JP4168332B2 - シール装置および該シール装置を用いたスクロール式流体機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動面間に設けられ、高圧側の流体と低圧側の流体とを遮断する箇所に設けられるシール装置であって、例えばスクロール式流体機械に好適に用いられるシール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、スクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記ケーシング内で該駆動軸に旋回可能に設けられ、前記固定スクロールと衝合状態で摺接する旋回スクロールと、該旋回スクロールと固定スクロールとの間に画成された複数の圧縮室とを備えたものが知られている。
【0003】
近年では、圧縮空気量を増やすために、下記の如く構成されたものが知られている(特許文献1)。
【0004】
即ち、この従来技術によるスクロール式流体機械は、ケーシングの軸方向に離間して第1、第2の固定スクロールを設け、該第1、第2の固定スクロールと対向するように、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された前記第1、第2の旋回スクロールとを備える構成としている。
【0005】
ところで、上述した従来技術のスクロール式流体機械は、2段圧縮機として用いる場合に、第1、第2の固定スクロールのうち低圧側となる固定スクロールの吐出口と高圧側となる固定スクロールの吸込口とを接続し、低圧側の固定スクロールと旋回スクロールとの間で圧縮した圧縮空気を、さらに高圧側の固定スクロールと旋回スクロールとの間に導くことにより、2段階で圧縮した高圧な圧縮空気をタンク等に貯えるものである。
【0006】
しかし、このような2段のスクロール式流体機械においては、高圧側のスクロール最外周側の圧縮室が大気圧よりも高い圧力となっているので、最外周側の圧縮室から圧縮空気が外部に漏洩する虞れがあり、圧縮効率を向上できないという問題がある。
【0007】
このような問題点を解決するため、特許文献2に示すスクロール圧縮機で示すようなシール(接触シール)を用いることが考えられる。このシールは、最外周側の圧縮室から内部の圧縮流体が外部に漏洩しないように、旋回スクロールの鏡板外周側の溝に内径側が開口した断面略コ字状の弾性を有する樹脂製のシールリングを設けたものである。さらにシールリングの内径側には、ばね部材が設けられている。そしてこのシールは、その内径側に、最外周側の圧縮室の圧縮流体を流入させるよう摺動面間に微小隙間を設け、その圧縮流体によりシールリング、ばね部材を開かせて、シールリングの摺動面を相手摺動面に対し押圧する構成としている。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−356193号公報
【特許文献2】
特開2002−081388号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献2に示す様なシールを用いることにより上記のような問題は解決されるが、特許文献2に示すシールは、予め求めた平均的なばね力の設定をしているため、シールリングの厚みや摺動面間の微小隙間間隔等の加工公差により、必要以上に相手面へシールリングを押付けてしまう場合があり、その場合には摺動抵抗が大となるという問題がある。
【0010】
また、シールリングの相手面への押圧力は、新品の時から良好に機能するよう定めているので、ある程度の時間使用し摺動面間が馴染んだ後も、必要以上に相手面にシールリングを押付けることになり、摺動抵抗のロスやシールリングの耐久性低下などの問題を招くことがある。
【0011】
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、高圧側と低圧側とに画成する摺動面間に用いるシール装置において、最適な押圧力でシール部材を相手摺動面に押圧することにより、摺動抵抗を低減し、耐久性を向上したシール装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項1の発明は、一側部材と、該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、前記一側部材の摺動面に設けられた溝と、該溝内に挿嵌されるシール部材と、該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、前記シール部材の前記密閉室側と摺動面側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、前記連通路は、前記摺動部側の開口の高圧側端部が、前記シール部材の摩耗に従い低圧側に移動するように構成したことにある。
【0013】
