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JP7000180B2 - Tip seal for scroll compressor - Google Patents

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JP7000180B2
JP7000180B2 JP2018015577A JP2018015577A JP7000180B2 JP 7000180 B2 JP7000180 B2 JP 7000180B2 JP 2018015577 A JP2018015577 A JP 2018015577A JP 2018015577 A JP2018015577 A JP 2018015577A JP 7000180 B2 JP7000180 B2 JP 7000180B2
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JP
Japan
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scroll
recesses
seal
sliding surface
recess
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JP2018015577A
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卓哉 石井
大地 伊藤
勝史 竹尾
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NTN Corp
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NTN Corp
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Description

本発明は、スクロール型コンプレッサ(圧縮機)に用いられるチップシールに関する。 The present invention relates to a chip seal used in a scroll type compressor (compressor).

スクロール型コンプレッサは、基板とこの基板表面に立設する渦巻壁を有する固定スクロールと可動スクロールが、それぞれ渦巻壁において互いに噛み合わされて、それらの間に圧縮室が形成されている。この圧縮室が固定スクロールの軸線の周りを公転する可動スクロールの作用により渦巻中心側に移動してガスなどの圧縮が行なわれる。ガスなどの圧縮に際して圧縮室の密閉性を確保するために、スクロール部材である固定スクロールと可動スクロールの渦巻壁の端面には、渦巻の延長方向に沿ってシール溝が形成され、この溝内には対向するスクロール基板(鏡板)に接触するシール部材であるチップシールが収容されている。 In the scroll type compressor, a substrate and a fixed scroll having a spiral wall erected on the surface of the substrate and a movable scroll are meshed with each other at the spiral wall, and a compression chamber is formed between them. This compression chamber moves toward the center of the spiral by the action of the movable scroll that revolves around the axis of the fixed scroll, and compression of gas or the like is performed. In order to ensure the airtightness of the compression chamber when compressing gas or the like, a seal groove is formed on the end face of the spiral wall of the fixed scroll and the movable scroll, which are scroll members, along the extension direction of the spiral, and a seal groove is formed in the groove. Contains a chip seal, which is a sealing member that comes into contact with the facing scroll substrate (end plate).

このようなチップシールは、例えば所定の合成樹脂を射出成形することにより、断面が矩形状の長尺部材を渦巻に巻いたような渦巻形状に製造されている(特許文献1参照)。図7に示すように、この種のチップシール21は、一方のラップ(渦巻壁)22の溝22a内で隙間をもって収容され、溝22aと対向する鏡板(スクロール基板)23との間で、ガス24の圧力により鏡板23に向かって溝底22bより浮上する。浮上したチップシール21は、断面の矩形を構成する一面であるシール面21aで鏡板23と摺接し、互いの渦巻壁の間の圧縮室をシールしている。 Such a chip seal is manufactured, for example, by injection molding a predetermined synthetic resin into a spiral shape as if a long member having a rectangular cross section is spirally wound (see Patent Document 1). As shown in FIG. 7, this type of chip seal 21 is accommodated with a gap in the groove 22a of one wrap (swirl wall) 22, and is gas between the groove 22a and the end plate (scroll substrate) 23 facing the groove 22a. It rises from the groove bottom 22b toward the end plate 23 by the pressure of 24. The surfaced chip seal 21 is in sliding contact with the end plate 23 on the sealing surface 21a, which is one surface forming a rectangular cross section, and seals the compression chamber between the spiral walls.

特開2002-322988号公報JP-A-2002-322988

スクロール型コンプレッサの省エネルギー化のためには、スクロール部材とチップシールの低摩擦化により、スクロール時のトルクを低減することが重要である。しかしながら、チップシールの断面が矩形状である場合、スクロール基板との摺動面積が大きく、摺動面での摩擦力が大きくなる。 In order to save energy in the scroll type compressor, it is important to reduce the torque during scrolling by reducing the friction between the scroll member and the tip seal. However, when the cross section of the chip seal is rectangular, the sliding area with the scroll board is large and the frictional force on the sliding surface is large.

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、シール性を維持しつつ、スクロール部材とチップシールとの摩擦力を低減でき、スクロール型コンプレッサの省エネルギー化に寄与できるスクロール型コンプレッサ用チップシールを提供することを目的とする。 The present invention has been made to deal with such a problem, and it is possible to reduce the frictional force between the scroll member and the chip seal while maintaining the sealing property, and it is possible to contribute to the energy saving of the scroll type compressor. It is intended to provide a chip seal for use.

本発明のスクロール型コンプレッサ用チップシールは、スクロール部材である固定スクロールと可動スクロールとを備えたスクロール型コンプレッサにおいて、上記固定スクロールと上記可動スクロールとの間に形成される圧縮室をシールするための渦巻形状のチップシールであって、上記チップシールは、上記スクロール部材との摺動面に、該摺動面を部分的に切欠いた複数の凹部を有し、該複数の凹部は渦巻の内周面と外周面の少なくとも一方に配置され、個々の凹部は内周面または外周面に開口するとともに内周面と外周面とを貫通しないことを特徴とする。 The chip seal for a scroll type compressor of the present invention is a scroll type compressor provided with a fixed scroll and a movable scroll, which are scroll members, for sealing a compression chamber formed between the fixed scroll and the movable scroll. A spiral-shaped chip seal, the chip seal has a plurality of recesses in which the sliding surface is partially cut out on a sliding surface with the scroll member, and the plurality of recesses are the inner circumference of the spiral. It is arranged on at least one of the surface and the outer peripheral surface, and each recess is characterized by opening to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface and not penetrating the inner peripheral surface and the outer peripheral surface.

