JPH0666273A

JPH0666273A - スクロール型流体機械

Info

Publication number: JPH0666273A
Application number: JP23532192A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Hirano; 隆久平野; Tetsuo Shigeoka; 哲夫重岡; Takahide Ito; 隆英伊藤; Kiyoshi Hagimoto; 清萩本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1994-03-08
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JP3377538B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トップクリアランスボリュームが実質的にゼ
ロの場合を含み、場合によっては若干のトップクリアラ
ンスボリュームが残るが中央部接続曲線間で逃げを設け
ることができるとともに、うずまき体の強度を高め、あ
るいわ吐出ポート設置のためのスペースを確保すること
にできるうずまき体を有するスクロール型流体機械。【構成】静止側うずまき体及び旋回側うずまき体を具
え、両うずまき体の当接点間に形成される中央部の小室
容積が両うずまき体の相対的旋回に伴い実質的にゼロに
なる場合を含み中央部接続曲線間に逃げを設けることが
できるようにしたスクロール型流体機械において、両う
ずまき体をそれぞれインボリュート曲線よりなる外側曲
線と内側曲線で形成し、この外側曲線と内側曲線間を実
質的に（０１）式で表す接続内側曲線と（０２）式で表
す接続外側曲線とで形成した静止側及び旋回側うずまき
体を具えたこと。

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流体機械、
特にそのうずまき体の形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、公知のスクロール型圧縮機は、
図８作動原理図に示すように、同一形状の２つのうずま
き体の一方２を略中央に吐出口４を有するシール端板に
固定し、両者を相対的１８０°回転させ、かつこの両者
のうずまき体が５１，５２及び５１′，５２′の４点で
互いに接触するように、距離２ρ（＝うずまきのピッチ
−２×両うずまきの板厚）だけ相対的にずらして、互い
に重ね合せ、一方のうずまき体２を静止し、他方のうず
まき体１をクランク半径ρを有するランク機構にて、一
方のうずまき体２の中心Ｏの周りに自転を行うことなく
半径ρ＝ＯＯ′で公転運動をなすように構成される。そ
うすると、２つのうずまき体１，２間には、両うずまき
体が当接する点５１，５２及び点５１′，５２′間に密
閉された小室３，３が形成され、密閉小室３，３の容積
がうずまき体１の公転に伴い徐々に変化する。すなわ
ち、同図（１）の状態からうずまき体１をまず９０°公
転させると、同図（２）となり、１８０°公転させると
同図（３）に、２７０°公転させると同図（４）とな
り、この間、小室３の容積は徐々に減少し、同図（４）
では２つの小室３，３は連通して小室５３となり、同図
（４）の状態から更に９０°公転すると、同図（１）と
なり、小室５３の容積は同図（２）より同図（３）へと
その容積を減少し、同図（３）と同図（４）の間で最小
の容積となり、この間、同図（２）で開きはじめた外側
空間が同図（３），同図（４）から同図（１）に移り、
新たな気体を取り込んで、密閉小室を形成し、以後これ
を繰り返し、うずまき体外側空間より取り込まれた気体
が圧縮され吐出口４より吐出される。

