(57)【要約】【課題】コンパクトな構成を有し、且つ、容易に精度のよい組立が可能なスクロール流体機械を提供する。【解決手段】スクロール流体機械は、固定子および回転軸に連結された回転子と、回転子の軸方向中間点前後において回転軸を回動可能に支持する第１の軸受及び第２の軸受と、を備える電動モータと、電動モータより軸方向前方に設けられ、固定スクロールと、前記回転軸に直結された旋回スクロールと、を備える圧縮機本体と、前記電動モータより軸方向後方に設けられ、前記回転軸に直結される冷却ファンを備える冷却ユニットと、を備える。【選択図】図４
2018135855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子及び回転軸に連結された回転子と、前記回転子の軸方向中間点前後において前記回転軸を回動可能に支持する第１の軸受及び第２の軸受と、を備える電動モータと、
前記電動モータより軸方向前方に設けられ、固定スクロールと、前記回転軸に直結された旋回スクロールと、を備える圧縮機本体と、
前記電動モータより軸方向後方に設けられ、前記回転軸に直結される冷却ファンを備える冷却ユニットと、
を備える、スクロール流体機械。
【請求項２】
前記第１の軸受及び第２の軸受は、前記電動モータの外殻を構成するモータケーシング内に収容される、請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項３】
前記モータケーシングは、
軸方向前方から前記回転子及び前記固定子を部分的に囲み、且つ、前記第１の軸受が固定される第１のモータケースと、
軸方向後方から前記回転子及び前記固定子を部分的に囲み、且つ、前記第２の軸受が固定される第２のモータケースと、
前記第１のモータケースと前記第２のモータケースとの間に配置され、前記回転子を囲うようにリング状に設けられた第３のモータケースと、
によって構成される、請求項２に記載のスクロール流体機械。
【請求項４】
前記圧縮機本体は、前記固定スクロールに対する前記旋回スクロールの位置を調整するための隙間調整機構を有し、
前記圧縮機本体と前記電動モータとを分離せずに前記隙間調整機構を用いた調整作業を可能にするための作業用空間をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のスクロール流体機械。
【請求項５】
前記第１の軸受及び前記第２の軸受の少なくとも一方は、前記回転軸の軸方向に沿った変位を許容するように構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載のスクロール流体機械。
【請求項６】
前記冷却ユニットは、
前記冷却ファンを収容する冷却ファンケーシングと、
前記冷却ファンに外気を導入するための吸気ダクトと、
前記冷却ファンからの送風を吐出する吐出ダクトと、
を備え、
前記吸気ダクトは軸方向前方から前記冷却ファンケーシングに向けて延在し、
前記吐出ダクトは前記冷却ファンケーシングから軸方向前方に向けて延在し、
前記吸気ダクト及び前記吐出ダクトは、前記電動モータに隣接するように形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール流体機械。
【請求項７】
前記吐出ダクトは前記圧縮機本体に接続される、請求項６に記載のスクロール流体機械。
【請求項８】
前記吸気ダクトの吸気口は、前記圧縮機本体上に設けられる、請求項６又は７に記載のスクロール流体機械。
【請求項９】
前記吸気ダクト及び吐出ダクトの少なくとも一方は、前記電動モータの制御ユニットに隣接するように配置される、請求項６から８のいずれか１項に記載のスクロール流体機械。
【請求項１０】
前記電動モータは磁石を用いたモータである、請求項１に記載のスクロール流体機械。
【請求項１１】
前記吸気ダクトの吸気口に防塵用フィルタが設けられる、請求項６から１０のいずれか１項に記載のスクロール流体機械。
【請求項１２】
固定子及び回転軸に連結された回転子と、前記回転子の軸方向中間点前後において前記回転軸を回動可能に支持する第１の軸受及び第２の軸受と、を備える電動モータと、
前記電動モータより軸方向前方に設けられ、固定スクロールと、前記回転軸に直結された旋回スクロールと、を備える圧縮機本体と、
前記電動モータより軸方向後方に設けられ、前記回転軸に直結される冷却ファンを備える冷却ユニットと、
を備える、スクロール流体機械の製造方法であって、
前記電動モータを組み立てる第１の組立工程と、
前記第１の組立工程で組み立てられた電動モータに対して、前記圧縮機本体及び前記冷却ユニットを取り付ける第２の組立工程と、
を備える、スクロール流体機械の製造方法。
【請求項１３】
前記固定子及び回転子の一方は磁性体材料を含み、
前記スクロール流体機械の製造方法は、前記第１の組立工程で組み立てられた前記電動モータに含まれる前記磁性体材料を磁化する着磁工程を更に備え、
