JP5729996B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関する。

スクロール圧縮機は、対向する各端板の内面に設けられた渦巻状のラップを互いに噛み合わせてなる固定スクロールおよび旋回スクロールと、旋回スクロールを駆動する回転軸とを備え、回転軸の回転によって旋回スクロールが公転旋回する回転並進運動により、固定スクロールと旋回スクロールとで流体の圧縮を行う。この種のスクロール圧縮機は、旋回スクロールを旋回させるため、旋回スクロールの端板の外面に設けられたボス部と、回転軸の先端部に偏心して設けられた偏心軸部との間に、ニードル軸受が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１４０２２号公報

上述したスクロール圧縮機は、圧縮を行う際、固定スクロールと旋回スクロールとの間に封入された圧縮流体により、可動側である旋回スクロールを旋回の径方向に押圧する力が発生する。また、スクロール圧縮機は、その小型化により、回転軸を回転支持する軸受に対し、旋回スクロールが外側にはみ出す構造とされている。このため、旋回スクロールに径方向荷重が掛かって回転軸にモーメント荷重が作用して、ニードル軸受のニードルが片当たりし、その面圧によって摩耗や疲労剥離に対する寿命が短くなるおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、旋回スクロールを支持する軸受部に掛かる片当たり面圧を低減することのできるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、固定側端板の内面に渦巻状の固定側ラップが設けられた固定スクロールと、可動側端板の内面に前記固定スクロールの固定側ラップと噛み合わされる渦巻状の可動側ラップが設けられた旋回スクロールと、軸心に偏心して設けられた偏心軸部を有する回転軸と、前記回転軸の偏心軸部と前記旋回スクロールとの間に設けられて前記回転軸の回転に伴う偏心回転を前記旋回スクロールに伝達する軸受部と、を備えるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールにおける公転旋回の径方向に生じる弾性力によって前記旋回スクロールを支持する弾性支持手段を備えることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段の弾性力によって旋回スクロールを支持するため、回転軸に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、前記弾性支持手段は、前記偏心リングの周縁に沿って前記回転軸の軸心方向に突出する突出部を有するとともに、当該突出部が先端に向けて内周面側の厚さを漸次減少して構成されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部が弾性変形する弾性力によって旋回スクロールを支持するため、回転軸に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、前記弾性支持手段は、前記偏心リングの周縁に沿って前記回転軸の軸心方向に突出する突出部を有するとともに、当該突出部の先端部で周方向に沿って設けられた溝を有して構成されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部が弾性変形する弾性力によって旋回スクロールを支持するため、回転軸に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、前記弾性支持手段は、前記偏心リングの周縁に沿って前記回転軸の軸心方向に突出する突出部を有するとともに、当該突出部の先端部で放射方向に設けられた切欠を有して構成されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部が弾性変形する弾性力によって旋回スクロールを支持するため、回転軸に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記固定スクロール、前記旋回スクロール、および前記回転軸を収容するハウジングを備え、前記弾性支持手段は、前記旋回スクロールの外周面と前記ハウジングとの間に介在された弾性部材によって構成されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された弾性部材が弾性変形する弾性力によって、旋回スクロールに生じる荷重力の反対方向に弾性荷重を作用させることにより、回転軸に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、前記弾性支持手段は、前記偏心リングの少なくとも一部が、当該偏心リングの周方向および前記回転軸の軸心方向に連続して設けられた弾性部材によって構成されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された弾性部材が弾性変形する弾性力によって旋回スクロールを支持するため、回転軸に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。しかも、弾性部材の変形を利用して各スクロール同士が径方向に接触する荷重を付与することで、冷媒の圧縮によって生じる径方向の力を、各スクロール間の接触部で持つことができ、軸受部であるニードル軸受に加わる面圧を緩和することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記旋回スクロールの旋回の重心を前記回転軸の軸心上に接近して配置するバランス調整手段を備えることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールの旋回の重心を回転軸の軸心上に接近して配置するバランス調整手段を設けることにより、旋回スクロールに掛かる径方向荷重そのものを低減する。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記軸受部は、前記回転軸の軸心方向において転動部材が複列配置されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、回転軸の軸心方向において転動部材が複列配置されている軸受部を適用することにより、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、各転動部材によって旋回スクロールに掛かる径方向荷重を受けるため、ニードル軸受のようにニードルの端部に対する片当たり面圧の発生を回避する。

