スクロール圧縮機
【課題】ラップの巻終り部分の強度を向上することができ、しかも圧縮機構の小型化を達成できるスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】可動スクロール２６のラップ２６ｂは、巻始めから中間部にかけての区間のみ巻角が大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が小さくなり、しかも、その中間部から巻終りにかけての区間は巻角が大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなるか、またはインボリュートの基礎円半径が一定になる渦巻き形状である。
【解決手段】可動スクロール２６のラップ２６ｂは、巻始めから中間部にかけての区間のみ巻角が大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が小さくなり、しかも、その中間部から巻終りにかけての区間は巻角が大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなるか、またはインボリュートの基礎円半径が一定になる渦巻き形状である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機などに用いられるスクロール圧縮機においては、能力幅を広くするためインバータモータを採用した圧縮機が増加しているが、より広い能力幅を得るためにさらなる高回転運転が求められているのが現状である。
【０００３】
しかし、高回転運転の弊害として、可動スクロール等の螺旋状のラップが損傷する可能性が高くなるという問題がある。
【０００４】
すなわち、高回転運転をすれば、公転運動をする可動スクロールの遠心力が大きくなり、可動スクロールの遠心力は、駆動軸であるクランク軸と可動スクロールの軸受け部分であるボスとの間、あるいは可動スクロールのラップと固定スクロールのラップとの間に作用する。
【０００５】
一方、渦巻き状のラップは、実際の加工において理想形状と相違が生じる場合があり、特に可動スクロールのラップの最外周の巻終りは、いわば片持ち支持の状態になるため、加工誤差が生じやすく、固定スクロールのラップと接触しやすい。
【０００６】
また、固定スクロールのラップの最外周の巻終りが薄肉の翼形状ではなく剛性の高い厚肉のブロック状の場合には、可動スクロールのラップと固定スクロールのラップが接触した場合に、固定スクロール側のラップがほとんどたわまず、いわば、応力緩和となるような逃げが生じなくなる。このため、相手側の可動スクロールラップに発生する応力が大きくなる。
【０００７】
以上のように、高回転運転により、可動スクロールのラップに作用する遠心力が大きくなるに従い、遠心力に耐えうるラップ形状にする必要がある。
【０００８】
ここで、従来では、ラップのインボリュート曲線により構成される渦巻き状の形状は、例えば、ラップの歯厚が巻始めから巻終りまで一定（すなわち、インボリュートの基礎円半径が一定）である形状や、ラップの歯厚が中央の巻始めから最外周の巻終りに向かうにつれて小さくなる（すなわち、インボリュートの基礎円半径が小さくなる）形状が一般に知られている。
【０００９】
そこで、ラップの巻終りの強度を向上させるために、特許文献１（特公平５−２９７９６号公報）に記載されているスクロール圧縮機では、ラップの歯厚が巻始めから巻終りまで一定であるが、可動スクロールのラップの巻終りにおいて、ラップ外側に膨出部を設けている。
【００１０】
また、特許文献２（特開２０００−１７９４７８号公報）に記載されているスクロール圧縮機では、ラップの歯厚が巻始めから巻終りまで一定であるが、可動スクロールのラップの巻終りを延伸して、ラップの他の部分よりも板厚を薄くしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、ラップの歯厚を巻始めから巻終りに向かうにつれて小さくすれば（ラップの巻角が大きくなるにしたがってインボリュートの基礎円半径を小さくすれば）、ラップの巻終りの強度が低下するという問題がある（図１１参照）。
【００１２】
一方、ラップの歯厚が一定（インボリュートの基礎円半径が一定）の場合でも、巻終りの強度を向上させるためにラップの歯厚を大きくすると、圧縮機構の容積を同じとするために圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。また、強度を向上させるためにラップの高さを低くすると、圧縮機構の容積を同じとするためには、やはり圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。
【００１３】
さらに、特許文献１または２に記載されるように、可動スクロールのラップの巻終りの強度を向上させるために、ラップの巻終りの外側を膨らませた場合、もしくはラップの巻終りを延伸した場合、固定スクロールとの干渉を避けるための空間が大きくなり、この場合も圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。また、吸入工程での圧力損失が大きくなり、効率低下を招くという問題もある。
【００１４】
さらに、ラップの巻終りの延伸部の歯厚を薄くした場合、延伸部長さを長くして、荷重発生ポイントから延伸部終端の距離を大きくしなければ（いわば、両持ち支持の状態にしなければ）、薄肉部での発生応力が大きくなるので、結果的に圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。また、吸入工程での圧力損失が大きくなり、性能低下を招くという問題もある。
【００１５】
本発明の課題は、ラップの巻終りの強度を向上することができ、しかも圧縮機構の小型化を達成できるスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび可動スクロールを備えている。固定スクロールおよび可動スクロールは、それぞれの鏡板の一方の面に螺旋状のラップが設けられている部材である。固定スクロールのラップと可動スクロールのラップは、互いに組み合わされることにより、隣接する固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間に圧縮室を形成する。固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップは、そのラップの巻き始めから中間部にかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径が小さくなる渦巻き形状である。同時に、当該いずれか一方のラップは、そのラップの中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり、かつ、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状である。または、当該いずれか一方のラップは、そのラップの中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定になり、かつ、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなる渦巻き形状である。そして、この構成により、ラップの巻き始め付近における歯厚ｔ１と、ラップの中間部における歯厚ｔ２と、ラップの巻終り付近における歯厚ｔ３とが、ｔ２＜ｔ３＜ｔ１またはｔ２＜ｔ１＜ｔ３の関係を満たす。
【００１７】
また、本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機では、ラップは、圧縮室形成ポイントの巻角が、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも小さい渦巻き形状である。圧縮室形成ポイントは、最外圧縮室を形成し、かつ、ラップの外側のインボリュートに含まれ、かつ、ラップの外側のインボリュート終点に最も近いポイントである。最外圧縮室は、鏡板の径方向の最も外側に位置する圧縮室である。「ラップの内側のインボリュート終点」は、径方向内側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を意味する。そして、この構成により、可動スクロールのラップの巻終りが両持ちで支持され、かつ、吸入完了時の可動スクロールのラップの外側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの外側の圧縮室との容積比と、吸入完了時の可動スクロールのラップの内側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの内側の圧縮室との容積比との差が小さくなる。これにより、可動スクロールのラップの内側の圧縮室と、可動スクロールのラップの外側の圧縮室との圧力差が小さく、そのために漏れ損失が小さい。ここで、「内側の圧縮室」および「外側の圧縮室」は、それぞれ、スクロール圧縮機の圧縮機構の吐出口から吐出する直前におけるラップの内側および外側の圧縮室であり、または、スクロール圧縮機の圧縮機構の吸入が完了する時点におけるラップの内側および外側の圧縮室である。
【００１８】
このスクロール圧縮機では、固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップの巻始めから中間部にかけての区間において、ラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径を小さくすることにより、歯厚を小さくして圧縮機構の小型化を達成している。それとともに、ラップの中間部から巻終りにかけての区間において、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定であるか、あるいは、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定であり、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなる。ここで、「内側」および「外側」は、それぞれ、鏡板の径方向の内側および外側を意味し、以下同様である。このスクロール圧縮機では、巻終りの歯厚を確保して巻終りの強度の向上を図っている。従って、このスクロール圧縮機では、圧縮機構の小型化および巻終りの強度の向上を達成できる。
【００１９】
また、このスクロール圧縮機では、ラップの巻終りにおいて、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも、ラップの外側の圧縮室形成ポイントの巻角の方が小さい。これにより、ラップの巻終りにおいて、ラップが両持ちで支持されるので、ラップの巻終りの根元に発生する応力を緩和することができる。その結果、巻終りの強度向上を図ることができる。しかも、ラップの内側と外側との圧縮室の圧力差を小さくすることができ、圧縮機の効率を向上することが可能である。
【００２０】
本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび可動スクロールを備えている。固定スクロールおよび可動スクロールは、それぞれの鏡板の一方の面に螺旋状のラップが設けられている部材である。固定スクロールのラップと可動スクロールのラップは、互いに組み合わされることにより、隣接する固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間に圧縮室を形成する。固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップは、そのラップの巻き始めから中間部にかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径が小さくなる渦巻き形状である。同時に、当該いずれか一方のラップは、そのラップの中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定になり、かつ、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が一定になる渦巻き形状である。そして、この構成により、ラップの巻き始め付近における歯厚ｔ１と、ラップの中間部における歯厚ｔ２とが、ｔ２＜ｔ１の関係を満たす。
【００２１】
また、本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機では、ラップは、圧縮室形成ポイントの巻角が、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも小さい渦巻き形状である。圧縮室形成ポイントは、最外圧縮室を形成し、かつ、ラップの外側のインボリュートに含まれ、かつ、ラップの外側のインボリュート終点に最も近いポイントである。最外圧縮室は、鏡板の径方向の最も外側に位置する圧縮室である。「ラップの内側のインボリュート終点」は、径方向内側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を意味する。そして、この構成により、可動スクロールのラップの巻終りが両持ちで支持され、かつ、吸入完了時の可動スクロールのラップの外側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの外側の圧縮室との容積比と、吸入完了時の可動スクロールのラップの内側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの内側の圧縮室との容積比との差が小さくなる。これにより、可動スクロールのラップの内側の圧縮室と、可動スクロールのラップの外側の圧縮室との圧力差が小さく、そのために漏れ損失が小さい。ここで、「内側の圧縮室」および「外側の圧縮室」は、それぞれ、スクロール圧縮機の圧縮機構の吐出口から吐出する直前におけるラップの内側および外側の圧縮室であり、または、スクロール圧縮機の圧縮機構の吸入が完了する時点におけるラップの内側および外側の圧縮室である。
【００２２】
このスクロール圧縮機では、固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップの巻始めから中間部にかけての区間において、ラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径を小さくすることにより、歯厚を小さくして圧縮機構の小型化を達成している。それとともに、ラップの中間部から巻終りにかけての区間において、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定であり、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が一定である。従って、このスクロール圧縮機では、圧縮機構の小型化および巻終りの強度の向上を達成できる。
【００２３】
また、このスクロール圧縮機では、ラップの巻終りにおいて、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも、ラップの外側の圧縮室形成ポイントの巻角の方が小さい。これにより、ラップの巻終りにおいて、ラップが両持ちで支持されるので、ラップの巻終りの根元に発生する応力を緩和することができる。その結果、巻終りの強度向上を図ることができる。しかも、ラップの内側と外側との圧縮室の圧力差を小さくすることができ、圧縮機の効率を向上することが可能である。
【００２４】
本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点または第２観点に係るスクロール圧縮機であって、ラップの中間部は、内側中間ポイントから外側中間ポイントまでの範囲である。内側中間ポイントは、ラップの外側のインボリュート始点からラップの外側のインボリュート終点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にあるポイントである。外側中間ポイントは、ラップの外側のインボリュート終点からラップの外側のインボリュート始点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にあるポイントである。「ラップの外側のインボリュート始点」は、径方向外側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向内側の端点を意味する。「ラップの外側のインボリュート終点」は、径方向外側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を意味する。「ラップ１／２〜１巻き分だけ離れた」ポイントは、インボリュート曲線に沿って１／２〜１回転だけ離れたポイントを意味する。
