JP4991328B2 - スクロールコンプレッサ及びその製造方法 - Google Patents

スクロールコンプレッサ及びその製造方法 Download PDF

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Description

この発明はスクロールコンプレッサ及びその製造方法に係り、特にスクロールコンプレッサのスクロールのラップ部と端板との間の気密性を向上させて吐出性能の向上を図るとともに、スクロールコンプレッサの駆動力の低減を図るスクロールコンプレッサ及びその製造方法に関するものである。
一般に、スクロールコンプレッサを含むスクロール式流体機械としては、一対のスクロールに夫々渦巻き状態のラップ部を形成するとともに、これらのラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成し、例えばモータ等の駆動源によって一方のスクロールを他方のスクロールに対して旋回運動させることにより、前記圧縮室によって空気等を圧縮するようにしたスクロール式圧縮機が知られている。
特開2006−207542号公報 特開2006−307760号公報
ところで、従来のスクロールコンプレッサにおいて、一対のスクロールの一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、このラップ部と端板とのクリアランスを最小に保つためにチップシールを使用している。
このとき、前記クリアランスは、基本的にラップ部や端板の加工精度で決定され、構成によってはシムなどでの調整を必要とするという不都合がある。
また、前記チップシールの気密レベルは、チップシールの材質の弾性によるところが大きかった。
従って、気密のばらつきが大きく、吐出量や吐出圧力に限界があるという不都合がある。
更に、逆に気密を維持するためにチップシールを押し付け過ぎると、過大な発熱(=エネルギロス)が生ずるという不都合がある。
この発明の目的は、スクロールコンプレッサについて、スクロールのラップ部と端板との間の気密性を向上させて吐出性能の向上を図るとともにスクロールコンプレッサの駆動力を低減することにある。
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には前記端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には前記端板に摺接するチップシールを装着したスクロールコンプレッサにおいて、前記シール溝の内周面または前記チップシールの外周面のどちらか一方に静電植毛による植毛部を形成し、この植毛部によって前記チップシールを前記シール溝に弾性的に保持したことを特徴とする。
また、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には前記端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には前記端板に摺接するチップシールを装着し、このチップシールの底部に植毛部を形成したスクロールコンプレッサにおいて、前記チップシールの素材をシート状に形成し、この素材に静電植毛によって植毛部を形成し、この後前記素材を所定幅に切断してチップシールの底部に植毛部を形成することを特徴とする。
更に、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には前記端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には前記端板に摺接するチップシールを装着し、このシール溝の底部またはこのシール溝に装着されるチップシールの底部に植毛部を形成したスクロールコンプレッサにおいて、片面に接着面を有する接着用シートに静電植毛によって植毛部を形成し、この接着用シートを所定幅に切断して前記シール溝の底部または前記チップシールの底部に貼り付けることを特徴とする。
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には端板に摺接するチップシールを装着したスクロールコンプレッサにおいて、シール溝の内周面またはチップシールの外周面のどちらか一方に静電植毛による植毛部を形成し、この植毛部によってチップシールをシール溝に弾性的に保持している。
従って、前記植毛部の弾性力によってチップシールを漏れ防止に必要かつ最低限の面圧で端板に接触させることが可能となる。これによって、チップシールと端板の間の摩擦力を低減して発熱を抑制するとともに、スクロールコンプレッサの駆動力を低減できる。また、前記植毛部における植毛の長さや範囲を調整することや、植毛の太さや材質を調整することで、チップシールの端板に対する面圧の調整が可能となり、面圧の調整が容易になる。
