JPH07109980A - スクロール型圧縮機における耐圧構造 - Google Patents
スクロール型圧縮機における耐圧構造Info
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- JPH07109980A JPH07109980A JP25612993A JP25612993A JPH07109980A JP H07109980 A JPH07109980 A JP H07109980A JP 25612993 A JP25612993 A JP 25612993A JP 25612993 A JP25612993 A JP 25612993A JP H07109980 A JPH07109980 A JP H07109980A
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- 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
- F04C18/02—Rotary-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
- F04C18/0207—Rotary-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
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
- F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】耐圧性及びシール性に優れたスクロール型圧縮
機を提供する。 【構成】固定スクロール１及び可動スクロール１１の渦
巻壁１ｂ，１１ｂの内終端部１ｄ，１１ｄは渦巻壁１
ｂ，１１ｂの他部位よりも厚手に形成されている。内終
端部１ｄ，１１ｄの根元の角部には応力緩和用リセス２
２，２３が設けられている。応力緩和用リセス２２，２
３の断面形状は円弧である。この断面円弧は内終端部１
ｄ，１１ｄの側面及びスクロール基板１ａ，１１ａの表
面に大きな鈍角でもって接続している。
機を提供する。 【構成】固定スクロール１及び可動スクロール１１の渦
巻壁１ｂ，１１ｂの内終端部１ｄ，１１ｄは渦巻壁１
ｂ，１１ｂの他部位よりも厚手に形成されている。内終
端部１ｄ，１１ｄの根元の角部には応力緩和用リセス２
２，２３が設けられている。応力緩和用リセス２２，２
３の断面形状は円弧である。この断面円弧は内終端部１
ｄ，１１ｄの側面及びスクロール基板１ａ，１１ａの表
面に大きな鈍角でもって接続している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定スクロール部材
と、この固定スクロール部材に対向して自転不能かつ公
転可能に支持された可動スクロール部材との間に可動ス
クロール部材の公転に基づいて容積減少する密閉空間を
形成するスクロール型圧縮機における耐圧構造に関する
ものである。
と、この固定スクロール部材に対向して自転不能かつ公
転可能に支持された可動スクロール部材との間に可動ス
クロール部材の公転に基づいて容積減少する密閉空間を
形成するスクロール型圧縮機における耐圧構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】前記密閉空間は固定スクロール部材及び
可動スクロール部材の渦巻壁の内終端部間に収束してゆ
き、密閉空間内の圧縮冷媒ガスは固定スクロール部材の
スクロール基板上に透設された吐出ポートから吐出され
る。このような圧縮行程のために渦巻壁の内終端部は他
部位に比して高温、高圧の冷媒にさらされる。スクロー
ル部材の渦巻壁の強度、剛性を高めるため、渦巻壁とス
クロール基板とは一体形成されている。しかし、渦巻壁
の内終端部は断ち切られているために剛性的に弱く、強
度も低いため、渦巻壁の内終端部が最も破壊し易い。即
ち、スクロール部材において最も大きな応力を生じる部
位は渦巻壁の内終端部の根元であり、この応力のために
場合によっては前記根元部位から亀裂が生じてスクロー
ル基板と渦巻壁とが分離してしまうことがある。そのた
め、渦巻壁の内終端部には他部位よりも高い耐圧性が要
求される。
可動スクロール部材の渦巻壁の内終端部間に収束してゆ
き、密閉空間内の圧縮冷媒ガスは固定スクロール部材の
スクロール基板上に透設された吐出ポートから吐出され
る。このような圧縮行程のために渦巻壁の内終端部は他
部位に比して高温、高圧の冷媒にさらされる。スクロー
ル部材の渦巻壁の強度、剛性を高めるため、渦巻壁とス
クロール基板とは一体形成されている。しかし、渦巻壁
の内終端部は断ち切られているために剛性的に弱く、強
度も低いため、渦巻壁の内終端部が最も破壊し易い。即
ち、スクロール部材において最も大きな応力を生じる部
位は渦巻壁の内終端部の根元であり、この応力のために
場合によっては前記根元部位から亀裂が生じてスクロー
ル基板と渦巻壁とが分離してしまうことがある。そのた
め、渦巻壁の内終端部には他部位よりも高い耐圧性が要
求される。
