JP4658245B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空気、冷媒等を圧縮する圧縮機、または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する。

一般に、スクロール式流体機械としては、例えば電動モータにより圧縮機本体を駆動し、空気、冷媒等を圧縮するようにしたスクロール式圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２３９６９号公報

この種の従来技術によるスクロール式圧縮機は、電動モータの出力軸がモータケースから軸方向の両側に延びている。そして、出力軸の一端側には、例えばキー等を用いた接続部を介して圧縮機本体の出力軸が接続され、出力軸の他端側には、冷却ファンが接続されている。

これにより、従来技術では、圧縮機本体と冷却ファンとが電動モータを挟んで軸方向の両側に配置されているものである。そして、圧縮機の運転時には、電動モータにより圧縮機本体を駆動しつつ、これと一緒に冷却ファンを作動させ、冷却風を発生する構成となっている。

ところで、上述した従来技術では、電動モータの軸方向一側に接続部を介して圧縮機本体を接続し、軸方向他側に冷却ファンを接続する構成としている。しかし、この場合には、圧縮機本体、接続部、電動モータ、冷却ファン等が同軸に並んでいるため、圧縮機全体としての軸方向寸法が大きくなり、これらをコンパクトに配置するのが難しいという問題がある。

これに対し、例えば電動モータの出力軸と圧縮機本体の回転軸とを一体に形成し、これらの間の接続部を廃止することにより、圧縮機の軸方向寸法を小さくする構成も考えられる。

しかし、この構成では、例えば電動モータと圧縮機本体のうちいずれか一方の部品だけが故障した場合でも、圧縮機を修理するためには、故障した部品と一緒に正常な部品も交換しなければならず、圧縮機のメンテナンス性が低下し、維持費の増加を招くという問題がある。

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、本発明の目的は、電動モータ、圧縮機本体、冷却ファン等を軸方向に対してコンパクトに配置でき、これらのメンテナンス性を維持しつつ、機械全体を小型化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にある。

上述した課題を解決するために本発明は、駆動源の出力軸により回転駆動される回転軸を有し前記回転軸が回転することによって外部から流体を吸込んで圧縮し圧縮流体を吐出する圧縮機本体と、前記駆動源により該圧縮機本体と一緒に駆動され冷却風を発生する冷却ファンとを備えてなるスクロール式流体機械に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記冷却ファンは、環状の取付板と複数の羽根板からなる筒状羽根部と環状板とを備え、軸方向から空気を吸込んで径方向外側に冷却風を吹き出す遠心ファンによって形成し、前記冷却ファンの端面には、前記駆動源に向けて開口し前記駆動源側の空気を前記冷却ファンの内部に吸込む吸込穴を設け、前記駆動源を覆うモータケースにはモータ側吸込口を形成し、前記冷却ファンと前記駆動源との間に複数のファン側吸込口が形成され、前記駆動源のモータケースと前記圧縮機本体との間に設けられたカバーを有し、前記モータケースのモータ側吸込口と前記ファン側吸込口とから前記冷却ファンによって吸込まれた冷却風を前記圧縮機本体側に送風するダクトを設け、前記冷却ファンには、当該冷却ファンの内部に形成され、前記駆動源の出力軸に接続される駆動源接続部と、前記冷却ファンの内部に形成され、前記圧縮機本体の回転軸に接続される圧縮機接続部とを設ける構成としたことにある。

また、請求項２の発明によると、前記駆動源接続部は前記駆動源の出力軸を挿嵌する出力軸挿嵌穴により構成し、前記圧縮機接続部は前記圧縮機本体の回転軸を挿嵌する回転軸挿嵌穴により構成し、前記出力軸挿嵌穴に挿嵌された前記出力軸の先端側、および前記回転軸挿嵌穴に挿嵌された前記回転軸の先端側は、前記冷却ファンの軸方向で前記筒状羽根部が形成された範囲内に位置するように設置される構成としている。

また、請求項３の発明によると、前記冷却ファンには軸方向に貫通した単一径の貫通孔を設け、前記駆動源接続部は該貫通孔の軸方向一側部位により構成し、前記圧縮機接続部は前記貫通孔の軸方向他側部位により構成している。

また、請求項４の発明によると、前記駆動源の出力軸と前記冷却ファンとの間には、連結体を介して揺動可能に接続する軸継手を設け、前記冷却ファンの駆動源接続部は、該軸継手の一部を構成して前記連結体と接続する構成とし、前記圧縮機接続部は、前記圧縮機本体の回転軸を挿嵌する回転軸挿嵌穴により構成している。

また、請求項５の発明によると、前記圧縮機本体の回転軸と前記冷却ファンとの間には、連結体を介して揺動可能に接続する軸継手を設け、前記冷却ファンの圧縮機接続部は、該軸継手の一部を構成して前記連結体と接続する構成とし、前記駆動源接続部は、前記駆動源の出力軸を挿嵌する出力軸挿嵌穴により構成している。

請求項１の発明によれば、冷却ファンは、環状の取付板と複数の羽根板からなる筒状羽根部と環状板とを備え、軸方向から空気を吸込んで径方向外側に冷却風を吹き出す遠心ファンによって形成し、前記冷却ファンの端面には、駆動源に向けて開口し前記駆動源側の空気を前記冷却ファンの内部に吸込む吸込穴を設け、前記駆動源を覆うモータケースにはモータ側吸込口を形成し、前記冷却ファンと前記駆動源との間に複数のファン側吸込口が形成され、前記駆動源のモータケースと前記圧縮機本体との間に設けられたカバーを有し、前記モータケースのモータ側吸込口と前記ファン側吸込口とから前記冷却ファンによって吸込まれた冷却風を前記圧縮機本体側に送風するダクトを設け、前記冷却ファンには、当該冷却ファンの内部に形成され、駆動源の出力軸に接続される駆動源接続部と、前記冷却ファンの内部に形成され、圧縮機本体の回転軸に接続される圧縮機接続部とを設ける構成としたので、冷却ファンの駆動源接続部には、例えば電動モータ等からなる駆動源の出力軸を接続でき、圧縮機接続部には、圧縮機本体の回転軸を接続することができる。そして、スクロール式流体機械の運転時には、駆動源により冷却ファンを介して圧縮機本体を駆動できると共に、このとき冷却ファンによって冷却風を発生することができる。

従って、冷却ファンにより駆動源と圧縮機本体とを接続するジョイント部品を構成でき、接続用の部品点数を削減して機械全体の構造を簡略化することができる。そして、駆動源、圧縮機本体および冷却ファンをコンパクトに接続でき、機械全体を軸方向に小型化することができる。また、例えば流体機械の組立、分解等を行うときには、駆動源と圧縮機本体との接続や接続の解除を冷却ファンの位置で容易に行うことができる。これにより、流体機械を効率よく組立てることができ、そのメンテナンス性を高めることができる。
また、冷却ファンと駆動源との間に形成された複数のファン側吸込口とモータケースに形成されたモータ側吸込口とにより、駆動源の近傍を流れる空気を冷却ファンの内部に吸込むことができ、駆動源の近傍で冷却風の流れを必要に応じて強めることができる。これにより、例えば冷却ファンの吸込動作を利用して、駆動源の内部を流通する冷却風の流れを形成しつつ、冷却ファンから吹き出す冷却風を圧縮機本体側に流通させることができ、このような構成によって駆動源と圧縮機本体とを効率よく冷却することができる。
さらに、前記駆動源を覆うモータケースと前記圧縮機本体との間に設けられたカバーを有し、前記モータケースに形成されたモータ側吸込口と前記ファン側吸込口とから前記冷却ファンによって吸込まれた冷却風を前記圧縮機本体側に送風するダクトを設ける構成としたので、冷却ファンの冷却風をダクトによって圧縮機本体側に送風でき、圧縮機本体を冷却することができる。この場合、冷却ファンを電動モータと圧縮機本体との間に配置できるから、互いに近接した冷却ファンと圧縮機本体との間にダクトを配置でき、ダクトを軸方向に小型化することができる。これにより、冷却ファンの冷却風がダクトを介して圧縮機本体に到達する距離を短くすることができるから、圧縮機本体に冷却風を強く吹付けることができ、その冷却性能を高めることができる。

また、請求項２の発明によれば、駆動源接続部は出力軸挿嵌穴により構成し、圧縮機接続部は回転軸挿嵌穴により構成し、前記出力軸挿嵌穴に挿嵌された出力軸の先端側、および前記回転軸挿嵌穴に挿嵌された回転軸の先端側は、冷却ファンの軸方向で羽根部が形成された範囲内に位置するように設置される構成としたので、冷却ファンに対する出力軸と回転軸の接続部位を簡略化でき、これら２箇所の接続部位を冷却ファンの内部に配置することができる。これにより、冷却ファンの外側には接続構造用の配置スペースが不要となるから、機械全体の小型化を促進することができる。

