JP2001234877A - スクロール圧縮機及びその騒音防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロール歯噛合いに起因する騒音問題を解
決できるスクロール圧縮機及びその騒音防止方法の提供
を課題とする。 【解決手段】 固定スクロール１４の中心Ｏ”が、これ
を旋回スクロール側から見て、旋回スクロールの旋回方
向ωを正の角度、逆旋回方向−ωを負の角度とした場合
に、旋回スクロールの、旋回半径変化を生じない基準旋
回中心Ｏに対して、歯面押し付け力が最小となる回転角
度方向ｐより−１８０度〜０度範囲内の偏心角度方向ｑ
に偏心させる構成及び方法を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に関し、特にスクロール歯噛合いに起因する騒音問題を
解決できるスクロール圧縮機及びその騒音防止方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機の一例として、従来のスクロール
圧縮機を図６に示す。この種のスクロール圧縮機は、高
効率かつ低騒音で稼動できるため、例えば空調用や冷凍
用圧縮機等としてますます広く使用されるようになって
きている。従来のスクロール圧縮機は、同図に示すよう
に、ボディハウジング１と、スクロール型圧縮機構２
と、その下方、すなわち、ボディハウジング１内下部に
フレーム１ａで配設された電動モータ３とを備え、電動
モータ３の回転軸３ａが、スクロール型圧縮機構２の下
部に連結されている。

【０００３】このスクロール型圧縮機構２は、端板とそ
の内面に立設された渦巻状ラップからなる一対のスクロ
ール４，５が互いに噛み合わされており、そのうち一方
のスクロール（旋回スクロール５）が、回転軸３ａを介
して電動モータ３によって、フレーム１ａに固定された
他方のスクロール（固定スクロール４）に対して相対的
に旋回運動するようになっている。電動モータ３の回転
軸３ａの上端には、その軸心から所定量偏心された偏心
軸３ｂが上端に向かって突出した状態に設けられてい
る。この偏心軸３ｂは、旋回スクロール５の下部に、偏
心軸３ｂと軸線を同じくして立設された円筒形のドライ
ブブシュ５ａ内に挿入されており、回転軸３ａが回転す
ると、偏心軸３ｂを介して、旋回スクロール５が固定ス
クロール４の軸心回りを偏心した状態で回転するように
なっている。密閉空間である複数の圧縮室６が外側の吸
入ポート（図示せず）から中心の吐出ポート４ａにかけ
て移動する間に次第に容積を減少し、ここを流通する流
体（例えば冷媒ガスなど）に対して圧縮仕事を行う。

【０００４】ここで、固定スクロール４の上部には仕切
壁となる吐出カバー１ｂが気密状態に固定されており、
ボディハウジング１の内部を上下に区切るようになって
いる。この吐出カバー１ｂを境として、ボディハウジン
グ１内の上方には高圧室となる吐出チャンバ７が形成さ
れており、該吐出チャンバ７は、吐出管８と接続され、
圧縮された流体が吐出管８から吐出されるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記説明の
従来のスクロール圧縮機では、旋回スクロールと固定ス
クロールとの噛合いに起因して騒音が発生するという問
題を有していた。この騒音発生現象の詳細について、以
下に説明を続ける。図７は、旋回スクロール５の作用力
を示すスクロール型圧縮機構要部を示している。同図に
おいて、偏心軸３ｂと旋回スクロール５との間にはドラ
イブブシュ５ａが設置されており、このドライブブシュ
５ａが偏心軸３ｂに対してスライド移動することによ
り、旋回スクロール５の旋回半径が変化できるようにな
っている。このような構成により、旋回スクロール５
は、加工・組立て誤差があったり異物が混入しても、固
定スクロール４と常に接触した状態を保ちながら旋回運
動可能となっている。すなわち、加工誤差等の何らかの
理由で突起物がある場合には、ドライブブシュ５ａが滑
ることにより前記突起物を回避し、また、組立て誤差等
によって固定スクロール４の中心が偏心している場合に
は、ドライブブシュ５ａが回転軸３ａに対して往復移動
することで、両スクロール歯同士が噛合ったまま旋回運
動が行えるようになっている。このときの歯面押し付け
力Ｆ_Lは、下記数式（１）で表現することができる。な
お、図７の符号ωは、旋回スクロール５の旋回方向を示
している。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、ドライブブシュ５ａのスライド移
動に伴って、ドライブブシュ５ａのスライド面Ａと偏心
軸３ｂのスライド面Ｂとの間に生じるスライド面摩擦力
Ｆｆの方向が変化する。図８（ａ）が、ドライブブシュ
５ａのスライド移動に伴うスライド面摩擦力Ｆｆの方向
変化及び騒音発生メカニズムを説明する図である。固定
スクロール４の中心が偏心している場合、ドライブブシ
ュ５ａが回転軸３ａの軸心に近づく際には、スライド面
摩擦力Ｆｆが歯面押し付け力Ｆ_Lと同じ方向に作用し、
歯面押し付け力Ｆ_Lが増大する（ポイントＰ１，Ｐ２を
結ぶ直線を境とする、紙面左斜め上の領域）。