【０００３】実公平１−２８３１５号公報に開示される
スクロール型圧縮機では、渦巻壁の内終端部の根元側を
上部側よりも厚くし、さらにこの増厚部位を内終端部か
ら渦巻曲線方向へ延在させている。このような増厚及び
延在の構成により渦巻壁の内終端部の強度増加が図られ
ている。
スクロール型圧縮機では、渦巻壁の内終端部の根元側を
上部側よりも厚くし、さらにこの増厚部位を内終端部か
ら渦巻曲線方向へ延在させている。このような増厚及び
延在の構成により渦巻壁の内終端部の強度増加が図られ
ている。
【０００４】実公平４−３０３２１号公報に開示される
スクロール型圧縮機では、渦巻壁の内終端部の根元とス
クロール基板との角部に丸みを持たせている。この丸み
形状は渦巻壁の内終端部の根元に発生する応力を緩和す
る。
スクロール型圧縮機では、渦巻壁の内終端部の根元とス
クロール基板との角部に丸みを持たせている。この丸み
形状は渦巻壁の内終端部の根元に発生する応力を緩和す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実公平
１−２８３１５号公報のスクロール型圧縮機では、固定
スクロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の内終
端部間の密閉空間における最終容積が渦巻曲線方向に延
在する増厚部位の存在によって大きくなってしまう。即
ち、渦巻壁の内終端部間の密閉空間と後続の密閉空間と
の連通が早く行われることになり、圧縮機性能を反映す
る圧縮効率が低下する。
１−２８３１５号公報のスクロール型圧縮機では、固定
スクロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の内終
端部間の密閉空間における最終容積が渦巻曲線方向に延
在する増厚部位の存在によって大きくなってしまう。即
ち、渦巻壁の内終端部間の密閉空間と後続の密閉空間と
の連通が早く行われることになり、圧縮機性能を反映す
る圧縮効率が低下する。
【０００６】実公平４−３０３２１号公報のスクロール
型圧縮機では、応力を緩和する丸み部位と渦巻壁の先端
縁との干渉を回避する必要があるが、この干渉回避を行
なうには両渦巻壁の内終端部の側面間に逃げ間隙を設け
る必要がある。このような逃げ間隙の存在は密閉空間の
シール性低下をもたらし、圧縮効率が低下する。
型圧縮機では、応力を緩和する丸み部位と渦巻壁の先端
縁との干渉を回避する必要があるが、この干渉回避を行
なうには両渦巻壁の内終端部の側面間に逃げ間隙を設け
る必要がある。このような逃げ間隙の存在は密閉空間の
シール性低下をもたらし、圧縮効率が低下する。
【０００７】本発明は、スクロール部材の渦巻壁の内終
端部の根元における応力集中を分散して低減すると共
に、圧縮効率の低下も回避することを目的とする。
端部の根元における応力集中を分散して低減すると共
に、圧縮効率の低下も回避することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
固定スクロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の
内終端部の根元とスクロール基板との角部に応力緩和用
リセスを設けた。
固定スクロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の
内終端部の根元とスクロール基板との角部に応力緩和用
リセスを設けた。
【０００９】
【作用】応力緩和用リセスの断面は鋭角のない曲線形状
であり、このような断面曲線形状の応力緩和用リセスが
渦巻壁の内終端部の根元における応力集中を分散して低
減する。固定スクロール及び可動スクロールの互いに摺
接する渦巻壁の側面間では応力緩和用リセスの断面積の
みが洩れ通路となり、従来の応力緩和構造に比してシー
ル性が向上する。
であり、このような断面曲線形状の応力緩和用リセスが
渦巻壁の内終端部の根元における応力集中を分散して低
減する。固定スクロール及び可動スクロールの互いに摺
接する渦巻壁の側面間では応力緩和用リセスの断面積の
みが洩れ通路となり、従来の応力緩和構造に比してシー
ル性が向上する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に基づいて説明する。図１に示すように、ハウジン
グを兼ねるアルミニウム合金製の固定スクロール部材１
にはアルミニウム合金製のフロントハウジング２及びリ
ヤハウジング３が接合固定されている。４，５はハウジ
ング内を気密保持するためのシールリングである。フロ
ントハウジング２内には回転軸６がベアリング７を介し
て回転可能に支持されている。８はシャフトシールであ
る。回転軸６には偏心軸６ａが一体形成されている。
図４に基づいて説明する。図１に示すように、ハウジン
グを兼ねるアルミニウム合金製の固定スクロール部材１
にはアルミニウム合金製のフロントハウジング２及びリ
ヤハウジング３が接合固定されている。４，５はハウジ
ング内を気密保持するためのシールリングである。フロ
ントハウジング２内には回転軸６がベアリング７を介し
