JP2019526744A

JP2019526744A - スクロール圧縮機

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Publication number: JP2019526744A
Application number: JP2019512978A
Authority: JP
Inventors: ヒョンソンアン，; チミョンムン，; グォンスゥイム，; ゼフンイム，; スゥチョルジョン，
Original assignee: ハンオンシステムズ
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-02-13
Also published as: US20210277895A1; US20220268277A1; CN113279958B; CN109690085A; JP6757465B2; DE112018000087T5; CN109690085B; US11359627B2; KR102273425B1; US12031441B2; KR20180094483A; DE112018000087B4; CN113279958A

Abstract

【課題】モータと旋回スクロールとの間で回転軸を支持する軸受の破損を防止することができるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】本発明は、スクロール圧縮機に関し、モータを基準として一側で、ケーシングに対して回転軸を回転自在に支持する第１軸受と、モータを基準として他側で、ケーシングに対して回転軸を回転自在に支持する第２軸受と、第２軸受を基準として第１軸受の反対側で、旋回スクロールに対して回転軸を回転自在に支持する第３軸受と、を含み、第１軸受中心と第３軸受中心との間の距離が、予め定められた距離で形成され、モータ中心と第３軸受中心との間の距離が、モータ中心と第１軸受中心との間の距離より長く形成され、第２軸受中心とモータ中心との間の距離が、第２軸受中心と第３軸受中心との間の距離より大きく形成される。これにより、負荷条件が劣悪な第２軸受の破損を防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、スクロール圧縮機に係り、より詳しくは、固定スクロールと、その固定スクロールとともに圧縮室を形成し、その固定スクロールに対して旋回運動する旋回スクロールと、を含み、冷媒を圧縮するようにしたスクロール圧縮機に関する。

一般に、自動車には、室内の冷暖房のための空調装置（ＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ；Ａ／Ｃ）が設けられる。かかる空調装置は、冷房システムの構成として、蒸発機から引き込まれた低温低圧の気相冷媒を高温高圧の気相冷媒に圧縮させ、凝縮機に送る圧縮機を含んでいる。
そして、自動車に適用される圧縮機は、通常、エンジンの駆動力の伝達を受けて駆動される機械式圧縮機で形成されるが、例えば、電気自動車に適用される圧縮機は、モータの駆動力の伝達を受けて駆動される電動式圧縮機で形成されることもある。
一方、圧縮機には、ピストンの往復運動によって冷媒を圧縮する往復式と、回転運動しながら圧縮を行う回転式がある。さらに、往復式には、駆動源の伝達方式によって、クランクを用いて複数のピストンに伝達するクランク式、斜板が設けられた回転軸に伝達する斜板式などがあり、回転式には、回転するロータリ軸とベーンを用いるベーンロータリ式、旋回スクロールと固定スクロールを用いるスクロール式がある。

スクロール圧縮機は、他の種類の圧縮機に比べて相対的に高い圧縮比が得られるとともに、冷媒の吸入、圧縮、吐出行程がスムーズに繋がり、安定したトルクが得られるという利点を有するため、空調装置などで冷媒圧縮用に広く用いられている。
韓国特許出願公開第１０−２０１６−００８１６７５号公報には、電動式で駆動される従来のスクロール圧縮機が開示されている。
韓国特許出願公開第１０−２０１６−００８１６７５号公報の図１には、従来のスクロール圧縮機のケーシング１１の内部に駆動力を発生させるモータ３と、モータ３により回転される回転軸４と、回転軸４により旋回運動する旋回スクロール６と、旋回スクロール６とともに圧縮室を形成する固定スクロール５と、を含むものが示されている。

そして、従来のスクロール圧縮機は、モータ３を基準として一側で、ケーシング１１に対して回転軸４を回転自在に支持する第１軸受８２と、モータ３を基準として他側で、ケーシング１１に対して回転軸４を回転自在に支持する第２軸受８１と、第２軸受８１を基準として第１軸受８２の反対側で、旋回スクロール６に対して回転軸４を回転自在に支持する第３軸受８３と、を含む。
しかしながら、かかる従来のスクロール圧縮機は、第２軸受８１が損傷されやすく、スクロール圧縮機の運転が中断されるという問題があった。
また、第２軸受８１の損傷によるスクロール圧縮機の運転中断を予め防止するために、第２軸受８１を、第１軸受８２および第３軸受８３より優れた負荷能力を有する軸受で形成する場合、スクロール圧縮機のコスト、大きさ、および重量が上昇するという問題があった。

