(57)【要約】【課題】可動スクロールを公転させるための公転機構を構成するクランクにおける軸受けの信頼性を向上する。【解決手段】センターハウジング１２には複数の補助クランク２７が軸受け２８を介して回転可能に支持されている。補助クランク２７は、軸受け２８に連結された回転軸部２７１と、軸受け２９に連結された旋回軸部２７２とを備えている。軸受け２９は、可動スクロール基板２３の背面に突設された筒部２３２の筒内に収容されている。補助クランク２７には放熱部材３３が一体形成されている。放熱部材３３は、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３から半径方向に延びる基部３３１と、基部３３１に連結された複数のフィン３３２とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール基板上に固定渦巻壁を形成した固定スクロールと、可動スクロール基板上に可動渦巻壁を形成した可動スクロールとが対向しており、自転不能に公転する前記可動スクロールの可動渦巻壁と前記固定スクロールの固定渦巻壁との間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する密閉空間を形成するスクロール型圧縮機において、
前記可動スクロールを公転させるための公転機構を構成するクランクに放熱部材を設け、前記放熱部材は、前記クランクの回転中心軸線から半径方向に延びる基部と、前記基部に連結された複数のフィンとを備えていることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記クランクの回転中心軸線から半径方向へ間隔を置いて前記複数のフィンを並べた請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記基部から前記クランクの回転中心軸線の方向へ前記フィンを延ばし、前記クランクの回転中心軸線を中心とする円弧の形状に前記フィンを形成した請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示のスクロール型圧縮機では、可動スクロールを公転（旋回）させるためのクランクにおける旋回軸受けや、可動スクロールの自転を阻止するための補助クランクにおける軸受けの放熱性を良くする対策が図られている。可動スクロールを構成する板状体の背面には、旋回軸受けを介してクランクを支持するための大径ボス部と、軸受けを介して補助クランクを支持するための小径ボス部とが設けられている。大径ボス部と小径ボス部とのそれぞれの外周側には放射状に突出する複数の冷却フィンが設けられている。空気圧縮にスクロール型圧縮機を使用する場合には、軸受けの潤滑にはグリースが用いられる。軸受けの発熱によって軸受けが高温になると、グリースが早期に劣化し、軸受けの耐久性が低下する。軸受けにおける放熱性の向上は、軸受けの寿命を延ばして信頼性を高める。
【特許文献１】特開平８−９３６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、冷却フィンは、可動スクロールの一部であるボス部に設けられているため、可動スクロールの重量が増える。可動スクロールの重量増は、可動スクロールの公転時の遠心力を増加させ、軸受けに対する負荷荷重が増える。このような負荷荷重の増加は、軸受けにおける発熱を増やし、軸受けの信頼性を低下させる。
【０００４】
本発明は、可動スクロールを自転不能に公転させるための公転機構を構成するクランクにおける軸受けの信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのために本発明は、固定スクロール基板上に固定渦巻壁を形成した固定スクロールと、可動スクロール基板上に可動渦巻壁を形成した可動スクロールとが対向しており、自転不能に公転する前記可動スクロールの可動渦巻壁と前記固定スクロールの固定渦巻壁との間に前記可動スクロールの公転に基づいて容積減少する密閉空間を形成するスクロール型圧縮機を対象とし、請求項１の発明では、前記可動スクロールを公転させるための公転機構を構成するクランクに放熱部材を設け、前記クランクの回転中心軸線から半径方向に延びる基部と、前記基部に連結された複数のフィンとを備えた前記放熱部材を構成した。
【０００６】
前記クランクに設けた放熱部材は、前記クランクの軸受けにおける放熱性を高める。放熱部材は、可動スクロールに設けられていないので、可動スクロールの重量が増えることはない。従って、公転時の可動スクロールの遠心力が増えることもなく、遠心力に起因する軸受けに対する負荷荷重が増えることもない。又、クランクと一体的に旋回する放熱部材における放熱性は、可動スクロールと一体的に公転する冷却フィンよりも良い。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１において、前記クランクの回転中心軸線から半径方向へ間隔を置いて前記複数のフィンを並べた。
放熱部材の表面積が大きいほど放熱性が良くなる。クランクの回転中心軸線から半径方向へ間隔を置いて複数のフィンを並べる構成は、放熱部材の表面積を稼ぐ上で有効である。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項２において、前記基部から前記クランクの回転中心軸線の方向へ前記フィンを延ばし、前記クランクの回転中心軸線を中心とする円弧の形状に前記フィンを形成した。
【０００９】
