JP3422747B2 - スクロール流体機械 - Google Patents

スクロール流体機械

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    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005—Axial sealings for working fluid

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の圧縮、膨
張、及び圧送を行うスクロール流体機械、特に、固定ス
クロールと旋回スクロールの内いずれか大きい径を有す
る方の最外周ラップを環状に形成し、該最外周ラップで
流体を取り込み圧縮する囲繞体の最外壁を構成したスク
ロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、固定スクロールと旋回スクロ
ールとを有したスクロール流体機械はよく知られてい
る。特開平７−２０８３５３号公報に開示する技術もそ
の一つである。この技術は、図１２に示すように、固定
スクロール１０６に空所１０８、ラップ１００を形成す
るとともに、当接面１２１に環状溝１２２を形成し、該
環状溝１２２に弾性体１２７及びシール部材１２３を配
置し、該シール部材１２３で揺動スクロール１０７の鏡
面を受けて、揺動スクロール１０７が旋回するものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記技術によると、当
接面１２１に空所１０８、ラップ１００、及び環状溝１
２２を形成することによって、流体の取り込みと圧縮の
ためには本来必要としない当接面１２１Ｂが残る。よっ
て、揺動スクロール１０７の鏡面は当接面１２１Ｂを越
えて大径を必要とする。また、固定スクロール１０６の
当接面１２１Ａは環状溝１２２が形成できればよく、適
宜狭い縁を残してそれ以上幅広には本来必要としない。
【０００４】したがって、この従来技術によると、固定
スクロール及び揺動スクロールにおいて、本来必要とし
ない部分が減量されずに残り、固定スクロール及び揺動
スクロールの原料を余分に使用し、大きい駆動力を必要
とし、小型化に際してネックとなる。
【０００５】一方、スクロール圧縮機においては高圧縮
比、高圧力比を得るためにはスクロールラップの巻き数
を増大させることが必要であり、また、スクロール真空
ポンプにおいては、容器を真空にする時間を短縮するた
めには気体の吸い込み容積を増大させる必要があり、そ
のために旋回スクロールの旋回半径を大きくする必要が
ある。これらの要求を満足するにはスクロール流体機械
の本体寸法を大きくすることが必要となる。
【０００６】しかしながら、前記従来技術を用いてこれ
らの要求を満足させるためには、空所１０８を拡大させ
ることであり、それに伴い環状溝１２２が大径となり、
シール部材１２３が長くなり、該シール部材の摩擦力が
増加する。また、流体の圧縮過程において揺動スクロー
ルラップと固定スクロールラップとが形成する圧縮室の
高圧縮室側から低圧縮室側への圧縮流体のリークを防止
し、高圧縮比、高圧力比を得るためにはラップ上面と相
手方摺動面との間にシール部材を配置することが必要と
なるが、スクロール流体機械の本体寸法の増加によりこ
のシール部材の摩擦力も増加する。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、小型化する
事が可能なスクロール流体機械を提供することを目的と
する。また、本発明の他の目的は、スクロール流体機械
の本体寸法を増大させなくても高圧縮比、高圧力比を得
ることが可能なスクロール流体機械を提供することであ
る。また、本発明の他の目的は、高圧縮比化を図っても
負荷の増大を抑制可能なスクロール流体機械を提供する
ことである。また、本発明の他の目的は、両スクロール
部材、シール部材等の使用量が削減可能なスクロール流
体機械を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本第１発明は、中心側か
ら外周側に向かって渦巻状に形成されたスクロールラッ
プを夫々有した旋回スクロールと固定スクロールを備え
たスクロール流体機械において、 前記一のスクロール側
のラップは、前記スクロールラップと、該スクロールラ
ップの外周側端部と該外周側端部から所定長さ中心側に
延在する第１外壁の反対側周面側に、前記他のスクロー
ルのラップが摺動する摺動底面を挟んで、第２外壁を形
成する最外周ラップとを備え、前記最外周ラップの端側
が前記スクロールラップの第１外壁の周壁に連接されて
いることを特徴とする。
【０００９】本第１発明は、固定スクロールもしくは旋
回スクロールの内の一方側のスクロールに、中心側から
