JPH0647990B2 - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents
スクロ−ル圧縮機Info
- Publication number
- JPH0647990B2 JPH0647990B2 JP62207505A JP20750587A JPH0647990B2 JP H0647990 B2 JPH0647990 B2 JP H0647990B2 JP 62207505 A JP62207505 A JP 62207505A JP 20750587 A JP20750587 A JP 20750587A JP H0647990 B2 JPH0647990 B2 JP H0647990B2
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- JP
- Japan
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- wrap
- scroll
- orbiting
- involute
- center
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- 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
- F01C1/0207—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 both members having co-operating elements in spiral form
- F01C1/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスクロール圧縮機に係り、特に圧縮機の外径を
小さくして小型化を図り、かつ、自動防止機構に作用す
る力を軽減して耐久性の向上を図ったスクロール圧縮機
に関する。
小さくして小型化を図り、かつ、自動防止機構に作用す
る力を軽減して耐久性の向上を図ったスクロール圧縮機
に関する。
［従来の技術］ スクロール圧縮機は、円板上の端板と該端板に一体的に
直立して形成された円のインボリュート又はそれに近い
渦巻き状のラップとからなる旋回スクロール、および該
旋回スクロールと同様の構成を有し且つ端板の中心に吐
出孔を有する固定スクロールを、互にラップの側壁が接
触するように噛み合せ、これらを吸入口を有する円筒形
の密閉ケーシング内に収容し、固定スクロールを該ケー
シングに固定し、旋回スクロールの自転を自転防止機構
により防止しつつ、旋回スクロールに嵌合したクランク
ピンを有するクランク軸を原動機で回転させることによ
って、両スクロールのラップの側壁の接触状態を保ちな
がら、固定スクロールのラップの渦巻きの中心（インボ
リュート基礎円の中心）の周りに旋回スクロールのラッ
プの渦巻きの中心が旋回するように、旋回スクロールを
駆動するものである。以下、この旋回半径をεで表わす
（これは上記クランクのクランクアームの長さに等し
い）。旋回スクロールがこのように駆動されると、旋回
および固定両スクロールの端板およびラップにより密閉
空間（圧縮室）が形成され、この圧縮室は旋回スクロー
ルの旋回につれて中心に向って移動しながらその容積が
次第に縮小して遂には固定スクロールの端板中心に位置
する上記吐出孔と連通するようになる。従ってこの圧縮
室に上記吸入口から吸入され閉じ込められたガスは吸入
時より高い圧力に圧縮されて上記吐出孔から吐出され
る。
直立して形成された円のインボリュート又はそれに近い
渦巻き状のラップとからなる旋回スクロール、および該
旋回スクロールと同様の構成を有し且つ端板の中心に吐
出孔を有する固定スクロールを、互にラップの側壁が接
触するように噛み合せ、これらを吸入口を有する円筒形
の密閉ケーシング内に収容し、固定スクロールを該ケー
シングに固定し、旋回スクロールの自転を自転防止機構
により防止しつつ、旋回スクロールに嵌合したクランク
ピンを有するクランク軸を原動機で回転させることによ
って、両スクロールのラップの側壁の接触状態を保ちな
がら、固定スクロールのラップの渦巻きの中心（インボ
リュート基礎円の中心）の周りに旋回スクロールのラッ
プの渦巻きの中心が旋回するように、旋回スクロールを
駆動するものである。以下、この旋回半径をεで表わす
（これは上記クランクのクランクアームの長さに等し
い）。旋回スクロールがこのように駆動されると、旋回
および固定両スクロールの端板およびラップにより密閉
空間（圧縮室）が形成され、この圧縮室は旋回スクロー
ルの旋回につれて中心に向って移動しながらその容積が
次第に縮小して遂には固定スクロールの端板中心に位置
する上記吐出孔と連通するようになる。従ってこの圧縮
室に上記吸入口から吸入され閉じ込められたガスは吸入
時より高い圧力に圧縮されて上記吐出孔から吐出され
る。
ところで、省スペース化のためスクロール圧縮機の小型
化が望まれている。旋回スクロールの渦巻き状ラップの
巻き終り端のインボリュート角と固定スクロールの渦巻
状ラップの巻き終り端のインボリュート角とを同じにし
た、いわゆる対称形ラップのスクロール圧縮機において
は、旋回スクロールのラップのインボリュート基礎円の
中心をその端板の中心からラップの巻き終り端と反対の
方向へε／２だけけずらせ、固定スクロールのラップの
インボリュート基礎円の中心をケーシングの中心軸線か
らそのラップの巻き終り端の方向へε／２だけけずらせ
