JP5421725B2 - スクロール型流体装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機や膨張機として使用可能なスクロール型流体装置に関し、とくに、その装置ハウジング部の構造に関する。

固定スクロール部材の端板上に渦巻ラップを一体に形成し、可動スクロール部材の端板上に渦巻ラップを一体に形成し、両スクロール部材を、両渦巻ラップの角度が互いにずれかつ両渦巻ラップの側壁が部分的に接触するように配設し、可動スクロール部材を自転を阻止させた状態で円軌道上を公転運動させて両渦巻ラップ間に形成される密閉された空間である流体ポケットを、圧縮機の場合は渦巻ラップの外端部から中心部へ向けて、膨張機の場合は中心部から外端部へ向けて移動させることにより流体ポケットの容積を変化させ、流体ポケットの容積変化に伴って流体ポケット内に取り込まれている流体を圧縮もしくは膨張させるようにしたスクロール型流体装置はよく知られている。

このようなスクロール型流体装置、とくにスクロール型圧縮機においては、吸入圧損の低減（例えば、特許文献１）や、吐出脈動の低減および騒音低減（例えば、特許文献２）、さらには、車両用空調装置等への使用の場合の小型軽量化（特許文献１、２）を達成することが強く望まれる。

特許文献１には、センターハウジング内に固定スクロール部材をセンターハウジングと一体に形成し、固定スクロール部材の渦巻ラップの外端部をハウジングの内周面に連なるように一体に形成して幅広部を形成し、この幅広部に吸入室と流体ポケットとを連通する連通路を設けた構造が開示されている。この構造では、フロントハウジングと接合されるセンターハウジングの外殻シェル端面の位置は、軸方向に、固定スクロール部材の渦巻ラップの高さよりも高い位置とされ、センターハウジングの外殻シェルが完全に固定スクロール部材を包み込む形態に構成されている。

特許文献２には、センターハウジングの外周側にサブハウジングを設け、その内側に第一吐出室と連通路を介して連通する第二吐出室を設け、該第二吐出室に対して吐出口を設けて吐出脈動抑制、騒音低減をはかった構造が開示されている。

特許第３１４４６１１号公報 特許第３２０６２２１号公報

特許文献１には圧縮機とした場合の脈動低減手段の提示はなく、吐出脈動に対しては、別途特許文献２により吐出室を上記のように工夫した構成が示されている。ところが、特許文献２に提示されている、センターハウジングの外周側に設けられる第二吐出室の位置と、特許文献１に提示されている連通路の設置部位とは、干渉する位置にあるか近接した位置に存在する。そのため、吐出脈動抑制、騒音低減効果を高めるために特許文献２における第二吐出室の容積を大きくしようとすると、特許文献１において固定スクロール部材に設けられる連通路の断面積が減少することになり、望ましくない吸入圧損が生じることとなる。したがって、これら両提案からは、吸入圧損の低減と、吐出脈動抑制および騒音低減との両立をはかることは困難であり、圧縮機の小型軽量化をはかりつつ、これらの両立をはかることは一層困難である。

そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、吸入圧損の低減と、吐出脈動抑制および騒音低減を両立させることができるようにしたスクロール型流体装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、上記の両立を達成しつつ、望ましくは装置の小型軽量化を達成でき、しかもこれらを簡単な改良構造で実現できるとともに、安定して良好な製品品質を得ることが可能なスクロール型流体装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るスクロール型流体装置は、固定スクロール部材の端板上に渦巻ラップを一体に形成し、可動スクロール部材の端板上に渦巻ラップを一体に形成し、両スクロール部材を、両渦巻ラップの角度が互いにずれかつ両渦巻ラップの側壁が部分的に接触するように配設し、前記可動スクロール部材を自転を阻止させた状態で円軌道上を公転運動させて両渦巻ラップ間に形成される密閉された空間である流体ポケットを渦巻ラップの外端部から中心部へ向けて、もしくは中心部から外端部へ向けて移動させることにより前記流体ポケットの容積を変化させるスクロール型流体装置において、 前記固定スクロール部材を、スクロール型流体装置のフロントハウジングとリアハウジングの間に配置されるセンターハウジングの内部に該センターハウジングと一体に形成するとともに、前記固定スクロール部材の端板を高さ方向の位置の基準として、前記センターハウジングの外殻シェルの端面の位置の高さを前記固定スクロール部材の渦巻ラップの高さよりも低くし、前記センターハウジングの外殻シェル形成部と、前記フロントハウジングの外殻の内面と、前記固定スクロール部材の渦巻ラップと、前記可動スクロール部材の端板で囲まれた、装置周方向に延びる回廊状空間を形成したことを特徴とするものからなる。この本発明に係るスクロール型流体装置は、流体ポケットを外端部から中心部へ向けて移動させる場合にはスクロール型圧縮機を構成し、流体ポケットを渦巻ラップの中心部から外端部へ向けて移動させる場合にはスクロール型膨張機を構成する。

