WO2022009390A1 - スクロール式気体機械 - Google Patents

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WO2022009390A1
WO2022009390A1 PCT/JP2020/026864 JP2020026864W WO2022009390A1 WO 2022009390 A1 WO2022009390 A1 WO 2022009390A1 JP 2020026864 W JP2020026864 W JP 2020026864W WO 2022009390 A1 WO2022009390 A1 WO 2022009390A1
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WO
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scroll
lap
groove
seal
gas machine
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PCT/JP2020/026864
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English (en)
French (fr)
Inventor
義雄 小林
俊平 山崎
翔 渡邉
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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Publication date
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Priority to EP20943980.1A priority patent/EP4180666A4/en
Priority to JP2022534596A priority patent/JP7329148B2/ja
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    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum

Definitions

  • the present invention relates to a scroll type gas machine such as a scroll type compressor and a scroll type vacuum pump.
  • Patent Document 1 discloses a scroll type compressor.
  • Scroll compressors include fixed scrolls, swivel scrolls, and drive shafts.
  • the fixed scroll has an end plate and a spiral wrap erected on the end plate.
  • the swivel scroll has an end plate and a spiral wrap erected on the end plate. The rotation of the drive shaft causes the swivel scroll to swivel relative to the fixed scroll.
  • a plurality of working chambers are formed between the lap of the fixed scroll and the lap of the swivel scroll.
  • Each working chamber moves from the outside to the inside in the lap extending direction as the swivel scroll turns, and sequentially performs a suction process, a compression process, and a discharge process.
  • a spiral seal groove is formed on the tip side of the wrap of the swivel scroll, a spiral tip seal is inserted into this seal groove, and the sliding surface of this tip seal comes into contact with the end plate of the fixed scroll.
  • a spiral seal groove is formed on the tip end side of the wrap of the fixed scroll, a spiral tip seal is inserted into the seal groove, and the sliding surface of the tip seal comes into contact with the end plate of the swivel scroll. This enhances the sealing performance of the working chamber.
  • the chip seal of Patent Document 1 has a plurality of recesses notched at one corner in the seal width direction on the above-mentioned sliding surface.
  • the shape of the concave portion when viewed from the direction perpendicular to the sliding surface of the tip seal is a semi-cylindrical shape surrounded by an arc and a straight line, or a rectangle.
  • the recess makes it possible to reduce the area of the sliding surface and reduce the frictional force on the sliding surface.
  • Patent Document 1 If the recess described in Patent Document 1 is formed on the sliding surface of the tip seal, the frictional force on the sliding surface is reduced, but the surface pressure of the sliding surface does not change. The details will be explained.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view in the lap width direction showing the structure of the chip seal in the first prior art.
  • a seal groove 2 is formed on the tip end side (upper side of FIG. 10) of the lap 1, and a tip seal 3 is inserted in the seal groove 2.
  • the chip seal 3 has a sliding surface 4, an inner side surface 5, an outer surface 6, and a bottom surface 7.
  • the pressure of the gas in the working chamber S H of the high pressure side By the action of the pressure of the gas in the working chamber S H of the high pressure side, between the inner surface of the inner surface 5 and the sealing groove 2 of the tip seal 3 and the gap R 1, the bottom surface of the bottom 7 and the seal groove 2 of the tip seal 3 clearance R 2 between are formed. That is, a portion of the gas in the working chamber S H flows into the gaps R 1, R 2, the pressure P H is applied to the bottom surface 7 of the tip seal 3.
  • the average pressure acting on the sliding surface 4 of the tip seal 3 is the average value of the pressure P L of the gas in the working chamber S L and the pressure P H of the gas in the working chamber S H. Therefore, if the width of the tip seal 3 is W, the surface pressure P 1 of the sliding surface of the tip seal 3 in (upward in FIG. 10) pushing direction of the end plate 8 of the fixed scroll, the following equation (1) It is represented by.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view in the lap width direction showing the structure of the chip seal in the second prior art.
  • the parts equivalent to those of the first conventional technique are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the chip seal 3 has a recess 9 having a corner cut out on the inside (left side in FIG. 11) in the width direction of the seal on the sliding surface 4.
  • the surface pressure of the sliding surface 4 of the tip seal 3 does not change between the first conventional technique and the second conventional technique. Therefore, there is room for improvement from the viewpoint of reducing the surface pressure of the sliding surface 4 of the chip seal 3 and reducing the amount of wear of the chip seal 3.
  • the differential pressure (P H -P L) is 0.1MPa or higher, is outside the range, the differential pressure (P H -P L) is 0.1MPa Is less than. If a relative position is defined in which the extension angle of the lap at the inner end of the lap is converted to 0 and the extension angle of the lap at the outer end of the lap is converted to 1, the relative position is within the range of 0.10 to 0.33. , and the differential pressure (P H -P L) is 0.1MPa or higher, is outside the range, the differential pressure (P H -P L) is less than 0.1MPa.
  • the surface pressure of the sliding surface of the tip seal is increased.
  • the amount of wear of the tip seal also increases within the range of the involute angle of the lap described above. Therefore, it is preferable to reduce the surface pressure of the sliding surface of the tip seal to suppress wear within the range of the involute angle of the lap described above.
  • the present invention has been made in view of the above matters, and one of the problems is to suppress the wear of the chip seal.
  • the present invention includes a plurality of means for solving the above problems, and for example, the end plate, a fixed scroll having a spiral wrap erected on the end plate, and the end plate and the end plate.
  • a swivel scroll having an erected spiral wrap, a drive shaft for swiveling the swivel scroll with respect to the fixed scroll, and at least one of the fixed scroll lap and the swivel scroll lap are formed.
  • a scroll gas machine comprising a spiral tip seal inserted into a seal groove and having a plurality of working chambers formed between the lap of the fixed scroll and the lap of the swivel scroll, the tip seal is said to be said.
  • the sliding surface of the chip seal has a groove that opens at the center in the seal width direction and a communication hole that communicates the inside of the groove to the working chamber inside in the lap width direction, and the groove separates the lap.
  • the differential pressure between the working chambers on the inner side in the lap width direction and the working chambers on the outer side in the lap width direction, which are adjacent to each other, is provided within a range of 0.1 MPa or more, and the communication hole is shorter than the groove in the seal extending direction.
  • FIG. 1 is an axial sectional view showing the structure of the scroll type compressor in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a radial cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 (however, the central portion in the radial direction is shown, but the outer portion is not shown).
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the structure of the swivel scroll and the tip seal in the present embodiment.
