(57)【要約】【課題】この発明は、簡易な構造で小型化され且つ効率の良いスクロール流体機械を提供する。【解決手段】この発明は、ハウジング内に収納され、少なくとも１つのスクロールラップを具備し、駆動源の回転軸と接続されて回転する駆動スクロールユニットと、該駆動スクロールユニットのスクロールラップと噛合して複数の圧縮空間を画成するスクロールラップを具備し、前記駆動スクロールユニットに対して相対的に旋回運動を行う従動スクロールユニットとを少なくとも具備するスクロール流体機械において、前記複数の圧縮空間を画成する前記駆動スクロールユニットのスクロールラップと、前記従動スクロールユニットのスクロールラップの径方向両側側面に静電植毛を施すことにある。また、前記従動スクロールユニットのスクロールラップの軸方向端面の少なくとも一方には、チップシールが装着される凹溝が形成されると共に、前記凹溝の両側に位置するスクロールラップの軸方向端面には、静電植毛が施される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収納され、少なくとも１つのスクロールラップを具備し、駆動源の回転軸と接続されて回転する駆動スクロールユニットと、該駆動スクロールユニットのスクロールラップと噛合して複数の圧縮空間を画成するスクロールラップを具備し、前記駆動スクロールユニットに対して相対的に旋回運動を行う従動スクロールユニットとを少なくとも具備するスクロール流体機械において、
前記複数の圧縮空間を画成する前記駆動スクロールユニットのスクロールラップと、前記従動スクロールユニットのスクロールラップの径方向両側側面に静電植毛を施すことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
前記従動スクロールユニットのスクロールラップの軸方向端面の少なくとも一方には、チップシールが装着される凹溝が形成されると共に、前記凹溝の両側に位置するスクロールラップの軸方向端面には、静電植毛が施される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】
前記駆動スクロールユニットは、駆動源の回転軸と接続される第１の端板、この第１の端板から前記回転軸の軸方向に延出すると共に該第１の端板の面に沿った渦巻状である少なくとも２つの駆動スクロールラップ及び前記第１の端板と共に前記駆動スクロールラップを挟持固定する第２の端板によって少なくとも構成され、
前記従動スクロールユニットは、前記第１の端板及び第２の端板の間に回転自在に配され、前記駆動スクロールラップが挿入されて複数の圧縮空間を画成する渦巻状の移動空間が形成され、該移動空間の間の壁部が従動スクロールラップとなる円板状の従動スクロールブロック及び該従動スクロールブロックを回転自在に前記ハウジングに支持する従動スクロール受けからなることを特徴とする請求項１又は２記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
前記チップシールが装着される凹溝の幅は、該凹溝が形成されるスクロールラップ幅の５％〜５０％の範囲内であることを特徴とする請求項２又は３記載のスクロール流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動スクロールと、この駆動スクロールの回転に伴って回転すると共にこの駆動スクロールに対して実質的に旋回運動を行い、駆動スクロール及び従動スクロールによって画成される空間の容積を変化させて流体を吸引して吐出するスクロール流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、スクロール流体機械は、一対のスクロール、例えば固定スクロールと旋回スクロールとの各渦巻部間に形成される複数の圧縮室を、旋回スクロールの旋回運動によって連続的に縮小させて圧縮する構造となっており、中央に向けて順次圧縮されるため、各圧縮室には圧力差が生じ、さらに構造上各圧縮室には、スクロールを旋回させる回転軸の軸方向に隙間があるため、各圧縮室から被圧縮流体の漏れが生じ、この漏れ量によってスクロール流体機械の性能の差が出るものである。この不具合が解消するために、特許文献１は、スクロール式流体機械が有する渦部の上面に形成された凹溝内に挿着されるシール部材が、凹溝底面と接触する第1の面の切込み開始位置と、前記シール部材の作動流体の高圧側の第2面の切込み開始位置とを実質的に一致させ、前記第１の面に前記第２の面を基準として細動流体の漏れる方向に９１〜１０５度の角度で切込みを形成すると共に、前記第２の面に、前記第１の面の反対側の面を基準として細動流体の漏れる方向に９１〜１０５度の角度の切込みを形成したシール部材を開示する。
