JP2000145669A - スクロール型圧縮機における旋回スクロールの回転バランス機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジングの外径を小径化することができる
スクロール型圧縮機における旋回スクロールの回転バラ
ンス機構を提供する。 【解決手段】 駆動モータ１２のフロント側支持フレー
ム１６に対し、固定スクロール３２と旋回スクロール３
３よりなる圧縮機構部１３を連結する。モータの回転軸
１８と旋回スクロール３３の基盤３６との間に旋回スク
ロール３３に旋回運動を付与する駆動クランク軸５１を
介在する。前記支持フレーム１６と基盤３６との間に旋
回運動を許容し、かつ旋回スクロール３３の自転を阻止
する従動クランク軸６１を介在する。前記旋回スクロー
ル３３の旋回時に駆動クランク軸５１に作用する遠心力
の一部のみを打ち消す質量のバランスウエイト５７を駆
動クランク軸５１に設ける。この不足した質量を補う質
量のバランスウエイト６９を複数の従動クランク軸６１
〜６１に分散して装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スクロール型圧
縮機における旋回スクロールの回転バランス機構に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクロール型圧縮機として、図９
及び図１０に示すようなものが提案されている。このス
クロール型圧縮機は駆動モータ１２のハウジング１５に
取り付けたフロント側支持フレーム１６に対し、固定ス
クロール３２と旋回スクロール３３からなる圧縮機構部
１３のハウジング３１が固定されている。前記駆動モー
タ１２の回転軸１８と旋回スクロール３３との間には、
旋回スクロール３３に旋回運動を与える駆動クランク軸
５１が介在されている。又、前記フロント側フレーム１
６に形成した軸受筒部６３と、旋回スクロール３３の基
盤３６の外周寄り背面に形成した軸受筒部６６との間に
は、旋回スクロール３３の旋回運動を許容し、自転を阻
止するための従動クランク軸６１が複数箇所に介装され
ている。

【０００３】前記旋回スクロール３３は複数の前記従動
クランク軸６１により自転を阻止された状態で、駆動ク
ランク軸５１の旋回により旋回運動を行い、吸入室３９
から吸入した冷媒ガスを両スクロール３２，３３により
形成された圧縮室３８内で圧縮して吐出口４１から外部
冷媒回路へ吐出する。

【０００４】この圧縮動作中には旋回スクロール３３が
旋回するので、駆動クランク軸５１の偏心ピン５３には
駆動クランク軸５１（回転軸１８）の軸心Ｏ１に関する
慣性モーメントに基づく遠心力が作用する。すなわち、
旋回スクロール３３の重心は前記偏心ピン５３の軸心Ｏ
２に設定されているので、回転軸１８の軸心Ｏ１と偏心
ピン５３の軸心Ｏ２との距離を旋回スクロール３３の旋
回半径Ｒ１とし、この軸心Ｏ２に作用する旋回スクロー
ル３３の質量をＷＴとし、旋回速度（回転角速度）をω
とすると、偏心ピン５３には遠心力ＦＴ（＝ＷＴ・Ｒ１
・ωの２乗）が作用する。このため、前記駆動クランク
軸５１には偏心ピン５３と反対側に位置するように質量
Ｗのバランスウエイト５７が一体に取り付けられ、動的
なつり合い、つまり駆動クランク軸５１に作用する遠心
力の合力を零にするようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスクロール
型圧縮機では、駆動クランク軸５１側にのみバランスウ
エイト５７が取り付けられているので、次のような問題
があった。すなわち、旋回スクロール３３の遠心力ＦＴ
を一つのバランスウエイト５７で打ち消そうとすると、
図１０に示すようにバランスウエイト５７の重心Ｇ１を
回転軸１８の軸心Ｏ１から半径方向に大きく離隔し、バ
ランスウエイト５７を大型化する必要が生じる。このバ
ランスウエイト５７の大型化によりその先端面の旋回円
軌跡Ｃ１が大きくなる。

【０００６】一方、前記従動クランク軸６１の偏心ピン
６５を支持する軸受筒部６６の外周面は、前記旋回円軌
跡Ｃ１と干渉しないようにする必要がある。この結果、
従動クランク軸６１のジャーナル軸部６２及び軸受筒部
６６の配設位置を旋回スクロール３３の基盤３６の外周
縁からはみ出るように設定せざるを得ない。従って、軸
受筒部６６の外周面の旋回円軌跡Ｃ２がハウジング３１
の内周面に干渉しないように該ハウジング３１に局部的
に膨出部３１ａを設け、圧縮機のハウジング３１を大径
化しなければならないという問題があった。

【０００７】ところで、前述したスクロール型圧縮機と
基本的に同じ構成の圧縮機として実開平１ー６１４８０
号公報に示すものが提案されている。この圧縮機は図１
１に示すように従動クランク軸６１にこのクランク軸６
１自体の旋回時の質量アンバランスを補正するバランス
ウエイト８１を設けている。前記従動クランク軸６１
は、バランスウエイト８１が偏心ピン６５と直交するよ
うに形成されているので、ジャーナル軸部６２をリヤ側
へ延長して従動クランク軸６１全体の遠心力の合力を零
とするトリムウエイト８２を別途取り付けている。

