(57)【要約】【課題】小型化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渦巻体が形成された固定スクロールと、第２渦巻体が形成され、第１渦巻体と共に冷媒を圧縮する揺動スクロールと、棒状の軸部、及び当該軸部の上端側に設けられ、当該軸部の回転中心に対して偏心させた状態で揺動スクロールが収容される第１凹状部を有し、当該第１凹状部を介して揺動スクロールを回転させるクランクシャフトと、クランクシャフトの第１凹状部が収容される第２凹状部を有したフレームと、を有する。【選択図】図１
2013224634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１渦巻体が形成された固定スクロールと、
第２渦巻体が形成され、前記第１渦巻体と共に冷媒を圧縮する揺動スクロールと、
棒状の軸部、及び当該軸部の上端側に設けられ、当該軸部の回転中心に対して偏心させた状態で前記揺動スクロールが収容される第１凹状部を有し、当該第１凹状部を介して前記揺動スクロールを回転させるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトの前記第１凹状部が収容される第２凹状部を有したフレームと、を有する
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記軸部の回転軸方向における前記揺動スクロールの重心位置と、前記軸部の回転軸方向における前記第１凹状部の重心位置と、前記軸部の回転軸方向における第２凹状部の重心位置とが一致するように、前記揺動スクロール、前記第１凹状部及び第２凹状部が形成されている
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】
前記クランクシャフトの前記第１凹状部は、
前記軸部の回転中心に対して偏心している側とは反対側に空隙部が形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記クランクシャフトの前記第１凹状部には、
前記揺動スクロールの外周と接触する内周側に第１ジャーナル軸受が設けられた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記フレームの前記第２凹状部には、
前記第１凹状部の外周と接触する内周側に第２ジャーナル軸受が設けられた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記クランクシャフトの前記第１凹状部には、
前記揺動スクロールの下面側と接触する上面側に第１スラスト軸受が設けられ、
前記フレームの前記第２凹状部には、
前記第１凹状部の下面側と接触する上面側に第２スラスト軸受が設けられた
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記クランクシャフトの下端側を保持する副軸受を有する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの間に設けられ、前記第２渦巻体に、前記軸部の回転軸を中心とする公転運動をさせるためのオルダムリングを有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項９】
前記クランクシャフトの前記軸部に固定されるロータと、
電力が供給され、前記ロータを回転させるステータとを有し、
前記ステータは、
供給される電力の周波数を変化させて前記ロータの回転数を変化させる
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１０】
前記クランクシャフトの運転時の回転数が、０から２００ｒｐｓまでの範囲に設定されている
ことを特徴とする請求項１〜９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、スクロール圧縮機に関するものであり、特に、スクロール圧縮機のシャフト及び揺動スクロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から固定スクロール及び当該固定スクロールに対向配置される揺動スクロールを有し、冷媒などを圧縮する圧縮室を有するスクロール圧縮機が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、揺動スクロールを固定スクロールに対して公転運動させるため、揺動スクロールをクランクシャフトに接続するにあたり、クランクシャフトの回転中心から偏心させている。すなわち、揺動スクロールは、揺動スクロールとクランクシャフトとを連結するクランクシャフト上部の偏心ピン部によって、自身の背面側が支持されているが、この偏心ピン部がクランクシャフトの回転中心からずれた位置に設けられる。
【０００３】
この特許文献１に記載の技術では、揺動スクロールがクランクシャフトの上端部で支持される構造となっており、揺動スクロール及びクランクシャフトからなる回転体の荷重のバランスを取るため、「クランクシャフト」に２つのバランサが設けられている。
