JPH10184567A - スクロール形流体機械 - Google Patents
スクロール形流体機械Info
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- JPH10184567A JPH10184567A JP34506396A JP34506396A JPH10184567A JP H10184567 A JPH10184567 A JP H10184567A JP 34506396 A JP34506396 A JP 34506396A JP 34506396 A JP34506396 A JP 34506396A JP H10184567 A JPH10184567 A JP H10184567A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストを増大することなく、可動スクロ
ールの転覆を防止する。 【解決手段】 吐出開始時にあるときの固定スクロール
中心Ｏfsから可動スクロール中心Ｏosを通る半直線をＸ
とし、可動スクロール中心Ｏosを起点とし半直線Ｘに対
して回転方向に９０°回転させた半直線をＹとし、半直
線Ｘと半直線Ｙとによって囲まれた領域を第１領域、さ
らに９０°ずつ回転方向に回転させた領域を順に第２領
域、第３領域、第４領域としたとき、吐出開始時に可動
スクロール中心Ｏosから最も遠ざかるようになるスラス
ト反力Ｆa の作用点Ｌを受止める反力受止め部２０を可
動スクロール鏡板１４の第２領域に設ける。
ールの転覆を防止する。 【解決手段】 吐出開始時にあるときの固定スクロール
中心Ｏfsから可動スクロール中心Ｏosを通る半直線をＸ
とし、可動スクロール中心Ｏosを起点とし半直線Ｘに対
して回転方向に９０°回転させた半直線をＹとし、半直
線Ｘと半直線Ｙとによって囲まれた領域を第１領域、さ
らに９０°ずつ回転方向に回転させた領域を順に第２領
域、第３領域、第４領域としたとき、吐出開始時に可動
スクロール中心Ｏosから最も遠ざかるようになるスラス
ト反力Ｆa の作用点Ｌを受止める反力受止め部２０を可
動スクロール鏡板１４の第２領域に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮機、真空ポ
ンプ、膨張機等に用いられるスクロール形流体機械に関
するものであり、特に可動スクロールの鏡板に背圧力を
加えることによって可動スクロールを固定スクロールに
押付けるようにしたスクロール形流体機械に関するもの
である。
ンプ、膨張機等に用いられるスクロール形流体機械に関
するものであり、特に可動スクロールの鏡板に背圧力を
加えることによって可動スクロールを固定スクロールに
押付けるようにしたスクロール形流体機械に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】この種のスクロール形流体機械は、たと
えば、特開平５−２９６１６３号公報に開示されてい
る。この公報にも開示されているが、スクロール形流体
機械の動作中においては、可動スクロールに対して種々
の力が作用している。具体的には、可動スクロールの鏡
板の背面に加えられる軸方向に向く背圧力、固定スクロ
ールおよび可動スクロールの渦巻体間に閉込められるガ
スによって作り出されるガス荷重、公転運動する可動ス
クロールによって作り出される遠心力等が存在する。
えば、特開平５−２９６１６３号公報に開示されてい
る。この公報にも開示されているが、スクロール形流体
機械の動作中においては、可動スクロールに対して種々
の力が作用している。具体的には、可動スクロールの鏡
板の背面に加えられる軸方向に向く背圧力、固定スクロ
ールおよび可動スクロールの渦巻体間に閉込められるガ
スによって作り出されるガス荷重、公転運動する可動ス
クロールによって作り出される遠心力等が存在する。
【０００３】可動スクロールに対して作用する種々の力
の位置関係により転覆モーメントが働き、そのため、可
動スクロールの鏡板部等で片当たりが生じたり、可動ス
クロールが倒れて可動スクロールの軸受け部の負荷が増
大したりする問題が生ずる。
の位置関係により転覆モーメントが働き、そのため、可
動スクロールの鏡板部等で片当たりが生じたり、可動ス
クロールが倒れて可動スクロールの軸受け部の負荷が増
大したりする問題が生ずる。
【０００４】特開平５−２９６１６３号公報に開示され
たスクロール形流体機械においては、可動スクロールの
鏡板の背面に偏心した円形のシールリングを設けること
によって、可動スクロールに作用する転覆モーメントを
低減しようとしている。
たスクロール形流体機械においては、可動スクロールの
鏡板の背面に偏心した円形のシールリングを設けること
によって、可動スクロールに作用する転覆モーメントを
低減しようとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平５−２９６１６
３号公報に開示されたような偏心シールリングを設けよ
うとすれば、加工コストが増大する。また、偏心シール
リングを設けても、転覆モーメントの低減は十分ではな
い。
３号公報に開示されたような偏心シールリングを設けよ
うとすれば、加工コストが増大する。また、偏心シール
リングを設けても、転覆モーメントの低減は十分ではな
い。
【０００６】図９は、スクロール形流体機械の動作中に
おいて、可動スクロールに対して作用する力がどのよう
に変化するかを示している。縦軸は力の大きさを示し、
横軸は公転運動する可動スクロールの回転角度を示して
いる。
おいて、可動スクロールに対して作用する力がどのよう
に変化するかを示している。縦軸は力の大きさを示し、
横軸は公転運動する可動スクロールの回転角度を示して
いる。
【０００７】Ｆbpは、可動スクロールの鏡板の背面に作
用する軸方向に向く背圧力荷重であり、可動スクロール
の回転角度にかかわらずほぼ一定の大きさとなってい
る。
用する軸方向に向く背圧力荷重であり、可動スクロール
の回転角度にかかわらずほぼ一定の大きさとなってい
る。
【０００８】固定スクロールの渦巻体と可動スクロール