【０００８】上記のスクロール型圧縮機では、駆動クラ
ンク軸側のバランスウエイトのみにより旋回スクロール
の質量による遠心力を打ち消すようにしている。このた
め、前述した従来の圧縮機と同様に、従動クランク軸６
１及び軸受筒部６６が旋回スクロールの基盤３６の半径
方向外方に配設されて圧縮機のハウジング３１が大型化
することを避けることができないという問題があった。
加えて、トリムウエイト８２を設けているので、構造が
複雑になり大重量化するという問題があった。

【０００９】この発明の第１の目的は前者の従来技術に
存する問題点を解消して、圧縮機を小型化することがで
きるスクロール型圧縮機における旋回スクロールの回転
バランス機構を提供することにある。

【００１０】この発明の第２の目的は、上記第１の目的
に加え、後者の従来技術に存する問題点を解消して、構
造を簡素化し、軽量化を図ることができるスクロール型
圧縮機における旋回スクロールの回転バランス機構を提
供することにある。

【００１１】この発明の第３の目的は、上記第１又は第
２の目的に加えて、駆動クランク軸による旋回スクロー
ルの旋回運動を円滑に行うことができるスクロール型圧
縮機における旋回スクロールの回転バランス機構を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、基盤上に渦巻部を形
成した固定スクロールをハウジングに設け、同じく基盤
上に渦巻部を形成した旋回スクロールを前記固定スクロ
ールに対し中心をずらして噛み合うように配設し、前記
ハウジングの壁部と前記旋回スクロールの基盤との間に
前記旋回スクロールに旋回運動を付与する駆動クランク
軸を設け、前記ハウジングの壁部と旋回スクロールの基
盤との間に旋回スクロールの旋回運動に追従して動作さ
れ、かつ旋回スクロールの自転を阻止する複数の従動ク
ランク軸を介在したスクロール型圧縮機において、前記
駆動クランク軸に関する旋回スクロールの慣性モーメン
トを打ち消すためのバランスウエイトを、前記駆動クラ
ンク軸及び従動クランク軸に分散して設けている。

【００１３】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記バランスウエイトは、前記駆動クランク軸、
及び複数の従動クランク軸のうち少なくとも複数の従動
クランク軸に分散して設けられている。

【００１４】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２において、前記従動クランク軸は三箇所以上に配設さ
れている。請求項４に記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかにおいて、前記複数のバランスウエイトは、旋
回スクロールの慣性モーメント、駆動クランク軸の慣性
モーメント、及び各従動クランク軸の合計の慣性モーメ
ントを打ち消すように分散して設けられている。

【００１５】請求項５に記載の発明では、請求項４にお
いて、前記駆動クランク軸にはその軸方向で反クランク
側に位置するように駆動クランク軸の軸心を曲げる方向
への慣性モーメントを緩和するためのトリムウエイトが
設けられ、前記各慣性モーメントとトリムウエイトの慣
性モーメントとの総和である慣性乗積がゼロとなる慣性
主軸が駆動クランク軸の軸心と一致するように設定され
ている。

【００１６】請求項６に記載の発明では、請求項５にお
いて、前記駆動クランク軸が分担する前記旋回スクロー
ルの慣性モーメント、前記各従動クランク軸のピンとウ
ェブ部分の慣性モーメント、従動クランク軸側のバラン
スウエイトのそれぞれの慣性モーメント、駆動クランク
軸のピンとウェブ部分の慣性モーメント、駆動クランク
軸側のバランスウエイトの慣性モーメント及び前記トリ
ムウエイトの慣性モーメント等の総和である慣性乗積が
ゼロとなる慣性主軸が前記駆動クランク軸の軸心と一致
するように、前記トリムウエイトの質量や配設位置を設
定している。

【００１７】請求項７に記載の発明では、請求項５又は
６において、前記各従動クランク軸にはその軸方向で反
クランク側に位置するように従動クランク軸側のバラン
スウエイトによる各従動クランク軸の軸心を曲げる方向
への慣性モーメントを緩和するためのトリムウエイトが
設けられている。

【００１８】請求項８に記載の発明では、請求項１〜７
のいずれかにおいて、前記旋回スクロールの基盤背面に
設けられた駆動クランク軸及び従動クランク軸の偏心運
動を受けるベアリングのハウジング部分が、円筒の軸受
筒部となっており、前記各バランスウエイトは該各軸受
筒部の隙間を通って旋回するように設けられている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した第１
実施形態のスクロール型圧縮機を図１〜図４に基づいて
説明する。

【００２０】図１に示すように、このスクロール型圧縮
機１１は、概略的に見て駆動モータ１２と、このモータ
１２のフロント側に装着された圧縮機構部１３と、前記
駆動モータ１２と圧縮機構部１３との間に介在された回
転バランス機構１４とにより構成されている。

【００２１】前記駆動モータ１２を構成する横円筒形の
ハウジング１５のフロント側開口端にはフロント支持フ
レーム１６がボルトにより固定され、リヤ側開口端には
リヤ側支持フレーム１７がボルトにより締め付け固定さ
れている。前記両支持フレーム１６，１７の中心部には
回転軸１８がラジアルボールベアリング１９，２０を介
して支持されている。この回転軸１８にはロータ２１が
嵌合固定され、前記ハウジング１５の内周面に嵌入固定
したコイル巻線２２に通電されると、ロータ２１及び回
転軸１８が回転され、圧縮機１１が起動される。