本発明は、モータと旋回スクロールとの間で回転軸を支持する軸受の破損を防止することができるスクロール圧縮機を提供することをその目的とする。
また、本発明は、軸受によるコスト、大きさ、および重量の上昇を抑えることができるスクロール圧縮機を提供することを他の目的とする。

本発明は、ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、
前記モータ（２）を基準として一側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第１軸受（７１）と、
前記モータ（２）を基準として他側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第２軸受（７２）と、
前記第２軸受（７２）を基準として前記第１軸受（７１）の反対側で、前記旋回スクロール（４２）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第３軸受（７３）と、を含み、
前記回転軸（３）の延長方向において、前記第１軸受（７１）の中心を第１軸受中心（ＣＢ１）とし、前記第２軸受（７２）の中心を第２軸受中心（ＣＢ２）とし、前記第３軸受（７３）の中心を第３軸受中心（ＣＢ３）とし、前記モータ（２）の回転子（２２）の中心をモータ中心（ＣＭ）としたときに、
前記第１軸受中心（ＣＢ１）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１）が、予め定められた距離で形成され、
前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）より長く形成され、
前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）より長く形成されることを特徴とする。

前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．９倍となるように形成されることを特徴とする。

前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．１７倍〜１．２２倍の範囲に含まれるように形成されることを特徴とする。

前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．２２倍となるように形成されることを特徴とする。

前記第２軸受（７２）は、前記第１軸受（７１）と前記第３軸受（７３）の少なくとも１つと同一の負荷能力を有するように形成されることを特徴とする。

また、本発明は、ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、
前記モータ（２）を基準として一側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第１軸受（７１）と、
前記モータ（２）を基準として他側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第２軸受（７２）と、
前記第２軸受（７２）を基準として前記第１軸受（７１）の反対側で、前記旋回スクロール（４２）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第３軸受（７３）と、を含み、
前記回転軸（３）の延長方向において、前記第１軸受（７１）の中心を第１軸受中心（ＣＢ１）とし、前記第２軸受（７２）の中心を第２軸受中心（ＣＢ２）とし、前記第３軸受（７３）の中心を第３軸受中心（ＣＢ３）としたときに、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１とＤ１２１の和）より短く形成されることを特徴とする。

前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１とＤ１２１の和）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）の２．９７倍〜３．２７倍の範囲に含まれるように形成されることを特徴とする。

前記モータ（２）の回転子（２２）の中心をモータ中心（ＣＭ）としたときに、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）より短く形成されることを特徴とする。

前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）の１．６０倍〜１．８０倍の範囲に含まれるように形成されることを特徴とする。

前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）より長く形成されることを特徴とする。

前記第１軸受中心（ＣＢ１）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１）が、予め定められた距離で形成されることを特徴とする。

また、本発明は、ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、
前記モータ（２）と前記圧縮室との間で前記回転軸（３）を回転自在に支持する第２軸受（７２）と、を含み、
前記回転軸（３）は、その回転軸（３）の軸方向において、前記第２軸受（７２）と重なった位置で回転される偏心ブッシュ（３２２）を含み、
前記第２軸受（７２）は、前記偏心ブッシュ（３２２）と干渉されない範囲内でできるだけ前記圧縮室に隣接して形成されることを特徴とする。

また、本発明は、ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、を含み、
前記ケーシング（１）は、
前記モータ（２）が収容される空間と、前記モータ（２）を制御するインバータ（５）が収容される空間とを区画する第１隔壁（１１２）と、
前記モータ（２）が収容される空間と、前記圧縮室が備えられる空間とを区画する第２隔壁（１１３）と、を含み、
前記第１隔壁（１１２）には、前記回転軸（３）の一端部を支持するための第１軸受（７１）が挿入される第１支持溝（１１２２）が形成され、
前記第２隔壁（１１３）には、前記回転軸（３）の他端部を支持するための第２軸受（７２）が挿入される第２支持溝（１１３２）が形成されており、
前記第２支持溝（１１３２）は、前記第２隔壁（１１３）のうち前記圧縮室に対向する面から窪んで形成されることを特徴とする。

