JP2008157180A

JP2008157180A - スクロール流体機械

Info

Publication number: JP2008157180A
Application number: JP2006349522A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Ishikawa; 秀俊石川; Naohiro Minekawa; 尚宏嶺川
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: EP1942278A3; US7713038B2; CN101225823B; US20080152528A1; CN101225823A; EP1942278B1; JP5020628B2; EP1942278A2

Abstract

【課題】偏心軸部の軸受部分を効率良く冷却できるようにする。
【解決手段】ハウジング２に、外気を導入しうる取入口２ｂ、及びハウジング２内に導入された外気を排出しうる排出口２ｃを設けるとともに、取入口２ｂから導入された外気を、駆動軸４の偏心軸部４ａの軸受５の方向へ導いた後、排出口２ｃより排出させる誘導板１２を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクロール圧縮機、スクロール真空ポンプ等として用いられるスクロール流体機械に関する。

スクロール流体機械は、一般に電動機をもって駆動される駆動軸の偏心軸部に、軸受を介して枢支した旋回端板上に旋回ラップを立設してなる旋回スクロールにおける旋回ラップと、固定端板上に固定ラップを立設してなる固定スクロールにおける固定ラップを噛み合わせることにより、旋回ラップと固定ラップの間に密閉室を形成し、旋回スクロールの自転運動を防止するための自転防止機構を配設して構成されている。

しかして、駆動軸の偏心軸部と自転防止機構をもって旋回スクロールを偏心的に旋回させることにより、その旋回方向に応じて、密閉室の容積を、求心方向に漸次減少させるか、逆に遠心方向に漸次増大させることにより、外周部から吸引した流体を、圧縮させつつ中心部へ導くか、あるいは中心部から吸引した流体を、減圧して、外周部から吐出させるようになっている。

上記したようなスクロール流体機械においては、圧縮、膨張動作に伴う熱負荷が大きく、とりわけ、回転部分である、旋回スクロールを偏心軸部に旋回可能に支持する軸受部分に生じる熱の影響が大である。このため、スクロール流体機械のハウジング内部に軸流ファンを組込み、この軸流ファンによりハウジングに設けられた吸込口から導入された外気を、密閉室（圧縮室）の背面に吹付けるとともに、ハウジングに設けられた排出口から排出するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
実公昭６３−４３４２７号公報

しかし、特許文献１に記載されたスクロール流体機械においては、吸込口から導入された外気を、密閉室の背面及びハウジングの後部壁面に近い駆動軸の軸受部分に流すことはできるものの、圧縮室に近い偏心軸部の軸受部分には外気を効果的に流すことができないため、偏心軸部の軸受部分を効率的に冷却できない。

本発明は、従来の技術が有する上記のような問題に鑑み、偏心軸部の軸受部分を効率良く冷却でき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している。

本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
（１）駆動軸の偏心軸部に、軸受を介して枢支した旋回スクロールの旋回ラップと、固定スクロールの固定ラップとを互いに噛み合わせることにより、前記旋回ラップと前記固定ラップの間に密閉室を形成するとともに、前記旋回スクロールが収容されているハウジングに、前記旋回スクロールの自転を防止しつつ旋回運動を可能にする自転防止機構を、周方向に沿って複数個配設してなるスクロール流体機械において、前記ハウジングに、外気を導入しうる取入口、及び前記ハウジング内に導入された外気を排出しうる排出口を設けるとともに、前記取入口から導入された外気を、前記偏心軸部の軸受の方向へ導いた後、前記排出口より排出させる偏向手段を設ける。

（２）上記(１)項において、偏向手段を、ハウジング内に偏心軸部の軸受の方向へ向けて突設された誘導板とする。

（３）上記(２)項において、誘導板を、ハウジング内におけるクランクピン式の自転防止機構を支持するための複数のボス部の隣り合うもの同士を連結するべく、周方向を向くものとする。

（４）上記(２)または(３)項において、誘導板を、ハウジング内における外気の取入口の出口の近傍に設ける。

（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、ハウジングに設けられた外気の取入口を、その出口端が前記ハウジング内における偏心軸部の軸受の方向を向くように、傾斜もしくは湾曲させることにより、偏向手段とする。

