(57)【要約】【課題】  旋回スクロールを軽量化し、またボスプレートの変形のばらつきを抑えることにより、補助クランク機構の寿命を延ばす。【解決手段】  旋回スクロール８の板体８Ａの裏面には、３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間に対応する位置の接触面積低密度領域Ｌ1に冷却フィン１３を配置せず、旋回スクロール８の軸中心Ｏ2と３個の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置と軸中心Ｏ2と各補助クランク取付凹部９Ｂとを結ぶ位置との接触面積高密度領域Ｈ1には、多くの冷却フィン１３を配置して先端部１３Ａをボスプレート９の表面に接触させる。これにより旋回スクロール８には、強度面で必要な部分だけに冷却フィン１３を設けることができ、大きな負荷によって変形しようとする部位だけを支持することができ、ボスプレート９に生じる変形を全体で均一にすることができる。【選択図】        図４
2010084592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシングおよび該ケーシングに固定して設けられ板体に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールからなる固定側部材と、
該固定側部材のケーシング内に回転可能に設けられ先端部がクランク部となった駆動軸と、
前記固定側部材の固定スクロールと対向して前記ケーシング内に旋回可能に設けられ、板体の表面に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設されると共に、板体の裏面に複数の冷却フィンが立設された旋回スクロールと、
該旋回スクロールの裏面側に位置し表面が前記各冷却フィンの先端に取付けられ、裏面の中央位置に前記駆動軸のクランク部を取付けるためのボス部が設けられると共に裏面の外周側に周方向に間隔をもって複数個の補助クランク取付凹部が設けられたボスプレートと、
該ボスプレートの各補助クランク取付凹部と前記固定側部材との間にそれぞれ設けられ、旋回スクロールの自転を防止する複数個の補助クランク機構とからなるスクロール式流体機械において、
前記冷却フィンは、前記旋回スクロールの中央位置から前記ボスプレートの各補助クランク取付凹部に対応する位置までの領域で前記ボスプレートに接触する単位面積当たりの接触密度が、残余の領域で前記ボスプレートに接触する接触密度よりも高くなるように配置する構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
前記各冷却フィンの接触密度が高い高密度領域は、前記ボスプレートの各補助クランク取付凹部に対向する複数の位置に配置され、前記補助クランク取付凹部と旋回スクロールのラップ部とが接近した位置では前記高密度領域を小さく形成し、前記補助クランク取付凹部と旋回スクロールのラップ部とが離間した位置では前記高密度領域を大きく形成する構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【請求項３】
前記各冷却フィンの接触密度が低い前記残余の領域では、前記各冷却フィンの高さ寸法を小さく設定し該各冷却フィンを前記ボスプレートから離間させる構成としてなる請求項１または２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記各冷却フィンの接触密度が低い前記残余の領域では、前記各冷却フィンの配置間隔を広く設定し、または各冷却フィンの厚さ寸法を小さく設定し、または各冷却フィンの長さ寸法を小さく設定する構成としてなる請求項１または２に記載のスクロール式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気圧縮機、真空ポンプ等として好適に用いられるスクロール式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スクロール式流体機械としては、例えば電動モータ等の駆動源により旋回スクロールを固定スクロールに対し旋回駆動することによって、両スクロール間の圧縮室内で空気等の流体を連続的に圧縮する構成としたスクロール式圧縮機が知られている。
【０００３】
この種の従来技術によるスクロール式圧縮機は、筒状のケーシングと、該ケーシングに固定して設けられ板体に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記ケーシング内に回転可能に設けられ先端部がクランク部となった駆動軸と、前記固定スクロールと対向して前記ケーシング内に旋回可能に設けられ、板体の表面に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設されると共に、板体の裏面に複数の冷却フィンが立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールの裏面側に位置し表面が前記各冷却フィンの先端に取付けられ、裏面の中央位置に前記駆動軸のクランク部を取付けるためのボス部が設けられると共に外周側に周方向に間隔をもって複数個の補助クランク取付凹部が設けられたボスプレートと、該ボスプレートの各補助クランク取付凹部と前記ケーシングとの間にそれぞれ設けられ、前記旋回スクロールの自転を防止する複数個の補助クランク機構とにより大略構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７０１３号公報
【０００５】
このスクロール式圧縮機は、圧縮運転を行うと、圧縮室等で発生した熱によって温度上昇するが、この熱を旋回スクロール等に設けた複数の放熱フィンから冷却風中に放熱することにより、各スクロールを冷却している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術によるスクロール式流体機械では、旋回スクロールの板体の背面に複数の冷却フィンを立設し、該各冷却フィンの先端にボスプレートを取付ける構成としている。この場合、複数の冷却フィンは、冷却風を流通するために平行に並べて配置しているから、その長さ方向で板体の強度を高めることができるものの、この長さ方向に直交する方向では強度を高めることができない。従って、旋回スクロールの剛性は、各冷却フィンの延び方向とこれに直交する方向で異なってしまうから、旋回スクロールは圧縮運転時の負荷や熱による変形量が部分毎に異なってしまう。