外周側に向かって渦巻状に形成された渦巻状ラップと、
他方側の前記スクロールのラップ外周端より大径の最外
周ラップとを設け、該最外周ラップを前記一方側のスク
ロールの最外壁としているので、該最外壁は従来技術の
ように余分な縁幅をとることがなく、そして、前記他方
側のスクロールのラップを前記一方側のスクロールのラ
ップより内側に配置されるように前記一方側及び他方側
のスクロールラップを組み合わせた構成とするため、ス
クロール機構が小型化され、スクロール流体機械が小型
化される。したがって、スクロール機構を構成する部材
が軽量化され、スクロール機構の負荷が軽減され、スク
ロール機構を駆動する動力を低減することができる。ま
た、同じ寸法形状であっても高圧縮比、高圧力比を達成
することができる。
【００１０】また、本第２発明は、固定スクロールと旋
回スクロールを有し、これらのスクロール摺動面と相手
方摺動面との間にシール部材を介在させて内部を気密保
持するスクロール流体機械において、前記一のスクロー
ル側の、前記スクロールラップと第２外壁夫々の、固定
スクロール底面と接するラップ上面に、ラップ延在方向
に沿って夫々溝部を形成し、相手側スクロール摺動底面
と接触する摺動面シール部材を配設するとともに、前記
第１外壁と第２外壁の連接位置で、最外周ラップに嵌入
したダストシールからなるシール部材と、スクロールラ
ップに嵌入したチップシールからなるシール部材の側面
同士が対面可能に構成し、前記スクロールラップに嵌入
したチップシールにクッションシール材が介装され、前
記最外周ラップのダストシール底面に弾性部材が挿入さ
れ、前記連接位置で、クッションシール材がダストシー
ル側面と隣接若しくは接触していることを特徴とする。
【００１１】本第２発明は、固定スクロールと旋回スク
ロールのスクロール摺動面と相手方摺動面との間にシー
ル部材を介在させて内部を気密保持しているので、スク
ロールラップと固定スクロールラップとが形成する圧縮
室の高圧縮室側から低圧縮室側への圧縮流体のリークが
抑制され、高圧縮比、高圧力比を達成することができ
る。
【００１２】また、前記最外周ラップに相手方摺動面と
接触する前記最外周ラップの摺動面シール部材を配設し
ているので、前記最外周ラップの前記摺動面シール部材
は内部気密保持とともに、別に最外周ラップの外側にダ
ストシールを設けなくてもダストシールの役目を果たす
ことができる。したがって、スクロール機構を構成する
部材が軽量化され、スクロール機構の負荷が軽減され、
スクロール機構を駆動する動力を低減することができ
る。また、同じ寸法形状であっても高圧縮比、高圧力比
を達成することができる。
【００１３】また、前記最外周ラップは最外壁の役目を
果たすので、摺動面シール部材は、耐摩耗性に優れたダ
ストシールを用いる必要はあるが、高温高圧性に優れた
チップシールを用いなくてもよい。
【００１４】そして、前記一方側の前記スクロールの渦
巻状ラップの外周側の端部と前記最外周ラップとが前記
最外周ラップの途中から連通する連通部を形成するとと
もに、前記一方側の前記スクロールのラップに中心側か
ら前記連通部までにチップシールを配置し、前記最外周
ラップにダストシールを配置し、該ダストシールを前記
最外周ラップの摺動面シール部材として構成することも
本第２発明の有効な手段であり、かかる技術手段によっ
て摺動面シール部材は、耐摩耗性に優れたダストシール
を用いる必要はあるが、高温高圧性に優れたチップシー
ルを用いなくてもよい。
【００１５】また、前記一方側スクロールの渦巻状ラッ
プの外周側端部と、該外周側端部から所定長さ中心側に
向かった始端部とを有する第１外壁と、前記外周端部か
ら周方向に延設して外部から流体を取り込む流体取込室
を形成し、前記始端部と連通する第２外壁とで前記最外
壁を形成し、前記一方側の前記スクロールのラップに中
心側から前記外周側端部までにチップシールを配置し、
前記第２外壁にダストシールを配置し、該ダストシール
と前記チップシールを前記最外周ラップの摺動面シール
部材として構成することも本発明の有効な手段である。
【００１６】かかる技術手段によると、外部から流体を
取り込む流体取込室を形成する前記第２外壁側に耐摩耗
性に優れたダストシールを、第２外壁側より高温となる
第１外壁側に高温高圧に耐久性があるチップシールを選
択的に用いることができるので、過剰品質となることが
なく、経済的で産業の発達に寄与する。また、渦巻状ラ
ップは第１外壁までカバーしているので、第１外壁に同
じチップシールを用いるために組立工程が単純化する。
【００１７】また、前記第１外壁と第２外壁の連接位置
を貫いて最外周ラップ延在方向に沿って無端状溝部を形
成し、該溝部にラップ上面より浮上させて、相手側スク
ロール摺動底面と接触する無端状シール部材を配設し、
該無端状シール部材の内周側の途中位置で、その内側に
