JPS58101286A - スクロ−ル型流体機械 - Google Patents
スクロ−ル型流体機械Info
- Publication number
- JPS58101286A JPS58101286A JP19767381A JP19767381A JPS58101286A JP S58101286 A JPS58101286 A JP S58101286A JP 19767381 A JP19767381 A JP 19767381A JP 19767381 A JP19767381 A JP 19767381A JP S58101286 A JPS58101286 A JP S58101286A
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- Japan
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- curve
- spiral body
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- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 101100536354 Drosophila melanogaster tant gene Proteins 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスクロール型流体機械に関する。
例えば、公知のこの種の圧縮機は、第１図作動原理図に
示すように、同一形状の２つのうずまき体の一方２を略
中夫に吐出口４を有するシール端板に固定し、他方のう
ずまき体ｌを他方の端板に固定し、両者を、同図に示す
ように、相対的に１８０°回転させ、かつこの両者が５
１．５２および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×うずまき
の板厚）だけ相対的にずらして、互いに両うずまき体を
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ｌをクランク半径ρを有するクランク機構にて、一
方のうずまき体２の中心００周りに自転を行なうことな
く半径ρ＝ＯＯ′で公転運動をなすように構成される。
示すように、同一形状の２つのうずまき体の一方２を略
中夫に吐出口４を有するシール端板に固定し、他方のう
ずまき体ｌを他方の端板に固定し、両者を、同図に示す
ように、相対的に１８０°回転させ、かつこの両者が５
１．５２および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×うずまき
の板厚）だけ相対的にずらして、互いに両うずまき体を
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ｌをクランク半径ρを有するクランク機構にて、一
方のうずまき体２の中心００周りに自転を行なうことな
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、両者が
当接する点５１．５２及び点５１′。
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の容積カバうずまき体ｌの公転に伴い徐々に変化
する。
３，３の容積カバうずまき体ｌ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ｌをまず９
０°公転させると、同図（２）となり。
０°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）となシ、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）となシ、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）
で開き始めた外側空間が同図（３）、同図（４）から同
図（１）に移り、新たな気体を取シこんで密閉小室を形
成し、以後これを繰返し、うずまき体外側空間よシ取り
こまれた気体−が圧縮され、吐出口４よシ吐出される。
ると同図（４）となシ、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）となシ、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）
で開き始めた外側空間が同図（３）、同図（４）から同
図（１）に移り、新たな気体を取シこんで密閉小室を形
成し、以後これを繰返し、うずまき体外側空間よシ取り
こまれた気体−が圧縮され、吐出口４よシ吐出される。
ところで、実際のスクロール型圧縮機械に用いるスクロ
ール部材２４は、第２図斜視図に示すように、内側面５
０１および外側面５０２よシなるうずまき体２４２をシ
ール円板２４１に突設してなるもので、５０３はシール
円板２４１のうずまき体側側面であり、スクロール部材
２４の製造方法としては、うずまき体２４２と円板２４
１とｔ一体的に形成する場合、あるいはうずまき体２４
２と円板２４１とを別々に形成したのち、これらを接合
して最終的に一体的に構成する場合等がある。
ール部材２４は、第２図斜視図に示すように、内側面５
０１および外側面５０２よシなるうずまき体２４２をシ
ール円板２４１に突設してなるもので、５０３はシール
円板２４１のうずまき体側側面であり、スクロール部材
