特開 2024-27011 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024027011

(43)【公開日】2024-02-29

(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 20060101AFI20240221BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311T

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022129686

(22)【出願日】2022-08-16

(71)【出願人】

【識別番号】390028495

【氏名又は名称】アネスト岩田株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100159134

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】落合 徹也

(72)【発明者】

【氏名】清水 勇樹

【テーマコード（参考）】

3H039

【Ｆターム（参考）】

3H039AA01

3H039AA12

3H039BB15

3H039BB28

3H039CC02

3H039CC03

3H039CC17

3H039CC31

(57)【要約】

【課題】スクロール流体機械を動作させた際に、ラップ間に形成される密封空間の気密性を確保しながら、エネルギ効率を向上可能なスクロール流体機械を提供する。
【解決手段】スクロール流体機械は、固定スクロール及び旋回スクロールと、スクロールのラップの先端に設けられたチップシール溝に挿入されたチップシールとを備える。チップシール溝は、第１底部と、第１底部より深さが大きい第２底部とを含む溝側段差部を有する。チップシールは、第１部分と、第１部分より厚さが大きい第２部分とを含むチップシール側段差部を有する。チップシールは、溝側段差部及びチップシール側段差部が互いに係合するようにチップシール溝に挿入される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ端板上にラップが立設された固定スクロール及び旋回スクロールからなる２つのスクロールのうちの一方である一方のスクロールと、
前記２つのスクロールのうちの他方である他方のスクロールと、
前記２つのスクロールのうち、少なくとも前記一方のスクロールの前記ラップの先端に設けられたチップシール溝に挿入されたチップシールと、
を備え、
前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを旋回させることで、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとの間に形成される空間に導入された流体の容積を可変なスクロール流体機械であって、
前記ラップの延在方向に対して交差する断面において、
前記チップシール溝は、前記先端に対して第１深さを有する第１底部と、前記第１底部より径方向外側に設けられ、前記先端に対して前記第１深さより小さい第２深さを有する第２底部とを含む溝側段差部を有し、
前記チップシールは、前記他方のスクロールの前記端板の対向面に対して第１厚さを有する第１部分と、前記第１部分より径方向外側に設けられ、前記対向面に対して前記第１厚さより小さい第２厚さを有する第２部分とを含むチップシール側段差部を有し、
前記チップシールは、前記溝側段差部及び前記チップシール側段差部が互いに係合するように前記チップシール溝に挿入される、スクロール流体機械。

【請求項2】

前記チップシールは、前記第１部分が前記第１底部に対向するとともに前記第２部分が前記第２底部に対向するように、前記チップシール溝に挿入される、請求項１に記載のスクロール流体機械。

【請求項3】

前記溝側段差部は、前記第１底部と前記第２底部との間に形成された溝側壁部を含み、
前記チップシール側段差部は、前記第１部分と前記第２部分との間に形成されたチップシール側壁部を含み、
前記スクロール流体機械の動作時に、前記溝側壁部と前記チップシール側壁部との接触部より径方向内側における前記チップシール溝と前記チップシールとの間に形成される第１隙間と、前記接触部より径方向外側における前記チップシール溝と前記チップシールとの間に形成される第２隙間とが互いに隔離されるように構成される、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項4】

前記第１隙間は、前記ラップの径方向内側にある前記空間である高圧側空間に連通し、
前記第２隙間は、前記ラップの径方向外側にある前記空間である低圧側空間に連通する、請求項３に記載のスクロール流体機械。

【請求項5】

前記溝側段差部は、前記第１底部と前記第２底部との間に形成された溝側壁部を含み、
前記チップシール側段差部は、前記第１部分と前記第２部分との間に形成されたチップシール側壁部を含み、
前記溝側壁部の前記チップシール溝の深さ方向に沿った長さは、前記チップシール側壁部の前記チップシールの厚さ方向に沿った長さに等しい、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項6】

前記第２厚さは前記第２深さと等しい、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項7】

前記第１部分の幅は前記第１底部の幅より小さい、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項8】

前記第２部分の幅は前記第２底部の幅より小さい、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項9】

前記第１底部の幅は前記第２底部の幅より大きく、
前記第１部分の幅は前記第２部分の幅より大きい、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項10】

