(57)【要約】【課題】  シール部材の面圧を低減して耐久性を向上させる。【解決手段】  背面プレート１６とホルダ１７との間には、旋回背圧室１８を取囲んでシール機構２４を設けると共に、シール機構２４は、シール取付溝２５、シール部材２６およびＹパッキン２７によって構成する。このとき、シール取付溝２５の外周側には段付状の浅底部２５Ｂを形成すると共に、シール部材２６の外周側には浅底部２５Ｂに対応した切欠き部２６Ｄを設ける。また、シール取付溝２５の深底周壁面２５Ｃとシール部材２６の切欠き部２６Ｄとの間にＹパッキン２７を取付け、シール部材２６の背面２６Ｂ側に背圧室２８を形成する。これにより、シール部材２６の摺動面２６Ａを背圧室２８の有効面積よりも大きくすることができ、摺動面２６Ａに作用する荷重Ｆfと背面２６Ｂに作用する荷重Ｆbとの差を小さくすることができる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置され摺動運動する一側部材および他側部材と、該他側部材のうち一側部材との摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とからなり、該シール部材の摺動面と前記一側部材の摺動面とは平面で接触し、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、
前記シール部材と前記溝との間には、高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、
該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側と連通する背圧室を形成し、
使用状態において、前記シール部材を一側部材に向けて付勢する該背圧室の有効面積に比べて、前記シール部材の摺動面と一側部材との接触面積を大きくする構成としてなるシール装置。
【請求項２】
互いに対向して配置され摺動運動する一側部材および他側部材と、該他側部材のうち一側部材との摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とからなり、該シール部材の摺動面と前記一側部材の摺動面とは平面で接触し、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、
前記シール部材と前記溝との間には、前記シール部材の内周側または外周側の低圧側に位置して高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、
該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側と連通する背圧室を形成し、
使用状態において、前記背圧室の低圧側の境界部に比べて、前記シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としてなるシール装置。
【請求項３】
前記シール部材は、周方向に向けて切れ目のない連続体によって形成してなる請求項１または２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記シール部材は、前記溝の周壁面に対して垂直な方向に作用する荷重がバランスする構成としてなる請求項１，２または３に記載のシール装置。
【請求項５】
前記シール部材の摺動面は、当該摺動面が摩耗することによって前記一側部材との接触面積が増加する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載のシール装置。
【請求項６】
前記シール部材の摺動面は、当該摺動面から低圧側に向かって前記一側部材から徐々に離間する部分を有してなる請求項１，２，３，４または５に記載のシール装置。
【請求項７】
前記シール部材には、その摺動面の高圧側に前記一側部材から離間して前記一側部材に対向する高圧側段部を有してなる請求項１，２，３，４，５または６に記載のシール装置。
【請求項８】
前記溝の低圧側には前記底部よりも浅底の浅底部を形成し、
前記シール部材には該浅底部に対応した形状の切欠き部を形成し、
前記漏洩遮断手段は、前記溝の底部と浅底部との間に位置する低圧側深溝周壁面と前記シール部材の切欠き部との間に配置してなる請求項１，２，３，４，５，６または７に記載のシール装置。
【請求項９】
前記溝の浅底部と開口部との間に位置する低圧側浅溝周壁面を形成し、
前記シール部材と溝の低圧側深溝周壁面との間に形成される第１の隙間と、前記シール部材と溝の低圧側浅溝周壁面との間に形成される第２の隙間とでは、第１の隙間は第２の隙間に比して大きい構成としてなる請求項８に記載のシール装置。
【請求項１０】
前記漏洩遮断手段は、前記第１の隙間に配置してなる請求項９に記載のシール装置。
【請求項１１】
前記シール部材のうち第２の隙間と対面する部分には、深さ方向に向けて延びる隆起または谷を形成する構成としてなる請求項９または１０に記載のシール装置。
【請求項１２】
前記一側部材および他側部材のいずれかは旋回運動する構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０または１１に記載のシール装置。
【請求項１３】
前記一側部材および他側部材は、アルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、前記シール部材は、ポリテトラフルオロエチレンを主材として形成する構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１または１２に記載のシール装置。
【請求項１４】
一側のスクロールのラップ部と他側のスクロールのラップ部が重なり合って密閉室を形成し、旋回運動する間に外部から吸込んだまたは導入した流体を圧縮または膨脹させるスクロール式流体機械において、
前記他側のスクロールのラップ部の外周側に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とによってシール機構を構成し、
該シール機構は、前記シール部材の摺動面と前記一側のスクロールの摺動面とが平面で接触し、高圧側と低圧側とに画成し、
前記シール部材と前記溝との間には、前記シール部材の内周側または外周側の低圧側に位置し、高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、
該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側と連通する背圧室を形成し、
使用状態において、前記背圧室の低圧側の境界部に比べて、前記シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項１５】
前記一側のスクロールは旋回運動する旋回スクロールであり、前記他側のスクロールは静止する固定スクロールである請求項１４に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１６】
ケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板の表面に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記固定スクロールと対面して設けられ鏡板の表面に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の密閉室を画成するラップ部が立設された旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械において、
前記ケーシングには、前記旋回スクロールの背面に位置して前記旋回スクロールを前記固定スクロールに向けて押圧する旋回背圧室を形成するための背圧室形成部材を設け、
該旋回背圧室の外周側または内周側には、該旋回背圧室と外部との間をシールするシール機構を設け、
該シール機構は、前記背圧室形成部材のうち前記旋回スクロールとの摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とからなり、該シール部材の摺動面と前記旋回スクロールの摺動面とは平面で接触し、高圧側の旋回背圧室と低圧側の外部とに画成する構成とし、
前記シール部材と前記溝との間には、前記シール部材の内周側または外周側の低圧側に位置して高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、
該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側の旋回背圧室と連通する背圧室を形成し、
使用状態において、前記背圧室の低圧側の境界部に比べて、前記シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項１７】
前記シール部材の摺動面は、当該摺動面が摩耗することによって前記旋回スクロールとの接触面積が増加する構成としてなる請求項１５または１６に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１８】
前記シール部材の摺動面は、当該摺動面から低圧側に向かって前記旋回スクロールから徐々に離間する部分を有してなる請求項１５，１６または１７に記載のスクロール式流体機械。
【請求項１９】
前記シール部材には、その摺動面の高圧側に前記旋回スクロールから離間して前記旋回スクロールに対向する高圧側段部を有してなる請求項１５，１６，１７または１８に記載のスクロール式流体機械。
【請求項２０】
前記溝の低圧側には前記底部よりも浅底の浅底部を形成し、
前記シール部材には該浅底部に対応した形状の切欠き部を形成し、
前記漏洩遮断手段は、前記溝の底部と浅底部との間に位置する低圧側深溝周壁面と前記シール部材の切欠き部との間に配置してなる請求項１５，１６，１７，１８または１９に記載のスクロール式流体機械。
【請求項２１】
前記溝の浅底部と開口部との間に位置する低圧側浅溝周壁面を形成し、
前記シール部材と溝の低圧側深溝周壁面との間に形成される第１の隙間と、前記シール部材と溝の低圧側浅溝周壁面との間に形成される第２の隙間とでは、第２の隙間に比して第１の隙間が大きい構成としてなる請求項２０に記載のスクロール式流体機械。
【請求項２２】
