JP2011247183A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】固定及び可動の渦巻体に生じる応力集中を抑制し、また、これら渦巻体間に形成される作動流体の圧縮室または膨張室の気密性を高め、作動効率を向上しつつ、その小型化を図ることができるスクロール型流体機械を提供する。
【解決手段】固定及び可動スクロール８，１０間で渦巻体５０，５２及び端板１０ａがその渦巻体に設けたチップシール５６を介して互いに摺接することにより渦巻体間に形成される作動流体の圧力室を区画するスクロール型流体機械であって、少なくとも一方のスクロールの渦巻体は、その端板側の隅に凹円弧面６４からなる根元部６２を有し、他方のスクロールのチップシールは、その先端部５６ａの角に凹円弧面に摺接する第１凸円弧面７２からなるフィレット部７０を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の空調に使用される冷凍回路に好適したスクロール型流体機械に関する。

この種のスクロール型流体機械は、各々が端板及び該端板と一体の渦巻体を有した固定スクロール及び可動スクロールを備え、固定及び可動スクロール間で渦巻体及び端板が互いに摺接することにより渦巻体間に形成される作動流体の圧縮室または膨張室を区画している。
そして、特許文献１には、一方のスクロールの渦巻体の端板側の隅に曲率半径（ｒ）の根元部を設け、他方のスクロールの渦巻体の先端部の角に曲率半径(Ｒ)の丸み部を設け、曲率半径(Ｒ)を曲率半径（ｒ）よりも大きくしたスクロール型圧縮機が開示されている。

また、特許文献２には、渦巻体の根元部に円弧状の第１の面取り部を設け、渦巻体の先端部の角に第１の面取り部より若干小さい円弧状の第２の面取り部を設け、第１及び第２の面取り部の半径を渦巻体の厚さの５％以下とするスクロール型圧縮機が開示されている。
更に、特許文献３には、圧縮室の隙間部は、両スクロールの少なくとも一方の表面に形成されるとともに、他方のスクロールよりも硬度の低い表面処理材によって埋められるスクロール型圧縮機が開示されている。

更にまた、特許文献４には、渦巻体の根元部との干渉逃げ部を第二鏡板（ボトムプレート）に形成したスクロール型流体機械が開示されている。
また、特許文献５には、固定及び可動スクロール間で渦巻体及び端板がその渦巻体に設けたチップシールを介して互いに摺接し、渦巻体の先端部に断面形状を凹状や凸状にしたチップシールを装着したスクロール型流体機械が開示されている。

特許第４１２６８１５号公報 特開平５−１８７３７１号公報 特開２００１−３４２９７９号公報 特開昭５７−１４８０８５号公報 特開２０００−３５２３８８号公報

ところで、近年、環境意識の高まりによって車輌の軽量化が促進され、車輌のキャビンの快適性向上のためにエンジンルームは狭隘になる傾向があり、例えば狭隘なエンジンルームに設置可能な小型のスクロール型流体機械が求められている。
しかしながら、スクロール型流体機械のスクロールユニットは、一般に、固定スクロールに対して可動スクロールが旋回運動する片持ち梁構造であり、これを小型化しつつその吐出容量を確保するためには渦巻体を高く形成せざるを得ないため、渦巻体の破損を生じ易い。従って、渦巻体の破損を防止するために渦巻体を高価な高強度材料で成形せざるを得ず、これができない場合には渦巻体高さを低くせざるを得ず、結果として流体機械の小型化促進に制約が生じていた。

このように、渦巻体を高強度材料で成形することなく渦巻体を高くして流体機械の小型化を促進するには、可動スクロールの旋回運動によって渦巻体に生じる応力集中を抑制して渦巻体の破損を防止する必要がある。
そこで、上記特許文献１及び２では、渦巻体の根元部及び先端部に円弧状のいわゆるフィレット部が形成されるものの、これらの曲率半径は互いに異なる。また、これらフィレット部は渦巻体自体に形成されるため、可動スクロールの旋回運動に伴い摩耗するおそれもある。従って、固定及び可動の渦巻体間の根元部と先端部との間に三ヶ月状断面の隙間が生じてしまうことは避けられず、圧縮室または膨張室の気密性を確保できず、ひいては流体機械の作動効率が著しく低下するおそれがある。