上述した課題を解決するために請求項4の発明は、一側部材と、該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、前記一側部材の摺動面に設けられた環状の溝と、該溝内に挿嵌され、軸方向一面が前記他側部材と摺動する環状のシール部材と、
該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、前記シール部材の前記密閉室側と摺動面側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、前記連通路には、前記摺動面側から前記密閉室に向けて、高圧側から低圧側に傾斜する傾斜部分を設けたことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシール装置をスクロール式空気圧縮機に適用した場合を例に挙げ、図1及至図4に従って詳細に説明する。
【0025】
1はスクロール式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、図1に示す如く軸線O1−O1を有するケーシング本体2と該ケーシング本体2の両端側に固着された左、右の軸受取付筒部3A、3Bとにより構成されている。そして、軸受取付筒部3Aは環状部3A1と筒部3A2とにより構成されている。また、軸受取付筒部3Bについても環状部3B1と筒部3B2とにより構成されている。
【0026】
4A、4Bはケーシング1の両端側にそれぞれ固定的に設けられた第1、第2の固定スクロールで、該第1の固定スクロール4Aは、略円板状に形成され中心がケーシング1の軸線O1−O1と一致するように配設された鏡板5Aと、該鏡板5Aの表面に立設された渦巻状のラップ部6Aと、鏡板5Aの外周側から該ラップ部6Aを取囲むように軸方向に突出した筒部7Aと、該筒部7Aの外周側から径方向外向きに突出したフランジ部8Aとにより構成されている。
【0027】
そして、固定スクロール4Aは、フランジ部8Aが軸受取付筒部3Aの筒部3A2開口端にボルト(図示せず)等を介して一体に取付けられている。また、固定スクロール4Aには、その外周側に位置して第1の吸込口9Aが設けられ、鏡板5Aの中心側には第1の吐出口10Aが設けられている。
【0028】
また、第2の固定スクロール4B(他側部材)についても、鏡板5B、ラップ部6B、筒部7Bおよびフランジ部8B、第2の吸込口9Bおよび第2の吐出口10Bが設けられている。
【0029】
11は固定スクロール4A、4B間に位置してケーシング本体2内に設けられた電動機で、該電動機11は、ケーシング本体2の内周側に固定的に設けられたステータ12と、該ステータ12の内周側に回転可能に配設されたロータ13とによって構成されている。また、ステータ12の軸線とロータ13の軸線はケーシング1の軸線O1−O1と同一軸線上に配置されている。そして、電動機11は、ロータ13を回転することにより回転軸14を駆動するものである。
【0030】
14は軸受取付筒部3Aの環状部3A1と軸受取付筒部3Bの環状部3B1との間に回転可能に設けられ、後述の旋回軸15と共に出力軸を構成する回転軸で、該回転軸14は、中空軸体として形成され、電動機11のロータ13内周側に挿嵌されて設けられている。そして、回転軸14は、両端がそれぞれ軸受取付筒部3A、3Bの環状部3A1、3B1内に回転可能に設けられている。
【0031】
15は後述の旋回スクロール17A、17B間に設けられた旋回軸で、該旋回軸15は、中実な円柱体として形成され、軸線O1−O1から寸法δだけ偏心した偏心軸線O2−O2上に配置されている。また、旋回軸15は、軸方向の中間部位が大径軸部16となり、軸方向の両側部位が小径軸部16A、16Bとなっている。そして、旋回軸15の小径軸部16A、16Bは、回転軸14の両端側に回転可能に支持され、該回転軸14と共に電動機11の出力軸を構成している。
【0032】
17A、17Bは固定スクロール4Aと対向してケーシング1内に旋回可能に設けられた第1、第2の旋回スクロールで、該第1の旋回スクロール17Aは、第1の固定スクロール4Aと共に低圧側の空気圧縮機を構成している。そして、第1の旋回スクロール17Aは、第1の固定スクロール4Aと同様に、鏡板18Aと渦巻状のラップ部19A等によって構成されている。
【0033】
そして、旋回スクロール17Aは、ラップ部19Aが固定スクロール4Aのラップ部6Aと所定角度(例えば180度)だけずらして重なり合うように配設され、両者のラップ部6A、19A間には複数の圧縮室20Aが画成されている。
【0034】
さらに、旋回スクロール17Aには、その背面中央に位置してボス部21Aが突設されている。そして、ボス部21A内には、旋回軸15の小径軸部16Aが圧入またはボルト止め等により固定して取付けられている。
【0035】
また、第2の旋回スクロール17B(一側部材)は、第2の固定スクロール4Bと共に高圧側の空気圧縮機を構成している。そして、第2の旋回スクロール17Bも、鏡板18B、ラップ部19Bおよびボス部21Bによって大略構成され、このボス部21B内には、旋回軸15の小径軸部16Bが圧入またはボルト止め等の手段により固定して取付けられている。
