JP2011149376A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できるスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】スクロール圧縮機１は、鏡板２４ａ、２６ａの一方の面に螺旋状のラップ２４ｂ、２６ｂがそれぞれ設けられた固定スクロール２４および可動スクロール２６を備えている。固定スクロール２４のラップ２４ｂと可動スクロール２６のラップ２６ｂとが互いに組み合されることにより、圧縮室４０が形成される。固定スクロール２４の鏡板２４ａには、圧縮室４０と連通可能な少なくとも１個のリリーフ穴６１が鏡板２４ａを貫通して形成されている。リリーフ穴６１は、固定スクロール２４のラップ２４ｂから離間した位置に形成されている。リリーフ穴６１は、閉領域６２に配置されている。閉領域６２は、平面視における可動スクロール２４のラップ２４ｂの軌跡の重なり部分である。
【選択図】図３

Description

本発明は、固定スクロールにリリーフ穴を有するスクロール圧縮機に関する。

従来より、スクロール圧縮機において、スクロール圧縮室内部の過圧縮ガスを逃がして過圧縮損失を低減するために、固定スクロールの鏡板にリリーフ穴を設ける等の対策が講じられている。リリーフ穴は、開口面積が大きい方が過圧縮ガスの抜けが良くなるが、渦巻き状のラップとの関係上、リリーフ穴の配置には空間的な制約があるので、リリーフ穴の種々の配置や形状が提案されている。

例えば、特許文献１（特許第２５５１１６４号公報）記載のスクロール圧縮機では、リリーフ穴を可動スクロールの形状に沿って長穴を形成したり、または固定スクロールのラップに沿って小さい穴を並べる例が示されている。

近年では、環境によく、省エネルギー化を達成した圧縮機を実現するため、圧縮機の小型化が進んでいる。

また、スクロール部品として、鉄チクソ材料のような高強度材料を用いれば、薄いラップを有するスクロールを造ることができ、圧縮機を小型化できることも着目されている。
ところが、過圧縮ガスを高圧空間へ逃がすためのリリーフ穴は、隣り合う圧縮室を連通させないために、ラップの歯厚より小さくする必要があり、リリーフ穴の直径を大きくすることは難しい。しかも、ラップの歯厚が小さいスクロールでは、リリーフ穴の直径も小さくする必要が生じ、リリーフガスが抜けるガス通路がますます狭くなるという問題がある。

これを解決するために、特許文献１記載のように、ラップの歯厚より径方向長さが小さい長穴を渦巻に沿って形成する方法が知られているが、この方法では、開口面積を十分確保できず、しかも、長穴は加工が複雑であり、高度な熟練を要するという問題がある。

また、ラップの歯厚より小さい径のリリーフ穴を固定スクロールのラップに沿って複数個並べる方法もあるが、この場合には、できる限り開口面積を広くするため及び、回転角に対する開口範囲を広くするために、リリーフ穴はラップ近傍に配置することが多い。

しかし、小口径のリリーフ穴をラップ近傍に配置すると、ラップ表面で油膜を形成している潤滑油がリリーフ穴に流れ込み、リリーフ通路をさらに狭くして過圧縮ガスの抜けが悪くなるという問題が発生する。とくに、高効率を実現するため圧縮室に強制給油している圧縮機では、問題が起こりやすくなる。

本発明の課題は、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できるスクロール圧縮機を提供することにある。

第１発明のスクロール圧縮機は、それぞれの鏡板の一方の面に螺旋状のラップが設けられた固定スクロールおよび可動スクロールを備えている。固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとが互いに組み合されることにより、隣接する固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間に圧縮室が形成されている。固定スクロールの鏡板には、圧縮室と連通可能な少なくとも１個のリリーフ穴が鏡板を貫通して形成されている。リリーフ穴は、固定スクロールのラップから離間した位置に形成されている。かつ、リリーフ穴は、閉領域に少なくとも一部が配置されている。閉領域は、平面視における可動スクロールのラップの軌跡の重なり部分である。

