JP2000249084A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吐出過程の初期時の圧力損失を低減して過圧損
失を低減し、両スクロール間のかじり、異常摩擦等を防
止して信頼性高いものとする。 【解決手段】固定スクロール５とる旋回スクロール６の
ラップ５ｂ、６ｂを噛み合せ、圧縮室８を中心に移動さ
せて圧縮ガスを吐出口１０から吐出するスクロール圧縮
機において、圧縮室８を形成する旋回スクロール６のラ
ップ外側が吐出口１０内に位置する前に、圧縮室８と吐
出口１０とを連通する段差状溝部５０を歯底底面５ｓに
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に係わり、冷凍空調用等の冷媒圧縮機や作動ガスとして
ヘリウムガスを用いる圧縮機等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール圧縮機としては、特開
昭５８−１３５３９３号公報に示されているように、鏡
板に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと鏡板に
渦巻状のラップを直立する旋回スクロールとをそれぞれ
のラップを互いに内側にして噛み合せ、前記旋回スクロ
ールを自転することなく前記固定スクロールに対し旋回
運動するように前記旋回スクロールを回転軸に係合し、
前記両スクロールにて形成される圧縮室を中心に移動さ
せて容積を減少して圧縮ガスを吐出する吐出口を前記固
定スクロールの中心部に開口して設けたものが公知であ
る。このスクロール圧縮機は、圧縮室が吐出口に直接面
する状態になって初めて吐出過程に入るものであり、旋
回スクロールの先端部が外側曲線が吐出口内に入るまで
固定スクロールの歯底底面に旋回スクロールの先端部が
対向しているものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスクロ
ール圧縮機では、圧縮室が吐出口に直接面する状態にな
って初めて吐出過程に入るので、吐出過程の初期におい
ては、十分な吐出流路が確保されないため、圧力損失の
増加による過圧縮損失によって圧縮動力が増加するとい
う課題があった。

【０００４】また、旋回スクロールの先端部の外側曲線
が吐出口内に入るまでは固定スクロールの歯底底面に対
向しているので、旋回、固定両スクロールの中央部が圧
力及び熱によって変形した場合に、旋回スクロールの先
端部の外側曲線が吐出口内に入るまでの範囲で軸方向で
接触する虞があった。特に、密閉容器内を高圧にし、そ
の中に圧縮機部を配置する場合に軸方向で接触する虞が
高いものである。両スクロールが軸方向に接触すると、
かじり、異常摩擦等の原因となり、信頼性が低下すると
いう課題があった。なお、旋回スクロールと固定スクロ
ールとが軸方向に中央部で接触すると、外周部では両ス
クロールラップ間の隙間が大きいものとなり、圧縮動力
が低下する。

【０００５】本発明は、吐出過程の初期時の圧力損失を
低減して過圧損失を低減し、性能向上を図ることができ
ると共に、かじり、異常摩擦等を防止して信頼性高いス
クロール圧縮機を得ることを目的とする。

【０００６】また、本発明は、溝部を歯底底面の仕上げ
加工時に加工することができ、生産性の高いスクロール
圧縮機を得ることを目的とする。

【０００７】また、本発明は、回転数制御運転における
年間運転動力を低減できるスクロール圧縮機を得ること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、鏡板に渦巻状のラップを直立
する固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する
旋回スクロールとをそれぞれのラップを互いに内側にし
て噛み合せ、前記旋回スクロールを自転することなく前
記固定スクロールに対し旋回運動するように前記旋回ス
クロールを回転軸に係合し、前記両スクロールにて形成
される圧縮室を中心に移動させて容積を減少して圧縮ガ
スを吐出する吐出口を前記固定スクロールの中心部に開
口して設けたスクロール圧縮機において、前記圧縮室を
形成する前記旋回スクロールのラップ外側が前記吐出口
内に位置する前に、前記圧縮室と前記吐出口とを連通
し、且つ前記旋回スクロールの先端部の外側が溝部内に
入るように段差状溝部を前記固定スクロールの歯底底面
に設けた構成にしたことにある。

【０００９】本発明の第２の特徴は、鏡板に渦巻状のラ
ップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップ
を直立する旋回スクロールとをそれぞれのラップを互い
に内側にして噛み合せ、前記旋回スクロールを自転する
ことなく前記固定スクロールに対し旋回運動するように
前記旋回スクロールを回転軸に係合し、前記両スクロー
ルにて形成される圧縮室を中心に移動させて容積を減少
して圧縮ガスを吐出する吐出口を前記固定スクロールの
中心部に開口して設けたスクロール圧縮機において、前
記両スクロールのラップの半径方向の最終接点状態で、
前記圧縮室と前記吐出口とを連通し、且つ前記旋回スク
ロールの先端部の外側が溝部内に入るように段差状溝部
を前記固定スクロールの歯底底面に設けた構成にしたこ
とにある。

