(57)【要約】【課題】小型化及び軽量化を実現することができ、且つ、作動効率を向上することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。【解決手段】密閉容器(2)に、長手方向が鉛直方向に配される駆動軸(4)と、駆動軸の一端偏心軸部(6)に連結されて駆動力を発生する駆動側スクロールユニット(8)と、駆動軸の他端偏心軸部(10)に連結されて駆動側スクロールユニットにて発生する駆動力が伝達される被駆動側スクロールユニット(12)と、駆動軸に支持されるバランスウェイト(108)とが収容される縦置き型のスクロール型流体機械(1)であって、一端及び他端偏心軸部を駆動軸の回転方向の同位相に偏心し、バランスウェイトは１つ設けられ、バランスウェイトの重心を一端及び他端偏心軸部の位相から駆動軸の回転方向に１８０°ずらした位相に位置づける。【選択図】図１
2010144605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器に、長手方向が鉛直方向に配される駆動軸と、前記駆動軸の一端偏心軸部に連結されて駆動力を発生する駆動側スクロールユニットと、前記駆動軸の他端偏心軸部に連結されて駆動側スクロールユニットにて発生する駆動力が伝達される被駆動側スクロールユニットと、前記駆動軸に支持されるバランスウェイトとが収容される縦置き型のスクロール型流体機械であって、
前記一端及び前記他端偏心軸部を前記駆動軸の回転方向の同位相に偏心して設け、
前記バランスウェイトは１つ設けられ、該バランスウェイトの重心が前記一端及び前記他端偏心軸部の位相から前記駆動軸の回転方向に１８０°ずらした位相に位置づけられることを特徴とするスクロール型流体機械。
【請求項２】
前記バランスウェイトは、その前記駆動軸の軸心を基点とする静アンバランスが前記駆動側及び前記被駆動側スクロールユニットに係る前記静アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定されることを特徴とする請求項１のスクロール型流体機械。
【請求項３】
前記バランスウェイトは、その前記駆動側スクロールユニット側を基点とする動アンバランスが前記駆動側及び前記被駆動側スクロールユニットに係る前記動アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定されることを特徴とする請求項２のスクロール型流体機械。
【請求項４】
前記密閉容器内の前記駆動側スクロールユニット側と前記被駆動側スクロールユニット側とを前記駆動軸の駆動を妨げることなく仕切る隔壁と、
前記隔壁の上下側にそれぞれ形成され、前記駆動側及び前記被駆動側スクロールユニットをそれぞれ潤滑するための潤滑油が貯留される各潤滑油室と、
前記各潤滑油室に貯留される潤滑油を前記駆動側及び前記被駆動側スクロールユニットに供給するべく循環させる潤滑油循環手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかのスクロール型流体機械。
【請求項５】
前記バランスウェイトは前記各潤滑油室の何れか一方に設けられ、
前記潤滑油循環手段は、前記バランスウェイトが設けられる前記潤滑油室の潤滑油の油面が前記バランスウェイトの下側になるように油面制御を行う油面制御手段を備えることを特徴とする請求項４のスクロール型流体機械。
【請求項６】
前記駆動側スクロールユニットは膨張機であって、前記被駆動側スクロールユニットは膨張機の下側に配された圧縮機であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかのスクロール型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール型流体機械に係り、詳しくは、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機に組み込まれて好適なスクロール型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクロール型流体機械には、密閉容器に、駆動軸と、駆動軸の一端に連結されて駆動力を発生する膨張機と、駆動軸の他端に連結されて膨張機にて発生する駆動力が伝達される圧縮機とが鉛直方向に収容され、密閉容器内に潤滑油を含む作動流体の吐出圧力が作用する縦置き型の圧縮機一体型膨張機が知られている。このような流体機械は、一般に、駆動軸の膨張機と圧縮機との間に、回転方向の位相の異なる複数のバランスウェイトを設けることで膨張機及び圧縮機をそれぞれ独立して静的且つ動的にバランスさせている。
