(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻き状のラップ（３１ｂ）を有する固定スクロール（３１）と、渦巻き状のラップ（３２ｂ）を有する旋回スクロール（３２）とを備え、
上記旋回スクロール（３２）を旋回させることにより、上記固定スクロール（３１）のラップ（３１ｂ）と上記旋回スクロール（３２）のラップ（３２ｂ）とを互いに噛み合わせて形成される圧縮室（３３）を、外側から中心に移動させ、この圧縮室（３３）の容積を減少して、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
上記旋回スクロール（３２）を旋回するアキシャルギャップ型のモータ（２）を備え、
上記旋回スクロール（３２）の旋回軸を含む偏心軸（３５）を支持する軸受（４）を、上記旋回スクロール（３２）の上記ラップ（３２ｂ）に対して、上記モータ（２）側に配置し、
上記モータ（２）は、
コイル（２２）を有するステータ（２１）と、
このステータ（２１）のアキシャル方向にエアギャップを介して配置されるロータ（２６）と
を有し、
上記ステータ（２１）または上記ロータ（２６）は、上記旋回スクロール（３２）に取り付けられ、
上記旋回スクロール（３２）を旋回しているときに、上記旋回スクロール（３２）が上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
渦巻き状のラップ（４１ｂ）を有する第１の旋回スクロール（４１）と、渦巻き状のラップ（４２ｂ）を有する第２の旋回スクロール（４２）とを備え、
上記第１の旋回スクロール（４１）および上記第２の旋回スクロール（４２）を旋回させることにより、上記第１の旋回スクロール（４１）のラップ（４１ｂ）と上記第２の旋回スクロール（４２）のラップ（４２ｂ）とを互いに噛み合わせて形成される圧縮室（３３）を、外側から中心に移動させ、この圧縮室（３３）の容積を減少して、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
上記第１の旋回スクロール（４１）を旋回するアキシャルギャップ型の第１のモータ（２ａ）と、
上記第２の旋回スクロール（４２）を旋回するアキシャルギャップ型の第２のモータ（２ｂ）と
を備え、
上記第１の旋回スクロール（４１）の旋回軸を含む偏心軸（３５）を支持する軸受（４）を、上記第１の旋回スクロール（４１）の上記ラップ（４１ｂ）に対して、上記第１のモータ（２ａ）側に配置し、
上記第２の旋回スクロール（４２）の旋回軸を含む偏心軸（３５）を支持する軸受（４）を、上記第２の旋回スクロール（４２）の上記ラップ（４２ｂ）に対して、上記第２のモータ（２ｂ）側に配置し、
上記第１のモータ（２ａ）は、
コイル（２２）を有するステータ（２１）と、
このステータ（２１）のアキシャル方向にエアギャップを介して配置されるロータ（２６）と
を有し、
上記ステータ（２１）または上記ロータ（２６）は、上記第１の旋回スクロール（４１）に取り付けられ、
上記第１の旋回スクロール（４１）を旋回しているときに、上記第１の旋回スクロール（４１）が上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにし、
上記第２のモータ（２ｂ）は、
コイル（２２）を有するステータ（２１）と、
このステータ（２１）のアキシャル方向にエアギャップを介して配置されるロータ（２６）と
を有し、
上記ステータ（２１）または上記ロータ（２６）は、上記第２の旋回スクロール（４２）に取り付けられ、
上記第２の旋回スクロール（４２）を旋回しているときに、上記第２の旋回スクロール（４２）が上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機において、
上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるように、上記モータ（２，２ａ，２ｂ）の上記コイル（２２）に流れる電流を制御する制御部（１０）を備えることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項３に記載のスクロール圧縮機において、
上記ロータ（２６）は、永久磁石（２７）を有し、
上記制御部（１０）は、上記コイル（２２）と上記永久磁石（２７）の間に吸引力、反発力、または、吸引力および反発力を発生させて、上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるように、上記コイル（２２）に流れる電流を制御することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
上記ロータ（２６）は、周方向に複数の永久磁石（２７）を有し、
この複数の永久磁石（２７）のそれぞれの上記ステータ（２１）に対向する面積を相違して、上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項６】
請求項２に記載のスクロール圧縮機において、
上記コイル（２２）は、上記ステータ（２１）の周方向に複数設けられ、