【0036】
また、第2の旋回スクロール17Bは、第2の固定スクロール4Bとの間で複数の圧縮室20Bを画成し、これらの圧縮室20Bのうち最外周側の圧縮室20B1は、図1に示すように固定スクロール4Bの吸込口9Bと常時連通している。そして、旋回スクロール17Bの背面外周側には後述の接触シール27が取付けられるシール部材嵌合溝17B1(溝)が設けられている。
【0037】
22は第1の吐出口10Aと第2の吸込口9Bとの間に設けられた中間冷却器で、該中間冷却器22は、例えば熱交換器23とファン24等を備えた冷却装置によって構成され、第1の吐出口10Aと第2の吸込口9Bとの間に配管25A、25Bを用いて接続されている。そして、中間冷却器22は、配管25A、25Bによってそれぞれ吐出口10Aから吐出された高温の吐出空気を冷却して吸込口9Bに導くものである。
【0038】
26は第2の固定スクロール4Bの外周側に設けられた摺接リングで、該摺接リング26は、ステンレス鋼等の金属材料によって平板なリング状に形成されている。そして、摺接リング26は、図2に示す如く固定スクロール4Bのフランジ部8B側に設けられたリング取付溝4B1内に嵌着され、その表面は後述の接触シール27に対する摺接面となっている。
【0039】
27は第2の旋回スクロール17Bのシール部材嵌合溝17B1(溝)内に収容して取付けられた接触シールで、該接触シール27は、高圧側の固定スクロール4Bと高圧側の旋回スクロール17Bとの間の高圧側と、その外周室40の低圧側とを気密にシールしている。この外周室40は図示しない位置で大気開放されており、常時大気圧となっている。そして、接触シール27は、シール部材としての環状シール28、第1、第2の侵入遮断シールとしての環状の漏洩防止リング29、30により構成されており、摺接リング26と摺接する摺動部としての環状シール摺接面28Aと、シール部材嵌合溝底面17B2と環状シール28とが向かい合う環状シール底面28Bとを貫通して連通路31が周方向等間隔に6ヶ所程度設けられている。本発明のシール装置は、シール部材としての環状シール28、第1、第2の侵入遮断シール29、30、連通路31、および環状シール底面28Bと第1、第2の侵入遮断シール29、30と、シール部材嵌合溝17B1の底部17B2とで形成された密閉室としての背圧室32とより構成されている。
【0040】
また、環状シール28は、固定スクロール4Bと旋回スクロール17Bとの間を気密にシールするために、周方向に継ぎ目のないリングとして形成されている。さらに、環状シール28の軸方向一面である環状シール摺接面28Aを摺動部として用いている。
【0041】
そして、環状シール28の径方向幅h1は、環状シール28が熱膨張をした場合にもシール部材嵌合溝17B1内に許容できるよう、シール部材嵌合溝17B1の径方向幅h2よりも小となるよう構成し、環状シール28とシール部材嵌合溝17B1の径方向に生じる隙間には漏洩防止リング29、30を配設することにより、隙間を無くしている。
【0042】
さらに、漏洩防止リング29は、最外周側の圧縮室20B1内の圧力が連通路31を通ることなく直接シール部材嵌合溝17B1と接触シール27との間にできる背圧室32に侵入するのを防止する。
【0043】
ここで、連通路31について詳述する。連通路31は、接触シール27を摺接リング26に向けて押し上げるための圧縮空気を環状シール摺接面の開口31Aから背圧室32側の開口31Bに向けて導入する通路として形成されるものである。また、連通路31は、複数環状シール28に形成され、図2に示すように、高圧側である最外周側の圧縮室20B1から低圧側の外周室40に傾斜するよう構成されている。
【0044】
33は低圧側の固定スクロール4Aと旋回スクロール17Aとの摺動面間に設けられた他のシール部材で、該シール部材33は、横断面が略長方形状をなしたフェイスシール等のシールリングとして形成されている。なお、このシール部材33も接触シール27と同様のシールとしてもよい。
【0045】
本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は上述したような構成を有するもので、次に、このスクロール式空気圧縮機の動作について説明する。
【0046】
まず、電動機11のロータ13を回転すると、該ロータ13と一体となった回転軸14は、ロータ13と一体に回転運動を行なう。そして、この回転運動によって軸線O2−O2をもった旋回軸15は、軸線O1−O1をもった回転軸14内で寸法δの旋回半径をもった旋回運動を行なう。これにより、旋回軸15の両端に設けた旋回スクロール17A、17Bは、固定スクロール4A、4Bに対して寸法δの旋回半径をもった旋回動作を行なう。
【0047】
この結果、低圧側となる第1の固定スクロール4Aと第1の旋回スクロール17Aとの間で圧縮された低圧の圧縮空気は、吐出口10Aから配管25Aを通じて中間冷却器22で冷却された後、配管25Bを通じて高圧側となる第2の固定スクロール4Bの吸込口9Bから第2の固定スクロール4Bと第2の旋回スクロール17Bとの間の圧縮室20B内に導かれる。
