特許 6325035 スクロール流体機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6325035

(24)【登録日】2018年4月20日

(45)【発行日】2018年5月16日

(54)【発明の名称】スクロール流体機械

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20180507BHJP

   F01C 1/02 20060101ALI20180507BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/02 311Q

   F01C1/02 A

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-161209(P2016-161209)

(22)【出願日】2016年8月19日

(65)【公開番号】特開2018-28304(P2018-28304A)

(43)【公開日】2018年2月22日

【審査請求日】2017年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】516299338

【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 創

(72)【発明者】

【氏名】木全 央幸

(72)【発明者】

【氏名】堀田 陽平

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０７０７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３６８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２８４７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０１Ｃ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記第１壁体および前記第２壁体の少なくともいずれか一方の最外周部および最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、
前記第１端板および前記第２端板の少なくともいずれか一方には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、
前記最外周部の前記壁体平坦部から前記最内周部の前記壁体平坦部との間にわたって、前記傾斜部を形成するように外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが連続的に減少する壁体傾斜部が設けられ、
前記最外周部の前記端板平坦部から前記最内周部の前記端板平坦部との間にわたって、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部が設けられ、
前記壁体傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、
前記端板傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長いスクロール流体機械であって、
前記第１壁体と前記第２壁体が噛み合うときのこれら壁体間の隙間であるメッシュクリアランスが、前記傾斜部の外周側の方が前記傾斜部の内周側よりも大きいことを特徴とするスクロール流体機械。

【請求項2】

前記メッシュクリアランスは、前記傾斜部の内周側から外周側にわたって、連続的または段階的に大きくされている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。

【請求項3】

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、
前記第１壁体と前記第２壁体が噛み合うときのこれら壁体間の隙間であるメッシュクリアランスが、前記傾斜部の外周側の方が前記傾斜部の内周側よりも大きく、
前記メッシュクリアランスは、前記傾斜部の壁体高さが高くなるにつれて、前記傾斜部の内周側から外周側にわたって、連続的または段階的に大きくされていることを特徴とするスクロール流体機械。

【請求項4】

前記傾斜部の内周側では、前記壁体同士が噛み合う際に接触を許容する隙間である本来のメッシュクリアランスとされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスクロール流体機械。

【請求項5】

前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、
前記第１端板および前記第２端板には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、
前記壁体平坦部と前記傾斜部とを接続する壁体傾斜接続部における前記メッシュクリアランスは、前記傾斜部および前記壁体平坦部に設けた前記メッシュクリアランスよりも大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスクロール流体機械。

【請求項6】

前記メッシュクリアランスは、前記壁体の壁面を、前記壁体同士が噛み合う際に接触を許容する前記壁体の壁面の本来の壁面プロファイルよりも該壁体の厚さ中心側に後退させることによって、大きくされていることを特徴とする請求項１から５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】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクロール流体機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、端板上に渦巻状の壁体が設けられた固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを噛み合わせ、公転旋回運動を行わせて流体を圧縮または膨張するスクロール流体機械が知られている。

【0003】

このようなスクロール流体機械として、特許文献１に示すようないわゆる段付きスクロール圧縮機が知られている。この段付きスクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻状の壁体の歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、各段部を境に壁体の外周側の高さが内周側の高さよりも高くされている。段付きスクロール圧縮機は、壁体の周方向だけでなく、高さ方向にも圧縮（三次元圧縮）されるため、段部を備えていない一般的なスクロール圧縮機（二次元圧縮）に比べ、押しのけ量を大きくし、圧縮機容量を増加することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−５５１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、段付きスクロール圧縮機は、段部における流体漏れが大きいという問題がある。また、段部の根元部分に応力が集中して強度が低下するという問題がある。

