JP2721668B2 - 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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- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はうずまき体を有するスクロール型流体機械に
関する。 〔従来の技術〕 例えば、公知のスクロール型圧縮機は、第８図の作動
原理図に示すように、同一形状の２つのうずまき体の一
方２を略中央に吐出口４を有するシール端板に固定し、
両者を相対的180°回転させ、かつこの両者のうずまき
体が51,52及び51′,52′の４点で互いに接触するよう
に、距離２ρ（＝うずまきのピッチー２×うずまきの板
厚）だけ相対的にずらして、互いに重ね合わせ、一方の
うずまき体２を静止し、他方のうずまき体１をクランク
半径ρを有するクランク機構にて、一方のうずまき体２
の中心Ｏの周りに自転を行なうことなく半径ρ＝OO′で
公転運動をなすように構成される。 そうすると、２つのうずまき体1,2間には、両うずま
き体が当接する点51,52及び点51′,52′間に密閉された
小室3,3が形成され、密閉小室3,3の容積がうずまき体１
の公転に伴い徐々に変化する。 すなわち、同図（１）の状態からうずまき体１をまず
90°公転させると、同図（２）となり、180°公転させ
ると同図（３）に、270°公転させると同図（４）とな
り、この間、小室３の容積は徐々に減少し、同図（４）
では２つの小室3,3は連通して小室53となり、同図
（４）の状態から更に90°公転すると、同図（１）とな
り、小室53の容積は同図（２）より同図（３）へとその
容積を減少し、同図（３）と同図（４）の間で最小の容
積となり、この間、同図（２）で開き始めた外側空間が
同図（３）、同図（４）から同図（１）に移り、新たな
気体を取り込んで密閉小室を形成し、以後これを繰り返
し、うずまき体外側空間より取り込まれた気体が圧縮さ
れ吐出口４より吐出される。 上記は、スクロール型圧縮機の作動原理であるが、ス
クロール型圧縮機は具体的には、第９図縦断面図に示す
ように、ハウジング10はフロントエンドプレート11、リ
ヤエンドプレート12、シリンダープレート13よりなり、
リヤエンドプレート12に吸入口14、吐出口15を突設する
とともに、うずまき体252及び円板251よりなる静止スク
ロール部材25を固定し、フロントエンドプレート11にク
ランクピン23を有する主軸17を枢着し、クランクピン23
に、第10図（第９図のＸ−Ｘ断面図）に示すように、ラ
ジアルニードルからなる旋回軸受26、公転スクロール部
材24のボス243、角筒部材291、摺動体271、リング部材2
92、回り止め293等よりなる公転機構を介して、うずま
き体242及び円板241よりなる公転スクロール部材24が付
設されている。 このようなスクロール型圧縮機のうずまき体1,2の形
状を決めるものとしては、例えば本発明者らが先に提案
した特願昭56−197672号に詳細に述べたように、うずま
き体の外側及び内側の曲線の大部分をインボリュート関
数で構成することができるのであるが、作動原理で述べ
たように、小室53は漸時その容積を減少し、これにより
吐出ポートから高圧の流体が吐出される際、うずまき体
には厚さがあるため小室の容積は零とはならず、いわゆ
るトップクリアランス容積を残す現象が存在する。 すなわち、第11図要部拡大図に示すように、同図
（１）は第８図（３）に対応し、２つのうずまき体1,2
の２つの当接点52,52′間に形成された小室53は、更に
公転すると同図（２）のようになり、ここで小室53の容
積は最小となり、更にうずまき体１を公転させると、２
つのうずまき体1,2は離れ、当接点52,52′はなくなり、
２つのうずまき体1,2間で形成されていた小室53は各々
のうずまき体外側に形成されている小室3,3に連通す
る。 このため、同図（２）で表される小室の最小容積中の
高圧流体は、吐出ポートすなわち吐出口４より外部へ吐
出されることなく、再度小室3,3に連通されてしまい、
このトップクリアランス容積の流体に対してなされた圧
縮機の仕事はそのまま損失となるのである。 また、うずまき体1,2の中央部先端はそれぞれシャー
プエッジとなっているので、運転中にこの部分が破損す
ることがあり、さらにこの先端部分の機械加工に工数が
かかっている。 このような不都合の解消のため、本発明者らは特願昭
57−206088号において、トップクリアランス容積を実質
的に零となし、損失を最小とする高効率、長寿命かつ製
作容易な回転式流体機械を提供することを目的とし、そ
れぞれ同一形状のうずまき体よりなる静止側うずまき体
及び旋回側うずまき体を備えたものにおいて、両うずま
き体の当接点間に形成される中央部の小室容積が両うず
まき体の相対的旋回に伴い実質的に零になるようにする
とともに、両うずまき体をそれぞれ外側曲線と、内方に
円弧を有する内側曲線と、上記両曲線を接続する円弧と
で形成したことを特徴とする形状を提案した。 以下に、特願昭57−206088号所載のうずまき体の形状
を示すと、第12図において、501は静止側うずまき体、6
01,602はそれぞれうずまき体501の外側曲線、内側曲線
で、外側曲線601は基円半径ｂ、始点Ａのインボリュー
ト曲線、内側曲線602のEF間は外側曲線601と角度π−
（ρ/b）だけ位相をずらせたインボリュート曲線、DE間
は半径Ｒの円弧とし、外側曲線601と内側曲線602を接続
する接続曲線603は半径ｒの円弧とし、点Ａは外側曲線6
01のインボリュート始点、点Ｂは外側曲線601と接続曲
線603の境界点で、両曲線はこの点でそれぞれの接線を
等しくする、点Ｃは外側曲線601の十分外方の点、点Ｄ
は内側曲線602と接続曲線603の境界点で、ここで半径Ｒ
及びｒの２つの円弧は接する、点Ｅは内側曲線602の円
弧（DE間）とインボリュート曲線EFの境界点で、ここで
両曲線はそれぞれの接線を等しくする。点Ｆは内側曲線
602の十分外方の点である。 他方の公転側うずまき体502も同様である。 ここで、半径R,rは下記式で表される。 Ｒ＝ρ＋ｂβ＋ｄ ｒ＝ｂβ＋ｄ ただし、ρ：公転半径 b:基円半径 ｄ＝［b2−（ρ/2）＋ｂβ］2/2［（ρ/2）＋ｂβ］ β：パラメーター で、βは原点Ｏを通る直線と負のＸ軸がなす角であり、
原点Ｏを通り、角βの直線と基円との２つの交点と直線
EO2及び直線BO1はそれぞれ平行直線上に存在し、直線EO
2及び直線BO1は上記交点にて基円に接している。 また、特願昭57−206088号と同様な思想で特願昭57−
167063号が提案されており、この提案では第13図に示す
ように、両円弧の半径は、 Ｒ＝［（2rg・α＋π・rg−２β・rg）2＋（2rg）2］／
［４（2rg・α＋π・rg−２β・rg）］＋（ro）/2;r＝
Ｒ−ro で与えられる。ただし、rg:基礎円半径、β：内外壁の
位相角（２β・rg:壁厚）、ro：旋回半径である。 〔発明が解決しようとする問題点］ 以上の特願昭57−206088号、特願昭57−167063号にて
従来のものの欠点であるトップクリアランスの解消及び
うずまき体中央部のシャープエッジの解消による強度の
アップが図られているのであるが、まだ次のような問題
点がある。 すなわち、上記両提案では、いずれも基本的に両うず
まき体の板厚が同一（インボリュート部分の板厚）のも
のを対象にしており、うずまき形状は両スクロールとも
同一であるから、このため、特に機械を大型化あるいは
高速化する場合には、公転スクロール部材（公転側うず
まき体）に大きな遠心力が発生し、公転スクロール部材
を駆動する旋回軸受の寿命が不足する場合がある。 この解決として公転スクロール部材を比重の小さい例
えばA1材料で製作することが考えられるが、この場合に
はA1の強度が比較的低いためうずまき体の強度が問題と
なる。すなわち、遠心力を受けない固定スクロール部材
には比較的比重の大きな強度の高い例えば鉄系の材料を
用い、遠心力が問題となる旋回スクロール部材に比較的
比重の小さい強度の低い例えばA1材を用いると、両うず
まき体の板厚が同一である関係し、固定うずまき体の強
度が大きく、旋回うずまき体の強度が小さくなってしま
い、強度にアンバランスが生ずることであり、この不都
合は、従来の構造では旋回、固定の両うずまき体を同一
形状で構成することに起因している。 本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、
トップクリアランスボリュームが実質的に零となるとと
もに、うずまき体の強度を高め、あるいは吐出ポート設
置のためのスペースを確保することのできるうずまき体
を有するスクロール型流体機械を提供することを目的と
する。 〔問題点を解決するための手段〕 そのため、本発明のスクロール型流体機械は、対のう
ずまき体のうちの一方のうずまき体と他方のうずまき体
とが噛み合って接する接点間に形成される室の容積が上
記一方のうずまき体に対する上記他方のうずまき体の相
対的旋回運動に伴って実質的に零になるスクロール型流
体機械において、上記一方のうずまき体が上記各うずま
き体のインボリュート曲線部の板厚の和が不変の下に与
えられたインボリュート曲線部の板厚変化量で決まるイ
ンボリュート曲線部と同インボリュート曲線部に連続す
るうずまき体中央部とを有し、上記他方のうずまき体も
上記各うずまき体のインボリュート曲線部の板厚の和が
不変の下に与えられたインボリュート曲線部の板厚変化
量で決まるインボリュート曲線部と同インボリュート曲
線部に連続するうずまき体中央部とを有し、上記各うず
まき体のうちのいずれか一方の中央部が他方のうずまき
体のインボリュート曲線部から同インボリュート曲線部
に連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑らか
に当接して完全噛み合いをするように下記式（１）に従
う接続内側曲線と下記式（２）に従う接続外側曲線とに
よって決まる形状を有し、上記各うずまき体のうちの他
方のうずまき体中央部が上記一方のうずまき体のインボ
リュート曲線部から同インボリュート曲線部に連続する
うずまき体中央部にわたって連続的に滑らかに当接して
完全噛み合いをするように下記式（17）に従う接続内側
曲線と下記式（18）に従う接続外側曲線とによって決ま
る形状を有していることを特徴としている。 上記一方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
