WO2017056213A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2017056213A1
WO2017056213A1 PCT/JP2015/077672 JP2015077672W WO2017056213A1 WO 2017056213 A1 WO2017056213 A1 WO 2017056213A1 JP 2015077672 W JP2015077672 W JP 2015077672W WO 2017056213 A1 WO2017056213 A1 WO 2017056213A1
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WO
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spiral tooth
spiral
scroll
tooth
end plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/077672
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石園　文彦
裕貴 田村
浩平 達脇
哲仁 ▲高▼井
祐司 ▲高▼村
加藤　啓介
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2015/077672 priority Critical patent/WO2017056213A1/ja
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor used as a fluid compressor such as a refrigerant compressor.
  • Patent Document 1 discloses a scroll compressor in which the rigidity of the tip surface of a spiral tooth in which a chip seal is arranged is improved.
  • Patent Document 2 discloses a scroll compressor in which a root surface is made larger than a tip surface in a part of spiral teeth.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can ensure the compression efficiency and the compression performance while ensuring the reliability of the spiral teeth, and the efficiency of processing the spiral teeth at the time of manufacture.
  • An object of the present invention is to provide a scroll compressor capable of maintaining accuracy.
  • a scroll compressor includes a first end plate, a first spiral tooth disposed on one surface of the first end plate, and a first end disposed on a tip surface of the first spiral tooth.
  • An orbiting scroll having a tip seal, a second end plate, a second spiral tooth disposed on one surface of the second end plate, and a tip end surface of the second spiral tooth
  • a fixed scroll having a second tip seal, wherein the first spiral tooth and the second spiral tooth are the second end plate in which the first tip seal is disposed with the second spiral tooth.
  • the second tip seal is meshed so as to contact the surface of the first end plate on which the first spiral teeth are disposed, and the fixed scroll and the orbiting scroll are A side surface of the first spiral tooth, a side surface of the second spiral tooth, and the first spiral tooth.
  • Forming a compression mechanism for compressing fluid in a space surrounded by the plate and the second end plate, and having a cross section in a direction perpendicular to the spiral direction of the first spiral tooth and the second spiral tooth The shape is the same taper shape, and in the cross section, the width of the tip surface of the first spiral tooth is smaller than the width of the root surface of the first spiral tooth, and the second spiral The width of the tip surface of the tooth is smaller than the width of the root surface of the second spiral tooth.
  • the present invention it is possible to reduce the area of the tip surface of the spiral tooth while securing the strength of the root portion of the spiral tooth, thereby improving the reliability of the spiral tooth and ensuring the compression efficiency and the compression performance.
  • a possible scroll compressor can be provided.
  • the spiral teeth and the fixed scroll of the orbiting scroll can be manufactured in the same taper shape, a scroll compressor capable of maintaining the efficiency and accuracy of the spiral teeth during manufacturing is provided. Can do.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing an example of a configuration of a connecting portion between the crankshaft 9 and the swing scroll 86 of the scroll compressor 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view schematically showing an example of a configuration of spiral teeth 86b of an orbiting scroll 86 in the scroll compressor 1 according to Embodiment 1 of the present invention. It is the figure which showed roughly the leakage clearance gap of the refrigerant
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an example of a scroll compressor 1 according to the first embodiment.
  • the scroll compressor 1 is configured as a vertical compressor, but may be configured as a horizontal compressor.
  • the dimensional relationship and shape of each component may be different from the actual ones.
  • symbol is attached
  • the positional relationship between the constituent members of the scroll compressor 1 in the following description for example, the positional relationship such as the vertical relationship, is basically the positional relationship when the scroll compressor 1 is installed in a usable state. .
  • the scroll compressor 1 is a fluid machine that discharges a low-pressure refrigerant sucked into the scroll compressor 1 as a high-pressure refrigerant.
  • the casing of the scroll compressor 1 is configured as a cylinder-shaped sealed container 2.
  • the hermetic container 2 includes a hollow cylindrical body portion 2a, a lid portion 2b having an inverted U-shaped longitudinal section, and a bottom portion 2c having a U-shaped longitudinal section.
  • the opening part side of the lid part 2b is fixed above the trunk part 2a, and the opening part side of the bottom part 2c is fixed below the trunk part 2a.
  • drum 2a and the cover part 2b or the bottom part 2c is joined by welding etc., for example.
  • mold is provided in the lower surface of the bottom part 2c.
  • the suction pipe 4 is disposed through the body 2a of the sealed container 2.
  • the suction pipe 4 is a refrigerant pipe that sucks low-pressure refrigerant into the sealed container 2.
  • the discharge pipe 5 penetrates and is fixed to the upper surface of the lid portion 2b of the sealed container 2.
  • the discharge pipe 5 is a refrigerant pipe that discharges high-pressure refrigerant to the outside of the sealed container 2.
  • the fixed part between the suction pipe 4 and the body part 2a and the fixed part between the discharge pipe 5 and the lid part 2b are joined together by brazing, for example.
  • the inner surface of the bottom 2c of the sealed container 2 is configured as an oil sump for storing the refrigeration oil 6.
  • the refrigerating machine oil 6 is a lubricating oil for the scroll compressor 1, and for example, mineral oil-based, alkylbenzene-based, polyalkylene glycol-based, polyvinyl ether-based, polyol ester-based refrigerating machine oil or the like is used.
  • an electric motor 7 that supplies power to the scroll compressor 1 is accommodated below the fixed portion between the body 2 a and the suction pipe 4.
  • a compression mechanism portion 8 is accommodated above a fixed portion between the body portion 2a and the suction pipe 4. That is, the compression mechanism portion 8 is disposed above the electric motor 7 in the sealed container 2.
  • the compression mechanism unit 8 compresses the low-pressure refrigerant sucked into the low-pressure space of the sealed container 2 from the suction pipe 4 into the high-pressure refrigerant by the power supplied from the electric motor 7, and the high-pressure refrigerant in the high-pressure space where the discharge pipe 5 is fixed. Is discharged.
  • the electric motor 7 includes an electric motor stator 70 having a hollow cylindrical appearance in a top view, and a cylindrical electric motor rotor 72 that is rotatably disposed inside the inner peripheral surface of the electric motor stator 70. .
  • the electric motor stator 70 is fixed to the inner peripheral surface of the body 2 a of the sealed container 2.
  • the electric motor 7 can rotate the electric motor rotor 72 inside the inner peripheral surface of the electric motor stator 70 by supplying electric power from an external power source to a coil wound around the electric motor stator 70.
  • a DC brushless motor or the like is used as the electric motor 7.
  • an external power source for supplying power to the motor stator 70 for example, a general commercial AC power source with an AC frequency of 50 Hz or 60 Hz, or an inverter capable of changing the rotation speed of the motor 7 in a range of 600 rpm to 15000 rpm.
  • a power supply is used. Since the operating frequency of the scroll compressor 1 can be changed by changing the rotation speed of the electric motor 7 using the inverter power supply, the amount of refrigerant discharged from the discharge pipe 5 can be controlled.
  • the crankshaft 9 is fixed through the motor rotor 72 at the center of the motor rotor 72.
  • the crankshaft 9 is a rotating shaft that fixes the electric motor rotor 72 with a fixed surface 9 a that is a part of the outer peripheral surface of the crankshaft 9 and transmits the rotational driving force of the electric motor rotor 72 to the compression mechanism unit 8.
  • the crankshaft 9 extends from the fixed surface 9a in the vertical direction, that is, in the direction of the lid 2b of the sealed container 2 and the direction of the bottom 2c of the sealed container 2.
  • a disc portion 9b is provided above the fixed surface 9a, and the crankshaft 9 positioned above the disc portion 9b is disposed inside the compression mechanism portion 8.
  • an oil hole 9 c extending between the upper end and the lower end of the crankshaft 9 is provided at the center of the crankshaft 9.
  • a first balance weight 10a is attached to a side surface portion of the crankshaft 9 located below the disc portion 9b, and a second balance weight 10a is attached to a side surface portion of the crankshaft 9 located below the fixed surface 9a.
  • a balance weight 10b is attached. The first balance weight 10a and the second balance weight 10b are configured to cancel the unbalance of the rotation of the central axis of the crankshaft 9 when the scroll compressor 1 is driven.
  • a first frame 11 having a circular outer peripheral surface 11 a in a top view is accommodated below the electric motor 7, and the outer peripheral surface 11 a is an inner surface of the trunk portion 2 a of the sealed container 2. It is fixed to.
  • the first frame 11 has a hollow disk-shaped plane in a top view, and has an upper surface 11b in which the outer edge of the plane is connected to the upper edge of the outer peripheral surface 11a.
  • the first frame 11 constitutes a circular inner edge surface that is concentric with the outer peripheral surface 11 a of the first frame 11 in a top view, and the upper edge portion of the inner edge surface is the first frame 11. It has the 1st inner surface 11c connected with the inner edge part of the upper surface 11b.
  • the first frame 11 has a horizontal plane 11d that forms a hollow disk-shaped plane in a top view, and an outer edge portion of the plane is connected to a lower edge portion of the first inner side surface 11c. .
  • the first frame 11 forms a circular inner edge surface that is concentric with the first inner surface 11c in a top view, and the upper edge portion of the inner edge surface is connected to the inner edge portion of the horizontal surface 11d.
  • Two inner side surfaces 11e are provided.
  • the first frame 11 constitutes a hollow disk-shaped plane when viewed from the bottom, the inner edge of the plane is connected to the lower edge of the second inner surface 11e, and the outer edge of the plane is the outer peripheral surface. It has a lower surface 11f connected to the lower edge of 11a.
  • the first inner surface 11 c, the horizontal surface 11 d, and the second inner surface 11 e constitute a stepped inner wall surface in the longitudinal section of the first frame 11.
  • the rolling bearing 12 is accommodated in the hollow space surrounded by the first inner surface 11c of the first frame 11.
  • the rolling bearing 12 is a mechanical element having a hollow cylindrical appearance including an outer ring portion 12a and an inner ring portion 12b, which are raceways, and a plurality of rolling elements 12c arranged between the outer ring portion 12a and the inner ring portion 12b. is there.
  • the outer peripheral surface of the outer ring portion 12a of the rolling bearing 12 is fixed by press-fitting into the first inner surface 11c, and the bottom surface portion of the outer ring portion 12a of the rolling bearing 12 is fixed by press-fitting into the horizontal surface 11d.
  • first inner surface 11 c and the horizontal surface 11 d of the first frame 11 are configured as a bearing housing portion of the rolling bearing 12.
  • the lower end portion of the crankshaft 9 is disposed inside the inner peripheral surface of the inner ring portion 12b of the rolling bearing 12, and the inner peripheral surface of the inner ring portion 12b is fixed to the side surface portion of the lower end of the crankshaft 9.
  • the rolling bearing 12 may be configured as a ball bearing such as a radial ball bearing, or may be configured as a roller bearing such as a cylindrical roller bearing.
  • the ball bearing is also referred to as a ball bearing.
  • the main body 13 a of the oil pump 13 is fixed to the lower surface 11 f of the first frame 11.
  • the oil pump 13 generates a pressure difference inside the oil pump 13 by mechanical energy generated by the rotation of the crankshaft 9, sucks up the refrigerating machine oil 6 by the pressure difference, and puts the refrigerating machine oil 6 on the side surface of the crankshaft 9. It is a fluid machine to deliver.
  • the oil pump 13 includes an oil supply pipe 13b extending from the lower side of the main body 13a toward the bottom 2c of the hermetic container 2 so that the refrigerating machine oil 6 is sucked into the main body 13a from the lower end of the oil supply pipe 13b. It is configured.
  • a pump shaft 13 c of the oil pump 13 is disposed in the hollow space surrounded by the second inner surface 11 e of the first frame 11.
  • the pump shaft 13c is fixed to the lower end portion of the crankshaft 9 by, for example, integral molding, and is configured to transmit mechanical energy generated by the rotation of the crankshaft 9 to the main body portion 13a.
  • An oil hole 13d is provided in the central portion of the pump shaft 13c, and is configured to communicate with the oil hole 9c of the crankshaft 9.
  • the oil pump 13 is configured as a positive displacement pump, and can be configured as a rotary pump such as a trochoid pump or a rotary piston pump.
  • the compression mechanism unit 8 includes a second frame 80 that is disposed above the electric motor 7 and is fixed to the side surface of the body 2a of the sealed container 2.
  • the compression mechanism unit 8 includes an Oldham ring 82, a thrust plate 84, and an orbiting scroll 86, and is accommodated in the second frame 80.
  • the compression mechanism unit 8 includes a fixed scroll 88, and the fixed scroll 88 is fixed to the second frame 80.
