(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールの前面に設けられた渦巻状の固定ラップと、主軸の偏心軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込まれている旋回スクロールの前面に設けられた旋回ラップとを、相互に嵌合させることにより、前記旋回ラップの旋回に伴い、流体容積が変化する密閉室を形成してなるスクロール流体機械において、
前記旋回スクロールを、前記主軸の偏心軸部に枢支され、かつ前記自転防止機構が組み込まれているベアリングプレートと一体的に結合して構成するとともに、前記旋回スクロールの後面に複数の冷却フィンを突設し、かつ前記ベアリングプレートにおける前記旋回スクロール側を向く面に、前記旋回スクロールにおける前記冷却フィンに作用する冷却用気体が同時に作用しうるようにした複数の冷却フィンを突設し、両者の前記冷却フィンの先端面同士が互いに交差して当接するようにしたことを特徴とするスクロール流体機械。
【請求項２】
旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンを、冷却用気体の通過方向を向く波板状のものとするとともに、これら両者の冷却フィンの位相を異ならせることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するように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３】
旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンを、冷却用気体の通過方向を向く波形の異なる波板状のものとすることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するように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４】
旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンのいずれか一方を、冷却用気体の通過方向を向く直線状に、同じく他方を、波板状とすることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するように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５】
旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンを、冷却用気体の通過方向を向き、かつ波長の異なる波板状のものとすることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するように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】
旋回スクロールとベアリングプレートにおける各冷却フィンの冷却用気体の通過方向に対する角度を、互いに異ならせることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するように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】
ベアリングプレートにおける高熱となる可能性のある主軸の偏心軸部を枢支する領域における冷却フィンの先端と、旋回スクロールにおける対向する冷却フィンの先端とを離隔させたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスクロール流体機械。
【請求項８】
旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンの先端同士を、断熱材を介して互いに当接させたことを特徴とする請求項１〜７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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ、スクロール膨張機、スクロール送風機等のスクロール流体機械に関し、特に、このスクロール流体機械における冷却フィンによる冷却効果を向上させたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種のスクロール流体機械において、固定スクロールの端板(以下固定端板と呼ぶ)の前面に立設された渦巻状の固定ラップと、主軸の偏心軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込まれている旋回スクロールの端板(以下旋回端板と呼ぶ)の前面に立設された渦巻状の旋回ラップとを、相互に嵌合させることにより、旋回ラップの旋回に伴い、流体容積が変化する密閉室を形成してなるスクロール流体機械において、前記各端板の背面に多数の冷却フィンを突設し、これらの冷却フィンの一側方から他側方へ向かって冷却用気体を送ることにより、流体の圧縮に伴う圧縮熱、および各部の回転に伴う摩擦熱を放散させるようにしたものは公知である。
【０００３】
この種のスクロール流体機械においては、通常、旋回スクロールは、主軸の偏心部にベアリングを介して枢支され、かつ周辺部を、通常は３個の自転防止機構を介して、ハウジングに対し旋回しうるように支持されているベアリングプレートと、ボルト等をもって一体的に締め付けて結合されている。
【０００４】
そのため、旋回スクロールは、冷却用気体により冷却フィンを介して冷却されるものの、ベアリング等により各所を支持されているベアリングプレートについては、冷却に関して積極的な配慮がなされていないのが実情である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、旋回スクロールを冷却するための冷却用気体をもって、旋回スクロールと一体的に旋回するベアリングプレートをも、同時に効果的に冷却させ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するもので、その基本的な構成は、次の如くである。
【０００６】
