JP2007270762A - Manufacturing method for seal member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクロールに形成された渦巻状のラップ部に装着されるシール部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a seal member to be attached to a spiral wrap formed on a scroll.
一般に、スクロール式流体機械は、互いに対向する2つのスクロールを備え、各スクロールは、その鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設される構成となっている。そして、2つのスクロールを対向して配置することによって、2つのラップ部が重なり合って複数の圧縮室が画成される。この状態で、一方のスクロールを他方のスクロールに対して旋回運動させることにより、圧縮室を連続的に縮小して空気等を圧縮している。 Generally, a scroll type fluid machine includes two scrolls facing each other, and each scroll has a configuration in which a spiral wrap portion is erected on the bottom surface of its end plate. Then, by arranging the two scrolls to face each other, the two wrap portions overlap each other to define a plurality of compression chambers. In this state, one of the scrolls is swung with respect to the other scroll to continuously reduce the compression chamber to compress air or the like.
また、従来技術として、スクロールのラップ部の歯先面に、各圧縮室の気密性を確保するためのシール部材を設けた構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。このとき、ラップ部の歯先面には、ラップ部の長さ方向に沿って延びる渦巻状のシール溝が開口している。そして、シール部材は、このシール溝内に装着されている。 Moreover, the structure which provided the sealing member for ensuring the airtightness of each compression chamber in the tooth tip surface of the lap | wrap part of a scroll as a prior art is known (for example, refer patent document 1). At this time, a spiral seal groove extending along the length direction of the wrap portion is opened on the tooth tip surface of the wrap portion. The seal member is mounted in the seal groove.
ここで、シール部材は、耐熱性、耐摩耗性、摺動性等の条件を満たすために、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を含む樹脂複合材料によって形成されている。また、シール部材の断面形状(横断面)は、例えばシール溝の溝形状よりも一回り小さな長方形状に形成されている。 Here, the seal member is formed of a resin composite material including, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) in order to satisfy the conditions such as heat resistance, wear resistance, and slidability. The cross-sectional shape (transverse cross section) of the seal member is formed in a rectangular shape that is slightly smaller than the groove shape of the seal groove, for example.
そして、シール部材の断面形状を構成する四辺のうちの一辺は、圧縮機の運転時に相手方の鏡板の歯底面に面接触するシール面となり、このシール面は、相手方の歯底面に摺接することによってシール性を発揮する構成となっている。 And one side of the four sides constituting the cross-sectional shape of the seal member becomes a seal surface that comes into surface contact with the tooth bottom surface of the other end plate during operation of the compressor, and this seal surface is in sliding contact with the other tooth bottom surface. It has a configuration that exhibits sealing properties.
また、一般に、PTFEを含む樹脂複合材料は、渦巻状のシール部材として射出成形するのが難しい。このため、従来技術では、シール溝に装着する前のシール部材を、例えば可撓性を有する細長い紐状のシール体として予め樹脂成形しておき、圧縮機の組立時には、このシール体を渦巻状に湾曲させながら、シール溝に嵌め込む構成としている。 In general, a resin composite material containing PTFE is difficult to be injection-molded as a spiral seal member. For this reason, in the prior art, the seal member before being installed in the seal groove is preliminarily resin-molded, for example, as a flexible elongated string-like seal body, and this seal body is spirally formed when the compressor is assembled. It is configured to be fitted into the seal groove while being curved.
ところで、上述の特許文献1に記載された従来技術では、例えばPTFEを含む紐状のシール体を湾曲させることにより、これを渦巻状のシール部材としてシール溝に嵌め込む構成としている。この場合、シール溝の曲率は外径側で小さく、内径側に向けて徐々に大きくなるから、シール溝の外径側には、シール体を緩やかに湾曲させるだけで嵌め込むことができる。 By the way, in the prior art described in the above-mentioned Patent Document 1, for example, a string-like seal body including PTFE is bent so that it is fitted into the seal groove as a spiral seal member. In this case, the curvature of the seal groove is small on the outer diameter side and gradually increases toward the inner diameter side. Therefore, the seal groove can be fitted into the outer diameter side of the seal groove only by gently bending the seal body.
しかし、シール溝の内径側には、シール体を折曲げるように極端に湾曲させた状態で嵌め込む必要がある。このような湾曲部位では、例えばシール体の断面形状が潰れることによって平行四辺形や台形状に歪んでしまい、これによってシール部材のシール面が相手方の歯底面に対して斜めに傾斜した状態となることがある。 However, it is necessary to fit into the inner diameter side of the seal groove in an extremely curved state so as to bend the seal body. In such a curved portion, for example, the cross-sectional shape of the seal body is crushed and is distorted into a parallelogram or a trapezoidal shape, so that the seal surface of the seal member is inclined with respect to the other tooth bottom surface. Sometimes.