  • the second frame 80 has a circular outer peripheral surface 80a in a top view, and the outer peripheral surface 80a is fixed to the inner side surface of the body 2a of the sealed container 2. On the inner side surface of the body portion 2 a of the sealed container 2, the circular outer peripheral surface 80 a is located above the fixed portion between the body portion 2 a and the suction pipe 4.
  • the second frame 80 has a hollow disk-shaped plane in a top view, and has an upper surface 80b in which the outer edge portion of the plane is connected to the upper edge portion of the outer peripheral surface 80a.
  • the second frame 80 constitutes a circular inner edge surface that is concentric with the outer peripheral surface 80 a of the second frame 80 in a top view, and the upper edge portion of the inner edge surface is the second frame 80.
  • a first inner side surface 80c connected to the inner edge portion of the upper surface 80b is provided.
  • the second frame 80 has a first horizontal plane 80d that forms a hollow disk-shaped plane in a top view and whose outer edge is connected to the lower edge of the first inner side surface 80c. is doing.
  • the second frame 80 forms a circular inner edge surface that is concentric with the first inner side surface 80c in a top view, and the upper edge portion of the inner edge surface is the same as the inner edge portion of the first horizontal plane 80d. It has the 2nd inner surface 80e to connect.
  • the second frame 80 has a second horizontal plane 80f that forms a hollow disk-shaped plane in a top view and that has an outer edge connected to the lower edge of the second inner surface 80e. is doing.
  • the second frame 80 forms a circular inner edge surface that is concentric with the second inner side surface 80e in a top view, and the upper edge portion of the inner edge surface is the same as the inner edge portion of the second horizontal plane 80f. It has the 3rd inner side surface 80g connected.
  • the second frame 80 forms a hollow disk-shaped plane when viewed from above, and has a third horizontal plane 80h in which the outer edge of the plane is connected to the lower edge of the third inner side surface 80g. is doing.
  • the second frame 80 forms a circular inner edge surface that is concentric with the third inner surface 80g in a top view, and the upper edge of the inner edge surface is the inner edge of the third horizontal surface 80h. It has the 4th inner surface 80i to connect.
  • the second frame 80 forms a hollow disk-shaped plane in a bottom view, and has a lower surface 80j in which the inner edge of the plane is connected to the lower edge of the fourth inner surface 80i.
  • the second frame 80 has an outer surface 80k that connects the lower surface 80j and the outer peripheral surface 80a.
  • the side surface 80 i constitutes a stepped inner wall surface in the longitudinal section of the second frame 80.
  • the outer surface 80k can comprise as an outer wall surface which does not obstruct
  • FIG. 80k may be configured as an outer wall surface whose longitudinal section is a stepped shape as shown in FIG. 1, or may be configured as an outer wall surface whose longitudinal section is a curved shape.
  • the Oldham ring 82 has a hollow disk-shaped main body portion 82 a and two rectangular protrusion portions 82 b arranged on the upper surface and the lower surface of the main body portion 82 a, and the rotation that prevents the swing scroll 86 from rotating. It is a prevention mechanism.
  • the main body portion 82a of the Oldham ring 82 is disposed in a hollow space surrounded by the second inner side surface 80e of the second frame 80.
  • the two protrusion portions 82b disposed on the lower surface of the main body portion 82a are The rectangular Oldham groove is provided in the second horizontal plane 80f. Since FIG. 1 is a longitudinal sectional view, only one protrusion 82b located on the upper surface of the main body 82a is shown.
  • the thrust plate 84 is accommodated in a hollow space surrounded by the first inner side surface 80 c of the second frame 80.
  • spring steel having high toughness or a bearing metal material having high sliding property is used as the material.
  • the housing raceway plate is also called a fixed ring
  • the shaft raceway plate is also called a movable ring.
  • the orbiting scroll 86 has a disc-shaped end plate 86a, a spiral tooth 86b which is a spiral projection having an involute curve shape disposed on the upper surface of the end plate 86a, and a hollow cylindrical shape disposed at the center of the lower surface of the end plate 86a. And a swing shaft 86c.
  • the peripheral surface portion of the lower surface of the end plate 86 a slides on the thrust plate 84.
  • the thrust plate 84 can support a downward load in the axial direction when the swing scroll 86 moves.
  • an Oldham groove 86d is provided on the lower surface of the end plate 86a to accommodate the protrusion 82b disposed on the upper surface of the main body 82a of the Oldham ring 82.
  • a groove having a spiral shape in a top view is provided on the tip surface of the spiral tooth 86b.
  • the spiral groove is configured so that the cross section of the rectangular groove is located at the center of the tip surface of the spiral tooth 86b in the longitudinal section of the spiral tooth 86b.
  • a tip seal 86e having a spiral shape when viewed from above is disposed on one side surface of the spiral groove.
  • the spiral chip seal 86e is provided to avoid refrigerant leakage from the tip surface of the spiral tooth 86b, and the vertical cross section of the chip seal 86e is configured to be rectangular.
  • the tip seal 86e of the orbiting scroll 86 is configured as a seal made of a polymer resin such as liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, or polytetrafluoroethylene.
  • a polymer resin such as liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, or polytetrafluoroethylene.
  • the liquid crystal polymer is abbreviated as LCP
  • the polyphenylene sulfide is abbreviated as PPS
  • the polyetheretherketone is abbreviated as PEEK
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the swing shaft 86c penetrates the hollow portion of the thrust plate 84 and the hollow portion of the main body portion 82a of the Oldham ring 82 downward, and is in a hollow space surrounded by the third inner side surface 80g of the second frame 80. It is configured to extend and perform an eccentric motion in the hollow space by the rotation of the crankshaft 9. That is, the third inner side surface 80g of the second frame 80 is configured as a slide bearing for the eccentric movement of the swing shaft 86c.
  • the fixed scroll 88 has a disc-shaped end plate 88a and spiral teeth 88b which are spiral projections of an involute curve shape disposed on the lower surface of the end plate 88a.
  • a cylindrical discharge port 88c penetrating from the upper surface to the lower surface of the end plate 88a is provided at the center of the end plate 88a, and a plate-like discharge valve 88d is disposed on the upper surface of the end plate 88a.
  • the discharge port 88c can be opened and closed by high pressure.
  • a groove having a spiral shape when viewed from the bottom is provided at the tip of the spiral tooth 88b of the fixed scroll 88.
  • the spiral groove is configured so that the cross section of the rectangular groove is located at the center of the tip surface of the spiral tooth 88b in the longitudinal section of the spiral tooth 88b.
  • a tip seal 88e having a spiral shape when viewed from below is disposed on one side surface of the spiral groove.
  • the spiral chip seal 88e is provided in order to avoid refrigerant leakage from the tip surface of the spiral tooth 88b, and the vertical cross section of the chip seal 88e is configured to be rectangular.
  • the tip seal 88e of the fixed scroll 88 is configured as a seal made of a polymer resin such as liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polytetrafluoroethylene, etc., like the tip seal 86e of the swing scroll 86.
  • a polymer resin such as liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polytetrafluoroethylene, etc.
  • the tip seal 88e disposed at the tip of the spiral tooth 88b of the fixed scroll 88 is disposed so as to contact the upper surface of the end plate 86a of the swing scroll 86.
  • the tip seal 86e disposed at the tip of the spiral tooth 86b of the orbiting scroll 86 is disposed so as to contact the lower surface of the end plate 88a of the fixed scroll 88. That is, the spiral teeth 88b of the fixed scroll 88 and the spiral teeth 86b of the swing scroll 86 are arranged so as to mesh with each other.
  • the compression mechanism portion 8 is surrounded by the side surface of the spiral tooth 88 b of the fixed scroll 88, the side surface of the spiral tooth 86 b of the swing scroll 86, the end plate 88 a of the fixed scroll 88, and the end plate 86 a of the swing scroll 86.
  • a closed space with variable capacity, that is, a compression chamber is formed.
  • the scroll compressor 1 is configured to compress the refrigerant in the compression chamber of the compression mechanism unit 8.
  • the peripheral edge of the lower surface of the end plate 88a of the fixed scroll 88 is fixed to the upper surface 80b of the second frame 80 from the upper surface direction of the end plate 88a by, for example, screwing.
  • the sliding shaft 9d of the crankshaft 9 is positioned above the disc portion 9b of the crankshaft 9, and is slidably supported on the fourth inner side surface 80i of the second frame 80.
  • a hollow cylindrical sleeve 14 is disposed on the outer peripheral surface of the sliding shaft 9d. The sleeve 14 absorbs the bending of the sliding shaft 9d due to the rotation of the crankshaft 9, and the outer peripheral surface of the sleeve 14 rotates smoothly and parallel to the fourth inner surface 80i of the second frame 80, that is, A member configured to slide.
  • the fourth inner surface 80i of the second frame 80 is configured as a sliding bearing that slidably supports the sliding shaft 9d of the crankshaft 9.
  • the fourth inner side surface 80 i of the second frame 80 and the rolling bearing 12 accommodated in the first frame 11 described above are configured as a bearing for the crankshaft 9.
  • the fourth inner surface 80i is also referred to as a main bearing
  • the rolling bearing 12 is a constituent element also referred to as a secondary bearing.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing an example of a configuration of a connecting portion between the crankshaft 9 and the swing scroll 86 of the scroll compressor 1 according to the first embodiment.
  • illustration of the second frame 80 and the sleeve 14 is omitted.
  • the outer peripheral surface of the sliding shaft 9d of the crankshaft 9 is provided with a first pipette portion 9f protruding in an arc shape along the circumferential surface.
  • the first pipette portion 9f is a member that contacts the inner peripheral surface of the sleeve 14 and allows the sleeve 14 to absorb the deflection of the sliding shaft 9d.
  • the fourth inner surface 80i of the second frame 80 that functions as a main bearing of the crankshaft 9, and the rolling bearing 12 that functions as a sub-bearing of the crankshaft 9 are provided.
  • An axial misalignment may occur between the two.
  • the axial misalignment is caused by, for example, a variation in accuracy when the first frame 11 that accommodates the rolling bearing 12 and the second frame 80 having the fourth inner surface 80i are fixed inside the sealed container 2.
  • the crankshaft 9 since the crankshaft 9 also bends due to rotational motion, the outer peripheral surface of the sliding shaft 9d during rotational motion is not parallel to the connecting portion of the inner ring portion 12b of the rolling bearing 12 with the crankshaft 9, An axial misalignment may occur between the second inner surface 80 i of the second frame 80.
  • the sliding shaft 9d is inclined with respect to the fourth inner surface 80i of the second frame 80, but by providing the first pipette portion 9f on the outer peripheral surface of the sliding shaft 9d, Deflection due to the inclination of the sliding shaft 9d is absorbed by the sleeve.
  • the outer peripheral surface of the sleeve 14 can be smoothly and parallelly slid with respect to the fourth inner surface 80i of the second frame 80 regardless of whether or not the sliding shaft 9d is bent. In Form 1, energy loss in the sliding shaft 9d can be prevented.
  • a flat eccentric slider shaft 9e is disposed on the upper surface of the sliding shaft 9d in a top view.
  • the center axis of the eccentric slider shaft 9e is configured to be eccentric from the rotation axis of the sliding shaft 9d.
  • the flat surface of the eccentric slider shaft 9e is provided with a second pipette portion 9g protruding in an arc shape along the horizontal direction of the flat surface.
  • the eccentric slider shaft 9 e is accommodated in the inner surface 15 a of the slider 15.
  • the slider 15 is configured as a support member for the rocking scroll 86, and the slider 15 that houses the eccentric slider shaft 9 e is housed in the rocking shaft 86 c of the rocking scroll 86.
  • the eccentric slider shaft 9e is configured to transmit the rotational motion of the sliding shaft 9d to the rocking scroll 86 through the rocking shaft 86c and cause the rocking scroll 86 to perform rocking motion.
  • the first pipette portion 9f is a member that contacts the inner surface 15a of the slider 15 and causes the slider 15 to absorb the deflection of the eccentric slider shaft 9e.
  • the centrifugal scroll 86 generates a centrifugal force by the rocking motion, and the rocking scroll 86 slides in the centrifugal force direction within a slidable range of the eccentric slider shaft 9e and the inner side surface 15a of the slider 15.
  • the eccentric slider shaft 9e since a horizontal load is generated on the eccentric slider shaft 9e due to centrifugal force, the eccentric slider shaft 9e may be bent by centrifugal force due to the oscillation operation. Further, when the refrigerant is compressed in the compression chamber, a load in the horizontal direction is generated on the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 from the high pressure direction to the low pressure direction, and therefore the eccentric slider shaft 9e may be bent. .
