(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシングに固着され、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、基端側が前記ケーシングに回転可能に支持され、先端側がクランクとなった駆動軸と、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合う渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールを前記駆動軸のクランクに回転可能に支持するため、前記鏡板の裏側に設けられた旋回軸受とからなるスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロールの鏡板裏面に立設されたフィンと、
前記ケーシングの前記旋回スクロールに対向する面に前記フィンの側面と対向する側面を持った静止部材とを設け、
前記旋回スクロールが旋回運動をする際にできる前記鏡板の描く軌跡を正射影してできる図形の範囲内に前記静止部材の少なくとも一部を位置させ、かつ、前記フィンと前記静止部材とを交互に配置したことを特徴とするスクロール式流体機械。
【請求項２】
前記旋回スクロールが旋回運動をしている場合に前記フィンの側面が前記静止部材の側面から最も離間したときの距離が前記駆動軸の偏心量の２倍よりも大きく、最も近接したときには、前記フィンの側面が前記静止部材の側面に微小隙間をもって対向する請求項１に記載のスクロール式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空気圧縮機や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無給油式のスクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに固着され、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、基端側が前記ケーシングに回転可能に支持され、先端がクランクとなった駆動軸と、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合う渦巻状のラップ部が立設され、裏面側にボス部が設けられた旋回スクロールと、該旋回スクロールを前記駆動軸のクランクに回転自在に支持するため、前記ボス部に設けられた旋回軸受とから構成されている。
【０００３】
そして、この種のスクロール式流体機械を空気圧縮機として用いる場合には、圧縮運転時に発生する圧縮熱によって滞熱した旋回スクロール及び固定スクロールを冷却するために、固定スクロール及び旋回スクロールの鏡板裏面に放熱用のフィンを立て、この部分にファンとダクトで強制的に送風するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記スクロール式流体機械において、圧縮効率を高めるためにはスクロールを従来以上に冷却することが考えられるが、このためにより大きなファンを設けたのでは、重量が増大し、また、大きなファンを廻すだけの電気エネルギーも必要になる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明のスクロール式流体機械は、ケーシングと、該ケーシングに固着され、鏡板に渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、基端側が前記ケーシングに回転可能に支持され、先端側がクランクとなった駆動軸と、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合う渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、該旋回スクロールを前記駆動軸のクランクに回転可能に支持するため、前記鏡板の裏側に設けられた旋回軸受とからなるスクロール式流体機械において、前記旋回スクロールの鏡板裏面に立設されたフィンと、前記ケーシングの前記旋回スクロールに対