また、上記特許文献２に記載のように、フィレット部の曲率半径を渦巻体の壁厚の５％以下にした場合には、特に小型の流体機械の場合にはフィレット部が小さ過ぎ、上記三ヶ月状隙間を確実に埋めるのは困難であり、また、渦巻体に生じる応力集中も十分に抑制できないおそれがある。
一方、上記特許文献３では、フィレット部に表面処理材、例えば軟金属メッキで表面処理することによって、表面処理材が適当な膜厚に摩耗し、上記三ヶ月状隙間を埋めることができるとも思われるが、そもそも表面処理材は、一般にミクロンオーダーの厚みで形成されて摩耗を想定しておらず、また、厚すぎる表面処理材は剥離しかねないため、三ヶ月状隙間を埋めることは困難であり、また、渦巻体に生じる応力集中も十分に抑制できないおそれがある。

また、上記特許文献４では、上記三ヶ月状隙間以外にも渦巻体の根元部とボトムプレートとの間に隙間が生じかねず、圧縮室または膨張室の気密性を確保できない。
そこで、上記特許文献５に記載のように、渦巻体の先端部に凹状や凸状のチップシールを装着することにより、チップシールによって上記三ヶ月状隙間を埋めることができるとも思われるが、チップシールの先端部の角の形状や可動スクロールの旋回運動に伴うチップシールの変形については格別な配慮がなされていないため、上記三ヶ月状隙間を確実に埋め、また、渦巻体に生じる応力集中を十分に抑制するには依然として課題が残されている。

本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的とするところは、固定及び可動の渦巻体に生じる応力集中を抑制し、また、これら渦巻体間に形成される作動流体の圧縮室または膨張室の気密性を高め、作動効率を向上しつつ、その小型化を図ることができるスクロール型流体機械を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のスクロール型流体機械は、各々が端板及び該端板と一体の渦巻体を有した固定スクロール及び可動スクロールを備え、固定及び可動スクロール間で渦巻体及び端板がその渦巻体に設けたチップシールを介して互いに摺接することにより渦巻体間に形成される作動流体の圧力室を区画するスクロール型流体機械であって、少なくとも一方のスクロールの渦巻体は、その端板側に凹円弧面にて形成される根元部を有し、他方のスクロールのチップシールは、その先端部の角に凹円弧面に摺接する第１凸円弧面からなるフィレット部を有する（請求項１）。

より具体的には、チップシールは渦巻体に係止される係止部を有し、係止部はフィレット部よりもチップシールの幅方向内側に設けられる（請求項２）。
好ましくは、渦巻体の幅をＷ１とし、チップシールの幅をＷ２としたとき、Ｗ２＞Ｗ１で示される関係が満たされる（請求項３）。
好ましくは、チップシールは渦巻体の中央端部を覆う第２凸円弧面を有し、第１凸円弧面の曲率半径をＲ１とし、第２凸円弧面の曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ２＞Ｒ１で示される関係が満たされる（請求項４）。

好ましくは、凹円弧面の曲率半径をＲ０とし、第１凸円弧面の曲率半径をＲ１としたとき、（Ｒ０−０．１ｍｍ）≦Ｒ１≦（Ｒ０＋０．１ｍｍ）で示される関係が満たされる（請求項５）。
好ましくは、フィレット部の第１凸円弧面には、凹円弧面との間のシールを第３凸円弧面にて補助する補助リブが設けられ、凹円弧面の曲率半径をＲ０とし、第１凸円弧面の曲率半径をＲ１とし、第３凸円弧面の曲率半径をＲ３としたとき、Ｒ３≦Ｒ０≦Ｒ１で示される関係が満たされる（請求項６）。

好ましくは、複数の補助リブが渦巻体の中央端部に近づくほど密に設けられる（請求項７）。

請求項１記載のスクロール型流体機械によれば、チップシールは、その先端部の角に第１凸円弧面からなるフィレット部を有するから、固定及び可動の渦巻体の先端部の角に生じていた応力集中を抑制することができる。また、一方のスクロールの渦巻体の凹円弧面にて形成される根元部に他方のスクロールのチップシールの第１凸円弧面にて形成されるフィレット部が摺接するから、渦巻体間に形成される作動流体の圧縮室または膨張室の気密性を高めることができ、流体機械の作動効率を向上しつつ、その小型化を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、チップシールは渦巻体に係止される係止部を有し、係止部はフィレット部よりもチップシールの幅方向内側に設けられ、根元部に対するフィレット部の摺接に伴いフィレット部の若干の変形が許容される。従って、根元部に対してフィレット部が押し付けられたときに、渦巻体間のシール性、ひいては圧力室の気密性を更に高めることができるため、流体機械の作動効率を更に向上することができる。

