JP6455854B2

JP6455854B2 - スクロール圧縮機のシール構造

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Publication number: JP6455854B2
Application number: JP2015068879A
Authority: JP
Inventors: 正樹坂東
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: JP2016188600A

Description

本発明は、渦巻状のラップを有する固定スクロールと、固定スクロールのラップに噛み合う渦巻状のラップを有する旋回スクロールと、少なくとも一方のラップの歯先面に形成された凹溝に収納されるチップシールと、を備えるスクロール圧縮機のシール構造に関する。特に、チップシールを安定して浮上させることができ、チップシールによるシール性を高めて圧縮効率を向上させることが可能なスクロール圧縮機のシール構造に関する。

空調装置（エア・コンディショナ）に、スクロール圧縮機が利用されている。スクロール圧縮機は、端板と渦巻状のラップとを有する一対の固定スクロールと旋回スクロールとを備え、両スクロールの互いのラップが噛み合うように組み合わされ、固定スクロールに対して旋回スクロールが自転せずに偏心しながら公転（旋回）するように構成されている。スクロール圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールとが互いに噛み合うことで圧縮室（両スクロールの各端板と各ラップとで囲まれる密閉空間）が形成され、圧縮室が旋回スクロールの旋回により、吸入口に通じる外周側から吐出口に通じる中央部に向かって移動しながら、圧縮室の容積が減少する。これにより、吸入口を通じて圧縮室に吸入された流体（例、冷媒）が圧縮され、吐出口から吐出される。また、スクロール圧縮機では通常、圧縮室へ潤滑用のオイルも供給される。

圧縮室が外周側から中央部に移動しつつ容積が減少することで流体（例、冷媒）の圧縮を行うスクロール圧縮機において、良好な圧縮効率を確保することを目的として、一方のスクロールのラップの歯先面と、この歯先面に対向する他方のスクロールの端板との間のシール性を高めるためのシール構造が設けられている。シール構造としては、チップシールが多用されており、具体的には、ラップの歯先面に凹溝が形成され、この凹溝にチップシールが収納されている。一般に、凹溝及びチップシールは、その断面形状が矩形状であり、チップシールの幅は凹溝の幅より小さく形成されている。チップシールは、スクロール圧縮機の始動時や始動初期では、凹溝内に収納されている。一方、旋回スクロールの回転速度が一定以上になる定常運転時には、高圧側の圧縮室からオイルが凹溝とチップシールとの隙間から流入してチップシールの下面に入り込み、チップシールを押し上げて凹溝から浮上させる。これにより、チップシールが対向する他方のスクロールの端板に接触して、チップシールによりラップと端板との間がシールされることになり、高圧側から低圧側への高圧流体の漏れが抑制される。

例えば特許文献１には、スクロール圧縮機におけるチップシールを格納するチップシール格納溝（凹溝）及びチップシールの断面形状を工夫することで、チップシールの浮上性及び安定性を向上させることが提案されている。この特許文献１では、図８の（ａ）に示すように、チップシール格納溝（凹溝）２５１の長手方向の一部の区間において、凹溝２５１の断面形状を底面に傾斜面２９３を有する形状とする。また、チップシール２４４は、凹溝２５１よりも長手方向の長さが短く形成されており、チップシール２４４の断面形状を、凹溝２５１の傾斜面２９３に対向する部分の反シール面（下面）が傾斜面２９３にならうような傾斜面２９５と面取り状（具体的にはＣ面取り状）の逃げ部２８６ｃとを有する形状とする。このような断面形状を有する凹溝２５１及びチップシール２４４にすることによって、図８の（ｂ）に示すように、チップシール２４４に隣接する圧縮室の圧力差によりオイルが図中矢印の方向に流れ、凹溝２５１とチップシール２４４との隙間から流入した際、面取り状の逃げ部２８６ｃにより導入圧力を受け易くする。更に、凹溝２５１及びチップシール２４４に設けた傾斜面（２９３及び２９５）のガイド作用によって、チップシール２４４を傾斜面に沿って移動させ浮上させることができ、その結果、チップシールの浮上が安定することが記載されている。

