JPH0315603A - スクロール流体機械 - Google Patents

スクロール流体機械

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Publication number
JPH0315603A
JPH0315603A JP14807789A JP14807789A JPH0315603A JP H0315603 A JPH0315603 A JP H0315603A JP 14807789 A JP14807789 A JP 14807789A JP 14807789 A JP14807789 A JP 14807789A JP H0315603 A JPH0315603 A JP H0315603A
Authority
JP
Japan
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scroll
oldham
ring
fluid machine
scrolls
Prior art date
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Pending
Application number
JP14807789A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihisa Kitora
木藤良 善久
Shin Sekiya
慎 関屋
Masayuki Tsunoda
昌之 角田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14807789A priority Critical patent/JPH0315603A/ja
Publication of JPH0315603A publication Critical patent/JPH0315603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/003Systems for the equilibration of forces acting on the elements of the machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
    • F01C17/066Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements with an intermediate piece sliding along perpendicular axes, e.g. Oldham coupling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容積形流体機械の一種である全系回転型のス
クロール流体機械に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、スクロール流体機械としては種々色々なものが
知られており、この中には所謂全系回転型スクロール流
体機械がある。
従来、この種の全系回転型スクロール流体機械は例えば
圧縮機,液体ポンプあるいは真空ポンプ等の流体機械に
広く使用されており、第3図に示すように構成されてい
る.これを同図および第4図に基づいて説明すると、同
図において、符号1で示すものは筒状のケーシングで、
上下2つのケーシングla, lbからなり、内部には
吸気室2と排気室3に画戒する仕切壁4が設けられてお
り、下端部にはケーシング開口部を閉塞するカバー5が
装着されている。6は前記吸気室2の内外に開口する吸
気用のプラグで、前記下部ケーシング1bの周壁に取り
付けられている.7は前記排気室3の内外に開口する排
気用のプラグで、前記上部ケーシング1aの周壁に取り
付けられている。8は平面視円形状の合板(図示せず)
を有する駆動スクロールで、前記吸気室2内に設けられ
ており、中央部および外周部には各々吐出口9と吸込口
(図示せず)が設けられている.この駆動スクロール8
の合板裏側には、各々が互いに周方向に180 ’離間
する2つのコ字状アーム10. 11が固定されている
。12は前記ケーシング1の軸線方向に延在する駆動軸
で、軸受支え13および前記仕切壁4に各々軸受14.
 15を介して回転自在に支承され、かつ前記駆動スク
ロール8の中央部に連結されている.この駆動軸12に
は、前記吐出口9に連通ずる排気通路16が設けられて
いる.17は前記台板(図示せず)に対向する平面視円
形状の合板(図示せず)を有する従動スクロールで、前
記吸気室2内に設けられ、かつ前記駆動スクロール8に
偏心して組み合わされている.この従動スクロール17
は、前記駆動スクロール8に同期回転することにより外
周部から内周部に向かって移動する密閉空間l8を形成
するように構威されている。また、この従動スクロール