この場合、圧縮運転を行うときに、シール部材の先端側の一部だけが相手方の歯底面に摺接した状態(片当り状態)となることがある。この状態では、シール部材が十分に機能できずに圧縮性能が低下したり、シール部材の耐久性が低下する。 In this case, when the compression operation is performed, there is a case where only a part on the tip end side of the seal member is in sliding contact with the other tooth bottom surface (one-contact state). In this state, the seal member cannot function sufficiently and the compression performance is lowered, or the durability of the seal member is lowered.
そこで、特許文献1に記載された従来技術では、シール部材のうちシール溝の内径側に位置する一端側を2分割し、当該箇所の曲げ剛性を低減して、シール部材が片当り状態となるのを防止している。しかし、この場合でも、シール部材を渦巻状に湾曲させてシール溝に嵌め込んだときに、断面形状が歪むことには変わりがなく、シール部材の片当り状態を十分には防止できないという問題がある。 Therefore, in the prior art described in Patent Document 1, one end side of the seal member located on the inner diameter side of the seal groove is divided into two parts, the bending rigidity of the portion is reduced, and the seal member is in a single-contact state. Is preventing. However, even in this case, when the seal member is bent into a spiral shape and fitted into the seal groove, the cross-sectional shape remains the same, and the one-contact state of the seal member cannot be sufficiently prevented. is there.
さらに、紐状のシール体を湾曲させながらシール溝に挿入するため、シール部材の装着作業性が低く、手間がかかるという問題もある。 Further, since the string-like seal body is inserted into the seal groove while being curved, there is a problem that the workability of attaching the seal member is low and it takes time and effort.
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、本発明の目的は、シール部材の片当り状態を確実の防止できると共に、シール溝に容易に装着可能なシール部材の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a seal member that can surely prevent the contact state of the seal member and can be easily mounted in a seal groove. There is to do.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、スクロールに形成された渦巻状のラップ部に装着されるシール部材の製造方法において、樹脂複合材料からなる紐状のシール体を形状変更用型の渦巻状の溝内に挿入し、前記シール体を加圧状態で加熱する形状変更工程を行い、渦巻状のシール部材を成形することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the invention of claim 1 changes the shape of a string-like seal body made of a resin composite material in a method of manufacturing a seal member attached to a spiral wrap formed on a scroll. It is characterized in that a spiral seal member is formed by performing a shape changing process in which the seal body is inserted into a spiral groove of a mold and heated in a pressurized state.
また、請求項2の発明は、スクロールに形成された渦巻状のラップ部に装着されるシール部材の製造方法において、カッターを用いて樹脂複合材料からなる紐状のシール体の少なくとも一側面に切込みを入れ、前記シール体の長さ方向に離間した複数のリップ部を形成するリップ部形成工程を行い、次に、リップ部の形成されたシール体を形状変更用型の渦巻状の溝内に挿入し、前記シール体を加圧状態で加熱する形状変更工程を行い、渦巻状のシール部材を成形することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a seal member attached to a spiral wrap formed on a scroll, and a cutter is used to cut at least one side surface of a string-like seal body made of a resin composite material. The lip portion forming step is performed to form a plurality of lip portions spaced apart in the length direction of the seal body, and then the seal body formed with the lip portion is placed in the spiral groove of the shape changing mold A shape changing step of inserting and heating the seal body in a pressurized state is performed, and a spiral seal member is formed.
請求項1の発明によれば、紐状のシール体を形状変更用型の渦巻状の溝内に挿入し、シール体を加圧状態で加熱するから、紐状のシール体を塑性変形させて渦巻状のシール部材を形成することができる。また、シール体を塑性変形させるときに、シール部材の全長に亘って、その断面形状をラップ部のシール溝に対応して例えば四角形状に形成することができる。 According to the invention of claim 1, since the string-like seal body is inserted into the spiral groove of the shape changing mold and the seal body is heated in a pressurized state, the string-like seal body is plastically deformed. A spiral seal member can be formed. Further, when the seal body is plastically deformed, the cross-sectional shape thereof can be formed, for example, in a square shape corresponding to the seal groove of the wrap portion over the entire length of the seal member.
このため、ラップ部のシール溝内にシール部材を装着したときでも、シール部材の断面形状が歪み変形することがなく、シール部材を、内径側から外径側の全長に亘って相手方の鏡板と安定的に面接触させることができる。これにより、圧縮運転時に高いシール性を発揮させることができ、シール不良等による空気漏れを抑えることができるから、圧縮性能や耐久性を向上させることができる。 For this reason, even when the seal member is mounted in the seal groove of the wrap portion, the cross-sectional shape of the seal member is not distorted and deformed, and the seal member is connected to the opposite end plate over the entire length from the inner diameter side to the outer diameter side. Surface contact can be made stably. As a result, high sealing performance can be exhibited during the compression operation, and air leakage due to poor sealing or the like can be suppressed, so that the compression performance and durability can be improved.