前記第２支持溝（１１３２）は、前記第２軸受（７２）がその第２支持溝（１１３２）から軸方向に突出しない範囲内で、できるだけ浅く形成されることを特徴とする。

本発明のスクロール圧縮機によれば、モータを基準として一側で、ケーシングに対して回転軸を回転自在に支持する第１軸受と、モータを基準として他側で、ケーシングに対して回転軸を回転自在に支持する第２軸受と、第２軸受を基準として第１軸受の反対側で、旋回スクロールに対して回転軸を回転自在に支持する第３軸受と、を含み、第１軸受中心と第３軸受中心との間の距離が、予め定められた距離で形成され、モータ中心と第３軸受中心との間の距離が、モータ中心と第１軸受中心との間の距離より長く形成され、第２軸受中心とモータ中心との間の距離が、第２軸受中心と第３軸受中心との間の距離より長く形成されることにり、モータと旋回スクロールとの間で回転軸を支持する第２軸受の破損を防止することができる。
また、第２軸受は、第１軸受と第３軸受の少なくとも１つと同一の負荷能力を有するように形成されることにより、軸受によるコスト、大きさ、および重量の上昇を抑えることができる。

本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示した断面図である。図１のスクロール圧縮機において、モータ中心と第１軸受中心との間の距離およびモータ中心と第３軸受中心との間の距離による第１軸受および第３軸受に印加される負荷を示した図表である。図１のスクロール圧縮機において、第２軸受中心とモータ中心との間の距離およびモータ中心と第３軸受中心との間の距離による第２軸受に印加される負荷を示した図表である。

以下、本発明によるスクロール圧縮機を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示した断面図であり、図２は、図１のスクロール圧縮機において、モータ中心と第１軸受中心との間の距離およびモータ中心と第３軸受中心との間の距離による第１軸受および第３軸受に印加される負荷を示した図表であり、図３は、図１のスクロール圧縮機において、第２軸受中心とモータ中心との間の距離およびモータ中心と第３軸受中心との間の距離による第２軸受に印加される負荷を示した図表である。
添付の図１〜図３に示す通り、本発明の一実施例によるスクロール圧縮機は、ケーシング１と、ケーシング１の内部で駆動力を発生させるモータ２と、モータ２により回転される回転軸３と、回転軸３により駆動され、冷媒を圧縮する圧縮機構４と、を含む。

ケーシング１は、モータ２を収容する第１ハウジング１１と、モータ２を制御するインバータ５を収容する第２ハウジング１２と、圧縮機構４を収容する第３ハウジング１３と、を含む。
第１ハウジング１１は、環状壁１１１と、環状壁１１１の一端部を覆蓋する第１隔壁１１２と、環状壁１１１の他端部を覆蓋する第２隔壁１１３と、を含み、環状壁１１１、第１隔壁１１２、および第２隔壁１１３が、モータ２が収容されるモータ収容空間を形成する。
第２ハウジング１２は第１隔壁１１２側に結合され、インバータ５が収容されるインバータ収容空間を形成する。
ここで、第１隔壁１１２は、モータ収容空間とインバータ収容空間とを区画するものであって、第１隔壁１１２の一側には、インバータ５とモータ２を連結するコネクタ６が貫通するコネクタ孔１１２１が形成される。

第３ハウジング１３は第２隔壁１１３側に結合され、圧縮機構４が収容される圧縮空間を形成する。
ここで、第２隔壁１１３は、モータ収容空間と圧縮空間とを区画し、圧縮機構４を支持するメインフレームの役割を果たすものであって、その第２隔壁１１３の中心側には、モータ２と圧縮機構４を連動させる回転軸３が貫通する軸受孔１１３１が形成される。
一方、本実施例では、圧縮機構４の後述の固定スクロール４１が第２隔壁１１３に締結され、第３ハウジング１３がその固定スクロール４１に締結される。しかし、これに限定されるものではなく、第３ハウジング１３が圧縮機構４を収容し、第２隔壁１１３に締結されてもよい。
モータ２は、第１ハウジング１１に固定される固定子２１と、固定子２１の内部で固定子２１との相互作用により回転される回転子２２と、を含む。

