(57)【要約】  スクロール圧縮機のスライダは、スライダ部材と、スライダ部材と別部材であってスライダ部材に対して固定されたバランサ部材と、を有している。バランサ部材は、メインウエイト部と、スライダ部材を偏芯方向側から支持する支持部と、を有している。スライダ部材は、反偏芯方向におけるバランサ部材の荷重を支持する水平方向荷重支持面と、水平方向荷重支持面よりも偏芯方向側に設けられた第１鉛直方向荷重支持面と、水平方向荷重支持面よりも反偏芯方向側に設けられた第２鉛直方向荷重支持面と、を有している。
2017085783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと、
前記固定スクロールに対して揺動する揺動スクロールと、
前記揺動スクロールに回転駆動力を伝達する主軸と、
前記主軸の一端に設けられ、前記主軸の中心軸に対して所定の偏芯方向に偏芯した偏芯軸部と、
前記偏芯軸部を摺動自在に嵌入させるスライド溝が形成されたスライダと、
前記揺動スクロールに設けられ、前記スライダを回転自在に支持する揺動軸受と、を備え、
前記スライダは、
前記揺動軸受に支持されるスライダ部材と、
前記スライダ部材と別部材であって前記スライダ部材に対して固定され、前記揺動スクロールに作用する遠心力を相殺するバランサ部材と、を有しており、
前記バランサ部材は、
前記偏芯方向の逆方向を反偏芯方向としたとき、
前記スライダの回転中心よりも前記反偏芯方向側に設けられたメインウエイト部と、
前記スライダ部材を前記偏芯方向側から支持する支持部と、を有しており、
前記スライダ部材は、
前記支持部に当接し、前記反偏芯方向における前記バランサ部材の荷重を支持する反偏芯方向荷重支持面と、
前記反偏芯方向荷重支持面よりも前記偏芯方向側に設けられ、前記中心軸と平行な一方向における前記バランサ部材の荷重を支持する第１軸方向荷重支持面と、
前記反偏芯方向荷重支持面よりも前記反偏芯方向側に設けられ、前記一方向とは逆方向における前記バランサ部材の荷重を支持する第２軸方向荷重支持面と、を有しているスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記第１軸方向荷重支持面は、前記支持部に当接しており、
前記第２軸方向荷重支持面は、前記メインウエイト部に当接している請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記反偏芯方向荷重支持面は平面状に形成されている請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記反偏芯方向荷重支持面は円弧状に形成されている請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記バランサ部材は、前記スライダ部材に対して接着材のみによって固定されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記バランサ部材は、前記第１軸方向荷重支持面と当接する第１当接面と、前記第２軸方向荷重支持面と当接する第２当接面と、を有しており、
前記第１当接面と前記第２当接面との間の前記中心軸方向における距離ｈ１と、前記第１軸方向荷重支持面と前記第２軸方向荷重支持面との間の前記中心軸方向における距離ｈ２とは、０．５［ｍｍ］＞（ｈ２−ｈ１）＞０［ｍｍ］の関係を満たしている請求項１〜請求項５のいずれか一項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、作動ガスを圧縮するスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スクロール形流体機械のスイングリンクが記載されている。このスイングリンクは、それぞれ各別に分割形成されたブッシュ部とウエイト部とを備えている。ブッシュ部は、駆動軸のドライブピンに挿嵌される挿嵌孔を有しており、可動スクロールの筒状ボス部内にジャーナル軸受を介して嵌合する。ブッシュ部は、挿嵌孔が偏芯位置に形成されたストレートな筒体である。ブッシュ部とウエイト部とは、平板を介して結合されている。ブッシュ部は、平板に形成された挿通孔に圧入されている。ウエイト部は、複数の連結ピンを介して平板に結合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−７４５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたスイングリンクでは、ウエイト部の回転により発生する遠心力が連結ピンに作用する。これにより、連結ピンが破損してしまうおそれがある。また、特許文献１に記載されたスイングリンクでは、ウエイト部の遠心力により、平板には転覆しようとするモーメントが発生する。これにより、平板とブッシュ部との間にずれが発生してしまうおそれがある。したがって、特許文献１に記載されたスクロール形流体機械では、スイングリンクにおける信頼性が低いという課題があった。【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、信頼性の高いスクロール圧縮機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】