【０００３】
また、上記流体機械は、密閉容器内の膨張機側と圧縮機側とは、駆動軸の駆動を妨げることなく隔壁にて仕切られ、隔壁の上下側には潤滑油が貯留される潤滑油室がそれぞれ形成され、各潤滑油室に貯留される潤滑油は潤滑油循環手段によって膨張機及び圧縮機に供給するべく循環される。
そして、駆動軸の両端にそれぞれ同一形状のスクロールユニットを連結し、駆動軸の中間に各スクロールユニットに共通のバランスウェイトを１つ設けたダブルラップスクロール流体機械が開示されている（特に特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１７０１３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１８３５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前提となる上記流体機械のように、複数のバランスウェイトを設けると流体機械が鉛直方向に長くなって大型化し、流体機械の重量も増大するとの問題がある。
そこで、上記従来技術のように、各スクロールユニットに共通のバランスウェイトを１つ設けることも考えられるが、上記従来技術は、外部動力によって駆動軸の中間に設けられたベルトを介して駆動軸を駆動し、ひいては各スクロールユニットを駆動するものであり、駆動力を発生する膨張機及びこの駆動力により駆動される圧縮機をそれぞれ独立して静的且つ動的にバランスさせる点につき格別な配慮がなされていない。
【０００５】
更に、前提となる上記流体機械及び上記従来技術では、潤滑油循環手段によって各潤滑油室の潤滑油の油面が上昇し、複数のバランスウェイトが潤滑油に浸されて潤滑油を撹拌することによる撹拌抵抗が増大し、ひいては膨張機及び圧縮機の動力ロスが増大するため、流体機械の作動効率が大幅に低下するとの問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、小型化及び軽量化を実現することができ、且つ、作動効率を向上することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するべく、請求項１のスクロール型流体機械は、密閉容器に、長手方向が鉛直方向に配される駆動軸と、駆動軸の一端偏心軸部に連結されて駆動力を発生する駆動側スクロールユニットと、駆動軸の他端偏心軸部に連結されて駆動側スクロールユニットにて発生する駆動力が伝達される被駆動側スクロールユニットと、駆動軸に支持されるバランスウェイトとが収容される縦置き型のスクロール型流体機械であって、一端及び他端偏心軸部を駆動軸の回転方向の同位相に偏心して設け、バランスウェイトは１つ設けられ、バランスウェイトの重心が一端及び他端偏心軸部の位相から駆動軸の回転方向に１８０°ずらした位相に位置づけられることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２の発明では、請求項１において、バランスウェイトは、その駆動軸の軸心を基点とする静アンバランスが駆動側及び被駆動側スクロールユニットに係る静アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定されることを特徴としている。
更に、請求項３の発明では、請求項２において、バランスウェイトは、その駆動側スクロールユニット側を基点とする動アンバランスが駆動側及び被駆動側スクロールユニットに係る動アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定されることを特徴としている。
【０００８】