の渦巻体との間に閉込められるガスによって作り出され
るガス荷重が、可動スクロールに作用する。Ｆpaは、そ
のようなガス荷重の軸方向成分であり、Ｆptはガス荷重
の接線方向成分であり、Ｆprはガス荷重の半径方向成分
である。ガス荷重は、両スクロールの渦巻体間に閉込め
られるガス圧によって変化する。とくに、ガス荷重軸方
向成分Ｆpaは、吐出開始時において最大となり、吸込み
完了時において最小となる。
の渦巻体との間に閉込められるガスによって作り出され
るガス荷重が、可動スクロールに作用する。Ｆpaは、そ
のようなガス荷重の軸方向成分であり、Ｆptはガス荷重
の接線方向成分であり、Ｆprはガス荷重の半径方向成分
である。ガス荷重は、両スクロールの渦巻体間に閉込め
られるガス圧によって変化する。とくに、ガス荷重軸方
向成分Ｆpaは、吐出開始時において最大となり、吸込み
完了時において最小となる。
【０００９】Ｆirは、公転運動する可動スクロールに作
用する遠心力荷重であり、動作中においてはほぼ一定の
大きさである。
用する遠心力荷重であり、動作中においてはほぼ一定の
大きさである。
【００１０】背圧力荷重Ｆbpおよびガス荷重軸方向成分
Ｆpaは可動スクロールの鏡板に対して軸方向に作用す
る。この両荷重の差圧はスラスト反力Ｆa として、可動
スクロールの鏡板に作用する。
Ｆpaは可動スクロールの鏡板に対して軸方向に作用す
る。この両荷重の差圧はスラスト反力Ｆa として、可動
スクロールの鏡板に作用する。
【００１１】図９に示すように、スラスト反力Ｆa は、
ＦbpからＦpaを差し引いた力の大きさ、すなわちＦbp−
Ｆpaである。そのため、スラスト反力Ｆa の大きさは、
スクロール形流体機械の吐出開始時に最も小さくなり、
吸込み完了時に最も大きくなる。
ＦbpからＦpaを差し引いた力の大きさ、すなわちＦbp−
Ｆpaである。そのため、スラスト反力Ｆa の大きさは、
スクロール形流体機械の吐出開始時に最も小さくなり、
吸込み完了時に最も大きくなる。
【００１２】上述のように、スラスト反力Ｆa は可動ス
クロールの回転角度に応じて変化する。モーメントの釣
合いのために、スラスト反力Ｆa の作用点も、可動スク
ロールの回転角度に応じて変化する。スラスト反力Ｆa
の大きさが小さいときには、可動スクロール中心からス
ラスト反力作用点までの距離は大きくなり、スラスト反
力Ｆa の大きさが大きいときには可動スクロール中心か
らスラスト反力作用点までの距離は小さくなる。
クロールの回転角度に応じて変化する。モーメントの釣
合いのために、スラスト反力Ｆa の作用点も、可動スク
ロールの回転角度に応じて変化する。スラスト反力Ｆa
の大きさが小さいときには、可動スクロール中心からス
ラスト反力作用点までの距離は大きくなり、スラスト反
力Ｆa の大きさが大きいときには可動スクロール中心か
らスラスト反力作用点までの距離は小さくなる。
【００１３】図１０は、可動スクロール１とともにスラ
スト反力作用点の軌跡Ｌを示している。２は鏡板、３は
渦巻体、４はオルダムキー溝である。図示するように、
スラスト反力作用点は、動作中において、可動スクロー
ル中心からの距離が刻々と変化する。吐出開始時、すな
わちガス荷重軸方向成分Ｆpaが最大になるときにスラス
ト反力が最小となるため、スラスト反力の作用点が可動
スクロール中心から最も遠ざかる。その際、スラスト反
力作用点は可動スクロール１の鏡板中心２から外方に外
れたところに位置する。鏡板外径が充分でないと、スラ
スト反力を受ける作用点が鏡板２上に位置しないように
なるため、軸方向に作用する力のバランスが崩れ、可動
スクロール１が傾いてしまう。図１０に示すような状態
では、可動スクロールは、１回転中に一度、すなわち吐
出開始時に傾いてしまうことになる。
スト反力作用点の軌跡Ｌを示している。２は鏡板、３は
渦巻体、４はオルダムキー溝である。図示するように、
スラスト反力作用点は、動作中において、可動スクロー
ル中心からの距離が刻々と変化する。吐出開始時、すな
わちガス荷重軸方向成分Ｆpaが最大になるときにスラス
ト反力が最小となるため、スラスト反力の作用点が可動
スクロール中心から最も遠ざかる。その際、スラスト反
力作用点は可動スクロール１の鏡板中心２から外方に外
れたところに位置する。鏡板外径が充分でないと、スラ
スト反力を受ける作用点が鏡板２上に位置しないように
なるため、軸方向に作用する力のバランスが崩れ、可動
スクロール１が傾いてしまう。図１０に示すような状態
では、可動スクロールは、１回転中に一度、すなわち吐
出開始時に傾いてしまうことになる。
【００１４】この発明の目的は、特に製造コストを増大
することなく、可動スクロールに対する転覆モーメント
を低減することのできるスクロール形流体機械を提供す
ることである。
することなく、可動スクロールに対する転覆モーメント
を低減することのできるスクロール形流体機械を提供す
ることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明の前提となるス
クロール形流体機械は、渦巻体を有する固定スクロール
と、固定スクロールの渦巻体に摺接する渦巻体を鏡板上
に有する可動スクロールとを備え、可動スクロールの鏡
板の背面に軸方向に向く背圧力を加えることによって可
動スクロールを固定スクロールに押付け、背圧力荷重
と、両スクロールの渦巻体間に閉込められるガスによっ
て作り出されるガス荷重の軸方向成分との差圧に釣り合
うスラスト反力を可動スクロールの鏡板に作用させるよ
うにするものである。
クロール形流体機械は、渦巻体を有する固定スクロール
と、固定スクロールの渦巻体に摺接する渦巻体を鏡板上
に有する可動スクロールとを備え、可動スクロールの鏡
板の背面に軸方向に向く背圧力を加えることによって可
動スクロールを固定スクロールに押付け、背圧力荷重
と、両スクロールの渦巻体間に閉込められるガスによっ
て作り出されるガス荷重の軸方向成分との差圧に釣り合
うスラスト反力を可動スクロールの鏡板に作用させるよ
うにするものである。
