(57)【要約】【課題】軸受の摩耗などを抑制すること、及び揺動スクロールの渦巻体及び固定スクロールの渦巻体の摩耗などを抑制することを実現するスクロール圧縮機を提供することを目的としている。【解決手段】第１渦巻体が形成されている固定スクロールと、第１渦巻体とともに冷媒を圧縮する第２渦巻体が形成され、固定スクロールとの間に圧縮室を形成する揺動スクロールと、揺動スクロールに駆動力を伝えるピン部を有し、揺動スクロールを駆動する軸と、揺動スクロールとピン部との間に介在し、揺動スクロールの揺動半径を可変とするスライダと、遠心力がスライダに設けられた遠心力支持部及び軸に設けられた遠心力支持部で支持されるように構成されたバランスウェイトと、を備えたものである。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１渦巻体が形成されている固定スクロールと、
前記第１渦巻体とともに冷媒を圧縮する第２渦巻体が形成され、前記固定スクロールとの間に圧縮室を形成する揺動スクロールと、
前記揺動スクロールに駆動力を伝えるピン部を有し、前記揺動スクロールを駆動する軸と、
前記揺動スクロールとピン部との間に介在し、前記揺動スクロールの揺動半径を可変とするスライダと、
遠心力が前記スライダに設けられた遠心力支持部及び前記軸に設けられた遠心力支持部で支持されるように構成されたバランスウェイトと、
を備えた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記バランスウェイトは、
前記ピン部に設けられた前記遠心力支持部と押し付け合う第１押付面、及び前記スライダに設けられた前記遠心力支持部と押し付け合う第２押付面が形成され、前記ピン部に隣接するように前記スライダ内に収容される収容部を有する
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】
前記バランスウェイトは、
前記収容部の下端側から、前記揺動スクロールが駆動したときに前記揺動スクロールに働く遠心力の方向とは反対側に延出するように形成されているバランス部を有する
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】
前記軸に設けられた前記遠心力支持部と前記バランスウェイトとの間に弾性体を備えた
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５】
前記バランスウェイトは、
前記軸に設けられた前記遠心力支持部と押し付け合う第１押付面が形成されている按分支持ウェイトと、
前記スライダに設けられた前記遠心力支持部と押し付け合う第２押付面が形成され、前記按分支持ウェイトと当接するスライダ支持ウェイトとを有する
ことを特徴とする請求項１又は４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ものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロール型圧縮機には、揺動スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体の側面同士を接触させることにより、渦巻体から冷媒が漏れることを抑制し、高効率に冷媒を圧縮できるようにする、いわゆる可変半径クランク機構が設けられているものが存在している。
この可変クランク機構には、圧縮に伴ない揺動スクロールに作用するガス荷重の分力を側面の押付力として利用し、揺動運動する部品に作用する遠心力が渦巻側面で支持されないようにする、ガス荷重利用タイプの例がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、クランク半径を可変とする機構部品（たとえば、ブッシュ又はスライダ）に、揺動運動部品群（揺動スクロール、ブッシュ、又はスライダなど）の遠心力をキャンセルする（打ち消す）バランスウェイトを一体とする構成を設けたものである。
【０００４】
また、バランスウェイトによる遠心力のキャンセル量を揺動運動部品群の遠心力の８０〜９７％とし、キャンセルしなかった遠心力を揺動スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体との押付力として利用し、圧縮室のシール性を向上させたスクロール型圧縮機も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−１２９７９１号公報（たとえば、図２参照）
【特許文献２】特開平７−１５１０８０号公報（たとえば、段落［００３２］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術は、バランスウェイトをブッシュと一体としたものであり、特許文献２に記載の技術は、バランスウェイトはブッシュと別部品ながら一体化して作動するものである。そして、いずれの技術においても、バランスウェイトのアンバランス量により、遠心力のキャンセル率（特許文献１では１００％、特許文献２では８０〜９７％）が決定される。なお、揺動スクロールの遠心力のキャンセル分については、渦巻体側面で支持されずに揺動スクロールとブッシュとの間の揺動軸受荷重として作用している。
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、キャンセル率１００％となるようなアンバランス量のバランスウェイトの軸方向重心が揺動運動部品群の重心と同一面内で運動する場合を除いては、キャンセル不足分及びモーメントを釣合せるために、ブッシュ一体のバランスウェイト以外に最低２個のバランサが必要となる。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、ブッシュ一体のバランスウェイト以外に最低２個のバランサが必要となる分、スクロール圧縮機の製造コストが増大してしまう可能性があった。
【０００８】
また、特許文献１に記載の技術、特許文献２に記載の技術ともに、揺動スクロールが駆動している際の揺動スクロールの遠心力のキャンセル率が一定であるために、常に遠心力の８０％以上をキャンセルさせると、揺動軸受荷重として作用するキャンセル分の遠心力荷重が高速運転時に過大となり、揺動軸受が摩耗してしまう可能性があった。
すなわち、特許文献１に記載の技術、特許文献２に記載の技術ともに、（１）揺動スクロールの遠心力をキャンセルさせるために発生する揺動軸受での荷重が、高速運転するほど大きくなり、揺動軸受の摩耗、及び焼き付きなどの原因となって、スクロール圧縮機が破損してしまうという課題があった。
【０００９】
一方、特許文献１に記載の技術のようなバランスウェイトとブッシュの一体化、特許文献２に記載の技術のようなバランスウェイトとブッシュとの一体化した作動、いずれも行なわないような可変クランク機構を構成し、回転軸または回転軸と一体化した電動機のロータに第１バランサ及び第２バランサを設けたスクロール圧縮機では、キャンセル率０％なので、バランサの遠心力は軸と静止部材との間の主軸受荷重及び副軸受荷重として作用し、揺動運動部品群の遠心力は揺動スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体との押付力として作用する。