また、請求項３の発明によれば、駆動源接続部と圧縮機接続部とを互いに孔径が等しい一つの貫通孔として形成できるので、これらの形成時には、冷却ファンに対して一方向から穴加工を施すだけで、駆動源接続部と圧縮機接続部とを連続的な工程で効率よく加工でき、加工処理を容易に行うことができる。また、各挿嵌穴にキー溝等を設ける場合でも、これを一条の長溝として容易に加工できるので、生産性を高めることができる。また、出力軸と回転軸との接続部位をより簡単な形状で形成でき、この接続部位を冷却ファンの内部に配置できるので、機械全体を軸方向にコンパクトに形成することができる。

また、請求項４の発明によれば、冷却ファンの駆動源接続部は、揺動可能な軸継手の一部を構成して連結体と接続する構成としたので、駆動源の出力軸と冷却ファンとを軸継手によって接続でき、これらの接続や接続を解除する作業を軸継手の位置で容易に行うことができる。これにより、駆動源と冷却ファンとの組立、分解等を円滑に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。

また、軸継手は、例えば出力軸と冷却ファンとが回転軸線に対して傾くようにがたつきを生じたり、位置ずれしている状態でも、これらを相対回転を規制した状態で接続することができる。このため、例えば駆動源、圧縮機本体および冷却ファンの間に組付誤差等によるがたつきや位置ずれが存在する場合でも、これらを軸継手の揺動によって吸収でき、機械を安定的に作動させることができる。

しかも、圧縮機接続部は圧縮機本体の回転軸を挿嵌する回転軸挿嵌穴により構成したので、例えば圧縮機本体の回転軸と冷却ファンの回転軸挿嵌穴とを非円形状に形成することにより、これらを廻止め状態で挿嵌することができる。従って、回転軸挿嵌穴を用いた簡単な構造によって圧縮機本体と冷却ファンとを接続でき、構造を簡略化することができる。また、圧縮機本体と冷却ファンとの接続部位を冷却ファンの内部に配置できるから、機械全体の軸方向長さをより小さくすることができる。

また、請求項５の発明によれば、冷却ファンの圧縮機接続部は、揺動可能な軸継手の一部を構成して連結体と接続する構成としたので、圧縮機本体の回転軸と冷却ファンとを軸継手によって接続でき、これらの接続を軸継手の位置で容易に解除することができる。これにより、圧縮機本体と冷却ファンとの組立、分解等を円滑に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。また、圧縮機本体の回転軸と冷却ファンとの間の組付誤差等によるがたつきや位置ずれを軸継手の揺動によって吸収でき、流体機械を安定的に作動させることができる。

しかも、駆動源接続部は駆動源の出力軸を挿嵌する出力軸挿嵌穴により構成したので、駆動源の出力軸を冷却ファンの出力軸挿嵌穴に廻止め状態で挿嵌することができる。従って、出力軸挿嵌穴を用いた簡単な構造によって駆動源と冷却ファンとを接続でき、この接続部位を冷却ファンの内部に配置できるので、機械の簡略化、小型化を図ることができる。

また、駆動源接続部や圧縮機接続部には、例えば樹脂材料やゴム等からなる連結体を備えた軸継手等を用いることができ、この連結体を冷却ファンの内部で冷却風が通る位置に配設することができる。このため、冷却ファンの作動時には、ファンの内部に吸込まれる冷却風を、連結体やその周囲の接続部等に効率よく接触させることができ、連結体の放熱性を高めることができる。

しかも、軸継手を冷却ファンの内部に配置することにより、その分だけ出力軸（または回転軸）を冷却ファンの外部で広い範囲にわたって露出させることができる。これにより、駆動源や圧縮機本体側の熱が軸継手に伝わる前に、この熱を軸の露出部位で効率よく放熱させることができる。

従って、駆動源や圧縮機本体で発生する熱が出力軸、回転軸等を通じて軸継手に伝わったとしても、連結体の温度上昇を抑えることができ、連結体を高温による熱変形、劣化等から確実に保護できると共に、軸継手等の寿命を延ばして耐久性を向上させることができる。また、例えば出力軸や回転軸の露出部位を広げなくても放熱が十分に行われる場合には、軸継手を冷却ファンの内部に配置した分だけ軸を短くして圧縮機を軸方向に小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械を、添付図面を参照して詳細に説明する。

ここで、図１ないし図７は本発明の前提となる第１の参考例を示し、この第１の参考例では、スクロール式空気圧縮機を例に挙げて述べる。

図中、１は空気圧縮機の駆動源を構成する電動モータで、該電動モータ１の出力軸２は、外部から給電されることにより図１中の回転軸線Ｏ−Ｏを中心として回転し、後述の圧縮機本体３を駆動するものである。ここで、出力軸２の外周側には、図２、図３に示す如く、後述のキー１７を介して嵌合筒１６を取付けるためのキー溝２Ａが設けられている。

３は電動モータ１により後述の冷却ファン１４を介して駆動される圧縮機本体で、該圧縮機本体３は、その外枠を構成するケーシング４と、後述の固定スクロール５、回転軸６、旋回スクロール８、補助クランク１３等とにより構成されている。この場合、ケーシング４は、軸方向の一側が閉塞され他側が開口した略有底筒状に形成され、その底部側にはボス部４Ａが設けられている。

５はケーシング４と共に圧縮機の固定側部材を構成する固定スクロールで、該固定スクロール５は、例えばアルミニウム合金等の金属材料を鋳造することにより一体に形成され、ケーシング４の開口側に取付けられている。

そして、固定スクロール５は、図１に示す如く、回転軸６と同軸に配置された円板状の鏡板５Ａと、該鏡板５Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部５Ｂと、該ラップ部５Ｂを取囲んで鏡板５Ａの外周側に設けられ、ケーシング４の開口端側に全周にわたって取付けられた環状のフランジ部５Ｃ等とにより構成されている。また、鏡板５Ａの裏面側には複数の放熱フィン５Ｄが立設されている。

６はケーシング４のボス部４Ａに各軸受７を介して回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸６は、電動モータ１により後述の冷却ファン１４を介して駆動され、図１中の軸線Ｏ−Ｏを中心として回転するものである。

ここで、回転軸６の軸方向一側には、ケーシング４の外部に突出した突出軸部６Ａが設けられ、その外周側には、後述のキー２２を介して冷却ファン１４を取付けるためのキー溝６Ｂが設けられている。また、回転軸６の軸方向他側には、軸線Ｏ−Ｏに対して一定寸法δだけ偏心したクランク６Ｃが設けられている。

８はケーシング４内に位置して回転軸６に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール８は、円板状の鏡板８Ａと、該鏡板８Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部８Ｂと、鏡板８Ａの裏面中央に突設され、旋回軸受９を介して回転軸６のクランク６Ｃに回転可能に取付けられたボス部８Ｃとにより構成されている。また、固定スクロール５と旋回スクロール８との間には、各ラップ部５Ｂ，８Ｂ間に位置して複数の圧縮室１０が画成されている。

そして、スクロール式空気圧縮機は、回転軸６のクランク６Ｃが寸法δだけ偏心しているため、回転軸６が回転駆動されると、旋回スクロール８が後述の補助クランク１３により自転を規制された状態で公転し、固定スクロール５に対して旋回運動を行う。これにより、空気圧縮機は、吸込口１１から外周側の圧縮室１０に吸込んだ空気を各圧縮室１０内で順次圧縮しつつ、中心側の圧縮室１０から吐出口１２を介して外部に圧縮空気を吐出するものである。

１３はケーシング４と旋回スクロール８の鏡板８Ａとの間に設けられた複数の補助クランク（１個のみ図示）で、該各補助クランク１３は、旋回スクロール８が旋回動作を行うときに、その自転を防止するものである。

１４は電動モータ１と圧縮機本体３との間に設けられた例えば遠心ファン等からなる冷却ファンを示し、該冷却ファン１４は、軸方向から空気を吸込んで径方向外側に冷却風を吹き出すものである。この場合、冷却ファン１４は、電動モータ１により圧縮機本体３と一緒に駆動され、図１中の軸線Ｏ−Ｏを中心として回転することにより、後述のダクト２３と協働して圧縮機本体３を冷却する冷却風を発生する。また、冷却ファン１４は、電動モータ１の出力軸２と圧縮機本体３の回転軸６とを同軸に接続するジョイント部品として構成されている。

ここで、冷却ファン１４は、図６、図７に示す如く、その軸方向一側（電動モータ１側）の端面となる略環状の金属板材等により形成されたボス部材１４Ａと、該ボス部材１４Ａの軸方向他側（圧縮機本体３側）に立設され、ボス部材１４Ａの径方向内側から外側に向けて略放射状に延びる複数の羽根１４Ｂと、冷却ファン１４の軸方向他側の端面となって該各羽根１４Ｂをボス部材１４Ａと軸方向の反対側から覆う環状板１４Ｃ等とによって構成されている。

