(57)【要約】【課題】外形を拡大することなく、吐出ポートの流路損失抵抗を低減するとともに高圧縮比運転を実現可能に設計容積比を拡大できるスクロール圧縮機を提供することを課題とする。【解決手段】渦巻き状の固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａを有し、固定ラップ５ｃと旋回ラップ６ａで形成される圧縮室１１で圧縮された被圧縮流体を吐出する吐出ポート５ｅが圧縮室１１に形成される。そして、圧縮された被圧縮流体の圧力が所定の設計圧力になる第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと、中心部に形成される圧縮室１１の容積が最小になる第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと、第２基準状態から第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡の中心部の側と、固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮとで囲まれた領域に吐出ポート５ｅが形成されているという特徴を有する。【選択図】図４
2014095326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールの台板に形成される渦巻き状の固定ラップと、
前記固定スクロールに対して旋回運動する旋回スクロールに形成されて前記固定ラップに噛み合う渦巻き状の旋回ラップと、
前記渦巻き状の中心部において前記台板に開口し、前記固定ラップと前記旋回ラップの間に形成される圧縮室で圧縮された被圧縮流体を当該圧縮室から吐出する吐出ポートと、
を有し、
前記旋回スクロールは、
前記圧縮室で圧縮された前記被圧縮流体の圧力が所定の設計圧力になる第１基準状態と、
前記中心部に形成される前記圧縮室の容積が最小になる第２基準状態と、の各状態を順に繰り返しながら旋回運動し、
前記吐出ポートは、
前記旋回スクロールが前記第１基準状態のときの前記旋回ラップの前記渦巻き状の外方を臨む側の外側曲線と、
前記旋回スクロールが前記第２基準状態のときの前記旋回ラップの前記中心部を臨む側の内側曲線と、
前記旋回スクロールが前記第２基準状態から前記第１基準状態へ移行するときに移動する前記旋回ラップの前記外側曲線が描く軌跡の前記中心部の側と、
前記固定ラップの前記中心部を臨む側の内側曲線と、
で囲まれた領域に形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記旋回ラップおよび前記固定ラップは、
極座標形式で動径ｒ、偏角θ、代数螺旋の係数ａ、および代数螺旋の指数ｋによって、
ｒ＝ａ×θｋの式で表される代数螺旋曲線を用いた渦巻き状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記台板は、前記吐出ポートが形成される箇所が他の箇所よりも肉薄に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【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】
例えば、冷凍機器の冷凍サイクルでは、蒸発温度がマイナス４５〜マイナス３０℃程度であり、圧縮機の吸込圧力と吐出圧力の比が大きく、高圧縮比運転となる。冷凍サイクルにスクロール圧縮機を使用した場合、このような高圧縮比運転に対応するには、スクロールラップで形成される吸込開始時の圧縮室の最大容積と、吐出時（圧縮完了時）の圧縮室の最小容積の比（以下、設計容積比という）を大きくすること、が要求される。設計容積比を運転に適する値で充分に大きくすることによって、スクロール圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【０００３】
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１には、「行程容積が５〜２５ｃｍ３の範囲で、圧縮室が吐出口に連通開始する際の最小密閉空間の平面面積と吐出口の開口面積との比が５．０〜８．０の範囲内にある。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているスクロール圧縮機の圧縮室は、最小密閉空間を鏡板に投影した投影面積に対する、吐出ポートを鏡板に投影した投影面積を小さくすることで性能向上を図っている。
しかしながら、その効果は、設計容積比を拡大することによる性能向上の効果が、吐出ポートの流路損失抵抗の損失の増加分を上回ったことによって生じるものであり、吐出ポートの投影面積が縮小したことによって増大する流路損失抵抗を抑制することは考慮されていない。このような流路損失抵抗を抑制することによって、スクロール圧縮機の効率をさらに向上することができる。
【０００６】
