JP4071459B2 - スクロール流体機械 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧縮、膨張、及び圧送を行うスクロール流体機械、特に、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御するクランク軸用軸受を冷却する冷却手段を備えたスクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御するクランク軸用軸受を冷却する冷却手段を備えたスクロール流体機械は特開平９−１４４６７８号公報として知られている。
かかる従来技術は、該公報の図２に示すように３個の補助クランク（２５）が記載され、左方からの冷却風によって冷却可能に構成されている。
【０００３】
しかしながら、かかる従来技術によると、冷却風の通風下流側に配置された補助クランク（２５）は、上流側の補助クランク（２５）及び旋回スクロールを駆動するクランク２Ａを冷却した冷却風によって冷却されるので、冷却が十分に行われにくいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の事情に鑑み、本発明は、簡単な構成で効率よくクランク軸用軸受を冷却可能なスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御する複数のクランク軸用軸受を有したスクロール流体機械において、
前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された 出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
本発明によると、前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却可能に構成したので、冷却気体の通風方向上流側で他のクランク軸用軸受等を冷却した冷却気体で冷却することがないために下流側のクランク軸用の軸受においても冷却性能を向上させることができる。
また、旋回スクロールの端板を冷却する冷却気体を入口ダクトによって取り込むので、冷却気体がダクト周囲の環境によって影響されることが少なく、その冷却気体を入口ダクトから導入ダクトによって分岐してクランク軸用軸受のハウジング外周壁面の前記導入口に導入するので周囲温度に影響されない冷却気体を用いて、よってクランク軸用軸受を冷却することができる。
【０００７】
また、前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を、前記ハウジング外周壁面に設けられた第１排出口と、前記クランク軸用軸受の周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間に設けられた第２排出口とによって構成することも本発明の有効な手段である。
【０００８】
かかる技術手段によると、前記ハウジング外周壁面はクランク軸用軸受の旋回域を囲繞しているが、該ハウジング外周壁に第１排出口を設けると、クランク軸用軸受が旋回して該第１排出口に接近した位置においては、冷却気体の排出に機械的損失が多く排出しにくい。よって、かかる際にはクランク軸にクランク軸用軸受に隣接して配置されたバランスウエイトの回転空間に他の第２排出口を設けることによって、クランク軸用軸受が旋回して該第１排出口に接近した位置においては、前記第２排出口によって冷却後の気体を排出し、バランスウエイトが第２排出口に接近した位置において、前記第１排出口によって冷却後の気体を排出することによって冷却気体の排出に際する機械的損失を低減することができる。
【０００９】
そして、前記クランク軸用軸受の周囲通路及び該周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間を含む軸受冷却空間内の気体は、クランク軸用軸受の旋回駆動によって第１排出口から、または、バランスウエイトの旋回駆動によって第２排出口から、それぞれ排出され、それによって軸受冷却空間内は負圧となることによって前記導入口から冷却気体が取り込まれる。
【００１０】
また、前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を、前記出口ダクトに設けることも本発明の有効な手段である。
【００１１】
かかる技術手段によると、旋回スクロール端板に沿って冷却気体を一方から他方に送風する該他方側の出口ダクトに前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を設けているので、旋回スクロール端板を冷却する冷却気体によっても前記クランク軸用軸受を冷却することができて冷却性能を向上することができる。
【００１２】
また、前記旋回スクロールの端板のクランク軸用軸受近傍部位に、前記旋回スクロールの取込流体域に連通する連通孔を設け、前記クランク軸用軸受冷却後の気体を取り込んで圧縮可能に構成することも本発明の有効な手段である。
【００１３】
かかる技術手段によると、クランク軸用軸受を冷却した気体を取り込んでスクロール流体機構によって圧縮するので、冷却用気体を無駄に排気することがない。
【００１４】
（削除）
【００１５】
（削除）
【００１６】
（削除）
【００１７】
（削除）
【００１８】
（削除）
【００１９】
【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。
【００２０】
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、図１のII−II断面図、図３は、図１のI−I断面図、図４は、図３のIII−III断面図である。
図１において、多段式スクロール流体機械本体１は、ハウジングカバー４Ａを取り付けた固定スクロールハウジング２と、ハウジングカバー４Ｂを取り付けた固定スクロールハウジング３と、両固定スクロールハウジング２，３間に配置される旋回スクロール１１と、該旋回スクロール１１の外周側を囲繞する中間スクロールハウジング３４と、旋回スクロール１１の旋回範囲を規制するクランク軸２２及び駆動軸２３を収納するクランクハウジング３６とで構成される。尚、該スクロール流体機械本体１は図８に示すように防音壁５８によって囲まれている。
【００２１】
そして、旋回スクロール１１は前記クランク軸２２によって駆動する端板１１ｆ及び端板１１ｇの鏡面に旋回スクロールラップ１０、及び５を植設されたダブルラップ式に構成され、旋回スクロールラップ１０側に対向して配設された固定スクロールハウジング２の前段圧縮部の吐出口に取り付けられた吐出配管６と、後段圧縮部の吸込口に取り付けられた吸い込み配管７との間に冷却室２４Ａが配設され、該冷却室２４Ａ、吐出配管６、及び吸い込み配管７を配管によって接続して第１中間経路を構成している。
【００２２】
また、固定スクロールラップ５側に対向して配設された固定スクロールハウジング３の前段圧縮部の吐出口に取り付けられた吐出配管１６と、後段圧縮部の吸込口に取り付けられた吸い込み配管１７との間に冷却室２４Ｂが配設され、該冷却室２４Ｂ、吐出配管１６、及び吸い込み配管１７を配管によって接続して第２中間経路を構成している。
【００２３】
尚、この第１（第２）中間経路は、図２に示す前段側吐出口２ｅ、後段側吸込口２ｆと、これらの間に介在する冷却室２４Ａ（２４Ｂ）内を通る配管の総合容積を有し、その総合容積は前段圧縮部の最終圧縮室容積のＮ（整数）倍に設定する。そして、Ｎ回の前段圧縮部の最終圧縮室からの吐出があって後に、後段圧縮部の初段取り込みは前段圧縮部の最終圧縮室容積と等しい容積分取り込まれるように構成される。
【００２４】
しかしながら、初期運転時には、スクロール流体機械は停止状態にあり、固定スクロールラップと旋回スクロールラップとにより形成される流体圧縮空間の後段圧縮部の最終圧縮室には、後段圧縮部の吐出口２ｄ（図２）の外部圧力と同等かそれより低い圧力で流体が存在し、また、後段圧縮部の初期取り込み空間にあった流体は前記中間経路と連通しているので、前段圧縮部の取り込み圧力まで低下する場合がある。
