JPH084673A - スクロール型流体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ラップの巻始め角を小さくして圧縮比を向上さ
せ、スクロール外径を小さくして小型化を図る。 【構成】一対の固定スクロール(5a, 5b)と、両固定スク
ロール(5a, 5b)の間に配置された旋回スクロール(60)
と、各スクロール(5a, 5b, 60)を貫通するクランク軸と
を備えている。固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)の
内周側面は、始端部に形成される内周円弧面(55)と、内
周円弧面(55)に連続する内周インボリュート面(56)とに
よって構成されている。また、旋回スクロール(60)のラ
ップ(62)の外周側面は、始端部に形成される外周円弧面
(67)と、外周円弧面(67)に連続する外周インボリュート
面(68)とによって構成されている。一方、クランク軸の
偏心部が軸本体より小径に形成され、軸本体には、端面
に開口して作用室(12)に連通可能な連通路が形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクロール型流体装置
に関し、特に、装置全体の小型化対策に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スクロール型流体装置の１タ
イプとして特開平３−２７５９０１号公報に開示されて
いるような貫通軸タイプの両歯式のスクロール型流体装
置が知られている。この種のスクロール型流体装置は、
クランク軸が固定スクロール及び旋回クロールの軸孔に
それぞれ挿通され、該クランク軸の偏心部が旋回クロー
ルの軸孔に位置して構成されている。そして、上記クラ
ンク軸の回転により旋回クロールが固定スクロールに対
して自転することなく公転運動する。このタイプのスク
ロール型流体装置では、旋回スクロールに生じる遠心力
及びガス力に対して旋回スクロールを両持ち軸受け構造
で支持することができ、これにより転覆モーメントによ
る悪影響等を抑制することができる。更に、上記スクロ
ール型流体装置においては、旋回スクロールのラップの
始端を１８０度延長する一方、固定スクロールにおける
ラップ間の螺旋溝の始端面を円弧面で形成し、上記旋回
スクロールのラップの始端が１８０度の公転範囲で螺旋
溝の始端円弧面に摺接するようにし、作用室の最小容積
を小さくするようにして圧縮効率を向上させるようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したスクロール型
流体装置において、各ラップの始端部における外周側面
及び内周側面の形状については何ら考慮されておらず、
小型化を図れないという問題があった。つまり、旋回ス
クロール及び固定スクロールのラップは、インボリュー
ト形状に形成されているので、ラップの外周側面及び内
周側面はインボリュート面に形成されている。しかしな
がら、各ラップの外周側面及び内周側面を全てインボリ
ュート面に形成すると、ラップの始端位置であるラップ
の巻始め角が大きくなり、圧縮比を増大させるためには
ラップの巻終り角を大きくしなければならず、結果的に
装置全体が大型化するという問題がある。詳述すると、
上記旋回スクロールの中心部はクランク軸が貫通してい
るので、該旋回スクロールの中心部には、クランク軸に
嵌合するボス部が形成されており、このボス部は旋回ス
クロールに伴って公転することから、当然、この公転範
囲内に固定スクロールのラップを形成することはできな
い。従って、上記固定スクロールのラップをインボリュ
ート曲線上に巻始め側に向って形成すると、上記ボス部
の公転範囲に干渉する前でラップの形成を終了してラッ
プの始端を形成する必要がある。このことから、インボ
リュート曲線の始端からラップの始端位置までのインボ
リュートの角度が大きくなり、作用室の容積収縮が大き
い状態で吐出口に連通し、圧縮比が小さいという問題が
あった。更に、上記クランク軸の偏心部が大径に形成さ
れているので、ラップの巻始め角が大きく、圧縮比が大
きくすることができないという問題があった。