前記固定スクロールおよび旋回スクロールは、アルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、前記シール部材は、ポリテトラフルオロエチレンを主材として形成する構成としてなる請求項１５，１６，１７，１８，１９，２０または２１に記載のスクロール式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状の溝と該溝内に挿嵌されたシール部材とからなるシール装置、および前記溝とシール部材とからなるシール機構を備えたスクロール式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スクロール式流体機械は、互いに対向する固定スクロールと旋回スクロールを備え、各スクロールは、その鏡板の歯底面に渦巻状のラップ部が立設される構成となっている。そして、２つのスクロールを対向して配置することによって、２つのラップ部が重なり合って複数の密閉室が画成される。この状態で、旋回スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させることにより、密閉室を連続的に縮小または拡大して空気、触媒ガス等を圧縮または膨脹させる。
【０００３】
また、従来技術として、例えば固定スクロールのラップ部の外周側に空気等の漏洩を防止するためのシール機構を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。このとき、シール機構は、固定スクロールのラップ部を取囲んで外周側に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌された環状のシール部材とによって構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６１３０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１０９３号公報
【特許文献３】特開平１−２５０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シール機構は、溝およびシール部材のいずれの断面形状も矩形形状のものが一般的であった。この場合、高圧側と低圧側との間の圧力差がある程度以上に大きくなると、シール部材等の断面形状が矩形形状のままではシール部材が相手方の旋回スクロールに押付けられる押付け荷重が大きくなり、摩擦損失および摩耗が大きくなる。
【０００６】
このため、上述の特許文献１には、シール部材の断面形状のみを段付形状に形成し、押付け荷重を低減した構成が開示されている。しかし、この場合でも、シール部材の面圧は、溝底側に位置するシール部材の背面の圧力と、旋回スクロールとの摺動面となる前面の圧力との間の差圧となる。このため、シール部材の面圧を十分に低減することができず、シール部材の寿命を延ばすことができなかった。
【０００７】
また、特許文献２には、シール部材に圧力導入孔を設け、該圧力導入孔によってシール部材の背面と前面との間の圧力のバランスをとる構成が開示されている。しかし、この場合には、シール部材等の構造が複雑で余分な加工が必要となり、製造コストが上昇するという問題がある。
【０００８】
さらに、特許文献３には、シリンダの内周面（円筒面）に対するシール機構に関して、シール部材の摺動面の荷重を軽減した構成が開示されている。この場合、シール部材の内周面にも一部低圧側の圧力を導いて、高圧側の圧力が作用する面積を減らし、シリンダとの摺動面圧を低減している。確かに、シリンダとの摺動面では面圧が低減するが、この従来技術では本来高圧から低圧まで圧力が分布するはずのシール溝の低圧側壁面にもかなりの面積に亘って低圧側の圧力を導入する必要がある。このため、シール部材はより強い力で高圧側から低圧側に向かって押付けられることになるから、シール部材がシール溝の壁面と強く接触することになり、シール部材の動きが阻害されたり、壁面との摩擦によってシール部材の摩耗が進行するという問題がある。
【０００９】
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、本発明の目的は、シール部材の面圧を低減して耐久性を向上させることができるシール装置およびスクロール式流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、互いに対向して配置され摺動運動する一側部材および他側部材と、該他側部材のうち一側部材との摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とからなり、該シール部材の摺動面と前記一側部材の摺動面とは平面で接触し、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、前記シール部材と前記溝との間には、高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側と連通する背圧室を形成し、使用状態において、前記シール部材を一側部材に向けて付勢する該背圧室の有効面積に比べて、前記シール部材の摺動面と一側部材との接触面積を大きくする構成としている。
【００１１】
請求項２の発明では、互いに対向して配置され摺動運動する一側部材および他側部材と、該他側部材のうち一側部材との摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とからなり、該シール部材の摺動面と前記一側部材の摺動面とは平面で接触し、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、前記シール部材と前記溝との間には、前記シール部材の内周側または外周側の低圧側に位置して高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側と連通する背圧室を形成し、使用状態において、前記背圧室の低圧側の境界部に比べて、前記シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としている。
【００１２】
請求項３の発明では、前記シール部材は、周方向に向けて切れ目のない連続体によって形成している。
【００１３】
請求項４の発明では、前記シール部材は、前記溝の周壁面に対して垂直な方向に作用する荷重がバランスする構成としている。
【００１４】
請求項５の発明では、前記シール部材の摺動面は、当該摺動面が摩耗することによって前記一側部材との接触面積が増加する構成としている。
【００１５】
請求項６の発明では、前記シール部材の摺動面は、当該摺動面から低圧側に向かって前記一側部材から徐々に離間する部分を有している。
【００１６】
請求項７の発明では、前記シール部材には、その摺動面の高圧側に前記一側部材から離間して前記一側部材に対向する高圧側段部を有している。
【００１７】
請求項８の発明では、前記溝の低圧側には前記底部よりも浅底の浅底部を形成し、前記シール部材には該浅底部に対応した形状の切欠き部を形成し、前記漏洩遮断手段は、前記溝の底部と浅底部との間に位置する低圧側深溝周壁面と前記シール部材の切欠き部との間に配置している。
【００１８】
請求項９の発明では、前記溝の浅底部と開口部との間に位置する低圧側浅溝周壁面を形成し、前記シール部材と溝の低圧側深溝周壁面との間に形成される第１の隙間と、前記シール部材と溝の低圧側浅溝周壁面との間に形成される第２の隙間とでは、第１の隙間は第２の隙間に比して大きい構成としている。
【００１９】
請求項１０の発明では、前記漏洩遮断手段は、前記第１の隙間に配置している。
【００２０】
請求項１１の発明では、前記シール部材のうち第２の隙間と対面する部分には、深さ方向に向けて延びる隆起または谷を形成する構成としている。
【００２１】
請求項１２の発明では、前記一側部材および他側部材のいずれかは旋回運動する構成としている。
【００２２】
請求項１３の発明では、前記一側部材および他側部材は、アルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、前記シール部材は、ポリテトラフルオロエチレンを主材として形成する構成としている。
【００２３】
請求項１４の発明は、一側のスクロールのラップ部と他側のスクロールのラップ部が重なり合って密閉室を形成し、旋回運動する間に外部から吸込んだまたは導入した流体を圧縮または膨脹させるスクロール式流体機械において、前記他側のスクロールのラップ部の外周側に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とによってシール機構を構成し、該シール機構は、前記シール部材の摺動面と前記一側のスクロールの摺動面とが平面で接触し、高圧側と低圧側とに画成し、前記シール部材と前記溝との間には、前記シール部材の内周側または外周側の低圧側に位置し、高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側と連通する背圧室を形成し、使用状態において、前記背圧室の低圧側の境界部に比べて、前記シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としたことを特徴としている。
【００２４】
請求項１５の発明では、前記一側のスクロールは旋回運動する旋回スクロールであり、前記他側のスクロールは静止する固定スクロールである構成としている。
【００２５】
請求項１６の発明は、ケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板の表面に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記固定スクロールと対面して設けられ鏡板の表面に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の密閉室を画成するラップ部が立設された旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械において、前記ケーシングには、前記旋回スクロールの背面に位置して前記旋回スクロールを前記固定スクロールに向けて押圧する旋回背圧室を形成するための背圧室形成部材を設け、該旋回背圧室の外周側または内周側には、該旋回背圧室と外部との間をシールするシール機構を設け、該シール機構は、前記背圧室形成部材のうち前記旋回スクロールとの摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され一面を摺動面とした環状のシール部材とからなり、該シール部材の摺動面と前記旋回スクロールの摺動面とは平面で接触し、高圧側の旋回背圧室と低圧側の外部とに画成する構成とし、前記シール部材と前記溝との間には、前記シール部材の内周側または外周側の低圧側に位置して高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断する漏洩遮断手段を設け、該漏洩遮断手段、溝の底部側およびシール部材は、高圧側の旋回背圧室と連通する背圧室を形成し、使用状態において、前記背圧室の低圧側の境界部に比べて、前記シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としたことを特徴としている。
