JPH09184493A

JPH09184493A - スクロール流体機械

Info

Publication number: JPH09184493A
Application number: JP7352526A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kawazoe; 新二川添
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15
Also published as: EP0781925A2; US5823756A; EP0781925A3

Abstract

(57)【要約】【課題】従来と同じ定格のモータを用いて、簡単な構
成により、圧縮気体の吐出圧力を上昇させるスクロール
流体機械を提供する。【解決手段】旋回スクロール２０と固定スクロール１
０とを備えたスクロール流体機械において、前記各スク
ロールのラップ１３、２１の外周部の、相手方スクロー
ルの鏡面１０ａ、１０ａと対面するラップ上端部と前記
鏡面間を、前記外周部の端部から中心部に向かって所定
範囲に、チップシール３１Ａを欠如することにより空隙
を形成する第１ラップ部ＬＯ１、ＬＦ１と、この第１ラ
ップ部と隣接して、前記チップシールを介して相手方鏡
面と摺接してラップ中心部に延在する第２ラップ部ＬＯ
２、ＬＦ２とを備えて構成し、従来の駆動モータの定格
のまま、同一速度で回転させ、従来より高い吐出圧力で
圧縮流体を吐出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、お互いにラップを
有する複数のスクロールの前記ラップ同志を所定角度偏
位させた状態でかみ合わせて形成される密閉空間を外周
側に設けられた吸入ポートから中心側に設けられた吐出
ポートに向け徐々に縮小移動させながら排気を行うスク
ロール流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スクロール機構は、スクロー
ルのラップにより形成される密閉空間の気密及び耐久性
を保つために、図１１に示すような固定スクロール１０
のラップ１３もしくは旋回スクロール２０のラップ２１
の上端面にチップシール溝１３ａもしくは２１ａを削設
して、該チップシール溝１３ａもしくは２１ａに自己潤
滑性を有する材料のチップシール３１Ｂを嵌合し、該チ
ップシール３１Ｂを介して相手方スクロールの端板の鏡
面１０ａもしくは２０ａと摺接している。

【０００３】このスクロール機構は、図２に示されるよ
うなスクロール流体機械に適用される。この流体機械を
説明すると、周壁１１により囲繞された凹状空間１２内
にラップ１３を形成した固定スクロール１０と、前記ラ
ップ１３に嵌合可能なラップ２１を有する旋回スクロー
ル２０とからなり、前記旋回スクロール２０を自転させ
ることなく固定スクロール１０に対して公転させること
により、前記両ラップ１３、２１間に形成される密閉空
間の容積を外周側の吸込側から中心側の吐出孔に進むに
つれて縮小可能に構成している。

【０００４】したがって、圧縮室として機能する前記密
閉空間を形成する両ラップ間の接点が徐々に中心へ向か
って移動するように、旋回スクロール２０を一定の半径
で固定スクロール１０のラップ１３の中心の周りを公転
運動させることにより吸入口１６より取り込まれた流体
はラップ２１の巻き終わり端を回り込みながら、両ラッ
プ１３、２１、によって形成される密閉空間に取り込ま
れ、旋回スクロール２０の公転運動とともに徐々にその
容積を減小させつつ中心に向かって移動しながら高圧化
されて、密閉空間２２として吐出ポート１７と導通した
ときに外部へ排出される。