【００２５】
このスクロール圧縮機では、ラップの中間部は、ラップ全体のうち、巻き始めからラップ１／２〜１巻き分と巻終りからラップ１／２〜１巻き分を除いた範囲に相当する。従って、圧縮機構の小型化および巻終りの強度の向上を両方とも確実に達成することが可能である。
【００２６】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、可動スクロールの鏡板の面であって、ラップが設けられている面の反対側の面に、座ぐり部が形成されている。
【００２７】
このスクロール圧縮機では、可動スクロールの鏡板のラップと反対側の面に座ぐり部が形成されているので、可動スクロールの軽量化が可能である。
【００２８】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、可動スクロールのラップの巻終りから１巻き分の範囲における可動スクロールのラップ外周面と固定スクロールのラップ内周面との半径方向隙間は、巻き始め付近における半径方向隙間より大きい。
【００２９】
このスクロール圧縮機では、可動スクロールのラップの巻終りから１巻き分の範囲における可動スクロールのラップ外周面と固定スクロールのラップ内周面との半径方向隙間は、巻き始め付近における半径方向隙間より大きいので、可動スクロールのラップの巻終りにおける固定スクロールのラップの巻終り付近の剛性の高い部分との接触時に受ける接触荷重を緩和することが可能である。
【００３０】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機は、第５観点に係るスクロール圧縮機であって、可動スクロールのラップの巻終りから１巻き分の範囲における可動スクロールのラップの外周面と固定スクロールのラップ内周面との半径方向隙間δは、
固定スクロールの溝幅Ｌ、
可動スクロールの歯厚Ｔ、
可動スクロールの旋回半径Ｄ、
可動スクロールのボスとそれに連結するクランク軸との間のピン軸受隙間Ｐ、
クランク軸とそれを支持する主軸受との間の主軸受隙間Ｍとした場合に、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ）の範囲にある。
【００３１】
このスクロール圧縮機では、少なくともラップ同士が接触して圧縮室をシールする点であるシールポイントにおける半径方向隙間δをおおよそ０になるように設定し、性能低下を抑制するために、ピン軸受隙間および主軸受隙間の分を最大とする逃げ量以下の半径方向隙間δを設定していることにより、ラップ間の隙間は０以上確実に確保することが可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の第１乃至第３観点に係るスクロール圧縮機では、圧縮機構の小型化およびラップの巻終りの強度の向上を両方達成することができる。また、ラップの巻終りの根元に発生する応力を緩和することができ、その結果、巻終りの強度向上を図ることができる。しかも、ラップの内側と外側との圧縮室の圧力差を小さくすることができ、圧縮機の効率を向上することができる。
【００３３】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機では、可動スクロールの軽量化を達成することができる。
【００３４】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機では、可動スクロールのラップの巻終りにおける固定スクロールのラップの巻終り付近の剛性の高い部分との接触時に受ける接触荷重を緩和することができる。
【００３５】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機では、ラップ間の隙間は０以上確実に確保することができ、圧縮機の性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の平面図。
【図２】図１の可動スクロールのラップの形状を示す平面図。
【図３】図１の可動スクロールのラップの外側に形成される圧縮室におけるガスが吐出直前の位置を示す平面図。
【図４】図１の可動スクロールのラップの内側に形成される圧縮室におけるガスが吐出直前の位置を示す平面図。
【図５】図１の可動スクロールのラップの外側に形成される圧縮室におけるガスが圧縮室内部に吸入完了した直後の位置を示す平面図。
【図６】図１の可動スクロールのラップの内側に形成される圧縮室におけるガスが圧縮室内部に吸入完了した直後の位置を示す平面図。
【図７】図１の固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間の半径方向隙間を示す平面図。
【図８】図１の可動スクロールの背面側に形成された座ぐり部の配置を示す平面図。
【図９】図１の可動スクロールのラップの最も外側に形成される圧縮室近傍の拡大図。
【図１０】本発明の変形例（Ｆ）に係る可動スクロールのラップの最も外側に形成される圧縮室近傍の拡大図。
【図１１】本発明の比較例として、インボリュートの基礎円半径が巻始めから巻終りにかけて小さくなる可動スクロールのラップの配置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔実施形態〕
本発明のスクロール圧縮機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図１に示されるスクロール圧縮機１は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機であり、蒸発器や、凝縮器、膨張機構などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、主に、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダム継手３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９、および吐出管２０から構成されている。以下、このスクロール圧縮機１の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
【００３９】
〔スクロール圧縮機１の構成部品の詳細〕
（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とを有する。そして、このケーシング１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。
【００４０】
（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール２４と、固定スクロール２４に噛合する可動スクロール２６とから構成されている。また、スクロール圧縮機構１５は、容量アップや効率向上のため、固定スクロール２４および可動スクロール２６のそれぞれの渦巻き状のラップ２４ｂ、２６ｂは非対称の形状になっており、可動スクロール２６のラップ２６ｂと比較して、固定スクロール２４のラップ２４ｂがその内周側を半周程度延長している。
【００４１】
以下、このスクロール圧縮機構１５の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
【００４２】
（２−１）固定スクロール
固定スクロール２４は、図１〜３に示されるように、主に、平板状の鏡板２４ａと、鏡板２４ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂとから構成されている。
【００４３】
鏡板２４ａには、後述する圧縮室４０に連通する吐出口４１が鏡板２４ａの略中心に貫通して形成されている。吐出口４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。
【００４４】
さらに、鏡板２４ａの上面には、吐出口４１に連通する拡大凹部４２（図１参照）が形成されている。拡大凹部４２は、鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる凹部により構成されている。そして、固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることによりスクロール圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、図示しないガスケットを介して密着させることによりシールされている。
【００４５】
（２−２）可動スクロール
可動スクロール２６は、図１に示されるように、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂと、鏡板２６ａの下面に形成された軸受部であるボス２６ｃと、鏡板２６ａの両端部に形成されるキー溝２６ｄ（図８参照）とから構成されている。ボス２６ｃは、クランク軸１７のピン軸部１７ａの外側に嵌合する。
【００４６】
可動スクロール２６は、キー溝２６ｄにオルダム継手３９のキー部（図示せず）が嵌め込まれることによりハウジング２３に支持される。また、ボス２６ｃにはクランク軸１７の上端部であるピン軸部１７ａが嵌入される。可動スクロール２６は、このようにスクロール圧縮機構１５に組み込まれることによってクランク軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。そして、可動スクロール２６のラップ２６ｂは固定スクロール２４のラップ２４ｂに噛合させられており、両ラップ２４ｂ，２６ｂの接触部の間には圧縮室４０が形成されている。そして、この圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転に伴い、両ラップ２４ｂ，２６ｂ間の容積が中心に向かって収縮する。本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、このようにしてガス冷媒を圧縮するようになっている。
【００４７】
圧縮室４０は、可動スクロール２６の公転する位置によって容積変化し、固定スクロール２４の略中心の吐出口４１付近の吐出直前の位置には、Ａ室４０ａ１と、Ｂ室４０ｂ１とを有している。ここで、Ａ室４０ａ１は、図３に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面２４ｂ２とによって囲まれることにより形成されている。また、Ｂ室４０ｂ１は、図４に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂの内周面２６ｂ２と固定スクロール２４のラップ２４ｂの外周面２４ｂ１とによって囲まれることにより形成されている。
【００４８】
図３に示されるＡ室４０ａ１が形成された後、可動スクロール２６の公転がさらに進行すると、Ａ室４０ａ１内の圧縮された高圧ガスは、可動スクロール２６のラップ２６ｂの中心側先端と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面の隙間を通して、吐出口４１へ流れる。
【００４９】
一方、図４に示されるＢ室４０ｂ１が形成された後、可動スクロール２６の公転がさらに進行すると、Ｂ室４０ｂ１内の圧縮された高圧ガスは、可動スクロール２６の鏡板２６ａの略中心付近に形成された座ぐり凹部２４ａ１（図１参照）および固定スクロール２４のラップ２４ｂの中心側先端と可動スクロール２６のラップ２６ｂの内周面の隙間を通して、吐出口４１に流れる。
【００５０】
図２に示されるように、本実施形態の可動スクロール２６のラップ２６ｂは、そのラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間Ｓ１のみ巻角θ（巻始め２６ｂｓからの回転角）が大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が小さくなっている。
【００５１】
例えば、図２では、中間部２６ｂｍにおけるインボリュートの基礎円半径Ｒ２は、巻始め２６ｂｓ付近のインボリュートの基礎円半径Ｒ１よりも小さくなっている（すなわち、Ｒ２＜Ｒ１）。これに伴って、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍにおける歯厚ｔ２は、巻始め２６ｂｓ付近における歯厚ｔ１よりも小さくなっている（すなわち、ｔ２＜ｔ１）。
【００５２】
このように、ラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間のみに限定してインボリュートの基礎円半径Ｒ２を小さくしていき、それに伴って歯厚ｔ２を小さくしていくので、スクロール圧縮機構１５の小型化を達成することが可能である。
【００５３】
一方、中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間Ｓ２は、巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっている。例えば、図２では、中間部２６ｂｍにおけるインボリュートの基礎円半径Ｒ２は、巻終り２６ｂｅ付近のインボリュートの基礎円半径Ｒ３よりも小さくなっている（すなわち、Ｒ２＜Ｒ３）。これに伴って、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍにおける歯厚ｔ２は、巻終り２６ｂｅ付近における歯厚ｔ３よりも小さくなっている（すなわち、ｔ２＜ｔ３）。なお、図２では、インボリュートの基礎円半径はＲ２＜Ｒ３＜Ｒ１の関係になり、歯厚はｔ２＜ｔ３＜ｔ１の関係になる。
【００５４】
このように、中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間Ｓ２では、インボリュートの基礎円半径Ｒ３を大きくしているので、巻終り２６ｂｅの歯厚ｔ３を確保して巻終り２６ｂｅの強度の向上が可能である。
【００５５】
一方、比較例として、図１１に示される従来の可動スクロール１２６のラップ１２６ｂでは、始め１２６ｂｓから巻終り１２６ｂｅにかけて巻角が大きくなるにつれてインボリュートの基礎円半径は小さくなっていくので（Ｒ１１＞Ｒ１２＞Ｒ１３）、歯厚もそれに合わせて小さくなっていく（ｔ１１＞ｔ１２＞ｔ１３）。その結果、ラップ２６ｂの巻終り１２６ｂｅの歯厚ｔ１３は薄くなり、巻終り１２６ｂｅの強度を確保することが難しくなっている。
【００５６】
また、図２に示されるように、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、内側端部２６ｂｍ１から外側端部２６ｂｍ２までの範囲である。以下、径方向外側のラップ２６ｂ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向内側の端点を「インボリュート始点」と云うと共に、径方向外側のラップ２６ｂ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を「インボリュート終点」と云う。本実施形態では、内側端部２６ｂｍ１は、インボリュート始点からインボリュート終点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２回転だけ進んだポイントである。また、外側中間ポイントは、インボリュート終点からインボリュート始点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２回転だけ進んだポイントである。すなわち、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、ラップ２６ｂ全体のうち、巻始め２６ｂｓからラップ１／２巻き分の範囲（図２における、外側のインボリュート始点から内側端部２６ｂｍ１までの範囲）と、巻終り２６ｂｅからラップ１／２巻き分（図２における、外側のインボリュート終点から外側端部２６ｂｍ２までの範囲）を除いた範囲（図２に示される斜線部の範囲）である。この中間部２６ｂｍの範囲内に、インボリュートの基礎円半径が最も小さくなる極小点２６ｂｍ０が含まれる。
【００５７】
中間部２６ｂｍが巻始め２６ｂｓからラップ１／２巻き分よりも巻始め２６ｂｓ側まで含むと、スクロール圧縮機構１５の小型化の達成が困難になり、一方、巻終り２６ｂｅからラップ１／２巻き分よりも巻終り２６ｂｅ側まで含むと、巻終り２６ｂｅの強度の向上が困難になる。そこで、スクロール圧縮機構１５の小型化および巻終り２６ｂｅの強度の向上を両方とも確実に達成するためには上記の範囲であるのが実用上好ましい。
【００５８】