ここでは、固定スクロールの鏡板に圧縮室と連通可能なリリーフ穴が鏡板を貫通して形成され、それぞれのリリーフ穴は、固定スクロールのラップから離間した位置に形成され、かつ、平面視における可動スクロールのラップの軌跡の重なり部分である閉領域に配置されているため、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できる。

第２発明のスクロール圧縮機は、第１発明のスクロール圧縮機であって、少なくともリリーフ穴の中心が、閉領域の内側に配置されている。

ここでは、少なくともリリーフ穴の中心が閉領域の内側に配置されているので、リリーフ穴を通して隣接する圧縮室間でのガス漏れが少ない。

第３発明のスクロール圧縮機は、第１発明または第２発明のスクロール圧縮機であって、リリーフ穴は、閉領域における最も長い対角線に沿って、２個以上配置されている。

ここでは、リリーフ穴が閉領域における最も長い対角線に沿って２個以上配置されているので、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できる。

第４発明のスクロール圧縮機は、第１発明から第３発明のいずれかのスクロール圧縮機であって、可動スクロールのラップの先端は、面取りされている。リリーフ穴の直径は、可動スクロールのラップの面取りされた先端の歯厚より大きく、かつ、可動スクロールのラップの中央部の歯厚より小さい。

ここでは、リリーフ穴の直径が、可動スクロールのラップの面取りされた先端の歯厚より大きく、かつ、可動スクロールのラップの中央部の歯厚より小さいので、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、しかも、冷媒ガスに含まれる潤滑油によるオイルシールで可動スクロールのラップの先端とリリーフ穴との隙間をふさぐことができ、ガス漏れを防ぐことが可能である。

第５発明のスクロール圧縮機は、第１発明から第４発明のいずれかのスクロール圧縮機であって、リリーフ穴は、閉領域に２個以上形成されている。固定スクロールの鏡板の背面側には、閉領域に形成された２個以上のリリーフ穴に連通する共通の座ぐり穴が形成されている。

ここでは、固定スクロールの鏡板の背面側には、閉領域に形成された２個以上のリリーフ穴に連通する共通の座ぐり穴が形成されているので、２個以上のリリーフ穴を閉領域に配置しても、リリーフ穴よりも大口径の座ぐり穴を通ってガスが抜けるので、過圧縮ガスの抜けが良くなる。

第６発明のスクロール圧縮機は、第１発明のスクロール圧縮機であって、リリーフ穴は、閉領域の全部の範囲に開口する穴である。

ここでは、リリーフ穴が閉領域の全部の範囲に開口する穴であるので、大口径のリリーフ穴を得ることができ、より広い開口面積のリリーフ穴を確保でき、過圧縮ガスの抜けもさらに良好になり、過圧縮損失の低減効果が向上する。

第７発明のスクロール圧縮機は、第１発明から第６発明のいずれかのスクロール圧縮機であって、閉領域は、可動スクロールのラップが公転運動を１周するときにリリーフ穴に対して往復して通過する際の最大重なり位置となる領域である。

ここでは、閉領域が可動スクロールのラップが公転運動を１周するときにリリーフ穴に対して往復して通過する際の最大重なり位置となる領域であるので、隣接する圧縮室がリリーフ穴によって通じる不具合を確実に防止できるとともに、閉領域内部で、リリーフ穴の開口面積を最大限確保できる。

第８発明のスクロール圧縮機は、第１発明から第７発明のいずれかのスクロール圧縮機であって、閉領域は、各辺が湾曲している菱形の領域である。

ここでは、閉領域が各辺が湾曲している菱形の領域であるので、大きい口径のリリーフ穴を菱形の領域に開口することが可能であり、リリーフ穴を通して隣接する圧縮室間でのガス漏れも確実に低減することができる。

第１発明によれば、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できる。

第２発明によれば、リリーフ穴を通して隣接する圧縮室間でのガス漏れが少ない。

第３発明によれば、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できる。

第４発明によれば、リリーフ穴の開口面積を十分確保でき、しかも、冷媒ガスに含まれる潤滑油によるオイルシールで可動スクロールのラップの先端とリリーフ穴との隙間をふさぐことができ、ガス漏れを防ぐことが可能である。