本発明によると、次のような効果を奏することができる。
請求項１記載の発明によると、ハウジングにおける取入口より導入された外気により、駆動軸の偏心軸部の軸受や、その周辺は冷却され、かつ温度が上昇した外気は、排出口より排出される。

請求項２記載の発明によると、誘導板の寸法や形状、またはその傾斜方向を適宜選定することにより、任意所望の箇所へ導入した外気を送り、必要かつ効果的な冷却を行わせることができる。

請求項３記載の発明によると、クランクピン式の複数の自転防止機構のボス部同士は、外気を所望の方向に向ける誘導板により連結されているので、剛性が高まるとともに、運転に伴う熱、荷重等により、各自転防止機構の軸線が傾斜したり、ボス部間の間隔が変化したりすることが防止される。

請求項４記載の発明によると、誘導板を外気の取入口の出口端の設けたことにより、ハウジングの外部から外気の取入口を経て、誘導板の向きや傾斜を簡単に適宜調節することができる。

請求項５記載の発明によると、ハウジング内に、誘導板を設けなくとも、外気を所望の方向へ向けて送ることができる。

図１は、スクロール流体機械の要部の縦断面図、図２は、図１におけるII−II線拡大縦断面図である。なお、以下の説明においては、図２における左方を「前方」とし、右方を「後方」とする。

スクロール流体機械１は、内部中心に円筒状の軸受部２ａを形成したハウジング２と、軸受部２ａにボールベアリング３を介して回転可能に枢支された駆動軸４と、駆動軸４の前端部に形成された偏心軸部４ａに軸受５を介して旋回可能に枢支され、旋回端板６の前面に旋回ラップ７ａを立設した旋回スクロール７と、固定端板（図示略）の後面に旋回ラップ７ａと噛み合う固定ラップ８ａを立設した固定スクロール８と、旋回スクロール７の自転を防止しつつ旋回可能に支持すする自転防止機構を構成する３個のクランクピン９とを備え、駆動軸４の回転により旋回スクロール７が旋回運動すると、旋回ラップ７ａと固定ラップ８ａの間に密閉室を形成して、吸気口（図示略）から吸引した気体を圧縮して吐出口（図示略）から吐出するようになっている。なお、偏心軸部４ａの軸受５は、旋回スクロール７の中央部に設けられた円筒状の軸受部７ｂに設けられる。

自転防止機構のクランクピン９は、旋回スクロール７とハウジング２との間にあって、周方向に１２０度間隔で配置される。クランクピン９の前端部は、ボールベアリング（図示略）を介して旋回スクロール７に一体形成した軸受部（図示略）に枢支され、また同じく後端部は、ハウジング２の内部壁面に一体形成された円筒状のボス部２ｄにボールベアリング１０を介して回転可能に枢支される。

駆動軸４の後端は、駆動用モータ（図示略）に軸結されるとともに、ハウジング２の軸受部２ａから後方へ突出した駆動軸４の外周には、冷却用ファン１１が固定される。冷却用ファン１１は、駆動軸４と共に回転して冷却用の風を後方へ向けて生成する。

ハウジング２の外周には、ハウジング２内に外気を導入しうる４個の取入口２ｂが設けられ、またハウジング２の後部壁面における軸受部２ａの周辺には、取入口２ｂからハウジング２内に取り入れた外気を排出しうる３個の排出口２ｃが設けられている。

駆動軸４の回転に伴う冷却用ファン１１の回転により、冷却用の風が後方へ送風されると、排出口２ｃからハウジング２内の気体を吸引するとともに、ハウジング２内を負圧にして、取入口２ｂから外気を導入することにより、ハウジング２内の外気を流通させてハウジング２内を冷却するようになっている。

ハウジング２内には、取入口２ｂからハウジング２内に導入した外気を、偏心軸部の軸受５の方向へ偏流させるとともに、クランクピン９の軸受部２ｄを補強して、軸受部２ｄの変形を阻止することができる偏向手段をなす誘導板１２が設けられている。

誘導板１２は、取入口２ｂの出口端の近傍で、かつ排出口２ｃの外周側に設けられるとともに、ハウジング２の後部内壁面から偏心軸部４ａの軸受５部分の周辺を囲むように、軸受部２ａと同心円筒状に軸受５の方向へ向けて突出し、さらに、周方向に互いに隣接するボス部２ｄ同士を連結するように周方向へ延設されている。