【００２６】
請求項１７の発明では、前記シール部材の摺動面は、当該摺動面が摩耗することによって前記旋回スクロールとの接触面積が増加する構成としている。
【００２７】
請求項１８の発明では、前記シール部材の摺動面は、当該摺動面から低圧側に向かって前記旋回スクロールから徐々に離間する部分を有している。
【００２８】
請求項１９の発明では、前記シール部材には、その摺動面の高圧側に前記旋回スクロールから離間して前記旋回スクロールに対向する高圧側段部を有している。
【００２９】
請求項２０の発明では、前記溝の低圧側には前記底部よりも浅底の浅底部を形成し、前記シール部材には該浅底部に対応した形状の切欠き部を形成し、前記漏洩遮断手段は、前記溝の底部と浅底部との間に位置する低圧側深溝周壁面と前記シール部材の切欠き部との間に配置している。
【００３０】
請求項２１の発明では、前記溝の浅底部と開口部との間に位置する低圧側浅溝周壁面を形成し、前記シール部材と溝の低圧側深溝周壁面との間に形成される第１の隙間と、前記シール部材と溝の低圧側浅溝周壁面との間に形成される第２の隙間とでは、第２の隙間に比して第１の隙間が大きい構成としている。
【００３１】
請求項２２の発明では、前記固定スクロールおよび旋回スクロールは、アルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、前記シール部材は、ポリテトラフルオロエチレンを主材として形成する構成としている。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１の発明によれば、使用状態において、シール部材を一側部材に向けて付勢する背圧室の有効面積に比べて、シール部材の摺動面と一側部材との接触面積を大きくしている。このとき、シール部材の有効面積とは、シール部材の高圧側の圧力が直接作用する一側部材側の面積と他側部材側の面積との差分をいう。また、使用状態とは、一側部材に対してシール部材が摺動して、シール部材が馴染んだ後の状態をいう。このため、使用状態は、初期は例えば背圧室の有効面積がシール部材の摺動面と一側部材との接触面積と等しいまたは小さいときでも、シール部材が摩耗して馴染んだ後に、背圧室の有効面積がシール部材の摺動面と一側部材との接触面積よりも大きくなった状態を含むものである。
【００３３】
また、背圧室の有効面積には、高圧側の圧力が作用するから、シール部材の背面側には、有効面積に亘って高圧側の圧力を積分した荷重（押付け荷重）が作用する。一方、シール部材と一側部材との接触面積には高圧側の圧力から低圧側の圧力まで連続的に分布した圧力（分布圧力）が作用するから、シール部材の摺動面側には、接触面積に亘ってこの分布圧力を積分した荷重が作用する。このとき、背圧室の有効面積に比べてシール部材の摺動面と一側部材との接触面積を大きくしたから、シール部材の摺動面に作用する圧力による荷重とシール部材の背面に作用する圧力による荷重との差を小さくすることができる。このため、シールする圧力が高圧でもシール部材の押付け力を小さくすることができるから、シール部材の摩耗速度を低下させることができ、シール部材の寿命を延ばして信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、使用状態において、背圧室の低圧側の境界部に比べて、シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている。このとき、シール部材のうち背圧室の低圧側の境界部を越えて低圧側に延びた低圧側延伸部分は、背面には低圧側の圧力が作用するのに対し、摺動面（接触面）には高圧側と低圧側との間の分布圧力が作用する。このため、シール部材の低圧側延伸部分では、背面側に比べて摺動面側の方が作用する圧力が高くなる。
【００３５】
この結果、シール部材の低圧側延伸部分によって、背圧室の有効面積に比べてシール部材の摺動面と一側部材との接触面積を大きくすることができる。このため、シール部材の摺動面に作用する圧力による荷重とシール部材の背面に作用する圧力による荷重との差を小さくすることができる。従って、シールする圧力が高圧でもシール部材の押付け力を小さくすることができるから、シール部材の摩耗速度を低下させることができ、シール部材の寿命を延ばして信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、シール部材は周方向に向けて切れ目のない連続体によって形成したから、シール部材の内周面と外周面との間に圧力差が生じても、シール部材自体は、この圧力差を保持し、広がることがない。また、シール部材単体で径方向の荷重がバランスするから、シール部材が径方向に変位することがなく、シール部材が溝の周壁面に押付けられることがない。このため、シール部材と溝の周壁面との摩擦によって、シール部材の動きが阻害されることがないのに加え、摩耗が進行することがないから、シール部材の信頼性、耐久性を高めることができる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、シール部材は、溝の周壁面に対して垂直な方向（径方向）に作用する荷重がバランスする構成としたから、シール部材が径方向に変位することがなく、シール部材が溝の周壁面に押付けられることがない。このため、シール部材と溝の周壁面との摩擦によって、シール部材の動きが阻害されることがないのに加え、摩耗が進行することがないから、シール部材の信頼性、耐久性を高めることができる。
【００３８】
請求項５の発明によれば、シール部材の摺動面が摩耗することによって一側部材との接触面積が増加する構成としたから、例えばシール部材が摩耗するに従って、シール部材の背面側には低圧側の圧力しか作用しない領域でシール部材の摺動面の面積を増加させることができる。これにより、シール部材が摩耗するに従って、シール部材の押付け荷重を低減することができるから、シール部材の押付け荷重を摩耗がなくなる程度まで減少させることができ、シール部材の寿命をさらに延ばすことができる。
【００３９】
請求項６の発明によれば、シール部材は、その摺動面から低圧側に向かって一側部材から徐々に離間する部分を有するから、シール部材の摺動面が摩耗することによって、シール部材の背面側には低圧側の圧力しか作用しない領域で、シール部材の摺動面の面積を増加させることができる。このため、シール部材が摩耗するに従って、シール部材の押付け荷重を低減することができ、シール部材の寿命をさらに延ばすことができる。
【００４０】
請求項７の発明によれば、シール部材は、その摺動面の高圧側に一側部材から離間して一側部材に対向する高圧側段部を有するから、高圧側段部と一側部材との間に高圧側の圧力を作用させることができる。これにより、シール部材の背面に作用する力を高圧側段部に作用する力で打ち消すことができるから、シール部材の有効面積を減少させることができ、シール部材の押付け荷重を低減することができる。
【００４１】
請求項８の発明によれば、漏洩遮断手段は、溝の低圧側深溝周壁面とシール部材の切欠き部との間に配置したから、漏洩遮断手段によってシール部材の背面に作用する高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断することができる。
【００４２】
請求項９の発明によれば、シール部材と溝の低圧側深溝周壁面との間に形成される第１の隙間と、シール部材と溝の低圧側浅溝周壁面との間に形成される第２の隙間とでは、第２の隙間に比して第１の隙間が大きい構成としている。これにより、シール部材が径方向に位置ずれしたときでも、第１の隙間よりも先に第２の隙間がなくなる。このため、常に第１の隙間を確保することができるから、例えば第１の隙間に漏洩遮断手段としての各種のパッキンを配置したときでも、該パッキンを押し潰さないようにすることができる。
【００４３】
請求項１０の発明によれば、漏洩遮断手段は、第１の隙間に配置したから、漏洩遮断手段によってシール部材の背面に作用する高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断することができる。
【００４４】
請求項１１の発明によれば、シール部材のうち第２の隙間と対面する部分には、深さ方向に向けて延びる隆起または谷を形成している。これにより、第２の隙間から低圧側の圧力を導入するときに、シール部材の隆起または谷によってこの低圧側の圧力の導入を容易にすることができる。
【００４５】
請求項１２の発明によれば、一側部材および他側部材のいずれかは旋回運動する構成としたから、例えば２つのスクロールが互いに重なり合って旋回運動するスクロール式流体機械に対して、本願発明のシール装置を適用することができる。
【００４６】
請求項１３の発明によれば、一側部材および他側部材はアルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、シール部材はポリテトラフルオロエチレンを主材として形成する構成としている。このとき、シール部材は、潤滑性、耐摩耗性の高いポリテトラフルオロエチレンを主材として形成するから、シール部材の耐久性、信頼性をさらに高めることができる。
【００４７】
請求項１４の発明によれば、使用状態において、背圧室の低圧側の境界部に比べて、シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としたから、請求項１，２の発明と同様の効果を得ることができる。このため、２つのスクロール間の密閉室と外部との間に大きな圧力差が生じるときでも、密閉室と外部との間をシール機構を用いてシールすることができると共に、該シール機構のシール性を長期間に亘って確保することができる。
【００４８】
請求項１５の発明によれば、一側のスクロールは旋回運動する旋回スクロールであり、他側のスクロールは静止する固定スクロールである構成としたから、静止する固定スクロールに対してシール機構を設けることができる。このため、旋回軸受等が取付けられる旋回スクロールにシール機構を設けた場合に比べて、組立性、生産性を高めることができる。
【００４９】
請求項１６の発明によれば、使用状態において、背圧室の低圧側の境界部に比べて、シール部材の摺動面が低圧側に向けて径方向に延びている構成としたから、請求項１，２の発明と同様の効果を得ることができる。このため、旋回背圧室と外部との間に大きな圧力差が生じるときでも、旋回背圧室と外部との間をシール機構を用いてシールすることができると共に、該シール機構のシール性を長期間に亘って確保することができる。