第５発明によれば、２個以上のリリーフ穴を閉領域に配置しても、リリーフ穴よりも大口径の座ぐり穴を通ってガスが抜けるので、過圧縮ガスの抜けが良くなる。

第６発明によれば、大口径のリリーフ穴を得ることができ、より広い開口面積のリリーフ穴を確保でき、過圧縮ガスの抜けもさらに良好になり、過圧縮損失の低減効果が向上する。

第７発明によれば、隣接する圧縮室がリリーフ穴によって通じる不具合を確実に防止できるとともに、閉領域内部で、リリーフ穴の開口面積を最大限確保できる。

第８発明によれば、大きい口径のリリーフ穴を菱形の領域に開口することが可能であり、リリーフ穴を通して隣接する圧縮室間でのガス漏れも確実に低減することができる。

本発明の実施形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図。 図１の固定スクロールを下方から見上げた状態の図。 図１の固定スクロールに形成されたリリーフ穴の配置を模式的に示す図。 図１の固定スクロール上部の蓋体を取り除いた状態を示す図。 図４のＶ−Ｖ線断面図。 図１の固定スクロールのリリーフ穴近傍の拡大断面図。 図１のリリーフ穴と可動スクロールのラップとの寸法関係を概略的に示す説明図。

つぎに本発明のスクロール圧縮機の実施形態を図面を参照しながら説明する。

〔実施形態〕
つぎに本発明のスクロール圧縮機の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１に示されるスクロール圧縮機１は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機であり、蒸発器や、凝縮器、膨張機構などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、主に、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダムリング３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９、および吐出管２０から構成されている。以下、このスクロール圧縮機１の構成部品についてそれぞれ詳述していく。

〔スクロール圧縮機１の構成部品の詳細〕
（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とを有する。そして、このケーシング１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。

（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール２４と、固定スクロール２４に噛合する可動スクロール２６とから構成されている。

以下、このスクロール圧縮機構１５の構成部品についてそれぞれ詳述していく。

ａ）固定スクロール
固定スクロール２４は、図１〜５に示されるように、主に、平板状の鏡板２４ａと、鏡板２４ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂとから構成されている。

鏡板２４ａには、後述する圧縮室４０に連通する吐出口４１が鏡板２４ａの略中心に貫通して形成されている。吐出口４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。吐出口４１の開口面の形状は、開口面積を大きくして吐出圧損を低減するため、非円形の形状である。また、鏡板２４ａの上面には、吐出口４１に連通する座ぐり空間１４１が形成されている。 さらに、鏡板２４ａの上面には、吐出口４１および座ぐり空間１４１に連通する拡大凹部４２（図１参照）が形成されている。拡大凹部４２は、鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる凹部により構成されている。そして、固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることによりスクロール圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、図示しないパッキンを介して密着させることによりシールされている。

また、図２〜４および図６に示されるように、固定スクロール２４の鏡板２４ａには、２本ずつ４組の丸穴形状のリリーフ穴６１が貫通して形成されている。具体的には、リリーフ穴６１は、吸入から吐出までの圧縮工程１回につき、圧縮室４０が、４箇所のリリーフ穴６１を通過するように配置されている。

リリーフ穴６１は、図２に示されるように、固定スクロール２４のラップ２４ｂから離間した位置に形成されている。

また、リリーフ穴６１は、図３に示されるように、平面視における可動スクロール２６のラップ２６ｂの軌跡の重なり部分である閉領域、すなわち、本実施形態では各辺が湾曲している菱形の領域６２の内部に２個配置されている。これにより、リリーフ通路７０の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くしている。

この菱形の領域６２は、図３に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂ（往復するラップ２６ｂを往方向のものを２６ｂ１、復方向のものを２６ｂ２とする）が公転運動を１周するときにリリーフ穴６１に対して往復して通過する際の最大重なり位置となる領域である。これにより、隣接する圧縮室４０がリリーフ穴６１によって通じる不具合を確実に防止でき、しかも、菱形の領域６２内部で、リリーフ穴６１の開口面積を最大限確保できる。