【０００３】上記は、スクロール型圧縮機の作動原理で
あるが、スクロール型圧縮機は具体的には、図９縦断面
図に示すように、ハウジング１０はフロントエンドプレ
ート１１，リヤエンドプレート１２，シリンダープレー
ト１３よりなり、リヤエンドプレート１２に吸入口１
４，吐出口１５を突設するとともに、うずまき体２５２
及び円板２５１よりなる静止スクロール部材２５を固定
し、フロントエンドプレート１１にクランクピン２３を
有する主軸１７を枢着し、クランクピン２３に図１０
（図９のＸ−Ｘ断面図）に示すように、ラジアルニード
ルからなる旋回軸受２６，公転スクロール部材２４のボ
ス２４３，角筒部材２７１，摺動体２９１，リング部材
２９２，回り止め２９３等よりなる公転機構を介して、
うずまき体２４２及び円板２４１よりなる公転スクロー
ル部材２４が付設されている。このようなスクロール型
圧縮機のうずまき体１，２の形状を決めるものとして
は、例えば本発明者らがさきに提案した特願昭５６−１
９７６７２号に詳細に述べたように、うずまき体の外側
及び内側の曲線の大部分をインボリュート関数で構成す
ることができるのであるが、作動原理で述べたように、
小室５３は漸時その容積を減少し、これにより吐出ポー
トから高圧の流体が吐出される際、うずまき体には厚さ
があるため小室の容積はゼロとはならず、いわゆるトッ
プクリアランス容積を残す現象が存在する。すなわち、
図１１要部拡大図に示すように、同図（１）は図８
（３）に対応し、２つのうずまき体１，２の２つの当接
点５２，５２′間に形成された小室５３は、更に公転す
ると同図（２）のようになり、ここで小室５３の容積は
最小となり、更にうずまき体１を公転させると、２つの
うずまき体１，２は離れ、当接点５２，５２′はなくな
り、２つのうずまき体１，２間で形成されていた小室５
３は各々のうずまき体外側に形成されている小室３，３
に連通する。このため、同図（２）で表される小室の最
小容積中の高圧流体は、吐出ポート４より外部へ吐出さ
れることなく、再度小室３，３に連通してしまい、この
トップクリアランス容積の流体に対してなされた圧縮機
の仕事はそのまま損失となるのである。また、うずまき
体１，２の中央部先端はそれぞれシャープエッジとなっ
ているので、運転中にこの部分が破損することがあり、
さらにこの先端部分の機械加工に工数がかかっている。

【０００４】このような不都合の解消のため、本発明者
らは特願昭５６−２０６０８８号にてトップクリアラン
ス容積を実質的にゼロとなし、損失を最小とする高効
率，長寿命かつ製作容易な回転式流体機械を提供するこ
とを目的とし、それぞれ同一形状のうずまき体よりなる
静止側うずまき体及び旋回側うずまき体を具えたものに
おいて、両うずまき体の当接点間に形成される中央部の
小室容積が両うずまき体の相対的旋回に伴い実質的にゼ
ロになるようにするとともに、両うずまき体をそれぞれ
外側曲線と、内方に円弧を有する内側曲線と、上記両曲
線を接続する円弧とで形成したことを特徴とする形状を
提案した。以下に、特願昭５７−２０６０８８号所載の
うずまき体の形状を示すと、図１２において、５０１は
静止側うずまき体、６０１，６０２はそれぞれうずまき
体５０１の外側曲線，内側曲線で、外側曲線６０１は基
円半径ｂ，始点Ａのインボリュート曲線、内側曲線６０
２のＥＦ間は外側曲線６０１と角度π−（ρ／ｂ）だけ
位相をずらせたインボリュート曲線、ＤＥ間は半径Ｒの
円弧とし、外側曲線６０１と内側曲線６０２を接続する
接続曲線６０３は半径ｒの円弧とし、点Ａは外側曲線６
０１のインボリュート始点、点Ｂは外側曲線６０１と接
続曲線６０３の境界点で、両曲線はこの点でそれぞれの
接線を等しくする。点Ｃは外側曲線６０１の十分外方の
点、点Ｄは内側曲線６０２と接続曲線６０３の境界点
で、ここで半径Ｒ及びｒの２つの円弧は接する、点Ｅは
内側曲線６０２の円弧（ＤＥ間）とインボリュート曲線
ＥＦの境界点で、ここで両曲線はそれぞれの接線を等し
くする。点Ｆは内側曲線６０２の十分外方の点である。
他方の公転側うずまき体５０２も同様である。ここで、
半径Ｒ，ｒは下記式で表される。Ｒ＝ρ＋ｂβ＋ｄｒ＝ｂβ＋ｄただし、ρ：公転半径ｂ：基円半径ｄ＝｛ｂ²−〔（ρ／２）＋ｂβ〕²｝／２〔（ρ／
２）＋ｂβ〕〕 β＝パラメーターで、βは原点Ｏを通る直線と負のＸ軸がなす角であり、
原点Ｏを通り、角βの直線と基円との２つの交点と直線
ＥＯ₂及び直線ＢＯ₁はそれぞれ平行直線上に存在し、
直線ＥＯ₂及び直線ＢＯ₁は上記交点にて基円に接して
いる。また、特願昭−５７−２０６０８８号と同様な思
想で特願昭５７−１６７０６３号が提案されており、こ
の提案では図１３に示すように、両円弧の半径はＲ＝（２ｒg ・α＋π・ｒg −２β・ｒg ）／４（２ｒ
g ・α＋π・ｒg −２β・ｒg ）＋（ｒ／２）ｒ＝Ｒ−ｒで与えられる。ただし、ｒg ：基礎円半径，β：内外壁
の位相角（２β・ｒg ：壁厚）である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の特願昭５７−２
０６０８８号，特願昭５７−１６７０６３号にて従来の
ものの欠点であるトップクリアランスの解消及びうずま
き中央部のシャープエッジの解消による強度アップが図
られているのであるが、まだ次のような問題点がある。