上述の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、固定側端板の内面に渦巻状の固定側ラップが設けられた固定スクロールと、可動側端板の内面に前記固定スクロールの固定側ラップと噛み合わされる渦巻状の可動側ラップが設けられた旋回スクロールと、軸心に偏心して設けられた偏心軸部を有する回転軸と、前記回転軸の偏心軸部と前記旋回スクロールとの間に設けられて前記回転軸の回転に伴う偏心回転を前記旋回スクロールに伝達する軸受部と、を備えるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの旋回の重心を前記回転軸の軸心上に接近して配置するバランス調整手段を備えることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、旋回スクロールの旋回の重心を回転軸の軸心上に接近して配置するバランス調整手段を設けることにより、旋回スクロールの旋回に伴う径方向荷重の反対向きに慣性力を生じ、旋回スクロールに掛かる径方向荷重を低減する。このため、軸受部であるニードル軸受のニードルの端部に対する片当たり面圧を低減することができる。

また、本発明のスクロール圧縮機は、前記バランス調整手段が前記旋回スクロールに対して設けられていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、バランス調整手段が旋回スクロールに対して設けられていれば、旋回スクロールに掛かる径方向荷重を直接的に低減することができる。

上述の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、固定側端板の内面に渦巻状の固定側ラップが設けられた固定スクロールと、可動側端板の内面に前記固定スクロールの固定側ラップと噛み合わされる渦巻状の可動側ラップが設けられた旋回スクロールと、軸心に偏心して設けられた偏心軸部を有する回転軸と、前記回転軸の偏心軸部と前記旋回スクロールとの間に設けられて前記回転軸の回転に伴う偏心回転を前記旋回スクロールに伝達する軸受部と、を備えるスクロール圧縮機において、前記軸受部は、前記回転軸の軸心方向において転動部材が複列配置されていることを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、回転軸の軸心方向において転動部材が複列配置されている軸受部を適用することにより、旋回スクロールに径方向荷重が掛かっても、各転動部材によって旋回スクロールに掛かる径方向荷重を受けるため、ニードル軸受のようにニードルの端部に対する片当たり面圧の発生を回避する。

本発明によれば、旋回スクロールを支持する軸受部に掛かる片当たり面圧を低減することができ、片当たり面圧に伴う軸受部の摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

図１は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の全体構成断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図５は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図６は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大正面図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施の形態に係るスクロール圧縮機の全体構成断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１は、ハウジング２内に、モータ部３およびスクロール式の圧縮機構部４が収容されている。すなわち、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１は、モータ一体型の電動圧縮機として構成されている。

ハウジング２は、スクロール圧縮機１の外殻を構成するもので、円筒状に形成されている。ハウジング２は、アルミダイカスト製であり、モータハウジング２１、および圧縮機ハウジング２２、および支軸部２３を含んで構成されている。

モータハウジング２１は、円筒状の一端側が閉塞され他端側が開口されたもので、内部にモータ部３が収容される。圧縮機ハウジング２２は、円筒状の一端側が閉塞され他端側が開口されたもので、内部に圧縮機構部４が収容される。支軸部２３は、円板状に形成され、その中央にてモータ部３における回転軸を回転可能に支持するものである。支軸部２３は、モータハウジング２１の円筒状の他端側と、圧縮機ハウジング２２の円筒状の他端側とに挟まれるように設けられる。そして、ハウジング２は、モータハウジング２１と圧縮機ハウジング２２との間に支軸部２３を配置し、これらがＯリング５を介してボルトやノックピンなどの結合手段（図示せず）によって一体に結合されることで、モータハウジング２１の他端側の開口、および圧縮機ハウジング２２の他端側の開口が閉塞されている。なお、図には明示しないが、ハウジング２は、支軸部２３がモータハウジング２１の内部において他端側に固定され、モータハウジング２１と圧縮機ハウジング２２との他端側の開口を突き合わせるように、Ｏリングを介して結合手段によって一体に結合されることで、モータハウジング２１の他端側の開口、および圧縮機ハウジング２２の他端側の開口が閉塞されていてもよい。

