JPH0835494A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オーバーコンプレッション及びガスの戻りを
阻止して、圧縮効率の低下を防止することができるスク
ロール型圧縮機を提供すること。 【構成】 吐出ポート１８は、固定スクロール１の基板
１３においてその中心９９から若干偏心した位置に穿設
され、圧縮室１００側の開口縁２１の一部が固定スクロ
ール１における渦巻壁１４の内端基部に接している。ま
た、同吐出ポート１８は、１つの圧縮室１０１が容積減
少されその容積が最小になった状態で、その圧縮室１０
１側の開口２１が可動スクロール１０の渦巻壁１６の幅
広に構成された内端部の端面によって覆われるように構
成されており、渦巻壁１６の外形線に沿ってその内端部
近傍から外端部方向に延びている。この吐出ポート１８
において渦巻方向に延びる開口幅４０１は、渦巻壁１６
の幅方向に延びる開口幅４０２よりも大きくなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定スクロールと可動
スクロールとを有するスクロール型圧縮機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクロール型圧縮機において
は、それぞれに基板及び渦巻壁が設けられた固定スクロ
ールと可動スクロールとをそれらの渦巻壁において互い
に噛み合わせて、両スクロール間に圧縮室を形成する。
そして、可動スクロールを固定スクロールの軸心の周り
で公転させることにより、圧縮室を渦巻壁の外端側から
内端側に容積減少しながら移動させてガスの圧縮が行わ
れる。圧縮されたガスは、固定スクロールに設けられた
吐出ポートから吐出される。

【０００３】前記のようなスクロール型圧縮機の吐出ポ
ートとして、特開昭６１−１６７１８７号公報に開示さ
れたものがある。すなわち、図５に示すように、固定ス
クロール３５の基板３６中央部に形成された吐出ポート
３７を、固定スクロール３５の渦巻壁３８の巻き始め点
内側に接して同渦巻壁３８の幅よりも小さい円形に形成
したものである。そして、１つの圧縮室５０１の容積最
小の状態において、吐出ポート３７は可動スクロール３
９の渦巻壁４０の幅内に収まるような真円形をなしてい
る。

【０００４】ところが、図５のように吐出ポート３７を
その開口縁端が渦巻壁４０の外形線に内接する程度に径
を大きくしても（図５に示す状態）、圧縮機が高速運転
された場合には、吐出ポート３７の開口面積が不十分と
なり、リード弁の開放タイミングが遅れる。すなわち、
リード弁は固定スクロール３５の外側の吐出室内におい
て吐出ポート３７の開口部に設けられている。そして、
吐出ポート３７を介してリード弁に作用する前記圧縮室
５００内のガス圧がリード弁の弾性力及び吐出室の内圧
に勝ると、リード弁が開放される。

【０００５】従って、吐出ポート３７の面積が小さい
と、リード弁に作用する圧力が足りず、前記のように高
速運転時においてリード弁の開放が遅れる原因となる。
従って、圧縮室５００内のガスがさらに圧縮されて、い
わゆるオーバーコンプレッションが生じ、圧縮機の圧縮
効率が低下される要因となっていた。

【０００６】このオーバーコンプレッションを解消する
ためには、吐出ポート３７の径をさらに大きくすれば良
いと考えられる。すなわち、図６に示すように、吐出ポ
ート４１の径を可動スクロール３９の渦巻壁４０の幅よ
り大きくするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、吐出ポート
４１の径を渦巻壁４０の幅より大きくすると、可動スク
ロール３９が所定の回転位置に達したときに（図６に示
す状態）、圧縮最終行程に位置する圧縮室５０１と、同
行程の直前に位置する圧縮室５０２とがこの吐出ポート
４１を介して連通する。このため、圧縮されたガスが、
それより低圧力側である圧縮室５０２に戻り、同圧縮室
５０２内において再度膨張する。従って、再度このガス
が圧縮されることになり、これが繰り返されて圧縮機の
圧縮効率低下に繋がっていた。