【０００７】
これにより、旋回スクロールに取付けられたボスプレートも変形量がばらつくから、複数個の補助クランク機構のうち、一部の補助クランク機構に傾きやずれが生じて大きな摩擦抵抗が発生することがあり、軸受等が損傷して補助クランク機構の寿命が低下するという問題がある。
【０００８】
また、旋回スクロールの板体の表面に立設したラップ部は、渦巻状に形成されているから、この渦巻状のラップ部によって板体の強度が不均一になってしまう。これにより、ラップ部によって旋回スクロールの剛性にばらつきが生じるから、板体が部分的に変形することがあり、前述したように、ボスプレートの変形による応力集中で補助クランク機構の寿命が短くなるという問題がある。
【０００９】
このように、旋回スクロールの剛性にばらつきがある場合には、例えば冷却フィンを厚肉にしたり、各冷却フィンと直交する方向にリブを形成するなどの対策が考えられる。しかし、これらの対策では、旋回スクロールの重量が増大して運転効率が低下する上に、冷却風が流れ難くなって旋回スクロールの温度が上昇し、熱変形が大きくなってしまう。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、旋回スクロールを軽量化しつつボスプレートの変形のばらつきを抑えることにより、補助クランク機構の寿命を延ばすことができるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるスクロール式流体機械は、筒状のケーシングおよび該ケーシングに固定して設けられ板体に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールからなる固定側部材と、該固定側部材のケーシング内に回転可能に設けられ先端部がクランク部となった駆動軸と、前記固定側部材の固定スクロールと対向して前記ケーシング内に旋回可能に設けられ、板体の表面に前記固定スクロールのラップ部と重なり合って複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップ部が立設されると共に、板体の裏面に複数の冷却フィンが立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールの裏面側に位置し表面が前記各冷却フィンの先端に取付けられ、裏面の中央位置に前記駆動軸のクランク部を取付けるためのボス部が設けられると共に裏面の外周側に周方向に間隔をもって複数個の補助クランク取付凹部が設けられたボスプレートと、該ボスプレートの各補助クランク取付凹部と前記固定側部材との間にそれぞれ設けられ、旋回スクロールの自転を防止する複数個の補助クランク機構とからなる。
【００１２】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記冷却フィンは、前記旋回スクロールの中央位置から前記ボスプレートの各補助クランク取付凹部に対応する位置までの領域で前記ボスプレートに接触する単位面積当たりの接触密度が、残余の領域で前記ボスプレートに接触する接触密度よりも高くなるように配置する構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、各冷却フィンは旋回スクロールの板体の必要な部分だけに設けることにより、旋回スクロールを軽量化することができ、運転効率を高めることができる。また、ボスプレートの変形のばらつきを抑えることができ、補助クランク機構の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械として、スクロール式空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１５】
まず、図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１はスクロール式空気圧縮機の外形を構成するケーシングで、該ケーシング１は、後述の固定スクロール２と共に固定側部材を構成するものである。また、ケーシング１は、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として軸方向の一側がほぼ閉塞され、他側が開口した段付筒状体として形成されている。即ち、ケーシング１は、大径筒部１Ａと、該大径筒部１Ａよりも小径な筒状に形成され該大径筒部１Ａの軸方向の一側から外側に向けて突出した小径な軸受筒部１Ｂと、該軸受筒部１Ｂと前記大径筒部１Ａとの間に形成された環状部１Ｃとにより大略構成されている。
【００１６】
さらに、ケーシング１には、環状部１Ｃの外周側に複数個、例えば３個の補助クランク取付凹部１Ｄが設けられている。ここで、３個の補助クランク取付凹部１Ｄは、後述する補助クランク機構１２のクランク軸１２Ｃ等が回転自在に取付けられるもので、周方向に約１２０度毎となる等間隔で配置されている。
【００１７】
２はケーシング１の大径筒部１Ａの開口端側に固定して設けられた固定スクロールで、該固定スクロール２は、ケーシング１と共に固定側部材を構成するものである。また、固定スクロール２は、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として円板状に形成された鏡板と呼ばれる板体２Ａと、該板体２Ａの旋回スクロール８との対向面となる表面に立設された渦巻状のラップ部２Ｂと、該ラップ部２Ｂを取囲む位置で前記板体２Ａの外周側に設けられ、大径筒部１Ａの開口端にボルト止めされる筒状の支持部２Ｃとにより大略構成されている。さらに、固定スクロール２には、板体２Ａの裏面に位置して複数の冷却フィン２Ｄが突設されている。
【００１８】
また、３は固定スクロール２に設けられた例えば２個の吸込口で、該各吸込口３は、板体２Ａの外周側から支持部２Ｃにかけて開口し、後述する外周側の圧縮室１１に連通している。そして、吸込口３は、吸込フィルタ３Ａを通じて外周側の圧縮室１１内に空気を流通させるものである。
【００１９】
一方、４は固定スクロール２の板体２Ａの中央位置に設けられた吐出口で、該吐出口４は、最中心側の圧縮室１１に連通している。これにより、吐出口４は、最中心側の圧縮室１１内の圧縮空気を吐出パイプ４Ａから外部に吐出するものである。
