(57)【要約】【課題】シール部材が各ラップの先端面における嵌溝内に遊嵌されている場合において、使用が長期に亘っても、シール部材が、嵌溝内において、長手方向に移動するのを防止するようにする。【解決手段】固定ラップ５または旋回ラップ９の先端面に設けたシール部材Ｓを遊嵌するための嵌溝９ａの適所に、この嵌溝９ａと交差して、ラップの側面に達する切込溝２５を設けるとともに、ラップの側面に、ラップの立設方向を向き、かつ切込溝２５の側端開口部に続く凹入溝２４を形成し、シール部材Ｓを、嵌溝５ａへ遊嵌しうる摺動部Ｓ１と、切込溝２５へ嵌合しうる拡幅部Ｓ２と、この拡幅部Ｓ２に続き、かつ凹入溝２４へ適正に嵌合しうる脚片Ｓ３とを備えるものとする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、
固定ラップまたは旋回ラップの先端面に設けたシール部材を遊嵌するための嵌溝の適所に、この嵌溝と交差して、ラップの側面に達する切込溝を設けるとともに、ラップの側面に、ラップの立設方向を向き、かつ前記切込溝の側端開口部に続く凹入溝を形成し、シール部材を、前記嵌溝へ遊嵌しうる摺動部と、前記切込溝へ嵌合しうる拡幅部と、この拡幅部に続き、かつ前記凹入溝へ適正に嵌合しうる脚片とを備えるものとしたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
切込溝を、ラップの内外両側面に開口するものとするとともに、その両側端より凹入溝を連設し、かつシール部材における拡幅部の両側より、前記各凹入溝へ嵌合しうる脚片を連設したことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
切込溝を、ラップの一側面に開口するものとするとともに、その開口する側端より凹入溝を連設し、かつシール部材における拡幅部の一側より、前記凹入溝へ嵌合しうる脚片を連設したことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
切込溝を、ラップの長手方向の異なる個所において、交互に内外側面に開口するものとしたことを特徴とする請求項３記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
脚片の外側面を、凹入溝より僅かに突出させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
脚片の外側面を、ラップの側面と平行をなす平面状としたことを特徴とする請求項５記載のスクロール流体機械。
【請求項７】
脚片の外側面を、ラップの側面方向を向く半円状としたことを特徴とする請求項５記載のスクロール流体機械。
【請求項８】
シール部材における摺動部と脚片を、異なる材質もしくは性状のものからなるものとしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械に関する。
【従来の技術】
【０００２】
上記のようなスクロール流体機械は、通常、駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設して構成されている。
【０００３】
しかして、駆動軸の偏心部と自転防止機構をもって、旋回スクロールを偏心的に旋回させ、その旋回方向に応じて、前記密閉室の容積を、求心方向に漸次減少させるか、逆に遠心方向に漸次増大させることにより、外周部が吸引した流体を、圧縮させつつ中心部へ導くか、あるいは中心部から吸引した流体を、減圧して、外周部から吐出させるようになっている。
【０００４】
そのため、旋回ラップおよび固定ラップは、回転方向に徐々に径が増大する中心まわりのインボリュート曲線、もしくは中心を共通にするごく短寸の円弧を円周方向に接続した曲線、あるいはこれらの曲線を組み合わせたもの等をもって形成されており、かつ旋回ラップと固定ラップの旋回半径方向の間隙は、両ラップが接触することはなく、しかも過大となることがないように精確に定められている。
【０００５】
また、旋回ラップおよび固定ラップの先端面には嵌溝が形成され、この嵌溝には、対向するスクロールの端板に気密的に摺動するシール部材が嵌合されている。