そこで、本発明は、外形を拡大することなく、吐出ポートの流路損失抵抗を低減するとともに高圧縮比運転を実現可能に設計容積比を拡大できるスクロール圧縮機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明は、渦巻き状の固定ラップと、その固定ラップに噛み合う渦巻き状の旋回ラップと、渦巻き状の中心部に開口し、固定ラップと旋回ラップの間に形成される圧縮室で圧縮された被圧縮流体を当該圧縮室から吐出する吐出ポートと、を有するスクロール圧縮機とする。そして、旋回スクロールは、圧縮室で圧縮された被圧縮流体の圧力が所定の設計圧力になる第１基準状態と、渦巻き状の中心部に形成される圧縮室の容積が最小になる第２基準状態と、の各状態を順に繰り返しながら旋回運動し、吐出ポートは、旋回スクロールが第１基準状態のときの旋回ラップの外側曲線と、旋回スクロールが第２基準状態のときの旋回ラップの内側曲線と、旋回スクロールが第２基準状態から第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップの外側曲線が描く軌跡の中心部の側と、固定ラップの内側曲線と、で囲まれた領域に形成されているという特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、外形を拡大することなく、吐出ポートの流路損失抵抗を低減するとともに高圧縮比運転を実現可能に設計容積比を拡大できるスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スクロール圧縮機の構造を示す断面図である。
【図２】圧縮機構部の圧縮動作原理を説明する図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は固定スクロールの中心部の拡大図である。
【図４】（ａ）は旋回スクロールが第１基準状態、第２基準状態のときの旋回ラップの巻き始め端の位置と、旋回スクロールが第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに旋回ラップの外側曲線が描く軌跡を同一図面に示した図、（ｂ）は吐出ポートの形状を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は加工工具によって加工された吐出ポートの形状を示す図である。
【図６】（ａ）は固定スクロールを固定ラップの側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＳｅｃ１−Ｓｅｃ１での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、スクロール圧縮機の構造を示す断面図、図２は圧縮機構部の圧縮動作原理を説明する図である。また、図３の（ａ）〜（ｄ）は固定スクロールの中心部の拡大図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施例のスクロール圧縮機１（密閉型電動圧縮機）は、高圧チャンバ方式の密閉型スクロール圧縮機であって冷凍機器の冷凍サイクルに使用され、広範囲に亘る運転条件の下で使用される。
スクロール圧縮機１は、例えば、横置きに設置され、それぞれ渦巻状のラップ６ａ，５ｃが立設された旋回スクロール６及び固定スクロール５を有する圧縮機構部３と、この圧縮機構部３を駆動する電動機４と、が筒状横長の密閉容器２に収納されて構成される。
以下、旋回スクロール６に立設するラップを旋回ラップ６ａ、固定スクロール５に立設するラップを固定ラップ５ｃと称する。
密閉容器２は、円筒状の側面ケース２ａに蓋部２ｂ，２ｃが端部に溶接されて構成されている。一方の蓋部２ｂには、横方向に延設される管状の吸入口接続部２ｄと、高圧縮比運転時における吐出ガスの温度上昇を防ぐことを目的に、旋回ラップ６ａおよび固定ラップ５ｃで形成される圧縮室１１に液冷媒を注入する液インジェクション冷却部５０が形成されている。
以下、吸入口接続部２ｄが形成される蓋部２ｂの側を上流側、他方の蓋部２ｃの側を下流側とする。
また、圧縮機構部３は密閉容器２の上流側に配置され、電動機４は密閉容器２の下流側に配置される。さらに、電動機４より下流側には遮蔽板２０で仕切られた油室２０ａが形成され、油室２０ａに潤滑油１３が貯留されている。
【００１３】
電動機４は、固定子４ａおよび回転子４ｂを含んで構成される。固定子４ａは密閉容器２に圧入、焼嵌めなどにより固定され、回転子４ｂは固定子４ａの内部に回転可能に配置されている。また、回転子４ｂには、主軸部７ａと偏心部７ｂからなるクランク軸７が取り付けられ、回転子４ｂの回転によってクランク軸７が回転するように構成される。
クランク軸７の主軸部７ａは密閉容器２の軸方向に延設される棒状部材であり、主軸部７ａの軸中心が回転子４ｂの回転中心と同軸になるように、クランク軸７が回転子４ｂに固定される。また、偏心部７ｂは軸中心が主軸部７ａの軸中心と適宜偏心して構成されている。
【００１４】
固定スクロール５は、基部を構成する台板５ｄと、台板５ｄから旋回スクロール６の側に向かって壁状に形成される渦巻状のラップ（固定ラップ５ｃ）と、を有する。
台板５ｄは、側面ケース２ａに溶接等によって固定されているフレーム９の上流側にボルト８などの締結部材で固定されて取り付けられる。
【００１５】
旋回スクロール６は台板５ｄとフレーム９の間に形成される中間圧室１４に収納され、基部を構成する台板６ｄと、固定スクロール５の側に向かって壁状に形成される渦巻状のラップ（旋回ラップ６ａ）が、固定スクロール５の台板５ｄに形成される固定ラップ５ｃと噛み合うように構成される。
フレーム９の中心部は、固定スクロール５の側に凹部が形成され、この凹部によって固定スクロール５の台板５ｄと旋回スクロール６の台板６ｄの間に空間（中間圧室）が形成される。
【００１６】
また、旋回スクロール６は、電動機４の回転子４ｂに取り付けられているクランク軸７の偏心部７ｂに取り付けられて回転可能に構成されている。
クランク軸７は、主軸部７ａが主軸受９ａを介してフレーム９に回転自在に支持され、偏心部７ｂは主軸部７ａの回転にともなって中間圧室１４内で偏心回転するように構成される。ここでいう偏心回転は、偏心部７ｂの軸中心が主軸部７ａの軸中心の周りを公転する回転とする。
クランク軸７の下流側は、遮蔽板２０に取り付けられた副軸受１６によって、主軸部７ａが回転自在に支持される。
【００１７】
