JP2000087880A

JP2000087880A - スクロール式流体機械

Info

Publication number: JP2000087880A
Application number: JP10270529A
Authority: JP
Inventors: Kiminobu Iwano; 公宣岩野
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】固定スクロールと旋回スクロールとの摺接間
に設けたシール部材が圧縮運転時に熱膨張したときで
も、摺接面間を良好にシールできるようにする。【解決手段】固定スクロール４の摺接面４Ｅには、各
圧縮室１０を径方向外側から取囲む環状凹溝１４を設け
る。そして、この環状凹溝１４内にはフェイスシール１
５を設け、フェイスシール１５のシール面をバックアッ
プリング１６によって旋回スクロール８の摺接面８Ｄに
押付ける。また、環状凹溝１４とフェイスシール１５と
の間にはバックアップリング１９を設け、このバックア
ップリング１９によってフェイスシール１５を環状凹溝
１４の内側面に押付けた状態で保持する。これによりフ
ェイスシール１５が径方向に熱膨張したときでも、この
ときの環状凹溝１４とフェイスシール１５との間の熱膨
張差分だけフェイスシール１５を環状凹溝１４の外周側
に設けた凹溝拡張部に逃がして吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気圧縮機、真空
ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関し、
特に無給油式のスクロール式流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スクロール式流体機械は、ケー
シングと、該ケーシングに設けられた固定スクロール
と、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、
前記ケーシング内で該駆動軸の先端側に旋回可能に設け
られ、前記固定スクロールと軸方向で摺接する旋回スク
ロールと、該旋回スクロールと固定スクロールとの間に
画成された複数の圧縮室とを備えたものが知られてい
る。

【０００３】この種の従来技術によるスクロール式流体
機械では、外部から駆動軸を回転駆動し、旋回スクロー
ルを固定スクロールに対して一定の偏心寸法をもって旋
回運動させることにより、固定スクロールの外周側に設
けた吸込口から空気等の流体を吸込みつつ、この流体を
固定スクロールのラップ部と旋回スクロールのラップ部
との間の各圧縮室内で順次圧縮し、固定スクロールの中
心部に設けた吐出口から圧縮流体を外部に向けて吐出す
る。

【０００４】また、この従来技術では、ケーシング内に
収容した潤滑油を駆動軸、旋回スクロール等に供給する
ことにより、これらの駆動軸、旋回スクロールの潤滑、
冷却を行う構成となっている。

【０００５】このため、従来技術では、例えば固定スク
ロールと旋回スクロールとの摺接面間に、両者間を液密
にシールするための環状のフェイスシールを設け、この
フェイスシールにより潤滑油が固定スクロールと旋回ス
クロールとの間から圧縮室内に漏出するのを防止し、清
浄な圧縮空気を外部に吐出させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるスクロール式流体機械では、固定スクロー
ルと旋回スクロールとの摺接面間をフェイスシールによ
ってシールし、このフェイスシールは、例えば固定スク
ロール側に設けた環状凹溝内に嵌着して取付ける構成と
している。

【０００７】このため、フェイスシールが圧縮室内で発
生する高温の圧縮熱等によって例えば径方向に熱膨張す
ると、このフェイスシールが環状凹溝の外側面と強く干
渉して、フェイスシールの旋回スクロールへの摺接面が
波立つ様に弾性変形することがある。

【０００８】そして、この場合には、旋回スクロールに
作用するフェイスシールの面圧分布が不均一になるばか
りか、旋回スクロールとの間でフェイスシールのシール
面に偏摩耗が生じ、フェイスシールの性能、信頼性等が
著しく低下する。

【０００９】そこで、このような不具合を解消するため
に、フェイスシールの途中部分を径方向で切断してこの
部分に合い口を設ける方法が検討されている。この場合
には、圧縮運転時にフェイスシールが上述の如く熱膨張
したときでも、この熱膨張分を合い口により吸収するこ
とができ、フェイスシールを均一な面圧をもって旋回ス
クロールに摺接させることが可能となる。