位置するスクロールラップの溝部に嵌入されたチップシ
ール外周端と隣接若しくは接触していることも本発明の
有効な手段である。
【００１８】かかる技術手段によると、前記渦巻状ラッ
プと前記最外周ラップとを同じチップシールが配置され
るので、チップシール溝の溝加工も、最外壁側のダスト
シール溝と渦巻状ラップ側のチップシール溝と分けて行
う必要はなく、単純化する。
【００１９】また、チップシール溝深さ方向の前記チッ
プシールの厚さ寸法は、前記スクロールの中心側が、外
周側より大きく構成することも本第２発明の有効な手段
である。かかる技術手段によると、高温となる中心側が
チップシールの熱膨張が大きく、よってチップシールへ
の接触圧力が増加し、摩耗量が増えるので厚さ寸法を大
きくすることで耐久性を向上することができる。
【００２０】また、前記チップシールは、スクロールラ
ップに形成されたチップシール溝のうち外周側に起立す
る溝壁面との間に弾性力を有する溝壁面シール部材を介
在して前記チップシール溝内に配置するように構成する
ことも本発明の有効な手段である。
【００２１】かかる技術手段によると、チップシール溝
の外周側、すなわち隣接するラップの外周側ラップとに
よって形成する密閉空間は、隣接する内周側ラップとに
より形成する密閉空間より内部圧力が低いので、溝壁面
とチップシール面との空隙が生じると圧縮流体が低圧側
に漏洩する。低圧側である外周側に起立する溝壁面とチ
ップシール面との間に溝壁面シール部材を介在させるこ
とにより、高圧側の溝壁面とチップシール面及びチップ
シール底面と溝底面との間に空隙が生じても前記溝壁面
シール部材によって漏洩が防止される。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施の
形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に
記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置
などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。
【００２３】図１は、本発明の一実施の形態に関わる旋
回スクロールの概略の構成を示す平面図、図２は、図１
のＤ−Ｄ、及びＤ′−Ｄ′断面図、図３は、チップシー
ル溝に配置された一チップシールの構成図、図４は、旋
回スクロールラップと固定スクロールラップの組み合わ
せ関係を示す構成図、図５は、旋回スクロールと固定ス
クロールによる圧縮工程を説明する説明図、図６は、旋
回スクロールと固定スクロールによる圧縮工程を説明す
る説明図、図７は、本発明の他の実施の形態に関わる旋
回スクロールの概略の構成を示す平面図、図８は、旋回
スクロールラップと固定スクロールラップの組み合わせ
関係を示す他の構成図、図９は、チップシール溝に配置
された他のチップシールの構成図、図１０は、スクロー
ル流体機械の断面図、図１１は、スクロール流体機械の
平面図である。
【００２４】図１０は、スクロール流体機械の断面図で
ある。同図に示すように、スクロール流体機械１は固定
スクロール１１と、その下部に取付けられる固定スクロ
ールハウジング１３と、その内部空間に、モータ（不図
示）の駆動軸３と連結して旋回可能に配置された旋回ス
クロール１２（Ａ、Ｂ）とで構成されるとともに、これ
らの固定スクロール１１及びハウジング１３と旋回スク
ロール１２とは、アルミニューム等の金属部材により形
成されている。
【００２５】固定スクロール１１は、図１１の平面図に
示すような五角形状に形成され、中央部には後述する圧
縮流体を吐出する吐出口１６が開設されたランド部１１
ｂが配されるとともに、該吐出口１６から左右方向に１
個ずつの流体吸入口１１ｅ、１１ｆが開設されたランド
部１１ｊ、１１ｋが配置され、前記吐出口１６から円周
方向等距離の位置に３個のランド部１１ｍが配置され、
その内側には後述する旋回スクロールの回転阻止機構で
あるピンクランク機構１０が配置されている。そして、
上記各ランド部との間及びランド部と外周間には冷却フ
ィン２３が配置されている。尚、孔１１ｎは固定スクロ
ール１１と固定スクロールハウジング１３とを固定する
ビス孔である。
【００２６】図１０において、前記ランド部１１ｍには
開口部１１ｇが開設され該開口部１１ｇには、ベアリン
グ８及び９の外輪が嵌合されるとともに、ベアリング８
及び９の内輪にはクランク板１７に植設されクランクピ
ン２２が回転可能に嵌合配置されている。前記クランク
ピン２２は、ベアリング９の上面にて押さえ板２０を介
してビス３８によってベアリングの上下ガタを解消して
いる。
【００２７】固定スクロール１１の摺動面１１ｃの中心
には、圧縮流体を吐出する吐出口１６（図１１）と連通
する吐出孔１１ｄが開設され、前記摺動面１１ｃには、