【０００４】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、ラップの巻始め角を小さくして圧縮比等を向上さ
せ、スクロール外径を小さくして小型化を図ることを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、ラップの始端部側面を円
弧面に形成するようにしたものである。また、他の発明
が講じた手段は、旋回スクロールが貫通するクランク軸
の偏心部を小径に形成したものである。具体的に、図５
に示すように、請求項１に係る発明が講じた手段は、先
ず、中心部に軸孔(53)を有する鏡板(51)の前面に螺旋状
のラップ(52)が立設され、該鏡板(51)の前面を互いに対
面した状態でケーシング(20)に固定された一対の固定ス
クロール(5a, 5b)が設けられている。更に、該両固定ス
クロール(5a, 5b)の間に配置され、中心部に軸孔(63)を
有する鏡板(61)の両面に螺旋状のラップ(62)が立設され
て、各ラップ(62)が固定スクロール(5a, 5b)のラップ(5
2)とそれぞれ噛合して作用室(12)を形成する旋回スクロ
ール(60)が設けられている。その上、上記各スクロール
(5a, 5b, 60)の軸孔(53, 63)を貫通し、固定スクロール
(5a, 5b)を貫通する軸本体(42, 43)に対して旋回スクロ
ール(60)の貫通部に偏心部(44)が形成されたクランク軸
(40)が設けられている。そして、該クランク軸(40)の回
転によって上記旋回スクロール(60)が固定スクロール(5
a, 5b)に対して自転することなく公転するようにしたス
クロール型流体装置を前提としている。上記固定スクロ
ール(5a, 5b)のラップ(52)の内周側面は、該ラップ(52)
の始端部に形成される内周円弧面(55)と、該内周円弧面
(55)に連続してラップ(52)の終端まで形成される内周イ
ンボリュート面(56)とによって構成され、ラップ(52)の
外周側面は外周インボリュート面(54)に形成されてい
る。更に、上記旋回スクロール(60)のラップ(62)の外周
側面は、該ラップ(62)の始端部に形成される外周円弧面
(67)と、該外周円弧面(67)に連続してラップ(62)の終端
まで形成される外周インボリュート面(68)とによって構
成され、ラップ(62)の内周側面は内周インボリュート面
(66)に形成されている。一方、上記固定スクロール(5a,
5b)における内周インボリュート面(56)の始端は、少な
くとも旋回スクロール(60)の中心部の最小外径点によっ
て特定される最小外径円が公転する最小公転範囲Ｗに干
渉する干渉点よりラップ(52)の終端側に設定されてい
る。加えて、上記旋回スクロール(60)の外周円弧面(67)
は、該旋回スクロール(60)における中心部の最小外径円
の円弧で形成されると共に、上記固定スクロール(5a, 5
b)の内周円弧面(55)が摺接する摺接範囲に設定されてい
る。

【０００６】また、図２に示すように、請求項２に係る
発明が講じた手段は、上記請求項１の発明と同様に、一
対の固定スクロール(5a, 5b)と、該両固定スクロール(5
a, 5b)の間に配置された旋回スクロール(60)と、上記各
スクロール(5a, 5b, 60)の軸孔(53, 63)を貫通するクラ
ンク軸(40)とを備え、該クランク軸(40)の回転によって
旋回スクロール(60)が固定スクロール(5a, 5b)に対して
自転することなく公転するようにしたスクロール型流体
装置を前提としている。そして、上記旋回スクロール(6
0)が貫通するクランク軸(40)の偏心部(44)が小径に、固
定スクロール(5a, 5b)が貫通するクランク軸(40)の軸本
体(42, 43)が大径に形成されている。更に、上記旋回ス
クロール(60)のラップ(62)は、偏心部(44)に嵌合するボ
ス部(64)に連続して形成されている。加えて、上記クラ
ンク軸(40)における軸本体(42, 43)の偏心部(44)側の端
面は、作用室(12)の壁面を構成している。また、請求項
３に係る発明が講じた手段は、上記請求項１の発明にお
いて、請求項２の発明と同様に、旋回スクロール(60)が
貫通するクランク軸(40)の偏心部(44)が小径に、固定ス
クロール(5a, 5b)が貫通するクランク軸(40)の軸本体(4
2,43)が大径に形成される一方、旋回スクロール(60)の
ラップ(62)は、偏心部(44)に嵌合するボス部(64)に連続
して形成され、上記クランク軸(40)における軸本体(42,
43)の偏心部(44)側の端面は、作用室(12)の壁面を構成
している。

【０００７】また、請求項４に係る発明が講じた手段
は、上記請求項２又は３の発明において、クランク軸(4
0)における軸本体(42, 43)には、該軸本体(42, 43)の偏
心部(44)側の端面に開口して作用室(12)に連通可能な連
通路(71)が形成されたものである。また、請求項５に係
る発明が講じた手段は、上記請求項４の発明において、
連通路(71)には、開閉弁(72)が設けられたものである。
また、請求項６に係る発明が講じた手段は、上記請求項
４又は５の発明において、連通路(71)の開口は、旋回ス
クロール(60)の公転に対応して開放及び閉塞が行われる
ように構成されたものである。また、請求項７に係る発
明が講じた手段は、上記請求項２乃至６の何れか１の発
明において、クランク軸(40)は、一方の固定スクロール
(5a)を貫通すると共に、偏心部(44)が形成された第１軸
部(41)と、該第１軸部(41)に連結されると共に、他方の
固定スクロール(5b)を貫通する第２軸部(42)とに分割可
能に構成されたものである。