【００１０】しかし、このようにフェイスシールに合い
口を設けると、ケーシング内の潤滑油がこの合い口の部
分から圧縮室内等に漏出し易くなり、圧縮室内から清浄
な圧縮空気を吐出できなくなるという問題がある。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、シール部材が熱膨張したときでも、この
シール部材によって固定スクロールと旋回スクロールと
の間を長期に亘って常に良好にシールし続けることがで
き、シール部材のシール機能を高めて装置の性能、信頼
性等を向上できるようにしたスクロール式流体機械を提
供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明によるスクロール式流体機械は、ケーシン
グと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前
記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記ケ
ーシング内で該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、
前記固定スクロールと軸方向で摺接する旋回スクロール
と、該旋回スクロールと固定スクロールとの間に画成さ
れた複数の圧縮室と、前記ケーシング内に収容した潤滑
油が該各圧縮室内に浸入するのを防止するシール手段と
を備えている。

【００１３】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、シール手段は、固定スクロールと旋回スクロー
ルとの摺接面のうちいずれか一方の摺接面側に形成され
各圧縮室よりも径方向外側の位置を環状に延びた環状凹
溝と、該環状凹溝内に装着され前記各摺接面のうち相手
方の摺接面に接触する環状のシール部材と、該シール部
材と環状凹溝のうち少なくともいずれか一方に設けら
れ、該シール部材と環状凹溝との間の熱膨張差を吸収す
る熱膨張吸収部とによって構成したことにある。

【００１４】このように構成したことにより、圧縮運転
時にシール部材が環状凹溝内で径方向に熱膨張したとき
でも、熱膨張吸収部によりこのときのシール部材と環状
凹溝との間の熱膨張差分を吸収することができ、シール
部材を相手方のスクロールに対し均一な面圧をもって摺
接させることができる。

【００１５】また、請求項２の発明では、熱膨張吸収部
は、シール部材の外周と環状凹溝との間に環状の隙間を
形成するため前記環状凹溝の外周側に全周に亘って設け
られ前記環状凹溝を径方向に拡張させる凹溝拡張部と、
該隙間内に設けられシール部材を径方向内側に向けて弾
性的に押圧する押圧部とによって構成している。

【００１６】このように構成したことにより、環状凹溝
の外周側には凹溝拡張部が設けられるから、シール部材
が径方向に熱膨張したときには、このときのシール部材
と環状凹溝との間の熱膨張差分だけ、該シール部材を凹
溝拡張部側に逃がすことができる。また、シール部材を
押圧部により環状凹溝に向けて径方向内側に弾性的に押
圧できるから、このシール部材と環状凹溝の内側面との
間の隙間をなくすことができ、潤滑油がシール部材の背
面側に廻込んで圧縮室側に漏出するのを防止できる。

【００１７】さらに、請求項３の発明では、熱膨張吸収
部は、シール部材に設けられ該シール部材が熱膨張時に
径方向へと弾性変形するのを許す空洞部により構成して
いる。

【００１８】このように構成したことにより、シール部
材が熱膨張したときには、該シール部材に設けた空洞部
により、このときのシール部材と環状凹溝との間の熱膨
張差分だけシール部材の空洞部側部分を径方向に弾性変
形させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を
例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

【００２０】ここで、図１ないし図５は本発明の第１の
実施の形態を示している。図において、１はスクロール
式空気圧縮機の外枠を形成する有底筒状のケーシング
で、該ケーシング１は、環状の底部１Ａと、該底部１Ａ
の外周側から後述の固定スクロール４側に向けて延設さ
れた筒部１Ｂと、前記底部１Ａの内周側に突設された軸
受部１Ｃとによって構成されている。

【００２１】２はケーシング１の筒部１Ｂ先端側に設け
られた環状のスラスト受け部材で、該スラスト受け部材
２の内周側には、環状の切欠部２Ａが形成され、該切欠
部２Ａ内には、旋回スクロール８の鏡板８Ａが収容され
ている。そして、スラスト受け部材２の切欠部２Ａに
は、鏡板８Ａと摺接する環状のスラスト受け面２Ｂが形
成され、該スラスト受け面２Ｂは、旋回スクロール８に
作用するスラスト荷重を鏡板８Ａとの間で受承する構成
となっている。

