JP6382265B2 - Scroll fluid machinery - Google Patents
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Description
本発明は、スクロール流体機械に関するものである。 The present invention relates to a scroll fluid machine.
一般に、端板上に渦巻状の壁体が設けられた固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを噛み合わせ、公転旋回運動を行わせて流体を圧縮または膨張するスクロール流体機械が知られている。 In general, a scroll fluid machine is known in which a fixed scroll member provided with a spiral wall on an end plate and a orbiting scroll member are engaged with each other, and a revolving orbiting motion is performed to compress or expand a fluid.
このようなスクロール流体機械として、特許文献1に示すようないわゆる段付きスクロール圧縮機が知られている。この段付きスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻状の壁体の歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、各段部を境に壁体の外周側の高さが内周側の高さよりも高くされている。段付きスクロール圧縮機は、壁体の周方向だけでなく、高さ方向にも圧縮(三次元圧縮)されるため、段部を備えていない一般的なスクロール圧縮機(二次元圧縮)に比べ、押しのけ量を大きくし、圧縮機容量を増加することができる。
As such a scroll fluid machine, a so-called stepped scroll compressor as shown in
しかし、段付きスクロール圧縮機は、段部における流体漏れが大きいという問題がある。また、段部の根元部分に応力が集中して強度が低下するという問題がある。 However, the stepped scroll compressor has a problem that fluid leakage at the stepped portion is large. In addition, there is a problem that the stress is concentrated due to the stress concentrated at the base of the stepped portion.
これに対して、発明者等は、壁体及び端板に設けられた段部に代えて連続的な傾斜部を設けることを検討している。
しかし、傾斜部を設けるとしても、壁体の歯先と端板の歯底との間のチップクリアランスに起因する流体漏れの低減が望まれる。
On the other hand, the inventors are considering providing a continuous inclined part instead of the step part provided in the wall body and the end plate.
However, even if the inclined portion is provided, it is desired to reduce fluid leakage due to the tip clearance between the tooth tip of the wall body and the tooth bottom of the end plate.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、壁体の歯先と端板の歯底との間のチップクリアランスを小さくすることが可能な壁体及び端板に傾斜部を有するスクロール流体機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the wall body and the end plate that are capable of reducing the tip clearance between the tooth tip of the wall body and the bottom of the end plate are inclined portions. It is an object to provide a scroll fluid machine having the following.
上記課題を解決するために、本発明のスクロール流体機械は以下の手段を採用する。 In order to solve the above problems, the scroll fluid machine of the present invention employs the following means.
すなわち、本発明にかかるスクロール流体機械は、第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と旋回半径分だけオフセットされて噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材とを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方の最外周部および最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記壁体平坦部から前記最内周部の前記壁体平坦部との間にわたって、前記傾斜部を形成するように外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に減少する壁体傾斜部を有し、前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記端板平坦部から前記最内周部の前記端板平坦部との間にわたって、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部を有し、前記壁体傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、前記端板傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、前記端板傾斜部には、前記壁体の渦巻き方向に直交する方向に等高線が形成され、前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とが、対向する前記傾斜部同士が遠ざかる方向に前記旋回半径分だけ位相がずらされて配置されていることを特徴とする。 That is, the scroll fluid machine according to the present invention includes a first scroll member in which a spiral first wall body is provided on a first end plate, and a second end plate disposed so as to face the first end plate. A spiral second wall body is provided on the first wall body, and the second wall body is provided with a second scroll member that engages with the first wall body by being offset by a turning radius and relatively revolves. It is a scroll fluid machine, Comprising: The distance between the opposing surfaces of the said 1st end plate and the said 2nd end plate which face each other is continuous toward the inner peripheral side from the outer peripheral side of the said 1st wall body and the said 2nd wall body. A slope portion that decreases in number is provided, and at least one of the first wall body and the second wall body is provided with a wall body flat portion that does not change in height at the outermost peripheral portion and the innermost peripheral portion. In at least one of the first end plate and the second end plate, Kikabetai flats end plate flat portion is provided corresponding to said at least one of the first wall and the second wall, wherein the innermost portion of the wall flat portion of the outermost peripheral portion A wall inclined portion in which the height of the wall continuously decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side so as to form the inclined portion between the wall flat portion and the wall flat portion, At least one of the first end plate and the second end plate extends from the end plate flat portion of the outermost peripheral portion to the end plate flat portion of the innermost peripheral portion. The tooth base facing the tip has an end plate inclined portion that is inclined according to the inclination of the wall inclined portion, and the length of the wall inclined portion in the spiral direction is the wall flat portion of the outermost peripheral portion. Longer than the length in the spiral direction, and longer than the length in the spiral direction of the wall flat portion of the innermost periphery, The length of the end plate inclined portion in the spiral direction is longer than the length of the end plate flat portion of the outermost peripheral portion in the spiral direction, and the length of the end plate flat portion of the innermost peripheral portion in the spiral direction. The contour is formed in the end plate inclined portion in a direction orthogonal to the spiral direction of the wall body, and the inclined portions facing each other between the first scroll member and the second scroll member move away from each other. The phase is shifted in the direction by the turning radius.
第1端板と第2端板との対向面間距離が壁体の外周側から内周側に向かって連続的に減少する傾斜部が設けられているので、外周側から吸い込まれた流体は内周側に向かうにしたがい、壁体の渦巻形状に応じた圧縮室の減少によって圧縮されるだけでなく、端板間の対向面間距離の減少によって更に圧縮されることになる。
端板傾斜部すなわち歯底に、壁体の渦巻き方向に直交する方向に等高線が形成されている。この場合に、前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とを渦巻き方向における旋回中央位置で一致させておくと、両スクロール部材が旋回運動を行った際に歯底と歯先が干渉するおそれがある。そこで、前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とを対向する傾斜部同士が遠ざかる方向に旋回半径分だけ位相をずらされて配置するようにした。これにより、歯底と歯先が干渉することを回避できる。また、旋回半径分だけ位相が進んだ場合に、傾斜部の位置が一致するように噛み合うので、歯先と歯底との間のチップクリアランスを小さくすることができる。
Since the inclined portion in which the distance between the opposing surfaces of the first end plate and the second end plate continuously decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the wall body is provided, the fluid sucked from the outer peripheral side is As it goes to the inner peripheral side, it is compressed not only by the reduction of the compression chamber according to the spiral shape of the wall body, but also by the reduction of the distance between the opposing surfaces between the end plates.
Contour lines are formed in the end plate inclined portion, that is, the tooth bottom, in a direction perpendicular to the spiral direction of the wall body. In this case, if the first scroll member and the second scroll member are made to coincide at the turning center position in the spiral direction, the tooth bottom and the tooth tip may interfere when both scroll members make a turning motion. There is. Therefore, the first scroll member and the second scroll member are arranged with their phases shifted by the turning radius in the direction in which the inclined portions facing each other move away from each other. Thereby, it can avoid that a tooth base and a tooth tip interfere. Further, when the phase is advanced by the turning radius, the tip portions are meshed so that the positions of the inclined portions coincide with each other, so that the tip clearance between the tooth tip and the tooth bottom can be reduced.