なお、リリーフ穴６１の位置は、少なくともリリーフ穴６１の中心が、菱形の領域６２の内側に配置されていればよい。

しかも、リリーフ穴６１は、菱形の領域６２における対角線６３の長い方に沿って、２個以上配置されることにより、リリーフ通路７０の開口面積を十分確保できる。なお、対角線６３は、菱形の領域６２の湾曲度合いに合わせて、若干湾曲してもよい。

また、図７に示されるように、それぞれのリリーフ穴６１の直径Ｄ１は、可動スクロール２６のラップ２６ｂの面取りされた先端６４の歯厚Ｔ１より大きく、かつ、可動スクロール２６のラップ２６ｂの中央部の歯厚Ｔ０より小さくなるように設定されている。この場合、ラップ２６ｂがリリーフ穴６１に重なる位置にあるときでも一瞬連通するが、冷媒ガスに含まれる潤滑油によって塞がっており、いわばオイルシールでカバーできる。たとえば、可動スクロール２６のラップ２６ｂの先端の歯厚Ｔ１が１．５〜１．７ｍｍ、中央の歯厚Ｔ０が２．１〜２．３ｍｍ程度とすれば、リリーフ穴６１の直径Ｄ１は、１．９〜２．１ｍｍ程度に設定すればよい。

さらに、図４、および図６〜７に示されるように、鏡板２４ａ背面側（上面付近）には、２本ずつのリリーフ穴６１に連通する共通の座ぐり穴６５がそれぞれ形成されている。また、図６に示されるように、リリーフ穴６１および座ぐり穴６５により、固定スクロール２４の鏡板２４ａを貫通するリリーフ通路７０が形成されている。

さらに、図１、図４〜６に示されるように、固定スクロール２４の鏡板２４ａ上面における拡大凹部の４２内面には、それぞれの座ぐり穴６５を閉じる逆止弁であるリリーフ弁６６、およびそのリリーフ弁６６の開度を所定の開度以下に制限するリリーフ弁押さえ６７が設けられている。

リリーフ穴６１を形成する場合、リリーフ穴６１が形成された後に固定スクロール２４の鏡板２４ａのうちラップ２４ｂが形成されている面の仕上げ加工（いわゆる歯底仕上加工）を行えば、リリーフ穴６１形成時に生じたバリを取ることが可能である。

また、鏡板２４ａを貫通するリリーフ通路７０を形成する場合、まず、リリーフ穴６１を鏡板２４ａのうちラップ２４ｂの形成面側から鏡板２４ａの途中まで加工し、次に背面側からの大口径の座ぐり穴６５を形成することにより貫通させれば、リリーフ穴６１形成時に鏡板２４ａの背面側に生じるバリを除去できるとともに、加工誤差を吸収できる。

ｂ）可動スクロール
可動スクロール２６は、図１に示されるように、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂと、鏡板２６ａの下面に形成された軸受部２６ｃと、鏡板２６ａの両端部に形成される溝部２６ｄとから構成されている。

可動スクロール２６は、アウタードライブの可動スクロールである。すなわち、可動スクロール２６は、駆動軸１７の外側に嵌合する軸受部２６ｃを有している。

可動スクロール２６は、溝部２６ｄにオルダムリング３９が嵌め込まれることによりハウジング２３に支持される。また、軸受部２６ｃには駆動軸１７の上端が嵌入される。可動スクロール２６は、このようにスクロール圧縮機構１５に組み込まれることによって駆動軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。そして、可動スクロール２６のラップ２６ｂは固定スクロール２４のラップ２４ｂに噛合させられており、両ラップ２４ｂ，２６ｂの接触部の間には圧縮室４０が形成されている。そして、この圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転に伴い、両ラップ２４ｂ，２６ｂ間の容積が中心に向かって収縮する。本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、このようにしてガス冷媒を圧縮するようになっている。

