JPH04279784A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

スクロール型圧縮機

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JPH04279784A
JPH04279784A JP3040279A JP4027991A JPH04279784A JP H04279784 A JPH04279784 A JP H04279784A JP 3040279 A JP3040279 A JP 3040279A JP 4027991 A JP4027991 A JP 4027991A JP H04279784 A JPH04279784 A JP H04279784A
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scroll
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Tetsuhiko Fukanuma
哲彦 深沼
Yuji Izumi
泉 雄二
Tatsushi Mori
達志 森
Tetsuo Yoshida
哲夫 吉田
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Toyota Industries Corp
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Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids 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 both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクロール型圧縮機(
以下、単に圧縮機という。)に関し、詳しくは圧縮機の
小径化の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な圧縮機は、シェル内に固定され
た固定スクロールと、シェル内で公転自在に支承された
可動スクロールとを有するものである。固定スクロール
は、固定側板と、この固定側板の一面に一体的に形成さ
れ、内外壁がインボリュート曲線によって形成された固
定渦巻体とからなる。可動スクロールは、可動側板と、
この可動側板の一面に一体的に形成され、内外壁がイン
ボリュート曲線によって形成され、かつ固定渦巻体と互
いに180°位相をずらして噛合する可動渦巻体とから
なる。この種の圧縮機では、駆動軸の回転が可動スクロ
ールの公転運動とされ、これにより固体スクロールとの
間に形成される圧縮室が順次容積を縮小させながら中心
方向へ移動され、これによって圧縮された流体を吐出室
へ吐出する。
【0003】この一般的な圧縮機では、図4に示すよう
に、固定渦巻体82の内壁が始端82bから終端82a
に至るまでインボリュート曲線Iinにより形成され、
固定渦巻体82の外壁が始端82bから終端82aより
伸開角で180°減じた位置近傍に至るまでインボリュ
ート曲線Iout により形成されている。そして、固
定渦巻体82の外壁をなすインボリュート曲線Iout
 はシェル81の内壁をなす円弧Eと接続されており、
固定渦巻体82とシェル81とが一体的に接合されてい
る。可動渦巻体83の内壁及び外壁もインボリュート曲
線Iin、Iout により形成されている。この一般
的な圧縮機では、可動スクロールの公転運動により固定
渦巻体82と可動渦巻体83とが所定伸開角以内で接触
して圧縮室を形成すべく、シェル81の内径中心Oが固
定渦巻体82を形作る基礎円Sの中心点S0 と一致し
た状態とされており、可動渦巻体83を形作る基礎円P
の中心点P0がシェル81の内径中心O(中心点S0 
)と同心の公転円C上を移動することにより、可動スク
ロールが公転している。
【0004】しかし、シェル81の内径中心Oが固定渦
巻体82の基礎円Sの中心点S0 と一致していては、
可動渦巻体83の終端83aの壁厚をt、この終端83
aの外壁がシェル81の内壁となす最小間隙をc、可動
渦巻体83の基礎円Pの中心点P0 から可動渦巻体8
3の終端83aの内壁までの距離をa(=固定渦巻体8