【００２２】さらに、このスラスト受け部材２の内周側
には、複数個の油穴２Ｃ，２Ｃ，…（２個のみ図示）が
穿設され、該各油穴２Ｃは、ケーシング１内に収容した
潤滑油３を旋回スクロール８の鏡板８Ａ側に導く構成と
なっている。

【００２３】４はケーシング１の先端側に固着された固
定スクロールで、該固定スクロール４は、図１に示す如
く略円板状に形成され中心が後述する駆動軸５の軸線と
一致するように配設された鏡板４Ａと、該鏡板４Ａの表
面に立設された渦巻き状のラップ部４Ｂと、前記鏡板４
Ａの外周側からラップ部４Ｂを取囲むように軸方向に突
出した筒部４Ｃと、該筒部４Ｃの外周側から径方向外側
に突出し、固定スクロール１の筒部１Ｂ先端面に衝合し
て取付けられたフランジ部４Ｄとから構成されている。
また、固定スクロール４の筒部４Ｃは、後述する旋回ス
クロール８の鏡板８Ａが摺接する端面が摺接面４Ｅとな
っている。

【００２４】５はケーシング１内に軸受６，７によって
回転可能に支持された駆動軸で、該駆動軸５は、その基
端側が駆動源（図示せず）に連結され、先端側はクラン
ク５Ａとなってケーシング１内に延びている。そして、
該駆動軸５のクランク５Ａは、その軸線が駆動軸５の軸
線に対して寸法δだけ偏心している。

【００２５】８は固定スクロール４と対向してケーシン
グ１内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋
回スクロール８は、図１に示す如く円板状に形成された
鏡板８Ａと、該鏡板８Ａの表面側から軸方向に立設され
た渦巻き状のラップ部８Ｂとによって大略構成されてい
る。また、旋回スクロール８の鏡板８Ａには、その背面
側の中央にボス部８Ｃが突設され、該ボス部８Ｃは旋回
軸受９によって駆動軸５のクランク５Ａに回転可能に取
付けられている。さらに、この鏡板８Ａは、固定スクロ
ール４の摺接面４Ｅが摺接する端面が摺接面８Ｄとなっ
ている。

【００２６】そして、旋回スクロール８は、固定スクロ
ール４のラップ部４Ｂに対し例えば１８０度だけずらし
て重なり合うように配設され、両者のラップ部４Ｂ，８
Ｂ間には複数の圧縮室１０，１０，…が画成される。そ
して、スクロール式空気圧縮機の運転時には、固定スク
ロール４の外周側に設けた吸込口１１から外周側の圧縮
室１０内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロー
ル８が旋回運動する間に各圧縮室１０内で順次圧縮し、
最後に中心側の圧縮室１０から固定スクロール４の中心
に設けた吐出口１２を介して外部に圧縮空気を吐出す
る。

【００２７】１３はケーシング１内に収容した潤滑油３
が各圧縮室１０内に浸入するのを防止するシール手段と
してのシール機構で、該シール機構１３は、後述のフェ
イスシール１５、バックアップリング１６および熱膨張
吸収部１７によって構成されている。

【００２８】１４は旋回スクロール８の鏡板８Ａとの間
に位置して固定スクロール４の摺接面４Ｅに設けられた
環状凹溝で、該環状凹溝１４は、横断面が略コ字状をな
したリング溝として形成され、寸法ｄ1 の内径、寸法ｄ
2 の外径（図３参照）および寸法Ｗ1 の溝幅（図４参
照）を有している。そして、この環状凹溝１４は、図４
に示すように段付形状をなす底面１４Ａと、径方向内側
の垂直壁をなす内側面１４Ｂと、径方向外側の垂直壁を
なす外側面１４Ｃとによって構成され、各圧縮室１０を
径方向外側から取囲んで配置されている。