さらに、本発明にかかるスクロール流体機械は、前記端板傾斜部と前記端板平坦部とが接続される端板傾斜接続部に対して、前記壁体傾斜部と前記壁体平坦部とが接続される壁体傾斜接続部が、前記旋回半径分だけ位相が遅れて配置されていることを特徴とする。 Further, the scroll fluid machine according to the present invention, relative to prior Symbol end plate inclined portion and the end plate end plate inclined connecting portion and the flat portion are connected, and the wall inclined portion and said wall flats is The wall inclined connection portions to be connected are arranged with a phase delayed by the turning radius.
端板傾斜部すなわち歯底に、壁体の渦巻き方向に直交する方向に等高線が形成されている。この場合に、端板傾斜部と端板平坦部とが接続される端板傾斜接続部と、壁体傾斜部と壁体平坦部とが接続される壁体傾斜接続部とを渦巻き方向における旋回中央位置で一致させておくと、両スクロール部材が旋回運動を行った際に歯底と歯先が干渉するおそれがある。そこで、端板傾斜接続部に対して壁体傾斜接続部を旋回半径分だけ位相を遅らせて配置するようにした。これにより、歯底と歯先が干渉することを回避できる。また、端板傾斜接続部に対して壁体傾斜接続部が旋回半径分だけ位相が進んだ場合に、端板傾斜接続部と壁体傾斜接続部との位置が一致するように噛み合うので、歯先と歯底との間のチップクリアランスを小さくすることができる。 Contour lines are formed in the end plate inclined portion, that is, the tooth bottom, in a direction perpendicular to the spiral direction of the wall body. In this case, the end plate inclined connecting portion to which the end plate inclined portion and the end plate flat portion are connected and the wall inclined connecting portion to which the wall inclined portion and the wall flat portion are connected are swung in the spiral direction. If they are matched at the center position, there is a possibility that the tooth bottom and the tooth tip interfere with each other when both scroll members perform a turning motion. Therefore, the wall body inclined connection portion is arranged with the phase delayed by the turning radius with respect to the end plate inclined connection portion. Thereby, it can avoid that a tooth base and a tooth tip interfere. In addition, when the phase of the wall inclined connection portion advances by the turning radius with respect to the end plate inclined connection portion, the end plate inclined connection portion and the wall inclined connection portion are meshed so that the positions coincide with each other. The tip clearance between the tip and the root can be reduced.
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と旋回半径分だけオフセットされて噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材とを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方の最外周部および最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記壁体平坦部から前記最内周部の前記壁体平坦部との間にわたって、前記傾斜部を形成するように外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に減少する壁体傾斜部を有し、前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記端板平坦部から前記最内周部の前記端板平坦部との間にわたって、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部を有し、前記壁体傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、前記端板傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、前記端板傾斜部には、前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧が等高線として形成され、前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とが、前記旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致する位相となるように配置されていることを特徴とする。 The scroll fluid machine according to the present invention includes a first scroll member having a spiral first wall provided on a first end plate, and a second end plate disposed to face the first end plate. A spiral second wall body is provided on the first wall body, and the second wall body is provided with a second scroll member that engages with the first wall body by being offset by a turning radius and relatively revolves. It is a scroll fluid machine, Comprising: The distance between the opposing surfaces of the said 1st end plate and the said 2nd end plate which face each other is continuous toward the inner peripheral side from the outer peripheral side of the said 1st wall body and the said 2nd wall body. A slope portion that decreases in number is provided, and at least one of the first wall body and the second wall body is provided with a wall body flat portion that does not change in height at the outermost peripheral portion and the innermost peripheral portion. , At least one of the first end plate and the second end plate includes Body end plate flat portion corresponding to the flat portion is provided, said first wall and at least one of the second wall, the said innermost portion of said wall flats of the outermost peripheral portion A wall slope portion in which the height of the wall body continuously decreases from the outer peripheral side toward the inner circumference side so as to form the slope portion between the wall flat portion and the first end; At least one of the plate and the second end plate extends from the end plate flat portion of the outermost peripheral portion to the end plate flat portion of the innermost peripheral portion at the tooth tip of the wall inclined portion. The opposing tooth bottom surface has an end plate inclined portion that is inclined according to the inclination of the wall inclined portion, and the length of the wall inclined portion in the spiral direction is a spiral of the wall flat portion of the outermost peripheral portion. Longer than the length in the direction, and longer than the length in the spiral direction of the wall body flat portion of the innermost peripheral portion, The length of the plate inclined portion in the spiral direction is longer than the length of the end plate flat portion of the outermost peripheral portion in the spiral direction, and is longer than the length of the end plate flat portion of the innermost peripheral portion in the spiral direction. The end plate inclined portion is formed with one or a plurality of arcs having contours as intersections with the wall body, and the first scroll member and the second scroll member are moved during the turning motion. It arrange | positions so that it may become a phase which corresponds in the turning center position in a spiral direction.
第1端板と第2端板との対向面間距離が壁体の外周側から内周側に向かって連続的に減少する傾斜部が設けられているので、外周側から吸い込まれた流体は内周側に向かうにしたがい、壁体の渦巻形状に応じた圧縮室の減少によって圧縮されるだけでなく、端板間の対向面間距離の減少によって更に圧縮されることになる。
端板傾斜部に、壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧が等高線として形成されている。この場合には、第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とが、旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致する位相となるように、すなわち第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とが同位相となるように配置すれば、旋回運動時に歯先と歯底が干渉することがなく、また歯先と歯底との間のチップクリアランスを小さくすることができる。
端板傾斜部に、前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧を等高線として形成するには、端板傾斜部の歯底幅と同等かそれ以下の直径を有するエンドミルを用いて加工することが好ましい。
Since the inclined portion in which the distance between the opposing surfaces of the first end plate and the second end plate continuously decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the wall body is provided, the fluid sucked from the outer peripheral side is As it goes to the inner peripheral side, it is compressed not only by the reduction of the compression chamber according to the spiral shape of the wall body, but also by the reduction of the distance between the opposing surfaces between the end plates.
In the end plate inclined portion, one or a plurality of arcs whose contact points are intersections with the wall are formed as contour lines. In this case, the first scroll member and the second scroll member have a phase coincident with each other at the turning center position in the spiral direction during the turning motion, that is, the first scroll member and the second scroll member are If they are arranged so as to have the same phase, the tooth tip and the tooth bottom do not interfere with each other during the turning motion, and the tip clearance between the tooth tip and the tooth bottom can be reduced.
In order to form one or more circular arcs having a contact point at the intersection with the wall as a contour line on the end plate inclined portion, an end mill having a diameter equal to or less than the root width of the end plate inclined portion is used. It is preferable to process.