【０００５】よって、この実施例の場合は、前記両ラッ
プ１３、２１の間に形成される空間の密閉状態を確保す
ることが、圧縮効率を高める上で極めて重要である。そ
こで、図１１に示すように、前記ラップの上端面に、対
面する摺動面間に自己潤滑性を有する材料のチップシー
ル３１を介在させている。すなわち、図１１に示される
ように、固定スクロールもしくは旋回スクロールとして
機能するスクロール部材１０（２０）の円板状の端板の
前面側にインボリュート形状のラップ１３（２１）を突
設するとともに、該ラップ１３（２１）の上端面に中心
から周縁側（外周部）まで連通するチップシール溝１３
ａ（２１ａ）を凹設し、このチップシール溝１３ａ（２
１ａ）にチップシール３１を嵌合したものである。そし
て、図２に示すように、凹状空間１２の外周側に位置す
る旋回スクロール２０の端板と当接する固定スクロール
１０の端板に形成した円環状の凹状溝部、すなわちダス
トシール溝に、リング状の自己潤滑性封止部材であるダ
ストシール３２を嵌入させ、凹状空間１２内と外部との
気密性の維持を図り、外部からのエアー及びダストの吸
い込みを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように構成された
スクロール流体機械は、８Ｋｇｆ／ｃｍ² の圧縮気体の
吐出圧力で運転が可能である。しかしながら、昨今は１
０Ｋｇｆ／ｃｍ² というより高圧の吐出圧力が要求され
ている。これに答えるべく、スクロール機構の外周側か
らの初段の取込量を同じままで、かつ、回転数も同一の
ままに吐出圧力を増大させると、取組量を同じで吐出圧
力を上昇させるために負荷が大きくなり、動力がオーバ
ーとなってしまうために、スクロール機構を駆動するモ
ータの定格を上げなければならず、コストが上昇する。

【０００７】また、モータの定格を同じままに、スクロ
ール回転数を下げて吐出圧力を増大させると、流体圧縮
により発生する温度の冷却がスクロール駆動軸に直結し
ている冷却ファンの回転数の低下により不十分になり、
耐久性が低下するという問題がある。また、従来と同じ
定格の駆動モータを用い、従来と同じモータの回転数に
て、前記した高圧の吐出圧力を得るためには、ラップ巻
数を減少させることも考えられるが、巻数の少なくなっ
た分、外周側と内周側との密閉空間の差圧が大きくな
り、その分内周側から外周側への漏れが大きく中心部に
送る空気量が大幅に低下するという問題がある。

【０００８】上述の事情に鑑み、本発明は、従来と同じ
定格のモータを用いて、簡単な構成により、圧縮流体の
吐出圧力を上昇させるスクロール流体機械を提供すこと
を目的としたものである。また、本発明の他の目的は、
圧縮流体の吐出圧力を上昇させても、コストが上昇しな
いスクロール流体機械を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、お互いに端板
に植設されたラップを有する複数のスクロールと、外周
側に流体を吸入する吸入ポートと、中心側に圧縮流体を
吐出する吐出ポートとを有するとともに、前記ラップ上
端面に設けられたチップシール溝内に、前記吐出ポート
側を係止して、前記スクロール端板の鏡面と摺接するチ
ップシールを嵌入し、前記ラップ同志を所定角度偏位さ
せた状態でかみ合わせて駆動することにより形成される
密閉空間を前記吸入ポートから前記吐出ポートに向け徐
々に縮小移動させながら排気を行うスクロール流体機械
において、前記両ラップの外周部のそれぞれに、相手方
スクロールの端板の鏡面と対面するラップ上端面と前記
鏡面間を、前記外周部の端部から中心部に向かって所定
範囲に、前記チップシールを欠如することにより圧縮時
のチップシール溝内に空隙を形成する第１ラップ部と、
この第１ラップ部と隣接して、前記チップシールを介し
て相手方の端板の鏡面と摺接してラップ中心部に延在す
る第２ラップ部とを備えて構成した。

【００１０】このように構成したので、図８（Ｅ）にお
いて、矢印５１Ｔに示すように流れ込む流体は、（Ｆ）
において、空間Ｔ１に取り込まれ始める。（Ｆ）〜
（Ｈ）に至る間に流体の取り組みが終わり、図７（Ａ）
の空間Ｔ４において流体の圧縮が開始されるが、この空
間Ｔ４はチップシール３１Ａが欠如されている旋回スク
ロール２０の外周端部２１ｂからチップシール端部３１
Ａａまでの第１ラップ部ＬＯ１と、チップシール３１Ａ
により固定スクロールの鏡面と摺接して密閉空間を形成
する第２ラップ部ＬＯ２とにより形成されているので、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と圧縮される過程でラップ１３
の上端と旋回スクロール２０の鏡面間の空隙Ｇを通って
矢印５４Ｔのごとく流体が漏洩する。