【０００４】
また、「揺動スクロールとクランクシャフトとを連結する偏心ピン部」にバランサを設けた圧縮機も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術は、偏心ピン部にバランサを設けてバランサを小型化し、風損及び攪拌損を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１２１５７号公報（たとえば、段落［００１８］及び１図参照）
【特許文献２】特開２００２−５０４７号公報（たとえば、請求項１、段落［０００５］及び１図参照）
【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、バランサをクランクシャフトに設けることで、回転体の荷重のバランスを取り、クランクシャフトの下側の振れ回りを防止しているが、このバランサを取付ける空間をスクロール圧縮機内に確保する必要があった。すなわち、特許文献１に記載の技術は、バランサを取付ける空間を確保するため、スクロール圧縮機のクランクシャフトの軸方向距離が長くなる分、スクロール圧縮機のサイズが大きくなってしまうという課題があった。
【０００７】
特許文献２に記載の技術においては、偏心ピン部にバランサが設けられており、バランサが小型化されているが、特許文献１と同様にバランサを設けなければならないことには変わりはなく、その分、スクロール圧縮機のサイズが大きくなってしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、小型化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】
【０００９】
本発明に係るスクロール圧縮機は、第１渦巻体が形成された固定スクロールと、第２渦巻体が形成され、第１渦巻体と共に冷媒を圧縮する揺動スクロールと、棒状の軸部、及び当該軸部の上端側に設けられ、当該軸部の回転中心に対して偏心させた状態で揺動スクロールが収容される第１凹状部を有し、当該第１凹状部を介して揺動スクロールを回転させるクランクシャフトと、クランクシャフトの第１凹状部が収容される第２凹状部を有したフレームと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るスクロール圧縮機によれば、上記の揺動スクロール及びクランクシャフトを有しているので、バランサを設けなくてもよい分、クランクシャフトの軸方向距離を短くすることができ、スクロール圧縮機のサイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示すクランクシャフトの説明図である。
【図３】図１に示すスクロール圧縮機が冷媒を圧縮する際の動作説明図である。
【図４】図１に示す揺動スクロール及びクランクシャフトに作用する荷重を模式的に説明する図である。
【図５】図１に示すスクロール圧縮機のクランクシャフトの回転数と作用する荷重との関係図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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１００の縦断面図である。図２は、図１に示すクランクシャフトの説明図である。図１及び図２に基づいて、スクロール圧縮機１００の構成について説明する。なお、この図２及び後述する図３は、クランクシャフト４及び揺動スクロール２を模式的に図示したものであり、クランクシャフト４、揺動スクロール２などの各構成部材の大きさの関係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流体とは、たとえば冷媒であり、潤滑油とは異なるものとする。
本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、クランクシャフト４と揺動スクロール２とに改良が加えられたものである。
【００１３】
［スクロール圧縮機１００の構成］
スクロール圧縮機１００は、外郭を構成するシェル８と、シェル８に流体を導く吸入管５と、圧縮された流体を吐出する吐出管１３と、固定スクロール１に設けられる弁１１及び弁１１のリフト量を制限する弁押さえ１０と、潤滑油が貯留される油溜り１２と、流体を圧縮する第１渦巻体１ｂが形成された固定スクロール１と、第１渦巻体１ｂとともに流体を圧縮する第２渦巻体２ｂが形成された揺動スクロール２と、開口部３ｂが形成されたフレーム３と、鉛直方向に略平行に設けられる軸部４ｆを有するクランクシャフト４と、揺動スクロール２の回転を支持するための第１ジャーナル軸受１５及び第１スラスト軸受１６と、クランクシャフト４の回転を支持するための第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８と、クランクシャフト４を回転させる駆動機構部３６と、揺動スクロール２を公転運動させるためのオルダムリング２０とを有している。
