JPH0581721B2 - - Google Patents
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Description
発明のバツクグランドと要約
この発明は流体移送装置、特にガス状流体を圧
縮するのに適している改良されたスクロール型の
流体移送装置、及びその製造方法に関するもので
ある。 種々のタイプの流体を移送するための装置とし
て、一般に「スクロール」装置（“scroll”
apparatus）と称されている部類の機械がある。
この種の装置は流体膨張機（expander）、移送機
関（displacement engine）、ポンプ、圧縮機等
として具体化でき、この発明はこれらの機械の何
れにも利用できる。しかし説明のために後述する
実施例は、ガス状流体用の圧縮機に係るものとさ
れている。 スクロール装置は一般的に言つて、それぞれ各
別の端板上にスクロール部材を形成するように支
架してある類似形状の２個の螺旋状スクロール翼
（scroll wrap）を、備えている。２個のスクロー
ル部材は、一方のスクロール翼が他方のスクロー
ル翼から180゜回転変位されるように、互に嵌め合
されている。この装置は、一方のスクロール部材
（旋回スクロール−orbiting scroll）を他方のス
クロール部材（固定スクロール−fixed scroll）
に対し相対的に、それぞれの翼の側面（flank）
間で移動する線接触がなされて移動する孤立した
三日月状の流体受容ポケツトが形成されるよう
に、旋回させることによつて作動する。螺旋は一
般に円の伸開線（involutes of ａ circle）とし
て形成されており、作動中にスクロール部材間の
相対回転が何ら生じないこと、つまり運動が純粋
な曲線並進（curvilinear translation）（すなわ
ち何らの線も回転しない。）となることが、理想
的である。流体受容ポケツトは処理すべき流体
を、流体入口が設けられているところのスクロー
ル装置の第１の領域から流体出口が設けられてい
るところのスクロール装置の第２の領域へと運
ぶ。密封されている流体受容ポケツトの容積は、
同ポケツトが第１の領域から第２の領域へと移動
するにつれて変化する。如何なる瞬間においても
少なくとも１対の密封された流体受容ポケツトが
あり、同時に複数対の流体受容ポケツトが存在す
るときは各対が異なる容積をもつ。圧縮機では、
第２の領域が第１の領域よりも高い圧力にあつて
物理的に装置の中心部に位置させてあり、第１の
領域は装置の外周部に位置させてある。 スクロール部材間に形成される流体受容ポケツ
トは、２型式の接触によつて附与される。すなわ
ちそのうちの一つは放射方向の力によつて生ぜし
められる翼螺旋面間の軸線方向に沿う接線接触で
あり（側面密封−flank sealing）、他の一つは各
翼の平坦な縁面（翼先−tips）とそれに対向位置
する端板との間に軸線方向の力によつて生ぜしめ
られる面接触である（翼先密封−tip sealing）。
高効率を得るためには両型式の接触について良好
な密封を達成しなければならないが、この発明は
主として側面密封に係る。通例のスクロール型圧
縮機（すなわち翼が円の伸開線を有するもの）で
は良好な密封を得るのに、スクロール間の相対回
転が無いことが要求される。 スクロール装置はクリユウクス（Creux）に附
与された早期の米国特許No.801182に、一般的に記
載されている。スクロール型の圧縮機及びポンプ
を開示している後続した米国特許の代表的なもの
には米国特許No.1376291、No.2475247、No.2494200、
No.2809779、No.2841089、No.3560119、No.3600114、
No.3802809、No.3817644、No.3884599、No.4141677、
No.4300875及びNo.4357132がある。 したがつてスクロール型の装置の概念は一定の
期間にわたつて公知であつて来たものであり、同
装置は独特の長所を有するものと認識されて来て
いる。例えばスクロール機械は高い等エントロピ
ー効率及び体積効率を有し、これよりして所与の
容量（能力）のものとするとき比較的小型で軽量
となる。また同機械は、大きな往復動部品（例え
ばピストン、連接棒等）を用いないことからして
多くの他の圧縮機よりも静かに動作すると共に振
動が少なく、また全ての流体流れが複数個の対向
するポケツト内での同時的な圧縮を伴ないつつ一
方向に行なわれることからして圧力により生ぜし
められる振動がより少ない。この機械はまた、利
用される可動部品の個数が比較的少ないこと、ス
クロール間の運動速度が比較的小さいこと、及び
流体汚染から受ける影響が少ないといつた流体汚
染に対する個有の寛大さを有することからして、
高い信頼性と高寿命とを持たせ易い。しかしそれ
にも拘らず従来提案されているスクロール機械が
これまで普及していないことの理由は、この種の
機械の製造が困難であることと同機械に個有の密
封及び異常摩耗の問題とに基づくと、理解され
る。 スクロール機械を設計する上で最も困難である
問題の一つは、両スクロールが相対的に旋回する
ときに該両スクロール間の相対的角運動を阻止す
るために利用される技術に係る。この問題に対す
る最も普通のアプローチの一つは、旋回スクロー
ルと装置の固定部との間で作動するオルダム継手
（すべり子軸継手）を使用することにある。オル
ダム継手は典型的には、オルダムリングと２組の
キー部材ないしスライダブロツクとを備えてい
る。オルダムリングにはその一側面上で溝を形成
してあり、該溝はリング他側面上に形成された類
似の溝に対し直交する方向に沿う。一の組のキー
部材は旋回スクロールの表面へと接続されオルダ
ムリングにおける一側面上の溝内に配置されてお
り、他の組のキー部材は固定スクロールまたは、
ハウジングに対し固定されオルダムリングにおけ
る他面上の溝内に配置されている。オルダムリン
グは、固定スクロールまたはハウジングに固定さ
れている上記他の組のキー部材を含む溝に対し平
行に往復動する。オルダム継手はしたがつて、固
定スクロールに対し旋回スクロールが相対的に角
運動（回転変位）することを制御、つまり阻止す
る。このような角運動の阻止は通例のスクロール
装置を成功的に機能させる上で不可欠であると、
信じられている概念である。米国特許No.4121438
は上記構造の機械を開示している。 オルダム継手を利用したスクロール装置は不幸
にも、主として継手をつくり上げている部品の個
数が多いことに基づき、いくつかの組立て上、作
動上及び保守上の不具合を有している。部品の個
数が多いことよりして材料費、製作費用（加工費
用）及び組立て費用が増す。オルダム継手中のス
ライダブロツクないしキー部材は全て、オルダム
リング上の溝内で滑動するものであり、これより
して潤滑及び摩耗上の問題がある。往復動するリ
ングは本質的に、つり合せることが不可能であ
る。 例えば両スクロールを互に異なつた回転中心の
まわりで回転させる複合駆動機構を使用するとい
つたような、スクロールの相対回転を制御するた
めの他の公知の装置もあるが、これらの公知装置
も、複雑なものであることからしてオルダム継手
を用いたものと同様の多くの不具合を有してい
る。 この発明は上述の問題に、異なつた２つの方向
からアプローチするものである。この発明の基本
概念は、両スクロール間の相対回転を無くさずし
て同相対回転を比較的小さな量に制御するのみの
極く単純な旋回スクロール用の回転制御リンク手
段を、スクロール翼間に生じる制限された相対回
転を吸収して同スクロール翼間での側面密封を維
持するようにスクロール翼の形状を修正する技術
と組合せて、使用することにある。 すなわちこの発明は、第１の螺旋状の翼を有す
る固定スクロール部材と、第２の螺旋状の翼を有
し上記固定スクロール部材に対し相対的に運動で
きるように支持されている可動スクロール部材
と、を備えていて、上記第２の翼が上記第１の翼
に対し、第１の翼に対し相対的に第２の翼が予め
設定された径路に沿い移動せしめられるとき連続
して容積を変更して行く流体受容ポケツトが形成
されるように、かみ合されているスクロール型機
械であつて、上記した径路に沿い上記第２の翼を
移動させるための手段が、 Ａ 上記可動スクロール部材を、上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に偏心した略円形の旋回
径路中で移動させることとする駆動手段 を備えているスクロール型機械において、次のよ
うな技術的手段を講じた。 すなわち第１番目の発明は上記第２の翼を移動
させるための手段にさらに、 Ｂ 上記可動スクロール部材に対し該可動スクロ
ール部材上の一点で接続されていて該一点の運
動を制限することにより可動スクロール部材の
回転運動を、予定した量に制限する回転制御リ
ンク手段 を備えさせる一方、スクロール翼の側面形状に関
し、上記した第１及び第２の翼のうちの少なくと
も一方の翼が、 同一の平面図形の伸開線の形状の内側面及び外
側面であつて、内側面の伸開線形状を生成する該
平面図形の位置と外側面の伸開線形状を生成する
該平面図形の位置とを、上記の予定した量の可動
スクロール部材の回転運動を許容しつつ上記した
第１及び第２の翼間の密封係合を確保するように
互にずらして生成させた伸開線形状の内側面及び
外側面、 を有するものとする。 前記した回転制御リンク手段は例えば、スクロ
ール機械における固定点と可動スクロール部材上
の前記一点との間を、該一点の運動が前記第２の
翼の放射方向に沿つている略直線の径路内での運
動に制限されるように接続するリンク機構によつ
て構成できる。可動スクロール部材の回転運動
を、オルダム継手のように完全に阻止するのでは
なく単に予定した量に制限するのみの回転制御リ
ンク手段は、少ない部品点数で安価に製作でき
る。回転制御リンク手段の具体例は後に、「(4)
回転制御手段」とした項で述べる。 そして第１番目の発明では可動スクロール部材
の制限された回転運動を許容しつつ、少なくとも
一方のスクロール翼の内側面と外側面とで伸開線
形状をいわば移し変えた構成により必要な側面密
封を得ることとしている。スクロール翼の内側面
及び外側面を平面図形の伸開線形状のものに加工
するようにプログラムされた加工機械のカツター
により、被加工材料を切削加工してスクロール翼
を形成する場合、被加工材料を常に同一の位置に
おいたままで加工したとすれば、翼の全体にわた
り均一した厚さを有する従来通例のスクロール翼
が形成されることになる。これに対し被加工材料
を翼内側面の加工時と翼外側面の加工時とで互に
位置をずらして加工するとすれば、翼内側面の伸
開線形状を生成する平面図形の位置と翼外側面の
伸開線形状を生成する同じ平面図形の位置とが互
にずらされた関係になり、同一の伸開線形状であ
りながら翼長さ方向（螺旋方向）に沿い内側面と
外側面とで相対的に位置がずれることになつて、
スクロール翼がもはや長さ方向に沿つて均一した
厚さを有しなくなる。第１９図は上述のような加
工法により形成した固定スクロール部材の翼（前
記第１の翼）２５２を、翼厚均一の可動スクロー
ル部材の翼（前記第２の翼）２５０と共にやや誇
張して示している。 第１番目の発明は第１９図に例示するような形
で翼厚さ方向に沿い翼厚を変更するスクロール翼
によつて、可動スクロール部材の制限された回転
運動を許容しつつ側面密封を得ることができると
いつた発見に基いており、この点については後に
「(7)翼側面の形」及び「（７−Ａ）伸開線移し変え
技術」とした項で具体的に説明する。同項で述べ
るように本技術によつては、実用上は差支えない
も完全には側面密封が達成されない。しかしなが
ら上述のように加工機械に与えるプログラムは従
来の場合と全く同一として翼側面の加工形成を行
えるから（なお具体例は後に「製造方法」とした
項で説明する。）、比較的単純なプログラムに従い
スクロール部材を安価に製作できる。 第２番目の発明（特許請求の範囲第３２項）及
び第３番目の発明（特許請求の範囲第３４項）は
それぞれ、可動スクロール部材の回転運動を予定
した量に制限するための手段としてクランク及び
スライダ・リンク機構（第２番目の発明）もしく
は四棒リンク機構（第３番目の発明）を設ける一
方、スクロール翼の伸開線形状を生成する生成基
準平面図形を円としてあるスクロール機械に係
る。 これらの第２番目、第３番目の発明では第１番
目の発明におけるのとは異なり、各スクロール翼
の内側面及び外側面の形状を真の伸開線形状とせ
ず、真の伸開線形状に改変を施した形状としてい
る。第２番目、第３番目の各発明で前記第１の翼
の内側面及び外側面、そして前記第２の翼の内側
面及び外側面に与える形状は後に「（７−Ｂ）、伸
開線改変技術」とした項で述べる。 第２番目の発明はクランク及びスライダ・リン
ク機構により可動スクロール部材の回転運動を制
限する場合に、真の円伸開線形状にどのような改
変を施せば完全な側面密封が得られるかを理論的
に探求して、完成されたものである。第３番目の
発明も類似して、四棒リンク機構により可動スク
ロール部材の回転運動を制限する場合に、真の円
伸開線形状にどのような改変を施せば完全な側面
密封が得られるかを理論的に探求して、完成され
たものである。 これらの発明では前記第１の翼及び前記第２の
翼の各翼側面について理論的に完全に側面密封を
得させる形状を与える。このため逆に、加工機械
に与えるプログラムが第１番目の発明の場合より
も複雑となる。しかし同プログラム（プログラム
の具体例は後述する。）は一度完成すればそのま
ま量産用に使用できるから、第２番目の発明及び
第３番目の発明も単純構造で済む可動スクロール
部材回転制限用のリンク機構の採用と相まつて、
側面密封性を高めつつスクロール型機械を経済的
に製作できることとする。 可動スクロール部材を旋回させるための駆動手
段としては従来一般に、クランクピンを介し可動
スクロール部材を旋回駆動するクランク軸とか回
動アームを介し同スクロール部材を旋回駆動する
駆動軸が用いられており、この発明に係るスクロ
ール型機械で用いる駆動手段は公知の何れかの方
式のものであつてもよいが、後述する実施例では
クランク軸を用いる構造において、被処理ガス中
に浮遊物ないし異物があるとき等の過負荷作用時
に自動的な負荷軽減を得させることとしている。
駆動手段の具体例は後に、「(3)旋回駆動手段」と
した項で述べるが、非圧縮性の流体が圧縮機中に
吸入されたとすると上記駆動手段は、旋回スクロ
ールの旋回半径を自動的に減少させて上記の流体
を両スクロール翼間で低圧領域へと逃がすことと
する（つまりスクロールは、どのような液体でも
簡単にのり越える。）。この機能はバルブ等の余分
の部品を使用することなしに達成され、且つ、極
く円滑に達成される。同駆動手段はクランク軸の
上部軸受内に収容されて、機械の高さを減少させ
ると共に振動を少なくする。 この発明の他の特徴及び効果は、添付図面を参
照して行なう以下の実施例の説明により、容易に
理解される。 好ましい実施例の説明 (1) 一般的な配置 第１図には、この発明の原理を具体化した密閉
型の冷媒圧縮機構を例示してある。圧縮機は、部
分１４で通例のように互に溶接されている上部殻
体１０及び下部殻体１２から成る密閉包囲体内
に、配設されている。下部殻体１２の底面には、
そのうちの１本のみが図示されている複数本の脚
１６を取付けてある。冷媒圧縮機構はクランク軸
２０に対し該軸２０を駆動しうるように連動接続
されているモータ１８を備えていて、クランク軸
２０はその上端へと接続してあるスクロール型圧
縮機２２を駆動する。クランク軸２０の下端によ
つて駆動される油ポンプ２４が、機械に対し潤滑
油を供給する。下部殻体１２はその内部に潤滑油
用の油溜めを有し、同油溜め内の潤滑油の油面は
符号２６で指示してある。 (2) モータ・圧縮機々構 モータ・圧縮機々構は、クランク軸２０の下端
部を回転可能に支承するベアリング３０を内装し
た下部軸受箱２８と、クランク軸２０の上端部を
回転可能に支承するところの間隔をあけられたス
リーブ・ベアリング３４，３６を内装する穴３３
を形成してある上部軸受箱３２とを、備えてい
る。上下の軸受箱３２，２８は複数本の締付固定
具３８により互に連結されており、締付固定具３
８によつてはモータ１８の固定子４０が軸受箱３
２，２８間で締付けられて拘留される。モータ固
定子４０の中心穴中には、モータ１８の回転子４
２が配されクランク軸２０へと取付けられてい
る。モータ１８は何れの面からみても通例のもの
であり通例のように動作する。モータ・圧縮機々
構は下部殻体１２内において、複数本の支架ボル
ト４４（図では１本のみを図示。）によつて支架
されており、支架ボルト４４は下部軸受箱２８へ
とねじ込まれると共に符号４６で指した部分から
みてとれるように下部殻体１２の底へと螺着され
ている。下部殻体１２からの油漏れは、各支架ボ
ルト４４の外面に対し密封的に係合するＯリング
４８によつて阻止される。 圧縮機は本質的に、上方に位置する固定スクロ
ール部材５０と下方に位置する旋回スクロール部
材５２とを備えていて、後者のスクロール部材５
２は、平坦な下面５３と、クランク軸２０の上端
部中の偏心穴５６中に配置してあるところの下方
向きに延出した駆動ハブ５４とを、有している。
駆動ハブ５４端は凹溝５５を有する。上部釣合い
錘り５７が穴５６の近くでクランク軸２０上に設
けられていて、駆動の偏心性を避けて釣合いを得
るのに利用されている。クランク軸２０の下端付
近には下部釣合い錘り５９が取付けられていて、
公知の原理に従つた釣合い系が完成されている。
固定スクロール部材５０は、上部軸受箱３２の平
坦な上面５８の上方で、該上面５８から正確に予
設定せる距離をおいて位置をとるように、スペー
サリング６０によつて位置付けされており、複数
本の取付螺杆６２によつて上部軸受箱３２に対し
螺着されている。取付螺杆６２は固定スクロール
部材５０と上部軸受箱３２間でスペーサリング６
０を締付け固定するのにも、利用されている。各
取付螺杆６２の上端はコツプ状体６６内に配設さ
れたナイロン製スペーサ６４中へと突入させてあ
り、コツプ状体６５は上部殻体１０の頂部に溶着
された支架リング６８へと取付けられている。そ
のような連結部のうちの一つのみを図示したが、
同連結部は多数、設けられている。 固定スクロール部材５０は平坦な翼先シール面
（tip seal surface）７０を備えていて、この翼先
シール面７０から螺旋状のスクロール翼７２を突
出させてある。固定スクロール部材５０にはその
中心部に位置させて腎臓形の吐出口７４を設けて
あり、この吐出口７４はその上面側に配置された
吐出室７６と連通している。吐出室７６は適当に
シールを施されている弁板７８によつて覆れれて
おり、この弁板７８はそれを貫通するポート７９
を有していて、複数本のねじ付け締付具８２によ
りスクロール部材５０の上面へと取付けられたシ
リンダ頭８０によつて位置を拘束されている。ポ
ート７９を通しての流れの方向はリベツト８５に
より弁板７８へと取付けてある通例の葉状逆止弁
（羽打弁）８１、並びに通常の裏当て８３、によ
つて制御される。 吐出流体はシリンダ頭８０内から、吐出管８６
の一端を挿入してある開口８４を介して流れる。
吐出管８６はモータ・圧縮機々構の上方を越えて
該機構と殻体１０，１２間で下方へと或る点（図
示せず）まで延び、そこから通例のように殻体外
へと導いてある。吸入ガスは殻体１０，１２内へ
通例のように、上部殻体１０の壁を貫通させてあ
