JP2003269346A - スクロール型流体機械 - Google Patents

スクロール型流体機械

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JP2003269346A JP2002068613A JP2002068613A JP2003269346A JP 2003269346 A JP2003269346 A JP 2003269346A JP 2002068613 A JP2002068613 A JP 2002068613A JP 2002068613 A JP2002068613 A JP 2002068613A JP 2003269346 A JP2003269346 A JP 2003269346A
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祥孝 芝本
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勝三 加藤
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    • F04C23/008Hermetic pumps

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール型流体機械において、ラップ先端
と平板部の摺動面の容易に高精度で加工し、その効率向
上を図る。 【解決手段】 固定スクロール(40)には、固定側ラッ
プ(41)及び外周部(42)を設ける。固定側ラップ(4
1)は、渦巻き壁状に形成される。外周部(42)は、固
定側ラップ(41)の周囲を囲むリング状に形成される。
可動スクロール(50)には、第1平板(51)、可動側ラ
ップ(53)及び第2平板(52)を設ける。可動側ラップ
(53)は、渦巻き壁状に形成される。また、可動側ラッ
プ(53)は、固定側ラップ(41)と噛み合った状態で、
第1平板(51)と第2平板(52)によって挟み込まれ
る。この可動側ラップ(53)では、第1平板(51)が可
動側ラップ(53)と一体に形成される。また、第2平板
(52)は、第1平板(51)及び可動側ラップ(53)とは
別体に形成され、ボルト(62)によって第1平板(51)
と連結される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール型の流
体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、スクロール型流体機械が広く
知られている。例えば、特開平6−330864号公報
には、スクロール型流体機械によって構成された圧縮機
が開示されている。
【0003】一般的なスクロール型流体機械の構成につ
いて説明する。この種の流体機械は、固定スクロールと
可動スクロールとを備えている。固定スクロールと可動
スクロールは、それぞれが板状の平板部と渦巻き状のラ
ップとを備えている。両スクロールにおいて、ラップ
は、平板部の前面側に立設されている。また、両スクロ
ールにおいて、ラップは、平板部と一体に形成されてい
る。固定スクロールと可動スクロールは、互いに向かい
合う姿勢で配置され、それぞれのラップが互いに噛み合
わされる。そして、互いに噛み合ったラップが平板部で
挟まれた状態となり、これらラップと平板部によって流
体室が区画される。
【0004】固定スクロールは、流体機械のハウジング
に固定される。一方、可動スクロールは、オルダムリン
グを介してハウジングに載置される。このオルダムリン
グは、可動スクロールの自転防止機構を構成する。ま
た、可動スクロールには、平板部の背面側に軸受けが形
成され、この軸受けに回転軸の偏心部が係合する。そし
て、可動スクロールは、自転することなく公転運動だけ
を行う。
【0005】このスクロール型流体機械を冷媒の圧縮機
として用いた場合、各ラップの外周側端部付近へガス冷
媒が吸入される。このガス冷媒は、流体室に閉じ込まれ
る。そして、回転軸を介して可動スクロールを駆動する
と、流体室の容積が次第に小さくなり、流体室内のガス
冷媒が圧縮される。そして、流体室がラップの内周側端
部付近に達すると、平板部に開口する吐出口から圧縮さ
れたガス冷媒が吐出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】スクロール型流体機械
において、可動スクロールは、そのラップが固定スクロ
ールのラップと噛み合った状態で公転する。その際、両
スクロールにおけるラップの側面が互いに摺接し、更に
はラップの先端と平板部が互いに摺接する。そして、互
いに摺動するラップ同士やラップ先端と平板部の間に過
大な隙間が生じると、流体室から流体が漏れ出してしま
い、流体機械としての効率が低下してしまう。このた
め、互いに摺動する面、即ち摺動面を高精度に仕上げ、
流体機械の効率低下を回避する必要がある。
【0007】しかしながら、従来のスクロール型流体機
械では、ラップ先端と平板部の摺動面を高精度に加工す
るのが困難であるという問題があった。この問題点につ
いて説明する。
【0008】例えば、可動スクロールの可動側ラップ先
端は、固定スクロールの固定側平板部と摺動する。一
方、上述のように、各スクロールではラップが平板部と
一体に形成されているため、固定側平板部における可動
側ラップ先端との摺動面は、固定側ラップの歯底に位置
することとなる。
【0009】従って、平板部におけるラップ先端との摺
動面については、高精度な加工が困難であった。つま
り、この摺動面の表面粗さを小さくしたり、その平面度
を高めるのが困難であった。このため、従来のスクロー
ル型流体機械では、ラップ先端と平板部との間からの流
体の漏洩を充分に抑制できず、これに起因して効率を向
上させるのが困難であった。
【0010】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、スクロール型流体機
械において、ラップ先端と平板部の摺動面の容易に高精
度で加工し、流体機械の効率を向上させることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
固定スクロール(40)と、公転運動を行う可動スクロー
ル(50)と、該可動スクロール(50)の自転防止機構
と、回転軸(20)とを備えるスクロール型流体機械を対
象としている。そして、上記可動スクロール(50)は、
上記回転軸(20)の偏心部(21)と係合する第1平板部
(51)と、上記第1平板部(51)と一体に形成された可
動側ラップ(53)とを備え、上記固定スクロール(40)
は、上記可動側ラップ(53)と噛み合わされる固定側ラ
ップ(41)と、該固定側ラップ(41)とは別体に形成さ
れると共に固定側ラップ(41)を挟んで第1平板部(5
1)と対向する第2平板部(52)とを備え、上記固定側
ラップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平板部(51)
及び第2平板部(52)によって流体室(60)が形成され
るものである。
【0012】請求項2記載の発明は、固定スクロール
(40)と、可動スクロール(50)と、該可動スクロール
(50)の自転防止機構と、回転軸(20)とを備えるスク
ロール型流体機械を対象としている。そして、上記固定
スクロール(40)は、固定側ラップ(41)を備え、上記
可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心部
(21)と係合する第1平板部(51)と、該第1平板部
(51)と一体に形成されて上記固定側ラップ(41)と噛
み合わされる可動側ラップ(53)と、上記第1平板部
(51)及び可動側ラップ(53)とは別体に形成されると
共に可動側ラップ(53)を挟んで第1平板部(51)と対
向する第2平板部(52)とを備え、上記第2平板部(5
2)を第1平板部(51)又は可動側ラップ(53)に連結
した状態で公転運動を行うように構成され、上記固定側
ラップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平板部(51)
及び第2平板部(52)によって流体室(60)が形成され
るものである。
【0013】請求項3記載の発明は、固定スクロール
(40)と、可動スクロール(50)と、該可動スクロール
(50)の自転防止機構と、回転軸(20)とを備えるスク
ロール型流体機械を対象としている。そして、上記固定
スクロール(40)は、固定側ラップ(41)を備え、上記
可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心部
(21)と係合する第1平板部(51)と、該第1平板部
(51)とは別体に形成されて上記固定側ラップ(41)と
噛み合わされる可動側ラップ(53)と、該可動側ラップ
(53)と一体に形成されると共に可動側ラップ(53)を
挟んで第1平板部(51)と対向する第2平板部(52)と
を備え、上記第1平板部(51)を第2平板部(52)又は
可動側ラップ(53)に連結した状態で公転運動を行うよ
うに構成され、上記固定側ラップ(41)、可動側ラップ
(53)、第1平板部(51)及び第2平板部(52)によっ
て流体室(60)が形成されるものである。
【0014】請求項4記載の発明は、固定スクロール
(40)と、可動スクロール(50)と、該可動スクロール
(50)の自転防止機構と、回転軸(20)とを備えるスク
ロール型流体機械を対象としている。そして、上記固定
スクロール(40)は、固定側ラップ(41)を備え、上記
可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心部
(21)と係合する第1平板部(51)と、該第1平板部
(51)とは別体に形成されて上記固定側ラップ(41)と
噛み合わされる可動側ラップ(53)と、上記第1平板部
(51)及び可動側ラップ(53)とは別体に形成されると
共に可動側ラップ(53)を挟んで第1平板部(51)と対
向する第2平板部(52)とを備え、第1平板部(51)と
可動側ラップ(53)と第2平板部(52)を互いに連結し
た状態で公転運動を行うように構成され、上記固定側ラ
ップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平板部(51)及
び第2平板部(52)によって流体室(60)が形成される
ものである。
【0015】請求項5記載の発明は、請求項1記載のス
クロール型流体機械において、固定スクロール(40)
は、固定側ラップ(41)と一体に形成されて該固定側ラ
ップ(41)の周りを囲う外周部(42)を備える一方、固
定側ラップ(41)の先端と第1平板部(51)との間に隙
間が形成されるように、上記外周部(42)の高さが上記
固定側ラップ(41)の高さよりも高くなっているもので
ある。
【0016】請求項6記載の発明は、請求項2,3又は
4記載のスクロール型流体機械において、固定スクロー
ル(40)は、固定側ラップ(41)と一体に形成されて該
固定側ラップ(41)の周りを囲う外周部(42)を備える
一方、上記固定側ラップ(41)の先端と第1平板部(5
1)又は第2平板部(52)との間に隙間が形成されるよ
うに、上記外周部(42)の高さが上記固定側ラップ(4
1)の高さよりも高くなっているものである。
【0017】請求項7記載の発明は、請求項2,3又は
4記載のスクロール型流体機械において、可動側ラップ
(53)の高さが固定側ラップ(41)の高さよりも高くな
っているものである。
【0018】請求項8記載の発明は、請求項2,3又は
4記載のスクロール型流体機械において、固定側ラップ
(41)は、その中心部分の高さがその外周部分の高さよ
りも低くなるように形成されるものである。
【0019】請求項9記載の発明は、請求項5記載のス
クロール型流体機械において、固定側ラップ(41)の先
端には、第1平板部(51)と摺動するチップシール(7
2)が設けられるものである。
【0020】請求項10記載の発明は、請求項6,7又
は8記載のスクロール型流体機械において、固定側ラッ
プ(41)の先端には、第1平板部(51)又は第2平板部
(52)と摺動するチップシール(72)が設けられるもの
である。
【0021】請求項11記載の発明は、請求項2,3又
は4記載のスクロール型流体機械において、可動スクロ
ール(50)には、第1平板部(51)と第2平板部(52)
の間隔を保持するための支柱部(61)が可動側ラップ
(53)の外側に複数設けられるものである。
【0022】請求項12記載の発明は、請求項11記載
のスクロール型流体機械において、支柱部(61)は、そ
の高さが可動側ラップ(53)の高さ以上となるように形
成されるものである。
【0023】請求項13記載の発明は、請求項11記載
のスクロール型流体機械において、固定スクロール(4
0)は、固定側ラップ(41)と一体に形成されて該固定
側ラップ(41)の周りを囲う外周部(42)を備える一
方、上記外周部(42)には支柱部(61)を挿通するため
のガイド孔(47)が複数形成され、上記外周部(42)の
ガイド孔(47)と、該ガイド孔(47)に挿通されてガイ
ド孔(47)の側壁と摺動する支柱部(61)とによって可
動スクロール(50)の自転防止機構が構成されるもので
ある。
【0024】請求項14記載の発明は、請求項1,2,
3又は4記載のスクロール型流体機械において、固定側
ラップ(41)は、その一部分又は全体の厚みが可動側ラ
ップ(53)の厚みよりも厚くなるように形成されるもの
である。
【0025】請求項15記載の発明は、請求項1,2,
3又は4記載のスクロール型流体機械において、固定側
ラップ(41)の材料は、そのヤング率が可動側ラップ
(53)の材料よりも高くなっているものである。
【0026】請求項16記載の発明は、請求項1,2,
3又は4記載のスクロール型流体機械において、固定ス
クロール(40)は、固定側ラップ(41)と一体に形成さ
れて該固定側ラップ(41)の周りを囲う外周部(42)を
備える一方、上記外周部(42)の内側面は、可動側ラッ
プ(53)の外側面と摺接するように上記固定側ラップ
(41)の内側面に連続して形成されるものである。
【0027】請求項17記載の発明は、請求項16記載
のスクロール型流体機械において、外周部(42)の内側
面は、可動側ラップ(53)の最外周部分における外側面
の全体と摺接可能に形成されるものである。
【0028】請求項18記載の発明は、請求項2,3又
は4記載のスクロール型流体機械において、第1平板部
(51)及び第2平板部(52)は、可動スクロール(50)
の重心位置を偏心部(21)の中心線上に位置させるよう
な形状に形成されるものである。
【0029】請求項19記載の発明は、請求項2,3又
は4記載のスクロール型流体機械において、固定スクロ
ール(40)、可動スクロール(50)、自転防止機構、及
び回転軸(20)が収納される密閉容器状のケーシング
(11)を備える一方、上記ケーシング(11)の内部全体
が低圧状態となるように構成されるものである。
【0030】請求項20記載の発明は、請求項2,3又
は4記載のスクロール型流体機械において、固定スクロ
ール(40)、可動スクロール(50)、自転防止機構、及
び回転軸(20)が収納される密閉容器状のケーシング
(11)を備える一方、上記ケーシング(11)の内部に
は、低圧状態にされると共に少なくとも固定スクロール
(40)及び可動スクロール(50)が設置される低圧室
(12)が形成されるものである。
【0031】請求項21記載の発明は、請求項1記載の
スクロール型流体機械において、固定スクロール(40)
は、固定側ラップ(41)と第2平板部(52)の間に挟み
込まれて可動側ラップ(53)の先端と摺動する薄板部材
(71)を備えるものである。
【0032】請求項22記載の発明は、請求項2又は4
記載のスクロール型流体機械において、可動スクロール
(50)は、可動側ラップ(53)と第2平板部(52)の間
に挟み込まれて固定側ラップ(41)の先端と摺動する薄
板部材(71)を備えるものである。
【0033】請求項23記載の発明は、請求項3又は4
記載のスクロール型流体機械において、可動スクロール
(50)は、可動側ラップ(53)と第1平板部(51)の間
に挟み込まれて固定側ラップ(41)の先端と摺動する薄
板部材(71)を備えるものである。
【0034】請求項24記載の発明は、請求項1記載の
スクロール型流体機械において、第1平板部(51)を固
定側ラップ(41)へ押し付けるための力が可動スクロー
ル(50)に作用するように構成されるものである。
【0035】請求項25記載の発明は、請求項2,3又
は4記載のスクロール型流体機械において、第1平板部
(51)又は第2平板部(52)を固定側ラップ(41)へ押
し付けるための力が可動スクロール(50)に作用するよ
うに構成されるものである。
【0036】請求項26記載の発明は、請求項1,2,
3又は4記載のスクロール型流体機械において、可動側
ラップ(53)における中心側端部から所定長さに亘る部
分は、該可動側ラップ(53)の外周側端部よりも高さの
低い低壁部(57)を構成する一方、固定スクロール(4
0)の固定側ラップ(41)には、上記低壁部(57)の先
端と摺接して流体室(60)を形成するための平面形成部
(49)が設けられるものである。
【0037】−作用−請求項1の発明では、可動スクロ
ール(50)に第1平板部(51)と可動側ラップ(53)と
が設けられ、固定スクロール(40)に第2平板部(52)
と固定側ラップ(41)とが設けられる。可動スクロール
(50)の可動側ラップ(53)は、固定スクロール(40)
の固定側ラップ(41)と噛み合わされる。この状態で可
動スクロール(50)が公転運動を行うと、それに伴って
流体室(60)の容積が変化する。その際、固定側ラップ
(41)の内側面と可動側ラップ(53)の外側面が摺接
し、固定側ラップ(41)の外側面と可動側ラップ(53)
の内側面が摺接する。また、固定側ラップ(41)の先端
と第1平板部(51)が摺接し、可動側ラップ(53)の先
端と第2平板部(52)が摺接する。この可動側ラップ
(53)と摺接する第2平板部(52)は、固定側ラップ
(41)と別体に形成される。
【0038】尚、この請求項1の発明において、固定側
ラップ(41)の側面と可動側ラップ(53)の側面は、必
ずしも互いが直接に触れあっていなくてもよい。つま
り、厳密に言うと固定側ラップ(41)と可動側ラップ
(53)の間に微小な隙間がある場合であっても、一見し