上記摺動面における上記凹部の総面積の割合(凹部総面積/(凹部総面積+実摺動面積)×100)は、5~45%であることを特徴とする。 The ratio of the total area of the recesses on the sliding surface (total recess area / (total recess area + actual sliding area) × 100) is characterized by being 5 to 45%.

上記凹部の平面形状は、円弧状または渦巻形状に沿った略矩形状であることを特徴とする。 The planar shape of the concave portion is characterized by having a substantially rectangular shape along an arc shape or a spiral shape.

上記凹部の深さはチップシールの厚みの45%以下であることを特徴とする。 The depth of the recess is 45% or less of the thickness of the chip seal.

上記凹部は、該チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部までの長さ方向に離間して上記摺動面に複数個設置されており、該凹部それぞれの開口長さは、チップシールの展開長さの1~20%であり、隣り合う上記凹部の間は上記摺動面の一部であることを特徴とする。 A plurality of the recesses are provided on the sliding surface at intervals in the length direction from the winding start end to the winding end of the spiral of the tip seal, and the opening length of each of the recesses is the tip. It is 1 to 20% of the unfolded length of the seal, and is characterized in that the space between the adjacent recesses is a part of the sliding surface.

また、上記凹部の平面形状の面積が、凹部間で略同一であることを特徴とする。また、上記凹部は、上記摺動面に等間隔で複数個設置されていることを特徴とする。 Further, the area of the plane shape of the recess is substantially the same between the recesses. Further, the recesses are characterized in that a plurality of the recesses are installed on the sliding surface at equal intervals.

上記凹部の平面形状は円弧状であり、該チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部に向けて、設置されている上記凹部の円弧半径が連続的または段階的に大きくなることを特徴とする。 The planar shape of the concave portion is arcuate, and the radius of the arc of the concave portion installed is continuously or gradually increased from the winding start end to the winding end of the spiral of the tip seal. It is a feature.

上記チップシールは、合成樹脂製であることを特徴とする。 The chip seal is characterized by being made of synthetic resin.

本発明のスクロール型コンプレッサ用チップシールは、スクロール部材である固定スクロールと可動スクロールの間に形成される圧縮室をシールするための渦巻形状のチップシールであり、スクロール部材との摺動面に、該摺動面を部分的に切欠いた複数の凹部を有するので、摺動面積が小さくなり、面圧が高くなることにより摺動面での摩擦力を小さくできる。この結果、スクロール型コンプレッサにおけるスクロール部材のスクロール時のトルクを低減でき、該コンプレッサの省エネルギー化に寄与できる。また、上記摺動面の複数の凹部が、渦巻の内周面と外周面の少なくとも一方に配置され、個々の凹部は内周面または外周面に開口するとともに内周面と外周面とを貫通しないので、シール性を維持しつつ、摺動面に冷凍機油等の潤滑油が供給され、摺動面での摩擦力をより小さくできる。 The chip seal for a scroll type compressor of the present invention is a spiral-shaped chip seal for sealing a compression chamber formed between a fixed scroll which is a scroll member and a movable scroll, and has a sliding surface with the scroll member. Since the sliding surface has a plurality of recesses partially cut out, the sliding area is reduced and the surface pressure is increased, so that the frictional force on the sliding surface can be reduced. As a result, the torque at the time of scrolling of the scroll member in the scroll type compressor can be reduced, and the energy saving of the compressor can be contributed. Further, a plurality of recesses on the sliding surface are arranged on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the spiral, and each recess opens to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface and penetrates the inner peripheral surface and the outer peripheral surface. Therefore, lubricating oil such as refrigerating machine oil is supplied to the sliding surface while maintaining the sealing property, and the frictional force on the sliding surface can be further reduced.

摺動面における凹部の総面積の割合(凹部総面積/(凹部総面積+実摺動面積)×100)が、5~45%であるので、摺動面での摩擦力が小さくなるとともに機械強度の低下が抑えられる。 Since the ratio of the total area of the recesses on the sliding surface (total recessed area / (total recessed area + actual sliding area) x 100) is 5 to 45%, the frictional force on the sliding surface becomes small and the machine The decrease in strength is suppressed.

凹部の平面形状が、円弧状または渦巻形状に沿った略矩形状であるので、凹部の設計や配置が容易となる。特に、複数配置する場合において、面積を略同一とするような設計が容易となる。 Since the planar shape of the concave portion is a substantially rectangular shape along an arc shape or a spiral shape, the design and arrangement of the concave portion can be facilitated. In particular, in the case of arranging a plurality of them, it becomes easy to design so that the areas are substantially the same.

凹部の深さが、チップシールの厚みの45%以下であるので、摺動面を部分的に切欠いた凹部を備えながら、十分なシール性を担保できる。 Since the depth of the concave portion is 45% or less of the thickness of the chip seal, sufficient sealing performance can be ensured while providing the concave portion with the sliding surface partially cut out.