  • the scroll type compressor of the present embodiment is, for example, an oil-free type (specifically, one that operates the operating chamber in an oil-free state), and includes a casing 10, a fixed scroll 11, a swivel scroll 12, and a drive shaft 13. .
  • the fixed scroll 11 is connected to the opening side of the casing 10.
  • the swivel scroll 12 is housed in the casing 10.
  • the drive shaft 13 is rotatably supported by a bearing 14 in the casing 10.
  • the fixed scroll 11 is made of, for example, an aluminum alloy or the like, and has a substantially circular end plate 15 and a spiral wrap 16 erected on one side (right side of FIG. 1) of the end plate 15 facing the swivel scroll 12. And a cooling fin 17 erected on the other surface side (left side in FIG. 1) of the end plate 15.
  • a suction flow path 18 is formed on the outer peripheral side of the end plate 15, and a discharge flow path 19 is formed in the center of the end plate 15.
  • the swivel scroll 12 is made of, for example, an aluminum alloy or the like, and has a substantially circular end plate 20 and a spiral wrap 21 erected on one side (left side in FIG. 1) of the end plate 20 facing the fixed scroll 11. It has a cooling fin 22 erected on the other surface side (right side in FIG. 1) of the end plate 20, and a back plate 23 provided on the tip end side (right side in FIG. 1) of the cooling fin 22.
  • the drive shaft 13 extends in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 1), and a crank portion 24 is provided on one end side thereof (left side in FIG. 1).
  • the crank portion 24 is eccentric from the center O of the drive shaft 13 and is connected to the boss portion of the back plate 23 of the swivel scroll 12 via the swivel bearing 25.
  • the other end side of the drive shaft 13 protrudes to the outside of the casing 10 and is provided with a pulley 26.
  • a belt (not shown) is bridged between a pulley (not shown) provided on a rotating shaft (not shown) of an electric motor and a pulley 26.
  • the rotational force of the electric motor is transmitted to rotate the drive shaft 13, and the swivel scroll 12 swivels with respect to the fixed scroll 11.
  • a rotation prevention mechanism 27 for preventing the rotation of the rotation scroll 12 is provided between the rotation scroll 12 and the casing 10.
  • the rotation prevention mechanism 27 includes a plurality of auxiliary crank shafts arranged apart from each other in the circumferential direction of the drive shaft 13, and a plurality of auxiliary crank shafts provided on the back plate 23 of the swivel scroll 12 to support one end side of the plurality of auxiliary crank shafts.
  • the bearing is composed of a plurality of bearings provided on the casing 10 and supporting the other end side of the plurality of auxiliary crank shafts.
  • a plurality of working chambers S are formed between the lap 16 of the fixed scroll 11 and the lap 21 of the swivel scroll 12.
  • Each operating chamber S moves from the outside to the inside (counterclockwise in FIG. 2) in the lap extending direction as the swivel scroll 12 turns, and sequentially performs a suction process, a compression process, and a discharge process. conduct.
  • the operating chamber S in the suction process sucks air (gas) through the suction flow path 18.
  • the working chamber S in the compression process compresses the air.
  • the operating chamber S in the discharge process discharges compressed air (compressed gas) through the discharge flow path 19.
  • a spiral seal groove 28A is formed on the tip end side (left side in FIG. 1, upper side in FIG. 3) of the lap 21 of the swivel scroll 12, and the spiral tip seal 29A is inserted into the seal groove 28A to form the tip seal 29A.
  • the sliding surface comes into contact with the end plate 15 of the fixed scroll 11.
  • a spiral seal groove 28B is formed on the tip end side (right side in FIG. 1) of the lap 16 of the fixed scroll 11, a spiral tip seal 29B is inserted into the seal groove 28B, and the tip seal 29B slides.
  • the surface comes into contact with the end plate 20 of the swivel scroll 12.
  • the sealing property of the working chamber S is improved.
  • the tip seal 29A or 29B is divided into two parts, but the chip seals 29A or 29B may not be divided into two parts.
  • the chip seal 29A is made of, for example, an elastic resin and has a sliding surface 30, an inner side surface 31, an outer surface 32, and a bottom surface 33. Further, the chip seal 29A has a plurality of inner lips 34 arranged at predetermined intervals in the seal extending direction on the inner side surface 31, and a plurality of bottoms arranged at predetermined intervals in the seal extending direction on the bottom surface 33. It has a side lip 35. Inner lip 34, when the gap R 1 between the inner surface of the inner surface 31 and the sealing groove 28A of the tip seal 29A (see FIG. 6 described later) is formed, to separate the clearance R 1 to seal extending direction belongs to. Bottom lip 35, when the gap R 2 between the bottom surface of the bottom 33 and the seal groove 28A of the tip seal 29A (see FIG. 6 described later) is formed, for delimiting the gap R 2 to seal extending direction It is a thing.
  • the tip seal 29A is in sliding surface 30 and the groove 36A which is open at the center of the seal width direction, working chamber inside the wrap width direction inner side of the groove 36A S H (described later 6 It has a communication groove 37A (communication hole) for communicating with (see).
  • the communication groove 37A opens with respect to the sliding surface 30.
  • Groove 36A has a differential pressure between the working chamber S L of the working chamber S H and the lap width direction outer side of the wrap width direction inside the adjacent separating the wrap 21 of the orbiting scroll 12 (see FIG. 6 described later) (P H -P L ) is provided within the range of the extension angle of the lap 21 having a value of 0.1 MPa or more, and is not provided outside the range.
  • the pressure difference described above (P H -P L) is maximum, is provided on the involute angle of the wrap 21.
  • the communication groove 37A is shorter than the groove 36A in the extending direction of the seal.
  • the extension angle of the lap 21 at the inner end (winding start end) of the lap 21 of the swivel scroll 12 is 3.5 rad, and the outer end of the lap 21 (the outer end of the lap 21).
  • the extension angle of the lap 21 at the end of winding) is 29.3 rad.
  • the differential pressure described above (P H -P L) is not less 0.1MPa or more, the outside of the range, the differential pressure described above (P H -P L ) Is less than 0.1 MPa.
  • the position involute angle of the wrap 21 is 9.6Rad, differential pressure described above (P H -P L) is maximum.
  • the relative position for converting the extension angle of the lap 21 at the inner end of the lap 21 to 0 and the extension angle of the lap 21 at the outer end of the lap 21 to 1 is defined, the relative position is 0.10 to 0.33.
  • the differential pressure described above (P H -P L) is not less 0.1MPa or more, the outside of the range, the differential pressure described above (P H -P L) is less than 0.1MPa.