本発明に係るスクロール圧縮機は、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して揺動する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに回転駆動力を伝達する主軸と、前記主軸の一端に設けられ、前記主軸の中心軸に対して所定の偏芯方向に偏芯した偏芯軸部と、前記偏芯軸部を摺動自在に嵌入させるスライド溝が形成されたスライダと、前記揺動スクロールに設けられ、前記スライダを回転自在に支持する揺動軸受と、を備え、前記スライダは、前記揺動軸受に支持されるスライダ部材と、前記スライダ部材と別部材であって前記スライダ部材に対して固定され、前記揺動スクロールに作用する遠心力を相殺するバランサ部材と、を有しており、前記バランサ部材は、前記偏芯方向の逆方向を反偏芯方向としたとき、前記スライダの回転中心よりも前記反偏芯方向側に設けられたメインウエイト部と、前記スライダ部材を前記偏芯方向側から支持する支持部と、を有しており、前記スライダ部材は、前記支持部に当接し、前記反偏芯方向における前記バランサ部材の荷重を支持する反偏芯方向荷重支持面と、前記反偏芯方向荷重支持面よりも前記偏芯方向側に設けられ、前記中心軸と平行な一方向における前記バランサ部材の荷重を支持する第１軸方向荷重支持面と、前記反偏芯方向荷重支持面よりも前記反偏芯方向側に設けられ、前記一方向とは逆方向における前記バランサ部材の荷重を支持する第２軸方向荷重支持面と、を有しているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バランサ部材の遠心力によって生じる反偏芯方向におけるバランサ部材の荷重は、スライダ部材の反偏芯方向荷重支持面で支持される。反偏芯方向荷重支持面まわりのモーメントによって生じる中心軸方向におけるバランサ部材の荷重は、スライダ部材の第１軸方向荷重支持面及び第２軸方向荷重支持面で支持される。これにより、バランサ部材の遠心力によってスライダ部材とバランサ部材との間に作用する力は、反偏芯方向荷重支持面、第１軸方向荷重支持面及び第２軸方向荷重支持面のそれぞれを介した押付け荷重によって釣り合う。したがって、バランサ部材の遠心力によってスライダ部材とバランサ部材とがより強固に固定されるため、スクロール圧縮機の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の概略の軸方向断面を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の構成を示す下面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の軸方向断面を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の運転中においてバランサ部材５０に作用する遠心力と、この遠心力によってバランサ部材５０からスライダ部材４０に作用する荷重と、を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機のスライダ部材４０及びバランサ部材５０のそれぞれの軸方向断面を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機について説明する。図１は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の概略の軸方向断面を示す模式図である。スクロール圧縮機は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍機、給湯装置等に用いられる冷凍サイクル装置の構成要素の１つとなるものである。本実施の形態では、スクロール圧縮機として、主軸が鉛直方向に沿って配置される縦置き型のスクロール圧縮機を例示している。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明における各構成部材同士の位置関係（例えば、上下関係等）は、原則として、スクロール圧縮機を使用可能な状態に設置したときのものである。
【００１０】
スクロール圧縮機は、冷凍サイクル装置の冷媒回路を循環する冷媒（作動ガスの一例）を吸入して圧縮し、高温高圧の状態にして吐出するものである。図１に示すように、スクロール圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部２０と、圧縮機構部２０を駆動する電動機部２１と、圧縮機構部２０及び電動機部２１を収容する密閉容器１と、を有している。圧縮機構部２０は、密閉容器１内の上部に配置されている。電動機部２１は、密閉容器１内において圧縮機構部２０よりも下方に配置されている。
【００１１】
密閉容器１は、円筒状の胴部１ａと、胴部１ａの上端に配置された蓋部１ｂと、胴部１ａの下端に配置された底部１ｃと、を有している。胴部１ａと蓋部１ｂとの間、及び胴部１ａと底部１ｃとの間は、溶接等により互いに気密に接合されている。
【００１２】
圧縮機構部２０は、フレーム２を介して密閉容器１に対して固定された固定スクロール３と、固定スクロール３に対して揺動（すなわち、公転運動）する揺動スクロール４と、を有している。固定スクロール３は、台板３ａと、台板３ａの一方の面に設けられた渦巻状のラップ部３ｂと、を有している。揺動スクロール４は、台板４ａと、台板４ａの一方の面に設けられた渦巻状のラップ部４ｂと、を有している。固定スクロール３及び揺動スクロール４は、それぞれのラップ部３ｂ、４ｂ同士が噛み合うように組み合わされている。ラップ部３ｂとラップ部４ｂとの間には、冷媒が圧縮される圧縮室が形成される。
