JP2005320885A - スクロール流体機械におけるダストシール - Google Patents

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Abstract

【課題】 スクロール流体機械におけるダストシールのバックアップチューブが、
従来のバックアップチューブに代わる、新規な構成のバックアップ部材を、摺動部材の背後すなわち内側に設けることにより、耐腐食性を高めるとともに、常に安定したシール性を保持させる。
【解決手段】 固定スクロール１７と旋回スクロール２１の対向面に、両者の噛合部を囲むようにして設けた環状溝１２内に、両側片をもってＯリング３を外側方より挟支する断面開脚Ｕ状の可撓性を有する挟支リング４を介して、リング状の摺動部材６を嵌合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械におけるダストシールに関する。
例えば、固定スクロールにおける固定ラップと、偏心軸に枢支した旋回スクロールにおける旋回ラップとを噛み合わせ、偏心軸をもって、旋回スクロールを一定の偏心量で旋回させることにより、外周部より吸入した気体を、中心方向へ行くに従って、加圧もしくは減圧するようにしたスクロール流体機械においては、スクロールのラップの外周部からの漏れを防止するために、また外部からの粉塵等の侵入を防止するために、固定部と旋回部との間に、環状のダストシールが設けられている。
このダストシールは、例えば図１０の符号(25)で示すように、固定部における旋回部との接触面に、旋回部を囲むようにして設けた環状溝(24)に、バックアップチューブ(26)を介して、摺動部材(27)を嵌合して構成されている。
図１０を参照して詳言すると、外周部に吸入口(15)を有し、かつ中心部に吐出口(16)を有する固定スクロール(17)における渦巻状の固定ラップ(18)と、駆動軸(19)と一体をなす偏心軸(20)をもって偏心的に旋回させられる旋回スクロール(21)における渦巻状の旋回ラップ(22)との噛合部の外周部において、固定スクロール(17)の端板(23)の前面に環状溝(24)を設け、この環状溝(24)内に、漏洩と、粉塵等の侵入を防止するためのダストシール(25)が嵌合されている。
このダストシール(25)は、例えば図１１の符号(24)で示す環状溝内に、バックアップチューブ(26)を介して、摺動部材(27)を嵌合して構成されている。
摺動部材(27)としては、低摩擦で耐熱耐摩耗性を有する自己潤滑材料、例えば「テフロン」（商標）等のやや硬質の合成樹脂、または金属が使用され、断面は、通常方形をなしている。
バックアップチューブ(26)は、シリコンまたはフッソゴム等のシール性を有する弾性材料からなる環状のものである。
上記したスクロール流体機械におけるダストシールのバックアップチューブが、シリコンからなっている場合には、薬品やガス等に対する耐腐食性が低く、またフッソゴム等からなっている場合には、耐食性には富むが、製作に手間が掛かるという問題がある。
また、バックアップチューブがいずれの材質からなっていても、使用に伴い、あるいは経時的に、反発力が減少して、摺動部材(27)の相手方部材に対する圧接力が減少するのは避けられない。
本発明は、従来のスクロール流体機械における上記のようなダストシールにおける問題点に鑑み、従来のバックアップチューブに代わる、新規な構成のバックアップ部材を、摺動部材の背後すなわち内側に設けることにより、耐腐食性を高めるとともに、常に安定したシール性を保持させるようにしたもので、その具体的手段は、次の通りである。
(１)固定スクロールと旋回スクロールの対向面に、両者の噛合部を囲むようにして設けた環状溝内に、両側片をもってＯリングを外側方より挟支する断面開脚Ｕ状の可撓性を有する挟支リングを介して、リング状の摺動部材を嵌合する。
(２)上記(１)項において、挟支リングの両側片は、内方、すなわち環状溝の底部方向を向いており、挟支リングの両側片の内端およびＯリングは、環状溝の底面に当接している。
(３)上記(１)または(２)項において、挟支リングの両側片の内端を、環状溝の内角部へ当接させてある。
(４)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、挟支リングの両側片の外端である基部同士を、連結片をもって連結してなり、かつこの連結片を、摺動部材の内面に当接してある。
(５)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、挟支リングの両側片の外端である基部同士を、連結片をもって連結してなり、かつこの連結片を、摺動部材の内面に接着してある。
(６)上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、挟支リングの両側片の基部同士を連結する連結片の一部は、摺動部材の内面に嵌入係止されている。
(７)上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、挟支リングにおける両側片の基部同士を連結する連結片は、両側片を超えて側方へ突出している。
(８)上記(１)項において、挟支リングの両側片は、外方すなわち環状溝の開口方向を向いており、挟支リングの両側片およびＯリングは、摺動部材の内面に当接している。
(９)上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、挟支リングの両側片は、その中間部同士において連結片により互いに連結され、かつこの連結片の内方において、Ｏリングが保持されている。