モータ部３は、固定子３１、回転子３２、および回転軸３３を含んで構成されている。固定子３１は、円筒状に構成され、モータハウジング２１の内周面に圧入などによって固定されている。回転子３２は、固定子３１の内側に配置され、固定子３１に対して回転軸３３の軸心Ｒ周りに回転可能に設けられている。回転軸３３は、回転子３２に固定されている。回転軸３３は、その一端部がモータハウジング２１の一端側の内部に固定された軸受３４によって回転可能に支持されている。軸受３４は、モータハウジング２１の一端側の内部において円筒状に突出形成された軸受固定部２１２に対して固定されている。また、回転軸３３は、その他端部が支軸部２３の中央に固定された軸受３５によって回転可能に支持されている。さらに、回転軸３３は、その他端に、軸心Ｒに平行に延在し、かつ軸心Ｒに偏心して設けられた偏心軸部３６が設けられている。この偏心軸部３６は、圧縮機ハウジング２２内に延在している。このモータ部３は、図示しない配線を介してハウジング２の外部から電源が供給されることで、回転軸３３が回転する。

圧縮機構部４は、固定スクロール４１、および旋回スクロール４２を含んで構成されている。

固定スクロール４１は、圧縮機ハウジング２２に固定された固定側端板４１１の内面（図１における右面）に、渦巻状の固定側ラップ４１２が形成されている。固定側端板４１１は、その中央部に吐出孔４１３が形成されている。この吐出孔４１３は、固定側端板４１１の外面（図１における左面）に設けられた吐出リード弁４１４により開閉される。

旋回スクロール４２は、固定側端板４１１の内面に対面する可動側端板４２１の内面（図１における左面）に、渦巻状の可動側ラップ４２２が形成されている。そして、旋回スクロール４２の可動側ラップ４２２と、固定スクロール４１の固定側ラップ４１２とが互いに位相をずらして噛み合わされることで、各端板４１１，４２１および各ラップ４１２，４２２で区画された圧縮室４０が形成されている。

また、旋回スクロール４２は、可動側端板４２１の外面（図１における右面）に、円筒状のボス部４２３が形成されている。ボス部４２３は、その内部に、偏心リング４３が収納されている。偏心リング４３は、熱処理された鋼からなり、回転軸３３の偏心軸部３６を挿通するもので、その外周面とボス部４２３の内周面との間に軸受部４４が配置されてボス部４２３に対して相対的に回転可能に設けられている。軸受部４４は、本実施の形態では、ニードル軸受として構成され、回転軸３３の偏心軸部３６と旋回スクロール４２との間で、回転軸３３の回転に伴う偏心回転を偏心リング４３を介して旋回スクロール４２に伝達する。

また、旋回スクロール４２は、可動側端板４２１の外面と、支軸部２３との間に配置されたスラスト面に対し、可動側端板４２１の外面が摺接して設けられている。スラスト面は、円環板状のスラストプレート４５として構成され、可動側端板４２１の外面が摺接する面（図１において左側の面）がスラスト面となる。スラストプレート４５のスラスト面は、固体潤滑剤がコーティングされている。また、図には明示しないが、旋回スクロール４２は、可動側端板４２１の外面と、支軸部２３との間に配置されたオルダムリングにより自転が阻止されるようになっている。