【００２０】
５はケーシング１の軸受筒部１Ｂに軸受６，７を介して回転可能に設けられた駆動軸である。この駆動軸５は、モータ（図示せず）によって駆動されることにより、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として回転し、後述の旋回スクロール８を旋回動作させるものである。また、駆動軸５のケーシング１内の先端部は、軸線Ｏ1−Ｏ1に対して一定の寸法δだけ径方向に偏心したクランク部５Ａとなっている。このクランク部５Ａは、後述の旋回軸受１０を介してボスプレート９に設けられたボス部９Ａに回転可能に連結されている。
【００２１】
８は固定スクロール２と対向してケーシング１の大径筒部１Ａ内に旋回可能に設けられた旋回スクロールを示している。この旋回スクロール８は、中央位置となる軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とする鏡板と呼ばれる円板状の板体８Ａと、該板体８Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部８Ｂと、前記板体８Ａの裏面に設けられた後述の冷却フィン１３とにより大略構成されている。
【００２２】
９は旋回スクロール８の裏面側に取付けられたボスプレートである。このボスプレート９は、図１、図２に示すように、軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とする円板からなり、その表面が各冷却フィン１３の先端に当接した状態で該各冷却フィン１３に対しボルト止めされている。一方、ボスプレート９の裏面中央位置には、筒状のボス部９Ａが突設され、該ボス部９Ａには、駆動軸５のクランク部５Ａが旋回軸受１０を介して取付けられている。
【００２３】
また、ボスプレート９の裏面には、例えば３個の補助クランク取付凹部９Ｂが周方向に約１２０度毎となる等間隔で配置されている。これらの取付凹部９Ｂは、ケーシング１の補助クランク取付凹部１Ｄと対向する位置に配設されている。そして、３個の補助クランク取付凹部９Ｂには、後述する補助クランク機構１２のクランク軸１２Ｃ等が回転自在に取付けられている。
【００２４】
ここで、旋回スクロール８とボスプレート９は、駆動軸５のクランク部５Ａの偏心寸法δだけ径方向に偏心た軸線Ｏ2−Ｏ2の位置に配置されている。この状態で、旋回スクロール８のラップ部８Ｂは、固定スクロール２のラップ部２Ｂと重なり合うように配置され、これらのラップ部２Ｂ，８Ｂの間には、複数の圧縮室１１が形成されている。
【００２５】
そして、旋回スクロール８とボスプレート９は、駆動軸５によって旋回駆動され、後述の補助クランク機構１２によって自転が規制されることにより、固定スクロール２に対して旋回運動を行う。これにより、複数の圧縮室１１のうち外周側の圧縮室１１は、固定スクロール２の外周側に設けられた吸込口３から空気を吸込み、この空気は圧縮室１１内で旋回スクロール８の旋回動作に伴って連続的に圧縮される。そして、中心側の圧縮室１１は、固定スクロール２に設けられた吐出口４から圧縮空気を外部に向けて吐出する。
【００２６】
１２はケーシング１とボスプレート９との間に設けられた補助クランク機構で、該補助クランク機構１２は、旋回スクロール８の自転を防止すると共に、各圧縮室１１で空気を圧縮したときの軸方向の負荷をケーシング１との間で支持するものである。また、補助クランク機構１２は、ケーシング１の補助クランク取付凹部１Ｄとボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂとの間に位置し、これらと同様に３個設けられている（図１中に１個のみ図示）。
【００２７】
ここで、３個の補助クランク機構１２は、ケーシング１の補助クランク取付凹部１Ｄ内に取付けられた軸受１２Ａと、ボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂ内に取付けられた軸受１２Ｂと、一端がケーシング１の補助クランク取付凹部１Ｄに軸受１２Ａを介して回転自在に取付けられ、他端がボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂに軸受１２Ｂを介して回転自在に取付けられたクランク軸１２Ｃとによって構成されている。
【００２８】
次に、第１の実施の形態の特徴部分である旋回スクロール８の冷却フィン１３について、図３、図４等を参照して説明する。
【００２９】
即ち、図３、図４において、１３は旋回スクロール８を構成する板体８Ａの裏面に立設された複数の冷却フィンを示している。これらの冷却フィン１３は、図面では左，右方向に延びる長方形状の板状体を上，下方向にほぼ等しい間隔をもって重ねるように配置されている。そして、各冷却フィン１３の先端部１３Ａには、ボスプレート９の表面が一体的に取付けられている。
【００３０】
また、複数の冷却フィン１３は、旋回スクロール８の中央位置からボスプレート９の外径側の３個の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置までの領域Ｈ1で、前記ボスプレート９に接触する単位面積当たりの接触密度が、残余の領域Ｌ1で前記ボスプレート９に接触する接触面積の密度よりも高くなるように配置する構成としている。この場合、ボスプレート９の残余の領域Ｌ1とは、周方向で隣合う補助クランク取付凹部９Ｂの間の領域となっている。
【００３１】
詳しく述べると、旋回スクロール８の板体８Ａのうちボスプレート９の３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間の残余の領域Ｌ1に対応する位置には、冷却フィン１３が配置されていない。従って、各補助クランク取付凹部９Ｂ間の領域Ｌ1では、冷却フィン１３がボスプレート９に接触していないから、この残余の領域Ｌ1は、冷却フィン１３がボスプレート９に接触する面積の密度が低い接触面積低密度領域Ｌ1となっている。
【００３２】