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、前記端板傾斜部には、該端板傾斜部と前記端板平坦部とが接続される端板傾斜接続部と前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧が等高線として形成され、前記端板傾斜接続部に対して、前記壁体傾斜部と前記壁体平坦部とが接続される壁体傾斜接続部が、前記旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致するように配置されていることを特徴とする。
Further, the scroll fluid machine according to the present invention, the prior SL end plate inclined portion, contacts the intersection of the end plate inclined connecting portion and said end plate inclined portion and the end plate flat portion is connected to the
端板傾斜部に、端板傾斜部と端板平坦部とが接続される端板傾斜接続部と前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧が等高線として形成されている。この場合には、端板傾斜接続部に対して、壁体傾斜接続部が、旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致するように、すなわち端板傾斜接続部と壁体傾斜接続部とが同位相となるように配置すれば、旋回運動時に歯先と歯底が干渉することがなく、また歯先と歯底との間のチップクリアランスを小さくすることができる。
端板傾斜部に、端板傾斜接続部と前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧を等高線として形成するには、端板傾斜部の歯底幅と同等かそれ以下の直径を有するエンドミルを用いて加工することが好ましい。
In the end plate inclined portion, one or a plurality of arcs having a contact point at the intersection of the end plate inclined connecting portion to which the end plate inclined portion and the end plate flat portion are connected and the wall body are formed as contour lines. In this case, with respect to the end plate inclined connecting portion, the wall body inclined connecting portion is coincident at the turning center position in the spiral direction during the turning motion, that is, the end plate inclined connecting portion and the wall body inclined connecting portion. If they are arranged so as to have the same phase, the tooth tip and the tooth bottom do not interfere with each other during the turning motion, and the tip clearance between the tooth tip and the tooth bottom can be reduced.
To form one or more arcs as contour lines at the intersection of the end plate inclined connecting portion and the wall body on the end plate inclined portion, the diameter is equal to or smaller than the tooth bottom width of the end plate inclined portion. It is preferable to process using an end mill having
さらに、本発明のスクロール流体機械によれば、前記等高線を形成する円弧の直径をDeとし、前記端板傾斜部の歯底幅をTg、旋回運動の旋回半径をρとした場合に、
{Tg2+(2ρ)2}/(2Tg)≦De≦Tg
とされていることを特徴とする。
Furthermore, according to the scroll fluid machine of the present invention, when the diameter of the circular arc forming the contour line is De, the root width of the end plate inclined portion is Tg, and the turning radius of the turning motion is ρ,
{Tg 2 + (2ρ) 2 } / (2Tg) ≦ De ≦ Tg
It is said that it is said.
上式の関係式を満たすことにより、旋回運動時に歯先と歯底が近づいて互いに干渉することを回避することができる。 By satisfying the above relational expression, it is possible to avoid that the tooth tip and the tooth base approach each other and interfere with each other during the turning motion.
さらに、本発明のスクロール流体機械によれば、
De={Tg2+(2ρ)2}/(2Tg)
とされていることを特徴とする。
Furthermore, according to the scroll fluid machine of the present invention,
De = {Tg 2 + (2ρ) 2 } / (2Tg)
It is said that it is said.
De={Tg2+(2ρ)2}/(2Tg)とすることにより、旋回運動時に歯先と歯底が最も近づいたときに等高線と壁体傾斜接続部と間におけるチップクリアランスをゼロに近づけることができる。 By setting De = {Tg2 + (2ρ) 2} / (2Tg), the tip clearance between the contour line and the wall inclined connection portion can be brought close to zero when the tooth tip and the tooth bottom are closest to each other during the turning motion. it can.
端板傾斜部すなわち歯底に、渦巻き方向に直交する方向に等高線が形成されている場合に、端板傾斜接続部に対して壁体傾斜接続部を旋回半径分だけ位相が遅れて配置されるようにした。これにより、旋回運動時に歯先と歯底が干渉することがなく、また歯先と歯底との間のチップクリアランスを小さくすることができる。 When the contour line is formed in the end plate inclined portion, that is, the tooth bottom, in the direction orthogonal to the spiral direction, the wall inclined connection portion is arranged with a phase delayed by the turning radius with respect to the end plate inclined connection portion. I did it. Thereby, the tooth tip and the tooth bottom do not interfere with each other during the turning motion, and the tip clearance between the tooth tip and the tooth bottom can be reduced.
端板傾斜部に、端板傾斜接続部と前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧が等高線として形成されている場合に、端板傾斜接続部に対して、壁体傾斜接続部が、旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致するように配置されるようにした。これにより、旋回運動時に歯先と歯底が干渉することがなく、また歯先と歯底との間のチップクリアランスを小さくすることができる。 When one or more arcs whose contact points are the intersections of the end plate inclined connection portion and the wall body are formed as contour lines on the end plate inclined portion, the wall body inclined connection is made to the end plate inclined connection portion. The parts are arranged so as to coincide with each other at the turning center position in the spiral direction during the turning motion. Thereby, the tooth tip and the tooth bottom do not interfere with each other during the turning motion, and the tip clearance between the tooth tip and the tooth bottom can be reduced.
[第1実施形態]
以下に、本発明にかかる第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、スクロール圧縮機(スクロール流体機械)1の固定スクロール(第1スクロール部材)3と旋回スクロール(第2スクロール部材)5が示されている。スクロール圧縮機1は、例えば空調機等の冷凍サイクルを行うガス冷媒(流体)を圧縮する圧縮機として用いられる。
[First Embodiment]
A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a fixed scroll (first scroll member) 3 and a turning scroll (second scroll member) 5 of a scroll compressor (scroll fluid machine) 1. The
固定スクロール3及び旋回スクロール5は、アルミ合金製や鉄製等の金属製の圧縮機構とされ、図示しないハウジング内に収容されている。固定スクロール3及び旋回スクロール5は、ハウジング内に導かれた流体を外周側から吸い込み、固定スクロール3の中央の吐出ポート3cから外部へと圧縮後の流体を吐出する。
The fixed
固定スクロール3は、ハウジングに固定されており、図1(a)に示されているように、略円板形状の端板(第1端板)3aと、端板3aの一側面上に立設された渦巻状の壁体(第1壁体)3bとを備えている。旋回スクロール5は、略円板形状の端板(第2端板)5aと、端板5aの一側面上に立設された渦巻状の壁体(第2壁体)5bとを備えている。各壁体3b,5bの渦巻形状は、例えば、インボリュート曲線やアルキメデス曲線を用いて定義されている。
The fixed
固定スクロール3と旋回スクロール5は、その中心を旋回半径ρだけ離し、壁体3b,5bの位相を180°ずらして噛み合わされ、両スクロールの壁体3b、5bの歯先と歯底間に常温で僅かな高さ方向のクリアランス(チップクリアランス)を有するように組み付けられている。これにより、両スクロール3,5間に、その端板3a,5aと壁体3b、5bとにより囲まれて形成される複数対の圧縮室がスクロール中心に対して対称に形成される。旋回スクロール5は、図示しないオルダムリング等の自転防止機構によって固定スクロール3の周りを公転旋回運動する。
The fixed
図1(a)に示すように、向かい合う両端板3a,5a間の対向面間距離Lが、渦巻状の壁体3b,5bの外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられている。
As shown in FIG. 1 (a), the distance L between the facing
図2に示すように、旋回スクロール5の壁体5bには、外周側から内周側に向かって高さが連続的に減少する壁体傾斜部5b1が設けられている。この壁体傾斜部5b1の歯先が対向する固定スクロール3の歯底面には、壁体傾斜部5b1の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部3a1(図1(a)参照)が設けられている。これら壁体傾斜部5b1及び端板傾斜部3a1によって、連続的な傾斜部が構成されている。同様に、固定スクロール3の壁体3bにも高さが外周側から内周側に向かって連続的に傾斜する壁体傾斜部3b1が設けられ、この壁体傾斜部3b1の歯先に対向する端板傾斜部5a1が旋回スクロール5の端板5aに設けられている。
As shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態でいう傾斜部における連続的という意味は、滑らかに接続された傾斜に限定されるものではなく、加工時に不可避的に生じるような小さな段差が階段状に接続されており、傾斜部を全体としてみれば連続的に傾斜しているものも含まれる。ただし、いわゆる段付きスクロールのような大きな段差は含まれない。 Note that the meaning of “continuous in the inclined portion” in the present embodiment is not limited to the smoothly connected inclination, and small steps that are inevitably generated at the time of processing are connected in a staircase shape. If the part as a whole is included, it is continuously inclined. However, large steps such as so-called stepped scrolls are not included.