なお、モータハウジング２１は、固定子３１との間である内周面に一端側から他端側に連通する冷媒流路２１１が複数設けられている。このため、モータハウジング２１の一端側（図１における右側）に設けられている冷媒吸入ポート（図示せず）からモータハウジング２１内に吸入された冷媒（流体）を、冷媒流路２１１を経てモータハウジング２１の他端側（図１における左側）へと流通させることができるようになっている。また、支軸部２３は、モータハウジング２１と圧縮機ハウジング２２とに通じる冷媒流入路（図示せず）が貫通して設けられており、モータハウジング２１内の冷媒を、圧縮機ハウジング２２内に流通させることができる。また、圧縮機ハウジング２２内に流通された冷媒は、圧縮機構部４の旋回スクロール４２と固定スクロール４１との間に形成された圧縮室４０へと供給される。

このスクロール圧縮機１は、モータ部３に電源が供給され回転軸３３が回転することで、回転軸３３の偏心軸部３６に連結された旋回スクロール４２が公転旋回し、これにより旋回スクロール４２と固定スクロール４１との間の圧縮室４０において冷媒が圧縮される。そして、圧縮室４０で高温高圧に圧縮された冷媒は、固定スクロール４１に設けられた吐出リード弁４１４を押し開き、吐出孔４１３から吐出される。吐出孔４１３から吐出された冷媒は、圧縮機ハウジング２２の外部、すなわち冷凍サイクルへ送り出される。

［実施の形態１］
図２は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。本実施の形態のスクロール圧縮機１は、旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に生じる弾性力によって旋回スクロール４２を支持する弾性支持手段を備える。

本実施の形態における弾性支持手段について説明する。図２に示すように、偏心リング４３は、その周縁に沿って回転軸３３の軸心Ｒ方向であって旋回スクロール４２に向く側（図２における左側）に円筒状に突出する突出部４３１を有している。かかる突出部４３１は、偏心リング４３に挿通された偏心軸部３６の先端が、旋回スクロール４２の可動側端板４２１の外面に接触しないように、偏心軸部３６の先端の周囲を覆うものである。

そして、突出部４３１は、先端（図２における左側）に向けて内周面４３１ａ側の厚さを漸次減少して形成されている。具体的には、突出部４３１は、内周面４３１ａがテーパ面として形成され、これにより先端に向けて内周面４３１ａ側の厚さを漸次減少して形成されている。このように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、偏心リング４３の突出部４３１が先端に向けて内周面４３１ａ側の厚さを漸次減少して形成されていることにより、弾性支持手段が構成されている。なお、突出部４３１が、先端に向けて内周面４３１ａ側の厚さを漸次減少して形成されている構成としては、内周面４３１ａをテーパ面とする以外に、内周面４３１ａを、湾曲面に形成したり、屈曲面に形成したり、複数の段に形成したりしてもよい。

すなわち、突出部４３１が、先端に向けて内周面４３１ａ側の厚さを漸次減少して形成されていることにより、突出部４３１自体が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この突出部４３１の弾性力により、軸受部４４であるニードル軸受を介して旋回スクロール４２を径方向で支持する。

スクロール圧縮機１は、圧縮を行う際に、固定スクロール４１と旋回スクロール４２との間に封入された圧縮冷媒により、可動側である旋回スクロール４２を旋回の径方向に押圧する力が発生する。また、スクロール圧縮機１は、その小型化により、回転軸３３を回転支持する軸受３５に対し、旋回スクロール４２が外側にはみ出す構造とされている。このため、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かって回転軸３３にモーメント荷重が作用する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部４３１が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重を低減する。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

図３は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。図３に示すように、偏心リング４３は、その周縁に沿って回転軸３３の軸心Ｒ方向であって回転軸３３に向く側（図３における右側）に円筒状に突出する突出部４３２を有している。

そして、突出部４３２は、先端（図３における右側）に向けて内周面４３２ａ側の厚さを漸次減少して形成されている。具体的には、突出部４３２は、内周面４３２ａがテーパ面として形成され、これにより先端に向けて内周面４３２ａ側の厚さを漸次減少して形成されている。このように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、偏心リング４３の突出部４３２が先端に向けて内周面４３２ａ側の厚さを漸次減少して形成されていることにより、弾性支持手段が構成されている。なお、突出部４３２が、先端に向けて内周面４３２ａ側の厚さを漸次減少して形成されている構成としては、内周面４３２ａをテーパ面とする以外に、内周面４３２ａを、湾曲面に形成したり、屈曲面に形成したり、複数の段に形成したりしてもよい。

すなわち、突出部４３２が、先端に向けて内周面４３２ａ側の厚さを漸次減少して形成されていることにより、突出部４３２自体が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この突出部４３２の弾性力により、軸受部４４であるニードル軸受を介して旋回スクロール４２を径方向で支持する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部４３２が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重を低減する。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

なお、弾性支持手段は、図２に示す突出部４３１と、図３に示す突出部４３２とをともに備えていてもよい。

図４は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。図４に示すように、偏心リング４３の突出部４３１は、先端部で周方向に沿って溝４３１ｂが形成されている。このように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、偏心リング４３の突出部４３１が先端部で周方向に沿って溝４３１ｂが形成されていることにより、弾性支持手段が構成されている。この溝４３１ｂは、突出部４３１の突出長さ全体に設けられていてもよく、突出部４３１の突出の途中まで設けられていてもよい。なお、突出部４３１に形成される溝４３１ｂは、図４に示すように断面矩形状の溝以外に、断面Ｖ字形状の溝や、断面Ｕ字形状の溝であってもよい。

すなわち、突出部４３１の先端部で周方向に沿って溝４３１ｂが形成されていることにより、突出部４３１自体が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この突出部４３１の弾性力により、軸受部４４であるニードル軸受を介して旋回スクロール４２を径方向で支持する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部４３１が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重を低減する。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

図５は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。図５に示すように、偏心リング４３の突出部４３２は、先端部で周方向に沿って溝４３２ｂが形成されている。このように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、偏心リング４３の突出部４３２が先端部で周方向に沿って溝４３２ｂが形成されていることにより、弾性支持手段が構成されている。この溝４３２ｂは、突出部４３２の突出長さ全体に設けられていてもよく、突出部４３２の突出の途中まで設けられていてもよい。なお、突出部４３２に形成される溝４３２ｂは、図５に示すように断面矩形状の溝以外に、断面Ｖ字形状の溝や、断面Ｕ字形状の溝であってもよい。

すなわち、突出部４３２の先端部で周方向に沿って溝４３２ｂが形成されていることにより、突出部４３２自体が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この突出部４３２の弾性力により、軸受部４４であるニードル軸受を介して旋回スクロール４２を径方向で支持する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部４３２が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

なお、弾性支持手段は、図４に示す突出部４３１と、図５に示す突出部４３２とをともに備えていてもよい。また、図４に示す突出部４３１と、図３に示す突出部４３２とをともに備えていてもよい。また、図５に示す突出部４３２と、図２に示す突出部４３１とをともに備えていてもよい。

図６は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大斜視図であり、図７は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の要部拡大正面図である。図６および図７に示すように、偏心リング４３の突出部４３１は、先端部で放射方向に設けられた切欠４３１ｃが形成されている。切欠４３１ｃは、突出部４３１の周方向に複数（本実施の形態では４つ）設けられている。このように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、偏心リング４３の突出部４３１が先端部で放射方向に設けられた切欠４３１ｃが形成されていることにより、弾性支持手段が構成されている。この切欠４３１ｃは、突出部４３１の突出長さ全体に設けられていてもよく、突出部４３１の突出の途中まで設けられていてもよい。なお、突出部４３１に形成される切欠４３１ｃは、図６に示すように断面矩形状の切欠以外に、断面Ｖ字形状の切欠や、断面Ｕ字形状の切欠であってもよい。

すなわち、突出部４３１の先端部で放射方向に設けられた切欠４３１ｃが形成されていることにより、突出部４３１自体が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この突出部４３１の弾性力により、軸受部４４であるニードル軸受を介して旋回スクロール４２を径方向で支持する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された突出部４３１が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

なお、図には明示しないが、突出部４３２に切欠を形成してもよく、弾性支持手段として構成された突出部４３２が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

また、切欠４３１ｃを形成した突出部４３１、および切欠を形成した突出部４３２をともに備えていてもよい。また、切欠４３１ｃを形成した突出部４３１と、図３に示す突出部４３２または図５に示す突出部４３２とをともに備えていてもよい。また、切欠を形成した突出部４３２と、また、図２に示す突出部４３１または図４に示す突出部４３１とをともに備えていてもよい。

［実施の形態２］
図８は、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。本実施の形態のスクロール圧縮機１は、旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に生じる弾性力によって旋回スクロール４２を支持する弾性支持手段を備える。

本実施の形態における弾性支持手段について説明する。図８に示すように、弾性支持手段は、旋回スクロール４２の可動側端板４２１における外周面と圧縮機ハウジング２２（ハウジング２）との間に介在された弾性部材４６によって構成されている。弾性部材４６は、旋回スクロール４２の径方向内側に弾性力を生じるもので、ゴムまたはバネ（コイルバネや板バネ）で構成されている。また、弾性部材４６は、可動側端板４２１における外周面に沿って複数設けられており、旋回スクロール４２の周りに等間隔で設けられていることが好ましい。

すなわち、旋回スクロール４２の可動側端板４２１における外周面と圧縮機ハウジング２２（ハウジング２）との間に介在された弾性部材４６を設けたことにより、当該弾性部材４６が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この弾性部材４６の弾性力により、旋回スクロール４２を径方向で支持する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された弾性部材４６が弾性変形する弾性力によって、旋回スクロール４２に生じる荷重力の反対方向に弾性荷重を作用させることにより、回転軸３３に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

なお、弾性部材４６で構成された弾性支持手段を、上述した実施の形態１の弾性支持手段とともに備えていてもよい。

［実施の形態３］
図９は、実施の形態３に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。本実施の形態のスクロール圧縮機１は、旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に生じる弾性力によって旋回スクロール４２を支持する弾性支持手段を備える。

本実施の形態における弾性支持手段について説明する。図９に示すように、弾性支持手段は、偏心リング４３の少なくとも一部が、当該偏心リング４３の周方向および回転軸３３の軸心Ｒ方向に連続して設けられた弾性部材４７によって構成されている。弾性部材４７は、偏心リング４３の径方向に弾性力を生じるもので、ゴムなどで構成されている。また、弾性部材４７は、図９に示すように、偏心軸部３６を挿通する部分に設けられ、その他の偏心リング４３の部分は、熱処理された鋼などの硬質部材で構成されている。なお、弾性部材４７は、偏心軸部３６を挿通する部分に限らず、偏心リング４３全体を構成するものであってもよい。この場合、偏心リング４３の外周面（軸受部４４に接触する部分）に硬質のコーティング（例えば、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティング）を施す。

すなわち、偏心リング４３の少なくとも一部を弾性部材４７によって構成することにより、当該弾性部材４７が旋回スクロール４２における公転旋回の径方向に弾性力を生じる。そして、この弾性部材４７の弾性力により、軸受部４４であるニードル軸受を介して旋回スクロール４２を径方向で支持する。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、弾性支持手段として構成された弾性部材４７が弾性変形する弾性力によって旋回スクロール４２を支持するため、回転軸３３に作用するモーメント荷重が低減される。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。しかも、弾性部材４７の変形を利用して各スクロール４１，４２同士が径方向に接触する荷重を付与することで、冷媒の圧縮によって生じる径方向の力を、各スクロール４１，４２間の接触部で持つことができ、軸受部４４であるニードル軸受に加わる面圧を緩和することが可能になる。

なお、弾性部材４７で構成された弾性支持手段を、上述した実施の形態１または実施の形態２の弾性支持手段とともに備えていてもよい。

［実施の形態４］
図１０は、実施の形態４に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。図１０に示すように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、旋回スクロール４２の旋回の重心を回転軸３３の軸心Ｒ上に接近して配置するバランス調整手段４８を備える。

バランス調整手段４８は、旋回スクロール４２の旋回による旋回スクロール４２自体の重さの偏りを相殺する態様で、旋回スクロール４２に設けられたウエイトで構成される。ウエイトは、図１０では旋回スクロール４２のボス部４２３の外周面に設けられているが、その取り付け位置に限定はなく、他の構成と干渉しない部分であればよい。また、図には明示しないが、バランス調整手段４８は、旋回スクロール４２の旋回による旋回スクロール４２自体の重さの偏りを相殺する態様で、旋回スクロール４２の一部を切削または切り欠いて構成される。切削・切欠を設ける位置は、他の構成に影響を与えない部分であればよく、例えば、ボス部４２３の外周面などがある。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、旋回スクロール４２の旋回の重心を回転軸３３の軸心Ｒ上に接近して配置するバランス調整手段４８を設けることにより、旋回スクロール４２の旋回に伴う径方向荷重の反対向きに慣性力を生じ、旋回スクロール４２に掛かる径方向荷重を低減する。このため、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減することが可能となる。この結果、片当たり面圧に伴うニードル４４ａの摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

また、本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、バランス調整手段４８を旋回スクロール４２に対して設けたことにより、旋回スクロール４２に掛かる径方向荷重を直接的に低減することが可能である。この結果、軸受部４４であるニードル軸受のニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧を低減する効果を顕著に得ることが可能となる。例えば、偏心リング４３にウエイトを設けた場合、回転軸３３における偏心軸部３６の部分での径方向荷重の偏りを低減できるが、このウエイトは、旋回スクロール４２の旋回の重心を回転軸３３の軸心Ｒ上に接近して配置するものではなく、旋回スクロール４２に掛かる径方向荷重を低減し得る効果はない。

なお、バランス調整手段４８を、上述した実施の形態１〜実施の形態３の弾性支持手段とともに備えていてもよい。

［実施の形態５］
図１１は、実施の形態５に係るスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。図１０に示すように、本実施の形態のスクロール圧縮機１は、軸受部４４は、回転軸３３の軸心Ｒ方向において転動部材４４ｂが複列配置されている。軸受部４４の転動部材４４ｂは、玉やローラなどがある。

本実施の形態のスクロール圧縮機１によれば、回転軸３３の軸心Ｒ方向において転動部材４４ｂが複列配置されている軸受部４４を適用することにより、旋回スクロール４２に径方向荷重が掛かっても、各転動部材４４ｂによって旋回スクロール４２に掛かる径方向荷重を受ける。このため、ニードル軸受のようにニードル４４ａの端部に対する片当たり面圧の発生を回避する。この結果、軸受部４４において摩耗・疲労剥離などの損傷リスクを低減できる。

なお、転動部材４４ｂが複列配置された軸受部４４を、上述した実施の形態１〜実施の形態３の弾性支持手段や、実施の形態４のバランス調整手段４８とともに備えていてもよい。

以上のように、本発明に係るスクロール圧縮機は、旋回スクロールを支持する軸受部に掛かる片当たり面圧を低減することに適している。

１ スクロール圧縮機
２ ハウジング
２１ モータハウジング
２２ 圧縮機ハウジング
２３ 支軸部
３ モータ部
３３ 回転軸
３６ 偏心軸部
４ 圧縮機構部
４０ 圧縮室
４１ 固定スクロール
４１１ 固定側端板
４１２ 固定側ラップ
４１３ 吐出孔
４１４ 吐出リード弁
４２ 旋回スクロール
４２１ 可動側端板
４２２ 可動側ラップ
４２３ ボス部
４３ 偏心リング
４３１ 突出部
４３１ａ 内周面
４３１ｂ 溝
４３１ｃ 切欠
４３２ 突出部
４３２ａ 内周面
４３２ｂ 溝
４４ 軸受部
４４ａ ニードル
４４ｂ 転動部材
４５ スラストプレート
４６ 弾性部材
４７ 弾性部材
４８ バランス調整手段
Ｒ 軸心

Claims (10)

1. 固定側端板の内面に渦巻状の固定側ラップが設けられた固定スクロールと、
   可動側端板の内面に前記固定スクロールの固定側ラップと噛み合わされる渦巻状の可動側ラップが設けられた旋回スクロールと、
   軸心に偏心して設けられた偏心軸部を有する回転軸と、
   前記回転軸の偏心軸部と前記旋回スクロールとの間に設けられて前記回転軸の回転に伴う偏心回転を前記旋回スクロールに伝達する軸受部と、
   前記旋回スクロールにおける公転旋回の径方向に生じる弾性力によって前記旋回スクロールを支持する弾性支持手段と、
   を備えるスクロール圧縮機において、
   前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、
   前記弾性支持手段は、前記偏心リングの周縁に沿って前記回転軸の軸心方向に突出する突出部を有するとともに、当該突出部が先端に向けて内周面側の厚さを漸次減少して構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 固定側端板の内面に渦巻状の固定側ラップが設けられた固定スクロールと、
   可動側端板の内面に前記固定スクロールの固定側ラップと噛み合わされる渦巻状の可動側ラップが設けられた旋回スクロールと、
   軸心に偏心して設けられた偏心軸部を有する回転軸と、
   前記回転軸の偏心軸部と前記旋回スクロールとの間に設けられて前記回転軸の回転に伴う偏心回転を前記旋回スクロールに伝達する軸受部と、
   前記旋回スクロールにおける公転旋回の径方向に生じる弾性力によって前記旋回スクロールを支持する弾性支持手段と、
   を備えるスクロール圧縮機において、
   前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、
   前記弾性支持手段は、前記偏心リングの周縁に沿って前記回転軸の軸心方向に突出する突出部を有するとともに、当該突出部の先端部で周方向に沿って設けられた溝を有して構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
3. 固定側端板の内面に渦巻状の固定側ラップが設けられた固定スクロールと、
   可動側端板の内面に前記固定スクロールの固定側ラップと噛み合わされる渦巻状の可動側ラップが設けられた旋回スクロールと、
   軸心に偏心して設けられた偏心軸部を有する回転軸と、
   前記回転軸の偏心軸部と前記旋回スクロールとの間に設けられて前記回転軸の回転に伴う偏心回転を前記旋回スクロールに伝達する軸受部と、
   前記旋回スクロールにおける公転旋回の径方向に生じる弾性力によって前記旋回スクロールを支持する弾性支持手段と、
   を備えるスクロール圧縮機において、
   前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、
   前記弾性支持手段は、前記偏心リングの周縁に沿って前記回転軸の軸心方向に突出する突出部を有するとともに、当該突出部の先端部で放射方向に設けられた切欠を有して構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
4. 前記固定スクロール、前記旋回スクロール、および前記回転軸を収容するハウジングを備え、
   前記弾性支持手段は、前記旋回スクロールの外周面と前記ハウジングとの間に介在された弾性部材によって構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
5. 前記回転軸の偏心軸部を挿通するとともに軸受部を外周に配置する偏心リングを備え、
   前記弾性支持手段は、前記偏心リングの少なくとも一部が、当該偏心リングの周方向および前記回転軸の軸心方向に連続して設けられた弾性部材によって構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
6. 前記旋回スクロールの旋回の重心を前記回転軸の軸心上に接近して配置するバランス調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
7. 前記軸受部は、前記回転軸の軸心方向において転動部材が複列配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
8. 前記旋回スクロールの旋回の重心を前記回転軸の軸心上に接近して配置するバランス調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。
9. 前記バランス調整手段が前記旋回スクロールに対して設けられてい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。
10. 前記軸受部は、前記回転軸の軸心方向において転動部材が複列配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。

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