【０００８】一方、ドライブブシュ５ａが回転軸３ａの
軸心から遠ざかる際には、スライド面摩擦力Ｆｆが歯面
押し付け力Ｆ_Lの反対方向に作用し、歯面押し付け力Ｆ_L
が減少する（ポイントＰ１，Ｐ２を結ぶ直線を境とす
る、紙面右斜め下の領域）。従って、固定スクロール４
の中心が偏心している場合には、１回転中１８０度ずつ
にこのような歯面押し付け力Ｆ_Lの増大減少傾向を繰り
返す。また、この歯面押し付け力Ｆ_Lの増大減少傾向が
切り換わる方向（同図に示すポイントＰ１，Ｐ２を結ぶ
直線方向）は、固定スクロール４の偏心方向できまり、
偏心方向から１８０度間では歯面押し付け力Ｆ_Lが増大
し、それ以後の１８０度、すなわち偏心方向に再び戻る
までの１８０度間では歯面押し付け力Ｆ_Lが減少する。

【０００９】以上説明の現象を、図９（ａ）及び図９
（ｂ）を参照しながらさらに詳説する。図９（ａ）は、
旋回スクロール５が半径方向外側にスライド移動する際
の作用力を示したものである。同図に示すように、この
ときの旋回スクロール５は、半径方向外側に向かってス
ライド移動するため、スライド面摩擦力Ｆｆは、そのス
ライド移動方向と反対である半径方向内側に向かって作
用する。すなわち、歯面押し付け力Ｆ_Lの反対方向に作
用し、歯面押し付け力Ｆ_Lの大きさが減少することとな
る。一方、図９（ｂ）は、旋回スクロール５が半径方向
内側に向かってスライド移動する際の作用力を示したも
のである。同図に示すように、旋回スクロール５が半径
方向内側にスライド移動するため、スライド面摩擦力Ｆ
ｆは、半径方向外側に向かって作用する。すなわち、歯
面押し付け力Ｆ_Lと略同じ方向に作用し、歯面押し付け
力Ｆ_Lの大きさが増大する。

【００１０】以上説明したように、旋回スクロール５が
旋回時にスライド移動することによってスライド面摩擦
力Ｆｆの方向が変化して、これに伴って歯面押し付け力
Ｆ_Lが変化するのである。したがって、図８（ｂ）の騒
音発生メカニズムのフローチャートに示すように、前述
した、歯面押し付け力Ｆ_Lが減少する過程において、歯
面押し付け力Ｆ_Lが不足し、固定スクロール４のスクロ
ール歯面に対して旋回スクロール５のスクロール歯面が
離脱する場合があり、そして、一度離れたスクロール歯
面が再噛合いし、その際に衝撃が発生して騒音が発生す
るのである。ここで、歯面押し付け力Ｆ_Lの不足が発生
するかどうかは、上記偏心方向及び運転圧力条件によ
る。

【００１１】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）が、騒音発生
現象と運転圧力条件との関係を調査した結果を、横軸に
旋回スクロール５の回転角、縦軸にドライブブシュ５ａ
の変位（実測値），ボディハウジング１の振動（実測
値），歯面押し付け力Ｆ_L（力学解析による波形）とし
てグラフ化したものである。破線が圧力比（吸入圧力
に対する吐出圧力の比）の低い条件であり、実線が圧
力比の高い条件の試験結果を示している。同図に示すよ
うに、歯面押し付け力Ｆ_Lは実線に示す高圧力比条件
にて低下しやすい。高圧力比条件では、通常、前述した
対称な圧縮室６が吐出ポート４ａに連通するタイミング
Ｃ１点で歯面押し付け力Ｆ_Lが最小になり、それ以降増
大する傾向がある。

【００１２】従って、この歯面押し付け力Ｆ_Lが最小に
近いタイミングで前記スライド面摩擦力Ｆｆが歯面押し
付け力Ｆ_Lの反対方向に作用するような方向に固定スク
ロール４が偏心していると、スクロール歯面間の離脱が
発生しやすくなる。そして、歯面押し付け力Ｆ_Lが正へ
と回復してスクロール歯面間が再噛合いしたとき（Ｂ１
点）に、衝撃が発生して騒音を発生する。それを図１０
（ａ）〜（ｃ）が示しており、実線に示す高圧力比条
件では、上記偏心による摩擦力方向変化に加えて、高圧
力比であるために、図１０（ｃ）に示すように歯面押し
付け力Ｆ_Lが低下し、Ａ１点付近で零となる。これに伴
い、図１０（ａ）に示すように本来のドライブブシュ５
ａの変位からずれ、スクロール歯面間が離脱しているこ
とがわかる。そして、吐出ポート４ａに連通する（Ｃ１
点）ことで、図１０（ｃ）に示すように歯面押し付け力
Ｆ_Lが回復して正の押し付け力となると、離れていたス
クロール歯面間が近づき、しばらくして図１０（ａ）の
Ｂ１点にてスクロール歯面間が再噛合いし、その際、図
１０（ｂ）に示すように衝撃が発生する。