【００５０】
請求項１７の発明によれば、シール部材の摺動面が摩耗することによって旋回スクロールとの接触面積が増加する構成としたから、例えばシール部材が摩耗するに従って、シール部材の背面側には低圧側の圧力しか作用しない領域でシール部材の摺動面の面積を増加させることができる。これにより、シール部材が摩耗するに従ってシール部材の押付け荷重を低減することができるから、シール部材の押付け荷重を摩耗がなくなる程度まで減少させることができ、シール部材の寿命をさらに延ばすことができる。
【００５１】
請求項１８の発明によれば、シール部材は、その摺動面から低圧側に向かって一側部材から徐々に離間する部分を有するから、シール部材の摺動面が摩耗することによって、シール部材の背面側には低圧側の圧力しか作用しない領域で、シール部材の摺動面の面積を増加させることができる。このため、シール部材が摩耗するに従って、シール部材の押付け荷重を低減することができ、シール部材の寿命をさらに延ばすことができる。
【００５２】
請求項１９の発明によれば、シール部材は、その摺動面の高圧側に一側部材から離間して一側部材に対向する高圧側段部を有するから、高圧側段部と一側部材との間に高圧側の圧力を作用させることができる。これにより、シール部材の背面に作用する力を高圧側段部に作用する力で打ち消すことができるから、シール部材の有効面積を減少させることができ、シール部材の押付け荷重を低減することができる。
【００５３】
請求項２０の発明によれば、漏洩遮断手段は、溝の低圧側深溝周壁面とシール部材の切欠き部との間に配置したから、漏洩遮断手段によってシール部材の背面に作用する高圧側の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断することができる。
【００５４】
請求項２１の発明によれば、シール部材と溝の低圧側深溝周壁面との間に形成される第１の隙間と、シール部材と溝の低圧側浅溝周壁面との間に形成される第２の隙間とでは、第２の隙間に比して第１の隙間が大きい構成としている。これにより、シール部材が径方向に位置ずれしたときでも、第１の隙間よりも先に第２の隙間がなくなる。このため、常に第１の隙間を確保することができるから、例えばシール部材の高圧側段部が第１の隙間付近まで形成されているときでも、シール部材の有効面積を確保することができ、シール部材を一側部材に押付けることができる。
【００５５】
請求項２２の発明によれば、旋回スクロールおよび固定スクロールはアルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、シール部材はポリテトラフルオロエチレンを主材として形成する構成としている。このとき、シール部材は、潤滑性、耐摩耗性の高いポリテトラフルオロエチレンを主材として形成するから、シール部材の耐久性、信頼性をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械として圧縮空気をさらに圧縮するブースタ空気圧縮機を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５７】
まず、図１ないし図６は第１の実施の形態を示している。図において、１はブースタ空気圧縮機の外枠を形成する筒状のケーシングで、該ケーシング１は、大径筒部１Ａと、該大径筒部１Ａよりも小径な筒状に形成され該大径筒部１Ａの軸方向一側から外側に向けて突出した小径な軸受筒部１Ｂと、該軸受筒部１Ｂと前記大径筒部１Ａとの間に形成された環状部１Ｃとにより構成されている。また、環状部１Ｃには、後述する補助クランク機構２３の軸受２３Ａを収容する筒状の軸受収容部１Ｄが例えば３個設けられ、該各軸受収容部１Ｄは周方向に対して互いに等間隔に離間して配置されている。
【００５８】
２は後述のホルダ１７を介してケーシング１に設けられた固定スクロールで、該固定スクロール２は、例えばアルミニウムの表面にアルマイト処理を施すことによって形成されている。そして、固定スクロール２は、ケーシング１の大径筒部１Ａを軸方向他側から閉塞するように、ホルダ１７の取付筒部１７Ａに取付けられている。これにより、固定スクロール２は、ホルダ１７を挟んだ状態で大径筒部１Ａの他側（開口側）に固定されている。そして、固定スクロール２は、円板状の鏡板２Ａと、該鏡板２Ａの表面に中心側が巻始め端となり外周側が巻終り端となって立設された渦巻状のラップ部２Ｂとにより大略構成されている。
【００５９】
ここで、ラップ部２Ｂの歯先面には、後述する旋回スクロール８の鏡板９Ａとの間をシールするチップシール３が設けられている。また、固定スクロール２の鏡板２Ａの表面には環状のシール部材４が設けられている。そして、シール部材４は、旋回スクロール８の鏡板９Ａとの間をシールし、圧縮室１２内から圧縮空気が漏洩するのを防止している。
【００６０】
さらに、固定スクロール２の鏡板２Ａには、その背面側に複数本の冷却フィン２Ｃ，２Ｃ，…が形成され、これらの冷却フィン２Ｃは、互いに平行に延びている。そして、各冷却フィン２Ｃ間に冷却風を流通させることにより、冷却フィン２Ｃは、固定スクロール２の鏡板２Ａ等を背面側から冷却するものである。
【００６１】
５はケーシング１の軸受筒部１Ｂ内に軸受６，７を介して回転可能に設けられた回転軸としての駆動軸で、該駆動軸５は、その軸方向一側が軸受筒部１Ｂからケーシング１の外部へと突出し、軸方向他側（先端側）は、ケーシング１の大径筒部１Ａ内へと伸長するクランク部５Ａとなっている。ここで、駆動軸５の一側にはプーリ（図示せず）が取付けられ、該プーリを介して駆動軸５は駆動源となる電動モータ（図示せず）に連結されている。これにより、駆動軸５は、電動モータによって回転駆動する。
【００６２】
また、クランク部５Ａは、その軸線が駆動軸５の軸線に対し、一定の偏心量だけ偏心して形成されている。そして、クランク部５Ａは、後述の旋回軸受２２を介して連結部材２０のボス部２０Ｂ内に回転可能に取付けられている。また、駆動軸５には、バランスウエイト部５Ｂが一体に設けられ、該バランスウエイト部５Ｂは駆動軸５の回転バランスをとるものである。
【００６３】
８はケーシング１の大径筒部１Ａ内に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール８は、例えばアルミニウムの表面にアルマイト処理を施すことによって形成され、固定スクロール２と対面する位置に配置されている。そして、旋回スクロール８は、ケーシング１の軸方向で固定スクロール２と対向した旋回スクロール本体９と、該旋回スクロール本体９の背面側に固着して設けられた受圧部材としてのジョイント部材１０とにより構成されている。
【００６４】
ここで、旋回スクロール本体９は、略円板状に形成された鏡板９Ａと、該鏡板９Ａから固定スクロール２側に向けて立設された渦巻状のラップ部９Ｂとから構成されている。また、ラップ部９Ｂの歯先面には、固定スクロール２の鏡板２Ａとの間をシールするチップシール１１が設けられている。
【００６５】
このとき、旋回スクロール８は、固定スクロール２に対し例えば１８０度ずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部２Ｂ，９Ｂ間には、外径側から内径側（中央）にかけて複数の圧縮室１２（密閉室）が画成されている。そして、圧縮機の運転時には、固定スクロール２の外周側に設けられた吸込口１３から外径側の圧縮室１２内に圧縮空気を吸込みつつ、この圧縮空気を各圧縮室１２内で順次圧縮し、最後に、中央側の圧縮室１２内に収容された圧縮空気を、固定スクロール２の中央側に設けられた吐出口１４から外部に吐出する。
【００６６】
また、旋回スクロール本体９の鏡板９Ａには、ジョイント部材１０との間に複数本の冷却フィン９Ｃ，９Ｃ，…が形成され、これらの冷却フィン９Ｃは、固定スクロール２の冷却フィン２Ｃと同じ一方向に向けて平行に延び、冷却風によって旋回スクロール８の鏡板９Ａ等を冷却するものである。
【００６７】
また、旋回スクロール８のジョイント部材１０は、鏡板９Ａの背面側に複数のボルト１５を用いて固定されている。また、ジョイント部材１０の背面中央側には、略全面に亘って円形状に凹陥した凹陥部１０Ａが設けられ、該凹陥部１０Ａは例えばラップ部９Ｂ全体を覆う程度の大きさをもって広がっている。そして、凹陥部１０Ａ内には後述の背圧プレート１６が取付けられている。これにより、ジョイント部材１０は、背圧プレート１６を介して後述の旋回背圧室１８内の圧力を受圧する。また、ジョイント部材１０の背面には、凹陥部１０Ａ内に位置して網目状のリブ１０Ｂが略全面に亘って設けられ、該リブ１０Ｂは、ジョイント部材１０の強度を高めている。
【００６８】
１６はジョイント部材１０の背面に取付けられた背圧プレート（一側部材）で、該背圧プレート１６は、例えばアルミニウムの表面にアルマイト処理を施すことによって形成されている。また、背圧プレート１６は、ジョイント部材１０の凹陥部１０Ａとほぼ同じ大きさをもって円板状に形成され、旋回スクロール８の鏡板９Ａと離間した状態でジョイント部材１０の凹陥部１０Ａ内に取付けられている。そして、背圧プレート１６は、その正面側が凹陥部１０Ａの底面に接触すると共に、その背面１６Ａ側には後述の旋回背圧室１８が形成される。これにより、背圧プレート１６は、旋回背圧室１８内の圧力を受承し、ジョイント部材１０を介して旋回スクロール８全体を固定スクロール２に向けて押圧する。また、背圧プレート１６の正面（前面）には、背圧プレート１６の強度を高める網目状のリブ１６Ｂが略全面に亘って設けられている。
【００６９】
１７は旋回スクロール８の背面に位置してケーシング１側に固定されて設けられた背圧室形成部材としてのホルダ（他側部材）で、該ホルダ１７は、例えばアルミニウムの表面にアルマイト処理を施すことによって形成され、ケーシング１と一体的に設けられている。また、ホルダ１７は、ケーシング１の大径筒部１Ａの開口端に取付けられる取付筒部１７Ａと、該取付筒部１７Ａの軸方向他端側に位置して底面となる略円盤状の底板部１７Ｂとによって構成されている。ここで、取付筒部１７Ａは、その外周側が固定スクロール２とケーシング１の大径筒部１Ａとの間に挟持されると共に、その内部に旋回スクロール８のジョイント部材１０および背圧プレート１６を収容している。
【００７０】