このようなスクロール圧縮機では、（２）主軸受荷重及び副軸受の摩耗、及び焼き付きなど、及び（３）揺動スクロールの渦巻体及び固定スクロールの渦巻体の摩耗、及び焼き付きなどが原因となって、スクロール圧縮機が破損してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような課題のうちの少なくとも１つを解決するためになされたもので、軸受の摩耗などを抑制すること、及び揺動スクロールの渦巻体及び固定スクロールの渦巻体の摩耗などを抑制することを実現するスクロール圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るスクロール圧縮機は、第１渦巻体が形成されている固定スクロールと、第１渦巻体とともに冷媒を圧縮する第２渦巻体が形成され、固定スクロールとの間に圧縮室を形成する揺動スクロールと、揺動スクロールに駆動力を伝えるピン部を有し、揺動スクロールを駆動する軸と、揺動スクロールとピン部との間に介在し、揺動スクロールの揺動半径を可変とするスライダと、遠心力がスライダに設けられた遠心力支持部及び軸に設けられた遠心力支持部で支持されるように構成されたバランスウェイトと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るスクロール圧縮機によれば、上記構成を有しているので、揺動スクロールの遠心力をキャンセルするのに利用される力が、スライダに設けられた遠心力支持部とバランスウェイトとの間に作用するとともに（ＦBS）、軸に設けられた遠心力支持部とバランスウェイトとの間に作用する（ＦBP）。
このように、力を分割することができる分、（１）スライダとバランスウェイトとの間に作用する力（ＦBS）を抑制することにより、揺動軸受の摩耗などを抑制することができる。また、（２）軸とバランスウェイトとの間に作用する力（ＦBP）を抑制することにより、主軸受及び副軸受の摩耗も抑制するとともに、（３）揺動スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体との押し付け合う力を抑制することにより、揺動スクロールの渦巻体及び固定スクロールの渦巻体の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機が搭載された冷凍サイクル装置の冷媒回路構成例図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の概略縦断面図である。
【図３】バランスウェイトが非一体の可変半径クランク機構を有する比較例のスクロール圧縮機の概略縦断面図である。
【図４】図３に示すスクロール圧縮機の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。
【図５】バランスウェイトが一体の比較例の可変半径クランク機構、及びバランスウェイトが非一体の可変半径クランク機構に発生する力を説明する縦断面図である。
【図６】（ａ）が図５（ａ）に対応する力のバランス図であり、（ｂ）が図５（ｂ）に対応する力のバランス図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の可変半径クランク機構を説明する縦断面図ある。
【図９】可変半径クランク機構が完全な剛体であると仮定した場合の渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）が図７に示す第２押付面で支持されている場合のグラフであり、（ｂ）が図７に示す第１押付面で支持されている場合のグラフである。
【図１０】バランスウェイトとピン部との間に弾性体を設けた場合の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）がｘ（バランスウェイト比）＜１００％の場合のグラフであり、（ｂ）がｘ＝１００％の場合のグラフであり、（ｃ）がｘ＞１００％の場合のグラフである。
【図１２】可変半径クランク機構が高速回転、又は低速回転しているときの各構成に発生する力を説明する縦断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機において、渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）がｘ＜１００％の場合のグラフであり、（ｂ）がｘ＝１００％の場合のグラフであり、（ｃ）がｘ＞１００％の場合のグラフである。
【図１５】図１３に示すバランスウェイトの変形例である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機において、渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）がｘ＜１００％の場合のグラフであり、（ｂ）がｘ＝１００％の場合のグラフであり、（ｃ）がｘ＞１００％の場合のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．  
図１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機が搭載された冷凍サイクル装置１００の冷媒回路構成例図である。図２は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の概略縦断面図である。図１及び図２を参照して冷凍サイクル装置１００及びスクロール圧縮機１の構成について説明する。
本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、軸受の摩耗などを抑制すること、及び揺動スクロール１２の渦巻体１２ｂ及び固定スクロール１１の渦巻体１１ｂの摩耗などを抑制する改良が加えられたものである。
【００１５】
［冷凍サイクル装置１００の構成］
冷凍サイクル装置１００は、たとえば、冷蔵庫、冷凍庫などの冷凍装置、空気調和装置、及び給湯機などに該当するものであり、本実施の形態１では冷凍サイクル装置１００が空気調和装置である場合を一例として説明する。
冷凍サイクル装置１００は、利用側である室内機１０１と、熱源側である室外機１０２とを有している。そして、冷凍サイクル装置１００は、冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機１と、一方がスクロール圧縮機１の冷媒吐出側に接続され、スクロール圧縮機１から流出する冷媒を凝縮させる熱源側熱交換器２と、一方が熱源側熱交換器２に接続され、熱源側熱交換器２から流出する冷媒を減圧させる膨張弁３と、一方が膨張弁３に接続され、他方がスクロール圧縮機１の冷媒吸入側に接続され、膨張弁３から流出する冷媒を蒸発させる利用側熱交換器４と、冷媒の流路を切り替える四方弁５とを有している。
なお、室内機１０１には、利用側熱交換器４及び図示省略の利用側熱交換器４に付設される室内ファンなどが搭載されている。また、室外機１０２には、スクロール圧縮機１、熱源側熱交換器２、膨張弁３及び四方弁５が搭載されている。
【００１６】
［スクロール圧縮機１の構成］
スクロール圧縮機１は、外郭を構成する密閉容器２１と、密閉容器２１に冷媒を導く吸入管２３及び圧縮された冷媒を吐出する吐出管２４と、密閉容器２１内の空間を区画するサブフレーム１１０と、冷凍機油が貯留される底部油溜２２と、冷媒を圧縮するための渦巻体１１ｂが形成された固定スクロール１１とを有している。
また、スクロール圧縮機１は、冷媒を圧縮するのに利用される渦巻体１２ｂが形成された揺動スクロール１２と、揺動スクロール１２を収容するフレーム１４と、揺動スクロール１２を回転させる軸１５と、軸１５を回転させる電動機１３９と、揺動スクロール１２を揺動運動させるオルダムリング１３と、フレーム１４と揺動スクロール１２との間に設けられているバランスウェイト３１とを有している。
