(57)【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偏芯方向に偏芯した偏芯軸部と、
前記偏芯軸部が摺動自在に挿入され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、
前記揺動軸受に回転自在に支持される円筒部と、
前記円筒部の外周側に設けられたバランスウエイト部と、を有しており、
前記偏芯方向の逆方向を反偏芯方向としたとき、
前記バランスウエイト部は、
前記スライダの回転中心よりも前記偏芯方向側に設けられ、前記円筒部に接続されたカウンタウエイト部と、
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、前記円筒部に接続された第１メインウエイト部と、
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、前記第１メインウエイト部の外周部から前記揺動スクロール側に突出した第２メインウエイト部と、を有しており、
前記カウンタウエイト部は、前記スライダの回転中心を中心とする部分円筒面状の第１外周面を有しており、
前記第１メインウエイト部は、前記円筒部の中心軸を中心とする部分円筒面状の第２外周面を有しており、
前記第２メインウエイト部は、
前記第２外周面よりも外周側に位置し、前記スライダの回転中心を中心とする部分円筒面状の第３外周面と、
前記円筒部の中心軸を中心とする部分円筒面状の内周面と、を有しているスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記第３外周面は、前記第１外周面の半径と同一の半径を有している請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記バランスウエイト部は、前記円筒部の中心軸に沿う方向に見たとき、前記円筒部に対して偏芯した円形の形状を有している請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記第２外周面は、前記円筒部の中心軸に沿う方向に見たとき、１８０°以上の角度範囲に形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記円筒部の中心軸に垂直な平面において、前記偏芯方向に平行な方向と前記偏芯方向に垂直な方向とのうち、前記スライド溝の寸法が相対的に大きい方向を長軸方向とし、前記スライド溝の寸法が相対的に小さい方向を短軸方向とし、
前記円筒部の中心軸に垂直であってかつ前記円筒部と前記バランスウエイト部とが接続される接続部を含む平面において、前記円筒部の中心軸を中心とした径方向における前記バランスウエイト部の肉厚を径方向肉厚としたとき、
前記短軸方向における前記バランスウエイト部の前記径方向肉厚は、前記長軸方向における前記バランスウエイト部の前記径方向肉厚以下である請求項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】
前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの間で圧縮される流体として、Ｒ４１０Ａ冷媒、Ｒ３２冷媒又はＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒が用いられる請求項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、例えば冷凍機又は空気調和機に用いられ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、バランスウエイト付きスライダを有するスクロール圧縮機が記載されている。このスクロール圧縮機において、バランスウエイト付きスライダの重心の軸方向位置は、揺動軸受とスライダ部外周面との軸方向の回転摺動範囲の中央位置にほぼ一致している。これにより、バランスウエイト付きスライダに作用する遠心力の作用点と、その遠心力を半径方向に支持する支持点とが、ほぼ同一平面上に配置されることになるため、揺動軸受とスライダ部外周面との片当たりを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８１０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バランスウエイト付きのスライダの遠心力作用中心の軸方向位置を上記回転摺動範囲の中央位置に一致させ、かつ当該スライダの軸方向寸法又は径方向寸法の増加を抑えるためには、スライダの形状を複雑化する必要がある。