この複数のコイル（２２）のそれぞれの巻数を相違して、上記ステータ（２１）と上記ロータ（２６）の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、空気調和機や冷凍機等に使用される圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクロール圧縮機としては、渦巻き状のラップを有する固定スクロールおよび旋回スクロールを備え、上記旋回スクロールを旋回させることにより、上記固定スクロールのラップと上記旋回スクロールのラップとを互いに噛み合わせて形成される圧縮室を、外側から中心に移動させ、この圧縮室の容積を減少して、冷媒を圧縮するものがある（特開２０００−４５９６７号公報：特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来のスクロール圧縮機では、上記旋回スクロールは、上記圧縮された冷媒によって、旋回軸に対して傾けられ、上記旋回スクロールの旋回軸を支持する軸受に過大な負荷がかかっていた。また、上記旋回スクロールが傾くことで、上記圧縮室の容量が定量よりも小さくなって、高効率な運転を行うことができなかった。
【特許文献１】特開２０００−４５９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の課題は、上記旋回スクロールの傾きを抑制して、上記旋回スクロールを支持する軸受への過大な負荷を低減すると共に、上記圧縮室を定容量で使用でき高効率な運転を行うことができるスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明のスクロール圧縮機は、
渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、渦巻き状のラップを有する旋回スクロールとを備え、
上記旋回スクロールを旋回させることにより、上記固定スクロールのラップと上記旋回スクロールのラップとを互いに噛み合わせて形成される圧縮室を、外側から中心に移動させ、この圧縮室の容積を減少して、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
上記旋回スクロールを旋回するアキシャルギャップ型のモータを備え、
上記旋回スクロールの旋回軸を含む偏心軸を支持する軸受を、上記旋回スクロールの上記ラップに対して、上記モータ側に配置し、
上記モータは、
コイルを有するステータと、
このステータのアキシャル方向にエアギャップを介して配置されるロータと
を有し、
上記ステータまたは上記ロータは、上記旋回スクロールに取り付けられ、
上記旋回スクロールを旋回しているときに、上記旋回スクロールが上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたことを特徴としている。
【０００６】
この発明のスクロール圧縮機によれば、上記旋回スクロールを旋回しているときに、上記旋回スクロールが上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたので、このスクロール圧縮機の運転中に、上記旋回スクロールの傾きを抑制できる。
【０００７】
このように、上記旋回スクロールの傾きを抑制して、上記旋回スクロールを支持する軸受への過大な負荷を低減できる。また、上記旋回スクロールの傾きを抑制して、上記圧縮室を定容量で使用でき、高効率な運転を行うことができる。
【０００８】
また、この発明のスクロール圧縮機は、
渦巻き状のラップを有する第１の旋回スクロールと、渦巻き状のラップを有する第２の旋回スクロールとを備え、
上記第１の旋回スクロールおよび上記第２の旋回スクロールを旋回させることにより、上記第１の旋回スクロールのラップと上記第２の旋回スクロールのラップとを互いに噛み合わせて形成される圧縮室を、外側から中心に移動させ、この圧縮室の容積を減少して、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
上記第１の旋回スクロールを旋回するアキシャルギャップ型の第１のモータと、
上記第２の旋回スクロールを旋回するアキシャルギャップ型の第２のモータと
を備え、
上記第１の旋回スクロールの旋回軸を含む偏心軸を支持する軸受を、上記第１の旋回スクロールの上記ラップに対して、上記第１のモータ側に配置し、
上記第２の旋回スクロールの旋回軸を含む偏心軸を支持する軸受を、上記第２の旋回スクロールの上記ラップに対して、上記第２のモータ側に配置し、
上記第１のモータは、
コイルを有するステータと、
このステータのアキシャル方向にエアギャップを介して配置されるロータと
を有し、
上記ステータまたは上記ロータは、上記第１の旋回スクロールに取り付けられ、
上記第１の旋回スクロールを旋回しているときに、上記第１の旋回スクロールが上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにし、
上記第２のモータは、
コイルを有するステータと、
このステータのアキシャル方向にエアギャップを介して配置されるロータと
を有し、
上記ステータまたは上記ロータは、上記第２の旋回スクロールに取り付けられ、
上記第２の旋回スクロールを旋回しているときに、上記第２の旋回スクロールが上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
この発明のスクロール圧縮機によれば、上記第１のモータは、上記第１の旋回スクロールを旋回しているときに、上記第１の旋回スクロールが上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたので、このスクロール圧縮機の運転中に、上記第１の旋回スクロールの傾きを抑制できる。