【００１７】
（密閉容器２１）
密閉容器２１は、スクロール圧縮機１の外郭を構成するものである。密閉容器２１内には、固定スクロール１１、揺動スクロール１２、フレーム１４、軸１５、電動機１３９、及びオルダムリング１３などが設けられている。
また、密閉容器２１の側面には密閉容器２１内と連通する吸入管２３が接続されている。さらに、密閉容器２１の上部には、固定スクロール１１と揺動スクロール１２とによって圧縮された冷媒が吐出される吐出管２４が接続されている。
【００１８】
（吸入管２３及び吐出管２４）
吸入管２３は、スクロール圧縮機１に流入する冷媒を、密閉容器２１内に導くための配管である。吸入管２３は、密閉容器２１内と連通するように、密閉容器２１の側面に設けられている。
吐出管２４は、スクロール圧縮機１で圧縮された冷媒を吐出させるための配管であり、一方が密閉容器２１の上部空間と連通し、他方が四方弁５に連通している。
【００１９】
（サブフレーム１１０）
サブフレーム１１０は、密閉容器２１内の空間を区画するように設けられ、軸１５の下端側を回転自在に支持する副軸受２０が設けられているものである。サブフレーム１１０の下側には、底部油溜２２が設けられており、サブフレーム１１０の上側には、電動機１３９が設けられている。
【００２０】
（底部油溜２２）
底部油溜２２は、冷凍機油を貯留するものである。この底部油溜２２は、サブフレーム１１０の下側に設けられているものである。
なお、底部油溜２２に貯留されている冷凍機油は、軸１５の下側端部に設けられたオイルポンプによって、軸１５に形成される冷凍機油通路（図示省略）を通って揺動スクロール１２側に引き上げられるようになっている。
【００２１】
（固定スクロール１１）
固定スクロール１１は、揺動スクロール１２とともに冷媒を圧縮するものである。固定スクロール１１は、揺動スクロール１２に対して対向配置されている。固定スクロール１１は、水平面に対して略平行な台板１１ａと、台板１１ａの下面から下側に突出して形成された渦巻体１１ｂとを有している。
【００２２】
台板１１ａは、渦巻体１１ｂ、揺動スクロール１２及びフレーム１４とともに、圧縮室Ａを構成するものである。台板１１ａは、水平面に対して略平行であって、その外周面が密閉容器２１の内周面に対向するとともに、台板１１ａの下端面のうちの外側がフレーム１４の上部と対向するように、密閉容器２１内で固定されているものである。
台板１１ａは、平板形状の部材であり、その中央部に、圧縮室Ａで圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート１１１と、この吐出ポート１１１と連通する凹状部１１ｄとが形成されている。なお、台板１１ａの中央部とは、台板１１ａを水平断面視したときにおける径方向の中央部に対応するものである。
【００２３】
吐出ポート１１１は、一方が圧縮室Ａと連通し、他方が凹状部１１ｄと連通するように台板１１ａの上下方向に延びるように形成されているものである。なお、吐出ポート１１１には、予め設定された圧力以上となると吐出ポート１１１を開放する吐出弁２５によって閉塞されている。
凹状部１１ｄは、上側から下側に向かって凹状となるように形成されているものであり、吐出ポート１１１との接続位置に、吐出弁２５が設けられている。
吐出弁２５は、予め設定された圧力より小さいと吐出ポート１１１を閉塞し、圧縮室Ａ側から吐出管２４側に冷媒が流れることを規制するが、予め設定された圧力以上となると吐出ポート１１１を開放するものである。
【００２４】
渦巻体１１ｂは、揺動スクロール１２の渦巻体１２ｂとともに、揺動スクロール１２の揺動により容積が変化する圧縮室Ａを形成するものである。この渦巻体１１ｂは、水平断面が渦巻形状をしているものである。
【００２５】
（揺動スクロール１２）
揺動スクロール１２は、固定スクロール１１とともに冷媒を圧縮するものである。揺動スクロール１２は、固定スクロール１１に対して対向配置されている。揺動スクロール１２は、水平面に対して平行な台板１２ａと、台板１２ａの上面から上側に突出して形成された渦巻体１２ｂと、台板１２ａの下側に形成されたボス部１２１とを有している。
【００２６】
台板１２ａは、渦巻体１２ｂ、固定スクロール１１及びフレーム１４とともに、圧縮室Ａを構成するものである。台板１２ａは、円板形状の部材であり、軸１５の回転によってフレーム１４内で揺動運動するものである。
台板１２ａは、フレーム１４上で揺動するようにフレーム１４に支持されて設けられているものである。そして、台板１２ａは、軸１５が回転することによってフレーム１４上で揺動運動する。
渦巻体１２ｂは、固定スクロール１１の渦巻体１１ｂとともに冷媒を圧縮するものである。また、渦巻体１２ｂは、台板１２ａ及び固定スクロール１１とともに圧縮室Ａを構成するものである。この渦巻体１２ｂは、渦巻体１１ｂと対応するように、水平断面が渦巻形状をしているものである。
ボス部１２１は、台板１２ａの下側に形成された中空円筒形状の部材であり、揺動軸受としての機能を有するものである。ボス部１２１には、軸１５の上端側が接続される。すなわち、ボス部１２１に接続されている軸１５が回転することで揺動スクロール１２が回転するということである。
【００２７】
なお、揺動スクロール１２は、フレーム１４とは別部材として設置された張出し部１４１に軸方向のスラスト荷重を支持されるとともに、張出し部１４１との間でオルダムリング１３により自転を規制されて揺動運動する。この揺動運動により、固定スクロール１１の渦巻体１１ｂとの組合せで形成された圧縮室Ａの容積を変化させることができる。
【００２８】
（フレーム１４）
フレーム１４は、揺動スクロール１２が摺動自在に、揺動スクロール１２を収容するものである。すなわち、フレーム１４の上面と揺動スクロール１２の台板１２ａの下面とによって、摺動面が形成されている。
フレーム１４の径方向の中央側には、軸１５が挿入される開口形成されており、軸１５を回転自在に支持する主軸受１４Ａが設けられている。また、フレーム１４は、その外周面が密閉容器２１の内周面に対向するとともに、自身の外側上部と固定スクロール１１の台板１１ａの下端面のうちの外側とが対向するように、密閉容器２１内で固定されているものである。
【００２９】
（軸１５）
軸１５は、揺動スクロール１２に駆動力を伝えるものであり、上側端部に揺動スクロール１２のボス部１２１に接続されるピン部１５１が設けられ、ピン部１５１よりも下側であって後述する電動機１３９のロータ１８よりも上側に揺動運動のバランスをとる第１バランサ１６が設けられている。また、軸１５の内部には、底部油溜２２から各摺動部に冷凍機油を供給するのに利用される冷凍機油通路（図示省略）が形成されている。
ピン部１５１は、軸１５の中心軸に対して水平方向に予め設定された寸法をずらして形成されている部分である。また、ピン部１５１には、バランスウェイト３１と押し付け合う面が形成された遠心力支持部１５１ａが設けられている（図７のＦBP参照）。
第１バランサ１６は、軸１５のうちの電動機１３９の上側であってフレーム１４の下側に設けられているものである。第１バランサ１６は、揺動スクロール１２及びオルダムリング１３の運動に伴うアンバランスを抑制するのに利用される。
【００３０】
（電動機１３９）
電動機１３９は、軸１５を回転させるものである。この電動機１３９は、密閉容器２１に固着支持されたステータ１９と、ステータ１９と組み合わされることでトルクを発生するロータ１８とから構成されている。