た場合に、旋回スクロールの端板の直径を最も小さくす
ることができ、従ってケーシングの内径も最も小さくす
ることができる。このような構成のスクロール圧縮機は
例えば特公昭56-28239号に示されており、以下、対称形
偏心ラップ式と呼ぶことにする。
化が望まれている。旋回スクロールの渦巻き状ラップの
巻き終り端のインボリュート角と固定スクロールの渦巻
状ラップの巻き終り端のインボリュート角とを同じにし
た、いわゆる対称形ラップのスクロール圧縮機において
は、旋回スクロールのラップのインボリュート基礎円の
中心をその端板の中心からラップの巻き終り端と反対の
方向へε／２だけけずらせ、固定スクロールのラップの
インボリュート基礎円の中心をケーシングの中心軸線か
らそのラップの巻き終り端の方向へε／２だけけずらせ
た場合に、旋回スクロールの端板の直径を最も小さくす
ることができ、従ってケーシングの内径も最も小さくす
ることができる。このような構成のスクロール圧縮機は
例えば特公昭56-28239号に示されており、以下、対称形
偏心ラップ式と呼ぶことにする。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記の対称形偏心ラップ式のスクロール圧縮機は、ケー
シングの小径化は達成し得るけれども、ガス圧荷重作用
点半径の関係で旋回スクロールの自転トルクの最大値が
増加し、自転防止機構にかかる力の最大値も増加する。
従って、自転防止機構の摩擦や摩耗の増大など、耐久性
の面で問題がある。
シングの小径化は達成し得るけれども、ガス圧荷重作用
点半径の関係で旋回スクロールの自転トルクの最大値が
増加し、自転防止機構にかかる力の最大値も増加する。
従って、自転防止機構の摩擦や摩耗の増大など、耐久性
の面で問題がある。
本発明の目的は、スクロール圧縮機の、ケーシングの小
径化と自転トルクの軽減を同時に達成し、コンパクト化
と耐久性の向上を図ることにある。
径化と自転トルクの軽減を同時に達成し、コンパクト化
と耐久性の向上を図ることにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明のスクロール圧縮機
は特許請求の範囲第１項に記載した構成を有するもので
ある。
は特許請求の範囲第１項に記載した構成を有するもので
ある。
［作用］ 本発明の構成によれば、同一の理論押しのけ量を持つ対
称形偏心ラップ式のスクロール圧縮機と同程度にケーシ
ング直径の最小化が可能であり、しかも、旋回スクロー
ルの自転トルクの軽減が可能である。
称形偏心ラップ式のスクロール圧縮機と同程度にケーシ
ング直径の最小化が可能であり、しかも、旋回スクロー
ルの自転トルクの軽減が可能である。
［実施例］ 第２図は本発明に係るスクロール圧縮機の実施例の全体
構造を示す縦断面図である。円筒形のケーシング１内に
は固定スクロール２と旋回スクロール３を互いに噛み合
わせた圧縮機部、自転防止機構としてのオルダムリング
４、フレーム５及びクランク軸６、軸受７、８からなる
駆動部が収納され、ケーシング外側にはクランク軸６に
連設されたクラッチ９が配設されている。
構造を示す縦断面図である。円筒形のケーシング１内に
は固定スクロール２と旋回スクロール３を互いに噛み合
わせた圧縮機部、自転防止機構としてのオルダムリング
４、フレーム５及びクランク軸６、軸受７、８からなる
駆動部が収納され、ケーシング外側にはクランク軸６に
連設されたクラッチ９が配設されている。
固定スクロール２は、円板状の端板２ａと、これに直立
し円のインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線に
形成された渦巻き状ラップ２ｂとからなり、その中心部
に吐出孔１０を穿設してあり、外周部には吸入室１１が
形成されている。旋回スクロール３は、円板状の端板３
ａと、これに直立し固定スクロールのラップと同一形状
に形成された渦巻き状ラップ３ｂと、端板３ａのラップ
と反対側の面に形成されたボス部３Ｂとからなってい
る。ラップ２ｂと３ｂは互いに接触状態にて噛み合って
圧縮室１５を形成する。フレーム５の中央部に軸受７を
配設し、この軸受と、ケーシングの端板１２の中心部に
配設した軸受８にてクランク軸６が支承され、クランク
軸６先端の偏心軸（クランクピン）６ａは、上記ボス部
３Ｂに旋回運動が可能なように挿入されている。旋回ス
クロール３の端板３ａの背面部には、上記軸受７および
クランク軸に固定されたバランスウエイト１３等を収納
する空室１４が形成され、この空室は、旋回スクロール
端板３ａの背面とフレーム５との間に係合されるシール
部を有する自転防止機構（オルダムリング）４により、
上記吸入室１１とシールされて密閉された背圧室１４を
形成している。旋回スクロールの端板３ａには、上記背
圧室１４と圧縮室１５の適当な圧力になる部分とを連通
する小孔１６が貫通し、これにより背圧室１４内は吐出
圧と吸入圧の間の中間圧力に保持され、旋回スクロール
３を固定スクロール２に押しつけ圧縮室１５の密閉を行
なう。固定スクロール２の吐出口１０の外側にはケーシ
ング１にて吐出室１７が形成され、ケーシング１に接続
された吐出管１８に連通されている。また吸入室１１は
ケーシング１に接続された吸入管１９に連通されてい
る。
し円のインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線に
形成された渦巻き状ラップ２ｂとからなり、その中心部
に吐出孔１０を穿設してあり、外周部には吸入室１１が
形成されている。旋回スクロール３は、円板状の端板３
