JP2000291572A

JP2000291572A - スクロール式流体機械

Info

Publication number: JP2000291572A
Application number: JP11098048A
Authority: JP
Inventors: Shingo Miyake; 信吾三宅; Kazunari Komatsu; 一成小松; Yoshie Sakai; 佳恵酒井
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】フェイスシールによって固定スクロールと旋
回スクロールとの摺接面間を長期に亘って良好にシール
し、性能、信頼性等を高められるようにする。【解決手段】固定スクロール４および旋回スクロール
６は、アルミニウム合金によってそれぞれ形成すると共
に、固定スクロール４、旋回スクロール６には陽極酸化
処理を施すことにより、両者の摺接面４Ｅ，６Ｄの耐摩
耗性等を高める。また、固定スクロール４の摺接面４Ｅ
側にはフェイスシール２１を設け、このフェイスシール
２１を陽極酸化処理皮膜で形成された旋回スクロール６
の摺接面６Ｄに摺接させ、摺接面４Ｅ，６Ｄ間をシール
する。そして、フェイスシール２１は、例えば四フッ化
エチレン樹脂８０〜９０重量％に、耐熱性樹脂であるポ
リイミド樹脂または芳香族ポリエステル樹脂を１０〜２
０重量％含ませた樹脂材料により形成し、フェイスシー
ル２１の耐熱性、耐摩耗性等を高めるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気圧縮機
や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来技術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て説明す
る。

【０００３】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、ケーシング本体２と後述のスラスト受け３とに
よって構成されている。ここで、ケーシング本体２は、
環状の底部２Ａと、該底部２Ａ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２Ｂと、前記底
部２Ａの内周側に突設された軸受部２Ｃとによって構成
され、その内部には潤滑油１４が収容されている。

【０００４】３は環状のスラスト受けで、該スラスト受
け３は、ケーシング本体２の筒部２Ｂ先端側に設けら
れ、該ケーシング本体２と共にケーシング１を構成して
いる。ここで、スラスト受け３は、後述する旋回スクロ
ール６の鏡板６Ａに摺接し、旋回スクロール６に作用す
るスラスト荷重を鏡板６Ａとの間で受承する構成となっ
ている。

【０００５】４はスラスト受け３の先端側に固着して設
けられた固定スクロールで、該固定スクロール４は、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
立設された渦巻状のラップ部４Ｂと、前記鏡板４Ａの外
周側から該ラップ部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、スラスト受け３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、旋回スクロール６と摺接する端面が摺接
面４Ｅとなっている。

【０００６】ここで、固定スクロール４は、外表面に陽
極酸化処理が施されたアルミニウム合金を用いて加工さ
れるものである。このため、固定スクロール４の摺接面
４Ｅには陽極酸化処理皮膜が形成され、該摺接面４Ｅの
耐摩耗性等を高める構成となっている。

【０００７】５はケーシング本体２の軸受部２Ｃに回転
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５
Ａとなってケーシング本体２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。

【０００８】６は固定スクロール４と対向してケーシン
グ１を構成するスラスト受け３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６は、円板状に形
成された鏡板６Ａと、該鏡板６Ａの表面側から軸方向に
立設された渦巻状のラップ部６Ｂとによって大略構成さ
れている。また、旋回スクロール６の鏡板６Ａには、そ
の背面側の中央にボス部６Ｃが突設され、該ボス部６Ｃ
は旋回軸受７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。また、旋回スクロール６の鏡板
６Ａは、固定スクロール４と摺接する端面が摺接面６Ｄ
となっている。

【０００９】ここで、旋回スクロール６は、固定スクロ
ール４と同様に外表面に陽極酸化処理が施されたアルミ
ニウム合金を用いて加工されるものである。このため、
旋回スクロール６の摺接面６Ｄには陽極酸化処理皮膜が
形成され、該摺接面６Ｄの耐摩耗性等を高める構成とな
っている。

【００１０】そして、旋回スクロール６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，６
Ｂ間には複数の圧縮室８，８，…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９から外周側の圧縮室８
内に空気を吸込みつつ、この空気を旋回スクロール６が
旋回運動する間に各圧縮室８内で順次圧縮し、最後に中
心側の圧縮室８から固定スクロール４の中心に設けた吐
出口１０を介して外部に圧縮空気を吐出する。