【００２５】
この状態で、初期運転を開始すると、後段圧縮部の残留流体が外部圧力より高くなるまで圧縮される。すなわち、後段圧縮部の最終圧縮室の圧力がそれより手前の圧縮室の圧縮流体と合体して外部圧力より高くなると外部に吐出されるが、それでもまだ外部圧力より低いと、前記中間経路からの流体を取り込み、それと吐出口側の流体と合体して圧縮される。
そして、初期運転の終了頃には、Ｎ回の前段圧縮部の最終圧縮室からの吐出があって後に、後段圧縮部の初段取り込みは前段圧縮部の最終圧縮室容積と等しい容積分取り込まれるような運転状態となる。
【００２６】
さて、固定スクロールハウジング２は、円形トレイ状に形成され、その外周面の周方向３カ所に後述するクランクハウジング３６内にベアリング２０によって回転自在に保持された駆動軸２３の先端部２３ａを回転自在に保持する保持部３７が配設されている。そして、３カ所の保持部３７を省いて示した図２（図１のII−II断面図）を用いて更に固定スクロールハウジング２を説明する。
【００２７】
図２において、固定スクロールハウジング２は、トレイ状に形成された凹部には鏡面２ｃが設けられ、該鏡面２ｃ上にはランド部９ａが設けられている。該ランド部９ａから左周りでラップ９ｂが螺旋状に植設されラップ溝を形成し、右周りでラップ９ｃが螺旋状に後段側吐出口２ｄに向かって植設されラップ溝を形成している。
そして、ラップ９ｂ、９ｃには旋回スクロール１１の鏡面１１ｃに押圧接触して摺動するチップシール１３が設けられている。
また、最外周のラップ溝は吸込口孔２ａに連通する流体吸込通路と連通している。また、該最外周ラップ溝の外側に溝が設けられ該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するダストシール１２が配設されている。
【００２８】
固定スクロールハウジング２のラップ溝には、前段圧縮部を形成する旋回スクロールラップ１０ａ及び、後段圧縮部を形成する旋回スクロールラップ１０ｂが鏡面１１ｃ（図１）に植設され、固定スクロールハウジング２の鏡面２ｃに押圧接触して摺動するフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール１３（図１）が設けられている。
【００２９】
ランド部９ａには、図１に示す吐出配管６に連結する前段側吐出口２ｅ、吸い込み配管７に連結する後段側吸込口２ｆ、吐出配管８に連結する後段側吐出口２ｄが設けられ、吐出配管６と後段側吐出口２ｄとの間には、高温の圧縮流体を冷却する冷却室２４Ａが配設されている。
【００３０】
固定スクロールハウジング２の鏡面２ｃの裏側には、冷却フィン２ｂが植設され、該冷却フィン２ｂの頂部にはハウジングカバー４Ａが取付られ、冷却通路２ｈを形成している。よって、図１の紙面を貫く方向に流れる冷却風によって、固定スクロールを冷却可能に構成されている。
【００３１】
図１に示すように、旋回スクロール１１は鏡面１１ｃを有し、該鏡面１１ｃが図１に示すように固定スクロールハウジング２の結合面に設けられたダストシール１２と接触して対面配置され、鏡面１１ｃには外側に植設された前段圧縮部を構成する旋回スクロールラップ１０ａと、中心側に植設された後段圧縮部を構成する旋回スクロールラップ１０ｂを有している。そして、これらのラップ上方先端には溝が設けられ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール１３が嵌入されている。
そして、これらの旋回スクロールラップ１０ａ、１０ｂは固定スクロールラップ９ｂ、９ｃと壁面が互いに対面配置される。
【００３２】
また、鏡面１１ｃの裏側には、冷却フィン１１ａが植設され、冷却通路１１ｎを形成している。
よって、図１の紙面を貫く方向に流れる冷却風によって、旋回スクロールを冷却可能に構成されている。
【００３３】
また、冷却フィン１１ａを介して他方側の旋回スクロールラップ４０が植設される鏡面１１ｐを有する端板が設けられている。そして、この他方側の旋回スクロールラップ４０の壁面と対面するように配設される固定スクロールラップ５を有する固定スクロールハウジング３が配設されているが、他方側の旋回スクロールラップ４０と固定スクロールハウジング３との関係は、一方側の旋回スクロールラップ１０と固定スクロールハウジング２との関係と同じものであって、図２と同じように作用する部材の組み合わせ及び作用がなされる。
【００３４】
すなわち、固定スクロールハウジング３は鏡面３ｃに固定スクロールラップ５が植設され、旋回スクロールラップ４０と固定スクロールラップ５とによって圧縮された流体は前段側の吐出口から吐出配管１６を通って冷却室２４Ｂで冷却され、吸い込み配管１７を通って後段側の吸込口から後段圧縮部に流入した流体は後段圧縮部で圧縮され後段側吐出口３ｄから吐出される。
【００３５】
そして、固定スクロールハウジング３の鏡面３ｃの裏側には、冷却フィン３ｂが植設され、該冷却フィン３ｂの頂部にはハウジングカバー４Ｂが取付られ、冷却通路３ｈを形成している。よって、図１の紙面を貫く方向に流れる冷却風によって、固定スクロールハウジング３を冷却可能に構成されている。
【００３６】
固定スクロールハウジング２は、外周側の周方向に３等分した箇所に、旋回スクロール１１の旋回駆動軸２３の先端部２３ａを回転可能に保持する保持部３７が設けられている。該駆動軸２３は前記保持部３７と固定スクロールハウジング２に取り付けられるクランクハウジング３６に設けられたベアリング２０によって回転可能に保持されている。駆動軸２３とは偏芯したクランク軸２２は、旋回スクロール１１の外周側の周方向に３等分した箇所に設けられた駆動連結部１１ｄに軸受１９を介して旋回スクロール１１に旋回駆動力を付与可能に嵌合されている。よって、この駆動軸２３は旋回スクロール１１へは駆動力を付与するとともに、駆動軸２３の回転中心軸心とは偏芯したクランク軸２２によって旋回スクロールの自転防止作用を行う。
【００３７】
このクランク軸２２を挟んで駆動軸２３の両側にはバランスウエイト２８，２９が配設され、該バランスウエイト２８とクランク軸２２の端部２２ａとクランク軸２３の頭部２２ｂにはオイルシールが設けられ軸受１９からのグリースの漏洩が防止されている。また、駆動軸２３の太径部２１にはオイルシールが設けられ、ベアリング２０からのグリースの漏洩が防止されている。
【００３８】
駆動軸２３はクランクハウジング３６から突出し、クランク軸プーリ３０Ａ及び駆動用プーリ３１が並んで固着されている。駆動用プーリ３１は図示しない駆動源モータよりベルトを介して駆動力が伝達され、該駆動力はタイミングベルト１５によってクランク軸プーリ３０Ａを介して図５に示すように、クランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃに駆動力が伝達可能に構成されている。また、クランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃとの中間には固定スクロールハウジング３にタイングベルト１５の張力を調整する張力調整用プーリ３３が、上下方向に取り付け位置を調整可能に取り付けられている。
【００３９】
図３は、図１のI−I線断面図である。旋回スクロール１１には端板の圧縮室と反対側面には波形の冷却フィン１１ａが多数植設され、冷却通路１１ｎが形成されている。よって、図３の紙面と平行に流れる冷却風によって、旋回スクロールのフィン１１ａ部分を冷却可能に構成されている。
【００４０】
ここで、さらに、図１を用いて冷却通路１１ｎの形状を詳しく説明する。前記旋回スクロール１１は、一方側の固定スクロール側に鏡面１１ｃを有する第１端板１１ｆと、他方側の固定スクロール側に鏡面１１ｐを有する第２端板１１ｇと、該第１端板及び第２端板の鏡面と反対側の面間を連結する多数の冷却フィン１１ａとで構成し、効率よく冷却することが可能である。
【００４１】
