(57)【要約】【課題】壁体や端板の傾斜部と平坦部との接続部に生じる不具合を回避することができるスクロール流体機械を提供する。【解決手段】連続的に減少する壁体傾斜部３ｂ１と、壁体３ｂの最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部３ｂ２とを備えている。壁体傾斜部３ｂ１と壁体平坦部３ｂ２とを接続する壁体傾斜接続部３ｂ４の歯先には、壁体平坦部３ｂ２から壁体傾斜部３ｂ１へと到る傾斜を緩和して接続するＲ面取り形状が設けられている。【選択図】図１０
2019143551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、
前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、
前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、
前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、
を備え、
前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、
前記傾斜部と前記壁体平坦部とを接続する壁体傾斜接続部の歯先、および／または、前記傾斜部と前記端板平坦部とを接続する端板傾斜接続部の歯底には、前記平坦部から前記傾斜部へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状が設けられていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、
前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、
前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、
前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、
を備え、
前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、
前記傾斜部と前記壁体平坦部とを接続する壁体傾斜接続部の歯先、および／または、前記傾斜部と前記端板平坦部とを接続する端板傾斜接続部の歯底には、縦断面視した場合における前記平坦部の外挿線および前記傾斜部の外挿線よりも、対向する前記歯底または前記歯先から退避する方向に位置する退避部が設けられていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項３】
第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、
前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、
前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先に形成された溝部に設けられ、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールと、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、
前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、
前記壁体平坦部と前記傾斜部とが接続された壁体傾斜接続部と、
前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、
前記端板平坦部と前記傾斜部とが接続された端板傾斜接続部と、
を備え、
前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、
前記歯先に形成された前記溝部の溝底には、前記壁体の傾斜部に対応した溝底傾斜部、前記壁体平坦部に対応した溝底平坦部、及び、前記壁体傾斜接続部に対応した溝底傾斜接続部が形成され、
前記溝底傾斜接続部には、前記溝底平坦部から前記溝底傾斜部へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状が設けられていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項４】
第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、
前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、
前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先に形成された溝部に設けられ、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールと、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、
前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、
前記壁体平坦部と前記傾斜部とが接続された壁体傾斜接続部と、
前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、
前記端板平坦部と前記傾斜部とが接続された端板傾斜接続部と、
を備え、
前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、
前記歯先に形成された前記溝部の溝底には、前記壁体の傾斜部に対応した溝底傾斜部、前記壁体平坦部に対応した溝底平坦部、及び、前記壁体傾斜接続部に対応した溝底傾斜接続部が形成され、
