JP5931689B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール型圧縮機に関する。

スクロール型圧縮機は、固定スクロールと、旋回スクロールとを備えている。固定スクロールおよび旋回スクロールは、いずれも円板状の端板の一面側に、渦巻状のラップが立設されたものである。このような固定スクロールと旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のスクロールの間に形成される圧縮室の容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、作動流体（冷媒）の圧縮を行う。

このようなスクロール型圧縮機において、周方向のみならず高さ方向にも圧縮して高圧縮比を得るために、ラップの高さを内周側では外周側よりも低くし、それに対応して、相手側の端板の内周側の部分を外周側よりも内面側に突出するように形成したものがある。この３Ｄスクロール（登録商標）と呼ばれるタイプのスクロール型圧縮機では、ラップおよび端板の双方に段差部が形成される。旋回スクロールが旋回されると、ラップの段差部は円軌道を描き、端板の円弧状に形成される段差壁に対して周期的に接触、離間する。

一般に、固定スクロールおよび旋回スクロールの双方のラップの渦巻き状の先端部には、チップシール（シール部材）が設けられる。チップシールは、ラップに形成されたシール溝に挿入されており、そのシール溝内に導入される高圧の冷媒による背圧を受けて浮上し、対向する端板に密着する。そのチップシールによりラップと端板との間の隙間が封止される。
３Ｄタイプのスクロール型圧縮機では、ラップおよび端板の段差部にもチップシールを設けることにより、段差部からの冷媒の漏れを防ぎたい。
そこで特許文献１では、外周側のラップに設けられる外周チップシールと、内周側のラップに設けられる内周チップシールに加えて、ラップの段差部に設けられる段差チップシールを設けている。段差チップシールは、外周側ラップの段差部側の端部から内周側ラップの先端面に向けて屈曲するようにＬ字状に形成され、この段差チップシールに突き当たるように、内周チップシールがラップ段差部の根元部にまで設けられている。
ここで、段差チップシールは、ラップの段差部が端板の段差壁から離間しているときにシール溝から脱落するおそれがあるため、段差チップシールの端部をラップ段差部の根元部に形成された凹部に遊嵌している。この他、特許文献１には、段差チップシールがシール溝から脱落するのを防ぐため、段差チップシールと外周チップシールに相互に抜け止めが図られる形状の継手部を形成することも示されている。
なお、特許文献１には、段差チップシールの端部と内周チップシールの端部とを鉤形に組み合わせることで、段差チップシールの保持だけでなく内周チップシールが浮き上がるのを防止できることも示されている。

特開２００２−３０３２８１号公報

３Ｄタイプのスクロール型圧縮機のラップにチップシールを設けるにあたり、以下に示すように段差部に起因する課題が存在する。
特許文献１のように段差チップシールをシール溝内に保持する手段として、段差チップシールの端部が遊嵌される凹部を段差部の根元部にシール溝に連続して形成したり、段差チップシールおよび外周チップシールに継手部を形成するのは、シール溝やチップシールの形状が複雑となるのでチップシールやスクロールの加工が難しい。
また、それらの保持手段が、端板の段差壁に対して接触、離間を繰り返すラップの段差部のすぐそばに設けられるので、その繰り返し荷重により保持が不安定となり易い。長期使用により、固定スクロールと旋回スクロールとの間の気密性低下を招くおそれがある。

さらに、内周チップシールの段差部側は、端板の段差壁にラップの段差部が接触しているときは端板に押さえられているが、端板内壁からラップの段差部が離間して端板による押さえがなくなったときに浮き上がる。このため、ラップが端板の段差壁に向けて戻るときに内周チップシールが端板との間に挟まれて破損するおそれがある。これを避けるため、内周チップシールは、通常、ラップ段差部の根元部を避けて設けられている。特許文献１には、段差チップシールと内周チップシールとを鉤型に組み合わせることで内周チップシールが浮き上がらないように保持することも示されているが、上述したように、チップシールの保持手段がラップの段差部のすぐそばに設けられていると保持が不安定となり易いので、破損、気密性低下のおそれがある。

本発明は、３Ｄタイプのスクロール型圧縮機のラップの段差部にもチップシールを設けるのに際して、難しい加工を必要とせず、チップシールを安定して保持することを目的とする。

本発明のスクロール型圧縮機は、一方が他方に対して公転旋回運動される一対のスクロールを備え、一対のスクロールがいずれも、相手側に向けて立設されるとともに、外周側から内周側に向けて段差部を経て高さが低くなる渦巻き状のラップと、相手側のラップの段差部に倣って立ち上がる段差壁が形成される端板と、を有する構成とされる。
ラップと相手側の端板との間の隙間を封止するチップシールは、ラップに形成されるシール溝に挿入されている。
そのチップシールは、段差部よりも外周側に設けられる外周チップシールと、段差部に設けられる段差チップシールと、段差部よりも内周側に設けられる内周チップシールとから構成されている。
そして、本発明は、段差チップシールが、外周側のラップの先端部と、段差壁に対向する段差部の側面部と、内周側のラップの先端部とに連続して設けられ、段差チップシールと内周チップシールとの境界は、スクロールが旋回するのに伴って段差部が描く円軌道の外側に常時位置することを特徴とする。