また、図１に示すように、中間スクロールハウジング３４は、圧縮する流体の吸入口３２を有する吸い込み口金具３５が、スクロール流体機械本体１の上面に配設され、圧縮する吸入流体は前記冷却通路１１ｎの延設方向と交差する方向に取込まれる。そして該吸入流体の吸入口と対面する位置に前記旋回スクロール１１の前記第１端板１１ｆ、及び第２端板１１ｇを外周側から鏡面側を中間スクロールハウジング３４によって挟持する狭持部材４３ｃを設け、該狭持部材４３ｃを介して前記吸入流体によって前記旋回スクロールを冷却可能に構成している。
【００４２】
かかる技術手段によると、前記旋回スクロールの前記狭持部材４３ｃに前記吸入口３２から流入する圧縮するための流体が衝突するので、圧縮用の吸入流体によっても旋回スクロールを冷却でき、更に効率よく冷却することが可能である。
【００４３】
また、図１に示すように、外周側に前記旋回スクロールの旋回駆動と自転防止を行う駆動軸２３を複数設け、該駆動軸２３の軸受１９と前記冷却フィン１１ａとの間に冷却風が流通可能な空隙１１ｅを設けている。
【００４４】
かかる技術手段によると、駆動軸の軸受１９部分と前記冷却フィン１１ａとの間は、旋回スクロール１１の軸受１９部分に、フィン１１ａや端板１１ｆ、１１ｇとさほど肉厚が変わらないように肉厚を取って、ダイキャストによるひけ、歪みなどを防止し、製作容易性を図ることにより歩留まりを向上させる。そして、旋回スクロール１１の軽量化が可能となる。
また、冷却フィンを波形に形成し、より冷却風との衝突が行わせ伝熱性能を向上させるためには、旋回スクロールを２部材に分割して、作製し、その後に両者を合体することで製造することができる。
【００４５】
また、図３において、軸受空間８２を形成する中間スクロールハウジング３４には導入口４４が設けられ、矢印５９で示す冷却気体を矢印６０の如く軸受空間８２に取り込むことができる。
ダクト４２内を矢印方向から通風する冷却風は、中間スクロールハウジング３４の窓３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄから中間スクロールハウジング３４に流入する。
【００４６】
冷却気体６５，６６，６７は旋回スクロールの冷却フィン１１ａを冷却してそれぞれ矢印７３，７４，７６，７７，７８としてダクト４３内に排出される。
【００４７】
一方、軸受空間８０において、クランク軸用軸受５３Ａが旋回揺動しているときに、入来した冷却気体６８は軸受５３Ａを冷却して矢印８５，８６，または、７９，７８として排出される。
【００４８】
軸受空間８１において、クランク軸用軸受５３Ｃが旋回揺動しているときに、入来した冷却気体６３，６４は軸受５３Ｃを冷却して矢印６９として流れ、７０，７１として軸受空間８２において、クランク軸用軸受５３Ｂが旋回揺動しているときに、軸受５３Ｂを冷却して７２，または７３として排出される。
【００４９】
一方、導入口４４から軸受空間８２に入来した冷却気体５９は、出口窓側に軸受５３Ｂが接近した状態では軸受空間８２の内壁と軸受５３Ｂとの間の間隙が狭くなるので、冷却後の気体の排出がしにくくなる。そのために、図４に示すようにバランスウエイト２８が存在するバランスウエイト回転空間８３に出口開口８７を開設している。
【００５０】
よって、クランク軸用軸受５３Ｂの冷却後の気体を排出する排出口は、前記ハウジング外周壁面に設けられた排出窓３４ｇと、クランク軸用軸受５３Ｂの周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間８３に設けられた排出出口８７とを備えている。
【００５１】
かかる技術手段によると、ハウジング外周壁面の排出窓３４ｇを設けると、クランク軸用軸受５３Ｂが旋回して該排出窓３４ｇに接近した位置においては、冷却気体の排出に機械的損失が多く排出しにくい。一方、クランク軸にクランク軸用軸受に隣接して配置されたバランスウエイト２８の回転空間８３に排出出口８７を設けることによって、クランク軸用軸受５３Ｂが旋回して排出窓３４ｇに接近した位置においては、排出出口８７によって冷却後の気体を排出し、バランスウエイト２８の排出出口８７に接近し該出口８７を遮蔽した位置において、前記排出窓３４ｇによって冷却後の気体を排出することによって冷却気体の排出に際する機械的損失を低減することができる。
【００５２】
そして、前記クランク軸用軸受５３Ｂの周囲通路及び該周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間８３を含む軸受冷却空間８２内の気体は、クランク軸用軸受５３Ｂの旋回駆動によって排出窓３４ｇから、または、バランスウエイト２８の旋回駆動によって排出出口８７から、それぞれ排出され、それによって軸受冷却空間内は負圧となることによって前記導入口４４から冷却気体が取り込まれる。
【００５３】
また、図５に示すように、外周側に前記旋回スクロールの旋回駆動と自転防止を行う駆動軸を３個設け、該３個の間をプーリ３０Ａ，３０Ｂ，３０ｃと該プーリに架設したタイミングベルト１５によって回転駆動力が伝達可能に構成している。そして、前記駆動軸の一つに駆動源から駆動力を入手可能なクランク軸プーリ３０Ａを有した駆動源駆動軸２３（図１）とし、該駆動源駆動軸２３をスクロール機構の重力中心位置下方に配置し、他の２個のクランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃを有する駆動軸を上方の前記重力中心位置から左右対称に配置している。また、クランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃには、保護カバー５４及び５５が設けられている。
【００５４】
かかる技術手段によると、一番重量が多い駆動源駆動軸２３をスクロール機構の重力中心位置下方に配置することによって、重量バランスが安定する。
また、他の２個の前記駆動源駆動軸より重量の軽い駆動軸を上方の前記重力中心位置から左右対称に配置することによって重量バランスが安定する。
【００５５】
また、前記他の２個の駆動軸間の重力中心位置に前記タイミングベルト１５の張力を調整する調整用プーリ３３を配設し、さらに、圧縮流体を吸込する吸込口金具３５を重力中心位置のスクロール流体機械本体１上面に設けても、重量バランスが崩れることがない。そして、前記タイミングベルト１５の張力を調整する調整用プーリ３３によりタイミングベルト１５の張力を調整可能に構成しているので、組立時の部材の製作誤差を調整により解消し、また、メンテナンスによる調整によって、耐久性が向上する。
【００５６】
図６に示すように、固定スクロールハウジング２と固定スクロールハウジング３との間に位置する中間スクロールハウジング３４は前記冷却フィン１１ａに対応する位置に窓３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが開設され、該窓３４ａ〜ｄは図６の紙面の反対側にも同じように窓３４が開設され、図６を貫く方向への冷却風によって旋回スクロール１１が冷却可能に構成されている。
【００５７】
そして、冷却風の流通方向にそって入口側に断熱部材であるカバー４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄによって形成されたダクト４２が配設され、図６の紙面と反対側を示す図７に示すように冷却風の出口側に断熱部材であるカバー４Ａ，４Ｂ，４Ｅ，４Ｆによって形成されるダクト４３が配設され、該ダクト４３内には冷却室２４Ａ，２４Ｂが配設されている（図８）。
【００５８】
また、ダクト４２上にはダクト４２内を流れる冷却気体を取り込む取組口４５が配設され、該取組口４５から図示しない外部を断熱部材で形成された配管によって軸受空間８２を形成するハウジング壁に配設された導入口４４に冷却気体を分岐して供給可能に構成されている。
【００５９】
本実施の形態はこのようにダクト４２，４３によって冷却風が流通するので、これらのダクト４２，４３の存在によりダクト外の熱風若しくは輻射熱等によって冷却風が暖められることがなく、冷却効率を向上することができる。