  • the chip seal 29B is made of, for example, an elastic resin, and has a sliding surface 30, an inner side surface 31, an outer surface 32, and a bottom surface 33. Further, the chip seal 29B has a plurality of inner lips 34 arranged at predetermined intervals in the seal extending direction on the inner side surface 31 and a predetermined interval in the seal extending direction on the bottom surface 33, similarly to the chip seal 29A. It has a plurality of arranged bottom lip 35s.
  • the inner lip 34 is for separating the gap between the inner side surface 31 of the tip seal 29B and the inner side surface of the seal groove 28B in the seal extending direction.
  • the bottom lip 35 is for separating the gap between the bottom surface 33 of the tip seal 29B and the bottom surface of the seal groove 28B in the seal extending direction.
  • the tip seal 29B has a groove 36B that opens at the central portion in the seal width direction on the sliding surface 30 and an operating chamber S inside the groove 36B in the lap width direction, similarly to the tip seal 29A. It has a communication groove 37B (communication hole) for communicating with H. The communication groove 37B opens with respect to the sliding surface 30.
  • Groove 36B is the differential pressure (P H -P L) between the working chamber S L of the working chamber S H and the lap width direction outer side of the wrap width direction inside the adjacent separating the wrap 16 of the fixed scroll 11 is more than 0.1MPa It is provided within the range of the extension angle of the lap 16 and is not provided outside the range. In particular, in this embodiment, the pressure difference described above (P H -P L) is maximum, is provided on the involute angle of the wrap 16.
  • the communication groove 37B is shorter than the groove 36B in the seal extending direction.
  • the extension angle of the lap 16 at the inner end (winding start end) of the lap 16 of the fixed scroll 11 is 3.5 rad
  • the outer end of the lap 16 (the outer end of the lap 16).
  • the extension angle of the lap 16 at the end of winding) is 29.3 rad.
  • the differential pressure described above (P H -P L) is not less 0.1MPa or more, the outside of the range, the differential pressure described above (P H -P L ) Is less than 0.1 MPa.
  • the position involute angle of the wrap 16 is 9.6Rad, differential pressure described above (P H -P L) is maximum.
  • the relative position for converting the extension angle of the lap 16 at the inner end of the lap 16 to 0 and the extension angle of the lap 16 at the outer end of the lap 16 to 1 is defined, the relative position is 0.10 to 0.33.
  • the differential pressure described above (P H -P L) is not less 0.1MPa or more, the outside of the range, the differential pressure described above (P H -P L) is less than 0.1MPa.
  • the surface pressure of the sliding surface 30 does not change at the cross-sectional position having the groove 36A and the communication groove 37A as compared with the first or second conventional technique described above. However, at the cross-sectional position having the groove 36A but not the communication groove 37A, the surface pressure of the sliding surface 30 decreases.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
  • the pressure P H is applied to the bottom surface of the groove 36A.
  • tip seal 29A sliding surface 30 of the average pressure acting on a portion located in the seal width direction outside the grooves 36A, the pressure P L of the gas pressure P H and the working chamber S L of the gas in the working chamber S H Is the average value of.
  • the pressure acting on the portion located in the seal width direction inside the groove 36A is the pressure P H of the gas in the working chamber S H.
  • Groove 36A has a differential pressure between the working chamber S H and the working chamber S L (P H -P L) is is 0.1MPa or more, are provided within the involute angle of wrap 21. That is, it is provided within the range of the extension angle of the lap 21 in which the surface pressure of the sliding surface 30 of the tip seal 29A tends to increase. Therefore, it is possible to suppress an increase in local surface pressure and suppress local wear. As a result, the life of the chip seal 29A can be extended.
  • the groove 36A is the differential pressure between the working chamber S L and the working chamber S H (P H -P L) is less than 0.1 MPa, is not provided within the involute angle of wrap 21. That is, it is not provided within the range of the extension angle of the lap 21 in which the surface pressure of the sliding surface 30 of the tip seal 29A becomes small. Therefore, the surface pressure is not reduced more than necessary, and the sealing property can be ensured.
  • the above-mentioned effect can be obtained as in the case of the chip seal 29A.
  • the tip seal 29A or 29B is a case of having a set of grooves and the communication grooves has been described as an example, not limited to this, the difference between the working chamber S L and the working chamber S H is pressure (P H -P L) is 0.1MPa or more (in other words, the relative position is from 0.10 to 0.33), if it is within the scope of the involute angle of the wrap, illustrated in FIG. 7, for example As such, it may have a plurality of sets of grooves and communication grooves.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the main part of the chip seal in the present embodiment.
  • the tip seal 29A of the present embodiment has a groove 36A as in the first embodiment. Further, the tip seal 29A of the present embodiment has a communication hole 38A that does not open with respect to the sliding surface 30 instead of the communication groove 37A. Communication hole 38A, as well as communication groove 37A, communicating the interior of the groove 36A in the actuation chamber S H wrap width direction inside. Further, the communication hole 38A is shorter than the groove 36A in the seal extending direction, like the communication groove 37A.
  • the tip seal 29B of the present embodiment has a groove 36B as in the first embodiment. Further, the tip seal 29B of the present embodiment has a communication hole 38B that does not open with respect to the sliding surface 30 instead of the communication groove 37B. Communication hole 38B, like communication groove 37B, communicating the interior of the groove 36B to the working chamber S H wrap width direction inside. Further, the communication hole 38B is shorter than the groove 36B in the seal extending direction, like the communication groove 37B.
  • chip seal 29A of the present embodiment as in the first embodiment, local wear can be suppressed and the sealing property can be ensured. Further, in the chip seal 29A of the present embodiment, not only the cross-sectional position having the groove 36A but not the communication hole 38A but also the cross-sectional position having the groove 36A and the communication hole 38A is the above-mentioned first or second conventional method. Compared with the technique, the surface pressure of the sliding surface 30 is reduced. Therefore, local wear can be further suppressed.
  • the above-mentioned effect can be obtained as in the case of the chip seal 29A.
  • the case where the communication hole 38A is shorter than the groove 36A in the seal extending direction and the communication hole 38B is shorter than the groove 36B in the seal extending direction has been described as an example. Not limited.
  • the communication hole 38A may have the same length as the groove 36A or be longer than the groove 36A in the seal extending direction.
  • the communication hole 38B may have the same length as the groove 36B or be longer than the groove 36B in the seal extending direction. In this case as well, the same effect as described above can be obtained.