また、底板部１７Ｂの外周側には後述のシール機構２４が設けられている。さらに、底板部１７Ｂの中央側にはシール機構２４の内径側に位置して背面側に向けて凹陥した有底円形状の圧縮空気収容部１７Ｃが設けられている。このとき、圧縮空気収容部１７Ｃは、背圧プレート１６と対向する位置に配置され、背圧プレート１６よりも小さい面積をもって背圧プレート１６側に開口している。これにより、ホルダ１７は、背圧プレート１６との間に圧縮空気収容部１７Ｃ内に位置する円板形状の旋回背圧室１８を形成し、該旋回背圧室１８の外周側はシール機構２４によって気密な状態にシールされている。
【００７１】
また、底板部１７Ｂには、圧縮空気収容部１７Ｃ内に位置して網目状のリブ１７Ｄが設けられている。これにより、リブ１７Ｄは、底板部１７Ｂの強度を高めている。
【００７２】
さらに、底板部１７Ｂのうちシール機構２４の外周側には、３個の逃し穴１７Ｅが軸方向に貫通して設けられている。ここで、各逃し穴１７Ｅは、例えば周方向に向けて互いに等間隔に配置されると共に、後述する連結部材２０の連結突起部２０Ａが挿通されている。そして、逃し穴１７Ｅは、旋回スクロール８が連結部材２０と一緒に旋回運動するときに、これらを連結する連結突起部２０Ａがホルダ１７に干渉するのを防止している。
【００７３】
１９は旋回スクロール８を構成する旋回スクロール本体９とジョイント部材１０との間に例えば２個取付けられた結合部材としての背圧導入管で、該各背圧導入管１９は、背圧プレート１６およびジョイント部材１０を貫通して旋回スクロール８の背面側に螺着されると共に、その内部には軸方向に貫通する背圧導入孔（図示せず）が形成されている。そして、背圧導入管１９は、その一端側が旋回背圧室１８内に連通すると共に、その他端側が旋回スクロール８の鏡板９Ａを貫通して圧縮室１２内に連通している。これにより、背圧導入管１９は、圧縮室１２内の圧縮空気を旋回背圧室１８内に向けて導いている。この場合、背圧導入管１９は旋回スクロール本体９とジョイント部材１０とを強固につなぐ結合部材としても機能している。
【００７４】
２０はホルダ１７を挟んで軸方向一側に設けられた連結部材で、該連結部材２０は、略円板状に形成されると共に、その正面側にはホルダ１７に向けて突出した３個の連結突起部２０Ａが設けられている。このとき、各連結突起部２０Ａは、周方向に等間隔に配置されると共に、ホルダ１７の逃し穴１７Ｅにそれぞれ挿通され、旋回スクロール８のジョイント部材１０に連結ボルト２１を用いて連結され、旋回スクロール８と一体的に設けられている。
【００７５】
また、連結部材２０の背面中央側には、筒状のボス部２０Ｂが一体的に形成されている。そして、このボス部２０Ｂ内には、後述する駆動軸５のクランク部５Ａが旋回軸受２２を介して回転可能に取付けられている。これにより、連結部材２０は、ホルダ１７を挟んで旋回スクロール８と駆動軸５とを連結し、駆動軸５の回転運動に伴って旋回スクロール８と一緒に旋回運動する。
【００７６】
さらに、連結部材２０の背面外周側には、後述する補助クランク機構２３の軸受２３Ｂを収容する筒状の軸受収容部２０Ｃが例えば３個設けられている。このとき、軸受収容部２０Ｃは、ケーシング１の軸受収容部１Ｄと対向した位置に配置されると共に、連結突起部２０Ａの軸方向一側に配置されている。
【００７７】
２３は連結部材２０とケーシング１との間に設けられた自転防止機構としての補助クランク機構で、該補助クランク機構２３は、ケーシング１の軸受収容部１Ｄに収容された軸受２３Ａと、連結部材２０の軸受収容部２０Ｃに収容された軸受２３Ｂと、これらの軸受２３Ａ，２３Ｂに回転可能に取付けられたクランク部材２３Ｃとによって構成されている。そして、これらの補助クランク機構２３は、旋回運動時に旋回スクロール８がケーシング１内で自転するのを防止している。
【００７８】
２４はホルダ１７と背圧プレート１６との間に設けられたシール機構で、該シール機構２４は、後述するシール取付溝２５、シール部材２６、Ｙパッキン２７等によって構成されている。
【００７９】
２５は底板部１７Ｂの外周側に設けられた円環状のシール取付溝で、該シール取付溝２５は、底板部１７Ｂのうち背圧プレート１６（旋回スクロール８）との摺動面に開口して設けられている。また、シール取付溝２５のうち高圧側（旋回背圧室１８側）となる内周側には、深さ寸法の大きな底部２５Ａが形成されている。一方、シール取付溝２５のうち低圧側（外部側）となる外周側には、深さ寸法の小さい浅底となった段付状の浅底部２５Ｂが形成されている。即ち、シール取付溝２５には、開口側の内径寸法と外径寸法との間の中間径寸法Ｒ0を基準として、中間径寸法Ｒ0よりも小さい部分では深さ寸法が大きな底部２５Ａが形成されるのに対して、中間径寸法Ｒ0よりも大きい部分では深さ寸法が小さい浅底部２５Ｂが形成されている。そして、シール取付溝２５の低圧側には、底部２５Ａと浅底部２５Ｂとの間に位置する深溝周壁面２５Ｃと、浅底部２５Ｂと開口部との間に位置する浅溝周壁面２５Ｄとが形成されている。
【００８０】
２６はシール取付溝２５内に挿嵌された環状のシール部材で、該シール部材２６は、例えば潤滑性、耐摩耗性に優れた材料としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の四フッ化樹脂系の材料を主成分として形成されている。また、シール部材２６は、周方向に切れ目のない環状の連続体によって形成されている。そして、シール部材２６は、内周側に旋回背圧室１８の圧力が作用し、外周側に大気圧が作用するときでも、径方向に広がることがなく、シール取付溝２５の溝周壁面２５Ｃ，２５Ｄと垂直な径方向に作用する荷重がバランスする構成となっている。
【００８１】
また、シール部材２６は、その軸方向の一面（前面）が背圧プレート１６と摺接する摺動面２６Ａとなる。このとき、シール部材２６の摺動面２６Ａは、背圧プレート１６の摺動面となる背面１６Ａと平面で接触する。一方、シール部材２６の背面２６Ｂは、シール取付溝２５の奥部に挿入されて底部２５Ａと対面して配置されると共に、後述の背圧室２８を画成する。
【００８２】
さらに、シール部材２６のうち摺動面２６Ａの高圧側（内周側）には、矩形状に切欠かれた高圧側段部２６Ｃが形成されている。このとき、高圧側段部２６Ｃは、背圧プレート１６から離間すると共に、背圧プレート１６と対向した状態で配置される。即ち、シール部材２６の摺動面２６Ａは前面内径寸法Ｒ1と前面外径寸法Ｒ2とを有し、高圧側段部２６Ｃは、シール部材２６のうち前面内径寸法Ｒ1の内径側に位置する。そして、シール部材２６の高圧側段部２６Ｃと背圧プレート１６との間には、旋回背圧室１８内の圧縮空気が供給される構成となっている。
【００８３】
一方、シール部材２６のうち背面２６Ｂの低圧側（外周側）には、シール取付溝２５の浅底部２５Ｂと対応した矩形状の切欠き部２６Ｄが形成されている。これにより、シール部材２６は、その断面形状がクランク状に形成されると共に、切欠き部２６Ｄによって浅溝部２５Ｂに干渉することなく、背面２６Ｂを底部２５Ａに挿入できる構成となっている。
【００８４】
また、シール部材２６の低圧側には、深溝周壁面２５Ｃを超えて外径側に延びる低圧側延伸部２６Ｅが形成されている。このとき、低圧側延伸部２６Ｅは、浅溝周壁面２５Ｄよりも内径側に位置している。これにより、シール部材２６は、浅溝周壁面２５Ｄに干渉することなく、シール取付溝２５内に挿嵌されている。
【００８５】
さらに、シール部材２６と深溝周壁面２５Ｃとの間には第１の隙間Ｓ1が形成されると共に、シール部材２６と浅溝周壁面２５Ｄとの間には第２の隙間Ｓ2が形成されている。そして、第１の隙間Ｓ1は、第２の隙間Ｓ2よりも大きくなっている。
【００８６】
２７はシール取付溝２５とシール部材２６との間に設けられた漏洩遮断手段としてのＹパッキンで、該Ｙパッキン２７は、シール部材２６と深溝周壁面２５Ｃとの間に位置して第１の隙間Ｓ1に配置されている。また、Ｙパッキン２７は、軸方向の一側から他側に向けてＶ字状に分岐した２つのリップ部２７Ａを有している。そして、これら２つのリップ部２７Ａは、シール取付溝２５の底部２５Ａと対向した状態で拡開し、シール部材２６と深溝周壁面２５Ｃとにそれぞれ接触している。このとき、Ｙパッキン２７は、シール取付溝２５の底部２５Ａ側およびシール部材２６と一緒に、高圧側の旋回背圧室１８と連通する背圧室２８を形成している。このため、Ｙパッキン２７のリップ部２７Ａには旋回背圧室１８の圧力が作用するから、この圧力によって２つのリップ部２７Ａは拡開する。これにより、Ｙパッキン２７は、高圧側となる旋回背圧室１８の圧力が低圧側に漏洩するのを遮断している。
【００８７】
また、Ｙパッキン２７は、シール部材２６と深溝周壁面２５Ｃとの間に配置されているから、背圧室２８は、シール取付溝２５の底部２５Ａ内に留まり、浅底部２５Ｂよりも外周側に拡張することはない。このため、シール部材２６の摺動面２６Ａは、背圧室２８の低圧側の境界部となる浅溝周壁面２５Ｄに比べて、常に低圧側に向けて径方向外側に延びている。
【００８８】
そして、シール部材２６の有効面積は、シール部材２６の高圧側の圧力が直接作用する摺動面２６Ａ側（背圧プレート１６側）の面積と背面２６Ｂ側（ホルダ１７側）の面積との差分をいう。このため、シール部材２６の有効面積は、前面内径寸法Ｒ1と中間径寸法Ｒ0との間に位置する円環状の領域の面積となっている。
【００８９】
本実施の形態によるブースタ空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００９０】
まず、電動モータ等の駆動源によって駆動軸５を回転駆動したときには、駆動軸５の回転が旋回軸受２２を介して旋回スクロール８に伝えられる。これにより、旋回スクロール８は、補助クランク機構２３によって自転を規制された状態で、駆動軸５を中心として旋回運動を行う。
【００９１】
このとき、固定スクロール２のラップ部２Ｂと旋回スクロール８のラップ部９Ｂとの間に画成された圧縮室１２は、外径側から内径側に向けて連続的に縮小する。これにより、圧縮機は、例えば工場配管等から供給される圧縮空気を吸込口１３から吸込むと共に、この圧縮空気を各圧縮室１２で順次圧縮し、吐出口１４から外部のタンク(図示せず)等に向けて高圧の圧縮空気を吐出する。
【００９２】
また、圧縮室１２内で圧縮された圧縮空気は、その一部が背圧導入管１９を通じて旋回スクロール８の背面側に画成された旋回背圧室１８に導入される。これにより、圧縮空気の圧力によって旋回スクロール８が固定スクロール２から離れる方向に向けて過大なスラスト荷重が生じるときでも、旋回背圧室１８内の圧力によって旋回スクロール８を固定スクロール２側に向けて押圧することができ、スラスト荷重を軽減することができる。
【００９３】
次に、シール機構２４の作動について図５および図６を参照しつつ詳細に説明する。
【００９４】
