(57)【要約】【課題】流体機械本体、流体機械本体と電動機との連結部分及び電動機を効率よく冷却する。【解決手段】流体機械本体１と、流体機械本体１の駆動軸に軸結された電動機２とを備えたスクロール流体機械において、流体機械本体１の一側部に、流体機械本体１、流体機械本体１と電動機２との連結部分、及び電動機２に向けて送風する送風装置３を配置する。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の偏心軸部に枢支した旋回スクロールの旋回ラップと、固定スクロールの固定ラップとを互いに噛み合わせることにより、前記旋回ラップと前記固定ラップの間に密閉室を形成するようにした流体機械本体と、前記駆動軸に作動的に連結された電動機とを備えるスクロール流体機械において、
前記流体機械本体の一側方に、前記流体機械本体、前記流体機械本体と前記電動機との連結部分、及び前記電動機に向けて同時に送風しうる送風装置を配置したことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
送風装置の送風側に、前記送風装置により生成された送風を、必要放熱量に応じた分配比率をもって、流体機械本体、前記流体機械本体と電動機との連結部分、及び前記電動機の必要冷却箇所へ偏流させる偏流板を設けたことを特徴とする請求項１記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
送風装置は、流体機械本体の一側部に固定される取付プレートと、前記取付プレートに支持され、かつ前記流体機械本体の一側部に対してほぼ直交する回転軸廻りに回転する送風ファンを含むことを特徴とする請求項１または２記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
送風装置は、流体機械本体の一側部に固定され、かつ前記流体機械本体、前記流体機械本体と電動機との連結部分、及び前記電動機に対向する吹出口を有するケーシングと、前記ケーシング内に収容され、かつ前記流体機械本体の一側部に対してほぼ平行な回転軸廻りに回転可能な送風ファンを含むことを特徴とする請求項１または２記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
流体機械本体または電動機の発熱箇所に、温度検出センサを配設し、前記温度検出センサの検出温度に応じて、送風ファンを回転させるファン用電動機の駆動制御を行うようにした請求項２〜４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、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ等として用いられるスクロール流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール流体機械は、一般に電動機をもって駆動される駆動軸の偏心軸部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設して構成されている。
【０００３】
しかして、駆動軸の偏心軸部と自転防止機構をもって旋回スクロールを偏心的に旋回させることにより、その旋回方向に応じて、密閉室の容積を、求心方向に漸次減少させるか、逆に遠心方向に漸次増大させることにより、外周部から吸引した流体を、圧縮させつつ中心部へ導くか、あるいは中心部から吸引した流体を、減圧して、外周部から吐出させるようになっている。
【０００４】
上記したようなスクロール流体機械においては、運転に伴い、駆動用の電動機ばかりでなく、駆動軸の軸受部、駆動軸と一体をなす偏心軸部の軸受部、通常は３組設けられているクランクピン型式の自転防止機構、並びに固定、旋回ラップの先端の嵌溝に嵌合されているチップシールの対向面に接する摺接部等が発熱して、性能を低下させるとともに、各部の耐用年数を短縮させることとなるので、これら各所を効果的に冷却させて、温度が一定以上に上昇することのないようにすることが必要である。
【０００５】
スクロール流体機械の空冷方法は、大きく分けて、特許文献１に示すように、流体機械本体に連結された電動機の出力軸にファンを取り付け、電動機により、ファンを回して、電動機とその周辺及び流体機械本体の周辺に向けて送風する方式と、特許文献２に示すように、流体機械本体の両側部及び前側の計３箇所に、電動機とは別の補助電動機で回転させるファンを配置し、補助電動機の駆動により、流体機械本体に向けて風を送る方式とがある。
