(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡板と渦巻体とをもつ固定スクロール（２）と可動スクロール（３）とを渦巻体同士を噛合わせると共に、前記固定スクロール（２）における渦巻体の巻終り端部（Ｃ）を、この巻終り端部（Ｃ）から前記可動スクロール（３）における渦巻体の巻終り端部（Ｄ）に対向する部位に延長したスクロール圧縮機において、
前記固定スクロール（２）の渦巻体内側壁面と可動スクロール（３）の渦巻体外側壁面とで形成する第１圧縮室（Ａ）の吐出開始角度と、前記固定スクロール（２）の渦巻体外側壁面と可動スクロール（３）の渦巻体内側壁面とで形成する第２圧縮室（Ｂ）の吐出開始角度とをずらせて、前記第１及び第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）での圧縮比を同一圧縮比に調節するように、前記可動スクロール（３）及び固定スクロール（２）の少なくとも一方の巻始め側を形成すると共に、前記第２圧縮室（Ｂ）の吐出開始角度を前記第１圧縮室（Ａ）での圧縮比に合わせて調節した前記吐出開始角度より早めるように、前記固定スクロール（２）の渦巻体巻始め側を形成し、かつ、吐出ポート（１０）を前記固定スクロール（２）の渦巻体巻始め側に沿った形状としていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
可動スクロール（３）の巻始め側における鏡板（３ａ）に、第２圧縮室（Ｂ）の調節した吐出開始角度で開き、前記第２圧縮室（Ｂ）を吐出ポート（１０）に連通する座ぐり（１５）を設けている請求項１記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はスクロール圧縮機、詳しくは、鏡板と渦巻体とをもった固定スクロールと可動スクロールとを、渦巻体同士噛わせると共に、前記固定スクロールにおける渦巻体の巻終り端部を、この巻終端部から前記可動スクロールにおける渦巻体の巻終り端部と対向する部位に延長した所謂非対称渦巻形式のスクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所謂非対称渦巻形式のスクロール圧縮機は、特公昭６２−２９６０１号公報に示されているように知られている。
【０００３】
このスクロール圧縮機は、図９に示したように、固定スクロールＦＳにおける渦巻体ＦＬの巻終り端部Ｃを、可動スクロールＯＳにおける渦巻体ＯＬの巻終り端部Ｄに対向する部位まで１８０度延長し、その上で、前記巻終り端部Ｃから延長端部Ｅに至る延長部分Ｃ〜Ｅを他の部位と同じ又は近似のインボリュート曲線としたもので、以上のように延長部分を形成することにより吸込容積を増大でき、しかも加工を容易にできる利点を有するのである。
【０００４】
また、前記公報には、以上のように延長部分Ｃ〜Ｅを形成した場合、可動スクロールＯＳにおける渦巻体ＯＬの外側に形成される圧縮室Ａ（以下Ａ室という）の容積と、内側に形成される圧縮室Ｂ（以下Ｂ室という）の容積とが異なり、このため、同じタイミングで吐出ポートＰに吐出させるとき、これらＡ室及びＢ室の圧力が異なることから、前記可動スクロールＯＳにおける渦巻体ＯＬの巻始めを、図９，１０の細斜線で示し、また、符号Ｇで示したように削り取り、前記Ａ室の吐出ポートＰへの連通を、前記Ｂ室の連通より早めて、前記Ａ室とＢ室との圧力をほゞ等しくし、前記Ａ室の吸込容積が増加したことによる効力損失を少なくできるようにした構成も示されている。
【０００５】
即ち、前記Ａ室の吸込容積増加による渦巻体の組込圧縮比ＶｒとＢ室の組込圧縮比Ｖｒとを同じにするため、前記延長部分Ｃ〜Ｅの角度をπとしたとき、Ａ室の吐出タイミングがＢ室の吐出タイミングに対しπ／Ｖｒだけ速くなるように前記可動スクロールＯＳの巻始めを削り取っているのであって、斯くすることにより、前記Ａ室の吸込容積が増加したことによる動力損失を少なくできるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
