(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転駆動軸によって直結駆動するスクロール本体を、冷却ファンにより冷却気体を一方方向に流して強制冷却するスクロール流体機械において、
前記モータの外周面の少なくとも一部と所定間隔有して前記モータの外周面の少なくとも一部を囲繞して囲繞体を形成し、前記冷却ファンにより冷却気体を取り入れる冷却気体取入口を前記囲繞体のスクロール本体側に開口して設けるとともに、
前記冷却気体取入口から取り込んだ冷却気体を、前記モータの外周面と前記囲繞体とで形成される冷却空間に流入して前記モータのスクロール本体と反対側の端部に向かわせて、該端部に至った冷却気体を前記回転駆動軸と交差する方向から前記スクロール本体の一方側に導入する導入通路を前記囲繞体を延設して外部と遮蔽して設け、
前記スクロール本体の一方側から他方側に向かって冷却気体を流し、前記スクロール本体側のスクロールの背面側を強制冷却することを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
前記スクロール本体側の一方のスクロールの背面側と前記一方のスクロールと対面して流体圧縮室を形成する他方のスクロールの背面側とをともに前記スクロール本体の一方側から他方側に向かって一方向から冷却する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】
前記一方のスクロールの背面側及び他方のスクロールの背面側には多数の冷却フィンが設けられるとともに、前記一方のスクロールには前記冷却フィンの前記モータ側に該モータの回転駆動軸と連結する連結部が設けられている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４】
前記モータの回転駆動軸の一方側にスクロール本体が連設されるとともに、他方側の前記囲繞体内に前記冷却ファンが連設され、
前記モータの回転により前記冷却ファンが回転して前記スクロール本体が強制冷却される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５】
前記冷却ファンを前記スクロール本体を挟んで前記導入通路の冷却気体出口と反対側に配置し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６】
前記冷却気体取入口から前記導入通路の冷却気体出口にいたる前記囲繞体内の冷却気体流通方向を変換する曲がり角部分を曲面状に形成し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７】
前記導入通路の冷却気体出口側を前記スクロール本体側の一方のスクロールの背面側と他方のスクロールの背面側とに分流する分流手段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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却ファンによって冷却気体吸入口から取り込んだ冷却気体を一方通行でスクロール本体を強制冷却するスクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却ファンにより強制冷却するスクロール流体機械は種々知られている。特開平１０−２６０９０号公報もその一つである。
この技術は、固定スクロールと旋回スクロールとで構成されるスクロール本体部とモータの回転軸の一端とが連設され、該回転軸の他端と冷却ファンとが連設され、前記モータの外周を所定空隙設けてガイドリングで囲繞し通路を形成し、前記ファンの外側から冷却気体を吸入し、前記通路を通って旋回スクロール及び該スクロールの軸受を強制冷却するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述する従来技術によると、旋回スクロールの軸受及び背面側を冷却しているが、固定スクロールの背面側は強制冷却することはなく、冷却が不充分であるという問題があった。
【０００４】
また、旋回スクロールの軸受及び背面を冷却する冷却気体は流入方向と直角に形成された排出孔から排出され、流体損失による排出効率が低下するという問題があった。
【０００５】
上述の事情に鑑み、本発明は、スクロール本体側の冷却が充分に効率良く行われるスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本請求項１に記載した発明は、モータの回転駆動軸によって直結駆動するスクロール本体を、冷却ファンにより冷却気体を一方方向に流して強制冷却するスクロール流体機械において、
前記モータの外周面の少なくとも一部と所定間隔有して前記モータの外周面の少なくとも一部を囲繞して囲繞体を形成し、前記冷却ファンにより冷却気体を取り入れる冷却気体取入口を前記囲繞体のスクロール本体側に開口して設けるとともに、