凹部は、チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部までの長さ方向に離間して摺動面に複数個設置されており、該凹部それぞれの開口長さが、チップシールの展開長さの1~20%であり、隣り合う凹部の間は摺動面の一部であるので、摺動面積が小さくなり、摺動面での摩擦力をより小さくできる。 A plurality of recesses are installed on the sliding surface apart from each other in the length direction from the winding start end to the winding end end of the spiral of the tip seal, and the opening length of each of the recesses is the unfolding of the tip seal. Since it is 1 to 20% of the length and the space between the adjacent recesses is a part of the sliding surface, the sliding area can be reduced and the frictional force on the sliding surface can be further reduced.

また、凹部の平面形状の面積が略同一であるので、シール部位間での摩擦力の差が小さくなり、安定したスクロール部材のスクロールが可能となる。また、凹部が、摺動面に等間隔で複数個設置されているので、上記同様、安定したスクロール部材のスクロールが可能となる。 Further, since the area of the plane shape of the concave portion is substantially the same, the difference in frictional force between the sealed portions becomes small, and stable scrolling of the scroll member becomes possible. Further, since a plurality of recesses are installed on the sliding surface at equal intervals, stable scrolling of the scroll member is possible as described above.

凹部の平面形状が円弧状であり、チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部に向けて、設置されている凹部の円弧半径が連続的または段階的に大きくなるので、凹部の開口長さなどをほぼ同等としながら、凹部の平面形状の面積を凹部間で略同一とできる。 The planar shape of the recess is arcuate, and the radius of the arc of the recess installed is continuously or gradually increased from the winding start end to the winding end end of the spiral of the chip seal, so that the opening of the recess is opened. The area of the planar shape of the recesses can be substantially the same between the recesses while the lengths and the like are almost the same.

本発明のチップシールの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the chip seal of this invention. 図1における凹部周囲の拡大図である。It is an enlarged view around the recess in FIG. 1. チップシールをコンプレッサに組み込んだ状態の断面図である。It is sectional drawing in the state which the chip seal was incorporated in the compressor. 本発明のチップシールの他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the chip seal of this invention. 図4における凹部周囲の拡大図である。It is an enlarged view around the recess in FIG. スクロール型コンプレッサの圧縮機構部の一部断面図である。It is a partial cross-sectional view of the compression mechanism part of a scroll type compressor. 従来のチップシールをコンプレッサに組み込んだ状態の断面図である。It is sectional drawing of the state in which the conventional chip seal is incorporated in a compressor.

本発明のチップシールを適用するスクロール型コンプレッサの圧縮機構部の構造の一例を図6に基づいて説明する。図6は、スクロール型コンプレッサの圧縮機構部の一部断面図である。図6に示すように、スクロール型コンプレッサは、基板14aとその表面に直立する渦巻壁14bを有する固定スクロール14と、基板15aとその表面に直立する渦巻壁15bを有する可動スクロール15とを備えている。固定スクロール14と可動スクロール15が、渦巻壁境界16において相互に偏心状態にかみ合わされて、それらの間に圧縮室12が形成されている。可動スクロール15が固定スクロール14の軸線の周りで公転することにより、圧縮室12が渦巻形状の中心側に移動してガスなどの圧縮が行なわれる。固定スクロール14と可動スクロール15の渦巻壁端面に、渦巻の延長方向に沿ったシール溝13が形成されている。本発明のチップシール11は、シール溝13内に収容され、対向するスクロール基板と摺接して、圧縮室12の密閉性を確保するものである。 An example of the structure of the compression mechanism portion of the scroll type compressor to which the chip seal of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the compression mechanism portion of the scroll type compressor. As shown in FIG. 6, the scroll compressor comprises a fixed scroll 14 having a substrate 14a and an upright swirl wall 14b on its surface, and a movable scroll 15 having a substrate 15a and an upright swirl wall 15b on its surface. There is. The fixed scroll 14 and the movable scroll 15 are meshed with each other in an eccentric state at the spiral wall boundary 16, and a compression chamber 12 is formed between them. As the movable scroll 15 revolves around the axis of the fixed scroll 14, the compression chamber 12 moves toward the center of the spiral shape, and compression of gas or the like is performed. Seal grooves 13 along the extension direction of the spiral are formed on the end faces of the spiral wall of the fixed scroll 14 and the movable scroll 15. The chip seal 11 of the present invention is housed in the seal groove 13 and is in sliding contact with an opposing scroll substrate to ensure the airtightness of the compression chamber 12.

本発明のスクロール型コンプレッサ用チップシールの一例を図1~図3に基づいて説明する。図1は本発明のチップシールをシール面となる相手スクロール部材との摺動面側から見た平面図であり、図2はその一部拡大図であり、図3はこのチップシールをコンプレッサに組み込んだ状態の断面図である。図1に示すように、チップシール1は、断面が略矩形状の長尺部材を渦巻に巻いたような渦巻形状を有する。この渦巻形状は、巻き始め端部2から巻き終わり端部3に向けて徐々に曲率半径が大きくなる形状である。摺動面5が、対向するスクロール基板との摺動面であり、圧縮室内のガスなどをシールするシール面となる。 An example of the tip seal for a scroll type compressor of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a plan view of the chip seal of the present invention as viewed from the sliding surface side with a mating scroll member serving as a sealing surface, FIG. 2 is a partially enlarged view thereof, and FIG. 3 uses this chip seal as a compressor. It is a cross-sectional view of the assembled state. As shown in FIG. 1, the chip seal 1 has a spiral shape as if a long member having a substantially rectangular cross section is spirally wound. This spiral shape is a shape in which the radius of curvature gradually increases from the winding start end portion 2 to the winding end end portion 3. The sliding surface 5 is a sliding surface with the scroll substrate facing the sliding surface, and is a sealing surface for sealing gas or the like in the compression chamber.

