JPH11280676A - スクロール式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール部材の後加工をなくすことができると
共に、信頼性、耐摩耗性を高める。 【解決手段】 ラップ部３に形成された凹溝３１の底面
３１Ａに長円形状の嵌合穴３２を複数個形成する。一
方、シール部材３３の底面３３Ａには、嵌合穴３２に挿
入可能な円柱状の突起部３４を複数個形成する。また、
シール部材３３の内側面３３Ｃには、突起部３４に対応
した位置で、シール部材３３の上，下方向に向って延び
るシール用突部３５を設ける。そして、シール部材３３
をラップ部３の凹溝３１内に装着した状態で、突起部３
４を嵌合穴３２内に挿入すると共に、シール用突部３５
を凹溝３１の内側面３１Ｂに摺接させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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】従来技術として、例えば特開平３−１１
１０１号公報に記載されたスクロール式流体機械が知ら
れている。ここで、スクロール式流体機械としての空気
圧縮機を例に挙げて、図１５ないし図１８に基づいて述
べる。

【０００３】図において、１は当該スクロール式空気圧
縮機のケーシング（図示せず）に固定された固定スクロ
ールで、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（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、その中心が後述する駆動軸１７の軸線Ｏ
１−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。

【０００４】また、該固定スクロール１のラップ部３
は、図１６に示す如く内周側が内端となり外周側（図示
せず）が外端となって、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１７に示すように後述する旋回スクロール９の歯底面
１０Ａから微小なクリアランスεをもって離間されてい
る。

【０００５】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５は図１７に示す如く、ラップ部３
の幅方向中間部に位置して横断面が略コ字状をなすよう
に形成され、その底面５Ａ、内側面５Ｂおよび外側面５
Ｃは、ラップ部３の渦巻き形状に沿ってその内端から外
端まで延びている。そして、該凹溝５内には後述するシ
ール部材６が装着され、相手方となる旋回スクロール９
の歯底面１０Ａとの間をシールするようになっている。

【０００６】６はラップ部３の凹溝５内に装着されたシ
ール部材を示し、該シール部材６は、横断面が四角形状
をなす長尺の紐状に形成され、凹溝５の長手方向に沿っ
て渦巻状に伸長する。そして、シール部材６は、耐摩耗
性や摺動性に優れた弾性樹脂材料、例えば炭素繊維等を
含有したポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の複
合材等を用いて形成されている。

【０００７】ここで、該シール部材６は、図１７に示す
如く凹溝５の底面５Ａ上に載置される受圧面としての底
面６Ａと、該底面６Ａと上下方向で対向し相手方の歯底
面１０Ａに摺接する摺接面６Ｂと、渦巻状をなすシール
部材６の径方向内側に位置する内側面６Ｃと、シール部
材６の径方向外側に位置する外側面６Ｄとを有してい
る。そして、底面６Ａ，内側面６Ｃには後述の各底側リ
ップ部７，内側リップ部８がそれぞれ一体形成されてい
る。また、該シール部材６は、底面６Ａを凹溝５の底面
５Ａ上に載置するように内側面６Ｃ、外側面６Ｄ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
上から相手方となる旋回スクロール９の歯底面１０Ａに
向けて浮上可能となっている。

【０００８】７，７，…はシール部材６の底面６Ａに形
成された底側リップ部で、該底側リップ部７は、図１８
に示すようにシール部材６の長さ方向にそれぞれ所定間
隔をもって配設され、シール部材６の底面６Ａに斜めに
切込みを入れることにより形成されている。そして、該
各底側リップ部７は、シール部材６に一体化され、その
先端側が自由端となってシール部材６の底面６Ａから拡
開するようになっている。

【０００９】８，８，…はシール部材６の内側面６Ｃに
形成された内側リップ部で、該内側リップ部８は、シー
ル部材６の長さ方向にそれぞれ所定間隔をもって配設さ
れ、前記底側リップ部７とほぼ同様に、シール部材６の
内側面６Ｃに斜めに切込みを入れることによりシール部
材６に一体形成されている。そして、内側リップ部８先
端側は自由端となってシール部材６の内側面６Ｃから拡
開するようになっている。

【００１０】９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る旋回スクロールを
示し、該旋回スクロール９は、表面側が歯底面１０Ａと
なって円板状に形成された鏡板１０と、該鏡板１０の歯
底面１０Ａから固定スクロール１の鏡板２に向けて立設
され、該固定スクロール１のラップ部３と同様に渦巻状
に形成されたラップ部１１と、鏡板１０の背面側中央に
設けられたボス部１２とから構成され、該ボス部１２
は、後述する駆動軸１７のクランク１７Ａに回転可能に
取付けられている。

【００１１】ここで、該旋回スクロール９のラップ部１
１についても図１６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１１Ａ側には、底面１３Ａ、内側面１３Ｂ
および外側面１３Ｃから横断面コ字形状をなす凹溝１３
が形成されている。

【００１２】１４は凹溝１３内に装着された他のシール
部材を示し、該シール部材１４は、前述した固定スクロ
ール１側のシール部材６の底面６Ａ、摺接面６Ｂ、内側
面６Ｃ、外側面６Ｄとほぼ同様の底面１４Ａ、摺接面１
４Ｂ、内側面１４Ｃ、外側面１４Ｄを有している。ま
た、該シール部材１４の底面１４Ａには、シール部材６
と同様に、複数の底側リップ部１５，１５，…が一体形
成され、内側面１４Ｃには複数の内側リップ部１６，１
６，…が一体形成されている。