２４の製造方法としては、うずまき体２４２と円板２４
１とｔ一体的に形成する場合、あるいはうずまき体２４
２と円板２４１とを別々に形成したのち、これらを接合
して最終的に一体的に構成する場合等がある。
しかしながら、現状では、最終的に、
うずまき体２４２の内側面５０１．外側面５０２、及び
円板２４１のうずまき体側側面５０３の所定の寸法、形
状精度を得るためには、これらの部分を別々に切削加工
にて仕上 〜げを行なうことで所定の寸法、形状精度を
得るようにしているのが一般的であり、このようにうず
まき体の外側曲線と内側曲線を別々に加工することは、
スクロール部材の加工に極めて多大な時間を要し、圧縮
機の製造コストを大きく高める結果となっている。
円板２４１のうずまき体側側面５０３の所定の寸法、形
状精度を得るためには、これらの部分を別々に切削加工
にて仕上 〜げを行なうことで所定の寸法、形状精度を
得るようにしているのが一般的であり、このようにうず
まき体の外側曲線と内側曲線を別々に加工することは、
スクロール部材の加工に極めて多大な時間を要し、圧縮
機の製造コストを大きく高める結果となっている。
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、う
ずまき体の外側曲面と内側曲面とを同時に切削加工する
ことにより、コスト低減を図るスクロール型流体機械を
提供することを目的とし、外側曲′線をインボリュート
曲線で構成すると＼もに、内側曲線を上記外側曲線と同
一の基円半径のインボリュート曲線とうずまき体の溝巾
に略等しい直径の円弧とで構成してなるうずまき体を有
するスクロール部材を具えたことを特徴とする。
ずまき体の外側曲面と内側曲面とを同時に切削加工する
ことにより、コスト低減を図るスクロール型流体機械を
提供することを目的とし、外側曲′線をインボリュート
曲線で構成すると＼もに、内側曲線を上記外側曲線と同
一の基円半径のインボリュート曲線とうずまき体の溝巾
に略等しい直径の円弧とで構成してなるうずまき体を有
するスクロール部材を具えたことを特徴とする。
本発明の一実施例を図面について説明すると、第３図は
うずまき体の正面図、第４図はその部分拡大図である。
うずまき体の正面図、第４図はその部分拡大図である。
上図において、第２図と同一の記号は同図と同一の部材
を示し、５５２はうずまき体２４２の外側曲線５５０．
内側曲線５５１及びカッター軌跡５５３に共通なインボ
リュート関数の基円（半径ｂ）、５５３はカッター軌跡
で基円半径すで外側及び内側曲線５５０゜５５１と共通
の基円のインボリュート曲線、Ｔｑはうずまき体の溝巾
、Ｔｇはうずまき体の厚さ、５５４はうずまき体２４２
の溝巾Ｔ。
を示し、５５２はうずまき体２４２の外側曲線５５０．
内側曲線５５１及びカッター軌跡５５３に共通なインボ
リュート関数の基円（半径ｂ）、５５３はカッター軌跡
で基円半径すで外側及び内側曲線５５０゜５５１と共通
の基円のインボリュート曲線、Ｔｑはうずまき体の溝巾
、Ｔｇはうずまき体の厚さ、５５４はうずまき体２４２
の溝巾Ｔ。
と等しい長さを直径とする半径Ｒの内側曲線５５１と接
する円である。
する円である。
スクロール型圧縮機では、さきに述べたとおり、一対の
うずまき体は常に接しながら（第１図、５１，５２，５
１’、５２’参照）、一方が他方の周りを公転すること
が必要であり１．この条件を満たすうずまき体の曲線の
１つとしてインボリュート曲線があり、うずまき体の公
転半径＝ρ、インボリュート関数の基円半径＝ｂ＋
ｔｏｔ ｔ＋＋ ｔｌをそれぞれ任意のパラメータとす
ると、上記条件を満たすものは極座標表示で次の関数で
あることが証明される。
うずまき体は常に接しながら（第１図、５１，５２，５
１’、５２’参照）、一方が他方の周りを公転すること
が必要であり１．この条件を満たすうずまき体の曲線の
１つとしてインボリュート曲線があり、うずまき体の公
転半径＝ρ、インボリュート関数の基円半径＝ｂ＋
ｔｏｔ ｔ＋＋ ｔｌをそれぞれ任意のパラメータとす
ると、上記条件を満たすものは極座標表示で次の関数で
あることが証明される。
まず、外側曲線５５０（Ａ点は外側インポリエート曲線
の始点で基円５５２上の点）については： ｒｏ （ｔｏ）＝” ・ａｍ （１）ＣＯ５ｔ
。
の始点で基円５５２上の点）については： ｒｏ （ｔｏ）＝” ・ａｍ （１）ＣＯ５ｔ
。
φ。（ｔｏ ） ＝ｔａｎｔｏ−”ｔｏ ・・・ （
２）次に、内側曲線５５１（Ｃ点は内側インポリエート
曲線の始点で基円５５２上の点）については： ｒｌ（ｔｏ）＝□ ・・・ （３） Ｏ５ｔ ｒ φ、 （ｔ、） ＝ ｔａｎｔ、−ｔ、 ＋ （ｒ−’
） ・・−（ＩＩこ＼で、うずまき体の溝巾Ｔ？ ＝π
ｂ十ρ・・・・一定・・・ （５７ うずまき体の厚さＴ尺＝πｂ−ρ・・・・一定 ・・・
という関係がある。
２）次に、内側曲線５５１（Ｃ点は内側インポリエート
曲線の始点で基円５５２上の点）については： ｒｌ（ｔｏ）＝□ ・・・ （３） Ｏ５ｔ ｒ φ、 （ｔ、） ＝ ｔａｎｔ、−ｔ、 ＋ （ｒ−’
） ・・−（ＩＩこ＼で、うずまき体の溝巾Ｔ？ ＝π
ｂ十ρ・・・・一定・・・ （５７ うずまき体の厚さＴ尺＝πｂ−ρ・・・・一定 ・・・
という関係がある。
そうすると、（１）〜（４）式より、外側曲線５５０と
内側曲線５５１は同一の基円５５２を有するインボリュ
ート関数で、その位相が（π−け）だけずれていること
が判る。
内側曲線５５１は同一の基円５５２を有するインボリュ