本発明によれば、段差チップシールが外周側のラップから内周側ラップにかけて連続して設けられており、段差チップシール全体が、ラップと相手側の端板との間に囲まれる。しかも、段差チップシールと内周チップシールとの境界がスクロールの旋回に伴って段差部が描く円軌道の外側に常時位置するので、段差チップシールの両端部のいずれも端板により押さえられた状態を段差部が段差壁に接触、離間する間を通じて維持できる。
これにより、段差チップシールの離脱、脱落を確実に防止し、安定して保持できると同時に、チップシールの浮き上がりに起因する破損を防止できる。つまり、段差壁から段差部が離間しても段差壁の内側に内周チップシールが進入することなく、端板による段差チップシールの押さえが常時維持されるので、背圧によって端板表面にまで浮上している段差チップシールの内周側の端部がそれ以上に浮き上がるのを抑制できる。これにより、チップシールが段差壁の縁に干渉して破損するのを避けられる。

さらに、本発明のように段差部周辺をその前後とは別個の段差チップシールとすることにより、長尺の外周チップシールおよび内周チップシールに屈曲部を形成することなく、これらを容易に製造できる。段差チップシールは外周チップシールおよび内周チップシールよりも短い部材とされるので、屈曲した形状をしていても製造が容易である。

また、本発明は、段差チップシールを保持する手段として、段差チップシールの両端部が外周側ラップと内周側ラップの各々の先端部に沿って所定の長さで延出する構成をとる。これによれば、チップシールの保持のためにチップシールやシール溝に対して難しい加工を行わないで済む上、段差チップシールが両端部で端板に安定して保持されるため、段差チップシールに加わる繰り返し荷重によっても保持が不安定となることなく、長期に亘り安定して保持できる。

本発明のスクロール型圧縮機では、外周チップシール、段差チップシール、および内周チップシールの隣り合う端部の双方には、肉厚が減じられて互いに厚み方向に重ねられる重ね部が形成され、双方の重ね部のうち内周側に位置する方は、外周側に位置する方とシール溝の底部との間に位置していることが好ましい。
こうすると、内周側に位置するチップシールにシール溝内の冷媒圧力が作用したときに、そのチップシールの重ね部により、外周側に位置するチップシールが押し上げられる。それによってチップシールの背面側に圧力伝達路が確保されるため、内周側から外周側へと、各チップシールの背面に内周側の圧縮冷媒の高い圧力がスムーズに導入される。これによって各チップシールが確実に浮上するので高い気密性を得ることができる。

本発明のスクロール型圧縮機では、段差チップシールの角部の内側に対向するラップの角部、および段差チップシールの他の角部の内側に対向する端板の角部の少なくとも一方は面取りされ、段差チップシールの角部の内側は、面取りされた部分に沿って肉厚が増加されていることが好ましい。
これにより、応力が集中し易い段差チップシールの角部の強度を向上させることができる。

本発明のスクロール型圧縮機では、段差チップシールと、シール溝において段差チップシールが挿入される範囲とは、渦巻状のラップが描くインボリュート曲線にほぼ沿って、一端側と他端側とが直線状に形成されていることが好ましい。
それにより、段差チップシールの成形時の寸法管理が、長さ方向の一端と他端との高低差を除けば、幅、それに直交する長さおよび厚さのみで足りる。このため、インボリュート曲線状とされる場合よりも段差チップシールを容易に成形できる。また、同様の理由により、段差チップシールを成形するための金型についても、湾曲部がないので作製が容易となる。

本発明は、ラップの高さが外周側から内周側に向けて２以上の段差部を経て順次低められるとともに、端板に２以上の段差壁が形成される構成にも適用できる。
その場合、段差チップシールは、それらの段差部に連続して設けることも、２以上の段差部の各々に設けることもできる。

本発明のスクロール型圧縮機によれば、ラップの段差部にもチップシールを設けるのに際して難しい加工を必要とせず、チップシールを安定して保持できる。これにより、量産にも対応できるとともに、スクロール型圧縮機の効率および信頼性を向上させることができる。

第１実施形態に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 旋回スクロールのラップを破断して固定スクロールおよび旋回スクロールを示す平面図である。 固定スクロールおよび旋回スクロールの斜視図である。 （ａ）はラップの段差部を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図である。 旋回スクロールの旋回に伴って、ラップの段差部が端板の段差壁に対して接触し、離間する様子を示す図である。 段差チップシールの好ましい形態を示す図である。（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＶＩｃ−ＶＩｃ線断面図である。（ｄ）は（ｃ）の変形例である。 第２実施形態に係るスクロール型圧縮機において、ラップおよび端板の段差部を示す断面図である。 第３実施形態に係るスクロール型圧縮機において、ラップおよび端板の段差部を示す断面図である。 第４実施形態に係るスクロール型圧縮機に用いられる段差チップシールを示し、（ａ）は段差チップシールの斜視図、（ｂ）は段差チップシールが直線状に形成されることを示す平面図である。 本発明の変形例を示す断面図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示すように、スクロール型圧縮機１は、ハウジング１０内に、モータ１２と、モータ１２により駆動される圧縮機構２とを備えている。このスクロール型圧縮機１は、例えば空気調和機や冷凍機などを構成している。