所が以上のように前記Ａ室とＢ室との組込圧縮比を同じにすると、Ｂ室の吐出タイミングは、Ａ室の吐出タイミングよりπ／Ｖｒだけ遅れることになり、このため、図１０に示したように、可動スクロールＯＳが点線に示した位置でＡ室の吐出が開始された後、可動スクロールＯＳが実線に示した位置に進み、π／ＶｒだけずれてＢ室の吐出が開始されるとき、吐出ポートＰは巻始め部でその大半が隠されてしまい、この結果、前記Ｂ室が前記吐出ポートＰに開口しても、その吐出通路面積は小さくなるだけでなく可動スクロールＯＳの旋回運動が進行しても、この吐出通路面積の増加割合は図７の点線で示したように変化し、前記Ｂ室が吐出ポートＰに開口した開口開始位置から６０度近く進行するまでは、逆に前記吐出通路面積が減少することになり、これが原因で図８のように過圧縮が生じ、却って効率損失が大きくなる不具合がある。
尚、図１０においてＨは可動スクロールＯＳの鏡板に設ける座ぐりである。
【０００７】
本発明は、組込圧縮比を同じにした場合、以上の不具合があることを見出し、非対称渦巻の利点を生かしながら第２圧縮室の組入圧縮比を低下させることなく過圧縮を防止し、小形で効率のよいスクロール圧縮機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、鏡板と渦巻体とをもつ固定スクロール２と可動スクロール３とを渦巻体同士を噛合わせると共に、前記固定スクロール２における渦巻体の巻終り端部Ｃを、この巻終り端部Ｃから前記可動スクロール３における渦巻体の巻終り端部Ｄに対向する部位に延長したスクロール圧縮機において、前記固定スクロール２の渦巻体内側壁面と可動スクロール３の渦巻体外側壁面とで形成する第１圧縮室Ａの吐出開始角度と、前記固定スクロール２の渦巻体外側壁面と可動スクロール３の渦巻体内側壁面とで形成する第２圧縮室Ｂの吐出開始角度とをずらせて、前記第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂでの圧縮比を同一圧縮比に調節するように、前記可動スクロール３及び固定スクロール２の少なくとも一方の巻始め側を形成すると共に、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度を前記第１圧縮室Ａでの圧縮比に合わせて調節した前記吐出開始角度より早めるように、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側を形成し、かつ、吐出ポート１０を前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側に沿った形状としたのである。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記可動スクロール３の巻始め側における鏡板３ａに、第２圧縮室Ｂの調節した吐出開始角度で開き、前記第２圧縮室Ｂを吐出ポート１０に連通する座ぐり１５を設けたのである。
【００１０】
【作用】
請求項１記載の発明では、前記第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂでの圧縮比を同一圧縮比に調節するように、前記可動スクロール３及び固定スクロール２の少なくとも一方の巻始め側を形成すると共に、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度を前記第１圧縮室Ａでの圧縮比に合わせて調節した前記吐出開始角度より早めるように、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側を形成したから、前記第２圧縮室Ｂの圧縮比を低下させることなく、過圧縮を防止でき、過圧縮による効率的低下をなくし得るのである。
【００１１】
即ち、上記のように固定スクロール２の渦巻体巻始め側を形成することにより、前記第２圧縮室Ｂの吐出ポート１０への吐出開始角度を、第１および第２圧縮室の圧縮比を同一圧縮比に調整した吐出開始角度より早め、前記第２圧縮室Ｂの見掛け上の圧縮比を小さくしながら、その早められた吐出開始角度から調節した吐出開始角度に至る範囲は、吐出通路面積が小さく、また、その増加割合も小さいことから、吐出開始するも擬似的に圧縮工程を見做すことができ、従って、実質的に圧縮比の低下は生じないのであり、しかも、前記第２圧縮室Ｂは吐出ポート１０に開口しているから、過圧縮が生ずることにならないのであり、その上、その範囲での吐出通路面積は狭いため、圧縮不足による逆流、つまり、吐出ポートから、該吐出ポートに吐出された第１圧縮室Ａのガス流体が逆流することもないのである。
【００１２】