【００２９】また、環状凹溝１４の底面１４Ａは、径方
向の内側部分が内面部１４Ａ1 となり、径方向の外側部
分は段差部１４Ａ2 を介して該内面部１４Ａ1 よりも旋
回スクロール８側へと手前に配置された外面部１４Ａ3
となっている。

【００３０】ここで、環状凹溝１４の外径寸法ｄ2 は、
後述するフェイスシール１５の熱膨張時における外径寸
法ｄ3 ′に対し、下記数１の関係となるように予め決め
られた大きさに設定されるものである。

【００３１】

【数１】ｄ2 ＞ｄ3 ′

【００３２】１５は環状凹溝１４内に径方向内側寄りに
位置して設けられたシール部材としてのフェイスシール
で、該フェイスシール１５は、弾性樹脂材料により断面
矩形状のシールリングとして形成され、径方向に対して
寸法Ｗ2 の厚み（図４参照）を有している。

【００３３】そして、フェイスシール１５は、旋回スク
ロール８の鏡板８Ａに摺接する表面側がシール面１５Ａ
となり、該シール面１５Ａは、バックアップリング１６
の弾性力によって旋回スクロール８の鏡板８Ａに強く押
付けられ、該鏡板８Ａとの間を気液密にシールしてい
る。

【００３４】ここで、フェイスシール１５は、環状凹溝
１４とほぼ対応した内径寸法ｄ1 をもって形成され、後
述するバックアップリング１９の弾性力によって内側面
１４Ｂに強く押付けられている。これにより環状凹溝１
４の内側面１４Ｂとフェイスシール１５との間は気液密
にシールされる。

【００３５】また、フェイスシール１５の外径は、図３
に示すように圧縮運転の初期時の常温状態では寸法ｄ3
に設定され、図５に示すようにフェイスシール１５が熱
膨張する高温状態では、寸法ｄ3 ′に拡径（ｄ3 ′＞ｄ
3 ）される。

【００３６】なお、フェイスシール１５の膨張係数Ｋ1
は、環状凹溝１４が形成される旋回スクロール８の鏡板
８Ａの膨張係数Ｋ2 とほぼ等しい大きさ（Ｋ1 ＝Ｋ2 ）
に設定することが望ましい。

【００３７】１６はフェイスシール１５の背面側に位置
して環状凹溝１４内に設けられ、フェイスシール１５を
軸方向に押圧する軸方向のバックアップリングで、該バ
ックアップリング１６は、例えばシリコンゴム等の弾性
樹脂材料により中空に形成され、環状凹溝１４の底面１
４Ａ内面部１４Ａ1 とフェイスシール１５との間に弾性
変形した状態で配置されている。そして、バックアップ
リング１６は、フェイスシール１５のシール面１５Ａを
旋回スクロール８の鏡板８Ａに向けて弾性的に押圧する
構成となっている。

【００３８】１７はフェイスシール１５の外周側に位置
して固定スクロール４に設けられた熱膨張吸収部で、該
熱膨張吸収部１７は、後述の凹溝拡張部１８とバックア
ップリング１９とによって構成され、フェイスシール１
５が熱膨張したときに環状凹溝１４とフェイスシール１
５との間の熱膨張差分を吸収するものである。

【００３９】１８は環状凹溝１４内に底面１４Ａの外面
部１４Ａ3 と外側面１４Ｃとの間で画成された凹溝拡張
部で、該凹溝拡張部１８は、環状凹溝１４を全周に亘っ
て径方向の外側に拡張し、バックアップリング１９をフ
ェイスシール１５の外周側に収容するための隙間（収容
空間）を形成している。

【００４０】１９は環状凹溝１４の凹溝拡張部１８内に
設けられ、フェイスシール１５を径方向に押圧する押圧
部としての径方向のバックアップリングを示し、該バッ
クアップリング１９は、前述したバックアップリング１
６とほぼ同様に形成されている。