【００２２】次に、圧縮機構部１３について説明する
と、前記フロント支持フレーム１６のフロント面には圧
縮機ハウジング３１が接合され、ボルトにより締め付け
固定されている。前記支持フレーム１６は圧縮機ハウジ
ング３１の一部を兼用している。前記圧縮機ハウジング
３１の内部には固定スクロール３２が一体に形成されて
いる。この固定スクロール３２には旋回スクロール３３
が噛み合わされている。すなわち、固定スクロール３２
の基盤３４には渦巻部３５が一体に形成され、旋回スク
ロール３３の基盤３６には渦巻部３７が一体に形成さ
れ、両渦巻部３５，３７は互いに複数箇所で常に接触す
るように噛み合わされ、内部に複数の容積変化する圧縮
室３８が形成されている。

【００２３】前記旋回スクロール３３の外周部と圧縮機
ハウジング３１の内周面との間には冷媒ガスの吸入室３
９が形成されていて、該ハウジング３１に形成した吸入
口４０を通して外部冷媒回路から被圧縮流体が吸入され
る。そして、前記旋回スクロール３３が次に述べる回転
バランス機構１４により旋回されると、両スクロール３
２，３３の間に形成された圧縮室３８内に吸入室３９の
冷媒ガスが取り込まれる。この冷媒ガスは外周部から中
心部に行くに従い、圧縮室３８の容積が減少して圧縮さ
れ、ハウジング３１に形成した吐出口４１から外部冷媒
回路に吐出されるようになっている。

【００２４】次に、前記回転バランス機構１４について
説明する。前記駆動モータ１２の回転軸１８と前記旋回
スクロール３３の基盤３６との間には回転軸１８の回転
運動を旋回スクロール３３の旋回運動に変換する駆動ク
ランク軸５１が介装されている。前記回転軸１８のフロ
ント側端部に形成されたスプライン軸部１８ａは前記吸
入室３９内に突出され、前記駆動クランク軸５１のジャ
ーナル軸部としてのスプライン軸筒部５２は前記スプラ
イン軸部１８ａの外周に嵌合されている。該スプライン
軸筒部５２にはウェブ部５３ａにより偏心ピン５３が連
結されている。前記ウェブ部５３ａはボルト５４により
スプライン軸部１８ａに締め付け固定されている。前記
偏心ピン５３は、前記旋回スクロール３３の基盤３６の
背面に一体形成した横有底円筒状の軸受筒部５５内に嵌
入したラジアルボールベアリング５６に支持されてい
る。そして、回転軸１８により駆動クランク軸５１が回
転されると、偏心ピン５３が旋回され、旋回スクロール
３３が回転軸１８（駆動クランク軸５１）の軸心Ｏ１の
回りで旋回されるようになっている。このときの旋回半
径は図４に示す前記軸心Ｏ１と偏心ピン５３の軸心Ｏ２
との距離Ｒ１である。

【００２５】前記ウェブ部５３ａには図４に示すように
前記偏心ピン５３と反対側に位置するように、質量ＷＴ
の旋回スクロール３３を旋回させる際の駆動クランク軸
５１の軸心Ｏ１に関する慣性モーメントＭＴ（＝ＷＴ・
Ｒ１）に基づく遠心力の一部を打ち消すための質量Ｗ１
のバランスウエイト５７が一体に形成されている。

【００２６】前記フロント側支持フレーム１６と旋回ス
クロール３３の基盤３６との間には、該旋回スクロール
３３の旋回運動を許容し、かつ偏心ピン５３の回りでの
スクロール３３の自転を阻止するための複数（この実施
形態では３つ）の従動クランク軸６１〜６１が介装され
ている。従動クランク軸６１〜６１のジャーナル軸部６
２は、前記支持フレーム１６に形成した横有底円筒状の
軸受筒部６３内に嵌入したラジアルボールベアリング６
４に支持されている。従動クランク軸６１の先端部には
ウェブ部６５ａを介して偏心ピン６５が一体に形成され
ている。この偏心ピン６５は前記基盤３６の背面に形成
した横有底円筒状の軸受筒部６６内に嵌入したラジアル
ボールベアリング６７に支持されている。

【００２７】前記ジャーナル軸部６２〜６２の軸心Ｏ３
〜Ｏ３は、図４に示すように回転軸１８（スプライン軸
筒部５２）の軸心Ｏ１を中心とする同一円Ｃ62上に等間
隔に配設されている。前記ジャーナル軸部６２の軸心Ｏ
３と偏心ピン６５の軸心Ｏ４との距離、つまり偏心ピン
６５の旋回半径Ｒ２は前述した駆動クランク軸５１の偏
心ピン５３の旋回半径Ｒ１と同一長さに設定されてい
る。

【００２８】従って、駆動クランク軸５１の旋回により
旋回スクロール３３が旋回運動を行うと、従動クランク
軸６１〜６１がその旋回運動を許容し、旋回スクロール
３３の偏心ピン５３の軸心Ｏ２を中心とした自転が阻止
される。