また、形状変更工程によって紐状のシール体を塑性変形させて渦巻状のシール部材を形成するから、自由状態でもシール部材は渦巻形状に保持される。このため、シール部材をそのままの状態でシール溝に挿入し、装着することができるから、シール部材の装着作業性を向上し、生産性を高めることができる。 Further, since the string-like seal body is plastically deformed by the shape changing step to form the spiral seal member, the seal member is held in a spiral shape even in a free state. For this reason, since the seal member can be inserted into the seal groove as it is and mounted, the mounting workability of the seal member can be improved and the productivity can be increased.
また、請求項2の発明によれば、形状変更工程の前に、シール体の長さ方向に離間した複数のリップ部を形成するリップ部形成工程を行う構成としたから、例えば予めシール体を円環状の紐状体として形成することによって、該環状のシール体を回転させつつ、シール体に対してカッターを進出させることによって、容易にシール体の長さ方向に離間した複数のリップ部を形成することができる。その後、環状のシール体を1箇所で切断することによって、線状の紐状体としてのシール体を形成することができるから、該紐状のシール体に形状変更工程を施すことによって、渦巻状のシール部材を製造することができる。この結果、渦巻状のシール部材を形成した後にリップ部を形成する場合に比べて、容易にリップ部を加工することができる。
Further, according to the invention of
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空気圧縮機を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an air compressor is taken as an example of a scroll type fluid machine according to an embodiment of the present invention and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1ないし図8は第1の実施の形態を示している。そして、図において、1は圧縮機の外殻を構成するケーシングで、該ケーシング1は、軸方向一側が開口した有底筒状に形成され、その軸方向他側には、出力軸2Aを有するモータ2が取付けられている。また、本実施の形態のスクロール式空気圧縮機は、例えば自動車等の車両に空圧アクチュエータとして搭載される小型の圧縮機となっている。
First, FIG. 1 to FIG. 8 show a first embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a casing that forms the outer shell of the compressor. The casing 1 is formed in a bottomed cylindrical shape that is open on one side in the axial direction, and has an
3はケーシング1の軸方向一側に設けられた固定スクロールで、該固定スクロール3は、例えばアルミニウム等の金属材料、またはその合金等を用いて形成され、円板状の鏡板4と、該鏡板4の歯底面4Aに軸方向に向けて立設された渦巻状のラップ部5と、鏡板4の外周側に設けられ、該ラップ部5を取囲む筒状の支持部6とによって大略構成されている。
ここで、ラップ部5は、図2、図3に示す如く、例えば最内径端を巻始め端として、最外径端を巻終り端としたときに、内径側から外径側に向けて例えば3巻前,後の渦巻状に巻回されている。そして、ラップ部5の歯先面5Aは、図4、図5に示す如く、後述する旋回スクロール8のラップ部10と同様に、相手方となる鏡板9の歯底面9Aから一定の寸法だけ軸方向に離間し、この歯先面5Aには後述のシール溝7が設けられている。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, for example, when the outermost diameter end is the winding start end and the outermost diameter end is the winding end end, the
7はラップ部5の歯先面5Aに開口して設けられたシール溝で、該シール溝7は、後述のチップシール20が装着されるものである。ここで、シール溝7は、図2、図3に示す如く、後述のシール溝12とほぼ同様に、渦巻状の凹溝として形成され、ラップ部5の長さ方向に延びている。
7 is a seal groove provided on the
また、シール溝7の断面形状(横断面)は、図4、図5に示す如く、例えば略コ字状または四角形状に形成されている。そして、シール溝7は、底面7Aと、該底面7Aの径方向内側に位置する内側壁面7Bと、底面7Aの径方向外側に位置する外側壁面7Cとを有している。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the cross-sectional shape (transverse cross section) of the
8は固定スクロール3に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、固定スクロール3とほぼ同様に、例えばアルミニウム等の金属材料、またはその合金等を用いて形成されている。
8 is a turning scroll provided in the casing 1 so as to be able to turn in the casing 1 so as to face the fixed
そして、旋回スクロール8は、図1に示す如く、表面側が歯底面9Aとなった円板状の鏡板9と、該鏡板9の歯底面9Aから固定スクロール3の鏡板4に向けて軸方向に立設された渦巻状のラップ部10と、鏡板9の裏面中央に突設され、後述の駆動軸13が連結されるボス部11とによって構成されている。