【００４１】ここで、バックアップリング１９は、図４
中に一点鎖線で示す自然長状態では、径方向に対して寸
法Ｗ3 の線径を有し、この寸法Ｗ3 は、環状凹溝１４の
溝幅（寸法Ｗ1 ）とフェイスシール１５の厚み（寸法Ｗ
2 ）に対して、下記数２の関係となるように設定され
る。

【００４２】

【数２】Ｗ1 ＜Ｗ2 ＋Ｗ3

【００４３】これによりバックアップリング１９は、環
状凹溝１４の外側面１４Ｃとフェイスシール１５と間に
弾性変形した状態で配置され、該フェイスシール１５を
環状凹溝１４の内側面１４Ｂ側に向けて弾性的に押圧す
る構成となっている。そして、バックアップリング１９
は、環状凹溝１４とフェイスシール１５との間の径方向
に対するがたつきを抑えた状態で、フェイスシール１５
が凹溝拡張部１８側へと径方向に熱膨張するのを許すも
のである。

【００４４】なお、２０，２１はケーシング１内に位置
して駆動軸５の外周側に一体に設けられた油掻きで、該
油掻き２０，２１は、潤滑油３を掻き上げることによ
り、この潤滑油３を旋回スクロール８、スラスト受け部
材２、軸受６，７および旋回軸受９等に供給し、これら
を冷却、潤滑させるものである。また、油掻き２１に
は、駆動軸５の回転バランスをとるカウンタウエイト２
２が固着されている。

【００４５】本実施の形態によるスクロール式空気圧縮
機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動につ
いて説明する。

【００４６】まず、電動モータにより駆動軸５を回転さ
せると、旋回スクロール８は駆動軸５を中心として寸法
δの旋回半径をもった円運動（旋回運動）を行い、固定
スクロール４のラップ部４Ｂと旋回スクロール８のラッ
プ部８Ｂとの間に画成された圧縮室１０，１０，…が連
続的に縮小する。これにより、固定スクロール４の吸込
口１１から吸込んだ外気を該各圧縮室１０で順次圧縮し
つつ、この圧縮空気を固定スクロール４の吐出口１２か
ら外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。

【００４７】また、ケーシング１内に収容された潤滑油
３は、駆動軸５の回転時に油掻き２０，２１によって掻
き上げられ、ケーシング１内で旋回スクロール８、スラ
スト受け部材２、軸受６，７および旋回軸受９等を冷
却、潤滑させる。

【００４８】ここで、本実施の形態では、固定スクロー
ル４と旋回スクロール８との摺接面４Ｅ，８Ｄ間にシー
ル機構１３を設け、このシール機構１３は、バックアッ
プリング１６によりフェイスシール１５を鏡板８Ａに強
く押付ける構成としたから、鏡板８Ａに対するシール面
１５Ａの面圧をバックアップリング１６により高めるこ
とができ、潤滑油３が摺接面４Ｅ，８Ｄ間から圧縮室１
０内に漏出するのを防止することができる。

【００４９】ところで、上述した圧縮運転時には、フェ
イスシール１５は、例えば圧縮室１０内からの圧縮熱、
または鏡板８Ａとの間で生じる摩擦熱等によって図５に
示すように径方向に熱膨張することがある。そして、こ
のときにフェイスシール１５が環状凹溝１４の外側面１
４Ｃと強く干渉すると、フェイスシール１５全体が環状
凹溝１４内で弾性変形し、旋回スクロール８の鏡板８Ａ
に対するシール面１５Ａの面圧が不均一になる。

【００５０】そこで、本実施の形態では、環状凹溝１４
を凹溝拡張部１８により径方向外側に拡張すると共に、
この凹溝拡張部１８にはフェイスシール１５を径方向の
内側に押圧するバックアップリング１９を設け、これら
の凹溝拡張部１８とバックアップリング１９とから熱膨
張吸収部１７を構成している。

【００５１】これにより圧縮運転時に、フェイスシール
１５が径方向に熱膨張したときでも、図５に示すように
環状凹溝１４とフェイスシール１５との間で生じる熱膨
張差分だけ、このフェイスシール１５を凹溝拡張部１８
側に逃がして前記熱膨張差分を吸収することができ、従
来技術で述べたように、フェイスシール１５が環状凹溝
１４の外側面１４Ｃと干渉して全体が弾性変形するよう
な不具合を解消することができる。

