JP3645339B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気圧縮機や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関し、特に、空冷式のスクロール式流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ケーシングと、該ケーシングに固着され、鏡板に渦巻き状のラップ部が立設された固定スクロールと、基端側が前記ケーシングに回転可能に支持され、先端側がケーシング内に位置してクランクとなった駆動軸と、前記ケーシング内に設けられ、鏡板の表面側に前記固定スクロールのラップ部と重なり合う渦巻き状のラップ部が立設され、背面側にボス部が設けられた旋回スクロールと、該旋回スクロールを前記駆動軸のクランクに回転自在に支持するため、該旋回スクロールのボス部に設けられた旋回軸受とから構成してなるスクロール式流体機械は知られている。
【0003】
そして、この種のスクロール式流体機械を空気圧縮機として用いる場合には、駆動軸を外部から電動モータ等で回転駆動することにより旋回スクロールを旋回させ、旋回スクロールと固定スクロールとの間に形成される複数の圧縮室内で外部から吸込んだ空気を圧縮しつつ、この圧縮空気を吐出口から外部の空気タンク等に向けて吐出させるようになっている。
【0004】
ここで、従来技術によるスクロール式空気圧縮機では、圧縮運転時に各圧縮室内に圧縮熱が発生し、固定スクロールのラップ部や旋回スクロールのラップ部等に熱膨張や温度不均一による歪み変形が生じたり、この圧縮熱が旋回軸受等に伝導すると共に、該旋回軸受が回転時の摩擦により発熱し、該旋回軸受内のグリース等が漏洩して該旋回軸受が損傷する問題があった。そこで、このような問題を解決するために、次に示すような手段を講じたものが知られている。
【0005】
まず、第1の従来技術では、特開昭59−34494号公報に示すように、旋回スクロールと旋回軸受との間に断熱材または断熱空間を設け、圧縮室内に発生した圧縮熱が前記旋回軸受に伝導するのを防止したものが知られている。
【0006】
また、第2の従来技術では、実開平1−53485号公報に示すように、旋回スクロールに放熱フィンを介してボス部材(カバー部材)を設けると共に、ボス部材(カバー部材)の中心側に対応する位置で放熱フィンの長さを他の部位より短くし、旋回スクロールと旋回軸受との間で熱伝導を遮断する構成としたものが知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した第1の従来技術では、旋回スクロールと旋回軸受との間に断熱材を設けているため、圧縮熱が前記旋回軸受に伝導するのを効果的に防止できる。しかし、第1の従来技術では、旋回軸受を冷却風等の手段で特別に冷却する構成ではないから、旋回軸受が回転時の摩擦により自己発熱して、高温になると、旋回軸受の劣化が早まり、旋回軸受内のグリース等が漏洩して該旋回軸受が早期に摩耗、損傷する場合があるという問題がある。
【0008】
また、第2の従来技術では、旋回スクロール側に設けた各放熱フィンの長さをボス部材(カバー部材)の中心側と対応する位置で短くする構成であるから、最も高温になり易い旋回スクロールの中央部側で十分な放熱面積を確保できず、旋回スクロールの冷却効率が低下するという問題がある。
【0009】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は旋回スクロール全体の放熱性を高め、冷却風等による冷却効率を向上できると共に、例えば旋回スクロールのボス部とクランクとの間に設ける旋回軸受等をボス部材(カバー部材)と共に冷却でき、耐久性や信頼性を大幅に向上できるようにしたスクロール式流体機械を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、ケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ先端側がクランクとなった駆動軸と、前記ケーシング内に位置して該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ、固定スクロールとの間に複数の圧縮室を形成する旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械に適用される。
【0011】
