JPH09195956A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クランク軸にたわみ変形が生じると、軸受部
に摩耗、焼付き等の損傷が生じる。 【解決手段】 駆動ブッシュ２５と偏心軸部２２間に、
クランク軸２１の軸線方向に沿う曲面部２２ｂと平面部
２２ａとの組合わせによる対向係合面部を備える。

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、更に詳細には冷凍、空調機器に使用されるスクロ
ール圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開昭６３ー８００８８号公報
に示される従来のスクロール圧縮機は図１７に示される
ように構成されていた。図１７において、１は固定スク
ロール、２は旋回スクロール、３はクランク軸、４は旋
回スクロール２に形成された軸受部２ａに回転可能に装
着された駆動ブッシュ、５はオルダムリング、６は主フ
レーム、６ａは主フレーム６に形成された主軸受、７は
電動機固定子、８は電動機回転子、９は副フレーム、９
ａは副フレーム９に形成された副軸受、１０は密閉容
器、１１は外部より冷媒を導びく吸入管、１２は吐出
管、１３は密閉容器底部に貯溜された潤滑油をそれぞれ
示している。クランク軸３の上端部には偏心軸部３ａが
形成され、この偏心軸部３ａは駆動ブッシュ４を介在さ
せて旋回スクロール２の台板下面に形成された軸受部２
ａに嵌入されている。クランク軸３はその上部側の主軸
部３ｂが主フレーム６の主軸受６ａで支持され且つ下部
側の副軸部３ｃが副フレーム９の副軸受９ａで支持され
ている。なお、１４，１５は電動機回転子８の両側（上
下）に取付けられた上バランスウエイトおよび下バラン
スウエイトである。

【０００３】次に、図１７に示される従来のスクロール
圧縮機の動作について説明する。電動機による回転力
は、電動機回転子８に焼ばめ固定されたクランク軸３に
より伝達され、偏心軸部３ａおよび駆動ブッシュ４を介
して旋回スクロール２に伝えられる。旋回スクロール２
は、自転防止機構であるオルダムリング５により円軌道
を動く公転運動を行い、固定スクロール１との間に形成
される圧縮室の容積変化に従って冷媒の圧縮が行われ
る。

【０００４】冷媒は、吸入管１１により外部冷凍サイク
ルから密閉容器１０内へ流入し、圧縮室内で圧縮された
後、高圧となり、吐出管１２より外部冷凍サイクルへ流
出する。ところで、旋回スクロール２に作用する冷媒の
圧縮荷重のうち、スラスト方向力は主フレーム６の上端
面におけるスラスト軸受面６ｂにより支持され、他方図
１８に示されるようにラジアル方向力Ｆｇは駆動ブッシ
ュ４を介してクランク軸３に伝達され、クランク軸３は
主フレーム６の下部ボス部に設けられた主軸受６ａ、副
フレーム９に設けられた副軸受９ａとにより支持され
る。

【０００５】電動機回転子８の上下に取付けられた上バ
ランスウエイト１４および下バランスウエイト１５は、
旋回スクロール２の公転運動により発生する遠心力ＦC1
とつりあいを取るために設けられ、上バランスウエイト
１４および下バランスウエイト１５により発生する遠心
力ＦC2，ＦC3も主軸受６ａおよび副軸受９ａにより支持
される。なお、密閉容器１０の底部に貯溜された潤滑油
１３はクランク軸３の回転に伴う遠心力により各軸受
部、圧縮室などの摺動部へ送られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のスクロール圧縮
機は前述したように圧縮行程で旋回スクロールに作用す
るラジアル方向力Ｆｇはクランク軸３の上端部である偏
心軸部３ａに作用する。しかし、この作用点である偏心
軸部３ａは主フレーム６の主軸受６ａから副軸受９ａと
は反対側の突出端部であるため圧縮荷重Ｆｇにより図１
９に示されるようにクランク軸３がたわみ変形を生じ
る。クランク軸３にたわみ変形が生じると、旋回スクロ
ール２の軸受部２ａ内での偏心軸部３ａの傾斜、主フレ
ーム６の主軸受６ａ内での主軸部３ｂの傾斜、又は副フ
レーム９の副軸受９ａ内での副軸部３ｃの傾斜を生じ、
そのため各軸受部の負荷容量が低下し、軸受部の摩耗、
焼付きなどを生じるという問題があった。

