(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと旋回スクロールのラップと反対側の面に冷却フィンを設けるとともに、モータの回転軸に連結して、前記旋回スクロールの冷却フィン側に一体的に結合して前記旋回スクロールを駆動する駆動部材とを備え、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ける冷却構造において、
前記駆動部材には周方向３ケ所に補助クランク用ボス部を設けるとともに、それぞれの前記補助クランク用ボス部の一隅に前記旋回スクロールとの取り付け孔を設け、
前記補助クランク用ボス部の背面と同じ高さを頂部とする冷却フィンを、冷却気体の流れる方向に沿って前記駆動部材背面に設けるとともに、前記駆動部材背面に設けた冷却フィンの、モータの回転軸と連結する回転軸用ボス部に対応する回転軸用ボス部対応部分の高さを、該回転軸ボス部対応部分の中央部を除いて低く構成し、
少なくとも前記補助クランク用ボス部の背面と前記回転軸用ボス部対応部分の中央部が前記旋回スクロール側の冷却フィン頂部と当接して前記旋回スクロールと一体化することを特徴とするスクロール流体機械における冷却構造。
【請求項２】
前記旋回スクロールと一体に取り付けた際に、前記補助クランク用ボス部の背面と当接する複数の冷却フィンと、該背面と同じ高さで植設された冷却フィンと当接する複数の冷却フィンを前記旋回スクロールに設けるとともに、
前記補助クランク用ボス部の背面に当接する冷却フィンに前記駆動部材の取り付け部を設け、
前記駆動部材背面の前記回転軸ボス部対応部分に設けた冷却フィンの頂部面積をＮとすると、前記旋回スクロールの冷却フィンと当接する高さを有する中央部の面積をＮ／６以下に設定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における冷却構造。
【請求項３】
前記駆動部材は、略円形状に形成した板状体の一面の中央部分に一方が開口して円形状壁面に囲繞された凹部を有する前記回転軸ボス部と、
前記回転軸ボス部の前記円形状壁面の外側に、前記回転軸ボス部と同じ側が開口して円形状壁面に囲繞された凹部を有する前記補助クランク用ボス部と及び、前記旋回スクロールへの取り付け孔とを設け、
両ボス部の円形状壁面間を離間した状態で両ボス部を近接配置して構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における冷却構造。
【請求項４】
前記旋回スクロールへの取り付け孔は、前記補助クランク用ボス部中心と前記駆動部材中心とを結ぶ線を基準として左右対称位置に複数設けたことを特徴とする請求項１、２、または３記載のスクロール流体機械における冷却構造。
【請求項５】
前記固定スクロールは固定スクロールラップと反対側の面に固定スクロール冷却フィンが設けられるとともに、流体吸入孔と圧縮流体吐出孔とを除いて前記固定スクロール冷却フィンを覆う蓋部材が前記固定スクロールに取り外し可能に配置さ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における冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロールと旋回スクロールのラップと反対側の面に冷却フィンを設けるとともに、モータの回転軸に連結して、前記旋回スクロールの冷却フィン側に一体的に結合して前記旋回スクロールを駆動する駆動部材とを備え、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ける冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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は種々知られている。特開平９−１４４６７３号公報（先行公報）もその一つである。
この技術は、先行公報の［図１］によると、旋回スクロール１０と該旋回スクロール１０にビス固着されるカバー部材１２とを備え、該カバー部材には外周に放射状の冷却フィンを有した大径のボス部１２Ａと、その外側に外周に放射状の冷却フィンを有した小径の補助クランク用のボス部１２Ｂを有し、旋回スクロールとカバー部材とを一体結合した状態でカバー部材のボス部１２Ａでモータに連結する駆動軸２により旋回スクロールが駆動可能に構成され、該ボス部の裏面を空間１７として形成し、旋回スクロール側の放熱フィンと離間している。
【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、前記ボス部の裏面を空間部１７として形成しているので、前記空間部１７に冷却風を導入でき、前記ボス部１７を冷却でき、前記ボス部１７Ａに設ける旋回軸受に旋回スクロールからの圧縮熱が伝達されるのを防止でき、旋回軸受を低い温度状態に保つことができる。
【０００４】
しかしながら、スクロール流体機械の圧縮比と圧縮容量とが決定された後に、カバー部材を設計する際に前記圧縮比と圧縮容量に耐えるようにカバー部材の肉厚と旋回スクロールを駆動するボス部及び補助クランク用のボス部の形状を決定し、これらのボス部の外周に冷却フィン設けると、該カバー部材の外径ひいては旋回スクロールの外径が大径化することになる。
