JPH0733828B2 - スクロール形真空ポンプ - Google Patents
スクロール形真空ポンプInfo
- Publication number
- JPH0733828B2 JPH0733828B2 JP31252086A JP31252086A JPH0733828B2 JP H0733828 B2 JPH0733828 B2 JP H0733828B2 JP 31252086 A JP31252086 A JP 31252086A JP 31252086 A JP31252086 A JP 31252086A JP H0733828 B2 JPH0733828 B2 JP H0733828B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wrap
- scroll
- wall surface
- orbiting
- orbiting scroll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-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
- F04C18/0207—Rotary-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
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
- F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクロール形真空ポンプに係り、特に無潤滑
式で高性能、高信頼性を図るに好適なラップ形状を備え
たスクロール形真空ポンプに関する。
式で高性能、高信頼性を図るに好適なラップ形状を備え
たスクロール形真空ポンプに関する。
スクロール形流体機械を無潤滑式で運転すると、その圧
縮熱で固定スクロールとフレームで囲まれた旋回スクロ
ールが最も加熱される。これは、従来適用していた潤滑
油による圧縮熱の移動および冷却作用が全く期待できな
くなるためであり、旋回スクロールの温度は構造上固定
スクロールの温度より高くなる。この結果、旋回スクロ
ールのラップに熱膨張による半径方向のひずみが発生す
る。さらに、無潤滑式の真空ポンプとして動作させると
放熱効果もなくなり旋回スクロールはより一層熱膨張す
る。また、実際の使用状態においては、ラップ中心部近
傍の温度上昇は、他の外周部より大きいのでラップのひ
ずみも中心部分が大きくなり、全体的に半径方向に熱膨
張する。この結果、ラップ間の隙間が大きくなり、作動
流体が洩れることにより圧縮性能が低下するという問題
があった。
縮熱で固定スクロールとフレームで囲まれた旋回スクロ
ールが最も加熱される。これは、従来適用していた潤滑
油による圧縮熱の移動および冷却作用が全く期待できな
くなるためであり、旋回スクロールの温度は構造上固定
スクロールの温度より高くなる。この結果、旋回スクロ
ールのラップに熱膨張による半径方向のひずみが発生す
る。さらに、無潤滑式の真空ポンプとして動作させると
放熱効果もなくなり旋回スクロールはより一層熱膨張す
る。また、実際の使用状態においては、ラップ中心部近
傍の温度上昇は、他の外周部より大きいのでラップのひ
ずみも中心部分が大きくなり、全体的に半径方向に熱膨
張する。この結果、ラップ間の隙間が大きくなり、作動
流体が洩れることにより圧縮性能が低下するという問題
があった。
この対策として、ラップ中心部近傍におけるラップ厚さ
を他の外周部のラップ厚さより厚くし、ラップ中心部近
傍での作動流体の洩れをなくして圧縮性能を向上させる
ようにしたものが、特開昭57−62988号公報に開示され
ている。
を他の外周部のラップ厚さより厚くし、ラップ中心部近
傍での作動流体の洩れをなくして圧縮性能を向上させる
ようにしたものが、特開昭57−62988号公報に開示され
ている。
また、特公昭60−37319号公報には、スクロールラップ
の内端Ａより伸開角で２πラジアンほど巻き戻した点よ
り外周側の壁厚を漸次減少させて形成することが開示さ
れている。
の内端Ａより伸開角で２πラジアンほど巻き戻した点よ
り外周側の壁厚を漸次減少させて形成することが開示さ
れている。
さらに、特開昭60−98185号公報には、最小空間を形成
するラップの厚さより最小空間を除く空間を形成するラ
ップ厚さを厚く形成することが開示されている。
するラップの厚さより最小空間を除く空間を形成するラ
ップ厚さを厚く形成することが開示されている。
ところでスクロール形真空ポンプにおいて、旋回スクロ
ールを対象として考えた場合、運転に伴って旋回スクロ
ールが熱膨張すると、そのラップ外壁面は固定スクロー
ルのラップ内壁面に近づくように、またラップ内壁面は
固定スクロールの外壁面から離れるように、それぞれ半
径方向に変形する。しかし、上記した従来技術によれ
ば、いずれも旋回スクロールと固定スクロールのラップ
間の各部位における半径方向の熱膨張が考慮されていな
いので、ラップ間の側壁面の接触又はその接触による振
動が発生するという問題があった。
ールを対象として考えた場合、運転に伴って旋回スクロ
ールが熱膨張すると、そのラップ外壁面は固定スクロー
ルのラップ内壁面に近づくように、またラップ内壁面は
固定スクロールの外壁面から離れるように、それぞれ半
径方向に変形する。しかし、上記した従来技術によれ
ば、いずれも旋回スクロールと固定スクロールのラップ
間の各部位における半径方向の熱膨張が考慮されていな