クランク軸７の中心部には潤滑油１３が流通する給油通路７ｃが軸方向に形成され、さらに、副軸受１６には、潤滑油１３を吸い上げて副軸受１６および主軸受９ａに潤滑油１３を供給する給油管７ｄが装着されている。
油室２０ａに貯留されている潤滑油１３は、中間圧室１４と、後記する吐出圧室２ｆと、の圧力差によって給油管７ｄに吸い上げられて給油通路７ｃを流通し主軸受９ａ、副軸受１６などに供給される（差圧給油方式）。
【００１８】
旋回スクロール６は、クランク軸７の偏心部７ｂに取り付けられ、クランク軸７の回転によって偏心部７ｂとともに偏心回転する。また、旋回スクロール６とフレーム９の間にはオルダムリング１２が配置されている。オルダムリング１２は、旋回スクロール６の下流側に取り付けられ、フレーム９に形成された係合溝９０に係合される。このオルダムリング１２は、クランク軸７の偏心部７ｂの偏心回転によって旋回スクロール６が自転することを防止するとともに旋回スクロール６を公転運動させる機能を有する。
【００１９】
図２に示すように、固定スクロール５（図１参照）の台板５ｄの下流側の面には、渦巻状の溝からなるガス通路５ｂが形成されており、固定ラップ５ｃはガス通路５ｂの壁面として形成されている。また、ガス通路５ｂの渦巻状の外周の端部には台板５ｄの上流側が開口するように吸込口５ａが形成され、ガス通路５ｂの渦巻状の中心部には、固定スクロール５の上流側に形成される空間（吐出圧室２ｆ（図１参照））と連通する吐出孔（吐出ポート５ｅ）が開口している。
【００２０】
旋回スクロール６（図１参照）の旋回ラップ６ａは、図２においてはハッチングした部分で示され、ガス通路５ｂに渦巻状に沿って収容されて固定ラップ５ｃと噛み合うように配置され、クランク軸７の偏心部７ｂ（図１参照）の偏心回転で、ガス通路５ｂの内部を渦巻状に回転（旋回運動）するように構成される。
そして、ガス通路５ｂにおいて固定ラップ５ｃと旋回ラップ６ａに挟まれた閉じた空間が圧縮室１１となり、ガス通路５ｂにおいて吸込口５ａを介して開放された空間が吸込室１０となる。
【００２１】
このように、図１に示す圧縮機構部３は、旋回スクロール６の旋回ラップ６ａと固定スクロール５の固定ラップ５ｃが噛み合って構成される。そして、電動機４で駆動されるクランク軸７の回転にともなって旋回スクロール６が旋回運動すると、旋回スクロール６の旋回ラップ６ａおよび固定スクロール５の固定ラップ５ｃによって渦巻状の中心に向かって移動しながら圧縮室１１が形成される。
圧縮室１１は渦巻状の中心に行くほど容積が減少し、吸込口５ａからガス通路５ｂに吸入された被圧縮流体（冷媒等）を圧縮する。そして、圧縮室１１で圧縮された被圧縮流体は、渦巻状の中心部から吐出ポート５ｅを介して吐出圧室２ｆに吐出される。
【００２２】
さらに、吐出圧室２ｆに吐出された被圧縮流体は、遮蔽板２０に形成される冷媒ガス流路孔２０ｂを通って、下流側の蓋部２ｃを貫通するように備わる吐出パイプ２ｅから供給先（図示しない熱交換器等）に供給される。
【００２３】
固定スクロール５に形成される吸込口５ａには、供給源（図示せず）から供給される被圧縮流体を導入するための吸込パイプ２ｇが接続される。吸込パイプ２ｇは、吸入口接続部２ｄを貫通し、先端部２ｇ１が吸込口５ａに差し込まれて取り付けられる。
また、吸込パイプ２ｇの内側には圧入部材２ｈが備わっている。圧入部材２ｈは管状に形成され、吸込パイプ２ｇの先端部２ｇ１を内側から全周に亘って押圧して先端部２ｇ１を吸込口５ａの周壁５ａ１に圧着させて吸込パイプ２ｇを固定スクロール５に固定する。
【００２４】
図２に示すように、固定ラップ５ｃは、吐出ポート５ｅが形成される中心部から吸込口５ａが形成される外方に向かう渦巻き状に形成され、旋回ラップ６ａは、固定ラップ５ｃと噛み合うような渦巻き状に形成される。
【００２５】
本実施例の旋回ラップ６ａおよび固定ラップ５ｃは、極座標形式で動径ｒ、偏角θ、代数螺旋の係数ａ、代数螺旋の指数ｋとしたとき、次式（１）で示される代数螺旋を基本渦巻曲線として形成される。
ｒ＝ａ×θｋ                                              （１）
また、旋回ラップ６ａおよび固定ラップ５ｃは、吐出ポート５ｅが形成される中心部側の端部（以下、巻き始め部という）の肉厚を、吸込口５ａ側の端部（以下、巻き終り部という）の肉厚よりも厚くするために、巻き始め部の側の係数ａ、または、指数ｋが巻き終り部の側よりも大きくなるように設定されている。
【００２６】
例えば、巻き終り部から巻き始め部に向かって、係数ａ、または、指数ｋが漸増する構成とすれば、旋回ラップ６ａおよび固定ラップ５ｃの肉厚を、巻き終り部から巻き始め部に向かって連続的に変化させることができ、巻き始め部の肉厚を巻き終り部の肉厚よりも厚くすることができる。
【００２７】
そして、図１に示す電動機４の駆動によってクランク軸７の偏心部７ｂが偏心回転すると、オルダムリング１２の作用によって、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。このとき、固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａの間に形成される圧縮室１１は旋回スクロール６の旋回運動にともなって、容積を減少しながら中心部に向かって移動する。
【００２８】
そして圧縮室１１が容積を減少しながら固定スクロール５の中心部に向かって移動するのにともなって、吸込口５ａから吸い込まれた被圧縮流体が圧縮されながら圧縮室１１とともに固定スクロール５の中心部に向かって移動し、吐出ポート５ｅから吐出圧室２ｆ（図１参照）に吐出される。
【００２９】