チップシール1は、スクロール部材との摺動面5に、この摺動面5を部分的に切欠いた複数の凹部4を有する。複数の凹部4は、渦巻の内周面1bに配置している。なお、凹部4は、外周面1aに配置する形態としてもよく、内周面1bと外周面1aの両方に配置する形態としてもよい。個々の凹部は内周面1bまたは外周面1aに開口するとともに内周面1bと外周面1aとを貫通しない。つまり、複数の凹部4が形成されたチップシール1において、内周面1bの凹部は外周面1aに非貫通であり、外周面1aの凹部は内周面1bに非貫通である。凹部4を摺動面内で閉じた凹部とせずに、摺動面5の縁部を切り欠いて内周面1bまたは外周面1aに開口させた形状とすることで、該凹部に冷凍機油等の潤滑油を導入でき、摺動面への潤滑油の供給が容易になる。また、凹部4を、渦巻の内周面1bと外周面1aのいずれか一方にのみ開口させ、内周面1bと外周面1aとを非貫通とすることで、シール性も担保できる。 The chip seal 1 has a plurality of recesses 4 in which the sliding surface 5 is partially cut out on the sliding surface 5 with the scroll member. The plurality of recesses 4 are arranged on the inner peripheral surface 1b of the spiral. The recess 4 may be arranged on the outer peripheral surface 1a, or may be arranged on both the inner peripheral surface 1b and the outer peripheral surface 1a. The individual recesses open to the inner peripheral surface 1b or the outer peripheral surface 1a and do not penetrate the inner peripheral surface 1b and the outer peripheral surface 1a. That is, in the chip seal 1 in which the plurality of recesses 4 are formed, the recess of the inner peripheral surface 1b does not penetrate the outer peripheral surface 1a, and the recess of the outer peripheral surface 1a does not penetrate the inner peripheral surface 1b. Instead of making the recess 4 a closed recess in the sliding surface, the edge of the sliding surface 5 is cut out so as to be opened in the inner peripheral surface 1b or the outer peripheral surface 1a, so that the recess is filled with refrigerating machine oil or the like. Lubricating oil can be introduced, and the supply of lubricating oil to the sliding surface becomes easy. Further, the sealing property can be ensured by opening the concave portion 4 only in one of the inner peripheral surface 1b and the outer peripheral surface 1a of the spiral and making the inner peripheral surface 1b and the outer peripheral surface 1a non-penetrating.

また、摺動面における凹部の総面積の割合(凹部総面積/(凹部総面積+実摺動面積)×100)が、5~45%であるので、摺動面での摩擦力が効果的に小さくできる。摺動面における凹部の総面積の割合が5%より少ない場合は、摺動面の面圧を効果的に高くすることができず、摩擦力の低減効果が乏しい。また、45%より多くなると凹部からのガス圧が高くなり、反シール面からのガス圧が相殺されて、摺動面の面圧が低下する結果となるため、摩擦力の低減効果が乏しくなる。なお、摺動面における凹部の総面積の割合は、好ましくは7~40%であり、さらに好ましくは10~35%である。なお、実摺動面積は、摺動面から凹部を除いた面積である。 Further, since the ratio of the total area of the recesses on the sliding surface (total recessed area / (total recessed area + actual sliding area) x 100) is 5 to 45%, the frictional force on the sliding surface is effective. Can be made smaller. When the ratio of the total area of the recesses on the sliding surface is less than 5%, the surface pressure of the sliding surface cannot be effectively increased, and the effect of reducing the frictional force is poor. Further, when it is more than 45%, the gas pressure from the recess becomes high, the gas pressure from the anti-sealing surface is canceled out, and the surface pressure of the sliding surface is lowered, so that the effect of reducing the frictional force becomes poor. .. The ratio of the total area of the recesses on the sliding surface is preferably 7 to 40%, more preferably 10 to 35%. The actual sliding area is the area of the sliding surface excluding the recesses.

また、図1に示す形態では、凹部4は、チップシール1の渦巻の巻き始め端部2から巻き終わり端部3までの長さ方向に離間して摺動面5に複数個(図1は44個)並べて設置されている。隣り合う凹部4の間は摺動面5(シール面)の一部である。凹部の個数は、特に限定されず、各々の凹部の大きさを考慮して適宜設定する。例えば、10個~50個、好ましくは30個~50個とする。凹部4は、摺動面5において等間隔で設置することが好ましい。これにより、シール部位間での摩擦力の差が小さくなり、安定したスクロール部材のスクロールが可能となる。 Further, in the form shown in FIG. 1, a plurality of recesses 4 are provided on the sliding surface 5 so as to be separated from each other in the length direction from the winding start end 2 to the winding end 3 of the spiral of the tip seal 1 (FIG. 1 shows). 44) They are installed side by side. The space between the adjacent recesses 4 is a part of the sliding surface 5 (sealing surface). The number of recesses is not particularly limited, and is appropriately set in consideration of the size of each recess. For example, the number is 10 to 50, preferably 30 to 50. The recesses 4 are preferably installed on the sliding surface 5 at equal intervals. As a result, the difference in frictional force between the sealed portions becomes small, and stable scrolling of the scroll member becomes possible.