前記吐出孔１１ｄと近接して固定スクロールラップ１１
ａが植設されている。該ラップ１１ａの先端部には相手
方摺動面と摺接して密閉空間を形成する自己潤滑性を有
するチップシール３４が配設されている。該チップシー
ル３４は、耐磨耗性や摺動性に優れた、例えば、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッソ系樹脂、
ポリエーテルサルファン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエスフォ
ン（ＰＳＦ）等の弾性樹脂材料で形成することができ
る。
【００２８】また、摺動面１１ｃには、吸入口１１ｅ、
１１ｆが開設されている。また、固定スクロール１１の
外側の底面１１ｉには多数の冷却フィン２３（図１１）
が植設されている。
【００２９】前記固定スクロール１１の下部には、固定
スクロール１１と同じ平面外形形状を呈する固定スクロ
ールハウジング１３がネジ止めされている。該固定スク
ロールハウジング１３内には、空所１３ｂが設けられ、
該空所１３ｂには開口部１３ｆが開設され、外部の空気
が流通自在に形成されている。また、前記空所１３ｂに
連設して、その下部に駆動軸３を有する図示しないモー
タが配設されているモータハウジング１５が配置されて
いる。
【００３０】固定スクロールハウジング１３の空所１３
ｂ内には、前記固定スクロールラップ１１ａの壁面と対
面する平面を有する旋回スクロールラップ１２ａが立設
された旋回スクロール１２が、モータの駆動軸３とは偏
芯した駆動軸４とベアリング５を介して旋回可能に連結
配置されている。また、旋回スクロール１２の摺動底面
１２ｃの反対側面１２ｅには複数の冷却フィン１２ｆが
ベアリング受部１２ｄの外周から放射状に配設されてい
る。そして、ハウジング１３の開口部１３ｆから流入す
る外気により旋回スクロールを冷却可能に構成してい
る。
【００３１】また、前記旋回スクロールラップ１２ａの
先端部には相手方摺動面と摺接して密閉空間を形成する
自己潤滑性を有するチップシール３４が配置され、最外
周ラップ１２ｂの先端部には自己潤滑性を有するダスト
シール３６が配置されている。
【００３２】旋回スクロール１２には３個の開口孔１２
ｇが、固定スクロール１１のランド部１１ｍに開設され
た開口孔１１ｇに対応して開設され、前記開口孔１２ｇ
にはベアリング６及び７が嵌入され、これらベアリング
の内輪内にはクランクピン２１が挿入され、前記ベアリ
ング内においてクランク板１７に前記クランクピン２２
とは偏心して植設されクランクピン２１が径方向に揺動
可能に構成されている。
【００３３】前記クランクピン２１は、ベアリング６の
下面には押さえ板１９を介してビス３７によってベアリ
ング６と前記クランクピン２１との離脱を防止し、ま
た、前記クランクピン２１とベアリング６との相対的位
置の調整及び規制が可能であり、よって、ベアリングと
クランク板との間の遊びをなくして上下ガタを解消して
いる。
【００３４】次に、このように構成した本実施の形態に
係るスクロール流体機械の動作を説明する。図１０にお
いて、モータが回転して旋回スクロール１２が旋回運動
を開始すると、ラップ１１ａ及び１２ａの先端から取り
込まれた流体は、それぞれラップ１２ａ、及び１１ａに
よって形成されるラップの三日月状の密閉空間によって
圧縮され、中央部分に開設された吐出孔１１ｄから吐出
口１６に吐出される。
【００３５】その過程において、密閉空間によって圧縮
されることにより発生した高熱は旋回スクロール１２の
背面に設けられた冷却フィン１２ｆが開口部１３ｆから
流入する空気を回転してかき乱すことにより冷却され
る。また、固定スクロール１１の冷却フィン２３（図１
１）により前記高熱は冷却される。
【００３６】次に、旋回スクロールラップの溝に配置さ
れるチップシール及びダストシールに関して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に関わる旋回スクロール
の概略の構成を示す平面図である。同図において、旋回
スクロール１２Ａは、摺動底面１２ｃを有する鍋状に形
成され、その鍋状を形成する外壁１２ｂ、１２ｂ′の一
内面からラップ１２ａが中心に向かって渦巻状に形成さ
れている。
【００３７】外壁１２ｂ、１２ｂ′の外側には、周方向
１２０°間隔で固定スクロール１１のランド部１１ｍと
対応する位置に３個のクランクピン挿入部１２ｉ、１２
ｊ、１２ｋが設けられている。外壁１２ｂ、１２ｂ′の
上面４２には、クランクピン挿入部１２ｊ側の端部１８
ｄから１２ｂ′を通り、１２ｋから１２ｉ側の端部１８
ｄ′に至るダストシール溝１８が形成され、また、外壁
１２ｂから中心側に向かうラップ１２ａは、中心側の端
部４３ｄから一部外壁１２ｂを通ってクランクピン挿入
部１２ｉ側の端部４３ｄ′至るチップシール溝４３が形