2の基礎円Sの中心点S0 から固定渦巻体82の終端
82aの内壁までの距離)、公転半径をRorとした場
合に、固定渦巻体82の終端82aの内壁からシェル8
1の内壁までに W8 =Ror+a+t+c−a =Ror+t+c なる無駄なスペースを要することとなり、シェル81の
最小内径D8 は D8 =2(a+Ror+t+c) となっている。このため、この一般的な圧縮機では、シ
ェル81の大径化から車両等への搭載性に欠ける欠点を
有していた。
【0005】このため、特開昭55−51987号公報
では、図5に示すように、シェル91の内径中心Oが固
定渦巻体92の基礎円Sの中心点S0 から固定渦巻体
92の終端92a方向とは逆の方向にRor/2だけ変
位された圧縮機を開示している。この公報記載の圧縮機
においても、固定及び可動渦巻体92、93の内壁及び
外壁がインボリュート曲線Iin、Ioutにより形成
されており、可動渦巻体93の基礎円Pの中心点P0 
が固定渦巻体92の基礎円Sと同心の公転円C上を移動
することにより、可動スクロールが公転する。そして、
上記と同様にt、c、a、Rorを定めた場合に、固定
渦巻体92の終端92aの内壁からシェル91の内壁ま
での無駄なスペースが W9 =Ror−Ror/2+a+t+c−(Ror/
2+a)=t+c となり、シェル91の最小内径D9 がD9 =2(a
+Ror/2+t+c)となる。このため、この公報記
載の圧縮機では、上記一般的な圧縮機と比較して、無駄
なスペースがW8 −W9 =Ror+t+c−(t+
c)=Rorだけ削減でき、シェルの最小内径を D8 −D9 =2(a+Ror+t+c)−2(a+
Ror/2+t+c)=Ror だけ縮小でき、車両等への搭載性を向上させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報記載
の圧縮機では、固定渦巻体92の終端92aの内壁から
シェル91の内壁までの間に未だW9 =t+cなる無
駄なスペースを許容しており、これによってシェル91
はD9 =2(a+Ror/2+t+c)なる最小内径
に止まっている。このため、この公報記載の圧縮機では
、十分な車両等への搭載性が得られない場合があった。
【0007】本発明は、固定渦巻体の終端の内壁からシ
ェルの内壁までの無駄なスペースを極力削減し、これに
よって最小内径をさらに縮小し、車両等への搭載性をよ
り一層向上させることを解決すべき課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機は、上記
課題を解決するため、第1の手段として、前記固定渦巻
体を形作る基礎円の中心点から該固定渦巻体の終端とは
逆方向に、公転半径の1/2より大きく、公転半径の1
/2と前記可動渦巻体の終端の内壁から前記シェルまで
の距離の1/2との和以下に、前記シェルの内径中心を
変位させるという新規な手段を採用している。
【0009】また、本発明の圧縮機は、上記課題を解決
するため、第2の手段として、該可動渦巻体の基礎円の
中心点から該可動渦巻体の終端の内壁までの距離の2倍
と、該可動渦巻体の終端の壁厚との和から、該可動渦巻
体の終端の外壁が前記シェルの内壁となす最小間隙と、
公転半径とを減じた値に前記可動渦巻体の最大外径を設
定し、該可動渦巻体の基礎円の中心点から該可動渦巻体
の終端の内壁までの距離の2倍と、該可動渦巻体の終端
の壁厚と、該可動渦巻体の終端の外壁が該シェルの内壁
となす最小間隙と、公転半径との和に該シェルの最小内
径を設定するという新規な手段を採用している。
【0010】
【作用】本発明における第1の手段を採用した圧縮機で
は、固定渦巻体を形作る基礎円の中心点からこの終端と
は逆方向に、公転半径の1/2より大きく、公転半径の
1/2と可動渦巻体の終端の内壁からシェルまでの距離
の1/2との和以下にシェルの内径中心を変位させてい
るため、固定渦巻体の終端の内壁からシェルの内壁まで
の間には、可動渦巻体の終端の外壁がシェルの内壁とな
す最小間隙しか無駄なスペースがなくなり、シェルの最
小内径をさらに縮小できる。
【0011】また、本発明における第2の手段を採用し
た圧縮機では、可動渦巻体の基礎円の中心点からこの終
端の内壁までの距離の2倍と、この終端の壁厚との和か
ら、この終端の外壁がシェルの内壁となす最小間隙と、