しかも、ラップ２６ｂは、図９に示されるように、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおいて、ラップ２６ｂの内側のインボリュート終点（図９において、符号２６ｉ１で示されるポイント）の巻角θ２よりもラップ２６ｂの外側のインボリュート曲線上に位置する圧縮室形成ポイント２６ｉ３の巻角の巻角θ１を小さくした形状である。圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、最外圧縮室４０ｚを形成し、かつ、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点（図９において、符号２６ｉ２で示されるポイント）に最も近いポイントである。最外圧縮室４０ｚは、可動スクロール２６の鏡板２６ａの径方向の最も外側にある圧縮室である（図５において、最外圧縮室は圧縮室４０ａ１である）。圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、可動スクロール２６のラップ２６ｂと固定スクロール２４のラップ２４ｂとが最接近するポイントである。圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点２６ｉ２とは異なるポイントである。本実施形態では、巻角θ１が巻角θ２よりも小さいことにより、固定スクロール２４のラップ２４ｂ最外周の剛性が高い部分と接触し、かつ、片持ち構造となる可動スクロール２６のラップ２６ｂ終端に延伸部分を設けることができるので、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅが両持ちで支持され、その結果、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの根元に発生する応力を緩和することができる。また、可動スクロール２６の内側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比と、可動スクロール２６の外側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比との差が小さくなり、内側の圧縮室と外側の圧縮室との圧力差を小さくすることができるため、漏れ損失を小さくして、効率の向上を図ることができる。
【００５９】
具体的には、図３〜６に示されるように、吐出口４１から吐出直前のラップ２６ｂの外側の圧縮室４０であるＡ室４０ａ１の容積をＶｄｏ、圧力をＰｄｏ（図３参照）、吐出口４１から吐出直前のラップ２６ｂの内側の圧縮室４０であるＢ室４０ｂ１の容積をＶｄｉ、圧力をＰｄｉ（図４参照）、吸入完了時のラップ２６ｂのＡ室４０ａ１の容積をＶｓｏ、圧力をＰｓｏ（図５参照）、吸入完了時のＢ室４０ｂ１の容積をＶｓｉ、圧力をＰｓｉ（図４参照）として容積比を見た場合、
（Ｖｓｉ／Ｖｄｉ）＜（Ｖｓｏ／Ｖｄｏ） （式１）
の関係となり、外側のＡ室４０ａ１の方が内側のＢ室４０ｂ１より圧縮比が大きくなる。
【００６０】
このため、吐出直前の圧力は、
Ｐｄｉ＜Ｐｄｏ （式２）
の関係となり、外側のＡ室４０ａ１の方が内側のＢ室４０ｂ１より圧力が高くなる。
【００６１】
そこで、本実施形態では、ラップ２６ｂの外側のインボリュートの基礎円半径Ｒ２を大きくする、または、巻終り２６ｂｅにおいて、ラップ２６ｂの内側のインボリュート終点の巻角θ２よりもラップ２６ｂの外側のインボリュート終点の巻角θ１を小さくすることによって、可動スクロール２６のラップ２６ｂの内側の圧縮室４０ｂ１の容積比Ｖｓｉ／Ｖｄｉと、可動スクロール２６のラップ２６ｂの外側の圧縮室４０ａ１の容積比Ｖｓｏ／Ｖｄｏとの差を小さくすることができる。すなわち、可動スクロール２６の内側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比と、可動スクロール２６の外側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比との差を小さくし、内側の圧縮室と外側の圧縮室との圧力差を小さくすることができる。その結果、漏れ損失を小さくして、効率の向上を図ることができる。
【００６２】
さらに、図８に示されるように、可動スクロール２６の鏡板のラップ２６ｂが形成された側と反対側の面には、可動スクロール２６の軽量化のために、キー溝２６ｄを避けた位置に複数の座ぐり部６１が形成されている。
【００６３】
さらに、図７に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂは、その巻終り２６ｂｅにおける接触荷重の緩和のために、巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４の内周面２４ｂ２との半径方向隙間δ１は、巻始め２６ｂｓ付近における半径方向隙間δ２より大きくなっている。
【００６４】
具体的には、図７に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面２４ｂ２との半径方向隙間δは、以下の（式３）の範囲にあるように設定されている。
【００６５】
ここで、図７に示されるように、
Ｌ：固定スクロール２４の溝２４ｆの幅、
Ｔ：可動スクロール２６のラップ２６ｂの歯厚、
Ｄ：可動スクロール２６の旋回半径、
Ｐ：可動スクロール２６のボス２６ｃと、それに連結するクランク軸１７のピン軸部１７ａとの間のピン軸受隙間、
Ｍ：クランク軸１７と、それを支持する主軸受、すなわちハウジング２３の軸受メタル３４との間の主軸受隙間として、
半径方向隙間δは、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ） （式３）
の範囲にあるように設定されている。
【００６６】
（２−３）ハウジング
ハウジング２３は、その外周面において周方向の全体に亘って胴部ケーシング部１１に圧入固定されている。つまり、胴部ケーシング部１１とハウジング２３とは全周に亘って気密状に密着されている。このため、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３下方の高圧空間２８とハウジング２３上方の低圧空間２９とに区画されていることになる。また、このハウジング２３には、上端面が固定スクロール２４の下端面と密着するように、固定スクロール２４がボルト３８により締結固定されている。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたクランク室３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には、上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３にクランク軸１７が軸受メタル３４を介して回転自在に嵌入されている。
【００６７】
（２−４）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。この連絡通路４６は、固定スクロール２４とハウジング２３に切欠形成されたハウジング側通路４８とが連通するように形成されている。そして、連絡通路４６の上端は拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端、即ちハウジング側通路４８の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、このハウジング側通路４８の下端開口により、連絡通路４６の冷媒を間隙空間１８に流出させる吐出口４９が構成されていることになる。
【００６８】
（３）オルダム継手
オルダム継手３９は、上述したように、可動スクロール２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００６９】
（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、本実施形態においてブラシレスＤＣモータであって、主に、ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ５１と、ステータ５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ）をもって回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。
【００７０】
ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド５３が形成されている。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコアカット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間に上下方向に延びるモータ冷却通路５５が形成されている。
【００７１】
ロータ５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部１１の軸心に配置されたクランク軸１７を介してスクロール圧縮機構１５の可動スクロール２６に駆動連結されている。また、連絡通路４６の吐出口４９を流出した冷媒をモータ冷却通路５５に案内する案内板５８が、間隙空間１８に配設されている。
【００７２】
（５）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴部ケーシング部１１に固定されるとともにクランク軸１７の下端側軸受を構成し、クランク軸１７を支持している。
【００７３】
（６）吸入管
吸入管１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール２４に嵌入されている。
【００７４】
（７）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管２０は、胴体内面から中心に下方に向かって突き出した位置で開口されている。
【００７５】
＜実施形態の特徴＞
（１）
実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間のみに限定してインボリュートの基礎円半径を小さくして（すなわち、歯厚を小さくして）スクロール圧縮機構１５の小型化を達成している。それとともに、それ以外の中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では、インボリュートの基礎円半径大きくすることにより、巻終り２６ｂｅの歯厚を確保して巻終り２６ｂｅの強度の向上を図ることが可能である。
【００７６】
（２）
したがって、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６の遠心力が高回転運転時に大きくなり、可動スクロール２６と固定スクロール２４との接触が生じる場合に、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅに大きな遠心力が作用しても、ラップの巻終り２６ｂｅの強度が十分あるので、ラップ２６ｂの割れなどの不具合を解消することができる。その結果、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度を向上することができ、しかもスクロール圧縮機構１５の小型化を達成できる。
【００７７】
（３）
いいかえれば、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの強度を向上し、割れにくいラップ２６ｂとするとともに、スクロール圧縮機構１５の小型化を図り、性能向上を図るラップ２６ｂとしており、結果として、ラップ２６ｂの形状によってラップ２６ｂの強度向上を達成している。
【００７８】
ラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけては巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が小さく（歯厚が小さくなる）ラップ２６ｂとすることにより、スクロール圧縮機構１５の小型化を図っている。
【００７９】
そして、スクロール圧縮機１では構造上固有の圧縮比を持つため、高圧縮比運転時などで大きな荷重が作用してもラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓで割れが発生しないようにすることが可能であり、しかも、スクロール圧縮機構１５の小型化を図ることができる。
【００８０】
さらに、ラップ２６ｂ中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけて、ラップ２６ｂ巻角θが大きくなるに従い、インボリュートの基礎円半径が大きくなる（歯厚が厚くなる）ラップ２６ｂとしている。これにより、ラップ２６ｂ巻終り２６ｂｅの歯厚を厚くし、巻終り２６ｂｅの強度を向上している。
【００８１】
（４）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、ラップ２６ｂ全体のうち、巻始め２６ｂｓからラップ１／２巻き分と巻終り２６ｂｅからラップ１／２巻き分を除いた範囲（斜線部の範囲）であるので、スクロール圧縮機構１５の小型化および巻終り２６ｂｅの強度の向上を両方とも確実に達成することが可能である。
【００８２】
（５）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、図２に示されるように、ラップ２６ｂは、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅの区間Ｓ２では、ラップ２６ｂの内側のインボリュートの基礎円半径Ｒ２が小さくなり、一方、ラップ２６ｂの外側のインボリュートの基礎円半径Ｒ２が大きくなっているので、スクロール圧縮機構１５の小型化および巻終り２６ｂｅの強度の向上を達成できる。
【００８３】
（６）
すなわち、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけて可動スクロール２６の内側インボリュート曲線部分は基礎円半径が小さくなるラップ２６ｂとし、外側インボリュート曲線部分は基礎円半径が大きくなるようにしており、その結果、内側インボリュート曲線部分でスクロール圧縮機構１５の小型化を図ることが可能である。
【００８４】
（７）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、ラップ２６ｂは、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおいて、ラップ２６ｂの内側のインボリュート終点の巻角θ２よりもラップ２６ｂの外側のインボリュート終点の巻角θ１を小さくした形状である。
【００８５】
これにより、固定スクロール２４のラップ２４ｂ最外周の剛性が高い部分と接触し、かつ片持ち構造となる可動スクロール２６のラップ２６ｂ終端に延伸部分を設けることで、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおいてラップ２６ｂが両持ちで支持されるので、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの根元に発生する応力を緩和することができる。このため、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの根元部に発生する応力を緩和することができる。その結果、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度向上を図ることができる。
【００８６】
しかも、可動スクロール２６内側ラップ２６ｂで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比を大きくし、内側の圧縮室と外側の圧縮室との圧力差を小さくすることができるため、漏れ損失を小さくして、効率の向上を図ることができる。
【００８７】
（８）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６の鏡板のラップ２６ｂが形成された側と反対側の面には、キー溝２６ｄを避けた位置に複数の座ぐり部６１が形成されている。これにより、可動スクロール２６を軽量化することが可能である。
【００８８】
しかも、上述のように可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅ側を厚くすることで、可動スクロール２６の重量が大きくなり、遠心力は増大するが、遠心力を小さくするために、座ぐり部６１を形成することにより、軽量化を図ることが可能である。
【００８９】