特開２００６−７７５７７号公報

チップシールを利用したスクロール圧縮機のシール構造において、圧縮効率の更なる向上を図る観点から、チップシールによるシール性を高めるため、チップシールを安定して浮上させることが重要である。しかしながら、従来の断面形状の凹溝及びチップシールでは、オイルの流動により、チップシールを安定して浮上させることができない可能性がある。

従来の凹溝及びチップシールの断面形状としては、例えば、矩形状や特許文献１に記載するような傾斜面を有する形状が挙げられるが、従来の断面形状では、スクロール圧縮機の停止時において、凹溝に対するチップシールの幅方向の位置が一義的に定まらないという問題がある。そのため、凹溝にチップシールが接して、凹溝とチップシールとの間に十分な隙間が形成されない可能性があり、スクロール圧縮機の始動時から定常運転時において、オイルが凹溝とチップシールとの隙間から流入せず、チップシールの浮上が不安定になる場合がある。例えば、図８に示すような特許文献１に記載の断面形状を例にとると、停止時において、図８の（ａ）に示すように、凹溝２５１に対してチップシール２４４が幅方向の中央に位置する場合もあれば、図９の（ａ）に示すように、凹溝２５１に対してチップシール２４４が幅方向の一方側に寄り、チップシール２４４が凹溝２５１に接する場合も考えられる。チップシール２４４が幅方向の中央に位置する場合（図８（ａ）を参照）であれば、凹溝２５１の一方の側面とこの側面に対向するチップシール２４４の側面とが接さず、凹溝２５１とチップシール２４４との間に隙間が形成される。しかし、チップシール２４４が幅方向の一方側に寄って位置する場合（図９（ａ）を参照）は、凹溝２５１の一方の側面とこの側面に対向するチップシール２４４の側面とが近接して、凹溝２５１とチップシール２４４との間に十分な隙間が形成されないことが起こり得る。そのため、定常運転時において、図９の（ｂ）に示すように、オイル（図中矢印で示す）が凹溝２５１とチップシール２４４との隙間から流入せず、チップシール２４４を安定して浮上させることができない可能性がある。また、特許文献１に記載の断面形状は、オイルの流入により、チップシール２４４が傾斜面に沿って移動するとはいうものの、チップシール２４４の移動により、チップシール２４４の下面（傾斜面２９５）と凹溝２５１の底面（傾斜面２９３）との間に隙間が確実に形成されるというものではない。そのため、この隙間が形成されなければ、チップシール２４４の下面にオイルが入り込まないこともあり、チップシール２４４が確実に浮上するとは限らない。

そこで、本発明の目的の一つは、チップシールを安定して浮上させることができ、チップシールによるシール性を高めて圧縮効率を向上させることが可能なスクロール圧縮機のシール構造を提供することにある。

（１）本発明の一形態に係るスクロール圧縮機のシール構造は、渦巻状のラップを有する固定スクロールと、前記固定スクロールの前記ラップに噛み合う渦巻状のラップを有する旋回スクロールと、前記固定スクロール及び前記旋回スクロールのうち少なくとも一方の前記ラップの歯先面に形成された凹溝に収納されるチップシールと、を備える。前記凹溝は、底面、及び前記底面と前記歯先面とを繋ぐ一対の側面とを有すると共に、前記底面と前記側面とが交差する底角部、及び前記歯先面と前記側面とが交差する上端角部を有する断面形状である。前記チップシールは、前記凹溝内に収納される挿入部を有し、前記凹溝の前記底角部に対向する下角部及び前記上端角部に対向する上角部の少なくとも一方を有する断面形状である。そして、前記凹溝の前記底角部の曲率半径をＲ１、この底角部に対向する前記チップシールの前記下角部の曲率半径をｒ１、前記凹溝の前記上端角部の曲率半径をＲ２、この上端角部に対向する前記チップシールの前記上角部の曲率半径をｒ２とするとき、Ｒ１＞ｒ１及びｒ２＞Ｒ２の少なくとも一方を満たす。