【００１０】本発明の第３の特徴は、鏡板に渦巻状のラ
ップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップ
を直立する旋回スクロールとをそれぞれのラップを互い
に内側にして噛み合せ、前記旋回スクロールを自転する
ことなく前記固定スクロールに対し旋回運動するように
前記旋回スクロールを回転軸に係合し、前記両スクロー
ルにて形成される圧縮室を中心に移動させて容積を減少
して圧縮ガスを吐出する吐出口を前記固定スクロールの
中心部に開口して設けたスクロール圧縮機において、前
記両スクロールのラップの半径方向の隙間が最小となる
見かけ上の最終圧縮状態で、前記圧縮室と前記吐出口と
を連通し、且つ前記旋回スクロールの先端部の外側が溝
部内に入るように段差状溝部を前記固定スクロールの歯
底底面に設けた構成にある。

【００１１】本発明の第４の特徴は、前記段差状溝部
は、歯底底面のラップが延びる方向に突出する円弧状外
縁部を有する構成にしたことにある。

【００１２】本発明の第５の特徴は、前記段差状溝部の
円弧状外縁部は、前記固定スクロールのラップ溝幅より
極わずか小さい径の円弧面で形成し、前記段差状溝部を
前記固定スクロールのラップより極わずか歯底底部の内
側に位置させた構成にある。

【００１３】本発明の第６の特徴は、前記段差状溝部の
外縁部は、半円形状の外縁部から前記固定スクロールの
ラップの内側曲線に沿って同一形状で延びる部分を有す
るように形成した構成にある。

【００１４】本発明の第７の特徴は、前記固定スクロー
ルのラップは、巻き始め部の円弧曲線と、この円弧曲線
から延びる内側円弧曲線と、この内側円弧曲線からさら
に延びる内側インボリュート曲線と、前記巻き始めの円
弧曲線から延びる外側インボリュート曲線とを有し、前
記吐出口は、円形ポート状に形成されると共に、前記内
側円弧曲線に近接して設けられ、前記段差状溝部は、前
記吐出口より若干大径で且つ前記内側円弧曲線より極わ
ずか小径の円形状に形成されると共に、その中心位置が
前記吐出口の中心位置と若干ずれ且つ前記内側円弧曲線
の中心位置と一致し、その段差の深さが数十ミクロン程
度とし、前記旋回スクロールの歯底底面の前記固定スク
ロールの段差状溝部と対称に対応する位置にほぼ同じ形
状の段差状溝部を形成した構成にある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のスクロール圧縮機
の各実施例を図を用いて説明する。各実施例の図におい
て、同一符号は、同一物または相当物を示し、重複する
説明を省略する。

【００１６】まず、本発明のスクロール圧縮機の全体構
成を説明する。図１は本発明の密閉形スクロール圧縮機
の一実施例を示す縦断面図である。

【００１７】図１に示すように、密閉容器１内の上方に
はスクロール圧縮機部２が、下方には電動機部３が収納
されている。そして、密閉容器１内は、スクロール圧縮
機部２により上部室１ａと電動機室１ｂとに区画されて
いる。スクロール圧縮機部２は、固定スクロール５と旋
回スクロール６を互いに噛合わせて圧縮室(密閉空間)８
を形成している。固定スクロール５は、円板状の鏡板５
ａと、これに直立しインボリウト曲線あるいはこれに近
似な曲線と円弧曲線で形成されたラップ５ｂとからな
り、その中心部に吐出口１０、外周部に吸入口１６が設
けられ、吐出口１０に連通した段差状の溝部５０が設け
られている。旋回スクロール６は、円板状の鏡板６ａ
と、これに直立し固定スクロール５のラップ５ｂと同一
形状に形成されたラップ６ｂと、鏡板６ａの反ラップ面
に形成されたボス部６ｃとからなっている。フレーム７
は、中央部に軸受部を形成し、この軸受部に回転軸１４
が支承されている。回転軸１４は、その先端の偏心軸１
４ａが上記ボス部６ｃに挿入されている。また、固定ス
クロール５は、フレーム７にが複数本のボルト８８によ
って固定されている。旋回スクロール６は、オルダムリ
ング３８およびオルダムキーよりなるオルダム機構を介
してフレーム７に支承されている。旋回スクロール６
は、固定スクロール５に対して、自転しないで旋回運動
をするように構成されている。