前記第１底部の幅は前記第２底部の幅より小さく、
前記第１部分の幅は前記第２部分の幅より小さい、請求項１又は２に記載のスクロール流体機械。

【請求項11】

前記ラップは、前記第１深さにおいて、前記チップシール溝の径方向内側を構成する側壁の厚さが、前記溝部の径方向外側を構成する側壁の厚さより大きい、請求項１又は２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】

本開示は、スクロール流体機械に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機、膨張機及び真空ポンプのような流体機械として、スクロール流体機械が知られている。該スクロール流体機械は、端板上にスパイラル状のラップが立設された一対の固定スクロール及び旋回スクロールを備える。固定スクロール及び旋回スクロールは、互いのラップが嵌合するように偏心配置されている。これにより、固定スクロールに対して旋回スクロールを旋回駆動させることで、両者のラップ間に形成される密閉空間の容積が変化し、該密閉空間内において流体の圧縮又は膨張が行われる。例えばスクロール圧縮機では、固定スクロールに対して旋回スクロールが旋回駆動されることで、各スクロールのラップ間に形成される密閉空間は、各スクロールの径方向外側から径方向内側に向けて移動しながら容積が減少する。これにより、密閉空間にある流体が圧縮される。

【0003】

この種のスクロール流体機械では、一方のスクロールのラップ先端に凹状のチップシール溝が形成され、当該チップシール溝にチップシールが配置されるシール構造が採用されることがある（例えば特許文献１）。このシール構造では、一方のスクロールのチップシール溝の底部とチップシールとの間に流れ込んだ流体によって、チップシール溝の底部からチップシールが浮き上がり、他方のスクロールの端板に対して押し付けられる。これにより、ラップ間に形成される密閉空間の気密性が確保される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－３７１９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、スクロール流体機械の高性能化・大容量化が進んでいる。これに伴って、スクロール流体機械を動作させた際にラップ間に形成される密封空間の容積が増大すると、密封空間の気密性を確保するために、チップシールを他方のスクロールの端板に押し付ける力（押付力）を大きくする必要がある。押付力を増大するためには、例えばチップシールの受圧面積を広げることが考えられる。しかしながら、チップシールの受圧面積を広げると、チップシールが挿入されるチップシール溝の容積を増加する必要があり、チップシール溝とチップシールとの間に存在する隙間の容積が増大してしまう。当該隙間は、密封空間とは異なり、気体の圧縮に寄与しない。このため、当該隙間の容積が増加することは、スクロール流体機械のエネルギ効率（電気使用量に対する流体の処理体積）が低下してしまう要因となる。

【0006】

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、スクロール流体機械を動作させた際に、ラップ間に形成される密封空間の気密性を確保しながら、エネルギ効率を向上可能な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】

【0007】

本開示の少なくとも一実施形態に係るスクロール流体機械は、上記課題を解決するために、
それぞれ端板上にラップが立設された固定スクロール及び旋回スクロールからなる２つのスクロールのうちの一方である一方のスクロールと、
前記２つのスクロールのうちの他方である他方のスクロールと、
前記２つのスクロールのうち、少なくとも前記一方のスクロールの前記ラップの先端に設けられた溝部に挿入されたチップシールと、
を備え、
前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを旋回させることで、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとの間に形成される空間に導入された流体の容積を可変なスクロール流体機械であって、
前記ラップの延在方向に対して交差する断面において、
前記溝部は、前記先端に対して第１深さを有する第１底部と、前記第１底部より径方向内側に設けられ、前記先端に対して前記第１深さより小さい第２深さを有する第２底部とを含む溝側段差部を有し、
前記チップシールは、前記他方のスクロールの前記端板の対向面に対して第１厚さを有する第１部分と、前記第１部分より径方向内側に設けられ、前記対向面に対して前記第１厚さより小さい第２厚さを有する第２部分とを含むチップシール側段差部を有し、
前記チップシールは、前記溝側段差部及び前記チップシール側段差部が互いに係合するように前記溝部に挿入される。

【発明の効果】

【0008】

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、スクロール流体機械を動作させた際に、ラップ間に形成される密封空間の気密性を確保しながら、エネルギ効率を向上可能なスクロール流体機械を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係るスクロール流体機械の全体構成を示す縦断面図である。

【図2】図１の固定スクロールを内側から示す図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図３に対応する参考技術を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0011】