て固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)が擦れ合っ
ているように見える状態であればよい。この点は、固定
側ラップ(41)の先端と第1平板部(51)についても同
様であり、可動側ラップ(53)の先端と第2平板部(5
2)についても同様である。
【0039】請求項2,3,4の発明では、可動スクロ
ール(50)に第1平板部(51)と可動側ラップ(53)と
第2平板部(52)とが設けられ、固定スクロール(40)
に固定側ラップ(41)が設けられる。可動スクロール
(50)の可動側ラップ(53)は、固定スクロール(40)
の固定側ラップ(41)と噛み合わされる。この状態で可
動スクロール(50)が公転運動を行うと、それに伴って
流体室(60)の容積が変化する。その際、固定側ラップ
(41)の内側面と可動側ラップ(53)の外側面が摺接
し、固定側ラップ(41)の外側面と可動側ラップ(53)
の内側面が摺接する。また、固定側ラップ(41)は、一
方の先端が第1平板部(51)に摺接し、他方の先端が第
2平板部(52)に摺接する。
【0040】尚、これら請求項2,3,4の発明におい
て、固定側ラップ(41)の側面と可動側ラップ(53)の
側面は、必ずしも互いが直接に触れあっていなくてもよ
い。つまり、厳密に言うと固定側ラップ(41)と可動側
ラップ(53)の間に微小な隙間がある場合であっても、
一見して固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)が擦
れ合っているように見える状態であればよい。この点
は、固定側ラップ(41)の一方の先端と第1平板部(5
1)についても同様であり、固定側ラップ(41)の他方
の先端と第2平板部(52)についても同様である。
【0041】請求項2の発明では、可動側ラップ(53)
が第1平板部(51)と一体に形成される。一方、第2平
板部(52)は、可動側ラップ(53)や第1平板部(51)
とは別体に形成される。つまり、固定側ラップ(41)と
摺接する第2平板部(52)が、可動側ラップ(53)とは
別体に形成される。可動スクロール(50)では、可動側
ラップ(53)又は第1平板部(51)に対して、これらと
は別体の第2平板部(52)が連結されている。
【0042】請求項3の発明では、可動側ラップ(53)
が第2平板部(52)と一体に形成される。一方、第1平
板部(51)は、可動側ラップ(53)や第2平板部(52)
とは別体に形成される。つまり、固定側ラップ(41)と
摺接する第1平板部(51)が、可動側ラップ(53)とは
別体に形成される。可動スクロール(50)では、可動側
ラップ(53)又は第2平板部(52)に対して、これらと
は別体の第1平板部(51)が連結されている。
【0043】請求項4の発明では、第1平板部(51)と
可動側ラップ(53)と第2平板部(52)とがそれぞれ別
体に形成される。つまり、固定側ラップ(41)と摺接す
る第1平板部(51)及び第2平板部(52)が、可動側ラ
ップ(53)とは別体に形成される。可動スクロール(5
0)では、それぞれ別体の第1平板部(51)と可動側ラ
ップ(53)と第2平板部(52)とが互いに連結されてい
る。
【0044】請求項5の発明では、固定スクロール(4
0)において、外周部(42)が固定側ラップ(41)と一
体に形成される。この外周部(42)は、その高さが固定
側ラップ(41)の高さよりも高くなっている。そして、
固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)とを噛み合わ
せた状態では、固定側ラップ(41)の先端と第1平板部
(51)との間のクリアランスが確保される。
【0045】請求項6の発明では、固定スクロール(4
0)において、外周部(42)が固定側ラップ(41)と一
体に形成される。この外周部(42)は、その高さが固定
側ラップ(41)の高さよりも高くなっている。そして、
固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)とを噛み合わ
せた状態では、固定側ラップ(41)の先端と第1平板部
(51)又は第2平板部(52)との間のクリアランスが確
保される。
【0046】請求項7の発明では、可動側ラップ(53)
の高さが固定側ラップ(41)の高さより高くなる。本発
明の可動スクロール(50)において、第1平板部(51)
と第2平板部(52)の間隔は、可動側ラップ(53)の高
さと等しくなる。つまり、第1平板部(51)と第2平板
部(52)の間隔が固定側ラップ(41)の高さよりも長く
なり、第1平板部(51)や第2平板部(52)と固定側ラ
ップ(41)の先端とのクリアランスが確保される。
【0047】請求項8の発明では、固定側ラップ(41)
の中心部分の高さがその外周部分の高さよりも低くなっ
ている。このため、固定側ラップ(41)の先端と第1平
板部(51)や第2平板部(52)とのクリアランスは、固
定側ラップ(41)の中心側の方が外周側よりも大きくな
る。尚、固定側ラップ(41)の高さは、外周側端部から
中心側端部に向かって連続的に低くなっていてもよい
し、段階的に低くなっていてもよい。
【0048】請求項9の発明では、固定側ラップ(41)
の先端にチップシール(72)が設けられる。つまり、本
発明では、固定側ラップ(41)と第1平板部(51)の間
に隙間が形成されるが、この隙間はチップシール(72)
によってシールされる。
【0049】請求項10の発明では、固定側ラップ(4
1)の先端にチップシール(72)が設けられる。つま
り、本発明では、固定側ラップ(41)と第1平板部(5
1)又は第2平板部(52)の間に隙間が形成されるが、
この隙間はチップシール(72)によってシールされる。
【0050】請求項11の発明では、第1平板部(51)
と第2平板部(52)の間に可動側ラップ(53)及び複数
の支柱部(61)が設けられる。各支柱部(61)は、第1
平板部(51)と第2平板部(52)で挟み込まれ、両者の
間隔を保持する。尚、支柱部(61)は、第1平板部(5
1)及び第2平板部(52)と別体でもよいし、第1平板
部(51)又は第2平板部(52)と一体であってもよい。
また、複数の支柱部(61)は、可動側ラップ(53)より
も外側に配置される。
【0051】請求項12の発明では、支柱部(61)の高
さが可動側ラップ(53)の高さ以上となる。従って、例
えばボルトで第1平板部(51)と第2平板部(52)を連
結する場合であっても、ボルトによる締付力は、その殆
どが支柱部(61)に作用し、可動側ラップ(53)にはそ
れほど作用しない。
【0052】請求項13の発明では、固定スクロール
(40)に外周部(42)が設けられる。外周部(42)に
は、各支柱部(61)に対応して複数のガイド孔(47)が
形成される。可動スクロール(50)の支柱部(61)は、
外周部(42)のガイド孔(47)に挿通され、その外周面
がガイド孔(47)の内側面と摺動する。そして、支柱部
(61)と外周部(42)が摺動することによって可動スク
ロール(50)が案内され、可動スクロール(50)の自転
運動が規制される。
【0053】請求項14の発明では、固定側ラップ(4
1)の厚みが、部分的又は全体的に可動側ラップ(53)
の厚みよりも厚くされる。
【0054】請求項15の発明では、固定側ラップ(4
1)と可動側ラップ(53)が互いに異なる材料で構成さ
れる。具体的に、固定側ラップ(41)は、ヤング率が可
動側ラップ(53)の材料よりも高い材料によって構成さ
れる。
【0055】請求項16の発明では、固定スクロール
(40)に外周部(42)が設けられる。外周部(42)の内
側面は、固定側ラップ(41)の内側面に連続して形成さ
れ、可動側ラップ(53)の外側面と摺接する。つまり、
固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)の間だけでな
く、外周部(42)と可動側ラップ(53)の間にも流体室
(60)が形成される。つまり、可動側ラップ(53)と摺
接して流体室(60)を区画する固定側のラップ面は、そ
の一部が外周部(42)の内側面によって構成される。
【0056】請求項17の発明では、可動側ラップ(5
3)の最外周部分における外側面の全体と外周部(42)
の内側面が摺接する。つまり、可動側ラップ(53)と摺
接して流体室(60)を区画する固定側のラップ面は、可
動側ラップ(53)の外周側端部の近傍にまで延長され
る。そして、可動側ラップ(53)の最外周部分において
も、その全体と外周部(42)との間に流体室(60)が形
成される。
【0057】尚、これら請求項16,17の発明におい
て、外周部(42)の内側面と可動側ラップ(53)の外側
面は、必ずしも互いが直接に触れあっていなくてもよ
い。つまり、厳密に言うと外周部(42)と可動側ラップ
(53)の間に微小な隙間がある場合であっても、一見し
て外周部(42)と可動側ラップ(53)が擦れ合っている
ように見える状態であればよい。
【0058】請求項18の発明では、可動スクロール
(50)の重心位置を偏心部(21)の中心線上に設定する
ために、第1平板部(51)と第2平板部(52)の両方の
形状が調節される。可動スクロール(50)の重心位置が
偏心部(21)の中心線上に位置すれば、可動スクロール
(50)の公転中に生じる可動スクロール(50)の自転モ
ーメントは大幅に低下する。
【0059】請求項19の発明では、ケーシング(11)
の内部が低圧状態とされる。例えば、スクロール型流体
機械(10)を圧縮機として用いる場合、ケーシング(1
1)の内圧は、流体室(60)へ吸入される流体の圧力と
同じになる。また、スクロール型流体機械(10)を膨張
機として用いる場合、ケーシング(11)の内圧は、流体
室(60)から流出した流体の圧力と同じになる。そし
て、ケーシング(11)の内部において、固定スクロール
(40)及び可動スクロール(50)の周囲は低圧状態とな
っている。
【0060】請求項20の発明では、ケーシング(11)
の内部に低圧室(12)が区画形成される。この低圧室
(12)は、その内部が低圧状態とされる。例えば、スク
ロール型流体機械(10)を圧縮機として用いる場合、低
圧室(12)の内圧は、流体室(60)へ吸入される流体の
圧力と同じになる。また、スクロール型流体機械(10)
を膨張機として用いる場合、低圧室(12)の内圧は、流
体室(60)から流出した流体の圧力と同じになる。この
低圧室(12)には、少なくとも固定スクロール(40)と
可動スクロール(50)とが配置されている。そして、固
定スクロール(40)及び可動スクロール(50)の周囲は
低圧状態となっている。尚、ケーシング(11)内におけ
る低圧室(12)以外の空間は、例えば高圧状態となって
いてもよい。
【0061】請求項21の発明では、固定スクロール
(40)において、固定側ラップ(41)と第2平板部(5
2)の間に薄板部材(71)が挟み込まれる。この薄板部
材(71)は、可動側ラップ(53)の先端と摺動する。
【0062】請求項22の発明では、可動スクロール
(50)において、可動側ラップ(53)と第2平板部(5
2)の間に薄板部材(71)が挟み込まれる。この薄板部
材(71)は、固定側ラップ(41)の先端と摺動する。
【0063】請求項23の発明では、可動スクロール
(50)において、可動側ラップ(53)と第1平板部(5
1)の間に薄板部材(71)が挟み込まれる。この薄板部
材(71)は、固定側ラップ(41)の先端と摺動する。
【0064】請求項24の発明では、可動スクロール
(50)に対して、その第1平板部(51)を固定側ラップ
(41)の方へ押し付ける力が作用する。ここで、可動ス
クロール(50)が公転運動する際には、可動スクロール
(50)を固定スクロール(40)や回転軸(20)に対して
傾けようとするモーメントが生じる。これに対し、本発
明で可動スクロール(50)に加えられる押し付け力は、
可動スクロール(50)を傾けようとするモーメントを打
ち消すように作用する。
【0065】請求項25の発明では、可動スクロール
(50)に対して、その第1平板部(51)又は第2平板部
(52)を固定側ラップ(41)の方へ押し付ける力が作用
する。ここで、可動スクロール(50)が公転運動する際
には、可動スクロール(50)を固定スクロール(40)や
回転軸(20)に対して傾けようとするモーメントが生じ
る。これに対し、本発明で可動スクロール(50)に加え
られる押し付け力は、可動スクロール(50)を傾けよう
とするモーメントを打ち消すように作用する。
【0066】請求項26の発明では、可動側ラップ(5
3)の中心端側の部分が低壁部(57)を構成する。ま
た、固定側ラップ(41)には、その中心端側の部分に平
面形成部(49)が設けられる。この平面形成部(49)
は、固定側ラップ(41)を横断するように形成され、低
壁部(57)の先端と摺接して流体室(60)を形成する。
【0067】尚、この請求項26の発明において、低壁
部(57)の先端と平面形成部(49)は、必ずしも互いが
直接に触れあっていなくてもよい。つまり、厳密に言う
と低壁部(57)と平面形成部(49)の間に微小な隙間が
ある場合であっても、一見して低壁部(57)と平面形成
部(49)が擦れ合っているように見える状態であればよ
い。
【0068】
【発明の実施の形態1】以下、本発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係
るスクロール型流体機械により構成されたスクロール圧
縮機(10)である。このスクロール圧縮機(10)は、冷
凍装置の冷媒回路に設けられる。
【0069】図1に示すように、上記スクロール圧縮機
(10)は、いわゆる全密閉形に構成されている。このス
クロール型圧縮機は、縦長で円筒形の密閉容器状に形成
されたケーシング(11)を備えている。ケーシング(1
1)の内部には、上から下へ向かって順に、圧縮機構(3
0)と、電動機(16)と、下部軸受(19)とが配置され
ている。また、ケーシング(11)の内部には、上下に延
びる駆動軸(20)が回転軸として設けられている。
【0070】ケーシング(11)の内部は、圧縮機構(3
0)のハウジング(31)によって上下に仕切られてい
る。このケーシング(11)の内部では、ハウジング(3
1)の上方の空間が低圧室(12)となり、その下方の空
間が高圧室(13)となっている。スクロール圧縮機(1
0)の運転中において、低圧室(12)の内圧は、スクロ
ール圧縮機(10)へ吸入される冷媒の圧力(吸入圧力)
と等しくなる。一方、高圧室(13)の内圧は、圧縮機構
(30)から吐出された冷媒の圧力(吐出圧力)と等しく
なる。
【0071】高圧室(13)には、電動機(16)と下部軸
受(19)とが収納されている。電動機(16)は、固定子
(17)と回転子(18)とを備えている。固定子(17)
は、ケーシング(11)の胴部に固定されている。一方、
回転子(18)は、駆動軸(20)における長手方向の中央
部に固定されている。下部軸受(19)は、ケーシング
(11)の胴部に固定されている。この下部軸受(19)
は、駆動軸(20)の下端部を回転自在に支持している。
【0072】ケーシング(11)には、管状の吐出ポート
(15)が設けられている。この吐出ポート(15)は、そ
の一端が高圧室(13)における電動機(16)よりも上方
の空間に開口している。
【0073】圧縮機構(30)のハウジング(31)には、
これを上下に貫通する主軸受(32)が形成されている。
駆動軸(20)は、この主軸受(32)に挿通され、主軸受
(32)によって回転自在に支持される。駆動軸(20)に
おいて、ハウジング(31)の上部に突出する上端部分
は、偏心部(21)を構成している。偏心部(21)は、駆
動軸(20)の中心軸よりに対して偏心して形成されてい
る。この偏心部(21)の偏心量が、可動スクロール(5
0)の公転半径となる。
【0074】駆動軸(20)には、ハウジング(31)と固
定子(17)の間にバランスウェイト(25)が取り付けら
れている。また、駆動軸(20)には、図示しないが、給
油通路が形成されている。ハウジング(31)の底部に溜
まる冷凍機油は、遠心ポンプの作用によって駆動軸(2
0)の下端から吸い上げられ、給油通路を通って各部へ
供給される。更に、駆動軸(20)には、吐出通路(22)
が形成されている。この吐出通路(22)については後述
する。
【0075】図2にも示すように、低圧室(12)には、
固定スクロール(40)と、可動スクロール(50)と、オ
ルダムリング(39)とが収納されている。
【0076】図3にも示すように、固定スクロール(4
0)は、固定側ラップ(41)と外周部(42)とを備えて
いる。尚、図3は、固定スクロール(40)だけを図示し
たものであり、図2のA-A断面における断面図を示し
ている。
【0077】固定側ラップ(41)は、高さが一定の渦巻
き壁状に形成されている。一方、外周部(42)は、固定
側ラップ(41)の周りを囲む厚肉のリング状に形成され
ると共に、固定側ラップ(41)と一体に形成されてい
る。つまり、外周部(42)の内側において、固定側ラッ
プ(41)が片持ち梁状に突き出ている。また、外周部
(42)には、挿通孔(47)とボルト孔(48)とが3つず
つ形成されている。挿通孔(47)とボルト孔(48)と
は、何れも外周部(42)をその厚さ方向に貫通してい
る。
【0078】固定スクロール(40)において、外周部
(42)の内側面(44)は、固定側ラップ(41)の内側面
(43)に連続して形成されている。そして、外周部(4
2)の内側面(44)は、固定側ラップ(41)の内側面(4
3)と共に固定側の内側ラップ面(45)を構成してい
る。一方、固定側ラップ(41)の外側面は、固定側の外
側ラップ面(46)を構成している。この固定スクロール
(40)において、見かけ上は固定側ラップ(41)が1と
3/4巻き分の長さとなっている。ところが、外周部(4
2)の内側面(44)も固定側の内側ラップ面(45)を構
成しているため、この内側ラップ面(45)は2と3/4
巻き分の長さとなっている。
【0079】固定スクロール(40)は、ハウジング(3
1)の上に載置されている(図2参照)。この固定スク
ロール(40)は、図示しないが、3つのボルト孔(48)
に通されたボルトによってハウジング(31)に締結固定
されている。固定スクロール(40)には、管状の吸入ポ
ート(14)の一端が挿入されている。この吸入ポート
(14)は、ケーシング(11)の上端部を貫通して設けら
れている。
