(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ポートを有する固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールとを有し、前記固定スクロールの固定側ラップと前記可動スクロールの可動側ラップとを噛み合わせ、前記可動スクロールの旋回運動により流体を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記吐出ポートの内側面の一部は、前記固定側ラップの始端部の側面のうち非インボリュート曲線で構成され、内側大円弧から外側小円弧にかけた範囲と面一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】
吐出ポートを有する固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールとを有し、前記固定スクロールの固定側底板に突設された固定側ラップと、前記可動スクロールの可動側底板に突設された可動側ラップとを噛み合わせ、前記可動スクロールの旋回運動により流体を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記固定側底板の内面には、前記固定側ラップの始端部の側面のうち非インボリュート曲線で構成され、内側大円弧から外側小円弧にかけた範囲と面一な内側面を有し、かつ、前記吐出ポートと連通する凹部が形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空調機、冷凍機等に使用されるスクロール圧縮機に関し、より詳細にはスクロール圧縮機の吐出ポートの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクロール圧縮機は、図６に示すように、固定スクロール６０と、固定スクロール６０に対して旋回運動する可動スクロール６１とを有し、固定スクロール６０の固定側ラップ６０ａと可動スクロール６１の可動側ラップ６１ａとを噛み合わせることで、両スクロール６０，６１のラップ６０ａ，６１ａと底板６０ｂ，６１ｂとにより仕切られる複数の圧縮室６２，６３，６４を形成している。そして、これら複数の圧縮室６２，６３，６４は、可動スクロール６１が旋回回転することで底板６０ｂ，６１ｂの中央部に移動しつつ漸次容積を減少して動作流体を圧縮し、最後に固定スクロール６０の底板６０ｂの中央部に形成された吐出ポート６５から動作流体を排出する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスクロール圧縮機では、吐出ポート６５に面した最終段の圧縮室６２と、その外側の圧縮室６３，６４との間の敷居となるラップ始端部６０ｃ，６１ｃには、圧縮室６２，６３，６４間の差圧ｐが作用するため、特に差圧ｐが大きくなる条件下では、図７に示すように底板６０ｂ，６１ｂとラップ６０ａ，６１ａとの付け根部分６６に応力集中による高応力が作用し、ラップ付け根部分６６において破損を生じるおそれがあった。
【０００４】
そこで本発明は、ラップの始端部の付け根部分における応力集中を緩和し、ラップ付け根部分での破損を生じるおそれのないスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるスクロール圧縮機は、吐出ポートを有する固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールとを有し、前記固定スクロールの固定側ラップと前記可動スクロールの可動側ラップとを噛み合わせ、前記可動スクロールの旋回運動により流体を圧縮するスクロール圧縮機において、前記吐出ポートの内側面の一部は、前記固定側ラップの始端部の側面のうち非インボリュート曲線で構成され、内側大円弧から外側小円弧にかけた範囲と面一に形成されていることを特徴とする。
【０００６】
このスクロール圧縮機では、固定スクロールの固定側ラップと、可動スクロールの可動側ラップとを噛み合わせて複数の圧縮室を形成する。これら複数の圧縮室は、可動スクロールが旋回回転することで中央部に移動しつつ、漸次容積を減少して動作流体を圧縮する。ここで、吐出ポートに面した最終段の圧縮室と、その外側の圧縮室との間の敷居となるラップの始端部には、圧縮室間の差圧が作用するため、ラップ付け根部分に応力が集中して破損を生じるおそれがある。これに対し、このスクロール圧縮機では、吐出ポートの内側面の一部を固定側ラップの側面と面一に形成しているため、圧縮室間の差圧はラップ側面だけでなく吐出ポート内側面にまで均一に作用し、その結果、応力集中が緩和されてラップ付け根部分での破損が防止される。
【０００７】
また、吐出ポートの内側面のうち、固定側ラップの側面と面一に形成される部分は、非インボリュート曲線で構成される範囲のみであることから、圧縮中の動作流体の漏れが最低限のものに留められる。
【０００８】