請求項３記載の発明によれば、渦巻体の幅をＷ１とし、チップシールの幅をＷ２としたとき、Ｗ２＞Ｗ１で示される関係が満たされるから、渦巻体の先端面をチップシールで確実に保護することができるとともに、根元部に対してフィレット部を確実に押し付けることができ、渦巻体間のシール性、ひいては圧力室の気密性を更に高めることができるため、流体機械の作動効率を更に向上することができる。

請求項４記載の発明によれば、チップシールは渦巻体の中央端部を覆う第２凸円弧面を有し、第１凸円弧面の曲率半径をＲ１とし、第２凸円弧面の曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ２＞Ｒ１で示される関係が満たされるから、チップシールを渦巻体の中央端部において連続した滑らかな曲面で形成することが可能となり、渦巻体間のシール性、ひいては圧力室の気密性を更に高めることができるため、流体機械の作動効率を更に向上することができる。

請求項５記載の発明によれば、凹円弧面の曲率半径をＲ０とし、第１凸円弧面の曲率半径をＲ１としたとき、（Ｒ０−０．１ｍｍ）≦Ｒ１≦（Ｒ０＋０．１ｍｍ）で示される関係が満たされるから、チップシールの弾性変形を加味した適正な範囲で凹円弧面及び第１凸円弧面の曲率半径の設定が可能となり、渦巻体間のシール性、ひいては圧力室の気密性を更に高めることができるため、流体機械の作動効率を更に向上することができる。

請求項６記載の発明によれば、フィレット部の第１凸円弧面には、凹円弧面との間のシールを第３凸円弧面にて補助する補助リブが設けられ、凹円弧面の曲率半径をＲ０とし、第１凸円弧面の曲率半径をＲ１とし、第３凸円弧面の曲率半径をＲ３としたとき、Ｒ３≦Ｒ０≦Ｒ１で示される関係が満たされるから、補助リブの摩耗を加味した範囲で凹円弧面及び第１凸円弧面の曲率半径の設定が可能となり、渦巻体間のシール性、ひいては圧力室の気密性を更に高めることができるため、流体機械の作動効率を更に向上することができる。

請求項７記載の発明によれば、複数の補助リブが渦巻体の中央端部に近づくほど密に設けられるから、圧力室の圧力が最も高圧となる渦巻体の中央端部近傍において、補助リブの摩耗を加味した範囲で凹円弧面及び第１凸円弧面の曲率半径の設定が可能となり、渦巻体間のシール性、ひいては圧力室の気密性を更に効果的に高めることができるため、流体機械の作動効率を更に向上することができる。

本発明に係るスクロール圧縮機を示した断面図である。 本発明の第１実施形態に係る可動渦巻体の根元部、固定チップシール、及び固定渦巻体の先端部を示した断面図である。 図２の固定渦巻体をIII−III方向からみた断面図である。 本発明の第２実施形態に係る可動渦巻体の根元部を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定チップシールを示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定渦巻体の先端部を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定スクロールに対する可動スクロールの組み付け時において、根元部とフィレット部とが離間して対向する状態を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定スクロールに対する可動スクロールの組み付け時において、固定渦巻体の側面に可動渦巻体の側面が当接する状態を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る可動スクロールの旋回運動時を示した要部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る固定チップシールを示した断面図である。 本発明の第３実施形態に係る可動スクロールの旋回運動時を示した要部断面図である。 図１１の固定渦巻体をXII−XII方向からみた断面図である。 本発明の変形例に係る可動スクロールの旋回運動時を示した要部断面図である。 本発明の別の変形例に係る可動スクロールを示した平面図である。 図１４の可動スクロールをV−V方向からみた断面図である。