【００１３】１７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１７は先端側がケーシ
ング本体内に延びるクランク１７Ａとなり、該クランク
１７Ａはその軸線Ｏ2 −Ｏ2 が駆動軸１７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１７のクランク１７Ａには旋回スクロール９のボ
ス部１２が旋回軸受１８を介して旋回可能に取付けら
れ、旋回スクロール９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。

【００１４】ここで、旋回スクロール９のラップ部１１
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１
６に示すように、ラップ部３，１１間には三日月形状の
複数の圧縮室Ｒ，Ｒ，…が画成される。そして、旋回ス
クロール９を固定スクロール１に対して旋回させたとき
に、該各圧縮室Ｒはその容積が外周側から内周側に向け
て連続的に縮小され、後述する吸込ポート１９から吸込
んだ空気を圧縮するようになっている。

【００１５】１９，２０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１９は
最外周側の低圧の圧縮室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２０は、最内周側の高圧の
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。

【００１６】このように構成される従来技術のスクロー
ル式空気圧縮機では、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１７を回転駆
動すると、この回転は該駆動軸１７のクランク１７Ａか
ら旋回軸受１８を介して旋回スクロール９に伝えられ、
該旋回スクロール９は駆動軸１７の軸線Ｏ1 −Ｏ1 を中
心にして所定寸法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
３，１１の間に画成される圧縮室Ｒ，Ｒ，…は内周側に
向けて連続的に縮小し、吸込ポート１９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２０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３，１１の凹溝５，１３内には図１７に示す矢示Ａ方
向に向けて高圧側の圧縮室Ｒから圧縮空気の一部が侵入
し、シール部材６，１４は、受圧面となる底面６Ａ，１
４Ａでこの圧縮空気の圧力を受圧する。このため、シー
ル部材６，１４は、凹溝５，１３の底面５Ａ，１３Ａか
ら浮上し、対向する鏡板２，１０の歯底面２Ａ，１０Ａ
に向けて押圧される。これにより、該シール部材６，１
４は、摺接面６Ｂ，１４Ｂが相手方の歯底面１０Ａ，２
Ａに摺接し、ラップ部３，１１間に画成される各圧縮室
Ｒを気密にシールする。

【００１９】また、各底側リップ部７（１５）は、内周
側の圧縮室Ｒから外周側の圧縮室Ｒに向けて、図１６中
の矢示Ｂ方向に凹溝５（１３）内に侵入した圧縮空気に
よって拡開する。このため、各底側リップ部７（１５）
は、その先端側が凹溝５（１３）の底面５Ａ（１３Ａ）
に押付けられ、該凹溝５（１３）の底面５Ａ（１３Ａ）
とシール部材６（１４）との間を気密にシールする。

【００２０】また、各内側リップ部８（１６）も、同様
に、凹溝５（１３）内に侵入した圧縮空気によって拡開
する。このため、各内側リップ部８（１６）は、その先
端側が凹溝５（１３）の一方の内側面５Ｂ（１３Ｂ）に
押付けられ、該凹溝５（１３）の内側面５Ｂ（１３Ｂ）
とシール部材６（１４）との間を気密にシールすると共
に、シール部材６（１４）の外側面６Ｄ（１４Ｄ）を他
方の外側面５Ｃ（１３Ｃ）に押し付けて、両者の間を気
密にシールさせる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、シール部材６（１４）の長さ方向に沿って
複数のリップ部７，８（１５，１６）を形成する必要が
ある。このため、樹脂材料からシール部材６（１４）を
成形した後に、該シール部材６（１４）の底面６Ａ（１
４Ａ）に所定間隔をもって斜めに切込みを入れると共
に、該シール部材６（１４）の内側面６Ｃ（１４Ｃ）に
所定間隔をもって斜めに切込みを入れる。これにより、
シール部材６（１４）の底面６Ａ（１４Ａ）に各底側リ
ップ部７（１５）を形成すると共に、内側面６Ｃ（１４
Ｃ）に各内側リップ部８（１６）を形成する。

【００２２】このため、従来技術では、シール部材６
（１４）の切込みを入れる後加工が必要となり、シール
部材６（１４）を製造するときの作業工数が増大するか
ら、作業性が悪く、コストアップを招くという問題があ
る。

【００２３】また、各内側リップ部８（１６）の先端は
圧縮空気によって拡開させるため非常に薄く形成され
る。このため、シール部材６（１４）を凹溝５（１３）
内に装着するときに、各内側リップ部８（１６）の先端
が凹溝５（１３）の開口端に接触し、折れる等の破損が
生じるという問題がある。

【００２４】さらに、従来技術では、シール部材６（１
４）の底面６Ａ（１４Ａ）と内側面６Ｃ（１４Ｃ）との
２つの面に切込みを入れることにより各リップ部７，８
（１５，１６）を形成している。このため、各リップ部
７，８（１５，１６）で圧縮空気の圧力を受承したとき
に、各リップ部７，８（１５，１６）の基端側に最大応
力が加わり、シール部材６（１４）が破断し易く、信頼
性が低いという問題がある。

【００２５】また、各リップ部７，８（１５，１６）に
よるシール性を向上させるためには、各リップ部７，８
（１５，１６）を拡開し易くする必要がある。このた
め、シール部材６（１４）を軟質の樹脂材料で形成する
必要があり、硬質の材料や高温での耐摩耗性を有する樹
脂材料等を使用することができず、シール部材６（１
４）が摩耗し易いという問題がある。