【００１６】請求項１に記載のスクロール形流体機械
は、吐出開始時にあるときの固定スクロール中心から可
動スクロール中心を通る半直線をＸとし、可動スクロー
ル中心を起点とし半直線Ｘに対して回転方向に９０°回
転させた半直線をＹとし、半直線Ｘと半直線Ｙとによっ
て囲まれた領域を第１領域、さらに９０°ずつ回転方向
に回転させた領域を順に第２領域、第３領域、第４領域
としたとき、吐出開始時に可動スクロール中心から最も
遠ざかるようになるスラスト反力の作用点を受止める反
力受止め部を可動スクロール鏡板の第２領域に設けたこ
とを特徴とする。
は、吐出開始時にあるときの固定スクロール中心から可
動スクロール中心を通る半直線をＸとし、可動スクロー
ル中心を起点とし半直線Ｘに対して回転方向に９０°回
転させた半直線をＹとし、半直線Ｘと半直線Ｙとによっ
て囲まれた領域を第１領域、さらに９０°ずつ回転方向
に回転させた領域を順に第２領域、第３領域、第４領域
としたとき、吐出開始時に可動スクロール中心から最も
遠ざかるようになるスラスト反力の作用点を受止める反
力受止め部を可動スクロール鏡板の第２領域に設けたこ
とを特徴とする。
【００１７】本願発明者は、スラスト反力の作用点が可
動スクロール中心から最も遠ざかる領域は、第２領域に
なることを見出した。したがって、請求項１に記載の発
明においては、第２領域に設けられた反力受止め部が確
実にスラスト反力の作用点を受止めるので、吐出開始時
における可動スクロールの傾きを効果的に防止すること
ができる。
動スクロール中心から最も遠ざかる領域は、第２領域に
なることを見出した。したがって、請求項１に記載の発
明においては、第２領域に設けられた反力受止め部が確
実にスラスト反力の作用点を受止めるので、吐出開始時
における可動スクロールの傾きを効果的に防止すること
ができる。
【００１８】請求項２に記載のスクロール形流体機械で
は、可動スクロール鏡板の主たる外径の中心位置を、可
動スクロールの駆動軸中心に対して第２領域に偏心させ
ることによって、反力受止め部を第２領域に設けてい
る。この請求項２に記載の発明によれば、反力受止め部
を形成するのに特別な加工を必要としないので、製造コ
ストの増大を抑えることができる。さらに、可動スクロ
ールの重量を増加させることはない。
は、可動スクロール鏡板の主たる外径の中心位置を、可
動スクロールの駆動軸中心に対して第２領域に偏心させ
ることによって、反力受止め部を第２領域に設けてい
る。この請求項２に記載の発明によれば、反力受止め部
を形成するのに特別な加工を必要としないので、製造コ
ストの増大を抑えることができる。さらに、可動スクロ
ールの重量を増加させることはない。
【００１９】請求項３に記載のスクロール形流体機械で
は、第２領域に位置する可動スクロール鏡板の外縁を半
径方向外方に膨出させることによって、反力受止め部を
第２領域に設けている。この請求項３に記載の発明によ
れば、膨出部が確実にスラスト反力の作用点を受止める
ので、可動スクロールの転覆を効果的に防止することが
できる。
は、第２領域に位置する可動スクロール鏡板の外縁を半
径方向外方に膨出させることによって、反力受止め部を
第２領域に設けている。この請求項３に記載の発明によ
れば、膨出部が確実にスラスト反力の作用点を受止める
ので、可動スクロールの転覆を効果的に防止することが
できる。
【００２０】請求項４に記載のスクロール形流体機械で
は、膨出部分にオルダムキー溝が形成されている。オル
ダムキー溝は、公転運動する可動スクロールが自転しな
いようにするために、この種のスクロール形流体機械に
おいては必ず形成されるものである。請求項４に記載の
発明では、必ず必要となるオルダムキー溝の位置を第２
領域にし、膨出部分と兼用することによって、スラスト
反力を受止めるようにしている。このようにすれば、製
造コストの増大を防止することができる。
は、膨出部分にオルダムキー溝が形成されている。オル
ダムキー溝は、公転運動する可動スクロールが自転しな
いようにするために、この種のスクロール形流体機械に
おいては必ず形成されるものである。請求項４に記載の
発明では、必ず必要となるオルダムキー溝の位置を第２
領域にし、膨出部分と兼用することによって、スラスト
反力を受止めるようにしている。このようにすれば、製
造コストの増大を防止することができる。
【００２１】請求項５に記載のスクロール形流体機械に
おいては、膨出部分の厚みを、他の部分に比べて薄くし
ている。膨出部分を形成することによってその部分の重
みが負荷されることになるが、請求項５に記載の発明の
ように、その厚みを小さくすれば、重量の増加を防ぐこ
とができる。
おいては、膨出部分の厚みを、他の部分に比べて薄くし
ている。膨出部分を形成することによってその部分の重
みが負荷されることになるが、請求項５に記載の発明の
ように、その厚みを小さくすれば、重量の増加を防ぐこ
とができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、固定スクロール１０の渦
巻体１１と、可動スクロール１２の渦巻体１３とが噛合
っている状態を示す断面図である。可動スクロール１２
は、鏡板１４と、駆動軸の偏心ピンを受入れるピン受け
筒部１５とを備える。
巻体１１と、可動スクロール１２の渦巻体１３とが噛合
っている状態を示す断面図である。可動スクロール１２
は、鏡板１４と、駆動軸の偏心ピンを受入れるピン受け
筒部１５とを備える。
【００２３】可動スクロール１２の鏡板１４の背面には
シール部材１６および１７が配置されており、この両シ
ール部材間に背圧室１８が形成される。両スクロールの
渦巻体間に形成される中間圧力はガス通路１９を経由し
て背圧室１８に導かれる。
シール部材１６および１７が配置されており、この両シ
ール部材間に背圧室１８が形成される。両スクロールの
渦巻体間に形成される中間圧力はガス通路１９を経由し
て背圧室１８に導かれる。
【００２４】背圧室１８によって形成される背圧力Ｆbp
は、可動スクロール１２を固定スクロール１０に向かっ
て軸方向に押付ける。また、両スクロールの渦巻体間に