また、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には端板に摺接するチップシールを装着し、このチップシールの底部に植毛部を形成したスクロールコンプレッサにおいて、チップシールの素材をシート状に形成し、この素材に静電植毛によって植毛部を形成し、この後前記素材を所定幅に切断してチップシールの底部に植毛部を形成している。
従って、前記チップシールを切断する幅や長さを変えることで、最適な保持力と気密性に調整することができる。
更に、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には端板に摺接するチップシールを装着し、このシール溝の底部またはこのシール溝に装着されるチップシールの底部に植毛部を形成したスクロールコンプレッサにおいて、片面に接着面を有する接着用シートに静電植毛によって植毛部を形成し、この接着用シートを所定幅に切断してシール溝の底部またはチップシールの底部に貼り付けている。
従って、前記植毛部の貼り付け面積を調整することで、最適な保持力と気密性に調整することができる。
上述の如く発明したことにより、スクロールコンプレッサにおいて、シール溝の内周面またはチップシールの外周面のどちらか一方に静電植毛による植毛部を形成し、この植毛部によってチップシールをシール溝に弾性的に保持し、スクロールのラップ部と端板との間の気密性を向上させて吐出性能の向上させるとともに、スクロールコンプレッサの駆動力を低減している。
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
図1〜図6はこの発明の第1実施例を示すものである。
図2において、1は例えば両端支持スピニングタイプのスクロールコンプレッサである。
このスクロールコンプレッサ1は、ハウジング2と、このハウジング2内に収容される一対のスクロールとからなる。
このとき、一対のスクロールは、一方、例えば駆動スクロール3が他方、例えば従動スクロール4に対して旋回運動する。
前記ハウジング2は、円筒部5と、この円筒部5に両端開口部位に取り付けられる第1、第2円板部6、7とを有するとともに、前記円筒部5の側面部位には、後述する吸入口21に連絡する吸気ポート8が形成されている。
つまり、前記ハウジング2は、有底有蓋の円筒形状に形成される。
そして、前記一対のスクロールである一方の駆動スクロール3及び他方の従動スクロール4は、図2に示す如く、前記ハウジング2内に収容される。
つまり、前記駆動スクロール3に渦巻き状の駆動側ラップ部9を形成するとともに、前記従動スクロール4には渦巻き状の従動側ラップ部10を形成する。
そして、これらの駆動側ラップ部9及び従動側ラップ部10を噛み合わせて両ラップ部9、10の間には、図3に示す如く、圧縮室11を形成する。
また、前記一方の駆動スクロール3には、前記他方の従動スクロール4の従動側ラップ部10に対向する端板12を装着する。
つまり、この端板12は、図2に示す如く、前記第1円板部6に駆動側軸受13によって回転自在に支持される駆動軸14に連絡する円板状の第1端板12aと、突出する軸部15が前記第2円板部7に従動側軸受16によって回転自在に支持され、かつ前記第1端板12aに対峙する円板状の第2端板12bとからなる。
このとき、この第2端板12bの軸部15内にはこの軸部15を貫通して前記圧縮室11に連絡する吐出口17を形成する。
更に、前記第2円板部7の外側部位には、シール18を介して前記軸部15の吐出側端部に連絡する吐出管部19を装着し、この吐出管部19の内部に形成される吐出ポート20を前記吐出口17に連絡して設ける。
なお、符号21は前記第1円板部6に駆動側軸受13を取り付ける際に、この駆動側軸受13の脱落防止のために使用される軸受押さえである。
更に、前記他方の従動スクロール4は、図2に示す如く、前記第1、第2端板12a、12b間に位置する従動側ラップ部10と、この従動側ラップ部10の外周部位を固定し、かつ前記第1円板部6の内面に第1軸受22を介して取り付けられる第1従動側保持部23aと、従動側ラップ部10の外周部位を固定し、かつ前記第2円板部7の内面に第2軸受24を介して取り付けられる第2従動側保持部23bとからなる。
そして、前記従動スクロール4の従動側ラップ部10の外周部位には、前記圧縮室11に連絡する吸入口25を形成する。
また、前記従動スクロール4の第1従動側保持部23aと前記駆動スクロール3の第1端板12aとの間には、同期機構(オルダムリング)26を装着する。