まず、シール部材２６の摺動面２６Ａから背面２６Ｂに向かって作用する摺動面２６Ａ側の圧力について検討する。シール部材２６のうち前面内径寸法Ｒ1よりも内径側は、旋回背圧室１８と同じ高圧の内部圧力Ｐ1が作用する領域である。一方、シール部材２６のうち前面外径寸法Ｒ2よりも外側は、ケーシング１内と同じ低圧の外部圧力Ｐ2が作用する領域である。このとき、シール部材２６の摺動面２６Ａは、前面内径寸法Ｒ1と前面外径寸法Ｒ2との間に位置する幅ａの領域に位置し、背圧プレート１６に接触する。このため、シール部材２６の摺動面２６Ａ（幅ａの領域）は、圧力Ｐ1から圧力Ｐ2まで連続的に変化する。
【００９５】
次に、シール部材２６の背面２６Ｂから摺動面２６Ａに向かって作用する背面２６Ｂ側の圧力について検討する。シール部材２６とシール取付溝２５の深溝周壁面２５Ｃとの間にはＹパッキン２７が設けられている。このため、シール部材２６のうちシール取付溝２５の中間径寸法Ｒ0よりも内径側は、高圧の内部圧力Ｐ1が作用する領域である。一方、シール部材２６のうちシール取付溝２５の中間径寸法Ｒ0よりも外径側は、低圧の外部圧力Ｐ2が作用する領域である。
【００９６】
このとき、シール部材２６の高圧側段部２６Ｃには、摺動面２６Ａ側と背面２６Ｂ側の両方から圧力Ｐ2が作用し、互いに相殺する。このため、圧力差によってシール部材２６に荷重が生じる領域は、高圧側段部２６Ｃよりも外径側に位置する部分となる。
【００９７】
ここで、シール部材２６の摺動面２６Ａからは、幅ａの領域に亘って分布圧力を積分した荷重Ｆfが作用する。一方、シール部材２６の背面２６Ｂからは、前面内径寸法Ｒ1と中間径寸法Ｒ0との間に位置する幅ｂの領域（有効面積の領域）に亘って圧力Ｐ1を積分した荷重に加えて、前面外径寸法Ｒ2と中間径寸法Ｒ0との間に位置する幅ｃの領域に亘って圧力Ｐ2を積分した荷重を加算した合力（荷重Ｆb）が作用する。
【００９８】
もし、前面外径寸法Ｒ2が中間径寸法Ｒ0と等しい（Ｒ2＝Ｒ0）か小さい（Ｒ2＜Ｒ0）場合には、背面２６Ｂの荷重Ｆbと摺動面２６Ａの荷重Ｆfとの差は、幅ｂの領域に亘って圧力Ｐ1を積分した背面２６Ｂ側の荷重と圧力Ｐ1から圧力Ｐ2までの分布圧力を積分した摺動面２６Ａ側の荷重との差より小さくなり得ない。幅ａの領域で圧力の変化がほぼ直線的であるとすると、シール部材２６には、およそ幅ｂの領域に亘って（Ｐ1−Ｐ2）／２の圧力を積分した荷重が作用し、シール部材２６は背面２６Ｂから摺動面２６Ａに向けて押付けられる。
【００９９】
これに対し、本実施の形態では、前面外径寸法Ｒ2が中間径寸法Ｒ0よりも大きく（Ｒ2＞Ｒ0）設定され、摺動面２６Ａは深溝周壁面２５Ｃを越えて低圧側（外径側）に延びている。このように幅ａの領域を外側に拡大すると、摺動面２６Ａでは圧力Ｐ2よりも高い圧力の領域が増加するのに対して、背面２６Ｂでは圧力Ｐ2の領域（幅ｃの領域）が増加するだけである。このため、背面２６Ｂの荷重Ｆbと摺動面２６Ａの荷重Ｆfとの差は小さくなり、幅ｃの領域に応じてシール部材２６の押付け力を小さくすることができる。この結果、シール部材２６の摩耗速度を小さくすることができる。
【０１００】
また、シール部材２６の外周面の広い範囲に亘って低圧の圧力Ｐ2を導入するので、圧力Ｐ1との圧力差が生じ、シール部材２６を外径側に向けて広げようとする荷重が作用する。これに対し、シール部材２６は、切れ目のない連続体として形成されており、シール部材２６自身が圧力差を保持して広がらない構成となっている。さらに、シール部材２６に作用する径方向の荷重は、シール部材２６単体でバランスしているので、シール取付溝２５の深溝周壁面２５Ｃおよび浅溝周壁面２５Ｄに押し付けられることはない。この結果、シール部材２６の動きが阻害されることはなく、摩擦しないため、シール部材２６の外周面で摩耗が進行することもない。
【０１０１】
かくして、本実施の形態では、使用状態において、背圧室２８の有効面積に比べて、シール部材２６と背圧プレート１６との接触面積（摺動面２６Ａの面積）を大きく設定している。このとき、背圧室２８の有効面積には高圧側の圧力Ｐ1が作用するのに対し、シール部材２６の摺動面２６Ａには高圧側の圧力Ｐ1から低圧側の圧力Ｐ2までの連続した分布圧力が作用する。このため、シール部材２６の摺動面２６Ａのうち背圧室２８の有効面積よりも大きな面積に応じて、シール部材２６の摺動面２６Ａ側に作用する荷重とシール部材２６の背面２６Ｂ側に作用する荷重との差を小さくすることができる。このため、シールする圧力が高圧でもシール部材２６の押付け力を小さくすることができるから、シール部材２６の摩耗速度を低下させることができ、シール部材２６の寿命を延ばして信頼性、耐久性を向上させることができる。
【０１０２】
また、使用状態において、背圧室２８の低圧側の境界部となる深溝周壁面２５Ｃに比べて、シール部材２６の摺動面２６Ａが低圧側に向けて径方向外側に延びている。このとき、シール部材２６のうち深溝周壁面２５Ｃを越えて低圧側に延びた低圧側延伸部２６Ｅは、背面２６Ｂには低圧側の圧力Ｐ2が作用するのに対し、摺動面２６Ａには高圧側の圧力Ｐ1と低圧側の圧力Ｐ2との間の分布圧力が作用する。このため、シール部材２６の低圧側延伸部２６Ｅでは、背面２６Ｂ側に比べて摺動面２６Ａ側の方が作用する圧力が高くなる。
【０１０３】
この結果、シール部材２６の低圧側延伸部２６Ｅによって、背圧室２８の有効面積に比べてシール部材２６の摺動面２６Ａと背圧プレート１６との接触面積を大きくすることができる。このため、シール部材２６の摺動面２６Ａ側に作用する荷重とシール部材２６の背面２６Ｂに作用する荷重との差を小さくすることができるから、シール部材２６の押付け力を小さくすることができる。
【０１０４】
また、シール部材２６は周方向に向けて切れ目のない連続体によって形成したから、シール部材２６の内周面と外周面との間に圧力差が生じても、シール部材２６自体は、この圧力差を保持し、広がることがない。また、シール部材２６単体で径方向の荷重がバランスするから、シール部材２６が径方向に変位することがなく、シール部材２６がシール取付溝２５の深溝周壁面２５Ｃや浅溝周壁面２５Ｄに押付けられることがない。このため、シール部材２６とシール取付溝２５の周壁面２５Ｃ，２５Ｄとの摩擦によって、シール部材２６の動きが阻害されることがないのに加え、摩耗が進行することがないから、シール部材２６の信頼性、耐久性を高めることができる。
【０１０５】
さらに、シール部材２６は、その摺動面２６Ａの高圧側に背圧プレート１６から離間して背圧プレート１６に対向する高圧側段部２６Ｃを有するから、高圧側段部２６Ｃと背圧プレート１６との間に高圧側の圧力Ｐ1を作用させることができる。これにより、シール部材２６の背面２６Ｂに作用する力を高圧側段部２６Ｃに作用する力で打ち消すことができるから、シール部材２６の有効面積を減少させることができ、シール部材２６の押付け荷重を低減することができる。
【０１０６】
また、Ｙパッキン２７は、シール取付溝２５の深溝周壁面２５Ｃとシール部材２６の切欠き部２６Ｄとの間に位置して第１の隙間Ｓ1に配置したから、Ｙパッキン２７によってシール部材２６の背面２６Ｂに作用する高圧側の圧力Ｐ1が低圧側に漏洩するのを遮断することができる。
【０１０７】
また、第２の隙間Ｓ2に比して第１の隙間Ｓ1を大きくしたから、シール部材２６が径方向に位置ずれしたときでも、第１の隙間Ｓ1よりも先に第２の隙間Ｓ2がなくなる。このため、常に第１の隙間Ｓ1を確保することができるから、第１の隙間Ｓ1に配置したＹパッキン２７を押し潰さないようにすることができる。
【０１０８】
さらに、背圧プレート１６およびホルダ１７はアルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成し、シール部材２６はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主材として形成する構成としている。このとき、シール部材２６は、潤滑性、耐摩耗性の高いポリテトラフルオロエチレンを主材として形成するから、シール部材２６の耐久性、信頼性をさらに高めることができる。
【０１０９】
次に、図７ないし図９は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、シール部材の摺動面が摩耗することによって、背圧プレートとの接触面積が増加する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態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ものとする。
【０１１０】
３１はホルダ１７と背圧プレート１６との間に設けられた第２の実施の形態によるシール機構で、該シール機構３１は、第１の実施の形態によるシール機構２４と同様に、シール取付溝２５、シール部材３２、Ｙパッキン２７等によって構成されている。
【０１１１】
３２はシール取付溝２５内に挿嵌された環状のシール部材で、該シール部材３２は、第１の実施の形態によるシール部材２６とほぼ同様に、例えば潤滑性、耐摩耗性に優れた材料としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の四フッ化樹脂系の材料を主成分として形成されている。また、シール部材３２は、周方向に切れ目のない環状の連続体によって形成され、径方向に作用する荷重がバランスする構成となっている。
【０１１２】
ここで、シール部材３２は、その軸方向の一面（前面）が背圧プレート１６と摺接する摺動面３２Ａとなる。このとき、シール部材３２の摺動面３２Ａは、背圧プレート１６の摺動面となる背面１６Ａと平面で接触する。一方、シール部材３２の背面３２Ｂは、シール取付溝２５の奥部に挿入されて底部２５Ａと対面して配置されると共に、背圧室２８を画成する。
【０１１３】
また、シール部材３２のうち摺動面３２Ａの高圧側（内周側）には、矩形状に切欠かれた高圧側段部３２Ｃが形成されている。このとき、高圧側段部３２Ｃは、背圧プレート１６から離間すると共に、背圧プレート１６と対向した状態で配置される。一方、シール部材３２のうち背面３２Ｂの低圧側（外周側）には、シール取付溝２５の浅底部２５Ｂと対応した矩形状の切欠き部３２Ｄが形成されている。
【０１１４】
また、シール部材３２の低圧側には、深溝周壁面２５Ｃを超えて外径側に延びる低圧側延伸部３２Ｅが形成されている。このとき、低圧側延伸部３２Ｅは、浅溝周壁面２５Ｄよりも内径側に位置している。また、シール部材３２と深溝周壁面２５Ｃとの間には第１の隙間Ｓ1が形成され、シール部材３２と浅溝周壁面２５Ｄとの間には第１の隙間Ｓ1よりも小さい第２の隙間Ｓ2が形成されている。そして、第１の隙間Ｓ1には、Ｙパッキン２７が配置されている。
【０１１５】
