JPH0932757A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各圧縮室を良好にシールできて圧縮性能を向
上させることができ、安定した運転性能を確保できるよ
うにする。 【解決手段】 チップシール２１は外周端２２側から内
周端２３側に向けて、基材に対する配合材の配合割合を
漸次変化させつつ一体形成される。そして、チップシー
ル２１は内周端２３側では高い硬度をもって耐摩耗性に
優れ、外周端２２側では柔軟性に富み、シール性に優れ
るようにする。これにより、チップシール２１の各部分
に、各圧縮室Ｒの圧縮状態に応じてそれぞれ適当な硬度
（耐摩耗性）、耐熱性、弾性（柔軟性）等をもたせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】一般に、鏡板の歯底面に渦巻状のラップ
部が立設された固定スクロールと、該固定スクロールに
対向して設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールの
ラップ部との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き
状のラップ部が立設された旋回スクロールとを備え、該
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には、該ラップ部の歯先に沿っ
て延びる凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に
摺接するシール部材を装着してなるスクロール式流体機
械は、例えば実開平３−１１１０１号公報等によって、
広く知られている。

【０００３】ここで、この種の従来技術によるスクロー
ル式流体機械を図７ないし図１０に基づき空気圧縮機と
して用いた場合を例に挙げて述べる。

【０００４】図において、１はスクロール式空気圧縮機
のケーシングの一部を構成する固定スクロールを示し、
該固定スクロール１は大略有蓋筒状に形成されたケーシ
ング本体（図示せず）の開口端側を施蓋するように、こ
の開口端側に固着されている。そして、該固定スクロー
ル１は、例えばアルミニウム合金等から形成され、その
中心が後述の駆動軸１３の軸線Ｏ1-Ｏ1 と一致するよう
に配設された円板状の鏡板２と、該鏡板２の歯底面２Ａ
に立設された渦巻状のラップ部３と、前記鏡板２の外周
側に位置し、該ラップ部３を囲むように筒状に形成され
た支持部４とから大略構成されている。

【０００５】また、該固定スクロール１のラップ部３は
図８に示す如く、内周側が巻始め端となり外周側が巻終
り端となって、例えば３巻半前後の渦巻状に形成されて
いる。そして、該ラップ部３の歯先３Ａは、図９に示す
ように、後述する旋回スクロール７の歯底面８Ａから微
小なクリアランスＣをもって離間されている。

【０００６】５はラップ部３の歯先３Ａ側に形成された
凹溝を示し、該凹溝は図９に示す如く、ラップ部３の歯
先３Ａ側においてその幅方向中間部に、断面コ字状をな
すように形成され、該凹溝５の底面５Ａおよび左，右の
側面５Ｂ，５Ｃはラップ部３の渦巻き形状に沿ってその
巻始め端から巻終り端まで延びている。そして、該凹溝
５内には後述のチップシール６が装着され、相手方とな
る旋回スクロール７の歯底面８Ａとの間をシールするよ
うになっている。

【０００７】６はラップ部３の凹溝５内に装着されたシ
ール部材としてのチップシールを示し、該チップシール
６は、例えば弾性樹脂材料等により横断面が四角形状を
なす長尺のチップシールとして、その外周端側６Ａから
内周端側６Ｂに亘って一体形成され、該凹溝５の長さ方
向に沿って渦巻状に伸長する。

【０００８】ここで、該チップシール６は図９に示す如
く、凹溝５の底面５Ａに当接する受圧面としての下側面
６Ｃと、該下側面６Ｃと上下方向で対向し相手方の歯底
面８Ａに摺接する上側面６Ｄと、渦巻状をなすチップシ
ール６の径方向内側および外側に位置する内側面６Ｅお
よび外側面６Ｆとから構成されている。そして、該チッ
プシール６は、下側面６Ｃを凹溝５の底面５Ａに当接す
るように内，外側面６Ｅ，６Ｆが凹溝５内に僅かな隙間
をもって挿入され、凹溝５の底面５Ａから相手方となる
旋回スクロール７の歯底面８Ａに向けて浮上可能となっ
ている。

【０００９】７は固定スクロール１に対向して前記ケー
シング本体内に旋回可能に設けられた旋回スクロールを
示し、該旋回スクロール７は例えばアルミニウム合金等
から形成され、表面側が歯底面８Ａとなって円板状に形
成された鏡板８と、該鏡板８の歯底面８Ａから固定スク
ロール１の鏡板２に向けて立設され、固定スクロール１
のラップ部３と同様に渦巻状に形成されたラップ部９
と、鏡板８の背面中央に設けられたボス部１０とから構
成され、該ボス部１０は後述する駆動軸１３のクランク
１３Ａに回転可能に取付けられている。

【００１０】ここで、該旋回スクロール７のラップ部９
についても図８に示す如く、固定スクロール１のラップ
部３と同様に例えば３巻半前後の渦巻状に形成され、そ
の歯先９Ａ側には、底面１１Ａおよび左，右の側面１１
Ｂ，１１Ｃから横断面コ字状をなす凹溝１１が形成され
ている。

