JPH07139481A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各ラップ部の凹溝とシール部材の間を効果的
にシールすることができ、圧縮率の向上を図る。 【構成】 ラップ部２３の凹溝２４を複数の分割溝２
５，２７，２７，…等に分割し、各分割溝２５，２７の
溝端に隣合うように細幅部２８Ａ，２８Ｂを形成し、各
細幅部２８Ａ，２８Ｂの間に隔壁部２８，２８，…を形
成する。各隔壁部２８においてシール部材２９，３１の
各細身部２９Ａ，３１Ａが重なるように、分割溝２５，
２７にシール部材２９，３１を浮動可能に嵌合する。圧
縮動作を行うときにシール部材２９，３１が凹溝２４内
から浮動しても、各分割溝２５，２７が互いに分離し、
凹溝２４の溝底と各シール部材２９，３１の間の隙間が
各隔壁部２８の位置で隔絶され、凹溝２４の溝底とシー
ル部材２９間の隙間がラップ部２３に沿って連通するの
を防止でき、気密性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気圧縮機や真
空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６ないし図８に従来技術によるスクロ
ール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を示す。

【０００３】図において、１は図示しないケーシングに
回転自在に設けられ、先端側がクランク１Ａとなった駆
動軸、２は該駆動軸１のクランク１Ａに回転可能に支持
された旋回スクロールを示し、該旋回スクロール２は円
板状に形成された鏡板３と、該鏡板３の歯底３Ａから中
心側が巻始め端となり、外周側が巻終り端となって立設
された渦巻き状のラップ部４と、前記鏡板３の背面側中
央に設けられたボス部５とから大略構成されている。こ
こで、ラップ部４には図７に示す如く歯先面４Ａに沿っ
て該ラップ部４の外周側から内周側に伸長する凹溝４Ｂ
が形成され、該凹溝４Ｂ内には後述するシール部材７が
浮動可能に挿嵌されている。そして、該ボス部５内には
駆動軸１のクランク１Ａが旋回軸受６を介して回転可能
に取付けられている。

【０００４】７は前記ラップ部４の凹溝４Ｂ内に設けら
れたシール部材を示し、該シール部材７は、図７に示す
如く、断面略四角の紐状に形成され、前記凹溝４Ｂ内に
全周に亘り隙間をもって遊嵌されている。

【０００５】８は旋回スクロール２に対向してケーシン
グに固着された固定スクロールを示し、該固定スクロー
ル８は、その中心が駆動軸１の軸線Ｏ1 −Ｏ1 と一致す
るように配設された円板状の鏡板９と、該鏡板９の歯底
９Ａから旋回スクロール２のラップ部４と同様に立設さ
れた渦巻き状のラップ部１０と、前記鏡板９の外周側に
位置し、該ラップ部１０を囲むように筒状に形成された
支持部１１とから構成されている。

【０００６】ここで、ラップ部１０には前記旋回スクロ
ール２のラップ部４と同様に、歯先面１０Ａに凹溝１０
Ｂが形成され、該凹溝１０Ｂ内には前記シール部材７と
同様のシール部材１２が全周に亘り隙間をもって遊嵌さ
れている。

【０００７】そして、このように構成される各スクロー
ル２，８は、図６に示す如く旋回スクロール２の軸線Ｏ
2 −Ｏ2 を固定スクロール８の軸線Ｏ1 −Ｏ1 に対して
距離δだけ偏心させた状態で、該旋回スクロール２のラ
ップ部４が固定スクロール８のラップ部１０に対して所
定角度だけずらして重なり合うように配設される。これ
によって該旋回スクロール２を固定スクロール８に対し
て旋回させたときには、各ラップ部４，１０間に連続的
に縮小する複数の圧縮室１３，１３，…が画成される。

【０００８】１４は固定スクロール８の径方向外側に形
成された吸込ポート、１５は固定スクロール８の中心部
に形成された吐出ポートを示し、吸込ポート１４は最外
周側の圧縮室１３と連通し、吐出ポート１５は最中央側
の圧縮室１３と連通するように鏡板９の中心部に穿設さ
れている。

【０００９】従来技術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、次にその作動について
説明する。

【００１０】まず、図示しないモータによって駆動軸１
を回転駆動すると、この回転は該駆動軸１のクランク１
Ａから旋回軸受６を介して旋回スクロール２に伝えら
れ、これにより該旋回スクロール２は固定スクロール８
の軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中心とし、距離δの旋回半径をもっ
て旋回運動する。

【００１１】ここで、この旋回運動によって各ラップ部
４，１０間に画成された圧縮室１３，１３，…は連続的
に縮小し、吸込ポート１４から吸込んだ空気を各圧縮室
１３内で順次圧縮することにより、中央側の圧縮室１３
ほど高圧となり、各ラップ部４，１０の凹溝４Ｂ，１０
Ｂ内に設けられたシール部材７，１２は、圧縮された空
気の圧力により、内側からそれぞれ凹溝４Ｂ，１０Ｂの
外周面に押圧されると共に、この空気の圧力によって各
凹溝４Ｂ，１０Ｂ内から図８に示す如く浮動して鏡板
３，９側に摺接し、旋回スクロール２と固定スクロール
８の各ラップ部４，１０の歯先面４Ａ，１０Ａと歯底３
Ａ，９Ａの間を気密にシールする。

【００１２】そして、この旋回運動によって各ラップ部
４，１０の間に画成された各圧縮室１３は連続的に縮小
し、吸込ポート１４から吸込んだ空気を各圧縮室１３内
で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を吐出ポート１５から
外部のエアタンク（図示せず）等に吐出する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるものでは、旋回スクロール２と固定スクロ
ール８との間の各圧縮室１３内で圧縮動作を行うとき
に、各ラップ部４，１０の凹溝４Ｂ，１０Ｂ内に設けら
れたシール部材７，１２が、圧縮された空気の圧力によ
って各凹溝４Ｂ，１０Ｂ内から浮動して鏡板３，９側に
摺接する。

【００１４】このときに、各シール部材７，１２と凹溝
４Ｂ，１０Ｂの溝底との間にはラップ部４，１０の歯先
に沿って内周側から外周側に隙間が形成されてしまうた
め、従来技術では、該各凹溝４Ｂ，１０Ｂの溝底と、シ
ール部材７，１２の間の隙間を介して中央側の高圧とな
る圧縮室１３から外側の低圧の圧縮室１３に向けて各ラ
ップ部４，１０の歯先に沿って圧縮空気が逃げ、圧縮率
を向上できないという問題がある。

【００１５】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、本発明は各ラップ部の凹溝とシール部材
との間を効果的にシールすることができ、圧縮率の向上
を図ることができるようにしたスクロール式流体機械を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、旋回スクロール
と固定スクロールとのラップ部のうち少なくとも一方の
ラップ部の歯先面には、複数の分割溝として分割された
凹溝を設け、該各分割溝の溝端は長手方向に延び内周側
と外周側で隣合うように形成し、かつ、前記各分割溝に
はそれぞれ該各分割溝内で浮動するシール部材を嵌合し
たことにある。

【００１７】

【作用】上記構成により、各分割溝内でシール部材が浮
動しても、各分割溝が互いに分離、独立されるため、溝
底とシール部材の間の隙間がラップ部全周に亘って連通
することなく隔絶される。そして、各分割溝の溝端が隣
合うように形成したことにより、各分割溝の隣合う部分
のうち、内側の分割溝に設けたシール部材が浮動したと
きに、該シール部材の先端が中央側の圧縮室の圧力によ
って外側のシール部材に密着し、気密性を高めることが
できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例をスクロール式空気圧
縮機に用いる旋回スクロールを例に挙げ、図１ないし図
５に基づいて説明する。

【００１９】図中、２１は本実施例で用いる旋回スクロ
ールを示し、該旋回スクロール２１は従来技術で述べた
旋回スクロール４とほぼ同様に、鏡板２２と該鏡板２２
に立設された渦巻状のラップ部２３とから大略構成さ
れ、該ラップ部２３の歯先面には全周に亘って凹溝２４
が設けられている。ここで、該凹溝２４は図１に示す如
く、後述する１周半分割溝２５，２６と、９０度分割溝
２７，２７，…とから構成されている。

【００２０】２５は前記ラップ部２３の最内周側に形成
された１周半分割溝２５を示し、該１周半分割溝２５は
ラップ部２３の内周側の巻始め端から約１周半に亘り外
向きに伸長するようにラップ部２３の歯先面に形成され
ている。そして、該１周半分割溝２５は、１周半に亘っ
て連続して形成することによって、吐出ポート（図示せ
ず）に連通する最内周側の圧縮室から圧縮空気が外向き
に漏れないようにしている。

【００２１】２６は前記ラップ部２３の最外周側に形成
された他の１周半分割溝を示し、該１周半分割溝２６は
ラップ部２３の外周側の巻終り約１周半に亘り、ラップ
部２３の歯先面に形成されている。ここで、該１周半分
割溝２６は吸込ポート（図示せず）に連通する最外周側
の圧縮室から吸込空気が外向きに漏れないように１周以
上に亘り連続して形成されている。

【００２２】２７，２７，…は内周側の１周半分割溝２
５と、外周側の１周半分割溝２６との間に形成された複
数の９０度分割溝を示し、該各９０度分割溝２７は鏡板
２２の中心に対し約９０度の中心角をなす円弧状に形成
され、ラップ部２３に沿って外周方向に漸次曲率半径が
大きくなるように形成されている。そして、前記各１周
半分割溝２５，２６および各９０度分割溝２７の間には
後述する隔壁部２８，２８，…が設けられている。

【００２３】２８，２８，…は凹溝２４を構成する各分
割溝２５，２６，２７の間に長手方向に設けられた隔壁
部を示し、該隔壁部２８は図２に示す図１中のａ部拡大
図の如く、分割溝２５の溝端に細幅に形成された細幅部
２８Ａと、分割溝２７の溝端に細幅に形成された細幅部
２８Ｂとの間に設けられている。そして、該細幅部２８
Ａはラップ部２３の内周縁に沿って長手方向に伸長し、
細幅部２８Ｂは、該細幅部２８Ａに隣り合うように対向
し、ラップ部２３の外周縁に沿って伸長している。

【００２４】２９は内周側の１周半分割溝２５内に設け
られた１周半シール部材、３０は外周側の１周半分割溝
２６内に設けられた他の１周半シール部材、３１，３
１，…は各９０度分割溝２７に設けられた９０度シール
部材を示し、該各シール部材２９，３０，３１は従来技
術で述べたシール部材７とほぼ同様に、各分割溝２５，
２６，２７内に隙間をもって浮動可能にそれぞれ嵌合さ
れている。

【００２５】ここで、各シール部材２９，３０，３１の
うち、図１中のａ部で図２に示す如く隣り合わされるシ
ール部材２９とシール部材３１についてみると、シール
部材２９には細幅部２８Ａに対応して細幅となった細身
部２９Ａが形成され、シール部材３１には細幅部２８Ｂ
に対応して細幅となった細身部３１Ａが形成されてい
る。また、各９０度分割溝２７に嵌合されるシール部材
３１および外周側の１周半分割溝２６に嵌合されるシー
ル部材３０にも、両端側に位置して前記細身部２９Ａ，
３１Ａと同様に形成された細身部（図示せず）が設けら
れている。

【００２６】本実施例に適用される旋回スクロール２１
は以上の如く構成され、旋回スクロール２１は従来技術
で述べた固定スクロール８と組合わせてスクロール式空
気圧縮機として組立てられ、各ラップ部１０，２３間に
複数の圧縮室１３が画成される。

【００２７】そして、固定スクロール８に対して旋回ス
クロール２１を旋回させ、各圧縮室１３内で空気の圧縮
動作を行うときに、ラップ部２３の凹溝２４内に設けら
れたシール部材２９，３０，３１が内周側よりも高圧な
圧縮室１３内の空気の圧力によって各分割溝２５，２
６，２７から浮動し、固定スクロール８の鏡板９に摺接
し、シール性を高める。

【００２８】然るに、本実施例によるスクロール式空気
圧縮機では、凹溝２４を複数の分割溝２５，２６，２７
に分割したから、各分割溝２５，２６，２７内でシール
部材２９，３０，３１が浮動しても凹部２４内で各分割
溝２５，２６，２７が互いに分離、独立し、凹溝２４の
溝底と各シール部材２９，３０，３１の間の隙間が各隔
壁部２８の位置で隔絶されるため、凹溝２４の溝底とシ
ール部材２９，３０，３１の間の隙間がラップ部２３に
沿って連通するのを防止でき、気密性を高めることがで
きる。

【００２９】そして、各分割溝２５，２６，２７の長手
方向両端に、図２に示す隔壁部２８の如く、細幅部２８
Ａ，２８Ｂの間に隔壁部２８を形成し、該各隔壁部２８
においてシール部材２９，３１の各細身部２９Ａ，３１
Ａ等が重なるように、各シール部材２９，３０，３１を
浮動可能に嵌合したから、相対的に高圧となる中央側の
圧縮室１３の圧力によってシール部材２９の細身部２９
Ａが図４に示す如く外側のシール部材３１の細身部３１
Ａに密着し、隔壁部２８の位置で鏡板９とラップ部２３
間の気体の漏れを防止して気密性を高めることができ
る。

【００３０】かくして、本実施例によれば、旋回スクロ
ール２１のラップ部２３と固定スクロール８間を効果的
にシールすることができ、圧縮率を向上して吐出能力を
高めることができる。

【００３１】なお、前記実施例では、各分割溝２７（２
５，２６）の長手方向両端に細幅部２８Ａ，２８Ｂから
なる隔壁部２８を設け、該各分割溝２７（２５，２６）
内には各細幅部２８Ａ，２８Ｂに対応した細身部２９
Ａ，３１Ａが形成されたシール部材２９，３１を浮動可
能に嵌合して設けるものとして説明したが、本発明はこ
れに限るものではなく、例えば図５に示す変形例の如
く、各分割溝２５′，２７′を長手方向に一定幅をもっ
た円弧状をなす長円形に形成し、該各分割溝２５′，２
７′の両端部に隔壁部２８′を形成すると共に、分割溝
２５′，２７′の溝に対応した形状のシール部材２
９′，３１′を各分割溝２５′，２７′内に浮動可能に
嵌合して設けてもよい。

【００３２】また、前記実施例では、ラップ部２３の最
内周端と最外周端にそれぞれ１周半分割溝２５，２６を
設けるものとして述べたが、各１周半分割溝２５，２６
は１周半溝に限らず、１周溝（３６０度）でもよく、ま
た９０度分割溝２７と同形状としてもよい。

【００３３】さらに、前記実施例では、各９０度分割溝
２７を中心角約９０度をなす円弧状に形成するものとし
て説明したが、中心角が９０度のものに限らず、４５度
あるいは６０度位のものであってもよく、この場合には
１周半シール部材２９，３１、各９０度シール部材３０
の形状も、各分割溝と同様に形成すればよい。

【００３４】また、前記実施例では旋回スクロール２１
側のラップ部２３にのみ凹溝２４を形成し、シール部材
２９を設けるものとして説明したが、従来技術と同様に
固定スクロール側に適用してもよく、一方、旋回スクロ
ールと固定スクロールの双方に適用してもよい。

【００３５】さらにまた、前記実施例ではスクロール式
空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
るものではなく、例えばスクロール式真空ポンプや冷房
（冷凍）機のコンプレッサ等に適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、旋
回スクロールと固定スクロールとのラップ部のうち、少
なくとも一方のラップ部の歯先面には、複数の分割溝と
して分割された凹溝を設け、該各分割溝の溝端は長手方
向に延び内周側と外周側で隣合うように形成し、かつ、
前記各分割溝にはそれぞれ該各分割溝内で浮動するシー
ル部材を嵌合したから、各分割溝内でシール部材が浮動
しても、各分割溝が互いに分離され、凹溝の溝底とシー
ル部材の間がラップ部の歯先面全周に亘って連通するこ
となく隔絶され、ラップ部の凹溝とシール部材の間を効
果的にシールして気密性を高めることができる。

【００３７】また、各分割溝内に浮動するようにシール
部材を設けたから、該シール部材が浮動したときに径方
向内側の高圧な圧縮室側の圧力によって径方向内側のシ
ール部材が外側のシール部材に密着し、各シール部材の
重なり部分の気密性を高めることができる。

【００３８】従って、本発明によれば、圧縮率の向上を
図ることができ、吐出性能を向上させたスクロール式流
体機械とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるスクロール式空気圧縮機
に用いられる旋回スクロールを示す正面図である。

【図２】分割溝間の隔壁部を示す図１中のａ部拡大図で
ある。

【図３】図２中の矢示III −III 方向断面図である。

【図４】シール部材が変形した状態を示す図３と同様位
置の断面図である。

【図５】実施例で用いられる旋回スクロールの変形例を
示す図２と同様位置の拡大図である。

【図６】従来技術によるスクロール式空気圧縮機を示す
縦断面図である。

【図７】旋回スクロールのラップ部とシール部材を示す
分解斜視図である。

【図８】図６中の要部を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

８ 固定スクロール ９，２２ 鏡板 １０，２３ ラップ部 ２１ 旋回スクロール ２４ 凹溝 ２５，２６ １周半分割溝（分割溝） ２７ ９０度分割溝（分割溝） ２８，２８′ 隔壁部 ２８Ａ，２８Ｂ 細幅部 ２９，２９′，３０ １周半シール部材（シール部材） ３１ ９０度シール部材（シール部材） ２９Ａ，３１Ａ 細身部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシング内に旋回可
   能に設けられ、鏡板の歯底から渦巻き状のラップ部が立
   設された旋回スクロールと、該旋回スクロールに対向し
   て前記ケーシングに固定され、鏡板の歯底から旋回スク
   ロールのラップ部と重なりあって圧縮室を形成する渦巻
   き状のラップ部が立設された固定スクロールとを備えた
   スクロール式流体機械において、前記旋回スクロールと
   固定スクロールのラップ部のうち、少なくとも一方のラ
   ップ部の歯先面には、複数の分割溝として分割された凹
   溝を設け、該各分割溝の溝端は長手方向に延び内周側と
   外周側で隣合うように形成し、かつ、前記各分割溝には
   それぞれ該各分割溝内で浮動するシール部材を嵌合した
   ことを特徴とするスクロール式流体機械。