【０００７】特に、近年、空調機などにおいてはインバ
ータ制御により圧縮機の可変速運転に伴い圧縮機の運転
範囲が低速から高速まで拡大したことから、低速運転域
においては軸受内油膜が発生しにくく、また高速運転域
においては旋回スクロール２、上バランスウエイト１
４、下バランスウエイト１５により発生する遠心力ＦC
1，ＦC2，ＦC3が増大し、クランク軸３のたわみ変形を
更に増大させ、上述の問題が一層顕著に生じ、その解決
が望まれていた。

【０００８】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、圧縮行程で旋回スクロー
ルに作用する圧縮荷重のラジアル方向力によりクランク
軸にたわみ変形を生じた場合でも軸受部の摩耗、焼付き
等の損傷の発生を防止し、信頼性の高いスクロール圧縮
機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明に係
わるスクロール圧縮機は、端部に偏心軸部を持つ回転可
能なクランク軸と、固定スクロールと、流体を圧縮する
ために前記固定スクロールと協働する旋回スクロール
と、前記旋回スクロールを公転させために、前記旋回ス
クロールを前記偏心軸部へ、回転可能に結合する第１の
軸受手段とを備え、前記第１の軸受手段が、前記旋回ス
クロールの軸受部に回転可能に嵌合される駆動ブッシュ
と、前記駆動ブッシュと前記偏心軸部間における前記ク
ランク軸の軸線方向に沿う曲面部と平面部との組合わせ
による対向係合面部と、を有するものである。

【００１０】また、第２の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第１の発明において、偏心軸部が、該偏心軸部の
外周面の一部に形成されたクランク軸の軸線方向に沿う
曲面部を備え、一方、駆動ブッシュがその内周面で前記
偏心軸部と嵌合し、該駆動ブッシュの内周面は前記偏心
軸部の曲面部に対応する位置に平面部を有するものであ
る。

【００１１】また、第３の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第１の発明において、偏心軸部が、該偏心軸部の
外周面の一部に形成された平面部を備え、一方、駆動ブ
ッシュがその内周面で前記偏心軸部と嵌合し、該駆動ブ
ッシュの内周面は前記偏心軸部の平面部に対応する位置
に、クランク軸の軸線方向に沿う曲面部を有するもので
ある。

【００１２】また、第４の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第１から第３の発明において、クランク軸の軸線
方向に沿う曲面部の頂点が、旋回スクロールの軸受部の
ほぼ中央の軸方向位置に存在するものである。

【００１３】また、第５の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第１から第４の発明において、偏心軸部の曲面部
と駆動ブッシュの平面部、または偏心軸部の平面部と駆
動ブッシュの曲面部との間に高硬度部材を配設したもの
である。

【００１４】また、第６の発明に係わるスクロール圧縮
機は、密閉容器と、固定スクロールと、前記固定スクロ
ールと協働して流体を圧縮する旋回スクロールと、前記
密閉容器に嵌着固定された電動機の固定子と、前記電動
機の両側で、前記密閉容器に嵌着固定された主フレーム
と副フレームと、前記旋回スクロールに回転力を付与
し、前記主フレームと副フレームの軸受部において半径
方向に支持される主軸部および副軸部を有するクランク
軸と、前記クランク軸に嵌着固定された電動機の回転子
と、前記クランク軸と一体に回転するバランスウエイト
と、前記クランク軸の下端側に配設された潤滑油を搬送
するための給油ポンプと、前記クランク軸の上端に形成
された偏心軸部と、前記旋回スクロールを公転させるた
めに、前記旋回スクロールを前記偏心軸部に回転可能に
結合する第１の軸受手段を有し、前記第１の軸受手段
が、前記偏心軸部の外周面の一部に形成された前記クラ
ンク軸の軸線方向に沿う曲面部と、前記旋回スクロール
の軸受部に回転可能に嵌合され、かつ、内周面で前記偏
心軸部と嵌合し、前記偏心軸部の曲面部に対応する位置
に平面部を有する駆動ブッシュとから構成されたもので
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、本発明のスクロール圧縮機を各図
に示された実施の形態について更に詳細に説明する。図
１には本発明の第１の実施の形態に係るスクロール圧縮
機２０が示されている。本実施の形態のスクロール圧縮
機２０を示す図１において、図１７に示される従来のス
クロール圧縮機と同一又は相当する部分は同一の参照符
号を付してその説明を省略する。