17の合板裏側には、前記両コ字状アーム10. 11
を結ぶ線と直角な2等分線上で各々が互いに対向す2つ
の突子19. 20が設けられている。
2lは前記駆動軸12の軸線方向に延在する従動輪で、
前記カバー5に軸受22. 23を介して回転自在に支
承され、かつ前記従動スクロール17の中央部に連結さ
れている.24は前記駆動スクロール8から前記従動ス
クロール17に回転力を伝達するオルダム継手で、前記
従動軸21が挿通する環状体25と、この環状体25の
外周面に突設され前記キー19. 20および前記コ字
状アーム10. 11の自由端部に摺動自在に嵌合する
U字溝26aを有するガイド26とからなり、前記吸気
室2内に設けられている.27はスクロール流体機械駆
動用のモータで、前記ケーシング1の外側に設けられて
いる.このモータ27の回転軸28は前記駆動軸12に
カップリング29を介して連結されており、軸上には前
記軸受支え13の上方に位置するファン30が固着され
ている。
このように構威された全系回転型スクロール流体機械に
おいては、モータ27によって駆動スクロール8が回転
すると、この回転力がオルダム継手24を介して従動ス
クロール17に伝達される。このとき、吸気用のプラグ
6から下部ケーシング1b内に吸入される流体は、吸気
室2から両スクロール8.17間に流入して容積が漸次
減少する密閉空間?8で圧縮された後、排気通路16,
排気室3を通過して排気用のプラグ7から上部ケーシン
グla外に吐き出される。
ところで、この種の全系回転型スクロール流体機械にお
いては、駆動スクロール8の軸芯と従動スクロールl7
の軸芯間が所定の距離rに設定されており、運転時には
これら両スクロール8,l7とオルダム継手24が第5
図(a)〜(h)に示すように運動する。これより、両
スクロール8,17が1回転する間にオルダム継手24
もl回転し、オルダム継手24の中心は0,0!を直径
とする円軌道を2回転することが理解できる。すなわち
、オルダム継手24は自転すると共に、この自転回数と
2倍の回転数で公転するのである。このため、オルダム
継手24には遠心力が発生し、この遠心力に相当する荷
重がコ字状アーム10. 11とオルダム継手24およ
びキー19. 20とオルダム継手24の摺動部分に作
用することになる。ここで、θは回転角. 0,, 0
■は各々駆動スクロール8と従動スクロールl7の回転
中心を示し、またオルダム継手24のU字溝の一箇所を
黒塗りで示す。
次に、駆動スクロール8,従動スクロール17およびオ
ルダム継手24の動作につき、第6図を用いて詳細に説
明する。ここで、第6図はオルダム継手24がOl08
の基準線からθだけ回転した状態を示す.同図において
、F,, F!はキー19. 20とオルダム継手24
のU字溝26a間に作用する荷重、F3. F.はコ字
状アーム10. 11とオルダム継手24のU字溝26
a間に作用する荷重、Fcはオルダム継手24の遠心力
、0,はオルダム継手24の中心、lはオルダム継手2
4の平均半径、rは駆動スクロール8と従動スクロール
l7の回転中心間の距離を示す.今、オルダム継手24
のU字溝26aにおける摺動摩擦係数および距11rが
平均半径lに比較して十分に小さいと仮定すると、F,
〜F,は各々次式で表すことができる. F+−(T/4l)  +  (1/2) Fc co
s θh=(T/4j!)   (1/2) Fcco
s θh=(T/4j)   (1/2) Fcsin
 θF*=(T/4l)  +  (1/2) Fcs
in θ但し、Fc = me(r/2) (2(+)
)”= 2 m6rω”, rrL1はオルダム継手2
4のfN,ωはスクロールの回転角速度,Tは駆動スク
ロール8に同期して従動スクロール17を回転させるに
必要なトルクである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、従来のスクロール流体機械においては、運転
時にオルダム継手24の公転によってオルダム継手24
に遠心力が作用するものであるため、ガイド26とコ字
状アーム10. 11間やガイド26とキー19. 2
0間の摺動部面圧を可能な限り小さい圧力に設定する必
要があった.すなわち、摺動部において面圧が過度に大
きいと、これら摺動部に焼き付きが発生してしまうから
である。この結果、オルダム継手24の摺動部面積を大
きく設定する必要が生じ、オルダム継手24が大型化か
つ重量化し、運転時に振動が大きくなるという問題があ
った.本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので
、オルダムリングの小型化と軽量化を図ることができ、
もって運転時の振動を抑制することができるスクロール
流体機械を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るスクロール流体機械は、各々が互いに偏心
して組み合わされ同期回転することにより移動する密閉