【0080】固定スクロール(40)における吸入ポート
(14)の下部には、吸入逆止弁(35)が設けられてい
る。この吸入逆止弁(35)は、弁体(36)とコイルばね
(37)とによって構成されている。弁体(36)は、キャ
ップ状に形成されており、吸入ポート(14)の下端を塞
ぐように設置されている。また、この弁体(36)は、コ
イルばね(37)によって吸入ポート(14)の下端に押し
付けられている。
【0081】可動スクロール(50)について、図2,図
4,図5を参照しながら説明する。尚、図4は、可動ス
クロール(50)だけを図示したものであり、図2のA-
A断面における断面図を示している。また、図5は、固
定スクロール(40)と可動スクロール(50)の両方を図
示したものであり、両者が組合わさったものの平面図を
示している。
【0082】可動スクロール(50)は、第1平板部を構
成する第1平板(51)と、可動側ラップ(53)と、第2
平板部を構成する第2平板(52)と、支柱部を構成する
支柱部材(61)とを備えている。第1平板(51)と第2
平板(52)は、可動側ラップ(53)を挟んで対向するよ
うに配置されている。第1平板(51)は、可動側ラップ
(53)と一体に形成されている。一方、第2平板(52)
は、第1平板(51)及び可動側ラップ(53)と別体に形
成され、第1平板(51)に連結されている。この点につ
いては後述する。
【0083】図4に示すように、第1平板(51)は、概
ね円形の平板状に形成されている。第1平板(51)に
は、半径方向へ膨出した部分が3つ形成されており、そ
の部分のそれぞれに支柱部材(61)が1つずつ立設され
ている。つまり、可動スクロール(50)には、3つの支
柱部材(61)が設けられている。支柱部材(61)は、や
や厚肉で管状の部材であって、第1平板(51)とは別体
に形成されている。
【0084】可動側ラップ(53)は、高さが一定の渦巻
き壁状に形成され、第1平面の前面側(図2における上
面側)に立設されている。可動側ラップ(53)の内側面
は、可動側の内側ラップ面(54)を構成している。一
方、可動側ラップ(53)の外側面は、可動側の外側ラッ
プ面(55)を構成している。そして、可動側ラップ(5
3)は、可動側の内側ラップ面(54)及び外側ラップ面
(55)がインボリュート曲線を描くような形状に形成さ
れている。また、可動側の内側ラップ面(54)と外側ラ
ップ面(55)は、それぞれが2と1/4巻き分の長さと
なっている。
【0085】図5に示すように、第2平板(52)は、第
1平板(51)と概ね同形状に形成されている。だたし、
第2平板(52)には、吸入ポート(14)との干渉を避け
るための切り欠きが形成されている。この第2平板(5
2)は、第1平板(51)との間に支柱部材(61)及び可
動スクロール(50)を挟み込んだ状態で、3本のボルト
(62)によって第1平板(51)と締結されている。尚、
図5では、ボルト(62)の図示を省略している。このボ
ルト(62)は、支柱部材(61)に挿通された状態で、第
1平板(51)と第2平板(52)を連結している(図2参
照)。
【0086】第1平板(51)と第2平板(52)の間隔
は、両者に挟み込まれた支柱部材(61)よって保持され
ている。この支柱部材(61)は、固定スクロール(40)
の外周部(42)に形成された挿通孔(47)に通されてい
る。挿通孔(47)の直径は、可動スクロール(50)の公
転中に支柱部材(61)が外周部(42)と接触しないよう
な値に設定されている。
【0087】可動スクロール(50)の可動側ラップ(5
3)は、固定スクロール(40)の固定側ラップ(41)と
互いに噛み合わされている(図5参照)。可動側ラップ
(53)と固定側ラップ(41)を噛み合わせた状態で、固
定側の内側ラップ面(45)と可動側の外側ラップ面(5
5)とが互いに摺接し、固定側の外側ラップ面(46)と
可動側の内側ラップ面(54)とが互いに摺接する。つま
り、固定側の内側ラップ面(45)及び外側ラップ面は、
公転運動する可動側ラップ(53)の包絡線を描く形状と
なっている。
【0088】また、可動スクロール(50)の第2平板
(52)において、その前面(図2における下面)は、固
定側ラップ(41)の上側の先端と摺動する摺動面を構成
している。つまり、第2平板(52)における固定側ラッ
プ(41)との摺動面は、単なる平面となっている。更
に、第1平板(51)の前面(図2における上面)は、固
定側ラップ(41)の下側の先端と摺動する摺動面を構成
している。そして、互いに摺接する固定側ラップ(41)
及び可動側ラップ(53)と、両者を挟んで対向する第1
平板(51)及び第2平板(52)によって、流体室である
圧縮室(60)が区画されている。
【0089】ここで、可動スクロール(50)において、
支柱部材(61)は、その高さが可動側ラップ(53)の高
さよりも僅かに高くなっている。従って、ボルト(62)
による締付力の殆どが支柱部材(61)によって支えら
れ、その締付力によって可動側ラップ(53)が歪むこと
はない。
【0090】また、可動側ラップ(53)の高さ(図2に
おける上下方向の長さ)は、固定側ラップ(41)の高さ
(図2における上下方向の長さ)よりも若干高くなって
いる。従って、可動側ラップ(53)を挟む第1平板(5
1)及び第2平板(52)と固定側ラップ(41)との間に
は、必ずクリアランスが確保される。更に、固定側ラッ
プ(41)の厚みは、可動側ラップ(53)の厚みよりも厚
くなっている。
【0091】本実施形態の圧縮機構(30)では、いわゆ
る非対称スクロール構造を採っている(図5参照)。具
体的に、この圧縮機構(30)において、固定スクロール
(40)の外周部(42)により形成される固定側の内側ラ
ップ面(45)は、可動側ラップ(53)の最外周部分に形
成される可動側の外側ラップ面(55)の全体と摺接可能
となっている。つまり、固定側の内側ラップ面(45)
は、可動側ラップ(53)の外周側端部の近傍にまで延長
されている。
【0092】可動スクロール(50)の第1平板(51)に
は、その中央部に吐出口(63)が形成されている(図
2,図4参照)。この吐出口(63)は、第1平板(51)
を貫通している。また、この第1平板(51)には、軸受
部(64)が形成されている。この軸受部(64)は、略円
筒状に形成され、第1平板(51)の背面側(図2におけ
る下面側)に突設されている。更に、軸受部(64)の下
端部には、鍔状の鍔部(65)が形成されている。
【0093】軸受部(64)の鍔部(65)の下面とハウジ
ング(31)の間には、シールリング(38)が設けられて
いる。このシールリング(38)の内側には、駆動軸(2
0)の給油通路を通じて高圧の冷凍機油が供給されてい
る。シールリング(38)の内側へ高圧の冷凍機油を送り
込むと、鍔部(65)の底面に油圧が作用して可動スクロ
ール(50)が上方へ押し上げられる。つまり、本実施形
態では、可動スクロール(50)に対し、第1平板(51)
を固定スクロール(40)へ押し付けるための力を作用さ
せている。
【0094】第1平板(51)の軸受部(64)には、駆動
軸(20)の偏心部(21)が挿入されている。偏心部(2
1)の上端面には、吐出通路(22)の入口端が開口して
いる。この吐出通路(22)は、その入口端付近がやや大
径に形成され、その内部に筒状シール(23)とコイルば
ね(24)とが設置されている。筒状シール(23)は、そ
の内径が吐出口(63)の直径よりも僅かに大きい管状に
形成され、コイルばね(24)によって第1平板(51)の
背面に押し付けられている。また、吐出通路(22)の出
口端は、駆動軸(20)の側面における固定子(17)と下
部軸受(19)の間に開口している(図1参照)。
【0095】第1平板(51)とハウジング(31)の間に
は、オルダムリング(39)が介設されている。このオル
ダムリング(39)は、図示しないが、第1平板(51)と
係合する一対のキー部と、ハウジング(31)と係合する
一対のキー部とを備えている。そして、オルダムリング
(39)は、可動スクロール(50)の自転防止機構を構成
している。
【0096】本実施形態において、可動スクロール(5
0)の重心位置は、概ね偏心部(21)の中心軸上に設定
されている。この可動スクロール(50)の重心位置の設
定は、第1平板(51)と第2平板(52)の両方の形状を
調節することにより行われる。つまり、可動側ラップ
(53)が渦巻き形状であることに起因する重心位置のず
れは、第1平板(51)及び第2平板(52)の形状を調節
することによって相殺される。
【0097】−運転動作− 上述のように、本実施形態のスクロール圧縮機(10)
は、冷凍機の冷媒回路に設けられている。この冷媒回路
では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行わ
れる。その際、スクロール圧縮機(10)は、蒸発器で蒸
発した低圧冷媒を吸入して圧縮し、圧縮後の高圧冷媒を
凝縮器へ送り出す。ここでは、スクロール圧縮機(10)
が冷媒を圧縮する動作について説明する。
【0098】電動機(16)で発生した回転動力は、駆動
軸(20)によって可動スクロール(50)に伝達される。
駆動軸(20)の偏心部(21)と係合する可動スクロール
(50)は、オルダムリング(39)によって案内され、自
転することなく公転運動だけを行う。可動スクロール
(50)が公転している状態では、固定側の内側ラップ面
(45)と可動側の外側ラップ面(55)とが互いに摺接
し、固定側の外側ラップ面(46)と可動側の内側ラップ
面(54)とが互いに摺接する。また、固定側ラップ(4
1)は、その上側の先端が第2平板(52)の前面と摺接
し、その下側の先端が第1平板(51)の前面と摺接す
る。
【0099】吸入ポート(14)へは、低圧冷媒が吸入さ
れる。この低圧冷媒は、吸入逆止弁(35)の弁体(36)
を押し下げて圧縮室(60)へ流入する。そして、可動ス
クロール(50)が移動するにつれて圧縮室(60)の容積
が小さくなり、圧縮室(60)内の冷媒が圧縮される。圧
縮された冷媒は、吐出口(63)を通って圧縮室(60)か
ら吐出通路(22)へ流入する。その後、高圧冷媒は、吐
出通路(22)から高圧室(13)へ流入し、吐出ポート
(15)を通ってケーシング(11)から送り出される。
【0100】ここで、圧縮室(60)の容積が次第に小さ
くなると、それにつれて圧縮室(60)の内圧が上昇す
る。そして、圧縮室(60)の内圧が上昇すると、第1平
板(51)にはこれを下方へ押し下げる軸方向荷重が作用
し、第2平板(52)にはこれを上方へ押し上げる軸方向
荷重が作用する。一方、本実施形態の可動スクロール
(50)において、第1平板(51)と第2平板(52)は、
ボルト(62)によって互いに連結されている。このた
め、第1平板(51)に作用する軸方向荷重と、第2平板
(52)に作用する軸方向荷重とは、互いに打ち消し合
う。従って、圧縮室(60)の内圧が上昇しても、見かけ
上、可動スクロール(50)に作用する軸方向荷重は全く
変動しない。
【0101】−実施形態1の効果− 本実施形態によれば、固定側ラップ(41)と摺接する第
2平板(52)を、可動側ラップ(53)とは別体に形成し
ている。そして、可動側ラップ(53)と別体の第2平板
(52)では、固定側ラップ(41)との摺動面が単なる平
面となる。このため、第2平板(52)に相当するものが
固定側ラップと一体に形成されて固定スクロールを構成
する一般的なスクロール圧縮機に比べ、第2平板(52)
における固定側ラップ(41)との摺動面を高精度に加工
することが極めて容易となる。
【0102】従って、本実施形態によれば、加工に多大
な時間を要することなく、第2平板(52)の摺動面を小
さな表面粗さに仕上げることができ、更には確実に平面
に仕上げることが可能となる。この結果、スクロール圧
縮機(10)の生産効率を損なうことなく、第2平板(5
2)と固定側ラップ(41)の隙間から漏れ出す流体の量
を大幅に削減でき、スクロール圧縮機(10)の効率を向
上させることができる。
【0103】また、本実施形態のスクロール圧縮機(1
0)では、その可動スクロール(50)において、第2平
板(52)が可動側ラップ(53)と別体に形成されてい
る。このため、スクロール圧縮機(10)組み立て時に
は、第2平板(52)を組み付ける前の状態において、固
定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)の位置関係を目
視や隙間ゲージ等で確認することが可能となる。そし
て、可動側ラップ(53)を回しながら固定側ラップ(4
1)と可動側ラップ(53)の隙間をチェックすることが
でき、最適な位置で固定スクロール(40)をハウジング
(31)に固定することができる。従って、本実施形態に
よれば、固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)の位
置関係を最適化することによっても、圧縮室(60)から
の冷媒の漏れ量を削減することができ、スクロール圧縮
機(10)の効率向上を図ることができる。
【0104】また、本実施形態の可動スクロール(50)
では、可動スクロール(50)を挟むように第1平板(5
1)と第2平板(52)を設け、第1平板(51)と第2平
板(52)をボルト(62)によって連結している。このた
め、圧縮室(60)の内圧が第1平板(51)と第2平板
(52)に作用しても、第1平板(51)に作用する力と第
2平板(52)に作用する力とを互いに相殺させることが
できる。
【0105】この点について、図6を参照しながら説明
する。尚、図6では、上向きの荷重を正(+)とし、下向
きの荷重を負(−)としている。一般的なスクロール型流
体機械では、固定側ラップ及び可動側ラップを挟む一対
の平板は、その一方が固定スクロールに設けられ、他方
が可動スクロールに設けられている。このため、図6
(a)に示すように、可動スクロールが公転して圧縮室の
内圧が上昇すると、可動スクロールに対しては、これを
固定スクロールから引き離す方向の荷重、即ち下向きの
軸方向荷重Fgaが作用する。
【0106】これに対し、本実施形態では、第1平板
(51)と第2平板(52)の両方を可動スクロール(50)
に設けている。図6(b)に示すように、第1平板(51)
には下向きの軸方向荷重Fga1が作用し、第2平板(5
2)には上向きの軸方向荷重Fga2が作用するが、この2
つの荷重の大きさは常に等しくなり、第1平板(51)に
作用する荷重Fga1と第2平板(52)に作用する荷重Fg
a2の合力はゼロとなる。このため、本実施形態によれ
ば、可動スクロール(50)に作用する軸方向荷重(即ち
スラスト荷重)を大幅に低減でき、可動スクロール(5
0)の軸方向荷重を支えるために生じる摩擦損失を大幅
に削減することができる。
【0107】このように、本実施形態によれば、可動ス
クロール(50)の軸方向荷重を軽減して摩擦損失を大幅
に削減できる。従って、本実施形態のスクロール圧縮機
(10)は、いわゆる可変速の圧縮機に適している。つま
り、インバータを用いてスクロール圧縮機(10)を可変
速とする場合には、商用電源よりも高い周波数の交流が
電動機(16)へ供給されて可動スクロール(50)が高速
回転することもある。これに対し、本実施形態のスクロ
ール圧縮機(10)では、可動スクロール(50)が公転す
る際の摩擦損失を大幅に低減できる。従って、このスク
ロール圧縮機(10)は、可動スクロール(50)が高速回
転するような運転に極めて適している。
【0108】また、本実施形態では、可動スクロール
(50)における鍔部(65)の下面に冷凍機油の油圧を作
用させ、可動スクロール(50)の第1平板(51)を固定
スクロール(40)に押し付けている。そして、この押し
付け力を作用させることにより、公転中の可動スクロー
ル(50)を傾けようとするモーメントを低減できる。
【0109】つまり、可動スクロール(50)では、その
重心位置と軸受部(64)の位置が離れていため、公転中
の可動スクロール(50)にはこれを偏心部(21)に対し
て傾けようとするモーメントが生じる。一方、上述のよ
うな押し付け力を可動スクロール(50)に作用させる
と、可動スクロール(50)を傾けようとするモーメント
とは逆向きのモーメントが生じ、2つのモーメントが互
いに打ち消し合う。従って、本実施形態によれば、可動
スクロール(50)が傾いて固定スクロール(40)や回転
軸の偏心部(21)と接触するのを防止でき、それに伴う
損傷を回避してスクロール圧縮機(10)の信頼性を向上
させることができる。
【0110】また、本実施形態によれば、可動スクロー
ル(50)の傾きを抑制するために作用させる押し付け力
を、一般的なスクロール圧縮機(10)に比べて大幅に低
減することができる。この点について、再び図6を参照
しながら説明する。
【0111】上述のように、一般的な構造のスクロール
圧縮機では、圧縮室の内圧によって可動スクロールに下
向きの軸方向荷重が作用する。可動スクロールが公転す
ると、圧縮室の内圧が変化する。従って、可動スクロー
ルに作用する軸方向加重Fgaは、可動スクロールの回転
角に対応して変動する。具体的には、図6(a)に一点鎖
線で示すように、-Fgamax≦Fga≦-Fgaminの範囲で変
動する。
【0112】ここで、可動スクロールの傾きを防ぐため
には、可動スクロール(50)に対する上向きの押し付け
力Fthminが最低限必要になると仮定する。そのように
仮定した場合には、例えFga=-Fgamaxの状態において
も、可動スクロールに作用する合力FをFthmin以上に
する必要がある。従って、この場合に可動スクロールに
作用させねばならない最小の押し付け力Fbp'は、Fbp'
=Fthmin+Fgamaxとなる。
【0113】ところが、可動スクロールに作用させる押
し付け力Fbp'は、冷凍機油の油圧等を利用して加えら
れるものであり、可動スクロールの回転角によらずほぼ
一定である。従って、可動スクロールに作用する合力F
は、Fthmin≦F≦Fthmaxの範囲で変動してしまう。つ
まり、可動スクロールに対しては、最低限必要な押し付
け力Fthminよりも大きな力が殆ど常に作用することに
なる。このため、一般的なスクロール圧縮機では、可動
スクロールに作用する上向きの押し付け力が過大とな
り、可動スクロール(50)が公転する際の摩擦損失が過
大となる問題がある。
【0114】これに対し、本実施形態によれば、圧縮室
(60)の内圧によって可動スクロール(50)に作用する
