JPH1047265A

JPH1047265A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JPH1047265A
Application number: JP19913896A
Authority: JP
Inventors: Muneo Mizumoto; 宗男水本; Tatsuo Natori; 達男名取; Shigeru Machida; 茂町田; Kazuaki Shiiki; 和明椎木; Isamu Kawano; 勇川野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】【解決手段】チップシール１００は、旋回スクロール９
のラップ９Ａの端部に形成された横断面Ｕ字状のシール
溝４内に配置されるものであり、旋回スクロール９のラ
ップ９Ａの渦巻き方向に沿ってチップシール上部部材２
及びチップシール下部部材１に分割されるとともに、そ
れら部材１，２の間に圧縮ガスの圧力を導入する圧力室
５，５’が設けられている。チップシール上部部材２の
下面、及びチップシール下部部材１の上面には、矩形状
の凹凸が形成されている。またこれらチップシール上部
・下部部材１、２の渦巻きの内側面には、吹き抜け防止
突起３が形成されている。スクロール圧縮機が運転を開
始すると、チップシール上部部材２が浮上して鏡板８Ｂ
に接触摺動して漏れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮ガス供給用と
して使用されるスクロール圧縮機に係わるものであり、
特に、圧縮ガスの漏れを防止するチップシールを備えた
スクロール圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機用のチップシールは、
長期運転中にそれが接触摺動するラップ鏡板によって摩
耗し、チップシールの厚みが減少する。従って長期の圧
縮機運転に際してもチップシールの信頼性を維持するた
めには、チップシールが対向する鏡板方向に伸びるか浮
上する必要がある。上記問題を解決するべく考案された
スクロール圧縮機用チップシールに関する公知技術とし
ては、例えば以下のものがある。

【０００３】特公平6ー96961号公報この公知技術によるチップシールは、チップシール表面
に表面に対して斜めに細かい刻みを入れ、圧縮機が作動
してチップシール周囲が高圧になった際に、高圧ガスが
上記刻み内部に侵入して刻みを立てることでチップシー
ルを浮上させ、シール性能を高めるものである。

【０００４】特開平7-12064号公報この公知技術は、吐出室の圧力を、固定スクロールのラ
ップ端面に形成した溝に導き、この溝に嵌装したチップ
シールに背圧を負荷させることにより、対向する鏡板に
安定的に押し付けるものである。

【０００５】特開平6-288363号公報この公知技術は、高圧側のチップシール端部近くのチッ
プシール溝底に、チップシール底面に接して半径方向内
側に向く貫通孔を設けることにより、ラップと鏡板との
間におけるシール性を向上させるものである。

【０００６】特開平6-49782号公報この公知技術は、チップシールが嵌装される溝底面に、
この溝を高圧室に連通する細孔を設けるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術には以下の課題がある。公知技術においては、
チップシール表面に対して斜めに切り込まれた刻みが小
さいのでラップ鏡板方向への浮上量（伸び量）が小さ
い。よって、チップシールが長期にわたる使用で摩耗す
る分を補って浮上させるのは困難であり、長期使用に対
する信頼性の向上が困難である。また、斜めの切り込み
に圧力を導入してチップシール全体を浮上させる構造
上、導入した圧力をすべて浮上方向に作用させることが
できず、例えば導入圧力の一部は切り込みを開くために
下方へ向かって作用するので、圧力を浮上に十分有効に
利用していない。したがって結果的に、浮上（伸び）に
要する周囲圧力がある程度大きい必要があり、雰囲気圧
力が構造上高くないスクロール外周部のチップシールと
しては実際上は適用困難である。さらに、斜めに切り込
まれた刻みが非常に細かく多数必要であり、量産するの
が困難であるので、コストアップの要因となる。

【０００８】公知技術〜においては、チップシール
を浮上させるときに用いる圧力として、いずれも吐出圧
を利用している。すなわち、せっかく圧縮し生成した高
圧の一部をチップシール浮上のために浪費することとな
るので、その分、圧縮効率の低下を抑制するのが困難で
ある。