各々の凹部4の開口長さは、チップシールの展開長さの1%~20%が好ましい。1%~10%がより好ましく、1%~5%がさらに好ましい。開口長さを小さくすることで、個数を多く配置できる。例えば、渦巻きに沿った長い凹部を少ない個数で配置する場合と、短い凹部を複数配置する場合とを比較すると、凹部総面積が同一である場合にも前者よりも後者の方が、チップシールの変形などを抑制しやすく、シール性に優れるため好ましい。なお、チップシールの展開長さとは、渦巻形状の長尺部材を展開した長さであり、これは図1の平面図においてチップシールの幅W方向の中央位置(内周面および外周面から等距離の位置)を結んだ中央線1cの全長である。また、円弧状の凹部の開口長さとは、凹部の内周面または外周面に開口する円弧の最大長さ(図2では4b-4b間の内周面1bに沿った長さ)である。 The opening length of each recess 4 is preferably 1% to 20% of the unfolded length of the chip seal. 1% to 10% is more preferable, and 1% to 5% is even more preferable. By reducing the opening length, a large number can be arranged. For example, comparing the case where a small number of long recesses along the spiral are arranged and the case where a plurality of short recesses are arranged, even when the total area of the recesses is the same, the latter is better than the former for the tip seal. It is preferable because it is easy to suppress deformation and has excellent sealing properties. The unfolded length of the chip seal is the unfolded length of the spiral-shaped long member, which is the central position (from the inner peripheral surface and the outer peripheral surface) in the width W direction of the chip seal in the plan view of FIG. It is the total length of the center line 1c connecting the position of the distance). The opening length of the arc-shaped recess is the maximum length of the arc that opens on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the recess (the length along the inner peripheral surface 1b between 4b-4b in FIG. 2).

図2に示すように、凹部4の平面形状は、円弧状とされている。また、図3に示すように、凹部4の断面形状は矩形とされている。よって、この凹部4は、平面形状を円弧状とし、摺動面5から垂直に一定深さまで形成された形状を有する。このため、この凹部4は、摺動面5での平面形状と、最深部4cでの平面形状が同じである。円弧面4aの円弧半径R(図2参照)とその中心位置は、特に限定されないが、凹部がチップシールの幅方向の中央位置を超えない位置となるように設定することが好ましい。例えば、半径Rは、チップシールのサイズ(渦巻の略外径)が70mmである場合において、R2mm~R4mmとすることが好ましい。中央位置を超えないように複数の凹部を設けることで、高いシール性を維持できる。 As shown in FIG. 2, the planar shape of the concave portion 4 is an arc shape. Further, as shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the recess 4 is rectangular. Therefore, the concave portion 4 has an arcuate planar shape and has a shape formed vertically from the sliding surface 5 to a certain depth. Therefore, the concave portion 4 has the same planar shape at the sliding surface 5 and the planar shape at the deepest portion 4c. The arc radius R (see FIG. 2) of the arc surface 4a and its center position are not particularly limited, but it is preferable to set the recess so as not to exceed the center position in the width direction of the tip seal. For example, the radius R is preferably R2 mm to R4 mm when the size of the tip seal (substantial outer diameter of the spiral) is 70 mm. High sealing performance can be maintained by providing a plurality of recesses so as not to exceed the central position.

凹部4の深さd(図3参照)は、チップシールの厚みの45%以下であることが好ましい。30%以下が好ましく、15%以下がより好ましい。なお、チップシールの厚みTは、摺動面であるシール面から反シール面までの間である。凹部4の深さをチップシールの厚みの45%以下とすることで、チップシールの剛性を維持し、摩耗が進行しても適度に摺動面での摩擦力を低減できる。これにより、摺動面を部分的に切欠いた凹部を設けて摩擦力を低減しつつ、十分なシール性を担保できる。 The depth d of the recess 4 (see FIG. 3) is preferably 45% or less of the thickness of the chip seal. 30% or less is preferable, and 15% or less is more preferable. The thickness T of the chip seal is between the sealing surface, which is a sliding surface, and the non-sealing surface. By setting the depth of the recess 4 to 45% or less of the thickness of the tip seal, the rigidity of the tip seal can be maintained and the frictional force on the sliding surface can be appropriately reduced even if the wear progresses. As a result, it is possible to ensure sufficient sealing performance while reducing the frictional force by providing a recess in which the sliding surface is partially cut out.

また、図2中の拡大図に示すように、渦巻の内周面1bと円弧面4aとの境界部4bは、R形状(例えばR0.5mm以下)とすることが好ましい。このようなR形状を設けることで、内周面とシール溝とが摺接する際に、境界部のエッジをなくすことができ、また、凹部に冷凍機油等の潤滑油を導入しやすくなるので、安定した潤滑状態を維持し、チップシールの局部変形を抑制できる。 Further, as shown in the enlarged view in FIG. 2, the boundary portion 4b between the inner peripheral surface 1b of the spiral and the arc surface 4a is preferably R-shaped (for example, R0.5 mm or less). By providing such an R shape, it is possible to eliminate the edge of the boundary portion when the inner peripheral surface and the seal groove are in sliding contact with each other, and it becomes easier to introduce lubricating oil such as refrigerating machine oil into the recess. A stable lubrication state can be maintained and local deformation of the tip seal can be suppressed.

