(57)【要約】【課題】可動スクロールの固定スクロールに対する過剰な押し付け力の発生を抑制する。【解決手段】筐体内で固定された固定スクロールと、固定スクロールと噛み合わされて旋回する可動スクロールと、可動スクロールを、主軸から偏心した偏心軸で支持して旋回させる回転軸と、可動スクロールの軸受けと偏心軸との間に設けられ、回転軸の回転速度に応じて、ガス荷重が加わったときのスライド方向を変化させることにより、可動スクロールの固定スクロールに対する押し付け力を変化させるスライドブッシュ機構とを備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。【選択図】図３
2020007928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内で固定された固定スクロールと、
前記固定スクロールと噛み合わされて旋回する可動スクロールと、
前記可動スクロールを、主軸から偏心した偏心軸で支持して旋回させる回転軸と、
前記可動スクロールの軸受けと前記偏心軸との間に設けられ、前記回転軸の回転速度に応じて、ガス荷重が加わったときのスライド方向を変化させることにより、前記可動スクロールの前記固定スクロールに対する押し付け力を変化させるスライドブッシュ機構と
を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記スライドブッシュ機構は、前記回転軸の回転速度が高速になると、前記可動スクロールの前記固定スクロールに対する押し付け力を抑制することを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記スライドブッシュ機構は、前記可動スクロールの前記主軸からの偏心量を抑制することにより、前記押し付け力を抑制することを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記スライドブッシュ機構は、前記可動スクロールの前記軸受けに嵌合された第１のブッシュと、前記偏心軸が嵌合された第２のブッシュとを用いて、前記偏心量を抑制することを特徴とする請求項３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記第１のブッシュは、前記第２のブッシュとの間のスライド面に沿ってスライド可能であり、
前記スライドブッシュ機構は、前記スライド面を、前記可動スクロールに対する荷重により前記偏心量が小さくなるように前記第１のブッシュがスライド可能な所定の方向に向けることにより、前記偏心量を抑制することを特徴とする請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記第１のブッシュは、前記第２のブッシュの回転に応じて回転し、
前記第２のブッシュは、前記偏心軸の周囲を所定の角度まで回転した所定の状態になることにより、前記スライド面を前記所定の方向に向けることを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記所定の状態は、前記第２のブッシュの少なくとも２つの状態であって、各状態が前記偏心軸の周囲を当該各状態に対応する角度まで回転した少なくとも２つの状態のうち、１つの状態であることを特徴とする請求項６に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記第２のブッシュは、前記回転軸の回転速度が所定の回転速度を超えると、前記少なくとも２つの状態のうちの前記所定の状態以外の状態から当該所定の状態へ切り替わることを特徴とする請求項７に記載のスクロール圧縮機。
【請求項９】
前記所定の回転速度は、前記可動スクロールの前記軸受けの回転によって生じる第１のトルクと、前記第１のブッシュおよび前記第２のブッシュに対する遠心力によって生じる第２のトルクとの大小関係が逆転する際の回転速度であることを特徴とする請求項８に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１０】
前記第１のトルクは、前記回転軸の回転速度の一次関数で変化し、
前記第２のトルクは、前記回転軸の回転速度の二次関数で変化することを特徴とする請求項９に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１１】
前記第１のブッシュおよび前記第２のブッシュの重心は、前記主軸の中心と前記偏心軸の中心とを結ぶ直線よりも前記回転軸の回転方向において遅れた位置にあることを特徴とする請求項５に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１２】