従って、非対称渦巻形式の利点、つまり小形化ができながら第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂの圧縮比をほゞ同一にできて、しかも、逆流損失なく過圧縮を防止でき、効率低下を防止できるのである。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、前記座ぐり１５を設けたから、前記修正吐出開始角度から前記圧縮比調節用切欠き１３で調節した吐出開始角度に至る範囲の吐出通路面積を狭くできながら、調節吐出開始角度を越えるとき、その吐出通路面積の増加割合を図７実線に示したように大きくでき、従って、過圧縮をより有効に防止でき、効率向上が可能となる。
【００１４】
【実施例】
図６に示したスクロール圧縮機は、密閉ケーシング１の内方上部に、鏡板２ａと渦巻体２ｂとをもった固定スクロール２と、鏡板３ａと渦巻体３ｂとをもった可動スクロール３とを、前記ケーシング１に固定した架構４に、前記渦巻体２ｂ，３ｂ同士を噛合わせて対向状に支持すると共に、前記架構４に、電動機Ｍの駆動軸５を回転自由に支持し、この駆動軸５の上部に前記可動スクロール３を、リミットピン８及びドライブピン９をもつカウンタウェイト７を介して連動させ、前記駆動軸５の駆動回転により前記可動スクロール３を前記固定スクロール２に対し公転駆動させ、この公転駆動により前記各渦巻体２ｂ，３ｂ間に形成する第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂでガス流体の圧縮を行い、前記固定スクロール２の鏡板２ａの中心部に設ける吐出ポート１０から吐出するようにしたものである。
【００１５】
尚図６において１は前記可動スクロール３の自転を防止するオルダムリングであり、１２は前記リミットピン８及びドライブピン９に介装するスイングリンクである。
【００１６】
しかして、図面に示した実施例は、以上のように構成するスクロール圧縮機における前記固定スクロール２における渦巻体２ｂの巻終り端部を、図２に示したように、この巻終り端部から、前記可動スクロール３における渦巻体３ｂの巻終り端部に対向する部位まで延長した上で、前記可動スクロール３の巻始め側に、図１の細斜線で示したように、前記固定スクロール２の渦巻体内側壁面と、可動スクロール３の渦巻体外側壁面とで形成する第１圧縮室Ａの吐出開始角度と、前記固定スクロール２の渦巻体外側壁面と可動スクロール３の渦巻体内側壁面とで形成する第２圧縮室Ｂの吐出開始角度とをずらせて前記第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂでの圧縮比を同一圧縮比に調節する圧縮比調節用切欠き１３を設けと共に、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側に、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度を、前記切欠き１３により前記第１圧縮室Ａでの圧縮比に合わせて調節した前記吐出開始角度（以下調節用吐出開始角度という）より早める吐出タイミング修正用切欠き１４を設け、かつ、吐出ポート１０を、図１に点線で示した従来例の吐出ポートＰに対し前記吐出タイミング修正用切欠き１４に沿って拡大した拡大形状としたのである。
【００１７】
更に詳記すると、前記固定スクロール２において、その渦巻体巻終り端部Ｃと可動スクロール３の渦巻体巻終り端部Ｄに対向する部位にまで延長する延長部分の終端Ｅとの延長範囲Ｃ〜Ｅは、従来例と同様１８０度程度にする共に、この延長部分の内側壁面は、他の部分と同じインボリュート又はその近似曲線とするのである。
【００１８】
そして、前記圧縮比調節用切欠き１３は、組込圧縮比をＶｒとし、前記延長部分の角度範囲をπとしたとき、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度が第１圧縮室Ａの吐出開始角度よりπ／Ｖｒ（π＝１８０度でほゞ７１度）ずれるように設けるのであって、この吐出開始角度のずれにより前記第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂの圧縮比が同一圧縮比に調節できるのである。
【００１９】
