JP6328706B2 - スクロール流体機械およびその製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、壁体には傾斜部が形成されているため、チップシールをどのように設置すれば所望の性能を発揮できるのかについては未だ検討がなされていない。
すなわち、本発明にかかるスクロール流体機械は、第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材とを備えたスクロール流体機械であって、向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、前記傾斜部に対応する前記第1壁体及び前記第2壁体の歯先に形成された溝部には、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールが設けられ、両前記スクロール部材によって流体の圧縮を行わない停止時における前記チップシールの傾斜高さが、前記壁体の傾斜高さよりも小さいことを特徴とする。
両スクロール部材によって流体の圧縮を行わない停止時におけるチップシールの傾斜高さが、壁体の傾斜高さよりも小さく設定されている。これにより、チップシールは、停止時には、チップシールの外周側よりもチップシールの内周側の方が対向する歯底側に歯先から突出するように設置されることになる。チップシールの外周側よりも内周側が歯先から歯底側に突出しているので、チップシールが挿入された溝部内には、外周側よりも内周側の方に流体が入り込みやすくなる。そして、停止状態から動作が開始されて両スクロールによって流体の圧縮が行われると、圧縮された流体がチップシールの内周側の溝部に入り込み、チップシールの背面からチップシールを歯底へ向かって付勢する。したがって、動作時には流体圧力が高くなる内周側ほどチップシールが歯底に押し付けられるようになるので、シール性能を高くすることができ、スクロール流体機械の性能を向上させることができる。
なお、「傾斜高さ」とは、傾斜部の最外周端における高さと最内周端における高さとの差を意味する。
図1には、スクロール圧縮機(スクロール流体機械)1の固定スクロール(第1スクロール部材)3と旋回スクロール(第2スクロール部材)5が示されている。スクロール圧縮機1は、例えば空調機等の冷凍サイクルを行うガス冷媒(流体)を圧縮する圧縮機として用いられる。
旋回スクロール5の端板5aの歯底についても同様に、高さが一定とされた端板平坦部5a2,5a3が設けられている。これら端板平坦部5a2,5a3についても、旋回スクロール5の中心まわりに180°の領域にわたって設けられている。端板平坦部5a2,5a3と端板傾斜部5a1とが接続される位置には、それぞれ、屈曲部となる端板傾斜接続部5a4,5a5が設けられている。
φ=tan -1 (h/D1) ・・・(1)
このように、傾斜部における傾きφは、渦巻状の壁体3b,5bが延在する周方向に対して一定とされている。
なお、旋回スクロール5の壁体5bの歯先に対しても、同様にチップシールが設けられている。
Ls−Ls’≦Hc ・・・(2)
図示しない電動モータ等の駆動源によって、旋回スクロール5が固定スクロール3回りに公転旋回運動を行う。これにより、各スクロール3,5の外周側から流体を吸い込み、各壁体3b,5b及び各端板3a,5aによって囲まれた圧縮室に流体を取り込む。圧縮室内の流体は外周側から内周側に移動するに従い順次圧縮され、最終的に固定スクロール3に形成された吐出ポート3cから圧縮流体が吐出される。流体が圧縮される際に、端板傾斜部3a1,5a1及び壁体傾斜部3b1,5b1によって形成された傾斜部では壁体3b,5bの高さ方向にも圧縮されて、三次元圧縮が行われる。
両スクロール3,5によって流体の圧縮を行わない停止時におけるチップシール7の傾斜高さLs’が、壁体3b、5bの傾斜高さよりも小さく設定されている。これにより、停止時には、チップシール7の外周側よりもチップシール7の内周側の方が歯先から歯底側に突出するように設置されることになる(図8参照)。チップシール7の外周側よりも内周側が歯底側に突出しているので、チップシール7が挿入されたチップシール溝3d内には、外周側よりも内周側の方に流体が入り込みやすくなる。そして、停止状態から動作が開始されて両スクロール3,5によって流体の圧縮が行われると、圧縮された流体がチップシール7の内周側のチップシール溝3dに入り込み、チップシール7の背面からチップシール7を歯底へ向かって付勢する。したがって、動作時には流体圧力が高くなる内周側ほどチップシール7が歯底に押し付けられるようになるので、シール性能を高くすることができ、スクロール圧縮機1の性能を向上させることができる。