【００１１】１１はスラスト受け３と旋回スクロール６
との間に摺動可能に設けられたオルダムリングで、該オ
ルダムリング１１は、スラスト受け３と旋回スクロール
６との間で直交する２軸方向にガイドされ、旋回スクロ
ール６の自転を防止するものである。

【００１２】１２は固定スクロール４の摺接面４Ｅ側に
設けられたフェイスシールで、該フェイスシール１２
は、例えば四フッ化エチレン樹脂７０重量％に耐熱性樹
脂である芳香族ポリエステルを３０重量％含んだ樹脂材
料を用いて形成されている。そして、フェイスシール１
２は断面矩形状のシールリングとして形成され、旋回ス
クロール６の摺接面６Ｄに弾性的に摺接している。この
ため、フェイスシール１２は、固定スクロール４と旋回
スクロール６との摺接面４Ｅ，６Ｄ間を気液密にシール
し、該摺接面４Ｅ，６Ｄ間に圧縮空気または潤滑油１４
等が侵入するのを防止する構成となっている。

【００１３】１３は油掻きで、該油掻き１３は、駆動軸
５と一体に回転することにより、潤滑油１４を掻き上げ
てスラスト受け３、旋回スクロール６および旋回軸受７
等に供給し、これらを冷却、潤滑するものである。ま
た、１５は駆動軸５の回転バランスをとるために油掻き
１３に設けられバランスウエイトを示している。

【００１４】このように構成される従来技術によるスク
ロール式空気圧縮機は、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６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６の
ラップ部６Ｂとの間に画成された圧縮室８，８，…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９から吸込んだ外気を該各圧縮室８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１０から
外部の空気タンク（図示せず）等に貯留させる。

【００１５】また、前述した圧縮運転時には、油掻き１
３が駆動軸５と一体に回転することにより、ケーシング
１内の潤滑油１４を掻き上げてスラスト受け３、旋回ス
クロール６および旋回軸受７等に供給し、これらを冷
却、潤滑する。

【００１６】そして、この従来技術にあっては、固定ス
クロール４と旋回スクロール６との摺接面４Ｅ，６Ｄ間
をフェイスシール１２によって気液密にシールすること
により、潤滑油１４が圧縮室８内に浸入するのを遮断
し、清浄な圧縮空気を吐出できるようにすると共に、圧
縮室８内の圧縮空気がケーシング１内に漏洩するのを防
止し、圧縮効率を高めている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術では、旋回スクロール６は、外表面に陽極酸化処
理を施したアルミニウム合金を用いて形成しているか
ら、フェイスシール１２が摺接する旋回スクロール６の
摺接面６Ｄは、表面粗さが約Ｒmax ２０μｍ程度となり
比較的粗めに形成される。

【００１８】このため、圧縮運転時に旋回スクロール６
とフェイスシール１２との間には大きな摺動抵抗が発生
し、このときの高い摩擦熱によってフェイスシール１２
が摩耗、劣化し易くなり、フェイスシール１２の耐久
性、寿命等が低下するという問題がある。

【００１９】また、スクロール式空気圧縮機を粉塵の多
い環境下で運転させると、前記粉塵が圧縮機の内部に侵
入してフェイスシール１２を摩耗させることがあり、こ
の場合でも、フェイスシール１２の耐久性、寿命等が低
下するという問題がある。

【００２０】そして、このようにフェイスシール１２が
摩耗すると、摩耗粉が圧縮室８内に混入して、固定スク
ロール４のラップ部４Ｂ、旋回スクロール６のラップ部
６Ｂ等を傷つけることがあり、この場合には両者のラッ
プ部４Ｂ，６Ｂ間でかじりが生じる原因になるという問
題がある。

【００２１】また、フェイスシール１２が摩耗すること
により、潤滑油１４が固定スクロール４と旋回スクロー
ル６との摺接面４Ｅ，６Ｄ間を通じて圧縮室８内に浸入
し易くなり、清浄な空気を吐出できなくなる上に、圧縮
室８内の圧縮空気が前記摺接面４Ｅ，６Ｄ間から漏洩し
て圧縮効率が低下するという問題がある。