いので、ラップ間の側壁面の接触又はその接触による振
動が発生するという問題があった。
本発明の目的は、運転時の熱膨張に対応して旋回スクロ
ールおよび固定スクロールの接点における径方向隙間を
ファインギャップにして動作させるようにしたスクロー
ル形真空ポンプを提供することにある。
ールおよび固定スクロールの接点における径方向隙間を
ファインギャップにして動作させるようにしたスクロー
ル形真空ポンプを提供することにある。
かかる目的達成のため、本発明は、平板上にうず巻状の
ラップを設けた旋回スクロールと、厚肉平板にうず巻状
のラップを設けた固定スクロールとを備え、両スクロー
ルを噛合わせ、前記旋回スクロールを自転させることな
く、前記固定スクロールに対して旋回運動させることに
より流体の圧縮を行なうスクロール形真空ポンプにおい
て、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのいずれ
か一方のラップの形状が、基本となるインボリュート曲
線に対し一方のラップ側壁面をラップ厚さが薄くなるよ
うにずらし、他方のラップ側壁面をラップ厚さが厚くな
るようにずらして、内接円半径をスクロール中心近傍の
巻始めからスクロール外周部の巻終りに向って漸次変化
させてスクロールラップの壁面を基本となるインボリュ
ート曲線に対して半径方向にずらせて形成するととも
に、圧縮機の常温状態で前記固定スクロールラップの内
壁面と前記旋回スクロールラップの外壁面との径方向の
隙間が外周方向に向って大きくなるように、かつ前記固
定スクロールラップの外壁面と前記旋回スクロールラッ
プの内壁面との径方向の隙間が外周方向に向って小さく
なるように形成したものである。
ラップを設けた旋回スクロールと、厚肉平板にうず巻状
のラップを設けた固定スクロールとを備え、両スクロー
ルを噛合わせ、前記旋回スクロールを自転させることな
く、前記固定スクロールに対して旋回運動させることに
より流体の圧縮を行なうスクロール形真空ポンプにおい
て、前記旋回スクロールと前記固定スクロールのいずれ
か一方のラップの形状が、基本となるインボリュート曲
線に対し一方のラップ側壁面をラップ厚さが薄くなるよ
うにずらし、他方のラップ側壁面をラップ厚さが厚くな
るようにずらして、内接円半径をスクロール中心近傍の
巻始めからスクロール外周部の巻終りに向って漸次変化
させてスクロールラップの壁面を基本となるインボリュ
ート曲線に対して半径方向にずらせて形成するととも
に、圧縮機の常温状態で前記固定スクロールラップの内
壁面と前記旋回スクロールラップの外壁面との径方向の
隙間が外周方向に向って大きくなるように、かつ前記固
定スクロールラップの外壁面と前記旋回スクロールラッ
プの内壁面との径方向の隙間が外周方向に向って小さく
なるように形成したものである。
上述の構成によれば、旋回スクロールは、基本となるイ
ンボリュート曲線に対しラップ壁面が内側になるように
形成され、固定スクロールは、基本となるインボリュー
ト曲線に対しラップ壁面が外側になるように形成され
る。そして、前者の場合は、真空ポンプの運転に伴って
旋回スクロールが半径方向に熱膨張して大きくなって
も、旋回スクロールの外壁面とこれに当接する固定スク
ロールの内壁面とは衝接することなく小さな隙間が保た
れる。他方、後者の場合は、旋回スクロールの内壁面と
固定スクロールの外壁面とは、逆に大きく離れることな
く小さな隙間が保たれる。その結果、高圧側の圧縮作動
室から低圧側の圧縮作動室への作動流体の洩れを小さく
することができる。
ンボリュート曲線に対しラップ壁面が内側になるように
形成され、固定スクロールは、基本となるインボリュー
ト曲線に対しラップ壁面が外側になるように形成され
る。そして、前者の場合は、真空ポンプの運転に伴って
旋回スクロールが半径方向に熱膨張して大きくなって
も、旋回スクロールの外壁面とこれに当接する固定スク
ロールの内壁面とは衝接することなく小さな隙間が保た
れる。他方、後者の場合は、旋回スクロールの内壁面と
固定スクロールの外壁面とは、逆に大きく離れることな
く小さな隙間が保たれる。その結果、高圧側の圧縮作動
室から低圧側の圧縮作動室への作動流体の洩れを小さく
することができる。
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まずインボリュート曲線からなるスクロールラップにつ
いて述べる。第２図は基礎円１に対するインボリュート
曲線２を示したもので、基礎円１の直径を2a、うず巻き
角度をλとすると、基礎円１からａλ離れた点の描く軌
跡が求めるインボリュート曲線２となり、Ｘ−Ｙ座標軸
上で次式で表せる。すなわち、インボリュート曲線は、
第２図に示すように、Ｘ座標は、−ａ・sin（λ−π/
2）＋AC・cos（λ−π/2）、Ｙ座標は、ａ・cos（λ−
π/2）＋AC・sin（λ−π/2）となり、AC＝ａ・λであ
るから、（１）式となる。
いて述べる。第２図は基礎円１に対するインボリュート
曲線２を示したもので、基礎円１の直径を2a、うず巻き
角度をλとすると、基礎円１からａλ離れた点の描く軌
跡が求めるインボリュート曲線２となり、Ｘ−Ｙ座標軸
上で次式で表せる。すなわち、インボリュート曲線は、
第２図に示すように、Ｘ座標は、−ａ・sin（λ−π/
2）＋AC・cos（λ−π/2）、Ｙ座標は、ａ・cos（λ−
π/2）＋AC・sin（λ−π/2）となり、AC＝ａ・λであ
るから、（１）式となる。
つぎに、スクロールラップを形成するためには、歯厚、