【００２６】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、シール部材の後加工をなくすことができ
ると共に、信頼性、耐摩耗性に優れ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。

【００２７】

【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、ケーシングと、該ケーシングに設けら
れ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、前記ケーシングに回転可能に設けられ先端
側がケーシング内に延びた駆動軸と、前記ケーシング内
に位置して該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、前
記固定スクロールと対向した鏡板の歯底面に渦巻状のラ
ップ部が立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロ
ールと固定スクロールとの間に形成され外周側が低圧と
なり内周側が高圧となった複数の圧縮室とを備え、前記
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。

【００２８】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、凹溝の底面には前記凹溝の長さ方向に離間して
複数個の嵌合穴を設け、シール部材の底面には該嵌合穴
と対面する位置に該嵌合穴に嵌合する複数個の突起部を
設け、シール部材の内側面には該突起部と対応した位置
に径方向内側に向けて突出したシール用突部を設けたこ
とにある。

【００２９】このように構成したことにより、凹溝の底
面に設けた複数個の嵌合穴に前記シール部材の底面に設
けた複数個の突起部が嵌合することによって、凹溝の底
面とシール部材の底面との間を通り、高圧側の圧縮室か
ら低圧側の圧縮室に向けて流通する圧縮流体の流れを遮
断することができる。また、シール部材の内側面に設け
たシール用突部が凹溝の内側面に摺接することよって、
シール部材の内側面と凹溝の内側面との間を通り、高圧
側の圧縮室から低圧側の圧縮室に向けて流通する圧縮流
体の流れを遮断することができる。

【００３０】また、請求項２の発明は、シール部材を前
記突起部とシール用突部とが設けられた複数のシール分
割体を互いに分離可能に連結することにより構成し、互
いに隣合うシール分割体間には該各シール分割体の熱膨
張、熱収縮を吸収するための空間部を形成したことにあ
る。

【００３１】これにより、各シール分割体の突起部とシ
ール用突部とによって、高圧側の圧縮室から低圧側の圧
縮室に向けて流通する圧縮流体の流れを遮断することが
できる。また、各シール分割体の突起部が凹溝の嵌合穴
に係合することによって、凹溝内で各シール分割体を位
置決めすることができる。さらに、互いに隣合うシール
分割体間に形成された空間部によって、各シール分割体
の熱膨張、熱収縮を吸収することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
スクロール流体機械として空気圧縮機を例に挙げて図１
ないし図１４を参照しつつ詳細に説明する。

【００３３】ここで、図１ないし図７は本発明の第１の
実施の形態を示し、本実施の形態では、上述した従来技
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。

【００３４】図中、３１は固定スクロール１に設けられ
たラップ部３の歯先３Ａに形成された凹溝で、該凹溝３
１は、ラップ部３の幅方向中間部に位置して横断面が略
コ字状をなすように形成され、その底面３１Ａ、内側面
３１Ｂおよび外側面３１Ｃはラップ部３の渦巻き形状に
沿ってその内端から外端まで延びている。そして、該凹
溝３１内には後述するシール部材３３が装着され、相手
方となる旋回スクロール９の歯底面１０Ａとの間をシー
ルするようになっている。

【００３５】これらの点については、従来技術による凹
溝５と同様であるが、本実施の形態による凹溝３１の底
面３１Ａには、有底かつ長円形の複数個の嵌合穴３２，
３２，…が設けられている点で従来技術による凹溝５と
異なる。

【００３６】そして、各嵌合穴３２は、図３に示すよう
に該凹溝３１の長さ方向に向けて互いに離間して配設さ
れている。また、各嵌合穴３２は、凹溝３１の長さ方向
に向けて寸法Ｌに亘って延びると共に、凹溝３１の幅寸
法Ｗ1 とほぼ同一の幅寸法を有している。このため、各
嵌合穴３２は、凹溝３１をエンドミル等を用いて切削加
工によって形成するときに、その深さ寸法を凹溝３１よ
りも深く加工することによって凹溝３１の加工と同時に
形成されるものである。

【００３７】また、嵌合穴３２は、図５に示すように長
さ方向の両端側に半径ｒ1 の円弧状面となった円弧面部
３２Ａ，３２Ａを有し、この円弧面部３２Ａの半径ｒ1
は、凹溝３１の幅寸法Ｗ1 のほぼ半分程度の寸法となっ
ている。また、嵌合穴３２の寸法Ｌは、例えば凹溝３１
の幅寸法Ｗ1 のほぼ２倍程度の寸法となっている。

【００３８】３３は凹溝３１内に装着されたシール部材
で、該シール部材３３は、横断面が四角形状となった長
尺の紐状に形成されている。また、シール部材３３は図
４に示すように幅寸法Ｗ2 を有し、凹溝３１の長さ方向
に沿って渦巻状に伸長する。

【００３９】そして、該シール部材３３は、従来技術で
述べたシール部材６と同様に、受圧面としての底面３３
Ａと、相手方の歯底面１０Ａに摺接する摺接面３３Ｂ
と、内側面３３Ｃおよび外側面３３Ｄとから構成され、
相手方となる旋回スクロール９の歯底面１０Ａに向けて
浮上可能に凹溝３１内に装着されている。

