JP2001153071A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクロール流体機械において、吐出空間側から
外線側圧縮空間への逆流を防止しつつ、吐出時の流路抵
抗を低減し、エネルギー効率を向上すること。 【解決手段】スクロール流体機械において、固定スクロ
ール２と旋回スクロール３で形成した圧縮空間から圧縮
した作動流体を吐出空間１６へ吐出する吐出口５０と、
圧縮空間側の圧力が吐出空間側の圧力より大きい時に吐
出口５０を開く吐出弁１９を備え、最内周圧縮空間４ｃ
とその外側の外線側圧縮空間４ｂ２とが両ラップの側面
を介して連通される以前に外線側圧縮空間４ｂ２に連通
する吐出口５０とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール流体機
械に係り、特に冷媒、空気、及びその他の圧縮性ガスを
取扱う吐出弁を具備したスクロール流体機械に好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の吐出弁を具備したスクロール流体
機械としては、特開平３−１３４２８５号公報に示され
ているように、固定スクロール鏡板の吐出口の上部に吐
出弁（逆止弁）を取り付け、この吐出弁をリテーナと弁
部をなすリード弁タイプの薄いプレートとから構成し、
これによって高い運転圧力比域での運転確保、圧縮機動
力の低減効果を得ようとしたものがある（従来技術
１）。

【０００３】また、従来の吐出弁を具備したスクロール
流体機械としては、特開平８−３１９９７３号公報に示
されているように、固定スクロールに形成された吐出ポ
ートの上部に特別な吐出弁装置を配設したことにより、
運転圧力比よりもラップの設計圧力比を小さくしても不
足圧縮損失が無く、吐出ポートに起因する再膨張損失を
無くそうとしたものがある（従来技術２）。

【０００４】さらには、従来の吐出弁を具備しないスク
ロール流体機械において、作動流体吐出時の流路抵抗を
低減するために次のようなものが案出されている。

【０００５】即ち、特開昭６０−２０１０９２号公報で
は、吐出弁を具備しないスクロール流体機械において、
吐出開始時に流れる狭搾部に形成した吐出圧のオーバー
シュートを改善するための吐出流路を備えたスクロール
圧縮機の記載がある（従来技術３）。

【０００６】また、特開昭６１−２２６５９０号公報で
は、吐出弁を具備しないスクロール流体機械において、
終期圧縮空間の圧力が所望の圧力比を得る圧力となった
時に相手側翼の先端小半円弧またはこの小半円弧に連な
る半円弧の外周面と接触する接点を基点として小半円弧
側に向かう切欠部を設けたスクロール型圧縮機の記載が
ある（従来技術４）。

【０００７】さらには、特開平６−３４６８７０号公報
では、吐出弁を具備しないスクロール流体機械におい
て、吐出孔の直径をラップ幅よりも大きく構成するとと
もに、可動側ラップの渦巻開始先端が旋回運動により固
定側ラップと接触がはずれる最終圧縮状態で、吐出孔が
可動側ラップの外周縁より内側に入り、かつ内周縁より
外側に一部でる構成とし、可動側ラップの外周縁より外
側の空間と吐出孔との間を可動側ラップと固定スクロー
ルの鏡板によってシールしてなるスクロール圧縮機の記
載がある（従来技術５）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１及
び２のものにおいては、両スクロールの中央に形成され
る最内周圧縮空間とその外側に形成される外線側圧縮空
間とが両ラップの側面を介して連通される前に外線側圧
縮空間に連通する大きな吐出口として、吐出時の流路抵
抗を低減し、エネルギー効率を向上することについては
記載されていないものである。

【０００９】一方、従来技術３〜５のものにおいては、
両スクロールの中央に形成される最内周圧縮空間とその
外側に形成される外線側圧縮空間とが両ラップの側面を
介して連通された後に、吐出口より圧縮室側の流路抵抗
を低減するものに過ぎず、大きな吐出口として吐出時の
流路抵抗を低減することについては記載されていないも
のである。特に、吐出弁を具備しないスクロール流体機
械においては、両スクロールの中央に形成される最内周
圧縮空間とその外側に形成される外線側圧縮空間とが両
ラップの側面を介して連通される以前に、吐出口を外線
側圧縮空間に連通すると、外線側圧縮空間の圧力が吐出
空間の圧力より低い場合には、逆流を生じてしまうもの
であった。

【００１０】本発明の目的は、吐出空間側から外線側圧
縮空間への逆流を防止しつつ、吐出時の流路抵抗を低減
し、エネルギー効率を向上することができるスクロール
流体機械を得ることにある。

