ歯底部６ｆ）において、対抗する歯先（固定側ラップ歯先部５ｅ、旋回側ラップ歯先部６ｅ）との間隔が離れるほど、歯底段差が深いと呼ぶことにする。

【0021】

このラップ歯底部（固定側ラップ歯底部５ｆ、旋回側ラップ歯底部６ｆ）の段差構成の特徴について説明する。

【0022】

図４はスクロール圧縮機１の旋回スクロール６、固定スクロール５の上視図である。また、図５はラップ歯先と歯底の関係をラップ円周側面方向から模式的に示した図である。ここで図４（１）においては旋回スクロール６の旋回側ラップ歯底部６ｆの段差は、最も外周側の歯底（ｃ）部を基準に内周側に沿って（ｂ）部、さらに（ａ）部の順に深さが変化するように設定されている。つまり、最も内周側の（ａ）部が最も深く、最も外周側の（ｃ）部が最も浅くなるように段差が設けられる。

【0023】

また図４（２）に示すように、固定スクロール５の固定側ラップ歯底部５ｆの段差は図４（１）の旋回側ラップ歯底部６ｆと同様、歯底（ｃ）部を基準に内周側に沿って（ｂ）部、さらに（ａ）部の順で深さが変化し、その変化量は旋回スクロール６および固定スクロール５において同等に設定している。つまり、最も内周側の（ａ）部が最も深く、最も外周側の（ｃ）部が最も浅くなるように段差が設けられる。

【0024】

図５に示すように上記した段差は、旋回側ラップ歯底部６ｆにおいては最も外周側の歯底（ｃ）部を基準に内周側に沿って（ｂ）部、さらに（ａ）部の順に深さが変化するように設定されている。具体的には（ａ）部は（ｃ）部に対して旋回側ラップ歯丈６ｈの０．０２％〜０．０４％の段差となるように深く形成され、（ｂ）部は（ｃ）部に対して旋回側ラップ歯丈６ｈの０．００５％〜０．０２％の段差となる深さで形成され、さらに（ｃ）部は図２に示す旋回側鏡板面６ｇに対して旋回側ラップ歯丈６ｈの０．００％〜０．０３％の段差となる深さで形成されている。なお、ここでいう旋回側ラップ歯丈６ｈとは図２に示すように、旋回側鏡板面６ｇから旋回側ラップ６ａの旋回側ラップ歯先部６ｅまでの長さを示している。

【0025】

一方で、固定側ラップ歯底部５ｆにおいても最も外周側の歯底（ｃ）部を基準に内周側に沿って（ｂ）部、さらに（ａ）部の順に深さが変化するように設定されている。段差の深さも同様であり（ａ）部は（ｃ）部に対して固定側ラップ歯丈５ｈの０．０２％〜０．０４％の段差となるように深く形成され、（ｂ）部は（ｃ）部に対して固定側ラップ歯丈５ｈの０．００５％〜０．０２％の段差となる深さで形成され、さらに（ｃ）部は図２に示す固定側鏡板面５ｇに対して固定側ラップ歯丈５ｈの段差となる深さで形成されている。なお、ここでいう固定側ラップ歯丈５ｈとは図２に示すように、固定側鏡板面５ｇから固定側ラップ５ａの固定側ラップ歯先部５ｅまでの長さを示している。

【0026】

この図４、５に示す構造により、スクロール圧縮機１が駆動して圧縮機構部２に作動流体による圧力と熱が作用したときに、固定側ラップ歯底部５ｆと旋回側ラップ歯先部６ｅ、又は旋回側ラップ歯底部６ｆと固定側ラップ歯先部５ｅとが過度に接触することを防止し、摩擦による入力増加を抑制することやラップ強度に対する信頼性向上の効果がある。

【0027】

しかしながら、この図４、５の構造のスクロール圧縮機では、固定側ラップ歯底部５ｆと旋回側ラップ歯底部６ｆに設けた歯底段差の段差量が同等であった為に、ラップが最大に変形する条件においても余分な隙間が生まれる虞がある。そして本発明者等による検討の結果、これが原因として、ラップの変形が小さい運転条件（低速・低圧力比条件）では、なおさら歯底に設けた段差は隙間となり、圧縮室間で冷媒が漏れて損失となるという課題があることが判明した。

【0028】

このようなラップ歯先とラップ歯底の隙間からの冷媒の漏れ損失増加を防ぐための実施例であるスクロール圧縮機の特徴を図４、図６を用いて説明する。

【0029】

図４に示すように旋回スクロール６の旋回側板部６ｂのラップ形成面および固定スクロール５の固定側板部５ｂのラップ形成面には、外周側より内周側に向かうに従い段差が深くなるよう旋回側ラップ歯底部６ｆおよび固定側ラップ歯底部５ｆが形成されている。

