JPS62118002A - スクロ−ル形流体機械の部品共通化方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスクロール形流体機械の部品共通化方法、詳し
くは、固定スクロールと公転スクロール及び該公転スク
ロールを駆動する駆動軸と前記公転スクロールの駆動時
の動的バランスを保持するバランスウェイトを備え、前
記各スクロールを変更して能力調整を行なうようにした
スクロール形流体機械の部品共通化方法に関する。

（従来の技術） 従来スクロール形流体機械においては、例えば特公昭５
８−１９８７５号公報に示され、また第３図に示したよ
うに前記公転スクロール（Ｓ）の公転運動に伴なう遠心
力（Ｆ、）を打消すバランスウェイト（Ａ）を設けると
共に、前記公転スクロール（Ｓ）の重心と前記バランス
ウェイト（Ａ）の重心との軸方向のずれによるモーメン
トの発生をなくシ、動的アンバランスによる振動を防止
するバランスウェイト（Ｂ、Ｃ）を設けている。

所で、以上の構成において前記バランスウェイト　（Ａ
）は前記遠心力（Ｆ＋）を打消すものであるから、この
バランスウェイト（Ａ）の遠心力（Ｆ２）が前記遠心力
（Ｆ、）と同じ大きさになるように構成するのであり、
また、バランスウェイト（Ｂ）（Ｃ）は前記公転スクロ
ール（Ｓ）とバランスウェイト（Ａ）との各重心間のず
れ（弛、）によるモーメント（ＦＩｌＬＩ）に対向する
モーメントを形成して動的バランスを保つものであるか
ら、これらバランスウェイト（Ｂ）（Ｃ）の質量を同じ
とし、遠心力（Ｆ、）（Ｆ、）を同じ大きさとした場合
、Ｆ、区、＝Ｆ、Ｌ２となるように、前記バランスウェ
イト（Ｂ）（Ｃ）の質量及びこれらバランスウェイト（
Ｂ）（Ｃ）の各重心間の距離（弛２）を設定しているの
である。

何れにしても、前記各バランスウェイト（Ａ−Ｃ）は、
公転スクロール（Ｓ）の質量をもとに各質量が設定され
ているのである。

また一方、前記公転スクロール及び固定スクロールは、
円板状の基板上に、インボリュート曲線をもつラップを
立設して構成されるもので、流体機械の能力は、前記ス
クロールにおけるラップの高さ及びインボリュート曲線
により設定でき、従って、例えば前記ラップの高さを変
更したものを種々形成することにより、同じ能力のモー
タを用いる場合でも、能力の異なる種々の流体機械を提
供できるのである。

しかして、前記公転スクロール（Ｓ）における前記基板
の外径は、前記ラップのインボリュート曲線をもとに設
定されるのであって、前記インポリニート曲線を変更し
て能力を大きくする場合には、前記基板の外径を大きく
すると共に、前記基板の肉厚はその能力に応じた強度計
算をもとに厚く設定しているのであり、また、前記ラッ
プのインボリュート曲線を変更して能力を小さく変更す
る場合には、前記基板の外径を小径にすると共に、肉厚
も薄くしているのである。

この結果、前記インボリュート曲線を変更して能力を調
整する場合、その旋回半径が変化するだけでなく前記公
転スクロール（Ｓ）のｆｆ１ｆｆｉが変り、その遠心力
（Ｆ、）も変るのであるから、前記遠心力（Ｆ、）を打
消すためのバランスウェイト（Ａ）及び前記バランスウ
ェイト（Ｂ）（Ｃ）は、前記公転スクロール（Ｓ）に対
応してそれぞれ各別に形成しているのである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の如く固定スクロール及び公転スクロール（Ｓ）の
インボリュートを変更して能力調整を行なう場合、能力
低下に伴ない前記公転スクロール（Ｓ）における基板の
外径を小さくすると共に板厚も薄くしているのであって
、能力の低下と共に公転スクロール（Ｓ）の旋回半径が
小さくなると共に重量が小さくなることから、この公転
スクロール（Ｓ）の遠心力も小さくなり、この遠心力に
対応してバランスウェイト（Ａ−Ｃ’）のｆｆ１ｆｆｉ
も調整しているのであり、このため、インボリュートの
変化に対応してｆｆ１ｆｆｉの異なるバランスウェイト
（Ａ−Ｃ）を複数種用意しておく必要があり、それたけ
管理すべき部品点数が多（なって部品管理が煩雑となり
それだけコスト高になる聞届があった。