更にまた、請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかにおいて、密閉容器内の駆動側スクロールユニット側と被駆動側スクロールユニット側とを駆動軸の駆動を妨げることなく仕切る隔壁と、隔壁の上下側にそれぞれ形成され、駆動側及び被駆動側スクロールユニットをそれぞれ潤滑するための潤滑油が貯留される各潤滑油室と、各潤滑油室に貯留される潤滑油を駆動側及び被駆動側スクロールユニットに供給するべく循環させる潤滑油循環手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項５の発明では、請求項４において、バランスウェイトは各潤滑油室の何れか一方に設けられ、潤滑油循環手段は、バランスウェイトが設けられる該潤滑油室の潤滑油の油面がバランスウェイトの下側になるように油面制御を行う油面制御手段を備えることを特徴としている。
更に、請求項６の発明では、請求項１乃至５の何れかにおいて、駆動側スクロールユニットは膨張機であって、被駆動側スクロールユニットは膨張機の下側に配された圧縮機であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の本発明のスクロール型流体機械によれば、一端及び他端偏心軸部を駆動軸の回転方向の同位相に偏心して設け、バランスウェイトは１つ設けられ、バランスウェイトの重心が一端及び他端偏心軸部の位相から駆動軸の回転方向に１８０°ずらした位相に位置づけられる。これにより、各スクロールユニットのバランスをバランスウェイト１つで調整することができるため、駆動側及び被駆動側スクロールユニットをそれぞれ独立してバランスさせるために各スクロールユニットごとに複数のバランスウェイトを設けることが防止される。従って、スクロール型流体機械の特に鉛直方向の長さを短くすることができるため、スクロール型流体機械の小型化を実現することができ、しかも、バランスウェイトの数を減らすことができるため、スクロール型流体機械の軽量化を実現することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明によれば、バランスウェイトは、その駆動軸の軸心を基点とする静アンバランスが駆動側及び被駆動側スクロールユニットに係る静アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定される。これにより、重量の異なる駆動側及び被駆動側スクロールユニットに係る静アンバランスをそれぞれ独立して打ち消して静的にバランスさせるために各スクロールユニットごとに複数のバランスウェイトを設けることが防止されるため、スクロール型流体機械の更なる小型化及び軽量化を実現することができる。
【００１２】
更に、請求項３の発明によれば、バランスウェイトは、その駆動側スクロールユニット側を基点とする動アンバランスが駆動側及び被駆動側スクロールユニットに係る動アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定される。これにより、駆動モーメントの異なる駆動側及び被駆動側スクロールユニットの動アンバランスをそれぞれ独立して打ち消して動的にバランスさせるために各スクロールユニットごとに複数のバランスウェイトを設けることが防止されるため、スクロール型流体機械の更なる小型化及び軽量化を実現することができる。
【００１３】
更にまた、請求項４の発明によれば、密閉容器内の駆動側スクロールユニット側と被駆動側スクロールユニット側とを駆動軸の駆動を妨げることなく仕切る隔壁と、隔壁の上下側にそれぞれ形成され、潤滑油が貯留される各潤滑油室と、各潤滑油室に貯留される潤滑油を駆動側及び被駆動側スクロールユニットに供給するべく循環させる潤滑油循環手段とを備える。これにより、潤滑油循環手段によって各潤滑油室の潤滑油の油面が上昇し、バランスウェイトが潤滑油に浸されたとしても、バランスウェイトを複数設ける場合に比して、バランスウェイトが潤滑油を撹拌することによる撹拌抵抗が低減され、ひいてはこの撹拌抵抗による膨張側スクロールユニットにより回収される動力エネルギーのロスを低減することができるため、スクロール型流体機械の作動効率を向上することができる。
【００１４】