壁体傾斜部3b1,5b1及び/又は端板傾斜部3a1,5a1には、コーティングが施されている。コーティングとしては、例えば、リン酸マンガン処理やニッケルリンめっき等が挙げられる。 The wall body inclined portions 3b1 and 5b1 and / or the end plate inclined portions 3a1 and 5a1 are coated. Examples of the coating include manganese phosphate treatment and nickel phosphorus plating.
図2に示されているように、旋回スクロール5の壁体5bの最内周側と最外周側には、それぞれ、高さが一定とされた壁体平坦部5b2,5b3が設けられている。これら壁体平坦部5b2,5b3は、旋回スクロール5の中心O2(図1(a)参照)まわりに180°の領域にわたって設けられている。壁体平坦部5b2,5b3と壁体傾斜部5b1とが接続される位置には、それぞれ、屈曲部となる壁体傾斜接続部5b4,5b5が設けられている。
旋回スクロール5の端板5aの歯底についても同様に、高さが一定とされた端板平坦部5a2,5a3が設けられている。これら端板平坦部5a2,5a3についても、旋回スクロール5の中心まわりに180°の領域にわたって設けられている。端板平坦部5a2,5a3と端板傾斜部5a1とが接続される位置には、それぞれ、屈曲部となる端板傾斜接続部5a4,5a5が設けられている。
As shown in FIG. 2, wall body flat portions 5b2 and 5b3 having a constant height are provided on the innermost circumferential side and the outermost circumferential side of the
Similarly, the bottom of the
図3及び図4にハッチングにて示すように、固定スクロール3についても、旋回スクロール5と同様に、端板平坦部3a2,3a3、壁体平坦部3b2,3b3、端板傾斜接続部3a4,3a5及び壁体傾斜接続部3b4,3b5が設けられている。
As shown by hatching in FIGS. 3 and 4, the fixed
図5には、渦巻き方向に伸ばして表示した壁体3b,5bが示されている。同図に示されているように、最内周側の壁体平坦部3b2,5b2が距離D2にわたって設けられ、最外周側の壁体平坦部3b3,5b3が距離D3にわたって設けられている。距離D2及び距離D3は、それぞれ、各スクロール3,5の中心O1,O2まわりに180°とされた領域に相当する長さとなっている。最内周側の壁体平坦部3b2,5b2と最外周側の壁体平坦部3b3,5b3との間に、壁体傾斜部3b1,5b1が距離D1にわたって設けられている。最内周側の壁体平坦部3b2,5b2と最外周側の壁体平坦部3b3,5b3との高低差をhとすると、壁体傾斜部3b1,5b1の傾きφは下式とされる。
φ=tan -1 (h/D1) ・・・(1)
このように、傾斜部における傾きφは、渦巻状の壁体3b,5bが延在する周方向に対して一定とされている。
FIG. 5 shows
φ = tan -1 (h / D1) (1)
Thus, the inclination φ in the inclined portion is constant with respect to the circumferential direction in which the
図6には、図1(b)の符号Zで示した領域の拡大図が示されている。図6に示されているように、固定スクロール3の壁体3bの歯先には、チップシール7が設けられている。チップシール7は樹脂製とされており、対向する旋回スクロール5の端板5aの歯底に接触して流体をシールする。チップシール7は、壁体3bの歯先に周方向にわたって形成されたチップシール溝3d内に収容されている。このチップシール溝3d内に圧縮流体が入り込み、チップシール7を背面から押圧して歯底側に押し出すことで対向する歯底に接触させるようになっている。なお、旋回スクロール5の壁体5bの歯先に対しても、同様にチップシールが設けられている。
FIG. 6 shows an enlarged view of the region indicated by the symbol Z in FIG. As shown in FIG. 6, a
両スクロール3,5が相対的に公転旋回運動を行うと、旋回直径(旋回半径ρ×2)分だけ歯先と歯底の位置が相対的にずれる。この歯先と歯底の位置ずれに起因して、傾斜部では、歯先と歯底との間のチップクリアランスが変化する。例えば、図7(a)ではチップクリアランスTが小さく、図7(b)ではチップクリアランスTが大きいことを示している。チップシール7は、このチップクリアランスTが旋回運動によって変化しても、背面から圧縮流体によって端板5aの歯底側に押圧されるので、追従してシールできるようになっている。
When the
上述したスクロール圧縮機1は、以下のように動作する。
図示しない電動モータ等の駆動源によって、旋回スクロール5が固定スクロール3回りに公転旋回運動を行う。これにより、各スクロール3,5の外周側から流体を吸い込み、各壁体3b,5b及び各端板3a,5aによって囲まれた圧縮室に流体を取り込む。圧縮室内の流体は外周側から内周側に移動するに従い順次圧縮され、最終的に固定スクロール3に形成された吐出ポート3cから圧縮流体が吐出される。流体が圧縮される際に、端板傾斜部3a1,5a1及び壁体傾斜部3b1,5b1によって形成された傾斜部では壁体3b,5bの高さ方向にも圧縮されて、三次元圧縮が行われる。
The
The
図8には、固定スクロール3の端板傾斜接続部3a5周りを示した部分拡大平面図が示されている。なお、他の端板傾斜接続部3a4,5a4,5a5周りについても同様の説明となるので、以下では固定スクロール3の端板傾斜接続部3a5周りについて説明する。
FIG. 8 is a partial enlarged plan view showing the periphery of the end plate inclined connection portion 3a5 of the fixed
同図において、固定スクロール3の外周側の壁体3bの内側3b−inと内周側の壁体3bの外側3b−outとの間に、最外周側の端板平坦部3a3と端板傾斜部3a1とが設けられている。また、同図中には旋回スクロール5の壁体5bが示されている。壁体5bは、固定スクロール3の外周側の壁体3bの内側3b−inに接した接触位置P1に位置した状態と、壁体3bの内側3b−inと外側3b−outとの間の寸法である歯底幅Tg方向の中央に位置する幅中央位置P2に位置した状態とが示されている。接触位置P1は、旋回運動時の渦巻き方向(図8において左右方向)における旋回中央位置となる。なお、符号W1は、壁体5bの幅方向における中心線である。
In the same figure, between the
端板傾斜接続部3a5の位置には、等高線Ct1が示されている。等高線Ct1は、壁体3bの渦巻き方向に直交する方向に形成された線分となっている。等高線Ct1の歯底幅Tg方向における中間位置を中心O3として、旋回半径ρとされた旋回軌跡Trが示されている。この旋回軌跡Trは、壁体5bが接触位置P1に位置しているときの等高線Ct1と壁体5bの中心線W1とが交わる交点Cpの軌跡である。
A contour line Ct1 is shown at the position of the end plate inclined connecting portion 3a5. The contour line Ct1 is a line segment formed in a direction orthogonal to the spiral direction of the
壁体5bの壁体傾斜接続部5b5は、接触位置P1から分かるように、端板傾斜接続部3a5に対して、旋回半径ρ分だけ位相が遅れて配置されている。この理由は以下の通りである。
仮に破線で示した壁体傾斜接続部5b5’を接触位置P1にて等高線Ct1と一致するように配置すると、換言すると壁体傾斜接続部5b5’と端板傾斜接続部3a5とを同位相とすると、図9(a)に示すように、接触位置P1では歯底(端板3a側)と歯先(壁体5b側)との形状が一致した状態となっているが、旋回が進み幅中央位置P2となると、図9(b)に示すように歯底と歯先とが干渉してしまうことになる。なお、図9(c)は、幅中央位置P2から更に位相が180°進んだ位置である。