向する面に前記フィンの側面と対向する側面を持った静止部材とを設け、前記旋回スクロールが旋回運動をする際にできる前記鏡板の描く軌跡を正射影してできる図形の範囲内に前記静止部材の少なくとも一部を位置させ、かつ、前記フィンと前記静止部材とを交互に配置したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明のスクロール式流体機械は、旋回スクロールが旋回運動すると、フィンの側面と静止部材の側面との間隔が変化することにより、フィンと静止部材との間で空気の吸排が行われて対流が起き、この対流によってフィンが冷却される。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の第１実施例を図１および図２を用いて説明する。
図１は第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａの全体構造を示す断面図を示し、図２は図１のａ−ａ面でのフィン２と静止部材４との断面図を示す。
【０００８】
６はスクロール式空気圧縮機Ａの外枠を形成するケーシングを示し、該ケーシング６は、筒状の側面６Ａと後板とから円筒形に形成され、前側が開口したケーシング本体６Ｂと、スクロール部とモータ部とを隔てる隔壁６Ｃとから大略構成されている。前記隔壁６Ｃはケーシング前面より若干後退した位置に設けられており、前記ケーシング６の前面と隔壁６Ｃとの間には、後述のフィン２と静止部材４とが設けられ、さらにケーシングの側面６Ａには後述の通気孔２４、２４が設けられている。
【０００９】
１０はケーシングの軸受部８に軸受を介して回転自在に軸支された駆動軸を示し、該駆動軸１０の先端側はケーシング６のスクロール側へと伸長してクランク１０Ａとなり、該クランク１０Ａの軸線は駆動軸１０の軸線とに対して所定寸法だけ偏心している。また、該駆動軸１０は軸受部８の一端側からモータ部に突出し、その突出端側にはモータ部の回転子（図示せず）が設けられている。
【００１０】
１２はケーシング６の前面に図示しないボルト等を介して固着された固定スクロールを示し、該固定スクロール１２は、円形の平板状に形成された鏡板１２Ａと、該鏡板１２Ａの外縁側から突出し、前記前面に衝合された取付フランジ１２Ｂと、前記鏡板１２Ａの表面に立設され、該鏡板１２Ａの中心側が巻始め端となり、外周側が巻終り端となった渦巻状のラップ部１２Ｃと、前記鏡板１２Ａの裏面に並列に多数立設されたフィン１２Ｄとから大略構成されている。
【００１１】
また、固定スクロール１２のフランジ１２Ｂの図中上側には、後述の圧縮室１４に連通する吸込口１６が開口され、該固定スクロールの鏡板１２Ａ中央部には吐出口１８が穿設されており、該吐出口１８の一側開口部は前記圧縮室１４に開口すると共に、他端開口部は空気タンク（図示せず）へと連通するようになっている。
【００１２】
２０は固定スクロール１２と対向するようにケーシング６のケーシング本体６Ｂ内に配設された旋回スクロールを示し、該旋回スクロール２０は、円板状に形成された鏡板２０Ａと該鏡板２０Ａの表面に立設され、該鏡板２０Ａの中心側が巻始め端となり、外周側が巻終り端となった渦巻状のラップ部２０Ｂから大略構成されている。そして、該旋回スクロール本体２０のラップ部２０Ｂは、前述の固定スクロール１２のラップ部１２Ｃと所定角度だけずらして重なり合う様に配設され、固定スクロール１２のラップ部１２Ｃと旋回スクロール本体２０のラップ部２０Ｂとの間に複数の圧縮室１４が形成されている。そして、前記旋回スクロール２０は旋回軸受２２を介して駆動軸１０のクランク１０Ａに回転自在に取り付けられている。また、鏡板２０Ａ裏面の外周側には複数の補助クランク（図示せず）が設けられていて、前記旋回スクロール２０の自転を防止している。
【００１３】
そして、電動モータにより駆動軸１０が回転し、旋回スクロール本体（旋回スクロール２０）が旋回運動すると、各圧縮室１４のうち最低圧側となる最外周側の圧縮室１４内に固定スクロール１２の吸込口１６を介して外部の空気が吸い込まれ、この空気を各圧縮室１４内で順次圧縮しつつ、各圧縮室１４のうち中央側に位置する高圧の圧縮室１４に順次送りこみ、高圧となった空気は最高圧側の圧縮室１４から固定スクロール１２の吐出口１８を介して外部の空気タンク等（図示せず）に吐出される。