ａと、これに直立し固定スクロールのラップと同一形状
に形成された渦巻き状ラップ３ｂと、端板３ａのラップ
と反対側の面に形成されたボス部３Ｂとからなってい
る。ラップ２ｂと３ｂは互いに接触状態にて噛み合って
圧縮室１５を形成する。フレーム５の中央部に軸受７を
配設し、この軸受と、ケーシングの端板１２の中心部に
配設した軸受８にてクランク軸６が支承され、クランク
軸６先端の偏心軸（クランクピン）６ａは、上記ボス部
３Ｂに旋回運動が可能なように挿入されている。旋回ス
クロール３の端板３ａの背面部には、上記軸受７および
クランク軸に固定されたバランスウエイト１３等を収納
する空室１４が形成され、この空室は、旋回スクロール
端板３ａの背面とフレーム５との間に係合されるシール
部を有する自転防止機構（オルダムリング）４により、
上記吸入室１１とシールされて密閉された背圧室１４を
形成している。旋回スクロールの端板３ａには、上記背
圧室１４と圧縮室１５の適当な圧力になる部分とを連通
する小孔１６が貫通し、これにより背圧室１４内は吐出
圧と吸入圧の間の中間圧力に保持され、旋回スクロール
３を固定スクロール２に押しつけ圧縮室１５の密閉を行
なう。固定スクロール２の吐出口１０の外側にはケーシ
ング１にて吐出室１７が形成され、ケーシング１に接続
された吐出管１８に連通されている。また吸入室１１は
ケーシング１に接続された吸入管１９に連通されてい
る。
上記構造のスクロール圧縮機において、クラッチ９を連
結したクランク軸６の回転により偏心軸６ａが偏心回転
することにより、ラッブ２ｂと３ｂとの接触状態を保ち
ながら旋回スクロールは自転なしに固定スクロールに対
して旋回半径εを以て旋回運動せしめられ、これにより
圧縮室１５は次第に中心に移動して容積が減少する。低
温低圧の冷媒ガスは吸入管１９から吸入室１１に入り、
上記のように圧縮されて圧力を高め中央の吐出孔１０か
ら吐出室１７に吐出され、高温、高圧の冷媒ガスとなっ
て吐出管１８から外部へ吐出される。
結したクランク軸６の回転により偏心軸６ａが偏心回転
することにより、ラッブ２ｂと３ｂとの接触状態を保ち
ながら旋回スクロールは自転なしに固定スクロールに対
して旋回半径εを以て旋回運動せしめられ、これにより
圧縮室１５は次第に中心に移動して容積が減少する。低
温低圧の冷媒ガスは吸入管１９から吸入室１１に入り、
上記のように圧縮されて圧力を高め中央の吐出孔１０か
ら吐出室１７に吐出され、高温、高圧の冷媒ガスとなっ
て吐出管１８から外部へ吐出される。
第１図(A) は本発明のスクロール圧縮機における旋回ス
クロールの実施例を示す平面図である。旋回スクロール
は円板状の端板３ａに円のインボリュート曲線から成る
渦巻き状のラップ３ｂが直立している。インボリュート
の基礎円中心は端板３ａの中心Ｏ（これは旋回スクロー
ルに混合しているクランクピン６ａの中心と同じ）に一
致している。ラップ歯厚の中央を通るインボリュート曲
線３ｃが端板３ａの周縁３ｅと交わる点を３ｆとする。
ラップの巻き終り端３ｄは、３ｆとＯとを結ぶ線を中心
として±θの角度範囲内で周縁３ｅ上にある。すなわち
図示の点３ｇと３ｈとの間にある。ここに、 但し、ｔはラップの歯厚、ａはインボリュートの基礎円
の半径である。πａ＝ε＋ｔであるから式(1) は と表わすこともできる。また、旋回スクロールのラップ
の巻き終り端のインボリュート角をλeo、旋回スクロー
ルの端板の直径をＤｏで表わすと、巻き終り端の存在範
囲に関する上記の条件から、次式の関係が成立する。
クロールの実施例を示す平面図である。旋回スクロール
は円板状の端板３ａに円のインボリュート曲線から成る
渦巻き状のラップ３ｂが直立している。インボリュート
の基礎円中心は端板３ａの中心Ｏ（これは旋回スクロー
ルに混合しているクランクピン６ａの中心と同じ）に一
致している。ラップ歯厚の中央を通るインボリュート曲
線３ｃが端板３ａの周縁３ｅと交わる点を３ｆとする。
ラップの巻き終り端３ｄは、３ｆとＯとを結ぶ線を中心
として±θの角度範囲内で周縁３ｅ上にある。すなわち
図示の点３ｇと３ｈとの間にある。ここに、 但し、ｔはラップの歯厚、ａはインボリュートの基礎円
の半径である。πａ＝ε＋ｔであるから式(1) は と表わすこともできる。また、旋回スクロールのラップ
の巻き終り端のインボリュート角をλeo、旋回スクロー
ルの端板の直径をＤｏで表わすと、巻き終り端の存在範
囲に関する上記の条件から、次式の関係が成立する。
２（ａλeo−ｔ）＜Ｄｏ≦２ａλeo …(3) 第１図(B) は本発明のスクロール圧縮機における固定ス
クロールの実施例を示す平面図である。固定スクロール
はケーシング１の内径に等しい直径を有する円板状の端
板２ａに円のインボリュート曲線から成る渦巻き状のラ
ップ２ｂが直立している。インボリュートの基礎円中心
はケーシング１の中心Ｏｃに一致している。ラップ歯厚
の中央を通るインボリュート曲線２ｃがケーシング内周
２ｅと交わる点を２ｆとする。ラップの巻き終り端２ｄ
は、２ｆとＯｃを結ぶ線を中心として±θの角度範囲内
で端板の周縁２ｅ上にある。すなわち図示の点２ｇと２
ｈとの間にある。θの値は式(1) （又は式 (2)）で表わ
される値である。また、固定スクロールの端板の直径を
Ｄｆ、固定スクロールのラップの巻き終り端のインボリ
ュート角をλefで表わすと、前述と同様に ２（ａλef−ｔ）＜Ｄｆ≦２ａλef …(4) の関係が成立する。
クロールの実施例を示す平面図である。固定スクロール
はケーシング１の内径に等しい直径を有する円板状の端