【００１６】本実施の形態のスクロール圧縮機２０は、
軸方向ほぼ中間部に電動機の回転子８が焼ばめにより固
定されているクランク軸２１を含む。このクランク軸２
１は、旋回スクロール２の軸受部２ａに嵌入され、該旋
回スクロール２に直接旋回力を付与する偏心軸部２２を
上端部に一体的に形成され、またそれより下方側には主
フレーム６の主軸受部６ａで支持されてる主軸部２３お
よび更に下端部には副フレーム９の副軸受部９ａで支持
される副軸部２４が形成されている。クランク軸２１に
形成されたこれらの偏心軸部２２、主軸部２３、および
副軸部２４を支持する軸受装置即ち軸受構造を順次説明
する。

【００１７】図２および図３は本実施の形態に係るスク
ロール圧縮機２０におけるクランク軸２１の上端部に形
成された偏心軸部２２についての軸受構造を概略的に示
す断面図である。この偏心軸部２２は図２から明らかな
ようにクランク軸２１の中心Ｏ1に対して所定距離だけ
ずらした位置を中心点Ｏ2 とする円を基礎とする外形形
状を有し、２つの中心点Ｏ1 ，Ｏ2 を結ぶ線をＹＹ、こ
れに直交する線をＸＸとする時、偏心軸部２２の周面で
あってＹＹ線に沿う方向の位置に平坦面部２２ａが形成
されている。また、偏心軸部２２において平坦面部２２
ａと相反する側の周面には軸方向に沿って外側に凸状に
湾曲した曲面部２２ｂが形成されている。

【００１８】他方、偏心軸部２２に嵌合され且つ旋回ス
クロール２の軸受部２ａに回転可能に装着される駆動ブ
ッシュ２５は、偏心軸部２２が嵌合する穴の内周面にお
ける偏心軸部２２の平坦面部２２ａと曲面部２２ｂとに
それぞれ対応する位置に形成された平坦面部２５ａ，２
５ｂを備えている。このような構成の偏心軸部２２によ
り駆動ブッシュ２５を介して旋回スクロール２を旋回運
動させる時、偏心軸部２２が図４に示されるように傾い
ても曲面部２２ｂが駆動ブッシュ２５の対応する平坦面
部２５ｂに対して軸方向に回転と移動が自在に接触して
いることから駆動ブッシュ２５は旋回スクロール２の軸
受部２ａ内において、偏心軸部２２の傾斜につれて、共
に傾斜することはなく、軸受に対して平行のまま回転し
て偏心軸部２２の軸受機能を発揮する。従って旋回スク
ロール２の軸受部２ａ内で片当りなどの発生がなく、軸
受性能の低下が防止され且つ摩耗の低減や焼付の発生防
止も可能となる。なお、図１、図３および図４から曲面
部２２ｂの頂点が旋回スクロール２の軸受部２ａのほぼ
中央の軸方向位置にある。

【００１９】図５はクランク軸２１の上端部に形成され
た偏心軸部についての別の実施の形態を示す斜視図であ
る。この偏心軸部２６は、基本的には図２に示された偏
心軸部２２と同様にクランク軸２１の中心Ｏ1 に対して
所定距離だけずらした位置を中心点Ｏ2 とする円を基礎
とする外形形状を有し、２つの中心点Ｏ1 ，Ｏ2 を結ぶ
線に沿う方向の位置における周面に形成された平坦面部
２６ａを形成した偏心ピン部２１ａを備えている。そし
て、この偏心ピン部２１ａにおいて平坦面部２６ａと相
反する側の周面には上面からみてコ字形の切欠き部２６
ｂが形成されている。

【００２０】この切欠き部２６ｂには図５から明らかな
ように正面が湾曲面２７ａで且つ裏面が平坦面２７ｂと
された別体の接合部材２７が上方から差し込み装着され
る。この接合部材２７は円筒体の周面の一部をその長手
方向に沿って削ぎ取った形状をし、該接合部材２７は偏
心軸部２６の切欠き部２６ｂにその湾曲面２７ａが偏心
軸部２６の軸方向に沿って外側に凸状になるように装着
される。これにより、実質的に図２に示される偏心軸部
２２と同じ構成となる。なお、この偏心軸部２６に嵌合
される駆動ブッシュは図２に示されるものと同じでよ
く、従ってその説明は省略する。