ハウジング１０は、上端が開放された有底円筒状のハウジング本体１０１と、ハウジング本体１０１の上端を覆うハウジングトップ１０２とを備えている。
ハウジング本体１０１の側面には、図示しないアキュムレータを介して冷媒回路の冷媒をハウジング本体１０１内に導入する吸入管１３が設けられている。
ハウジングトップ１０２には、圧縮機構２によって圧縮された冷媒を吐出する吐出管１４が設けられている。ハウジング１０の内部は、ディスチャージカバー２５によって低圧室１０Ａと高圧室１０Ｂとに仕切られている。

モータ１２は、ステータ１５と、ロータ１６とを備えている。
ステータ１５に設けられるコイルは、ハウジングトップ１０２の上面に設けられた図示しない電源ユニットによって通電される。ロータ１６には、回転軸１７が一体に結合されている。

モータ１２を挟んで回転軸１７の両端側には、回転軸１７を回転可能に支持する下部軸受１８および上部軸受１９が設けられている。
上部軸受１９に形成される内部空間１９０には、回転軸１７の上端に設けられる偏心ピン１７Ａが突出している。

圧縮機構２は、固定スクロール２０と、固定スクロール２０に対して公転旋回運動する旋回スクロール３０とを備えている。
固定スクロール２０は、円板状の固定端板２００と、固定端板２００の内面側に立設される渦巻状のラップ２１とを備えている。
旋回スクロール３０も、円板状の旋回端板３００と、旋回端板３００の内面側に立設される渦巻状のラップ３１とを備えている。

旋回スクロール３０の旋回端板３００の背面には、ボス３４が設けられているとともに、そのボス３４に軸受を介してドライブブッシュ３６が組み付けられている。ドライブブッシュ３６の内側には偏心ピン１７Ａが嵌められている。これにより、旋回スクロール３０が回転軸１７の軸心に偏心して結合されるので、回転軸１７が回転すると、旋回スクロール３０は、回転軸１７の軸心からの偏心距離を旋回半径Ｔｒとして回転（公転）する。
なお、旋回スクロール３０が、公転しつつも自転はしないよう、旋回スクロール３０と回転軸１７との間には、自転を拘束する図示しないオルダムリングが設けられている。

互いに所定量だけ偏心し、１８０度位相をずらして噛み合わせられるラップ２１，３１は、図２に示すように、旋回スクロール３０の旋回角に応じて複数箇所で互いに接触する。これにより、ラップ２１，３１の渦巻きの中心部（最内周部）に対して点対称に圧縮室２Ｐが形成されるとともに、旋回スクロール３０の旋回に伴って、その圧縮室２Ｐはその容積を減少させながら次第に内周側に移動される。そして、渦巻きの中心部で冷媒が最大に圧縮される。

この圧縮機構２では、双方のスクロール２０，３０間に形成される圧縮室２Ｐの容積を渦巻きの途中でラップの高さ方向にも減少させている。そのために、図３に示すように、固定スクロール２０および旋回スクロール３０の双方において、ラップの高さを外周側よりも内周側で低めているとともに、その段差状のラップに対向する相手側の端板を外周側よりも内周側で、端板内面側に突出するように形成している。

固定スクロール２０の内周側ラップ２１Ａと外周側ラップ２１Ｂとの間には、段差部２１Ｃが形成されている。段差部２１Ｃは、内周側から外周側へと立ち上がっている。ラップ２１とラップ３１とが噛み合わせられると、図４（ｂ）に示すように、外周側ラップ２１Ｂが外周底部３０Ｂに対向するとともに、内周側ラップ２１Ａが内周底部３０Ａに対向する。
なお、ここでいう上下は、固定スクロール２０および旋回スクロール３０のいずれか一方を基準とする相対的な方向である。

旋回端板３００の外周底部３０Ｂと、それよりも内面側に突出した内周底部３０Ａとの間に形成される段差壁３０Ｃは、外周側から内周側へと立ち上がるとともに、図２に示すように平面円弧状に形成されている。その段差壁３０Ｃに対して、旋回スクロール３０の旋回角度に応じて接触、離間する段差部２１Ｃの側面部Ｓは、段差壁３０Ｃに倣って平面円弧状に形成されている（図２および図４（ａ））。