る管８８を介して導入される。図示のモータ・圧
縮機は、モータを冷却する等の目的で密閉殻体中
に吸入ガスを存在させることとする「低圧」型
（“low side”type）のものとされている。同ガ
スは圧縮機２２に、スクロール翼の外周囲で入
る。 旋回スクロール部材５２は平坦な翼先シール面
９０を備えていて、この翼先シール面９０から螺
旋状のスクロール翼９２を突出させてある。この
スクロール翼９２は、前記した位置固定側のスク
ロール翼７２に対し密封的に係合してスクロール
部材５０，５２間の相対的旋回運動時に通常の態
様で、容積を減少して行く流体受容ポケツトを形
成するものと、されている。スクロール翼９２の
先端（tip）は固定スクロール部材５０の翼先シ
ール面７０に対し密封的に係合させることとさ
れ、スクロール翼７２の先端は旋回スクロール部
材５２上の翼先シール面９０に対し密封的に係合
させることとされている。旋回スクロール部材５
２の中心領域には、吐出流体の流れを容易とする
腎臓形の凹溝９４が設けられている。両スクロー
ル翼７２及び９２は、その根本部で翼強度を最大
とするように断面形状でみて等しく且つ一様にテ
ーパー付けされている。吐出口７４と凹溝９４
は、隣接する翼の根本部を弱めることなしに最大
流れ面積を附与するように、その形状を設定され
ている。翼先シール面７０及び９０は、両スクロ
ール翼７２，９２の先端が位置する平面に平行し
クランク軸２０の回転軸線に直交する平行な平面
内に在るべきである。 (3) 旋回駆動手段 この発明に従つた駆動手段は、クランク軸と旋
回スクロール間に剛性の継手を利用せずして、そ
れに代え、非圧縮性の流体が取入れられたときと
か部品の非整列が起きたときとかに圧縮機の自動
的な負荷解除（unloading）を許容するように屈
伏する継手を利用する。この駆動手段は遠心力及
び駆動力に依存して旋回スクロールの翼側面
（flanks）を、固定スクロールの翼側面と密封接
触状態に維持する。このことは第１図及び第６−
９図に図示のアンローダ・ハブ（unloader hub）
１００を用いて、軸線方向で極くコンパクトであ
る構造により達成される。 上記したハブ１００は円筒状のリテーナ１０２
と軸線方向で間隔をあけたスリーブ・ベアリング
１０４，１０６とを備えていて、旋回スクロール
部材５２はスリーブ・ベアリング１０４，１０６
に支承されている。リテーナ１０２はその周縁上
で平坦な被駆動面１０８を有し、この被駆動面１
０８はクランク軸２０の回転軸線に平行する平面
内にある。同被駆動面１０８は穴５６の内周壁中
の相補的な平坦駆動面１１０に対し駆動を受ける
ように係合するものとされていて、駆動面１１０
は被駆動面１０８よりも巾が大であるものに形成
されている。穴５６はその他に、ハブ１００とク
ランク軸２０との間の制限された範囲内での接線
方向の相対的摺動変位を許すような寸法と形状を
有するものに形成されている。クランク軸２０の
回転中心はccで示され、またハブ１００及び旋回
スクロール部材５２の中心はcsで示されている。
クランク軸２０の回転によつてはハブ１００が、
軸線ccまわりで旋回せしめられる。これによりハ
ブ５４、したがつて旋回スクロール部材５２が、
軸線ccまわりで旋回せしめられる。スクロール部
材５２の旋回半径は翼側面形（wrap profiles）、
つまり旋回スクロール部材５２の翼９２側面が固
定スクロール部材５０の翼７２側面と係合する
線、の幾何学的形状により決定される。 スクロール翼７２，９２が非圧縮性流体の小集
合（slug）に遭遇したときは、これによりスクロ
ール翼７２，９２を分離させる向きで生ぜしめら
れた力が、第６，８図に図示の正規駆動位置から
第９図に図示の異常位置へとアンローダハブ１０
０が摺動変位することで受容される。これによつ
てスクロール翼７２，９２が分離して非圧縮性流
体の小集合をのり越えることができ、その上でス
クロール翼９２が固定スクロール翼７２と密封的
に係合する状態へと、遠心力により戻される。 複数部品をして装置軸線方向でみて入れ子状に
配置してあることにより、装置の高さが極小化さ
れる。そのような配置関係よりしてまた、前記し
た上部釣合い錘り５７を、旋回スクロール部の中
心に極く近接位置させることが可能となり、これ
によつては軸受負荷及びクランク軸２０に作用す
る曲げ力、並びに要求される釣合い錘り寸法が、
減ぜしめられる。またクランク軸２０頂端での片
持ち駆動軸受（cantilevered drive bearing）が
無くされて、軸受負荷が一層減ぜしめられる。 この発明はまた、所望の旋回運動を附与しつつ
なお、非圧縮性流体との遭遇時に圧縮機の自動的
な負荷解除を可能とする他の旋回駆動手段も、提
案するものである。同駆動手段を備えた装置は水
平断面でもつて図示した第１７，１８図に示すよ
うに、図示形状の軸線方向の穴１１４を上端部内
に有するクランク軸１１２（回転中心ccを持つ。）
を備え、上記した穴１１４の重要な部分は円筒面
１１５（中心cpを持つ。）であり、この円筒面１
１５の半径と等しい半径を有する突起１１７を備
えたハブ１１６が穴１１４に挿入されている。ハ
ブ１１６はそれを貫通する円形穴１１８（中心軸
線csを持つ。）を有し、この穴１１８に旋回スク
ロールのハブ５４が支承されている。所望の場合
には穴１１８とハブ５４との境界部に適宜のベア
リングを設けうる。図面から理解されるように上
記の各部品の形状と配置関係は、クランク軸１１
２が軸線ccまわりで回転するとき常時は遠心力に
よつてそれぞれの部品が第１７図に図示の位置に
維持され、そのとき旋回半径は前述したようにス
クロール翼側面の幾何学的形状に依存すること
と、なつている。これに対し負荷解除を行なうべ
き事態が起きたときは、ハブ１１６が中心cpま
わりで第１８図に図示の位置へと回転変位して、
非圧縮性物質が２翼側面間で通過するのに必要な
程度に該２翼側面が分離せしめられる。 (4) 回転制御手段 この発明は、スクロール部材間の相対回転を制
御するように該スクロール部材間を連結する問題
を、極く単純で独特である方策により解決するも
のである。第１−１３図に図示の実施例において
は、第１，４，５図に示すように上記した問題
を、旋回スクロール部材５２の外周縁上に、軸線
方向で貫通する穴１２２を有する突起１２０を設
けると共に、他端で任意の装置固定部に枢着支持
させてある単純なリンク１２６の一端に突設した
突起１２４を上記した穴１２２に、回転変位自在
に嵌合することにより、解決している。図示の場
合には上記リンク１２６が、固定スクロール部材
５０と上部軸受箱３２とに突入させてある軸線方
向に沿う位置決めピン１２８であつて該両部品５
０，３２を互に対し正確に位置決めする位置決め
ピン１２８のうちの１本に、枢支させてある。リ
ンク１２６の下面は平坦であつて、スペーサリン
グ６０の平坦なな上面上に摺動可能に受けられて
いる。 リンク１２６は（突起１２４が直線径路よりも
むしろ円弧状径路に沿つて移動するといつた事実
の影響を極小化するために）、出来るだけ長いも
のであることが好ましく、また旋回スクロール部
材５２と穴１２２との各中心を結ぶ直線に対し可
及的に垂直した方向で動作すべきである。この極
く簡単なリンク機構は、公知の装置で用いられて
いる複雑なオルダム継手にとつて代わる。このリ
ンク機構が現実に許容する両スクロール部材間の
小相対回転角度は精密に制御され、限定された量
及び性質のものであつて、後述するように性能或
は効率を犠性とすることなく容易に受容されう
る。 この発明はまた、第１４−１６図の各図に示さ
れているような他の単純なリンク機構も提案する
ものである。第１４図に図示の実施例は、単純な
リンク１３０が比較的に真直ぐなものでありその
位置固定側の端で、上部殻体１０に固着せるブラ
ケツト１３４に支持させた突起１３２に支承され
ていることを除いては、第１−１３図に図示の実
施例とほぼ一致している。リンク１３０の可動端
側の構造は何れの面でも前述実施例におけると等
しく、リンク１３０はリンク１２６と同様に機能
する。これらの両リンク機構は、四棒リンク機構
として知られているものとなつている。リンク機
構における第１の棒はリンク１２６または１３０
であり、装置固定部から旋回スクロールの周縁に
まで延出している。リンク機構における第２の棒
は、旋回スクロールの周縁における枢着点と同ス
クロールの幾何学的な中心との間に位置する仮想
リンクである。第３の棒は旋回スクロールの幾何
学的な中心と同スクロールの旋回中心との間を結
ぶ仮想リンクであり、第４の棒は第１の棒の位置
固定側枢支点から第３の棒の位置固定側枢支点へ
と延びている固定構造体である。 第１５図及び第１６図の各図に図示の回転制御
手段の実施例は共に、クランク・スライダ型のも
のである。第１５図に図示の実施例では、旋回ス
クロール部材５２上の突起１２０に放射方向に沿
う長孔１３６を設けると共に、上部殻体１０に固
着せるブラケツト１４０に支持させたピン１３８
を上記長孔１３６に、摺動変位自在に挿通してい
る。第１６図の図示の実施例では、旋回スクロー
ル部材５２の突起１２０がそれに取付けられたピ
ン１４２を有し、このピン１４２を、上部殻体１
０に取付けたブラケツト１４６中の放射方向に沿
う長孔１４４に摺動自在に支承させている。これ
らの２実施例においては旋回スクロール部材５２
の回転が、長孔１３６内でのピン１３８の係合ま
たは長孔１４４内でのピン１４２の係合によつて
阻止される。 以上よりして上述の４実施例の全てにおき旋回
スクロール部材の回転は、単一の相対的固定枢支
点まわりで該スクロール部材を枢支することによ
つて阻止される。唯一の実質的な差異は、四棒リ
ンク機構においては単一の枢軸が僅かに円弧状を
なす径路に沿い移動するのに対し、クランク・ス
ライダ機構では枢軸の相対的な移動が直線径路内
で行なわれる点にある。なお第１５図に図示の実
施例では旋回スクロールが旋回するにつれて同ス
クロールの単一の枢支点と幾何学的中心との間の
仮想リンクが変動し、他の実施例では同リンクが
固定される。 (5) スラストベアリング スクロール型機械に個有の特性である高スラス
ト荷重の処理は、本技術分野において設計者に対
し数多くの問題を提示して来た領域である。出願
人はこれらのスラスト荷重を、旋回スクロール部
材に特有の不均衡状態に依存するベアリングを用
いスラスト荷重をスクイズ・フイルム（拡散性油
膜）機構（spueeze film mechanism）を介し支
持することによつて、有効に処理できることを発
見した。このベアリングは極く低摩擦性であり、
構造が極く単純であり、平滑な仕上げのみを要求
し、高い堅牢度を有し、また低い相対回転速度に
さらされることからしてせん断による損傷を受け
ることが少ない。同ベアリングはまた、装置の機
枠（すなわち上部軸受箱３２）に対し直接にスラ
スト荷重を伝える。 第１，１０，１１図に示すようにスラストベア
リング装置は、テフロン及び鉛含浸青銅或は他の
適当したベアリング材から形成された比較的薄い
ベアリング１５０を備えており、同ベアリング１
５０は互に平行する上下の面を有していて、下面
側では上部軸受箱３２の平坦な上面５８に、また
上面側では旋回スクロール部材５２の平坦面５３
に、それぞれ摺動可能に接触している。ベアリン
グ１５０とスクロール部材５２間の相対運動は、
これらの両部品中へと突入するピン１５２によつ
て阻止されている。ベアリング１５０には油溝を
何ら設けてなく、これに代えて上部軸受箱３２の
上面５８に２個の同心的な溝１５４及び１５６が
設けられている。溝１５６は油供給溝であつて複
数の通路１５８を介し油を供給されることとされ
ていて、通路１５８は前記スリーブ・ベアリング
３４，３６間の空間領域で前記穴３３へと、上部
軸受箱３２内を介し連通させてある。溝１５４は
油排出溝であつて、圧縮機に入る吸入ガス中への
油の持逃げを減らすように油を、上部軸受箱３２
により区画形成された開放クランクケースへと複
数の通路１６０を介し排出させる。スクロール部
材５２の面５３と上部軸受箱３２の面５８とは、
互に平行すると共にクランク軸２０の回転軸線に
対し垂直であるべきである。 このベアリングは、旋回スクロールが旋回する
ときの該スクロールの特有の小回転変位が回転す
る油の波をつくり出し、そのような油の波がクラ
ンク軸の回転速度によつて決定される速度でベア
リングの全面に行き渡ることによつて、機能する
ものと信じられる。したがつてモータが3600rpm
で動作しているとすれば、部品の相対軸流速度が
同油波をベアリング１５０の全面と上部ベアリン
グ箱３２の上面５８の全面とに円状径路中で
3600rpmの速度で行き渡させることをなる。標準
的な動液圧ベアリング（hydrodynamic
bearing）は、スクロールと軸受箱間の相対運動
が比較的小さな変位量の旋回運動のみであること
に基づき十分な量（つまり接線速度を与えるのに
十分な速度）のものとならないことからして、正
しく機能しないであろうと、信じられる。この発
明に係るベアリングは比較的に大きい平坦面を利
用していることからして、単位面積当りの受け荷
重（unit loading）が比較的小さく、それよりし
て高寿命のものとなつている。 旋回スクロール部材の上端に加わるスラスト荷
重は２個のスクロール部材の軸線方向での相互係
合、特に一のスクロール部材のスクロール翼先の
他のスクロール部材上の翼先シール面に対する係
合、によつて吸収される。取付螺杆６２が両スク
ロール部材５０，５２を軸線方向で互い向きに附
勢し、圧縮機の稼働により産み出された流体圧が
両スクロール部材５０，５２を引離すように附勢
する。両スクロール部材５０，５２を互い向きに
附勢する軸線方向での十分な力があること、ない
し両スクロール部材５０，５２を十分に密接した
関係に保つことは、良好な翼先シールを達成する
上で望ましいことである。他方、摩擦と摩耗を極
力減らすことも望ましい。 図示の圧縮機では翼先の摩耗が、第１２，１３
図に示すように各スクロール部材５０，５２の翼
外端部の厚さを実質的に増すことによつて、制御
されている。良く知られているように、各スクロ
ール翼の外側の180゜の外側面は圧縮サイクルにお
いて利用されない。この発明に係る圧縮機ではこ
の事実が、翼先摩耗を制御するのに有利に採り入
れられている。第１２図から見てとれるようにス
クロール翼７２の最後の180゜の部分（符号１７０
で示す位置から始まつて符号１７２で示す位置で
終る部分）は、同翼７２の他部よりもずつと大き
な厚さのものとされている。この部分の表面は、
旋回スクロール部材５２の面９０に摺動自在に接
している。そのような面間に潤滑油が、旋回スク
ロール部材５２中の通路１７４を介して供給され
る。上記通路１７４は、スリーブ・ベアリング１
０４，１０６間の空間部に放射方向の通路１８０
（第７，１３図）を介して連通させてある鉛直な
通路１７８から油を受取るものと、されている。
通路１７６の外端は通常の態様で密栓されてい
る。第１３図に示すようにスクロール翼９２の最
後の約180゜の部分（符号１８２で示す位置から始
まつて符号１８４で示す位置で終る部分）も、同
翼９２の他部よりもずつと厚さを大きくされてい
る。なおこの厚さ拡大部分には、通路１７６と連
通する通路１８６から油を受取る油供給溝１８５
を設けてある。これらの比較的広巾の面を利用す
ることによつて、軸線方向での単位面積当りの受
け荷重が減らされて翼先の摩耗が減ぜしめられ
る。 (6) 潤滑 機械のそれぞれの部品の潤滑は、クランク軸２
０により機械的に駆動されて殻体の底の油溜めか
ら油を汲上げ潤滑を必要とする機械可動部品の全
てに対し供給する油ポンプ２４を用いて、行なわ
れる。油ポンプ２４は公知のどのような適当型式
のものであつてもよいが、図示の場合には米国特
許第4331420号とか米国特許第4331421号とかに開
示されている型式の油ポンプが用いられている。
油ポンプ２４の吸入口は符号２０２で示されてお
り、また吐出口はクランク軸２０の中心で上方へ
と延びている鉛直方向に沿う油通路２０４とされ
ている。 第１，６，７図に示すように通路２０４の上端
はクランク軸２０内の横向きの通路２０６へと連
通させてあり、後者の通路２０６の両端は鉛直方
向に沿う通路２０８及び２１０へと連通させてあ
る。通路２０６の放射方向外端と通路２０８，２
１０の各上端とは、通常の態様で密栓してある。
通路２０８は放射方向に沿う通路２１２へと連通
させてあり、後者の通路２１２によつてスリー
ブ・ベアリング３４，３６間の空間部に潤滑油が
圧力下で供給されることとしてある。通路２１０
はほぼ放射方向に沿う通路２１４へと連通させて
あり、通路２１４は面１０８，１１０間とハブ１
００中の放射方向に沿う通路２１６へと連通させ
てあつて、通路２１６はスリーブ・ベアリング１
０４，１０６間の空間部に潤滑油を圧力下で供給
するためのものとされている。外側に位置する１
対のスリーブ・ベアリング３４，３６間の空間部
からは前述したように潤滑油が、通路１５８を介
してスラストベアリング１５０へと供給され、ま
た内側に位置する１対のスリーブ・ベアリング１
０４，１０６間の空間部からは前述したように潤
滑油が、通路１８０，１７８，１７６，１７４及
び１８６を介して互に係合するスクロール翼側面
へと供給される。 低部釣合い錘り５９が（旋回スクロールのむし
ろ大きな偏心質量を釣合せるのに必要な寸法を有
することに基づき）油溜めの油面２６下に配置さ
れていることからして、回転する同錘り５９が油
を汲出してエネルギーを無駄に消費しないための
配慮が施されている。すなわち下部釣合い錘り５
９が回転するとき該錘り５９の外表面に密に接近
する室２２０を、下部軸受箱２８中に形成してあ
る。この室２２０はその外周部で油流出管２２２
へと連通させてあり、油流出管２２２は放射方向
外方向きに延びた上で下部軸受箱２８と殻体間で
上方向きに延びているものとされている。圧縮機
を始動させると下部釣合い錘り５９の回転によつ
て油が、室２２０から油流出管２２２を経て殻体
の油溜め領域中へと汲出され得ることとなる。室
２２０からのこのような油の汲出しを可能とする
ために下部軸受箱２８には、一端で室２２０の中
央部に連通すると共に他端で、油溜めの油面２６
位置よりも上方にまで延出させてある導管２２６
へと連通させてある通路２２４を、設けてある。
導管２２６は圧縮機が始動せしめられたときにガ
ス或は蒸気が室２２０中に入ることを可能とし
て、これにより室２２０から全ての油が汲出され
ることを可能ならしめる。内側に位置するスリー
ブ・ベアリング１０４，１０６の頂部及び底部、
外側に位置するスリーブ・ベアリング３４，３６
の頂部、及びスラストベアリング１５０の内側へ
と出て来る過剰油は、通路２１７及び２１８を介
してクランクケース内へと戻される。 (7) 翼側面の形 円の伸開線（インボリユート曲線）である翼側
面形を有する通例のスクロール型圧縮機は、翼側
面同士が線接触を維持するようにするために、固
定スクロールと可動（旋回）スクロール間の曲線
並進（curvilinear translation）を要求する。曲
線の回転阻止装置をこの発明に係るリンク機構、
つまり旋回スクロールの若干の回動を許容するリ
ンク機構、に置換えたとすれば、効率を最大化す
るために翼側面同士の線接触を維持する方策を講
じなければならない。そのような方策としてこの
発明は、２つの技術を提案する。そのうちの第１
のものは伸開線移し変え技術（involute shifting
technique）であり、第２のものは真の伸開線で