【００６０】
尚、本実施の形態は、出口側のダクト４３内に冷却室２４Ａ，２４Ｂを配置したが、図９に示すように、入口側のダクト４２内に冷却室２４Ａ，２４Ｂを配置してもよい。
【００６１】
このように構成されたスクロール本体１は、図１に示すように、回転駆動軸２３の回転により、偏芯したクランク軸２２が駆動軸中心に回転することにより旋回スクロール１１が公転し、図１０に示すように、固定スクロールハウジング２の吸込口孔２ａから吸入した流体は、旋回スクロールのラップ１０ａにより取り込まれ、このラップと固定スクロールのラップ９ｂとによって形成される密閉空間Ｓ１及びＴ１により取り込まれる。
これらの取り組み空間は１８０゜ずれているが同時に略等しい容積分取り込まれる。
【００６２】
この密閉空間は図１０及び図１１に示すように、図１０でＳ１として取り込まれた密閉空間は、順次Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４と圧縮し、Ｓ５から前段側吐出口２ｅ→中間経路→後段側吸込口２ｆ→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９と圧縮し、また、図１０でＴ１として取り込まれた密閉空間は順次Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３と圧縮し、Ｔ４から前段側吐出口２ｅ→中間経路→後段側吸込口２ｆ→Ｔ５→Ｔ６→Ｔ７→Ｔ８→Ｔ９と圧縮されて中央部に送られ、Ｓ９とＴ９は合流して吐出口２ｄを出て配管８から排出される。
尚、図１０に示すように、密閉空間Ｓ８とＴ９は等しい容積を有するので、同じ圧力の流体が吐出される。
【００６３】
次に、図１２を用いてクランク軸用軸受の冷却風源の他の実施の形態を説明する。同図において、図１に示す圧縮流体吐出用の配管８は、逆止め弁５６、アフタークーラ４７、ドライヤ４８を経由して空気タンク４９が配設されている。
【００６４】
また、空気タンク４９は圧縮空気をメインラインに送る配管４９ａと、スクロール流体機械本体側に圧縮空気を送る配管４９ｂが配設されている。配管４９ｂには電磁弁５０が配設され、該電磁弁５０はスクロール流体機械本体の駆動開始に同期して開成し、停止に同期して閉成するように構成されている。電磁弁５０は下流側にて圧縮空気７５を供給する配管４６と連結され、配管４６には流量調整器５２が配設されている。
【００６５】
このように構成された軸受用冷却風発生装置は、スクロール流体機械の吐出用の配管８の圧力が所定値を超えると逆止め弁５６が開放してアフタークーラ４７によって冷却され、ドライヤ４８によって乾燥され、空気タンク４９に収納される。空気タンク４９には図示しない圧力計が配置され、空気タンク内の圧力が所定値、例えば、圧力０．８ＭＰａに達するとスクロール流体機械本体の駆動が停止される。
【００６６】
スクロール流体機械本体の駆動に同期して電磁弁５０が開成し、配管４６に圧縮空気が供給される。この圧縮空気は配管４６と連結された導入口４４に供給され、軸受空間８２（図３）に噴射され軸受５３Ｂを冷却する。
この軸受用冷却風発生装置は、流体機械本体から吐出された圧縮流体を冷却するとともに、大気圧より高い圧力で貯留して、軸受冷却時に大気圧に放出して圧縮気体が膨張して用いるので、冷却した気体で軸受を冷却することができ、冷却性能が向上する。
【００６７】
次に、図１３を用いて他の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図１３に示すように、旋回スクロールの端板のクランク軸用軸受５３Ｂの近傍部位１１ｋに、前記旋回スクロールの取込流体域８８（図２）に連通する連通孔５７を設けている。
【００６８】
よって、クランク軸用軸受５３Ｂを冷却後の気体８９，９０は連通孔５７に取り込まれ、旋回スクロールラップと固定スクロールラップとによって形成される密閉空間に取り込まれ、圧縮流体として吐出口から吐出される。したがって、図３及び図４に記載された排出窓３４ｆ，３４ｇ，排出出口８７を形成することなしに、また、図２に記載された吸込口孔２ａを設けることなしに、クランク軸用軸受を冷却した気体を取り込んでスクロール流体機構によって圧縮するので、冷却用気体を無駄に排気することがなく、簡単な構成でスクロール流体機械本体を冷却する冷却気体の流通方向下流側に配置されたクランク軸用軸受を冷却することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却可能に構成したので、冷却気体の通風方向上流側で他のクランク軸用軸受等を冷却した冷却気体で冷却することがないために下流側のクランク軸用の軸受においても冷却性能を向上させることができる。
また、旋回スクロールの端板を冷却する冷却気体を入口ダクトによって取り込むので、冷却気体がダクト周囲の環境によって影響されることが少なく、その冷却気体を入口ダクトから導入ダクトによって分岐してクランク軸用軸受のハウジング外周壁面の前記導入口に導入するので周囲温度に影響されない冷却気体を用いて、よってクランク軸用軸受を冷却することができる。
【００７０】
（削除）
【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】 図１のII−II断面図である。
【図３】 図１のI−I断面図である。
【図４】 図３のIII−III断面図である。
【図５】 図１の右側面図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械の正面図である。
【図７】 本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械の背面図である。
【図８】 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９】 本発明の他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１０】 旋回スクロールによって流体を取り込んだ場合の流体圧縮状況を説明する説明図である。
【図１１】 図１０から１８０゜旋回スクロールラップが回動した場合の流体圧縮状況を説明する説明図である。
【図１２】 クランク軸用軸受を冷却する冷却気体の他の実施の形態を示す図である。
【図１３】 本発明の他の実施の形態に係るクランク軸用軸受冷却機構を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 多段式スクロール流体機械本体
２，３ 固定スクロールハウジング
２ｈ，３ｈ 冷却通路
１１ 旋回スクロール
１１ｎ 冷却通路
２４ 冷却室（インタークーラ）
３４ 中間スクロールハウジング（ハウジング）
４４ 導入口
５３ クランク軸用軸受（５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧縮、膨張、及び圧送を行うスクロール流体機械、特に、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御するクランク軸用軸受を冷却する冷却手段を備えたスクロール流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御するクランク軸用軸受を冷却する冷却手段を備えたスクロール流体機械は特開平９−１４４６７８号公報として知られている。
かかる従来技術は、該公報の図２に示すように３個の補助クランク（２５）が記載され、左方からの冷却風によって冷却可能に構成されている。
【０００３】
しかしながら、かかる従来技術によると、冷却風の通風下流側に配置された補助クランク（２５）は、上流側の補助クランク（２５）及び旋回スクロールを駆動するクランク２Ａを冷却した冷却風によって冷却されるので、冷却が十分に行われにくいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の事情に鑑み、本発明は、簡単な構成で効率よくクランク軸用軸受を冷却可能なスクロール流体機械を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御する複数のクランク軸用軸受を有したスクロール流体機械において、