すなわちラップ厚さｔを与える必要がある。すなわち、
インボリュート曲線に位相差β＝t/aを与える必要があ
る。この位相差を与えたインボリュート曲線をＸ−Ｙ座
標で表すと第２図に示すように、（１）式と同様に、Ｘ
座標は、−ａ・sin（λ−β−π/2）＋AC・cos（λ−β
−π/2）、Ｙ座標は、ａ・cos（λ−β−π/2）＋AC・s
in（λ−β−π/2）となり、AC＝ａ・λであるから、
（２）式によりスクロールラップが形成される。
すなわちラップ厚さｔを与える必要がある。すなわち、
インボリュート曲線に位相差β＝t/aを与える必要があ
る。この位相差を与えたインボリュート曲線をＸ−Ｙ座
標で表すと第２図に示すように、（１）式と同様に、Ｘ
座標は、−ａ・sin（λ−β−π/2）＋AC・cos（λ−β
−π/2）、Ｙ座標は、ａ・cos（λ−β−π/2）＋AC・s
in（λ−β−π/2）となり、AC＝ａ・λであるから、
（２）式によりスクロールラップが形成される。
本発明では、上記式（１），（２）で表わされる曲線を
理論インボリュート曲線（以下、基本となるインボリュ
ート曲線という）と呼んでいる。そして、これを図示す
ると第３図の如くなり、式（１）および（２）は、それ
ぞれラップ外壁面Ｑおよびラップ内壁面Ｐを示してい
る。
理論インボリュート曲線（以下、基本となるインボリュ
ート曲線という）と呼んでいる。そして、これを図示す
ると第３図の如くなり、式（１）および（２）は、それ
ぞれラップ外壁面Ｑおよびラップ内壁面Ｐを示してい
る。
第１図は本発明の第１実施例に係り、スクロール形真空
ポンプの旋回スクロール３側に本発明を適用した場合で
あり、説明の都合上実施態様を部分的に示したものであ
る。本発明に係るスクロール形真空ポンプは、平板（図
示せず）上にうず巻状の突起を設けた旋回スクロール３
と、厚肉平板（図示せず）にうず巻状の溝を設けた固定
スクロール６（第４図参照）とを備え、両スクロール3,
6を噛合わせ旋回スクロール３を自転させることなく、
固定スクロール６に対して旋回運動させることにより、
流体の圧縮を行なうものである。
ポンプの旋回スクロール３側に本発明を適用した場合で
あり、説明の都合上実施態様を部分的に示したものであ
る。本発明に係るスクロール形真空ポンプは、平板（図
示せず）上にうず巻状の突起を設けた旋回スクロール３
と、厚肉平板（図示せず）にうず巻状の溝を設けた固定
スクロール６（第４図参照）とを備え、両スクロール3,
6を噛合わせ旋回スクロール３を自転させることなく、
固定スクロール６に対して旋回運動させることにより、
流体の圧縮を行なうものである。
第１図において、仮想線（一点鎖線で示す）で示すラッ
プ５は厚さｔを有し、（１）式及び（２）式で表される
基本となるインボリュート曲線で形成されている。実線
で示すラップ形状は、本発明の一実施例を表す旋回スク
ロールラップ3Aである。その外壁面Q1は、ラップのうず
巻き角度λが最終端λｌにおいてスクロールラップの径
方向の熱膨張量に見合って、基本となるインボリュート
曲線で形成されたラップの外壁面Ｑから内側へ△t1だけ
ラップ５の厚さを減ずるようにし、ラップ中心付近から
巻終わりまで渦巻き角の関数で形成してある。
プ５は厚さｔを有し、（１）式及び（２）式で表される
基本となるインボリュート曲線で形成されている。実線
で示すラップ形状は、本発明の一実施例を表す旋回スク
ロールラップ3Aである。その外壁面Q1は、ラップのうず
巻き角度λが最終端λｌにおいてスクロールラップの径
方向の熱膨張量に見合って、基本となるインボリュート
曲線で形成されたラップの外壁面Ｑから内側へ△t1だけ
ラップ５の厚さを減ずるようにし、ラップ中心付近から
巻終わりまで渦巻き角の関数で形成してある。
また、スクロールラップ3Aの内壁面P1は、同じようにラ
ップのうず巻き角度λが最終端λｌにおいてスクロール
ラップの径方向の熱膨張量に見合って、基本となるイン
ボリュート曲線で形成されたラップの内壁面Ｐから内側
へ△t2だけラップ５の厚さを増すようにし、ラップ中心
付近から巻終わりまで渦巻き角の関数で形成してある。
ップのうず巻き角度λが最終端λｌにおいてスクロール
ラップの径方向の熱膨張量に見合って、基本となるイン
ボリュート曲線で形成されたラップの内壁面Ｐから内側
へ△t2だけラップ５の厚さを増すようにし、ラップ中心
付近から巻終わりまで渦巻き角の関数で形成してある。
そして、これらの２つのずらし量△t1,△t2は、内側
（基礎円１側）に向ってうず巻角度λの減少に伴って減
少するように設定されており、つぎの式（３），（４）
で表すことができる。上記したように、位相差βをうず
巻角の関数とした場合は、位相差βはβ（λ）となる
が、最終端λｌまでそれぞれうず巻角に比例して変化す
るとすると、ラップ外壁Q1は、最終端λｌで△t1の位相
差が生じることから、β（λ）は、うず巻角に沿って、
−△t1/（ａ・λｌ）・λで変化したことに相当し、
（１），（２）式を求めたと同様にして、（３）式が求
まる。同様に、ラップ内壁面P1は、最終端λｌで△t2の
位相差が生じることから、β（λ）は、うず巻角に沿っ
て、β−△t2/（ａ・λｌ）・λで変化したことに相当
し、（１），（２）式を求めたと同様にして、（４）式
が求まる。すなわち、ラップ外壁面Q1の曲線は、 ラップ内壁面P1の曲線は、 上式（３），（４）から明らかのように、基本となるイ
ンボリュート曲線ＰおよびＱからのずらし量は、ラップ
５の中心部のうず巻始め点から与えることができる。こ
のように旋回スクロールラップ側に形状補正を行って真