ｃ）ハウジング
ハウジング２３は、その外周面において周方向の全体に亘って胴部ケーシング部１１に圧入固定されている。つまり、胴部ケーシング部１１とハウジング２３とは全周に亘って気密状に密着されている。このため、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３下方の高圧空間２８とハウジング２３上方の低圧空間２９とに区画されていることになる。また、このハウジング２３には、上端面が固定スクロール２４の下端面と密着するように、固定スクロール２４がボルト等により固定されている。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には、上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３に駆動軸１７が軸受３４を介して回転自在に嵌入されている。

ｄ）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。この連絡通路４６は、固定スクロール２４に形成されたスクロール側通路４７とハウジング２３に切欠形成されたハウジング側通路４８とが連通するように形成されている。そして、連絡通路４６の上端は拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端、即ちハウジング側通路４８の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、このハウジング側通路４８の下端開口により、連絡通路４６の冷媒を間隙空間１８に流出させる吐出口４９が構成されていることになる。

（３）オルダムリング
オルダムリング３９は、上述したように、可動スクロール２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。

（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、本実施形態においてブラシレスＤＣモータであって、主に、ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ５１と、ステータ５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。

ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド５３が形成されている。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコアカット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間に上下方向に延びるモータ冷却通路５５が形成されている。

ロータ５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部１１の軸心に配置された駆動軸１７を介してスクロール圧縮機構１５の可動スクロール２６に駆動連結されている。また、連絡通路４６の吐出口４９を流出した冷媒をモータ冷却通路５５に案内する案内板５８が、間隙空間１８に配設されている。

（５）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴部ケーシング部１１に固定されるとともに駆動軸１７の下端側軸受を構成し、駆動軸１７を支持している。

（６）吸入管
吸入管１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール２４に嵌入されている。

（７）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管２０は、胴体内面から中心に下方に向かって突き出した位置で開口されており、高圧空間２８である間隙空間１８に連通している。

〔スクロール圧縮機１の運転動作〕
つぎに、スクロール圧縮機１の運転動作について図１を参照しながら簡単に説明する。まず、駆動モータ１６が駆動されると、駆動軸１７が回転し、可動スクロール２６が自転することなく公転運転を行う。すると、低圧のガス冷媒が、吸入管１９を通って圧縮室４０の周縁側から圧縮室４０に吸引され、圧縮室４０の容積変化に伴って圧縮され、高圧のガス冷媒となる。そして、この高圧のガス冷媒は、圧縮室４０の中央部から吐出口４１および座ぐり空間１４１を通ってマフラー空間４５へ吐出される。また、圧縮室４０内部に過圧縮ガスが生じる場合（圧縮室４０の内圧がリリーフ弁６６の閉弁圧以上の場合）には、過圧縮ガスは、リリーフ通路７０を通じてマフラー空間４５へ吐出される。その後、連絡通路４６（すなわち、スクロール側通路４７、ハウジング側通路４８）、吐出口４９を通って間隙空間１８へ流出し、案内板５８と胴部ケーシング部１１の内面との間を下側に向かって流れる。そして、このガス冷媒は、案内板５８と胴部ケーシング部１１の内面との間を下側に向かって流れる際に、一部が分流して案内板５８と駆動モータ１６との間を円周方向に流れ、ガス冷媒に混入している潤滑油が分離される。一方、分流したガス冷媒の他部は、モータ冷却通路５５を下側に向かって流れ、モータ下部空間にまで流れた後、反転してステータ５１とロータ５２との間のエアギャップ通路、または連絡通路４６に対向する側（図１における左側）のモータ冷却通路５５を上方に向かって流れる。その後、案内板５８を通過したガス冷媒と、エアギャップ通路又はモータ冷却通路５５を流れてきたガス冷媒とは、間隙空間１８で合流して吐出管２０から、ケーシング１０外に吐出される。そして、ケーシング１０外に吐出されたガス冷媒は、冷媒回路を循環した後、再度吸入管１９を通ってスクロール圧縮機構１５に吸入されて圧縮される。