内側曲線の式として、 上記一方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
外側曲線の式として、 上記他方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
内側曲線の式として、 上記他方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
外側曲線の式として、 ここに、 b:インボリュート曲線部の基円の半径、 ρ：旋回側うずまき体の旋回半径、 β1：静止側うずまき体の内側および旋回側うずまき体
の外側のインボリュート曲線部の開始角、 β2：旋回側うずまき体の内側および静止側うずまき体
の外側のインボリュート曲線部の開始角、 t:伸開角変数 であり、さらに n1：静止側うずまき体の接続外側曲線と旋回側うずまき
体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円とな
るn1＝０または１を除いた正の実数、 n2：旋回側うずまき体の接続外側曲線と静止側うずまき
体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円とな
るn2＝０または１を除いた正の実数、 ΔT1：旋回側うずまき体の背側の板厚増加量（静止側う
ずまき体の腹側の板厚の減少量）、 ΔT2：旋回側うずまき体の腹側の板厚増加量（静止側う
ずまき体の背側の板厚の減少量） とし、 ε1＝ΔT1/b ε2＝ΔT2/b とおいたとき、上記式（１）、（２）、（17）、（18）
中の各記号および変数は以下の式（３）ないし（15）を
満足するものとする。 λ＝ρ／（2b） ・・・（14） r1（ｔ）＝R1sinn1（ｔ−β1） ・・・（３） r2（ｔ）＝R2sinn2（ｔ−β2） ・・・（４） tc＝T1＋（π/2）＋β1 ・・・（５） d1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1）−２λ−β1−ε1 ・・・（６） R1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1） ・・・（７） cosn1T1［cosT1−（２λ＋β1−ε1）sinT1−λsin（ta
n-1(n1tanT1））］＋λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−
１＝０ ・・・（８） β2＝tc−（π/2）−T2 ・・・（９） n2＝n1［（tanT1）／（tanT2）］ ・・・（10） d2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2）−［tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2 ・・・（11） R2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2） ・・・（12） cosn2T2［cosT2（tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2）sinT2
−λsin（tan-1(n2tanT2））］＋λsin（T2＋tan-1(n2t
anT2））−１＝０ ・・・（13） また、本発明のスクロール型流体機械は、上述の本発
明のスクロール型流体機械において、上記一方のうずま
き体のインボリュート曲線部の板厚と上記他方のうずま
き体のインボリュート曲線部の板厚とが相等しく、上記
一方のうずまき体のうずまき体中央部が上記他方のうず
まき体のインボリュート曲線部から同インボリュート曲
線部に連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑
らかに当接して完全噛み合いをするとともに上記他方の
うずまき体のうずまき体中央部が上記一方のうずまき体
のインボリュート曲線部から同インボリュート曲線部に
連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑らかに
当接して完全噛み合いをするように、上記一方のうずま
き体のうずまき体中央部および上記他方のうずまき体の
うずまき体中央部がそれぞれ下記式（23）に従う接続内
側曲線と下記式（24）に従う接続外側曲線とによって決
まる形状を有していることを特徴としている。 上記各うずまき体のうずまき体中央部の上記接続内側
曲線の式として、 上記各うずまき体のうずまき体中央部の上記接続外側曲
線の式として、 ここに、 n1＝n2＝ｎ≠０または１ ε1＝ε2＝０ であって、上記式（23）および（24）中の各記号および
変数は、以下の式（3a）、（5a）ないし（8a）を満足す
るものとする。 ｒ（ｔ）＝Rsinn（ｔ−β） ・・・（3a） tc＝Ｔ＋π/2＋β ・・・（5a） d/b＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT）−１］／（λsinTc
osnＴ）−２λ−β＋ε ・・・・・・（6a） R/b＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT）−１］／（λsinTc
osnＴ） ・・・（7a） cosnＴ［cosT−（２λ＋β−ε）sinT−λsin（tan
-1（n tanT））］＋λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１
＝０ ・・・（8a） 〔作用〕 このような構成により、うずまき体は、トップクリア
ランスボリュームを零に保ちながら、両うずまき体の板
厚を変え、所要の強度を得ることができ、またうずまき
の諸元b,ρ，βを変えることなく、パラメーターにより
その強度を大きくし、大きな面積の吐出ポートを設ける
ことができる。 〔実施例〕 本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図
はその静止側うずまき体を示す正面図、第２図はその旋
回側うずまき体を示す正面図、第３図は第１図及び第２
図の両うずまき体の噛み合い状態の進展状況を示す説明
図、第４図は第１図、第２図においてΔＴ＝O,β1＝β2
＝βとした場合のうずまき体を示す正面図、第５図は第
４図の静止側うずまき体においてパラメーターｎを変化
させた場合を示す同じく正面図、第６図は第１図の静止
側うずまき体の接続内側曲線及び接続外側曲線に対し逃
げを与えた場合を示す同じく正面図、第７図は第１図の
静止側うずまき体の接続内側曲線全体と接続外側曲線の
一部に逃げを与えた場合を示す同じく正面図である。 まず、旋回側うずまき体の背側をΔT1だけ厚くする場
合について説明する。第１図において、静止側うずまき
体は次の要領で形成される。すなわち、基円半径ｂの円
上で、Ｘ軸上の点Afよりインボリュート曲線AfCfを画
き、このインボリュート曲線AfCfとオフセット角εｆ
が、 εｆ＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） だけずれたインボリュート曲線GfFfを画く。 ここに、点Af、点Gfは半径ｂのインボリュート曲線の
基円上の点であり、 ∠AfOGf＝εｆ＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） 点Ff,Cfはそれぞれのインボリュート曲線上の十分外方
の任意の点である。 ｂ ：インボリュートの基円半径 ρ ：旋回側うずまき体の旋回半径 ΔT1 ：静止側うずまき体の腹側の板厚減少量 次に、基円中心Ｏを通り、負のＸ軸方向と角β1，角
β2をなす直線OP′及びOP（P,P′は基円上の点）を引
き、P,P′より基円の接線を引き、点P,点Ｐ′からの接
線とインボリュート曲線AfCf,GfFfとの交点をそれぞれB
f,Efとする。 こうして、静止側うずまき体2000をBfCfで表されるイ
ンボリュート曲線の一部である外側曲線2001と、EfFfで
表されるインボリュート曲線の一部である内側曲線2002
で構成する。 ここで、静止側うずまき体2000のインボリュート部分
の板厚Trfは、 Trf＝πｂ−ρ−ΔT1 となる。 また、外側曲線2001（BfCf）の始点Bfと、内側曲線20
02（EfFf）の始点Efとの間の曲線BfDfEfのうち、接続内
側曲線DfEf（曲線2004）を下記式（１）、接続外側曲線
DfBf（曲線2003）を下記式（２）で構成する。 静止側うずまき体のうずまき体中央部の接続内側曲線
の式 静止側うずまき体のうずまき体中央部の接続外側曲線
の式 ここに、 ｂ ：インボリュート曲線の基円の半径、 ρ ：旋回側うずまき体の旋回半径、 β1 ：静止側うずまき体の内側および旋回側うずまき
体の外側のインボリュート曲線部の開始角、 β2 ：旋回側うずまき体の内側および静止側うずまき
体の外側のインボリュート曲線部の開始角、 ｔ ：伸開角変数 であり、さらに n1 ：静止側うずまき体の接続外側曲線と旋回側うず
まき体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円
となるn1＝０または１を除いた正の実数、 n2 ：旋回側うずまき体の接続外側曲線と静止側うず
まき体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円
となるn2＝０または１を除いた正の実数、 ΔT1 ：旋回側うずまき体の背側の板厚増加量（静止側
うずまき体の腹側の板厚減少量）、 ΔT2 ：旋回側うずまき体の腹側の板厚増加量（静止側
うずまき体の背側の板厚減少量）、とし、 ε1＝ΔT1/b ε2＝ΔT2/b とおいたとき、上記式（１）、（２）、（17）、（18）
中の各記号および変数は以下の式（３）ないし（15）を
満足するものとする。 λ＝ρ／（2b） ・・・（14） r1（ｔ）＝R1sinn1（ｔ−β1） ・・・（３） r2（ｔ）＝R2sinn2（ｔ−β2） ・・・（４） tc＝T1＋（π/2）＋β1 ・・・（５） d1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1）−２λ−β1−ε1 ・・・（６） R1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1） ・・・（７） cosn1T1［cosT1−（２λ＋β1−ε1）sinT1−λsin（ta
n-1(n1tanT1））］＋λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−