【0006】

これに対して、発明者等は、壁体及び端板に設けられた段部に代えて連続的な傾斜部を設けることを検討している。
しかし、傾斜部を設けて壁体の高さを変化させると、壁体の高さが大きい位置では、圧縮室を形成する際に壁体同士が接触する歯面接触時に、壁体の根元回りに大きなモーメントが加わることになる。壁体の根元回りに大きなモーメントが加わると、曲げ応力が大きくなり壁体が破損するおそれがある。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、傾斜部を有する壁体の根元に加わる曲げ応力を緩和できるスクロール流体機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のスクロール流体機械は以下の手段を採用する。
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、前記第１壁体および前記第２壁体の少なくともいずれか一方の最外周部および最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、前記第１端板および前記第２端板の少なくともいずれか一方には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、前記最外周部の前記壁体平坦部から前記最内周部の前記壁体平坦部との間にわたって、前記傾斜部を形成するように外周側から内周側に向かって前記壁体の高さが連続的に減少する壁体傾斜部が設けられ、前記最外周部の前記端板平坦部から前記最内周部の前記端板平坦部との間にわたって、前記壁体傾斜部の歯先に対向する歯底面が該壁体傾斜部の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部が設けられ、前記壁体傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記壁体平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、前記端板傾斜部の渦巻き方向の長さは、前記最外周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長く、かつ、前記最内周部の前記端板平坦部の渦巻き方向の長さよりも長いスクロール流体機械であって、前記第１壁体と前記第２壁体が噛み合うときのこれら壁体間の隙間であるメッシュクリアランスが、前記傾斜部の外周側の方が前記傾斜部の内周側よりも大きいことを特徴とする。

【0009】

第１端板と第２端板との対向面間距離が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ているので、外周側から吸い込まれた流体は内周側に向かうにしたがい、壁体の渦巻形状に応じた圧縮室の減少によって圧縮されるだけでなく、端板間の対向面間距離の減少によって更に圧縮されることになる。
壁体同士が噛み合うときに壁体同士が接触する歯面接触時に加わる荷重によって、壁体の根元回りにモーメントが加わる。この壁体の根元回りのモーメントは、壁体高さが大きいほど大きくなる。また、傾斜部の範囲では、壁体の高さは外周側の方が内周側よりも大きい。そこで、壁体同士が噛み合うときの壁体間の隙間であるメッシュクリアランスを、外周側の方が内周側よりも大きくすることとした。これにより、壁体高さが大きい外周側の壁体の根元回りに加わるモーメントを緩和して曲げ応力を小さくすることができる。
なお、外周側のメッシュクリアランスを大きくしても、内周側よりも圧縮室内の圧力が低圧とされるので、流体漏れが性能に与える影響が小さい。好ましくは、性能に与える影響を無視できる程度に外周側のメッシュクリアランスを設定することが好ましい。例えば、外周側のメッシュクリアランスは、１００μｍ以下とされる。

【0010】

さらに、本発明のスクロール流体機械では、前記メッシュクリアランスは、前記傾斜部の内周側から外周側にわたって、連続的または段階的に大きくされていることを特徴とする。

【0011】

傾斜部の内周側から外周側にわたってメッシュクリアランスを連続的または段階的に大きくすることとしたので、傾斜部の壁体高さに応じてメッシュクリアランスを設定することができる。これにより、壁体の根元に生じる曲げ応力を所定値以下に抑えることができる。
ここで、「連続的」とは、メッシュクリアランスが壁体の渦巻き方向に対して微分可能に変化することを意味し、「段階的」とは、所定の位置を境にしてメッシュクリアランスが変化することを意味する。

【0012】

本発明に係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、前記第１壁体と前記第２壁体が噛み合うときのこれら壁体間の隙間であるメッシュクリアランスが、前記傾斜部の外周側の方が前記傾斜部の内周側よりも大きく、前記メッシュクリアランスは、前記傾斜部の壁体高さが高くなるにつれて、前記傾斜部の内周側から外周側にわたって、連続的または段階的に大きくされていることを特徴とする。
さらに、本発明のスクロール流体機械は、前記傾斜部の内周側では、前記壁体同士が噛み合う際に接触を許容する隙間である本来のメッシュクリアランスとされていることを特徴とする。

【0013】

傾斜部の内周側については、壁体同士が噛み合う本来のメッシュクリアランスとして、流体漏れの少ない噛み合いを行わせることとした。一方、傾斜部の外周側では、上述の通りメッシュクリアランスを大きくしており、壁体同士の歯面接触を緩和するようにした。これにより、内周側では圧縮性能を高めつつ、外周側では壁体の根元に加わるモーメントによる曲げ応力を緩和することができる。
「壁体同士が噛み合う本来のメッシュクリアランス」とは、壁面同士が噛み合う際に歯面接触を許容する隙間であり、例えば０μｍ以上２０μｍ以下である。