  • the outer peripheral surface of the eccentric slider shaft 9e is inclined with respect to the inner surface of the swing shaft 86c, but the second pipette is formed on the flat surface of the eccentric slider shaft 9e.
  • the portion 9g the bending due to the inclination of the eccentric slider shaft 9e is absorbed by the slider 15. Therefore, the outer peripheral surface of the slider 15 can be maintained parallel to the inner surface of the swing shaft 86c regardless of whether the eccentric slider shaft 9e is bent. Energy loss at 86c can be prevented.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view schematically showing an example of the configuration of the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 in the scroll compressor 1 according to the first embodiment.
  • the cross section in the direction perpendicular to the spiral direction of the spiral teeth 88b of the fixed scroll 88 and the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 that is, the shape of the longitudinal section is the same. It is configured to have a tapered shape. Therefore, hereinafter, the configuration of the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 will be described as a representative example, and the configuration of the spiral teeth 88b of the fixed scroll 88 will be the same as the configuration of the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86. Omitted.
  • the width of the root surface 86f of the spiral tooth 86b is configured to be larger than the width of the tip surface 86g of the spiral tooth 86b.
  • the cross-sectional shape of the spiral tooth 86b is configured to be a trapezoidal shape.
  • the longitudinal cross section of the spiral tooth 86b it is comprised so that the cross section of a rectangular-shaped groove
  • the rectangular groove provided on the distal end face 86g of the spiral tooth 86b is symmetrical with respect to the cross-sectional center line virtually drawn vertically in the center of the rectangular groove in the longitudinal section of the spiral tooth 86b. It is configured to have a shape.
  • the thickness of the wall provided on the side surface of the rectangular groove is configured to ensure the strength against the pressure from the refrigerant, for example.
  • a tip seal 86e is disposed in the rectangular groove of the spiral tooth 86b.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the outward face 86i of the spiral tooth 86b with respect to the direction perpendicular to the root face 86f of the spiral tooth 86b is the root face 86f of the spiral tooth 86b of the inward face 86h of the spiral tooth 86b. It can be configured to have the same angle as the inclination angle ⁇ 2 with respect to the direction perpendicular to. Further, the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 can be configured to be 1 degree or more and 2 degrees or less.
  • the shape of the connecting portion between the root surface 86f of the spiral tooth 86b and the outward surface 86i of the spiral tooth 86b, and the shape of the connecting portion between the root surface 86f of the spiral tooth 86b and the inward surface 86h of the spiral tooth 86b are arc shapes. Or it is comprised so that it may become an obtuse angle shape. By making the shape of the connecting portion an arc shape or an obtuse angle shape, it is possible to prevent the stress generated by the refrigerant pressure from concentrating on the connecting portion.
  • the inwardly facing surface 86 h of the spiral tooth 86 b is a high-pressure wall surface inside the compression mechanism portion 8 of the scroll compressor 1, and the outwardly facing surface 86 i of the spiral tooth 86 b is the inside of the compression mechanism portion 8 of the scroll compressor 1.
  • the wall surface is on the low pressure side.
  • the material of the rocking scroll 86 and the fixed scroll 88 is made of iron-based metal such as cast iron.
  • the workability of the orbiting scroll 86 can be improved by making the material of the orbiting scroll 86 a non-ferrous metal such as aluminum.
  • FIG. 4 is a view schematically showing a refrigerant leakage gap in the spiral tooth 86b of the conventional orbiting scroll 86.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a refrigerant leakage gap in the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 according to the first embodiment. 4 and 5, the area of the refrigerant leakage gap between the spiral tooth 86 b of the swing scroll 86 and the fixed scroll 88 is indicated by a dot pattern. Note that the area of the leakage gap of the refrigerant between the spiral tooth 88b of the fixed scroll 88 and the swing scroll 86 is the same as the area of the leak gap of the spiral tooth 86b of the swing scroll 86, and hence the description thereof is omitted. is doing.
  • the size of the tip seal 86e disposed on the tip surface of the spiral tooth 86b of the swing scroll 86 is determined in consideration of the productivity by injection molding or the like or the strength of the tip seal 86e. . Therefore, in the scroll compressor 1, it is difficult to reduce the refrigerant leakage gap by extremely reducing the cross-sectional shape of the tip seal 86e. Accordingly, the refrigerant leakage gap at the tip surface 86g of the spiral tooth 86b of the orbiting scroll 86 is adjusted by the width of the tip surface 86g of the spiral tooth 86b.
  • the spiral tooth 86b of the orbiting scroll 86 is configured such that the width of the root surface 86f of the spiral tooth 86b is large and the width of the tip surface 86g of the spiral tooth 86b is small. Therefore, the first embodiment can be configured such that the area of the refrigerant leakage gap at the distal end face 86g of the spiral tooth 86b is reduced while securing the strength of the spiral tooth 86b at the root face 86f of the spiral tooth 86b.
  • the width of the root surface 86f of the spiral tooth 86b is configured to be larger than the width of the tip surface 86g of the spiral tooth 86b.
  • the cross-sectional shape of the spiral tooth 86b is configured to be a trapezoidal shape.
  • a cylindrical end mill is used as a processing blade. The processing blade of the end mill is formed according to the shape of the longitudinal section of the spiral tooth 86b in order to form the sectional shape of the spiral tooth 86b.
  • the end mill used for processing the spiral tooth 86b of the first embodiment has a tapered shape so that the diameter of the tip of the processing blade is small and the diameter of the base of the cutter is large, similar to the cross-sectional shape of the spiral. It is configured. Also, the end mill has an inclination angle of the side surface of the end mill with respect to the central axis of the diameter of the tip portion equal to the inclination angle ⁇ 1 of the outward face 86i of the spiral tooth 86b or the inclination angle ⁇ 2 of the inward face 86h of the spiral tooth 86b. It is configured.
  • the shape of the spiral of the spiral tooth 86b is obtained by bringing the processing blade on the side surface of the end mill into contact with the tip surface 86g from the root surface 86f of the spiral tooth 86b, as in the conventional processing method.
  • the spiral teeth 86b can be formed by a single process. Therefore, in the first embodiment, the spiral tooth 86b can be processed without reducing the processing accuracy of the spiral shape as compared with the conventional processing method.
  • the spiral tooth 86b before processing can be manufactured by casting or forging so that the cross-sectional shape becomes a tapered shape.
  • the cutting amount from the root surface 86f to the tip surface 86g of the spiral tooth 86b can be made substantially the same, so that the cutting yield in the production process is improved. be able to.
  • the spiral teeth 86b of the first embodiment can be formed in a single process by the same method as the conventional processing method, so that the rigidity of the spiral teeth 86b is maintained, The bending of the spiral tooth 86b at the time of cutting can be suppressed.
  • the cutting yield or workability of the spiral teeth 86b in the production process can be improved, and the spiral teeth 86b having a more accurate spiral shape can be provided. Further, in the first embodiment, it is possible to improve the cutting yield or reduce the cutting time in the production stage, or reduce the power consumption of the scroll compressor 1 in the use stage by using the highly accurate spiral tooth 86b. Therefore, the environmental load can be reduced.
  • the spiral tooth 86b by setting the inclination angle ⁇ 1 of the outward surface 86i and the inclination angle ⁇ 2 of the inward surface 86h to be the same, the spiral tooth 86b can be processed using the same end mill. It is possible to ensure the stability of
  • the inclination angle ⁇ 1 of the outward face 86i and the inclination angle ⁇ 2 of the inward face 86h of the spiral tooth 86b are set to 1 degree or more and 2 degrees or less, so that the distal end face 86g of the spiral tooth 86b and the spiral tooth Since the difference in cutting speed and cutting resistance is less likely to occur with the root surface 86f of 86b, the processing accuracy of the spiral shape of the spiral teeth 86b can be ensured.
  • the shape is configured to be an arc shape or an obtuse angle shape.
  • the arc-shaped or obtuse-angled connecting portion has a spiral shape even when there is a difference in cutting speed and cutting resistance between the tip surface 86g of the spiral tooth 86b and the root surface 86f of the spiral tooth 86b during the processing of the spiral tooth 86b. It is configured in a shape that can ensure accuracy.
  • the arc-shaped or obtuse-angled connecting portion is configured so as not to hinder the life of the machining tool.
  • the spiral teeth 88b of the fixed scroll 88 are configured in the same shape as the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86, and therefore the spiral teeth 88b of the fixed scroll 88 are also manufactured by the above-described processing method. be able to.
  • an HFC refrigerant or a mixed refrigerant containing R32 which is an HFC refrigerant is used.
  • the HFC refrigerant is a hydrofluorocarbon refrigerant having an ozone depletion coefficient of zero and a low global warming coefficient.
  • a single refrigerant such as R32
  • a pseudo azeotropic refrigerant mixture such as R410A
  • a non-azeotropic refrigerant mixture such as R407C
  • the ozone depletion coefficient is abbreviated as “ODP”
  • the global warming coefficient is abbreviated as “GWP”.
  • examples of the refrigerant mixed with R32 include HFC refrigerants other than R32, halogenated hydrocarbon refrigerants, hydrocarbon refrigerants, and the like.
  • HFC refrigerant other than R32 for example, R125, R161, and the like are used.
  • halogenated hydrocarbon-based refrigerant one having a carbon double bond in the refrigerant composition, for example, HFO1234yf, HFO1234ze, HFO1243zf, HFO1233zd, or the like is used.
  • hydrocarbon for example, natural refrigerants such as propane and propylene are used.
  • a mixed refrigerant containing R32 for example, a mixed refrigerant containing 51% or more of R32 is used.
  • crankshaft 9 When electric power is supplied to the motor stator 70 from the external power source, the crankshaft 9 is rotationally driven by the rotation of the motor rotor 72. The rotational motion of the crankshaft 9 is transmitted to the orbiting scroll 86 via the slider 15 that houses the eccentric slider shaft 9e. The swinging scroll 86 is controlled to rotate by the Oldham ring 82 and swings.
  • the refrigerant flowing into the suction port is surrounded by the side surface of the spiral tooth 88b of the fixed scroll 88, the side surface of the spiral tooth 86b of the swing scroll 86, the end plate 88a of the fixed scroll 88, and the end plate 86a of the swing scroll 86.
  • the compression chamber which is a closed space of variable capacity.
  • the refrigerating machine oil 6 sucked up by the oil pump 13 by the rotation of the crankshaft 9 is supplied to each component of the scroll compressor 1 through the oil hole 9c of the crankshaft 9.
  • the refrigerating machine oil 6 is supplied between the end plate 86 a of the swing scroll 86 and the thrust plate 84.
  • the refrigerating machine oil 6 is supplied between the spiral teeth 88 b of the fixed scroll 88 and the spiral teeth 86 b of the orbiting scroll 86.
  • the refrigerating machine oil 6 is supplied between the tip seal 88 e of the fixed scroll 88 and the end plate 86 a of the swing scroll 86.
  • the refrigerating machine oil 6 is supplied between the tip seal 86 e of the swing scroll 86 and the end plate 88 a of the fixed scroll 88. Further, the refrigerating machine oil 6 is supplied between a protrusion 82 b provided on the upper surface of the main body 82 a of the Oldham ring 82 and an Oldham groove 86 d provided on the end plate 86 a of the swing scroll 86. The refrigerating machine oil 6 is supplied between a protrusion provided on the lower surface of the main body 82 a of the Oldham ring 82 and an Oldham groove provided on the second horizontal surface 80 f of the second frame 80.
  • the refrigerating machine oil 6 is supplied between the inner surface of the swing shaft 86 c and the outer peripheral surface of the slider 15.
  • the refrigerating machine oil 6 is supplied between the fourth inner surface 80 i of the second frame 80 and the outer peripheral surface of the sleeve 14.
  • the refrigerating machine oil 6 that lubricates between the end plate 86 a and the thrust plate 84 of the orbiting scroll 86 and leaks to the spiral tooth 86 b side of the end plate 86 a of the orbiting scroll 86 passes through the suction port of the second frame 80. It flows into the compression chamber together with the flowing refrigerant.
  • the refrigerating machine oil 6 that has flowed into the compression chamber is supplied between the spiral teeth 88 b of the fixed scroll 88 and the spiral teeth 86 b of the orbiting scroll 86.
  • the refrigerating machine oil 6 that has flowed into the compression chamber is supplied between the tip seal 88 e of the fixed scroll 88 and the end plate 86 a of the orbiting scroll 86.
  • the refrigerating machine oil 6 that has flowed into the compression chamber is supplied between the tip seal 86 e of the orbiting scroll 86 and the end plate 88 a of the fixed scroll 88.