１＝０ ・・・（８） β2＝tc−（π/2）−T2 ・・・（９） n2＝n1［（tanT1）／（tanT2）］ ・・・（10） d2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2）−［tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2 ・・・（11） R2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2） ・・・（12） cosn2T2［cosT2（tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2）sinT2
−λsin（tan-1(n2(tanT2））］＋λsin（T2＋tan-1(n2
tanT2））−１＝０ ・・・（13） 以上の式（１），（２）で接続内側曲線DfEf及び接続
外側曲線DfBfを構成すると、点Bfにおいて、インボリュ
ート曲線の点Bf上の接線と接続外側曲線DfBfの点Bf上の
接線とが等しくなり、また点Efにおいて、インボリュー
ト曲線EfFfの点Ef上の接線と接続内側曲線DfEfの点Efの
接線とが等しくなり、更に点Dfにおいて、接続外側曲線
DfBfの点Df上の接線と接続内側曲線DfEf上の点Dfの接線
とが等しくなるのである。 次に、この静止側うずまき体に対応する旋回側うずま
き体3000は第２図において、次の要領で形成される。 まず、基円半径ｂの円に沿ってＸ軸に対し角ε1＝ΔT
1/bだけ回転させた始点Aoからインボリュート曲線を画
き、このインボリュート曲線AoCoとオフセット角ε
oが、 εｏ＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） だけずれたインボリュート曲線GoFoを画く。 ここに、点Ao，点Goは半径ｂのインボリュートの基円
上の点であり、 ∠AoOGo＝εo＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） 点FoCoはそれぞれのインボリュート曲線上の十分外方の
任意の点である。 次に、静止側うずまき体と同様に、基円中心Ｏを通り
負のＸ軸と角β2，β1をなす直線OP′及びOP（P,P′は
基円上の点）を引き、P,P′よりそれぞれ基円の接線を
引き、点P,点Ｐ′からの接線とインボリュート曲線AoCo
及びGoFoとの交点をそれぞれBo，Eoとする。 こうして、旋回側うずまき体3000をBoCoで表されるイ
ンボリュート曲線の一部である外側曲線3001と、EoFoで
表されるインボリュート曲線の一部である内側曲線3002
で構成する。 ここで、旋回側うずまき体3000のインボリュート曲線
部分の板厚Troは Tro＝πｂ＋ρ＋ΔT1 となる。 また、外側曲線3001（BoCo）の始点Boと内側曲線3002
（EoFo）の始点Eoとの間の曲線BoDoEoは上記静止側うず
まき体の場合と同様に、接続内側曲線DoEo（曲線3004）
を下記式（17）、接続外側曲線DoBo（曲線3003）を下記
式（18）で構成し、両式の各変数及び記号の説明は静止
側うずまき体の場合と同一である。 旋回側うずまき体のうずまき体中央部の接続内側曲線
の式 旋回側うずまき体のうずまき体中央部の接続外側曲線
の式 以上の式（17）および式（18）で旋回側うずまき体30
00の接続内側曲線DoEo及び接続外側曲線DoBoを構成する
と、静止側うずまき体2000の場合と同様に、点Boにおい
て、インボリュート曲線の点Bo上の接線と接続外側曲線
DoBoの点Bo上接線とが等しくなり、また点Eoにおいて、
インボリュート曲線EoFoの点Eo上の接線と接続内側曲線
DoEo上の点Eoの接線とが等しくなり、更に点Doにおい
て、接続外側曲線DoBoの点Do上の接線と接続内側曲線Do
Eo上の点Do上の接線とが等しくなり、以下の関係が成立
する。 ε＝ΔT1/b ・・・（16） ε1＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） ＝π−（ρ/b）−ε1 ・・・（19） εo＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） ＝π−（ρ/b）＋ε1 ・・・（20） Trf＝πｂ−ρ−ΔT1 ・・・（21） Tro＝πｂ−ρ＋ΔT1 ・・・（22） 従って、ρ,b,ΔT1，β1，n1の数値を与えて前式より
β2，n2を求め、両うずまき体の形状を決定することが
可能となる。 ΔT2≠０である場合にも、以上の考え方と同様の考え方
に従って、両うずまき体の形状を決定することが可能で
ある。 このようにして形成された板厚を異にする静止側うず
まき体2000及び旋回側うずまき体3000は、第３図に示す
ように、互いに180°位相をずらして噛み合わされ、公
転半径ρで旋回側うずまき体3000が静止側うずまき体20
00のまわりを旋回する。 まず、第３図（１）は、静止側うずまき体2000の点B
f,点Ffと旋回側うずまき体3000の点Eo，点Boとがそれぞ
れ噛み合った状態で、小室4000を形成し、この位置まで
両うずまき体はインボリュート曲線上を噛み合ってい
る。 さらに、旋回側うずまき体を旋回させると同図（２）
のようになり、静止側うずまき体2000の接続内側曲線上
の点Hfと接続外側曲線上の点Ifで、旋回側うずまき体30
00の上の接続外側曲線上の点Ioと接続内側曲線の点Hoが
それぞれ噛み合い、小室4000を形成し続けている。 さらに、旋回側うずまき体を旋回させると、同図
（３）に示すように、両うずまき体2000,3000は、静止
側うずまき体2000上の点Dfと旋回側うずまき体3000上の
点Doとの一点でのみ噛み合い、ここで小室4000の容積は
零となる。 さらに、旋回側うずまき体3000を旋回させると、両う
ずまき体は離れ初め、同図（４）の状態を経て同図
（１）の状態に戻るので、本装置によれば、板厚の異な
る両うずまき体にてトップクリアランスボリュームを零
に保ちながら、圧縮された流体は吐出ポート（図示せ
ず）より外部へ吐出さ、圧縮機が流体になした仕事はす
べて流体に与えられ、損失はなくなる。 上記実施例において、静止側うずまき体及び旋回側う
ずまき体の板厚は、前記式（21）、式（22）でそれぞれ
与えられ、各うずまき体の中央部の形状もこれらのイン
ボリュート部分に対応して変化しており、変数ΔT1ある
いはΔT2によりうずまき体の強度を適宜変えることがで
きるので、希望する条件にあった形状、板厚、強度を、
ΔT1およびΔT2を決定することにより決めることができ
る。 例えば、静止側うずまき体を鉄材料で作り、旋回側う
ずまき体をA1材料で作って、ΔT1およびΔT2を適宜選定
することにより、両うずまき体の強度をほぼ同一にする
ことができる。 ここで、ΔT1＝0,ΔT2＝0,β1＝β2＝βとした場合の
例を、第１図および第２図に示した基円半径b,旋回半径
ρと同一の基円半径、旋回半径を用いて図示すると第４
図となり、第４図は静止側うずまき体及び旋回側うずま
き体の形状を表している。 すなわち、 n1＝n2＝ｎ Trf＝Tro＝πｂ−ρ となり、静止側うずまき体及び旋回側うずまき体は同一
形状となり、下記の３点は互いに一致する。 点Bf≡点Bo≡点Bfo 点Af≡点Ao≡点Afo 点Ef≡点Eo≡点Efo すなわち、本発明の１実施例に係る第１図および第２
図は、第４図の静止側うずまき体のインボリュート部分
の板厚Trf＝旋回側うずまき体のインボリュート部分の
板厚Troに対し、ΔT1だけ減じた板厚を有する静止側う
ずまき体と、第４図の旋回側うずまき体の板厚に対しΔ
T1だけ増加した板厚を有する旋回側うずまき体とを表し
ていることとなる。 また、上記実施例（ΔT1＝0,ΔT2＝0,β1＝β2＝β）
において、前述のようにパラメーターn1，n2は等しくな
りこれをｎ＝n1＝n2で表すと、パラメーターｎを変える
ことにより、うずまき体の中央部形状を変えることがで
きる。 すなわち、この場合には前記式（１）及び式（17）で
表される静止側うずまき体の接続内側曲線と旋回側うず
まき体の接続内側曲線とは同一となり、これを の形で表すと、次式のようになる。 同様に、上記式（２）及び式（18）で表される静止側
うずまき体の接続外側曲線と旋回側うずまき体の接続外
側曲線とは同一となり、これを の形で表すと、次式のようになる。 ただし、tc≦ｔ≦（π/2）＋β ここに、上記条件から、 ΔT1＝ΔT2＝0,β1＝β2＝β，n1＝n2ｎ≠０ とおくと、パラメーター間の関係式（５），（８），
（10），（13）において、 式（５）＝式（９）＝式（5a） 式（８）＝式（13）＝式（8a） となり、また式（10）からT1＝T2となるから、 tc＝Ｔ＋π/2＋β ・・・（5a） T1＝T2＝Ｔ ・・・（10a） cosnＴ［cosT−（２λ＋β−ε）sinT−λsin（tan
-1（n tanT））］＋λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１
＝０ ・・・（8a） が成り立ち、式（６）および（８）、さらに式（７）お
よび式（12）から、 d1/b＝d2/2 ＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１］／（λsi
nTcosnＴ）］−２λ−β＋ε＝d/b ・・・（6a） R1/b＝R2/b ＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１］／（λsi
nTcosnＴ）］＝R/b ・・・（7a） さらに式（３）および式（４）は r1（ｔ）＝r2（ｔ）＝Ｒsinn（ｔ−β）＝ｒ（ｔ） ・・・（3a） となる。 これらの関係から、式（１）と式（17）、式（２）と
式（18）とがそれぞれ同値となり、本発明の基本的な構
成における特別な場合として式（23）および式（24）が
得られる。 また、例として下記の関係式が成立するものとして取
り扱うことができる。 r1（ｔ）＝R1sin（ｔ−β） ・・・（29） r2（ｔ）＝R2sin（ｔ−β） ・・・（30） tc＝（π/2）＋β−tan-1（λ＋β） ・・・（31） d1/b＝1/（λ＋β）＋λ ・・・（32） R1/b＝［１＋（λ＋β）2］／（λ＋β）＋２λ ・・・（33） d2/b＝［1/（λ＋β）］＋λ ・・・（34） R2/b＝｛［１＋（λ＋β）2］／（λ＋β）｝＋２λ ・・・（35） この例を第５図に示すと、第５図（２）は、第５図
（１）及び第１図に示した静止側うずまき体2000に対し
中央部の強度を上げるためにパラメーターｎを変化させ
て接続外側曲線を第５図（１）の2003から2003Cのよう