【００１０】
上記第２のモータは、上記第２の旋回スクロールを旋回しているときに、上記第２の旋回スクロールが上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたので、このスクロール圧縮機の運転中に、上記第２の旋回スクロールの傾きを抑制できる。
【００１１】
このように、上記第１の旋回スクロールおよび上記第２の旋回スクロールの傾きを抑制して、上記第１の旋回スクロールを支持する軸受および上記第２の旋回スクロールを支持する軸受への過大な負荷を低減できる。また、上記第１の旋回スクロールおよび上記第２の旋回スクロールの傾きを抑制して、上記圧縮室を定容量で使用でき、高効率な運転を行うことができる。
【００１２】
また、一実施形態のスクロール圧縮機では、上記ステータと上記ロータの間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるように、上記モータの上記コイルに流れる電流を制御する制御部を備える。
【００１３】
この実施形態のスクロール圧縮機によれば、上記制御部によって、上記モータの上記コイルに流れる電流を制御して、上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしたので、上記転覆力の大きさに合わせて、上記転覆力をキャンセルする磁力の大きさを容易に変えることができる。また、上記転覆力の方向が、上記旋回スクロールの旋回と共に、回転移動するか否かに関わらず、上記旋回スクロールの倒れを有効に防止できる。
【００１４】
また、一実施形態のスクロール圧縮機では、上記ロータは、永久磁石を有し、上記制御部は、上記コイルと上記永久磁石の間に吸引力、反発力、または、吸引力および反発力を発生させて、上記ステータと上記ロータの間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるように、上記コイルに流れる電流を制御する。
【００１５】
この実施形態のスクロール圧縮機によれば、上記ロータは、永久磁石を有するので、上記モータの停止時において、上記ロータには上記ステータに対する吸引力が働いて、上記旋回スクロールの逆転を防止できる。また、上記モータの運転時において、エアギャップの磁束密度を高くできるため、スクロール圧縮機の高出力および高効率が実現できると共に、上記旋回スクロールの傾きを確実に防止できる。
【００１６】
また、一実施形態のスクロール圧縮機では、上記ロータは、周方向に複数の永久磁石を有し、この複数の永久磁石のそれぞれの上記ステータに対向する面積を相違して、上記ステータと上記ロータの間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにした。
【００１７】
この実施形態のスクロール圧縮機によれば、上記複数の永久磁石のそれぞれのステータ対向面積を相違して、上記ステータと上記ロータの間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしたので、上記永久磁石のステータ対向面積の大小を調整することで、上記永久磁石の磁力の大小を調整して、上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させることができて、複雑な制御が不要になる。また、上記転覆力の方向が、上記旋回スクロールの旋回と共に、回転移動する場合に、上記旋回スクロールの倒れを有効に防止できる。
【００１８】
また、一実施形態のスクロール圧縮機では、上記コイルは、上記ステータの周方向に複数設けられ、この複数のコイルのそれぞれの巻数を相違して、上記ステータと上記ロータの間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにした。
【００１９】
この実施形態のスクロール圧縮機によれば、上記複数のコイルのそれぞれの巻数を相違して、上記ステータと上記ロータの間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしたので、上記コイルの巻数の多少を調整することで、上記コイルの磁力の大小を調整して、上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させることができて、複雑な制御が不要になる。また、上記転覆力の方向が、上記旋回スクロールの旋回と共に、回転移動しないで一定である場合に、上記旋回スクロールの倒れを有効に防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明のスクロール圧縮機によれば、上記旋回スクロールを旋回しているときに、上記旋回スクロールの転覆力をキャンセルするように、上記ステータと上記ロータの間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたので、上記旋回スクロールの傾きを抑制して、上記旋回スクロールを支持する軸受への過大な負荷を低減すると共に、上記圧縮室を定容量で使用でき高効率な運転を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、この発明のスクロール圧縮機の第１実施形態である縦断面図を示している。このスクロール圧縮機は、密閉容器１内に下から上に順に配置された、アキシャルギャップ型のモータ２と、このモータ２で駆動される圧縮部３とを備えている。ここで、上側とは、上記密閉容器１の中心軸が水平面に対して傾斜しているか否かに関わらず、上記密閉容器１の中心軸に沿った上側をいう。
