(57)【要約】【課題】旋回スクロール３が高速で旋回運動した場合に発生する遠心力に基づく動的アンバランスを相殺する構造を改良し、小型でしかも動力損失の低い構造を実現する。【解決手段】上記旋回スクロール３を旋回運動させる旋回ピン４ａを、電動モータ５の駆動軸１１ａに対し偏心した状態で結合固定する。この旋回ピン４ａをラジアルころ軸受１８により、上記旋回運動を可能に支持する。このラジアルころ軸受１８を構成する内輪１９は、内周面の中心軸と外周面の中心軸とが互いに偏心したものである。この内輪１９は、この外周面の中心軸を上記駆動軸１１ａの中心軸に一致させた状態で上記旋回ピン４ａの外周面に固定する。周方向に関する上記内輪１９の質量の偏りに基づき、上記旋回スクロール３の回転アンバランスを相殺する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向片側に突出した渦巻状の固定立壁を備え、ケース内に固定された固定スクロールと、この固定スクロール側に突出した渦巻状で上記固定立壁と径方向に重畳した状態に配置された旋回立壁を備え、上記ケース内で旋回運動する旋回スクロールと、この旋回スクロールのうちで上記旋回立壁と反対側の面に枢支された状態で旋回運動する旋回ピンと、自身の中心軸を中心とする駆動軸の回転に基づいてこの旋回ピンに旋回運動をさせる為の駆動源とを備えたスクロール型コンプレッサに於いて、この旋回ピンはこの駆動源の駆動軸に対し偏心して結合された状態で、ラジアル軸受により上記ケース内に、上記旋回運動を可能に支持されており、このラジアル軸受は、外輪と内輪とを備え、この外輪の内径側にこの内輪を回転自在に支持したものであり、このうちの内輪は、内周面の中心軸と外周面の中心軸とが互いに偏心したものであって、この外周面の中心軸を上記駆動軸の中心軸に一致させた状態で上記旋回ピンの外周面に固定されており、周方向に関する上記内輪の質量の偏りに基づき、上記旋回スクロールの回転アンバランスを相殺する事を特徴とするスクロール型コンプレッサ。
【請求項２】
ラジアル軸受がラジアルころ軸受であり、内輪が円盤状であって、この内輪の中心から径方向に外れた位置に形成した円孔に旋回ピンを、締り嵌めで内嵌固定しており、上記内輪の外周面に設けた凸円筒面状の内輪軌道と、外輪の内周面に設けた凹円筒面状の外輪軌道との間に、複数個の円筒ころを転動自在に配置している、請求項１に記載したスクロール型コンプレッサ。
【請求項３】
内輪の軸方向両端面の一部で円孔が偏った側の端部に凹部を形成する事により、この端部の質量を低減させている、請求項２に記載したスクロール型コンプレッサ。
【請求項４】
内輪の厚さ方向中央部の一部で円孔が偏った側の端部に肉抜き部を形成する事により、この端部の質量を低減させている、請求項２に記載したスクロール型コンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気調和装置を構成する蒸気圧縮式冷凍機に組み込まれるスクロール型コンプレッサの改良に関する。具体的には、旋回スクロールが高速で旋回運動した場合に発生する遠心力に基づく動的アンバランスを相殺する構造を改良し、小型でしかも動力損失の低いスクロール型コンプレッサの実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
ルームエアコン、自動車用エアコン等の空気調和装置を構成する蒸気圧縮式冷凍機に組み込むコンプレッサとして、例えば特許文献１、２に記載された様なスクロール型コンプレッサが広く使用されている。スクロール型コンプレッサは、固定スクロールに設けた固定立壁と、旋回スクロールに設けた旋回立壁との間に存在する空間の容積を、この旋回スクロールの旋回運動に伴って拡縮させ、吸入ポートから吸引した冷媒を圧縮してから、吐出ポートより吐出する。この様なスクロール型コンプレッサの場合、何らの対策も施さないと、上記旋回スクロールの旋回運動に伴って発生する遠心力により、高速運転時に振動や騒音が発生する。この為従来から、上記旋回スクロールを駆動する電動モータのロータ等にバランスウェイトを固定し、この様な振動や騒音の発生を抑えている。但し、ロータ等に固定したバランスウェイトだけでこれら振動や騒音を十分に抑えようとした場合、このバランスウェイトが大きくなり、上記スクロール型コンプレッサの小型・軽量化の妨げとなる。
【０００３】
