JPH0921390A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐熱性の高い自己潤滑材で成形されたシール機
能を有する敷板を、渦巻き体と渦巻き体との間の溝底部
に敷設することにより低コストで耐久性，密封性の向上
可能なスクロール圧縮機を提供すること。 【構成】渦巻き体を立設した旋回スクロールと固定スク
ロールの渦巻き体を対向して配設したスクロール圧縮機
において、渦巻き体と隣接する渦巻き体との間の溝底部
に渦巻き体に成形した自己潤滑性敷板を敷設し、敷板の
背面側に突起を設け、該突起は渦巻き体と渦巻き体との
間の溝底部の内周側と外周側とを区画し、かつ渦巻き体
の渦巻き方向に向かって多数個に区画する略コ字形突起
を組合わせた形状とし、コ字形突起の先端部分は敷板の
側面に対して幅方向凸に形成し、渦巻き体の側壁面と僅
かに接触し、対向する相手側渦巻き体の先端部と接しつ
つ摺動するように敷板の厚さを設定しているので、従来
のようなチップシールを使用しないで、渦巻き体先端部
のシール作用を行い、半径方向，円周方向への流体の漏
れの低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機や真空ポンプ等
に用いられるスクロール形流体機械に係わり、特に、渦
巻き体先端部と鏡板部との間の流体漏れを低減するスク
ロール圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スクロール形流体機械における渦
巻き体先端部とその相手側の鏡板面との間の漏れを低減
する方法として、通常はチップシールが使用されている
が、他の低減方法として、チップシールを使用しないで
渦巻き体と隣接する渦巻き体の間の溝底部にシール部材
を敷設する方法がある。

【０００３】すなわち、図４に示すように、渦巻き体１
と渦巻き体１との間の溝底面２に弾性体より成るシール
部材１１が設けられ、このシール部材１１の前面に凹溝
を形成し、この凹溝に潤滑性材より成る板状体１０が装
着されている。この板状体１０の前面とこの板状体１０
と対向する渦巻き体先端部３が摺接し、シール部材１１
は渦巻き体１の側面に密接し、板状体１０を覆うように
配置されており、対向する渦巻き体１の先端部３の隙間
をなくすことにより流体漏れを阻止するように構成され
ている（特公平６−１５８０４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術にお
いては、摺接する板状体１０を覆うようにシール部材１
１に螺旋状の凹溝を形成し、またシール部材１１の側面
が渦巻き体１の側面に密接する必要がある。このため、
シール部材１１は弾性を有する材料で渦巻き体の曲率と
同じ曲率形状に加工し、柔軟性をもたせる必要がある。
しかし、柔軟性のある材料に凹溝および渦巻き形状のよ
うな高精度の加工を施すことは極めて困難な作業であ
る。

【０００５】また、シール部材１１は運転中の圧縮熱に
曝されると、徐々に硬化し柔軟性が失われてゆき、渦巻
き体先端部３と板状体１０の前面との間に隙間が生じて
くるので、流体の漏洩も考えられる。従って、材料の選
択によってはその耐久性が懸念されるという、問題があ
った。

【０００６】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたもので、その目的は弾性材より成るシール部材を
使用しないで、耐熱性の高い自己潤滑材で成形されたシ
ール機能を有する敷板を、渦巻き体と渦巻き体との間の
溝底部に敷設することにより低コストで耐久性，密封性
の向上を図る実用的なスクロール圧縮機を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、渦巻き体を立設した旋回スク
ロールと固定スクロールの渦巻き体を対向して配設し、
圧縮室の容積を前記旋回スクロールの旋回運動で順次中
心側に向かって縮小することにより流体を圧縮し、中央
の吐出口から排出するスクロール圧縮機において、渦巻
き体と隣接する渦巻き体との間の溝底部に渦巻き体に成
形した自己潤滑性敷板を敷設し、前記敷板の背面側に突
起を設け、該突起は渦巻き体と渦巻き体との間の溝底部
の内周側と外周側とを区画し、かつ渦巻き体の渦巻き方
向に向かって多数個に区画する略コ字形突起を組合わせ
た形状とし、該コ字形突起の先端部分は前記敷板の側面
に対して幅方向凸に形成し、渦巻き体の側壁面と僅かに
接触し、対向する相手側渦巻き体の先端部と接しつつ摺
動するように前記敷板の厚さを設定したことを特徴とす
る。