このような本発明に係るスクロール型流体装置においては、センターハウジングの外殻シェル端面の位置の高さを固定スクロール部材の渦巻ラップの高さよりも低くすることにより、後述の各実施態様に示すように、固定スクロール部材の渦巻ラップの外周側における、可動スクロール部材の端板側あるいはフロントハウジングの内面側の位置に、装置周方向に延びる回廊状空間を効率よく形成することが可能になる。すなわち、これまで全く注目されていなかった箇所に、装置周方向に延びる回廊状空間を効率よく形成することが可能になる。この回廊状空間は、スクロール型流体装置がスクロール型圧縮機に構成される場合には、吸入室から流体ポケットへの吸入流体の流路の途中場所（経由場所）に位置することになるので、適切な形状に形成されることにより、吸入圧損の低減に寄与でき、スクロール型膨張機に構成される場合には、流体ポケットから吐出室への膨張流体の流路の途中場所（経由場所）に位置することになるので、適切な形状に形成されることにより、吐出圧損の低減や吐出脈動の低減に寄与できる。また、この回廊状空間は、固定スクロール部材の渦巻ラップの外周側におけるフロントハウジング側の箇所を有効に利用して形成されるので、この回廊状空間に対し、固定スクロール部材の渦巻ラップの外周側でかつリアハウジング側の箇所（つまり、回廊状空間に対してリアハウジング側の箇所で、かつ、回廊状空間形成箇所とは干渉しない装置軸方向に異なる箇所）に関して、種々の工夫をこらすことが可能になる。例えば、後述の如く、この部位に圧縮機を特に大型化することなく効率よく第２吐出室を形成することが可能になり、このような第２吐出室の形成によって吐出脈動の低減、騒音低減が可能になる。また、この部位のセンターハウジングの壁を、適切に小さく（薄く）形成することも可能になり、つまり、適切な肉盗み部を設けることも可能になり、それによって、装置を効率よく小型軽量化することが可能になる。さらに、このような肉盗み部を利用して上記第２吐出室の形成を行うことも可能である。

また、本発明に係るスクロール型流体装置においては、上記可動スクロール部材が、その渦巻ラップ外周端内面とそれに対向する固定スクロール部材の渦巻ラップ外面の距離が最大となる位相角において、上記回廊状空間の横断面積Ａ１がフロントハウジングに設けられたポートの断面積Ａ２に対し、
Ａ２／２＜Ａ１＜Ａ２
の関係を満たしている構成とすることができる。固定スクロール部材と可動スクロール部材の渦巻ラップ間には、位相角が略１８０度ずれた一対の流体ポケットが形成されるが、仮にフロントハウジングに設けられた吸入ポートから回廊状空間を経由して流体ポケット内へと吸入流体が取り込まれる圧縮機の吸入経路を考えた場合、１回転のうちに吸入ポートからの吸入流体が一対の流体ポケットのそれぞれに取り込まれると考えると、回廊状空間を通過する際に流体が圧縮されることによる吸入圧損の増大を回避するためには、回廊状空間の横断面積Ａ１が吸入ポートの断面積Ａ２の１／２以上であることが好ましいことになる。また、吸入ポートから吸入された流体の量以上の量が各流体ポケットに取り込まれることはないから、回廊状空間の横断面積Ａ１は、大きくても吸入ポートの断面積Ａ２に相当する大きさであれば十分である。したがって、回廊状空間を形成することによる前述のような利点を得つつ、回廊状空間を不要に大きくせず、装置全体の小型軽量性を維持するためには、上記関係を満たしていることが好ましい。スクロール型膨張機の場合にも、流体の流れ方向が逆転するだけで、上記好ましい関係は同じである。

また、本発明に係るスクロール型流体装置においては、上記回廊状空間が、可動スクロール部材の端板を挟んで固定スクロール部材と反対側に位置している吸入流体の吸入室または膨張流体の吐出室に常に開口されている構造とすることができる。このような構造においては、回廊状空間が常時吸入流体の吸入室または膨張流体の吐出室に開口されているので、この間で大きな圧損や脈動を発生させることなく流体を移動させることが可能になり、安定した作動を実現できる。

また、上記フロントハウジングに、回廊状空間に直接的に臨むポートが設けられている構造とすることも可能である。このような構成においては、例えば吸入ポートから吸入された流体は常時そのまま直接的に回廊状空間内に流入し、そこを経由して流体ポケット内へと取り込まれていくことになる。したがって、所望の吸入経路が常時安定的に形成され、安定した作動が可能になる。