【0030】

図６は本実施例の旋回側ラップ歯底部６ｆおよび固定側ラップ歯底部５ｆの深さを示す図である。ここで、図５で説明した上記構造では、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差と、固定側ラップ歯底部５ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差とはそれぞれのラップ歯丈の０．０２％〜０．０４％となるように形成されており同一となっていた。また、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｃ）に対する（ｂ）部の段差と、固定側ラップ歯底部５ｆにおける（ｃ）に対する（ｂ）部の段差とはそれぞれのラップ歯丈の０．００５％〜０．０２％となるように形成されており同一となっていた。

【0031】

これに対して図６に示す本実施例の構造では、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差を、固定側ラップ歯底部５ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差よりも小さくすることを特徴とするものである。具体的には旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差を旋回側ラップ歯丈６ｈの０．００５％〜０．０２％となるように形成することで、固定側ラップ歯底部５ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差（固定側ラップ歯丈５ｈの０．０２％〜０．０４％）よりも小さくなるように形成している。

【0032】

図５における固定側ラップ歯先部５ｅと旋回側ラップ歯底部６ｆとの隙間をｈｓ、固定側ラップ歯底部５ｆと旋回側ラップ歯先部６ｅとの隙間をｈｋとすると、図５においてはｈｓ＝ｈｋの関係となっている。また、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差をＤｓとし、固定側ラップ歯底部５ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差をＤｋとすると、上記したように図５ではＤｓ＝Ｄｋの関係となっている。

【0033】

これに対して図６における固定側ラップ歯先部５ｅと旋回側ラップ歯底部６ｆとの隙間をｈｓ´、固定側ラップ歯底部５ｆと旋回側ラップ歯先部６ｅとの隙間をｈｋとすると、図６においてはｈｋ＞ｈｓの関係となっている。また、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差をＤｓ´とし、固定側ラップ歯底部５ｆにおける（ｃ）に対する（ａ）部の段差をＤｋとすると上記したようにＤｋ＞Ｄｓ´の関係となっている。

【0034】

これは、旋回スクロールおよび固定スクロールの圧力、熱変形を考慮し、旋回スクロール６および固定スクロール５の歯底段差量を個別に設定した結果、旋回側ラップ歯底部６ｆの内周側の段差量Ｄｓ´（深さ）が固定側ラップ歯底部５ｆの内周側の段差量Ｄｋ（深さ）より小さくすることで余分な隙間を詰めてシール性を向上させ、ラップ歯先と歯底の隙間からの冷媒の漏れによる損失を抑制するものである。

【0035】

また、特に密度の小さい冷媒を作動流体として使用したスクロール圧縮機、例えばＲ３２冷媒などでは、冷媒の密度がＲ４１０Ａ冷媒などに比べて小さいために隣接する圧縮室間において冷媒が漏れ易くなることが考えられる。さらに、Ｒ３２冷媒のような高温冷媒では、運転中の温度が高くなり、熱膨張によるラップ歯先とラップ歯底の隙間の拡大が考えられる。本実施例によれば、歯底段差を設けたことによるラップ歯先と歯底の隙間からの冷媒の漏れによる損失を抑制することが可能となるため、Ｒ３２冷媒を単一であるいは冷凍サイクルに封入される割合が７０％以上の場合においても高性能なスクロール圧縮機を提供することが出来る。

【実施例2】

【0036】

次に、本発明のスクロール圧縮機の実施例２について説明する。
図７はラップ歯先と歯底の関係をラップ円周側面方向から模式的に示した構成図の例である。本実施例２は、旋回スクロール６および固定スクロール５のラップ対向面に形成する面形状以外は実施例１と同じであり、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。

【0037】

本実施例では、歯底段差を図７に示すように、図５に示すスクロール圧縮機において、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける（ｂ）部と（ａ）部とを同じ深さとし、旋回側ラップ歯底部６ｆの段差を２段とすることで、巻き始め側の旋回側ラップ歯底部６ｆの最深部での固定側ラップ歯先部５ｅとの隙間を詰めることを特徴とする。つまり固定側ラップ歯底部５ｆには２段の段差が形成され、旋回側ラップ歯底部６ｆには１段の段差が形成され、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける内周側の段差Ｄｓ´より、固定側ラップ歯底部５ｆにおける最も内周側の段差Ｄｋの方が深くなるように形成されることを特徴とする。なお、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける内周側の段差の深さＤｓ´と、固定側ラップ歯底部５ｆにおける２番目に深くなる段差の深さ（（ｂ）部における深さ)とが略同一であると損失低減が図れることが確認できた。

【0038】

本実施例においても実施例１と同様の効果が得られる。また、実施例１に対して段差が減る分だけ加工工数が減るため製造コスト、時間の低減を図ることが可能となる。更に、（ｂ）部から（ｃ）部にかけて図７上で固定側ラップ歯先部５ｅと向かう面を図７に示すように固定側ラップ歯先部５ｅと垂直ではなく、（ｃ）部側に傾斜するようにスロープ状に傾斜をつけて滑らかに変化させてもよい。これにより、段差部である（ｃ）部で生じる隙間からの冷媒の漏れ量を小さくすることができる。また、旋回側ラップ歯底部６ｆを円周状の段差とすることで、エンドミルで加工する場合には高精度の加工が施しやすいといった効果もある。本実施例のこれらの構成はその他の実施例にも適用が可能である。