【０００３】
特許文献２は、段付構造のスクロール型圧縮機において、チップクリアランスを好適な範囲に調整するために、各壁体の上縁に溝が形成されると共に、該溝に相手側各端板との境界をシールするチップシールがそれぞれ嵌合されており、固定スクロール部材側の端板の低部位に摺接する前記旋回スクロール部材側の壁体の上縁の溝に嵌合されたチップシールと、前記旋回スクロール部材側の端板の低部位に摺接する前記固定スクロール部材側の壁体の溝に嵌合されたチップシールの内、少なくとも一方のチップシールが前記上縁から突出していることを開示する。
【０００４】
特許文献３は、チップシールとシール溝との間に隙間が形成されるのを抑制することができ、シール溝を通じた空気漏れを防止するために、シール溝に、底面と壁面との間の角隅に位置して溝内の空間に向けて突出する段差を設け、その段差により前記チップシールの底面突起と側面突起との間を埋める構成としたことを開示する。
【特許文献１】特開２００１−１２３９７０号公報
【特許文献２】特開２００３−３５２８５号公報
【特許文献３】特開２００７−９８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来のスクロール流体機械において、軸方向（ＡＣ）における圧縮室間の漏れを防止するのに、スクロールの軸方向の端部にチップシールを用いることは非常に有効であるが、スクロール流体機械の小型化に向けて、スクロールラップ端部よりの漏れ量を少なくするために、チップシール幅を大きくすると摺動抵抗が大きくなり、動力損が大きくなり、また摺動によって発熱するという不具合が生じる。しかしながら、チップシールの幅は、また、ＡＣ方向の隙間は、ラップの熱膨張や加工誤差を考慮し隙間を大きくする必要があり、スクロールラップ端部よりの漏れ量との兼ね合いで決定される必要があるため、それを補償する構造が必要となる。
【０００６】
また、圧縮室間の漏れについては、一対のスクロールのラップの半径方向の隙間（ＲＣ）の漏れも問題となる。このＲＣ方向の漏れについては、スクロールの製造精度を向上させるとコスト高になるという問題が生じ、精度を向上させないと漏れが大きくなるという問題が生じる。
【０００７】
また、スクロール流体機械の小型化を達成するために、構成の簡略化、特にオルダム機構に代わる簡単な回転力伝達手段が設けられることも必要である。
【０００８】
このため、この発明は、簡易な構造で小型化され且つ効率の良いスクロール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】
【０００９】
したがって、この発明は、ハウジング内に収納され、少なくとも１つのスクロールラップを具備し、駆動源の回転軸と接続されて回転する駆動スクロールユニットと、該駆動スクロールユニットのスクロールラップと噛合して複数の圧縮空間を画成するスクロールラップを具備し、前記駆動スクロールユニットに対して相対的に旋回運動を行う従動スクロールユニットとを少なくとも具備するスクロール流体機械において、前記複数の圧縮空間を画成する前記駆動スクロールユニットのスクロールラップと、前記従動スクロールユニットのスクロールラップの径方向両側側面に静電植毛を施すことにある。
【００１０】
また、前記従動スクロールユニットのスクロールラップの軸方向端面の少なくとも一方には、チップシールが装着される凹溝が形成されると共に、前記凹溝の両側に位置するスクロールラップの軸方向端面には、静電植毛が施されることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記駆動スクロールユニットは、駆動源の回転軸と接続される第１の端板、この第１の端板から前記回転軸の軸方向に延出すると共に該第１の端板の面に沿った渦巻状である少なくとも２つの駆動スクロールラップ及び前記第１の端板と共に前記駆動スクロールラップを挟持固定する第２の端板によって少なくとも構成されることが望ましい。さらにまた、前記従動スクロールユニットは、前記第１の端板及び第２の端板の間に回転自在に配され、前記駆動スクロールラップが挿入されて複数の圧縮空間を画成する渦巻状の移動空間が形成され、該移動空間の間の壁部が従動スクロールラップとなる円板状の従動スクロールブロック及び該従動スクロールブロックを回転自在に前記ハウジングに支持する従動スクロール受けからなることが望ましい。