この場合、ボス部材１４Ａの軸方向一側には、後述の軸継手１５を構成するファン側係合突起１９が設けられている。また、ボス部材１４Ａの中央部位は軸方向に厚肉に形成され、この中央部位には、圧縮機本体３の回転軸６を挿嵌する後述の回転軸挿嵌穴２１が設けられている。そして、冷却ファン１４は、軸方向一側が軸継手１５を介して電動モータ１の出力軸２と接続され、軸方向他側が回転軸挿嵌穴２１等を介して圧縮機本体３の回転軸６と接続されている。

また、環状板１４Ｃの内周側には、各羽根１４Ｂの径方向内側に空気を吸込む円形状の吸込穴１４Ｄが設けられ、該吸込穴１４Ｄは、圧縮機本体３に向けて開口している。そして、冷却ファン１４の回転時には、図２に示す如く、圧縮機本体３側の空気が吸込穴１４Ｄから矢示Ａ方向に吸込まれると、この空気は遠心力により各羽根１４Ｂの間を通って矢示Ｂ方向に流通し、冷却ファン１４の径方向外側に吐出される構成となっている。

１５は電動モータ１の出力軸２と冷却ファン１４のボス部材１４Ａとを着脱可能に接続する軸継手を示し、該軸継手１５は、図６、図７に示す如く、後述の嵌合筒１６、モータ側係合突起１８、ファン側係合突起１９、連結体２０等によって構成されている。

１６は例えば金属スリーブ等からなる嵌合筒で、該嵌合筒１６は、図２、図３に示す如く、電動モータ１の出力軸２の外周側に嵌合され、そのキー溝２Ａ内に取付けられたキー１７によって回転を規制されている。

１８は嵌合筒１６の端面に一体に形成された例えば２個のモータ側係合突起で、該各モータ側係合突起１８は、図４に示す如く、例えば嵌合筒１６から冷却ファン１４に向けて軸方向他側に突出する略扇形状の突起物として形成され、冷却ファン１４の軸線Ｏ−Ｏを中心として直径方向に離間している。

１９は冷却ファン１４のボス部材１４Ａと一体に形成された駆動源接続部としての例えば２個のファン側係合突起で、該各ファン側係合突起１９は、例えば略扇形状の突起物として形成され、ボス部材１４Ａから電動モータ１に向けて軸方向一側に突出すると共に、モータ側係合突起１８と回転方向の異なる位置で直径方向に離間している。

そして、これらの係合突起１８，１９は、後述の連結体２０と接続され、該連結体２０を介して互いの間に噛合すると共に、電動モータ１の回転方向に対して係合している。この場合、係合突起１８，１９の間には連結体２０が介在しているため、これらは軸線Ｏ−Ｏに対して互いに傾くように変位することができる。

これにより、軸継手１５は、電動モータ１の出力軸２と冷却ファン１４とを相対回転を規制した状態で接続し、かつ出力軸２と冷却ファン１４とを軸線Ｏ−Ｏに対して一定の許容範囲内で揺動可能な状態に保持している。そして、軸継手１５は、出力軸２の回転を係合突起１８，１９と連結体２０とを介して冷却ファン１４に伝達すると共に、この状態で電動モータ１と冷却ファン１４との間、および電動モータ１と圧縮機本体３との間に組付誤差等によるがたつきや位置ずれが存在する場合でも、これらのがたつきや位置ずれを軸継手１５の揺動によって吸収するものである。

２０は通常スパイダーと呼ばれる連結体で、該連結体２０は、モータ側係合突起１８とファン側係合突起１９との間に設けられている。そして、連結体２０は、例えば金属材料、樹脂材料、硬質ゴム等により十字状に形成され、モータ側係合突起１８とファン側係合突起１９とを軸線Ｏ−Ｏに対して揺動可能に連結すると共に、これらの間で回転時に発生する衝撃、騒音等を吸収するものである。

一方、２１は圧縮機本体３の回転軸６と冷却ファン１４のボス部材１４Ａとを着脱可能に接続する圧縮機接続部としての回転軸挿嵌穴を示し、該回転軸挿嵌穴２１は、図２、図５に示す如く、ボス部材１４Ａの軸方向他側に開口して設けられ、キー溝２１Ａを有する非円形な穴形状をもって形成されている。

そして、回転軸挿嵌穴２１内には、圧縮機本体３の回転軸６の突出軸部６Ａが挿嵌され、該回転軸６は、キー溝６Ｂ，２１Ａ内に取付けられたキー２２によって回転軸挿嵌穴２１内での回転を規制されている。

２３は圧縮機本体３と冷却ファン１４との間に設けられたダクトで、該ダクト２３は、図７に示す如く、冷却ファン１４により発生した冷却風を固定スクロール５の各放熱フィン５Ｄ等に送風し、圧縮機本体３を冷却するものである。

そして、ダクト２３は、冷却ファン１４を覆う略筒状のカバー２３Ａと、該カバー２３Ａの外周側から固定スクロール５の各放熱フィン５Ｄに向けて軸方向に延びた略箱形状の延長部２３Ｂと、カバー２３Ａの軸方向一側を施蓋する環状の蓋板２３Ｃと、カバー２３Ａ内で冷却ファン１４から吐出される冷却風を延長部２３Ｂ内に流入させる流入口２３Ｄと、延長部２３Ｂ内に流入した冷却風を各放熱フィン５Ｄの近傍に流出させる流出口２３Ｅとにより構成されている。

また、カバー２３Ａには、図２に示す如く、外部の空気を冷却ファン１４の吸込穴１４Ｄに案内するガイド筒部２３Ｆが設けられ、このガイド筒部２３Ｆは、軸方向一側が吸込穴１４Ｄ内に向けて突出すると共に、軸方向他側が圧縮機本体３に向けて開口している。

この場合、本発明の前提となる第１の参考例では、冷却ファン１４を電動モータ１と圧縮機本体３との間に配置して固定スクロール５と近接させることができるから、冷却ファン１４と固定スクロール５との間でダクト２３を小型化できるものである。

第１の参考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。

まず、電動モータ１が作動すると、その出力軸２により軸継手１５を介して冷却ファン１４が回転駆動されると共に、冷却ファン１４を介して圧縮機本体３の回転軸６が回転駆動される。

これにより、圧縮機本体３は、旋回スクロール８が固定スクロール５に対して旋回運動を行い、これらのラップ部５Ｂ，８Ｂ間に画成された各圧縮室１０が径方向外側から内側に向けて連続的に縮小する。これにより、固定スクロール５の吸込口１１から吸込まれた空気が各圧縮室１０で順次圧縮されることにより圧縮空気となる。そして、この圧縮空気は、吐出口１２から外部に吐出されて空気タンク(図示せず)等に貯留される。

また、冷却ファン１４が回転すると、その吸込穴１４Ｄから各羽根１４Ｂの径方向内側に空気が吸込まれ、この空気は冷却風となって各羽根１４Ｂの径方向外側からダクト２３の延長部２３Ｂ内に流入する。そして、この冷却風は延長部２３Ｂから固定スクロール５の放熱フィン５Ｄ等の近傍に流出し、圧縮機本体３を効率よく冷却することができる。

かくして、第１の参考例によれば、冷却ファン１４には、軸継手１５の一部として電動モータ１の出力軸２に接続されるファン側係合突起１９と、圧縮機本体３の回転軸６が挿嵌される回転軸挿嵌穴２１とを設ける構成としたので、冷却ファン１４によって電動モータ１の出力軸２と圧縮機本体３の回転軸６とを接続でき、冷却ファン１４をこれらのジョイント部品として構成することができる。

これにより、従来技術のように電動モータに対して冷却ファンと軸方向の反対側に圧縮機本体用の接続部、ジョイント部品等を設ける必要がなくなり、接続用の部品点数を削減できると共に、圧縮機の構造を簡略化してコストダウンを図ることができる。そして、これらの部品を省略した分だけ電動モータ１、圧縮機本体３および冷却ファン１４をコンパクトに接続でき、圧縮機全体を軸方向に小型化することができる。

また、例えば圧縮機の組立、分解等を行うときには、電動モータ１と圧縮機本体３との接続や接続の解除を冷却ファン１４の位置で容易に行うことができ、これらの部品のうちいずれかが故障した場合でも、故障した部品だけを交換することができる。これにより、圧縮機を効率よく組立てることができ、その生産性を向上させることができる。そして、圧縮機の分解、修理等を行うときのメンテナンス性を高め、維持費を抑えることができる。

また、電動モータ１の出力軸２と冷却ファン１４のボス部材１４Ａとの間には、これらを回転方向に対して一体的に接続する軸継手１５を設けたので、圧縮機の組立、メンテナンス等を行うときには、軸継手１５のモータ側係合突起１８とファン側係合突起１９とを互いに係脱するだけで、電動モータ１と冷却ファン１４との組立、分解等を軸継手１５の位置で容易に行うことができる。この場合、図２等から判るように、出力軸２と冷却ファン１４との間に軸継手１５を配置したことによる軸方向寸法の増加を、例えば係合突起１８，１９の軸方向の突出寸法（連結体２０の厚さ）に対応した小さな寸法だけに抑えることができる。