前記溝底傾斜接続部には、縦断面視した場合における前記溝底傾斜部の外挿線よりも、溝が深くなる方向に位置する深溝部が設けられていることを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項５】
第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、
前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、
前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先に形成された溝部に設けられ、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールと、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、
前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、
前記壁体平坦部と前記傾斜部とが接続された壁体傾斜接続部と、
前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、
前記端板平坦部と前記傾斜部とが接続された端板傾斜接続部と、
を備え、
前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、
前記歯先に形成された前記溝部の溝底には、前記壁体の傾斜部に対応した溝底傾斜部、前記壁体平坦部に対応した溝底平坦部、及び、前記壁体傾斜接続部に対応した溝底傾斜接続部が形成され、
前記チップシールは、前記溝底傾斜接続部に対応する位置における厚さが、他の領域よりも薄くされていることを特徴とするスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、端板上に渦巻状の壁体が設けられた固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを噛み合わせ、公転旋回運動を行わせて流体を圧縮または膨張するスクロール流体機械が知られている。
【０００３】
このようなスクロール流体機械として、特許文献１に示すようないわゆる段付きスクロール圧縮機が知られている。この段付きスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻状の壁体の歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、各段部を境に壁体の外周側の高さが内周側の高さよりも高くされている。段付きスクロール圧縮機は、壁体の周方向だけでなく、高さ方向にも圧縮（三次元圧縮）されるため、段部を備えていない一般的なスクロール圧縮機（二次元圧縮）に比べ、押しのけ量を大きくし、圧縮機容量を増加することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５５１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、段付きスクロール圧縮機は、段部における流体漏れが大きいという問題がある。また、段部の根元部分に応力が集中して強度が低下するという問題がある。
【０００６】
これに対して、発明者等は、壁体及び端板に設けられた段部に代えて連続的な傾斜部を設けることを検討している。
【０００７】
壁体や端板に傾斜部を設け、この傾斜部に接続する平坦部を設けた場合、傾斜部と平坦部との間に傾斜接続部が設けられることになる。傾斜接続部では、以下のような不具合が発生するおそれがある。
すなわち、傾斜接続部では、傾斜部と平坦部をそのまま接続すると、形状が不連続に変化することになり、加工が困難になるため、歯先や歯底にバリやダレが生じやすい。歯先や歯底にバリやダレが生じると、所望形状から外れ、対向する歯底側や歯先側に凸となるので、歯先と歯底との間で過剰な接触が生じるおそれがある。
【０００８】
また、チップシールを壁体の歯先に形成した溝部に設置する場合には、溝部の溝底に傾斜接続部が設けられることになる。この溝底傾斜接続部にバリやダレが生じると、チップシールが引っかかり、旋回運動に応じたチップシールの移動を制限して、所望のシール性能が発揮できないおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、壁体や端板に傾斜部と平坦部を設け、傾斜部と平坦部との接続部に生じる不具合を回避することができるスクロール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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のスクロール流体機械は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるスクロール流体機械は、第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材とを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部とを備え、前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、前記傾斜部と前記壁体平坦部とを接続する壁体傾斜接続部の歯先、および／または、前記傾斜部と前記端板平坦部とを接続する端板傾斜接続部の歯底には、前記平坦部から前記傾斜部へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第１端板と第２端板との対向面間距離が壁体の外周側から内周側に向かって連続的に減少する傾斜部が設けられているので、外周側から吸い込まれた流体は内周側に向かうにしたがい、壁体の渦巻形状に応じた圧縮室の減少によって圧縮されるだけでなく、端板間の対向面間距離の減少によって更に圧縮されることになる。