ート関数で、その位相が（π−け）だけずれていること
が判る。
本発明では下記要領でうずまき体の曲線を定める。
（１） ｉず、うずまき体２４２の外側曲線５５０の
ＢＥ間（点Ｅは角度大の場合の任意点を表わす＞ （１
）、 （２）式で構成する。
ＢＥ間（点Ｅは角度大の場合の任意点を表わす＞ （１
）、 （２）式で構成する。
（２）次に、うずまき体２４２の内側曲線５５１のＤＦ
間（点Ｆは角度大の場合の任意点を表わす）を（３）、
（４）式で構成する。
間（点Ｆは角度大の場合の任意点を表わす）を（３）、
（４）式で構成する。
（３）更に、内側曲線５５１のＤＢ間をうずまき体２４
２の溝巾Ｔｑ と等しい直径を有する半径Ｒの円５５４
の一部で構成する。
２の溝巾Ｔｑ と等しい直径を有する半径Ｒの円５５４
の一部で構成する。
（４）なお、点Ｂは始点をＡとする外側インボリュート
曲線と半径Ｒの円の交点、点りは始点をＣとする内側イ
ンボリュート曲線と半（６） 径Ｒの円が滑らかに接
する点を表わす。
曲線と半径Ｒの円の交点、点りは始点をＣとする内側イ
ンボリュート曲線と半（６） 径Ｒの円が滑らかに接
する点を表わす。
本発明によれば、位相が（π−−５−）だけ異なる２つ
のインボリュート関数によって形成されるうずまき体は
、インボリュート関数の特質として（５）？ （６）式
で示すように、溝巾ＴｃＴ＝一定、うずまき体厚さＴ、
＝一定となり、従って溝中央の軌跡（カッター軌跡５
５３）は、溝巾が一定であシまた溝の外側は内側インポ
リエート曲線、内側は外側インボリュート曲線であるた
め、内側インボリュート曲線及び外側インボリュート曲
線と同一の基円のインボリュート曲線となる。
のインボリュート関数によって形成されるうずまき体は
、インボリュート関数の特質として（５）？ （６）式
で示すように、溝巾ＴｃＴ＝一定、うずまき体厚さＴ、
＝一定となり、従って溝中央の軌跡（カッター軌跡５
５３）は、溝巾が一定であシまた溝の外側は内側インポ
リエート曲線、内側は外側インボリュート曲線であるた
め、内側インボリュート曲線及び外側インボリュート曲
線と同一の基円のインボリュート曲線となる。
そこで、半径Ｒ＝”−のカッターを外側及び内側インボ
リュート曲線と同一の基円（基円半径＝ｂ）を有し、公
転半径ρのインボリュート関数（第５図の軌跡５５３）
すなわち、 ｒｔ（ｔｔ）＝−上−・・・ （７） ｃｏｓ ｔ。
リュート曲線と同一の基円（基円半径＝ｂ）を有し、公
転半径ρのインボリュート関数（第５図の軌跡５５３）
すなわち、 ｒｔ（ｔｔ）＝−上−・・・ （７） ｃｏｓ ｔ。
φｚ （ｔｔ ） ＝ Ｌａｎｔ２ ｔｔｌ”＋＆（
π−仔））曝・・ （８） で外側より内側へ、内側インボリュート曲線５５１と接
する点りまで運ぶと、カッターの外径の軌路は前記条件
（１）〜（４）を略て満足するものとなる。
π−仔））曝・・ （８） で外側より内側へ、内側インボリュート曲線５５１と接
する点りまで運ぶと、カッターの外径の軌路は前記条件
（１）〜（４）を略て満足するものとなる。
したがって、同一のカッターにて外側曲線と内側曲線を
同時に一度に加工することが可能となり、要すれ−ば、
円板のうずまき体側側面５０３も同時に加工し、うずま
き体２４２溝及び厚さを仕、上加工する上で、その加工
時間を従来のものの十以下となし得る。
同時に一度に加工することが可能となり、要すれ−ば、
円板のうずまき体側側面５０３も同時に加工し、うずま
き体２４２溝及び厚さを仕、上加工する上で、その加工
時間を従来のものの十以下となし得る。
こ＼で、（８）式の（４）式に対する位相角（内側イン
ボリュート曲線５５１との位相）は外側インボリュート
曲線５５０と内側インボリュート曲線５５１のインボリ
ュート始点Ａ、Ｃの位相角を２πよυ差し引いたものの
＋である。
ボリュート曲線５５１との位相）は外側インボリュート
曲線５５０と内側インボリュート曲線５５１のインボリ
ュート始点Ａ、Ｃの位相角を２πよυ差し引いたものの
＋である。
上記社、一対のスクロール部材の一方のみについて述べ
たが、他方についても全く同様であることはいうまでも
ない。
たが、他方についても全く同様であることはいうまでも
ない。
上記実施例においては、
（１） カッター軌黄％５−５３は、外側よシ内側ヘ
カッターを運ぶように述べたが、その逆でも伺ら問題は
ない０ 曲線５５１とが交叉する点Ｂはいわゆるシャープエッヂ
となっているので、実機においてはこの近傍が破損する
慣れがあるから、この部分を半径ｒの円等の滑らかな曲
線で適宜丸めることが好ましく、このようにエツジを丸
めても本発明の効果は全く変わら ・半径ｒの内部を
形成するため、カッター軌跡５５３は若干長くなる。
カッターを運ぶように述べたが、その逆でも伺ら問題は
ない０ 曲線５５１とが交叉する点Ｂはいわゆるシャープエッヂ
となっているので、実機においてはこの近傍が破損する
慣れがあるから、この部分を半径ｒの円等の滑らかな曲
線で適宜丸めることが好ましく、このようにエツジを丸
めても本発明の効果は全く変わら ・半径ｒの内部を
形成するため、カッター軌跡５５３は若干長くなる。
リュート曲線で構成すると＼もに、内側曲線を上記外側
曲線と同一の基円半径のインボリュート曲線とうずまき
体の溝巾に略等しい直径の円弧とで構成してなるうずま
き体を有すト低減を図るス、クロール型流体機械を得る
から、本発明は産業上極めて有益なものである、。
曲線と同一の基円半径のインボリュート曲線とうずまき
体の溝巾に略等しい直径の円弧とで構成してなるうずま