(10)上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、挟支リングの両側片は、内外方向の中間部同士において、連結片により互いに連結され、この連結片の外方において、挟支リングにＯリングが保持されている。
(11)上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、挟支リングの両側片は、その中間部同士において、連結片により互いに連結され、Ｏリングは、この連結片の内方および外方において保持されている。
各請求項に記載されている発明の効果は、次の如くである。
請求項１：−摺動部材は、常に適正な圧力で、相手方の旋回スクロールの端板に圧接し、効果的なダストシール機能が発揮される。
請求項２：−摺動部材に内方を向く強い圧力が作用した際には、挟支リングの反発力は大となるので、作動不全となることはない。
請求項３：−摺動部材に内方向の力が作用するのとほぼ比例的に、その外向弾性突出力は増減するので、好都合である。
請求項４：−挟支リングと摺動部材との接触面が大となるので、挟支リングは安定よく保持される
請求項５：−挟支リングを摺動部材とともに一体的に環状溝へ出し入れすることができるので便利であり、また挟持リングが摺動部材に対して側方移動することはない。
請求項６：−挟支リングと摺動部材は、確実に一体化される。
請求項７：−環状溝内における挟支リングの側方移動が規制される。
請求項８：−挟支リングに対するＯリングの挿脱が容易となる。
請求項９：−挟支リングの内外方向の撓み量は大となり、摺動部材のクッション性は良好となる。
請求項１０：−請求項９と同様の効果が奏せられ、しかもＯリングの着脱交換が容易となる。
請求項１１：−摺動部材の保持は確実となる。
課題を実施するための最良の形態
以下、各請求項に記載されている本発明の最良と思われる実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図７は、本発明に係るスクロール流体機械におけるダストシールの要部を示す縦断面図である。なお、以下の説明において、環状溝の底部方向を内方、同じく開口方向を外方とする。
図１は、請求項１または２記載の発明の実施形態を示すもので、(１)は、固定スクロールの端板(２)における図示しない旋回スクロールとの噛合部を囲むようにして刻設されている環状溝である。
環状溝(１)の底部にはＯリング(３)が嵌合され、Ｏリング(３)は、環状溝(１)へ嵌合された内方を向く可撓性の断面開脚Ｕ状の挟支リング(４)の両側片(５)(５)をもって挟支されている。
挟支リング(４)の外方において環状溝(１)には、外側部が環状溝(１)より突出するリング状の摺動部材(６)が、内外方向に摺動しうるようにして嵌合されている。
Ｏリング(３)は、フッ素等からなる無継目のものである。
挟支リング(４)は、同じくフッ素等の耐食性と適宜の弾性を有する材料からなり、その両側片(５)(５)の厚さ及び傾斜は、その間に挟支したＯリング(３)を適正に弾性保持し、かつ通常の作動時において、妄りに腰砕けしないように定められている。
摺動部材(６)は、通常のものと同様の耐腐食性の材料からなり、無継目のものであっても、継目を有するものであってもよい。
挟支リング(４)の両側片(５)(５)は、Ｏリング(３)を弾性状態で挟支しているため、挟圧リング(４)には、常に弾性外向突出力が作用しており、摺動部材(６)は、適正な圧力で、相手方の旋回スクロールの端板へ摺接し、ダストシールとしての機能を発揮する。
摺動部材(６)に内方向を向く異常に強い圧力が作用した際には、図２に示すように、挟支リング(４)の両側片(５)(５)が外側方へ撓曲して、その先端が環状溝(１)の内角部を弾圧することにより、挟支リング(４)の反発力は大となり、挟支リング(４)がへたって作動不全となることはない。
従って、摺動部材(６)の環状溝(１)からの突出量にかかわらず、常に安定したシール性が保持される。
図３は、請求項３に記載の発明の実施形態を示し、図１に示したものにおいて、摺動部材(６)が実質的に無負荷状態にあるときに、挟支リング(４)の両側片(５)(５)の内端が、環状溝(１)の内角部へ当接係止するようにしたものである。
このようにすると、摺動部材(６)に内方向の力が作用するのとほぼ比例的に、その外向弾性突出力は増減するので好都合である。
図１〜図３のものにおいて、枢支リング(４)の外側片(５)(５)の基部同士を連結する連結片(７)の外面を、摺動部材(６)の内面に単に当接させておいてもよく（請求項４）が、両者を接着しておく（請求項５）こともある。
また図４に示すように、挟支リング(４)の連結片(７)の外面に、その幅と同一もしくはそれよりも狭幅の係合片(８)を突設し、これを、摺動部材(６)の内面に設けた環状係合溝(９)へ固嵌したり、この係合溝(９)へ、接着剤をもって接着したりしてもよい（請求項６）。
図５は、請求項７記載の発明の実施形態を示し、図１、図３に示したのと同様の挟支リング(４)において、挟支リング(４)の両側片(５)(５)の基部同士を連結する連結片(７)を、両側片(５)(５)を超えて突出させてある。
このようにすると、摺動部材(６)と挟支リング(４)との接触面は大となり、両者の連結の安定性は向上し、かつ挟支リング(４)の環状溝(１)内における側方移動が規制されるので、Ｏリング(３)の保持も安定化する。
図６は、請求項８記載の発明の実施形態を示し、挟支リング(４)の両側片(５)(５)は外方を向いており、これら両側片(５)(５)の外端と、その間に挾支されているＯリング(３)は、摺動部材(６)の内面に当接している。
このようにすると、挟支リング(４)を環状溝(１)へ嵌合した後、その両側片(５)(５)の間へ、外方からＯリング(３)を挿脱することができるので、Ｏリング(３)の交換等に便利である。