【００２２】そして、前述の如く圧縮室８内に潤滑油１
４が浸入すると、この潤滑油１４に含まれるカーボン等
が、例えば吐出口１０と空気タンクとの間に設けた逆止
弁（図示せず）に徐々に堆積し、該逆止弁の機能が低下
して空気タンク内の圧縮空気の一部が吐出口１０側に逆
流する虞れがあるという問題もある。

【００２３】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、本発明は、フェイスシールの耐摩耗性を
高めて、耐久性、寿命等を向上でき、該フェイスシール
によって固定スクロールと旋回スクロールとの摺接面間
を長期に亘って良好にシールし続けることができ、性
能、信頼性等を高めることが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。

【００２４】

【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、該駆動
軸の先端側に旋回可能に設けられ、該固定スクロールと
の間に複数の圧縮室を画成する旋回スクロールと、該旋
回スクロールの自転を防止する自転防止機構と、前記旋
回スクロールまたは固定スクロールのいずれか一方の摺
接面に設けられ、当該摺接面間から気体、液体等の侵入
物が侵入するのを防止するフェイスシールとを備えてい
る。

【００２５】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、フェイスシールは、四フッ化エチレン樹脂８０
〜９０重量％に耐熱性樹脂を１０〜２０重量％を含むこ
とにある。

【００２６】このように構成したことにより、フェイス
シールの耐摩耗性、耐熱性等を高めることができ、例え
圧縮運転時にフェイスシールに作用する摺動抵抗が増大
し、フェイスシールに高い摩擦熱が発生したとしても、
フェイスシールに摩耗、損傷等が生じるのを防止でき、
該フェイスシールによって固定スクロールと旋回スクロ
ールとの摺接面間を長期に亘って良好にシールし続ける
ことができる。

【００２７】また、請求項２の発明は、耐熱性樹脂をポ
リイミド樹脂または芳香族ポリエステル樹脂によって構
成している。これによりフェイスシールの耐摩耗性、耐
熱性等をさらに高めることができ、当該流体機械を長時
間に亘って継続して運転し続けた場合でも、該フェイス
シールの摩耗量を十分に小さく抑えることができる。

【００２８】また、請求項３の発明が採用する構成の特
徴は、フェイスシールは、四フッ化エチレン樹脂８０〜
９０重量％にガラス繊維を１０〜２０重量％含むことに
ある。このように構成した場合でも、請求項２の発明と
ほぼ同様にフェイスシールの耐摩耗性、耐熱性等を高め
ることができる。

【００２９】さらに、請求項４の発明は、固定スクロー
ルと旋回スクロールは陽極酸化処理を施したアルミニウ
ム合金を用いて加工している。これにより固定スクロー
ルの外表面および旋回スクロールの外表面に陽極酸化処
理皮膜を形成でき、この皮膜により固定スクロールと旋
回スクロールとの摺接面の耐摩耗性等を高めることがで
きる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図４に基づいて説明する。なお、本実施の形態で
は、前述した従来技術と同様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。

【００３１】図中、２１は前述した従来技術によるフェ
イスシール１２に替えて、固定スクロール４の摺接面４
Ｅ側に設けられた本実施の形態に用いるフェイスシール
で、該フェイスシール２１は、図１、図２に示す如く従
来技術によるフェイスシール１２と同様に、横断面が矩
形状をなしたシールリングとして形成されている。

【００３２】ここで、フェイスシール２１は、後述する
実施例１〜４の如く四フッ化エチレン樹脂８０〜９０重
量％に、耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂または芳香族
ポリエステル樹脂を１０〜２０重量％含んだ樹脂材料に
より形成している。そして、フェイスシール２１は、従
来技術によるフェイスシール１２に比較して四フッ化エ
チレン樹脂に対する耐熱性樹脂の含有量が少なくなって
いる。

【００３３】また、フェイスシール２１は、後述する実
施例５〜７の如く四フッ化エチレン樹脂８０〜９０重量
％に、ガラス繊維を１０〜２０重量％含んだ樹脂材料に
よっても形成できるものである。

【００３４】本実施の形態によるスクロール式流体機械
は上述の如き構成を有するもので、その基本的作動につ
いては従来技術によるものと格別差異はない。

【００３５】然るに、本実施の形態では、フェイスシー
ル２１は、四フッ化エチレン樹脂８０〜９０重量％に、
耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂または芳香族ポリエス
テル樹脂を１０〜２０重量％含ませた樹脂材料により形
成したので、後述する実施例１〜４から明らかなよう
に、フェイスシール２１の耐熱性、耐摩耗性等を高める
ことができる。