上記スクロール圧縮機のシール構造によれば、凹溝の断面形状が底角部及び上端角部を有すると共に、チップシールの断面形状が下角部及び上角部の少なくとも一方を有しており、凹溝の底角部の曲率半径（Ｒ１）とチップシールの下角部の曲率半径（ｒ１）との関係及び上端角部の曲率半径（Ｒ２）と上角部の曲率半径（ｒ２）との関係がＲ１＞ｒ１及びＲ２＜ｒ２の少なくとも一方を満たす。凹溝の底角部のＲ１がチップシールの下角部のｒ１よりも大きい（Ｒ１＞ｒ１）、又はチップシールの上角部のｒ２が凹溝の上端角部のＲ２よりも大きい（ｒ２＞Ｒ１）ことで、スクロール圧縮機の停止時において、凹溝に対してチップシールが幅方向の中央側に寄るようになり、凹溝に対するチップシールの幅方向の位置が一義的に定まり易い。したがって、スクロール圧縮機の停止時において、凹溝とチップシール（挿入部）との間に隙間が形成された状態となり易く、定常運転時において、オイルが凹溝とチップシールとの隙間から流入して、チップシールを安定して浮上させることができる。また、凹溝の底角部のＲ１がチップシールの下角部のｒ１よりも大きい場合、凹溝とチップシールとの隙間からオイルが流入して、チップシールが凹溝の底面に沿って幅方向に移動する際、チップシールの下角部が凹溝の底角部に接し、底角部に沿ってチップシールが上方にガイドされる。或いは、チップシールの上角部のｒ２が凹溝の上端角部のＲ２よりも大きい場合、オイルの流動によって、チップシールが幅方向に移動する際、チップシールの上角部が凹溝の上端角部に接し、上端角部に沿ってチップシールが上方にガイドされる。これらにより、チップシールが持ち上がり、チップシール（挿入部）の下面と凹溝の底面との間に隙間が形成され、チップシールの下面にオイルが入り込むことで、チップシールを押し上げることができる。したがって、スクロール圧縮機の定常運転時において、オイルの流動によりチップシールを効果的に浮上させることができ、チップシールの浮上性を向上させることができる。よって、上記スクロール圧縮機のシール構造は、チップシールを安定して浮上させることができ、チップシールによるシール性を高めて圧縮効率を向上させることが可能である。

実施形態１に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールの一例を示す概略斜視図である。実施形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた状態を示す模式図である。実施形態１に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールの一例を示す概略平面図である。実施形態１に係るスクロール圧縮機の旋回スクロールの一例を示す概略縦断面図である。実施形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールとを組み合わせた状態でのチップシール部分を拡大して示す概略縦断面図である。実施形態１に係るスクロール圧縮機のシール構造における凹溝及びチップシールの断面形状の一例を説明する図である。実施形態１に係るスクロール圧縮機のシール構造における凹溝及びチップシールの動作を説明する図である。従来の凹溝及びチップシールの断面形状を説明する図である。従来の凹溝及びチップシールの断面形状を説明する別の図である。

以下、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機のシール構造の具体例を、図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。

［実施形態１］
図１〜図７を参照して、実施形態１に係るスクロール圧縮機のシール構造を説明する。実施形態１に係るスクロール圧縮機のシール構造は、チップシールを収納する凹溝及びチップシールの断面形状に特徴を有する。以下では、まず、スクロール圧縮機の構成について説明し、次いで、特徴点であるシール構造について説明する。

〈スクロール圧縮機の構成〉
スクロール圧縮機は、端板と渦巻状のラップとを有する一対の固定スクロールと旋回スクロールとを備える。固定スクロールと旋回スクロールとは、端板と渦巻状のラップとを有する点で基本的な構成が同じであり、ここでは、代表して、図１に旋回スクロールを示し、固定スクロールについては旋回スクロールと同様の構成であるので説明を省略する。