【００１１】

【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、渦巻状のラップを立設した旋
回スクロールと、渦巻状のラップを立設した固定スクロ
ールと、前記旋回スクロールの旋回により前記両スクロ
ールの間に概略閉塞して容積が縮小するように形成され
る圧縮空間と、前記圧縮空間から圧縮した作動流体を吐
出空間へ吐出するように前記旋回スクロール及び固定ス
クロールの一方に形成された吐出口と、圧縮空間側の圧
力が吐出空間側の圧力より大きい時に前記吐出口を開く
吐出弁とを備え、前記両スクロールの中央に形成される
最内周圧縮空間とその外側に形成される外線側圧縮空間
とが両ラップの側面を介して連通される以前に前記外線
側圧縮空間に連通するように吐出口を形成したことにあ
る。

【００１２】本発明の第２の特徴は、渦巻状のラップを
立設した旋回スクロールと、渦巻状のラップを立設した
固定スクロールと、前記旋回スクロールの旋回により前
記両スクロールの間に概略閉塞して容積が縮小するよう
に形成される圧縮室と、前記圧縮室から圧縮した作動流
体を吐出空間へ吐出するように前記旋回スクロール及び
固定スクロールの一方の中央部に形成された吐出口と、
圧縮空間側の圧力が吐出空間側の圧力より大きい時に前
記吐出口を開く吐出弁とを備え、前記吐出口を設けない
方のスクロールのラップが少なくとも前記吐出口の縁と
２カ所の交差部を構成する前記旋回スクロールの駆動区
間で、前記両スクロール中央に形成する概略閉塞した圧
縮空間と、この圧縮空間の１つ外側に形成する概略閉塞
した２つの圧縮空間とのスクロールラップ側面シール部
が少なくとも１つ存在する構成にしたことにある。

【００１３】本発明の第３の特徴は、渦巻状のラップを
立設した旋回スクロールと、渦巻状のラップを立設した
固定スクロールと、前記旋回スクロールの旋回により前
記両スクロールの間に概略閉塞して容積が縮小するよう
に形成される圧縮空間と、前記圧縮空間から圧縮した作
動流体を吐出空間へ吐出するように前記旋回スクロール
及び固定スクロールの一方の中央部に形成された吐出口
と、圧縮空間側の圧力が吐出空間側の圧力より大きい時
に前記吐出口を開く吐出弁とを備え、前記両スクロール
中央に形成する概略閉塞した圧縮空間とこの圧縮空間の
１つ外側に形成する概略閉塞した２つの圧縮空間とのス
クロールラップ側面シール部であって、前記スクロール
ラップの最内周位置に前記スクロールラップ側面シール
部を形成する時の前記旋回スクロールの駆動位置で、前
記両スクロール中央に形成する概略閉塞した圧縮空間と
この圧縮空間の１つ外側に形成する概略閉塞した２つの
圧縮空間のうち前記吐出口を設けない前記スクロールの
スクロールラップ外側に構成する圧縮空間とに前記吐出
口が連通する構成にしたことにある。

【００１４】本発明の第４の特徴は、渦巻状のラップを
立設した旋回スクロールと、渦巻状のラップを立設した
固定スクロールと、前記旋回スクロールの旋回により前
記両スクロールの間に概略閉塞して容積が縮小するよう
に形成される圧縮空間と、前記圧縮空間から圧縮した作
動流体を吐出空間へ吐出するように前記旋回スクロール
及び固定スクロールの一方に形成された吐出口と、圧縮
空間側の圧力が吐出空間側の圧力より大きい時に前記吐
出口を開く吐出弁とを備え、前記両スクロールの中央に
形成される最内周圧縮空間とその外側に形成される外線
側圧縮空間とが両ラップの側面を介して連通される以前
に前記外線側圧縮空間に連通するように吐出口を形成す
ると共に、前記最内周圧縮空間を形成するスクロールラ
ップ内側の少なくとも一部に切欠き部を形成したことに
ある。

【００１５】本発明の第５の特徴は、渦巻状のラップを
立設した旋回スクロールと、渦巻状のラップを立設した
固定スクロールと、前記旋回スクロールの旋回により前
記両スクロールの間に概略閉塞して容積が縮小するよう
に形成される圧縮空間と、前記圧縮空間から圧縮した作
動流体を吐出空間へ吐出するように前記旋回スクロール
及び固定スクロールの一方に形成された吐出口と、圧縮
空間側の圧力が吐出空間側の圧力より大きい時に前記吐
出口を開く吐出弁とを備え、前記両スクロールの中央に
形成される最内周圧縮空間とその外側に形成される外線
側圧縮空間とが両ラップの側面を介して連通される以前
に前記外線側圧縮空間に連通するように吐出口を形成す
ると共に、吐出口を設けないスクロール側に前記最内周
圧縮空間とその外側に形成される内線側圧縮空間とを連
通する連通路を設けたことにある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施例を図を用
いて説明する。なお、第２実施例以降の実施例において
は第１実施例と共通する構成を一部省略すると共に、重
複する説明を省略する。各実施例の図における同一符号
は同一物又は相当物を示す。