【００２９】図２に示すように前記駆動クランク軸５１
用の前記軸受筒部５５の外周面５５ａと、従動クランク
軸６１〜６１用の軸受筒部６６〜６６の外周面６６ａ〜
６６ａとの間には、それぞれ所定の間隙６８が設けられ
ている。前記各従動クランク軸６１〜６１のウェブ部６
５ａ〜６５ａにはバランスウエイト６９〜６９が一体的
に形成されていて、各ウエイト６９〜６９は前記間隙６
８〜６８内を旋回可能である。このバランスウエイト６
９〜６９の質量Ｗ４〜Ｗ４は、従動クランク軸６１〜６
１のジャーナル軸部６２〜６２の軸心Ｏ３〜Ｏ３に関す
る偏心ピン６５〜６５の慣性モーメントをそれぞれ打ち
消すためだけに設定されたものではない。前記駆動クラ
ンク軸５１側のバランスウエイト５７の質量Ｗ１に基づ
く軸心Ｏ１に関する慣性モーメントＭＷ１（＝Ｗ１・Ｒ
１）のみでは旋回スクロール３３の慣性モーメントを解
消できない不足分を補うように設定されたものである。
すなわち、バランスウエイト６９〜６９の質量Ｗ４〜Ｗ
４は、各従動クランク軸６１〜６１の個々の動的バラン
スを犠牲にして、旋回スクロール３３の旋回運動時の慣
性モーメントをバランスウエイト５７の打ち消し作用と
協働して零にするように設定されている。各バランスウ
エイト５７，６９の質量の設定方法の一例について以下
に詳述する。

【００３０】前記駆動クランク軸５１側のバランスウエ
イト５７の重心Ｇ１に作用する質量をＷ１、前記各従動
クランク軸６１〜６１自身の軸心Ｏ３に関する慣性モー
メントの総和をそれぞれ零にするために必要な各バラン
スウエイト６９〜６９の重心Ｇ２〜Ｇ２に作用する質量
をＷ２〜Ｗ２と仮想する。又、前記バランスウエイト５
７の質量Ｗ１のみでは旋回スクロール３３の質量ＷＴに
よる軸心Ｏ１に関する慣性モーメント（ＷＴ・Ｒ１）を
打ち消すのに不足する質量をＷ３とし、前記各重心Ｇ
１，Ｇ２の位置は偏心ピン５３，６５の旋回半径Ｒ１，
Ｒ２の円軌跡Ｃｒ１、Ｃｒ２上にあるものとする。さら
に、前記複数の従動クランク軸６１〜６１のジャーナル
軸部６２〜６２は、回転軸１８の軸心Ｏ１を中心とする
同一円Ｃ62上に等間隔に設けられている。前記駆動クラ
ンク軸５１側のバランスウエイト５７の重心Ｇ１は、前
記回転軸１８の軸心Ｏ１を中心として旋回する駆動クラ
ンク軸５１側の前記偏心ピン５３の軸心Ｏ２（重心Ｇ
３）の旋回円軌跡Ｃｒ１上において、回転軸１８の軸心
Ｏ１に関して前記重心Ｇ３と点対称位置に設定されてい
る。前記従動クランク軸６１〜６１側のバランスウエイ
ト６９〜６９の重心Ｇ２〜Ｇ２は、従動クランク軸６１
〜６１側の前記ジャーナル軸部６２〜６２の軸心Ｏ３〜
Ｏ３を中心とする前記偏心ピン６５〜６５の軸心Ｏ４〜
Ｏ４（重心Ｇ４〜Ｇ４）の旋回円軌跡Ｃｒ２上におい
て、ジャーナル軸部６２の軸心Ｏ３〜Ｏ３に関して前記
重心Ｇ４〜Ｇ４と点対称位置に設定されている。

【００３１】これらの条件においては、各バランスウエ
イト６９〜６９の質量Ｗ４〜Ｗ４は、Ｗ４＝Ｗ２＋Ｗ３
／３上記の式により設定される。

【００３２】そして、駆動クランク軸５１側のバランス
ウエイト５７の質量Ｗ１による軸心Ｏ１に関する慣性モ
ーメントＭＷ１（＝Ｗ１・Ｒ１）と、従動クランク軸６
１〜６１側の三つのバランスウエイト６９〜６９の各質
量Ｗ３／３〜Ｗ３／３による軸心Ｏ３〜Ｏ３に関するそ
れぞれの慣性モーメントＭＷ３／３〜ＭＷ３／３（＝Ｗ
３／３・Ｒ２）とにより、旋回スクロール３３の質量Ｗ
Ｔによる軸心Ｏ１に関する慣性モーメントＭＴ（＝ＷＴ
・Ｒ１）を打ち消すようにしている。

【００３３】ところで、前記バランスウエイト５７の質
量Ｗ１のみでは旋回スクロール３３の質量ＷＴによる慣
性モーメントを打ち消すのに不足する質量Ｗ３の全質量
（Ｗ１＋Ｗ３）に対する割合は、例えば２０％〜１００
％の範囲で適宜に設定される。

【００３４】次に、前記のように構成したスクロール型
圧縮機の動作を説明する。さて、図１、２、４において
駆動モータ１２の回転軸１８が回転されると、駆動クラ
ンク軸５１の偏心ピン５３の旋回半径Ｒ１を半径とする
旋回運動により、ベアリング５６を介して、旋回スクロ
ール３３が回転軸１８の軸心Ｏ１の回りで旋回される。
このとき三つの従動クランク軸６１〜６１の偏心ピン６
５〜６５もジャーナル軸部６２〜６２の軸心Ｏ３を中心
として前記半径Ｒ１と同じ旋回半径Ｒ２で旋回される。
このため、旋回スクロール３３は、偏心ピン５３の回り
での自転を阻止された状態で旋回運動のみを行う。