ない、若しくは伸開線でないスクロール翼側面形
を附与することとなる伸開線改変技術（involute
modification technique）である。側面漏洩間隔
（flap leakage distances）、つまりかみ合うスク
ロール翼側面間の間隔は、上記第１の技術を用い
るとき極めて小さくなる。第２の技術は理論上、
側面漏洩間隔を零とする。 一般的に言つてスクロール型圧縮機は、平面幾
何学のインボリユート曲線から生成された２個以
上の螺旋状翼であつて基板上に支架してある螺旋
状翼を利用する。生成用の円（generating
circle）が用いられたとすればその半径、スクロ
ール翼の厚さ及び翼の合計個数は、所望の移送体
積（押し除け量）及び圧力比が附与されるように
選択される。スクロールが180゜回転し側面及び翼
先が接触状態にもたらされると、流体受容ポケツ
トが形成される。一のスクロールが他のスクロー
ルに対し相対的に曲線並進して運動するもの（何
らの線の回転も起きないもの）とされているとす
れば、これらの流体受容ポケツトは次いで密封さ
れ、回転方向に依存して中心に向けて内方向き或
はスクロール端に向けて外方向きに動く。１−
１／２より多い作用翼があるときは、ポケツト中
の流体が圧縮或は膨張せしめられる。運動が真の
曲線並進であれば、完全な側面密封が得られる
（インボリユートの面不規則さを計算に入れない
として。）。側面及び翼先の比較的長い密封線より
して、小さな間隙でも実質的に効率を低下させう
る。翼先間隙を管理する技術は特にこの発明の主
題ではなく、この発明は側面間隙を管理する技術
に係る。 理解を容易とするために第２０Ａ図を参照して
説明すると、相対運動が曲線並進でありスクロー
ル部材の生成ｘ−ｙ軸間の相対回転変位が180゜で
あるときに、スクロール・インボリユート形を表
わす方程式は次のようになる。 Ｒ＝Ｃ｛１＋（Ar−MT／Ｃ）2｝1/2 Ar＝Ac＋Pi／２＝Ap−tan-1 Ap ここに、 Ｒ：基礎円の中心からスクロール形上の点まで
の距離 Ｃ：生成用の基礎円の半径 Ar：ころがり角度（roll angle） Ｔ：スクロール翼の厚さ Ｍ：論理修正数（logic modifier）。面S1につ
いてはＭ＝１、面S2についてはＭ＝０ Ac：増分する数値制御角度（Numerical
Control Angle）。問題としている点で可動
（旋回）及び固定スクロール間に接触が生じ
たときのクランクの角度と、考えてよい。 Pi：基礎円の円周の直径に対する比（＝π） Ap：極座標での角度。 曲線並進運動は、複雑で比較的高価なオルダム
継手のような回転阻止装置の使用を要求する。こ
れよりずつと単純で安価につく装置が、前述した
回転制御リンク機構である。この機構はしかし旋
回スクロールの若干の回動を許容し、このような
回動は、普通の場合であればスクロール翼を分離
或は干渉させて機械効率を低下させることとす
る。翼の幾何学的形状を変更することで、かかる
間隙或は干渉を減少または消失させることができ
る。この発明は以下に説明するように、２種の新
規な形状修正技術を包含する。 (7‐A) 伸開線多し変え技術 通例の円伸開線を前述したリンク機構と共に用
い、同一のスクロール翼において内側の翼側面の
インボリユート形を外側の翼側面のインボリユー
ト形とは異なつた基礎円中心を有するものとする
のみで優れた側面密封特性が得られることを、見
出した。両者のインボリユート形は一致するが、
結果する翼はその全長にわたり厚さを変更する。
何れか一或は両方のスクロール上の何れか一の側
面或は内側及び外側の両側面の基礎円を、移し変
えてよい。したがつて可能な次の３ケースがあ
る。 ケース１：固定スクロール上の内側及び外側のイ
ンボリユート形のみを移し変え ケース２：旋回スクロール上の内側及び外側のイ
ンボリユート形のみを移し変え ケース３：両スクロール上の内側及び外側のイン
ボリユート形を移し変え ケース１が驚くべきことに最良の密封を附与
し、ケース２は採用し難いものであることを、発
見した。これは理論的な解析に基づくもので、実
際の場合には、ケース２を採用した場合にも噛合
つた翼側面間で生じうる流体漏れを許容限度内の
ものとできる。互に接触している１対の翼２５０
及び２５２を第１９図に、誇張した形で画いてあ
る。これはケース１を採用した機械についてのも
のであり、翼２５０が旋回翼、翼２５２が固定翼
である。 この発明に従つたリンク機構の幾何学的な図解
が第２１図に、以下の記号を附与して示されてい
る。 Ｐ：旋回スクロール上の回転制御枢支点の位置
（例えば前記突起１２４の軸線位置） cs：旋回スクロールの幾何学的な中心の位置 cc：クランク軸の回転軸線 Ｌ：旋回スクロールの幾何学的中心から点Ｐま
での距離（すなわち旋回スクロールによつて
形成される仮想リンクの長さ） Am：両スクロール間の相対角度 Ｂ：旋回基礎円上のインボリユートの出発位置
から枢支ピン中心へと至る角度（極座標） Ｅ：偏心量（旋回スクロールの旋回半径） Ｖ：クランク軸 Tm：時間 S1：内側面の形 S2：外側面の形 この発明に係るスクロールを設計するためには
先ず、通常の形のスクロール（オルダム継手と共
に使用されるであろうようなもの）を通常の手順
に従つて、必要な移送量（押し除け量）、圧力比
及び出口ポート形態が与えられるように設計しな
ければならない。これによつてインボリユート基
礎円の半径Ｃ、スクロール厚Ｔ及び翼個数の各値
が知られる。これが終ると点Ｐ、つまり旋回スク
ロールの枢支点、の位置を選択する必要がある。
幾学的中心csと点Ｐとの間の距離はＬである。同
距離Ｌは製造のために都合がよいように選択され
る。この距離Ｌは、枢支点Ｐがスクロール部材の
下面にあるとすれば幾何学的なスクロール中心か
らスクロール外面へ至る間の距離よりも小さくで
きようが、第１，４，１３図に示されているよう
に翼外面上にあるのが好ましい。翼の外端は参照
するのに便利である部分であることからして、枢
支点Ｐが、実際にはスクロールの外縁上の何れの
位置にあつてもよいけれども、上記した翼外端に
あるものとする。長さＬが中心csと枢支点Ｐとの
間に旋回スクロールによつて形成されているリン
クを表わすものであることに、留意されるべきで
ある。ccとcs間の直線を今後、「中心線」と呼ぶ
ことにする。 前述したように、両スクロール間の少量の制御
された回転のみを許容するといつた目的を達成す
るのに、複数の基本的なリンク機構があること
を、発見した。製作の容易さ、製作コストの低さ
及び潤滑の容易さからして四棒リンク機構が好ま
しい。長さＬが十分に長いと共にリンクが第２１
図の点Ｐとccとを結ぶ直線に対し実質的に垂直で
あるとすると四棒リンク機構の運動は、点Ｐが本
質的に直線上を動くと共に長さＬが変化しないこ
とからして、第１６図に図示のクランク・スライ
ダ機構の運動に類似のものとなる。したがつて上
記機構は解析が最も簡単である。他の機構も類似
して解析でき類似の結果を与える。 第２１図でみてとれる基本的な問題は、クラン
ク軸が旋回スクロールの中心を軌道円まわりで偏
心量Ｅでもつて動かすときに旋回スクロールが角
度Amだけ回転することにある。該離反角運動は
スクロール面間の不整合を結果して同時的な間隙
及び干渉条件がスクロール側面間の密封点で生ぜ
しめられることとし、低い能力及び効率をうみ出
すに至る。間隙及び干渉の量はスクロール面間の
不整合度に依存し、同不整合度はリンク形態及び
スクロール形状に依存する。 点Ｐが固定スクロールの生成用基礎円の中心を
通る直線上で放射方向に動くとすれば、Amの値
は次式で算出される。 sin（Am）＝Esin（VTm）／Ｌ Amの値が小さいとき（今の場合はそうであ
る。）、その値は次式のようになるとみなし得る。 Am＝sin（Am）＝Esin（VTm）／Ｌ（ラジアン） したがつて、固定スクロールに対し相対的に可
動スクロールが回転する最大角度がVTm＝90゜の
ときであることからして、Amの最大値は次式で
表わせる。 Am max＝Ｅ／Ｌ（ラジアン） 第２１図でみて中心線が位置ａを横切るとき、
Amの値は0゜である。したがつてその点で両スク
ロール間の相対角度零があることになり、このこ
とは同位置ａではスクロール面間の不整合がない
ことを意味している。しかしながら中心線が第２
１図の位置ｂへと動くにつれてAmの値がAm
maxの値にまで増大し、最大の面不整合が起き
る。本リンク機構を用いたもので密封点が、オル
ダム継手を用いたもの（何らの相対回転を許容し
ない。）におけると同一の点となることが要求さ
れたとすれば、それが可能であるようにスクロー
ル形が修正されねばならない。観察されたことは
位置ａ及びｃで、両スクロール間に0゜の相対角度
が存在し放射方向での修正が何ら要求されないと
いつた事実である。両スクロール部材間の相対角
度が最大となる位置ｂ及びｄでは、放射方向での
必要修正量が最大となり、その値は次式で表わさ
れる。 Rmax＝〔（Ｅ／Ｌ）／２（Pi）〕 ２（Pi）Ｃ＝EC／Ｌ 必要修正量が零の点と最大である点との間で
は、ほぼ次式で表わされる中間の修正量が必要と
なる。 （EC／Ｌ）sin（VTm） したがつて修正されていないスクロールが最大
の修正を要求される位置をとるときは、一つの組
の密封点が閉鎖する修正を要求する間隙を有し、
他の組の密封点が干渉を起している。これらの間
隙及び干渉は、スクロールが非回転位置にあると
きにスクロール中心と枢支点Ｐとを結ぶ直線に対
し垂直な方向（スクロール中心と点Ｐとを結ぶ直
線に対する垂線に沿う方向）でインボリユート形
を適当に変更することにより修正できることを、
発見した。 修正ないし移し変えを１個のスクロール翼のみ
について行なうとすると（前述のケース１及びケ
ース２）、内側の翼側面形は間隙を閉鎖すると共
に干渉をなくすように上記した垂線に沿う一方向
でRmaxに等しい量だけ移し変えられ、また外側
の翼側面形は同様の目的で上記とは反対方向で等
量だけ移し変えられる。 ４つの側面形を全て修正する場合には（前述の
ケース３）、同様の修正を両スクロール翼につい
て行なう。特に、一方のスクロール翼の内側面形
は間隙を閉鎖すると共に干渉をなくすように上記
した垂線に沿う一方向で移し変えられ、また同一
方のスクロール翼の外側面形は同様の目的で上記
の一方向とは反対の方向で移し変えられる。そし
て他方のスクロール翼の内側面形も移し変えられ
るが、その移し変えは上記した一方のスクロール
翼の内側面形の移し変え方向とは反対の方向で行
なわれ、同様にこのスクロール翼の外側面形の移
し変えは上記した一方のスクロール翼の外側面形
の変更方向とは反対の方向で行なわれる。ケース
３の場合に翼側面の各々に施される修正量は、次
の通りである。
縮するのに適している改良されたスクロール型の
流体移送装置、及びその製造方法に関するもので
ある。 種々のタイプの流体を移送するための装置とし
て、一般に「スクロール」装置（“scroll”
apparatus）と称されている部類の機械がある。
この種の装置は流体膨張機（expander）、移送機
関（displacement engine）、ポンプ、圧縮機等
として具体化でき、この発明はこれらの機械の何
れにも利用できる。しかし説明のために後述する
実施例は、ガス状流体用の圧縮機に係るものとさ
れている。 スクロール装置は一般的に言つて、それぞれ各
別の端板上にスクロール部材を形成するように支
架してある類似形状の２個の螺旋状スクロール翼
（scroll wrap）を、備えている。２個のスクロー
ル部材は、一方のスクロール翼が他方のスクロー
ル翼から180゜回転変位されるように、互に嵌め合
されている。この装置は、一方のスクロール部材
（旋回スクロール−orbiting scroll）を他方のス
クロール部材（固定スクロール−fixed scroll）
に対し相対的に、それぞれの翼の側面（flank）
間で移動する線接触がなされて移動する孤立した
三日月状の流体受容ポケツトが形成されるよう
に、旋回させることによつて作動する。螺旋は一
般に円の伸開線（involutes of ａ circle）とし
て形成されており、作動中にスクロール部材間の
相対回転が何ら生じないこと、つまり運動が純粋
な曲線並進（curvilinear translation）（すなわ
ち何らの線も回転しない。）となることが、理想
的である。流体受容ポケツトは処理すべき流体
を、流体入口が設けられているところのスクロー
ル装置の第１の領域から流体出口が設けられてい
るところのスクロール装置の第２の領域へと運
ぶ。密封されている流体受容ポケツトの容積は、
同ポケツトが第１の領域から第２の領域へと移動
するにつれて変化する。如何なる瞬間においても
少なくとも１対の密封された流体受容ポケツトが
あり、同時に複数対の流体受容ポケツトが存在す
るときは各対が異なる容積をもつ。圧縮機では、
第２の領域が第１の領域よりも高い圧力にあつて
物理的に装置の中心部に位置させてあり、第１の
領域は装置の外周部に位置させてある。 スクロール部材間に形成される流体受容ポケツ
トは、２型式の接触によつて附与される。すなわ
ちそのうちの一つは放射方向の力によつて生ぜし
められる翼螺旋面間の軸線方向に沿う接線接触で
あり（側面密封−flank sealing）、他の一つは各
翼の平坦な縁面（翼先−tips）とそれに対向位置
する端板との間に軸線方向の力によつて生ぜしめ
られる面接触である（翼先密封−tip sealing）。
高効率を得るためには両型式の接触について良好
な密封を達成しなければならないが、この発明は
主として側面密封に係る。通例のスクロール型圧
縮機（すなわち翼が円の伸開線を有するもの）で
は良好な密封を得るのに、スクロール間の相対回
転が無いことが要求される。 スクロール装置はクリユウクス（Creux）に附
与された早期の米国特許No.801182に、一般的に記
載されている。スクロール型の圧縮機及びポンプ
を開示している後続した米国特許の代表的なもの
には米国特許No.1376291、No.2475247、No.2494200、
No.2809779、No.2841089、No.3560119、No.3600114、
No.3802809、No.3817644、No.3884599、No.4141677、
No.4300875及びNo.4357132がある。 したがつてスクロール型の装置の概念は一定の
期間にわたつて公知であつて来たものであり、同
装置は独特の長所を有するものと認識されて来て
いる。例えばスクロール機械は高い等エントロピ
ー効率及び体積効率を有し、これよりして所与の
容量（能力）のものとするとき比較的小型で軽量
となる。また同機械は、大きな往復動部品（例え
ばピストン、連接棒等）を用いないことからして
多くの他の圧縮機よりも静かに動作すると共に振
動が少なく、また全ての流体流れが複数個の対向
するポケツト内での同時的な圧縮を伴ないつつ一
方向に行なわれることからして圧力により生ぜし
められる振動がより少ない。この機械はまた、利
用される可動部品の個数が比較的少ないこと、ス
クロール間の運動速度が比較的小さいこと、及び
流体汚染から受ける影響が少ないといつた流体汚
染に対する個有の寛大さを有することからして、
高い信頼性と高寿命とを持たせ易い。しかしそれ
にも拘らず従来提案されているスクロール機械が
これまで普及していないことの理由は、この種の
機械の製造が困難であることと同機械に個有の密
封及び異常摩耗の問題とに基づくと、理解され
る。 スクロール機械を設計する上で最も困難である
問題の一つは、両スクロールが相対的に旋回する
ときに該両スクロール間の相対的角運動を阻止す
るために利用される技術に係る。この問題に対す
る最も普通のアプローチの一つは、旋回スクロー
ルと装置の固定部との間で作動するオルダム継手
（すべり子軸継手）を使用することにある。オル
ダム継手は典型的には、オルダムリングと２組の
キー部材ないしスライダブロツクとを備えてい
る。オルダムリングにはその一側面上で溝を形成
してあり、該溝はリング他側面上に形成された類
似の溝に対し直交する方向に沿う。一の組のキー
部材は旋回スクロールの表面へと接続されオルダ
ムリングにおける一側面上の溝内に配置されてお
り、他の組のキー部材は固定スクロールまたは、
ハウジングに対し固定されオルダムリングにおけ
る他面上の溝内に配置されている。オルダムリン
グは、固定スクロールまたはハウジングに固定さ
れている上記他の組のキー部材を含む溝に対し平
行に往復動する。オルダム継手はしたがつて、固
定スクロールに対し旋回スクロールが相対的に角
運動（回転変位）することを制御、つまり阻止す
る。このような角運動の阻止は通例のスクロール
装置を成功的に機能させる上で不可欠であると、
信じられている概念である。米国特許No.4121438
は上記構造の機械を開示している。 オルダム継手を利用したスクロール装置は不幸
にも、主として継手をつくり上げている部品の個
数が多いことに基づき、いくつかの組立て上、作
動上及び保守上の不具合を有している。部品の個
数が多いことよりして材料費、製作費用（加工費
用）及び組立て費用が増す。オルダム継手中のス
ライダブロツクないしキー部材は全て、オルダム
リング上の溝内で滑動するものであり、これより
して潤滑及び摩耗上の問題がある。往復動するリ
ングは本質的に、つり合せることが不可能であ
る。 例えば両スクロールを互に異なつた回転中心の
まわりで回転させる複合駆動機構を使用するとい
つたような、スクロールの相対回転を制御するた
めの他の公知の装置もあるが、これらの公知装置
も、複雑なものであることからしてオルダム継手
を用いたものと同様の多くの不具合を有してい
る。 この発明は上述の問題に、異なつた２つの方向
からアプローチするものである。この発明の基本
概念は、両スクロール間の相対回転を無くさずし
て同相対回転を比較的小さな量に制御するのみの
極く単純な旋回スクロール用の回転制御リンク手
段を、スクロール翼間に生じる制限された相対回
転を吸収して同スクロール翼間での側面密封を維
持するようにスクロール翼の形状を修正する技術
と組合せて、使用することにある。 すなわちこの発明は、第１の螺旋状の翼を有す
る固定スクロール部材と、第２の螺旋状の翼を有
し上記固定スクロール部材に対し相対的に運動で
きるように支持されている可動スクロール部材
と、を備えていて、上記第２の翼が上記第１の翼
に対し、第１の翼に対し相対的に第２の翼が予め
設定された径路に沿い移動せしめられるとき連続
して容積を変更して行く流体受容ポケツトが形成
されるように、かみ合されているスクロール型機
械であつて、上記した径路に沿い上記第２の翼を
移動させるための手段が、 Ａ 上記可動スクロール部材を、上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に偏心した略円形の旋回
径路中で移動させることとする駆動手段 を備えているスクロール型機械において、次のよ
うな技術的手段を講じた。 すなわち第１番目の発明は上記第２の翼を移動
させるための手段にさらに、 Ｂ 上記可動スクロール部材に対し該可動スクロ
ール部材上の一点で接続されていて該一点の運
動を制限することにより可動スクロール部材の
回転運動を、予定した量に制限する回転制御リ
ンク手段 を備えさせる一方、スクロール翼の側面形状に関
し、上記した第１及び第２の翼のうちの少なくと
も一方の翼が、 同一の平面図形の伸開線の形状の内側面及び外
側面であつて、内側面の伸開線形状を生成する該
平面図形の位置と外側面の伸開線形状を生成する