本発明は、インボリュートの変更により能力を調整する
場合でも、振動増大の問題を現出させることなくバラン
スウェイトが共用でき、部品管理の煩雑さとコストアッ
プの問題点を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は以上の如き問題点を解決するために、固定スク
ロール（３）と公転スクロール（４）及び該公転スクロ
ール（４）を駆動する駆動軸（５）と、前記公転スクロ
ール（４）の駆動時の動的バランスを保持するバランス
ウェイト（９１，１１，１２）とを備え、前記各スクロ
ール（３）（４）におけるラップのインボリュート曲線
を変更して能力調整を行なうようにしたスクロール形流
体機械であって、前記バランスウェイト　（９１，１１
，１２）を、調整する能力が最大となるインボリュート
曲線の公転スクロールに対応した重量に設定すると共に
、前記インボリュート曲線を最大能力から最小能力に変
更するとき、能力調整した公転スクロールに、該公転ス
クロールの重量を最大能力とした公転スクロールの重量
と同−又はは１同−とする一方、前記バランスウェイト
（９１，１１，１２）の重量を孔加工などの重量補正手
段により補正したことを特徴とするものである。

（作用） ラップのインボリュート曲線を変更して最大能力から最
小能力に調整するときの公転スクロールの重量は、能力
を最大とした公転スクロールのｆｆ１ｆｆｉとはと一致
することになるので能力調整した公転スクロールの駆動
時における遠心力は、最大能力の公転スクロールの遠心
力には程合わせることができるのであり、しかも、旋回
半径の相違による遠心力の差は僅かであるから、バラン
スウェイトに孔加工などの重量調整手段による簡単な補
正をすることにより一致させることができるのである。

従って、公転スクロールの遠心力を打消すためのバラン
スウェイト及び、このバランスウェイトと公転スクロー
ルとの各重心の軸方向のずれにより生ずるモーメントに
対向するモーメントを生じさせるバランスウェイトは、
何れも最大能力の公転スクロールに対応して形成するバ
ランスウェイトを利用できるのであって、前記バランス
ウェイトを、インボリュートを変更して能力調整した流
体機械の共通部品として利用しても、動的アンバランス
による振動が増大することはないのである。

（実施例） 第１図に示したものは、密閉ケーシング（１）の上方内
部に固定の架橋（２）に固定した固定スクロール（３）
と、この固定スクロール（３）のラップ（３ａ）に噛合
うラップ（４ａ）をもった公転スクロール（４）と、こ
の公転スクロール（４）を駆動する駆動軸（５）とを備
え、この駆動軸（５）をモータ（６）のロータ（７）に
固定すると共に、前記駆動軸（５）に偏心杖に設ける駆
動ピン（８）及びこのビン（８）に枢着するスイングリ
ンク（９）を用い、このリンク（９）を介して前記駆動
軸（５）の回転を公転スクロール（４）に伝え、オルダ
ムリング（１０）を介して自転を防止して公転させるよ
うに構成したものである。

そして、前記スイングリンク（９）に前記公転スクロー
ル（４）の公転による遠心力を打消すためのバランスウ
ェイト（９１）を設けると共に、前記駆動軸（５）の軸
端で、前記駆動ピン（８）を設ける部位の反対側と、前
記モータ（６）のロータ（７）とに、前記公転スクロー
ル（４）とバランスウェイト（９１）との重心間のずれ
により生ずるモーメントと反対のモーメントを生じさせ
るバランスウェイト（１１）（１２）を設けている。

しかして、本発明は、以上の如（構成する流体機械の前
記固定スクロール（３）及び公転スクロール（４）のラ
ップのインボリュート曲線を変更することにより、能力
調整を行なうようにしたものにおいて、前記バランスウ
ェイト（９１）（１１）（１２）の共用化を可能にしよ
うとするものである。

尚、第１図に示したものは、前記バランスウェイト（９
１）はスイングリンク（９）と一体に設けており、また
、バランスウェイト（１１）は、前記駆動ピン（８）を
支持する支持部材（１３）と一体に設けているものであ
るから、こＮでは前記スイングリンク（９）及び支持部
材（１３）の共用化を可能にする構成となっている。

先ず、前記スイングリンク（９）、支持部材（１３）の
各バランスウェイト（９１）（１１）及びモータ（６）
のロータ（７）に設けるバランスウェイト（１２）は、
調整する能力が最大となるインボリュート曲線とした公
転スクロールに対応した重量に設定するのである。

そして、前記インボリュート曲線を変更して最大能力か
ら最小能力へ調整するとき、能力調整をした公転スクロ
ールは、その重量を、インボリュート曲線を最大能力の
インボリュート曲線とした公転スクロールのｆｆ１ｆｆ
ｌとしたは〈同一となるようにするのである。