また、請求項５の発明によれば、バランスウェイトは各潤滑油室の何れか一方に設けられ、潤滑油循環手段は、バランスウェイトが設けられる該潤滑油室の潤滑油の油面が該バランスウェイトの下側になるように油面制御を行う油面制御手段を備える。これにより、バランスウェイトが潤滑油に浸されて潤滑油を撹拌することによる撹拌抵抗が排除され、ひいてはこの撹拌抵抗による膨張側スクロールユニットにより回収される動力エネルギーのロスを排除することができるため、スクロール型流体機械の作動効率をより一層向上することができる。
【００１５】
具体的には、請求項６の発明によれば、駆動側スクロールユニットは膨張機であって、被駆動側スクロールユニットは膨張機の下側に配された圧縮機である。これにより、作動流体の吐出圧力によって膨張機を駆動し、この駆動力によって圧縮機を駆動する圧縮機一体型膨張機を構成することができるため、この圧縮機一体型膨張機を冷凍サイクルに組み込むことによって、冷凍サイクル、ひいては当該冷凍サイクルが搭載される外部装置の小型化及び軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面により本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るスクロール型流体機械１の縦断面図を示している。
図１に示されるように、流体機械１は、例えば縦置き型の圧縮機一体型膨張機であって、流体機械１を構成する後述の圧縮機１２が低段側圧縮機となる２段圧縮機を構成し、超臨界となる二酸化炭素冷媒が循環するヒートポンプ等の冷凍サイクルに介挿され、当該冷凍サイクルは冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機等に組み込まれている。この冷凍サイクルは、後述の膨張機８により冷媒の膨張エネルギーを動力に変換して圧縮機１２を回転させ、圧縮機１２は上記２段圧縮機を構成する図示しない高段側圧縮機の駆動をアシストしている。
【００１７】
流体機械１は、ハウジング（密閉容器）２を備え、ハウジング２には、流体機械１を駆動する駆動軸４がその長手方向を鉛直方向に配して延設されている。
駆動軸４の上端には、駆動軸４の軸心から偏心される上側偏心軸部（一端偏心軸部）６が一体に形成され、上側偏心軸部６には、軸受部７を介して膨張機（駆動側スクロールユニット）８が連結されている。
【００１８】
一方、駆動軸４の下端には、駆動軸４の軸心から偏心される下側偏心軸部（他端偏心軸部）１０が一体に形成され、下側偏心軸部１０には軸受部１１を介して圧縮機（被駆動側スクロールユニット）１２が連結されており、換言すると、ハウジング２には、上から順に、共通の駆動軸４が連結された膨張機８、圧縮機１２が鉛直方向に収容されている。
ハウジング２は、流体機械１の円筒胴部をなすセンターシェル１４と、駆動軸４の上端側を軸受部１５を介して回転自在に支持する上側フレーム１６と、流体機械１の上部を覆うキャップ状のトップシェル１８と、駆動軸４の下端側を軸受部１９を介して回転自在に支持する下側フレーム２０と、流体機械１の下部を覆うキャップ状のボトムシェル２２とから構成されている。
【００１９】
ハウジング２は、これらシェル１４，１８，２２、及びフレーム１６，２０によって密閉され、その内部に上記外部回路から取り込んだ流体機械１の作動流体としての冷媒の圧力が作用している。
詳しくは、トップシェル１８には、外部回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管２４が接続され、トップシェル１８の内側には吸入管２４が開口される吸入室２６が形成されている。また、上側フレーム１６には、吸入管２４、吸入室２６、膨張機８を順次経由した冷媒をハウジング２の外部へ吐出する吐出管２８が接続されている。
【００２０】
一方、下側フレーム２０には、外部回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管３０が接続され、ボトムシェル２２には、吸入管３０から吸入され圧縮機１２を経由した冷媒をハウジング２の外部へ吐出する吐出管３２が接続され、吐出管３２はボトムシェル２２の内側に形成された吐出室３４に開口されている。
センターシェル１４の内部は、隔壁３６によって膨張機８側の空間３８と圧縮機１２側の空間４０とに仕切られ、隔壁３６の駆動軸４の貫通位置にはメカニカルシール４２が装着され、メカニカルシール４２は駆動軸４の駆動を妨げることなく空間３８と空間４０との間を気密にシールしている。