板２ａに円のインボリュート曲線から成る渦巻き状のラ
ップ２ｂが直立している。インボリュートの基礎円中心
はケーシング１の中心Ｏｃに一致している。ラップ歯厚
の中央を通るインボリュート曲線２ｃがケーシング内周
２ｅと交わる点を２ｆとする。ラップの巻き終り端２ｄ
は、２ｆとＯｃを結ぶ線を中心として±θの角度範囲内
で端板の周縁２ｅ上にある。すなわち図示の点２ｇと２
ｈとの間にある。θの値は式(1) （又は式 (2)）で表わ
される値である。また、固定スクロールの端板の直径を
Ｄｆ、固定スクロールのラップの巻き終り端のインボリ
ュート角をλefで表わすと、前述と同様に ２（ａλef−ｔ）＜Ｄｆ≦２ａλef …(4) の関係が成立する。
上記の旋回スクロールのラップ３ｂと固定スクロールの
ラップ２ｂとを接触させながら、上記の中心ＯをＯｃの
周りに旋回半径ε（これは前記クランク軸６に対するク
ランクピン６ａの偏心距離に等しい）で旋回させるよう
に旋回スクロール端板３ａは、自転なしに、ケーシング
１内で旋回運動せしめられる。この旋回スクロール端板
３ａの運動はケーシング内壁との干渉なしにケーシング
の内径全長に亘って生じるようになされ、従って、ケー
シングの内径は旋回スクロール端板３ａの直径と２εと
の和に等しいか又はそれよりも僅かに大きく選定され
る。
ラップ２ｂとを接触させながら、上記の中心ＯをＯｃの
周りに旋回半径ε（これは前記クランク軸６に対するク
ランクピン６ａの偏心距離に等しい）で旋回させるよう
に旋回スクロール端板３ａは、自転なしに、ケーシング
１内で旋回運動せしめられる。この旋回スクロール端板
３ａの運動はケーシング内壁との干渉なしにケーシング
の内径全長に亘って生じるようになされ、従って、ケー
シングの内径は旋回スクロール端板３ａの直径と２εと
の和に等しいか又はそれよりも僅かに大きく選定され
る。
本発明実施例では、固定スクロールのラップの巻き終り
端のインボリュート角は旋回スクロールのラップの巻き
終り端のインボリュート角よりも大きく、いわわる非対
称ラップと称される形状になる。
端のインボリュート角は旋回スクロールのラップの巻き
終り端のインボリュート角よりも大きく、いわわる非対
称ラップと称される形状になる。
第１図の旋回スクロールのラップ３ｂの巻き終り端が点
３ｆ、固定スクロールのラップ２ｂの巻き終り端が点２
ｆである場合、旋回スクロールの端板の直径、固定スク
ロールの端板の直径、インボリュートの基礎円の直径お
よび旋回半径εを、［従来の技術］の項で述べた対称形
偏心ラップ式のスクロール圧縮機におけるそれらと夫々
同じにとれば、第１図で説明したスクロール圧縮機で
は、対称形偏心ラップ式スクロール圧縮機に比べて、旋
回スクロールの巻き終り端のインボリュート角は（旋回
半径／基礎円直径）ラジアンだけ小さく、固定スクロー
ルの巻き終り端のインボリュート角は（旋回半径／基礎
円直径）ラジアンだけ大きくなる。その結果、圧縮機の
理論押のけ量は前記対称形偏心ラップ式の圧縮機と同じ
になる。すなわち、同じ理論押のけ量でケーシング内径
を対称形偏心ラップ式スクロール圧縮機と同様に最小に
することができ、同一容量でラップのインボリュート曲
線および歯高が同一の圧縮機としてはケーシングの直径
を最小にすることができる。さらにラップ歯厚ｔと旋回
半径εが等しい場合は固定スクロールのラップの巻き終
り端は旋回スクロールのラップの巻き終り端よりインボ
リュート角が９０゜大きくなるが、このとき後述するよ
うに旋回スクロールの自転トルクは、逆トルクが発生し
ない範囲で最大値、平均値とも最小になる。このことは
自転防止機構にかかる荷重が小さくなることを意味し、
自転防止機構の耐久性の面からは非常に好ましいことで
ある。なお、ラップの巻き終り端の位置は前記のように
多少ずらすことができ、ラップ歯厚ｔと旋回半径εが等
しくないものでも固定スクロールと旋回スクロールの夫
々のラップの巻き終り端のインボリュート角の差は９０
゜に設定することが可能であり、また必ずしも９０゜で
なくても、６０゜〜 120゜の範囲に設定すれば、後述の
ように、自転トルクを小さくし、発生する逆トルクも小
さくすることができる。
３ｆ、固定スクロールのラップ２ｂの巻き終り端が点２
ｆである場合、旋回スクロールの端板の直径、固定スク
ロールの端板の直径、インボリュートの基礎円の直径お
よび旋回半径εを、［従来の技術］の項で述べた対称形
偏心ラップ式のスクロール圧縮機におけるそれらと夫々
同じにとれば、第１図で説明したスクロール圧縮機で
は、対称形偏心ラップ式スクロール圧縮機に比べて、旋
回スクロールの巻き終り端のインボリュート角は（旋回
半径／基礎円直径）ラジアンだけ小さく、固定スクロー
ルの巻き終り端のインボリュート角は（旋回半径／基礎
円直径）ラジアンだけ大きくなる。その結果、圧縮機の
理論押のけ量は前記対称形偏心ラップ式の圧縮機と同じ
になる。すなわち、同じ理論押のけ量でケーシング内径
を対称形偏心ラップ式スクロール圧縮機と同様に最小に
することができ、同一容量でラップのインボリュート曲
線および歯高が同一の圧縮機としてはケーシングの直径
を最小にすることができる。さらにラップ歯厚ｔと旋回
半径εが等しい場合は固定スクロールのラップの巻き終
り端は旋回スクロールのラップの巻き終り端よりインボ
リュート角が９０゜大きくなるが、このとき後述するよ
うに旋回スクロールの自転トルクは、逆トルクが発生し
ない範囲で最大値、平均値とも最小になる。このことは
自転防止機構にかかる荷重が小さくなることを意味し、