【００１７】まず、本発明のスクロール流体機械の第1
実施例を図１から図３を用いて説明する。図１は本発明
の第１実施例のスクロール流体機械の吐出行程移行時に
おける固定スクロールと旋回スクロールの中央部を示す
横断面図、図２は本発明の第１実施例のスクロール流体
機械の全体構成を示す縦断面図、図３は図２のスクロー
ル流体機械の吐出行程移行時における固定スクロールと
旋回スクロール全体を示す横断面図である。

【００１８】本発明の第１実施例のスクロール流体機械
の全体構成を図２を用いて説明する。

【００１９】スクロール流体機械２０は、圧縮部３０と
駆動部４０を密閉容器１に内蔵して備えている。圧縮部
２０は、固定スクロール２と旋回スクロール３とフレー
ム７を備えている。このフレーム７は密閉容器１に固定
されている。

【００２０】固定スクロール２は、渦巻形に形成された
ラップ２ａを鏡板２ｂに立設し、ラップ歯底２ｃとラッ
プ歯先２ｄとを有する。また、固定スクロール２の中央
部には、吐出口５０が形成されている。一方、旋回スク
ロール３は、渦巻形に形成されたラップ３ａを鏡板３ｂ
に立設し、ラップ歯底３ｃとラップ歯先３ｄを有してい
る。

【００２１】旋回スクロール３を旋回駆動する駆動部４
０は、電動機であるステータ１２、ロータ１３と、クラ
ンク軸１１と、旋回スクロール３の自転防止機構の主要
部品であるオルダムリング９と、フレーム７とクランク
軸１１を回転自在に係合するクランク軸の支持部材１８
と、旋回スクロール３とクランク軸１１の偏芯ピン部１
１ａとを回転軸方向であるスラスト方向に移動可能にか
つ回転自在に係合する旋回スクロール３の支持部材１７
とを備えている。

【００２２】オルダムリング９は旋回スクロール３と共
にフレーム７と固定スクロール２により構成した空間８
に配設され、オルダムリング９に形成される直交する２
組のキー部分の１組がフレーム７に構成したキー溝７ａ
を、残りの１組が旋回スクロールラップ３ａの反対側に
構成したキー溝７ｂを滑動する。

【００２３】また、給油系として、密閉容器１下部に留
めた潤滑油１０を、クランク軸１１に固定した給油パイ
プ１４とクランク軸１１内に設けた給油穴１１ａを経由
させて、圧縮部３０や各支持部材１７、１８へと供給す
る。

【００２４】ここで、係るスクロール流体機械の基本的
動作について説明する。

【００２５】ステータ１２に通電することによりステー
タ１２は回転磁界を発生し、これによりロータ１３は回
転力を与えられ、ロータ１３に固定されたクランク軸１
１と共に回転する。旋回スクロール３は、スラスト方向
に移動可能にかつ回転自在にクランク軸１１の偏芯ピン
部１１ａと係合しており、オルダムリング９などの自転
防止機構によりクランク軸１１の回転運動が旋回スクロ
ール３の旋回運動へと変換される。固定スクロール２と
旋回スクロール３を噛合せて構成した圧縮空間４の容積
は、旋回スクロール３が旋回運動することにより減少す
る。これにより、圧縮空間４内の作動流体は、圧縮され
る。吐出口５０には吐出空間１６から圧縮空間４への作
動流体の逆流を防ぐために吐出弁１９が配設されてい
る。

【００２６】次に、係るスクロール流体機械の基本的な
圧縮動作を図３を用いて説明する。

【００２７】固定スクロール２と旋回スクロール３とで
構成される圧縮空間４は、対になった圧縮空間４ａ、４
ｂが形成されている。この圧縮空間４ａは、外周側から
内周側へ複数の圧縮空間４ａ１、４ａ２を有する。同様
に、圧縮空間４ｂは、外周側から内周側へ複数の圧縮空
間４ｂ１、４ｂ２を有する。圧縮空間４ａ、４ｂは、旋
回スクロール３が旋回運動することで容積を減少させ、
内部の作動流体を圧縮する。

【００２８】この圧縮動作では、旋回スクロール３の旋
回運動に伴って、作動流体が吸込口５、吸込空間１５を
経由して圧縮空間４ａ、４ｂへ吸込まれる。吸込まれた
作動流体は、圧縮空間４ａ１、４ａ２及び４ｂ１、４ｂ
２のように順次容積を減少させられて、圧縮空間側が吐
出口５０と連通し、かつ、吐出空間１６の圧力より圧縮
空間圧力が高くなった時点で吐出弁１９を開弁し、吐出
空間１６、吐出口５０を経由し吐出される。なお、固定
スクロール２と旋回スクロール３を噛合わせて旋回運動
させる際は、吸込空間１５と圧縮空間４ａ１、４ｂ１と
の間、圧縮空間４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｂ２間、圧
縮空間４ａ２、４ｂ２と吐出口５０間に作動流体の漏れ
が極力生じない十分な気密性の確保が必要である。