空間を形成する2つのスクロールと、これら両スクロー
ルに各々設けられ互いに平行な2つのスクロール軸と、
これら両スクロール軸のうち一方のスクロール軸に挿通
されかつ各スクロールに連結部材を介して摺動自在に設
けられたオルダムリングとを備え、このオルダムリング
と各スクロール側との間にリング摺動方向に伸縮する弾
性体を弾装したものである。
〔作 用〕
本発明においては、運転時に弾性体によってオルダムリ
ングに対し摺動方向の弾撥力を付与することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の構威等を図に示す実施例によって詳細に
説明する. 第1図(a)および伽)は本発明に係るスクロール流体
機械の要部を示す縦断面図で、同図以下において第3図
〜第5図と同一の部材については同一の符号を付し、詳
細な説明は省略する。同図において、符号51で示すも
のは前記駆動スクロール8から前記従動スクロール17
に回転力を伝達するオルダムリングで、前記従動軸2l
によって挿通されており、一例端面には径方向に延在す
る四個のガイド部52〜55が周方向に等間隔を隔てて
形成されている。56および57はコ字状を呈する第1
の連結部材で、前記駆動スクロール8の合板裏側であっ
て各水平一端部が互いに周方向に180 ゜離間する部
位に設けられ、かつ各水平他端部が前記ガイド部52〜
55のうちガイド部52. 54に摺動自在に連結され
ている。58および59は同じくコ字状を呈する第2の
連結部材で、各一端水平部が前記従動スクロール17の
合板裏側であって前記両連結部材56. 57間に位置
する部位に設けられ、かつ各他端水平部が前記ガイド部
53. 55に摺動自在に連結されている。60および
6lは弾性体としての第1のスプリングで、前記オルダ
ムリング51の摺動方向に伸縮する圧縮スプリングから
なり、前記連結部材56. 57の一端水平部の周囲に
設けられ、かつ前記連結部材56. 57の垂直部と前
記オルダムリング51の外周面との間に弾装されている
。62および63は同じく弾性体としての第2のスプリ
ングで、前記オルダムリング51の摺動方向に伸縮する
圧縮スプリングからなり、戦記連結部材58. 59の
一端水平部の周囲に設けられ、かつ前記連結部材58.
 59の垂直部と前記オルダムリング51の外周面との
間に弾装されている. このように構威されたスクロール流体機械においては、
運転時にスプリング60〜63によってオルダムリング
51に対し遠心力に相当する摺動方向の弾to力を付与
することができる。
したがって、本実施例においては、運転時にオルダムリ
ング51の摺動部に対して作用する荷重を小さくするこ
とができるから、オルダムリング51の摺動部面積を大
きく設定する必要がなくなり、オルダムリング51の小
型化および軽量化を図ることができる。
次に、本発明におけるオルダムリング51の小型化かつ
軽量化ができることを第2図に基づいて定量的に説明す
る。
今仮に、各スプリング60〜63の伸縮時に第1の連結
部材56. 57とオルダムリング51間の距離を各々
L.. L.とし、第2の連結部材58. 59とオル
ダムリング5l間の距離を各々L3, L#とし、〈連
結部材間の距離−オルダムリング外径)/2をL0とす
ると、L1〜L4は次式によって表すことができる。
L+=Lo − r cosθ, lt=10+ r 
cosθt,a=t,o+ r sinθ, L*=L
o  r Sinθまた、各スプリング60〜63の自
由長をLfとし、ばね定数をkとすると、オルダムリン
グ51に作用するばね反力f1〜f#は次式によって表
すことができる。
f+=k(Lr   L+)=k(Lr   Lo +
 r cosθ)fz=k (Lr   Lz) = 
k (LfL6   r COSθ)f+=k(LfL
s)=k(Lr   Lo   r sinθ)fa”
 k (Lr   L4) = k (Ly   Lo
 + r sinθ)ここで、flとf2およびf3と
f4は互いに荷重の方向が逆であるから、オルダムリン
グ51には次式に示すFl2.F:l4のばね力が作用
する。
F Iz=h  ft= 2 k r cosθF,a
=fa−f+= 2 k r sinθしたがって、オ
ルダムリング5lと各連結部材56〜59間の摺動部に
作用する荷重F+−Paは各々次式によって表すことが
できる. F+=(T/41’)  +1/2 (Fc− 4kr
)cosθFz=(T/4j!)  1/2 (FC−
 4kr)cosθh=(T/4l〉1/2 (FC−
 4kr)sinθh−(T/4j’)  +1/2 
(Fc − 4kr)sinθここで、各スプリング6
0〜63のばね定数kをk= FC/ 4rに選定する
と、オルダムリング51の摺動部に作用する荷重はT/
4 Nのみとなり、この結果運転時に摺動部に対する荷
重を軽減することができる.すなわち、オルダムリング