Then, as shown in FIG. 1, the
ここで、ラップ部10は、図2、図3に示す如く、内径側から外径側に向けて例えば3巻前,後の渦巻状に巻回されている。そして、ラップ部10の歯先面10A側には、図4、図5に示すように、底面12A、内側壁面12Bおよび外側壁面12Cを有するシール溝12が設けられ、このシール溝12にはチップシール20が装着されている。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the
13はケーシング1内に軸受等を介して回転可能に設けられた駆動軸で、該駆動軸13は、図1に示す如く、基端側がモータ2の出力軸2Aに取付けられ、モータ2によって回転駆動される。また、駆動軸13の先端側には、偏心ブッシュ14と旋回軸受15とを介して旋回スクロール8のボス部11が旋回可能に連結されている。この偏心ブッシュ14は、ボス部11と駆動軸13とを径方向に偏心させた状態で互いに連結するものである。
A
これにより、駆動軸13が回転するときには、その軸線を中心として旋回スクロール8が一定の旋回半径で旋回運動を行う。この場合、ケーシング1と旋回スクロール8の背面側との間には、旋回スクロール8が旋回運動時に自転するのを防止する例えば3個の自転防止機構16(1個のみ図示)が設けられている。
As a result, when the
また、旋回スクロール8は、固定スクロール3に対し例えば180度ずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部5,10間には、外径側から内径側(中央)にかけて複数の圧縮室17が画成されている。そして、圧縮機の運転時には、固定スクロール3に設けられた吸込口18から外径側の圧縮室17内に空気を吸込みつつ、この空気を各圧縮室17内で順次圧縮し、最後に、中央側の圧縮室17内に収容された圧縮空気を、固定スクロール3に設けられた吐出口19から外部に吐出する。
The
次に、固定スクロール3と旋回スクロール8のシール溝7,12内にそれぞれ装着されたシール部材としてのチップシール20について説明する。
Next, the
まず、旋回スクロール8のシール溝12に装着されたチップシール20を例に挙げて説明すると、このチップシール20は、旋回スクロール8のラップ部10と、相手方となる固定スクロール3の鏡板4との間をシールするものである。
First, the
ここで、チップシール20は、図4、図5に示すように略四角形の断面形状を有し、シール溝12の底部側に配置される底面20Aと、該底面20Aと対向してシール溝12の開口側に配置されるシール面20Bと、底面20Aとシール面20Bとを内周側で接続する内周面20Cと、底面20Aとシール面20Bとを外周側で接続する外周面20Dとを備えている。
Here, the
また、チップシール20は、可撓性を有する紐状シール体22を渦巻状に形状変更させてシール溝12に装着したものであり、図2に示す如く、シール溝12の内径側と外径側のうち曲率が大きな内径側に装着された内径部20Eと、曲率が小さな外径側に装着された外径部20Fとを有している。
Further, the
また、チップシール20は、例えば耐熱性、耐摩耗性、摺動性に優れた樹脂材料として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を含む樹脂複合材料を用いて形成されている。具体的には、チップシール20は、例えば旧モース硬度が6〜8で、かつ平均粒径が100μm以下の粉末状の硬質材料と、ポリテトラフルオロエチレン樹脂および/または四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン樹脂(PFA)とを含有する樹脂複合材料を用いて形成されている。この場合、硬質材料は、珪藻土、電気石、珪酸塩鉱物、金属酸化物から選択された1種または2種以上とし、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン樹脂の分子量を500万以上とするのが好ましい。そして、チップシール20は、シール溝12の長さ方向に沿って渦巻状に延びている。
The
そして、チップシール20は、図4、図5に示す如く、圧縮機の運転時にシール溝12の内周側に圧縮空気が流入すると、この圧縮空気の押圧力A,Bによって相手方の鏡板4とシール溝12の外側壁面12Cとに押付けられた状態となり、これによってシール性を発揮する。
4 and 5, when the compressed air flows into the inner circumferential side of the
一方、固定スクロール3のシール溝7に装着されたチップシール20は、相手方となる旋回スクロール8(鏡板9)の歯底面9Aとの間をシールするもので、このチップシール20についても、旋回スクロール8側のチップシール20と同様に構成されている。
On the other hand, the
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、図6ないし図8を参照してチップシール20の製造方法について説明する。
The scroll type air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a method for manufacturing the
まず、シール体形成工程では、図6に示すように、例えばPTFE等を含む樹脂複合材料を用いて円形紐状のシール体21を樹脂成形する。この際、シール体21は、例えば樹脂複合材料の筒体を形成した後に、該筒体を所望の厚さ寸法で輪切りすることによって形成してもよい。その後、環状のシール体21を1箇所で切断し、線形紐状のシール体22を形成する。
First, in the sealing body forming step, as shown in FIG. 6, a circular string-
次に、形状変更工程では、図7、図8に示すように、紐状のシール体22を渦巻状に湾曲させ、形状変更用型23の渦巻状の溝24A内に挿入する。このとき、形状変更用型23は、例えば略直方体形状に形成され溝24Aを有するプレス型24と、該プレス型24の溝24A内に挿入されシール体22を押圧するオス型25とによって構成されている。
Next, in the shape changing step, as shown in FIGS. 7 and 8, the string-