【００４０】また、シール部材３３の底面３３Ａには後
述の突起部３４が設けられると共に、シール部材３３の
内側面３３Ｃには該突起部３４からシール部材３３の摺
接面３３Ｂに亘って延びるシール用突部３５がそれぞれ
一体に形成されている。

【００４１】そして、シール部材３３は射出成形によっ
て形成される。このため、シール部材３３は、耐摩耗性
や摺動性に優れた弾性樹脂材料として、例えば炭素繊維
等を含有したポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
複合材等のフッ素系樹脂の他、より剛性の高い材料とし
て、例えば四ふっ化エチレンパーフルオロアルコキシエ
チレン樹脂（ＰＦＡ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥ
Ｓ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイ
ミド（ＰＩ）等を用いて形成されている。

【００４２】３４，３４，…はシール部材３３の底面３
３Ａから円柱状に突出して設けられた突起部で、該各突
起部３４は凹溝３１の各嵌合穴３２と対面する位置に配
設され、シール部材３３の長さ方向に離間して配設され
ている。これにより、各突起部３４は、シール部材３３
を凹溝３１内に装着した状態で、凹溝３１の嵌合穴３２
内に挿入され、各嵌合穴３２に嵌合される。

【００４３】また、該突起部３４は、図４に示すように
円形の底面３４Ａを有し、その半径ｒ2 は凹溝３１の円
弧面部３２Ａの半径ｒ1 とほぼ等しい値に設定されてい
る。そして、突起部３４の直径（２×ｒ2 ）は、凹溝３
１の幅寸法Ｗ1 よりも僅かに大きい値となると共に、シ
ール部材３３の幅寸法Ｗ2 よりも大きい値に設定されて
いる。また、突起部３４は、図６に示すようにその突出
寸法Ｈ2 が嵌合穴３２の深さ寸法Ｈ1 よりも小さい値に
設定されている。そして、各突起部３４の外周面３４Ｂ
は、シール部材３３を凹溝３１内に装着した状態で、嵌
合穴３２の円弧面部３２Ａに面接触している。

【００４４】３５，３５，…は突起部３４と対応した位
置でシール部材３３の内側面３３Ｃから径方向内側に突
出して設けられたシール用突部で、該シール用突部３５
は、その先端部３５Ａが円弧面となり、シール部材３３
の上，下方向に向って延びると共に、シール部材３３の
突起部３４の底面３４Ａからシール部材３３の摺接面３
３Ｂに亘って連続して形成されている。このため、図４
に示すようにシール部材３３の幅寸法のうちシール用突
部３５が設けられた部分の幅寸法Ｗ3 は、突起部３４の
直径（２×ｒ2 ）とほぼ等しい値になっている。

【００４５】そして、シール用突部３５の先端部３５Ａ
は、シール部材３３を凹溝３１内に装着したときに、凹
溝３１の内側面３１Ｂに摺接する。これにより、シール
部材３３は凹溝３１の外側面３１Ｃ側に押し付けられ
る。また、各シール用突部３５の間では、凹溝３１の内
側面３１Ｂとシール部材３３の内側面３３Ｃとが離間し
ている。これにより、各シール用突部３５の間には、凹
溝３１の内側面３１Ｂとシール部材３３の内側面３３Ｃ
とによって空間Ｓが形成されている。

【００４６】なお、旋回スクロール９のラップ部１１の
凹溝１３内にも、前述した突起部３４、シール用突部３
５を有するシール部材３３と同様のシール部材が装着さ
れるが、その詳細な構成については前記シール部材３３
と同様であるため、その説明を省略する。

【００４７】本実施の形態によるスクロール式空気圧縮
機は上述のような構成を有するもので、基本的な圧縮動
作については従来技術によるものと格別差異はない。

【００４８】然るに、本実施の形態では、シール部材３
３の底面３３Ａに突起部３４を形成すると共に、該突起
部３４の底面３４Ａからシール部材３３の摺接面３３Ｂ
に亘ってシール用突部３５を形成し、突起部３４を凹溝
３１の嵌合穴３２に挿入する構成としている。このた
め、下記のような作用効果を得ることができる。

【００４９】即ち、当該スクロール式空気圧縮機の運転
を開始して各圧縮室Ｒ内で空気を圧縮するときに、シー
ル部材３３の内側面３３Ｃと凹溝３１の内側面３１Ｂと
の間の空間Ｓに図５、図７中の矢示Ｃ方向に沿って圧縮
空気の一部が侵入する。そして、凹溝３１内に侵入した
圧縮空気は、図６中の矢示Ｄ方向に向って流通する。即
ち、圧縮空気は、シール部材３３の底面３３Ａと凹溝３
１の底面３１Ａとの間に侵入すると共に、凹溝３１に沿
って高圧側の圧縮室Ｒから低圧側の圧縮室Ｒに向って流
通し、凹溝３１の嵌合穴３２内に侵入する。

【００５０】このとき、凹溝３１の嵌合穴３２内に侵入
した圧縮空気は、嵌合穴３２に流入し、嵌合穴３２の円
弧面部３２Ａに面接触した突起部３４によって、その流
通が遮断される。これにより、突起部３４の底面３４Ａ
は、これらの圧縮空気による圧力を受圧し、シール部材
３３を凹溝３１内から相手方の歯底面１０Ａに向けて浮
上させる。この結果、シール部材３３は、その摺接面３
３Ｂが相手方の歯底面１０Ａに摺接し、各圧縮室Ｒ間を
シールすると共に、圧縮空気がラップ部３と歯底面１０
Ａとの間から圧縮空気が漏洩するのを防止する。