【０００６】すなわち、上記両提案では、いずれも基本
的に両うずまき体の板厚が同一（インボリュート部分の
板厚）のものを対象にしており、うずまき形状は両スク
ロールとも同一であるから、このため、特に機械を大型
化あるいは高速化する場合には、公転スクロール部材
（公転側うずまき体）に大きな遠心力が発生し、公転ス
クロール部材を駆動する旋回軸受の強度が不足する場合
がある。この解決として公転スクロール部材を比重の小
さい例えばＡｌ材料で製作することが考えられるが、こ
の場合にはＡｌの強度が比較的低いためうずまき体の強
度が問題となる。すなわち、遠心力を受けない固定スク
ロール部材には比較的比重の大きな強度の高い例えば鉄
系の材料を用い、遠心力が問題となる旋回スクロール部
材に比較的比重の小さい強度の低い例えばＡｌ材を用い
ると、両うずまき体の板厚が同一である関係上固定うず
まき体の強度が大きく、旋回うずまき体の強度が小さく
なってしまい強度にアンバランスが生ずることであり、
この不都合は、従来の構造では旋回，固定の両うずまき
体を同一形状で構成することに起因している。また、実
際の流体機械では、うずまき体に加工誤差があるため、
接続曲線間の異常の当たりが生じ、これを回避するため
に中央部接続曲線間で逃げを設けた方がよい場合があ
る。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、トップクリアランスボリュームが実質的にゼ
ロの場合を含み、場合によっては若干のトップクリアラ
ンスボリュームが残るが中央部接続曲線間で逃げを設け
ることができるとともに、うずまき体の強度を高め、あ
るいわ吐出ポート設置のためのスペースを確保すること
にできるうずまき体を有するスクロール型流体機械を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、請求項１の
発明は、静止側うずまき体及び旋回うずまき体を具え、
両うずまき体の当接点間に形成される中央部の小室容積
が両うずまき体の相対的旋回に伴い実質的にゼロになる
場合を含み中央部接続曲線間に逃げを設けることができ
るようにしたスクロール型流体機において、両うずまき
体をそれぞれインボリュート曲線よりなる外側曲線と内
側曲線で形成し、この外側曲線と内側曲線間を実質的に
下記（０１）式で表す接続内側曲線と下記（０２）式で
表す接続外側曲線とで形成した静止側及び旋回側うずま
き体を具えたことを特徴とするスクロール側流体機械。
ただし、