51の小型化かつ軽量化ができるのである. なお、本実施例においては、オルダムリング51と各連
結部材56〜59との間にスプリング60〜63を弾装
する例を示したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、オルダムリング5lとスクロール8,■7間やオ
ルダムリング51とスクロール軸12,21(駆動軸と
従動軸〉間に弾装しても実施例と同様の効果を奏する。
また、本実施例においては、弾性体として圧縮スプリン
グを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されず
、例えば引張スプリング等の弾性体であってもよく、そ
の種類は適宜変更することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、各々が互いに偏心
して組み合わされ同期回転することにより移動する密閉
空間を形成する2つのスクロールと、これら両スクロー
ルに各々設けられ互いに平行な2つのスクロール軸と、
これら両スクロール軸のうち一方のスクロール軸に挿通
されかつ各スクロールに連結部材を介して摺動自在に設
けられたオルダムリングとを備え、このオルダムリング
と各スクロール側との間にリング摺動方向に伸縮する弾
性体を弾装したので、スクロール運転時に弾性体によっ
てオルダムリングに対し摺動方向の弾撥力を付与するこ
とができ、オルダムリングの摺動部に対して作用する荷
重を軽減することができる.したがって、オルダムリン
グの摺動部面積を大きくする必要がなくなるから、オル
ダムリングの小型化および軽量化を図ることができ、ス
クロール運転時の振動を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図(a). (b)および第2図は本発明に係るス
クロール流体機械の要部を示す縦断面図と横断面図、第
3図および第4図は従来のスクロール形流体機械の全体
と継手部分を示す断面図、第5図(a)〜(hlおよび
第6図はオルダム継手の動作を説明するための図である
。 8・・・・駆動スクロール、12・・・・駆動軸、l7
・・・・従動スクロール、21・・・・従動軸、5l・
・・・オルダムリング、52〜55・・・・ガイド部、
56〜59・・・・連結部材、60〜63・スプリング
. 代  理   人   大 岩 増 雄11!1図 (0) ″51 (b) 第 3 図 第 2 図 へq 第 4 図 第 5 図 e e 第 6 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各々が互いに偏心して組み合わされ同期回転することに
    より移動する密閉空間を形成する2つのスクロールと、
    これら両スクロールに各々設けられ互いに平行な2つの
    スクロール軸と、これら両スクロール軸のうち一方のス
    クロール軸に挿通されかつ前記各スクロールに連結部材
    を介して摺動自在に設けられたオルダムリングとを備え
    、このオルダムリングと前記各スクロール側との間にリ
    ング摺動方向に伸縮する弾性体を弾装したことを特徴と
    するスクロール流体機械。
JP14807789A 1989-06-09 1989-06-09 スクロール流体機械 Pending JPH0315603A (ja)

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JP14807789A JPH0315603A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 スクロール流体機械

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JP14807789A JPH0315603A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 スクロール流体機械

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403172A (en) * 1993-11-03 1995-04-04 Copeland Corporation Scroll machine sound attenuation
US5934890A (en) * 1996-05-20 1999-08-10 Tokico Ltd. Scroll fluid machine having a rotating preventing mechanism including a resilient member
JP2010104867A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 En-Tec Co Ltd 汚泥掻寄機

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