このようなフィン形状は、クランクが回転するときの回転抵抗を減らすのに有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、可動スクロールを公転させるための公転機構を構成するクランクにおける軸受けの信頼性を向上できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、モータハウジング１１にはセンターハウジング１２が接合されており、センターハウジング１２には及び固定スクロール１３が接合されている。モータハウジング１１、センターハウジング１２及び固定スクロール１３は、スクロール型圧縮機１０の全体ハウジングを構成する。モータハウジング１１の端壁とセンターハウジング１２の端壁１２１とには回転軸１５がラジアルベアリング１６，１７を介して回転可能に支持されている。
【００１２】
センターハウジング１２の端壁１２１を貫通してセンターハウジング１２内の収容室１２２に突出する回転軸１５の端部には旋回軸部１８が一体形成されている。旋回軸部１８の中心軸線Ｃ２は、回転軸１５の回転中心軸線Ｃ１から偏心した位置に設定されている。回転軸１５及び旋回軸部１８は、クランクを構成する。可動スクロール２１の可動スクロール基板２３の中心部には筒部２３１が形成されている。旋回軸部１８は、ベアリング２２を介して筒部２３１に相対回転可能に支持されている。収容室１２２内において、旋回軸部１８にはバランスウェイト２０が一体形成されている。
【００１３】
固定スクロール１３の固定スクロール基板２４及び固定渦巻壁２５、可動スクロール２１の可動スクロール基板２３及び可動渦巻壁２６は、密閉空間Ｓｏ，Ｓ１を形成する。可動スクロール２１は、旋回軸部１８の回転に伴って公転し、バランスウェイト２０は、可動スクロール２１の公転運動に伴う遠心力を相殺する。
【００１４】
センターハウジング１２の端壁１２１には複数の補助クランク２７〔図１（ａ）では１つのみ図示〕が軸受け２８を介して回転可能に支持されている。複数の補助クランク２７は、回転軸１５の回転中心軸線Ｃ１の周りに等角度間隔に配設されている。補助クランク２７は、軸受け２８に連結された回転軸部２７１と、軸受け２９に連結された旋回軸部２７２とを備えている。軸受け２９は、可動スクロール基板２３の背面に突設された筒部２３２の筒内に収容されている。旋回軸部２７２の中心軸線Ｃ４は、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３から偏心した位置に設定されている。回転中心軸線Ｃ１，Ｃ３及び中心軸線Ｃ２，Ｃ４は、平行であり、回転中心軸線Ｃ３と中心軸線Ｃ４との間の距離（回転軸部２７１に対する旋回軸部２７２の偏心距離）は、回転中心軸線Ｃ１と中心軸線Ｃ２間との距離（回転軸１５に対する旋回軸部１８の偏心距離）に一致させてある。
【００１５】
モータハウジング１１の内周面にはステータ３０が止着されており、回転軸１５にはロータ３１が止着されている。ステータ３０のステータコイル３０１への通電によりロータ３１及び回転軸１５が一体的に回転する。ステータ３０及びロータ３１は、電動機を構成する。
【００１６】
回転軸１５が回転〔図１（ａ）の矢印Ｒの方向への回転〕すると、旋回軸部１８が回転中心軸線Ｃ１の周りで旋回する。旋回軸部１８の旋回に伴い、可動スクロール２１が公転する。可動スクロール２１の公転に伴い、補助クランク２７の旋回軸部２７２は、旋回軸部１８と同じように旋回〔図１（ａ）の矢印Ｑの方向への旋回〕し、可動スクロール２１は、自転することなく公転する。回転軸１５、旋回軸部１８及びベアリング２２は、可動スクロール２１を公転させるための公転機構を構成する。軸受け２８，２９及び補助クランク２７は、可動スクロール２１を公転させるための公転機構、及び公転される可動スクロール２１の自転を阻止するための自転阻止手段を構成する。
【００１７】
可動スクロール２１の公転に伴い、空気が固定スクロール１３の周壁に形成された入口１３１から吸入室１３２へ導入される。吸入室１３２へ導入された空気は、両スクロール１３，２１の周縁側から固定スクロール基板２４と可動スクロール基板２３との間へ流入する。可動渦巻壁２６と固定渦巻壁２５との間に形成される密閉空間Ｓ１，Ｓｏは、可動スクロール２１の公転に伴って容積減少しつつ両スクロール１３，２１の中心部に向けて収束して行く。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、固定スクロール基板２４の中心部には吐出ポート２４１が形成されており、吐出ポート２４１内にはエアフィルタ３２が配設されている。密閉空間Ｓ１，Ｓｏの容積減少によって圧縮された空気は、吐出ポート２４１を経由して燃料電池ＦＣに供給される。
【００１９】
図１（ｂ）及び図２に示すように、補助クランク２７には放熱部材３３が一体形成されている。放熱部材３３は、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３から半径方向に延びる基部３３１と、基部３３１に連結された複数のフィン３３２とを備えている。複数のフィン３３２は、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３から半径方向へ間隔を置いて並べられている。フィン３３２は、基部３３１から回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３の方向へ延び、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３を中心とする円弧の形状に形成されている。
【００２０】
放熱部材３３は、フィン３３２が回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３を挟んで旋回軸部２７２とは反対側に位置するように形成されている。