【００２１】図６にはクランク軸２１の上端部に形成さ
れた偏心軸部に取付けられる駆動ブッシュの別の例が示
されている。この駆動ブッシュ２８は、図２に示された
駆動ブッシュ２５のように基本的に偏心軸部の基礎円に
嵌合する穴２８ａを備え、この穴２８ａは、１つの径方
向中心線に直交する内周面部の一方に平坦面部２８ｂを
備え、且つ他方には切欠き部２８ｃを備えて形成されて
いる。そして、この切欠き部２８ｃには、形状としては
図５に示された別体の接合部材２７とまったく同一の接
合部材をその曲面部２７ａが駆動ブッシュ２８の軸方向
に沿って内側に凸状になるように差し込み装着される。

【００２２】このような駆動ブッシュ２８を用いる場
合、これが嵌合装着される偏心軸部は図２に示されたも
のとは異なり、一方の平坦面部２２ａと相反する側の外
周面が曲面ではなく、同じ平坦面部とされたものが使用
される。このことから分かることは、偏心軸部と駆動ブ
ッシュとの関係において、クランク軸の中心点Ｏ1 と偏
心軸部の中心点Ｏ2 を結ぶ線に沿う方向の位置における
各周面（偏心軸部の外周面と駆動ブッシュの内周面）に
形成された２組の対向係合面部のうち、１組の対向係合
面部は両方共平坦面部（例えば図２のように平坦面部２
２ａ，２５ａ）で構成され、しかし他の１組の対向係合
面部はいずれか一方が上述した曲面部で且つ他方が平坦
面部であればよいということである。

【００２３】図５および図６に示されるように、別体の
接合部材２７を準備して、偏心軸部又は駆動ブッシュに
形成した切欠き部に装着するようにすると、クランク軸
の偏心軸部外周面に軸線に沿う方向に湾曲する曲面部を
直接且つ精度よく加工する困難さおよび駆動ブッシュの
嵌合穴内周面についても同様に生ずる困難さが解消さ
れ、加工性および加工精度の向上が図れるばかりではな
く加工コストをも低減することができる。なお、偏心軸
部と駆動ブッシュとの間の１組の対向係合面部におい
て、いずれか一方に設けられる曲面部の概念には、例え
ば図７に示されるように軸方向と直交して形成された溝
２９に円筒形のころ３０を嵌入することによって形成さ
れるものも含む。

【００２４】図７に示されるような例の場合、円筒形の
ころ３０が一般的な汎用部品の使用を可能にし、加工性
が著しく改善されることから加工コストを低減すること
ができる。また、図８に示されるように１組の対向係合
面部において一方の曲面部（例えば偏心軸部２２の場合
曲面部２２ｂ）と他方の平坦面部（例えば駆動ブッシュ
２５の場合平坦面部２５ｂ）との間に例えば焼入れ鋼な
どの高硬度部材３１を配設すれば、両当接部について十
分な硬度を確保でき、その際駆動ブッシュを焼結素材な
どの比較的硬度の低い材料で形成することができること
から加工コストを低減させながらも信頼性も確保するこ
とができるという利点がある。

【００２５】次に、図９にはスクロール圧縮機２０の主
フレーム６における主軸受部６ａでクランク軸２１の主
軸部２３を支持する軸受構造が示されている。この主軸
部２３には、中央部が全周に亘って凸となる樽状に形成
された帯状部３２が設けられている。そして、この帯状
部３２の中央部における最大突出部と微小隙間をもって
その外周に円筒状ブッシュ３３が嵌合され、この円筒状
ブッシュ３３はクランク軸２１の主軸部下部に形成され
た着座面２１ａに着座されている。なお、図１および図
９より曲面部の頂点である中央部が全周に亘って凸とな
る樽状に形成された帯状部３２が主軸受部６ａのほぼ中
央の軸方向位置にある。

【００２６】円筒状ブッシュ３３は主フレーム６の主軸
受部６ａ内に回転可能に嵌合されており、クランク軸２
１と一体に回転するものである。そのため、円筒状ブッ
シュ３３の下面３３ａと着座面２１ａとの両方に軸方向
に沿う穴が形成され、この穴に連結ピン３４が圧入され
ている。これにより、円筒状ブッシュ３３はクランク軸
２１と一体に回転するが、クランク軸２１が圧縮荷重Ｆ
ｇを受けると円筒状ブッシュ３３に対して傾くため連結
ピン３４が圧入されるいずれか一方の穴を径方向に長い
長穴としている。図９に示される例では着座面２１ａに
形成される穴を長穴としているが、勿論円筒状ブッシュ
３３の下面３３ａに形成する穴を長穴としてもよい。