したがって、スライダの加工工程が増加し、それに伴いスライダの加工コストが増加してしまう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、揺動軸受とスライダとの片当たりを防止しつつ、スライダの加工工程を削減できる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偏芯方向に偏芯した偏芯軸部と、前記偏芯軸部が摺動自在に挿入され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、前記揺動軸受に回転自在に支持される円筒部と、前記円筒部の外周側に設けられたバランスウエイト部と、を有しており、前記偏芯方向の逆方向を反偏芯方向としたとき、前記バランスウエイト部は、前記スライダの回転中心よりも前記偏芯方向側に設けられ、前記円筒部に接続されたカウンタウエイト部と、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、前記円筒部に接続された第１メインウエイト部と、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、前記第１メインウエイト部の外周部から前記揺動スクロール側に突出した第２メインウエイト部と、を有しており、前記カウンタウエイト部は、前記スライダの回転中心を中心とする部分円筒面状の第１外周面を有しており、前記第１メインウエイト部は、前記円筒部の中心軸を中心とする部分円筒面状の第２外周面を有しており、前記第２メインウエイト部は、前記第２外周面よりも外周側に位置し、前記スライダの回転中心を中心とする部分円筒面状の第３外周面と、前記円筒部の中心軸を中心とする部分円筒面状の内周面と、を有しているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バランスウエイト部の各円筒面を加工する際に必要な加工中心軸の数を２つにすることができる。したがって、スライダの加工工程を削減することができる。また、第１メインウエイト部には、第２メインウエイト部の第３外周面よりも内周側に位置する第２外周面が設けられているため、スライダの遠心力作用中心の軸方向位置をスライダと揺動軸受との回転摺動範囲の中央部の軸方向位置に一致させることができる。したがって、揺動軸受とスライダとの片当たりを防止することができる。
【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１００の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の前提となるスライダ３０の構成を示す上面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の前提となるスライダ３０を備えたスクロール圧縮機の要部構成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１００のスライダ３０の構成を示す上面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ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１００のスライダ３０の構成を示す上面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機１００のスライダ３０の構成を示す下面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機１００のスライダ３０において、円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重の周方向分布を示すグラフである。
【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、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００の構成を示す模式的な断面図である。なお、図１では、引き出し線を見やすくするため、断面へのハッチングを省略している。スクロール圧縮機１００は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、空気調和機、冷凍機又は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１００として、主軸７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、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１００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１００は、冷凍サイクル装置の冷媒回路を循環する冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の状態にして吐出するものである。冷媒としては、Ｒ４１０Ａ冷媒、Ｒ３２冷媒又はＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒などが用いられる。
【００１１】
図１に示すように、スクロール圧縮機１００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。
【００１２】
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。