電動機１３９は、揺動スクロール１２、及び固定スクロール１１などが設けられる上部空間と、底部油溜２２が設けられる下部空間とを区画するように設けられている。
【００３１】
ステータ１９は、たとえば、積層鉄心に複数相の巻線を装着して構成されている。
ロータ１８は、たとえば、内部に図示省略の永久磁石を有し、ステータ１９の内周面との間に、予め設定された空隙が形成されるように軸１５に支持されているものである。そして、ロータ１８は、ステータ１９への通電がなされると回転駆動し、軸１５を回転させるものである。なお、ロータ１８には、揺動スクロール１２とオルダムリング１３の運動に伴うアンバランスを抑制するのに利用される第２バランサ１７が設けられている。
このように、スクロール圧縮機１には、揺動スクロール１２、スライダ３０及びオルダムリング１３の運動に伴なうアンバランスを回転系全体として釣合わせるために、第１バランサ１６が軸１５に、第２バランサ１７がロータ１８に、それぞれ取り付けられている。
【００３２】
（オルダムリング１３）
オルダムリング１３は、揺動スクロール１２の台板１２ａの下面の下側に配設され、揺動スクロール１２の揺動運動中における自転運動を阻止するのに利用されるものである。
すなわち、オルダムリング１３は、揺動スクロール１２の自転運動を阻止し、揺動スクロール１２を揺動させる機能を果たしているものである。
【００３３】
（スライダ３０）
スライダ３０は、揺動スクロール１２とピン部１５１の間に介在し、揺動スクロール１２の揺動半径を可変とするものである。スライダ３０は、ボス部１２１に収容され、また、後述するバランスウェイト３１の一部を構成する収容部３１ａ、及び軸１５のピン部１５１が設けられているものである。
スライダ３０には、バランスウェイト３１と押し付け合う面が形成された遠心力支持部３０ａが設けられている（図７のＦBS参照）。また、スライダ３０には、バランスウェイト３１の遠心力Ｆｃｂの方向と平行な方向との間に角度γを形成する面が形成されており、この面にてピン部１５１と当接している（図７参照）。
【００３４】
（バランスウェイト３１）
バランスウェイト３１は、スライダ３０内に収容される収容部３１ａと、収容部３１ａの下端側から、揺動スクロール１２が駆動したときに揺動スクロール１２に働く遠心力の方向とは反対側に延出するように形成されているバランス部３１ｂとが一体的に形成されたものである。なお、収容部３１ａとバランス部３１ｂとが一体形成されていることに限定されるものではないが、本実施の形態１では一体形成された場合を例に説明する。
収容部３１ａは、ピン部１５１の遠心力支持部１５１ａと押し付け合う第１押付面３１ｃが形成されるとともに、スライダ３０の遠心力支持部３０ａと押し付け合う第２押付面３１ｄとが形成されたものである。そして、収容部３１ａは、ピン部１５１に隣接するようにスライダ３０内に収容されている。
【００３５】
このような構成を有するバランスウェイト３１は、渦巻体１２ｂが渦巻体１１ｂに押し付けられるのを抑制するとともに、スライダ３０及びピン部１５１との摩耗などを抑制することができる。また、バランスウェイト３１は、主軸受１４Ａ及び副軸受２０の摩耗などを抑制することができるものである。
さらに、バランスウェイト３１は、第１バランサ１６及び第２バランサ１７と比較すると、揺動運動部品群のアンバランス重心により近く位置している。これにより、第１バランサ１６及び第２バランサ１７の重量を低減することができるようになっている。
【００３６】
［スクロール圧縮機１の動作説明］
ここで、スクロール圧縮機１の動作について説明する。
図１において、ステータ１９に電力が供給されると、ロータ１８がトルクを発生し、フレーム１４の主軸受部と副軸受２０とで支持された軸１５が回転する。
軸１５のピン部１５１に組み合わされたスライダ３０を介してボス部１２１が駆動される揺動スクロール１２は、フレーム１４に別部材として設置された張出し部１４１に軸方向のスラスト荷重を支持されるとともに、張出し部１４１との間でオルダムリング１３により自転を規制されて揺動運動することにより、固定スクロール１１の渦巻との組み合わせで形成された圧縮室Ａの容積を減少させる。
揺動スクロール１２の揺動運動に伴ない、吸入管２３から密閉容器２１内に吸入されたガスが、固定スクロール１１と揺動スクロール１２の両渦巻間の圧縮室Ａに取り込まれ、圧縮される。そして、固定スクロール１１に設けられた吐出ポート１１１から吐出弁２５に抗して吐出され、吐出管２４から四方弁５側に吐出される。
【００３７】
［比較例：揺動スクロール１２ｔなどに作用する力］
図３は、バランスウェイトが非一体の可変半径クランク機構を有する比較例のスクロール圧縮機１ｔの概略縦断面図である。図４は、図３に示すスクロール圧縮機１ｔの可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。図５は、バランスウェイト３１ｔがスライダ３０ｔと一体の比較例の可変半径クランク機構、及びバランスウェイトが非一体の可変半径クランク機構に発生する力を説明する縦断面図である。なお、図５では、ガス荷重由来の力は省略して図示している。
このように、図３、図４及び図５（ｂ）がバランスウェイトが非一体、図５（ａ）がバランスウェイト３１ｔがスライダ３０ｔと一体の可変クランク機構に関するものとなっている。
【００３８】
ここで、可変半径クランク機構とは、揺動スクロール１２のボス部１２１、ボス部１２１内に配置されているスライダ３０及び軸１５に設けられているピン部１５１などから構成されるものであり、軸１５の回転により揺動スクロール１２を揺動運動させるときにその揺動半径を可変とすることができるものである。
また、揺動運動部品群とは、揺動スクロール１２及びスライダ３０などから構成されるものである。
以下に、比較例として、バランスウェイトがスライダ３０ｔと非一体の場合、及びバランスウェイト３１ｔがスライダ３０ｔと一体の場合のスクロール圧縮機１ｔについて説明する。なお、比較例の説明にあたり、本実施の形態１で説明した各種構成に対応する構成の符号に加えてｔを付している。これは、本実施の形態１と比較例とを区別するために便宜的に付したものである。
また、以下の説明において、渦巻側面押付力とは、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとが押し付け合う力を指し、渦巻側面押付反力とは、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとが押し付け合った結果、それぞれに作用する反力を指す。
【００３９】
まず、図３、図４及び図５（ｂ）を参照して、バランスウェイトがスライダ３０ｔと非一体であるスクロール圧縮機１ｔにおいて作用する力を説明する。
図３及び図４に示すように、軸１５ｔのピン部１５１ｔの、偏心方向（図において右方向）に対して角度γを持った面で、スライダ３０ｔ及び揺動スクロール１２ｔが駆動されてガスを圧縮すると、揺動スクロール１２ｔ及びスライダ３０ｔにはガス圧縮の反力として、半径方向ガス荷重Ｆｇｒ、周方向ガス荷重Ｆｇθ、そして揺動運動部品群の遠心力Ｆｃが作用する。
このうち、Ｆｇθは、角度γの斜面で支持されるので、半径方向の分力が発生し、揺動運動部品群に作用する半径方向の荷重は、−Ｆｇｒ＋Ｆｃ＋Ｆｇθ×ｔａｎγとなり、これと等しい渦巻側面押付反力Ｆｓが発生して釣合う。これにより、渦巻体１１ｂｔと渦巻体１２ｂｔとの間に隙間が発生することを抑制することができるようになっている。