前記第１のブッシュおよび前記第２のブッシュの少なくともいずれか一方に接続された、前記重心を調整するための凸部をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１３】
前記第１のブッシュおよび前記第２のブッシュの少なくともいずれか一方には、前記重心を調整するための凹部が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定スクロールと、固定スクロールに対して旋回する揺動スクロールとを有し、固定スクロールと揺動スクロールの鏡板の互いに向き合う面に渦巻き状のラップをそれぞれ形成し、各ラップを互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成すると共に、揺動スクロールを駆動する回転軸の偏心軸に、圧縮室内のガスの荷重方向に対して所定の角度を成すスライド面を有するスライドブッシュを介在させ、圧縮室内のガスの荷重が加わったときに、偏心軸の偏心量が大きくなるよう構成して成るスクロール圧縮機は、知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３８４０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、圧縮室内のガスの荷重が加わったときに可動スクロールの回転軸の回転速度が如何なる速度であっても可動スクロールの偏心量が大きくなる構成を採用したのでは、例えば可動スクロールの回転軸の回転速度が高速になると可動スクロールの固定スクロールへの過剰な押し付け力が発生してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、可動スクロールの固定スクロールに対する過剰な押し付け力の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、筐体内で固定された固定スクロールと、固定スクロールと噛み合わされて旋回する可動スクロールと、可動スクロールを、主軸から偏心した偏心軸で支持して旋回させる回転軸と、可動スクロールの軸受けと偏心軸との間に設けられ、回転軸の回転速度に応じて、ガス荷重が加わったときのスライド方向を変化させることにより、可動スクロールの固定スクロールに対する押し付け力を変化させるスライドブッシュ機構とを備えたスクロール圧縮機を提供する。
【０００７】
ここで、スライドブッシュ機構は、回転軸の回転速度が高速になると、可動スクロールの固定スクロールに対する押し付け力を抑制する、ものであってよい。
【０００８】
その場合、スライドブッシュ機構は、可動スクロールの主軸からの偏心量を抑制することにより、押し付け力を抑制する、ものであってよい。
【０００９】
また、スライドブッシュ機構は、可動スクロールの軸受けに嵌合された第１のブッシュと、偏心軸が嵌合された第２のブッシュとを用いて、偏心量を抑制する、ものであってよい。
【００１０】
さらに、第１のブッシュは、第２のブッシュとの間のスライド面に沿ってスライド可能であり、スライドブッシュ機構は、スライド面を、可動スクロールに対する荷重により偏心量が小さくなるように第１のブッシュがスライド可能な所定の方向に向けることにより、偏心量を抑制する、ものであってよい。
【００１１】
その場合、第１のブッシュは、第２のブッシュの回転に応じて回転し、第２のブッシュは、偏心軸の周囲を所定の角度まで回転した所定の状態になることにより、スライド面を所定の方向に向ける、ものであってよい。
【００１２】
また、所定の状態は、第２のブッシュの少なくとも２つの状態であって、各状態が偏心軸の周囲を各状態に対応する角度まで回転した少なくとも２つの状態のうち、１つの状態であってよい。
【００１３】
さらに、第２のブッシュは、回転軸の回転速度が所定の回転速度を超えると、少なくとも２つの状態のうちの所定の状態以外の状態から所定の状態へ切り替わる、ものであってよい。
【００１４】
また、所定の回転速度は、可動スクロールの軸受けの回転によって生じる第１のトルクと、第１のブッシュおよび第２のブッシュに対する遠心力によって生じる第２のトルクとの大小関係が逆転する際の回転速度であってよい。
【００１５】
さらに、第１のトルクは、回転軸の回転速度の一次関数で変化し、第２のトルクは、回転軸の回転速度の二次関数で変化する、ものであってよい。
【００１６】
一方、第１のブッシュおよび第２のブッシュの重心は、主軸の中心と偏心軸の中心とを結ぶ直線よりも回転軸の回転方向において遅れた位置にある、ものであってよい。
【００１７】
また、本発明は、第１のブッシュおよび第２のブッシュの少なくともいずれか一方に接続された、重心を調整するための凸部をさらに備えた、ものであってよい。
【００１８】