ここで、溝24Aは、プレス型24の中央部に位置してプレス型24の高さ方向に貫通した渦巻状に形成されている。このとき、溝24Aは、固定スクロール3のシール溝7または旋回スクロール8のシール溝12とほぼ同じ形状に形成されている。また、プレス型24には、溝24Aの周囲に位置してシール体22を加熱するためのヒータ26が例えば4個設けられている。
Here, the
一方、オス型25は、例えば固定スクロール3または旋回スクロール8のように、平板25Aに渦巻状の突起25Bを立設することによって形成されている。このとき、突起25Bは、プレス型24の溝24Aに沿って渦巻状に形成されている。但し、突起25Bの厚さ寸法は、溝24Aに挿入可能となるように、溝24Aの隙間寸法よりも僅かに小さな値に設定されている。
On the other hand, the male die 25 is formed by erecting a
そして、形状変更用型23は、プレス型24の溝24A内にシール体22とオス型25の突起25Bを挿入した状態で、プレス機27に取付けられる。このとき、プレス機27は、平板状の台座部27Aと、該台座部27Aと対向して設けられたプッシャ27Bとによって構成されている。そして、プレス機27は、台座部27A上にプレス型24を載置した状態で、プッシャ27Bによってオス型25を台座部27Aに向けて押圧する。これにより、シール体22は、オス型25の突起25Bの先端とプレス機27の台座部27Aとの間に挟持される。
The
そして、シール体22には、プレス機27を用いて例えば30〜50MPaの圧力を加えられると共に、ヒータ26を用いて例えば300〜350℃程度に加熱される。この加圧および加熱状態で、シール体22は例えば1〜2時間保持される。これにより、シール体22には塑性変形を生じ、自由状態であっても渦巻形状が保持されるチップシール20が形成される。このとき、チップシール20の内径部20Eおよび外径部20Fでは、その断面形状がいずれも略四角形状になる。
Then, a pressure of, for example, 30 to 50 MPa is applied to the
以上の形状変更工程を終了したら、形状変更用型23のプレス型24とオス型25とを分離し、チップシール20を取り出す。これにより、自由状態で外形の渦巻形状および断面の四角形状が保持されたチップシール20が完成する。
When the above shape changing step is completed, the press die 24 and the male die 25 of the
次に、空気圧縮機の作動について説明すると、まずモータ2によって駆動軸13を回転駆動したときには、駆動軸13の回転が偏心ブッシュ14、旋回軸受15等を介して旋回スクロール8に伝えられる。これにより、旋回スクロール8は、自転防止機構16によって自転を規制された状態で、駆動軸13を中心として旋回運動を行う。
Next, the operation of the air compressor will be described. When the
このとき、固定スクロール3のラップ部5と旋回スクロール8のラップ部10との間に画成された圧縮室17は、外径側から内径側に向けて連続的に縮小する。これにより、圧縮機は、吸込口18から吸込んだ外気を各圧縮室17で順次圧縮し、吐出口19から外部のタンク(図示せず)等に向けて圧縮空気を吐出する。
At this time, the
また、圧縮運転時には、各シール溝7,12の内周側に位置する圧縮室17の方が外周側に位置する圧縮室17よりも高圧となるため、シール溝7,12の内周側には、図4、図5に示すように圧縮室17から圧縮空気が流入する。
Further, during the compression operation, the
これにより、シール溝7内のチップシール20は、圧縮空気の押圧力Aによって相手方の鏡板9の歯底面9Aに摺接しつつ、押圧力Bによってシール溝7の外側壁面7Cに押付けられた状態となる。また、シール溝12内のチップシール20も同様に、相手方の鏡板4の歯底面4Aに摺接しつつ、シール溝12の外側壁面12Cに押付けられた状態となる。
Thereby, the
ここで、従来技術のように、形状変更工程を実施しないときには、図9に示す比較例のように、チップシール28を折曲げるように極端に湾曲させた状態でシール溝7,12に嵌め込むから、例えばチップシール28の内径部28Eでは、内周面28Cが外周面28Dよりも膨らみ、チップシール28の断面形状が平行四辺形や台形状に歪んでしまう。このため、比較例では、チップシール28の底面28Aやシール面28Bが斜めに傾斜してしまい、シール性が低下する傾向がある。
Here, when the shape changing step is not performed as in the prior art, the
これに対し、本実施の形態では、チップシール20は、形状変更工程を施すことによって、自由状態で渦巻形状に保持されるのに加え、略全長に亘ってシール溝7,12に対応して略四角形状に保持されている。このため、図4、図5に示すように、チップシール20は、内径部20Eから外径部20Fに至る個々の部位において、相手方の鏡板4,9と面接触する。この結果、チップシール20の全長に亘って高いシール性を発揮することができ、各圧縮室17の気密性を安定的に確保することができる。
In contrast, in the present embodiment, the
かくして、本実施の形態によれば、紐状のシール体22を形状変更用型23の渦巻状の溝24A内に挿入し、シール体22を加圧状態で加熱するから、紐状のシール体22を塑性変形させて渦巻状のチップシール20を形成することができる。また、シール体22を塑性変形させるときに、チップシール20の全長に亘って、その断面形状をラップ部5,10のシール溝7,12に対応して例えば四角形状に形成することができる。
Thus, according to the present embodiment, the string-
このため、シール溝7,12内にチップシール20を装着したときでも、チップシール20の断面形状が歪み変形することがなく、チップシール20を、内径部20Eから外径部20Fの全長に亘って相手方の鏡板4,9と安定的に面接触させることができる。これにより、圧縮運転時に高いシール性を発揮させることができ、シール不良等による空気漏れを抑えることができるから、圧縮性能や耐久性を向上させることができる。
For this reason, even when the