【００１２】
また、前記チップシールが装着される凹溝の幅は、該凹溝が形成されるスクロールラップ幅の５％〜５０％の範囲内であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明に係る構成によれば、駆動スクロールユニットのスクロールラップ及び従動スクロールユニットのスクロールラップの径方向（ＲＣ方向）両側側面に静電植毛を施したので、駆動スクロールユニットの回転力が静電植毛を介して従動スクロールユニットに伝達できるので、ＲＣ方向の漏れを防止しつつ駆動スクロールと従動スクロールの回転同期化のためのオルダム機構の代わりを行うことができるため、機構の簡略化が達成できる。また、ＲＣ方向の漏れも確実に抑制できるので、圧縮効率も向上させることができる。
【００１４】
また、スクロールラップの軸方向にチップシールを設けると共に、その両側の端面に静電植毛を行ったことによって、摺動摩擦を減少させるためにチップシール幅を減少させても、静電植毛された短繊維によって漏れを防止できるので、圧縮効率を維持又は向上させることができるものである。また、チップシールを設けることによって、静電植毛による短繊維のみの場合に生じる高圧時の漏れを解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１６】
本願発明の実施例に係るスクロール流体機械、特にスクロール型送風機１は、図１に示されるように、駆動源としてのモータ２と、このモータ２が装着され、内部に収納空間３を画成するハウジング４と、このハウジング４内の収納空間３に配される駆動スクロールユニット５と、この駆動スクロールユニット５に噛合して圧縮空間６を画成する従動スクロールユニット７と、駆動スクロールユニット５に形成された吐出口８と外部に連結される吹出開口部９との間を連通する連通孔１０を有するフェースシールブロック１１とによって少なくとも構成される。尚、フェースシールブロック１１の駆動スクロールユニット側の端部には、連通口１０と収納空間３との間をシールするためのシール部が形成されていると共にこのフェースシールブロック１１は、駆動スクロールユニット５の軸方向の位置を保持する役目を担っているものである。
【００１７】
前記ハウジング４は、前記モータ２が装着され、モータ２の回転軸２０を回転自在に保持する第１のハウジングブロック４１と、この第１のハウジングブロック４１に位置決めビス４３によって固定され、内部に収納空間３を画成する第２のハウジングブロック４２とによって構成される。前記第２のハウジングブロック４２には、その外周側面に、複数の吸入口４４が形成され、外気と前記収納空間３とを連通しており、さらに前記回転軸２０軸方向の延長線上には、吹出開口部９が形成される。尚、前記第２のハウジングブロック４２には、前記回転軸２０と同軸に前述したフェースシールブロック１１が設けられ、第２のハウジングブロック４２を第１のハウジングブロック４１に対して適正位置に調整して、前記位置決めビス４３によって固定することによって、前記フェースシールブロック１１の先端が接触する駆動スクロールユニット５との接触力を調整するものである。
【００１８】
前記駆動スクロールユニット５は、前記回転軸２０に固定されるボス部５１、このボス部５１から径方向に広がる円板部５２、及びこの円板部５２から軸方向に延出すると共に前記円板部５２に沿って渦巻状に中央から外周方向へ広がる複数（この実施例では第１及び第２）の駆動スクロールラップ５３，５４によって構成される第１の端板部５０と、前記駆動スクロールラップ５３，５４の端部を保持固定する第２の端板部５５とによって構成される。尚、第２の端板部５５の中央には、吐出口８が形成される。
【００１９】
前記従動スクロールユニット７は、前記第１のハウジングブロック４１にベアリング１２を介して回転自在に支持される従動スクロール受け７１と、この従動スクロール受け７１に固定される従動スクロールブロック７２とによって構成される。従動スクロールブロック７２は、図２に示すように、前記第１及び第２の駆動スクロールラップ５３，５４が収納される渦巻状の第１及び第２の移動空間７６，７７が形成され、第１及び第２の移動空間７６，７７の間を仕切る壁部が、渦巻状の第１及び第２の従動スクロールラップ７３，７４を形成する。また、第１及び第２の従動スクロールラップ７３，７４は連結部７５と外周部７９とを連結し、前記第１及び第２の移動空間７６，７７内に収納された第１及び第２の駆動スクロールラップ５３，５４との間に複数の圧縮空間６を形成する。この圧縮空間６は、最も中心に移動した時又は中心に移動しながら前記連結部７５に形成された連通溝７８と連通し、この連通溝７８は前記吐出口８と連通する。