【特許文献１】特開２００１−１２３９６９号公報
【特許文献２】特開平８−２１３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている方式においては、送風により、電動機をある程度冷却することは可能であるが、電動機の熱を奪って温度が上昇した空気が、流体機械本体へ送風されてしまうため、流体機械本体の各部を効果的に冷却することはできない。
【０００７】
特許文献２に記載されている方式においては、ファン専用の補助電動機をもって、冷却風を発生させるものであるため、いずれの箇所にも好適に送風することはできるが、流体機械本体の駆動用電動機のほかに、さらに３個の補助電動機やファン、及びこれらの取付構造を必要とし、不経済であるとともに、機械もしくは装置全体の寸法が大となる。また、このような構成では、各所へ送られる冷却風同士が互いに干渉し合い、所期の冷却効率を得難いという問題がある。
【０００８】
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、流体機械本体、電動機、及び流体機械本体と電動機との連結部分を効率よく冷却することができ、かつ構成が簡単で、全体寸法を最小限に抑えられるようにしたスクロール流体機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
（１）駆動軸の偏心軸部に枢支した旋回スクロールの旋回ラップと、固定スクロールの固定ラップとを互いに噛み合わせることにより、前記旋回ラップと前記固定ラップの間に密閉室を形成するようにした流体機械本体と、前記駆動軸に作動的に連結された電動機とを備えるスクロール流体機械において、前記流体機械本体の一側方に、前記流体機械本体、前記流体機械本体と前記電動機との連結部分、及び前記電動機に向けて同時に送風しうる送風装置を配置する。
【００１０】
（２）上記(１)項において、送風装置の送風側に、前記送風装置により生成された送風を、必要放熱量に応じた分配比率をもって、流体機械本体、前記流体機械本体と電動機との連結部分、及び前記電動機の必要冷却箇所へ偏流させる偏流板を設ける。
【００１１】
（３）上記(１)または(２)項において、送風装置は、流体機械本体の一側部に固定される取付プレートと、前記取付プレートに支持され、かつ前記流体機械本体の一側部に対してほぼ直交する回転軸廻りに回転する送風ファンを含む。
【００１２】
（４）上記(１)または(２)項において、送風装置は、流体機械本体の一側部に固定され、かつ前記流体機械本体、前記流体機械本体と電動機との連結部分、及び前記電動機に対向する吹出口を有するケーシングと、前記ケーシング内に収容され、かつ前記流体機械本体の一側部に対してほぼ平行な回転軸廻りに回転可能な送風ファンを含む。
【００１３】
（５）上記(２)〜(４)項のいずれかにおいて、流体機械本体及び／または電動機の発熱箇所に温度検出センサを配設し、前記温度検出センサの検出温度に応じて、送風ファンを回転させるファン用電動機の駆動制御を行う。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によると、１台の送風装置により、流体機械本体、流体機械本体と電動機との連結部分及び電動機を同時に効率よく冷却することができる。また、構成が簡単で、全体寸法を最小限に抑えることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によると、偏流板により、必要放熱量に応じた分配比率をもって、各冷却必要部分に最適効率で風を送ることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によると、取付プレートを介して、送風ファンを流体機械本体の一側部に取り付けることができるとともに、送風ファンの回転により発生する送風により、流体機械本体、流体機械本体と電動機との連結部分及び電動機を冷却することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によると、流体機械本体、流体機械本体と電動機との連結部分及び電動機に均一に風を送ることができ、各部分を効果的に冷却することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明によると、温度検出センサの検出温度に応じてファン用電動機をオン、オフ制御することにより、経済的かつ効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図５は本発明の第１実施形態を示す。なお、以下の説明においては、図１、２における左方を「前方」とし、右方を「後方」とする。