これに対し、旋回スクロール８の中央位置となる軸中心Ｏ2と、３個の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置と、軸中心Ｏ2から各補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置までの領域Ｈ1には、それぞれ多くの冷却フィン１３が配置されている。従って、領域Ｈ1では、各冷却フィン１３の殆どの先端部１３Ａがボスプレート９の表面に接触しているから、この領域Ｈ1は、単位面積当たりで冷却フィン１３の先端部１３Ａがボスプレート９の表面に接触する面積が大きい、即ち、接触密度が高い接触面積高密度領域Ｈ1となっている。
【００３３】
第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００３４】
まず、モータによって駆動軸５を軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として回転駆動すると、駆動軸５のクランク部５Ａに取付けられた旋回スクロール８とボスプレート９は、偏心寸法δをもって旋回動作する。これにより、固定スクロール２のラップ部２Ｂと旋回スクロール８のラップ部８Ｂとの間に形成された各圧縮室１１のうち、外周側の圧縮室１１は、固定スクロール２の外周側に設けた吸込口３から空気を吸込み、この空気を連続的に圧縮しつつ、中心側の圧縮室１１から吐出口４を介して圧縮空気を吐出する。
【００３５】
この圧縮運転時に、各補助クランク機構１２は、旋回スクロール８の自転を防止しつつ、この旋回スクロール８を固定スクロール２に対して旋回動作させている。また、圧縮運転時には、各圧縮室１１の圧力が軸方向の負荷となって旋回スクロール８に作用するが、この負荷は、ボスプレート９と３個の補助クランク機構１２で支持することができる。
【００３６】
一方、圧縮運転時には、各スクロール２，８等が摩擦熱、圧縮熱等によって温度上昇する。そこで、冷却ファンからの冷却風を固定スクロール２の各冷却フィン２Ｄ、旋回スクロール８の各冷却フィン１３に供給し、各スクロール２，８を冷却する。
【００３７】
ここで、各圧縮室１１の圧力による軸方向の負荷は、旋回スクロール８の中央からボスプレート９に作用し、このボスプレート９に作用した負荷は、外周側の３個の補助クランク機構１２によって支持される。このために、ボスプレート９には、軸方向の負荷が作用する軸中心Ｏ2の位置と、負荷を各補助クランク機構１２を介してケーシング１側に支持させるために設けられた３個の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置と、軸中心Ｏ2の位置と３個の補助クランク取付凹部９Ｂとを結ぶ位置とに大きな負荷が作用する。このように、ボスプレート９に部分的に作用する過大な負荷は、熱膨張等と共に３個の補助クランク取付凹部９Ｂの位置関係や形状自体を歪ませるから、一部の補助クランク機構１２に応力が集中することがあり、異常摩耗や損傷を生じる虞がある。
【００３８】
然るに、第１の実施の形態によれば、旋回スクロール８の板体８Ａの裏面には、３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間の接触面積低密度領域Ｌ1に冷却フィン１３を配置せず、旋回スクロール８の軸中心Ｏ2の位置から３個の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置までの接触面積高密度領域Ｈ1には、多くの冷却フィン１３を配置して先端部１３Ａをボスプレート９の表面に接触させている。
【００３９】
これにより、旋回スクロール８に設けた複数の冷却フィン１３は、ボスプレート９に設けた３個の補助クランク取付凹部９Ｂの周方向の間で前記ボスプレート９の表面に接触する接触密度よりも、前記旋回スクロール８の軸中心Ｏ2から３個の補助クランク取付凹部９Ｂと対応する位置でボスプレート９の表面に接触する接触密度を高くすることができる。
【００４０】
従って、旋回スクロール８には、接触面積高密度領域Ｈ1のように必要な部分だけに冷却フィン１３を設けて剛性を得ることができ、これらの冷却フィン１３の先端部１３Ａをボスプレート９の表面に接触させることにより、大きな負荷によって変形しようとする部位だけを支持して変形を抑えることができ、ボスプレート９に生じる変形を全体で均一にすることができる。
【００４１】
この結果、旋回スクロール８には、例えば負荷や熱に対する剛性が不足する部分だけに冷却フィン１３を設けることができるから、旋回スクロール８を軽量化することができ、圧縮運転するときの運転効率を高めることができる。また、各冷却フィン１３間には冷却風を十分に流通させることができ、旋回スクロール８等を効果的に冷却することができる。
【００４２】
しかも、各冷却フィン１３は、負荷が大きな部分を選んでボスプレート９に接触させているから、該ボスプレート９の変形のばらつきを抑えて補助クランク取付凹部９Ｂの変形、位置ずれ等を防止でき、各補助クランク機構１２の寿命を延ばすことができる。
【００４３】
次に、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各冷却フィンの接触密度が高い高密度領域は、ボスプレートの各補助クランク取付凹部に対向する複数の位置に配置され、補助クランク取付凹部と旋回スクロールのラップ部とが接近した位置では高密度領域を小さく形成し、補助クランク取付凹部と旋回スクロールのラップ部とが離間した位置では高密度領域を大きく形成する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４４】
図５、図６において、２１は旋回スクロール８の裏面に設けられた第２の実施の形態による複数の冷却フィンを示している。複数の冷却フィン２１は、前述した第１の実施の形態による冷却フィン１３とほぼ同様に、左，右方向に延びる長方形状の板状体を上，下方向にほぼ等しい間隔をもって重ねるように配置する構成としている。しかし、第２の実施の形態による各冷却フィン２１は、接触面積高密度領域Ｈ1のうち３個の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する配置場所Ａ，Ｂ，Ｃで、各冷却フィン２１を設ける範囲を適宜に変更している点で、第１の実施の形態による各冷却フィン１３と相違している。
【００４５】