【００２１】
膨張機８は、可動スクロール４４及び固定スクロール４６から構成され、各スクロール４４，４６には渦巻き状のラップが対向して立設されている。
可動スクロール４４は上側フレーム１６の台座部に自転することなく公転旋回運動可能に支持され、可動スクロール４４のラップの立設面と反対側の背面にボス部４８が突設され、ボス部４８には上側偏心軸部６が連結される。
【００２２】
固定スクロール４６は上側フレーム１６に固定され、固定スクロール４６の中央部には吸入室２６に開口した吸入孔５０が貫通して形成され、固定スクロール４６の外周内部には吐出管２８が接続された吐出室５２が形成されている。
上述した膨張機８によれば、吸入管２４から吸入された冷媒は、吸入室２６、吸入孔５０を経て膨張機８に取り込まれ、可動及び固定スクロール４４，４６が互いに協働することによって各スクロール４４，４６のラップ間に形成された膨張室にて膨張される。膨張室は、各スクロール４４，４６の外周側に向けて移動しながらその容積が増大され、これに伴い可動スクロール４４が固定スクロール４６の軸心周りに公転旋回運動される。
【００２３】
駆動軸４は、可動スクロール４４の公転旋回運動に伴って回転駆動され、可動スクロール４４の公転旋回運動、ひいては駆動軸４の駆動力発生に供した冷媒は吐出室５２を経て吐出管２８を介しハウジング２外の外部回路へ送出される。
一方、圧縮機１２は、可動スクロール５４及び固定スクロール５６から構成され、各スクロール５４，５６には渦巻き状のラップが対向して立設されている。
【００２４】
可動スクロール５４は下側フレーム２０の台座部に自転することなく公転旋回運動可能に支持され、そのラップの立設面と反対側の背面にボス部５８が突設され、ボス部５８には下側偏心軸部１０が連結される。
固定スクロール５６は下側フレーム２０に固定され、固定スクロール５６の中央部には吐出室３４に開口した吐出孔６０が貫通して形成され、固定スクロール５６の外周内部には吸入管３０が接続された吸入室６２が形成されている。
【００２５】
上述した圧縮機１２によれば、吸入管３０から吸入された冷媒は、吸入室６２を経て圧縮機１２に取り込まれ、可動及び固定スクロール５４，５６が互いに協働することによって各スクロール５４，５６のラップ間に形成された圧縮室にて圧縮される。圧縮室は、ボス部５８を介する駆動軸４の回転によって可動スクロール５４が固定スクロール５６の軸心周りに公転旋回運動することにより、各スクロール５４，５６の中心に向けて移動しながらその容積が減少される。
【００２６】
そして、圧縮室の容積の減少に伴い高圧にされた冷媒は、吐出孔６０、吐出室３４を経て吐出管３２を介しハウジング２外の外部回路へ送出される。
一方、隔壁３６の上下側の空間３８，４０には、それぞれ膨張機８の各スクロール４４，４６、圧縮機１２の各スクロール５４，５６を潤滑するための潤滑油が貯留される上側潤滑油室（潤滑油室）６４及び下側潤滑油室（潤滑油室）６６が形成されている。
【００２７】
詳しくは、駆動軸４内には、その上端、下端にそれぞれ開口する油路６８，７０が駆動軸４の軸線方向に沿って穿孔され、油路６８，７０は、それぞれ駆動軸４の径方向に沿って穿孔された給油孔７２，７４によって各潤滑油室６４，６６に連通されている。
上側潤滑油室６４に貯留される潤滑油は、給油孔７２、油路６８を経て駆動軸４の上端から吐出され、上側フレーム１６のボス部４８の収容部７６を満たす。この収容部７６に満たされた潤滑油は、軸受部１５を潤滑しながら駆動軸４に沿って上側潤滑油室６４に流下される一方、可動スクロール４４の外側の空間７８を経て固定スクロール４６に対する可動スクロール４４の摺動面８０に供給され、その後は吐出室５２を経て冷媒と共に吐出管２８から送出される。
【００２８】
ここで、膨張機８では、上側フレーム１６と可動スクロール４４の背面との間には、可動スクロール４４の背圧室が形成され、背圧室は、上側潤滑油室６４の潤滑油が供給されることにより発生する背圧によって可動スクロール４４を固定スクロール４６に対して押圧しており、圧縮機１２においても同様の背圧室が形成される。