軸方向加重をゼロとすることができる。この点について
説明する。可動スクロール(50)の公転中に圧縮室(6
0)の内圧が変化すると、第1平板(51)に作用する下
向きの軸方向荷重Fga1は、図6(b)に一点鎖線で示す
ように-Fgamax≦Fga1≦-Fgaminの範囲で変動する。
また、第2平板(52)に作用する上向きの軸方向荷重F
ga2は、同図に二点鎖線で示すようにFgamin≦Fga2≦
Fgamaxの範囲で変動する。そして、この2つの荷重Fg
a1,Fga2は、あらゆる回転角において大きさが同じで向
きが逆方向となっており、互いに打ち消し合う。
【0115】このように、本実施形態のスクロール圧縮
機(10)では、可動スクロール(50)に対し、見かけ上
は高圧油を用いて加えられる上向きの押し付け力Fbpだ
けが作用する。そして、この押し付け力FbpをFbp=F
thminとしておけば、可動スクロール(50)の傾きを防
ぐことが可能となる。従って、本実施形態によれば、可
動スクロール(50)への押し付け力Fbpによって生じる
摩擦損失を最小限に抑えつつ、可動スクロール(50)の
傾きを防止してスクロール圧縮機(10)の信頼性を高め
ることができる。
【0116】また、本実施形態では、第1平板(51)と
第2平板(52)に挟まれた可動側ラップ(53)の高さ
を、この可動側ラップ(53)と噛み合う固定側ラップ
(41)の高さよりも高くしている。このため、第1平板
(51)と第2平板(52)をボルト(62)で連結する際
に、可動スクロール(50)が固定スクロール(40)に対
してロック状態となるのを確実に回避できる。つまり、
第1平板(51)と第2平板(52)で固定側ラップ(41)
が挟み込まれ、可動スクロール(50)が公転できなくな
るという事態を確実に防止できる。従って、本実施形態
によれば、特別な配慮を払うことなくスクロール型圧縮
機を確実に組み立てることができ、その製造工程を簡素
化できる。
【0117】また、本実施形態によれば、可動スクロー
ル(50)に複数の支柱部材(61)を設けることで、第1
平板(51)と第2平板(52)の間隔を保持しながら両者
を確実に連結できる。また、本実施形態の可動スクロー
ル(50)では、可動側ラップ(53)よりも外側に支柱部
材(61)を配置しているため、可動側ラップ(53)を小
型に維持できる。従って、本実施形態によれば、可動ス
クロール(50)の大型化を回避しながら、第1平板(5
1)と第2平板(52)を確実に連結することができる。
【0118】また、本実施形態によれば、支柱部材(6
1)の高さを可動側ラップ(53)の高さ以上としている
ため、ボルト(62)による締結力の殆どを支柱部材(6
1)で支えることができる。このため、例え第1平板(5
1)と第2平板(52)を連結するボルト(62)の締結力
が過大であった場合でも、その締結力によって可動側ラ
ップ(53)が大きく歪むのを回避でき、圧縮室(60)か
らの冷媒の漏れを防止してスクロール圧縮機(10)の効
率低下を回避できる。
【0119】また、本実施形態によれば、可動スクロー
ル(50)の過大な傾きを防ぐのに必要とされる部材の寸
法管理を大幅に簡素化することができる。この点につい
て、図7を参照しながら説明する。
【0120】上述したように、一般的なスクロール圧縮
機では、固定側ラップ及び可動側ラップを挟む一対の平
板は、その一方が固定スクロールに設けられ、他方が可
動スクロールに設けられている。そして、このスクロー
ル圧縮機において、可動スクロールがどの程度まで傾く
かは、可動スクロールの背面とオルダムリングの間のク
リアランスδによって決まる。
【0121】一方、可動スクロールの傾きが大きくなる
と、駆動軸の偏心部と可動スクロールの軸受部とが接触
してしまい、摩耗や損傷の問題を招く。このため、可動
スクロールの傾きをある程度以下に抑えるべく、可動ス
クロールとオルダムリングのクリアランスδを正確に管
理する必要が生じる。ところが、このクリアランスδに
は多くの寸法が影響するため、数多くの寸法を狭い公差
の範囲で管理しなければならず、スクロール圧縮機の製
造効率が低下するという問題があった。
【0122】これに対し、本実施形態のスクロール圧縮
機(10)では、可動スクロール(50)に第1平板(51)
と第2平板(52)の両方を設け、これら第1平板(51)
と第2平板(52)によって固定スクロール(40)を挟ん
でいる。そして、図7に示すように、本実施形態のスク
ロール圧縮機(10)において可動スクロール(50)がど
の程度傾くかは、可動スクロール(50)とオルダムリン
グ(39)のクリアランスδではなく、可動側ラップ(5
3)の高さHosと固定側ラップ(41)の高さHfsの差
(Hos−Hfs)によって決まる。
【0123】このため、可動側ラップ(53)の高さHos
と固定側ラップ(41)の高さHfsという2つの寸法を管
理するだけで、可動スクロール(50)の過度な傾きを確
実に回避できる。従って、本実施形態によれば、スクロ
ール圧縮機(10)の信頼性を高く維持しつつ、その生産
効率を向上させることが可能となる。
【0124】ここで、本実施形態のスクロール圧縮機
(10)では、固定側ラップ(41)が第1平板(51)及び
第2平板(52)の何れとも別体となる構成を採ってお
り、固定側ラップ(41)は外周部(42)の内側へ向かっ
て片持ち梁状に突き出た状態となっている。従って、第
1平板(51)と一体に形成された可動側ラップ(53)に
比べると、固定側ラップ(41)の方が大きく変形するお
それがある。
【0125】これに対し、本実施形態では、固定側ラッ
プ(41)の厚みを可動側ラップ(53)の厚みよりも厚く
している。従って、本実施形態によれば、可動側ラップ
(53)に比べて変形しやすい固定側ラップ(41)の剛性
を高めることができ、固定側ラップ(41)の過大な変形
を防止できる。
【0126】また、本実施形態において、固定側の内側
ラップ面(45)は、固定側ラップ(41)の内側面(43)
と外周部(42)の内側面(44)との両方によって構成さ
れている(図3,図5参照)。このため、可動側ラップ
(53)に比べて変形しやすい固定側ラップ(41)を、可
動側ラップ(53)よりも約1/2巻き分だけ短くするこ
とができる。従って、本実施形態によれば、固定側ラッ
プ(41)の長さを短縮することによってその剛性を高め
ることができ、固定側ラップ(41)の過度な変形を抑制
できる。
【0127】更に、本実施形態では、いわゆる非対称ス
クロール構造を採っている。即ち、固定側の内側ラップ
面(45)の長さが、可動側の外側ラップ面(55)よりも
約1/2巻き分だけ長くなっている。従って、両ラップ
面(45,55)が同じ長さとなる対称スクロール構造を採
った場合に比べ、固定側の内側ラップ面(45)と可動側
の外側ラップ面(55)で区画される圧縮室(60)の最大
容積を拡大することができる。そして、スクロール圧縮
機(10)が吸入できる冷媒量を減らすことなく、固定側
のラップ面(45,46)や可動側のラップ面(54,55)の長
さを短縮することができる。この結果、固定側ラップ
(41)の長さを更に短縮することによってその剛性を一
層高めることができ、固定側ラップ(41)の過大な変形
を確実に抑制できる。
【0128】また、本実施形態では、可動スクロール
(50)の重心位置を調節するために第1平板(51)及び
第2平板(52)の形状を変更している。このため、本実
施形態によれば、可動スクロール(50)の大型化を回避
しながら、可動スクロール(50)の重心位置を調節する
ことが可能となる。
【0129】この点について説明する。一般的なスクロ
ール型流体機械では、第1平板(51)に相当するものだ
けが可動スクロールに設けられている。従って、可動ス
クロールの重心位置の調節は、第1平板(51)に相当す
るものの形状変更だけで行う必要があり、その大型化を
招くおそれがあった。
【0130】これに対し、本実施形態では、第1平板
(51)と第2平板(52)の両方を可動スクロール(50)
に設けている。このため、可動スクロール(50)の重心
位置の調節は、第1平板(51)と第2平板(52)の両方
の形状変更によって行うことが可能となる。従って、本
実施形態によれば、一般的な構造のスクロール圧縮機に
比べ、第1平板(51)や第2平板(52)を小型化でき、
ひいては可動スクロール(50)を小型化できる。
【0131】また、本実施形態では、圧縮機構(30)の
固定スクロール(40)及び可動スクロール(50)を、ケ
ーシング(11)内の低圧室(12)に設置している。つま
り、固定スクロール(40)及び可動スクロール(50)の
周囲は、スクロール圧縮機(10)の吸入圧力と同じ圧力
状態となっている。従って、可動側ラップ(53)の最外
周側に形成される最大容積の圧縮室(60)について考え
ると、この圧縮室(60)の内圧と低圧室(12)の内圧と
の圧力差は殆ど無い状態となる。
【0132】ここで、本実施形態では、第2平板(52)
を可動スクロール(50)に設けて固定スクロール(40)
と摺動させる構成を採っている。このため、固定スクロ
ール(40)や可動スクロール(50)の周囲を吐出圧力と
同じ高圧状態とすると、第2平板(52)と固定スクロー
ル(40)の隙間から圧縮室(60)へ冷媒が漏れ込み、効
率の低下を招くおそれがある。
【0133】これに対し、本実施形態によれば、最大容
積の圧縮室(60)と固定スクロール(40)や可動スクロ
ール(50)の周囲との圧力差を極めて小さくすることが
できる。従って、本実施形態によれば、第2平板(52)
と固定スクロール(40)の隙間から圧縮室(60)へ漏れ
込む冷媒量を大幅に削減することができ、スクロール圧
縮機(10)の効率低下を回避することができる。
【0134】また、本実施形態では、固定側ラップ(4
1)が第2平板(52)と別体になっている。このため、
固定側ラップ(41)や可動側ラップ(53)の先端付近の
隙間を狭めることができ、この隙間から漏れる冷媒量を
削減することができる。この点について、図8,図9を
参照しながら説明する。
【0135】上述のように、本実施形態の固定スクロー
ル(40)は、リング状の外周部(42)の内側へ渦巻き状
の固定側ラップ(41)が片持ち梁状に突き出た形状とな
っている。従って、図8に示すように、側面削り専用の
フライス(100)を用いれば、この固定スクロール(4
0)の加工を行うことが可能である。
【0136】一方、一般的なスクロール圧縮機の固定ス
クロールでは、第2平板に相当するものが固定側ラップ
と一体に形成されている。この構造の固定スクロールを
加工するには、端面に切れ刃を持つエンドミルが必要と
なるが、このエンドミルは切れ刃の角部が摩耗し易い。
このため、図8(a)に示すように、固定側ラップの歯元
部分には、曲面状のR(アール)が形成されてしまう。そ
して、このR(アール)部分との干渉を避けるため、可動
側ラップの先端に面取りを施していた。従って、固定側
ラップの歯元及び可動側ラップ(53)の先端付近に隙間
が生じ、この隙間を通って冷媒の漏れが生じていた。
【0137】これに対し、本実施形態では、固定スクロ
ール(40)が第2平板(52)と別体に形成されている。
このため、図8(b)に示すように、固定側ラップ(41)
及び可動側ラップ(53)の先端を直角に仕上げることが
でき、その近傍に隙間が生じるのを防ぐことができる。
従って、本実施形態によれば、固定側ラップ(41)や可
動側ラップ(53)の先端付近の隙間から漏れる冷媒量を
削減でき、スクロール圧縮機(10)の効率向上を図るこ
とができる。
【0138】−実施形態1の変形例1− 上述のように、本実施形態のスクロール圧縮機(10)を
構成するスクロール型流体機械は、固定スクロール(4
0)と、公転運動する可動スクロール(50)と、該可動
スクロール(50)の自転防止機構と、回転軸とを備える
スクロール型流体機械であって、上記固定スクロール
(40)は、渦巻き状の固定側ラップ(41)を備え、上記
可動スクロール(50)は、上記回転軸の偏心部(21)と
係合する第1平板(51)と、上記固定側ラップ(41)と
噛み合わされる渦巻き状の可動側ラップ(53)と、該可
動側ラップ(53)を挟んで上記第1平板(51)と対向す
る第2平板(52)とを備え、上記固定側ラップ(41)、
可動側ラップ(53)、第1平板(51)及び第2平板(5
2)によって圧縮室(60)が形成されるものである。
【0139】そして、本実施形態のスクロール圧縮機
(10)では、第1平板(51)を可動側ラップ(53)と一
体に形成し、第2平板(52)を第1平板(51)及び可動
側ラップ(53)とは別体に形成しているが、これに代え
て次のような構成としてもよい。
【0140】先ず、図10に示すように、第2平板(5
2)を可動側ラップ(53)と一体に形成し、第1平板(5
1)を第2平板(52)及び可動側ラップ(53)とは別体
に形成してもよい。この構成では、可動側ラップ(53)
と別体の第1平板(51)において、固定側ラップ(41)
との摺動面は単なる平面となる。このため、第1平板
(51)に相当するものが可動側ラップと一体に形成され
て可動スクロールを構成する一般的なスクロール圧縮機
に比べ、第2平板(52)における固定側ラップ(41)と
の摺動面を高精度に加工することが極めて容易となる。
従って、本変形例によれば、上記実施形態のスクロール
圧縮機(10)と同様、その生産効率を損なうことなく、
その効率向上を図ることができる。
【0141】次に、図11に示すように、第1平板(5
1)と第2平板(52)と可動側ラップ(53)とをそれぞ
れ別体に形成してもよい。この構成では、可動側ラップ
(53)と別体の第1平板(51)や第2平板(52)におい
て、固定側ラップ(41)との摺動面は単なる平面とな
る。このため、第1平板(51)に相当するものが可動側
ラップと一体に形成されて可動スクロールを構成すると
同時に第2平板に相当するものが固定側ラップと一体に
形成されて固定スクロールを構成する一般的なスクロー
ル圧縮機に比べ、第1平板(51)や第2平板(52)にお
ける固定側ラップ(41)との摺動面を高精度に加工する
ことが極めて容易となる。従って、本変形例によれば、
上記実施形態のスクロール圧縮機(10)と同様、その生
産効率を損なうことなく、その効率向上を図ることがで
きる。
【0142】更に、この構成を採った場合、第2平板
(52)を組み付ける前の状態において、固定側ラップ
(41)と可動側ラップ(53)の位置関係を目視や隙間ゲ
ージ等で確認することが可能となる。そして、可動側ラ
ップ(53)を回しながら固定側ラップ(41)と可動側ラ
ップ(53)の隙間をチェックすることができ、最適な位
置で固定スクロール(40)をハウジング(31)に固定す
ることができる。従って、本変形例によれば、固定側ラ
ップ(41)と可動側ラップ(53)の配置を最適化するこ
とによっても、圧縮室(60)からの流体の漏れ量を削減
することができ、スクロール圧縮機(10)の効率向上を
図ることができる。
【0143】−実施形態1の変形例2− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、図12に
示すように、可動側ラップ(53)と第2平板(52)の間
に摺動板(71)を挟み込んでもよい。この摺動板(71)
は、バネ鋼等の耐摩耗性に優れた材料からなる薄板であ
って、薄板部材を構成している。本変形例のスクロール
圧縮機(10)において、固定側ラップ(41)の上側の先
端は、この摺動板(71)と摺動する。この摺動板(71)
は優れた耐摩耗性を有しているため、起動時等に給油量
が不足しやすい固定側ラップ(41)の上側の先端部にお
いても、摩耗や焼き付き等のトラブルを確実に防止する
ことができる。
【0144】尚、上記変形例1のスクロール圧縮機(1
0)に対し、本変形例を適用することも可能である。つ
まり、第2平板(52)が可動側ラップ(53)と一体で、
第1平板(51)が第2平板(52)及び可動側ラップ(5
3)と別体となる構造を採る場合には、可動側ラップ(5
3)と第1平板(51)の間に摺動板(71)を挟み込んで
もよい。この場合には、固定スクロール(40)の下側の
先端が摺動板(71)と摺動する。また、第1平板(51)
と第2平板(52)と可動側ラップ(53)とがそれぞれ別
体となる構造を採る場合には、可動側ラップ(53)と第
1平板(51)の間と、可動側ラップ(53)と第2平板
(52)の間の両方に摺動板(71)を挟み込んでもよい。
この場合には、固定スクロール(40)の上下の先端が摺
動板(71)と摺動する。
【0145】−実施形態1の変形例3− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、可動スク
ロール(50)の自転防止機構としてオルダムリング(3
9)を備えているが、これに代えて次のような構成を採
ってもよい。
【0146】つまり、図13に示すように、外周部(4
2)の挿通孔(47)と、この挿通孔(47)に通された支
柱部材(61)とによって、可動スクロール(50)の自転
防止機構を構成してもよい。本変形例において、挿通孔
(47)は、その直径DがD=d+2・Rorとなるように
形成される。尚、「d」は支柱部材(61)の直径を示して
おり、「Ror」は可動スクロール(50)の公転半径を示し
ている。また、挿通孔(47)は、可動スクロール(50)
と共に公転する支柱部材(61)の包絡線を描くように所
定の位置に形成されて、ガイド孔を構成している。
【0147】本変形例のスクロール圧縮機(10)におい
て、支柱部材(61)の側面は、挿通孔(47)の側壁と摺
動する。そして、支柱部材(61)と外周部(42)とが互
いに摺接することによって可動スクロール(50)が案内
され、可動スクロール(50)の自転が規制される。この
ように、本変形例では、可動スクロール(50)の支柱部
材(61)や外周部(42)の挿通孔(47)を利用して可動
スクロール(50)の自転防止機構を構成することが可能
である。従って、本変形例によれば、自転防止機構とし
てのオルダムリング(39)が不要となり、スクロール圧
縮機(10)の構成を簡素化できる。
【0148】−実施形態1の変形例4− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、固定スク
ロール(40)において外周部(42)の高さを固定側ラッ
プ(41)の高さと同じにしているが、これに代えて次の
ような構成を採ってもよい。
【0149】つまり、図14に示すように、固定スクロ
ール(40)において、外周部(42)の高さを固定側ラッ