【０００８】本発明の請求項２は、請求項１記載のスク
ロール圧縮機において、渦巻き体と渦巻き体の間の溝底
面に渦巻き状の溝を設け、敷板の背面側の突起の中央部
の突起の高さを高くして渦巻き状に形成し、該突起を前
記溝に嵌入したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１は、渦巻き体と渦巻き体の間
の溝底部に自己潤滑性材料で成形された敷板を敷設し、
チップシールを使用しないで、渦巻き体先端部のシール
作用を行い、半径方向，円周方向への流体の漏れの低減
が可能となる。また、本発明の請求項２は、敷板自身の
シール機能によりさらに流体の漏れの低減が可能とな
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例（請求項１対応）の断面図
であり、図２は図１の平面図である。なお、スクロール
圧縮機の構成は前記公報に開示されているように公知で
あるので、その説明は省略する。

【００１１】図１に示すように、渦巻き体１の溝底面２
に自己潤滑性材料で成形された渦巻き形状の敷板４を敷
設しているので、渦巻き体１どうしを組み合わせたと
き、一方の渦巻き体１の先端が敷板４の表面と接触す
る。スクロール圧縮機の運転時には、渦巻き体１の先端
部３が敷板４と摺動するので、流体の半径方向の漏れは
防止される。

【００１２】また、敷板４の幅方向の側部には、図２に
示すように内周側及び外周側とも突起６を設け、渦巻き
体１の側壁と接触するように構成されているので、渦巻
き体１と敷板４との幅方向の隙間７を通る流体の円周方
向の漏れは阻止される。また、幅方向の側部に設けた突
起６と突起６の間には、渦巻き体１の側壁と敷板４の側
面との間に微小な隙間７ができ、この隙間７から圧縮さ
れた流体が敷板４の背面側に入り込み、コ字形に形成さ
れた空間に圧力として作用する。このような敷板の背圧
は、渦巻き体１の先端への押し付け力として作用するの
で、敷板表面の渦巻き体先端部の摺動面側と背面側の圧
力はほぼ等しくなり、摺動面圧として過大な力は掛から
ず、摺動ロスも必要以上に大きくなることがない。

【００１３】また、敷板４の背面側の突起は略コ字形に
区画されているので、渦巻き体１の内周側と外周側で生
じる圧力差は、敷板４の幅方向のほぼ中央部の突起によ
り区画され、内周側の高圧が外周側の低圧域へ漏れるこ
とを防ぐことになる。幅方向のほぼ中央部に設ける突起
の位置を外周側に寄せることにより、敷板４の背面に作
用する圧力範囲を内周側すなわち高圧側で広くし、摺動
面圧として働く押し付け力を強くすることもできる。な
お、敷板背面に設ける突起の形状，位置，寸法は本実施
例に示すものに限定されるのではなく、色々な種類の形
状，位置，寸法に変形可能である。

【００１４】また、敷板４に設ける突起５，６の断面形
状は、先端側で細くなる鋭角状の形状にすることによ
り、運転中、熱膨張を生じた際も突起先端の微小部分が
変形することで、部材に異常に力が加わることもないの
で、長期間安定して機能を保つことができる。しかし、
敷板は渦巻き体先端部と摺動するので、当初、敷板表面
と渦巻き体先端部が接触するように構成されるため、運
転中の敷板表面の摩耗は避けられない。敷板の背面に多
数個のコ字形の突起を設けているので、敷板の摩耗によ
り渦巻き体の溝底部と敷板の突起先端に隙間を生じて
も、突起のラビリンス効果により敷板背面でも円周方向
の漏れが過大になることを防止できる。また、渦巻き体
の先端部３には敷板の異常摩耗を生じないために、面取
りまたはＲ形状を設けることは言うまでもない。

【００１５】上述したように、本実施例によれば、従来
のチップシールの代りに成形品の敷板を用いるので、シ
ール溝の加工は不要である。また、チップシールの摺動
面となる渦巻き体の溝底面の加工精度も、チップシール
の場合のような高精度の加工は不要であるので、加工費
が低減できる。また弾性材より成る螺旋状のシール部材
は、歯元に密接しかつ前面には螺旋状の凹溝を形成し、
摺動材となる板状体を覆うように構成しているため、シ
ール部材には高い寸法精度が必要で、製作にはかなりの
困難が伴うが、本実施例によれば、摺動面以外の箇所の
シール機能として、先細の突起を自己潤滑性の樹脂材料
で敷板本体と一体に成形するので、成形品には高精度は
必要なく、製造上の多少の誤差は突起先端の柔軟性で逃
げることができる。さらに、弾性材のシール部材と潤滑
性材の板状体の２つの部材で得られる機能を１つの成形
品で得ることができるのでコストの安い経済的な手段で
同じ機能が達成できる。