【０００８】本発明は上記従来技術に存在する問題点に
着目してなされたものであって、その目的は、オーバー
コンプレッション及びガスの戻りを阻止して、圧縮効率
の低下を防止することができるスクロール型圧縮機を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、スクロール中心の圧縮室が容
積最小になった状態において、前記吐出ポートの開口縁
が可動スクロールにおける渦巻壁の内終端部の外形線に
近接してその外形線内に収まるとともに、可動スクロー
ルの渦巻壁に沿って延びる形状に形成された。

【００１０】請求項２の発明では、圧縮室の容積最小状
態において、吐出ポートの開口縁の一部が、可動スクロ
ールの渦巻壁の外形形状にほぼ沿う形状を有する。請求
項３の発明では、中心側圧縮室の閉じ込み開始状態にお
いて、吐出ポート開口縁が圧縮室の長手方向にほぼ沿っ
て延びる。

【００１１】請求項４の発明では、前記吐出ポートの開
口縁の一部は固定スクロールの渦巻壁の基部に接してい
る。請求項５の発明では、可動スクロールの渦巻壁の内
終端部の外形線と吐出ポートの開口縁端との間には、固
定スクロールの渦巻壁の基部と接している部分を除いて
間隙が設けられている。

【００１２】請求項６の発明では、前記吐出ポートの断
面形状は、圧縮室側の開口から吐出側の開口まで同一形
状、同一面積である。請求項７の発明では、渦巻壁の内
端側を他の部位に比較して厚く構成した。

【００１３】請求項８の発明では、吐出ポートの圧縮室
側の開口縁端部の一部を、ガスの吐出開始から一定区間
において移動される可動スクロールにおける渦巻壁の軌
跡に沿う形状とした。

【００１４】

【作用】上記構成の請求項１の発明においては、隣接す
る圧縮室が連通されないため、圧縮効率の低下を防止で
き、しかも、可動スクロールにおける渦巻壁端面の外形
線内に収まる円形状の開口を有する吐出ポートに比較し
て、渦巻方向に延びた分だけ開口面積が大きくなるた
め、オーバーコンプレッションを防止できる。

【００１５】請求項２の発明においては、圧縮室の容積
最小状態において、吐出ポートの開口縁の一部が、可動
スクロールの渦巻壁の外形形状にほぼ沿う形状を有す
る。つまり、可動スクロールの渦巻壁の外形線からはみ
出さない範囲で、吐出ポートの開口面積を広く確保でき
る。

【００１６】請求項３の発明においては、中心側圧縮室
の閉じ込み開始状態において、吐出ポートが圧縮室の長
手方向にほぼ沿って延びる。このため、可動スクロール
の渦巻壁によって吐出ポートを徐々に覆うようにでき
る。つまり、圧縮室の容積減少に合わせて吐出ポートの
開口面積も徐々に減少するため、スムーズなガス吐出を
許容する。

【００１７】請求項４の発明においては、吐出ポートの
開口縁の一部を固定スクロールの渦巻壁の基部に接する
ように構成している。つまり、吐出ポートの内面と渦巻
壁の内端部側壁とが接する部分において面一に構成され
ている。このため、渦巻壁の内端部側壁と吐出ポートと
の境目において段差が形成されず、従って段差によりガ
スの吐出が阻害されることはなく、圧縮室内のガスを最
後まで完全に吐出させることができる。

【００１８】請求項５の発明においては、可動スクロー
ルの渦巻壁の内終端部の外形線と、吐出ポートの開口縁
端との間には固定スクロールの渦巻壁の基部と接してい
る部分を除いて間隙が設けられている。つまり、この間
隙分だけ可動スクロールの渦巻先端面と固定スクロール
の基板との接触面積を確保できる。従って、可動スクロ
ールの渦巻壁を挟んで隣接する吐出ポートと圧縮室との
間に一定のシール性を確保することができる。