しかも、軸継手１５のモータ側係合突起１８とファン側係合突起１９とを連結体２０を介して揺動可能に連結したので、例えば電動モータ１、圧縮機本体３および冷却ファン１４の間に組付誤差等によるがたつきや位置ずれが存在する場合でも、これらのがたつきや位置ずれを係合突起１８，１９間の揺動によって吸収でき、圧縮機を安定的に作動させることができる。

一方、冷却ファン１４のボス部材１４Ａには、圧縮機本体３の回転軸６が挿嵌される非円形状の回転軸挿嵌穴２１を設けたので、回転軸挿嵌穴２１、キー２２等を用いた簡単な構造によって回転軸６と冷却ファン１４との間を接続することができる。そして、この接続部位を回転軸挿嵌穴２１により冷却ファン１４の内部に配置できるから、冷却ファン１４の外側に接続構造用の配置スペースが不要となり、圧縮機全体の軸方向長さをより小さくすることができる。また、回転軸６を回転軸挿嵌穴２１に抜き差しするだけで、圧縮機本体３と冷却ファン１４との組立、分解等を容易に行うことができる。

また、電動モータ１と圧縮機本体３とを冷却ファン１４により接続した上で、圧縮機本体３と冷却ファン１４との間にダクト２３を設けたので、互いに近接した冷却ファン１４と固定スクロール５との間にダクト２３を配置でき、ダクト２３の軸方向寸法を小型化することができる。

これにより、冷却ファン１４による冷却風がダクト２３を介して固定スクロール５に到達する距離を短くすることができるから、固定スクロール５に冷却風を強く吹付けることができ、その冷却性能を高めることができる。

さらに、冷却ファン１４の吸込穴１４Ｄを圧縮機本体３に向けて開口させたので、圧縮機本体３の近傍を流れる空気を冷却ファン１４の内部に円滑に吸込むことができ、例えば圧縮機本体３の裏面側で冷却効率を高めたい場合には、その近傍で冷却風の流れを必要に応じて強めることができる。

次に、図８ないし図１２は本発明による第２の参考例を示し、第２の参考例の特徴は、冷却ファンに係合穴を設けて軸継手の一部を構成したことにある。なお、第２の参考例では、前記第１の参考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。

３１は電動モータ１と圧縮機本体３との間に設けられた冷却ファンで、該冷却ファン３１は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、ボス部材３１Ａ、各羽根３１Ｂ、環状板３１Ｃ、吸込穴３１Ｄ等により構成されている。

しかし、ボス部材３１Ａの中央部位は、前記第１の参考例よりも軸方向に厚肉に形成され、その軸方向一側には、前記第１の参考例によるファン側係合突起１９に代えて後述のファン側係合穴３３が設けられている。

そして、冷却ファン３１は、軸方向一側が後述の軸継手３２を介して電動モータ１の出力軸２と接続され、軸方向他側が後述の回転軸挿嵌穴３４等を介して圧縮機本体３の回転軸６′と接続されている。

３２は電動モータ１の出力軸２と冷却ファン３１のボス部材３１Ａとを着脱可能に接続する軸継手を示し、該軸継手３２は、図１１、図１２に示す如く、前記第１の参考例と同様の嵌合筒１６、モータ側係合突起１８、連結体２０と、後述のファン側係合穴３３等とによって構成されている。

３３は冷却ファン３１のボス部材３１Ａに設けられた駆動源接続部としてのファン側係合穴で、該ファン側係合穴３３は、図９、図１１に示す如く、モータ側係合突起１８と連結体２０の断面形状に対応する所定の穴形状をもって形成され、ボス部材３１Ａの軸方向一側に開口している。この場合、ファン側係合穴３３の周壁には、ボス部材３１Ａの一部により構成された例えば２個の段部３３Ａが設けられ、該各段部３３Ａは径方向内向きに突出している。

そして、各モータ側係合突起１８は、連結体２０と一緒にファン側係合穴３３内に挿嵌され、連結体２０を介してファン側係合穴３３の各段部３３Ａと回転方向で係合している。これにより、軸継手３２は、前記第１の参考例とほぼ同様に、電動モータ１の出力軸２と冷却ファン３１とを軸線Ｏ−Ｏに対して揺動可能な状態で接続し、これらの相対回転を規制しているものである。

３４は圧縮機本体３の回転軸６′と冷却ファン３１のボス部材３１Ａとを着脱可能に接続する圧縮機接続部としての回転軸挿嵌穴を示し、該回転軸挿嵌穴３４は、図１０に示す如く、前記第１の参考例とほぼ同様に、ボス部材３１Ａの軸方向他側に開口して設けられ、キー溝３４Ａを有する非円形な穴形状をもって形成されている。

そして、回転軸挿嵌穴３４内には回転軸６′の突出軸部６Ａ′が挿嵌され、該回転軸６′は、キー溝６Ｂ′，３４Ａ内に取付けられたキー３５によって回転軸挿嵌穴３４内での回転を規制されている。

かくして、このように構成される第２の参考例でも、前述した第１の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、軸継手３２の一部をファン側係合穴３３により構成したので、モータ側係合突起１８、連結体２０等をファン側係合穴３３によって冷却ファン３１の内部に配置することができる。

これにより、出力軸２と冷却ファン３１との間の軸方向寸法を増加させることなく、これらの間に軸継手３２をコンパクトに配置でき、圧縮機全体をよりコンパクトにすることができる。

また、冷却ファン３１のボス部材３１Ａには、突起物等を形成する必要がなく、ファン側係合穴３３を設けるだけでよいから、ボス部材３１Ａの加工、形成を容易に行うことができる。また、ファン側係合穴３３内には、ボス部材３１Ａの一部によって各段部３３Ａを形成できるから、圧縮機の運転時には、モータ側係合突起１８の回転トルクを各段部３３Ａによって安定的に受承でき、軸継手３２の強度を高めることができる。

次に、図１３および図１４は本発明の前提となる第３の参考例を示し、第３の参考例の特徴は、電動モータの出力軸を冷却ファンの出力軸挿嵌穴に挿嵌し、圧縮機本体は軸継手を介して冷却ファンと接続する構成としたことにある。なお、第３の参考例では、前述した第１の参考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。

４１は電動モータ１と圧縮機本体３との間に設けられた冷却ファンで、該冷却ファン４１は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、ボス部材４１Ａ、各羽根４１Ｂ、環状板４１Ｃ、吸込穴４１Ｄ等により構成されている。

しかし、ボス部材４１Ａの中央部位には、その軸方向一側に開口する後述の出力軸挿嵌穴４２が設けられ、ボス部材４１Ａの軸方向他側には、圧縮機本体３の回転軸６″との間に位置して後述の軸継手４４が設けられている。

そして、冷却ファン４１は、軸方向一側が出力軸挿嵌穴４２等を介して電動モータ１の出力軸２と接続され、軸方向他側が軸継手４４を介して圧縮機本体３の回転軸６″と接続されている。

４２は電度モータ１の出力軸２と冷却ファン４１のボス部材４１Ａとを着脱可能に接続する駆動源接続部としての出力軸挿嵌穴を示し、該出力軸挿嵌穴４２は、図１４に示す如く、キー溝４２Ａを有する非円形状の有底穴として設けられている。そして、出力軸挿嵌穴４２内には電度モータ１の出力軸２が挿嵌され、該出力軸２は、キー溝２Ａ，４２Ａ内に取付けられたキー４３によって出力軸挿嵌穴４２内での回転を規制されている。

４４は圧縮機本体３の回転軸６″と冷却ファン４１のボス部材４１Ａとを着脱可能に接続する軸継手を示し、該軸継手４４は、前述した第１の参考例とほぼ同様の継手機能を有し、後述のファン側係合突起４５、圧縮機側係合突起４６および連結体４７により構成されている。

４５は冷却ファン４１のボス部材４１Ａの端面に一体に形成された圧縮機接続部としての例えば２個のファン側係合突起で、該各ファン側係合突起４５は、図１４に示す如く、ボス部材４１Ａから圧縮機本体３に向けて軸方向他側に突出している。また、各ファン側係合突起４５は、前述した第１の参考例によるファン側係合突起１９とほぼ同様に、例えば略扇形状の突起物として形成され、冷却ファン４１の直径方向に互いに離間している。

４６は圧縮機本体３の回転軸６″に設けられた例えば２個の圧縮機側係合突起で、該各圧縮機側係合突起４６は、回転軸６″のうち圧縮機本体３のケーシング４から突出した突出軸部６Ａ″の端面に一体形成されている。また、各圧縮機側係合突起４６は、突出軸部６Ａ″から冷却ファン４１に向けて軸方向一側に突出する略扇形状の突起物として形成され、ファン側係合突起４５と回転方向の異なる位置で直径方向に離間している。