【００１４】
さらに、旋回スクロール２０の鏡板２０Ａ裏面には図２に示すように、複数のフィン２Ａ、２Ｂ、・・（全体としてフィン２とする）が並列に立設され、このフィンに対向するようにケーシング６の隔壁６Ｃ前面、即ちケーシング６の旋回スクロール２０に対向する面には複数の静止部材４Ａ、４Ｂ、・・（全体として静止部材４とする）が鏡板２０Ａの描く軌跡を隔壁６Ｃに正射影した図形２６内に静止部材４の一部がかかるように設けられている。複数の静止部材４はそれぞれ前記フィン２間に位置することにより、フィン２と静止部材４とは鏡板２０Ａの径方向に交互に配置されている。なお、この静止部材４は前記フィンと同様の形状をしているが、隔壁６Ｃに固定されているために静止部材という。
【００１５】
旋回スクロール２０が旋回運動をしている場合には、フィン２は静止部材４に近接離間を繰り返しており、フィン２の側面が静止部材４の側面から最も離間しているときにはクランク１０Ａの偏心量の２倍よりも大きい距離を持つことにより、フィン２と静止部材４に接触することがない。
【００１６】
静止部材４Ａの側面４ａと、フィン２Ａの側面２ｂとは平行であり、かつ、静止部材４Ａの側面４ａはフィン２Ａの側面２ｂと、図２中上方から見たときに重なり合うように設けられている。フィン２の端面２ｃ（図１参照）は静止部材４の底部側端部、即ち隔壁６Ｃの面と微小隙間をもって対向しており、静止部材４の先端４ｃは鏡板２０Ａと微小隙間をもって対向している。また、フィン２と静止部材４の周辺に外気を供給するための通気孔２４、２４がケーシング側面６Ａに設けられている。
【００１７】
次にスクロール式空気圧縮機Ａの冷却作用について、フィン２と静止部材４との間にどのようにして対流が起きるのかを図３を用いて説明する。図３は空気圧縮機Ａのａ−ａ面でのフィン２と静止部材４の断面の一部を拡大したものである。
【００１８】
旋回スクロール２０が旋回運動をしているときには、フィン２Ａ、フィン２Ｂと、静止部材４Ａとの位置関係は図の▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼→▲１▼のように変化し、これを繰り返している。図中の破線の矢印は気流を表わしたものであり、また、円弧状の矢印はフィンの動いていく方向を表わしたものである。
【００１９】
▲１▼はフィン２Ａと静止部材４Ａとが離脱した状態であり、これからフィン２Ｂの静止部材４Ａ側の面２ａと、静止部材４Ａのフィン２Ｂ側の面４ｂとが接近し、フィン２Ａの静止部材４Ａ側の面２ｂと、静止部材４Ａのフィン２Ａ側の面４ａが離れていく途中である。この段階で、面２ａと面４ｂとの間の空間が狭くなっていくため、面２ａと面４ｂとの間より流出する気流が発生し、面２ｂと面４ａとの空間が広がっていくため、面２ｂと面４ａとの間より流入する気流が発生している。
【００２０】
▲２▼は面２ａと面４ｂが最接近し、微小隙間をもって対向したところである。このときの微小隙間が小さいほど、フィン２と静止部材４の間の空間の空気の置換率を大きくすることができるため、微小隙間はクランク１０Ａの偏心量の１０％以下であることが望ましい。さらには、５％以下であるとなおよい。静止部材４Ａの反対面４ａとフィン２Ａの面２ｂはこの状態では最も離れた位置にある。この状態以降、フィン２は矢印の方向に動いてゆくので、面２ａと面４ｂとの間隔は拡大していき、面２ｂと面４ａとの間隔は縮小していく。フィン２の端面と静止部材４の端面とはそれぞれ、静止部材４の底面と鏡板２０Ａとに微小隙間をもって対向しているため、フィン２の側面と静止部材４の側面との間隔の変化は、それに対応する空間の体積の変化となり、面２ａと面４ｂとに間に流入する気流と、面２ｂと面４ａとの間から流出する気流が発生する。
【００２１】
▲３▼は面２ａと面４ｂとの間隔は拡大していき、面２ｂと面４ａとの間隔は縮小していく途中である。従って、面２ａと面４ｂとに間に流入する気流と、面２ｂと面４ａとの間から流出する気流が発生している。
【００２２】
