JPH0717977U - スクロール流体機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクロール流体機器において、同じ大きさで
あれば従来より容量を大きくし、同じ容量であれば従来
よりコンパクトな構成とする。 【構成】 同一形状の一対のインボリュートラップを１
８０度対向させて一個のスクロール板上に設置した二つ
のスクロールを、それぞれ固定及び公転スクロールとし
て公転スクロールは固定スクロールに体して公転運動さ
せる。二対のインボリュートラップを備えた上記スクロ
ール流体機器では、公転側インボリュートラップの内側
終結点が固定側インボリュートラップの外側面と接して
密閉空間を形成するに至るまでは、上記密閉空間に先行
して形成された隣接密閉空間が上記密閉空間と互いに連
通せず、かつ圧縮された流体が外部へ排出されないよう
に、公転側インボリュートラップの半径方向の長さを決
定するとともに、二つのインボリュートラップの先端部
を滑らかな形状に形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車、冷却機等で広範囲に使用されるスクロール流体機器に関す るもので、特に固定及び公転スクロール体のスパイラル形状構造の改善に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

スクロール流体機器は、図５〜図７に示すように、２個のインボリュートラッ プ、すなわちスクロールラップ（Ｓｐｉｒａｌ Ｌａｐ：渦巻突起）１、２が互 いにかみ合い、流体空間を形成しながら流体を吸入、圧縮・吐出するもので、そ の押出効率の高さ、小型化構成が可能である等の理由により、自動車の冷凍器を はじめ多様なところに使用されている。従来のスクロール流体機器は、その形状 が大部分円筒形状になっており、その中に２個のスクロールラップ１、２が互い にかみ合って回転するようになっている。そのため、形状の特性上、小型化に限 界があるし、円弧部を有するために装着空間内への装着は大変難しかった。

【０００３】 また、従来のスクロール流体機器では、吸入された流体を圧縮して吐出する過 程において、両スクロール板１１、１２と、互いに接線接触する一対のスパイラ ルラップ１、２によって最初に形成された密閉空間の体積を、公転スクロール２ の公転運動の進行によって漸次減少させて空間内の流体圧力を高めるとともに、 この高圧流体を固定スクロール板１上に形成された吐出孔４０（図７）を経て排 出する。このような過程で、上記最初に形成された密閉空間の体積がスクロール 流体機器の総容量になる。

【０００４】 ここで、互いに１８０度対向させて同一形状のスクロールラップ（インボリュ ートラップ）１、２を円形状のスクロール板１１、１２上に固定することにより 一対のスクロールが形成され、これらのいずれか一つ（例えばスクロール２）を 公転運動させて、求める密閉空間（以下、流体ポケットともいう）の体積を漸次 減少させて流体ポケット内の流体を圧縮し、固定スクロール１の前記吐出孔４０ （図７）を経て上述のように排出することとなる。なお、図５には固定スクロー ル板１１が、図６には公転スクロール板１２が図示されている。上記公転運動の 公転半径Ｒは、インボリュート曲線の基礎円半径ｒｂとラップの厚さｔから決定 され、 Ｒ＝πｒｂ−ｔ で決定される（ただし、πは円周率）。 図７は図６の公転スクロール板１２の公転による吐出過程を示している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このようなスクロール流体機器を冷媒圧縮機などに使用すれば、一対のインボ リュートラップ（スクロール）が接線接触をすることにより摩擦力が少なく、ま た流体ポケットの体積変化が円滑に行われる。そのうえ圧縮比が高くなるために 、所要動力が少なくなって効率が高くなる長所がある。しかし、一方で、加工性 や機械的強度の理由で、ラップ（渦巻突起）の高さと厚さは一定範囲内に制限さ れ、ラップを低くしたり薄くしたりするにも限界がある。そこで、できるだけ圧 縮機の容量を大きくするためには、インボリュートラップの半径方向の長さを大 きくする必要があるが、そうするとハウジングが大型化してしまう短所がある。

【０００６】 本考案は、インボリュートラップ（スクロール１、２）の半径方向の長さは小 さくし、他方で、スクロール板１１、１２の面積からインボリュートラップ（ス クロール１、２）の断面積を減じた空間を充分に活用することにより、上記の問 題点を解消することを課題とする。

【０００７】 言い換えれば、本考案は、従来のスクロール流体機器と比べ、スクロールの大 きさとスパイラルラップの厚さ及び公転半径は同じでも、総容量を増大させ得る とともに、過圧縮による異常高圧の発生を防止することができるスクロール流体 機器を提供することを課題とする。さらに本考案の他の課題は、制限された空間 内で諸般機械要部の強度を犠牲にすることなく、最大容量を増大することができ るスクロール流体機器を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、同一形状の一対のインボリュートラップ（渦巻突起）を１８０度対 向させて一つのスクロール板上に設置した二つのスクロールをそれぞれ固定スク ロール及び公転スクロールとし、公転スクロールは固定スクロールに対して公転 運動させるとともに、上記各一対で構成される二対のインボリュートラップを互 いに接しながら密閉空間を形成して、流体の吸入、圧縮及び吐出過程を進行する ようにするとともに、 二対のインボリュートラップ５、５′及び６、６′を備えた上記スクロール流 体機器において、公転側インボリュートラップ６、６′の内側終結点が固定側イ ンボリュートラップ５、５′の外側面と接して密閉空間を形成するに至るまでは 、上記密閉空間に先行して形成された隣接密閉空間が上記密閉空間と互いに連通 かつ圧縮流体が外部へ排出されないように、公転側インボリュートラップ６、６ ′の半径方向の長さを決定するとともに、二つのインボリュートラップ先端側を 滑らかな形状に形成したことを特徴とする。