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記旋回スクロールは、鏡板の表面側に渦巻き状のラップ部が立設された旋回スクロール本体と、該旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けられ中央部側のボス部が前記クランクに回転可能に取付けられるカバー部材と、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側から該カバー部材に向けて突設された複数本の放熱フィンとからなり、前記カバー部材の中央部側には前記ボス部と反対側の面に位置して前記放熱フィンから離間する方向に凹陥した凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と前記各放熱フィンの突出端との間には該凹部が形成されることによる空間部を設け、前記放熱フィンの突出寸法は前記旋回スクロールの鏡板とカバー部材の外周側との離間寸法に等しく形成する構成としたことにある。
【0012】
このように構成することにより、凹部を用いてカバー部材の中央部側を放熱フィンから離間させることができるから、カバー部材の中央部側と各放熱フィンの突出端との間に空間部を設けることができる。このため、各放熱フィンとカバー部材の中央部側との間に設けた空間部に冷却風を導入でき、カバー部材の中央部(ボス部)側を効率的に冷却できる。そして、ボス部とクランクとの間に設ける旋回軸受等に、旋回スクロール本体からの圧縮熱が伝わるのを防止でき、旋回軸受等を低い温度状態に保つことができる。
【0013】
また、請求項2の発明が採用する構成の特徴は、前記カバー部材の中央部側には前記ボス部と反対側の面に位置して前記放熱フィンから離間する方向に凹陥した凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と前記各放熱フィンの突出端との間には該凹部が形成されることによる空間部を設け、前記カバー部材の中央部側には前記凹部から旋回スクロール本体側に向けて突出する補助放熱フィンを設ける構成としたことにある。
【0014】
この結果、前記旋回軸受から発生する摺動(摩擦)熱等をカバー部材のボス部(中央部)側から補助放熱フィンを介して前記空間部へと放熱させることができ、旋回軸受の冷却効率を高めることができる。
【0015】
さらに、請求項3の発明が採用する構成の特徴は、前記カバー部材の中央部側には前記ボス部と反対側の面に位置して前記放熱フィンから離間する方向に凹陥した凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と前記各放熱フィンの突出端との間には該凹部が形成されることによる空間部を設け、前記各放熱フィンは前記凹部に対応する部位を他の部位よりも長い突出寸法をもって形成したことにある。
【0016】
この結果、各放熱フィンによって旋回スクロール本体の中央部側では各放熱フィンによる放熱面積を拡大でき、圧縮室からの圧縮熱を確実に放熱できると共に、カバー部材の凹部と放熱フィンの先端との間に空間部を確保でき、旋回スクロール全体の中央部側をより効率的に冷却することができる。
【0017】
さらにまた、請求項4の発明が採用する構成の特徴は、前記旋回スクロールは、鏡板の表面側に渦巻き状のラップ部が立設された旋回スクロール本体と、該旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けられ中央部側のボス部が前記クランクに回転可能に取付けられるカバー部材と、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側から該カバー部材に向けて突設された複数本の放熱フィンとからなり、前記カバー部材の少なくとも中央部側には前記各放熱フィンの突出端との間に空間部を形成すると共に、該カバー部材のボス部と反対側の面には前記旋回スクロール本体側に向けて突出する補助放熱フィンを設ける構成としたことにある。
【0018】
このように構成することにより、旋回スクロール本体側から圧縮熱を各放熱フィンを介して放熱でき、この熱がカバー部材の中央部(ボス部)側に伝わるのを確実に抑えることができると共に、カバー部材のボス部とクランクとの間に設ける旋回軸受等から摺動(摩擦)熱が発生しても、この熱をカバー部材の中央部側から補助放熱フィンを介して空間部側に放熱でき、旋回軸受の冷却効率を高めることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【0020】
ここで、図1ないし図3は本発明のスクロール式流体機械をスクロール式空気圧縮機に適用した場合の第1の実施例を示している。
【0021】
図1において、1は段付筒状に形成されたスクロール式空気圧縮機のケーシングを示し、該ケーシング1は、大径の筒部1Aと、該筒部1Aの一端側には後述の固定スクロール4を固着する環状のフランジ部1Bと、筒部1Aの他端側から径方向内向きに延設された環状部1Cと、該環状部1Cの内周側から筒部1Aとは反対側に向けて突出するように軸方向に延設された軸受筒部1Dとからなり、環状部1Cの外周側部位には、後述の各補助クランク25を取付けるため、例えば3個の取付部1E,1E,…(1個のみ図示)が周方向に所定間隔をもって形成されている。また、図2に示すように、筒部1Aには冷却風ダクト31から冷却風を供給する冷却風供給口1Fと、冷却風を外部に流通させる通気口としての冷却風排気口1G,1Hを設けている。