また、本発明に係るスクロール型流体装置においては、上記センターハウジングの外殻シェルの外面側に、固定スクロール部材の渦巻ラップの上記流体ポケットの容積変化に寄与する壁面を形成する壁と、上記回廊状空間に面する壁面を形成する壁とに対して、所定肉厚を持った外殻シェルの凹状外面が形成されている構造とすることができる。このような構造においては、回廊状空間に隣接させてセンターハウジングの外殻シェルの外面に凹状外面が形成されるので、その凹状外面に対応する分、装置の小型化、軽量化をはかることが可能になる。

上記凹状外面は、径方向に装置外に開放された形態であるが、本発明に係るスクロール型流体装置においては、内包形の空間を設けることも可能である。例えば、上記センターハウジングの外殻シェルの内面側に、固定スクロール部材の渦巻ラップの上記流体ポケットの容積変化に寄与する壁面を形成する壁と、上記外殻シェルの外面を形成する壁との間に、固定スクロール部材の渦巻ラップの高さ方向と同じ方向に延びる有底の肉盗み部が設けられている構造とすることができる。このような肉盗み部をセンターハウジングの外殻シェルの内面側に形成することで、その肉盗み部に相当する分軽量化が可能になる。また、この肉盗み部には、以下のような各種の形態を採ることにより、各種の機能を担わせることも可能である。

上記肉盗み部としては、上記リアハウジング側に向けて開口している形態を採ることができる。その際、装置外部には直接開放されない装置内空間として形成することが可能であり、それによって各種の機能を担わせることが可能になる。

例えば、スクロール型圧縮機の場合、上記肉盗み部が、リアハウジング内に形成された第１吐出室（渦巻ラップにより圧縮された流体の吐出室）と絞り部を介して連通する第２吐出室を形成している構造とすることができる。吐出流体の経路に第１吐出室に続きこのような第２吐出室を形成しておけば、第２吐出室に吐出経路における流体の脈動に対するバッファ機能、およびサイレンサー機能を持たせることができ、優れた吐出脈動の低減、騒音の低減効果を得ることが可能になる。

このような構造においては、第２吐出室から装置外部に圧縮流体を吐出する吐出ポートは、センターハウジングに設けることも可能であり、リアハウジングに設けることも可能である。圧縮機の配置環境や、他の機器との取り合い等に応じて適宜選択可能である。

また、上記絞り部の構造は特に限定されないが、例えば上記絞り部を、センターハウジングとリアハウジングとの間のシールを行うガスケットの内方輪郭と、上記第２吐出室の開口部輪郭とによって形成することが可能である。このようにすれば、絞り部形成のために特別な部材を付加することが不要になる。

また、上記の如くリアハウジング側に向けて開口している肉盗み部を設ける場合、該肉盗み部が、リアハウジング内に形成された吐出室と連通し、該吐出室内における油を貯留する貯油室を形成している形態とすることも可能である。このような構成においては、実質的に吐出室内に貯油空間が形成でき、貯留された油を適切に吸入側の駆動部に戻すことができるようにすることにより、望ましい圧縮機潤滑状態を得ることができる。

このような形態の場合、上記貯油室と上記吐出室との間にフィルターが設けられていることが好ましい。フィルター設置により、油戻りの際、異物等が流入することを防止することができる。また、上記貯油室と上記回廊状空間とがオリフィスを介して連通されていることが好ましい。オリフィスの介在により、適切な油の戻り量が確保可能となる。

また、上記の如くリアハウジング側に向けて開口している肉盗み部を設ける場合、リアハウジング内に、隔壁を介して吐出室と吸入室が形成されており、該吸入室が、上記肉盗み部を経由して上記回廊状空間と連通している構造を採用することも可能である。すなわち、上述の第２吐出室と同様の空間を肉盗み部によって形成するが、この空間部位を吸入経路の一部として使用するのである。例えば機器配置上の制限からリアハウジングに吸入ポートと吐出ポートを設ける必要がある場合等に有効な構成であり、このような場合にあっても、回廊状空間を流体ポケットに流体が取り込まれる前の吸入圧損低減のための有効な空間として形成することができる。