(１) 固定スクロールの前面に設けられた渦巻状の固定ラップと、主軸の偏心軸部に枢支され、かつ自転防止機構が組み込まれている旋回スクロールの前面に設けられた旋回ラップとを、相互に嵌合させることにより、前記旋回ラップの旋回に伴い、流体容積が変化する密閉室を形成してなるスクロール流体機械において、前記旋回スクロールを、前記主軸の偏心軸部に枢支され、かつ前記自転防止機構が組み込まれているベアリングプレートと一体的に結合して構成するとともに、前記旋回スクロールの後面に複数の冷却フィンを突設し、かつ前記ベアリングプレートにおける前記旋回スクロール側を向く面に、前記旋回スクロールにおける前記冷却フィンに作用する冷却用気体が同時に作用しうるようにした複数の冷却フィンを突設し、両者の前記冷却フィンの先端面同士が互いに交差して当接するようにする。
【０００７】
(２) 前記(１)項において、旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンを、冷却用気体の通過方向を向く波板状のものとするとともに、これら両者の冷却フィンの位相を異ならせることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するようにする。
【０００８】
(３) 前記(１)項において、旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンを、冷却用気体の通過方向を向く波形の異なる波板状のものとすることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するようにする。
【０００９】
(４) 前記(１)項において、旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンのいずれか一方を、冷却用気体の通過方向を向く直線状に、同じく他方を、波板状とすることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するようにする。
【００１０】
(５) 前記(１)項において、旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンを、冷却用気体の通過方向を向き、かつ波長の異なる波板状のものとすることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するようにする。
【００１１】
(６) 前記(１)項において、旋回スクロールとベアリングプレートにおける各冷却フィンの冷却用気体の通過方向に対する角度を、互いに異ならせることにより、両者の冷却フィンの先端面同士が、互いに交差して当接するようにする。
【００１２】
(７) 前記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、ベアリングプレートにおける高熱となる可能性のある主軸の偏心軸部を枢支する領域における冷却フィンの先端と、旋回スクロールにおける対向する冷却フィンの先端とを離隔させる。
【００１３】
(８) 前記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンの先端同士を、断熱材を介して互いに当接させる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明の１つの実施形態を適用したスクロール圧縮機を示す。このスクロール圧縮機の基本的な構成は、通常のものと同様であるので、簡単に説明すると次の如くである。
【００１５】
図１の左端部に位置する固定スクロール(１)は、外周部適所に吸入口(２)を有し、かつ中心部に吐出口(３)を有する円形の固定端板(４)の前面に、渦巻状の固定ラップ(５)を立設し、かつ同じく後面に、水平方向を向く緩い波状の等高の冷却フィン(６)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００１６】
固定スクロール(１)に対向して配置されている旋回スクロール(７)は、円形の旋回端板(８)の前面、すなわち固定スクロール(１)と対向する面に、渦巻状の旋回ラップ(９)を立設し、かつ同じく後面に、水平方向を向く多数の波状の等高の冷却フィン(10)を、ほぼ等間隔をもって立設して形成されている。
【００１７】
旋回スクロール(７)の後方には、ベアリングプレート(11)が配置されている。
【００１８】
ベアリングプレート(11)は、前面、すなわち旋回スクロール(７)と対向する面に、旋回スクロール(７)における各冷却フィン(10)と対応する個所に位置し、かつこの冷却フィン(10)の波曲の形状とほぼ同様であるが、波曲の位置が水平方向に半ピッチずれている多数の波形の等高の冷却フィン(12)を突設し、かつ後面の中心部に、主軸(13)の偏心軸部(14)をベアリング(15)を介して枢支する筒状ボス(16)を突設するとともに、同じく外周部適所に、例えば公知のクランクピン型式の自転防止機構(17)を組み込んで、ハウジング(Ｈ)に対し旋回しうるように構成されている。
【００１９】
固定スクロール(１)の前面に押圧板(18)を当接して、適宜の締付けねじ(19)で締付け、かつ旋回スクロール(７)の後面にベアリングプレート(11)の前面を対向させて、両者を締付けねじ(20)等で締付けて一体化させることによりスクロール圧縮機は組立てられる。
【００２０】
組立てた際、ベアリングプレート(11)の前面の冷却フィン(12)の先端と、旋回スクロール(７)の後面の冷却フィン(10)の先端とが接触することなく、両者の間に、若干の間隙が形成されるようにする場合もあれば、旋回スクロール(７)とベアリングプレート(11)の結合時の剛性を大とするために、それらの冷却フィン(10)(12)の先端同士が、当接して押圧し合うようにすることもある。
【００２１】
冷却フィン(10)(12)の先端同士を当接させた場合、図３に明示するように、両冷却フィン(10)(12)の波曲は交差状となり、その先端面同士は、交差部において点状に接触することとなる。
【００２２】
冷却用気体は、適宜の手段により、このスクロール圧縮機の一側方より他側方へ向かって送られるか、あるいは吸引され、気体の圧縮および各部の機械的摩擦等による固定スクロール(１)、旋回スクロール(７)およびベアリングプレート(11)の発生熱は、それぞれ、冷却フィン(６)(10)(12)を介して放散される。