前記第２の組立工程では、前記着磁工程が実施された後の前記電動モータに対して、前記圧縮機本体及び前記冷却ユニットが取り付けられる、請求項１２に記載のスクロール流体機械の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体の圧縮、膨張及び圧送を行うスクロール流体機械及びスクロール流体機械の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定スクロールに対して、旋回スクロールの旋回を制限しながら旋回スクロールを公転させることで、固定スクロール及び旋回スクロールの間に形成される圧縮室（膨張室）にて流体を圧縮又は膨張する、いわゆるスクロール流体機械が知られている。例えば特許文献１には、電動モータの出力軸とスクロール流体機械の偏芯軸とが別部材であり、これらがカップリングを介して接続されたスクロール流体機械が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７７９１４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、電動モータの出力軸とスクロール流体機械の偏芯軸とをカップリングを介して接続する構成は、軸方向における装置サイズの増大の要因となってしまう。
【０００５】
また電動モータの増設に伴い、スクロール流体機械の近傍における発熱量が増加するため、冷却性能の向上も求められる。そのため、スクロール流体機械は大型化になりやすい。
【０００６】
また電動モータの出力軸とスクロール流体機械の偏芯軸とをカップリング等を介して接続する構成では、部品点数が増えるとともに、両者を組み合わせる際に高度な作業精度が求められ、製造コストが増加する一因となっている。
【０００７】
本発明の少なくとも１実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、コンパクトな構成を有し、且つ、容易に精度のよい組立が可能なスクロール流体機械及び当該スクロール流体機械の製造方法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】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも１実施形態に係るスクロール流体機械は上記課題を解決するために、固定子及び回転軸に連結された回転子と、前記回転子の軸方向中間点前後において前記回転軸を回動可能に支持する第１の軸受及び第２の軸受と、を備える電動モータと、前記電動モータより軸方向前方に設けられ、固定スクロールと、前記回転軸に直結された旋回スクロールと、を備える圧縮機本体と、前記電動モータより軸方向後方に設けられ、前記回転軸に直結される冷却ファンを備える冷却ユニットと、を備える。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、圧縮機本体及び冷却ユニットは、電動モータの回転軸に直結されているため、電動モータの出力は回転軸を介して圧縮機本体及び冷却ユニットに伝達される。これにより、圧縮機本体では固定スクロール及び旋回スクロールの間に形成される圧縮室にて流体が圧縮されるとともに、冷却ユニットでは冷却ファンによる送風によって圧縮機本体及び電動モータの冷却が行われる。このように、従来のようなカップリング等の部材を要することなく、圧縮機本体、電動モータ及び冷却ユニットをコンパクトに構成できる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、前記第１の軸受及び第２の軸受は、前記電動モータの外殻を構成するモータケーシング内に収容される。
【００１１】
上記（２）の構成によれば、圧縮機本体及び冷却ユニットに直結される電動モータの回転軸は、スクロール流体機械のうち電動モータが有する第１の軸受及び第２の軸受によって回動可能に支持される（すなわち、回転軸は、モータケーシング内に収容される第１の軸受及び第２の軸受によって支持される）。上述したように、電動モータの回転軸は圧縮機本体及び冷却ユニットに直結されるため、高度な位置精度が要求されるが、このように電動モータに設けられた２つの軸受によって支持されることで、例えば電動モータ単体で回転軸の位置精度を確保することができる。そして、完成した電動モータ（回転軸が組み付けられた電動モータ）に対して圧縮機本体や冷却ユニットを組み合わせることで、設計精度のよいスクロール流体機械を容易に製造できる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では上記（２）の構成において、前記モータケーシングは、軸方向前方から前記回転子及び前記固定子を部分的に囲み、且つ、前記第１の軸受が固定される第１のモータケースと、軸方向後方から前記回転子及び前記固定子を部分的に囲み、且つ、前記第２の軸受が固定される第２のモータケースと、前記第１のモータケースと前記第２のモータケースとの間に配置され、前記回転子を囲うようにリング状に設けられた第３のモータケースと、によって構成される。