に、この部分の曲率半径を相対的に大とした場合であ
り、これに対応する接続内側曲線は2004Cとなる。 また逆に、強度が不要の場合にはｎを変化させて、第
５図（３）に示すように、接続外側曲線を2003Dのよう
に、この部分の曲率半径を相対的に小とすることもで
き、これに対応する接続内側曲線は2004Dとなる。 この場合、対応する静止側うずまき体においても同様
の形状変化が生ずるので、接続内側曲線近傍における吐
出ポートの面積を大きくとることができる。 第５図（４）は、第５図（１）、第５図（２）、第５
図（３）を重ね合わせて示したものである。 ここで、ｎ＝０または１とすると、接続内側曲線を表
す式（１）、式（17）及び接続外側曲線を表す式
（２）、式（18）はそれぞれ円弧となり、これらの半径
は次のようになる。なお、この場合には従来の特願昭57
−206088号のものとなり、本発明においてｎ＝０および
１の場合は除かれる。 参考までにｎ＝１とした場合について説明する。 （ｉ）静止側うずまき体の接続内側曲線および接続外側
曲線 接続内側曲線の半径Rfは、 Rf＝R1/2 ・・・（25） 接続外側曲線の半径rfは rf＝（R2/2）−ρ ・・・（26） （ii）旋回側うずまき体の接続内側曲線および接続外側
曲線 接続内側曲線の半径Roは Ro＝R1/2 ・・・（27） 接続外側曲線の半径roは ro＝（R1/2）−ρ ・・・（28） すなわち、この場合には、うずまき体の中央部の形状
が円弧の接続となり、形状が簡単となる。 本発明について、その意図を逸脱することなく、下記
のような多くの応用例を挙げることができる。 （１）静止側うずまき体の形状を式（１）および式
（２）により、また旋回側うずまき体の形状を式（17）
および式（18）により決めることができるとともに、旋
回側うずまき体の形状を式（１）および式（２）によ
り、また静止側うずまき体の形状を式（17）および式
（18）により決めることもできる。 さらに、静止側うずまき体の板厚に対し旋回側うずま
き体の板厚を厚くすることができる外、必要に応じて旋
回側うずまき体の板厚に対し静止側うずまき体の板厚を
厚くすることもできる。 （２）実際の流体機械では、うずまき体に加工誤差が生
ずるものであるから、この加工誤差による接続曲線間の
異常当たりを回避するため、接続曲線部分でわずかな逃
げ寸法のクリアランスΔを設けるようにしてもよい。 第６図は、上記逃げ寸法のクリアランスΔを与えた例
を示し、第１図の静止側うずまき体に対し、接続内側曲
線2004,接続外側曲線2003にわずかなクリアランスΔを
設けた接続内側曲線2004−ａ、接続外側曲線2003−ａと
した場合である。 なお、対応する相手側の旋回側うずまき体においても
同様に逃げ寸法のクリアランスΔを設けてもよく、また
静止側うずまき体と旋回側うずまき体とに対して異なっ
た逃げ寸法のクリアランスを設けてもよく、さらにいず
れか一方あるいは両方に逃げを設けなくても勿論よい。 （３）さらに、図７はわずかな逃げ寸法のクリアランス
Δを図１の静止側うずまき体の接続内側曲線全体と接続
外側曲線の一部に設けた場合を示し、図１の接続内側曲
線2004の全体および接続外側曲線2003の一部に対しわず
かなクリアランスΔを設けて接続内側曲線2004−b,接続
外側曲線2003−ｂとした場合である。この場合において
も、相手側の旋回側うずまき体についても逃げ寸法のク
リアランスを設けてもよいし、設けなくてもよい。 （４）以上は、圧縮機について述べたが、一対のうずま
き体を有するスクロール型流体機械であれば、イクスパ
ンダー、ポンプ等にも本発明を適用することができる。 ［発明の効果］ 本発明のスクロール型流体機械によれば、以下のよう
な効果が得られる。特許請求の範囲（１）に係る発明に
よれば、 （１）対のうずまき体の任意の一方のうずまき体のうず
まき体中央部が他方のうずまき体のインボリュート曲線
部から同インボリュート曲線部に連続するうずまき体中
央部にわたって連続的に滑らかに当接して完全噛み合い
をするようにして、静止側うずまき体の板厚および旋回
側うずまき体の板厚を相互に関連性を持たせて自在にか
つ適正に選択することができる。 （２）トップクリアランスを確実に零とすることができ
る。 （３）インボリュート曲線の基円の半径ｂ、旋回側うず
まき体の旋回半径ρ、インボリュート成立限界パラメー
ターであるインボリュート曲線部の開始角βを変えるこ
となく、うずまき体中央部のみの形状を変えて、うずま
き体の強度の向上を図ることができる。 （４）対のうずまき体の板厚やうずまき体中央部の形状
を自在に選択して各うずまき体の強度を大きくすること
ができ、その結果大きな面積の吐出ポートを設けること
が可能となる。 特許請求の範囲（２）に係る発明によれば、 （１）対のうずまき体の任意の一方のうずまき体のうず
まき体中央部が他方のうずまき体のインボリュート曲線
部から同インボリュート曲線部に連続するうずまき体中
央部にわたって連続的に滑らかに当接して完全噛み合い
をするように、静止側うずまき体のうずまき体中央部の
形状および旋回側うずまき体のうずまき体中央部の形状
を適正に選択することができる。 （２）トップクリアランスを確実に零とすることができ
る。 （３）インボリュート曲線の基円の半径ｂ、旋回側うず
まき体の旋回半径ρ、インボリュート成立限界パラメー
ターであるインボリュート曲線部の開始角βを変えるこ
となく、うずまき体中央部のみの形状を変えて、うずま
き体の強度の向上を図ることができる。 （４）対のうずまき体のうずまき体中央部の形状を自在
に選択して各うずまき体の強度を大きくすることがで
き、その結果大きな面積の吐出ポートを設けることが可
能となる。
関する。 〔従来の技術〕 例えば、公知のスクロール型圧縮機は、第８図の作動
原理図に示すように、同一形状の２つのうずまき体の一
方２を略中央に吐出口４を有するシール端板に固定し、
両者を相対的180°回転させ、かつこの両者のうずまき
体が51,52及び51′,52′の４点で互いに接触するよう
に、距離２ρ（＝うずまきのピッチー２×うずまきの板
厚）だけ相対的にずらして、互いに重ね合わせ、一方の
うずまき体２を静止し、他方のうずまき体１をクランク
半径ρを有するクランク機構にて、一方のうずまき体２
の中心Ｏの周りに自転を行なうことなく半径ρ＝OO′で
公転運動をなすように構成される。 そうすると、２つのうずまき体1,2間には、両うずま
き体が当接する点51,52及び点51′,52′間に密閉された
小室3,3が形成され、密閉小室3,3の容積がうずまき体１
の公転に伴い徐々に変化する。 すなわち、同図（１）の状態からうずまき体１をまず
90°公転させると、同図（２）となり、180°公転させ
ると同図（３）に、270°公転させると同図（４）とな
り、この間、小室３の容積は徐々に減少し、同図（４）
では２つの小室3,3は連通して小室53となり、同図
（４）の状態から更に90°公転すると、同図（１）とな
り、小室53の容積は同図（２）より同図（３）へとその
容積を減少し、同図（３）と同図（４）の間で最小の容
積となり、この間、同図（２）で開き始めた外側空間が
同図（３）、同図（４）から同図（１）に移り、新たな
気体を取り込んで密閉小室を形成し、以後これを繰り返
し、うずまき体外側空間より取り込まれた気体が圧縮さ
れ吐出口４より吐出される。 上記は、スクロール型圧縮機の作動原理であるが、ス
クロール型圧縮機は具体的には、第９図縦断面図に示す
ように、ハウジング10はフロントエンドプレート11、リ
ヤエンドプレート12、シリンダープレート13よりなり、
リヤエンドプレート12に吸入口14、吐出口15を突設する
とともに、うずまき体252及び円板251よりなる静止スク
ロール部材25を固定し、フロントエンドプレート11にク
ランクピン23を有する主軸17を枢着し、クランクピン23
に、第10図（第９図のＸ−Ｘ断面図）に示すように、ラ
ジアルニードルからなる旋回軸受26、公転スクロール部
材24のボス243、角筒部材291、摺動体271、リング部材2
92、回り止め293等よりなる公転機構を介して、うずま
き体242及び円板241よりなる公転スクロール部材24が付
設されている。 このようなスクロール型圧縮機のうずまき体1,2の形
状を決めるものとしては、例えば本発明者らが先に提案
した特願昭56−197672号に詳細に述べたように、うずま
き体の外側及び内側の曲線の大部分をインボリュート関
数で構成することができるのであるが、作動原理で述べ
たように、小室53は漸時その容積を減少し、これにより
吐出ポートから高圧の流体が吐出される際、うずまき体
には厚さがあるため小室の容積は零とはならず、いわゆ
るトップクリアランス容積を残す現象が存在する。 すなわち、第11図要部拡大図に示すように、同図
（１）は第８図（３）に対応し、２つのうずまき体1,2
の２つの当接点52,52′間に形成された小室53は、更に
公転すると同図（２）のようになり、ここで小室53の容
積は最小となり、更にうずまき体１を公転させると、２
つのうずまき体1,2は離れ、当接点52,52′はなくなり、
２つのうずまき体1,2間で形成されていた小室53は各々
のうずまき体外側に形成されている小室3,3に連通す
る。 このため、同図（２）で表される小室の最小容積中の
高圧流体は、吐出ポートすなわち吐出口４より外部へ吐
出されることなく、再度小室3,3に連通されてしまい、
このトップクリアランス容積の流体に対してなされた圧
縮機の仕事はそのまま損失となるのである。 また、うずまき体1,2の中央部先端はそれぞれシャー
プエッジとなっているので、運転中にこの部分が破損す
ることがあり、さらにこの先端部分の機械加工に工数が
かかっている。 このような不都合の解消のため、本発明者らは特願昭
57−206088号において、トップクリアランス容積を実質
的に零となし、損失を最小とする高効率、長寿命かつ製
作容易な回転式流体機械を提供することを目的とし、そ
れぞれ同一形状のうずまき体よりなる静止側うずまき体
及び旋回側うずまき体を備えたものにおいて、両うずま
き体の当接点間に形成される中央部の小室容積が両うず
まき体の相対的旋回に伴い実質的に零になるようにする
とともに、両うずまき体をそれぞれ外側曲線と、内方に
円弧を有する内側曲線と、上記両曲線を接続する円弧と
で形成したことを特徴とする形状を提案した。 以下に、特願昭57−206088号所載のうずまき体の形状
を示すと、第12図において、501は静止側うずまき体、6
01,602はそれぞれうずまき体501の外側曲線、内側曲線
で、外側曲線601は基円半径ｂ、始点Ａのインボリュー
ト曲線、内側曲線602のEF間は外側曲線601と角度π−