一方、下側潤滑油室６６に貯留される潤滑油は、給油孔７４、油路７０を経て駆動軸４の下端から吐出され、下側フレーム２０のボス部５８の収容部８２を満たす。この収容部８２に満たされた潤滑油は、可動スクロール５４の外側の空間８４を経て固定スクロール５６に対する可動スクロール５４の摺動面８６に供給され、その後は吐出孔６０、吐出室３４を経て冷媒と共に吐出管３２から送出される。
【００２９】
また、センターシェル１４の隔壁３６よりも上側には、潤滑油吸入管８８、潤滑油吐出管９０が接続され、これら管８８，９０は上側潤滑油室６４に開口しており、一方、センターシェル１４の隔壁３６よりも下側にも、潤滑油吸入管９２、潤滑油吐出管９４が接続されており、これら管９２，９４は下側潤滑油室６６に開口している。そして、潤滑油吸入管８８，９２及び潤滑油吐出管９０，９４によって上側潤滑油室６４及び下側潤滑油室６６の潤滑油量が適宜制御される。
【００３０】
詳しくは、圧縮機１２側の下側潤滑油室６６を例に説明すると、吐出管３２から冷媒と共に送出された潤滑油は、潤滑油循環回路（潤滑油循環手段）９６を介して冷媒と分離されて潤滑油吸入管９２から下側潤滑油室６６に供給され、下側潤滑油室６６に貯留された潤滑油は摺動面８６等の潤滑に供される他、潤滑油吐出管９４から適宜吐出されて潤滑油循環回路９６を循環する。
【００３１】
潤滑油循環回路９６は、吐出管３２及び潤滑油吸入管９２に接続される循環路９８に、潤滑油の流れ方向から順に、オイルセパレータ１００、オイルチャンバ１０２、調整弁１０４が介挿されている。
オイルセパレータ１００は、圧縮機１２を経た高圧冷媒に含まれる潤滑油を分離し、分離された潤滑油をオイルチャンバ１０２に送出する。一方、分離された冷媒はオイルセパレータ１００に接続される冷媒管１０６を介して外部回路等に送出される。
【００３２】
オイルチャンバ１０２は、オイルセパレータ１００にて分離された潤滑油を一旦貯留し、調整弁１０４側に送出している。
調整弁１０４は、例えばオイルチャンバ１０２に貯留される潤滑油の圧力に応じて下側潤滑油室６６に供給する潤滑油量を制御している。
ところで、本実施形態では、各偏心軸部６，１０は駆動軸４の回転方向の同位相、換言すると同一方向に偏心して形成され、これより膨張機８及び圧縮機１２は同位相にて駆動される。そして、駆動軸４には、各偏心軸部６，１０間の各偏心軸部６，１０の位相から駆動軸４の回転方向に１８０°ずらした位相に突出するようにして１つのバランスウェイト１０８が支持、固定されている。
【００３３】
バランスウェイト１０８は隔壁３６の下側の空間４０に設けられ、潤滑油循環回路９６は、空間４０に形成される下側潤滑油室６６の潤滑油の油面がバランスウェイト１０８の下側で且つ給油孔７４の上側になるように、例えば、図示しないレベルセンサにより下側潤滑油室６６の潤滑油の油面のレベルを検出し、検出された油面のレベルに応じて調整弁１０４を調整することにより下側潤滑油室６６の油面制御を行っている（油面制御手段）。なお、上記レベルセンサによらなくとも、潤滑油吐出管９４を図１の潤滑油吸入管９２と同程度の高さ位置であって、バランスウエイト１０８より若干下側に接続し、潤滑油吐出管９４をオーバーフロー管として利用することにより、当該油面制御を行っても良い。
【００３４】
図２は、駆動軸４に連結された可動スクロール４４，５４、及び駆動軸４に装着されたバランスウエイト１０８を拡大して示した概略図であり、この図を用いて膨張機８、圧縮機１２、及びバランスウェイト１０８の静的及び動的なアンバランスを調整するための設計が行われる。
バランスウェイト１０８は、その駆動軸４の軸心を基点とする静アンバランスが膨張機８及び圧縮機１２に係る静アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定される。
【００３５】
静アンバランスは、対象物の重心Ｇの駆動軸４の軸心からの偏心距離Ｌe(cm)に対象物の重量Ｗ(g)を乗じた値ＳＵＢ(g・cm)であって、駆動軸４が回転駆動していない状態のアンバランスの度合いの大きさを表している。
また、バランスウェイト１０８は、その膨張機８の摺動面８０を基点とする動アンバランスが膨張機８及び圧縮機１２に係る動アンバランスの合計を打ち消すべく所定の許容範囲に設定される。
【００３６】
動アンバランスは、対象物の静アンバランスＳＵＢ(g・cm)に重心Ｇの摺動面８０からの軸距離Ｌs(cm)を乗じた値ＤＵＢ(g・cm2)であって、駆動軸４が回転駆動している状態のアンバランスの度合いの大きさ、即ち対象物の回転モーメントに係る値を表している。