図１は一実施形態に係るスクロール流体機械１００の全体構成を示す縦断面図であり、図２は図１の固定スクロール２を内側から示す図であり、図３は図２のＡ－Ａ断面図である。以下の実施形態では、スクロール流体機械１００の一例としてスクロール圧縮機を示すが、スクロール膨張機のような他のスクロール流体機械についても特段の記載がない限りにおいて本発明を適用可能である。

【0012】

図１～３に示すように、スクロール流体機械１００は、略円筒形状のケーシング１と、不図示の動力源と、該動力源の出力軸であるロータ１７と、ケーシング１に固定される固定スクロール２と、該固定スクロール２に対して旋回する旋回スクロール６とを備える。つまり、スクロール流体機械１００は、固定スクロール２と旋回スクロール６とから構成される２つのスクロール２，６を備える。本実施形態では、２つのスクロール２，６のうち、一方のスクロール２が固定スクロール２となり、他方のスクロール６が旋回スクロール６となるが、これに限定されるものではない。また、ロータ１７、固定スクロール２及び旋回スクロール６は、ケーシング１の内側に配置される。旋回スクロール６は、ロータ１７を介して伝達される動力源からの動力によって固定スクロール２に対して旋回可能に構成される。
尚、以下の説明では、出力軸であるロータ１７を基準にして、ロータ１７の長手方向を「軸方向」、ロータ１７の長手方向に交差する方向を「径方向」、ロータ１７を軸とした回転方向を「周方向」と適宜定義する。

【0013】

固定スクロール２は、端板３（以下、固定端板３とも記す）と、固定端板３上に立設されたスパイラル状のラップ４（以下、固定ラップ４とも記す）とを備える。固定端板３は、略円形状を有する。また固定端板３は、ケーシング１の一端側を閉じる蓋板を兼ねる。固定端板３の背面側の中心部には、短尺円筒形のボス部１１が設けられる。ボス部１１の中心には、スクロール流体機械１００によって生成された圧縮後の流体を吐出するための吐出孔２１が設けられる。

【0014】

旋回スクロール６は、端板７（以下、旋回端板７とも記す）と、旋回端板７上に立設されたスパイラル状のラップ８（以下、旋回ラップ８とも記す）とを備える。旋回端板７の背面側には、旋回端板７に対して交差する（本実施形態では、直交する）方向に向けて一体に形成されたボス部１６が設けられる。ボス部１６は、動力源により駆動されるロータ１７の先端に設けられた偏心軸部１８に軸受１９を介して枢支される。

【0015】

固定スクロール２の内側には、周方向に沿って略等間隔に配置された３つのピンクランク式の自転防止機構５が設けられる。そして、該自転防止機構５を介して、旋回スクロール６が固定スクロール２に近接して配置される。

【0016】

固定スクロール２及び旋回スクロール６は、固定ラップ４及び旋回ラップ８が互いに嵌合されることで、固定ラップ４と旋回ラップ８との間には空間９が形成される。空間９は、固定スクロール２に対して旋回スクロール６が旋回駆動された際に密封空間として、その容積が次第に減少しながら径方向中心に向けて移動する。これにより、ケーシング１に設けられた吸気口２０から取り入れられた流体が空間９で圧縮される。圧縮後の流体は、吐出孔２１から外部に吐出される。

【0017】

ここで、本実施形態に係るスクロール流体機械１００は、２つのスクロール２，６のうち、少なくとも一方のスクロール２のラップ４，８の先端に設けられたチップシール溝１２に挿入されたチップシール１４を更に備える。具体的には、固定ラップ４又は旋回ラップ８の少なくとも一方の先端には、チップシール溝１２が形成される。チップシール溝１２には、チップシール１４が挿入される。本実施形態では図１に示すように、固定ラップ４及び旋回ラップ８のそれぞれの先端に、チップシール１４が挿入されたチップシール溝１２が設けられる。以下の説明では、固定ラップ４に設けられたチップシール溝１２及びチップシール１４について詳述するが、特段の記載がない限りにおいて、旋回ラップ８に設けられたチップシール溝１２及びチップシール１４も同様である。
尚、チップシール１４は、例えばフッ素樹脂等の自己潤滑性を有する材料によって形成される。