なお、固定スクロール１及び揺動スクロール２によって、圧縮機構部３５を構成している。また、スクロール圧縮機１００は、固定スクロール１の第１渦巻体１ｂ及び揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂによって形成される圧縮室９と、固定スクロール１の上側の空間であり、圧縮室９で圧縮された流体が流出する高圧空間１４とを有している。
【００１４】
（シェル８）
シェル８は、スクロール圧縮機１００の外郭を構成するものである。シェル８内には、弁１１、弁押さえ１０、固定スクロール１、揺動スクロール２、フレーム３、クランクシャフト４、第１ジャーナル軸受１５などの軸受、駆動機構部３６、及びオルダムリング２０などが少なくとも設けられている。
また、シェル８の側面にはシェル８内と連通する吸入管５が接続され、シェル８の上部には圧縮室９と連通する吐出管１３が接続されている。
さらに、シェル８の内周面の上部と固定スクロール１上面とは、固定スクロール１及び揺動スクロール２で圧縮された高圧の流体が流出する高圧空間１４を形成している。
【００１５】
（吸入管５）
吸入管５は、スクロール圧縮機１００に流入する流体を、シェル８内に導くための配管である。吸入管５は、シェル８内と連通するように、シェル８の側面に設けられている。
【００１６】
（吐出管１３）
吐出管１３は、スクロール圧縮機１００で圧縮された流体を吐出させるための配管である。吐出管１３は、圧縮室９と連通するように、密閉容器の上部に設けられている。
【００１７】
（弁１１及び弁押さえ１０）
弁１１は、固定スクロール１の上面側に設けられ、固定スクロール１から流出する流体の逆流を防ぐものである。より詳細には、弁１１は、後述する固定スクロール１の吐出ポート１ａの上側の開口部を覆うように設けられ、たとえば流体の逆流を防ぐ板バネ製の弁で構成されるものである。
したがって、圧縮室９内で流体が所定圧力まで圧縮されると、弁１１がその弾性力に逆らって持ち上げられる。これにより、圧縮された流体は、吐出ポート１ａから高圧空間１４内に吐出されるようになっている。
弁押さえ１０は、弁１１のリフト量を制限する、すなわち、高圧空間１４と吐出ポート１ａとの間の連通量を制限するものである。弁押さえ１０は、弁１１の一端側に設けられている。
【００１８】
（油溜り１２）
油溜り１２は、潤滑油を貯留するものである。この油溜り１２は、駆動機構部３６の下側に設けられている。油溜り１２には、クランクシャフト４の下側端部が浸漬しており、クランクシャフト４に形成された後述の第１潤滑油通路４ｃなどを介してシェル８内の上側に引き上げられるようになっている。
【００１９】
（固定スクロール１）
固定スクロール１は、揺動スクロール２とともに流体を圧縮するものである。固定スクロール１は、揺動スクロール２に対して対向配置されるように、フレーム３の上側に固定されている。固定スクロール１は、水平面に対して略平行な第１台板１ｃと、第１台板１ｃの下面から下側に突出して形成された第１渦巻体１ｂとを有している。
【００２０】
第１台板１ｃは、第１渦巻体１ｂ及び揺動スクロール２とともに圧縮室９を構成するものである。第１台板１ｃは、円板形状の部材であり、その略中央部に、圧縮室９で圧縮された流体を吐出するための吐出ポート１ａが形成されている。この吐出ポート１ａの上側の開口部には、当該開口部を覆うようにして弁１１が設けられる。また、第１台板１ｃは、第１台板１ｃの外周がシェル８の上部に接触し、第１台板１ｃの外周の下面がフレーム３の外周の上面に接触している状態でシェル８内に固定されている。
また、第１台板１ｃの下面側には、オルダムリング２０が設けられている。
【００２１】
第１渦巻体１ｂは、揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂとともに、揺動スクロール２の揺動により容積が変化する圧縮室９を形成するものである。すなわち、第１渦巻体１ｂは、第２渦巻体２ｂに噛み合わせるように設けられ、第２渦巻体２ｂの揺動により容積が半径方向内側へ向かうに従って縮小する圧縮室９を形成しているものである。この第１渦巻体１ｂは、水平断面形状がインボリュート曲線状になっている。
【００２２】
（揺動スクロール２）
揺動スクロール２は、固定スクロール１とともに流体を圧縮するものであり、固定スクロール１に対して自転することなく偏心旋回運動を行なうものである。揺動スクロール２は、固定スクロール１に対して対向配置されている。揺動スクロール２は、水平面に対して略平行な第２台板２ｃと、第２台板２ｃの上面から上側に突出して形成された第２渦巻体２ｂと、第２台板２ｃの外周において上側に立設する外周部２ｄとを有している。
【００２３】
第２台板２ｃは、円板形状の部材であり、クランクシャフト４の回転によってフレーム３内で揺動運動するものである。この第２台板２ｃの上面側は、上側に突出している第２渦巻体２ｂが形成されている。また、第２台板２ｃの下面側は、第１スラスト軸受１６を介して、後述するクランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａによって保持されている。すなわち、第２台板２ｃは、クランクシャフト４が回転することによって偏心凹状軸受部４ａから駆動力を受け、これにより揺動スクロール２が偏心凹状軸受部４ａ内で揺動自在となっている。さらに、第２台板２ｃの外周側には、第２台板２ｃに対して略垂直に立設する外周部２ｄが形成されている。
【００２４】
第２渦巻体２ｂは、固定スクロール１の第１渦巻体１ｂとともに、固定スクロール１の揺動により容積が変化する圧縮室９を形成するものである。すなわち、第２渦巻体２ｂは、第２渦巻体１ｂに噛み合わせるように設けられ、第１渦巻体１ｂの揺動により容積が半径方向内側へ向かうに従って縮小する圧縮室９を形成しているものである。この第２渦巻体２ｂは、第１渦巻体１ｂと対応するように、水平断面形状がインボリュート曲線状になっている。
【００２５】
外周部２ｄは、第２台板２ｃの外周側に設けられ、第２台板２ｃに対して略垂直に立設しているものである。外周部２ｄの外周は、第１ジャーナル軸受１５を介して、後述するクランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａによって保持されている。すなわち、上述の第２台板２ｃに加えて外周部２ｄも、クランクシャフト４が回転することによって偏心凹状軸受部４ａから駆動力を受け、これにより揺動スクロール２が偏心凹状軸受部４ａ内で揺動自在となっている。
また、外周部２ｄの上部には、オルダムリング２０が設けられている。
【００２６】
（フレーム３）
フレーム３は、固定スクロール１が固定されるとともに、後述するクランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａが摺動可能なように、偏心凹状軸受部４ａを収容するものである。フレーム３は、クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａが設置される凹状軸受部３ａ及び圧縮機構部３５側と駆動機構部３６側とを連通させる開口部３ｂを有している。
凹状軸受部３ａは、凹状軸受部３ａの外周がシェル８の内周に接触し、凹状軸受部３ａの外周の上面が固定スクロール１の外周の下面に接触して、シェル８内に固定されている。なお、凹状軸受部３ａの外周とシェル８の内周とは、たとえば、焼き嵌めや溶接などによって固定される。
凹状軸受部３ａの上部は、固定スクロール１の第１台板１ｃが設けられて閉塞されてる。また、凹状軸受部３ａとクランクシャフト４との間には、第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８が設けられており、クランクシャフト４が凹状軸受部３ａ内で円滑に回転することができるようになっている。
開口部３ｂは、圧縮機構部３５側と駆動機構部３６側とを連通させるように形成された開口であり、クランクシャフト４が挿入されて設けられている。
【００２７】
（クランクシャフト４）
クランクシャフト４は、鉛直方向に略平行な軸部４ｆと、軸部４ｆの上端側に設けられ、揺動スクロール２を保持する偏心凹状軸受部４ａとを有している。
軸部４ｆは、たとえば中間部あたりが駆動機構部３６に固定される軸である。このクランクシャフト４は、上端側に揺動スクロール２を保持する偏心凹状軸受部４ａが設けられ、クランクシャフト４の内部に潤滑油が流れる第１潤滑油通路４ｃが形成されている。軸部４ｆは、下端側に油溜り１２に貯留される潤滑油を引き上げるオイルポンプ４ｅが設けられており、このオイルポンプ４ｅによって引き上げられた潤滑油が第１潤滑油通路４ｃに流れるようになっている。なお、オイルポンプ４ｅは、たとえば遠心ポンプあるいは容積型ポンプなどのように、クランクシャフト４の回転によってポンプ作用（差圧の利用）が生じるものを採用するとよい。
【００２８】
偏心凹状軸受部４ａは、揺動スクロール２を保持するものであり、フレーム３の凹状軸受部３ａの凹部内に設けられている。偏心凹状軸受部４ａには、揺動スクロール２の回転を円滑にする第１ジャーナル軸受１５及び第１スラスト軸受１６が設けられている。すなわち、偏心凹状軸受部４ａのうち、揺動スクロール２の外周部２ｄに対向する面側には第１ジャーナル軸受１５が設けられ、揺動スクロール２の第２台板２ｃに対向する面側には第１スラスト軸受１６が設けられている。
また、偏心凹状軸受部４ａには、フレーム３に対する自身の回転を円滑にする第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８が設けられている。すなわち、偏心凹状軸受部４ａの下面側には第２ジャーナル軸受１７が設けられ、偏心凹状軸受部４ａの外周には第２スラスト軸受１８が設けられている。
【００２９】
偏心凹状軸受部４ａには、油溜り１２から引き上げられた潤滑油が流れる第１潤滑油通路４ｃ及び第２潤滑油通路４ｄが形成されている。
第１潤滑油通路４ｃの上端は、第２台板２ｃと偏心凹状軸受部４ａとの間の空間に連通している。これにより、油溜り１２の潤滑油は、第２台板２ｃと偏心凹状軸受部４ａとの間の空間などに供給される。
また、第２潤滑油通路４ｄは、第１潤滑油通路４ｃから分岐した潤滑油の通路であり、一端が第１潤滑油通路４ｃに連通し、他端がフレーム３と偏心凹状軸受部４ａとの間の空間に連通している。これにより、第１潤滑油通路４ｃから流れてきた潤滑油は、フレーム３と偏心凹状軸受部４ａとの間の空間などに供給される。
【００３０】
偏心凹状軸受部４ａは、図２に示すように、水平断面形状が円となっている。ここで、偏心凹状軸受部４ａの水平断面の円の中心Ｐ（揺動スクロール２の旋回中心）と、軸部４の回転軸に対応する回転中心Ｏとの間には、「所定の距離」が設けられている。すなわち、クランクシャフト４は、偏心凹状軸受部４ａが、中心Ｐと回転中心Ｏとの間に「所定の距離」を設けて形成されている。なお、この「所定の距離」は、固定スクロール１と揺動スクロール２が偏心旋回運動をする半径と等しい。このように、偏心凹状軸受部４ａは、偏心した状態で揺動スクロール２を収容することとなるため、偏心凹状軸受部４ａが回転すると揺動スクロール２が偏心旋回運動をすることとなる。
【００３１】
また、偏心凹状軸受部４ａは、図２に示すように、回転中心Ｏに対する偏心している側とは反対側に、重量のバランスを取るための空隙部４ｂが形成されている。これは、偏心凹状軸受部４ａが回転中心Ｏに対して偏心して形成されているため、その偏心側の重量が軽くなり、偏心側とは反対側の重量が重くなる。ここで、偏心凹状軸受部４ａの偏心側には、揺動スクロール２が設けられる分重くなるが、それでも偏心側の反対側の重量が重くなっている。そこで、偏心凹状軸受部４ａは、空隙部４ｂが形成され、重量のバランスを取ることが図られている。
なお、図２では、空隙部４ｂは１箇所のみ形成され、その水平断面形状が円形であるが、それに限定されるものではない。たとえば、バランスの取り方によって空隙部４ｂを１箇所以上設けてもよいし、水平断面形状が楕円形などでもよい。
また、図示は省略しているが、空隙部４ｂに潤滑油などが貯留されてしまうことを防止するために、空隙部４ｂの上部に蓋などを設けてもよい。或いは、空隙部４ｂ内の空間と偏心凹状軸受部４ａと凹状軸受部３ａとの間の空間とを連通する流路や、空隙部４ｂ内の空間と第２潤滑油通路４ｄとを連通する流路を偏心凹状軸受部４ａに形成してもよい。
【００３２】
（軸受１５〜１８）
第１ジャーナル軸受１５及び第１スラスト軸受１６は、揺動スクロール２とクランクシャフト４との間に設けられる滑り軸受であり、揺動スクロール２の回転を円滑にするものである。より詳細には、第１ジャーナル軸受１５は「揺動スクロール２の外周部２ｄ」と「クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａの内周面」との間に設けられ、第１スラスト軸受１６は「揺動スクロール２の第２台板２ｃの下面」と「クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａの上面」との間に設けられている。
【００３３】
第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８は、クランクシャフト４とフレーム３との間に設けられる滑り軸受であり、クランクシャフト４の回転を円滑にするものである。より詳細には、第２ジャーナル軸受１７は「クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａの外周面」と「フレーム３の内周面」との間に設けられ、第２スラスト軸受１８は「クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａの下面」と「フレーム３の上面」との間に設けられている。
ここで、第２ジャーナル軸受１７は、クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａを格納できるほど径方向と軸方向に十分大きいため、第２ジャーナル軸受１７のみでクランクシャフト４を安定して保持することが可能となっている。
【００３４】
なお、本実施の形態１では、第１ジャーナル軸受１５、第１スラスト軸受１６、第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８は滑り軸受としているが、クランクシャフト４とフレーム３の材料の相性によって摺動性が悪い場合には、鉄系や樹脂系のベアリングを間に挟みこみ摺動性を向上させるようにするとよい。
また、本実施の形態１では、第１ジャーナル軸受１５、第１スラスト軸受１６、第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８は、滑り軸受で構成する場合について説明したが、それに限定されるものではない。スクロール圧縮機１００の性能、寿命、大きさなどを考慮して、第１ジャーナル軸受１５、第１スラスト軸受１６、第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８に転がり軸受を採用してもよい。
【００３５】
（駆動機構部３６）
駆動機構部３６は、シェル８内部に固着保持されたステータ７と、ステータ７の内周面側に回転可能に配設され、クランクシャフト４に固定されたロータ６とを有している。この駆動機構部３６は、揺動スクロール２、及び固定スクロール１などが設けられる上部空間と、油溜り１２が設けられる下部空間とを区画している。
ステータ７は、外周面が焼き嵌めなどによりシェル８に固着支持されており、通電されることによってロータ６を回転駆動させる機能を有している。ステータ７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６は、内部に永久磁石を有し、ステータ７に通電がされると回転駆動し、クランクシャフト４を回転させるものである。ロータ６は、クランクシャフト４の軸部４ｆの外周に固定されている。ロータ６は、ステータ７と僅かな隙間を隔てた状態でクランクシャフト４によって保持されている。
【００３６】
（オルダムリング２０）
オルダムリング２０は、固定スクロール１と揺動スクロール２との間に設けられ、揺動スクロール２の偏心旋回運動中における自転運動を阻止し、揺動スクロール２を公転運動をさせるものである。すなわち、オルダムリング２０は、揺動スクロール２の第２渦巻体２ｂが、軸部４ｆの回転中心Ｏを中心とする公転運動をするように固定スクロール１と揺動スクロール２との間に設けられているものである。
【００３７】
（圧縮室９及び高圧空間１４）
圧縮室９は、第１台板１ｃの下面及び第１渦巻体１ｂと、第２台板２ｃの上面及び第２渦巻体２ｂとによって形成されている。この圧縮室９は、固定スクロール１及び揺動スクロール２の揺動運動の作用によって、流入した流体を、圧縮室９の中心に移動するに従って圧縮することが可能となっている。
高圧空間１４は、シェル８の内周面の上部と固定スクロール１上面とによって形成される空間であって圧縮室９で圧縮された流体が吐出ポート１ａを介して流入する空間である。この高圧空間１４の流体は、吐出管１３を介してスクロール圧縮機１００から吐出するようになっている。
【００３８】
［スクロール圧縮機１００の動作説明］
（駆動機構部３６などの動作）
シェル８に設けられた図示省略の電源端子に通電されると、ステータ７に回転磁界が発生する。これにより、ロータ６に回転トルクが発生し、フレーム３によって回転自在に保持されたクランクシャフト４が回転する。
クランクシャフト４の偏心凹状軸受部４ａには、回転自在に揺動スクロール２が格納されているため、クランクシャフト４が回転することで、偏心凹状軸受部４ａも回転する。そして、偏心凹状軸受部４ａが回転することにより、揺動スクロール２は偏心凹状軸受部４ａから駆動力を受けて回転する。なお、揺動スクロール２は、オルダムリング２０によって自転運転が阻止され、偏心旋回運動を行う。
【００３９】
（圧縮機構部３５の動作）
図３は、図１に示すスクロール圧縮機１００が冷媒を圧縮する際の動作説明図である。なお、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、固定スクロール１に対する揺動スクロール２の位置を表している。すなわち、図３（ａ）における揺動スクロール２の位置を基準としたとき、図３（ｂ）が９０度の位置、図３（ｃ）が１８０度の位置、図３（ｄ）が２７０度の位置である。揺動スクロール２は、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）の順番で、固定スクロール１に対する位置が移動し、再び図３（ａ）の位置に戻る。図３を参照して、流体の圧縮過程について説明する。
【００４０】
図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、揺動スクロール２が偏心旋回運動を行うことにより、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂの間から圧縮室９に流体が流入する。そして、圧縮室９に流入した流体は、揺動スクロール２の偏心旋回運動によって、圧縮室９の中心側に移動していく。なお、揺動スクロール２が流体が偏心旋回運動をしている際において、第１渦巻体１ｂ及び第２渦巻体２ｂの間の間隔は、圧縮室９の中心側に向かうにつれて小さくなっている。すなわち、圧縮室９に流入した流体は、圧縮室９の中心側に移動するに従って小さな容積の空間に閉じ込められて、圧縮されるようになっている。そして、圧縮室９で圧縮された流体は、吐出過程に移行する。すなわち、流体は、固定スクロール１の吐出ポート１ａ、高圧空間１４及び吐出管１３を介してスクロール圧縮機１００から吐出される。
【００４１】
なお、揺動スクロール２の回転は偏心旋回運動であるが、クランクシャフト４の空隙部４ｂがこの偏心側とは反対側に形成されているため、クランクシャフト４の重量のバランスを保つことができるようになっている。これにより、スクロール圧縮機１００の異常振動を抑制しながら、揺動スクロール２を偏心旋回運動させることができるようになっている。
【００４２】
［スクロール圧縮機１００の荷重のバランス］
図４は、図１に示す揺動スクロール２及びクランクシャフト４に作用する荷重を模式的に説明する図である。図４（ａ）は、スクロール圧縮機１００における模式図であり、図４（ｂ）は、従来の圧縮機における模式図である。
従来のスクロール圧縮機では、図４（ｂ）に示すように、揺動スクロール２’が軸受による保持部１’より上部にあるため、荷重のバランスを取るために２箇所のバランサを取り付けて、クランクシャフト４の下側の振れ回りを防止する必要があった。
すなわち、従来のスクロール圧縮機では、「（揺動スクロール２’の質量）×（揺動スクロール２’の重心偏心距離）」に基づく揺動スクロール２’の重量のアンバランスを打ち消し、クランクシャフト４の下側の振れ回りを防止するため、２つのバランサを取り付ける必要があった。
具体的には、従来のスクロール圧縮機は、ロータ６’の上方に第１バランサＢ１を設けて揺動スクロール２’の遠心力とバランスさせ、ロータ６’の下方に第１バランサＢ１と逆方向に指向する第２バランサＢ２を設けている。これにより、軸受による保持部１’より上側の「揺動スクロール２’の遠心力」を、軸受による保持部１’より下側の「第１バランサＢ１の遠心力」及び「第２バランサＢ２の遠心力」によって相殺するようにしている。
【００４３】
それに対し、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、従来のスクロール圧縮機とは異なり、軸受の位置の上側に揺動スクロール２が設置される構成とはなっていない。すなわち、スクロール圧縮機１００は、図４（ａ）に示すように、クランクシャフト４に偏心凹状軸受部４ａを設け、この偏心凹状軸受部４ａに揺動スクロール２を収容する構成としている。このため、揺動スクロール２とクランクシャフト４との間に設けられる第１ジャーナル軸受１５と、クランクシャフト４とフレーム３との間に設けられる第２ジャーナル軸受１７の高さ位置（軸方向位置）が略同一となっている。
【００４４】
これにより、揺動スクロール２の遠心力（径方向の荷重）は、同じ高さ位置の第１ジャーナル軸受１５及び第２ジャーナル軸受１７によって受け止められることとなり、揺動スクロール２及びクランクシャフト４の回転が、第１バランサＢ１及び第２バランサＢ２がなくとも安定化する。すなわち、クランクシャフト４の下側の振れ回りを抑制することができるようになっている。
【００４５】
また、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、「軸部４ｆの回転軸方向（高さ方向）における揺動スクロール２の重心位置」と、「軸部４ｆの回転軸方向における偏心凹状軸受部４ａの重心位置」と、「軸部４ｆの回転軸方向におけるフレーム３の凹状軸受部３ａの重心位置」とが一致するように、揺動スクロール２、クランクシャフト４及びフレーム３が形成されている。
【００４６】
これにより、上述した揺動スクロール２の遠心力（径方向の荷重）を第１ジャーナル軸受１５及び第２ジャーナル軸受１７で受け止めるという効果をより向上させることができる。すなわち、クランクシャフト４の下側の振れ回りをより一層抑制することができるようになっている。
【００４７】
このように、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、従来のスクロール圧縮機のようにクランクシャフト４’の振れ回り防止の第１バランサＢ１及び第２バランサＢ２を設置しなくてもよいため、スクロール圧縮機１００のクランクシャフト４の軸方向距離を短くすることができる分、スクロール圧縮機１００のサイズを小さくすることができる。
【００４８】
図５は、図１に示すスクロール圧縮機１００及び従来のスクロール圧縮機のクランクシャフト４の回転数と作用する荷重との関係図である。図５を参照して、クランクシャフト４の回転数と作用する荷重の関係を従来例と比較して説明する。
従来のスクロール圧縮機において、たとえばクランクシャフトが１２０ｒｐｓで回転をしている際におけるクランクシャフトに作用する荷重は、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００のクランクシャフト４が２００ｒｐｓで回転をしている際におけるクランクシャフト４に作用する荷重と等しくなっている。すなわち、スクロール圧縮機１００は、クランクシャフト４にバランサを設けることがない分、クランクシャフト４に作用する余分な荷重を低減することができるようになっているということである。これにより、スクロール圧縮機１００の最大運転周波数を増加させることが可能となっている。
【００４９】
［実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００の有する効果］
本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、軸受の位置の上側に揺動スクロール２が設置される構成とはなっておらず、クランクシャフト４に偏心凹状軸受部４ａを設け、この偏心凹状軸受部４ａに揺動スクロール２を収容している構成となっている。