［強制給油とリリーフ配置について］
ここで、環境によい省エネ圧縮機を実現するための向上すべき圧縮機効率として、定格点とAPFとがある。

定格点は比較的高差圧・高速のポイントであり、また、年間運転効率の高い点であるAPFで寄与率の高い点は低圧縮比、低速である。

定格点を向上するためには漏れ損失を低減することが重要であるため、圧縮室４０への潤滑油注入量を多くする必要がある。

APF性能を向上するためには、低圧縮なので過圧縮損失を低減することが重要であるため、吐出口４１からのガスの吐出より前にリリーフ通路７０を設け、過圧縮ガスを高圧空間へ排出する必要がある。

ここで、リリーフ穴６１の位置は固定されているので、決まった圧縮比でリリーフ弁６６が開口するが、過圧縮が発生する圧縮比は運転条件により異なる。

したがって通常、最もAPF寄与率の高い運転条件に合わせてリリーフ穴６１を配置することが考えられる。

そこで、固定スクロール２４のラップ２４ｂ近傍にリリーフ穴６１を構成すると広い範囲にわたって開口でき、他の運転条件もカバーできる。

また、固定スクロール２４のラップ２４ｂ１と固定スクロール２４の１周内周側のラップ２４ｂ２との間にリリーフ穴６１を配置すると、開口範囲は狭く、可動スクロール２６のラップ２６ｂの内周側の圧縮室と外周側の圧縮室の間（いわゆるA室とＢ室の間）でガスの受け渡しが発生するおそれがあるが、AB室兼用穴にできるので穴数を減らすことができる。

本実施形態では、これらの点を考慮して、隣接する圧縮室間でガスの受け渡しが生じることがないように、リリーフ穴６１を、固定スクロール２４のラップ２４ｂから離間した位置であり、かつ、可動スクロール２６のラップ２６ｂの軌跡の重なり部分である各辺が湾曲している菱形の領域６２に配置している。これにより、リリーフ穴６１の穴数を減らし、かつ、大口径のリリーフ穴６１を設けることが可能になっている。

＜実施形態の特徴＞
（１）
実施形態のスクロール圧縮機１では、固定スクロール２４の鏡板２４ａには、圧縮室４０と連通可能な２個ずつ４組のリリーフ穴６１が鏡板２４ａを貫通して形成されている。それぞれのリリーフ穴６１は、固定スクロール２４のラップ２４ｂから離間した位置に形成され、かつ、平面視における可動スクロール２６のラップ２６ｂの軌跡の重なり部分である各辺が湾曲している菱形の領域６２に配置されている。このため、リリーフ穴６１の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できる。

（２）
また、このようにリリーフ穴６１の開口面積を十分確保できるので、圧縮室４０への油注入量が多い場合でもリリーフ通路７０が油で塞がることがなくなり、過圧縮損失を効果的に低減できる。

（３）
すなわち、本実施形態のスクロール圧縮機１は、歯厚の薄いスクロールを有する小型のスクロール圧縮機に適しており、菱形の領域６２の内部にリリーフ穴６１を配置することにより、十分なリリーフ流量を確保でき、低速性能が向上する。

しかも、スクロール圧縮機１の高速運転時においても、リリーフ穴６１を通して隣接する圧縮室４０間での漏れが少ないという利点がある。したがって、高速性能を維持しつつ、低速性能を改善できる。

（４）
さらに、本実施形態のスクロール圧縮機１では、菱形の領域６２に複数の丸穴形状のリリーフ穴６１を形成する簡易な構造であるので、生産性が良い。

（５）
さらに、本実施形態のスクロール圧縮機１では、また、リリーフ穴６１の位置は、少なくともリリーフ穴６１の中心が、菱形の領域６２の内側に配置されているので、リリーフ穴６１を通して隣接する圧縮室４０間でのガス漏れが少ない。

（６）
さらに、本実施形態のスクロール圧縮機１では、また、リリーフ穴６１は、菱形の領域６２における最も長い対角線６３に沿って、２個以上配置されているので、リリーフ穴６１の開口面積を十分確保でき、過圧縮ガスの抜けを良くして過圧縮損失を低減できる。