図１に示す旋回スクロール１は、端板１０と端板１０の表面から突出して設けられる渦巻状のラップ２０とを有する。図２に示すように、スクロール圧縮機Ｓは、旋回スクロール１と同様の構成の固定スクロール１００とが、互いのラップ２０，２０が噛み合うように軸方向に組み合わされて構成される（図２では、分かり易くするため、各ラップにハッチングを付している）。固定スクロール１００と旋回スクロール１とが互いに噛み合うことで圧縮室１２が形成される。そして、スクロール圧縮機Ｓは、固定スクロール１００に対して旋回スクロール１が旋回することで、圧縮室１２が外周側から中央部に向かって移動しながら容積が減少することにより、圧縮を行う。

〈シール構造〉
図１、図３及び図４に示すように、旋回スクロール１のラップ２０の歯先面２１には、凹溝３０が形成されており、凹溝３０に渦巻状のチップシール５０が収納されている。チップシール５０は、例えば、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの樹脂やフッ素ゴムなどのゴム、又はそれらの複合材料によって形成されている。図５に示すように、固定スクロール１００においても、同様に、ラップ２０の歯先面２１に形成された凹溝３０にチップシール５０が収納されている。ここでは、チップシール５０において、凹溝３０の底面に対向する側を下面（下側）と呼び、その反対側を上面（上側）と呼ぶこととし、チップシール５０の上面は他方のスクロールの端板１０の表面（歯底面）に対向することになる。この例では、チップシール５０の長さは凹溝３０の長さと略同じである。以下、シール構造を構成する凹溝３０及びチップシール５０の断面形状について、図６を参照しながら詳しく説明する（図６では、分かり易くするため、ハッチングを省略している）。

（凹溝）
凹溝３０の断面形状は四角形状である。この例では、凹溝３０は、図６に示すように、断面形状が略矩形状であり、底面３１と、底面３１と歯先面２１とを繋ぐ一対の側面３２，３２とを有すると共に、底面３１と両側面３２，３２とが交差する底角部３５，３５、及び歯先面２１と両側面３２，３２とが交差する上端角部３６，３６を有する。各底角部３５，３５、各上端角部３６，３６にはそれぞれ、Ｒ面が形成されている。凹溝３０は、長手方向に深さ及び幅が一定である。ここでいう、凹溝の断面形状とは、凹溝の長手方向と直交する断面における形状のことである。また、各底角部３５，３５の曲率半径は略等しく、各上端角部３６，３６の曲率半径は略等しい。凹溝３０は、幅方向に亘って深さが同じであり、底面３１は平坦面に形成されている。両側面３２，３２は、互いに平行であり、歯先面２１に対して略垂直に形成されている。凹溝３０は、例えば切削加工により形成することが可能である。

（チップシール）
図６に示すチップシール５０は、凹溝３０内に収納される挿入部５０Ａと、凹溝３０の開口から突出して幅方向の両側に張り出した幅広部５０Ｂとを有し、断面形状が略Ｔ字状である。Ｔ字状のチップシール５０は、例えば射出成形により形成することが可能であり、挿入部５０Ａと幅広部５０Ｂとが一体に形成されている。

チップシール５０における挿入部５０Ａの断面形状は四角形状である。この例では、挿入部５０Ａは、断面形状が略矩形状であり、凹溝３０の底面３１に対向する下面５１と、凹溝３０の両側面３２，３２に対向する一対の側面５２，５２とを有すると共に、下面５１と両側面５２，５２とが交差する下角部５５，５５を有する。各下角部５５，５５はそれぞれ、凹溝３０の各底角部３５，３５に対向する。また、挿入部５０Ａの幅は凹溝３０の幅よりも小さい。挿入部５０Ａの下面５１及び両側面５２，５２は、凹溝３０の底面３１及び両側面３２，３２に沿うように、底面３１及び両側面３２，３２に対して略平行に形成されている。各下角部５５，５５には、Ｒ面が形成されている。

幅広部５０Ｂは挿入部５０Ａの上端側に設けられ、幅広部５０Ｂの幅は凹溝３０の幅よりも大きい。幅広部５０Ｂの断面形状は略矩形状であり、チップシール５０において、幅広部５０Ｂの歯先面２１と対向する面と挿入部５０Ａの両側面５２，５２とが交差する上角部５６，５６を有する。各上角部５６，５６はそれぞれ、凹溝３０の各上端角部３６，３６に対向する。この例では、各上角部５６，５６にＲ面が形成されている。各下角部５５，５５の曲率半径は略等しく、各上角部５６，５６の曲率半径は略等しい。