（９）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂ外周面２６ｂ１と固定スクロール２４の内周面２４ｂ２との半径方向隙間δ１は、巻始め２６ｂｓ付近における半径方向隙間δ２より大きくなっている。
【００９０】
（１０）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面２４ｂ２との半径方向隙間δは、以下の（式３）の範囲にあるように設定されている。
【００９１】
ここで、図７に示されるように、
Ｌ：固定スクロール２４の溝２４ｆの幅、
Ｔ：可動スクロール２６のラップ２６ｂの歯厚、
Ｄ：可動スクロール２６の旋回半径、
Ｐ：可動スクロール２６のボス２６ｃと、それに連結するクランク軸１７のピン軸部１７ａとの間のピン軸受隙間、
Ｍ：クランク軸１７と、それを支持する主軸受、すなわちハウジング２３の軸受メタル３４との間の主軸受隙間として、
半径方向隙間δは、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ） （式３）
の範囲にあるように設定されている。
【００９２】
このように半径方向隙間δを設定することにより、ラップ間の隙間を０以上確実に確保することが可能であり、接触荷重を確実に緩和することが可能である。
【００９３】
いいかえれば、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅ側と固定スクロール２４のラップ２４ｂの剛性の高い部分（すなわち厚肉部分）との接触荷重を緩和することが可能である。
【００９４】
ここで、上述の（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）で示される隙間の広さは、理想状態の場合には、その隙間は０になるが、これに対し、加工誤差、組立誤差により可動スクロール２６のラップ２６ｂと固定スクロール２４のラップ２４ｂとが互いに接触する場合、すなわち、隙間が０以下の場合は、ラップ２６ｂは、ピン軸受隙間および主軸受隙間の分だけ逃げることになる。
【００９５】
一方、ラップ２６ｂの半径方向隙間δを大きくしすぎると、半径方向隙間δからの圧縮室４０から圧縮ガスの漏れが大きくなり、圧縮機の性能低下を招く。このため、性能低下を抑制するためには、適切な半径方向隙間δの設定が必要となる。半径方向隙間δは、理想的には０が望ましいが、実際の製造では０〜５０ミクロン程度になっている。
【００９６】
そこで、本実施形態では、少なくともラップ２４ｂ、２６ｂ同士が接触するシールポイントにおける半径方向隙間δをおおよそ０になるように設定し、性能低下を抑制するために、ピン軸受隙間および主軸受隙間の分を最大とする逃げ量以下の半径方向隙間δを設定しているので、上述のように、ラップ間の隙間は０以上確実に確保することが可能である。
【００９７】
これにより、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおける固定スクロール２４のラップ２４ｂの巻終り付近の剛性の高い部分（すなわち厚肉部分）との接触時に受ける接触荷重を緩和することが可能である。
【００９８】
＜実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂが、その中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では、巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっているが、巻き始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間におけるインボリュートの基礎円半径の最小値よりも、インボリュートの基礎円半径が大きい渦巻き形状であってもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【００９９】
（Ｂ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂが、その中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では、巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっているが、巻角θが大きくなるに従い、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなると共にラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状であってもよく、巻角が大きくなるに従い、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定になると共にラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状であってもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１００】
（Ｃ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂが、その中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっているが、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では巻角θが大きくなるに従い、ラップ２６ｂの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり、一方、ラップ２６ｂの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるか一定になっていてもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０１】
（Ｄ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、インボリュートの基礎円半径がＲ２＜Ｒ３＜Ｒ１の関係になり、歯厚がｔ２＜ｔ３＜ｔ１の関係になっているが、インボリュートの基礎円半径がＲ２＜Ｒ１＜Ｒ３の関係になり、歯厚がｔ２＜ｔ１＜ｔ３の関係になっていてもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０２】
（Ｅ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、内側端部２６ｂｍ１から外側端部２６ｂｍ２までの範囲であるが、より狭い範囲であってもよい。例えば、内側端部２６ｂｍ１は、インボリュート始点からインボリュート終点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２〜１回転の範囲内の任意の値だけ進んだポイントであってもよく、外側中間ポイントは、インボリュート終点からインボリュート始点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２〜１回転の範囲内の任意の値だけ進んだポイントであってもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０３】
（Ｆ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、図９に示されるように、圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点２６ｉ２とは異なるポイントであるが、圧縮室形成ポイント２６ｉ３が、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点２６ｉ２と同じポイントであってもよい。本変形例では、図１０に示されるように、圧縮室形成ポイント２６ｉ３とラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅとの間の区間であって、圧縮室の形成に関係しない区間は、インボリュート形状でなくてもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０４】
（Ｇ）
上記実施形態では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの形状を変更することにより、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成しているが、固定スクロール２４のラップ２４ｂの形状を上記実施形態のように変更してもよい。この場合も固定スクロール２４のラップ２４ｂの巻終りの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、スクロール圧縮機であれば広く適用することが可能であり、ラップの強度向上と圧縮機構の小型を両方達成することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１ スクロール圧縮機
２４ 固定スクロール
２４ａ 鏡板
２４ｂ ラップ
２６ 可動スクロール
２６ａ 鏡板
２６ｂ ラップ
２６ｂｍ１ 内側中間ポイント（内側端部）
２６ｂｍ２ 外側中間ポイント（外側端部）
４０ 圧縮室
４０ｚ 最外圧縮室
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０７】
【特許文献１】特公平５−２９７９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７９４７８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機などに用いられるスクロール圧縮機においては、能力幅を広くするためインバータモータを採用した圧縮機が増加しているが、より広い能力幅を得るためにさらなる高回転運転が求められているのが現状である。
【０００３】
しかし、高回転運転の弊害として、可動スクロール等の螺旋状のラップが損傷する可能性が高くなるという問題がある。
【０００４】
すなわち、高回転運転をすれば、公転運動をする可動スクロールの遠心力が大きくなり、可動スクロールの遠心力は、駆動軸であるクランク軸と可動スクロールの軸受け部分であるボスとの間、あるいは可動スクロールのラップと固定スクロールのラップとの間に作用する。
【０００５】
一方、渦巻き状のラップは、実際の加工において理想形状と相違が生じる場合があり、特に可動スクロールのラップの最外周の巻終りは、いわば片持ち支持の状態になるため、加工誤差が生じやすく、固定スクロールのラップと接触しやすい。
【０００６】
また、固定スクロールのラップの最外周の巻終りが薄肉の翼形状ではなく剛性の高い厚肉のブロック状の場合には、可動スクロールのラップと固定スクロールのラップが接触した場合に、固定スクロール側のラップがほとんどたわまず、いわば、応力緩和となるような逃げが生じなくなる。このため、相手側の可動スクロールラップに発生する応力が大きくなる。
【０００７】
以上のように、高回転運転により、可動スクロールのラップに作用する遠心力が大きくなるに従い、遠心力に耐えうるラップ形状にする必要がある。
【０００８】
ここで、従来では、ラップのインボリュート曲線により構成される渦巻き状の形状は、例えば、ラップの歯厚が巻始めから巻終りまで一定（すなわち、インボリュートの基礎円半径が一定）である形状や、ラップの歯厚が中央の巻始めから最外周の巻終りに向かうにつれて小さくなる（すなわち、インボリュートの基礎円半径が小さくなる）形状が一般に知られている。
【０００９】
そこで、ラップの巻終りの強度を向上させるために、特許文献１（特公平５−２９７９６号公報）に記載されているスクロール圧縮機では、ラップの歯厚が巻始めから巻終りまで一定であるが、可動スクロールのラップの巻終りにおいて、ラップ外側に膨出部を設けている。
【００１０】
また、特許文献２（特開２０００−１７９４７８号公報）に記載されているスクロール圧縮機では、ラップの歯厚が巻始めから巻終りまで一定であるが、可動スクロールのラップの巻終りを延伸して、ラップの他の部分よりも板厚を薄くしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、ラップの歯厚を巻始めから巻終りに向かうにつれて小さくすれば（ラップの巻角が大きくなるにしたがってインボリュートの基礎円半径を小さくすれば）、ラップの巻終りの強度が低下するという問題がある（図１１参照）。
【００１２】
一方、ラップの歯厚が一定（インボリュートの基礎円半径が一定）の場合でも、巻終りの強度を向上させるためにラップの歯厚を大きくすると、圧縮機構の容積を同じとするために圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。また、強度を向上させるためにラップの高さを低くすると、圧縮機構の容積を同じとするためには、やはり圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。
【００１３】
さらに、特許文献１または２に記載されるように、可動スクロールのラップの巻終りの強度を向上させるために、ラップの巻終りの外側を膨らませた場合、もしくはラップの巻終りを延伸した場合、固定スクロールとの干渉を避けるための空間が大きくなり、この場合も圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。また、吸入工程での圧力損失が大きくなり、効率低下を招くという問題もある。
【００１４】
さらに、ラップの巻終りの延伸部の歯厚を薄くした場合、延伸部長さを長くして、荷重発生ポイントから延伸部終端の距離を大きくしなければ（いわば、両持ち支持の状態にしなければ）、薄肉部での発生応力が大きくなるので、結果的に圧縮機構を大型化しなければならないという問題がある。また、吸入工程での圧力損失が大きくなり、性能低下を招くという問題もある。
【００１５】
本発明の課題は、ラップの巻終りの強度を向上することができ、しかも圧縮機構の小型化を達成できるスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび可動スクロールを備えている。固定スクロールおよび可動スクロールは、それぞれの鏡板の一方の面に螺旋状のラップが設けられている部材である。固定スクロールのラップと可動スクロールのラップは、互いに組み合わされることにより、隣接する固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間に圧縮室を形成する。固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップは、そのラップの巻き始めから中間部にかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径が小さくなる渦巻き形状である。同時に、当該いずれか一方のラップは、そのラップの中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり、かつ、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状である。または、当該いずれか一方のラップは、そのラップの中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定になり、かつ、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなる渦巻き形状である。そして、この構成により、ラップの巻き始め付近における歯厚ｔ１と、ラップの中間部における歯厚ｔ２と、ラップの巻終り付近における歯厚ｔ３とが、ｔ２＜ｔ３＜ｔ１またはｔ２＜ｔ１＜ｔ３の関係を満たす。
【００１７】
また、本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機では、ラップは、圧縮室形成ポイントの巻角が、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも小さい渦巻き形状である。圧縮室形成ポイントは、最外圧縮室を形成し、かつ、ラップの外側のインボリュートに含まれ、かつ、ラップの外側のインボリュート終点に最も近いポイントである。最外圧縮室は、鏡板の径方向の最も外側に位置する圧縮室である。「ラップの内側のインボリュート終点」は、径方向内側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を意味する。そして、この構成により、可動スクロールのラップの巻終りが両持ちで支持され、かつ、吸入完了時の可動スクロールのラップの外側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの外側の圧縮室との容積比と、吸入完了時の可動スクロールのラップの内側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの内側の圧縮室との容積比との差が小さくなる。これにより、可動スクロールのラップの内側の圧縮室と、可動スクロールのラップの外側の圧縮室との圧力差が小さく、そのために漏れ損失が小さい。ここで、「内側の圧縮室」および「外側の圧縮室」は、それぞれ、スクロール圧縮機の圧縮機構の吐出口から吐出する直前におけるラップの内側および外側の圧縮室であり、または、スクロール圧縮機の圧縮機構の吸入が完了する時点におけるラップの内側および外側の圧縮室である。