公転半径とを減じた値に可動渦巻体の最大外径を設定し
、かつ可動渦巻体の基礎円の中心点からこの終端の内壁
までの距離の2倍と、この終端の壁厚と、この終端の外
壁がシェルの内壁となす最小間隙と、公転半径との和に
シェルの最小内径を設定しているため、固定渦巻体の終
端の内壁からシェルの内壁までの間の無駄なスペースが
全くなくなり、シェルの最小内径をさらに縮小できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例1、2を図
面を参照しつつ説明する。 (実施例1)この圧縮機では、図1に示すように、固定
スクロール2が可動スクロール4と噛合することにより
、圧縮室39を形成している。外郭を形成する固定スク
ロール2のシェル22と締結手段により結合されたフロ
ントハウジング30内には軸封装置31及び主軸受32
を介して駆動軸33が回転自在に支承されており、駆動
軸33の大径部内端には偏心ピン34が偏心して植設さ
れ、該偏心ピン34には自転防止機構37との協働によ
り、軸受38を介して該可動スクロール4を公転のみ可
能に支承する駆動ブッシュ36が嵌合され、該偏心ピン
34には該可動スクロール4の動的不均衡を吸収するカ
ウンタウェイト35が取り付けられている。自転防止機
構37の可動リングには可動スクロール4の可動側板4
1が固定されており、固定スクロール2の固定側板21
の中央部分には吐出段階の圧縮室39と連通する吐出口
11が貫設されている。固定スクロール2にはリアハウ
ジング10が固定されており、吐出口11は吐出弁12
を介してリアハウジング10の内部に形成された吐出室
13と連通し、吐出室13は冷凍回路と連通している。 また、フロントハウジング30にはカウンタウェイト3
4の周面と対向して冷凍回路と通じる吸入口8が貫設さ
れている。
【0013】固定スクロール2は、円板状の固定側板2
1と、この固定側板21と一体的に形成されたシェル2
2と、固定側板21の内側に図2に示すように中心点S
0 の基礎円Sにより形作られるインボリュート曲線で
形成された固定渦巻体23とからなる。シェル22の内
壁は点Oを中心とする円弧Eで形成されており、固定渦
巻体23の内壁は始端23bから終端23aに至るまで
インボリュート曲線Iinで形成され、固定渦巻体23
の外壁は始端23bから終端23aより伸開角が180
°少ない伸開点A近傍までインボリュート曲線Iout
 により形成されている。そして、固定渦巻体23の外
壁をなすインボリュート曲線Iout は伸開点Aを過
ぎた後円弧Eと接続されており、固定渦巻体23とシェ
ル22とが一体とされている。なお、固定渦巻体23と
一体とされたシェル22における円弧Eを破線で示す。
【0014】可動スクロール4は、図1に示す円板状の
可動側板41と、この可動側板41の内側に図2に示す
ように中心点P0 の基礎円Pにより形作られるインボ
リュート曲線で形成された可動渦巻体42とからなる。 可動渦巻体42の内壁及び外壁は始端42bから終端4
2aに至るまでインボリュート曲線Iin、Iout 
で形成されている。
【0015】この圧縮機では、エンジン(図示せず)の
回転が電磁クラッチ(図示せず)の接続により図1に示
す駆動軸33に伝達され、駆動ブッシュ36が自転防止
機構37との協働により可動スクロール4を公転運動さ
せる。このとき、可動スクロール4は、図2に示す可動
渦巻体42の基礎円Pの中心点P0 が固定渦巻体23
の基礎円Sと同心の公転円C上を移動することにより、
可動スクロール4が公転する。こうして例えば図2に示
す状態において可動渦巻体42の終端42aから伸開角
で180°減じた部分までにおいて冷媒ガスの吸入を行
い、可動スクロール4が180°公転することにより、
可動渦巻体42の終端42aから伸開角で180°減じ
た部分の外壁が固定渦巻体23の終端23aと噛合を始
める。そして、以降の公転により図1に示す圧縮室39
が容積変化を生じ、冷媒ガスは圧縮室39内で順次圧力
が高められ、吐出口11から吐出弁12を押し開いて吐
出室13へ吐出される。
【0016】ここで、図2において、可動渦巻体42の
終端42aの壁厚をt、この終端42aの外壁がシェル
22の内壁となす最小間隙をc、可動渦巻体42の基礎
円Pの中心点P0 から可動渦巻体42の終端42aの
