JPH0610856A - スクロール流体装置 - Google Patents

スクロール流体装置

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JPH0610856A
JPH0610856A JP4170647A JP17064792A JPH0610856A JP H0610856 A JPH0610856 A JP H0610856A JP 4170647 A JP4170647 A JP 4170647A JP 17064792 A JP17064792 A JP 17064792A JP H0610856 A JPH0610856 A JP H0610856A
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JP
Japan
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end plate
fixed scroll
orbiting
spiral wrap
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Withdrawn
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JP4170647A
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Takahide Ito
隆英 伊藤
Takahisa Hirano
隆久 平野
Tetsuo Shigeoka
哲夫 重岡
Ryuhei Tanigaki
龍平 谷垣
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-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
    • F01C1/0207Rotary-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 both members having co-operating elements in spiral form
    • F01C1/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • 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

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】固定スクロールの端板径及び旋回スクロールの
旋回軌跡円の径をより小さくして、ハウジングの内径を
より小さくして装置の小形化を図る。 【構成】固定スクロール21の端板211の中心Pを、
渦巻状ラップ212の最外端の巻き終わり点Tから基礎
円Aのそのインボリュート伸開角位置Cを通る直線D上
において、インボリュート伸開角位置Cから渦巻状ラッ
プ212の最外端の巻き終わり方向とは逆方向に旋回半
径aの2分の1の距離だけずれた位置にしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、互いに渦巻状ラップ
が向い合う状態で噛み合わせ固定スクロール及び旋回ス
クロールを設け、固定スクロールに対して旋回スクロー
ルを見かけ上自転しないように旋回駆動させてなるスク
ロール流体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスクロール流体装置は、ハウジン
グと呼ばれる容器状部材に固定スクロール及び旋回スク
ロールが収容されていた。従って、このハウジングの内
径は少なくとも固定スクロールの端板径及び旋回スクロ
ールの旋回軌跡円の径より大きくなければならなかった
あった。しかし、装置の小形化を図るためにはハウジン
グの内径を小さくする必要があった。
【0003】そこで従来においては、図4に示すよう
に、固定スクロール1の端板2に設けられた渦巻状ラッ
プ3が、基礎円Aに基づいてインボリュート曲線状に形
成されているので、この固定スクロール1の端板2の中
心Pを、渦巻状ラップ3の最外端の巻き終り点Tから基
礎円Aの中心Oを通る直線B上の渦巻状ラップ3の最外
端とは逆方向に旋回スクロールの旋回半径aの2分の1
に距離にずらすことが提案されている。
【0004】これにより旋回スクロールの端板の中心を
同様に渦巻状ラップの基礎円Aの中心から旋回スクロー
ルの旋回半径aの2分の1の距離にずらすことにより、
固定スクロール1の端板径及び旋回スクロールの旋回軌
跡円の径を小さくすることができる。従ってハウジング
の内径を小さくすることができ、装置の小形化を図って
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した方法よ
り、さらに固定スクロール1の端板径及び旋回スクロー
ルの旋回軌跡円の径を小さくすることができれば、ハウ
ジングの内径をより小径に抑えることができ、装置の小
形化をより図ることができると期待される。
【0006】そこでこの発明は、固定スクロールの端板
径及び旋回スクロールの旋回軌跡円の径をより小さくす
ることができ、従ってハウジングの内径をより小さくし
て装置の小形化を図ることができるスクロール流体装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1対応の発明は、
端板、この端板上に立設してなる渦巻状ラップを有する
一対の固定スクロールと旋回スクロールとを互いにラッ
プが向い合う状態で噛み合わせ、旋回スクロールを固定
スクロールに対して見かけ上自転しないように旋回駆動
させてなるスクロール流体装置において、固定スクロー
ルの端板の中心を渦巻状ラップの基礎円周上で、かつこ
の固定スクロールの渦巻状ラップの最外端方向を示すイ