したがって、等高線Ct1が壁体3bの渦巻き方向に直交する方向に形成された線分となっている場合には、壁体傾斜接続部5b5’と端板傾斜接続部3a5とを同位相に配置することができない。
As can be seen from the contact position P1, the wall body inclined connection portion 5b5 of the
If the wall inclined connection portion 5b5 ′ shown by the broken line is arranged so as to coincide with the contour line Ct1 at the contact position P1, in other words, the wall inclined connection portion 5b5 ′ and the end plate inclined connection portion 3a5 have the same phase. As shown in FIG. 9 (a), the shape of the tooth bottom (
Therefore, when the contour line Ct1 is a line segment formed in a direction orthogonal to the spiral direction of the
そこで、本実施形態では、図8に示したように、壁体傾斜接続部5b5を、接触位置P1にて端板傾斜接続部3a5に対して旋回半径ρ分だけ位相を遅らせて配置している。これにより、図10(a)に示すように、接触位置P1では旋回半径ρ分だけオフセットされた位置となり、端板傾斜接続部3a5におけるチップクリアランスTが(ρ×tanφ)となってしまうが、図10(b)に示すように幅中央位置P2まで旋回が進んだときにチップクリアランスを最小にすることができる。なお、φは傾斜部の傾きである(図5参照)。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the wall body inclined connection portion 5b5 is arranged with a phase delayed by the turning radius ρ with respect to the end plate inclined connection portion 3a5 at the contact position P1. . As a result, as shown in FIG. 10A, the contact position P1 is offset by the turning radius ρ, and the tip clearance T at the end plate inclined connecting portion 3a5 becomes (ρ × tanφ). As shown in FIG. 10B, the tip clearance can be minimized when the turn proceeds to the width center position P2. Note that φ is the inclination of the inclined portion (see FIG. 5).
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
端板傾斜部3a1,5a1すなわち歯底に、壁体3b,5bの渦巻き方向に直交する方向に等高線Ct1が形成されている場合に、端板傾斜接続部3a4,3a5,5a4,5a5と壁体傾斜接続部3b4,3b5,5b4,5b5とを、渦巻き方向における旋回中央位置(接触位置P1)で一致させておくと、両スクロール3,5が旋回運動を行った際に歯底と歯先が干渉するおそれがある。そこで、端板傾斜接続部3a4,3a5,5a4,5a5に対して壁体傾斜接続部3b4,3b5,5b4,5b5を旋回半径ρ分だけ位相を遅らせて配置することとした。これにより、歯底と歯先が干渉することを回避できる。また、端板傾斜接続部3a4,3a5,5a4,5a5に対して壁体傾斜接続部3b4,3b5,5b4,5b5が旋回半径ρ分だけ位相が進んだ場合に、端板傾斜接続部3a4,3a5,5a4,5a5と壁体傾斜接続部3b4,3b5,5b4,5b5との位置が一致するように噛み合うので、歯先と歯底との間のチップクリアランスTを最小にすることができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
When the contour lines Ct1 are formed in the end plate inclined portions 3a1, 5a1, that is, in the tooth bottom, in the direction orthogonal to the spiral direction of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して図8に示した端板傾斜接続部3a5周りの形状が異なり、その他の構成は第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態との相違点について説明し、同様の構成については同一符号を付しその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in the shape around the end plate inclined connecting portion 3a5 shown in FIG. 8, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, differences from the first embodiment will be described, and the same reference numerals are given to the same configurations, and the description thereof will be omitted.
第1実施形態では等高線Ct1が壁体3bの渦巻き方向に直交する方向に形成された線分とされていたが、本実施形態では等高線が円弧とされている点で相違する。
In the first embodiment, the contour line Ct1 is a line segment formed in a direction perpendicular to the spiral direction of the
円弧とされた等高線を端板傾斜部3a1,5a1に形成するには、図11に示すように、エンドミル10での加工によって行う。エンドミル10の直径Deを歯底幅Tgと同等として、傾斜を上る一方向に1パスで歯底と壁体側面の加工を行う。エンドミル10の回転軸線を端板平坦部3a2,3a3,5a2,5a3の平坦面に対して垂直に位置するようにして加工する。これにより、図11(a)に示したような半円弧となる等高線が形成される。
In order to form the contour lines formed as arcs on the end plate inclined portions 3a1 and 5a1, as shown in FIG. With the diameter De of the
図12には、上述した加工法によって得られた円弧とされた等高線Ct2が示されている。同図は、第1実施形態の図8に対応する図である。
図12に示されているように、等高線Ct2は、歯底幅Tgを直径とし、端板傾斜部3a1側(同図において左側)に凸とされた半円弧となっている。つまり、等高線Ct2の半径はTg/2となる。等高線Ct2は、壁体3bの内側3b−inと端板傾斜接続部3a5との交点Cp0と、壁体3bの外側3b−outと端板傾斜接続部3a5との交点Cp0とを接点としている。
FIG. 12 shows a contour line Ct2 which is a circular arc obtained by the above-described processing method. This figure corresponds to FIG. 8 of the first embodiment.