【００１８】回転軸１４は下部に電動機ロ−タ３ｂを一
体に結合している。固定スクロール５の吸入口１６には
密閉容器１を貫通して垂直方向の吸入管１７が接続され
ている。吐出口１０が開口している上部室１ａは通路１
８ａ，１８ｂを介して電動機室１ｂと連通されている。
この電動機室１ｂは密閉容器１を貫通する吐出管２０に
連通している。また、電動機室１ｂは、電動機ステータ
３ａと密閉容器１の側壁との間の隙間２５および電動機
ステータ３ａと電動機ロータ３ｂとの隙間を介して下部
空間１ｃに連通している。なお、吸入管１７と固定スク
ロール５との間には高圧部と低圧部とをシールするＯリ
ング５３が設けられている。また、吸入管１７内には、
逆止弁手段１３が設けられている。該逆止弁１３は、圧
縮機停止時の回転軸１４の逆転を防止することと、密閉
容器内の潤滑油が低圧側に流出するのを防止する等のた
めに用いられている。

【００１９】また、旋回スクロール６の鏡板６ａの背面
には、フレーム７で囲まれた空間３６（以下、背圧室と
呼ぶ）が形成されている。この背圧室３６には、旋回ス
クロール６の鏡板６ａに穿設した細孔６ｄを介し、吸入
圧力と吐出圧力の中間の圧力が導入され、旋回スクロー
ル６を固定スクロール５に押付ける軸方向の付与力が与
えられている。

【００２０】潤滑油２２は、密閉容器１の底部に溜めら
れており、密閉容器内の高圧圧力と上記背圧室３６の中
間圧力との差圧により、油吸上管２７へ吸い上げられた
後、回転軸１４内の中心孔１３内を上昇し、旋回軸受３
２，補助軸受３９を経て、主軸受４０へ給油される。各
軸受３２，３９，４０へ給油された油は、前記背圧室３
６を経てスクロールラップの圧縮室８へ注入されて圧縮
ガスと混合され、次いで吐出ガスと共に上部室１ａへ吐
出される。

【００２１】上記構成により、電動機ロータ３ｂに直結
した回転軸１４が回転して偏心軸１４ａが偏心回転する
と、旋回軸受３２を介して旋回スクロール６は旋回運動
を行う。この旋回運動により、作動ガスは吸入管１７か
ら吸入口１６を経て吸入室５ｆへ吸入されると共に、軸
受を潤滑した油は旋回スクロール６の外周部隙間等から
吸入室５ｆへ流入されて作動ガスに混入する。圧縮室８
は、旋回運動により次第に中心に移動して容積が減少さ
れ、作動ガスを圧縮する。軸受を経由した油を含んだ作
動ガスは、前記圧縮室８で圧縮されて、最内室側へ至
り、まず、円形状の固定側溝部５０及び旋回側溝部９６
を介して流出を開始し、さらに吐出口１０から上部室１
ａへ吐出される。この作動ガスは、さらに通路１８ａ，
１８ｂを通って電動機室１ｂへ流入し、その空間でガス
中に混合した油を分離して、油分の少ない作動ガスが吐
出管２０を通って外部に導かれる。なお、図１３におい
て、実線の矢印は作動ガスの流れを、破線の矢印は油の
流れをそれぞれ示している。

【００２２】次に、本発明に用いる固定スクロールの第
１実施例を説明する。図２は図１に用いる固定スクロー
ルの第１実施例の中央部分の平面図、図３は図１のＡ−
Ａ断面図である。

【００２３】図２及び図３に示すように、固定スクロー
ル５の鏡板５ａ中央部の固定歯底面５ｓには、開口する
吐出口１０が形成されている。この吐出口１０は、円形
ポート状に形成され、その中心位置をＯｄ１で示す。ま
た、固定歯底面５ｓには、吐出口１０に連通する固定側
の溝部５０が形成されている。この溝部５０は、固定歯
底面５ｓに対して段差δ０を有する円形状に形成されて
いる。溝部５０は、吐出口１０をほぼ囲むように形成さ
れているが、その中心位置Ｏｄ２が吐出口１０の中心位
置Ｏｄ１より反円弧曲線８９側にずれている。溝部５０
の半径ｒ２，直径Ｄ２は、吐出口１０の半径ｒ１，直径
Ｄ１より大きく設定されている。