【００１１】すなわち、図６（ｂ）に示すように、ラッ
プ１３の上端面と鏡面間の一方から入った流体はチップ
シール溝内を通過し、他方の上端面と鏡面間から大気側
に流体が漏洩することになる。ここに、上端面と鏡面間
の狭い空隙における最短通過距離は、ラップ上端面にチ
ップシール溝を形成しないスクロール流体機械（ａ）は
ラップ上端面の巾で形成される空隙で漏れるのに対し
て、チップシール溝内にはチップシールが欠如している
ので、（ｂ）は（ａ）に比べて空隙巾の小さい一方から
チップシール溝内へ容易に流れるとともに、該溝内に入
ってからも反対側の空隙巾の小さい上縁を通って容易に
漏れるので、（ａ）に比べて漏れを大きくすることがで
きる。さらに、チップシールの欠如したチップシール溝
内に入った圧縮流体は、溝内をラップ外周側に向けて漏
れを生じやすくしている。

【００１２】そして、前記空間Ｔ４はＴ５（Ｂ）、Ｔ６
（Ｃ）、Ｔ７（Ｄ）を経て図８（Ｅ）において、第２ラ
ップ部ＬＯ２によって形成される密閉空間Ｔ８となる。
この密閉空間Ｔ８には、チップシール欠如部である前記
第１ラップ部ＬＯ１にチップシールが存在する場合に取
り込む流体量より少ない。密閉空間Ｔ８は、図８（Ｅ）
の密閉空間Ｔ２４に至るまで圧縮され、吐出ポートと導
通する（Ｆ）。

【００１３】このとき、吐出ポート内の流体圧力が空間
Ｔ２５内の流体圧力より大きい場合は、吐出ポート内の
流体が空間Ｔ２５内に逆流し、その逆流流体と空間Ｔ２
５内の流体とがＴ２６（Ｇ）、Ｔ２７（Ｈ）、Ｔ２８
（Ａ）、Ｔ２９（Ｂ）と圧縮され、その途中で吐出ポー
ト内の圧力より大きくなった時点で圧縮流体は吐出ポー
トから吐出される。

【００１４】よって、第１ラップ部ＬＯ１にチップシー
ルが存在する場合に取り込む流体量より少ないために、
吐出圧力を０〜８Ｋｇｆ／ｃｍ² まで昇圧させる時間よ
りも所定圧力に流体を圧縮するまでの時間は多くかかる
が、ラップの外周部の端部のチップシール溝内のチップ
シールを一部欠如し圧縮時にもチップシールの吸入側溝
内に空所を形成するという簡単な構成で、従来の駆動モ
ータの定格のまま、同一速度で回転させ、従来より高い
吐出圧力で圧縮流体を吐出することができる。したがっ
て、旋回スクロール及び固定スクロールの寸法、旋回ス
クロールの旋回半径等を従来例の８Ｋｇｆ／ｃｍ² と同
じように設計し、第１ラップ部のチップシール溝内にチ
ップシールを欠如して空隙を設けることにより駆動モー
タの定格を変更せずに圧縮流体の吐出圧力を高めること
ができる。また、モータの回転数を落とさないために、
冷却ファンにより冷却効果が維持できるために従来と同
じものを用いることができる。

【００１５】また、前記第１ラップ部の長さは外周部端
部から１２５〜２９０ｍｍ、もしくは、前記第１ラップ
部の外周部端部からの長さをＳｇ、チップシールの中心
端から前記第１ラップ部の外周端までの長さをＳａとす
ると、Ｓｇ／Ｓａ＝０．１５〜０．３５に設定して構成すると好ましい。この構成により、図１
０に示すように、スクロール機構を駆動する駆動モータ
の定格を変更せずに圧縮流体の吐出圧力を高めることが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００１７】図１は、本発明に係る実施例のチップシー
ルとスクロールラップとの関係を示す基本的構成図、図
２は、本発明の実施例に係るスクロール流体機械の断面
構成図、図３は、本発明に係るスクロール機構の要部を
示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ断面図、図４は、チップシール溝とチップシールの端
部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ部拡大
図、図５は図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図６は、ラップ
の空隙による流体の漏洩を説明する図、図７は、本発明
に係る実施例のスクロール機構の作用を示す概略図１、
図８は、本発明に係る実施例のスクロール機構の作用を
示す概略図２、図９は、チップシールを削除した長さに
対する吐出圧力の変化を示す図、図１０は、チップシー
ルを削除した長さに対する駆動モータの動力の変化を示
す図、図１１は、チップシールとスクロールラップとの
関係を示す従来例図である。