また本発明によるスクロール圧縮機は、吐出ポートを有する固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールとを有し、前記固定スクロールの固定側底板に突設された固定側ラップと、前記可動スクロールの可動側底板に突設された可動側ラップとを噛み合わせ、前記可動スクロールの旋回運動により流体を圧縮するスクロール圧縮機において、前記固定側底板の内面には、前記固定側ラップの始端部の側面のうち非インボリュート曲線で構成され、内側大円弧から外側小円弧にかけた範囲と面一な内側面を有し、かつ、前記吐出ポートと連通する凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このスクロール圧縮機においても、固定側底板の内面に、固定側ラップの側面と面一な内側面を有し、かつ、吐出ポートと連通する凹部を形成しているため、圧縮室間の差圧はラップ側面だけでなく凹部内側面にまで均一に作用し、その結果、応力集中が緩和されてラップ付け根部分での破損が防止される。
【００１０】
また、凹部の内側面のうち、固定側ラップの側面と面一に形成される部分は、非インボリュート曲線で構成される範囲のみであることから、圧縮中の動作流体の漏れが最低限に留められる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明によるスクロール圧縮機の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は本発明によるスクロール圧縮機の第１実施形態を示す断面図である。図示の通り、ハウジング１１とケース１２とはボルト１３により締結されており、スクロール圧縮機１０の外郭が形成されている。固定スクロール１４は、固定側底板１４ａと、その内面に突設された渦巻状の固定側ラップ１４ｂと、固定側底板１４ａの中央部に貫通形成された吐出ポート１４ｃとを備えており、ボルト１５によりハウジング１１内に固定されている。吐出ポート１４ｃには、吐出弁１６と弁押さえ部材１７とが配設されており、吐出室９に向かって吐出された動作流体の逆流を防止している。可動スクロール１８は、可動側底板１８ａと、その内面に突設された渦巻状の可動側ラップ１８ｂと、可動側底板１８ａの外面に突設された円筒状のボス１８ｃとを備えており、ハウジング１１内に中心をずらせて組み込まれている。そして、可動スクロール１８の可動側ラップ１８ｂと固定スクロール１４の固定側ラップ部１４ｂとを噛み合わせることで、両スクロール１４，１８の間に密閉空間としての圧縮室１９が形成されるとともに、固定側ラップ部１４ｂ及び可動側ラップ１８ｂの外周とハウジング１１の内周との間に環状の吸入室２０が形成されている。
【００１３】
回転軸２５はベアリング２６，２７によりケース１２内に回転可能に支持されており、その一端はシール装置２８を介して外部に突出され、外部より回転駆動力を得る構造となっている。また、回転軸２５の内端面には、偏心ピン２９が回転軸２５の軸心と偏心した位置に突設されている。偏心ピン２９には、ブッシュ３０が嵌合支持されており、ブッシュ３０の外面には、バランスウェイト３１が一体に形成されている。可動スクロール１８のボス１８ｃの内周には、ベアリング３２が嵌合されており、このベアリング３２に対してブッシュ３０が係合されている。従って、回転軸２５が回転されたとき、偏心ピン２９によりブッシュ３０及びベアリング３２を介して、可動スクロール１８が回転軸２５の軸心の周りで旋回される。なお、可動スクロール１８とケース１２とはオルダム継手３３を介して連接されており、可動スクロール１８の自転が防止されている。
【００１４】
このような構造を持つスクロール圧縮機１０の圧縮機構部を図２に示す。固定スクロール１４の固定側ラップ１４ｂは、可動スクロール１８の可動側ラップ１８ｂと噛み合わされている。そして、両スクロール１４，１８のラップ１４ｂ，１８ｂと底板１４ａ，１８ａとにより仕切られて、複数の圧縮室１９ａ，１９ｂ，１９ｃが形成されている。これら複数の圧縮室１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、可動スクロール１８が旋回回転することで順次中央部に移動すると共に、漸次容積が減少して動作流体を圧縮し、最後に吐出ポート１４ｃに達して圧縮室１９ａから動作流体を排出する。
【００１５】
ここで、本実施形態にかかるスクロール圧縮機１０では、固定スクロール１４の固定側底板１４ａ中央部に設けられる吐出ポート１４ｃの内側面１４ｃ’の一部は、図２及び図３に示すように、固定側ラップ１４ｂの側面１４ｂ’のうち非インボリュート曲線で構成される範囲Ｓと面一に形成されている。なお、非インボリュート曲線で構成される範囲Ｓとは、図２において太線で示すように、固定側ラップ１４ｂの始端部１４ｄにおいて、インボリュート曲線以外の曲線（例えば、円弧等）で構成されている曲線範囲のことをいう。
【００１６】
次に、前記のように構成されたスクロール圧縮機の動作を説明する。
【００１７】
回転軸２５が回転されると、偏心ピン２９の偏心回転により、ブッシュ３０及びベアリング３２を介して、可動スクロール１８が回転軸２５の軸心の周りで旋回される。これにより、動作流体が図示しない吸入口を介して吸入室２０に吸入され、その吸入室２０から両スクロール１４，１８間の圧縮室１９内に取り込まれる。そして、可動スクロール１８の旋回に伴い、この圧縮室１９が両ラップ１４ｂ，１８ｂの外周部から中央部に移動され、容積を徐々に減少しながら動作流体の圧縮を行う。そして、吐出ポート１４ｃに面する最終段の圧縮室１９ａに達した後、吐出ポート１４ｃから吐出弁１６を押し開いて吐出室９内に吐出される。