【００２４】固定スクロール５のラップ５ｂは、ラップ
巻き始め部としての小さい凸部の円弧曲線９０と、この
円弧曲線９０の内側から延びる内側円弧曲線８９と、こ
の内側円弧曲線８９からさらに延びる内側インボリュー
ト曲線８８と、前記凸部の円弧曲線９０の外側から延び
る外側インボリュート曲線９１を有している。円弧曲線
９０の円弧半径をｒ３，円弧曲線８９の円弧半径をｒ４
で示す。巻き始め部の円弧曲線９０と内側円弧曲線８９
とは点７２にてつながり、この内側円弧曲線８９と内側
インボリュート曲線８８とは点７０でつながり、巻き始
め部の円弧曲線９０と外側円弧曲線９１とは点７１でつ
ながっている。円弧曲線８９は、その中心位置が溝部５
０の中心位置Ｏｄ２に一致し、その円弧半径ｒ４がラッ
プ溝幅Ｗｄ寸法の半分の値に設定されている。溝部５０
の半径ｒ２は、この円弧曲線８９の半径ｒ４より極わず
か小さく設定されている。換言すれば、溝部５０の直径
Ｄ２は、ラップ溝幅Ｗｄより極わずか小さく設定されて
いる。固定スクロール５の鏡板５ａの中心位置Ｏｆは、
インボリュート曲線８８，９１の基礎円の中心位置に一
致している。

【００２５】上述のように、円形状溝部５０の中心位置
Ｏｄ２を固定スクロールラップ５ａ中央部の始端部５ｎ
の内側曲線を形成する円弧曲線８９の中心位置Ｏｄ２と
一致させ、円形状溝部５０の直径Ｄ２をラップ溝幅Ｗｄ
より極わずか小さく設定したのは、歯底底面５ｓの仕上
げ加工時に円形状溝部５０の形成を容易に行えるように
するためである。即ち、スクロールラップ５ａ側面の仕
上げ加工後に歯底底面５ｓの仕上げ加工を行うものにお
いては、歯底底面５ｓの仕上げ加工に用いるエンドミル
カッターの径Ｄｖを円形状溝５０の直径Ｄ２と同一とす
ることにより、歯底底面５ｓの仕上げ加工時に前記段差
状円形溝部５０を加工しても、スクロールラップ５ａ側
面である内側円弧曲線８９にエンドミルカッターが接触
することがなく加工性がよくなる。なお、具体的には、
Ｗｄ＝Ｄｖ＋０.１mm の関係になるように寸法設定して
いる。

【００２６】次に、本発明に用いる旋回スクロールの第
１実施例を説明する。

【００２７】図４は図１に用いる旋回スクロールの第１
実施例の平面図、図５は第４のＢ−Ｂ縦断面図である。

【００２８】図４及び図５に示すように、旋回スクロー
ル６の鏡板６ａ中央部付近の旋回歯底面６ｓには、固定
スクロール５に設けられた円形状溝部５０とほぼ同一位
置でほぼ同一の大きさの円形状の旋回側溝部９６が設け
られている。旋回スクロールラップ６ｂは、固定スクロ
ールラップ５ｂと１８０度位相をずらして噛み合わさ
れ、固定スクロールラップ５ｂと同一形状に形成されて
いる。

【００２９】次に、本発明に用いる第１実施例の固定ス
クロール及び旋回スクロールを組み合わせた状態を説明
する。図６は第１実施例の固定スクロールと旋回スクロ
ールを組み合わせた最終圧縮状態の直前の平面断面図、
図７は図６から最終圧縮状態に進んだ状態の第１組み合
わせ例の中央部平面断面図、図８は図７の縦断面図であ
る。

【００３０】この第１組み合わせ例は、最終圧縮状態に
おいて、両スクロールラップ５ｂ，６ｂが最終接点状
態、即ち、両スクロールラップ５ａ，６ａで形成される
中央部の最内室１２が径方向で点７０，７１までシール
されているものである。この最終接点７０，７１から両
スクロールラップ５ａ，６ａが離れ、径方向隙間が形成
される。