そして、これらの係合突起４５，４６は、前述した第１の参考例とほぼ同様に構成された連結体４７を介して互いの間に噛合し、電動モータ１の回転方向に対して係合している。このため、係合突起４５，４６は、連結体４７を介して軸線Ｏ−Ｏに対し互いに傾くように変位することができる。これにより、軸継手４４は、圧縮機本体３の回転軸６″と冷却ファン４１とを軸線Ｏ−Ｏに対して揺動可能な状態で接続し、これらの相対回転を規制しているものである。

かくして、このように構成される第３の参考例でも、前述した第１の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の参考例では、圧縮機本体３の回転軸６″と冷却ファン４１のボス部材４１Ａとの間に軸継手４４を設ける構成としたので、例えば構造上の制約等により電動モータ１と冷却ファン４１との間に軸継手を配置できない場合でも、圧縮機本体３側に軸継手４４を配置でき、設計自由度を高めることができる。

この場合、圧縮機本体３と冷却ファン４１（電動モータ１）との組立、分解等を軸継手４４の位置で容易に行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。また、電動モータ１は、出力軸挿嵌穴４２を用いた簡単な構造によって冷却ファン４１と接続でき、圧縮機全体の軸方向長さをより小さくすることができる。

次に、図１５および図１６は本発明による第４の参考例を示し、第４の参考例の特徴は、冷却ファンに出力軸挿嵌穴と回転軸挿嵌穴とを設ける構成としたことにある。なお、第４の参考例では、前述した第１の参考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。

５１は電動モータ１と圧縮機本体３との間に設けられた冷却ファンで、該冷却ファン５１は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、ボス部材５１Ａ、各羽根５１Ｂ、環状板５１Ｃ、吸込穴５１Ｄ等により構成されている。

しかし、第４の参考例では、前述した第１の参考例による軸継手１５が廃止され、ボス部材５１Ａの中央部位には、後述の出力軸挿嵌穴５２と回転軸挿嵌穴５４とが軸線Ｏ−Ｏを中心として互いに同軸に設けられている。そして、ボス部材５１Ａは、電動モータ１の出力軸２と圧縮機本体３の回転軸６′とを接続する筒形の軸継手を構成している。

これにより、冷却ファン５１は、軸方向一側が出力軸挿嵌穴５２等を介して電動モータ１の出力軸２と接続され、軸方向他側が回転軸挿嵌穴５４等を介して圧縮機本体３の回転軸６′と接続されている。

５２は電動モータ１の出力軸２と冷却ファン５１のボス部材５１Ａとを着脱可能に接続する駆動源接続部としての出力軸挿嵌穴を示し、該出力軸挿嵌穴５２は、図１６に示す如く、ボス部材５１Ａの軸方向一側に開口して設けられ、キー溝５２Ａを有する非円形な穴形状をもって形成されている。

そして、出力軸挿嵌穴５２内には電動モータ１の出力軸２が挿嵌され、該出力軸２は、キー溝２Ａ，５２Ａ内に取付けられたキー５３によって出力軸挿嵌穴５２内での回転を規制されている。

５４は圧縮機本体３の回転軸６′と冷却ファン５１のボス部材５１Ａとを着脱可能に接続する圧縮機接続部としての回転軸挿嵌穴を示し、該回転軸挿嵌穴５４は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、ボス部材５１Ａの軸方向他側に開口して設けられ、キー溝５４Ａを有する非円形な穴形状をもって形成されている。

そして、回転軸挿嵌穴５４内には回転軸６′の突出軸部６Ａ′が挿嵌され、該回転軸６′は、キー溝６Ｂ′，５４Ａ内に取付けられたキー５５によって回転軸挿嵌穴５４内での回転を規制されている。

かくして、このように構成される第４の参考例でも、前述した第１の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の参考例では、冷却ファン５１の出力軸挿嵌穴５２内に電動モータ１の出力軸２を挿嵌し、回転軸挿嵌穴５４内に圧縮機本体３の回転軸６′を挿嵌する構成としたので、これら２箇所の接続構造をより簡略化することができる。また、冷却ファン５１に対する出力軸２と回転軸６の接続部位を両方ともボス部材５１Ａの内部に配置できるから、圧縮機全体の小型化を促進することができる。

次に、図１７ないし図２５は本発明による第１の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、軸継手の連結体を冷却ファンの内部に配置する構成としたことにある。

６１は空気圧縮機の駆動源を構成する電動モータで、該電動モータ６１は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、後述の回転軸６９と冷却ファン７２とを一緒に回転駆動するものである。そして、電動モータ６１は、図１８、図１９に示す如く、軸方向の一側が閉塞し他側が開口した有底筒状のモータケース６１Ａと、該モータケース６１Ａに回転可能に支持された出力軸６１Ｂと、モータケース６１Ａの内周側に固定された略筒状のステータ６１Ｃと、出力軸６１Ｂの外周側に設けられ、該ステータ６１Ｃの内周側に隙間をもって配置されたロータ６１Ｄとにより構成されている。

ここで、モータケース６１Ａの軸方向一側には、後述の如く外部から空気を吸込む複数のモータ側吸込口６１Ｅ（図２５参照）が形成されている。また、出力軸６１Ｂは、後述の軸継手７５と冷却ファン７２とを介して回転軸６９に連結され、これらの部材と一緒に軸線Ｏ−Ｏを中心として回転する。また、出力軸６１Ｂの外周側には、図２０に示す如く、キー溝６１Ｆが設けられている。

６２は電動モータ６１により冷却ファン７２を介して駆動される圧縮機本体で、該圧縮機本体６２は、図１９に示す如く、前述した第１の参考例とほぼ同様に、その外枠を構成するケーシング６３と、後述の固定スクロール６４、旋回スクロール６５、回転軸６９等とにより構成されている。

この場合、ケーシング６３は、軸方向の一側が閉塞され他側が開口した略有底筒状に形成され、その底部側にはボス部６３Ａが設けられている。また、ケーシング６３の外周側には、旋回スクロール６５の鏡板６５Ａの裏面側に冷却風を流入させる流入口６３Ｂと、この冷却風をケーシング６３の外部に流出させる流出口６３Ｃとが設けられ、これらの流入口６３Ｂと流出口６３Ｃとは、回転軸６９の直径方向で互いに対向している。

６４はケーシング６３の開口側に取付けられた固定スクロールで、該固定スクロール６４は、金属材料等により一体に形成され、ケーシング６３の開口側を閉塞している。そして、固定スクロール６４は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、鏡板６４Ａ、ラップ部６４Ｂ、フランジ部６４Ｃ等により構成されている。また、鏡板６４Ａの裏面側には、後述する冷却風の流れ方向（図１９中の矢示Ｓ方向）に沿って延びる複数の放熱フィン６４Ｄが立設されている。

６５は固定スクロール６４に対向した状態でケーシング６３内に収容された旋回スクロールで、該旋回スクロール６５は、略円板状に形成された鏡板６５Ａと、該鏡板６５Ａの表面に設けられ、固定スクロール６４に向けて軸方向に立設された渦巻状のラップ部６５Ｂと、鏡板６５Ａの裏面中央に突設されて軸方向に延びる円柱状の連結軸６５Ｃと、鏡板６５Ａの裏面側に立設され、冷却風の流れ方向（図１９中の矢示Ｔ方向）に沿って延びる複数の放熱フィン６５Ｄ等とにより構成されている。

ここで、旋回スクロール６５のラップ部６５Ｂは、固定スクロール６４のラップ部６４Ｂと所定角度だけずらして重なり合うように配設され、これらのラップ部６４Ｂ，６５Ｂの間には複数の圧縮室６６が画成されている。また、鏡板６５Ａの背面側とケーシング６３との間には、旋回スクロール６５が旋回運動するときに、その自転を防止する例えば３個の補助クランク６７が設けられている。また、連結軸６５Ｃは、後述の旋回軸受７１を介して回転軸６９の軸受収容穴６９Ｃ内に回転可能に連結されている。

そして、旋回スクロール６５は、回転軸６９が回転するときに、その軸線Ｏ−Ｏに対して所定の寸法だけ偏心した状態で旋回運動を行い、これに伴って各圧縮室６６は、ラップ部６４Ｂ，６５Ｂの間で径方向外側から内側に向けて連続的に縮小する。これにより、圧縮機本体６２は、固定スクロール６４の外周側に設けられた吸込口（図示せず）から外気を吸込みつつ、圧縮した空気を中央の吐出口６８から外部に吐出するものである。