図７は、請求項９記載の発明の実施形態を示し、挟支リング(４)の側片(５)(５)同士は、その中間部において連結片(７)により連結され、かつ連結片(７)の内方において、両側片(５)(５)の間にＯリング(３)が保持されている。
このようにすると、挟支リング(４)による摺動部材(６)の外向突出弾性力を広範囲に設定することができる。
図８は、請求項１０記載の発明の実施形態を示し、挟支リング(４)の両側片(５)(５)は、内外方向の中間部同士において連結片(７)により連結され、この連結片(７)の外方において、枢支リング(４)の両側片(５)(５)の間に、Ｏリング(３)が嵌合されている。
図９は、請求項１１記載の発明の実施形態を示し、枢支リング(４)の両側方(５)(５)の内外方の中間部同士を連結する連結片(７)の内外において、挟支リング(４)の側片(５)(５)の間にＯリング(３)が嵌合されている。
請求項１または２記載の発明の実施形態を示す要部縦断面図である。 図１のものにおいて、摺動部材に内方を向く押圧力が作用した状態を示す図である。 請求項３〜５記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 請求項６記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 請求項７記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 請求項８記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 請求項９記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 請求項１０記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 請求項１１記載の発明の実施形態を示す図１と同様の図である。 代表的なスクロール流体機械を略示する縦断側面図である。 図１０に示すスクロール流体機械におけるダストシールを略示する拡大縦断面図である。
符号の説明
(１)環状溝
(２)端板
(３)Ｏリング
(４)挟支リング
(５)側片
(６)摺動部材
(７)連結片
(８)係合片
(９)環状係合溝
(15)吸入口
(16)吐出口
(17)固定スクロール
(18)固定ラップ
(19)駆動軸
(20)偏心軸
(21)旋回スクロール
(22)旋回ラップ
(23)端板
(24)環状溝
(25)ダストシール
(26)バックアップチューブ
(27)摺動部材

Claims (11)

  1. 固定スクロールと旋回スクロールの対向面に、両者の噛合部を囲むようにして設けた環状溝内に、両側片をもってＯリングを外側方より挟支する断面開脚Ｕ状の可撓性を有する挟支リングを介して、リング状の摺動部材を嵌合したことを特徴とするスクロール流体機械におけるダストシール。
  2. 挟支リングの両側片は、内方、すなわち環状溝の底部方向を向いており、挟支リングの両側片の内端およびＯリングは、環状溝の底面に当接していることを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  3. 挟支リングの両側片の内端を、環状溝の内角部へ当接させてなる請求項１または２記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  4. 挟支リングの両側片の外端である基部同士を、連結片をもって連結してなり、かつこの連結片を、摺動部材の内面に当接してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  5. 挟支リングの両側片の外端である基部同士を、連結片をもって連結してなり、かつこの連結片を、摺動部材の内面に接着してある請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  6. 挟支リングの両側片の基部同士を連結する連結片の一部は、摺動部材の内面に嵌入係止されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  7. 挟支リングにおける両側片の基部同士を連結する連結片は、両側片を超えて側方へ突出していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  8. 挟支リングの両側片は、外方すなわち環状溝の開口方向を向いており、挟支リングの両側片およびＯリングは、摺動部材の内面に当接していることを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  9. 挟支リングの両側片は、その中間部同士において連結片により互いに連結され、かつこの連結片の内方において、Ｏリングが保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  10. 挟支リングの両側片は、内外方向の中間部同士において、連結片により互いに連結され、この連結片の外方において、挟支リングにＯリングが保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
  11. 挟支リングの両側片は、その中間部同士において、連結片により互いに連結され、Ｏリングは、この連結片の内方および外方において保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスクロール流体機械におけるダストシール。
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