傾斜部と壁体平坦部とを接続する壁体傾斜接続部、および／または、傾斜部と端板平坦部とを接続する端板傾斜接続部は、平坦部と傾斜部をそのまま接続しようとすると形状が不連続に変化する部分となり、加工が困難になるため、これら傾斜接続部の歯先や歯底にバリやダレが生じやすい。歯先や歯底にバリやダレが生じると、所望形状から外れ、対向する歯底側や歯先側に凸となるため、歯先と歯底との間で過剰な接触が生じるおそれがある。
そこで、壁体傾斜接続部の歯先および／または端板傾斜接続部の歯底に、平坦部から傾斜部へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状を設けることとした。これにより、傾斜接続部において滑らかに接続する加工を行うことで加工が容易となり、バリやダレの発生を抑制して、歯先と歯底との間の過剰な接触を回避することができる。
「傾斜緩和形状」としては、例えば、面取り形状が挙げられる。
【００１２】
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材とを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部とを備え、前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、前記傾斜部と前記壁体平坦部とを接続する壁体傾斜接続部の歯先、および／または、前記傾斜部と前記端板平坦部とを接続する端板傾斜接続部の歯底には、縦断面視した場合における前記平坦部の外挿線および前記傾斜部の外挿線よりも、対向する前記歯底または前記歯先から退避する方向に位置する退避部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
壁体傾斜接続部の歯先および／または端板傾斜接続部の歯底に、縦断面視した場合における平坦部の外挿線および傾斜部の外挿線よりも、対向する歯底または歯先から退避する方向に位置する退避部を設けることとした。すなわち、退避部を設けることで、歯先と歯底との間の隙間であるチップクリアランスを大きくするようにした。これにより、傾斜接続部において歯先と歯底とが接触するおそれを低減することができる。
「縦断面視」とは、スクロール部材の中心軸線方向に沿う断面で切断した場合の断面視を意味し、具体的には、壁体の高さ方向に沿う断面における断面視を意味する。
【００１４】
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先に形成された溝部に設けられ、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールとを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、前記壁体平坦部と前記傾斜部とが接続された壁体傾斜接続部と、前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、前記端板平坦部と前記傾斜部とが接続された端板傾斜接続部とを備え、前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、前記歯先に形成された前記溝部の溝底には、前記壁体の傾斜部に対応した溝底傾斜部、前記壁体平坦部に対応した溝底平坦部、及び、前記壁体傾斜接続部に対応した溝底傾斜接続部が形成され、前記溝底傾斜接続部には、前記溝底平坦部から前記溝底傾斜部へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
溝底傾斜接続部は、溝底平坦部と溝底傾斜部とをそのまま接続しようとすると、形状が不連続に変化することになり、加工が困難になるため、バリやダレが生じやすくなる。溝底にバリやダレが生じると、チップシールが引っかかり旋回運動に応じた移動が制限されてシール性能が効果的に発揮できないおそれがある。
そこで、溝底傾斜接続部に、溝底平坦部から溝底傾斜部へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状を設けることとした。これにより、溝底傾斜接続部において滑らかな形状を採用することができ、チップシールの引っかかりを抑制し、旋回運動に応じたチップシールの移動を許容することで、所望のシール性能を得ることができる。
「傾斜緩和形状」としては、例えば、面取り形状が挙げられる。
【００１６】
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先に形成された溝部に設けられ、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールとを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、前記壁体平坦部と前記傾斜部とが接続された壁体傾斜接続部と、前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、前記端板平坦部と前記傾斜部とが接続された端板傾斜接続部とを備え、前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、前記歯先に形成された前記溝部の溝底には、前記壁体の傾斜部に対応した溝底傾斜部、前記壁体平坦部に対応した溝底平坦部、及び、前記壁体傾斜接続部に対応した溝底傾斜接続部が形成され、前記溝底傾斜接続部には、縦断面視した場合における前記溝底傾斜部の外挿線よりも、溝が深くなる方向に位置する深溝部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
