JPH01117901A - スクロール形流体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 口産業上の利用分野コ 本発明は、スクロール形流体装置に関する。

［従来の技術］ 従来よシ、３６００以上の角度にわたって人口から出口
までらせん状に延びる溝状の作動室を固定ケーシング内
に設け、この作動室内にらせん状の作動体を設け、作動
体を自転なしに円上を公転させるようにし１作動室及び
作動体の周壁が部分的に常時接して密封線を成し１作動
体の公転に応じて密封線が順次前進する曲率半径を有す
るように構成されたスクロール形流体装置が知られてい
る。

この構造のものは１例えば、西ドイツ特許Ａｌ−２６０
３４６２号に見られる。ここで開示された構造では吐出
し区域即ち作動室と作動体に極めて小さな曲率半径を有
する部分があシ、このため製造費が高くなる。

同様の構造が例えば西ドイツ特許Ａｌ−２６３９１７４
号、英国特許Ａ２−１３６７９８６号、米国特許Ａ−４
，５５ｉ３，９９７号及び米国特許Ａ−４，６２７，８
００号に見られる。これらのすべての構造に共通するの
は。

線動率が低いという欠点を有することでるる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は製造費が安くかつ線動率を高めた構造の
スクロール形流体装置を提供することにるる。

［課題を解決するための手段、作用、発明の効果］上記
目的を達成するため１本発明は、３６０’以上の角度に
わたって入口から出口までらせん状に延びる溝状の作動
室を固定ケーシング内に設け、この作動室内にらせん状
の作動体を設け、作動体を自転なしに円上を公転させる
駆動装置を設け。

作動室及び作動体の周壁が部分的に常時接して密封線を
成し１作動体の公転に応じて密封線が順次前進する曲率
半径を有するように構成されたスクロール形流体装置に
おいて。

ａ）作動体の作動室と接触する角度が全長で４００°（
望ましくは３９５°）以下でるり。

ｂ）作動体の幅が一端部から他端部へなめらかに増加し
、 Ｃ）作動室の幅が作動体の該一端部から該他端部へなめ
らかに増加し。

ｄ）作動体を該一端部から該他端部の方向へ公転させる
該駆動装置としての偏心装ｆｉｔを設け。

・）出口を作動体又は作動室の最も太い部分に設け て構成てれる。

又、作動室の外側周壁を、段差なく相接して接続して半
径がそれぞれ減少して行く複数個の円弧で形成し、作動
室のＰｌｉｌ１周壁を少くとも１個の円弧で形成すると
よい。その場合、作動室の内側周壁の少くとも１個の円
弧が作動室の外側周壁の最大の円弧と実質的に同心であ
るとよい。

特に、互いに対応する外側及び内側円弧がそれぞれ等し
い角度にわたって延び、かつ作動室の内側周壁の壁体が
実質的に等しい幅のらせん形ウェブから成るとよい。

作動体の接触角が先行技術と比較して遥かに小さいこと
によって、スクロール形流体装置の全効率が大幅に改善
さｎる。また接触角が小石いために作動体が厚内に形成
できる。その場合作動体の偏心装置を作動体の最大幅の
区域、即ち機械的に見て最も安定な部分で行うことがで
さるという利点がめる。

このスクロール形流体装置は流体自体によって駆動する
ことができ、その場合は、モータ又は例えば容積計とし
て動作するが、モータで駆動することもでき、その場合
はポンプ又は圧縮機として動作する。２個以上の別個の
作＃ヱを備えたスクロール形流体装ｆｌ！（例えば西ド
イツ特許Ａｌ−２２３０７７３号による）と比較して、
不発明に基づ〈実施態様は脈動が少い。即ち特に高出力
範囲で目立つ利点を有する。

本発明のスクロール形流体装置は同じ吐出量の先公知の
構造と比較して寸法が小でい。しかも作動室と作動棒金
それぞれ円板形材料からセグメント状に組立てて所望の
厚でのパケットとすることができることが、製造と在庫
・保管にとって特に有利である。こうして互いに連Ｍち
ｎる円板部材の数を単に変えるだけで、裡々異なる吐出
量の上記のスクロール形流体装置が得らｒＬる。