【００２９】次に、係る固定スクロール２と旋回スクロ
ール３の中央部の構成を図１を用いて詳細に説明する。

【００３０】内周側の圧縮空間４ａ２は、固定スクロー
ル２及び旋回スクロール３のラップ２ａ、３ａ間の側面
シール部１０７及び１０９により形成される。また、内
周側の圧縮空間４ｂ２は、固定スクロール２及び旋回ス
クロール３のラップ２ａ、３ａ間のシール部１０６及び
１０９により形成される。側面シール部１０６、１０７
は、図１の状態がスクロールラップ２ａ、３ａの最内周
位置であり、これ以上に旋回スクロール３の旋回が進ん
だ場合には、側面シール部１０６、１０７は消滅し、二
つの圧縮空間４ａ２、４ｂ２が最内周圧縮空間４ｃに連
通する。

【００３１】スクロールラップ２ａ、３ａの内周側の側
面シール部１０６、１０７により両スクロール２、３中
央に形成される概略閉塞した圧縮空間を最内周圧縮空間
４ｃと呼ぶこととする。また、最内周圧縮空間４ｃの１
つ外側に形成する概略閉塞した２つの圧縮空間のうち
で、吐出口５０を設けていない方のスクロールラップ３
ａの内側に構成される圧縮空間を内線側圧縮空間４ａ２
と呼ぶこととする。さらには、最内周圧縮空間４ｃの１
つ外側に形成する概略閉塞した２つの圧縮空間のうち
で、吐出口５０を設けていない方のスクロールラップ３
ａ外側に構成する圧縮空間を外線側圧縮空間４ｂ２と呼
ぶこととする。

【００３２】本実施例の１つの特徴としては、旋回スク
ロールラップ３ａが吐出口５０の縁と２ヵ所５０ｃ、５
０ｄで交差する旋回駆動区間で、最内周圧縮空間４ｃと
その最内周圧縮空間４ｃの１つ外側の圧縮空間４ａ２、
４ｂ２との間に側面シール部１０６、１０７が存在する
ことである。なお、この場合、側面シール部１０６、１
０７はスクロールラップ最内周位置になくても良い。

【００３３】本実施例のもう１つの特徴としては、最内
周圧縮空間４ｃとその１つ外側の圧縮空間４ａ２、４ｂ
２との側面シール部１０６、１０７がスクロールラップ
最内周位置に形成される駆動位置で、吐出口５０は、最
内周圧縮空間４ｃとの連通部５０ａを形成し、また、最
内周圧縮空間４ｃの１つ外側の圧縮空間であって吐出口
５０を設けていない旋回スクロールラップ外側に構成す
る圧縮空間である外線側圧縮空間４ｂ２との連通部５０
ｂを形成することである。

【００３４】また、図１に示す吐出口５０、固定スクロ
ール２及び旋回スクロール３の配置及び形状では、側面
シール部１０６、１０７が概略同時に消滅して、最内周
圧縮空間４ｃと１つ外側の圧縮空間４ａ２、４ｂ２とが
概略同時に連通するが、本発明では、側面シール部１０
６、１０７が概略同時に消滅して最内周圧縮空間４ｃと
１つ外側の圧縮空間４ａ２、４ｂ２が概略同時に連通す
ることを必須としているものではない。すなわち、旋回
スクロールラップ３ａが吐出口５０の縁と２ヵ所５０
ｃ、５０ｄで交差する旋回駆動区間で、側面シール部１
０６、１０７が少なくとも１つ存在すれば良い。また、
側面シール部１０６、１０７が概略同時にスクロールラ
ップ最内周位置に形成される駆動位置、あるいは、旋回
運動によりシール部１０６、１０７が概略同時に消滅し
ない場合、スクロールラップ最内周位置に遅く形成され
る側面シール部が存在する駆動位置で、吐出口５０に連
通部５０ａ、５０ｂが形成されれば良い。

【００３５】次に、係るスクロール流体機械の吐出行程
への移行時の動作を図１を用いて説明する。

【００３６】圧縮動作は、前述したように、固定スクロ
ール２と旋回スクロール３との間に側面シール部１０６
〜１０９を有して圧縮空間４ａ２、４ｂ２を形成し、旋
回スクロール３の旋回が進むことにより圧縮空間４ａ
２、４ｂ２の容積が縮小して作動流体を圧縮するもので
ある。この旋回スクロール３の旋回が進んで行くと、吐
出口５０の縁が旋回スクロール３のラップ３ａに重なっ
た状態に至り、さらに旋回が進むと、吐出口５０の縁は
外線側圧縮空間４ｂ２に露出して外側線圧縮空間４ｂ２
に連通する連通部５０ｂを形成すると共に、ラップ３ａ
に２ヶ所で交差する交差部５０ｃ、５０ｄを有した図１
の状態となる。なお、この状態で吐出口５０の連通部５
０ａは既に最内周圧縮空間４ｃに連通しているので、外
線側圧縮空間４ｂ２と最内周圧縮空間４ｃとは連通部５
０ｂ、５０ａを介して連通が開始される。

