JP2002276570A - スクロール型流体機械 - Google Patents
スクロール型流体機械Info
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- JP2002276570A JP2002276570A JP2002029482A JP2002029482A JP2002276570A JP 2002276570 A JP2002276570 A JP 2002276570A JP 2002029482 A JP2002029482 A JP 2002029482A JP 2002029482 A JP2002029482 A JP 2002029482A JP 2002276570 A JP2002276570 A JP 2002276570A
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Abstract
ラップの中央部先端側の強度が高く、加工が容易で、動
力損失が少なく高効率で作動することができるようにす
る。 【解決手段】 スクロール型流体機械は、それぞれ端板
に立設されたうずまき状ラップ11,12を有し、各う
ずまき状ラップ11,12の中央部先端側部分のみ、そ
の縦断面形状が、ラップ高さ方向の略中間部で上下2段
の階段状に形成され、該ラップの段部より根元側のラッ
プ12のラップ厚さが厚く、前記端板から離れた上方段
のラップ11のラップ厚さが薄くなるように形成され、
うずまき状ラップ11,12により形成された固定スク
ロール1と旋回スクロールとが、互いに偏心して、位相
をずらせて噛み合わされ、旋回スクロールが自転を阻止
されて公転旋回することにより、吸入口から腹側密閉空
間及び背側密閉空間内に取り込んだ流体を、圧縮し又は
膨張させて吐出口から吐出する。
Description
型圧縮機やスクロール型膨張機械として適用可能なスク
ロール型流体機械に関する。
ルラップの中央部形状は、スクロールの信頼性や性能に
大きな影響を及ぼすので、従来から種々の形状が提案さ
れている。例えば、特開昭59−58187号公報に一
例が開示されているスクロールは、図6に示すように、
旋回スクロールが固定スクロールの周りを(A),
(B),(C),(D)の順に自転なしで不転的に旋回
する際、両ラップの内端部に形成される最内包の容積
が、同図(C)に示すように最終的にゼロとなる、いわ
ゆる完全噛み合いプロファイルが性能上の要求から採用
されることが多い。しかしながら、このタイプのスクロ
ールプロファイルはスクロールラップ中央部先端に最大
応力が発生し、この点から破壊に至ることが多い。これ
に対して、信頼性確保の点から、最大発生応力を低減す
る手段と、材料の疲労強度を増加させる手段とが各種提
案されている。最大発生応力を低減する手段としては、
中央部形状をなす曲線と、それより外側のインボリュー
ト曲線の接合点をインボリュート伸開角の大きな方へ移
動させることや、特開平6−66273号公報に開示さ
れ、図7に示すように、旋回スクロールと固定スクロー
ルとのうち必要強度の大きい方を厚く、他方を薄くする
ことなどが提案されている。また実開昭61−1718
01号公報には、図8のうずまき体の噛み合い部の断面
図に示すように、ラップ断面が台形となるスクロールも
提案されているが、実際の加工が困難であるために、実
用に供されていない。さらに材料の疲労強度を増加させ
る手段として、実公平1−28315号公報には、図9
に示すように、ラップ根元にリブを設けることも提案さ
れているが、この種の構造ではラップ根元のリブは圧力
隔壁とならず、いわゆる完全噛み合いプロファイルを構
成することが不可能であり、再圧縮動力増加により圧縮
機効率が低下する等の問題がある。
事情に鑑みて提案されたもので、スクロールラップの中
央部先端側の強度が高く、加工が容易で、動力損失が少
なく高効率で作動することができるような、スクロール
型流体機械を提供することを目的とする。
め、請求項1の発明のスクロール型流体機械は、それぞ
れ端板にうずまき状ラップを立設してなる固定スクロー
ルと旋回スクロールとを互いに偏心させ、かつ、位相を
ずらせて噛み合わせたことにより前記各端板間において
前記各うずまき状ラップにより腹側密閉空間と背側密閉
空間とを限界し、前記旋回スクロールを前記旋回スクロ
ールの自転を阻止して公転旋回させることにより吸入口
から前記腹側密閉空間及び前記背側密閉空間内に取り込
まれたガスを圧縮又は膨張させて吐出口から吐出するス
クロール型流体機械において、前記固定スクロール及び
