JP4908193B2 - スクロール式流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空気、冷媒等の圧縮機や真空ポンプ等に用いて好適なスクロール式流体機械に関する。

一般に、スクロール式流体機械は、旋回スクロールを固定スクロールに対して旋回運動させることにより、空気、冷媒等の圧縮やポンプ動作を行うものである（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００６−９７７６号公報 特開２００６−９７５３１号公報

この種の従来技術によるスクロール式流体機械は、ケーシングに固定スクロールと旋回スクロールとが設けられ、これらのスクロールは、鏡板の表面に渦巻状のラップ部がそれぞれ立設されている。また、各スクロールのラップ部は、互いに重なり合うことによって複数の圧縮室を画成している。そして、モータ等の駆動源によって駆動軸を回転駆動したときには、旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回運動する。これにより、スクロール式流体機械は、空気、冷媒等の流体を各圧縮室内で順次圧縮するものである。

また、従来技術では、旋回スクロールの自転を防止する自転防止機構として、固定スクロールと旋回スクロールとの間に補助クランクからなるクランク機構を設けている。この場合、圧縮室等で発生する熱が固定スクロールおよび旋回スクロールを経由して補助クランクに伝わり、補助クランクの軸受等の寿命を低下させる傾向がある。このため、従来技術では、例えば旋回スクロールのうちラップ部と補助クランクの軸受を支持する軸受ハウジングとの間に旋回スクロールを貫通する貫通孔を設け、該貫通孔を用いて熱の伝導を抑制している。

ところで、上述した従来技術では、旋回スクロールに設けた貫通孔によって伝熱を低減しているが、伝熱を完全に防止できるものではない。このため、圧縮室等で発生した熱が固定スクロールおよび旋回スクロールを経由してクランク機構に伝わる。このとき、固定スクロールと旋回スクロールとでは冷却条件が異なるため、例えば旋回スクロールは、固定スクロールに比べて熱膨張によって肥大化する。この結果、旋回スクロールと固定スクロールとの間に配置された補助クランクは、径方向外側に向けて引張られ、補助クランクに傾き（熱倒れ）が生じる。

一方、固定スクロールおよび旋回スクロールには、圧縮室内の圧力によって、これらが互いに離間する方向に向けて荷重（スラスト荷重）が作用する。このとき、一般に各スクロールの外径側よりも内径側の方が圧縮室内の圧力が高いから、この圧力差によっても各スクロールが変形し、補助クランクに傾きが生じる。

また、各スクロールの鏡板にはラップ部が立設されているから、ラップ部の周囲とそれ以外の部位とでは鏡板の剛性が異なる。さらに、ラップ部は渦巻状に形成されるから、例えば各スクロールのうちラップ部を取囲んで複数個のクランク機構を配置したときには、各クランク機構とラップ部との距離がそれぞれ異なる傾向がある。これにより、複数のクランク機構では各補助クランク周りの剛性が互いに異なるから、熱膨張および圧縮室内の圧力によって各スクロールが変形したときには、各補助クランクの傾き角度（倒れ角度）が互いに相違した状態になる。この結果、複数の補助クランクのうち一部の補助クランクに大きな摩擦抵抗が発生するから、補助クランクや軸受にかじりが生じ、クランク機構の寿命が低下するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、複数のクランク機構で互いの傾き角度を近付けることができ、クランク機構の耐久性を向上できるようにしたスクロール式流体機械を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明は、ケーシングと、該ケーシングに設けられ渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記固定スクロールと対面する位置で該駆動軸に旋回可能に設けられ前記固定スクロールのラップ部との間に複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、前記ケーシングと旋回スクロールとの間または固定スクロールと旋回スクロールとの間に位置して前記ラップ部を取囲んで複数個設けられ該旋回スクロールの自転を防止するクランク機構とを備え、該クランク機構は、前記ケーシングまたは固定スクロールの軸受ハウジングに取付けられた第１の軸受と、前記旋回スクロールの軸受ハウジングに取付けられた第２の軸受と、前記第１，第２の軸受に回転可能に取付けられた補助クランクとからなるスクロール式流体機械に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ケーシングと旋回スクロールとのうち少なくともいずれか一方または固定スクロールと旋回スクロールとのうち少なくともいずれか一方は、前記複数の軸受ハウジングのうち隣接するラップ部との距離が近い軸受ハウジングの剛性を、遠い軸受ハウジングの剛性よりも小さくする構成としたことにある。

請求項２の発明では、前記複数の軸受ハウジングの剛性は、前記駆動軸の軸方向および周方向では同一とし、径方向では相違する構成としている。

請求項３の発明では、前記複数の軸受ハウジングの周囲には貫通孔をそれぞれ設け、これらの貫通孔によって前記径方向の剛性が相違する構成としている。

請求項４の発明では、前記貫通孔は、前記軸受ハウジングを取囲んで複数個設ける構成としている。

請求項５の発明では、前記複数の軸受ハウジングの周囲には凹陥部をそれぞれ設け、これらの凹陥部によって前記径方向の剛性が相違する構成としている。

請求項６の発明では、前記凹陥部は、前記軸受ハウジングを取囲んで複数個設ける構成としている。

請求項７の発明では、前記複数の軸受ハウジングの周囲には異なる材質からなる異質部位をそれぞれ設け、これらの異質部位によって前記径方向の剛性が相違する構成としている。

請求項８の発明では、前記複数の軸受ハウジングは、その形状または板厚が異なることによって、前記径方向の剛性が相違する構成としている。

請求項９の発明では、前記複数のクランク機構は、前記固定スクロールの中心位置または旋回スクロールの中心位置から相互に均等な距離に配置する構成としている。

請求項１０の発明では、前記クランク機構は３個以上設け、前記複数の軸受ハウジングの剛性は相互に全て異なる構成としている。

請求項１の発明によれば、例えばケーシングと旋回スクロールとの間にクランク機構を設けた場合には、ケーシングと旋回スクロールとのうち少なくともいずれか一方は、複数の軸受ハウジングのうち隣接するラップ部との距離が近い軸受ハウジングの剛性を、遠い軸受ハウジングの剛性よりも小さくする。ここで、各軸受ハウジングの剛性を等しくした場合には、ラップ部との距離が近くなるに従って鏡板の剛性が高くなるから、軸受ハウジングがラップ部に近づくに従って、当該軸受ハウジングに取付けられる補助クランクの傾き角度も小さくなる傾向がある。これに対し、本発明では、ラップ部との距離が近い軸受ハウジングの剛性は小さくするから、当該軸受ハウジングに取付けられる補助クランクの傾き角度は、大きくなる傾向がある。従って、ラップ部との距離が近い軸受ハウジングに取付けられる補助クランクの傾き角度を増加させて、ラップ部との距離が遠い軸受ハウジングに取付けられる補助クランクの傾き角度に近付けることができる。この結果、ラップ部と軸受ハウジングとの距離の差に基づいて、複数の補助クランクの傾き角度に差が生じるときでも、この傾き角度の差を抑制することができる。このため、複数のクランク機構のうち一部でかじりが生じるのを抑制することができ、クランク機構の耐久性を向上することができる。

また、例えば固定スクロールと旋回スクロールとの間にクランク機構を設けた場合には、固定スクロールと旋回スクロールとのうち少なくともいずれか一方は、複数の軸受ハウジングのうち隣接するラップ部との距離が近い軸受ハウジングの剛性を、遠い軸受ハウジングの剛性よりも小さくする。この場合も、上述したケーシングと旋回スクロールとの間にクランク機構を設けた場合と同様の作用効果を得ることができるから、複数の補助クランクの傾き角度に差が生じるときでも、この傾き角度の差を抑制してかじりの発生を防ぐことができ、クランク機構の耐久性を向上することができる。

請求項２の発明によれば、複数の軸受ハウジングの剛性は、駆動軸の軸方向および周方向では同一とし、径方向では相違する構成としている。このため、例えばラップ部との距離が近い位置では、軸受ハウジングの径方向の剛性を小さくすることができ、ラップ部との距離が遠い位置では、軸受ハウジングの径方向の剛性を大きくすることができる。これにより、各スクロールが凸湾曲状または凹湾曲状に変形し、各スクロールの外径側に位置する軸受ハウジングが径方向に傾くときでも、複数の軸受ハウジングの径方向の傾き量を互いに近付けることができる。