【0018】

図２及び図３に示すように、固定ラップ４は、径方向内側にある空間９である高圧側空間９Ａと、径方向外側の空間９である低圧側空間９Ｂとを仕切るように設けられる。固定ラップ４の先端には、チップシール１４が挿入されたチップシール溝１２が形成される。チップシール溝１２は、旋回スクロール６の旋回端板７に対向する側が開口し、チップシール１４の形状に対応した凹溝として構成される。

【0019】

具体的にはチップシール溝１２は、固定ラップ４の延在方向に対して交差する断面において、第１底部１２ａ１、第２底部１２ａ２、及び、溝側壁部１２ａ３を含む溝側段差部１３を有する。第１底部１２ａ１は、固定ラップ４の先端に対して第１深さＨ１を有する。第２底部１２ａ２は、第１底部１２ａ１より径方向外側（低圧側空間９Ｂ側）に設けられる。また第２底部１２ａ２は、固定ラップ４の先端に対して第１深さＨ１より小さい第２深さＨ２を有する。溝側壁部１２ａ３は、第１底部１２ａ１と第２底部１２ａ２との間に形成される。また溝側壁部１２ａ３は、チップシール溝１２の深さ方向に沿って延在する。
尚、第１底部１２ａ１及び第２底部１２ａ２は、チップシール溝１２の幅方向（深さ方向に対して交差する方向、本実施形態では直交する方向）に沿ってそれぞれ延在する。

【0020】

チップシール１４は、固定ラップ４の延在方向に対して交差する断面において、第１部分１４ａ１、第２部分１４ａ２、及び、チップシール側壁部１４ａ３を含むチップシール側段差部１５を有する。第１部分１４ａ１は、チップシール１４のうち旋回端板７の対向面１４ｃを基準として第１厚さｈ１を有する。第２部分１４ａ２は、第１部分１４ａ１より径方向外側（低圧側空間９Ｂ側）に設けられる。また第２部分１４ａ２は、チップシール１４のうち旋回端板７の対向面１４ｃを基準として第１厚さｈ１より小さい第２厚さｈ２を有する。チップシール側壁部１４ａ３は、第１部分１４ａ１と第２部分１４ａ２との間に形成される。またチップシール側壁部１４ａ３は、チップシール１４の厚さ方向に沿って延在する。
尚、第１部分１４ａ１及び第２部分１４ａ２は、チップシール１４の幅方向（厚さ方向に対して交差する方向、本実施形態では、直交する方向）に沿ってそれぞれ延在する。

【0021】

チップシール１４は、溝側段差部１３及びチップシール側段差部１５が互いに係合するようにチップシール溝１２に挿入される。言い換えると、チップシール１４は、第１部分１４ａ１が第１底部１２ａ１に対向するとともに第２部分１４ａ２が第２底部１２ａ２に対向するように、チップシール溝１２に挿入される。

【0022】

スクロール流体機械１００が駆動されることで固定スクロール２に対して旋回スクロール６が旋回されると、図３に示すように、チップシール溝１２に挿入されたチップシール１４は、旋回端板７に向かう押付力を受ける。押付力によって旋回端板７に押し付けられたチップシール１４は、固定ラップ４の径方向内側にある高圧側空間９Ａと、固定ラップ４の径方向外側にある低圧側空間９Ｂとを隔離するようにシールする。このときチップシール溝１２の溝側壁部１２ａ３と、チップシール１４のチップシール側壁部１４ａ３とが接触することで接触部２３が形成される。接触部２３より径方向内側においてチップシール溝１２とチップシール１４との間に形成される第１隙間Ｖ１は、高圧側空間９Ａに連通する。そのため、第１隙間Ｖ１には高圧側空間９Ａから高圧流体が導入される。これにより、当該導入された高圧流体によってチップシール１４を旋回端板７に押し付ける押付力が発生する。また接触部２３より径方向外側においてチップシール溝１２とチップシール１４との間に形成される第２隙間Ｖ２は、低圧側空間９Ｂに連通する。そのため、第２隙間Ｖ２には低圧側空間９Ｂから低圧流体が導入される。これにより、当該導入された低圧流体によってチップシール１４を旋回端板７に押し付ける押付力が発生する。

【0023】

ここで、図４を参照して、本発明に対する参考技術について説明する。図４は図３に対応する参考技術を示す断面図である。この参考技術は、図３に示す本発明の実施形態と比較して、チップシール溝１２´の底部１２ａ´がシンプルな平坦形状を有するとともに、チップシール１４´がシンプルな矩形状断面を有する点が主に異なる。このため、参考技術については、前述の本発明に係る実施形態に対応する構成には共通の符号を付し、特段の記載がない限りにおいて、重複する説明は適宜省略する。