閉込められるガスによって作り出されるガス荷重の軸方
向成分Ｆpaは、可動スクロール１２を、固定スクロール
１０から軸方向に遠ざけるように作用する。図９を用い
て説明したように、背圧力荷重Ｆbpはガス荷重軸方向成
分Ｆpaよりもかなり大きいため、可動スクロール１２は
間隔ｄだけ浮上がる。可動スクロール１２の鏡板１４の
外周部分は固定スクロール１０に押付けられ、そのため
鏡板１４に対してスラスト反力Ｆa が背圧力とは逆方向
に作用する。Ｆa ＝Ｆbp−Ｆpaである。
は、可動スクロール１２を固定スクロール１０に向かっ
て軸方向に押付ける。また、両スクロールの渦巻体間に
閉込められるガスによって作り出されるガス荷重の軸方
向成分Ｆpaは、可動スクロール１２を、固定スクロール
１０から軸方向に遠ざけるように作用する。図９を用い
て説明したように、背圧力荷重Ｆbpはガス荷重軸方向成
分Ｆpaよりもかなり大きいため、可動スクロール１２は
間隔ｄだけ浮上がる。可動スクロール１２の鏡板１４の
外周部分は固定スクロール１０に押付けられ、そのため
鏡板１４に対してスラスト反力Ｆa が背圧力とは逆方向
に作用する。Ｆa ＝Ｆbp−Ｆpaである。
【００２５】図２および図３は、可動スクロール１２に
作用する種々の力を図解的に示している。図２は可動ス
クロールを上方から見た図であり、図３は可動スクロー
ルを側方から見た図である。
作用する種々の力を図解的に示している。図２は可動ス
クロールを上方から見た図であり、図３は可動スクロー
ルを側方から見た図である。
【００２６】可動スクロールに作用する力の関係をまと
めると、以下の表１のようになる。
めると、以下の表１のようになる。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示された各力について、図２および
図３を用いて詳しく説明する。可動スクロールは固定ス
クロールの中心Ｏfsのまわりを回転する。可動スクロー
ルの中心をＯosとし、その回転の半径をＲorとする。回
転方向は、図２において反時計方向である。固定スクロ
ール中心Ｏfsから可動スクロール中心Ｏosを通る方向を
ｒ軸とし、可動スクロール中心Ｏosを通る接線の方向を
ｔ軸とする。また、可動スクロール中心Ｏosを通って紙
面に対して垂直方向に延びる軸をａ軸とする。
図３を用いて詳しく説明する。可動スクロールは固定ス
クロールの中心Ｏfsのまわりを回転する。可動スクロー
ルの中心をＯosとし、その回転の半径をＲorとする。回
転方向は、図２において反時計方向である。固定スクロ
ール中心Ｏfsから可動スクロール中心Ｏosを通る方向を
ｒ軸とし、可動スクロール中心Ｏosを通る接線の方向を
ｔ軸とする。また、可動スクロール中心Ｏosを通って紙
面に対して垂直方向に延びる軸をａ軸とする。
【００２９】ガス荷重Ｆpa、Ｆpt、Ｆprは、固定スクロ
ール中心Ｏfsと可動スクロール中心Ｏosとの間の中点に
作用する。ガス荷重軸方向成分Ｆpaは軸方向に沿って下
向きに作用する。ａ軸に沿って下向きの方向を負とする
と、表１に示すようにガス荷重のａ軸成分は−Ｆpaとな
る。その作用点座標は、ｒ軸で見ると−Ｒor／２であ
る。
ール中心Ｏfsと可動スクロール中心Ｏosとの間の中点に
作用する。ガス荷重軸方向成分Ｆpaは軸方向に沿って下
向きに作用する。ａ軸に沿って下向きの方向を負とする
と、表１に示すようにガス荷重のａ軸成分は−Ｆpaとな
る。その作用点座標は、ｒ軸で見ると−Ｒor／２であ
る。
【００３０】ガス荷重接線方向成分Ｆptのａ軸方向の作
用点は、渦巻体の高さの中央の位置である。したがっ
て、図３に示すようにａ軸方向の作用点の座標はｈp と
なる。ｔ軸方向で見ると負であるので、力の成分は−Ｆ
ptとなる。
用点は、渦巻体の高さの中央の位置である。したがっ
て、図３に示すようにａ軸方向の作用点の座標はｈp と
なる。ｔ軸方向で見ると負であるので、力の成分は−Ｆ
ptとなる。
【００３１】ガス荷重半径方向成分Ｆprは、ｒ軸方向に
見たとき負であるので、力の成分は−Ｆprとなる。Ｆpr
のａ軸方向の作用点座標はｈp である。
見たとき負であるので、力の成分は−Ｆprとなる。Ｆpr
のａ軸方向の作用点座標はｈp である。
【００３２】遠心力Ｆirは、可動スクロール中心Ｏosに
作用する。ｒ軸方向に見たとき正であるので力の成分は
Ｆirである。ａ軸方向に見たとき、遠心力Ｆirの作用点
は、可動スクロールの重心位置となるので、ａ軸の座標
はｈi である。
作用する。ｒ軸方向に見たとき正であるので力の成分は
Ｆirである。ａ軸方向に見たとき、遠心力Ｆirの作用点
は、可動スクロールの重心位置となるので、ａ軸の座標
はｈi である。
【００３３】ｒ軸方向の力の成分で見たとき、ガス荷重
半径方向成分Ｆprよりも遠心力荷重Ｆirの方がかなり大
きい。このことは図９からも明らかである。そのため、
その力の差に対応するピン軸反力が、駆動軸の偏心ピン
を受入れるピン受け筒部１５に作用する。ピン軸反力の
ｒ軸成分Ｒr は遠心力Ｆirと逆向きであるため、−Ｒ r
となる。
半径方向成分Ｆprよりも遠心力荷重Ｆirの方がかなり大
きい。このことは図９からも明らかである。そのため、
その力の差に対応するピン軸反力が、駆動軸の偏心ピン
を受入れるピン受け筒部１５に作用する。ピン軸反力の
ｒ軸成分Ｒr は遠心力Ｆirと逆向きであるため、−Ｒ r
となる。
【００３４】ｔ軸方向の力の成分を見ると、ガス荷重接
線方向成分Ｆptと同じ力の大きさで、逆向きのピン軸反
力ｔ軸成分Ｒt がピン受け筒部１５に作用する。ピン軸
反力ｔ軸成分は、ガス荷重接線方向成分Ｆptと逆向きで
あるため、ｔ軸成分はＲt となる。ピン軸反力Ｒr 、Ｒ
t の作用点は、図２においては可動スクロール中心Ｏ os
であり、図３に示したａ軸方向においては、ピン受け筒
部１５の高さの約２分の１の位置である。したがって、
ａ軸の作用点座標は、−ｈr となる。
線方向成分Ｆptと同じ力の大きさで、逆向きのピン軸反
力ｔ軸成分Ｒt がピン受け筒部１５に作用する。ピン軸
反力ｔ軸成分は、ガス荷重接線方向成分Ｆptと逆向きで