【００３５】これにより、吸入口４０から吸入室３９内
に吸入された冷媒ガスは、両スクロール３２，３３間の
圧縮室３８内に取り込まれる。そして、旋回スクロール
３３の旋回に伴い、この圧縮室３８が渦巻部３５，３７
の外周部から中心部に移動され、容積を徐々に減少して
圧縮作業が行われる。従って、冷媒ガスは圧縮室３８内
において次第に圧縮され、吐出口４１から外部冷媒回路
に吐出される。

【００３６】次に、前記のように構成したスクロール型
圧縮機の作用、効果を構成とともに列記する。 （１）前記実施形態では、従動クランク軸６１側の複数
のバランスウエイト６９〜６９に対し、旋回スクロール
３３の慣性モーメントＭＴの一部を打ち消す慣性モーメ
ントが生じるように質量Ｗ３／３をそれぞれ付加した。
このため、駆動クランク軸５１に設けたバランスウエイ
ト５７の質量Ｗ１を低減することができ、図４に示すよ
うにバランスウエイト５７の先端面の旋回円軌跡Ｃ１を
従来例と比較して小さくすることができる。この結果、
旋回スクロール３３の基盤３６に対する従動クランク軸
６１の偏心ピン６５を支持する軸受筒部６６の位置を駆
動クランク軸５１用の軸受筒部５５に近づけることがで
きる。そして、基盤３６の外周から軸受筒部６５が突出
しないようにしてハウジング３１を小型化することがで
きる。

【００３７】なお、図４に示すように、従動クランク軸
６１側のバランスウエイト６９〜６９の外周面は、固定
位置のジャーナル軸部６２の軸心Ｏ３〜Ｏ３を中心とし
た旋回軌跡円Ｃ３を描く。このため、旋回スクロール３
３の旋回時にバランスウエイト６９〜６９が図２に示す
ハウジング３１に干渉することはない。

【００３８】（２）前記実施形態では、旋回スクロール
３３の基盤３６に形成した軸受筒部５５の外周面５５ａ
と軸受筒部６６の外周面６６ａとの間に隙間６８を形成
し、この隙間６８を従動クランク軸６１に形成したバラ
ンスウエイト６９が旋回するようにした。又、偏心ピン
６５の重心Ｇ４とバランスウエイト６９の重心Ｇ２をジ
ャーナル軸部６２の軸心Ｏ３に関して１８０度の点対称
位置に配置し、従動クランク軸６１自身に慣性モーメン
トによる回転不釣り合いが生じるようにした。このた
め、従来例の図１１に示すようなトリムウエイト８２を
設けなくてもよくなり、部品点数を低減して構造を簡素
化できる。

【００３９】又、従動クランク軸６１〜６１のみの軸心
Ｏ３〜Ｏ３に関する慣性モーメントの総和をそれぞれ零
にするためのバランスウエイト６９〜６９の前記仮想質
量Ｗ２〜Ｗ２を必要最小限、つまり偏心ピン６５〜６５
の質量と同じに設定でき、従動クランク軸６１〜６１の
軽量化を図ることができる。

【００４０】（３）前記実施形態では、駆動クランク軸
５１側のバランスウエイト５７の質量Ｗ１による慣性モ
ーメントＭＷ１（＝Ｗ１・Ｒ１）と、従動クランク軸６
１〜６１側の三つのバランスウエイト６９〜６９の各質
量Ｗ３／３による均等の慣性モーメントＭＷ３／３（＝
Ｗ３／３・Ｒ２）との協働により旋回スクロール３３の
質量ＷＴによる慣性モーメントＭＴ（＝ＷＴ・Ｒ１）を
打ち消すようにした。このため、各バランスウエイト５
７，６９〜６９の質量をそれぞれ小さくでき、それらの
先端縁の旋回半径も小さくできるので、駆動クランク軸
５１側の一箇所に大質量のバランスウエイトを配設して
大きい旋回半径で旋回させる従来の構造と比較して旋回
スクロール３３の旋回運動を安定化することができる。

【００４１】（４）前記実施形態では、前記複数の従動
クランク軸６１〜６１のジャーナル軸部６２〜６２は、
回転軸１８の軸心Ｏ１を中心とする同一円Ｃ62上に等間
隔に設けられている。又、前記駆動クランク軸５１側の
バランスウエイト５７の重心Ｇ１は、前記回転軸１８の
軸心Ｏ１を中心として旋回する前記偏心ピン５３の重心
Ｇ３（軸心Ｏ２）の旋回円軌跡Ｃｒ１上において、回転
軸１８の軸心Ｏ１に関して前記重心Ｇ３と点対称位置に
設定されている。さらに、前記従動クランク軸６１〜６
１側のバランスウエイト６９〜６９の重心Ｇ２〜Ｇ２
は、前記ジャーナル軸部６２〜６２の軸心Ｏ３を中心と
する前記偏心ピン６５〜６５の重心Ｇ４（軸心Ｏ４）の
旋回円軌跡Ｃｒ２上において、ジャーナル軸部６２の軸
心Ｏ３に関して前記重心Ｇ４と点対称位置に設定されて
いる。

【００４２】従って、駆動クランク軸５１側のバランス
ウエイト５７と、各従動クランク軸６１〜６１側の複数
のバランスウエイト６９〜６９のそれぞれの質量Ｗ１、
Ｗ４〜Ｗ４を必要最小限に設定することができる。