【0024】

参考技術のチップシール溝１２´の底部１２ａ´は、本実施形態の第１底部１２ａ１と等しい第１深さＨ１を有する平坦面として構成される。またチップシール溝１２´に挿入されるチップシール１４´は、底部１２ａ´の対向面１４ａ´が、チップシール溝１２´の底部１２ａ´に対応するように平坦に構成される。

【0025】

このような構成を有する参考技術では、図４に示すように、スクロール流体機械の動作時において、チップシール１４´は、高圧側空間９Ａと低圧側空間９Ｂとの圧力差によって、低圧側空間９Ｂ側のチップシール溝１２´の側壁１２ｂ´に、チップシール１４´の側面１４ｂ´が接触しながら、旋回端板７に対して押し付けられる。このとき、チップシール溝１２´とチップシール１４´との間には、隙間Ｖ´が形成される。隙間Ｖ´は、高圧側空間９Ａに連通するため、高圧側空間９Ａからの高圧流体が導入される。隙間Ｖ´は、高圧側空間９Ａ及び低圧側空間９Ｂとは異なり、流体の圧縮に寄与しない。そのため、スクロール流体機械の高性能化・大容量化に対応するために隙間Ｖ´の容積を増大させると、スクロール流体機械のエネルギ効率（電気使用量に対する流体の処理体積）が低下してしまう要因となる。

【0026】

一方、本実施形態では、図３に示すように、高圧側空間９Ａに連通する第１隙間Ｖ１を、図４に示す参考技術の隙間Ｖ´に比べて小さく構成できる。具体的には、本実施形態では、チップシール溝１２のうち部分的に深く形成された第１底部１２ａ１に対して、チップシール１４のうち部分的に厚さが大きく形成された第１部分１４ａ１が入り込んでいる。それに対して参考技術では、平坦な底部１２ａ´を有するチップシール溝１２´に対して、矩形状断面を有するチップシール１４´が挿入された構成を有する。このため、本実施形態における第１隙間Ｖ１を参考技術の隙間Ｖ´に比べて小さく構成できる。これにより、本実施形態では、流体の圧縮に寄与しない隙間の容積が減少するため、エネルギロスが抑制され、良好なエネルギ効率を有するスクロール流体機械１００を実現できる。

【0027】

尚、本実施形態では、参考技術に比べて、低圧側空間９Ｂに連通する第２隙間Ｖ２の分だけ流体の圧縮に寄与しない容積が増加しているとみることもできる。ただし、第２隙間Ｖ２には、低圧側空間９Ｂが連通するため、第１隙間Ｖ１に比べて圧力が低い流体が導入される。そのため、参考技術の隙間Ｖ´に比べて第１隙間Ｖ１の容積が減少することによるエネルギ効率の向上分と、参考技術に比べて第２隙間Ｖ２を設けることによるエネルギ効率の減少分とを比較すると、前者の寄与の方が大きい。これにより、本実施形態では、参考技術に比べて良好なエネルギ効率を達成可能である。

【0028】

また本実施形態では、図３に示すように、チップシール溝１２の深さ方向における溝側壁部１２ａ３の長さＨ３（以下、「深さ方向長さＨ３」とも記す）は、チップシール１４の厚さ方向におけるチップシール側壁部１４ａ３の長さｈ３（以下、厚さ方向長さｈ３とも記す）に等しい。これにより、旋回端板７に対してチップシール１４が押し付けられた際に、チップシール溝１２の第１底部１２ａ１とチップシール１４の第１部分１４ａ１との間に形成される隙間であって第１隙間Ｖ１の一部を構成する隙間の大きさを最小にできる。その結果、高圧側空間９Ａから高圧流体が導入される第１隙間Ｖ１の容積をより小さく抑えることができ、良好なエネルギ効率を有するスクロール流体機械１００が得られる。

【0029】

またチップシール１４の第２厚さｈ２は、チップシール溝１２の第２深さＨ２と等しい。これにより、旋回端板７に対してチップシール１４が押し付けられた際に、チップシール溝１２の第２底部１２ａ２とチップシール１４の第２部分１４ａ２との間に形成される隙間であって第２隙間Ｖ２の一部を構成する隙間の大きさを最小にできる。その結果、低圧側空間９Ｂから低圧流体が導入される第２隙間Ｖ２の容積をより小さく抑えることができ、良好なエネルギ効率を有するスクロール流体機械１００が得られる。