【００２０】
尚、本願発明によれば、図３で示すように、第１及び第２の駆動スクロールラップ５３，５４の径方向の両側側面５３Ａ，５３Ｂ（５４Ａ，５４Ｂ）及び第１及び第２の従動スクロールラップ７３，７４の径方向の両側側面７３Ａ，７３Ｂ（７４Ａ，７４Ｂ）に静電植毛により短繊維９１，９２，９３，９４を植毛するものである。これにより、径方向（ＲＣ方向）の漏れを防止できると共に、駆動スクロールユニット５の回転力が、第１及び第２の駆動スクロールラップ５３，５４に設けられた短繊維９３，９４と第１及び第２の従動スクロールラップ７３，７４に設けられた短繊維９１，９２との摩擦を介して従動スクロールユニット７に伝達されると共に、従動スクロールユニット７が駆動スクロールユニット５に対して偏心して設けられているので、従動スクロールユニット７が駆動スクロールユニット５に対して相対的に旋回運動することとなり、圧縮空間６の容積が変化され、流体の吸入・吐出が可能となるものである。これにより、特別なオルダム機構を設けることなく、従動スクロールユニット７を回転旋回運動させることが可能となるものである。
【００２１】
また、図２及び図３に示すように、従動スクロールユニット７の軸方向端面の両方若しくは一方（この実施例では、一方）７３Ｃ，７４Ｃに、チップシール装着溝１０１，１０２を形成し、これにチップシール１０３，１０４を装着して、軸方向（ＡＣ方向）の漏れを防止する。また、このチップシール１０３，１０４の幅ｄは、摺動抵抗を勘案して従動スクロールラップ７３，７４の幅Ｄの５％〜５０％の範囲内で設定される。また、このチップシール１０３，１０４の幅減少によるＡＣ方向の漏れ量の増加は、チップシール１０３，１０４の両側の端面７３Ｃ，７４Ｃに静電植毛によって植毛された短繊維９５，９６によって防止される。
【００２２】
以上の構造のスクロール流体機械１において、ＡＣ方向及びＲＣ方向の漏れを効率よく防止できると共に、オルダム機構なしに駆動力の伝達が可能となるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上の構成のスクロール流体機械は、吐出圧力１００ＫＰａ以下の小型の送風機、吐出圧力１００ＫＰａ以上の圧縮機として使用することができ、例えば、水槽等へ空気を供給するポンプ、携帯用小型の燃料電池へ気体を供給するためのポンプとしても使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本願発明の実施例に係るスクロール流体機械の概略構成図である。
【図２】本願発明の実施例に係るスクロール流体機械の駆動スクロールラップと従動スクロールブロックの状態を示した概略説明図である。
【図３】本願発明の実施例に係る駆動スクロールラップ及び従動スクロールラップの一部拡大説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  スクロール流体機械
２  モータ
３  収納空間
４  ハウジング
５  駆動スクロールユニット
６  圧縮空間
７  従動スクロールユニット
８  吐出口
９  吹出開口部
１０  連通孔
１１  フェースシールブロック
１２  ベアリング
２０  回転軸
４１  第１のハウジングブロック
４２  第２のハウジングブロック
４３  位置決めビス
５１  ボス部
５２  円板部
５３  第１の駆動スクロールラップ
５４  第２の駆動スクロールラップ
５５  第２の端板部
７１  従動スクロール受け
７２  従動スクロールブロック
７３  第１の従動スクロールラップ
７４  第２の従動スクロールラップ
７５  連結部
７６  第１の移動空間
７７  第２の移動空間
７８  連通溝
９１，９２，９３，９４  短繊維
１０１，１０２  チップシール装着溝
１０３，１０４  チップシール
【図１】
2009127429.tif 000003
【図２】
2009127429.tif 000004
【図３】
2009127429.tif 000005