【００５２】しかも、環状凹溝１４とフェイスシール１
５との間の径方向に対するがたつきをバックアップリン
グ１９によって抑えることができ、バックアップリング
１９を環状凹溝１４内に位置決めした状態で安定して取
付けることができる。

【００５３】従って、本実施の形態によれば、圧縮運転
時には、フェイスシール１５のシール面１５Ａを、旋回
スクロール８の鏡板８Ａに対し常に均一な面圧をもって
摺接させ続けることができ、このシール面１５Ａと鏡板
８Ａとの間のシール性をさらに高めることができると共
に、シール面１５Ａに偏摩耗が生じるのを防止でき、フ
ェイスシール１５の耐久性、寿命等を高めることができ
る。

【００５４】これによりケーシング１内の潤滑油３が各
圧縮室１０側に漏出する虞れをなくすことができ、吐出
口１２からは常に清浄な圧縮空気を外部に向けて吐出す
ることができ、装置の性能を高めることができると共
に、ケーシング１への潤滑油３の給油サイクルを延ばす
ことができる。

【００５５】また、バックアップリング１９によりフェ
イスシール１５を環状凹溝１４の内側面１４Ｂに強く押
付けることができるから、フェイスシール１５と内側面
１４Ｂとの間の隙間をなくすことができる。これにより
潤滑油３がフェイスシール１５の背面側に廻込んで圧縮
室１０内に漏出するのを防止でき、装置の性能等をさら
に高めることができる。

【００５６】また、フェイスシール１５の膨張係数Ｋ1
を、環状凹溝１４が形成される旋回スクロール８の鏡板
８Ａの膨張係数Ｋ2 とほぼ等しい大きさ（Ｋ1 ＝Ｋ2 ）
に設定し、圧縮運転時における鏡板８Ａの熱膨張量とフ
ェイスシール１５の熱膨張量とをほぼ一致させることに
より、フェイスシール１５と内側面１４Ｂとの間の隙間
を確実になくすことができ、圧縮室１０内への潤滑油３
の漏出を一層防止することができる。

【００５７】さらに、フェイスシール１５には、前述し
た従来技術のような合い口を不要にできるから、旋回ス
クロール８を旋回運動させたときに、例えフェイスシー
ル１５が旋回スクロール８との間で生じる摩擦力によっ
て自転したとしても、フェイスシール１５の途中部分が
径方向で分離する虞れがなくなり、該フェイスシール１
５のシール機能を一層向上することができる。また、フ
ェイスシール１５の形状を簡略化でき、該フェイスシー
ル１５の全体の加工工数等を減らして加工時の作業性等
を高めることができる。

【００５８】次に、図６は本発明の第２の実施の形態を
示し、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。然るに、本実施の形態の特徴は、シール手段
としてのシール機構３１を構成するフェイスシール３２
の径方向外側部分に、熱膨張吸収部としての複数の空胴
部３３を設ける構成としている。

【００５９】ここで、フェイスシール３２は、前記第１
の実施の形態によるフェイスシール１５とほぼ同様に形
成され、シール面３２Ａを有している。しかし、該フェ
イスシール３２は、環状凹溝１４の溝幅とほぼ対応した
厚みをもって形成され、その内部には、複数の空洞部３
３が軸方向に等間隔に離間して形成されている。そし
て、このフェイスシール３２は、各空洞部３３側部分が
弾性変形した状態で環状凹溝１４内に配置され、その内
周面と外周面はそれぞれ内側面１４Ｂ、外側面１４Ｃに
弾性的に当接している。

【００６０】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、圧縮運転時には環状凹溝１４とフェイスシー
ル３２との間で生じる熱膨張差分だけ、フェイスシール
３２の各空洞部３３側部分を径方向に弾性変形させるこ
とができ、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。