（ρ/b）だけ位相をずらせたインボリュート曲線、DE間
は半径Ｒの円弧とし、外側曲線601と内側曲線602を接続
する接続曲線603は半径ｒの円弧とし、点Ａは外側曲線6
01のインボリュート始点、点Ｂは外側曲線601と接続曲
線603の境界点で、両曲線はこの点でそれぞれの接線を
等しくする、点Ｃは外側曲線601の十分外方の点、点Ｄ
は内側曲線602と接続曲線603の境界点で、ここで半径Ｒ
及びｒの２つの円弧は接する、点Ｅは内側曲線602の円
弧（DE間）とインボリュート曲線EFの境界点で、ここで
両曲線はそれぞれの接線を等しくする。点Ｆは内側曲線
602の十分外方の点である。 他方の公転側うずまき体502も同様である。 ここで、半径R,rは下記式で表される。 Ｒ＝ρ＋ｂβ＋ｄ ｒ＝ｂβ＋ｄ ただし、ρ：公転半径 b:基円半径 ｄ＝［b2−（ρ/2）＋ｂβ］2/2［（ρ/2）＋ｂβ］ β：パラメーター で、βは原点Ｏを通る直線と負のＸ軸がなす角であり、
原点Ｏを通り、角βの直線と基円との２つの交点と直線
EO2及び直線BO1はそれぞれ平行直線上に存在し、直線EO
2及び直線BO1は上記交点にて基円に接している。 また、特願昭57−206088号と同様な思想で特願昭57−
167063号が提案されており、この提案では第13図に示す
ように、両円弧の半径は、 Ｒ＝［（2rg・α＋π・rg−２β・rg）2＋（2rg）2］／
［４（2rg・α＋π・rg−２β・rg）］＋（ro）/2;r＝
Ｒ−ro で与えられる。ただし、rg:基礎円半径、β：内外壁の
位相角（２β・rg:壁厚）、ro：旋回半径である。 〔発明が解決しようとする問題点］ 以上の特願昭57−206088号、特願昭57−167063号にて
従来のものの欠点であるトップクリアランスの解消及び
うずまき体中央部のシャープエッジの解消による強度の
アップが図られているのであるが、まだ次のような問題
点がある。 すなわち、上記両提案では、いずれも基本的に両うず
まき体の板厚が同一（インボリュート部分の板厚）のも
のを対象にしており、うずまき形状は両スクロールとも
同一であるから、このため、特に機械を大型化あるいは
高速化する場合には、公転スクロール部材（公転側うず
まき体）に大きな遠心力が発生し、公転スクロール部材
を駆動する旋回軸受の寿命が不足する場合がある。 この解決として公転スクロール部材を比重の小さい例
えばA1材料で製作することが考えられるが、この場合に
はA1の強度が比較的低いためうずまき体の強度が問題と
なる。すなわち、遠心力を受けない固定スクロール部材
には比較的比重の大きな強度の高い例えば鉄系の材料を
用い、遠心力が問題となる旋回スクロール部材に比較的
比重の小さい強度の低い例えばA1材を用いると、両うず
まき体の板厚が同一である関係し、固定うずまき体の強
度が大きく、旋回うずまき体の強度が小さくなってしま
い、強度にアンバランスが生ずることであり、この不都
合は、従来の構造では旋回、固定の両うずまき体を同一
形状で構成することに起因している。 本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、
トップクリアランスボリュームが実質的に零となるとと
もに、うずまき体の強度を高め、あるいは吐出ポート設
置のためのスペースを確保することのできるうずまき体
を有するスクロール型流体機械を提供することを目的と
する。 〔問題点を解決するための手段〕 そのため、本発明のスクロール型流体機械は、対のう
ずまき体のうちの一方のうずまき体と他方のうずまき体
とが噛み合って接する接点間に形成される室の容積が上
記一方のうずまき体に対する上記他方のうずまき体の相
対的旋回運動に伴って実質的に零になるスクロール型流
体機械において、上記一方のうずまき体が上記各うずま
き体のインボリュート曲線部の板厚の和が不変の下に与
えられたインボリュート曲線部の板厚変化量で決まるイ
ンボリュート曲線部と同インボリュート曲線部に連続す
るうずまき体中央部とを有し、上記他方のうずまき体も
上記各うずまき体のインボリュート曲線部の板厚の和が
不変の下に与えられたインボリュート曲線部の板厚変化
量で決まるインボリュート曲線部と同インボリュート曲
線部に連続するうずまき体中央部とを有し、上記各うず
まき体のうちのいずれか一方の中央部が他方のうずまき
体のインボリュート曲線部から同インボリュート曲線部
に連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑らか
に当接して完全噛み合いをするように下記式（１）に従
う接続内側曲線と下記式（２）に従う接続外側曲線とに
よって決まる形状を有し、上記各うずまき体のうちの他
方のうずまき体中央部が上記一方のうずまき体のインボ
リュート曲線部から同インボリュート曲線部に連続する
うずまき体中央部にわたって連続的に滑らかに当接して
完全噛み合いをするように下記式（17）に従う接続内側
曲線と下記式（18）に従う接続外側曲線とによって決ま
る形状を有していることを特徴としている。 上記一方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
内側曲線の式として、 上記一方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
外側曲線の式として、 上記他方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
内側曲線の式として、 上記他方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続
外側曲線の式として、 ここに、 b:インボリュート曲線部の基円の半径、 ρ：旋回側うずまき体の旋回半径、 β1：静止側うずまき体の内側および旋回側うずまき体
の外側のインボリュート曲線部の開始角、 β2：旋回側うずまき体の内側および静止側うずまき体
の外側のインボリュート曲線部の開始角、 t:伸開角変数 であり、さらに n1：静止側うずまき体の接続外側曲線と旋回側うずまき
体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円とな
るn1＝０または１を除いた正の実数、 n2：旋回側うずまき体の接続外側曲線と静止側うずまき
体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円とな
るn2＝０または１を除いた正の実数、 ΔT1：旋回側うずまき体の背側の板厚増加量（静止側う
ずまき体の腹側の板厚の減少量）、 ΔT2：旋回側うずまき体の腹側の板厚増加量（静止側う
ずまき体の背側の板厚の減少量） とし、 ε1＝ΔT1/b ε2＝ΔT2/b とおいたとき、上記式（１）、（２）、（17）、（18）
中の各記号および変数は以下の式（３）ないし（15）を
満足するものとする。 λ＝ρ／（2b） ・・・（14） r1（ｔ）＝R1sinn1（ｔ−β1） ・・・（３） r2（ｔ）＝R2sinn2（ｔ−β2） ・・・（４） tc＝T1＋（π/2）＋β1 ・・・（５） d1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1）−２λ−β1−ε1 ・・・（６） R1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1） ・・・（７） cosn1T1［cosT1−（２λ＋β1−ε1）sinT1−λsin（ta
n-1(n1tanT1））］＋λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−
１＝０ ・・・（８） β2＝tc−（π/2）−T2 ・・・（９） n2＝n1［（tanT1）／（tanT2）］ ・・・（10） d2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2）−［tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2 ・・・（11） R2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2） ・・・（12） cosn2T2［cosT2（tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2）sinT2
−λsin（tan-1(n2tanT2））］＋λsin（T2＋tan-1(n2t
anT2））−１＝０ ・・・（13） また、本発明のスクロール型流体機械は、上述の本発
明のスクロール型流体機械において、上記一方のうずま
き体のインボリュート曲線部の板厚と上記他方のうずま
き体のインボリュート曲線部の板厚とが相等しく、上記
一方のうずまき体のうずまき体中央部が上記他方のうず
まき体のインボリュート曲線部から同インボリュート曲
線部に連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑
らかに当接して完全噛み合いをするとともに上記他方の
うずまき体のうずまき体中央部が上記一方のうずまき体
のインボリュート曲線部から同インボリュート曲線部に
連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑らかに
当接して完全噛み合いをするように、上記一方のうずま
き体のうずまき体中央部および上記他方のうずまき体の
うずまき体中央部がそれぞれ下記式（23）に従う接続内
側曲線と下記式（24）に従う接続外側曲線とによって決
まる形状を有していることを特徴としている。 上記各うずまき体のうずまき体中央部の上記接続内側
曲線の式として、 上記各うずまき体のうずまき体中央部の上記接続外側曲
線の式として、 ここに、 n1＝n2＝ｎ≠０または１ ε1＝ε2＝０ であって、上記式（23）および（24）中の各記号および
変数は、以下の式（3a）、（5a）ないし（8a）を満足す
るものとする。 ｒ（ｔ）＝Rsinn（ｔ−β） ・・・（3a） tc＝Ｔ＋π/2＋β ・・・（5a） d/b＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT）−１］／（λsinTc
osnＴ）−２λ−β＋ε ・・・・・・（6a） R/b＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT）−１］／（λsinTc
osnＴ） ・・・（7a） cosnＴ［cosT−（２λ＋β−ε）sinT−λsin（tan
-1（n tanT））］＋λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１