【数１】

【０００９】

【作用】このような構成により、うずまき体は、トップ
クリアランスボリュームをゼロに保ちながら、うずまき
の諸元ｂ，ρ，βを変えることなく、パラメーターによ
りその強度を大きくし、大きな面積の吐出ポートを設け
ることができ、更に、他の請求項２の発明によれば、両
うずまき体の板厚を変え、所要の強度を得ることができ
る。また、材料強度の差に基づきうずまき体中央部強度
調整の要請から、うずまき体中央部の最終かみ合い点で
の最大すきまδ_f＋δ_m（δ_f，δ_mは正のときプロフ
ァイル曲線はそれぞれδ_f＝０，δ_m＝０のときのプロ
ファイル曲線の内側に移動して、該部の肉厚は薄くな
る）の指定条件を満足し、インボリュート曲線の内側か
ら外側に連続かつ滑らかにつながるポルファイル曲線を
得ることができる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその静止側うずまき体を示す正面図、図２はその
旋回側うずまき体を示す正面図、図３は図１及び図２の
両うずまき体のかみ合い状態の進展状況を示す説明図、
図４は図１，図２においてΔＴ＝Ｏとした場合のうずま
き体を示す正面図、図５は図１の静止側うずまき体にお
いてパラメータｎ₁を変化させた場合を示す同じく正面
図、図６は図１の静止側うずまき体の接続内側曲線及び
接続外側曲線に対し逃げを与えた場合を示す同じく正面
図、図７は図４〜図６において種々のパラメーターΔ
Ｔ，ｎ₁，δ_f，δ_mを変化させた場合の両うずまき体
の組合わせを示す正面図である。

【００１１】まず、図１において、静止側うずまき体は
次の要領で形成されている。すなわち、基円半径ｂの円
上で、Ｘ軸上の点Ａ_fよりインボリュート曲線Ａ_fＣ_f
を画き、このインボリュート曲線Ａ_fＣ_fとオフセット
角ε_fが εｆ＝π−（ρ／ｂ）−（ΔＴ／ｂ）だけずれたインボリュート曲線Ｇ_fＦ_fを画く。ここ
に、点Ａ_f，点Ｇ_fは半径ｂのインボリュート基円上の
点であり、 ∠Ａ_fＯＧ_f＝ε_f＝π−（ρ／ｂ）−（ΔＴ／ｂ）点Ｆｆ，Ｃｆはそれぞれのインボリュート曲線上の十分
外方の任意の点である。ｂ：インボリュート基円半径 ρ：旋回スクロールの旋回半径 ΔＴ：板厚増減量次に、基円中心Ｏを通り、負のＸ軸方向と角β₁をなす
直線Ｐ，Ｐ′（Ｐ，Ｐ′は基円上の点）を引き、Ｐ，
Ｐ′より基円の接線を引き、点Ｐ，点Ｐ′からの接線と
インボリュート曲線Ａ_fＣ_f，Ｇ_fＦ_fの交点をそれぞ
れＢ_fＥ_fとする。こうして、静止側うずまき体２００
０をＢ_fＣ_fで表されるインボリュート曲線の一部であ
る外側曲線２００１と、Ｅ_fＦ_fで表されるインボリュ
ート曲線の一部である内側曲線２００２で構成する。こ
こで、静止側うずまき体２０００のインボリュート部分
の板厚Ｔ_rfはＴ_rf＝πｂ−ρ−ΔＴとなる。

【００１２】また、外側曲線２００１（Ｂ_fＣ_f）の始
点Ｂ_fと内側曲線２００２（Ｅ_fＦ_f）の始点Ｅ_fをつ
なぐ曲線Ｂ_fＤ_fＥ_fのうち、接続内側曲線Ｄ_fＥ_fを
下記（１）式，接続外側曲線Ｄ_fＢ_fを下記（２）でそ
れぞれ構成する。

【数２】

【数３】

【数４】ｂ：インボリュートの基円半径 ρ：旋回スクロールの旋回半径 ε：ΔＴにより旋回背側曲線及び固定腹側曲線のインボ
リュート始点部で捩れる角度ε＝（ΔＴ／ｂ） β₁：固定腹側曲線のインボリュート曲線部の開始角ｎ₁：固定背側曲線と旋回腹側曲線のパラメーター≧０
の実数（注：０と１は円弧になる） β₂：旋回腹側曲線のインボリュート曲線部の開始角ｎ₂：旋回背側曲線と固定腹側曲線のパラメーター≧０
の実数（注：０と１は円弧になる）ｔ：円弧 ΔＴ：板厚増減量 δ_f：中央接続曲線の逃げ量以上の（１），（２）式でそれぞれ接続内側曲線Ｄ_fＥ
_f，接続外側曲線Ｄ_fＢ_fを構成すると、点Ｂ_fにおい
て、インボリュート曲線の点Ｂ_f上の接線と接続外側曲
線Ｄ_fＢ_fの点Ｂ_f上の接線が等しくなり、また点Ｅ_f
において、インボリュート曲線Ｅ_fＦ_fの点Ｅ_f上の接
線と接続内側曲線Ｄ_fＥ_f上の点Ｅ_fの接線が等しくな
り、更に点Ｄ_fにおいて、接続外側曲線Ｄ_fＢ_fの点Ｄ
_f上の接線と接続内側曲線Ｄ_fＥ_f上の点Ｄ_f上の接線
が等しくなるのである。