【００１３】
固定スクロール３の台板３ａの中心部には、圧縮された冷媒を圧縮室から吐出する吐出ポート２２が台板３ａを貫通して形成されている。吐出ポート２２の出口側には、吐出チャンバー２３が設けられている。吐出チャンバー２３の吐出口には、リード弁構造の吐出弁２４が設けられている。
【００１４】
揺動スクロール４の台板４ａにおいてラップ部４ｂが形成された面とは反対側の面の中心部には、円筒状のボス部４ｃが形成されている。ボス部４ｃの内周側には、後述するスライダ３０の円筒部４１を回転自在に支持する揺動軸受１４（ジャーナル軸受）が設けられている。揺動軸受１４の中心軸は、主軸７の中心軸と平行になっている。
【００１５】
揺動スクロール４とフレーム２との間には、オルダムリング１２が設けられている。オルダムリング１２は、リング部と、リング部の上面に形成された一対のオルダムキーと、リング部の下面に形成された一対のオルダムキーと、を有している。上面のオルダムキーは、揺動スクロール４に形成されたキー溝に挿入されており、一方向に摺動自在となっている。下面のオルダムキーは、フレーム２に形成されたキー溝に挿入されており、上記一方向と交差する方向に摺動自在となっている。この構成により、揺動スクロール４は、自転せずに公転運動するようになっている。
【００１６】
電動機部２１は、密閉容器１の内周に固定されたステータ５と、ステータ５の内周側に配置されたロータ６と、ロータ６に固定された主軸７と、を有している。ステータ５に通電されると、ロータ６は、主軸７と一体となって回転するようになっている。主軸７の上部は、主軸受部１６を介してフレーム２によって回転自在に支持されている。主軸７の下部は、副軸受部１７（例えば、ボールベアリング）を介してサブフレーム１８によって回転自在に支持されている。以下、主軸７の中心軸と平行な方向を単に「軸方向」という場合がある。
【００１７】
主軸７の上端部には、偏芯軸部７ａが設けられている。偏芯軸部７ａは、主軸７の中心軸に対して所定の偏芯方向に偏芯して配置されている。偏芯軸部７ａは、後述するスライダ３０のスライド溝４３に摺動自在に嵌入している。
【００１８】
密閉容器１の底部には、潤滑油を貯留する油溜め８が設けられている。主軸７の下端には、油溜め８の潤滑油を吸い上げるオイルポンプ９が設けられている。主軸７の内部には、主軸７の軸方向に延伸した油穴１３が形成されている。オイルポンプ９によって油溜め８から吸い上げられた潤滑油は、油穴１３を通って、揺動軸受１４を含む各摺動部に供給されるようになっている。また、フレーム２には、フレーム２内の潤滑油を油溜め８に戻す排油パイプ１５が接続されている。
【００１９】
主軸７の上部には、揺動スクロール４の揺動によるアンバランスを相殺する第１バランサ１９ａが設けられている。ロータ６の下部には、揺動スクロール４の揺動によるアンバランスを相殺する第２バランサ１９ｂが設けられている。
【００２０】
また、密閉容器１には、外部から低圧のガス冷媒を吸入する吸入管１０と、圧縮された高圧のガス冷媒を外部に吐出する吐出管１１と、が設けられている。
【００２１】
ここで、スクロール圧縮機の全体的な動作を簡単に説明する。ステータ５に通電されると、ロータ６が回転する。ロータ６の回転駆動力は、主軸７、偏芯軸部７ａ及びスライダ３０を介して揺動スクロール４に伝達される。回転駆動力が伝達された揺動スクロール４は、オルダムリング１２により自転を規制され、固定スクロール３に対して揺動運動を行う。
【００２２】
揺動スクロール４の揺動運動に伴い、吸入管１０から密閉容器１内に吸入された低圧のガス冷媒は、フレーム２に形成された不図示の吸入ポートを通って圧縮室に取り込まれ、圧縮室内で圧縮される。圧縮された高圧のガス冷媒は、吐出ポート２２を介して吐出チャンバー２３内に吐出される。吐出チャンバー２３内の高圧のガス冷媒は、吐出弁２４を押し上げて固定スクロール３と密閉容器１との間の高圧空間に吐出された後、吐出管１１からスクロール圧縮機の外部に吐出される。
【００２３】
図２は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の構成を示す上面図である。図３は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の構成を示す下面図である。図２及び図３では、揺動スクロール４の偏芯方向（すなわち、主軸７の中心軸に対する偏芯軸部７ａの偏芯方向）を白抜き太矢印で示している。また、図２及び図３では、主軸７の中心軸に直交する平面内において、スライダ３０の回転中心Ｏを原点とし、揺動スクロール４の偏芯方向と平行にＸ軸をとり、Ｘ軸と直交する方向にＹ軸をとっている。Ｘ軸において、揺動スクロール４の偏芯方向の逆方向（反偏芯方向）を正とする。すなわち、＋Ｘ方向は揺動スクロール４の反偏芯方向と一致し、−Ｘ方向は揺動スクロール４の偏芯方向と一致する。Ｘ軸とＹ軸との交点は、回転中心Ｏである。回転中心Ｏは、主軸７の中心軸上に位置している。
【００２４】