さらに、本発明は、第１のブッシュおよび第２のブッシュの少なくともいずれか一方には、重心を調整するための凹部が設けられている、ものであってよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、可動スクロールの固定スクロールに対する過剰な押し付け力の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係るスクロール圧縮機の軸方向断面図である。
【図２】スライドブッシュ機構の上面図である。
【図３】（ａ）は、回転軸の回転速度が低速である場合のスライドブッシュ機構の状態を示した図であり、（ｂ）は、回転軸の回転速度が高速になった場合のスライドブッシュ機構の状態を示した図である。
【図４】回転軸の回転速度が変化したときの軸受けトルクＴｓｈおよび遠心力トルクＴｃの変化を示したグラフである。
【図５】スライドブッシュ機構の第１の変形例の上面図である。
【図６】スライドブッシュ機構の第２の変形例の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１の軸方向断面図である。
スクロール圧縮機１は、空気調和装置、冷凍機、ヒートポンプ用に広く用いられている圧縮機である。図１には、空気調和装置の冷媒回路に用いられる密閉型スクロール圧縮機の縦断面図を示している。
【００２２】
スクロール圧縮機１は、冷媒を圧縮する圧縮部１０と、圧縮部１０を駆動する駆動モータ２０と、これら圧縮部１０および駆動モータ２０を収納する筐体の一例としてのケーシング３０と、を備えている。そして、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１は、駆動モータ２０の後述する回転軸２３の軸方向が重力の方向となるように配置される縦型のスクロール圧縮機である。以下では、回転軸２３の軸方向を「上下方向」と称し、図１で見た場合の上側を「上側」と称し、下側を「下側」と称する場合がある。尚、ここでは縦型のスクロール圧縮機を例にとって説明するが、本発明は横型のスクロール圧縮機にも適用可能である。
【００２３】
先ずは、圧縮部１０について説明する。
圧縮部１０は、ケーシング３０内で固定された固定スクロール１１と、固定スクロール１１と噛み合わされて旋回する可動スクロール１２と、ケーシング３０に対して固定されるとともに固定スクロール１１を保持するフレーム１３と、可動スクロール１２を自転せずに旋回させるオルダムキー１４と、を備えている。
【００２４】
固定スクロール１１は、円筒状の円筒状部１１１と、円筒状部１１１における上側の開口部を覆う端板１１２と、円筒状部１１１における下側の端部から半径方向の外側に突出した突出部１１３と、を備えている。また、固定スクロール１１は、端板１１２における下端部から下方に突出するとともに下方から見た場合には渦巻き状に形成された固定側渦巻体１１４を有している。固定スクロール１１の材質は、鋳鉄材、例えば、ＦＣ２５０のねずみ鋳鉄等であることを例示することができる。
【００２５】
円筒状部１１１には、半径方向の貫通孔１１１ａが形成されている。この貫通孔１１１ａは、円筒状部１１１および端板１１２と、可動スクロール１２とで囲まれた空間に冷媒を吸入する吸入口として機能する。
端板１１２における中央部には、上下方向の貫通孔１１２ａが形成されている。この貫通孔１１２ａは、端板１１２および固定側渦巻体１１４と可動スクロール１２とで囲まれた空間から冷媒を吐出する吐出口として機能する。
以上のように構成された固定スクロール１１は、突出部１１３に形成された上下方向の貫通孔に通されたボルトや位置決めピン等の位置決め手段にて、フレーム１３に固定されている。
【００２６】
可動スクロール１２は、円板状の端板１２１と、端板１２１における上側の端部から上方に突出するとともに上方から見た場合には渦巻き状に形成された可動側渦巻体１２２と、端板１２１における下側の端部から下方に突出した円筒状の円筒状部１２３と、を備えている。可動スクロール１２の材質は、ＦＣ材又はＦＣＤ材であることを例示することができる。
【００２７】
可動側渦巻体１２２は、固定スクロール１１の固定側渦巻体１１４と噛み合う形状の渦巻き体である。そして、可動側渦巻体１２２および固定スクロール１１の固定側渦巻体１１４とは、固定スクロール１１の円筒状部１１１および端板１１２と、端板１２１との間に形成された空間に配置され、圧縮室１５を区画形成する。そして、固定された固定側渦巻体１１４に対して可動側渦巻体１２２を円運動させることにより、圧縮室１５の体積を小さくし、冷媒を圧縮する。言い換えれば、固定側渦巻体１１４と可動側渦巻体１２２との間の内部空間が回転中心に向かって収縮して、冷媒を圧縮する。
円筒状部１２３には、滑り軸受けを介して回転軸２３の後述する偏心軸２３２が嵌め込まれている。このように、円筒状部１２３は、偏心軸２３２の軸受けとして機能する。