【００３７】この状態から、旋回スクロール３の旋回が
さらに進むと、旋回スクロール３及び固定スクロール２
との側面シール部１０６、１０７が消滅し、これにより
外線側圧縮空間４ｂ２及び内線側圧縮空間４ａ２が最内
周圧縮空間４ｃに直接連通することとなる。

【００３８】さらに旋回が進んで最内周圧縮空間４ｃの
圧力が吐出空間１６の圧力より高くなると、吐出弁１９
が開弁して、外線側圧縮空間４ｂ２内の作動流体が連通
部５０ａ、５０ｂを通して吐出空間１６に吐出されると
共に、内線側圧縮空間４ａ２内の作動流体が連通部５０
ａを通して吐出空間１６に吐出される。

【００３９】本発明の実施例によれば、両スクロール
２、３の中央に形成される最内周圧縮空間４ｃとその外
側に形成される外線側圧縮空間４ｂ２とが両ラップ２
ａ、３ａの側面を介して連通される以前に外線側圧縮空
間４ｂ２に連通するように吐出口５０を形成しているの
で、吐出口５０の形状を大きくすることができ、吐出時
の流路抵抗を大幅に低減することができると共に、圧縮
空間側の圧力が吐出空間１６側の圧力より大きい時に吐
出口５０を開く吐出弁１９を備えているので、吐出口５
０の形状を大きくして外線側圧縮空間４ｂ２に直接連通
しても吐出空間１６側から外線側圧縮空間４ｂ２へ逆流
することを防止できる。これにより、スクロール流体機
械のエネルギー効率を向上することができる。

【００４０】次に、本発明の第２実施例を図４を用いて
説明する。図４は本発明の第２実施例のスクロール流体
機械の縦断面図である。

【００４１】この第２実施例のものは、第１実施例のも
のと比較して、吐出弁１９を吐出口５０に内蔵した点に
て相違している。このように吐出弁１９を吐出口５０に
内蔵することにより、吐出口５０の圧縮空間側の面と吐
出弁１９の圧縮空間側の面の距離が調整可能となる。こ
れにより、吐出開始前に最内周圧縮空間４ｃと外線側圧
縮空間４ｂを連通させて吐出弁１９の閉弁後に比較的高
圧になりやすい最内周圧縮空間４ｃ内の圧力を減圧する
ことで、第１実施例と同様に吐出弁１９の異常開弁を抑
制できる。この他、吐出弁１９閉弁後に吐出口５０内に
残存する高圧作動流体を減少させて再圧縮動力を低減す
ることができる。

【００４２】次に、本発明の第３実施例を図５を用いて
説明する。図５は本発明の第３実施例のスクロール流体
機械の吐出行程移行時における固定スクロールと旋回ス
クロールの中央部を示す横断面図である。

【００４３】この第３実施例のものは、第１実施例のも
のと比較して、固定スクロールラップ２ａと旋回スクロ
ールラップ３ａの巻始め部内側に切欠き部１３０、１３
１を設けた点が相違している。図５に示す仮想線は切欠
く前の形状を示している。

【００４４】なお、この切欠き部１３０、１３１は、ス
クロールラップ歯高さ方向について、スクロールラップ
２ａ、３ａ全体を切欠いた形状としても良いし、スクロ
ールラップ２ａ、３ａの一部を切欠く形状としても良
い。また、切欠き部１３０、１３１は、側面シール部１
０６、１０７によりラップ側面をシールされる圧縮空間
である最内周圧縮空間４ｃを構成する各スクロールラッ
プ２ａ、３ａの内側のどの部分に設けても良く、側面シ
ール部１０６、１０７を基点とする必要はない。さら
に、切欠き部１３０、１３１は、任意の切欠き形状で良
いが、加工性から考えて円弧を用いることが簡単であ
る。図５の切欠き部１３０、１３１は、２つの円弧をつ
ないだ形状である。