  • the tip seal 29A or 29B is a case of having a set of grooves and the communicating hole has been described as an example, not limited to this, the difference between the working chamber S L and the working chamber S H is pressure (P H -P L) is 0.1MPa or more (in other words, the relative position is 0.10 to 0.33), if it is within the scope of the involute angle of the wrap, for example, shown in Figure 9 As such, it may have a plurality of sets of grooves and communication holes.
  • both the tip seals 29A and 29B have a groove and a communication groove or a communication hole
  • the present invention is not limited to this, and the tip seals 29A and 29B are not limited to this. Only one of them may have a groove and a communication groove or a communication hole.
  • a case where a seal groove is formed in both the lap 16 of the fixed scroll 11 and the lap 21 of the swivel scroll 12 and a chip seal is inserted into the seal groove is taken as an example.
  • the present invention is not limited to this, and a seal groove may be formed only in one of the lap 16 of the fixed scroll 11 and the lap 21 of the swivel scroll 12, and the chip seal may be inserted into the seal groove.
  • this tip seal may have a groove and a communication groove or a communication hole.
  • the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be applied to another scroll type gas machine (specifically, a scroll type vacuum pump or the like).

Abstract

チップシールの摩耗を抑えることができるスクロール式気体機械を提供する。　スクロール式圧縮機は、渦巻き状のラップ１６を有する固定スクロール１１と、渦巻き状のラップ２１を有する旋回スクロール１２と、固定スクロール１１に対して旋回スクロール１２を旋回させる駆動軸１３と、ラップ２１のシール溝２８Ａに挿入された渦巻き状のチップシール２９Ａとを備える。チップシール２９Ａは、摺動面３０にてシール幅方向の中央部で開口する溝３６Ａと、溝３６Ａの内部をラップ幅方向内側の作動室ＳＨに連通させる連通溝３７Ａとを有する。溝３６Ａは、ラップ幅方向内側の作動室ＳＨとラップ幅方向外側の作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上の範囲内に設けられる。連通溝３７Ａは、シール延在方向にて溝３６Ａより短い。

Description

スクロール式気体機械
　本発明は、スクロール式圧縮機やスクロール式真空ポンプなどの、スクロール式気体機械に関する。
　特許文献１は、スクロール式圧縮機を開示する。スクロール式圧縮機は、固定スクロール、旋回スクロール、及び駆動軸を備える。固定スクロールは、鏡板と、鏡板に立設された渦巻き状のラップとを有する。旋回スクロールは、鏡板と、鏡板に立設された渦巻き状のラップとを有する。駆動軸の回転により、旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回する。
　固定スクロールのラップと旋回スクロールのラップの間には、複数の作動室が形成されている。各作動室は、旋回スクロールの旋回に伴い、ラップ延在方向の外側から内側に向かって移動すると共に、吸入過程、圧縮過程、及び吐出過程を順次行う。
　旋回スクロールのラップの先端側には渦巻き状のシール溝が形成され、このシール溝に渦巻き状のチップシールが挿入され、このチップシールの摺動面が固定スクロールの鏡板と接触する。同様に、固定スクロールのラップの先端側には渦巻き状のシール溝が形成され、このシール溝に渦巻き状のチップシールが挿入され、このチップシールの摺動面が旋回スクロールの鏡板と接触する。これにより、作動室のシール性を高めるようになっている。
　特許文献１のチップシールは、前述した摺動面にてシール幅方向一方側の角部を切欠いた複数の凹部を有する。チップシールの摺動面に垂直な方向から見た場合の凹部の形状は、円弧と直線で囲まれた蒲鉾形、または矩形である。凹部により、摺動面の面積を減少して、摺動面での摩擦力を低減することが可能である。
特開２０１８－１２８０１４号公報
　特許文献１に記載の凹部をチップシールの摺動面に形成すれば、摺動面での摩擦力が低減するものの、摺動面の面圧が変わらない。その詳細を説明する。
　まず、第１の従来技術として、特許文献１に記載の凹部がチップシールの摺動面に形成されていない場合を、図１０を用いて説明する。図１０は、第１の従来技術におけるチップシールの構造を表すラップ幅方向断面図である。
　図１０で示すように、旋回スクロールのラップ１を隔てて、ラップ幅方向内側（図１０の左側）の作動室ＳＨとラップ幅方向外側（図１０の右側）の作動室ＳＬが隣り合っている。ラップ１の先端側（図１０の上側）にはシール溝２が形成され、シール溝２にはチップシール３が挿入されている。チップシール３は、摺動面４、内側面５、外側面６、底面７を有する。高圧側の作動室ＳＨの気体の圧力の作用により、チップシール３の内側面５とシール溝２の内側面の間の隙間Ｒ１と、チップシール３の底面７とシール溝２の底面の間の隙間Ｒ２が形成されている。すなわち、作動室ＳＨの気体の一部が隙間Ｒ１，Ｒ２に流入し、その圧力ＰＨがチップシール３の底面７に作用する。一方、チップシール３の摺動面４に作用する平均圧力は、作動室ＳＨの気体の圧力ＰＨと作動室ＳＬの気体の圧力ＰＬとの平均値である。したがって、チップシール３の幅をＷとすれば、固定スクロールの鏡板８への押し付け方向（図１０の上方向）におけるチップシール３の摺動面の面圧Ｐ１は、下記の式（１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に、第２の従来技術として、特許文献１に記載の凹部がチップシールの摺動面に形成されている場合を、図１１を用いて説明する。図１１は、第２の従来技術におけるチップシールの構造を表すラップ幅方向断面図である。なお、第１の従来技術と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。