スライダ３０は、揺動スクロール４の公転半径を固定スクロール３のラップ部３ｂの側面形状に沿って変更させる可変クランク機構を構成するものである。図２及び図３に示すように、スライダ３０は、揺動軸受１４に回転自在に支持されるスライダ部材４０と、揺動スクロール４に作用する遠心力の少なくとも一部を相殺するバランサ部材５０と、を有している。スライダ部材４０及びバランサ部材５０は、互いに別体に形成された別部材であり、例えば互いに異なる素材で形成されている。スライダ部材４０及びバランサ部材５０のそれぞれは、一体構造となっている。スライダ部材４０及びバランサ部材５０は、締結部材７０（例えば、ボルト、リベット、ピン等）を用いて互いに固定されている。なお、図２及び図３では、スライダ部材４０及びバランサ部材５０のそれぞれの形状を把握しやすくするために、バランサ部材５０にドットハッチングを付している。
【００２５】
スライダ部材４０は、揺動軸受１４に回転摺動自在に支持される円筒部４１と、円筒部４１の下端部付近から外周側に張り出した平板部４２と、を有している。円筒部４１及び平板部４２を含むスライダ部材４０は、一体構造となっている。円筒部４１は、揺動軸受１４に対する摺動面となる円筒形状の外周面を備えている。円筒部４１の内周側には、偏芯軸部７ａを一方向に摺動自在に嵌入させる長穴形状のスライド溝４３が形成されている。本例では、偏芯軸部７ａとスライド溝４３との摺動方向は、揺動スクロール４の偏芯方向に対して傾いている。平板部４２は、円筒部４１に対して＋Ｘ側に偏って形成されている。平板部４２は、円筒部４１の下端部の外周に形成される円環状鍔部７２（図４参照）の一部を構成する。
【００２６】
バランサ部材５０は、回転中心Ｏよりも＋Ｘ側に設けられたメインウエイト部５１と、スライダ部材４０の下端部を−Ｘ側から支持してスライダ３０の転覆を防止する支持部５２と、を有している。メインウエイト部５１及び支持部５２を含むバランサ部材５０は、一体構造となっている。以下の説明では、支持部５２を転覆防止ウエイト部という場合もある。支持部５２の大部分は回転中心Ｏよりも−Ｘ側に形成されており、支持部５２の一部は回転中心Ｏよりも＋Ｘ側に形成されている。支持部５２は、スライダ部材４０の平板部４２と概ね同一面内に配置され、＋Ｙ方向、−Ｘ方向及び−Ｙ方向の三方から平板部４２を囲むＵ字状の平面形状を有している。支持部５２は、円筒部４１の下端部の外周に形成される円環状鍔部７２（図４参照）の他部を構成する。すなわち、支持部５２と平板部４２とが組み合わされると、円筒部４１の下端部の外周には、当該円筒部４１と同軸の円環状鍔部７２が形成される。円環状鍔部７２は、揺動スクロール４のボス部４ｃ及び揺動軸受１４よりも下方に位置する。
【００２７】
バランサ部材５０は全体として、揺動スクロール４の遠心力を相殺するために、回転中心Ｏよりも＋Ｘ側に偏芯して設けられている。バランサ部材５０の遠心力によって揺動スクロール４の遠心力が相殺されることにより、揺動スクロール４のラップ部４ｂに作用する半径方向の荷重が低減される。このため、揺動スクロール４の信頼性を向上できるとともに、揺動スクロール４のラップ部４ｂと固定スクロール３のラップ部３ｂとの間の摺動損失を低減できる。
【００２８】
ここで、スライダ部材４０及びバランサ部材５０に求められる形状及び機能について説明する。スライダ部材４０の円筒部４１は、揺動軸受１４と摺動するため、高精度の真円度、円筒度及び面粗さが要求される。一方、バランサ部材５０は、大きな遠心力を発生させるために、高密度素材で形成されることが要求される。
【００２９】
また、揺動軸受１４における片当たりを防止するためには、軸方向において、スライダ３０の遠心力作用中心の位置と、揺動軸受１４の中心位置とを一致させる必要がある。スライダ３０の遠心力作用中心の位置と揺動軸受１４の中心位置とがずれると、スライダ３０が転覆しようとし、スライダ部材４０の円筒部４１と揺動軸受１４との間で片当たりが発生する。したがって、スライダ３０には、揺動スクロール４の遠心力を相殺するためのメインウエイト部５１に加えて、メインウエイト部５１とは逆向きに偏芯した転覆防止ウエイト部を設ける必要がある。
【００３０】
次に、スライダ３０の製造上の課題について説明する。上述の通り、揺動軸受１４と摺動する円筒部４１の外周面は、高精度の仕上げ加工を要する。しかしながら、スライダ３０のスライダ部とバランサ部とが一体成型されている場合、バランサ部が邪魔になるため、円筒部４１の外周面に回転研磨等の仕上げ加工を行うことが困難となる。また、本来、スライダ部には摺動特性（例えば、耐焼付性、耐摩耗性等を含む）が求められ、バランサ部には高密度及び高強度が求められる。スライダ部とバランサ部とが一体成型される場合には、スライダ部とバランサ部とを同一素材で形成する必要があるため、スライダ部に求められる特性とバランサ部に求められる特性とを両立させるのが困難である。一方、本実施の形態のように、スライダ３０がスライダ部材４０とバランサ部材５０とに分割された分割構造である場合には、円筒部４１の仕上げ加工が容易になるため、円筒部４１の真円度、円筒度及び面粗さの精度を向上できる。また、スライダ３０を分割構造とした場合には、スライダ部材４０を摺動特性に優れた素材で形成し、バランサ部材５０を高密度素材又は高強度素材で形成することができる。このため、スライダ部材４０に求められる特性とバランサ部材５０に求められる特性とを両立させることができる。
【００３１】