【００１８】図２は本発明の実施例に係るスクロ−ル流
体機械を示し、固定スクロ−ル１０、旋回スクロ−ル２
０、及びこれらを所定位置に又は旋回可能に支持するフ
レ−ム４０からなる。固定スクロ−ル１０は、前記フレ
−ム４０端面に固定され、吸入口として機能するポ−ト
１６を有する周壁１１により囲繞された凹状空間１２内
に渦巻き形状のラップ１３を直立して形成するととも
に、そのほぼ中央に圧縮流体を排出するための吐出ポ−
ト１７が開設されている。旋回スクロ−ル２０はフレ−
ム４０内の凹部空間に収納され、固定スクロ−ル１０の
ラップ１３と実質的に同じ形状の渦巻き形のラップ２１
を、前記周壁１１と当接する端板の一面上に直立して形
成するとともに前記ラップ１３、２１同志を嵌合させて
いる。

【００１９】なお、前記各スクロ−ル１０、２０の背面
側には各々冷却フィン３３、２３が形成され、空冷によ
りスクロ−ル内部を冷却可能に構成されている。そし
て、前記各スクロ−ルのラップ１３、２１は各々他側ス
クロ−ルと接触する上端面に凹設したチップシール溝部
に、図１で説明するチップシ−ル３１Ａもしくは、図１
１（従来例）で説明するチップシール３１Ｂで構成され
る自己潤滑性シ−ル部材３１を嵌入させ、無潤滑で摺動
可能に構成するとともに、前記旋回スクロ−ル２０の端
板の鏡面と当接する端面の外周側に凹設したダストシー
ル溝部にリング状の自己潤滑性封止部材であるダストシ
ール３２を嵌入させ、旋回スクロール２０及び固定スク
ロール１０に植設したラップ１３、２１により形成され
る密閉空間内と外部との気密性の維持を図り、外部から
のエアー及びダストの吸い込みを防止している。

【００２０】一方、フレ−ム４０は、一端にプ−リ４２
を取り付けた主駆動クランク軸４１を中心軸上に沿って
軸支させるとともに、該主駆動クランク軸４１を中心と
して各々１２０度ずつ偏位させた位置に（３個所）、従
動クランク軸４３を軸支させている。そして、これらの
クランク軸４１、４３はいずれも旋回スクロ−ル２０と
一体化されたハウジング体２５を回転可能に軸支されて
おり、前記主駆動クランク軸４１の駆動回転により、旋
回スクロ−ル２０が自転を阻止されながら一定の半径で
固定スクロ−ル１０のラップ中心の周りを公転運動可能
に構成されている。吸入ポ−ト１６には、配管４が連設
され、その先端部は図示しない装置から流体が矢印５０
として供給される。

【００２１】図３は、本発明に係るスクロール機構の要
部を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。図３において、固定スクロール１０のラップ１３の
上端面にはチップシール溝１３ａが凹設され、前記チッ
プシール溝１３ａにチップシールが欠如した第１ラップ
部ＬＦ１と、前記チップシール溝１３ａにチップシール
が嵌入された第２ラップ部ＬＦ２とで形成され、また、
旋回スクロール２０のラップ２１にもチップシール溝２
１ａが凹設され、図示されていないが前記チップシール
溝２１ａにチップシールが欠如した第１ラップ部ＬＯ１
と、前記チップシール溝２１ａにチップシールが嵌入さ
れた第２ラップ部ＬＯ２とが形成されている。

【００２２】図４は、チップシール溝とチップシールの
端部を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図、図
５は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。これらの図に
おいて、固定スクロール１０のラップ１３のチップシー
ル溝１３ａの中心側端部にはチップシール３１Ａを係止
する突起１３ｅ、１３ｅが設けられ、該突起１３ｅ、１
３ｅによりチップシール３１Ａはスクロール中心側を固
持され、チップシール長さ方向へのチップシールのズレ
が防止されている。また、旋回スクロール２０のラップ
２１のチップシール溝２１ａの中心側端部にはチップシ
ール３１Ａ′を係止する突起２１ｅ、２１ｅが設けら
れ、該突起２１ｅ、２１ｅによりチップシール３１Ａ′
はスクロール中心側を固持され、チップシール長さ方向
へのチップシールのズレが防止されている。