【００３１】図７及び図８に示すように、最終圧縮状態
を意味するスクロールラップ５ｂ，６ｂの半径方向の最
終接点状態（接点が７０，７１の状態を意味する）にお
いては、固定スクロール内側曲線８８と旋回スクロール
外側曲線１０８で形成される圧縮室８ｄと固定スクロー
ル鏡板５ａの中央部の吐出口１０とが前記固定側溝部５
０を介して連通した位置関係にある。即ち、吐出口１０
の上側の外縁部は旋回スクロール外側曲線１０８と旋回
スクロール内側曲線となる円弧曲線１０５との間に位置
し、かつ、円形状溝部５０の上外縁部５０ａは旋回スク
ロールラップ外側曲線１０８より外側にδｍ寸法分突き
出た形となるものである。例えば、空調用スクロール圧
縮機の場合、δｍは０.６５mm 位の値が実用的な値であ
る。この出っ張り寸法δｍは、クランク角度にして約１
０度から１５度くらいの範囲であり、吐出行程のタイミ
ングを見かけ上、径方向の最終接点位置に対して上記角
度分早めることができる。段差形状となる円形状溝部５
０，９６の深さδ０は、変形による両スクロール５，６
の当たりを緩和するのに最適な値として、数十ミクロン
（たとえば、固定スクロール５の鏡板部５ａの外径Ｄｓ
を基準にして、設定するとδ０／Ｄｓ＝0.00025〜0.000
4 位、最適値としては、δ０／Ｄｓ＝0.0003位になる）
に設定されている。この最終圧縮状態において、旋回ス
クロール外側曲線９１と固定スクロール内側曲線９９で
形成される圧縮室８ｅと固定スクロールの吐出口１０と
が前記旋回側溝部９６を介して連通した位置関係にあ
る。この旋回側溝部５０は固定側溝部９６と同じように
機能する。

【００３２】このように、最終圧縮状態において、圧縮
室８ｄ，８ｅを溝部５０，９６を介して吐出口１０に連
通しておくことにより、圧縮工程の最終工程である吐出
過程の初期に十分な吐出流路を確保でき、圧損の増加を
防止し、従来機の過圧縮損失による圧縮動力の増加を防
止できる。両スクロール５，６は、圧縮運転中に圧力，
熱等により軸方向にたわみ、お互いに接近してラップ中
央部の巻き始め部５ｎ，６ｎと鏡板５ａ，６ａとの隙間
が小さくなるが、両スクロール５，６の巻き始め部５
ｎ，６ｎは、最終圧縮状態において、溝部５０，６９及
び吐出口１２に面することになるので、溝部５０，９６
により隙間δ０が介在することになり、両者の当たりを
緩和することができる。

【００３３】このように、圧力と熱の変形によるスクロ
ールラップ５ａ，６ａの中央先端部と歯底底面５ｓ，６
ｓ間の当たりを緩和できることにより、かじり，異常摩
耗の発生を防止できるので、信頼性の向上を図ることが
できると共に、旋回スクロール６と固定スクロール５と
が軸方向に中央部で接触することがなくなり、相対的に
外周部での隙間が減少し、圧縮機性能を改善することが
できる。この効果は、特に、変形の大きくなる圧力比１
０以上の高い運転圧力比において、圧縮機の性能向上と
成績係数の向上が大幅に図れるという効果がある。

【００３４】次に、両スクロールの第２組み合わせ例を
説明する。図９は、図６から最終圧縮状態に進んだ状態
の第２組み合わせ例の中央部平面断面図である。

【００３５】この第２組み合わせ例は、油シール可能な
範囲で、両スクロールラップ５ａ，６ａ間に径方向隙間
がある場合を示し、両スクロールラップ５ａ，６ａの半
径方向隙間が最小となる最終圧縮状態において、固定ス
クロール内側曲線８８と旋回スクロール外側曲線１０８
で形成される圧縮室８ｄと固定スクロール鏡板中央部の
吐出口１０とが前記固定側溝部５０を介して連通した位
置関係にある。図９の最終圧縮状態というのは、径方向
隙間δｒ１，δｒ２が最小隙間となる位置であり、それ
以降の回転位相では隙間が増える直前の位置であること
を意味する。段差状溝部５０の深さδｏは、スクロール
ラップ５ｂ，６ｂの半径方向の最終圧縮状態における径
方向隙間δｒ１，δｒ２より大きく設定している。例え
ば、隙間δｒ１，δｒ２は４０ミクロン位であり、一方
において、円形状溝部５０の深さδ０は、６０ミクロン
に設定している。これにより、圧縮行程の最終行程であ
る吐出過程の初期において、十分な吐出流路を確保で
き、圧損の増加を防止し、従来機の過圧縮損失による圧
縮動力の増加を防止できるものである。