【００３６】また、フェイスシール２１を、四フッ化エ
チレン樹脂８０〜９０重量％に、ガラス繊維を１０〜２
０重量％含ませた樹脂材料によって形成した場合でも、
後述する実施例５〜７から明らかなようにフェイスシー
ル２１の耐摩耗性等を高めることができる。

【００３７】従って、本実施の形態によれば、フェイス
シール２１が摺接する旋回スクロール６の摺接面６Ｄを
陽極酸化処理皮膜によって粗く形成した場合でも、フェ
イスシール２１が旋回スクロール６の摺接面６Ｄとの間
で早期に摩耗、損傷するのを防止することができる。ま
た、当該スクロール式空気圧縮機を例え粉塵の多い環境
下で運転したとしても、このような粉塵によってフェイ
スシール２１が摩耗、損傷するのを抑えることができ
る。

【００３８】これにより固定スクロール４と旋回スクロ
ール６との摺接面４Ｅ，６Ｄ間をフェイスシール２１に
より長期に亘って良好にシールし続けることができ、潤
滑油１４が固定スクロール４と旋回スクロール６との摺
接面４Ｅ，６Ｄ間から圧縮室８内に浸入するのを遮断で
き、常に清浄な圧縮空気を吐出できる。

【００３９】また、潤滑油１４に含まれるカーボン等が
吐出口１０側の逆止弁に堆積する事態を防止でき、該逆
止弁を正常に作動させ、空気タンクからの圧縮空気の逆
流を防止することがきる。また、潤滑油１４の消費量を
低減でき、潤滑油１４の補充または交換周期を延ばすこ
とができ、メンテナンス時の作業性等を向上することが
できる。

【００４０】さらに、フェイスシール２１による摩耗粉
の発生を最小限に抑えることができ、このような摩耗粉
によって固定スクロール４と旋回スクロール６とのラッ
プ部４Ｂ，６Ｂが摩耗、損傷するのを防止でき、両者間
でのかじりの発生の原因をなくすことができる。そし
て、フェイスシール２１からの摩耗粉がケーシング１内
の潤滑油１４中に混入することがなくなり、このような
潤滑油１４中に混入した摩耗粉によって例えば旋回軸受
７等の給油部位が摩耗、損傷する等の不具合も解消する
ことができる。

【００４１】しかも、このフェイスシール２１により圧
縮室８内の圧縮空気が例えばケーシング１内に漏洩する
のを遮断することができ、圧縮効率を高めて、装置の性
能、信頼性等を高めることができる。

【００４２】また、固定スクロール４、旋回スクロール
６をアルミニウム合金によってそれぞれ形成し、これら
の固定スクロール４、旋回スクロール６に陽極酸化処理
を施す構成としたから、固定スクロール４と旋回スクロ
ール６との摺接面４Ｅ，６Ｄに形成される陽極酸化処理
皮膜によって該摺接面４Ｅ，６Ｄの耐摩耗性等を高める
ことができ、これによっても装置の性能、信頼性等を高
めることができる。

【００４３】次に、フェイスシール２１の耐摩耗性を確
認するための耐久試験を、下記の実施例１〜７と比較例
１〜７とに基づいて行い、図３、図４に示す特性線図を
得ることができた。なお、実施例１〜７、比較例１〜７
に用いるフェイスシールの組成は、表１に示すとおりで
ある。

【００４４】

【表１】

【００４５】（実施例１）この実施例１では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂９０重量％に、ポリイ
ミド樹脂を１０重量％含んだ樹脂材料を用いて形成し
た。この場合、図３中に実線で示す特性線Ａの如くフェ
イスシールは、実験開始から約１００時間が経過したと
きに、約２０〜３０μｍ程度摩耗することが分かった。

【００４６】しかし、約２００時間が経過した以降で
は、フェイスシールの摩耗は殆ど進行することはなくな
り、約１０００時間が経過したときでも、摩耗量を約２
０〜３０μｍ程度まで小さく抑えられることが分かっ
た。