【００２０】
各図においてスクロール流体機械は、流体機械本体１と、流体機械本体１の後部（図１、図２において右方）に連結されている電動機２と、流体機械本体１の一側方に配置された送風装置３とを備えている。
【００２１】
流体機械本体１は、図４に示すように、後面に固定ラップ４を一体形成し、かつ前面上部に吸気口５ａを設け、前面中心位置に吐出口５ｂを設けた固定スクロール５と、固定スクロール５の背面周囲に取付けられて、機構全体を覆うハウジング６と、ハウジング６の後部中央に設けられたボス部６ａ内に、軸受６ｂを介して回転可能に枢支された駆動軸７と、駆動軸７の前端部に一体形成された偏心軸部７ａに旋回可能に枢支され、前面に固定ラップ４に噛み合うことにより密閉室を形成する旋回ラップ９を有する旋回スクロール８と、後端部がハウジング６に回転可能に枢支され、前端部が旋回スクロール８に回転可能に枢支された自転防止機構を構成する３組のクランクピン１０（図４では、１個のクランクピン１０のみを示す）とを備えている。
【００２２】
電動機２により駆動軸７を回転させて、旋回スクロール８を旋回させることにより、固定ラップ４と旋回ラップ９との間に密閉室を形成し、吸気口５ａから取入れた外気を圧縮して、排気口５ｂから外部に排出する。
【００２３】
固定スクロール５の前面及び旋回スクロール８の後面には、それぞれ多数の冷却フィン１１、１２が設けられ、これら冷却フィン１１、１２により、圧縮動作に伴う発熱を拡散させるようにしてある。
【００２４】
電動機２のハウジング１３の外周には、多数の冷却フィン１３ａが突設されている。ハウジング１３の前部エンドプレート１３ｂは、流体機械本体１のハウジング６の後部に、ボルト結合されている。
エンドプレート１３ｂの中心より前方へ突出する回転駆動用の出力軸１４の前端部は、駆動軸７の後端に軸継手１５を介して連結され、電動機２の動力を駆動軸７に伝達するようになっている。
【００２５】
送風装置３は、図１〜図３及び図５に示すように、複数の取付ねじ（図示略）によりハウジング６の一側部に固定され、かつ後部側端が流体機械本体１と電動機２との連結部分（軸継手１５を覆うボス部６ａ）近傍まで延在する薄形箱状の取付プレート１６と、取付プレート１６の中央に設けられた円形の開口１７の周縁に結合され、外側面に複数のグリル１８を設けた奥行の短い筒形のフード１９と、フード１９内に収容され、流体機械本体１の一側部に対して直交する回転軸廻りに回転可能な送風ファン２０と、出力軸が送風ファン２０の背面に連結されている扁平のファン用電動機２１と、ファン用電動機２１をフード１９内の中心位置に固定する複数の支持ステー２２とを備えている。
【００２６】
各支持ステー２２のうち、上部のステー２２ａは、断面が翼形をなすモータ支持を兼ねるガイド部であり、このガイド部２２ａの翼形状によって、特に図５(ａ)、(ｂ)に矢印で示すように、ファン用電動機２０で生成した風の一部を、電動機２側に偏流させて、流体機械本体１の側面だけでなく、電動機２及び軸継手１５が位置する電動機２と流体機械本体１との連結部分、並びに電動機２側に、最適分担比率にもって同時に送風するようになっている。そのため、１台の送風装置３により、流体機械本体１、流体機械本体１と電動機２との連結部分、及び電動機２を、効率よく冷却することができる。また、送風装置３を、流体機械本体１の一側方に配置したため、構成が簡単で、全体寸法を最小限に抑えることができる。
【００２７】
なお、ガイド部２２ａは、１個だけでなく、流体機械本体１と、電動機２への風量の最適分配比率に応じて、適宜増しても良いし、また場合により、省略しても良い。
【００２８】
図６は、本発明の第２実施形態を示す。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と同一箇所には同一符号を付して、その説明を省略する。
第２実施形態では、流体機械本体１の一側部、及び電動機２の一側部に近接させて、それらとほぼ並行をなす筒状の送風装置３０を配置してある。
【００２９】
送風装置３０は、流体機械本体１の一側部、流体機械本体１と電動機２との連結部分、及び電動機２の一側部に対向する吹出口３１ａを有するケーシング３１と、ケーシング３１内に収容され、かつ流体機械本体１の一側部に対してほぼ平行な回転軸３２廻りに回転可能なクロスフローファンまたはシロッコファン等で形成される送風ファン３３と、ファン用電動機３４を備えている。