【００１３】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であって、スクロール歯噛合いに起因する騒音問題を解
決できるスクロール圧縮機及びその騒音防止方法の提供
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のスクロール圧縮
機及びその騒音防止方法は、上記課題を解決するために
以下の手段を採用した。すなわち、請求項１記載のスク
ロール圧縮機は、各端板の互いを向いた側面に渦巻状ラ
ップからなるスクロール歯がそれぞれ形成された固定ス
クロール及び旋回スクロールを有し、これらのスクロー
ル歯が互いに噛み合った状態で前記固定スクロールに対
して前記旋回スクロールを旋回運動させることで前記各
スクロール歯間の空間内に導かれた流体を圧縮する圧縮
機であって、前記旋回運動の駆動力を加える偏心軸が挿
入されると共に、該偏心軸に対して略垂直な平面方向に
スライド移動可能なドライブブシュが、前記旋回スクロ
ールの、前記スクロール歯が形成された側面とは反対側
側面に設けられているスクロール圧縮機において、前記
固定スクロールの中心が、これを前記旋回スクロール側
から見て、前記旋回スクロールの旋回方向を正の角度、
逆旋回方向を負の角度とした場合に、前記旋回スクロー
ルの、旋回半径変化を生じない基準旋回中心に対して、
歯面押し付け力が最小となる回転角度方向より−１８０
度〜０度範囲内の偏心角度方向に偏心されていることを
特徴とする。

【００１５】上記請求項１記載のスクロール圧縮機によ
れば、偏心軸が旋回スクロールを旋回駆動する際に、こ
の偏心軸がドライブブシュに対して加える摩擦力は、旋
回スクロールと固定スクロールとのスクロール歯間に発
生する歯面押し付け力を低減させる方向に生じることが
ない。

【００１６】また、請求項２記載のスクロール圧縮機
は、請求項１記載のスクロール圧縮機において、前記偏
心角度方向が、約−９０度であることを特徴とする。

【００１７】上記請求項２記載のスクロール圧縮機によ
れば、偏心角度方向としては、請求項１に記載したよう
に、歯面押し付け力が最小となる回転角度方向より−１
８０度〜０度範囲内の方向であれば良いが、その中央値
である約−９０度を採用した方が、多少の偏心ばらつき
が生じた場合でも確実に効果を得ることが可能であり、
より好ましい。

【００１８】また、請求項３記載のスクロール圧縮機
は、請求項１または２記載のスクロール圧縮機におい
て、前記固定スクロールの偏心量が、少なくとも、前記
固定スクロールの前記スクロール歯のプロファイル誤差
量と、前記旋回スクロールの前記スクロール歯のプロフ
ァイル誤差量と、前記固定スクロールの組み付け誤差量
と、前記偏心軸が先端に設けられた回転軸の偏心誤差量
と、前記ドライブブシュの偏心誤差量との総和誤差量以
上であることを特徴とする。

【００１９】上記請求項３記載のスクロール圧縮機によ
れば、工作上考えられる最大の偏心誤差量が生じたとし
ても、歯面押し付け力不足による各スクロール歯間の離
脱・再歯合による衝撃を生じることがなく、スクロール
歯噛合いに起因する騒音問題を解決することができる。

【００２０】また、請求項４記載のスクロール圧縮機
は、請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール圧縮機
において、前記固定スクロールの偏心が、前記固定スク
ロールと前記旋回スクロールとの組立における両者の相
対位置をずらせる偏心組立で得たものであることを特徴
とする。

【００２１】上記請求項４記載のスクロール圧縮機によ
れば、請求項１と同様の作用を得ることが可能となる。

【００２２】また、請求項５記載のスクロール圧縮機
は、請求項１〜３のいずれかに記載のスクロール圧縮機
において、前記固定スクロールの偏心が、前記固定スク
ロールまたは前記旋回スクロールのいずれか一方もしく
は両方の前記スクロール歯のプロファイル加工により得
たものであることを特徴とする。

【００２３】上記請求項５記載のスクロール圧縮機によ
れば、請求項１と同様の作用を得ることが可能となる。

【００２４】また、請求項６記載のスクロール圧縮機の
騒音防止方法は、各端板の互いを向いた側面に渦巻状ラ
ップからなるスクロール歯がそれぞれ形成された固定ス
クロール及び旋回スクロールを有し、これらのスクロー
ル歯が互いに噛み合った状態で前記固定スクロールに対
して前記旋回スクロールを旋回運動させることで前記各
スクロール歯間の空間内に導かれた流体を圧縮する圧縮
機であって、前記旋回運動の駆動力を加える偏心軸が挿
入されると共に、該偏心軸に対して略垂直な平面方向に
スライド移動可能なドライブブシュが、前記旋回スクロ
ールの、前記スクロール歯が形成された側面とは反対側
側面に設けられているスクロール圧縮機の騒音を防止す
る方法において、前記固定スクロールの中心を、これを
前記旋回スクロール側から見て、前記旋回スクロールの
旋回方向を正の角度、逆旋回方向を負の角度とした場合
に、前記旋回スクロールの、旋回半径変化を生じない基
準旋回中心に対して、歯面押し付け力が最小となる回転
角度方向より約−９０度の偏心角度方向に偏心させるこ
とを特徴とする。