【００１９】請求項６の発明においては、吐出ポートの
断面形状は、圧縮室側の開口から吐出側の開口までの横
断面が同一形状、同一面積である。このため、同吐出ポ
ートの加工が容易であるし、圧縮されたガスをスムーズ
に吐出させることができる。

【００２０】請求項７の発明においては、渦巻壁の内端
側を他の部位より厚く構成したことにより、同内端部に
より覆われる吐出ポートの開口面積の拡大許容範囲を大
きくできる。

【００２１】請求項８の発明においては、開口面積を広
く取れ、なおかつ、ガスの吐出開始から一定区間は、吐
出ポートに可動スクロールの渦巻壁がかかることがない
ため、ガス吐出の立ち上がりが妨げられることはなく、
従って圧縮済のガスをスムーズに吐出させることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図１に示すように、固定スクロール１
はセンタハウジングを兼用し、その前後両端面にはそれ
ぞれフロントハウジング２及びリヤハウジング３が接合
されている。回転軸４はベアリング５によりフロントハ
ウジング２内に回転可能に支持され、その内端面におけ
る偏心位置には偏心軸６が固定されている。ブッシュ７
及びバランスウエイト８は偏心軸６に回転可能に支持さ
れ、ブッシュ７の外周にはベアリング９が嵌合されてい
る。

【００２３】可動スクロール１０はその外面の円筒状の
ボス部１１を前記ベアリング９に嵌合することにより、
ブッシュ７に相対回転可能に支持され、周知の自転阻止
機構１２により、自らの軸心の周りでの回転が規制され
る。そして、この可動スクロール１０は、回転軸４が回
転されたとき、偏心軸６によりブッシュ７及びベアリン
グ９を介して回転軸４の軸線の周りで公転される。

【００２４】図１及び図２に示すように、前記固定スク
ロール１は、基板１３とその内面に一体に立設された渦
巻壁１４とを有している。同じく可動スクロール１０
も、基板１５とその内面に一体に立設された渦巻壁１６
とを有している。そして、両スクロール１、１０は渦巻
壁１４、１６において互いに噛み合わされ、渦巻壁１
４、１６の先端面が対向するスクロール１０、１の基板
１５、１３と接触することにより、両スクロール１、１
０の基板１３、１５及び渦巻壁１４、１６によって圧縮
室１００が形成されている。両スクロール１、１０の渦
巻壁１４、１６は、その渦巻方向の内端部が他の部位に
比較して厚く構成されている。

【００２５】図１に示すように、吸入室２００は前記両
スクロール１、１０の渦巻壁１４、１６の外周域に形成
され、その内部には冷媒ガスが吸入される。吐出室３０
０は固定スクロール１とリヤハウジング３との間に形成
されている。吐出ポート１８は固定スクロール１の基板
１３に設けられ、前記圧縮室１００をリヤハウジング３
内に形成された吐出室３００内に連通させる。弾性材料
よりなるリード弁１９は吐出室３００内において固定ス
クロール１に設けられ、吐出ポート１８を開放可能に閉
塞している。リテーナ２０はリード弁１９の外側に配設
され、同リード弁１９の開放位置を規制する。

【００２６】図１〜図４に示すように、吐出ポート１８
は、固定スクロール１の基板１３にその中心９９から若
干偏心した位置に穿設され、固定スクロール１の渦巻壁
１４の内終端部に近接配置されている。吐出ポート１８
の圧縮室１００側の開口縁２１の一部が固定スクロール
１の渦巻壁１４の内端基部に接している。また、図２に
示すように同吐出ポート１８は、１つの圧縮室１０１が
容積減少されその容積が最小（実際には容積ゼロ）にな
った状態で、その圧縮室１０１側の開口縁２１が可動ス
クロール１０の渦巻壁１６の厚く形成された内端部の端
面によって覆われるように構成されている。この状態で
吐出ポート１８は渦巻壁１６の外形線に沿ってその内端
部近傍から外端部方向に延びている。