更にまた、前記他方の従動スクロール4の従動側ラップ部10には、図1に示す如く、前記第1、第2端板12a、12bに向かって開口する第1、第2シール溝27a、27bを夫々形成する。
また、これらの第1、第2シール溝27a、27bには、前記第1、第2端板12a、12bに摺接する第1、第2チップシール28a、28bを夫々装着する。
このとき、前記第1、第2シール溝27a、27bの内周面または前記第1、第2チップシール28a、28bの外周面のどちらか一方に静電植毛による植毛部29を形成し、この植毛部29によって前記第1、第2チップシール28a、28bを前記第1、第2シール溝27a、27bに弾性的に保持する構成とする。
詳述すれば、図5に示す如く、前記植毛部29を前記第1、第2チップシール28a、28bの外周面、例えば前記第1、第2チップシール28a、28bの底部30a、30bに夫々形成する。
また、前記スクロールコンプレッサ1の第1、第2チップシール28a、28bの底部30a、30bに前記植毛部29を夫々形成する際には、図6に示す如く、第1、第2チップシール28a、28bの素材Aをシート状に(潤滑性樹脂シート等で)形成し、この素材Aの底部A1に静電植毛によって植毛部29を形成し、この後に前記素材Aを所定幅に切断する。
そして、底部30a、30bに植毛部29を有する前記第1、第2チップシール28a、28bを夫々形成するものである。
次に作用を説明する。
前記駆動軸14からの駆動力によって前記スクロールコンプレッサ1が駆動し、一対の前記一対のスクロールである一方の駆動スクロール3及び他方の従動スクロール4が旋回運動すると、前記吸気ポート8から吸入口25を介して前記圧縮室11に供給された流体が圧縮される。
そして、圧縮された流体は、前記圧縮室11から吐出口17、吐出管部19の吐出ポート20を介して吐出される。
このとき、前記第1、第2チップシール28a、28bの底部30a、30bに夫々形成される植毛部29は、図1に示す如く、静電植毛により第1、第2チップシール28a、28bを支え、植毛部29の適度な弾性力によって第1、第2チップシール28a、28bを漏れ防止に必要かつ最低限の面圧で第1、第2端板12a、12bに接触させている。
従って、接触部位での摩擦熱の発生を抑え、駆動のための消費電力を最小とすることが可能である。
追記すれば、前記駆動側ラップ部9及び従動側ラップ部10は、互いの相対位置が変化することによって圧縮作用を行っているが、その際の気密する部分はいわば転がり接触であり、常に移動しているため、特定の部位のみで接触しているものではない。
一方、前記第1、第2端板12a、12bと第1、第2チップシール28a、28bとは常に接触し擦り合っている状態にあるため、この部分の気密維持は前記スクロールコンプレッサ1の性能向上に重要である。
これにより、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールである一方の駆動スクロール3及び他方の従動スクロール4を設け、駆動スクロール3に渦巻き状の駆動側ラップ部9を形成するとともに、従動スクロール4に渦巻き状の従動側ラップ部10を形成し、これらラップ部9、10を噛み合わせて両ラップ部9、10の間に圧縮室11を形成する一方、前記駆動スクロール3には従動スクロール4の従動側ラップ部10と対向する第1、第2端板12a、12bを装着し、従動スクロール4の従動側ラップ部10には前記第1、第2端板12a、12bに向かって開口する第1、第2シール溝27a、27bを形成するとともにこの第1、第2シール溝27a、27bには前記第1、第2端板12a、12bに摺接する第1、第2チップシール28a、28bを装着したスクロールコンプレッサ1において、前記第1、第2チップシール28a、28bの外周面のどちらか一方に静電植毛による植毛部29を形成し、この植毛部29によって前記第1、第2チップシール28a、28bを前記第1、第2シール溝27a、27bに弾性的に保持した。
従って、前記植毛部29の弾性力によって第1、第2チップシール28a、28bを漏れ防止に必要かつ最低限の面圧で第1、第2端板12a、12bに接触させることが可能となる。
これによって、第1、第2チップシール28a、28bと第1、第2端板12a、12bの間の摩擦力を低減して発熱を抑制するとともに、スクロールコンプレッサ1の駆動力を低減できる。
また、前記植毛部29における植毛の長さや範囲を調整することや、植毛の太さや材質を調整することで、第1、第2チップシール28a、28bの第1、第2端板12a、12bに対する面圧の調整が可能となり、面圧の調整が容易になる。
また、前記植毛部29を前記第1、第2チップシール28a、28bの底部30a、30bに夫々形成する。