　チップシール３は、摺動面４にてシール幅方向内側（図１１の左側）の角部を切欠いた凹部９を有する。作動室ＳＨの気体の一部が凹部９に流入し、その圧力ＰＨが凹部９の底面に作用する。したがって、凹部９の幅を（２／３）Ｗとすれば、固定スクロールの鏡板８への押し付け方向（図１１の上方向）におけるチップシール３の摺動面４の面圧Ｐ２は、下記の式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　上記の式（１）及び（２）から明らかなように、第１の従来技術と第２の従来技術では、チップシール３の摺動面４の面圧が変わらない。そのため、チップシール３の摺動面４の面圧を低減して、チップシール３の摩耗量を低減する観点から、改善の余地がある。
　また、上記の式（１）及び（２）から明らかなように、チップシール３の摺動面４の面圧は、ラップ幅方向内側の作動室ＳＨとラップ幅方向外側の作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）に比例する。差圧（ＰＨ－ＰＬ）は、図１２で示すように、ラップの伸開角（巻き角）に応じて変動する。図１２で示された具体例を用いて説明すると、ラップの内端（巻き始め端）におけるラップの伸開角は３．５rad、ラップの外端（巻き終わり端）におけるラップの伸開角は２９．３radである。ラップの伸開角が６～１２radである範囲内では、差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上であり、前記範囲外では、差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である。ラップの内端におけるラップの伸開角を０、ラップの外端におけるラップの伸開角を１に換算する相対位置を定義すれば、相対位置が０．１０～０．３３である範囲内では、差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上であり、前記範囲外では、差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である。
　第１又は第２の従来技術において、差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上である、ラップの伸開角の範囲内では、チップシールの摺動面の面圧も大きくなる。その結果、図１３で示すように、前述したラップの伸開角の範囲内では、チップシールの摩耗量も大きくなる。したがって、前述したラップの伸開角の範囲内であれば、チップシールの摺動面の面圧を低減して、摩耗を抑えることが好ましい。
　本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、チップシールの摩耗を抑えることを課題の一つとする。
　上記課題を解決するために、請求の範囲に記載の構成を適用する。本発明は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、鏡板と前記鏡板に立設された渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、鏡板と前記鏡板に立設された渦巻き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に対して前記旋回スクロールを旋回させる駆動軸と、前記固定スクロールのラップ及び前記旋回スクロールのラップのうちの少なくとも一方に形成されたシール溝に挿入された渦巻き状のチップシールとを備え、前記固定スクロールのラップと前記旋回スクロールのラップの間で複数の作動室が形成された、スクロール式気体機械において、前記チップシールは、前記チップシールの摺動面にてシール幅方向の中央部で開口する溝と、前記溝の内部をラップ幅方向内側の作動室に連通させる連通穴とを有し、前記溝は、前記ラップを隔てて隣り合うラップ幅方向内側の作動室とラップ幅方向外側の作動室との差圧が０．１ＭＰａ以上の範囲内に設けられ、前記連通穴は、シール延在方向にて前記溝より短い。
　本発明によれば、チップシールの摩耗を抑えることができる。
　なお、上記以外の課題、構成及び効果は、以下の説明により明らかにされる。
本発明を適用した第１の実施形態におけるスクロール式圧縮機の構造を表す軸方向断面図である。 図１の矢視II－IIによる径方向断面図である。 本発明を適用した第１の実施形態における旋回スクロール及びチップシールの構造を表す分解斜視図である。 図３の部分IVに相当するチップシールの一部の構造を表す斜視図である。 図３の部分Ｖに相当するチップシールの要部の構造を表す斜視図である。 図５の矢視VI－VIに相当するラップ幅方向断面図である。 本発明を適用した第１の変形例におけるチップシールの要部の構造を表す斜視図である。 本発明を適用した第２の実施形態におけるチップシールの要部の構造を表す斜視図である。 本発明を適用した第２の変形例におけるチップシールの要部の構造を表す斜視図である。 第１の従来技術におけるチップシールの構造を表すラップ幅方向断面図である。 第２の従来技術におけるチップシールの構造を表すラップ幅方向断面図である。 ラップを隔てて隣り合うラップ幅方向内側の作動室とラップ幅方向外側の作動室との差圧の分布を表す図である。 第１又は第２の従来技術におけるチップシールの摩耗量の分布を表す図である。
　本発明を適用した第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
　図１は、本実施形態におけるスクロール式圧縮機の構造を表す軸方向断面図である。図２は、図１の矢視II－IIによる径方向断面図（但し、径方向の中心部分を示すものの、外側部分を示さず）である。図３は、本実施形態における旋回スクロール及びチップシールの構造を表す分解斜視図である。
　本実施形態のスクロール式圧縮機は、例えばオイルフリー式（詳細には、作動室内を無給油状態で運転するもの）であり、ケーシング１０、固定スクロール１１、旋回スクロール１２、及び駆動軸１３を備える。固定スクロール１１は、ケーシング１０の開口側に連結されている。旋回スクロール１２は、ケーシング１０内に収納されている。駆動軸１３は、ケーシング１０内の軸受１４で回転可能に支持されている。
　固定スクロール１１は、例えばアルミニウム合金等で形成されており、略円形状の鏡板１５と、旋回スクロール１２に対向する鏡板１５の一面側（図１の右側）に立設された渦巻き状のラップ１６と、鏡板１５の他面側（図１の左側）に立設された冷却フィン１７とを有する。鏡板１５の外周側には吸入流路１８が形成され、鏡板１５の中心部には吐出流路１９が形成されている。
　旋回スクロール１２は、例えばアルミニウム合金等で形成されており、略円形状の鏡板２０と、固定スクロール１１に対向する鏡板２０の一面側（図１の左側）に立設された渦巻き状のラップ２１と、鏡板２０の他面側（図１の右側）に立設された冷却フィン２２と、冷却フィン２２の先端側（図１の右側）に設けられた背面プレート２３とを有する。
　駆動軸１３は、水平方向（図１の左右方向）に延在しており、その一端側（図１の左側）は、クランク部２４が設けられている。クランク部２４は、駆動軸１３の中心Ｏから偏心しており、旋回軸受２５を介し旋回スクロール１２の背面プレート２３のボス部に接続されている。
　駆動軸１３の他端側（図１の右側）は、ケーシング１０の外部に突出しており、プーリ２６が設けられている。電動機の回転軸（図示せず）に設けられたプーリ（図示せず）とプーリ２６との間でベルト（図示せず）が架け渡されている。これにより、電動機の回転力が伝達されて駆動軸１３が回転し、旋回スクロール１２が固定スクロール１１に対して旋回するようになっている。
　旋回スクロール１２とケーシング１０の間には、旋回スクロール１２の自転を防止するための自転防止機構２７が設けられている。自転防止機構２７は、駆動軸１３の周方向に互いに離間して配置された複数の補助クランク軸と、旋回スクロール１２の背面プレート２３に設けられて複数の補助クランク軸の一端側を支持する複数の軸受と、ケーシング１０に設けられて複数の補助クランク軸の他端側を支持する複数の軸受とで構成されている。