【0022】
2はケーシング1の軸受筒部1D内に軸受3,3を介して回転可能に設けられた駆動軸を示し、該駆動軸2はその先端側がケーシング1の筒部1A内へと伸長するクランク2Aとなり、該クランク2Aの軸線は駆動軸2の軸線に対して所定寸法だけ偏心している。また、該駆動軸2は軸受筒部1Dの一端側から後述のファンケーシング29内へと突出し、その突出端側にはプーリ(図示せず)が設けられ、駆動軸2は該プーリにベルトを介して電動モータ(いずれも図示せず)によって回転駆動されるようになっている。
【0023】
4はケーシング1のフランジ部1Bに固着された固定スクロールを示し、該固定スクロール4は、その中心が駆動軸2の軸線と一致するように配設された円板状の鏡板5と、該鏡板5の表面(歯底)から軸方向に立設され、中心側が図3に示す如く巻始め端となり、外周側が巻終り端となった渦巻き状のラップ部6と、該ラップ部6を外周側から取囲むように鏡板5の径方向外側に一体形成され、ケーシング1のフランジ部1Bにボルト(図示せず)等を介して取付けられた外縁部7とから大略構成され、鏡板5の背面(ラップ部6とは反対側の面)側には多数の放熱フィン8,8,…が形成されている。
【0024】
ここで、各放熱フィン8は鏡板5の背面側に沿って互いに平行に延び、その先端側はダクトカバー9で覆われると共に、該ダクトカバー9と放熱フィン8との間には鏡板5の背面側に位置して冷却風通路8A,8A,…が形成されている。そして、各放熱フィン8は後述の遠心ファン30によって発生した冷却風が各冷却風通路8A内を直線状に流通することにより、鏡板5の背面側から後述の圧縮熱等を放熱させ、固定スクロール4を全体的に冷却する構成となっている。
【0025】
10は固定スクロール4と対向するようにケーシング1の筒部1A内に旋回可能に配設された旋回スクロールを示し、該旋回スクロール10は旋回スクロール本体11と、カバー部材となるカバープレート12とから構成され、旋回スクロール本体11は、固定スクロール4とほぼ同様に鏡板13、渦巻き状のラップ部14等によって構成されている。
【0026】
ここで、前記カバープレート12は図3に示すように鏡板13の背面(裏面)側にボルト15,15,…(図2参照)を介して固着され、その中央部には後述の旋回軸受21を保持する有底筒状のボス部12Aが一体形成されている。そして、該ボス部12Aの底面にあたるカバープレート12の中央部側には、ボス部12Aと反対側の面に位置してその外周側部位に比較して板厚が薄くなるように円形状の凹部12Bが形成され、該凹部12Bはカバープレート12の中央部側を各放熱フィン16の突出端から離間させるように凹窪状に凹陥する構成となっている。また、カバープレート12の外周側部位には、ケーシング1側の各取付部1Eとほぼ対向する位置に補助クランク25用の取付部12C,12C,…(1個のみ図示)が周方向に所定間隔をもって形成されている。
【0027】
16,16,…は旋回スクロール本体11の鏡板13とカバープレート12との間に設けられた放熱フィンを示し、該各放熱フィン16は鏡板13の背面側に直線状の凹溝からなる冷却風通路16A,16A,…を形成するように配設され、互いに平行に延びている。ここで、各放熱フィン16の突出寸法L1は鏡板13とカバープレート12の外周側との離間寸法に等しく形成され、各放熱フィン16の突出端はカバープレート12の外周側で当接する一方、中央部側では後述の空間部17によりカバープレート12から離間している。そして、各放熱フィン16は遠心ファン30からの冷却風が各冷却風通路16A内を流通することにより、鏡板13の背面側からの熱を放熱させ、これらを冷却する構成となっている。
【0028】
17はカバープレート12の中央部側と各放熱フィン16の突出端との間に設けられた隙間となる空間部を示し、該空間部17はカバープレート12の凹部12Bに対応して円形状に形成され、カバープレート12の中央部側と各放熱フィン16との間に断熱空間を確保するものである。
【0029】
18,18,…はボス部12Aの外周側に複数形成された冷却フィンを示し、該各冷却フィン18は、図2に示すようにボス部12Aの径方向に突出しかつ軸方向に平板状(薄板状)に延び、全体として放射状をなすように、ボス部12Aの外周側に一体形成されている。そして、該各冷却フィン18はボス部12Aの放熱性を高め、該ボス部12A内の旋回軸受21を冷却するものである。
【0030】
19,19,…はカバープレート12の各取付部12Cに複数形成された他の冷却フィンを示し、該各冷却フィン19は、前記ボス部12Aに形成された各冷却フィン18とほぼ同様に、取付部12Cの径方向に突出しかつ軸方向に平板状(薄板状)に延び、全体として放射状をなすように、取付部12Cの外周側に一体形成されている。そして、該各冷却フィン19は取付部12Cの放熱性を高め、該取付部12C内に設けた後述の軸受27を冷却するものである。