さらに、シール部材３２の外径側には、摺動面３２Ａから低圧側に向かって背圧プレート１６から徐々に離間する面取り状の傾斜部３２Ｆが形成されている。これにより、摺動面３２Ａが摩耗することによって、背圧プレート１６との接触面積が増加する構成となっている。即ち、シール部材３２の摺動面３２Ａは前面内径寸法Ｒ1と前面外径寸法Ｒ2とを有すると共に、摺動面３２Ａが摩耗するに従って、前面外径寸法Ｒ2は増加する構成となっている。
【０１１６】
次に、シール機構３１の作動について図７ないし図９を参照しつつ詳細に説明する。なお、図８がシール部材３２を取付けたときの初期状態を示し、図７および図９がシール部材３２が背圧プレート１６に対して摺動して、シール部材３２が馴染んだ後の使用状態を示している。
【０１１７】
まず、図８はシール取付溝２５に摩耗前のシール部材３２を取付けた初期状態を示している。この初期状態では、例えばシール部材３２の摺動面３２Ａの前面外径寸法Ｒ2は、中間径寸法Ｒ0よりも小さく設定してある。従って、前面内径寸法Ｒ1と前面外径寸法Ｒ2との間に位置する幅ａの領域（摺動面３２Ａの領域）は、前面内径寸法Ｒ1と中間径寸法Ｒ0との間に位置する幅ｂの領域（背面３２Ｂ側の有効面積の領域）よりも大きい。しかも、摺動面３２Ａ側の圧力よりも背面３２Ｂ側の有効面積の圧力Ｐ1の方が高い。このため、背面３２Ｂの荷重Ｆbと摺動面３２Ａの荷重Ｆfとの差は大きく、シール部材３２は背圧プレート１６に向けて強く押付けられる。従って、摺動面３２Ａの馴染みが早く、摩耗も比較的早く進む。
【０１１８】
図９はシール部材３２に対してある程度摩耗が進んだ状態を示している。この状態では、摺動面３２Ａが外径側に広がると共に、幅ａが大きくなり、前面外径寸法Ｒ2が中間径寸法Ｒ0に比べて少し大きくなっている。このように、前面外径寸法Ｒ2が中間径寸法Ｒ0よりも大きくなると、第１の実施の形態と同様に、前面外径寸法Ｒ2と中間径寸法Ｒ0との間に位置する幅ｃの領域の面積に応じて、背面３２Ｂの荷重Ｆbと摺動面３２Ａの荷重Ｆfとの差は小さくなる。従って、シール部材３２の押付け力を初期状態に比べて小さくなるから、シール部材３２の摩耗の進行速度は徐々に遅くなる。
【０１１９】
図７はシール部材３２に対して摩耗がさらに進んだ状態を示している。この状態では、幅ａがさらに大きくなり、前面外径寸法Ｒ2が中間径寸法Ｒ0に比べてかなり大きくなっている。この状態になると、背面３２Ｂの荷重Ｆbと摺動面３２Ａの荷重Ｆfとの差はさらに小さくなるから、シール部材３２の押付け力は益々小さくなり、シール部材３２の摩耗の進行速度は極めて小さいものとなる。
【０１２０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、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。そして、特に本実施の形態では、シール部材３２の摺動面３２Ａが摩耗することによって背圧プレート１６との接触面積が増加する構成としている。また、シール部材３２は、その摺動面３２Ａから低圧側に向かって背圧プレート１６から徐々に離間する傾斜部３２Ｆを有する構成となっている。このため、シール部材３２が摩耗するに従って、シール部材３２の背面３２Ｂ側には低圧側の圧力Ｐ2しか作用しない領域（低圧側延伸部３２Ｅ）でシール部材３２の摺動面３２Ａの面積を増加させることができる。この結果、シール部材３２が摩耗するに従って、シール部材３２の押付け力を低減することができるから、シール部材３２の押付け力を摩耗がなくなる程度まで減少させることができ、シール部材３２の寿命をさらに延ばすことができる。
【０１２１】
次に、図１０ないし図１２は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、シール部材の外周側には、シール取付溝の浅溝周壁面と対面する部分に深さ方向に向けて延びる隆起部を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態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ものとする。
【０１２２】
４１はホルダ１７と背圧プレート１６との間に設けられた第３の実施の形態によるシール機構で、該シール機構４１は、第１の実施の形態によるシール機構２４と同様に、シール取付溝２５、シール部材４２、Ｙパッキン２７等によって構成されている。
【０１２３】
４２はシール取付溝２５内に挿嵌された環状のシール部材で、該シール部材４２は、第１の実施の形態によるシール部材２６とほぼ同様に、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の四フッ化樹脂系の材料を主成分として形成されると共に、周方向に切れ目のない環状の連続体によって形成され、径方向に作用する荷重がバランスする構成となっている。
【０１２４】
また、シール部材４２は、第１の実施の形態によるシール部材２６とほぼ同様に、摺動面４２Ａ、背面４２Ｂ、高圧側段部４２Ｃ、切欠き部４２Ｄおよび低圧側延伸部４２Ｅを備えている。さらに、シール部材４２と深溝周壁面２５Ｃとの間には第１の隙間Ｓ1が形成され、シール部材４２と浅溝周壁面２５Ｄとの間には第１の隙間Ｓ1よりも小さい第２の隙間Ｓ2が形成されている。そして、第１の隙間Ｓ1には、Ｙパッキン２７が配置されている。
【０１２５】
さらに、シール部材４２のうち第２の隙間Ｓ2と対面する部分には、シール取付溝２５の深さ方向（軸方向）に向けて延びる複数の隆起部４２Ｆが形成されると共に、隣合う隆起部４２Ｆの間には谷部４２Ｇが形成されている。即ち、各隆起部４２Ｆは、シール部材４２のうちシール取付溝２５の浅溝周壁面２５Ｄと対面する低圧側延伸部４２Ｅの外周側に形成されている。そして、隆起部４２Ｆは、シール部材４２の全周に亘って設けられ、シール部材４２の外周面を取囲んでいる。
【０１２６】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、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。そして、特に本実施の形態では、シール部材４２のうち第２の隙間Ｓ2と対面する低圧側延伸部４２Ｅの外周側には、深さ方向に向けて延びる隆起部４２Ｆを形成している。このため、シール部材４２が径方向に位置ずれするときでも、隆起部４２Ｆの先端をシール取付溝２５の浅溝周壁面２５Ｄに当接させて第２の隙間Ｓ2を確保することができるから、シール部材４２の隆起部４２Ｆによってシール部材４２の外周側に低圧側の圧力Ｐ2を容易に導入することができる。これにより、シール部材４２の低圧側延伸部４２Ｅでは、背面４２Ｂ側には低圧側の圧力Ｐ2しか作用しないのに対して、摺動面４２Ａ側には高圧側の圧力Ｐ1と低圧側の圧力Ｐ2との間の圧力が作用する。この結果、シール部材４２の低圧側延伸部４２Ｅでは、背面４２Ｂ側に比べて摺動面４２Ａ側の方が作用する圧力が高くなるから、シール部材４２の摺動面４２Ａに作用する荷重Ｆfとシール部材４２の背面４２Ｂに作用する荷重Ｆbとの差を確実に小さくすることができる。
【０１２７】
なお、第３の実施の形態では、シール部材４２の外周面に隆起部４２Ｆを設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばシール部材４２の外周面には、シール取付溝２５の外周面には深さ方向に延びる溝状の谷部を設ける構成としてもよい。この場合も、隣合う谷部の間に隆起部が形成されると共に、各谷部によってシール部材４２の外周側に低圧側の圧力を導入することができる。
【０１２８】
また、第３の実施の形態では、第１の実施の形態によるシール部材２６と同様な構成を有するシール部材４２に対して、隆起部４２Ｆまたは谷部４２Ｇを設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第２の実施の形態によるシール部材３２と同様な構成を有するシール部材に対して、隆起部または谷部を設ける構成としてもよい。
【０１２９】
次に、図１３は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、外周側が環状をなすものの、内周側には周壁面をもたない円形状のシール取付溝を形成したことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態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ものとする。
【０１３０】
５１はホルダ１７と背圧プレート１６との間に設けられたシール機構で、該シール機構５１は、第１の実施の形態によるシール機構２４と同様に、シール取付溝５２、シール部材２６、Ｙパッキン２７等によって構成されている。
【０１３１】
５２は底板部１７Ｂの設けられたシール取付溝で、該シール取付溝５２は、外周側が環状をなすものの、内周側には周壁面をもたない円形状の窪みによって形成されている。ここで、シール取付溝５２は、底板部１７Ｂのうち背圧プレート１６との摺動面に開口して設けられている。また、シール取付溝５２の内周側には、深さ寸法の大きな底部５２Ａが形成され、該底部５２Ａは圧縮空気収容部１７Ｃにつながっている。一方、シール取付溝５２の外周側には、深さ寸法の小さい浅底となった段付状の浅底部５２Ｂが形成されている。さらに、シール取付溝５２の低圧側には、底部５２Ａと浅底部５２Ｂとの間に位置する深溝周壁面５２Ｃと、浅底部５２Ｂと開口部との間に位置する浅溝周壁面５２Ｄとが形成されている。
【０１３２】
そして、シール取付溝５２にはシール部材２６が挿嵌されると共に、シール取付溝５２とシール部材２６との間にはＹパッキン２７が取付けられている。これにより、シール機構５１は、シール部材２６の内周側に位置する旋回背圧室１８と外部との間を気密にシールする。
【０１３３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、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。即ち、常にシール部材２６の内周側に位置する旋回背圧室１８が高圧で、シール部材２６の外周側（外部）が低圧である場合には、シール部材２６をその内周側で支持する必要がない。このため、内周側に周壁面をもたないシール取付溝５２を用いた第４の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３４】