請求項３の発明によれば、複数の軸受ハウジングの周囲には貫通孔をそれぞれ設けたから、軸受ハウジング毎に貫通孔の形状、大きさを互いに異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジングは、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。また、例えば各クランク機構の周囲の熱変形の状態に合わせて貫通孔を設計することができる。さらに、鏡板の熱変形および圧縮室内の圧力による補助クランクの傾きの挙動に合わせて貫通孔を形成でき、複数の軸受ハウジングを、補助クランクの傾き角度が同一となるような理想的な状態にすることができる。

請求項４の発明によれば、軸受ハウジングを取囲んで複数個の貫通孔を設ける構成としたから、軸受ハウジング毎に貫通孔の形状、大きさ、個数を異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジングは、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。また、軸受ハウジングを取囲んで断熱作用を有する貫通孔を複数個設けるから、複数個の貫通孔を用いて圧縮室の熱が軸受ハウジングに伝導するのを遮断することができる。このため、軸受ハウジングに取付けられた軸受等が温度上昇するのを防止することができ、耐久性、信頼性を高めることができる。

請求項５の発明によれば、複数の軸受ハウジングの周囲には凹陥部をそれぞれ設けたから、軸受ハウジング毎に凹陥部の形状、大きさを互いに異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジングは、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。また、例えば各クランク機構の周囲の熱変形の状態に合わせて凹陥部を設計することができる。さらに、鏡板の熱変形および圧縮室内の圧力による補助クランクの傾きの挙動に合わせて凹陥部を形成でき、複数の軸受ハウジングを、補助クランクの傾き角度が同一となるような理想的な状態にすることができる。

請求項６の発明によれば、軸受ハウジングを取囲んで複数個の凹陥部を設ける構成としたから、軸受ハウジング毎に凹陥部の形状、大きさ、個数を異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジングは、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。また、軸受ハウジングを取囲んで熱抵抗の大きな凹陥部を複数個設けるから、複数個の凹陥部を用いて圧縮室の熱が軸受ハウジングに伝導するのを抑制することができる。このため、軸受ハウジングに取付けられた軸受等が温度上昇するのを抑制することができ、耐久性、信頼性を高めることができる。

請求項７の発明によれば、複数の軸受ハウジングの周囲には異なる材質からなる異質部位をそれぞれ設けたから、軸受ハウジング毎に異質部位の形状、大きさ、個数、材質を互いに異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジングは、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。また、例えば各クランク機構の周囲の熱変形の状態に合わせて異質部位を設計することができる。さらに、鏡板の熱変形および圧縮室内の圧力による補助クランクの傾きの挙動に合わせて異質部位を形成でき、複数の軸受ハウジングを、補助クランクの傾き角度が同一となるような理想的な状態にすることができる。

請求項８の発明によれば、複数の軸受ハウジングはその形状または板厚が互いに異なる構成としたから、軸受ハウジング毎に、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。

請求項９の発明によれば、複数のクランク機構は、固定スクロールの中心位置または旋回スクロールの中心位置から相互に均等な距離に配置する構成としている。このとき、一般的に渦巻状のラップ部もその中心位置が各スクロールの中心位置に一致するように形成される。このため、クランク機構毎にラップ部との距離が相違し、補助クランク毎に傾き角度が相違する傾向がある。これに対し、本発明では、ラップ部との距離が近い軸受ハウジングの剛性は小さく、距離が遠い軸受ハウジングの剛性は大きくしたから、補助クランク毎の傾き角度の差を減少させることができる。

請求項１０の発明によれば、クランク機構を３個以上設けると共に、複数の軸受ハウジングの剛性は相互に全て異なる構成としたから、複数の軸受ハウジングでラップ部との距離が相互に相違するときでも、軸受ハウジングの傾き角度を互いに同一にすることができる。

以下、本発明の実施の形態によるスクロール式流体機械について、添付図面を参照して詳細に説明する。

ここで、図１ないし図７は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、ツインラップ型のスクロール式空気圧縮機を例に挙げて述べる。

図中、１はスクロール式空気圧縮機の外枠を構成する略筒状のケーシングで、該ケーシング１は、図１に示す如く、略円筒状に形成され軸方向の両側が開口した中間ケース２と、該中間ケース２の軸方向一側（左側）に設けられた第１の外側ケース３Ａと、中間ケース２の軸方向他側（右側）に設けられた第２の外側ケース３Ｂとによって構成されている。そして、ケーシング１は、後述する固定スクロール５Ａ，５Ｂと一緒に固定側部材を構成している。

ここで、外側ケース３Ａ，３Ｂは段付きの有底筒状に形成され、その底部側が中間ケース２に取付けられている。また、第１の外側ケース３Ａは、後述する第１の固定スクロール５Ａ、第１の旋回スクロール１２Ａ等と共に低圧側の圧縮部４Ａを構成し、第２の外側ケース３Ｂは、第２の固定スクロール５Ｂ、第２の旋回スクロール１２Ｂ等と共に高圧側の圧縮部４Ｂを構成している。この場合、低圧側と高圧側の圧縮部４Ａ，４Ｂは互いにほぼ同一の構成要素を有しているので、以下の説明では、低圧側の構成要素に符号「Ａ」を付して説明し、高圧側の構成要素については、符号「Ｂ」を付して説明すると共に、低圧側と重複する説明を省略するものとする。

５Ａはケーシング１の外側ケース３Ａに取付けられた低圧側の固定スクロールで、該固定スクロール５Ａは、図２に示す如く、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心（中心Ｏ1）として略円板状に形成された鏡板６Ａと、該鏡板６Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部７Ａと、鏡板６Ａの外周側から軸方向に突出し、ラップ部７Ａを取囲む位置で径方向外向きに延びた略筒状のフランジ部８Ａとにより大略構成されている。

ここで、鏡板６Ａには、ラップ部７Ａの径方向外側に位置して後述の圧縮室１５Ａ内に空気を吸込む吸込口９Ａと、ラップ部７Ａの中央に位置して圧縮空気を吐出する吐出口１０Ａとが設けられている。また、鏡板６Ａの裏面には、図２に示す如く、冷却風の流れ方向に沿って延びる複数の冷却フィン１１Ａが立設されている。さらに、鏡板６Ａの外径側には、図３に示す如く、後述のクランク機構４１を取付けるための軸受ハウジング４５〜４７が設けられている。

一方、５Ｂはケーシング１の外側ケース３Ｂに取付けられた高圧側の固定スクロールで、該固定スクロール５Ｂは、図１に示す如く、低圧側の固定スクロール５Ａとほぼ同様に、鏡板６Ｂ、ラップ部７Ｂ、フランジ部８Ｂ、吸込口９Ｂ、吐出口１０Ｂ、冷却フィン１１Ｂ等によって構成されている。

そして、低圧側の吐出口１０Ａは、例えば配管、冷却器等を経由して高圧側の吸込口９Ｂに接続され、高圧側の吐出口１０Ｂは、空気タンク（図示せず）等に接続されている。これにより、空気圧縮機は、吸込口９Ａから吸込んだ空気を圧縮部４Ａ，４Ｂによって順次圧縮する２段式の圧縮機として構成されている。

１２Ａは固定スクロール５Ａと対面してケーシング１内に旋回可能に設けられた低圧側の旋回スクロールで、該旋回スクロール１２Ａは、図２に示す如く、軸線Ｏ2−Ｏ2を中心（中心Ｏ2）として略円板状に形成され外側ケース３Ａ内に収容された鏡板１３Ａと、該鏡板１３Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部１４Ａと、後述のボス部１６Ａ等とによって構成されている。ここで、旋回スクロール１２Ａのラップ部１４Ａは、固定スクロール５Ａのラップ部７Ａと重なり合った状態で配置され、これらのラップ部７Ａ，１４Ａ間には複数の圧縮室１５Ａが画成されている。

また、鏡板１３Ａの外径側には、後述のクランク機構４１を取付けるための軸受ハウジング５４〜５６が設けられている。これにより、旋回スクロール１２Ａと固定スクロール５Ａとの間には、後述する自転防止機構としてのクランク機構４１が設けられ、該クランク機構４１は、低圧側と高圧側の旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂの自転を防止している。

そして、旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂは、後述のモータ２１により回転軸２２、駆動軸２６等を介して一緒に駆動され、固定スクロール５Ａ，５Ｂに対してそれぞれ旋回運動することにより、圧縮室１５Ａ，１５Ｂ内で空気を圧縮する。

１６Ａは旋回スクロール１２Ａの鏡板１３Ａの裏面中央に突設されたボス部で、該ボス部１６Ａ内には、後述する駆動軸２６の小径軸部２８Ａが圧入等の手段によって回転を規制した状態で嵌合されている。この場合、ボス部１６Ａは、例えば軸線Ｏ2−Ｏ2を中心とする有底の筒状体として形成されている。

一方、１２Ｂは外側ケース３Ｂ内に設けられた高圧側の旋回スクロールで、該旋回スクロール１２Ｂは、図１に示す如く、低圧側の旋回スクロール１２Ａとほぼ同様に形成された鏡板１３Ｂ、ラップ部１４Ｂと、後述のボス部１６Ｂとによって大略構成されている。そして、ラップ部１４Ｂは、固定スクロール５Ｂのラップ部７Ｂとの間に複数の圧縮室１５Ｂを画成している。

１６Ｂは旋回スクロール１２Ｂの鏡板１３Ｂの裏面中央に突設されたボス部で、該ボス部１６Ｂは、例えばアルミニウム等の金属材料によって鏡板１３Ｂと一体に形成され、その内周側には、後述する駆動軸２６の小径軸部２８Ｂが圧入等の手段によって回転を規制した状態で嵌合されている。そして、ボス部１６Ｂは、例えば軸方向の一側が開口し他側が閉塞した有底の筒状体として形成され、軸線Ｏ2−Ｏ2を中心として軸方向に延びている。

次に、空気圧縮機の駆動源について説明すると、２１は旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂの駆動源となる例えば電動式のモータで、該モータ２１は、図１に示す如く、ケーシング１の中間ケース２内に設けられた筒状のステータと、回転軸２２の外周側に固定された筒状のロータ等とからなり、回転軸２２を回転駆動するものである。ここで、回転軸２２は、例えば段付円筒状の中空ロッドからなり、回転軸受２３Ａ，２３Ｂを介して外側ケース３Ａ，３Ｂに回転可能に支持されると共に、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心としてモータ２１のロータと一体に回転する。

２４Ａは回転軸２２の一端側外周に固着して取付けられた略円筒状の偏心ブッシュで、該偏心ブッシュ２４Ａは、図２に示す如く、軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として回転軸２２と一体に回転するものであり、その内周側には、偏心軸受２５Ａが軸線Ｏ1−Ｏ1から偏心した状態で嵌合されている。一方、回転軸２２の他端側には、図１に示す如く、他の偏心ブッシュ２４Ｂと偏心軸受２５Ｂとが取付けられている。そして、偏心軸受２５Ａ，２５Ｂは、後述する駆動軸２６の小径軸部２８Ａ，２８Ｂを回転可能に支持している。

２６は旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂを旋回駆動する段付円柱状の駆動軸で、該駆動軸２６は、回転軸２２内に挿通して設けられた中間軸部２７と、該中間軸部２７の両端にそれぞれ形成された小径軸部２８Ａ，２８Ｂとによって構成されている。

また、小径軸部２８Ａ，２８Ｂの先端側は回転軸２２から突出し、例えば圧入等の手段によって旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂのボス部１６Ａ，１６Ｂ内にそれぞれ回転を規制した状態で嵌合、固着されている。そして、駆動軸２６の軸線Ｏ2−Ｏ2は、偏心ブッシュ２４Ａ，２４Ｂにより回転軸２２等の軸線Ｏ1−Ｏ1に対して一定の寸法だけ偏心した位置に保持されている。これにより、駆動軸２６は、回転軸２２が回転するときに、一定の旋回半径をもって旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂを旋回運動させるものである。

次に、空気圧縮機の冷却構造について説明すると、３１Ａは回転軸２２の軸方向一側に設けられた低圧側の冷却ファンを示し、３１Ｂは回転軸２２の軸方向他側に設けられた高圧側の冷却ファンを示している。

ここで、まず低圧側の冷却ファン３１Ａについて述べると、この冷却ファン３１Ａは、例えば遠心ファン等からなり、偏心ブッシュ２４Ａの外周側に固定されると共に、旋回スクロール１２Ａとモータ２１との間で外側ケース３Ａ内に収容されている。そして、冷却ファン３１Ａは、モータ２１によって回転駆動されることにより、固定スクロール５Ａ、旋回スクロール１２Ａ、偏心軸受２５Ａ等を冷却する冷却風を発生する。

この場合、外側ケース３Ａには、冷却ファン３１Ａの軸方向両側で外側ケース３Ａ内の空間を仕切る環状の仕切板３２Ａ，３３Ａと、例えば旋回スクロール１２Ａの裏面側に冷却風が流入する取入れ口（図示せず）と、この冷却風を冷却ファン３１Ａの径方向外側から外側ケース３Ａの外部に流出させる吹出し口３５Ａと、該吹出し口３５Ａから流出した冷却風を固定スクロール５Ａの裏面側に導入するダクト３８Ａとが設けられている。

一方、高圧側の冷却ファン３１Ｂについて述べると、この冷却ファン３１Ｂは、図１に示す如く、例えば低圧側の冷却ファン３１Ａとほぼ同様な遠心ファン等からなり、偏心ブッシュ２４Ｂの外周側に固定されると共に、旋回スクロール１２Ｂとモータ２１との間で外側ケース３Ｂ内に収容されている。

そして、冷却ファン３１Ｂは、モータ２１によって回転軸２２と一緒に回転駆動され、外側ケース３Ｂの内，外を流通する冷却風を発生することにより、固定スクロール５Ｂ、旋回スクロール１２Ｂ、偏心軸受２５Ｂ等を冷却するものである。

この場合、外側ケース３Ｂには、冷却ファン３１Ｂの軸方向両側で外側ケース３Ｂ内の空間を仕切る環状の仕切板３２Ｂ，３３Ｂが設けられている。また、外側ケース３Ｂには、外部から冷却ファン３１Ｂの内周側に冷却風を取入れる取入れ口３４Ｂと、この冷却風が冷却ファン３１Ｂの外周側から外側ケース３Ｂの外部に吹出す吹出し口３５Ｂと、該吹出し口３５Ｂから吹出した冷却風が旋回スクロール１２Ｂの裏面側に流入する流入口３６Ｂと、旋回スクロール１２Ｂの裏面側を通過した冷却風が流出する流出口３７Ｂとが設けられている。また、外側ケース３Ｂの外部には、吹出し口３５Ｂから吹出した冷却風を流入口３６Ｂと固定スクロール５Ｂの裏面側とに導くダクト３８Ｂが設けられている。

次に、旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂの自転を防止するクランク機構およびその取付構造について説明する。

まず、４１は旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂの自転を防止するクランク機構で、該クランク機構４１は、固定スクロール５Ａと旋回スクロール１２Ａとの間に位置して例えば３個設けられている。ここで、クランク機構４１は、固定スクロール５Ａに取付けられた第１の軸受４２と、旋回スクロール１２Ａに取付けられた第２の軸受４３と、第１，第２の軸受４２，４３に回転可能に取付けられた補助クランク４４とによって構成されている。

そして、３個のクランク機構４１は、例えば軸線Ｏ1−Ｏ1を中心にして周方向に等間隔に配置されている。これにより、各クランク機構４１の第１の軸受４２と固定スクロール５Ａの中心Ｏ1との距離は、全て等しい値に設定されている。また、各クランク機構４１の第２の軸受４３と旋回スクロール１２Ａの中心Ｏ2との距離も、全て等しい値に設定されている。

また、第１，第２の軸受４２，４３は、各スクロール５Ａ，１２Ａのうち外径側に配置された後述の軸受ハウジング４５〜４７，５４〜５６に取付けられている。さらに、補助クランク４４は、軸線Ｏ1−Ｏ1と軸線Ｏ2−Ｏ2との偏心量と同じ量だけ偏心したクランク軸によって形成されている。そして、補助クランク４４は、その一端側が第１の軸受４２に軸支され、他端側が第２の軸受４３に軸支されている。これにより、クランク機構４１は、旋回スクロール１２Ａが自転するのを防止すると共に、駆動軸２６を介して低圧側の旋回スクロール１２Ａに連結された高圧側の旋回スクロール１２Ｂの自転も防止している。

４５〜４７は固定スクロール５Ａの外径側に設けられた第１の軸受ハウジングで、これら３個の軸受ハウジング４５〜４７は、鏡板６Ａの外径側に位置して周方向に１２０°程度の間隔をもって互いに離間して配置されると共に、ラップ部７Ａを径方向外側から取囲んでいる。また、軸受ハウジング４５〜４７は、例えば略円筒状をなすと共に、その内部には第１の軸受４２を取付けるための段付き状の取付孔４５Ａ〜４７Ａがそれぞれ形成されている。そして、軸受ハウジング４５〜４７は、取付孔４５Ａ〜４７Ａ内に固定された第１の軸受４２を介して補助クランク４４の一端側を回転可能に支持している。

４８〜５０は軸受ハウジング４５〜４７の周囲に設けられた通気孔で、該通気孔４８〜５０は、固定スクロール５Ａを軸方向に貫通した貫通孔によって形成されている。このとき、通気孔４８は、軸受ハウジング４５を取囲んで複数個設けられている。同様に、通気孔４９は軸受ハウジング４６を取囲んで複数個設けられ、通気孔５０は軸受ハウジング４７を取囲んで複数個設けられている。そして、通気孔４８〜５０は、冷却ファン３１Ａの作動時に外部の空気をクランク機構４１の周囲に流通させ、クランク機構４１を冷却するものである。

５１〜５３は軸受ハウジング４５〜４７とラップ部７Ａとの間に設けられた貫通孔で、該貫通孔５１〜５３は、ラップ部７Ａを取囲むと共に、周方向に沿って延びる円弧状のスリット、長孔等によって形成されている。そして、貫通孔５１〜５３は、固定スクロール５Ａを軸方向（軸線Ｏ1−Ｏ1方向）に貫通している。これにより、貫通孔５１〜５３は、鏡板７Ａの中心側と軸受ハウジング４５〜４７との間の熱伝導経路を遮断するか、または熱伝導経路の断面積を減少させることによって、圧縮室１５Ａで発生する熱が固定スクロール５Ａを通じて径方向外側の各クランク機構４１に伝わるのを抑制している。また、貫通孔５１〜５３は、後述する旋回スクロール１２Ａの貫通孔５７〜５９にそれぞれ連通し、通気孔４８〜５０と同様に、冷却風を流通させるものである。

５４〜５６は旋回スクロール１２Ａの外径側に設けられた第２の軸受ハウジングで、これら３個の軸受ハウジング５４〜５６は、鏡板１３Ａの外径側に位置して周方向に１２０°程度の間隔をもって互いに離間して配置されると共に、ラップ部１４Ａを径方向外側から取囲んでいる。このとき、第２の軸受ハウジング５４〜５６は、第１の軸受ハウジング４５〜４７と対向する位置にそれぞれ配置されている。また、軸受ハウジング５４〜５６は、例えば略円筒状をなすと共に、その内部には第２の軸受４３を取付けるための取付孔５４Ａ〜５６Ａがそれぞれ形成されている。そして、軸受ハウジング５４〜５６は、取付孔５４Ａ〜５６Ａ内に固定された第２の軸受４３を介して補助クランク４４の他端側を回転可能に支持している。

また、軸受ハウジング５４〜５６は、その中心位置Ｏ21〜Ｏ23がラップ部１４Ａに対して距離寸法Ｌ1〜Ｌ3だけ離間している。このとき、ラップ部１４Ａは旋回スクロール１２Ａの中心Ｏ2付近を巻始め端（内周端）として外径側に渦巻状に形成されている。一方、軸受ハウジング５４〜５６は、旋回スクロール１２Ａの中心位置からの距離が同じ値となる位置に配置されている。このため、軸受ハウジング５４〜５６とラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3は、互いに異なる値になっている。

具体的には、軸受ハウジング５４は巻終り端（外周端）の外径側に位置するから、軸受ハウジング５４とラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1は最も短くなっている。一方、軸受ハウジング５６は、ラップ部１４Ａのうち最も巻始め端に近い部位に位置するから、軸受ハウジング５６とラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ3は最も長くなっている。また、軸受ハウジング５５は、軸受ハウジング５４，５６の中間に位置し、軸受ハウジング５４よりも巻始め端に近く、軸受ハウジング５６よりも巻終り端に近い位置に配置されている。このため、軸受ハウジング５５とラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ2は、距離寸法Ｌ1と距離寸法Ｌ3との中間の値（Ｌ1＜Ｌ2＜Ｌ3）に設定されている。

また、軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、後述する貫通孔５７〜５９を用いて、隣接するラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が近いものを、遠いものよりも小さくしている。即ち、最短の距離寸法Ｌ1でラップ部１４と離間する軸受ハウジング５４は、その剛性が最も小さくなっている。一方、最長の距離寸法Ｌ3でラップ部１４と離間する軸受ハウジング５６は、その剛性が最も大きくなっている。また、距離寸法Ｌ1，Ｌ3の中間の距離寸法Ｌ2でラップ部１４と離間する軸受ハウジング５５は、その剛性が軸受ハウジング５４の剛性と軸受ハウジング５６の剛性との中間の値になっている。

５７〜５９は軸受ハウジング５４〜５６の周囲に設けられた貫通孔で、該貫通孔５７〜５９は、旋回スクロール１２Ａの鏡板１３Ａを軸方向に貫通している。このとき、貫通孔５７は、軸受ハウジング５４を取囲んで複数個設けられている。同様に、貫通孔５８は軸受ハウジング５５を取囲んで複数個設けられ、貫通孔５９は軸受ハウジング５６を取囲んで複数個設けられている。そして、貫通孔５７〜５９は、固定スクロール５Ａの通気孔４８〜５０または貫通孔５１〜５３にそれぞれ連通し、冷却風を流通させるものである。

ここで、貫通孔５７は、軸受ハウジング５４の周囲に例えば３個設けられている。このため、軸受ハウジング５４は、３個の貫通孔５７の間に位置する３本の支持梁５７Ａによって旋回スクロール１２Ａの鏡板１３Ａに連結されている。このとき、３本の支持梁５７Ａは、軸受ハウジング５４を中心にして放射状に延びている。また、２本の支持梁５７Ａは軸受ハウジング５４を挟んで周方向両側に向けて延び、１本の支持梁５７Ａは軸受ハウジング５４とラップ部１４Ａとの間に位置して径方向に延びている。

また、貫通孔５８も、貫通孔５７と同様に、軸受ハウジング５５の周囲に例えば３個設けられている。このため、軸受ハウジング５５は、３個の貫通孔５８の間に位置する３本の支持梁５８Ａによって旋回スクロール１２Ａの鏡板１３Ａに連結されている。このとき、３本の支持梁５８Ａは、軸受ハウジング５５を中心にして放射状に延びると共に、そのうちの２本の支持梁５８Ａは軸受ハウジング５５を挟んで周方向両側に向けて延び、残余の１本の支持梁５８Ａは軸受ハウジング５５とラップ部１４Ａとの間に位置して径方向に延びている。

ここで、３個の貫通孔５８は、その全部または一部が貫通孔５７よりも小さな開口面積となっている。これにより、３個の貫通孔５８の開口面積の総和は、３個の貫通孔５７の開口面積の総和よりも小さくなっている。また、径方向に延びる支持梁５８Ａは、径方向に延びる支持梁５７Ａよりも太い幅寸法を有している。このため、軸受ハウジング５５は、軸受ハウジング５４よりもその剛性が大きく、特に径方向の剛性が大きくなっている。従って、軸受ハウジング５５は、軸受ハウジング５４に比べて径方向に対する変形が抑制されている。

一方、貫通孔５９は、貫通孔５７，５８と異なり、軸受ハウジング５６の周囲に例えば４個設けられている。このため、軸受ハウジング５６は、４個の貫通孔５９の間に位置する４本の支持梁５９Ａによって旋回スクロール１２Ａの鏡板１３Ａに連結されている。このとき、４本の支持梁５９Ａは、軸受ハウジング５６を中心にして放射状に延びると共に、そのうちの２本の支持梁５９Ａは軸受ハウジング５６を挟んで周方向両側に向けて延び、残余の２本の支持梁５９Ａは軸受ハウジング５６を挟んで径方向両側に向けて延びている。

ここで、４個の貫通孔５９の開口面積の総和は、３個の貫通孔５８の開口面積の総和よりも小さくなっている。また、径方向に延びる支持梁５９Ａの本数が、径方向に延びる支持梁５８Ａよりも１本多くなっている。このため、軸受ハウジング５６は、軸受ハウジング５５よりもその剛性が大きく、特に径方向の剛性が大きくなっている。従って、軸受ハウジング５６は、軸受ハウジング５５に比べて径方向に対する変形が抑制されている。

これにより、軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、軸方向（軸Ｏ2−Ｏ2方向）および周方向では同一とし、径方向では互いに相違する構成となっている。

本実施の形態によるツインラップ型のスクロール式空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、モータ２１に給電すると、回転軸２２が軸線Ｏ1−Ｏ1を中心として回転駆動される。これにより、回転軸２２内に偏心状態で取付けられた駆動軸２６が旋回運動を行うと、その両端側に連結された旋回スクロール１２Ａ，１２Ｂは、固定スクロール５Ａ，５Ｂに対して旋回動作を行う。

この結果、低圧側の圧縮部４Ａは、吸込口９Ａから外気を吸込みつつ、この空気を各圧縮室１５Ａ内で順次圧縮し、吐出口１０Ａから中間圧の圧縮空気を吐出する。そして、この中間圧の圧縮空気は、高圧側の圧縮部４Ｂに吸込まれて圧縮されることにより、高圧の圧縮空気となって吐出口１０Ｂから吐出され、空気タンク等に貯留される。

また、圧縮機の運転時には、回転軸２２と一緒に冷却ファン３１Ａ，３１Ｂが回転駆動される。これにより、低圧側の冷却ファン３１Ａは、旋回スクロール１２Ａの裏面側に冷却風を吸込みつつ、この冷却風をダクト３８Ａによって固定スクロール５Ａの裏面側に供給し、これらのスクロール５Ａ，１２Ａを冷却することができる。

一方、高圧側の冷却ファン３１Ｂは、外側ケース３Ｂの取入れ口３４Ｂから冷却風を吸込み、吹出し口３５Ｂからダクト３８Ｂに向けて冷却風を吹出させる。この冷却風の一部は、外側ケース３Ｂの流入口３６Ｂから流入し、旋回スクロール１２Ｂの鏡板１３Ｂ、ボス部１６Ｂ、駆動軸２６、偏心軸受２５Ｂ等を冷却した後に、流出口３７Ｂから外側ケース３Ｂの外部に流出する。また、残りの冷却風は、固定スクロール５Ｂの冷却フィン１１Ｂに沿って流通し、これを冷却することができる。

圧縮機の運転時には、圧縮室１５Ａで熱が発生すると共に、この熱が固定スクロール５Ａおよび旋回スクロール１２Ａを経由してクランク機構４１に伝わる。このとき、固定スクロール５Ａと旋回スクロール１２Ａとでは冷却条件が異なるため、例えば旋回スクロール１２Ａは、固定スクロール５Ａに比べて熱膨張によって肥大化する。この結果、旋回スクロール１２Ａと固定スクロール５Ａとの間に配置された補助クランク４４は、第２の軸受４３に軸支された他端側が径方向外側に向けて引張られ、補助クランク４４に傾き（熱倒れ）が生じる。

一方、固定スクロール５Ａおよび旋回スクロール１２Ａには、圧縮室１５Ａ内の圧力によって、これらが互いに離間する方向に向けて荷重（スラスト荷重）が作用する。このとき、各スクロール５Ａ，１２Ａの外径側よりも内径側の方が圧縮室１５Ａ内の圧力が高いから、この圧力差によっても各スクロール５Ａ，１２Ａが外径側に比べて内径側の方が互いに大きく離間する。この結果、各スクロール５Ａ，１２Ａが互いに対面する側が凹湾曲状に変形し、補助クランク４４に傾きが生じる。

また、各スクロール５Ａ，１２Ａの鏡板６Ａ，１３Ａにはラップ部７Ａ，１４Ａが立設されている。このため、ラップ部７Ａ，１４Ａの近傍では鏡板６Ａ，１３Ａの剛性が大きく、ラップ部７Ａ，１４Ａから離れるに従って鏡板６Ａ，１３Ａの剛性が小さくなる。

このとき、旋回スクロール１２Ａの軸受ハウジング５４〜５６は、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が互いに異なる位置に配置されている。このため、鏡板１３Ａのうちラップ部１４Ａからの距離寸法Ｌ1が短い軸受ハウジング５４の周囲では、鏡板１３Ａの中心側を基準に小さい傾斜角度θ1をもって湾曲する。また、鏡板１３Ａのうち軸受ハウジング５５，５６の周囲も傾斜角度θ2，θ3をもってそれぞれ湾曲するものの、この傾斜角度θ2，θ3はラップ部１４Ａと軸受ハウジング５５，５６との間の距離寸法Ｌ2，Ｌ3に応じて大きくなる。この結果、距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が大きくなるに従って、鏡板１３Ａのうち各軸受ハウジング５４〜５６の周囲の傾斜角度θ1〜θ3も大きくなる（θ1＜θ2＜θ3）。

このように軸受ハウジング５４〜５６の周囲に位置する鏡板１３Ａの傾斜角度θ1〜θ3が異なるから、軸受ハウジング５４〜５６に取付けられる補助クランク４４も、その回転軸が傾斜角度θ1〜θ3に応じて傾斜すると共に、補助クランク４４の傾き角度φ1〜φ3も互いに異なる傾向がある。

然るに、本実施の形態では、複数の軸受ハウジング５４〜５６の剛性をラップ部１４Ａとの距離が近いものを、遠いものよりも小さくする構成としている。即ち、軸受ハウジング５４〜５６の剛性を、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って小さくしている。このため、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1が小さい軸受ハウジング５４は剛性が小さいから、軸受ハウジング５４に取付けられる補助クランク４４の傾き角度φ1は、鏡板１３Ａの傾斜角度θ1よりも大きくなる傾向がある。一方、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ3が大きい軸受ハウジング５６の剛性は大きくするから、軸受ハウジング５６に取付けられる補助クランク４４の傾き角度φ3は、鏡板１３Ａの傾斜角度θ3と同じ程度になる。

このとき、距離寸法Ｌ3よりも距離寸法Ｌ1，Ｌ2は短いから、軸受ハウジング５４，５５に取付けられる補助クランク４４の傾き角度φ1，φ2を鏡板１３Ａの傾斜角度θ1，θ2よりも増加させることができ、これらの傾き角度φ1，φ2を軸受ハウジング５６に取付けられる補助クランク４４の傾き角度φ3に近付けることができる。この結果、ラップ部１４Ａと軸受ハウジング５４〜５６との距離寸法Ｌ1〜Ｌ3の差に基づいて、複数の補助クランク４４の傾き角度φ1〜φ3に差が生じるときでも、この傾き角度φ1〜φ3の差を抑制することができる。このため、複数のクランク機構４１のうち一部でかじりが生じるのを抑制することができ、クランク機構４１の耐久性を向上することができる。

また、複数の軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、回転軸の軸方向および周方向では同一とし、径方向では相違する構成としている。このため、例えばラップ部１４Ａとの距離が近い軸受ハウジング５４では、その径方向の剛性を小さくすることができ、ラップ部１４Ａとの距離が遠い軸受ハウジング５６では、その径方向の剛性を大きくすることができる。これにより、各スクロール５Ａ，１２Ａが例えば凹湾曲状に変形し、各スクロール５Ａ，１２Ａの外径側に位置する軸受ハウジング５４〜５６が径方向に傾くときでも、複数の軸受ハウジング５４〜５６の径方向の傾き量を互いに近付けることができる。

また、複数の軸受ハウジング５４〜５６の周囲には貫通孔５７〜５９をそれぞれ設けたから、軸受ハウジング５４〜５６毎に貫通孔５７〜５９の形状、大きさ、個数を互いに異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジング５４〜５６は、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。また、例えば各クランク機構４１の周囲の熱変形の状態に合わせて貫通孔５７〜５９を設計することができる。さらに、鏡板１３Ａの熱変形および圧縮室１５Ａ内の圧力による補助クランク４４の傾きの挙動に合わせて貫通孔５７〜５９を形成でき、複数の軸受ハウジング５４〜５６を、補助クランク４４の傾き角度φ1〜φ3が同一となるような理想的な状態にすることができる。

さらに、軸受ハウジング５４〜５６を取囲んで複数個の貫通孔５７〜５９を設ける構成としたから、複数個の貫通孔５７〜５９を用いて圧縮室１５Ａの熱が軸受ハウジング５４〜５６に伝導するのを遮断することができる。このため、軸受ハウジング５４〜５６に取付けられた軸受４３等が温度上昇するのを防止することができ、耐久性、信頼性を高めることができる。

また、複数のクランク機構４１は、固定スクロール５Ａおよび旋回スクロール１２Ａの中心位置から相互に均等な距離に配置する構成としている。このため、複数のクランク機構４１は旋回スクロール１２Ａの自転トルクを均等に受けることができるものの、クランク機構４１毎にラップ部１４Ａとの距離が相違し、補助クランク４４毎に傾き角度φ1〜φ3が相違する傾向がある。これに対し、本実施の形態では、軸受ハウジング５４〜５６の剛性を、ラップ部１４Ａとの距離が近くなるに従って小さくしたから、剛性の小さい軸受ハウジング５４，５５での傾き角度φ1，φ2を増加させて、補助クランク４４毎の傾き角度φ1〜φ3の差を減少させることができる。

さらに、クランク機構４１を３個設ける共に、複数の軸受ハウジング５４〜５６の剛性は相互に全て異なる構成としたから、複数の軸受ハウジング５４〜５６でラップ部１４Ａとの距離が相互に相違するときでも、軸受ハウジング５４〜５６の傾き角度φ1〜φ3を互いに同一にすることができる。

なお、前記第１の実施の形態では、軸受ハウジング５４〜５６を取囲んで複数個の貫通孔５７〜５９を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば軸受ハウジング５４〜５６の周囲に貫通孔を１個ずつ設ける構成としてもよい。この場合、例えば軸受ハウジング５４〜５６毎に径方向に延びる支持梁の幅寸法を相互に相違させることによって、軸受ハウジング５４〜５６の剛性を互いに相違させることができる。

また、前記第１の実施の形態では、軸受ハウジング５４，５５の周囲には３個の貫通孔５７，５８を設けるのに対し、軸受ハウジング５６の周囲には４個の貫通孔５９を設ける構成した。しかし、各軸受ハウジング５４〜５６に設ける貫通孔の個数は必ずしも相違させる必要はなく、同一でもよい。この場合、軸受ハウジング５４〜５６毎に貫通孔の形状や大きさを相違させることによって、軸受ハウジング５４〜５６の剛性を互いに相違させることができる。

さらに、前記第１の実施の形態では、貫通孔５７〜５９は開口面積の総和がそれぞれ異なる構成としたが、これらの開口面積の総和は同一でもよい。この場合、軸受ハウジング５４〜５６毎に貫通孔の形状や支持梁の配置を相違させることによって、軸受ハウジング５４〜５６の剛性を互いに相違させることができる。

次に、図８ないし図１１は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、複数の軸受ハウジングの周囲には凹陥部をそれぞれ設け、これらの凹陥部によって軸受ハウジングの径方向の剛性を相違させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

６１は第２の実施の形態による低圧側の旋回スクロールで、該旋回スクロール６１は、第１の実施の形態と同様の鏡板１３Ａ、ラップ部１４Ａ、ボス部１６Ａとによって大略構成されている。

また、旋回スクロール６１の外径側には、第１の実施の形態と同様に３個の軸受ハウジング５４〜５６が設けられている。そして、軸受ハウジング５４〜５６には、ラップ部１４Ａに対して相互に異なる距離寸法Ｌ1〜Ｌ3をもって離間し、クランク機構４１の第２の軸受４３が取付けられる構成となっている。

６２〜６４は軸受ハウジング５４〜５６の周囲に設けられた凹陥部で、該凹陥部６２〜６４は、旋回スクロール１２Ａの鏡板１３Ａの表面から凹陥して形成されている。このため、凹陥部６２〜６４の位置では、鏡板１３Ａの厚さ寸法は小さくなっている。また、凹陥部６２〜６４は、第１の実施の形態による貫通孔５７〜５９と同じ形状をもって開口し、軸受ハウジング５４〜５６をそれぞれ取囲んで複数個（３個または４個）設けられている。これにより、凹陥部６２〜６４の開口面積の総和は、互いに相違し、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、大きくなっている。

また、複数の凹陥部６２の間には、軸受ハウジング５４を中心にして放射状に延びる支持隆起部６２Ａが形成されている。同様に、複数の凹陥部６３，６４の間にも、軸受ハウジング５５，５６を中心にして放射状に延びる支持隆起部６３Ａ，６４Ａが形成されている。そして、支持隆起部６２Ａ〜６４Ａは、第１の実施の形態による支持梁５７Ａ〜５９Ａと同じ幅寸法をそれぞれ有している。

これにより、軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、小さくなる構成となっている。また、軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、軸方向（軸Ｏ2−Ｏ2方向）および周方向では同一とし、径方向では互いに相違している。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、軸受ハウジング５４〜５６の周囲に凹陥部６２〜６４をそれぞれ設けたから、軸受ハウジング５４〜５６毎に凹陥部６２〜６４の形状、大きさ、個数を互いに異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジング５４〜５６は、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。この結果、複数の軸受ハウジング５４〜５６を、補助クランク４４の傾き角度が同一となるような理想的な状態にすることができる。

また、軸受ハウジング５４〜５６を取囲んで熱抵抗の大きな凹陥部６２〜６４を複数個設けるから、複数個の凹陥部６２〜６４を用いて圧縮室１５Ａの熱が軸受ハウジング５４〜５６に伝導するのを抑制することができる。このため、軸受ハウジング５４〜５６に取付けられた軸受４３等が温度上昇するのを抑制することができ、耐久性、信頼性を高めることができる。

なお、凹陥部６２〜６４の個数、形状、深さ寸法、開口面積等は、第２の実施の形態によるものに限らず、適宜設定することができるものである。

次に、図１２は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、複数の軸受ハウジングの周囲には鏡板とは異なる材質の異質部材をそれぞれ設け、これらの異質部材によって軸受ハウジングの径方向の剛性を相違させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

７１は第３の実施の形態による低圧側の旋回スクロールで、該旋回スクロール７１は、第１の実施の形態と同様の鏡板１３Ａ、ラップ部１４Ａ、ボス部１６Ａとによって大略構成されている。

また、旋回スクロール７１の外径側には、第１の実施の形態と同様に３個の軸受ハウジング５４〜５６が設けられている。そして、軸受ハウジング５４〜５６には、ラップ部１４Ａに対して相互に異なる距離寸法Ｌ1〜Ｌ3をもって離間し、クランク機構４１の第２の軸受４３が取付けられる構成となっている。

７２〜７４は軸受ハウジング５４〜５６の周囲に設けられた貫通孔で、該貫通孔７２〜７４は、第１の実施の形態による貫通孔５７〜５９と同様に、鏡板１３Ａを軸方向に貫通すると共に、軸受ハウジング５４〜５６をそれぞれ取囲んで複数個（例えば３個）設けられている。但し、貫通孔７２〜７４は、互いに同じ形状、大きさをもって形成されている点で、第１の実施の形態による貫通孔５７〜５９とは相違している。

７５〜７７は貫通孔７２〜７４に挿入された異質部材で、異質部材７５〜７７は、例えば鏡板１３Ａよりも軟質な材料（例えば樹脂材料、金属材料、セラミック材料等）によって形成されると共に、互いにその硬度が異なっている。このとき、貫通孔７２内の異質部材７５は最も軟質な材料が用いられ、貫通孔７４内の異質部材７７は最も硬質な材料が用いられる。また、貫通孔７３内の異質部材７６は、異質部材７５と異質部材７７との中間の硬度をもった材料が用いられる。そして、異質部材７５〜７７は、例えば貫通孔７２〜７４内を満たした状態で充填され、または取付けられている。

これにより、軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、小さくなる構成となっている。また、軸受ハウジング５４〜５６の剛性は、軸方向（軸Ｏ2−Ｏ2方向）および周方向では同一とし、径方向では互いに相違している。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、軸受ハウジング５４〜５６の周囲に異質部材７５〜７７をそれぞれ設けたから、軸受ハウジング５４〜５６毎に異質部材７５〜７７の材質、硬度を互いに異ならせることができる。これにより、複数の軸受ハウジング５４〜５６は、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。この結果、複数の軸受ハウジング５４〜５６を、補助クランク４４の傾き角度が同一となるような理想的な状態にすることができる。

なお、前記第３の実施の形態では、軸受ハウジング５４〜５６の周囲に互いに同じ形状の貫通孔７２〜７４を設け、該貫通孔７２〜７４内に互いに硬度の異なる異質部材７５〜７７は挿入する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば貫通孔７２〜７４の形状、大きさが相互に異なる状態で、異質部材７５〜７７を挿入する構成としてもよい。

また、異質部材７５〜７７は、必ずしも相互に硬度が異なる必要はなく、その厚さ寸法、形状、大きさ等が相互に異なる構成としてもよい。さらに、異質部材７５〜７７は、必ずしも貫通孔７２〜７４内を全部満たす必要はなく、貫通孔７２〜７４内の一部に取付ける構成としてもよい。また、異質部材７５〜７７は、貫通孔７２〜７４内に設ける場合に限らず、例えば第２の実施の形態による凹陥部６２〜６４内に設ける構成としてもよい。

次に、図１３および図１４は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、複数の軸受ハウジングの形状を互いに異ならせる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

８１は第４の実施の形態による低圧側の旋回スクロールで、該旋回スクロール８１は、第１の実施の形態と同様の鏡板１３Ａ、ラップ部１４Ａ、ボス部１６Ａとによって大略構成されている。

また、旋回スクロール８１の外径側には、３個の軸受ハウジング８２〜８４が設けられている。そして、軸受ハウジング８２〜８４には、第１の実施の形態による軸受ハウジング５４〜５６と同様に、ラップ部１４Ａに対して相互に異なる距離寸法Ｌ1〜Ｌ3をもって離間している。また、軸受ハウジング８２〜８４の内部には、クランク機構４１の第２の軸受４３を取付けるための取付孔８２Ａ〜８４Ａが設けられている。

但し、軸受ハウジング８２〜８４は、その形状が相互に異なる点で、第１の実施の形態による軸受ハウジング５４〜５６とは相違している。即ち、軸受ハウジング８２〜８４は、例えば鏡板１３Ａの背面側に突出しラップ部１４Ａに向けて径方向に延びるリブ８２Ｂ〜８４Ｂを備えている。しかし、径方向に延びるリブ８２Ｂ〜８４Ｂの長さ寸法と高さ寸法が相互に異なっている。具体的には、軸受ハウジング８２〜８４とラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、リブ８２Ｂ〜８４Ｂの長さ寸法と高さ寸法も短くなっている。

これにより、軸受ハウジング８２〜８４の剛性は、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、小さくなる構成となっている。また、軸受ハウジング８２〜８４の剛性は、軸方向（軸Ｏ2−Ｏ2方向）および周方向では同一とし、径方向では互いに相違している。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、軸受ハウジング８２〜８４の形状を互いに異ならせる構成としたから、軸受ハウジング８２〜８４毎に、その径方向の剛性を互いに相違させることができる。この結果、複数の軸受ハウジング８２〜８４を、補助クランク４４の傾き角度が同一となるような理想的な状態にすることができる。

なお、第４の実施の形態では、軸受ハウジング８２〜８４の形状を互いに異ならせる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば軸受ハウジング８２〜８４の板厚寸法を互いに異ならせる構成としてもよい。この場合、ラップ部１４Ａとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、軸受ハウジング８２〜８４の板厚寸法を小さくする構成とすればよい。

次に、図１５および図１６は本発明による第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ケーシングと旋回スクロールとの間に複数のクランク機構を設けると共に、クランク機構を取付けるためにケーシングに複数の軸受ハウジングを設け、これら複数の軸受ハウジングの剛性を相互に異ならせる構成としたことにある。

図中、９１は空気圧縮機の駆動源を構成する電動モータで、該電動モータ９１の出力軸９２は、回転駆動し、後述の圧縮機本体９３を駆動するものである。

９３は電動モータ９１により駆動される圧縮機本体で、該圧縮機本体９３は、その外枠を構成するケーシング９４と、後述の駆動軸９５、旋回スクロール９８、固定スクロール１００、クランク機構１０４等とにより構成されている。この場合、ケーシング９４は、軸方向の一側が閉塞され他側が開口した略有底筒状に形成され、その底部側にはボス部９４Ａが設けられている。

９５はケーシング９４のボス部９４Ａに各軸受９６を介して回転可能に設けられた駆動軸で、該駆動軸９５は、軸継手９７を用いて電動モータ９１の出力軸９２に着脱可能に連結されている。

ここで、駆動軸９５の軸方向一側には、その外周側に位置して遠心ファンからなる冷却ファン９５Ａが取付けられている。また、駆動軸９５の軸方向他側には、駆動軸９５の軸線に対して一定寸法だけ偏心した筒状のクランク部９５Ｂが設けられている。そして、クランク部９５Ｂ内には、後述する旋回スクロール９８の連結軸部９８Ｃが回転可能に挿入されている。

９８はケーシング９４内に位置して駆動軸９５に旋回可能に設けられた旋回スクロールで、該旋回スクロール９８は、円板状の鏡板９８Ａと、該鏡板９８Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部９８Ｂと、鏡板９８Ａの裏面中央に突設され、旋回軸受９９を介して駆動軸９５のクランク９５Ｂに回転可能に取付けられた連結軸部９８Ｃとにより構成されている。

１００はケーシング９４と共に圧縮機の固定側部材を構成する固定スクロールで、該固定スクロール１００は、旋回スクロール９８と対向した状態でケーシング９４の開口側に取付けられている。

そして、固定スクロール１００は、図１５に示す如く、駆動軸９５と同軸に配置された円板状の鏡板１００Ａと、該鏡板１００Ａの表面に立設された渦巻状のラップ部１００Ｂと、該ラップ部１００Ｂを取囲んで鏡板１００Ａの外周側に設けられ、ケーシング９４の開口端側に取付けられたフランジ部１００Ｃ等とにより構成されている。また、鏡板１００Ａの裏面側には複数の放熱フィン１００Ｄが立設されている。

また、固定スクロール１００と旋回スクロール９８との間には、各ラップ部１００Ｂ，９８Ｂ間に位置して複数の圧縮室１０１が画成されている。そして、スクロール式空気圧縮機は、駆動軸９５が回転駆動されると、旋回スクロール９８が後述のクランク機構１０４により自転を規制された状態で公転し、固定スクロール１００に対して旋回運動を行う。これにより、空気圧縮機は、外周側の圧縮室１０１に吸込んだ空気を各圧縮室１０１内で順次圧縮しつつ、中心側に向けて移送するものである。

１０２は固定スクロール１００の外周側に例えば２個設けられた吸込口で、該各吸込口１０２は、外周側の圧縮室１０１にそれぞれ連通し、該圧縮室１０１内に外部の空気を供給している。

１０３は固定スクロール１００の中心側に設けられた吐出口で、該吐出口１０３は、中心側の圧縮室１０１に連通し、圧縮室１０１が外周側から中心側に移動するに従って圧縮された圧縮空気を外部に向けて吐出している。

１０４はケーシング９４と旋回スクロール９８の鏡板９８Ａとの間に例えば３個設けられたクランク機構で、該クランク機構１０４は、第１の実施の形態によるクランク機構４１とほぼ同様に、ケーシング９４に取付けられる第１の軸受１０４Ａと、旋回スクロール９８に取付けられる第２の軸受１０４Ｂと、第１，第２の軸受１０４Ａ，１０４Ｂに回転可能に支持される補助クランク１０４Ｃとによって構成されている。そして、クランク機構１０４は、旋回スクロール９８が旋回動作を行うときに、その自転を防止するものである。

１０５〜１０７はケーシング９４の外径側に設けられた第１の軸受ハウジングで、これら３個の軸受ハウジング１０５〜１０７は、周方向に１２０°程度の間隔をもって互いに離間して配置されている。また、軸受ハウジング１０５〜１０７は、例えば略円筒状をなすと共に、その内部には第１の軸受１０４Ａを取付けるための段付き状の取付孔１０５Ａ〜１０７Ａがそれぞれ形成されている。そして、軸受ハウジング１０５〜１０７は、取付孔１０５Ａ〜１０７Ａ内に固定された第１の軸受１０４Ａを介して補助クランク１０４Ｃの一端側を回転可能に支持している。

１０８〜１１０は軸受ハウジング１０５〜１０７の周囲に設けられた貫通孔で、該貫通孔１０８〜１１０は、ケーシング９４を軸方向に貫通して形成されている。また、貫通孔１０８〜１１０は、軸受ハウジング１０５〜１０７よりも内径側に配置され、例えば軸受ハウジング１０５〜１０７の周囲に沿って円弧状に形成されている。

ここで、貫通孔１０８〜１１０の開口面積は、互いに相違している。具体的には、軸受ハウジング１０５〜１０７に取付けられるクランク機構１０４と旋回スクロール９８のラップ部９８Ｂとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3（ラップ部９８Ｂと軸受ハウジング１１１〜１１３の中心位置との距離寸法）が短くなるに従って、貫通孔１０８〜１１０の開口面積は大きくなっている。

これにより、軸受ハウジング１０５〜１０７の剛性は、ラップ部９８Ｂとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなるに従って、小さくなる構成となっている。また、軸受ハウジング１０５〜１０７の剛性は、軸方向および周方向では同一とし、径方向では互いに相違している。

１１１〜１１３は旋回スクロール９８の外径側に例えば３個設けられた第２の軸受ハウジングで、該第２の軸受ハウジング１１１〜１１３は、第１の軸受ハウジング１０５〜１０７と対向した位置にそれぞれ配置されている。また、軸受ハウジング１１１〜１１３は、その中心位置と隣接するラップ部９８Ｂとの距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が相互に異なっている。具体的には、軸受ハウジング１１１〜１１３の順番で、距離寸法Ｌ1〜Ｌ3が短くなっている。

また、軸受ハウジング１１１〜１１３は、例えば略円筒状のボス部によって形成され、その内部には第２の軸受１０４Ｂを取付けられている。これにより、軸受ハウジング１１１〜１１３は、第２の軸受１０４Ｂを介して補助クランク１０４Ｃの他端側を回転可能に支持している。

本実施の形態によるスクロール式空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。

まず、電動モータ９１が作動すると、その出力軸９２によって圧縮機本体９３の駆動軸９５が回転駆動される。これにより、圧縮機本体９３は、旋回スクロール９８が固定スクロール１００に対して旋回運動を行い、これらのラップ部１００Ｂ，９８Ｂ間に画成された各圧縮室１０１が径方向外側から内側に向けて連続的に縮小する。これにより、固定スクロール１００の吸込口１０２から吸込まれた空気が各圧縮室１０１で順次圧縮されることにより圧縮空気となる。そして、この圧縮空気は、吐出口１０３から外部に吐出されて空気タンク(図示せず)等に貯留される。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。即ち、軸受ハウジング１０５〜１０７の周囲には互いに開口面積の異なる貫通孔１０８〜１１０を設けたから、該貫通孔１０８〜１１０によって軸受ハウジング１０５〜１０７の剛性を相違させることができる。これにより、複数の補助クランク１０４Ｃの傾き角度を互いに一致させることができ、クランク機構１０４のかじり等を防止して耐久性を向上することができる。

なお、第５の実施の形態では、軸受ハウジング１０５〜１０７の周囲に貫通孔１０８〜１１０を設ける構成としたが、第２の実施の形態のように凹陥部を設ける構成としてもよく、第３の実施の形態のように異質部材を設ける構成としてもよい。また、第４の実施の形態のように軸受ハウジング１０５〜１０７の形状や板厚を互いに相違させる構成としてもよい。

また、前記第１〜第４の実施の形態では、旋回スクロール１２Ａ，６１，７１，８１に設けた複数の軸受ハウジング５４〜５６，８２〜８４の剛性を互いに相違させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば固定スクロールに設けた複数の軸受ハウジングの剛性を互いに相違させる構成としてもよく、旋回スクロールと固定スクロールの両方で、複数の軸受ハウジングの剛性を相違させる構成としてもよい。

同様に、前記第５の実施の形態では、ケーシング９４に設けた複数の軸受ハウジング１０５〜１０７の剛性を互いに相違させる構成としたが、旋回スクロールに設けた複数の軸受ハウジングの剛性を互いに相違させる構成としてもよく、ケーシングと旋回スクロールの両方で、複数の軸受ハウジングの剛性を相違させる構成としてもよい。

また、前記各実施の形態では、３個のクランク機構４１，１０４を設ける構成としたが、例えば２個のクランク機構を設ける構成としてもよく、４個以上のクランク機構を設ける構成としてもよい。

さらに、前記各実施の形態では、スクロール式流体機械としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機、真空ポンプ等を含めて他のスクロール式流体機械に適用してもよい。

本発明の第１の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。 図１中の低圧側の圧縮部を拡大して示す部分拡大断面図である。 低圧側の固定スクロールのみを図２中の矢示III−III方向からみた正面図である。 低圧側の旋回スクロールのみを図２中の矢示IV−IV方向からみた正面図である。 圧縮時の軸受ハウジングを図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。 圧縮時の軸受ハウジングを図４中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。 圧縮時の軸受ハウジングを図４中の矢示VII−VII方向からみた断面図である。 第２の実施の形態による低圧側の旋回スクロールを図４と同様位置からみた正面図である。 圧縮時の軸受ハウジングを図８中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。 圧縮時の軸受ハウジングを図８中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた断面図である。 圧縮時の軸受ハウジングを図８中の矢示XI−XI方向からみた断面図である。 第３の実施の形態による低圧側の旋回スクロールを図４と同様位置からみた正面図である。 第４の実施の形態による低圧側の旋回スクロールを図４と同様位置からみた正面図である。 図１３中の低圧側の旋回スクロールをボス部側からみた背面図である。 第５の実施の形態によるスクロール式空気圧縮機を示す縦断面図である。 ケーシングのみを図１５中の矢示XVI−XVI方向からみた正面図である。

符号の説明

１，９４ ケーシング
５Ａ，５Ｂ，１００ 固定スクロール
６Ａ，６Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，９８Ａ，１００Ａ 鏡板
７Ａ，７Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ，９８Ｂ，１００Ｂ ラップ部
１２Ａ，１２Ｂ，６１，７１，８１，９８ 旋回スクロール
１５Ａ，１５Ｂ，１０１ 圧縮室
２６，９５ 駆動軸
４１，１０４ クランク機構
４２，１０４Ａ 第１の軸受
４３，１０４Ｂ 第２の軸受
４４，１０４Ｃ 補助クランク
４５〜４７，１０５〜１０７ 第１の軸受ハウジング
４８〜５０ 通気孔
５４〜５６，８２〜８４，１１１〜１１３ 第２の軸受ハウジング
５７〜５９，１０８〜１１０ 貫通孔
６２〜６４ 凹陥部
７５〜７７ 異質部材

Claims (10)

1. ケーシングと、該ケーシングに設けられ渦巻状のラップ部が立設された固定スクロールと、前記ケーシングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記固定スクロールと対面する位置で該駆動軸に旋回可能に設けられ前記固定スクロールのラップ部との間に複数の圧縮室を画成する渦巻状のラップ部が立設された旋回スクロールと、前記ケーシングと旋回スクロールとの間または固定スクロールと旋回スクロールとの間に位置して前記ラップ部を取囲んで複数個設けられ該旋回スクロールの自転を防止するクランク機構とを備え、
   該クランク機構は、前記ケーシングまたは固定スクロールの軸受ハウジングに取付けられた第１の軸受と、前記旋回スクロールの軸受ハウジングに取付けられた第２の軸受と、前記第１，第２の軸受に回転可能に取付けられた補助クランクとからなるスクロール式流体機械において、
   前記ケーシングと旋回スクロールとのうち少なくともいずれか一方または固定スクロールと旋回スクロールとのうち少なくともいずれか一方は、前記複数の軸受ハウジングのうち隣接するラップ部との距離が近い軸受ハウジングの剛性を、遠い軸受ハウジングの剛性よりも小さくする構成としたことを特徴とするスクロール式流体機械。
2. 前記複数の軸受ハウジングの剛性は、前記駆動軸の軸方向および周方向では同一とし、径方向では相違する構成としてなる請求項１に記載のスクロール式流体機械。
3. 前記複数の軸受ハウジングの周囲には貫通孔をそれぞれ設け、これらの貫通孔によって前記径方向の剛性が相違する構成としてなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
4. 前記貫通孔は、前記軸受ハウジングを取囲んで複数個設ける構成としてなる請求項３に記載のスクロール式流体機械。
5. 前記複数の軸受ハウジングの周囲には凹陥部をそれぞれ設け、これらの凹陥部によって前記径方向の剛性が相違する構成としてなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
6. 前記凹陥部は、前記軸受ハウジングを取囲んで複数個設ける構成としてなる請求項５に記載のスクロール式流体機械。
7. 前記複数の軸受ハウジングの周囲には異なる材質からなる異質部位をそれぞれ設け、これらの異質部位によって前記径方向の剛性が相違する構成としてなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
8. 前記複数の軸受ハウジングは、その形状または板厚が異なることによって、前記径方向の剛性が相違する構成としてなる請求項２に記載のスクロール式流体機械。
9. 前記複数のクランク機構は、前記固定スクロールの中心位置または旋回スクロールの中心位置から相互に均等な距離に配置する構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載のスクロール式流体機械。
10. 前記クランク機構は３個以上設け、前記複数の軸受ハウジングの剛性は相互に全て異なる構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９に記載のスクロール式流体機械。

Images