例えば、図２，図３の（ａ）に示すように、旋回ラップ６ａの巻き始め部側の端部（巻き始め端６ａＳ）が固定ラップ５ｃの中心側の曲線（内側曲線５ｃＩＮ）に接し、固定ラップ５ｃの巻き始め部側の端部（巻き始め端５ｃＳ）が旋回ラップ６ａの中心側の曲線（内側曲線６ａＩＮ）に接する状態のとき、固定スクロール５の中心部には、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれた中心部側の圧縮室１１が形成される。また、この中心部側の圧縮室１１の外方には、旋回ラップ６ａの外側の曲線（外側曲線６ａＯＵＴ）と固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれた圧縮室１１と、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側の曲線（外側曲線５ｃＯＵＴ）に囲まれた圧縮室１１と、が形成される。
【００３０】
以降、固定スクロール５の最も中心側に形成される圧縮室１１を内側圧縮室１１ａと称し、内側圧縮室１１ａと固定ラップ５ｃまたは旋回ラップ６ａを隔てた外方に形成される圧縮室１１を外側圧縮室１１ｂと称する。
また、中心側の曲線は、固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａを形成する曲線のうち中心部を臨む側（内周側）を形成する曲線とし、外側の曲線は、固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａを形成する曲線のうち外方を臨む側（外周側）を形成する曲線とする。
【００３１】
旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに接し、固定ラップ５ｃの巻き始め端５ｃＳが旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮに接する状態で旋回ラップ６ａが旋回動作した所定の時点で、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれた外側圧縮室１１ｂで圧縮される被圧縮流体の圧力が、所定の設計容積比のときの圧力（設計圧力）になる。この状態を、旋回スクロール６の第１基準状態とする。図３の（ａ）は、旋回スクロール６が第１基準状態になったときの旋回ラップ６ａを示す。
なお、ここでいう設計圧力は、吸込室１０の容積に対する圧縮室１１の容積の比が設計容積比となったときに圧縮室１１で圧縮される被圧縮流体の圧力であり、スクロール圧縮機１（図１参照）の設計値として予め設定されている値である。
また、設計容積比は、前記したように吸込開始時の圧縮室の最大容積と、吐出時（圧縮完了時）の圧縮室の最小容積の比であり、スクロール圧縮機１（図１参照）の設計値として予め設定されている値である。
【００３２】
図２に示すように、旋回スクロール６が第１基準状態から旋回運動すると、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳは固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに沿って移動し、図３の（ｂ）に示すように、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの巻き始め端５ｃＳに到達する。その後、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳは固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮから離反する。
【００３３】
旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮから離反する直前の状態では、旋回スクロール６が第１基準状態のときに形成されている内側圧縮室１１ａは微小になり、外側圧縮室１１ｂは容積が縮小する。この状態から旋回ラップ６ａが旋回運動すると、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮから離反し、内側圧縮室１１ａと２つの外側圧縮室１１ｂが連通して内側圧縮室１１ａの容積が増大する。
よって、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮから離反する直前の状態は、内側圧縮室１１ａの容積が最小になる状態（最小容積形成状態）であり、本実施例において、旋回スクロール６の第２基準状態とする。図３の（ｂ）は、旋回スクロール６が第２基準状態になったときの旋回ラップ６ａを示す。
【００３４】
図３の（ｂ）に示す第２基準状態から旋回スクロール６が旋回運動すると、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮから離反する。そして、図３の（ｃ）に示すように、旋回スクロール６が第１基準状態または第２基準状態のときに形成された２つの外側圧縮室１１ｂが連通して、固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮと旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮに囲まれた内側圧縮室１１ａが形成される。さらに、内側圧縮室１１ａの外方に、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれた外側圧縮室１１ｂと、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側曲線５ｃＯＵＴに囲まれた外側圧縮室１１ｂと、が形成される。図３の（ｃ）には、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれた外側圧縮室１１ｂが図示されている。