【００２７】この吐出ポート１８において渦巻方向に延
びる開口幅４０１は、渦巻壁１６の幅方向に延びる開口
幅４０２よりも大きくなっている。つまり、この吐出ポ
ート１８は開口幅４０２と同一長さの直径を有する真円
と比較して、開口幅４０１と開口幅４０２との差に対応
した分だけ開口面積が大きくなっている。

【００２８】このような開口形状を有する吐出ポート１
８は、圧縮室１００側の開口縁２１から吐出室３００側
の開口縁２２にかけての横断面が、同一形状、同一面積
となっている。なお、渦巻壁１６の内終端の外形線と、
吐出ポート１８の開口縁２１との間４０３には若干の間
隙が設けられているが、これは、吐出ポート１８と圧縮
室１００との間に一定のシール性を確保するために設け
られたものである。吐出ポート１８と渦巻壁１４とが接
している部分は、渦巻壁１４、１６の側壁同士が密着さ
れることにより、シール性が確保される。

【００２９】そして、図面において２３で示す部分は、
吐出ポート１８の開口縁２１が膨らむことなく直線形状
をなしている。本実施例のスクロール型圧縮機において
は、可動スクロール１０が図４に示す位置に移動された
時、圧縮室１０２内のガスの吐出が始まるようにリード
弁１９の弾性力が設定されてる。このため、可動スクロ
ール１０がこの吐出開始時期から一定区間を公転する
間、その渦巻壁１６が吐出ポート１８の開口縁２１の内
側に位置しないように、可動スクロール１０の渦巻壁１
６の内端部の軌跡に沿って前記部分２３が形成されてい
る。このため、吐出開始から一定期間は、吐出ポート１
８の開口縁が可動スクロール１０の渦巻壁１６の壁面と
ほぼ一致し、吐出ポート１８の開口縁２１全体が圧縮室
１０２内に露出して圧縮室１０２内のガス圧がリード弁
１９に対して有効に作用するようになっている。

【００３０】また、図４に示す状態において、吐出ポー
ト１８は圧縮室１０２の長手方向に沿って延びるように
構成されている。つまり、可動スクロール１０がさらに
公転し同圧縮室１０２がこの状態からさらに容積減少さ
れた場合でも、その容積減少に合わせて同吐出ポート１
８の開口面積が徐々に減少され、スムーズなガス吐出を
許容するようになっている。

【００３１】次に、前記構成のスクロール型圧縮機の作
用について説明する。回転軸４の回転に従って、偏心軸
６が同回転軸４の軸心の周りで偏心回転される。可動ス
クロール１０は偏心軸６の回転により回転軸４の軸心の
周りを公転される。これにより冷媒ガスが吸入室２００
から、圧縮室１００内に取り込まれる。そして、可動ス
クロール１０の公転に伴って、圧縮室１００が渦巻壁１
４、１６の外端部側から内端部側へと容積減少しながら
移動され、冷媒ガスが圧縮される。圧縮最終行程におい
て、圧縮室１００内のガス圧によりリード弁１９を押し
広げられ、ガスが吐出ポート１８を介して吐出室３００
内へ吐出される。

【００３２】本実施例においては、吐出ポート１８の開
口２１が渦巻方向に長くなった分、その開口面積が図５
に示す従来技術に比較して大きくなっているため、リー
ド弁１９に対して同リード弁１９を押し広げるために加
えられるガス圧が高くなる。従って、リード弁１９の開
放タイミングが遅れることがなく、圧縮機の高速運転さ
れても、高速で断続的なガス吐出に追従させることがで
きる。このため、オーバーコンプレッションを防止する
ことができ、圧縮効率の低下を防止できる。