凹部4の平面形状の面積は、凹部間で略同一であることが好ましい。これにより、シール部位間での摩擦力の差が小さくなり、安定したスクロール部材のスクロールが可能となる。ここで、図1に示すように、本発明のチップシール1は渦巻形状であるため、巻き始め端部2から巻き終わり端部3に向けて徐々に曲率半径が大きくなる形状である。このため、凹部4を単一の円弧形状で統一して、その平面形状の面積を同一とすることはできない。よって、凹部の開口長さなどをほぼ同等としながら、凹部の平面形状の面積を凹部間で略同一とすべく、チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部に向けて、設置されている凹部の円弧半径を連続的または段階的に大きくすることが好ましい。図1に示す形態では、(1)巻き始め端部2からXまで、(2)XからYまで、(3)Yから巻き終わり端部3まで、の3段階に分けて、段階的に凹部の円弧半径を大きくしている。 It is preferable that the area of the planar shape of the recess 4 is substantially the same between the recesses. As a result, the difference in frictional force between the sealed portions becomes small, and stable scrolling of the scroll member becomes possible. Here, as shown in FIG. 1, since the tip seal 1 of the present invention has a spiral shape, the radius of curvature gradually increases from the winding start end portion 2 to the winding end end portion 3. Therefore, it is not possible to unify the recesses 4 into a single arc shape and make the area of the plane shape the same. Therefore, in order to make the area of the plane shape of the recess substantially the same between the recesses while making the opening length of the recess almost the same, the tip seal is installed from the winding start end to the winding end. It is preferable to continuously or stepwise increase the arc radius of the concave portion. In the form shown in FIG. 1, the concave portion is divided into three stages of (1) winding start end 2 to X, (2) X to Y, and (3) Y to winding end end 3. The arc radius of is increased.

チップシール1は、スクロール型コンプレッサにおいて、スクロール部材である固定スクロールと可動スクロールの渦巻壁間に形成された圧縮室をシールするためのシール部材である。図3に示すように、チップシール1は、渦巻壁7のシール溝内に収容され、対向するスクロール基板6と摺接して、圧縮室を密閉している。渦巻壁7とスクロール基板6とは隙間8(対向距離D)を有して対向している。凹部4の深さdと、隙間8の対向距離Dとの関係は、略同一か、凹部4の深さdが僅かに小さい程度が好ましい。チップシール1は、渦巻壁7のシール溝内で隙間をもって収容され、対向するスクロール基板6との間で、ガス9の圧力によりスクロール基板6に向かってシール溝底より浮上する。浮上したチップシール1は、摺動面5でスクロール基板6と、外周面1aで渦巻壁7のシール溝壁7aと摺接し、スクロール部材である固定スクロールと可動スクロールのそれぞれの渦巻壁7とスクロール基板6の渦巻壁間の圧縮室をシールしている。 The chip seal 1 is a seal member for sealing a compression chamber formed between a fixed scroll which is a scroll member and a swirl wall of a movable scroll in a scroll type compressor. As shown in FIG. 3, the chip seal 1 is housed in the seal groove of the spiral wall 7 and is in sliding contact with the facing scroll substrate 6 to seal the compression chamber. The spiral wall 7 and the scroll substrate 6 face each other with a gap 8 (opposing distance D). It is preferable that the relationship between the depth d of the recess 4 and the facing distance D of the gap 8 is substantially the same, or the depth d of the recess 4 is slightly smaller. The chip seal 1 is accommodated in the seal groove of the spiral wall 7 with a gap, and rises from the bottom of the seal groove toward the scroll substrate 6 by the pressure of the gas 9 between the chip seal 1 and the scroll substrate 6 facing each other. The surfaced chip seal 1 is in sliding contact with the scroll substrate 6 on the sliding surface 5 and the seal groove wall 7a of the spiral wall 7 on the outer peripheral surface 1a, and scrolls with the spiral walls 7 of the fixed scroll and the movable scroll, which are scroll members. The compression chamber between the spiral walls of the substrate 6 is sealed.