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、電動モータの回転子及び固定子を部分的に囲むモータケーシングは、互いに分割可能な第１乃至第３のモータケースを含む。第１のモータケース及び第２のモータケースは、回転子及び前記固定子をそれぞれ前後から部分的に囲むように構成されており、それらの間に第３のモータケースが配置されることで、スクロール流体機械の組み立てを容易にしている。また第１のモータケース及び第２のモータケースは、それぞれ第１の軸受及び第２の軸受をそれぞれ固定しており、第１の軸受及び第２の軸受によって支持される回転軸の位置精度を効果的に向上する。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では上記（１）から（３）のいずれか１構成において、前記圧縮機本体は、前記固定スクロールに対する前記旋回スクロールの位置を調整するための隙間調整機構を有し、前記圧縮機本体と前記電動モータとを分離せずに前記隙間調整機構を用いた調整作業を可能にするための作業用空間をさらに備える。
【００１５】
電動モータの組立時には、モータケーシングの内部空間に対して電動モータを構成する各部材（例えば第２の軸受、回転子及び固定子等）が順に挿入されることにより組み立てられる。上記（４）の構成によれば、このとき、各部材がモータケーシングの内部空間に対してスムーズに挿入可能なように、空洞スペースが設けられている。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか１構成において、前記第１の軸受及び前記第２の軸受の少なくとも一方は、前記回転軸の軸方向に沿った変位を許容するように構成される。
【００１７】
上記（５）の構成によれば、スクロール流体機械１の運転時に回転軸に生じる微振動を抑制し、フレッティング摩耗を効果的に抑制できる。
【００１８】
尚、第１の軸受及び第２の軸受に採用される軸受のスペックは、回転軸に印加される負荷（例えば、回転軸の軸方向前方に印加される負荷（圧縮機本体側の負荷）と、軸方向後方に印加される負荷（冷却ユニット側の負荷）とのバランス）に応じて適宜選択可能である。
【００１９】
（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（５）のいずれか１構成において、前記冷却ユニットは、前記冷却ファンを収容する冷却ファンケーシングと、前記冷却ファンに外気を導入するための吸気ダクトと、前記冷却ファンからの送風を吐出する吐出ダクトと、を備え、前記吸気ダクトは軸方向前方から前記冷却ファンケーシングに向けて延在し、前記吐出ダクトは前記冷却ファンケーシングから軸方向前方に向けて延在し、前記吸気ダクト及び前記吐出ダクトは、前記電動モータに隣接するように形成される。
【００２０】
上記（６）の構成によれば、冷却ファンの駆動によって、外気が吸気ダクトから導入されて冷却ファンケーシングに至り、更に吐出ダクトから吐出されるという、一連の外気の流路が形成される。吸気ダクトは軸方向前方から冷却ファンケーシングに向けて延在し、吐出ダクトは前記冷却ファンケーシングから軸方向前方に向けて延在する。また、このような吸気ダクト及び吐出ダクトは、電動モータに隣接するように形成されることにより、電動モータを効果的に冷却する。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では上記（６）の構成において、前記吐出ダクトは前記圧縮機本体に接続される。
【００２２】
上記（７）の構成によれば、吐出ダクトから吐出される外気は、圧縮機本体に導入される。これにより、上述のように電動モータの冷却に使用された外気は、圧縮機本体の冷却としても貢献する。このように吐出ダクトを形成することにより、スクロール圧縮機全体に亘って良好な冷却作用が得られる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では上記（６）又は（７）のいずれか１構成において、前記吸気ダクトの吸気口は、前記圧縮機本体上に設けられる。
【００２４】
上記（８）の構成によれば、上述の吸気ダクトは、圧縮機本体上に吸気口が設けられる。これにより、吸気口は周辺構造に干渉することなく外部に対して露出されることとなるため、良好な冷却作用が得られる。
【００２５】
（９）幾つかの実施形態では上記（６）から（８）のいずれか１構成において、前記吸気ダクト及び吐出ダクトの少なくとも一方は、前記電動モータの制御ユニットに隣接するように配置される。
【００２６】
上記（９）の構成によれば、発熱体である制御ユニットに隣接するように吸気ダクトを配設することで、冷却ユニットによる冷却作用を効果的に享受できる。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、前記電動モータは磁石を用いたモータである。