回転軸３は回転子２２の中心部を貫通しており、その回転軸３の一端部３１が回転子２２を基準として第１隔壁１１２側に突出し、その回転軸３の他端部３２が回転子２２を基準として第２隔壁１１３側に突出する。
回転軸３の一端部３１は、第１隔壁１１２の中心側に備えられる第１軸受７１に回転自在に支持される。
ここで、第１隔壁１１２の中心側には、第１軸受７１および回転軸３の一端部３１が挿入される第１支持溝１１２２が形成されており、第１軸受７１が、第１支持溝１１２２と回転軸３の一端部３１との間に介在される。
回転軸３の他端部３２は、第２隔壁１１３の軸受孔１１３１を貫通して圧縮機構４に連結される。
そして、回転軸３の他端部３２を、第２隔壁１１３に支持される第１部位３２１と、圧縮機構４と連結される第２部位（偏心ブッシュ）３２２とに区分すると、第１部位３２１は、第２隔壁１１３の軸受孔１１３１に備えられる第２軸受７２に回転自在に支持され、第２部位（偏心ブッシュ）３２２は、圧縮機構４に備えられる第３軸受７３に回転自在に支持される。

ここで、第２隔壁１１３の軸受孔１１３１には、第２軸受７２と回転軸３の他端部３２のうち第１部位３２１が挿入される第２支持溝１１３２が形成されており、第２軸受７２は、第２支持溝１１３２と回転軸３の他端部３２のうち第１部位３２１との間に介在される。
そして、圧縮機構４の後述の旋回スクロール４２には、第３軸受７３と回転軸３の他端部３２のうち第２部位（偏心ブッシュ）３２２が挿入されるボス部４２３が形成されており、第３軸受７３は、ボス部４２３と回転軸３の他端部３２のうち第２部位（偏心ブッシュ）３２２との間に介在される。
圧縮機構４は、第２隔壁１１３を基準としてモータ２の反対側で、第２隔壁１１３に固定結合される固定スクロール４１と、第２隔壁１１３と固定スクロール４１との間に備えられ、固定スクロール４１に嚙み合って一対の圧縮室を形成し、回転軸３により旋回運動される旋回スクロール４２と、を含む。
固定スクロール４１は、円板状の固定鏡板部４１１と、固定鏡板部４１１の圧縮面から突出し、旋回スクロール４２の後述の旋回ラップ４２２と噛み合う固定ラップ４１２と、を含む。

固定鏡板部４１１の中心側には、その固定鏡板部４１１を貫通して圧縮室で圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート４１３が形成される。ここで、吐出ポート４１３は、固定スクロール４１と第３ハウジング１３との間に形成される吐出空間と連通される。
旋回スクロール４２は、円板状の旋回鏡板部４２１と、旋回鏡板部４２１の圧縮面から突出し、固定ラップ４１２と噛み合って圧縮室を形成する旋回ラップ４２２と、を含む。
旋回鏡板部４２１には、旋回ラップ４２２の反対側に突出し、回転軸３が挿入されるボス部４２３が形成される。
このような構成による本実施例のスクロール圧縮機は、モータ２に電源が印加されると、回転軸３が回転子２２とともに回転しながら、旋回スクロール４２に回転力を伝達することができる。そうすると、回転軸３の第２部位（偏心ブッシュ）３２２によって旋回スクロール４２が旋回運動することになり、圧縮室が中心側に向かって持続的に移動されることで、体積が減少する。その結果、冷媒は、第１ハウジング１１の環状壁１１１に形成された冷媒流入口（不図示）を介してモータ収容空間に流入する。