て回転可能に支持されている。８はシャフトシールであ
る。回転軸６には偏心軸６ａが一体形成されている。
【００１１】偏心軸６ａにはバランスウエイト９及びブ
ッシュ１０が支持されている。ブッシュ１０には可動ス
クロール部材１１が固定スクロール部材１と対向接合す
るようにベアリング１２を介して回転可能に支持されて
おり、両スクロール部材１，１１のスクロール基板１
ａ，１１ａ及び渦巻壁１ｂ，１１ｂが密閉空間Ｓ1 ，Ｓ
0 を形成する。可動スクロール部材１１は回転軸６の回
転に伴って公転し、バランスウェイト９は可動スクロー
ル部材１１の公転運動に伴う遠心力を相殺する。
ッシュ１０が支持されている。ブッシュ１０には可動ス
クロール部材１１が固定スクロール部材１と対向接合す
るようにベアリング１２を介して回転可能に支持されて
おり、両スクロール部材１，１１のスクロール基板１
ａ，１１ａ及び渦巻壁１ｂ，１１ｂが密閉空間Ｓ1 ，Ｓ
0 を形成する。可動スクロール部材１１は回転軸６の回
転に伴って公転し、バランスウェイト９は可動スクロー
ル部材１１の公転運動に伴う遠心力を相殺する。
【００１２】可動スクロール部材１１のスクロール基板
１１ａとフロントハウジング２の受圧壁２ａと間にはア
ルミニウム合金製の旋回リング１３及び摩耗防止用の鉄
製のプレート１４が介在されている。旋回リング１３の
両面には複数の受圧突部１３ａ，１３ｂが周方向に配列
形成されている。受圧突部１３ａと受圧突部１３ｂとは
背向して配置されている。受圧突部１３ａはプレート１
４に接し、受圧突部１３ｂは可動スクロール１１のスク
ロール基板１１ａの背面に接する。受圧突部１３ｂに接
するスクロール基板１１ａの背面には摩耗防止用のニッ
ケル−ボロンメッキが施されている。
１１ａとフロントハウジング２の受圧壁２ａと間にはア
ルミニウム合金製の旋回リング１３及び摩耗防止用の鉄
製のプレート１４が介在されている。旋回リング１３の
両面には複数の受圧突部１３ａ，１３ｂが周方向に配列
形成されている。受圧突部１３ａと受圧突部１３ｂとは
背向して配置されている。受圧突部１３ａはプレート１
４に接し、受圧突部１３ｂは可動スクロール１１のスク
ロール基板１１ａの背面に接する。受圧突部１３ｂに接
するスクロール基板１１ａの背面には摩耗防止用のニッ
ケル−ボロンメッキが施されている。
【００１３】背向する受圧突部１３ａ，１３ｂの複数対
（３対以上）には円柱形状の鉄製の自転阻止ピン１５が
回転可能に貫通支持されている。自転阻止ピン１５は旋
回リング１３の周方向に等間隔に配列されており、自転
阻止ピン１５の両端は受圧突部１３ａ，１３ｂの先端面
から突出している。
（３対以上）には円柱形状の鉄製の自転阻止ピン１５が
回転可能に貫通支持されている。自転阻止ピン１５は旋
回リング１３の周方向に等間隔に配列されており、自転
阻止ピン１５の両端は受圧突部１３ａ，１３ｂの先端面
から突出している。
【００１４】受圧壁２ａには自転阻止ピン１５と同数の
自転阻止品２ｂが周方向に配列されている。スクロール
基板１１ａには自転阻止ピン１５と同数の自転阻止孔１
１ｃが周方向に配列されている。自転阻止孔２ｂ，１１
ｃはいずれも等間隔角度位置に配置されている。自転阻
止孔２ｂ，１１ｃには摩耗防止用の銅製のスリーブ１
６，１７が嵌入固定されており、自転阻止孔２ｂ，１１
ｃには自転阻止ピン１５の端部が挿入されている。
自転阻止品２ｂが周方向に配列されている。スクロール
基板１１ａには自転阻止ピン１５と同数の自転阻止孔１
１ｃが周方向に配列されている。自転阻止孔２ｂ，１１
ｃはいずれも等間隔角度位置に配置されている。自転阻
止孔２ｂ，１１ｃには摩耗防止用の銅製のスリーブ１
６，１７が嵌入固定されており、自転阻止孔２ｂ，１１
ｃには自転阻止ピン１５の端部が挿入されている。
【００１５】回転軸６の回転に伴って可動スクロール部
材１１が回転軸６の回りを公転し、ハウジング上の図示
しない入口から導入された冷媒ガスが両スクロール部材
１，１１間の密閉空間Ｓ1 へ流入する。密閉空間Ｓ1 は
可動スクロール部材１１の公転に伴って容積減少しつつ
両スクロール１，１１の渦巻壁１ｂ，１１ｂの内終端部
１ｄ，１１ｄ間に向けて収束して行く。密閉空間Ｓ0 の
容積減少によって圧縮された冷媒ガスはスクロール基板
１ａ上の吐出ポート１ｃから吐出弁１８を押し退けてリ
ヤハウジング３内の吐出室３ａへ吐出される。吐出弁１
８の開度はリテーナ１９によって規制される。可動スク
ロール１１のスクロール基板１１ａに作用する密閉空間
Ｓ1 ，Ｓ0 内の圧縮反力は受圧突部１３ａ，１３ｂ及び
プレート１４を介して受圧壁２ａで受け止められる。
材１１が回転軸６の回りを公転し、ハウジング上の図示
しない入口から導入された冷媒ガスが両スクロール部材
１，１１間の密閉空間Ｓ1 へ流入する。密閉空間Ｓ1 は
可動スクロール部材１１の公転に伴って容積減少しつつ
両スクロール１，１１の渦巻壁１ｂ，１１ｂの内終端部
１ｄ，１１ｄ間に向けて収束して行く。密閉空間Ｓ0 の
容積減少によって圧縮された冷媒ガスはスクロール基板
１ａ上の吐出ポート１ｃから吐出弁１８を押し退けてリ
ヤハウジング３内の吐出室３ａへ吐出される。吐出弁１