【0031】
20,20はカバープレート12の背面に設けられた2枚の冷却風ガイドを示し、該各冷却風ガイド20は図2中に示す如く円弧状に湾曲して形成され、ケーシング1の筒部1A内を流れる冷却風を、冷却風排気口1G側に向けてスムーズに排気させる構造となっている。
【0032】
21はカバープレート12のボス部12A内に挿着された旋回軸受を示し、該旋回軸受21の内周側には駆動軸2のクランク2Aが挿着され、駆動軸2のクランク2Aに対して旋回スクロール10を回転可能に支持する構成となっている。また、旋回軸受21内にはクランク2Aを円滑に回転させるためのグリース等の潤滑剤が封入されている。
【0033】
22,22,…は固定スクロール4のラップ部6と旋回スクロール10のラップ部14との間に画成される複数の圧縮室で、該各圧縮室22は略三ケ月形状をなし、旋回スクロール10が旋回するときにラップ部6,14間で連続的に縮小することによって、後述の吸込ポート23から吸込んだ空気を漸次圧縮しつつ、後述の吐出ポート24から吐出させる。なお、旋回スクロール10のラップ部14は、固定スクロール4のラップ部6と所定角度(例えば180度)だけずらして重なり合うように配設されている。
【0034】
23,24は固定スクロール4に形成された吸込ポート,吐出ポートをそれぞれ示し、該吸込ポート23は最外周側の圧縮室22と連通するように固定スクロール4の外周側に穿設され、吐出ポート24は最内周(中心)側の圧縮室22に連通するように固定スクロール4の鏡板5中心側に穿設されている。そして、該吐出ポート24は外部の空気タンクに空気配管(いずれも図示せず)等を介して接続され、当該スクロール式空気圧縮機の運転時には、旋回スクロール10の旋回動作に応じて吸込ポート23から吸込んだ空気を各圧縮室22内で順次圧縮しつつ、最後に中心側の圧縮室22から吐出ポート24を介して外部に圧縮空気を吐出させる。
【0035】
25,25,…はケーシング1の環状部1Cと旋回スクロール10のカバープレート12との間で周方向に所定間隔をもって配設された自転防止機構としての補助クランク(1個のみ図示)で、該各補助クランク25は、その一端側がケーシング1の各取付部1E内に軸受26を介して回転自在に支持され、他端側がカバープレート12の各取付部12Cに軸受27を介して回転自在に支持されている。そして、各補助クランク25は駆動軸2のクランク2Aと同様に所定寸法だけ偏心して形成され、旋回スクロール10の旋回動作時に該旋回スクロール10の自転を防止する構成となっている。
【0036】
28はケーシング1の環状部1Cとカバープレート12のボス部12Aとの間に位置して駆動軸2に固着されたバランスウェイトを示し、該バランスウェイト28は旋回スクロール10の旋回動作に対して駆動軸2全体の回転バランスをとるものである。
【0037】
29はケーシング1の軸受筒部1D一端側に取付けられたファンケーシングを示し、該ファンケーシング29は有底円筒状に形成され、その内周側は冷却風の取入口29Aとなって外部に開口している。また、ファンケーシング29の外周側には冷却風送風口(図示せず)が形成され、該冷却風送風口を介して後述の冷却風ダクト31と連通している。
【0038】
30はファンケーシング29内に位置して、駆動軸2の突出端側に固着された遠心ファンを示し、該遠心ファン30は駆動軸2と共に回転することにより、ファンケーシング29内に外気を取込むようにして冷却風を発生させ、この冷却風を後述の冷却風ダクト31内へと強制的に流通させるものである。
【0039】
31はケーシング1の外側を固定スクロール4側に向けて延びる冷却風ダクトを示し、該冷却風ダクト31は、その一端側がファンケーシング29の冷却風送風口(図示せず)に接続され、他端側がケーシング1の冷却風供給口1Fと、ダクトカバー9の冷却風供給口(図示せず)とに接続されている。そして、冷却風ダクト31は遠心ファン30によって発生した冷却風をケーシング1の筒部1A内と、固定スクロール4側の各冷却風通路8A内とに導く構成となっている。
【0040】
これにより、遠心ファン30で発生された冷却風は、固定スクロール4側やケーシング1内に供給され、各冷却風通路8A,16A内を流通すると共に、固定スクロール4、旋回スクロール本体11、旋回軸受21等の熱を奪って冷却風排気口1G,1H等から外部に排気される。
【0041】
本実施例によるスクロール式空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【0042】
まず、電動モータにより駆動軸2を回転駆動すると、この駆動軸2の回転は、クランク2Aから旋回軸受21を介して旋回スクロール10に伝えられ、該旋回スクロール10は、各補助クランク25によって自転運動を防止しつつ、前記駆動軸2の軸線を中心として旋回運動する。そして、この旋回運動によって各ラップ部6,14間に画成される圧縮室22,22,…は連続的に縮小し、これにより、当該スクロール式空気圧縮機は、吸込ポート23から吸込んだ空気を該各圧縮室22で順次圧縮しつつ、この圧縮空気を吐出ポート24から外部の空気タンク(図示せず)等に吐出するようになっている。