該平面図形の位置とを、上記の予定した量の可動
スクロール部材の回転運動を許容しつつ上記した
第１及び第２の翼間の密封係合を確保するように
互にずらして生成させた伸開線形状の内側面及び
外側面、 を有するものとする。 前記した回転制御リンク手段は例えば、スクロ
ール機械における固定点と可動スクロール部材上
の前記一点との間を、該一点の運動が前記第２の
翼の放射方向に沿つている略直線の径路内での運
動に制限されるように接続するリンク機構によつ
て構成できる。可動スクロール部材の回転運動
を、オルダム継手のように完全に阻止するのでは
なく単に予定した量に制限するのみの回転制御リ
ンク手段は、少ない部品点数で安価に製作でき
る。回転制御リンク手段の具体例は後に、「(4)
回転制御手段」とした項で述べる。 そして第１番目の発明では可動スクロール部材
の制限された回転運動を許容しつつ、少なくとも
一方のスクロール翼の内側面と外側面とで伸開線
形状をいわば移し変えた構成により必要な側面密
封を得ることとしている。スクロール翼の内側面
及び外側面を平面図形の伸開線形状のものに加工
するようにプログラムされた加工機械のカツター
により、被加工材料を切削加工してスクロール翼
を形成する場合、被加工材料を常に同一の位置に
おいたままで加工したとすれば、翼の全体にわた
り均一した厚さを有する従来通例のスクロール翼
が形成されることになる。これに対し被加工材料
を翼内側面の加工時と翼外側面の加工時とで互に
位置をずらして加工するとすれば、翼内側面の伸
開線形状を生成する平面図形の位置と翼外側面の
伸開線形状を生成する同じ平面図形の位置とが互
にずらされた関係になり、同一の伸開線形状であ
りながら翼長さ方向（螺旋方向）に沿い内側面と
外側面とで相対的に位置がずれることになつて、
スクロール翼がもはや長さ方向に沿つて均一した
厚さを有しなくなる。第１９図は上述のような加
工法により形成した固定スクロール部材の翼（前
記第１の翼）２５２を、翼厚均一の可動スクロー
ル部材の翼（前記第２の翼）２５０と共にやや誇
張して示している。 第１番目の発明は第１９図に例示するような形
で翼厚さ方向に沿い翼厚を変更するスクロール翼
によつて、可動スクロール部材の制限された回転
運動を許容しつつ側面密封を得ることができると
いつた発見に基いており、この点については後に
「(7)翼側面の形」及び「（７−Ａ）伸開線移し変え
技術」とした項で具体的に説明する。同項で述べ
るように本技術によつては、実用上は差支えない
も完全には側面密封が達成されない。しかしなが
ら上述のように加工機械に与えるプログラムは従
来の場合と全く同一として翼側面の加工形成を行
えるから（なお具体例は後に「製造方法」とした
項で説明する。）、比較的単純なプログラムに従い
スクロール部材を安価に製作できる。 第２番目の発明（特許請求の範囲第３２項）及
び第３番目の発明（特許請求の範囲第３４項）は
それぞれ、可動スクロール部材の回転運動を予定
した量に制限するための手段としてクランク及び
スライダ・リンク機構（第２番目の発明）もしく
は四棒リンク機構（第３番目の発明）を設ける一
方、スクロール翼の伸開線形状を生成する生成基
準平面図形を円としてあるスクロール機械に係
る。 これらの第２番目、第３番目の発明では第１番
目の発明におけるのとは異なり、各スクロール翼
の内側面及び外側面の形状を真の伸開線形状とせ
ず、真の伸開線形状に改変を施した形状としてい
る。第２番目、第３番目の各発明で前記第１の翼
の内側面及び外側面、そして前記第２の翼の内側
面及び外側面に与える形状は後に「（７−Ｂ）、伸
開線改変技術」とした項で述べる。 第２番目の発明はクランク及びスライダ・リン
ク機構により可動スクロール部材の回転運動を制
限する場合に、真の円伸開線形状にどのような改
変を施せば完全な側面密封が得られるかを理論的
に探求して、完成されたものである。第３番目の
発明も類似して、四棒リンク機構により可動スク
ロール部材の回転運動を制限する場合に、真の円
伸開線形状にどのような改変を施せば完全な側面
密封が得られるかを理論的に探求して、完成され
たものである。 これらの発明では前記第１の翼及び前記第２の
翼の各翼側面について理論的に完全に側面密封を
得させる形状を与える。このため逆に、加工機械
に与えるプログラムが第１番目の発明の場合より
も複雑となる。しかし同プログラム（プログラム
の具体例は後述する。）は一度完成すればそのま
ま量産用に使用できるから、第２番目の発明及び
第３番目の発明も単純構造で済む可動スクロール
部材回転制限用のリンク機構の採用と相まつて、
側面密封性を高めつつスクロール型機械を経済的
に製作できることとする。 可動スクロール部材を旋回させるための駆動手
段としては従来一般に、クランクピンを介し可動
スクロール部材を旋回駆動するクランク軸とか回
動アームを介し同スクロール部材を旋回駆動する
駆動軸が用いられており、この発明に係るスクロ
ール型機械で用いる駆動手段は公知の何れかの方
式のものであつてもよいが、後述する実施例では
クランク軸を用いる構造において、被処理ガス中
に浮遊物ないし異物があるとき等の過負荷作用時
に自動的な負荷軽減を得させることとしている。
駆動手段の具体例は後に、「(3)旋回駆動手段」と
した項で述べるが、非圧縮性の流体が圧縮機中に
吸入されたとすると上記駆動手段は、旋回スクロ
ールの旋回半径を自動的に減少させて上記の流体
を両スクロール翼間で低圧領域へと逃がすことと
する（つまりスクロールは、どのような液体でも
簡単にのり越える。）。この機能はバルブ等の余分
の部品を使用することなしに達成され、且つ、極
く円滑に達成される。同駆動手段はクランク軸の
上部軸受内に収容されて、機械の高さを減少させ
ると共に振動を少なくする。 この発明の他の特徴及び効果は、添付図面を参
照して行なう以下の実施例の説明により、容易に
理解される。 好ましい実施例の説明 (1) 一般的な配置 第１図には、この発明の原理を具体化した密閉
型の冷媒圧縮機構を例示してある。圧縮機は、部
分１４で通例のように互に溶接されている上部殻
体１０及び下部殻体１２から成る密閉包囲体内
に、配設されている。下部殻体１２の底面には、
そのうちの１本のみが図示されている複数本の脚
１６を取付けてある。冷媒圧縮機構はクランク軸
２０に対し該軸２０を駆動しうるように連動接続
されているモータ１８を備えていて、クランク軸
２０はその上端へと接続してあるスクロール型圧
縮機２２を駆動する。クランク軸２０の下端によ
つて駆動される油ポンプ２４が、機械に対し潤滑
油を供給する。下部殻体１２はその内部に潤滑油
用の油溜めを有し、同油溜め内の潤滑油の油面は
符号２６で指示してある。 (2) モータ・圧縮機々構 モータ・圧縮機々構は、クランク軸２０の下端
部を回転可能に支承するベアリング３０を内装し
た下部軸受箱２８と、クランク軸２０の上端部を
回転可能に支承するところの間隔をあけられたス
リーブ・ベアリング３４，３６を内装する穴３３
を形成してある上部軸受箱３２とを、備えてい
る。上下の軸受箱３２，２８は複数本の締付固定
具３８により互に連結されており、締付固定具３
８によつてはモータ１８の固定子４０が軸受箱３
２，２８間で締付けられて拘留される。モータ固
定子４０の中心穴中には、モータ１８の回転子４
２が配されクランク軸２０へと取付けられてい
る。モータ１８は何れの面からみても通例のもの
であり通例のように動作する。モータ・圧縮機々
構は下部殻体１２内において、複数本の支架ボル
ト４４（図では１本のみを図示。）によつて支架
されており、支架ボルト４４は下部軸受箱２８へ
とねじ込まれると共に符号４６で指した部分から
みてとれるように下部殻体１２の底へと螺着され
ている。下部殻体１２からの油漏れは、各支架ボ
ルト４４の外面に対し密封的に係合するＯリング
４８によつて阻止される。 圧縮機は本質的に、上方に位置する固定スクロ
ール部材５０と下方に位置する旋回スクロール部
材５２とを備えていて、後者のスクロール部材５
２は、平坦な下面５３と、クランク軸２０の上端
部中の偏心穴５６中に配置してあるところの下方
向きに延出した駆動ハブ５４とを、有している。
駆動ハブ５４端は凹溝５５を有する。上部釣合い
錘り５７が穴５６の近くでクランク軸２０上に設
けられていて、駆動の偏心性を避けて釣合いを得
るのに利用されている。クランク軸２０の下端付
近には下部釣合い錘り５９が取付けられていて、
公知の原理に従つた釣合い系が完成されている。
固定スクロール部材５０は、上部軸受箱３２の平
坦な上面５８の上方で、該上面５８から正確に予
設定せる距離をおいて位置をとるように、スペー
サリング６０によつて位置付けされており、複数
本の取付螺杆６２によつて上部軸受箱３２に対し
螺着されている。取付螺杆６２は固定スクロール
部材５０と上部軸受箱３２間でスペーサリング６
０を締付け固定するのにも、利用されている。各
取付螺杆６２の上端はコツプ状体６６内に配設さ
れたナイロン製スペーサ６４中へと突入させてあ
り、コツプ状体６５は上部殻体１０の頂部に溶着
された支架リング６８へと取付けられている。そ
のような連結部のうちの一つのみを図示したが、
同連結部は多数、設けられている。 固定スクロール部材５０は平坦な翼先シール面
（tip seal surface）７０を備えていて、この翼先
シール面７０から螺旋状のスクロール翼７２を突
出させてある。固定スクロール部材５０にはその
中心部に位置させて腎臓形の吐出口７４を設けて
あり、この吐出口７４はその上面側に配置された
吐出室７６と連通している。吐出室７６は適当に
シールを施されている弁板７８によつて覆れれて
おり、この弁板７８はそれを貫通するポート７９
を有していて、複数本のねじ付け締付具８２によ
りスクロール部材５０の上面へと取付けられたシ
リンダ頭８０によつて位置を拘束されている。ポ
ート７９を通しての流れの方向はリベツト８５に
より弁板７８へと取付けてある通例の葉状逆止弁
（羽打弁）８１、並びに通常の裏当て８３、によ
つて制御される。 吐出流体はシリンダ頭８０内から、吐出管８６
の一端を挿入してある開口８４を介して流れる。
吐出管８６はモータ・圧縮機々構の上方を越えて
該機構と殻体１０，１２間で下方へと或る点（図
示せず）まで延び、そこから通例のように殻体外
へと導いてある。吸入ガスは殻体１０，１２内へ
通例のように、上部殻体１０の壁を貫通させてあ
る管８８を介して導入される。図示のモータ・圧
縮機は、モータを冷却する等の目的で密閉殻体中
に吸入ガスを存在させることとする「低圧」型
（“low side”type）のものとされている。同ガ
スは圧縮機２２に、スクロール翼の外周囲で入
る。 旋回スクロール部材５２は平坦な翼先シール面
９０を備えていて、この翼先シール面９０から螺
旋状のスクロール翼９２を突出させてある。この
スクロール翼９２は、前記した位置固定側のスク
ロール翼７２に対し密封的に係合してスクロール
部材５０，５２間の相対的旋回運動時に通常の態
様で、容積を減少して行く流体受容ポケツトを形
成するものと、されている。スクロール翼９２の
先端（tip）は固定スクロール部材５０の翼先シ
ール面７０に対し密封的に係合させることとさ
れ、スクロール翼７２の先端は旋回スクロール部
材５２上の翼先シール面９０に対し密封的に係合
させることとされている。旋回スクロール部材５
２の中心領域には、吐出流体の流れを容易とする
腎臓形の凹溝９４が設けられている。両スクロー
ル翼７２及び９２は、その根本部で翼強度を最大
とするように断面形状でみて等しく且つ一様にテ
ーパー付けされている。吐出口７４と凹溝９４
は、隣接する翼の根本部を弱めることなしに最大
流れ面積を附与するように、その形状を設定され
ている。翼先シール面７０及び９０は、両スクロ
ール翼７２，９２の先端が位置する平面に平行し
クランク軸２０の回転軸線に直交する平行な平面
内に在るべきである。 (3) 旋回駆動手段 この発明に従つた駆動手段は、クランク軸と旋
回スクロール間に剛性の継手を利用せずして、そ
れに代え、非圧縮性の流体が取入れられたときと
か部品の非整列が起きたときとかに圧縮機の自動
的な負荷解除（unloading）を許容するように屈
伏する継手を利用する。この駆動手段は遠心力及
び駆動力に依存して旋回スクロールの翼側面
（flanks）を、固定スクロールの翼側面と密封接
触状態に維持する。このことは第１図及び第６−
９図に図示のアンローダ・ハブ（unloader hub）
１００を用いて、軸線方向で極くコンパクトであ
る構造により達成される。 上記したハブ１００は円筒状のリテーナ１０２
と軸線方向で間隔をあけたスリーブ・ベアリング
１０４，１０６とを備えていて、旋回スクロール
部材５２はスリーブ・ベアリング１０４，１０６
に支承されている。リテーナ１０２はその周縁上
で平坦な被駆動面１０８を有し、この被駆動面１
０８はクランク軸２０の回転軸線に平行する平面
内にある。同被駆動面１０８は穴５６の内周壁中
の相補的な平坦駆動面１１０に対し駆動を受ける
ように係合するものとされていて、駆動面１１０
は被駆動面１０８よりも巾が大であるものに形成
されている。穴５６はその他に、ハブ１００とク
ランク軸２０との間の制限された範囲内での接線
方向の相対的摺動変位を許すような寸法と形状を
有するものに形成されている。クランク軸２０の
回転中心はccで示され、またハブ１００及び旋回
スクロール部材５２の中心はcsで示されている。
クランク軸２０の回転によつてはハブ１００が、
軸線ccまわりで旋回せしめられる。これによりハ
ブ５４、したがつて旋回スクロール部材５２が、
軸線ccまわりで旋回せしめられる。スクロール部
材５２の旋回半径は翼側面形（wrap profiles）、
つまり旋回スクロール部材５２の翼９２側面が固
定スクロール部材５０の翼７２側面と係合する
線、の幾何学的形状により決定される。 スクロール翼７２，９２が非圧縮性流体の小集
合（slug）に遭遇したときは、これによりスクロ
ール翼７２，９２を分離させる向きで生ぜしめら
れた力が、第６，８図に図示の正規駆動位置から
第９図に図示の異常位置へとアンローダハブ１０
０が摺動変位することで受容される。これによつ
てスクロール翼７２，９２が分離して非圧縮性流
体の小集合をのり越えることができ、その上でス
クロール翼９２が固定スクロール翼７２と密封的
に係合する状態へと、遠心力により戻される。 複数部品をして装置軸線方向でみて入れ子状に
配置してあることにより、装置の高さが極小化さ
れる。そのような配置関係よりしてまた、前記し
た上部釣合い錘り５７を、旋回スクロール部の中
心に極く近接位置させることが可能となり、これ
によつては軸受負荷及びクランク軸２０に作用す
る曲げ力、並びに要求される釣合い錘り寸法が、
減ぜしめられる。またクランク軸２０頂端での片
持ち駆動軸受（cantilevered drive bearing）が
無くされて、軸受負荷が一層減ぜしめられる。 この発明はまた、所望の旋回運動を附与しつつ
なお、非圧縮性流体との遭遇時に圧縮機の自動的
な負荷解除を可能とする他の旋回駆動手段も、提
案するものである。同駆動手段を備えた装置は水
平断面でもつて図示した第１７，１８図に示すよ
うに、図示形状の軸線方向の穴１１４を上端部内
に有するクランク軸１１２（回転中心ccを持つ。）
を備え、上記した穴１１４の重要な部分は円筒面
１１５（中心cpを持つ。）であり、この円筒面１
１５の半径と等しい半径を有する突起１１７を備
えたハブ１１６が穴１１４に挿入されている。ハ
ブ１１６はそれを貫通する円形穴１１８（中心軸
線csを持つ。）を有し、この穴１１８に旋回スク
ロールのハブ５４が支承されている。所望の場合
には穴１１８とハブ５４との境界部に適宜のベア
リングを設けうる。図面から理解されるように上
記の各部品の形状と配置関係は、クランク軸１１
２が軸線ccまわりで回転するとき常時は遠心力に
よつてそれぞれの部品が第１７図に図示の位置に
維持され、そのとき旋回半径は前述したようにス
クロール翼側面の幾何学的形状に依存すること
と、なつている。これに対し負荷解除を行なうべ
き事態が起きたときは、ハブ１１６が中心cpま
わりで第１８図に図示の位置へと回転変位して、
非圧縮性物質が２翼側面間で通過するのに必要な
程度に該２翼側面が分離せしめられる。 (4) 回転制御手段 この発明は、スクロール部材間の相対回転を制
御するように該スクロール部材間を連結する問題
を、極く単純で独特である方策により解決するも
のである。第１−１３図に図示の実施例において
は、第１，４，５図に示すように上記した問題
を、旋回スクロール部材５２の外周縁上に、軸線
方向で貫通する穴１２２を有する突起１２０を設
けると共に、他端で任意の装置固定部に枢着支持
させてある単純なリンク１２６の一端に突設した
突起１２４を上記した穴１２２に、回転変位自在
に嵌合することにより、解決している。図示の場
合には上記リンク１２６が、固定スクロール部材
５０と上部軸受箱３２とに突入させてある軸線方
向に沿う位置決めピン１２８であつて該両部品５
０，３２を互に対し正確に位置決めする位置決め
ピン１２８のうちの１本に、枢支させてある。リ
ンク１２６の下面は平坦であつて、スペーサリン
グ６０の平坦なな上面上に摺動可能に受けられて
いる。 リンク１２６は（突起１２４が直線径路よりも
むしろ円弧状径路に沿つて移動するといつた事実
の影響を極小化するために）、出来るだけ長いも
のであることが好ましく、また旋回スクロール部
材５２と穴１２２との各中心を結ぶ直線に対し可
及的に垂直した方向で動作すべきである。この極
く簡単なリンク機構は、公知の装置で用いられて
いる複雑なオルダム継手にとつて代わる。このリ
ンク機構が現実に許容する両スクロール部材間の
小相対回転角度は精密に制御され、限定された量
及び性質のものであつて、後述するように性能或
は効率を犠性とすることなく容易に受容されう
る。 この発明はまた、第１４−１６図の各図に示さ
れているような他の単純なリンク機構も提案する
ものである。第１４図に図示の実施例は、単純な
リンク１３０が比較的に真直ぐなものでありその
位置固定側の端で、上部殻体１０に固着せるブラ
ケツト１３４に支持させた突起１３２に支承され
ていることを除いては、第１−１３図に図示の実
施例とほぼ一致している。リンク１３０の可動端
側の構造は何れの面でも前述実施例におけると等
しく、リンク１３０はリンク１２６と同様に機能
する。これらの両リンク機構は、四棒リンク機構
として知られているものとなつている。リンク機
構における第１の棒はリンク１２６または１３０
であり、装置固定部から旋回スクロールの周縁に
まで延出している。リンク機構における第２の棒
は、旋回スクロールの周縁における枢着点と同ス
クロールの幾何学的な中心との間に位置する仮想
リンクである。第３の棒は旋回スクロールの幾何
学的な中心と同スクロールの旋回中心との間を結
ぶ仮想リンクであり、第４の棒は第１の棒の位置
固定側枢支点から第３の棒の位置固定側枢支点へ
と延びている固定構造体である。 第１５図及び第１６図の各図に図示の回転制御
手段の実施例は共に、クランク・スライダ型のも
のである。第１５図に図示の実施例では、旋回ス
クロール部材５２上の突起１２０に放射方向に沿
う長孔１３６を設けると共に、上部殻体１０に固
着せるブラケツト１４０に支持させたピン１３８
を上記長孔１３６に、摺動変位自在に挿通してい
る。第１６図の図示の実施例では、旋回スクロー
ル部材５２の突起１２０がそれに取付けられたピ
ン１４２を有し、このピン１４２を、上部殻体１