前記冷却気体取入口から取り込んだ冷却気体を、前記モータの外周面と前記囲繞体とで形成される冷却空間に流入して前記モータのスクロール本体と反対側の端部に向かわせて、該端部に至った冷却気体を前記回転駆動軸と交差する方向から前記スクロール本体の一方側に導入する導入通路を前記囲繞体を延設して外部と遮蔽して設け、
前記スクロール本体の一方側から他方側に向かって冷却気体を流し、前記スクロール本体側のスクロールの背面側を強制冷却することを特徴とする。
【０００７】
本発明は圧縮機械のみでなく、真空ポンプにも用いられるスクロール流体機械であって、ここにおいて、「モータの回転駆動軸によって駆動するスクロール本体」とは、モータの回転駆動力が回転駆動軸として取り出せるものであれば、モータはインナーロータ方式でもアウターロータ方式であってもよい。
【０００８】
また、スクロール本体は、固定スクロールと旋回スクロールで構成されるもの、例えば、シングルラップスクロール方式、ダブルラップスクロール方式であっても、駆動スクロールと従動スクロールの組み合わせであってもよい。
【０００９】
そして、取り込んだ冷却気体を、前記回転駆動軸と交差する方向から前記スクロール本体側に導入し、前記スクロール本体側のスクロールの背面側すなわち、流体圧縮室のスクロールの背面側を一方側から他方側に強制冷却しているので、充分な冷却が効率よく行われる。
【００１０】
また、前記スクロール本体側の一方のスクロールの背面側と前記一方のスクロールと対面して流体圧縮室を形成する他方のスクロールの背面側とをともに前記スクロール本体の一方側から他方側に向かって一方向から冷却するように構成することも本発明の有効な手段である。
この手段によると、取り込んだ冷却気体を、前記回転駆動軸と交差する方向から前記スクロール本体側に導入し、前記スクロール本体側の一方のスクロールの背面側と前記一方のスクロールと対面して流体圧縮室を形成する他方のスクロールの背面側とをともに一方向から冷却しているので、流体圧縮室を形成する両方のスクロールの背面を強制冷却するので、充分な冷却が効率よく行われる。
【００１１】
また、流体圧縮室を形成する両方のスクロールの背面側を強制冷却するので、前記モータの外周面と所定間隔有して前記外周面を囲繞している冷却空間内を流れる冷却気体によって、モータ自体を冷却しても冷却が効率よく行われる。
【００１２】
また、前記一方のスクロールの背面及び他方のスクロールの背面側には多数の冷却フィンが設けられるとともに、前記一方のスクロールには前記冷却フィンの前記モータ側に該モータの回転駆動軸と連結する連結部が設けられるように構成することも本発明の有効な手段である。
【００１３】
本発明は、モータの回転駆動軸と連結する連結部と、該連結部によって駆動されるスクロール（前記一方のスクロール）との間には冷却フィンが設けられ、すなわち、スクロール端板に直接に前記連結部が設けられているのではなく、冷却フィンを介して設けられているので、発熱の高い中央部分を効率良く冷却することができる。
【００１４】
また、前記モータの回転駆動軸の一方側にスクロール本体が連設されるとともに、他方側の前記囲繞体内に前記冷却ファンが連設され、
前記モータの回転により前記冷却ファンが回転して前記スクロール本体が強制冷却されるように構成したり、
また、前記冷却ファンを前記スクロール本体を挟んで前記導入通路の冷却気体出口と反対側に配置して構成することも本発明の有効な手段である。
【００１５】
また、前記冷却気体取り入れ口から前記導入通路の冷却気体出口にいたる前記囲繞体内の冷却気体流通方向を変換する曲がり角部分を曲面状に形成して囲繞体を構成することも本発明の有効な手段である。
このように構成することにより、冷却気体が前記導入通路内に部分的に留まることがなく、冷却気体出口側への冷却気体の供給状態が良く、効率良い冷却が行われる。
【００１６】
また、前記導入通路の冷却気体出口側を前記スクロール本体側の一方のスクロールの背面側と他方のスクロールの背面側とに分流する分流手段を設けて構成することも本発明の有効な手段である。
分流手段を設けることにより、一方のスクロールの背面側と他方のスクロールの背面側とに適量の冷却気体を配分することができ効率よい冷却を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械の平面図、図２（ａ）は、図１の左側面図、図２（ｂ）は、図１の右側面図、図３は、図１の部分的断面図、図４は、図３のＡ−Ａ断面矢視図、図５は、本発明の実施の形態に係る他構成図である。
【００１９】
図１及び図２において、スクロール本体１は、背面に多数の冷却フィン４ｂを有する固定スクロール４、内部に旋回スクロールが配置される本体ハウジング１０で構成され、スクロール本体１の右側は、後述するモータの回転駆動軸を保持する支持部１２を介してモータハウジング１３と連結している。
【００２０】
図３は、上カバー２を外し、モータ１５を断面で示している。
下カバー３は基台２７（図２）の図示しない延設部分に固定されている。下カバー３から延設されたフード部２６が円筒状に形成され、モータハウジング１３の外周面と所定間隔離して囲繞し、冷却気体の流入通路１７を形成している。
【００２１】