　固定スクロール１１のラップ１６と旋回スクロール１２のラップ２１の間には、複数の作動室Ｓが形成されている。各作動室Ｓは、旋回スクロール１２の旋回に伴い、ラップ延在方向の外側から内側に向かって（図２では、反時計回りに）移動すると共に、吸入過程、圧縮過程、及び吐出過程を順次行う。吸入過程の作動室Ｓは、吸入流路１８を介し空気（気体）を吸入する。圧縮過程の作動室Ｓは、空気を圧縮する。吐出過程の作動室Ｓは、吐出流路１９を介し圧縮空気（圧縮気体）を吐出する。
　旋回スクロール１２のラップ２１の先端側（図１の左側、図３の上側）には渦巻き状のシール溝２８Ａが形成され、シール溝２８Ａに渦巻き状のチップシール２９Ａが挿入され、チップシール２９Ａの摺動面が固定スクロール１１の鏡板１５と接触する。同様に、固定スクロール１１のラップ１６の先端側（図１の右側）には渦巻き状のシール溝２８Ｂが形成され、シール溝２８Ｂに渦巻き状のチップシール２９Ｂが挿入され、チップシール２９Ｂの摺動面が旋回スクロール１２の鏡板２０と接触する。これにより、作動室Ｓのシール性を高めるようになっている。なお、本実施形態では、チップシール２９Ａ又は２９Ｂが二分割されているものの、分割されていなくてもよい。
　チップシール２９Ａは、例えば弾性を有する樹脂で形成されており、摺動面３０、内側面３１、外側面３２、及び底面３３を有する。また、チップシール２９Ａは、内側面３１にてシール延在方向に所定の間隔で配置された複数の内側リップ３４と、底面３３にてシール延在方向に所定の間隔で配置された複数の底側リップ３５とを有する。内側リップ３４は、チップシール２９Ａの内側面３１とシール溝２８Ａの内側面の間の隙間Ｒ１（後述の図６参照）が形成された場合に、隙間Ｒ１をシール延在方向に区切るためのものである。底側リップ３５は、チップシール２９Ａの底面３３とシール溝２８Ａの底面の間の隙間Ｒ２（後述の図６参照）が形成された場合に、隙間Ｒ２をシール延在方向に区切るためのものである。
　本実施形態の特徴として、チップシール２９Ａは、摺動面３０にてシール幅方向の中央部で開口する溝３６Ａと、溝３６Ａの内部をラップ幅方向内側の作動室ＳＨ（後述の図６参照）に連通させる連通溝３７Ａ（連通穴）とを有する。連通溝３７Ａは、摺動面３０に対して開口するものである。
　溝３６Ａは、旋回スクロール１２のラップ２１を隔てて隣り合うラップ幅方向内側の作動室ＳＨとラップ幅方向外側の作動室ＳＬ（後述の図６参照）との差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上である、ラップ２１の伸開角の範囲内に設けられ、かつ、前記範囲外に設けられていない。特に、本実施形態では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が最大である、ラップ２１の伸開角に設けられている。連通溝３７Ａは、シール延在方向にて溝３６Ａより短くなっている。
　なお、上述の図１２で示された具体例を用いて説明すると、旋回スクロール１２のラップ２１の内端（巻き始め端）におけるラップ２１の伸開角は３．５rad、ラップ２１の外端（巻き終わり端）におけるラップ２１の伸開角は２９．３radである。ラップ２１の伸開角が６～１２radである範囲内では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上であり、前記範囲外では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である。ラップ２１の伸開角が９．６radである位置では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が最大である。ラップ２１の内端におけるラップ２１の伸開角を０、ラップ２１の外端におけるラップ２１の伸開角を１に換算する相対位置を定義すれば、相対位置が０．１０～０．３３である範囲内では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上であり、前記範囲外では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である。
　チップシール２９Ｂは、チップシール２９Ａと同様、例えば弾性を有する樹脂で形成されており、摺動面３０、内側面３１、外側面３２、及び底面３３を有する。また、チップシール２９Ｂは、チップシール２９Ａと同様、内側面３１にてシール延在方向に所定の間隔で配置された複数の内側リップ３４と、底面３３にてシール延在方向に所定の間隔で配置された複数の底側リップ３５とを有する。内側リップ３４は、チップシール２９Ｂの内側面３１とシール溝２８Ｂの内側面の間の隙間が形成された場合に、その隙間をシール延在方向に区切るためのものである。底側リップ３５は、チップシール２９Ｂの底面３３とシール溝２８Ｂの底面の間の隙間が形成された場合に、その隙間をシール延在方向に区切るためのものである。
　本実施形態の特徴として、チップシール２９Ｂは、チップシール２９Ａと同様、摺動面３０にてシール幅方向の中央部で開口する溝３６Ｂと、溝３６Ｂの内部をラップ幅方向内側の作動室ＳＨに連通させる連通溝３７Ｂ（連通穴）とを有する。連通溝３７Ｂは、摺動面３０に対して開口するものである。
　溝３６Ｂは、固定スクロール１１のラップ１６を隔てて隣り合うラップ幅方向内側の作動室ＳＨとラップ幅方向外側の作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上である、ラップ１６の伸開角の範囲内に設けられ、かつ、前記範囲外に設けられていない。特に、本実施形態では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が最大である、ラップ１６の伸開角に設けられている。連通溝３７Ｂは、シール延在方向にて溝３６Ｂより短くなっている。
　なお、上述の図１２で示された具体例を用いて説明すると、固定スクロール１１のラップ１６の内端（巻き始め端）におけるラップ１６の伸開角は３．５rad、ラップ１６の外端（巻き終わり端）におけるラップ１６の伸開角は２９．３radである。ラップ１６の伸開角が６～１２radである範囲内では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上であり、前記範囲外では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である。ラップ１６の伸開角が９．６radである位置では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が最大である。ラップ１６の内端におけるラップ１６の伸開角を０、ラップ１６の外端におけるラップ１６の伸開角を１に換算する相対位置を定義すれば、相対位置が０．１０～０．３３である範囲内では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上であり、前記範囲外では、前述した差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である。
　次に、本実施形態の作用効果を説明する。
　本実施形態のチップシール２９Ａにおいて、溝３６Ａと連通溝３７Ａを有する断面位置では、上述した第１又は第２の従来技術と比べて、摺動面３０の面圧が変わらない。しかし、溝３６Ａを有するもの連通溝３７Ａを有しない断面位置では、摺動面３０の面圧が減少する。その詳細を、図６を用いて説明する。図６は、図５の矢視VI－VIによる断面図である。
　図６で示すように、旋回スクロール１２のラップ２１を隔てて、ラップ幅方向内側（図６の左側）の作動室ＳＨとラップ幅方向外側（図６の右側）の作動室ＳＬが隣り合っている。高圧側の作動室ＳＨの気体の圧力の作用により、チップシール２９Ａの内側面３１とラップ２１のシール溝２８Ａの内側面の間の隙間Ｒ１と、チップシール２９Ａの底面３３とラップ２１のシール溝２８Ａの底面の間の隙間Ｒ２が形成されている。すなわち、作動室ＳＨの気体の一部が隙間Ｒ１，Ｒ２に流入し、その圧力ＰＨがチップシール２９Ａの底面３３に作用する。