成されている。
【００３８】ダストシール溝１８にはＣ−Ｃ断面図に示
すように、自己潤滑性と耐摩耗性を有するダストシール
３６と、該ダストシール３６を底面１８ｂから押圧する
ゴム材料で形成した弾性部材３９が挿入される。チップ
シール溝４３は、Ａ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図に示す
ように、外周側の深さ寸法Ｌ１、中心側の深さ寸法Ｌ３
とした場合、Ｌ１＜Ｌ３となるように外周側から中心側
に向かうに連れて徐々に深くなるように形成され、よっ
て、チップシールの厚さは、外周側寸法Ｌ２＜中心側寸
法Ｌ４となるように形成される。
【００３９】一方、ダストシール３６とチップシール３
４とが接触する部分は、図２のＤ−Ｄ断面及びＤ′−
Ｄ′断面図に示すように、それぞれの溝の底面４３ｂ及
び１８ｂは同じ深さ（ｂ）であっても、異なって（ａ）
いてもよい。また、当然チップシール３４の溝底面４３
ｂの深さがダストシールの溝底面１８ｂより深くてもよ
いものである。
【００４０】ここで、図３を用いてさらにチップシール
の形状を詳しく説明する。この図において、旋回スクロ
ールラップ１２ａの相手側鏡面１１ｃと対面する上面４
２には、その延在方向に沿って溝４３が削設され、該溝
４３には上述したチップシール３４が配設されている。
【００４１】該チップシール３４は、図３（ｂ）に示す
ように、溝４３の底面４３ｂと対面する側の３４ｃ面
に、図３（ａ）上右方向の高圧側に向けて切り込み口が
開口するように削設して形成した、底面４３ｂ側に弾性
押圧力を有する突片４４が、所定間隔毎に配置されてい
る。そして、本実施の形態では、組立性を考慮して溝４
３の幅より短く前記チップシール３４の幅を形成し、該
チップシール３４の一面３４ｄにその延在方向に沿って
溝４１を削設し、該溝４１内にはシリコンゴム、フッ
素、ニトリル等の弾性樹脂材で形成されたクッション
（シール部材）４０が嵌入し、その状態でチップシール
３４がラップ１２ａの溝４３に嵌入される。
【００４２】このチップシール３４は、図１０に示す吐
出孔１１ｄにおける吐出流体がチップシール３４の下面
３４ｃを押圧する背面圧力により上面３４ａが相手方鏡
面に当接して密閉空間を形成することになるが、その背
面圧力が低いと密閉空間の形成が困難となる。ところ
が、突片４４の弾性力によってチップシール３４が浮上
し、上面３４ａが相手方鏡面と当接することにより密閉
空間の形成を確実にし、吐出流体の漏洩を防止すること
ができる。
【００４３】そして、チップシール３４の高圧側側面３
４ｂに低圧側側面３４ｄより高い流体の圧力がかかると
チップシール溝４３の壁面４３ａ（図１）とチップシー
ル側面３４ｂが離れて空隙が生じるが、その空隙を通っ
て流入する流体はクッション４０によってシールされて
いるので、低圧側の隣のラップ側に漏洩することはな
く、チップシール溝の底面４３ｂ側に流入した流体は底
面突片４４により低圧側であるラップの巻き終わり側へ
の漏洩が防止される。
【００４４】前記図３に示す構成は旋回スクロールで説
明しているが、固定スクロールのラップ溝に配置される
チップシールも同じものが用いられる。そして、固定ス
クロールと旋回スクロールを組み合わせると、図４に示
す平面構成を得ることができる。同図において、固定ス
クロール１１のラップ１１ａは旋回スクロール１２のラ
ップ１２ａ及び外壁１２ｂ′との間に配置されることと
なる。
【００４５】この状態で、固定スクロールラップ１１ａ
と旋回スクロール１２の外壁１２ｂ′との間の取込空間
４５が負圧になることによって、固定スクロールの吸入
口１１ｅ、１１ｆから吸入した流体は該取込空間４５に
取り込まれ、旋回スクロール１２の揺動によって固定ス
クロールの吐出口１１ｄから吐出されることとなる。次
に、この動作工程を図５及び図６を用いて説明する。
【００４６】図５（ａ）において、前記取込空間４５と
連通する空間Ｓ１の流体は旋回スクロール１２の揺動に
よって旋回スクロールラップ１２ａと固定スクロールラ
ップ１１ａによって形成される密閉空間Ｓ２（ｂ）に取
り込まれる。そして、密閉空間はＳ３（図６（ａ））→
Ｓ４（図６（ｂ））→Ｓ５（図５（ａ））→Ｓ６（図５
（ｂ））→Ｓ７（図６（ａ））とそれぞれ前段の密閉空
間より容積が小さい密閉空間が形成されることにより圧
縮され、（図６（ｂ））に示すように最終圧縮室Ｓ８が
吐出口１１ｄと連通することにより外部に排出される。
【００４７】また、前記図５（ａ）において、前記取込
空間４５と連通する空間Ｔ１の流体は旋回スクロール１
２の揺動によって旋回スクロールラップ１２ａと固定ス
クロールラップ１１ａによって形成される密閉空間Ｔ２
（ｂ）に取り込まれる。そして、密閉空間はＴ３（図６
（ａ））→Ｔ４（図６（ｂ））→Ｔ５（図５（ａ））→
Ｔ６（図５（ｂ））→Ｔ７（図６（ａ））とそれぞれ前