旋回スクロール３０のラップ３１においても、固定スクロール２０のラップ２１と同様に、内周側ラップ３１Ａと外周側ラップ３１Ｂとの間に段差部３１Ｃが形成されている（図２および図３）。そして、外周側ラップ３１Ｂの段差部３１Ｃが固定端板２００の外周底部２０Ｂの端部に対向する。
また、固定端板２００の内周底部２０Ａと外周底部２０Ｂとの間に形成される段差壁２０Ｃも段差壁３０Ｃと同様に形成されている。

以下、固定スクロール２０のラップ２１および旋回スクロール３０のラップ３１に設けられるチップシールについて説明する。
固定スクロール２０のラップ２１には、図３に示すように、その巻き始め（内周側）の始端から、終端の手前までの全体に亘り、チップシール４０が設けられている。
一方、旋回スクロール３０のラップ３１にも、チップシール４０と同様の範囲にチップシール５０が設けられている。
チップシール４０，５０の材質には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料や、鉄、アルミニウム等の金属材料を用いることができる。

ラップ２１に設けられるチップシール４０は、図２および図３に示すように、加工性を考慮して、段差部２１Ｃよりも外周側に設けられる外周チップシール４１と、段差部２１Ｃに設けられる段差チップシール４２と、段差部２１Ｃよりも内周側に設けられる内周チップシール４３とから構成されている。
外周チップシール４１および内周チップシール４３は、各々、渦巻状の長尺部材とされている。
段差チップシール４２は、図４（ａ）に示すように、外周側ラップ２１Ｂの先端部Ｔと、段差部２１Ｃの側面部Ｓと、内周側ラップ２１Ａの先端部Ｔとに連続して設けられている。
この段差チップシール４２は、外周側ラップ２１Ｂの先端部Ｔに沿って延出する外周端部４２Ｂと、内周側ラップ２１Ａの先端部Ｔに沿って延出する内周端部４２Ａと、両端部４２Ａ，４２Ｂに対して垂直な中央部４２Ｍとによってクランク状に形成されている。

段差チップシール４２は、図４（ｂ）に示すように、ラップ２１とラップ３１とが噛み合わせられると、外周端部４２Ｂが外周側ラップ２１Ｂと外周底部３０Ｂとの間に挟み込まれるとともに、内周端部４２Ａが内周側ラップ２１Ａと内周底部３０Ａとの間に挟み込まれる。これによって段差チップシール４２全体が、ラップ２１と旋回端板３００との間に囲まれる。これにより、後述するように段差チップシール４２がシール溝Ｄ１，Ｄ２から離脱、脱落することなく安定して保持される。

段差チップシール４２の内周端部４２Ａは、旋回スクロール３０が旋回するのに伴って、段差チップシール４２の中央部４２Ｍに対して段差壁３０Ｃが最も後退したときでも（図４（ｂ）に示す状態）、段差壁３０Ｃの内側で途切れずに段差壁３０Ｃの背面側にまで届く長さに定められている。これにより、段差チップシール４２と内周チップシール４３との境界Ｂｄは段差壁３０Ｃの内側には進入せず、段差部２１Ｃが描く円軌道Ｒ（図５（ｂ））の外側に常時位置する。
段差チップシール４２の内周端部４２Ａの長さは、旋回半径Ｔｒの２倍よりも大とされる。一方、段差チップシール４２の外周端部４２Ｂの長さは、内周端部４２Ａの長さよりも短くてよい。外周端部４２Ｂの長さは、段差チップシール４２を安定して保持するのに足りる長さに決められる。なお、内周端部４２Ａの長さよりも外周端部４２Ｂの長さが短いと、段差チップシール４２をラップ２１に装着する向きが分かりやすいので、作業性が向上する。

外周チップシール４１および内周チップシール４３は、各々、図４（ｂ）に示すように、ラップ２１の先端部Ｔに形成されたシール溝Ｄ１に挿入されている。
段差チップシール４２の内周端部４２Ａおよび外周端部４２Ｂは各々シール溝Ｄ１に挿入されている。段差チップシール４２の中央部４２Ｍは段差部２１Ｃの側面部Ｓに形成されたシール溝Ｄ２に挿入されている。
外周端部４２Ｂおよび内周端部４２Ａは、長さ方向に垂直な断面を示す図６（ｂ）のように断面矩形状とされており、その表面Ｕ１がラップ２１の先端部Ｔと平行に平滑に形成されている。
一方、中央部４２Ｍは、長さ方向に垂直な断面を示す図６（ｃ）のように、段差部２１Ｃの側面部Ｓの円弧形状に倣って、その表面Ｕ２が円弧状に形成されている。表面Ｕ２の曲率半径は、旋回半径Ｔｒとほぼ等しいことが好ましい。中央部４２Ｍの背面Ｕ３も、円弧状に形成されている。段差チップシール４２の中央部４２Ｍが収容されるシール溝Ｄ２の底部も、背面Ｕ３に対応する円弧状に形成されている。シール溝Ｄ２の底部が円弧状とされていると、エンドミルやドリルなどでシール溝Ｄ２を加工し易い。シール溝Ｄ２の底部の曲率半径は、用いる工具に合わせて決められている。
中央部４２Ｍは、図６（ｄ）に示すように厚みを薄く形成してもよい。それにより、シール溝Ｄ２の深さが浅くなるので、段差部２１Ｃのラップの強度を確保し易い。

