JPH10205466A - スクロール型流体機械 - Google Patents

スクロール型流体機械

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JPH10205466A
JPH10205466A JP9023101A JP2310197A JPH10205466A JP H10205466 A JPH10205466 A JP H10205466A JP 9023101 A JP9023101 A JP 9023101A JP 2310197 A JP2310197 A JP 2310197A JP H10205466 A JPH10205466 A JP H10205466A
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JP
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fixed
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JP9023101A
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Minoru Kawada
稔 河田
Shigeki Miura
茂樹 三浦
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • 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
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021Systems for the equilibration of forces acting on the pump
    • 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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    • F04C18/0215Rotary-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 where only one member is moving
    • 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
    • F04C2240/00Components
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    • F04C2240/807Balance weight, counterweight

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに噛合する一対の固定スクロール10と可
動スクロール14とを備え、この旋回スクロール14を公転
旋回運動させるための旋回半径可変機構を兼ねる公転旋
回駆動機構20、21に旋回スクロール14の公転旋回運動に
よる動的アンバランスを平衡させるためのバランスウェ
イト40を設けてなるスクロール型流体機械において、旋
回スクロール14の回転速度に応じてそのうず巻状ラップ
16と固定スクロールのうず巻状ラップ12との密接力が過
少となったり過大となったりするのを防止する。 【解決手段】 バランスウェイト40の全部又は一部をそ
の重心位置が旋回スクロール14の重心に対し旋回スクロ
ール14の公転中心について点対称に配置する。そして、
旋回スクロール14の回転速度に応じてバランスウェイト
40の全部又は一部をその重心と公転中心との距離が変化
可能に支持した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機又は膨張機と
して用いられるスクロール型流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種圧縮機の1例が図3に示さ
れている。図3において、1は密閉ハウジングで、カッ
プ状本体2とこれに図示しないボルトによって締結され
た筒状部材6とからなる。この筒状部材6を貫通する回
転軸7はベアリング8及び9を介して密閉ハウジング1
に回転自在に支持されている。
【0003】密閉ハウジング1内には固定スクロール10
及び旋回スクロール14が配設されている。この固定スク
ロール10は端板11とその内面に立設されたうず巻状ラッ
プ12とを備え、この端板11は図示しないボルトによって
カップ状本体2に締結されている。
【0004】端板11の外周面をカップ状本体2の内周面
に密接させることによって密閉ハウジング1内が仕切ら
れ、端板11の外側には高圧室31が限界され、端板11の内
側には低圧室28が限界されている。また、端板11の中央
には吐出ポート29が穿設され、この吐出ポート29は吐出
弁30によって開閉されるようになっている。
【0005】旋回スクロール14は端板15とその内面に立
設されたうず巻状ラップ16とを備え、このうず巻状ラッ
プ16は固定スクロール10のうず巻状ラップ12と実質的に
同一の形状を有している。
【0006】旋回スクロール14と固定スクロール10とは