プ(41)の高さよりも若干高くしてもよい。本変形例で
は、可動スクロール(50)が最も下方に位置する状態で
も、第2平板(52)は外周部(42)の上面に摺接し、固
定側ラップ(41)の上側の先端と第2平板(52)との間
には必ずクリアランスが確保される。
【0150】このため、圧縮室(60)の内圧や熱によっ
て固定側ラップ(41)が多少変形したとしても、固定側
ラップ(41)の先端が第2平板(52)に強く当たって損
傷するのを防止できる。また、固定側ラップ(41)と第
2平板(52)の接触による摩擦抵抗の増大を回避でき
る。
【0151】また、本変形例では、同図に示すように、
固定側ラップ(41)にチップシール(72)を設けてい
る。このチップシール(72)は、固定側ラップ(41)に
おける上側の先端に設けられ、第2平板(52)に摺接す
る。上述のように、本変形例では、固定側ラップ(41)
の先端と第2平板(52)の間に隙間を設けているが、こ
の隙間はチップシール(72)によってシールされる。
【0152】このようにチップシール(72)を設けれ
ば、固定側ラップ(41)と第2平板(52)とのクリアラ
ンスを確保した上で、固定側ラップ(41)と第2平板
(52)の隙間をシールできる。従って、本変形例によれ
ば、クリアランスの確保による効果に加え、固定側ラッ
プ(41)と第2平板(52)の隙間からの冷媒の漏れを抑
制でき、スクロール圧縮機(10)の効率低下を回避でき
る。
【0153】−実施形態1の変形例5− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、固定スク
ロール(40)において固定側ラップ(41)の高さを一定
にしているが、これに代えて次のような構成を採っても
よい。
【0154】つまり、図15に示すように、固定側ラッ
プ(41)の高さを、固定側ラップ(41)の外周側から中
心側へ向かって次第に低くしてもよい。本変形例におい
て、固定側ラップ(41)の上側の先端面は、固定側ラッ
プ(41)の外周側から中心側へ向かって下がってゆく傾
斜面となる。一方、固定側ラップ(41)の下側の先端面
は、固定側ラップ(41)の外周側から中心側へ向かって
上がってゆく傾斜面となる。尚、この固定側ラップ(4
1)では、上側の先端面だけを傾斜させて下側の先端面
を平坦にしてもよいし、逆に上側の先端面を平坦にして
下側の先端面だけを傾斜させてもよい。また、本変形例
のスクロール圧縮機(10)においても、上記変形例4と
同様に、固定側ラップ(41)の先端にチップシールを設
けてもよい。
【0155】ここで、固定側ラップ(41)の中心側部分
は、圧縮室(60)の高い内圧を受けると同時に高温に晒
されることから、その変形量が大きくなりがちである。
これに対し、本変形例によれば、変形量の大きくなりが
ちな固定側ラップ(41)の中心側ほど、固定側ラップ
(41)の先端と第1平板(51)や第2平板(52)とのク
リアランスを拡大することができる。このため、本変形
例によれば、固定側ラップ(41)が第1平板(51)や第
2平板(52)に強く当たって損傷するのを防止できる。
また、固定側ラップ(41)と第1平板(51)や第2平板
(52)の接触による摩擦抵抗の増大を回避できる。
【0156】−実施形態1の変形例6− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、次のよう
な構成を採ってもよい。ここでは、本変形例について、
上記実施形態と異なる部分を説明する。
【0157】図16に示すように、本変形例の可動スク
ロール(50)において、第2平板(52)には、吐出口
(63)が形成されている。つまり、吐出口(63)は、第
1平板(51)ではなく第2平板(52)に形成されてい
る。吐出口(63)は、第2平板(52)の中心部に形成さ
れ、第2平板(52)を貫通している。
【0158】また、本変形例の圧縮機構(30)には、吐
出通路部材(92)と吐出通路(95)とが設けられてい
る。本変形例のスクロール圧縮機(10)において、その
駆動軸(20)には、吐出通路(22)が形成されておら
ず、筒状シール(23)やコイルばね(24)も設けられて
いない。
【0159】吐出通路部材(92)は、そのドーム状部分
が第2平板(52)の中央部を覆うように設けられてい
る。このドーム状部分の内側は、吐出圧空間(94)とな
っている。また、吐出通路部材(92)は、そのドーム状
部分から側方へ延びる部分が固定スクロール(40)と共
にハウジング(31)に固定されている。吐出通路部材
(92)におけるドーム状部分の下端と第2平板(52)と
の間には、シールリング(93)が設けられている。この
シールリング(93)は、可動スクロール(50)の第2平
板(52)と摺動し、吐出通路部材(92)と第2平板(5
2)の隙間をシールしている。
【0160】吐出通路(95)は、吐出通路部材(92)か
ら固定スクロール(40)の外周部(42)を経てハウジン
グ(31)に亘って形成されている。この吐出通路(95)
は、その入口端で吐出圧空間(94)と連通し、その出口
端でケーシング(11)内の高圧室(13)と連通してい
る。
【0161】圧縮機構(30)で圧縮された冷媒は、吐出
口(63)を通って吐出圧空間(94)へ流入する。吐出圧
空間(94)の高圧冷媒は、吐出通路(95)を通って高圧
室(13)へ流入する。その後、高圧室(13)の高圧冷媒
は、吐出ポート(15)を通ってケーシング(11)の外部
へ送り出される。
【0162】−実施形態1の変形例7− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、次のよう
な構成を採ってもよい。ここでは、本変形例について、
上記実施形態と異なる部分を説明する。
【0163】図17に示すように、本変形例の可動スク
ロール(50)において、第2平板(52)には連通孔(7
5)と中間吐出孔(76)とが形成されている。連通孔(7
5)は、第1平板(51)の吐出口(63)と対向する位置
に形成され、第2平板(52)を貫通している。中間吐出
孔(76)は、連通孔(75)よりも第2平板(52)の外周
寄りに形成され、第2平板(52)を貫通している。
【0164】また、第2平板(52)の背面(図16にお
ける上面)には、ドーム状のカバー部材(77)が設けら
れている。このカバー部材(77)は、第2平板(52)の
連通孔(75)と中間吐出孔(76)とを覆うように取り付
けられている。そして、このカバー部材(77)と第2平
板(52)によって、吐出マフラー空間(78)が区画され
ている。この吐出マフラー空間(78)は、連通孔(75)
や中間吐出孔(76)によって圧縮室(60)と連通可能に
なっている。
【0165】更に、第2平板(52)の背面には、リリー
フ弁(79)が取り付けられている。このリリーフ弁(7
9)は、いわゆるリード弁であって、中間吐出孔(76)
を塞ぐように設置されている。そして、リリーフ弁(7
9)は、圧縮室(60)の内圧が吐出マフラー空間(78)
の内圧よりも高くなった場合にだけ開いて中間吐出孔
(76)を開口させる。
【0166】ここで、通常のスクロール圧縮機におい
て、その圧縮比は一定で変化しない。一方、冷媒回路で
冷媒を循環させて冷凍サイクルを行う場合、冷凍サイク
ルにおける高圧と低圧の比は、運転条件によって変動す
る。このため、スクロール圧縮機の圧縮比が冷凍サイク
ルの高圧と低圧の比よりも大きくなった状態では、スク
ロール圧縮機で冷媒を必要以上に圧縮してしまうことに
なる。
【0167】これに対し、本変形例のスクロール圧縮機
(10)によれば、このような過圧縮現象を回避できる。
つまり、スクロール圧縮機(10)の圧縮比が冷凍サイク
ルの高圧と低圧の比よりも大きい状態では、圧縮工程の
途中で圧縮室(60)の内圧が冷凍サイクルの高圧に達し
てしまう。このため、圧縮室(60)の内圧でリリーフ弁
(79)が押し開けられ、圧縮室(60)内の冷媒の一部が
中間吐出孔(76)を通って吐出マフラー空間(78)へ流
れ込む。
【0168】圧縮室(60)では、残った冷媒だけが圧縮
される。このため、圧縮室(60)が吐出口(63)と連通
した状態でも、冷媒の圧力は必要以上に高くならない。
一方、圧縮行程の途中で吐出マフラー空間(78)へ流入
した冷媒は、連通孔(75)を通って圧縮室(60)内の冷
媒と合流し、その後に吐出口(63)を通って吐出通路
(22)へと流入する。このように、本変形例のスクロー
ル圧縮機(10)では、その圧縮比が冷凍サイクルの運転
条件に応じて自動的に調節される。
【0169】−実施形態1の変形例8− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、ケーシン
グ(11)内が低圧室(12)と高圧室(13)に区画された
構成を採っているが、これに代えて、ケーシング(11)
の内部全体が低圧(吸入圧力)状態となる構造(低圧ド
ーム構造)を採ってもよい。ここでは、本変形例につい
て、上記実施形態と異なる部分を説明する。
【0170】図18に示すように、本変形例のスクロー
ル圧縮機(10)では、ケーシング(11)の胴部に吸入ポ
ート(14)が取り付けられている。また、固定スクロー
ル(40)には、吸入口(81)が設けられている。この吸
入口(81)は、外周部(42)を横方向へ貫通するように
形成され、ケーシング(11)の内部空間と圧縮室(60)
を連通させている。また、本実施形態の軸受部(64)
は、単純な筒状に形成されており、鍔部(65)が省略さ
れている。
【0171】本変形例の可動スクロール(50)におい
て、第2平板(52)には、吐出口(63)と中間圧導入孔
(82)とが形成されている。つまり、吐出口(63)は、
第1平板(51)ではなく第2平板(52)に形成されてい
る。吐出口(63)は、第2平板(52)の中心部に形成さ
れ、第2平板(52)を貫通している。中間圧導入孔(8
2)は、吐出口(63)よりも第2平板(52)の外周寄り
に形成され、第2平板(52)を貫通している。
【0172】本変形例の圧縮機構(30)には、高圧冷媒
の導出部材(83)が設けられている。この導出部材(8
3)は、平板状部材(84)とキャップ状部材(88)とを
備えている。
【0173】平板状部材(84)は、平板状に形成され、
第2平板(52)の上を覆うように配置されている。この
平板状部材(84)は、固定スクロール(40)と共にボル
ト(91)によってハウジング(31)に固定されている。
平板状部材(84)には、第2平板(52)の吐出口(63)
の上方位置に連通孔(85)が設けられている。この連通
孔(85)は、平板状部材(84)を貫通するように形成さ
れている。
【0174】平板状部材(84)と第2平板(52)との間
には、内側シールリング(86)と外側シールリング(8
7)とが設けられている。内側シールリング(86)と外
側シールリング(87)は、連通孔(85)を中心とする同
心円上に配置され、公転する可動スクロール(50)の第
2平板(52)に摺接している。また、内側シールリング
(86)と外側シールリング(87)とは、それぞれ所定の
直径に形成されている。そして、可動スクロール(50)
が公転運動しても、第2平板(52)の吐出口(63)は常
に内側シールリング(86)の内側の空間と連通し、第2
平板(52)の中間圧導入孔(82)は常に内側シールリン
グ(86)と外側シールリング(87)の間の空間と連通す
る。
【0175】キャップ状部材(88)は、平板状部材(8
4)の上面に取り付けられている。この状態で、キャッ
プ状部材(88)と平板状部材(84)の間には、吐出圧空
間(89)が区画される。この吐出圧空間(89)には、平
板状部材(84)の連通孔(85)が開口している。また、
キャップ状部材(88)の上端には、管状に形成された吐
出ポート(15)の一端が挿入されている。この吐出ポー
ト(15)は、ケーシング(11)の上端部を貫通して設け
られている。
【0176】吐出圧空間(89)には、吐出弁(90)が収
納されている。この吐出弁(90)は、いわゆるリード弁
であって、平板状部材(84)の上面に固定されている。
また、この吐出弁(90)は、連通孔(85)を塞ぐように
設置されている。
【0177】更に、本変形例の圧縮機構(30)には、給
油通路(96)が設けられている。給油通路(96)は、管
状通路(97)と溝状通路(98)とによって構成されてい
る。そして、第2平板(52)の下面と外周部(42)の上
面との間には、この給油通路(96)を通じて冷凍機油が
供給される。
【0178】具体的に、管状通路(97)は、ハウジング
(31)から固定スクロール(40)の外周部(42)に亘っ
て形成されている。また、この管状通路(97)は、その
一端がハウジング(31)における主軸受(32)の上方に
開口し、他端が固定スクロール(40)における外周部
(42)の上面に開口している。一方、溝状通路(98)
は、固定スクロール(40)における外周部(42)の上面
を掘り下げることで形成されている。この溝状通路(9
8)は、管状通路(97)の上端から外周部(42)の内側
に向かって延びると共に、外周部(42)の内周に沿って
円弧状に延びている。
【0179】本変形例のスクロール圧縮機(10)の運転
動作を説明する。吸入ポート(14)からケーシング(1
1)内へ流入した低圧冷媒は、吸入口(81)を通って圧
縮室(60)へ吸入される。一方、圧縮後の高圧冷媒は、
吐出口(63)を通って圧縮室(60)から流出し、更には
連通孔(85)から吐出弁(90)を押し開けて吐出圧空間
(89)へ流入する。その後、高圧冷媒は、吐出ポート
(15)を通ってケーシング(11)から送り出される。
【0180】このスクロール圧縮機(10)において、吐
出口(63)と連通する内側シールリング(86)の内側
は、吐出圧力と同じ圧力になっている。一方、中間圧導
入孔(82)と連通する内側シールリング(86)と外側シ
ールリング(87)の間の空間は、その内圧が吸入圧力よ
りも高くて高圧よりも低い中間圧となっている。このた
め、シールリングを1つだけ設ける場合に比べ、内側シ
ールリング(86)及び外側シールリング(87)の内外の
圧力差を小さくでき、高圧冷媒の漏洩が確実に防止され
る。
【0181】また、内側シールリング(86)や外側シー
ルリング(87)の内側において、第2平板(52)の背圧
は、吸入圧力よりも高くなっている。このため、可動ス
クロール(50)には、これを下へ押し下げる力が作用す
る。つまり、可動スクロール(50)は、その第2平板
(52)が固定スクロール(40)の上面に押し付けられ
る。そして、このような押し付け力を可動スクロール
(50)に作用させることで、公転中における可動スクロ
ール(50)の傾きが抑制される。尚、このように第2平
板(52)は外周部(42)の上面に押し付けられるが、両
者の摺動部分は、給油通路(96)を通じて供給された冷
凍機油によって潤滑される。
【0182】本変形例のスクロール圧縮機(10)では、
上記変形例7と同様の圧縮比が調節可能な構成を採って
もよい。この構成を採る場合、図19に示すように、第
2平板(52)には、中間圧導入孔(82)と同じ位置にや
や大径の中間吐出孔(76)が形成される。また、第2平
板(52)には、この中間吐出孔(76)を塞ぐようにリリ
ーフ弁(79)が設けられる。このリリーフ弁(79)の構
成は、上記変形例6のものと同様である。更に、内側シ
ールリング(86)には、2箇所に面取り加工が施され
る。具体的には、この内側シールリング(86)におい
て、上端内側の隅角部と、下端外側の隅角部とが面取り
されている。
【0183】同図に示すスクロール圧縮機(10)におい
て、圧縮工程の途中で圧縮室(60)の内圧が冷凍サイク
ルの高圧に達すると、圧縮室(60)の内圧によってリリ
ーフ弁(79)が押し開けられる。この状態で、圧縮室
(60)内の冷媒は、中間吐出孔(76)を通って内側シー
ルリング(86)と外側シールリング(87)の間の空間へ
流入する。内側シールリング(86)の外側の圧力がその
内側の圧力よりも高くなると、内側シールリング(86)
の下端に作用するガス圧によって内側シールリング(8
6)が持ち上げられる。そして、内側シールリング(8
6)の外側から内側へ冷媒が流入し、この冷媒が吐出口
(63)からの冷媒と共に吐出ポート(15)へ送り出され
る。一方、内側シールリング(86)の外側の圧力がその
内側の圧力よりも低い状態では、内側シールリング(8
6)の上端に作用するガス圧によって内側シールリング
(86)第2平板(52)に押し付けられる。
【0184】−実施形態1の変形例9− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)において、可動
スクロール(50)は鋳鉄製であるのが一般的である。こ
の場合、第2平板(52)における固定側ラップ(41)と
の摺動面(図2における下面)に対し、高周波焼入れ、
窒化、メッキ、リン酸塩被膜などの処理を施し、耐焼付
き性や耐摩耗性等を高めるようにしてもよい。特に、第
2平板(52)と固定側ラップ(41)が摺動する部分に対
しては、潤滑用の冷凍機油が供給されにくい場合があ
る。従って、第2平板(52)の摺動面には、このような
処理を施すのが望ましい。
【0185】−実施形態1の変形例10− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、可動スク
ロール(50)の材質をアルミ合金等の軽合金としてもよ
い。
【0186】つまり、一般的な構造のスクロール圧縮機
とは異なり、上記実施形態のスクロール圧縮機(10)で
は、第1平板(51)と第2平板(52)の両方が可動スク
ロール(50)に設けられる。このため、一般的なものに
比べて可動スクロール(50)の質量が増大し、軸受部
(64)や駆動軸(20)の偏心部(21)に作用する荷重が
大きくなるおそれがある。
【0187】これに対し、可動スクロール(50)を軽合
金製とすれば、鋳鉄製の場合に比べて可動スクロール
(50)を軽量化できる。このため、第1平板(51)と第
2平板(52)の両方を可動スクロール(50)に設ける構
成を取りながら、軸受部(64)や駆動軸(20)の偏心部
(21)に作用する荷重の増大を抑制できる。
【0188】また、第1平板(51)や可動スクロール
(50)を鋳鉄製としながら、第2平板(52)だけを軽合
金製としてもよい。可動スクロール(50)において、第
2平板(52)は、上下方向に軸受部(64)から最も離れ
た位置に配置される(図2参照)。このため、第2平板