詳しくは、図６において、旋回スクロール８の右下側に位置する各冷却フィン２１の配置場所Ａでは、軸方向の負荷を支持するための補助クランク取付凹部９Ｂの中心位置と強度部材となる旋回スクロール８のラップ部８Ｂとが小さな距離寸法ａとなって接近している。この場合、補助クランク取付凹部９Ｂを支持する旋回スクロール８の配置場所Ａは、ラップ部８Ｂによって剛性を高めることができる。これにより、配置場所Ａでは、各冷却フィン２１の先端部２１Ａがボスプレート９に接触する接触密度の高い領域を小さくしても、この位置の補助クランク取付凹部９Ｂの変形を抑える強度を得ることができる。
【００４６】
また、旋回スクロール８の上側に位置する各冷却フィン２１の配置場所Ｂでは、補助クランク取付凹部９Ｂの中心位置とラップ部８Ｂとの距離が、配置場所Ａでの距離寸法ａよりも大きな寸法ｂとなっているから、この配置場所Ｂは、配置場所Ａよりもラップ部８Ｂによる剛性が低くなる。そこで、配置場所Ｂでは、配置場所Ａよりもラップ部８Ｂによる剛性が低くなる分だけ、各冷却フィン２１を延ばしたり、枚数を増やしたりすることで、各冷却フィン２１の先端部２１Ａがボスプレート９に接触する接触密度の高い領域を大きくしている。これにより、配置場所Ｂでは、補助クランク取付凹部９Ｂの変形を抑えるのに適した強度を得ることができる。
【００４７】
さらに、旋回スクロール８の左下側に位置する各冷却フィン２１の配置場所Ｃでは、補助クランク取付凹部９Ｂの中心位置とラップ部８Ｂとの距離が、配置場所Ｂでの距離寸法ｂよりも大きな寸法ｃとなっているから、この配置場所Ｃは、配置場所Ｂよりも剛性が低くなる。そこで、配置場所Ｃでは、配置場所Ｂよりもラップ部８Ｂによる剛性が低くなる分だけ、各冷却フィン２１の先端部２１Ａがボスプレート９に接触する接触密度の高い領域を大きくすることにより、補助クランク取付凹部９Ｂの変形を抑えるのに適した強度を得ている。
【００４８】
かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、補助クランク取付凹部９Ｂがラップ部８Ｂに最も接近した配置場所Ａでは、各冷却フィン２１がボスプレート９に接触する単位面積当たりの接触密度の高い領域を小さくし、これよりも補助クランク取付凹部９Ｂがラップ部８Ｂから離間した配置場所Ｂでは、配置場所Ａよりも各冷却フィン２１がボスプレート９に接触する接触密度の高い領域を大きくし、さらに補助クランク取付凹部９Ｂがラップ部８Ｂから最も離間した配置場所Ｃでは、各冷却フィン２１がボスプレート９に接触する接触密度の高い領域を最も大きくする構成としている。
【００４９】
この結果、補助クランク取付凹部９Ｂを支持するのにラップ部８Ｂが寄与する分を考慮し、各冷却フィン２１を配置しているから、ボスプレート９の変形を全体で均一にすることができる。また、各冷却フィン２１を設ける範囲を最小限に抑えることができ、更なる軽量化によって運転効率をより一層高めることができる。
【００５０】
次に、図７および図８は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各冷却フィンの接触密度が低い残余の領域では、各冷却フィンの高さ寸法を小さく設定し各冷却フィンをボスプレートから離間させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５１】
図７、図８において、３１は旋回スクロール８の裏面に設けられた第３の実施の形態による複数の冷却フィンを示している。複数の冷却フィン３１は、前述した第１の実施の形態による冷却フィン１３とほぼ同様に、左，右方向に延びる板状体を上，下方向にほぼ等しい間隔をもって重ねるように配置する構成としている。
【００５２】
しかし、第３の実施の形態による各冷却フィン３１は、旋回スクロール８の板体８Ａのほぼ全面に設けられている点と、３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間に位置する接触面積低密度領域Ｌ1では、各冷却フィン３１の一部を先端部３１Ａよりも高さ寸法が小さな低部３１Ｂとしている点とで、第１の実施の形態による冷却フィン１３と相違している。これにより、各低部３１Ｂの位置では、各冷却フィン３１がボスプレート９の表面に接触していない。
【００５３】
なお、各冷却フィン３１がボスプレート９に接触する接触面積高密度領域Ｈ1では、第２の実施の形態による配置場所Ａ，Ｂ，Ｃと同様に、ラップ部８Ｂの強度が寄与する分を考慮し、配置場所Ａ、配置場所Ｂ、配置場所Ｃの順番で各冷却フィン３１の先端部３１Ａがボスプレート９に接触する接触密度が高い領域を大きくしている。
【００５４】
かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、各冷却フィン３１は、各補助クランク取付凹部９Ｂの間の接触面積低密度領域Ｌ1に対応する位置を高さ寸法が小さな低部３１Ｂとすることにより、旋回スクロール８の板体８Ａの全面に設けることができる。これにより、各冷却フィン３１の放熱面積を大きくすることができ、旋回スクロール８等を確実に冷却することができる。
【００５５】
次に、図９および図１０は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各冷却フィンの接触密度が低い残余の領域では、高さ寸法と長さ寸法が小さな複数の冷却フィンを配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５６】
図９、図１０において、４１は旋回スクロール８の裏面に立設された第４の実施の形態による複数の冷却フィンを示している。該各冷却フィン４１は、前述した第２の実施の形態による冷却フィン２１とほぼ同様に、接触面積高密度領域Ｈ1に設けられ、その先端部４１Ａがボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂに対応する位置等に接触している。
【００５７】
また、４２は接触面積低密度領域Ｌ1に位置して旋回スクロール８の裏面に立設された複数のミニ冷却フィンで、該各ミニ冷却フィン４２は、高さ寸法と長さ寸法が小さな板状体からなり、例えば互い違いに配置（千鳥配置）されている。ここで、各ミニ冷却フィン４２は、高さ寸法が小さいからボスプレート９の表面に接触していない。また、長さ寸法が小さなミニ冷却フィン４２を互い違いに配置することで、冷却風の流れに乱れを発生させることができ、放熱性を高めることができる。さらに、各ミニ冷却フィン４２は、長さ寸法が小さいから、旋回スクロール８の強度部材として作用することはない。