【００４３】（５）前記実施形態では、上述した（４）
の条件下において、前述した式（Ｗ４＝Ｗ２＋Ｗ３／
ｎ）に基づいて各従動クランク軸６１〜６１側の複数の
バランスウエイト６９〜６９のそれぞれの質量Ｗ４〜Ｗ
４を設定するようにした。このため、質量Ｗ４の設定を
容易に行うことができる。

【００４４】なお、前記実施形態は次のように変更して
もよい。 ・図５に示すように、駆動クランク軸５１側のバランス
ウエイト５７を省略し、従動クランク軸６１〜６１を四
箇所に装着し、各クランク軸６１〜６１に均等の質量Ｗ
４＝Ｗ２＋Ｗ３／４のバランスウエイト６９〜６９を取
り付けるようにしてもよい。なお、その他の構成は前記
実施形態と同様である。

【００４５】この実施形態においても、前述した実施形
態の効果（１）、（２）、（３）、（４）、（５）と同
様の効果がある。 ・図６に示す実施形態では、前記駆動クランク軸５１を
連結した回転軸１８にはその軸方向で反クランク側に位
置するように駆動クランク軸５１（回転軸１８）の軸心
０１を曲げる方向への慣性モーメントを緩和するための
トリムウエイト８４がボルト８５により締め付け固定さ
れている。そして、図７の略体斜視図において、前記ト
リムウエイト８４の質量や配設位置を次のように設定し
ている。

【００４６】前記駆動クランク軸５１のバランスウエイ
ト５７が分担する前記旋回スクロール３３の軸心Ｏ１に
関する慣性モーメントＭＷ１、前記各従動クランク軸６
１〜６１の偏心ピン６５〜６５とウェブ部６５ａ〜６５
ａの軸心Ｏ３に関するそれぞれの慣性モーメントＭ６
５、Ｍ６５ａ、従動クランク軸６１側のバランスウエイ
ト６９〜６９の軸心Ｏ３に関するそれぞれの慣性モーメ
ントＭＷ４〜ＭＷ４、駆動クランク軸５１の偏心ピン５
３とウェブ部５３ａの軸心Ｏ１に関する慣性モーメント
Ｍ５３、Ｍ５３ａ、及び前記トリムウエイト８４の軸心
Ｏ１に関する慣性モーメントＭ８４等の総和である慣性
乗積がゼロとなる慣性主軸が前記駆動クランク軸５１の
軸心Ｏ１と一致するように設定されている。

【００４７】従って、この実施形態では回転軸１８及び
駆動クランク軸５１による旋回スクロール３３の旋回運
動を円滑に行うことができる。 ・図１１に示す従来のスクロール型圧縮機において、図
８に示すように、従動クランク軸６１のバランスウエイ
ト８１に対し、前述した質量Ｗ３／ｎ（ｎはバランスウ
エイト８３の個数）のバランスウエイト８３を取り付
け、従動クランク軸６１全体として、ジャーナル軸部６
２の軸心Ｏ３に関する慣性モーメントの総和が零となら
ないようにしてもよい。

【００４８】この実施形態においても、軸受筒部６６を
基盤３６の外周面から突出するのをなくして、ハウジン
グの小型化を図ることができる。 ・従動クランク軸６１の配置個数を一箇所、二箇所、又
は五箇所以上に変更してもよい。この配置個数を多くす
ればするほど、駆動クランク軸側のバランスウエイト５
７の質量Ｗ１を低減することができ、かつ個々のバラン
スウエイト６９〜６９の質量Ｗ３／ｎ（ｎは従動クラン
ク軸側のバランスウエイトの個数）を小さくして、旋回
スクロールの旋回運動を円滑に行うことができる。しか
し、従動クランク軸どうしの干渉が発生するため配置数
に上限はある。

【００４９】前述した実施形態から把握、あるいは考え
られる請求項以外の技術思想について、以下に列記す
る。 （技術思想１）請求項２又は３において、前記駆動クラ
ンク軸は、ハウジングの壁部を貫通して支持された回転
軸に連結されたジャーナル軸部と、この軸部にウェブ部
を介して連結された偏心ピンとからなり、該偏心ピンの
先端部は前記旋回スクロールの基盤背面に形成された軸
受筒部に支持されており、バランスウエイトは、前記ジ
ャーナル軸部について、前記偏心ピンと対抗した位置に
て前記ウェブ部に連結されているスクロール型圧縮機に
おける旋回スクロールの回転バランス機構。

【００５０】（技術思想２）技術思想１において、前記
従動クランク軸は、ハウジングの壁部に形成した軸受筒
部に支持されたジャーナル軸部と、該ジャーナル軸部の
先端部に対しウェブ部を介して連結された偏心ピンとか
らなり、該偏心ピンの先端部は前記旋回スクロールの基
盤背面に形成された従動クランク軸用の軸受筒部に支持
されており、従動クランク軸側のバランスウエイトは、
前記従動クランク軸側のジャーナル軸部について、同じ
く従動クランク軸側の前記偏心ピンと対抗した位置にて
従動クランク軸側の前記ウェブ部に連結され、該バラン
スウエイトは、前記基盤側の駆動クランク軸用の軸受筒
部の外周面と、前記基盤側の従動クランク軸用の軸受筒
部の外周面との隙間を通って旋回するように設けられて
いるスクロール型圧縮機における旋回スクロールの回転
バランス機構。