空ポンプを組み立てる場合、相手側のラップとなる固定
スクロール６は、前記のようなずらし量を与えない基本
となるインボリュート曲線（第１図に示すラップ５を一
定の旋回半径εthで旋回運動させてできる包絡線）から
構成されている。旋回スクロール３の実際の旋回半径ε
Ｒは、基本となるインボリュート曲線ＰおよびＱで形成
される仮想の旋回スクロールと上記固定スクロールのラ
ップより定まる計算上の旋回半径（スクロール同士を噛
み合わせて運動するための最大値）εthと、ラップ厚さ
ｔを見かけ上、増やすずらし量△t2とで与えられ、εＲ
≦εth−△t2とする一定の旋回半径となっている。ま
た、旋回スクロール３において基本となるインボリュー
ト曲線で形成されたラップでは、隣接するラップ間の内
接円半径をR0とすると計算上の旋回半径εthは、εth＝
（2R0−ｔ）/2となり内接円半径R0は一定であるが、本
発明の一実施例では歯形形状の補正を行っているので、
実際のスクロールラップ間の内接円半径Ｒは巻始め（基
礎円１側）から巻終わりに向かって小さくなるように設
定されている。言い換えると、ラップ外壁面Q1とラップ
内壁面P1のずらし量△ｔは、基本となるインボリュート
曲線５からラップ厚さｔを減ずる向きの量の方が、基本
となるインボリュート曲線５からラップ厚さｔを増す向
きの量以上であり、ここでは△t1≧△t2の関係となって
いる。そして、△t1＝△t2の場合はラップ厚さｔを変え
ずに内壁面と外壁面とを基本となるインボリュート曲線
から同寸法でずらすことを意味するものである。また旋
回スクロール３の中心からの距離をＤ、熱膨張係数を
α、組立時と運転時の代表温度との温度差を△Ｔとする
と、△ｔ≧Ｄα△Ｔなる関係を保って、スクロールラッ
プの形状補正の基準としている。
（基礎円１側）に向ってうず巻角度λの減少に伴って減
少するように設定されており、つぎの式（３），（４）
で表すことができる。上記したように、位相差βをうず
巻角の関数とした場合は、位相差βはβ（λ）となる
が、最終端λｌまでそれぞれうず巻角に比例して変化す
るとすると、ラップ外壁Q1は、最終端λｌで△t1の位相
差が生じることから、β（λ）は、うず巻角に沿って、
−△t1/（ａ・λｌ）・λで変化したことに相当し、
（１），（２）式を求めたと同様にして、（３）式が求
まる。同様に、ラップ内壁面P1は、最終端λｌで△t2の
位相差が生じることから、β（λ）は、うず巻角に沿っ
て、β−△t2/（ａ・λｌ）・λで変化したことに相当
し、（１），（２）式を求めたと同様にして、（４）式
が求まる。すなわち、ラップ外壁面Q1の曲線は、 ラップ内壁面P1の曲線は、 上式（３），（４）から明らかのように、基本となるイ
ンボリュート曲線ＰおよびＱからのずらし量は、ラップ
５の中心部のうず巻始め点から与えることができる。こ
のように旋回スクロールラップ側に形状補正を行って真
空ポンプを組み立てる場合、相手側のラップとなる固定
スクロール６は、前記のようなずらし量を与えない基本
となるインボリュート曲線（第１図に示すラップ５を一
定の旋回半径εthで旋回運動させてできる包絡線）から
構成されている。旋回スクロール３の実際の旋回半径ε
Ｒは、基本となるインボリュート曲線ＰおよびＱで形成
される仮想の旋回スクロールと上記固定スクロールのラ
ップより定まる計算上の旋回半径（スクロール同士を噛
み合わせて運動するための最大値）εthと、ラップ厚さ
ｔを見かけ上、増やすずらし量△t2とで与えられ、εＲ
≦εth−△t2とする一定の旋回半径となっている。ま
た、旋回スクロール３において基本となるインボリュー
ト曲線で形成されたラップでは、隣接するラップ間の内
接円半径をR0とすると計算上の旋回半径εthは、εth＝
（2R0−ｔ）/2となり内接円半径R0は一定であるが、本
発明の一実施例では歯形形状の補正を行っているので、
実際のスクロールラップ間の内接円半径Ｒは巻始め（基
礎円１側）から巻終わりに向かって小さくなるように設
定されている。言い換えると、ラップ外壁面Q1とラップ
内壁面P1のずらし量△ｔは、基本となるインボリュート
曲線５からラップ厚さｔを減ずる向きの量の方が、基本
となるインボリュート曲線５からラップ厚さｔを増す向
きの量以上であり、ここでは△t1≧△t2の関係となって
いる。そして、△t1＝△t2の場合はラップ厚さｔを変え
ずに内壁面と外壁面とを基本となるインボリュート曲線
から同寸法でずらすことを意味するものである。また旋
回スクロール３の中心からの距離をＤ、熱膨張係数を
α、組立時と運転時の代表温度との温度差を△Ｔとする
と、△ｔ≧Ｄα△Ｔなる関係を保って、スクロールラッ
プの形状補正の基準としている。
つぎに、本発明の第１実施例の作用を説明する。
旋回スクロール３が熱膨張すると、ラップ外壁面Q1では
固定スクロール６の内壁面に近づくように変形し、ラッ
プ内壁面P1は逆に固定スクロール６の外壁面から離れる
ように変形する。ここでラップ外壁面Q1は基本となるイ
ンボリュート曲線からなるラップ外壁面Ｑよりずらし量
△t1だけ内側にずらしてあり、またラップ内壁面P1は基
本となるインボリュート曲線からなる内壁面Ｐよりずら
し量△t2だけ内側にずらしてある。これによって、運転
時に旋回スクロール３が熱膨張しても、旋回スクロール
３のラップ外壁面Q1と相手側の固定スクロールの内壁面
とが衝接することがなく、かつ小さな隙間を確保するこ
とができる。また、旋回スクロール３のラップ内壁面P1
と固定スクロールの外壁面とは大きく離れることなく、
小さな隙間を確保することができる。