【００１３】次に、この静止側うずまきに対応する旋回
側うずまき体３０００は図２において、次の要領で形成
される。まず、基円半径ｂの円上でＸ軸に対し角ε＝
（ΔＴ／ｂ）だけ回転させた始点Ａ₀からインボリュー
ト曲線Ａ₀Ｃ₀を画き、このインボリュート曲線Ａ₀Ｃ
₀とオフセット角ε₀が ε₀＝π−（ρ／ｂ）＋（ΔＴ／ｂ）だけずれたインボリュート曲線Ｇ₀Ｆ₀を画く。ここ
に、点Ａ₀，点Ｇ₀は半径ｂのインボリュート基円上の
点であり、 ∠Ａ₀ＯＧ₀＝ε₀＝π−（ρ／ｂ）＋（ΔＴ／ｂ）点Ｆ₀，Ｃ₀はそれぞれインボリュート曲線上の十分外
方の任意の点である。次に、静止側うずまき体と同様
に、基円中心Ｏを通り負のＸ軸と角β₂をなす直線Ｐ，
Ｐ′（Ｐ，Ｐ′は基円上の点）を引き、Ｐ，Ｐ′よりそ
れぞれ基円の接線を引き、点Ｐ，点Ｐ′からの接線とイ
ンボリュート曲線Ａ₀Ｃ₀，Ｇ₀Ｆ₀との交点をそれぞ
れＢ₀，Ｅ₀とする。こうして、旋回側うずまき体３０
００をＢ₀Ｃ₀で表されるインボリュート曲線の一部で
ある外側曲線３００１と、Ｅ₀Ｆ₀で表されるインボリ
ュート曲線の一部である内側曲線３００２で構成する。
ここで、旋回側うずまき体３０００のインボリュート部
分の板厚ＴｒｏはＴ_r0＝πｂ−ρ＋ΔＴとなる。

【００１４】また、外側曲線３００１（Ｂ₀Ｃ₀）の始
点Ｂ₀と内側曲線３００２（Ｅ₀Ｆ₀）の始点Ｅ₀とを
つなぐ曲線Ｂ₀Ｄ₀Ｅ₀は前記静止側スクロールの場合
と同様に、接続内側曲線Ｄ₀Ｅ₀を下記第（３２）式，
接続外側曲線Ｅ₀Ｂ₀を下記第（３３）式でそれぞれ構
成し、両式間の同一変数及び同一記号の説明は静止側う
ずまき体の場合と同一である。

【数５】

【００１５】以上の（３２），（３３）式で旋回側うず
まき体３０００の接続内側曲線Ｄ₀Ｅ₀及び接続外側曲
線Ｄ₀Ｂ₀を構成すると、静止側うずまき体２０００の
場合と同様に、点Ｂ₀にて、インボリュート曲線の点Ｂ
₀上の接線と接続外側曲線Ｄ₀Ｂ₀の点Ｂ₀上の接線が
等しくなり、点Ｅ₀にて、インボリュート曲線Ｅ₀Ｆ₀
の点Ｅ₀上の接線と接続内側曲線Ｄ₀Ｅ₀上の点Ｅ₀の
接線が等しくなり、更に点Ｄ₀にて、接続外側曲線Ｄ₀
Ｂ₀の点Ｄ₀上の接線と接続内側曲線Ｄ₀Ｅ₀上の点Ｄ
₀の接線が等しくなり、以下の関係が成立する。 ε＝（ΔＴ／ｂ）・・・（４４） ε_f＝π−（ρ／ｂ）−（ΔＴ／ｂ）＝π−（ρ／ｂ）
−ε・・・（４５） ε₀＝π−（ρ／ｂ）＋（ΔＴ／ｂ）＝π−（ρ／ｂ）
＋ε・・・（４６）Ｔ_rf＝πｂ−ρ−ΔＴ・・・（４７）Ｔ_ro＝πｂ−ρ＋ΔＴ・・・（４８）したがって、ρ，ｂ，ΔＴ，β₁，ｎ₁の数値を与えて
前式よりβ₂，ｎ₂を求め、両うずまき体の形状を決定
することが可能となる。