【００２８】
フレーム１３は、円筒状の第１円筒状部１３１と、第１円筒状部１３１における下側の端部から下方に突出した円筒状の第２円筒状部１３２と、を備えている。そして、フレーム１３は、第１円筒状部１３１の外周面がケーシング３０の後述する中央ケーシング３１に固定されている。また、第１円筒状部１３１および第２円筒状部１３２の内側には、ジャーナル軸受けを介して駆動モータ２０の後述する回転軸２３が嵌め込まれている。このように、フレーム１３は、回転軸２３を回転可能に支持する軸受けとしても機能する。
【００２９】
第１円筒状部１３１における外周部には、上側の端面から上方に突出した突出部１３１ａが設けられている。この突出部１３１ａには、雌ねじが形成されており、この雌ねじに、固定スクロール１１の突出部１１３に形成された貫通孔に通されたボルトが締め付けられることで、固定スクロール１１がフレーム１３に取り付けられる。
【００３０】
また、第１円筒状部１３１には、上側の端面から下方に凹んだ第１凹部１３１ｂと第２凹部１３１ｃが形成されている。半径方向には、第１凹部１３１ｂは中央部に形成されており、第２凹部１３１ｃは、第１凹部１３１ｂと突出部１３１ａとの間に形成されている。そして、第１凹部１３１ｂに、可動スクロール１２の円筒状部１２３が挿入される。第２凹部１３１ｃには、フレーム１３と可動スクロール１２との間に配置されて、可動スクロール１２の自転を防止するオルダムキー１４が配置されている。
また、第１円筒状部１３１には、外周部における中央から下部にかけて上下方向に伸びる溝１３１ｄが形成されている。また、第１円筒状部１３１には、第１凹部１３１ｂの内部と溝１３１ｄとを連通する半径方向の連通孔１３１ｅが形成されている。
第２円筒状部１３２の内周には、ジャーナル軸受けを介して回転軸２３が嵌合されており、第２円筒状部１３２は、回転軸２３を回転自在に支持する軸受けとして機能する。
【００３１】
なお、上述した圧縮部１０には、固定スクロール１１と可動スクロール１２とで圧縮された冷媒を吐出する吐出通路（不図示）が形成されている。吐出通路は、一端が、固定スクロール１１と可動スクロール１２とで囲まれた空間から冷媒を吐出する端板１１２の貫通孔１１２ａに繋がり、他端が、ケーシング３０内におけるフレーム１３よりも下方の空間と繋がっている。
【００３２】
次に、駆動モータ２０について説明する。
駆動モータ２０は、圧縮部１０の下方においてケーシング３０に固定されている。
駆動モータ２０は、固定子を構成するステータ２１と、回転子を構成するロータ２２と、ロータ２２を支持してケーシング３０に対して回転する回転軸２３と、回転軸２３を回転可能に支持する支持部材２４と、を備えている。
【００３３】
ステータ２１は、ステータ本体２１１と、このステータ本体２１１に巻かれるコイル２１２と、を有している。
ステータ本体２１１は、電磁鋼板が多数積層された積層体であり、概略形状が円筒状である。そして、ステータ本体２１１の外周面の径は、ケーシング３０の後述する中央ケーシング３１の内周面の径よりも大きく形成されており、ステータ本体２１１（ステータ２１）は、中央ケーシング３１にしまりばめで嵌め込まれている。ステータ本体２１１を、中央ケーシング３１に嵌め込む手法としては、焼嵌めや圧入であることを例示することができる。
【００３４】
また、ステータ本体２１１は、ロータ２２の外周と対向する内側の部位に、ティース（不図示）を、円周方向に複数有している。コイル２１２は、隣接するティース間に存在する切欠き（不図示）に配置される。本実施の形態に係るステータ２１においては、コイル２１２は、複数の、隣接するティース間に存在する切欠きの中に入れ込まれた集中巻きであることを例示することができる。
【００３５】
ロータ２２は、リング状の電磁鋼板が多数積層された積層体であり、全体として円筒状の形状である。そして、ロータ２２の内周面の径は、回転軸２３の外周面の径よりも小さく形成されており、ロータ２２は、回転軸２３にしまりばめで嵌め込まれている。ロータ２２に回転軸２３を嵌め込む手法としては圧入であることを例示することができる。そして、ロータ２２は、回転軸２３に固定されて回転軸２３とともに回転する。また、ロータ２２は、内部に永久磁石が埋め込まれた物であることを例示することができる。
ロータ２２の外周面の径は、ステータ２１のステータ本体２１１の内周面の径よりも小さく形成されており、ロータ２２とステータ２１との間には隙間が空いている。
【００３６】
回転軸２３は、ロータ２２が嵌合される主軸２３１と、この主軸２３１の上部に設けられて、主軸２３１の軸心から偏心している軸心を持つ偏心軸２３２と、を有している。
主軸２３１は、下部が支持部材２４に回転可能に支持され、上部が圧縮部１０のフレーム１３に回転可能に支持されている。また、偏心軸２３２は、可動スクロール１２の円筒状部１２３に回転可能に支持されている。