　一方、作動室ＳＨの気体の一部がチップシール２９Ａの連通溝３７Ａを介し溝３６Ａに流入し、その圧力ＰＨが溝３６Ａの底面に作用する。チップシール２９Ａの摺動面３０のうち、溝３６Ａよりシール幅方向外側に位置する部分に作用する平均圧力は、作動室ＳＨの気体の圧力ＰＨと作動室ＳＬの気体の圧力ＰＬとの平均値である。チップシール２９Ａの摺動面３０のうち、溝３６Ａよりシール幅方向内側に位置する部分に作用する圧力は、作動室ＳＨの気体の圧力ＰＨである。
　したがって、チップシール２９Ａの全幅をＷとし、前述したシール幅方向外側の部分、溝、及びシール幅方向内側の部分のそれぞれの幅を（１／３）Ｗとすれば、固定スクロール１１の鏡板１５への押し付け方向（図６の上方向）におけるチップシール２９Ａの摺動面の面圧Ｐは、下記の式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　上記の式（１）～（３）から明らかなように、本実施形態のチップシール２９Ａにおいて、溝３６Ａを有するもの連通溝３７Ａを有しない断面位置では、第１又は第２の従来技術と比べて、摺動面３０の面圧が減少する。
　溝３６Ａは、作動室ＳＨと作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上である、ラップ２１の伸開角の範囲内に設けられている。すなわち、チップシール２９Ａの摺動面３０の面圧が大きくなりやすい、ラップ２１の伸開角の範囲内に設けられている。したがって、局所的な面圧の増加を抑えて、局所的な摩耗を抑えることができる。その結果、チップシール２９Ａの寿命を長くすることができる。
　また、溝３６Ａは、作動室ＳＨと作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ未満である、ラップ２１の伸開角の範囲内に設けられていない。すなわち、チップシール２９Ａの摺動面３０の面圧が小さくなる、ラップ２１の伸開角の範囲内に設けられていない。したがって、面圧を必要以上に低減せず、シール性を確保することができる。
　本実施形態のチップシール２９Ｂにおいても、チップシール２９Ａと同様、上述した効果を得ることができる。
　なお、第１の実施形態において、チップシール２９Ａ又は２９Ｂは、一組の溝と連通溝を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、作動室ＳＨと作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上である（言い換えれば、相対位置が０．１０～０．３３である）、ラップの伸開角の範囲内であれば、例えば図７で示すように、複数組の溝と連通溝を有してもよい。
　本発明を適用した第２の実施形態を、図８を用いて説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。
　図８は、本実施形態におけるチップシールの要部の構造を表す斜視図である。
　本実施形態のチップシール２９Ａは、第１の実施形態と同様、溝３６Ａを有する。また、本実施形態のチップシール２９Ａは、連通溝３７Ａの代わりに、摺動面３０に対して開口しない連通穴３８Ａを有する。連通穴３８Ａは、連通溝３７Ａと同様、溝３６Ａの内部をラップ幅方向内側の作動室ＳＨに連通させる。また、連通穴３８Ａは、連通溝３７Ａと同様、シール延在方向にて溝３６Ａより短い。
　本実施形態のチップシール２９Ｂは、第１の実施形態と同様、溝３６Ｂを有する。また、本実施形態のチップシール２９Ｂは、連通溝３７Ｂの代わりに、摺動面３０に対して開口しない連通穴３８Ｂを有する。連通穴３８Ｂは、連通溝３７Ｂと同様、溝３６Ｂの内部をラップ幅方向内側の作動室ＳＨに連通させる。また、連通穴３８Ｂは、連通溝３７Ｂと同様、シール延在方向にて溝３６Ｂより短い。
　本実施形態のチップシール２９Ａにおいても、第１の実施形態と同様、局所的な摩耗を抑えると共に、シール性を確保することができる。また、本実施形態のチップシール２９Ａにおいては、溝３６Ａを有するもの連通穴３８Ａを有しない断面位置だけでなく、溝３６Ａと連通穴３８Ａを有する断面位置でも、上述した第１又は第２の従来技術と比べて、摺動面３０の面圧が減少する。したがって、局所的な摩耗を更に抑えることができる。
　本実施形態のチップシール２９Ｂにおいても、チップシール２９Ａと同様、上述した効果を得ることができる。
　なお、第２の実施形態において、連通穴３８Ａは、シール延在方向にて溝３６Ａより短く、連通穴３８Ｂは、シール延在方向にて溝３６Ｂより短い場合を例にとって説明したが、これに限られない。連通穴３８Ａは、シール延在方向にて、溝３６Ａと同じ長さであるか、溝３６Ａより長くなってもよい。連通穴３８Ｂは、シール延在方向にて、溝３６Ｂと同じ長さであるか、溝３６Ｂより長くなってもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
　また、第２の実施形態において、チップシール２９Ａ又は２９Ｂは、一組の溝と連通穴を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、作動室ＳＨと作動室ＳＬとの差圧（ＰＨ－ＰＬ）が０．１ＭＰａ以上である（言い換えれば、相対位置が０．１０～０．３３である）、ラップの伸開角の範囲内であれば、例えば図９で示すように、複数組の溝と連通穴を有してもよい。
　また、第１及び第２の実施形態において、チップシール２９Ａ，２９Ｂの両方とも、溝と、連通溝又は連通穴とを有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、チップシール２９Ａ，２９Ｂのうちの一方のみ、溝と、連通溝又は連通穴とを有してもよい。
　また、第１及び第２の実施形態において、固定スクロール１１のラップ１６と旋回スクロール１２のラップ２１の両方とも、シール溝が形成されて、それらシール溝にチップシールが挿入された場合を例にとって説明したが、これに限られず、固定スクロール１１のラップ１６と旋回スクロール１２のラップ２１のうちの一方のみ、シール溝が形成されて、そのシール溝にチップシールが挿入されてもよい。そして、このチップシールが、溝と、連通溝又は連通穴とを有してもよい。
　なお、以上において、本発明の適用対象として、スクロール式圧縮機を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、他のスクロール式気体機械（詳細には、スクロール式真空ポンプなど）に本発明を適用してもよい。
　１１…固定スクロール、１２…旋回スクロール、１３…駆動軸、１５…鏡板、１６…ラップ、２０…鏡板、２１…ラップ、２８Ａ，２８Ｂ…シール溝、２９Ａ，２９Ｂ…チップシール、３０…摺動面、３６Ａ，３６Ｂ…溝、３７Ａ，３７Ｂ…連通溝（連通穴）、３８Ａ，３８Ｂ…連通穴

Claims (12)

  1. 　鏡板と前記鏡板に立設された渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、
    　鏡板と前記鏡板に立設された渦巻き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に対して前記旋回スクロールを旋回させる駆動軸と、
    　前記固定スクロールのラップ及び前記旋回スクロールのラップのうちの少なくとも一方に形成されたシール溝に挿入された渦巻き状のチップシールとを備え、
    　前記固定スクロールのラップと前記旋回スクロールのラップの間で複数の作動室が形成された、スクロール式気体機械において、
    　前記チップシールは、
    　前記チップシールの摺動面にてシール幅方向の中央部で開口する溝と、
    　前記溝の内部をラップ幅方向内側の作動室に連通させる連通穴とを有し、
    　前記溝は、前記ラップを隔てて隣り合うラップ幅方向内側の作動室とラップ幅方向外側の作動室との差圧が０．１ＭＰａ以上の範囲内に設けられ、
    　前記連通穴は、シール延在方向にて前記溝より短いことを特徴とするスクロール式気体機械。