前記旋回スクロールの前記各うずまき状ラップの中央部
先端側部分のみをその縦断面形状が、ラップ高さ方向の
略中間部で上下2段の階段状に形成され、該ラップの段
部より根元側のラップ厚さを厚く、前記端板から離れた
上方段のラップ厚さを薄く形成したことを特徴とする。
は、請求項1に記載のスクロール型流体機械において、
前記各うずまき状ラップの中央部先端側部分を、インボ
リュート曲線で形成されたラップの該インボリュート曲
線のインボリュート伸開角で決まるインボリュート始点
よりも中央部先端側部分とし、該中央部先端側部分のみ
を階段状に形成したことを特徴とする。
は、請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械にお
いて、前記スクロール型流体機械が、前記腹側密閉空間
と前記背側密閉空間とが最外方部に位置するとき、前記
スクロール型流体機械に形成された前記吸入口からガス
を取り込み、前記腹側密閉空間と前記背側密閉空間とが
中央部側へ移動するにつれて前記腹側密閉空間の容積及
び前記背側密閉空間の容積を減少させて、前記スクロー
ル型流体機械に形成された前記吐出口から圧縮ガスを吐
出する圧縮機として構成されていることを特徴とする。
説明すると、図1はその第1実施例のスクロールラップ
の中央部を示す斜視図、図2は図1の平面図、図3は図
1のスクロールの噛み合い状態を示す全体平面図、図4
はその第2実施例のスクロールの中央先端部を示す平面
図、図5は図4のラップを示すV−V矢視断面図であ
る。
ロールの各うずまき状ラップすなわち両スクロールラッ
プ1、2の内端部は、図1〜図3に示すような形状をな
しており、その断面は、図5(A)に示すように、階段
状である。すなわち、インボリュート曲線で形成された
固定スクロール1及び旋回スクロール2の各うずまき状
ラップのインボリュート曲線のインボリュート伸開角で
決まるインボリュート始点よりも中央部先端側の縦断面
形状が、段差により端板から離れる上方段ほどラップ厚
さが薄くなるように上下2段の階段状に形成されてい
る。なお、上下2段の階段状に形成される各うずまき状
ラップ1,2は、図5(A)に示すように、ラップの高
さ方向の略中間部で上下2段に形成され、その根元側の
ラップ厚さがt+δ、上方段側のラップ厚さがt−δと
なっており、根元側のラップ厚さを上方段側のラップ厚
さより厚くしている。
定スクロール1、旋回スクロール2は、図3に示すよう
に、固定スクロール上部ラップ11と旋回スクロール下
部ラップ22、また固定スクロール下部ラップ12と旋
回スクロール上部ラップ21同士は完全に噛み合ってお
り、同図(A),(B),(C)の順に旋回スクロール
2が固定スクロール1の周りを自転することなく不転的
に旋回する。その際、同図(B)に示す最内包圧縮室3
0の容積を、同図(C)に示すようにゼロとなるように
することができる。図4は図2の固定スクロール上部ラ
ップ11と下部ラップ12とで極端に厚さを変えたスク
ロールプロファイルの例を示す。このプロファイルにお
いても完全噛み合いは達成されており、極めて設計自由
度の高いプロファイルであることが判る。さらに、図示
は省略しているが、旋回スクロールと固定スクロールの
中央部プロファイルが同一形状であるという制約は無
く、強度が必要なスクロール側の下部、上部スクロール
の一方の下部ラップが他方の上部ラップより厚いという
ことも可能である。本発明の根本精神は、うずまき体中
央部の強度を上げるために、各うずまき状ラップすなわ
ち各スクロールラップの先端側のラップ厚さを薄くする
とともに、相当分各うずまき状ラップすなわちスクロー
ルラップの根元側のラップ厚さを階段状に厚くすること
にある。このように、各スクロールラップの外側面を軸
方向に段差のない曲面とするとともに、その内側面を根
元から先端に向かって段差により厚さが階段的に減少す
る階段状としたことにより、加工容易で内端部が強いラ
ップが得られる。ちなみに、図5(A)に示すように、
曲げモーメントをM、断面係数をZ、曲げ応力をσとす
ると、応力σは、σ=M/Zで象徴的に表現される。つ
まり、板厚tを大にすると、Zは大となり、σは小とな
る。また、これを完全噛み合いスクロールに適用するこ
とができる。図5(B)は従来より慣用のうずまき体中
央部の断面を示すものである。
ラップすなわち各うずまき状ラップの根元を厚く形成す
ることができるので、うずまき状ラップの中央部先端側
部分のラップ剛性が高く、同部分での発生応力を低く抑
えることが可能となる。また、固定スクロールと旋回ス