【００３７】
そして、回転軸２３には、この回転軸２３を軸方向に貫通する貫通孔２３３が形成されている。また、回転軸２３には、貫通孔２３３と支持部材２４の軸受けとを連通する第１の連通孔２３４と、貫通孔２３３とフレーム１３の軸受けとを連通する第２の連通孔２３５と、貫通孔２３３と円筒状部１２３の軸受けとを連通する第３の連通孔２３６と、が半径方向に形成されている。
【００３８】
支持部材２４は、円筒状の第１円筒状部２４１と、第１円筒状部２４１における下側の端部から下方に突出した円筒状の第２円筒状部２４２と、を備えている。そして、支持部材２４は、第１円筒状部２４１の外周面がケーシング３０の後述する中央ケーシング３１の内周面と対向するように中央ケーシング３１に固定されている。そして、第１円筒状部２４１および第２円筒状部２４２の内側には、ジャーナル軸受けを介して回転軸２３が嵌め込まれている。このように、支持部材２４は、回転軸２３を回転可能に支持する軸受けとして機能する。
また、第１円筒状部２４１には、第１円筒状部２４１よりも上方の空間と下方の空間とを連通する孔（不図示）や溝（不図示）が形成されている。
支持部材２４の第２円筒状部２４２における下端部には潤滑油を汲み上げるポンプ２４３が装着されている。
【００３９】
次に、ケーシング３０について説明する。
ケーシング３０は、上下方向の中央に配置された円筒状の中央ケーシング３１と、中央ケーシング３１における上側の開口部を覆う上側ケーシング３２と、中央ケーシング３１における下側の開口部を覆う下側ケーシング３３と、を備えている。また、ケーシング３０は、圧縮部１０で圧縮された高圧の冷媒をケーシング３０の外部へ吐出する吐出部３４と、ケーシング３０の外部から冷媒を吸入する吸入部３５と、を備えている。
【００４０】
中央ケーシング３１には、上述したように、圧縮部１０のフレーム１３と、駆動モータ２０のステータ２１および支持部材２４とが固定されている。また、吐出部３４および吸入部３５は、中央ケーシング３１に形成された貫通孔に管が挿入されることで構成されている。吸入部３５は、また、固定スクロール１１の円筒状部１１１に形成された貫通孔１１１ａに対応する位置に設けられており、ケーシング３０の外部から、固定スクロール１１と可動スクロール１２とで囲まれた空間に冷媒を吸入する。
下側ケーシング３３は、椀状に形成されており、潤滑油を溜めることが可能になっている。
【００４１】
次に、スクロール圧縮機１の作動について説明する。
スクロール圧縮機１の駆動モータ２０が駆動すると、回転軸２３が回転し、回転軸２３の偏心軸２３２に嵌め込まれた可動スクロール１２が固定スクロール１１に対して旋回する。可動スクロール１２が固定スクロール１１に対して旋回することで、低圧の冷媒が、吸入部３５を介して、ケーシング３０の外部から固定スクロール１１と可動スクロール１２とで囲まれた空間に吸い込まれる。そして、この冷媒が、圧縮室１５の容積変化に伴って圧縮される。圧縮室１５で圧縮された高圧の冷媒は、圧縮部１０の下方に流出する。
【００４２】
圧縮部１０の下方に流出した高圧の冷媒は、ケーシング３０に設けられた吐出部３４を介してケーシング３０の外部へ吐出される。また、ケーシング３０の外部へ吐出される過程で、ロータ２２とステータ２１との間の隙間や、ステータ２１と中央ケーシング３１との間の隙間などを流通する。そして、ケーシング３０の外部へ吐出された高圧の冷媒は、冷媒回路において、凝縮、膨張、蒸発の各行程の後、再度吸入部３５から吸入される。
【００４３】
一方、ケーシング３０の下側ケーシング３３に溜まった潤滑油は、ポンプ２４３により汲み上げられて、回転軸２３に形成された貫通孔２３３を上昇する。上昇した潤滑油は、回転軸２３に形成された、第１の連通孔２３４、第２の連通孔２３５および第３の連通孔２３６を介して回転軸２３の各軸受けに供給されたり、圧縮部１０の摺動部に供給されたりする。そして、圧縮部１０の摺動部に供給された潤滑油や、第２の連通孔２３５および第３の連通孔２３６を介して回転軸２３の軸受けに供給された潤滑油は、フレーム１３に形成された連通孔１３１ｅおよび溝１３１ｄや、ロータ２２とステータ２１との間の隙間や、支持部材２４に形成された軸方向の孔などを介して下側ケーシング３３に戻り、ケーシング３０の下部に溜まる。この過程、および高圧の冷媒がケーシング３０の外部へ吐出される前にロータ２２とステータ２１との間の隙間などを流通する過程で、潤滑油および冷媒は、駆動モータ２０を冷却しながら低圧側に流れる。高圧の冷媒とともに流通した潤滑油は、その後冷媒と分離され、ケーシング３０の下部に溜まる。
【００４４】
ところで、このようなスクロール圧縮機１には、スライドブッシュ機構が搭載されることがある。スライドブッシュ機構は、貫通孔１１１ａから吸入された冷媒であるガスの圧縮荷重を利用して可動スクロール１２を固定スクロール１１に押し付けることでシール効果（密着効果）を向上させる機構である。