【００１１】１２は固定スクロール１側のチップシール
６と同様に形成されたシール部材としての他のチップシ
ールを示し、該チップシール１２はその外周端側１２Ａ
から内周端側１２Ｂに亘って一体形成され、前記凹溝１
１内に装着されている。また、該チップシール１２は凹
溝１１の底面１１Ａに当接する下側面１２Ｃと、相手方
の歯底面２Ａに摺接する上側面１２Ｄと、内側面１２Ｅ
および外側面１２Ｆとによって構成されている。

【００１２】１３は前記ケーシング本体に回転自在に設
けられる駆動軸を示し、該駆動軸１３は先端側がケーシ
ング本体内に延びるクランク１３Ａとなり、該クランク
１３Ａはその軸線Ｏ2-Ｏ2 が駆動軸１３の軸線Ｏ1-Ｏ1
に対して所定寸法δだけ偏心している。そして、該駆動
軸１３のクランク１３Ａ内には、旋回スクロール７のボ
ス部１０が旋回軸受１４を介して旋回可能に取付けら
れ、旋回スクロール７には自転防止機構（図示せず）等
を介して旋回運動が与えられる。

【００１３】ここで、旋回スクロール７のラップ部９は
固定スクロール１のラップ部３に対して周方向に所定角
度だけずらして重ね合わせるように配設され、図８に示
すように、ラップ部３，９間には三日月状をなす複数の
圧縮室Ｒ，Ｒ，…が画成される。そして、旋回スクロー
ル７を固定スクロール１に対して旋回させた時に、該各
圧縮室Ｒはその容積が連続的に縮小され、後述の吸込ポ
ート１５から吸込んだ空気を順次圧縮するようになって
いる。

【００１４】１５，１６は固定スクロール１に形成され
た吸込ポート、吐出ポートを示し、該吸込ポート１５は
最外周側の圧縮室Ｒと連通するように鏡板２の外周側に
穿設され、吐出ポート１６は、最内周側の圧縮室Ｒと連
通するように鏡板２の中心部に穿設されている。

【００１５】従来技術によるスクロール式空気圧縮機は
上記の如き構成を有するもので、次にその作動について
述べる。

【００１６】まず、ケーシングの外部からモータ等の駆
動源（図示せず）によって駆動軸１３を回転駆動する
と、この回転は該駆動軸１３のクランク１３Ａから旋回
軸受１４を介して旋回スクロール７に伝えられ、該旋回
スクロール７は駆動軸１３の軸線Ｏ1-Ｏ1 を中心にして
寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行う。

【００１７】そして、この旋回運動によって各ラップ部
３，９の間に画成される各圧縮室Ｒは中央に向けて連続
的に縮小し、吸込ポート１５から吸込んだ空気を順次圧
縮しつつ、この圧縮空気を吐出ポート１６から外部のエ
アタンク（図示せず）等に向けて吐出する。

【００１８】ここで、圧縮運転が開始されると、ラップ
部３（９）の凹溝５（１１）内には図１０に示す矢示Ａ
方向に高圧側（ラップ部３，９の内周端側）の圧縮室Ｒ
から圧縮空気の一部が侵入し、チップシール６（１２）
は受圧面となる下側面６Ｃ（１２Ｃ）でこの圧縮空気の
圧力を受圧することにより、凹溝５（１１）から浮上
し、対向する鏡板８（２）の歯底面８Ａ（２Ａ）に向け
て押圧される。これにより、該チップシール６（１２）
は上側面６Ｄ（１２Ｄ）が相手方の歯底面８Ａ（２Ａ）
に摺接し、ラップ部３，９間に画成される各圧縮室Ｒを
気密にシールする。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術のスクロール式空気圧縮機において、ラップ部３
（９）と相手方の歯底面８Ａ（２Ａ）との間をシール
し、各圧縮室Ｒを密閉するチップシール６（１２）は、
その外周端側６Ａ（１２Ａ）から内周端側６Ｂ（１２
Ｂ）に亘り単に同一材料によって形成しているに過ぎな
いため、下記のような問題が生じる。

【００２０】即ち、固定スクロール１と旋回スクロール
７との間に形成される各圧縮室Ｒはその容積がチップシ
ール６（１２）の外周端側６Ａ（１２Ａ）から内周端側
６Ｂ（１２Ｂ）に向けて順次小さくなり、これらの圧縮
室Ｒ内に密閉した空気は、内周端側６Ｂ（１２Ｂ）ほど
高圧に圧縮されているから、チップシール６（１２）は
内周端側６Ｂ（１２Ｂ）ほど強い力で歯底面８Ａ（２
Ａ）へ押付けられた状態で摺接することになり、内周端
側６Ｂ（１２Ｂ）が早期に摩耗し易いという問題があ
る。

【００２１】一方、チップシール６（１２）全体を硬質
の樹脂等によって形成し、耐摩耗性等を高めようとする
と、チップシール６（１２）の外周端側６Ａ（１２Ａ）
では各圧縮室Ｒ内の圧力（空気圧）が低く、チップシー
ル６（１２）を歯底面８Ａ（２Ａ）に対して押付ける力
が比較的弱いために、シール性が不十分となり易く、チ
ップシール６（１２）の外周端側６Ａ（１２Ａ）でシー
ル性を確保するのが難しくなるという問題がある。