あるため、ｔ軸成分はＲt となる。ピン軸反力Ｒr 、Ｒ
t の作用点は、図２においては可動スクロール中心Ｏ os
であり、図３に示したａ軸方向においては、ピン受け筒
部１５の高さの約２分の１の位置である。したがって、
ａ軸の作用点座標は、−ｈr となる。
【００３５】背圧力Ｆbpは固定スクロール中心Ｏfsを通
って上方に作用する。したがって、ａ軸に沿う力の成分
は、Ｆbpであり、作用点座標は−Ｒorである。
って上方に作用する。したがって、ａ軸に沿う力の成分
は、Ｆbpであり、作用点座標は−Ｒorである。
【００３６】ａ軸方向の力の成分を見たとき、下向きの
ガス荷重軸方向成分Ｆpaよりも上向きの背圧力荷重Ｆbp
の方がかなり大きい。このことは、図９からも明らかで
ある。そのため、ａ軸方向の力の釣合いをとるために、
背圧力荷重Ｆbpとガス荷重軸方向成分Ｆpaとの力の差に
対応するスラスト反力Ｆa が、背圧力荷重Ｆbpとは逆向
きに作用する。この作用点座標を、ｒ軸に見たときＡr
とし、ｔ軸に見たときＡt とする。ａ軸方向にみたと
き、スラスト反力の作用点は、鏡板１４の上面であるの
で、ｈs である。
ガス荷重軸方向成分Ｆpaよりも上向きの背圧力荷重Ｆbp
の方がかなり大きい。このことは、図９からも明らかで
ある。そのため、ａ軸方向の力の釣合いをとるために、
背圧力荷重Ｆbpとガス荷重軸方向成分Ｆpaとの力の差に
対応するスラスト反力Ｆa が、背圧力荷重Ｆbpとは逆向
きに作用する。この作用点座標を、ｒ軸に見たときＡr
とし、ｔ軸に見たときＡt とする。ａ軸方向にみたと
き、スラスト反力の作用点は、鏡板１４の上面であるの
で、ｈs である。
【００３７】次に、スラスト反力Ｆa の作用点がどこに
位置するのかについて検討してみる。そのために、モー
メントの釣合いを考える。
位置するのかについて検討してみる。そのために、モー
メントの釣合いを考える。
【００３８】まず、ｒ軸まわりのモーメントの釣合いを
考えてみる。正のモーメントはＦa・Ａt である。一
方、ｒ軸まわりの負のモーメントは、Ｒt ・ｈr および
Ｆpt・ｈp である。
考えてみる。正のモーメントはＦa・Ａt である。一
方、ｒ軸まわりの負のモーメントは、Ｒt ・ｈr および
Ｆpt・ｈp である。
【００３９】次にｔ軸まわりのモーメントについて考え
てみる。ｔ軸まわりの正のモーメントは、Ｆa ・Ａr で
ある。また、Ｆbp・Ｒor、Ｒr ・ｈr 、Ｆir・ｈi もｔ
軸まわりの正のモーメントとなる。一方、Ｆpr・ｈp お
よびＦpa・Ｒor／２がｔ軸まわりの負のモーメントとな
る。
てみる。ｔ軸まわりの正のモーメントは、Ｆa ・Ａr で
ある。また、Ｆbp・Ｒor、Ｒr ・ｈr 、Ｆir・ｈi もｔ
軸まわりの正のモーメントとなる。一方、Ｆpr・ｈp お
よびＦpa・Ｒor／２がｔ軸まわりの負のモーメントとな
る。
【００４０】上述したモーメントの釣合いを整理する
と、次のようになる。
と、次のようになる。
【００４１】
【数１】
【００４２】図４を参照して、吐出開始時にあるときの
固定スクロール中心Ｏfsから可動スクロール中心Ｏosを
通る半直線をＸとし、可動スクロール中心Ｏosを起点と
し半直線Ｘに対して回転方向に９０°回転させた半直線
をＹとし、半直線Ｘと半直線Ｙとによって囲まれた領域
を第１領域、さらに９０°ずつ回転方向に回転させた領
域を順に第２領域、第３領域、第４領域とする。
固定スクロール中心Ｏfsから可動スクロール中心Ｏosを
通る半直線をＸとし、可動スクロール中心Ｏosを起点と
し半直線Ｘに対して回転方向に９０°回転させた半直線
をＹとし、半直線Ｘと半直線Ｙとによって囲まれた領域
を第１領域、さらに９０°ずつ回転方向に回転させた領
域を順に第２領域、第３領域、第４領域とする。
【００４３】上述の式（１）を満足するためには、Ｆa
・Ａt は必ず正でなければならない。Ｆa は正であるの
で、Ａt も正でなければならない。ということは、Ｆa
の作用点は、必ず第１領域または第２領域に存在しなけ
ればならない。
・Ａt は必ず正でなければならない。Ｆa は正であるの
で、Ａt も正でなければならない。ということは、Ｆa
の作用点は、必ず第１領域または第２領域に存在しなけ
ればならない。
【００４４】次に、式（２）に記載されている（Ｆbp・
Ｒor＋Ｒr ・ｈr ＋Ｆir・ｈi ）と（Ｆpr・ｈp ＋Ｆpa
・Ｒor／２）の大きさを比較してみる。図９を参照し
て、Ｆ bpはＦpaよりもかなり大きい。また、ＲorはＲor
／２よりも大きいため、Ｆbp・Ｒor≫Ｆpa・Ｒor／２の
関係となる。
Ｒor＋Ｒr ・ｈr ＋Ｆir・ｈi ）と（Ｆpr・ｈp ＋Ｆpa
・Ｒor／２）の大きさを比較してみる。図９を参照し
て、Ｆ bpはＦpaよりもかなり大きい。また、ＲorはＲor
／２よりも大きいため、Ｆbp・Ｒor≫Ｆpa・Ｒor／２の
関係となる。
【００４５】図９から、ＦirはＦprよりもかなり大きい
ことがあきらかである。一方、ｈiとｈp とはそれほど
大きさに差はない。したがって、Ｆir・ｈi ＞Ｆpr・ｈ
p の関係が成り立つ。さらに、Ｒr ・ｈr が正成分とし
て作用するので、確実に以下の関係式が成り立つ。
ことがあきらかである。一方、ｈiとｈp とはそれほど
大きさに差はない。したがって、Ｆir・ｈi ＞Ｆpr・ｈ
p の関係が成り立つ。さらに、Ｒr ・ｈr が正成分とし
て作用するので、確実に以下の関係式が成り立つ。
【００４６】
【数２】 式（３）の関係でなおかつ式（２）の条件を満足するた
めには、Ｆa ・Ａr は負でなければならない。Ｆa は正
の力成分であるので、Ａr は負である。
めには、Ｆa ・Ａr は負でなければならない。Ｆa は正
の力成分であるので、Ａr は負である。
【００４７】以上のモーメントの釣合いから考えると、
Ａt は正であり、Ａr は負である。そのような領域は、
第２領域である。
Ａt は正であり、Ａr は負である。そのような領域は、
第２領域である。
【００４８】以上のことから、スラスト反力の作用点
は、必ず第２領域に位置することになる。その作用点は