▲４▼は面２ｂと面４ａとが最接近し、微小隙間をもって対向したところである。面２ａと面４ｂとはこの状態では最も離れた位置にある。この状態以降、フィン２は矢印の方向に動いてゆくので、面２ｂと面４ａとの間隔は拡大していき、面２ａと面４ｂとの間隔は縮小していく。従って、これまでとは逆に、面２ｂと面４ａとの間には流入する気流が発生し、面２ａと面４ｂとの間には流出する気流が発生する。
【００２３】
この動作、即ちフィン２と静止部材４との近接離間が、全てのフィン２と静止部材４との間で順次繰り返されて空気の吸排が行われる結果、フィン２と静止部材４との間に流入する気流と、流出する気流とが常時発生し、この対流によってフィン２の放熱が促進される。また、フィン２と静止部材４との雰囲気は、気流によって撹拌され、通気孔２４より若干のフレッシュエアを供給することにより、フィン２の放熱によって温まった空気がよどむことがない。旋回スクロール１２が旋回運動をしているときには旋回スクロール１２は常に発熱しており、それと同時にフィン２と静止部材４とによって冷却作用をもたらすことができる。
【００２４】
またフィン２Ｂは静止部材４Ａに近接離間して空気の吸排を行うと同時に、静止部材４Ｂに対しても近接離間を繰り返し、ここでも空気の吸排が行われる。従って、フィン２Ｂの両側面で気流が発生していることになり、フィン２Ｂは両側面から冷やされ、冷却効果は静止部材４Ｂがないときよりも大きくなる。全てのフィン２に対して同様の効果がいえる。
【００２５】
また、フィン２と静止部材４が平行に設けてあり、このため、フィン２と静止部材４との間隔がお互いに接触しない程度にまで狭くできることから、フィン２と静止部材４が微小隙間で対向したときにはフィン２と静止部材４との間の温められた空気がほとんど押し出され、この後、フィン２と静止部材４との間隔が広がっていく際にまわりの空気を吸い込む格好になるため、フィン２と静止部材４との間の空間の空気の置換率が大きくなり、冷却効果を増すことができる。
【００２６】
なお、本実施例ではフィン２の側面上の点は、対向する静止部材４の側面に対して全て同じ距離を持っているが、静止部材４に対して他の部分よりも小さい距離を持った部分があってもよい。例えば、図４のように静止部材４に対してフィン２が傾いて設けられていたり、図５のようにフィン２の側面に突起した部分があったり、図６のようにフィン２の側面が曲線であったりした場合には、静止部材４に対してより小さな距離を持った部分が空気を押し出すようになり、旋回スクロールの旋回する方向に気流が発生するため、フィン２の放熱を促進することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施例の空気圧縮機Ｂを図７を用いて説明する。図７は、第１実施例の空気圧縮機Ａのａ−ａ面に相当する面での、空気圧縮機Ｂのフィン３２と静止部材３４の断面を示す。なお、フィン３２と静止部材３４以外は第１実施例と同一構成なので、説明を省略し、フィン３２と静止部材３４についてのみ説明する。
【００２８】
旋回スクロール２０の鏡板裏面２０Ａには図に示すように、複数のフィン３２Ａ、３２Ｂ、・・（全体としてフィン３２とする）が放射状に設けられ、ケーシング６の隔壁６Ｃ前面には同じく図に示すように複数の扇形の静止部材３４Ａ、３４Ｂ、・・（全体として静止部材３４とする）が鏡板２０Ａの描く軌跡を隔壁６Ｃに正射影した図形２６内に静止部材３４の一部がかかるように設けられている。複数の静止部材３４はそれぞれ前記フィン３２間に位置することにより、フィン３２と静止部材３４とは鏡板２０Ａの周方向に交互に配置されている。隣合うフィン３２同士のなす角度と、静止部材３４の扇形の角度は同じ角度になっている。フィン３２の端面は静止部材３４の底面と微小隙間をもって対向しており、静止部材３４の先端は鏡板２０Ａと微小隙間をもって対向している。図に示すように、隣合うフィン３２同士は鏡板２０Ａ中央部で接する部分が鏡板２０Ａ中央方向に凸な円弧壁３６で連結されており、全てのフィン３２が同様に連結されている。中央部にはクランクピンを連通させるための穴があいている。
【００２９】