段の密閉空間より容積が小さい密閉空間が形成されるこ
とにより圧縮され、（図６（ｂ））に示すように最終圧
縮室Ｔ８が吐出口１１ｄと連通することにより外部に排
出される。
【００４８】尚、本実施の形態においては、説明の便宜
上旋回スクロールの外壁１２ｂ、１２ｂ′とラップ１２
ａとを区別して説明したが、外壁１２ｂおよび１２ｂ′
の内壁面と固定スクロールラップ１１ａのラップ壁面は
互いに対面して接触可能なものであり、前記外壁１２
ｂ、１２ｂ′は旋回スクロールの最外周ラップとしての
作用をなすものである。
【００４９】また、図１において、ラップ１２ａに形成
されるチップシール溝４３は、溝端部１８ｄ′部分から
外壁１２ｂ′に延設して端部１８ｄまで形成してもよ
い。その際には、チップシール３４で最外周ラップにお
けるダストシールを兼用することができる。
【００５０】次に、図７を用いて、本発明の他の実施の
形態に関わる旋回スクロールの概略の構成を説明する。
図１との相違点は、図１においてはチップシールの一部
がダストシールを兼用しているが、図７においては兼用
しない点である。図１と同一部材は同一符号を用いる。
図７において、旋回スクロール１２Ｂは、摺動底面１２
ｃを有する鍋状に形成され、その鍋状を形成する外壁１
２ｂ、１２ｂ′の一内面からラップ１２ａが中心に向か
って渦巻状に形成されている。
【００５１】外壁１２ｂ、１２ｂ′の外側には、周方向
１２０°間隔で固定スクロール１１のランド部１１ｍと
対応する位置に３個のクランクピン挿入部１２ｉ、１２
ｊ、１２ｋが設けられている。外壁１２ｂ、１２ｂ′の
上面４２には、Ｆ−Ｆ断面図に示すように、ダストシー
ル溝１８が形成され、また、外壁１２ｂ、１２ｂ′から
中心側に向かうラップ１２ａは、Ｅ−Ｅ、Ｇ−Ｇ断面図
に示すように中心側の端部４３ｄからクランクピン挿入
部１２ｊ側の端部４３ｄ′に至るチップシール溝４３が
形成されている。
【００５２】ダストシール溝１８にはＦ−Ｆ断面図に示
すように、自己潤滑性と耐摩耗性を有するダストシール
３６と、該ダストシール３６を底面１８ｂから押圧する
ゴム材料で形成した弾性部材３９が挿入される。チップ
シール溝４３は、Ｅ−Ｅ断面図及びＧ−Ｇ断面図に示す
ように、外周側の深さ寸法Ｌ１、中心側の深さ寸法Ｌ３
とした場合、Ｌ１＜Ｌ３となるように外周側から中心側
に向かうに連れて徐々に深くなるように形成され、よっ
て、チップシールの厚さは、外周側寸法Ｌ２＜中心側寸
法Ｌ４となるように形成される。
【００５３】一方、ダストシール３６とチップシール３
４とが接触もしくは、許容される空隙を有して隣接する
部分は、図２のＤ″−Ｄ″断面図に示すように、それぞ
れの溝の底面４３ｂ及び１８ｂは同じ深さ（ｂ）であっ
ても、異なって（ａ）いてもよい。また、当然チップシ
ール３４の溝底面４３ｂの深さがダストシールの溝底面
１８ｂより深くてもよいものである。
【００５４】また、チップシールの形状はすでに図３に
おいて詳細に説明した態様と同じである。また、ダスト
シール３４も第１図と同じ材質のものが用いられる。そ
して、ダストシール３４は継ぎ目のない環状のものを用
いてもよいが、適宜長さのものを１本もしくは数本、溝
１８に挿入配置してもよい。
【００５５】そして、固定スクロールと旋回スクロール
を組み合わせると、図８に示す平面構成を得ることがで
きる。同図において、固定スクロール１１のラップ１１
ａは旋回スクロール１２のラップ１２ａ及び外壁１２
ｂ、１２ｂ′との間に配置されることとなる。
【００５６】この状態で、固定スクロールラップ１１ａ
と旋回スクロール１２の外壁１２ｂ′との間の取込空間
４５が負圧になることによって、固定スクロールの吸入
口１１ｅ、１１ｆから吸入した流体は該取込空間４５に
取り込まれ、旋回スクロール１２の揺動によって固定ス
クロールの吐出口１１ｄから吐出されることとなる。そ
して、この動作工程は図５及び図６を用いて説明した図
１の旋回スクロールによる動作と同じであり、説明は省
略する。
【００５７】尚、本他の実施の形態においては、説明の
便宜上旋回スクロールの外壁１２ｂ、１２ｂ′とラップ
１２ａとを区別して説明したが、外壁１２ｂ及び１２
ｂ′の内壁面と固定スクロールラップ１１ａのラップ壁
面は互いに対面して接触可能なものであり、前記外壁１
２ｂ及び１２ｂ′は旋回スクロールの最外周ラップとし
ての作用をなすものである。
【００５８】また、図７において、ラップ１２ａに形成
されるチップシール溝４３は、溝端部４３ｄ′部分から
外壁１２ｂに延設して形成してもよい。その際には、チ
ップシール３４で最外周ラップにおけるダストシールを
兼用することができる。
【００５９】図９は、チップシール溝に配置された他の
チップシールの構成図である。同図において、（ａ）は
チップシール溝４３に挿入するチップシール３４に、断