前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された 出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
本発明によると、前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却可能に構成したので、冷却気体の通風方向上流側で他のクランク軸用軸受等を冷却した冷却気体で冷却することがないために下流側のクランク軸用の軸受においても冷却性能を向上させることができる。
また、旋回スクロールの端板を冷却する冷却気体を入口ダクトによって取り込むので、冷却気体がダクト周囲の環境によって影響されることが少なく、その冷却気体を入口ダクトから導入ダクトによって分岐してクランク軸用軸受のハウジング外周壁面の前記導入口に導入するので周囲温度に影響されない冷却気体を用いて、よってクランク軸用軸受を冷却することができる。
【０００７】
また、前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を、前記ハウジング外周壁面に設けられた第１排出口と、前記クランク軸用軸受の周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間に設けられた第２排出口とによって構成することも本発明の有効な手段である。
【０００８】
かかる技術手段によると、前記ハウジング外周壁面はクランク軸用軸受の旋回域を囲繞しているが、該ハウジング外周壁に第１排出口を設けると、クランク軸用軸受が旋回して該第１排出口に接近した位置においては、冷却気体の排出に機械的損失が多く排出しにくい。よって、かかる際にはクランク軸にクランク軸用軸受に隣接して配置されたバランスウエイトの回転空間に他の第２排出口を設けることによって、クランク軸用軸受が旋回して該第１排出口に接近した位置においては、前記第２排出口によって冷却後の気体を排出し、バランスウエイトが第２排出口に接近した位置において、前記第１排出口によって冷却後の気体を排出することによって冷却気体の排出に際する機械的損失を低減することができる。
【０００９】
そして、前記クランク軸用軸受の周囲通路及び該周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間を含む軸受冷却空間内の気体は、クランク軸用軸受の旋回駆動によって第１排出口から、または、バランスウエイトの旋回駆動によって第２排出口から、それぞれ排出され、それによって軸受冷却空間内は負圧となることによって前記導入口から冷却気体が取り込まれる。
【００１０】
また、前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を、前記出口ダクトに設けることも本発明の有効な手段である。
【００１１】
かかる技術手段によると、旋回スクロール端板に沿って冷却気体を一方から他方に送風する該他方側の出口ダクトに前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を設けているので、旋回スクロール端板を冷却する冷却気体によっても前記クランク軸用軸受を冷却することができて冷却性能を向上することができる。
【００１２】
また、前記旋回スクロールの端板のクランク軸用軸受近傍部位に、前記旋回スクロールの取込流体域に連通する連通孔を設け、前記クランク軸用軸受冷却後の気体を取り込んで圧縮可能に構成することも本発明の有効な手段である。
【００１３】
かかる技術手段によると、クランク軸用軸受を冷却した気体を取り込んでスクロール流体機構によって圧縮するので、冷却用気体を無駄に排気することがない。
【００１４】
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【００１５】
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【００１６】
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【００１７】
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【００１８】
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【００１９】
【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。
【００２０】
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、図１のII−II断面図、図３は、図１のI−I断面図、図４は、図３のIII−III断面図である。
図１において、多段式スクロール流体機械本体１は、ハウジングカバー４Ａを取り付けた固定スクロールハウジング２と、ハウジングカバー４Ｂを取り付けた固定スクロールハウジング３と、両固定スクロールハウジング２，３間に配置される旋回スクロール１１と、該旋回スクロール１１の外周側を囲繞する中間スクロールハウジング３４と、旋回スクロール１１の旋回範囲を規制するクランク軸２２及び駆動軸２３を収納するクランクハウジング３６とで構成される。尚、該スクロール流体機械本体１は図８に示すように防音壁５８によって囲まれている。
【００２１】
そして、旋回スクロール１１は前記クランク軸２２によって駆動する端板１１ｆ及び端板１１ｇの鏡面に旋回スクロールラップ１０、及び５を植設されたダブルラップ式に構成され、旋回スクロールラップ１０側に対向して配設された固定スクロールハウジング２の前段圧縮部の吐出口に取り付けられた吐出配管６と、後段圧縮部の吸込口に取り付けられた吸い込み配管７との間に冷却室２４Ａが配設され、該冷却室２４Ａ、吐出配管６、及び吸い込み配管７を配管によって接続して第１中間経路を構成している。
【００２２】
また、固定スクロールラップ５側に対向して配設された固定スクロールハウジング３の前段圧縮部の吐出口に取り付けられた吐出配管１６と、後段圧縮部の吸込口に取り付けられた吸い込み配管１７との間に冷却室２４Ｂが配設され、該冷却室２４Ｂ、吐出配管１６、及び吸い込み配管１７を配管によって接続して第２中間経路を構成している。
【００２３】
尚、この第１（第２）中間経路は、図２に示す前段側吐出口２ｅ、後段側吸込口２ｆと、これらの間に介在する冷却室２４Ａ（２４Ｂ）内を通る配管の総合容積を有し、その総合容積は前段圧縮部の最終圧縮室容積のＮ（整数）倍に設定する。そして、Ｎ回の前段圧縮部の最終圧縮室からの吐出があって後に、後段圧縮部の初段取り込みは前段圧縮部の最終圧縮室容積と等しい容積分取り込まれるように構成される。
【００２４】
しかしながら、初期運転時には、スクロール流体機械は停止状態にあり、固定スクロールラップと旋回スクロールラップとにより形成される流体圧縮空間の後段圧縮部の最終圧縮室には、後段圧縮部の吐出口２ｄ（図２）の外部圧力と同等かそれより低い圧力で流体が存在し、また、後段圧縮部の初期取り込み空間にあった流体は前記中間経路と連通しているので、前段圧縮部の取り込み圧力まで低下する場合がある。
【００２５】
この状態で、初期運転を開始すると、後段圧縮部の残留流体が外部圧力より高くなるまで圧縮される。すなわち、後段圧縮部の最終圧縮室の圧力がそれより手前の圧縮室の圧縮流体と合体して外部圧力より高くなると外部に吐出されるが、それでもまだ外部圧力より低いと、前記中間経路からの流体を取り込み、それと吐出口側の流体と合体して圧縮される。
そして、初期運転の終了頃には、Ｎ回の前段圧縮部の最終圧縮室からの吐出があって後に、後段圧縮部の初段取り込みは前段圧縮部の最終圧縮室容積と等しい容積分取り込まれるような運転状態となる。