【００３６】次に、本発明に用いる固定スクロール及び
旋回スクロールの第１実施を説明する。図１０は本発明
に用いる固定スクロールの第２実施例を示す中央部平面
断面図、図１１は同旋回スクロールの第２実施例を示す
中央部平面断面図、図１２は同固定スクロール及び旋回
スクロールを組み合わせた溝部連結直前の状態を示す中
央部平面断面図、図１３は図１２から旋回スクロールが
４５度進んだ状態の中央平面断面図である。

【００３７】図１０において、固定スクロール５中央部
に開口する吐出口１０と連通する段差状の半円形状の外
縁部５０ａを有する溝部５０が固定歯底面５ｓに設けら
れている。一方、図１１において、旋回スクロール６中
央部の歯底面６ｓには吐出口１０と同一寸法の円形状凹
部９６′に連通する段差状の溝部９６を、固定スクロー
ル５側に設けた溝部５０の形状とほぼ同一形状に設けら
れている。なお、凹部９６′の深さと段差状溝部９６の
深さは、同等であってもよい。また、溝部５０，９６の
外縁部５０ａ，９６ａは、スクロールラップ５ｂ，６ｂ
の半径方向の最終接点位置となる点７０，８３よりも両
スクロールの内側曲線８８，９９の外方向側（例えば、
図１０，図１１の場合、インボリュート伸開角が約９０
度大きくなる位置）のラップ側面部の位置２１７，２２
７に係合する歯底面５ｓ，６ｓに、半円形状に設けられ
ている。外縁部５０ａ，９６ａの直径は、前記実施例の
溝部５０，９６の直径Ｄ２寸法と同じにしている。その
中心位置をＯｄ３，Ｏｄ４で示す。

【００３８】図１２は、両スクロールラップ５ｂ，６ｂ
で形成される圧縮室８ｄ，８ｅと固定スクロール鏡板中
央部の吐出口１０とが、スクロールラップ部の軸方向シ
ールラインとなる前記半円形状溝部５０，９６を介して
連通する直前の位置、即ち、吐出開始直前の旋回角度の
位置を示すものである。前記半円形状溝部５０の外縁部
５０ａを形成する半径ｒ７の大きさは、旋回外側曲線１
０８の接続点部２１７（シール点）の曲率半径ｒ８より
小さく設定することが基本的な考えである。即ち、ｒ７
＜ｒ８の関係となる。

【００３９】図１３は、図１２の状態から接点が点２１
７から点２１９へ、点２２７から点２２９へ旋回角度が
例えば４５度進んだ位置を示すものである。図１２から
図１３側に旋回スクロール６が旋回すると、圧縮室８
ｅ，８ｄが溝部５０，９６に面し、圧縮室８ｅ，８ｄ内
の作動ガスの吐出作用が溝部５０，９６で形成される軸
方向通路部を介して吐出口１０に作用する。一般に、イ
ンバータ用スクロール圧縮機において、運転頻度の高い
圧力比の小さい運転条件では、圧縮機の回転数が低いた
め、半円形状溝部５０，９６の外縁部５０ａ，９６ａ周
辺の開口面積（通路面積）が小さくとも、スムースに吐
出作用ができる。一方、運転頻度の低い圧力比の大きく
なる運転条件では、圧縮機の回転数が高いため、半円形
状溝部５０，９６の外縁部５０ａ，９６ａ周辺が吐出口
１０側と多少通じていても、ガス流量増大による通路抵
抗にて実際には性能低下は少ない。従って、年間を通し
てのスクロール圧縮機の運転において、大幅な運転動力
の低減を図ることができる。

【００４０】上述の実施例では、スクロール形状として
インボリュート曲線と円弧曲線を組み合わせた例を示し
ているが、これらの曲線に限定しているわけではなく、
最内室を形成するスクロール部材間で最終圧縮状態より
も以前に、旋回ラップ先端面の軸方向のシールラインか
ら吐出作用を行えるように、溝部が設けられるものであ
る。

【００４１】本発明においては、圧縮室を形成する旋回
スクロールのラップ外側が吐出口内に位置する前に、圧
縮室と吐出口とを連通するように段差状溝部を固定スク
ロールの歯底底面に設けたので、圧縮ガスが圧縮室から
吐出口に直接吐出される直前に、段差状溝部を介して吐
出しが開始され、それから直接の吐出過程に移行する。
これにより、圧縮行程の直接の吐出過程に移行する初期
の吐出し圧力損失を確実に低減することができ、これに
よる過圧縮損失を低減することができる。