【０００９】本発明は、上記従来型のチップシールが抱
えている上記課題を解決するために考案されたものであ
り、その目的は、長期の使用に対してもシール性能を維
持でき信頼性が高く、またチップシール周囲圧力が小さ
い場合でも確実に浮上してシール可能であり、さらに製
作上難しくなく量産に適し、かつ、圧縮効率の低下を防
止することができる圧縮機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、略渦巻き状の旋回スクロール部材
および固定スクロール部材と、前記旋回スクロール部材
のうち前記固定スクロールの鏡板部と対向する部位、お
よび前記固定スクロール部材のうち前記旋回スクロール
の鏡板部と対向する部位に、前記略渦巻き方向に沿って
形成されたチップシール挿入用溝と、前記チップシール
挿入用溝に装着されて、高圧側から低圧側へのガスの漏
れを防止するチップシールと、を備えたスクロール圧縮
機において、前記チップシールの前記略渦巻き方向に、
互いの連通が略阻止された複数個の圧力室を設け、か
つ、それぞれの前記圧力室が設けられた渦巻き方向位置
における高圧側圧力を、該圧力室に導入することを特徴
とするスクロール圧縮機が提供される。すなわち、チッ
プシールの略渦巻き方向、例えばチップシール内部やチ
ップシールと溝との間に複数個の圧力室を設け、この圧
力室に、その渦巻き方向位置における高圧側圧力を導入
する。この高圧側圧力×面積の力が、圧力室上壁に対し
てチップシールを上方に持ち上げるように作用すること
になる。一方このとき、その圧力室のある渦巻き方向位
置において、チップシール上面側の圧力×面積の力が、
チップシール上面に対してチップシールを下方に押し下
げるように作用している。しかし、このチップシール上
面側の圧力は、チップシールを挟んで高圧側と低圧側と
の圧力差による圧力勾配によって、高圧側の圧力よりも
低圧となる。したがって、チップシールを下方に押し下
げようとする力は、上方へ押し上げようとする力よりも
小さくなるので、チップシールのうち少なくとも圧力室
より上方部分、例えばチップシールを２分割構造とする
場合の上部部材や、チップシール挿入用溝に凹凸を形成
する場合のチップシールや、チップシール内部をくり貫
く場合の圧力室上壁が浮上し、シールを行う。このとき
の圧力室の構成及び浮上方法としては、チップシールを
下部部材と上部部材との２つに分割してこれら部材の間
に圧力室を形成し、上部部材を浮上させる構成、チップ
シール下面及びチップシール挿入用溝の上面に凹凸を形
成してこれらを略嵌合させる間隙部分に圧力室を構成
し、チップシール全体を浮上させる構成、チップシール
挿入用溝の両壁方向に連通する圧力室をチップシールの
内部をくりぬくように形成し、相対的に壁厚さの薄い下
壁を変形させて一部をチップシール挿入用溝に密着させ
つつ上壁を浮上させる構成があるが、いずれの場合も、
切り込まれた刻み部分を浮上させる従来構造よりも大き
な浮上量を得ることができる。よって、チップシールが
長期にわたる使用で摩耗したとしても、その摩耗分を補
うように大きく浮上させることができるので、長期使用
に対する信頼性を向上することができる。また、上記い
ずれの構成にあっても、高圧側圧力が圧力室上壁に対し
上方に作用するので、この圧力を浮上のために有効に利
用することができる。したがって、切り込まれた刻み部
分を浮上させる従来構造に比し、比較的小さい周囲圧力
でも確実に浮上し、浮上特性を向上させることができ
る。さらに、斜めに刻みを入れておいて雰囲気圧力の変
化による変形で浮上する従来構造と異なり、上記いずれ
の構成も、運転前のチップシール固有の形状によって浮
上する。よっていずれの構成も、チップシール形状を型
で成形することが可能となるので、従来構造のような製
造上の難しさは無く、量産に適している。

【００１１】また、チップシールを挟んで高圧側と低圧
側との圧力差を利用して浮上させることにより、チップ
シールを浮上させるときに用いる圧力として吐出圧を利
用し高圧を浪費する従来構造に比し、圧縮効率の低下を
防止することができる。

【００１２】好ましくは、前記スクロール圧縮機におい
て、前記チップシールは、前記チップシール挿入用溝の
底部側に装着される下部部材と、この下部部材の上に載
置される上部部材との２つに分割された構造となってお
り、かつ、前記複数の圧力室は、前記下部部材と前記上
部部材との間に形成されていることを特徴とするスクロ
ール圧縮機が提供される。

【００１３】さらに好ましくは、前記スクロール圧縮機
において、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面
にそれぞれ略矩形状の凹凸を形成してこれらを略嵌合さ
せ、この略嵌合した間隙部分に前記複数の圧力室を構成
したことを特徴とするスクロール圧縮機が提供される。

【００１４】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面に
それぞれ略鋸歯状の凹凸を形成してこれらを略嵌合さ
せ、この略嵌合した間隙部分に前記複数の圧力室を構成
したことを特徴とするスクロール圧縮機が提供される。

【００１５】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記チップシールの下面及び前記チップシール
挿入用溝の上面にそれぞれ凹凸を形成してこれらを略嵌
合させ、この略嵌合した間隙部分に前記複数の圧力室を
構成したことを特徴とするスクロール圧縮機が提供され
る。

【００１６】さらに好ましくは、前記スクロール圧縮機
において、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面
にそれぞれ形成された凹凸は、略矩形状であることを特
徴とするスクロール圧縮機が提供される。

【００１７】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面に
それぞれ形成された凹凸は、略鋸歯状であることを特徴
とするスクロール圧縮機が提供される。

【００１８】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記チップシールの下面に形成される凹凸は、
円柱状突起であり、前記チップシール挿入用溝の上面に
形成される凹凸は、前記円柱状突起が略嵌合される円筒
状孔であることを特徴とするスクロール圧縮機が提供さ
れる。

【００１９】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記チップシール挿入用溝の両壁方向に連通す
るようにかつ前記チップシールの内部をくりぬくよう
に、前記複数の圧力室のそれぞれを形成し、かつ、該圧
力室の上壁の厚さよりも下壁の厚さを小さくしたことを
特徴とするスクロール圧縮機が提供される。

【００２０】さらに好ましくは、前記スクロール圧縮機
において、前記圧力室の下壁のうち、前記チップシール
挿入用溝に接する部分の近傍が切り欠かれていることを
特徴とするスクロール圧縮機が提供される。

【００２１】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記チップシール挿入用溝の高圧力側壁面に対
面する前記チップシール側面に、該チップシール挿入用
溝の深さ方向に沿った線状突起を複数個設け、これらの
突起により、前記複数個の圧力室どうしの連通を略阻止
することを特徴とするスクロール圧縮機が提供される。

【００２２】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記チップシール挿入用溝の高圧側壁面に、該
チップシール挿入用溝の深さ方向に沿った線状突起を複
数個設け、これらの突起により、前記複数個の圧力室ど
うしの連通を略阻止することを特徴とするスクロール圧
縮機が提供される。