【００５１】また、シール部材３３の内側面３３Ｃと凹
溝３１の内側面３１Ｂとの間の空間Ｓに侵入した圧縮空
気は、凹溝３１の内側面３１Ｂに沿って高圧側の圧縮室
Ｒから低圧側の圧縮室Ｒに向って流通する。このとき、
シール部材３３の内側面３３Ｃに設けたシール用突部３
５の先端部３５Ａが凹溝３１の内側面３１Ｂに摺接して
いるから、このシール用突部３５によって、圧縮空気の
流通を遮断することができる。これにより、圧縮空気の
漏洩を防止し、圧縮効率を向上させることができる。

【００５２】ここで、本実施の形態によるシール部材３
３と従来技術によるシール部材６とをそれぞれ用いたと
きの吐出し空気量、吐出し圧力の測定結果を表１に示
す。ただし、表１に示す測定結果は、各シール部材３
３，６がそれぞれ装着されたスクロール式空気圧縮機を
５０００時間運転したときのものである。表１に示すよ
うに、本実施の形態によるシール部材３３を用いたとき
の方が、従来技術によるシール部材６を用いたときに比
して吐出し空気量が多く、吐出し空気圧力が高くなり、
圧縮効率が高いことが確認された。

【００５３】

【表１】

【００５４】また、凹溝３１の嵌合穴３２を長円形状と
し、シール部材３３の突起部３４を円形としたから、シ
ール部材３３を凹溝３１内に装着するときに容易に突起
部３４を嵌合穴３２内に挿入することができる。

【００５５】さらに、スクロール式空気圧縮機の運転に
伴って、高圧側の圧縮室Ｒ内が高温状態となったときに
は、シール部材３３、ラップ部３等は熱膨張する。この
とき、樹脂材料等からなるシール部材３３は金属材料等
からなるラップ部３に比して熱膨張率が大きいため、シ
ール部材３３はラップ部３に対して相対的に長くなると
共に、各突起部３４間の離間寸法も大きくなる。

【００５６】そして、例えば突起部３４が嵌合穴３２内
で長さ方向に変位不能となっているときには、シール部
材３３の熱膨張によってシール部材３３が凹溝３１内か
ら相手方の歯底面１０Ａに向けて突出する方向に変形
し、シール部材３３が摩耗し易い傾向がある。しかし、
本実施の形態では嵌合穴３２は長円形状となり、突起部
３４は嵌合穴３２内で長さ方向に変位可能となっている
から、嵌合穴３２によってシール部材３３の熱膨張を吸
収することができる。これにより、シール部材３３の変
形を防止し、シール部材３３の耐久性を向上させること
ができる。

【００５７】一方、シール部材３３に設けた突起部３
４、シール用突部３５はシール部材３３の成形時に一体
に成形されるから、従来技術のリップ部のように特別な
後加工を施す必要がなくなる。このため、シール部材３
３の製作時の作業性を向上させることができる。

【００５８】また、各シール用突部３５の先端部３５Ａ
が円弧面となっているから、凹溝３１内に装着するとき
に先端部３５Ａが凹溝３１の開口端に接触し、破損する
のを防止することができる。また、シール部材３３には
切込み等を設けることがないから、従来技術によるシー
ル部材のように、シール部材３３が破断することがな
く、シール部材３３の信頼性を向上させることができ
る。

【００５９】かくして、本実施の形態によれば、シール
部材３３に突起部３４、シール用突部３５を形成し、突
起部３４が凹溝３１の嵌合穴３２に嵌合する構成として
いる。このため、嵌合穴３２に挿入された突起部３４に
よって、シール部材３３の底面３３Ａと凹溝３１の底面
３１Ａとの間を通り凹溝３１の長さ方向に流通する圧縮
空気の流れを遮断することができる。

【００６０】また、凹溝３１の内側面３１Ｂに摺接した
シール用突部３５によって、シール部材３３を凹溝３１
の外側面３１Ｃに押付けることができると共に、シール
部材３３の内側面３３Ｃと凹溝３１の内側面３１Ｂとの
間に空間Ｓを形成することができる。これにより、空間
Ｓを通じて嵌合穴３２内に圧縮空気を侵入させることが
できると共に、嵌合穴３２内に侵入した圧縮空気によっ
てシール部材３３を相手方の歯底面１０Ａに向けて浮上
させることができる。このため、シール部材３３によっ
て各圧縮室Ｒ間を確実にシールすることができる。

【００６１】また、シール用突部３５によって凹溝３１
の内側面３１Ｂに沿って流通する圧縮空気の流れを遮断
することができる。これにより、凹溝３１内を通じて圧
縮空気が漏洩するのを防止でき、当該スクロール式空気
圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。

【００６２】さらに、シール部材３３に設けた突起部３
４、シール用突部３５は簡略な形状からなり、シール部
材３３の成形時に一体に成形されるから、従来技術のリ
ップ部のように特別な後加工を施す必要がない。このた
め、シール部材３３の製作時の作業性を向上させること
ができる。また、シール部材３３には、従来技術による
シール部材のように切込み等を設ける必要がないから、
シール部材３３の信頼性を向上させることができる。そ
して、シール部材３３には比較的剛性の高い材料を用い
ることができるから、シール部材３３の耐摩耗性を向上
させることができる。

【００６３】なお、前記第１の実施の形態では、突起部
３４はシール部材３３の底面３３Ａから円柱状に突出し
たものとして述べたが、本発明はこれに限らず、図８に
示す第１の変形例ように半円形の柱状に形成された突起
部３４′でもよい。このとき、シール用突部３５′も円
弧面の半分が切欠れた形状となるものの、その先端部３
５Ａ′が凹溝３１の内側面３１Ａに摺接する点は、前記
第１の実施の形態によるシール用突部３５と同様であ
る。

【００６４】さらに、図９に示す第２の変形例のように
円柱状の突起部３４″からシール部材３３″の上，下方
向全体に亘って略円形の切欠部３６を設ける構成として
もよい。このとき、シール用突部３５″も略円形状に切
欠れた形状となるものの、その先端部３５Ａ″が凹溝３
１の内側面３１Ｂに摺接する点は、前記第１の実施の形
態によるシール用突部３５と同様である。

【００６５】次に、図１０ないし図１４は本発明の第２
の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴はシール部材
を複数のシール分割体によって構成したことにある。な
お、本実施の形態では、上述した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。

【００６６】図中、４１は固定スクロール１に設けられ
たラップ部３の歯先３Ａに形成された凹溝を示し、該凹
溝４１は、従来技術による凹溝５と同様にラップ部３の
幅方向中間部に位置して横断面が略コ字状をなすように
形成され、その底面４１Ａ、内側面４１Ｂおよび外側面
４１Ｃは、ラップ部３の渦巻き形状に沿ってその内端か
ら外端まで延びている。

【００６７】４２，４２，…は、凹溝４１の底面４１Ａ
に設けられた嵌合穴で、該各嵌合穴４２は有底かつ円形
に形成され、各嵌合穴４２は、図１２に示すように該凹
溝４１の長さ方向に向けて互いに離間して配設されてい
る。また、各嵌合穴４２は、図１１に示す凹溝４１の幅
寸法Ｗ4 とほぼ同一の寸法となっている。そして、嵌合
穴４２は、図１３に示すように半径ｒ3 の円形状に形成
され、この半径ｒ3 は、凹溝４１の幅寸法Ｗ4 のほぼ半
分程度の寸法となっている。

【００６８】４３，４３，…は凹溝４１内に装着された
シール分割体で、該シール分割体４３は、図１１に示す
ように幅寸法Ｗ5 を有し、横断面が四角形状となった長
尺の紐状に形成されている。そして、これらのシール分
割体４３は、互いに連結されて凹溝４１内に装着され、
凹溝４１の長さ方向に沿って渦巻状に伸長するシール部
材を構成している。

【００６９】また、該シール分割体４３は、従来技術で
述べたシール部材６と同様に、受圧面としての底面４３
Ａと、相手方の歯底面１０Ａに摺接する摺接面４３Ｂ
と、内側面４３Ｃおよび外側面４３Ｄとから構成され、
相手方となる旋回スクロール９の歯底面１０Ａに向けて
浮上可能に凹溝４１内に装着されている。

【００７０】そして、シール分割体４３の基端側４３Ｅ
には、底面４３Ａ側に後述の突起部４４が設けられると
共に、内側面４３Ｃ側に該突起部４４からシール分割体
４３の摺接面４３Ｂに亘って延びるシール用突部４５が
設けられている。また、シール分割体４３の基端側４３
Ｅには、摺接面４３Ｂ側に外側面４３Ｄ側を切欠いた切
欠部４６が設けられている。さらに、シール分割体４３
の先端側４３Ｆには、シール分割体４３の長さ方向に突
出した連結段部４７が設けられている。

【００７１】そして、シール分割体４３は、耐摩耗性や
摺動性に優れた弾性樹脂材料として、例えばポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、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）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリスルフォン（Ｐ
ＳＦ）等を用いて形成されている。

【００７２】４４，４４，…は各シール分割体４３の基
端側４３Ｅにそれぞれ形成された突起部で、該突起部４
４はシール分割体４３の底面４３Ａから円柱状に突出し
て設けられている。

【００７３】また、該突起部４４は、図１３に示すよう
に嵌合穴４２の半径ｒ3 とほぼ等しい半径ｒ4 の円柱形
状となっている。そして、突起部４４の直径（２×ｒ4
）は、図１１に示す凹溝４１の幅寸法Ｗ4 よりも僅か
に大きい値となると共に、シール分割体４３の幅寸法Ｗ
5 よりも大きい値に設定されている。また、突起部４４
は、図１４に示すようにその突出寸法Ｈ4 が嵌合穴４２
の深さ寸法Ｈ3 よりも小さい値に設定されている。そし
て、各突起部４４は、シール分割体４３を凹溝４１内に
装着した状態で、凹溝４１の嵌合穴４２内に上，下方向
に変位可能に挿入され、各嵌合穴４２に対面する。

【００７４】４５，４５，…は各シール分割体４３の基
端側４３Ｅに設けられたシール用突部で、該各シール用
突部４５は、突起部４４に対応した位置で内側面４３Ｃ
から径方向内側に突出して設けられている。また、該シ
ール用突部４５は、その先端部４５Ａが円弧面となり、
シール分割体４３の上，下方向に向って延びると共に、
シール分割体４３の突起部４４の底面４４Ａからシール
分割体４３の摺接面４３Ｂに亘って連続して形成されて
いる。このため、シール分割体４３の幅寸法のうちシー
ル用突部４５が設けられた部分の幅寸法Ｗ6 は、図１１
に示すように突起部４４の直径（２×ｒ4 ）とほぼ等し
い値になっている。

【００７５】そして、シール用突部４５の先端部４５Ａ
は、シール分割体４３を凹溝４１内に装着したときに、
凹溝４１の内側面４１Ｂに摺接する。これにより、シー
ル分割体４３は凹溝４１の外側面４１Ｃ側に押し付けら
れる。また、各シール用突部４５の間では、凹溝４１の
内側面４１Ｂとシール分割体４３の内側面４３Ｃとが離
間している。これにより、各シール用突部４５の間に
は、凹溝４１の内側面４１Ｂとシール分割体４３の内側
面４３Ｃとによって空間Ｓが画成されている。

【００７６】４６，４６，…は各シール分割体４３の基
端側４３Ｅで外側面４３Ｄが切欠かられた切欠部で、該
切欠部４６は、幅寸法Ｗ7 を有し、各シール分割体４３
が凹溝４１に装着された状態で、凹溝４１の外側面４１
Ｃとの間に略角柱状の空間を形成する。

【００７７】４７，４７，…は各シール分割体４３の先
端側４３Ｅに設けられた連結段部で、該連結段部４７は
各シール分割体４３の外側面４３Ｄが長さ方向に向い略
角柱状に突出している。そして、各連結段部４７は、図
１１に示す切欠部４６の幅寸法Ｗ7 とほぼ等しい幅寸法
を有し、各シール分割体４３を凹溝４１内に装着した状
態で、隣接する他のシール分割体４３の切欠部４６に当
接される。このため、各連結段部４７と各切欠部４６と
は、図１３に示すように凹溝４１の長さ方向に向い寸法
Ｌ1 に亘って重なり合う。そして、各連結段部４７を各
切欠部４６に挿入した状態で、シール用突部４５と各連
結段部４７とを併せた幅寸法は、凹溝４１の幅寸法Ｗ4
とほぼ等しい幅寸法となる。

【００７８】４８，４８，…は、隣合うシール分割体４
３，４３間に形成された空間部で、該空間部４８は、一
のシール分割体４３の切欠部４６と他のシール分割体４
３の連結段部４７との間に形成され、凹溝４１の長さ方
向に向い寸法Ｌ2 を有している。これにより、空間部４
８はシール分割体４３が熱膨張、熱収縮したときに、こ
のシール分割体４３の熱膨張、熱収縮を吸収する。

【００７９】かくして、このように構成された本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態ではシール部
材を複数のシール分割体４３によって構成している。こ
のため、凹溝４１の嵌合穴４２に挿入された突起部４４
によって凹溝４１の底面４１Ａ側を流通する圧縮空気の
流れを遮断することができると共に、凹溝４１の内側面
４１Ｂに摺接するシール用突部４５によって凹溝４１の
内側面４１Ｂ側を流通する圧縮空気の流れを遮断するこ
とができる。これにより、凹溝４１内を通じて圧縮空気
が漏洩するのを防止することができる。

【００８０】また、シール分割体４３の切欠部４６に他
のシール分割体４３の連結段部４７を当接し、切欠部４
６と連結段部４７とが長さ方向に向って寸法Ｌ1 に亘っ
て重なり合う構成したから、各シール分割体４３の間を
通じて径方向外側に向って圧縮空気が漏洩するのを防止
できる。

【００８１】さらに、スクロール式空気圧縮機の運転に
伴って、高圧側の圧縮室Ｒ内が高温状態となったときに
は、シール分割体４３、ラップ部３等は熱膨張する。こ
のとき、樹脂材料等からなるシール分割体４３は金属材
料等からなるラップ部３に比して熱膨張率が大きいた
め、シール分割体４３はラップ部３に対して相対的に長
くなる。

【００８２】しかし、本実施の形態では各シール分割体
４３間に空間部４８を形成したから、この空間部４８に
よってシール分割体４３の熱膨張を吸収することができ
る。これにより、シール分割体４３の変形を防止し、シ
ール分割体４３の耐久性を向上させることができる。ま
た、シール分割体４３に熱膨張等が発生したときでも、
突起部４４を嵌合穴４２に挿入した状態に保持すること
ができる。このため、シール分割体４３に熱膨張等が発
生したときでも、凹溝４１内を通じて圧縮空気が漏洩す
るのを確実に防止でき、圧縮効率をより高めることがで
きる。

【００８３】なお、前記第２の実施の形態では、各シー
ル分割体４３を全て同一の材料で形成する必要はなく、
例えば高温状態となる吐出ポート２０付近のシール分割
体４３をより耐熱性に優れた材料によって形成すること
もできる。

【００８４】また、前記第２の実施の形態では、凹溝４
１の嵌合穴４２を円形状としたが、第１の実施の形態に
よる嵌合穴３２のように長円形状でもよい。また、各実
施形態による嵌合穴３２，４２は、嵌合穴３２のように
円弧面部３２Ａを有する形状であれば他の形状でもよ
い。

【００８５】また、前記第２の実施の形態では、突起部
４４を円柱状に形成するものとしたが、図８に示す第１
の変形例のように半円形の柱状としてもよく、図９に示
す第２の変形例のように円形の切欠部を設ける形状とし
てもよい。

【００８６】また、前記各実施の形態では、固定スクロ
ール１側の凹溝３１，４１にシール部材３３，シール分
割体４３を装着すると共に、旋回スクロール９側のラッ
プ部にも同様なシール部材を装着するものとして述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば固定スクロール１側
または旋回スクロール９側のいずれかの一方のラップ部
に凹溝を形成し、該凹溝内にシール部材を装着する構成
としてもよい。

【００８７】さらに、前記各実施の形態では、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。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、シール部材に突起部、シール用突部を形成し、突
起部が凹溝の嵌合穴に嵌合する構成としている。このた
め、嵌合穴に挿入された突起部によって、シール部材の
底面と凹溝の底面との間を通り凹溝の長さ方向に流通す
る圧縮空気の流れを遮断することができる。

【００８９】また、シール用突部によって凹溝の内側面
に沿って流通する圧縮空気の流れを遮断することができ
る。これにより、凹溝内を通じて圧縮空気が漏洩するの
を防止でき、当該スクロール式空気圧縮機の圧縮効率を
向上させることができる。

【００９０】さらに、シール部材に設けた突起部、シー
ル用突部は簡略な形状からなり、シール部材の成形時に
一体に成形されるから、従来技術のリップ部のように特
別な後加工を施す必要がない。このため、シール部材の
製作時の作業性を向上させることができる。また、シー
ル部材には、従来技術によるシール部材のように切込み
等を設ける必要がないから、シール部材の信頼性を向上
させることができる。そして、シール部材には比較的剛
性の高い材料を用いることができるから、シール部材の
耐摩耗性を向上させることができる。

【００９１】また、請求項２の発明によれば、シール部
材を複数のシール分割体によって構成すると共に、互い
に隣合うシール分割体間に空間部を形成したから、この
空間部によってシール分割体の熱膨張、熱収縮を吸収す
ることができる。これにより、シール分割体の変形を防
止し、シール分割体の耐久性を向上させることができ
る。

【００９２】さらに、シール分割体に熱膨張等が発生し
たときでも、突起部を嵌合穴に挿入した状態に保持する
ことができる。このため、シール分割体に熱膨張等が発
生したときでも、凹溝内を通じて圧縮空気が漏洩するの
を確実に防止でき、圧縮効率をより高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機のラップ部およびシール部材を分解して示す
分解斜視図である。

【図２】第１の実施の形態によるシール部材をラップ部
に装着した状態を示す要部拡大斜視図である。

【図３】第１の実施の形態によるラップ部の凹溝および
嵌合穴を示す要部拡大斜視図である。

【図４】第１の実施の形態によるシール部材を底面側か
らみた要部拡大斜視図である。

【図５】第１の実施の形態によるシール部材およびラッ
プ部を示す要部拡大平面図である。

【図６】図５中の矢示VI−VI方向からみたシール部材、
ラップ部等を示す断面図である。

【図７】図５中の矢示 VII−VII 方向からみたシール部
材、ラップ部等を示す断面図である。

【図８】第１の変形例によるシール部材を示す図４と同
様な位置からみた要部拡大斜視図である。

【図９】第２の変形例によるシール部材を示す図４と同
様な位置からみた要部拡大斜視図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態によるスクロール
式空気圧縮機のラップ部およびシール分割体を分解して
示す分解斜視図である。

【図１１】第２の実施の形態によるシール分割体をラッ
プ部に装着した状態を示す要部拡大斜視図である。

【図１２】第２の実施の形態によるラップ部の凹溝およ
び嵌合穴を示す要部拡大斜視図である。

【図１３】第２の実施の形態によるシール分割体および
ラップ部を示す要部拡大平面図である。

【図１４】図１３中の矢示 XIV−XIV 方向からみたシー
ル分割体、ラップ部等を示す断面図である。

【図１５】従来技術によるスクロール式空気圧縮機の固
定スクロール、旋回スクロール、シール部材等を示す縦
断面図である。

【図１６】図１５中の矢示 XVI−XVI 方向からみた拡大
断面図である。

【図１７】図１６中の矢示XVII−XVII方向からみた拡大
断面図である。

【図１８】従来技術によるシール部材を拡大して示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール ２，１０ 鏡板 ２Ａ，１０Ａ 歯底面 ３，１１ ラップ部 ９ 旋回スクロール ３１，４１ 凹溝 ３２，４２ 嵌合穴 ３３ シール部材 ３４，４４ 突起部 ３５，４５ シール用突部 ４３ シール分割体 ４８ 空間部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシングに設けられ
   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、前記ケーシングに回転可能に設けられ先端側
   がケーシング内に延びた駆動軸と、前記ケーシング内に
   位置して該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、前記
   固定スクロールと対向した鏡板の歯底面に渦巻状のラッ
   プ部が立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロー
   ルと固定スクロールとの間に形成され外周側が低圧とな
   り内周側が高圧となった複数の圧縮室とを備え、前記旋
   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、 前記凹溝の底面には前記凹溝の長さ方向に離間して複数
   個の嵌合穴を設け、 前記シール部材の底面には該嵌合穴と対面する位置に該
   嵌合穴に嵌合する複数個の突起部を設け、 前記シール部材の内側面には該突起部と対応した位置に
   径方向内側に向けて突出したシール用突部を設けたこと
   を特徴とするスクロール式流体機械。
2. 【請求項２】 前記シール部材は前記突起部とシール用
   突部とが設けられた複数のシール分割体を互いに分離可
   能に連結することにより構成し、互いに隣合うシール分
   割体間には該各シール分割体の熱膨張、熱収縮を吸収す
   るための空間部を形成してなる請求項１に記載のスクロ
   ール式流体機械。