一方で、近年、ワイドレンジ化が求められる中で、回転軸２３の回転速度も低速から高速まで広く設定できることが要求されている。
しかしながら、既存のスライドブッシュ機構では、回転軸２３の回転速度が高速になると遠心力の影響を受けて可動スクロール１２の固定スクロール１１への過剰な押し付け力が発生してしまう。従って、既存のスライドブッシュ機構は、回転軸２３の回転速度が可変のスクロール圧縮機１には搭載できなかった。
そこで、本実施の形態は、回転軸２３の回転速度が低速のときにはスライドブッシュ機構を作用させ、回転軸２３の回転速度が高速のときには過剰な押し付け力が発生しないようにする新規のスライドブッシュ機構４０により、回転軸２３の回転速度が低速のときのみシール効果を発揮させることができるスクロール圧縮機１を実現する。
【００４５】
図２は、スライドブッシュ機構４０の上面図である。図２は、図１のスクロール圧縮機１のケーシング３０内部を、圧縮部１０を取り外して上方から見たときの状態を示している。
図示するように、スライドブッシュ機構４０は、回転軸２３の主軸２３１の上にスライドブッシュ４１およびインナーブッシュ４２を備えている。スライドブッシュ４１は、回転軸２３の偏心軸２３２の周囲の最も外側に設けられており、可動スクロール１２の軸受けに嵌合された第１のブッシュの一例である。インナーブッシュ４２は、スライドブッシュ４１と偏心軸２３２との間に設けられており、偏心軸２３２が嵌合された第２のブッシュの一例である。
【００４６】
また、スライドブッシュ４１はスライド面４１１を、インナーブッシュ４２はスライド面４２１を、それぞれ有している。これらのスライド面４１１，４２１が鉛直方向の平面で接触することで、スライドブッシュ４１はインナーブッシュ４２の回転に応じて回転する。例えば、スライドブッシュ４１およびインナーブッシュ４２は円周方向にずれることなく偏心軸２３２の周囲を回転する。但し、インナーブッシュ４２は突起部４２２を有しており、これが偏心軸２３２のストッパー２３２ａ，２３２ｂに当たることでその回転は制限される。一方、スライドブッシュ４１とインナーブッシュ４２との間に隙間を設けることで、スライドブッシュ４１はインナーブッシュ４２に対してスライド面４１１，４２１に沿ってスライド可能になっている。例えば、スライドブッシュ４１およびインナーブッシュ４２はスライド面４１１，４２１に沿って隙間の方向にずれることが可能である。なお、以下で単に「ブッシュ」というときは、スライドブッシュ４１およびインナーブッシュ４２を合わせた部材を意味するものとする。
【００４７】
ここで、図示するように、スライドブッシュ機構４０の上面図において、主軸２３１の中心を点Ｏとし、偏心軸２３２の中心を点Ｅとし、ブッシュの重心を点Ｇとする。なお、点Ｇは、点Ｏと点Ｅとを結ぶ直線よりも回転軸２３の回転方向において遅れた位置にあるものとする。また、線分ＯＧの長さをｒとし、線分ＥＧの長さをＧｒとし、点Ｏを通り図の水平左方向の線分に対して線分ＯＧがなす角度をφとし、点Ｅを通り図の水平左方向の線分に対して線分ＥＧがなす角度をθとする（φ、θは時計回りを正とする）。
【００４８】
また、ブッシュには、圧縮荷重および遠心荷重以外に２種類のトルクによるトルク荷重が作用する。この２種類のトルクのうちの１つは、可動スクロール１２の円筒状部１２３（図１参照）の回転によって生じる第１のトルク（以下、「軸受けトルクＴｓｈ」という）である。この２種類のトルクのうちのもう１つは、ブッシュの重心に作用する遠心力（図中、白抜き矢印で示す）によって生じる第２のトルク（以下、「遠心力トルクＴｃ」という）である。
【００４９】
次に、回転軸２３の回転速度が低速から高速になった場合のスライドブッシュ機構４０の状態の切り替えについて説明する。
図３（ａ）は、回転軸２３の回転速度が低速である場合のスライドブッシュ機構４０の状態を示す。この場合は、軸受けトルクＴｓｈが遠心力トルクＴｃよりも大きいので、インナーブッシュ４２の突起部４２２は偏心軸２３２のストッパー２３２ａに当たった状態で安定する。つまり、θ＝−４５°で安定する。この状態では、可動スクロール１２に対するガスの圧力および遠心力による荷重（以下、「可動スクロール荷重ＦＴｏｔａｌ」という）がスライドブッシュ４１をスライド面４１１に沿って偏心量が増大する方向（破線矢印で示す方向）へ移動させ、可動スクロール１２は固定スクロール１１へ押し付けられる。以下では、この状態におけるインナーブッシュ４２の位置を「ポジション１」と表記することとする。このポジション１は、スライドブッシュ機構４０が既存のスライドブッシュ機構と同様の構造となる位置である。なお、図３（ａ）の状態は、インナーブッシュ４２が偏心軸２３２の周囲を所定の角度まで回転した所定の状態以外の状態の一例である。