【0030】

またチップシール１４の第１部分１４ａ１の幅ｂ１は、チップシール溝１２の第１底部１２ａ１の幅Ｂ１より小さい。これにより、スクロール流体機械１００の動作時に、チップシール側壁部１４ａ３とチップシール溝側壁部１２ａ３とが接触した際に、高圧側空間９Ａ側のチップシール溝１２の内表面とチップシール１４とが離間するため、高圧側空間９Ａと第１隙間Ｖ１とを好適に連通できる。

【0031】

またチップシール１４の第２部分１４ａ２の幅ｂ２は、チップシール溝１２の第２底部１２ａ２の幅Ｂ２より小さい。これにより、スクロール流体機械１００の動作時に、チップシール側壁部１４ａ３とチップシール溝側壁部１２ａ３とが接触した際に、低圧側空間９Ｂ側のチップシール溝１２の内表面とチップシール１４とが離間するため、低圧側空間９Ｂと第２隙間Ｖ２とを好適に連通できる。

【0032】

また第１底部１２ａ１の幅Ｂ１は、第２底部１２ａ２の幅Ｂ２より大きく、且つ、第１部分１４ａ１の幅ｂ１は第２部分１４ａ２の幅ｂ２より大きい。チップシール１４は第１隙間Ｖ１及び第２隙間Ｖ２からそれぞれ旋回端板７に向かう押付力を受けるが、第１隙間Ｖ１は高圧側空間９Ａに連通するため、低圧側空間９Ｂに連通する第２隙間Ｖ２より大きな押付力をチップシール１４に与える。この構成では、チップシール１４が第１隙間Ｖ１から押付力を受ける面積が、第２隙間Ｖ２から押付力を受ける面積より相対的に大きくなる。そのため、チップシール１４が旋回端板７に押し付けられやすくなり、良好なシール効果を発揮することができる。

【0033】

また第１底部１２ａ１の幅Ｂ１は、第２底部１２ａ２の幅Ｂ２より小さく、且つ、第１部分１４ａ１の幅ｂ１は第２部分１４ａ２の幅ｂ２より小さくともよい。この構成では、
前述の場合とは逆に、チップシール１４が第２隙間Ｖ２から押付力を受ける面積が、第１隙間Ｖ１から押付力を受ける面積より相対的に大きくなる。そのため、チップシール１４の旋回端板７に対する押付力が緩和されることで、適切なシール性を保ちながら摺動抵抗によるエネルギ効率の低下を防ぐことができる。

【0034】

また上記構成を有するチップシール溝１２が形成された固定ラップ４では、第１底部１２ａ１に対応する第１深さＨ１において、チップシール溝１２の径方向内側を構成する側壁の厚さｔ２が、チップシール溝１２の径方向外側を構成する側壁の厚さｔ１より大きい。このように、チップシール溝１２の径方向内側を構成する側壁の厚さｔ２を大きく構成することで、チップシール溝１２の径方向内側における機械的強度を径方向外側よりも向上可能である。

【0035】

以上説明したように上記実施形態によれば、スクロール流体機械を動作させた際に、ラップ間に形成される密封空間の気密性を確保しながら、エネルギ効率を向上可能なスクロール流体機械を提供できる。

【0036】

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【0037】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0038】

一態様に係るスクロール流体機械は、
それぞれ端板上にラップが立設された固定スクロール（２）及び旋回スクロール（６）からなる２つのスクロールのうちの一方である一方のスクロールと、
前記２つのスクロールのうちの他方である他方のスクロールと、
前記２つのスクロールのうち、少なくとも前記一方のスクロールの前記ラップの先端に設けられたチップシール溝（１２）に挿入されたチップシール（１４）と、
を備え、
前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを旋回させることで、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとの間に形成される空間（Ｖ１、Ｖ２）に導入された流体の容積を可変なスクロール流体機械であって、
前記ラップの延在方向に垂直な断面において、
前記チップシール溝は、前記先端に対して第１深さ（Ｈ１）を有する第１底部（１２ａ１）と、前記第１底部より径方向外側に設けられ、前記先端に対して前記第１深さより小さい第２深さ（Ｈ２）を有する第２底部（１２ａ２）とを含む溝側段差部（１３）を有し、
前記チップシールは、前記他方のスクロールとは異なるスクロールの前記端板の対向面（１４ｃ）に対して第１厚さ（ｈ１）を有する第１部分（１４ａ１）と、前記第１部分より径方向外側に設けられ、前記対向面に対して前記第１厚さより小さい第２厚さ（ｈ２）を有する第２部分（１４ａ２）とを含むチップシール側段差部（１５）を有し、
前記チップシールは、前記溝側段差部及び前記チップシール側段差部が互いに係合するように前記チップシール溝に挿入される。