６９はケーシング６３のボス部６３Ａに各軸受７０を介して回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸６９は、電動モータ６１により後述の冷却ファン７２を介して駆動され、軸線Ｏ−Ｏを中心として回転する。ここで、回転軸６９の軸方向一側には、図２０に示す如く、ケーシング６３の外部に突出した突出軸部６９Ａが設けられ、その外周側にはキー溝６９Ｂが設けられている。

また、回転軸６９の軸方向他側には、図１９に示す如く、その軸線Ｏ−Ｏに対して所定の寸法だけ偏心した軸受収容穴６９Ｃが設けられ、該軸受収容穴６９Ｃ内には、旋回軸受７１を介して旋回スクロール６５の連結軸６５Ｃが回転可能に連結されている。そして、電動モータ６１により回転軸６９を回転駆動したときには、軸受収容穴６９Ｃが所定の偏心量をもって旋回するので、旋回スクロール６５を固定スクロール６４に対して旋回運動させることができる。

次に、７２は電動モータ６１と圧縮機本体６２との間に設けられた冷却ファンで、該冷却ファン７２は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、電動モータ６１により図１９中の軸線Ｏ−Ｏを中心として回転駆動され、圧縮機本体６２に向けて冷却風を発生するものである。

ここで、冷却ファン７２は、例えば軸線Ｏ−Ｏを中心として略円筒状に形成された遠心ファン等からなり、軸方向一側が後述の軸継手７５を介して電動モータ６１の出力軸６１Ｂに接続されると共に、軸方向他側が後述の回転軸挿嵌穴８１を介して圧縮機本体６２の回転軸６９に接続されている。これにより、冷却ファン７２は、電動モータ６１の出力軸６１Ｂと圧縮機本体６２の回転軸６９とを同軸に接続し、軸継手７５と協働してモータの回転を回転軸６９に伝達するジョイント部品を構成している。

また、冷却ファン７２は、図２０、図２４に示す如く、その中心に位置して後述のファン側係合突起７９と回転軸挿嵌穴８１とが設けられたボス部材７２Ａと、該ボス部材７２Ａに取付けられ該ボス部材７２Ａから径方向外向きに突出する環状の取付板７２Ｂと、該取付板７２Ｂから軸方向一側に延びる筒状羽根部７２Ｃと、該筒状羽根部７２Ｃの一端側に取付けられ、取付板７２Ｂと軸方向の間隔をもって対向する環状板７２Ｄ等とにより構成されている。

この場合、筒状羽根部７２Ｃは、例えば複数の細長い羽根板等からなり、これらの羽根板を取付板７２Ｂの周縁に沿って円筒状に並べることにより形成されている。これにより、冷却ファン７２の内部には、筒状羽根部７２Ｃの内周側に位置して取付板７２Ｂと環状板７２Ｄとの間に通気空間７３が画成され、この通気空間７３は軸方向の長さＬを有している。

また、環状板７２Ｄは、筒状羽根部７２Ｃの各羽根板を全周にわたって連結する環状の板材、枠体等により形成され、冷却ファン７２の軸方向一側の端面を構成している。そして、環状板７２Ｄの径方向内側には、電動モータ６１に向けて開口し通気空間７３に連通する吸込穴７２Ｅが設けられている。さらに、冷却ファン７２の取付板７２Ｂには、ボス部材７２Ａの径方向外側に円弧状のバランスウェイト７４が取付けられている。

そして、冷却ファン７２は、電動モータ６１側の空気を吸込穴７２Ｅから通気空間７３内に吸込み、この吸込まれた空気は冷却風となって筒状羽根部７２Ｃの各羽根板の間から径方向外側に吹き出す構成となっている。

これにより、圧縮機の運転時には、図１９に示す如く、冷却ファン７２が作動すると、後述の如く２箇所の吸込口６１Ｅ，８３Ｄから矢示Ｐ，Ｑ方向に冷却風がそれぞれ吸込まれ、これらの冷却風は、冷却ファン７２の内部を矢示Ｒ方向に通過する。そして、この冷却風は、冷却ファン７２の内部を矢示Ｒ方向に通過した後に、ダクト８３を経由して各スクロール６４，６５の裏面側に導かれ、これらの放熱フィン６４Ｄ，６５Ｄに沿って矢示Ｓ，Ｔ方向にそれぞれ流通する。

７５は電動モータ６１の出力軸６１Ｂと冷却ファン７２とを着脱可能に接続する軸継手で、該軸継手７５は、図２０、図２４に示す如く、前述した第１の参考例とほぼ同様に、後述の嵌合筒７６、モータ側係合突起７８、ファン側係合突起７９、連結体８０等によって構成されている。

そして、軸継手７５は、モータの出力軸６１Ｂと冷却ファン７２とを廻止め状態で接続し、出力軸６１Ｂの回転を冷却ファン７２に伝達すると共に、これらを軸線Ｏ−Ｏに対して一定の許容範囲内で揺動可能な状態に保持している。

７６は例えば金属スリーブ等からなる嵌合筒で、該嵌合筒７６は、図２１に示す如く、電動モータ６１の出力軸６１Ｂの外周側に嵌合され、そのキー溝６１Ｆに取付けられたキー７７によって出力軸６１Ｂに対する回転を規制されている。

７８は嵌合筒７６の端面に一体に形成された例えば３個のモータ側係合突起で、該各モータ側係合突起７８は、図２２に示す如く、嵌合筒７６の周方向に一定の間隔で並んだ略扇形状の突起物として形成され、圧縮機本体６２の回転軸６９に向けて軸方向他側に突出している。

７９は冷却ファン７２のボス部材７２Ａの端面に一体に形成された駆動源接続部としての例えば３個のファン側係合突起で、該各ファン側係合突起７９は、ボス部材７２Ａの周方向に一定の間隔で並んだ略扇形状の突起物として形成され、電動モータ６１に向けて軸方向一側に突出している。

そして、ファン側係合突起７９は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、後述の連結体８０を介して各モータ側係合突起７８の間に噛合し、これらの突起７８，７９は出力軸６１Ｂの回転方向に対して互いに係合している。この場合、各突起７８，７９の間には連結体８０が介在しているため、電動モータ６１の出力軸６１Ｂと冷却ファン７２とは、互いに連結状態を保持しつつ、軸線Ｏ−Ｏに対して互いに傾くように揺動変位することができる。

８０はモータ側係合突起７８とファン側係合突起７９との間に設けられた連結体で、該連結体８０は、例えば樹脂材料、硬質ゴム等により星形状に形成され、各突起７８，７９を軸線Ｏ−Ｏに対して揺動可能に連結、接続している。そして、連結体８０は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、各突起７８，７９の間で衝撃、騒音等を吸収すると共に、電動モータ６１と冷却ファン７２との間、および電動モータ６１と圧縮機本体６２との間に存在する組付誤差等を補償している。

ここで、本実施の形態では、軸継手７５のほぼ全体が冷却ファン７２の通気空間７３内に収容されている。これにより、耐熱性が比較的低い連結体８０を通気空間７３内のほぼ中央（長さＬのほぼ中間位置）に配置でき、圧縮機の運転時には、図２０に示す如く、冷却ファン７２の内部に発生する矢示Ｒ方向の冷却風を、連結体８０及びその近傍に位置する嵌合筒７６、各係合突起７８，７９等に効率よく接触させることができる。

この結果、軸継手７５全体の放熱性を高めることができるので、電動モータ６１や圧縮機本体６２で発生する熱が出力軸６１Ｂ、回転軸６９等を通じて軸継手７５に伝わったとしても、連結体８０の温度上昇を抑えることができ、連結体８０を高温による熱変形、劣化等から保護することができる。また、軸継手７５を冷却ファン７２の内部に配置することにより、電動モータ６１と軸継手７５との間で出力軸６１Ｂが広い範囲にわたって露出した状態となるので、出力軸６１Ｂを冷却風によって効率よく冷却でき、電動モータ６１側の熱が軸継手７５に伝わる前に、この熱を出力軸６１Ｂの位置で放熱させることができる。

一方、８１は冷却ファン７２のボス部材７２Ａに設けられた圧縮機接続部としての回転軸挿嵌穴を示し、該回転軸挿嵌穴８１は、図２３に示す如く、前述した第１の参考例とほぼ同様に、キー溝８１Ａを有する非円形な穴形状をもって形成され、冷却ファン７２の内部に配置されている。

そして、回転軸挿嵌穴８１内には、回転軸６９の突出軸部６９Ａが挿嵌され、この回転軸６９は、キー溝６９Ｂ，８１Ａ内に取付けられたキー８２によって回転軸挿嵌穴８１内での回転を規制されている。これにより、回転軸挿嵌穴８１は、回転軸６９と冷却ファン７２とを着脱可能に接続している。

８３は圧縮機本体６２と冷却ファン７２との間に設けられたダクトで、該ダクト８３は、図１９、図２５に示す如く、前述した第１の参考例とほぼ同様に、冷却ファン７２により発生した冷却風を各スクロール６４，６５の裏面側にそれぞれ送風し、圧縮機本体６２を両面側から冷却するものである。