また、形状変更工程によって紐状のシール体22を塑性変形させて渦巻状のチップシール20を形成するから、自由状態でもチップシール20は渦巻形状に保持される。このため、チップシール20をそのままの状態でシール溝7,12に挿入し、装着することができるから、チップシール20の装着作業性を向上し、生産性を高めることができる。
Moreover, since the string-
次に、図10ないし図16は第2の実施の形態を示し、第2の実施の形態の特徴は、形状変更工程の前に、シール体の長さ方向に離間した複数のリップ部を形成するリップ部形成工程を行う構成としたことにある。なお、第2の実施の形態では第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 10 to FIG. 16 show a second embodiment, and the feature of the second embodiment is that a plurality of lip portions separated in the length direction of the seal body are formed before the shape changing step. The lip portion forming step is performed. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
最初に、固定スクロール3と旋回スクロール8のシール溝7,12内にそれぞれ装着されたシール部材としてのチップシール31について説明する。
First, a
まず、旋回スクロール8のシール溝12に装着されたチップシール31を例に挙げて説明すると、このチップシール31は、図10ないし図12に示すように、旋回スクロール8のラップ部10と、相手方となる固定スクロール3の鏡板4との間をシールするものである。
First, the
また、チップシール31は、第1の実施の形態によるチップシール20とほぼ同様に、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を含む樹脂複合材料を用いて形成され、シール溝12の長さ方向に沿って渦巻状に延びている。さらに、チップシール31は、図11、図12に示すように略四角形の断面形状を有し、シール溝12の底部側に配置される底面31Aと、該底面31Aと対向してシール溝12の開口側に配置されるシール面31Bと、底面31Aとシール面31Bとを内周側で接続する内周面31Cと、底面31Aとシール面31Bとを外周側で接続する外周面31Dとを備えている。
Further, the
そして、チップシール31は、可撓性を有する紐状のシール体38を渦巻状に形状変更させてシール溝12に装着したものであり、シール溝12の内径側と外径側のうち曲率が大きな内径側に装着された内径部31Eと、曲率が小さな外径側に装着された外径部31Fとを有している。
The
32はチップシール31の底面31Aに形成された複数の底面突起としての底面リップ部で、これらの底面リップ部32は、例えばチップシール31の底面31A側に斜めに切込みを入れることにより、薄肉なリップ部として形成され、チップシール31の長さ方向(渦巻方向)に間隔をもって配置されている。
そして、底面リップ部32の先端側は、チップシール31の内径側に向けて拡開しつつ、その底面31Aからシール溝12の底面12Aに向けて斜めに突出した自由端となり、この自由端側はシール溝12の底面12Aに弾性的に当接している。
And the front end side of the
これにより、各底面リップ部32は、圧縮運転が行われるときに、チップシール31の底面31Aとシール溝12の底面12Aとの間の隙間をチップシール31の長さ方向に対して複数箇所で遮断し、これらの間を通じてシール溝12の内径側から外径側に圧縮空気が漏れるのを防止している。また、チップシール31は、各底面リップ部32の間に流入する圧縮空気によってシール溝12から浮上がる方向に押圧され、固定スクロール3の歯底面4Aに摺接する構成となっている。
Thus, each
33は例えばチップシール31の内周面31Cに渦巻方向に間隔をもって形成された複数の側面突起としての内側リップ部で、該各内側リップ部33の先端側は、底面リップ部32とほぼ同様に、チップシール31の内径側に向けて拡開しつつ、その内周面31Cからシール溝12の内側壁面12Bに向けて斜めに突出し、内側壁面12Bに弾性的に当接している。
そして、各内側リップ部33は、チップシール31の内周面31Cとシール溝12の内側壁面12Bとの間の隙間をチップシール31の長さ方向に対して複数箇所で遮断し、これらの間を通じてシール溝12の内径側から外径側に圧縮空気が漏れるのを防止している。
Each
また、圧縮運転時には、シール溝12内で各内側リップ部33の間にも圧縮空気が流入する。この場合、圧縮空気の圧力は、ラップ部10の外径側から内径側に向けて徐々に高圧となるから、チップシール31の内周側と外周側の圧力を比較すると、内周側の方が高圧となる。
Further, during the compression operation, the compressed air also flows between the
このため、内側リップ部33はチップシール31の内周面31Cに配置され、チップシール31の内周側に高圧な圧縮空気を導入し易い構成となっている。これにより、チップシール31の内周側に流入する高圧な圧縮空気によって外周面31Dをシール溝12の外側壁面12Cに安定的に押付けることができ、これらの間の隙間を確実に遮断することができる。
For this reason, the
一方、固定スクロール3のシール溝7に装着されたチップシール31は、相手方となる旋回スクロール8(鏡板9)の歯底面9Aとの間をシールするもので、このチップシール31についても、旋回スクロール8側のチップシール31と同様に構成され、底面リップ部32および内側リップ部33を有している。
On the other hand, the
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、図13ないし図16を参照してチップシール20の製造方法について説明する。
The scroll type air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a method for manufacturing the
