(57)【要約】【課題】圧縮および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音を抑制し、低騒音を実現したスクロール式流体機械を提供すること。【解決手段】固定スクロール１に吸入マフラを一体に形成することで、スクロール式流体機械の外観を径方向に拡大することなく、吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、圧縮および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音や軸受から発生する機械音の低減が可能となり、低騒音化を実現できる。【選択図】図３
2007285146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレームとその固定フレームの中心部に転がり軸受けを介して回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と、前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に鏡板に設けられた軸受けを介して旋回可能に設けられた前記鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられた鏡板に旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前期固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構部とを備え、固定フレームの反圧縮室側にモータを配置し、このモータが前記駆動軸を回転させることにより、前記旋回スクロールを旋回運動させて前記圧縮室の容積を連続的に変化させることで、空気の吸入・圧縮・吐出を繰り返すスクロール式流体機械であって、前記固定スクロールに吸入マフラを一体に形成してなるスクロール式流体機械。
【請求項２】
固定フレームとその固定フレームの中心部に転がり軸受けを介して回転可能に設けられ、先端がクランク部となった駆動軸と、前記固定フレーム内に位置してその駆動軸のクランク部に鏡板に設けられた軸受けを介して旋回可能に設けられた前記鏡板にラップ部が立設された旋回スクロールと、その旋回スクロールに対向して前記固定フレームの他端側に設けられた鏡板に旋回スクロールのラップ部との間で複数の圧縮室を形成するラップが立設された固定スクロールと、前記旋回スクロールの自転運動を防止するために前記旋回スクロールと前期固定フレームとの間に設けられた補助クランク機構部とを備え、固定フレームの反圧縮室側にモータを配置し、このモータが前記駆動軸を回転させることにより、前記旋回スクロールを旋回運動させて前記圧縮室の容積を連続的に変化させることで、空気の吸入・圧縮・吐出を繰り返すスクロール式流体機械であって、前記スクロール式流体機械を覆うカバーを設置してなるスクロール式流体機械。
【請求項３】
前記カバーの材質に樹脂を使用してなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項４】
前記カバーの材質に金属を使用してなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
【請求項５】
前記カバー内への空気吸入口を前記スクロール式流体機械の下部に設置してなる請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のスクロール式流体機械。
【請求項６】
前記空気吸入口を前記スクロール式流体機械の設置面に対して垂直方向に設けてなる請求項５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、流体の圧縮、膨張および圧送を行なうスクロール式流体機械、特に固定スクロールに対して、旋回スクロールの回転阻止機構を有したスクロール式流体機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のオイルレススクロール式流体機械の構成は、例えば、特許文献１に記載されている。図４は、特許文献１に記載された従来のスクロール式流体機械の縦断面図を示すものである。図４において、固定スクロール１が固定スクロールラップ部２、固定スクロール鏡板３、及び吸入口４を備えたケーシング５と一体形状になっており、フレーム６に固定ボルトで固定支持されている。揺動スクロール７は揺動スクロールラップ部８、揺動スクロール鏡板９、及び揺動スクロールボス部１０と一体形状になっており、揺動スクロールラップ部８は固定スクロールラップ部２に対して噛み合い、密閉空間が作られるようになっている。更に揺動スクロール鏡板９とボス部１０は、軸受１１、１２を介して駆動軸１３より所定量偏心した偏心駆動軸１４に、回転自在に支持されている。
【特許文献１】特開平１１−１４８４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、圧縮中および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音や、軸受から発生する機械音などが、圧縮機構部内部から吸入口を通じてスクロール式流体機械の外部へ漏れ出すため、運転中の騒音が大きくなるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低騒音を実現できるスクロール式流体機械の提供を目的とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール式流体機械は、圧縮室の流体の吸入口の上流にマフラを設けたものである。
【０００６】