【００４５】この切欠き部１３０、１３１の機能につい
て説明する。

【００４６】吐出弁１９を開弁して吐出を行うときに
は、最内周圧縮空間４ｃと、１つ外側の圧縮空間である
内線側圧縮空間４ａ２と、外線側圧縮空間４ｂ２とがほ
ぼ同レベルの圧力状態にあることが、吐出弁１９の異常
開弁を抑制し、吐出弁機能を十分に引き出すために必要
となる。即ち、最内周圧縮空間４ｃと外線側圧縮空間４
ｂ２の圧力がほぼ同レベルでない場合には、どちらか高
い方の圧力により吐出弁１９が開口してしまう可能性が
ある。この場合、圧力の低い方の圧縮空間４ｃ又は４ｂ
２に吐出空間１６の高圧力作動流体が逆流して必要動力
を増大させ、これによりエネルギー効率の低下を招く。
また、内線側圧縮空間４ａ２は、外線側圧縮空間４ｂ２
に比べて、最内周圧縮空間４ｃと連通する際の旋回運動
に伴う流路面積増大率が低く、圧縮過剰になる可能性が
ある。内線側圧縮空間４ａ２の圧力が他に比べて高いと
なると、吐出弁１９が常に開弁したまま、あるいはそれ
に近い状態に陥り、吐出弁１９として機能しないおそれ
がある。

【００４７】そこで、各圧縮空間４ａ２、４ｂ２、４ｃ
を吐出弁１９が開弁する時にほぼ同レベルの圧力にする
ために切欠き部１３０、１３１を形成し、各圧縮空間４
ａ２、４ｂ２、４ｃの連通性を向上させることにより、
必要なときにだけ吐出弁１９を開弁させることができ
る。従って、第３実施例の切欠き部１３０、１３１を設
けたものでは、第１実施例の機能を併せ持ち、より的確
に吐出弁１９を動作させることが可能となり、エネルギ
ー効率の向上を図ることができる。

【００４８】次に、本発明の第４実施例を図６を用いて
説明する。図６は本発明の第４実施例のスクロール流体
機械の吐出行程移行時における固定スクロールと旋回ス
クロールの中央部を示す横断面図である。

【００４９】この第４実施例のものは、第３実施例のも
のに比較して、旋回スクロール３の中央底面に連通路１
５２を設けた点にて相違する。連通路１５２は、最内周
圧縮空間４ｃと内線側圧縮空間４ａ２を早期に連通させ
るために設けたものである。その連通させるタイミング
としては、旋回スクロールラップ３ａが吐出口５０の縁
と２ヵ所５０ｃ、５０ｄで交差を始めた時に、連通路１
５２により最内周圧縮空間４ｃと内線側圧縮空間４ａ２
の連通が開始するようにしている。あるいは、この連通
させるタイミングとしては、最内周圧縮空間４ｃと最内
周圧縮空間の１つ外側の圧縮空間である内線側圧縮空間
４ａ２と外線側圧縮空間４ｂ２との側面シール部１０
６、１０７がスクロールラップ最内周位置に形成される
旋回駆動位置で、吐出口５０が、最内周圧縮空間４ｃと
の連通部５０ａと、最内周圧縮空間の１つ外側の圧縮空
間であって吐出口５０を設けていない旋回スクロールラ
ップ外側に構成する圧縮空間である外線側圧縮空間４ｂ
２との連通部５０ｂの形成を始めた時に連通路１５２の
連通が開始するようにしてもよい。

【００５０】この連通路１５２の機能について説明す
る。

【００５１】前述したように、吐出時に最内周圧縮空間
４ｃとその外側の圧縮空間４ａ２、４ｂ２に圧力差が極
力ないことが異常開弁を抑制し、吐出弁１９を適正に機
能させるためには必要である。また、内線側圧縮空間４
ａ２は、外線側圧縮空間４ｂ２に比べて最内周圧縮空間
４ｃへ連通する際の旋回運動に伴う流路面積増大率が低
く、圧縮過剰になる傾向にある。

【００５２】そこで、連通路１５２を設けることによ
り、最内周圧縮空間４ｃと内線側圧縮空間４ａ２とを連
通路１５２を介して早期に連通し、これらの均圧化を図
ることができる。従って、第４実施例のものは、第３実
施例で説明した切欠き部１３０、１３１の機能を併せ持
ち、さらに的確な吐出弁１９の動作を可能とし、エネル
ギー効率の向上を図ることができる。

【００５３】次に、本発明の第５実施例を図７を用いて
説明する。図７は本発明の第５実施例のスクロール流体
機械の吐出行程移行時における固定スクロールと旋回ス
クロールの中央部を示す横断面図である。

【００５４】この第５実施例のものは、第４実施例のも
のに比較して、固定スクロールラップ２ａの巻始め部が
端部１７３で削除されている点にて相違する。即ち、巻
始め部を削除した固定スクロール２と旋回スクロール３
を噛合わせて圧縮空間４ａ２、４ｂ２を構成し、スクロ
ールラップの側面シール部１０６、１０８、１０９を形
成する。具体的には、旋回スクロールラップ３ａが吐出
口５０の縁と２ヵ所５０ｃ、５０ｄで交差する旋回駆動
区間で、最内周圧縮空間４ｃと外線側圧縮空間４ｂ２と
の側面シール部１０６が存在し、最内周圧縮空間４ｃと
内線側圧縮空間４ａ２との側面シール部が存在しない。