固定スクロール６の内壁面に近づくように変形し、ラッ
プ内壁面P1は逆に固定スクロール６の外壁面から離れる
ように変形する。ここでラップ外壁面Q1は基本となるイ
ンボリュート曲線からなるラップ外壁面Ｑよりずらし量
△t1だけ内側にずらしてあり、またラップ内壁面P1は基
本となるインボリュート曲線からなる内壁面Ｐよりずら
し量△t2だけ内側にずらしてある。これによって、運転
時に旋回スクロール３が熱膨張しても、旋回スクロール
３のラップ外壁面Q1と相手側の固定スクロールの内壁面
とが衝接することがなく、かつ小さな隙間を確保するこ
とができる。また、旋回スクロール３のラップ内壁面P1
と固定スクロールの外壁面とは大きく離れることなく、
小さな隙間を確保することができる。
第４図は第１図に示すものの旋回スクロール３の中心部
におけるラップ3Aの形状を示したものである。同図にお
いて、6Aは固定スクロール６のラップである。また、第
４図はラップ3Aとラップ6Aにより最小密閉空間が形成さ
れているときの両者の相対位置関係を示したものであ
る。最小密閉空間は、２つの対称位置に形成されるが、
その一つはうず巻き角度λｉにおける基礎円１の接線Ａ
上の点Ｐλｉと、図示していないが内線Ｐに沿ったより
外側に形成された接点によって構成される。この接点Ｐ
λｉより内側（すなわち基礎円１側）の壁面では特に生
産技術の面や吐出ポートとの位置関係を考慮してラップ
内壁面を、インボリュート曲線から大きくずらしている
ため本発明を適用する必要も無い。しかし、外壁面Ｑは
接線Ａより内側でも本発明を適用できるが、熱膨張量が
小さく省略することができる。従って、ラップ3Aと6Aと
のシール点は、接線ＡよりＰ線、Ｑ線ともにうず巻き角
に沿った外側で必要である。
におけるラップ3Aの形状を示したものである。同図にお
いて、6Aは固定スクロール６のラップである。また、第
４図はラップ3Aとラップ6Aにより最小密閉空間が形成さ
れているときの両者の相対位置関係を示したものであ
る。最小密閉空間は、２つの対称位置に形成されるが、
その一つはうず巻き角度λｉにおける基礎円１の接線Ａ
上の点Ｐλｉと、図示していないが内線Ｐに沿ったより
外側に形成された接点によって構成される。この接点Ｐ
λｉより内側（すなわち基礎円１側）の壁面では特に生
産技術の面や吐出ポートとの位置関係を考慮してラップ
内壁面を、インボリュート曲線から大きくずらしている
ため本発明を適用する必要も無い。しかし、外壁面Ｑは
接線Ａより内側でも本発明を適用できるが、熱膨張量が
小さく省略することができる。従って、ラップ3Aと6Aと
のシール点は、接線ＡよりＰ線、Ｑ線ともにうず巻き角
に沿った外側で必要である。
本発明では運転時のシールを良好にするため接線Ａとラ
ップ外壁面Q1、ラップ内壁面P1との交点をＱλi,Pλｉ
とすると、最小密閉空間を形成する交点Ｐλｉおよびそ
の法線上の交点Ｑλｉよりうず巻き角に沿って外側で基
本となるインボリュート曲線で形成されるラップ壁面か
らずらしたラップ外壁面Q1およびラップ内壁面P1を形成
することができる。
ップ外壁面Q1、ラップ内壁面P1との交点をＱλi,Pλｉ
とすると、最小密閉空間を形成する交点Ｐλｉおよびそ
の法線上の交点Ｑλｉよりうず巻き角に沿って外側で基
本となるインボリュート曲線で形成されるラップ壁面か
らずらしたラップ外壁面Q1およびラップ内壁面P1を形成
することができる。
第５図はうず巻角度λに対する基礎円１上の点からイン
ボリュート曲線におろした接線長さＬ（すなわち、第２
図で示したａλに相当する長さ）の関係を示したもの
で、図中、直線Ｂは基本となるインボリュート曲線の場
合を示している。また直線Ｄはラップ内壁面P1の場合を
示しており、うず巻角度λに比例して接線長さＬは、 の関係となっている。
ボリュート曲線におろした接線長さＬ（すなわち、第２
図で示したａλに相当する長さ）の関係を示したもの
で、図中、直線Ｂは基本となるインボリュート曲線の場
合を示している。また直線Ｄはラップ内壁面P1の場合を
示しており、うず巻角度λに比例して接線長さＬは、 の関係となっている。
さらに直線Ｅはラップ外壁面Q1の場合を示しており、接
線長さＬは、 の関係になっている（第５図中、λｉは前述の如く最小
密閉空間を形成するうず巻角度、λｌは巻終り端のうず
巻角度を示している）。このように運転中の旋回スクロ
ール３の熱膨張に見合ってずらし量△t1,△t2が設定さ
れているので、旋回スクロール３のラップ3Aと固定スク
ロール６のラップ6Aの衝接をさけることができる。
線長さＬは、 の関係になっている（第５図中、λｉは前述の如く最小
密閉空間を形成するうず巻角度、λｌは巻終り端のうず
巻角度を示している）。このように運転中の旋回スクロ
ール３の熱膨張に見合ってずらし量△t1,△t2が設定さ
れているので、旋回スクロール３のラップ3Aと固定スク
ロール６のラップ6Aの衝接をさけることができる。
第６図は本発明の第２実施例に係り、本発明を固定スク
ロール６のラップ6Aに適用した場合を示している。この
場合、相手側ラップである旋回スクロール３のラップ
は、基本となるインボリュート曲線で形成されている。
そして固定スクロール６のラップ6Aでは、一方のラップ
外壁面Q2が基本となるインボリュート曲線のラップ外壁
面Ｑより外側に設けられ、他方のラップ内壁面P2が基本
となるインボリュート曲線のラップ内壁面Ｐより外側に
設けられている。このように、固定スクロール６に対し
て行った歯形形状補正の場合は前記旋回スクロール３の