ここで、ダクト８３は、電動モータ６１のモータケース６１Ａと圧縮機本体６２のケーシング６３との間に取付けられて冷却ファン７２を収容する略筒状のカバー８３Ａと、該カバー８３Ａの外周側から固定スクロール６４の放熱フィン６４Ｄに向けて軸方向に延び、その途中部位がケーシング６３の流入口６３Ｂに接続された略箱形状の延長部８３Ｂと、該延長部８３Ｂの先端側と各放熱フィン６４Ｄとを覆う蓋板８３Ｃとにより構成されている。

また、カバー８３Ａの外周側には、図２０に示す如く、冷却ファン７２寄りの位置でカバー８３Ａ内に冷却風を吸込む複数のファン側吸込口８３Ｄが設けられている。また、蓋板８３Ｃは、固定スクロール６４の鏡板６４Ａとの間に冷却風の通路を形成するものであり、この通路には延長部８３Ｂが接続されている。

本実施の形態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。

まず、電動モータ６１が作動すると、その出力軸６１Ｂにより冷却ファン７２を介して回転軸６９が回転駆動され、その軸受収容穴６９Ｃは、軸線Ｏ−Ｏに対し一定の偏心量をもって旋回運動を行う。これにより、軸受収容穴６９Ｃに取付けられた旋回スクロール６５は、補助クランク６７により自転を規制された状態で、固定スクロール６４に対して旋回運動する。この結果、圧縮機本体６２は、前述した第１の参考例とほぼ同様に、空気の圧縮動作を行うことができる。

一方、電動モータ６１により冷却ファン７２が回転駆動されると、図１９に示す如く、冷却ファン７２の吸込動作により、外部の空気が電動モータ６１のモータ側吸込口６１Ｅからモータケース６１Ａ内に向けて矢示Ｐ方向に吸込まれる。そして、この空気は冷却風となってステータ６１Ｃとロータ６１Ｄとの間を流れることにより、モータ内の各部品を冷却した後に、ダクト８３のカバー８３Ａ内に流入する。

また、カバー８３Ａ内には、図２０に示す如く、冷却ファン７２の吸込動作によって各ファン側吸込口８３Ｄからも矢示Ｑ方向に冷却風が吸込まれる。そして、これら２つの経路の冷却風は、冷却ファン７２の吸込穴７２Ｅから内部に吸込まれ、通気空間７３を矢示Ｒ方向に流通しつつ、軸継手７５の連結体８０等を冷却した後に、ダクト８３の延長部８３Ｂに送風される。

さらに、この冷却風は、図１９に示す如く、延長部８３Ｂに沿って導かれることにより、各スクロール６４，６５の位置に達する。そして、冷却風の一部は固定スクロール６４の鏡板６４Ａの裏面側に流入し、各放熱フィン６４Ｄに沿って矢示Ｓ方向に流れることにより、鏡板６４Ａ等を冷却する。また、残りの冷却風は、ケーシング６３の流入口６３Ｂから旋回スクロール６５の鏡板６５Ａの裏面側に流入し、各放熱フィン６５Ｄに沿って矢示Ｔ方向に流れることにより、鏡板６５Ａ、連結軸６５Ｃ等を冷却した後に、流出口６３Ｃから外部に流出する。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前述した第１の参考例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、軸継手７５のファン側係合突起７９を冷却ファン７２の内部に配設する構成としたので、連結体８０を含めて軸継手７５のほぼ全体を通気空間７３内に配置することができる。

このため、冷却ファン７２の作動時には、ファンの内部に吸込まれる冷却風を、連結体８０やその周囲の各係合突起７８，７９等に効率よく接触させることができ、連結体８０の放熱性を高めることができる。

また、軸継手７５を冷却ファン７２の内部に配置することにより、その分だけ電動モータ６１の出力軸６１Ｂを冷却ファン７２の外部で広い範囲にわたって露出させることができる。これにより、モータ側の熱が軸継手７５に伝わる前に、この熱を出力軸６１Ｂの露出部位で効率よく放熱させることができる。

従って、電動モータ６１や圧縮機本体６２で発生する熱が出力軸６１Ｂ、回転軸６９等を通じて軸継手７５に伝わったとしても、連結体８０の温度上昇を抑えることができ、連結体８０を高温による熱変形、劣化等から確実に保護できると共に、軸継手７５の寿命を延ばして耐久性を向上させることができる。また、例えば出力軸６１Ｂの露出部位を広げなくても放熱が十分に行われる場合には、軸継手７５を冷却ファン７２の内部に配置した分だけ出力軸６１Ｂを短くすることもでき、圧縮機を軸方向に小型化することができる。

また、冷却ファン７２の吸込穴７２Ｅを電動モータ６１に向けて開口させたので、モータの近傍を流れる空気を冷却ファン７２の内部に吸込むことができ、電動モータ６１の近傍で冷却風の流れを必要に応じて強めることができる。

この場合、モータケース６１Ａの底部側には、複数のモータ側吸込口６１Ｅを設けたので、冷却ファン７２が作動するときには、その吸込動作を利用して各モータ側吸込口６１Ｅからモータケース６１Ａ内に冷却風を円滑に吸込むことができ、ステータ６１Ｃ、ロータ６１Ｄや軸受等を効率よく冷却することができる。

また、ダクト８３のカバー８３Ａには、複数のファン側吸込口８３Ｄを設けたので、モータ側吸込口６１Ｅだけでなく、ファン側吸込口８３Ｄからもカバー８３Ａ内に冷却風を吸込むことができ、これによって圧縮機本体６２側に十分な風量の冷却風を供給することができる。

従って、冷却ファン７２の吸込動作を利用して、電動モータ６１内を流通する冷却風の流れを形成しつつ、冷却ファン７２から吹き出す冷却風をダクト８３によって圧縮機本体６２側に導くことができ、電動モータ６１と各スクロール６４，６５とをそれぞれ効率よく冷却できると共に、このような広範囲にわたる冷却系統を簡単な構造で実現することができる。これにより、冷却系統に関連した部品点数を削減でき、空気圧縮機の小型化を促進することができる。

次に、図２６及び図２７は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、出力軸挿嵌穴と回転軸挿嵌穴とを孔径が等しい一つの貫通孔によって構成したことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態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。

９１は電動モータ６１と圧縮機本体６２との間に設けられた冷却ファンで、該冷却ファン９１は、第５の実施の形態とほぼ同様に、例えば略円筒状に形成された遠心ファン等からなり、ボス部材９１Ａ、取付板９１Ｂ、筒状羽根部９１Ｃ、環状板９１Ｄ、吸込穴９１Ｅ等によって構成されている。

しかし、ボス部材９１Ａの内周側には、図２７に示す如く、ボス部材９１Ａを軸方向に貫通し全長にわたって等しい孔径φを有する単一径の貫通孔９２と、該貫通孔９２の周壁を全長にわたって延びる一条の長溝として形成され、キー７７，８２がそれぞれ取付けられるキー溝９３とが設けられている。

そして、貫通孔９２の軸方向一側部位は、冷却ファン９１の内部に設けられた駆動源接続部としての出力軸挿嵌穴９４となり、該出力軸挿嵌穴９４内には、電動モータ６１の出力軸６１Ｂがキー７７によって回転を規制された状態で挿嵌されている。

また、貫通孔９２の軸方向他側部位は、冷却ファン９１の内部に設けられた圧縮機接続部としての回転軸挿嵌穴９５となり、該回転軸挿嵌穴９５内には、第５の実施の形態とほぼ同様に、回転軸６９の突出軸部６９Ａがキー８２によって回転を規制された状態で挿嵌されている。

このように、冷却ファン９１は、軸方向一側が出力軸挿嵌穴９４を介して電動モータ６１の出力軸６１Ｂに接続され、軸方向他側が回転軸挿嵌穴９５を介して圧縮機本体６２の回転軸６９に接続されている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記各実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、出力軸挿嵌穴９４と回転軸挿嵌穴９５とを貫通孔９２により構成している。

これにより、出力軸挿嵌穴９４と回転軸挿嵌穴９５を形成するときには、これらの穴加工を冷却ファン９１（ボス部材９１Ａ）に対して一方向から施すだけでよくなり、加工性を高めることができる。特に、出力軸挿嵌穴９４と回転軸挿嵌穴９５とを互いに等しい孔径φ（単一径）に形成しているので、各挿嵌穴９４，９５を連続的な工程で効率よく加工できると共に、各挿嵌穴９４，９５にわたって延びるキー溝９３を一条の長溝として容易に加工でき、生産性を高めることができる。

また、出力軸６１Ｂと回転軸６９とを接続するボス部材９１Ａの形状を簡略化でき、このボス部材９１Ａを冷却ファン９１の内部に配置できるので、圧縮機全体を軸方向にコンパクトに形成でき、その小型化を促進することができる。