旋回スクロール２０が旋回運動をしている場合には、フィン３２は静止部材３４に近接離間を繰り返しており、フィン３２の側面が静止部材３４の側面から最も離間しているときにはクランク１０Ａの偏心量の２倍よりも大きい距離を持つことにより、フィン３２と静止部材３４に接触することがない。
【００３０】
なお、静止部材３４は扇形の中実体になっているが、フィン３２に対向するＶ字形の壁があれば、中空体や単なるＶ字形の壁であってもよい。
【００３１】
次にスクロール式空気圧縮機Ｂの冷却作用について、フィン３２と静止部材３４との間にどのようにして対流が起きるのかを図８を用いて説明する。図８は、第１実施例の空気圧縮機Ａのａ−ａ面に相当する面での、空気圧縮機Ｂのフィン３２と静止部材３４の断面の一部を拡大したものである。
【００３２】
旋回スクロール２０が旋回運動をしているときには、フィン３２と、静止部材３４との位置関係は図の▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼→▲１▼のように変化し、これを繰り返している。図中の破線の矢印は気流を表わしたものであり、また、円弧状の矢印はフィンの動いていく方向を表わしたものである。
【００３３】
▲１▼は隣合う２枚のフィン３２Ａ、３２Ｂと円弧壁３６Ｂによって形成されるＶ字形の頂点と静止部材３４Ａの扇形の頂点３４ｃが最も離脱した状態であり、これからフィン３２Ｂの静止部材３４Ａ側の側面３２ｂと、静止部材３４Ａのフィン３２Ｂ側の側面３４ｂが接近し、フィン３２Ａの静止部材３４Ａ側の側面３２ａと、静止部材３４Ａのフィン３２Ａ側の側面３４ａが離れていく途中である。この段階で、面３２ｂと面３４ｂとの間の空間が狭くなっていくため、面３２ｂと面３４ｂとの間より流出する気流が発生し、面３２ａと面３４ｂとの間の空間が広がっていくため、面３２ａと面３４ｂとの間より流入する気流が発生している。
【００３４】
▲２▼は面３２ｂと面３４ｂとが最接近し、微小隙間をもって対向したところである。このときの微小隙間が小さいほど、フィン３２と静止部材３４の間の空間の空気の置換率を大きくすることができるため、微小隙間はクランク１０Ａの偏心量の１０％以下であることが望ましい。さらには、５％以下であるとなおよい。静止部材３４Ａの反対面３４ａとフィン３２Ａの面３２ａはこの状態では最も離れた状態にある。この状態以降、フィン３２は矢印の方向に動いてゆくので、面３２ｂと面３４ｂとの間隔は拡大していき、面３２ａと面３２ａとの間隔は縮小していく。フィン３２の端面と静止部材３４の端面とはそれぞれ、静止部材３４の底面と鏡板２０Ａとに微小隙間をもって対向しているため、フィン３２の側面と静止部材３４の側面との間隔の変化は、それに対応する空間の体積の変化となり、面３２ｂと面３４ｂとに間に流入する気流と、面３２ａと面３２ａとの間から流出する気流が生じる。
【００３５】
▲３▼はちょうど静止部材３４Ａの扇形の頂点３４ｃがフィン３２Ａ、３２Ｂをつなぐ円弧壁３６の中央付近にさしかかったところで、扇形の頂点３４ｃと円弧壁３６との距離が最も小さくなったところである。面３２ｂと面３４ｂとの間の空間は拡大途中であり、面３２ａと面３４ａとの空間は縮小途中であるので、流入する気流と流出する気流は相変わらず持続する。
【００３６】
▲４▼は面３２ａと面３４ａとが最接近し、微小隙間をもって対向したところである。面３２ｂと面３４ｂとはこの状態では最も離れた位置にある。この状態以降、フィン３２は矢印の方向に動いてゆくので、面３２ａと面３４ａとの間隔は拡大していき、面３２ｂと面３４ｂとの間隔は縮小していく。従って、これまでとは逆に、面３２ａと面３４ａとの間には流入する気流が発生し、面３２ｂと面３４ｂとの間には流出する気流が発生する。
【００３７】
この動作、即ちフィン３２と静止部材３４との近接離間が、全てのフィン３２と静止部材３４との間で順次繰り返されて空気の吸排が行われる結果、フィン３２と静止部材３４との間に流入する気流と、流出する気流とが常時発生し、この対流によってフィン３２の放熱が促進される。また、フィン３２と静止部材３４との雰囲気は、気流によって撹拌され、通気孔２４より若干のフレッシュエアを供給することにより、フィン３２の放熱によって温まった空気がよどむことがない。旋回スクロール１２が旋回運動をしているときには旋回スクロール１２は常に発熱しており、それと同時にフィン２と静止部材４とによって冷却作用をもたらすことができる。