【０００８】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
先ず、クランク軸(40)を回転すると、偏心部(44)はクラ
ンク軸(40)の軸心に対して偏心して公転することにな
る。この偏心部(44)の公転動作に伴って、旋回スクロー
ル(60)は、固定スクロール(5a, 5b)に対して自転するこ
となく公転運動のみを行うことになる。更に、上記旋回
スクロール(60)の両ラップ(62)と両固定スクロール(5a,
5b)のラップ(52)とが複数箇所で接触し、例えば、この
接触箇所が中心に向って移動し、作用室(12)が螺旋状に
移動しながら容積が収縮する。そして、例えば、流体
は、各ラップ(52, 62)の外側から作用室(12)に流入し、
上記作用室(12)の容積収縮によって圧縮された後、吐出
されることになる。一方、上記旋回スクロール(60)が公
転すると、例えば、旋回スクロール(60)のラップ(62)の
外周インボリュート面(68)と固定スクロール(5a, 5b)の
ラップ(52)の内周インボリュート面(56)との接触点が各
ラップ(52, 62)の始端側に移動し、続いて、固定スクロ
ール(5a, 5b)のラップ(52)の内周円弧面(55)が旋回スク
ロール(60)のラップ(62)の外周円弧面(67)に接してこの
接触点が各ラップ(52, 62)の始端まで移動することにな
る。この内周円弧面(55)と外周円弧面(67)との接触によ
って作用室(12)の最小容積が小さくなり、例えば、圧縮
比が向上する。更に、請求項２及び３に係る発明では、
偏心部(44)が小径に形成されているので、作用室(12)の
最小容積がより小さくなり、また、請求項４に係る発明
では、例えば、クランク軸(40)の軸本体(42, 43)の端面
より連通路(71)を介して流体が吐出されることになる。
また、請求項５に係る発明では、流体圧力と開閉弁(72)
の背圧とのバランスによって該開閉弁(72)が開動し、ま
た、請求項６に係る発明では、旋回スクロール(60)の公
転に伴って連通路(71)が開放された状態でのみ作用室(1
2)に連通することになる。

【０００９】

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)における始端部側
面に内周円弧面(55)を、旋回スクロール(60)のラップ(6
2)における始端部側面に外周円弧面(67)をそれぞれ形成
するようにしたゝめに、作用室(12)の最収縮容積を小さ
くすることができる。この結果、固定スクロール(5a, 5
b)及び旋回スクロール(60)の外径を大きくすることなく
全体形状の小型化を図ることができる。また、旋回スク
ロール(60)の中心部にクランク軸(40)を貫通させるの
で、転覆モーメントを効果的に抑制することができるこ
とから、信頼性の向上及び効率の向上を図ることができ
る。また、請求項２及び３に係る発明によれば、クラン
ク軸(40)の偏心部(44)を小径にしたゝめに、作用室(12)
の最収縮容積を更に小さくすることができるので、より
高効率化を図ることができる。また、請求項４に係る発
明によれば、連通路(71)の開口を軸本体(42, 43)の端面
に形成するようにしたゝめに、作用室(12)の最収縮容積
の状態で連通路(71)を連通させることができるので、作
用室(12)の容積を小さくした効果を確実に発揮させるこ
とができる。また、請求項５に係る発明によれば、連通
路(71)に開閉弁(72)を設けたので、開閉弁(72)の背圧と
流体圧力とのバランスによって連通路(71)を確実に開閉
することができる。また、請求項６に係る発明によれ
ば、上記連通路(71)の開口を旋回スクロール(60)の公転
に対応して開放閉塞するようにしたゝめに、作用室(12)
が最収縮容積の状態で連通路(71)を連通させることがで
きるので、最適圧力状態で作用室(12)と連通路(71)とを
連通させることができる。また、請求項７に係る発明に
よれば、クランク軸(40)を２分割構造にしたゝめに、固
定スクロール(5a, 5b)及び旋回スクロール(60)等の組付
を容易に行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に示すように、本実施例のスクロール
型流体装置(10)は、冷凍機に設けられ、冷媒ガスを圧縮
して吐出するスクロール型圧縮機である。該スクロール
型流体装置(10)は、密閉ケーシング(20)の上部空間に、
冷媒ガスを吸入圧縮して吐出するためのスクロール機構
(1a)が収納されると共に、下部空間に、スクロール機構
(1a)を駆動するための駆動モータ(30)が収納されて構成
され、上記スクロール機構(1a)と駆動モータ(30)とはク
ランク軸(40)によって連結されている。また、上記ケー
シング(20)の側壁上部には、スクロール機構(1a)の側方
に位置に冷媒ガスを吸入するための吸入管(21)が連結さ
れており、ケーシング(20)の上端部には、圧縮された冷
媒ガスを外部に吐出するための吐出管(22)が連結されて
いる。上記駆動モータ(30)は、ケーシング(20)に固定さ
れたステータ(31)と、該ステータ(31)に挿入されたロー
タ(32)とから構成され、該ロータ(32)には、クランク軸
(40)の下部が挿入されている。尚、上記クランク軸(40)
の下端部には給油ポンプ(11)が設けられ、該給油ポンプ
(11)は、ケーシング(20)の下部の油溜め(23)に貯留され
た潤滑油に浸漬されている。