【０００６】
このシール部材は、通常、やや軟質で低摩擦の樹脂を成形して、一定の角形断面のチップシールとして形成され、旋回ラップおよび固定ラップの先端面の嵌溝内に遊嵌されている。
【０００７】
シール部材は、その背面に導入された加圧流体により前方へ押されて、相手側の端板へ常に弾性的に圧接しうるように前記嵌溝に対して、接着もしくは固着されることはなく、嵌溝との間に微小の間隙が設けられて、自由に若干突出方向へ移動しうるようにされている。
【０００８】
従って、使用に伴い、シール部材は、相手側端板との接触移動に伴う摺擦力により、嵌溝内で長手方向に移動し、使用が長期に及ぶと、シール部材の末端と嵌溝の端面との間に隙間が生成されることとなる。
【０００９】
シール部材と嵌溝の端部同士の間にこのような隙間があると、加圧流体がこの隙間から逃げ、作動効率が低下することは言うまでもない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような理由から、シール部材が各ラップの先端面における嵌溝内に遊嵌されている場合において、使用が長期に亘っても、シール部材が、嵌溝内において、長手方向に移動するのを防止するようにしたスクロール流体機械を提供することを目的としている。
【００１１】
また本発明は、旋回ラップと固定ラップの側面同士が直接接触するのを防止し、しかも、吸引もしくは圧縮された流体が、加圧空間から逃げ出すことなく、高い効率で運転しうるようにしたスクロール流体機械を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）駆動軸の偏心部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップとを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、かつ旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設してなるスクロール流体機械において、固定ラップまたは旋回ラップの先端面に設けたシール部材を遊嵌するための嵌溝の適所に、この嵌溝と交差して、ラップの側面に達する切込溝を設けるとともに、ラップの側面に、ラップの立設方向を向き、かつ前記切込溝の側端開口部に続く凹入溝を形成し、シール部材を、前記嵌溝へ遊嵌しうる摺動部と、前記切込溝へ嵌合しうる拡幅部と、この拡幅部に続き、かつ前記凹入溝へ適正に嵌合しうる脚片とを備えるものとする。
【００１３】
（２）上記（１）項において、切込溝を、ラップの内外両側面に開口するものとするとともに、その両側端より凹入溝を連設し、かつシール部材における拡幅部の両側より、前記各凹入溝へ嵌合しうる脚片を連設したものとする。
【００１４】
（３）上記（１）項において、切込溝を、ラップの一側面に開口するものとするとともに、その開口する側端より凹入溝を連設し、かつシール部材における拡幅部の一側より、前記凹入溝へ嵌合しうる脚片を連設したものとする。
【００１５】
（４）上記（３）項において、切込溝を、ラップの長手方向の異なる個所において、交互に内外側面に開口するものとする。
【００１６】
（５）上記（１）〜（４）項のいずれかにおいて、脚片の外側面を、凹入溝より僅かに突出させる。
【００１７】
（６）上記（５）項において、脚片の外側面を、ラップの側面と平行をなす平面状とする。
【００１８】
（７）上記（５）項において、脚片の外側面を、ラップの側面方向を向く半円状とする。
【００１９】
（８）上記（１）〜（７）項のいずれかにおいて、シール部材における摺動部と脚片を、異なる材質もしくは性状のものからなるものとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態が適用されるスクロール圧縮機を示す。しかし、本発明は、スクロール膨張機その他のスクロール流体機械に均しく適用しうるものである。
【００２１】
図１に示すスクロール圧縮機の基本的な構造は、従来のものと同様であるので、簡単に説明する。なお図１において、左方を前、右方を後とする。
【００２２】