【００３８】
またフィン３２Ｂは静止部材３４Ａに近接離間して空気の吸排を行うのと同時に、静止部材３４Ｂに対しても近接離間を繰り返し、ここでも空気の吸排が行われる。従って、フィン３２Ｂの両側面で気流が発生していることになり、フィン３２Ｂは両側面から冷やされ、冷却効果は静止部材３４Ｂがないときよりも大きくなる。全てのフィン３２に対して同様に効果がいえる。
【００３９】
さらに、本実施例では、フィン３２と静止部材３４との間に起きる気流は、面３２ｂ、円弧壁３６Ｂ、面３２ａに沿って、ほぼ一定方向に流れるため、第１実施例よりもさらにフィン３２の放熱を促進することができる。
【００４０】
なお、本実施例では、フィン３２の側面と静止部材３４の側面とが共にＶ字形の相似形になっているが、Ｕ字形の相似形で形成されたフィン３２と静止部材３４を用いてもよい。
【００４１】
次に、本発明の第３実施例の空気圧縮機Ｃを図９を用いて説明する。図９は、第１実施例の空気圧縮機Ａのａ−ａ面に相当する面での、空気圧縮機Ｃのフィン３２、４２と静止部材４４の断面の一部を拡大したものである。なお、フィン４２と静止部材４４以外は第１実施例と同一構成なので、説明を省略し、フィン４２と静止部材４４についてのみ説明する。
【００４２】
旋回スクロール２０裏面には、第２実施例の空気圧縮機Ｂに設けられているフィン３２と同様のフィン３２が、旋回スクロール２０の鏡板２０Ａ裏面全体に放射状に複数個設けられている。また、隣合う２枚のフィン３２で形成されるＶ字形の内側にさらに小さなＶ字形のフィン４２がそれぞれに設けられている。ケーシング６の隔壁６Ｃ全面には、図に示すようなＶ字形の静止部材４４が、鏡板２０Ａの描く軌跡を隔壁６Ｃに正射影した図形２６内に静止部材４４の一部がかかるように設けられている。フィン３２、４２の端面は静止部材４４の底面と微小隙間をもって対向しており、静止部材４４の先端は鏡板２０Ａと微小隙間をもって対向している。
【００４３】
隣合う２枚のフィン３２Ａ、３２Ｂと円弧壁３６Ｂによって形成されるＶ字形の内側にさらに小さなＶ字形のフィン４２Ａが設けられている。フィン４２ＡのＶ字形の角度は隣合う２枚のフィン３２Ａ、３２Ｂのなす角度と同じ角度になっている。隔壁６Ｃには同じく図に示すようなＶ字形の静止部材４４Ａが、鏡板２０Ａと重ね合わせたときにフィン３２Ａ、３２Ｂとフィン４２Ａとの間に挟まれるように設けられていて、フィン３２、４２と静止部材４４とは鏡板２０Ａの周方向にフィンと静止部材とが交互になるように配置されている。
【００４４】
旋回スクロール２０が旋回運動をしている場合には、フィン４２は静止部材４４に近接離間を繰り返しており、フィン４２の側面が静止部材４４の側面から最も離間しているときにはクランク１０Ａの偏心量の２倍よりも大きい距離を持つことにより、フィン４２と静止部材４４に接触することがない。
【００４５】
次にスクロール式空気圧縮機Ｃの冷却作用について、フィン３２、４２と静止部材４４との間にどのようにして対流が起きるのかを図９を用いて説明する。図９は、第１実施例の空気圧縮機Ａのａ−ａ面に相当する面での、空気圧縮機Ｃのフィン３２、４２と静止部材４４の断面の一部を拡大したものである。
【００４６】
旋回スクロール２０が旋回運動をしているときには、フィン３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａと静止部材４４Ａとの位置関係は図の▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼→▲１▼のように変化し、これを繰り返している。図中の破線の矢印は気流を表わしたものであり、また、円弧状の矢印はフィンの動いていく方向を表わしたものである。
【００４７】
このときにフィン３２Ａ、３２Ｂと静止部材４４Ａとの間に起こる気流とその冷却作用は、第２実施例の空気圧縮機Ｂの冷却作用を同様なので、ここでは説明を省略し、フィン４２Ａと静止部材４４Ａとの間に起こる気流とその冷却作用について説明する。