外周・内周チップシール４１，４３の端部とシール溝Ｄ１との間の隙間などから圧縮冷媒がシール溝Ｄ１内に導入されると、チップシール表面側の圧力が背面側よりも負圧となるので、図４（ｂ）に示すように、外周チップシール４１がシール溝Ｄ１の底部に対して浮上して外周底部３０Ｂに密着するとともに、内周チップシール４３も浮上して内周底部３０Ａに密着する。そして、シール溝Ｄ１およびシール溝Ｄ１に連通するシール溝Ｄ２内の冷媒圧力を受けて、段差チップシール４２もシール溝Ｄ１，Ｄ２の底部に対して浮上し、所定の旋回角の範囲で段差壁３０Ｃに密着する。段差チップシール４２の中央部４２Ｍの表面Ｕ２が旋回半径Ｔｒの円弧状とされているので、同じく旋回半径Ｔｒの円弧状とされる段差壁３０Ｃに対する密着性が高められる。
これらのチップシール４１〜４３によって固定スクロール２０のラップ２１と旋回端板３００との隙間を封止し、圧縮室２Ｐの気密を保っている。

旋回スクロール３０のラップ３１に設けられるチップシール５０も、図２に示すように、上記のチップシール４０と同様、段差部３１Ｃよりも外周側に設けられる外周チップシール５１と、段差部３１Ｃに設けられる段差チップシール５２と、段差部３１Ｃよりも内周側に設けられる内周チップシール５３とから構成されている。各チップシール５１〜５３は、上記のチップシール４１〜４３と同様に形成されている。また、それらのチップシール５１〜５３が挿入されるシール溝Ｄ１，Ｄ２も、ラップ３１に上記同様に形成されている。

スクロール型圧縮機１を起動するには、モータ１２を励磁するとともに、吸入管１３を通じてハウジング１０内の低圧室１０Ａに冷媒を導入する。
モータ１２が励磁されると回転軸１７が回転し、それに伴って旋回スクロール３０が固定スクロール２０に対して公転旋回運動する。すると、旋回スクロール３０と固定スクロール２０との間の圧縮室２Ｐで冷媒が圧縮されるとともに、低圧室１０Ａ内の冷媒が旋回スクロール３０と固定スクロール２０との間に吸い込まれる。そして、圧縮冷媒が、固定端板２００の中央部の吐出孔２０１、およびディスチャージカバー２５の吐出ポート２５１を介して高圧室１０Ｂに吐出され、さらに吐出管１４を通じて冷媒回路へと吐出される。こうして、冷媒の吸入、圧縮、および吐出が連続して行われる。

旋回スクロール３０が旋回するのに伴って、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、ラップ２１の段差部２１Ｃが変位し、旋回端板３００の段差壁３０Ｃに対して周期的に接触、離間する。同様に、ラップ３１の段差部３１Ｃも固定端板２００の段差壁２０Ｃに対して周期的に接触、離間する。
以下では、ラップ２１の段差部２１Ｃに設けられるチップシール４０と旋回端板３００の関係を例にとり、本実施形態の作用効果を説明する。
ラップ２１の段差部２１Ｃは、旋回半径Ｔｒの円軌道Ｒ（図５（ｂ）に図示）上を変位する。この円軌道Ｒは、段差壁３０Ｃの内周面に沿っているので、ある旋回角範囲（例えば１８０°）では、段差部２１Ｃの側面部外形をなす段差チップシール４２の中央部４２Ｍが段差壁３０Ｃに接触し（図５（ａ））、残りの旋回角範囲（例えば１８０°）では、段差壁３０Ｃが段差部２１Ｃに対して後退することで段差壁３０Ｃから段差部２１Ｃが離間する（図５（ｂ））。このような段差部２１Ｃの変位に伴って、段差チップシール４２の内周端部４２Ａが段差壁３０Ｃの内側に周期的に出没する。

旋回スクロール３０の旋回により、チップシール４０は旋回端板３００の対向面に対して摺接する。それに加えて、段差部２１Ｃでは、チップシール４０は段差壁３０Ｃに対して繰り返し摺接する。これによる繰り返し応力により、段差部２１Ｃに設けられるチップシールはシール溝から脱落し易い。段差部２１Ｃに設けられるチップシールが、加工性のために長尺の部分（外周チップシール４１および内周チップシール４３）とは別体の小片（段差チップシール４２）とされていると、応力によりシール溝からずれてしまい易い。
そのため、本実施形態では、段差チップシール４２を上記のように構成することにより、以下で説明するように段差チップシール４２をシール溝に安定して保持している。