【００１８】
このスクロール圧縮機では、固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップの巻始めから中間部にかけての区間において、ラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径を小さくすることにより、歯厚を小さくして圧縮機構の小型化を達成している。それとともに、ラップの中間部から巻終りにかけての区間において、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定であるか、あるいは、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定であり、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなる。ここで、「内側」および「外側」は、それぞれ、鏡板の径方向の内側および外側を意味し、以下同様である。このスクロール圧縮機では、巻終りの歯厚を確保して巻終りの強度の向上を図っている。従って、このスクロール圧縮機では、圧縮機構の小型化および巻終りの強度の向上を達成できる。
【００１９】
また、このスクロール圧縮機では、ラップの巻終りにおいて、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも、ラップの外側の圧縮室形成ポイントの巻角の方が小さい。これにより、ラップの巻終りにおいて、ラップが両持ちで支持されるので、ラップの巻終りの根元に発生する応力を緩和することができる。その結果、巻終りの強度向上を図ることができる。しかも、ラップの内側と外側との圧縮室の圧力差を小さくすることができ、圧縮機の効率を向上することが可能である。
【００２０】
本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび可動スクロールを備えている。固定スクロールおよび可動スクロールは、それぞれの鏡板の一方の面に螺旋状のラップが設けられている部材である。固定スクロールのラップと可動スクロールのラップは、互いに組み合わされることにより、隣接する固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間に圧縮室を形成する。固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップは、そのラップの巻き始めから中間部にかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径が小さくなる渦巻き形状である。同時に、当該いずれか一方のラップは、そのラップの中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従いラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定になり、かつ、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が一定になる渦巻き形状である。そして、この構成により、ラップの巻き始め付近における歯厚ｔ１と、ラップの中間部における歯厚ｔ２とが、ｔ２＜ｔ１の関係を満たす。
【００２１】
また、本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機では、ラップは、圧縮室形成ポイントの巻角が、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも小さい渦巻き形状である。圧縮室形成ポイントは、最外圧縮室を形成し、かつ、ラップの外側のインボリュートに含まれ、かつ、ラップの外側のインボリュート終点に最も近いポイントである。最外圧縮室は、鏡板の径方向の最も外側に位置する圧縮室である。「ラップの内側のインボリュート終点」は、径方向内側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を意味する。そして、この構成により、可動スクロールのラップの巻終りが両持ちで支持され、かつ、吸入完了時の可動スクロールのラップの外側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの外側の圧縮室との容積比と、吸入完了時の可動スクロールのラップの内側の圧縮室と吐出直前の可動スクロールのラップの内側の圧縮室との容積比との差が小さくなる。これにより、可動スクロールのラップの内側の圧縮室と、可動スクロールのラップの外側の圧縮室との圧力差が小さく、そのために漏れ損失が小さい。ここで、「内側の圧縮室」および「外側の圧縮室」は、それぞれ、スクロール圧縮機の圧縮機構の吐出口から吐出する直前におけるラップの内側および外側の圧縮室であり、または、スクロール圧縮機の圧縮機構の吸入が完了する時点におけるラップの内側および外側の圧縮室である。
【００２２】
このスクロール圧縮機では、固定スクロールまたは可動スクロールのうちの少なくともいずれか一方のラップの巻始めから中間部にかけての区間において、ラップの内側および外側のインボリュートの基礎円半径を小さくすることにより、歯厚を小さくして圧縮機構の小型化を達成している。それとともに、ラップの中間部から巻終りにかけての区間において、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定であり、ラップの外側のインボリュートの基礎円半径が一定である。従って、このスクロール圧縮機では、圧縮機構の小型化および巻終りの強度の向上を達成できる。
【００２３】
また、このスクロール圧縮機では、ラップの巻終りにおいて、ラップの内側のインボリュート終点の巻角よりも、ラップの外側の圧縮室形成ポイントの巻角の方が小さい。これにより、ラップの巻終りにおいて、ラップが両持ちで支持されるので、ラップの巻終りの根元に発生する応力を緩和することができる。その結果、巻終りの強度向上を図ることができる。しかも、ラップの内側と外側との圧縮室の圧力差を小さくすることができ、圧縮機の効率を向上することが可能である。
【００２４】
本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点または第２観点に係るスクロール圧縮機であって、ラップの中間部は、内側中間ポイントから外側中間ポイントまでの範囲である。内側中間ポイントは、ラップの外側のインボリュート始点からラップの外側のインボリュート終点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にあるポイントである。外側中間ポイントは、ラップの外側のインボリュート終点からラップの外側のインボリュート始点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にあるポイントである。「ラップの外側のインボリュート始点」は、径方向外側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向内側の端点を意味する。「ラップの外側のインボリュート終点」は、径方向外側のラップ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を意味する。「ラップ１／２〜１巻き分だけ離れた」ポイントは、インボリュート曲線に沿って１／２〜１回転だけ離れたポイントを意味する。
【００２５】
このスクロール圧縮機では、ラップの中間部は、ラップ全体のうち、巻き始めからラップ１／２〜１巻き分と巻終りからラップ１／２〜１巻き分を除いた範囲に相当する。従って、圧縮機構の小型化および巻終りの強度の向上を両方とも確実に達成することが可能である。
【００２６】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、可動スクロールの鏡板の面であって、ラップが設けられている面の反対側の面に、座ぐり部が形成されている。
【００２７】
このスクロール圧縮機では、可動スクロールの鏡板のラップと反対側の面に座ぐり部が形成されているので、可動スクロールの軽量化が可能である。
【００２８】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係るスクロール圧縮機であって、可動スクロールのラップの巻終りから１巻き分の範囲における可動スクロールのラップ外周面と固定スクロールのラップ内周面との半径方向隙間は、巻き始め付近における半径方向隙間より大きい。
【００２９】
このスクロール圧縮機では、可動スクロールのラップの巻終りから１巻き分の範囲における可動スクロールのラップ外周面と固定スクロールのラップ内周面との半径方向隙間は、巻き始め付近における半径方向隙間より大きいので、可動スクロールのラップの巻終りにおける固定スクロールのラップの巻終り付近の剛性の高い部分との接触時に受ける接触荷重を緩和することが可能である。
【００３０】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機は、第５観点に係るスクロール圧縮機であって、可動スクロールのラップの巻終りから１巻き分の範囲における可動スクロールのラップの外周面と固定スクロールのラップ内周面との半径方向隙間δは、
固定スクロールの溝幅Ｌ、
可動スクロールの歯厚Ｔ、
可動スクロールの旋回半径Ｄ、
可動スクロールのボスとそれに連結するクランク軸との間のピン軸受隙間Ｐ、
クランク軸とそれを支持する主軸受との間の主軸受隙間Ｍとした場合に、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ）の範囲にある。
【００３１】
このスクロール圧縮機では、少なくともラップ同士が接触して圧縮室をシールする点であるシールポイントにおける半径方向隙間δをおおよそ０になるように設定し、性能低下を抑制するために、ピン軸受隙間および主軸受隙間の分を最大とする逃げ量以下の半径方向隙間δを設定していることにより、ラップ間の隙間は０以上確実に確保することが可能である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の第１乃至第３観点に係るスクロール圧縮機では、圧縮機構の小型化およびラップの巻終りの強度の向上を両方達成することができる。また、ラップの巻終りの根元に発生する応力を緩和することができ、その結果、巻終りの強度向上を図ることができる。しかも、ラップの内側と外側との圧縮室の圧力差を小さくすることができ、圧縮機の効率を向上することができる。
【００３３】
本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機では、可動スクロールの軽量化を達成することができる。
【００３４】
本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機では、可動スクロールのラップの巻終りにおける固定スクロールのラップの巻終り付近の剛性の高い部分との接触時に受ける接触荷重を緩和することができる。
【００３５】
本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機では、ラップ間の隙間は０以上確実に確保することができ、圧縮機の性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の平面図。
【図２】図１の可動スクロールのラップの形状を示す平面図。
【図３】図１の可動スクロールのラップの外側に形成される圧縮室におけるガスが吐出直前の位置を示す平面図。
【図４】図１の可動スクロールのラップの内側に形成される圧縮室におけるガスが吐出直前の位置を示す平面図。
【図５】図１の可動スクロールのラップの外側に形成される圧縮室におけるガスが圧縮室内部に吸入完了した直後の位置を示す平面図。
【図６】図１の可動スクロールのラップの内側に形成される圧縮室におけるガスが圧縮室内部に吸入完了した直後の位置を示す平面図。
【図７】図１の固定スクロールのラップと可動スクロールのラップとの間の半径方向隙間を示す平面図。
【図８】図１の可動スクロールの背面側に形成された座ぐり部の配置を示す平面図。
【図９】図１の可動スクロールのラップの最も外側に形成される圧縮室近傍の拡大図。
【図１０】本発明の変形例（Ｆ）に係る可動スクロールのラップの最も外側に形成される圧縮室近傍の拡大図。
【図１１】本発明の比較例として、インボリュートの基礎円半径が巻始めから巻終りにかけて小さくなる可動スクロールのラップの配置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔実施形態〕
本発明のスクロール圧縮機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図１に示されるスクロール圧縮機１は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機であり、蒸発器や、凝縮器、膨張機構などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、主に、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダム継手３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９、および吐出管２０から構成されている。以下、このスクロール圧縮機１の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
【００３９】
〔スクロール圧縮機１の構成部品の詳細〕
（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とを有する。そして、このケーシング１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。
【００４０】
（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール２４と、固定スクロール２４に噛合する可動スクロール２６とから構成されている。また、スクロール圧縮機構１５は、容量アップや効率向上のため、固定スクロール２４および可動スクロール２６のそれぞれの渦巻き状のラップ２４ｂ、２６ｂは非対称の形状になっており、可動スクロール２６のラップ２６ｂと比較して、固定スクロール２４のラップ２４ｂがその内周側を半周程度延長している。
【００４１】
以下、このスクロール圧縮機構１５の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
【００４２】
（２−１）固定スクロール
固定スクロール２４は、図１〜３に示されるように、主に、平板状の鏡板２４ａと、鏡板２４ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂとから構成されている。
【００４３】
鏡板２４ａには、後述する圧縮室４０に連通する吐出口４１が鏡板２４ａの略中心に貫通して形成されている。吐出口４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。
【００４４】
さらに、鏡板２４ａの上面には、吐出口４１に連通する拡大凹部４２（図１参照）が形成されている。拡大凹部４２は、鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる凹部により構成されている。そして、固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることによりスクロール圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、図示しないガスケットを介して密着させることによりシールされている。
【００４５】
（２−２）可動スクロール