＝０ ・・・（8a） 〔作用〕 このような構成により、うずまき体は、トップクリア
ランスボリュームを零に保ちながら、両うずまき体の板
厚を変え、所要の強度を得ることができ、またうずまき
の諸元b,ρ，βを変えることなく、パラメーターにより
その強度を大きくし、大きな面積の吐出ポートを設ける
ことができる。 〔実施例〕 本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図
はその静止側うずまき体を示す正面図、第２図はその旋
回側うずまき体を示す正面図、第３図は第１図及び第２
図の両うずまき体の噛み合い状態の進展状況を示す説明
図、第４図は第１図、第２図においてΔＴ＝O,β1＝β2
＝βとした場合のうずまき体を示す正面図、第５図は第
４図の静止側うずまき体においてパラメーターｎを変化
させた場合を示す同じく正面図、第６図は第１図の静止
側うずまき体の接続内側曲線及び接続外側曲線に対し逃
げを与えた場合を示す同じく正面図、第７図は第１図の
静止側うずまき体の接続内側曲線全体と接続外側曲線の
一部に逃げを与えた場合を示す同じく正面図である。 まず、旋回側うずまき体の背側をΔT1だけ厚くする場
合について説明する。第１図において、静止側うずまき
体は次の要領で形成される。すなわち、基円半径ｂの円
上で、Ｘ軸上の点Afよりインボリュート曲線AfCfを画
き、このインボリュート曲線AfCfとオフセット角εｆ
が、 εｆ＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） だけずれたインボリュート曲線GfFfを画く。 ここに、点Af、点Gfは半径ｂのインボリュート曲線の
基円上の点であり、 ∠AfOGf＝εｆ＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） 点Ff,Cfはそれぞれのインボリュート曲線上の十分外方
の任意の点である。 ｂ ：インボリュートの基円半径 ρ ：旋回側うずまき体の旋回半径 ΔT1 ：静止側うずまき体の腹側の板厚減少量 次に、基円中心Ｏを通り、負のＸ軸方向と角β1，角
β2をなす直線OP′及びOP（P,P′は基円上の点）を引
き、P,P′より基円の接線を引き、点P,点Ｐ′からの接
線とインボリュート曲線AfCf,GfFfとの交点をそれぞれB
f,Efとする。 こうして、静止側うずまき体2000をBfCfで表されるイ
ンボリュート曲線の一部である外側曲線2001と、EfFfで
表されるインボリュート曲線の一部である内側曲線2002
で構成する。 ここで、静止側うずまき体2000のインボリュート部分
の板厚Trfは、 Trf＝πｂ−ρ−ΔT1 となる。 また、外側曲線2001（BfCf）の始点Bfと、内側曲線20
02（EfFf）の始点Efとの間の曲線BfDfEfのうち、接続内
側曲線DfEf（曲線2004）を下記式（１）、接続外側曲線
DfBf（曲線2003）を下記式（２）で構成する。 静止側うずまき体のうずまき体中央部の接続内側曲線
の式 静止側うずまき体のうずまき体中央部の接続外側曲線
の式 ここに、 ｂ ：インボリュート曲線の基円の半径、 ρ ：旋回側うずまき体の旋回半径、 β1 ：静止側うずまき体の内側および旋回側うずまき
体の外側のインボリュート曲線部の開始角、 β2 ：旋回側うずまき体の内側および静止側うずまき
体の外側のインボリュート曲線部の開始角、 ｔ ：伸開角変数 であり、さらに n1 ：静止側うずまき体の接続外側曲線と旋回側うず
まき体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円
となるn1＝０または１を除いた正の実数、 n2 ：旋回側うずまき体の接続外側曲線と静止側うず
まき体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円
となるn2＝０または１を除いた正の実数、 ΔT1 ：旋回側うずまき体の背側の板厚増加量（静止側
うずまき体の腹側の板厚減少量）、 ΔT2 ：旋回側うずまき体の腹側の板厚増加量（静止側
うずまき体の背側の板厚減少量）、とし、 ε1＝ΔT1/b ε2＝ΔT2/b とおいたとき、上記式（１）、（２）、（17）、（18）
中の各記号および変数は以下の式（３）ないし（15）を
満足するものとする。 λ＝ρ／（2b） ・・・（14） r1（ｔ）＝R1sinn1（ｔ−β1） ・・・（３） r2（ｔ）＝R2sinn2（ｔ−β2） ・・・（４） tc＝T1＋（π/2）＋β1 ・・・（５） d1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1）−２λ−β1−ε1 ・・・（６） R1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1） ・・・（７） cosn1T1［cosT1−（２λ＋β1−ε1）sinT1−λsin（ta
n-1(n1tanT1））］＋λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−
１＝０ ・・・（８） β2＝tc−（π/2）−T2 ・・・（９） n2＝n1［（tanT1）／（tanT2）］ ・・・（10） d2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2）−［tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2 ・・・（11） R2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2） ・・・（12） cosn2T2［cosT2（tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2）sinT2
−λsin（tan-1(n2(tanT2））］＋λsin（T2＋tan-1(n2
tanT2））−１＝０ ・・・（13） 以上の式（１），（２）で接続内側曲線DfEf及び接続
外側曲線DfBfを構成すると、点Bfにおいて、インボリュ
ート曲線の点Bf上の接線と接続外側曲線DfBfの点Bf上の
接線とが等しくなり、また点Efにおいて、インボリュー
ト曲線EfFfの点Ef上の接線と接続内側曲線DfEfの点Efの
接線とが等しくなり、更に点Dfにおいて、接続外側曲線
DfBfの点Df上の接線と接続内側曲線DfEf上の点Dfの接線
とが等しくなるのである。 次に、この静止側うずまき体に対応する旋回側うずま
き体3000は第２図において、次の要領で形成される。 まず、基円半径ｂの円に沿ってＸ軸に対し角ε1＝ΔT
1/bだけ回転させた始点Aoからインボリュート曲線を画
き、このインボリュート曲線AoCoとオフセット角ε
oが、 εｏ＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） だけずれたインボリュート曲線GoFoを画く。 ここに、点Ao，点Goは半径ｂのインボリュートの基円
上の点であり、 ∠AoOGo＝εo＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） 点FoCoはそれぞれのインボリュート曲線上の十分外方の
任意の点である。 次に、静止側うずまき体と同様に、基円中心Ｏを通り
負のＸ軸と角β2，β1をなす直線OP′及びOP（P,P′は
基円上の点）を引き、P,P′よりそれぞれ基円の接線を
引き、点P,点Ｐ′からの接線とインボリュート曲線AoCo
及びGoFoとの交点をそれぞれBo，Eoとする。 こうして、旋回側うずまき体3000をBoCoで表されるイ
ンボリュート曲線の一部である外側曲線3001と、EoFoで
表されるインボリュート曲線の一部である内側曲線3002
で構成する。 ここで、旋回側うずまき体3000のインボリュート曲線
部分の板厚Troは Tro＝πｂ＋ρ＋ΔT1 となる。 また、外側曲線3001（BoCo）の始点Boと内側曲線3002
（EoFo）の始点Eoとの間の曲線BoDoEoは上記静止側うず
まき体の場合と同様に、接続内側曲線DoEo（曲線3004）
を下記式（17）、接続外側曲線DoBo（曲線3003）を下記
式（18）で構成し、両式の各変数及び記号の説明は静止
側うずまき体の場合と同一である。 旋回側うずまき体のうずまき体中央部の接続内側曲線
の式 旋回側うずまき体のうずまき体中央部の接続外側曲線
の式 以上の式（17）および式（18）で旋回側うずまき体30
00の接続内側曲線DoEo及び接続外側曲線DoBoを構成する
と、静止側うずまき体2000の場合と同様に、点Boにおい
て、インボリュート曲線の点Bo上の接線と接続外側曲線
DoBoの点Bo上接線とが等しくなり、また点Eoにおいて、
インボリュート曲線EoFoの点Eo上の接線と接続内側曲線
DoEo上の点Eoの接線とが等しくなり、更に点Doにおい
て、接続外側曲線DoBoの点Do上の接線と接続内側曲線Do
Eo上の点Do上の接線とが等しくなり、以下の関係が成立
する。 ε＝ΔT1/b ・・・（16） ε1＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） ＝π−（ρ/b）−ε1 ・・・（19） εo＝π−（ρ/b）−（ΔT1/b） ＝π−（ρ/b）＋ε1 ・・・（20） Trf＝πｂ−ρ−ΔT1 ・・・（21） Tro＝πｂ−ρ＋ΔT1 ・・・（22） 従って、ρ,b,ΔT1，β1，n1の数値を与えて前式より
β2，n2を求め、両うずまき体の形状を決定することが
可能となる。 ΔT2≠０である場合にも、以上の考え方と同様の考え方
に従って、両うずまき体の形状を決定することが可能で
ある。 このようにして形成された板厚を異にする静止側うず
まき体2000及び旋回側うずまき体3000は、第３図に示す
ように、互いに180°位相をずらして噛み合わされ、公
転半径ρで旋回側うずまき体3000が静止側うずまき体20
00のまわりを旋回する。 まず、第３図（１）は、静止側うずまき体2000の点B
f,点Ffと旋回側うずまき体3000の点Eo，点Boとがそれぞ
れ噛み合った状態で、小室4000を形成し、この位置まで
両うずまき体はインボリュート曲線上を噛み合ってい
る。 さらに、旋回側うずまき体を旋回させると同図（２）
のようになり、静止側うずまき体2000の接続内側曲線上
の点Hfと接続外側曲線上の点Ifで、旋回側うずまき体30
00の上の接続外側曲線上の点Ioと接続内側曲線の点Hoが
それぞれ噛み合い、小室4000を形成し続けている。 さらに、旋回側うずまき体を旋回させると、同図