このため、「揺動スクロール２の遠心力（径方向の荷重）」と、「この遠心力を受け止める偏心凹状軸受部４ａの内周面及びフレーム３の内周面」との高さ位置（軸方向位置）が略同一となり、「揺動スクロール２の遠心力」が、クランクシャフト４及びフレーム３によって受け止められることとなる。すなわち、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、「揺動スクロール２の遠心力」を相殺するバランサなどを設けなくともよい分、クランクシャフト４の軸方向距離を短くすることができ、スクロール圧縮機１００のサイズを小さくすることができる。
【００５０】
本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、揺動スクロール２とクランクシャフト４との間に、第１ジャーナル軸受１５及び第１スラスト軸受１６が設けられクランクシャフト４とフレーム３との間に第２ジャーナル軸受１７及び第２スラスト軸受１８が設けられているので、揺動スクロール２及びクランクシャフト４の回転を円滑にすることができる。
【００５１】
本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、クランクシャフト４にバランサを設けなくてもよいため、バランサによる潤滑油を攪拌する攪拌損失を低減することができる。
【００５２】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機２００の縦断面図である。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。
オルダムリング２０は、その重量が大きいことによって揺動スクロール２及びクランクシャフト４にアンバランスを生じさせる可能性がある。すなわち、オルダムリング２０は、揺動スクロール２の自転を抑制することができるが、径方向に往復運動を繰り返すため径方向の「重心位置が１回転中に変化」してしまうので、自身の重量によって揺動スクロール２及びクランクシャフト４にアンバランスを生じさせる可能性があるということである。
また、クランクシャフト４及び揺動スクロール２は、アンバランスがないよう設計されるが、「部品の組立精度」上、発生してしまうアンバランス量も存在する。
【００５３】
このように、「重心位置が１回転中に変化」することや、「部品の組立精度」という事情により、揺動スクロール２及びクランクシャフト４にアンバランスが生じ、揺動スクロール２及びクランクシャフト４の振動が大きくなり騒音が増大してしまう可能性がある。そこで、この実施の形態２に係るスクロール圧縮機２００は、オルダムリング２０によるアンバランスを低減するために、副軸受１９ａを設けている。
【００５４】
（サブフレーム１９及び副軸受１９ａ）
サブフレーム１９は、副軸受１９ａを介してクランクシャフト４の下端側を保持するものである。副軸受１９ａは、サブフレーム１９の略中央部に設けられたものであり、サブフレーム１９を介してシェル８に固定されている。また、サブフレーム１９の下側には、油溜り１２から潤滑油を引き上げるオイルポンプ１９ｂが設けられている。
サブフレーム１９は、その外周面を、たとえば焼き嵌めや溶接などによってシェル８の内周面に固定するとよい。また、図６において、副軸受１９ａは転がり軸受で構成している場合を例に説明しているがそれに限定されるものではない。副軸受１９ａは、たとえば、転がり軸受の代わりに滑り軸受で構成しても同等の効果が得られる。
【００５５】
［実施の形態２に係るスクロール圧縮機２００の有する効果］
本実施の形態２に係るスクロール圧縮機２００は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００の奏する効果に加えて以下の効果を奏する。
実施の形態２に係るスクロール圧縮機２００は、副軸受１９ａを設けることで、クランクシャフト４の下部の振れ回りを防止することができるため、スクロール圧縮機２００のサイズが大きくなることを防止するとともに、ロータ６とステータ７との接触防止、振動・騒音の低下を図ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  固定スクロール、１ａ  吐出ポート、１ｂ  第１渦巻体、１ｃ  第１台板、２  揺動スクロール、２ｂ  第２渦巻体、２ｃ  第２台板、２ｄ  外周部、３  フレーム、３ａ  凹状軸受部（第２凹状部）、３ｂ  開口部、４  クランクシャフト、４ａ  偏心凹状軸受部（第１凹状部）、４ｂ  空隙部、４ｃ  第１潤滑油通路、４ｄ  第２潤滑油通路、４ｅ  オイルポンプ、４ｆ  軸部、５  吸入管、６  ロータ、７  ステータ、８  シェル、９  圧縮室、１０  弁押さえ、１１  弁、１２  油溜り、１３  吐出管、１４  高圧空間、１５  第１ジャーナル軸受、１６  第１スラスト軸受、１７  第２ジャーナル軸受、１８  第２スラスト軸受、１９  サブフレーム、１９ａ  副軸受、１９ｂ  オイルポンプ、２０  オルダムリング、３５  圧縮機構部、３６  駆動機構部、１００、２００  スクロール圧縮機。
【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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