面一面が弾性部材で形成された中実円形状を有する円柱
のシール部材４６Ａを用いたものであり、（ｂ）は断面
が円筒形状に形成された中空円形状を有する円筒のシー
ル部材４６Ｂを用いたものである。
【００６０】また、図９（ｃ）は、シール部材４６を有
するチップシール３４の代わりに断面四角形状を有した
チップシール２７を用いたものであり、溝４３の底面４
３ｂと対面する側の２７Ａ面に、高圧側５０に向けて切
り込み口が開口するように削設して形成した、底面４３
ｂ側に弾性押圧力を有する突片２８が、所定間隔毎に配
置されているとともに、同じく、高圧側５０に向けて切
り込み口が開口するように削設して形成した、隣接する
ラップ壁の高圧側面２７ｃに弾性押圧力を有する突片２
９が、所定間隔毎に配置されている。
【００６１】このチップシール２７は、圧縮流体がチッ
プシール２７の下面２７Ａを押圧する背面圧力により上
面２７Ｂが相手方鏡面に当接して密閉空間を形成するこ
とになるが、その背面圧力が低いと密閉空間の形成が困
難となる。ところが、突片２８の弾性力によってチップ
シール２７が浮上し、上面２７Ｂが相手方鏡面と当接す
ることにより密閉空間の形成を確実にし、吐出流体の漏
洩を防止することができる。
【００６２】また、チップシール２７の高圧側側面２７
Ｃの流体の圧力が小さい場合は、突片２９の押圧力によ
りチップシールの側面２７Ｄは隣接するラップ壁面と密
着するので、溝の底面４３ｂとチップシール下面２７Ａ
との間に空隙を通って低圧側への圧縮流体の漏洩が防止
される。
【００６３】尚、本実施の形態においては、図１及び図
７において、チップシール溝４３は、外周側の深さ寸法
Ｌ１、中心側の深さ寸法Ｌ３とした場合、Ｌ１＜Ｌ３と
なるように外周側から中心側に向かうに連れて徐々に深
くなるように形成し、チップシールの厚さは、外周側寸
法Ｌ２＜中心側寸法Ｌ４となるように形成したが、Ｌ１
≦Ｌ３、Ｌ２≦Ｌ４としてもよい。
【００６４】また、旋回スクロールにダストシール及び
チップシールを設けた例を説明したが、本実施の形態は
これに限定されるものではなく、固定スクロールにダス
トシール及びチップシールを設け、チップシールのみを
有する旋回スクロールを旋回駆動してもよいものであ
る。
【００６５】また、本実施の形態においては、旋回スク
ロールの自転防止機構として３個のピンクランク機構を
用いているがオルダムリング等を用いることも可能であ
る。
【００６６】また、本実施の形態においては、シール部
材は高圧部と低圧部では熱膨張の度合いが異なるので、
適宜寸法に分割して熱膨張係数、摩耗度等を考慮して異
なった性質を有するシール部材を配置することも可能で
ある。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればス
クロール機構が小型化され、スクロール流体機械が小型
化される。したがって、スクロール機構を構成する部材
が軽量化され、スクロール機構の負荷が軽減され、スク
ロール機構を駆動する動力を低減することができる。ま
た、同じ寸法形状であっても高圧縮比、高圧力比を達成
することができる。
【００６８】また、本第２発明は、固定スクロールと旋
回スクロールのスクロール摺動面と相手方摺動面との間
にシール部材を介在させて内部を気密保持しているの
で、スクロールラップと固定スクロールラップとが形成
する圧縮室の高圧縮室側から低圧縮室側への圧縮流体の
リークが抑制され、高圧縮比、高圧力比を達成すること
ができる。
【００６９】また、前記最外周ラップに相手方摺動面と
接触する前記最外周ラップの摺動面シール部材を配設し
ているので、前記最外周ラップの前記摺動面シール部材
は内部気密保持とともに、別に前記最外周ラップのさら
に外側にダストシールを設けなくてもダストシールの役
目を果たすことができる。したがって、スクロール機構
を構成する部材が軽量化され、スクロール機構の負荷が
軽減され、スクロール機構を駆動する動力を低減するこ
とができる。また、同じ寸法形状であっても高圧縮比、
高圧力比を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に関わる旋回スクロー
ルの概略の構成を示す平面図である。
【図２】 図１のＤ−Ｄ、及びＤ′−Ｄ′断面図であ
る。
【図３】 チップシール溝に配置された一チップシール
の構成図である。
【図４】 旋回スクロールラップと固定スクロールラッ
プの組み合わせ関係を示す構成図である。
【図５】 旋回スクロールと固定スクロールによる圧縮
工程を説明する説明図である。
【図６】 旋回スクロールと固定スクロールによる圧縮
工程を説明する説明図である。
【図７】 本発明の他の実施の形態に関わる旋回スクロ
ールの概略の構成を示す平面図である。
【図８】 旋回スクロールラップと固定スクロールラッ
プの組み合わせ関係を示す他の構成図である。