０に取付けたブラケツト１４６中の放射方向に沿
う長孔１４４に摺動自在に支承させている。これ
らの２実施例においては旋回スクロール部材５２
の回転が、長孔１３６内でのピン１３８の係合ま
たは長孔１４４内でのピン１４２の係合によつて
阻止される。 以上よりして上述の４実施例の全てにおき旋回
スクロール部材の回転は、単一の相対的固定枢支
点まわりで該スクロール部材を枢支することによ
つて阻止される。唯一の実質的な差異は、四棒リ
ンク機構においては単一の枢軸が僅かに円弧状を
なす径路に沿い移動するのに対し、クランク・ス
ライダ機構では枢軸の相対的な移動が直線径路内
で行なわれる点にある。なお第１５図に図示の実
施例では旋回スクロールが旋回するにつれて同ス
クロールの単一の枢支点と幾何学的中心との間の
仮想リンクが変動し、他の実施例では同リンクが
固定される。 (5) スラストベアリング スクロール型機械に個有の特性である高スラス
ト荷重の処理は、本技術分野において設計者に対
し数多くの問題を提示して来た領域である。出願
人はこれらのスラスト荷重を、旋回スクロール部
材に特有の不均衡状態に依存するベアリングを用
いスラスト荷重をスクイズ・フイルム（拡散性油
膜）機構（spueeze film mechanism）を介し支
持することによつて、有効に処理できることを発
見した。このベアリングは極く低摩擦性であり、
構造が極く単純であり、平滑な仕上げのみを要求
し、高い堅牢度を有し、また低い相対回転速度に
さらされることからしてせん断による損傷を受け
ることが少ない。同ベアリングはまた、装置の機
枠（すなわち上部軸受箱３２）に対し直接にスラ
スト荷重を伝える。 第１，１０，１１図に示すようにスラストベア
リング装置は、テフロン及び鉛含浸青銅或は他の
適当したベアリング材から形成された比較的薄い
ベアリング１５０を備えており、同ベアリング１
５０は互に平行する上下の面を有していて、下面
側では上部軸受箱３２の平坦な上面５８に、また
上面側では旋回スクロール部材５２の平坦面５３
に、それぞれ摺動可能に接触している。ベアリン
グ１５０とスクロール部材５２間の相対運動は、
これらの両部品中へと突入するピン１５２によつ
て阻止されている。ベアリング１５０には油溝を
何ら設けてなく、これに代えて上部軸受箱３２の
上面５８に２個の同心的な溝１５４及び１５６が
設けられている。溝１５６は油供給溝であつて複
数の通路１５８を介し油を供給されることとされ
ていて、通路１５８は前記スリーブ・ベアリング
３４，３６間の空間領域で前記穴３３へと、上部
軸受箱３２内を介し連通させてある。溝１５４は
油排出溝であつて、圧縮機に入る吸入ガス中への
油の持逃げを減らすように油を、上部軸受箱３２
により区画形成された開放クランクケースへと複
数の通路１６０を介し排出させる。スクロール部
材５２の面５３と上部軸受箱３２の面５８とは、
互に平行すると共にクランク軸２０の回転軸線に
対し垂直であるべきである。 このベアリングは、旋回スクロールが旋回する
ときの該スクロールの特有の小回転変位が回転す
る油の波をつくり出し、そのような油の波がクラ
ンク軸の回転速度によつて決定される速度でベア
リングの全面に行き渡ることによつて、機能する
ものと信じられる。したがつてモータが3600rpm
で動作しているとすれば、部品の相対軸流速度が
同油波をベアリング１５０の全面と上部ベアリン
グ箱３２の上面５８の全面とに円状径路中で
3600rpmの速度で行き渡させることをなる。標準
的な動液圧ベアリング（hydrodynamic
bearing）は、スクロールと軸受箱間の相対運動
が比較的小さな変位量の旋回運動のみであること
に基づき十分な量（つまり接線速度を与えるのに
十分な速度）のものとならないことからして、正
しく機能しないであろうと、信じられる。この発
明に係るベアリングは比較的に大きい平坦面を利
用していることからして、単位面積当りの受け荷
重（unit loading）が比較的小さく、それよりし
て高寿命のものとなつている。 旋回スクロール部材の上端に加わるスラスト荷
重は２個のスクロール部材の軸線方向での相互係
合、特に一のスクロール部材のスクロール翼先の
他のスクロール部材上の翼先シール面に対する係
合、によつて吸収される。取付螺杆６２が両スク
ロール部材５０，５２を軸線方向で互い向きに附
勢し、圧縮機の稼働により産み出された流体圧が
両スクロール部材５０，５２を引離すように附勢
する。両スクロール部材５０，５２を互い向きに
附勢する軸線方向での十分な力があること、ない
し両スクロール部材５０，５２を十分に密接した
関係に保つことは、良好な翼先シールを達成する
上で望ましいことである。他方、摩擦と摩耗を極
力減らすことも望ましい。 図示の圧縮機では翼先の摩耗が、第１２，１３
図に示すように各スクロール部材５０，５２の翼
外端部の厚さを実質的に増すことによつて、制御
されている。良く知られているように、各スクロ
ール翼の外側の180゜の外側面は圧縮サイクルにお
いて利用されない。この発明に係る圧縮機ではこ
の事実が、翼先摩耗を制御するのに有利に採り入
れられている。第１２図から見てとれるようにス
クロール翼７２の最後の180゜の部分（符号１７０
で示す位置から始まつて符号１７２で示す位置で
終る部分）は、同翼７２の他部よりもずつと大き
な厚さのものとされている。この部分の表面は、
旋回スクロール部材５２の面９０に摺動自在に接
している。そのような面間に潤滑油が、旋回スク
ロール部材５２中の通路１７４を介して供給され
る。上記通路１７４は、スリーブ・ベアリング１
０４，１０６間の空間部に放射方向の通路１８０
（第７，１３図）を介して連通させてある鉛直な
通路１７８から油を受取るものと、されている。
通路１７６の外端は通常の態様で密栓されてい
る。第１３図に示すようにスクロール翼９２の最
後の約180゜の部分（符号１８２で示す位置から始
まつて符号１８４で示す位置で終る部分）も、同
翼９２の他部よりもずつと厚さを大きくされてい
る。なおこの厚さ拡大部分には、通路１７６と連
通する通路１８６から油を受取る油供給溝１８５
を設けてある。これらの比較的広巾の面を利用す
ることによつて、軸線方向での単位面積当りの受
け荷重が減らされて翼先の摩耗が減ぜしめられ
る。 (6) 潤滑 機械のそれぞれの部品の潤滑は、クランク軸２
０により機械的に駆動されて殻体の底の油溜めか
ら油を汲上げ潤滑を必要とする機械可動部品の全
てに対し供給する油ポンプ２４を用いて、行なわ
れる。油ポンプ２４は公知のどのような適当型式
のものであつてもよいが、図示の場合には米国特
許第4331420号とか米国特許第4331421号とかに開
示されている型式の油ポンプが用いられている。
油ポンプ２４の吸入口は符号２０２で示されてお
り、また吐出口はクランク軸２０の中心で上方へ
と延びている鉛直方向に沿う油通路２０４とされ
ている。 第１，６，７図に示すように通路２０４の上端
はクランク軸２０内の横向きの通路２０６へと連
通させてあり、後者の通路２０６の両端は鉛直方
向に沿う通路２０８及び２１０へと連通させてあ
る。通路２０６の放射方向外端と通路２０８，２
１０の各上端とは、通常の態様で密栓してある。
通路２０８は放射方向に沿う通路２１２へと連通
させてあり、後者の通路２１２によつてスリー
ブ・ベアリング３４，３６間の空間部に潤滑油が
圧力下で供給されることとしてある。通路２１０
はほぼ放射方向に沿う通路２１４へと連通させて
あり、通路２１４は面１０８，１１０間とハブ１
００中の放射方向に沿う通路２１６へと連通させ
てあつて、通路２１６はスリーブ・ベアリング１
０４，１０６間の空間部に潤滑油を圧力下で供給
するためのものとされている。外側に位置する１
対のスリーブ・ベアリング３４，３６間の空間部
からは前述したように潤滑油が、通路１５８を介
してスラストベアリング１５０へと供給され、ま
た内側に位置する１対のスリーブ・ベアリング１
０４，１０６間の空間部からは前述したように潤
滑油が、通路１８０，１７８，１７６，１７４及
び１８６を介して互に係合するスクロール翼側面
へと供給される。 低部釣合い錘り５９が（旋回スクロールのむし
ろ大きな偏心質量を釣合せるのに必要な寸法を有
することに基づき）油溜めの油面２６下に配置さ
れていることからして、回転する同錘り５９が油
を汲出してエネルギーを無駄に消費しないための
配慮が施されている。すなわち下部釣合い錘り５
９が回転するとき該錘り５９の外表面に密に接近
する室２２０を、下部軸受箱２８中に形成してあ
る。この室２２０はその外周部で油流出管２２２
へと連通させてあり、油流出管２２２は放射方向
外方向きに延びた上で下部軸受箱２８と殻体間で
上方向きに延びているものとされている。圧縮機
を始動させると下部釣合い錘り５９の回転によつ
て油が、室２２０から油流出管２２２を経て殻体
の油溜め領域中へと汲出され得ることとなる。室
２２０からのこのような油の汲出しを可能とする
ために下部軸受箱２８には、一端で室２２０の中
央部に連通すると共に他端で、油溜めの油面２６
位置よりも上方にまで延出させてある導管２２６
へと連通させてある通路２２４を、設けてある。
導管２２６は圧縮機が始動せしめられたときにガ
ス或は蒸気が室２２０中に入ることを可能とし
て、これにより室２２０から全ての油が汲出され
ることを可能ならしめる。内側に位置するスリー
ブ・ベアリング１０４，１０６の頂部及び底部、
外側に位置するスリーブ・ベアリング３４，３６
の頂部、及びスラストベアリング１５０の内側へ
と出て来る過剰油は、通路２１７及び２１８を介
してクランクケース内へと戻される。 (7) 翼側面の形 円の伸開線（インボリユート曲線）である翼側
面形を有する通例のスクロール型圧縮機は、翼側
面同士が線接触を維持するようにするために、固
定スクロールと可動（旋回）スクロール間の曲線
並進（curvilinear translation）を要求する。曲
線の回転阻止装置をこの発明に係るリンク機構、
つまり旋回スクロールの若干の回動を許容するリ
ンク機構、に置換えたとすれば、効率を最大化す
るために翼側面同士の線接触を維持する方策を講
じなければならない。そのような方策としてこの
発明は、２つの技術を提案する。そのうちの第１
のものは伸開線移し変え技術（involute shifting
technique）であり、第２のものは真の伸開線で
ない、若しくは伸開線でないスクロール翼側面形
を附与することとなる伸開線改変技術（involute
modification technique）である。側面漏洩間隔
（flap leakage distances）、つまりかみ合うスク
ロール翼側面間の間隔は、上記第１の技術を用い
るとき極めて小さくなる。第２の技術は理論上、
側面漏洩間隔を零とする。 一般的に言つてスクロール型圧縮機は、平面幾
何学のインボリユート曲線から生成された２個以
上の螺旋状翼であつて基板上に支架してある螺旋
状翼を利用する。生成用の円（generating
circle）が用いられたとすればその半径、スクロ
ール翼の厚さ及び翼の合計個数は、所望の移送体
積（押し除け量）及び圧力比が附与されるように
選択される。スクロールが180゜回転し側面及び翼
先が接触状態にもたらされると、流体受容ポケツ
トが形成される。一のスクロールが他のスクロー
ルに対し相対的に曲線並進して運動するもの（何
らの線の回転も起きないもの）とされているとす
れば、これらの流体受容ポケツトは次いで密封さ
れ、回転方向に依存して中心に向けて内方向き或
はスクロール端に向けて外方向きに動く。１−
１／２より多い作用翼があるときは、ポケツト中
の流体が圧縮或は膨張せしめられる。運動が真の
曲線並進であれば、完全な側面密封が得られる
（インボリユートの面不規則さを計算に入れない
として。）。側面及び翼先の比較的長い密封線より
して、小さな間隙でも実質的に効率を低下させう
る。翼先間隙を管理する技術は特にこの発明の主
題ではなく、この発明は側面間隙を管理する技術
に係る。 理解を容易とするために第２０Ａ図を参照して
説明すると、相対運動が曲線並進でありスクロー
ル部材の生成ｘ−ｙ軸間の相対回転変位が180゜で
あるときに、スクロール・インボリユート形を表
わす方程式は次のようになる。 Ｒ＝Ｃ｛１＋（Ar−MT／Ｃ）2｝1/2 Ar＝Ac＋Pi／２＝Ap−tan-1 Ap ここに、 Ｒ：基礎円の中心からスクロール形上の点まで
の距離 Ｃ：生成用の基礎円の半径 Ar：ころがり角度（roll angle） Ｔ：スクロール翼の厚さ Ｍ：論理修正数（logic modifier）。面S1につ
いてはＭ＝１、面S2についてはＭ＝０ Ac：増分する数値制御角度（Numerical
Control Angle）。問題としている点で可動
（旋回）及び固定スクロール間に接触が生じ
たときのクランクの角度と、考えてよい。 Pi：基礎円の円周の直径に対する比（＝π） Ap：極座標での角度。 曲線並進運動は、複雑で比較的高価なオルダム
継手のような回転阻止装置の使用を要求する。こ
れよりずつと単純で安価につく装置が、前述した
回転制御リンク機構である。この機構はしかし旋
回スクロールの若干の回動を許容し、このような
回動は、普通の場合であればスクロール翼を分離
或は干渉させて機械効率を低下させることとす
る。翼の幾何学的形状を変更することで、かかる
間隙或は干渉を減少または消失させることができ
る。この発明は以下に説明するように、２種の新
規な形状修正技術を包含する。 (7‐A) 伸開線多し変え技術 通例の円伸開線を前述したリンク機構と共に用
い、同一のスクロール翼において内側の翼側面の
インボリユート形を外側の翼側面のインボリユー
ト形とは異なつた基礎円中心を有するものとする
のみで優れた側面密封特性が得られることを、見
出した。両者のインボリユート形は一致するが、
結果する翼はその全長にわたり厚さを変更する。
何れか一或は両方のスクロール上の何れか一の側
面或は内側及び外側の両側面の基礎円を、移し変
えてよい。したがつて可能な次の３ケースがあ
る。 ケース１：固定スクロール上の内側及び外側のイ
ンボリユート形のみを移し変え ケース２：旋回スクロール上の内側及び外側のイ
ンボリユート形のみを移し変え ケース３：両スクロール上の内側及び外側のイン
ボリユート形を移し変え ケース１が驚くべきことに最良の密封を附与
し、ケース２は採用し難いものであることを、発
見した。これは理論的な解析に基づくもので、実
際の場合には、ケース２を採用した場合にも噛合
つた翼側面間で生じうる流体漏れを許容限度内の
ものとできる。互に接触している１対の翼２５０
及び２５２を第１９図に、誇張した形で画いてあ
る。これはケース１を採用した機械についてのも
のであり、翼２５０が旋回翼、翼２５２が固定翼
である。 この発明に従つたリンク機構の幾何学的な図解
が第２１図に、以下の記号を附与して示されてい
る。 Ｐ：旋回スクロール上の回転制御枢支点の位置
（例えば前記突起１２４の軸線位置） cs：旋回スクロールの幾何学的な中心の位置 cc：クランク軸の回転軸線 Ｌ：旋回スクロールの幾何学的中心から点Ｐま
での距離（すなわち旋回スクロールによつて
形成される仮想リンクの長さ） Am：両スクロール間の相対角度 Ｂ：旋回基礎円上のインボリユートの出発位置
から枢支ピン中心へと至る角度（極座標） Ｅ：偏心量（旋回スクロールの旋回半径） Ｖ：クランク軸 Tm：時間 S1：内側面の形 S2：外側面の形 この発明に係るスクロールを設計するためには
先ず、通常の形のスクロール（オルダム継手と共
に使用されるであろうようなもの）を通常の手順
に従つて、必要な移送量（押し除け量）、圧力比
及び出口ポート形態が与えられるように設計しな
ければならない。これによつてインボリユート基
礎円の半径Ｃ、スクロール厚Ｔ及び翼個数の各値
が知られる。これが終ると点Ｐ、つまり旋回スク
ロールの枢支点、の位置を選択する必要がある。
幾学的中心csと点Ｐとの間の距離はＬである。同
距離Ｌは製造のために都合がよいように選択され
る。この距離Ｌは、枢支点Ｐがスクロール部材の
下面にあるとすれば幾何学的なスクロール中心か
らスクロール外面へ至る間の距離よりも小さくで
きようが、第１，４，１３図に示されているよう
に翼外面上にあるのが好ましい。翼の外端は参照
するのに便利である部分であることからして、枢
支点Ｐが、実際にはスクロールの外縁上の何れの
位置にあつてもよいけれども、上記した翼外端に
あるものとする。長さＬが中心csと枢支点Ｐとの
間に旋回スクロールによつて形成されているリン
クを表わすものであることに、留意されるべきで
ある。ccとcs間の直線を今後、「中心線」と呼ぶ
ことにする。 前述したように、両スクロール間の少量の制御
された回転のみを許容するといつた目的を達成す
るのに、複数の基本的なリンク機構があること
を、発見した。製作の容易さ、製作コストの低さ
及び潤滑の容易さからして四棒リンク機構が好ま
しい。長さＬが十分に長いと共にリンクが第２１
図の点Ｐとccとを結ぶ直線に対し実質的に垂直で
あるとすると四棒リンク機構の運動は、点Ｐが本
質的に直線上を動くと共に長さＬが変化しないこ
とからして、第１６図に図示のクランク・スライ
ダ機構の運動に類似のものとなる。したがつて上
記機構は解析が最も簡単である。他の機構も類似
して解析でき類似の結果を与える。 第２１図でみてとれる基本的な問題は、クラン
ク軸が旋回スクロールの中心を軌道円まわりで偏
心量Ｅでもつて動かすときに旋回スクロールが角
度Amだけ回転することにある。該離反角運動は
スクロール面間の不整合を結果して同時的な間隙
及び干渉条件がスクロール側面間の密封点で生ぜ
しめられることとし、低い能力及び効率をうみ出
すに至る。間隙及び干渉の量はスクロール面間の
不整合度に依存し、同不整合度はリンク形態及び
スクロール形状に依存する。 点Ｐが固定スクロールの生成用基礎円の中心を
通る直線上で放射方向に動くとすれば、Amの値
は次式で算出される。 sin（Am）＝Esin（VTm）／Ｌ Amの値が小さいとき（今の場合はそうであ
る。）、その値は次式のようになるとみなし得る。 Am＝sin（Am）＝Esin（VTm）／Ｌ（ラジアン） したがつて、固定スクロールに対し相対的に可
動スクロールが回転する最大角度がVTm＝90゜の
ときであることからして、Amの最大値は次式で
表わせる。 Am max＝Ｅ／Ｌ（ラジアン） 第２１図でみて中心線が位置ａを横切るとき、
Amの値は0゜である。したがつてその点で両スク
ロール間の相対角度零があることになり、このこ
とは同位置ａではスクロール面間の不整合がない
ことを意味している。しかしながら中心線が第２
１図の位置ｂへと動くにつれてAmの値がAm
maxの値にまで増大し、最大の面不整合が起き
る。本リンク機構を用いたもので密封点が、オル
ダム継手を用いたもの（何らの相対回転を許容し
ない。）におけると同一の点となることが要求さ
れたとすれば、それが可能であるようにスクロー
ル形が修正されねばならない。観察されたことは
位置ａ及びｃで、両スクロール間に0゜の相対角度
が存在し放射方向での修正が何ら要求されないと
いつた事実である。両スクロール部材間の相対角
度が最大となる位置ｂ及びｄでは、放射方向での
必要修正量が最大となり、その値は次式で表わさ
れる。 Rmax＝〔（Ｅ／Ｌ）／２（Pi）〕 ２（Pi）Ｃ＝EC／Ｌ 必要修正量が零の点と最大である点との間で
は、ほぼ次式で表わされる中間の修正量が必要と
なる。 （EC／Ｌ）sin（VTm） したがつて修正されていないスクロールが最大