なお、第４の実施の形態によるシール機構５１では、シール取付溝５２は、段付状の浅溝部５２Ｂを有する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１４に示す第１の変形例によるシール機構５１′のように、浅溝部を省いたシール取付溝５２′を用いる構成としてもよい。シール部材２６の剛性が高い場合には、シール部材２６の変形が生じ難い。このため、このようなシール取付溝５２′を用いた場合でも、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３５】
次に、図１５は本発明による第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、固定スクロールと旋回スクロールとの間にシール機構を設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態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ものとする。
【０１３６】
６１は固定スクロール２と旋回スクロール８との間に設けられたシール機構で、該シール機構６１は、第１の実施の形態によるシール機構２４と同様に、シール取付溝２５、シール部材２６、Ｙパッキン２７等によって構成されている。このとき、シール取付溝２５は、ケーシング１に固定されて静止する固定スクロール２に設けられている。また、シール取付溝２５は、固定スクロール２のうち旋回スクロール８との摺動面側に位置し、圧縮室１２（ラップ部２Ｂ）を取囲んで鏡板２Ａに設けられている。
【０１３７】
そして、シール取付溝２５にはシール部材２６が挿嵌されると共に、シール取付溝２５とシール部材２６との間にはＹパッキン２７が取付けられている。これにより、シール機構６１は、シール部材２６の内周側に位置する圧縮室１２と外部との間を気密にシールする。
【０１３８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、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。特に、本実施の形態では、静止する固定スクロール２に対してシール機構６１を設けたから、旋回軸受２２等が取付けられる旋回スクロール８にシール機構を設けた場合に比べて、組立性、生産性を高めることができる。
【０１３９】
なお、第５の実施の形態では、固定スクロール２と旋回スクロール８との間に第１の実施の形態と同様のシール機構６１を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、固定スクロール２と旋回スクロール８との間には、例えば第２、第３の実施の形態によるシール機構３１，４１を設ける構成としてもよい。
【０１４０】
また、第５の実施の形態では、旋回スクロール８の背面側には、旋回背圧室１８を形成する構成としたが、図１６および図１７に示す第２の変形例のように、旋回背圧室を省いたブースタ圧縮機またはスクロール膨張機に対して、固定スクロール２と旋回スクロール８との間にシール機構７１を設ける構成としてもよい。この場合、旋回スクロール８の背面側には、旋回軸受２２および補助クランク機構２３が取付けられる。また、シール機構７１は、例えば第１の実施の形態によるシール機構２４，３１，４１のいずれかと同様な構成を有するものである。
【０１４１】
さらに、スクロール式流体機械を真空ポンプとして使用する場合には、図１８に示す第３の変形例のように、固定スクロール２と旋回スクロール８との間には、例えば第１の実施の形態によるシール機構２４とは内周側と外周側の構成が逆となったシール機構８１を設ける。
【０１４２】
この場合、固定スクロール２のラップ部２Ｂと旋回スクロール８のラップ部９Ｂとの間に形成される密閉室１２は、外部よりも圧力が低くなる。このため、シール取付溝８２は、シール取付溝２５と同様に、底部８２Ａ、浅底部８２Ｂ、深溝周壁面８２Ｃ、浅溝周壁面８２Ｄを有するものの、浅底部８２Ｂ、深溝周壁面８２Ｃ、浅溝周壁面８２Ｄはシール取付溝８２の内周側に配置されている。
【０１４３】
また、シール部材８３は、シール部材２６と同様に、摺動面８３Ａ、背面８３Ｂ、高圧側段部８３Ｃ、切欠き部８３Ｄおよび低圧側延伸部８３Ｅを備えている。しかし、高圧側段部８３Ｃはシール部材８３の外周側に配置され、切欠き部８３Ｄおよび低圧側延伸部８３Ｅはシール部材８３の内周側に配置されている。そして、シール部材８３の内周側とシール取付溝８２の深溝周壁面８２Ｃとの間にはＹパッキン８４が取付けられるものである。
【０１４４】
なお、前記各実施の形態では、漏洩遮断手段として断面Ｙ字状のＹパッキン２７，８４を用いる構成としたが、断面Ｖ字状のＶパッキン、断面Ｕ字状のＵパッキンを用いる構成としてもよい。また、シール取付溝の底部や周壁面に切欠きを設け、該切欠きにＯリングを取付けることによって漏洩遮断手段を構成してもよい。
【０１４５】
また、前記各実施の形態では、シール部材２６，３２，４２，８３は高圧側段部２６Ｃ，３２Ｃ，４２Ｃ，８３Ｃを有する構成とした。しかし、本発明では、高圧側段部は必ずしも必要ではなく、高圧側段部を省いた断面Ｌ字状のシール部材を用いる構成としてもよい。
【０１４６】
また、前記各実施の形態では、シール部材２６，３２，４２，８３はＰＴＦＥを主成分とする材料を用いて形成する構成とした。しかし、本発明のシール部材に用いる材料は実施の形態に限るものではなく、例えばシール部材はＰＴＦＥ以外の材料からなる樹脂複合材料を用いて形成する構成としてもよい。
【０１４７】
また、前記各実施の形態では、固定スクロール２、旋回スクロール８、背圧プレート１６、ホルダ１７はアルミニウムにアルマイト処理を施した部材を用いて形成するものとしたが、他の材料を用いて形成してもよい。
【０１４８】
また、前記第１ないし第４の実施の形態では、旋回スクロール８側の背圧プレート１６とケーシング１側のホルダ１７とのうちホルダ１７にシール取付溝２５，２５，５２，５２′を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、背面プレート１６にシール取付溝を設け、該シール取付溝に挿嵌したシール部材を平面状をなすホルダ１７の摺動面に摺接させる構成としてもよい。
【０１４９】
さらに、前記第５の実施の形態では、固定スクロール２の鏡板２Ａと旋回スクロール８側の鏡板９Ａとのうち固定スクロール２の鏡板２Ａにシール取付溝２５，８２を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、旋回スクロール８の鏡板９Ａにシール取付溝を設け、該シール取付溝に挿嵌したシール部材を平面状をなす固定スクロール２の鏡板に摺接させる構成としてもよい。
【０１５０】
また、前記各実施の形態では、ケーシング１に固定された固定スクロール２に対して旋回スクロール８を旋回動作させるスクロール式流体機械を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば特開平９−１３３０８７号公報に示すように、互いに対向して配置された２つのスクロールをそれぞれ回転駆動する全系回転式スクロール流体機械等に適用してもよい。
【０１５１】
また、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圧縮機、スクロール膨脹機、真空ポンプ等を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。
【０１５２】
さらに、前記各実施の形態では、スクロール式流体機械にシール装置としてのシール機構２４，３１，４１，５１，５１′，６１，７１，８１を適用するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、互いに対向した２つの部材が摺動運動すると共に、これら２つの部材の間に外部と圧力が異なる密閉室等を画成するものであれば、広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるブースタ空気圧縮機を示す断面図である。
【図２】図１中のブースタ空気圧縮機を要部を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】図１中のブースタ空気圧縮機を示す分解斜視図である。
【図４】ブースタ空気圧縮機を図３とは異なる角度からみた分解斜視図である。
【図５】図２中の背圧プレート、ホルダ、シール機構等を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図５中のシール機構を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図７】第２の実施の形態によるシール機構を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図８】図７中のシール部材を取付けた初期状態を示す要部拡大断面図である。
【図９】図８中のシール部材が摩耗した状態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】第３の実施の形態による背圧プレート、ホルダ、シール機構等を拡大して示す拡大断面図である。
【図１１】図１０中のシール機構を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図１２】シール部材等を図１１中の矢示XII−XII方向からみた要部拡大横断面図である。
【図１３】第４の実施の形態による背圧プレート、ホルダ、シール機構等を拡大して示す拡大断面図である。
【図１４】第１の変形例による背圧プレート、ホルダ、シール機構等を拡大して示す拡大断面図である。
【図１５】第５の実施の形態によるブースタ空気圧縮機を要部を拡大して示す拡大断面図である。
【図１６】第２の変形例によるブースタ空気圧縮機を示す断面図である。
【図１７】図１６中のシール機構を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図１８】第３の変形例によるシール機構を示す図１７と同様位置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１  ケーシング
２  固定スクロール
２Ａ，９Ａ  鏡板
２Ｂ，９Ｂ  ラップ部
８  旋回スクロール
１２  圧縮室（密閉室）
１６  背圧プレート
１７  ホルダ（背圧室形成部材）
２４，３１，４１，５１，５１′，６１，７１，８１  シール機構（シール装置）
２５，５２，５２′，８２  シール取付溝
２６，３２，４２，８３  シール部材
２７，８４  Ｙパッキン（漏洩遮断手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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