【0048】
そして、固定スクロール4Bと旋回スクロール17Bとの間に吸込口9Bから流入した低圧の圧縮空気は、再び圧縮室20B内で圧縮されて高圧の圧縮空気となり、吐出口10Bからタンク(図示せず)等に貯留される。
【0049】
ここで、第2の固定スクロール4Bと第2の旋回スクロール17Bとの間の各圧縮室20Bのうち図1に示す最外周側の圧縮室20B1は、外気よりもかなり高圧となっているから、最外周側の圧縮室20B1内の高圧な圧縮空気は外部に漏洩し易くなる。
【0050】
然るに、本実施の形態では、図2に示すように、高圧側となる第2の旋回スクロール17Bにシール部材嵌合溝17B1を設け、その溝17B1に接触シール27を挿嵌させ、第2の固定スクロール4Bと第2の旋回スクロール17B(摺接リング26)との摺動面間をシールする。
【0051】
そして、接触シール27の環状シール28に設けられた連通路31を介して、最外周側の圧縮室20B1の圧縮空気を背圧室32に誘導することにより、環状シール28は押付力f1をもって摺接リング26に押圧する。
【0052】
ここで、押付力f1について図4を用いて詳述する。図4は、環状シール摺接面28Aの径方向位置に対する圧力勾配を示すグラフで、つまり密閉室としての背圧室32に連通路31を介して導入される圧力変化を示すグラフである。
【0053】
本グラフは、高圧側の圧力を0.4MPa、低圧側の圧力を0.1013MPaとし、0.005m(5mm)の幅である環状シール28をシール部材嵌合溝17B1に取付け、また一側部材と他側部材との微小隙間を0.005mmとした場合の微小隙間での圧力勾配を求めたものである。そして、この横軸(通路長さ)が環状シール28の高圧側端から連通路開口31Aの高圧側の位置31A1までの長さに該当する。押圧力f1は、このグラフが示す値(背圧室32の圧力)と摺接リング26側から押し返す環状シール摺接面28Aに作用する力の差である。
【0054】
新品時の環状シール摺接面28Aに設けられた連通路の開口31A高圧側の位置31A1は、径方向中心側(高圧側端)からL1だけしか離れていない位置にあり、背圧室32に導入される圧力は、最外周側の圧縮室20B1の圧力とほぼ近い値となり、この時点での押圧力f1は、背圧室32内圧力と環状シール摺接面28Aに作用する力の差となる。
【0055】
ある程度の時間摺動運動をした後は、図3に示すように、環状シール28が摩耗し、その軸方向長さが新品時と比して短くなる。そして連通路31は、環状シール28に傾斜して設けられているため、環状シール摺接面28Aに設けられた連通路の開口31A高圧側の位置31A1は、径方向中心側(高圧側)からL2だけ離れた位置になり、その押付力f1は、新品時よりも最外周側の圧縮室20B1から遠ざかった分だけ弱くなる。
【0056】
ここで、環状シール28の経時変化について説明する。スクロール圧縮機1の新品時は、押圧力f1が強く摺接リングの摺接面26Aと環状シール摺接面28Aにある微小凹凸により、環状シール摺接面28Aが急速に摩耗する。所定時間が経過すると、環状シール摺接面28Aおよび摺接リング26の接触面ともに接触する面同士が馴染んでくるとともに押圧力f1が減少するため、環状シール28の摩耗量は新品時と比して大幅に減少する。また、新品時は環状シール接触面28Aおよび摺接リング26の接触面に微小凹凸があるため、押圧力f1が大きくないと、漏れ量が増えてしまうという問題があるが、ある程度の時間使用した後は環状シール接触面28Aおよび摺接リング26の接触面が馴染み、また押圧力f1が小さくなり、押圧力f1は環状シール28が摩耗しない程度の力となる所で磨耗がほぼ停止する。なお、当然長期使用による摩耗は続くが、摩耗すればするほど押圧力が小さくなるので従来のシールと比べ格段に寿命が延びる。
【0057】
また、押圧力f1の調整を環状シール28に傾斜させて連通路31を設け、環状シール摺接面28Aが摩耗することにより、環状シール摺接面の開口31Aの位置を変化させ、押圧力f1を変化させているので、簡易な構成でシール性能を保ちながら、耐久性を高めることができる。
【0058】
さらには、加工公差により適用装置に個体差がある場合においても、それぞれの適用機械毎に環状シール28が摩耗しない程度の力となる所で磨耗がほぼ停止するので、適用機械の個体差によらず、安定したシール性能を発揮することができる。
【0059】