クロールとにより対応する段差部において完全噛み合い
とすることもでき、その場合には、最内包圧縮室の容積
はゼロとなり、再膨張による動力損失の発生が防止され
る。上記実施例においては、すべての段が段差によりス
テップ状に変化するのであるから、従来の加工機で容易
に加工可能であり、高性能、高強度の各スクロールラッ
プすなわち各うずまき状ラップを安価に提供することが
できる。
る。 (1)請求項1に記載の発明のスクロール型流体機械に
よれば、それぞれ端板にうずまき状ラップを立設してな
る固定スクロールと旋回スクロールとを互いに偏心さ
せ、かつ、位相をずらせて噛み合わせたことにより前記
各端板間において前記各うずまき状ラップにより腹側密
閉空間と背側密閉空間とを限界し、前記旋回スクロール
を前記旋回スクロールの自転を阻止して公転旋回させる
ことにより吸入口から前記腹側密閉空間及び前記背側密
閉空間内に取り込まれたガスを圧縮又は膨張させて吐出
口から吐出するスクロール型流体機械において、前記固
定スクロール及び前記旋回スクロールの前記各うずまき
状ラップの中央部先端側部分のみをその縦断面形状が、
ラップ高さ方向の略中間部で上下2段の階段状に形成さ
れ、該ラップの段部より根元側のラップ厚さを厚く、前
記端板から離れた上方段のラップ厚さを薄く形成してい
るので、固定スクロール及び旋回スクロールともに根元
を厚くすることができ、その結果各うずまき状ラップす
なわちスクロールラップの剛性が高くなり、各うずまき
状ラップの中央部先端側部分における発生応力が小さく
なり、各うずまき状ラップの中央部先端側部分の強度が
高く、また各うずまき状ラップの形状が段差により端板
から離れる上方段ほど厚さが薄くなる形状であることに
より加工が容易で、動力損失の少ない高効率のスクロー
ル型流体機械を得ることができる。 (2)請求項2の発明のスクロール型流体機械によれ
ば、請求項1に記載のスクロール型流体機械において、
前記各うずまき状ラップの中央部先端側部分を、インボ
リュート曲線で形成されたラップの該インボリュート曲
線のインボリュート伸開角で決まるインボリュート始点
よりも中央部先端側部分とし、該中央部先端側部分のみ
を階段状に形成しているので、固定スクロール及び旋回
スクロールともに根元を厚くすることができ、その結
果、各うずまき状ラップの剛性が高くなり、各うずまき
状ラップの中央部先端側部分における発生応力が小さく
なり、各うずまき状ラップの中央部先端側部分の強度が
高く、また、各うずまき状ラップの形状が、インボリュ
ート曲線を利用して形成される形状である一方、段差に
より端板から離れる上方段ほど厚さが薄くなる形状であ
ることにより、加工が容易で、動力損失の少ない高効率
のスクロール型流体機械を得ることができる。 (3)請求項3の発明のスクロール型流体機械によれ
ば、請求項1又は2に記載のスクロール型流体機械にお
いて、前記スクロール型流体機械が、前記腹側密閉空間
と前記背側密閉空間とが最外方部に位置するとき、前記
スクロール型流体機械に形成された前記吸入口からガス
を取り込み、前記腹側密閉空間と前記背側密閉空間とが
中央部側へ移動するにつれて前記腹側密閉空間の容積及
び前記背側密閉空間の容積を減少させて、前記スクロー
ル型流体機械に形成された前記吐出口から圧縮ガスを吐
出する圧縮機として構成されているので、固定スクロー
ル及び旋回スクロールともに根元を厚くすることがで
き、その結果各うずまき状ラップの剛性が高くなり、各
うずまき状ラップの中央部先端側部分における発生応力
が小さくなり、各うずまき状ラップの中央部先端側部分
の強度が高く、また各うずまき状ラップの形状が、段差
により端板から離れる上方段ほど厚さが薄くなる形状で
あることにより加工が容易で、圧縮機効率の良い高性能
の圧縮機を得ることができる。
を示す部分斜視図である。
クロールとの噛み合い状態の変化を示す説明図である。
体平面図である。
面図であり、同図(B)は従来より慣用のラップの断面
図である。
クロール型圧縮機の旋回スクロールの不転的旋回要領を
示す作動原理説明図である。
ロール型圧縮機の旋回スクロールの不転的旋回要領を示
す作動原理説明図である。
スクロール及びそのうずまき体の断面を示す図である。
ロールを示す斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 それぞれ端板にうずまき状ラップを立設
してなる固定スクロールと旋回スクロールとを互いに偏
心させ、かつ、位相をずらせて噛み合わせたことにより
前記各端板間において前記各うずまき状ラップにより腹