さらに、前述の有底の肉盗み部を設ける場合、リアハウジングとは反対側に向けて、つまり、肉盗み部が、フロントハウジング側に向けて開口している形態も採用可能である。この場合、上記回廊状空間と隣接して形成される肉盗み部は、回廊状空間側に向けて開口することになるので、この肉盗み部が、上記回廊状空間と連通している構成とすることが可能になり、肉盗み部によって形成される空間、それに続く回廊状空間からなる流体経路が構成されることになる。また、この場合、装置周方向に適当な長さをもって延びる上記肉盗み部について、その横断面積が装置周方向において変化している構造を採ることも可能である。横断面積を装置周方向に適切に変化させることにより、例えば、肉盗み部によって形成される空間と、それに続く回廊状空間からなる流体吸入経路を構成する場合、吸入流体の回廊状空間内への取り込みや、回廊状空間から流体ポケット内への取り込みを、より円滑に行わせることが可能になる。また、横断面積を滑らかに変化させることにより、吸入圧損の一層の低減をはかることも可能になる。さらに、センターハウジングにフロントハウジング側に向けて開口している有底の肉盗み部が設けられるので、例えばスクロール型圧縮機の場合、センターハウジングに（センターハウジングの外殻シェル上に）、この肉盗み部への吸入ポートを設けることが可能である。

前述の如く、本発明に係るスクロール型流体装置の構成は、スクロール型圧縮機、スクロール型膨張機のいずれにも適用可能であるが、とくに、吸入圧損の低減、吐出脈動低減、騒音低減、さらには小型軽量化の要求の強い車両空調装置用圧縮機として好適なものである。

このように、本発明に係るスクロール型流体装置によれば、圧縮機として使用する場合、吸入圧損低減と、吐出脈動抑制および騒音低減との両立が可能になる。また、圧縮機としてのみならず、膨張機とした場合でも、吐出側、とくに可動側渦巻ラップ外周端周辺での圧力損失を小さくできる。

また、従来着目されていなかったセンターハウジング外殻シェルを含む部位を有効に利用して回廊状空間を形成することで上記のような性能向上を効率よく達成できるようにしたので、前述した従来提案構造に比べセンターハウジングの小型軽量化、ひいては装置全体の小型軽量化を実現しつつ、所期の目的を達成することができる。

また、センターハウジングに凹状外面や肉盗み部を形成すれば、センターハウジングの一層の軽量化が可能になる。また、厚肉部を無くし、各部を比較的薄肉でかつ比較的均一な肉厚に構成できるので、センターハウジング、ひいては装置全体のさらなる軽量化が可能になる。また、センターハウジングを鋳造等で成形する場合、肉厚を均一にできる構成のため鋳巣などの欠陥を生じ難くすることができ、製造品質が安定する。

さらに、上記の肉盗み部は各種の機能発揮部位として利用可能であり、吐出脈動抑制および騒音低減の低減や、貯油空間の形成、駆動部への円滑な油戻しによる安定した潤滑等に寄与させることも可能となる。

本発明の第１実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図（Ａ）および図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視に係る横断面図（Ｂ）である。 本発明の第２実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図（Ａ）および図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視に係る横断面図（Ｂ）である。 本発明の第３実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図（Ａ）および図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視に係る横断面図（Ｂ）である。 本発明の第４実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図（Ａ）および図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視に係る横断面図（Ｂ）である。 本発明の第５実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図（Ａ）および図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視に係る横断面図（Ｂ）である。 本発明の第６実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図である。 本発明の第７実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図である。 本発明の第８実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図である。 本発明の第９実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図である。 本発明の第１０実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図（Ａ）および図（Ａ）のＹ−Ｙ矢視に係る横断面図（Ｂ）である。 本発明の第１１実施態様に係るスクロール型流体装置の縦断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施態様は、本発明をスクロール型圧縮機に適用した場合について説明するが、前述したように、基本的に本発明はスクロール型膨張機についても適用できる。

図１は、本発明の第１実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図１に示すスクロール型圧縮機１においては、固定スクロール部材２の端板２ａ上には渦巻ラップ２ｂが一体に形成され、可動スクロール部材３の端板３ａ上には渦巻ラップ３ｂが一体に形成されている。両スクロール部材２、３は、両渦巻ラップ２ｂ、３ｂの角度が互いにずれかつ両渦巻ラップ２ｂ、３ｂの側壁が部分的に接触するように配設される。可動スクロール部材３は自転阻止機構４を介して自転を阻止された状態で円軌道上を公転運動され、両渦巻ラップ２ｂ、３ｂ間に形成される密閉された空間である流体ポケット５（一対で形成される流体ポケット）が渦巻ラップの外端部から中心部へ向けて移動されることにより（膨張機の場合には逆に中心部から外端部へ向けて移動される）流体ポケット５の容積を縮小される方向に変化され、渦巻ラップの外端部側から流体ポケット５内に取り込まれた流体（例えば、冷媒ガス）が圧縮されるようになっている。

圧縮機１のハウジングは、フロントハウジング６とリアハウジング７と、それらの間に配置されるセンターハウジング８とから構成されている。上記吸入流体は、本実施態様では、フロントハウジング６に設けられた吸入ポート９から吸入室１０に導入され、そこから一部は後述の回廊状空間を経由して前述の流体ポケット５内に取り込まれ、圧縮に供される。圧縮された流体は、固定スクロール部材２の端板２ａの中央部に穿設された吐出孔１１を通して、リアハウジング７内に形成された吐出室１２内に吐出され、そこから吐出ポート１３を介して外部に排出される。