図５（ａ）に示すように、段差壁３０Ｃに段差部２１Ｃ（段差チップシール４２の中央部４２Ｍ）が接触しているとき、段差チップシール４２の中央部４２Ｍが段差壁３０Ｃに突き当てられて保持されている。また、図４（ｂ）に、段差壁３０Ｃに段差部２１Ｃが接触しているときの旋回端板３００を二点鎖線で示すように、旋回端板３００の内周底部３０Ａにより段差チップシール４２の内周端部４２Ａが押さえられることで内周端部４２Ａも保持されている。さらに、旋回端板３００の外周底部３０Ｂにより段差チップシール４２の外周端部４２Ｂも押さえられて保持されている。
この状態から、図５（ｂ）に示すように段差壁３０Ｃから段差部２１Ｃが離間すると、段差チップシール４２の中央部４２Ｍの保持は解除される。しかし、内周端部４２Ａは、中央部４２Ｍに対して段差壁３０Ｃが最も後退したときでも、段差壁３０Ｃの内側で途切れずに段差壁３０Ｃの背面側にまで届く長さに定められているので、段差チップシール４２と内周チップシール４３との境界Ｂｄは段差壁３０Ｃの内側には進入せず、内周端部４２Ａが内周底部３０Ａにより押さえられる状態が維持される。外周端部４２Ｂも変わらず、外周底部３０Ｂにより押さえられて保持された状態にある。

本実施形態の段差チップシール４２は外周側ラップ２１Ｂから内周側ラップ２１Ａにかけて一体に設けられており、段差チップシール４２全体が、ラップ２１と旋回端板３００との間に囲まれている。しかも、段差チップシール４２と内周チップシール４３との境界Ｂｄがスクロールの旋回に伴って段差部２１Ｃが描く円軌道Ｒの外側に常時位置するので、段差チップシール４２の両端部４２Ａ，４２Ｂのいずれも旋回端板３００により押さえられた状態を段差部２１Ｃが段差壁３０Ｃに接触、離間する間を通じて常時維持できる。
これにより、段差チップシール４２の離脱、脱落をより確実に防止し、より安定して保持できると同時に、段差チップシール４２の内周端部４２Ａの浮き上がりに起因する破損をも防止できる。つまり、段差壁３０Ｃから段差部２１Ｃが離間しても段差壁３０Ｃの内側に内周チップシール４３が進入することなく、旋回端板３００による段差チップシール４２の押さえが常時維持されるので、背圧によって内周底部３０Ａの表面にまで浮上している内周端部４２Ａがそれ以上に浮き上がるのを抑制できる。これにより、チップシールが段差壁３０Ｃの縁に引っ掛かったり、内周底部３０Ａとの間に引き込まれて折れるのを避けられる。

本実施形態は、段差部２１Ｃよりも外周側、段差部２１Ｃ、および段差部２１Ｃよりも内周側の３つの部分にチップシール４０を分割するとともに、段差部２１Ｃを段差部２１Ｃに倣ったクランク状の部材としている。このように段差部２１Ｃ周辺をその前後とは別個の段差チップシール４２とすることにより、長尺の外周チップシール４１および内周チップシール４３に屈曲部を形成することなく、これらを容易に製造できる。段差チップシール４２は外周チップシール４１および内周チップシール４３よりも短い部材とされるので、屈曲した形状をしていても製造が容易である。

また、本実施形態は、段差チップシール４２を保持する手段として、段差チップシール４２の両端部４２Ａ，４２Ｂが外周側ラップ２１Ｂと内周側ラップ２１Ａの各々の先端部Ｔに沿って延出する構成をとる。これによれば、チップシールの保持のために難しい加工を行わないで済む上、延出する部分で段差チップシール４２が安定して保持されるため、段差チップシール４２に加わる繰り返し荷重によっても保持が不安定となることなく、長期に亘り安定して保持できる。
以上説明した作用効果は、ラップ３１の段差部３１Ｃに設けられるチップシール５０と固定端板２００の関係についても同様である。

本実施形態によれば、チップシール４０，５０の加工性向上により量産に対応できる。
その上、段差部２１Ｃを含めたラップ２１全体、段差部３１Ｃを含めたラップ３１全体にチップシール４０，５０を設けて圧縮室２Ｐの気密性を高められるとともに、離脱、脱落し易い段差チップシール４２を安定保持することで気密性を安定して保つことができる。これにより、スクロール型圧縮機１の効率および信頼性を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照して説明する。
以下の実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態で説明した構成と同様の構成には同じ符号を付している。
第２実施形態では、チップシール４０およびチップシール５０の端部の形状が第１実施形態とは相違している。以下ではチップシール４０を例にとり説明するが、チップシール５０も同様に構成されている。

チップシール４０を構成する外周チップシール４１、段差チップシール４２、および内周チップシール４３の隣り合う端部の双方には、肉厚が減じられて互いに厚み方向に重ねられる重ね部Ｌｐ１，Ｌｐ２が形成されている。
それらの重ね部Ｌｐ１，Ｌｐ２は、チップシールの厚みのほぼ半分の厚みとされており、隣り合う重ね部とクランク状の境界（クリアランス）を介して鉤形に組み合わせられる。