【００２３】
ところで、旋回スクロール(７)における冷却フィン(10)と、ベアリングプレート(11)における冷却フィン(12)の先端面同士が当接している場合には、その一方(通常は旋回スクロール(７))における発生熱の一部が、冷却フィン(10)を介してベアリングプレート(11)の冷却フィン(12)へ伝導され、ベアリングプレート(11)の冷却用気体による冷却効果が減殺されるおそれがある。
【００２４】
しかし、この実施の形態においては、前述したように、両冷却フィン(10)(12)の先端面同士は、互いに交差して最小限の面積をもって接触しているので、両者は、十分な機械的結合力をもって一体化され、剛性を高めているにも拘らず、一方の冷却フィンにおける熱が、他方の冷却フィンへ伝導される可能性はきわめて小さく、冷却効果が減殺されることはほとんどない。
【００２５】
前記冷却フィン(10)(12)の先端面同士が、可及的に小さな面積をもって接触させるようにする手段としては、図１〜図３に示すように、冷却フィン(10)(12)を波板状のもとするとともに、その位置を異ならせる以外に、次のような手段が考えられる。なお、これらの構成については、自明であると思われるので、図示は省略する。
【００２６】
(１) 両冷却フィンを、位相の異なる波板状とする。
(２) 両冷却フィンを、波形の異なる波板状とする。
(３) 両冷却フィンを、波長の異なる波板状とする。
(４) 両冷却フィンの冷却用気体の通過方向に対する角度を、互いに異ならせる。
(５) 少くともいずれか一方の冷却フィンを、冷却用気体の通過方向において分断させる。
(６) 少くともいずれか一方の冷却フィンの先端に、その立設方向を向く凹入部もしくは突出部を設ける。
【００２７】
さらに、ベアリングプレート(11)における特に発熱量の多い部分の放熱を良好とするために、このような部分における冷却フィン(12)のみを、旋回スクロール(７)における冷却フィン(10)とは接触せず、両者の先端面同士の間に、若干の間隙が形成されるようにしておくこともある。
【００２８】
図４はこのような例を示し、旋回スクロール(７)の冷却フィン(10)の内、ベアリングプレート(11)における最も高温となるおそれのある筒状ボス(16)に対応する部分、すなわち中心部の一定領域のもの(10')を、他のものよりも若干低寸とし、その先端と、ベアリングプレート(11)の冷却フィン(12)の先端との間に、若干の間隙(Ａ)を形成させてある。
【００２９】
このようにすると、旋回スクロール(７)とベアリングプレート(11)を一体的に締付けて固定した際、周囲の大部分の冷却フィン(10)と(12)の先端面同士は互いに圧接して、締付力を受支し、しかも比較的高温となっているベアリングプレート(11)の筒状ボス(16)付近の冷却フィン(12)の熱は、対向する冷却フィン(10')から直接伝導されることはなく、旋回スクロール(７)の熱により、ベアリングプレート(11)の冷却効果が損われるおそれはなくなる。
【００３０】
旋回スクロール(７)とベアリングプレート(11)を一体的に締結した際、その押圧力を対向する冷却フィン(10)(12)により、両者の締付力を受支する一方、旋回スクロール(７)の熱が、その冷却フィン(10)を経て、ベアリングプレート(11)の冷却フィン(12)に伝えられることにより、ベアリングプレート(11)の冷却効果が阻害されるのを防止する別の手段としては、図５に示すように、対向する冷却フィン(10)(12)の先端面同士の間に、適宜の板状断熱材を挟み込んで、固定することもある。
【００３１】
この固定手段としては、接着の他、冷却フィン(10)(12)の先端面に鋸歯状もしくは棘歯状等の係止突起を設けておき、これに断熱材(21)を食い込ませることもある。
【００３２】
【発明の効果】
次に、各請求項に記載の発明の特有の効果を列記する。
(請求項１) 旋回スクロールのための冷却用気体により、ベアリングプレートも同時に冷却される。旋回スクロールとベアリングプレートとの間の熱伝導は小となり、例えばベアリングプレートが、旋回スクロールの熱の影響を受けるおそれは小となる。
【００３３】
(請求項２〜５) 冷却用気体が乱流状となって流れるため、旋回スクロールとベアリングプレートの放熱は良好となり、しかも両者間の熱伝導は小となる。
【００３４】
(請求項６) 旋回スクロールとベアリングプレートにおける冷却フィンに対する冷却用気体の当接方向が相違するため、冷却用気体は攪乱され、冷却効果は良好となる。
【００３５】
(請求項７) ベアリングプレートにおける高温部の熱が、旋回スクロールへ伝わることがなくなる。
【００３６】
(請求項８) 旋回スクロールとベアリングプレートとの間の熱交換は行われなくなり、しかも両者の一体締結時の強度は大となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施態様を示す縦断側面図である。
【図２】  図１における旋回スクロールとベアリングプレートを示す縦断側面図である。
【図３】  図２におけるIII−III線縦断面図である。
【図４】  旋回スクロールの冷却フィンの一部が、ベアリングプレートの中心部の冷却フィンの先端面に当接しないようにした例を示す図２と同様の図である。
【図５】  旋回スクロールとベアリングプレートの冷却フィンの先端面同士の間に、板状摩擦材を挟み込んだ例を示す図２と同様の図である。
【符号の説明】
(１)固定スクロール
(２)吸入口
(３)吐出口
(４)固定端板
(５)固定ラップ
(６)冷却フィン
(７)旋回スクロール
(８)旋回端板
(９)旋回ラップ
(10)冷却フィン
(11)ベアリングプレート
(12)冷却フィン
(13)主軸
(14)偏心軸部
(15)ベアリング
(16)筒状ボス
(17)自転防止機構
(18)押圧板
(19)(20)締付けねじ
(21)断熱材
(Ａ)間隙
(Ｈ)ハウジング
【図１】
0004028179.tif 000002
【図２】
0004028179.tif 000003
【図３】
0004028179.tif 000004
【図４】
0004028179.tif 000005
【図５】
0004028179.tif 000006