側密閉空間と背側密閉空間とを限界し、前記旋回スクロ
ールを前記旋回スクロールの自転を阻止して公転旋回さ
せることにより吸入口から前記腹側密閉空間及び前記背
側密閉空間内に取り込まれたガスを圧縮又は膨張させて
吐出口から吐出するスクロール型流体機械において、前
記固定スクロール及び前記旋回スクロールの前記各うず
まき状ラップの中央部先端側部分のみをその縦断面形状
が、ラップ高さ方向の略中間部で上下2段の階段状に形
成され、該ラップの段部より根元側のラップ厚さを厚
く、前記端板から離れた上方段のラップ厚さを薄く形成
したことを特徴とする、スクロール型流体機械。 - 【請求項2】 請求項1に記載のスクロール型流体機械
において、前記各うずまき状ラップの中央部先端側部分
を、インボリュート曲線で形成されたラップの該インボ
リュート曲線のインボリュート伸開角で決まるインボリ
ュート始点よりも中央部先端側部分とし、該中央部先端
側部分のみを階段状に形成したことを特徴とする、スク
ロール型流体機械。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載のスクロール型流
体機械において、前記スクロール型流体機械が、前記腹
側密閉空間と前記背側密閉空間とが最外方部に位置する
とき、前記スクロール型流体機械に形成された前記吸入
口からガスを取り込み、前記腹側密閉空間と前記背側密
閉空間とが中央部側へ移動するにつれて前記腹側密閉空
間の容積及び前記背側密閉空間の容積を減少させて、前
記スクロール型流体機械に形成された前記吐出口から圧
縮ガスを吐出する圧縮機として構成されていることを特
徴とする、スクロール型流体機械。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002029482A JP3350039B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | スクロール型流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002029482A JP3350039B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | スクロール型流体機械 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000101830A Division JP3350024B2 (ja) | 1995-08-31 | 2000-04-04 | スクロール型流体機械 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002276570A true JP2002276570A (ja) | 2002-09-25 |
JP3350039B2 JP3350039B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=19192462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002029482A Expired - Lifetime JP3350039B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | スクロール型流体機械 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3350039B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022113559A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社 | スクロール圧縮機 |
-
2002
- 2002-02-06 JP JP2002029482A patent/JP3350039B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022113559A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社 | スクロール圧縮機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3350039B2 (ja) | 2002-11-25 |
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