【００２８】
ブラシレスモータのような磁石を用いたモータでは、制御ユニットに例えばパワー回路、電流制御回路、ロジック回路、設定比較回路、電源回路等の各種駆動回路が含まれるため、制御ユニットにおける発熱量が比較的多くなる。上記（１０）の構成では、上述のように吸気ダクトを配設することで制御ユニットを良好に冷却できるため、制御ユニットにおける発熱が問題となる磁石を用いたモータに適している。
【００２９】
（１１）幾つかの実施形態では上記（６）から（１０）のいずれか１構成において、前記吸気ダクトの吸気口に防塵用フィルタが設けられる。
【００３０】
上記（１１）の構成によれば、スクロール流体機械が例えば車両に搭載された場合のように、埃や塵のような異物が含まれる雰囲気の環境下に置かれた場合であっても、これら異物が吸気ダクトから内部に侵入することを抑制できるため、良好な信頼性を有するスクロール流体機械が実現できる。
【００３１】
（１２）本発明の少なくとも１実施形態に係るスクロール流体機械の製造方法は上記課題を解決するために、固定子及び回転軸に連結された回転子と、前記回転子の軸方向中間点前後において前記回転軸を回動可能に支持する第１の軸受及び第２の軸受と、を備える電動モータと、前記電動モータより軸方向前方に設けられ、固定スクロールと、前記回転軸に直結された旋回スクロールと、を備える圧縮機本体と、前記電動モータより軸方向後方に設けられ、前記回転軸に直結される冷却ファンを備える冷却ユニットと、を備える、スクロール流体機械の製造方法であって、前記電動モータを組み立てる第１の組立工程と、前記第１の組立工程で組み立てられた電動モータに対して、前記圧縮機本体及び前記冷却ユニットを取り付ける第２の組立工程と、を備える。
【００３２】
上記（１２）の方法によれば、第１の組立工程では、圧縮機本体や冷却ユニットと一体化される前段階として、回転軸が連結された回転子を電動モータに組み込むことにより、電動モータの組み立てが行われる。このように組み立てられた電動モータでは、第１の軸受及び第２の軸受によって回転軸が精度よく位置決めされる。その後、第２の組立工程では、回転軸を備える電動モータに対して、圧縮機本体及び冷却ユニットが取り付けられることにより、スクロール流体機械が完成する。このようにして、圧縮機本体及び冷却ユニットに電動モータの回転軸が精度よく位置決めされたスクロール流体機械を容易に製造できる。
【００３３】
（１３）幾つかの実施形態では上記（１２）の方法において、前記固定子及び回転子の一方は磁性体材料を含み、前記スクロール流体機械の製造方法は、前記第１の組立工程で組み立てられた前記電動モータに含まれる前記磁性体材料を磁化する着磁工程を更に備え、前記第２の組立工程では、前記着磁工程が実施された後の前記電動モータに対して、前記圧縮機本体及び前記冷却ユニットが取り付けられる。
【００３４】
上記（１３）の方法によれば、電動モータは固定子及び回転子の一方が磁性体材料を含んでおり、この磁性体材料は第１の組立工程後に実施される着磁工程にて磁化される。これにより、磁性体材料は永久磁石となる。このように第１の組立工程では、磁性体材料は磁化されていないため、磁力による反力の影響を受けることない。そのため、大きな磁力を有する永久磁石を含む場合であっても、容易に精度のよい組立が可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の少なくとも１実施形態によれば、コンパクトな構成を有し、且つ、容易に精度のよい組立が可能なスクロール流体機械及び当該スクロール流体機械の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の少なくとも１実施形態に係るスクロール流体機械の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のスクロール流体機械の上面図である。
【図３】図１のスクロール流体機械の側面図である。
【図４】図１のスクロール流体機械の縦断面図である。
【図５】図４の変形例である。
【図６】図１のスクロール流体機械の製造方法を工程毎に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３８】
＜１．全体構成＞
図１は本発明の少なくとも１実施形態に係るスクロール流体機械１の外観を示す斜視図であり、図２は図１のスクロール流体機械１の上面図であり、図３は図１のスクロール流体機械１をＡ方向から示す側面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３９】
スクロール流体機械１は、圧縮機本体２と、圧縮機本体２の動力源たる電動モータ４と、圧縮機本体２及び電動モータ４を冷却する冷却ユニット６と、を備える。
【００４０】