ンボリュート伸開角位置から最外端の巻き終り方向と逆
方向に旋回半径の2分の1の距離だけ離れた位置に設置
したものである。
【0008】請求項2対応の発明は、固定スクロールの
外周部分の渦巻状ラップの外壁からこの固定スクロール
の端板の中心までの距離が小さくなるように、渦巻状ラ
ップの肉厚を変化させたものである。
【0009】請求項3対応の発明は、旋回スクロールの
端板径を、旋回スクロールの旋回軌跡円が固定スクロー
ルの端板径と同径で、かつ、いかなる旋回角においても
旋回スクロールの端板が固定スクロールの端板の外周よ
りはみ出さないように形成したものである。
【0010】
【作用】請求項1対応の発明においては、固定スクロー
ルの端板の半径Rが、渦巻状ラップの最外端の巻き終り
点からその基礎円の中心までの距離r、その基礎円の半
径b、旋回スクロールの旋回半径aにより次式によって
算出される。
【0011】
【数1】
【0012】一方、固定スクロールの端板の中心を、渦
巻状ラップの中心から最外端の巻き終り方向と逆方向に
旋回半径の2分の1の距離だけ離れた位置に設置したと
きの従来の固定スクロールの端板の半径Sが、次式で算
出される。
【0013】
【数2】 従って固定スクロールの端板の従来の半径Sと本発明の
半径Rとの差を算出すれば、
【0014】
【数3】 となり、r>bであるから、S−R>0は明らかであ
る。従ってR<Sとなり、固定スクロールの端板径をよ
り小さくすることができる。
【0015】請求項2対応の発明においては、さらに固
定スクロールの渦巻状ラップの最外端の巻き終り点から
その基礎円の中心までの距離rをさらに小さくすること
ができるので、数1に示す式から、固定スクロールの端
板径をより小さくすることができる。
【0016】請求項3対応の発明においては、旋回スク
ロールの旋回軌跡円が固定スクロールの端板径と同径で
あり、旋回スクロールの端板はいかなる旋回角において
も固定スクロールの端板の外周よりはみ出さないため、
ハウジングの内径を固定スクロールの端板径に対応して
より小さく形成することができる。
【0017】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。
【0018】図1はこの発明を適用したスクロール流体
装置の断面図で、11はハウジングで、フロントエンド
プレート12とこれにボルト13によって締結されたカ
ップ状部材14からなる。前記フロントエンドプレート
12の中心には貫通孔が形成されており、この貫通孔内
に配設されたベアリング15により、この貫通孔を貫通
する主軸16が回転自在に支持されている。、プーリ1
7にボルト18によって締結されたフロントカバー19
が、前記主軸16の一端に大ボルト20によって締結さ
れている。
【0019】前記ハウジング11内には固定スクロール
21と旋回スクロール22とが互いに向い合って配設さ
れ、前記固定スクロール21は、端板211と前記旋回
スクロール22に向い合う面に立設された渦巻状ラップ
212とを備えて前記カップ状部材14に固定されてい
る。前記旋回スクロール22は、端板221と前記固定
スクロール21に向い合う面に立設された渦巻状ラップ
222とを備え、前記主軸16の他端が接続された旋回
駆動機構23に偏心して設けられたクランクピン23a
にラジアル軸受24を介して接続されていると共に、自
転阻止機構25が設けられている。なお、前記固定スク
ロール21の前記渦巻状ラップ212と前記旋回スクロ
ール22の前記渦巻状ラップ222とは、実質的に同一
の形状を有している。
【0020】さらに、前記固定スクロール21及び前記
旋回スクロール22は、各渦巻状ラップ212及び22
2を、それぞれ互いに公転旋回半径だけ偏心させ、かつ
180度だけ角度をずらして図示のように噛み合わせ
る。これによって、2つの渦巻状ラップ212及び22
2の中心に対してほぼ点対称をなす複数の圧縮室51、
52が形成される。
【0021】また、前記カップ状部材14に収納された
前記固定スクロール21の渦巻状ラップ212の最外端
の巻き終り部分及び前記旋回スクロール22の渦巻状ラ
ップ22の最外端の巻き終り部分には、図示しない吸入
管を通ってガスが注入する急入室53が形成されてお
り、前記固定スクロール21の渦巻状ラップ212及び
前記旋回スクロール22の渦巻状ラップ222により中
心部には吐出小室54が形成され、この吐出小室54と
前記固定スクロール21の端板211に穿設された吐出
ポート213を介して連通された吐出チャンバ26が、
前記カップ状部材14の底部中央に形成されている。前
記吐出チャンバ26に供給された圧縮ガスは、吐出管2
7を通って流出する。
【0022】図2に、前記固定スクロール21の正面図
を示す。この固定スクロール21の渦巻状ラップ212
は基礎円Aにより創成されたインボリュート曲線により
形成され、前記固定スクロール21の端板211の中心
は、前記渦巻状ラップ212の最外端の巻き終り点Tか
ら前記基礎円Aのそのインボリュート伸開角位置Cを通
る直線D上において、インボリュート伸開角位置Cから
前記渦巻状ラップ212の最外端の巻き終り方向とは逆
方向に旋回半径aの2分の1の距離だけずれた位置Pと
なっている。
【0023】このような構成の本実施例においては、図
示しない駆動源によりプーリ17を回転駆動させると、
このプーリ17の回転により主軸16が回転し、この主
軸17の回転により旋回駆動機構23が回転する。する
と、この旋回駆動機構23に偏心して設けられたクラン
クピン23aが旋回半径aの円軌道上を公転旋回し、旋
回スクロール22が自転阻止機構25によりその自転を
阻止されながら、同様に旋回半径aの円軌道上を公転旋
回する。
【0024】すると、固定スクロール21の渦巻状ラッ
プ212と旋回スクロール22の渦巻状ラップ222と
の線接触が各渦巻状ラップの最外端の巻き終わり部分か