As shown in FIG. 12, the contour line Ct2 is a semicircular arc having a root width Tg as a diameter and convex toward the end plate inclined portion 3a1 side (left side in FIG. 12). That is, the radius of the contour line Ct2 is Tg / 2. The contour line Ct2 has an intersection Cp0 between the
壁体5bの壁体傾斜接続部5b5は、接触位置P1にて、旋回運動時の渦巻き方向(図12において左右方向)における旋回中央位置で一致するように配置されている。すなわち、壁体傾斜接続部5b5と端板傾斜接続部3a5とを同位相としている。この理由は以下の通りである。
仮に破線で示した壁体傾斜接続部5b5’を幅中央位置P2にて等高線Ct2と一致するように配置すると、図13(b)のように、同位相とされる位置からTg/2−ρだけ位相を進めた位置となる。しかし、旋回が進み幅中央位置P2となると、図13(a)に示すように歯底と歯先とが干渉してしまうことになる。なお、図13(c)は、幅中央位置P2から更に位相が180°進んだ位置である。
したがって、等高線Ct2が歯底幅Tgと同等の直径を有する半円弧となっている場合には、壁体傾斜接続部5b5’を端板傾斜接続部3a5よりも位相を進めることができない。
The wall body inclined connection portion 5b5 of the
If the wall inclined connection portion 5b5 ′ indicated by the broken line is arranged so as to coincide with the contour line Ct2 at the width center position P2, as shown in FIG. Only the phase is advanced. However, when the turning proceeds and reaches the width center position P2, the tooth bottom and the tooth tip interfere with each other as shown in FIG. FIG. 13C shows a position where the phase is further advanced by 180 ° from the width center position P2.
Therefore, when the contour line Ct2 is a semicircular arc having a diameter equivalent to the root width Tg, the phase of the wall inclined connection portion 5b5 ′ cannot be advanced more than that of the end plate inclined connection portion 3a5.
そこで、本実施形態では、図14に示したように、壁体傾斜接続部5b5を、接触位置P1にて端板傾斜接続部3a5に対して同位相となるように配置している。これにより、図14(a)に示すように、接触位置P1では、歯先の側面形状と歯底の側面形状とが一致した位置となる。旋回運動により位相が進むと、図14(b)に示すように幅中央位置P2では、等高線Ct2の幅中央におけるチップクリアランスTが{(Tg/2−ρ)×tanφ}となる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the wall body inclined connection portion 5b5 is arranged so as to be in phase with the end plate inclined connection portion 3a5 at the contact position P1. Thereby, as shown to Fig.14 (a), in the contact position P1, it will become the position where the side surface shape of the tooth tip and the side surface shape of the tooth root corresponded. When the phase advances due to the turning motion, the tip clearance T at the width center of the contour line Ct2 becomes {(Tg / 2−ρ) × tanφ} at the width center position P2, as shown in FIG.
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
端板傾斜部3a1に、端板傾斜接続部3a5と壁体3bとの交点Cp0を接点とする1つの半円弧を等高線Ct2として形成することとした。そして、端板傾斜接続部3a5に対して、壁体傾斜接続部5b5が、旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置(接触位置P1)で一致するように、すなわち同位相となるように配置すれば、旋回運動時に歯先と歯底が干渉することがなく、チップクリアランスを可及的に小さくできる。
また、接触位置P1にあるときに、接触する壁体3b,5b間において歯先と歯底のチップクリアランスTが最も小さくなるので、壁体3bの渦巻き方向の漏れを小さくできる。すなわち、図15に示すように、壁体5bの歯先と、チップシール7と、端板3aの歯底と、壁体3bの側面とで囲まれた領域Aが渦巻き方向の漏れ隙間となるが、チップクリアランスTを最小にできるので、壁体3bの渦巻き方向の漏れを小さくできる。なお、符号5dは、壁体5bの先端に形成されたチップシール溝である。
According to this embodiment, there exist the following effects.
In the end plate inclined portion 3a1, one semicircular arc having a contact point at the intersection Cp0 between the end plate inclined connecting portion 3a5 and the
Further, since the tip clearance T between the tooth tip and the tooth bottom becomes the smallest between the contacting
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態に対して図12に示した端板傾斜接続部3a5周りの形状が異なり、その他の構成は第2実施形態と同様である。したがって、第2実施形態との相違点について説明し、同様の構成については同一符号を付しその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment differs from the second embodiment in the shape around the end plate inclined connection portion 3a5 shown in FIG. 12, and the other configurations are the same as those in the second embodiment. Accordingly, differences from the second embodiment will be described, and the same reference numerals are given to the same configurations, and the description thereof will be omitted.
第2実施形態では等高線Ct2が1つの半円弧とされていたが、本実施形態では等高線が2つの同径の円弧とされている点で相違する。 In the second embodiment, the contour line Ct2 is one semicircular arc. However, in the present embodiment, the contour line Ct2 is different in that the contour lines are two arcs having the same diameter.
2つの円弧とされた等高線を端板傾斜部3a1,5a1に形成するには、図16に示すように、エンドミル10での加工によって行う。図16は、図11(a)に対応する図であり、エンドミル10を壁体3b,5b渦巻き方向に傾斜を上るように2回切削する(2パス)ことによって加工する。すなわち、1回目の切削で片方の壁体3bの側壁とこれに連なる歯底を加工し、2回目の切削で他方の壁体3bの側壁とこれに連なる歯底を加工する。これにより、2つの半円弧が幅中央にて接続された形状が等高線Ct3となる。
したがって、本実施形態では、(エンドミル直径De<歯底幅Tg)という関係になる。
In order to form the contour lines formed as two circular arcs in the end plate inclined portions 3a1 and 5a1, as shown in FIG. FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 11A, and the
Therefore, in the present embodiment, the relationship is (end mill diameter De <bottom width Tg).
図17には、上述した加工法によって得られた円弧とされた等高線Ct3が示されている。同図は、第2実施形態の図12に対応する図である。
図17に示されているように、等高線Ct3は、エンドミル直径Deを直径とした二つの円弧が歯底の幅中央で接続された形状となっており、各円弧は端板傾斜部3a1側(同図において左側)に凸とされている。等高線Ct3は、壁体3bの内側3b−inと端板傾斜接続部3a5との交点Cp0と、壁体3bの外側3b−outと端板傾斜接続部3a5との交点Cp0とを接点としている。
FIG. 17 shows a contour line Ct3 that is an arc obtained by the above-described processing method. This figure corresponds to FIG. 12 of the second embodiment.