【００５８】
かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態によれば、複数のミニ冷却フィン４２を互い違いに配置する構成としているから、各ミニ冷却フィン４２によって冷却風の流れに乱れを発生させることができる。これにより、冷却風への熱伝達を促進することができ、冷却性能を高めることができる。
【００５９】
次に、図１１および図１２は本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、ボスプレートに対する各冷却フィンの接触密度を低く設定する領域では、各冷却フィンの配置間隔を広く設定する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６０】
図１１、図１２において、５１は旋回スクロール８の裏面に立設された第５の実施の形態による複数の冷却フィンを示している。該各冷却フィン５１は、前述した第２の実施の形態による冷却フィン２１とほぼ同様に、接触面積高密度領域Ｈ1に設けられ、その先端部５１Ａがボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂ等に対応する位置に接触している。
【００６１】
また、５２は接触面積低密度領域Ｌ1に位置して旋回スクロール８の裏面に複数立設された他の冷却フィンである。これら他の冷却フィン５２は、前述した冷却フィン５１とほぼ同様の高さ寸法をもった長方形状の板状体から形成され、その先端部５２Ａがボスプレート９に接触している。そして、各冷却フィン５２は、ボスプレート９に対する接触密度を低く設定する領域に配置されている。そこで、各冷却フィン５２は、接触面積高密度領域Ｈ1の各冷却フィン５１の配置間隔よりも広い間隔をもって配置されている。
【００６２】
かくして、このように構成された第５の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第５の実施の形態によれば、３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間の接触面積低密度領域Ｌ1に配置した他の冷却フィン５２は、接触面積高密度領域Ｈ1の各冷却フィン５１の配置間隔よりも広い間隔をもって配置しているから、フィン形状を変更することなく、ボスプレート９に対する接触密度を低くすることができる。
【００６３】
次に、図１３および図１４は本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各冷却フィンの接触密度が低い残余の領域では、各冷却フィンの厚さ寸法を小さく設定する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
図１３、図１４において、６１は旋回スクロール８の裏面に立設された第６の実施の形態による複数の冷却フィンを示している。該各冷却フィン６１は、前述した第２の実施の形態による冷却フィン２１とほぼ同様に、接触面積高密度領域Ｈ1に設けられ、その先端部６１Ａがボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂ等に対応する位置に接触している。
【００６５】
また、６２は接触面積低密度領域Ｌ1に位置して旋回スクロール８の裏面に立設された複数の薄型冷却フィンである。これらの薄型冷却フィン６２は、前述した冷却フィン６１とほぼ同様の板状体から形成され、その先端部６２Ａがボスプレート９に接触している。そして、各薄型冷却フィン６２は、ボスプレート９に対する接触密度を低く設定する領域に配置されている。そこで、各薄型冷却フィン６２は、接触面積高密度領域Ｈ1の各冷却フィン６１の厚さ寸法よりも小さな厚さ寸法となる薄板として形成されている。
【００６６】
かくして、このように構成された第６の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第６の実施の形態によれば、３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間の接触面積低密度領域Ｌ1に配置した薄型冷却フィン６２は、接触面積高密度領域Ｈ1の冷却フィン６１の厚さ寸法よりも小さな薄板として形成しているから、簡単な構成でボスプレート９に対する接触密度を低くすることができる。
【００６７】
次に、図１５および図１６は本発明の第７の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、各冷却フィンの接触密度が低い前記残余の領域では、各冷却フィンの長さ寸法を小さく設定する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６８】
図１５、図１６において、７１は旋回スクロール８の裏面に立設された第７の実施の形態による複数の冷却フィンを示している。該各冷却フィン７１は、前述した第２の実施の形態による冷却フィン２１とほぼ同様に、接触面積高密度領域Ｈ1に設けられ、その先端部７１Ａがボスプレート９の補助クランク取付凹部９Ｂ等に対応する位置に接触している。
【００６９】
また、７２は接触面積低密度領域Ｌ1に位置して旋回スクロール８の裏面に立設された冷却フィンとしての複数の冷却ピンである。これらの冷却ピン７２の先端部７２Ａはボスプレート９に接触している。そして、各冷却ピン７２は、ボスプレート９に対する接触面積の密度を低く設定する領域に配置されている。そこで、各冷却ピン７２は、接触面積高密度領域Ｈ1の各冷却フィン７１の長さ寸法よりも小さな長さ寸法、即ち、最も長さ寸法が小さな軸体状に形成されている。
【００７０】
かくして、このように構成された第７の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第７の実施の形態によれば、３個の補助クランク取付凹部９Ｂの間に対応する接触面積低密度領域Ｌ1に配置した冷却ピン７２は、接触面積高密度領域Ｈ1の冷却フィン７１の長さ寸法よりも小さな軸体として形成しているから、簡単な構成でボスプレート９に対する接触密度を低くすることができる。
【００７１】