バランサ部材５０の支持部５２は、スライダ部材４０の空転を防止する平面状の回転止め面５２ａ、５２ｂを有している。回転止め面５２ａ、５２ｂは、例えばいずれもＹ軸に垂直な平面であり、スライダ部材４０の平板部４２を挟んで互いに対向している。回転止め面５２ａ、５２ｂは、平板部４２に形成された平面状の端面４２ａ、４２ｂとそれぞれ当接している。これにより、スライダ部材４０に対するバランサ部材５０の空転を防ぐことができるため、スライダ部材４０とバランサ部材５０との間に位相ずれが生じるのを防ぐことができる。
【００３２】
図４は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の軸方向断面を示す断面図である。図４中において右方向は＋Ｘ方向を表しており、左方向は−Ｘ方向を表している。図４に示すように、回転中心Ｏよりも−Ｘ側において、支持部５２とスライダ部材４０との接触部分には、概ね相補的な段差構造６０が形成されている。段差構造６０は、軸方向で互いに隣接する上段部６０ａと下段部６０ｂとを備えている。
【００３３】
スライダ部材４０側の上段部６０ａには、平板部４２の一部として、−Ｘ方向に突出する突出部４４が形成されている。突出部４４の先端には、概ね−Ｘ方向を向いた先端面４４ａが形成されている。先端面４４ａの少なくとも一部は、Ｘ軸に垂直な平面となっている。支持部５２側の上段部６０ａには、概ね＋Ｘ方向を向いた対向面５２ｃが形成されている。対向面５２ｃは、隙間６１を介して先端面４４ａと対向している。対向面５２ｃの少なくとも一部は、Ｘ軸に垂直な平面となっている。
【００３４】
スライダ部材４０側の下段部６０ｂには、平面状の水平方向荷重支持面４４ｂが形成されている。水平方向荷重支持面４４ｂは、Ｘ軸に垂直に形成され、−Ｘ方向を向いている。水平方向荷重支持面４４ｂは、先端面４４ａよりも＋Ｘ側に位置している。支持部５２側の下段部６０ｂには、平面状の当接面５２ｄが形成されている。当接面５２ｄは、Ｘ軸に垂直に形成され、＋Ｘ方向を向いている。当接面５２ｄは、対向面５２ｃよりも＋Ｘ側に位置している。当接面５２ｄは、水平方向荷重支持面４４ｂに当接（例えば、面接触）している。
【００３５】
スライダ部材４０において突出部４４の下面、すなわち、先端面４４ａと水平方向荷重支持面４４ｂとの間には、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃが形成されている。第１鉛直方向荷重支持面４４ｃは、軸方向と垂直となるように水平に形成され、下方向を向いている。第１鉛直方向荷重支持面４４ｃは、水平方向荷重支持面４４ｂよりも−Ｘ側に位置している。
【００３６】
支持部５２において、対向面５２ｃと当接面５２ｄとの間には、当接面５２ｅが形成されている。当接面５２ｅは、軸方向と垂直となるように水平に形成され、上方向を向いている。当接面５２ｅは、当接面５２ｄよりも−Ｘ側に位置している。当接面５２ｅは、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃに当接（例えば、面接触）している。
【００３７】
メインウエイト部５１は、概ね部分円筒状の形状を有している。メインウエイト部５１は、円筒部４１の外周側であって回転中心Ｏよりも＋Ｘ側となる部分に設けられている。メインウエイト部５１は、揺動スクロール４の揺動軸受１４及びボス部４ｃが配置される隙間７１を介して、円筒部４１に沿って形成されている。なお、本例のメインウエイト部５１は回転中心Ｏよりも＋Ｘ側となる部分のみに設けられているが、メインウエイト部５１の一部は回転中心Ｏよりも−Ｘ側となる部分に設けられていてもよい。
【００３８】
また、メインウエイト部５１の一部は、平板部４２上に配置されている。平板部４２の上面のうち、メインウエイト部５１に当接する部分は、第２鉛直方向荷重支持面４２ｃとなる。第２鉛直方向荷重支持面４２ｃは、軸方向と垂直となるように水平に形成され、上方向を向いている。第２鉛直方向荷重支持面は、水平方向荷重支持面４４ｂよりも＋Ｘ側に位置している。第２鉛直方向荷重支持面４２ｃには、メインウエイト部５１の下面の一部である当接面５１ａが当接している。当接面５１ａは、軸方向と垂直となるように水平に形成され、下方向を向いている。第２鉛直方向荷重支持面４２ｃ及び当接面５１ａは、スライダ部材４０とバランサ部材５０との間の締結面を兼ねている。すなわち、スライダ部材４０とバランサ部材５０とは、互いに当接する第２鉛直方向荷重支持面４２ｃ及び当接面５１ａを介して、締結部材７０（例えば、ボルト、リベット、ピン等）によって締結されている。
【００３９】
図５は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の運転中においてバランサ部材５０に作用する遠心力と、この遠心力によってバランサ部材５０からスライダ部材４０に作用する荷重と、を示す図である。図５は、図４と同一の断面を示している。また図５では、図４で付した符号の一部を省略している。
【００４０】
図５に示すように、スクロール圧縮機の運転中には、スライダ３０が回転中心Ｏを中心として回転するため、スライダ３０の一部であるバランサ部材５０には＋Ｘ方向の遠心力Ｆｃが作用する。遠心力Ｆｃにより、スライダ部材４０の水平方向荷重支持面４４ｂには、バランサ部材５０からの＋Ｘ方向の水平方向荷重Ｆｈが作用する。バランサ部材５０は、水平方向荷重支持面４４ｂから−Ｘ方向の反力を受ける。この反力は、バランサ部材５０に作用する＋Ｘ方向の遠心力Ｆｃと逆向きで等しい大きさを有する。