ここで、互いに重ねられる重ね部Ｌｐ１，Ｌｐ２のうち内周側に位置する方（Ｌｐ１）は、外周側に位置する方（Ｌｐ２）の背面側、すなわち外周側重ね部Ｌｐ２とシール溝Ｄ１の底部との間に位置している。そのため、内周側に位置するチップシールにシール溝Ｄ１内の冷媒圧力が作用するとそのチップシールの重ね部Ｌｐ１が外周側に位置するチップシールの重ね部Ｌｐ２を押し上げる。それによってチップシールの背面側に圧力伝達路が確保されるため、内周側から外周側へと、各チップシール４１〜４３の背面に内周側の圧縮冷媒の高い圧力がスムーズに導入される。これによって各チップシール４１〜４３が確実に浮上するので高い気密性を得ることができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について図８を参照して説明する。
第３実施形態では、チップシール４０およびチップシール５０の角部の形状が第１実施形態とは相違している。
以下ではチップシール４０を例にとり説明するが、チップシール５０も同様に構成されている。
図８（ａ）に示すように、段差チップシール４２の外周端部４２Ｂと中央部４２Ｍとが交差する角部４２Ｌ１の内側は、肉厚が増加されて肉増部Ｆが形成されている。
これに対応して、角部４２Ｌ１の内側に対向するシール溝の底部角部ＤＬは面取りされている。肉増部Ｆは、底部角部ＤＬの直線状にＣ面カットされた面取り部に沿って形成されている。
このような肉増部Ｆにより、応力が集中し易い角部４２Ｌ１の強度を向上させることができる。
さらに、図８（ｂ）に示すように、段差チップシール４２の中央部４２Ｍと内周端部４２Ａとが交差する角部４２Ｌ２の内側にも肉増部Ｆを形成し、角部４２Ｌ２の強度を向上させることもできる。その場合、角部４２Ｌ２の内側に対向する内周底部３０Ａの角部３０Ｌを面取りする。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について図９を参照して説明する。
第４実施形態では、図９（ａ）に示す段差チップシール４４を用いる。段差チップシール４４は、図９（ｂ）に示すように、渦巻状の外周チップシール４１および内周チップシール４３が描くインボリュート曲線にほぼ沿って直線状に形成されている。段差チップシール４４は、内周端部４２Ａから外周端部４２Ｂまで幅および厚さが一定で、平面視矩形状とされている。
シール溝Ｄ１において段差チップシール４４が挿入される範囲も、段差チップシール４４に倣って直線状に形成されている。

本実施形態では、外周チップシール４１および内周チップシール４３の段差チップシール４４に隣り合う各々の端部も直線状に形成されていて、それら端部が挿入されるシール溝Ｄの範囲も、直線状に形成されている。図９（ｂ）に、外周チップシール４１、段差チップシール４４，および内周チップシール４３に跨る直線状の区間ＳＬを示す。

本実施形態によれば、段差チップシール４４が直線状とされるため、成形時の寸法管理が、中央部４２Ｍを除いては、幅、それに直交する長さおよび厚さのみで足りる。このため、インボリュート曲線状とされる場合よりも段差チップシールを容易に成形できる。また、段差チップシール４４を成形するための金型の作製も容易となる。
さらに、段差チップシール４４に隣り合う外周チップシール４１および内周チップシール４３の端部も直線状とされていると、これらのチップシールの寸法にバラツキが生じていても、外周チップシール４１および内周チップシール４３と段差チップシール４４との隣り合う端部同士が、干渉して潰れたり不均等な隙間があいたりすることが起こり難い。これにより、寸法精度を特に高めなくても、各チップシールの端部同士を正確に突き合わせ、安定してシールすることができる。

以上では、固定スクロール２０および旋回スクロール３０の各々のラップに１つの段差部（２１Ｃ，３１Ｃ）が形成される構成について説明したが、本発明は、図１０に示すように、ラップに複数の（２以上）段差部が形成されるとともに、相手側の端板にも同数の段差壁が形成される構成にも適用できる。このようにラップの高さが外周側から内周側に向けて順次低められる構成により、外周側ラップ２１Ｂと内周側ラップ２１Ａとの高低差が同じで段差部が１つのみ形成される構成よりも、段差部に加わる応力を緩和できる。

図１０（ａ）には、ラップ２１の段差部２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅと、これらに対向する旋回端板３００の段差壁３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅとを示している。このように３段設けられる段差部２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅに連続して一つの段差チップシール５２が設けられている。段差チップシール５２と内周チップシール４３との間の境界Ｂｄは、上述と同様、円軌道Ｒの外側に常時位置する。
このように複数の段差部２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅが設けられることで、それら段差部２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅにもチップシールを設けようとすればその形状が複雑となる。しかし、その部分だけを取り出して、外周チップシール４１および内周チップシール４３とは別体の段差チップシール５２としてあるので、チップシール４１，５２，４３のいずれの加工も容易となる。