８の開度はリテーナ１９によって規制される。可動スク
ロール１１のスクロール基板１１ａに作用する密閉空間
Ｓ1 ，Ｓ0 内の圧縮反力は受圧突部１３ａ，１３ｂ及び
プレート１４を介して受圧壁２ａで受け止められる。
【００１６】可動スクロール部材１１の公転に伴い、自
転阻止ピン１５がスリーブ１６，１７の内周面間に挟み
こまれながら転動し、旋回リング１３は公転中心側から
可動スクロール１１の公転位置側へ付勢される。スリー
ブ１６，１７の内径をＤ、自転阻止ピン１５の径をｄと
した場合、（Ｄ−ｄ）はブッシュ１０の公転半径ｒに等
しい。従って、スリーブ１６，１７の径Ｄ、自転阻止ピ
ン１５の径ｄ、ブッシュ１０の公転半径（即ち、可動ス
クロール部材１１の公転半径）ｒの間にはＤ＝ｄ＋ｒの
関係が設定されている。この関係によって可動スクロー
ル１１の公転半径がｒに規定される。旋回リング１３は
可動スクロール１１の公転半径ｒの１／２の半径で公転
する。
転阻止ピン１５がスリーブ１６，１７の内周面間に挟み
こまれながら転動し、旋回リング１３は公転中心側から
可動スクロール１１の公転位置側へ付勢される。スリー
ブ１６，１７の内径をＤ、自転阻止ピン１５の径をｄと
した場合、（Ｄ−ｄ）はブッシュ１０の公転半径ｒに等
しい。従って、スリーブ１６，１７の径Ｄ、自転阻止ピ
ン１５の径ｄ、ブッシュ１０の公転半径（即ち、可動ス
クロール部材１１の公転半径）ｒの間にはＤ＝ｄ＋ｒの
関係が設定されている。この関係によって可動スクロー
ル１１の公転半径がｒに規定される。旋回リング１３は
可動スクロール１１の公転半径ｒの１／２の半径で公転
する。
【００１７】旋回リング１３は自転しようとする。しか
し、３本以上の自転阻止ピン１５が受圧壁２ａ側に固定
配置されたスリーブ１６の内周面に接しているため、旋
回リング１３が自転することはない。
し、３本以上の自転阻止ピン１５が受圧壁２ａ側に固定
配置されたスリーブ１６の内周面に接しているため、旋
回リング１３が自転することはない。
【００１８】可動スクロール部材１１はブッシュ１０の
中心軸線の周りで自転しようとする。しかし、スクロー
ル基板１１ａ側のスリーブ１７の内周面が自転しない旋
回リング１３上の３本以上の自転阻止ピン１５に接して
いるため、可動スクロール部材１１がブッシュ１０の中
心軸線の周りに自転することはない。
中心軸線の周りで自転しようとする。しかし、スクロー
ル基板１１ａ側のスリーブ１７の内周面が自転しない旋
回リング１３上の３本以上の自転阻止ピン１５に接して
いるため、可動スクロール部材１１がブッシュ１０の中
心軸線の周りに自転することはない。
【００１９】渦巻壁１ｂ，１１ｂの先端面には密閉空間
Ｓ1 ，Ｓ0 のシール性を高めるための合成樹脂製のシー
ル部材２０，２１が嵌入支持されている。シール部材２
０は可動スクロール部材１１のスクロール基板１１ａの
前面に接し、シール部材２１は固定スクロール部材１の
スクロール基板１ａの前面に接している。両シール部材
２０，２１は可動スクロール部材１１の公転に伴ってス
クロール基板１１ａ，１ａの前面と摺接する。
Ｓ1 ，Ｓ0 のシール性を高めるための合成樹脂製のシー
ル部材２０，２１が嵌入支持されている。シール部材２
０は可動スクロール部材１１のスクロール基板１１ａの
前面に接し、シール部材２１は固定スクロール部材１の
スクロール基板１ａの前面に接している。両シール部材
２０，２１は可動スクロール部材１１の公転に伴ってス
クロール基板１１ａ，１ａの前面と摺接する。
【００２０】図２及び図３（ａ）に示すように両渦巻壁
１ｂ，１１ｂの内終端部１ｄ，１１ｄは渦巻壁１ｂ，１
１ｂの他部位の厚みよりも厚くしてあり、耐圧性が高め
られている。図２に示すように内終端部１ｄの厚み形成
は円弧Ｒ11，Ｒ12と直線Ｌ1とを繋いで行われ、内終端
部１１ｄの厚み形成は円弧Ｒ21，Ｒ22と直線Ｌ2 とを繋
いで行われる。円弧Ｒ11，Ｒ12は同一半径かつ同長であ
り、円弧Ｒ21，Ｒ22は同一半径かつ同長である。直線Ｌ
1 は円弧Ｒ11，Ｒ12の共通接線であり、直線Ｌ 2 は円弧
Ｒ21，Ｒ22の共通接線である。
１ｂ，１１ｂの内終端部１ｄ，１１ｄは渦巻壁１ｂ，１
１ｂの他部位の厚みよりも厚くしてあり、耐圧性が高め
られている。図２に示すように内終端部１ｄの厚み形成
は円弧Ｒ11，Ｒ12と直線Ｌ1とを繋いで行われ、内終端
部１１ｄの厚み形成は円弧Ｒ21，Ｒ22と直線Ｌ2 とを繋
いで行われる。円弧Ｒ11，Ｒ12は同一半径かつ同長であ
り、円弧Ｒ21，Ｒ22は同一半径かつ同長である。直線Ｌ
1 は円弧Ｒ11，Ｒ12の共通接線であり、直線Ｌ 2 は円弧
Ｒ21，Ｒ22の共通接線である。
【００２１】渦巻壁１ｂ，１１ｂの内外壁面形状は内終
端部１ｄ，１１ｄの一部を除いてインボリュート曲線Ｅ
1 ，Ｅ2 である。インボリュート曲線Ｅ1 ，Ｅ2 は基礎
円Ｃ 0 から創成される。円弧Ｒ11，Ｒ21はインボリュー
ト曲線Ｅ1 に滑らかに接続しており、円弧Ｒ12，Ｒ22は
インボリュート曲線Ｅ2 に滑らかに接続している。円弧
Ｒ11，Ｒ21とインボリュート曲線Ｅ1 との接続点Ｐ1 は