【0014】

さらに、本発明のスクロール流体機械では、前記第１壁体および前記第２壁体の最外周部および／または最内周部には、高さが変化しない壁体平坦部が設けられ、前記第１端板および前記第２端板には、前記壁体平坦部に対応した端板平坦部が設けられ、前記壁体平坦部と前記傾斜部とを接続する壁体傾斜接続部における前記メッシュクリアランスは、前記傾斜部および前記壁体平坦部に設けたメッシュクリアランスよりも大きいことを特徴とする。

【0015】

壁体平坦部と傾斜部とを接続する壁体傾斜接続部は、形状が急激に変化する位置なので、加工精度を上げることが難しく、またバリ等が発生するおそれがある。このため、壁体傾斜接続部では過度な歯面接触が生じるおそれがある。そこで、壁体傾斜接続部のメッシュクリアランスを、傾斜部や壁体平坦部における前記メッシュクリアランスよりも大きくした。これにより、壁体傾斜接続部における過度な歯面接触を回避することができる。

【0016】

さらに、本発明のスクロール流体機械では、前記メッシュクリアランスは、前記壁体の壁面を、前記壁体同士が噛み合う際に接触を許容する前記壁体の壁面の本来の壁面プロファイルよりも該壁体の厚さ中心側に後退させることによって、大きくされていることを特徴とする。

【0017】

壁体の本来の壁面プロファイルよりも壁体の厚さ中心側に壁面を後退させることによって、メッシュクリアランスを大きくさせる。つまり、メッシュクリアランスが大きい領域の壁体ほど厚さが薄くなる。これにより、設計時においてメッシュクリアランスの設定が容易となる。
「本来の壁面プロファイル」とは、壁体同士が噛み合う際に歯面接触を許容する壁面形状を意味する。

【発明の効果】

【0018】

壁体同士が噛み合うときの壁体間の隙間であるメッシュクリアランスを、外周側の方が内周側よりも大きくすることにより、壁体高さが大きい傾斜部の外周側の壁体の根元回りに加わるモーメントを緩和して曲げ応力を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態にかかるスクロール圧縮機の固定スクロール及び旋回スクロールを示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は固定スクロールの壁体側から見た平面図である。

【図2】図１の旋回スクロールを示した斜視図である。

【図3】固定スクロールに設けた端板平坦部を示した平面図である。

【図4】固定スクロールに設けた壁体平坦部を示した平面図である。

【図5】渦巻き方向に伸ばして表示した壁体を示す模式図である。

【図6】図１（ｂ）の符号Ｚの領域を拡大して示した部分拡大図である。

【図7】図６で示した部分のチップシール隙間を示し、（ａ）はチップシール隙間が相対的に小さい状態を示した側面図であり、（ｂ）はチップシール隙間が相対的に大きい状態を示した側面図である。

【図8】固定スクロールに設けた後退部を示した平面図である。

【図9】変形例を示し、（ａ）は段部を有していないスクロールとの組合せを示す縦断面図であり、（ｂ）は段付きスクロールとの組合せを示した縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［第１実施形態］
以下に、本発明にかかる第１実施形態について、図面を参照して説明する。
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。

【0021】

固定スクロール３及び旋回スクロール５は、アルミ合金製や鉄製等の金属製の圧縮機構とされ、図示しないハウジング内に収容されている。固定スクロール３及び旋回スクロール５は、ハウジング内に導かれた流体を外周側から吸い込み、固定スクロール３の中央の吐出ポート３ｃから外部へと圧縮後の流体を吐出する。

【0022】

固定スクロール３は、ハウジングに固定されており、図１（ａ）に示されているように、略円板形状の端板（第１端板）３ａと、端板３ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体（第１壁体）３ｂとを備えている。旋回スクロール５は、略円板形状の端板（第２端板）５ａと、端板５ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体（第２壁体）５ｂとを備えている。各壁体３ｂ，５ｂの渦巻形状は、例えば、インボリュート曲線やアルキメデス曲線を用いて定義されている。

【0023】

固定スクロール３と旋回スクロール５は、その中心を旋回半径ρだけ離し、壁体３ｂ，５ｂの位相を１８０°ずらして噛み合わされ、両スクロールの壁体３ｂ、５ｂの歯先と歯底間に常温で僅かな高さ方向のクリアランス（チップクリアランス）を有するように組み付けられている。これにより、両スクロール３，５間に、その端板３ａ，５ａと壁体３ｂ、５ｂとにより囲まれて形成される複数対の圧縮室がスクロール中心に対して対称に形成される。旋回スクロール５は、図示しないオルダムリング等の自転防止機構によって固定スクロール３の周りを公転旋回運動する。