１４は駆動軸を示しており、駆動軸１４の一端側には、プーリ１５に伝達されてきた回転駆動力が電磁クラッチ１６を介して伝達され、それによって駆動軸１４が回転駆動される。駆動軸１４の他端側には、クランク機構１７が構成されており、可動スクロール部材３が旋回運動するように駆動される。

固定スクロール部材２は、フロントハウジング６とリアハウジング７の間に配置されるセンターハウジング８の内部に該センターハウジング８と一体に形成されている。そして、この固定スクロール部材２の端板２ａを高さ方向の位置の基準として、センターハウジング８の外殻シェル８ａの端面８ｂの位置の高さが、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂの高さよりも低く設定されている。このセンターハウジング８の外殻シェル８ａ形成部と、フロントハウジング６の外殻６ａの内面と、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂと、可動スクロール部材３の端板３ａで囲まれた、装置周方向に延びる回廊状空間１８が形成されている。この回廊状空間１８は、本実施態様では、可動スクロール部材３の端板３ａを挟んで固定スクロール部材２と反対側に位置している吸入室１０に連通している。

また、本実施態様では、センターハウジング８の外殻シェル８ａの内面側に、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂの流体ポケット５の容積変化に寄与する壁面を形成する壁と、外殻シェル８ａの外面を形成する壁との間に、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂの高さ方向と同じ方向に延びる有底の肉盗み部１９が設けられている。本実施態様では、この肉盗み部１９は、リアハウジング７側に向けて開口しており、リアハウジング７内に形成されている吐出室１２に連通している。

このように構成されたスクロール型圧縮機１においては、センターハウジング８の外殻シェル８ａの端面８ｂの位置の高さを、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂの高さよりも低く設定することにより、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂの外周側において、フロントハウジング６の内面側の位置に、これまで全く注目されていなかった箇所を有効に利用して、装置周方向に延びる回廊状空間１８を効率よく形成することができる。この回廊状空間１８を介して、吸入室１０から流体ポケット５内に吸入流体を取り込ませることが可能になり、吸入経路の途中に回廊状空間１８を位置させることになるので、吸入圧損を低減することが可能になる。

また、上記回廊状空間１８は、装置軸方向に見て、センターハウジング８が占める部位の一部を利用して形成されることのなるので、残りの部位を利用して、この回廊状空間１８に隣接させて図示のような肉盗み部１９を形成することが可能になる。この肉盗み部１９は、前述の従来のサブハウジングを設けて第２吐出室を設ける構造に比べ、特別装置外形を大きくすることなく形成可能なものである。したがって、このような従来構造に比べると、確実に小型軽量化をはかることが可能になる。図示例の肉盗み部１９の形成により、実質的に吐出室１２の容積を増やすことができるので、吐出脈動の低減を実現でき、それを介して騒音低減をはかることが可能になる。さらに、このような肉盗み部１９の形成により、センターハウジング８に格別厚肉部が存在しないようにでき、各部の肉厚の均一化をはかることが可能になるので、センターハウジング８を鋳造等で成形する場合には、鋳巣などの欠陥の発生を防止することも可能になり、製造上、品質の安定化をはかることが可能になる。

図２は、本発明の第２実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図２に示すスクロール型圧縮機２１においては、図１に示したスクロール型圧縮機１に比べ、センターハウジング２２に形成される有底の肉盗み部２３が、フロントハウジング２４側に向けて開口している。この有底の肉盗み部２３の開口側に連通するように、回廊状空間２５が形成されている。そして本実施態様では、装置周方向に適当な長さをもって延びる肉盗み部２３の横断面積が装置周方向において変化している構造とされ、例えば図２（Ｂ）における肉盗み部２３の幅の狭い部位よりも幅の広い部位の方が深くなる形状に形成されている。肉盗み部２３と回廊状空間２５は開口部が対面するように連通されているので、実質的に回廊状空間２５の横断面積が大きくなった形態とされ、かつ、その回廊状空間２５の横断面積が装置周方向において変化している形態となる。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図２に付すことにより説明を省略する。

このように構成されたスクロール型圧縮機２１においては、前記第１実施態様に比べ、適切に横断面積が変化されている回廊状空間２５を介しての吸入流体の吸入をより円滑に行わせることが可能になり、吸入圧損の一層の低減をはかることが可能になる。