任意の伸開角αの伸開線Ｌ3 の先端位置である。円弧Ｒ
2 とインボリュート曲線Ｅ2 との接続点Ｐ2 は前記伸開
角αからさらに１８０°進めた伸開角（α＋１８０°）
の伸開線Ｌ4 の先端位置である。このような壁面形状に
より直線Ｌ1 ，Ｌ2 は図３に示すように可動スクロール
部材１１の所定の公転位置で接合し、密閉空間Ｓ0 の容
積は最終的に零となる。即ち、体積効率が最も高くな
る。
端部１ｄ，１１ｄの一部を除いてインボリュート曲線Ｅ
1 ，Ｅ2 である。インボリュート曲線Ｅ1 ，Ｅ2 は基礎
円Ｃ 0 から創成される。円弧Ｒ11，Ｒ21はインボリュー
ト曲線Ｅ1 に滑らかに接続しており、円弧Ｒ12，Ｒ22は
インボリュート曲線Ｅ2 に滑らかに接続している。円弧
Ｒ11，Ｒ21とインボリュート曲線Ｅ1 との接続点Ｐ1 は
任意の伸開角αの伸開線Ｌ3 の先端位置である。円弧Ｒ
2 とインボリュート曲線Ｅ2 との接続点Ｐ2 は前記伸開
角αからさらに１８０°進めた伸開角（α＋１８０°）
の伸開線Ｌ4 の先端位置である。このような壁面形状に
より直線Ｌ1 ，Ｌ2 は図３に示すように可動スクロール
部材１１の所定の公転位置で接合し、密閉空間Ｓ0 の容
積は最終的に零となる。即ち、体積効率が最も高くな
る。
【００２２】渦巻壁１ｂの内終端部１ｄの根元とスクロ
ール基板１ａとが成す角部には応力緩和用リセス２２が
形成されている。応力緩和用リセス２２は内終端部１ｄ
の先端から内終端部１ｄの最大幅の部位にかけて設けら
れている。図３（ｂ）に示すように応力緩和用リセス２
２の断面形状は円弧であり、応力緩和用リセス２２は内
終端部１ｄの側面側に凹んでいる。応力緩和用リセス２
２の断面円弧はスクロール基板１ａの前面に滑らかに接
続しており、内終端部１ｄの側面には大きな鈍角でもっ
て接続している。
ール基板１ａとが成す角部には応力緩和用リセス２２が
形成されている。応力緩和用リセス２２は内終端部１ｄ
の先端から内終端部１ｄの最大幅の部位にかけて設けら
れている。図３（ｂ）に示すように応力緩和用リセス２
２の断面形状は円弧であり、応力緩和用リセス２２は内
終端部１ｄの側面側に凹んでいる。応力緩和用リセス２
２の断面円弧はスクロール基板１ａの前面に滑らかに接
続しており、内終端部１ｄの側面には大きな鈍角でもっ
て接続している。
【００２３】渦巻壁１１ｂの内終端部１１ｄの根元にも
同様の応力緩和用リセス２３が設けられている。剛性的
に弱く、強度も低くなる内終端部１ｄ，１１ｄは高温、
高圧に晒される所であり、高温、高圧により内終端部１
ｄ，１１ｄの根元の角部に集中する引っ張り応力のため
に破壊の危険性が最も高い。応力集中現象は、概念的に
構造物の形状の湾曲あるいは不連続等の形状の一様性が
失われることによる。内終端部１ｄ，１１ｄの側面とス
クロール基板１ａ，１１ａの前面との角部に設けられた
応力緩和用リセス２２，２３は形状の連続性をもたら
し、応力集中を緩和する。
同様の応力緩和用リセス２３が設けられている。剛性的
に弱く、強度も低くなる内終端部１ｄ，１１ｄは高温、
高圧に晒される所であり、高温、高圧により内終端部１
ｄ，１１ｄの根元の角部に集中する引っ張り応力のため
に破壊の危険性が最も高い。応力集中現象は、概念的に
構造物の形状の湾曲あるいは不連続等の形状の一様性が
失われることによる。内終端部１ｄ，１１ｄの側面とス
クロール基板１ａ，１１ａの前面との角部に設けられた
応力緩和用リセス２２，２３は形状の連続性をもたら
し、応力集中を緩和する。
【００２４】耐圧性及び体積効率向上をもたらす内終端
部１ｄ，１１ｄの増厚構造では、内終端部１ｄ，１１ｄ
の先端から最大幅の部位にわたる角部に応力が集中し易
い。応力緩和用リセス２２，２３は内終端部１ｄ，１１
ｄの先端から最大幅の部位にわたる角部に設けられてお
り、応力集中緩和が最も効果的に行われる。
部１ｄ，１１ｄの増厚構造では、内終端部１ｄ，１１ｄ
の先端から最大幅の部位にわたる角部に応力が集中し易
い。応力緩和用リセス２２，２３は内終端部１ｄ，１１
ｄの先端から最大幅の部位にわたる角部に設けられてお
り、応力集中緩和が最も効果的に行われる。
【００２５】図３（ｂ）は本実施例の応力緩和用リセス
２２を設けた応力緩和構造を表し、図３（ａ）のＡ−Ａ
線断面である。図４は内終端部１ｄの角部に断面円弧状
の隅肉Ｒを持たせた従来の応力緩和構造を表す。図３
（ｂ）及び図４で表す断面形状のアルミニウム合金製の
構造物をモデルとして有限要素法を用いて解析した結果
が応力等高線Ｈで表してある。モデル構造物の寸法
（ｘ，ｙ，ｚ，ｈ）は（２０mm，８mm，３８mm，４１m
m）であり、ヤング率は８００００Ｎ／mm2 、ポアソン
比は０．３である。圧力Ｐは２９ｋｇ／cm2 である。
２２を設けた応力緩和構造を表し、図３（ａ）のＡ−Ａ
線断面である。図４は内終端部１ｄの角部に断面円弧状
の隅肉Ｒを持たせた従来の応力緩和構造を表す。図３
（ｂ）及び図４で表す断面形状のアルミニウム合金製の
構造物をモデルとして有限要素法を用いて解析した結果
が応力等高線Ｈで表してある。モデル構造物の寸法
（ｘ，ｙ，ｚ，ｈ）は（２０mm，８mm，３８mm，４１m