従って、前記植毛部29を第1、第2チップシール28a、28bの移動方向に配設することで、第1、第2チップシール28a、28bの第1、第2端板12a、12bに対する面圧調整が容易になる。
更に、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールである一方の駆動スクロール3及び他方の従動スクロール4を設け、駆動スクロール3に渦巻き状の駆動側ラップ部9を形成するとともに、従動スクロール4に渦巻き状の従動側ラップ部10を形成し、これらラップ部9、10を噛み合わせて両ラップ部9、10の間に圧縮室11を形成する一方、前記駆動スクロール3には従動スクロール4の従動側ラップ部10と対向する第1、第2端板12a、12bを装着し、従動スクロール4の従動側ラップ部10には前記第1、第2端板12a、12bに向かって開口する第1、第2シール溝27a、27bを形成するとともにこの第1、第2シール溝27a、27bには前記第1、第2端板12a、12bに摺接する第1、第2チップシール28a、28bを装着したスクロールコンプレッサ1において、前記第1、第2チップシール28a、28bの素材Aをシート状に形成し、この素材Aに静電植毛によって植毛部29を形成し、この後前記素材Aを所定幅に切断して第1、第2チップシール28a、28bの底部30a、30bに植毛部29を形成する。
従って、前記第1、第2チップシール28a、28bを切断する幅や長さを変えることで、最適な保持力と気密性に調整することができる。
図7はこの発明の第2実施例を示すものである。
この第2実施例において、上述第1実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
この第2実施例の特徴とするところは、極薄の接着用シート31に静電植毛によって植毛部32を形成した点にある。
すなわち、一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールである一方の駆動スクロール及び他方の従動スクロールを設け、駆動スクロールに渦巻き状の駆動側ラップ部を形成するとともに、従動スクロールに渦巻き状の従動側ラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記駆動スクロールには従動スクロールの従動側ラップ部と対向する第1、第2端板を装着し、従動スクロールの従動側ラップ部には前記第1、第2端板に向かって開口する第1、第2シール溝を形成するとともにこの第1、第2シール溝には前記第1、第2端板に摺接する第1、第2チップシールを装着したスクロールコンプレッサにおいて、図7に示す如く、前記接着用シート31は片面(図7においては上面)に接着面33を有し、この接着用シート31の他面である図7においては下面に静電植毛によって植毛部32を形成する。
そして、この植毛部32を形成した接着用シート31を所定幅に切断し、前記第1、第2シール溝の底部または前記第1、第2チップシールの底部に貼り付けるものである。
さすれば、前記植毛部32の貼り付け面積を調整することで、最適な保持力と気密性に調整することができる。
図8及び図9はこの発明の第3実施例を示すものである。
この第3実施例の特徴とするところは、植毛部41を、第1、第2シール溝42、43とこの第1、第2シール溝42、43に対向する前記第1、第2チップシール44、45のどちらか一方、例えば第1、第2チップシール44、45に形成する際に、第1、第2チップシール44、45の底部44a、45aと、第1、第2チップシール44、45の幅方向側面とに形成した点にある。
すなわち、前記植毛部41を、例えば第1、第2チップシール44、45に形成する際に、図8及び図9に示す如く、この第1、第2チップシール44、45の前記第1、第2シール溝42、43に対峙する底部44a、45aに形成する。
また、前記第1、第2チップシール44、45において、図8及び図9に示す如く、底部44a、45aを図8において下方に位置させた際に、この底部44a、45aの図8において左側の第1幅方向側面44b、45bと、底部44a、45aの図8において右側の第2幅方向側面44c、45cとに前記植毛部41を形成するものである。
なお、前記第1、第2チップシール44、45の上部は、第1、第2端板46、47に摺接する面である。
さすれば、前記植毛部41を前記第1、第2シール溝42、43の底部とこの底部に対向する前記第1、第2チップシール44、45の底部のどちらか一方に形成する構成とし、前記植毛部41を第1、第2チップシール44、45の移動方向に配設することで、第1、第2チップシール44、45の第1、第2端板46、47に対する面圧調整が容易になる。