【００１１】上記スクロール機構(1a)は、上下一対の固
定スクロール(5a, 5b)と１つの旋回スクロール(60)とよ
り構成されている。該両固定スクロール(5a, 5b)は、ケ
ーシング(20)に一体的に形成されており、円板状の鏡板
(51)の前面に、螺旋状（インボリュート曲線状）のラッ
プ(52)が立設されて形成されている。また、上記両固定
スクロール(5a, 5b)における鏡板(51)の中心部には、ク
ランク軸(40)が貫通する軸孔(53)が形成されている。そ
して、上記両固定スクロール(5a, 5b)は、各ラップ(52)
が互いに向き合う状態で配置されている。上記旋回スク
ロール(60)は、上下の両固定スクロール(5a, 5b)の間に
配設され、該旋回スクロール(60)は、円板状の鏡板(61)
の上下両面に、螺旋状（インボリュート曲線状）のラッ
プ(62)がそれぞれ立設されて構成されている。そして、
該旋回スクロール(60)は、両面のラップ(62)が相対する
固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)とそれぞれ互いに
噛合するように配置されている。そして、上記固定スク
ロール(5a, 5b)のラップ(52)と旋回スクロール(60)のラ
ップ(62)とは、内周側面と外周側面とで複数箇所で接触
し、このラップ(52, 62)の接触箇所の間が作用室(12)に
形成されている。また、上記旋回スクロール(60)におけ
る鏡板(61)の中心部には、クランク軸(40)が貫通する軸
孔(63)が形成されており、この軸孔(63)の縁部には、ク
ランク軸(40)が嵌合するボス部(64)が形成されている。

【００１２】一方、上記両固定スクロール(5a, 5b)の間
は吸入管(21)が連通する低圧空間(24)に、上部固定スク
ロール(5a, 5b)の上方は吐出管(22)が連通する高圧空間
(25)に形成されている。更に、上記クランク軸(40)にお
ける下部固定スクロール(5a,5b)の下方位置及び上記駆
動モータ(30)におけるロータ(32)の下部には、クランク
軸(40)の回転時に生じる偏心モーメントを相殺するため
のバランサ(13)が設けられている。また、上記スクロー
ル機構(1a)の外周縁には、旋回スクロール(60)の自転を
阻止する複数個の自転阻止部材(14)が設けられている。
該自転阻止部材(14)は、上記各固定スクロール(5a, 5b)
の鏡板(51)に挿入された回転ピン(15)と、上記旋回スク
ロール(60)の鏡板(61)を貫通する旋回ピン(16)とが一体
形成されて構成されている。

【００１３】上記クランク軸(40)は、本発明の特徴の１
つであって、図２に示すように、第１軸部(41)の上部に
第２軸部(42)が連結されて２分割構造に形成されてい
る。更に、上記第１軸部(41)は、第１軸本体(43)の上端
に偏心部(44)が連続形成されてなり、該第１軸本体(43)
の下部には、駆動モータ(30)が連結されると共に、上端
部は下部固定スクロール(5a)の軸孔(53)に貫挿されてい
る。上記第２軸部(42)は、上部固定スクロール(5b)の軸
孔(53)に貫挿されると共に、第１軸本体(43)と同径に形
成され且つ同心上に配置されている。上記偏心部(44)
は、本発明の特徴として、第１軸本体(43)及び第２軸部
(42)より小径に形成されると共に、偏心部(44)及び第２
軸部(42)の軸心G1が第１軸本体(43)の軸心G2より偏心し
ており、この偏心部(44)が旋回スクロール(60)の軸孔(6
3)に貫挿されている。つまり、上記旋回スクロール(60)
のボス部(64)が第１軸本体(43)及び第２軸部(42)より突
出することなく内側に位置するように形成されている。
また、上記偏心部(44)の上端には、スプラインを有する
連結部(45)が突出形成されており、該連結部(45)が第２
軸部(42)に嵌合されて第１軸部(41)と第２軸部(42)とが
連結され、上記第１軸本体(43)と第２軸部(42)とによっ
て軸本体が構成されている。そして、上記偏心部(44)の
偏心によって旋回スクロール(60)が固定スクロール(5a,
5b)に対して公転することになる。その上、上記第１軸
本体(43)の偏心部(44)側の上端面は、下部固定スクロー
ル(5a)の鏡板(51)の前面（上面）と同一平面状に形成さ
れ、上記第２軸部(42)の偏心部(44)側の下端面は、上部
固定スクロール(5b)の鏡板(51)の前面（下面）と同一平
面状に形成され、第１軸本体(43)の上端面と第２軸部(4
2)の下端面とは、作用室(12)の上下の壁面を構成するよ
うに成っている。

【００１４】また、第１軸本体(43)及び第２軸部(42)に
は、本発明の特徴として、吐出機構(70)が形成されてい
る。該吐出機構(70)は、連通路(71)に開閉弁(72)が設け
られると共に、開閉弁(72)の押えバネ(73)が設けられて
なり、第１軸本体(43)における連通路(71)の一端は第１
軸本体(43)の上端面に開口し、他端が第１軸本体(43)の
側面に開口する一方、第２軸部(42)における連通路(71)
の一端は第２軸部(42)の下端面に開口し、他端が第２軸
部(42)の側面に開口し、各連通路(71)の端面側開口が作
用室(12)に連通するように構成されている。上記開閉弁
(72)は、各連通路(71)における端面側開口を開閉するも
のであって、作用室(12)の圧力が高圧空間(25)の高圧圧
力に押えバネ(73)のバネ力を加えた背圧より大きくなる
と開弁するように構成されている。尚、下部の連通路(7
1)は、図示しないが、高圧空間(25)に連通するように構
成されている。