場合と反対に、内接円半径Ｒは巻始めから巻終りに向っ
て漸次大きくなるように設定されている。
ロール６のラップ6Aに適用した場合を示している。この
場合、相手側ラップである旋回スクロール３のラップ
は、基本となるインボリュート曲線で形成されている。
そして固定スクロール６のラップ6Aでは、一方のラップ
外壁面Q2が基本となるインボリュート曲線のラップ外壁
面Ｑより外側に設けられ、他方のラップ内壁面P2が基本
となるインボリュート曲線のラップ内壁面Ｐより外側に
設けられている。このように、固定スクロール６に対し
て行った歯形形状補正の場合は前記旋回スクロール３の
場合と反対に、内接円半径Ｒは巻始めから巻終りに向っ
て漸次大きくなるように設定されている。
上述のとおり、本発明によれば、旋回スクロールの熱膨
張量、ひいては、固定スクロールとの相対的熱膨張量差
を考慮してあらかじめ、いずれか一方のスクロール部材
のラップ壁面を基本となるインボリュート曲線に対して
半径方向にずらして形成し、かつ両スクロールのラップ
間の隙間を外周側に向かって大きくなるように形成した
ので、運転することによってスクロール部材が熱膨張し
てもラップ側面同士が衝接することがなく、ファインギ
ャップを保ったままで真空ポンプを運転することができ
る。その結果、真空ポンプの信頼性および排気効率を向
上させることができる。
張量、ひいては、固定スクロールとの相対的熱膨張量差
を考慮してあらかじめ、いずれか一方のスクロール部材
のラップ壁面を基本となるインボリュート曲線に対して
半径方向にずらして形成し、かつ両スクロールのラップ
間の隙間を外周側に向かって大きくなるように形成した
ので、運転することによってスクロール部材が熱膨張し
てもラップ側面同士が衝接することがなく、ファインギ
ャップを保ったままで真空ポンプを運転することができ
る。その結果、真空ポンプの信頼性および排気効率を向
上させることができる。
第１図は本発明の第１実施例に係り、旋回スクロールラ
ップの部分平面図、第２図はインボリュート曲線を表わ
す説明図、第３図はラップ形状を示す模型図、第４図は
第１図に示すものの旋回スクロールと固定スクロールの
各ラップの中心部における噛合い状態を示す部分平面
図、第５図はうず巻角度と接線長さとの関係を示す線
図、第６図は本発明の第２実施例に係る固定スクロール
のラップ部分平面図である。 ３……旋回スクロール、 3A……旋回スクロール３のラップ、 ６……固定スクロール、 6A……固定スクロールのラップ、 Ｒ……内接円半径。
ップの部分平面図、第２図はインボリュート曲線を表わ
す説明図、第３図はラップ形状を示す模型図、第４図は
第１図に示すものの旋回スクロールと固定スクロールの
各ラップの中心部における噛合い状態を示す部分平面
図、第５図はうず巻角度と接線長さとの関係を示す線
図、第６図は本発明の第２実施例に係る固定スクロール
のラップ部分平面図である。 ３……旋回スクロール、 3A……旋回スクロール３のラップ、 ６……固定スクロール、 6A……固定スクロールのラップ、 Ｒ……内接円半径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 克躬 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 久代 利夫 兵庫県宝塚市新明和町１番地 新明和工業 株式会社産業機械事業部内 (72)発明者 上西 真 兵庫県宝塚市新明和町１番地 新明和工業 株式会社産業機械事業部内 (72)発明者 宮崎 和明 兵庫県宝塚市新明和町１番地 新明和工業 株式会社産業機械事業部内 (56)参考文献 特開 昭60−98185（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−62988（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−37319（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (4)
- 【請求項１】平板上にうず巻状のラップを設けた旋回ス
クロールと、厚肉平板にうず巻状のラップを設けた固定
スクロールとを備え、両スクロールを噛合わせ、前記旋
回スクロールを自転させることなく、前記固定スクロー
ルに対して旋回運動させることにより流体の圧縮を行な
うスクロール形真空ポンプにおいて、 前記旋回スクロールと前記固定スクロールのいずれか一
方のラップの形状が、基本となるインボリュート曲線に
対し一方のラップ側壁面をラップ厚さが薄くなるように
ずらし、他方のラップ側壁面をラップ厚さが厚くなるよ
うにずらして、内接円半径をスクロール中心近傍の巻始
めからスクロール外周部の巻終りに向って漸次変化させ
てスクロールラップの壁面を基本となるインボリュート
曲線に対して半径方向にずらせて形成するとともに、圧
縮機の常温状態で前記固定スクロールラップの内壁面と
前記旋回スクロールラップの外壁面との径方向の隙間が
外周方向に向って大きくなるように、かつ前記固定スク
ロールラップの外壁面と前記旋回スクロールラップの内
壁面との径方向の隙間が外周方向に向って小さくなるよ
うに形成したことを特徴とするスクロール形真空ポン
プ。 - 【請求項２】前記旋回スクロールのラップの内接円半径
がスクロール中心近傍の巻始めからスクロール外周部の
巻終りに向って漸次小さく設定されるものであって、該
ラップのうず巻状に形成されたラップ側壁面曲線は、最
外周部において、基本となるインボリュート曲線よりラ