吐出開始時に最大となる。言換えれば、吐出開始時に可
動スクロール中心Ｏosから最も遠ざかるようになるスラ
スト反力Ｆa の作用点は、必ず第２領域に位置する。そ
こでこの発明では、そのようなスラスト反力Ｆa の作用
点を受止める反力受止め部を可動スクロール鏡板の第２
領域に設ける。
は、必ず第２領域に位置することになる。その作用点は
吐出開始時に最大となる。言換えれば、吐出開始時に可
動スクロール中心Ｏosから最も遠ざかるようになるスラ
スト反力Ｆa の作用点は、必ず第２領域に位置する。そ
こでこの発明では、そのようなスラスト反力Ｆa の作用
点を受止める反力受止め部を可動スクロール鏡板の第２
領域に設ける。
【００４９】図５に示した実施例では、可動スクロール
１２の鏡板１４の主たる外径の中心位置Ｃを、可動スク
ロールの駆動軸中心Ｏosに対して第２領域に偏心させて
いる。したがって、オルダムキー溝２１を除いて、可動
スクロール中心Ｏosから鏡板１４の外縁に至るまでの距
離は、第２領域において最大となる。スラスト反力の作
用点の軌跡Ｌから明らかなように、吐出開始時にスラス
ト反力の作用点が可動スクロール中心Ｏosから最も遠ざ
かる。その際、大きな面積を占めるようになった第２領
域の鏡板が反力受止め部２０となってスラスト反力を受
止める。こうして、可動スクロールの転覆を防止でき
る。
１２の鏡板１４の主たる外径の中心位置Ｃを、可動スク
ロールの駆動軸中心Ｏosに対して第２領域に偏心させて
いる。したがって、オルダムキー溝２１を除いて、可動
スクロール中心Ｏosから鏡板１４の外縁に至るまでの距
離は、第２領域において最大となる。スラスト反力の作
用点の軌跡Ｌから明らかなように、吐出開始時にスラス
ト反力の作用点が可動スクロール中心Ｏosから最も遠ざ
かる。その際、大きな面積を占めるようになった第２領
域の鏡板が反力受止め部２０となってスラスト反力を受
止める。こうして、可動スクロールの転覆を防止でき
る。
【００５０】図６は、この発明に従った他の実施例を示
している。この実施例では、第２領域に位置する可動ス
クロール鏡板１４の外縁を半径方向外方に膨出させるこ
とによって、スラスト反力を受止める反力受止め部２０
を形成している。膨出部２２は反力受止め部２０を形成
するために設けられたものであるが、可動スクロールの
バランサとして作用させるようにしてもよい。
している。この実施例では、第２領域に位置する可動ス
クロール鏡板１４の外縁を半径方向外方に膨出させるこ
とによって、スラスト反力を受止める反力受止め部２０
を形成している。膨出部２２は反力受止め部２０を形成
するために設けられたものであるが、可動スクロールの
バランサとして作用させるようにしてもよい。
【００５１】図７は、この発明のさらに他の実施例を図
示している。この実施例では、反力受止め部を形成する
ための膨出部２２の厚みを小さくすることによって、重
量の増加を防いでいる。
示している。この実施例では、反力受止め部を形成する
ための膨出部２２の厚みを小さくすることによって、重
量の増加を防いでいる。
【００５２】図８は、この発明に従ったさらに他の実施
例を図示している。図８では、オルダムキー溝２１を適
正な場所に位置させることによって、オルダムキー溝２
１に反力受止め部２０を形成するようにしている。この
実施例では、オルダムキー溝２１の位置を適正に選ぶだ
けでよいので、製造コストおよび重量の増加を防ぐこと
ができる。
例を図示している。図８では、オルダムキー溝２１を適
正な場所に位置させることによって、オルダムキー溝２
１に反力受止め部２０を形成するようにしている。この
実施例では、オルダムキー溝２１の位置を適正に選ぶだ
けでよいので、製造コストおよび重量の増加を防ぐこと
ができる。
【００５３】以上図示しかつ説明した実施例はこの発明
を例示的に示したものにすぎない。したがって、この発
明の均等の範囲内において、種々の修正や変形が可能で
ある。
を例示的に示したものにすぎない。したがって、この発
明の均等の範囲内において、種々の修正や変形が可能で
ある。
【００５４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、吐出開
始時に可動スクロール中心から最も遠ざかるようになる
スラスト反力の作用点を受止める反力受止め部を可動ス
クロール鏡板の第２領域に設けたので、可動スクロール
の転覆モーメントを確実に低減することができる。
始時に可動スクロール中心から最も遠ざかるようになる
スラスト反力の作用点を受止める反力受止め部を可動ス
クロール鏡板の第２領域に設けたので、可動スクロール
の転覆モーメントを確実に低減することができる。
【００５５】請求項２に記載の発明によれば、可動スク
ロール鏡板の主たる外径の中心位置を可動スクロールの
駆動軸中心に対して偏心させることによって反力受止め
部を形成するものであるので、製造コストの増加を防ぐ
ことができる。
ロール鏡板の主たる外径の中心位置を可動スクロールの
駆動軸中心に対して偏心させることによって反力受止め
部を形成するものであるので、製造コストの増加を防ぐ
ことができる。
【００５６】請求項３に記載の発明によれば、可動スク
ロール鏡板の外縁を半径方向外方に膨出させることによ
って反力受止め部を形成しているので、スラスト反力の
作用点を確実に受止めることができる。
ロール鏡板の外縁を半径方向外方に膨出させることによ
って反力受止め部を形成しているので、スラスト反力の
作用点を確実に受止めることができる。
【００５７】請求項４に記載の発明によれば、オルダム
キー溝を利用して反力受止め部を形成するものであるの
で、製造コストの増加を防ぐことができる。
キー溝を利用して反力受止め部を形成するものであるの
で、製造コストの増加を防ぐことができる。
【００５８】請求項５に記載の発明によれば、膨出部分
の厚みを小さくしているので、重量の増加を防ぐことが
できる。
の厚みを小さくしているので、重量の増加を防ぐことが
できる。
【図１】固定スクロールと可動スクロールとが噛合って
いる状態を示す断面図である。
いる状態を示す断面図である。