次に、図６に示す凹溝３０及びチップシール５０の断面形状の関係を説明する。
（１）凹溝３０の底角部３５の曲率半径をＲ１とし、底角部３５に対応するチップシール５０（挿入部５０Ａ）の下角部５５の曲率半径をｒ１とするとき、Ｒ１＞ｒ１を満たす。
（２）凹溝３０の上端角部３６の曲率半径をＲ２とし、上端角部３６に対応するチップシール５０の上角部５６の曲率半径をｒ２とするとき、ｒ２＞Ｒ２を満たす。

（３）凹溝３０の幅（対向する側面３２，３２間の距離）をＷとし、挿入部５０Ａの幅をｗ_Ａ、幅広部５０Ｂの幅をｗ_Ｂとするとき、ｗ_Ａ＜Ｗ、ｗ_Ｂ＞Ｗを満たす。この例では、挿入部５０Ａの下面５１が凹溝３０の底面３１に接しており、挿入部５０Ａの幅ｗ_Ａは、凹溝３０の幅Ｗから両側の各底角部３５の曲率半径Ｒ１を差し引いた値と略等しい（即ち、ｗ_Ａ≒Ｗ−２Ｒ１）。挿入部５０Ａの幅ｗ_Ａは、凹溝３０の幅Ｗよりも小さければよく、例えば、幅Ｗの半分以上（ｗ_Ａ≧Ｗ／２）とすることが挙げられる。一方、幅広部５０Ｂの幅ｗ_Ｂは、凹溝３０の幅Ｗよりも大きく、ラップ２０（歯先面２１）の幅よりも小さければよく、幅広部５０Ｂは、例えば歯先面２１の少なくとも一部を覆うように形成されていればよい。

（４）凹溝３０の深さ（歯先面２１から底面３１までの距離）をＤとし、挿入部５０Ａの高さをｈ_Ａとするとき、ｈ_Ａ≧Ｄを満たす。この例では、挿入部５０Ａの下面５１が凹溝３０の底面３１に接しており、挿入部５０Ａの高さｈ_Ａは、凹溝３０の深さＤと等しい又は略等しい（即ち、ｈ_Ａ＝Ｄ又はｈ_Ａ≒Ｄ）。また、チップシール５０の全体の高さ（挿入部５０Ａと幅広部５０Ｂとを合わせた高さ）は、チップシール５０（幅広部５０Ｂ）の上面が他方のスクロールの端板１０に接しない高さとする。つまり、この例でいえば、幅広部５０Ｂの高さをｈ_Ｂとするとき、挿入部５０Ａの高さｈ_Ａと幅広部５０Ｂの高さｈ_Ｂとを合計したチップシール５０の高さｈは、凹溝３０の深さＤと、歯先面２１から他方のスクロールの端板１０の表面（歯底面）までの距離Ｌとを足し合わせた値より小さい（即ち、ｈ＜Ｄ＋Ｌ）。