可動スクロール２６は、図１に示されるように、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂと、鏡板２６ａの下面に形成された軸受部であるボス２６ｃと、鏡板２６ａの両端部に形成されるキー溝２６ｄ（図８参照）とから構成されている。ボス２６ｃは、クランク軸１７のピン軸部１７ａの外側に嵌合する。
【００４６】
可動スクロール２６は、キー溝２６ｄにオルダム継手３９のキー部（図示せず）が嵌め込まれることによりハウジング２３に支持される。また、ボス２６ｃにはクランク軸１７の上端部であるピン軸部１７ａが嵌入される。可動スクロール２６は、このようにスクロール圧縮機構１５に組み込まれることによってクランク軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。そして、可動スクロール２６のラップ２６ｂは固定スクロール２４のラップ２４ｂに噛合させられており、両ラップ２４ｂ，２６ｂの接触部の間には圧縮室４０が形成されている。そして、この圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転に伴い、両ラップ２４ｂ，２６ｂ間の容積が中心に向かって収縮する。本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、このようにしてガス冷媒を圧縮するようになっている。
【００４７】
圧縮室４０は、可動スクロール２６の公転する位置によって容積変化し、固定スクロール２４の略中心の吐出口４１付近の吐出直前の位置には、Ａ室４０ａ１と、Ｂ室４０ｂ１とを有している。ここで、Ａ室４０ａ１は、図３に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面２４ｂ２とによって囲まれることにより形成されている。また、Ｂ室４０ｂ１は、図４に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂの内周面２６ｂ２と固定スクロール２４のラップ２４ｂの外周面２４ｂ１とによって囲まれることにより形成されている。
【００４８】
図３に示されるＡ室４０ａ１が形成された後、可動スクロール２６の公転がさらに進行すると、Ａ室４０ａ１内の圧縮された高圧ガスは、可動スクロール２６のラップ２６ｂの中心側先端と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面の隙間を通して、吐出口４１へ流れる。
【００４９】
一方、図４に示されるＢ室４０ｂ１が形成された後、可動スクロール２６の公転がさらに進行すると、Ｂ室４０ｂ１内の圧縮された高圧ガスは、可動スクロール２６の鏡板２６ａの略中心付近に形成された座ぐり凹部２４ａ１（図１参照）および固定スクロール２４のラップ２４ｂの中心側先端と可動スクロール２６のラップ２６ｂの内周面の隙間を通して、吐出口４１に流れる。
【００５０】
図２に示されるように、本実施形態の可動スクロール２６のラップ２６ｂは、そのラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間Ｓ１のみ巻角θ（巻始め２６ｂｓからの回転角）が大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が小さくなっている。
【００５１】
例えば、図２では、中間部２６ｂｍにおけるインボリュートの基礎円半径Ｒ２は、巻始め２６ｂｓ付近のインボリュートの基礎円半径Ｒ１よりも小さくなっている（すなわち、Ｒ２＜Ｒ１）。これに伴って、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍにおける歯厚ｔ２は、巻始め２６ｂｓ付近における歯厚ｔ１よりも小さくなっている（すなわち、ｔ２＜ｔ１）。
【００５２】
このように、ラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間のみに限定してインボリュートの基礎円半径Ｒ２を小さくしていき、それに伴って歯厚ｔ２を小さくしていくので、スクロール圧縮機構１５の小型化を達成することが可能である。
【００５３】
一方、中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間Ｓ２は、巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっている。例えば、図２では、中間部２６ｂｍにおけるインボリュートの基礎円半径Ｒ２は、巻終り２６ｂｅ付近のインボリュートの基礎円半径Ｒ３よりも小さくなっている（すなわち、Ｒ２＜Ｒ３）。これに伴って、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍにおける歯厚ｔ２は、巻終り２６ｂｅ付近における歯厚ｔ３よりも小さくなっている（すなわち、ｔ２＜ｔ３）。なお、図２では、インボリュートの基礎円半径はＲ２＜Ｒ３＜Ｒ１の関係になり、歯厚はｔ２＜ｔ３＜ｔ１の関係になる。
【００５４】
このように、中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間Ｓ２では、インボリュートの基礎円半径Ｒ３を大きくしているので、巻終り２６ｂｅの歯厚ｔ３を確保して巻終り２６ｂｅの強度の向上が可能である。
【００５５】
一方、比較例として、図１１に示される従来の可動スクロール１２６のラップ１２６ｂでは、始め１２６ｂｓから巻終り１２６ｂｅにかけて巻角が大きくなるにつれてインボリュートの基礎円半径は小さくなっていくので（Ｒ１１＞Ｒ１２＞Ｒ１３）、歯厚もそれに合わせて小さくなっていく（ｔ１１＞ｔ１２＞ｔ１３）。その結果、ラップ２６ｂの巻終り１２６ｂｅの歯厚ｔ１３は薄くなり、巻終り１２６ｂｅの強度を確保することが難しくなっている。
【００５６】
また、図２に示されるように、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、内側端部２６ｂｍ１から外側端部２６ｂｍ２までの範囲である。以下、径方向外側のラップ２６ｂ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向内側の端点を「インボリュート始点」と云うと共に、径方向外側のラップ２６ｂ壁面を平面視したインボリュート曲線の径方向外側の端点を「インボリュート終点」と云う。本実施形態では、内側端部２６ｂｍ１は、インボリュート始点からインボリュート終点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２回転だけ進んだポイントである。また、外側中間ポイントは、インボリュート終点からインボリュート始点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２回転だけ進んだポイントである。すなわち、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、ラップ２６ｂ全体のうち、巻始め２６ｂｓからラップ１／２巻き分の範囲（図２における、外側のインボリュート始点から内側端部２６ｂｍ１までの範囲）と、巻終り２６ｂｅからラップ１／２巻き分（図２における、外側のインボリュート終点から外側端部２６ｂｍ２までの範囲）を除いた範囲（図２に示される斜線部の範囲）である。この中間部２６ｂｍの範囲内に、インボリュートの基礎円半径が最も小さくなる極小点２６ｂｍ０が含まれる。
【００５７】
中間部２６ｂｍが巻始め２６ｂｓからラップ１／２巻き分よりも巻始め２６ｂｓ側まで含むと、スクロール圧縮機構１５の小型化の達成が困難になり、一方、巻終り２６ｂｅからラップ１／２巻き分よりも巻終り２６ｂｅ側まで含むと、巻終り２６ｂｅの強度の向上が困難になる。そこで、スクロール圧縮機構１５の小型化および巻終り２６ｂｅの強度の向上を両方とも確実に達成するためには上記の範囲であるのが実用上好ましい。
【００５８】
しかも、ラップ２６ｂは、図９に示されるように、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおいて、ラップ２６ｂの内側のインボリュート終点（図９において、符号２６ｉ１で示されるポイント）の巻角θ２よりもラップ２６ｂの外側のインボリュート曲線上に位置する圧縮室形成ポイント２６ｉ３の巻角の巻角θ１を小さくした形状である。圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、最外圧縮室４０ｚを形成し、かつ、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点（図９において、符号２６ｉ２で示されるポイント）に最も近いポイントである。最外圧縮室４０ｚは、可動スクロール２６の鏡板２６ａの径方向の最も外側にある圧縮室である（図５において、最外圧縮室は圧縮室４０ａ１である）。圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、可動スクロール２６のラップ２６ｂと固定スクロール２４のラップ２４ｂとが最接近するポイントである。圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点２６ｉ２とは異なるポイントである。本実施形態では、巻角θ１が巻角θ２よりも小さいことにより、固定スクロール２４のラップ２４ｂ最外周の剛性が高い部分と接触し、かつ、片持ち構造となる可動スクロール２６のラップ２６ｂ終端に延伸部分を設けることができるので、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅが両持ちで支持され、その結果、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの根元に発生する応力を緩和することができる。また、可動スクロール２６の内側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比と、可動スクロール２６の外側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比との差が小さくなり、内側の圧縮室と外側の圧縮室との圧力差を小さくすることができるため、漏れ損失を小さくして、効率の向上を図ることができる。
【００５９】
具体的には、図３〜６に示されるように、吐出口４１から吐出直前のラップ２６ｂの外側の圧縮室４０であるＡ室４０ａ１の容積をＶｄｏ、圧力をＰｄｏ（図３参照）、吐出口４１から吐出直前のラップ２６ｂの内側の圧縮室４０であるＢ室４０ｂ１の容積をＶｄｉ、圧力をＰｄｉ（図４参照）、吸入完了時のラップ２６ｂのＡ室４０ａ１の容積をＶｓｏ、圧力をＰｓｏ（図５参照）、吸入完了時のＢ室４０ｂ１の容積をＶｓｉ、圧力をＰｓｉ（図４参照）として容積比を見た場合、
（Ｖｓｉ／Ｖｄｉ）＜（Ｖｓｏ／Ｖｄｏ） （式１）
の関係となり、外側のＡ室４０ａ１の方が内側のＢ室４０ｂ１より圧縮比が大きくなる。
【００６０】
このため、吐出直前の圧力は、
Ｐｄｉ＜Ｐｄｏ （式２）
の関係となり、外側のＡ室４０ａ１の方が内側のＢ室４０ｂ１より圧力が高くなる。
【００６１】
そこで、本実施形態では、ラップ２６ｂの外側のインボリュートの基礎円半径Ｒ２を大きくする、または、巻終り２６ｂｅにおいて、ラップ２６ｂの内側のインボリュート終点の巻角θ２よりもラップ２６ｂの外側のインボリュート終点の巻角θ１を小さくすることによって、可動スクロール２６のラップ２６ｂの内側の圧縮室４０ｂ１の容積比Ｖｓｉ／Ｖｄｉと、可動スクロール２６のラップ２６ｂの外側の圧縮室４０ａ１の容積比Ｖｓｏ／Ｖｄｏとの差を小さくすることができる。すなわち、可動スクロール２６の内側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比と、可動スクロール２６の外側ラップで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比との差を小さくし、内側の圧縮室と外側の圧縮室との圧力差を小さくすることができる。その結果、漏れ損失を小さくして、効率の向上を図ることができる。
【００６２】
さらに、図８に示されるように、可動スクロール２６の鏡板のラップ２６ｂが形成された側と反対側の面には、可動スクロール２６の軽量化のために、キー溝２６ｄを避けた位置に複数の座ぐり部６１が形成されている。
【００６３】
さらに、図７に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂは、その巻終り２６ｂｅにおける接触荷重の緩和のために、巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４の内周面２４ｂ２との半径方向隙間δ１は、巻始め２６ｂｓ付近における半径方向隙間δ２より大きくなっている。
【００６４】
具体的には、図７に示されるように、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面２４ｂ２との半径方向隙間δは、以下の（式３）の範囲にあるように設定されている。
【００６５】
ここで、図７に示されるように、
Ｌ：固定スクロール２４の溝２４ｆの幅、
Ｔ：可動スクロール２６のラップ２６ｂの歯厚、
Ｄ：可動スクロール２６の旋回半径、
Ｐ：可動スクロール２６のボス２６ｃと、それに連結するクランク軸１７のピン軸部１７ａとの間のピン軸受隙間、
Ｍ：クランク軸１７と、それを支持する主軸受、すなわちハウジング２３の軸受メタル３４との間の主軸受隙間として、
半径方向隙間δは、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ） （式３）
の範囲にあるように設定されている。
【００６６】
（２−３）ハウジング
ハウジング２３は、その外周面において周方向の全体に亘って胴部ケーシング部１１に圧入固定されている。つまり、胴部ケーシング部１１とハウジング２３とは全周に亘って気密状に密着されている。このため、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３下方の高圧空間２８とハウジング２３上方の低圧空間２９とに区画されていることになる。また、このハウジング２３には、上端面が固定スクロール２４の下端面と密着するように、固定スクロール２４がボルト３８により締結固定されている。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたクランク室３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には、上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３にクランク軸１７が軸受メタル３４を介して回転自在に嵌入されている。
【００６７】
（２−４）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。この連絡通路４６は、固定スクロール２４とハウジング２３に切欠形成されたハウジング側通路４８とが連通するように形成されている。そして、連絡通路４６の上端は拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端、即ちハウジング側通路４８の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、このハウジング側通路４８の下端開口により、連絡通路４６の冷媒を間隙空間１８に流出させる吐出口４９が構成されていることになる。
【００６８】
（３）オルダム継手
オルダム継手３９は、上述したように、可動スクロール２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００６９】
（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、本実施形態においてブラシレスＤＣモータであって、主に、ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ５１と、ステータ５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ）をもって回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。
【００７０】
ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド５３が形成されている。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコアカット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間に上下方向に延びるモータ冷却通路５５が形成されている。