【００２３】
上記圧縮部３は、上記密閉容器１に取り付けられる本体部３０と、この本体部３０に固定され支持される固定スクロール３１と、この固定スクロール３１に重ね合わされると共に上記本体部３０にオルダムリング９を介して公転可能に支持される旋回スクロール３２とを有する。つまり、上記圧縮部３は、一方のスクロールが回転する片回り構造である。
【００２４】
上記固定スクロール３１は、鏡板３１ａと、この鏡板３１ａに直立に設けられた渦巻き状のラップ３１ｂとを有する。上記旋回スクロール３２は、鏡板３２ａと、この鏡板３２ａに直立に設けられた渦巻き状のラップ３２ｂとを有する。上記固定スクロール３１のラップ３１ｂと上記旋回スクロール３２のラップ３２ｂとを互いに噛み合わせて、複数の圧縮室３３が形成される。
【００２５】
上記旋回スクロール３２の鏡板３２ａには、上記ラップ３２ｂが設けられている面とは反対側の面に、軸部３２ｃが設けられている。上記本体部３０には、軸受４を介して、偏心軸３５が設けられている。この偏心軸３５には、上記旋回スクロール３２の軸部３２ｃが、上記偏心軸３５の軸と偏心した位置に、回転自在に取り付けられている。つまり、上記旋回スクロール３２は、上記偏心軸３５の軸（以下、旋回軸という）の周りを、公転可能になる。
【００２６】
上記固定スクロール３１には、上記密閉容器１の外側から上記圧縮室３３内に連通している冷媒の吸入管６が設けられている。上記固定スクロール３１には、圧縮された冷媒を上記圧縮室３３から外側に吐出する吐出孔３４が設けられている。上記密閉容器１内は、上記圧縮部３から吐出される高圧の冷媒が満たされる。このスクロール圧縮機は、いわゆる、高圧ドーム型である。上記密閉容器１には、冷媒の吐出管７が設けられ、高圧の冷媒は、上記吐出管７から上記密閉容器１の外側に排出される。
【００２７】
上記密閉容器１内の下部には、潤滑油が溜められ、上記偏心軸３５の一端は、この潤滑油に浸漬している。この潤滑油８は、上記偏心軸３５の回転によって、上記偏心軸３５の内部を上がって、上記圧縮部３の摺動部や軸受等を潤滑する。
【００２８】
上記モータ２は、上記本体部３０と上記旋回スクロール３２との間に位置している。このモータ２は、上記旋回スクロール３２に取り付けられているステータ２１と、このステータ２１のアキシャル方向（下方向）にエアギャップを介して配置されると共に上記偏心軸３５に取り付けられているロータ２６とを有している。
【００２９】
図１および図２に示すように、上記ステータ２１は、上記旋回スクロール３２の上記鏡板３２ａの上記ラップ３２ｂと反対側の面に取り付けられた鉄心２３と、この鉄心２３に取り付けられたコイル２２とを有する。
【００３０】
上記鉄心２３は、上記偏心軸３５（上記旋回軸）に対して略直交するように配置された円環状の基台２４ａと、この基台２４ａの上記ロータ２６側の一面に設けられた突部２４ｂとを有する。
【００３１】
上記突部２４ｂは、上記偏心軸３５に沿って延びており、上記偏心軸３５の周りに複数個設けられている。上記コイル２２は、上記各突部２４ｂの軸周りに巻回されている。つまり、上記コイル２２は、上記ステータ２１の周方向に複数設けられている。上記コイル２２は、励磁されて、上記突部２４ｂの軸方向の磁束を発生する。上記突部２４ｂのそれぞれに発生した磁束は、上記基台２４ａを介して他の突部２４ｂに移動する。
【００３２】
上記ステータ２１は、上記鉄心２３と共同して上記コイル２２を挟むステータ板２５を有する。このステータ板２５は、磁性体からなり、隣接する上記突部２４ｂの間を磁気的に絶縁するスリット２５ａを設けている。このスリット２５ａは、上記ステータ板２５の中心から径方向外側へ放射状に延びている。この構成により、エアギャップに対向するステータコア面積が増加するので、鎖交磁束を増大させることが可能である。なお、上記ステータ板２５は必須ではない。
【００３３】
上記ロータ２６は、上記偏心軸３５の周面に固定された円環状のバックヨーク２８と、このバックヨーク２８の上記ステータ２１側の一面に設けられた永久磁石２７とを有する。
【００３４】
上記バックヨーク２８は、磁性体からなる。上記永久磁石２７は、上記偏心軸３５に沿った方向の磁束を発生する。上記永久磁石２７は、上記ロータ２６の周方向に複数設けられている。隣り合う上記永久磁石２７，２７は、異なる磁極を有する。この隣り合う永久磁石２７，２７の間に、空間２７ａが形成される。なお、上記永久磁石２７は必須ではない。
【００３５】
上記ロータ２６は、上記バックヨーク２８と共同して上記永久磁石２７を挟むロータ板２９を有する。このロータ板２９は、磁性体からなり、上記隣接する永久磁石２７，２７の間を磁気的に絶縁するスリット２９ａを設けている。このスリット２９ａは、上記ロータ板２９の中心から径方向外側へ放射状に延びている。この構成により、エアギャップに対向するロータコア面積が増加するので、鎖交磁束を増大させることが可能である。また、上記永久磁石２７に減磁界が直接かからないため、減磁耐力も増大する。なお、上記ロータ板２９は必須ではない。
【００３６】
次に、このスクロール圧縮機の作用を説明する。
【００３７】
図３に示すように、６つの突部２４ｂのそれぞれに巻回された６つのコイル２２を、反時計回り方向に順に、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相とする。
【００３８】
そして、図４に示すように、図１に示す上記ロータ２６を底面からみて反時計回り方向に回転させて上記旋回スクロール３２を底面からみて反時計回り方向に公転させるための電流を、各相に順に電流を流す。横軸に、ロータの回転角度を示し、縦軸に、電流値を示す。Ｕ１相とＵ２相を実線で示し、Ｖ１相とＶ２相を一点鎖線で示し、Ｗ１相とＷ２相を破線で示す。なお、図４中、各相に正の電流を流すと、各相はＮ極となり、各相に負の電流を流すと、各相はＳ極となる。
【００３９】
すると、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、上記旋回スクロール３２が旋回し、上記固定スクロール３１のラップ３１ｂと上記旋回スクロール３２のラップ３２ｂとを互いに噛み合わせて形成される上記圧縮室３３が、外側から中心に移動し、この圧縮室３３の容積が減少して、図１に示すように、上記吸入管６から吸い込んだ冷媒を、圧縮してから、上記吐出孔３４を介して、上記吐出管７から吐出する。
【００４０】
このとき、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、上記旋回スクロール３２（上記ラップ３２ｂ）は、上記圧縮された冷媒によって、上記旋回軸に対して傾けられる。つまり、上記旋回スクロール３２は、矢印にしめす転覆力を受ける。この転覆力の方向は、上記旋回スクロール３２の旋回と共に、回転移動している。この転覆力の回転移動は、上記固定スクロール３１と上記旋回スクロール３２との径方向のシールポイントが回転移動するために、生ずる。要するに、上記転覆力は、上記固定スクロール３１と上記旋回スクロール３２とがシールされていない方向にかかる。なお、図中、ＰＬは、低圧の冷媒が満たされる圧縮室３３を示し、ＰＭは、中圧の冷媒が満たされる圧縮室３３を示し、ＰＨは、高圧の冷媒が満たされる圧縮室３３を示す。
【００４１】
ここで、この発明のスクロール圧縮機では、上記モータ２は、上記旋回スクロール３２を旋回しているときに、上記旋回スクロール３２が受ける上記転覆力をキャンセルするように、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにした。
【００４２】
具体的に述べると、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるように、上記コイル２２に流れる電流を制御する制御部１０を備える。なお、このコイル２２への給電は、例えば、フレキシブル電線またはスリップ電極を用いている。
【００４３】
そして、図６に示すように、各相に順に転覆防止電流を流している。横軸に、ロータの回転角度を示し、縦軸に、電流値を示す。Ｕ１相を細い実線で示し、Ｖ１相を細い一点鎖線で示し、Ｗ１相を細い破線で示し、Ｕ２相を太い実線で示し、Ｖ２相を太い一点鎖線で示し、Ｗ２相を太い破線で示す。例えば、上記ロータ２６のＳ極を有する上記永久磁石２７が、Ｕ１相に対向したときに、このＵ１相に正の電流を流してＮ極とすることで、このＵ１相と上記Ｓ極を有する永久磁石２７の間に吸引力を発生させて、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにした。
【００４４】
要するに、図７に示すように、上記旋回スクロール３２が、矢印Ａ方向の転覆力を受けているときに、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に矢印Ｂ方向の吸引力を発生させて、上記旋回スクロール３２の傾きを防止している。
【００４５】
なお、上記コイル２２と上記永久磁石２７の間に反発力、または、吸引力および反発力を発生させて、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしてもよい。つまり、上記旋回スクロール３２に働く転覆力を上記モータ２の磁力をアンバランス化させることで打ち消すようにすればよい。
【００４６】
このように、この発明のスクロール圧縮機では、図４に示す上記旋回スクロール３２（上記ロータ２６）を旋回させるための電流と、図６に示す上記旋回スクロール３２の転覆を防止する電流とを足した図８に示す総合電流を流している。横軸に、ロータの回転角度を示し、縦軸に、電流値を示す。Ｕ１相を細い実線で示し、Ｖ１相を細い一点鎖線で示し、Ｗ１相を細い破線で示し、Ｕ２相を太い実線で示し、Ｖ２相を太い一点鎖線で示し、Ｗ２相を太い破線で示す。
【００４７】
なお、上記固定スクロール３１の吐出孔３４には、一定の吐出圧以上になると開放する（図示しない）リリーフ弁が設けられ、圧縮し過ぎを防止し、液圧縮を防止している。このように、リリーフ弁があるので、上記転覆力はほぼ一定となり、図６に示す転覆防止電流も各相一定となる。
【００４８】
ここで、上記制御部１０による電流制御の方法および同期の取り方を簡単に説明する。
【００４９】
コイルに流れる電流や電圧等よりロータ位置を検出する方法、すなわちセンサレスの方法により検出した位置情報により、あらかじめルックアップテーブル等により決められた所定の転覆防止電流を流す。
【００５０】
ここでいう電流や電圧による位置検出とは、ｄ軸電流およびｑ軸電流、または、そのいずれかを検出することで、ｄインダクタンスおよびｑ軸インダクタンス、または、そのいずれかを算出して位置を推定する方法や、電圧を検出することで誘起電圧のゼロクロス点より位置を推定する方法がある。
【００５１】
この位置情報に基づいて、回転力を発生すべく電流を流すが、回転力のみならず、転覆力キャンセル力も同時にインバータが指令すればよい。
【００５２】
この発明のスクロール圧縮機によれば、上記旋回スクロール３２を旋回しているときに、上記転覆力をキャンセルするように、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにしたので、このスクロール圧縮機の運転中に、上記旋回スクロール３２の傾きを抑制できる。
【００５３】
このように、上記旋回スクロール３２の傾きを抑制して、上記旋回スクロール３２を支持する軸受への過大な負荷を低減できる。また、上記旋回スクロール３２の傾きを抑制して、上記圧縮室３３を定容量で使用でき、高効率な運転を行うことができる。
【００５４】
また、転覆抑制のために掛けていた余分なスラスト荷重を縮小して、通常運転可能エリアでの高効率な運転を行うことができる。
【００５５】
また、上記モータ２の上記コイル２２に流れる電流を制御して、上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしたので、上記転覆力の大きさに合わせて、上記転覆力をキャンセルする磁力の大きさを容易に変えることができる。
【００５６】
また、上記ロータ２６は、上記永久磁石２７を有するので、上記モータ２の停止時において、上記ロータ２６には上記ステータ２１に対する吸引力が働いて、上記旋回スクロール３２の逆転を防止できる。また、上記モータ２の運転時において、エアギャップの磁束密度を高くできるため、スクロール圧縮機の高出力および高効率が実現できると共に、上記旋回スクロール３２の傾きを確実に防止できる。
【００５７】
（第２の実施形態）
図９と図１０は、この発明のスクロール圧縮機の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、上記固定スクロール３１の吐出孔３４に上記リリーフ弁を設けずに、各相に電流を流している。つまり、上記リリーフ弁を設けないと上記転覆力は変化するので、図９に示すように、転覆防止電流も一回転で変動させている。
【００５８】
このように、この発明のスクロール圧縮機では、図４に示す上記旋回スクロール３２（上記ロータ２６）を旋回させるための電流と、図９に示す上記旋回スクロール３２の転覆を防止する電流とを足した図１０に示す総合電流を流している。横軸に、ロータの回転角度を示し、縦軸に、電流値を示す。Ｕ１相を細い実線で示し、Ｖ１相を細い一点鎖線で示し、Ｗ１相を細い破線で示し、Ｕ２相を太い実線で示し、Ｖ２相を太い一点鎖線で示し、Ｗ２相を太い破線で示す。
【００５９】
（第３の実施形態）
図１１は、この発明のスクロール圧縮機の第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、上記旋回スクロール３２を旋回させる電流を流すための回転用コイル２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、上記旋回スクロール３２の転覆を防止する電流を流すための転覆防止用コイル２２とを区別している。上記回転用コイル２２ａ，２２ｂ，２２ｃに流れる電流と、上記転覆防止用コイル２２に流れる電流とを、個別に制御している。
【００６０】
上記転覆防止用コイル２２は、上記第１の実施形態で説明したように、上記６つの突部２４ｂのそれぞれに巻回されている（いわゆる「集中巻」されている）。
【００６１】
上記回転用コイル２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、上記突部２４ｂに、いわゆる「分布巻」されており、鎖交磁束が大きく、複数の相が協働して磁束を発生させるため、磁束の変化がスムースで、低振動および低騒音を図ることができる。
【００６２】
具体的に述べると、上記６つの突部２４ｂを、反時計回り方向に順に、第１〜第６の突部２４ｂとする。一方の第１の回転用コイル２２ａは、一点鎖線で示すように、上記第１、第２および第３の突部２４ｂを一括して巻回し、他方の第１の回転用コイル２２ａは、一点鎖線で示すように、上記第４、第５および第６の突部２４ｂを一括して巻回している。
【００６３】
一方の第２の回転用コイル２２ｂは、破線で示すように、上記第２、第３および第４の突部２４ｂを一括して巻回し、他方の第２の回転用コイル２２ｂは、破線で示すように、上記第５、第６および第１の突部２４ｂを一括して巻回している。
【００６４】
一方の第３の回転用コイル２２ｃは、二点鎖線で示すように、上記第３、第４および第５の突部２４ｂを一括して巻回し、他方の第３の回転用コイル２２ｃは、二点鎖線で示すように、上記第６、第１および第２の突部２４ｂを一括して巻回している。
【００６５】
そして、上記第１の回転用コイル２２ａをＵ相、上記第２の回転用コイル２２ｂをＶ相、上記第３の回転用コイル２２ｃをＷ相とする（相互入れ替え可）３相巻線をなし、それぞれに所定の電流または電圧、及び、所定の周波数に整流された３相電流を供給する。
【００６６】
（第４の実施形態）
図１２は、この発明のスクロール圧縮機の第４の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、上記複数の永久磁石２７のそれぞれの上記ステータ２１に対向する面積を相違して、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにした。
【００６７】
このように、上記永久磁石２７のステータ対向面積の大小を調整することで、上記永久磁石２７の磁力の大小を調整して、上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させることができて、複雑な制御が不要になり、上記転覆力を自動的にキャンセルすることができる。また、上記転覆力の方向が、上記旋回スクロール３２の旋回と共に、回転移動する場合に、上記旋回スクロール３２の倒れを有効に防止できる。
【００６８】
（第５の実施形態）
図１３は、この発明のスクロール圧縮機の第５の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第５の実施形態では、圧縮部３は、渦巻き状のラップ４１ｂを有する第１の旋回スクロール４１と、渦巻き状のラップ４２ｂを有する第２の旋回スクロール４２とを備えている。つまり、上記圧縮部３は、両方のスクロールが回転する共回り構造である。
【００６９】
このスクロール圧縮機は、上記第１の旋回スクロール４１を旋回するアキシャルギャップ型の第１のモータ２ａと、上記第２の旋回スクロール４２を旋回するアキシャルギャップ型の第２のモータ２ｂとを備えている。上記第１のモータ２ａおよび上記第２のモータ２ｂは、上記第１の実施形態のモータ２と同じ構成である。
【００７０】
上記第１のモータ２ａは、コイル２２を有するステータ２１と、このステータ２１のアキシャル方向にエアギャップを介して配置されると共に上記第１の旋回スクロール４１の鏡板４１ａに取り付けられているロータ２６とを有している。なお、このステータ２１は、例えば、図１に示す上記圧縮部３の上記本体部３０等の静止部材に、取り付けられている。
【００７１】
上記第２のモータ２ｂは、コイル２２を有するステータ２１と、このステータ２１のアキシャル方向にエアギャップを介して配置されると共に上記第２の旋回スクロール４２の鏡板４２ａに取り付けられているロータ２６とを有している。なお、このステータ２１は、例えば、図１に示す上記圧縮部３の上記本体部３０等の静止部材に、取り付けられている。
【００７２】
次に、このスクロール圧縮機の作用を説明する。
【００７３】
上記第１のモータ２ａおよび上記第２のモータ２ｂに、上記第１の実施形態（図４）に示すように、上記第１の旋回スクロール４１および上記第２の旋回スクロール４２を旋回させるための電流を流す。
【００７４】
すると、図１４Ａ〜図１４Ｄに示すように、上記第１の旋回スクロール４１および上記第２の旋回スクロール４２が旋回し、上記第１の旋回スクロール４１のラップ４１ｂと上記第２の旋回スクロール４２のラップ４２ｂとを互いに噛み合わせて形成される上記圧縮室３３が、外側から中心に移動し、この圧縮室３３の容積が減少して、冷媒を圧縮する。
【００７５】
このとき、図１４Ａ〜図１４Ｄに示すように、上記第１の旋回スクロール４１（上記ラップ４１ｂ）は、上記圧縮された冷媒によって、上記旋回軸に対して傾けられる。つまり、上記第１の旋回スクロール４１は、矢印にしめす転覆力を受ける。この転覆力の方向は、上記第１の旋回スクロール４１の旋回と共に、回転移動しない。上記第１の旋回スクロール４１と上記第２の旋回スクロール４２との径方向のシールポイントが回転移動しないので、この転覆力は変動しない。なお、上記第２の旋回スクロール４２も、上記第１の旋回スクロール４１の転覆力とは反対方向の転覆力を受ける。
【００７６】
ここで、この発明のスクロール圧縮機では、上記第１のモータ２ａは、上記第１の旋回スクロール４１を旋回しているときに、上記第１の旋回スクロール４１が上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにした。
【００７７】
上記第２のモータ２ｂは、上記第２の旋回スクロール４２を旋回しているときに、上記第２の旋回スクロール４２が上記圧縮された冷媒によって旋回軸に対して傾けられる転覆力をキャンセルするように、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記旋回軸に沿った方向の磁力を発生させるようにした。
【００７８】
具体的に述べると、上記第１のモータ２ａおよび上記第２のモータ２ｂに、上記第１の実施形態（図６）に示すように、上記第１の旋回スクロール４１および上記第２の旋回スクロール４２の転覆を防止する電流を流す。
【００７９】
要するに、図１３に示すように、上記第１の旋回スクロール４１が、矢印Ｃ方向の転覆力を受けているときに、上記第１のモータ２ａにおける上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に矢印Ｄ方向の吸引力を発生させて、上記第１の旋回スクロール４１の傾きを防止している。上記第２の旋回スクロール４２が、矢印Ｅ方向の転覆力を受けているときに、上記第２のモータ２ｂにおける上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に矢印Ｆ方向の吸引力を発生させて、上記第２の旋回スクロール４２の傾きを防止している。
【００８０】
このように、上記第１の旋回スクロール４１および上記第２の旋回スクロール４２の傾きを抑制して、上記第１の旋回スクロール４１を支持する軸受および上記第２の旋回スクロール４２を支持する軸受への過大な負荷を低減できる。また、上記第１の旋回スクロール４１および上記第２の旋回スクロール４２の傾きを抑制して、上記圧縮室３３を定容量で使用でき、高効率な運転を行うことができる。
【００８１】
なお、上記第１のモータ２ａおよび上記第２のモータ２ｂにおいて、上記コイル２２に転覆防止電流を流す代わりに、上記ステータ２１の周方向に複数設けられたコイル２２のそれぞれの巻数を相違して、上記ステータ２１と上記ロータ２６の間に上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させるようにしてもよい。
【００８２】
このように、上記コイル２２の巻数の多少を調整することで、上記コイル２２の磁力の大小を調整して、上記転覆力をキャンセルする磁力を発生させることができて、複雑な制御が不要になり、上記転覆力を自動的にキャンセルすることができる。また、上記転覆力の方向が、上記旋回スクロール４１，４２の旋回と共に、回転移動しないで一定である場合に、上記旋回スクロール４１，４２の倒れを有効に防止できる。
【００８３】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、アキシャルギャップ型のモータのロータまたはステータを、旋回スクロールの鏡板の背面に設けないで、旋回スクロールの鏡板の背面の凸部（シャフト）に設けてもよい。また、モータは、少なくとも、アキシャルギャップを主として有していれば良く、アキシャルギャップとラジアルギャップを併用していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明のスクロール圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】モータの分解斜視図である。
【図３】ステータの底面図である。
【図４】旋回スクロールを回転するための電流を示すグラフである。
【図５Ａ】スクロール圧縮機の動作を示す第１の説明図である。
【図５Ｂ】スクロール圧縮機の動作を示す第２の説明図である。
【図５Ｃ】スクロール圧縮機の動作を示す第３の説明図である。
【図５Ｄ】スクロール圧縮機の動作を示す第４の説明図である。
【図６】旋回スクロールの転覆を防止するための電流を示すグラフである。
【図７】スクロール圧縮機に作用する力を説明する縦断面図である。
【図８】回転電流と転覆防止電流とを足した総合電流を示すグラフである。
【図９】他のスクロール圧縮機における旋回スクロールの転覆を防止するための電流を示すグラフである。
【図１０】他のスクロール圧縮機における回転電流と転覆防止電流とを足した総合電流を示すグラフである。
【図１１】別のスクロール圧縮機におけるステータの底面図である。
【図１２】さらに他のスクロール圧縮機におけるロータの平面図である。
【図１３】さらに別のスクロール圧縮機に作用する力を説明する縦断面図である。
【図１４Ａ】スクロール圧縮機の動作を示す第１の説明図である。
【図１４Ｂ】スクロール圧縮機の動作を示す第２の説明図である。
【図１４Ｃ】スクロール圧縮機の動作を示す第３の説明図である。
【図１４Ｄ】スクロール圧縮機の動作を示す第４の説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    密閉容器
２    モータ
２ａ    第１のモータ
２ｂ    第２のモータ
３    圧縮部
６    吸入管
７    吐出管
１０    制御部
２１    ステータ
２２    コイル
２３    鉄心
２６    ロータ
２７    永久磁石
２８    バックヨーク
３０    本体部
３１    固定スクロール
３１ａ    鏡板
３１ｂ    ラップ
３２    旋回スクロール
３２ａ    鏡板
３２ｂ    ラップ
３３    圧縮室
４１    第１の旋回スクロール
４１ａ    鏡板
４１ｂ    ラップ
４２    第２の旋回スクロール
４２ａ    鏡板
４２ｂ    ラップ
【図１】
0004715361.tif 000002
【図２】
0004715361.tif 000003
【図３】
0004715361.tif 000004
【図４】
0004715361.tif 000005
【図５Ａ】
0004715361.tif 000006
【図５Ｂ】
0004715361.tif 000007
【図５Ｃ】
0004715361.tif 000008
【図５Ｄ】
0004715361.tif 000009
【図６】
0004715361.tif 000010
【図７】
0004715361.tif 000011
【図８】
0004715361.tif 000012
【図９】
0004715361.tif 000013
【図１０】
0004715361.tif 000014
【図１１】
0004715361.tif 000015
【図１２】
0004715361.tif 000016
【図１３】
0004715361.tif 000017
【図１４Ａ】
0004715361.tif 000018
【図１４Ｂ】
0004715361.tif 000019
【図１４Ｃ】
0004715361.tif 000020
【図１４Ｄ】
0004715361.tif 000021