次に、図１７ないし図１９は本発明の第８の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、ボスプレートに補助クランク取付凹部を４個設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７２】
図１７において、８１は第８の実施の形態による旋回スクロールで、該旋回スクロール８１は、第１の実施の形態による旋回スクロール８とほぼ同様に、円板状の板体８１Ａの表面に渦巻状のラップ部８１Ｂが立設され、板体８１Ａの裏面に後述の冷却フィン８３が設けられている。
【００７３】
８２は旋回スクロール８１の裏面側に取付けられた第８の実施の形態によるボスプレートで、該ボスプレート８２は、第１の実施の形態によるボスプレート９とほぼ同様に、円板状に形成され、裏面中央位置に筒状のボス部８２Ａが突設されている。しかし、第８の実施の形態によるボスプレート８２は、ボス部８２Ａの周囲に４個の補助クランク取付凹部８２Ｂが周方向に約９０度毎となる等間隔で配置されている点で、第１の実施の形態によるボスプレート９と相違している。
【００７４】
８３は旋回スクロール８１を構成する板体８１Ａの裏面に立設された複数の冷却フィンを示している（図１８参照）。これらの冷却フィン８３は、第１の実施の形態による冷却フィン１３とほぼ同様に、左，右方向に延びる長方形状の板状体を上，下方向にほぼ等しい間隔をもって重ねるように配置されている。そして、各冷却フィン８３の先端部８３Ａは、ボスプレート８２の表面に接触している。
【００７５】
しかし、第８の実施の形態による冷却フィン８３は、図１９に示す如く、旋回スクロール８１の中央位置となる軸中心Ｏ2と、４個の補助クランク取付凹部８２Ｂに対応する位置と、軸中心Ｏ2と各補助クランク取付凹部８２Ｂとを結ぶ位置との接触面積高密度領域Ｈ2に配置され、残余の接触面積低密度領域Ｌ2に配置されていない点で、第１の実施の形態による冷却フィン１３と相違している。
【００７６】
詳しくは、旋回スクロール８１の右下側に位置する各冷却フィン８３の配置場所Ｄでは、補助クランク取付凹部８２Ｂの中心位置と旋回スクロール８１のラップ部８１Ｂとの距離寸法が小さな寸法ｄとなっている。この場合、補助クランク取付凹部８２Ｂを支持する旋回スクロール８１の配置場所Ｄでは、ボスプレート８２に対する各冷却フィン８３の接触密度の高い領域を小さくしている。
【００７７】
また、旋回スクロール８１の右上側に位置する各冷却フィン８３の配置場所Ｅでは、補助クランク取付凹部８２Ｂの中心位置とラップ部８１Ｂとの距離寸法が、配置場所Ｄでの距離寸法ｄよりも大きな寸法ｅとなっている。従って、配置場所Ｅでは、配置場所Ｄよりもラップ部８１Ｂによる剛性が低くなる分だけ、ボスプレート８２に対する各冷却フィン８３の接触密度の高い領域を大きくしている。
【００７８】
また、旋回スクロール８の左上側に位置する各冷却フィン８３の配置場所Ｆでは、補助クランク取付凹部８２Ｂの中心位置とラップ部８１Ｂとの距離寸法が、配置場所Ｅでの距離寸法ｅよりも大きな寸法ｆとなっている。従って、配置場所Ｆでは、配置場所Ｅよりもラップ部８１Ｂによる剛性が低くなる分だけ、ボスプレート８２に対する各冷却フィン８３の接触密度の高い領域を大きくしている。
【００７９】
さらに、旋回スクロール８の左下側に位置する各冷却フィン８３の配置場所Ｇでは、補助クランク取付凹部８２Ｂの中心位置とラップ部８１Ｂとの距離寸法が、配置場所Ｆでの距離寸法ｆよりも大きな寸法ｇとなっている。従って、配置場所Ｇでは、配置場所Ｆよりもラップ部８１Ｂによる剛性が低くなる分だけ、ボスプレート８２に対する各冷却フィン８３の接触密度の高い領域を大きくしている。
【００８０】
かくして、このように構成された第８の実施の形態においても、前述した各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第８の実施の形態によれば、４個の補助クランク機構１２を取付けることができるから、旋回スクロール８１を安定的に支持することができる。
【００８１】
なお、第２の実施の形態では、３個の補助クランク取付凹部９Ｂのうち旋回スクロール８のラップ部８Ｂに接近した補助クランク取付凹部９Ｂに対応する冷却フィン２１の配置場所Ａでは、ボスプレート９に対する各冷却フィン１３の接触密度の高い領域を小さくし、旋回スクロール８のラップ部８Ｂから離間した補助クランク取付凹部９Ｂに対応する冷却フィン２１の配置場所Ｃでは、ボスプレート９に対する各冷却フィン１３の接触密度の高い領域を大きくすることにより、補助クランク取付凹部９Ｂを支持する場合にラップ部８Ｂによる剛性を考慮してボスプレート９の変形を全体で均一にしている。
【００８２】
しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２０に示す変形例のように、３箇所の配置場所Ａ′，Ｂ′，Ｃ′の領域をほぼ同じ大きさにし、それぞれの配置場所Ａ′，Ｂ′，Ｃ′に配置した冷却フィン９１，９２，９３の厚さ寸法を順次厚くして、接触密度を互いに相違させる構成としてもよい。この場合でも、補助クランク取付凹部９Ｂを支持する場合にラップ部８Ｂによる剛性を考慮してボスプレート９の変形を全体で均一にすることができる。また、厚さ寸法を調整する以外にも、配置間隔、長さ寸法等をそれぞれの配置場所に応じて調整する構成としてもよい。これらの構成は、他の実施の形態についても同様に適用することができるものである。
【００８３】
また、各実施の形態では、ケーシング１と旋回スクロール８に取付けられたボスプレート９との間に補助クランク機構１２を設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば固定スクロールとボスプレートとの間に補助クランク機構を設ける構成としてもよい。
【００８４】
さらに、各実施の形態では、スクロール式流体機械として空気を圧縮するスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば冷媒圧縮機等のスクロール式流体機械にも広く適用できるものである。
【００８５】
以上の各実施の形態で述べたように、請求項１の発明によれば、旋回スクロールに設けた複数の冷却フィンは、ボスプレートに設けた複数個の補助クランク取付凹部の周方向の間に対応する領域で前記ボスプレートの表面に接触する単位面積当たりの接触密度よりも、前記旋回スクロールの中央位置から各補助クランク取付凹部に対応する位置までの領域でボスプレートの表面に接触する接触密度を高くすることができる。