内壁までの距離をa(=固定渦巻体23の基礎円Sの中
心点S0 から固定渦巻体23の終端23aの内壁まで
の距離)、公転半径をRorとした場合、円弧Eの中心
点であるシェル22の内径中心Oは、基礎円Sの中心点
S0 から固定渦巻体23の終端23aとは逆方向にR
or/2+t/2 だけ変位されている。
【0017】このため、固定渦巻体23の終端23aの
内壁からシェル22の内壁までには W2 =Ror−(Ror/2+t/2)+a+t+c
−(Ror/2+t/2+a)=c しか無駄なスペースがないこととなる。また、シェル2
2の最小内径D2 は D2 =2{Ror−(Ror/2+t/2)+a+t
+c} =2(a+Ror/2+t/2+c) となる。このため、この圧縮機では、上記公報記載の圧
縮機と比較して、無駄なスペースが W9 −W2 =t+c−c =t だけ削減でき、シェルの最小内径を D9 −D2 =2(a+Ror/2+t+c)−2(
a+Ror/2+t/2+c)=tだけさらに縮小でき
る。例えば、t=4mmとすれば、シェルの最小内径を
4mm縮小できる。したがって、この圧縮機では、縮径
化及び軽量化が図られ、車両等への搭載性をより一層向
上させていることがわかる。
【0018】なお、上記実施例1の圧縮機では、固定及
び可動渦巻体23、42の内外壁をインボリュート曲線
Iin、Iout で形成したが、インボリュート曲線
Iin、Iout よりも伸開角の増大につれて減じた
曲線で内外壁を形成することもできる。また、可動渦巻
体42の終端42aをある伸開角から円弧により形作り
次第に壁厚が薄くなるように形成することもできる。さ
らに、固定及び可動渦巻体23、42の始端23b、4
2bを強度向上のために円弧等を用いて壁厚を増加させ
ることもできる。 (実施例2)この圧縮機は、図3に示すように、固定ス
クロール5の固定渦巻体53及びシェル52の形状、可
動スクロール6の可動渦巻体62の形状が異なる点を除
いて実施例1のものと同様である。このため、同一の構
成については説明を省略する。
【0019】固定スクロール5における固定渦巻体53
の内壁及び外壁は、実施例1のものと同様に、始端53
bから終端53aに至るまでインボリュート曲線Iin
、Iout で形成されている。但し、固定渦巻体53
の内壁をなすインボリュート曲線Iinはシェル52の
内壁をなす円弧Eと直接接続され、固定渦巻体53とシ
ェル52とが一体とされている。なお、固定渦巻体53
と一体とされたシェル52における円弧Eを破線で示す
【0020】可動スクロール6における可動渦巻体62
の内壁は始端62bから終端62aに至るまでインボリ
ュート曲線Iinで形成されており、可動渦巻体62の
外壁は始端62bから終端62aより伸開角で180°
減じた部分までがインボリュート曲線Iout で形成
され、終端62aより伸開角で180°減じた部分から
終端62aまでが伸開点Bと点Qとを接続する円弧Fで
形成されている。なお、終端62aより伸開角で180
°減じた部分から伸開点Bまでのインボリュート曲線I
out を破線で示す。こうして可動渦巻体62では、
終端62aより伸開角で180°減じた部分から伸開点
Bまでは壁厚が薄くされているが、この部分では流体の
圧縮作用を行わないので不合理ではない。
【0021】ここで、実施例1と同様にt、c、a、R
orを定めた場合、シェル52の最小内径D5 は、円
弧Eの中心点である内径中心Oを中心として、D5 =
2(a+t/2+Ror/2+c/2)である。また、
可動渦巻体62の最大外径D6 は、点Qを中心として
、 D6 =2(a+t/2−Ror/2−c/2)である
。なお、このとき、シェル52の内径中心Oは、固定渦
巻体53の基礎円Sの中心点S0 から固定渦巻体53
の終端53aとは逆方向に Ror/2+t/2+c/2 だけ変位されている。単にこれだけ内径中心Oを変移す
れば、可動渦巻体62の終端62aより伸開角で180
°減じた部分から伸開点Bまでの一部がシェル52の内
壁と干渉するため、この圧縮機ではD6 =D5 −2
(Ror+c)なる関係によりこれを回避している。ま
た、これにより可動渦巻体62の最大外径中心Qは、シ
ェル52の内径中心OからRorだけ変位されている。
【0022】このため、固定渦巻体53の終端53aの
内壁からシェル52の内壁までには W5 =Ror−(Ror/2+t/2+c/2)+a