（３）に示すように、両うずまき体2000,3000は、静止
側うずまき体2000上の点Dfと旋回側うずまき体3000上の
点Doとの一点でのみ噛み合い、ここで小室4000の容積は
零となる。 さらに、旋回側うずまき体3000を旋回させると、両う
ずまき体は離れ初め、同図（４）の状態を経て同図
（１）の状態に戻るので、本装置によれば、板厚の異な
る両うずまき体にてトップクリアランスボリュームを零
に保ちながら、圧縮された流体は吐出ポート（図示せ
ず）より外部へ吐出さ、圧縮機が流体になした仕事はす
べて流体に与えられ、損失はなくなる。 上記実施例において、静止側うずまき体及び旋回側う
ずまき体の板厚は、前記式（21）、式（22）でそれぞれ
与えられ、各うずまき体の中央部の形状もこれらのイン
ボリュート部分に対応して変化しており、変数ΔT1ある
いはΔT2によりうずまき体の強度を適宜変えることがで
きるので、希望する条件にあった形状、板厚、強度を、
ΔT1およびΔT2を決定することにより決めることができ
る。 例えば、静止側うずまき体を鉄材料で作り、旋回側う
ずまき体をA1材料で作って、ΔT1およびΔT2を適宜選定
することにより、両うずまき体の強度をほぼ同一にする
ことができる。 ここで、ΔT1＝0,ΔT2＝0,β1＝β2＝βとした場合の
例を、第１図および第２図に示した基円半径b,旋回半径
ρと同一の基円半径、旋回半径を用いて図示すると第４
図となり、第４図は静止側うずまき体及び旋回側うずま
き体の形状を表している。 すなわち、 n1＝n2＝ｎ Trf＝Tro＝πｂ−ρ となり、静止側うずまき体及び旋回側うずまき体は同一
形状となり、下記の３点は互いに一致する。 点Bf≡点Bo≡点Bfo 点Af≡点Ao≡点Afo 点Ef≡点Eo≡点Efo すなわち、本発明の１実施例に係る第１図および第２
図は、第４図の静止側うずまき体のインボリュート部分
の板厚Trf＝旋回側うずまき体のインボリュート部分の
板厚Troに対し、ΔT1だけ減じた板厚を有する静止側う
ずまき体と、第４図の旋回側うずまき体の板厚に対しΔ
T1だけ増加した板厚を有する旋回側うずまき体とを表し
ていることとなる。 また、上記実施例（ΔT1＝0,ΔT2＝0,β1＝β2＝β）
において、前述のようにパラメーターn1，n2は等しくな
りこれをｎ＝n1＝n2で表すと、パラメーターｎを変える
ことにより、うずまき体の中央部形状を変えることがで
きる。 すなわち、この場合には前記式（１）及び式（17）で
表される静止側うずまき体の接続内側曲線と旋回側うず
まき体の接続内側曲線とは同一となり、これを の形で表すと、次式のようになる。 同様に、上記式（２）及び式（18）で表される静止側
うずまき体の接続外側曲線と旋回側うずまき体の接続外
側曲線とは同一となり、これを の形で表すと、次式のようになる。 ただし、tc≦ｔ≦（π/2）＋β ここに、上記条件から、 ΔT1＝ΔT2＝0,β1＝β2＝β，n1＝n2ｎ≠０ とおくと、パラメーター間の関係式（５），（８），
（10），（13）において、 式（５）＝式（９）＝式（5a） 式（８）＝式（13）＝式（8a） となり、また式（10）からT1＝T2となるから、 tc＝Ｔ＋π/2＋β ・・・（5a） T1＝T2＝Ｔ ・・・（10a） cosnＴ［cosT−（２λ＋β−ε）sinT−λsin（tan
-1（n tanT））］＋λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１
＝０ ・・・（8a） が成り立ち、式（６）および（８）、さらに式（７）お
よび式（12）から、 d1/b＝d2/2 ＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１］／（λsi
nTcosnＴ）］−２λ−β＋ε＝d/b ・・・（6a） R1/b＝R2/b ＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１］／（λsi
nTcosnＴ）］＝R/b ・・・（7a） さらに式（３）および式（４）は r1（ｔ）＝r2（ｔ）＝Ｒsinn（ｔ−β）＝ｒ（ｔ） ・・・（3a） となる。 これらの関係から、式（１）と式（17）、式（２）と
式（18）とがそれぞれ同値となり、本発明の基本的な構
成における特別な場合として式（23）および式（24）が
得られる。 また、例として下記の関係式が成立するものとして取
り扱うことができる。 r1（ｔ）＝R1sin（ｔ−β） ・・・（29） r2（ｔ）＝R2sin（ｔ−β） ・・・（30） tc＝（π/2）＋β−tan-1（λ＋β） ・・・（31） d1/b＝1/（λ＋β）＋λ ・・・（32） R1/b＝［１＋（λ＋β）2］／（λ＋β）＋２λ ・・・（33） d2/b＝［1/（λ＋β）］＋λ ・・・（34） R2/b＝｛［１＋（λ＋β）2］／（λ＋β）｝＋２λ ・・・（35） この例を第５図に示すと、第５図（２）は、第５図
（１）及び第１図に示した静止側うずまき体2000に対し
中央部の強度を上げるためにパラメーターｎを変化させ
て接続外側曲線を第５図（１）の2003から2003Cのよう
に、この部分の曲率半径を相対的に大とした場合であ
り、これに対応する接続内側曲線は2004Cとなる。 また逆に、強度が不要の場合にはｎを変化させて、第
５図（３）に示すように、接続外側曲線を2003Dのよう
に、この部分の曲率半径を相対的に小とすることもで
き、これに対応する接続内側曲線は2004Dとなる。 この場合、対応する静止側うずまき体においても同様
の形状変化が生ずるので、接続内側曲線近傍における吐
出ポートの面積を大きくとることができる。 第５図（４）は、第５図（１）、第５図（２）、第５
図（３）を重ね合わせて示したものである。 ここで、ｎ＝０または１とすると、接続内側曲線を表
す式（１）、式（17）及び接続外側曲線を表す式
（２）、式（18）はそれぞれ円弧となり、これらの半径
は次のようになる。なお、この場合には従来の特願昭57
−206088号のものとなり、本発明においてｎ＝０および
１の場合は除かれる。 参考までにｎ＝１とした場合について説明する。 （ｉ）静止側うずまき体の接続内側曲線および接続外側
曲線 接続内側曲線の半径Rfは、 Rf＝R1/2 ・・・（25） 接続外側曲線の半径rfは rf＝（R2/2）−ρ ・・・（26） （ii）旋回側うずまき体の接続内側曲線および接続外側
曲線 接続内側曲線の半径Roは Ro＝R1/2 ・・・（27） 接続外側曲線の半径roは ro＝（R1/2）−ρ ・・・（28） すなわち、この場合には、うずまき体の中央部の形状
が円弧の接続となり、形状が簡単となる。 本発明について、その意図を逸脱することなく、下記
のような多くの応用例を挙げることができる。 （１）静止側うずまき体の形状を式（１）および式
（２）により、また旋回側うずまき体の形状を式（17）
および式（18）により決めることができるとともに、旋
回側うずまき体の形状を式（１）および式（２）によ
り、また静止側うずまき体の形状を式（17）および式
（18）により決めることもできる。 さらに、静止側うずまき体の板厚に対し旋回側うずま
き体の板厚を厚くすることができる外、必要に応じて旋
回側うずまき体の板厚に対し静止側うずまき体の板厚を
厚くすることもできる。 （２）実際の流体機械では、うずまき体に加工誤差が生
ずるものであるから、この加工誤差による接続曲線間の
異常当たりを回避するため、接続曲線部分でわずかな逃
げ寸法のクリアランスΔを設けるようにしてもよい。 第６図は、上記逃げ寸法のクリアランスΔを与えた例
を示し、第１図の静止側うずまき体に対し、接続内側曲
線2004,接続外側曲線2003にわずかなクリアランスΔを
設けた接続内側曲線2004−ａ、接続外側曲線2003−ａと
した場合である。 なお、対応する相手側の旋回側うずまき体においても
同様に逃げ寸法のクリアランスΔを設けてもよく、また
静止側うずまき体と旋回側うずまき体とに対して異なっ
た逃げ寸法のクリアランスを設けてもよく、さらにいず
れか一方あるいは両方に逃げを設けなくても勿論よい。 （３）さらに、図７はわずかな逃げ寸法のクリアランス
Δを図１の静止側うずまき体の接続内側曲線全体と接続
外側曲線の一部に設けた場合を示し、図１の接続内側曲
線2004の全体および接続外側曲線2003の一部に対しわず
かなクリアランスΔを設けて接続内側曲線2004−b,接続
外側曲線2003−ｂとした場合である。この場合において
も、相手側の旋回側うずまき体についても逃げ寸法のク
リアランスを設けてもよいし、設けなくてもよい。 （４）以上は、圧縮機について述べたが、一対のうずま
き体を有するスクロール型流体機械であれば、イクスパ
ンダー、ポンプ等にも本発明を適用することができる。 ［発明の効果］ 本発明のスクロール型流体機械によれば、以下のよう
な効果が得られる。特許請求の範囲（１）に係る発明に
よれば、 （１）対のうずまき体の任意の一方のうずまき体のうず
まき体中央部が他方のうずまき体のインボリュート曲線
部から同インボリュート曲線部に連続するうずまき体中
央部にわたって連続的に滑らかに当接して完全噛み合い
をするようにして、静止側うずまき体の板厚および旋回
側うずまき体の板厚を相互に関連性を持たせて自在にか
つ適正に選択することができる。 （２）トップクリアランスを確実に零とすることができ
る。 （３）インボリュート曲線の基円の半径ｂ、旋回側うず
まき体の旋回半径ρ、インボリュート成立限界パラメー
ターであるインボリュート曲線部の開始角βを変えるこ
となく、うずまき体中央部のみの形状を変えて、うずま
き体の強度の向上を図ることができる。 （４）対のうずまき体の板厚やうずまき体中央部の形状
を自在に選択して各うずまき体の強度を大きくすること
ができ、その結果大きな面積の吐出ポートを設けること
が可能となる。 特許請求の範囲（２）に係る発明によれば、 （１）対のうずまき体の任意の一方のうずまき体のうず
まき体中央部が他方のうずまき体のインボリュート曲線
部から同インボリュート曲線部に連続するうずまき体中
央部にわたって連続的に滑らかに当接して完全噛み合い
をするように、静止側うずまき体のうずまき体中央部の
形状および旋回側うずまき体のうずまき体中央部の形状
を適正に選択することができる。 （２）トップクリアランスを確実に零とすることができ
る。 （３）インボリュート曲線の基円の半径ｂ、旋回側うず
まき体の旋回半径ρ、インボリュート成立限界パラメー
ターであるインボリュート曲線部の開始角βを変えるこ
となく、うずまき体中央部のみの形状を変えて、うずま
き体の強度の向上を図ることができる。 （４）対のうずまき体のうずまき体中央部の形状を自在