【００１８】
このとき、吐出ポート１４ｃに面した最終段の圧縮室１９ａと、その外側の圧縮室１９ｂ，１９ｃとの間の敷居となるラップ始端部１４ｄ，１８ｄには、圧縮室間の差圧ｐが作用するため、ラップ付け根部分に応力が集中して破損を生じるおそれがあるが、本実施形態のスクロール圧縮機１０では、図３に示すように吐出ポート１４ｃの内側面１４ｃ’の一部を、固定側ラップ１４ｂの側面１４ｂ’と面一に形成しているため、圧縮室間の差圧ｐはラップ１４ｂの側面１４ｂ’だけでなく吐出ポート１４ｃの内側面１４ｃ’にまで均一に作用し、その結果、応力集中が緩和されてラップ付け根部分での破損が防止される。
【００１９】
また、図２に示すように、吐出ポート１４ｃの内側面１４ｃ’のうち、固定側ラップ１４ｂの側面１４ｂ’と面一に形成される部分は、非インボリュート曲線で構成される範囲Ｓのみであることから、圧縮中の動作流体の漏れが最低限に留められる。従って、圧縮動力の増加あるいは圧縮能力の低下といった性能の低下を防止することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
以下、図４及び図５を参照しながら、本発明によるスクロール圧縮機の第２実施形態について説明する。なお、上述した第１実施形態に関して説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
第２の実施形態にかかるスクロール圧縮機１０においては、吐出ポート１４ｃの構造が前述した第１の実施形態と相違している。すなわち、本実施形態のスクロール圧縮機１０では、図４及び図５に示すように、吐出ポート１４ｃは従来のスクロール圧縮機と同様に固定側底板１４ａの中央部を円形に貫通して形成されている。そして、固定側底板１４ａの内面には、固定側ラップ１４ｂの側面１４ｂ’のうち非インボリュート曲線で構成される範囲Ｓと面一な内側面４０’を有し、かつ、吐出ポート１４ｃと連通する凹部４０が形成されている。
【００２２】
ここで、凹部４０の深さは、固定側底板１４ａの板厚の３分の１以上であることが好ましい。このようにすれば、ラップ付け根部分における応力の集中を効果的に緩和することができる。
【００２３】
本実施形態にかかるスクロール圧縮機１０においても、図５に示すように、固定側底板１４ａの内面に、固定側ラップ１４ｂの側面１４ｂ’と面一な内側面４０’を有し、かつ、吐出ポート１４ｃと連通する凹部４０が形成されているため、圧縮室間の差圧ｐはラップ１４ｂの側面１４ｂ’だけでなく凹部４０の内側面４０’にまで均一に作用し、その結果、応力集中が緩和されてラップ付け根部分での破損が防止される。
【００２４】
また、図４に示すように、凹部４０の内側面４０’のうち、固定側ラップ１４ｂの側面１４ｂ’と面一に形成される部分は、非インボリュート曲線で構成される範囲Ｓのみであることから、圧縮中の動作流体の漏れは最低限に留められる。従って、圧縮動力の増加あるいは圧縮能力の低下といった性能の低下を防止することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ラップの始端部の付け根部分における応力集中を緩和し、ラップ付け根部分での破損を生じるおそれのないスクロール圧縮機が提供される。従って、圧縮負荷が高まった場合であっても、良好な運転状態で長時間の安定した継続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態にかかるスクロール圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】  可動スクロール側から固定スクロールを見た側面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  第２実施形態にかかるスクロール圧縮機において可動スクロール側から固定スクロールを見た側面図である。
【図５】  図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】  従来のスクロール圧縮機の圧縮機構を示す図である。
【図７】  固定スクロールのラップ付け根部分における応力集中の様子を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０…スクロール圧縮機、１４…固定スクロール、１４ａ…固定側底板、１４ｂ…固定側ラップ、１４ｂ’…固定側ラップの側面、１４ｃ…吐出ポート、１４ｃ’…吐出ポートの内側面、１８…可動スクロール、１８ａ…可動側底板、１８ｂ…可動側ラップ、４０…凹部、４０’…凹部の内側面、Ｓ…非インボリュート曲線で構成される範囲。
【図１】
0004160692.tif 000002
【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】
0004160692.tif 000008