これによって、圧縮室の吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、圧縮中および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音や軸受から発生する機械音の低減が可能となる。よって、スクロール式流体機械の低騒音化を実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクロール式流体機械は、圧縮室の吸入口から漏れ出す騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、固定スクロールに吸入マフラを一体に形成することで、スクロール式流体機械の外観を径方向に拡大することなく、吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、圧縮および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音や軸受から発生する機械音の低減が可能となり、低騒音化を実現できる。
【０００９】
第２の発明は、前記スクロール式流体機械を覆うカバーを設けることで、スクロール式流体機械の外観を軸方向に拡大することなく、吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、圧縮および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音や軸受から発生
する機械音の低減が可能となり、低騒音化を実現できる。
【００１０】
第３の発明は、特に第２の発明のカバーの材質に樹脂を使用することで、吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、圧縮および吐出行程において発生する流体の漏れによる膨張音や軸受から発生する機械音の低減を可能としながら、軽量化を実現できる。
【００１１】
第４の発明は、特に第２の発明のカバーの材質に金属を使用することで、吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、吐出時に発生する膨張音による低周波成分の騒音を効果的に低減できる。
【００１２】
第５の発明は、特に第４の発明のカバー内への吸入口を前記スクロール式流体機械の下部に設けることで、吸入口から直接外部へ漏れ出していた騒音を遮蔽し、吐出時に発生する膨張音による低周波成分の騒音を効果的に低減しながら、スクロール式流体機械を構成しているモータ部や圧縮機構部を冷却し、スクロール式流体機械の信頼性を向上できる。
【００１３】
第６の発明は、特に第５の発明の吸入口をスクロール式流体機械の設置面に対して垂直方向に設けることで、吸入口から漏れ出す騒音をさらに抑制しながら、カバー内に溜まった水分をこの吸入口から排出できるため、長期間の使用においてモータ部や圧縮機構部に発生する腐食を防止し、スクロール式流体機械の信頼性を向上できる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。
【００１６】
本実施の形態においては、モータケーシング１５内に電動機の固定子１６が固定されており、駆動軸３に電動機の回転子１７が固定されている。駆動軸３の先端はクランク状になり旋回スクロール１８の鏡板中心に旋回スクロール玉軸受け１９を介して回転可能に接合されている。また、駆動軸３は固定フレーム２０にある主玉軸受け２１と、副軸受け固定プレート２２に設けられた副玉軸受け２３でもって回転自在に支持されている。
【００１７】
前記旋回スクロール１８の鏡面にはラップ部２４が立設され、その旋回スクロール５に対向して前記固定フレーム７の他端側に設けられた鏡板部にその旋回スクロールのラップ部２４との間で複数の圧縮室２５を形成するラップ部２が立設された固定スクロール１がある。固定スクロール１の上部に、吸入口２６を設けたマフラカバー２７をボルト２８で締結し、マフラ空間２９を形成している。
【００１８】
前記旋回スクロール１８の自転運動を防止するために旋回スクロール１８と固定フレーム２０の間に補助クランク機構部３０が設置されている。この補助クランク機構部３０には少なくとも３個以上の補助クランク３１（１個のみ図示）が旋回スクロール１８側に設置された旋回スクロール側玉軸受け３２と固定フレーム２０側に設置された固定フレーム側玉軸受け３３により回転自在に設置されている。固定フレーム２０と固定スクロール１の間にリング状のスペーサ３４が挿入されボルト等で固定されている。固定スクロール１には吐出口３５が設けられる。吐出口３５は、図示しない圧縮流体を必要とする機器に接続されている。
【００１９】
固定スクロール１、旋回スクロール１８および固定フレーム２０はアルミ材で構成されおり、スペーサ３４および補助クランク３１は鉄材で構成されている。
【００２０】
以上のように構成されたスクロール式流体機械について、以下その動作、作用を説明する。
【００２１】
まず、図示しない電源部から入力された電流を得て、回転子１７と固定子１６の間の磁気作用により回転子１７は回転トルクを得て回転運動を行い、回転子１７と一体となった駆動軸１３を回転させる。駆動軸１３が回転すると補助クランク機構部３０により自転防止されながら旋回スクロール１８が公転し、旋回スクロールのラップ部２４と固定スクロールのラップ部２に囲まれた圧縮室２５が形成される。
【００２２】
同時に、マフラカバー２７に設けられた吸入口２６から吸入された流体は、マフラ空間２９を経て固定スクロール１に設けられた吸入口４１からポンプ空間２５に吸入される。旋回スクロール１８が公転すると、圧縮室２５の容積が連続的に変化し、吸入された流体が圧縮され、固定スクロール１に設けられた吐出口３５より圧縮流体が吐出される。
【００２３】
かかる構成によれば、吐出される流体の圧力が、吐出口３５の圧力より高い場合、流体の急膨張による低周波成分の騒音が発生する。この騒音が、固定スクロール１の吸入口４１から漏れ出すため、運転時の騒音増大の原因となるが、マフラ空間２９内において、この騒音エネルギーを減衰させることができる。また、運転時に発生する玉軸受からの騒音に関しても、マフラカバー２７に反射させることで減衰できるため、固定スクロール１の吸入口４１から外部へ直接漏れ出す場合より騒音を低減することができる。
【００２４】
さらに、マフラ空間２９を固定フレーム２０に一体に形成したため、マフラ空間２９から固定スクロール１の吸入口４１への接続配管が不要となり、省スペース化を図ることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。