As shown in FIG. 17, the contour line Ct3 has a shape in which two arcs having the end mill diameter De as a diameter are connected at the center of the width of the root, and each arc has an end plate inclined portion 3a1 side ( It is convex on the left side in the figure. The contour line Ct3 has an intersection Cp0 between the
壁体5bの壁体傾斜接続部5b5は、接触位置P1にて、旋回運動時の渦巻き方向(図17において左右方向)における旋回中央位置で一致するように配置されている。すなわち、壁体傾斜接続部5b5と端板傾斜接続部3a5とを同位相としている。その理由は、第2実施形態にて説明したように、歯先と歯底が接触せず、かつチップクリアランスを可及的に小さくするためである。
The wall body inclined connection portion 5b5 of the
旋回軌跡Trの中心O3から、渦巻き方向でかつ傾斜部3a1方向における等高線Ct3までの距離Rが旋回半径ρよりも小さくなると歯底と歯先が干渉することになるので、下式を満たすことが必要である。
{Tg2+(2ρ)2}/(2Tg)≦De≦Tg ・・・(2)
なお、距離Rは、図18の幾何学関係を参照すれば、下式で表される。
R=(1/2)×{De2−(Tg−De)2}1/2 ・・・(3)
If the distance R from the center O3 of the turning trajectory Tr to the contour line Ct3 in the spiral direction and in the direction of the inclined portion 3a1 becomes smaller than the turning radius ρ, the tooth bottom and the tooth tip interfere with each other. is necessary.
{Tg 2 + (2ρ) 2 } / (2Tg) ≦ De ≦ Tg (2)
Note that the distance R is represented by the following equation with reference to the geometrical relationship in FIG.
R = (1/2) × {De 2 − (Tg−De) 2 } 1/2 (3)
また、本実施形態では、第2実施形態に比べて、壁体5bが幅中央位置P2に進んだ場合のチップクリアランスが小さくなるので有利である。なぜなら、図17を見れば明らかなように、旋回軌跡Trの中心O3から等高線Ct3までの距離Rは、第2実施形態の対応する距離Tg/2(図12参照)よりも短くなるからである。
Moreover, in this embodiment, compared with 2nd Embodiment, since the tip clearance when the
チップクリアランスを最も小さくするためには、距離Rが旋回半径ρに等しくする。R=ρを上式(3)に代入して解くと、下式が導かれる。
De={Tg2+(2ρ)2}/(2Tg) ・・・(4)
すなわち、上式を満たすようにエンドミル直径Deで形成される等高線Ct3とすれば良い。
In order to minimize the tip clearance, the distance R is made equal to the turning radius ρ. Substituting R = ρ into the above equation (3) to solve, the following equation is derived.
De = {Tg 2 + (2ρ) 2 } / (2Tg) (4)
That is, the contour line Ct3 formed with the end mill diameter De may be used so as to satisfy the above equation.
本実施形態によれば、第2実施形態の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
等高線Ct3を2つの円弧で構成することとしたので、距離RをTg/2よりも短くできるので、第2実施形態に比べてチップクリアランスを小さくして漏れを小さくすることができる。
According to this embodiment, in addition to the effect of 2nd Embodiment, there exist the following effects.
Since the contour line Ct3 is composed of two arcs, the distance R can be made shorter than Tg / 2, so that the chip clearance can be reduced and leakage can be reduced as compared with the second embodiment.
また、式(4)を満たすようなエンドミル直径Deを有する2つの円弧で等高線Ct3を形成することで、旋回運動時に歯先と歯底が最も近づいたときに等高線Ct3と壁体傾斜接続部5b5と間におけるチップクリアランスをゼロに近づけることができる。 Further, by forming the contour line Ct3 by two arcs having an end mill diameter De satisfying the expression (4), the contour line Ct3 and the wall inclined connection portion 5b5 when the tooth tip and the tooth bottom are closest to each other during the turning motion. The tip clearance between and can be brought close to zero.
なお、本実施形態では、2つの同径の円弧から構成された等高線Ct3としたが、3つ以上の円弧から構成された等高線としてもよい。 In the present embodiment, the contour line Ct3 is composed of two arcs having the same diameter, but may be a contour line composed of three or more arcs.
また、上述した各実施形態では、平坦部3a2,3a3,3b2,3b3,5a2,5a3,5b2,5b3を有する構成としたが、最外周側および/または最内周側に平坦部を備えていない構成に対しても適用できる。例えば、第1実施形態の場合には、固定スクロール3と旋回スクロール5とを、対向する傾斜部同士が遠ざかる方向に旋回半径分だけ位相をずらして配置する。第2実施形態や第3実施形態の場合には、固定スクロール3と旋回スクロール5とを、旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致する位相となるように配置する。
Moreover, in each embodiment mentioned above, although it was set as the structure which has flat part 3a2, 3a3, 3b2, 3b3, 5a2, 5a3, 5b2, 5b3, the flat part is not provided in the outermost periphery side and / or the innermost periphery side. It can also be applied to configurations. For example, in the case of the first embodiment, the fixed
また、上述した各実施形態では、スクロール圧縮機として説明したが、膨張機として用いるスクロール膨張機に対しても本発明を適用することができる。 Moreover, in each embodiment mentioned above, although demonstrated as a scroll compressor, this invention is applicable also to the scroll expander used as an expander.