【００２３】また好ましくは、前記スクロール圧縮機に
おいて、前記チップシール挿入用溝を鋳物成形により構
成したことを特徴とするスクロール圧縮機が提供され
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。本発明の第１の実施形態を図１〜
図５により説明する。本実施形態によるスクロール圧縮
機の構造を表す側断面図を図２に示す。図２において、
密閉容器１０１に固定されたフレーム１０４に、複数の
ボルト１１４を介して略渦巻状の固定スクロール８が固
定されている。この固定スクロール８に対し、フレーム
１０４中央の主軸受１０４ａに挿入されたシャフト１１
２の上部の偏心ボス部１１２ａで駆動される略渦巻状の
旋回スクロール９をかみあわせ、圧縮室１０６を形成す
る。そして、吸い込みパイプ１０９から吸い込まれたガ
スが、シャフト１１２の回転駆動による旋回スクロール
９の揺動運動により、圧縮室１０６内で圧縮され、吐出
孔１０２ｋより固定スクロール８の上部に吐出される。
そのガスは、一旦モータ室に入ってモータ冷却とガス内
に含まれる潤滑油を分離した後、吐出パイプ１２２より
圧縮外部に出るようになっている。ここにおいて、これ
ら旋回スクロール９と固定スクロール８との隙間をいか
に小さくするかは、スクロール圧縮機の圧縮性能を向上
させるための課題である。特に空気等の潤滑油が混在し
ないドライガスを圧縮するスクロール圧縮機の場合、旋
回スクロール９と固定スクロール８によって形成される
隙間には潤滑油等の液膜が形成されないので、この隙間
をできるだけ小さくすることが、圧縮機の性能向上につ
ながる。特に、旋回スクロール９のラップ９Ａ先端部と
固定スクロール８の鏡板８Ｂが対向した隙間や、固定ス
クロール８のラップ８Ａと旋回スクロール９の鏡板９Ｂ
が対抗した隙間は、その両サイドの差圧が場合によって
約０.３ＭＰａになる場合がある。そこで、この隙間を
封止するために、シール物体としてのチップシール１０
０が設けられている。本実施形態の要部は、このチップ
シール１００の構造にある。

【００２５】このチップシール１００に関し、旋回スク
ロール９のラップ９Ａ端部の固定スクロール８の鏡板８
Ｂに対向する部分に設けられるものを例に取って図１及
び図３により説明する。図１は、旋回スクロール９及び
チップシールの構造を表す斜視図であり、図３は、図１
中Ａ−Ａ横断面図である。図１及び図３において、チッ
プシール１００は、旋回スクロール９のラップ９Ａの端
部に渦巻方向に沿って形成された横断面Ｕ字状のシール
溝４内に配置され、高圧側から低圧側へのガスの漏れを
防止するものであり、旋回スクロール９のラップ９Ａの
渦巻き方向に沿ってチップシール上部部材２及びチップ
シール下部部材１に分割されるとともに、それら部材
１，２の間に圧縮ガスの圧力を導入する圧力室５，５’
が設けられている。

【００２６】チップシール下部部材１は、シール溝４の
底部側に装着されており、上部部材２は、この下部部材
１の上に載置されている。またチップシール上部部材２
の下面、及びチップシール下部部材１の上面には、互い
に嵌合する矩形状の凹凸が形成されており、圧力室５，
５’は、この嵌合の隙間部分に形成されるようになって
いる。またこれらチップシール上部・下部部材１、２の
渦巻きの内側面（シール溝４の高圧力側壁面に対面する
側面）には、シール溝４の深さ方向に沿った線状の吹き
抜け防止突起３が形成されており、シール溝４両側の２
つの壁面、すなわち内側シール壁４i及び外側シール壁
４oのうち、外側シール壁４oにチップシール上部・下部
部材１、２を押しつける作用が有るとともに、内側シー
ル壁４iとチップシール上部・下部部材１，２間の隙間
を圧縮ガスが吹き抜けにくいようにする作用もある。さ
らに、チップシール部材１、２は、圧縮機の運転によっ
て旋回スクロール９のラップ９Ａやチップシール１００
の温度が上昇したときに熱膨張を生じるが、このときの
チップシール上部・下部部材１、２の安定したかみ合い
状態を維持するために、両チップシール部材１，２は、
好ましくは、同じ材質で形成されるか、あるいは同程度
の線膨張係数を有する材料で構成されている。

【００２７】圧力室５，５’は、渦巻き方向に交互に複
数個配列されており、それらの厚みｄ、ｄ’に比べ、渦
巻き方向のギャップｃ、ｃ’が極めて微小であるように
構成されている。このことと、上述した突起３が設けら
れていることにより、圧力室５，５’は、互いの連通が
ほぼ阻止された状態となり、高圧側のガスがチップシー
ル上部・下部部材１、２の間を吹き抜けないようになっ
ている。上記構成において、スクロール圧縮機が運転を
開始すると、吹き抜け防止突起３によって形成された内
側シール壁４iとチップシール下部部材２との間の隙間
を通って高圧側の圧縮ガスが圧縮室５及び５’に侵入す
る一方、チップシール上部部材２の上面２ａと固定スク
ロール８のラップ鏡板８Ｂ間の隙間を漏れる。しかし、
チップシール上部・下部部材１，２の両サイドには圧力
差が有ることから、チップシール上部部材２の上面２ａ
と鏡板８Ｂの隙間部の圧力は、高圧側圧力よりやや小さ
くなる。この高圧側より小さい圧力の面積和が、チップ
シール上部部材２を下方(溝底部方向）へ押し下げる力
となる。一方、圧力室５、５’に侵入した高圧側圧力の
面積和がチップシール上部部材２を押し上げる。従っ
て、このチップシール上部部材２を押し上げる力は、上
記の押し下げる力に比べて大きくなる。またチップシー
ル上部部材２がシール溝４内側を擦って上昇する際に発
生する摩擦力は、両者間の摩擦係数を約０．１以下にす
ることで十分小さくされている。このような原理によ
り、スクロール圧縮機が運転を開始すると、チップシー
ル上部部材２が浮上して鏡板８Ｂに接触摺動して漏れを
防止する。図１はこの浮上した状態を示したものであ
る。