【００２５】上記請求項６記載のスクロール圧縮機の騒
音防止方法によれば、偏心軸が旋回スクロールを旋回駆
動する際に、この偏心軸がドライブブシュに対して加え
る摩擦力は、旋回スクロールと固定スクロールとのスク
ロール歯間に発生する歯面押し付け力を低減させる方向
に生じることがない。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明のスクロール圧縮機及びそ
の騒音防止方法についての各実施の形態を、図面を参照
しながら以下に説明するが、本発明がこれらに限定解釈
されるものでないことは勿論である。まず、本発明に係
わるスクロール圧縮機及びその騒音防止方法の第１の実
施の形態について、図１及び図２を参照しながら以下に
説明を行う。本実施の形態のスクロール圧縮機は、ボデ
ィハウジング１１と、スクロール型圧縮機構１２と、そ
の下方、すなわち、ボディハウジング１１内下部にフレ
ーム１１ａで配設された電動モータ１３とを備え、電動
モータ１３の回転軸１３ａが、スクロール型圧縮機構１
２の下部に連結されている。

【００２７】このスクロール型圧縮機構１２は、端板と
その内面に立設された渦巻状ラップからなる一対のスク
ロール１４，１５が互いに噛み合わされており、そのう
ち一方のスクロール（旋回スクロール１５）が、回転軸
１３ａを介して電動モータ１３によって、フレーム１１
ａに固定された他方のスクロール（固定スクロール１
４）に対して相対的に旋回運動するようになっている。
電動モータ１３の回転軸１３ａの上端には、その軸心か
ら所定量偏心された偏心軸１３ｂが上端に向かって突出
した状態に設けられている。この偏心軸１３ｂは、旋回
スクロール１５の下部（スクロール歯が形成された側面
とは反対側側面）に、偏心軸１３ｂと軸線を同じくして
立設された円筒形のドライブブシュ１５ａ内に挿入され
ており、回転軸１３ａが回転すると、偏心軸１３ｂを介
して、旋回スクロール１５が固定スクロール１４の軸心
回りを偏心した状態で回転駆動するようになっている。
なお、このときのドライブブシュ１５ａは、偏心軸１３
ｂに対して垂直な平面方向にスライド移動可能となって
いる（すなわち、旋回スクロール１５全体が、偏心軸１
３ｂに垂直な平面方向にスライド移動可能となってい
る。）。そして、密閉空間である複数の圧縮室１６が外
側の吸入ポート（図示せず）から中心の吐出ポート１４
ａにかけて移動する間に次第に容積を減少し、ここを流
通する流体（例えば冷媒ガスなど）に対して圧縮仕事を
行うようになっている。

【００２８】ここで、固定スクロール１４の上部には仕
切壁となる吐出カバー１１ｂが気密状態に固定されてお
り、ボディハウジング１１内部空間を上下に仕切るよう
になっている。この吐出カバー１１ｂを境として、ボデ
ィハウジング１１内の上方には高圧室となる吐出チャン
バ１７が形成されており、該吐出チャンバ１７は、吐出
管１８と接続され、圧縮された流体が吐出管１８から吐
出されるようになっている。

【００２９】以上説明の基本構成は従来のスクロール圧
縮機の基本構成と同様であるが、本実施の形態のスクロ
ール圧縮機は、以下に説明する点が従来と特に異なって
いる。すなわち、図２に示すように、固定スクロール１
４の中心Ｏ”が、これを同図に示す前記旋回スクロール
１５（図示せず）側から見て、前記旋回スクロール１５
の旋回方向ωを正の角度、逆旋回方向−ωを負の角度と
した場合に、前記旋回スクロール１５の、旋回半径変化
を生じない基準旋回中心Ｏに対して、歯面押し付け力が
最小となる回転角度方向ｐより−１８０度〜０度範囲
内、より好ましくは約−９０度の偏心角度方向ｑに偏心
されているのである。なお、ここで言う−１８０度〜０
度範囲内とは、０度未満かつ−１８０度以上（０度は含
まない）の角度範囲を示すものである。本実施の形態で
は、この偏心角度方向ｑへの固定スクロール１４の中心
Ｏ”の偏心は、固定スクロール１４と前記旋回スクロー
ル１５との組立における両者の相対位置をずらせる偏心
組立で得ている。

【００３０】固定スクロール１４と前記旋回スクロール
１５（図示せず）との組立てにおいては、基準穴と組立
てピンを利用するのが一般的であり、例えば図２の第１
組立て基準穴Ｏ１及び第２組立て基準穴Ｏ２を基準とし
てスクロールプロファイル（スクロール歯１４ａ）を加
工し、続いて、前記フレーム１１ａにおける前記各基準
穴Ｏ１，Ｏ２の固定位置を基準として、前記回転軸１３
ａの軸穴を加工する。一方、前記旋回スクロール１５の
ドライブブシュ１５ａを基準としてプロファイル（図１
に示すスクロール歯１５ｂ）を加工する。そして、固定
スクロール１４の第１組立て基準穴Ｏ１及び第２組立て
基準穴Ｏ２及び前記フレーム１１ａに加工した各基準穴
とを一致させた後、これら各基準穴に、ほぼ同径寸法の
組立てピン（図示せず）を挿入、位置決めしつつ、固定
スクロール１４をフレーム１１ａに固定する。

【００３１】そこで、固定スクロール１４の第１組立て
基準穴Ｏ１及び第２組立て基準穴Ｏ２の位置に対して、
新たな第１組立て基準穴Ｏ１′及び第２組立て基準穴Ｏ
２′を、固定スクロール１４の中心Ｏ”が旋回半径変化
の生じない旋回スクロール１４の基準旋回中心Ｏに対し
て、歯面押し付け力が最小となる回転角（前記ｐ方向）
より概ね回転角で−９０度の偏心角度方向（前記ｑ方
向）に偏心させるように、位置を偏心させて組み立てる
ことで、前記偏心組立を行うのである。