図３は、本発明の第３実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示しており、本発明におけるセンターハウジングの、上述のような肉盗み部によるのとは別の軽量化形態とともに、回廊状空間と吸入ポートの断面積の関係について示している。図３に示すスクロール型圧縮機３１においては、図１に示したスクロール型圧縮機１に比べ、センターハウジング３２の外殻シェル３２ａの外面側に、固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂの流体ポケット５の容積変化に寄与する壁面を形成する壁３３ａと、回廊状空間１８に面する壁面を形成する壁３３ｂとに対して、所定肉厚を持った外殻シェル３２ａの凹状外面３４が形成されている構造とされている。このような構造においては、回廊状空間１８に隣接させてセンターハウジング３２の外殻シェル３２ａの外面に凹状外面３４が形成されるので、この凹状外面３４に対応する分、装置の小型化、軽量化をはかることが可能になる。

また、図３を利用して本発明における回廊状空間１８と吸入ポート９の断面積の望ましい関係について説明する。すなわち、可動スクロール部材３が、その渦巻ラップ３ｂ外周端内面とそれに対向する固定スクロール部材２の渦巻ラップ２ｂ外面の距離が最大となる位相角の位置にあるときにおいて、回廊状空間の横断面積をＡ１、フロントハウジング６に設けられた吸入ポート９の断面積をＡ２とすると、
Ａ２／２＜Ａ１＜Ａ２
の関係を満たしていることが好ましい。このような構成により、前述したように、適切な大きさの回廊状空間１８により、円滑な吸入動作を確保でき、吸入圧損の低減をはかることができる。回廊状空間１８を不要に大きくする必要がないから、装置全体の小型軽量化を促進できる。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図３に付すことにより説明を省略する。

図４は、本発明の第４実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図４に示すスクロール型圧縮機４１においては、図１に示したスクロール型圧縮機１に比べ、フロントハウジング４２に、回廊状空間４３に直接的に臨む吸入ポート４４が設けられている。図４（Ｂ）における４２ａは、フロントハウジング４２の内周を示している。このような構造においては、吸入ポート４４から吸入された流体は常時そのまま直接的に回廊状空間４３内に流入でき、そこから流体ポケット５内へと取り込まれるので、所望の吸入経路が常時安定的に形成され、安定した吸入動作が可能になる。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図４に付すことにより説明を省略する。

図５は、本発明の第５実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図５に示すスクロール型圧縮機５１においては、図４に示したスクロール型圧縮機４１に比べ、リアハウジング７側に向けて開口しリアハウジング７内に形成された吐出室１２と連通する肉盗み部１９を設ける場合、肉盗み部１９を圧縮機５１の設置姿勢において下側に位置させ、肉盗み部１９が、吐出室１２内における油を貯留する貯油室５２を形成するように構成されている。そして、貯油室５２と吐出室１２との間にはフィルター５３が設けられており、フィルター５３により、油戻りの際、異物等が流入することが防止されている。また、貯油室５２と回廊状空間１８とがオリフィス５４（小孔）を介して連通されており、オリフィス５４を通して、適切な量の油が吸入側、とくにその中の駆動部へと戻されるようになっている。このような構成においては、圧縮機をとくに大型化することなく実質的に吐出室１２内に効率よく貯油空間が形成でき、貯留された油を適切に吸入側の駆動部に戻すことができるようになり、望ましい圧縮機の潤滑状態を得ることができる。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図５に付すことにより説明を省略する。

図６〜図８は、本発明の第６〜第８実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図６〜図８に示すスクロール型圧縮機６１、７１、８１においては、リアハウジング７側に向けて開口する有底の肉盗み部６２、７２、８２が形成され、該肉盗み部６２、７２、８２は、リアハウジング７内に形成された第１吐出室６３、７３、８３（渦巻ラップにより圧縮された流体の吐出室）と絞り部６４、７４、８４を介して連通する第２吐出室を形成している。吐出流体の経路に第１吐出室６３、７３、８３に続きこのような第２吐出室６２、７２、８２を形成しておくことにより、第２吐出室６２、７２、８２に吐出経路における流体の脈動に対するバッファ機能、およびサイレンサー機能を持たせることができ、優れた吐出脈動低減、騒音低減効果を得ることが可能になる。

図６に示すスクロール型圧縮機６１においては、第２吐出室６２から装置外部に圧縮流体を吐出する吐出ポート６５は、センターハウジング６６に設けられている。図７に示すスクロール型圧縮機７１においては、第２吐出室７２からの吐出ポート７５がセンターハウジング７６に設けられているとともに、上記絞り部７４が、センターハウジング７６とリアハウジング７との間のシールを行うガスケット７７の内方輪郭と、第２吐出室７２の開口部輪郭とによって形成されており、これによって、絞り部７４形成のために特別な部材を付加することが不要化されている。図８に示すスクロール型圧縮機８１においては、吐出ポート８５が、センターハウジング８６側ではなく、リアハウジング７側に設けられており、第２吐出室８２からの流体が連通孔８７を介して吐出ポート８５から外部に排出されるようになっている。吐出ポートをいずれの位置に配置するかは、圧縮機の配置環境や、他の周囲機器との取り合い等に応じて適宜選択可能である。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図６〜図８に付すことにより説明を省略する。