【００３５】
この状態から旋回スクロール６が旋回運動すると、図２，図３の（ｄ）に示すように、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに接し、さらに、固定ラップ５ｃの巻き始め端５ｃＳが旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮに接する状態（中間状態）となる。そして、旋回スクロール６は、この中間状態から旋回運動して第１基準状態に移行する。
このように、旋回スクロール６は、第１基準状態、第２基準状態、および中間状態を順次繰り返すように固定スクロール５に対して旋回運動する。
【００３６】
そして、本実施例の吐出ポート５ｅの形状は、旋回運動する旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮおよび外側曲線６ａＯＵＴの形状に応じて決定される。
【００３７】
例えば、旋回スクロール６が第１基準状態のとき、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれた外側圧縮室１１ｂで圧縮される被圧縮流体の圧力は設計圧力であり、この状態の被圧縮流体を吐出ポート５ｅから吐出することによって、スクロール圧縮機１（図１参照）は、設計圧力の被圧縮流体を吐出することができる。
一方、旋回スクロール６が第２基準状態になった後で、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれて形成される外側圧縮室１１ｂと、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側曲線５ｃＯＵＴに囲まれた外側圧縮室１１ｂは、旋回スクロール６が第１基準状態になるまでにその容積がそれぞれ縮小する。したがって、旋回スクロール６が第１基準状態になるまで、２つの外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口しない構成が好ましい。
【００３８】
図４の（ａ）は旋回スクロールが第１基準状態、第２基準状態のときの旋回ラップの巻き始め端の位置と、旋回スクロールが第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに旋回ラップの外側曲線が描く軌跡を同一図面に示した図、（ｂ）は吐出ポートの形状を示す図である。
なお、図４の（ａ）の破線は、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａを示し、一点鎖線は、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａを示す。また、二点鎖線は、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡を示し、網目部分は、外側曲線６ａＯＵＴが移動する領域を示す。
【００３９】
例えば、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡よりも中心部の側に吐出ポート５ｅが形成される構成であれば、旋回スクロール６が第１基準状態になる前の状態で、吐出ポート５ｅの外側圧縮室１１ｂ側は旋回ラップ６ａで閉塞され、外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅは開口しない。
そこで本実施例では、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴのが描く軌跡よりも中心部の側に吐出ポート５ｅが形成される構成とする。
つまり、図４の（ａ）に網目部分で示される領域よりも中心部の側に吐出ポート５ｅが形成される構成とする。
【００４０】
例えば、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡（網目部分の領域）の中心部側を結んだ形状に吐出ポート５ｅの端辺の一部が形成される構成とすればよい。
【００４１】
さらに、旋回スクロール６が第１基準状態のときに外側圧縮室１１ｂの被圧縮流体が設計圧力になるため、旋回スクロール６が第１基準状態となる位置に旋回ラップ６ａが移動した直後から被圧縮流体が吐出する構成が好ましい。つまり、旋回スクロール６が第１基準状態のときには外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口せず、旋回スクロール６が第１基準状態のときから旋回運動した直後で外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが一気に開口する構成であることが好ましい。そこで、旋回スクロール６が第１基準状態のときには、吐出ポート５ｅの外側圧縮室１１ｂ側が旋回ラップ６ａで閉塞される構成とする。具体的に、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴよりも旋回ラップ６ａの側に吐出ポート５ｅが形成される構成とする。つまり、図４の（ａ）に破線で示される外側曲線６ａＯＵＴよりも旋回ラップ６ａの側に吐出ポート５ｅが形成される構成とする。
【００４２】