溝底傾斜接続部に、縦断面視した場合における溝底傾斜部の外挿線よりも、溝が深くなる方向に位置する深溝部を設けることとした。これにより、旋回運動時にチップシールが深溝部に対して出入りすることで、チップシールの移動を許容することができ、所望のシール性能を得ることができる。
「縦断面視」とは、スクロール部材の中心軸線方向に沿う断面で切断した場合の断面視を意味し、具体的には、溝の深さ方向に沿う断面における断面視を意味する。
【００１８】
また、本発明にかかるスクロール流体機械は、第１端板上に渦巻状の第１壁体が設けられた第１スクロール部材と、前記第１端板に向かい合うように配置された第２端板上に渦巻状の第２壁体が設けられ、該第２壁体が前記第１壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第２スクロール部材と、前記第１壁体及び前記第２壁体の歯先に形成された溝部に設けられ、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールとを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第１端板と前記第２端板との対向面間距離が、前記第１壁体及び前記第２壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部と、前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および最内周部に設けられ、高さが変化しない壁体平坦部と、前記壁体平坦部と前記傾斜部とが接続された壁体傾斜接続部と、前記第１端板および前記第２端板に設けられ、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部と、前記端板平坦部と前記傾斜部とが接続された端板傾斜接続部とを備え、前記傾斜部は、渦巻きの中心回りに１８０°以上の範囲にわたって設けられ、前記歯先に形成された前記溝部の溝底には、前記壁体の傾斜部に対応した溝底傾斜部、前記壁体平坦部に対応した溝底平坦部、及び、前記壁体傾斜接続部に対応した溝底傾斜接続部が形成され、前記チップシールは、前記溝底傾斜接続部に対応する位置における厚さが、他の領域よりも薄くされていることを特徴とする。
【００１９】
溝底傾斜接続部に対応する位置におけるチップシールの厚さを、他の領域よりも薄くした。これにより、旋回運動時にチップシールが溝底傾斜接続部で引っかかることを抑制して、旋回運動に応じたチップシールの移動を許容することで、所望のシール性能を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
傾斜接続部における歯先と歯底との間の過剰な接触を回避することができる。
また、溝底傾斜接続部において旋回運動に応じたチップシールの移動を許容することで、所望のシール性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるスクロール圧縮機の固定スクロール及び旋回スクロールを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は固定スクロールの壁体側から見た平面図である。
【図２】図１の旋回スクロールを示した斜視図である。
【図３】固定スクロールに設けた端板平坦部を示した平面図である。
【図４】固定スクロールに設けた壁体平坦部を示した平面図である。
【図５】渦巻き方向に伸ばして表示した壁体を示す模式図である。
【図６】図１（ｂ）の符号Ｚの領域を拡大して示した部分拡大図である。
【図７】図６で示した部分のチップシール隙間を示し、（ａ）はチップシール隙間が相対的に小さい状態を示した側面図であり、（ｂ）はチップシール隙間が相対的に大きい状態を示した側面図である。
【図８】壁体傾斜接続部周りを示した斜視図である。
【図９】図８に示した壁体傾斜接続部周りの位置を示した固定スクロールの平面図である。
【図１０】図８に示した傾斜接続部周りを示した縦断面図である。
【図１１】図１０に対応し、比較例の傾斜接続部周りを示した縦断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係り、傾斜接続部周りを示した縦断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係り、溝底傾斜接続部周りを示した縦断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係り、溝底傾斜接続部周りを示した縦断面図である。
【図１５】変形例を示し、（ａ）は段部を有していないスクロールとの組合せを示す縦断面図であり、（ｂ）は段付きスクロールとの組合せを示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下に、本発明にかかる第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、スクロール圧縮機（スクロール流体機械）１の固定スクロール（第１スクロール部材）３と旋回スクロール（第２スクロール部材）５が示されている。スクロール圧縮機１は、例えば空調機等の冷凍サイクルを行うガス冷媒（流体）を圧縮する圧縮機として用いられる。
【００２３】