【０００９】

【作用及び効果】

本考案によれば、従来のインボリュートラップの高さと厚さ、公転半径、スク ロール板の半径を同じとすれば、本考案によるスクロール流体機器の容量は従来 のスクロール流体機器より幾何学的に増大する。また、容量を同じとすれば、公 転半径が小さくなって、偏心運動による所要動力も少なくなり、かつスクロール がコンパクトな流体機器を提供することができる。これは、例えば車両の小型化 、軽量化、省力化等に有効である。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１及び図２は、本考案の一実施例における固定スクロール及び公転スクロー ルの断面図である。固定スクロール板２１のインボリュートラップ５、５′は、 同一形状の一対のインボリュートラップ５、５′を１８０度対向させ、かつスム ーズな曲線で連結したものである。公転スクロール板３１のインボリュートラッ プの６、６′は同じ形状の一対のインボリュートラップの６、６′が１８０度の 位相差で対向配置された形態をなしている。なお、インボリュート曲線の基礎円 半径ｒｂと、ラップ厚さｔは、従来の固定側インボリュートラップと同様なもの である。

【００１１】 一つの板２１、３１上に形成された上記一対のインボリュートラップ（５、５ ′又は６、６′）において、インボリュート回転角φに対応するインボリュート 曲線上の１点と、回転角φ＋２πに該当する対向インボリュート曲線上の１点と の距離ｌは、回転角φに関しても同一なもので、 ｌ＝πｒｂ である。

【００１２】 上記固定スクロール板２１及び公転スクロール板３１を組み立ててスクロール を公転運動させるとき、公転半径Ｒｏは、インボリュートラップの厚さをｔとし て、 Ｒｏ＝（πｒｂ／２）−ｔ になる。

【００１３】 図３は本考案によるスクロール流体機器の作動原理図で、固定側インボリュー トラップ５、５′と、公転側インボリュートラップ６、６′とが、同時に接線接 触をしながら流体ポケットを形成するため、限られた空間を従来のスクロール流 体機器により、効率的に利用することができる。４０は吐出孔である。

【００１４】 ラップの高さ、厚さ、公転半径及び二つのスクロール板２１、３１の半径が同 一な場合、本考案によるスクロール流体機器の容量は、従来のスクロール流体機 器より幾何学的に約１／４ほど増大する。また、本考案によるスクロール流体機 器は、従来のスクロール流体機器に比べて、インボリュートラップの高さ、厚さ 及び容量を同一なものとすれば、公転半径が小さくなって偏心運動による所要動 力が少なくなるとともに、スクロールの大きさも小さくなってハウジングがコン パクトな流体機器とすることができる。

【００１５】 上述のように図３は作動原理を、また図４はインボリュートラップ５、５′及 び６、６′の先端部の形状と流体ポケットの形成との関係を示すものである。い ま、一つの流体ポケットに着目すれば、最初の流体ポケットに密閉された体積Ｖ 1（図３）の流体が圧縮されて間もなく、それに続く流体ポケットが形成され、 その流体ポケットにおいて体積Ｖ2の流体の圧縮が始まる瞬間まで、上記Ｖ1の体 積から圧縮された流体が密閉空間から排出されないように、公転スクロールのイ ンボリュートラップ半径方向の長さを考慮して、ラップ先端部が設計されている 。

【００１６】 ここで、公転側インボリュートラップ６の先端部において、円弧Ａ1（図４） に対し上記インボリュート曲線の接線方向で接触する点をＰ1とし、また固定側 インボリュートラップ５の内側面において円弧Ａ2が接線方向でつながれる点を Ｐ2とする。そして点Ｐ1が点Ｐ2に合った直後、２つの流体ポケットが連通する 始点に至る前に、上記公転インボリュートラップ６が、スクロール板上で終る点 Ｐ3において、固定側インボリュートラップ５と接しながら密閉空間を形成する ように、設計がなされている。

【００１７】 このような曲線の連結方式は多様であり、上記一実施例だけで厳正されるもの ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるスクロール流体機器の
固定スクロールを示す図。

【図２】同じく公転スクロールを示す図。

【図３】上記スクロール流体機器の作動原理図。

【図４】上記スクロール流体機器の渦巻体先端部の形状
と流体ポケットの関係を示す説明図。

【図５】従来のスクロール流体機械における固定スクロ
ールの説明図。

【図６】従来のスクロール流体機械における公転スクロ
ールの説明図。

【図７】従来のスクロール流体機器の作動原理を説明す
る説明図。

【符号の説明】

５、５′ 固定スクロールラップ（インボリュートラッ
プ） ６、６′ 公転スクロールラップ（インボリュートラッ
プ） ２１ 固定スクロール板 ３１ 公転スクロール板 ４０ 排出孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一形状の一対のインボリュートラップ
   （渦巻突起）を１８０度対向させて一つのスクロール板
   上に設置した二つのスクロールをそれぞれ固定スクロー
   ル及び公転スクロールとし、公転スクロールは固定スク
   ロールに対して公転運動させるとともに、上記各一対で
   構成される二対のインボリュートラップを互いに接しな
   がら密閉空間を形成して、流体の吸入、圧縮及び吐出過
   程を進行するようにするとともに、 二対のインボリュートラップ５、５′及び６、６′を備
   えた上記スクロール流体機器において、公転側インボリ
   ュートラップ６、６′の内側終結点が固定側インボリュ
   ートラップ５、５′の外側面と接して密閉空間を形成す
   るまでは、上記密閉空間に先行して形成された隣接密閉
   空間が上記密閉空間と互いに連通かつ圧縮流体が外部へ
   排出されることがないように、公転側インボリュートラ
   ップ６、６′の半径方向の長さを決定するとともに、二
   つのインボリュートラップ先端側を滑らかな形状に形成
   したことを特徴とするスクロール流体機器。