【００２７】このように中央部が全周に亘って凸となる
樽状に形成された帯状部３２を備えるクランク軸２１の
主軸部２３と主フレーム６の主軸受部６ａに配置された
円筒状ブッシュ３３とからなる軸受構造によれば、クラ
ンク軸２１に及ぼされる圧縮荷重Ｆｇと遠心力荷重ＦC
1，ＦC2，ＦC3は方向がほぼ直交し、その大きさは圧縮
機の運転条件により可変するためクランク軸２１のたわ
み方向も可変するが、主軸部２３の帯状部３２における
曲面部と円筒状ブッシュ３３との接点は、クランク軸２
１のたわみ方向およびたわみの大きさに追従して移動す
ることができ、圧縮機の運転条件によらず、常に円筒状
ブッシュ３３は主フレーム６の主軸受部６ａに対して平
行状態のまま（円筒状ブッシュ３３の回転中心軸線が主
軸受部６ａの中心軸線に一致した状態を維持したまま）
回転する。

【００２８】その結果、軸受負荷容量が低下することも
なく軸受の摩耗、焼付き等のおそれのない信頼性の高い
軸受構造を得ることができる。

【００２９】なお、クランク軸２１の主軸部２３におけ
る帯状部曲面上で円筒状ブッシュ３３が接点を移動した
場合、着座面２１ａと円筒状ブッシュ３３の下面３３ａ
との間に隙間を生じさせようとするが、帯状部３２の曲
面部曲率を選択することによりこの隙間は最小におさえ
ることができ、円筒状ブッシュ３３を潤滑するための油
がこの隙間から流出するのを防止することができる。

【００３０】上述したクランク軸主軸部２３の軸受構造
では、円筒状ブッシュ３３に対する着座面２１ａがクラ
ンク軸２１に形成されていたが、図１０に示されるよう
に上バランスウエイト１４の上面１４ａとしてもよい。
この場合、クランク軸２１は全長に亘ってその外径を主
軸部外径以下とすることができることからクランク軸の
機械加工性が向上する。

【００３１】更に、図１１に示されるように、クランク
軸２１の主軸部２３として、圧縮荷重Ｆｇの反力方向と
遠心力荷重ＦC1，ＦC2，ＦC3の反力方向の２面に、中央
部が凸となる曲面部２３ａ，２３ｂを形成し、その外周
に微小隙間をもって、該曲面部２３ａ，２３ｂに対応す
る部分を平坦面３５ａ，３５ｂとした円筒状ブッシュ３
５を嵌合させた場合でも、円筒状ブッシュ３５はクラン
ク軸２１の圧縮荷重Ｆｇ、遠心力荷重ＦC1，ＦC2，ＦC3
によるたわみ変形に追従し、クランク軸２１の主軸部２
３の曲面部２３ａ，２３ｂ上で接点を移動することがで
き、その結果主フレーム６の主軸受部６ａに対し平行状
態のまま回転させることができ、前述した例の軸受構造
と同様な効果を得ることができる。また、この例では２
面ある曲面部２３ａ，２３ｂがクランク軸２１と円筒状
ブッシュ３５との周方向における連結作用も兼ねること
から連結ピンは不要である。

【００３２】次に、図１２にはスクロール圧縮機２０の
副フレーム９における副軸受部９ａでクランク軸２１を
支持する軸受構造が示されている。この軸受構造は、前
述した主フレーム６の主軸受部６ａでクランク軸２１の
主軸部２３を支持する軸受構造とほぼ同様にクランク軸
２１の副軸部２４が中央部を凸にした樽状の帯状部３６
を形成し、その外周に微小隙間をあけて嵌合された円筒
状ブッシュ３７とで構成されている。なお、図１および
図１２により曲面部の頂点である中央部を凸にした樽状
の帯状部３６が副軸受部９ａのほぼ中央の軸方向位置に
ある。

【００３３】この円筒状ブッシュ３７はクランク軸２１
と一体に回転するように径方向にあけられた穴に一端が
圧入固定された連結ピン３８の他端をクランク軸２１に
形成された軸方向に長い長穴２４ａに係合して周方向に
相互に連結されている。なお、図１および図１２におい
て、符号１６は給油ポンプ部、１７はこの給油ポンプ部
のカバーをそれぞれ示している。