【００８６】
従って、旋回スクロールには、例えば負荷や熱に対する剛性が不足する部分だけに冷却フィンを設けることができ、これらの冷却フィンの先端部をボスプレートの表面に接触させることにより、大きな負荷等によって変形しようとする部位だけを支持して変形を抑えることができ、ボスプレートに生じる変形を全体で均一にすることができる。
【００８７】
この結果、旋回スクロールには、冷却フィンを必要な部位だけに設けることができるから、旋回スクロールを軽量化することができ、圧縮運転するときの運転効率を高めることができる。また、各冷却フィン間には冷却風を十分に流通させることができ、旋回スクロール等を効果的に冷却することができる。
【００８８】
しかも、各冷却フィンは、負荷が大きな部分を選んでボスプレートに接触させているから、該ボスプレートの変形のばらつきを抑えて補助クランク取付凹部の変形、位置ずれ等を防止でき、各補助クランク機構等の寿命を延ばすことができる。
【００８９】
請求項２の発明によれば、旋回スクロールの渦巻状のラップ部の強度が補助クランク取付凹部を支持するのに不均等に寄与するが、ラップ部が寄与する分の剛性を考慮し、各冷却フィンを配置することができる。これにより、ボスプレートの変形を全体で均一にすることができる。また、各冷却フィンの枚数、設置面積を最小限にすることができ、軽量化によって運転効率をより一層高めることができる。
【００９０】
請求項３の発明によれば、高さ寸法が小さな冷却フィンを、該冷却フィンの接触密度を低く設定する領域に設けることができる。これにより、冷却フィンを旋回スクロールの板体の全面に設けることができるから、各冷却フィンの放熱面積を大きくすることができ、旋回スクロール等を確実に冷却することができる。
【００９１】
請求項４の発明によれば、配置間隔を広くした各冷却フィン、または厚さ寸法を小さくした各冷却フィン、または長さ寸法を小さくした各冷却フィンを、該冷却フィンの接触密度を低く設定する領域に設けることができる。これにより、冷却フィンを旋回スクロールの板体の全面に設けることができるから、各冷却フィンの放熱面積を大きくすることができ、旋回スクロール等を確実に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】旋回スクロールとボスプレートとを組立てた状態で示す拡大斜視図である。
【図３】旋回スクロールを単体で示す斜視図である。
【図４】図３の旋回スクロールを示す正面図である。
【図５】第２の実施の形態による旋回スクロールを示す斜視図である。
【図６】図５の旋回スクロールを示す正面図である。
【図７】第３の実施の形態による旋回スクロールを示す斜視図である。
【図８】図７の旋回スクロールを示す正面図である。
【図９】第４の実施の形態による旋回スクロールを示す斜視図である。
【図１０】図９の旋回スクロールを示す正面図である。
【図１１】第５の実施の形態による旋回スクロールを示す斜視図である。
【図１２】図１１の旋回スクロールを示す正面図である。
【図１３】第６の実施の形態による旋回スクロールを示す斜視図である。
【図１４】図１３の旋回スクロールを示す正面図である。
【図１５】第７の実施の形態による旋回スクロールを示す斜視図である。
【図１６】図１５の旋回スクロールを示す正面図である。
【図１７】第８の実施の形態による旋回スクロールとボスプレートとを組立てた状態で示す拡大斜視図である。
【図１８】図１７の旋回スクロールを単体で示す斜視図である。
【図１９】図１８の旋回スクロールを示す正面図である。
【図２０】変形例による旋回スクロールを示す正面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  ケーシング（固定側部材）
２  固定スクロール（固定側部材）
２Ａ，８Ａ，８１Ａ  板体
２Ｂ，８Ｂ，８１Ｂ  ラップ部
５  駆動軸
５Ａ  クランク部
８，８１  旋回スクロール
９，８２  ボスプレート
９Ａ，８２Ａ  ボス部
９Ｂ，８２Ｂ  補助クランク取付凹部
１１  圧縮室
１２  補助クランク機構
１３，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８３，９１，９２，９３  冷却フィン
１３Ａ，２１Ａ，３１Ａ，４１Ａ，４２Ａ，５１Ａ，５２Ａ，６１Ａ，６２Ａ，７１Ａ，７２Ａ，８３Ａ  先端部
３１Ｂ  低部
４２  ミニ冷却フィン
５２  他の冷却フィン
６２  薄型冷却フィン
７２  冷却ピン（冷却フィン）
Ｈ1，Ｈ2  接触面積高密度領域
Ｌ1，Ｌ2  接触面積低密度領域（残余の領域）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ａ′，Ｂ′，Ｃ′  配置場所
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ  距離寸法
【図１】
2010084592.tif 000003
【図２】
2010084592.tif 000004
【図３】
2010084592.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010084592.tif 000007
【図６】
2010084592.tif 000008
【図７】
2010084592.tif 000009
【図８】
2010084592.tif 000010
【図９】
2010084592.tif 000011
【図１０】
2010084592.tif 000012
【図１１】
2010084592.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2010084592.tif 000015
【図１４】
2010084592.tif 000016
【図１５】
2010084592.tif 000017
【図１６】
2010084592.tif 000018
【図１７】
2010084592.tif 000019
【図１８】
2010084592.tif 000020
【図１９】
2010084592.tif 000021
【図２０】
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