【００１６】このようにして形成され板厚を異にする静
止側うずまき体２０００及び旋回側うずまき体３０００
は、図３に示すように、互いに１８０°位相をずらして
噛み合わされ、公転半径ρで旋回側うずまき体３０００
が静止側うずまき体２０００のまわりを旋回する。ま
ず、図３（１）は、静止側うずまき２０００の点Ｂ_fＥ
_fと旋回側うずまき体３０００の点Ｅ₀，点Ｂ₀とがそ
れぞれ噛み合った状態で、小室４０００を形成してこの
位置まで両うずまき体はインボリュート曲線上を噛み合
ってくる。次に、旋回側うずまき体を旋回させると、同
図（２）のようになり、静止側うずまき体２０００の接
続内側曲線上の点Ｈ_fと接続外側曲線上の点Ｉ_fで、旋
回側うずまき体３０００上の接続外側曲線上のＩ₀と接
続内側曲線上の点Ｈ₀がそれぞれかみ合い、小室４００
０を形成し続ける。さらに、旋回側うずまき体を旋回さ
せると同図（３）に示すように、両うずまき体２００
０，３０００は、静止側うずまき体２０００上の点Ｄ_f
と旋回側うずまき体３０００上の点Ｄ₀との１点でのみ
かみ合い、ここで小室４０００の容積はゼロとなる。さ
らに、旋回側うずまき体３０００を旋回させると、両う
ずまき体は離れ始め、同図（４）の状態を経て同図
（１）の状態に戻るので、本装置によれば、板厚の異な
る両うずまき体にてトップクリアランスボリュームをゼ
ロに保ちながら、圧縮された流体は吐出ポート（図示せ
ず）より外部へ吐出され、圧縮機が流体になした仕事は
すべて流体に与えられ、損失はなくなる。

【００１７】上記実施例において、静止側うずまき体，
旋回側うずまき体の板厚は前記（４７）式，（４８）式
でそれぞれ与えられ、各うずまき体の中央部の形状もこ
れらのインボリュート部分に対応して変化しており、変
数ΔＴにてうずまき体の強度を適宜変えることができる
ので、希望する条件にあった形状，板厚，強度をΔＴを
決定することにより決めることができる。例えば、静止
側うずまき体を鉄材料，旋回側うずまき体をＡｌ材料で
作り、ΔＴを適宜選定することにより、両うずまき体の
強度をほぼ同一にすることができる。ここで、ΔＴ＝０
とすると、従来の特願昭５７−２０６０８８号のものと
なり、この例を図１，図２に示した基円半径ｂ，旋回半
径ρと同一の基円半径，旋回半径を用いて図示すると図
４となり、図４は静止側及び旋回側うずまき体の形状を
表している。すなわち、 β₁＝β₂＝β Ｔ_rf＝Ｔ_ro＝πｂ−ρ となり、静止側うずまき体及び旋回側うずまき体は同一
形状となり、下記の３点は互いに一致する。点Ｂ_f＝点Ｂ₀＝点Ｂ_f0 点Ａ_f＝点Ａ₀＝点Ａ_f0 点Ｅ_f＝点Ｅ₀＝点Ｅ_f0 すなわち、本発明は、図４の静止側うずまき体の板厚Ｔ
_rf＝Ｔ_roに対し、ΔＴだけ減じた板厚を有する静止側う
ずまき体と、同図の旋回側うずまき体の板厚に対しΔＴ
だけ増加した板厚を有する旋回側うずまき体を表してい
ることとなる。