【００４０】
このような、バランスウェイトが非一体の可変半径クランク機構を有するスクロール圧縮機１ｔは、図３の概略断面図のような構成をとるのが一般的である。図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると、図５（ｂ）の方には、揺動運動部品群の重心近くにアンバランスをキャンセルするバランスウェイト３１ｔが無いことがわかる。
また、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１に関する図２と、比較例のスクロール圧縮機１ｔに関する図３とを比較すると、図３の方には、第１バランサ１６よりも重い第１バランサ１６ｔと、第２バランサ１７よりも重い第２バランサ１７ｔとが設けられていることがわかり、揺動運動部品群のアンバランスを回転系全体として釣合わせるようになっている。
【００４１】
次に、図５（ａ）を参照してバランスウェイト３１ｔがスライダ３０ｔと一体の場合のスクロール圧縮機１ｔにおいて作用する力を説明する。
図５（ｂ）のバランスウェイトが非一体の可変クランク機構の場合には、揺動運動部品群で発生した遠心力Ｆｃはすべて渦巻側面押付反力Ｆｓとして渦巻体１１ｂｔ及び渦巻体１２ｂｔの側面で支持される。
それに対して、図５（ａ）に示すように、バランスウェイト３１ｔが一体化の可変クランク機構の場合には、揺動運動部品群内で遠心力Ｆｃを打ち消すようなバランスウェイト３１ｔの遠心力Ｆｃｂが発生している。
そして、図５（ａ）に示すように、バランスウェイト３１ｔを一体化した可変クランク機構における釣合いは、揺動スクロール１２ｔのボス部１２１ｔとの間の揺動軸受反力ＦBSによりＦｃｂが打ち消されていることで説明される。
また、図５（ａ）に示すように、揺動スクロール１２ｔにおける釣合いは、遠心力Ｆｃが揺動軸受反力ＦBSによって打ち消された残りが渦巻側面押付力Ｆｓ’に現れることで説明される。
なお、図５（ｂ）に示すＦｓに対してＦｓ’は、揺動軸受反力ＦBSの分だけ小さくなって釣合う。力の釣合いを式で表わすと次のようになる。
【００４２】
Ｆｓ    ＝  −Ｆｇｒ ＋ Ｆｃ ＋ Ｆｇθ×ｔａｎγ       … （１．１）
Ｆｓ’  ＝    Ｆｓ   − ＦBS                           … （１．２）
Ｆｃｂ  ＝    ＦBS                                     … （１．３）
【００４３】
このようなバランスウェイト３１ｔが一体化している可変クランク機構のバランスウェイト３１ｔの遠心力Ｆｃｂは、Ｆｃを上回って、過剰キャンセルにより渦巻体１１ｂｔ及び渦巻体１２ｂｔのシール性を損なわないため、最大でもＦｃｂ＝Ｆｃとする必要がある。
なお、このＦｃｂを最大とした場合でも、バランスウェイト３１ｔの軸方向の重心位置を、揺動運動部品群の重心位置と合わせることは困難である。すなわち、ＦｃｂとＦｃが、同一面内で作用するように、各構成を配置することは困難である。
このため、スクロール圧縮機１ｔには、Ｆｃに対するＦｃｂの不足分及び軸方向位置のずれ分を回転系として釣合わせるため、バランスウェイト３１ｔとは別に、第１バランサ１６ｔ及び第２バランサ１７ｔが設けられている。
【００４４】
［比較例：力のバランスについて］
図６は、（ａ）が図５（ａ）に対応する力のバランス図であり、（ｂ）が図５（ｂ）に対応する力のバランス図である。図６を参照してバランスウェイトがスライダ３０ｔと非一体の場合、及びバランスウェイト３１ｔがスライダ３０ｔと一体の場合の力のバランスを説明する。
図６（ａ）において、
Ｍｒ０  ：揺動運動部品群のアンバランス量
Ｍｒ１  ：バランスウェイト３１ｔのアンバランス量
Ｍｒ１’：第１バランサ１６ｔのアンバランス量
Ｍｒ２  ：第２バランサ１７ｔのアンバランス量
で、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ１’、Ｌ２がそれぞれの軸方向位置を示している。
Ｍｒ１≦Ｍｒ０、Ｌ０≠Ｌ１であることから、Ｍｒ１’を追加して４つのアンバランス量で
静バランス：Ｍｒ１＋Ｍｒ１’＝Ｍｒ０＋Ｍｒ２  …（１．４）
動バランス：Ｍｒ０×Ｌ０−Ｍｒ１×Ｌ１−Ｍｒ１’×Ｌ１’＋Ｍｒ２×Ｌ２＝０  …（１．５）
を満足させる必要がある。
【００４５】
バランスウェイトが非一体化の可変クランク機構を有するスクロール圧縮機１ｔは、図６（ｂ）、図３及び図４のように、
Ｍｒ０  ：揺動運動部品群のアンバランス量
Ｍｒ１  ：第１バランサ１６ｔのアンバランス量
Ｍｒ２  ：第２バランサ１７ｔのアンバランス量
としたとき、３つのアンバランス量に対してＭｒ１＞Ｍｒ０として
静バランス：Ｍｒ１＝Ｍｒ０＋Ｍｒ２                        …（１．４）’
動バランス：Ｍｒ０×Ｌ０−Ｍｒ１×Ｌ１＋Ｍｒ２×Ｌ２＝０  …（１．５）’
を満足させることで、系全体の釣合いをとることができる。
【００４６】
［本実施の形態１の可変半径クランク機構について］
図７は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。図８は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の可変半径クランク機構を説明する縦断面図ある。図９は、可変半径クランク機構が完全な剛体であると仮定した場合の渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）が図７に示す第２押付面３１ｄで支持されている場合のグラフであり、（ｂ）が図７に示す第１押付面３１ｃで支持されている場合のグラフである。図７〜図９を参照して、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の可変半径クランク機構について説明する。
【００４７】
図７に示すように、バランスウェイト３１は、軸１５のピン部１５１及びスライダ３０のどちらとも別体として設けられている部品であり、軸１５とスライダ３０の２ヶ所に遠心力方向の支持点が形成されている。
軸１５のピン部１５１からの支持反力をＦBP、スライダ３０からの支持反力をＦBSとすると、力の釣合いは
Ｆｓ  ＝−Ｆｇｒ＋Ｆｃ＋Ｆｇθ・ｔａｎγ          …（１．１）
Ｆｓ’＝Ｆｓ−ＦBS                                …（１．２）
Ｆｃｂ＝ＦBS＋ＦBP                                …（１．３）’
となる。
【００４８】
すなわち、バランスウェイト３１ｔがスライダ３０ｔに一体化された場合は、バランスウェイト３１の遠心力Ｆｃｂがすべて揺動運動部品群の遠心力Ｆｃのキャンセル力として作用するのに対して、本実施の形態では、Ｆｃｂの一部ＦBS分がＦｃをキャンセルする。ここで、ＦBSのＦｃに対する比率をキャンセル率Ｙと呼ぶことにする。
この状況を図５と同様の可変半径クランク機構部分の簡易断面図で示すと、図８のようになる。（ａ）（ｃ）がピン部支持点の断面、（ｂ）（ｄ）がスライダ支持点の断面である。また、（ｃ）は（ａ）よりも高速運転で遠心力が増大した状況を示し、（ｄ）は（ｂ）よりも高速運転で遠心力が増大した状況を示している。
【００４９】