【００４１】
ここで、バランサ部材５０の遠心力作用中心Ｃ１は、揺動軸受１４の軸方向中心とほぼ同じ高さに位置している。一方、水平方向荷重支持面４４ｂは、揺動軸受１４よりも下方に位置している。すなわち、遠心力作用中心Ｃ１の位置は、水平方向荷重支持面４４ｂの位置よりも上方にずれている。このため、バランサ部材５０には、水平方向荷重支持面４４ｂを中心として、図５中の時計回り方向の転覆モーメントが生じる。
【００４２】
この転覆モーメントにより、バランサ部材５０には、水平方向荷重支持面４４ｂよりも−Ｘ側では上向きの鉛直方向荷重Ｆｖ１が作用し、水平方向荷重支持面４４ｂよりも＋Ｘ側では下向きの鉛直方向荷重Ｆｖ２が作用する。上向きの鉛直方向荷重Ｆｖ１は、スライダ部材４０の第１鉛直方向荷重支持面４４ｃで支持され、下向きの鉛直方向荷重Ｆｖ２は、スライダ部材４０の第２鉛直方向荷重支持面４２ｃで支持される。
【００４３】
このように、スライダ部材４０とバランサ部材５０との間に作用する力は、水平方向荷重支持面４４ｂ、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃのそれぞれを介した押付け荷重によって釣り合う。これにより、締結部材７０に剪断荷重や引張荷重などの荷重が作用するのを防ぐことができるため、締結部材７０の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
支持部５２は、スライダ部材４０に＋Ｘ方向の水平方向荷重Ｆｈを作用させるとともに、スライダ部材４０から−Ｘ方向の反力を受ける。支持部５２は、バランスウエイトとしての機能上、大きな半径方向幅を有しているため、半径方向で高い強度及び剛性を持っている。したがって、スライダ部材４０からの−Ｘ方向の反力を支持部５２で支持することにより、高い信頼性が得られる。
【００４５】
特に、本実施の形態では、スライダ部材４０の水平方向荷重支持面４４ｂに当接する当接面５２ｄが、支持部５２の下段部６０ｂに設けられている。支持部５２の下段部６０ｂは、支持部５２の上段部６０ａよりも大きい半径方向幅を有しているため、上段部６０ａよりも高い強度及び剛性を持っている。したがって、本実施の形態の構成ではより高い信頼性が得られる。
【００４６】
また、本実施の形態では、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃは支持部５２の当接面５２ｅに当接しており、第２鉛直方向荷重支持面４２ｃはメインウエイト部５１の当接面５１ａに当接している。第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと第２鉛直方向荷重支持面４２ｃとの間の距離は十分に長いため、バランサ部材５０に生じる転覆モーメントを長い腕長さで支持することができる。したがって、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃのそれぞれに作用する荷重を小さく抑えることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、スライダ３０がスライダ部材４０とバランサ部材５０とに分割された分割構造である。したがって、円筒部４１の仕上げ加工が容易になるため、円筒部４１の真円度、円筒度及び面粗さの精度を向上できる。さらに、本実施の形態では、圧入や焼嵌め等を用いずにスライダ部材４０とバランサ部材５０とを組み立てることができる。したがって、スライダ３０の組立工程で円筒部４１の真円度及び円筒度が悪化してしまうのを防ぐことができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、水平方向荷重支持面４４ｂ及び当接面５２ｄの双方が平面状であるため、水平方向荷重支持面４４ｂと当接面５２ｄとの接触面積を容易に調整できる。
【００４９】
図６は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機のスライダ部材４０及びバランサ部材５０のそれぞれの軸方向断面を示す断面図である。図６に示すように、バランサ部材５０において、上方向を向いた当接面５２ｅは、下方向を向いた当接面５１ａよりも下方に位置している。当接面５２ｅと当接面５１ａとの間の軸方向距離をｈ１とする。
【００５０】
また、スライダ部材４０において、下方向を向いた第１鉛直方向荷重支持面４４ｃは、上方向を向いた第２鉛直方向荷重支持面４２ｃよりも下方に位置している。第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと第２鉛直方向荷重支持面４２ｃとの間の軸方向距離をｈ２とする。
【００５１】
本実施の形態では、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと第２鉛直方向荷重支持面４２ｃとの間の軸方向距離ｈ２は、当接面５２ｅと当接面５１ａとの間の軸方向距離ｈ１よりも大きくなっている（ｈ２＞ｈ１）。さらに、軸方向距離ｈ２と軸方向距離ｈ１との差は、０．５ｍｍよりも小さくなっている。すなわち、軸方向距離ｈ１、ｈ２は、０．５［ｍｍ］＞（ｈ２−ｈ１）＞０［ｍｍ］の関係を満たしている。
【００５２】