  2. 　請求項１に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記溝は、前記範囲外に設けられないことを特徴とするスクロール式気体機械。
  3. 　請求項１に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記溝は、前記ラップを隔てて隣り合うラップ幅方向内側の作動室とラップ幅方向外側の作動室との差圧が最大である、前記ラップの伸開角に設けられたことを特徴とするスクロール式気体機械。
  4. 　請求項１に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記連通穴は、前記チップシールの摺動面に対して開口する連通溝であることを特徴とするスクロール式気体機械。
  5. 　請求項１に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記連通穴は、前記チップシールの摺動面に対して開口しないことを特徴とするスクロール式気体機械。
  6. 　請求項１に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記作動室内を無給油状態で運転することを特徴とするスクロール式気体機械。
  7. 　鏡板と前記鏡板に立設された渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、
    　鏡板と前記鏡板に立設された渦巻き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に対して前記旋回スクロールを旋回させる駆動軸と、
    　前記固定スクロールのラップ及び前記旋回スクロールのラップうちの少なくとも一方に形成されたシール溝に挿入された渦巻き状のチップシールとを備え、
    　前記固定スクロールのラップと前記旋回スクロールのラップの間で複数の作動室が形成された、スクロール式気体機械において、
    　前記チップシールは、
    　前記チップシールの摺動面にてシール幅方向の中央部で開口する溝と、
    　前記溝の内部をラップ幅方向内側の作動室に連通させる連通穴とを有し、
    　前記ラップの内端における前記ラップの伸開角を０、前記ラップの外端における前記ラップの伸開角を１に換算する相対位置を定義した場合に、前記溝は、前記相対位置が０．１０～０．３３である範囲内に設けられ、
    　前記連通穴は、シール延在方向にて前記溝より短いことを特徴とするスクロール式気体機械。
  8. 　請求項７に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記溝は、前記範囲外に設けられないことを特徴とするスクロール式気体機械。
  9. 　請求項７に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記溝は、前記ラップを隔てて隣接するラップ幅方向内側の作動室とラップ幅方向外側の作動室との差圧が最大である、前記ラップの伸開角に設けられたことを特徴とするスクロール式気体機械。
  10. 　請求項７に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記連通穴は、前記チップシールの摺動面に対して開口する連通溝であることを特徴とするスクロール式気体機械。
  11. 　請求項７に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記連通穴は、前記チップシールの摺動面に対して開口しないことを特徴とするスクロール式気体機械。
  12. 　請求項７に記載のスクロール式気体機械において、
    　前記作動室内を無給油状態で運転することを特徴とするスクロール式気体機械。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03172593A (ja) * 1989-11-30 1991-07-25 Iwata Tosouki Kogyo Kk スクロール型圧縮機
JPH07119657A (ja) * 1993-10-20 1995-05-09 Tokico Ltd スクロール式流体機械
JP2003065266A (ja) * 2001-08-30 2003-03-05 Hokuetsu Kogyo Co Ltd オイルフリー・スクロール流体機械
JP2018128014A (ja) 2017-02-07 2018-08-16 Ntn株式会社 スクロール型コンプレッサ用チップシール
JP2019074025A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 Ntn株式会社 スクロールコンプレッサ用チップシール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06288361A (ja) * 1993-04-07 1994-10-11 Hitachi Ltd スクロール圧縮機
JPH07229485A (ja) * 1994-02-18 1995-08-29 Tokico Ltd スクロール式流体機械および該スクロール式流体機械用シール部材の製造方法
JPH11148471A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Hitachi Koki Co Ltd スクロール形流体機械
GB2472776B (en) 2009-08-14 2015-12-02 Edwards Ltd Scroll pump with tip seal pockets
JP6008568B2 (ja) * 2012-05-07 2016-10-19 アネスト岩田株式会社 スクロール流体機械
GB201603333D0 (en) * 2016-02-26 2016-04-13 Edwards Ltd Scroll pump tip sealing
US11536269B2 (en) * 2017-02-07 2022-12-27 Ntn Corporation Tip seal for scroll compressor
WO2018147338A1 (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 Ntn株式会社 スクロール型コンプレッサ用チップシール
WO2018211567A1 (ja) * 2017-05-15 2018-11-22 株式会社日立産機システム スクロール式流体機械
JP6386144B1 (ja) * 2017-08-18 2018-09-05 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 スクロール流体機械

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03172593A (ja) * 1989-11-30 1991-07-25 Iwata Tosouki Kogyo Kk スクロール型圧縮機
JPH07119657A (ja) * 1993-10-20 1995-05-09 Tokico Ltd スクロール式流体機械
JP2003065266A (ja) * 2001-08-30 2003-03-05 Hokuetsu Kogyo Co Ltd オイルフリー・スクロール流体機械
JP2018128014A (ja) 2017-02-07 2018-08-16 Ntn株式会社 スクロール型コンプレッサ用チップシール
JP2019074025A (ja) * 2017-10-17 2019-05-16 Ntn株式会社 スクロールコンプレッサ用チップシール

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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