【００３４】このような副フレーム９における副軸受部
９ａでクランク軸２１の副軸部２４を支持する軸受構造
によると、クランク軸２１が図１３に示されるようにた
わみ変形を生じた場合、クランク軸２１の副軸部２４に
形成された中央部が凸となる樽状の帯状部表面上で、外
周に設けられた円筒状ブッシュ３７との接点が移動し、
その結果円筒状ブッシュ３７は副フレーム９のボス部即
ち副軸受部９ａに対し平行状態のまま回転することがで
き、軸受負荷容量が低下することもなく、軸受の摩耗、
焼付き等のおそれのない信頼性の高い軸受構造を得るこ
とができる。

【００３５】なお、前述のクランク軸２１の副軸部２４
を支持する軸受構造では、クランク軸２１の副軸部２４
に中央部が凸となる樽状の帯状部３６を形成し、その外
周に円筒状ブッシュ３７を嵌合した場合についてのもの
であったが、図１４に示されるように内周面に中央部が
凸となる樽状の帯状部３９ａを形成した円筒状ブッシュ
３９をクランク軸２１に嵌合して構成したものであって
もよい。

【００３６】また、クランク軸２１と円筒状ブッシュ３
７との回転方向における連結手段として円筒状ブッシュ
３７の穴に圧入された連結ピン３８をクランク軸２１に
形成された長穴２４ａに係合させたが、図１４に示され
るように円筒状ブッシュ３９に長穴を形成し、この長穴
にクランク軸２１の副軸部２４に形成した穴に圧入固定
した連結ピン３８を係合してもよい。

【００３７】更に、前述のクランク軸２１の副軸部２４
を支持する軸受構造では、この副軸部２４もしくは円筒
状ブッシュ３９に中央部が凸となる樽状の帯状部を形成
したものであったが、一般的に副フレーム９の副軸受部
９ａに作用する圧縮荷重や遠心力荷重は偏心軸部２２、
主軸部２３にかかる圧縮荷重や遠心力荷重よりも小さ
く、そのため図１５に示されるようにクランク軸２１の
副軸部２４をころがり軸受４０を使用して副軸受部９ａ
に支持してもよい。このようなころがり軸受４０（図１
５では深溝玉軸受）を使用した場合、スクロール圧縮機
では外輪回転荷重（荷重方向が回転し、内輪が回転、外
輪が静止した状態）となるので、内輪４０ａとクランク
軸２１との間はすきまばめとする。

【００３８】このようなころがり軸受４０でクランク軸
２１の副軸部２４を支持する軸受構造においてクランク
軸２１に荷重が作用すると、図１６に示されるように荷
重方向に対して内輪４０ａが傾きクランク軸２１の傾き
に追従しようとする。このようなクランク軸２１の傾き
に対してころがり軸受４０の負荷能力や信頼性は損なわ
れず、クランク軸２１が傾いても軸受負荷能力や信頼性
が低下することはない。

【００３９】図１に示された本発明の実施の形態に係る
スクロール圧縮機では、クランク軸２１の偏心軸部２
２、主軸部２３および副軸部２４を支持する軸受構造が
駆動ブッシュ２５又は円筒状ブッシュ３３，３７を配置
し、各軸部の軸受面を各ブッシュに対して平行軸受とし
て作用するような凸状の曲面とすることにより構成され
たが、クランク軸２１の偏心軸部、主軸部又は副軸部の
いずれか１つが上述した軸受構造により支持されていれ
ばその軸部における軸負荷容量の低下を防止することが
できることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１から
第３の発明に係わるスクロール圧縮機によれば、第１の
軸受手段が、旋回スクロールの軸受部に回転可能に嵌合
される駆動ブッシュと、駆動ブッシュと偏心軸部間にお
けるクランク軸の軸線方向に沿う曲面部と平面部との組
み合わせによる対向係合面部とを有するので、前記対向
係合面部により、偏心軸部から駆動ブッシュに確実に回
転トルクが伝達され、駆動ブッシュは偏心軸部と確実に
同期して回転し、駆動ブッシュ外周面とこの駆動ブッシ
ュと嵌合される軸受内周面に流体潤滑が確保されるとと
もに、偏心軸が傾いたり、弾性変形した場合でも、偏心
軸部の曲面部と駆動ブッシュの接触部、または駆動ブッ
シュの曲面部と偏心軸部の接触部を介して、偏心軸部が
駆動ブッシュに対して、軸方向に回転と移動が自在に接
触していることから、駆動ブッシュは偏心軸部とともに
傾くことはなく、軸受部に対して、平行状態を維持で
き、そのため、軸受負荷容量が低下することない理想的
な流体潤滑が確保でき、また、片当りによる軸受部の摩
耗や損傷、焼き付き等のおそれのない信頼性の高いスク
ロール圧縮機を得ることができる。