【００６１】特に、本実施の形態では、環状凹溝１４の
外側面１４Ｃとフェイスシール３２との間の隙間を、内
側面１４Ｂとフェイスシール３２との間の隙間と同様に
なくすことができるから、潤滑油３がフェイスシール３
２の背面側に廻込んで圧縮室１０側に漏出するのをさら
に防止することができ、装置の性能等を一層高めること
ができる。

【００６２】次に、図７は本発明の第３の実施の形態を
示し、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一
の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するも
のとする。然るに、本実施の形態の特徴は、シール手段
としてのシール機構４１を構成するフェイスシール４２
の外周側に、このフェイスシール４２を径方向内側に弾
性的に押圧する押圧部としてのリップ部４３を一体に設
けたことにある。

【００６３】ここで、フェイスシール４２は、前記第１
の実施の形態によるフェイスシール１５とほぼ同様に形
成され、シール面４２Ａを有しているものの、該フェイ
スシール４２には凹溝拡張部１８内に位置してリップ部
４３が一体形成されている。

【００６４】また、リップ部４３は、基端側がフェイス
シール４２の外周に沿って固着された環状体として形成
され、その先端側は環状凹溝１４の外側面１４Ｃに弾性
的に当接し、該外側面１４Ｃとの間を気液密にシールす
ると共にフェイスシール４２を内側面１４Ｂに向けて弾
性的に押圧している。そして、このリップ部４３は、環
状凹溝１４とフェイスシール４２との間のがたつきを抑
えた状態で、フェイスシール４２が凹溝拡張部１８側へ
と径方向に熱膨張するのを許し、この凹溝拡張部１８と
共に熱膨張吸収部４４を構成している。

【００６５】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。

【００６６】なお、各実施の形態では、シール機構を固
定スクロール側に設ける構成として述べたが、これに替
えて、旋回スクロール側にシール機構を設ける構成とし
てもよい。

【００６７】また、第２の実施の形態では、空洞部３３
をフェイスシール３２の径方向外側部分に設ける構成と
して述べたが、これに替えて、例えばフェイスシール３
２の径方向内側部分に空洞部を設ける構成としてもよ
い。

【００６８】また、第２の実施の形態では、フェイスシ
ール３２の表面側のうち、径方向内側部分のみをシール
面３２Ａとして形成したが、これに替えて、例えば径方
向外側部分を内側部分と同様に旋回スクロール８の鏡板
８Ａに摺接するシール面として形成してもよい。

【００６９】さらに、各実施の形態においては、シール
部材は、旋回スクロールに対し面接触となっているが、
面接触とすることは必ずしも必要とされるものではな
く、例えば旋回スクロールに対し線接触させることによ
り、シールを行ってもよい。

【００７０】さらに、各実施の形態では、スクロール式
流体機械としてスクロール空気圧縮機を例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷
媒圧縮機等にも広く適用できる。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明では、シール手段を構成するシール部材と環状凹溝の
うち少なくともいずれか一方には、シール部材と環状凹
溝との間の熱膨張差を吸収する熱膨張吸収部を設ける構
成としたから、圧縮運転時にシール部材が環状凹溝内で
径方向に熱膨張したときでも、熱膨張吸収部によりこの
ときのシール部材と環状凹溝との間の熱膨張差分を吸収
することができ、シール部材を相手方のスクロールに対
し均一な面圧をもって摺接させることができる。

【００７２】これにより固定スクロールと旋回スクロー
ルとの間のシール性をシール手段によって高めることが
でき、ケーシング内の潤滑油が圧縮室側に漏出する虞れ
をなくして、常に清浄な圧縮空気を外部に吐出すること
ができ、装置の性能を高めることができると共に、ケー
シングへの潤滑油の給油サイクルを延ばすことができ
る。また、シール部材が相手方のスクロールとの間で偏
摩耗するのを防止でき、該シール部材の耐久性、寿命等
を高めることができる。