固定スクロール３及び旋回スクロール５は、アルミ合金製や鉄製等の金属製の圧縮機構とされ、図示しないハウジング内に収容されている。固定スクロール３及び旋回スクロール５は、ハウジング内に導かれた流体を外周側から吸い込み、固定スクロール３の中央の吐出ポート３ｃから外部へと圧縮後の流体を吐出する。
【００２４】
固定スクロール３は、ハウジングに固定されており、図１（ａ）に示されているように、略円板形状の端板（第１端板）３ａと、端板３ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体（第１壁体）３ｂとを備えている。旋回スクロール５は、略円板形状の端板（第２端板）５ａと、端板５ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体（第２壁体）５ｂとを備えている。各壁体３ｂ，５ｂの渦巻形状は、例えば、インボリュート曲線やアルキメデス曲線を用いて定義されている。
【００２５】
固定スクロール３と旋回スクロール５は、その中心を旋回半径ρだけ離し、壁体３ｂ，５ｂの位相を１８０°ずらして噛み合わされ、両スクロールの壁体３ｂ、５ｂの歯先と歯底間に常温で僅かな高さ方向のクリアランス（チップクリアランス）を有するように組み付けられている。これにより、両スクロール３，５間に、その端板３ａ，５ａと壁体３ｂ、５ｂとにより囲まれて形成される複数対の圧縮室がスクロール中心に対して対称に形成される。旋回スクロール５は、図示しないオルダムリング等の自転防止機構によって固定スクロール３の周りを公転旋回運動する。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、向かい合う両端板３ａ，５ａ間の対向面間距離Ｌが、渦巻状の壁体３ｂ，５ｂの外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられている。
【００２７】
図２に示すように、旋回スクロール５の壁体５ｂには、外周側から内周側に向かって高さが連続的に減少する壁体傾斜部５ｂ１が設けられている。この壁体傾斜部５ｂ１の歯先が対向する固定スクロール３の歯底面には、壁体傾斜部５ｂ１の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部３ａ１（図１（ａ）参照）が設けられている。これら壁体傾斜部５ｂ１及び端板傾斜部３ａ１によって、連続的な傾斜部が構成されている。同様に、固定スクロール３の壁体３ｂにも高さが外周側から内周側に向かって連続的に傾斜する壁体傾斜部３ｂ１が設けられ、この壁体傾斜部３ｂ１の歯先に対向する端板傾斜部５ａ１が旋回スクロール５の端板５ａに設けられている。
【００２８】
なお、本実施形態でいう傾斜部における連続的という意味は、滑らかに接続された傾斜に限定されるものではなく、加工時に不可避的に生じるような小さな段差が階段状に接続されており、傾斜部を全体としてみれば連続的に傾斜しているものも含まれる。ただし、いわゆる段付きスクロールのような大きな段差は含まれない。
【００２９】
壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１及び／又は端板傾斜部３ａ１，５ａ１には、コーティングが施されている。コーティングとしては、例えば、リン酸マンガン処理やニッケルリンめっき等が挙げられる。
【００３０】
図２に示されているように、旋回スクロール５の壁体５ｂの最内周側と最外周側には、それぞれ、高さが一定とされた壁体平坦部５ｂ２，５ｂ３が設けられている。これら壁体平坦部５ｂ２，５ｂ３は、旋回スクロール５の中心Ｏ２（図１（ａ）参照）まわりに１８０°の領域にわたって設けられている。壁体平坦部５ｂ２，５ｂ３と壁体傾斜部５ｂ１とが接続される位置には、それぞれ、屈曲部となる壁体傾斜接続部５ｂ４，５ｂ５が設けられている。
旋回スクロール５の端板５ａの歯底についても同様に、高さが一定とされた端板平坦部５ａ２，５ａ３が設けられている。これら端板平坦部５ａ２，５ａ３についても、旋回スクロール５の中心まわりに１８０°の領域にわたって設けられている。端板平坦部５ａ２，５ａ３と端板傾斜部５ａ１とが接続される位置には、それぞれ、屈曲部となる端板傾斜接続部５ａ４，５ａ５が設けられている。
【００３１】
図３及び図４にハッチングにて示すように、固定スクロール３についても、旋回スクロール５と同様に、端板平坦部３ａ２，３ａ３、壁体平坦部３ｂ２，３ｂ３、端板傾斜接続部３ａ４，３ａ５及び壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５が設けられている。
【００３２】
図５には、渦巻き方向に伸ばして表示した壁体３ｂ，５ｂが示されている。同図に示されているように、最内周側の壁体平坦部３ｂ２，５ｂ２が距離Ｄ２にわたって設けられ、最外周側の壁体平坦部３ｂ３，５ｂ３が距離Ｄ３にわたって設けられている。距離Ｄ２及び距離Ｄ３は、それぞれ、各スクロール３，５の中心Ｏ１，Ｏ２まわりに１８０°（１８０°以上３６０°以下、好ましくは２１０°以下）とされた領域に相当する長さとなっている。最内周側の壁体平坦部３ｂ２，５ｂ２と最外周側の壁体平坦部３ｂ３，５ｂ３との間に、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１が距離Ｄ１にわたって設けられている。最内周側の壁体平坦部３ｂ２，５ｂ２と最外周側の壁体平坦部３ｂ３，５ｂ３との高低差をｈとすると、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１の傾きφは下式とされる。
φ＝tan−１（h/D1）    ・・・（１）
このように、傾斜部における傾きφは、渦巻状の壁体３ｂ，５ｂが延在する周方向に対して一定とされている。距離Ｄ１は、距離Ｄ２よりも長く、また、距離Ｄ３よりも長い。