【００２６】
さて、固定スクロールハウジング２は、円形トレイ状に形成され、その外周面の周方向３カ所に後述するクランクハウジング３６内にベアリング２０によって回転自在に保持された駆動軸２３の先端部２３ａを回転自在に保持する保持部３７が配設されている。そして、３カ所の保持部３７を省いて示した図２（図１のII−II断面図）を用いて更に固定スクロールハウジング２を説明する。
【００２７】
図２において、固定スクロールハウジング２は、トレイ状に形成された凹部には鏡面２ｃが設けられ、該鏡面２ｃ上にはランド部９ａが設けられている。該ランド部９ａから左周りでラップ９ｂが螺旋状に植設されラップ溝を形成し、右周りでラップ９ｃが螺旋状に後段側吐出口２ｄに向かって植設されラップ溝を形成している。
そして、ラップ９ｂ、９ｃには旋回スクロール１１の鏡面１１ｃに押圧接触して摺動するチップシール１３が設けられている。
また、最外周のラップ溝は吸込口孔２ａに連通する流体吸込通路と連通している。また、該最外周ラップ溝の外側に溝が設けられ該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するダストシール１２が配設されている。
【００２８】
固定スクロールハウジング２のラップ溝には、前段圧縮部を形成する旋回スクロールラップ１０ａ及び、後段圧縮部を形成する旋回スクロールラップ１０ｂが鏡面１１ｃ（図１）に植設され、固定スクロールハウジング２の鏡面２ｃに押圧接触して摺動するフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール１３（図１）が設けられている。
【００２９】
ランド部９ａには、図１に示す吐出配管６に連結する前段側吐出口２ｅ、吸い込み配管７に連結する後段側吸込口２ｆ、吐出配管８に連結する後段側吐出口２ｄが設けられ、吐出配管６と後段側吐出口２ｄとの間には、高温の圧縮流体を冷却する冷却室２４Ａが配設されている。
【００３０】
固定スクロールハウジング２の鏡面２ｃの裏側には、冷却フィン２ｂが植設され、該冷却フィン２ｂの頂部にはハウジングカバー４Ａが取付られ、冷却通路２ｈを形成している。よって、図１の紙面を貫く方向に流れる冷却風によって、固定スクロールを冷却可能に構成されている。
【００３１】
図１に示すように、旋回スクロール１１は鏡面１１ｃを有し、該鏡面１１ｃが図１に示すように固定スクロールハウジング２の結合面に設けられたダストシール１２と接触して対面配置され、鏡面１１ｃには外側に植設された前段圧縮部を構成する旋回スクロールラップ１０ａと、中心側に植設された後段圧縮部を構成する旋回スクロールラップ１０ｂを有している。そして、これらのラップ上方先端には溝が設けられ、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するチップシール１３が嵌入されている。
そして、これらの旋回スクロールラップ１０ａ、１０ｂは固定スクロールラップ９ｂ、９ｃと壁面が互いに対面配置される。
【００３２】
また、鏡面１１ｃの裏側には、冷却フィン１１ａが植設され、冷却通路１１ｎを形成している。
よって、図１の紙面を貫く方向に流れる冷却風によって、旋回スクロールを冷却可能に構成されている。
【００３３】
また、冷却フィン１１ａを介して他方側の旋回スクロールラップ４０が植設される鏡面１１ｐを有する端板が設けられている。そして、この他方側の旋回スクロールラップ４０の壁面と対面するように配設される固定スクロールラップ５を有する固定スクロールハウジング３が配設されているが、他方側の旋回スクロールラップ４０と固定スクロールハウジング３との関係は、一方側の旋回スクロールラップ１０と固定スクロールハウジング２との関係と同じものであって、図２と同じように作用する部材の組み合わせ及び作用がなされる。
【００３４】
すなわち、固定スクロールハウジング３は鏡面３ｃに固定スクロールラップ５が植設され、旋回スクロールラップ４０と固定スクロールラップ５とによって圧縮された流体は前段側の吐出口から吐出配管１６を通って冷却室２４Ｂで冷却され、吸い込み配管１７を通って後段側の吸込口から後段圧縮部に流入した流体は後段圧縮部で圧縮され後段側吐出口３ｄから吐出される。
【００３５】
そして、固定スクロールハウジング３の鏡面３ｃの裏側には、冷却フィン３ｂが植設され、該冷却フィン３ｂの頂部にはハウジングカバー４Ｂが取付られ、冷却通路３ｈを形成している。よって、図１の紙面を貫く方向に流れる冷却風によって、固定スクロールハウジング３を冷却可能に構成されている。
【００３６】
固定スクロールハウジング２は、外周側の周方向に３等分した箇所に、旋回スクロール１１の旋回駆動軸２３の先端部２３ａを回転可能に保持する保持部３７が設けられている。該駆動軸２３は前記保持部３７と固定スクロールハウジング２に取り付けられるクランクハウジング３６に設けられたベアリング２０によって回転可能に保持されている。駆動軸２３とは偏芯したクランク軸２２は、旋回スクロール１１の外周側の周方向に３等分した箇所に設けられた駆動連結部１１ｄに軸受１９を介して旋回スクロール１１に旋回駆動力を付与可能に嵌合されている。よって、この駆動軸２３は旋回スクロール１１へは駆動力を付与するとともに、駆動軸２３の回転中心軸心とは偏芯したクランク軸２２によって旋回スクロールの自転防止作用を行う。
【００３７】
このクランク軸２２を挟んで駆動軸２３の両側にはバランスウエイト２８，２９が配設され、該バランスウエイト２８とクランク軸２２の端部２２ａとクランク軸２３の頭部２２ｂにはオイルシールが設けられ軸受１９からのグリースの漏洩が防止されている。また、駆動軸２３の太径部２１にはオイルシールが設けられ、ベアリング２０からのグリースの漏洩が防止されている。
【００３８】
駆動軸２３はクランクハウジング３６から突出し、クランク軸プーリ３０Ａ及び駆動用プーリ３１が並んで固着されている。駆動用プーリ３１は図示しない駆動源モータよりベルトを介して駆動力が伝達され、該駆動力はタイミングベルト１５によってクランク軸プーリ３０Ａを介して図５に示すように、クランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃに駆動力が伝達可能に構成されている。また、クランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃとの中間には固定スクロールハウジング３にタイングベルト１５の張力を調整する張力調整用プーリ３３が、上下方向に取り付け位置を調整可能に取り付けられている。
【００３９】
図３は、図１のI−I線断面図である。旋回スクロール１１には端板の圧縮室と反対側面には波形の冷却フィン１１ａが多数植設され、冷却通路１１ｎが形成されている。よって、図３の紙面と平行に流れる冷却風によって、旋回スクロールのフィン１１ａ部分を冷却可能に構成されている。
【００４０】
ここで、さらに、図１を用いて冷却通路１１ｎの形状を詳しく説明する。前記旋回スクロール１１は、一方側の固定スクロール側に鏡面１１ｃを有する第１端板１１ｆと、他方側の固定スクロール側に鏡面１１ｐを有する第２端板１１ｇと、該第１端板及び第２端板の鏡面と反対側の面間を連結する多数の冷却フィン１１ａとで構成し、効率よく冷却することが可能である。
【００４１】
また、図１に示すように、中間スクロールハウジング３４は、圧縮する流体の吸入口３２を有する吸い込み口金具３５が、スクロール流体機械本体１の上面に配設され、圧縮する吸入流体は前記冷却通路１１ｎの延設方向と交差する方向に取込まれる。そして該吸入流体の吸入口と対面する位置に前記旋回スクロール１１の前記第１端板１１ｆ、及び第２端板１１ｇを外周側から鏡面側を中間スクロールハウジング３４によって挟持する狭持部材４３ｃを設け、該狭持部材４３ｃを介して前記吸入流体によって前記旋回スクロールを冷却可能に構成している。
【００４２】
かかる技術手段によると、前記旋回スクロールの前記狭持部材４３ｃに前記吸入口３２から流入する圧縮するための流体が衝突するので、圧縮用の吸入流体によっても旋回スクロールを冷却でき、更に効率よく冷却することが可能である。