【０００５】
また、カバー部材は回動駆動力を旋回スクロール側に伝達するものであり、そして、前記補助クランク部は旋回スクロールの回転を制限するものであるために応力が生じるので、補助クランク用ボス部は強固に形成し、前記旋回スクロールにカバー部材を連結して強固に一体化する必要がある。
【０００６】
しかも、旋回スクロールの冷却フィンが設けられている面に必要な冷却空間を離間した状態でビス固定する必要があり、旋回スクロール側かまたはカバー部材側に支柱を植設して相手側面と当接させてビス止める手段が考えられるが、該支柱はかなり広い当接面積を有することが望ましい。
そして、当接面積の広い支柱を設けると余分な重量が増加することになる。
【０００７】
また、旋回スクロールとカバー部材は部分的に当接して他の部分が浮いている状態であっても、浮いている部分をなるべく少なくすること、及び当接部分と浮いている部分とが平均的に分布していることが、応力偏向が少なく望ましい。
【０００８】
また、旋回スクロール側で冷却するのみでなく固定スクロール側でも冷却することによって、より良好に冷却することができる。よって、固定スクロール側の冷却空間を調整可能に構成することが望まれている。
【０００９】
上述の事情に鑑み、本発明は、旋回スクロール側の発熱を良好に冷却できるスクロール流体機械における冷却構造を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、旋回スクロールとそれを駆動する駆動部材とを強固に一体化して構成したクロール流体機械における冷却構造を提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記固定スクロールの冷却フィン側を取り外し可能な蓋部材を配置し、該蓋部材と固定スクロールとの間にスペーサを介在することにより容易に冷却空間容積を調整可能に構成したクロール流体機械における冷却構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定スクロールと旋回スクロールのラップと反対側の面に冷却フィンを設けるとともに、モータの回転軸に連結して、前記旋回スクロールの冷却フィン側に一体的に結合して前記旋回スクロールを駆動する駆動部材とを備え、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ける冷却構造において、
前記駆動部材には周方向３ケ所に補助クランク用ボス部を設けるとともに、それぞれの前記補助クランク用ボス部の一隅に前記旋回スクロールとの取り付け孔を設け、
前記補助クランク用ボス部の背面と同じ高さを頂部とする冷却フィンを、冷却気体の流れる方向に沿って前記駆動部材背面に設けるとともに、前記駆動部材背面に設けた冷却フィンの、モータの回転軸と連結する回転軸用ボス部に対応する回転軸用ボス部対応部分の高さを、該回転軸ボス部対応部分の中央部を除いて低く構成し、
少なくとも前記補助クランク用ボス部の背面と前記回転軸用ボス部対応部分の中央部が前記旋回スクロール側の冷却フィン頂部と当接して前記旋回スクロールと一体化することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、旋回スクロールに取り付けられる駆動部材に、周方向３ケ所に補助クランク用ボス部を設け、それぞれの前記補助クランク用ボス部の一隅に前記旋回スクロールとの取り付け孔を設けているので、少なくとも前記補助クランク用ボス部の背面と前記回転軸用ボス部対応部分の中央部が前記旋回スクロール側の冷却フィン頂部と当接して前記旋回スクロールと一体化することでき、当接部分が３個の補助クランク用ボス部と中央部分であり、固着部分が中央部分から略等距離の補助クランク用ボス部であり、強固に両者を一体化することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記補助クランク用ボス部の背面と同じ高さを頂部とする冷却フィンを、冷却気体の流れる方向に沿って前記駆動部材背面に設けるとともに、前記駆動部材背面に設けた冷却フィンの、モータの回転軸と連結する回転軸用ボス部に対応する回転軸用ボス部対応部分の高さを、該回転軸ボス部対応部分の中央部を除いて低く構成しているので、前記補助クランク用ボス部の背面と前記回転軸用ボス部対応部分の中央部が前記旋回スクロール側の冷却フィン頂部と当接して前記旋回スクロールと一体化した際には、前記回転軸ボス部対応部分の低い冷却フィン部分が冷却空間を形成する。
【００１３】
また、両者を一体化した際に、前記補助クランク用ボス部の背面とは複数の旋回スクロール用の冷却フィンと当接することも本発明の有効な手段であり、この場合は、旋回スクロールは前記補助クランク用ボス部の背面を広い部分で当接保持することができる。
【００１４】
また、該背面と同じ高さで植設された冷却フィンと当接する複数の冷却フィンを前記旋回スクロールに設けるとともに、
前記補助クランク用ボス部の背面に当接する冷却フィンに前記駆動部材の取り付け部を設けることも本発明の有効な手段であり、別に支柱を設けて該支柱に取り付ける必要はなく、旋回スクロール全体としての重量が軽減される。
【００１５】