前部、すなわち図１の左端部に位置する固定スクロール（１）は、外周部適所に吸入口（２）を有し、かつ中心部に吐出口（３）を有する円形の固定端板（４）の後面に、渦巻状の固定ラップ（５）を立設し、同じく前面に、水平方向を向く緩い波状の等高の冷却フィン（６）を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００２３】
固定スクロール（１）の後側に対向して配置されている旋回スクロール（７）は、円形の旋回端板（８）の前面、すなわち固定スクロール（１）と対向する面に、渦巻状の旋回ラップ（９）を立設し、かつ同じく後面に、水平方向を向く多数の波状の等高の冷却フィン（１０）を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００２４】
旋回スクロール（７）の後面には、ベアリングプレート（１１）が重合されている。ベアリングプレート（１１）の後面の中心部には、駆動軸（１２）の偏心軸部（１３）をベアリング（１４）を介して枢支する筒状ボス（１５）が突設され、同じく外周部の３か所には、例えば公知のクランクピン型式の自転防止機構（１６）を組み込んで、旋回スクロールが収容されているハウジング（１７）に対し、旋回スクロール（７）が駆動軸（１２）まわりに、偏心的に旋回しうるように構成されている。
【００２５】
固定スクロール（１）の前面にはカバープレート（１８）が当接され、適宜の締付けねじ（１９）で、締付け固定されている。
【００２６】
旋回スクロール（７）と、その後面に重合されたベアリングプレート（１１）とは、締付けねじ（２０）で締付けて一体化されている。
【００２７】
固定スクロール（１）の後面板（２１）は、ハウジング（１７）の前面に重合され、両者は、ボルト（２２）とナット（２３）により締着されている。
【００２８】
前記固定ラップ（５）および旋回ラップ（９）の先端面には、それぞれ嵌溝（５ａ）（９ａ）が形成され、各嵌溝（５ａ）（９ａ）内には、それぞれ、対向する旋回スクロール（７）の旋回端板（８）、および固定スクロール（１）の固定端板（４）に摺接するシール部材（Ｓ）が嵌設されている。
【００２９】
固定スクロール（１）を後方から斜めに見た図２には、固定ラップ（５）の先端面の嵌溝（５ａ）と、それに嵌設されたシール部材（Ｓ）とがよく示されている。
【００３０】
旋回ラップ（９）の構成も同様であるので、以下の図面に基づく説明においては、固定ラップ（５）のみを取り上げ、旋回ラップ（９）に関しては省略する。
【００３１】
従来のスクロール流体機械においては、各ラップの先端面に設けられる嵌溝は、一定断面で連続した渦巻き状のものとされていた。
【００３２】
しかし本発明においては、前述した目的を達成するために、図３〜図５に明示するように、固定ラップ（５）および旋回ラップ（９）のいずれか、もしくは双方の先端面におけるシール部材（Ｓ）を遊嵌するための嵌溝（５ａ）に、長手方向に一定間隔をもって、嵌溝（５ａ）と交差し、かつ固定ラップ（５）の内外両側面に達する切込溝（２５）を設け、かつ固定ラップ（５）の両側面に、前記切込溝（２５）の側端開口部から固定ラップ（５）の立設方向を向く浅い凹入溝（２４）を設けてある。
【００３３】
シール部材（Ｓ）は、前記固定ラップ（５）の先端面の嵌溝（５ａ）へ遊嵌しうる合成樹脂からなる一定断面の摺動部（Ｓ１）に、長手方向に隣り合う前記切込溝（２５）（２５）の間隔と等しい間隔をもって、前記切込溝（２５）へ遊嵌しうる拡幅部（Ｓ２）を設け、かつこの拡幅部（Ｓ２）の内外両側端より、前記凹入溝（２４）（２４）へ嵌合しうる脚片（Ｓ３）（Ｓ３）を垂下連設したものとされている。
【００３４】
各脚片（Ｓ３）の外側面は、ラップ（５）の表面より、それと平行をなして若干突出する平面状としてあり、同じく内側面間の間隔は、保持溝（２４）（２４）の底面間の幅と同一か、またはそれより僅かに小としてある。
【００３５】
このシール部材（Ｓ）は、低摩擦で摩耗の少い硬質の合成樹脂を成形して一体的に作られている。しかし、拡幅部（Ｓ２）に摺動材（Ｓ１）と平行をなす凹孔（Ｓ４）を設け、この凹孔（Ｓ４）に、摺動材（Ｓ１）を嵌合して、適宜接着剤等により固着してもよい。
【００３６】