なお、本発明の実施の形態では、スクロール式流体機械として、駆動軸の両端に圧縮室を有し、一方の圧縮室で圧縮した後に、他方の圧縮室でさらに高い圧力に圧縮する構成のスクロール式流体機械を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばケーシングと、該ケーシングに設けられ鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールとからなる固定側部材と、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、該駆動軸の先端側に旋回可能に設けられ、鏡板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圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールとよりなる一段のスクロール式流体機械に適用してもよい。
【0060】
また、本発明の実施の形態では、駆動軸の両端に圧縮室を有し、一方の圧縮室で圧縮した後に、他方の圧縮室でさらに高い圧力に圧縮するスクロール式流体機械を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば特開平7−103151号に示すように軸方向に離間して対向配設され、それぞれの鏡板に渦巻き状のラップ部が形成された第1、第2の固定スクロールと、該固定スクロール間に旋回可能に設けられ、該各固定スクロールのラップ部との間でそれぞれ複数の圧縮室を画成するように、鏡板の軸方向両側面にそれぞれ渦巻き状のラップ部が形成された旋回スクロールとで構成されたタイプのスクロール式流体機械において、固定スクロールと旋回スクロールとが摺動する間に適用してもよい。また、特開平9−133087号に示すような全径回転式タイプのスクロール式流体機械において、2つのスクロールが摺動する間に適用してもよい。さらには、前述した2つのタイプのスクロール式流体機械および一般的なスクロール式流体機械を複数有し、順次圧縮する多段スクロール式流体機械においても、高圧側のスクロール式流体機械の2つのスクロールが摺動する間に適用してもよい。
【0061】
また、本発明の実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばスクロール式流体機械を真空ポンプとして使用した場合にも適用できる。その場合には、連通路31を高圧側である外気から低圧側である圧縮室に向けて傾斜する傾斜部を設けるよう構成する。このように構成したことにより、本発明の効果と同様の効果を生じることができる。
【0062】
また、本発明の実施の形態では、図2に示すように、連通路31を高圧側である最外周側の圧縮室20B1近傍から低圧側である外気に向けて傾斜するよう設けているが、これに限らず、連通路開口31Aの高圧側の位置31A1が摩耗に従い徐々に低圧側に移動していくような形状であればよく、例えば図5に示すように上面が開口した階段状に形成しても本発明と同様の効果を生じることができる。また、図6に示すように連通路31を第2の侵入遮断シール30をよけるようにくの字に曲げて設けるよう形成しても本発明と同様の効果を生じることができる。また、連通路31の背圧室32側の開口31Bは環状シール底面28Bだけでなく、環状シール28の径方向一面に設けるよう構成してもよい。但し、その場合には、環状シール28の径方向一面のうち、密閉室としての背圧室32と接する位置とする。
【0063】
また、本発明の実施の形態では、図2に示すように、環状シール28の径方向一面にOリング嵌合溝を設け、該Oリング嵌合溝に第1、第2の侵入遮断シール29、30を挿嵌する構成としているが、これに限らず、図7に示すように第2の侵入遮断シール30は、Oリング等のシール部材を設けることなく、高圧側の圧縮流体の圧力を利用して環状シール部材28を溝17B1に押付けることにより第2の侵入遮断シールとなるよう構成してもよい。また、第1、第2の侵入遮断シール29、30の位置は、環状シール28の径方向一面でなく、環状シール底面28Bに設けてもよい。その場合には、第1、第2の侵入遮断シール29、30が背圧室32内の圧力により移動しないよう、環状シール28をシール部材嵌合溝底面17B2に接着する等の方法により固定する必要がある。
【0064】
また、本発明の実施の形態では、環状シール28の軸方向一面を摺動部として用いるタイプの一例として、スクロール式流体機械に適用した場合について説明したが、これに限らず例えば、シリンダとピストンが摺動運動することにより圧縮空気を生成する圧縮機に用いても同様の効果を生じることができる。但し、シール部材の径方向一面を摺動部として用いた場合には、摺動運動によりシール部材が摩耗したときに、外径もしくは内径を新品の時と同等に保つため、径が広がる、もしくは縮まるシール部材を用いる必要がある。径方向の伸縮が可能なシール部材として、一般的にはあい口シールが用いられているが、あい口部を工夫し、該あい口部より最外周側の圧縮室20B1の圧縮流体が直接背圧室32に侵入しないようにする必要がある。
【0065】
また、本発明の実施の形態では連通路31を介して密閉室としての背圧室32に圧縮流体を供給し、相手面に対し接触シール27を押圧する構成としているので、摺動運動を開始してから圧縮流体が供給されるまでの間は、接触シール27が相手面に対し押圧されないことになる。しかし、第1、第2の侵入遮断シールとしてゴム製のOリングなど摩擦力が大きく、環状シール28の位置を規制する能力を有するシールを用いることにより、摺動運動が止まり、密閉室の圧力が低下しても、環状シール28は他側部材と接触した状態を保つので、摺動運動を開始した直後の圧縮流体の漏洩を防止することができる。