図７を参照して、図６に示す凹溝３０及びチップシール５０を備えるシール構造の動作を説明する。スクロール圧縮機が停止時は、図７（ａ）に示すように、チップシール５０の挿入部５０Ａが凹溝３０内に収納され、チップシール５０（挿入部５０Ａ）の下面が凹溝３０の底面３１に接している。このとき、凹溝３０の底面３１の両側に底角部３５，３５があり、底角部３５のＲ１がチップシール５０の下角部５５のｒ１よりも大きいことから、下角部５５が底角部３５に沿って、チップシール５０が凹溝３０の幅方向の中央側に自然と寄るようになる。そのため、スクロール圧縮機の停止時において、凹溝３０の側面３２，３２と挿入部５０Ａの側面５２，５２のとの間に隙間が形成された状態で、凹溝３０に対するチップシール５０の幅方向の位置が一義的に定まり易い。次に、スクロール圧縮機が始動して、隣接する圧縮室の圧力差によりオイルの流れ（図中矢印で示す）が生じると、オイルの流動によりチップシール５０（幅広部５０）が押されることになる。そして、スクロール圧縮機の始動時から定常運転時に至る過程で、図７（ｂ）に示すように、チップシール５０が押されることで凹溝３０底面に沿って幅方向に移動し、下角部５５が底角部３５に接して、下角部５５が底角部３５に沿ってガイドされることで、チップシール５０が上方に持ち上げられる。また、チップシール５０が断面Ｔ字状であり、上角部５６のｒ２が凹溝３０の上端角部３６のＲ２よりも大きいことから、上角部５６が上端角部３６に接して、上角部５６が上端角部３６に沿ってガイドされることによっても、チップシール５０が上方に持ち上げられる。チップシール５０が持ち上げられることで、幅広部５０Ｂと歯先面２１との間の隙間が大きくなり、この隙間からオイルが流入し易くなると共に、挿入部５０Ａの下面５１と凹溝３０の底面３１との間にも隙間が形成される。したがって、スクロール圧縮機の定常運転時において、図７（ｃ）に示すように、凹溝３０の側面３２とチップシール５０の側面５２との隙間に流入したオイルが、チップシール５０の下面５１に入り込み、チップシール５０を押し上げることができる。その結果、チップシール５０が浮上して、チップシール５０の上面が他方のスクロールの端板１０の表面に接触して密着し、チップシール５０によりラップ２０と端板１０との間がシールされる。

〈効果〉
上述した実施形態１のスクロール圧縮機のシール構造は、次の効果を奏する。

凹溝３０の底角部３５のＲ１がチップシール５０の下角部５５のｒ１よりも大きいことで、スクロール圧縮機の停止時において、凹溝３０に対してチップシール５０が幅方向の中央側に寄るようになり、凹溝３０に対するチップシール５０の幅方向の位置が一義的に定まり易い。そのため、停止時において、凹溝３０の側面３２とチップシール５０の側面５２との間に隙間が形成された状態となり易く、定常運転時において、オイルが凹溝３０とチップシール５０との隙間から流入して、チップシール５０を安定して浮上させることができる。また、凹溝３０の底角部３５のＲ１がチップシール５０の下角部５５のｒ１よりも大きいことから、オイルによりチップシール５０が凹溝３０の底面３１に沿って幅方向に移動する際、下角部５５が底角部３５に接し、底角部３５に沿って上方にガイドされることで、チップシール５０が持ち上がる。これにより、チップシール５０の下面と凹溝３０の底面３１との間に隙間が形成され、チップシール５０の下面にオイルが入り込むことで、チップシール５０を押し上げることができる。したがって、スクロール圧縮機の定常運転時において、オイルの流動によりチップシール５０を効果的に浮上させることができ、チップシール５０の浮上性を向上させることができる。

チップシール５０の断面形状がＴ字状であることで、次の効果が得られる。凹溝３０から突出する幅広部５０Ｂを有することで、幅広部５０Ｂでオイルの流動圧を受け易く、オイルによりチップシール５０を移動させ易い。そのため、オイルの流動により凹溝３０とチップシール５０との間に隙間が形成され、この隙間にオイルが流入して、チップシール５０を安定して浮上させることができる。また、チップシール５０の上角部５６のｒ２が凹溝３０の上端角部３６のＲ２よりも大きいことで、チップシール５０が幅方向に移動する際、上角部５６が上端角部３６に接し、上端角部３６に沿って上方にガイドされることで、チップシール５０が持ち上がる。したがって、上述した下角部５５と底角部３５との曲率半径の関係だけでなく、上角部５６と上端角部３６との曲率半径の関係によっても、チップシール５０を上方にガイドでき、チップシール５０を効果的に浮上させることができる。更には、定常運転時において、チップシール５０の浮上により、幅広の幅広部５０Ｂが他方のスクロールの端板１０に接触し、接触面積が大きいので、チップシール５０によるシール性の向上が期待できる。