【００２３】図７および図８は本発明に係るスクロール
の作用及び従来例におけるスクロールの作用を共に示す
概略図である。この図は、固定スクロール１０に対して
公転する旋回スクロール２０とにより形成される空間の
位置および形状を、旋回スクロール２０の３６０度の公
転を８等分して示したものであり、図７および図８の
（Ａ）〜（Ｈ）により一サイクルが終わるものである。

【００２４】まず、かかる実施例における従来例の動作
を図７及び図８を用いて説明する。本体１に、図１１に
示すようにラップ１３及び２０の外周端部１３ｂ（２１
ｂ）近辺まで削設された溝１３ａ、２１ａにチップシー
ル３１Ｂを嵌入し、スクロール機構として配設して、本
体１を駆動すると、スクロール機構の外周部から取り込
んだ流体は、順次圧縮され中心部に移送され、図２に示
す吐出ポート１７から排出される。

【００２５】今、図２の吸入ポート１６と連通する入口
３４から取り込まれた図８（Ｆ）の空間Ｓ１にあった流
体は旋回スクロ−ル２０のラップの駆動により同図
（Ｇ）のＳ２に取り込まれ、以下（Ｈ）〜（Ｅ）に示さ
れるように、Ｓ３からＳ２４を経て、（Ｆ）のＳ２５の
密閉空間に圧縮移送される。次の、旋回スクロール２０
の公転により、（Ｆ）に示す空間Ｓ２５は、（Ｇ）に示
すように旋回スクロール２０のラップ先端部５６が固定
スクロール１０のラップの先端部５７から離れて、空間
Ｓ２６のごとく吐出ポート１７と導通する。

【００２６】一方、入口３５から取り込まれた空間Ｔ１
にあった流体は、空間Ｔ２６として、すでに排出中であ
り、空間Ｓ２６の流体はそれを後追する形で排出され
る。旋回スクロール２０の回転は、（Ｈ）、（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）のＳ２７、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３０とＳ
空間を圧縮しながらＴ空間の流体の排出を（Ｃ）にて終
了する。ついで、Ｓ空間の流体の排出が（Ｄ）にて終了
する。このようにして、スクロール機構は動作し、この
ときの圧縮流体は、従来例においては８Ｋｇｆ／ｃｍ²
の吐出圧力で吐出される。

【００２７】さて、次に、図１に示すチップシール３１
Ａをラップ１３及び２１に嵌入したスクロール機構を本
体１に配設した場合を説明する。図１において、チップ
シール３１Ａをラップ１３、２１、の溝１３ａ、２１ａ
に嵌入すると、図３に示すように、チップシール３１Ａ
の外周端部３１Ａａからラップ１３の外周端１３ｂまで
は、相手方端板の鏡面とラップ１３の上端面間に空隙Ｇ
を有した第１ラップ部ＬＦ１が形成され、それに隣接し
てラップ上端面に形成されたチップシール溝にチップシ
ールを嵌入して、スクロールの中央部に延在するラップ
部ＬＦ２が形成される。

【００２８】このように構成したので、図８（Ｅ）にお
いて、矢印５１Ｔに示すように流れ込む流体は、（Ｆ）
において、空間Ｔ１に取り込まれ始める。（Ｆ）〜
（Ｈ）に至る間に流体の取り組みが終わり、図７（Ａ）
の空間Ｔ４において流体の圧縮が開始されるが、この空
間Ｔ４はチップシール３１Ａが欠如されている旋回スク
ロール２０の外周端部２１ｂからチップシール端部３１
Ａａまでの第１ラップ部ＬＯ１と、チップシール３１Ａ
により固定スクロールの鏡面と摺接して密閉空間を形成
する第２ラップ部ＬＯ２とにより形成されているので、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と圧縮される過程でラップ１３
の上端と旋回スクロール２０の鏡面間の空隙Ｇを通っ
て、並びにチップシール溝内を通ってラップ外周側に向
けて図４の（ａ）に示すように矢印５４Ｔのごとく流体
が漏洩する。