【００７３】また、シール部材には、前述した従来技術
で述べたような合い口を不要にできるから、旋回スクロ
ールを旋回運動させたときに、例えシール部材が旋回ス
クロールとの間で生じる摩擦力によって自転したとして
も、シール部材の途中部分が径方向で分離する虞れがな
くなり、該シール部材のシール機能を一層向上すること
ができる。また、シール部材の形状を簡略化でき、該シ
ール部材の全体の加工工数等を減らして加工時の作業性
等を高めることができる。

【００７４】さらに、請求項２の発明では、熱膨張吸収
部を、環状凹溝の外周側に全周に亘って設けた凹溝拡張
部と、シール部材を径方向内側に向けて弾性的に押圧す
る押圧部とによって構成したから、シール部材が径方向
に熱膨張したときには、このシール部材を環状凹溝側へ
と逃がすことができると共に、シール部材と環状凹溝と
の間の径方向のたがつきを押圧部により抑えることがで
き、これによりシール部材を環状凹溝内に安定して取付
けることができ、シール手段の性能等をより高めること
ができる。また、押圧部によりシール部材と環状凹溝の
内側面との間の隙間をなくすことができ、潤滑油が両者
の間からシール部材の背面側に廻込んで圧縮室側に漏出
するような事態を解消でき、装置の信頼性等を一層高め
ることができる。

【００７５】さらに、請求項３の発明のように、シール
部材に設けた空洞部によって熱膨張部を構成した場合で
も、請求項２の発明とほぼ同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機を示す縦断面図である。

【図２】図１中のシール機構等を拡大して示す要部拡大
断面図である。

【図３】旋回スクロールを取外した状態で固定スクロー
ルおよびシール機構を示す図１中の矢示 III−III 方向
からみた断面図である。

【図４】図２中のシール機構等を示す拡大して示す部分
断面図である。

【図５】フェイスシールが熱膨張した状態を示す図４と
同様位置からみた部分断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機のシール機構等を拡大して示す図４と同様位
置からみた部分断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機のシール機構等を拡大して示す図４と同様位
置からみた部分断面図である。

【符号の説明】

１ケーシング３潤滑油４固定スクロール４Ｅ，８Ｄ摺接面５駆動軸８旋回スクロール１０圧縮室１３，３１，４１シール機構（シール手段）１４環状凹溝１５，３２，４２フェイスシール１７，４４熱膨張吸収部１８凹溝拡張部１９バックアップリング（押圧部）３３空洞部（熱膨張吸収部）４３リップ部（押圧部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、該ケーシングに設けられ
た固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設け
られた駆動軸と、前記ケーシング内で該駆動軸の先端側
に旋回可能に設けられ、前記固定スクロールと軸方向で
摺接する旋回スクロールと、該旋回スクロールと固定ス
クロールとの間に画成された複数の圧縮室と、前記ケー
シング内に収容した潤滑油が該各圧縮室内に浸入するの
を防止するシール手段とを備えてなるスクロール式流体
機械において、前記シール手段は、前記固定スクロールと旋回スクロー
ルとの摺接面のうちいずれか一方の摺接面側に形成され
前記各圧縮室よりも径方向外側の位置を環状に延びた環
状凹溝と、該環状凹溝内に装着され前記各摺接面のうち
相手方の摺接面に接触する環状のシール部材と、該シー
ル部材と環状凹溝のうち少なくともいずれか一方に設け
られ該シール部材と環状凹溝との間の熱膨張差を吸収す
る熱膨張吸収部とによって構成したことを特徴とするス
クロール式流体機械。
【請求項２】前記熱膨張吸収部は、前記シール部材の
外周と環状凹溝との間に環状の隙間を形成するため前記
環状凹溝の外周側に全周に亘って設けられ前記環状凹溝
を径方向に拡張させる凹溝拡張部と、該凹溝拡張部内に
配置され前記シール部材を径方向内側に向けて弾性的に
押圧する押圧部とによって構成してなる請求項１に記載
のスクロール式流体機械。
【請求項３】前記熱膨張吸収部は、前記シール部材に
設けられ該シール部材が熱膨張時に径方向へと弾性変形
するのを許す空洞部により構成してなる請求項１に記載
のスクロール式流体機械。