図９は、本発明の第９実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図９に示すスクロール型圧縮機９１においては、図４に示したスクロール型圧縮機４１においてリアハウジング７側に向けて開口していた肉盗み部１９が、図４に示したようにリアハウジング７内に形成された吐出室１２に連通させるのではなく、吸入経路の一部として構成されている。すなわち、リアハウジング７内には、隔壁９２を介して吐出室１２と吸入室９３が形成されており、該吸入室９３が、上記肉盗み部１９を経由して回廊状空間１８と連通路９４を介して連通している構造である。リアハウジング７には、吸入室９３に連通する吸入ポート９５が設けられているとともに、別の位置に吐出室１２に連通する吐出ポート９６が設けられている。このような構成は、とくに周囲の配置機器との関係からリアハウジング７に吸入ポート９５と吐出ポート９６の両方を設ける必要がある場合等に有効である。このような場合にあっても、回廊状空間１８を流体ポケット５に流体が取り込まれる前の吸入圧損低減のための有効な空間として利用することができる。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図９に付すことにより説明を省略する。

図１０は、本発明の第１０実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図１０に示すスクロール型圧縮機１０１においては、図２に示したスクロール型圧縮機２１におけるフロントハウジング２４側に向けて開口されている有底の肉盗み部２３が、吸入通路１０２の一部として形成されており、センターハウジング１０３に、肉盗み部２３によって形成された吸入空間内に直接連通する吸入ポート１０４が設けられている。この肉盗み部２３と回廊状空間２５によって、効率よく吸入通路１０２を形成できる。このように、吸入通路１０２の形態も大きな自由度をもって設計可能である。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図１０に付すことにより説明を省略する。

図１１は、本発明の第１１実施態様に係るスクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機を示している。図１１に示すスクロール型圧縮機１１１は、図３に示したスクロール型圧縮機３１と同様の構成を有しているが、この第１１実施態様においては、圧縮機１１１を所定の場所に搭載するためのマウントボス１１２を、クラッチ部から、図示例ではプーリ１５の位置からより遠くに配置している。つまり、プーリ１５とマウントボス１１２との距離Ｌをより大きく設定している。逆に、Ｌをより小さくすることも可能である。このように、圧縮機１１１の搭載上の都合も勘案して、自由に設計することが可能である。その他の構成は前記第１実施態様に準じるので、図１に付したのと同一の符号を図１１に付すことにより説明を省略する。

本発明に係るスクロール型流体装置の構成は、基本的にスクロール型圧縮機、スクロール型膨張機のいずれにも適用可能であり、とくに、吸入圧損の低減、吐出脈動低減、騒音低減、さらには小型軽量化の要求の強い車両空調装置用圧縮機に好適である。

１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１ スクロール型流体装置としてのスクロール型圧縮機
２ 固定スクロール部材
２ａ 固定スクロール部材の端板
２ｂ 固定スクロール部材の渦巻ラップ
３ 可動スクロール部材
３ａ 可動スクロール部材の端板
３ｂ 可動スクロール部材の渦巻ラップ
４ 自転阻止機構
５ 流体ポケット
６、２４、４２ フロントハウジング
７ リアハウジング
８、２２、３２、６６、７６、８６、１０３ センターハウジング
８ａ、３２ａ センターハウジングの外殻シェル
８ｂ センターハウジング外殻シェルの端面
９、４４、９５、１０４ 吸入ポート
１０、９３ 吸入室
１１ 吐出孔
１２ 吐出室
１３、６５、７５、８５、９６ 吐出ポート
１４ 駆動軸
１５ プーリ
１６ 電磁クラッチ
１７ クランク機構
１８、２５、４３ 回廊状空間
１９、２３、６２、７２、８２ 肉盗み部
３３ａ、３３ｂ 壁
３４ 凹状外面
４２ａ フロントハウジングの内周
５２ 貯油室
５３ フィルター
５４ オリフィス
６２、７２、８２ 肉盗み部により形成された第２吐出室
６３、７３、８３ 第１吐出室
６４、７４、８４ 絞り部
７７ ガスケット
８７ 連通孔
９２ 隔壁
９４ 連通路
１０２ 吸入通路
１１２ マウントボス

Claims (20)