【００４８】
▲１▼はフィン４２ＡのＶ字形の頂点４２ｃと静止部材４４ＡのＶ字形の内側の頂点４４ｃとが最も近づいた状態であり、これからフィン４２Ａの外側の側面のうち片側の面４２ａと、静止部材４４Ａの内側の側面のうち面４２ａ側の面４４ａが接近し、フィン４２Ａの外側の側面のうち面４２ａでない方の面４２ｂと、静止部材４４Ａの内側の側面のうち面４２ｂ側の面４４ｂとが離れていく途中である。この段階で、面４２ａと面４４ａとの間の空間が狭くなっていくため、面４２ａと面４４ａとの間より流出する気流が発生し、面４２ｂと面４４ｂとの間の空間が広がっていくため、面４２ｂと面４４ｂとの間より流入する気流が発生している。
【００４９】
▲２▼は面４２ａと面４４ａとが最接近し、微小隙間をもって対向したところである。このときの微小隙間が小さいほど、フィン４２と静止部材４４の間の空間の空気の置換率を大きくすることができるため、微小隙間はクランク１０Ａの偏心量の１０％以下であることが望ましい。さらには、５％以下であるとなおよい。静止部材４４Ａの反対面４４ｂとフィン４２Ａの面４２ｂはこの状態では最も離れた状態にある。この状態以降、フィン４２は矢印の方向に動いてゆくので、面４２ａと面４４ａとの間隔は拡大していき、面４２ｂと面４４ｂとの間隔は縮小していく。従って、これまでとは逆に、面４２ａと面４４ａとの間には流入する気流が発生し、面４２ｂと面４４ｂとの間には流出する気流が発生する。
【００５０】
▲３▼はフィン４２ＡのＶ字形の頂点４２ｃの頂点と静止部材４４ａのＶ字形の内側の頂点４４ｃとが最も近づいた状態である。面４２ａと面４４ａとの間の空間は拡大途中であり、面４２ｂと面４４ｂとの空間は縮小途中であるので、流入する気流と流出する気流は相変わらず持続する。
【００５１】
▲４▼は面４２ｂと面４４ｂとが最接近し、微小隙間をもって対向したところである。面４２ａと面４４ａとはこの状態では最も離れた位置にある。この状態以降フィン４２は矢印の方向に動いてゆくので、面４２ｂと面４４ｂとの間隔は拡大していき、面４２ａと面４４ｂとの間隔は縮小していく。従って、これまでとは逆に、面４２ｂと面４４ｂとの間には流入する気流が発生し、面４２ａと面４４ａとの間には流出する気流が発生する。
【００５２】
この動作、即ちフィン３２と静止部材３４との近接離間が、全てのフィン４２と静止部材４４との間で順次繰り返されて空気の吸排が行われる結果、フィン４２と静止部材４４との間に流入する気流と、流出する気流とが常時発生し、この対流によってフィン４２の放熱が促進される。また、フィン３２、４２と静止部材４４との雰囲気は、気流によって撹拌され、通気孔２４より若干のフレッシュエアを供給することにより、フィン３２、４２の放熱によって温まった空気がよどむことがない。旋回スクロール１２が旋回運動をしているときには旋回スクロール１２は常に発熱しており、それと同時にフィン２と静止部材４とによって冷却作用をもたらすことができる。
【００５３】
さらに、本実施例では、フィン３２と静止部材４４との間に起きる気流は第２実施例と同一の方向に、また、フィン３２とフィン４４との間に起きる気流は、面４４ｂ、頂点４４ｃ、面４４ａに沿って、ほぼ一定方向に流れるため、第１実施例よりもさらにフィン３２、４２の放熱を促進することができる。
【００５４】
また、第２実施例の効果に加えて、フィン４２と静止部材４４との間にも気流が発生するため、第２実施例以上の冷却効果がある。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスクロール式流体機械は、旋回スクロールの鏡板裏面にフィンを立設し、フィンの側面と対向する側面を持った静止部材をケーシングに設け、旋回スクロールの鏡板の描く軌跡を正射影してできる図形の範囲内に静止部材の一部を位置するようにし、かつ、フィンと静止部材とを交互に位置するように配置したので、旋回運動の際にフィンと静止部材とが近接離間してそれぞれのフィンの周りに気流が起きて個々のフィンが冷やされ、これによって旋回スクロールの冷却効果が増し、圧縮効率を高めることができる。また、フィンは少なくても２つ以上の側面で冷却されることになり、冷却効果が大きくなる。