所で、以上の構成とすることにより、前記第１圧縮室Ａが吐出ポート１０に吐出開始するようにした後、π／Ｖｒのずれ角（約７１度）だけ駆動軸５が回転して前記可動スクロール３の公転駆動が進んだとき、前記第２圧縮室Ｂが吐出ポート１０に開口して吐出開始ることになり、この結果、圧縮比を同じにできるのであるが、このとき、図１０に示した従来例のように、前記吐出ポートＰは巻始め部でその大半が隠されてしまうことになり、この結果、吐出通路面積は吐出開始角度（０度）より前記可動スクロール３の公転が所定角度（約６０度）進むまでは、図７の点線で示したように変化することになって、過圧縮が生ずることになるのである。
【００２０】
そこで、本発明では、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側に、前記吐出タイミング修正用切欠き１４を設けたのであって、この切欠き１４は、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め角ΦＳ1 を、図１０に示した従来例に対し所定角度（例えば２０度）ずらせ、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度（修正吐出開始角度という）を、前記した調節吐出開始角度より２０度早めたのである。
尚、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め角ΦＳ1 は、前記可動スクロール３の渦巻体巻始め角をΦＳ2 としたとき、
【００２１】
【数１】
ΦＳ2 −π／Ｖｒ＜ΦＳ1 ≦ΦＳ2
の範囲で設定するのであるが、前記第２圧縮室Ｂの修正吐出開始角度から調節吐出開始角度の範囲において吐出通路面積の増加割合が１０％を越えない範囲に設定するのが好ましい。
【００２２】
次に図１に示した実施例の作用を説明する。
先ず、前記可動スクロール３における渦巻体３ｂの巻始め側に前記圧縮比調節用切欠き１３を設けて、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度を前記第１圧縮室Ａの吐出開始角度に対しπ／Ｖｒ（実施例では約７１度）ずらせたから、前記第１圧縮室Ａの吸込体積が増加にも拘らず、これら各室Ａ，Ｂの圧縮比を同じにできるのであり、従って、圧縮比相違による入力増加を抑制でき、非対称渦巻形式としたことによる小形化、加工容易の利点が得られながら効率低下を防止できるのである。
【００２３】
その上、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側に前記第２圧縮室Ｂの吐出タイミングを修正する前記吐出タイミング修正用切欠き１４を設けたから、即ち図１の実施例では、前記吐出タイミング修正用切欠き１４により、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度を２０度早めたから、前記第２圧縮室Ｂは、図３のように前記圧縮比調節用切欠き１３で調節した第２圧縮室Ｂの吐出開始角度に対し２０度速く前記吐出ポート１０に開口することになるし、しかもこの修正吐出開始角度（−２０度）から、図４に示した前記調節吐出開始角度（０度）に至る範囲の吐出通路面積の増加割合は図７の実線で示したように、１０％を越えることがなく、また、この１０％を越えない吐出通路面積は、全開（１００％）時に比較して狭いのであるから、前記範囲は、疑似的に圧縮行程と見做すことができ、従って、第２圧縮室Ｂの圧縮比が第１圧縮室Ａでの圧縮比より大幅に小さくなることはなく、圧縮比をほゞ同一にできるのである。また、以上のように、前記範囲内での吐出通路面積は狭いから前記第１圧縮室Ａから吐出したガス流体が吐出ポート１０から第２圧縮室Ｂに逆流することもないのである。
【００２４】
しかも、前記吐出通路面積は狭く、圧縮行程と見做すことができるけれども、前記第２圧縮室Ｂは前記範囲（−２０度〜０度）において吐出ポートに開口しているし、また、前記調節吐出開始角度（０度）から図５のように可動スクロール３の公転が進み、この進行に伴って拡がる吐出通路面積を従来例より拡大できるのであるから、つまり、従来例では吐出開始角度（０度）から６０度進行した場合でも、吐出通路面積は２０％を越えることはないのに対し、本発明実施例では図５のように６０度進行した場合、８０％を越えることになるのである。
【００２５】
従って、従来例では図８の細斜線で示したように過圧縮が生じていたのであるが、本発明実施例ではこの過圧縮をなくすことができるのであって、非対称渦巻形式とし、小形化が得られながら過圧縮を少なくでき、効率低下を防止できるのである。
【００２６】