また、前記駆動部材背面の前記回転軸ボス部対応部分に設けた冷却フィンの頂部面積をＮとすると、前記旋回スクロールの冷却フィンと当接する高さを有する中央部の面積をＮ／６以下に設定することも本発明の有効な手段であり、前記回転軸ボス部対応部分の中央部を旋回スクロールが当接保持するので、駆動部材の旋回スクロールへの取り付けが確実となり、旋回スクロール側からの冷却フィンとの接触は冷却空間の１／６以下の面積であり、圧縮熱の伝達経路は少なく、よって、駆動部材側への圧縮熱の影響は短時間では少なく、圧縮熱を冷却する容積のほうが大きいので、冷却効果は十分であり、また、中央部から伝達された圧縮熱は、駆動部材の外周側に設けた冷却フィンにより冷却される。
【００１６】
また、前記駆動部材は、略円形状に形成した板状体の一面の中央部分に一方が開口して円形状壁面に囲繞された凹部を有する前記回転軸ボス部と、
前記回転軸ボス部の前記円形状壁面の外側に、前記回転軸ボス部と同じ側が開口して円形状壁面に囲繞された凹部を有する前記補助クランク用ボス部と及び、前記旋回スクロールへの取り付け孔とを設け、
両ボス部の円形状壁面間を離間した状態で両ボス部を近接配置して構成することも本発明の有効な手段である。
【００１７】
かかる技術手段によると、前記回転軸ボス部と前記補助クランク用ボス部とを近接配置しているので、スクロール流体機械を小型に構成することができる。
また、両ボス部の円形状壁面間を離間した状態で両ボス部を近接配置しているので、両ボス部の円形状壁面間が一体となり肉厚が厚くなり、その厚さに合わせて他の部分の肉厚を厚くして歪対策を行うことがなく重量が増加することがなく、
小型なスクロール流体機械を構成することができる。
【００１８】
また、前記旋回スクロールへの取り付け孔は、前記補助クランク用ボス部中心と前記駆動部材中心とを結ぶ線を基準として左右対称位置に複数設けることも本発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると左右対称位置に少なくとも２個で補助クランク用ボス部を取り付けるので取り付けの確実性が増すとともに、重量バランスも良く、動作が安定する。
【００１９】
また、前記固定スクロールは固定スクロールラップと反対側の面に固定スクロール冷却フィンが設けられるとともに、流体吸入孔と圧縮流体吐出孔とを除いて前記固定スクロール冷却フィンを覆う蓋部材が前記固定スクロールに取り外し可能に配置することも本発明の有効な手段であり、前記蓋部材を取り外しスペーサを介して蓋部材を固定スクロールに取り付けることにより固定スクロール側の冷却空間が増加し、冷却効率をさらに向上することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
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断面図、図２は、旋回スクロールと駆動部材との断面図、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。
図１において、スクロール流体機械は、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、モータの回転駆動軸９を保持する支持部１２、モータハウジング１３とで構成される。
【００２２】
モータの回転駆動軸９は、左側は支持部１２に保持され、さらに左側は後述する回転軸用ボス部６１とベアリングを介して連結する端部７ａを有する継手７と嵌合している。
【００２３】
一方、固定スクロール４の端板の内側に、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、該吐出開口４ｅには吐出筒２３が配設されている。
【００２４】
摺動面４ｇには前記吐出口４ｄの近傍からラップ４ａが外周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。
【００２５】
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１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１上紙面垂直方向に冷却フィンが配置されている。
【００２６】
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（蓋部材）２０が、冷却フィンの一部が太径に形成された取り付け部４ｋにより着脱可能に取付られている。前記取り付け部４ｋの先端に適宜円筒上のスペーサを挟んでサイドカバー２０を取り付けることにより固定スクロール側の冷却空間を調整し、冷却能率を向上させることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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１の紙面上垂直方向に多数の冷却フィン５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅが配設されている。
【００２９】
図３に１点鎖線で示すように、前記冷却フィン５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは、矢印２４で示す冷却風の流れる方向に沿って波型に形成され、そのうち前記冷却フィン５ｃ，５ｄ，５ｅは前記冷却フィン幅より大きい径寸法を有する受け部５１が設けられ、その受け部５１にはネジ孔（不図示）が設けられている。