【0043】
さらに、遠心ファン30によりファンケーシング29から冷却風ダクト31に供給された冷却風は、該冷却風ダクト31を通じて固定スクロール4側の冷却風通路8Aとケーシング1の筒部1A内に流入し、固定スクロール4および旋回スクロール10等を冷却する。
【0044】
そして、矢示Aの如く冷却風供給口1Fを介してケーシング1の筒部1A内へ流入した冷却風は、各放熱フィン16間の冷却風通路16Aを流通すると共に、カバープレート12の背面に設けた各冷却風ガイド20によって冷却風排気口1Gに向けてスムーズに流れ、矢示B,Cの如く冷却風排気口1G,1Hから外部に流出する。これにより、冷却風が筒部1A内に停滞するのを防止できると共に、冷却効率をさらに向上することができる。
【0045】
而して、本実施例によれば、旋回スクロール本体11の背面側に設けられたカバープレート12には、その中央部側にボス部12Aと対向するように凹部12Bを形成し、該凹部12Bにより各放熱フィン16の突出端側との間に空間部17を設けたから、圧縮室22からの圧縮熱が放熱フィン16を伝わって旋回軸受21に熱伝導するのを確実に防止することができ、旋回軸受21の温度上昇を防ぐことができる。
【0046】
一方、ボス部12Aの外周側には冷却フィン18,18,…を設けているから、ボス部12Aの放熱面積(表面積)を大きく拡大でき、図2中の矢示A方向等に流れる冷却風と接する部分を増大できる。このため、ボス部12Aの放熱性を大幅に向上できると共に、ボス部12A内に設けた旋回軸受21を冷却風により効率良く冷却することができる。
【0047】
ここで、旋回スクロール10の旋回運動によって、ボス部12Aは冷却風中を高速で旋回運動するから、ボス部12Aに設けられた各冷却フィン18によって冷却風が攪拌され、各冷却フィン18の旋回運動によっても冷却風を発生させるようになる。これにより、ボス部12Aの放熱性がより一層向上し、ボス部12A内に設けられた旋回軸受21を一層効率よく冷却することができる。従って、旋回軸受21とクランク2Aとの間で発生する摩擦(摺動)熱によってボス部12Aや旋回軸受21が高温になるのを確実に防止することができる。
【0048】
また、カバープレート12の背面側に設けた各取付部12Cにも冷却フィン19,19,…を形成したから、前記ボス部12Aの冷却フィン18,18,…と同様の作用効果が得られ、各取付部12C内で補助クランク25を回転自在に支持する軸受27が補助クランク25の回転運動によって発生する摩擦(摺動)熱によって高温になるのを防止できる。
【0049】
従って、本実施例によれば、ケーシング1の筒部1A内に冷却風を導入し、カバープレート12のボス部12A側や各放熱フィン16間の冷却風通路16A内に冷却風を流通させることにより、旋回スクロール10全体を効果的に冷却でき、旋回スクロール本体11やカバープレート12のボス部12A等を低い温度状態に保つことができる。
【0050】
また、カバープレート12の中央部側においても放熱フィン16の突出寸法は外周側と等しいから、十分な放熱面積が確保でき、最も高温となり易い鏡板13の中央部側を確実に冷却できると共に、空間部17により圧縮室22からの圧縮熱がカバープレート12のボス部12Aに熱伝導するのを阻止でき、ボス部12Aや旋回軸受21等の温度上昇を確実に防止することができる。
【0051】
さらに、各冷却フィン18によってボス部12Aを冷却でき、低い温度状態に保持できるから、ボス部12Aに設けた旋回軸受21内のグリース寿命を延ばすことができ、当該圧縮機全体の耐久性や寿命を向上できると共に、信頼性を高めることができる等の効果を奏する。
【0052】
次に、図4は本発明の第2の実施例を示し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施例の特徴は、カバープレート12の薄肉となった凹部12B内に位置してカバープレート12に補助放熱フィン41,41,…を一体形成し、該各補助放熱フィン41を旋回スクロール本体11の鏡板13側に向けて突出させる構成としたことにある。
【0053】
ここで、各補助放熱フィン41はカバープレート12の凹部12B(中央部)側に位置し、旋回スクロール本体11側の各放熱フィン16と接触しないように各放熱フィン16間を平行に延びている。
【0054】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、ボス部12A内に設けた旋回軸受21等から発生する摩擦(摺動)熱を、各補助放熱フィン41を介して空間部17側へと放熱することができるから、ボス部12Aの冷却効率を高め、ボス部12Aの温度上昇を確実に防止できると共に、ボス部12A内に設けた旋回軸受21の耐久性や寿命を向上させることができる。