図１は本発明に係るスクロール圧縮機（スクロール型流体機械）１を示し、この圧縮機１は車両を空調するための冷凍回路に組み込まれ、冷凍回路を循環する冷媒（作動流体）の圧縮に使用される。
圧縮機１はリアハウジング２及びフロントハウジング４を備え、リアハウジング２内にスクロールユニット６が収容されている。スクロールユニット６はリアハウジング２に固定された固定スクロール８と、この固定スクロール８に対して噛み合うように組付けられた可動スクロール１０とからなり、この可動スクロール１０の旋回運動によりスクロールユニット６は冷媒の吸入から圧縮を経て吐出までの一連のプロセスを連続して実行する。

より詳しくは、リアハウジング２内にはその端板とスクロールユニット６の固定スクロール８との間に吐出室１２が形成され、この吐出室１２は固定スクロール８の端板８ａに形成された吐出孔１４にリードバルブタイプの吐出弁１６を介して接続可能である一方、リアハウジング２に形成した吐出ポート（図示しない）を介して冷凍回路の冷媒循環経路に接続されている。

なお、リアハウジング２には冷媒の吸入ポート（図示しない）もまた形成されており、この吸入ポートは冷媒循環経路からリアハウジング２内に冷媒を導入し、導入された冷媒はスクロールユニット６内に吸入される。
一方、フロントハウジング４内には駆動軸１８が配置され、この駆動軸１８は大径端部２０及び小径軸部２２を有する。大径端部２０はニードル軸受２４を介してフロントハウジング４に回転自在に支持され、小径軸部２２はボール軸受２６を介してフロントハウジング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部２２とフロントハウジング４との間にはリップシール２８が配置され、このリップシール２８はフロントハウジング４内を気密に区画している。

駆動軸１８の小径軸部２２はフロントハウジング４から突出し、この突出端が電磁クラッチを内蔵した駆動プーリ３０に連結され、この駆動プーリ３０は軸受３２を介してフロントハウジング４に回転自在に支持されている。駆動プーリ３０はベルトを介して車両のエンジン側の出力プーリに接続され、エンジンからの動力を受けて回転される。従って、エンジンの駆動中、駆動プーリ３０内の電磁クラッチがオン作動されていれば、駆動軸１８は駆動プーリ３０とともに回転される。

一方、駆動軸１８の大径端部２０からは可動スクロール１０に向けてクランクピン３４が突出され、このクランクピン３４は偏心ブッシュ３６及びニードル軸受３８を介して可動スクロール１０のボス４０を支持している。従って、駆動軸１８が回転されると、クランクピン３４及び偏心ブッシュ３６を介して可動スクロール１０が旋回運動する。

更に、フロントハウジング４と可動スクロール１０の端板１０ａとの間には自転阻止カップリングが配置されている。この実施例の場合、自転阻止カップリングはいわゆるＥＭカップリング４２からなり、ＥＭカップリング４２はそれぞれリング形状をなす可動プレート４４及び固定プレート４６双方の環状レース溝間にボール４８を挟み込んで構成されている。

固定スクロール８はその端板８ａと一体成形された固定渦巻体５０を有し、可動スクロール１０もその端板１０ａと一体成形された可動渦巻体５２を有している。固定及び可動渦巻体５０，５２の内外面はその中央端部を除き、インボリュート曲面から形成され、例えばA4032-T6などのアルミニウム合金から成形されている。
なお、上述した吐出孔１４は、固定渦巻体５０の中央端部５４の近傍に位置付けられ、この中央端部５４の内面との間には一定のクリアランスが確保されている。

固定渦巻体５０の先端部５０ａには固定チップシール５６が設けられ、可動渦巻体５２の先端部５２ａには可動チップシール５８が設けられている。固定及び可動チップシール５６,５８は、上述したようなアルミニウム合金から成形される固定及び可動渦巻体５０,５２の約１／３０以下程度の弾性係数を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのエンジニアリング・プラスチックから成形される。

固定渦巻体５０及び端板１０ａは固定チップシール５６を介して互いに摺接され、一方、可動渦巻体５２及び端板８ａは可動チップシール５８を介して互いに摺接される。固定及び可動スクロール８，１０間でのこれらの摺接により固定及び可動渦巻体５０，５２間には冷媒の圧縮室（圧力室）６０が区画して形成され、上述した一連のプロセスが連続して実行される。