【００７１】
ロータ５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部１１の軸心に配置されたクランク軸１７を介してスクロール圧縮機構１５の可動スクロール２６に駆動連結されている。また、連絡通路４６の吐出口４９を流出した冷媒をモータ冷却通路５５に案内する案内板５８が、間隙空間１８に配設されている。
【００７２】
（５）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴部ケーシング部１１に固定されるとともにクランク軸１７の下端側軸受を構成し、クランク軸１７を支持している。
【００７３】
（６）吸入管
吸入管１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール２４に嵌入されている。
【００７４】
（７）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管２０は、胴体内面から中心に下方に向かって突き出した位置で開口されている。
【００７５】
＜実施形態の特徴＞
（１）
実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間のみに限定してインボリュートの基礎円半径を小さくして（すなわち、歯厚を小さくして）スクロール圧縮機構１５の小型化を達成している。それとともに、それ以外の中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では、インボリュートの基礎円半径大きくすることにより、巻終り２６ｂｅの歯厚を確保して巻終り２６ｂｅの強度の向上を図ることが可能である。
【００７６】
（２）
したがって、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６の遠心力が高回転運転時に大きくなり、可動スクロール２６と固定スクロール２４との接触が生じる場合に、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅに大きな遠心力が作用しても、ラップの巻終り２６ｂｅの強度が十分あるので、ラップ２６ｂの割れなどの不具合を解消することができる。その結果、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度を向上することができ、しかもスクロール圧縮機構１５の小型化を達成できる。
【００７７】
（３）
いいかえれば、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの強度を向上し、割れにくいラップ２６ｂとするとともに、スクロール圧縮機構１５の小型化を図り、性能向上を図るラップ２６ｂとしており、結果として、ラップ２６ｂの形状によってラップ２６ｂの強度向上を達成している。
【００７８】
ラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけては巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が小さく（歯厚が小さくなる）ラップ２６ｂとすることにより、スクロール圧縮機構１５の小型化を図っている。
【００７９】
そして、スクロール圧縮機１では構造上固有の圧縮比を持つため、高圧縮比運転時などで大きな荷重が作用してもラップ２６ｂの巻始め２６ｂｓで割れが発生しないようにすることが可能であり、しかも、スクロール圧縮機構１５の小型化を図ることができる。
【００８０】
さらに、ラップ２６ｂ中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけて、ラップ２６ｂ巻角θが大きくなるに従い、インボリュートの基礎円半径が大きくなる（歯厚が厚くなる）ラップ２６ｂとしている。これにより、ラップ２６ｂ巻終り２６ｂｅの歯厚を厚くし、巻終り２６ｂｅの強度を向上している。
【００８１】
（４）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、ラップ２６ｂ全体のうち、巻始め２６ｂｓからラップ１／２巻き分と巻終り２６ｂｅからラップ１／２巻き分を除いた範囲（斜線部の範囲）であるので、スクロール圧縮機構１５の小型化および巻終り２６ｂｅの強度の向上を両方とも確実に達成することが可能である。
【００８２】
（５）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、図２に示されるように、ラップ２６ｂは、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅの区間Ｓ２では、ラップ２６ｂの内側のインボリュートの基礎円半径Ｒ２が小さくなり、一方、ラップ２６ｂの外側のインボリュートの基礎円半径Ｒ２が大きくなっているので、スクロール圧縮機構１５の小型化および巻終り２６ｂｅの強度の向上を達成できる。
【００８３】
（６）
すなわち、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけて可動スクロール２６の内側インボリュート曲線部分は基礎円半径が小さくなるラップ２６ｂとし、外側インボリュート曲線部分は基礎円半径が大きくなるようにしており、その結果、内側インボリュート曲線部分でスクロール圧縮機構１５の小型化を図ることが可能である。
【００８４】
（７）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、ラップ２６ｂは、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおいて、ラップ２６ｂの内側のインボリュート終点の巻角θ２よりもラップ２６ｂの外側のインボリュート終点の巻角θ１を小さくした形状である。
【００８５】
これにより、固定スクロール２４のラップ２４ｂ最外周の剛性が高い部分と接触し、かつ片持ち構造となる可動スクロール２６のラップ２６ｂ終端に延伸部分を設けることで、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおいてラップ２６ｂが両持ちで支持されるので、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの根元に発生する応力を緩和することができる。このため、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの根元部に発生する応力を緩和することができる。その結果、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度向上を図ることができる。
【００８６】
しかも、可動スクロール２６内側ラップ２６ｂで形成される圧縮室４０の組込み圧縮比を大きくし、内側の圧縮室と外側の圧縮室との圧力差を小さくすることができるため、漏れ損失を小さくして、効率の向上を図ることができる。
【００８７】
（８）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６の鏡板のラップ２６ｂが形成された側と反対側の面には、キー溝２６ｄを避けた位置に複数の座ぐり部６１が形成されている。これにより、可動スクロール２６を軽量化することが可能である。
【００８８】
しかも、上述のように可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅ側を厚くすることで、可動スクロール２６の重量が大きくなり、遠心力は増大するが、遠心力を小さくするために、座ぐり部６１を形成することにより、軽量化を図ることが可能である。
【００８９】
（９）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂ外周面２６ｂ１と固定スクロール２４の内周面２４ｂ２との半径方向隙間δ１は、巻始め２６ｂｓ付近における半径方向隙間δ２より大きくなっている。
【００９０】
（１０）
また、実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅから１巻き分の範囲における可動スクロール２６のラップ２６ｂの外周面２６ｂ１と固定スクロール２４のラップ２４ｂの内周面２４ｂ２との半径方向隙間δは、以下の（式３）の範囲にあるように設定されている。
【００９１】
ここで、図７に示されるように、
Ｌ：固定スクロール２４の溝２４ｆの幅、
Ｔ：可動スクロール２６のラップ２６ｂの歯厚、
Ｄ：可動スクロール２６の旋回半径、
Ｐ：可動スクロール２６のボス２６ｃと、それに連結するクランク軸１７のピン軸部１７ａとの間のピン軸受隙間、
Ｍ：クランク軸１７と、それを支持する主軸受、すなわちハウジング２３の軸受メタル３４との間の主軸受隙間として、
半径方向隙間δは、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ） （式３）
の範囲にあるように設定されている。
【００９２】
このように半径方向隙間δを設定することにより、ラップ間の隙間を０以上確実に確保することが可能であり、接触荷重を確実に緩和することが可能である。
【００９３】
いいかえれば、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅ側と固定スクロール２４のラップ２４ｂの剛性の高い部分（すなわち厚肉部分）との接触荷重を緩和することが可能である。
【００９４】
ここで、上述の（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）で示される隙間の広さは、理想状態の場合には、その隙間は０になるが、これに対し、加工誤差、組立誤差により可動スクロール２６のラップ２６ｂと固定スクロール２４のラップ２４ｂとが互いに接触する場合、すなわち、隙間が０以下の場合は、ラップ２６ｂは、ピン軸受隙間および主軸受隙間の分だけ逃げることになる。
【００９５】
一方、ラップ２６ｂの半径方向隙間δを大きくしすぎると、半径方向隙間δからの圧縮室４０から圧縮ガスの漏れが大きくなり、圧縮機の性能低下を招く。このため、性能低下を抑制するためには、適切な半径方向隙間δの設定が必要となる。半径方向隙間δは、理想的には０が望ましいが、実際の製造では０〜５０ミクロン程度になっている。
【００９６】
そこで、本実施形態では、少なくともラップ２４ｂ、２６ｂ同士が接触するシールポイントにおける半径方向隙間δをおおよそ０になるように設定し、性能低下を抑制するために、ピン軸受隙間および主軸受隙間の分を最大とする逃げ量以下の半径方向隙間δを設定しているので、上述のように、ラップ間の隙間は０以上確実に確保することが可能である。
【００９７】
これにより、可動スクロール２６のラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅにおける固定スクロール２４のラップ２４ｂの巻終り付近の剛性の高い部分（すなわち厚肉部分）との接触時に受ける接触荷重を緩和することが可能である。
【００９８】
＜実施形態の変形例＞
（Ａ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂが、その中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では、巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっているが、巻き始め２６ｂｓから中間部２６ｂｍにかけての区間におけるインボリュートの基礎円半径の最小値よりも、インボリュートの基礎円半径が大きい渦巻き形状であってもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【００９９】
（Ｂ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂが、その中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では、巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっているが、巻角θが大きくなるに従い、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなると共にラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状であってもよく、巻角が大きくなるに従い、ラップの内側のインボリュートの基礎円半径が一定になると共にラップの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状であってもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１００】
（Ｃ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、可動スクロール２６のラップ２６ｂが、その中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では巻角θが大きくなるに従いインボリュートの基礎円半径が大きくなっているが、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍから巻終り２６ｂｅにかけての区間では巻角θが大きくなるに従い、ラップ２６ｂの内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり、一方、ラップ２６ｂの外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるか一定になっていてもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０１】
（Ｄ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、インボリュートの基礎円半径がＲ２＜Ｒ３＜Ｒ１の関係になり、歯厚がｔ２＜ｔ３＜ｔ１の関係になっているが、インボリュートの基礎円半径がＲ２＜Ｒ１＜Ｒ３の関係になり、歯厚がｔ２＜ｔ１＜ｔ３の関係になっていてもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０２】
（Ｅ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、ラップ２６ｂの中間部２６ｂｍは、内側端部２６ｂｍ１から外側端部２６ｂｍ２までの範囲であるが、より狭い範囲であってもよい。例えば、内側端部２６ｂｍ１は、インボリュート始点からインボリュート終点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２〜１回転の範囲内の任意の値だけ進んだポイントであってもよく、外側中間ポイントは、インボリュート終点からインボリュート始点に向かって、インボリュート曲線に沿って１／２〜１回転の範囲内の任意の値だけ進んだポイントであってもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０３】
（Ｆ）
上記実施形態のスクロール圧縮機１では、図９に示されるように、圧縮室形成ポイント２６ｉ３は、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点２６ｉ２とは異なるポイントであるが、圧縮室形成ポイント２６ｉ３が、ラップ２６ｂの外側のインボリュート終点２６ｉ２と同じポイントであってもよい。本変形例では、図１０に示されるように、圧縮室形成ポイント２６ｉ３とラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅとの間の区間であって、圧縮室の形成に関係しない区間は、インボリュート形状でなくてもよい。この場合も、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【０１０４】
（Ｇ）
上記実施形態では、可動スクロール２６のラップ２６ｂの形状を変更することにより、ラップ２６ｂの巻終り２６ｂｅの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成しているが、固定スクロール２４のラップ２４ｂの形状を上記実施形態のように変更してもよい。この場合も固定スクロール２４のラップ２４ｂの巻終りの強度が向上するとともに圧縮機構の小型化を達成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、スクロール圧縮機であれば広く適用することが可能であり、ラップの強度向上と圧縮機構の小型を両方達成することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１ スクロール圧縮機