ップ厚さを減ずる量を△t1、ラップ厚さを増す量を△t2
とすると、△t1≧△t2なる関係にある特許請求の範囲の
第１項記載のスクロール形真空ポンプ。 - 【請求項３】前記旋回スクロールの旋回半径εＲは、一
定寸法で、かつラップ厚さを変更しない場合の基本とな
るインボリュート曲線から求められる理論旋回半径をε
thとすると、εＲ≦εth−△t2なる関係にある特許請求
の範囲第２項記載のスクロール形真空ポンプ。 - 【請求項４】前記旋回スクロールと固定スクロールラッ
プ中心部で最小密閉空間を形成するときのラップ同士の
接点より外側で、ラップの両側壁面を基本となるインボ
リュート曲線よりずらして形成した特許請求の範囲の第
１項記載のスクロール形真空ポンプ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31252086A JPH0733828B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | スクロール形真空ポンプ |
| US07/137,340 US4773835A (en) | 1986-12-29 | 1987-12-23 | Scroll type pump with wrap curve offset for thermal expansion |
| KR1019870015222A KR900004608B1 (ko) | 1986-12-29 | 1987-12-29 | 스크로울형 펌프 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31252086A JPH0733828B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | スクロール形真空ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63167090A JPS63167090A (ja) | 1988-07-11 |
| JPH0733828B2 true JPH0733828B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=18030212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31252086A Expired - Fee Related JPH0733828B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | スクロール形真空ポンプ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4773835A (ja) |
| JP (1) | JPH0733828B2 (ja) |
| KR (1) | KR900004608B1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940010978B1 (ko) * | 1988-08-12 | 1994-11-21 | 갈소니꾸 가부시끼가이샤 | 멀티플로우형의 열교환기 |
| JPH0333485A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スクロール圧縮機 |
| US5342184A (en) * | 1993-05-04 | 1994-08-30 | Copeland Corporation | Scroll machine sound attenuation |
| JP3109359B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2000-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 密閉型スクロール圧縮機およびその組付け方法 |
| JPH11230628A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷凍装置 |
| JP3706276B2 (ja) * | 1999-07-29 | 2005-10-12 | 株式会社日立製作所 | 外周駆動型スクロール圧縮機 |
| US7244113B2 (en) | 2004-10-07 | 2007-07-17 | Varian, Inc. | Scroll pump with controlled axial thermal expansion |
| JP2010019176A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | スクロール圧縮機 |
| JP2009257343A (ja) * | 2009-08-10 | 2009-11-05 | Hitachi Ltd | スクロール式流体機械 |
| US20120045357A1 (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | Po-Chuan Huang | High effieiency scroll compressor with spiral compressor blades of unequal thickness |
| JP6158056B2 (ja) * | 2013-12-04 | 2017-07-05 | 株式会社日立産機システム | スクロール式流体機械 |