に選択して各うずまき体の強度を大きくすることがで
き、その結果大きな面積の吐出ポートを設けることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の静止側うずまき体を示す正
面図、第２図はその旋回側うずまき体を示す正面図、第
３図は第１図及び第２図の両うずまき体の噛み合い状態
の進展状況を示す説明図、第４図は第１図、第２図にお
いてΔＴ＝0,β1＝β2＝βとした場合のうずまき体を示
す正面図、第５図は第４図の静止側うずまき体において
パラメーターｎを変化させた場合を示す同じく正面図、
第６図は第１図の静止側うずまき体の接続内側曲線及び
接続外側曲線に対し逃げを与えた場合を示す同じく正面
図、第７図は第１図の静止側うずまき体の接続内側曲線
全体と接続外側曲線の一部に逃げを与えた場合を示す同
じく正面図、第８図は従来のスクロール型圧縮機の作動
原理の説明図、第９図は従来のスクロール型圧縮機を示
す縦断面図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線に沿って見た横
断面図、第11図は第８図（３）〜（４）の部分拡大図、
第12図は本発明者等がさきに特願昭57−206088号で提案
したうずまき体を示す説明図、第13図はさきに特願昭57
−167063号で提案されたうずまき体を示す説明図であ
る。 2000…静止側うずまき体 3000…旋回側うずまき体 2001,3001…外側曲線 2002,3002…内側曲線 2003,3003…接続外側曲線 2004,3004…接続内側曲線
面図、第２図はその旋回側うずまき体を示す正面図、第
３図は第１図及び第２図の両うずまき体の噛み合い状態
の進展状況を示す説明図、第４図は第１図、第２図にお
いてΔＴ＝0,β1＝β2＝βとした場合のうずまき体を示
す正面図、第５図は第４図の静止側うずまき体において
パラメーターｎを変化させた場合を示す同じく正面図、
第６図は第１図の静止側うずまき体の接続内側曲線及び
接続外側曲線に対し逃げを与えた場合を示す同じく正面
図、第７図は第１図の静止側うずまき体の接続内側曲線
全体と接続外側曲線の一部に逃げを与えた場合を示す同
じく正面図、第８図は従来のスクロール型圧縮機の作動
原理の説明図、第９図は従来のスクロール型圧縮機を示
す縦断面図、第10図は第９図のＸ−Ｘ線に沿って見た横
断面図、第11図は第８図（３）〜（４）の部分拡大図、
第12図は本発明者等がさきに特願昭57−206088号で提案
したうずまき体を示す説明図、第13図はさきに特願昭57
−167063号で提案されたうずまき体を示す説明図であ
る。 2000…静止側うずまき体 3000…旋回側うずまき体 2001,3001…外側曲線 2002,3002…内側曲線 2003,3003…接続外側曲線 2004,3004…接続内側曲線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−256581（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−249688（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−249687（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−23284（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．対のうずまき体のうちの一方のうずまき体と他方の
うずまき体とが噛み合って接する接点間に形成される室
の容積が上記一方のうずまき体に対する上記他方のうず
まき体の相対的旋回運動に伴って実質的に零になるスク
ロール型流体機械において、上記一方のうずまき体が上
記各うずまき体のインボリュート曲線部の板厚の和が不
変の下に与えられたインボリュート曲線部の板厚変化量
で決まるインボリュート曲線部と同インボリュート曲線
部に連続するうずまき体中央部とを有し、上記他方のう
ずまき体も上記各うずまき体のインボリュート曲線部の
板厚の和が不変の下に与えられたインボリュート曲線部
の板厚変化量で決まるインボリュート曲線部と同インボ
リュート曲線部に連続するうずまき体中央部とを有し、
上記各うずまき体のうちのいずれか一方の中央部が他方
のうずまき体のインボリュート曲線部から同インボリュ
ート曲線部に連続するうずまき体中央部にわたって連続
的に滑らかに当接して完全噛み合いをするように下記式
（１）に従う接続内側曲線と下記式（２）に従う接続外
側曲線とによって決まる形状を有し、上記各うずまき体
のうちの他方のうずまき体中央部が上記一方のうずまき
体のインボリュート曲線部から同インボリュート曲線部
に連続するうずまき体中央部にわたって連続的に滑らか
に当接して完全噛み合いをするように下記式（17）に従
う接続内側曲線と下記式（18）に従う接続外側曲線とに
よって決まる形状を有していることを特徴とする、スク
ロール型流体機械。 上記一方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続内
側曲線の式として、上記一方のうずまき体中央部の上記接続外側曲線の式と
して、 上記他方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続内
側曲線の式として、 上記他方のうずまき体のうずまき体中央部の上記接続外
側曲線の式として、 ここに、 ｂ ：インボリュート曲線の基円の半径、 ρ ：旋回側うずまき体の旋回半径、 β1 ：静止側うずまき体の内側および旋回側うずまき体
の外側のインボリュート曲線部の開始角、 β2 ：旋回側うずまき体の内側および静止側うずまき体
の外側のインボリュート曲線部の開始角、 ｔ ：伸開角変数 であり、さらに n1 ：静止側うずまき体の接続外側曲線と旋回側うず
まき体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円
となるn1＝０または１を除いた正の実数、 n2 ：旋回側うずまき体の接続外側曲線と静止側うず
まき体の接続内側曲線の形状パラメーターで、曲線が円
となるn2＝０または１を除いた正の実数、 ΔT1 ：旋回側うずまき体の背側の板厚増加量（静止側
うずまき体の腹側の板厚の減少量）、 ΔT2 ：旋回側うずまき体の腹側の板厚増加量（静止側
うずまき体の背側の板厚の減少量） とし、 ε1＝ΔT1/b ε2＝ΔT2/b とおいたとき、上記式（１）、（２）、（17）、（18）
中の各記号および変数は以下の式（３）ないし（15）を
満足するものとする。 λ＝ρ／（2b） ・・・（14） r1（ｔ）＝R1sinn1（ｔ−β1） ・・・（３） r2（ｔ）＝R2sinn2（ｔ−β2） ・・・（４） tc＝T1＋（π/2）＋β1 ・・・（５） d1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1）−２λ−β1−ε1 ・・・（６） R1/b＝［λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−１］／（sinT
1cosn1T1） ・・・（７） cosn1T1［cosT1−（２λ＋β1−ε1）sinT1−λsin（ta
n-1(n1tanT1））］＋λsin（T1＋tan-1(n1tanT1））−
１＝０ ・・・（８） β2＝tc−（π/2）−T2 ・・・（９） n2＝n1［（tanT1）／（tanT2）］ ・・・（10） d2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2）−［tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2 ・・・（11） R2/b＝［λsin（T2＋tan-1(n2tanT2））−１］／（sinT
2cosn2T2） ・・・（12） cosn2T2［cosT2（tc−（π/2）＋２λ−T2−ε2）sinT2
−λsin（tan-1(n2tanT2））］＋λsin（T2＋tan-1(n2t
anT2））−１＝０ ・・・（13） ２．特許請求の範囲（１）に記載のスクロール型流体機
械において、上記一方のうずまき体のインボリュート曲
線部の板厚と上記他方のうずまき体のインボリュート曲
線部の板厚とが相等しく、上記一方のうずまき体のうず
まき体中央部が上記他方のうずまき体のインボリュート
曲線部から同インボリュート曲線部に連続するうずまき
体中央部にわたって連続的に滑らかに当接して完全噛み
合いをするとともに上記他方のうずまき体のうずまき体
中央部も上記一方のうずまき体のインボリュート曲線部
から同インボリュート曲線部に連続するうずまき体中央
部にわたって連続的に滑らかに当接して完全噛み合いを
するように、上記一方のうずまき体のうずまき体中央部
および上記他方のうずまき体のうずまき体中央部がそれ
ぞれ下記式（23）に従う接続内側曲線と下記式（24）に
従う接続外側曲線とによって決まる形状を有しているこ
とを特徴とする、スクロール型流体機械。上記各うずま
き体のうずまき体中央部の上記接続内側曲線の式とし
て、 上記各うずまき体のうずまき体中央部の上記接続外側曲
線の式として、 ここに、 n1＝n2＝ｎ≠０または１ ε1＝ε2＝０ であって、上記式（23）および（24）中の各記号および
変数は、以下の式（3a）、（5a）ないし（8a）を満足す
るものとする。 ｒ（ｔ）＝Rsinn（ｔ−β） ・・・（3a） tc＝Ｔ＋π/2＋β ・・・（5a） d/b＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１］／（λsin
TcosnＴ）−２λ−β＋ε ・・・（6a） R/b＝［λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１］／（λsin
TcosnＴ） ・・・（7a） cosnＴ［cosT−（２λ＋β−ε）sinT−λsin（tan
-1（n tanT））］＋λsin（Ｔ＋tan-1（n tanT））−１
＝０ ・・・（8a）
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-
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- 1987-12-16 AU AU82613/87A patent/AU616162B2/en not_active Ceased
-
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |