JP2022098559A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】スクロール型圧縮機において、駆動軸と駆動軸に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体のアンバランスを低減させる。【解決手段】スクロール型圧縮機１０において、駆動軸３０と一体に設けられたシャフト・バランサ３１は、駆動軸３０の中心線ＣＬ０を挟んで偏心ピン７１とは反対側に位置する第１ウエイト部３３を有し、偏心ブッシュ７２と一体に設けられたブッシュ・バランサ７２１は、偏心ブッシュ７２の径方向外側であって且つ偏心ブッシュ７２の中心線ＣＬ２を挟んで偏心ピン７１の中心線ＣＬ１とは反対側に位置する第２ウエイト部７２３を有する。駆動軸３０の軸方向から見たとき、第２ウエイト部７２３は駆動軸３０の中心と偏心ブッシュ７２の中心とを通る仮想直線に対して対称に形成され、第１ウエイト部３３は前記仮想直線に対して非対称に形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、スクロール型圧縮機に関する。

スクロール型圧縮機は、互いの渦巻壁が噛み合うように配置された固定スクロール及び旋回スクロールを有する。スクロール型圧縮機は、旋回スクロールが固定スクロールに対して公転旋回運動を行うことによって双方の渦巻壁の間に形成される圧縮室の容積が変化し、これにより、圧縮室に取り込まれた流体が圧縮される。また、通常、スクロール型圧縮機には、旋回スクロールの公転旋回運動に起因する振動等を低減するためのバランサ（バランスウエイト、カウンターウエイトともいう）が設けられている。

例えば、特許文献１に記載のスクロール型圧縮機において、旋回スクロールに駆動力を伝達する駆動力伝達機構は、回転駆動される駆動軸、駆動軸の一端に設けられたクランクピン、及び、クランクピンに相対回転可能に外嵌されると共に軸受を介して旋回スクロールの背面に設けられた円筒部に相対回転可能に内嵌された偏心ブッシュを含み、偏心ブッシュにバランサ（カウンターウエイト）が一体に設けられている。

特開２０１９－１００２４６号公報

近年、スクロール型圧縮機の高回転化に伴い、スクロール型圧縮機の静粛性や低振動性のさらなる向上が要望されている。スクロール型圧縮機の静粛性や低振動性を向上させるためには、駆動軸と駆動軸に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体のアンバランスをより一層低減させることが必要である。

そこで、本発明は、駆動軸と駆動軸に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体のアンバランスを低減させることのできるスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討及び実験を行った結果、複数のバランサを適切に配設することにより、駆動軸と駆動軸に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体のアンバランスのより一層の低減が可能になることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。

本発明の一側面によると、スクロール型圧縮機は、固定基板及び前記固定基板に立設された固定渦巻壁を有する固定スクロールと、旋回基板、前記旋回基板の一方の面に立設されて前記固定渦巻壁と噛み合う旋回渦巻壁及び前記旋回基板の他方の面に立設された円筒部を有する旋回スクロールと、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとの間に形成される圧縮室と、回転駆動される駆動軸、前記駆動軸の一端に設けられた偏心ピン及び前記偏心ピンに回転可能に取り付けられると共に軸受を介して前記円筒部の内側に回転可能に挿入された偏心ブッシュを含み、前記旋回スクロールに駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、を有する。前記スクロール型圧縮機は、前記駆動力によって前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対して公転旋回運動を行うことで前記圧縮室の容積が変化し、これによって、前記圧縮室に取り込んだ流体を圧縮するように構成されている。また、前記スクロール型圧縮機は、前記駆動軸と一体に設けられ、前記駆動軸の中心線を挟んで前記偏心ピンとは反対側に位置する第１ウエイト部を有するシャフト・バランサと、前記偏心ブッシュと一体に設けられ、前記偏心ブッシュの径方向外側であって且つ前記偏心ブッシュの中心線を挟んで前記偏心ピンの中心線とは反対側に位置する第２ウエイト部を有するブッシュ・バランサと、を有する。前記駆動軸の軸方向から見たとき、前記第２ウエイト部は前記駆動軸の中心と前記偏心ブッシュの中心とを通る仮想直線に対して対称に形成され、前記第１ウエイト部は前記仮想直線に対して非対称に形成されている。

本発明の一側面によれば、駆動軸と駆動軸に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体のアンバランスを低減させることのできるスクロール型圧縮機を提供することができる。

実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略構成を示す断面図である。 図１の要部拡大図であり、クランク機構及び自転阻止機構を示す図である。 シャフト・バランサ、ブッシュ・バランサ、第１ロータ・バランサ及び第２ロータ・バランサの配置等を示す斜視図である。 主にシャフト・バランサ及びブッシュ・バランサを示す分解斜視図である。 シャフト・バランサ及びブッシュ・バランサ等を駆動軸の軸方向から見た状態を示す図である。 シャフト・バランサ及びブッシュ・バランサ等を図５とは反対側から見た状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略構成を示す断面図である。実施形態に係るスクロール型圧縮機１０は、例えば、車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれ、当該冷媒回路から低圧の気体冷媒（流体）を受けて圧縮し、高圧化して当該冷媒回路に戻すように構成される。なお、図１における左側がスクロール型圧縮機１０における前側、図１における右側がスクロール型圧縮機１０における後側、図１における上側がスクロール型圧縮機１０における上側、及び、図１における下側がスクロール型圧縮機１０における下側である。また、図１における紙面手前側がスクロール型圧縮機１０における左側であり、図１における紙面奥側がスクロール型圧縮機１０の右側である。

スクロール型圧縮機１０は、ハウジング２０と、駆動軸３０と、駆動軸３０を回転駆動する電動モータ４０と、駆動軸３０を介して駆動されて（低圧の）気体冷媒を圧縮するスクロールユニット５０と、電動モータ４０を駆動制御するインバータ６０とを有する。駆動軸３０、電動モータ４０、スクロールユニット５０及びインバータ６０は、ハウジング２０に収容されている。また、スクロールユニット５０は、固定スクロール５１と、固定スクロール５１に対して公転旋回運転する旋回スクロール５２とを含む。

ハウジング２０は、フロントハウジング２１、カバー部材２２、センターハウジング２３及びリアハウジング２４を含む。そして、これらが図示省略の締結具などによって締結されてスクロール型圧縮機１０のハウジング２０が構成されている。

フロントハウジング２１は、前後に延びる円筒状の周壁部（以下「第１周壁部」という）２１１と、第１周壁部２１１の内部を前後に仕切る隔壁部（以下「第１隔壁部」という）２１２とを有する。第１周壁部２１１の前端面がフロントハウジング２１の前端面を構成し、第１周壁部２１１の後端面がフロントハウジング２１の後端面を構成する。第１周壁部２１１の内部（すなわち、フロントハウジング２１の内部空間）は、第１隔壁部２１２により、インバータ６０が収容される前側のインバータ収容空間と、電動モータ４０が収容される後側のモータ収容空間とに仕切られている。つまり、電動モータ４０及びインバータ６０は、フロントハウジング２１に収容されている。

第１隔壁部２１２には駆動軸３０の前端部を支持する支持部２１３が設けられている。支持部２１３は、第１隔壁部２１２の後側の面から前記モータ収容空間内に円筒状に突出するように形成され、内部に装着された第１軸受２１４を介して駆動軸３０の前端部を回転自在に支持するように構成されている。

フロントハウジング２１の前端面にはカバー部材２２が接合され、これにより、前記インバータ収容空間が閉塞されている（インバータ収容室が形成されている）。フロントハウジング２１の後端面にはセンターハウジング２３の前端面が接合されている。なお、フロントハウジング２１とカバー部材２２との間及びフロントハウジング２１とセンターハウジング２３との間には必要に応じてシール部材が配置され得る。

センターハウジング２３は、前後に延びる円筒状の周壁部（以下「第２周壁部」という）２３１と、第２周壁部２３１の内部を前後に仕切る隔壁部（以下「第２隔壁部」という）２３２とを有する。第２周壁部２３１の前端面がセンターハウジング２３の前端面を構成し、第２周壁部２３１の後端面がセンターハウジング２３の後端面を構成する。第２周壁部２３１の内部（すなわち、センターハウジング２３の内部空間）は、第２隔壁部２３２により、フロントハウジング２１の前記モータ収容空間に接続する前側の接続空間と、スクロールユニット５０を収容する後側のスクロール収容空間とに仕切られている。つまり、スクロールユニット５０は、センターハウジング２３に収容されている。

第２隔壁部２３２は、フロントハウジング２１（モータ収容空間）側に突出する中空突出部２３３を有している。中空突出部２３３は、フロントハウジング２１の第１隔壁部２１２に設けられた支持部２１３に対向するように、第２隔壁部２３２の径方向中央に設けられている。中空突出部２３３の頂部には、中空突出部２３３の内外を連通し且つ駆動軸３０が挿通される軸挿通孔２３４が形成されている。中空突出部２３３の内部には、駆動軸３０の後端側の部位を回転自在に支持する第２軸受２３５が装着されている。つまり、本実施形態において、駆動軸３０は、ハウジング２０内を前後方向に延びており、フロントハウジング２１側に設けられた第１軸受２１４とセンターハウジング２３側に設けられた第２軸受２３５とによって回転自在に支持されている。

センターハウジング２３の後端面にはリアハウジング２４の前端面が接合されている。ここで、本実施形態において、センターハウジング２３の後端面、すなわち、第２周壁部２３１の後端面には、スクロールユニット５０を構成する固定スクロール５１の固定基板５１１（後述する）の外縁部を収容する凹部２３６が形成されている。そして、固定基板５１１の外縁部が凹部２３６に収容されると共にセンターハウジング２３とリアハウジング２４とに挟持されている。これにより、固定スクロール５１が固定され、また、第２周壁部２３１の後側の開口が固定スクロール５１の固定基板５１１で閉塞される。なお、センターハウジング２３とリアハウジング２４との間には必要に応じてシール部材が配置され得る。

リアハウジング２４は、有底円筒状に形成されており、前後に延びる円筒状の周壁部（以下「第３周壁部」という）２４１と、第３周壁部２４１の後側の開口を閉塞する底壁部２４２とを有する。そして、リアハウジング２４の前端面を構成する第３周壁部２４１の前端面がセンターハウジング２３の後端面である第２周壁部２３１の後端面に接合され、これによって、第３周壁部２４１の前側の開口が固定スクロール５１の固定基板５１１で閉塞されている。

電動モータ４０は、例えば三相交流モータで構成されており、ステータコアユニット４１と、ロータ４２とを含む。

ステータコアユニット４１は、フロントハウジング２１の第１周壁部２１１の内周面に固定されている。ステータコアユニット４１には、図示しない車載バッテリなどからの直流電流がインバータ６０によって交流電流に変換されて供給される。

ロータ４２は、ステータコアユニット４１の径方向内側に所定の隙間を有して配置されている。ロータ４２には永久磁石が組み込まれている。ロータ４２は、円筒状に形成されており、その中空部に駆動軸３０が挿通された状態で駆動軸３０に固定されている。すなわち、ロータ４２は、駆動軸３０と一体化されており、駆動軸３０と一体に回転する。

電動モータ４０は、インバータ６０からの給電によってステータコアユニット４１に磁界が発生すると、ロータ４２の前記永久磁石に回転力が作用してロータ４２が回転し、これによって、駆動軸３０を回転させる（回転駆動する）。

スクロールユニット５０は、上述のように、固定スクロール５１と、固定スクロール５１に対して公転旋回運転する旋回スクロール５２とを含む。

固定スクロール５１は、円板状の固定基板５１１と、固定基板５１１の一方の面に立設された固定渦巻壁５１２とを有する。固定渦巻壁５１２は、固定基板５１１の前記一方の面上を径方向内側の内端部（巻き初め部）から径方向外側の外端部（巻き終わり部）まで渦巻状（インボリュート曲線状）に延びている。固定スクロール５１は、固定基板５１１の前記一方の面（固定渦巻壁５１２が立設された面）が前方を向いた状態で固定基板５１１の外縁部が凹部２３６に収容された状態でセンターハウジング２３とリアハウジング２４とに挟持されて固定されている。

旋回スクロール５２は、円板状の旋回基板５２１と、旋回基板５２１の一方の面に立設された旋回渦巻壁５２２と、旋回基板５２１の他方の面に突出形成された円筒部５２３とを有する。旋回渦巻壁５２２は、旋回基板５２１の前記一方の面上を径方向内側の内端部（巻き初め部）から径方向外側の外端部（巻き終わり部）まで渦巻状（インボリュート曲線状）に沿って延びている。旋回スクロール５２は、旋回渦巻壁５２２が固定スクロール５１の固定渦巻壁５１２に噛み合うように配置されている。すなわち、旋回スクロール５２は、センターハウジング２３の第２隔壁部２３２と固定スクロール５１との間に、旋回基板５２１の前記一方の面（旋回渦巻壁５２２が立設された面）が後方を向いた状態で配置されている。なお、旋回基板５２１の前記他方の面を旋回基板５２１の背面という場合もある。

旋回スクロール５２は、駆動軸３０及びクランク機構７０を介して伝達される駆動力によって駆動される。駆動された旋回スクロール５２は、自転阻止機構８０によって自転が阻止された状態で、固定スクロール５１に対して公転旋回運動するように、換言すれば、固定スクロール５１の軸心周りに公転旋回運動するように構成されている。したがって、本実施形態においては、駆動軸３０及びクランク機構７０によって本発明の「駆動力伝達機構」が構成される。

スクロールユニット５０は、旋回スクロール５２が固定スクロール５１に対して公転旋回運動を行うことで低圧の気体冷媒を取り込んで圧縮するように構成されている。なお、旋回スクロール５２の旋回基板５２１とセンターハウジング２３の第２隔壁部２３２との間には円環板状のスラストプレート９０が配置されており、第２隔壁部２３２の後側の面がスラストプレート９０を介して旋回スクロール５２からのスラスト力を受けるようになっている。

図２は、図１の要部拡大図であり、主にクランク機構７０及び自転阻止機構８０を示している。

クランク機構７０は、駆動軸３０と旋回スクロール５２とを連結すると共に駆動軸３０の回転運動を旋回スクロール５２の旋回運動に変換するように構成されている。図２に示されるように、クランク機構７０は、駆動軸３０の後端に設けられた偏心ピン７１と、偏心ピン７１に取り付けられた偏心ブッシュ７２とを含む。

偏心ピン７１は、駆動軸３０の後端面から駆動軸３０の軸方向に延びている。また、偏心ピン７１は、駆動軸３０に対して偏心している。すなわち、偏心ピン７１の中心線ＣＬ１は、駆動軸３０の中心線ＣＬ０からずれている。

偏心ブッシュ７２は、偏心ピン７１に回転可能に取り付けられていると共に軸受７３を介して旋回スクロール５２の円筒部５２３の内側に回転可能に挿入されている。具体的には、偏心ブッシュ７２は、円柱状に形成されている。また、偏心ブッシュ７２には、偏心ピン７１が回転可能に挿通されるピン挿通孔７２ａが形成されている。ピン挿通孔７２ａは、偏心ブッシュ７２の中心線ＣＬ２から偏心した位置に形成されて偏心ブッシュ７２を軸方向に貫通している。そして、偏心ブッシュ７２は、ピン挿通孔７２ａに偏心ピン７１を挿通させることにより、偏心ピン７１に回転可能に取り付けられている。したがって、ピン挿通孔７２ａの中心線は、偏心ピン７１の中心線ＣＬ１に一致する。また、偏心ブッシュ７２は、外周面７２ｂを旋回スクロール５２の円筒部５２３の内側に取り付けられた軸受７３に外周面７２ｂを支持させることにより、軸受７３を介して旋回スクロール５２の円筒部５２３の内側に回転可能に挿入されている。

自転阻止機構８０は、ピンリング式の自転阻止機構として構成されており、複数の自転阻止部８１を含む。自転阻止機構８０の自転阻止部８１は、図２に示されるように、旋回基板５２１の前記他方の面（背面）に形成された円形穴に圧入されたリング８２と、センターハウジング２３の第２隔壁部２３２に固定され且つスラストプレート９０を貫通してリング８２の内側まで延びるピン８３とで構成されている。本実施形態において、旋回基板５２１の前記他方の面（背面）には、円筒部５２３を囲むように等間隔で６個の円形穴が形成されており、各円形穴にリング８２が圧入されている（図３参照）。また、センターハウジング２３の第２隔壁部２３２には、６個のリング８２に対応する６個のピン８３が固定されている。つまり、本実施形態において、自転阻止機構８０は、周方向に等間隔で配置された６個の自転阻止部８１を有している。但し、これに限られるものではない。自転阻止部８１は３個以上あればよく、自転阻止部８１の個数は任意に設定され得る。

図１に戻り、スクロール型圧縮機１０は、低圧の気体冷媒が流入する吸入室Ｈ１と、低圧の気体冷媒を圧縮する圧縮室Ｈ２と、圧縮室Ｈ２で圧縮された気体冷媒が吐出される吐出室Ｈ３と、圧縮室Ｈ２で圧縮された気体冷媒から潤滑油を分離する気液分離室Ｈ４と、旋回スクロール５２の旋回基板５２１の前記他方の面側（背面側）に設けられた背圧室Ｈ５とを有している。

吸入室Ｈ１は、フロントハウジング２１の第１周壁部２１１、フロントハウジング２１の第１隔壁部２１２、センターハウジング２３の第２周壁部２３１及びセンターハウジング２３の第２隔壁部２３２によって区画形成されている。すなわち、本実施形態においては、フロントハウジング２１の前記モータ収容空間とセンターハウジング２３の前記接続区間とによって吸入室Ｈ１が形成されている。第１周壁部２１１には、吸入口Ｐ１が形成されている。吸入口Ｐ１は、図示省略の接続管などを介して前記冷媒回路（の低圧側）に接続されている。このため、吸入室Ｈ１には、吸入口Ｐ１を介して前記冷媒回路からの低圧の冷媒が流入する。また、センターハウジング２３には、吸入室Ｈ１内の低圧の気体冷媒をスクロールユニット５０の外端部近傍の空間Ｈ６に導くための冷媒通路Ｌ１が形成されている。

圧縮室Ｈ２は、固定スクロール５１と旋回スクロール５２との間に形成される。具体的には、スクロールユニット５０において、旋回スクロール５２が固定スクロール５１に対して公転旋回運動すると、旋回渦巻壁５２２が固定渦巻壁５１２に接触し、固定基板５１１、固定渦巻壁５１２、旋回基板５２１及び旋回渦巻壁５２２によって三日月状の密閉空間が径方向外側で形成される。形成された三日月状の密閉空間が容積を徐々に減少させながら径方向内側へと移動する。この固定スクロール５１と旋回スクロール５２との間に形成される三日月状の密閉空間が圧縮室Ｈ２を構成する。スクロールユニット５０は、前記三日月状の密閉空間（すなわち、圧縮室Ｈ２）の形成時に空間Ｈ６から低圧の気体冷媒を取り込むことで低圧の気体冷媒を圧縮するように構成されている。

吐出室Ｈ３は、リアハウジング２４の第３周壁部２４１と、リアハウジング２４の底壁部２４２と、固定スクロール５１の固定基板５１１とによって区画形成されている。つまり、リアハウジング２４の第３周壁部２４１の内部が吐出室Ｈ３を構成している。固定スクロール５１の固定基板５１１の径方向中央には、最も内側に移動した圧縮室Ｈ２と吐出室Ｈ３とを連通する吐出孔Ｌ２が形成されている。このため、吐出室Ｈ３には、スクロールユニット５０の圧縮室Ｈ２で圧縮された気体冷媒が吐出孔Ｌ２を介して吐出される。なお、吐出孔Ｌ２には、圧縮室Ｈ２から吐出室Ｈ３への気体冷媒の流通を許容するが、吐出室Ｈ３から圧縮室Ｈ２への気体冷媒の流通を規制する逆止弁（リード弁）９５が取り付けられている。

気液分離室Ｈ４は、リアハウジング２４に設けられている。具体的には、本実施形態において、気液分離室Ｈ４は、リアハウジング２４の底壁部２４２を外周面から内部へと向かって下方に延びる円柱状空間として形成されている。吐出室Ｈ３と気液分離室Ｈ４とは連通孔Ｌ３を介して連通している。気液分離室Ｈ４には、気体冷媒に含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ１００が配置されている。ここでは遠心分離式のオイルセパレータが用いられているが、これに限られるものではなく、他の方式のオイルセパレータが用いられてもよい。気液分離室Ｈ４におけるオイルセパレータ１００より上部には、吐出口Ｐ２が設けられている。吐出口Ｐ２は、図示省略の接続管などを介して前記冷媒回路（の高圧側）に接続されている。

背圧室Ｈ５は、旋回スクロール５２の旋回基板５２１とセンターハウジング２３の第２隔壁部２３２との間に形成されている。本実施形態において、背圧室Ｈ５は、第２隔壁部２３２の中空突出部２３３の内部空間を含む。センターハウジング２３及びリアハウジング２４には、吐出室Ｈ３と背圧室Ｈ５とを接続すると共に気液分離室Ｈ４と背圧室Ｈ５とを接続する潤滑油通路Ｌ４が形成されている。潤滑油通路Ｌ４の途中には、オリフィス（絞り部）ＯＬが配置されている。また、背圧室Ｈ５は、軸挿通孔２３４の内周面と駆動軸３０の外周面との間の微小隙間を介して吸入室Ｈ１に連通している。但し、これに限られるものではない。背圧室Ｈ５は、途中にオリフィスや背圧制御弁が設けられた放圧通路を介して吸入室Ｈ１に連通するように構成されてもよい。

ここで、スクロール型圧縮機１０の動作を簡単に説明する。

インバータ６０からの給電によって電動モータ４０が駆動軸３０を回転させると、駆動軸３０の回転がクランク機構７０を介して旋回スクロール５２に伝達され、旋回スクロール５２は固定スクロール５１に対して公転旋回運動を行う。すると、前記冷媒回路からの低圧の気体冷媒が吸入口Ｐ１を介して吸入室Ｈ１に流入し、冷媒通路Ｌ１を通過して空間Ｈ６に至り、その後、固定スクロール５１と旋回スクロール５２との間に形成される圧縮室Ｈ２に取り込まれて圧縮される。圧縮室Ｈ２で圧縮された気体冷媒（高圧の気体冷媒）は、吐出孔Ｌ２（及び逆止弁９５）を介して吐出室Ｈ３に吐出され、その後、連通孔Ｌ３を介して気液分離室Ｈ４に流入する。気液分離室Ｈ４に流入した気体冷媒は、オイルセパレータ１００によって、そこに含まれた潤滑油が分離される。そして、オイルセパレータ１００によって潤滑油が分離された後の気体冷媒は、吐出口Ｐ２から前記冷媒回路へと導出される。他方、オイルセパレータ１００によって気体冷媒から分離された潤滑油は、気液分離室Ｈ４の底部に貯留される。なお、吐出室Ｈ３に吐出された気体冷媒に含まれた潤滑油の一部は、吐出室Ｈ３の底部に貯留される。

背圧室Ｈ５は、潤滑油通路Ｌ４を介して吐出室Ｈ３及び気液分離室Ｈ４に連通していると共に、軸挿通孔２３４の内周面と駆動軸３０の外周面との間の微小隙間を介して吸入室Ｈ１に連通している。このため、吐出室Ｈ３の底部及び／又は気液分離室Ｈ４の底部に貯留された潤滑油は、潤滑油通路Ｌ４を介して背圧室Ｈ５に供給されるが、その際に、オリフィスＯＬによって減圧される。また、背圧室Ｈ５と吸入室Ｈ１とは前記微小隙間を介して連通しており、背圧室Ｈ５から吸入室Ｈ１に流出する潤滑油（及び／又は気体冷媒）が制限される。このため、背圧室Ｈ５の圧力が吸入室Ｈ１の圧力Ｐｓと吐出室Ｈ３の圧力Ｐｄ（＝気液分離室Ｈ４の圧力）との間の中間圧力Ｐｍに保持される。そして、この中間圧力Ｐｍによって旋回スクロール５２が固定スクロール５１に向かって押し付けられる。つまり、背圧室Ｈ５は、固定スクロール５１に向かって押し付ける圧力（背圧）Ｐｍを旋回スクロール５２に作用させる。

次に、スクロール型圧縮機１０において、駆動軸３０と駆動軸３０に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体のバランスを取ると共に固定渦巻壁５１２に対する旋回渦巻壁５２２の押し付け力を適正に保つための構成について説明する。

スクロール型圧縮機１０がこのような構成を有するのは、主に駆動軸３０を支持する第１軸受２１４及び第２軸受２３５が振動して騒音が発生することを抑制し、及び、固定渦巻壁５１２に対する旋回渦巻壁５２２の押し付け力が増大して固定渦巻壁５１２及び／又は旋回渦巻壁５２２の摩耗が増大したり、固定渦巻壁５１２及び／又は旋回渦巻壁５２２が破損したりすることを防止するためである。なお、本実施形態においては、主に駆動軸３０、駆動軸３０に固定されたロータ４２、駆動軸３０の偏心ピン７１に取り付けられた偏心ブッシュ７２及び円筒部５２３に軸受７３が取り付けられた旋回スクロール５２が前記可動系部品に該当する。

図１及び図２を参照すると、スクロール型圧縮機１０は、前記可動部品全体のバランスを取ると共に固定渦巻壁５１２に対する旋回渦巻壁５２２の押し付け力を適正に保つための構成として、駆動軸３０と一体に設けられたバランサ（以下「シャフト・バランサ」という）３１と、偏心ブッシュ７２と一体に設けられたバランサ（以下「ブッシュ・バランサ」という）７２１と、ロータ４２と一体に設けられた２つのバランサ（以下「第１ロータ・バランサ４２１」及び「第２ロータ・バランサ４２２」という）と、を有している。

図３は、シャフト・バランサ３１、第１ロータ・バランサ４２１、第２ロータ・バランサ４２２及びブッシュ・バランサ７２１の配置等を示す斜視図であり、図４は、主にシャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１を示す分解斜視図である。また、図５は、シャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１等を駆動軸３０の軸方向（ここでは前方）から見た状態を示す図であり、図６は、シャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１等を図５とは反対側（ここでは後方）から見た状態を示す図である。なお、以下の説明においては、前後方向の寸法、換言すれば、駆動軸３０の軸方向に沿った寸法のことを「厚さ」といい、左右方向の寸法のことを「幅」という。

シャフト・バランサ３１は、駆動軸３０の後端近傍（すなわち、偏心ピン７１側の端部近傍）の外周面に固定されており、駆動軸３０と一体に回転する。本実施形態において、シャフト・バランサ３１は、背圧室Ｈ５に配置されている。シャフト・バランサ３１は、駆動軸３０の外周面に外嵌されて固定される円環状の取付部（以下「第１取付部」という）３２と、駆動軸３０の中心線ＣＬ０を挟んで偏心ピン７１とは反対側に第１取付部３２から離隔して設けられたウエイト部（以下「第１ウエイト部」という）３３と、第１取付部３２と第１ウエイト部３３とを連結する連結部（以下「第１連結部」という）３４と、を有する。また、本実施形態において、シャフト・バランサ３１は、一定の厚さで形成されており、第１連結部３４は、第１ウエイト部３３よりも幅狭に形成されている。

図５及び図６を参照すると、シャフト・バランサ３１を駆動軸３０の軸方向から見たとき、シャフト・バランサ３１は、駆動軸３０の中心（中心線ＣＬ０）と偏心ブッシュ７２の中心（中心線ＣＬ２）とを通る仮想直線ＶＬに対して非対称に形成されている。さらに言えば、シャフト・バランサ３１の第１ウエイト部３３が仮想直線ＶＬに対して非対称に形成されている（第１取付部３２及び第１連結部３４は、仮想直線ＶＬに対して対称に形成されている）。具体的には、第１ウエイト部３３は、仮想直線ＶＬに対して偏心ピン７１の中心（中心線ＣＬ１）と同じ側に位置する第１部位３３ａの質量（又は重量）に比べて、仮想直線ＶＬに対して偏心ピン７１の中心（中心線ＣＬ１）とは反対側に位置する第２部位３３ｂの質量（又は重量）が大きくなるように形成されている。本実施形態では、上述のように、シャフト・バランサ３１が一定の厚さで形成されているため、第１ウエイト部３３の第２部位３３ｂは、第１ウエイト部３３の第１部位３３ａに対して幅方向に図５及び図６においてハッチングで示される分だけ大きく形成されている。

ブッシュ・バランサ７２１は、偏心ブッシュ７２の前端近傍（すなわち、駆動軸３０側の端部近傍）の外周面に固定されており、偏心ブッシュ７２と一体に回転又は揺動する。なお、図４、図６中の符号７４は、偏心ピン７１に取り付けられた偏心ブッシュ７２を固定するスナップリングを示している。ブッシュ・バランサ７２１は、シャフト・バランサ３１と同様、背圧室Ｈ５に配置されている。ブッシュ・バランサ７２１は、偏心ブッシュ７２の外周面７２ｂに外嵌されて固定される円環状の取付部（以下「第２取付部」という）７２２と、第２取付部７２２（換言すれば、偏心ブッシュ７２）の径方向外側に第２取付部７２２（偏心ブッシュ７２）から離隔して設けられたウエイト部（以下「第２ウエイト部」という）７２３と、第２取付部７２２と第２ウエイト部７２３を連結する連結部（以下「第２連結部」という）７２４と、を有する。また、本実施形態において、ブッシュ・バランサ７２１は、シャフト・バランサ３１よりも質量（又は重量）が大きく形成されている。

第２ウエイト部７２３は、偏心ブッシュ７２の中心線ＣＬ２を挟んで及び駆動軸３０の中心線ＣＬ０を挟んで偏心ピン７１の中心線ＣＬ１（＝ピン挿通孔７２ａの中心線）とは反対側に設けられている。第２ウエイト部７２３は、ブロック状に形成されている一方、第２連結部７２４は、板状に形成されている。換言すれば、第２ウエイト部７２３は、第２連結部７２４よりも肉厚に形成されている。

図５及び図６を参照すると、ブッシュ・バランサ７２１を駆動軸３０の軸方向から見たとき、第２ウエイト部７２３及び第２連結部７２４は、全体として半円形に形成されている。但し、これに限られるものではない。ブッシュ・バランサ７２１を駆動軸３０の軸方向から見たとき、第２ウエイト部７２３及び第２連結部７２４は、全体として略扇形に形成されてもよい。また、ブッシュ・バランサ７２１は、仮想直線ＶＬに対して対称に形成されている。

第２ウエイト部７２３は、第２連結部７２４に対して後方（すなわち、旋回スクロール５２側）に突出した円弧状の後突出部７２３ａと、第２連結部７２４に対して前方（すなわち、シャフト・バランサ３１側）に突出した円弧状の一対の前突出部７２３ｂ、７２３ｂとを含む。一対の前突出部７２３ｂ、７２３ｂのそれぞれは、後突出部７２３ａよりも小さく形成されている。一対の前突出部７２３ｂ、７２３ｂは、互いに離隔すると共に仮想直線ＶＬに対して対称に設けられている。そして、本実施形態においては、ブッシュ・バランサ７２１の一対の前突出部７２３ｂ、７２３ｂの間に、シャフト・バランサ３１の第１取付部３２の一部及び第１連結部３４が配置されている（図５参照）。つまり、シャフト・バランサ３１における駆動軸３０の中心線ＣＬ０から第１ウエイト部３３の先端部までの距離Ｄ１は、ブッシュ・バランサ７２１における駆動軸３０の中心線ＣＬ０から第２ウエイト部７２３の先端部までの距離Ｄ２よりも大きい。

第１ロータ・バランサ４２１は、ロータ４２の後端面、換言すれば、ロータ４２のシャフト・バランサ３１側の端面に固定されており、ロータ４２（すなわち、駆動軸３０）と一体に回転する。第１ロータ・バランサ４２１は、円弧状に形成され、シャフト・バランサ３１の第１ウエイト部３３と同様に、駆動軸３０の中心線ＣＬ０を挟んで偏心ピン７１とは反対側に設けられている。つまり、第１ロータ・バランサ４２１は、シャフト・バランサ３１の第１ウエイト部３３に対向するように設けられている。

第２ロータ・バランサ４２２は、ロータ４２の前端面、換言すれば、ロータ４２の旋回スクロール５２側とは反対側の面に固定されており、ロータ４２（すなわち、駆動軸３０）と一体に回転する。第２ロータ・バランサ４２２は、円弧状に形成され、駆動軸３０の中心線ＣＬ０に対して偏心ピン７１と同じ側に設けられている。

実施形態に係るスクロール型圧縮機１０によれば、以下のような効果が得られる。

スクロール型圧縮機１０は、偏心ブッシュ７２と一体に設けられたブッシュ・バランサ７２１を有している。また、ブッシュ・バランサ７２１は、偏心ブッシュ７２の径方向外側であって且つ偏心ブッシュ７２の中心線ＣＬ２を挟んで偏心ピン７１（ピン挿通孔７２ａ）の中心線ＣＬ１とは反対側に位置する第２ウエイト部７２３を有している。

旋回スクロール５２が公転旋回運動を行うことによって旋回スクロール５２には遠心力が生じるが、この旋回スクロール５２に生じる遠心力は、ブッシュ・バランサ７２１の遠心力によって相殺される。このため、固定渦巻壁５１２に対する旋回渦巻壁５２２の押し付け力が適正に維持される。したがって、固定渦巻壁５１２及び／又は旋回渦巻壁５２２の摩耗が増大したり、固定渦巻壁５１２及び／又は旋回渦巻壁５２２が破損したりすることが抑制される。また、固定スクロール５１と旋回スクロール５２との間に形成される圧縮室Ｈ２の良好なシール性（密閉性）が確保され得る。

スクロール型圧縮機１０は、ブッシュ・バランサ７２１に加えて、駆動軸３０と一体に設けられたシャフト・バランサ３１を有している。ブッシュ・バランサ７２１の第２ウエイト部７２３は、偏心ブッシュ７２の中心線ＣＬ２を挟んで偏心ピン７１の中心線ＣＬ１とは反対側に、さらに言えば、駆動軸３０の中心線ＣＬ０を挟んで偏心ピン７１とは反対側にも位置している。また、シャフト・バランサ３１は、駆動軸３０の中心線ＣＬ０を挟んで偏心ピン７１とは反対側に位置する第１ウエイト部３３を有している。そして、駆動軸３０の軸方向からシャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１を見たとき、第２ウエイト部７２３は、駆動軸３０の中心線ＣＬ０と偏心ブッシュ７２の中心線ＣＬ２とを通る仮想直線ＶＬに対して対称に形成され、第１ウエイト部３３は、仮想直線ＶＬに対して非対称に形成されている。具体的には、シャフト・バランサ３１の第１ウエイト部３３は、仮想直線ＶＬに対して偏心ピン７１の中心（中心線ＣＬ１）と同じ側に位置する第１部位３３ａの質量（又は重量）に比べて、仮想直線ＶＬに対して偏心ピン７１の中心（中心線ＣＬ１）とは反対側に位置する第２部位３３ｂの質量（又は重量）が大きくなるように形成されている。

このため、駆動軸３０と駆動軸３０に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体について、シャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１によって仮想直線ＶＬに沿った方向である上下方向のバランスを取りつつ、主にシャフト・バランサ３１によって駆動軸３０の中心を通り且つ仮想直線ＶＬに直交する方向である左右方向のバランスを取ることができる。したがって、駆動軸３０を支持する第１軸受２１４及び第２軸受２３５の振動が抑制され、特に高回転領域における静粛性や低振動性が向上する。

ここで、駆動軸３０の軸方向からシャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１を見たとき、ブッシュ・バランサ７２１の第２ウエイト部７２３は、シャフト・バランサ３１側に突出し且つ仮想直線ＶＬを挟んで互いに離隔した一対の前突出部７２３ｂ、７２３ｂを含み、一対の前突出部７２３ｂ、７２３ｂの間にシャフト・バランサ３１の第１連結部３４が配置されている。このため、シャフト・バランサ３１の第１連結部３４がブッシュ・バランサ７２１（偏心ブッシュ７２）の回転範囲（又は揺動範囲）を制限するストッパとして機能し、慣性などによって偏心ブッシュ７２及びブッシュ・バランサ７２１が必要以上に回転（揺動）してしまうことが防止される。また、駆動軸３０の軸方向において、シャフト・バランサ３１及びブッシュ・バランサ７２１を配置するためのスペースを小さくすることもできる。

さらに、スクロール型圧縮機１０は、ロータ４２のシャフト・バランサ３１側の端面である後端面に固定され且つ駆動軸３０の中心線ＣＬ０に対して偏心ピン７１とは反対側に設けられた第１ロータ・バランサ４２１と、ロータ４２のシャフト・バランサ３１側とは反対側の端面である前端面に固定され且つ駆動軸３０の中心線ＣＬ０に対して偏心ピン７１と同じ側に設けられた第２ロータ・バランサ４２２とを有している。

このため、駆動軸３０と駆動軸３０に固定又は連結されている部品とを含む可動系部品全体について、駆動軸３０の軸方向である前後方向のバランスを取りつつ、仮想直線ＶＬに沿った方向（上下方向）のバランスをより精度よく調整することが可能になる。したがって、駆動軸３０を支持する第１軸受２１４及び第２軸受２３５の振動がされに効果的に抑制され、スクロール型圧縮機１０の静粛性や低振動性がさらに向上する。

なお、上述の実施形態において、シャフト・バランサ３１の第１ウエイト部３３の第２部位３３ｂは、第１ウエイト部３３の第１部位３３ａに対して幅方向に大きく形成されている。しかし、これに限られるものではない。例えば、第２部位３３ｂの一部又は全部が第１部位３３ａに比べて厚くなるように形成されてもよい。

また、上述の実施形態において、ブッシュ・バランサ７２１は、偏心ブッシュ７２とは別体で形成されて偏心ブッシュ７２の外周面に固定されている。しかし、これに限られるものではない。偏心ブッシュ７２とブッシュ・バランサ７２１とが一体に成形されてもよい。すなわち、偏心ブッシュ７２とブッシュ・バランサ７２１とが一つの部品（バランサ付き偏心ブッシュ）として形成されてもよい。

さらに、上述の実施形態においては、シャフト・バランサ３１の第１ウエイト部３３と第１連結部３４とを区別しているが、第１ウエイト部３３及び第１連結部３４がシャフト・バランサ３１のウエイト部とされてもよい。同様に、上述の実施形態においては、ブッシュ・バランサ７２１の第２ウエイト部７２３と第２連結部７２４とを区別しているが、第２ウエイト部７２３及び第２連結部７２４がブッシュ・バランサ７２１のウエイト部とされてもよい。

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上述の実施形態や変形例に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらなる変形や変更が可能であることはもちろんである。

１０…スクロール型圧縮機、３０…駆動軸（駆動力伝達機構）、３１…シャフト・バランサ、３２…第１取付部、３３…第１ウエイト部、３４…第１連結部、４０…電動モータ、４１…ステータコアユニット、４２…ロータ、５１…固定スクロール、５２…旋回スクロール、７１…偏心ピン（駆動力伝達機構）、７２…偏心ブッシュ（駆動力伝達機構）、７３…軸受、４２１…第１ロータ・バランサ、４２２…第２ロータ・バランサ、５１１…固定基板、５１２…固定渦巻壁、５２１…旋回基板、５２２…旋回渦巻壁、５２３…円筒部、７２１…ブッシュ・バランサ、７２２…第２取付部、７２３…第２ウエイト部、７２３ａ…後突出部、７２３ｂ…前突出部（突出部）、ＣＬ０…駆動軸の中心線、ＣＬ１…偏心ピンの中心線、ＣＬ２…偏心ブッシュの中心線、Ｈ１…吸入室、Ｈ２…圧縮室、Ｈ３…吐出室、Ｈ４…気液分離室、Ｈ５…背圧室、Ｌ２…吐出孔、ＶＬ…仮想直線

Claims (5)

1. 固定基板及び前記固定基板に立設された固定渦巻壁を有する固定スクロールと、
   旋回基板、前記旋回基板の一方の面に立設されて前記固定渦巻壁と噛み合う旋回渦巻壁及び前記旋回基板の他方の面に立設された円筒部を有する旋回スクロールと、
   前記固定スクロールと前記旋回スクロールとの間に形成される圧縮室と、
   回転駆動される駆動軸、前記駆動軸の一端に設けられた偏心ピン及び前記偏心ピンに回転可能に取り付けられると共に軸受を介して前記円筒部の内側に回転可能に挿入された偏心ブッシュを含み、前記旋回スクロールに駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、
   を有し、
   前記駆動力によって前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対して公転旋回運動を行うことで前記圧縮室の容積が変化し、これによって、前記圧縮室に取り込んだ流体を圧縮するように構成されたスクロール型圧縮機であって、
   前記駆動軸と一体に設けられ、前記駆動軸の中心線を挟んで前記偏心ピンとは反対側に位置する第１ウエイト部を有するシャフト・バランサと、
   前記偏心ブッシュと一体に設けられ、前記偏心ブッシュの径方向外側であって且つ前記偏心ブッシュの中心線を挟んで前記偏心ピンの中心線とは反対側に位置する第２ウエイト部を有するブッシュ・バランサと、
   を有し、
   前記駆動軸の軸方向から見たとき、前記第２ウエイト部は前記駆動軸の中心と前記偏心ブッシュの中心とを通る仮想直線に対して対称に形成され、前記第１ウエイト部は前記仮想直線に対して非対称に形成されている、
   スクロール型圧縮機。
2. 前記駆動軸の軸方向から見たとき、前記第１ウエイト部は、前記仮想直線に対して前記偏心ピンと同じ側の部位の質量よりも前記偏心ピンとは反対側の部位の質量の方が大きくなるように形成されている、請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記駆動軸の軸方向から見たとき、前記第２ウエイト部は、前記シャフト・バランサ側に突出すると共に前記仮想直線を挟んで互いに離隔した一対の突出部を含み、前記一対の突出部の間に前記シャフト・バランサの一部が配置されている、
   請求項１又は２の記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記ブッシュ・バランサの質量が前記シャフト・バランサの質量よりも大きく、
   前記駆動軸の中心線から前記第１ウエイト部の先端部まで距離が前記駆動軸の中心線から前記第２ウエイト部の先端部までの距離よりも大きい、
   請求項３に記載のスクロール型圧縮機。
5. 前記駆動軸に固定されたロータと、前記ロータの径方向外側に配置されたステータコアユニットとを含み、前記駆動軸を回転駆動する電動モータと、
   前記ロータの前記シャフト・バランサ側の端面に固定され且つ前記駆動軸の中心線に対して前記偏心ピンとは反対側に設けられた第１ロータ・バランサと、
   前記ロータの前記シャフト・バランサ側とは反対側の端面に固定され且つ前記駆動軸の中心線に対して前記偏心ピンと同じ側に設けられた第２ロータ・バランサと、
   をさらに有する、請求項１～４のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。

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