【００２８】以上のように構成した本実施形態によれ
ば、以下のような作用効果を奏する。すなわち、チップ
シール１００の略渦巻き方向に複数個の圧力室５，５’
を設け、これらの圧力室５，５’に、その渦巻き方向位
置における高圧側圧力を導入してチップシール上部部材
２を浮上させ、シールを行う。これにより、切り込みに
よる刻みをいれておいて雰囲気圧力の変化による変形で
浮上させる従来構造よりも大きな浮上量を得ることがで
きる。よって、チップシール１００の長期にわたる使用
でチップシール上部部材２の上面２ａ部が摩耗したとし
ても、常にチップシール上部部材２は圧縮ガスから力を
受け、その摩耗分を補うように大きく浮上できるので、
鏡板８Ｂとの間で隙間を作ることなく、安定したシール
性能を発揮することができる。よって長期使用に対する
信頼性を向上することができる。また、高圧側圧力が圧
力室５，５’上壁に対し上方に作用するので、この圧力
を浮上のために有効に利用することができる。したがっ
て、斜めに刻みを入れる従来構造に比し、比較的小さい
周囲圧力でも確実に浮上し、浮上特性を向上させること
ができる。さらに、斜めに刻みを入れる従来構造と異な
り、運転前のチップシール１００固有の形状によって浮
上する。よって、チップシール１００の形状を型で成形
することが可能となるので、従来構造のような製造上の
難しさは無く、量産に適している。また、チップシール
１００を挟んで高圧側と低圧側との圧力差を利用して浮
上させることにより、チップシール１００を浮上させる
ときに用いる圧力として吐出圧を利用し高圧を浪費する
従来構造に比し、圧縮効率の低下を防止することができ
る。

【００２９】なお、以上の構成、動作及び作用効果は、
チップシール１００に関し、旋回スクロール９ラップ９
Ａ先端の固定スクロール８鏡板８Ｂに対向する部分に設
けられるものを例に取って説明したが、チップシール１
００は、固定スクロール８ラップ８Ａ先端の旋回スクロ
ール９鏡板９Ｂに対向する部分にも設けられている。特
に説明しないが、これらも同様の構成で同様の動作を行
い、同様の作用効果を奏する。

【００３０】なお、本実施形態の構成は上記に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。これら変形
例を図４及び図５により説明する。２つの変形例による
チップシールの構造を表す斜視図をそれぞれ図４及び図
５に示す。これら図４及び図５は、図１の上半分にほぼ
相当する図である。図１と同等の構成要素には同一の符
号を付している。図４および図５に示す構成は、チップ
シール上部・下部部材１、２間の圧力室５又は５’を圧
縮機の運転前から安定して形成できるようにしたもので
ある。即ち、図４では、チップシール下部部材１の矩形
型突起の高さ１ｅと、チップシール上部部材２の矩形型
突起の高さ２ｅを異なった値とすることにより、圧縮機
の運転前でも圧力室５を形成し、チップシール上部部材
２の浮上特性を向上する。また図５では、チップシール
上部・下部部材１，２の矩形型凹凸面の間にバネ機構１
ｆを設けたものであり、この方法によっても圧力室５及
び５’を運転前から積極的に構成でき、チップシール上
部部材２の浮上特性を向上させることができる。なお、
バネ機構１ｆの他に、小突起等を用いてもチップシール
上部部材２の安定浮上特性を得られ、かつ浮上力を増す
ことができる。

【００３１】本発明の第２の実施形態を図６により説明
する。本実施形態によるスクロール圧縮機のうち要部構
造である、チップシール２００の構造を表す斜視図を図
６に示す。この図６は、第１の実施形態の図１の上半分
にほぼ相当する図である。第１の実施形態と同等の構成
要素には同一の符号を付している。図６において、第１
の実施形態と異なる点は、図１のチップシール部材１、
２に形成した吹き抜け防止突起３を、一定間隔を隔てて
多数形成したことである。その他の構成は第１の実施形
態とほぼ同様である。

【００３２】本実施形態によれば、第１の実施形態と同
様の効果に加え、高圧側の内側シール壁４iとそれに対
向するチップシール上部・下部部材１、２との間の隙間
を渦巻き方向に吹き抜ける圧縮ガス量をより一層低減で
きるので、圧縮性能の向上が可能である。

【００３３】本発明の第３の実施形態を図７により説明
する。本実施形態によるスクロール圧縮機のうち要部構
造である、チップシール３００の構造を表す斜視図を図
７に示す。この図６は、第１の実施形態の図１上半分や
第２の実施形態の図６にほぼ相当する図である。第１及
び第２の実施形態と同等の構成要素には同一の符号を付
している。図７において、第１の実施形態と異なる主要
な点は、チップシール上部・下部部材１，２の互いに対
向する表面に、鋸歯状（三角状）の突起２ｇ、１ｇを、
互いにかみ合うようにそれぞれ形成したことである。こ
の結果、チップシール上部・下部部材１，２の間に設け
られ高圧側圧力が導入される圧力室５及び５’は稲妻状
に配置されることとなっている。

【００３４】その他の点は、チップシール部材１，２の
うち高圧側の内側シール壁４iに対向する面にのみ吹き
抜け防止用突起３を形成してあることを含み、第１の実
施形態とほぼ同様である。

【００３５】本実施形態によれば、第１の実施形態と同
様、圧縮機の運転開始とともに圧力室５に高圧側の圧力
を導入できるので、チップシール上部部材２を安定して
浮上させることができる。また、両チップシール部材
１，２の対向面１ｈ，２ｈ間の隙間を小さくでき、渦巻
き方向の吹き抜けガス量を減らすことができる効果もあ
る。

【００３６】なお、本実施形態の構成は上記に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。これら変形
例を図８及び図９により説明する。２つの変形例による
チップシールの構造を表す斜視図をそれぞれ図８及び図
９に示す。これら図８及び図９は、図７にほぼ相当する
図である。図７と同等の構成要素には同一の符号を付し
ている。