【実施例3】

【0039】

次に、本発明のスクロール圧縮機の実施例３について説明する。
図８はラップ歯先と歯底の関係をラップ円周側面方向から模式的に示した構成図の例である。本実施例は、旋回スクロール６および固定スクロール５のラップ対向面に形成する面形状以外は実施例１と同じであり、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。

【0040】

本実施例は、歯底段差を図８に示すように、図７に示す実施例２において、旋回側ラップ歯底部６ｆの歯底段差を２段とし、浅く設定した旋回側ラップ歯底部６ｆの（ａ）部と固定側ラップ歯底部５ｆの（ａ）部の深さに対して、Ｄｓ＝１／２Ｄｋとなるような旋回側ラップ歯底部６ｆとすることを特徴とする。つまり図８において、旋回側ラップ歯底部６ｆにおける最も内周側の段差の深さＤｓ´が、固定側ラップ歯底部５ｆにおける最も深くなる段差Ｄｋの深さの約半分とするものである。

【0041】

これによりラップ歯先が接触することなく、かつ損失低減が図れることが確認できた。なお、本実施例においても実施例１、２と同様の効果が得られる。また、旋回スクロール側の歯底の深さを固定スクロール側の歯底深さに対して半分に設定していることから、加工の際に切削量が減り、加工時間短縮、工具寿命の延長と言った効果がある。

【実施例4】

【0042】

次に、本発明のスクロール圧縮機の実施例４について説明する。
本実施例は、スクロール圧縮機の電動機３のロータにフェライト磁石が埋設されたフェライト磁石電動機であること以外は実施例１〜３と同じであり、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。

【0043】

フェライト磁石モータは、ネオジウム磁石モータに比べ低価格であることから、フェライト磁石モータを採用した圧縮機は大幅なコストダウンが見込める。しかし、フェライト磁石モータは、特に低速域での効率がネオジウム磁石モータに比べ、低下するという課題がある。そこで、実施例１〜４を適用すれば、旋回スクロール６の歯底６ｆの段差量（深さ）を固定スクロール５の歯底５ｆの段差量（深さ）より小さく設定することでシール性を向上させ、ラップ歯先と歯底の隙間からの冷媒の漏れによる損失を低減できるため、低速域においても高効率で低価格なスクロール圧縮機を提供することができる。

【実施例5】

【0044】

次に、本発明のスクロール圧縮機の実施例６について説明する。
本実施例は、スクロール圧縮機に使用する冷媒をＲ３２単体冷媒とすること以外は実施例１〜４と同じであり、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
Ｒ３２冷媒は地球温暖化係数（ＧＷＰ）が６７５とＲ４１０Ａの１／３程度であり、より環境に負荷の少ない冷媒である。しかし、Ｒ４１０Ａなどの冷媒に比べ密度が小さく密閉空間から漏れ易い冷媒であり、またＲ３２冷媒を使用すると運転温度が高くなるために、ラップが熱の影響で変形しやすくなり、歯先・歯底の隙間が大きくなるという課題がある。

【0045】

そこで、実施例１〜４を適用したうえで、冷凍サイクルに封入される冷媒は、Ｒ３２冷媒単体、又は冷凍サイクルに封入される冷媒の約７０％以上の割合であるようにする。これにより旋回スクロール６の歯底６ｆの段差量（深さ）を固定スクロール５の歯底５ｆの段差量（深さ）より小さく設定することで余分な隙間を詰めてシール性を向上させ、ラップ歯先と歯底の隙間からの冷媒の漏れによる損失を低減できるため、環境負荷が小さい冷媒を使用しながら、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。

【符号の説明】

【0046】

１ スクロール圧縮機
２ 圧縮機構部
３ 電動機（３ａ：ロータ、３ｂ：ステータ）
４ 密閉容器（４ａ：円筒状チャンバ、４ｂ：蓋キャップ、４ｃ：底キャップ、４ｄ：吸入パイプ、４ｅ：吐出パイプ、４ｆ：吐出空間）
５ 固定スクロール（５ａ：固定側ラップ、５ｂ：固定側板部、５ｃ：吸入口、５ｄ：吐出口、５ｅ：固定側ラップ歯先部、５ｆ：固定側ラップ歯底部、５ｇ：固定側鏡板面、５ｈ：固定側ラップ歯丈）
６ 旋回スクロール（６ａ：旋回側ラップ、６ｂ：旋回側板部、６ｃ：背圧孔、６ｄ：旋回軸受、６ｅ：旋回側ラップ歯先部、６ｆ：旋回側ラップ歯底部、６ｇ：旋回側鏡板面６ｈ：旋回側ラップ歯丈）
７ フレーム
８ 主軸受
９ クランク軸（９ａ：主軸、９ｂ：偏心ピン部、９ｃ：給油通路）
１０ オルダムリング
１１ 副軸受
１２ ハウジング
１３ 下フレーム
１４ ポンプ部
１５ 油溜り
１６ 圧縮室
１７ 背圧室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4(1)】

【図4(2)】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】