【００４７】（実施例２）この実施例２では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂８０重量％に、ポリイ
ミド樹脂を２０重量％含んだ樹脂材料を用いて形成し
た。この場合、図３中に破線で示す特性線Ｂの如くフェ
イスシールは、実験開始から約２００時間が経過したと
きに、約２５〜３５μｍ程度摩耗することが分かった。

【００４８】しかし、約２００時間が経過した以降で
は、フェイスシールの摩耗は実施例１の場合と同様に殆
ど進行することはなくなり、約１０００時間が経過した
ときでも、摩耗量を約２５〜３５μｍ程度まで小さく抑
えられることが分かった。

【００４９】（実施例３）この実施例３では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂９０重量％に、芳香族
ポリエステル樹脂を１０重量％含んだ樹脂材料を用いて
形成した。そして、この場合でも、フェイスシールの摩
耗特性に関して図３中の特性線Ｂの如く、実施例２とほ
ぼ同様の結果が得られることが分かった。

【００５０】（実施例４）この実施例４では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂８０重量％に、芳香族
ポリエステル樹脂を２０重量％含んだ樹脂材料を用いて
形成した。この場合、図３中に一点鎖線で示す特性線Ｃ
の如くフェイスシールは、実験開始から約３００時間が
経過したときに、約３０〜４０μｍ程度摩耗することが
分かった。

【００５１】しかし、約３００時間が経過した以降で
は、フェイスシールの摩耗は実施例１と同様に殆ど進行
することはなくなり、約１０００時間が経過したときで
も、摩耗量を約３０〜４０μｍ程度まで小さく抑えられ
ることが分かった。

【００５２】（実施例５）この実施例５では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂８５重量％に、ガラス
繊維を１５重量％含んだ樹脂材料を用いて形成した。こ
の場合、図４中に実線で示す特性線Ｄの如くフェイスシ
ールは、実験開始から約１０００時間が経過したときで
も、約２０〜３０μｍ程度まで小さく抑えられることが
分かった。

【００５３】（実施例６）この実施例６では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂８０重量％に、ガラス
繊維を２０重量％含んだ樹脂材料を用いて形成した。そ
して、この場合でも、フェイスシールの摩耗特性に関し
て図４中の特性線Ｄの如く、実施例５とほぼ同様の結果
が得られることが分かった。

【００５４】（実施例７）この実施例７では、フェイス
シール２１は、四フッ化エチレン樹脂９０重量％に、ガ
ラス繊維を１０重量％含んだ樹脂材料を用いて形成し
た。この場合、図４に破線で示す特性線Ｅの如くフェイ
スシールの摩耗量は実験開始から約１０００時間が経過
したときでも、約３０〜４０μｍ程度まで小さく抑えら
れるこが分かった。

【００５５】（比較例１）この比較例１では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂７０重量％に、ポリイ
ミド樹脂を３０重量％含んだ樹脂材料を用いて形成し
た。この場合、図３中に二点鎖線で示す特性線Ｆの如
く、フェイスシールの摩耗量は、時間の経過に比例して
ほぼ一定の割合いで増え続け、実験開始から約９００時
間が経過したときに、約５００μｍ程度まで増えること
が分かった。

【００５６】（比較例２）この比較例２では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂９５重量％に、ポリイ
ミド樹脂を５重量％含んだ樹脂材料を用いて形成した。
この場合、図３、図４中に一点鎖線で示す特性線Ｇの如
く、フェイスシールの摩耗量は、短時間のうちに急激に
増加し、実験開始から約２００時間が経過したときに、
約５００μｍ程度まで増えることが分かった。

【００５７】（比較例３）この比較例３では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂７０重量％に、芳香族
ポリエステル樹脂３０重量％含んだ樹脂材料を用いて形
成した。この場合でも、図３、図４中に実線で示す特性
線Ｈの如く、フェイスシールの摩耗量は、比較例１とほ
ぼ同様に時間の経過に比例してほぼ一定の割合い増え続
け、実験開始から約６００時間が経過したときに、約５
００μｍ程度まで増えることが分かった。

【００５８】（比較例４）この比較例４では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂９５重量％に、芳香族
ポリエステル樹脂５重量％含んだ樹脂材料を用いて形成
した。そして、この場合でも、図３、図４中に示す特性
線Ｇの如くフェイスシールの摩耗特性に関して比較例２
とほぼ同様の結果が得られることが分かった。