２４ 固定スクロール
２４ａ 鏡板
２４ｂ ラップ
２６ 可動スクロール
２６ａ 鏡板
２６ｂ ラップ
２６ｂｍ１ 内側中間ポイント（内側端部）
２６ｂｍ２ 外側中間ポイント（外側端部）
４０ 圧縮室
４０ｚ 最外圧縮室
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０７】
【特許文献１】特公平５−２９７９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７９４７８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの鏡板（２４ａ、２６ａ）の一方の面に螺旋状のラップ（２４ｂ、２６ｂ）が設けられた固定スクロール（２４）および可動スクロール（２６）を備え、
前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）と前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）は、互いに組み合わされることにより、隣接する前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）と前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）との間に圧縮室（４０）を形成し、
前記固定スクロール（２４）または前記可動スクロール（２６）のうちの少なくともいずれか一方の前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）は、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の巻き始めから中間部にかけての区間では、巻角が大きくなるに従い前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側および外側のインボリュートの基礎円半径が小さくなる渦巻き形状であり、かつ、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従い前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状であるか、または、巻角が大きくなるに従い前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側のインボリュートの基礎円半径が一定になり前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなる渦巻き形状である構成により、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の巻き始め付近における歯厚ｔ１と、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の中間部における歯厚ｔ２と、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の巻終り付近における歯厚ｔ３とが、ｔ２＜ｔ３＜ｔ１またはｔ２＜ｔ１＜ｔ３の関係を満たし、
前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）は、前記鏡板（２４ａ、２６ａ）の径方向の最も外側に位置する圧縮室である最外圧縮室（４０ｚ）を形成し、かつ、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュートに含まれ、かつ、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート終点に最も近いポイントである圧縮室形成ポイントの巻角が、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側のインボリュート終点の巻角よりも小さい渦巻き形状である構成により、前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の巻終りが両持ちで支持され、かつ、吸入完了時の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外側の圧縮室（４０ａ１）と吐出直前の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外側の圧縮室（４０ａ１）との容積比と、吸入完了時の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の内側の圧縮室（４０ｂ１）と吐出直前の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の内側の圧縮室（４０ｂ１）との容積比との差が小さくなり、これにより、前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の内側の圧縮室（４０ｂ１）と、前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外側の圧縮室（４０ａ１）との圧力差が小さく、そのために漏れ損失が小さく、
前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の中間部は、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート始点から前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート終点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にある内側中間ポイント（２６ｂｍ１）から、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート終点から前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート始点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にある外側中間ポイント（２６ｂｍ２）までの範囲である、
スクロール圧縮機（１）。
【請求項２】
前記可動スクロール（２６）の前記鏡板（２６ａ）の面であって、前記ラップ（２６ｂ）が設けられている面の反対側の面に座ぐり部が形成されている、
請求項１に記載のスクロール圧縮機（１）。
【請求項３】
前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の巻終りから１巻き分の範囲における前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）外周面と前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）の内周面との間の半径方向隙間は、巻き始め付近における半径方向隙間より大きい、
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機（１）。
【請求項４】
前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の巻終りから１巻き分の範囲における前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外周面と前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）の内周面との間の半径方向隙間δは、
前記固定スクロールの溝幅Ｌ、
前記可動スクロールの歯厚Ｔ、
前記可動スクロールの旋回半径Ｄ、
前記可動スクロールのボスとそれに連結するクランク軸のピン軸部との間のピン軸受隙間Ｐ、
前記クランク軸とそれを支持する主軸受との間の主軸受隙間Ｍとした場合に、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ）の範囲にある、
請求項３に記載のスクロール圧縮機（１）。
【請求項１】
それぞれの鏡板（２４ａ、２６ａ）の一方の面に螺旋状のラップ（２４ｂ、２６ｂ）が設けられた固定スクロール（２４）および可動スクロール（２６）を備え、
前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）と前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）は、互いに組み合わされることにより、隣接する前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）と前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）との間に圧縮室（４０）を形成し、
前記固定スクロール（２４）または前記可動スクロール（２６）のうちの少なくともいずれか一方の前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）は、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の巻き始めから中間部にかけての区間では、巻角が大きくなるに従い前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側および外側のインボリュートの基礎円半径が小さくなる渦巻き形状であり、かつ、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の中間部から巻終りにかけての区間では、巻角が大きくなるに従い前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側のインボリュートの基礎円半径が小さくなり前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなるかまたは一定になる渦巻き形状であるか、または、巻角が大きくなるに従い前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側のインボリュートの基礎円半径が一定になり前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュートの基礎円半径が大きくなる渦巻き形状である構成により、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の巻き始め付近における歯厚ｔ１と、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の中間部における歯厚ｔ２と、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の巻終り付近における歯厚ｔ３とが、ｔ２＜ｔ３＜ｔ１またはｔ２＜ｔ１＜ｔ３の関係を満たし、
前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）は、前記鏡板（２４ａ、２６ａ）の径方向の最も外側に位置する圧縮室である最外圧縮室（４０ｚ）を形成し、かつ、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュートに含まれ、かつ、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート終点に最も近いポイントである圧縮室形成ポイントの巻角が、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の内側のインボリュート終点の巻角よりも小さい渦巻き形状である構成により、前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の巻終りが両持ちで支持され、かつ、吸入完了時の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外側の圧縮室（４０ａ１）と吐出直前の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外側の圧縮室（４０ａ１）との容積比と、吸入完了時の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の内側の圧縮室（４０ｂ１）と吐出直前の前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の内側の圧縮室（４０ｂ１）との容積比との差が小さくなり、これにより、前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の内側の圧縮室（４０ｂ１）と、前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外側の圧縮室（４０ａ１）との圧力差が小さく、そのために漏れ損失が小さく、
前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の中間部は、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート始点から前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート終点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にある内側中間ポイント（２６ｂｍ１）から、前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート終点から前記ラップ（２４ｂ、２６ｂ）の外側のインボリュート始点に向かってラップ１／２〜１巻き分だけ離れた位置にある外側中間ポイント（２６ｂｍ２）までの範囲である、
スクロール圧縮機（１）。
【請求項２】
前記可動スクロール（２６）の前記鏡板（２６ａ）の面であって、前記ラップ（２６ｂ）が設けられている面の反対側の面に座ぐり部が形成されている、
請求項１に記載のスクロール圧縮機（１）。
【請求項３】
前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の巻終りから１巻き分の範囲における前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）外周面と前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）の内周面との間の半径方向隙間は、巻き始め付近における半径方向隙間より大きい、
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機（１）。
【請求項４】
前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の巻終りから１巻き分の範囲における前記可動スクロール（２６）の前記ラップ（２６ｂ）の外周面と前記固定スクロール（２４）の前記ラップ（２４ｂ）の内周面との間の半径方向隙間δは、
前記固定スクロールの溝幅Ｌ、
前記可動スクロールの歯厚Ｔ、
前記可動スクロールの旋回半径Ｄ、
前記可動スクロールのボスとそれに連結するクランク軸のピン軸部との間のピン軸受隙間Ｐ、
前記クランク軸とそれを支持する主軸受との間の主軸受隙間Ｍとした場合に、
（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２）≦δ≦（Ｌ−Ｔ−Ｄ×２＋Ｐ＋Ｍ）の範囲にある、
請求項３に記載のスクロール圧縮機（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１５１４７（Ｐ２０１３−１５１４７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３３２７４（Ｐ２０１２−２３３２７４）
【出願日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【分割の表示】特願２０１１−８６６３（Ｐ２０１１−８６６３）の分割
【原出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【分割の表示】特願２０１１−８６６３（Ｐ２０１１−８６６３）の分割
【原出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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