【００１６】また、敷板の側面側の圧縮圧力を背面圧
力、すなわち摺動面圧として利用するので、特別な押し
付け部材が不要で、圧縮圧力以外の押し付け力は作用し
ないので、押し付け力が過大になり、摺動損失の増大，
異常摩耗などを招くこともない。また、背面側の突起の
位置を外周側に寄せて設けることにより、押付力を強く
することも可能である。また突起の先端を細くするの
で、熱膨脹など寸法変化・変形を特記先端の変形で逃げ
ることができる。さらに敷板の摺動面での摩耗により溝
底面との間に微小な隙間を生じても、円周方向に多数設
けた突起のラビリンス効果で漏れを低く押えることがで
き、耐久性の高いシール構造を得ることができる。

【００１７】図３は本発明の他の実施例（請求項２対
応）の断面図であり、図１の実施例と同一部分には同一
符号を付して説明する。図に示すように、本実施例では
溝底面の中央部分にさらに溝８を渦巻き状に加工し、敷
板の背面側突起９にも中央部のみ高さを高くして、溝底
面の溝８へ高さの高い突起を嵌め込み、吹き抜け漏れを
防止するように構成している。

【００１８】通常、敷板の背面側の突起の高さは、渦巻
き体の溝底面が平らであるから同じ高さである。このた
め敷板の表面が摺動により摩耗した場合、敷板背面の突
起の先端と溝底面との間に隙間を生じることも考えられ
る。背面中央部の突起のラビリンス効果で隙間が小さい
場合は、高圧側から低圧側への漏れも少ないが、隙間が
大きくなった場合、吹き抜ける漏れが増大することが考
えられる。この対策のために、本実施例のように、溝底
面の中央部分にさらに溝８を渦巻き状に加工し、敷板の
背面側突起９も中央部のみ高さを高くして、溝底面の溝
８へ高さの高い突起９を嵌め込み、吹き抜け漏れを防止
するように構成したものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チップシールの場合のような高精度の加工は不要で、加
工費が低減でき、また摺動面以外の箇所のシール機能と
して、先細の突起を自己潤滑性の樹脂材料で敷板本体と
一体に成形するので、成形品には高精度は必要なく、製
造上の多少の誤差は突起先端の柔軟性で逃げることがで
きる。さらに弾性材のシール部材と潤滑性材の板状体の
２つの部材で得られる機能を１つの成形品で得ることが
できるのでコストの安い経済的な手段で同じ機能が達成
できる。また、敷板の側面側の圧縮圧力を摺動面圧とし
て利用するので、特別な押し付け部材が不要で、圧縮圧
力以外の押し付け力は作用しないので、押し付け力が過
大になり、摺動損失の増大，異常摩耗などを招くことも
ない。また、敷板の摺動面での摩耗により溝底面との間
に微小な隙間を生じても、円周方向に多数設けた突起の
ラビリンス効果で漏れを低く押えることができ、耐久性
の高いシール構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明は一実施例の断面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】本発明の他の実施例の断面図。

【図４】従来のスクロール圧縮機の部分断面図。

【符号の説明】

１…渦巻き体、２…歯底面、３…渦巻き体先端部、４…
敷板、５，６，９…突起、７…隙間、８…歯底溝、１０
…板状体、１１…シール部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 渦巻き体を立設した旋回スクロールと固
   定スクロールの渦巻き体を対向して配設し、圧縮室の容
   積を前記旋回スクロールの旋回運動で順次中心側に向か
   って縮小することにより流体を圧縮し、中央の吐出口か
   ら排出するスクロール圧縮機において、渦巻き体と隣接
   する渦巻き体との間の溝底部に渦巻き体に成形した自己
   潤滑性敷板を敷設し、前記敷板の背面側に突起を設け、
   該突起は渦巻き体と渦巻き体との間の溝底部の内周側と
   外周側とを区画し、かつ渦巻き体の渦巻き方向に向かっ
   て多数個に区画する略コ字形突起を組合わせた形状と
   し、該コ字形突起の先端部分は前記敷板の側面に対して
   幅方向凸に形成し、渦巻き体の側壁面と僅かに接触し、
   対向する相手側渦巻き体の先端部と接しつつ摺動するよ
   うに前記敷板の厚さを設定したことを特徴とするスクロ
   ール圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクロール圧縮機におい
   て、渦巻き体と渦巻き体の間の溝底面に渦巻き状の溝を
   設け、敷板の背面側の突起の中央部の突起の高さを高く
   して渦巻き状に形成し、該突起を前記溝に嵌入したこと
   を特徴とするスクロール圧縮機。