【００３７】まず、図８に示す構成は、チップシール部
材１、２間の圧力室５に、両チップシール部材１，２が
互いに渦巻き方向に変位するようにバネ機構１０を設け
たものである。この構成により、このバネ機構１０のバ
ネ力の一部をチップシール上部部材２の浮上力としても
利用できるので、さらに安定した浮上特性を実現でき
る。

【００３８】また、図９に示す構成は、図７の実施形態
において吹き抜け防止突起３を、一定間隔を隔てて多数
個形成したものである。この構造により、高圧側の内側
シール壁４iとそれに対向するチップシール上部・下部
部材１、２との間の隙間を渦巻き方向に吹き抜ける圧縮
ガス量をより一層低減できるので、圧縮性能を向上でき
る。

【００３９】なお、図７〜図９の各構成においても、２
つのチップシール上部・下部部材１、２の材料の線膨張
係数を同じものを使用するか、または同種材料にするほ
うが、温度が変化してもかみ合い状態を良好に維持でき
ることはいうまでもない。

【００４０】本発明の第４の実施形態を図１０及び図１
１により説明する。本実施形態によるスクロール圧縮機
のうち要部構造である、チップシール４００の構造を表
す斜視図を図１０に、図１０中Ｂ−Ｂ横断面図を図１１
に示す。これら図１０及び図１１はそれぞれ、第１の実
施形態の図１の上半分及び図３にほぼ相当する図であ
る。第１〜第３の実施形態と同等の構成要素には同一の
符号を付している。図１０及び図１１において、第１の
実施形態と異なる点は、チップシール下部部材１の溝幅
方向の幅Ｗをシール溝４内の溝幅と同じにし、チップシ
ール下部部材の側面から吹き抜け防止突起３を無くした
ことである。その他の点は、第１の実施形態とほぼ同様
である。なお、この構造においても上下チップシール部
材１、２の線膨張係数を同程度にするように材料を選定
することが好ましい。

【００４１】本実施形態によっても、第１の実施形態と
同様の効果を得る。またこれに加え、高圧側である内側
シール溝壁４iとそれに対向するチップシール上部・下
部部材１、２との間の隙間を渦巻き方向に吹き抜ける圧
縮ガス量を一層低減できるので、圧縮性能を高められ
る。さらに、シール溝４に装着したチップシール下部部
材１がはずれることがないので、シール部材の装着作業
が容易になる効果もある。

【００４２】なお、本実施形態の構成は上記に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。これら変形
例を図１２〜図１４により説明する。３つの変形例によ
るチップシールの構造を表す斜視図をそれぞれ図１２〜
図１４に示す。これら図１２〜図１４は、図１０にほぼ
相当する図である。図１２と同等の構成要素には同一の
符号を付している。

【００４３】図１２に示す構成は、図１０の構成におい
て、チップシール上部部材２の、高圧側の内側シール壁
４iに対向する表面に、吹き抜け防止突起３を、一定間
隔を隔てて多数個形成したものである。この構成によ
り、内側シール壁４iとそれに対向するチップシール上
部・下部部材１、２との間の隙間を渦巻き方向に沿った
圧縮ガスの吹き抜け量をより一層低減できるので、圧縮
性能を向上できる。

【００４４】また、図１３に示す構成は、本実施形態の
基本概念を、第３の実施形態の構成に応用したもので、
図７に示した第３の実施形態のチップシール３００にお
いて、チップシール下部部材１の幅をシール溝４内の溝
幅と同じにするとともに、チップシール下部部材１の吹
き抜け防止突起３を省略した構造である。また、図１４
に示す構成は、図１３に示す構成において、吹き抜け防
止突起３を一定間隔を隔てて多数個形成したものであ
る。図１３及び図１４の両構造とも、高圧側の内側シー
ル壁４iとそれと対向するシール上部部材２間の渦巻き
方向の吹き抜けガス量を低減できるので、圧縮機の性能
を向上できる。また、シール溝４に装着したチップシー
ル下部部材１がはずれることがないので、シール下部部
材１の装着作業が容易になる。

【００４５】本発明の第５の実施形態を図１５及び図１
６により説明する。本実施形態によるスクロール圧縮機
のうち要部構造である、チップシール５００の構造を表
す分解斜視図を図１５に、図１５中Ｄ−Ｄ横断面図を図
１６に示す。これら図１５及び図１６はそれぞれ、第１
の実施形態の図１の上半分及び図３にほぼ相当する図で
ある。第１〜第４の実施形態と同等の構成要素には同一
の符号を付している。図１５及び図１６において、第１
の実施形態と異なる主要な点は、チップシール下部部材
１を省略するしていることと、シール溝４内に、チップ
シール上部部材２下面の矩形型凹凸とほぼ嵌合するよう
な矩形凹凸１１をシール溝４と同幅に形成し、これら矩
形凹凸１１とチップシール上部部材２との間に、圧縮ガ
スを導入する圧力室５，５’を設けていることと、チッ
プシール上部部材２の内側シール壁４iと対抗する面に
のみ、圧縮ガスの渦巻き方向への吹き抜け防止用突起３
が設けられていることである。なお、シール溝４の矩形
凹凸１１は、鋳造等の方法を用いることによって容易に
成形できる。

【００４６】その他構成は、第１の実施形態とほぼ同様
である。

【００４７】本実施形態によれば、第１の実施形態と同
様、圧縮機の運転開始とともにチップシール上部部材２
が浮上し、安定したシール特性を得ることができる。

【００４８】なお、上記第５の実施形態において、旋回
・固定スクロール９，８をアルミやその他金属材料と
し、チップシール上部・下部部材１，２の材質を樹脂系
材料にする場合には、温度変化による熱膨張差により矩
形型凹凸がかみ合わなくなる可能性がありうるので、ギ
ャップｃ、ｃ’（図１５参照）を多少大きくする必要が
ある。但し、ラップ８Ａ，９Ａを樹脂系材料で成形する
場合には、チップシール上部部材２と矩形凹凸１１との
線膨張係数がほぼ同じとなるので、ギャップｃ，ｃ’を
大きくせずに済む。また、第１の実施形態と同様に厚み
ｄ、ｄ’及び渦巻き方向のギャップｃ、ｃ’を決定し、
チップシール上部部材２と矩形凹凸１１との間に若干の
隙間をもたせる構成でもよい。