【００１３】
圧縮機構部２０は、密閉容器１に取り付けられたフレーム２に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（図１では下面）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（図１では上面）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及びラップ部４ｂ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。
【００１４】
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２３が設けられている。吐出チャンバ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。
【００１５】
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（図１では下面）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４０を回転自在に支持する揺動軸受１４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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、フレーム２に設けられた主軸受部１６に回転自在に支持されている。主軸７の下部は、ボールベアリング等により構成された副軸受部１７に回転自在に支持されている。この副軸受部１７は、密閉容器１の下部に固定されたサブフレーム１８に設けられている。
【００１８】
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に摺動自在に挿入されている。
【００１９】
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の中心軸方向に沿って油穴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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
ここで、スクロール圧縮機１００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に対して公転運動を行う。
【００２３】
揺動スクロール４の公転運動に伴い、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２３内に吐出される。吐出チャンバ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１００の外部に吐出される。
【００２４】
次に、本実施の形態の前提となるスライダ３０について説明する。ここで説明するスライダ３０は、当該スライダ３０の遠心力作用中心の軸方向位置が当該スライダ３０と揺動軸受１４との回転摺動範囲の中央部の軸方向位置に一致した構成を有するバランスウエイト付きスライダの一例である。
【００２５】
図２は、本実施の形態の前提となるスライダ３０の構成を示す上面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。図４は、本実施の形態の前提となるスライダ３０を備えたスクロール圧縮機の要部構成を示す断面図である。図４では、スライダ３０に作用する遠心力の位置及び油膜反力の作用位置を模式的に表している。図２〜図４の白抜き矢印Ａは、主軸７の中心軸に対する偏芯軸部７ａの偏芯方向、つまり主軸７の中心軸に対する揺動軸受１４の偏芯方向を示している。また、図２〜図４の白抜き矢印Ｂは、上記の偏芯方向とは逆方向となる反偏芯方向を示している。偏芯方向及び反偏芯方向は、主軸７の中心軸と垂直な方向である。ここで、偏芯方向及び反偏芯方向と平行にＹ軸をとり、偏芯方向側を＋Ｙ方向とする。また、主軸７の中心軸と平行な方向、つまり鉛直方向にＺ軸をとり、上側を＋Ｚ方向とする。
【００２６】
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可変とする可変クランク機構を構成するものである。スライダ３０は、揺動軸受１４に回転自在に支持される円筒部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スウエイト部５０と、を有している。このスライダ３０は、フレーム２に形成された凹部２ａ内に収納されている。スライダ３０の回転中心Ｏは、主軸７の中心軸と一致している。なお、円筒部４０とバランスウエイト部５０との接続構成は任意である。例えば、円筒部４０とバランスウエイト部５０とを別部品として成型した後、両者を互いに固定することにより、円筒部４０とバランスウエイト部５０とを接続してもよい。円筒部４０とバランスウエイト部５０とは、例えば、焼嵌め又は圧入等の手段を用いて固定することができる。
【００２７】