以下、図２の固定スクロール８に対する可動スクロール１０の組み付け時を参照し、第１実施形態の可動渦巻体５２の根元部６２、固定チップシール５６、及び固定渦巻体５０の先端部５０ａの形状を詳細に説明する。なお、固定渦巻体５０の根元部、可動チップシール５８、及び可動渦巻体５２の先端部５２ａも同様の形状をなしているため、これらの説明については後述するすべての実施形態において省略し、固定渦巻体５０は単に渦巻体５０、固定チップシール５６は単にチップシール５６と称することがある。

可動渦巻体５２は、幅Ｗ１を有して形成され、端板１０ａ側の隅に根元部６２を有している。根元部６２は、可動渦巻体５２の切削加工の段階においてエンドミル等の切削工具によって曲率半径Ｒ０の凹円弧面６４を有して形成されている。
固定チップシール５６は、固定渦巻体５０の渦巻き方向の長さとほぼ同じ長さを有し、本実施形態の場合には断面凹状に形成されている。一方、固定渦巻体５０は断面凸状に形成され、固定渦巻体５０の先端部５０ａには凸部６６が形成されている。固定渦巻体５０の渦巻き方向に沿って、固定渦巻体５０の凸部６６に固定チップシール５６の断面凹状を形作る凹部（係止部）６８を嵌め込むことにより、固定チップシール５６は固定渦巻体５０に係止、装着される。

固定チップシール５６は、端板１０ａに摺接される側の先端部５６ａの両角にフィレット部７０を有している。フィレット部７０は、曲率半径Ｒ１の第１凸円弧面７２を有して形成され、可動スクロール１０の旋回運動により第１凸円弧面７２が根元部６２の凹円弧面６４に摺接される。
また、固定チップシール５６は凹部６８、すなわち、フィレット部７０よりも固定チップシール５６の幅方向内側の部位において固定渦巻体５０に係止されている。更に、凹部６８を形成する各側部５６ｂの各外周面５６ｃ間の幅Ｗ２は、少なくとも固定及び可動渦巻体５０,５２の幅Ｗ１よりも大きく、固定チップシール５６はその先端部５６ａから側部５６ｂにかけて末広がりの形状をなしている。

図３は図２の固定渦巻体５０をIII−III方向からみた断面図を示している。この図から明らかなように、固定渦巻体５０の凸部６６は固定渦巻体５０の中央端部５４にかけて形成され、固定チップシール５６は、固体渦巻体５０の中央端部５４全体を覆う袋状の中央端部７４を有して形成され、中央端部７４はその先端近傍に曲率半径Ｒ２の第２凸円弧面７６を有して形成されている。

上述した凹円弧面６４の曲率半径Ｒ０、第１凸円弧面７２の曲率半径Ｒ１、及び第２凸円弧面７６の曲率半径Ｒ２は、以下の関係が満たされる。
Ｒ２＞Ｒ１
（Ｒ０−０．１ｍｍ）≦Ｒ１≦（Ｒ０＋０．１ｍｍ）
上式が成立していれば、固定チップシール５６の成形性を考慮した上で、フィレット部７０と根元部６２とのシールを確保しつつ、可動渦巻体５２の円滑な旋回運動を実現可能である。

上述したように、第１実施形態の圧縮機１では、チップシール５６は、その先端部５６ａの角に第１凸円弧面７２からなるフィレット部７０を有するから、固定及び可動の渦巻体５０,５２の先端部の角に生じていた応力集中を抑制することができる。また、根元部６２の凹円弧面６４には先端部５６ａの第１凸円弧面７２が摺接することから、これら渦巻体５０,５２間に形成される冷媒の圧縮室６０の気密性を高め、圧縮機１の圧縮効率を向上しつつ、その小型化を図ることができる。

また、凹部６８がフィレット部７０よりもチップシール５６の幅方向内側に設けられるから、根元部６２に対するフィレット部７０の摺接に伴いフィレット部７０の若干の変形が許容され、根元部６２に対してフィレット部７０が押し付けられたときに、フィレット部７０が変形してフィレット部７０と根元部６２との間の微小な三ケ月状隙間を埋め、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を更に高めることができる。
更に、第１凸円弧面７２の曲率半径をＲ１とし、第２凸円弧面７６の曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ２＞Ｒ１で示される関係が満たされるから、チップシール５６を渦巻体５０の中央端部５４において連続した滑らかな曲面で形成することが可能となり、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を更に高めることができる。