【００４９】なお、本実施形態の構成は上記に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。これら変形
例を図１７〜図１９により説明する。３つの変形例によ
るチップシールの構造を表す斜視図をそれぞれ図１７〜
図１９に示す。これら図１７〜図１９は、図１５にほぼ
相当する図である。図１５及び図１６と同等の構成要素
には同一の符号を付している。

【００５０】図１７に示す構成は、図１５の構成におい
て、チップシール上部部材２の、高圧側の内側シール壁
４iに対向する表面に設けられる吹き抜け防止突起３
を、一定間隔を隔てて多数個形成したものである。この
構成により、内側シール壁４iとそれに対向するチップ
シール上部部材２との間の隙間を渦巻き方向に沿った圧
縮ガスの吹き抜け量をより一層低減できるので、圧縮性
能を向上できる。

【００５１】また、図１８に示す構成は、本実施形態の
基本概念を、第３の実施形態の構成に応用したもので、
図７に示した第３の実施形態のチップシール３００にお
いて、チップシール上部部材２の幅をシール溝４内の溝
幅と同じにし、チップシール下部部材１を省略し、か
つ、シール溝４内にチップシール上部部材２の鋸歯状
（三角状）の突起２ｇとほぼ嵌合するような鋸歯状凹凸
２１を形成し、これら鋸歯状凹凸２１とチップシール上
部部材２との間に、圧縮ガスを導入する圧力室５，５’
を設けた構造である。また、図１９に示す構成は、図１
８に示す構成において、吹き抜け防止突起３を一定間隔
を隔てて多数個形成したものである。図１８及び図１９
の両構造とも、高圧側の内側シール壁４iとそれと対向
するシール上部部材２間の渦巻き方向の吹き抜けガス量
を低減できるので、圧縮機の性能を向上できる。なお、
チップシール上部部材２とスクロールラップの材料を同
種にする等で線膨張係数をあわせることにより、温度上
昇した際の鋸歯状凹凸のかみ合いを常に良好な状態に維
持できる。

【００５２】本発明の第６の実施形態を図２０及び図２
１により説明する。本実施形態によるスクロール圧縮機
のうち要部構造である、チップシール６００の構造を表
す斜視図を図２０に、図２０中Ｅ−Ｅ横断面図を図２１
に示す。これら図２０及び図２１はそれぞれ、第１の実
施形態の図１の上半分及び図３にほぼ相当する図であ
る。第１〜第５の実施形態と同等の構成要素には同一の
符号を付している。図２０及び図２１において、第１の
実施形態と異なる主要な点は、チップシール上部部材２
の下面に円柱状突起３３を形成していること、チップシ
ール下部部材１を省略していること、シール溝４内にチ
ップシール上部部材２下面の円柱状突起３３とほぼ嵌合
するような円筒状孔３３を形成し、シール上部部材２と
シール溝４とのの間に、圧縮ガスを導入する圧力室５，
５’を設けていること、チップシール上部部材２（含む
円柱状突起３３）のうち内側シール壁４iと対抗する面
にのみ、圧縮ガスの渦巻き方向への吹き抜け防止用突起
３が設けられていることである。なおこのとき、円柱状
突起３３の直径ｄはチップシール上部部材２の幅にほぼ
等しくする。その他の構成は、第１の実施形態とほぼ同
様である。本実施形態によっても、第１の実施形態と同
様、チップシール上部部材２とシール溝４との間に圧縮
室が形成され、この圧縮室に高圧側のガスが導入されて
シール部材が安定に浮上する。また、シール溝４の底部
に形成された円筒状孔３１は、シール溝４をエンドミル
で加工する際に、エンドミルの軸方向(シール溝４の深
さ方向)送りを断続的に変化させることによって簡単に
加工することができる。あるいは、このシール溝４の円
筒状孔３１は、スクロールのラップ９Ａ成形時に、鋳造
で簡単に成形することができる。

【００５３】なお、上記第６の実施形態においても、部
材の線膨張率を同程度にするか、円筒孔３１と円柱突起
３３の径方向ギャップを大きくすることによって、スク
ロールのラップ９Ａやチップシール６００の温度上昇に
よる熱膨張差により円筒孔３１と円柱突起３３のかみ合
いが狂わないようにすることができる。

【００５４】本発明の第７の実施形態を図２２により説
明する。本実施形態によるスクロール圧縮機のうち要部
構造である、チップシール７００の構造を表す斜視図及
びＦ−Ｆ横断面図を図２２に示す。この図２２は、第１
の実施形態の図１の上半分及び図３にほぼ相当する図で
ある。第１〜第６の実施形態と同等の構成要素には同一
の符号を付している。図２２において、第１の実施形態
と異なる主要な点は、上・下に分割されないチップシー
ル部材４２がシール溝４に挿入され、そのチップシール
部材４２の内部に、チップシール部材４２の高圧側から
低圧側に連通するようにかつチップシール部材４２をく
り貫くように、複数の角筒型空間である圧力室４１が形
成され、圧力室上壁部分４２Ｕの厚さよりも下壁部分４
２Ｌの厚さを小さくしたことである。また、チップシー
ル部材４２のうち高圧側の内側シール壁４iと対向した
面に吹き抜け防止用突起３が複数形成されている。その
他の構成は、第１の実施形態とほぼ同様である。