【0055】
次に、図5は本発明の第3の実施例を示し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施例の特徴は、旋回スクロール本体11の鏡板13からカバープレート12に向けて突設した放熱フィン51,51,…のうち、中央部側に位置する例えば3本の放熱フィン51A,51A,…は、カバープレート12の凹部12Bに対応した部位が、他の部位に比較して長い突出寸法をもって形成され、該各放熱フィン51Aの突出端側をカバープレート12の凹部12B内へと部分的に進出させる構成としたことにある。
【0056】
ここで、各放熱フィン51は前記第1の実施例で述べた各放熱フィン16と同様に突出寸法L1をもって形成されているものの、中央部側の各放熱フィン51Aは凹部12Bに対応する部位が突出寸法L2(L2>L1)となり、その先端側は凹部12Bとの間に空間部52を形成している。
【0057】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例では、カバープレート12の凹部12Bに対応する部位で中央部側の各放熱フィン51Aの突出寸法L2を他の部位の突出寸法L1に比較して大きくしたから、中央部側の各放熱フィン51Aによる放熱面積を拡大でき、鏡板13の中央部側からの放熱量を増大させることができると共に、中央の圧縮室22からの圧縮熱を各放熱フィン51A側から放熱でき、高温になり易い鏡板13の中央部側を効率的に冷却することができる。
【0058】
また、カバープレート12の凹部12Bと中央側の各放熱フィン51Aとの間に空間部52を確保できるから、圧縮室22からの圧縮熱がカバープレート12に伝わるのを抑制でき、旋回スクロール本体11の中央部側やカバープレート12のボス部12A側等を冷却風により効率的に冷却することができる。
【0059】
次に、図6は本発明の第4の実施例を示し、本実施例では前記第1の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施例の特徴は、旋回スクロール61を旋回スクロール本体62とカバープレート63とから構成し、鏡板64とラップ部65とからなる旋回スクロール本体62には、鏡板64の裏面(背面)側から放熱フィン66,66,…を突設すると共に、該各放熱フィン66の突出端とカバープレート63との間にはカバープレート63のほぼ全体に亘って空間部67を形成し、さらに該カバープレート63の裏面側には旋回スクロール本体62側に向けて突出する補助放熱フィン68を設ける構成としたことにある。
【0060】
ここで、カバープレート63は鏡板64の背面(裏面)側に長尺のボルト69,69,…(1個のみ図示)を介して固着され、旋回スクロール本体62の鏡板64とカバープレート63との間の離間寸法L3はラップ部65の突出寸法L1よりも大きく(L3>L1)なっている。また、カバープレート63の中央部には、各補助放熱フィン68とは反対側の表面側にボス部63Aが一体形成され、該ボス部63Aとクランク2Aとの間には旋回軸受70が設けられている。
【0061】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記各実施例とほぼ同様に、旋回スクロール本体62側からの圧縮熱を各放熱フィン66を介して放熱でき、この熱がカバープレート63の中央部(ボス部63A)側に伝わるのを確実に抑えることができる。そして、カバープレート63のボス部63Aとクランク2Aとの間に設ける旋回軸受70等から摺動(摩擦)熱が発生しても、この熱をカバープレート63の中央部側から補助放熱フィン68を介して空間部67側に放熱でき、旋回軸受70の冷却効率を高めることができる。
【0062】
なお、前記第1,第2の実施例では、カバープレート12の中央部側に円形の凹部12Bを形成するものとして述べたが、本発明はこれに限るものではなく、カバープレート12の中央部側を単に薄肉に形成することにより、各放熱フィン16の突出端との間に空間部17を形成してもよい。
【0063】
また、前記各実施例では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できる。