【００４２】また、圧縮室を形成する旋回スクロールの
ラップ外側が吐出口内に位置する前に、旋回スクロール
の先端部の外側が溝部内に入るように段差状溝部を固定
スクロールの歯底底面に設けたので、段差状溝部で旋回
スクロールの先端部と固定スクロールの歯底底面との当
たりを緩和することができ、かじり、異常摩擦等を防止
することができる。

【００４３】また、歯底底面のラップが延びる方向に突
出する円弧状外縁部を有する段差状溝部としたので、圧
縮室に連通する溝部の外縁部とこれ交叉する旋回スクロ
ールのラップの先端部の外側とが円弧状同士となり、滑
らかに広い幅にわたって圧縮質と吐出口との連通が開始
され、圧縮ガスの吐出がより一層スムースに開始するこ
とができる。

【００４４】さらに、前記段差状溝部の円弧状外縁部
は、前記固定スクロールのラップ溝幅より極わずか小さ
い径の円弧面で形成し、前記段差状溝部を前記固定スク
ロールのラップより極わずか歯底底部の内側に位置させ
たので、固定スクロールの歯底底壁の仕上げ加工時にそ
の加工用エンドミルカッターを利用して段差状溝部を加
工でき、生産性の高いものとすることができる。

【００４５】しかも、半円形状の外縁部から前記固定ス
クロールのラップの内側曲線に沿って同一形状で延びる
部分を有するように形成したので、インバータ等で回転
数制御運転される場合、頻度が高い圧力比の小さい運転
条件では、段差状溝部の流通抵抗が小さく、回転数が低
いために早めに圧縮ガスをスムースに十分に吐出すこと
ができると共に、頻度が低い圧縮比の大きい運転条件で
は、段差状溝部の流通抵抗が大きく、回転数が高いため
に圧縮ガスの吐出を制限することができる。これによ
り、スクロール圧縮機の運転における年間運転動力を低
減できる。

【００４６】また、段差状溝部を吐出口より若干大径の
円形状に形成しているので、この段差状溝部を吐出口の
加工後に加工することにより、段差状溝部の加工時にバ
リとうの発生を抑えることができる。

【００４７】なお、本発明は、その精神または主要な特
徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施する
ことができる。そのため、本発明に記載した好ましい実
施例は例示的なものであり、限定的なものではない。本
発明の範囲は、特許請求の範囲によって示されており、
その特許請求の範囲の意味の中に入るすべての変形例は
本発明に含まれるものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、吐出過程の初期時の圧
力損失を低減して過圧損失を低減し、性能向上を図るこ
とができると共に、かじり、異常摩擦等を防止して信頼
性高いスクロール圧縮機が得られるものである。また、
溝部を歯底底面の仕上げ加工時に加工することができ、
生産性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。さ
らには、回転数制御運転における年間運転動力を低減で
きるスクロール圧縮機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密閉形スクロール圧縮機の一実施例を
示す縦断面図である。

【図２】図１に用いる固定スクロール単体の中央部分の
平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図１に用いる旋回スクロール単体の中央部分の
平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】本発明に用いる両スクロールを組み合わせた状
態の横断面図である。

【図７】図６から進んだ状態の中央部の横断面図であ
る。

【図８】図７の縦断面図である。

【図９】図７に対応する異なる実施例の横断面図であ
る。

【図１０】図１に用いる他の実施例の固定スクロール単
体の中央部分の平面図である。

【図１１】図１に用いる他の実施例の旋回スクロール単
体の中央部分の平面図である。

【図１２】図１０及び図１１の両スクロールを組み合わ
せた状態の横断面図である。

【図１３】図１２の旋回スクロールが進んだ状態の横断
面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、１ａ…上部室、１ｂ…電動機室、２…圧
縮機部、３…電動機部、７…フレーム、５…固定スクロ
ール、５ａ…円板状の鏡板、５ｂ…ラップ、５ｆ…吸入
室、５ｓ…シート面、６…旋回スクロール、６ａ…円板
状の鏡板、６ｂ…ラップ、６ｃ…ボス部、６ｄ…細孔
（中間圧孔）、１４…回転軸、１４ａ…偏心軸、８…圧
縮室、10…吐出口、１３…逆止弁、１６…吸入口、17…
吸入管、２０…吐出管、２２…潤滑油、３２…旋回軸
受、３８…オルダムリング、３６…背圧室、３９…補助
軸受、４０…主軸受、５０、９６…段差状溝部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩田 直巳 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内 (72)発明者 青木 義武 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 東條 健司 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 竹林 昌寛 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 坪野 勇 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 3H039 AA03 AA04 AA06 AA12 BB04 BB07 BB17 CC02 CC03 CC04 CC06 CC07 CC08 CC29