従来では、凹溝をラップの中央側に向かって延長し、凹溝の長さをチップシールの長さよりも長くすることにより、チップシールの端部側からもオイルを流入し易くして、チップシールを安定して浮上させるようにしていた。上述したように、実施形態１のシール構造では、凹溝３０の底角部３５とチップシール５０の下角部５５との曲率半径の関係、又は上端角部３６と上角部５６との曲率半径の関係により、隣接する圧縮室の圧力差によるオイルの流れのみによって、チップシール５０を安定して浮上させることができる。そのため、凹溝を延長しなくてもよく、チップシールの長さと凹溝の長さを同じにすることができる。凹溝の長さを短くできるため、溝の加工コストを低減できたり、また、チップシールを凹溝に収納する際、チップシールの端面を凹溝の端面に当てて収納できるので、位置合わせが不要となり組み付け作業が容易になる。

加えて、凹溝３０の角部（底角部３５、上端角部３６）及びチップシール５０の角部（下角部５５、上角部５６）にＲ面が設けられていることで、角部に割れや欠けなどが生じ難い。

スクロール圧縮機の始動時や始動初期において、チップシール５０は浮上せず、他方のスクロールの端板１０に密着していないため、チップシール５０による摩擦抵抗が小さくなる。したがって、始動時や始動初期の負荷を低減したり、チップシール５０の摩耗を抑制できる。

その他、スクロール圧縮機では、旋回スクロールが旋回運動時に面振れが生じることがあり、面振れにより、図５に示す旋回スクロール１が固定スクロール１００に対して傾くことがある。そのため、一方のスクロールのラップ２０（歯先面２１）が他方のスクロールの端板１０に接触して損傷する場合がある。断面形状がＴ字状のチップシール５０であれば、幅方向に張り出した幅広部５０Ｂによって、ラップ２０（歯先面２１）が他方のスクロールの端板１０に接触して損傷することを抑制できる。

［変形例１］
実施形態１では、図６に示したように、断面Ｔ字状のチップシール５０を例に挙げて説明したが、チップシールは、幅広部５０Ｂを有しない挿入部５０Ａのみを有する断面形状、即ち、凹溝３０内に収納される断面矩形状のチップシールであってもよい。チップシールの断面形状が矩形状であっても、凹溝の底角部のＲ１とチップシールの下角部のｒ１との関係がＲ１＞ｒ１を満たすことで、凹溝に対してチップシールが幅方向の中央側に寄るようになる。つまり、凹溝とチップシール（挿入部）との間に隙間が形成された状態で、凹溝に対するチップシールの幅方向の位置が一義的に定まり易い。したがって、停止時において、凹溝とチップシールとの隙間が確保されることから、定常運転時において、オイルが凹溝とチップシールとの隙間から流入して、チップシールを安定して浮上させることができる。更に、Ｒ１＞ｒ１を満たすことで、オイルの流動によるチップシールの移動により、チップシールの下角部が凹溝の底角部に沿って上方にガイドされ、チップシールが持ち上げられることから、チップシールの下面と凹溝の底面との間に隙間が形成され易い。そのため、チップシールの下面にオイルが入り込むことで、チップシールを確実に浮上させることができる。

［変形例２］
実施形態１では、断面Ｔ字状のチップシール５０において、凹溝３０の底角部３５のＲ１とチップシール５０の下角部のｒ１との関係及び上端角部３６のＲ２と上角部のｒ２との関係が、Ｒ１＞ｒ１及びｒ２＞Ｒ２の両方を満たす場合を説明したが、Ｒ１＞ｒ１及びｒ２＞Ｒ２の少なくとも一方を満たせばよい。Ｒ１＞ｒ１又はｒ２＞Ｒ２のいずれか一方を満たすことで、オイルの流動によるチップシールの移動により、チップシールの下角部が凹溝の底角部に沿って上方にガイドされる、或いは、チップシールの上角部が凹溝の上端角部に沿って上方にガイドされるため、チップシールを効果的に浮上させることができる。つまり、Ｒ１＞ｒ１及びｒ２＞Ｒ２のうち少なくとも一方を満たせば、チップシールの浮上性を向上させることができる。したがって、凹溝の底角部のＲ１とチップシールの下角部のｒ１の関係がＲ１＞ｒ１を満たす場合は、凹溝の上端角部のＲ２とチップシールの上角部のｒ２とは同じであっても異なってもよく、上端角部や上角部にＲ面が形成されていなくてもよい。他方、凹溝の上端角部のＲ２とチップシールの上角部のｒ２の関係がｒ２＞Ｒ２を満たす場合は、凹溝の底角部のＲ１とチップシールの下角部のｒ１とは、同じであっても異なってもよく、底角部や下角部にＲ面が形成されていなくてもよい。