【００５０】
図３（ｂ）は、回転軸２３の回転速度が高速になった場合のスライドブッシュ機構４０の状態を示す。この場合は、遠心力トルクＴｃが軸受けトルクＴｓｈよりも大きくなるので、ブッシュが偏心軸２３２に沿って、インナーブッシュ４２の突起部４２２が偏心軸２３２のストッパー２３２ｂに当たるまで回転する。これにより、スライドブッシュ４１の偏心量は固定され、ブッシュに対する遠心力や、可動スクロール荷重の影響を受けないようになる。ここで、破線矢印で示す方向は、可動スクロール１２に対する荷重により偏心量が小さくなるようにスライドブッシュ４１がスライド可能な所定の方向の一例である。以下では、この状態におけるインナーブッシュ４２の位置を「ポジション２」と表記することとする。このポジション２は、スライドブッシュ機構４０が固定クランク構造と同様の構造となる位置である。なお、図３（ｂ）の状態は、インナーブッシュ４２が偏心軸２３２の周囲を所定の角度まで回転した所定の状態の一例であり、所定の角度の一例として、９０°を用いている。
【００５１】
また、ここでは、スライドブッシュ機構４０の状態として、図３（ａ），（ｂ）の２つの状態を示したが、これには限らない。例えば、スライドブッシュ機構４０の状態は、３つ以上の状態であってもよい。即ち、スライドブッシュ機構４０の状態として、各状態が偏心軸２３２の周囲を各状態に対応する角度まで回転した少なくとも２つの状態を用いてもよい。
【００５２】
次に、スライドブッシュ機構４０の状態の切り替えについて、より詳細に説明する。
まず、軸受けトルクＴｓｈおよび遠心力トルクＴｃは、それぞれ、次の式（１）および式（２）のように表される。
【数１】
2020007928.tif 000003
ここで、ｍはブッシュの質量を示し、Ｄはスライドブッシュ機構４０の直径を示し、Ｌはスライドブッシュ機構４０の高さを示し、ηは偏心軸２３２の軸受けに供給される潤滑油の粘度を示し、Ｃは軸受け半径隙間（偏心軸２３２の軸受けの半径からスライドブッシュ４１の半径を引いた長さ）を示し、ωは回転軸２３の回転速度を示す。また、図２で示した通り、ｒは主軸２３１の中心Ｏからブッシュの重心Ｇまでの長さであり、Ｇｒは偏心軸２３２の中心Ｅからブッシュの重心Ｇまでの長さであり、φは主軸２３１の中心Ｏからブッシュの重心Ｇへの方向を示す角度であり、θは偏心軸２３２の中心Ｅからブッシュの重心Ｇへの方向を示す角度である。
【００５３】
上記式（１）および式（２）から分かるように、軸受けトルクＴｓｈおよび遠心力トルクＴｃは、いずれも回転軸２３の回転速度が大きくなると大きくなるが、前者は回転速度の一次関数で変化し、後者は回転速度の二次関数で変化するという特性の違いを持っている。
【００５４】
図４は、回転軸２３の回転速度が変化したときの軸受けトルクＴｓｈおよび遠心力トルクＴｃの変化を示したグラフである。細線は、軸受けトルクＴｓｈの変化を示し、太線は、遠心力トルクＴｃの変化を示す。ここで、図２においてθが変化した場合に重心ＧはＧｒを一定に保ったままＥを中心として回転するので、ｒ及びφはθに依存する値となる。式（１）の右辺にはθもｒもφもないので、軸受けトルクＴｓｈはθによらず一定となるが、式（２）の右辺にはθもｒもφもあるので、遠心力トルクＴｃはθによって異なる。従って、図４では、遠心力トルクＴｃの変化を、θの下限値である−４５°およびθの上限値である４５°について示している。実線が、θ＝−４５°の場合の遠心力トルクＴｃであり、破線が、θ＝４５°の場合の遠心力トルクＴｃである。図４に太い実線で示したグラフから分かるように、回転速度が約６０（ｒｐｓ）よりも高速になると、遠心力トルクＴｃが軸受けトルクＴｓｈより大きくなり、ブッシュが偏心軸２３２に沿って回転してその位置はポジション１からポジション２に切り替わる。ここで、約６０（ｒｐｓ）は、所定の回転速度、または、軸受けトルクＴｓｈと遠心力トルクＴｃとの大小関係が逆転する際の回転速度の一例である。逆に、図４に太い破線で示したグラフから分かるように、回転速度が高速の状態から約４５（ｒｐｓ）よりも低速になると、遠心力トルクＴｃが軸受けトルクＴｓｈより小さくなり、ブッシュの位置はポジション２からポジション１に切り替わる。なお、この場合のθの上限値および下限値や、ポジション１とポジション２が切り替わるときの回転数は、設計項目であり、設計の意図通りに変更してよい。
【００５５】
次に、本実施の形態に係るスライドブッシュ機構４０の変形例について説明する。
上記の式（２）から、遠心力トルクＴｃは偏心軸２３２の中心Ｅからブッシュの重心Ｇまでの長さＧｒに依存することが分かる。従って、ブッシュの重心Ｇの位置を調整することにより、遠心力トルクＴｃの大きさを調整することができる。
【００５６】