例えば、本実施形態において、スクロール３，５の諸元は以下の通りである。
（１）旋回半径ρ［ｍｍ］：２以上１５以下、好ましくは３以上１０以下
（２）壁体３ｂ、５ｂの巻数：１．５以上４．５以下、好ましくは２．０以上３．５以下
（３）高低差ｈ［ｍｍ］：２以上２０以下、好ましくは５以上１５以下
（４）ｈ／Ｌｏｕｔ（最外周側の壁体高さ）：
０．０５以上０．３５以下、好ましくは０．１以上０．２５以下
（５）傾斜部の角度範囲（距離Ｄ１に相当する角度範囲）［°］：
１８０以上１０８０以下、好ましくは３６０以上７２０以下
（６）傾斜部の角度φ［°］：０．２以上４以下、好ましくは０．５以上２．５以下
【００３３】
図６には、図１（ｂ）の符号Ｚで示した領域の拡大図が示されている。図６に示されているように、固定スクロール３の壁体３ｂの歯先には、チップシール７が設けられている。チップシール７は樹脂製とされており、対向する旋回スクロール５の端板５ａの歯底に接触して流体をシールする。チップシール７は、壁体３ｂの歯先に周方向にわたって形成されたチップシール溝３ｄ内に収容されている。このチップシール溝３ｄ内に圧縮流体が入り込み、チップシール７を背面から押圧して歯底側に押し出すことで対向する歯底に接触させるようになっている。なお、旋回スクロール５の壁体５ｂの歯先に対しても、同様にチップシールが設けられている。
【００３４】
図７に示すように、壁体３ｂの高さ方向におけるチップシール７の高さＨｃは、周方向に一定とされている。
両スクロール３，５が相対的に公転旋回運動を行うと、旋回直径（旋回半径ρ×２）分だけ歯先と歯底の位置が相対的にずれる。この歯先と歯底の位置ずれに起因して、傾斜部では、歯先と歯底との間のチップクリアランスが変化する。チップクリアランス変化量Δｈ［ｍｍ］は、例えば、０．０５以上１．０以下、好ましくは０．１以上０．６以下とされる。例えば、図７（ａ）ではチップクリアランスＴが小さく、図７（ｂ）ではチップクリアランスＴが大きいことを示している。チップシール７は、このチップクリアランスＴが旋回運動によって変化しても、背面から圧縮流体によって端板５ａの歯底側に押圧されるので、追従してシールできるようになっている。
【００３５】
図８には、壁体傾斜接続部周りの斜視図が示されている。この壁体傾斜接続部は、図９に符号Ｚ１で示すように、固定スクロール３の内周側の壁体傾斜接続部３ｂ４を示している。
図８において、左側が壁体３ｂの内周側となり、右側が壁体３ｂの外周側となる。したがって、壁体傾斜接続部３ｂ４の内周側（同図において左側）が壁体平坦部３ｂ２となり、壁体傾斜接続部３ｂ４の外周側（同図において右側）が壁体傾斜部３ｂ１となる。
【００３６】
壁体３ｂの歯先に形成したチップシール溝３ｄ内には、チップシール７が挿入されている。同図では、チップシール７の背面に圧縮流体が入り込んで、対向する歯底側（同図において上側）に突出した状態が示されている。
【００３７】
図１０には、図８に示した壁体傾斜接続部３ｂ４周りの縦断面が示されている。同図において、下側の実線が固定スクロール３の壁体３ｂの歯先を示し、上側の実線が旋回スクロール５の端板５ａの歯底を示している。すなわち、同図には、歯先と歯底が対向した状態が示されている。また、同図において、左側がスクロール３，５の外周側となり、右側がスクロール３，５の内周側となる。
【００３８】
同図に示されているように、固定スクロール３の壁体平坦部３ｂ２と壁体傾斜部３ｂ１との間の壁体傾斜接続部３ｂ４には、Ｒ面取りされた形状が設けられている。このＲ面取り形状は、壁体平坦部３ｂ２から壁体傾斜部３ｂ１へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状となっている。すなわち、Ｒ面取り形状とされた面は、壁体平坦部３ｂ２の外挿線ＯＬ１及び壁体傾斜部３ｂ１の外挿線ＯＬ２よりも壁体３ｂの高さ方向における上側に位置している。
【００３９】
旋回スクロール５の端板平坦部５ａ２と端板傾斜部５ａ１との間の端板傾斜接続部５ａ４には、Ｒ面取りされた形状が設けられている。このＲ面取り形状は、端板平坦部５ａ２から端板傾斜部５ａ１へと到る傾斜を緩和して接続する傾斜緩和形状となっている。すなわち、Ｒ面取り形状とされた面は、端板平坦部５ａ２の外挿線ＯＬ３及び端板傾斜部５ａ１の外挿線ＯＬ４よりも端板５ａの厚さが小さくなる方向（端板５ａを掘り込む方向）に位置している。
【００４０】
なお、図示しないが、他方の内周側の傾斜接続部３ａ４，５ｂ４にも同様のＲ面取り形状が設けられている。また、外周側の傾斜接続部３ｂ５，５ａ５，３ａ５，５ｂ５にも同様のＲ面取り形状を採用しても良い。
【００４１】
また、チップシール溝３ｄの溝底１０（図８参照）についても、壁体傾斜接続部３ｂ４に対応する溝底傾斜接続部に対して、壁体３ｂの歯先と同様のＲ面取り形状が設けられている。
【００４２】
上述したスクロール圧縮機１は、以下のように動作する。
図示しない電動モータ等の駆動源によって、旋回スクロール５が固定スクロール３回りに公転旋回運動を行う。これにより、各スクロール３，５の外周側から流体を吸い込み、各壁体３ｂ，５ｂ及び各端板３ａ，５ａによって囲まれた圧縮室に流体を取り込む。圧縮室内の流体は外周側から内周側に移動するに従い順次圧縮され、最終的に固定スクロール３に形成された吐出ポート３ｃから圧縮流体が吐出される。流体が圧縮される際に、端板傾斜部３ａ１，５ａ１及び壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１によって形成された傾斜部では壁体３ｂ，５ｂの高さ方向にも圧縮されて、三次元圧縮が行われる。
【００４３】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