これにより、流体機械本体１、流体機械本体１と電動機２との連結部分、及び電動機２に同時に、かつ均一に風を送ることができ、各部分を効果的に冷却することができる。
【００３０】
図７は、本発明の第３実施形態を示すものである。なお、第３実施形態においては、第１実施形態と同一箇所には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３１】
第３実施形態においては、流体機械本体１及び電動機２には、温度センサ２３、２４を設け、この温度センサ２３、２４の出力は、リード線２３ａ、２４ａ及びＡ／Ｄ変換器２５を介して、制御手段２６に入力されるようになっている。
【００３２】
制御手段２６には、予め設定温度データが記憶され、温度センサ２３、２４の検知データと、この設定温度データとを常時比較し、検知データが設定温度より低い場合には、ファン用電動機２１（または３３）をオフし、設定温度より高くなると、ファン用電動機２１（または３３）の駆動出力を指令する。これにより、経済的かつ効率的に冷却することができる。
【００３３】
なお、上記各実施形態においては、送風ファン２０、３３及びファン用電動機２１、３４を、流体機械本体１の一側部の近傍に配置したが、本発明は、これに特定されるものでなく、これに代えて、送風ファン２０、３３の回転によって発生する風を、流体機械本体１、流体機械本体１と電動機２との連結部分、及び電動機２に向けて吹き出す吹出口のみを、流体機械本体１の近傍に配置しても良い。
【００３４】
また、送風ファン１３ａ、２０の送風側に、冷却風の向きを、特に冷却する必要がある箇所へ偏流させるような複数の偏流板を設け、この偏流板により、送風ファン１３ａ、２０により生成された送風を、必要放熱量に応じた分配比率をもって、流体機械本体１、電動機２、及び流体機械本体１と電動機２との連結部分に偏流させるようにしても良い。なお、必要放熱量に応じた分配比率とは、例えば、固定ラップ４と旋回ラップ９との噛み合い部分や偏心軸部７ａの軸受等の周辺にあって、発熱量が多い部分には送風量を多くし、発熱量が少ない部分には、送風量を少なくなるように分配することである。この場合は、手動でもって、偏流板の向きを、予め定めた方向へ変えるか、または、温度センサ２３、２４の検出温度に基づいて、モータ等の動力をもって、偏流板の向きを発熱量が多くなった部分へ変えるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における第１実施形態のスクロール流体機械の側面図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】同じく正面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線縦断面図である。
【図５】(ａ)は冷却用ファンの分解斜視図、(ｂ)は組立状態の斜視図である。
【図６】本発明における第２実施形態のスクロール流体機械の平面図である。
【図７】本発明における第３実施形態のスクロール流体機械とその制御系を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  流体機械本体
２  電動機
３  送風装置
４  固定ラップ
５  固定スクロール
５ａ  吸気口
５ｂ  吐出口
６  ハウジング
６ａ  ボス部
６ｂ  軸受
７  駆動軸
７ａ  偏心軸部
８  旋回スクロール
９  旋回ラップ
１０  クランク軸
１１、１２  冷却フィン
１３  電動機のハウジング
１３ａ  冷却フィン  
１３ｂ 前部エンドプレート
１４  出力軸
１５  軸継手
１６  取付プレート
１７  開口
１８  グリル
１９  フード
２０  送風ファン
２１  ファン用電動機
２２  支持ステー
２２ａ  ガイド部
２３、２４  温度センサ
２３ａ、２４ａ  リード線
２５  Ａ／Ｄ変換器
２６  制御手段
３０  送風装置
３１  ケーシング
３１ａ  吹出口
３２  回転軸
３３  送風ファン
３４  ファン用電動機
【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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