【００１５】一方、図３に示すように、本発明の特徴と
して、固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)における始
端部の内周側面は内周円弧面(55)に形成され、図４に示
すように、旋回スクロール(60)のラップ(62)における始
端部の外周側面は外周円弧面(67)に形成されている。そ
こで、先ず、上記固定スクロール(5a, 5b)におけるラッ
プ(52)について説明する。該ラップ(52)は、インボリュ
ート曲線形状に形成されているので、外周側面は、始端
から終端に亘って外周インボリュート面(54)に形成され
ている。一方、ラップ(52)の内周側面は、始端から所定
範囲まで内周円弧面(55)に形成され、該内周円弧面(55)
からラップ(52)の終端までが内周インボリュート面(56)
に形成されている。つまり、後述する旋回スクロール(6
0)のボス部(64)は、外径が小さいほど固定スクロール(5
a, 5b)のラップ(52)の始端を中心部まで延長することが
できるものゝ、旋回スクロール(60)のボス部(64)はクラ
ンク軸(40)の回転力を受けるので、一定強度を保持する
に必要な肉厚を要し、この必要肉厚からボス部(64)の最
小の外径寸法が定まることになる。そして、該ボス部(6
4)は、旋回スクロール(60)の公転に伴って公転するの
で、ボス部(64)の最小外径点で特定される最小外径円が
公転することによって定まる最小公転範囲Ｗが存するこ
とになる。このボス部(64)の最小公転範囲Ｗに固定スク
ロール(5a, 5b)のラップ(52)が入り込むと、該固定スク
ロール(5a, 5b)のラップ(52)と旋回スクロール(60)のボ
ス部(64)とが干渉することになる。従って、図３の一点
鎖線に示すように、インボリュート曲線のまゝでラップ
(52)の始端を中心部まで延長すると、旋回スクロール(6
0)のボス部(64)に干渉することになるので、固定スクロ
ール(5a, 5b)のラップ(52)の内周インボリュート面(56)
は、上記最小公転範囲Ｗに対する干渉点の近傍まで形成
されている。そして、上記内周円弧面(55)は、内周イン
ボリュート面(56)の始端からラップ(52)の始端まで形成
され、内周円弧面(55)の直径は上記最小公転範囲Ｗの直
径に一致している。また、上記内周円弧面(55)の始端、
つまり、ラップ(52)の始端は、外周インボリュート面(5
4)との交点まで形成されている。具体的に、上記内周円
弧面(55)は、図３において、例えば、ほゞ４５度の範囲
αで形成され、この内周円弧面(55)の終端と内周インボ
リュート面(56)の始端とは滑らかに連続形成されてい
る。

【００１６】一方、上記旋回スクロール(60)におけるラ
ップ(62)は、図４に示すように、ボス部(64)に連続して
おり、該ボス部(64)とラップ(62)の内周側面とが肉厚の
連接部(65)で連続しており、該ラップ(62)の始端部と連
接部(65)とボス部(64)とは一体に形成されている。そし
て、上記旋回スクロール(60)のラップ(62)は、固定スク
ロール(5a, 5b)と同様に、インボリュート曲線形状に形
成されているので、内周側面は、始端から終端に亘って
内周インボリュート面(66)に形成されている。一方、上
記ラップ(62)の外周側面においては、始端から所定範囲
まで外周円弧面(67)に形成され、該外周円弧面(67)から
ラップ(62)の終端までが外周インボリュート面(68)に形
成されている。該外周円弧面(67)は、ボス部(64)におけ
る外周面の一部で形成され、固定スクロール(5a, 5b)の
ラップ(52)の内周円弧面(55)が摺接する範囲に形成され
ており、具体的に、例えば、ほゞ４５度の範囲βで形成
され、この外周円弧面(67)の終端と内周インボリュート
面(56)の始端とは滑らかに連続形成されている。

【００１７】また、上記旋回スクロール(60)の連接部(6
5)は、固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)の始端が干
渉しない範囲で旋回スクロール(60)のラップ(62)とボス
部(64)とを繋いでおり、その上、上記旋回スクロール(6
0)の公転に伴って連通路(71)の端面開口を開放及び閉塞
するように構成されている。つまり、上記連通路(71)
は、クランク軸(40)に形成されているので、クランク軸
(40)の回転に伴って回転する一方、旋回スクロール(60)
は、自転しないので、旋回スクロール(60)の連接部(65)
も自転することなく公転のみ行うことから、該連通路(7
1)は、連接部(65)によって作用室(12)に対して開放及び
閉塞されるように成っている。