軸方向に見て両側から作動室を平坦なカバーで閉じるこ
とが原則として可能である。その場合は作動体がカバー
の間に移動自在に支承さｎる。また１作動室が軸方向の
片側に側壁を具備し１作動体會収容し、一方、作動体が
軸方向の片側に側壁を具備し、この側壁に駆動、従動、
自転防止等のための装置を設けることも可能でるる。不
発明のスクロール形流体装置におい・ては１作動体の偏
心駆動又は従動方向が作動体の福が増加する方向になっ
ている限シ、自転を防止することができる。又。

本発明の構造ｉ’ｃｓ？いては作動体はその中心部又は
最高圧力ピークが現れる区域で幅が最大になるから、こ
こにそ几ぞれ大型の軸受装置を設けることができる。軸
方向片側の側壁を備えた前述の構造では、この側壁を貫
いて作動体の例えば中心部に孔を設けるので、作動体が
頑くのを防止することができる。

又、作動体は軸方向に見て中央壁を有し、その両側にそ
れぞれらせん形タエブを取付けることができる。

摩耗を減少するために、作動室ないし は作動体の側壁が被覆されているならば有利である。

また、容積形モータ及びポンプの運転時に摩擦を減少す
るために、作動体の２つの軸方向面の少なくとも一方の
縁端区域にリブを装備するとよい。

この処置は前述の被覆の代わりに又は被覆に補足して設
けることができる。

作動体ないしは作動室の側壁又はウェブを中空にするこ
とができる。こうして形成された空洞部をカバーで密閉
して隔室を作り、この隔室を適当なホース接続部と共に
冷却又は加熱のために使用することができる。このこと
はまず第一に、それぞれ片側に側壁を具備する部材に当
てはまる。金属材料の場合は切削によって又は切削加工
によらずに部材の製造を行うことができる。運転条件に
よっては同様に好適であるプラスチック材料を使用する
ときは、適当な射出成形法又は圧縮成形法を適用するこ
とができる。

本発明のスクロール形流体装置は別の性質として乾式吸
込（ｓｉｎ　ｔｒｏｃｋｎｅｓ　Ａｎａａｕｇｖｅｒｈ
ａｌｔｓｎ　）ヲ行なう。製造公差を補正するために、
駆動軸（その場合単純な軸として形成さｎている）と作
動体との間の軸受区域にばね状弾性軸受部材を使用する
ことが好ましい。寸法によっては１作動体の駆＃ｅ１２
０Ｈｚｔ−超える周波数で行うこともできる。

［実施例コ 第１図は、ケーシングｌの内部に配設され、らせん状に
延び、３６０°をやや超える角を張る作動室（ディスプ
レースメノトテヤンバ）　（Ｖ＠ｒｄｒａ−ａｎｇｅｒ
ｋａｍｍ＠ｒ　）　２を示す１作動室２は矢印３で示す
人口３から、出口４に通じる。＃１状の作動室２は外側
周壁５と内側周壁６によりて形成される。

その場合、外側周壁５は、半径が次第に減少する３個の
半円を連ねたものに近似し、他方、内側周壁６は単一の
半円で形成され、外側周壁５の３釜目の半円（最も小さ
い円）と少くとも近似的に同心でめる。

第１図の実施例では作動室２の＠７、即ち外内側周壁５
，６間の半径方向間隔が１作動室２０半径方向外側の端
部２ａから半径方向内側の端部へと向かうにつれて増加
する。なお１作動室２の内側周壁６と外側周壁５の最小
内部との間はほぼ等しい幅９のらせん形ウェブ８になっ
ている。

１； このように形成された作Ｖ室２ｍ動体（ｙ−イスブレー
スメントゲデー）　（Ｖ＊ｒｄｒａｓｎｇｅｒｋｏｅｒ
ｐ＠ｒ）１ノが配役さｎている。図示の都合上作動体１
ノは作動室２の壁体５，６との間に間隔を置いて示した
０作動体１１の外形も、半径が次第に減少するり数個の
円弧全なめらかに連ねて形成さｎ１１作動１１の幅１４
は半径方向外側の自由端１１ｈから周方向に内側へ向か
って順次連続して増加する。これによって中心ｓ１　ｌ
　ｂが大きくなるので。