【００２９】そして、前記空間Ｔ４はＴ５（Ｂ）、Ｔ６
（Ｃ）、Ｔ７（Ｄ）を経て図８（Ｅ）において、第２ラ
ップ部ＬＯ２によって形成される密閉空間Ｔ８となる。
この密閉空間Ｔ８には、チップシール欠如部である前記
第１ラップ部ＬＯ１にチップシールが存在する場合に取
り込む流体量より少ない。そして、圧縮され、密閉空間
Ｔ２５で吐出ポート１７と導通する。

【００３０】しかしながら、吐出ポート内の流体圧力が
空間Ｔ２５内の流体圧力より大きい場合は、吐出ポート
内の流体が空間Ｔ２５内に逆流し、その逆流流体ともと
もとの空間Ｔ２５内の流体とがＴ２６（Ｇ）、Ｔ２７
（Ｈ）、Ｔ２８（Ａ）、Ｔ２９（Ｂ）と圧縮され、その
途中で吐出ポート内の圧力より大きくなった時点で圧縮
流体は吐出ポートから吐出される。

【００３１】一方、図８（Ｅ）において、矢印５１Ｓに
示すように流れ込む流体は、（Ｆ）において、空間Ｓ１
に取り込まれ始める。（Ｆ）〜（Ｈ）に至る間に流体の
取り組みが終わり、図７（Ａ）の空間Ｓ４において流体
の圧縮が開始されるが、この空間Ｓ４はチップシール３
１Ａが欠如されている固定スクロール１０の外周端部１
３ｂからチップシール端部３１Ａａまでの第１ラップ部
ＬＦ１と、チップシール３１Ａにより旋回スクロールの
鏡面と摺接して密閉空間を形成する第２ラップ部ＬＦ２
とにより形成されているので、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）
と圧縮される過程でラップ２１の上端と固定スクロール
１０の鏡面間の空隙Ｇを通って並びにチップシール溝内
を通ってラップの外周側に向けて図４の（ａ）に示すよ
うに矢印５４Ｓのごとく流体が漏洩する。

【００３２】そして、前記空間Ｓ４はＳ５（Ｂ）、Ｓ６
（Ｃ）、Ｓ７（Ｄ）を経て図６（Ｅ）において、第２ラ
ップ部ＬＦ２によって形成される密閉空間Ｓ８となる。
この密閉空間Ｓ８には、チップシール欠如部である前記
第１ラップ部ＬＦ１にチップシールが存在する場合に取
り込む流体量より少ない。

【００３３】密閉空間Ｓ８は、図８（Ｆ）の密閉空間Ｓ
２５に至るまで圧縮され、吐出ポートと導通する
（Ｇ）。前記密閉空間Ｓ８に取り込まれた流体量は前述
したように、前記第１ラップ部ＬＦ１にチップシールが
存在する場合に取り込む流体量叉はラップ上端面にチッ
プシール溝を形成しないときの流体量より少ないため
に、８Ｋｇｆ／ｃｍ² より１０Ｋｇｆ／ｃｍ² に圧力を
上げても動力オーバーとなることはない。

【００３４】そして、吐出ポート内の流体圧力が空間Ｓ
２６内の流体圧力より大きい場合は、吐出ポート内の流
体が空間Ｓ２６内に逆流し、その逆流流体と空間Ｓ２６
内の流体とがＳ２７（Ｈ）、Ｓ２８（Ａ）、Ｓ２９
（Ｂ）、Ｓ３０（Ｃ）と圧縮され、その途中で吐出ポー
ト内の圧力より大きく成った時点で圧縮流体は吐出ポー
トから吐出される。

【００３５】よって、必要以上の流体圧力が吐出ポート
にかかることが防止されることにより、駆動動力の増加
が防止され、従来の駆動モータの定格のまま、同一速度
で回転させ、従来より高い吐出圧力で圧縮流体の吐出が
可能である。そして、ラップの外周部端部のチップシー
ルを一部欠如するという簡単な構成で、第１ラップ部Ｌ
Ｏ１にチップシールが存在する場合、並びにラップ上端
面チップシール溝を形成しない場合に取り込む流体量よ
り少なくすることができるために、従来の駆動モータの
定格のまま、同一速度で回転させ、従来より高い吐出圧
力で圧縮流体を吐出することができる。