m）であり、ヤング率は８００００Ｎ／mm2 、ポアソン
比は０．３である。圧力Ｐは２９ｋｇ／cm2 である。
【００２６】図４の隅肉Ｒの曲率半径は０．２mmであ
り、この条件における最大応力は１０５ＭＰａであっ
た。一方、図３（ｂ）の応力緩和用リセス２２の断面円
弧の曲率半径は１mmであり、この条件における最大応力
は８６．８ＭＰａであった。図３（ｂ）における応力等
高線Ｈは応力緩和用リセス２２の断面円弧に沿って分散
しており、図４の従来の応力緩和構造の場合に比して応
力が拡散していることがわかる。
り、この条件における最大応力は１０５ＭＰａであっ
た。一方、図３（ｂ）の応力緩和用リセス２２の断面円
弧の曲率半径は１mmであり、この条件における最大応力
は８６．８ＭＰａであった。図３（ｂ）における応力等
高線Ｈは応力緩和用リセス２２の断面円弧に沿って分散
しており、図４の従来の応力緩和構造の場合に比して応
力が拡散していることがわかる。
【００２７】図３（ｂ）のモデルでは最大応力が図４の
モデルに比して約２割低減しており、応力集中緩和も大
きい。この差異は、応力緩和用リセス２２，２３の断面
円弧の曲率半径が図４の隅肉Ｒの断面円弧の曲率半径よ
りも大きいことによる。隅肉Ｒの断面円弧の曲率半径を
大きくすれば応力集中の一層の緩和及び最大応力の低減
が可能である。しかし、隅肉Ｒの存在は渦巻壁の先端と
隅肉Ｒとの干渉を避けるための逃げを渦巻壁の側面に設
ける必要があり、隅肉Ｒの断面円弧の曲率半径を大きく
すると前記逃げも大きくする必要がある。逃げを大きく
すれば本来接触しているべき固定スクロール部材の渦巻
壁の側面と可動スクロール部材の渦巻壁の側面との間の
逃げ間隙が大きくなり、密閉空間Ｓ0 のシール性が損な
われる。
モデルに比して約２割低減しており、応力集中緩和も大
きい。この差異は、応力緩和用リセス２２，２３の断面
円弧の曲率半径が図４の隅肉Ｒの断面円弧の曲率半径よ
りも大きいことによる。隅肉Ｒの断面円弧の曲率半径を
大きくすれば応力集中の一層の緩和及び最大応力の低減
が可能である。しかし、隅肉Ｒの存在は渦巻壁の先端と
隅肉Ｒとの干渉を避けるための逃げを渦巻壁の側面に設
ける必要があり、隅肉Ｒの断面円弧の曲率半径を大きく
すると前記逃げも大きくする必要がある。逃げを大きく
すれば本来接触しているべき固定スクロール部材の渦巻
壁の側面と可動スクロール部材の渦巻壁の側面との間の
逃げ間隙が大きくなり、密閉空間Ｓ0 のシール性が損な
われる。
【００２８】応力緩和用リセス２２，２３によって応力
集中緩和及び応力低減を図る場合には密閉空間Ｓ0 が応
力緩和用リセス２２，２３を介して後続の密閉空間Ｓ1
に連通する。しかし、応力緩和用リセス２２，２３の断
面積は前記逃げ間隙の断面積に比して非常に小さいた
め、応力緩和用リセス２２，２３の断面円弧の曲率半径
を隅肉Ｒの曲率半径より大きくしても応力緩和用リセス
２２，２３の断面積は前記逃げ間隙の断面積に比して十
分に小さい。従って、密閉空間Ｓ0 のシール性がそれほ
ど損なわれることはなく、圧縮機性能を反映する圧縮効
率の低下も殆どない。
集中緩和及び応力低減を図る場合には密閉空間Ｓ0 が応
力緩和用リセス２２，２３を介して後続の密閉空間Ｓ1
に連通する。しかし、応力緩和用リセス２２，２３の断
面積は前記逃げ間隙の断面積に比して非常に小さいた
め、応力緩和用リセス２２，２３の断面円弧の曲率半径
を隅肉Ｒの曲率半径より大きくしても応力緩和用リセス
２２，２３の断面積は前記逃げ間隙の断面積に比して十
分に小さい。従って、密閉空間Ｓ0 のシール性がそれほ
ど損なわれることはなく、圧縮機性能を反映する圧縮効
率の低下も殆どない。
【００２９】本発明は勿論前記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば図５〜図７に示す実施例も可能で
ある。図５の実施例ではスクロール基板１ａ，１１ａ側
に応力緩和用リセス２２Ａ，２３Ａを設けている。応力
緩和用リセス２２Ａ，２３Ａの断面形状は円弧であり、
この断面円弧は内終端部１ｄ，１１ｄの側面に滑らかに
接続し、スクロール基板１１ａの前面に大きな鈍角でも
って接続している。この円弧の曲率半径を前記実施例と
同じにした場合、応力等高線Ｈは応力緩和用リセス２２
Ａ，２３Ａの断面円弧に沿って分散し、最大応力も前記
実施例と同程度になる。
ものではなく、例えば図５〜図７に示す実施例も可能で
ある。図５の実施例ではスクロール基板１ａ，１１ａ側
に応力緩和用リセス２２Ａ，２３Ａを設けている。応力
緩和用リセス２２Ａ，２３Ａの断面形状は円弧であり、
この断面円弧は内終端部１ｄ，１１ｄの側面に滑らかに
接続し、スクロール基板１１ａの前面に大きな鈍角でも
って接続している。この円弧の曲率半径を前記実施例と
同じにした場合、応力等高線Ｈは応力緩和用リセス２２
Ａ，２３Ａの断面円弧に沿って分散し、最大応力も前記
実施例と同程度になる。
【００３０】図６の実施例では応力緩和用リセス２２
Ｂ，２３Ｂを内終端部１ｄ，１１ｄ側及びスクロール基
板１ａ，１１ａ側に同等に入り込ませている。応力緩和