相互に旋回半径だけ偏心し、かつ、180 °だけ角度をず
らせて図示のように噛み合わされる。すると、うず巻状
ラップ12の先端面に埋設されたチップシール17は端板15
の内面に密接し、うず巻状ラップ16の先端面に埋設され
たチップシール18は端板11の内面に密接し、うず巻状ラ
ップ12と16の側面は複数個所で線接触することによっ
て、うず巻の中心に対してほぼ点対称をなす複数の圧縮
室19a 、19b が形成される。
【0007】端板15の外面中央部に突設された円筒状ボ
ス20の内部にはドライブブッシュ21が旋回軸受23を介し
て回転自在に嵌装され、このドライブブッシュ21に穿設
されたスライド溝24内には回転軸7の内端に偏心して突
設された偏心駆動ピン25がスライド可能に嵌合されてい
る。そして、このドライブブッシュ21には図2に示すよ
うに、旋回スクロール14の旋回運動による動的アンバラ
ンスを平衡させるためのバランスウェイト27が取り付け
られている。
【0008】なお、36は端板15の外面周縁と筒状部材6
の内面周縁との間に介装されたスラスト軸受、26は旋回
スクロール14の旋回運動を許容するが、その自転を阻止
するオルダム継手からなる自転阻止機構、35は回転軸7
に固定されたバランスウェイト、50は高圧室31内のガス
圧力が異常に上昇したときに開弁するリリーフ弁であ
る。
【0009】しかして、電磁クラッチ37を接とすること
によって図示しない走行エンジンからの動力がベルト3
8、電磁クラッチ37を経て回転軸7に伝達される。回転
軸7が回転すると、偏心駆動ピン25、スライド溝24、ド
ライブブッシュ21、ボス20等からなる旋回半径可変機構
を兼ねる公転旋回駆動機構を介して旋回スクロール14が
駆動され、旋回スクロール14は自転阻止機構26によって
その自転を阻止されながら公転中心、即ち、回転軸7の
軸芯を通る線のまわりに回転軸7と偏心駆動ピン25との
偏心量を旋回半径とする円軌道上を公転旋回運動する。
【0010】すると、うず巻状ラップ12と16の側面の線
接触部が次第にうず巻の中心方向へ移動し、この結果、
圧縮室19a 、19b はその容積を減じながらうず巻の中心
方向へ移動する。これに伴って、図示しない吸入口から
低圧室28へ流入したガスがうず巻状ラップ12と16の外周
端によって形成された開口部から各圧縮室19a 、19b 内
へ取り込まれて圧縮されながら中央の室22に至り、ここ
から吐出ポート29を通り吐出弁30を押し開いて高圧室31
へ吐出され、次いで図示しない吐出管を経て流出する。
【0011】旋回スクロール14の旋回運動時、旋回スク
ロール14にはその偏心方向に向かう遠心力と各圧縮室19
a 、19b 内の圧縮ガスによるガス圧力が作用し、これら
の合成力によって旋回スクロール14はその旋回半径が増
加する方向に押推され、そのうず巻状ラップ16の側面が
固定スクロール10のうず巻状ラップ12の側面と密接して
圧縮室19a 、19b 内のガスの漏洩を阻止する。そして、
うず巻状ラップ12の側面とうず巻状ラップ16の側面とが
密接しながら摺動するのに伴って旋回スクロール14の旋
回半径が自動的に変化し、これに伴って偏心駆動ピン25
はスライド溝24内をスライドする。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のスクロール
型流体機械においては、旋回スクロール14及びバランス
ウェイト27に作用する遠心力は次式で表わされる。 遠心力=(Mo − MB )・ρ・ω2 但し Mo :旋回スクロールの質量 MB :バランスウェイトの質量 ρ:旋回スクロールの公転旋回半径 ω:旋回スクロールの回転角速度
【0013】旋回スクロール14の低速回転時には上記遠
心力が小さいため、旋回スクロール14のうず巻状ラップ
16が固定スクロール10のうず巻状ラップ12に密接する力
が小さくなり、従って、圧縮室19a 、19b 内からガスが
漏れる量が多くなるという問題があった。
【0014】また、旋回スクロール14の高速回転時には
上記遠心力が大きくなるので、旋回スクロール14のうず
巻状ラップ16が固定スクロール10のうず巻状ラップ12に
密接する力が過大となってこれらうず巻状ラップ14及び
16が破損するおそれがあった。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、互いに噛合する一対の固定スクロールと旋回ス
クロールとを備え、この旋回スクロールを公転旋回運動
させるための旋回半径可変機構を兼ねる公転旋回駆動機
構に上記旋回スクロールの公転旋回運動による動的アン
バランスを平衡させるためのバランスウェイトを設けて
なるスクロール型流体機械において、上記バランスウェ
イトの全部又は一部をその重心位置が上記旋回スクロー
ルの重心に対し上記旋回スクロールの公転中心について
点対称に配置するとともに上記旋回スクロールの回転速
度に応じて上記バランスウェイトの全部又は一部をその
重心と上記公転中心との距離が変化可能に支持したこと
を特徴とするスクロール型流体機械にある。
【0016】他の特徴とするところは、上記バランスウ
ェイトを上記公転旋回駆動機構に固定された固定バラン
スウェイトと、これに半径方向に移動可能に設置された
可動バランスウェイトから構成し、この可動バランスウ
ェイトを上記公転中心に向って弾発部材で押圧付勢した