【００３２】このように固定スクロール１４を偏心させ
たことにより、各スクロール歯１４ａ，１５ａ間離脱発
生の恐れがある、歯面押し付け力が最小に近くなる前記
ｐ方向で、スライド面摩擦力が歯面押し付け力の反対方
向に作用しないため（言い換えれば、スライド面摩擦力
のベクトルと歯面押し付け力のベクトルとが互いに反対
方向とならないため）、歯面押し付け力不足を防止する
ことができる。

【００３３】なお、前記偏心角度方向ｑは、固定スクロ
ール１４の中心Ｏ”が、旋回半径変化の生じない前記旋
回スクロール１５の基準旋回中心Ｏに対して、歯面押し
付け力が最小となる回転角度方向ｐより概ね回転角で約
−９０度の方向に偏心させるものとしたが、歯面押し付
け力が最小となる回転角にてスライド面摩擦力が歯面押
し付け力の反対方向に作用しなければ良いので、約−９
０度に限らず、歯面押し付け力が最小となる回転角より
回転角で−１８０度から０度の方向にあれば良い。しか
しながら、各構成要素の多少の偏心ばらつき等を考慮し
ながらも効果を確実に得るためには、中央値である前記
約−９０度がやはり好ましいものとなる。ちなみに、前
記偏心角度方向ｑを、旋回スクロール１５の旋回方向負
角側（−ω側）とし、旋回方向正角側（＋ω側。すなわ
ち、＋１８０度から０度。もしくは＋９０度の方向）と
しないのは、歯面押し付け力が最小に近くなる前記ｐ方
向で、スライド面摩擦力が歯面押し付け力と反対方向に
作用し、歯面押し付け力を低下させ、歯面離脱しやすく
なるという理由によるものである。

【００３４】また、偏心量に関しては、その狙いとする
ところが、加工・組立てによるばらつきによる偏心があ
っても、最終的な偏心方向が歯面押し付け力が最小とな
る回転角度方向ｐより回転角で−１８０度から０度の偏
心角度方向ｑにあることなので、前記各構成要素の偏心
ばらつきの大きさの総和を考慮して偏心量を設定すれば
良い。すなわち、固定スクロール１４の偏心量は、少な
くとも、固定スクロール１４のスクロール歯１４ａのプ
ロファイル誤差量と、旋回スクロール１５のスクロール
歯１５ｂのプロファイル誤差量と、前記フレーム１１ａ
に対する固定スクロール１４の組み付け誤差量と、前記
偏心軸１３ｂが先端に設けられた回転軸１３ａの偏心誤
差量と、ドライブブシュ１５ａの偏心誤差量等との総和
誤差量以上であれば良い。これにより、工作上考えられ
る最大の偏心誤差量が生じたとしても、歯面押し付け力
不足による各スクロール歯間の離脱・再歯合による衝撃
を生じることがなく、スクロール歯噛合いに起因する騒
音問題を解決することが可能となる。

【００３５】以上説明の本実施の形態のスクロール圧縮
機によれば、いずれの回転角においても歯面押し付け力
が不足せず常に正の歯面押し付け力が作用するため、ス
クロール歯面の離脱は起こらず、スクロール歯１４ａ，
１５ｂ間の離脱・再噛合いに伴う衝撃により発生する騒
音を防止することが可能となる。なお、本実施の形態で
は、固定スクロール１４に形成する第１組立て基準穴Ｏ
１及び第２組立て基準穴Ｏ２の位置を、第１基準穴Ｏ
１’及び第２基準穴Ｏ２’へと偏心させる例を説明した
が、これに限らず、前記フレーム１１ａに設ける基準穴
位置を偏心させても同様の効果を得ることが可能であ
る。

【００３６】次に、図３を参照しながら本発明のスクロ
ール圧縮機の第２の実施の形態についての説明を以下に
行う。本実施の形態のスクロール圧縮機は、上述した第
１の実施の形態に比較して、固定スクロール１４と旋回
スクロール１５との相対的な偏心を、旋回スクロール１
５のスクロール歯１５ｂのプロファイル加工により得た
ものである点が特に異なっているので、この点について
の説明を以下に行うものとし、図１などに示すその他構
成は第１の実施の形態と同様であるとして、その説明を
省略する。

【００３７】図３に示すように、通常、旋回スクロール
１５の中心Ｏは、加工の容易さからラップを立設する端
板の中心及び、ドライブブシュ１５ａ（図示せず）の中
心と一致する点であり、かつ旋回インボリュート中心と
一致する点である。

【００３８】この構成によれば、旋回スクロール１５の
インボリュート中心Ｏ’を、旋回スクロール１５の、旋
回半径変化の生じない基準旋回中心Ｏに対して、歯面押
し付け力が最小となる回転角（図中ｐ方向）より概ね回
転角で−９０度の偏心角度方向ｑに偏心させたことにな
り、各スクロール歯１４ａ，１５ａ間の離脱発生の恐れ
がある歯面押し付け力が最小に近い方向ｐで、スライド
面摩擦力が歯面押し付け力の反対方向に作用しないた
め、歯面押し付け力不足を防止することができる。本実
施の形態によれば、上述したように歯面押し付け力が不
足せず常に正の歯面押し付け力が作用するため、スクロ
ール歯面の離脱は起こらず、スクロール歯面の離脱・再
噛合いに伴う衝撃により発生する騒音を防止することが
できる。