同じように半円周面２ｂを有する上カバー２にもフード部２６が設けられ、該フード部は下カバー３のフード部上端が挿入される溝（図示なし）が設けられ、図１に示すように上カバー２をかぶせると、前記溝内に下カバーのフード部が挿入され、前記半円周面２ｂと、該半円周部と対応する下カバー３の半円周部とでモータハウジング１３は、前記流入通路１７を形成して囲繞される（図２（ａ），（ｂ））。
【００２２】
モータ１５の回転駆動軸９は、左側は後述する支持部１２に保持され、右側は取付板２５にベアリングを介して回転可能に保持されるとともに、先端には冷却ファン１６が固設されている。
【００２３】
該冷却ファン１６は、上カバー２、及び下カバー３によって形成される通路１８内に回転可能に配置され、該冷却ファン１６が回転することにより、開口部１７ａから通路１７に矢印３０のごとく流入した冷却気体は、前記取付部２５ａ以外のところから矢印３１のごとく冷却ファン１６に流入する。
【００２４】
前記上カバー２及び下カバー３は、さらに冷却気体が流通する通路１９が形成される。該通路の出口１９ｂ側の通路壁面に突設された突起部１９ｃにより入り口１９ａ側から流入された冷却気体は壁面１９ｄに沿って出口側に方向変換するが、その方向変換された気体が後続の気体と干渉して一部は後続の気体に押されて符号３５のごとく、他の一部は方向変換された気体により矢印３４のごとく分離されてスクロール本体側に流入するように構成されている。
【００２５】
冷却ファン１６の回転により冷却気体は矢印３２の如く冷却ファン１６から放射状に径方向に放出されるとともに、冷却気体は冷却ファンの回転方向に放出され、ドーナッツ状に形成される通路１８の道程にある通路１９の入り口１９ａから通路１９に流入する。
【００２６】
次に、図４を用いてスクロール本体１を説明する。図４は図３のＡ−Ａ矢視図である。同図において、固定スクロール４の端板の内側面４ｍ側に、ほぼ円形の断面矩形状に凹設形成された摺動面４ｇが設けられ、該摺動面４ｇの中央部には圧縮流体を吐出する吐出口４ｄが開口されるとともに、該吐出口４ｄより大径の吐出開口４ｅが外部に向かって開設されている。
【００２７】
摺動面４ｇには前記吐出口４ｄの近傍からラップ４ａが外側に向かって螺旋状に植設され、そのラップの上方先端稜には凹溝が中央部から外周部に向かって凹設され、該溝内には相手側摺動面と接触して密閉状態を図るフッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるチップシール２２が嵌入されている。
【００２８】
固定スクロール４には、前記摺動面４ｇと連通する流体吸入口４ｃが前方に開口を有して開設されている。該吸入口４ｃが開設されている前面（固定スクロール背面）には複数の冷却フィン４ｂが図４上紙面垂直方向に植設され、そして、前記吐出開口４ｅが設けられる円筒部４ｈの外周面からも同じように図４上紙面垂直方向に冷却フィン４ｋが配置されている。
【００２９】
また、固定スクロール４の背面側には前記吐出開口４ｅに対応する位置に吐出開口２０ａが開設されたサイドカバー２０が取付られている。
また、固定スクロール４の内側面４ｍには、前記ラップ４ａの外周部を囲繞するように凹溝が凹設され、該溝内には相手側摺動面と接触して前記ラップ４ａ側にダストが侵入しないようにフッソ系樹脂等の自己潤滑性のあるダストシール２１が嵌入されている。
【００３０】
図４の右側には支持部１２が配置され、該支持部１２の右側中央部に設けられた凹部１２ａにはベアリングを介してモータの回転駆動軸９が保持されている。該回転駆動軸９の左端には前記回転駆動軸９とは偏心した回転中心軸部７ａを有する継手７の係合部７ｂと係合する係合頭８が固着されている。
【００３１】
継手７は、支持部１２と固定スクロール４との間に介在する本体ハウジング１０にベアリングを介して回転可能に配置されている。
本体ハウジング１０の図２（ａ）上左側が冷却気体が排出されるように図４に示す開口１０ａが開設されている。
【００３２】
この本体ハウジング１０内には、旋回スクロール５が配置され、その摺動面５ｇには固定スクロール４のラップ４ａと接触して流体を圧縮する密閉空間を形成するラップ５ａが植設されている。
旋回スクロール５の背面側には図４の紙面上垂直方向に多数の冷却フィン５ｂが配設されている。
【００３３】
前記冷却フィン５ｂには、外周部近傍に前記冷却フィン幅より大きい径寸法を有する受け部（符号なし）が設けられ、該受け部は１２０°間隔で３箇所設けられ、その受け部にはネジ孔（不図示）が設けられている。
【００３４】
また、前記受け部上面と当接して前記受け部に旋回補助板６がネジ止め（不図示）されている。該旋回補助板６には凹部６ａが設けられ、該凹部６ａは前記継手７の偏心軸部７ａとベアリングを介して連結している。
そして、前記旋回補助板の外周部には、前記本体ハウジング１０に一端が支持され、１２０゜ずつ円周方向３箇所に３対の自転防止機構１４の他端が支持され、該自転防止機構１４を介して前記旋回スクロール５が前記固定スクロール４とは偏心した回転中心を有して公転するように配置される。
【００３５】