これにより、スライダ部材４０とバランサ部材５０とを固定する際、バランサ部材５０をスライダ部材４０に対して微小傾斜させた状態で、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと当接面５２ｅとの間、及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃと当接面５１ａとの間の双方を確実に接触させることができる。このとき、スライダ部材４０に対するバランサ部材５０の傾斜角度は微小であるため、遠心力の設計値からのずれは無視できる。
【００５３】
これに対し、仮に、軸方向距離ｈ２が軸方向距離ｈ１よりも小さくなっている場合、第２鉛直方向荷重支持面４２ｃと当接面５１ａとの間を締結したときに、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと当接面５２ｅとが離れてしまう。これにより、スクロール圧縮機の運転時にバランサ部材５０の転覆モーメントが締結部材７０に作用してしまうため、締結部材７０が破損してしまうおそれがある。
【００５４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機について説明する。図７は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機のスライダ３０の構成を示す図である。図７では、スライダ３０の上面図（ａ）と軸方向断面図（ｂ）とを併せて示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、本実施の形態では、水平方向荷重支持面４４ｂが凸状の円弧状（部分円筒状）に形成されており、水平方向荷重支持面４４ｂに当接する当接面５２ｄが凹状の円弧状（部分円筒状）に形成されている。水平方向荷重支持面４４ｂの曲率半径は、当接面５２ｄの曲率半径と同一又はそれより小さくなっている。本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５５】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機について説明する。実施の形態１で説明したように、スクロール圧縮機の運転中において、スライダ部材４０とバランサ部材５０との間に作用する力は、水平方向荷重支持面４４ｂ、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃのそれぞれを介した押付け荷重によって釣り合う。このため、締結部材７０は、スクロール圧縮機の停止中にスライダ部材４０とバランサ部材５０とが分離しないための仮止めの機能を有していればよい。したがって、スライダ部材４０とバランサ部材５０との固定には、締結部材７０を用いずに、接着材のみを用いることができる。この構成によれば、スライダ３０の製造工程を簡略化できるとともにスライダ３０の部品点数を削減できるため、スクロール圧縮機の製造コストを削減することができる。
【００５６】
以上説明したように、上記実施の形態１〜３に係るスクロール圧縮機は、固定スクロール３と、固定スクロール３に対して揺動する揺動スクロール４と、揺動スクロール４に回転駆動力を伝達する主軸７と、主軸７の一端に設けられ、主軸７の中心軸に対して所定の偏芯方向に偏芯した偏芯軸部７ａと、偏芯軸部７ａを摺動自在に嵌入させるスライド溝４３が形成されたスライダ３０と、揺動スクロール４に設けられ、スライダ３０を回転自在に支持する揺動軸受１４と、を備えている。スライダ３０は、揺動軸受１４に支持されるスライダ部材４０と、スライダ部材４０と別部材であってスライダ部材４０に対して固定され、揺動スクロール４に作用する遠心力を相殺するバランサ部材５０と、を有している。バランサ部材５０は、偏芯方向（−Ｘ方向）の逆方向を反偏芯方向（＋Ｘ方向）としたとき、スライダ３０の回転中心Ｏよりも反偏芯方向側に設けられたメインウエイト部５１と、メインウエイト部５１と一体的に形成され、スライダ部材４０を偏芯方向側から支持する支持部５２と、を有している。スライダ部材４０は、支持部５２に当接し、反偏芯方向におけるバランサ部材５０の荷重を支持する水平方向荷重支持面４４ｂ（反偏芯方向荷重支持面の一例）と、水平方向荷重支持面４４ｂよりも偏芯方向側に設けられ、主軸７の中心軸と平行な一方向におけるバランサ部材５０の荷重を支持する第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ（第１軸方向荷重支持面の一例）と、水平方向荷重支持面４４ｂよりも反偏芯方向側に設けられ、上記一方向とは逆方向におけるバランサ部材５０の荷重を支持する第２鉛直方向荷重支持面４２ｃ（第２軸方向荷重支持面の一例）と、を有している。
【００５７】
この構成によれば、バランサ部材５０の遠心力によって生じる反偏芯方向におけるバランサ部材５０の荷重は、スライダ部材４０の水平方向荷重支持面４４ｂで支持される。水平方向荷重支持面４４ｂまわりのモーメントによって生じる中心軸方向におけるバランサ部材５０の荷重は、スライダ部材４０の第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃで支持される。これにより、バランサ部材５０の遠心力によってスライダ部材４０とバランサ部材５０との間に作用する力は、水平方向荷重支持面４４ｂ、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃのそれぞれを介した押付け荷重によって釣り合う。したがって、バランサ部材５０の遠心力によってスライダ部材４０とバランサ部材５０とが密着してより強固に固定されるため、スライダ３０及びスクロール圧縮機の信頼性を高めることができる。