チップシール1は、摺動面5に上述の凹部4を複数有するので、この凹部4に圧縮室のガス9を一部導入できる。図中の矢印9aと9bは、ガス9から各面に受ける圧力を示したものである。摺動面5を部分的に切欠いた凹部4により、凹部のない従来品(図7)よりも摺動面積自体が小さくなる。図1~図3に示す本発明のチップシール(凹部44個)と、図7に示す従来品のチップシールとは、凹部の有無以外は同寸法である。この場合、実摺動面積は、従来品を100とすると、本発明では75となり、摺動面における凹部の総面積の割合(凹部総面積/(凹部総面積+実摺動面積)×100)は、25%である。実摺動面積が少なくなることで摺動面にかかる面圧が高くなり摩擦係数が小さくなる。その結果、摺動面の摩擦力が小さくなる。また、上記ガスの圧力として示すように、本発明では、チップシール1の反シール面が受けるガス圧を、凹部4に導入されたガスにより凹部底面が受けるガス圧で一部相殺される。しかし、冷凍機油等の潤滑油が摺動面に供給され易くなるため、従来品と比較して摺動面での摩擦力を大きく低減できる。摺動面における凹部の総面積の割合(凹部総面積/(凹部総面積+実摺動面積)×100)は、5~45%であり、45%より多くなると、摺動面にかかる面圧が凹部4に導入されたガスにより低下する結果となる。 Since the chip seal 1 has a plurality of the above-mentioned recesses 4 on the sliding surface 5, a part of the gas 9 in the compression chamber can be introduced into the recesses 4. Arrows 9a and 9b in the figure indicate the pressure received from the gas 9 on each surface. Due to the recess 4 in which the sliding surface 5 is partially cut out, the sliding area itself becomes smaller than that of the conventional product (FIG. 7) having no recess. The chip seal (44 recesses) of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 and the conventional chip seal shown in FIG. 7 have the same dimensions except for the presence or absence of recesses. In this case, the actual sliding area is 75 in the present invention, assuming that the conventional product is 100, and the ratio of the total area of the recesses on the sliding surface (total recess area / (total recess area + actual sliding area) × 100). Is 25%. As the actual sliding area decreases, the surface pressure applied to the sliding surface increases and the friction coefficient decreases. As a result, the frictional force of the sliding surface becomes small. Further, as shown as the pressure of the gas, in the present invention, the gas pressure received by the anti-seal surface of the chip seal 1 is partially offset by the gas pressure received by the bottom surface of the recess by the gas introduced into the recess 4. However, since lubricating oil such as refrigerating machine oil is easily supplied to the sliding surface, the frictional force on the sliding surface can be significantly reduced as compared with the conventional product. The ratio of the total area of the recesses on the sliding surface (total recessed area / (total recessed area + actual sliding area) x 100) is 5 to 45%, and when it exceeds 45%, the surface pressure applied to the sliding surface. Will be reduced by the gas introduced into the recess 4.

本発明のスクロール型コンプレッサ用チップシールの他の例を図4と図5に基づいて説明する。図4は本発明のチップシールをシール面となる相手スクロール部材との摺動面側から見た平面図であり、図5はその一部拡大図である。図4および図5に示すように、チップシール1’は、スクロール部材との摺動面5に、この摺動面5を部分的に切欠いた複数の凹部4を有する。この凹部の形状が、渦巻形状に沿った略矩形状である。矩形の両長辺が渦巻形状に沿った曲線とされており、該凹部は、渦巻の内周面1bに配置され、個々の凹部の矩形長辺の一方側が渦巻の内周面1bに開口している。 Another example of the tip seal for a scroll type compressor of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a plan view of the chip seal of the present invention as viewed from the sliding surface side with the mating scroll member serving as the sealing surface, and FIG. 5 is a partially enlarged view thereof. As shown in FIGS. 4 and 5, the tip seal 1'has a plurality of recesses 4 in which the sliding surface 5 is partially cut out on the sliding surface 5 with the scroll member. The shape of this concave portion is a substantially rectangular shape along the spiral shape. Both long sides of the rectangle are curved along the shape of the spiral, the recesses are arranged on the inner peripheral surface 1b of the spiral, and one side of the long sides of the rectangle of each concave portion opens to the inner peripheral surface 1b of the spiral. ing.

凹部の個数、各々の凹部の開口長さ、凹部の深さなどは、図2に示す円弧状の凹部と同様である。平面形状に関して、凹部がチップシールの幅方向の中央位置を超えない位置となるように設定することが好ましい。 The number of recesses, the opening length of each recess, the depth of the recesses, and the like are the same as those of the arcuate recesses shown in FIG. With respect to the planar shape, it is preferable to set the concave portion so as not to exceed the center position in the width direction of the tip seal.

以上のように、凹部の平面形状を円弧状または渦巻形状に沿った略矩形状とすることで、凹部の設計や配置が容易となり、特に凹部を複数配置する場合において、面積を略同一とするような設計が容易となる。また、各図に基づき、摺動面に凹部を有するチップシールを説明したが、本発明はこれに限定されず、特に凹部の形状に関しては、摺動面を部分的に切欠いた複数の凹部であって、該複数の凹部は渦巻の内周面と外周面の少なくとも一方に配置され、個々の凹部は内周面または外周面に開口するとともに内周面と外周面とを貫通しないのであれば、任意の形状とできる。例えば、凹部の深さを一定深さとせずに、最深部の形状を半球状やテーパ状のような開口側に広がる傾斜面としてもよい。 As described above, by making the planar shape of the concave portion substantially rectangular along the arc shape or the spiral shape, the design and arrangement of the concave portion becomes easy, and the area is substantially the same especially when a plurality of concave portions are arranged. Such a design becomes easy. Further, although a chip seal having a recess on the sliding surface has been described based on each figure, the present invention is not limited to this, and particularly regarding the shape of the recess, a plurality of recesses in which the sliding surface is partially cut out are used. If the plurality of recesses are arranged on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the spiral, and the individual recesses open to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface and do not penetrate the inner peripheral surface and the outer peripheral surface. , Can be any shape. For example, instead of setting the depth of the concave portion to a constant depth, the shape of the deepest portion may be an inclined surface that extends to the opening side such as a hemispherical shape or a tapered shape.