実施の形態１に係るスクロール圧縮機１では、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、ＦｃｂがすべてＦｃをキャンセルして渦巻側面押付力を軽減する代わりに揺動軸受荷重を増大させるＦBS＝Ｆｃｂであるバランスウェイト一体化スライダの図５（ａ）、及び、ＦｃをキャンセルするＦｃｂが無いのでＦｃがすべて渦巻側面押付力に加わる代わりに揺動軸受荷重が遠心力により増大することがない一体化バランスウェイト無しの図５（ｂ）に較べると、Ｆｃｂがピン部伝達分と揺動軸受荷重（渦巻側面押付力軽減分）に割り振られて、高速運転時それぞれが増大していく様子がわかる。
【００５０】
このような構成では、各部品が完全な剛体であるとすると、関係寸法がすべて誤差０でない限り、ＦｃｂがＦBSかＦBPどちらかで支持されることになる。
そして、Ｆｃｂ＝ＦBS、ＦBP＝０を満たし、ＦBSで支持される場合であって、バランスウェイト一体化スライダの場合（図５（ａ））と、Ｆｃｂ＝ＦBP、ＦBS＝０を満たし、ＦBPで支持される場合であって、一体化バランスウェイト無しの場合（図５（ｂ））とは、同等の作用が働くことになる。
【００５１】
図９に、Ｆｃに対するＦｃｂの比ｘ（ｘ＝Ｆｂｃ／Ｆｃ）をバランスウェイト比とし、ｘ＝９０％のときに、ＦBP＝０のＦBS支持の場合（ａ）とＦBS＝０のＦBP支持の場合（ｂ）の回転数の増大に対する渦巻側面押付力Ｆｓ’の変化を、遠心力キャンセルのバランスウェイト無しのときの渦巻側面押付力Ｆｓとの比較で示す。
ここで、「ＦBS支持」とは、スライダ３０に、バランスウェイト３１の第２押付面３１ｄが当接して、スライダ３０がバランスウェイト３１を支持している状態を指し、「ＦBP支持」とは、ピン部１５１に、バランスウェイト３１の第１押付面３１ｃが当接して、ピン部１５１がバランスウェイト３１を支持している状態を指す。
【００５２】
実際には、各部品は剛体ではなく弾性体であるはずであるので、それぞれの部材の相対的な剛性によって、荷重時の変形量に差が生じ関係寸法の誤差を吸収すると考えられる。
図７に示した構成の場合、バランスウェイト３１のＦBPが作用する部分とＦBSが作用する部分の剛性に差をつけることで、（１．３）’式で表わしたような、Ｆｃｂの遠心力キャンセル分と軸支持分との配分ができるようになっている。このため、スクロール圧縮機１における渦巻側面押付力Ｆｓ’は、図９（ａ）と図９（ｂ）との中間的なものとなっている。
【００５３】
［実施の形態１の変形例］
図１０は、バランスウェイト３１とピン部１５１との間に弾性体３２を設けた場合の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。図１１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１において、渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）がｘ＜１００％の場合のグラフであり、（ｂ）がｘ＝１００％の場合のグラフであり、（ｃ）がｘ＞１００％の場合のグラフである。図１２は、可変半径クランク機構が高速回転、又は低速回転しているときの各構成に発生する力を説明する縦断面図である。なお、高速及び低速は、相対的な意味で用いている。
図１０〜図１２を参照して、実施の形態１の変形例について説明する。
【００５４】
図１０は、Ｆｃｂ支持荷重作用部分の剛性差による支持荷重配分を、積極的に利用するように変更を加えた可変半径クランク機構の模式平面図となっている。そして、図１０の構成では、図７の構成に弾性体３２を追加しており、バランスウェイト３１とピン部１５１との間にＦBPが弾性体３２を介して作用するようになっている。
弾性体３２を介することで、（ＦBPが作用する部分の剛性）＜＜（ＦBSが作用する部分の剛性）としたのと同等で、実質的には弾性体３２以外の部材を剛体として扱うことができるようになる。
【００５５】
このときの力の釣合い式は、図７の場合と同じ（１．１）式、（１．２）式、（１．３）’式の３式であるが、弾性体３２の他の部分との剛性差から、ＦBPはある値以上に増大できなくなる。
すなわち、ＦBSの力で押し付け合う部分に微小な隙間が形成される非接触の状態において、Ｆｃｂの増大に伴ないＦBPが増大し、弾性体３２が変形する。そして、ＦBSの力で押し付け合う部分が接触を開始すると、それ以降はＦBPが増大するほど弾性体３２が変形できず、主にＦBSが増大してＦｃｂの増大分を支持することになる。
ＦBS支持部の接触開始前はキャンセル率Ｙ＝０であり、Ｆｃは渦巻側面押付力として作用する。一方、接触開始後はＦｃｂの増大分がスライダ３０を経由して、Ｆｃをキャンセルするように作用し、渦巻側面押付力が軽減される。ＦBPの上限値のＦｃｂに対する比率をＺというパラメータ（回転数によって変化する）とする。ここで、ＦBS支持部とは、スライダ３０のうち、第２押付面３１ｄと当接する部分を指す。
【００５６】
図１１は、図１０に示すように弾性体３２を利用したときの、回転数増大に対する渦巻側面押付力Ｆｓ’の変化の一例を、Ｆｓとの比較で示したものである。
図１１において（ａ）はバランスウェイト比ｘ＜１００％（アンダーバランス）の場合、（ｂ）はｘ＝１００％（イーブンバランス）、（ｃ）はｘ＞１００％（オーバーバランス）の場合で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともにＦBPの上限値は同じであるが、Ｆｃｂを増減してｘを変えているのでＺの範囲が異なっている。
いずれの場合も、ある回転数までは揺動運動部品群の遠心力増大に伴なって渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの押し付け合う力が増大し、第２押付面がスライダ３０に接触開始後は渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの押し付け合う力は微増減の範囲に留まるという、モードチェンジの特性となっている。
【００５７】
図１２は、図１１（ａ）の場合の可変半径クランク機構部分の断面を簡易的に示した図で、図８と同様、（ａ）（ｃ）がピン部支持点の断面、（ｂ）（ｄ）がスライダ支持点の断面である。また、（ｃ）は（ａ）よりも高速運転で遠心力が増大した状況を示し、（ｄ）は（ｂ）よりも高速運転で遠心力が増大した状況を示している。
図１２（ａ）〜（ｄ）はいずれも、ＦBS支持部接触開始以降で、Ｆｃｂ＜Ｆｃのアンダーバランスの場合なので、回転数の２乗に比例したＦｃｂとＦBSの増大に対して、Ｆｓ’は緩やかに増大する。
【００５８】
なお、弾性体３２は、荷重ＦBPの上限値に対応する変形量が、ＦBS支持部の微小な隙間を吸収する程度でよく、ばね定数の小さく変形量の大きいものよりは、比較的ばね定数が大きい、たとえば板ばね、皿ばねのようなものを用いるのが組立性の面からも望ましい。
【００５９】
［実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の有する効果］
実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、軸１５、スライダ３０とは別部品のバランスウェイト３１の遠心力を、軸１５とスライダ３０の２ヶ所に設けられた部位で支持するので、スライダ３０での支持分が揺動軸受荷重として作用し、揺動運動部品群の遠心力をキャンセルすることができる。また、軸１５での支持分は主軸受１４Ａの荷重及び副軸受２０の荷重として作用する。
このため、揺動運動部品群の遠心力は、スライダ３０に支持される遠心力キャンセル分が揺動軸受であるボス部１２１に、遠心力キャンセル分を除いた残りが渦巻体１１ｂ及び渦巻体１２ｂに、分割して作用するようになっている。