その後、モータ収容空間の冷媒は、第１ハウジング１１の第２隔壁１１３に形成された冷媒通過孔（不図示）を介して圧縮室に吸入する。次に、圧縮室に吸入された冷媒は、圧縮室の移動経路に沿って中心側に移動されながら圧縮され、吐出ポート４１３を介して吐出空間に吐出される。吐出空間に吐出された冷媒は、第３ハウジング１３に形成された冷媒吐出口を介してスクロール圧縮機の外部に排出されるという、一連の過程が繰り返される。
この過程で、回転軸３は、第１軸受７１、第２軸受７２、および第３軸受７３によって回転自在に支持されるが、第２軸受７２に印加される負荷が、第１軸受７１に印加される負荷および第３軸受７３に印加される負荷より著しく大きいため、第２軸受７２が損傷されやすい。
このような第２軸受７２の損傷を防止するために、第２軸受７２を、第１軸受７１および第３軸受７３より大きい負荷能力の軸受で形成することも考えられるが、この場合、第２軸受７２のコスト、大きさ、および重量が増加し、結果として、スクロール圧縮機の全体的なコスト、大きさ、および重量の増加が引き起こされる。
これを考慮して、本実施例では、第２軸受７２に印加される負荷を軽減させてその第２軸受７２の損傷を防止するために、第２軸受７２を予め定められた位置に形成することができる。

具体的に、第２軸受７２に印加される負荷は、回転軸３がその第２軸受７２に加える荷重であって、回転軸３に加えられる回転力、圧縮機構４が冷媒を圧縮する過程で回転軸３に加えられる反力、および回転力の作用点、反力の作用点、回転軸３の支持点の間の位置関係に密接に関連する。
したがって、第２軸受７２に印加される負荷を軽減させるためには、回転力および反力を減少させるか、回転力の作用点、反力の作用点、回転軸３の支持点の間の位置関係を調節しなければならない。
しかし、回転力および反力を減少させる場合、圧縮性能が低下するため好ましくない。これを考慮して、本実施例では、回転力の作用点、反力の作用点、回転軸３の支持点の間の位置関係を調節することで、第２軸受７２に印加される負荷を軽減させることができる。
より具体的に、回転軸３の延長方向において（図１における左右方向において）、第１軸受７１の中心を第１軸受中心ＣＢ１とし、第２軸受７２の中心を第２軸受中心ＣＢ２とし、第３軸受７３の中心を第３軸受中心ＣＢ３とし、モータ２の回転子２２の中心をモータ中心ＣＭとしたときに、モータ中心ＣＭが回転力の作用点となり、第３軸受中心ＣＢ３が反力の作用点となり、第１軸受中心ＣＢ１、第２軸受中心ＣＢ２が回転軸３の支持点となり得る。

ここで、第１軸受中心ＣＢ１と第３軸受中心ＣＢ３は、スクロール圧縮機の長さ（図１における左右方向の長さ）が予め定められた値より増加しないように、第１軸受中心ＣＢ１と第３軸受中心ＣＢ３との間の距離（以下、第１距離）Ｄ１が、予め定められた距離で形成される。ここで、距離は、回転軸３の延長方向（図１における左右方向）に沿って測定される距離である。
そして、モータ中心ＣＭは、モータ２が制限されたモータ収容空間内でそのモータ２の性能を最大に確保するように、モータ中心ＣＭと第３軸受中心ＣＢ３との間の距離（以下、第１−２距離）Ｄ１２が、モータ中心ＣＭと第１軸受中心ＣＢ１との間の距離（以下、第１−１距離）Ｄ１１より長く形成される。すなわち、モータ２は、第１隔壁１１２および第２隔壁１１３と干渉されないように形成されるべきであって、このような制約を満たしながらも、モータ２の性能（大きさ）を最大に確保するためには、モータ中心ＣＭが、第１隔壁１１２と第２隔壁１１３との間の中間位置に形成されることが好ましい。この場合、第１−２距離Ｄ１２が第１−１距離Ｄ１１より長く形成される。