この様な事情で、特許文献１には、図１０〜１１に示す様な、バランスウェイトの小型化を図れる構造が記載されている。先ず、この図１０〜１１に示した従来構造に就いて、簡単に説明する。内部を密閉空間としたケース１内に、固定スクロール２と、旋回スクロール３と、旋回ピン４と、駆動源である電動モータ５とを組み込んでいる。このうちの固定スクロール２は、軸方向片側（図１０の左側）に突出した、渦巻状の固定立壁６を備え、上記ケース１内に固定されている。又、上記旋回スクロール３は、上記固定スクロール２側（図１０の右側）に突出した、渦巻状の旋回立壁７を備える。この旋回立壁７は、上記固定立壁６と径方向に重畳した状態に配置されており、上記ケース１内で旋回運動する事で、この固定立壁６との間に存在する空間（圧縮室）８の容積を拡縮し、外径側の吸入ポート９から吸入した冷媒を圧縮して、吐出ポート１０から吐出する。
【０００４】
上記旋回ピン４は、上記電動モータ５の駆動軸１１により旋回運動するもので、基半部（図１０〜１１の左半部）をこの駆動軸１１の先端面の中心部から外れた位置に形成した偏心孔１２に、この偏心孔１２内での回転を阻止した状態で内嵌している。これに対して、上記旋回ピン４の先半部（図１０〜１１の右半部）を、上記旋回スクロール３の中心部に設けた受円筒部１３内に、図示しない滑り軸受等を介して、この受円筒部１３に対する回転自在に挿入している。更に、上記旋回ピン４の軸方向中間部で、この受円筒部１３及び上記偏心孔１２から露出した部分の円周方向の一部にバランスウェイト部１４を、径方向外方に突出する状態で固設している。
【０００５】
スクロール型コンプレッサの運転時には、上記電動モータ５への通電に基づき、上記旋回ピン４を介して、上記旋回スクロール３を旋回運動させる。すると、上記固定立壁６と上記旋回立壁７との間に存在する空間８の容積が拡縮し、上記吸入ポート９から吸入した冷媒を圧縮して上記吐出ポート１０から吐出する。上記旋回スクロール３の旋回運動に伴う回転アンバランスの多くは、上記バランスウェイト部１４により相殺されるので、上記電動モータ５のロータ１５には、バランスウェイトを設けないか、設ける場合でも小型のバランスウェイトを設ければ足りる様になり、スクロール型コンプレッサの小型・軽量化を図り易くなる。
【０００６】
但し、上述の図１０〜１１に示した構造にしても、スクロール型コンプレッサの小型・軽量化と効率の向上とをより図る為には、改良の余地がある。先ず第一に、上記旋回ピン４の軸方向中間部で上記受円筒部１３及び上記偏心孔１２から露出した部分に上記バランスウェイト部１４を設ける必要上、この受円筒部１３の先端面と上記駆動軸１１の先端面とを或る程度（上記バランスウェイト部１４を設置できるだけ）離隔させる必要がある。そして、その分だけ、上記旋回ピン４の軸方向寸法が嵩み、上記スクロール型コンプレッサの小型・軽量化を図りにくくなる。又、仮に、上記旋回ピン４の少なくとも一部が、潤滑油に浸漬される様な状況の場合、上記バランスウェイト部１４がこの潤滑油を攪拌する状況になり、前記旋回スクロール３に旋回運動させる為に要するエネルギ（上記電動モータ５の消費電力）が嵩み、上記スクロール型コンプレッサの効率が低下する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５０４７号公報
【特許文献２】特開２００２−３３９９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、旋回スクロールが高速で旋回運動した場合に発生する遠心力に基づく動的アンバランスを相殺する構造を改良し、小型でしかも動力損失の低いスクロール型コンプレッサの実現を図るべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスクロール型コンプレッサは、前述した従来から知られているスクロール型コンプレッサと同様に、固定スクロールと、旋回スクロールと、旋回ピンと、駆動源とを備える。
このうちの固定スクロールは、軸方向片側に突出した渦巻状の固定立壁を備え、ケース内に固定されている。
又、上記旋回スクロールは、上記固定スクロール側に突出した渦巻状で上記固定立壁と径方向に重畳した状態に配置された旋回立壁を備え、上記ケース内で旋回運動する。
又、上記旋回ピンは、上記旋回スクロールのうちで上記旋回立壁と反対側の面に枢支された状態で旋回運動する。
更に、上記駆動源は、自身の中心軸を中心とする駆動軸の回転に基づいて上記旋回ピンに旋回運動をさせる。
【００１０】
特に、本発明のスクロール型コンプレッサに於いては、上記旋回ピンは、上記駆動源の駆動軸に対し偏心して結合された状態で、ラジアル軸受により上記ケース内に、上記旋回運動を可能に支持されている。このラジアル軸受は、外輪と内輪とを備え、この外輪の内径側にこの内輪を回転自在に支持したものである。このうちの外輪は、内周面と外周面とが互いに同心である。これに対して、上記内輪は、内周面の中心軸と外周面の中心軸とが互いに偏心したものであって、この外周面の中心軸を上記駆動軸の中心軸に一致させた状態で、上記旋回ピンの外周面に固定されている。そして、周方向に関する上記内輪の質量の偏りに基づき、上記旋回スクロールの回転アンバランスを相殺する。即ち、この旋回運動の振れ回りに伴って発生する遠心力の作用方向と、上記内輪の質量の傾きに伴って発生する遠心力の作用方向とを、径方向に関して互いに逆にする事で、上記アンバランスの相殺を図っている。