【００４３】
また、図１に示すように、外周側に前記旋回スクロールの旋回駆動と自転防止を行う駆動軸２３を複数設け、該駆動軸２３の軸受１９と前記冷却フィン１１ａとの間に冷却風が流通可能な空隙１１ｅを設けている。
【００４４】
かかる技術手段によると、駆動軸の軸受１９部分と前記冷却フィン１１ａとの間は、旋回スクロール１１の軸受１９部分に、フィン１１ａや端板１１ｆ、１１ｇとさほど肉厚が変わらないように肉厚を取って、ダイキャストによるひけ、歪みなどを防止し、製作容易性を図ることにより歩留まりを向上させる。そして、旋回スクロール１１の軽量化が可能となる。
また、冷却フィンを波形に形成し、より冷却風との衝突が行わせ伝熱性能を向上させるためには、旋回スクロールを２部材に分割して、作製し、その後に両者を合体することで製造することができる。
【００４５】
また、図３において、軸受空間８２を形成する中間スクロールハウジング３４には導入口４４が設けられ、矢印５９で示す冷却気体を矢印６０の如く軸受空間８２に取り込むことができる。
ダクト４２内を矢印方向から通風する冷却風は、中間スクロールハウジング３４の窓３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄから中間スクロールハウジング３４に流入する。
【００４６】
冷却気体６５，６６，６７は旋回スクロールの冷却フィン１１ａを冷却してそれぞれ矢印７３，７４，７６，７７，７８としてダクト４３内に排出される。
【００４７】
一方、軸受空間８０において、クランク軸用軸受５３Ａが旋回揺動しているときに、入来した冷却気体６８は軸受５３Ａを冷却して矢印８５，８６，または、７９，７８として排出される。
【００４８】
軸受空間８１において、クランク軸用軸受５３Ｃが旋回揺動しているときに、入来した冷却気体６３，６４は軸受５３Ｃを冷却して矢印６９として流れ、７０，７１として軸受空間８２において、クランク軸用軸受５３Ｂが旋回揺動しているときに、軸受５３Ｂを冷却して７２，または７３として排出される。
【００４９】
一方、導入口４４から軸受空間８２に入来した冷却気体５９は、出口窓側に軸受５３Ｂが接近した状態では軸受空間８２の内壁と軸受５３Ｂとの間の間隙が狭くなるので、冷却後の気体の排出がしにくくなる。そのために、図４に示すようにバランスウエイト２８が存在するバランスウエイト回転空間８３に出口開口８７を開設している。
【００５０】
よって、クランク軸用軸受５３Ｂの冷却後の気体を排出する排出口は、前記ハウジング外周壁面に設けられた排出窓３４ｇと、クランク軸用軸受５３Ｂの周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間８３に設けられた排出出口８７とを備えている。
【００５１】
かかる技術手段によると、ハウジング外周壁面の排出窓３４ｇを設けると、クランク軸用軸受５３Ｂが旋回して該排出窓３４ｇに接近した位置においては、冷却気体の排出に機械的損失が多く排出しにくい。一方、クランク軸にクランク軸用軸受に隣接して配置されたバランスウエイト２８の回転空間８３に排出出口８７を設けることによって、クランク軸用軸受５３Ｂが旋回して排出窓３４ｇに接近した位置においては、排出出口８７によって冷却後の気体を排出し、バランスウエイト２８の排出出口８７に接近し該出口８７を遮蔽した位置において、前記排出窓３４ｇによって冷却後の気体を排出することによって冷却気体の排出に際する機械的損失を低減することができる。
【００５２】
そして、前記クランク軸用軸受５３Ｂの周囲通路及び該周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間８３を含む軸受冷却空間８２内の気体は、クランク軸用軸受５３Ｂの旋回駆動によって排出窓３４ｇから、または、バランスウエイト２８の旋回駆動によって排出出口８７から、それぞれ排出され、それによって軸受冷却空間内は負圧となることによって前記導入口４４から冷却気体が取り込まれる。
【００５３】
また、図５に示すように、外周側に前記旋回スクロールの旋回駆動と自転防止を行う駆動軸を３個設け、該３個の間をプーリ３０Ａ，３０Ｂ，３０ｃと該プーリに架設したタイミングベルト１５によって回転駆動力が伝達可能に構成している。そして、前記駆動軸の一つに駆動源から駆動力を入手可能なクランク軸プーリ３０Ａを有した駆動源駆動軸２３（図１）とし、該駆動源駆動軸２３をスクロール機構の重力中心位置下方に配置し、他の２個のクランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃを有する駆動軸を上方の前記重力中心位置から左右対称に配置している。また、クランク軸プーリ３０Ｂ，３０Ｃには、保護カバー５４及び５５が設けられている。
【００５４】
かかる技術手段によると、一番重量が多い駆動源駆動軸２３をスクロール機構の重力中心位置下方に配置することによって、重量バランスが安定する。
また、他の２個の前記駆動源駆動軸より重量の軽い駆動軸を上方の前記重力中心位置から左右対称に配置することによって重量バランスが安定する。
【００５５】
また、前記他の２個の駆動軸間の重力中心位置に前記タイミングベルト１５の張力を調整する調整用プーリ３３を配設し、さらに、圧縮流体を吸込する吸込口金具３５を重力中心位置のスクロール流体機械本体１上面に設けても、重量バランスが崩れることがない。そして、前記タイミングベルト１５の張力を調整する調整用プーリ３３によりタイミングベルト１５の張力を調整可能に構成しているので、組立時の部材の製作誤差を調整により解消し、また、メンテナンスによる調整によって、耐久性が向上する。
【００５６】
図６に示すように、固定スクロールハウジング２と固定スクロールハウジング３との間に位置する中間スクロールハウジング３４は前記冷却フィン１１ａに対応する位置に窓３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが開設され、該窓３４ａ〜ｄは図６の紙面の反対側にも同じように窓３４が開設され、図６を貫く方向への冷却風によって旋回スクロール１１が冷却可能に構成されている。
【００５７】
そして、冷却風の流通方向にそって入口側に断熱部材であるカバー４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄによって形成されたダクト４２が配設され、図６の紙面と反対側を示す図７に示すように冷却風の出口側に断熱部材であるカバー４Ａ，４Ｂ，４Ｅ，４Ｆによって形成されるダクト４３が配設され、該ダクト４３内には冷却室２４Ａ，２４Ｂが配設されている（図８）。
【００５８】
また、ダクト４２上にはダクト４２内を流れる冷却気体を取り込む取組口４５が配設され、該取組口４５から図示しない外部を断熱部材で形成された配管によって軸受空間８２を形成するハウジング壁に配設された導入口４４に冷却気体を分岐して供給可能に構成されている。
【００５９】
本実施の形態はこのようにダクト４２，４３によって冷却風が流通するので、これらのダクト４２，４３の存在によりダクト外の熱風若しくは輻射熱等によって冷却風が暖められることがなく、冷却効率を向上することができる。
【００６０】
尚、本実施の形態は、出口側のダクト４３内に冷却室２４Ａ，２４Ｂを配置したが、図９に示すように、入口側のダクト４２内に冷却室２４Ａ，２４Ｂを配置してもよい。
【００６１】
このように構成されたスクロール本体１は、図１に示すように、回転駆動軸２３の回転により、偏芯したクランク軸２２が駆動軸中心に回転することにより旋回スクロール１１が公転し、図１０に示すように、固定スクロールハウジング２の吸込口孔２ａから吸入した流体は、旋回スクロールのラップ１０ａにより取り込まれ、このラップと固定スクロールのラップ９ｂとによって形成される密閉空間Ｓ１及びＴ１により取り込まれる。
これらの取り組み空間は１８０゜ずれているが同時に略等しい容積分取り込まれる。
【００６２】
