JP2001055990A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 吐出ポート１４ｃを有する固定スクロー
ル１４と、固定スクロール１４に対して旋回運動する可
動スクロール１８とを有し、固定スクロール１４の固定
側ラップ１４ｂと可動スクロール１８の可動側ラップ１
８ｂとを噛み合わせ、可動スクロール１８の旋回運動に
より流体を圧縮するスクロール圧縮機１０であって、吐
出ポート１４ｃの内側面１４ｃ’の一部は、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と面一に形成されている。

Description

【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６
０ｂ，６１ｂとにより仕切られる複数の圧縮室６２，６
３，６４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６
５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６
２，６３，６４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６０
ｂ，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６
６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、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、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、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、吐
出ポートの内側面の一部は、固定側ラップの側面のうち
非インボリュート曲線で構成される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、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、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、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、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、固定側底板の内面に
は、固定側ラップの側面のうち非インボリュート曲線で
構成される範囲と面一な内側面を有し、かつ、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１４
ａと、その内面に突設された渦巻状の固定側ラップ１４
ｂ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１
４ｂ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３
０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１
０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，１８
ａ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１
４ｂ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１
６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１４
ｃ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１
４ａ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４
０’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、１４
ａ…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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   側面のうち非インボリュート曲線で構成される範囲と面
   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。
2. 【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側面の
   うち非インボリュート曲線で構成される範囲と面一な内
   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。