（７）
さらに、本実施形態のスクロール圧縮機１では、さらに、可動スクロール２６のラップ２６ａの先端６４は、面取りされており、リリーフ穴６１の直径Ｄ１は、可動スクロール２６のラップ２６ａの面取りされた先端６４の歯厚Ｔ１より大きく、かつ、可動スクロール２６のラップ２６ａの中央部の歯厚Ｔ０より小さいので、リリーフ穴６１の開口面積を十分確保でき、かつ、冷媒ガスに含まれる潤滑油によるオイルシールで可動スクロール２６のラップ２６ａの先端とリリーフ穴６１との隙間をふさぐことができ、ガス漏れを防ぐことが可能である。

（８）
さらに、本実施形態のスクロール圧縮機１では、リリーフ穴６１は、閉領域である菱形の領域６２に２個以上形成されている。固定スクロール２４の鏡板２４ａの背面側には、菱形の領域６２に形成された２個以上のリリーフ穴６１に連通する共通の座ぐり穴６５が形成されている。このため、２個以上のリリーフ穴６１を菱形の領域６２に配置しても、リリーフ穴６１よりも大口径の座ぐり穴６５を通ってガスが抜けるので、過圧縮ガスの抜けが良くなる。

しかも、リリーフ弁６６は共通の座ぐり穴６５ごとに設ければよいので、リリーフ弁６６の数を減らすことが可能である。

（９）
さらに、本実施形態のスクロール圧縮機１では、菱形の領域６２は、可動スクロール２６のラップ２６ａが公転運動を１周するときにリリーフ穴６１に対して往復して通過する際の最大重なり位置となる領域である。これにより、隣接する圧縮室４０がリリーフ穴６１によって通じる不具合を確実に防止できるとともに、菱形の領域６２内部で、リリーフ穴の開口面積を最大限確保できる。

（１０）
実施形態のスクロール圧縮機１では、リリーフ穴６１を設けるための領域として、平面視における可動スクロール２６のラップ２６ｂの軌跡の重なり部分である閉領域のうち、各辺が湾曲している菱形の領域６２としている。これにより、従来のような固定スクロールのラップ近傍に複数のリリーフ穴を形成する場合よりも大きい口径のリリーフ穴６１を菱形の領域６２に開口することが可能であり、リリーフ穴６１を通して隣接する圧縮室４０間でのガス漏れも確実に低減することができる。

また、菱形の領域６２の位置、形状および配置から、リリーフ穴６１の配置を容易に決定することも可能となる。

＜実施形態の変形例＞
（Ａ）
実施形態のスクロール圧縮機１では、菱形の領域６２に複数の丸穴形状のリリーフ穴６１を形成する例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の形状のリリーフ穴６１を形成することも可能である。本発明の変形例として、例えば、リリーフ穴６１は、菱形の領域６２の全部の範囲に開口する菱形の穴であってもよい。この場合、菱形の大口径のリリーフ穴を得ることができ、より広い開口面積のリリーフ穴を確保できる。その結果、過圧縮ガスの抜けもさらに
良好になり、過圧縮損失の低減効果が向上する。

（Ｂ）
また、固定スクロール２４および可動スクロール２６は、鉄チクソ材料等の高強度材料を用いて製造してもよい。この場合、スクロール部品の小型化を達成でき、それぞれのラップの厚みを薄くすることができるが、この場合も、上記の実施形態のように、菱形の領域６２のような可動スクロール２６のラップ２６ｂの軌跡の重なり部分の閉領域にリリーフ穴６１を形成すれば上述の効果を奏することが可能である。

（Ｃ）
さらに、固定スクロール２４および可動スクロール２６を異材質で製造してもよい。この場合も、小型化を達成でき、ラップの厚みを薄くすることが可能であり、上述の効果を奏することが可能である。

（Ｄ）
さらに、実施形態のスクロール圧縮機１では、複数の丸穴形状のリリーフ穴６１の直径については、とくに限定していないが、例えば、固定スクロール２４および／または可動スクロール２６のラップの歯厚に合わせてリリーフ穴６１の直径を変えて設定してもよい。