また、図１０（ｂ）に示すように、段差部２１Ｃには段差チップシール４２Ｃを設け、段差部２１Ｄには段差チップシール４２Ｄを設け、段差部２１Ｅには段差チップシール４２Ｅを設けてもよい。この構成は、段差部２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの互いの間隔が比較的広い場合に好適である。段差チップシール４２Ｃとそれよりも内周側の段差チップシール４２Ｄとの間の境界Ｂｄは、円軌道Ｒの外側に常時位置する。段差チップシール４２Ｄとそれよりも内周側の段差チップシール４２Ｅとの間の境界Ｂｄ、および段差チップシール４２Ｅと内周チップシール４３との間の境界Ｂｄについても同様である。

以上の図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すいずれの構成においても、第１実施形態と同様、段差チップシールが内周側と外周側とで相手側の端板の底部に押さえられる状態を常時維持できる。このため、段差チップシール４２Ｃ〜４２Ｅおよび段差チップシール５２の離脱、脱落をより確実に防止し、より安定して保持できるとともに、段差チップシールの浮き上がりに起因する破損をも防止できる。

本発明の主旨を逸脱しない限り、上記で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ スクロール型圧縮機
２ 圧縮機構
１０ ハウジング
１２ モータ
１３ 吸入管
１４ 吐出管
１５ ステータ
１６ ロータ
１７ 回転軸
１７Ａ 偏心ピン
１８ 下部軸受
１９ 上部軸受
２０ 固定スクロール
２０Ａ 内周底部
２０Ｂ 外周底部
２０Ｃ 段差壁
２１Ａ 内周側ラップ
２１Ｂ 外周側ラップ
２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ 段差部
２５ ディスチャージカバー
３０ 旋回スクロール
３０Ａ 内周底部
３０Ｂ 外周底部
３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ 段差壁
３０Ｌ 角部
３１Ａ 内周側ラップ
３１Ｂ 外周側ラップ
３１Ｃ 段差部
４０，５０ チップシール
４１ 外周チップシール
４２，４４ 段差チップシール
４２Ａ 内周端部
４２Ｂ 外周端部
４２Ｍ 中央部
４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ 段差チップシール
４２Ｌ１，４２Ｌ２ 角部
４３ 内周チップシール
５１ 外周チップシール
５２ 段差チップシール
５３ 内周チップシール
１０１ ハウジング本体
１０２ ハウジングトップ
２００ 固定端板
２０１ 吐出孔
２５１ 吐出ポート
３００ 旋回端板
Ｂｄ 境界
Ｄ１，Ｄ２ シール溝
ＤＬ 角部
Ｆ 肉増部
Ｌｐ１，Ｌｐ２ 重ね部
Ｓ 側面部
Ｔ 先端部
Ｒ 円軌道

Claims (6)

1. 一方が他方に対して公転旋回運動される一対のスクロールを備え、
   前記一対のスクロールがいずれも、相手側に向けて立設されるとともに、外周側から内周側に向けて段差部を経て高さが低くなる渦巻き状のラップと、相手側の前記ラップの前記段差部に倣って立ち上がる段差壁が形成される端板と、を有するスクロール型圧縮機であって、
   前記ラップと相手側の端板との間の隙間を封止するチップシールが、前記ラップに形成されるシール溝に挿入され、
   前記チップシールは、前記段差部よりも外周側に設けられる外周チップシールと、前記段差部に設けられる段差チップシールと、前記段差部よりも内周側に設けられる内周チップシールとから構成され、
   前記段差チップシールは、外周側の前記ラップの先端部と、前記段差壁に対向する前記段差部の側面部と、内周側の前記ラップの先端部とに連続して設けられ、
   前記段差チップシールと前記内周チップシールとの境界は、前記スクロールが旋回するのに伴って前記段差部が描く円軌道の外側に常時位置する、
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記外周チップシール、前記段差チップシール、および前記内周チップシールの隣り合う端部の双方には、肉厚が減じられて互いに厚み方向に重ねられる重ね部が形成され、
   前記双方の前記重ね部のうち内周側に位置する方は、外周側に位置する方と前記シール溝の底部との間に位置している、
   請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記段差チップシールの角部の内側に対向する前記ラップの角部、および前記段差チップシールの他の角部の内側に対向する前記端板の角部の少なくとも一方は面取りされ、
   前記段差チップシールの角部の内側は、前記面取りされた部分に沿って肉厚が増加されている、
   請求項１または２に記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記段差チップシールと、前記シール溝において前記段差チップシールが挿入される範囲とは、前記ラップが描くインボリュート曲線にほぼ沿って直線状に形成されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
5. 前記ラップの高さは、外周側から内周側に向けて２以上の前記段差部を経て順次低められ、
   前記端板には、２以上の前記段差壁が形成され、
   前記段差チップシールは、前記２以上の段差部に連続して設けられている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
6. 前記ラップの高さは、外周側から内周側に向けて２以上の前記段差部を経て順次低められ、
   前記端板には、２以上の前記段差壁が形成され、
   前記段差チップシールは、前記２以上の段差部の各々に設けられている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。

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