の修正を要求される位置をとるときは、一つの組
の密封点が閉鎖する修正を要求する間隙を有し、
他の組の密封点が干渉を起している。これらの間
隙及び干渉は、スクロールが非回転位置にあると
きにスクロール中心と枢支点Ｐとを結ぶ直線に対
し垂直な方向（スクロール中心と点Ｐとを結ぶ直
線に対する垂線に沿う方向）でインボリユート形
を適当に変更することにより修正できることを、
発見した。 修正ないし移し変えを１個のスクロール翼のみ
について行なうとすると（前述のケース１及びケ
ース２）、内側の翼側面形は間隙を閉鎖すると共
に干渉をなくすように上記した垂線に沿う一方向
でRmaxに等しい量だけ移し変えられ、また外側
の翼側面形は同様の目的で上記とは反対方向で等
量だけ移し変えられる。 ４つの側面形を全て修正する場合には（前述の
ケース３）、同様の修正を両スクロール翼につい
て行なう。特に、一方のスクロール翼の内側面形
は間隙を閉鎖すると共に干渉をなくすように上記
した垂線に沿う一方向で移し変えられ、また同一
方のスクロール翼の外側面形は同様の目的で上記
の一方向とは反対の方向で移し変えられる。そし
て他方のスクロール翼の内側面形も移し変えられ
るが、その移し変えは上記した一方のスクロール
翼の内側面形の移し変え方向とは反対の方向で行
なわれ、同様にこのスクロール翼の外側面形の移
し変えは上記した一方のスクロール翼の外側面形
の変更方向とは反対の方向で行なわれる。ケース
３の場合に翼側面の各々に施される修正量は、次
の通りである。
【表】
ここにＸは固定スクロール翼の外側面について
の所望の修正比率（％／100）、Ｙは固定スクロー
ル翼の内側面についての所望の修正比率（％／
100）である。したがつて固定スクロール翼の外
側面についての修正量と旋回スクロール翼の内側
面についての修正量との和はRmaxであり、また
固定スクロール翼の内側面と旋回スクロール翼の
外側面とに施された各修正量の和も同様である。 以上よりして１個または１対のスクロール翼は
もはや、均一した厚さを有しないこととなる。第
１９図から観察されるように外側面と内側面とに
ついて修正を施されている固定スクロール翼２５
２は、それがｘ軸を横切る部分では全て同じ厚さ
を有し、ｘ軸の下方でｙ軸を横切る部分では全て
厚さがより小さく、ｘ軸の上方でｙ軸を横切る部
分では全て厚さがより大きい。したがつて修正さ
れたスクロールを同方向に沿い連続してみて行く
とき、ほぼ90゜おきに最大値、最小値ないし「額
面」値（“nominal”value）を有するように厚さ
が連続して変化している。これよりして翼側面は
作動中に、要求される時間に要求される全ての点
におき極力完全な密封を達成するような形状と位
置とを有するようなものと、なる。 このように伸開線（インボリユート）移し変え
法は、側面間隙或は側面干渉を小さくする。この
側面間隙ないし側面干渉の量はクランク角度及び
基礎的なスクロール形状のみに依存するのではな
く、固定スクロールに加えられた修正量の全修正
量に対する割合ないし比率Ｋにも依存する。した
がつて両スクロールが同じだけ修正されたとし
て、全修正量が固定スクロールに対し加えられた
とすればＫ＝１であり、逆に全修正量が旋回スク
ロールに加えられたとすればＫ＝０である。満足
すべき作動をする圧縮機を製作し、当初は最適と
信じられていたＫ＝0.5を有するものも含めて試
験した。次いで解析した結果、驚くべきことにＫ
＝１のときが最小の誤差が出、Ｋ＝０のときが最
大の誤差が出た。比率Ｋは１より大きな値或は０
より小さな値としうるが、これらの値は何らの長
所も附与しない。 前述したように各スクロールに対し等量宛の修
正を施さなくともよい。各スクロールに対し異な
つた量の修正を施した場合には、同一の機械にお
いて異なつた翼側面境界域では比率Ｋの値が異な
つて来る。ここで、固定スクロールの外側面及び
旋回スクロールの内側面とについては比率Ｋを
K1で、また固定スクロールの内側面及び旋回ス
クロールの外側面とについては比率ＫをK2で、
それぞれ表わすこととすると、最適状態（固定ス
クロールに対して全修正量を加えた状態）はK1
＝１、K2＝１で得られ、これはＫ＝１とした状
態と同じとなる。 総じて移し変え法における可能な理論的誤差
は、次の３つの異なる原因から出て来る。 (1) 正弦誤差（sine error）…Ａ＝sin(A)と近似
したことに基づく。 (2) リンク弧誤差（link arc error）…リンク長
が十分に長いときは、この誤差は極めて小さく
なるが、実際上は包み込み上の問題によつてリ
ンク長が制限される。この誤差は、前述したク
ランク・スライダ機構を用いることで完全に無
くすことができる。 (3) 修正する面の選択による誤差…伸開線移し変
えを全て固定スクロールに対し施すことで、こ
の誤差を零とできる。伸開線移し変えを全て可
動（旋回）スクロールに対して施したとき、こ
の誤差が最大となる。伸開線移し変えを全て可
動スクロールに対し施すことには何らの利点も
認められないことから、同移し変えは固定スク
ロールに対して施すべきである。 しかしながらこれらの誤差は実際上、圧縮機の
挙動に対し悪影響を及ぼすといつた点では無視し
てよいものであると、信じられる。 (7‐B) 、伸開線改変技術 第２２図には固定スクロール翼の外側面と旋回
スクロール翼の内側面との側面接触状態が図解さ
れており、また第２３図には旋回スクロール翼の
外側面と固定スクロール翼の内側面との側面接触
状態が図解されている。これらの側面接触状態で
の接触点は、所与の幾何学的パラメータ（Ｃ，
Ｔ，Ｌ）及び圧縮機クランク位置（Ac）によつ
て定まる。スクロール間の連続した接触を得るた
めには追加のスクロール形成材料を、インボリユ
ート形に附加するか同インボリユート形から除去
しなければならない。そのように附加或は除去す
べき追加の材料を、次のような式に従つて決定し
た。 Ｒ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2 Doc＝Ar＋K1（Am） 固定スクロール翼の外側面について Doc＝Ar＋（K2−１）Am 旋回スクロール翼の外側面について Doc＝Ar＋K2（Am）−Ｔ／Ｃ 固定スクロール翼の内側面について Doc＝Ar＋（K1−１）Am−Ｔ／Ｌ 旋回スクロール翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ 固定スクロール翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２＋Am 旋回スクロ
ール翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２ 固定スクロール翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２＋Am 旋回スクロール翼の内側面について Ap＝Ar−tan-1（Doc） 制限用の四棒リンク機構の使用時： Am＝Ｂ−Bb Bb＝（後述するアルゴリズムのステツプ３−
５における計算式を参照のこと） 制限用のスライダ（スクロール上にピンを有す
るクランク・スライダ機構）の使用時： Am＝sin-1｛（Ｅ／Ｌ）sin（Ac）｝ K1＝固定スクロール翼の外側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の外側面と旋
回スクロール翼の内側面との間の全改変量
で割つた値 K2＝固定スクロール翼の内側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の内側面と旋
回スクロール翼の外側面との間の全改変量
で割つた値 Doc＝擬似変数（Dummy variable） Ac＝クランク角（crank angle）（写像増分角
度と考えてよい。） Ｂ＝旋回スクロールのインボリユート基準円の
始端から枢支ピンに至るまでの角度（極座
標） Ｃ＝インボリユート生成基準円の半径 Ｔ＝スクロール翼の厚さ Acは、Ar＝０のようなAcから始まつて増され
る。 Nw＝翼個数 ＝（スクロール端でのAi−Pi／２）／２（Pi） Ac＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２のとき停止。 カーテシアン座標では、Ｘ，Ｙが次のように表
わされる。 Ｘ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2cos｛Ar−tan-1（Doc）｝ Ｙ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2sin｛Ar−tan-1（Doc）｝ 数値制御フライス盤では、位置座標を与えるの
にカーテシアン方程式がプログラムされなければ
ならない。一つの可能なアルゴリズムは、次のよ
うである。 １ インボリユート形が内側面であれば、 Ac＝−Ｂ−３（Pi）／２＋Au インボリユート形が外側面であれば、 Ac＝−Ｂ−５（Pi）／２＋Au ２ 制限用のスライダ（スクロール上にピンを有
するクランク・スライダ機構）が使用されるの
であれば、 Am＝sin-1｛（Ｅ／Ｌ）sin（Ac）｝ ステツプ７へ移行 ３ 制限用のリンク（四棒リンク機構）が使用さ
れるのであれば、 Xa＝(E)cos（Ac＋Ｂ＋Pi） Ya＝(E)sin（Ac＋Ｂ＋Pi） Xgb＝Xa＋(L)cos（Ｂ＋Pi） Xc＝突起１２４（第４図）の中心のｘ座標値 Yc＝突起１２４（第４図）の中心のｙ座標値 Az＝｛（Xc−Xa）2＋（Yc＋Ya）2｝・５ Yu＝（Xa−Xc）／Az Cc＝tan-1（Yu） Fl1＝Fl2＝１ （Ya−Yc）＞０であればステツプ４へ移行 Cc＝２（Pi）−Cc Fl1＝−１ ４ Xum＝Xc＋Ljk・cos（Cc） （Xgb−Xum）＜０であればステツプ５へ移行 Fl2＝−１ ５ Yu＝（Az2＋Lik2−L2） ／２（Az）（Lik） Cb＝（Fl1）（Fl2）tan-1（Yu） Xb＝Xc＋Lik・cos（Cc＋Cb） Yb＝Yc＋Lik・sin（Cc＋Cb） Xgb＝Xb Bb＝tan-1｛（Xa−Xb）／Ｌ｝ （Ya−Yb）＞０であればステツプ６へ移行 Bb＝２（Pi）−Bb ６ Am＝Ｂ−Bb ７ Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ −Pi（Li）＋Am（L2） Doc＝Ar＋Ｋ（Am）（L3） ＋（Ｋ−１）（Am）（L2）−（Ｔ／Ｃ）（L1） Ｒ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2 ｐ＝Ar−tan-1（Doc） Ｘ＝〔(R)cos(p)＋｛（T1）sin（Ar）｝TT〕・L4 Ｙ＝(R)sin(p)−｛（T1）cos（Ar）｝TT ８ Ac＝Ac＋Ai ９ Ar＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２であれば、ステ
ツプ２に移行 10 手順完了 （命名法） Ｅ＝偏心度＝Ｃ（Pi）−Ｔ Ｃ＝生成基準円の半径 Ｌ＝旋回スクロールの幾何学的中心とリンクピ
ン中心Ｐとの間の距離 Ac＝写像角度（Mapping angle） K1＝固定スクロール翼の外側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の外側面と旋回
スクロール翼の内側面との間の合計の改変量
で割つた値 K2＝固定スクロール翼の内側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の内側面と旋回
スクロール翼の外側面との間の合計改変量で
割つた値 Ｒ＝極座標でベクトル量 Ar＝ころがり角度（Roll angle） Aro＝旋回スクロールについてのころがり角度
Ar Arf＝固定スクロールについてのころがり角度
Ar Ｂ＝旋回スクロールのインボリユート基準円の
始端から枢支ピン中心に至るまでの角度（極
座標） Ｔ＝スクロール翼の厚さ Ai＝増分角度（すなわちAcが増されることに
よる角度） Au＝第２０Ｂ図における打切り角度
（truncation angle）（ｘ軸から、生成基準円
の一接線に直交する直線であつて翼の物理的
な内端と該翼がそれより生成せしめられたと
ころのインボリユート曲線との接触点を通る
直線に至るまでの角度） T1＝工具半径 Ｄ＝基準円中心とアンカー・ピン中心との間の
距離 Lik＝回転制御用リンク（四棒）の長さ 各翼側面についてのL1，L2，L3，L4，TTの値
は次表の通り。
の所望の修正比率（％／100）、Ｙは固定スクロー
ル翼の内側面についての所望の修正比率（％／
100）である。したがつて固定スクロール翼の外
側面についての修正量と旋回スクロール翼の内側
面についての修正量との和はRmaxであり、また
固定スクロール翼の内側面と旋回スクロール翼の
外側面とに施された各修正量の和も同様である。 以上よりして１個または１対のスクロール翼は
もはや、均一した厚さを有しないこととなる。第
１９図から観察されるように外側面と内側面とに
ついて修正を施されている固定スクロール翼２５
２は、それがｘ軸を横切る部分では全て同じ厚さ
を有し、ｘ軸の下方でｙ軸を横切る部分では全て
厚さがより小さく、ｘ軸の上方でｙ軸を横切る部
分では全て厚さがより大きい。したがつて修正さ
れたスクロールを同方向に沿い連続してみて行く
とき、ほぼ90゜おきに最大値、最小値ないし「額
面」値（“nominal”value）を有するように厚さ
が連続して変化している。これよりして翼側面は
作動中に、要求される時間に要求される全ての点
におき極力完全な密封を達成するような形状と位
置とを有するようなものと、なる。 このように伸開線（インボリユート）移し変え
法は、側面間隙或は側面干渉を小さくする。この
側面間隙ないし側面干渉の量はクランク角度及び
基礎的なスクロール形状のみに依存するのではな
く、固定スクロールに加えられた修正量の全修正
量に対する割合ないし比率Ｋにも依存する。した
がつて両スクロールが同じだけ修正されたとし
て、全修正量が固定スクロールに対し加えられた
とすればＫ＝１であり、逆に全修正量が旋回スク
ロールに加えられたとすればＫ＝０である。満足
すべき作動をする圧縮機を製作し、当初は最適と
信じられていたＫ＝0.5を有するものも含めて試
験した。次いで解析した結果、驚くべきことにＫ
＝１のときが最小の誤差が出、Ｋ＝０のときが最
大の誤差が出た。比率Ｋは１より大きな値或は０
より小さな値としうるが、これらの値は何らの長
所も附与しない。 前述したように各スクロールに対し等量宛の修
正を施さなくともよい。各スクロールに対し異な
つた量の修正を施した場合には、同一の機械にお
いて異なつた翼側面境界域では比率Ｋの値が異な
つて来る。ここで、固定スクロールの外側面及び
旋回スクロールの内側面とについては比率Ｋを
K1で、また固定スクロールの内側面及び旋回ス
クロールの外側面とについては比率ＫをK2で、
それぞれ表わすこととすると、最適状態（固定ス
クロールに対して全修正量を加えた状態）はK1
＝１、K2＝１で得られ、これはＫ＝１とした状
態と同じとなる。 総じて移し変え法における可能な理論的誤差
は、次の３つの異なる原因から出て来る。 (1) 正弦誤差（sine error）…Ａ＝sin(A)と近似
したことに基づく。 (2) リンク弧誤差（link arc error）…リンク長
が十分に長いときは、この誤差は極めて小さく
なるが、実際上は包み込み上の問題によつてリ
ンク長が制限される。この誤差は、前述したク
ランク・スライダ機構を用いることで完全に無
くすことができる。 (3) 修正する面の選択による誤差…伸開線移し変
えを全て固定スクロールに対し施すことで、こ
の誤差を零とできる。伸開線移し変えを全て可
動（旋回）スクロールに対して施したとき、こ
の誤差が最大となる。伸開線移し変えを全て可
動スクロールに対し施すことには何らの利点も
認められないことから、同移し変えは固定スク
ロールに対して施すべきである。 しかしながらこれらの誤差は実際上、圧縮機の
挙動に対し悪影響を及ぼすといつた点では無視し
てよいものであると、信じられる。 (7‐B) 、伸開線改変技術 第２２図には固定スクロール翼の外側面と旋回
スクロール翼の内側面との側面接触状態が図解さ
れており、また第２３図には旋回スクロール翼の
外側面と固定スクロール翼の内側面との側面接触
状態が図解されている。これらの側面接触状態で
の接触点は、所与の幾何学的パラメータ（Ｃ，
Ｔ，Ｌ）及び圧縮機クランク位置（Ac）によつ
て定まる。スクロール間の連続した接触を得るた
めには追加のスクロール形成材料を、インボリユ
ート形に附加するか同インボリユート形から除去
しなければならない。そのように附加或は除去す
べき追加の材料を、次のような式に従つて決定し
た。 Ｒ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2 Doc＝Ar＋K1（Am） 固定スクロール翼の外側面について Doc＝Ar＋（K2−１）Am 旋回スクロール翼の外側面について Doc＝Ar＋K2（Am）−Ｔ／Ｃ 固定スクロール翼の内側面について Doc＝Ar＋（K1−１）Am−Ｔ／Ｌ 旋回スクロール翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ 固定スクロール翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２＋Am 旋回スクロ
ール翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２ 固定スクロール翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２＋Am 旋回スクロール翼の内側面について Ap＝Ar−tan-1（Doc） 制限用の四棒リンク機構の使用時： Am＝Ｂ−Bb Bb＝（後述するアルゴリズムのステツプ３−
５における計算式を参照のこと） 制限用のスライダ（スクロール上にピンを有す
るクランク・スライダ機構）の使用時： Am＝sin-1｛（Ｅ／Ｌ）sin（Ac）｝ K1＝固定スクロール翼の外側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の外側面と旋
回スクロール翼の内側面との間の全改変量
で割つた値 K2＝固定スクロール翼の内側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の内側面と旋
回スクロール翼の外側面との間の全改変量
で割つた値 Doc＝擬似変数（Dummy variable） Ac＝クランク角（crank angle）（写像増分角
度と考えてよい。） Ｂ＝旋回スクロールのインボリユート基準円の
始端から枢支ピンに至るまでの角度（極座
標） Ｃ＝インボリユート生成基準円の半径 Ｔ＝スクロール翼の厚さ Acは、Ar＝０のようなAcから始まつて増され
る。 Nw＝翼個数 ＝（スクロール端でのAi−Pi／２）／２（Pi） Ac＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２のとき停止。 カーテシアン座標では、Ｘ，Ｙが次のように表
わされる。 Ｘ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2cos｛Ar−tan-1（Doc）｝ Ｙ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2sin｛Ar−tan-1（Doc）｝ 数値制御フライス盤では、位置座標を与えるの