補助クランク２７の回転に伴い、放熱部材３３は、矢印Ｑの方向に旋回する。吸入室１３２内に導入された空気の一部は、収容室１２２に入り込む。旋回する放熱部材３３における熱の一部は、収容室１２２内の空気へ移動する。
【００２１】
第１の実施形態では以下のような効果が得られる。
（１−１）補助クランク２７の回転に伴い、軸受け２８，２９が発熱する。空気圧縮にスクロール型圧縮機１０を使用する場合には、軸受け２８，２９の潤滑にはグリースが用いられる。軸受け２８，２９の発熱によって軸受け２８，２９が高温になると、グリースが早期に劣化し、軸受け２８，２９の耐久性が低下する。
【００２２】
本実施形態では、旋回する放熱部材３３から放熱が行われるので、軸受け２８，２９で発生する熱の一部は、補助クランク２７を経由して放熱部材３３へ移動して放熱部材３３から放熱される。つまり、補助クランク２７に設けた放熱部材３３は、軸受け２８，２９における放熱性を高める。
【００２３】
公転時の可動スクロール２１の遠心力に起因する軸受け２８，２９に対する負荷荷重が大きくなるほど、軸受け２８，２９における発熱が大きくなる。放熱部材３３は、可動スクロール２１に設けられていないので、可動スクロール２１の重量が増えることはない。従って、公転時の可動スクロール２１の遠心力が増えることもなく、遠心力に起因する軸受け２８，２９に対する負荷荷重が増えることもない。
【００２４】
又、放熱部材３３が回転中心軸線Ｃ３を中心にして公転するので、収容室１２２内の空気は、補助クランク２７と一体的に公転する放熱部材３３に対して相対的な流れとなる。放熱部材３３に対する空気の相対的な流れの速さは、可動スクロールと一体的に公転する従来の冷却フィンに対する空気の相対的な流れよりも速くなる。従って、放熱部材３３における放熱性は、可動スクロールと一体的に公転する従来の冷却フィンよりも良い。
【００２５】
（１−２）放熱部材３３の表面積が大きいほど放熱性が良くなる。補助クランク２７の回転中心軸線Ｃ３から半径方向へ間隔を置いて複数のフィン３３２を並べた構成は、放熱部材３３の表面積を稼ぐ上で有効である。
【００２６】
（１−３）フィン３３２は、補助クランク２７の回転中心軸線Ｃ３を中心とする円弧の形状に形成されている。つまり、放熱部材３３の公転に伴うフィン３３２の軌跡は、回転中心軸線Ｃ３を中心とする円上にある。このようなフィン３３２の形状は、補助クランク２７が回転するときの回転抵抗（空気抵抗）を減らすのに有効である。
【００２７】
（１−４）放熱部材３３は、フィン３３２が回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３を挟んで旋回軸部２７２とは反対側に位置するように設けられている。補助クランク２７の回転バランスは、旋回軸部２７２と放熱部材３３との重量バランスを適正にとることによって良好に設定できる。
【００２８】
本発明では図３〜図５の各実施形態も可能である。
図３の第２実施形態では、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３から半径方向に間隔を置いて複数のフィン３３３を並べ、回転軸部２７１の回転中心軸線Ｃ３を中心とする周方向にも間隔を置いて複数のフィン３３３を並べている。
【００２９】
図４の第３実施形態におけるフィン３３４は、補助クランク２７の回転方向（矢印Ｑの方向）に向かうにつれて徐々に薄くなる形状にしてある。このようなフィン３３４の形状は、第１の実施形態の場合に比べ、補助クランク２７が回転するときの回転抵抗（空気抵抗）を減らすのに一層有効である。
【００３０】
図５の第４実施形態では、フィン３３２の周辺部にスリット３３５が設けてある。スリット３３５は、フィン３３２の表面積を増やすのに寄与する。
本発明では以下のような実施形態も可能である。
【００３１】
（１）第２の実施形態におけるフィン３３３を円柱、円筒、三角柱等の形状にしてもよい。
（２）第１の実施形態において、複数のフィンを備えた放熱部材を旋回軸部１８に設けてもよい。
【００３２】
前記した実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
〔１〕前記放熱部材は、クランクの回転軸部の回転中心軸線を挟んで旋回軸部とは反対側に配設されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【００３３】
〔２〕前記公転機構は、公転される前記可動スクロールの自転を阻止するための自転阻止手段である請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態を示し、（ａ）は、スクロール型圧縮機全体の側断面図。（ｂ）は、要部斜視図。
【図２】要部拡大側断面図。
【図３】第２の実施形態を示す要部斜視図。
【図４】第３の実施形態を示す要部斜視図。
【図５】第４の実施形態を示す要部斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
１０…スクロール型圧縮機。１３…固定スクロール。１５…クランクを構成する回転軸。１８…クランクを構成する旋回軸部。２１…可動スクロール。２３…可動スクロール基板。２４…固定スクロール基板。２５…固定渦巻壁。２６…可動渦巻壁。２７…クランクとしての補助クランク。２７１…回転軸部。２７２…旋回軸部。３３…放熱部材。３３１…基部。３３２，３３３，３３４…フィン。Ｓｏ，Ｓ１…密閉空間。Ｃ３…回転中心軸線。
【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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