【0024】

図１（ａ）に示すように、向かい合う両端板３ａ，５ａ間の対向面間距離Ｌが、渦巻状の壁体３ｂ，５ｂ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ている。

【0025】

図２に示すように、旋回スクロール５の壁体５ｂには、外周側から内周側に向かって高さが連続的に減少する壁体傾斜部５ｂ１が設けられている。この壁体傾斜部５ｂ１の歯先が対向する固定スクロール３の歯底面には、壁体傾斜部５ｂ１の傾斜に応じて傾斜する端板傾斜部３ａ１（図１（ａ）参照）が設けられている。これら壁体傾斜部５ｂ１及び端板傾斜部３ａ１によって、連続的な傾斜部が構成されている。同様に、固定スクロール３の壁体３ｂにも高さが外周側から内周側に向かって連続的に傾斜する壁体傾斜部３ｂ１が設けられ、この壁体傾斜部３ｂ１の歯先に対向する端板傾斜部５ａ１が旋回スクロール５の端板５ａに設けられている。

【0026】

なお、本実施形態でいう傾斜部における連続的という意味は、滑らかに接続された傾斜に限定されるものではなく、加工時に不可避的に生じるような小さな段差が階段状に接続されており、傾斜部を全体としてみれば連続的に傾斜しているものも含まれる。ただし、いわゆる段付きスクロールのような大きな段差は含まれない。

【0027】

壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１及び／又は端板傾斜部３ａ１，５ａ１には、コーティングが施されている。コーティングとしては、例えば、リン酸マンガン処理やニッケルリンめっき等が挙げられる。

【0028】

図２に示されているように、旋回スクロール５の壁体５ｂの最内周側と最外周側には、それぞれ、高さが一定とされた壁体平坦部５ｂ２，５ｂ３が設けられている。これら壁体平坦部５ｂ２，５ｂ３は、旋回スクロール５の中心Ｏ２（図１（ａ）参照）まわりに１８０°の領域にわたって設けられている。壁体平坦部５ｂ２，５ｂ３と壁体傾斜部５ｂ１とが接続される位置には、それぞれ、屈曲部となる壁体傾斜接続部５ｂ４，５ｂ５が設けられている。
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。

【0029】

図３及び図４にハッチングにて示すように、固定スクロール３についても、旋回スクロール５と同様に、端板平坦部３ａ２，３ａ３、壁体平坦部３ｂ２，３ｂ３、端板傾斜接続部３ａ４，３ａ５及び壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５が設けられている。

【0030】

図５には、渦巻き方向に伸ばして表示した壁体３ｂ，５ｂが示されている。同図に示されているように、最内周側の壁体平坦部３ｂ２，５ｂ２が距離Ｄ２にわたって設けられ、最外周側の壁体平坦部３ｂ３，５ｂ３が距離Ｄ３にわたって設けられている。距離Ｄ２及び距離Ｄ３は、それぞれ、各スクロール３，５の中心Ｏ１，Ｏ２まわりに１８０°とされた領域に相当する長さとなっている。最内周側の壁体平坦部３ｂ２，５ｂ２と最外周側の壁体平坦部３ｂ３，５ｂ３との間に、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１が距離Ｄ１にわたって設けられている。最内周側の壁体平坦部３ｂ２，５ｂ２と最外周側の壁体平坦部３ｂ３，５ｂ３との高低差をｈとすると、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１の傾きφは下式とされる。
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。

【0031】

図６には、図１（ｂ）の符号Ｚで示した領域の拡大図が示されている。図６に示されているように、固定スクロール３の壁体３ｂの歯先には、チップシール７が設けられている。チップシール７は樹脂製とされており、対向する旋回スクロール５の端板５ａの歯底に接触して流体をシールする。チップシール７は、壁体３ｂの歯先に周方向にわたって形成されたチップシール溝３ｄ内に収容されている。このチップシール溝３ｄ内に圧縮流体が入り込み、チップシール７を背面から押圧して歯底側に押し出すことで対向する歯底に接触させるようになっている。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。