1 スクロール圧縮機(スクロール流体機械)
3 固定スクロール(第1スクロール部材)
3a 端板(第1端板)
3a1 端板傾斜部
3a2 端板平坦部(内周側)
3a3 端板平坦部(外周側)
3a4 端板傾斜接続部(内周側)
3a5 端板傾斜接続部(外周側)
3b 壁体(第1壁体)
3b1 壁体傾斜部
3b2 壁体平坦部(内周側)
3b3 壁体平坦部(外周側)
3b4 壁体傾斜接続部(内周側)
3b5 壁体傾斜接続部(外周側)
3c 吐出ポート
5 旋回スクロール(第2スクロール部材)
5a 端板(第2端板)
5a1 端板傾斜部
5a2 端板平坦部(内周側)
5a3 端板平坦部(外周側)
5b 壁体(第2壁体)
5b1 壁体傾斜部
5b2 壁体平坦部(内周側)
5b3 壁体平坦部(外周側)
5b4 壁体傾斜接続部(内周側)
5b5 壁体傾斜接続部(外周側)
5d チップシール溝
7 チップシール
10 エンドミル
Ct1,Ct2,Ct3 等高線
L 対向面間距離
T チップクリアランス
Tg 歯底幅
Tr 旋回軌跡
W1 壁体の中心線
φ 傾き
1 Scroll compressor (scroll fluid machine)
3 Fixed scroll (first scroll member)
3a End plate (first end plate)
3a1 End plate inclined part 3a2 End plate flat part (inner peripheral side)
3a3 Flat end plate (outside)
3a4 End plate inclined connection (inner circumference side)
3a5 End plate inclined connection (outer side)
3b Wall (first wall)
3b1 Wall body inclined part 3b2 Wall body flat part (inner circumference side)
3b3 Wall flat part (outside)
3b4 Wall inclined connection (inner circumference side)
3b5 Inclined wall connection (outside)
5a End plate (second end plate)
5a1 End plate inclined part 5a2 End plate flat part (inner peripheral side)
5a3 Flat end plate (outside)
5b Wall body (second wall body)
5b1 Wall body inclined part 5b2 Wall body flat part (inner circumference side)
5b3 Wall flat part (outside)
5b4 Wall body inclined connection (inner circumference side)
5b5 Wall body inclined connection (outside)
5d
Claims (6)
前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と旋回半径分だけオフセットされて噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材と、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、
前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方の最外周部および最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、
前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、
前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記壁体平坦部から前記最内周部の前記壁体平坦部との間にわたって、前記傾斜部を形成するように外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に減少する壁体傾斜部を有し、
前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記端板平坦部から前記最内周部の前記端板平坦部との間にわたって、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部を有し、
前記壁体傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、
前記端板傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、
前記端板傾斜部には、前記壁体の渦巻き方向に直交する方向に等高線が形成され、
前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とが、対向する前記傾斜部同士が遠ざかる方向に前記旋回半径分だけ位相がずらされて配置されていることを特徴とするスクロール流体機械。 A first scroll member provided with a spiral first wall on the first end plate;
A spiral second wall body is provided on a second end plate disposed so as to face the first end plate, and the second wall body is offset from the first wall body by a turning radius and meshes with the first wall plate. A second scroll member that relatively revolves, and
A scroll fluid machine comprising:
There is an inclined portion in which the distance between the opposing surfaces of the first end plate and the second end plate facing each other continuously decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the first wall body and the second wall body. Provided,
The outermost peripheral part and the innermost peripheral part of at least one of the first wall body and the second wall body are provided with a wall body flat part whose height does not change,
At least one of the first end plate and the second end plate is provided with an end plate flat portion corresponding to the wall body flat portion,
At least one of the first wall body and the second wall body forms the inclined part between the wall body flat part of the outermost peripheral part and the wall body flat part of the innermost peripheral part. So as to have a wall inclined portion in which the height of the wall continuously decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side,
At least one of the first end plate and the second end plate extends from the end plate flat portion of the outermost peripheral portion to the end plate flat portion of the innermost peripheral portion, and the wall body inclined portion. The bottom surface of the tooth surface opposite the tooth tip has an end plate inclined portion inclined according to the inclination of the wall inclined portion,
The length of the wall body inclined portion in the spiral direction is longer than the length of the wall body flat portion in the outermost peripheral portion in the spiral direction, and the length in the spiral direction of the wall flat portion in the innermost peripheral portion. Longer than
The length of the end plate inclined portion in the spiral direction is longer than the length of the end plate flat portion of the outermost peripheral portion in the spiral direction, and the length of the end plate flat portion of the innermost peripheral portion in the spiral direction. Longer than
Contour lines are formed in the end plate inclined portion in a direction perpendicular to the spiral direction of the wall body,
The scroll fluid machine, wherein the first scroll member and the second scroll member are arranged with a phase shifted by an amount corresponding to the turning radius in a direction in which the inclined portions facing each other move away from each other.
前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と旋回半径分だけオフセットされて噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材と、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、
前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方の最外周部および最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、
前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、
前記第1壁体および前記第2壁体の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記壁体平坦部から前記最内周部の前記壁体平坦部との間にわたって、前記傾斜部を形成するように外周側から内周側に向かって該壁体の高さが連続的に減少する壁体傾斜部を有し、
前記第1端板および前記第2端板の少なくともいずれか一方は、前記最外周部の前記端板平坦部から前記最内周部の前記端板平坦部との間にわたって、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部を有し、
前記壁体傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、
前記端板傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、
前記端板傾斜部には、前記壁体との交点を接点とする1又は複数の円弧が等高線として形成され、
前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とが、前記旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致する位相となるように配置されていることを特徴とするスクロール流体機械。 A first scroll member provided with a spiral first wall on the first end plate;
A spiral second wall body is provided on a second end plate disposed so as to face the first end plate, and the second wall body is offset from the first wall body by a turning radius and meshes with the first wall plate. A second scroll member that relatively revolves, and
A scroll fluid machine comprising:
There is an inclined portion in which the distance between the opposing surfaces of the first end plate and the second end plate facing each other continuously decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the first wall body and the second wall body. Provided,
The outermost peripheral part and the innermost peripheral part of at least one of the first wall body and the second wall body are provided with a wall body flat part whose height does not change,
At least one of the first end plate and the second end plate is provided with an end plate flat portion corresponding to the wall body flat portion,
At least one of the first wall body and the second wall body forms the inclined part between the wall body flat part of the outermost peripheral part and the wall body flat part of the innermost peripheral part. So as to have a wall inclined portion in which the height of the wall continuously decreases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side,
At least one of the first end plate and the second end plate extends from the end plate flat portion of the outermost peripheral portion to the end plate flat portion of the innermost peripheral portion, and the wall body inclined portion. The bottom surface of the tooth surface opposite the tooth tip has an end plate inclined portion inclined according to the inclination of the wall inclined portion,
The length of the wall body inclined portion in the spiral direction is longer than the length of the wall body flat portion in the outermost peripheral portion in the spiral direction, and the length in the spiral direction of the wall flat portion in the innermost peripheral portion. Longer than
The length of the end plate inclined portion in the spiral direction is longer than the length of the end plate flat portion of the outermost peripheral portion in the spiral direction, and the length of the end plate flat portion of the innermost peripheral portion in the spiral direction. Longer than
In the end plate inclined portion, one or a plurality of arcs having a contact point at the intersection with the wall body are formed as contour lines,
The scroll fluid machine, wherein the first scroll member and the second scroll member are arranged so as to have a phase coincident with each other at a turning center position in a spiral direction during the turning motion.
前記端板傾斜接続部に対して、前記壁体傾斜部と前記壁体平坦部とが接続される壁体傾斜接続部が、前記旋回運動時の渦巻き方向における旋回中央位置で一致するように配置されていることを特徴とする請求項3に記載のスクロール流体機械。 In the end plate inclined portion, one or a plurality of circular arcs having a contact point at the intersection of the end plate inclined connecting portion to which the end plate inclined portion and the end plate flat portion are connected and the wall body are formed as contour lines. ,
Arranged so that the wall body inclined connection portion where the wall body inclined portion and the wall body flat portion are connected to the end plate inclined connection portion coincides with the swivel center position in the spiral direction during the revolving motion. The scroll fluid machine according to claim 3, wherein the scroll fluid machine is provided.
{Tg2+(2ρ)2}/(2Tg)≦De≦Tg
とされていることを特徴とする請求項3又は4に記載のスクロール流体機械。 When the diameter of the arc forming the contour line is De, the root width of the inclined end plate portion is Tg, and the turning radius of the turning motion is ρ,
{Tg2 + (2ρ) 2} / (2Tg) ≦ De ≦ Tg
The scroll fluid machine according to claim 3 or 4, wherein
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