  • the supply point of the refrigerating machine oil 6 located below the compression mechanism unit 8 is located in a low-pressure space into which a relatively low-temperature refrigerant sucked from the suction pipe 4 flows, although the temperature becomes high as the scroll compressor 1 is driven. Therefore, the supply location of the refrigerating machine oil 6 is cooled by the flowing refrigerant.
  • the motor stator 70 and the motor rotor 72 are cooled by the refrigerant having a relatively low temperature sucked from the suction pipe 4.
  • the inner surface of the bottom 2c of the sealed container 2 configured as an oil reservoir for storing the refrigerating machine oil 6 is also located in a low pressure space into which a relatively low temperature refrigerant sucked from the suction pipe 4 flows. Therefore, the refrigerating machine oil 6 lubricated at the supply location of the refrigerating machine oil 6 and recirculated to the inner surface of the bottom portion 2 c is cooled by the refrigerant having a relatively low temperature drawn from the suction pipe 4.
  • the refrigerant and lubricating oil that have flowed into the compression chamber move toward the center of the fixed scroll 88 and the swing scroll 86 by the swing motion of the swing scroll 86.
  • the refrigerant and the lubricating oil move toward the center of the fixed scroll 88 and the swing scroll 86, the refrigerant and the lubricating oil are compressed by changing the shape of the compression chamber so as to reduce the volume. Due to the compressed refrigerant, a load is applied to the fixed scroll 88 and the orbiting scroll 86 so as to separate in the axial direction, that is, the vertical direction.
  • the load is supported from the lower surface of the end plate 86 a of the orbiting scroll 86 by a thrust plate 84 provided on the first horizontal surface 80 d of the second frame 80.
  • the high-pressure refrigerant and lubricating oil compressed in the compression chamber pass through the discharge port 88c of the fixed scroll 88 and are surrounded by the lid 2b of the sealed container 2 and the upper surface of the end plate 88a of the fixed scroll 88 from the discharge valve 88d. It is discharged into the space.
  • the refrigerant and lubricating oil discharged to the high-pressure space circulate through the refrigerant circuit and return to the suction pipe 4 of the scroll compressor 1.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the pressure applied to the spiral tooth 86b of the conventional orbiting scroll 86.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the pressure applied to the spiral tooth 86b of the orbiting scroll 86 of the first embodiment.
  • the arrows shown in FIGS. 6 and 7 indicate the direction of pressure.
  • the right side of the spiral tooth 86b is the high pressure side.
  • coolant becomes high compared with R22, R407C, and R410A which are the conventional refrigerant
  • the mixed refrigerant including 51% or more of R32 has a large operating pressure of the refrigerant, and thus the pressure generated in the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 increases.
  • refrigerants having an ozone layer depletion coefficient of zero there are refrigerants having a large operating pressure as in R32.
  • refrigerants having a low global warming potential there are refrigerants having a low refrigerant density such as HFO1234yf.
  • the scroll compressor 1 needs to be configured to have a large stroke volume or to be able to rotate at a high speed in order to ensure the refrigerating capacity.
  • a mixed refrigerant containing less than 49% of R32 is used in the scroll compressor 1, it is necessary to configure the stroke volume to be large in order to ensure the refrigerating capacity.
  • the spiral tooth 86b of the conventional orbiting scroll 86 takes into consideration the material of the spiral tooth 86b, the height of the spiral tooth 86b, and the like so that the stress generated on the root surface 86f of the spiral tooth 86b does not increase.
  • the width of the teeth is determined. Accordingly, since the width of the tip face 86g of the spiral tooth 86b is configured to be the same as the width of the root face 86f of the spiral tooth 86b, the area of the leakage gap of the tip face 86g of the spiral tooth 86b is increased, and leakage occurs. Loss increases.
  • the spiral tooth 86b of the conventional orbiting scroll 86 it is necessary to make the linear expansion coefficient of the metal material constituting the spiral tooth 86b the same as the linear expansion coefficient of the iron metal constituting the spiral tooth 86b of the fixed scroll 88. There is. Therefore, in the conventional orbiting scroll 86, a non-ferrous metal such as aluminum having good workability cannot be adopted as the metal material constituting the spiral tooth 86b.
  • the orbiting scroll 86 is made of an iron-based metal, the centrifugal force of the orbiting scroll 86 is increased, and the first balance weight 10a and the second balance weight 10b for balancing are increased. Further, since the centrifugal force increases, energy loss due to friction or the like increases and the efficiency of the scroll compressor 1 decreases.
  • the width of the root surface 86f of the spiral tooth 86b is larger than the width of the tip surface 86g of the spiral tooth 86b in the longitudinal section of the spiral tooth 86b.
  • the taper shape is increased. Therefore, the strength of the spiral tooth 86b on the root surface 86f of the spiral tooth 86b can be ensured.
  • the swing scroll is set so that the height of the spiral tooth 86b is increased.
  • 86 can be configured.
  • the width of the tip face 86g of the spiral tooth 86b can be made smaller than the width of the root face 86f of the spiral tooth 86b.
  • the refrigerant leakage gap area at the tip face 86g of the spiral tooth 86b can be reduced.
  • the tip seal 86e When the tip seal 86e is disposed on the tip end face 86g of the spiral tooth 86b of the orbiting scroll 86, the wall surface of the rectangular groove in which the tip seal 86e is disposed depending on the working pressure of the refrigerant and the strength of the spiral depending on the strength of the material of the spiral tooth 86b.
  • the structure of the tip face 86g such as the thickness of, is determined. Further, the structure of the distal end face 86g of the spiral tooth 86b is determined in consideration of the stress generated at the bottom portion of the rectangular groove of the spiral tooth 86b.
  • the thickness of the wall surface at the bottom surface of the rectangular groove is the wall surface at the top surface of the rectangular groove. It is larger than the thickness. Therefore, in the spiral tooth 86b of the orbiting scroll 86 of the first embodiment, the degree of freedom of the structure of the tip face 86g can be increased.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the outward surface 86i of the spiral tooth 86b with respect to the direction perpendicular to the root surface 86f of the spiral tooth 86b is the root of the spiral tooth 86b of the inward surface 86h of the spiral tooth 86b.
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the direction perpendicular to the surface 86f is configured to be a small angle, for example, not less than 1 degree and not more than 2 degrees.
  • the width of the root surface 86f of the spiral tooth 86b is larger than the width of the tip surface 86g of the spiral tooth 86b in the longitudinal section of the spiral tooth 86b.
  • the centrifugal force generated by the orbiting scroll 86 is transmitted separately into a horizontal component force and a downward component force. Therefore, when the inclination angle ⁇ 1 of the outward face 86i of the spiral tooth 86b and the inclination angle ⁇ 2 of the spiral tooth 86b are large, the swing scroll 86 and the fixed scroll 88 tend to be separated in the vertical direction.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the outward surface 86i of the spiral tooth 86b and the inclination angle ⁇ 2 of the spiral tooth 86b are small angles, for example, 1 degree or more and 2 degrees or less. It is comprised so that it may become.
  • the swing scroll 86 can be made of a non-ferrous metal such as aluminum.
  • the first balance weight 10a and the second balance weight 10b that cancel the unbalance of the orbiting scroll 86 can be configured to be small. Cost reduction can be achieved.
  • the refrigerant pressure from the high pressure side is applied to the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86, and the tip seal 86e and the spiral teeth 86b are connected to the tip seal 86e of the orbiting scroll 86.
  • Refrigerant pressure from the clearance located between them is applied.
  • the tip seal 88e floats by a clearance from the rectangular groove in the longitudinal section using the pressure difference, and the tip seal 86e of the swing scroll 86 is pressed against the end plate 88a of the fixed scroll 88.
  • the tip seal 88 e of the fixed scroll 88 is also pressed against the end plate 88 a of the swing scroll 86.
  • the tip seal 86e of the orbiting scroll 86 and the tip seal 88e of the fixed scroll 88 are pressed against the groove side surface on the low pressure side of the rectangular groove. Therefore, since the leakage in the radial direction of the spiral tooth 86b is sealed by the tip seal 88e, no leakage occurs. Therefore, the spiral teeth 86b of the orbiting scroll 86 of the first embodiment can be used for a refrigerant having a high operating pressure.
  • the scroll compressor 1 is configured as a fully hermetic compressor, but may be configured as a semi-hermetic compressor or an open compressor.
  • scroll compressor 1 according to the first embodiment described above can be applied to various refrigeration cycle apparatuses such as a refrigerator, an air conditioner, and a water heater.
  • 1 scroll compressor 2 sealed container, 2a barrel, 2b lid, 2c bottom, 3 units, 4 suction pipe, 5 discharge pipe, 6 refrigerating machine oil, 7 electric motor, 8 compression mechanism, 9 crankshaft, 9a fixed surface 9b disc part, 9c oil hole, 9d sliding shaft, 9e eccentric slider shaft, 9f first piped part, 9g second piped part, 10a first balance weight, 10b second balance weight, 11 1st frame, 11a outer peripheral surface, 11b upper surface, 11c first inner surface, 11d horizontal surface, 11e second inner surface, 11f lower surface, 12 rolling bearing, 12a outer ring portion, 12b inner ring portion, 12c rolling element, 13 oil Pump, 13a body, 13b oil supply pipe, 13c pump shaft, 13d oil hole, 14 sleeve, 15 slider, 15a Inner surface, 70 motor stator, 72 motor rotor, 80 second frame, 80a outer peripheral surface, 80b upper surface, 80c first inner surface, 80d first horizontal surface, 80e second inner surface, 80f second Horizontal plane

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Abstract

　スクロール圧縮機は、第１の鏡板の一方の面に配置された第１の渦巻歯と、第１の渦巻歯の先端面に配置された第１のチップシールとを有する揺動スクロールと、第２の鏡板の一方の面に配置された第２の渦巻歯と、第２の渦巻歯の先端面に配置された第２のチップシールを有する固定スクロールとを備え、第１の渦巻歯及び第２の渦巻歯は、第１のチップシールが第２の渦巻歯が配置された第２の鏡板の面に接触し、第２のチップシールが第１の渦巻歯が配置された第１の鏡板の面に接触するように噛み合わされており、第１の渦巻歯及び第２の渦巻歯の渦巻方向に対し垂直な方向の断面の形状は、同一のテーパ形状であり、かつ、断面においては、第１の渦巻歯の先端面の幅は、第１の渦巻歯の根元面の幅よりも小さく、第２の渦巻歯の先端面の幅は、第２の渦巻歯の根元面の幅よりも小さい。

Description

スクロール圧縮機
　本発明は、冷媒圧縮機等の流体圧縮機として用いられるスクロール圧縮機に関する。
　特許文献１には、チップシールを配置した渦巻歯の先端面の剛性を向上させたスクロール圧縮機が開示されている。また、特許文献２には、渦巻歯の一部において、根元面を先端面より大きくしたスクロール圧縮機が開示されている。
特開平６－２２１２７８号公報 特開平１０－２０５４６８号公報
　しかしながら、特許文献１のスクロール圧縮機では、渦巻歯の根元部の面積を大きくして圧縮機の渦巻歯の信頼性を確保すると、渦巻歯の先端面の面積も大きくなるため、渦巻歯の先端面における漏れ隙間が大きくなる。したがって、特許文献１のスクロール圧縮機では、渦巻歯の先端面における漏れ隙間が大きくなることにより、圧縮効率及び圧縮性能の低下が生じるという課題があった。また、特許文献２のスクロール圧縮機では、根元面の一部の加工のみを別工程で行う必要があるため、渦巻歯の製造効率及び精度が低下するという課題があった。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、渦巻歯の信頼性を確保しつつ、圧縮効率と圧縮性能とを確保でき、かつ、製造時における、渦巻歯の加工の効率及び精度を維持可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
　本発明に係るスクロール圧縮機は、第１の鏡板と、前記第１の鏡板の一方の面に配置された第１の渦巻歯と、前記第１の渦巻歯の先端面に配置された第１のチップシールとを有する揺動スクロールと、第２の鏡板と、前記第２の鏡板の一方の面に配置された第２の渦巻歯と、前記第２の渦巻歯の先端面に配置された第２のチップシールを有する固定スクロールとを備え、前記第１の渦巻歯及び前記第２の渦巻歯は、前記第１のチップシールが前記第２の渦巻歯が配置された前記第２の鏡板の面に接触し、前記第２のチップシールが前記第１の渦巻歯が配置された前記第１の鏡板の面に接触するように噛み合わされており、前記固定スクロール及び前記揺動スクロールは、前記第１の渦巻歯の側面と、前記第２の渦巻歯の側面と、前記第１の鏡板と、前記第２の鏡板とに囲まれた空間で流体を圧縮する圧縮機構部を構成し、前記第１の渦巻歯及び前記第２の渦巻歯の渦巻方向に対し垂直な方向の断面の形状は、同一のテーパ形状であり、かつ、前記断面においては、前記第１の渦巻歯の先端面の幅は、前記第１の渦巻歯の根元面の幅よりも小さく、前記第２の渦巻歯の先端面の幅は、前記第２の渦巻歯の根元面の幅よりも小さい。
　本発明によれば、渦巻歯の根元部の強度を確保しつつ、渦巻歯の先端面の面積を小さくできるため、渦巻歯の信頼性を向上させるとともに、圧縮効率及び圧縮性能を確保することが可能なスクロール圧縮機を提供することができる。また、本発明によれば、揺動スクロールの渦巻歯及び固定スクロールを同一のテーパ形状に製造できるため、製造時における、渦巻歯の加工の効率及び精度を維持可能なスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の一例を概略的に示した縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１のクランク軸９と揺動スクロール８６との連結部分の構成の一例を概略的に示した分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１における、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの構成の一例を概略的に示す拡大縦断面図である。 従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおける冷媒の漏れ隙間を概略的に示した図である。 本発明の実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおける冷媒の漏れ隙間を概略的に示した図である。 従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに印加される圧力を示した概略図である。 本発明の実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに印加される圧力を示した概略図である。
実施の形態１．
　本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の構成について説明する。図１は、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の一例を概略的に示した縦断面図である。なお、図１では、スクロール圧縮機１を縦置型の圧縮機として構成しているが、横置型の圧縮機として構成してもよい。
　なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係及び形状は、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。また、以下の説明におけるスクロール圧縮機１の各々の構成部材同士の位置関係、例えば上下関係等の位置関係は、原則として、スクロール圧縮機１を使用可能な状態に設置したときの位置関係とする。
　スクロール圧縮機１は、スクロール圧縮機１の内部に吸入した低圧の冷媒を、高圧の冷媒として吐出する流体機械である。スクロール圧縮機１の筐体は、シリンダ形状の密閉容器２として構成されている。密閉容器２は、中空円筒形状の胴部２ａと、縦断面が逆Ｕ字形状の蓋部２ｂと、縦断面がＵ字形状の底部２ｃとにより構成されている。蓋部２ｂの開口部側は胴部２ａの上方に固定され、底部２ｃの開口部側は胴部２ａの下方に固定されている。胴部２ａと蓋部２ｂ又は底部２ｃとの固定部分は、例えば溶接等によって接合されている。また、底部２ｃの下側の面には、スクロール圧縮機１を縦置型に配置するための台３が設けられている。
　密閉容器２の胴部２ａには吸入管４が貫通して配置されている。吸入管４は、低圧冷媒を密閉容器２の内部に吸入させる冷媒配管である。また、密閉容器２の蓋部２ｂの上面には吐出管５が貫通して固定されている。吐出管５は、高圧冷媒を密閉容器２の外部に吐出させる冷媒配管である。吸入管４と胴部２ａとの固定部分、及び吐出管５と蓋部２ｂとの固定部分は、例えばろう付け等によって接合されている。
　密閉容器２の底部２ｃの内側面は、冷凍機油６を貯留する油溜めとして構成されている。冷凍機油６は、スクロール圧縮機１の潤滑油であり、例えば、鉱油系、アルキルベンゼン系、ポリアルキレングリコール系、ポリビニルエーテル系、ポリオールエステル系の冷凍機油等が用いられる。
　密閉容器２の内部において、胴部２ａと吸入管４との固定部分より下方には、スクロール圧縮機１に動力を供給する電動機７が収容されている。また、胴部２ａと吸入管４との固定部分より上方には圧縮機構部８が収容されている。すなわち、密閉容器２の内部において、圧縮機構部８は、電動機７の上方に配置されている。圧縮機構部８は、電動機７から供給された動力により、吸入管４から密閉容器２の低圧空間に吸入された低圧冷媒を高圧冷媒に圧縮し、吐出管５が固定された高圧空間に高圧冷媒を吐出するものである。
　電動機７は、上面視において中空円筒状の外観を有する電動機固定子７０と、電動機固定子７０の内周面の内側に、回転可能に配置された円筒状の電動機回転子７２とを備えている。電動機固定子７０は、密閉容器２の胴部２ａの内周面に固定されている。電動機７は、電動機固定子７０に巻回されたコイルに外部電源からの電力を供給することにより、電動機固定子７０の内周面の内側で、電動機回転子７２を回転させることができる。スクロール圧縮機１においては、例えばＤＣブラシレスモータ等が電動機７として用いられる。なお、電動機固定子７０に電力を供給する外部電源としては、例えば、交流周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの一般商用交流電源、又は６００ｒｐｍ～１５０００ｒｐｍの範囲で電動機７の回転数を変化させることが可能なインバータ電源が用いられる。インバータ電源を用いて電動機７の回転数を変化させることにより、スクロール圧縮機１の運転周波数を変更することができるため、吐出管５から吐出される冷媒量を制御することができる。
　電動機回転子７２の中心部には、クランク軸９が電動機回転子７２を貫通して固定されている。クランク軸９は、クランク軸９の外周面の一部である固定面９ａにて電動機回転子７２を固定し、圧縮機構部８に電動機回転子７２の回転駆動力を伝達する回転軸である。クランク軸９は、固定面９ａから上下方向、すなわち、密閉容器２の蓋部２ｂの方向と密閉容器２の底部２ｃの方向とに延在している。固定面９ａの上方には、円板部９ｂが設けられており、円板部９ｂの上方に位置するクランク軸９は、圧縮機構部８の内部に配置されている。また、クランク軸９の中心部には、クランク軸９の上端と下端との間を延在する油穴９ｃが設けられている。
　円板部９ｂの下方に位置するクランク軸９の側面部には、第１のバランスウェイト１０ａが取り付けられており、固定面９ａの下方に位置するクランク軸９の側面部には、第２のバランスウェイト１０ｂが取り付けられている。第１のバランスウェイト１０ａ及び第２のバランスウェイト１０ｂは、スクロール圧縮機１の駆動時におけるクランク軸９の中心軸の回転のアンバランスを相殺できるように構成されている。
　密閉容器２の内部において、電動機７の下方には、上面視において円形の外周面１１ａを有する第１のフレーム１１が収容されており、外周面１１ａは、密閉容器２の胴部２ａの内側面に固定されている。第１のフレーム１１は、上面視において中空円板形状の平面を構成し、かつ、該平面の外縁部が外周面１１ａの上縁部と連結する上面１１ｂを有している。また、第１のフレーム１１は、上面視において第１のフレーム１１の外周面１１ａと同心円となる円形状の内縁面を構成し、かつ、該内縁面の上縁部が第１のフレーム１１の上面１１ｂの内縁部と連結する第１の内側面１１ｃを有している。また、第１のフレーム１１は、上面視において中空円板形状の平面を構成し、かつ、該平面の外縁部が第１の内側面１１ｃの下縁部と連結する水平面１１ｄを有している。また、第１のフレーム１１は、上面視において第１の内側面１１ｃと同心円となる円形状の内縁面を構成し、かつ、該内縁面の上縁部が水平面１１ｄの内縁部と連結する第２の内側面１１ｅを有している。また、第１のフレーム１１は、下面視において中空円板形状の平面を構成し、該平面の内縁部が第２の内側面１１ｅの下縁部と連結し、該平面の外縁部が外周面１１ａの下縁部と連結する下面１１ｆを有している。第１の内側面１１ｃ、水平面１１ｄ、及び第２の内側面１１ｅは、第１のフレーム１１の縦断面において、階段状の内壁面を構成している。
　第１のフレーム１１の第１の内側面１１ｃに囲まれた中空空間には、転がり軸受１２が収容されている。転がり軸受１２は、軌道輪である外輪部１２ａ及び内輪部１２ｂと、外輪部１２ａと内輪部１２ｂとの間に配置される複数の転動体１２ｃとを備える中空円筒形状の外観を有する機械要素である。転がり軸受１２の外輪部１２ａの外周面は、第１の内側面１１ｃに圧入することにより固定され、転がり軸受１２の外輪部１２ａの底面部は、水平面１１ｄに圧入することにより固定される。すなわち、第１のフレーム１１の第１の内側面１１ｃ及び水平面１１ｄは転がり軸受１２の軸受収納部として構成される。また、転がり軸受１２の内輪部１２ｂの内周面の内側には、クランク軸９の下端部が配置されており、内輪部１２ｂの内周面はクランク軸９の下端の側面部に固定されている。転がり軸受１２は、例えばラジアル玉軸受等の玉軸受として構成してもよいし、円筒ころ軸受等のころ軸受として構成してもよい。なお、玉軸受はボールベアリングとも称される。
　第１のフレーム１１の下面１１ｆには、オイルポンプ１３の本体部１３ａが固定されている。オイルポンプ１３は、クランク軸９の回転で生じる機械エネルギーによって、オイルポンプ１３の内部に圧力差を発生させ、該圧力差によって冷凍機油６を吸い上げて、クランク軸９の側面部に冷凍機油６を送出する流体機械である。オイルポンプ１３は、本体部１３ａの下方から密閉容器２の底部２ｃの方向に延在する給油管１３ｂを備えており、給油管１３ｂの下端部から本体部１３ａに冷凍機油６が吸い上げられるように構成されている。また、第１のフレーム１１の第２の内側面１１ｅに囲まれた中空空間には、オイルポンプ１３のポンプ軸１３ｃが配置されている。ポンプ軸１３ｃは、例えば一体成形によりクランク軸９の下端部に固定されており、クランク軸９の回転で生じる機械エネルギーを本体部１３ａに伝達するように構成されている。ポンプ軸１３ｃの中心部には油穴１３ｄが設けられており、クランク軸９の油穴９ｃと連通するように構成されている。オイルポンプ１３は容積型ポンプとして構成され、例えば、トロコイドポンプ又はロータリピストンポンプ等の回転ポンプとして構成できる。
　次に、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の圧縮機構部８の構造について説明する。
　圧縮機構部８は、電動機７の上方に配置され、密閉容器２の胴部２ａの側面部に固定される第２のフレーム８０を備えている。圧縮機構部８は、オルダムリング８２と、スラストプレート８４と、揺動スクロール８６とを備え、第２のフレーム８０の内部に収容している。また、圧縮機構部８は、固定スクロール８８を備えており、固定スクロール８８は第２のフレーム８０に固定されている。
　第２のフレーム８０は、上面視において円形の外周面８０ａを有しており、外周面８０ａは、密閉容器２の胴部２ａの内側面に固定されている。密閉容器２の胴部２ａの内側面において、円形の外周面８０ａは、胴部２ａと吸入管４との固定部分より上方に位置している。また、第２のフレーム８０は、上面視において中空円板形状の平面を構成し、かつ、該平面の外縁部が外周面８０ａの上縁部と連結する上面８０ｂを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において第２のフレーム８０の外周面８０ａと同心円となる円形状の内縁面を構成し、かつ、該内縁面の上縁部が第２のフレーム８０の上面８０ｂの内縁部と連結する第１の内側面８０ｃを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において中空円板形状の平面を構成し、かつ、該平面の外縁部が第１の内側面８０ｃの下縁部と連結する第１の水平面８０ｄを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において第１の内側面８０ｃと同心円となる円形状の内縁面を構成し、かつ、該内縁面の上縁部が第１の水平面８０ｄの内縁部と連結する第２の内側面８０ｅを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において中空円板形状の平面を構成し、かつ、該平面の外縁部が第２の内側面８０ｅの下縁部と連結する第２の水平面８０ｆを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において第２の内側面８０ｅと同心円となる円形状の内縁面を構成し、かつ、該内縁面の上縁部が第２の水平面８０ｆの内縁部と連結する第３の内側面８０ｇを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において中空円板形状の平面を構成し、かつ、該平面の外縁部が第３の内側面８０ｇの下縁部と連結する第３の水平面８０ｈを有している。また、第２のフレーム８０は、上面視において第３の内側面８０ｇと同心円となる円形状の内縁面を構成し、かつ、該内縁面の上縁部が第３の水平面８０ｈの内縁部と連結する第４の内側面８０ｉを有している。また、第２のフレーム８０は、下面視において中空円板形状の平面を構成し、該平面の内縁部が第４の内側面８０ｉの下縁部と連結する下面８０ｊを有している。また、第２のフレーム８０は、下面８０ｊと外周面８０ａとの間を連結する外側面８０ｋを有している。第２のフレーム８０の第１の内側面８０ｃ、第１の水平面８０ｄ、第２の内側面８０ｅ、第２の水平面８０ｆ、第３の内側面８０ｇ、第３の水平面８０ｈ、及び第４の内側面８０ｉは、第２のフレーム８０の縦断面において、階段状の内壁面を構成している。なお、外側面８０ｋについては、胴部２ａと吸入管４との固定部分を閉塞しない外壁面として構成できる。例えば、外側面８０ｋは、図１に示すように縦断面が階段形状となる外壁面として構成してもよいし、縦断面が曲線形状となる外壁面として構成してもよい。
　オルダムリング８２は、中空円板状の本体部８２ａと、本体部８２ａの上面及び下面に２つずつ配置された矩形形状の突起部８２ｂとを有し、揺動スクロール８６の自転を防止する自転防止機構である。オルダムリング８２の本体部８２ａは、第２のフレーム８０の第２の内側面８０ｅに囲まれた中空空間に配置され、図示しないが、本体部８２ａの下面に配置された２つの突起部８２ｂは、第２の水平面８０ｆに設けられた矩形形状のオルダム溝に収容されている。なお、図１は縦断面図のため、本体部８２ａの上面に位置する突起部８２ｂが１つだけ図示されている。
　スラストプレート８４は、第２のフレーム８０の第１の内側面８０ｃに囲まれた中空空間に収容されている。スラストプレート８４では、靱性の高いバネ鋼又は摺動性の高い軸受メタル材等が材料として用いられる。また、スラストプレート８４は、ハウジング軌道板と軸軌道板との間に、複数の転動体と、転動体同士の衝突を防止する保持器とを備えたスラスト玉軸受として構成してもよい。なお、ハウジング軌道板は固定リングとも称され、軸軌道板は可動リングとも称される。
　揺動スクロール８６は、円板状の鏡板８６ａと、鏡板８６ａの上面に配置されたインボリュート曲線形状の渦巻状突起である渦巻歯８６ｂと、鏡板８６ａの下面の中心に配置された中空円筒状の揺動軸８６ｃとを有している。鏡板８６ａの下面の周縁面部は、スラストプレート８４の上を摺動する。また、スラストプレート８４は、揺動スクロール８６の運動時における軸方向下向きの荷重を支持することができる。また、鏡板８６ａの下面にはオルダムリング８２の本体部８２ａの上面に配置された突起部８２ｂを収容するオルダム溝８６ｄが設けられている。
　渦巻歯８６ｂの先端面には、上面視において渦巻形状となる溝が設けられている。渦巻形状の溝は、渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの先端面の中央に矩形形状の溝の断面が位置するように構成されている。渦巻形状の溝の一方の側面には、上面視において渦巻形状となるチップシール８６ｅが配置されている。渦巻形状のチップシール８６ｅは、渦巻歯８６ｂの先端面からの冷媒漏れを回避するために設けられており、チップシール８６ｅの縦断面は矩形形状となるように構成されている。揺動スクロール８６のチップシール８６ｅは、例えば、液晶ポリマ、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等の高分子樹脂製のシールとして構成される。なお、液晶ポリマはＬＣＰと略称され、ポリフェニレンスルファイドはＰＰＳと略称され、ポリエーテルエーテルケトンはＰＥＥＫと略称され、ポリテトラフルオロエチレンはＰＴＦＥと略称される。
　揺動軸８６ｃは、スラストプレート８４の中空部分とオルダムリング８２の本体部８２ａの中空部分とを下方向に貫通し、第２のフレーム８０の第３の内側面８０ｇに囲まれた中空空間に延在し、クランク軸９の回転によって、該中空空間で偏心運動を行うように構成されている。すなわち、第２のフレーム８０の第３の内側面８０ｇは、揺動軸８６ｃの偏心運動のためのすべり軸受として構成されている。
　固定スクロール８８は、円板状の鏡板８８ａと、鏡板８８ａの下面に配置されたインボリュート曲線形状の渦巻状突起である渦巻歯８８ｂとを有している。鏡板８８ａの中心部には、鏡板８８ａの上面から下面に貫通する円筒形状の吐出ポート８８ｃが設けられており、鏡板８８ａの上面には、板状の吐出弁８８ｄが配置されており、冷媒の高圧圧力により吐出ポート８８ｃを開閉できるように構成されている。
　固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂの先端部には、下面視において渦巻形状となる溝が設けられている。渦巻形状の溝は、渦巻歯８８ｂの縦断面において、渦巻歯８８ｂの先端面の中央に矩形形状の溝の断面が位置するように構成されている。渦巻形状の溝の一方の側面には、下面視において渦巻形状となるチップシール８８ｅが配置されている。渦巻形状のチップシール８８ｅは、渦巻歯８８ｂの先端面からの冷媒漏れを回避するために設けられており、チップシール８８ｅの縦断面は矩形形状となるように構成されている。固定スクロール８８のチップシール８８ｅは、揺動スクロール８６のチップシール８６ｅと同様に、例えば、液晶ポリマ、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等の高分子樹脂製のシールとして構成される。
　固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂの先端部に配置されたチップシール８８ｅは、揺動スクロール８６の鏡板８６ａの上面に接触するように配置されている。また、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの先端部に配置されたチップシール８６ｅは、固定スクロール８８の鏡板８８ａの下面に接触するように配置されている。すなわち、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂと揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂとは、互いに噛み合うように配置されている。圧縮機構部８には、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂの側面と、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの側面と、固定スクロール８８の鏡板８８ａと、揺動スクロール８６の鏡板８６ａとに囲まれた容量可変の閉じた空間、すなわち圧縮室が構成される。スクロール圧縮機１は、圧縮機構部８の圧縮室において冷媒を圧縮するように構成されている。固定スクロール８８の鏡板８８ａの下面の周縁部は、第２のフレーム８０の上面８０ｂに、例えばねじ止めによって鏡板８８ａの上面方向から固定されている。
　次に、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の圧縮機構部８における、クランク軸９と揺動スクロール８６との連結部分の構成について説明する。
　クランク軸９の摺動軸９ｄは、クランク軸９の円板部９ｂの上方に位置し、第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉに摺動可能に支持されている。また、摺動軸９ｄの外周面には中空円筒形状のスリーブ１４が配置されている。スリーブ１４は、クランク軸９の回転による摺動軸９ｄの撓みを吸収し、スリーブ１４の外周面が第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉに対して、円滑かつ平行に回転運動、すなわち摺動するように構成される部材である。
　第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉは、クランク軸９の摺動軸９ｄを摺動可能に支持するすべり軸受として構成されている。なお、スクロール圧縮機１においては、第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉと、前述した第１のフレーム１１に収容された転がり軸受１２とが、クランク軸９の軸受として構成されている。また、スクロール圧縮機１においては、第４の内側面８０ｉは主軸受とも称され、転がり軸受１２は副軸受とも称される構成要素である。
　図２は、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１のクランク軸９と揺動スクロール８６との連結部分の構成の一例を概略的に示した分解斜視図である。図２においては、第２のフレーム８０及びスリーブ１４の図示を省略している。
　クランク軸９の摺動軸９ｄの外周面には、該円周面に沿って円弧形状に突出した第１のピポッド部９ｆが設けられている。第１のピポッド部９ｆは、スリーブ１４の内周面に接触し、摺動軸９ｄの撓みをスリーブ１４に吸収させる部材である。
　本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１においては、クランク軸９の主軸受として機能する第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉと、クランク軸９の副軸受として機能する転がり軸受１２との間で軸芯ずれが生じる場合がある。軸芯ずれは、例えば、転がり軸受１２を収容する第１のフレーム１１、及び第４の内側面８０ｉを有する第２のフレーム８０を密閉容器２の内部に固定したときの精度のばらつきにより生じる。加えて、クランク軸９には回転運動による撓みも生じるため、回転運動中の摺動軸９ｄの外周面は、転がり軸受１２の内輪部１２ｂのクランク軸９との連結部分と平行とならず、第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉとの間で軸芯ずれが生じる場合がある。軸芯ずれが生じた場合、摺動軸９ｄは第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉに対し傾斜するが、摺動軸９ｄの外周面に第１のピポッド部９ｆを設けることによって、摺動軸９ｄの傾斜による撓みはスリーブ１４に吸収される。したがって、摺動軸９ｄの撓みの有無にかかわらず、スリーブ１４の外周面を第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉに対して、円滑かつ平行に摺動させることができるため、本実施の形態１では、摺動軸９ｄにおけるエネルギー損失を防ぐことができる。
　摺動軸９ｄの上面には、上面視において扁平形状の偏芯スライダ軸９ｅが配置されておいる。偏芯スライダ軸９ｅの中心軸は、摺動軸９ｄの回転軸から偏心するように構成されている。偏芯スライダ軸９ｅの扁平面には、扁平面の水平方向に沿って円弧形状に突出した第２のピポッド部９ｇが設けられている。偏芯スライダ軸９ｅは、スライダ１５の内側面１５ａに収容される。スライダ１５は、揺動スクロール８６の支持部材として構成されており、偏芯スライダ軸９ｅを収容したスライダ１５は、揺動スクロール８６の揺動軸８６ｃに収容されている。
　偏芯スライダ軸９ｅは、摺動軸９ｄの回転運動を揺動軸８６ｃを介して揺動スクロール８６に伝達し、揺動スクロール８６に揺動運動を行わせるように構成されている。第１のピポッド部９ｆは、スライダ１５の内側面１５ａに接触し、偏芯スライダ軸９ｅの撓みをスライダ１５に吸収させる部材である。
　揺動スクロール８６には揺動運動により遠心力が発生し、揺動スクロール８６は、偏芯スライダ軸９ｅ及びスライダ１５の内側面１５ａのスライド可能な範囲内で遠心力方向にスライドする。揺動スクロール８６では、遠心力により偏芯スライダ軸９ｅに水平方向の荷重が生じるため、揺動運転による遠心力により、偏芯スライダ軸９ｅが撓む場合がある。また、圧縮室において冷媒を圧縮する際に、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂには、高圧方向から低圧方向に向けて水平方向の荷重が生じるため、偏芯スライダ軸９ｅが撓む場合がある。したがって、偏芯スライダ軸９ｅが撓むことにより、偏芯スライダ軸９ｅの外周面は、揺動軸８６ｃの内側面に対して傾斜するが、偏芯スライダ軸９ｅの扁平面に第２のピポッド部９ｇを設けることによって、偏芯スライダ軸９ｅの傾斜による撓みはスライダ１５に吸収される。したがって、偏芯スライダ軸９ｅの撓みの有無にかかわらず、スライダ１５の外周面は、揺動軸８６ｃの内側面に対し平行に維持させることができるため、本実施の形態１では、揺動軸８６ｃにおけるエネルギー損失を防ぐことができる。
　次に、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１における、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂ及び固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂの構成を説明する。
　図３は、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１における、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの構成の一例を概略的に示す拡大縦断面図である。本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１においては、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂ及び揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの渦巻方向に対し垂直な方向の断面、すなわち縦断面の形状は、同一のテーパ形状となるように構成される。したがって、以降では、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの構成を代表例として説明し、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂの構成は、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの構成と同一となるため説明を省略する。
　渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅は、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅よりも大きくなるように構成されている。また、渦巻歯８６ｂの断面形状は台形形状となるように構成されている。また、渦巻歯８６ｂの縦断面においては、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの中央に矩形形状の溝の断面が位置するように構成されている。すなわち、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇに設けられた矩形形状の溝は、渦巻歯８６ｂの縦断面において、矩形形状の溝の中央に上下方向に仮想的に引いた断面中央線に対して対称な形状となるように構成される。矩形形状の溝の側面に設けられた壁の厚さは、例えば、冷媒からの圧力に対し強度を確保できるように構成される。なお、図３では図示しないが、渦巻歯８６ｂの矩形形状の溝には、チップシール８６ｅが配置されている。
　渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉの、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆに垂直な方向に対する傾斜角θ１は、渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈの、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆに垂直な方向に対する傾斜角θ２と同一の角度となるように構成できる。また、傾斜角θ１及びθ２は、１度以上かつ２度以下となるように構成できる。また、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆと渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉとの連結部分の形状、及び渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆと渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈとの連結部分の形状は、円弧形状もしくは鈍角形状となるように構成されている。該連結部分の形状を円弧形状もしくは鈍角形状にすることによって、連結部分に冷媒の圧力によって発生する応力が集中しないようにできる。なお、渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈは、スクロール圧縮機１の圧縮機構部８の内部においては高圧側の壁面となり、渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉは、スクロール圧縮機１の圧縮機構部８の内部においては低圧側の壁面となる。
　揺動スクロール８６及び固定スクロール８８の材質は鋳鉄などの鉄系金属が用いられている。本実施の形態１のスクロール圧縮機１においては、揺動スクロール８６の材質をアルミニウムなどの非鉄金属にして、揺動スクロール８６の加工性を向上させることができる。
　図４は、従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおける冷媒の漏れ隙間を概略的に示した図である。図５は、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおける冷媒の漏れ隙間を概略的に示した図である。図４及び図５では、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂと固定スクロール８８との間の冷媒の漏れ隙間の面積をドットパターンで示している。なお、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂと揺動スクロール８６との間の冷媒の漏れ隙間の面積は、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおける漏れ隙間の面積と同一であるため、以降では説明を省略している。
　揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの先端面に配置されたチップシール８６ｅは、射出成形などによる生産性又はチップシール８６ｅの強度を考慮した上で、水平方向や上下方向の寸法が決定されている。よって、スクロール圧縮機１において、極端にチップシール８６ｅの断面形状を小さくすることにより冷媒の漏れ隙間を小さくすることは困難である。したがって、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇにおける冷媒の漏れ隙間は、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅によって調整されることとなる。
　しかしながら、従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおいて、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの強度を確保するために渦巻歯８６ｂの幅を大きくすると、渦巻歯８６ｂの先端面の幅も大きくなるため、渦巻歯８６ｂにおける漏れ隙間の面積は必然的に大きくなってしまう。
　一方、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおいては、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅が大きくなり、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅が小さくなるように構成される。したがって、本実施の形態１では、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆで渦巻歯８６ｂの強度を確保しつつ、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇにおける冷媒の漏れ隙間の面積が小さくなるように構成できる。したがって、本実施の形態１では、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇにおいて、渦巻の長さ方向に漏れる冷媒を低減でき、漏れ損失を小さくすることができるため、高効率のスクロール圧縮機１を提供することが可能になる。
　次に、本実施の形態１のスクロール圧縮機１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの加工方法について説明する。
　上述したように、渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅は、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅よりも大きくなるように構成されている。また、渦巻歯８６ｂの断面形状は台形形状となるように構成されている。渦巻歯８６ｂの加工には、加工刃物として、円筒形状のエンドミルが用いられている。エンドミルの加工刃は、渦巻歯８６ｂの断面形状を形成するために渦巻歯８６ｂの縦断面の形状に合わせて成形されている。すなわち、本実施の形態１の渦巻歯８６ｂの加工に用いられるエンドミルは、渦巻の断面形状と同様に、加工刃の先端部の径が小さく刃物の根元部の径は大きくなるようにテーパ形状に構成されている。また、エンドミルは、先端部の径の中心軸に対するエンドミルの側面の傾斜角が、渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉの傾斜角θ１、又は渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈの傾斜角θ２と等しくなるように構成されている。本実施の形態１の渦巻歯８６ｂは、エンドミルの側面の加工刃を、従来の加工方法と同様に、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆから先端面８６ｇに接触させて、渦巻歯８６ｂの渦の形状に沿って動かすことにより一回の加工で渦巻歯８６ｂを形成できる。したがって、本実施の形態１では、従来の加工方法と比較して渦巻形状の加工精度を低下させることなく、渦巻歯８６ｂを加工することができる。
　また、加工前の渦巻歯８６ｂは、鋳造又は鍛造により、断面形状がテーパ形状となるように製造できる。加工前の渦巻歯８６ｂの断面形状をテーパ形状とすることにより、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆから先端面８６ｇまでの切削量をほぼ同一にすることができるため、生産工程における切削歩留りを向上させることができる。
　また、部分的に渦巻歯８６ｂの強度を確保するために先端部分に対し根元部分を厚くする場合には、厚くした部分の加工が連続的にできなくなるため加工時間のロス及び加工精度の低下が起こりうる。一方、本実施の形態１では、本実施の形態１の渦巻歯８６ｂを従来の加工方法と同様の方法で一回の加工で渦巻歯８６ｂを形成できるため、渦巻歯８６ｂの剛性を維持し、切削加工時の渦巻歯８６ｂの撓みを抑制することができる。
　したがって、本実施の形態１では、生産工程における渦巻歯８６ｂの切削歩留り又は加工性を向上させることができ、より高精度な渦巻き形状の渦巻歯８６ｂを提供することができる。また、本実施の形態１では、生産段階における切削歩留りの向上若しくは切削時間の削減、又は高精度な渦巻歯８６ｂを用いることによる使用段階におけるスクロール圧縮機１の消費電力の低減を図ることができるため、環境負荷を低減することができる。
　また、渦巻歯８６ｂにおいて、外向面８６ｉの傾斜角θ１と、内向面８６ｈの傾斜角θ２とを同一とすることにより、同一のエンドミルを用いて渦巻歯８６ｂを加工することができるため、加工精度の安定性の確保が可能となる。
　更に、渦巻歯８６ｂにおいて、外向面８６ｉの傾斜角θ１、渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈの傾斜角θ２とを１度以上かつ２度以下とすることにより、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇと渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆとの間で切削速度及び切削抵抗の差異が生じにくくなるため、渦巻歯８６ｂの渦巻形状の加工精度を確保することができる。
　なお、上述したように、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆと渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉとの連結部分の形状、及び渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆと渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈとの連結部分の形状は、円弧形状もしくは鈍角形状となるように構成されている。円弧形状もしくは鈍角形状の連結部分は、渦巻歯８６ｂの加工時に渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇと渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆとの間での切削速度と切削抵抗の差が生じても、渦巻形状の精度確保が可能な形状に構成されている。また、円弧形状もしくは鈍角形状の連結部分は、加工刃物の寿命にも支障をきたさないように構成されている。
　また、上述したとおり、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂは、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂと同一形状に構成されるものであるから、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂも上述の加工方法で製造することができる。
　次に、本実施の形態１のスクロール圧縮機１の作動流体である冷媒について説明する。
　スクロール圧縮機１では、ＨＦＣ冷媒、又はＨＦＣ冷媒であるＲ３２を含む混合冷媒が用いられる。ＨＦＣ冷媒は、オゾン層破壊係数がゼロであり、かつ、地球温暖化係数の低いハイドロフルオロカーボン系の冷媒である。ＨＦＣ冷媒としては、例えば、Ｒ３２等の単一冷媒、Ｒ４１０Ａ等の疑似共沸混合冷媒、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒が用いられる。なお、オゾン層破壊係数は「ＯＤＰ」と略称されるものであり、地球温暖化係数は「ＧＷＰ」と略称されるものである。
　Ｒ３２を含む混合冷媒において、Ｒ３２と混合される冷媒としては、例えば、Ｒ３２以外のＨＦＣ冷媒、ハロゲン化炭化水素系の冷媒、炭化水素系の冷媒等が用いられる。Ｒ３２以外のＨＦＣ冷媒としては、例えば、Ｒ１２５、Ｒ１６１等が用いられる。また、ハロゲン化炭化水素系の冷媒としては、冷媒組成中に炭素の二重結合を有するもの、例えば、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ、ＨＦＯ１２３３ｚｄ等が用いられる。炭化水素としては、例えば、自然冷媒であるプロパン、プロピレン等が用いられる。また、Ｒ３２を含む混合冷媒としては、例えば、Ｒ３２を５１％以上含む混合冷媒が用いられる。
　次に、本実施の形態１のスクロール圧縮機１の動作について説明する。
　外部電源から電動機固定子７０に電力が供給されると、電動機回転子７２の回転によりクランク軸９が回転駆動される。クランク軸９の回転運動は、偏芯スライダ軸９ｅを収納しているスライダ１５を介して、揺動スクロール８６に伝達される。揺動スクロール８６は、オルダムリング８２により自転を抑制され揺動運動を行う。
　吸入管４から密閉容器２の内部に吸入された冷媒は、第２のフレーム８０に設けられた吸込ポートに流入する。該吸入ポートに流入した冷媒は、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂの側面と、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの側面と、固定スクロール８８の鏡板８８ａと、揺動スクロール８６の鏡板８６ａとに囲まれた容量可変の閉じた空間である圧縮室に流入する。
　また、クランク軸９の回転によりオイルポンプ１３で吸い上げられた冷凍機油６は、クランク軸９の油穴９ｃを介してスクロール圧縮機１の各構成要素に供給される。例えば、冷凍機油６は、揺動スクロール８６の鏡板８６ａとスラストプレート８４との間に供給される。また、冷凍機油６は、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂと揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂとの間に供給される。また、冷凍機油６は、固定スクロール８８のチップシール８８ｅと揺動スクロール８６の鏡板８６ａとの間に供給される。また、冷凍機油６は、揺動スクロール８６のチップシール８６ｅと固定スクロール８８の鏡板８８ａとの間に供給される。また、冷凍機油６は、オルダムリング８２の本体部８２ａの上面に設けられた突起部８２ｂと揺動スクロール８６の鏡板８６ａに設けられたオルダム溝８６ｄとの間に供給される。また、冷凍機油６は、オルダムリング８２の本体部８２ａの下面に設けられた突起部と、第２のフレーム８０の第２の水平面８０ｆに設けられたオルダム溝との間に供給される。また、冷凍機油６は、揺動軸８６ｃの内側面とスライダ１５の外周面との間に供給される。また、冷凍機油６は、第２のフレーム８０の第４の内側面８０ｉとスリーブ１４の外周面との間に供給される。
　例えば、揺動スクロール８６の鏡板８６ａとスラストプレート８４との間を潤滑し、揺動スクロール８６の鏡板８６ａの渦巻歯８６ｂの側に漏れた冷凍機油６は、第２のフレーム８０の吸込ポートから流入する冷媒とともに圧縮室に流入する。
　圧縮室に流入した冷凍機油６は、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂと揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂとの間に供給される。また、圧縮室に流入した冷凍機油６は、固定スクロール８８のチップシール８８ｅと揺動スクロール８６の鏡板８６ａとの間に供給される。また、圧縮室に流入した冷凍機油６は、揺動スクロール８６のチップシール８６ｅと固定スクロール８８の鏡板８８ａとの間に供給される。
　圧縮機構部８の下方に位置する冷凍機油６の供給箇所は、スクロール圧縮機１の駆動に伴い高温となるが、吸入管４から吸入された比較的温度の低い冷媒が流入する低圧空間に位置するため、流入した冷媒により冷凍機油６の供給箇所が冷却される。
　また、吸入管４から吸入された比較的温度の低い冷媒により、電動機固定子７０及び電動機回転子７２が冷却される。また、冷凍機油６を貯留する油溜めとして構成された密閉容器２の底部２ｃの内側面も、吸入管４から吸入された比較的温度の低い冷媒が流入する低圧空間に位置する。したがって、冷凍機油６の供給箇所で潤滑され、底部２ｃの内側面に還流した冷凍機油６は、吸入管４から吸入された比較的温度の低い冷媒により冷却される。
　圧縮室に流入した冷媒及び潤滑油は、揺動スクロール８６の揺動運動によって、固定スクロール８８及び揺動スクロール８６の中心側へ移動する。冷媒及び潤滑油が固定スクロール８８及び揺動スクロール８６の中心側へ移動するときに、圧縮室の形状が体積を小さくなるように変化することにより、冷媒及び潤滑油は圧縮される。圧縮された冷媒により、固定スクロール８８及び揺動スクロール８６には、軸方向、すなわち上下方向に離れようとする荷重が働く。該荷重は、第２のフレーム８０の第１の水平面８０ｄに設けられたスラストプレート８４によって、揺動スクロール８６の鏡板８６ａの下面から支持されている。
　圧縮室で圧縮された高圧の冷媒及び潤滑油は、固定スクロール８８の吐出ポート８８ｃを通り、吐出弁８８ｄから密閉容器２の蓋部２ｂと固定スクロール８８の鏡板８８ａの上面とに囲まれた高圧空間に吐出される。高圧空間に吐出された冷媒及び潤滑油は、冷媒回路を循環してスクロール圧縮機１の吸入管４に戻る。
　次に、本実施の形態１のスクロール圧縮機１の駆動時における、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに印加される圧力について説明する。
　図６は、従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに印加される圧力を示した概略図である。図７は、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに印加される圧力を示した概略図である。図６及び図７に示した矢印は、圧力の方向を示すものであり、図６、図７はともに渦巻歯８６ｂの右側が高圧側となっている。
　揺動スクロール８６は、偏心して揺動運転を行うため、揺動スクロール８６の質量に応じた遠心力を発生する。揺動スクロール８６は、遠心力によって、スライダ１５の内側面１５ａのスライド可能範囲内で遠心力方向に、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂと固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂとが接触するまでスライドする。
　したがって、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂは、揺動スクロール８６の遠心力と、高圧側からの冷媒圧力とが印加されるため、渦巻歯８６ｂの強度を確保する必要がある。
　なお、スクロール圧縮機１の作動流体である冷媒として、Ｒ３２を用いる場合、冷媒の作動圧力は従来の冷媒であるＲ２２、Ｒ４０７Ｃ、及びＲ４１０Ａと比較して高くなる。特に、Ｒ３２を含む混合冷媒のなかで、Ｒ３２を５１％以上含む混合冷媒は、冷媒の作動圧力が大きいため、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに発生する圧力が大きくなる。また、オゾン層破壊係数がゼロである冷媒の中にも、Ｒ３２と同様に作動圧力が大きい冷媒がある。したがって、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂに印加される圧力が大きくなるため、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの強度の確保が必要になる。特に、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの強度の確保のためには、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの面積を大きくする必要がある。
　また、地球温暖化係数が低い冷媒の中には、例えば、ＨＦＯ１２３４ｙｆのように冷媒密度が低い冷媒がある。冷媒密度が低い冷媒をスクロール圧縮機１で用いる場合には、冷凍能力の確保のために、スクロール圧縮機１はストロークボリュームが大きくなるか、あるいは高速回転ができるように構成する必要がある。また、Ｒ３２を４９％未満含む混合冷媒をスクロール圧縮機１で用いる場合においても、冷凍能力の確保のためにストロークボリュームが大きくなるように構成する必要がある。スクロール圧縮機１のストロークボリュームを大きくする場合、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの高さを大きくする必要があるが、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの強度の確保が必要となる。また、スクロール圧縮機１を高速回転ができるように構成する場合は、偏心して揺動運動する揺動スクロール８６の遠心力はさらに大きくなるため、遠心力に耐えるだけの揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの強度の確保が必要となる。したがって、冷媒密度が低い冷媒を用いる場合は、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの強度の確保のために、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの面積を大きくする必要がある。なお、スクロール圧縮機１のストロークボリュームを大きくする必要がある場合、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂを径方向に大きくすることも考えられる。しかしながら、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂを径方向に大きくする場合、スクロール圧縮機１の密閉容器２の径を大きくしなければならず、密閉容器２の材料の厚さ、及び電動機７のサイズ等も大きくなる。したがって、製造設備の変更等が必要となり、コストが増大するため実用的ではない。
　なお、上述した構造上の課題は、固定スクロール８８の渦巻歯８８ｂにおいても同一のものである。
　従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂは、渦巻歯８６ｂの材質及び渦巻歯８６ｂの高さ等を考慮して、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆに発生する応力が大きくならないように、渦巻歯８６ｂの歯の幅が決定される。したがって、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅は、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅と同一になるように構成されるため、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの漏れ隙間の面積が大きくなり、漏れ損失が増大する。
　また、従来の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂでは、渦巻歯８６ｂを構成する金属材料の線膨張係数を、固定スクロール８８の渦巻歯８６ｂを構成する鉄系金属の線膨張係数と同一にする必要がある。したがって、従来の揺動スクロール８６では、渦巻歯８６ｂを構成する金属材料として、加工性の良いアルミニウムなどの非鉄金属を採用することができない。揺動スクロール８６を鉄系金属で構成する場合、揺動スクロール８６の遠心力は大きくなり、バランスをとるための第１のバランスウェイト１０ａ及び第２のバランスウェイト１０ｂが大きくなる。また、遠心力が大きくなるため、摩擦等によるエネルギー損失が大きくなりスクロール圧縮機１の効率が低下する。
　これに対し、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂでは、渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅は、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅よりも大きくなるテーパ形状に構成されている。したがって、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆにおける渦巻歯８６ｂの強度を確保することができる。
　また、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆで渦巻歯８６ｂの強度を確保することができるため、冷媒密度が低い冷媒を用いる場合であっても、渦巻歯８６ｂの高さが大きくなるように揺動スクロール８６を構成できる。
　また、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅は、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅よりも小さくすることができる。これによって、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇにおける冷媒の漏れ隙間の面積が小さくなるように構成できる。
　チップシール８６ｅを揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇに配置する場合、冷媒の作動圧力及び渦巻を渦巻歯８６ｂの材質の強度によって、チップシール８６ｅを配置する矩形形状の溝の壁面部の厚さ等の先端面８６ｇの構造が決定される。また、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの構造は、渦巻歯８６ｂの矩形形状の溝の底面の隔部に発生する応力を考慮して決定される。
　本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂでは、渦巻歯８６ｂの断面がテーパ形状となっているため、矩形形状の溝の底面における壁面の厚さが矩形形状の溝の上面における壁面の厚さよりも大きくなっている。したがって、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂでは、先端面８６ｇの構造の自由度を高くすることができる。
　また、渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉの、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆに垂直な方向に対する傾斜角θ１は、渦巻歯８６ｂの内向面８６ｈの、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆに垂直な方向に対する傾斜角θ２は小さな角度、例えば１度以上かつ２度以下となるように構成される。
　本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂでは、渦巻歯８６ｂの縦断面において、渦巻歯８６ｂの根元面８６ｆの幅は、渦巻歯８６ｂの先端面８６ｇの幅よりも大きくなるテーパ形状なるように構成しているため、揺動スクロール８６で発生する遠心力は水平方向の分力と下方向の分力とに分かれて伝達される。したがって、渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉの傾斜角θ１及び渦巻歯８６ｂの傾斜角θ２が大きい場合、揺動スクロール８６及び固定スクロール８８は、上下方向に離れようとするため、揺動スクロール８６の先端面８６ｇ及び固定スクロール８８の先端面での漏れ隙間が大きくなるため、圧縮効率及び圧縮性能を確保できなくなる。また、下方向の分力により揺動スクロール８６の鏡板８６ａに発生するスラスト荷重による、揺動スクロール８６の鏡板８６ａの強度、スラストプレート８４の強度等に対する信頼性の低下が起こり、エネルギー損失が増加する可能性がある。
　また、下方向の分力に対応するために、揺動スクロール８６の鏡板８６ａの下面に圧力を導いて、揺動スクロール８６の先端面８６ｇを押し付けて揺動スクロール８６の先端面８６ｇでの漏れを抑制する機構を採用する方法がある。しかしながら、揺動スクロール８６の先端面８６ｇの面積を小さくした場合に、揺動スクロール８６の先端面８６ｇの面圧が大きくなるため、揺動スクロール８６の先端面８６ｇの摩耗が進行し信頼性を損なう可能性がある。
　したがって、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂは、渦巻歯８６ｂの外向面８６ｉの傾斜角θ１及び渦巻歯８６ｂの傾斜角θ２は小さな角度、例えば１度以上かつ２度以下となるように構成される。
　また、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂにおいて、揺動スクロール８６をアルミニウムなどの非鉄金属で構成することができる。揺動スクロール８６を非鉄金属で構成することにより、揺動スクロール８６のアンバランスを相殺する第１のバランスウェイト１０ａ及び第２のバランスウェイト１０ｂを小さく構成できるため、スクロール圧縮機１の小型化又はコスト削減を図ることができる。
　また、図７に示すように、揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂには、高圧側からの冷媒圧力が印加され、揺動スクロール８６のチップシール８６ｅには、チップシール８６ｅと渦巻歯８６ｂとの間に位置するクリアランスからの冷媒圧力が印加される。チップシール８８ｅは、圧力差を利用して縦断面において矩形形状の溝からクリアランスだけ浮上し、揺動スクロール８６のチップシール８６ｅは、固定スクロール８８の鏡板８８ａに押し付けられる。また、固定スクロール８８のチップシール８８ｅも同様に、揺動スクロール８６の鏡板８８ａに押し付けられる。また、揺動スクロール８６のチップシール８６ｅ及び固定スクロール８８のチップシール８８ｅは、矩形形状の溝の低圧側の溝側面に押し付けられる。したがって、渦巻歯８６ｂの径方向への漏れは、チップシール８８ｅでシールされるため漏れは発生しない。したがって、本実施の形態１の揺動スクロール８６の渦巻歯８６ｂは、冷媒の作動圧力が高い冷媒にも使用できる。
その他の実施の形態．
　上述の実施の形態１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態１では、スクロール圧縮機１は全密閉型の圧縮機として構成したが、半密閉型の圧縮機、開放型の圧縮機として構成してもよい。
　また、上述の実施の形態１のスクロール圧縮機１は、冷凍機、空気調和機、給湯器等の様々な冷凍サイクル装置に適用可能である。
　１　スクロール圧縮機、２　密閉容器、２ａ　胴部、２ｂ　蓋部、２ｃ　底部、３　台、４　吸入管、５　吐出管、６　冷凍機油、７　電動機、８　圧縮機構部、９　クランク軸、９ａ　固定面、９ｂ　円板部、９ｃ　油穴、９ｄ　摺動軸、９ｅ　偏芯スライダ軸、９ｆ　第１のピポッド部、９ｇ　第２のピポッド部、１０ａ　第１のバランスウェイト、１０ｂ　第２のバランスウェイト、１１　第１のフレーム、１１ａ　外周面、１１ｂ　上面、１１ｃ　第１の内側面、１１ｄ　水平面、１１ｅ　第２の内側面、１１ｆ　下面、１２　転がり軸受、１２ａ　外輪部、１２ｂ　内輪部、１２ｃ　転動体、１３　オイルポンプ、１３ａ　本体部、１３ｂ　給油管、１３ｃ　ポンプ軸、１３ｄ　油穴、１４　スリーブ、１５　スライダ、１５ａ　内側面、７０　電動機固定子、７２　電動機回転子、８０　第２のフレーム、８０ａ　外周面、８０ｂ　上面、８０ｃ　第１の内側面、８０ｄ　第１の水平面、８０ｅ　第２の内側面、８０ｆ　第２の水平面、８０ｇ　第３の内側面、８０ｈ　第３の水平面、８０ｉ　第４の内側面、８０ｊ　下面、８０ｋ　外側面、８２　オルダムリング、８２ａ　本体部、８２ｂ　突起部、８４　スラストプレート、８６　揺動スクロール、８６ａ　鏡板、８６ｂ　渦巻歯、８６ｃ　揺動軸、８６ｄ　オルダム溝、８６ｅ　チップシール、８６ｆ　根元面、８６ｇ　先端面、８６ｈ　内向面、８６ｉ　外向面、８８　固定スクロール、８８ａ　鏡板、８８ｂ　渦巻歯、８８ｃ　吐出ポート、８８ｄ　吐出弁、８８ｅ　チップシール。

Claims (6)

  1. 　第１の鏡板と、前記第１の鏡板の一方の面に配置された第１の渦巻歯と、前記第１の渦巻歯の先端面に配置された第１のチップシールとを有する揺動スクロールと、
    　第２の鏡板と、前記第２の鏡板の一方の面に配置された第２の渦巻歯と、前記第２の渦巻歯の先端面に配置された第２のチップシールを有する固定スクロールと
    を備え、
    　前記第１の渦巻歯及び前記第２の渦巻歯は、前記第１のチップシールが前記第２の渦巻歯が配置された前記第２の鏡板の面に接触し、前記第２のチップシールが前記第１の渦巻歯が配置された前記第１の鏡板の面に接触するように噛み合わされており、
    　前記固定スクロール及び前記揺動スクロールは、前記第１の渦巻歯の側面と、前記第２の渦巻歯の側面と、前記第１の鏡板と、前記第２の鏡板とに囲まれた空間で流体を圧縮する圧縮機構部を構成し、
    　前記第１の渦巻歯及び前記第２の渦巻歯の渦巻方向に対し垂直な方向の断面の形状は、同一のテーパ形状であり、かつ、前記断面においては、前記第１の渦巻歯の先端面の幅は、前記第１の渦巻歯の根元面の幅よりも小さく、前記第２の渦巻歯の先端面の幅は、前記第２の渦巻歯の根元面の幅よりも小さいスクロール圧縮機。
  2. 　前記断面における、前記第１の渦巻歯の外側部及び内側部の、前記第１の渦巻歯の根元面に垂直な方向に対する傾斜角は同一であり、前記第２の渦巻歯の外側部及び内側部の、前記第２の渦巻歯の根元面に垂直な方向に対する傾斜角は同一である請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記第１の渦巻歯の外側部及び内側部の傾斜角、及び前記第２の渦巻歯の外側部及び内側部の傾斜角は、１度以上かつ２度以下である請求項２に記載のスクロール圧縮機。
  4. 　前記流体は、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、又は５１％以上のＲ３２と、Ｒ１２５、Ｒ１６１、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ、ＨＦＯ１２３３ｚｄ、プロパン、若しくはプロピレンからなる群から選択される冷媒材料とを含む混合冷媒である請求項１～３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  5. 　前記固定スクロールの材質は鉄系金属であり、前記揺動スクロールの材質は非鉄金属である請求項１～４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  6. 　前記非鉄金属がアルミニウムである請求項５に記載のスクロール圧縮機。
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