用リセス２２Ｂ，２３Ｂの断面形状は円弧であり、この
断面円弧は内終端部１ｄ，１１ｄの側面及びスクロール
基板１ａ，１１ａの前面に大きな鈍角でもって接続して
いる。即ち、応力緩和用リセス２２Ｂ，２３Ｂは内終端
部１ｄ，１１ｄの角部に形状の連続をもたらし、前記各
実施例のように応力集中緩和及び最大応力低減が得られ
る。
Ｂ，２３Ｂを内終端部１ｄ，１１ｄ側及びスクロール基
板１ａ，１１ａ側に同等に入り込ませている。応力緩和
用リセス２２Ｂ，２３Ｂの断面形状は円弧であり、この
断面円弧は内終端部１ｄ，１１ｄの側面及びスクロール
基板１ａ，１１ａの前面に大きな鈍角でもって接続して
いる。即ち、応力緩和用リセス２２Ｂ，２３Ｂは内終端
部１ｄ，１１ｄの角部に形状の連続をもたらし、前記各
実施例のように応力集中緩和及び最大応力低減が得られ
る。
【００３１】図７の実施例では応力緩和用リセス２２
Ｃ，２３Ｃを内終端部１ｄ，１１ｄ側及びスクロール基
板１ａ，１１ａ側に同等に入り込ませており、応力緩和
用リセス２２Ｂ，２３Ｂの断面形状は直線ｔ1 ，ｔ2 と
円弧Ｑとの組合せである。直線ｔ1 ，ｔ2 は円弧ｒの接
線であり、直線ｔ1 ，ｔ2 は内終端部１ｄ，１１ｄの側
面及びスクロール基板１ａ，１１ａの前面に大きな鈍角
でもって接続している。即ち、応力緩和用リセス２２
Ｃ，２３Ｃは内終端部１ｄ，１１ｄの角部に形状の連続
をもたらし、前記各実施例のように応力集中緩和及び最
大応力低減が得られる。
Ｃ，２３Ｃを内終端部１ｄ，１１ｄ側及びスクロール基
板１ａ，１１ａ側に同等に入り込ませており、応力緩和
用リセス２２Ｂ，２３Ｂの断面形状は直線ｔ1 ，ｔ2 と
円弧Ｑとの組合せである。直線ｔ1 ，ｔ2 は円弧ｒの接
線であり、直線ｔ1 ，ｔ2 は内終端部１ｄ，１１ｄの側
面及びスクロール基板１ａ，１１ａの前面に大きな鈍角
でもって接続している。即ち、応力緩和用リセス２２
Ｃ，２３Ｃは内終端部１ｄ，１１ｄの角部に形状の連続
をもたらし、前記各実施例のように応力集中緩和及び最
大応力低減が得られる。
【００３２】又、図８に示すように応力緩和用リセス２
２Ｄ，２３ｄを内終端部１ｄ，１１ｄの増厚部位の内側
全てに延在するように設けてもよい。内終端部１ｄ，１
１Ｄの増厚部位の内側には最大圧となる密閉空間Ｓ0 の
圧力が密閉空間Ｓ0 の容積零になるまで作用し、内終端
部１ｄ，１１ｄの増厚部位の内側の根元の角部に応力集
中が密閉空間Ｓ0 の容積零になるまで残るからである。
２Ｄ，２３ｄを内終端部１ｄ，１１ｄの増厚部位の内側
全てに延在するように設けてもよい。内終端部１ｄ，１
１Ｄの増厚部位の内側には最大圧となる密閉空間Ｓ0 の
圧力が密閉空間Ｓ0 の容積零になるまで作用し、内終端
部１ｄ，１１ｄの増厚部位の内側の根元の角部に応力集
中が密閉空間Ｓ0 の容積零になるまで残るからである。
【００３３】さらに本発明では、渦巻壁の内終端部を増
厚しないスクロール型圧縮機にも適用可能である。
厚しないスクロール型圧縮機にも適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、固定スク
ロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の内終端部
の根元とスクロール基板との角部に応力緩和用リセスを
設けたので、スクロール部材の渦巻壁の内終端部の根元
における応力集中を分散して低減すると共に、圧縮効率
の低下も回避し得るという優れた効果を奏する。
ロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の内終端部
の根元とスクロール基板との角部に応力緩和用リセスを
設けたので、スクロール部材の渦巻壁の内終端部の根元
における応力集中を分散して低減すると共に、圧縮効率
の低下も回避し得るという優れた効果を奏する。
【図１】 本発明を具体化した一実施例の圧縮機全体の
側断面図である。
側断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】 （ａ）は吐出完了状態を示す要部拡大正断面
図である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、応
力緩和用リセスによる応力分布を示す断面図である。
図である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、応
力緩和用リセスによる応力分布を示す断面図である。
【図４】 従来の応力緩和構造における応力分布を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】 別例を示す要部拡大側断面図である。
【図６】 別例を示す要部拡大側断面図である。
【図７】 別例を示す要部拡大側断面図である。
【図８】 別例を示す要部拡大正断面図である。
１…固定スクロール部材 １ａ…スクロール基板、１ｂ
…渦巻壁、１ｄ……内終端部、１１…可動スクロール部
材、１１ａ…スクロール基板、１１ｂ…渦巻壁、１１ｄ
…内終端部、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…応力緩和用リセス。