【００５９】（比較例５）この比較例５では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂７５重量％に、ガラス
繊維２５重量％含んだ樹脂材料を用いて形成した。この
場合、図４中に一点鎖線で示す特性線Ｉの如く、フェイ
スシールの摩耗量は、比較例１〜５、７に比べて小さく
抑えられる。

【００６０】しかし、実験開始から約１０００時間が経
過したときに摩耗量は約１００μｍ程度になり、実施例
１〜７の場合に比較して約２〜５倍程度まで増えること
が分かった。

【００６１】（比較例６）この比較例６では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂９５重量％に、ガラス
繊維５重量％含んだ樹脂材料を用いて形成した。この場
合についても、図３、図４中に示す特性線Ｇの如くフェ
イスシールの摩耗特性に関して比較例２とほぼ同様の結
果が得られることが分かった。

【００６２】（比較例７）この比較例７では、フェイス
シールは、四フッ化エチレン樹脂７５重量％に、炭素繊
維１０重量％、青銅１０重量％、二流化モリブデン５重
量％をそれぞれ含んだ樹脂材料を用いて形成した。この
場合でも、図３、図４中に点線で示す特性線Ｊの如く、
フェイスシールの摩耗量は、比較例１とほぼ同様に時間
の経過に比例してほぼ一定の割合いで増え続け、実験開
始から約８００時間が経過したときに、約５００μｍ程
度まで増えることが分かった。

【００６３】以上のことから、実施例１〜４の如く、フ
ェイスシール２１を、四フッ化エチレン樹脂８０〜９０
重量％に、ポリイミド樹脂または芳香族ポリエステル樹
脂を１０〜２０重量％含ませた樹脂材料により形成する
ことにより、フェイスシール２１の耐摩耗性等を高める
ことができ、フェイスシール２１によって固定スクロー
ル４と旋回スクロール６との摺接面４Ｅ，６Ｄ間のシー
ル性を向上できることが分かった。

【００６４】また、実施例５〜７の如く、フェイスシー
ル２１を、四フッ化エチレン樹脂８０〜９０重量％に、
ガラス繊維を１０〜２０重量％含ませた樹脂材料によっ
て形成した場合でも、固定スクロール４と旋回スクロー
ル６との摺接面４Ｅ，６Ｄ間のシール性を高められるこ
とが分かった。

【００６５】これは、圧縮運転時にフェイスシール２１
に含有したガラス繊維によって旋回スクロール６の摺接
面６Ｄに形成した陽極酸化処理皮膜を研削し、該摺接面
６Ｄを平滑面とすることができるため、フェイスシール
２１と旋回スクロール６との間に生じる摺動抵抗を低減
できる等の理由が考えられる。

【００６６】なお、実施の形態では、フェイスシール２
１を固定スクロール４の摺接面４Ｅ側に設け、フェイス
シール２１を旋回スクロール６に摺接させるものとして
述べたが、これに替えて、例えばフェイスシールを旋回
スクロール６の摺接面６Ｄ側に設け、このフェイスシー
ルを固定スクロール４に摺接させる構成としてもよいも
のである。

【００６７】また、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式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。

【００６８】

【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、固定スクロールと旋回スクロールとの摺接面間
をシールするフェイスシールを、８０〜９０重量％の四
フッ化エチレン樹脂に１０〜２０重量％の耐熱性樹脂を
含ませる構成としたから、フェイスシールの耐摩耗性、
耐熱性等を高めることができ、例え圧縮運転時にフェイ
スシールに作用する摺動抵抗が増大し、フェイスシール
に高い摩擦熱が発生したとしても、フェイスシールによ
って固定スクロールと旋回スクロールとの摺接面間を長
期に亘って良好にシールし続けることができる。

【００６９】これにより、例えば当該スクロール式流体
機械を半給油式の流体機械として用いた場合でも、潤滑
油が固定スクロールと旋回スクロールとの摺接面間から
圧縮室内に浸入するのを遮断でき、常に清浄な圧縮空気
を吐出できる。そして、潤滑油の消費量を低減でき、潤
滑油の補充または交換周期を延ばすことができ、メンテ
ナンス時の作業性等を向上することができる。