ことにある。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態が図1に
示され、(A) はバランスウェイトの側面図、(B) は(A)
のB−B線に沿う断面図である。バランスウェイト40は
ドライブブッシュ21に固着された固定バランスウェイト
40A と可動バランスウェイト40B から構成され、その重
心は旋回スクロール14の重心に対して旋回スクロール14
の公転中心、即ち、回転軸7の軸芯を通る線について点
対称となるように配置されている。
【0018】この可動バランスウェイト40B は固定バラ
ンスウェイト40A に穿設された凹所41内に収納されてい
る。この可動バランスウェイト4Bに穿設されてこれを貫
通する穴42内にロッド43が遊嵌され、このロッド43は半
径方向に伸びその両端がそれぞれ固定バランスウェイト
40A に固着されている。
【0019】凹所41の中心側面41A 上にゴム等の緩衝部
44が貼り付けられ、凹所41の放射側面41B と可動バラン
スウェイト40B との間にはコイルスプリング等の弾発部
材45が介装されている。
【0020】しかして、旋回スクロール14が公転旋回運
動すると、これに伴ってドライブブッシュ21及びバラン
スウェイト40が公転旋回し、可動バランスウェイト40B
はこれに作用する遠心力によりロッド43に案内されて放
射方向に移動し、遠心力と弾発部材45の弾発力とが釣り
合った位置に停止する。
【0021】旋回スクロール14の公転旋回運動が停止す
ると、可動スクロール40B は弾発部材45により押推され
て公転中心に向かって移動して緩衝部材44に衝突し、こ
の際の衝突音は緩衝部材44によって阻止される。
【0022】上記実施形態においては、バランスウェイ
ト40はドライブブッシュ21に取り付けられているが、旋
回スクロール14と一緒に公転旋回運動する部材、例え
ば、ボス20に取り付けることもできる。
【0023】
【発明の効果】本発明においては、旋回スクロールの回
転速度に応じてバランスウェイトの全部又は一部の重心
と旋回スクロールの公転中心との距離が変化する。従っ
て、旋回スクロールの低速回転時にはそのうず巻状ラッ
プと固定スクロールのうず巻状ラップとの密接力が増大
し、これらの隙間から流体が漏洩する量を低減しうるの
でスクロール型流体機械の効率を向上しうる。
【0024】また、旋回スクロールの高速回転時にはそ
のうず巻状ラップと固定スクロールのうず巻状ラップと
の密接力が減少するので、これらうず巻状ラップの破損
を防止できる。
【0025】バランスウェイトを公転旋回駆動機構に固
定された固定バランスウェイトと、これに半径方向に移
動可能に設置された可動バランスウェイトから構成し、
この可動バランスウェイトを公転中心に向って弾発部材
で押圧付勢すれば、可動バランスウェイトがこれに作用
する遠心力によって半径方向に移動してこの遠心力が弾
発部材の弾発力と釣り合う位置に静止するので、固定バ
ランスウェイト及び可動バランスウェイトの重心位置と
公転中心との距離を旋回スクロールの回転速度に応じて
容易に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示し、(A) はバランスウェ
イトの正面図、(B) は(A) のB−B線に沿う断面図であ
る。
【図2】従来のスクロール型流体機械のバランスウェイ
トを示し、(A) は正面図、(B)は(A) のB−B線に沿う
断面図である。
【図3】従来のスクロール型流体機械の縦断面図であ
る。
【符号の説明】
40 バランスウェイト 40A 固定バランスウェイト 40B 可動バランスウェイト 21 ドライブブッシュ 24 スライド溝 45 弾発部材 44 緩衡部材 41 凹所 42 貫通穴 43 ロッド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに噛合する一対の固定スクロールと
    旋回スクロールとを備え、この旋回スクロールを公転旋
    回運動させるための旋回半径可変機構を兼ねる公転旋回
    駆動機構に上記旋回スクロールの公転旋回運動による動
    的アンバランスを平衡させるためのバランスウェイトを
    設けてなるスクロール型流体機械において、 上記バランスウェイトの全部又は一部をその重心位置が
    上記旋回スクロールの重心に対し上記旋回スクロールの
    公転中心について点対称に配置するとともに上記旋回ス
    クロールの回転速度に応じて上記バランスウェイトの全
    部又は一部をその重心と上記公転中心との距離が変化可
    能に支持したことを特徴とするスクロール型流体機械。
  2. 【請求項2】 上記バランスウェイトを上記公転旋回駆
    動機構に固定された固定バランスウェイトと、これに半
    径方向に移動可能に設置された可動バランスウェイトか
    ら構成し、この可動バランスウェイトを上記公転中心に
    向って弾発部材で押圧付勢したことを特徴とする請求項
    1記載のスクロール型流体機械。
JP9023101A 1997-01-23 1997-01-23 スクロール型流体機械 Withdrawn JPH10205466A (ja)

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