【００１８】また、上記実施例において、パラメーター
ｎ₁を変えることにより、うずまき体の中央部形状を変
えることができ、この例を図５に示すと、図５（その
２）は、同図（その１）及び図１に示した静止側うずま
き体２０００に対し中央部の強度を上げるためにパラメ
ーターｎ₁を変化させて接続外側曲線を同図（１）の２
００３から２００３Ｃのように、この部分の曲率半径を
相対的に大とした場合であり、これに対応する接続内側
曲線２００４Ｃとなる。また逆に、強度が二次的要請の
場合にはＮ₁を変化させて、同図（３）に示すように、
接続外側曲線を２００３Ｄのように、この部分の曲率半
径を相対的に小とすることもでき、これに対応する接続
内側曲線２００４−Ｄとなる。この場合、対応する旋回
側うずまき体にても同様の形状変化が生ずるので、接続
内側曲線近傍における吐出ポートの面積を大きく採るこ
とができる。同図（４）は、図５（１），（２），
（３）を重ね合せて示したものである。ここで、ｎ₁＝
１とすると、接続内側曲線を表す第（１），（３２）式
及び接続外側曲線を表す第（２），（３３）式はそれぞ
れ円弧となり、これらの半径は次のようになる。（ｉ）静止側うずまき曲線接続内側曲線の半径Ｒ_fはＲ_f＝Ｒ₁／２・・・（４９）接続外側曲線の半径ｒ_fはｒ_f＝Ｒ₂／２−ρ・・・（５０）（ｉｉ）旋回側うずまき曲線接続内側曲線の半径Ｒ₀はＲ₀＝Ｒ₂／２・・・（５１）接続外側曲線の半径ｒ₀はｒ₀＝Ｒ₁／２−ρ・・・（５２）すなわち、この場合には、うずまきの中央部形状が円弧
の接続となり、形状が簡単となる。なお、上記の場合
は、下記の関係式が成立する。

【数６】

【００１９】なお、実際の流体機械では、うずまき体に
加工誤差があるため、接続曲線間の異常当たりが生じ、
これを回避するために中央部接続曲線間で逃げを設けた
方がよい場合がある。本発明では、このためにパラメー
ターδ₁，及びδ_mを設けている。図６は上記実施例に
おいて、パラメーターδ_f（＜０）を与えた例で、図１
の静止側うずまき体に対し、接続内側曲線２００４，接
続外側曲線２００３に僅かなクリアランスδ_fを設けた
接続内側曲線２００４−ａ，接続外側曲線２００３−ａ
とした場合である。なお、対応する相手側の静止側うず
まき体も逃げδ_m（＞０，δ_fと同一でも異なってもよ
い）を設けてもよく、また、逃げを設けなく（δ_m＝
０）でもよい。更にδ_f＋δ_m＝０（δ_f≠０）を満足
するようにパラメーターδ_f及びδ_mを選べば、両うず
まき体の当接点間に隙間がなく、両うずまき体の中央部
接続曲線の厚さを変えることもできる。更に、与えられ
たδ_f，δ_mに対して決まるプロファイルに対して、所
望量の換えΔを追加して与えても良い。以上、本発明に
おけるパラメーターであるΔＴ，ｎ₁，及びδ
_f（δ_m）の個々の作用について単独に説明したが、実
際に利用する場合は、これらのパラメーターが目的に一
番合致したものの組合せを探すことになり、その一例を
図７に示す。

【００２０】本発明はその意図を逸脱することなく、下
記のような多くの応用例が挙られる。（１）上記実施例では、静止側うずまき体を（１）式，
（２）式にて、旋回側うずまき体を（１７）式，（１
８）式にて決める場合を示したが、逆にしても勿論よ
い。また、上記実施例では静止側うずまき体の板厚に対
し旋回側うずまき体の板厚を厚くした場合について示し
たが、必要に応じて逆にしてもよい。（２）以上は、圧縮機について述べたが、一対のうずま
き体を有するスクロール方流体機械であれば、イクスパ
ンダー，ポンプ等にも本発明を適用することができる。