自転防止機構の耐久性の面からは非常に好ましいことで
ある。なお、ラップの巻き終り端の位置は前記のように
多少ずらすことができ、ラップ歯厚ｔと旋回半径εが等
しくないものでも固定スクロールと旋回スクロールの夫
々のラップの巻き終り端のインボリュート角の差は９０
゜に設定することが可能であり、また必ずしも９０゜で
なくても、６０゜〜 120゜の範囲に設定すれば、後述の
ように、自転トルクを小さくし、発生する逆トルクも小
さくすることができる。
以下、旋回スクロールの自転トルクについて検討する。
前述したように本発明では、固定スクロールのラップ巻
き終り端２ｄのインボリュート角（これをλefで表わ
す）は旋回スクロールのラップ巻き終り端３ｄのインボ
リュート角（これをλeoで表わす）より大きい。そし
て、前述のように各ラップの巻き終り端２ｄ，３ｄは±
θの角度範囲内にあるので、両ラップの巻き終り端のイ
ンボリュート角の差（λef−λeo）は或る程度調整でき
る。第３図に上記インボリュート角の差を変化させたと
きの旋回スクロールに生ずる自転トルクを実線の曲線10
1 〜105 で示す。また対称形偏心ラップ式のスクロール
圧縮機の自転トルクを破線の曲線100 で示す。
前述したように本発明では、固定スクロールのラップ巻
き終り端２ｄのインボリュート角（これをλefで表わ
す）は旋回スクロールのラップ巻き終り端３ｄのインボ
リュート角（これをλeoで表わす）より大きい。そし
て、前述のように各ラップの巻き終り端２ｄ，３ｄは±
θの角度範囲内にあるので、両ラップの巻き終り端のイ
ンボリュート角の差（λef−λeo）は或る程度調整でき
る。第３図に上記インボリュート角の差を変化させたと
きの旋回スクロールに生ずる自転トルクを実線の曲線10
1 〜105 で示す。また対称形偏心ラップ式のスクロール
圧縮機の自転トルクを破線の曲線100 で示す。
第３図において、曲線101 は上記インボリュート角の差
が０゜の場合であり、通常の一般基本型であるいわゆる
対称形無偏心ラップ式のものに相当する。この場合、旋
回スクロールにかかるガス圧荷重の作用点は旋回スクロ
ール軸受中心（クランクピン中心）に対して（旋回半径
／２）だけ離心した位置にあり、旋回スクロールは自分
で回転しようとする力すなわち自転トルクを発生する。
自転トルクの変化はこの場合、ガス圧荷重の変化による
ものである。
が０゜の場合であり、通常の一般基本型であるいわゆる
対称形無偏心ラップ式のものに相当する。この場合、旋
回スクロールにかかるガス圧荷重の作用点は旋回スクロ
ール軸受中心（クランクピン中心）に対して（旋回半径
／２）だけ離心した位置にあり、旋回スクロールは自分
で回転しようとする力すなわち自転トルクを発生する。
自転トルクの変化はこの場合、ガス圧荷重の変化による
ものである。
曲線100 は対称形偏心ラップの場合の自転トルクである
が、この場合ガス圧荷重は旋回スクロール軸受中心（ク
ランクピン中心）に対して零〜旋回半径の間で離心距離
が変化しながら作用する。したがってその最小値は零で
あるが、最大値は対称形無偏心の場合より大きくなる。
が、この場合ガス圧荷重は旋回スクロール軸受中心（ク
ランクピン中心）に対して零〜旋回半径の間で離心距離
が変化しながら作用する。したがってその最小値は零で
あるが、最大値は対称形無偏心の場合より大きくなる。
第３図中ハッチングを施した範囲に入る曲線102 〜104
は、本発明実施例に係る非対称無偏心ラップの場合もの
であり、固定スクロールのラップ巻き終り端と旋回スク
ロールのラップ巻き終り端とのインボリュート角の差
が、曲線102 は60゜、曲線103 は90゜、曲線104 は 120
゜の場合である。曲線102 および103 はいずれも対称形
無偏心ラップの曲線101 に比べて発生自転トルクの平均
値が低減されており、しかも負のトルクは発生していな
いことを示している。また、曲線104 は、曲線102 およ
び103 に比べて、僅かに負のトルクが発生するが、発生
自転トルクの平均値は、更に低減されている。
は、本発明実施例に係る非対称無偏心ラップの場合もの
であり、固定スクロールのラップ巻き終り端と旋回スク
ロールのラップ巻き終り端とのインボリュート角の差
が、曲線102 は60゜、曲線103 は90゜、曲線104 は 120
゜の場合である。曲線102 および103 はいずれも対称形
無偏心ラップの曲線101 に比べて発生自転トルクの平均
値が低減されており、しかも負のトルクは発生していな
いことを示している。また、曲線104 は、曲線102 およ
び103 に比べて、僅かに負のトルクが発生するが、発生
自転トルクの平均値は、更に低減されている。
第３図中の曲線105 は、曲線102 〜104 と同様に非対称
無偏心ラップの場合のものであるが、前記インボリュー
ト角の差が 180゜であり、この曲線105 では発生する負
のトルクが大きくなって好ましくない。すなわち、イン
ボリュート角差が60゜より小さいときには対称形無偏心
ラップ（曲線101 ）に比べてあまり自転トルクの低減効
果がなく、また120 ゜より大きいときには負のトルクす
なわち逆転自転トルクが大きくなり、自転防止機構のが
た内で旋回スクロールが回転方向に振動し、信頼性上好
ましくない。従って両スクロールのラップ巻き終り端の
インボリュート角の差の適正範囲は、自転トルクの低減
効果が大きく、逆転自転トルクがほとんど発生しない範
囲すなわち60゜〜 120゜である。
無偏心ラップの場合のものであるが、前記インボリュー
ト角の差が 180゜であり、この曲線105 では発生する負