【００５１】（技術思想３）技術思想１又は２におい
て、前記駆動クランク軸側のバランスウエイトが、駆動
クランク軸側の偏心ピンと該ピンを支持するように旋回
スクロールに設けられた軸受筒部までの駆動クランク軸
の軸心に関する慣性モーメント及び旋回スクロールの慣
性モーメントによる回転不釣り合いを打ち消す慣性モー
メントとなるように設定され、前記従動クランク軸側の
バランスウエイトが、従動クランク軸側の偏心ピンと該
ピンを支持するように旋回スクロールに設けられた軸受
筒部までの従動クランク軸の軸心に関する慣性モーメン
トによる回転不釣り合いを打ち消す慣性モーメントとな
るように設定されることによってスクロール型圧縮機全
体の回転バランスをとるようにしたスクロール型圧縮機
における旋回スクロールの回転バランス機構。

【００５２】（技術思想４）技術思想３において、前記
駆動クランク軸側のバランスウエイトが駆動クランク軸
側の偏心ピンと該ピンを支持する旋回スクロールに設け
られた軸受筒部までの駆動クランク軸の軸心に関する慣
性モーメントと旋回スクロールの前記慣性モーメントの
一部とを打ち消すように設定され、前記従動クランク軸
側のバランスウエイトが、従動クランク軸の偏心ピンと
該ピンを支持する旋回スクロールに設けられた軸受筒部
までの従動クランク軸の軸心に関する慣性モーメント
と、旋回スクロールの前記慣性モーメントの残りの一部
とによる回転不釣り合いを打ち消す慣性モーメントとな
るように設定されることによってスクロール型圧縮機全
体の回転バランスをとるようにしたスクロール型圧縮機
における旋回スクロールの回転バランス機構。

【００５３】（技術思想５）技術思想２において、前記
複数の従動クランク軸のジャーナル軸部は、回転軸の軸
心を中心とする同一円周上に等間隔に設けられ、前記駆
動クランク軸側のバランスウエイトの重心は、前記回転
軸の軸心を中心として旋回する駆動クランク軸側の前記
偏心ピンの重心の旋回円軌跡上において、回転軸の軸心
に関して前記偏心ピンの重心と点対称位置に設定され、
前記従動クランク軸側のバランスウエイトの重心は、従
動クランク軸側の前記ジャーナル軸部の軸心を中心とす
る従動クランク軸側の前記偏心ピンの重心の旋回円軌跡
上において、ジャーナル軸部の軸心に関して従動クラン
ク軸側の前記偏心ピンの重心と点対称位置に設定されて
いるスクロール型圧縮機における旋回スクロールの回転
バランス機構。

【００５４】（技術思想６）技術思想５において、前記
駆動クランク軸側のバランスウエイトの重心に作用する
質量をＷ１、前記各従動クランク軸自身の遠心力の合力
を零にするために必要な従動クランク軸側の各バランス
ウエイトの重心に作用する仮想質量をＷ２〜Ｗ２、駆動
クランク軸側の前記バランスウエイトの質量Ｗ１のみで
は不足する質量をＷ３とすると、従動クランク軸側の複
数の各バランスウエイトの質量Ｗ４は、 Ｗ４＝Ｗ２＋Ｗ３／ｎ（ｎは従動クランク軸側のバラン
スウエイトの個数） により設定され、駆動クランク軸側のバランスウエイト
の重心に作用する質量Ｗ１による駆動クランク軸の軸心
に関する慣性モーメントと、従動クランク軸側の複数の
バランスウエイトの重心にそりぞれ作用する各質量Ｗ３
／ｎによる従動クランク軸の軸心に関する複数の慣性モ
ーメントとにより、旋回スクロールの質量ＷＴによる駆
動クランク軸の軸心に関する慣性モーメントを打ち消す
ようにしたスクロール型圧縮機における旋回スクロール
の回転バランス機構。

【００５５】

【発明の効果】請求項１〜８記載の発明は、以上のよう
に構成されているため、圧縮機のハウジングの外径を小
径化することができる。

【００５６】請求項２記載の発明は、少なくとも複数の
従動クランク軸にバランスウエイトが分散して設けられ
ているので、各バランスウエイトの質量を小さくでき、
旋回スクロールの旋回運動を安定化することができる。

【００５７】請求項３記載の発明は、従動クランク軸が
三箇所以上に設けられているので、従動クランク軸側の
個々のバランスウエイトの質量を軽減し、旋回スクロー
ルの旋回運動をより安定化することができる。

【００５８】請求項５又は６記載の発明は、慣性主軸が
ゼロとなる慣性主軸が駆動クランク軸の軸心と一致して
いるで、旋回スクロールの旋回運動を円滑に行うること
ができる。

【００５９】請求項７記載の発明は、請求項５又は６記
載の発明の効果に加えて、従動クランク軸の旋回運動を
円滑に行うことができる。請求項８記載の発明は、駆動
クランク軸の偏心ピン及び従動クランク軸の偏心ピンの
それぞれの慣性モーメントを打ち消すための駆動側及び
従動側のバランスウエイトの質量をそれぞれ軽減し、軽
量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のスクロール型圧縮機を具体化した
一実施形態の中央部縦断面図。