【００３６】したがって、旋回スクロール及び固定スク
ロールの寸法、旋回スクロールの旋回半径等を８Ｋｇｆ
／ｃｍ² 仕様の従来例と同じように設計し、第１ラップ
部に圧縮時においてもチップシール欠如による空隙を設
けることにより駆動モータの定格を変更せずに圧縮流体
の吐出圧力を高めることができる。また、モータの回転
数を落とさないために、スクロール本体の駆動軸に直結
して取付られている冷却ファンの回転数は維持され冷却
効果を有するため従来と同じものを用いることができ
る。尚、前記実施例には開示していないが、吐出ポート
に逆止め弁を設けて所定圧力によって開成するように構
成することもできる。

【００３７】本実施例は、相手方スクロール鏡面と対面
する第２ラップ部ＬＯ２、ＬＦ２の上端面のチップシー
ル溝にはチップシール３１Ａを配置し、該チップシール
を介して前記第２ラップ部は相手方鏡面と摺接し、第１
ラップ部ＬＯ１、ＬＦ１は前記チップシールを削除する
ことにより前記空隙を形成するように構成されているの
で、図１に示すように、チップシール３１Ａの仮想線部
分を削除して、スクロールの溝に嵌入すると、第１ラッ
プ部ＬＯ１、ＬＦ１及び、ラップ上端と相手方スクロー
ルの鏡面２０ａ間の空隙Ｇが形成され（図３）、該空隙
Ｇによりラップ上端面と鏡面間より容易に大気側に漏洩
することができ、かつ、チップシール溝内に入った圧縮
流体は、溝内を通ってラップの外周端部へ向かって大気
側へ流れるので、取り込み時の流体が漏洩する。よっ
て、取り込み流体量が少なく、最終吐出時の流体量も少
なく、吐出圧力を８Ｋｇｆ／ｃｍ² から１０Ｋｇｆ／ｃ
ｍ² に上げても駆動モータ動力オーバーとなることがな
い。したがって、従来のチップシールより全長の短いチ
ップシールを用意することにより、簡単な構成により、
同一回転数で駆動モータの定格を変更せずに圧縮流体の
吐出圧力を高めることができる。

【００３８】また、第１ラップ部ＬＦ１の長さは外周端
から１２５〜２９０ｍｍ、もしくは、前記第１ラップ部
の外周端１３ｂからの長さをＳｇ、チップシールの中心
端から前記第１ラップ部の外周端からの長さをＳａとす
ると、Ｓｇ／Ｓａ＝１２５ｍｍ／８３５ｍｍ〜２９０ｍｍ／８３５ｍｍ＝０．１５〜０．３５に設定して構成するのが望ましい。また、第１ラップ部
ＬＦ１の長さは外周端から１２５〜２５０ｍｍもしく
は、Ｓｇ／Ｓａ＝０．１５〜０．３に設定すると尚好ま
しい。

【００３９】また、上述の実施例においては、固定スク
ロールと旋回スクロールとによる片ラップ式流体機械で
説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではな
く、旋回スクロールの端板の両面にラップを植設した両
ラップ式スクロール流体機械であってもよく、また、駆
動スクロール及び従動スクロールとによる全系回転形ス
クロール流体機械においても適用可能である。

【００４０】

【実施例】前記本体１を用い、インボリュート状のラッ
プの中央部から外周端部までの長さを８．５πとして、
チップシールの長さの最大長８３５ｍｍから外周端部を
適宜削除した際の、圧縮気体の吐出圧力が１０Ｋｇｆ／
ｃｍ² に達するモータの動力ＫＷ、及び吐出ポートの吐
出空気量Ｌ／ｍｉｎを測定した。図９は、外周端部から
削除したチップシールの長さ（ｍｍ）を横軸に、吐出ポ
ートの吐出空気量（Ｌ／ｍｉｎ）を縦軸にして、測定デ
ータをプロットした図であり、図１０は、外周端部から
削除したチップシールの長さ（ｍｍ）を横軸に、圧縮気
体の吐出圧力が１０Ｋｇｆ／ｃｍ² に達するモータの動
力（ＫＷ）を縦軸にして、測定データをプロットした図
である。