まず、シール体形成工程では、第1の実施の形態と同様に、例えばPTFE等を含む樹脂複合材料を用いて円形紐状のシール体34を樹脂成形する。この際、シール体34は、例えば樹脂複合材料の筒体を形成した後に、該筒体を所望の厚さ寸法で輪切りすることによって形成してもよい。
First, in the sealing body forming step, as in the first embodiment, a circular string-
次に、リップ部形成工程では、図13に示すように、環状のシール体34を回転可能な円盤状の回転テーブル35上に載置する。このとき、シール体34の中心位置と回転テーブル35の回転中心とを一致させる。また、シール体34は、チップシール31の底面31Aとなる底面34Aを露出させ、チップシール31のシール面31Bとなる表面34Bを回転テーブル35に当接させた状態で、回転テーブル35に取付けられる。
Next, in the lip portion forming step, as shown in FIG. 13, the
この状態で、シール体34の底面34Aに向けて径方向にカッター36を進出させる。これにより、シール体34の底面34Aには、斜めに傾斜した切込みが入り、底面リップ部32が形成される。一方、底面リップ部32とは異なる位置で、シール体34の内周面34Cに向けて軸方向(上,下方向)にカッター37を進出させる。これにより、シール体34の内周面34Cには、斜めに傾斜した切込みが入り、内側リップ部33が形成される。そして、1組の底面リップ部32と内側リップ部33の形成が終了すると、回転テーブル35を一定角度だけ回転させて、形成終了後のリップ部32,33とは異なる位置に次なるリップ部32,33を形成する。この作業を繰返すことによって、図14に示すように、シール体34の全周に亘って、シール体34の周方向(長さ方向)に離間した複数のリップ部32,33を加工する。その後、シール体32を1箇所で切断し、線形紐状のシール体38を形成する。
In this state, the
次に、形状変更工程では、図15、図16に示すように、第1の実施の形態と同様に、リップ部32,33が形成された紐状のシール体38を渦巻状に湾曲させ、形状変更用型23の渦巻状の溝24A内に挿入する。そして、形状変更用型23およびプレス機27を用いて、シール体38には、例えば30〜50MPaの圧力を加えると共に、300〜350℃程度に加熱する。この加圧および加熱状態で、シール体38は例えば1〜2時間保持される。これにより、シール体38には塑性変形を生じ、自由状態であっても渦巻形状が保持されるチップシール31が形成される。このとき、チップシール31の内径部31Eおよび外径部31Fでは、その断面形状がいずれも略四角形状になる。
Next, in the shape changing step, as shown in FIGS. 15 and 16, the string-
以上の形状変更工程を終了したら、形状変更用型23のプレス型24とオス型25とを分離し、チップシール31を取り出す。これにより、自由状態で外形の渦巻形状および断面の四角形状が保持され、底面31Aと内周面31Cとにリップ部32,33を備えたチップシール31が完成する。
When the above shape changing step is completed, the press die 24 and the male die 25 of the
かくして、第2の実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。特に、第2の実施の形態では、形状変更工程の前に、シール体34の長さ方向に離間した複数のリップ部32,33を形成するリップ部形成工程を行う構成としたから、例えば予めシール体34を環状に形成することによって、該環状のシール体34を回転させつつ、シール体34に対してカッター36,37を進出させることによって、容易にシール体34の長さ方向に離間した複数のリップ部32,33を形成することができる。その後、環状のシール体34を1箇所で切断することによって、線形紐状のシール体38を形成することができるから、該紐状のシール体38に形状変更工程を施すことによって、渦巻状のチップシール31を製造することができる。この結果、渦巻状のチップシール31を形成した後にリップ部32,33を形成する場合に比べて、容易にリップ部32,33を加工することができ、生産性を向上することができる。
Thus, the second embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment. In particular, in the second embodiment, since the lip portion forming step for forming the plurality of
なお、前記第2の実施の形態では、円形紐状のシール体34に対してリップ部32、33を形成するリップ形成工程を行うものとしたが、線形紐状のシール体に対してリップを形成するリップ形成工程を行う構成としてもよい。この場合でも、形状変更工程後の渦巻状のチップシールにリップ部を加工するのに比べて、加工作業を容易に行うことができる。
In the second embodiment, the lip forming step for forming the
なお、前記第2の実施の形態では、シール体34の底面34A、内周面34Cには底面リップ部32、内側リップ部33をそれぞれ設ける構成としたが、底面リップ部32、内側リップ部33とのうちいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。
In the second embodiment, the bottom
また、前記各実施の形態では、チップシール20,31をPTFE等の樹脂複合材料によって形成する構成とした。しかし、本発明のチップシールに用いる材料は実施の形態に限るものではなく、例えばチップシールをPTFE以外の材料を用いた樹脂複合材料によって構成してもよい。 In each of the above embodiments, the chip seals 20 and 31 are formed of a resin composite material such as PTFE. However, the material used for the chip seal of the present invention is not limited to the embodiment. For example, the chip seal may be made of a resin composite material using a material other than PTFE.