【0039】

この態様によれば、ラップの先端に設けられたチップシール溝にチップシールが挿入される。チップシール溝は、第１底部と、第１底部より小さい深さを有する第２底部とを含む溝側段差部を有する。チップシールは、第１部分と、第１部分より小さい厚さを有する第２部分とを含むチップシール側段差部を有する。チップシールは、溝側段差部及びチップシール側段差部が互いに係合するようにチップシール溝に挿入される。チップシール溝のうち部分的に深く形成された第１底部に対して、チップシールのうち部分的に厚さが大きく形成された第１部分が入り込む。これにより、スクロール流体機械の動作時に、溝側壁部とチップシール側壁部との接触部より径方向内側におけるチップシール溝とチップシールとの間に形成される第１隙間は、流体の圧縮・膨張に寄与しないが、このような構成を有することで、当該第１隙間の容積を減少できる。その結果、エネルギロスを抑え、良好なエネルギ効率を有するスクロール流体機械を実現できる。

【0040】

他の態様では、前述の態様において、
前記チップシールは、前記第１部分が前記第１底部に対向するとともに前記第２部分が前記第２底部に対向するように、前記チップシール溝に挿入される。

【0041】

この態様によれば、チップシールの第１部分とチップシール溝の第１底部とが対向するとともに、チップシールの第２部分とチップシール溝の第２底部とが対向する。これにより、溝側段差部及びチップシール側段差部が互いに係合するようにチップシールがチップシール溝に挿入された構成を好適に実現できる。

【0042】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記溝側段差部は、前記第１底部と前記第２底部との間に形成された溝側壁部（１２ａ３）を含み、
前記チップシール側段差部は、前記第１部分と前記第２部分との間に形成されたチップシール側壁部（１４ａ３）を含み、
前記スクロール流体機械の動作時に、前記溝側壁部と前記チップシール側壁部との接触部より径方向内側における前記チップシール溝と前記チップシールとの間に形成される第１隙間（Ｖ１）と、前記接触部より径方向外側における前記チップシール溝と前記チップシールとの間に形成される第２隙間（Ｖ２）とが互いに隔離されるように構成される。

【0043】

この態様によれば、スクロール流体機械の動作時に、チップシール溝の溝側段差部とチップシールのチップシール側段差部とが接触する。この接触部より径方向内側では、チップシール溝とチップシールとの間に第１隙間が形成されるとともに、接触部より径方向外側ではチップシール溝とチップシールとの間に第２隙間が形成される。第１隙間及び第２隙間は、接触部によって互いに隔離される。

【0044】

他の態様では、前述の態様において、
前記第１隙間は、前記ラップの径方向内側にある前記空間である高圧側空間（９Ａ）に連通し、
前記第２隙間は、前記ラップの径方向外側にある前記空間である低圧側空間（９Ｂ）に連通する。

【0045】

この態様によれば、スクロール流体機械の動作時に、第１隙間に高圧側空間が連通するとともに、第２隙間に低圧側空間が連通する。これにより、第１隙間には高圧側空間からエネルギ密度の高い高圧の流体が導入される。そのため、前述のように第１隙間の容積を減少させることで、当該容積によるエネルギロスをより効果的に抑えることができる。

【0046】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記溝側段差部は、前記第１底部と前記第２底部との間に形成された溝側壁部（１２ａ３）を含み、
前記チップシール側段差部は、前記第１部分と前記第２部分との間に形成されたチップシール側壁部（１４ａ３）を含み、
前記溝側壁部の前記チップシール溝の深さ方向に沿った長さ（Ｈ３）は、前記チップシール側壁部の前記チップシールの厚さ方向に沿った長さ（ｈ３）に等しい。