…渦巻壁、１ｄ……内終端部、１１…可動スクロール部
材、１１ａ…スクロール基板、１１ｂ…渦巻壁、１１ｄ
…内終端部、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…応力緩和用リセス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深沼 哲彦 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 山田 清宏 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】固定スクロール部材と、この固定スクロー
ル部材に対向して自転不能かつ公転可能に支持された可
動スクロール部材との間に可動スクロール部材の公転に
基づいて容積減少する密閉空間を形成するスクロール型
圧縮機において、 固定スクロール部材及び可動スクロール部材の渦巻壁の
内終端部の根元とスクロール基板との角部に応力緩和用
リセスを設けたスクロール型圧縮機における耐圧構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25612993A JPH07109980A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | スクロール型圧縮機における耐圧構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25612993A JPH07109980A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | スクロール型圧縮機における耐圧構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07109980A true JPH07109980A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17288309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25612993A Pending JPH07109980A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | スクロール型圧縮機における耐圧構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07109980A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0907024A1 (en) * | 1997-09-16 | 1999-04-07 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Scroll type compressor |
| JP2012154263A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Toshiba Carrier Corp | 圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
| JP2012188976A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hitachi Appliances Inc | スクロール圧縮機 |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP25612993A patent/JPH07109980A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0907024A1 (en) * | 1997-09-16 | 1999-04-07 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Scroll type compressor |
| US6213741B1 (en) | 1997-09-16 | 2001-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Scroll type compressor |
| JP2012154263A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Toshiba Carrier Corp | 圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
| JP2012188976A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Hitachi Appliances Inc | スクロール圧縮機 |
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