一方、モータ中心ＣＭは回転力の作用点であって、モータ中心ＣＭが回転軸３の延長方向におけるどの位置に配置されるかによって、第１軸受７１および第３軸受７３に印加される負荷が変動する。実験結果、図２に示すように、第１軸受７１と第３軸受７３に印加される負荷の和（Ｌ１＋Ｌ３）が最小となるように、モータ中心ＣＭは、第１−２距離Ｄ１２が第１−１距離Ｄ１１の１．９倍となるように形成されることが好ましい。
そして、第２軸受中心ＣＢ２は、第１軸受７１、第３軸受７３、およびモータ中心ＣＭが上述のように形成された状態で、その第２軸受７２に印加される荷重が減少するように、第２軸受中心ＣＢ２とモータ中心ＣＭとの間の距離（以下、第１−２−１距離）Ｄ１２１が、第２軸受中心ＣＢ２と第３軸受中心ＣＢ３との間の距離（以下、第１−２−２距離）Ｄ１２２より長く形成される。

すなわち、第２軸受中心ＣＢ２は、回転力による負荷（以下、第１負荷）と反力による負荷（以下、第２負荷）が同時に印加される部位であって、第１負荷は、回転力の強度と第１−２−１距離Ｄ１２１に比例し、第２負荷は、反力の強度と第１−２−２距離Ｄ１２２に比例する。したがって、第２軸受中心ＣＢ２が第１軸受７１側に隣接するほど、第１−２−１距離Ｄ１２１が減少して第１負荷は減少するが、第１−２−２距離Ｄ１２２が増加して第２負荷が増加する。これに対し、第２軸受中心ＣＢ２が第３軸受７３側に隣接するほど、第１−２−２距離Ｄ１２２が減少して第２負荷は減少するが、第１−２−１距離Ｄ１２１が増加して第１負荷が増加する。ところが、回転力に比べて反力がより強いため、第２軸受７２に印加される総負荷は、第１−２−１距離Ｄ１２１よりも第１−２−２距離Ｄ１２２に大きく影響される。したがって、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２−２距離Ｄ１２２より長く形成されることが、第２軸受７２に印加される総負荷を減少させる。

一方、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２距離Ｄ１２で占める割合が予め定められた範囲を外れる場合（第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２−２距離Ｄ１２２より過度に長くなる場合）には、第２軸受７２に印加される総負荷が却って増加することを確認した。すなわち、実験結果、図３に示すように、第２軸受７２に印加される総負荷Ｌ２は、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２距離Ｄ１２で占める割合が０．６２（＝１．１７／１．９）以下である際には漸進的に減少し、０．６２の際に階段状に減少し、０．６２超０．６４（＝１．２２／１．９）以下の際には漸進的に減少して、０．６４を超えた際にはさらに増加することを確認した。したがって、第２軸受中心ＣＢ２は、その第２軸受７２に印加される総負荷Ｌ２が著しく減少するように、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２距離Ｄ１２で占める割合が０．６２〜０．６４の範囲に含まれるように形成されることが好ましく、その第２軸受７２に印加される総負荷Ｌ２が最小となるように、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２距離Ｄ１２で占める割合が０．６４となるように形成されることが好ましい。つまり、第２軸受中心ＣＢ２は、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−１距離Ｄ１１の１．１７倍〜１．２２倍の範囲に含まれるように形成されることが好ましく、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−１距離Ｄ１１の１．２２倍となるように形成されることがより好ましい。

ここで、本発明によるスクロール圧縮機は、第１距離Ｄ１が予め定められた距離で形成され、第１−２距離Ｄ１２が第１−１距離Ｄ１１より長く形成され、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２−２距離Ｄ１２２より長く形成されることで、予め定められたスクロール圧縮機の全長内でモータ２の性能を最大に確保し、第１軸受７１と第３軸受７３に印加される負荷を最小化し、且つ第２軸受７２に印加される負荷を減少させることにより、その第２軸受７２の破損を防止することができる。
これにより、第２軸受７２として、従来と同等な程度の負荷能力を有する軸受を用いる場合、その第２軸受７２およびスクロール圧縮機の全体的な耐久信頼性が向上する。
一方、第２軸受７２を、従来より負荷能力の小さい軸受で入れ替えることが可能である。すなわち、第２軸受７２は、第１軸受７１と第３軸受７３の少なくとも１つと同一の負荷能力を有するように形成される。これにより、軸受によるコスト、大きさ、および重量の上昇を抑えることができる。但し、安全性を考慮して、第２軸受７２は、従来より負荷能力が小さくても、第１軸受７１および第３軸受７３より負荷能力が大きいように形成されることが好ましい。