【００３９】なお、本実施の形態では、機械加工により
旋回インボリュート中心Ｏ′が、旋回スクロール１５
の、旋回半径変化の生じない基準旋回中心Ｏに対して、
歯面押し付け力が最小となる回転角（図中ｐ方向）より
概ね回転角で−９０度（旋回スクロール１５の旋回方向
ωを正とする）の偏心角度方向ｑに偏心させるように、
位置を偏心させて形成されているものとしたが、例えば
下記方法でも同様の効果を得ることが可能である。すな
わち、（１）旋回スクロール１５ではなく、固定スクロ
ール１４の方のインボリュート中心を偏心させる、
（２）旋回スクロール１５及び固定スクロール１４両方
のインボリュート中心を偏心させる、（３）ドライブブ
シュ１５ａが嵌合する旋回スクロール１５のボス穴中心
を偏心させる、（４）フレーム１１ａに形成される回転
軸１３ａの軸穴中心を偏心させる、等の方法である。

【００４０】以上に本発明の第１及び第２の実施の形態
の説明を行ったが、従来提案において他に偏心に関する
提案があるため、それらとの相違を明確にすべく、それ
らの説明を以下に続ける。まず、図４を参照しながら、
特開平１０−１８４５６９に開示されている第１の従来
例の概略内容説明と、この第１の従来例及び本発明の相
違とについて説明する。なお、この図４において、符号
２１は固定スクロール、符号２２は旋回スクロール、符
号２３は貫通穴、符号２４は吐出ポート、符号２５，２
６は軸受、符号２７は弾性支持部材、符号２８は吸入
口、符号２９は軸受位置規制手段をそれぞれ示してい
る。

【００４１】この第１の従来例のスクロール圧縮機は、
旋回スクロール２２の端板の両側に渦巻き形の溝もしく
はラップを構成し、旋回スクロール２２の両方の渦巻き
形の溝もしくはラップに噛合って圧縮室を形成する固定
スクロール２１を配設し、旋回スクロール２２の外周部
に配置した複数のクランク軸によって旋回スクロール２
２を旋回運動させることによって圧縮作用する外周駆動
型圧縮機において、複数ある駆動軸のうちの一本を弾性
支持するとともに、いずれか一方のスクロールラップを
基準位置からオフセットして配置したものである。

【００４２】この第１の従来例のスクロール圧縮機によ
れば、スクロールラップの熱変形量は、圧縮熱に伴って
生じるスクロール部材自身の熱膨張が中心からの距離に
ほぼ比例して発生するが、スクロールの熱変形量はスク
ロールラップ全体が平行移動する変形量となるため、両
スクロールの相対熱膨張差を補正できる構成となってい
る。従って、スクロールラップ形状と駆動軸への荷重の
負担を軽減することができ、高温になりがちなダブルス
クロール型圧縮機の信頼性や性能を高く維持することが
可能となっている。

【００４３】この第１の従来例と本発明との相違につい
て述べると、まず第一に、第１の従来例のスクロール圧
縮機は、端板の両側面にスクロールラップを有するダブ
ルスクロールに関するものであり、かつ外周側に駆動軸
を有するこの構造では、本発明のスクロール圧縮機のよ
うに可変旋回半径機構（前記偏心軸１３ｂに対して前記
旋回スクロール１５がスライド移動し、旋回スクロール
１５の旋回半径が変化可能な機構）は成立せず、従って
本発明が課題とする上記騒音発生と全く関係ない構造で
ある。また、狙いとする課題も、熱膨張による影響を防
止するものであり、課題も異なっている。

【００４４】次に、図５を参照しながら、特開昭６０−
１９８３０１に開示されている第２の従来例の概略内容
説明と、この第２の従来例と本発明との相違について説
明する。なお、この図５において、符号３０は固定スク
ロール渦巻き体、符号３１は旋回スクロール渦巻き体、
符号３２，３３は位置決め穴を示している。この第２の
従来例のスクロール圧縮機は、固定スクロール渦巻き体
３０に穿設された位置決め穴３３を、あらかじめ予想さ
れる初期摩耗ｅに対して角度ε（＝ｅ／ｒ：ｒは基礎円
半径を示す）［ｒａｄ］だけ旋回スクロール渦巻き体３
１に穿設された位置決め穴３２から回転軸の回転方向に
ずれた位置に設け、旋回スクロール渦巻き体３１と固定
スクロール渦巻き体３０の位相を初期摩耗ｅに応じてず
らして組立てた構成となっている。

【００４５】この第２の従来例のスクロール圧縮機によ
れば、固定スクロール渦巻き体３０及び旋回スクロール
渦巻き体３１の初期摩耗ｅによって、固定スクロール渦
巻き体３０と旋回スクロール渦巻き体３１との位相がず
れても、これらのラップ面相互間に隙間が生じないよう
になっている。このようにして、隙間を防止すること
で、圧縮ガスの漏れを防いでスクロール圧縮機の性能低
下を阻止可能な構成となっている。