このように、力を分割することができる分、（１）スライダ３０とバランスウェイト３１との間に作用するＦBSを抑制することができ、その結果として、揺動軸受の摩耗などを抑制することができるとともに、（２）ピン部１５１とバランスウェイト３１との間に作用するＦBPを抑制することができ、その結果として、主軸受１４Ａ及び副軸受２０の摩耗も抑制することができる。
また、（３）バランスウェイト３１の作用により、揺動スクロール１２の渦巻体１２ｂと固定スクロール１１の渦巻体１１ｂとの押し付け合う力が抑制され、揺動スクロール１２の渦巻体１２ｂ及び固定スクロール１１の渦巻体１１ｂの摩耗を抑制することができる。
【００６０】
このように、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、揺動運動部品群の遠心力を、ボス部１２１と、渦巻体１１ｂ及び渦巻体１２ｂとのうちのどちらか一方に１００％作用させるものではなく、揺動スクロール１２の回転を増大させても、ボス部１２１と、主軸受１４Ａ及び副軸受２０とのいずれかにかかる荷重が過大となりにくく、信頼性の高いスクロール圧縮機１を得ることができるようになっている。
【００６１】
実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、バランスウェイト３１の遠心力が、弾性体３２を介して軸１５に作用するようにすることにより、軸１５の支持分には上限荷重が存在することになる。
つまり、揺動スクロール１２の回転数を増大させて遠心力を増加させたとき、軸１５のピン部支持される遠心力が上限荷重に達するとそれ以上の回転数では増加せず、スライダ３０の支持分だけが増加するので、回転数を増大させていくほど、揺動スクロール１２の遠心力のキャンセル率を高くすることができる。
これにより、揺動スクロール１２の回転数を増大させるほど、その分、各種部材の摩耗は大きくなるが、揺動スクロール１２の回転数を増大させるほど、冷凍機油によって潤滑されているボス部１２１での支持分の割合を高くでき、信頼性が高く、高効率のスクロール圧縮機１を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施の形態１では、ピン部１５１に、バランスウェイト３１を支持する遠心力支持部１５１ａを設けた場合を一例として説明したが、それに限定されるものではない。
本実施の形態１では、揺動スクロール１２のボス部１２１内に収容部３１ａが収容されるように、収容部３１ａはバランス部３１ｂから上側に突出するように形成されたものである場合を例に説明したが、たとえば、収容部３１ａはバランス部３１ｂから下側に突出するように形成されたものでもよい。この場合には、たとえば軸１５に収容部３１ａを収容する凹部などを形成し、その凹部の内面と収容部３１ａとが当接するようにすればよい。このような態様であっても、軸１５とバランスウェイト３１とが押し付け合うので、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機１の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。なお、本実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号とし、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。
実施の形態２に係るスクロール圧縮機１は、ピン部１５１の遠心力支持部１５１ａと押し付け合う第１押付面３１ｃが形成されている按分支持ウェイト３１Ａと、スライダ３０の遠心力支持部３０ａと押し付け合う第２押付面３１ｄが形成され、按分支持ウェイト３１Ａと当接するスライダ支持ウェイト３１Ｂとを有している。
このように、実施の形態２では、バランスウェイト３１が、按分支持ウェイト３１Ａとスライダ支持ウェイト３１Ｂに分割されており、按分支持ウェイト３１Ａは、ＦBPが作用する支持部及びスライダ支持ウェイト３１Ｂによって支持され、スライダ支持ウェイト３１ＢはＦBSが作用する支持部で支持されている。そして、按分支持ウェイト３１Ａとスライダ支持ウェイト３１Ｂとの接触面と、第１押付面３１ｃとの間には角度θが形成されている。すなわち、按分支持ウェイト３１Ａとスライダ支持ウェイト３１Ｂとの接触面は、角度θの面となっている。
【００６４】
このような系の力の釣合いは、
Ｆｓ    ＝  −Ｆｇｒ＋Ｆｃ＋Ｆｇθ・ｔａｎγ   …（１．１）
Ｆｓ’  ＝    Ｆｓ−ＦBS                       …（１．２）
と
Ｆｃｂ1×ｓiｎφ1＝Ｆｃｂ2×ｓiｎφ2    …（２．１）
−Ｆｃｂ1×ｃoｓφ1＋ＦBP＋ＦBB×ｃoｓθ−μＦBB×ｓiｎθ＝０  …（２．２）
−Ｆｃｂ2×ｃoｓφ2＋ＦBS−ＦBB×ｃoｓθ＋μＦBB×ｓiｎθ＝０  …（２．３）
−Ｆｃｂ2×ｓiｎφ2＋ＦBB×ｓiｎθ＋μＦBB×ｃoｓθ＝０        …（２．４）
で、定常状態ではμ≒０として
（２．３）式、（２．４）式より
ＦBS＝Ｆｃｂ2×（ｃoｓφ2＋ｓiｎφ2／ｔａｎθ）                …（２．５）
（２．２）式、（２．３）式より、（２．１）式と（２．５）式を用いて
ＦBP＝Ｆｃｂ2×ｓiｎφ2×（１／ｔａｎφ1−１／ｔａｎθ）       …（２．６）
ＦBP＞０より
φ1＜θ＜π／２
がθのとり得る範囲となる。
【００６５】
バランスウェイト比：ｘ、分割比率：Ｂ≡Ｆｃｂ1／Ｆｃｂ2とすると
Ｆｃｂ1×ｃoｓφ1＋Ｆｃｂ2×ｃoφ2＝ｘ×Ｆｃ  …（２．７）
（２．１）式は
Ｂ＝ｓiｎφ2／ｓiｎφ1 
なので
Ｆｃｂ2＝  ｘ×Ｆｃ／（Ｂ×ｃoｓφ1＋ｃoｓφ2）          …（２．８）
Ｆｃｂ1＝  ｘ×Ｆｃ／（ｃoｓφ1＋１／Ｂ×ｃoｓφ2）      …（２．９）
キャンセル率：Ｙ＝ＦBS／Ｆｃについて、
（２．５）式、（２．８）式より
ＦBS＝ｘ×Ｆｃ／（Ｂ×ｃoｓφ1＋ｃoｓφ2）×（ｃoｓφ2＋ｓiｎφ2／ｔａｎθ）なので
Ｙ  ＝  ｘ×（１＋ｔａｎφ2／ｔａｎθ）／（Ｂ×ｃoｓφ1／ｃoｓφ2＋１）…（２．１０）
となる。
【００６６】
（２．８）式、（２．９）式を用い、（２．５）式、（２．６）式と（２．１０）式から、ある設計パラメータ（ｘ、φ1、φ2、θ）に対するＦBS、ＦBPとキャンセル率Ｙを求めることが出来る。逆に、あるｘ、φ1、φ2に対して、キャンセル率Ｙからθを決めることもできる。
【００６７】
図１４は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機において、渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）がｘ＜１００％の場合のグラフであり、（ｂ）がｘ＝１００％の場合のグラフであり、（ｃ）がｘ＞１００％の場合のグラフである。
このようなバランスウェイト分割型での渦巻側面押付力の回転数に対する変化を示す特性カーブの一例で、（ａ）はバランスウェイト比ｘ＜１００％の場合、（ｂ）はｘ＝１００％、（ｃ）はｘ＞１００％の場合を示している。
ここで、特徴的なのは、Ｂ／Ｗ比に相当するｘの値が異なっていても、キャンセル率Ｙが同じならば、渦巻側面押付力Ｆｓ’の特性が同じとなることである。すなわち、あるｘに対して、Ｙ≦ｘの範囲でＹを自由に選べることを示している。
【００６８】