【0047】

この態様によれば、スクロール流体機械の動作時に端板に対してチップシールが押し付けられた際に、溝側壁部とチップシール側壁部との接触部より径方向内側におけるチップシール溝とチップシールとの間に形成される第１隙間の大きさを最小にできる。これにより、第１隙間の容積をより小さく抑えることができ、良好なエネルギ効率を有するスクロール流体機械が得られる。

【0048】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記第２厚さは前記第２深さと等しい。

【0049】

この態様によれば、スクロール流体機械の動作時に端板に対してチップシールが押し付けられた際に、溝側壁部とチップシール側壁部との接触部より径方向外側におけるチップシール溝とチップシールとの間に形成される第２隙間の大きさを最小にできる。これにより、第２隙間の容積をより小さく抑えることができ、良好なエネルギ効率を有するスクロール流体機械が得られる。

【0050】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記第１部分の幅（ｂ１）は前記第１底部の幅（Ｂ１）より小さい。

【0051】

この態様によれば、スクロール流体機械の動作時に、径方向内側のチップシール溝部の内表面とチップシールとの間に、径方向内側にある高圧側空間と第１隙間とを好適に連通できる。

【0052】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記第２部分の幅（ｂ２）は前記第２底部の幅（Ｂ２）より小さい。

【0053】

この態様によれば、スクロール流体機械の動作時に、径方向外側のチップシール溝部の内表面とチップシールとの間に、径方向外側にある低圧側空間と第２隙間とを好適に連通できる。

【0054】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記第１底部の幅（Ｂ１）は前記第２底部の幅（Ｂ２）より大きく、
前記第１部分の幅（ｂ１）は前記第２部分の幅（ｂ２）より大きい。

【0055】

チップシールは第１隙間及び第２隙間からそれぞれ端板に向かう押付力を受けるが、第１隙間は径方向内側にある高圧側空間に連通するため、径方向外側にある低圧側空間に連通する第２隙間より大きな押付力をチップシールに与える。この態様によれば、チップシールが第１隙間から押付力を受ける面積が、第２隙間から押付力を受ける面積より相対的に大きくなる。そのため、チップシールが端板に押し付けられやすくなり、良好なシール効果を発揮することができる。

【0056】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記第１底部の幅（Ｂ１）は前記第２底部の幅（Ｂ２）より小さく、
前記第１部分の幅（ｂ１）は前記第２部分の幅（ｂ２）より小さい。

【0057】

チップシールは第１隙間及び第２隙間からそれぞれ端板に向かう押付力を受けるが、第１隙間は径方向内側にある高圧側空間に連通するため、径方向外側にある低圧側空間に連通する第２隙間より大きな押付力をチップシールに与える。この態様によれば、チップシールが第２隙間から押付力を受ける面積が、第１隙間から押付力を受ける面積より相対的に大きくなる。そのため、チップシールの端板に対する押付力が緩和されることで、適切なシール性を保ちながら摺動抵抗によるエネルギ効率の低下を防ぐことができる。

【0058】

他の態様では、前述のいずれか一態様において、
前記ラップは、前記第１深さにおいて、前記チップシール溝の径方向内側を構成する側壁の厚さ（ｔ２）が、前記溝部の径方向外側を構成する側壁の厚さ（ｔ１）より大きい。

【0059】

この態様によれば、チップシール溝の径方向内側を構成する側壁の厚さを大きく構成できるため、機械的強度を向上可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ ケーシング
２ 固定スクロール
３ 固定端板
４ 固定ラップ
５ 自転防止機構
６ 旋回スクロール
７ 旋回端板
８ 旋回ラップ
９ 空間
９Ａ 高圧側空間
９Ｂ 低圧側空間
１１ ボス部
１２ チップシール溝
１２ａ１ 第１底部
１２ａ２ 第２底部
１２ａ３ チップシール溝側壁部
１３ 溝側段差部
１４ チップシール
１４ａ１ 第１部分
１４ａ２ 第２部分
１４ａ３ チップシール側壁部
１５ チップシール側段差部
１６ ボス部
１７ ロータ
１８ 偏心軸部
１９ 軸受
２０ 吸気口
２１ 吐出孔
１００ スクロール流体機械
Ｖ１ 第１隙間
Ｖ２ 第２隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】