【００４６】この第２の従来例と本発明との相違につい
て述べると、まず第一に、この第２の従来例は、回転方
向に変位させるものであって、本発明のように平行移動
（回転軸線に垂直な平面に沿った平行移動を）させるも
のでない点が異なっている。さらに、この第２の従来例
の狙いとする課題は、渦巻き体であるスクロールの初期
摩耗ｅによって生ずる旋回スクロール渦巻き体３１と固
定スクロール渦巻き体３０との位相ずれに伴う隙間防止
による性能維持にあり、課題が異なっている。また、こ
の第２の従来例の技術によっても、前述のスライド面摩
擦力方向変化に伴う歯面押し付け力不足によるスクロー
ル歯面の離脱発生及び再噛合いによって発生する衝撃騒
音を防止する効果は、その発生メカニズムから全く得ら
れないことは明確である。したがい、この第２の従来例
では、本発明の課題を解決することができない。

【００４７】以上説明したように、本発明は、上記第１
及び第２の従来例に記載も示唆もない構成を有し、これ
に基づいて本発明特有の効果を奏するものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のスクロール圧縮
機は、固定スクロールの中心が、これを旋回スクロール
側から見て、旋回スクロールの旋回方向を正の角度、逆
旋回方向を負の角度とした場合に、旋回スクロールの、
旋回半径変化を生じない基準旋回中心に対して、歯面押
し付け力が最小となる回転角度方向より−１８０度〜０
度範囲内の偏心角度方向に偏心されている構成を採用し
た。この構成によれば、偏心軸が旋回スクロールを旋回
駆動する際に、この偏心軸がドライブブシュに対して加
える摩擦力は、旋回スクロールと固定スクロールとのス
クロール歯間に発生する歯面押し付け力を低減させる方
向に生じないので、歯面押し付け力不足による各スクロ
ール歯間の離脱・再歯合によって衝撃を生じることがな
く、スクロール歯噛合いに起因する騒音問題を解決する
ことが可能となる。

【００４９】また、請求項２記載のスクロール圧縮機に
よれば、偏心角度方向としては、請求項１に記載したよ
うに、歯面押し付け力が最小となる回転角度方向より−
１８０度〜０度範囲内の方向であれば良いが、その中央
値である約−９０度を採用した方が、多少の偏心ばらつ
きが生じた場合でも確実に効果を得ることが可能であ
り、より好ましい。

【００５０】また、請求項３記載のスクロール圧縮機
は、固定スクロールの偏心量が、少なくとも、固定スク
ロールのスクロール歯のプロファイル誤差量と、旋回ス
クロールのスクロール歯のプロファイル誤差量と、固定
スクロールの組み付け誤差量と、偏心軸が先端に設けら
れた回転軸の偏心誤差量と、ドライブブシュの偏心誤差
量との総和誤差量以上とする構成を採用した。この構成
によれば、工作上考えられる最大の偏心誤差量が生じた
としても、歯面押し付け力不足による各スクロール歯間
の離脱・再歯合による衝撃を生じることがなく、スクロ
ール噛合いに起因する騒音問題を解決することが可能と
なる。

【００５１】また、請求項４記載のスクロール圧縮機
は、固定スクロールの偏心が、固定スクロールと旋回ス
クロールとの組立における両者の相対位置をずらせる偏
心組立で得た構成を採用した。この構成によれば、請求
項１と同様の効果を得ることが可能となる。

【００５２】また、本発明の請求項５記載のスクロール
圧縮機は、固定スクロールの偏心が、固定スクロールま
たは旋回スクロールのいずれか一方もしくは両方のスク
ロール歯のプロファイル加工により得た構成を採用し
た。この構成によれば、請求項１と同様の効果を得るこ
とが可能となる。

【００５３】また、請求項６記載のスクロール圧縮機の
騒音防止方法は、固定スクロールの中心を、これを旋回
スクロール側から見て、旋回スクロールの旋回方向を正
の角度、逆旋回方向を負の角度とした場合に、旋回スク
ロールの、旋回半径変化を生じない基準旋回中心に対し
て、歯面押し付け力が最小となる回転角度方向より約−
９０度の偏心角度方向に偏心させる方法を採用した。こ
の騒音防止方法によれば、偏心軸が旋回スクロールを旋
回駆動する際に、この偏心軸がドライブブシュに対して
加える摩擦力は、旋回スクロールと固定スクロールとの
スクロール歯間に発生する歯面押し付け力を低減させる
方向に生じないので、歯面押し付け力不足による各スク
ロール歯間の離脱・再歯合による衝撃を生じることがな
く、スクロール噛合いに起因する騒音問題を解決するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスクロール圧縮機の第１の実施の形
態を示す図であって、縦断面図である。

【図２】 同実施の形態のスクロール圧縮機の固定スク
ロールを示す図であって、スクロール歯が形成された側
から見た正面図である。

【図３】 本発明のスクロール圧縮機の第２の実施の形
態を示す図であって、旋回スクロールを、スクロール歯
が形成された側から見た正面図である。

【図４】 第１の従来例を示す図であって、固定スクロ
ール（紙面上側）と旋回スクロール（紙面下側）との正
面図である。

【図５】 第２の従来例を示す図であって、固定スクロ
ールと旋回スクロールの各スクロール歯間の噛み合いを
示す説明図である。

【図６】 一般的な従来のスクロール圧縮機の一例を示
す図であって、縦断面図である。

【図７】 同スクロール圧縮機における旋回スクロール
の作用力を示す説明図である。

【図８】 （ａ）は、同スクロール圧縮機におけるドラ
イブブシュの移動に伴うスライド面摩擦力の方向変化及
び騒音発生メカニズムを説明する図であり、（ｂ）は、
その騒音発生メカニズムを示すフローチャートである。