【0066】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明では、シール部材の磨耗に従い、連通路の開口の高圧側端部が低圧側に移動することになり、密閉室の圧力が低下し、押圧力を小さくすることができるので、最適な押圧力とすることができる。よって、摺動抵抗を抑えることができ、また、シール部材の摩耗も低減することができ、耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図2】図1中のa部を拡大して示す要部拡大縦断面図である。(新品時)
【図3】図1中のa部を拡大して示す要部拡大縦断面図である。(ある程度の時間使用した後)
【図4】本発明の実施の形態による環状シール摺接面28Aの径方向位置に対する圧力勾配を示すグラフである。
【図5】本発明の他の実施の形態として連通路31の開口31A高圧側の位置31A1を階段状に形成した場合の環状シール28の断面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態として連通路31をくの字状に形成した場合の環状シール28の断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態として第2の侵入遮断シール30を溝17B1と環状シール28とで形成した場合の環状シール28の断面図である。
【符号の説明】
4B 固定スクロール(他側部材)
6A、6B、19A、19B ラップ部
17B 旋回スクロール(一側部材)
17B1 シール部材嵌合溝(溝)
28 環状シール(シール部材)
29 第1の侵入遮断シール
30 第2の侵入遮断シール
31 連通路
31A1 連通路の高圧側端部の開口
32 背圧室(密閉室)
Claims (6)
- 一側部材と、
該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、
前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、
前記一側部材の摺動面に設けられた溝と、
該溝内に挿嵌されるシール部材と、
該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、
前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、
該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、
前記シール部材の前記密閉室側と摺動部側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、
前記連通路は、前記摺動面側の開口の高圧側端部が、前記シール部材の摩耗に従い低圧側に移動するように構成されたことを特徴とするシール装置。 - 前記連通路に、前記摺動面側から前記密閉室に向けて、高圧側から低圧側に傾斜する傾斜部分を設けたことを特徴とする請求項1に記載のシール装置。
- 前記シール部材は環状であって、該シール部材の軸方向一面を摺動面としたことを特徴とする請求項1または2に記載のシール装置。
- 一側部材と、
該一側部材と対向して配置され摺動運動する他側部材と、
前記一側部材と前記他側部材との間に設けられ、高圧側と低圧側とに画成するシール装置であって、
前記一側部材の摺動面に設けられた環状の溝と、
該溝内に挿嵌され、軸方向一面が前記他側部材と摺接する環状のシール部材と、
該シール部材と前記溝の間に設けられ、前記高圧側の圧力の侵入を遮断する第1の侵入遮断シールと、
前記低圧側の圧力の侵入を遮断する第2の侵入遮断シールと、
該第1、第2の侵入遮断シールと前記溝底部側と前記シール部材とで形成される密閉室と、
前記シール部材の前記密閉室側と摺動面側とを連通するように前記シール部材に設けられた連通路と、から構成され、
前記連通路には、前記摺動面側から前記密閉室に向けて、高圧側から低圧側に傾斜する傾斜部分を設けたことを特徴とするシール装置。 - 2つのスクロールのラップ部が重なり合って圧縮室を形成し、旋回運動する間に外部から吸込んだ流体を圧縮するスクロール式流体機械であって、
前記2つのスクロールの間に設けられ、外部と圧縮室を画成するシール装置として請求項1及至4のいずれかに記載のシール装置を用いたことを特徴とするスクロール式流体機械。 - スクロール式流体機械を複数有し、順次圧縮する多段スクロール式流体機械であって、
該多段スクロール式流体機械のうち2段目以降に請求項5のスクロール式流体機械を用いたことを特徴とする多段スクロール式流体機械。
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