【００７０】また、フェイスシールによる摩耗粉の発生
を最小限に抑えることができ、このような摩耗粉によっ
て固定スクロールと旋回スクロールとのラップ部間に摩
耗、損傷が発生するのを防止でき、両者間でのかじりの
発生の原因をなくすことができる。そして、フェイスシ
ールによる摩耗粉が潤滑油中に混入することがなくな
り、このような潤滑油中に混入した摩耗粉によって各給
油部位が摩耗、損傷するような不具合も解消することが
できる。さらに、このフェイスシールにより圧縮室内の
圧縮空気が例えばケーシング内に漏洩するのを遮断する
ことができ、圧縮効率を高めて、装置の性能、信頼性等
を高めることができる。

【００７１】また、請求項２の発明のように、耐熱性樹
脂を、ポリイミド樹脂または芳香族ポリエステル樹脂に
よって構成した場合には、当該流体機械を長時間に亘っ
て継続して運転し続けた場合でも、フェイスシールの摩
耗量を十分に小さく抑えることができ、フェイスシール
の耐摩耗性、耐熱性等を一層高めることができる。

【００７２】また、請求項３の発明のように、フェイス
シールを、８０〜９０重量％の四フッ化エチレン樹脂に
１０〜２０重量％のガラス繊維を含ませる構成とした場
合でも、請求項２の発明と同様にフェイスシールの耐摩
耗性、耐熱性等を一層高めることができる。

【００７３】さらに、請求項４の発明は、固定スクロー
ルと旋回スクロールは陽極酸化処理を施したアルミニウ
ム合金を用いて加工したから、固定スクロールの外表面
および旋回スクロールの外表面に陽極酸化処理皮膜を形
成でき、この皮膜により固定スクロールと旋回スクロー
ルとの摺接面の耐摩耗性等を高めることができ、これら
のスクロールの、耐久性、寿命等を高めることができ
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
空気圧縮機のフェイスシール等を示す要部拡大縦断面図
である。

【図２】図１中のフェイスシールを単体で示す斜視図で
ある。

【図３】実施例１〜４によるフェイスシールの摩耗量と
時間との関係を比較例１〜４、６、７と共に示す特性線
図である。

【図４】実施例５〜７によるフェイスシールの摩耗量と
時間との関係を比較例２〜７と共に示す特性線図であ
る。

【図５】従来技術によるスクロール式空気圧縮機を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１ケーシング４固定スクロール４Ｅ，６Ｄ摺接面５駆動軸６旋回スクロール８圧縮室１１オルダムリング（自転防止機構）１４潤滑油２１フェイスシール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者酒井佳恵神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３号トキコ株式会社内Ｆターム(参考） 3H039 AA02 AA12 BB04 BB05 BB12 BB15 CC02 CC03 CC31 CC35 CC36 3J043 AA17 CA03 CB13 DA02

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、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の間に複数の圧縮室を画成す
る旋回スクロールと、該旋回スクロールの自転を防止す
る自転防止機構と、前記固定スクロールまたは旋回スク
ロールのいずれか一方の摺接面に設けられ、当該摺接面
間から気体、液体等の侵入物が侵入するのを防止するフ
ェイスシールとを備えてなるスクロール式流体機械にお
いて、前記フェイスシールは、四フッ化エチレン樹脂８０〜９
０重量％に耐熱性樹脂を１０〜２０重量％を含むことを
特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】前記耐熱性樹脂は、ポリイミド樹脂また
は芳香族ポリエステル樹脂である請求項１に記載のスク
ロール式流体機械。
【請求項３】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、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の間に複数の圧縮室を画成す
る旋回スクロールと、該旋回スクロールの自転を防止す
る自転防止機構と、前記固定スクロールまたは旋回スク
ロールのいずれか一方の摺接面に設けられ、当該摺接面
間から気体、液体等の侵入物が侵入するのを防止するフ
ェイスシールとを備えてなるスクロール式流体機械にお
いて、前記フェイスシールは、四フッ化エチレン樹脂８０〜９
０重量％にガラス繊維を１０〜２０重量％を含むことを
特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項４】前記固定スクロールと旋回スクロールは
陽極酸化処理を施したアルミニウム合金を用いて加工し
てなる請求項１，２または３に記載のスクロール式流体
機械。