ら中心方向へ移動し、各圧縮室51及び52が、それぞ
れ容積を減じながら渦巻きの中心方向へ移動する。これ
に伴って、吸入管を通って吸入室53へ流入したガス
が、両渦巻状ラップ212及び222の最外端の巻き終
わり部分の開口部から各圧縮室51及び52内に吸入さ
れて、圧縮されながら中心部の吐出小室54に供給さ
れ、この吐出小室54から固定スクロール21の端板2
11に穿設された吐出ポート213を通って吐出チャン
バ26に吐出される。この吐出された圧縮ガスは吐出チ
ャンバ26から吐出管27を通って外部へ流出する。
【0025】このような本実施例によれば、固定スクロ
ール21の端板211の半径Rは、渦巻状ラップの最外
端の巻き終わり点Tから点Pまでの距離であり、渦巻状
ラップの最外端の巻き終わり点Tから基礎円Aの中心O
までの距離をrとし、その基礎円Aの半径CO間の距離
をbとし、旋回スクロール22の旋回半径をaとして、
CP間の距離がa/2となり、数1に示すように算出さ
れる。
【0026】従って、従来の固定スクロール(図4に示
すもの)の端板の半径Sが、数2に示すように算出され
るから、従来の固定スクロールの端板の半径Sとこの実
施例の固定スクロールの端板の半径との差は、数3に示
すように算出される。従ってR<Sと求められ、この実
施例の固定スクロール21の端板211の半径Rを従来
の固定スクロールの端板の半径Sより小さくすることが
できる。その結果、この固定スクロール21に応じてハ
ウジングの内径をより小さくして、装置の小形化を図る
ことができる。またこの発明の他の実施例の固定スクロ
ールを図3に示す。
【0027】すなわち、この実施例の固定スクロール6
1は、前述の実施例における固定スクロール21の渦巻
状ラップ212の外周部分の肉厚を旋回スクロールによ
るガスの圧縮に問題がない程度で薄くしたもので、この
渦巻状ラップ212の外周部分の肉厚を薄くした分だ
け、固定スクロール21の端板の211の半径を小さく
できる。従って、前述の実施例のPT間の距離からこの
実施例のPU間の距離を減算したものが、渦巻状ラップ
の巻き終わり部分での肉厚の削除幅を示している。
【0028】この固定スクロール61に応じて、旋回ス
クロール及びハウジングが形成される。その他の構造に
ついては、上述した実施例とまったく同様なので、ここ
では説明を省略する。
【0029】この実施例によれば、固定スクロールの渦
巻状ラップの外周部分の肉厚を薄くして端板の半径をさ
らに小さくしたことにより、圧縮に対する安全性を確保
した上で上述した実施例よりさらに固定スクロールの端
板の半径をより小さくでき、従ってハウジングの内径を
さらにより小さくして、装置のより一層の小形化を図る
ことができる。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
固定スクロールの端板径及び旋回スクロールの旋回軌跡
円の径をより小さくすることができ、従ってハウジング
の内径をより小さくして、装置の小形化を図ることがで
きるスクロール流体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す断面図。
【図2】同実施例の固定スクロールを示す正面図。
【図3】他の実施例の固定スクロールを示す正面図。
【図4】従来の固定スクロールを示す正面図。
【符号の説明】
11…ハウジング、14…カップ状部材、21…固定ス
クロール、22…旋回スクロール、211,221…端
板、212,222…渦巻状ラップ、A…基礎円、C…
基礎円Aのインボリュート伸開角位置、O…基礎円の中
心、P…端板の中心、T…渦巻状ラップの最外端の巻き
終わり点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷垣 龍平 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町3丁目 1番地 三菱重工業株式会社エアコン製作 所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端板、この端板上に立設してなる渦巻状
    ラップを有する一対の固定スクロールと旋回スクロール
    とを互いにラップが向い合う状態で噛み合わせ、前記旋
    回スクロールを前記固定スクロールに対して見かけ上自
    転しないように旋回駆動させてなるスクロール流体装置
    において、前記固定スクロールの端板の中心を渦巻状ラ
    ップの基礎円周上で、かつこの固定スクロールの渦巻状
    ラップの最外端方向を示すインボリュート伸開角位置か
    ら最外端の巻き終り方向と逆方向に旋回半径の2分の1
    の距離だけ離れた位置に設置したことを特徴とするスク
    ロール流体装置。
  2. 【請求項2】 固定スクロールの外周部分の渦巻状ラッ
    プの外壁からこの固定スクロールの端板の中心までの距
    離が小さくなるように、前記渦巻状ラップの肉厚を変化
    させたことを特徴とする請求項1記載のスクロール流体
    装置。
  3. 【請求項3】 旋回スクロールの端板径を、旋回スクロ
    ールの旋回軌跡円か又は固定スクロールの端板径と同径
    で、かつ、いかなる旋回角においても旋回スクロールの
    端板が固定スクロールの端板の外周よりはみ出さないよ
    うに形成したことを特徴とする請求項1記載のスクロー
    ル流体装置。
JP4170647A 1992-06-29 1992-06-29 スクロール流体装置 Withdrawn JPH0610856A (ja)

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AT (1) ATE163737T1 (ja)
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