【００２２】これに対し、実開平２−１２４２０１号公
報に記載のスクロール圧縮機（以下、他の従来技術とい
う）では、チップシールをその内周側部分と外周側部分
とに分割し、内周側部分を外周側部分よりも熱膨張率が
小さく、耐摩耗性の高い材料で形成することが提案され
ている。

【００２３】しかし、この他の従来技術では、内周側部
分と外周側部分とを接着等によって単に接合しているに
過ぎないために、スクロール圧縮機の運転途中で、チッ
プシールの内周側部分と外周側部分とが熱膨張の差等に
よって接合部に剥離が生じる可能性があり、内周側部分
と外周側部分とが完全に分離してしまうと、この分離箇
所で圧縮空気等が漏洩し、シール性や圧縮性能が低下す
るという問題がある。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、本発明は各圧縮室間をシール部
材により長期に亘ってシールでき、シール部材の耐久性
や寿命を確実に延ばすことができる上に、安定した圧縮
性能を確保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。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立
設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向し
て設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールのラップ
部との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き状のラ
ップ部が立設された旋回スクロールとを備え、該旋回ス
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
も一方のラップ部には、該ラップ部の歯先に沿って延び
る凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に摺接す
るシール部材を装着してなるスクロール式流体機械に適
用される。

【００２５】そして、請求項１に記載の発明が採用する
構成の特徴は、前記シール部材を、渦巻き状をなす該シ
ール部材の外周端側から内周端側に向け漸次硬度が高く
なるように形成したことにある。

【００２６】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、前記シール部材を複数の材料を混合して成形すると
共に、該シール部材の外周端側と内周端側とで材料の配
合割合を変える構成としてもよい。

【００２７】また、請求項３に記載の発明のように、前
記シール部材を外周端側と内周端側とで添加剤の割合を
変える構成としてもよい。

【００２８】さらに、請求項４に記載の発明のように、
前記シール部材を外周端側から内周端側に亘って複数個
に分割され互いに硬度が異なるシール分割体によって構
成し、該各シール分割体の端部には、他のシール分割体
の端部に係合する係合部を設けてもよい。

【００２９】一方、請求項５に記載の発明が採用する構
成の特徴は、前記シール部材を、渦巻き状をなす該シー
ル部材の外周端側から内周端側に向けて耐熱限界温度が
漸次高くなるように形成してなる構成としたことにあ
る。

【００３０】また、請求項６に記載の発明が採用する構
成の特徴は、前記シール部材を、渦巻き状をなす該シー
ル部材の外周端側から内周端側に向けて線膨張率が漸次
小さくなるように形成してなる構成としたことにある。

【００３１】さらに、請求項７に記載の発明が採用する
構成の特徴は、前記シール部材を、渦巻き状をなす該シ
ール部材の外周端側から内周端側に向けて密度が漸次高
くなるように形成してなる構成としたことにある。

【００３２】さらにまた、請求項８に記載の発明が採用
する構成の特徴は、前記シール部材を、渦巻き状をなす
該シール部材の外周端側から内周端側に向けて引張り強
度が漸次高くなるように形成してなる構成としたことに
ある。

【００３３】

【作用】請求項１に記載の発明では、渦巻き状をなす該
シール部材の外周端側から内周端側に向け漸次硬度が高
くなるようにシール部材を形成しているから、シール部
材の内周端側に高圧が作用して、相手方の歯底面に強く
摺接するようなときでも、シール部材の内周端側を高硬
度に形成することによって耐摩耗性を確実に高めること
ができる。そして、シール部材の外周端側を低硬度に形
成することにより柔軟性を与えることができ、低い圧力
が作用するときでも外周端側を相手方の歯底面に柔軟性
をもって摺接させることができる。

【００３４】この場合、請求項２に記載の発明では、前
記シール部材を複数の材料を混合して成形すると共に、
該シール部材の外周端側と内周端側とで材料の配合割合
を変える構成としたから、シール部材の途中に接続部等
を設けることなく外周端側と内周端側とに互いに異なっ
た性質（耐摩耗性，弾性等）をもたせることができ、外
周端側，内周端側等の位置に応じてそれぞれ適当な性質
を有するシール部材を一体形成することができる。

【００３５】また、請求項３に記載の発明では、前記シ
ール部材を外周端側と内周端側とで添加剤の割合を変え
る構成としたから、ベース（基材）に対する添加剤の割
合を変化させることにより、シール部材の途中に接続部
等を設けることなく外周端側と内周端側とに互いに異な
った性質をもたせることができる。

【００３６】さらに、請求項４に記載の発明では、前記
シール部材を複数個の互いに硬度が異なるシール分割体
によって構成し、該各シール分割体の端部には、他のシ
ール分割体の端部に係合する係合部を設けたから、複数
個のシール分割体を連結することにより、シール部材を
外周端側から内周端側に亘って段階的に硬度が高くなる
ように一体的に構成することができる。

【００３７】一方、請求項５に記載の発明では、前記シ
ール部材を外周端側から内周端側に向けて耐熱限界温度
が漸次高くなるように形成したから、高温にさらされる
シール部材の内周端側を高い耐熱限界温度を有するよう
に形成することができる。また、請求項６に記載の発明
では、前記シール部材を外周端側から内周端側に向けて
線膨張率が漸次小さくなるように形成したから、高温に
さらされるシール部材の内周端側をより小さい熱膨張率
を有するように形成することができ、シール部材の内周
端側が高温により熱膨張してシール性が低下するのを防
止することができる。

【００３８】さらに、請求項７に記載の発明では、前記
シール部材を外周端側から内周端側に向けて密度が漸次
高くなるように形成したから、高圧にさらされるシール
部材の内周端側をより高い密度を有するように形成する
ことができ、シール部材の内周端側の耐摩耗性を高める
ことができる。

【００３９】さらにまた、請求項８に記載の発明では、
前記シール部材を外周端側から内周端側に向けて引張り
強度が漸次高くなるように形成したから、相手方の歯底
面に対して強く押圧された状態で摺動するシール部材の
内周端側をより高い引張り強度を有するように形成する
ことができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例によるスク
ロール式流体機械を、図１ないし図６基づき空気圧縮機
として用いた場合を例に挙げて説明する。なお、本実施
例では従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。

【００４１】ここで、図１は本発明の第１の実施例を示
している。

【００４２】図において、２１は本実施例によるシール
部材としてのチップシールを示し、該チップシール２１
は従来技術におけるチップシール６（１２）に替えて凹
溝５（１１）に装着される。そして、該チップシール２
１の構成はチップシール６（１２）とほぼ同様に横断面
が四角形状をなして構成され、凹溝５の底面５Ａに当接
する受圧面としての下側面２１Ａと、該下側面２１Ａと
上下方向で対向し相手方の歯底面８Ａに摺接する上側面
２１Ｂと、渦巻き状をなすチップシール２１の径方向内
側および外側に位置する内側面２１Ｃおよび外側面２１
Ｄとから構成されている。

【００４３】ここで、チップシール２１は例えば圧縮成
形等の手段によって材料粉末を押し固めることにより、
図１１に示すように外周端２２側から内周端２３側へ向
けて渦巻き状に伸長するように形成されている。そし
て、前記材料粉末としてはベースとなる基材に、例えば
ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略す）
を用い、これに混合する配合材（添加材）として、例え
ば内周端２３側ではカーボンファイバー（以下、ＣＦと
略す）を混合し、外周端２２側では液晶ポリマー（以
下、ＬＣＰと略す）を混合させている。

【００４４】即ち、ＰＴＦＥ（基材）に対するＣＦ，Ｌ
ＣＰ（配合材）の配合割合は、内周端２３側から外周端
２２側へ向けて配合材であるＣＦの割合を連続的に減少
させ、逆に配合材であるＬＣＰの割合を連続的に増加さ
せるように配合し、外周端２２側の端部においては配合
材をＬＣＰのみから構成するようにしている。

【００４５】この結果、チップシール２１は外周端２２
側から内周端２３側に向けて硬度が漸次高くなると共
に、耐熱限界温度、密度および引張り強度等も同様に外
周端２２側から内周端２３側に向けて漸次高くなる構成
となっている。また、チップシール２１の線膨張率（熱
膨張率）については、内周端２３側が最小となるように
外周端２２側から内周端２３側に向けて漸次小さくなる
構成としている。

【００４６】なお、一般的に、ＰＴＦＥは自己潤滑性、
耐摩耗性にすぐれた樹脂であるのに対し、ＣＦは剛性、
耐熱性において基材であるＰＴＦＥより優れており、ま
た、ＬＣＰは耐熱性、耐摩耗性が高い上に、ＣＦよりも
特に弾性（柔軟性）において優れた材料であることが知
られている。

【００４７】本実施例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、その基本動作につ
いては従来技術のものと格別差異はない。

【００４８】然るに、本実施例によれば、チップシール
２１を外周端２２側から内周端２３側に向けて、基材と
なるＰＴＦＥに対する配合材ＣＦ、ＬＣＰの配合割合を
漸次連続的に変化させるようにして圧縮成形等の手段で
一体形成し、外周端２２側から内周端２３側に向けてチ
ップシール２１の硬度を連続的に高くする構成としてい
るから、圧縮状態が互いに異なる各圧縮室Ｒに応じて該
チップシール２１の各部分にそれぞれ適当な硬度（耐摩
耗性）、耐熱性、および弾性等を付与でき、下記のよう
な作用効果をもたせることができる。

【００４９】即ち、チップシール２１は、外周端２２側
から内周端２３側に向け配合材となるＣＦの割合を徐々
に増加させるようにしているから、チップシール２１の
内周端２３側では漸次硬度および耐熱限界温度を高くし
て耐摩耗性や耐熱性を向上させることができ、高温、高
圧の圧縮空気にさらされるチップシール２１の内周端２
３側で十分なシール性と耐久性等を確保できる。

【００５０】一方、チップシール２１の内周端２３側か
ら外周端２２側に向けて、配合材ＬＣＰの割合を徐々に
増加させ、チップシール２１の外周端２２側では実質的
に配合材をＬＣＰのみから形成しているので、チップシ
ール２１には外周端２２側に向けて漸次大きな弾性（柔
軟性）を与えることができ、チップシール２１の外周端
２２側で圧縮室Ｒからの圧力が低い状態であっても、チ
ップシール２１の外周端２２側を相手方の歯底面８Ａ
（２Ａ）に柔軟性をもって摺接させることができる。

【００５１】さらに、チップシール２１には全周に亘っ
て基材となるＰＴＦＥに配合材としてのＣＦまたはＬＣ
Ｐを配合してチップシール２１を成形しているから、該
チップシール２１全体の耐摩耗性や摺動特性を効果的に
高めることができる上に、チップシール２１の全長に亘
って一体形成することによって、該チップシール２１の
引っ張り強度や曲げ強度を向上でき、安定したシール性
能を確保することができる。

【００５２】従って、本実施例によれば、チップシール
２１を構成する基材（ＰＴＦＥ）に対して、外周端２２
側では配合材としてＬＣＰの配合量を多くし、内周端２
３側でＣＦの配合量を多くすることにより、該チップシ
ール２１の外周端２２側から内周端２３側に亘ってそれ
ぞれ隣接する各圧縮室Ｒの圧力勾配等に応じて適切な硬
度をもたせることができ、外周端２２側ではチップシー
ル２１の柔軟性を高めてシール性を向上できると共に、
内周端２３側では耐摩耗性を高めて耐久性を向上させる
ことができ、長期に亘って安定したスクロール式空気圧
縮機の運転（圧縮）性能を確保できる。

【００５３】なお、前記実施例では、チップシール２１
の外周端２２側等に配合材としてＬＣＰを用いるものと
して述べたが、これに替えて、配合材としてポリイミド
等の耐熱性や柔軟性に優れた有機系充填材を用いてもよ
い。

【００５４】さらに、前記実施例では、複数の配合材
（ＰＴＦＥ，ＣＦ，ＬＣＰ）の配合割合を外周端側から
内周端側に向かって変化させることによりチップシール
２１を形成したが、本発明はこれに限らず、例えば硬化
剤等の添加材をベースとなる材料に対して添加すること
によりチップシールを形成してもよく、ベースに対する
硬化剤の添加割合を外周端側から内周端側に向かって徐
々に増加させることにより、外周端側から内周端側に向
かって漸次硬度が高くなり各部分で最適な耐摩耗性およ
びシール性を有するチップシールを形成することもでき
る。

【００５５】次に、図２および図３は本発明の第２の実
施例を示し、本実施例の特徴は、複数のシール分割体を
一体的に連結することによってシール部材を構成したこ
とにある。なお、本実施例では第１の実施例と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものと
する。

【００５６】図において、３１は本実施例によるシール
部材としてのチップシールを示し、該チップシール３１
は従来技術におけるチップシール６（１２）とほぼ同様
に、、受圧面としての下側面３１Ａと、摺接面としての
上側面３１Ｂと、内側面３１Ｃおよび外側面３１Ｄとか
ら横断面が四角形状をなして形成され、その外周端３２
側から内周端３３側へ向けて渦巻き状に伸長しているも
のの、該チップシール３１は後述の各シール片３４を一
体的に連結することにより構成されている。

【００５７】３４，３４，…はシール分割体としてのシ
ール片を示し、該各シール片３４は渦巻き状に伸長する
前記チップシール３１を長さ方向で互いに分割した形状
をなし、該各シール片３４の長さ方向両端側には、それ
ぞれ係合部としての等脚台形状をなす係合凹部３４Ａと
係合凸部３４Ｂとが形成されている。そして、該各シー
ル片３４の係合凹部３４Ａはその底部側が開口端側より
も幅広に形成され、係合凸部３４Ｂは係合凹部３４Ａと
相補形状をなし、基端側よりも先端側が幅広に形成され
ている。この結果、各シール片３４の係合凹部３４Ａ
（係合凸部３４Ｂ）を隣接する他のシール片３４の係合
凸部３４Ｂ（係合凹部３４Ａ）に抜き止め状態で嵌合す
ることによって，各シール片３４は互いに一体的に連結
され、長尺のチップシール３１を構成するようになって
いる。なお、チップシール３１の外周端３２側に位置す
るシール片３４には係合凹部３４のみが形成され、内周
端３３側のシール片３４には係合凸部３４Ｂのみが形成
されている。

【００５８】ここで、各シール片３４はそれぞれ、前記
第１の実施例におけるチップシール２１と同様に、例え
ば圧縮成形等の手段によって粉末材料を押し固めること
により成形されており、基材にはＰＴＦＥを用い、配合
材にはＣＦおよびＬＣＰを用いている。そして、個々の
シール片３４は一様な材質として形成しているものの、
該各シール片３４のチップシール３１の内周端３３側に
近いシール片３４ほどＣＦの配合割合を大きくし、外周
端３２側に近いシール片３４ほどＬＣＰの配合割合を大
きくしている。この結果、各シール片３４を連結してチ
ップシール３１を構成した状態では、第１の実施例にお
けるチップシール２１とほぼ同様に、外周端３２側から
内周端３３側に向けてＣＦの配合割合が段階的に多くな
り、逆に内周端３３側から外周端３２側に向けてはＬＣ
Ｐの配合割合が段階的に多くなるようにしている。

【００５９】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第１の実施例とほぼ同等の作用効果を得るこ
とができるが、特に本実施例では、チップシール３１を
構成する各シール片３４の端部に係合凹部３４Ａ、係合
凸部３４Ｂを一体形成し、これらの係合凹部３４Ａと係
合凸部３４Ｂとを互いに抜き止め状態に連結する構成と
しているから、各シール片３４を高い引っ張り強度をも
って強固に連結でき、接合強度を大幅に高めることがで
きるうえに、個々のシール片３４では基材（ＰＴＦＥ）
と配合材（ＣＦ，ＬＣＰ）との配合割合を該シール片３
４全体に亘って一様としているから目標の材質に成形し
易く、各シール片３４からなるチップシール３１の製作
を容易に行うことができ、製作に費やすコストを確実に
削減できる。

【００６０】また、隣接する各シール片３４間で、基材
と配合材の配合割合を比較的大きく変化させる場合で
も、材質の異なる該各シール片３４をそれぞれ別の部材
として成形し、これらを機械的に連結しているから、該
各シール片３４を連結した形状のチップシールを一体成
形した場合に比較して安定した強度を確保でき、チップ
シール３１の耐久性を向上させることができる。

【００６１】次に、図４は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、
本実施例の特徴は、チップシール４１のシール分割体と
なる各シール片４２の端部に、略三角形状をなす係合部
としての掛止め部４２Ａを一体形成したことにある。

【００６２】ここで、各シール片４２の掛止め部４２Ａ
は相補形状をなし、一方の掛止め部４２Ａに他方の掛止
め部４２Ａを図４に示す如く掛止めすることにより、チ
ップシール４１は各シール片４２から長尺のシール部材
として形成されるものである。

【００６３】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００６４】次に、図５は本発明の第４の実施例を示
し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、
本実施例の特徴は、チップシール５１のシール分割体と
なる各シール片５２の端部に、略ム字形状をなす係合部
としての掛止め部５２Ａを一体形成したことにある。

【００６５】そして、各シール片５２の掛止め部５２Ａ
は、前記第３の実施例と同様に相補形状をなし、隣接す
る各シール片５２間で互いの掛止め部５２Ａを図５に示
す如く掛止めすることにより、チップシール５１は各シ
ール片５２から長尺のシール部材として形成されるもの
である。

【００６６】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００６７】次に、図６は本発明の第５の実施例を示
し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、
本実施例の特徴は、チップシール６１のシール分割体と
なる各シール片６２の端部を、Ｉ字形状をなす係合部と
しての連結具６３によって一体的に連結する構成とした
ことにある。

【００６８】そして、隣接する各シール片６２が互いの
長さ方向端面を衝合させた状態で、連結具６３が各衝合
面において図６に示す如く両側のシール片６２を連架
し、該連結具６３の両端側をそれぞれのシール片６２に
固着することによって、チップシール６１は各シール片
６２から長尺のシール部材として形成されるものであ
る。

【００６９】かくして、このように構成される本実施例
でも、前記第２の実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００７０】なお、前記各実施例においては、チップシ
ール２１（３１，４１，５１，６１）を形成する基材と
してＰＴＦＥを用いるものとして述べたが、本発明はこ
れに限らず、例えばＰＴＦＥ以外のフッ素系樹脂、ポリ
エーテルサルフォン（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（ＰＥ
ＥＫ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）等を用いてもよい。

【００７１】また、前記各実施例では、チップシール２
１（３１，４１，５１，６１）の基材としてＰＴＦＥを
用い、これにＣＦ，ＬＣＰ等の配合材（添加材）を適宜
に混合するものとして述べたが、本発明はこれに限るも
のではなく、例えばチップシール２１（３１，４１，５
１，６１）に要求される物性（硬度、耐熱限界温度、線
膨張率、密度または引張り強度）のうち、当該スクロー
ル式流体機械の用途等によって特に必要とされるチップ
シールの物性を満たしうるように、チップシールの素材
となる材料を適宜に選択して用いるようにすればよい。

【００７２】この場合、適切な配合材を用いることによ
り、チップシールの外周端側から内周端側に向かって例
えば線膨張率が漸次小さくなるチップシールを容易に形
成でき、これにより内周端側では高温にさらされても熱
膨張を防止でき、チップシールを外周端側から内周端側
に亘って相手方の歯底面に密着させることができて高い
シール性を保持することができる。また同様に、適切な
配合材を用いて密度または引張り強度が外周端側から内
周端側に漸次高くなるようなチップシールも形成するこ
とができ、内周端側の高圧に対して十分な強度を有する
チップシールを形成することができる。

【００７３】一方、前記各実施例においては、横断面が
四角形状をなすチップシール２１（３１，４１，５１，
６１）を用いるものとして述べたが、本発明はこれに限
らず、例えば横断面が円形、半円形、または楕円形をな
すシール部材としてもよく、また、該シール部材の側面
あるいは下側面にそれぞれ複数のリップ部を形成するよ
うにしてもよい。

【００７４】さらに、前記各実施例では、固定スクロー
ル１側の凹溝５および旋回スクロール７側の凹溝１１
に、それぞれチップシール２１，３１等を装着するもの
として述べたが、本発明はこれに限らず、固定スクロー
ル１または旋回スクロール７のいずれか一方のラップ部
３（９）のみに凹溝５（１１）を形成し、該凹溝５（１
１）内にチップシール２１，３１等を装着する構成とし
てもよい。

【００７５】さらにまた、前記各実施例では、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例に挙げ
て説明したが、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広
く適用することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述したとおり、請求項１に記載の
発明によれば、外周端側から内周端側に向け漸次硬度が
高くなるようにシール部材を形成したから、シール部材
の内周端側が高い硬度をもつことにより、シール部材が
相手方の歯底面に強く摺接する内周端側での耐摩耗性を
確実に高めることができ、シール部材の耐久性を向上で
き、その寿命を延ばすことによってスクロール式空気圧
縮機の長期間に亘る安定した圧縮性能を得ることができ
る。

【００７７】また、シール部材の外周端側を低硬度に形
成し、外周端側に柔軟性を与えたから、シール部材が比
較的低い圧力で相手方の歯底面に摺接する外周端側にお
いて、シール部材を相手方の歯底面に柔軟性をもって摺
接させることができ、これらの間のシール性を向上で
き、圧縮性能を効果的に高められ、スクロール式空気圧
縮機の高い圧縮性能を確保することができる。

【００７８】この場合、請求項２に記載の発明によれ
ば、前記シール部材を複数の材料から形成し、外周端側
と内周端側とでこれらの材料の配合割合を変える構成と
したから、外周端側から内周端側に亘る各圧縮室のそれ
ぞれに対応してシール部材の各部分に適切な硬度，弾性
等をもたせることができ、シール部材の各部分において
最適な耐摩耗性およびシール性をもたせられる上、シー
ル部材の途中部位に接続部等を設ける必要がないことに
より高い強度を確保でき、シール部材の耐久性を向上で
き、スクロール式空気圧縮機の長期間に亘る安定した圧
縮性能を得ることができる。

【００７９】また、請求項３に記載の発明によれば、前
記シール部材を外周端側と内周端側とで添加剤の割合を
変える構成としたから、ベースに対する添加剤の割合を
変化させることにより、シール部材の途中に接続部等を
設けることなくシール部材の外周端側から内周端側に亘
る各部分に適切な硬度，弾性等をもたせることができ、
各部分において最適な耐摩耗性およびシール性をもたせ
られる。

【００８０】さらに、請求項４に記載の発明によれば、
係合部により外周端側から内周端側に亘って段階的に硬
度が高くなるように各シール分割体を強固に連結でき、
各シール分割体間の係合が外れたりするのを確実に防止
して長期間に亘る安定した圧縮性能を得ることができる
と共に、シール部材が同様の形状のシール分割体によっ
て構成されることにより、製作用の金型を削減すること
ができ、形成に費やすコストを軽減することができる。
また、個々のシール分割体は材質的に一様に形成される
から、シール部材を部分毎に材質が変化するように一体
形成する場合に比較して、製作工程を比較的容易にする
ことができ、製作に費やす工数を軽減することができ
る。

【００８１】一方、請求項５に記載の発明によれば、前
記シール部材を外周端側から内周端側に向けて耐熱限界
温度が漸次高くなるように形成したから、高温にさらさ
れるシール部材の内周端側を高い耐熱限界温度を有する
ように形成することができ、高温となる内周端側におい
てシール部材の耐久性を向上することができ、長期間に
亘り安定したシール性をもたせることができる。

【００８２】また、請求項６に記載の発明によれば、前
記シール部材を外周端側から内周端側に向けて線膨張率
が漸次小さくなるように形成したから、高温となる内周
端側ではシール部材が膨張してシール性が低下するのを
防止できると共に、比較的低温の外周端側ではシール部
材が膨張することによりシール性を高められ、外周端側
から内周端側に亘ってシール部材のシール性を向上で
き、圧縮性能を効果的に高めることができる。

【００８３】さらに、請求項７に記載の発明によれば、
前記シール部材を外周端側から内周端側に向けて密度が
漸次高くなるように形成したから、高圧にさらされるシ
ール部材の内周端側を高密度に形成でき、シール部材の
内周端側の耐摩耗性を高めることができ、シール部材の
耐久性を大幅に向上することができる。