具体的には、図9(a)に示すように、一方の壁体(例えば旋回スクロール5)に壁体傾斜部5b1を設け、他方の端板3aに端板傾斜部3a1を設けた場合には、他方の壁体と一方の端板5aは平坦としても良い。
また、図9(b)に示すように、従来の段付き形状と組み合わせた形状、すなわち、固定スクロール3の端板3aに端板傾斜部3a1を設ける一方で、旋回スクロール5の端板5aに段部が設けられた形状と組み合わせても良い。
3 固定スクロール(第1スクロール部材)
3a 端板(第1端板)
3a1 端板傾斜部
3a2 端板平坦部(内周側)
3a3 端板平坦部(外周側)
3a4 端板傾斜接続部(内周側)
3a5 端板傾斜接続部(外周側)
3b 壁体(第1壁体)
3b1 壁体傾斜部
3b2 壁体平坦部(内周側)
3b3 壁体平坦部(外周側)
3b4 壁体傾斜接続部(内周側)
3b5 壁体傾斜接続部(外周側)
3c 吐出ポート
3d チップシール溝(溝部)
5 旋回スクロール(第2スクロール部材)
5a 端板(第2端板)
5a1 端板傾斜部
5a2 端板平坦部(内周側)
5a3 端板平坦部(外周側)
5b 壁体(第2壁体)
5b1 壁体傾斜部
5b2 壁体平坦部(内周側)
5b3 壁体平坦部(外周側)
5b4 壁体傾斜接続部(内周側)
5b5 壁体傾斜接続部(外周側)
7 チップシール
Hc チップシールの高さ
L 対向面間距離
Ls 壁体の傾斜高さ
Ls’ チップシールの傾斜高さ
T チップクリアランス
φ 傾き
Claims (4)
- 第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、
前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材と、
を備えたスクロール流体機械であって、
向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、
前記傾斜部に対応する前記第1壁体及び前記第2壁体の歯先に形成された溝部には、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールが設けられ、
両前記スクロール部材によって流体の圧縮を行わない停止時における前記チップシールの傾斜高さが、前記壁体の傾斜高さよりも小さいことを特徴とするスクロール流体機械。 - 前記壁体の高さ方向における前記チップシールの高さは、前記壁体の傾斜高さと前記チップシールの傾斜高さとの差よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のスクロール流体機械。
- 前記チップシールは、弾性変形可能な材料とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクロール流体機械。
- 第1端板上に渦巻状の第1壁体が設けられた第1スクロール部材と、
前記第1端板に向かい合うように配置された第2端板上に渦巻状の第2壁体が設けられ、該第2壁体が前記第1壁体と噛み合って相対的に公転旋回運動を行う第2スクロール部材と、
を備え、
向かい合う前記第1端板と前記第2端板との対向面間距離が、前記第1壁体及び前記第2壁体の外周側から内周側に向かって、連続的に減少する傾斜部が設けられ、
前記傾斜部に対応する前記第1壁体及び前記第2壁体の歯先に形成された溝部には、対向する歯底に接触して流体をシールするチップシールが設けられたスクロール流体機械の製造方法であって、
前記チップシールの傾斜高さが、前記壁体の傾斜高さよりも小さくなるように、前記溝部に対して前記チップシールを設置するチップシール設置工程と、
前記チップシール設置工程の後に、前記第1スクロール部材と前記第2スクロール部材とを噛み合わせて設置するスクロール設置工程と、
を有することを特徴とするスクロール流体機械の製造方法。
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