【００３３】また、本実施例においては、図２から明か
なように、１つの圧縮室１０１の容積が最小になった状
態、つまり、圧縮最終行程に位置する圧縮室１０１内の
冷媒ガスが抜けきるまで、吐出ポート１８の開口２１は
渦巻壁１６によりシールされている。このため、圧縮室
１０１及び圧縮室１０３が互いに連通されず、圧縮室１
０１内の高圧な冷媒ガスが、それより低圧側の圧縮室１
０３へ流れ込むことがない。従って、一旦圧縮されたガ
スが再圧縮されることがなく、再圧縮による圧縮効率の
低下を防止できる。

【００３４】さらに、所定圧に圧縮されたガスの吐出開
始時期に、可動スクロール１０が吐出ポート１８を覆わ
ないように、可動スクロール１０における渦巻壁１６の
内端部に対応して吐出ポート１８の開口縁に直線部２３
を設けている。従って、開口面積を従来に比較して広く
確保できてなおかつ、冷媒ガス吐出の立ち上がり動作が
阻害されず、スムーズなガスの吐出を許容できる。

【００３５】しかも、吐出ポート１８は、圧縮室１００
側の開口２１から吐出室３００側の開口にかけての横断
面が、同一形状、同一面積となっている。このため、同
吐出ポート１８の加工が容易になるし、吐出ポート１８
内を冷媒ガスがスムーズに流れてリード弁１９の開放が
円滑になる。

【００３６】また、例えば、吐出ポート１８の吐出側開
口２２を真円状に形成し、圧縮室１００側の開口２１だ
けを、本実施例のように渦巻方向に延びる形状に構成し
たものにおいては、圧縮室１００側の開口２１から吐出
側の開口２２にかけて吐出ポート１８内に段差が形成さ
れ、吐出されるガス圧による応力がこの段差部分に集中
して、この部分の耐久性が低下されるが、本実施例にお
いては、吐出ポート１８内面に応力が均一に掛かり耐久
性に問題が生じることがない。

【００３７】そして、吐出ポート１８における圧縮室１
００側の開口縁２１の一部が固定スクロール１における
渦巻壁１４の内端基部に接している。つまり、吐出ポー
ト１８の一部の内面と渦巻壁１４の側壁面とが同一面に
構成され、その境目に段差は形成されていない。このた
め、この境目に形成された段差によるガス吐出の阻害は
なく、圧縮室１００内のガスをスムーズに吐出させるこ
とができる。

【００３８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の
ような態様で実施できる。 （１）吐出ポートの形状を渦巻壁の幅方向に短径を、渦
巻方向に長径を配した楕円形としても良い。 （２）上記実施例において、吐出ポート１８における開
口縁２１の一部は固定スクロール１の渦巻壁１４の基部
に接していた。しかし、これを変更して、渦巻壁１４の
基部と吐出ポート１８の開口縁２１との間に間隙を設け
るように構成しても良い。 （３）上記実施例において、可動スクロール１０の渦巻
壁１６の内終端部の外形線と、吐出ポート１８の開口縁
との間には間隙が設けられていたが、吐出ポート１８の
開口縁の一部をそれに対応する渦巻壁１６の内終端部の
外形線に内接するように構成しても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１の発明によ
れば、隣接する圧縮室が連通されないため、圧縮効率の
低下を防止でき、しかも、渦巻壁端面の外形線内に収ま
る真円形状の開口を有する吐出ポートに比較して、渦巻
方向に長くなった分だけ開口面積が大きくなるため、オ
ーバーコンプレッションを防止できる。

【００４０】請求項２の発明によれば、吐出ポートの開
口面積を広く確保できる。請求項３の発明によれば、ガ
ス吐出をスムーズに行うことができる。請求項４の発明
によれば、ガスの吐出が阻害されることはなく、圧縮室
内のガスを完全に吐出させることができる。

【００４１】請求項５の発明によれば、シール機能が向
上される。請求項６の発明によれば、吐出ポートの加工
が容易になるし、圧縮済のガスをスムーズに吐出させる
ことができる。

【００４２】請求項７の発明によれば、渦巻壁の内端部
により覆われる吐出ポートの開口面積を大きくできる。
請求項８の発明によれば、ガス吐出の立ち上がりがスム
ーズになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例を示す図であっ
て、スクロール型圧縮機の縦断面図である。

【図２】固定スクロールと可動スクロールとの噛み合い
を示す正面図である。

【図３】両スクロールの渦巻内端部を拡大して示す図で
あって、可動スクロールの内端部を破断して示す図であ
る。

【図４】本圧縮機のガスの吐出開始時期における可動ス
クロールの位置を示す部分拡大図である。

【図５】従来のスクロール型圧縮機の吐出ポート形状を
示す図であって、固定スクロールと可動スクロールとの
噛み合いを示す正面図である。

【図６】別の従来のスクロール型圧縮機の吐出ポート形
状を示す図であって、両スクロールの内端部を示す拡大
図である。

【符号の説明】

１…固定スクロール、１０…可動スクロール、１３…固
定スクロールの基板、１４…固定スクロールの渦巻壁、
１５…可動スクロールの基板、１６…可動スクロールの
渦巻壁、１８…吐出ポート、２１…吐出ポートの圧縮室
側の開口、２２…吐出ポートの吐出室側の開口、２３…
可動スクロールの公転軌跡に沿った直線部、１００…圧
縮室。

フロントページの続き (72)発明者 石榑 宏行 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々基板及び渦巻壁を有する固定スクロ
   ールと可動スクロールとをそれらの渦巻壁において互い
   に噛み合わせて、両スクロール間に圧縮室を形成し、可
   動スクロールを固定スクロールの軸心の周りで公転させ
   ることにより圧縮室を渦巻壁の外端側から内端側に容積
   減少しながら移動させてガスを圧縮し、固定スクロール
   の基板に設けられた吐出ポートから圧縮されたガスを吐
   出するスクロール型圧縮機において、 スクロール中心の圧縮室が容積最小になった状態におい
   て、前記吐出ポートの開口縁が可動スクロールにおける
   渦巻壁の内終端部の外形線に近接してその外形線内に収
   まるとともに、可動スクロールの渦巻壁に沿って延びる
   形状に形成されたスクロール型圧縮機。
2. 【請求項２】 圧縮室の容積最小状態において、吐出ポ
   ートの開口縁の一部が、可動スクロールの渦巻壁の外形
   形状にほぼ沿う形状を有する請求項１に記載のスクロー
   ル型圧縮機。
3. 【請求項３】 中心側圧縮室の閉じ込み開始状態におい
   て、吐出ポート開口縁が圧縮室の長手方向にほぼ沿って
   延びる請求項１又は２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 【請求項４】 前記吐出ポートの開口縁の一部は固定ス
   クロールの渦巻壁の基部に接している請求項１〜３のい
   ずれかに記載のスクロール型圧縮機。
5. 【請求項５】 可動スクロールの渦巻壁の内終端部の外
   形線と吐出ポートの開口縁端との間には、固定スクロー
   ルの渦巻壁の基部と接している部分を除いて間隙が設け
   られている請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール
   型圧縮機。
6. 【請求項６】 前記吐出ポートの断面形状は、圧縮室側
   の開口から吐出側の開口まで同一形状、同一面積である
   請求項１〜５のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。
7. 【請求項７】 渦巻壁の内端側を他の部位に比較して厚
   く構成した請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール
   型圧縮機。
8. 【請求項８】 吐出ポートの圧縮室側の開口縁端部の一
   部を、ガスの吐出開始から一定区間において移動される
   可動スクロールにおける渦巻壁の軌跡に沿う形状とした
   請求項１〜７のいずれかに記載のスクロール型圧縮機。