また、前記各実施の形態では、固定スクロール3と旋回スクロール8のラップ部5,10にチップシール20,31をそれぞれ設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、ラップ部5,10の一方だけにチップシールを設け、他方のチップシールを省略する構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the tip seals 20 and 31 are provided on the
また、前記各実施の形態では、形状変更用型23の溝24Aには単一のシール体22,38を挿入し、シール体22,38には1本毎に形状変更工程を施すものとしたが、溝24A内に複数本のシール体22,38を積層した状態で挿入し、これら複数本のシール体22,38に対して一緒に形状変更工程を施す構成としてもよい。
In each of the above embodiments, a
一方、前記各実施の形態では、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ものである。 On the other hand, in each of the above-described embodiments, the scroll type air compressor has been described as an example of the scroll type fluid machine. However, the present invention is not limited to this and can be widely applied to, for example, a vacuum pump, a refrigerant compressor, and the like. It is.
3 固定スクロール
4,9 鏡板
4A,9A 歯底面
5,10 ラップ部
5A,10A 歯先面
7,12 シール溝
7A,12A 底面
7B,12B 内側壁面
7C,12C 外側壁面
8 旋回スクロール
17 圧縮室
20,31 チップシール(シール部材)
20A,31A 底面
20B,31B シール面
20C,31C 内周面
20D,31D 外周面
20E,31E 内径部
20F,31F 外径部
21,22,34,38 シール体
23 形状変更用型
26 ヒータ
27 プレス機
32,33 リップ部
35 回転テーブル
36,37 カッター
3 fixed
20A,
Claims (2)
樹脂複合材料からなる紐状のシール体を形状変更用型の渦巻状の溝内に挿入し、前記シール体を加圧状態で加熱する形状変更工程を行い、渦巻状のシール部材を成形することを特徴とするシール部材の製造方法。 In the manufacturing method of the seal member attached to the spiral wrap portion formed in the scroll,
Inserting a string-like seal body made of a resin composite material into a spiral groove of a shape-changing mold, and performing a shape-changing step of heating the seal body in a pressurized state to form a spiral seal member The manufacturing method of the sealing member characterized by these.
カッターを用いて樹脂複合材料からなる紐状のシール体の少なくとも一側面に切込みを入れ、前記シール体の長さ方向に離間した複数のリップ部を形成するリップ部形成工程を行い、
次に、リップ部の形成されたシール体を形状変更用型の渦巻状の溝内に挿入し、前記シール体を加圧状態で加熱する形状変更工程を行い、渦巻状のシール部材を成形することを特徴とするシール部材の製造方法。 In the manufacturing method of the seal member attached to the spiral wrap portion formed in the scroll,
Using a cutter, cut at least one side of a string-like seal body made of a resin composite material, and perform a lip portion forming step to form a plurality of lip portions spaced apart in the length direction of the seal body,
Next, the seal body in which the lip portion is formed is inserted into the spiral groove of the shape changing mold, and a shape changing step is performed in which the seal body is heated in a pressurized state, thereby forming a spiral seal member. The manufacturing method of the sealing member characterized by the above-mentioned.
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---|---|---|---|---|
JP2018051681A (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 三井精機工業株式会社 | Slit processing machine and processing method of seal member |
US11536269B2 (en) * | 2017-02-07 | 2022-12-27 | Ntn Corporation | Tip seal for scroll compressor |
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