尚、図１乃至図５に示した実施例では、前記可動スクロール３の鏡板３ａにおける渦巻体巻始め側に凹部から成る座ぐり１５を設けており、しかもこの座ぐり１５は、前記第２圧縮室Ｂの修正吐出開始角度（−２０度）から前記調節吐出開始角度（０度）までは固定スクロール２の渦巻体２ｂにより閉じられ、調節吐出開始角度（０度）において前記第２圧縮室Ｂに開き、この座ぐり１５を介しても前記第２圧縮室Ｂが吐出ポート１０に連通するようにしている。
【００２７】
従って、この座ぐり１５を設けることにより、図７のように吐出通路面積の増加割合を大きくできるのであるから、座ぐり１５を設けない場合に比較して過圧縮をより有効に防止できる。
【００２８】
また、以上説明した実施例において、前記圧縮比調節用切欠き１３は可動スクロール３における渦巻体３の巻始め側を削り取って形成したが、固定スクロール２における渦巻体２の巻始め側内壁面を削り取って形成してもよい。
【００２９】
また、前記固定スクロール２の延長部分は、その渦巻体巻終り端部Ｃから１８０度延長して形成したがその延長範囲を１８０度より短くしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、前記第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂでの圧縮比を同一圧縮比に調節するように、前記可動スクロール３及び固定スクロール２の少なくとも一方の巻始め側を形成すると共に、前記第２圧縮室Ｂの吐出開始角度を前記第１圧縮室Ａでの圧縮比に合わせて調節した前記吐出開始角度より早めるように、前記固定スクロール２の渦巻体巻始め側を形成したから、前記第２圧縮室Ｂの圧縮比を低下させることなく、過圧縮を防止でき、過圧縮による効率的低下をなくし得るのである。
【００３１】
即ち、上記のように固定スクロール２の渦巻体巻始め側を形成することにより、前記第２圧縮室Ｂの吐出ポート１０への吐出開始角度を、第１および第２圧縮室の圧縮比を同一圧縮比に調整した吐出開始角度より早め、前記第２圧縮室Ｂの見掛け上の圧縮比を小さくしながら、その早められた吐出開始角度から調節した吐出開始角度に至る範囲は、吐出通路面積が小さく、また、その増加割合も小さいことから、吐出開始するも擬似的に圧縮工程を見做すことができ、従って、実質的に圧縮比の低下は生じないのであり、しかも、前記第２圧縮室Ｂは吐出ポート１０に開口しているから、過圧縮が生ずることにならないのであり、その上、その範囲での吐出通路面積は狭いため、圧縮不足による逆流、つまり、吐出ポートから、該吐出ポートに吐出された第１圧縮室Ａのガス流体が逆流することもないのである。
【００３２】
従って、非対称渦巻形式の利点、つまり小形化ができながら第１及び第２圧縮室Ａ，Ｂの圧縮比をほゞ同一にできて、しかも、逆流損失なく過圧縮を防止でき、効率低下を防止できるのである。
【００３３】
また、請求項２記載の発明は、前記座ぐり１５を設けたから、前記修正吐出開始角度から前記圧縮比調節用切欠き１３で調節した吐出開始角度に至る範囲の吐出通路面積を狭くできながら、調節吐出開始角度を越えるとき、その吐出通路面積の増加割合を図７実線に示したように大きくでき、従って、過圧縮をより有効に防止でき、効率向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部のみの説明図。
【図２】本発明の固定スクロールと可動スクロールとの関係を示す説明図。
【図３】本発明実施例において、第２圧縮室Ｂが修正吐出開始角度（−２０度）にある状態を説明する説明図。
【図４】同じく第２圧縮室Ｂが調節吐出開始角度（０度）にある状態を説明する説明図。
【図５】同じく第２圧縮室Ｂが調節吐出開始角度から６０度進んだ状態を説明する説明図。
【図６】本発明の一実施例を示す部分縦断面図。
【図７】吐出通路面積の増加を示すグラフ。
【図８】第２圧縮室Ｂの内圧変化を示すグラフ。
【図９】従来例を示す説明図。
【図１０】従来例の要部を拡大した拡大図。
【符号の説明】
２            固定スクロール            ３          可動スクロール
１０          吐出ポート
１３          圧縮比調節用切欠き
１４          吐出タイミング修正用切欠き
１５          座ぐり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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