円筒部４０は、外径Ｄｓの円筒面状の外周面を備えている。この外周面は、揺動軸受１４に対する摺動面となる。円筒部４０の中心軸Ｃ１は、スライダ３０の回転中心Ｏから偏芯方向、つまり＋Ｙ方向に距離ｙ３だけ離れた位置に設けられている。円筒部４０の内周側には、長穴形状の断面を有するスライド溝４３が形成されている。スライド溝４３には、偏芯軸部７ａが挿入される。スライド溝４３に挿入された偏芯軸部７ａは、スライド溝４３に対し、回転中心Ｏに垂直な所定の摺動方向に摺動自在となる。本例では、偏芯軸部７ａとスライド溝４３との摺動方向は、偏芯軸部７ａの偏芯方向に対して傾いている。
【００２８】
バランスウエイト部５０は、平板部５１及び突出部５２を備えている。平板部５１は、円筒部４０の外周部を取り巻くように配置された厚さＨ２の略円盤形状部分であり、円筒部４０に接続されている。図１及び図４に示すように、円筒部４０の上部は、揺動軸受１４に挿入される。このため、円筒部４０と平板部５１とは、Ｚ軸方向において揺動軸受１４の先端よりも揺動スクロール４から離れた位置で、つまり揺動軸受１４の下端よりも下方となる位置で接続されている。突出部５２は、平板部５１から揺動スクロール４側へ、つまり上方へ突出した突出部分である。この突出部５２は、スライダ３０の回転中心Ｏよりも反偏芯方向側に配置されている。また、突出部５２は、揺動軸受１４及びボス部４ｃとの干渉を避けるため、円筒部４０の中心軸Ｃ１から半径Ｒｉｎ離れた位置に配置されている。
【００２９】
バランスウエイト部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よりも反偏芯方向側に偏芯して設けられている。バランスウエイト部５０の遠心力によって揺動スクロール４の遠心力の少なくとも一部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。
【００３０】
ここで、スライダ３０が回転した際に揺動軸受１４とスライダ３０の円筒部４０外周面との間に発生する油膜反力の作用中心は、図４の白抜き矢印Ｅに示すように、揺動軸受１４のＺ軸方向の中心となる。このため、Ｚ軸方向において、スライダ３０の遠心力作用中心の位置が揺動軸受１４の中心位置からずれていると、油膜反力の作用中心と遠心力の作用中心とを一致させるためにスライダ３０が転覆しようとする。これにより、スライダ３０の円筒部４０と揺動軸受１４との間で片当たりが発生する。したがって、Ｚ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の中心位置とが略一致する形状となるように、スライダ３０を設計する必要がある。
【００３１】
しかしながら、スライダ３０を設計する際には、以下のような制約がある。すなわち、スライダ３０の円筒部４０とバランスウエイト部５０とは、揺動軸受１４及びボス部４ｃと干渉しない箇所で接続されなければならない。換言すると、円筒部４０とバランスウエイト部５０とを接続する接続部は、揺動軸受１４及びボス部４ｃと干渉しない箇所に配置されることになる。縦置き型のスクロール圧縮機１００の場合、スライダ３０の円筒部４０とバランスウエイト部５０とを接続する接続部は、揺動軸受１４の下方に配置される。この接続部は、バランスウエイト部５０に発生する遠心力を支持するため、強度上ある程度の肉厚で形成される必要がある。このため、スライダ３０全体としての遠心力作用中心の高さは、上記の接続部に発生する遠心力により、下方に下がる傾向になる。したがって、スライダ３０の遠心力作用中心の位置と揺動軸受１４の中心位置とを略一致させるには、スライダ３０の遠心力作用中心を上方に引き上げる工夫が必要となる。
【００３２】
図２〜図４に示すスライダ３０におけるバランスウエイト部５０は、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５３と、スライダ３０の回転中心Ｏよりも偏芯方向側に設けられたカウンタウエイト部５４と、を備えている。また、本実施の形態１では、メインウエイト部５３は、第１メインウエイト部５３ａ及び第２メインウエイト部５３ｂを備えている。
【００３３】
カウンタウエイト部５４は、平板部５１のうち、スライダ３０の回転中心Ｏよりも偏芯方向側に設けられた部分により構成される。カウンタウエイト部５４は、Ｚ軸方向において揺動軸受１４よりも揺動スクロール４から離れた位置に、つまり揺動軸受１４のＺ軸方向の中心位置よりも揺動スクロール４から離れた位置に配置されている。カウンタウエイト部５４は、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする半径Ｒ３の部分円筒面状の外周面を有している。
【００３４】
第１メインウエイト部５３ａは、平板部５１のうちのスライダ３０の回転中心Ｏよりも反偏芯方向側に設けられた部分と、突出部５２の下部部分と、により構成される。第１メインウエイト部５３ａは、第２メインウエイト部５３ｂよりも揺動スクロール４から離れた位置に配置されている。第１メインウエイト部５３ａは、スライダ３０の回転中心Ｏから＋Ｙ方向に距離ｙ２だけ離れた位置を中心とする、半径Ｒ２の部分円筒面状の外周面を有している。ここで、距離ｙ２は距離ｙ３よりも小さい（ｙ２＜ｙ３）。
【００３５】
第２メインウエイト部５３ｂは、突出部５２の上部部分により構成される。全高Ｈのメインウエイト部５３のうち上端から高さＨ１の範囲が第２メインウエイト部５３ｂとなる。第２メインウエイト部５３ｂは、第１メインウエイト部５３ａよりも揺動スクロール４側に配置されている。第２メインウエイト部５３ｂは、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする半径Ｒ１の部分円筒面状の外周面を有している。また、第２メインウエイト部５３ｂは、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする半径Ｒｉｎの部分円筒面状の内周面を有している。
【００３６】
第２メインウエイト部５３ｂの外周面は、第１メインウエイト部５３ａの外周面よりも外周側に位置している。これにより、第２メインウエイト部５３ｂの単位厚さ当たりの遠心力（断面積×図芯距離）が、第１メインウエイト部５３ａの単位厚さ当たりの遠心力（断面積×図芯距離）よりも大きくなる。このため、メインウエイト部５３に発生する遠心力のＺ軸方向の作用中心を、揺動スクロール４側つまり上方に引き上げることができる。したがって、図２〜図４に示すスライダ３０によれば、Ｚ軸方向において、図４の黒塗り矢印Ｆで示すスライダ３０の遠心力作用中心の位置と、図４の白抜き矢印Ｅで示す油膜反力の作用中心とを略一致させることが可能となる。よって、スライダ３０の円筒部４０と揺動軸受１４との間で片当たりが発生するのを防ぐことができる。また、スライダ３０の軸方向寸法及び径方向寸法の増加が抑えられるため、スライダ３０を小型化できる。
【００３７】
しかしながら、図２〜図４に示すスライダ３０では、研削工程又は研磨工程でスライダ３０の各円筒面を加工する際に多数の加工中心軸が必要となる。例えば、カウンタウエイト部５４の外周面及び第２メインウエイト部５３ｂの内周面を加工する際には、円筒部４０の中心軸Ｃ１となる位置が加工中心軸となる。第１メインウエイト部５３ａの外周面を加工する際には、スライダ３０の回転中心Ｏから＋Ｙ方向に距離ｙ２だけ離れた位置が加工中心軸となる。第２メインウエイト部５３ｂの外周面を加工する際には、スライダ３０の回転中心Ｏとなる位置が加工中心軸となる。すなわち、図２〜図４に示すスライダ３０のバランスウエイト部５０は、少なくとも３つの加工中心軸を有する。したがって、図２〜図４に示すスライダ３０には、スライダ３０の加工工程が増加し、それに伴いスライダ３０の加工コスト及びスクロール圧縮機１００の製造コストが増加してしまうという課題があった。
【００３８】
以下、上記課題を解決できる本実施の形態に係るスライダ３０について説明する。図５は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のスライダ３０の構成を示す上面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面を示す断面図である。以下の説明では、スライダ３０の位置を基準として、揺動スクロール４側の方向を上方といい、揺動スクロール４から離れる方向を下方という場合がある。図５及び図６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円筒部４０と、円筒部４０の外周側に設けられたバランスウエイト部５０と、を有している。円筒部４０とバランスウエイト部５０とは、別体として成型された別部品であり、焼嵌め又は圧入等により互いに固定されている。
【００３９】
円筒部４０は、図２〜図４に示した円筒部４０と同様の構成を有している。バランスウエイト部５０は、カウンタウエイト部５４と、第１メインウエイト部５３ａ及び第２メインウエイト部５３ｂを備えたメインウエイト部５３と、を有している。バランスウエイト部５０は、鋳造又は鍛造により形成されている。円筒部４０の外周面４１に固定されるバランスウエイト部５０の内周面は、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする円筒面状の形状を有している。
【００４０】
カウンタウエイト部５４は、スライダ３０の回転中心Ｏよりも偏芯方向側に設けられており、円筒部４０の外周面４１下部に固定されている。カウンタウエイト部５４は、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする直径Ｄ１すなわち半径Ｄ１／２の部分円筒面状の外周面６１（第１外周面の一例）を有している。
【００４１】
第１メインウエイト部５３ａは、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ており、円筒部４０の外周面４１下部に固定されている。第１メインウエイト部５３ａは、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする直径Ｄ１すなわち半径Ｄ１／２の部分円筒面状の外周面６４を有している。本実施の形態では、第１メインウエイト部５３ａの外周面６４は、カウンタウエイト部５４の外周面６１と同軸かつ同一半径で形成されている。このため、第１メインウエイト部５３ａの外周面６４は、カウンタウエイト部５４の外周面６１と連続した円筒面を構成している。ただし、第１メインウエイト部５３ａの外周面６４の半径は、カウンタウエイト部５４の外周面６１の半径と異なっていてもよい。
【００４２】
また、第１メインウエイト部５３ａは、周方向の少なくとも一部に、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする半径Ｒ４の部分円筒面状の外周面６２（第２外周面の一例）を有している。スライダ３０の回転中心Ｏに沿う方向に見ると、外周面６２は、回転中心Ｏを通り偏芯方向に平行な直線を対称軸として、線対称となるように形成されている。本例の外周面６２は、回転中心Ｏに沿う方向に見たとき、回転中心Ｏを通り偏芯方向に平行な直線を中心とした約９０°の角度範囲に、概ね扇形状に形成されている。また、外周面６２は、メインウエイト部５３の下端面５３ｃから高さＨ３の範囲に形成されている。外周面６２は、外周面６４及び後述する外周面６３よりも内周側に位置している。したがって、外周面６２は、外周面６４及び外周面６３に対して径方向内側に凹んだ凹部を構成する。
【００４３】
第２メインウエイト部５３ｂは、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ており、第１メインウエイト部５３ａの外周部から揺動スクロール４側に突出して形成されている。第２メインウエイト部５３ｂは、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする直径Ｄ１すなわち半径Ｄ１／２の部分円筒面状の外周面６３（第３外周面の一例）を有している。本実施の形態では、第２メインウエイト部５３ｂの外周面６３は、第１メインウエイト部５３ａの外周面６４及びカウンタウエイト部５４の外周面６１の双方と同軸かつ同一半径で形成されている。このため、第２メインウエイト部５３ｂの外周面６３は、第１メインウエイト部５３ａの外周面６４及びカウンタウエイト部５４の外周面６１の双方と連続した円筒面を構成している。ただし、第２メインウエイト部５３ｂの外周面６３の半径は、第１メインウエイト部５３ａの外周面６４の半径と異なっていてもよいし、カウンタウエイト部５４の外周面６１の半径と異なっていてもよい。
【００４４】
また、第２メインウエイト部５３ｂは、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする半径Ｒｉｎの部分円筒面状の内周面６５を有している。第２メインウエイト部５３ｂの内周面６５は、ボス部４ｃ及び揺動軸受１４を挟んで円筒部４０の外周面４１と対向する。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００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の中心軸に対して偏芯方向に偏芯した偏芯軸部７ａと、偏芯軸部７ａが摺動自在に挿入されるスライド溝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に回転自在に支持される円筒部４０と、円筒部４０の外周側に設けられたバランスウエイト部５０と、を有している。偏芯方向の逆方向を反偏芯方向としたとき、バランスウエイト部５０は、スライダ３０の回転中心Ｏよりも偏芯方向側に設けられ、円筒部４０に接続されたカウンタウエイト部５４と、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、円筒部４０に接続された第１メインウエイト部５３ａと、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、第１メインウエイト部５３ａの外周部から揺動スクロール４側に突出した第２メインウエイト部５３ｂと、を有している。カウンタウエイト部５４は、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする部分円筒面状の外周面６１を有している。第１メインウエイト部５３ａは、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする部分円筒面状の外周面６２を有している。第２メインウエイト部５３ｂは、外周面６２よりも外周側に位置し、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする部分円筒面状の外周面６３と、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とする部分円筒面状の内周面６５と、を有している。
【００４６】
カウンタウエイト部５４の外周面６１及び第２メインウエイト部５３ｂの外周面６３を加工する際には、スライダ３０の回転中心Ｏとなる位置が加工中心軸となる。また、第１メインウエイト部５３ａの外周面６２及び第２メインウエイト部５３ｂの内周面６５を加工する際には、円筒部４０の中心軸Ｃ１となる位置が加工中心軸となる。このため、本実施の形態では、バランスウエイト部５０の各円筒面を加工する際に必要な加工中心軸の数を２つにすることができる。したがって、本実施の形態によれば、スライダ３０の加工工程を削減することができ、それに伴いスライダ３０の加工コスト及びスクロール圧縮機１００の製造コストを削減することができる。
【００４７】
また、第１メインウエイト部５３ａには、第２メインウエイト部５３ｂの外周面６３よりも内周側に位置する外周面６２が設けられているため、スライダ３０の遠心力作用中心の軸方向位置を揺動スクロール４側に引き上げることができる。これにより、スライダ３０の遠心力作用中心の軸方向位置をスライダ３０と揺動軸受１４との回転摺動範囲の中央部の軸方向位置に一致させることができる。したがって、本実施の形態によれば、揺動軸受１４とスライダ３０との片当たりを防止することができる。
【００４８】
本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００において、外周面６３は、外周面６１の半径と同一の半径Ｄ１／２を有している。この構成によれば、外周面６３及び外周面６１を同一工程で加工することができるため、スライダ３０の加工工程をさらに削減することができる。
【００４９】
本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００において、バランスウエイト部５０は、円筒部４０の中心軸Ｃ１に沿う方向に見たとき、円筒部４０に対して偏芯した円形の形状（例えば、スライダ３０の回転中心Ｏを中心とする円形の形状）を有している。この構成によれば、スライダ３０を小型化できるとともに、フレーム２に形成された凹部２ａに対するスライダ３０の収納性を向上できる。
【００５０】
本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００において、固定スクロール３と揺動スクロール４との間で圧縮される流体として、Ｒ４１０Ａ冷媒、Ｒ３２冷媒又はＨＦＯ−１２３４ｙｆ冷媒が用いられてもよい。
【００５１】
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１００のスライダ３０の構成を示す上面図である。ここで、円筒部４０の中心軸Ｃ１に垂直な平面において、偏芯方向に平行な方向と偏芯方向に垂直な方向とのうち、スライド溝４３の寸法が相対的に大きい方向を長軸方向と定義し、スライド溝４３の寸法が相対的に小さい方向を短軸方向と定義する。本実施の形態では、偏芯方向に平行な方向でのスライド溝４３の寸法Ｌ１は、偏芯方向に垂直な方向でのスライド溝４３の寸法Ｌ２よりも大きいため、偏芯方向に平行な図中左右方向が長軸方向となり、偏芯方向に垂直な図中上下方向が短軸方向となる。また、円筒部４０の中心軸Ｃ１に垂直であってかつ円筒部４０とバランスウエイト部５０とが接続される接続部を含む平面において、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とした径方向におけるバランスウエイト部５０の肉厚を径方向肉厚と定義する。
【００５２】
図５に示した実施の形態１のスライダ３０では、バランスウエイト部５０の短軸方向での径方向肉厚Ｔ３は、バランスウエイト部５０の長軸方向での径方向肉厚Ｔ１及びＴ２と比較して大きくなっている。このため、円筒部４０を焼嵌め又は圧入する際、短軸方向では、円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重が大きくなってしまう。一方、円筒部４０に形成されたスライド溝４３の形状は、長軸方向に長径を有し短軸方向に短径を有する楕円形状に近い。このため、仮に円筒部４０が外周側から均一な圧力荷重を受けたとしても、円筒部４０には、短軸方向の外径が長軸方向の外径よりも小さくなるような変形が生じやすい。上記の変形は、短軸方向で円筒部４０が受ける圧力荷重が大きくなると、さらに生じやすくなる。したがって、実施の形態１のスライダ３０には、円筒部４０の真円度が低下してしまう場合があるという課題があった。
【００５３】
図７に示すように、本実施の形態のスライダ３０では、外周面６１及び外周面６３よりも内周側に位置する外周面６２が、１８０°以上の角度範囲θに形成されている。つまり、外周面６２は、周方向において第１メインウエイト部５３ａの全体に形成され、さらにカウンタウエイト部５４の一部にまで広がって形成されている。これにより、バランスウエイト部５０の短軸方向での径方向肉厚Ｔ３を相対的に小さくすることができるため、短軸方向での径方向肉厚Ｔ３を長軸方向での径方向肉厚Ｔ１及びＴ２に近づけることができる。したがって、円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重を周方向で均一に近づけることができるため、円筒部４０の真円度の低下を防ぐことができる。よって、円筒部４０と揺動軸受１４との間に均一な油膜を形成することができるため、スクロール圧縮機１００の信頼性を向上させることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００において、外周面６２は、円筒部４０の中心軸Ｃ１に沿う方向に見たとき、１８０°以上の角度範囲θに形成されている。この構成によれば、バランスウエイト部５０の短軸方向での径方向肉厚Ｔ３を相対的に小さくすることができる。これにより、円筒部４０を焼嵌め又は圧入する際、円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重を周方向で均一に近づけることができるため、円筒部４０の真円度の低下を防ぐことができる。
【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。図８は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のスライダ３０の構成を示す下面図である。図８に示すように、外周面６２は、短軸方向に垂直となるように形成された平面部６２ａ、６２ｂを一部に有している。平面部６２ａ、６２ｂは、鋳造又は鍛造により形成されている。平面部６２ａ、６２ｂが形成されていることにより、図７に示した構成と比較すると、バランスウエイト部５０の短軸方向での径方向肉厚Ｔ３が減少している。径方向肉厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、Ｔ３≦Ｔ１かつＴ３≦Ｔ２の関係を満たしている。これにより、短軸方向で円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重を小さくすることができるため、円筒部４０の真円度の低下をより確実に防ぐことができる。
【００５６】
図９は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００のスライダ３０において、円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重の周方向分布を示すグラフである。図９の横軸は、円筒部４０の中心軸Ｃ１から見た角度［ｄｅｇ］を表している。ここで、図８における反偏芯方向の角度を０°とし、短軸方向下側の角度を９０°とし、偏芯方向の角度を１８０°とした。図９の縦軸は圧力荷重［ＭＰａ］を表している。グラフ中の四角形の点は、図２〜図４に示したスライダ３０における圧力荷重を表し、円形の点は、図８に示す本実施の形態のスライダ３０における圧力荷重を表している。図９に示すように、本実施の形態のスライダ３０では、図２〜図４に示したスライダ３０と比較して、短軸方向で円筒部４０が受ける圧力荷重が小さくなっている。これにより、円筒部４０の真円度の低下を防ぐことができる。よって、円筒部４０と揺動軸受１４との間に均一な油膜を形成することができるため、スクロール圧縮機１００の信頼性を向上させることができる。
【００５７】
図８に示す構成では、平面部６２ａ、６２ｂは短軸方向に垂直となるように形成されているが、平面部６２ａ、６２ｂは、それぞれスライド溝４３の長径方向に沿うように形成されていてもよい。これにより、円筒部４０がバランスウエイト部５０から受ける圧力荷重を周方向でさらに均一化できる。
【００５８】
以上説明したように、円筒部４０の中心軸Ｃ１に垂直な平面において、偏芯方向に平行な方向と偏芯方向に垂直な方向とのうち、スライド溝４３の寸法が相対的に大きい方向を長軸方向とし、スライド溝４３の寸法が相対的に小さい方向を短軸方向とする。円筒部４０の中心軸Ｃ１に垂直であってかつ円筒部４０とバランスウエイト部５０とが接続される接続部を含む平面において、円筒部４０の中心軸Ｃ１を中心とした径方向におけるバランスウエイト部５０の肉厚を径方向肉厚とする。このとき、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００では、短軸方向におけるバランスウエイト部５０の径方向肉厚Ｔ３は、長軸方向におけるバランスウエイト部５０の径方向肉厚Ｔ１以下であり、かつ長軸方向におけるバランスウエイト部５０の径方向肉厚Ｔ２以下である。この構成によれば、円筒部４０を焼嵌め又は圧入する際、短軸方向で円筒部４０が受ける圧力荷重を小さくすることができるため、円筒部４０の真円度の低下を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  密閉容器、１ａ  胴部、１ｂ  蓋部、１ｃ  底部、２  フレーム、２ａ  凹部、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、２４  吐出弁、３０  スライダ、４０  円筒部、４１  外周面、４３  スライド溝、５０  バランスウエイト部、５１  平板部、５２  突出部、５３  メインウエイト部、５３ａ  第１メインウエイト部、５３ｂ  第２メインウエイト部、５３ｃ  下端面、５４  カウンタウエイト部、６１、６２、６３、６４  外周面、６２ａ、６２ｂ  平面部、６５  内周面、１００  スクロール圧縮機、Ｃ１  中心軸、Ｏ  回転中心。
【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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