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スク
   ロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する旋回スクロー
   ルとをそれぞれのラップを互いに内側にして噛み合せ、
   前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロ
   ールに対し旋回運動するように前記旋回スクロールを回
   転軸に係合し、前記両スクロールにて形成される圧縮室
   を中心に移動させて容積を減少して圧縮ガスを吐出する
   吐出口を前記固定スクロールの中心部に開口して設けた
   スクロール圧縮機において、前記圧縮室を形成する前記
   旋回スクロールのラップ外側が前記吐出口内に位置する
   前に、前記圧縮室と前記吐出口とを連通し、且つ前記旋
   回スクロールの先端部の外側が溝部内に入るように段差
   状溝部を前記固定スクロールの歯底底面に設けたことを
   特徴とするスクロ−ル圧縮機。
2. 【請求項２】鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スク
   ロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する旋回スクロー
   ルとをそれぞれのラップを互いに内側にして噛み合せ、
   前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロ
   ールに対し旋回運動するように前記旋回スクロールを回
   転軸に係合し、前記両スクロールにて形成される圧縮室
   を中心に移動させて容積を減少して圧縮ガスを吐出する
   吐出口を前記固定スクロールの中心部に開口して設けた
   スクロール圧縮機において、前記両スクロールのラップ
   の半径方向の最終接点状態で、前記圧縮室と前記吐出口
   とを連通し、且つ前記旋回スクロールの先端部の外側が
   溝部内に入るように段差状溝部を前記固定スクロールの
   歯底底面に設けたことを特徴とするスクロ−ル圧縮機。
3. 【請求項３】鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スク
   ロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する旋回スクロー
   ルとをそれぞれのラップを互いに内側にして噛み合せ、
   前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロ
   ールに対し旋回運動するように前記旋回スクロールを回
   転軸に係合し、前記両スクロールにて形成される圧縮室
   を中心に移動させて容積を減少して圧縮ガスを吐出する
   吐出口を前記固定スクロールの中心部に開口して設けた
   スクロール圧縮機において、前記両スクロールのラップ
   の半径方向の隙間が最小となる見かけ上の最終圧縮状態
   で、前記圧縮室と前記吐出口とを連通し、且つ前記旋回
   スクロールの先端部の外側が溝部内に入るように段差状
   溝部を前記固定スクロールの歯底底面に設けたことを特
   徴とするスクロ−ル圧縮機。
4. 【請求項４】前記段差状溝部は、歯底底面のラップが延
   びる方向に突出する円弧状外縁部を有することを特徴と
   する請求項１から３の何れかに記載のスクロ−ル圧縮
   機。
5. 【請求項５】前記段差状溝部の円弧状外縁部は、前記固
   定スクロールのラップ溝幅より極わずか小さい径の円弧
   面で形成し、前記段差状溝部を前記固定スクロールのラ
   ップより極わずか歯底底部の内側に位置させたことを特
   徴とする請求項４に記載のスクロ−ル圧縮機。
6. 【請求項６】前記段差状溝部の外縁部は、半円形状の外
   縁部から前記固定スクロールのラップの内側曲線に沿っ
   て同一形状で延びる部分を有するように形成したことを
   特徴とする請求項４または５に記載のスクロ−ル圧縮
   機。
7. 【請求項７】前記固定スクロールのラップは、巻き始め
   部の円弧曲線と、この円弧曲線から延びる内側円弧曲線
   と、この内側円弧曲線からさらに延びる内側インボリュ
   ート曲線と、前記巻き始めの円弧曲線から延びる外側イ
   ンボリュート曲線とを有し、前記吐出口は、円形ポート
   状に形成されると共に、前記内側円弧曲線に近接して設
   けられ、前記段差状溝部は、前記吐出口より若干大径で
   且つ前記内側円弧曲線より極わずか小径の円形状に形成
   されると共に、その中心位置が前記吐出口の中心位置と
   若干ずれ且つ前記内側円弧曲線の中心位置と一致し、そ
   の段差の深さが数十ミクロン程度とし、前記旋回スクロ
   ールの歯底底面の前記固定スクロールの段差状溝部と対
   称に対応する位置にほぼ同じ形状の段差状溝部を形成し
   たことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のス
   クロ−ル圧縮機。