具体的には、以下の表１に示されるように、可動スクロール４４、上側偏心軸部６、軸受部７のそれぞれの偏心距離Ｌe、重量Ｗ、軸距離Lsを計測することにより、膨張機８の静アンバランスSUB、及び動アンバランスDUBを算出し、一方、可動スクロール５４、下側偏心軸部１０、軸受部１１のそれぞれの偏心距離Ｌe、重量Ｗ、軸距離Lsを計測することにより、圧縮機１２の静アンバランスSUB、及び動アンバランスDUBを算出している。
【００３７】
【表１】
2010144605.tif 000003
【００３８】
そして、膨張機８、圧縮機１２、及びバランスウェイト１０８の、静アンバランスSUBの合計値である合計静アンバランスSUBt、及び動アンバランスDUBの合計値である合計動アンバランスDUBtが所定の許容範囲に収まるように、バランスウェイト１０８の静アンバランスSUB及び動アンバランスDUBが設定される。
詳しくは、先ず、バランスウェイト１０８の軸距離Lsをバランスウェイト１０８が隔壁３６の下側で且つ給油孔７４の上側に位置づけられるように予め設定し、次に、合計静アンバランスSUBtが目標値TSUBになるようにバランスウェイト１０８の静アンバランスSUBを設定するべく、バランスウェイト１０８の偏心距離Le3及び重量W4を決定する。
【００３９】
なお、バランスウエイト１０８の設置に際して、センターシェル１４の内径等の制約を受ける場合には、図２に示されるようなバランスウエイト１０８の形状や隔壁３６の形状に限らず、例えば、隔壁３６のセンターシェル１４側の外端部を上側に持ち上げるようにして斜めに形成し、バランスウエイト１０８も隔壁３６の形状に合わせて斜めに形成することにより、バランスウエイト１０８の外径寸法を小さくしつつその重量W4を確保することも可能である。
【００４０】
最後に、バランスウエイト１０８の静アンバランスSUBに、予め設定されたバランスウェイト１０８の軸距離Ls4を乗じてバランスウエイト１０８の動アンバランスDUBが設定され、ひいては合計動アンバランスDUBtが決定される。
ここで、上述した膨張機８及び圧縮機１２の動アンバランスDUBの上記各決定要素(静アンバランスSUB、及び軸距離Ls)、ひいては膨張機８及び圧縮機１２の静アンバランスSUBの上記各決定要素(偏心距離Ｌe、即ち重心Ｇの位置、及び重量Ｗ)を予め調整して設定することにより、合計動アンバランスDUBtは、所定の許容範囲（-TDUB≦DUBt≦TDUB）に収まるように決定される。
【００４１】
以上のように、本実施形態では、各偏心軸部６，１０を駆動軸４の回転方向の同位相に偏心して設け、バランスウェイト１０８をその重心Ｇ3が各偏心軸部６，１０の位相から駆動軸４の回転方向に１８０°ずらした位相に位置づけられるようにして１つ設ける。これにより、膨張機８及び圧縮機１２のバランスを１つのバランスウェイト１０８で調整することができるため、膨張機８及び圧縮機１２をそれぞれ独立してバランスさせるために膨張機８及び圧縮機１２ごとにバランスウェイト１０８を設けることが防止される。従って、流体機械１の特に鉛直方向の長さを短くすることができるため、流体機械１の小型化を実現することができ、しかも、バランスウェイト１０８の数を減らすことができるため、流体機械１の軽量化を実現することができる。
【００４２】
また、バランスウェイト１０８は、その駆動軸４の軸心を基点とする静アンバランスSUBが膨張機８及び圧縮機１２に係る静アンバランスSUBの合計を打ち消すべく所定の目標値TSUBになるように予め設定される。
しかも、バランスウェイト１０８は、その膨張機８の可動スクロール４４の摺動面８０を基点とする動アンバランスDUBが膨張機８及び圧縮機１２に係る動アンバランスDUBの合計を打ち消すべく所定の許容範囲（-TDUB≦DUBt≦TDUB）に収まるように予め設定される。これにより、重量W、ひいては回転駆動モーメントの異なる膨張機８及び圧縮機１２の静動アンバランスSUB,DUBをそれぞれ独立して打ち消して静的且つ動的にバランスさせるために膨張機８及び圧縮機１２ごとに複数のバランスウェイト１０８を設けることが防止されるため、流体機械１の更なる小型化及び軽量化を実現することができる。