+t+c−(Ror/2+t/2+c/2+a)=0で
全く無駄なスペースがないこととなる。このため、この
圧縮機では、前記公報記載の圧縮機と比較して、無駄な
スペースが W9 −W5 =t+c だけ削減でき、シェルの最小内径を D9 −D5 =2(a+Ror/2+t+c)−2(
a+t/2+Ror/2+c/2)=t+cだけさらに
縮小できる。例えば、t=4mm、c=1mmとすれば
、シェルの最小内径を5mm縮小できる。したがって、
この圧縮機では、さらに縮径化及び軽量化が図られ、車
両等への搭載性をさらにより一層向上させていることが
わかる。
【0023】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧縮機で
は、可動渦巻体の終端の外壁がシェルの内壁となす最小
間隙以下に無駄なスペースを削減できるため、シェルの
最小内径をさらに縮小することができる。したがって、
この圧縮機では、縮径化及び軽量化により、車両等への
搭載性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の圧縮機の縦断面図である。
【図2】実施例1の圧縮機における横断面図である。
【図3】実施例2の圧縮機における横断面図である。
【図4】一般的な圧縮機における横断面図である。
【図5】従来の圧縮機における横断面図である。
【符号の説明】
2、5…固定スクロール  21…固定側板     
   22、52…シェル 23、53…固定渦巻体  23a、53a…固定渦巻
体の終端 4、6…可動スクロール  41…可動側板     
   42、62…可動渦巻体 42a、62a…可動渦巻体の終端         
     39…圧縮室 O…内径中心            S…固定渦巻体
の基礎円S0 …固定渦巻体の基礎円の中心点    
P…可動渦巻体の基礎円 P0 …可動渦巻体の基礎円の中心点    Ror…
公転半径 t+c…可動渦巻体の終端の内壁からシェルまでの距離
t…可動渦巻体の終端の壁厚 c…可動渦巻体の終端の外壁がシェルの内壁となす最小
間隙

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定側板とシェルと固定渦巻体とからなる
    固定スクロールと、可動側板と可動渦巻体とからなる可
    動スクロールとを有し、該可動スクロールが自転を拘束
    された状態で該固定スクロールと噛合しつつ公転駆動さ
    れることにより、該固定スクロールと該可動スクロール
    とで形成される圧縮室が順次容積を縮小させ、流体を該
    圧縮室で圧縮するスクロール型圧縮機において、前記シ
    ェルの内径中心は、前記固定渦巻体を形作る基礎円の中
    心点から該固定渦巻体の終端とは逆方向に、公転半径の
    1/2より大きく、公転半径の1/2と前記可動渦巻体
    の終端の内壁から前記シェルまでの距離の1/2との和
    以下に変位されていることを特徴とするスクロール型圧
    縮機。
  2. 【請求項2】固定側板とシェルと固定渦巻体とからなる
    固定スクロールと、可動側板と可動渦巻体とからなる可
    動スクロールとを有し、該可動スクロールが自転を拘束
    された状態で該固定スクロールと噛合しつつ公転駆動さ
    れることにより、該固定スクロールと該可動スクロール
    とで形成される圧縮室が順次容積を縮小させ、流体を該
    圧縮室で圧縮するスクロール型圧縮機において、前記可
    動渦巻体の最大外径は、該可動渦巻体の基礎円の中心点
    から該可動渦巻体の終端の内壁までの距離の2倍と、該
    可動渦巻体の終端の壁厚との和から、該可動渦巻体の終
    端の外壁が前記シェルの内壁となす最小間隙と、公転半
    径とを減じた値であり、該シェルの最小内径は、該可動
    渦巻体の基礎円の中心点から該可動渦巻体の終端の内壁
    までの距離の2倍と、該可動渦巻体の終端の壁厚と、該
    可動渦巻体の終端の外壁が該シェルの内壁となす最小間
    隙と、公転半径との和であることを特徴とするスクロー
    ル型圧縮機。
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