これに大聖の偏心装置２１ｆ配設することができる。

第２医は、作動体ノ１の幅１４が半径方向内側の端部１
１＆から半径方向外側の端部７ｊｂへと連続的に増力口
する実施例を示す。作動室２の構成も同様でるる。偏心
軸受装置２ノは、出口４と同様に外側にある。作動体１
１の偏心駆動方向又は従動方向１ｂは半径方向＠１４の
増加方向く同じである。第２図では入口３は゛軸方向に
延びるように示されておシ、出口４は作動室２の外側部
に対して接線方向に延びるようになされているが、−点
鎖線で示すように軸方向に延びるように形成されてもよ
い、いずれの実施例に２いても出入口は接線配列、軸方
向配列のいずれをとってもよい。

第３図は、基本的に第１図の構造と同様の構造の実施例
を示す、但し、第３図では作動体１ノが作動室２の壁体
５，６に接する最初の作動位置におる。その場合１作動
体１ノは作動室２の周壁５゜６によりて制限された円運
動を行なうように偏心駆動される。そして１作動体１ノ
の曲率半径と作作動体１１が自転を伴なわない公転をす
るにつれてこれらの密封線部１５が前進するように設計
されている。この運動過程を第３図ないし第６図に示す
。なお、参照符号１０は偏心を示す。輪郭２２は板状隆
起部２３等の外形を示す。この隆起部２３は作動体Ｊ１
の密閉カバー（図示せず）上にあって１作動体Ｊ１の偏
心軸受装置１１Ｊを受けるグッシ、Ｊ４ｆ：担持する。

第４図４４Ａｒ第５図では図面の簡略化のため人口３と
出口４の我示を省略した。

第３図ないし第６図は順次それぞれ記載した位置ｌから
４への移動につれて密封線１５が前進することを示す。

第７図は第２図の装置を２台線、対称に向き合わせて配
設し九組み合せ容積形装置を示す。この場合は、２個の
偏心装置２ノがアシ、同期のためにそれらの駆動又は従
動軸を歯付ベルト等で連結することができる。３は両方
の駆動装置に共通の入口を示し、４は出口を示す。この
装置を媒質（流体）ｔ−その中心の入口３から軸方向に
尋人して駆動すれば、モータとして用いることができる
。その場合、軸は原動軸でるる。こｎＶＣ対してこの装
置をモータで駆動するならば、媒質が装置の中心の人口
３で軸方向装置内へ吸引さ良１出口４から加圧流体が吐
出される。その場合、装置はポンプ又は圧縮機として作
動する。この組み合せの装置の駆動と従動は１個の軸に
よって行われる。なぜなら、上記の歯付ベルトによシも
う一方の軸が同期して一緒に回転し、偏心装置の自転止
めとして動作するからでめる。

また補助中心軸を設けることもできる。中心軸は例えば
両方の外側軸の歯車とかみ合う外向歯車によって、これ
らの歯車を互いに連結する。こうして、上記の装置の所
定の寸法比の範囲内で、中心軸と２本の偏心軸の間に適
切な増速比又は減速比を選定することもできる。その場
合、中心軸がカップ形内歯体によって外側の軸の小さな
外歯歯車を取囲む（遊星歯車に相当）構成にしてもよ−
。

第８図は、第７図の作動体１１の＆−１断面を示し１作
動室２の摩擦を低減するために、作動体１１の両方の軸
方向面１７が両縁にリブ１８が設けられている。

作動体１１０半径方向幅Ｊ４の最も狭いものと最も広い
ものとの比が１＝３乃至１：１２の範囲内にあれば、す
べての実施例にとって好都合である。

外側にある入口及び出口は作動室と接線を成すようにす
ることができるが、このような配列が必ず必要という訳
でない。

作動室２を作動体１ノの収容のために必要でおるよりも
やや長く形成するのがよい、それによって脈動を押える
と共に入口及び出口３，４の場所が得られるからである
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明のスクロール形流体
装置の実施例の横断面を示し１作動体を作動室内に設置
すること′ｔ−＠解し易くするために使用状態とは菖な
シ作＃里の側壁面から均等に離して示し喪もの、第３図
乃至第６図は本発明の他の実施例上、偏心装置１ｃ順次
回転させた時の状態で示す横断面図％第７図は第１図の
装置及びこれと線対称の装置の２つを用いたスクロール
形流体装置の横ｌ１ｌｒ面図、第８図ａｇ７図のａ−ａ
断面図でるる。 ｌ・・・ケーゾング、２・・・作動室、２ａ・・・半径
方向外側の端部、３・・・入口、４・・・出口、５・・
・外側周壁。 ６・・・内側周壁、？・・・幅、８・・・らせん形ウェ
ブ、９・・・幅、１０・・・偏心、ＩＩ・・・作動体、
１１ａ・・・半径方向外側の自由端ＣＭ１図）、半径方
向内側の自由端（第２図）、ｉｔｂ・・・中心部（第１
図）、半径方向外側の端部、１４・・・半径方向幅、１
５・・・密封線部、１６・・・偏心駆動方向、従動方向
、Ｊ７−・・軸方向面、１８・・・リブ、２ノ・・・偏
心装置、２２・・・輪郭、２３・・・板状・隆起部、２
４・・・ブツシュ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．３６０゜以上の角度にわたって入口（３）から出口
   （４）までらせん状に延びる溝状の作動室（２）を固定
   ケーシング（１）内に設け、該作動室（２）内にらせん
   状の作動体（１１）を設け、該作動体（１１）を自転な
   しに円上を公転させる駆動装置を設け、該作動室（２）
   及び該作動体（１１）の周壁が部分的に常時接して密封
   線（１５）を成し、該作動体（１１）の公転に応じて該
   密封線（１５）が順次前進する曲率半径を有するように
   構成されたスクロール形流体装置において、ａ）該作動
   体（１１）の該作動室（２）と接触する角度が全長で４
   ００゜以下であり、 ｂ）該作動体（１１）の幅（１４）が一端部から他端部
   へなめらかに増加し、 ｃ）該作動室（２）の幅（７）が該作動体（１１）の該
   一端部から該他端部へなめらかに増加し、ｄ）該作動体
   （１１）を該一端部から該他端部の方向へ公転させる該
   駆動装置としての偏心装置（２１）を設け、 ｅ）該出口（４）を該作動体（１１）又は作動室（２）
   の最も太い部分に設け て成ることを特徴とするスクロール形流体装置。
2. ２．前記作動室（２）は、半径が順次減少して行く複数
   の円弧をなめらかに連ねて形成された外側周壁（５）と
   少なくとも１つの円弧により形成された内側周壁（６）
   とを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のスクロール形流体装置。
3. ３．前記作動室（２）の前記内側周壁（６）の少なくと
   も１つの円弧が前記作動体（５）の最も太い部分の前記
   外側周壁（５）の円弧と実質的に同心であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載のスクロール形流体
   装置。
4. ４．前記作動室（２）及び前記作動体（１１）の相対す
   る周壁を構成する円弧が実質的に同じ角度だけ張ってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に
   記載のスクロール形流体装置。
5. ５．前記作動室（２）の前記内側周壁（６）の壁体が実
   質的に等しい幅（９）のらせん形ウェブ（８）から成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
   ずれかの１項に記載のスクロール形流体装置。
6. ６．前記作動体（１１）が軸方向の片側に側壁を有し、
   この側量に作動体の駆動、従動及び自転防止用装置を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項
   のいずれかの１項に記載のスクロール形流体装置。
7. ７．前記作動室（２）が軸方向の片側に側壁を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいず
   れかの１項に記載のスクロール形流体装置。
8. ８．前記作動室（２）及び前記作動体（１１）の側壁が
   被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第７項のいずれかの１項に記載のスクロール形流体
   装置。
9. ９．前記作動体（１１）の２つの軸方向面（１７）の少
   くとも一方が両縁端にリブ（１８）を装備することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかの
   １項に記載のスクロール形流体装置。
10. １０．前記リブ（１８）が前記作動体（１１）の長手方
    向に沿って形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第９項に記載のスクロール形流体装置。
11. １１．前記作動体（１１）及び前記作動室（２）の側壁
    が中空に形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項乃至第１０項のいずれかの１項に記載のスクロ
    ール形流体装置。