【００１１】
上述の様な本発明のスクロール型コンプレッサを実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、上記ラジアル軸受をラジアルころ軸受とする。そして、内輪を円盤状とし、この内輪の中心から径方向に外れた位置に形成した円孔に旋回ピンを、締り嵌めで内嵌固定する。更に、上記内輪の外周面に設けた凸円筒面状の内輪軌道と、外輪の内周面に設けた凹円筒面状の外輪軌道との間に、複数個の円筒ころを転動自在に配置する。
この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項３に記載した発明の様に、上記内輪の軸方向両端面の一部で円孔が偏った側の端部に凹部を形成する事により、この端部の質量を低減させる。
或いは、請求項４に記載した発明の様に、上記内輪の厚さ方向中央部の一部で円孔が偏った側の端部に肉抜き部を形成する事により、この端部の質量を低減させる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の様に構成する本発明によれば、小型でしかも動力損失の低いスクロール型コンプレッサを実現できる。
即ち、本発明のスクロール型コンプレッサの場合には、旋回ピンを回転自在に支持する為のラジアル軸受の内輪にバランスウェイトの役目を持たせる為、このバランスウェイトを設置する為に、上記旋回ピンの軸方向長さを大きくする必要がない。この為、上記スクロール型コンプレッサの小型・軽量化を図れる。
又、駆動軸の回転中心から上記内輪の外周縁部迄の距離は、その全周に亙り一定である。従って、この駆動軸の回転に伴ってこの内輪の外周縁部が振れ回り運動する事はなく、仮にこの内輪の外周縁部が潤滑油等に浸漬されていても、この内輪の外周縁がこの潤滑油等を攪拌する事は少ない。この為、攪拌抵抗によって、上記スクロール型コンプレッサの効率が低下する事はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて、本発明の特徴は、駆動軸１１ａの回転に伴って旋回スクロール３に旋回運動させる部分の構造を工夫する事により、小型でしかも動力損失の低いスクロール型コンプレッサを実現する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１０〜１１で説明した、特許文献１に記載された構造を含め、従来から知られているスクロール型無段変速機と同様である。よって、先に説明した従来構造と同様の部分に関しては、図示並びに説明を、省略乃至は簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１４】
本例のスクロール型コンプレッサの場合には、旋回スクロール３に旋回運動させる為の旋回ピン４ａを、図１に示す様に、電動モータ５の駆動軸１１ａと一体に形成している。即ち、この駆動軸１１ａの先端面のうちで中心から外れた部分に、上記旋回ピン４ａを突出形成している。そして、この旋回ピン４ａの基端部（図１の左端部）をケース１内に固定した支持フレーム１６の支持孔１７の内径側に、図２に示す様なラジアルころ軸受１８により、旋回運動を可能に支持している。このラジアルころ軸受１８は、図３に示す様な円盤状の内輪１９と、円筒状の外輪２０と、複数個の円筒ころ２１、２１とを備える。このうちの内輪１９は、中心から径方向に外れた位置に円孔２２を形成しており、この円孔２２に上記旋回ピン４ａの基端部を、締り嵌めで内嵌固定している。この状態で、上記内輪１９の外周面の中心軸と上記駆動軸１１ａの中心軸とを互いに一致させている。この為に、この駆動軸１１ａに対する上記旋回ピン４ａの偏心量と、上記内輪１９の外周面に対する上記円孔２２の偏心量とを同じとし、偏心方向を１８０度逆にしている。従って、上記内輪１９の外周面は、上記駆動軸１１ａの回転時に、振れ回り運動する事はない。
【００１５】
一方、上記外輪２０は、上記支持フレーム１６の支持孔１７に、締り嵌めで内嵌固定している。そして、この外輪２０の内周面に設けた凹円筒面状の外輪軌道２３と、上記内輪１９の外周面に設けた凸円筒面状の内輪軌道２４との間に、上記各円筒ころ２１、２１を転動自在に配置している。この構成により、上記駆動軸１１ａの回転に伴う上記旋回ピン４ａの旋回を可能とし、この旋回ピン４ａの旋回運動により、前記旋回スクロール３に旋回運動をさせる様にしている。
【００１６】