図１０に示したように、傾斜接続部３ｂ４，５ａ４にＲ面取り形状を採用することとした。これによる作用効果は以下の通りである。
比較例として、図１１に、Ｒ面取り形状を採用せずにエンドミルによって切削加工した形状を示す。同図に示すように、壁体平坦部３ｂ２と壁体傾斜部３ｂ１とをそのまま接続するように、壁体平坦部３ｂ２の外挿線ＯＬ１と壁体傾斜部３ｂ１の外挿線ＯＬ２に沿って加工するようにＮＣ（Numerically Control）工作機械に加工指示を行うと、壁体傾斜接続部３ｂ４にダレＢ１が生じ、端板傾斜接続部５ａ４にバリＢ２が生じる。すなわち、壁体平坦部３ｂ２と壁体傾斜部３ｂ１とをそのまま接続しようとすると、壁体傾斜接続部３ｂ４は、傾きが急激に変化する部分すなわち形状が不連続に変化する部分となる。このように形状が不連続に変化する部分はＮＣ工作機械による自動加工が困難であるため、同図に示したように旋回スクロール５の歯底側に突出するダレＢ１が発生する。
同様に、端板平坦部５ａ２と端板傾斜部５ａ１との間の端板傾斜接続部５ａ４の加工も困難であるため、固定スクロール３の歯先側に突出するバリＢ２が発生する。このようなダレＢ１及びバリＢ２が発生すると、傾斜接続部３ｂ４，５ａ４において歯先と歯底との間に過剰な接触が生じることになる。
【００４４】
そこで、本実施形態では、壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５の歯先および端板傾斜接続部３ａ４，３ａ５，５ａ４，５ａ５の歯底に、Ｒ面取り形状を設けることとした。これにより、傾斜接続部において滑らかに接続する加工を行うことで加工が容易となり、バリＢ２やダレＢ１の発生を抑制して、歯先と歯底との間の過剰な接触を回避することができる。
【００４５】
また、チップシール溝３ｄの溝底１０についても、溝底平坦部と溝底傾斜部とをそのまま接続しようとすると、形状が不連続に変化することになり、加工が困難になるため、バリやダレが生じやすくなる。溝底１０にバリやダレが生じると、チップシール７が引っかかり旋回運動に応じた移動が制限されてシール性能が効果的に発揮できないおそれがある。
そこで、本実施形態では、溝底傾斜接続部に、歯先と同様にＲ面取り形状を設け、傾斜緩和形状を設けることとした。これにより、溝底傾斜接続部において滑らかな形状を採用することができ、チップシール７の引っかかりを抑制し、旋回運動に応じたチップシール７の移動を許容することで、所望のシール性能を得ることができる。
【００４６】
なお、傾斜緩和形状として用いたＲ面取り形状に変えて、Ｃ面取り形状としても良い。または、不連続な傾斜を緩和するように段階的に傾斜を変えて接続する形状であってもよい。
また、傾斜緩和形状は、壁体側及び端板側のいずれか一方の傾斜接続部に用いても良い。
また、傾斜緩和形状は、圧縮室の流体圧力が高くなる内周側にのみ設け、圧縮室の流体圧力が比較的低い外周側には設けないこととしても良い。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して傾斜接続部における形状が異なる。したがって、以下では、第１実施形態に対して相違する部分のみを説明し、その他の共通の構成については説明を省略する。
【００４８】
図１２に示されているように、壁体傾斜接続部３ｂ４には、壁体平坦部３ｂ２の外挿線ＯＬ１および壁体傾斜部３ｂ１の外挿線ＯＬ２よりも、対向する端板５ａの歯底から退避する方向（同図において下方）に位置する退避部が設けられている。この退避部は、壁体３ｂの根元方向に掘り込まれており、下方に凸となる形状となっている。
【００４９】
端板傾斜接続部５ａ４は、第１実施形態と同様に、Ｒ面取り形状となっている。
また、他の壁体傾斜接続部３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５に対しても、対向する歯底から退避する方向に位置する退避部が設けられている。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、壁体傾斜接続部３ｂ４に退避部を設けることとしたので、歯先と歯底との間の隙間であるチップクリアランスを大きくすることができる。これにより、傾斜接続部において歯先と歯底とが接触するおそれを低減することができる。
【００５１】
なお、本実施形態では端板傾斜接続部５ａ４をＲ面取り形状としたが、端板５ａの厚さ方向にさらに掘り込んで図１２において上に凸となる形状とした退避部を設けても良い。この場合には、対向する壁体傾斜接続部３ｂ４に設けた退避部を省略してもよい。
また、退避部は、圧縮室の流体圧力が高くなる内周側にのみ設け、圧縮室の流体圧力が比較的低い外周側には設けないこととしても良い。
【００５２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、チップシール溝３ｄの溝底の形状が第１実施形態と相違する。したがって、以下では、第１実施形態と相違する部分について説明し、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。なお、本実施形態は、上述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。
【００５３】
図１３に示されているように、チップシール溝３ｄの溝底１０には、壁体３ｂの傾斜部３ｂ１に対応した溝底傾斜部１０ａ、壁体平坦部３ｂ２に対応した溝底平坦部１０ｂ、及び、壁体傾斜接続部３ｂ４に対応した溝底傾斜接続部１０ｃが形成されている。そして、溝底傾斜接続部１０ｃには、溝底傾斜部１０ａの外挿線ＯＬ５よりも、溝が深くなる方向すなわち溝を掘り込む方向に位置する深溝部１０ｄが設けられている。深溝部１０ｄは、曲面を組み合わせた滑らかな形状とされている。