【0032】

図７に示すように、壁体３ｂの高さ方向におけるチップシール７の高さＨｃは、周方向に一定とされている。
両スクロール３，５が相対的に公転旋回運動を行うと、旋回直径（旋回半径ρ×２）分だけ歯先と歯底の位置が相対的にずれる。この歯先と歯底の位置ずれに起因して、傾斜部では、歯先と歯底との間のチップクリアランスが変化する。例えば、図７（ａ）ではチップクリアランスＴが小さく、図７（ｂ）ではチップクリアランスＴが大きいことを示している。チップシール７は、このチップクリアランスＴが旋回運動によって変化しても、背面から圧縮流体によって端板５ａの歯底側に押圧されるので、追従してシールできるようになっている。

【0033】

次に、図８を用いて、壁体３ｂ，５ｂ同士が噛み合うときの壁体３ｂ，５ｂ間の隙間であるメッシュクリアランスの設定について説明する。
図８には、固定スクロール３の平面図が示されている。壁体３ｂの腹側（内周面側）には、メッシュクリアランスを調整する後退部が設けられている。後退部とは、壁体３ｂの腹側面の本来の壁面プロファイルよりも壁体３ｂの厚さ中心側に後退させている領域である。したがって、後退部では壁体３ｂの厚さ（歯厚）が他の領域よりも小さくなっている。なお、「本来の壁面プロファイル」とは、壁体３ｂ，５ｂ同士が噛み合う際に歯面接触を許容する壁面形状を意味する。

【0034】

壁体３ｂの渦巻き方向の外周端部３ｂ６と、この外周端部３ｂ６から渦巻き方向の内周側に１８０°進んだ位置となる壁体傾斜接続部３ｂ５との間、すなわち外周側の壁体平坦部３ｂ３に相当する領域（二点鎖線で示した領域）には、第１後退部Ｂ１が設けられている。第１後退部Ｂ１は、本来の壁面プロファイルから所定量だけ壁体３ｂの厚さ中心側に向けて後退させた内周面とされている。以下の説明では、本来の壁面プロファイルから壁体厚さ中心側に後退させた量、すなわち壁面に直交する方向に後退した寸法を「壁面後退量」という。第１後退部Ｂ１の壁面後退量は、渦巻き方向にわたって一定とされている。第１後退部Ｂ１の壁面後退量は、流体漏れによる圧縮性能低下を無視できる程度に設定することが好ましく、例えば１００μｍとされている。

【0035】

壁体傾斜接続部３ｂ５から内周側の壁体傾斜接続部３ｂ４との間、すなわち壁体傾斜部３ｂ１に相当する領域（点線で示した領域）には、第２後退部Ｂ２が設けられている。第２後退部Ｂ２の壁面後退量は、第１後退部Ｂ１の壁面後退量以下とされており、壁面後退量が内周側から外周側に向かって連続的または段階的に増大するようになっている。ここで、「連続的」とは、渦巻き方向に対して微分可能に後退量が変化することを意味し、例えば単調に変化することを意味する。「段階的」とは、所定の位置を境にして壁面後退量が変化することを意味する。

【0036】

内周側の壁体傾斜接続部３ｂ４から、インボリュート曲線に基づく壁体３ｂの形状の内周側の始点となるインボリュート始点３ｂ７までの間、すなわち内周側の壁体平坦部３ｂ２の一部を構成する領域には、第３後退部Ｂ３が設けられている。第３後退部は、第２後退部Ｂ２の最内周における壁面後退量以下とされており、渦巻き方向にわたって一定の壁面後退量とされている。
なお、第３後退部Ｂ３の壁面後退量をゼロとして、本来の壁面プロファイルとしても良い。

【0037】

インボリュート始点３ｂ７から壁体３ｂの最内周位置３ｂ８までの間は、壁体平坦部３ｂ２の一部を構成する領域となっており、インボリュート曲線に基づく壁面形状となっていない非インボリュート部Ｂ４とされている。非インボリュート部Ｂ４では、壁面同士が接触しない領域となっている。

【0038】

平坦部と傾斜部とを接続する壁体傾斜接続部３ｂ５，３ｂ４における壁面後退量は、各後退部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３における壁面後退量よりも大きく設定されている。