| JP6226002B2 (ja) | 2016-01-26 | 2017-11-08 | ダイキン工業株式会社 | スクロール圧縮機及びそれを備えた空気調和装置 |
| JP6956131B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2021-10-27 | 株式会社豊田自動織機 | スクロール型圧縮機 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4490099A (en) * | 1980-10-03 | 1984-12-25 | Sanden Corporation | Scroll type fluid displacement apparatus with thickened center wrap portions |
| US4382754A (en) * | 1980-11-20 | 1983-05-10 | Ingersoll-Rand Company | Scroll-type, positive fluid displacement apparatus with diverse clearances between scroll elements |
| JPS5934495A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-24 | Nippon Soken Inc | スクロ−ル型真空ポンプ |
| JPS6037319A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水圧鉄管路 |
| JPS6098185A (ja) * | 1983-11-02 | 1985-06-01 | Hitachi Ltd | スクロール圧縮機 |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP31252086A patent/JPH0733828B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-12-23 US US07/137,340 patent/US4773835A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-29 KR KR1019870015222A patent/KR900004608B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880007930A (ko) | 1988-08-29 |
| US4773835A (en) | 1988-09-27 |
| JPS63167090A (ja) | 1988-07-11 |
| KR900004608B1 (ko) | 1990-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0125462B1 (ko) | 스크롤형 유체 기계 | |
| JPH0733828B2 (ja) | スクロール形真空ポンプ | |
| JP3046486B2 (ja) | スクロール式流体機械 | |
| US6220840B1 (en) | Wall shape for scroll-type compressor vanes | |
| US4416597A (en) | Tip seal back-up member for use in fluid apparatus of the scroll type | |
| JPS6047443B2 (ja) | スクロ−ル形流体機械 | |
| JPS58172404A (ja) | スクロ−ル流体機械 | |
| JPH084669A (ja) | スクロール式流体機械 | |
| JPS6342082B2 (ja) | ||
| JPS6332991B2 (ja) | ||
| JP2677385B2 (ja) | スクロール流体機械 | |
| JP2679155B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP3291844B2 (ja) | スクロール形流体機械 | |
| JPH0127273B2 (ja) | ||
| EP1223343B1 (en) | Scroll compressor | |
| US4403930A (en) | Multi-piece apex seal structure for a rotary piston engine | |
| JPH08189485A (ja) | スクリュー機械 | |
| JPH0551071B2 (ja) | ||
| KR102326912B1 (ko) | 스크롤 유체 기계 및 이것에 사용되는 스크롤 부재 | |
| JP4444611B2 (ja) | スクロール式流体機械 | |
| JPH0154558B2 (ja) | ||
| CN111742143B (zh) | 涡旋流体机械 | |
| JP2000110749A (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP3044976B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JPH0643513Y2 (ja) | スクロール圧縮機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |