(57)【要約】【課題】生産性の悪化を招くこと無く、スクロールのチップシールを渦巻体の外周端部方向に延長し、性能の向上を図ることができるスクロール型流体機械を提供する。【解決手段】可動スクロール１０の可動渦巻体５２がその先端面に設けられた可動チップシール５６を介して固定スクロールの基板に摺接し、圧縮室５８を区画する。可動チップシール５６は、可動渦巻体の中央端部５２ｂから外周端部５２ｃに向かって延在し、一定の幅Ｗ１を有する主部５６ｃと、主部の終点部Ｑから外周端部５２ｃ方向に連続し、主部よりも狭い一定の幅Ｗ２を有する狭幅部５６ｄから成る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが基板及び該基板の一面に立設された渦巻体を有する一対のスクロールを備え、一方の前記スクロールの渦巻体がその先端面に設けられたチップシールを介して他方の前記スクロールの基板に摺接することにより、前記各渦巻体間に形成される圧力室を区画するスクロール型流体機械において、
少なくとも一方の前記スクロールに設けられたチップシールは、当該スクロールの渦巻体の中央端部から外周端部に向かって延在しており、一定の幅を有する主部と、該主部の終点部から前記渦巻体の外周端部方向に連続し、前記主部よりも狭い一定の幅を有する狭幅部とから構成されていることを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記主部は、前記渦巻体の中央端部から当該渦巻体の外壁面が前記基板の外周縁に到達する外周到達部付近まで延在すると共に、
前記狭幅部は、前記主部の終点部から連続して前記渦巻体の外周端部方向に延在することを特徴とする請求項１に記載のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記チップシールと前記渦巻体の内壁面との間の距離は、前記主部から前記狭幅部に渡って一定であることを特徴とする請求項２に記載のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記狭幅部の終点部と前記渦巻体の外壁面との間の距離は、前記主部の終点部と前記渦巻体の外壁面との間の距離と同等であることを特徴とする請求項３に記載のスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のスクロールの渦巻体間に圧力室を区画するスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりこの種スクロール型流体機械は、例えば車両の空調装置を構成する圧縮機として使用されている。このようなスクロール型流体機械は、それぞれ円板状の基板から渦巻体が突設された固定スクロールと可動スクロールを相互に噛み合わせ、固定スクロールに対して可動スクロールを旋回運動させることにより、各渦巻体間に形成される作動流体の圧力室の容積を中央側に向けて減少させていき、作動流体を圧縮するものであった。
【０００３】
この場合、各スクロールの渦巻体は、基本的にはインボリュート曲線に沿った渦巻状を呈しているが、外周端部においては、基板からはみ出さないように渦巻体の外壁面が基板の外周に沿った円弧状の曲面となるため、他の部分よりも薄壁とされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、この種スクロール型流体機械では、各スクロールの渦巻体の先端面にチップシールが設けられている。このチップシールは、渦巻体の先端面に切削加工されたシール溝に嵌装されている（例えば、特許文献２参照）。このように設けられたチップシールは、対向する基板と摺接することで、圧力室の気密性を保つものであり、更に、金属製の各スクロール同士が接触して摩耗する不都合を防止する潤滑機能も有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２７１８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなチップシールは、渦巻体の中央端部から外周端部までの全域に渡って設けることが理想であるが、特許文献１に示されているように渦巻体はその外周端部では薄壁となるため、その先端面にチップシールを嵌装するシール溝を切削加工することは容易ではない。そこで、渦巻体の外周端部の厚さを拡大するために基板の径を拡大すると、今度は流体機械全体の寸法が拡大されてしまう。
【０００７】
そのため、通常は渦巻体の外壁面が基板の外周縁に到達する外周到達部付近でチップシールは終了しており、そこから外周端部側では対向するスクロールの基板との間のシールが行われず、作動流体が漏れて（ブローバイと称される）、スクロール型流体機械の性能を低下させていた。
【０００８】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、生産性の悪化を招くこと無く、スクロールのチップシールを渦巻体の外周端部方向に延長し、性能の向上を図ることができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のスクロール型流体機械は、それぞれが基板及びこの基板の一面に立設された渦巻体を有する一対のスクロールを備え、一方のスクロールの渦巻体がその先端面に設けられたチップシールを介して他方のスクロールの基板に摺接することにより、各渦巻体間に形成される圧力室を区画するものであって、少なくとも一方のスクロールに設けられたチップシールは、当該スクロールの渦巻体の中央端部から外周端部に向かって延在しており、一定の幅を有する主部と、この主部の終点部から渦巻体の外周端部方向に連続し、主部よりも狭い一定の幅を有する狭幅部とから構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明のスクロール型流体機械は、上記発明において主部は、渦巻体の中央端部から当該渦巻体の外壁面が基板の外周縁に到達する外周到達部付近まで延在すると共に、狭幅部は、主部の終点部から連続して渦巻体の外周端部方向に延在することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明のスクロール型流体機械は、上記発明においてチップシールと渦巻体の内壁面との間の距離が、主部から狭幅部に渡って一定であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明のスクロール型流体機械は、上記発明において狭幅部の終点部と渦巻体の外壁面との間の距離は、主部の終点部と渦巻体の外壁面との間の距離と同等であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、それぞれが基板及びこの基板の一面に立設された渦巻体を有する一対のスクロールを備え、一方のスクロールの渦巻体がその先端面に設けられたチップシールを介して他方のスクロールの基板に摺接することにより、各渦巻体間に形成される圧力室を区画するスクロール型流体機械において、少なくとも一方のスクロールの渦巻体の中央端部から外周端部に向かって延在するチップシールを、一定の幅を有する主部と、この主部の終点部から渦巻体の外周端部方向に連続し、主部よりも狭い一定の幅を有する狭幅部とから構成したので、例えば請求項２の発明の如く主部を、渦巻体の中央端部から当該渦巻体の外壁面が基板の外周縁に到達する外周到達部付近まで延在させ、狭幅部を、主部の終点部から連続して渦巻体の外周端部方向に延在させることで、薄壁となるスクロールの外周端部の先端面までチップシールを延長し、従来に比して気密性を改善し、性能の向上を図ることができるようになると共に、スクロールの基板の径を小さくすることも可能となるので、スクロール型流体機械のコンパクト化を図ることもできるようになる。
【００１４】
この場合、主部から連続する狭幅部は、一定の幅を有しているので、この幅の直径のエンドミルを用いることにより、一回の切削加工により狭幅部を形成することができるようになり、生産性の低下も抑制することが可能となる。
【００１５】
また、請求項３の発明の如くチップシールと渦巻体の内壁面との間の距離が、主部から狭幅部に渡って一定となるようにすれば、狭幅部を渦巻体の内壁面側に寄せて気密性の向上を図ることができるようになると共に、エンドミルによる切削加工を狭幅部の終点部から開始すれば、渦巻体のインボリュート曲線に沿って中央端部まで実施し、再び外周到達部付近まで戻ることで狭幅部と主部を形成することができるようになり、生産性は一段と向上する。
【００１６】
更に、請求項４の発明の如く狭幅部の終点部と渦巻体の外壁面との間の距離を、主部の終点部と渦巻体の外壁面との間の距離と同等とすることで、狭幅部の終点部における渦巻体の先端面の強度も支障無く確保することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用したスクロール型流体機械の一実施形態としてのスクロール型圧縮機の概略構成図である。
【図２】図１のスクロール型圧縮機の可動スクロールの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２の可動スクロールの可動渦巻体の外周端部を拡大して説明する図である。
【図５】図２の可動スクロールのチップシール用のシール溝を形成するための切削加工の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のスクロール型流体機械の一実施例としてのスクロール型圧縮機１を示している。実施例のスクロール型圧縮機１は、車両を空調するための冷凍回路に組み込まれ、冷凍回路を循環する冷媒（作動流体）の圧縮に使用される。
【００１９】
スクロール型圧縮機１は、リアハウジング２とフロントハウジング４を備え、リアハウジング２内にスクロールユニット６が収容されている。スクロールユニット６は、リアハウジング２に固定された固定スクロール８と、この固定スクロール８に対して噛み合うように組み付けられた可動スクロール１０とから成る一対のスクロールを備えており、可動スクロール１０の旋回運動により、スクロールユニット６は冷媒の吸入から圧縮を経て吐出までの一連のプロセスを連続して実行する。
【００２０】
より詳しくは、リアハウジング２内にはその端板２ａとスクロールユニット６の固定スクロール８（の他面）との間に吐出室１２が形成され、この吐出室１２は固定スクロール８の固定基板８ａに形成された吐出孔１４にリードバルブタイプの吐出弁１６を介して連通可能とされている。そして、吐出室１２はリアハウジング２に形成された吐出ポート（図示せず）を介して冷凍回路の冷媒循環経路に連通している。
【００２１】
尚、リアハウジング２には冷媒の吸入ポート（図示せず）も形成されており、この吸入ポートは冷媒循環経路からリアハウジング２内に冷媒を導入し、導入された冷媒はスクロールユニット６内に吸入される。
【００２２】
一方、フロントハウジング４内には駆動軸１８が配置されている。この駆動軸１８は、大径軸部２０及び小径軸部２２を有し、大径軸部２０は、ニードル軸受２４を介してフロントハウジング４に回転自在に支持され、小径軸部２２は、ボール軸受２６を介してフロントハウジング４に回転自在に支持されている。更に、小径軸部２２とフロントハウジング４との間にはリップシール２８が配置され、このリップシール２８はフロントハウジング４内を気密に区画している。
【００２３】
駆動軸１８の小径軸部２２はフロントハウジング４から突出し、この突出端が電磁クラッチを内蔵した駆動プーリ３０に連結され、この駆動プーリ３０は軸受３２を介してフロントハウジング４に回転自在に支持されている。駆動プーリ３０はベルトを介して車両のエンジン側の出力プーリに接続され、エンジンからの動力を受けて回転される。従って、エンジンの駆動中、駆動プーリ３０内の電磁クラッチがオン作動されていれば、駆動軸１８は駆動プーリ３０とともに回転される。
【００２４】
一方、駆動軸１８の大径軸部２０からは可動スクロール１０に向けてクランクピン３４が突出し、このクランクピン３４は偏心ブッシュ３６及びニードル軸受３８を介して可動スクロール１０のボス４０を支持している。これにより、駆動軸１８が回転されると、クランクピン３４及び偏心ブッシュ３６を介して可動スクロール１０が旋回運動する。
【００２５】
更に、フロントハウジング４と可動スクロール１０の可動基板１０ａとの間には、自転阻止カップリングが配置されている。この実施例の場合、自転阻止カップリングは所謂ＥＭカップリング４２から成り、ＥＭカップリング４２はそれぞれリング形状を成す可動プレート４４及び固定プレート４６双方の環状レース溝間にボール４８を挟み込んで構成されている。
【００２６】
固定スクロール８は固定基板８ａと、この固定基板８ａの一面に一体的に立設された固定渦巻体５０を有し、可動スクロール１０も可動基板１０ａと、この可動基板１０ａの一面に一体的に立設された可動渦巻体５２を有している。固定及び可動渦巻体５０、５２の内外面は、その大部分がインボリュート曲線から構成され、例えばアルミニウム合金から成形されている。
【００２７】
尚、上述した吐出孔１４は、固定渦巻体５０の中央端部５０ｂの近傍に位置付けられ、この中央端部５０ｂの内面との間には一定のクリアランスが確保されている。
【００２８】
固定渦巻体５０の先端面５０ａには固定チップシール５４が設けられ、可動渦巻体５２の先端面５２ａには可動チップシール５６が設けられている。固定及び可動チップシール５４、５６は、上述したアルミニウム合金から構成された固定及び可動渦巻体５０、５２の約１／３０以下程度の弾性係数を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのエンジニアリング・プラスチックから成形される。
【００２９】
固定渦巻体５０及び可動基板１０ａは、固定チップシール５４を介して互いに摺接され、一方、可動渦巻体５２及び固定基板８ａは、可動チップシール５６を介して互いに摺接される。固定及び可動スクロール８、１０間でのこれらの摺接により、固定及び可動渦巻体５０、５２間には、冷媒を圧縮するための圧力室としての圧縮室５８が区画して形成され、上述した一連のプロセスが連続して実行される。
【００３０】
ここで、可動チップシール５６について詳しく説明する。図２には可動スクロール１０の平面図、図３には図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４には可動スクロール１０の可動渦巻体５２の外周端部を拡大して示している。以下はこれらの図を参照しつつ説明する。
【００３１】
図３に示すように可動チップシール５６は、可動渦巻体５２の先端面５２ａに形成されたシール溝６０に嵌装されている。また、固定チップシール５４は、固定渦巻体５０の先端面５０ａに形成されたシール溝５５に嵌装されている。
【００３２】
そして、図４に示すように、可動チップシール５６は、可動渦巻体５２の中央端部５２ｂから外周端部５２ｃに向かい、この外周端部５２ｃ付近まで渡って延在している。このとき可動渦巻体５２は、外壁面が可動基板１０ａの外周縁に到達するまで、中央端部５２ｂからインボリュート曲線に沿って外周側に延びた形状を成している。可動渦巻体５２の外壁面が可動基板１０ａの外周縁に到達した地点Ｐ（以下、外周到達部Ｐと称する）から外周端部５２ｃまでは、外壁面は可動基板１０ａの外周縁に沿って延び、内壁面はインボリュート曲線に沿って延びた薄壁部５２ｄとなっている。
【００３３】
一方、可動チップシール５６は、可動渦巻体５２の中央端部５２ｂに位置する中央端５６ａから外周到達部Ｐの近傍までは、インボリュート曲線に沿って、先端面５２ａの幅方向中央位置にて一定の幅Ｗ１で延在しており、この部分が主部５６ｃとなる。この主部５６ｃの終点部（図４にＱで示す）から外周端５６ｂまでは、インボリュート曲線に沿って、図４に拡大して示すように、主部５６ｃの幅Ｗ１よりも狭い（実施例では略半分）一定の幅Ｗ２で終点部Ｑから連続して外周端部５２ｃ方向に延在しており、この部分が狭幅部５６ｄとなる。
【００３４】
このとき、可動チップシール５６の内側面と可動渦巻体５２の内壁面との間の距離Ｄ１は、主部５６ｃから狭幅部５６ｄに渡って一定とされている。また、狭幅部５６ｄの終点部、即ち、外周端５６ｂと可動渦巻体５２の外壁面との間の距離Ｄ２は、主部５６ｃの終点部Ｑと可動渦巻体５２の外壁面との間の距離Ｄ３と同等とされている。そして、これらの距離Ｄ２及びＤ３は、可動チップシール５６と可動渦巻体５２の外壁面との間の可動渦巻体５２の厚さ寸法の強度上の限界値以上の値とする。
【００３５】
次に、図５を参照しながら、上記可動チップシール５６を嵌装するシール溝６０の切削加工について説明する。図５ではシール溝６０を形成するエンドミル６２が点線で示されている。同図に示すように、エンドミル６２の直径は、可動チップシール５６の狭幅部５６ｄの幅Ｗ２に一致する。そして、主部５６ｃの幅Ｗ１はエンドミル６２の直径の略二倍である。
【００３６】
このような可動チップシール５６の主部５６ｃと狭幅部５６ｄの幅Ｗ１、Ｗ２に沿ったシール溝６０を形成するために、図５において矢印で切削加工の経路の一例を示すように、先ず、可動チップシール５６の外周端５６ｂ（狭幅部５６ｄの終点部）に対応するシール溝６０の外周端（図５に６０ａで示す）からエンドミル６２による切削を開始し、可動渦巻体５２の内壁面との間に一定の距離Ｄ１を存し、インボリュート曲線に沿って可動渦巻体５２の中央端部５２ｂに位置する可動チップシール５６の中央端５６ａに対応する位置まで移動させる。これにより、シール溝６０の内周側を形成する。尚、この中央端部５２ｂ付近では可動渦巻体５２の内壁面から多少離れる（図４）。
【００３７】
そして、エンドミル６２が可動渦巻体５２の中央端部５２ｂに位置する中央端５６ａに対応する位置まで到達したら、折り返してシール溝６０の外周面を形成する。即ち、今度はエンドミル６２を、可動渦巻体５２の内周端部５２ｂから可動チップシール５６の主部５６ｃの終点部Ｑ（図５にも記入）に対応する位置まで、可動渦巻体５２の外壁面との間に一定の距離Ｄ３を存し、インボリュート曲線に沿って移動させる。このように、エンドミル６２を可動渦巻体５２の先端面５２ａにて一往復させることで、可動チップシール５６の主部５６ｃと狭幅部５６ｄを嵌装するための一連のシール溝６０を形成することができる。特にこの場合、狭幅部５６ｄについてはエンドミル６２を往復移動させること無く、外周端５６ｂに対応する位置から終点部Ｑに対応する位置まで、一度移動させるのみで形成されることになるので、エンドミル６２による切削作業効率は極めて良好なものとなる。
【００３８】
以上のように、実施例では可動スクロール１０の可動渦巻体５２の中央端部５２ｂから外周端部５２ｃに向かって延在する可動チップシール５６を、一定の幅Ｗ１を有する主部５６ｃと、この主部５６ｃの終点部Ｑから可動渦巻体５２の外周端部５２ｃ方向に連続し、主部５６ｃよりも狭い一定の幅Ｗ２を有する狭幅部５６ｄとから構成しており、実施例では主部５６ｃを、可動スクロール１０の可動渦巻体５２の中央端部５２ｂから当該可動渦巻体５２の外壁面が基板１０ａの外周縁に到達する外周到達部Ｐ付近まで延在させ、狭幅部５６ｄを、主部５６ｃの終点部Ｑから連続して可動スクロール１０の可動渦巻体５２の外周端部５２ｃ方向に延在させているので、薄壁となる可動スクロール１０の外周端部５２ｃの先端面まで可動チップシール５６を延長し、従来に比して気密性を改善し、性能の向上を図ることができるようになると共に、可動スクロール１０の可動基板１０ａの径を小さくすることも可能となるので、スクロール型圧縮機１のコンパクト化を図ることもできるようになる。
【００３９】
この場合、主部５６ｃから連続する狭幅部５６ｄは、一定の幅Ｗ２を有しているので、この幅Ｗ２の直径のエンドミル６２を用いることにより、一回の切削加工により狭幅部５６ｄを形成することができるようになり、生産性の低下も抑制することが可能となる。
【００４０】
また、可動スクロール１０に設けられた可動チップシール５６と当該可動スクロール１０の可動渦巻体５２の内壁面との間の距離Ｄ１を、主部５６ｃから狭幅部５６ｄに渡って一定となるようにしているので、狭幅部５６ｄが可動渦巻体５２の内壁面側に寄ることになり、気密性の向上を図ることができるようになる。そして、前述した如くエンドミル６２による切削加工を狭幅部５６ｄの終点部である可動チップシール５６の外周端５６ｂから開始し、可動渦巻体５２のインボリュート曲線に沿って中央端部５２ｂまで実施し、再び外周到達部Ｐ付近まで戻ることで狭幅部５６ｄと主部５６ｃを形成することができるようになり、生産性は一段と向上する。
【００４１】
更に、狭幅部５６ｄの終点部である外周端５６ｂと可動スクロール１０の可動渦巻体５２の外壁面との間の距離Ｄ２を、主部５６ｃの終点部Ｑと可動スクロール１０の可動渦巻体５２の外壁面との間の距離Ｄ３と同等とすることで、狭幅部５６ｄの終点部（外周端５６ｂ）における可動渦巻体５２の先端面の強度も支障無く確保することができるようになる。
【００４２】
尚、上記実施例では可動スクロール１０に設けられた可動チップシール５６に本発明を適用したが、それに限らず、当該可動スクロール１０に加え、或いは、それに代えて、固定スクロール８の固定チップシール５４に本発明を適用してもよい。それによって、固定スクロール８の固定基板８ａの径を小さくし、スクロール型圧縮機１のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００４３】
一方、実施例の如く可動スクロール１０の可動チップシール５６に本発明を適用すれば、可動基板１０ａの径を小さくすることができる。それにより、可動スクロール１０の旋回時における旋回径を小さく抑えることが可能となるため、より一層効果的にスクロール型圧縮機１のコンパクト化を図ることができるようになる。
【００４４】
また、本発明は上記実施例に限らず、趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、スクロール型流体機械としては実施例のスクロール型圧縮機に限らず、膨張機などにも本発明は有効である。
【００４５】
また、前記実施例ではエンドミル６２によるシール溝６０の切削加工を外周端５６ｂに対応する位置から開始したが、それに限らず、主部５６ｃの終点部Ｑから加工を開始し、可動渦巻体５２の外壁面との間に一定の距離Ｄ３を存して内周端部５２ｂまで移動させ、そこで折り返して今度は可動渦巻体５２の内壁面との間に一定の距離Ｄ１を存して外周端５６ｂに対応する位置まで移動させるようにしてもよい。それによっても、エンドミル６２を可動渦巻体５２の先端面５２ａにて一往復させるだけで、可動チップシール５６の主部５６ｃと狭幅部５６ｄを嵌装するための一連のシール溝６０を形成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  スクロール型圧縮機（スクロール型流体機械）
６  スクロールユニット
８  固定スクロール（スクロール）
８ａ  固定基板
１０  可動スクロール（スクロール）
１０ａ  可動基板
５０  固定渦巻体
５０ａ、５２ａ  先端面
５２  可動渦巻体
５４  固定チップシール
５６  可動チップシール
５６ａ  中央端
５６ｂ  外周端
５６ｃ  主部
５６ｄ  狭幅部
５８  圧縮室（圧力室）
６０  シール溝
６２  エンドミル
Ｐ  外周到達部
Ｑ  終点部
【図１】
2018009544.tif 000003
【図２】
2018009544.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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