この構成によって、旋回スクロール６が第１基準状態のときには吐出ポート５ｅの外側圧縮室１１ｂ側が旋回ラップ６ａで閉塞され、外側圧縮室１１ｂの被圧縮流体が吐出されない構成することができる。さらに、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴに沿った形状に吐出ポート５ｅの端辺の一部が形成されていると、旋回スクロール６が旋回運動したときに、吐出ポート５ｅの端辺と旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴがずれて吐出ポート５ｅが速やかに開口する。よって、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴに沿った形状（破線で示す外側曲線６ａＯＵＴに沿った形状）に吐出ポート５ｅの端辺の一部が形成されている構成が好ましい。
【００４３】
また、旋回スクロール６が第２基準状態のとき、吐出ポート５ｅが開口していない外側圧縮室１１ｂ（つまり、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側曲線５ｃＯＵＴに囲まれた外側圧縮室１１ｂ）の容積が最小になる。したがって、当該外側圧縮室１１ｂで圧縮される被圧縮流体の圧力も最高になる。
そこで、旋回スクロール６が第２基準状態のときは当該外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口せず、旋回スクロール６が第２基準状態のときから旋回運動したときに、この外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口する構成が好ましい。
【００４４】
例えば、旋回スクロール６が第２基準状態になったときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮよりも旋回ラップ６ａの側に吐出ポート５ｅが形成される構成が好適である。つまり、図４の（ａ）に一点鎖線で示される内側曲線６ａＩＮよりも旋回ラップ６ａの側に吐出ポート５ｅが形成される構成が好適である。
この構成によって、旋回スクロール６が第２基準状態のとき、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側曲線５ｃＯＵＴに囲まれた外側圧縮室１１ｂと吐出ポート５ｅとが旋回ラップ６ａによって遮断さる。したがって、旋回スクロール６が第２基準状態のとき、当該外側圧縮室１１ｂで圧縮された被圧縮流体の吐出を防止できる。
【００４５】
さらに、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮに沿った形状に吐出ポート５ｅの端辺の一部が形成されていると、旋回スクロール６が旋回運動したときに、吐出ポート５ｅの端辺と旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮがずれて吐出ポート５ｅが速やかに開口する。よって、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮに沿った形状（一点鎖線で示す内側曲線６ａＩＮに沿った形状）に吐出ポート５ｅの端辺の一部が形成されている構成が好ましい。
【００４６】
前記したように、吐出ポート５ｅは、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴに沿った形状に端辺の一部が形成され、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮに沿った形状に端辺の一部が形成されている構成が好ましい。また、吐出ポート５ｅは、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態に移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡よりも中心部の側に形成されることが好ましい。つまり、図４の（ａ）に網目部分で示す、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが移動する領域よりも中心部の側に形成されることが好ましい。
【００４７】
また、図３の（ａ）に示すように、旋回スクロール６が第１基準状態のときに、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれて形成される内側圧縮室１１ａの被圧縮流体が吐出するように、吐出ポート５ｅは、旋回スクロール６が第１基準状態のときの内側圧縮室１１ａの位置も開口するように構成されることが好ましい。
【００４８】
以上のことから、図４の（ｂ）に太い実線で囲まれた斜線部で示す形状に吐出ポート５ｅが形成されることが好ましい。
なお、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡よりも中心部の側は、外側曲線６ａＯＵＴが移動する領域よりも中心部の側とする。つまり、吐出ポート５ｅは、外側曲線６ａＯＵＴが移動する領域の中心部の側を結んだ形状を端辺の一部とし、当該領域と重ならないように形成されることが好ましい。
【００４９】
図４の（ｂ）に示す形状を呈する吐出ポート５ｅの端辺のうち、Ｐ１で示される部分は、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴ（破線）に沿って形成される部分であり、Ｐ２で示される部分は、固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮ（実線）に沿って形成される部分である。また、Ｐ３で示される部分は、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮ（一点鎖線）に沿って形成される部分であり、Ｐ４で示される部分は、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴ（二点鎖線）が移動する領域の中心部の側を結んだ形状に形成される部分である。