【0064】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項1に記載の発明によれば、旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けるカバー部材の中央部側にはクランクに回転可能に取付けられるボス部を設け、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側にはカバー部材に向けて複数本の放熱フィンを突設すると共に、カバー部材の中央部側にはボス部と反対側の面に凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と各放熱フィンの突出端との間には該凹部による空間部を設け、放熱フィンの突出寸法は旋回スクロールの鏡板とカバー部材の外周側との離間寸法に等しく形成する構成としている。これにより、凹部を用いてカバー部材の中央部側を放熱フィンから離間させることができるから、カバー部材の中央部側と各放熱フィンの突出端との間に空間部を設けることができる。このため、各放熱フィンとカバー部材の中央部側との間に設けた空間部に冷却風を導入でき、カバー部材の中央部(ボス部)側を効率的に冷却できる。また、空間部を用いて圧縮室からの圧縮熱が放熱フィンを通じてカバー部材のボス部に熱伝導するのを防止することができる。この結果、カバー部材のボス部とクランクとの間に設ける旋回軸受等に、旋回スクロール本体からの圧縮熱が伝わるのを防止でき、旋回軸受等を低い温度状態に保つことができる。
【0065】
従って、圧縮室からの圧縮熱を放熱フィンによって外部に放熱することができるのに加え、空間部を用いて放熱フィンを通じたボス部への熱伝導を防止でき、鏡板の中央部側等を確実に冷却できると共に、ボス部を低温状態に保持できる。このため、ボス部とクランクとの間に設ける旋回軸受のグリース寿命を延ばし、旋回軸受の摩耗等を軽減できると共に、当該スクロール式流体機械の耐久性や寿命を延ばすことができ、信頼性を向上することができる。
【0066】
また、請求項2に記載した発明によれば、カバー部材の中央部側に、ボス部と反対側の面に設けられた凹部から旋回スクロール本体側に向けて突出する補助放熱フィンを設ける構成としたから、旋回軸受から発生する摺動(摩擦)熱等をカバー部材の中央部側から補助放熱フィンを介して空間部へと放熱させることができ、ボス部や旋回軸受等の冷却効率を高めることができる。
【0067】
さらに、請求項3に記載した発明によれば、カバー部材の中央部側にはボス部と反対側の面に位置して凹部を形成し、各放熱フィンのうち該凹部に対応する部位を他の部位よりも長い突出寸法をもって形成したから、旋回スクロール本体の中央部側では各放熱フィンによる放熱面積を拡大でき、中心側の圧縮室から発生する高熱の圧縮熱を確実に放熱することができる。また、カバー部材の凹部と放熱フィンの先端との間には空間部を確保でき、旋回スクロール全体の中央部側をより効率的に冷却することができる。
【0068】
さらにまた、請求項4に記載した発明によれば、カバー部材の少なくとも中央部側には各放熱フィンの突出端との間に空間部を形成すると共に、該カバー部材のボス部と反対側の面には旋回スクロール本体側に向けて突出する補助放熱フィンを設ける構成としたから、旋回スクロール本体側から圧縮熱を各放熱フィンを介して放熱でき、この熱がカバー部材の中央部(ボス部)側に伝わるのを確実に抑えることができる。また、カバー部材のボス部とクランクとの間に設ける旋回軸受等から摺動(摩擦)熱が発生しても、この熱をカバー部材の中央部側から補助放熱フィンを介して空間部側に放熱でき、旋回軸受の冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。
【図2】図1中の矢示II−II方向断面図である。
【図3】図1中の旋回スクロール等を拡大して示す要部縦断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例によるスクロール式空気圧縮機の旋回スクロール等を示す図3と同様の要部縦断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例によるスクロール式空気圧縮機の旋回スクロール等を示す図3と同様の要部縦断面図である。
【図6】本発明の第4の実施例によるスクロール式空気圧縮機の固定スクロール等を示す図3と同様の要部縦断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 駆動軸
2A クランク
4 固定スクロール
5,13,64 鏡板
6,14,65 ラップ部
8,16,51,51A,66 放熱フィン
10,61 旋回スクロール
11,62 旋回スクロール本体
12,63 カバープレート(カバー部材)
12A,63A ボス部
12B 凹部
17,52,67 空間部
21,70 旋回軸受
22 圧縮室
23 吸込ポート
24 吐出ポート
25 補助クランク
41,68 補助放熱フィン
L1,L2 突出寸法
L3 離間寸法
Claims (4)
- ケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ先端側がクランクとなった駆動軸と、前記ケーシング内に位置して該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ、固定スクロールとの間に複数の圧縮室を形成する旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロールは、鏡板の表面側に渦巻き状のラップ部が立設された旋回スクロール本体と、該旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けられ中央部側のボス部が前記クランクに回転可能に取付けられるカバー部材と、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側から該カバー部材に向けて突設された複数本の放熱フィンとからなり、