き体を有すト低減を図るス、クロール型流体機械を得る
から、本発明は産業上極めて有益なものである、。
第１図はスクロール型圧縮機の作動原理図、第２図は公
知のスクロール型圧縮機のスクロール部材の斜視図、第
３図は本発明に係るスクロール部材のうずまき体の正面
図、第４図は第３図の部分拡大図である。 ２４・・スクロール部材、２４１・・シール円板、２４
２・・うずまき体、５０１・・内側面、５０２・・外側
面、５０３・・シール円板の側面、５５０・・外側曲線
、５５１・・内側曲線、５５２・ｅ基円、５５３・・カ
ッター軌跡、５５４・・Ｔｑ を直径とする円、 ’ｒＬ：ｆ ・・うずまき体の溝巾、１尺 ・・う
ずまき体の厚さ、 復代理人 弁理士 塚 本 正 文 ′！３１ 図
知のスクロール型圧縮機のスクロール部材の斜視図、第
３図は本発明に係るスクロール部材のうずまき体の正面
図、第４図は第３図の部分拡大図である。 ２４・・スクロール部材、２４１・・シール円板、２４
２・・うずまき体、５０１・・内側面、５０２・・外側
面、５０３・・シール円板の側面、５５０・・外側曲線
、５５１・・内側曲線、５５２・ｅ基円、５５３・・カ
ッター軌跡、５５４・・Ｔｑ を直径とする円、 ’ｒＬ：ｆ ・・うずまき体の溝巾、１尺 ・・う
ずまき体の厚さ、 復代理人 弁理士 塚 本 正 文 ′！３１ 図
Claims (1)
- 外側曲線をインボリュート曲線で構成すると＼もに、内
側曲線を上記外側曲線と同一の基円半径のインボリュー
ト曲線とうずまき体の溝巾に略等しい直径の円弧とで構
成してなるうずまき体を有するスクロール部材を具えた
ことを特徴とするスクロール型流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19767381A JPS58101286A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | スクロ−ル型流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19767381A JPS58101286A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | スクロ−ル型流体機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58101286A true JPS58101286A (ja) | 1983-06-16 |
Family
ID=16378427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19767381A Pending JPS58101286A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | スクロ−ル型流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58101286A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58174190A (ja) * | 1982-04-06 | 1983-10-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | スクロ−ル型流体機械 |
| JPS61160591A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Hitachi Ltd | スクロ−ル圧縮機 |
| JPH02173379A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-04 | Toshiba Corp | スクロール形圧縮機 |
| US5122040A (en) * | 1990-08-03 | 1992-06-16 | American Standard Inc. | Scroll member and method of forming a scroll member |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773803A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Hitachi Ltd | Volumetric type hydraylic machine |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP19767381A patent/JPS58101286A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5773803A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-08 | Hitachi Ltd | Volumetric type hydraylic machine |
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| JPH02173379A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-04 | Toshiba Corp | スクロール形圧縮機 |
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