［変形例３］
実施形態１では、図６に示したように、チップシール５０の下面５１が凹溝３０の底面３１と接するように、チップシール５０の幅（挿入部５０Ａの幅ｗ_Ａ）を設定した場合を説明したが、チップシールの幅は、下角部５５が凹溝３０の底角部３５に接するように設定してもよい。この場合、下角部が底角部のＲ面の途中に接して位置することになり、チップシールの下面が凹溝の底面から常に浮いた状態になる。これにより、凹溝とチップシールとの隙間から流入したオイルが、チップシールの下面に入り込み易くなる。また、この場合、上角部５６が凹溝３０の上端角部３６に接し、上端角部が上角部のＲ面の途中に接して位置することになり、幅広部と歯先面との間に常に隙間が形成された状態になる。そのため、オイルが流入する隙間を確保でき、凹溝とチップシールとの隙間にオイルが流入し易くなる。

［変形例４］
実施形態１では、図６に示したように、凹溝３０の深さが幅方向に一定であり、底面３１が平坦面である場合を説明したが、凹溝３０の底面３１は傾斜面であってもよい。この場合、チップシール５０（挿入部５０Ａ）の下面も凹溝３０の底面３１に沿うように傾斜面とすることが挙げられる。

本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明のスクロール圧縮機のシール構造は、例えば自動車などの車両用空調装置に用いられるスクロール圧縮機に好適に利用できる。

Ｓスクロール圧縮機
１旋回スクロール１００固定スクロール
１０端板２０ラップ
１２圧縮室２１歯先面
３０凹溝
３１底面３２側面
３５底角部３６上端角部
５０チップシール
５０Ａ挿入部５０Ｂ幅広部
５１下面５２側面
５５下角部５６上角部
２５１チップシール格納溝（凹溝）
２９３溝の底面の傾斜面
２４４チップシール
２９５チップシールの反シール面（下面）の傾斜面
２８６ｃチップシールの面取り状の逃げ部
Ｒ１底角部の曲率半径
ｒ１下角部の曲率半径
Ｒ２上端角部の曲率半径
ｒ２上角部の曲率半径
Ｗ凹溝の幅
ｗ_Ａ挿入部の幅ｗ_Ｂ幅広部の幅
Ｄ凹溝の深さ
ｈチップシールの高さ
ｈ_Ａ挿入部の高さｈ_Ｂ幅広部の高さ
Ｌ歯先面と対向する端板表面までの距離

Claims

渦巻状のラップを有する固定スクロールと、
前記固定スクロールの前記ラップに噛み合う渦巻状のラップを有する旋回スクロールと、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールのうち少なくとも一方の前記ラップの歯先面に形成された凹溝に収納されるチップシールと、を備えるスクロール圧縮機のシール構造であって、
前記凹溝は、底面、及び前記底面と前記歯先面とを繋ぐ一対の側面とを有すると共に、前記底面と前記側面とが交差する底角部、及び前記歯先面と前記側面とが交差する上端角部を有する断面形状であり、
前記チップシールは、前記凹溝内に収納される挿入部を有し、前記凹溝の前記底角部に対向する下角部及び前記上端角部に対向する上角部の少なくとも一方を有する断面形状であり、
前記凹溝の前記底角部の曲率半径をＲ１、この底角部に対向する前記チップシールの前記下角部の曲率半径をｒ１、前記凹溝の前記上端角部の曲率半径をＲ２、この上端角部に対向する前記チップシールの前記上角部の曲率半径をｒ２とするとき、Ｒ１＞ｒ１及びｒ２＞Ｒ２の少なくとも一方を満たすスクロール圧縮機のシール構造。