一方、上述の実施例では、第１距離Ｄ１が予め定められた距離で形成され、第１−２距離Ｄ１２が第１−１距離Ｄ１１より長く形成された状態を前提として、第１−２−１距離Ｄ１２１が第１−２−２距離Ｄ１２２より長く形成されているが、これに限定されるものではない。
例えば、第１−２−２距離Ｄ１２２が、第１−１距離Ｄ１１と第１−２−１距離Ｄ１２１の和より短く形成されるだけでも、第２軸受７２に印加される負荷を減少させることができる。但し、この場合、第２軸受７２に印加される負荷をさらに減少させるために、第１−１距離Ｄ１１と第１−２−１距離Ｄ１２１の和が、第１−２−２距離Ｄ１２２の２．９７倍（＝（１＋１．１７）／（１．９−１．１７））〜３．２７倍（＝（１＋１．２２）／（１．９−１．２２））の範囲に含まれるように形成されることが好ましい。
または、第１−２−２距離Ｄ１２２が第１−２−１距離Ｄ１２１より短く形成されるだけでも、第２軸受７２に印加される負荷を減少させることができる。但し、この場合、第１−２−１距離Ｄ１２１が、第１−２−２距離Ｄ１２２の１．６０倍（＝１．１７／（１．９−１．１７））〜１．８０倍（＝１．２２／（１．１９−１．２２））の範囲に含まれるように形成されることが好ましい。

または、第１軸受７１、第２軸受７２、および第３軸受７３の間の距離関係を考慮せず、第２軸受７２が圧縮室に隣接して形成されるだけでも、第２軸受７２に印加される負荷を減少させることができる。但し、この場合、回転軸３の軸方向において上第２軸受７２と重なった位置で回転される第２部位（偏心ブッシュ）３２２が第２軸受７２と干渉される恐れがあるため、これを防止するために、第２軸受７２は、第２部位（偏心ブッシュ）３２２と干渉されない範囲内でできるだけ圧縮室に隣接して形成される必要がある。そのために、第２支持溝１１３２は、第２隔壁１１３のうち圧縮室側に対向する面から窪んで形成され、且つ第２軸受７２がその第２支持溝１１３２から第２部位（偏心ブッシュ）３２２側に（軸方向に）突出しない範囲内で、できるだけ浅く形成される。

本発明は、モータと旋回スクロールとの間で回転軸を支持する軸受の破損を防止することができるスクロール圧縮機を提供する。
また、本発明は、軸受によるコスト、大きさ、および重量の上昇を抑えることができるスクロール圧縮機を提供する。

１ケーシング
２モータ
３回転軸
４圧縮機構
５インバータ
６コネクタ
１１第１ハウジング
１２第２ハウジング
１３第３ハウジング
２１固定子
２２回転子
３１一端部
３２他端部
４１固定スクロール
４２旋回スクロール
７１第１軸受
１１１環状壁
１１２第１隔壁
１１３第２隔壁
３２１第１部位
３２２第２部位（偏心ブッシュ）
４１１固定鏡板部
４１２固定ラップ
４１３吐出ポート
４２１旋回鏡板部
４２２旋回ラップ
４２３ボス部
１１２１コネクタ孔
１１２２第１支持溝
１１３１軸受孔