この方法は、前記公転スクロール（４）を構成する基板
（４ｂ）の外径（ｄ）及び板厚（１）を用いるのであっ
て、インボリュート曲線を最大能力から最小能力に変更
しても前記基板（４ｂ）の外径（ｄ）は、最大能力の公
転スクロールに対応する外径（ｄ、）又はその近＜　（
ｄ、、、ｄ。

、）にすると共に、板厚（１）も、最大能力の公転スク
ロールに対応する板Ｉ！；［（ｔＳ）又はその近＜（ｔ
ｓ２．ｔｓｓ）にするのである。

尚、前記公転スクロールの重量合わせは、前記した基板
（４ｂ）の外径（ｄ）のみで行なってもよいし、板厚（
１）のみで行なってもよい。しかして、能力を最大から
最小側に変更する際、前記基板（４ｂ）の外径（ｄ）の
みで行なう場合、最小側に変更する公転スクロールにお
ける基板の外径は、最大能力の公転スクロールに対応す
る外径より大きく形成するのであり、また、板厚（１）
のみで行なう場合、外径（ｄ）の場合と同様、最小側に
変更する公転スクロールにおける基板の板厚は最大能力
の公転スクロールに対応する板厚より大きく形成するの
である。

しかして以上の如くインボリュート曲線を変更し能力の
調整を行なう場合、インボリュート曲線の変更により公
転スクロールの旋回半径も変化するため、前記公転スク
ロールの重量のみを合わせても、旋回半径の相違を考慮
したＩｒｒｍに調整しないと遠心力を一致させられない
のであるが、前記公転スクロールの重■を同−又はは嘔
同−にすることにより、その遠心力もインボリュートの
変化に拘わらず大略合致させられるのであって、この遠
心力の差は、僅少値にできるのである。従って、最大能
力のインボリュート曲線とした公転スクロールに対応す
る重量に設定した前記各バランスウェイト（９１）（１
１）（１２）、換言すると前記スイングリンク（９）、
支持部材（１３）及びバランスウェイト（１２）は、キ
リ孔などのＷＩ単な孔加工などの゛ｆｆｉ量補正手補正
手段重量の補正を行なうことによりすべて共用化が可能
となるのである。

つまり、前記スイングリンク（９）、支持部材（Ｌ　３
　）及びバランスウェイト（１２）を形成するには、プ
レス加工、鋳造、鍛造又は焼結素材による成形加工によ
り形成する素体を共用化できるのである。

ＩＪＬ、　４−　　　　　ｈｈ　　碧ｊ　　１）　１’
％　　ＩＪ　　で　−＄−ｒｎ　　ＩＪ　　　　　／、
ｔ　　Ａ−ｆｐ　　ｎｌ　！’１　　＋ｆｌ補正ですむ
から、前記した簡単な孔加工だけでも容易に修正が可能
となるのである。

以上説明したものは、インボリュート曲線を変更して能
、力調整を行なったものであるが、その他インボリュー
ト曲線を変更すると同時にラップ高さを変更して能力調
整を行なうようにしてもよい。

この場合も前記した例と同じであるが、その−例として
、インボリュート曲線を３種（ａＳ〜ａ＋）に変更して
その旋回半径が大（γ、）、中（γ２）、小（γ、）で
、しかも、ラップ高さが高（ｈ、）、中（ｈ２）、低（
ｈ、）の３種とし、能力を大（Ｑ、）、中（Ｑ２）及び
小（ＱＩ）とした３種類の流体機械（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
を構成する場合であって、前記スイングリンク（９）、
支持部材（１３）及びバランスウェイト（１２）を共用
化可能にする場合について説明する。

従来の技術によると、インボリュ−１・曲線を変更して
その旋回半径を大（γ、）から小（γ、）とし、かつ、
ラップ高さを高（ｈ、）から低（ｈ、）として能力を小
さく調整する場合、公転スクロール（４）を構成する基
板（４ｂ）の外径は、最大能力の公転スクロールにおけ
る基板の外径（ｄ、）より小さく（ｄ２）又は（ｄ、）
すると共に、板厚も最大能力の公転スクロールにおける
基板の板厚（ｔ、）より薄＜（ｔ２）又は（ｔ、）する
のであって、能力に対応する基板の外径と板厚との関係
は次表の通りとするのである。

即ち、一般には前記外径はインボリュート曲線に対応し
て設定すると共に、板厚は強度計算により設定し、機能
上不必要な外径としたり、強度上不必要な板厚とするこ
とはしないのであって、能力が最大となる流体機械（Ａ
）における公転スクロール（４）の基板外径と板厚とは
ｄｓ　　ｔｓ　とするのに対し、能力を低くする流体機
械（Ｂ）（Ｃ）における公転スクロールの基板外径と板
厚とはｄ２ｔ２、ｄ＋ｔｔとするのである。