(52)だけでも軽合金製とすることにより軽量化すれ
ば、可動スクロール(50)を傾けようとするモーメント
を大幅に低減できる。
【0189】−実施形態1の変形例11− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、第1平板
(51)と別体に形成された支柱部材(61)によって支柱
部を構成しているが、これに代えて、支柱部を第1平板
(51)と一体に形成してもよい。また、この場合には、
支柱部に雌ネジを形成し、この雌ネジとボルト(62)を
噛み合わせることで、第1平板(51)と第2平板(52)
を連結してもよい。
【0190】−実施形態1の変形例12− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、その可動
スクロール(50)において、可動側ラップ(53)と第2
平板(52)の間にシール材を挟み込むようにしてもよ
い。このシール材としては、ゴム製の部材やガスケット
状の部材を用いることができる。
【0191】ここで、可動側ラップ(53)の先端面や第
2平板(52)の下面の平面度が充分でないと、ボルト
(62)を締め込んだ状態でも可動側ラップ(53)と第2
平板(52)の間に隙間ができるおそれがある。これに対
し、本変形例のように可動側ラップ(53)と第2平板
(52)の間にシール材を挟み込んだ場合には、可動側ラ
ップ(53)の先端面や第2平板(52)の下面をさほど高
精度に仕上げなくても、両者の間の隙間をシール材で塞
ぐことができる。従って、本変形例によれば、可動側ラ
ップ(53)や第2平板(52)にそれほど高精度な加工を
施さなくても、可動側ラップ(53)と第2平板(52)の
間からの冷媒の漏れを防止できる。
【0192】
【発明の実施の形態2】本発明の実施形態2は、上記実
施形態1において、固定スクロール(40)及び可動スク
ロール(50)の構成を変更したものである。ここでは、
本実施形態のスクロール圧縮機(10)について、上記実
施形態1と異なる部分を説明する。
【0193】図20及び図21に示すように、本実施形
態の固定スクロール(40)には、平面形成部(49)が設
けられている。尚、図21は、固定スクロール(40)だ
けを図示したものであり、図20のB-B断面における
断面図を示している。
【0194】この平面形成部(49)は、固定側ラップ
(41)の中心側端部から約1と1/2巻き分の長さに亘
る部分において、向かい合う固定側のラップ面(45,4
6)同士の間を埋めるように形成されている。また、平
面形成部(49)は、その下面が平面になるように形成さ
れている。平面形成部(49)の下面は、固定側ラップ
(41)の高さの約半分の高さに位置している。
【0195】図20及び図22に示すように、本実施形
態の可動側ラップ(53)は、その一部分が低壁部(57)
を構成し、残りの部分が通常壁部(56)を構成してい
る。尚、図22は、可動スクロール(50)だけを図示し
たものであり、図20のB-B断面における断面図を示
している。
【0196】具体的に、この可動側ラップ(53)では、
その中心側端部から約1巻き分の長さに亘る部分が低壁
部(57)を構成し、残りの部分が通常壁部(56)を構成
している。低壁部(57)は、その高さが通常壁部(56)
の高さの約半分となっている。通常壁部(56)は、その
高さが上記実施形態1の可動側ラップ(53)の高さと同
じになっている。
【0197】このように、本実施形態の可動側ラップ
(53)は、その外周側から中心側へ向かって高さが1段
低くなる階段状に形成されている。そして、可動側ラッ
プ(53)における低壁部(57)の先端は、平面形成部
(49)の下面に摺接する。
【0198】図23にも示すように、本実施形態のスク
ロール圧縮機(10)では、固定スクロール(40)の固定
側ラップ(41)と可動スクロール(50)の可動側ラップ
(53)とが互いに噛み合わされる。この点は上記実施形
態1と同様である。尚、図23は、固定スクロール(4
0)と可動スクロール(50)の両方を図示したものであ
り、両者が組合わさったものの平面図を示している。
【0199】このスクロール圧縮機(10)において、可
動側ラップ(53)の通常壁部(56)は、第1平板(5
1)、第2平板(52)、及び固定側ラップ(41)と共に
圧縮室(60)を形成している(図20参照)。また、可
動側ラップ(53)の低壁部(57)は、第1平板(51)、
平面形成部(49)、及び固定側ラップ(41)と共に圧縮
室(60)を形成している。
【0200】このように、本実施形態のスクロール圧縮
機(10)では、平面形成部(49)や可動側ラップ(53)
の低壁部(57)によっても圧縮室(60)を形成してい
る。そして、可動スクロール(50)の回転に伴って容積
の変化する圧縮室(60)の最小容積は、可動側ラップ
(53)の高さがその全長に亘って一定である場合に比べ
て小さくなる。このため、本実施形態によれば、必要な
圧縮比(即ち圧縮室(60)の最大容積と最小容積の比)
を確保しながら固定側ラップ(41)や可動側ラップ(5
3)の巻き数を減らすことができ、固定スクロール(4
0)や可動スクロール(50)を小型化することができ
る。
【0201】この点について説明する。固定側ラップ及
び可動側ラップの高さが一定のスクロール圧縮機におい
て、両ラップの巻数を減らすと、それに伴って圧縮比が
低下する。これは、圧縮室の最大容積を一定に保つため
に両ラップの高さを増すと、それに伴って圧縮室の最小
容積が増大してしまうからである。
【0202】これに対し、本実施形態のスクロール圧縮
機(10)では、可動側ラップ(53)に低壁部(57)と通
常壁部(56)を設けている。このため、固定側及び可動
側ラップ(41,53)の巻数を減らすと共に通常壁部(5
6)の高さを増して圧縮室(60)の最大容積を一定に保
つ場合であっても、低壁部(57)の高さを変化させなけ
れば圧縮室(60)の最小容積も変化しない。従って、本
実施形態によれば、スクロール圧縮機(10)の圧縮比を
低下させることなく、固定側ラップ(41)及び可動側ラ
ップ(53)の巻数を削減できる。
【0203】ここで、本実施形態の固定スクロール(4
0)において、固定側ラップ(41)は、外周部(42)の
内側へ向かって片持ち梁状に突き出ているため、その中
心側部分の変形量が大きくなりがちである。
【0204】これに対し、本実施形態のスクロール圧縮
機(10)では、上述のように、その圧縮比に影響を与え
ることなく、固定側ラップ(41)の長さを短縮できる。
従って、本実施形態によれば、固定側ラップ(41)を短
縮することによってその剛性を確保することができ、固
定側ラップ(41)の変形量を削減できる。更に、本実施
形態では、固定側ラップ(41)の中心側部分を横断する
ように平面形成部(49)が形成される。このため、この
平面形成部(49)を設けることによって、固定側ラップ
(41)の中心側部分の剛性が高まり、その変形量を一層
小さくすることができる。従って、本実施形態によれ
ば、固定側ラップ(41)が変形して可動側ラップ(53)
等と過度に擦れ合うのを防止でき、固定側ラップ(41)
等の損傷を回避してスクロール圧縮機(10)の信頼性を
向上させることができる。
【0205】
【発明の実施の形態3】本発明の実施形態3は、上記実
施形態1において、圧縮機構(30)の構成を変更したも
のである。ここでは、本実施形態のスクロール圧縮機
(10)について、上記実施形態1と異なる部分を説明す
る。
【0206】図24に示すように、本実施形態の圧縮機
構(30)において、第2平板(52)は、可動スクロール
(50)ではなく固定スクロール(40)に設けられてい
る。具体的に、この第2平板(52)は、固定側ラップ
(41)や外周部(42)の上に載せられ、外周部(42)と
共にボルト(91)でハウジング(31)に固定されてい
る。尚、本実施形態の固定スクロール(40)において、
外周部(42)に挿通孔(47)は形成されていない。
【0207】また、本実施形態の圧縮機構(30)におい
て、可動スクロール(50)は、第1平板(51)と可動側
ラップ(53)とによって構成されている。第1平板(5
1)と可動側ラップ(53)は、上記実施形態1と同様に
一体に形成されている。つまり、この可動スクロール
(50)は、一般的なスクロール圧縮機のものと同様に構
成されている。
【0208】固定スクロール(40)の第2平板(52)に
おいて、その前面(図24における下面)は、可動側ラ
ップ(53)の先端と摺動する摺動面を構成している。つ
まり、第2平板(52)における可動側ラップ(53)との
摺動面は、単なる平面となっている。そして、固定スク
ロール(40)の第2平板(52)及び固定側ラップ(41)
と、可動スクロール(50)の第1平板(51)及び可動側
ラップ(53)とによって、圧縮室(60)が区画されてい
る。
【0209】尚、本実施形態のスクロール圧縮機(10)
においても、上記実施形態1と同様に、軸受部(64)に
おける鍔部(65)の下面には冷凍機油の油圧が作用して
いる。そして、この鍔部(65)に作用する油圧によっ
て、可動スクロール(50)が上方へ押し上げられる。つ
まり、可動スクロール(50)には、第1平板(51)を固
定スクロール(40)に押し付けるための力が作用してい
る。
【0210】このように、本実施形態の圧縮機構(30)
では、可動側ラップ(53)と摺接する第2平板(52)
が、固定側ラップ(41)と別体に形成されている。そし
て、固定側ラップ(41)と別体の第2平板(52)におい
て、可動側ラップ(53)との摺動面は単なる平面とな
る。このため、第2平板(52)に相当するものが固定側
ラップと一体に形成される一般的なスクロール圧縮機に
比べ、第2平板(52)における可動側ラップ(53)との
摺動面を高精度に加工することが極めて容易となる。
【0211】従って、本実施形態によれば、加工に多大
な時間を要することなく、第2平板(52)の摺動面を小
さな表面粗さに仕上げることができ、更には確実に平面
に仕上げることが可能となる。この結果、スクロール圧
縮機(10)の生産効率を損なうことなく、第2平板(5
2)と可動側ラップ(53)の隙間から漏れ出す冷媒量を
大幅に削減でき、スクロール圧縮機(10)の効率を向上
させることができる。
【0212】また、本実施形態の圧縮機構(30)では、
固定スクロール(40)において、第2平板(52)が固定
側ラップ(41)と別体になっている。このため、スクロ
ール圧縮機(10)の組み立て時には、第2平板(52)を
組み付ける前の状態において、固定側ラップ(41)と可
動側ラップ(53)の位置関係を目視や隙間ゲージ等で確
認することが可能となる。そして、可動側ラップ(53)
を回しながら固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)
の隙間をチェックすることができ、最適な位置に固定ス
クロール(40)を固定することができる。従って、本実
施形態によれば、固定側ラップ(41)と可動側ラップ
(53)の配置を最適化することによっても、圧縮室(6
0)から漏れる冷媒量を削減することができ、スクロー
ル圧縮機(10)の効率向上を図ることができる。
【0213】−実施形態3の変形例1− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、固定側ラ
ップ(41)と第2平板(52)の間に摺動板を挟み込んで
もよい。この摺動板は、バネ鋼等の耐摩耗性に優れた材
料からなる薄板であって、薄板部材を構成している。本
変形例のスクロール圧縮機(10)において、可動側ラッ
プ(53)の先端は、この摺動板と摺動する。この摺動板
は優れた耐摩耗性を有しているため、起動時等に給油量
が不足しやすい可動側ラップ(53)の先端部において
も、摩耗や焼き付き等のトラブルを確実に防止すること
ができる。
【0214】−実施形態3の変形例2− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、固定スク
ロール(40)において外周部(42)の高さを固定側ラッ
プ(41)の高さと同じにしているが(図24参照)、こ
れに代えて次のような構成を採ってもよい。
【0215】つまり、固定スクロール(40)において、
外周部(42)の高さを固定側ラップ(41)の高さよりも
若干高くしてもよい。本変形例では、可動スクロール
(50)が最も上方に位置する状態でも、第1平板(51)
は外周部(42)の下面に摺接し、固定側ラップ(41)の
下側の先端と第1平板(51)との間には必ずクリアラン
スが確保される。
【0216】このため、圧縮室(60)の内圧や熱によっ
て固定側ラップ(41)が多少変形した状態であっても、
固定側ラップ(41)の先端が第1平板(51)に強く当た
って損傷するのを防止できる。また、固定側ラップ(4
1)と第1平板(51)の接触による摩擦抵抗の増大を回
避できる。
【0217】また、本変形例では、固定側ラップ(41)
の先端に第1平板(51)と摺動するチップシールを設け
てもよい。上述のように、本変形例では、固定側ラップ
(41)の先端と第1平板(51)の間に隙間を設けている
が、この隙間はチップシールによってシールされる。
【0218】このようにチップシールを設ければ、固定
側ラップ(41)と第1平板(51)とのクリアランスを確
保した上で、固定側ラップ(41)と第1平板(51)の隙
間をシールできる。従って、本変形例によれば、クリア
ランスの確保による効果に加え、固定側ラップ(41)と
第1平板(51)との隙間からの冷媒の漏れを抑制でき、
スクロール圧縮機(10)の効率低下を回避できる。
【0219】−実施形態3の変形例3− 上記実施形態のスクロール圧縮機(10)では、その固定
スクロール(40)において、固定側ラップ(41)と第2
平板(52)の間にシール材を挟み込むようにしてもよ
い。このシール材としては、ゴム製の部材やガスケット
状の部材を用いることができる。
【0220】ここで、固定側ラップ(41)の先端面や第
2平板(52)の下面の平面度が充分でないと、ボルト
(91)を締め込んだ状態でも固定側ラップ(41)と第2
平板(52)の間に隙間ができるおそれがある。これに対
し、本変形例のように固定側ラップ(41)と第2平板
(52)の間にシール材を挟み込んだ場合には、固定側ラ
ップ(41)の先端面や第2平板(52)の下面をさほど高
精度に仕上げなくても、両者の間の隙間をシール材で塞
ぐことができる。従って、本変形例によれば、固定側ラ
ップ(41)や第2平板(52)にそれほど高精度な加工を
施さなくても、可動側ラップ(53)と第2平板(52)の
間からの冷媒の漏れを防止できる。
【0221】
【発明のその他の実施の形態】上記各実施形態のスクロ
ール圧縮機(10)では、固定スクロール(40)をセラミ
ックス製としてもよい。この場合、例えば銅含浸させた
セラミックスで固定スクロール(40)を形成し、研磨加
工のみで固定スクロール(40)の仕上げを行ってもよ
い。
【0222】ここで、上記各実施形態のスクロール圧縮
機(10)では、固定側ラップ(41)が第1平板(51)と
も第2平板(52)とも別体となる構成を採っている。こ
のため、固定側ラップ(41)は外周部(42)から内側へ
向かって延びる片持ち梁状の形状となり、固定側ラップ
(41)の剛性を確保しにくくなる。これに対し、本変形
例のように固定スクロール(40)をセラミックス製とす
れば、固定側ラップ(41)の剛性を充分に確保でき、固
定側ラップ(41)の過度な変形を防止できる。
【0223】尚、固定側ラップ(41)と可動側ラップ
(53)を共に鉄鋼材料で構成する場合であっても、固定
側ラップ(41)の材料を可動側ラップ(53)の材料より
もヤング率の高いものを用いることで、上記と同様の効
果が得られる。つまり、ヤング率の高い材料を用いるこ
とで固定側ラップ(41)の剛性を高めることができ、固
定側ラップ(41)の過度な変形を防止できる。
【0224】また、上記各実施形態は、何れも本発明に
係るスクロール型流体機械により構成されたスクロール
圧縮機(10)であるが、このスクロール型流体機械を圧
縮機以外の用途に用いてもよい。例えば、このスクロー
ル型流体機械を膨張機として冷媒回路に設置してもよ
い。この場合、膨張機としてのスクロール型流体機械に
は、凝縮器等で放熱した後の高圧冷媒が導入される。そ
して、膨張機としてのスクロール型流体機械からは、高
圧冷媒の内部エネルギの一部が回転動力として出力され
る。
【0225】
【発明の効果】請求項1の発明では、可動側ラップ(5
3)と摺接する第2平板部(52)を、固定側ラップ(4
1)とは別体に形成している。そして、固定側ラップ(4
1)と別体の第2平板部(52)では、可動側ラップ(5
3)との摺動面が単なる平面となる。このため、第2平
板部(52)が固定側ラップ(41)と一体である従来のも
のに比べ、第2平板部(52)における可動側ラップ(5
3)との摺動面を高精度に加工することが極めて容易と
なる。
【0226】従って、本発明によれば、加工に多大な時
間を要することなく、第2平板部(52)の摺動面を小さ
な表面粗さに仕上げることができ、更には確実に平面に
仕上げることが可能となる。この結果、スクロール型流
体機械(10)の生産効率を損なうことなく、第2平板部
(52)と可動側ラップ(53)の隙間から漏れ出す流体の
量を大幅に削減でき、スクロール型流体機械(10)の効
率を向上させることができる。
【0227】また、請求項1の発明では、固定スクロー
ル(40)において、第2平板部(52)が固定側ラップ
(41)と別体になっている。このため、スクロール型流
体機械(10)の組み立て時には、第2平板部(52)を組
み付ける前の状態において、固定側ラップ(41)と可動
側ラップ(53)の位置関係を目視や隙間ゲージ等で確認
することが可能となる。そして、可動側ラップ(53)を
回しながら固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)の
隙間をチェックすることができ、最適な位置に固定側ラ
ップ(41)を固定することができる。従って、本発明に
よれば、固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)の配
置を最適化することによっても、流体室(60)からの流
体の漏れ量を削減することができ、スクロール型流体機
械(10)の効率向上を図ることができる。
【0228】請求項2の発明によれば、固定側ラップ
(41)と摺接する第2平板部(52)を、可動側ラップ