比較例のバランスウェイト一体型スライダを用いた可変半径クランク機構では、図５（ａ）に示すように、ＦｃｂがすべてＦｃをキャンセルして渦巻側面押付力を軽減するように作用するのに対して、ＦｃｂのうちＦBS分だけがＦｃキャンセルに作用するのは図８の実施の形態１と同様であるが、キャンセル率Ｙが剛性差によるのではなく設計パラメータφ1、φ2、θで決められるようになっている。
【００６９】
図１４の特性と図１１の特性から共通して言えるのは、ｘ＞１００％のオーバーバランスで遠心力キャンセルの可変半径クランク機構を構成することができるということである。バランスウェイト３１ｔが一体型のスライダ３０ｔを用いた場合、ＦｃｂがすべてＦｃをキャンセルするように働くので、Ｆｓ’＜０となり、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの隙間からの漏れが生じる。
これを避けるため、ｘ≦１００％としなければならないので、系全体の釣合いは図６（ａ）に示すようにＭｒ１’に相当する第１バランサ１６ｔとＭｒ２に相当する第２バランサ１７ｔを設ける必要がある。
しかし、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１では、ｘ＞１００％であることから、図６（ｂ）でバランスウェイトのアンバランス量をＭｒ１、第２バランサ１７のアンバランス量をＭｒ２として、第１バランサ１６なしで構成することができるようになっている。
【００７０】
［実施の形態２の変形例］
図１５は、図１３に示すバランスウェイト３１の変形例である。
なお、図１３にはφ1＝φ2＝４５ｄｅｇでバランスウェイトが等分割の場合を示しているが、等分に限定する必要はなく、図１５に示すように不等分割した場合でも（２．１）〜（２．１０）式は等分の場合と同じように成り立ち、その特性も同様である。
【００７１】
［実施の形態２に係るスクロール圧縮機１の有する効果］
本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１は、按分支持ウェイト３１Ａ及びスライダ支持ウェイト３１Ｂをバランスウェイトとして有している。このため、スライダ３０に支持されるスライダ支持ウェイト３１Ｂと、軸１５のピン部１５１との両方に支持される按分支持ウェイト３１Ａに発生する遠心力のうち、軸１５とスライダ支持ウェイト３１Ｂとの割合を適宜設定して変更することができるようになっている。
このため、按分支持ウェイト３１Ａ及びスライダ支持ウェイト３１Ｂの合計のアンバランス量を変えることなく、揺動運動部品群の遠心力キャンセル率を変えることができる。
そして、回転系全体のモーメントを釣合わせるための按分支持ウェイト３１Ａ及びスライダ支持ウェイト３１Ｂ以外の第１バランサ１６及び第２バランサ１７のうち、按分支持ウェイト３１Ａ及びスライダ支持ウェイト３１Ｂと同じ偏心方向の第１バランサ１６を設ける必要がなくなっており、その分、製造コストを抑制することができる。
【００７２】
実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係るスクロール圧縮機１の可変半径クランク機構を説明する模式平面図である。図１７は、実施の形態３に係るスクロール圧縮機１において、渦巻側面押付力を回転数に対してプロットしたグラフであり、（ａ）がｘ＜１００％の場合のグラフであり、（ｂ）がｘ＝１００％の場合のグラフであり、（ｃ）がｘ＞１００％の場合のグラフである。なお、図１７（ａ）、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）はともにＦBPの上限値は同じ、Ｙは６０％である。
実施の形態２では、バランスウェイトを分割したスクロール圧縮機１について説明したが、本実施の形態３では、さらに弾性体３２を設けたものとなっている。
このような構成をとることにより、実施の形態２で説明したバランスウェイト比ｘに依らないキャンセル率Ｙの設定をすることができるという機能と、実施の形態１の変形例で説明したＦBPに上限を設けることによるモードチェンジ機能を兼ね備えることができる。
【００７３】
図１７（ａ）、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）のいずれの場合も、ＦBPが上限に達するまでの低速側ではキャンセル率Ｙが一定の部分キャンセル特性、ＦBPが上限値となって以降の高速側では渦巻側面押付力微増減でキャンセル率が上昇する特性を示している。
【００７４】
これは、遠心力が比較的小さな低速域では、キャンセル率がＹで揺動運動部品群の遠心力の（１−Ｙ）分を渦巻側面押付力として利用し、高速域では遠心力の増大に伴ないキャンセル率が上昇することにより揺動運動部品群の遠心力の揺動軸受での支持割合を増大させることを意味している。
すなわち、低速では、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの押し付け合う力の割合を大きくしてシール性を重視する。
高速では、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの摺動損失抑制の観点、及び、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの摩耗などを抑制し信頼性を確保する観点から、渦巻体１１ｂと渦巻体１２ｂとの押し付け合う力の割合が大きくなることを避けるため、冷凍機油で潤滑される揺動軸受で主に支持するようにする。
このように、実施の形態３に係るスクロール圧縮機１は、シール性の向上、摺動損失抑制、及び、摩耗などの抑制による信頼性の確保を実現できる理に適った遠心力支持方式を採用したものとなっている。
【００７５】
［実施の形態３に係るスクロール圧縮機１の有する効果］
本実施の形態３に係るスクロール圧縮機１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の有する効果と、実施の形態２に係るスクロール圧縮機１の有する効果との両方を有する。
【符号の説明】
【００７６】
１、１ｔ  スクロール圧縮機、２  熱源側熱交換器、３  膨張弁、４  利用側熱交換器、５  四方弁、１１  固定スクロール、１１ａ  台板、１１ｂ、１１ｂｔ  渦巻体（第１渦巻体）、１１ｄ  凹状部、１２、１２ｔ  揺動スクロール、１２ａ  台板、１２ｂ、１２ｂｔ  渦巻体（第２渦巻体）、１３  オルダムリング、１４  フレーム、１４Ａ  主軸受、１５、１５ｔ  軸、１６、１６ｔ  第１バランサ、１７、１７ｔ  第２バランサ、１８  ロータ、１９  ステータ、２０  副軸受、２１  密閉容器、２２  底部油溜、２３  吸入管、２４  吐出管、２５  吐出弁、３０、３０ｔ  スライダ、３０ａ  遠心力支持部、３１、３１ｔ  バランスウェイト、３１Ａ  按分支持ウェイト、３１Ｂ  スライダ支持ウェイト、３１ａ  収容部、３１ｂ  バランス部、３１ｃ  第１押付面、３１ｄ  第２押付面、３２  弾性体、１００  冷凍サイクル装置、１０１  室内機、１０２  室外機、１１０  サブフレーム、１１１  吐出ポート、１２１、１２１ｔ  ボス部、１３９  電動機、１４１  張出し部、１５１、１５１ｔ  ピン部、１５１ａ  遠心力支持部、Ａ  圧縮室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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