圧縮機本体２において、外殻を構成するハウジング５２には、後述する固定スクロール２４及び旋回スクロール２６が収容される。圧縮機本体２の前方側（圧縮機本体２から見て冷却ユニット６とは反対側）には、圧縮対象である外気を導入するための吸気ポート１２が設けられている。吸気ポート１２から導入された外気は、圧縮機本体２の内部において、互いに回転する固定スクロール２４及び旋回スクロール２６の間に形成される圧縮室で圧縮され、圧縮機本体２の前方略中央に設けられた吐出ポート１４から吐出される。
【００４１】
電動モータ４は、外部から供給される電力で駆動可能な電動機であり、スクロール流体機械１の動力源として機能する。電動モータ４は外殻を構成するモータケーシング１６内に、後述する回転子６４及び固定子６６等を収容して構成される、磁石を用いたモータであり、圧縮機本体２の後方側（圧縮機本体２から見て冷却ユニット６側）に配置されている。後述するように、回転子６４は回転軸３４に連結されており、該回転軸３４を介して圧縮機本体２及び冷却ユニット６に動力が伝達される。
【００４２】
冷却ユニット６は、圧縮機本体２及び電動モータ４を冷却する。冷却ユニット６は、電動モータ４の更に後方側（電動モータ４から見て圧縮機本体２とは反対側）に配置されており、外殻を構成する冷却ファンケーシング１８内に冷却ファン１５を収容してなる。冷却ファンケーシング１８には、吸気口２０ａから導入された外気である冷却風を冷却ファン１５に導くための吸気ダクト２０と、冷却ファン１５から送り出される冷却風を吐出する吐出ダクト２２と、が接続されている。冷却ファンケーシング１８、吸気ダクト２０及び吐出ダクト２２は互いに連通しており、吸気口２０ａから導入された冷却風が流れる一連の流路が形成されている。
【００４３】
吸気ダクト２０は軸方向前方から冷却ファンケーシング１８に向けて延在しており、電動モータ４の上面に沿って配設されている。本実施形態では特に、吸気ダクト２０の入り口である吸気口２０ａが、圧縮機本体２のハウジング５２上（圧縮機本体２の上部）に位置している。また吐出ダクト２２は、冷却ファンケーシング１８から軸方向前方に向けて延在しており、電動モータ４の側面に沿って配設されている。
【００４４】
その結果、吸気ダクト２０は電動モータ４の上面と広範囲に亘って接触するとともに、吐出ダクト２２は電動モータ４の側面と広範囲に亘って接触する。これにより、吸気ダクト２０及び吐出ダクト２２を通過する冷却風が、広範囲に亘って電動モータ４と熱的に接触することとなり、放熱が促進される。特に本実施形態では、電動モータ４に対して複数方向から冷却風と熱的に接触するように構成されることで（つまり、吸気ダクト２０は上方側から接触し、吐出ダクト２２は側方側から接触することで）、電動モータ４の冷却性能が向上するように構成されている。
【００４５】
また吐出ダクト２２の吐出口２２ａの先端は、圧縮機本体２の側面に設けられた冷却風導入口（不図示）に接続されており、圧縮機本体２の内部にて、圧縮機本体２の内部に存在する隙間（不図示）に連通している。吐出ダクト２２から該隙間に導入された冷却風は、圧縮機本体２を内側から冷却し、その後、圧縮機本体２の反対側の側面に設けられた排出口（不図示）から外部に排出される。このように電動モータ４の冷却に用いられた冷却風を吐出ダクト２２を介して圧縮機本体２の内部に導入することで、圧縮機本体２の冷却も行うことができる。このように冷却ユニット６は、スクロール流体機械１を構成する圧縮機本体２及び電動モータ４を全体に亘って、効率的に冷却するように構成されている。
【００４６】
尚、吸気ダクト２０の吸気口２０ａには、防塵用フィルタ２１が設けられていてもよい（図４を参照）。これにより、スクロール流体機械１が埃や塵のような異物にさらされる環境下に置かれた場合であっても、これら異物が吸気ダクト２０から内部に侵入することを抑制でき、良好な信頼性が得られる。
【００４７】
＜２．内部構造＞
続いて上記構成を有するスクロール流体機械１の内部構造について、詳しく説明する。
まずスクロール流体機械１のうち圧縮機本体２では、ハウジング５２内に、ハウジング５２に対して固定された固定スクロール２４と、固定スクロール２４に対して相対的に旋回可能な旋回スクロール２６と、が収容されている。
【００４８】
固定スクロール２４は、前後方向に対して垂直に配置された固定側鏡板２４ａと、その後方面に設けられた螺旋状の固定スクロールラップ２４ｂとを備える。固定スクロールラップ２４ｂの頂部には溝が形成されており、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有する材料からなるチップシール（不図示）が嵌入されている。また固定側鏡板２４ａの前方面には、放熱用の冷却フィン２４ｃが設けられている。
【００４９】
固定スクロール２４は、ハウジング５２に対して固定されており、固定側鏡板２４ａの略中央には、吐出ポート１４に連通する吐出孔３０が形成されている。固定スクロールラップ２４ｂは、吐出孔３０の近傍から外周部に向かって螺旋状に設けられている。
【００５０】
旋回スクロール２６は、前後方向に対して垂直に配置された旋回側鏡板２６ａと、その前方面に設けられた螺旋状の旋回スクロールラップ２６ｂとを備える。旋回スクロールラップ２６ｂの頂部には溝が形成されており、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有する材料からなるチップシール（不図示）が嵌入されている。また旋回側鏡板２６ａの後方面には、放熱用の冷却フィン２６ｃが設けられている。
【００５１】
旋回側鏡板２６ａの後方面には、回転軸３４の偏芯軸部３６を回動可能に軸支する偏芯軸部の軸受３８が嵌着されたハブ３９を備える。偏芯軸部３６は、電動モータ４の回転子６４に接続された回転軸３４の左端に所定の偏芯量だけ偏芯して設けられている。尚、偏芯軸部３６と回転軸３４とは一体物である。このように偏芯軸部３６が偏芯軸部の軸受３８に軸支されることにより、旋回スクロール２６と回転軸３４とは直結されている。
なお、本願発明において、二物品が「直結」するとは、二物品が、それらの間に実質的に何も介さずに連結することを意味する。
【００５２】
尚、固定スクロール２４のうち、固定スクロールラップ２４ｂより外側において旋回側鏡板２６ａと対面する位置には溝が設けられており、該溝にはフッソ系樹脂等の自己潤滑性を有するダストシール３７が配設されている。
【００５３】
旋回スクロール２６は、旋回側鏡板２６ａ及びハウジング５２の間に設けられた自転防止機構４０によって自転が実質的に防止されている。自転防止機構４０は、旋回側鏡板２６ａの後方面に周縁に沿って１２０°間隔で３個所に設けられている。
【００５４】
自転防止機構４０は、旋回側クランクピン４２ａと該旋回側クランクピン４２ａに対して偏芯した固定側クランクピン４２ｂとを有するクランク部材４２を備える。旋回側クランクピン４２ａ及び固定側クランクピン４２ｂの間の偏心量は、上述の偏芯軸部３６の回転軸３４に対する偏芯量と等しく設定されている。
【００５５】
旋回側クランクピン４２ａは、旋回スクロール２６に設けられたキャリア４６に嵌入された一対の軸受４８によって回動可能に支持されている。軸受４８は外輪及び内輪の間に転動体を有するラジアル軸受である。外輪はキャリア４６に嵌入されるとともに、外側から軸受押さえ部材５０で固定されている。内輪には旋回側クランクピン４２ａが嵌入されている。また旋回側クランクピン４２ａの肩部は、内輪端面に当接してクランク部材４４のキャリア４６内における左方への移動が規制されている。
【００５６】
固定側クランクピン４２ｂはハウジング５２に対して一対の軸受５１を介して回動可能に支持されている。軸受５０は外輪及び内輪の間に転動体を有するラジアル軸受である。外輪はハウジング５２に嵌入されるとともに、外側から軸受押さえ部材５４で固定されている。内輪には固定側クランクピン４２ｂが嵌入されるとともに、スタッド５６、押さえ板５８及びナット６０により固定されている。
【００５７】
圧縮機本体２では、このような構成を有する自転防止機構４０を備えることにより、電動モータ４から伝達される動力によって回転軸３４が駆動されると、旋回スクロール２６は自転を実質的に防止された状態で旋回（公転）駆動される。
【００５８】
ここで固定スクロールラップ２４ｂの端面と旋回側鏡板２６ａとの間には、製造公差に対応する隙間が少なからず設けられる。同様に、旋回スクロールラップ２６ｂの端面と固定側鏡板２４ａとの間には、製造公差に対応する隙間が少なからず設けられる。圧縮機本体２には、固定スクロール２４に対する旋回スクロール２６の位置を調整するための隙間調整機構６２が設けられている。隙間調整機構６２は締付ボルトによって構成され、その締め付け具合を調整することにより、当該隙間が可変に構成されている。隙間調整機構６２は、上述の自転防止機構４０と同様に、旋回側鏡板２６ａの後方面上に周縁に沿って１２０°間隔で３個所に設けられている。なお、上記隙間は、実際にはチップシール（不図示）で埋められている。
【００５９】
図４に示す実施形態においては、隙間調整機構６２の軸方向後方かつ後述のドライバケース６７ｂの軸方向前方に、圧縮機本体２と電動モータ４とを分離せずに隙間調整機構６２を用いた調整作業を可能にする、軸方向長さＬ１の調整用空間６９を有する。しかし、図５に示す変形例のように、調整用空間は実質的に存在しなくてもよい。なお、「実質的に存在しない」とは、実際には軸方向長さＬ２（＜Ｌ１）の空間が存在するが、調整作業が困難であるような空間しか存在しないことを意味する。この場合、圧縮機本体２と電動モータ４とが分離した状態でなければ隙間調整機構６２による調整作業はできないが、よりスクロール流体機械１を小型化することができる。
【００６０】
再び図４に戻って、電動モータ４は、回転軸３４上に設けられた回転子（ロータ）６４と、該回転子６４の周囲に配設される固定子６６とを備える磁石を用いたモータである。磁石を用いたモータでは、制御ユニット６７に例えばパワー回路、電流制御回路、ロジック回路、設定比較回路、電源回路等の各種駆動回路が含まれるため、制御ユニット６７における発熱量が比較的多くなる。本実施形態では、電動モータ４の動作制御を行うためのドライバ６７ａ、およびドライバ６７ａを収容するドライバケース６７ｂ、によって構成される制御ユニット６７がモータケーシング１６の上部に配置されており、該ドライバ６７ａに隣接するように吸気ダクト２０が設けられている。これにより、発熱量が大きいドライバ６７ａが効果的に冷却できるようになっている。
【００６１】
電動モータ４の回転子６４に連結された回転軸３４は、図４に示されるように、スクロール流体機械１を構成する圧縮機本体２及び冷却ユニット６に亘って設けられており、圧縮機本体２及び冷却ユニット６に電動モータ４の出力を伝達する出力軸として機能する。このようにスクロール流体機械１では、圧縮機本体２、電動モータ４及び冷却ユニット６の各ユニットがカップリングやベルトのような伝達部材を介することなく、直結されているため、動力の伝達ロスが少なく、また軸方向サイズがコンパクトに構成されている。
【００６２】
また、回転子６４及び固定子６６を囲むモータケーシング１６は、軸方向前方から回転子６４及び固定子６６を部分的に囲む第１のモータケース６５ａ、軸方向後方から回転子６４及び固定子６６を部分的に囲む第２のモータケース６５ｂ、及び第１のモータケース６５ａと第２のモータケース６５ｂとの間に配置され、回転子６４を囲うようにリング状に設けられた第３のモータケース６５ｃ、によって構成されている。第１のモータケース６５ａ及び第２のモータケース６５ｂは、それぞれ第１の軸受７０及び第２の軸受７２に固定されており、第１の軸受７０及び第２の軸受７２によって支持される回転軸３４の組立精度を効果的に向上している。回転子６４及び固定子６６がこのように構成されたモータケーシング１６に囲まれているため、スクロール流体機械１が、外部から雨水のような水分が侵入する可能性がある環境下に置かれた場合であっても、水分が電動モータ４内部へ侵入することを抑制し、良好な信頼性を得ることができる。
【００６３】
冷却ユニット６は、冷却ファンケーシング１８内に冷却ファン１５を備える。冷却ファン１５は、その中心部にハブ６８を備えており、ハブ６８に回転軸３４が直結されている。このように冷却ファン１５が回転軸３４に直結されることにより、電動モータ４から出力される動力が冷却ファン１５に伝達され、冷却ファン１５は駆動される。
【００６４】
電動モータ４の回転子に連結された回転軸３４は、第１の軸受７０及び第２の軸受７２によりそれぞれ回動可能に支持される。第１の軸受７０及び第２の軸受７２は、電動モータ４の外殻を構成するモータケーシング１６内に収容されている。より詳細に説明すると、第１の軸受７０は、モータケーシング１６の第１のモータケース６５ａに固定されており、第２の軸受７２は、モータケーシング１６の第２のモータケース６５ｂに固定されている。特に、第１の軸受７０及び第２の軸受７２は回転子６４の軸方向中間点７４前後に配置されることで、回転軸３４を軸方向に沿った複数箇所で支持している。互いに一体的に構成される圧縮機本体２、電動モータ４及び冷却ユニット６は、それぞれの中心が高い精度で整合している必要があるが、このように回転軸３４が圧縮機本体２、電動モータ４及び冷却ユニット６に亘って共有されるため、このような高度な精度要求に容易に応じることができる。
【００６５】
また第１の軸受７０及び第２の軸受７２の少なくとも一方は、支持する回転軸３４の軸方向に沿った変位を許容するように構成されている。本実施形態では特に、第２の軸受７２に、軸方向に沿った変位を許容する軸受として、たとえば円筒コロ軸受が採用されており、モータケーシング１６側（第２のモータケース６５ｂ）に圧入された外輪と、回転軸３４側に嵌入された内輪との間に、円筒状のコロが配置されて構成される。円筒状のコロはルーズに設けられており、回転軸３４の軸方向変位が許容されるように構成されている。これにより、スクロール流体機械１の運転時に回転軸３４に生じる微振動が抑制され、フレッティング摩耗の発生が抑制されている。
尚、第１の軸受７０には玉軸受が採用されている。また円筒コロ軸受は、玉軸受に比べて内輪及び外輪間の接触面積が大きいため、同等サイズの玉軸受に比べてより大きな荷重に対応できるため、構成をコンパクトに形成できる点でも有利である。
【００６６】
このようなフレッティング摩耗抑制に効果的な第１の軸受７０及び第２の軸受７２の構成は、回転軸３４に印加される負荷（例えば、回転軸３４の軸方向前方に印加される負荷（圧縮機本体２側の負荷）と、軸方向後方に印加される負荷（冷却ユニット６側の負荷）とのバランス）に応じて適宜選択するとよい。
【００６７】
尚、回転軸３４の一端側には、回転軸３４に印加される負荷バランスを調整するためのカウンタウエイト７５が設けられている。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係るスクロール流体機械１では、圧縮機本体２、電動モータ４及び冷却ユニット６は、共通の回転軸３４を有することにより一体的に構成される。この回転軸３４は電動モータ４の回転子６４に連結されているため、電動モータ４の出力は回転軸３４を介して圧縮機本体２及び冷却ユニット６に伝達される。これにより、圧縮機本体２では固定スクロール２４及び旋回スクロール２６の間に形成される圧縮室にて流体が圧縮されるとともに、冷却ユニット６では冷却ファン１５による冷却風によって圧縮機本体２及び電動モータ４の冷却が行われる。このように、従来のようなカップリング等の部材を要することなく、圧縮機本体２、電動モータ４及び冷却ユニット６を一体的にコンパクトに構成できる。
【００６９】
［３．組立方法］
続いて上記構成を有するスクロール流体機械の組立方法について説明する。図６は、図１のスクロール流体機械１の製造方法を工程毎に示すフローチャートである。以下の説明では、完成品であるスクロール流体機械１が磁石を備える回転子６４を有する電動モータ４を含む場合を例に述べる（完成品であるスクロール流体機械１が磁石を備える固定子６６を有する電動モータ４を含む場合には、以下の説明において、回転子６４に代えて固定子６６を適用すればよい）。
【００７０】
まず電動モータ４の組立部品を用意する（ステップＳ１）。本実施例では、完成時に電動モータ４の回転子６４が磁石を備えるため、回転子６４を構成する磁石として磁性体材料が用意される。
【００７１】
続いてステップＳ１で用意された組立部品を用いて、電動モータ４を組み立てる（ステップＳ２：第１の組立工程）。これにより、第１の組立工程では電動モータ４が単体として組み立てられる。具体的には、外殻を構成するモータケーシング１６の内部空間に各部品（第１の軸受７０、第２の軸受７２、回転子６４、固定子６６、回転軸３４等）が順に挿入されることにより、組立作業がなされる。この段階では、回転子６４を構成する磁性体材料は磁化されておらず、組立作業の妨げとなる磁力は存在しておらず、精度のよい組立作業が可能となる。特に、回転軸３４の位置合わせも精度よく行うことができるため、後に、圧縮機本体２や冷却ユニット６を取り付ける際の位置合わせ作業が大幅に軽減される。
【００７２】
続いて、第１の組立工程で組み立てられた電動モータ４に含まれる磁性体材料に着磁処理を施すことにより、磁化する（ステップＳ３：着磁工程）。これにより、磁性体材料が磁石となる。この磁石を備える回転子６４はすでに電動モータ４の内部に組み付けられているため、回転子６４を構成する磁石が磁化することにより大きな磁力が発生したとしても、電動モータ４の組立精度は良好なまま維持される。
【００７３】
続いて、着磁処理が施された電動モータ４に対して、別途組立用意された圧縮機本体２及び冷却ユニット６を取り付ける（ステップＳ４：第２の組立工程）。電動モータ４では、上述したように精度のよい組立が行われており、回転軸３４は電動モータ４を構成する第１の軸受７０及び第２の軸受７２によって支持されることで、精度よく位置決めされている。第２の組立工程では、このような電動モータ４に対して、圧縮機本体２及び冷却ユニット６が取り付けられることにより、煩雑な軸間の位置合わせ作業を行うことなく、容易に精度のよいスクロール流体機械１の組立ができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本開示は、流体の圧縮、膨張及び圧送を行うスクロール流体機械及びスクロール流体機械の製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１  スクロール流体機械
２  圧縮機本体
４  電動モータ
６  冷却ユニット
１２  吸気ポート
１４  吐出ポート
１５  冷却ファン
１６  モータケーシング
１８  冷却ファンケーシング
２０  吸気ダクト
２０ａ  吸気口
２１  防塵用フィルタ
２２  吐出ダクト
２２ａ  吐出口
２４  固定スクロール
２４ａ  固定側鏡板
２４ｂ  固定スクロールラップ
２４ｃ，２６ｃ  冷却フィン
２６  旋回スクロール
２６ａ  旋回側鏡板
２６ｂ  旋回スクロールラップ
３０  吐出孔
３４  回転軸
３６  偏芯軸部
３７  ダストシール
３８  偏芯ピン軸受
４０  自転防止機構
４８，５０，５１  軸受
５０  軸受押さえ部材
５０，５４  軸受押さえ部材
５２  ハウジング
５６  スタッド
５８  押さえ板
６０  ナット
６２  隙間調整機構
６４  回転子
６５ａ  第１のモータケース
６５ｂ  第２のモータケース
６５ｃ  第３のモータケース
６６  固定子
６７  制御ユニット
６７ａ  ドライバ
６７ｂ  ドライバケース
６９  調整用空間
７０  第１の軸受
７２  第２の軸受
７４  軸方向中間点
７５  カウンタウエイト
【図１】
2018135855.tif 000003
【図２】
2018135855.tif 000004
【図３】
2018135855.tif 000005
【図４】
2018135855.tif 000006
【図５】
2018135855.tif 000007
【図６】
2018135855.tif 000008