【００５５】なお、前記端部１７３は、スクロールラッ
プ歯高さ方向について、スクロールラップ全体を削除し
ても良いし、スクロールラップの一部を削除しても良
い。また、図７の吐出口５０と各スクロール２ａ、３ａ
の配置と形状では、最内周圧縮空間４ｃと内線側圧縮空
間４ａ２が既に連通しているが、前述した実施例にて示
したような最内周圧縮空間４ｃが２つの側面シール部１
０６、１０７を有する状態から図７に示す最内周圧縮空
間４ｃが１つの側面シール部１０６を有する状態へと旋
回運動に伴い変化するようにしても良い。

【００５６】この端部１７３の機能について説明する。
端部１７３で固定スクロールラップ２ａの巻始め部を削
除したことにより、第４実施例のものに比較して、最内
周圧縮空間４ｃと内線側圧縮空間４ａ２との連通が早く
開始する。即ち、外線側圧縮空間４ｂ２に比べて最内周
圧縮空間４ｃと連通する際の旋回運動に伴う流路面積増
大率が低く圧縮過剰になる可能性がある内線側圧縮空間
４ａ２が、吐出弁１９の閉弁後に比較的高圧になりやす
い最内周圧縮空間４ｃと早期に連通することで、開弁前
における最内周圧縮空間４ｃと内線側圧縮空間４ａ２の
均圧化を積極的に実行できる。従って、この第５実施例
のものは、第４実施例の機能を併せ持ち、さらに的確な
吐出弁１９の動作を可能とし、エネルギー効率向上を図
ることができる。

【００５７】なお、第３実施例から第５実施例における
スクロールラップ切欠き部１５０、１５１、連通路１５
２及び削除した端部１７３を用いて均圧化を図る場合、
必要とする均圧化の程度に応じてこれらの何れか、また
は複数を取捨選択した構成としてもよい。

【００５８】以上の各実施例においては、吐出口５０を
固定スクロール２に設けたが、旋回スクロール３に設け
てもよい。この場合には、固定スクロールラップ２ａを
基準とした内側線圧縮空間及び外側線圧縮空間となる。

【００５９】また、固定スクロールが軸線方向に移動可
能な形式のスクロール流体機械であっても本発明を具現
化することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、吐出空間側から外線側
圧縮空間への逆流を防止しつつ、吐出時の流路抵抗を低
減し、エネルギー効率を向上することができるスクロー
ル流体機械を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のスクロール流体機械の吐
出行程移行時における固定スクロールと旋回スクロール
の中央部を示す横断面図である。

【図２】本発明の第１実施例のスクロール流体機械の全
体構成を示す縦断面図である。

【図３】図２のスクロール流体機械の吐出行程移行時に
おける固定スクロールと旋回スクロール全体を示す横断
面図である。

【図４】本発明の第２実施例のスクロール流体機械の全
体構成を示す縦断面図である。

【図５】本発明の第３実施例のスクロール流体機械の吐
出行程移行時における固定スクロールと旋回スクロール
の中央部を示す横断面図である。

【図６】本発明の第４実施例のスクロール流体機械の吐
出行程移行時における固定スクロールと旋回スクロール
の中央部を示す横断面図である。

【図７】本発明の第５実施例のスクロール流体機械の吐
出行程移行時における固定スクロールと旋回スクロール
の中央部を示す横断面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…固定スクロール、２ａ…ラップ、２
ｂ…鏡板、２ｃ…ラップ歯底、２ｄ…ラップ歯先、３…
旋回スクロール、３ａ…ラップ、３ｂ…鏡板、３ｃ…ラ
ップ歯底、３ｄ…ラップ歯先、４、４ａ、４ｂ、４ｂ
１、４ｂ２…圧縮空間、４ａ１、４ａ２…外線側圧縮空
間、４ｂ１、４ｂ２…内線側圧縮空間、４ｃ…最内周圧
縮空間、７…フレーム、７ａ、７ｂ…キー溝、８…空
間、９…オルダムリング、１１…クランク軸、１２…ス
テータ、１３…ロータ、１５…吸込空間、１６…吐出空
間、１７、１８…支持部材、１９…吐出弁、２０…スク
ロール流体機械、３０…圧縮部、４０…駆動部、５０…
吐出口、５０ａ、５０ｂ…連通部、５０ｃ、５０ｄ…交
差部、１０６、１０７、１０８、１０９…側面シール
部、１３０、１３１…切欠き部、１５２…連通路、１７
３…削除端部。