【００２１】

【発明の効果】このようなうずまき体によれ、あ下記の
効果が奏せられる。（１）静止側うずまき体と旋回側うずまき体の板厚を変
えることができる。（２）トップクリアランスをゼロとすることができる。（３）必要に応じ、インボリュートの諸元ｂ，ρ及びイ
ンボリュート正立限界パラメーターβを変えることな
く、うずまき体中央部のみの形状を変え強度アップを図
ることができる。（４）必要に応じて、インボリュートの諸元ｂ，ρ及び
インボリュート正立限界角パラメーターβを変えること
なく中央部接続曲線間に逃げを設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の静止側うずまき体を示す正
面図である。

【図２】図１にかみ合う旋回側うずまき体を示す正面図
である。

【図３】図１及び図２の両うずまき体のかみ合い状態の
進展状況を示す説明図である。

【図４】図１，図２においてΔＴ＝０とした場合のうず
まき体を示す正面図である。

【図５】図１の静止側うずまき体においてパラメーター
を変化させた場合を示す同じく正面図である。

【図６】図１の静止側うずまき体の接続内側曲線及び接
続外側曲線に対し逃げを与えた場合を示す同じく正面図
である。

【図７】図４〜図６において種々のパラメーターΔＴ，
ｎ₁，δ_f，δ_mを変化させた場合のうずまき体の組合
せを示す正面図である。

【図８】公知のスクロール型圧縮機の作動原理説明図で
ある。

【図９】公知のスクロール型圧縮機を示す縦断面図であ
る。

【図１０】図９のＸ−Ｘに沿った横断面図である。

【図１１】図８（３）〜（４）を示す部分拡大図であ
る。

【図１２】本発明者等がさきに特願昭５７−２０６０８
８号で提案したうずまきを示す説明図である。

【図１３】さきに特願昭５７−１６７０６３号で提案さ
れたうずまき体を示す説明図である。

【符号の説明】

２０００静止側うずまき体２００１外側曲線２００２内側曲線２００３接続外側曲線２００４接続内側曲線３０００旋回側うずまき体３００１外側曲線３００２内側曲線３００３接続外側曲線３００４接続内側曲線

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図６】

【図５】

【図７】

【図９】

【図１０】

【図１２】

【図８】

【図１１】

【図１３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者萩本清愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番地の１中菱エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静止側うずまき体及び旋回側うずまき体
を具え、両うずまき体の当接点間に形成される中央部の
小室容積が両うずまき体の相対的旋回に伴い実質的にゼ
ロになる場合を含み中央部接続曲線間に逃げを設けるこ
とができるようにしたスクロール型流体機械において、
両うずまき体をそれぞれインボリュート曲線よりなる外
側曲線と内側曲線で形成し、この外側曲線と内側曲線間
を実質的に下記（０１）式で表す接続内側曲線と下記
（０２）式で表す接続外側曲線とで形成した静止側及び
旋回側うずまき体を具えたことを特徴とするスクロール
型流体機械。ただし、【数１】
【請求項２】請求項１において、インボリュート部分
の厚さは静止側と旋回側で同一で、中央部接続曲線間の
みを次の式により設け、δ_f＋δ_m≧０、この接続曲線
間は両うずまき体の当接点間に形成される中央部の小室
容積が両うずまき体の相対的旋回に伴い実質的にゼロに
なるか又は中央部接続曲線間に逃げが生ずるようにした
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項３】請求項２の式で不等号＞の場合中央部接
続曲線間に逃げができて隙間が開くが、この部分を利用
し、板厚の小さい方のラップ下端にコーナーＲをつけ、
板厚の大きい方にはピン角とし、両スクロール先端の強
度をほぼ等しくしたことを特徴とするスクロール型流体
機械。
【請求項４】請求項３でコーナーＲをつけた相手側ス
クロールチップ部（Ｒ部分にかみ合う部分）に面とりを
したことを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項５】請求項２において、インボリュート厚さ
を静止側と旋回側で異なるようにしたことを特徴とする
スクロール型流体機械。
【請求項６】請求項３において、インボリュート厚さ
を静止側と旋回側で異なるようにしたことを特徴とする
スクロール型流体機械。
【請求項７】請求項４において、インボリュート厚さ
を静止側と旋回側で異なるようにしたことを特徴とする
スクロール型流体機械。