後者のようにした場合には、拡幅部（Ｓ２）を、摺動材（Ｓ１）に比して低摩擦、低摩耗の金属または硬質樹脂製とすることができる。
【００３７】
上述のような構成をなすシール部材（Ｓ）の脚片（Ｓ３）（Ｓ３）は、隣接するラップの側面との間隔を適正に保つとともに、隣接するラップとの接触抵抗を小とし、かつ隣接するラップ間において、気体を気密的に拘束する役目を果たす。
【００３８】
また、運転に伴う加熱や膨脹等により隣接するラップの側面同士が接触し、摩耗抵抗が大となって効率が低下したり、摩擦熱により各部が変形したり、流体の拘束が不良となったり、騒音を発生したりするのが防止される。
【００３９】
図６は、図２〜図４に示したものにおいて、脚片（Ｓ３）の外周面を、ラップ（５）の長手方向を向く半円形としたもので、このようにすると、隣接するラップとの接触抵抗はより小となり、より高い効率が得られる。
【００４０】
摺動材より垂下する脚片の位置を、ラップの内外面において異ならせることもある。
【００４１】
図７、図８は、このような一例を示し、凹入溝（２４）および切込溝（２５）は、固定ラップ（５）の内外面の長手方向の異なる位置に設けられており、シール部材（Ｓ）の拡幅部（Ｓ２）および脚片（Ｓ３）も、それに応じて、摺動材（Ｓ１）の長手方向の内外面に交互に設けられている。
【００４２】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によると、次の特有の効果が得られる。
請求項１：シール部材における拡幅部および脚片が、それぞれラップにおける切込溝および凹入溝に係合しているので、運転に伴い、シール部材が、嵌溝内において長手方向に移動することはない。
【００４３】
請求項２：本発明によるシール部材を、固定ラップ又は旋回ラップのいずれかに適用するのみで所期の目的を果たすことができる。またシール部材の２つの脚片は、凹入溝に適切に嵌合係止される。
【００４４】
請求項３：シール部材の脚片は、片側片のみからなっているため、製作および組付けが容易である。
【００４５】
請求項４：脚片嵌合用の凹入溝が、ラップの内外面において交互に分散されるため、ラップの強度が損われることは小である。
【００４６】
請求項５：専ら運転に伴い、万一各部が変形変位した場合においても、脚片の外側面が相手側ラップの側面と当接し、ラップの側面同士が互いに接触することはないので、その摩耗のおそれはなく、また摺動抵抗や発熱も小である。
【００４７】
請求項６、７：脚片が相手側ラップの側面に当接しても、その抵抗は小である
【００４８】
請求項８：脚片を、ラップの凹入溝に強固に係合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクロール流体機械の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】固定スクロールを後方から見た斜視図である。
【図３】固定スクロールの内周部を後方から見た拡大図である。
【図４】固定ラップの一部を示す斜視図である。
【図５】図４の分解斜視図である。
【図６】シール部材の異なる例を示す斜視図である。
【図７】固定ラップの異なる例の一部の斜視図である。
【図８】図７の分解斜視図である。
【符号の説明】
（１）固定スクロール
（２）吸入口
（３）吐出口
（４）固定端板
（５）固定ラップ
（５ａ）嵌溝
（６）冷却フィン
（７）旋回スクロール
（８）旋回端板
（９）旋回ラップ
（９ａ）嵌溝
（１０）冷却フィン
（１１）ベアリングプレート
（１２）駆動軸
（１３）偏心軸部
（１４）ベアリング
（１５）筒状ボス
（１６）自転防止機構
（１７）ハウジング
（１８）カバープレート
（１９）（２０）締付けねじ
（２１）後面板
（２１ａ）外向フランジ
（２２）ボルト
（２３）ナット
（２４）凹入溝
（２５）切込溝
（Ｓ）シール部材
（Ｓ１）摺動部
（Ｓ２）拡幅部
（Ｓ３）脚片
（Ｓ４）凹孔
【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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