【図２】可動スクロールに作用する種々の力を上方から
見た図である。
見た図である。
【図３】可動スクロールに作用する力を側方から見た図
である。
である。
【図４】可動スクロールを４つの領域に区分した図であ
る。
る。
【図５】この発明に従った実施例を示す図である。
【図６】この発明に従った他の実施例を示す図である。
【図７】この発明に従ったさらに他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【図８】この発明に従ったさらに他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【図９】可動スクロールに作用する種々の力と回転角度
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図１０】従来の可動スクロールを示す図である。
１２ 可動スクロール １３ 渦巻体 １４ 鏡板 ２０ 反力受止め部 Ｌ スラスト反力作用点の軌跡 Ｃ 主たる外径の中心 Ｏos 可動スクロール中心 ２１ オルダムキー溝
Claims (5)
- 【請求項１】 渦巻体（１１）を有する固定スクロール
（１０）と、前記固定スクロールの渦巻体に摺接する渦
巻体（１３）を鏡板（１４）上に有する可動スクロール
（１２）とを備え、前記可動スクロールの鏡板の背面に
軸方向に向く背圧力（Ｆbp）を加えることによって可動
スクロールを固定スクロールに押付け、前記背圧力荷重
（Ｆbp）と、両スクロールの渦巻体間に閉込められるガ
スによって作り出されるガス荷重の軸方向成分（Ｆpa）
との差圧に釣り合うスラスト反力（Ｆa ）を可動スクロ
ールの鏡板に作用させるようにしたスクロール形流体機
械において、 吐出開始時にあるときの固定スクロール中心（Ｏfs）か
ら可動スクロール中心（Ｏos）を通る半直線をＸとし、
可動スクロール中心（Ｏos）を起点とし前記半直線Ｘに
対して回転方向に９０°回転させた半直線をＹとし、半
直線Ｘと半直線Ｙとによって囲まれた領域を第１領域、
さらに９０°ずつ回転方向に回転させた領域を順に第２
領域、第３領域、第４領域としたとき、吐出開始時に可
動スクロール中心（Ｏos）から最も遠ざかるようになる
前記スラスト反力（Ｆa ）の作用点（Ｌmax ）を受止め
る反力受止め部（２０）を可動スクロール鏡板の第２領
域に設けたことを特徴とする、スクロール形流体機械。 - 【請求項２】 前記可動スクロール鏡板（１４）の主た
る外径の中心位置（Ｃ）を、可動スクロールの駆動軸中
心（Ｏos）に対して前記第２領域に偏心させることによ
って、前記反力受止め部（２０）を第２領域に設けた、
請求項１に記載のスクロール形流体機械。 - 【請求項３】 前記第２領域に位置する可動スクロール
鏡板の外縁を半径方向外方に膨出させることによって、
前記反力受止め部（２０）を第２領域に設けた、請求項
１に記載のスクロール形流体機械。 - 【請求項４】 前記膨出部分（２２）にオルダムキー溝
（２１）が形成されている、請求項３に記載のスクロー
ル形流体機械。 - 【請求項５】 前記膨出部分（２２）の厚みが、他の部
分に比べて薄くされている、請求項３に記載のスクロー
ル形流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34506396A JP3575201B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | スクロール形流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34506396A JP3575201B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | スクロール形流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184567A true JPH10184567A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3575201B2 JP3575201B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=18374043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34506396A Expired - Fee Related JP3575201B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | スクロール形流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3575201B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102421A1 (fr) * | 2002-05-16 | 2003-12-11 | Daikin Industries,Ltd. | Compresseur a spirales |
| WO2003106843A1 (ja) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | ダイキン工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| WO2005111427A1 (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Daikin Industries, Ltd. | 回転式圧縮機 |
| JP2008274964A (ja) * | 2008-08-18 | 2008-11-13 | Daikin Ind Ltd | スクロール型圧縮機 |
| CN102678208A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 株式会社丰田自动织机 | 兰金循环装置 |