【００１８】−圧縮動作− 次に、上述したスクロール型流体装置(10)の圧縮動作に
ついて説明する。先ず、上記駆動モータ(30)を駆動する
と、クランク軸(40)は、軸心G2を中心に回転する一方、
偏心部(44)は、クランク軸(40)の軸心G2に対して公転す
ることになる。この偏心部(44)の公転動作に伴って、旋
回スクロール(60)は、固定スクロール(5a, 5b)に対して
公転運動を行うことになる。その際、上記旋回スクロー
ル(60)は、自転阻止部材(14)によって自転が阻止されて
いるので、自転することなく公転運動のみを行うことに
なる。そして、上記旋回スクロール(60)の公転運動よっ
て該旋回スクロール(60)の両面のラップ(62)が公転し、
旋回スクロール(60)の両ラップ(62)と該両ラップ(62)が
噛合する両固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)とが複
数箇所ですべり接触し、この接触箇所が中心に向って移
動する。この接触箇所の移動によって作用室(12)が螺旋
状に移動しながら容積が収縮する。一方、低圧流体、例
えば、低圧冷媒ガスは、吸入管(21)よりケーシング(20)
の低圧空間(24)に流入し、各ラップ(52, 62)の外側から
作用室(12)に流入する。そして、上記作用室(12)の容積
収縮によって圧縮された後、連通路(71)より高圧空間(2
5)を経て吐出管(22)から吐出されることになる。

【００１９】そこで、次に、本発明の特徴とする旋回ス
クロール(60)のラップ(62)と固定スクロール(5a, 5b)の
ラップ(52)との接触動作について図５〜図８に基づいて
説明する。尚、この図５〜図８は、旋回スクロール(60)
がほゞ４５度宛公転した状態を示しており、ハッチング
したラップが固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)を、
ハッチングしない白抜きのラップが旋回スクロール(60)
のラップ(62)を示している。更に、固定スクロール(5a,
5b)のラップ(52)の内周側と旋回スクロール(60)のラッ
プ(62)の外周側とで形成される作用室(12)をＡ作用室(1
2)、固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)の外周側と旋
回スクロール(60)のラップ(62)の内周側とで形成される
作用室(12)をＢ作用室(12)とする。先ず、図５において
は、固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)の外周インボ
リュート面(54)における始端が旋回スクロール(60)のラ
ップ(62)の内周インボリュート面(66)に接している状態
で、最内側のＡ作用室(12)が連通路(71)に連通し、最内
側のＢ作用室(12)は連通路(71)等の何れにも連通してい
ない状態であり、且つ固定スクロール(5a, 5b)の内周円
弧面(55)と旋回スクロール(60)の外周円弧面(67)とは未
だ接していない状態である。この図５の状態から旋回ス
クロール(60)が４５度公転すると、図６に示す状態にな
る。この公転中において、固定スクロール(5a, 5b)のラ
ップ(52)の始端が旋回スクロール(60)のラップ(62)の内
周インボリュート面(66)より離れるので、Ｂ作用室(12)
がＡ作用室(12)に連通すると共に、連通路(71)に連通す
ることになるが、連通路(71)は、旋回スクロール(60)の
連接部(65)によって閉塞されるので、図６においてはＢ
作用室(12)も密閉空間となる。また、上記図６におい
て、固定スクロール(5a, 5b)の内周円弧面(55)と旋回ス
クロール(60)の外周円弧面(67)とが接触し始める。

【００２０】続いて、図６の状態から旋回スクロール(6
0)が４５度公転すると、図７に示す状態になる。この公
転中において、固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)と
旋回スクロール(60)のラップ(62)とは、各円弧面(55, 6
7)で接触するので、Ａ作用室(12)の容積は収縮して流体
を圧縮することになる。そして、この４５度の公転中に
おいて、連通路(71)が連接部(65)より開放し始めるの
で、このＡ作用室(12)の圧力と開閉弁(72)の背圧とのバ
ランスによって該開閉弁(72)が開動し、流体が吐出され
ることになる。一方、Ｂ作用室(12)は密閉空間のまゝ保
持され、容積が収縮するので、該Ｂ作用室(12)の流体は
圧縮され続けることになる。その後、図７の状態から旋
回スクロール(60)が４５度公転すると、図８に示す状態
になる。この公転中において、固定スクロール(5a, 5b)
のラップ(52)の始端が旋回スクロール(60)のラップ(62)
より離れるので、Ｂ作用室(12)がＡ作用室(12)に連通す
ると共に、連通路(71)に連通して該Ｂ作用室(12)の流体
が吐出されることになる。

【００２１】上述の動作を繰返して流体を圧縮すること
になる。そして、図９に示すように、上記固定スクロー
ル(5a, 5b)及び旋回スクロール(60)の各ラップ(52, 62)
の終端の位置角度D1を同じとし、内周円弧面(55)の部分
のラップ(52)を形成しない場合は、ラップ(52)の始端角
度がD2となり、作用室(12)の収縮はP1となる。これに対
し、内周円弧面(55)の部分のラップ(52)を形成した場合
は、ラップ(52)の始端角度がD3となり、作用室(12)の収
縮はP2となって圧縮比が向上することになる。具体的
に、図３において、上記固定スクロール(5a, 5b)のラッ
プ(52)を内周インボリュート面(56)のみで形成すると、
該ラップ(52)の始端は、旋回スクロール(60)のボス部(6
4)等に干渉しないようにほゞＴ点までしか形成すること
ができない。従って、上記図５〜図８にＴ点で示すよう
に、図６を過ぎると、固定スクロール(5a, 5b)のラップ
(52)の始端Ｔが旋回スクロール(60)のラップ(62)より離
れ、Ａ作用室(12)の圧縮が終了することになり、また、
図８を過ぎると、固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)
の始端Ｔが旋回スクロール(60)のラップ(62)より離れ、
Ｂ作用室(12)の圧縮が終了することになる。これに対
し、本発明では、Ａ作用室(12)及びＢ作用室(12)の最小
容積が小さくなるので、圧縮比が向上し、特に、連通路
(71)の端面開口の位置によって圧縮比より向上する。