本発明のチップシールは合成樹脂製とすることが好ましい。例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、液晶ポリマーなどの樹脂に、炭素繊維、ウィスカなどの繊維状充填材、テトラフルオロエチレン樹脂粉末などの潤滑剤などが配合された樹脂組成物を用いて射出成形により製造することができる。 The chip seal of the present invention is preferably made of synthetic resin. For example, a resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyetheretherketone (PEEK) resin, or liquid crystal polymer is mixed with a fibrous filler such as carbon fiber or whisker, or a lubricant such as tetrafluoroethylene resin powder. It can be produced by injection molding using a resin composition.

本発明のスクロール型コンプレッサ用チップシールは、シール性を維持しつつ、スクロール部材とチップシールとの摩擦力を低減でき、スクロール部材のスクロール時のトルクを低減できるので、スクロール型コンプレッサに広く適用できる。 The tip seal for a scroll type compressor of the present invention can reduce the frictional force between the scroll member and the tip seal while maintaining the sealing property, and can reduce the torque when the scroll member scrolls, so that it can be widely applied to the scroll type compressor. ..

1 チップシール
2 渦巻の巻き始め端部
3 渦巻の巻き終わり端部
4 凹部
5 摺動面
6 スクロール基板
7 渦巻壁
8 隙間
9 ガス
11 チップシール
12 圧縮室
13 シール溝
14 固定スクロール
15 可動スクロール
16 渦巻壁境界
1 Chip seal 2 Swirl winding start end 3 Swirl winding end end 4 Recess 5 Sliding surface 6 Scroll board 7 Swirl wall 8 Gap 9 Gas 11 Chip seal 12 Compression chamber 13 Seal groove 14 Fixed scroll 15 Movable scroll 16 Swirl Wall boundary

Claims (7)

スクロール部材である固定スクロールと可動スクロールとを備えたスクロール型コンプレッサにおいて、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間に形成される圧縮室をシールするための渦巻形状のチップシールであって、
前記チップシールは、前記スクロール部材との摺動面に、該摺動面を部分的に切欠いた複数の凹部を有し、該複数の凹部は渦巻の内周面と外周面の少なくとも一方に配置され、個々の凹部は内周面または外周面に開口するとともに内周面と外周面とを貫通しておらず、
前記凹部の平面形状は円弧状であり、該チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部に向けて、設置されている前記凹部の円弧半径が連続的または段階的に大きくなることを特徴とするスクロール型コンプレッサ用チップシール。
A spiral-shaped chip seal for sealing a compression chamber formed between the fixed scroll and the movable scroll in a scroll type compressor provided with a fixed scroll and a movable scroll, which are scroll members.
The tip seal has a plurality of recesses in which the sliding surface is partially cut out on a sliding surface with the scroll member, and the plurality of recesses are arranged on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the spiral. The individual recesses open to the inner or outer peripheral surface and do not penetrate the inner and outer peripheral surfaces.
The planar shape of the recess is arcuate, and the radius of the arc of the recess being installed increases continuously or stepwise from the winding start end to the winding end of the spiral of the tip seal. A featured tip seal for scroll compressors.
前記摺動面における前記凹部の総面積の割合(凹部総面積/(凹部総面積+実摺動面積)×100)は、5~45%であることを特徴とする請求項1記載のスクロール型コンプレッサ用チップシール。 The scroll type according to claim 1, wherein the ratio of the total area of the recesses on the sliding surface (total recess area / (total recess area + actual sliding area) x 100) is 5 to 45%. Chip seal for compressor. 前記凹部の深さは、該チップシールの厚みの45%以下であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のスクロール型コンプレッサ用チップシール。 The scroll type compressor chip seal according to claim 1 or 2 , wherein the depth of the recess is 45% or less of the thickness of the chip seal. 前記凹部は、該チップシールの渦巻の巻き始め端部から巻き終わり端部までの長さ方向に離間して前記摺動面に複数個設置されており、該凹部それぞれの開口長さは、チップシールの展開長さの1~20%であり、
隣り合う前記凹部の間は前記摺動面の一部であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項記載のスクロール型コンプレッサ用チップシール。
A plurality of the recesses are provided on the sliding surface at intervals in the length direction from the winding start end to the winding end of the spiral of the tip seal, and the opening length of each of the recesses is the tip. It is 1 to 20% of the unfolded length of the seal,
The tip seal for a scroll type compressor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the space between the adjacent recesses is a part of the sliding surface.
前記凹部の平面形状の面積が、凹部間で略同一であることを特徴とする請求項記載のスクロール型コンプレッサ用チップシール。 The tip seal for a scroll type compressor according to claim 4 , wherein the area of the planar shape of the concave portion is substantially the same between the concave portions. 前記凹部は、前記摺動面に等間隔で複数個設置されていることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項記載のスクロール型コンプレッサ用チップシール。 The tip seal for a scroll type compressor according to any one of claims 1 to 5 , wherein a plurality of the recesses are installed on the sliding surface at equal intervals. 前記チップシールは、合成樹脂製であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項記載のスクロール型コンプレッサ用チップシール。 The chip seal for a scroll type compressor according to any one of claims 1 to 6 , wherein the chip seal is made of synthetic resin.
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