【００５０】
このように、本実施例のスクロール圧縮機１（図１参照）において、吐出ポート５ｅは図４の（ｂ）に示すように、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態へ移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡の中心部の側と、固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮと、で囲まれた領域に形成される。
【００５１】
この構成によると、旋回スクロール６が第１基準状態になったときには、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側曲線５ｃＯＵＴに囲まれて形成される外側圧縮室１１ｂ（図３の（ａ）参照）および旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれて形成される外側圧縮室１１ｂ（図３の（ａ）参照）に吐出ポート５ｅが開口せず、外側圧縮室１１ｂの被圧縮流体が吐出されない。
そして、旋回スクロール６が第１基準状態のときから旋回運動した時点で、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮに囲まれて形成される外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口し、外側圧縮室１１ｂで圧縮された被圧縮流体が吐出される。
【００５２】
旋回スクロール６が第１基準状態のとき、外側圧縮室１１ｂで圧縮される被圧縮流体の圧力は設計圧力であるため、旋回スクロール６が第１基準状態のときから旋回運動した時点で外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口すると、圧縮機構部３（図１参照）は設計圧力の被圧縮流体を吐出できる。また、外側圧縮室１１ｂで圧縮される被圧縮流体の圧力が設計圧力になるまで、圧縮機構部３から被圧縮流体が吐出されることが回避される。このことによって、設計容積比を低下させることなく、また、外側圧縮室１１ｂで圧縮される被圧縮流体の圧力が設計圧力になったときには、被圧縮流体の吐出経路を好適に確保できる。つまり、図４の（ｂ）に示す形状の吐出ポート５ｅとすることによって、設計容積比を拡大することができる。
【００５３】
また、この構成によると、旋回スクロール６が第２基準状態になったときには、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮと固定ラップ５ｃの外側曲線５ｃＯＵＴに囲まれて形成される外側圧縮室１１ｂ（図３の（ｂ）参照）に吐出ポート５ｅが開口せず、当該外側圧縮室１１ｂの被圧縮流体が吐出されない。
したがって、充分に圧縮されていない被圧縮流体が圧縮機構部３から吐出されることが回避され、設計容積比を低下させることなく充分に圧縮された被圧縮流体を吐出する圧縮機構部３（図１参照）とすることができる。
【００５４】
また、この構成によると、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態に移行しているときには、旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴと固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮで囲まれて形成される外側圧縮室１１ｂに吐出ポート５ｅが開口しないため、外側圧縮室１１ｂで圧縮された被圧縮流体が圧縮機構部３（図１参照）から吐出されない。したがって、外側圧縮室１１ｂの被圧縮流体が設計圧力まで圧縮される前に吐出されることがなく、充分に圧縮された被圧縮流体を吐出する圧縮機構部３とすることができる。
【００５５】
以上のように、図４の（ｂ）に示す太い実線で囲まれた斜線部で示す形状に吐出ポート５ｅが形成されることによって、設計圧力まで充分に圧縮されない状態の被圧縮流体が圧縮機構部３（図１参照）から吐出されることが防止され、設計容積比の低下を抑制できる。また、吐出ポート５ｅの開口面積を広くすることができるため、被圧縮流体が設計圧力まで圧縮されたときには、被圧縮流体の吐出経路を好適に確保できる。
また、このような形状の吐出ポート５ｅは、ガス通路５ｂ（図２参照）が形成される領域に形成されるため、固定スクロール５（図２参照）が拡大することなく吐出ポート５ｅが形成される。
したがって、スクロール圧縮機１（図１参照）の外形を拡大することなく、被圧縮流体の吐出経路を好適に確保でき、吐出ポート５ｅに生じる流路損失抵抗を低減できる。
【００５６】
図５の（ａ）、（ｂ）は加工工具によって加工された吐出ポートの形状を示す図である。また、図６の（ａ）は固定スクロールを固定ラップの側（つまり、スクロール圧縮機の下流側）から見た平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＳｅｃ１−Ｓｅｃ１での断面図である。
本実施例の吐出ポート５ｅは、図４の（ｂ）に示すように、旋回スクロール６が第１基準状態のときの旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴよりも旋回ラップ６ａの側で、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮよりも旋回ラップ６ａの側で、かつ、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態に移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴの軌跡よりも中心部の側に形成されることが好ましい。