【００２２】−実施例の効果− 以上のように、本実施例によれば、上記固定スクロール
(5a, 5b)のラップ(52)における始端部側面に内周円弧面
(55)を、旋回スクロール(60)のラップ(62)における始端
部側面に外周円弧面(67)をそれぞれ形成するようにした
ゝめに、作用室(12)の最収縮容積を小さくすることがで
きるので、圧縮比を向上させることができる。この結
果、固定スクロール(5a, 5b)及び旋回スクロール(60)の
外径を大きくすることなく全体形状の小型化を図ること
ができる。また、旋回スクロール(60)の中心部にクラン
ク軸(40)を貫通させるので、転覆モーメントを効果的に
抑制することができることから、信頼性の向上及び圧縮
効率の向上を図ることができる。また、クランク軸(40)
の偏心部(44)を第１軸本体(43)等より小径にしたゝめ
に、作用室(12)の最収縮容積を更に小さくすることがで
きるので、より高効率化を図ることができる。また、連
通路(71)の開口を第１軸本体(43)及び第２軸部(42)の端
面に形成するようにしたゝめに、作用室(12)の最収縮容
積の状態で連通路(71)を連通させることができるので、
作用室(12)の容積を小さくした効果を確実に発揮させる
ことができる。また、連通路(71)に開閉弁(72)を設けた
ので、開閉弁(72)の背圧と流体圧力とのバランスによっ
て連通路(71)を確実に開閉することができる。また、上
記連通路(71)の開口を旋回スクロール(60)の公転に対応
して開放閉塞するようにしたゝめに、作用室(12)が最収
縮容積の状態で連通路(71)を連通させることができるの
で、最適圧力状態で作用室(12)と連通路(71)とを連通さ
せることができる。また、クランク軸(40)を２分割構造
にしたゝめに、固定スクロール(5a, 5b)及び旋回スクロ
ール(60)等の組付を容易に行うことができる。

【００２３】−その他の変形例− 尚、本実施例は、固定スクロール(5a, 5b)及び旋回スク
ロール(60)のラップ(62)に円弧面(55, 67)を形成すると
共に、クランク軸(40)に小径の偏心部(44)を形成するよ
うにしたが、請求項１の発明では、偏心部(44)は軸本体
より大径であってもよい。また、請求項２の発明では、
固定スクロール(5a, 5b)及び旋回スクロール(60)に円弧
面(55, 67)を形成する必要はない。また、本発明は、圧
縮機の他、ポンプなど各種の流体装置に適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成をスクロール型流体装置の断面図
である。