この深溝部１０ｄは、他の壁体傾斜接続部３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５に対応する溝底傾斜接続部１０ｃにも設けられている。
【００５４】
本実施形態によれば、深溝部１０ｄを設けることにより、旋回運動時にチップシール７が深溝部１０ｄに対して出入りすることができる。図１３では、チップシール７が深溝部１０ｄに入り込んだ形状が２点鎖線で示されている。このように、チップシール７の周方向への移動を許容することができるので、旋回運動に対して追従させることができ、チップシール７によって所望のシール性能を得ることができる。
【００５５】
なお、深溝部１０ｄは、圧縮室の流体圧力が高くなる内周側にのみ設け、圧縮室の流体圧力が比較的低い外周側には設けないこととしても良い。
【００５６】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、チップシール７の形状に特徴がある。他の構成については第１実施形態と同様の構成なので、その説明を省略する。なお、本実施形態は、上述の第１乃至第３実施形態と組み合わせることができる。
【００５７】
図１４に示されているように、チップシール溝３ｄの溝底１０には、壁体３ｂの傾斜部３ｂ１に対応した溝底傾斜部１０ａ、壁体平坦部３ｂ２に対応した溝底平坦部１０ｂ、及び、壁体傾斜接続部３ｂ４に対応した溝底傾斜接続部１０ｃが形成されている。そして、チップシール７は、溝底傾斜接続部１０ｃに対応する位置における厚さｔ１が、他の領域よりも薄くされている。
溝底傾斜接続部１０ｃに対応した位置でチップシール７を薄くした形状は、他の壁体傾斜接続部３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５に対応する溝底傾斜接続部１０ｃにも設けられている。
【００５８】
本実施形態によれば、チップシール７の溝底傾斜接続部１０ｃに対応する位置における厚さｔ１を他の領域よりも薄くしたので、チップシール７が溝底傾斜接続部１０ｃ側に移動することができる（図１４における２点鎖線参照）。これにより、旋回運動時にチップシール７が溝底傾斜接続部１０ｃで引っかかることを抑制して、旋回運動に応じたチップシール７の移動を許容することで、所望のシール性能を得ることができる。
【００５９】
なお、チップシール７を薄くする形状は、圧縮室の流体圧力が高くなる内周側にのみ設け、圧縮室の流体圧力が比較的低い外周側には設けないこととしても良い。
【００６０】
なお、上記の各実施形態では、端板傾斜部３ａ１，５ａ１及び壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１を両スクロール３，５に設けることとしたが、いずれか一方に設けても良い。
具体的には、図１５（ａ）に示すように、一方の壁体（例えば旋回スクロール５）に壁体傾斜部５ｂ１を設け、他方の端板３ａに端板傾斜部３ａ１を設けた場合には、他方の壁体と一方の端板５ａは平坦としても良い。
また、図１５（ｂ）に示すように、従来の段付き形状と組み合わせた形状、すなわち、固定スクロール３の端板３ａに端板傾斜部３ａ１を設ける一方で、旋回スクロール５の端板５ａに段部が設けられた形状と組み合わせても良い。
【００６１】
上記実施形態では、スクロール圧縮機として説明したが、膨張機として用いるスクロール膨張機に対しても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  スクロール圧縮機（スクロール流体機械）
３  固定スクロール（第１スクロール部材）
３ａ  端板（第１端板）
３ａ１  端板傾斜部
３ａ２  端板平坦部（内周側）
３ａ３  端板平坦部（外周側）
３ａ４  端板傾斜接続部（内周側）
３ａ５  端板傾斜接続部（外周側）
３ｂ  壁体（第１壁体）
３ｂ１  壁体傾斜部
３ｂ２  壁体平坦部（内周側）
３ｂ３  壁体平坦部（外周側）
３ｂ４  壁体傾斜接続部（内周側）
３ｂ５  壁体傾斜接続部（外周側）
３ｃ  吐出ポート
３ｄ  チップシール溝
５  旋回スクロール（第２スクロール部材）
５ａ  端板（第２端板）
５ａ１  端板傾斜部
５ａ２  端板平坦部（内周側）
５ａ３  端板平坦部（外周側）
５ａ４  端板傾斜接続部（内周側）
５ａ５  端板傾斜接続部（外周側）
５ｂ  壁体（第２壁体）
５ｂ１  壁体傾斜部
５ｂ２  壁体平坦部（内周側）
５ｂ３  壁体平坦部（外周側）
５ｂ４  壁体傾斜接続部（内周側）
５ｂ５  壁体傾斜接続部（外周側）
７  チップシール
１０  溝底
１０ａ  溝底傾斜部
１０ｂ  溝底平坦部
１０ｃ  溝底傾斜接続部
１０ｄ  深溝部
Ｂ１  ダレ
Ｂ２  バリ
Ｈｃ  チップシールの高さ
Ｌ  対向面間距離
Ｔ  チップクリアランス
ｔ１  チップシールの厚さ
φ  傾き
【図１】
2019143551.tif 000003
【図２】
2019143551.tif 000004
【図３】
2019143551.tif 000005
【図４】
2019143551.tif 000006
【図５】
2019143551.tif 000007
【図６】
2019143551.tif 000008
【図７】
2019143551.tif 000009
【図８】
2019143551.tif 000010
【図９】
2019143551.tif 000011
【図１０】
2019143551.tif 000012
【図１１】
2019143551.tif 000013
【図１２】
2019143551.tif 000014
【図１３】
2019143551.tif 000015
【図１４】
2019143551.tif 000016
【図１５】
2019143551.tif 000017