のトルクが大きくなって好ましくない。すなわち、イン
ボリュート角差が60゜より小さいときには対称形無偏心
ラップ（曲線101 ）に比べてあまり自転トルクの低減効
果がなく、また120 ゜より大きいときには負のトルクす
なわち逆転自転トルクが大きくなり、自転防止機構のが
た内で旋回スクロールが回転方向に振動し、信頼性上好
ましくない。従って両スクロールのラップ巻き終り端の
インボリュート角の差の適正範囲は、自転トルクの低減
効果が大きく、逆転自転トルクがほとんど発生しない範
囲すなわち60゜〜 120゜である。
このように、自転トルクの大きい方から、対称形偏心
ラップ、対称形無偏心ラップ、非対称形無偏心ラッ
プの順になる。他方、圧縮機の直径は大きい方から対
称形無偏心ラップ、対称形偏心ラップおよび本発明に
基づく非対称形無偏心ラップの順になる。すなわち本発
明の基づく非対称形無偏心ラップ式スクロール圧縮機は
最も小形で且つ最も旋回スクロールの自転トルクを小さ
くできる方式である。
ラップ、対称形無偏心ラップ、非対称形無偏心ラッ
プの順になる。他方、圧縮機の直径は大きい方から対
称形無偏心ラップ、対称形偏心ラップおよび本発明に
基づく非対称形無偏心ラップの順になる。すなわち本発
明の基づく非対称形無偏心ラップ式スクロール圧縮機は
最も小形で且つ最も旋回スクロールの自転トルクを小さ
くできる方式である。
なお、本発明に係る非対称ラップ式スクロール圧縮機に
おいてラップのインボリュート基礎円の中心が端板の中
心と完全に一致していなくて若干偏心している場合にも
同様の効果が得られる。その例を第４図に示す。この図
は本発明に基く非対称ラップ式スクロール圧縮機の両ス
クロールのラップ巻き終り端のインボリュート角の差を
変化させ、且つ、旋回駆動軸受中心を旋回スクロールの
ラップの巻き終り端の方向へε／４だけずらせた場合の
自転トルクを示すもので、曲線201 は上記インボリュー
ト角の差が60゜、曲線202 は90゜、曲線203 は 120゜、
曲線204 は 180゜の場合を示す。ちなみに曲線200 は対
称形ラップの場合を示す。第４図中ハッチングを施した
範囲に入る曲線201,202 および203 が示すように、上記
のインボリュート角の差が60゜〜 120゜の場合には旋回
スクロールの最大自転トルクが小さく、且つ逆転トルク
も比較的小さいことがわかる。
おいてラップのインボリュート基礎円の中心が端板の中
心と完全に一致していなくて若干偏心している場合にも
同様の効果が得られる。その例を第４図に示す。この図
は本発明に基く非対称ラップ式スクロール圧縮機の両ス
クロールのラップ巻き終り端のインボリュート角の差を
変化させ、且つ、旋回駆動軸受中心を旋回スクロールの
ラップの巻き終り端の方向へε／４だけずらせた場合の
自転トルクを示すもので、曲線201 は上記インボリュー
ト角の差が60゜、曲線202 は90゜、曲線203 は 120゜、
曲線204 は 180゜の場合を示す。ちなみに曲線200 は対
称形ラップの場合を示す。第４図中ハッチングを施した
範囲に入る曲線201,202 および203 が示すように、上記
のインボリュート角の差が60゜〜 120゜の場合には旋回
スクロールの最大自転トルクが小さく、且つ逆転トルク
も比較的小さいことがわかる。
［発明の効果］ 本発明の非対称ラップ式スクロール圧縮機によれば、旋
回スクロールのラップの巻き終り端が端板の周縁位置ま
でのびており、固定スクロールのラップの巻き終り端が
ケーシングの内周面位置までのびているので、無駄な部
分がなく、圧縮機の直径を対称形偏心ラップ式のものと
同程度に小形化できるとともに、固定スクロールの巻き
終り端のインボリュート角を旋回スクロールの巻き終り
端のインボリュート角より60゜〜 120゜の範囲内で大き
くすることにより旋回スクロールの自転トルクを小さく
できるばかりでなく、逆転トルクがあるとしてもこれを
小さく抑えることができるので、自転防止機構にかかる
荷重が小さくなり、耐久性の高い圧縮機を実現できる効
果がある。
回スクロールのラップの巻き終り端が端板の周縁位置ま
でのびており、固定スクロールのラップの巻き終り端が
ケーシングの内周面位置までのびているので、無駄な部
分がなく、圧縮機の直径を対称形偏心ラップ式のものと
同程度に小形化できるとともに、固定スクロールの巻き
終り端のインボリュート角を旋回スクロールの巻き終り
端のインボリュート角より60゜〜 120゜の範囲内で大き
くすることにより旋回スクロールの自転トルクを小さく
できるばかりでなく、逆転トルクがあるとしてもこれを
小さく抑えることができるので、自転防止機構にかかる
荷重が小さくなり、耐久性の高い圧縮機を実現できる効
果がある。
第１図(A) ，(B) は夫々本発明の実施例に係る旋回スク
ロールおよび固定スクロールを示す平面図、第２図は本
発明の実施例に係るスクロール圧縮機の全体構造を示す
縦断面図、第３図および第４図は旋回スクロールの自転
トルク曲線のグラフである。 １……ケーシング、２……固定スクロール、 ２ａ……固定スクロールの端板、 ２ｂ……固定スクロールのラップ、 ３……旋回スクロール、 ３ａ……旋回スクロールの端板、 ３ｂ……旋回スクロールのラップ、 ６……クランク軸、６ａ……クランクピン。
ロールおよび固定スクロールを示す平面図、第２図は本
発明の実施例に係るスクロール圧縮機の全体構造を示す
縦断面図、第３図および第４図は旋回スクロールの自転