【００５６】
また請求項２に記載のスクロール式流体機械では、旋回スクロールが旋回運動をしている場合にフィンの側面が静止部材の側面から最も離間したときの距離が駆動軸の偏心量の２倍よりも大きく、最も近接したときには、フィンの側面が静止部材の側面に微小隙間をもって対向するようにしたことで、フィンと静止部材の間の空間の空気の置換率を大きくすることができ、冷却効果を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａの全体構造を示す断面図を示す。
【図２】本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａのフィンと静止部材の断面図を示す。
【図３】本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａのフィンと静止部材の断面の一部の拡大図を示す。
【図４】本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａの変形例のフィンと静止部材の断面の一部の拡大図を示す。
【図５】本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａの変形例のフィンと静止部材の断面の一部の拡大図を示す。
【図６】本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機Ａの変形例のフィンと静止部材の断面の一部の拡大図を示す。
【図７】本発明の第２実施例のスクロール式空気圧縮機Ｂのフィンと静止部材の断面図を示す。
【図８】本発明の第２実施例のスクロール式空気圧縮機Ｂのフィンと静止部材の断面の一部の拡大図を示す。
【図９】本発明の第３実施例のスクロール式空気圧縮機Ｃのフィンと静止部材の断面の一部の拡大図を示す。
【符号の説明】
Ａ      本発明の第１実施例のスクロール式空気圧縮機
Ｂ      本発明の第２実施例のスクロール式空気圧縮機
Ｃ      本発明の第３実施例のスクロール式空気圧縮機
２      フィン
２Ａ    フィン
２Ｂ    フィン
２ａ    フィン２Ｂの側面
２ｂ    フィン２Ａの側面
２ｃ    フィン２Ａの端面
４      静止部材
４Ａ    静止部材
４Ｂ    静止部材
４ａ    静止部材４Ａの側面
４ｂ    静止部材４Ａの側面
４ｃ    静止部材４Ａの先端
６      ケーシング
６Ａ    ケーシングの側面
６Ｂ    ケーシング本体
６Ｃ    隔壁
８      軸受部
１０      駆動軸
１０Ａ    クランク
１２      固定スクロール
１２Ａ    鏡板
１２Ｂ    フランジ
１２Ｃ    ラップ部
１２Ｄ    フィン
１４      圧縮室
１６      吸込口
１８      吐出口
２０      旋回スクロール
２０Ａ    鏡板
２０Ｂ    ラップ部
２２      旋回軸受
２４      通気孔
２６      鏡板２０Ａの描く軌跡
３２      フィン
３２Ａ    フィン
３２Ｂ    フィン
３２ａ    フィン３２Ａの側面
３２ｂ    フィン３２Ｂの側面
３４      静止部材
３４Ａ    静止部材
３４Ｂ    静止部材
３４ａ    静止部材３４Ａの側面
３４ｂ    静止部材３４Ａの側面
３４ｃ    静止部材３４Ａの頂点
３６      円弧壁
３６Ｂ    円弧壁
３６ａ    円弧壁の側面
４２      フィン
４２Ａ    フィン
４２ａ    フィン４２Ａの側面
４２ｃ    フィン４２Ａの頂点
４４      静止部材
４４Ａ    静止部材
４４ａ    静止部材４４Ａの側面
４４ｂ    静止部材４４Ａの側面
４４ｃ    静止部材４４Ａの内側の頂点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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