【図２】 スクロール型圧縮機の要部の横断面図。

【図３】 回転バランス機構の分解斜視図。

【図４】 回転バランス機構の拡大断面図。

【図５】 この発明の別例を示す要部の断面図。

【図６】 この発明の別例を示すスクロール型圧縮機の
中央部縦断面図。

【図７】 図６の各部材の慣性モーメントを示す略体斜
視図。

【図８】 この発明の別例を示す要部断面図。

【図９】 従来のスクロール型圧縮機を示す中央部縦断
面図。

【図１０】 図９に示す従来の圧縮機の横断面図。

【図１１】 従来のスクロール型圧縮機を示す部分断面
図。

【符号の説明】

１１…スクロール型圧縮機、１２…駆動モータ、１３…
圧縮機構部、１４…回転バランス機構、１６…圧縮機の
ハウジングを兼用するフロント側支持フレーム、１８…
回転軸、３１…圧縮機ハウジング、３２…固定スクロー
ル、３３…旋回スクロール、５１…駆動クランク軸、５
２…ジャーナル軸部としてのスプライン軸筒部、５３…
偏心ピン、５３ａ…ウェブ部、５５…軸受筒部、５７…
バランスウエイト、６１…従動クランク軸、６２…ジャ
ーナル軸部、６３…軸受筒部、６５…偏心ピン、６５ａ
…ウェブ部、６６…軸受筒部、６８…隙間、６９…バラ
ンスウエイト、Ｏ１…回転軸１８（スプライン軸筒部５
２）の軸心、Ｏ２…偏心ピン５３の軸心、Ｏ３…ジャー
ナル軸部６２の軸心、Ｏ４…偏心ピン６５の軸心、Ｗ１
…バランスウエイト５７の質量、Ｗ２…従動クランク軸
自身の慣性モーメントの総和を零にするために必要な従
動クランク軸側の各バランスウエイト６９の重心に作用
する仮想質量、Ｗ３…バランスウエイト５７の不足質
量、Ｗ４…バランスウエイト６９の質量、ＭＴ、ＭＷ
１、ＭＷ３／３…慣性モーメント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA11 AA15 AA18 BB24 CC04 CC08 CC16 3H039 AA02 AA04 AA12 BB01 CC02 CC13 CC17 CC20 CC32

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基盤上に渦巻部を形成した固定スクロー
   ルをハウジングに設け、同じく基盤上に渦巻部を形成し
   た旋回スクロールを前記固定スクロールに対し中心をず
   らして噛み合うように配設し、前記ハウジングの壁部と
   前記旋回スクロールの基盤との間に前記旋回スクロール
   に旋回運動を付与する駆動クランク軸を設け、前記ハウ
   ジングの壁部と旋回スクロールの基盤との間に旋回スク
   ロールの旋回運動に追従して動作され、かつ旋回スクロ
   ールの自転を阻止する複数の従動クランク軸を介在した
   スクロール型圧縮機において、 前記駆動クランク軸に関する旋回スクロールの慣性モー
   メントを打ち消すためのバランスウエイトを、前記駆動
   クランク軸及び従動クランク軸に分散して設けたスクロ
   ール型圧縮機における旋回スクロールの回転バランス機
   構。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記バランスウエイ
   トは、前記駆動クランク軸、及び複数の従動クランク軸
   のうち少なくとも複数の従動クランク軸に分散して設け
   られているスクロール型圧縮機における旋回スクロール
   の回転バランス機構。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記従動クラ
   ンク軸は三箇所以上に配設されているスクロール型圧縮
   機における旋回スクロールの回転バランス機構。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
   複数のバランスウエイトは、旋回スクロールの慣性モー
   メント、駆動クランク軸の慣性モーメント、及び各従動
   クランク軸の合計の慣性モーメントを打ち消すように分
   散して設けられているスクロール型圧縮機における旋回
   スクロールの回転バランス機構。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記駆動クランク軸
   にはその軸方向で反クランク側に位置するように駆動ク
   ランク軸の軸心を曲げる方向への慣性モーメントを緩和
   するためのトリムウエイトが設けられ、前記各慣性モー
   メントとトリムウエイトの慣性モーメントとの総和であ
   る慣性乗積がゼロとなる慣性主軸が駆動クランク軸の軸
   心と一致するように設定されているスクロール型圧縮機
   における旋回スクロールの回転バランス機構。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記駆動クランク軸
   が分担する前記旋回スクロールの慣性モーメント、前記
   各従動クランク軸のピンとウェブ部分の慣性モーメン
   ト、従動クランク軸側のバランスウエイトのそれぞれの
   慣性モーメント、駆動クランク軸のピンとウェブ部分の
   慣性モーメント、駆動クランク軸側のバランスウエイト
   の慣性モーメント及び前記トリムウエイトの慣性モーメ
   ント等の総和である慣性乗積がゼロとなる慣性主軸が前
   記駆動クランク軸の軸心と一致するように、前記トリム
   ウエイトの質量や配設位置を設定したスクロール型圧縮
   機における旋回スクロールの回転バランス機構。
7. 【請求項７】 請求項５又は６において、前記各従動ク
   ランク軸にはその軸方向で反クランク側に位置するよう
   に従動クランク軸側のバランスウエイトによる各従動ク
   ランク軸の軸心を曲げる方向への慣性モーメントを緩和
   するためのトリムウエイトが設けられているスクロール
   型圧縮機における旋回スクロールの回転バランス機構。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記
   旋回スクロールの基盤背面に設けられた駆動クランク軸
   及び従動クランク軸の偏心運動を受けるベアリングのハ
   ウジング部分が、円筒の軸受筒部となっており、前記各
   バランスウエイトは該各軸受筒部の隙間を通って旋回す
   るように設けられているスクロール型圧縮機における旋
   回スクロールの回転バランス機構。