トルク曲線のグラフである。 １……ケーシング、２……固定スクロール、 ２ａ……固定スクロールの端板、 ２ｂ……固定スクロールのラップ、 ３……旋回スクロール、 ３ａ……旋回スクロールの端板、 ３ｂ……旋回スクロールのラップ、 ６……クランク軸、６ａ……クランクピン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 正敏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 岡本 譲治 静岡県清水市村松390 株式会社日立製作 所清水工場内 (72)発明者 村山 朗 静岡県清水市村松390 株式会社日立製作 所清水工場内 (56)参考文献 特開 昭55−51987（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】円筒状のケーシング内に、円板状の端板と
該端板に一体的に直立した円のインボリュートをなす渦
巻き状のラップとから各々なる固定スクロールおよび旋
回スクロールを互いにラップの側壁が接触するように噛
み合せて収納し、両スクロールのラップの側壁の接触を
保ちながら固定スクロールのインボリュートの基礎円の
中心に対して旋回スクロールのインボリュートの基礎円
の中心を旋回スクロールの自転なしに一定の旋回半径を
以て旋回するようになし、旋回、固定両スクロールの端
板およびラップにより形成される密閉空間が旋回スクロ
ールの旋回につれて中心に向って移動しながらその容積
を次第に縮小して得られる円縮ガスを固定スクロール端
板中心の吐出孔より吐出するようにしてなるスクロール
圧縮機において、 固定スクロールのラップの巻き終り端のインボリュート
角が旋回スクロールのラップのそれよりも大となる非対
称ラップ形状に構成し、インボリュートの基礎円の中心
を、旋回スクロールについてはその端板の中心に、また
固定スクロールについてはケーシングの中心に一致また
はほぼ一致させると共に、ラップの巻き終り端を、旋回
スクロールについては実質的にその端板の周縁に、また
固定スクロールについては実質的にケーシングの内周に
位置させ、且つ固定スクロールのラップの巻き終り端の
インボリュート角をλef、旋回スクロールのラップの巻
き終り端のインボリュート角をλeoで表わすとき ６０゜≦λef−λeo≦１２０゜ の関係を満たすように構成したことを特徴とするスクロ
ール圧縮機。 - 【請求項２】旋回スクロールおよび固定スクロールのい
ずれにおいても夫々のラップの巻き終り端の位置は、ラ
ップの厚さの中央を通るインボリュート曲線が夫々の端
板の周縁と交る点と夫々の端板の中心とを結ぶ直線を中
心として±θラジアンの角度範囲内にある特許請求の範
囲第１項記載のスクロール圧縮機（但しθは、前記の旋
回半径をε、ラップの厚さをｔ、円周率をπで表わすと
き、 で表わされる角である。）。 - 【請求項３】旋回スクロールの端板の直径をＤｏ、固定
スクロールの端板の直径をＤｆ、インボリュートの基礎
円の半径をａで表わすとき、 ２（ａλeo−ｔ）＜Ｄｏ≦２ａλeo ２（ａλef−ｔ）＜Ｄｆ≦２ａλef の関係を満たす特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
スクロール圧縮機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62207505A JPH0647990B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | スクロ−ル圧縮機 |
| KR1019880010088A KR910001414B1 (ko) | 1987-08-21 | 1988-08-08 | 스크롤 유체기계 |
| US07/233,000 US4904170A (en) | 1987-08-21 | 1988-08-17 | Scroll-type fluid machine with different terminal end wrap angles |
| DE3828090A DE3828090A1 (de) | 1987-08-21 | 1988-08-18 | Rotationskolbenmaschine in spiralbauweise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62207505A JPH0647990B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | スクロ−ル圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6453086A JPS6453086A (en) | 1989-03-01 |
| JPH0647990B2 true JPH0647990B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=16540831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62207505A Expired - Lifetime JPH0647990B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | スクロ−ル圧縮機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904170A (ja) |
| JP (1) | JPH0647990B2 (ja) |