Claims

ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、
前記モータ（２）を基準として一側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第１軸受（７１）と、
前記モータ（２）を基準として他側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第２軸受（７２）と、
前記第２軸受（７２）を基準として前記第１軸受（７１）の反対側で、前記旋回スクロール（４２）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第３軸受（７３）と、を含み、
前記回転軸（３）の延長方向において、前記第１軸受（７１）の中心を第１軸受中心（ＣＢ１）とし、前記第２軸受（７２）の中心を第２軸受中心（ＣＢ２）とし、前記第３軸受（７３）の中心を第３軸受中心（ＣＢ３）とし、前記モータ（２）の回転子（２２）の中心をモータ中心（ＣＭ）としたときに、
前記第１軸受中心（ＣＢ１）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１）が、予め定められた距離で形成され、
前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）より長く形成され、
前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）より長く形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．９倍となるように形成され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。
前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．１７倍〜１．２２倍の範囲に含まれるように形成されることを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．２２倍となるように形成されることを特徴とする請求項３に記載のスクロール圧縮機。
前記第２軸受（７２）は、前記第１軸受（７１）と前記第３軸受（７３）の少なくとも１つと同一の負荷能力を有するように形成されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、
前記モータ（２）を基準として一側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第１軸受（７１）と、
前記モータ（２）を基準として他側で、前記ケーシング（１）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第２軸受（７２）と、
前記第２軸受（７２）を基準として前記第１軸受（７１）の反対側で、前記旋回スクロール（４２）に対して前記回転軸（３）を回転自在に支持する第３軸受（７３）と、を含み、
前記回転軸（３）の延長方向において、前記第１軸受（７１）の中心を第１軸受中心（ＣＢ１）とし、前記第２軸受（７２）の中心を第２軸受中心（ＣＢ２）とし、前記第３軸受（７３）の中心を第３軸受中心（ＣＢ３）としたときに、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１とＤ１２１の和）より短く形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１とＤ１２１の和）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）の２．９７倍〜３．２７倍の範囲に含まれるように形成されることを特徴とする請求項６に記載のスクロール圧縮機。
前記モータ（２）の回転子（２２）の中心をモータ中心（ＣＭ）としたときに、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）より短く形成されることを特徴とする請求項６に記載のスクロール圧縮機。
前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記モータ中心（ＣＭ）との間の距離（Ｄ１２１）が、前記第２軸受中心（ＣＢ２）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２２）の１．６０倍〜１．８０倍の範囲に含まれるように形成されることを特徴とする請求項８に記載のスクロール圧縮機。
前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）より長く形成される、請求項８に記載のスクロール圧縮機。
前記モータ中心（ＣＭ）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１２）が、前記モータ中心（ＣＭ）と前記第１軸受中心（ＣＢ１）との間の距離（Ｄ１１）の１．９倍となるように形成されることを特徴とする請求項１０に記載のスクロール圧縮機。
前記第１軸受中心（ＣＢ１）と前記第３軸受中心（ＣＢ３）との間の距離（Ｄ１）が、予め定められた距離で形成されることを特徴とする請求項８に記載のスクロール圧縮機。
ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、
前記モータ（２）と前記圧縮室との間で前記回転軸（３）を回転自在に支持する第２軸受（７２）と、を含み、
前記回転軸（３）は、その回転軸（３）の軸方向において、前記第２軸受（７２）と重なった位置で回転される偏心ブッシュ（３２２）を含み、
前記第２軸受（７２）は、前記偏心ブッシュ（３２２）と干渉されない範囲内でできるだけ前記圧縮室に隣接して形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
ケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）の内部で駆動力を発生させるモータ（２）と、
前記モータ（２）により回転される回転軸（３）と、
前記回転軸（３）により旋回運動する旋回スクロール（４２）と、
前記旋回スクロール（４２）とともに圧縮室を形成する固定スクロール（４１）と、を含み、
前記ケーシング（１）は、
前記モータ（２）が収容される空間と、前記モータ（２）を制御するインバータ（５）が収容される空間とを区画する第１隔壁（１１２）と、
前記モータ（２）が収容される空間と、前記圧縮室が備えられる空間とを区画する第２隔壁（１１３）と、を含み、
前記第１隔壁（１１２）には、前記回転軸（３）の一端部を支持するための第１軸受（７１）が挿入される第１支持溝（１１２２）が形成され、
前記第２隔壁（１１３）には、前記回転軸（３）の他端部を支持するための第２軸受（７２）が挿入される第２支持溝（１１３２）が形成されており、
前記第２支持溝（１１３２）は、前記第２隔壁（１１３）のうち前記圧縮室に対向する面から窪んで形成されることを特徴とするスクロール圧縮機。
前記第２支持溝（１１３２）は、前記第２軸受（７２）がその第２支持溝（１１３２）から軸方向に突出しない範囲内で、できるだけ浅く形成されることを特徴とする請求項１４に記載のスクロール圧縮機。