更にまた、凹円弧面６４の曲率半径をＲ０とし、第１凸円弧面７２の曲率半径をＲ１としたとき、（Ｒ０−０．１ｍｍ）≦Ｒ１≦（Ｒ０＋０．１ｍｍ）で示される関係が満たされるから、チップシール５６の弾性変形を加味した適正な範囲で凹円弧面６４及び第１凸円弧面７２の曲率半径の設定が可能となり、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を更に高めることができる。

図４〜６は、それぞれ第２実施形態に係る可動渦巻体５２の根元部６２、固定チップシール５６、及び固定渦巻体５０の先端部５０ａの形状の詳細を示し、図７及び８は第２実施形態に係る固定スクロール８に対する可動スクロール１０の組み付け時を示し、図９は第２実施形態に係る可動スクロール１０の旋回運動時を示している。
図４〜６から明らかなように、可動渦巻体５２は根元部６２が角度θ１（通常はθ１＝９０°）をなして端板１０ａから立設され、固定チップシール５６は、凹部６８を形成する側部５６ｂの外周面５６ｃと先端部５６ａの先端面５６ｄとの角度、すなわち固定チップシール５６の末広がり具合を表す角度が角度θ２をなして形成されている。

また、固定渦巻体５０には、その先端部５０ａにおいて凸部６６の両側に段差部７８が凸部６６からＷ３の幅を有して形成され、一方、固定チップシール５６には、その側部５６ｂがＷ４の幅を有して形成されている。
更に、上述したように、固定渦巻体５０はその幅方向の幅Ｗ１を有し、固定チップシール５６は各側部５６ｂの各外周面５６ｃ間が幅Ｗ２を有して形成される。また、固定チップシール５６は、先端部５６ａがその高さ方向の厚みＴ１を有し、側部５６ｂがその高さ方向の厚みＴ２を有して形成されている。

上述した根元部６２の角度θ１、固定チップシール５６の末広がり角度θ２、固定渦巻体５０の幅Ｗ１、各外周面５６ｃ間の幅Ｗ２、段差部７８の幅Ｗ３、側部５６ｂの幅Ｗ４、先端部５６ａの厚みＴ１、側部５６ｂの厚みＴ２は、以下の関係が満たされる。
Ｗ２＞Ｗ１
（Ｗ３―Ｗ４）＜０．２ｍｍ
θ１＜θ２
Ｔ２＞Ｒ１（Ｒ１：第１凸円弧面７２の曲率半径）
Ｔ１＞１ｍｍ

上式が成立していれば、固定チップシール５６の成形性を考慮した上で、フィレット部７０と根元部６２とのシールを確保しつつ、可動渦巻体５２の円滑な旋回運動を実現可能である。
具体的には、図７に示されるように、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の組み付け時に根元部６２とフィレット部７０とが離間して対向した状態では、固定チップシール５６が角度θ２を有する末広がり形状であることから、可動渦巻体５２の側面８０側とは反対側の側部５６ｂと凸部６６との間にくさび状の隙間Ｇが形成されている。

次に、図８に示されるように、固定スクロール８に対する可動スクロール１０の組み付け時に固定渦巻体５０の側面８２に可動渦巻体５２の側面８０が当接されると、側面８０側の固定チップシール５６の側部５６ｂが側面８２に押し付けられ、側面８０側の側部５６ｂとは反対側の側部５６ｂが更に傾くようにして変形し、隙間Ｇが更に大きくなる。
次に、図９に示されるように、固定チップシール５６の先端面５６ｄに可動スクロール１０の端板１０ａが押し付けられ、固定及び可動渦巻体５０,５２同士が完全に噛み合うと、隙間Ｇがほぼ完全に押し潰され、固定チップシール５６自体の有する弾性力によってフィレット部７０と根元部６２とのシールが補助される。