【図９】 同スクロール圧縮機における旋回スクロール
の作用力を示す説明図であり、（ａ）は、歯面押し付け
力に対してスライド面摩擦力がほぼ正反対の向きに加わ
った状態を示す図であり、（ｂ）は、歯面押し付け力と
スライド面摩擦力とがほぼ同方向となった状態を示す図
である。

【図１０】 騒音発生現象と運転圧力条件との関係を調
査した結果を、横軸を旋回スクロールの回転角としてま
とめたものであり、（ａ）は、縦軸にドライブブシュ変
位の実測値を示したもの、（ｂ）は、縦軸にボディハウ
ジング振動の実測値を示したもの、（ｃ）は、縦軸に力
学解析による歯面押し付け力を示したものである。

【符号の説明】

１３ａ・・・回転軸 １３ｂ・・・偏心軸 １４・・・固定スクロール １４ａ，１５ｂ・・・スクロール歯 １５・・・旋回スクロール １５ａ・・・ドライブブシュ １６・・・圧縮室（各スクロール歯間の空間） Ｆ_L・・・歯面押し付け力 Ｏ・・・基準旋回中心 Ｏ”・・・固定スクロールの中心 ｐ・・・回転角度方向 ｑ・・・偏心角度方向 ω・・・旋回スクロールの旋回方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 寛之 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 坂尾 洋一 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内 Ｆターム(参考） 3H039 AA03 AA04 AA12 BB02 BB08 BB15 CC02 CC03 CC04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各端板の互いを向いた側面に渦巻状ラッ
   プからなるスクロール歯がそれぞれ形成された固定スク
   ロール及び旋回スクロールを有し、これらのスクロール
   歯が互いに噛み合った状態で前記固定スクロールに対し
   て前記旋回スクロールを旋回運動させることで前記各ス
   クロール歯間の空間内に導かれた流体を圧縮する圧縮機
   であって、 前記旋回運動の駆動力を加える偏心軸が挿入されると共
   に、該偏心軸に対して略垂直な平面方向にスライド移動
   可能なドライブブシュが、前記旋回スクロールの、前記
   スクロール歯が形成された側面とは反対側側面に設けら
   れているスクロール圧縮機において、 前記固定スクロールの中心は、これを前記旋回スクロー
   ル側から見て、前記旋回スクロールの旋回方向を正の角
   度、逆旋回方向を負の角度とした場合に、前記旋回スク
   ロールの、旋回半径変化を生じない基準旋回中心に対し
   て、歯面押し付け力が最小となる回転角度方向より−１
   ８０度〜０度範囲内の偏心角度方向に偏心されているこ
   とを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスクロール圧縮機におい
   て、 前記偏心角度方向は、約−９０度であることを特徴とす
   るスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のスクロール圧縮
   機において、 前記固定スクロールの偏心量は、少なくとも、前記固定
   スクロールの前記スクロール歯のプロファイル誤差量
   と、前記旋回スクロールの前記スクロール歯のプロファ
   イル誤差量と、前記固定スクロールの組み付け誤差量
   と、前記偏心軸が先端に設けられた回転軸の偏心誤差量
   と、前記ドライブブシュの偏心誤差量との総和誤差量以
   上であることを特徴とするスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のスクロ
   ール圧縮機において、 前記固定スクロールの偏心は、前記固定スクロールと前
   記旋回スクロールとの組立における両者の相対位置をず
   らせる偏心組立で得たものであることを特徴とするスク
   ロール圧縮機。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載のスクロ
   ール圧縮機において、 前記固定スクロールの偏心は、前記固定スクロールまた
   は前記旋回スクロールのいずれか一方もしくは両方の前
   記スクロール歯のプロファイル加工により得たものであ
   ることを特徴とするスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 各端板の互いを向いた側面に渦巻状ラッ
   プからなるスクロール歯がそれぞれ形成された固定スク
   ロール及び旋回スクロールを有し、これらのスクロール
   歯が互いに噛み合った状態で前記固定スクロールに対し
   て前記旋回スクロールを旋回運動させることで前記各ス
   クロール歯間の空間内に導かれた流体を圧縮する圧縮機
   であって、 前記旋回運動の駆動力を加える偏心軸が挿入されると共
   に、該偏心軸に対して略垂直な平面方向にスライド移動
   可能なドライブブシュが、前記旋回スクロールの、前記
   スクロール歯が形成された側面とは反対側側面に設けら
   れているスクロール圧縮機の騒音を防止する方法におい
   て、 前記固定スクロールの中心を、これを前記旋回スクロー
   ル側から見て、前記旋回スクロールの旋回方向を正の角
   度、逆旋回方向を負の角度とした場合に、前記旋回スク
   ロールの、旋回半径変化を生じない基準旋回中心に対し
   て、歯面押し付け力が最小となる回転角度方向より約−
   ９０度の偏心角度方向に偏心させることを特徴とするス
   クロール圧縮機の騒音防止方法。