【００５５】本実施形態によれば、第１の実施形態と同
様、チップシール部材４２が突起３により低圧側の外側
シール壁４oに押しつけられ、圧縮機の運転開始ととも
に高圧ガスが圧力室４１に侵入し、チップシール部材４
２のうち厚さの薄い下壁部分４２Ｌを変形させ一部をシ
ール溝４底部に密着させつつ、上壁部分４２Ｕを浮上さ
せるので、良好なシール特性を達成できる。

【００５６】なお、本実施形態の構成は上記に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。これら変形
例を図２３〜図２７により説明する。５つの変形例によ
るチップシールの構造を表す斜視図（一部横断面図も含
む）をそれぞれ図２３、図２４、図２５、図２６、図２
７に示す。これらはすべて、図２２にほぼ相当する図で
ある。図２２と同等の構成要素には同一の符号を付して
いる。図２３に示す構成は、図２２の圧力室４１の形状
を円筒状にしたものであり、この形状によっても同じく
チップシールの安定浮上および良好なシール性能が達成
できる。

【００５７】図２４および図２５に示す構成は、それぞ
れ図２２、図２３の構成において、チップシール部材４
２の側面の吹き抜け防止用突起３を所定間隔で多数個設
けたものである。これらにより、スクロールの渦巻き方
向の圧縮ガス吹き抜け量が減少し、圧縮機の性能を一層
向上させることができる。

【００５８】図２６および図２７に示す構成は、それぞ
れ図２４、図２５に示した構成において、チップシール
部材４２の底部に、渦巻き方向と直角の方向にカット部
４３を形成したものである。この構成により、チップシ
ール部材４２の圧力室下壁４２Ｌが変形しやすくなるの
で、チップシール部材４２の浮上特性が一層向上しシー
ル特性がより良好となるという効果がある。

【００５９】本発明の第８の実施形態を図６により説明
する。本実施形態によるスクロール圧縮機のうち要部構
造である、チップシール８００の構造を表す斜視図を図
２８に示す。本実施形態は、図２３に示した第７のチッ
プシール７００の変形例の構成をさらに変形させたもの
に相当する。第１〜第７の実施形態と同等の構成要素に
は同一の符号を付している。図２８において、図２３の
構成と異なる主要な点は、以下のようである。すなわ
ち、チップシール部材４２の内部に、スクロールの渦巻
き方向と直角の方向に連通するように形成した略円筒形
の圧力室４１が設けられ、この圧力室４１下方の下壁４
２Ｌのうち、シール溝４底面近傍部分は、圧力室４１の
外延を縁どるようにその壁厚が薄くなって弧状となって
おり、さらにシール溝４底面に接触する部分近傍には切
り欠き４２Ｌａが形成されている。また、チップシール
部材４２のうち、高圧側の内側シール壁４iと対向する
側面には、図２３同様、スクロールラップの渦巻き方向
の圧力ガス吹き抜けを防止するための突起３が設けられ
ているが、この吹き抜け防止用突起３は、チップシール
部材４２上端から圧力室下壁４２Ｌの先端まで連続的に
形成されており、渦巻き方向の圧力ガス吹き抜け量をさ
らに低減するようになっている。その他の構成は、図２
３の構成とほぼ同様である。

【００６０】本実施形態によっても、第１の実施形態と
同様の効果を得る。またこれに加え、チップシール部材
４２をシール溝４に装着する際に、圧力空間４１を形成
する下壁４２Ｌの弧状部分を屈曲させることで、その弾
性復元力をチップシールの浮上力として利用できるの
で、より一層シール性能が良好となる。

【００６１】なお、以上第１〜第８の実施形態におい
て、チップシール上部・下部部材１，２やチップシール
部材４２の側面に渦巻き方向の圧縮ガス吹き抜け防止用
突起３を形成したが、これを設けず、他の構成でこの吹
き抜けを防止する構成も考えられる。この変形例を図２
９により説明する。すでに説明した図と同等の構成要素
には同一の符号を付す。図２９は、この変形例による旋
回スクロール９及びチップシールの構造を表す斜視図で
あり、スクロールラップ９Ａのシール溝４における高圧
側の内側シール壁４i内面に、溝４の深さ方向に沿って
線状の突起８３を複数個形成したものである。なお、こ
れらのシール溝４内壁に形成する吹き抜け防止突起８３
は、シール溝４を機械加工で形成する際に切削工具を振
りながら製作したり、あるいは鋳造等でシール溝４を作
る際に一体で成形することが可能である。

【００６２】この構成により、チップシール側の吹き抜
け防止用突起３（既述）が不要となる。なお、図２９で
は旋回スクロール９ラップ９Ａ先端のシール溝４を例に
取って説明したが、固定スクロール８ラップ８Ａ先端に
設けられるシール溝に同様の構成を適用できることはい
うまでもない。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、チップシールのうち少
なくとも圧力室より上方部分が浮上し、シールを行うの
で、切り込まれた刻み部分を浮上させる従来構造よりも
大きな浮上量を得ることができる。よって、長期使用に
対する信頼性を向上することができる。また、高圧側圧
力を浮上のために有効に利用することができるので、比
較的小さい周囲圧力でも確実に浮上し、浮上特性を向上
させることができる。さらに、チップシール形状を型で
成形することが可能となるので、量産に適している。ま
た、チップシールを挟んで高圧側と低圧側との圧力差を
利用して浮上させるので、圧縮効率の低下を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるスクロール圧縮
機に備えられる旋回スクロール及びチップシールの構造
を表す斜視図である。

【図２】スクロール圧縮機の構造を表す側断面図であ
る。

【図３】図１中Ａ−Ａ横断面図である。

【図４】変形例によるチップシールの構造を表す斜視図
である。

【図５】変形例によるチップシールの構造を表す斜視図
である。

【図６】本発明の第２の実施形態によるスクロール圧縮
機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す斜
視図である。

【図７】本発明の第３の実施形態によるスクロール圧縮
機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す斜
視図である。