この密閉空間は図１０及び図１１に示すように、図１０でＳ１として取り込まれた密閉空間は、順次Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４と圧縮し、Ｓ５から前段側吐出口２ｅ→中間経路→後段側吸込口２ｆ→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９と圧縮し、また、図１０でＴ１として取り込まれた密閉空間は順次Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３と圧縮し、Ｔ４から前段側吐出口２ｅ→中間経路→後段側吸込口２ｆ→Ｔ５→Ｔ６→Ｔ７→Ｔ８→Ｔ９と圧縮されて中央部に送られ、Ｓ９とＴ９は合流して吐出口２ｄを出て配管８から排出される。
尚、図１０に示すように、密閉空間Ｓ８とＴ９は等しい容積を有するので、同じ圧力の流体が吐出される。
【００６３】
次に、図１２を用いてクランク軸用軸受の冷却風源の他の実施の形態を説明する。同図において、図１に示す圧縮流体吐出用の配管８は、逆止め弁５６、アフタークーラ４７、ドライヤ４８を経由して空気タンク４９が配設されている。
【００６４】
また、空気タンク４９は圧縮空気をメインラインに送る配管４９ａと、スクロール流体機械本体側に圧縮空気を送る配管４９ｂが配設されている。配管４９ｂには電磁弁５０が配設され、該電磁弁５０はスクロール流体機械本体の駆動開始に同期して開成し、停止に同期して閉成するように構成されている。電磁弁５０は下流側にて圧縮空気７５を供給する配管４６と連結され、配管４６には流量調整器５２が配設されている。
【００６５】
このように構成された軸受用冷却風発生装置は、スクロール流体機械の吐出用の配管８の圧力が所定値を超えると逆止め弁５６が開放してアフタークーラ４７によって冷却され、ドライヤ４８によって乾燥され、空気タンク４９に収納される。空気タンク４９には図示しない圧力計が配置され、空気タンク内の圧力が所定値、例えば、圧力０．８ＭＰａに達するとスクロール流体機械本体の駆動が停止される。
【００６６】
スクロール流体機械本体の駆動に同期して電磁弁５０が開成し、配管４６に圧縮空気が供給される。この圧縮空気は配管４６と連結された導入口４４に供給され、軸受空間８２（図３）に噴射され軸受５３Ｂを冷却する。
この軸受用冷却風発生装置は、流体機械本体から吐出された圧縮流体を冷却するとともに、大気圧より高い圧力で貯留して、軸受冷却時に大気圧に放出して圧縮気体が膨張して用いるので、冷却した気体で軸受を冷却することができ、冷却性能が向上する。
【００６７】
次に、図１３を用いて他の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図１３に示すように、旋回スクロールの端板のクランク軸用軸受５３Ｂの近傍部位１１ｋに、前記旋回スクロールの取込流体域８８（図２）に連通する連通孔５７を設けている。
【００６８】
よって、クランク軸用軸受５３Ｂを冷却後の気体８９，９０は連通孔５７に取り込まれ、旋回スクロールラップと固定スクロールラップとによって形成される密閉空間に取り込まれ、圧縮流体として吐出口から吐出される。したがって、図３及び図４に記載された排出窓３４ｆ，３４ｇ，排出出口８７を形成することなしに、また、図２に記載された吸込口孔２ａを設けることなしに、クランク軸用軸受を冷却した気体を取り込んでスクロール流体機構によって圧縮するので、冷却用気体を無駄に排気することがなく、簡単な構成でスクロール流体機械本体を冷却する冷却気体の流通方向下流側に配置されたクランク軸用軸受を冷却することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却可能に構成したので、冷却気体の通風方向上流側で他のクランク軸用軸受等を冷却した冷却気体で冷却することがないために下流側のクランク軸用の軸受においても冷却性能を向上させることができる。
また、旋回スクロールの端板を冷却する冷却気体を入口ダクトによって取り込むので、冷却気体がダクト周囲の環境によって影響されることが少なく、その冷却気体を入口ダクトから導入ダクトによって分岐してクランク軸用軸受のハウジング外周壁面の前記導入口に導入するので周囲温度に影響されない冷却気体を用いて、よってクランク軸用軸受を冷却することができる。
【００７０】
（削除）
【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】 図１のII−II断面図である。
【図３】 図１のI−I断面図である。
【図４】 図３のIII−III断面図である。
【図５】 図１の右側面図である。
【図６】 本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械の正面図である。
【図７】 本発明の実施の形態に係るスクロール流体機械の背面図である。
【図８】 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９】 本発明の他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１０】 旋回スクロールによって流体を取り込んだ場合の流体圧縮状況を説明する説明図である。
【図１１】 図１０から１８０゜旋回スクロールラップが回動した場合の流体圧縮状況を説明する説明図である。
【図１２】 クランク軸用軸受を冷却する冷却気体の他の実施の形態を示す図である。
【図１３】 本発明の他の実施の形態に係るクランク軸用軸受冷却機構を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 多段式スクロール流体機械本体
２，３ 固定スクロールハウジング
２ｈ，３ｈ 冷却通路
１１ 旋回スクロール
１１ｎ 冷却通路
２４ 冷却室（インタークーラ）
３４ 中間スクロールハウジング（ハウジング）
４４ 導入口
５３ クランク軸用軸受（５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ）
Claims (4)
- 固定スクロールに対して旋回スクロールを公転制御する複数のクランク軸用軸受を有したスクロール流体機械において、
前記クランク軸用軸受は前記旋回スクロールの外周側の周方向に等分した箇所に複数設置され、スクロール流体機械本体の入口側に配設された入口ダクトと出口側に配設された出口ダクトとによって前記旋回スクロールの端板に沿って一方から他方に冷却気体を送風すると共に、前記複数のクランク軸用軸受に冷却空気を送風し、該送風の下流側の前記クランク軸用軸受の旋回域の外側に起立するハウジング外周壁に、前記入口ダクトから分岐して取り込んだ冷却空気を導入する導入口を設け、前記旋回スクロール端板に沿う流れとは別に前記導入口から取り込んだ冷却空気で前記下流側のクランク軸用軸受を冷却するように構成したことを特徴とするスクロール流体機械。 - 前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を、前記ハウジング外周壁面に設けられた第１排出口と、前記クランク軸用軸受の周囲通路と連通するバランスウエイト回転空間に設けられた第２排出口とによって構成することを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
- 前記クランク軸用軸受の冷却後の気体を排出する排出口を、前記出口ダクトに設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
- 前記旋回スクロールの端板のクランク軸用軸受近傍部位に、前記旋回スクロールの取込流体域に連通する連通孔を設け、前記クランク軸用軸受冷却後の気体を取り込んで圧縮可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール流体機械。
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