本実施の形態は、上述のように構成されているので、図３に示すようにモータ１５が回転してスクロール本体１が駆動すると、モータ回転駆動軸に設けられた冷却ファン１６が回転し、開口１７ａから冷却気体を吸引してモータ１５のモータハウジング１３を冷却するとともに、通路１９の出口側から矢印３４、３５に示す方向に冷却気体が流れ、固定スクロール及び旋回スクロールのそれぞれの背面にある冷却フィンを介してそれぞれのスクロールを強制的に冷却する。
【００３６】
この冷却気体は、通路１７、１８、及び入り口側角部及び出口側角部を曲面状に形成した通路１９を経て流れるので、冷却気体が滞ることがなく、しかも両スクロールの背面を一方向に流れて冷却するので、スクロール本体側に効率良く冷却気体を流通させることができる。
【００３７】
図５は、他の実施の形態を示す。上述した実施の形態との相違点は、通路１８内に冷却ファンを配置しないで、スクロール本体の冷却気体排出面側に吸引冷却ファン２３を配置した点である。
この場合は、図１に仮想線で記載したように通路１８の曲がり角面を曲面状に形成することが望ましい。このように構成することにより、冷却気体が前記導入通路内に部分的に留まることがなく、冷却気体出口側への冷却気体の供給状態が良く、効率良い冷却が行われる。
【００３８】
尚、本実施の形態は、固定スクロールと旋回スクロールのそれぞれのラップが噛合って構成されるシングルラップスクロール方式で説明しているが、中央に配置した左右に突出するラップを有する旋回スクロールとこの旋回スクロールのラップと噛合うラップを有する固定スクロールを左右に配置したダブルラップスクロール方式の両固定スクロールの背面側の冷却にも適用される。
【００３９】
また、ダブルラップスクロール方式に適用する際には、左右の固定スクロール間にて旋回駆動する旋回スクロールの左右ラップが形成される端板の左右ラップ間に、冷却気体が流通する冷却通路を設ける、言い替えれば、旋回スクロールの端板を厚くして中央部分をくり貫いて冷却通路を形成する、さらに言い替えれば、２枚の端板を所定空隙有して冷却通路を形成して配置し、その両端板の冷却通路と反対側の面にラップを形成して旋回スクロールを形成することにより、ダブルラップであっても固定スクロール背面のみでなく旋回スクロールのラップ背面をも冷却でき、効率のよい冷却が可能である。
【００４０】
尚、冷却気体取入口の開口部１７ａは本体ハウジング１０とモータ１５との境目に本体ハウジング１０に向かってラッパ状に開口しているが、その開口位置は図３上さらに左側の本体ハウジング１０の上部まで被蓋されていてもよく、またさらに右側寄りでもよい。要は、冷却気体の流通によりモータが冷却可能な通路を形成できる位置でよい。
【００４１】
また、冷却気体は開口部１７ａから取り入れなくても、フード２６の外周面に開口部を適宜設けて、その開口部から取り入れても良い。
【００４２】
そして、本実施の形態においては、前記モータの外周面とフード２６との間は所定間隔離間しているが、必ずしもモータの外周面全部にフード２６がかぶさっている必要はなく、少なくとも一部と所定間隔有して前記モータの外周面の少なくとも一部を囲繞して囲繞体を形成し、冷却気体の流通によりモータが冷却可能な通路を形成できればよい。又、冷却ファンは、冷却気体取入口近傍からスクロール本体の他方側近傍までの間に配置できればよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、取り込んだ冷却気体を、前記回転駆動軸と交差する方向から前記スクロール本体側に導入し、前記スクロール本体側のスクロールの背面側を一方向から強制冷却するため、充分な冷却が効率よく行われる。
【００４４】
また、流体圧縮室を形成するスクロールの背面側を強制冷却するので、前記モータの外周面と所定間隔有して前記外周面を囲繞している冷却空間内を流れる冷却気体によって、モータ自体を冷却しても冷却が効率よく行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械の平面図である。
【図２】（ａ）は、図１の左側面図、（ｂ）は、図１の右側面図である。
【図３】図１の部分的断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る他構成図である。
【符号の説明】
１                  スクロール本体
２                  上カバー
３                  下カバー
９                  回転駆動軸
１０                本体ハウジング
１３                モータハウジング
１５                モータ
１７                通路（冷却空間）
１９                通路（導入通路）
２６                フード（囲繞体）
【図１】
0004026099.tif 000002
【図２】
0004026099.tif 000003
【図３】
0004026099.tif 000004
【図４】
0004026099.tif 000005
【図５】
0004026099.tif 000006