【図８】変形例によるチップシールの構造を表す斜視図
である。

【図９】変形例によるチップシールの構造を表す斜視図
である。

【図１０】本発明の第４の実施形態によるスクロール圧
縮機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す
斜視図である。

【図１１】図１０中Ｂ−Ｂ横断面図である。

【図１２】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図１３】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図１４】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図１５】本発明の第５の実施形態によるスクロール圧
縮機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す
分解斜視図である。

【図１６】図１５中Ｄ−Ｄ横断面図である。

【図１７】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図１８】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図１９】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図２０】本発明の第６の実施形態によるスクロール圧
縮機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す
斜視図である。

【図２１】図２０中Ｅ−Ｅ横断面図である。

【図２２】本発明の第７の実施形態によるスクロール圧
縮機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す
斜視図及びＦ−Ｆ横断面図である。

【図２３】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図及びＧ−Ｇ横断面図である。

【図２４】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図及びＨ−Ｈ横断面図である。

【図２５】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図及びＪ−Ｊ横断面図である。

【図２６】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図２７】変形例によるチップシールの構造を表す斜視
図である。

【図２８】本発明の第８の実施形態によるスクロール圧
縮機のうち要部構造である、チップシールの構造を表す
斜視図である。

【図２９】変形例による旋回スクロール及びチップシー
ルの構造を表す斜視図である。

【符号の説明】

１チップシール下部部材１ｆばね機構１ｇ鋸歯状の突起１ｈチップシール下部部材対向面２チップシール上部部材２ａチップシール上部部材上面２ｇ鋸歯状の突起２ｈチップシール上部部材対向面３吹き抜け防止突起４シール溝４i 内側シール壁４o 外側シール壁５、５’ 圧力室８固定スクロール８Ａスクロールラップ８Ｂ鏡板９旋回スクロール９Ａスクロールラップ９Ｂ鏡板 10 バネ機構 11 矩形凹凸 21 鋸歯状凹凸 31 円筒状孔 33 円柱状突起 41 圧力室 42 チップシール部材 43 カット部 63A 壁 83 突起 100 チップシール 200 チップシール 300 チップシール 400 チップシール 500 チップシール 600 チップシール 700 チップシール 800 チップシール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椎木和明静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内 (72)発明者川野勇静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略渦巻き状の旋回スクロール部材および固
定スクロール部材と、前記旋回スクロール部材のうち前記固定スクロールの鏡
板部と対向する部位、および前記固定スクロール部材の
うち前記旋回スクロールの鏡板部と対向する部位に、前
記略渦巻き方向に沿って形成されたチップシール挿入用
溝と、前記チップシール挿入用溝に装着されて、高圧側から低
圧側へのガスの漏れを防止するチップシールと、を備えたスクロール圧縮機において、前記チップシールの前記略渦巻き方向に、互いの連通が
略阻止された複数個の圧力室を設け、かつ、それぞれの
前記圧力室が設けられた渦巻き方向位置における高圧側
圧力を、該圧力室に導入することを特徴とするスクロー
ル圧縮機。
【請求項２】請求項１記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシールは、前記チップシール挿入用溝の
底部側に装着される下部部材と、この下部部材の上に載
置される上部部材との２つに分割された構造となってお
り、かつ、前記複数の圧力室は、前記下部部材と前記上
部部材との間に形成されていることを特徴とするスクロ
ール圧縮機。
【請求項３】請求項２記載のスクロール圧縮機におい
て、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面にそれ
ぞれ略矩形状の凹凸を形成してこれらを略嵌合させ、こ
の略嵌合した間隙部分に前記複数の圧力室を構成したこ
とを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】請求項２記載のスクロール圧縮機におい
て、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面にそれ
ぞれ略鋸歯状の凹凸を形成してこれらを略嵌合させ、こ
の略嵌合した間隙部分に前記複数の圧力室を構成したこ
とを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】請求項１記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシールの下面及び前記チップシール挿入
用溝の上面にそれぞれ凹凸を形成してこれらを略嵌合さ
せ、この略嵌合した間隙部分に前記複数の圧力室を構成
したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項６】請求項５記載のスクロール圧縮機におい
て、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面にそれ
ぞれ形成された凹凸は、略矩形状であることを特徴とす
るスクロール圧縮機。
【請求項７】請求項５記載のスクロール圧縮機におい
て、前記上部部材の下面及び前記下部部材の上面にそれ
ぞれ形成された凹凸は、略鋸歯状であることを特徴とす
るスクロール圧縮機。
【請求項８】請求項５記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシールの下面に形成される凹凸は、円柱
状突起であり、前記チップシール挿入用溝の上面に形成
される凹凸は、前記円柱状突起が略嵌合される円筒状孔
であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項９】請求項１記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシール挿入用溝の両壁方向に連通するよ
うにかつ前記チップシールの内部をくりぬくように、前
記複数の圧力室のそれぞれを形成し、かつ、該圧力室の
上壁の厚さよりも下壁の厚さを小さくしたことを特徴と
するスクロール圧縮機。
【請求項１０】請求項９記載のスクロール圧縮機におい
て、前記圧力室の下壁のうち、前記チップシール挿入用
溝に接する部分の近傍が切り欠かれていることを特徴と
するスクロール圧縮機。
【請求項１１】請求項１記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシール挿入用溝の高圧力側壁面に対面す
る前記チップシール側面に、該チップシール挿入用溝の
深さ方向に沿った線状突起を複数個設け、これらの突起
により、前記複数個の圧力室どうしの連通を略阻止する
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１２】請求項１記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシール挿入用溝の高圧側壁面に、該チッ
プシール挿入用溝の深さ方向に沿った線状突起を複数個
設け、これらの突起により、前記複数個の圧力室どうし
の連通を略阻止することを特徴とするスクロール圧縮
機。
【請求項１３】請求項１記載のスクロール圧縮機におい
て、前記チップシール挿入用溝を鋳物成形により構成し
たことを特徴とするスクロール圧縮機。