(53)とは別体に形成している。そして、可動側ラップ
(53)と別体の第2平板部(52)では、固定側ラップ
(41)との摺動面が単なる平面となる。このため、第2
平板部(52)が固定側ラップ(41)と一体に形成されて
固定スクロール(40)を構成する従来のものに比べ、第
2平板部(52)における固定側ラップ(41)との摺動面
を高精度に加工することが極めて容易となる。
【0229】従って、本発明によれば、加工に多大な時
間を要することなく、第2平板部(52)の摺動面を小さ
な表面粗さに仕上げることができ、更には確実に平面に
仕上げることが可能となる。この結果、スクロール型流
体機械(10)の生産効率を損なうことなく、第2平板部
(52)と固定側ラップ(41)の隙間から漏れ出す流体の
量を大幅に削減でき、スクロール型流体機械(10)の効
率を向上させることができる。
【0230】請求項3の発明によれば、固定側ラップ
(41)と摺接する第1平板部(51)を、可動側ラップ
(53)とは別体に形成している。そして、可動側ラップ
(53)と別体の第1平板部(51)では、固定側ラップ
(41)との摺動面が単なる平面となる。このため、第1
平板部(51)が可動側ラップ(53)と一体に形成されて
可動スクロール(50)を構成する従来のものに比べ、第
1平板部(51)における固定側ラップ(41)との摺動面
を高精度に加工することが極めて容易となる。
【0231】従って、本発明によれば、加工に多大な時
間を要することなく、第1平板部(51)の摺動面を小さ
な表面粗さに仕上げることができ、更には確実に平面に
仕上げることが可能となる。この結果、スクロール型流
体機械(10)の生産効率を損なうことなく、第1平板部
(51)と固定側ラップ(41)の隙間から漏れ出す流体の
量を大幅に削減でき、スクロール型流体機械(10)の効
率を向上させることができる。
【0232】請求項4の発明によれば、共に固定側ラッ
プ(41)と摺接する第1平板部(51)と第2平板部(5
2)の両方を、可動側ラップ(53)とは別体に形成して
いる。そして、可動側ラップ(53)と別体の第1平板部
(51)や第2平板部(52)では、固定側ラップ(41)と
の摺動面が単なる平面となる。このため、第1平板部
(51)が可動側ラップ(53)と一体に形成されて可動ス
クロール(50)を構成すると同時に第2平板部(52)が
固定側ラップ(41)と一体に形成されて固定スクロール
(40)を構成する従来のものに比べ、第1平板部(51)
や第2平板部(52)における固定側ラップ(41)との摺
動面を高精度に加工することが極めて容易となる。
【0233】従って、本発明によれば、加工に多大な時
間を要することなく、第1平板部(51)及び第2平板部
(52)の摺動面を小さな表面粗さに仕上げることがで
き、更には確実に平面に仕上げることが可能となる。こ
の結果、スクロール型流体機械(10)の生産効率を損な
うことなく、第1平板部(51)及び第2平板部(52)と
固定側ラップ(41)の隙間から漏れ出す流体の量を大幅
に削減でき、スクロール型流体機械(10)の効率を向上
させることができる。
【0234】また、請求項2,4の発明では、可動スク
ロール(50)において、第2平板部(52)が可動側ラッ
プ(53)と別体になっている。このため、スクロール型
流体機械(10)の組み立て時には、第2平板部(52)を
組み付ける前の状態において、固定側ラップ(41)と可
動側ラップ(53)の位置関係を目視や隙間ゲージ等で確
認することが可能となる。そして、可動側ラップ(53)
を回しながら固定側ラップ(41)と可動側ラップ(53)
の隙間をチェックすることができ、最適な位置に固定側
ラップ(41)を固定することができる。従って、これら
の発明によれば、固定側ラップ(41)と可動側ラップ
(53)の配置を最適化することによっても、流体室(6
0)からの流体の漏れ量を削減することができ、スクロ
ール型流体機械(10)の効率向上を図ることができる。
【0235】また、請求項2,3,4の発明では、第1
平板部(51)と可動側ラップ(53)と第2平板部(52)
とが可動スクロール(50)を構成している。このため、
第1平板部(51)と第2平板部(52)には流体室(60)
の内圧が作用するものの、第1平板部(51)に作用する
力と第2平板部(52)に作用する力とを互いに相殺させ
ることができる。
【0236】つまり、一般的なスクロール型流体機械で
は、流体室の内圧が固定スクロールの平板部と可動スク
ロールの平板部とに作用する。従って、可動スクロール
に対しては、これを固定スクロールから引き離す方向の
力が作用する。
【0237】これに対し、請求項2,3,4の発明によ
れば、第1平板部(51)と第2平板部(52)の両方を可
動スクロール(50)に設けることで、第1平板部(51)
に作用する力と第2平板部(52)に作用する力とを互い
に相殺させることができる。このため、可動スクロール
(50)に作用する軸方向荷重(即ちスラスト荷重)を大
幅に低減でき、可動スクロール(50)が公転運動する際
の摩擦損失を大幅に削減することができる。
【0238】請求項5の発明によれば、外周部(42)の
高さと固定側ラップ(41)の高さの寸法管理を行うこと
で、固定側ラップ(41)の先端と第1平板部(51)との
クリアランスを確保することができる。このため、流体
室(60)の内圧や熱によって固定側ラップ(41)が多少
変形した状態であっても、固定側ラップ(41)が第1平
板部(51)に強く当たって損傷するのを防止できる。ま
た、固定側ラップ(41)と第1平板部(51)の接触によ
る摩擦抵抗の増大を回避できる。従って、本発明によれ
ば、スクロール型流体機械(10)の信頼性を向上させる
ことができる。
【0239】請求項6の発明によれば、外周部(42)の
高さと固定側ラップ(41)の高さの寸法管理を行うこと
で、固定側ラップ(41)の先端と第1平板部(51)又は
第2平板部(52)とのクリアランスを確保することがで
きる。このため、流体室(60)の内圧や熱によって固定
側ラップ(41)が多少変形した状態であっても、固定側
ラップ(41)が第1平板部(51)又は第2平板部(52)
に強く当たって損傷するのを防止できる。また、固定側
ラップ(41)と第1平板部(51)又は第2平板部(52)
の接触による摩擦抵抗の増大を回避できる。従って、本
発明によれば、スクロール型流体機械(10)の信頼性を
向上させることができる。
【0240】請求項7の発明では、第1平板部(51)と
第2平板部(52)に挟まれた可動側ラップ(53)の高さ
を、この可動側ラップ(53)と噛み合う固定側ラップ
(41)の高さよりも高くしている。このため、第1平板
部(51)と第2平板部(52)を連結する際に、可動スク
ロール(50)が固定スクロール(40)に対してロック状
態となるのを確実に回避できる。つまり、第1平板部
(51)と第2平板部(52)で固定側ラップ(41)が挟み
込まれ、可動スクロール(50)が公転できなくなるとい
う事態を確実に防止できる。従って、本発明によれば、
特別な配慮を払うことなくスクロール型流体機械(10)
を確実に組み立てることができ、その製造工程を簡素化
できる。
【0241】また、本発明によれば、固定側ラップ(4
1)の先端と第1平板部(51)又は第2平板部(52)と
のクリアランスを確保することができる。このため、流
体室(60)の内圧や熱によって固定側ラップ(41)が多
少変形した状態であっても、固定側ラップ(41)が第1
平板部(51)又は第2平板部(52)に強く当たって損傷
するのを防止できる。また、固定側ラップ(41)と第1
平板部(51)又は第2平板部(52)の接触による摩擦抵
抗の増大を回避できる。従って、本発明によれば、スク
ロール型流体機械(10)の信頼性を向上させることがで
きる。
【0242】請求項8の発明では、固定側ラップ(41)
の高さを外周側から中心側へ向かって低くしている。こ
こで、固定側ラップ(41)の中心側部分は、その外周側
部分に比べ、流体室(60)の高い内圧が作用すると同時
に高温に晒されることから、変形量が大きくなりがちで
ある。これに対し、本発明によれば、変形量の大きくな
りがちな固定側ラップ(41)の中心側ほど、固定側ラッ
プ(41)の先端と第1平板部(51)や第2平板部(52)
とのクリアランスを拡大することができる。
【0243】このため、本発明によれば、固定側ラップ
(41)が第1平板部(51)や第2平板部(52)に強く当
たって損傷するのを防止できる。また、固定側ラップ
(41)と第1平板部(51)や第2平板部(52)の接触に
よる摩擦抵抗の増大を回避できる。従って、本発明によ
れば、スクロール型流体機械(10)の信頼性を向上させ
ることができる。
【0244】請求項9の発明では、固定側ラップ(41)
と第1平板部(51)とのクリアランスを確保した上で、
両者の隙間をチップシール(72)でシールしている。従
って、本発明によれば、クリアランスの確保による効果
に加え、固定側ラップ(41)と第1平板部(51)の隙間
からの流体の漏れを抑制でき、スクロール型流体機械
(10)の効率低下を回避できる。
【0245】請求項10の発明によれば、固定側ラップ
(41)と第1平板部(51)又は第2平板部(52)とのク
リアランスを確保した上で、固定側ラップ(41)と第1
平板部(51)の隙間、又は固定側ラップ(41)と第2平
板部(52)の隙間をチップシール(72)でシールしてい
る。従って、本発明によれば、クリアランスの確保によ
る効果に加え、固定側ラップ(41)と第1平板部(51)
又は第2平板部(52)との隙間からの流体の漏れを抑制
でき、スクロール型流体機械(10)の効率低下を回避で
きる。
【0246】請求項11の発明によれば、可動スクロー
ル(50)に複数の支柱部(61)を設けることで、第1平
板部(51)と第2平板部(52)の間隔を保持しながら両
者を確実に連結できる。また、本発明では、可動側ラッ
プ(53)よりも外側に支柱部(61)を設けているため、
可動側ラップ(53)が小型に維持される。従って、本発
明によれば、可動スクロール(50)の大型化を回避しな
がら、第1平板部(51)と第2平板部(52)を確実に連
結することができる。
【0247】請求項12の発明によれば、支柱部(61)
の高さを可動側ラップ(53)の高さ以上としているた
め、第1平板部(51)と第2平板部(52)を連結するた
めの力の殆どを支柱部(61)で支持することができる。
このため、例え第1平板部(51)と第2平板部(52)の
連結力が過大となった場合でも、その連結力によって可
動側ラップ(53)が大きく歪むのを防止でき、流体室
(60)からの流体の漏れを防止してスクロール型流体機
械(10)の効率低下を回避できる。
【0248】請求項13の発明によれば、可動スクロー
ル(50)の支柱部(61)や外周部(42)のガイド孔(4
7)を利用して可動スクロール(50)の自転防止機構を
構成できる。従って、本発明によれば、例えば自転防止
機構としてオルダム機構等を別途設ける必要が無くな
り、スクロール型流体機械(10)の構成を簡素化でき
る。
【0249】請求項14の発明によれば、固定側ラップ
(41)の厚みを適当に設定することで、固定側ラップ
(41)の剛性を確保できる。また、請求項15の発明に
よれば、固定側ラップ(41)をヤング率の大きな材料で
構成することにより、固定側ラップ(41)の剛性を確保
できる。
【0250】ここで、これらの発明では、固定側ラップ
(41)が第1平板部(51)及び第2平板部(52)の何れ
とも別体となる構成を採っており、固定側ラップ(41)
は外周側から中心側へ向かって延びる片持ち梁状に形成
される。このため、第1平板部(51)と第2平板部(5
2)によって挟まれる可動側ラップ(53)に比べ、固定
側ラップ(41)が変形しやすくなる。これに対し、請求
項14,15の発明によれば、固定側ラップ(41)の剛
性を充分に確保でき、固定側ラップ(41)の変形が過大
となるのを防止できる。
【0251】請求項16の発明では、可動側ラップ(5
3)と摺接する固定側のラップ面の一部を、外周部(4
2)の内側面によって構成している。このため、例えば
固定側のラップ長と可動側のラップ長が等しい構造(い
わゆる対称スクロール構造)を採った場合であっても、
見かけ上は固定側ラップ(41)の長さを可動側ラップ
(53)の長さよりも短くすることができる。
【0252】ここで、本発明では、固定側ラップ(41)
が第1平板部(51)及び第2平板部(52)の何れとも別
体となる構成を採っており、固定側ラップ(41)は外周
側から中心側へ向かって片持ち梁状に突き出ている。従
って、このような構成では、、第1平板部(51)と第2
平板部(52)によって挟まれる可動側ラップ(53)に比
べ、固定側ラップ(41)の変形量が大きくなるおそれが
ある。
【0253】これに対し、本発明によれば、可動側ラッ
プ(53)に比べて変形しやすい固定側ラップ(41)を、
可動側ラップ(53)よりも短くすることができる。この
結果、固定側ラップ(41)の長さを短縮することによっ
てその剛性を高めることができ、固定側ラップ(41)の
過度な変形を抑制できる。
【0254】請求項17の発明では、固定側のラップ長
が可動側のラップ長よりも約半周分だけ長い構造(いわ
ゆる非対称スクロール構造)を採っている。従って、い
わゆる対称スクロール構造を採った場合に比べ、固定側
の内側ラップ面と可動側の外側ラップ面で区画される流
体室(60)の最大容積を拡大することができる。このた
め、スクロール型流体機械(10)を通過する流体の流量
を減らすことなく、固定側や可動側のラップ長を短縮す
ることができる。この結果、固定側ラップ(41)の長さ
を更に短縮することによってその剛性を一層高めること
ができ、固定側ラップ(41)の過大な変形を確実に抑制
できる。
【0255】請求項18の発明では、可動スクロール
(50)の重心位置を調節するために第1平板部(51)及
び第2平板部(52)の形状を変更している。このため、
可動スクロール(50)の大型化を回避しながら、可動ス
クロール(50)の重心位置を調節することが可能とな
る。
【0256】ここで、一般的なスクロール型流体機械で
は、第1平板部(51)に相当するものだけが可動スクロ
ールに設けられている。従って、可動スクロールの重心
位置の調節は、第1平板部(51)に相当するものの形状
変更だけで行う必要があり、その大型化を招くおそれが
あった。
【0257】これに対し、本発明では、第1平板部(5
1)と第2平板部(52)の両方が可動スクロール(50)
に設けられている。このため、可動スクロール(50)の
重心位置の調節は、第1平板部(51)と第2平板部(5
2)の両方の形状を変更することによって行うことが可
能となる。従って、本発明によれば、一般的な構造のス
クロール型流体機械に比べ、第1平板部(51)や第2平
板部(52)を小型化することができる。
【0258】請求項19,20の発明では、ケーシング
(11)内において、固定スクロール(40)及び可動スク
ロール(50)の周囲が低圧状態となっている。従って、
可動側ラップ(53)の最外周側に形成されて容積が最大
となっている流体室(60)について考えると、この流体
室(60)の内圧と固定スクロール(40)や可動スクロー
ル(50)の周囲の圧力との圧力差は殆ど無い状態とな
る。
【0259】ここで、これらの発明では、第2平板部
(52)を可動スクロール(50)に設けて固定スクロール
(40)と摺動させる構成を採っている。このため、固定
スクロール(40)や可動スクロール(50)の周囲を高圧
状態とすると、第2平板部(52)と固定スクロール(4
0)の隙間から流体室(60)へ流体が漏れ込み、効率の
低下を招くおそれがある。
【0260】これに対し、請求項19,20の発明によ
れば、最大容積の流体室(60)と固定スクロール(40)
や可動スクロール(50)の周囲との圧力差を極めて小さ
くすることができる。従って、これらの発明によれば、
第2平板部(52)と固定スクロール(40)の隙間から流
体室(60)へ漏れ込む流体量を大幅に削減することがで
き、スクロール型流体機械(10)の効率低下を回避する
ことができる。
【0261】請求項21の発明では、固定スクロール
(40)に薄板部材(71)を設け、この薄板部材(71)を
可動側ラップ(53)と摺動させている。従って、この薄
板部材(71)を耐摩耗性の高い材料で構成しておけば、
起動時等に給油量が不足しやすい可動側ラップ(53)の
先端部においても、摩耗や焼き付き等のトラブルを確実
に回避できる。
【0262】請求項22,23の発明によれば、可動ス
クロール(50)に薄板部材(71)を設け、この薄板部材
(71)を固定側ラップ(41)と摺動させている。従っ
て、この薄板部材(71)を耐摩耗性の高い材料で構成し
ておけば、起動時等に給油量が不足しやすい固定側ラッ
プ(41)の先端部においても、摩耗や焼き付き等のトラ
ブルを確実に回避できる。
【0263】請求項24,25の発明によれば、可動ス
クロール(50)に押し付け力を作用させることで、公転
中の可動スクロール(50)を傾けようとするモーメント
を低減できる。このため、可動スクロール(50)が傾い
て固定スクロール(40)や回転軸(20)の偏心部(21)
と接触するのを防止でき、それに伴う損傷を回避してス
クロール型流体機械(10)の信頼性を向上させることが
できる。
【0264】ここで、一般的な構造のスクロール型流体
機械では、第1平板部(51)に相当するものが可動スク
ロールに設けられ、第2平板部(52)に相当するものが
固定スクロールに設けられる。このため、流体室の内圧
によって可動スクロールを固定スクロールから引き離す
力が作用し、この力を上回る押し付け力を可動スクロー
ルに作用させなければ可動スクロールの傾きを防げな
い。
【0265】ところが、可動スクロール(50)を公転さ
せると、それに伴って流体室(60)の内圧も変化する。
このため、流体室(60)の内圧が最も高い状態でも可動
スクロール(50)の傾きを防げるだけの押し付け力を作
用させると、流体室(60)の内圧が低い状態では押し付
け力が過大となり、可動スクロール(50)が公転運動す
る際の摩擦抵抗が過大となる問題がある。
【0266】これに対し、請求項25の発明では、第1
平板部(51)と第2平板部(52)の両方を可動スクロー
ル(50)に設け、両平板部(51,52)に作用する流体室
(60)の内圧を互いに相殺させている。このため、流体
室(60)の内圧が変動しても、見かけ上は本発明の押し