【００３０】
また、前記旋回スクロール５の前記受け部５１に取り付けられる、旋回補助板（駆動部材）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（補助クランク部）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。
【００３１】
また、図２に示すように、前記駆動部材６は、回転軸ボス部６１と、回転軸ボス部の前記円形状壁面の外側に、補助クランク用ボス部６０とを、両ボス部の円形状壁面間を離間した状態、すなわち、補助クランク用ボス部６０の外周６０Ａａと回転軸ボス部６１の外周６ｄとは壁面間を離間した状態で近接配置して構成しているので、スクロール流体機械を小型に構成することができる。
また、両ボス部の円形状壁面間を離間した状態で両ボス部を近接配置しているので、両ボス部の円形状壁面間が一体となり肉厚が厚くなり、その厚さに合わせて他の部分の肉厚を厚くして歪対策を行うことがなく重量が増加することがなく、
小型なスクロール流体機械を構成することができる。
【００３２】
図３は図２のＡ−Ａ矢視図であり、３箇所の補助クランク用ボス部６０のうちボス部６０Ａの裏面には４本の旋回スクロール冷却フィン５ｂ、及び受け部５１を有した冷却フィン５ｃが対応して当接し、ボス部６０Ｂ及び６０Ｃの裏面には３本の冷却フィン５ｂと２本の冷却フィン５ｄ，及び５ｅが対応して当接するように構成される。
尚、前記ボス部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの裏面に当接する旋回スクロールの冷却フィンは図３において上から下に延設してあってもよい。
【００３３】
また、回転軸用ボス部６１の裏面に対応する回転軸用ボス部６１の外周壁を意味する１点鎖線６ｄで囲まれた部分は、中央部に位置する２本の６ｂｈ，６ｂｈ以外は、図２に６ｃで示すように低く、旋回スクロールのラップ空間の圧縮発熱部（斜線部部分）からの旋回スクロールの冷却フィンとは当接せずに冷却空間が形成される。
【００３４】
本実施の形態は、上述のように、旋回スクロールに取り付けられる駆動部材６に、周方向３ケ所に補助クランク用ボス部６０を設け、それぞれの前記補助クランク用ボス部の一隅に前記旋回スクロールとの取り付け孔６０ａを設けているので、補助クランク用ボス部６０の裏面に旋回スクロールの冷却フィンを当接し、前記回転軸用ボス部対応部分の中央部にある冷却フィン６０ｂｈ，６０ｂｈが前記旋回スクロール側の冷却フィン頂部と当接して、取り付け孔６０ａにネジを挿入して旋回スクロールの冷却フィン頂部の取り付け部に取り付けることにより、前記旋回スクロールと駆動部材６は一体化することできる。
【００３５】
その際に、当接部分が３個の補助クランク用ボス部と中央部分であり、固着部分が中央部分から略等距離の補助クランク用ボス部であり、また、前記補助クランク用ボス部の背面とは複数の旋回スクロール用の冷却フィンと当接しているので、旋回スクロールは前記補助クランク用ボス部の背面を広い部分で当接保持することができ、強固に両者を一体化することができる。
【００３６】
そして、図３に示すように、駆動部材６の前記旋回スクロールへの取り付け孔６０ａは、前記補助クランク用ボス部中心と前記駆動部材中心とを結ぶ線を基準として左右対称位置に２個設けているので、取り付けの確実性が増すとともに、重量バランスも良く、動作が安定する。
【００３７】
上述したように本実施の形態は、前記補助クランク用ボス部の背面に当接する冷却フィンに前記駆動部材の取り付け部を設けているので、別に支柱を設けて該支柱に取り付ける必要はなく、旋回スクロール全体としての重量が軽減される。
【００３８】
また、前記固定スクロールは固定スクロールラップと反対側の面に固定スクロール冷却フィンが設けられとともに、流体吸入孔と圧縮流体吐出孔とを除いて前記固定スクロール冷却フィンを覆う蓋部材が前記固定スクロールに取り外し可能に配置しているので、前記蓋部材を取り外しスペーサを介して蓋部材を固定スクロールに取り付けることにより固定スクロール側の冷却空間が増加し、冷却効率をさらに向上することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、駆動部材と旋回スクロールとを、強固に一体化することができるとともに、回転軸用ボス部裏面に旋回スクロール側からの冷却フィンの接触面積を少なくし、冷却フィンが存在する冷却空間の容積を多くしたので、冷却効率が向上し、圧縮効率を向上する冷却構造を提供することができる。
【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断面図である。
【図２】旋回スクロールと駆動部材との断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【符号の説明】
４                  固定スクロール
５                  旋回スクロール
６                  駆動部材（回転補助板）
【図１】
0004130285.tif 000002
【図２】
0004130285.tif 000003
【図３】
0004130285.tif 000004