【図９】 チップシール溝に配置された他のチップシー
ルの構成図である。
【図１０】 スクロール流体機械の断面図である。
【図１１】 スクロール流体機械の平面図である。
【図１２】 従来のスクロール流体機構を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
１ スクロール流体機械 １０ ピンクランク機構 １１ 固定スクロール １２ 旋回スクロール １２ｂ、１２ｂ′ 外壁（最外周ラップ） １３ 固定スクロールハウジング
フロントページの続き (72)発明者 本間 利弘 神奈川県横浜市港北区新吉田町3176番地 アネスト岩田株式会社 横浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭55−109792（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−62858（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−208353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−8382（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−77083（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−54880（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04C 18/02 311

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中心側から外周側に向かって渦巻状に形
    成されたスクロールラップを夫々有した旋回スクロール
    と固定スクロールを備えたスクロール流体機械におい
    て、 前記一のスクロール側のラップは、前記スクロールラッ
    プと、該スクロールラップの外周側端部と該外周側端部
    から所定長さ中心側に延在する第１外壁の反対側周面側
    に、前記他のスクロールのラップが摺動する摺動底面を
    挟んで、第２外壁を形成する最外周ラップとを備え、前
    記最外周ラップの端側が前記スクロールラップの第１外
    壁の周壁に連接されていること を特徴とするスクロール
    流体機械。
  2. 【請求項２】 前記第１外壁と第２外壁により最外周ラ
    ップを形成し、該最外周ラップが前記旋回スクロールの
    最外壁となる構成としたことを特徴とする請求項１記載
    のスクロール流体機械。
  3. 【請求項３】 前記旋回スクロール側の、前記スクロー
    ルラップと第２外壁夫々の、固定スクロール底面と接す
    るラップ上面に、ラップ延在方向に沿って夫々溝部を形
    成し、該溝部にラップ上面より浮上させて、相手側スク
    ロール摺動底面と接触するシール部材を配設するととも
    に、前記第１外壁と第２外壁の連接位置で、前記最外周
    ラップに嵌入したダストシールからなるシール部材と、
    前記スクロールラップに嵌入したチップシールからなる
    シール部材の側面同士が対面可能に構成したことを特徴
    とする請求項１記載のスクロール流体機械。
  4. 【請求項４】 前記スクロールラップに嵌入したチップ
    シールにクッションシール材が介装され、前記最外周ラ
    ップのダストシール底面に弾性部材が挿入され、前記連
    接位置で、クッションシール材がダストシール側面と隣
    接若しくは接触していることを特徴とする請求項３記載
    のスクロール流体機械。
  5. 【請求項５】 前記スクロールラップの中心側から外周
    側に向かって延在するチップシールの溝深さ方向の厚さ
    寸法が、前記スクロールの中心側が、外周側より大きい
    ことを特徴とする請求項３記載のスクロール流体機械。
  6. 【請求項６】 中心側から外周側に向かって渦巻状に形
    成されたスクロールラップを夫々有した旋回スクロール
    と固定スクロールを備えたスクロール流体機械におい
    て、 前記一のスクロールは前記他のスクロールが摺動する摺
    動底面を規定する第１及び第２外壁を備え、前記第１外
    壁及び前記第２外壁に沿って無端状溝部を形成し、該溝
    部に無端状シール部材を配設し、該無端状シール部材の
    内周側途中位置で、その内側に位置するスクロールラッ
    プの溝部に嵌入されたチップシール外周端と隣接若しく
    は接触していること を特徴とするスクロール流体機械。
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