取入口２ｂからハウジング２内に導入された外気は、図２に矢印で示すように、クランクピン９のボス部２ｄの近傍を伝ってハウジング２の中心側に向けて移動した後、誘導板１２を迂回して偏心軸部４ａの軸受部７ｂの外周付近まで導かれ、そして、軸受部７ｂの外周に沿って後方へ移動して、温度が上昇した外気は、排出口２ｃから外部に排出される。これにより、偏心軸部４ｂの軸受５や、その周辺を効率良く冷却することができる。

また、誘導板１２は、周方向に互いに隣接するクランクピン９のボス部２ｄ同士を連結して、ボス部２ｄを補強してその剛性を高めているため、旋回スクロール７の旋回運動に伴う熱、荷重等の影響により、ボス部２ｄの変形に伴って、クランクピン９の軸線が傾斜したり、各ボス部２ｄ間の間隔が変化したりすることを防止することができる。

なお、偏向手段をなす誘導板１２は、図２に２点鎖線で示すように、取入口２ｂから導入された外気を、より積極的に軸受５に向けて偏流させるように、取入口２ｂ部に向く面を軸受５側に向けて傾斜させても良い。

また、図３に示すように、誘導板１３を、ハウジング２と別体で形成するとともに、外気の誘導面が軸受５側に向けて傾斜するように、ハウジング２内における取入口２ｂの出口端の近傍に固定しても良い。このようにすると、ハウジング２の外部から取入口２ｂを経て、誘導板１３の向きや傾斜を簡単に適宜調節することができる。

さらには、図４に示すように、ハウジング２に設けられた取入口２ｄを、その出口端がハウジング２内における駆動軸４の偏心軸部４ａ及び軸受５の方向を向くように、傾斜もしくは湾曲させて、これを偏向手段１４としても良い。このようにすると、ハウジング２内に、誘導板１２、１３を設けなくとも、外気を所望の方向へ向けて送ることができる。

本発明に係るスクロール流体機械の縦断面図である。図１におけるII−II線拡大縦断面図である。本発明に係わる他の実施形態における図２と同様な部位の縦断面図である。本発明に係わるさらに他の実施形態における図２と同様な部位の縦断面図である。

符号の説明

１スクロール流体機械
２ハウジング
２ａ軸受部
２ｂ取入口
２ｃ排出口
２ｄボス部
３ボールベアリング
４駆動軸
４ａ偏心軸部
５軸受
６旋回端板
７旋回スクロール
７ａ旋回ラップ
７ｂ軸受部
８固定スクロール
８ａ固定ラップ
９クランクピン（自転防止機構）
１０ボールベアリング
１１冷却用ファン
１２、１３誘導板（偏向手段）
１４偏向手段

Claims

駆動軸の偏心軸部に、軸受を介して枢支した旋回スクロールの旋回ラップと、固定スクロールの固定ラップとを互いに噛み合わせることにより、前記旋回ラップと前記固定ラップの間に密閉室を形成するとともに、前記旋回スクロールが収容されているハウジングに、前記旋回スクロールの自転を防止しつつ旋回運動を可能にする自転防止機構を、周方向に沿って複数個配設してなるスクロール流体機械において、
前記ハウジングに、外気を導入しうる取入口、及び前記ハウジング内に導入された外気を排出しうる排出口を設けるとともに、前記取入口から導入された外気を、前記偏心軸部の軸受の方向へ導いた後、前記排出口より排出させる偏向手段を設けたことを特徴とするスクロール流体機械。
偏向手段を、ハウジング内に偏心軸部の軸受の方向へ向けて突設された誘導板と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。
誘導板を、ハウジング内におけるクランクピン式の自転防止機構を支持するための複数のボス部の隣り合うもの同士を連結するべく、周方向を向くものとしたことを特徴とする請求項２記載のスクロール流体機械。
誘導板を、ハウジング内における外気の取入口の出口の近傍に設けたことを特徴とする請求項２または３記載のスクロール流体機械。
ハウジングに設けられた外気の取入口を、その出口端が前記ハウジング内における偏心軸部の軸受の方向を向くように、傾斜もしくは湾曲させることにより、偏向手段としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスクロール流体機械。