付け力だけが可動スクロール(50)に作用することとな
る。従って、本発明によれば、最低限必要となる押し付
け力を作用させるだけで可動スクロール(50)の傾きを
防ぐことができ、可動スクロール(50)が公転運動する
際の摩擦抵抗を増大させることなくスクロール型流体機
械(10)の信頼性を向上させることが可能となる。
【0267】請求項26の発明では、可動側ラップ(5
3)の低壁部(57)と固定側ラップ(41)に形成された
平面形成部(49)とによっても流体室(60)を形成して
いる。このため、本発明によれば、可動スクロール(5
0)の回転に伴って容積の変化する流体室(60)の最小
容積を、可動側ラップ(53)の高さを一定とした場合に
比べて小さくすることができる。従って、本発明によれ
ば、流体室(60)における最大容積と最小容積の比を一
定に保ちつつ、固定側ラップ(41)や可動側ラップ(5
3)の巻き数を削減することができ、固定スクロール(4
0)や可動スクロール(50)を小型化することができ
る。
【0268】ここで、本発明の固定スクロール(40)に
おいて、固定側ラップ(41)は、その外周側端部から中
心側端部へ向かって延びる片持ち梁状となり、その中心
側部分の変形量が大きくなりがちである。これに対し、
本発明では、変形量の大きい固定側ラップ(41)の中心
側部分を横断するように平面形成部(49)が形成され
る。このため、この平面形成部(49)を設けることによ
って、固定側ラップ(41)の中心側部分の剛性が高ま
り、その変形量を小さくすることができる。この結果、
固定側ラップ(41)が変形して可動側ラップ(53)等と
過度に擦れ合うのを防止でき、固定側ラップ(41)等の
損傷を回避してスクロール型流体機械(10)の信頼性を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1におけるスクロール圧縮機の全体構
成を示す概略断面図である。
【図2】実施形態1におけるスクロール圧縮機の要部を
示す拡大断面図である。
【図3】実施形態1における固定スクロールを示す断面
図である。
【図4】実施形態1における可動スクロールを示す断面
図である。
【図5】実施形態1における固定スクロール及び可動ス
クロールを示す平面図である。
【図6】実施形態1のスクロール圧縮機と一般的なスク
ロール圧縮機における可動スクロールの軸方向荷重と回
転角の関係図である。
【図7】実施形態1おける圧縮機構の要部を示す拡大断
面図である。
【図8】実施形態1おける固定スクロールの概略斜視図
及び概略断面図である。
【図9】実施形態1のスクロール圧縮機と一般的なスク
ロール圧縮機における可動側ラップ及び固定側ラップを
示す概略断面図である。
【図10】実施形態1の変形例1におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図11】実施形態1の変形例1におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図12】実施形態1の変形例2におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図13】実施形態1の変形例3における固定スクロー
ル及び可動スクロールを示す平面図である。
【図14】実施形態1の変形例4におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図15】実施形態1の変形例5におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図16】実施形態1の変形例6におけるスクロール圧
縮機の全体構成を示す概略断面図である。
【図17】実施形態1の変形例7におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図18】実施形態1の変形例8におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図19】実施形態1の変形例9におけるスクロール圧
縮機の要部を示す拡大断面図である。
【図20】実施形態2におけるスクロール圧縮機の要部
を示す拡大断面図である。
【図21】実施形態2における固定スクロールを示す断
面図である。
【図22】実施形態2における可動スクロールを示す断
面図である。
【図23】実施形態2における固定スクロール及び可動
スクロールを示す平面図である。
【図24】実施形態3におけるスクロール圧縮機の要部
を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
(11) ケーシング (12) 低圧室 (20) 駆動軸(回転軸) (21) 偏心部 (40) 固定スクロール (41) 固定側ラップ (42) 外周部 (47) 挿通孔(ガイド孔) (49) 平面形成部 (50) 可動スクロール (51) 第1平板(第1平板部) (52) 第2平板(第2平板部) (53) 可動側ラップ (57) 低壁部 (60) 圧縮室(流体室) (61) 支柱部材(支柱部) (71) 摺動板(薄板部材) (72) チップシール

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定スクロール(40)と、公転運動を行
    う可動スクロール(50)と、該可動スクロール(50)の
    自転防止機構と、回転軸(20)とを備えるスクロール型
    流体機械であって、 上記可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心
    部(21)と係合する第1平板部(51)と、上記第1平板
    部(51)と一体に形成された可動側ラップ(53)とを備
    え、 上記固定スクロール(40)は、上記可動側ラップ(53)
    と噛み合わされる固定側ラップ(41)と、該固定側ラッ
    プ(41)とは別体に形成されると共に固定側ラップ(4
    1)を挟んで第1平板部(51)と対向する第2平板部(5
    2)とを備え、 上記固定側ラップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平
    板部(51)及び第2平板部(52)によって流体室(60)
    が形成されているスクロール型流体機械。
  2. 【請求項2】 固定スクロール(40)と、可動スクロー
    ル(50)と、該可動スクロール(50)の自転防止機構
    と、回転軸(20)とを備えるスクロール型流体機械であ
    って、 上記固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)を備
    え、 上記可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心
    部(21)と係合する第1平板部(51)と、該第1平板部
    (51)と一体に形成されて上記固定側ラップ(41)と噛
    み合わされる可動側ラップ(53)と、上記第1平板部
    (51)及び可動側ラップ(53)とは別体に形成されると
    共に可動側ラップ(53)を挟んで第1平板部(51)と対
    向する第2平板部(52)とを備え、上記第2平板部(5
    2)を第1平板部(51)又は可動側ラップ(53)に連結
    した状態で公転運動を行うように構成され、 上記固定側ラップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平
    板部(51)及び第2平板部(52)によって流体室(60)
    が形成されているスクロール型流体機械。
  3. 【請求項3】 固定スクロール(40)と、可動スクロー
    ル(50)と、該可動スクロール(50)の自転防止機構
    と、回転軸(20)とを備えるスクロール型流体機械であ
    って、 上記固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)を備
    え、 上記可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心
    部(21)と係合する第1平板部(51)と、該第1平板部
    (51)とは別体に形成されて上記固定側ラップ(41)と
    噛み合わされる可動側ラップ(53)と、該可動側ラップ
    (53)と一体に形成されると共に可動側ラップ(53)を
    挟んで第1平板部(51)と対向する第2平板部(52)と
    を備え、上記第1平板部(51)を第2平板部(52)又は
    可動側ラップ(53)に連結した状態で公転運動を行うよ
    うに構成され、 上記固定側ラップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平
    板部(51)及び第2平板部(52)によって流体室(60)
    が形成されているスクロール型流体機械。
  4. 【請求項4】 固定スクロール(40)と、可動スクロー
    ル(50)と、該可動スクロール(50)の自転防止機構
    と、回転軸(20)とを備えるスクロール型流体機械であ
    って、 上記固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)を備
    え、 上記可動スクロール(50)は、上記回転軸(20)の偏心
    部(21)と係合する第1平板部(51)と、該第1平板部
    (51)とは別体に形成されて上記固定側ラップ(41)と
    噛み合わされる可動側ラップ(53)と、上記第1平板部
    (51)及び可動側ラップ(53)とは別体に形成されると
    共に可動側ラップ(53)を挟んで第1平板部(51)と対
    向する第2平板部(52)とを備え、第1平板部(51)と
    可動側ラップ(53)と第2平板部(52)を互いに連結し
    た状態で公転運動を行うように構成され、 上記固定側ラップ(41)、可動側ラップ(53)、第1平
    板部(51)及び第2平板部(52)によって流体室(60)
    が形成されているスクロール型流体機械。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のスクロール型流体機械に
    おいて、 固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)と一体に
    形成されて該固定側ラップ(41)の周りを囲う外周部
    (42)を備える一方、 固定側ラップ(41)の先端と第1平板部(51)との間に
    隙間が形成されるように、上記外周部(42)の高さが上
    記固定側ラップ(41)の高さよりも高くなっているスク
    ロール型流体機械。
  6. 【請求項6】 請求項2,3又は4記載のスクロール型
    流体機械において、 固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)と一体に
    形成されて該固定側ラップ(41)の周りを囲う外周部
    (42)を備える一方、 上記固定側ラップ(41)の先端と第1平板部(51)又は
    第2平板部(52)との間に隙間が形成されるように、上
    記外周部(42)の高さが上記固定側ラップ(41)の高さ
    よりも高くなっているスクロール型流体機械。
  7. 【請求項7】 請求項2,3又は4記載のスクロール型
    流体機械において、 可動側ラップ(53)の高さが固定側ラップ(41)の高さ
    よりも高くなっているスクロール型流体機械。
  8. 【請求項8】 請求項2,3又は4記載のスクロール型
    流体機械において、 固定側ラップ(41)は、その中心部分の高さがその外周
    部分の高さよりも低くなるように形成されているスクロ
    ール型流体機械。
  9. 【請求項9】 請求項5記載のスクロール型流体機械に
    おいて、 固定側ラップ(41)の先端には、第1平板部(51)と摺
    動するチップシール(72)が設けられているスクロール
    型流体機械。
  10. 【請求項10】 請求項6,7又は8記載のスクロール
    型流体機械において、 固定側ラップ(41)の先端には、第1平板部(51)又は
    第2平板部(52)と摺動するチップシール(72)が設け
    られているスクロール型流体機械。
  11. 【請求項11】 請求項2,3又は4記載のスクロール
    型流体機械において、 可動スクロール(50)には、第1平板部(51)と第2平
    板部(52)の間隔を保持するための支柱部(61)が可動
    側ラップ(53)の外側に複数設けられているスクロール
    型流体機械。
  12. 【請求項12】 請求項11記載のスクロール型流体機
    械において、 支柱部(61)は、その高さが可動側ラップ(53)の高さ
    以上となるように形成されているスクロール型流体機
    械。
  13. 【請求項13】 請求項11記載のスクロール型流体機
    械において、 固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)と一体に
    形成されて該固定側ラップ(41)の周りを囲う外周部
    (42)を備える一方、 上記外周部(42)には支柱部(61)を挿通するためのガ
    イド孔(47)が複数形成され、 上記外周部(42)のガイド孔(47)と、該ガイド孔(4
    7)に挿通されてガイド孔(47)の側壁と摺動する支柱
    部(61)とによって可動スクロール(50)の自転防止機
    構が構成されているスクロール型流体機械。
  14. 【請求項14】 請求項1,2,3又は4記載のスクロ
    ール型流体機械において、 固定側ラップ(41)は、その一部分又は全体の厚みが可
    動側ラップ(53)の厚みよりも厚くなるように形成され
    ているスクロール型流体機械。
  15. 【請求項15】 請求項1,2,3又は4記載のスクロ
    ール型流体機械において、 固定側ラップ(41)の材料は、そのヤング率が可動側ラ
    ップ(53)の材料よりも高くなっているスクロール型流
    体機械。
  16. 【請求項16】 請求項1,2,3又は4記載のスクロ
    ール型流体機械において、 固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)と一体に
    形成されて該固定側ラップ(41)の周りを囲う外周部
    (42)を備える一方、 上記外周部(42)の内側面は、可動側ラップ(53)の外
    側面と摺接するように上記固定側ラップ(41)の内側面
    に連続して形成されているスクロール型流体機械。
  17. 【請求項17】 請求項16記載のスクロール型流体機
    械において、 外周部(42)の内側面は、可動側ラップ(53)の最外周
    部分における外側面の全体と摺接可能に形成されている
    スクロール型流体機械。
  18. 【請求項18】 請求項2,3又は4記載のスクロール
    型流体機械において、 第1平板部(51)及び第2平板部(52)は、可動スクロ
    ール(50)の重心位置を偏心部(21)の中心線上に位置
    させるような形状に形成されているスクロール型流体機
    械。
  19. 【請求項19】 請求項2,3又は4記載のスクロール
    型流体機械において、 固定スクロール(40)、可動スクロール(50)、自転防
    止機構、及び回転軸(20)が収納される密閉容器状のケ
    ーシング(11)を備える一方、 上記ケーシング(11)の内部全体が低圧状態となるよう
    に構成されているスクロール型流体機械。
  20. 【請求項20】 請求項2,3又は4記載のスクロール
    型流体機械において、 固定スクロール(40)、可動スクロール(50)、自転防
    止機構、及び回転軸(20)が収納される密閉容器状のケ
    ーシング(11)を備える一方、 上記ケーシング(11)の内部には、低圧状態にされると
    共に少なくとも固定スクロール(40)及び可動スクロー
    ル(50)が設置される低圧室(12)が形成されているス
    クロール型流体機械。
  21. 【請求項21】 請求項1記載のスクロール型流体機械
    において、 固定スクロール(40)は、固定側ラップ(41)と第2平
    板部(52)の間に挟み込まれて可動側ラップ(53)の先
    端と摺動する薄板部材(71)を備えているスクロール型
    流体機械。
  22. 【請求項22】 請求項2又は4に記載のスクロール型
    流体機械において、 可動スクロール(50)は、可動側ラップ(53)と第2平
    板部(52)の間に挟み込まれて固定側ラップ(41)の先
    端と摺動する薄板部材(71)を備えているスクロール型
    流体機械。
  23. 【請求項23】 請求項3又は4に記載のスクロール型
    流体機械において、 可動スクロール(50)は、可動側ラップ(53)と第1平
    板部(51)の間に挟み込まれて固定側ラップ(41)の先
    端と摺動する薄板部材(71)を備えているスクロール型
    流体機械。
  24. 【請求項24】 請求項1記載のスクロール型流体機械
    において、 第1平板部(51)を固定側ラップ(41)へ押し付けるた
    めの力が可動スクロール(50)に作用するように構成さ
    れているスクロール型流体機械。
  25. 【請求項25】 請求項2,3又は4記載ののスクロー
    ル型流体機械において、 第1平板部(51)又は第2平板部(52)を固定側ラップ
    (41)へ押し付けるための力が可動スクロール(50)に
    作用するように構成されているスクロール型流体機械。
  26. 【請求項26】 請求項1,2,3又は4に記載のスク
    ロール型流体機械において、 可動側ラップ(53)における中心側端部から所定長さに
    亘る部分は、該可動側ラップ(53)の外周側端部よりも
    高さの低い低壁部(57)を構成する一方、 固定スクロール(40)の固定側ラップ(41)には、上記
    低壁部(57)の先端と摺接して流体室(60)を形成する
    ための平面形成部(49)が設けられているスクロール型
    流体機械。
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