フロントページの続き (72)発明者 早瀬 功 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 (72)発明者 栗田 慎 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 (72)発明者 櫻井 和夫 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 今村 浩幸 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 Ｆターム(参考） 3H039 AA06 BB28 CC29 CC30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】渦巻状のラップを立設した旋回スクロール
   と、渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、前記
   旋回スクロールの旋回により前記両スクロールの間に概
   略閉塞して容積が縮小するように形成される圧縮空間
   と、前記圧縮空間から圧縮した作動流体を吐出空間へ吐
   出するように前記旋回スクロール及び固定スクロールの
   一方に形成された吐出口と、圧縮空間側の圧力が吐出空
   間側の圧力より大きい時に前記吐出口を開く吐出弁とを
   備え、前記両スクロールの中央に形成される最内周圧縮
   空間とその外側に形成される外線側圧縮空間とが両ラッ
   プの側面を介して連通される以前に前記外線側圧縮空間
   に連通するように吐出口を形成したことを特徴とするス
   クロール流体機械。
2. 【請求項２】渦巻状のラップを立設した旋回スクロール
   と、渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、前記
   旋回スクロールの旋回により前記両スクロールの間に概
   略閉塞して容積が縮小するように形成される圧縮室と、
   前記圧縮室から圧縮した作動流体を吐出空間へ吐出する
   ように前記旋回スクロール及び固定スクロールの一方の
   中央部に形成された吐出口と、圧縮空間側の圧力が吐出
   空間側の圧力より大きい時に前記吐出口を開く吐出弁と
   を備え、前記吐出口を設けない方のスクロールのラップ
   が少なくとも前記吐出口の縁と２カ所の交差部を構成す
   る前記旋回スクロールの駆動区間で、前記両スクロール
   中央に形成する概略閉塞した圧縮空間と、この圧縮空間
   の１つ外側に形成する概略閉塞した２つの圧縮空間との
   スクロールラップ側面シール部が少なくとも１つ存在す
   ることを特徴とするスクロール流体機械。
3. 【請求項３】渦巻状のラップを立設した旋回スクロール
   と、渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、前記
   旋回スクロールの旋回により前記両スクロールの間に概
   略閉塞して容積が縮小するように形成される圧縮空間
   と、前記圧縮空間から圧縮した作動流体を吐出空間へ吐
   出するように前記旋回スクロール及び固定スクロールの
   一方の中央部に形成された吐出口と、圧縮空間側の圧力
   が吐出空間側の圧力より大きい時に前記吐出口を開く吐
   出弁とを備え、前記両スクロール中央に形成する概略閉
   塞した圧縮空間とこの圧縮空間の１つ外側に形成する概
   略閉塞した２つの圧縮空間とのスクロールラップ側面シ
   ール部であって、前記スクロールラップの最内周位置に
   前記スクロールラップ側面シール部を形成する時の前記
   旋回スクロールの駆動位置で、前記両スクロール中央に
   形成する概略閉塞した圧縮空間とこの圧縮空間の１つ外
   側に形成する概略閉塞した２つの圧縮空間のうち前記吐
   出口を設けない前記スクロールのスクロールラップ外側
   に構成する圧縮空間とに前記吐出口が連通することを特
   徴とするスクロール流体機械。
4. 【請求項４】渦巻状のラップを立設した旋回スクロール
   と、渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、前記
   旋回スクロールの旋回により前記両スクロールの間に概
   略閉塞して容積が縮小するように形成される圧縮空間
   と、前記圧縮空間から圧縮した作動流体を吐出空間へ吐
   出するように前記旋回スクロール及び固定スクロールの
   一方に形成された吐出口と、圧縮空間側の圧力が吐出空
   間側の圧力より大きい時に前記吐出口を開く吐出弁とを
   備え、前記両スクロールの中央に形成される最内周圧縮
   空間とその外側に形成される外線側圧縮空間とが両ラッ
   プの側面を介して連通される以前に前記外線側圧縮空間
   に連通するように吐出口を形成すると共に、前記最内周
   圧縮空間を形成するスクロールラップ内側の少なくとも
   一部に切欠き部を形成したことを特徴とするスクロール
   流体機械。
5. 【請求項５】渦巻状のラップを立設した旋回スクロール
   と、渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、前記
   旋回スクロールの旋回により前記両スクロールの間に概
   略閉塞して容積が縮小するように形成される圧縮空間
   と、前記圧縮空間から圧縮した作動流体を吐出空間へ吐
   出するように前記旋回スクロール及び固定スクロールの
   一方に形成された吐出口と、圧縮空間側の圧力が吐出空
   間側の圧力より大きい時に前記吐出口を開く吐出弁とを
   備え、前記両スクロールの中央に形成される最内周圧縮
   空間とその外側に形成される外線側圧縮空間とが両ラッ
   プの側面を介して連通される以前に前記外線側圧縮空間
   に連通するように吐出口を形成すると共に、吐出口を設
   けないスクロール側に前記最内周圧縮空間とその外側に
   形成される内線側圧縮空間とを連通する連通路を設けた
   ことを特徴とするスクロール流体機械。