また、前記植毛部41を前記第1、第2シール溝42、43の幅方向側面と前記第1、第2チップシール44、45の幅方向側面のどちらか一方に形成する構成とし、前記第1、第2チップシール44、45に遠心力が作用する場合、前記植毛部41によって第1、第2チップシール44、45の第1、第2シール溝42、43との接触を防止して摺動不良を防止できる。
前記スクロールコンプレッサは、性能(気密)向上に関するものであり、燃料電池のカソードコンプレッサとして使用することができ、コンプレッサとしては一般に用いられるエアコン用への応用も可能であるとともに、真空ポンプとしての使用も可能である。
この発明の第1実施例を示すスクロールコンプレッサのチップシール部分の要部拡大図である。 スクロールコンプレッサの概略断面図である。 図2のIII−III線による断面図である。 スクロールコンプレッサの従動スクロールの右側面図である。 スクロールコンプレッサのチップシールの概略拡大斜視図である。 チップシールの底部に植毛部を形成する製造例を示す概略斜視図である。 この発明の第2実施例を示す植毛部の製造例の概略斜視図である。 この発明の第3実施例を示すスクロールコンプレッサのチップシールの概略拡大斜視図である。 スクロールコンプレッサのチップシール部分の要部拡大図である。
符号の説明
1 スクロールコンプレッサ
2 ハウジング
3 駆動スクロール
4 従動スクロール
5 円筒部
6 第1円板部
7 第2円板部
8 吸気ポート
9 駆動側ラップ部
10 従動側ラップ部
11 圧縮室
12 端板
12a 第1端板
12b 第2端板
13 駆動側軸受
14 駆動軸
15 軸部
16 従動側軸受
17 吐出口
18 シール
19 吐出管部
20 吐出ポート
21 軸受押さえ
22 第1軸受
23a 第1従動側保持部
23b 第2従動側保持部
24 第2軸受
25 吸入口
26 同期機構(オルダムリング)
27a、27b 第1、第2シール溝
28a、28b 第1、第2チップシール
29 植毛部
30a、30b 底部
A 素材
A1 底部

Claims (5)

  1. 一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には前記端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には前記端板に摺接するチップシールを装着したスクロールコンプレッサにおいて、前記シール溝の内周面または前記チップシールの外周面のどちらか一方に静電植毛による植毛部を形成し、この植毛部によって前記チップシールを前記シール溝に弾性的に保持したことを特徴とするスクロールコンプレッサ。
  2. 前記植毛部を前記シール溝の底部とこの底部に対向する前記チップシールの底部のどちらか一方に形成したことを特徴とする請求項1に記載のスクロールコンプレッサ。
  3. 前記植毛部を前記シール溝の幅方向側面と前記チップシールの幅方向側面のどちらか一方に形成したことを特徴とする請求項2に記載のスクロールコンプレッサ。
  4. 一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には前記端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には前記端板に摺接するチップシールを装着し、このチップシールの底部に植毛部を形成したスクロールコンプレッサにおいて、前記チップシールの素材をシート状に形成し、この素材に静電植毛によって植毛部を形成し、この後前記素材を所定幅に切断してチップシールの底部に植毛部を形成することを特徴とするスクロールコンプレッサの製造方法。
  5. 一方が他方に対して旋回運動する一対のスクロールを設け、これらスクロールに夫々渦巻き状のラップ部を形成し、これらラップ部を噛み合わせて両ラップ部の間に圧縮室を形成する一方、前記スクロールのうち少なくとも一方には他方のスクロールのラップ部と対向する端板を装着し、他方のスクロールのラップ部には前記端板に向かって開口するシール溝を形成するとともにこのシール溝には前記端板に摺接するチップシールを装着し、このシール溝の底部またはこのシール溝に装着されるチップシールの底部に植毛部を形成したスクロールコンプレッサにおいて、片面に接着面を有する接着用シートに静電植毛によって植毛部を形成し、この接着用シートを所定幅に切断して前記シール溝の底部または前記チップシールの底部に貼り付けることを特徴とするスクロールコンプレッサの製造方法。
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