このように第２実施形態の圧縮機１では、上述した根元部６２、固定チップシール５６、固定渦巻体５０の寸法や形状の関係式が成立し、特に渦巻体５０の幅をＷ１とし、チップシール５６の幅をＷ２としたとき、Ｗ２＞Ｗ１で示される関係が満たされるから、渦巻体５０の先端面５６ｄをチップシール５６で確実に保護することができるとともに、根元部６２に対してフィレット部７０を確実に押し付けることができ、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を更に高めることができる。

図１０は、第３実施形態に係る固定チップシール５６の形状の詳細を示し、図１１は第３実施形態に係る可動スクロール１０の旋回運動時を示し、図１２は図１１の固定渦巻体５０をXII−XII方向からみた断面図を示している。
図１０に示されるように、本実施形態では、第１凸円弧面７２に根元部６２の凹円弧面６４との間のシールを第３凸円弧面８４にて補助する補助リブ８６がフィレット部７０と一体に設けられている。補助リブ８６は、少なくとも可動スクロール１０の端板１０ａよりも耐摩耗性が低く、好ましくは固定チップシール５６よりも耐摩耗性が高い、かつ、少なくとも固定チップシール５６と同等かそれ以上の弾性係数を有する材料から成形されている。

上述した第３凸円弧面８４の曲率半径Ｒ３は、以下の関係が満たされる。
Ｒ３≦Ｒ０≦Ｒ１（Ｒ０：凹円弧面６４の曲率半径、Ｒ１：第１凸円弧面７２の曲率半径）
上式が成立していれば、固定チップシール５６の成形性を考慮した上で、フィレット部７０と根元部６２とのシールを確保しつつ、可動渦巻体５２の円滑な旋回運動を実現可能である。

具体的には、図１１に示されるように、可動スクロール１０の旋回運動時においては、補助リブ８６は上述した耐摩耗性及び弾性係数を有する材料から成形され、上述した第３凸円弧面８４の曲率半径Ｒ３を有することから、第３凸円弧面８４は根元部６２に摺接されるのに伴って根元部６２の凹円弧面６４の相補形状に摩耗される。その結果、Ｒ０とほぼ同等の曲率半径Ｒ４を有する第４凸円弧面８８を形成し、固定チップシール５６自体の有する弾性力も相俟って、フィレット部７０と根元部６２とのシールが更に確実に補助される。

また、図１２に示されるように、補助リブ８６をその固定渦巻体５０の渦巻き方向の長さが中央端部５４に近づくほど徐々に短くなるように成形し、中央端部５４に近づくほど密になるように順次配置するのが好ましい。
上述したように、第３実施形態の圧縮機１では、フィレット部７０の第１凸円弧面７２に補助リブ８６が設けられ、凹円弧面６４の曲率半径をＲ０とし、第１凸円弧面７２の曲率半径をＲ１とし、第３凸円弧面８４の曲率半径をＲ３としたとき、Ｒ３≦Ｒ０≦Ｒ１で示される関係が満たされ、Ｒ０とほぼ同等の曲率半径Ｒ４を有する第４凸円弧面８８を形成されるから、補助リブ８６の摩耗を加味した範囲で凹円弧面６４及び第１凸円弧面７２の曲率半径の設定が可能となり、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を更に高めることができる。

具体的には、根元部６２に対してフィレット部７０が押し付けられたときに、圧縮室６０の形成される領域に形成されるくさび状の油膜と補助リブ８６とが協働することで、冷媒の漏れ経路を完全に遮断することができ、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を効果的に高めることができる。
また、冷媒の漏れ経路を完全に遮断することができるため、冷媒の逆流や冷媒圧力低下、これらに起因する可動スクロールの変動を伴う騒音を防止することもできる。

また、複数の補助リブ８６が渦巻体５０の中央端部５４に近づくほど密に設けられるから、圧縮室６０の圧力が最も高圧となる中央端部５４近傍において、補助リブ８６の摩耗を加味した範囲で凹円弧面６４及び第１凸円弧面７２の曲率半径の設定が可能となり、渦巻体５０，５２間のシール性、ひいては圧縮室６０の気密性を更に高めることができる。