【００２６】
本実施の形態においては、スクロール流体機械全体を覆うマフラカバー２７を設けている。マフラカバー２７の材質は金属である。マフラカバー２７には、固定子１６よりも下部に流体の吸入口２６を設けている。マフラーカバー２７は副玉軸受固定プレート２２にボルト２８で締結されている。また、固定スクロール１の吸入口４１は、固定スクロール１のラップ部２およびスペーサ３４の側面を貫通させて構成している。
【００２７】
実施の形態２におけるスクロール式流体機械の動作は、実施の形態１と同様である。
【００２８】
駆動軸１３が回転すると補助クランク機構部３０により自転防止されながら旋回スクロール１８が公転し、旋回スクロール１８のラップ部２４と固定スクロール１のラップ部２４に囲まれた圧縮室２５が形成される。
【００２９】
同時に、マフラカバー２７に設けられた吸入口２６から吸入された流体は、モータケーシング１５の外郭、固定フレーム２０の外郭、スペーサ３４の外郭を経由し、固定スクロール１に設けられた吸入口４１から圧縮室２５に吸入される。旋回スクロール１８が公転すると、圧縮室２５の容積が連続的に変化し、吸入された流体が圧縮され、固定スクロール１に設けられた吐出口３５より圧縮流体が吐出される。
【００３０】
かかる構成によれば、モータケーシング１５の外郭の余剰なスペースをマフラ空間２９とすることができるため、スクロール式流体機械の外郭を大幅に拡大することなく、流体
の急膨張による低周波成分の騒音や、玉軸受からの騒音を低減することができる。また、圧縮機構部３６およびモータ部３７の全体を覆うため、スペーサ３４や固定フレーム２０やモータケーシング１５を透過し、スクロール式流体機械の外部に漏れ出る騒音を遮蔽できるため、さらなる騒音の低減が可能である。また、マフラカバー２７を金属材料で構成することで、モータ部３７から発生するキャリア音などの高周波成分の騒音を効果的に抑制することができる。
【００３１】
スクロール式流体機械を運転すると、モータ部３７および圧縮された流体の発熱を原因とする熱膨張により、旋回スクロール１８のラップ部２４と固定スクロール１のラップ部２の隙間が拡大し、高圧気室から低圧気室への流体の漏れが大きくなり、吐出流量の減少による性能低下や流体の膨張音の増大があるが、マフラカバー２７の下部に設けられた吸入口２６から吸入された流体がモータケーシング１５の外郭、固定フレーム２０の外郭、スペーサ３４の外郭を順に冷却した後、固定スクロール１に設けられた吸入口４１から圧縮室２５に吸入されるため、スクロール式流体機械の発熱による性能低下および騒音増大を抑制できる。
【００３２】
なお、モータ部３７のキャリア音などの高周波成分が低い場合は、軽量化を図るため、マフラーカバー２７の材質を樹脂としても良い。
【００３３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３におけるスクロール式流体機械の縦断面図を示している。
【００３４】
本実施の形態においては、固定フレーム１に水抜き穴３８を設置している。副玉軸受固定プレート２２には流体機械の設置面３９に対して垂直方向に空気の吸入口２６を設けている。また、副玉軸受固定プレート２２と流体機械の設置面３９の間に空間を設けるため、脚４０を設置している。
【００３５】
実施の形態３におけるスクロール式流体機械の動作は、実施の形態２と同様である。
スクロール式流体機械に結露や水分吸入などが発生し、水分が固定フレーム２０の上に溜まると固定フレーム側玉軸受３３が腐食し、軸受の寿命が低下するため、設置面３９に垂直に水抜き穴３８を設け、重力で水分を落下させることで、水分の溜まりを防止し、軸受寿命の低下を防止している。同様に、マフラ空間２９の吸入口２６に関しても、スクロール式流体機械の設置面３９に対して垂直に設けることで、固定フレーム２０から落下した水分が副玉軸受固定プレート２２に溜まらないようにしているため、長期間の使用においてモータ部３７や圧縮機構部３６に発生する腐食を防止し、信頼性を向上できる。
【００３６】
また、マフラ空間２９の吸入口２６を設置面３９に対して垂直方向に設けることで、この吸入口２６から漏れ出す騒音を設置面３９に反射させて騒音を減衰させるため、さらなる低騒音化も図るこができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかるスクロール式流体機械は、低騒音を実現できるため、流体送風機、空気圧縮の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール式流体機械の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスクロール式流体機械の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態３におけるスクロール式流体機械の縦断面図
【図４】従来のスクロール式流体機械の縦断面図
【符号の説明】
【００３９】
１  固定スクロール
２  固定スクロールのラップ部
３  固定スクロールの鏡板部
４  固定スクロールの吸入口
５  ケーシング部
６  フレーム
７  揺動スクロール
８  揺動スクロールのラップ部
９  揺動スクロールの鏡板部
１０  揺動スクロールのボス部
１１  軸受
１２  軸受
１３  駆動軸
１４  偏心駆動軸
１５  モータケーシング
１６  固定子
１７  回転子
１８  旋回スクロール
１９  旋回スクロール玉軸受
２０  固定フレーム
２１  主玉軸受
２２  副玉軸受固定プレート
２３  副玉軸受
２４  旋回スクロールのラップ部
２５  圧縮室
２６  吸入口
２７  マフラカバー
２８  ボルト
２９  マフラ空間
３０  補助クランク機構部
３１  補助クランク
３２  旋回スクロール側玉軸受
３３  固定フレーム側玉軸受
３４  スペーサ
３５  吐出口
３６  圧縮機構部
３７  モータ部
３８  水抜き穴
３９  設置面
４０  脚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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