【００５８】
また、上記実施の形態に係るスクロール圧縮機において、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃは、支持部５２に当接しており、第２鉛直方向荷重支持面４２ｃは、メインウエイト部５１に当接していてもよい。この構成によれば、バランサ部材５０に生じる水平方向荷重支持面４４ｂまわりのモーメントを長い腕長さで支持することができる。したがって、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃ及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃのそれぞれに作用する荷重を小さく抑えることができる。
【００５９】
また、上記実施の形態に係るスクロール圧縮機において、水平方向荷重支持面４４ｂは平面状に形成されていてもよい。この構成によれば、水平方向荷重支持面４４ｂを介したスライダ部材４０とバランサ部材５０との接触面積を容易に調整できる。
【００６０】
また、上記実施の形態に係るスクロール圧縮機において、水平方向荷重支持面４４ｂは円弧状に形成されていてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態に係るスクロール圧縮機において、バランサ部材５０は、スライダ部材４０に対して、締結部材７０を用いずに接着材のみによって固定されていてもよい。この構成によれば、スライダ３０の製造工程を簡略化できるとともにスライダ３０の部品点数を削減できるため、スクロール圧縮機の製造コストを削減することができる。
【００６２】
また、上記実施の形態に係るスクロール圧縮機において、バランサ部材５０は、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと当接する当接面５２ｅと、第２鉛直方向荷重支持面４２ｃと当接する当接面５１ａと、を有しており、当接面５２ｅと当接面５１ａとの間の軸方向距離ｈ１と、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと第２鉛直方向荷重支持面４２ｃとの間の軸方向距離ｈ２とは、０．５［ｍｍ］＞（ｈ２−ｈ１）＞０［ｍｍ］の関係を満たしていてもよい。この構成によれば、スライダ部材４０とバランサ部材５０とを固定する際、バランサ部材５０をスライダ部材４０に対して微小傾斜させた状態で、第１鉛直方向荷重支持面４４ｃと当接面５２ｅとの間、及び第２鉛直方向荷重支持面４２ｃと当接面５１ａとの間の双方を確実に接触させることができる。
【００６３】
その他の実施の形態．
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、主軸７の中心軸が鉛直方向に沿って配置される縦置き型のスクロール圧縮機を例に挙げたが、本発明は、主軸７の中心軸が鉛直方向に対して傾いて配置される横置き型のスクロール圧縮機にも適用できる。
【００６４】
また、上記の各実施の形態は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  密閉容器、１ａ  胴部、１ｂ  蓋部、１ｃ  底部、２  フレーム、３  固定スクロール、３ａ  台板、３ｂ  ラップ部、４  揺動スクロール、４ａ  台板、４ｂ  ラップ部、４ｃ  ボス部、５  ステータ、６  ロータ、７  主軸、７ａ  偏芯軸部、８  油溜め、９  オイルポンプ、１０  吸入管、１１  吐出管、１２  オルダムリング、１３  油穴、１４  揺動軸受、１５  排油パイプ、１６  主軸受部、１７  副軸受部、１８  サブフレーム、１９ａ  第１バランサ、１９ｂ  第２バランサ、２０  圧縮機構部、２１  電動機部、２２  吐出ポート、２３  吐出チャンバー、２４  吐出弁、３０  スライダ、４０  スライダ部材、４１  円筒部、４２  平板部、４２ａ、４２ｂ  端面、４２ｃ  第２鉛直方向荷重支持面、４３  スライド溝、４４  突出部、４４ａ  先端面、４４ｂ  水平方向荷重支持面、４４ｃ  第１鉛直方向荷重支持面、５０  バランサ部材、５１  メインウエイト部、５１ａ  当接面、５２  支持部、５２ａ、５２ｂ  回転止め面、５２ｃ  対向面、５２ｄ、５２ｅ  当接面、６０  段差構造、６０ａ  上段部、６０ｂ  下段部、６１  隙間、７０  締結部材、７１  隙間、７２  円環状鍔部。
【図１】
2017085783.tif 000003
【図２】
2017085783.tif 000004
【図３】
2017085783.tif 000005
【図４】
2017085783.tif 000006
【図５】
2017085783.tif 000007
【図６】
2017085783.tif 000008
【図７】
2017085783.tif 000009
【国際調査報告】
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2017085783.tif 000011
2017085783.tif 000012