前記カバー部材の中央部側には前記ボス部と反対側の面に位置して前記放熱フィンから離間する方向に凹陥した凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と前記各放熱フィンの突出端との間には該凹部が形成されることによる空間部を設け、前記放熱フィンの突出寸法は前記旋回スクロールの鏡板とカバー部材の外周側との離間寸法に等しく形成する構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。 - ケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ先端側がクランクとなった駆動軸と、前記ケーシング内に位置して該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ、固定スクロールとの間に複数の圧縮室を形成する旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロールは、鏡板の表面側に渦巻き状のラップ部が立設された旋回スクロール本体と、該旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けられ中央部側のボス部が前記クランクに回転可能に取付けられるカバー部材と、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側から該カバー部材に向けて突設された複数本の放熱フィンとからなり、
前記カバー部材の中央部側には前記ボス部と反対側の面に位置して前記放熱フィンから離間する方向に凹陥した凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と前記各放熱フィンの突出端との間には該凹部が形成されることによる空間部を設け、前記カバー部材の中央部側には前記凹部から旋回スクロール本体側に向けて突出する補助放熱フィンを設けたことを特徴とするスクロール式流体機械。 - ケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ先端側がクランクとなった駆動軸と、前記ケーシング内に位置して該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ、固定スクロールとの間に複数の圧縮室を形成する旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロールは、鏡板の表面側に渦巻き状のラップ部が立設された旋回スクロール本体と、該旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けられ中央部側のボス部が前記クランクに回転可能に取付けられるカバー部材と、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側から該カバー部材に向けて突設された複数本の放熱フィンとからなり、
前記カバー部材の中央部側には前記ボス部と反対側の面に位置して前記放熱フィンから離間する方向に凹陥した凹部を形成し、該カバー部材の中央部側と前記各放熱フィンの突出端との間には該凹部が形成されることによる空間部を設け、前記各放熱フィンは前記凹部に対応する部位を他の部位よりも長い突出寸法をもって形成したことを特徴とするスクロール式流体機械。 - ケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ先端側がクランクとなった駆動軸と、前記ケーシング内に位置して該駆動軸のクランクに旋回可能に設けられ、固定スクロールとの間に複数の圧縮室を形成する旋回スクロールとからなるスクロール式流体機械において、
前記旋回スクロールは、鏡板の表面側に渦巻き状のラップ部が立設された旋回スクロール本体と、該旋回スクロール本体の鏡板の背面側に設けられ中央部側のボス部が前記クランクに回転可能に取付けられるカバー部材と、前記旋回スクロール本体の鏡板背面側から該カバー部材に向けて突設された複数本の放熱フィンとからなり、
前記カバー部材の少なくとも中央部側には前記各放熱フィンの突出端との間に空間部を形成すると共に、該カバー部材のボス部と反対側の面には前記旋回スクロール本体側に向けて突出する補助放熱フィンを設けたことを特徴とするスクロール式流体機械。
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