本発明は、上述の実施形態に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
例えば、本発明のチップシール５６の形状は必ずしも断面凹状に限定されず、例えば図１３に示されるような断面凸状に形成したチップシール９０の凸部（係止部）９２を先端部５０ａに形成した凹部９４に装着しても良い。
また、本発明のチップシール５６や補助リブ８６は必ずしも渦巻体５０,５２の全周に亘って設ける必要はなく、例えば図１４及び１５に示されるように、本発明の可動チップシール５８を少なくとも可動渦巻体５２の中央端部から渦巻きの１巻範囲にのみに設けても良く、この場合には低コストで可動渦巻体５２の中央端部近傍の高圧となる圧縮室６０のシールを効果的に補助することができて好適である。

更に、この場合には、可動チップシール５８の外端部９６をその端面が可動スクロール１０の旋回方向（図１４の矢印方向）に沿った形状とすることにより、外端部９６よりも中央端部側に形成される圧縮室６０の圧力によって外端部９６が固定渦巻体５０の先端部５０ａに押し付けられ、圧縮室６０を確実にシールできるので好適である。
更にまた、本発明では、固定及び可動スクロール８，１０のうち、少なくとも一方のスクロールの渦巻体のチップシールにフィレット部７０や補助リブ８６を設ければ良く、必ずしもこれらの部位を固定及び可動チップシール５６，５８の両方、または固定及び可動渦巻体５０，５２の両方に設けなくても良い。

最後に、本発明は、スクロール圧縮機のみならず、冷媒の圧力室として膨張室が区画形成されるスクロール膨張機などのスクロール型流体機械全般に適用できることは勿論である。

１ スクロール圧縮機（スクロール型流体機械）
８ 固定スクロール
８ａ 端板
１０ 可動スクロール
１０ａ 端板
５０ 固定渦巻体（渦巻体）
５２ 可動渦巻体（渦巻体）
５４ 中央端部
５６ 固定チップシール（チップシール）
５６ａ 先端部
５８ 可動チップシール（チップシール）
６０ 圧縮室（圧力室）
６２ 根元部
６４ 凹円弧面
６８ 凹部（係止部）
７０ フィレット部
７２ 第１凸円弧面
７６ 第２凸円弧面
８４ 第３凸円弧面
８６ 補助リブ
９０ 固定チップシール（チップシール）
９２ 凸部（係止部）

Claims (7)

1. 各々が端板及び該端板と一体の渦巻体を有した固定スクロール及び可動スクロールを備え、前記固定及び可動スクロール間で前記渦巻体及び前記端板がその渦巻体に設けたチップシールを介して互いに摺接することにより前記渦巻体間に形成される作動流体の圧力室を区画するスクロール型流体機械であって、
   少なくとも前記一方のスクロールの渦巻体は、その端板側の隅に凹円弧面からなる根元部を有し、前記他方のスクロールのチップシールは、その先端部の角に凹円弧面に摺接する第１凸円弧面からなるフィレット部を有することを特徴とするスクロール型流体機械。
2. 前記チップシールは前記渦巻体に係止される係止部を有し、前記係止部は前記フィレット部よりも前記チップシールの幅方向内側に設けられることを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
3. 前記渦巻体の幅をＷ１とし、
   前記チップシールの幅をＷ２としたとき、
   Ｗ２＞Ｗ１
   で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
4. 前記チップシールは前記渦巻体の中央端部を覆う第２凸円弧面を有し、
   第１凸円弧面の曲率半径をＲ１とし、
   第２凸円弧面の曲率半径をＲ２としたとき、
   Ｒ２＞Ｒ１
   で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
5. 前記凹円弧面の曲率半径をＲ０とし、
   前記第１凸円弧面の曲率半径をＲ１としたとき、
   （Ｒ０−０．１ｍｍ）≦Ｒ１≦（Ｒ０＋０．１ｍｍ）
   で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
6. 前記フィレット部の前記第１凸円弧面には、前記凹円弧面との間のシールを第３凸円弧面にて補助する補助リブが設けられ、
   前記凹円弧面の曲率半径をＲ０とし、
   前記第１凸円弧面の曲率半径をＲ１とし、
   前記第３凸円弧面の曲率半径をＲ３としたとき、
   Ｒ３≦Ｒ０≦Ｒ１
   で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
7. 複数の前記補助リブが前記渦巻体の中央端部に近づくほど密に設けられることを特徴とする請求項６記載のスクロール型流体機械。

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