【００４１】図９によると、チップシールをチップシー
ル溝より削除することにより、吐出する空気量は低下し
圧縮気体の吐出圧力が１０Ｋｇｆ／ｃｍ² を保持できる
ことが示される。そして、チップシールを１２５ｍｍか
ら２９０ｍｍ削除すると、吐出ポートの空気量は３５０
〜３２０リッター／分（Ｌ／ｍｉｎ）を吐出でき、特に
１２５〜２３０ｍｍ間のチップシールの削除により、空
気量は３３０〜３５０Ｌ／ｍｉｎと安定した吐出量を保
証することができる。

【００４２】図１０によると、チップシールを削除する
ことにより、駆動モータの動力を上げることなく、圧縮
気体の吐出圧力がより高圧の１０Ｋｇｆ／ｃｍ² を保持
できることが示される。そして、チップシールを１２５
ｍｍから２９０ｍｍ削除する範囲は、動力の３．７６〜
３．５６ＫＷの範囲であり、この範囲内に定格動力を有
する駆動モータを選定すればよい。

【００４３】

【発明の効果】以上記載したごとく、本発明において
は、従来と同じ定格のモータを用い、同一の回転数のも
とに簡単な構成により、圧縮気体の吐出圧力を上昇させ
ることができるとともに、圧縮気体の吐出圧力を上昇さ
せても、コストが上昇しないスクロール流体機械を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例のチップシールとスクロー
ルラップとの関係を示す基本的構成図である。

【図２】本発明の実施例に係るスクロール流体機械の断
面構成図である。

【図３】本発明に係るスクロール機構の要部を示す図で
あり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図
である。

【図４】チップシール溝とチップシールの端部を示す図
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ部拡大図である。

【図５】図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】ラップの空隙による流体の漏洩を説明する図で
ある。

【図７】本発明に係る実施例のスクロール機構の作用を
示す概略図１である。

【図８】本発明に係る実施例のスクロール機構の作用を
示す概略図２である。

【図９】チップシールを削除した長さに対する吐出圧力
の変化を示す図である。

【図１０】チップシールを削除した長さに対する駆動モ
ータの動力の変化を示す図である。

【図１１】チップシールとスクロールラップとの関係を
示す従来例図である。

【符号の説明】

１本体４配管１０固定スクロ−ル１６吸入ポ−ト１７吐出ポ−ト２０旋回スクロ−ル３１自己潤滑性シ−ル部材（３１
Ａ、３１Ｂ）Ｇ空隙ＬＦ１、ＬＯ１第１ラップ部ＬＦ２、ＬＦ２第２ラップ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】お互いに端板に植設されたラップを有す
る複数のスクロールと、外周側に流体を吸入する吸入ポ
ートと、中心側に圧縮流体を吐出する吐出ポートとを有
するとともに、前記ラップ上端面に設けられたチップシ
ール溝内に、前記吐出ポート側を係止して、前記スクロ
ール端板の鏡面と摺接するチップシールを嵌入し、前記
ラップ同志を所定角度偏位させた状態でかみ合わせて駆
動することにより形成される密閉空間を前記吸入ポート
から前記吐出ポートに向け徐々に縮小移動させながら排
気を行うスクロール流体機械において、前記両ラップの外周部のそれぞれに、相手方スクロール
の端板の鏡面と対面するラップ上端面と前記鏡面間を、
前記外周部の端部から中心部に向かって所定範囲に、前
記チップシールを欠如することにより圧縮時にもチップ
シール溝内に空隙を形成する第１ラップ部と、この第１ラップ部と隣接して、チップシール溝内に前記
チップシールを介して相手方の端板の鏡面と摺接してラ
ップ中心部に延在する第２ラップ部とを備えたことを特
徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】前記第１ラップ部の長さは外周部の端部
から１２５〜２９０ｍｍに設定したことを特徴とする請
求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項３】前記第１ラップ部の外周部の端部からの
長さをＳｇ、チップシールの中心端から前記第１ラップ
部の外周端までの長さをＳａとすると、Ｓｇ／Ｓａ＝０．１５〜０．３５に設定したことを特徴とする請求項１記載のスクロール
流体機械。