【００８４】さらにまた、請求項８に記載の発明によれ
ば、前記シール部材を外周端側から内周端側に向けて引
張り強度が漸次高くなるように形成したから、相手方の
歯底面に対して強く押圧された状態で摺動するシール部
材の内周端側を高い引張り強度を有するように形成する
ことができ、シール部材の強度を内周端側で効果的に高
めることができ、シール部材の耐久性を確実に向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるスクロール式空気
圧縮機のチップシール等を示す斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す図１と同様の斜視
図である。

【図３】図２中の各シール片の係合部を示す部分拡大図
である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す図３と同様の部分
拡大図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す図３と同様の部分
拡大図である。

【図６】本発明の第５の実施例を示す図３と同様の部分
拡大図である。

【図７】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８】図７中の矢示VIII−VIII方向の拡大断面図であ
る。

【図９】図８中の矢示IX−IX方向の拡大断面図である。

【図１０】チップシールが相手方の歯底面に摺接した状
態を示す図９と同様の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール ２，８ 鏡板 ２Ａ，８Ａ 歯底面 ３，９ ラップ部 ３Ａ，９Ａ 歯先 ５，１１ 凹溝 ７ 旋回スクロール ２１，３１，４１，５１，６１ チップシール（シール
部材） ２２，３２ 外周端 ２３，３３ 内周端 ３４，４２，５２，６２ シール片（シール分割体） ３４Ａ 係合凹部（係合部） ３４Ｂ 係合凸部（係合部） ４２Ａ，５２Ａ 掛止め部（係合部） ６３ 連結具（係合部） Ｒ 圧縮室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駒井 裕二 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 小林 義雄 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 三宅 信吾 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設
   された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して
   設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールのラップ部
   との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き状のラッ
   プ部が立設された旋回スクロールとを備え、該旋回スク
   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
   一方のラップ部には、該ラップ部の歯先に沿って延びる
   凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に摺接する
   シール部材を装着してなるスクロール式流体機械におい
   て、前記シール部材は、渦巻き状をなす該シール部材の
   外周端側から内周端側に向けて硬度が漸次高くなるよう
   に形成したことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 【請求項２】 前記シール部材は複数の材料を混合して
   成形すると共に、該シール部材の外周端側と内周端側と
   で材料の配合割合を変える構成としてなる請求項１に記
   載のスクロール式流体機械。
3. 【請求項３】 前記シール部材は外周端側と内周端側と
   で添加剤の割合を変える構成としてなる請求項１に記載
   のスクロール式流体機械。
4. 【請求項４】 前記シール部材は外周端側から内周端側
   に亘って複数個に分割され互いに硬度が異なるシール分
   割体によって構成し、該各シール分割体の端部には、他
   のシール分割体の端部に係合する係合部を設けてなる請
   求項１に記載のスクロール式流体機械。
5. 【請求項５】 鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設
   された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して
   設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールのラップ部
   との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き状のラッ
   プ部が立設された旋回スクロールとを備え、該旋回スク
   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
   一方のラップ部には、該ラップ部の歯先に沿って延びる
   凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に摺接する
   シール部材を装着してなるスクロール式流体機械におい
   て、前記シール部材は、渦巻き状をなす該シール部材の
   外周端側から内周端側に向けて耐熱限界温度が漸次高く
   なるように形成したことを特徴とするスクロール式流体
   機械。
6. 【請求項６】 鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設
   された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して
   設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールのラップ部
   との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き状のラッ
   プ部が立設された旋回スクロールとを備え、該旋回スク
   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
   一方のラップ部には、該ラップ部の歯先に沿って延びる
   凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に摺接する
   シール部材を装着してなるスクロール式流体機械におい
   て、前記シール部材は、渦巻き状をなす該シール部材の
   外周端側から内周端側に向けて線膨張率が漸次小さくな
   るように形成したことを特徴とするスクロール式流体機
   械。
7. 【請求項７】 鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設
   された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して
   設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールのラップ部
   との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き状のラッ
   プ部が立設された旋回スクロールとを備え、該旋回スク
   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
   一方のラップ部には、該ラップ部の歯先に沿って延びる
   凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に摺接する
   シール部材を装着してなるスクロール式流体機械におい
   て、前記シール部材は、渦巻き状をなす該シール部材の
   外周端側から内周端側に向けて密度が漸次高くなるよう
   に形成したことを特徴とするスクロール式流体機械。
8. 【請求項８】 鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設
   された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して
   設けられ、鏡板の歯底面に該固定スクロールのラップ部
   との間で複数の圧縮室を画成するように渦巻き状のラッ
   プ部が立設された旋回スクロールとを備え、該旋回スク
   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
   一方のラップ部には、該ラップ部の歯先に沿って延びる
   凹溝を形成し、該凹溝内には相手方の歯底面に摺接する
   シール部材を装着してなるスクロール式流体機械におい
   て、前記シール部材は、渦巻き状をなす該シール部材の
   外周端側から内周端側に向けて引張り強度が漸次高くな
   るように形成したことを特徴とするスクロール式流体機
   械。