| WO2018139307A1 (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
| JP2018119504A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
| CN109139459A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 特灵国际有限公司 | 空气静力推力轴承以及空气静力支撑推力负载的方法 |
| US11415135B2 (en) | 2017-06-16 | 2022-08-16 | Trane International Inc. | Aerostatic thrust bearing and method of aerostatically supporting a thrust load in a scroll compressor |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34506396A patent/JP3575201B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6932586B2 (en) | 2002-05-16 | 2005-08-23 | Daikin Industries, Ltd. | Scroll-type compressor |
| KR100598999B1 (ko) * | 2002-05-16 | 2006-07-10 | 다이킨 고교 가부시키가이샤 | 스크롤형 압축기 |
| WO2003106843A1 (ja) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | ダイキン工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
| US6939116B2 (en) | 2002-06-17 | 2005-09-06 | Daikin Industries, Ltd. | Scroll compressor |
| AU2003235852B2 (en) * | 2002-06-17 | 2005-09-08 | Daikin Industries, Ltd. | Scroll compressor |
| CN1318759C (zh) * | 2002-06-17 | 2007-05-30 | 大金工业株式会社 | 涡旋型压缩机 |
| WO2005111427A1 (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Daikin Industries, Ltd. | 回転式圧縮機 |
| US7789641B2 (en) | 2004-05-14 | 2010-09-07 | Daikin Industries, Ltd. | Rotary blade compressor with eccentric axial biasing |
| JP2008274964A (ja) * | 2008-08-18 | 2008-11-13 | Daikin Ind Ltd | スクロール型圧縮機 |
| CN102678208A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 株式会社丰田自动织机 | 兰金循环装置 |
| EP2500570A2 (en) | 2011-03-15 | 2012-09-19 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Scroll compressor for a Rankine cycle |
| WO2018139307A1 (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
| JP2018119504A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
| WO2018139309A1 (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
| CN110234880A (zh) * | 2017-01-27 | 2019-09-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 涡旋式压缩机 |
| CN110234881A (zh) * | 2017-01-27 | 2019-09-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 涡旋式压缩机 |
| CN110234881B (zh) * | 2017-01-27 | 2021-07-30 | 松下知识产权经营株式会社 | 涡旋式压缩机 |
| CN109139459A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 特灵国际有限公司 | 空气静力推力轴承以及空气静力支撑推力负载的方法 |
| CN109139459B (zh) * | 2017-06-16 | 2022-04-22 | 特灵国际有限公司 | 空气静力推力轴承以及空气静力支撑推力负载的方法 |
| US11415135B2 (en) | 2017-06-16 | 2022-08-16 | Trane International Inc. | Aerostatic thrust bearing and method of aerostatically supporting a thrust load in a scroll compressor |
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| JP3575201B2 (ja) | 2004-10-13 |
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