図５は、スライドブッシュ機構４０の第１の変形例の上面図である。図５も、図１のスクロール圧縮機１のケーシング３０内部を、圧縮部１０を取り外して上方から見たときの状態を示している。
スライドブッシュ機構４０の第１の変形例は、スライドブッシュ４１とインナーブッシュ４２とを備え、さらに、インナーブッシュ４２に繋がった切替ウェイト４２３を備えている。この第１の変形例では、切替ウェイト４２３を設けることで、ブッシュの重心Ｇの位置を調整している。なお、切替ウェイト４２３は、上述したようにインナーブッシュ４２に繋がっているが、スライドブッシュ４１の下方の主軸２３１の上面に近い部分に貫通孔を設け、この貫通孔を通じてスライドブッシュ４１の外側に延伸して配置するとよい。この貫通孔は、スライドブッシュ４１のスライド面４２１に沿ったスライドの妨げにならないような形状とすればよい。また、可動スクロール１２の円筒状部１２３の高さを切替ウェイト４２３の高さだけ短くしておくことで、可動スクロール１２の回転が切替ウェイト４２３によって妨げられないようにするとよい。或いは、切替ウェイト４２３は、スライドブッシュ４１に繋がっていてもよい。このような意味で、切替ウェイト４２３は、スライドブッシュ４１およびインナーブッシュ４２の少なくともいずれか一方に接続された、重心を調整するための凸部の一例であると言うことができる。
【００５７】
図６は、スライドブッシュ機構４０の第２の変形例の上面図である。図６も、図１のスクロール圧縮機１のケーシング３０内部を、圧縮部１０を取り外して上方から見たときの状態を示している。
スライドブッシュ機構４０の第２の変形例は、スライドブッシュ４１とインナーブッシュ４２とを備え、スライドブッシュ４１に切替ホール４１３が設けられている。この第２の変形例では、切替ホール４１３を設けることで、ブッシュの重心Ｇの位置を調整している。或いは、切替ホール４１３は、インナーブッシュ４２に設けられていてもよい。このような意味で、切替ホール４１３は、スライドブッシュ４１およびインナーブッシュ４２の少なくともいずれか一方に設けられた、重心を調整するための凹部の一例であると言うことができる。
【００５８】
このように、本実施の形態では、回転軸２３の回転速度が高速になると、スライドブッシュ４１とインナーブッシュ４２との間のスライド面を、可動スクロール１２に対する荷重により偏心量が小さくなるようにスライドブッシュ４１がスライド可能な所定の方向に向けることにより、可動スクロール１２の主軸２３１からの偏心量を抑制することとした。これにより、回転軸２３の回転速度が高速になった場合における可動スクロール１２の固定スクロール１１に対する過剰な押し付け力の発生を抑えることができるようになった。
【００５９】
なお、本実施の形態では、回転軸２３の回転速度が高速になると、可動スクロール１２の主軸２３１からの偏心量を抑制することとした。しかしながら、これはより広く、回転軸２３の回転速度が高速になると、可動スクロール１２の固定スクロール１１に対する押し付け力を抑制するものと捉えてよい。さらには、回転軸２３の回転速度に応じて、可動スクロール１２の固定スクロール１１に対する押し付け力を変化させるものと捉えてもよい。
【００６０】
ここで、回転軸２３の回転速度が高速になると可動スクロール１２の主軸２３１からの偏心量を抑制することには、本実施の形態で述べたような、回転軸２３の回転速度が低速の場合には可動スクロール１２の主軸２３１からの偏心量を増大させ、回転軸２３の回転速度が高速の場合には可動スクロール１２の主軸２３１からの偏心量を固定する、という態様が含まれるものとする。また、回転軸２３の回転速度が高速になると可動スクロール１２の固定スクロール１１に対する押し付け力を抑制することには、本実施の形態で述べたような、回転軸２３の回転速度が低速の場合には可動スクロール１２を固定スクロール１１に押し付け、回転軸２３の回転速度が高速の場合には可動スクロール１２を固定スクロール１１に押し付けない、という態様が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６１】
１…スクロール圧縮機、１１…固定スクロール、１２…可動スクロール、２３…回転軸、２３１…主軸、２３２…偏心軸、２３２ａ，２３２ｂ…ストッパー、４０…スライドブッシュ機構、４１…スライドブッシュ、４１１，４２１…スライド面、４１３…切替ホール、４２…インナーブッシュ、４２２…突起部、４２３…切替ウェイト
【図１】
2020007928.tif 000004
【図２】
2020007928.tif 000005
【図３】
2020007928.tif 000006
【図４】
2020007928.tif 000007
【図５】
2020007928.tif 000008
【図６】
2020007928.tif 000009