| KR (1) | KR910001414B1 (ja) |
| DE (1) | DE3828090A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5342184A (en) * | 1993-05-04 | 1994-08-30 | Copeland Corporation | Scroll machine sound attenuation |
| JP3399797B2 (ja) * | 1997-09-04 | 2003-04-21 | 松下電器産業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| US6478556B2 (en) * | 1999-12-24 | 2002-11-12 | Lg Electronics Inc. | Asymmetric scroll compressor |
| JP3693041B2 (ja) * | 2002-06-17 | 2005-09-07 | ダイキン工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| US6736622B1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-05-18 | Scroll Technologies | Scroll compressor with offset scroll members |
| JP5500566B2 (ja) * | 2008-04-10 | 2014-05-21 | サンデン株式会社 | スクロール型流体機械 |
| JP5999971B2 (ja) * | 2012-05-09 | 2016-09-28 | 三菱電機株式会社 | スクロール圧縮機 |
| JP6956131B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2021-10-27 | 株式会社豊田自動織機 | スクロール型圧縮機 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5537537A (en) * | 1978-09-09 | 1980-03-15 | Sanden Corp | Volume type liquid compressor |
| JPS5551987A (en) * | 1978-10-12 | 1980-04-16 | Sanden Corp | Positive displacement fluid compressor |
| US4332535A (en) * | 1978-12-16 | 1982-06-01 | Sankyo Electric Company Limited | Scroll type compressor having an oil separator and oil sump in the suction chamber |
| US4259458A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-31 | Union Carbide Corporation | Polyarylate containing blends |
| JPS58172404A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-11 | Hitachi Ltd | スクロ−ル流体機械 |
| JPS60104788A (ja) * | 1983-11-14 | 1985-06-10 | Sanden Corp | スクロ−ル型圧縮機 |
| GB2167133B (en) * | 1984-11-19 | 1988-04-07 | Sanden Corp | Scroll-type rotary fluid-machine |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP62207505A patent/JPH0647990B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-08 KR KR1019880010088A patent/KR910001414B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-08-17 US US07/233,000 patent/US4904170A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-18 DE DE3828090A patent/DE3828090A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910001414B1 (ko) | 1991-03-05 |
| JPS6453086A (en) | 1989-03-01 |
| DE3828090C2 (ja) | 1993-07-29 |
| US4904170A (en) | 1990-02-27 |
| DE3828090A1 (de) | 1989-03-02 |
| KR890004082A (ko) | 1989-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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