例えば、固定スクロール２４のラップ２４ｂの歯厚が入口側（外周側）が出口側（中心側）よりも小さい場合には、それに対応するように、リリーフ穴６１の直径も、入口側（外周側）を小さく、出口側（中心側）を大きくなるように設定すればよい。

（Ｅ）
さらに、リリーフ穴６１は、固定スクロール２４のラップ２４ｂを挟んで隣接する圧縮室４０の一方の開口角度を吸入側に設定したり、または開口角度範囲を広くするために、、固定スクロール２４の隣接するラップ２４ｂの間の中央より外周側または内周側に偏って配置してもよい。

本発明は、リリーフ穴を有するスクロール圧縮機に種々適用することが可能である。

１ スクロール圧縮機
２４ 固定スクロール
２４ａ 鏡板
２４ｂ ラップ
２６ 可動スクロール
２６ａ 鏡板
２６ｂ ラップ
４０ 圧縮室
６１ リリーフ穴
６２ 菱形の領域（閉領域）
６３ 対角線
６５ 座ぐり穴
６６ リリーフ弁
７０ リリーフ通路

特許第２５５１１６４号公報

Claims (8)

1. それぞれの鏡板（２４ａ、２６ａ）の一方の面に螺旋状のラップ（２４ｂ、２６ｂ）が設けられた固定スクロール（２４）および可動スクロール（２６）を備えており、
   前記固定スクロール（２４）のラップ（２４ｂ）と前記可動スクロール（２６）のラップ（２６ｂ）とが互いに組み合されることにより、隣接する前記固定スクロール（２４）のラップ（２４ｂ）と前記可動スクロール（２６）のラップ（２６ｂ）との間に圧縮室（４０）が形成され、
   前記固定スクロール（２４）の鏡板（２４ａ）には、前記圧縮室（４０）と連通可能な少なくとも１個のリリーフ穴（６１）が前記鏡板（２４ａ）を貫通して形成され、
   前記リリーフ穴（６１）は、前記固定スクロール（２４）のラップから離間した位置に形成され、かつ、平面視における前記可動スクロール（２６）のラップの軌跡の重なり部分である閉領域（６２）に少なくとも一部が配置されている、
   スクロール圧縮機（１）。
2. 少なくとも前記リリーフ穴（６１）の中心が、前記閉領域（６２）の内側に配置される、
   請求項１に記載のスクロール圧縮機（１）。
3. 前記リリーフ穴（６１）は、前記閉領域（６２）における最も長い対角線に沿って、２個以上配置される、請求項１または２に記載のスクロール圧縮機（１）。
4. 前記可動スクロール（２６）のラップの先端は、面取りされており、
   前記リリーフ穴（６１）の直径は、前記可動スクロール（２６）のラップ（２６ｂ）の面取りされた先端の歯厚より大きく、かつ、前記可動スクロール（２６）のラップの中央部の歯厚より小さい、
   請求項１から３のいずれかに記載のスクロール圧縮機（１）。
5. 前記リリーフ穴（６１）は、前記閉領域（６２）に２個以上形成され、
   前記固定スクロール（２４）の鏡板（２４ａ）の背面側には、前記閉領域（６２）に形成された２個以上の前記リリーフ穴（６１）に連通する共通の座ぐり穴（６５）が形成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載のスクロール圧縮機（１）。
6. 前記リリーフ穴（６１）は、前記閉領域（６２）の全部の範囲に開口する穴である、
   請求項１に記載のスクロール圧縮機（１）。
7. 前記閉領域（６２）は、前記可動スクロール（２６）のラップ（２６ｂ）が公転運動を１周するときに前記リリーフ穴（６１）に対して往復して通過する際の最大重なり位置となる領域である、
   請求項１から６のいずれかに記載のスクロール圧縮機（１）。
8. 前記閉領域は、各辺が湾曲している菱形の領域（６２）である、
   請求項１から７のいずれかに記載のスクロール圧縮機（１）。

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