にカーテシアン方程式がプログラムされなければ
ならない。一つの可能なアルゴリズムは、次のよ
うである。 １ インボリユート形が内側面であれば、 Ac＝−Ｂ−３（Pi）／２＋Au インボリユート形が外側面であれば、 Ac＝−Ｂ−５（Pi）／２＋Au ２ 制限用のスライダ（スクロール上にピンを有
するクランク・スライダ機構）が使用されるの
であれば、 Am＝sin-1｛（Ｅ／Ｌ）sin（Ac）｝ ステツプ７へ移行 ３ 制限用のリンク（四棒リンク機構）が使用さ
れるのであれば、 Xa＝(E)cos（Ac＋Ｂ＋Pi） Ya＝(E)sin（Ac＋Ｂ＋Pi） Xgb＝Xa＋(L)cos（Ｂ＋Pi） Xc＝突起１２４（第４図）の中心のｘ座標値 Yc＝突起１２４（第４図）の中心のｙ座標値 Az＝｛（Xc−Xa）2＋（Yc＋Ya）2｝・５ Yu＝（Xa−Xc）／Az Cc＝tan-1（Yu） Fl1＝Fl2＝１ （Ya−Yc）＞０であればステツプ４へ移行 Cc＝２（Pi）−Cc Fl1＝−１ ４ Xum＝Xc＋Ljk・cos（Cc） （Xgb−Xum）＜０であればステツプ５へ移行 Fl2＝−１ ５ Yu＝（Az2＋Lik2−L2） ／２（Az）（Lik） Cb＝（Fl1）（Fl2）tan-1（Yu） Xb＝Xc＋Lik・cos（Cc＋Cb） Yb＝Yc＋Lik・sin（Cc＋Cb） Xgb＝Xb Bb＝tan-1｛（Xa−Xb）／Ｌ｝ （Ya−Yb）＞０であればステツプ６へ移行 Bb＝２（Pi）−Bb ６ Am＝Ｂ−Bb ７ Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ −Pi（Li）＋Am（L2） Doc＝Ar＋Ｋ（Am）（L3） ＋（Ｋ−１）（Am）（L2）−（Ｔ／Ｃ）（L1） Ｒ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2 ｐ＝Ar−tan-1（Doc） Ｘ＝〔(R)cos(p)＋｛（T1）sin（Ar）｝TT〕・L4 Ｙ＝(R)sin(p)−｛（T1）cos（Ar）｝TT ８ Ac＝Ac＋Ai ９ Ar＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２であれば、ステ
ツプ２に移行 10 手順完了 （命名法） Ｅ＝偏心度＝Ｃ（Pi）−Ｔ Ｃ＝生成基準円の半径 Ｌ＝旋回スクロールの幾何学的中心とリンクピ
ン中心Ｐとの間の距離 Ac＝写像角度（Mapping angle） K1＝固定スクロール翼の外側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の外側面と旋回
スクロール翼の内側面との間の合計の改変量
で割つた値 K2＝固定スクロール翼の内側面に加えられる
改変量を、固定スクロール翼の内側面と旋回
スクロール翼の外側面との間の合計改変量で
割つた値 Ｒ＝極座標でベクトル量 Ar＝ころがり角度（Roll angle） Aro＝旋回スクロールについてのころがり角度
Ar Arf＝固定スクロールについてのころがり角度
Ar Ｂ＝旋回スクロールのインボリユート基準円の
始端から枢支ピン中心に至るまでの角度（極
座標） Ｔ＝スクロール翼の厚さ Ai＝増分角度（すなわちAcが増されることに
よる角度） Au＝第２０Ｂ図における打切り角度
（truncation angle）（ｘ軸から、生成基準円
の一接線に直交する直線であつて翼の物理的
な内端と該翼がそれより生成せしめられたと
ころのインボリユート曲線との接触点を通る
直線に至るまでの角度） T1＝工具半径 Ｄ＝基準円中心とアンカー・ピン中心との間の
距離 Lik＝回転制御用リンク（四棒）の長さ 各翼側面についてのL1，L2，L3，L4，TTの値
は次表の通り。
【表】
製造方法
この発明は、前述した伸開線移し変え技術を利
用しNC工作機械或は類似の工作機械を用いて固
定及び旋回スクロールを製造する、極めて簡単で
独特な方法を、含むものである。この方法は第２
４図に模式的に図解されており、同図において、
３００はスクロール翼へと加工すべき被加工材
料、３０２は被加工材料３００がカツター３０４
にて加工される間、同材料３００を支持する取付
け工具である。カツター３０４はエンドミルとで
きる。被加工材料３００に対し相対的にカツター
３０４を位置付ける機械は普通の方法で、インボ
リユート形スクロールの共通する生成基準円から
内側及び外側の側面形（一致する曲線）を形成す
るように、プログラム制御される。したがつて被
加工材料３００が取付け具３０２上で全翼側面を
切削加工するように一位置におき固定されている
とすれば、均一した厚さを有する通例のスクロー
ル翼が生成せしめられることとなり、同スクロー
ル翼の両側面は同一の基準円より生成されたイン
ボリユート形のものとなる。 これに対しこの発明は、翼の外側面は被加工材
料３００がストツプ３０８に接当する図示の位置
で機械加工し、翼の内側面は被加工材料３００が
他のストツプ３０６に接当する位置にあるときに
機械加工することとし、被加工材料３００の向き
は何ら変更しない。上記した両ストツプ３０６，
３０８間の間隙は、伸開線移し変え技術について
前述した基準に従つて算出された、インボリユー
ト生成基準円の移し変えの合計量にストツプ３０
６，３０８間での被加工材料の全体的な寸法を加
えた値のものとされる。つまり被加工材料がスト
ツプ３０８からストツプ３０６まで移動する距離
が生成基準円の所望の移し変え量と等しくなるよ
うに、図られる。各翼側面に施される修正量の分
配は、ストツプ３０６，３０８に対する切削工具
３０４の相対的な基準位置（基準点）によつて決
定される。基準位置が中心点に来るとすれば、各
翼側面に対し等量宛の修正が施されることとな
る。
用しNC工作機械或は類似の工作機械を用いて固
定及び旋回スクロールを製造する、極めて簡単で
独特な方法を、含むものである。この方法は第２
４図に模式的に図解されており、同図において、
３００はスクロール翼へと加工すべき被加工材
料、３０２は被加工材料３００がカツター３０４
にて加工される間、同材料３００を支持する取付
け工具である。カツター３０４はエンドミルとで
きる。被加工材料３００に対し相対的にカツター
３０４を位置付ける機械は普通の方法で、インボ
リユート形スクロールの共通する生成基準円から
内側及び外側の側面形（一致する曲線）を形成す
るように、プログラム制御される。したがつて被
加工材料３００が取付け具３０２上で全翼側面を
切削加工するように一位置におき固定されている
とすれば、均一した厚さを有する通例のスクロー
ル翼が生成せしめられることとなり、同スクロー
ル翼の両側面は同一の基準円より生成されたイン
ボリユート形のものとなる。 これに対しこの発明は、翼の外側面は被加工材
料３００がストツプ３０８に接当する図示の位置
で機械加工し、翼の内側面は被加工材料３００が
他のストツプ３０６に接当する位置にあるときに
機械加工することとし、被加工材料３００の向き
は何ら変更しない。上記した両ストツプ３０６，
３０８間の間隙は、伸開線移し変え技術について
前述した基準に従つて算出された、インボリユー
ト生成基準円の移し変えの合計量にストツプ３０
６，３０８間での被加工材料の全体的な寸法を加
えた値のものとされる。つまり被加工材料がスト
ツプ３０８からストツプ３０６まで移動する距離
が生成基準円の所望の移し変え量と等しくなるよ
うに、図られる。各翼側面に施される修正量の分
配は、ストツプ３０６，３０８に対する切削工具
３０４の相対的な基準位置（基準点）によつて決
定される。基準位置が中心点に来るとすれば、各
翼側面に対し等量宛の修正が施されることとな
る。
第１図は、この発明の原理を具体化した冷媒圧
縮機の縦断面図である。第２図は、第１図に図示
の圧縮機の一部を示す部分平面図である。第３図
は、第１図の３−３線に沿つた断面図である。第
４図は、第１図の４−４線に沿つた断面図であ
る。第５図は、第４図の５−５線に沿つた断面図
である。第６図は、第１図の６−６線に沿つた断
面図である。第７図は、第６図の７−７線に沿つ
た断面図である。第８図は、第６図に図示の旋回
駆動手段を誇張して図示した拡大図で、同駆動手
段が正規の駆動位置にある状態を示している。第
９図は、第８図に類似の拡大図であるが、上記旋
回駆動手段が負荷解除位置にある状態で画いたも
のである。第１０図は、第１図の１０−１０線に
沿つた断面図である。第１１図は、第１図の１１
−１１線に沿つた断面図である。第１２図は、上
方側にある固定スクロール部材の底面図である。
第１３図は、下方側にある旋回スクロール部材の
平面図である。第１４図は、第４図に類似の断面
図で、この発明に従つた回転制御手段の第２の実
施例を示すものである。第１５図は、この発明に
従つた回転制御手段の第３の実施例を示す部分横
断面図である。第１６図は、第１５図に類似の部
分横断面図で、この発明に従つた回転制御手段の
第４の実施例を示すものである。第１７図は、こ
の発明に従つた駆動手段の第２の実施例を、その
正規の駆動状態で図示した部分横断平面図であ
る。第１８図は、第１７図に類似の部分横断平面
図であるが、駆動手段が負荷解除位置にある状態
で画いたものである。第１９図は、この発明の原
理を具体化した、１対の組合されたスクロール翼
の一実施例を示す模式的横断平面図である。第２
０Ａ図、第２０Ｂ図、第２１図、第２２図及び第
２３図はそれぞれ、この発明に従つた幾何学的配
置を、命名法と共に図示した模式図である。第２
４図は、この発明に従つた機械加工法を実施する
ために用いる装置の一部を示す模式的断面図であ
る。 １８…モータ、２０…クランク軸、２２…圧縮
機、３２…上部軸受箱、５０…固定スクロール部
材、５２…旋回（可動）スクロール部材、５４…
駆動ハブ、５６…偏心穴、７０…翼先シール面、
７２…スクロール翼、７４…吐出口、７８…弁
板、９０…翼先シール面、９２…スクロール翼、
１００…アンローダ・ハブ、１０２…リテーナ、
１０８…被駆動面、１１０…駆動面、１１２…ク
ランク軸、１１４…穴、１１５…円筒面、１１６
…ハブ、１１７…突起、１１８…円形穴、１２０
…突起、１２２…穴、１２６…リンク、１２８…
位置決めピン、１３０…リンク、１３２…突起、
１３６…長孔、１３８…ピン、１４２…ピン、１
４４…長孔、１５０…ベアリング、１５２…ピ
ン、１５４，１５６…溝、３００…被加工材料、
３０２…取付け具、３０４…カツター、３０６，
３０８…ストツプ。
縮機の縦断面図である。第２図は、第１図に図示
の圧縮機の一部を示す部分平面図である。第３図
は、第１図の３−３線に沿つた断面図である。第
４図は、第１図の４−４線に沿つた断面図であ
る。第５図は、第４図の５−５線に沿つた断面図
である。第６図は、第１図の６−６線に沿つた断
面図である。第７図は、第６図の７−７線に沿つ
た断面図である。第８図は、第６図に図示の旋回
駆動手段を誇張して図示した拡大図で、同駆動手
段が正規の駆動位置にある状態を示している。第
９図は、第８図に類似の拡大図であるが、上記旋
回駆動手段が負荷解除位置にある状態で画いたも
のである。第１０図は、第１図の１０−１０線に
沿つた断面図である。第１１図は、第１図の１１
−１１線に沿つた断面図である。第１２図は、上
方側にある固定スクロール部材の底面図である。
第１３図は、下方側にある旋回スクロール部材の
平面図である。第１４図は、第４図に類似の断面
図で、この発明に従つた回転制御手段の第２の実
施例を示すものである。第１５図は、この発明に
従つた回転制御手段の第３の実施例を示す部分横
断面図である。第１６図は、第１５図に類似の部
分横断面図で、この発明に従つた回転制御手段の
第４の実施例を示すものである。第１７図は、こ
の発明に従つた駆動手段の第２の実施例を、その
正規の駆動状態で図示した部分横断平面図であ
る。第１８図は、第１７図に類似の部分横断平面
図であるが、駆動手段が負荷解除位置にある状態
で画いたものである。第１９図は、この発明の原
理を具体化した、１対の組合されたスクロール翼
の一実施例を示す模式的横断平面図である。第２
０Ａ図、第２０Ｂ図、第２１図、第２２図及び第
２３図はそれぞれ、この発明に従つた幾何学的配
置を、命名法と共に図示した模式図である。第２
４図は、この発明に従つた機械加工法を実施する
ために用いる装置の一部を示す模式的断面図であ
る。 １８…モータ、２０…クランク軸、２２…圧縮
機、３２…上部軸受箱、５０…固定スクロール部
材、５２…旋回（可動）スクロール部材、５４…
駆動ハブ、５６…偏心穴、７０…翼先シール面、
７２…スクロール翼、７４…吐出口、７８…弁
板、９０…翼先シール面、９２…スクロール翼、
１００…アンローダ・ハブ、１０２…リテーナ、
１０８…被駆動面、１１０…駆動面、１１２…ク
ランク軸、１１４…穴、１１５…円筒面、１１６
…ハブ、１１７…突起、１１８…円形穴、１２０
…突起、１２２…穴、１２６…リンク、１２８…
位置決めピン、１３０…リンク、１３２…突起、
１３６…長孔、１３８…ピン、１４２…ピン、１
４４…長孔、１５０…ベアリング、１５２…ピ
ン、１５４，１５６…溝、３００…被加工材料、
３０２…取付け具、３０４…カツター、３０６，
３０８…ストツプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の螺旋状の翼を有する固定スクロール部
材と、第２の螺旋状の翼を有し上記固定スクロー
ル部材に対し相対的に運動できるように支持され
ている可動スクロール部材と、を備えていて、上
記第２の翼が上記第１の翼に対し、第１の翼に対
し相対的に第２の翼が予め設定された径路に沿い
移動せしめられるとき連続して容積を変更して行
く流体受容ポケツトが形成されるように、かみ合
されているスクロール型機械であつて、上記した
径路に沿い上記第２の翼を移動させるための手段
が、 Ａ 上記可動スクロール部材を、上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に偏心した略円形の旋回
径路中で移動させることとする駆動手段と、 Ｂ 上記可動スクロール部材に対し該可動スクロ
ール部材上の一点で接続されていて該一点の運
動を制限することにより可動スクロール部材の
回転運動を、予定した量に制限する回転制御リ
ンク手段と、 を備えており、また上記した第１及び第２の翼の
うちの少なくとも一方の翼が、 同一の平面図形の伸開線の形状の内側面及び外
側面であつて、内側面の伸開線形状を生成する該
平面図形の位置と外側面の伸開線形状を生成する
該平面図形の位置とを、上記の予定した量の可動
スクロール部材の回転運動を許容しつつ上記した
第１及び第２の翼間の密封係合を確保するように
互にずらして生成させて伸開線形状の内側面及び
外側面、 を有するものとしてあるスクロール型機械。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール型
機械であつて、前記回転制御リンク手段が、前記
一点の運動を実質的に直線径路内での運動に制限
する手段に構成されているスクロール型機械。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載のスクロール型
機械であつて、前記直線径路がほぼ、前記第２の
翼の放射方向に沿つているスクロール型機械。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載のスクロール型
機械であつて、前記直線径路が僅かに円弧状の径
路であるスクロール型機械。 ５ 特許請求の範囲第２項に記載のスクロール型
機械であつて、前記直線径路が真の直線状をなす
径路であるスクロール型機械。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項までの何れ
か一項に記載のスクロール型機械であつて、前記
駆動手段が、前記第２の翼を該第２の翼の中心点
で駆動するものであるスクロール型機械。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項までの何れ
か一項に記載のスクロール型機械であつて、前記
一点が前記第２の翼の放射方向外方位置に配置さ
れているスクロール型機械。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項までの何れ
か一項に記載のスクロール型機械であつて、前記
した第１の翼及び第２の翼の各々が、円の伸開線
の形状の内側面及び外側面を有するスクロール型
機械。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール型
機械であつて、前記した第１の翼及び第２の翼の
各々が、平面図形の伸開線の形状の内側面及び外
側面を有し、第１の翼及び第２の翼の外側面の伸
開線形状を生成する図形をそれぞれ、これらの各
翼の内側面の伸開線形状を生成する図形と互に位
置をずらしてある、スクロール型機械。 １０ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール
型機械であつて、前記内側面の伸開線形状を生成
する平面図形の中心と前記外側面の伸開線形状を
生成する平面図形の中心を、前記一点と前記第２
の翼の中心とを結ぶ直線に対し垂直な直線上で互
に位置をずらしてあるスクロール型機械。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記平面図形が円であり、前
記内側面の伸開線形状を生成する円の中心と前記
外側面の伸開線形状を生成する円の中心とを互い
から量EC／Ｌだけずらしてあり、ここに、 Ｅ＝可動スクロール部材の旋回半径 Ｃ＝伸開線生成基礎円の半径 Ｌ＝第２の翼の幾何学的中心から前記一点まで
の距離 である、スクロール型機械。 １２ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール
型機械であつて、前記回転制御リンク手段が、一
の部分で前記可動スクロール部材の前記一点に枢
着されていると共に他の部分で前記固定スクロー
ル部材に対し相対的に位置を固定してある軸線ま
わりで回動可能に支持されているリンクを、備え
ているスクロール型機械。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記したリンクの一の部分及
び他の部分間を結ぶリンク軸線が、前記した可動
スクロール部材の一点と前記第２の翼の中心とを
結ぶ直線に対しほぼ垂直であるスクロール型機
械。 １４ 特許請求の範囲第１２項または第１３項に
記載のスクロール型機械であつて、前記した可動
スクロール部材に対するリンク枢着点が、前記第
２の翼の放射方向外方位置に配置されているスク
ロール型機械。 １５ 特許請求の範囲第１２項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記リンクが前記他の部分
で、前記固定スクロール部材に支持されているス
クロール型機械。 １６ 特許請求の範囲第１２項に記載のスクロー
ル型機械であつて、機械の全体が密封殻体中に配
設されていて、前記リンクが前記他の部分で、上
記殻体に支持されているスクロール型機械。 １７ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール
型機械であつて、前記回転制御リンク手段が、前
記可動スクロール部材と固定支持構造体とを接続
する四棒リンク機構を備えているスクロール型機
械。 １８ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール
型機械であつて、前記回転制御リンク手段が、前
記可動スクロール部材と固定支持構造体とを接続
するクランク及びスライダ機構を備えているスク
ロール型機械。 １９ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール
型機械であつて、前記駆動手段に、第１の軸線ま
わりで回転駆動されるクランク軸であつて上記第
１の軸線から放射方向において距てられ該第１の
軸線に対し平行する平面内にある平坦な駆動面を
有するクランク軸と、上記駆動面に対し駆動を受
けるように係合する平坦な被駆動面を有する駆動
部材と、前記可動スクロール部材上に設置された
被駆動部材であつて上記駆動部材により該駆動部
材に対し相対的に、上記第１の軸線から距てられ
た第２の軸線まわりで回転駆動されるように、該
駆動部材に対し回動可能に接続してある被駆動部
材と、を設けて、上記クランク軸の回転により上
記した可動スクロール部材上の第２の軸線を上記
第１の軸線まわりで、前記固定スクロール部材に
対し相対的に旋回させるように構成してあるスク
ロール型機械。 ２０ 特許請求の範囲第１９項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記駆動面が、前記した第１
及び第２の軸線を含む平面に対しほぼ平行である
スクロール型機械。 ２１ 特許請求の範囲第１９項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記可動スクロール部材がそ
の正規の径路に沿う運動を傷害物により一時的に
阻止されたときに、前記駆動部材が前記駆動面上
で自在に摺動するように構成してあるスクロール
型機械。 ２２ 特許請求の範囲第１９項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記駆動部材が、その横断面
形状が環状をなすものに形成されているスクロー
ル型機械。 ２３ 特許請求の範囲第１９項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記駆動部材が円筒状に形成
され、前記被駆動面が該駆動部材の外周面上に配
置されているスクロール型機械。 ２４ 特許請求の範囲第１項に記載のスクロール
型機械であつて、前記駆動手段に、 (a) 第１の軸線まわりで回転駆動されるクランク
軸であつて、上記第１の軸線に対し平行する軸
線上に中心を有する円筒状駆動面を有するクラ
ンク軸と、 (b) 上記駆動面に対し駆動を受けるように係合さ
せてある被駆動面を有する駆動部材と、 (c) 前記可動スクロール部材上に設置された被駆
動部材であつて、上記第１の軸線から距てられ
該第１の軸線に平行する第２の軸線まわりで上
記駆動部材に対し相対的に回転しうるように該
駆動部材に枢支させてある被駆動部材と、 を設けて、上記クランク軸の回転により上記した
可動スクロール部材上の第２の軸線を上記第１の
軸線まわりで、前記固定スクロール部材に対し相
対的に旋回させるように構成してあるスクロール
型機械。 ２５ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記した円筒状駆動面の中心
となる軸線を、前記第１の軸線から距てて配置し
てあるスクロール型機械。 ２６ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記した円筒状駆動面の中心
となる軸線を、前記第２の軸線から距てて配置し
てあるスクロール型機械。 ２７ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記した駆動面と被駆動面と
が、共通する軸線上に中心をおく円筒状の面とさ
れているスクロール型機械。 ２８ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記第１の軸線を前記第２の
軸線からよりも、前記した円筒状駆動面の中心と
なる軸線から、より大きな距離だけ距ててあるス
クロール型機械。 ２９ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記した円筒状駆動面の中心
となる軸線を、前記した第１の軸線及び第２の軸
線を含む平面から距てて配置してあるスクロール
型機械。 ３０ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記可動スクロール部材がそ
の正規の径路に沿う運動を障害物により一時的に
阻止されたときに、前記した円筒状駆動面の中心
となる軸線まわりで前記駆動部材が、前記クラン
ク軸に対し相対的に自在に回転可能であるように
構成してあるスクロール型機械。 ３１ 特許請求の範囲第２４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記駆動部材が、その横断面
形状が環状をなすものに形成されているスクロー
ル型機械。 ３２ 第１の螺旋状の翼を有する固定スクロール
部材と、第２の螺旋状の翼を有し上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に運動できるように支持さ
れている可動スクロール部材と、を備えていて、
上記第２の翼が上記第１の翼に対し、第１の翼に
対し相対的に第２の翼が予め設定された径路に沿
い移動せしめられるとき連続して容積を変更して
行く流体受容ポケツトが形成されるように、かみ
合されているスクロール型機械であつて、上記し
た径路に沿い上記第２の翼を移動させるための手
段が、 Ａ 上記可動スクロール部材を、上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に、偏心量Ｅだけ偏心し
た略円形の旋回径路中で移動させることとする
駆動手段と、 Ｂ 上記可動スクロール部材に対し該可動スクロ
ール部材上の一点Ｐで接続されていて、該一点
Ｐの運動を制限することにより可動スクロール
部材の回転運動を予定した量に制限するクラン
ク及びスライダ・リンク機構と、 を備えており、また上記した第１及び第２の翼の
各々がスクロール部材生成基準円の伸開線の形の
内側面及び外側面であつて、上記の予定した量の
可動スクロール部材の回転運動を許容しつ上記し
た第１及び第２の翼間の密封係合を確保するよう
に下記の方程式（カーテシアン座標）によつて決
定される改変を施された形状の内側面及び外側面
を有するスクロール型機械。 Ｘ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2cos｛Ar−tan-1（Doc）｝ Ｙ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2sin｛Ar−tan-1（Doc）｝ ここで、 Doc＝Ar＋K1（Am） 第１の翼の外側面について Doc＝Ar＋（K2−１）Am 第２の翼の外側面について Doc＝Ar＋K2（Am）−Ｔ／Ｃ 第１の翼の内側面について Doc＝Ar＋（K1−１）Am−Ｔ／Ｃ 第２の翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ 第１の翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋（Pi）／２＋Am 第２の翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２ 第１の翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２＋Am 第２の翼の内側面について Ap＝Ar−tan-1（Doc） Am＝sin-1｛（Ｅ／Ｌ）sin（Ac）｝ Pi＝生成基準円の直径に対する円周の比＝π K1＝第１の翼の外側面に加えられる改変量を、
第１の翼の外側面と第２の翼の内側面との合
計の改変量で割つた値 K2＝第１の翼の内側面に加えられる改変量を、
第１の翼の内側面と第２の翼の外側面との間
の合計の改変量で割つた値 Doc＝疑似変数 Ac＝写像増分角度 Ｂ＝可動スクロール部材の生成基準円の始端か
ら前記一点Ｐに至るまでの角度（極座標） Ｃ＝スクロール部材生成基準円の半径 Ｔ＝スクロール翼の厚さ Ｅ＝Ｃ（Pi）−Ｔ Ｌ＝可動スクロール部材の幾何学的中心と前記
一点Ｐとの間の距離 Acは、Ar＝０のようなAcから始まつて増され
る。 Nw＝翼個数 ＝（スクロール端でのAr−（Pi／２）／２
（Pi） Ac＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２のとき停止。 ３３ 特許請求の範囲第３２項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記した内側面及び外側面
を、下記の手順に従つて作動する数値制御工作機
械によつて形成してあるスクロール型機械。 (1) 伸開線形状が内側面についてのものであれ
ば、 Ac＝−Ｂ−３（Pi）／２＋Au 伸開線形状が外側面についてのものであれ
ば、 Ac＝−Ｂ−５（Pi）／２＋Au (2) Am＝sin-1｛（Ｅ／Ｌ）sin（Ac）｝ (3) Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ −Pi（L1）＋Am（L2） Doc＝Ar＋Ｋ（Am）（L3） ＋（Ｋ−１）（Am）（L2）−（Ｔ／Ｃ）（L1） Ｒ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2 ｐ＝Ar−tan-1（Doc） Ｘ＝〔(R)cos(p)＋｛（T1）sin（Ar）｝TT〕L4 Ｙ＝(R)sin(p)−｛（T1）cos（Ar）｝TT (4) Ac＝Ac＋Ai (5) Ar＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２ であれば、ステツプ２に移る。 (6) 手順完了。 ここで、 Ｅ＝偏心度＝Ｃ（Pi）−Ｔ Ｃ＝生成基準円の半径 Ｌ＝可動スクロール部材の幾何学的中心と前記
一点Ｐとの間の距離 Ac＝写像角度 Pi＝生成基準円の直径に対する円周の比＝π K1＝第１の翼の外側面に加えられる改変量を、
第１の翼の外側面と第２の翼の内側面との合
計の改変量で割つた値 K2＝第１の翼の内側面に加えられる改変量を、
第１の翼の内側面と第２の翼の外側面との合
計の改変量で割つた値 Ｒ＝極座標でのベクトル量 Ar＝ころがり角度 Aro＝可動スクロール部材についてのころがり
角度Ar Arf＝固定スクロール部材についてのころがり
角度Ar Ｂ＝可動スクロール部材の生成基準円の始端か
ら前記一点Ｐに至るまでの角度（極座標） Ｔ＝スクロール翼の厚さ Ai＝増分角度（Acが増した分の角度） Au＝打切り角度（ｘ軸から、生成基準円の一
接線に直交する直線であつて翼の物理的な内
端と該翼がそれから生成せしめられたところ
の伸開線との接触点を通る直線に至るまでの
角度） T1＝工具半径 Ｄ＝基準円の中心と前記一点Ｐとの間の距離 各翼側面についてのL1，L2，L3，L4，TTの値
は次の通り。 【表】 ３４ 第１の螺旋状の翼を有する固定スクロール
部材と、第２の螺旋状の翼を有し上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に運動できるように支持さ
れている可動スクロール部材と、を備えていて、
上記第２の翼が上記第１の翼に対し、第１の翼に
対し相対的に第２の翼が予め設定された径路に沿
い移動せしめられるとき連続して容積を変更して
行く流体受容ポケツトが形成されるように、かみ
合されているスクロール型機械であつて、上記し
た径路に沿い上記第２の翼を移動させるための手
段が、 Ａ 上記可動スクロール部材を、上記固定スクロ
ール部材に対し相対的に、偏心量Ｅだけ偏心し
た略円形の旋回径路中で移動させることとする
駆動手段と、 Ｂ 上記可動スクロール部材上の一点Ｐと固定点
との間を接続する回転制御リンクを備えてい
て、該一点Ｐの運動を制限することにより可動
スクロール部材の回転運動を予定した量に制限
する四棒リンク機構と、 を備えており、また上記した第１及び第２の翼の
各々がスクロール部材生成基準円の伸開線の形の
内側面及び外側面であつて、上記の予定した量の
可動スクロール部材の回転運動を許容しつ上記し
た第１及び第２の翼間の密封係合を確保するよう
に下記の方程式（カーテシアン座標）によつて決
定される改変を施された形状の内側面及び外側面
を有するスクロール型機械。 Ｘ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2cos｛Ar−tan-1（Doc）｝ Ｙ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2sin｛Ar−tan-1（Doc）｝ ここで、 Doc＝Ar＋K1（Am） 第１の翼の外側面について Doc＝Ar＋（K2−１）Am 第２の翼の外側面について Doc＝Ar＋K2（Am）−Ｔ／Ｃ 第１の翼の内側面について Doc＝Ar＋（K1−１）Am−Ｔ／Ｃ 第２の翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ 第１の翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２＋Am 第２の翼の外側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２ 第１の翼の内側面について Ar＝Ac＋Ｂ＋３（Pi）／２＋Am 第２の翼の内側面について Ap＝Ar−tan-1（Doc） Amの計算法： (1) Xa＝(E)cos（Ac＋Ｂ＋Pi） Ya＝(E)sin（Ac＋Ｂ＋Pi） Xgb＝Xa(L)cos（Ｂ＋Pi） Xc＝前記一点Ｐのｘ座標値 Yc＝前記一点Ｐのｙ座標値 Az＝｛（Xc−Xa）2＋（Yc−Ya）2｝・５ Yu＝（Xa−Xc）／Az Cc＝tan-1（Yu） Fl1＝Fl2＝１ （Ya−Yc）＞０であればステツプ２に移る。 Cc＝２（Pi）−Cc Fl1＝−１ (2) Xum＝Xc＋Lik｛cos（Cc｝ （Xgb−Xum）＜０であればステツプ３に移
る。 Fl2＝−１ (3) Yu＝（Az2＋Lik2−L2）／２（Az）（Lik） Cb＝（Fl1）（Fl2）tan-1（Yu） Xb＝Xc＋Lik｛cos（Cc＋Cb）｝ Yb＝Yc＋Lik｛sin（Cc＋Cb）｝ Xgb＝Xb Bb＝tan-1｛（Xa−Xb）／Ｌ｝ （Ya−Yb）＞０であればステツプ４に移る。 Bb＝２（Pi）−Bb (4) Am＝Ｂ−Bb ここに、 Pi＝生成基準円の直径に対する円周の比＝π K1＝第１の翼の外側面に加えられる改変量を、
第１の翼の外側面と第２の翼の内側面との合
計の改変量で割つた値 K2＝第１の翼の内側面に加えられる改変量を、
第１の翼の内側面と第２の翼の外側面との合
計の改変量で割つた値 Doc＝疑似変数 Ac＝写像増分角度 Ｂ＝可動スクロール部材の生成基準円の始端か
ら前記一点Ｐに至るまでの角度（極座標） Ｃ＝生成基準円の半径 Ｔ＝スクロール翼の厚さ Ｅ＝Ｃ（Pi）−Ｔ Ｌ＝可動スクロール部材の幾何学的中心と前記
一点Ｐとの間の距離 Lik＝回転制御リンクの長さ Acは、Ar＝０のようなAcから始まつて増され
る。 Nw＝翼個数 ＝（スクロール端でのAr−Pi／２）／２（Pi） Ac＝２（Pi）（Nw）＋Pi／２のとき停止。 ３５ 特許請求の範囲第３４項に記載のスクロー
ル型機械であつて、前記した内側面及び外側面
を、下記の手順に従つて作動する数値制御工作機
械によつて形成してあるスクロール型機械。 (1) 伸開線形状が内側面についてのものであれ
ば、 Ac＝−Ｂ−３（Pi）／２＋Au 伸開線形状が外側面についてのものであれば Ac＝−Ｂ−５（Pi）／２＋Au (2) Xa＝(E)cos（Ac＋Ｂ＋Pi） Ya＝(E)sin（Ac＋Ｂ＋Pi） Xgb＝Xa＋(L)cos（Ｂ＋Pi） Xc＝前記一点Ｐのｘ座標値 Yc＝前記一点Ｐのｘ座標値 Az＝｛（Xc−Xa）2＋（Yc−Ya）2｝・５ Yu＝（Xa−Xc）／Az Cc＝tan-1（Yu） Fl1＝Fl2＝１ （Ya−Yc）＞０であれば、ステツプ３へ移る。 Cc＝２（Pi）−Cc Fl1＝−１ (3) Xum＝Xc＋Lik｛cos（Cc）｝ （Xgb−Xum）＜０であれば、ステツプ４へ
移る。 Fl2＝−１ (4) Yu＝（Az2＋Lik2 −L2）／２（Az）（Lik） Cb＝（Fl1）（Fl2）tan-1（Yu） Xb＝Xc＋Lik｛cos（Cc＋Cb）｝ Yb＝Yc＋Lik｛sin（Cc＋Cb）｝ Xgb＝Xb Bb＝tan-1｛（Xa−Xb）／Ｌ｝ （Ya−Yc）＞０であれば、ステツプ５へ移る。 Bb＝２（Pi）−Bb (5) Am＝Ｂ−Bb (6) Ar＝Ac＋Ｂ＋５（Pi）／２ −Pi（L1）＋Am（L2） Doc＝Ar＋Ｋ（Am）（L3）＋（Ｋ −１）（Am）（L2）−（Ｔ／Ｃ）（L1） Ｒ＝Ｃ（１＋Doc2）1/2 ｐ＝Ar−tan-1（Doc） Ｘ＝〔(R)cos(p)＋｛（T1）sin（Ar）｝TT〕・L4 Ｙ＝(R)sin(R)−｛（T1）cos（Ar）｝TT (7) Ac＝Ac＋Ai (8) Ar＝２（pi）（Nw）＋Pi／２であれば、ステ
ツプ２へ移る。 (9) 手順完了。 ここで、 Ｅ＝偏心度＝Ｃ（Pi）−Ｔ Ｃ＝生成基準円の半径 Ｌ＝可動スクロール部材の幾何学的中心と前記
一点Ｐとの間の距離 Ac＝写像角度 Pi＝生成基準円の直径に対する円周の比＝π K1＝第１の翼の外側面に加えられる改変量を、
第１の翼の外側面と第２の翼の内側面との合
計の改変量で割つた値 K2＝第１の翼の内側面に加えられる改変量を、
第１の翼の内側面と第２の翼の外側面との合
計の改変量で割つた値 Ｒ＝極座標でのベクトル量 Ar＝ころがり角度 Aro＝可動スクロール部材についてのころがり
角度Ar Arf＝固定スクロール部材についてのころがり
角度Ar Ｂ＝可動スクロール部材の伸開線生成基準円の
始端から点Ｐに至るまでの角度（極座標） Ｔ＝スクロール翼の厚さ Ai＝増分角度（Acが増した分の角度） Au＝打切り角度（ｘ軸から、生成基準円の一
接線に直交する直線であつて翼の物理的な内
端と該翼がそれから生成せしめられたところ
の伸開線との接触点を通る直線に至るまでの
角度） Ti＝工具半径 Ｄ＝生成基準円の中心と前記一点Ｐとの間の距
離 Lik＝回転制御リンクの長さ 各翼側面についてのL1，L2，L3，L4，TTの値
は次の通り。 【表】
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| US471743 | 1983-03-03 | ||
| US471742 | 1983-03-03 | ||
| US06/471,743 US4609334A (en) | 1982-12-23 | 1983-03-03 | Scroll-type machine with rotation controlling means and specific wrap shape |
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