【００５７】
しかしながら、圧縮機構部３（図１参照）の吐出ポート５ｅは、例えば、エンドミル等の加工工具による穴あけ加工で固定スクロール５の台板５ｄ（図１参照）に形成される場合がある。
このように、加工工具としてエンドミルなどが使用される場合、エンドミルの径より小さな形状の開口はかなり困難な加工になる。
そこで、例えば、図４の（ｂ）に示すように形成される吐出ポート５ｅの領域内で、図５の（ａ）に示すように、エンドミルの径よりも細い部分が生じる端部がエンドミルの径となる形状の吐出ポート５ｅであってもよい。図５の（ａ）には、旋回スクロール６が第２基準状態のときの旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮで決定される端辺（Ｐ３）と、旋回スクロール６が第２基準状態から中間状態を経て第１基準状態に移行するときに移動する旋回ラップ６ａの外側曲線６ａＯＵＴの軌跡で決定される端辺（Ｐ４）と、からなる端部（端部Ｐｔ３４とする）がエンドミルの径で加工されて曲線部Ｃ１が形成されている例が示されている。
また、図５の（ｂ）に示すように、より小さな径のエンドミル（またはドリル）で曲線部Ｃ１よりもさらに先端を孔加工して小さな径の曲線部Ｃ２が形成され、図４の（ｂ）に示す吐出ポート５ｅの形状に近づける構成としてもよい。
【００５８】
このように、吐出ポート５ｅの端部に、エンドミル等の加工工具の径によって決定される曲線部Ｃ１や小さな曲線部Ｃ２が形成されることによって、吐出ポート５ｅの加工容易性が確保されるとともに、吐出ポート５ｅの開口面積を広げることができる。そして、吐出ポート５ｅの開口面積が広がることによって、吐出ポート５ｅで生じる流路損失抵抗が低減される。
【００５９】
また、図６の（ａ）に示すように、吐出ポート５ｅは固定スクロール５の台板５ｄに開口する開口部として形成されるが、図６の（ｂ）に示すように、台板５ｄの厚みｔ１が厚い場合には、例えば、台板５ｄの固定ラップ５ｃが形成されない一面の吐出ポート５ｅの位置に、当該吐出ポート５ｅが開口する領域よりも大きな領域の凹部（例えば、丸孔５ｄ１）が、台板５ｄの厚みｔ１よりも浅い深さｄ１で形成される構成であってもよい。つまり、台板５ｄは、吐出ポート５ｅが形成される位置が、他の箇所よりも肉薄に形成される構成であってもよい。
このような構成の台板５ｄとすれば、エンドミル等の加工工具で加工される吐出ポート５ｅの位置では台板５ｄの厚みが薄く（ｔ１−ｄ１）なり、エンドミル等の加工工具による加工精度及び加工効率を向上させることができる。
【００６０】
なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではない。例えば、前記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
【００６１】
例えば、図４の（ｂ）に示す吐出ポート５ｅの形状は、固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａの形状によって決定されるものであり、図４の（ｂ）に示す形状は一例に過ぎない。前記したように、本実施例における吐出ポート５ｅの形状は、旋回ラップ６ａの内側曲線６ａＩＮおよび外側曲線６ａＯＵＴの形状と、固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮの形状と、旋回ラップ６ａの移動にともなって外側曲線６ａＯＵＴが描く軌跡の形状と、によって決定される。
【００６２】
また、例えば、図４の（ｂ）に斜線で示す領域の内側に２つ以上の開口部が開口して形成される吐出ポート５ｅであってもよい。
【００６３】
また、図２等に示す固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａの形状も一例に過ぎず、本発明は任意の形状の固定ラップ５ｃおよび旋回ラップ６ａを備えるスクロール圧縮機１（図１参照）に適用可能である。
【００６４】
この他、本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、本実施例では旋回スクロール６が第２基準状態になると、図３の（ｂ）に示すように、中心部に形成される内側圧縮室１１ａが微小になる。しかしながら、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳや固定ラップ５ｃの巻き始め端５ｃＳの形状によっては、内側圧縮室１１ａが消滅する構造とすることも可能である。この場合であっても、旋回ラップ６ａの巻き始め端６ａＳが固定ラップ５ｃの内側曲線５ｃＩＮから離反すると、内側圧縮室１１ａは２つの外側圧縮室１１ｂと連通して容積が増大する。したがって、旋回スクロール６が第２基準状態のとき内側圧縮室１１ａは容積が最小になる。
【符号の説明】
【００６５】
１      スクロール圧縮機
５      固定スクロール
５ｃ    固定ラップ
５ｃＩＮ  内側曲線
５ｃＯＵＴ  外側曲線
５ｄ    台板
５ｅ    吐出ポート
６      旋回スクロール
６ａ    旋回ラップ
６ａＩＮ  内側曲線
６ａＯＵＴ  外側曲線
１１    圧縮室
１１ａ  内側圧縮室（中心部に形成される圧縮室）
【図１】
2014095326.tif 000003
【図２】
2014095326.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014095326.tif 000007
【図６】
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