従って、公転スクロールの各重量はＷｓ　、ｗ２、ｗｌ
（但しＷ　３　＞　Ｗ　２　＞　Ｗ　ｔ　）となり遠心
力もαからβ、γに変化することになり、バランスウェ
イト（９１）（１１）（１２）もそれぞれ能力に応じて
各別に形成する必要が生ずるのである。

之に対し本発明によると、能力調整を行なう前記公転ス
クロールにおける基板（４ｂ）の外径及び板厚は、最大
能力の流体機械（Ａ）における公転スクロールの基板の
外径（ｄ３）及び板厚（ｔ、）と同−又はその近＜　（
ｄ、　２）（ｄ。

、）、（ｔｓ　２）　　（ｔｓ　ｓ　）に合わせるので
ある。

従って、前記各公転スクロールの重量は最大能力の公転
スクロールにおける重ｆｆｌ　ｗ　ｓ　と同−又はその
近＜　Ｗ２２．　Ｗｓ　ｓ　となり、遠心力も最大能力
の公転スクロールにおける遠心力αに対し、こ゛のαに
近似したαｌ−１、αｌ−２、αビ５、αビ、になる。

しかして、前記各公転スクロールの遠心力は、最大能力
に調整した公転スクロールの遠心力αに近似した値とな
り、この遠心力αに対応して設定した前記バランスウェ
イト（９１）（１１）（１２）に、キリなどの簡単な孔
加工を施こすことにより、容易に前記各バランスウェイ
ト（９１）（１１）（１２）を全ての機種に共用できる
ことになるのである。

尚、第１図に示したものは、前記駆動軸（５）と公転ス
クロール（４）との間にスイングリンク（９）を介装し
、このスイングリンク（９）にバランスウェイト（９１
）を設けたものであるが、第２図のように前記スイング
リンク（９）はなくともよい。

この場合前記バランスウェイト（９１）がなくなるけれ
ども、バランスウェイト（１１）（１２）は必要なもの
であって、これらバランスウェイト（１１）（１２）の
共通化は前記したものと同様に行なえる。

（発明の効果） 本発明は以上の如くインボリュート曲線を変更して能力
を最大から最小に調整を行なう場合、能力を低くするに
従って公転スクロールの基板外径を小径に、また板厚を
薄くする従来の設計思想とは異なり、能力調整する公転
スクロールを、最大能力としたインボリュート曲線の公
転スクロールとその外径及び板厚を合わせるなどにより
そのｆｆ１ｆｆｉを同−又はは曵同−とし、これら各公
転スクロールの遠心力を、最大能力のインボリュート曲
線とした公転スクロールに対応したｆｆ１ｆｆｌとした
バランスウェイト（９１，１１，１２）の遠心力と近似
させるようにしたのであるから、前記インボリュート曲
線の変更による公転スクロールの旋回半径の変化による
遠心力の相違があってもその相違は前記バランスウェイ
ト（９１，１１，１２）の素材に孔加工などの簡単な重
量補正手段によりｍ全補正することにより、前記バラン
スウェイト（９１，１１，１２）を共用できるのである
。

従って、インボリュート曲線を変更して能力の異なる複
数の機種を形成する場合でも、バランスウェイト（９１
，１１，１２）は一種形成するだけでよく、機種増加に
対応して部品が増加することもな（、それだけ部品管理
を簡単化でき、コストを低くできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するスクロール形流体機械の一例
を示す一部切欠正面図、第２図は本発明を適用する別の
スクロール形流体機械の要部のみの断面図、第３図は従
来の技術を説明する概略図である。 （３）・・固定スクロール （４）・・公転スクロール （５）・・駆動軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロール（３）と公転スクロール（４）及
   び該公転スクロール（４）を駆動する駆動軸（５）と、
   前記公転スクロール（４）の駆動時の動的バランスを保
   持するバランスウェイト（９１、１１、１２）とを備え
   、前記各スクロール（３）（４）におけるラップのイン
   ボリュート曲線を変更して能力調整を行なうようにした
   スクロール形流体機械であって、前記バランスウェイト
   （９１、１１、１２）を、調整する能力が最大となるイ
   ンボリュート曲線の公転スクロールに対応した重量に設
   定すると共に、前記インボリュート曲線を最大能力から
   最小能力に変更するとき、能力調整した公転スクロール
   に、該公転スクロールの重量を最大能力とした公転スク
   ロールの重量と同一又はほゞ同一とする一方、前記バラ
   ンスウェイト（９１、１１、１２）の重量を孔加工など
   の重量補正手段により補正したことを特徴とするスクロ
   ール形流体機械の部品共通化方法。