【図２】クランク軸の偏心部付近を示す拡大断面図であ
る。

【図３】固定スクロールのラップを示す拡大平面図であ
る。

【図４】旋回スクロールのラップを示す拡大平面図であ
る。

【図５】圧縮時のラップの噛合状態を示す概略平面図で
ある。

【図６】図５より４５度公転したラップの噛合状態を示
す概略平面図である。

【図７】図６より４５度公転したラップの噛合状態を示
す概略平面図である。

【図８】図７より４５度公転したラップの噛合状態を示
す概略平面図である。

【図９】圧縮特性を示す特性図である。

【符号の説明】

10 スクロール型流体装置 20 ケーシング 40 クランク軸 41 第１軸部 42 第２軸部 43 第１軸本体 44 偏心部 5a,5b 固定スクロール 60 旋回スクロール 51,61 鏡板 52,62 ラップ 53,63 軸孔 54,68 外周インボリュート面 55 内周円弧面 56,66 内周インボリュート面 64 ボス部 67 外周円弧面 71 連通路 72 開閉弁 73 バネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山路 洋行 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 福永 剛 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】 連通路
1. 【請求項１】 中心部に軸孔(53)を有する鏡板(51)の前
   面に螺旋状のラップ(52)が立設され、該鏡板(51)の前面
   を互いに対面した状態でケーシング(20)に固定された一
   対の固定スクロール(5a, 5b)と、 該両固定スクロール(5a, 5b)の間に配置され、中心部に
   軸孔(63)を有する鏡板(61)の両面に螺旋状のラップ(62)
   が立設されて、各ラップ(62)が固定スクロール(5a, 5b)
   のラップ(52)とそれぞれ噛合して作用室(12)を形成する
   旋回スクロール(60)と、 上記各スクロール(5a, 5b, 60)の軸孔(53, 63)を貫通
   し、固定スクロール(5a,5b)を貫通する軸本体(42, 43)
   に対して旋回スクロール(60)の貫通部に偏心部(44)が形
   成されたクランク軸(40)とを備え、 該クランク軸(40)の回転によって上記旋回スクロール(6
   0)が固定スクロール(5a, 5b)に対して自転することなく
   公転するようにしたスクロール型流体装置において、 上記固定スクロール(5a, 5b)のラップ(52)の内周側面
   が、該ラップ(52)の始端部に形成される内周円弧面(55)
   と、該内周円弧面(55)に連続してラップ(52)の終端まで
   形成される内周インボリュート面(56)とによって構成さ
   れ、ラップ(52)の外周側面が外周インボリュート面(54)
   に形成され、 上記旋回スクロール(60)のラップ(62)の外周側面が、該
   ラップ(62)の始端部に形成される外周円弧面(67)と、該
   外周円弧面(67)に連続してラップ(62)の終端まで形成さ
   れる外周インボリュート面(68)とによって構成され、ラ
   ップ(62)の内周側面が内周インボリュート面(66)に形成
   される一方、 上記固定スクロール(5a, 5b)における内周インボリュー
   ト面(56)の始端は、少なくとも旋回スクロール(60)の中
   心部の最小外径点によって特定される最小外径円が公転
   する最小公転範囲Ｗに干渉する干渉点よりラップ(52)の
   終端側に設定され、 上記旋回スクロール(60)の外周円弧面(67)は、該旋回ス
   クロール(60)における中心部の最小外径円の円弧で形成
   されると共に、上記固定スクロール(5a, 5b)の内周円弧
   面(55)が摺接する摺接範囲に設定されていることを特徴
   とするスクロール型流体装置。
2. 【請求項２】 中心部に軸孔(53)を有する鏡板(51)の前
   面に螺旋状のラップ(52)が立設され、該鏡板(51)の前面
   を互いに対面した状態でケーシング(20)に固定された一
   対の固定スクロール(5a, 5b)と、 該両固定スクロール(5a, 5b)の間に配置され、中心部に
   軸孔(63)を有する鏡板(61)の両面に螺旋状のラップ(62)
   が立設されて、各ラップ(62)が固定スクロール(5a, 5b)
   のラップ(52)とそれぞれ噛合して作用室(12)を形成する
   旋回スクロール(60)と、 上記各スクロール(5a, 5b, 60)の軸孔(53, 63)を貫通
   し、固定スクロール(5a,5b)を貫通する軸本体(42, 43)
   に対して旋回スクロール(60)の貫通部に偏心部(44)が形
   成されたクランク軸(40)とを備え、 該クランク軸(40)の回転によって上記旋回スクロール(6
   0)が固定スクロール(5a, 5b)に対して自転することなく
   公転するようにしたスクロール型流体装置において、 上記旋回スクロール(60)が貫通するクランク軸(40)の偏
   心部(44)が小径に、固定スクロール(5a, 5b)が貫通する
   クランク軸(40)の軸本体(42, 43)が大径に形成される一
   方、 上記旋回スクロール(60)のラップ(62)は、偏心部(44)に
   嵌合するボス部(64)に連続して形成され、 上記クランク軸(40)における軸本体(42, 43)の偏心部(4
   4)側の端面は、作用室(12)の壁面を構成していることを
   特徴とするスクロール型流体装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスクロール型流体装置に
   おいて、 旋回スクロール(60)が貫通するクランク軸(40)の偏心部
   (44)が小径に、固定スクロール(5a, 5b)が貫通するクラ
   ンク軸(40)の軸本体(42, 43)が大径に形成される一方、 旋回スクロール(60)のラップ(62)は、偏心部(44)に嵌合
   するボス部(64)に連続して形成され、 上記クランク軸(40)における軸本体(42, 43)の偏心部(4
   4)側の端面は、作用室(12)の壁面を構成していることを
   特徴とするスクロール型流体装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載のスクロール型流体
   装置において、 クランク軸(40)における軸本体(42, 43)には、該軸本体
   (42, 43)の偏心部(44)側の端面に開口して作用室(12)に
   連通可能な連通路(71)が形成されていることを特徴とす
   るスクロール型流体装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のスクロール型流体装置に
   おいて、 連通路(71)には、開閉弁(72)が設けられていることを特
   徴とするスクロール型流体装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載のスクロール型流体
   装置において、 連通路(71)の開口は、旋回スクロール(60)の公転に対応
   して開放及び閉塞が行われるように構成されていること
   を特徴とするスクロール型流体装置。
7. 【請求項７】 請求項２乃至６の何れか１記載のスクロ
   ール型流体装置において、 クランク軸(40)は、一方の固定スクロール(5a)を貫通す
   ると共に、偏心部(44)が形成された第１軸部(41)と、該
   第１軸部(41)に連結されると共に、他方の固定スクロー
   ル(5b)を貫通する第２軸部(42)とに分割可能に構成され
   ていることを特徴とするスクロール型流体装置。