なお、前記各参考例では、駆動源接続部と圧縮機接続部のうち少なくとも一方の接続部を出力軸挿嵌穴４２，５２または回転軸挿嵌穴２１，３４，５４によって構成した。しかし、本発明の第５の参考例は、例えば図２８に示すように構成している。この場合、冷却ファン４１′は、ボス部材４１Ａ′、各羽根４１Ｂ′、環状板４１Ｃ′および吸込穴４１Ｄ′により構成されている。そして、ボス部材４１Ａ′には、モータ側軸継手１５′の一部を構成する駆動源接続部としてのファン側係合突起１９と、圧縮機側軸継手４４′の一部を構成する圧縮機接続部としてのファン側係合突起４５が設けられている。

これにより、冷却ファン４１′は、その軸方向一側をモータ側軸継手１５′を介して電動モータ１の出力軸２に接続でき、その軸方向他側を圧縮機側軸継手４４′を介して圧縮機本体３の回転軸６″に接続することができる。

また、本発明による出力軸挿嵌穴と回転軸挿嵌穴とは、キーおよびキー溝を用いる構成に限定されるものではなく、出力軸と出力軸挿嵌穴（回転軸と回転軸挿嵌穴）の断面形状は、例えば多角形、楕円形、長円形、十字形、星形、スプライン等の非円形状に形成する構成としてもよい。

さらに、実施の形態では、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。しかし、本発明はこれに限らず、例えば冷媒圧縮機、真空ポンプ等にも広く適用できるものである。

本発明の前提となる第１の参考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１中の冷却ファン等を拡大して示す部分拡大断面図である。 電動モータの出力軸と軸継手の嵌合筒とを図２中の矢示III−III方向からみた部分拡大横断面図である。 軸継手のモータ側係合突起、ファン側係合突起、連結体等を図２中の矢示IV−IV方向からみた部分拡大横断面図である。 圧縮機本体の回転軸と冷却ファンの回転軸挿嵌穴とを図２中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた部分拡大横断面図である。 電動モータの出力軸、圧縮機本体の回転軸、冷却ファン、軸継手等を組立てる前の状態で示す分解断面図である。 スクロール式空気圧縮機を組立てる前の状態で示す分解斜視図である。 本発明の前提となる第２の参考例によるスクロール式空気圧縮機を図２と同様位置からみた部分拡大断面図である。 軸継手のモータ側係合突起、ファン側係合穴、連結体等を図８中の矢示IX−IX方向からみた部分拡大横断面図である。 圧縮機本体の回転軸と冷却ファンの回転軸挿嵌穴とを図８中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた部分拡大横断面図である。 電動モータの出力軸、圧縮機本体の回転軸、冷却ファン、軸継手等を組立てる前の状態で示す分解断面図である。 スクロール式空気圧縮機を組立てる前の状態で示す分解斜視図である。 第３の参考例によるスクロール式空気圧縮機の一部を示す部分拡大断面図である。 電動モータの出力軸、圧縮機本体の回転軸、冷却ファン、軸継手等を組立てる前の状態で示す分解断面図である。 第４の参考例によるスクロール式空気圧縮機の一部を示す部分拡大断面図である。 電動モータの出力軸、圧縮機本体の回転軸、冷却ファン等を組立てる前の状態で示す分解断面図である。 本発明の第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機の外観図である。 スクロール式空気圧縮機を図１７中の矢示XVIII−XVIII方向からみた縦断面図である。 スクロール式空気圧縮機を図１８中の矢示XIX−XIX方向からみた縦断面図である。 図１９中の冷却ファン等を拡大して示す部分拡大断面図である。 電動モータの出力軸と軸継手の嵌合筒とを図２０中の矢示XXI−XXI方向からみた部分拡大横断面図である。 軸継手のモータ側係合突起、ファン側係合突起、連結体等を図２０中の矢示XXII−XXII方向からみた部分拡大横断面図である。 圧縮機本体の回転軸と冷却ファンの回転軸挿嵌穴とを図２０中の矢示XXIII−XXIII方向からみた部分拡大横断面図である。 電動モータの出力軸、圧縮機本体の回転軸、冷却ファン、軸継手等を組立てる前の状態で示す分解断面図である。 スクロール式空気圧縮機を組立てる前の状態で示す分解斜視図である。 本発明の第２の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す部分拡大断面図である。 電動モータ、圧縮機本体、冷却ファン等を組立てる前の状態で示す分解断面図である。 第５の参考例によるスクロール式空気圧縮機の一部を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１，６１ 電動モータ（駆動源）
２，６１Ｂ 出力軸
３，６２ 圧縮機本体
４，６３ ケーシング
５，６４ 固定スクロール
６，６′，６″，６９ 回転軸
８，６５ 旋回スクロール
１４，３１，４１，４１′，５１，７２，９１ 冷却ファン
１４Ａ，３１Ａ，４１Ａ，４１Ａ′，５１Ａ，７２Ａ，９１Ａ ボス部材
１４Ｂ，３１Ｂ，４１Ｂ，４１Ｂ′，５１Ｂ 羽根
１４Ｃ，３１Ｃ，４１Ｃ，４１Ｃ′，５１Ｃ，７２Ｄ，９１Ｄ 環状板（端面）
１４Ｄ，３１Ｄ，４１Ｄ，４１Ｄ′，５１Ｄ，７２Ｅ，９１Ｅ 吸込穴
１５，１５′，３２，４４，４４′，７５ 軸継手
１６，７６ 嵌合筒
１７，２２，３５，４３，５３，５５，７７，８２ キー
１８，７８ モータ側係合突起
１９，７９ ファン側係合突起（駆動源接続部）
２０，４７，８０ 連結体
２１，３４，５４，８１，９５ 回転軸挿嵌穴（圧縮機接続部）
２３，８３ ダクト
３３ ファン側係合穴（駆動源接続部）
４２，５２，９４ 出力軸挿嵌穴（駆動源接続部）
４５ ファン側係合突起（圧縮機接続部）
４６ 圧縮機側係合突起
９２ 貫通孔

Claims (5)

1. 駆動源の出力軸により回転駆動される回転軸を有し前記回転軸が回転することによって外部から流体を吸込んで圧縮し圧縮流体を吐出する圧縮機本体と、前記駆動源により該圧縮機本体と一緒に駆動され冷却風を発生する冷却ファンとを備えてなるスクロール式流体機械において、
   前記冷却ファンは、環状の取付板と複数の羽根板からなる筒状羽根部と環状板とを備え、軸方向から空気を吸込んで径方向外側に冷却風を吹き出す遠心ファンによって形成し、前記冷却ファンの端面には、前記駆動源に向けて開口し前記駆動源側の空気を前記冷却ファンの内部に吸込む吸込穴を設け、
   前記駆動源を覆うモータケースにはモータ側吸込口を形成し、
   前記冷却ファンと前記駆動源との間に複数のファン側吸込口が形成され、前記駆動源のモータケースと前記圧縮機本体との間に設けられたカバーを有し、前記モータケースのモータ側吸込口と前記ファン側吸込口とから前記冷却ファンによって吸込まれた冷却風を前記圧縮機本体側に送風するダクトを設け、
   前記冷却ファンには、当該冷却ファンの内部に形成され、前記駆動源の出力軸に接続される駆動源接続部と、前記冷却ファンの内部に形成され、前記圧縮機本体の回転軸に接続される圧縮機接続部とを設ける構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記駆動源接続部は前記駆動源の出力軸を挿嵌する出力軸挿嵌穴により構成し、前記圧縮機接続部は前記圧縮機本体の回転軸を挿嵌する回転軸挿嵌穴により構成し、
   前記出力軸挿嵌穴に挿嵌された前記出力軸の先端側、および前記回転軸挿嵌穴に挿嵌された前記回転軸の先端側は、前記冷却ファンの軸方向で前記筒状羽根部が形成された範囲内に位置するように設置される構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
3. 前記冷却ファンには軸方向に貫通した単一径の貫通孔を設け、前記駆動源接続部は該貫通孔の軸方向一側部位により構成し、前記圧縮機接続部は前記貫通孔の軸方向他側部位により構成してなる請求項１または２に記載のスクロール式流体機械。
4. 前記駆動源の出力軸と前記冷却ファンとの間には、連結体を介して揺動可能に接続する軸継手を設け、前記冷却ファンの駆動源接続部は、該軸継手の一部を構成して前記連結体と接続する構成とし、前記圧縮機接続部は、前記圧縮機本体の回転軸を挿嵌する回転軸挿嵌穴により構成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
5. 前記圧縮機本体の回転軸と前記冷却ファンとの間には、連結体を介して揺動可能に接続する軸継手を設け、前記冷却ファンの圧縮機接続部は、該軸継手の一部を構成して前記連結体と接続する構成とし、前記駆動源接続部は、前記駆動源の出力軸を挿嵌する出力軸挿嵌穴により構成してなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。

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