1. 固定スクロール部材の端板上に渦巻ラップを一体に形成し、可動スクロール部材の端板上に渦巻ラップを一体に形成し、両スクロール部材を、両渦巻ラップの角度が互いにずれかつ両渦巻ラップの側壁が部分的に接触するように配設し、前記可動スクロール部材を自転を阻止させた状態で円軌道上を公転運動させて両渦巻ラップ間に形成される密閉された空間である流体ポケットを渦巻ラップの外端部から中心部へ向けて、もしくは中心部から外端部へ向けて移動させることにより前記流体ポケットの容積を変化させるスクロール型流体装置において、
   前記固定スクロール部材を、スクロール型流体装置のフロントハウジングとリアハウジングの間に配置されるセンターハウジングの内部に該センターハウジングと一体に形成するとともに、前記固定スクロール部材の端板を高さ方向の位置の基準として、前記センターハウジングの外殻シェルの端面の位置の高さを前記固定スクロール部材の渦巻ラップの高さよりも低くし、前記センターハウジングの外殻シェル形成部と、前記フロントハウジングの外殻の内面と、前記固定スクロール部材の渦巻ラップと、前記可動スクロール部材の端板で囲まれた、装置周方向に延びる回廊状空間を形成したことを特徴とするスクロール型流体装置。
2. 前記可動スクロール部材が、その渦巻ラップ外周端内面とそれに対向する固定スクロール部材の渦巻ラップ外面の距離が最大となる位相角において、前記回廊状空間の横断面積Ａ１が前記フロントハウジングに設けられたポートの断面積Ａ２に対し、
   Ａ２／２＜Ａ１＜Ａ２
   の関係を満たしている、請求項１に記載のスクロール型流体装置。
3. 前記回廊状空間が、可動スクロール部材の端板を挟んで固定スクロール部材と反対側に位置している吸入流体の吸入室または膨張流体の吐出室に常に開口されている、請求項１または２に記載のスクロール型流体装置。
4. 前記フロントハウジングに、前記回廊状空間に直接的に臨むポートが設けられている、請求項１または２に記載のスクロール型流体装置。
5. 前記センターハウジングの外殻シェルの外面側に、前記固定スクロール部材の渦巻ラップの前記流体ポケットの容積変化に寄与する壁面を形成する壁と、前記回廊状空間に面する壁面を形成する壁とに対して、所定肉厚を持った外殻シェルの凹状外面が形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール型流体装置。
6. 前記センターハウジングの外殻シェルの内面側に、前記固定スクロール部材の渦巻ラップの前記流体ポケットの容積変化に寄与する壁面を形成する壁と、前記外殻シェルの外面を形成する壁との間に、前記固定スクロール部材の渦巻ラップの高さ方向と同じ方向に延びる有底の肉盗み部が設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール型流体装置。
7. 前記肉盗み部が、前記リアハウジング側に向けて開口している、請求項６に記載のスクロール型流体装置。
8. 前記肉盗み部が、前記リアハウジング内に形成された第１吐出室と絞り部を介して連通する第２吐出室を形成している、スクロール型圧縮機からなる請求項７に記載のスクロール型流体装置。
9. 前記センターハウジングに、前記第２吐出室からの吐出ポートが設けられている、請求項８に記載のスクロール型流体装置。
10. 前記絞り部が、前記センターハウジングとリアハウジングとの間のシールを行うガスケットの内方輪郭と前記第２吐出室の開口部輪郭とによって形成されている、請求項８に記載のスクロール型流体装置。
11. 前記リアハウジングに、記第２吐出室からの吐出ポートが設けられている、請求項８に記載のスクロール型流体装置。
12. 前記肉盗み部が、前記リアハウジング内に形成された吐出室と連通し、該吐出室内における油を貯留する貯油室を形成している、スクロール型圧縮機からなる請求項７に記載のスクロール型流体装置。
13. 前記貯油室と前記吐出室との間にフィルターが設けられている、請求項１２に記載のスクロール型流体装置。
14. 前記貯油室と前記回廊状空間とがオリフィスを介して連通されている、請求項１２または１３に記載のスクロール型流体装置。
15. 前記リアハウジング内に、隔壁を介して吐出室と吸入室が形成されており、該吸入室が、前記肉盗み部を経由して前記回廊状空間と連通している、スクロール型圧縮機からなる請求項７に記載のスクロール型流体装置。
16. 前記肉盗み部が、前記フロントハウジング側に向けて開口している、請求項６に記載のスクロール型流体装置。
17. 前記肉盗み部の横断面積が装置周方向に変化している、請求項１６に記載のスクロール型流体装置。
18. 前記肉盗み部が、前記回廊状空間と連通している、請求項１６または１７に記載のスクロール型流体装置。
19. センターハウジングに、前記肉盗み部への吸入ポートが設けられている、スクロール型圧縮機からなる請求項１８に記載のスクロール型流体装置。
20. 車両空調装置用圧縮機として用いられる、請求項１〜１９のいずれかに記載のスクロール型流体装置。

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