【００４３】
更に、バランスウェイト１０８は隔壁３６の下側に設けられ、潤滑油循環回路９６は、隔壁３６の下側に形成される下側潤滑油室６６の潤滑油の油面がバランスウェイト１０８の下側になるように油面制御を行う。これにより、バランスウェイト１０８が潤滑油に浸されて潤滑油を撹拌することによる撹拌抵抗が排除され、ひいてはこの撹拌抵抗による膨張機８及び圧縮機１２を排除することができるため、流体機械１の作動効率を大幅に向上することができる。
【００４４】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、図１、２に示されるように、膨張機８及び圧縮機１２はほぼ同程度の大きさのスクロールユニットを有しているが、スクロールユニットの大きさ、ひいてはその駆動力を異ならしめても、上記表１に示されるような静動アンバランスSUB,DUBを算出してこれらの各決定要素を予め調整すれば、流体機械１の静動アンバランスSUB,DUBを１つのバランスウェイト１０８で調整することは可能である。
【００４５】
また、上記実施形態では、潤滑油循環回路９６が下側潤滑油室６６の潤滑油の油面制御を行うが、この油面制御を行わず、潤滑油循環回路９６によって下側潤滑油室６６の潤滑油の油面が上昇し、バランスウェイト１０８が潤滑油に浸されたとしても、バランスウェイト１０８は１つで足りるため、少なくともバランスウェイト１０８を複数設ける場合に比して、バランスウェイト１０８が潤滑油を撹拌することによる撹拌抵抗が低減され、ひいてはこの撹拌抵抗による膨張機８及び圧縮機１２の動力ロスを低減することができ、流体機械１の作動効率を向上することができる。
【００４６】
更に、上記実施形態では、バランスウェイト１０８を下側潤滑油室６６内に設けているが、これに限らず上側潤滑油室６４に設けても良い。具体的には、上側潤滑油室６４を若干大きくするか、或いは上側潤滑油室６４に貯留される潤滑油の量を少なくし、その油面を低く制御することによって、バランスウェイト１０８が上側潤滑油室６４の油面の上側に位置づけられるようにし、その分、下側潤滑油室６６を小さくするか、或いは下側潤滑油室６６に貯留される潤滑油の量を少なくし、その油面を低く制御することによって、上記と同様に流体機械１の小型化及び軽量化を図ることができる。
【００４７】
更にまた、上記実施形態では、隔壁３６を設けて上側潤滑油室６４と下側潤滑油室６６とを区画しているが、隔壁３６を排除して１つの潤滑油室を設けた場合にも適用可能である。
また、上記実施形態では、駆動側スクロールユニットが膨張機８であって、被駆動側スクロールユニットは膨張機８の下側に設けられた圧縮機１２であるが、２つのスクロールユニットの何れかが駆動側及び被駆動側のスクロールユニットであれば良く、膨張機８、圧縮機１２のユニット種別や、上下の配置は限定されない。但し、本実施形態によれば、少なくとも、冷凍サイクルを循環する冷媒の吐出圧力によって膨張機８を駆動し、この駆動力によって圧縮機１２を駆動する圧縮機一体型膨張機を構成することができる。この圧縮機一体型膨張機を例えばヒートポンプに組み込むことによって、ヒートポンプ、ひいてはヒートポンプが搭載されるヒートポンプ式給湯機等の小型化及び軽量化を図ることができて好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクロール型流体機械を示した縦断面図である。
【図２】図１の駆動軸に連結された膨張機及び圧縮機の可動スクロール、及び駆動軸に装着されたバランスウエイトを拡大して示した概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    スクロール型流体機械
２    ハウジング（密閉容器）
４    駆動軸
６    上端偏心軸部（一端偏心軸部）
８    膨張機（駆動側スクロールユニット）
１０    下端偏心軸部（他端偏心軸部）
１２    圧縮機（被駆動側スクロールユニット）
６４    上側潤滑油室（潤滑油室）
６６    下側潤滑油室（潤滑油室）
９６    潤滑油循環回路（潤滑油循環手段）
１０８    バランスウェイト
【図１】
2010144605.tif 000004
【図２】
2010144605.tif 000005