構成各部材を上述の様に組み合わせた場合、上記旋回スクロール３の旋回方向（旋回中心に対してこの旋回スクロール３の重心が偏っている方向）と、上記内輪１９の回転中心（駆動軸１１ａの中心軸）に対してこの内輪１９の重心が偏っている方向とは、１８０度逆になる。上記旋回スクロール３は、旋回運動に伴って回転アンバランスに基づく遠心力を生じるし、上記内輪１９は回転に伴って回転アンバランスに基づく遠心力を生じる。そして、これら両回転アンバランスに基づく遠心力の作用方向は、１８０度逆になるので、互いに相殺し合う。この為、前記電動モータ５のロータ１５には、バランスウェイトを設ける必要がないか、設ける場合でも小さなもので済む。更に、上記旋回ピン４ａ自体にバランスウェイト部１４（図１０〜１１参照）を設ける必要がない為、この旋回ピン４ａの軸方向寸法の短縮を図れる。これらにより、この旋回ピン４ａを含む、スクロール型コンプレッサの小型・軽量化を図れる。
【００１７】
更に、上記駆動軸１１ａの回転中心から上記内輪１９の外周縁部迄の距離は、その全周に亙り一定である。従って、上記駆動軸１１ａの回転時に、上記旋回ピン４ａは振れ回り運動するにしても、上記内輪１９の外周縁部が振れ回り運動する事はない。この為、仮にこの内輪１９の外周縁部が潤滑油等に浸漬されていても、この内輪１９の外周縁がこの潤滑油等を攪拌する事は少ない。この為、攪拌抵抗によって、上記スクロール型コンプレッサの効率が低下する事はない。
【００１８】
［実施の形態の第２例］
図４〜６は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ラジアルころ軸受１８ａを構成する内輪１９ａの軸方向両端面の一部で、旋回軸４ａを内嵌する為の円孔２２が偏った側の端部に凹部２５、２５を形成する事により、この端部の質量を低減させている。この様な本例の場合には、上記内輪１９ａの回転アンバランスの程度を、上述した実施の形態の第１例の場合よりも著しくできる。そして、旋回スクロール３の旋回運動に伴うアンバランスが大きい場合でも、上記内輪１９ａによりこのアンバランスを十分に相殺できる。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１９】
［実施の形態の第３例］
図７〜９は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ラジアルころ軸受１８ｂを構成する内輪１９ｂの厚さ方向中央部の一部で、旋回軸４ａを内嵌する為の円孔２２が偏った側の端部に肉抜き部２６を形成する事により、この端部の質量を低減させている。この様な本例の場合も、上述した実施の形態の第２例の場合と同様に、上記内輪１９ｂの回転アンバランスの程度を、前述した実施の形態の第１例の場合よりも著しくできる。そして、旋回スクロール３の旋回運動に伴うアンバランスが大きい場合でも、上記内輪１９ｂによりこのアンバランスを十分に相殺できる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、要部略断面図。
【図２】ラジアルころ軸受を取り出して示す、断面図（Ａ）及び端面図（Ｂ）。
【図３】内輪を取り出して示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、要部略断面図。
【図５】ラジアルころ軸受を取り出して示す断面図。
【図６】内輪を取り出して示す斜視図。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を示す、要部略断面図。
【図８】ラジアルころ軸受を取り出して示す断面図。
【図９】内輪を取り出して示す斜視図。
【図１０】従来構造の１例を示す略断面図。
【図１１】同要部略断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１    ケース
２    固定スクロール
３    旋回スクロール
４、４ａ  旋回ピン
５    電動モータ
６    固定立壁
７    旋回立壁
８    空間（圧縮室）
９    吸入ポート
１０    吐出ポート
１１、１１ａ  駆動軸
１２    偏心孔
１３    受円筒部
１４    バランスウェイト部
１５    ロータ
１６    支持フレーム
１７    支持孔
１８、１８ａ、１８ｂ  ラジアルころ軸受
１９、１９ａ、１９ｂ  内輪
２０    外輪
２１    円筒ころ
２２    円孔
２３    外輪軌道
２４    内輪軌道
２５    凹部
２６    肉抜き部
【図１】
2009127563.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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