【0039】

固定スクロール３の壁体３ｂの背側（外周面側）においても、上述の腹側と同様に、壁面後退量が設定されている。すなわち、壁体平坦部３ｂ２，３ｂ３、壁体傾斜部３ｂ１に対応する領域に応じて、異なる壁面後退量が設定されている。旋回スクロール５の壁体５ｂの腹側及び背側についても同様の考え方に基づき壁面後退量が設定されている。
このように壁面後退量を壁体３ｂ，５ｂの腹側及び背側に設定することで、所望のメッシュクリアランスが設定されている。
なお、壁体同士が噛み合う対向する背側及び腹側の両方に壁面後退量を設定する必要は無く、背側及び腹側のいずれか一方に壁面後退量を設定して、所望のメッシュクリアランスを設定するようにしても良い。

【0040】

上述したスクロール圧縮機１は、以下のように動作する。
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。

【0041】

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
流体圧縮時に圧縮室を形成する際に壁体３ｂ，５ｂ同士が接触する歯面接触時に加わる荷重によって、壁体３ｂ，５ｂの根元回りにモーメントが加わる。この壁体３ｂ，５ｂの根元回りのモーメントは、壁体高さが大きいほど大きくなる。また、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１の範囲では、壁体３ｂ，５ｂの高さは外周側の方が内周側よりも大きい。そこで、壁体３ｂ，５ｂ同士が噛み合うときの壁体３ｂ，５ｂ間の隙間であるメッシュクリアランスを、壁面後退量を適宜設定することによって、外周側の方が内周側よりも大きくすることとした。これにより、壁体高さが大きい外周側の壁体３ｂ，５ｂの根元回りに加わるモーメントを緩和して曲げ応力を小さくすることができる。
なお、外周側のメッシュクリアランスを大きくしても、内周側よりも圧縮室内の圧力が低圧とされるので、流体漏れが性能に与える影響は小さい。

【0042】

壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１に対応する第２後退部Ｂ２において、内周側から外周側にわたってメッシュクリアランスを連続的または段階的に大きくすることとしたので、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１において変化する壁体高さに応じてメッシュクリアランスを設定することができる。これにより、壁体３ｂ，５ｂの根元に生じる曲げ応力を所定値以下に抑えることができる。

【0043】

壁体平坦部３ｂ２，３ｂ３，５ｂ２，５ｂ３と壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１とを接続する壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５は、壁体形状が急激に変化する位置なので、加工精度を上げることが難しく、またバリ等が発生するおそれがある。このため、壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５では過度な歯面接触が生じるおそれがある。そこで、壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５のメッシュクリアランスを、他の領域、すなわち壁体平坦部３ｂ２，３ｂ３，５ｂ２，５ｂ３や壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１におけるメッシュクリアランスよりも大きくした。これにより、壁体傾斜接続部３ｂ４，３ｂ５，５ｂ４，５ｂ５における過度な歯面接触を回避することができる。

【0044】

なお、上述した実施形態では、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１の全体にわたって所定の壁面後退量を設定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１の内周側については、壁体同士が噛み合う本来のメッシュクリアランスとして、流体漏れの少ない噛み合いを行わせることし、壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１の外周側では、歯面接触を緩和するメッシュクリアランスを設定しても良い。これにより、内周側では圧縮性能を高めつつ、外周側では壁体３ｂ，５ｂの根元に生じる曲げ応力を緩和することができる。

【0045】

また、上記実施形態では、端板傾斜部３ａ１，５ａ１及び壁体傾斜部３ｂ１，５ｂ１を両スクロール３，５に設けることとしたが、いずれか一方に設けても良い。
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。

【0046】

上記実施形態では、壁体平坦部３ｂ２，３ｂ３，５ｂ２，５ｂ３および端板平坦部３ａ２，３ａ３，５ａ２，５ａ３を設けることとしたが、内周側及び／又は外周側の平坦部を省略して傾斜部を壁体３ｂ，５ｂの全体に延長して設けるようにしてもよい。

【0047】

上記実施形態では、スクロール圧縮機として説明したが、膨張機として用いるスクロール膨張機に対しても本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ スクロール圧縮機（スクロール流体機械）
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）
３ｂ６ 外周端部
３ｂ７ インボリュート始点
３ｂ８ 最内周位置
３ｃ 吐出ポート
３ｄ チップシール溝
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）
５ａ４ 端板傾斜接続部（内周側）
５ａ５ 端板傾斜接続部（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
Ｂ１ 第１後退部
Ｂ２ 第２後退部
Ｂ３ 第３後退部
Ｂ４ 非インボリュート部
Ｈｃ チップシールの高さ
Ｌ 対向面間距離
Ｔ チップクリアランス
φ 傾き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】