【００４１】また、第４の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第１から第３の発明において、クランク軸の軸線
方向に沿う曲面部の頂点が、旋回スクロールの軸受部の
ほぼ中央の軸方向位置に存在するので、駆動ブッシュに
作用する力の作用点と駆動ブッシュの支持点（反作用
点）が一致するので、駆動ブッシュが軸線方向に回転し
ようとするモーメントが発生せず、軸部が傾いた場合で
も、駆動ブッシュは軸部とともに傾くことはなく、軸受
部に対して平行状態を維持でき、軸受負荷容量が低下す
ることない理想的な流体潤滑が確保でき、また、片当た
りによる軸受部の摩耗や損傷、焼付き等のおそれのない
信頼性高いスクロール圧縮機を得ることができる。

【００４２】また、第５の発明に係わるスクロール圧縮
機は、第１から第４の発明において、偏心軸部の曲面部
と駆動ブッシュの平面部、または偏心軸部の平面部と駆
動ブッシュの曲面部との間に高硬度部材を配設している
ので、曲面部との当接部において充分な硬度を確保で
き、それにより駆動ブッシュあるいは偏心軸部のうち、
曲面部と係合する平面部を有する側を比較的硬度の低い
材料で形成することができ、加工性が改善できる。また
偏心軸部に曲面部が形成される場合では、駆動ブッシュ
を硬度の低い焼結素材で成形することができ、加工コス
トを低減させながらも信頼性も確保できる利点がある。

【００４３】また、第６の発明に係わるスクロール圧縮
機は、密閉容器と、固定スクロールと、前記固定スクロ
ールと協働して流体を圧縮する旋回スクロールと、前記
密閉容器に嵌着固定された電動機の固定子と前記電動機
の両側で、前記密閉容器に嵌着固定された主フレームと
副フレームと、前記旋回スクロールに回転力を付与し、
前記主フレームと副フレームの軸受部において半径方向
に支持される主軸部および副軸部を有するクランク軸
と、前記クランク軸に嵌着固定された電動機の回転子
と、前記クランク軸と一体に回転するバランスウエイト
と、前記クランク軸の下端側に配設された潤滑油を搬送
するための給油ポンプと、前記クランク軸の上端に形成
された偏心軸部と、前記旋回スクロールを公転させるた
めに、前記旋回スクロールを前記偏心軸部に回転可能に
結合する第１の軸受手段とを有し、前記第１の軸受手段
が、前記偏心軸部の外周面の一部に形成された前記クラ
ンク軸の軸線方向に沿う曲面部と、前記旋回スクロール
の軸受部に回転可能に嵌合され、かつ、内周面で前記偏
心軸部と嵌合し、前記偏心軸部の曲面部に対応する位置
に平面部を有する駆動ブッシュとから構成されているの
で、偏心軸部の曲面部と駆動ブッシュの平面部との接触
部を介して、偏心軸部が駆動ブッシュに対して、クラン
ク軸の軸線方向に回転と移動が自在となるので、偏心軸
部が傾いた場合でも、駆動ブッシュは偏心軸部とともに
傾くことはなく、旋回スクロールの軸受部に対して平行
状態を維持でき、軸受負荷容量が低下することない理想
的な流体潤滑が確保でき、また、片当りによる軸受の摩
耗や損傷、焼き付き等のおそれのない信頼性の高いスク
ロール圧縮機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係わるスクロール圧
縮機を示す縦断面図である。

【図２】 図１に示されるスクロール圧縮機におけるク
ランク軸上端の偏心軸部に駆動ブッシュを嵌合して示す
上面図である。

【図３】 駆動ブッシュを偏心軸部に嵌合した図２の実
施の形態を旋回スクロールの軸受部に装着した状態で図
２のIIIーIII線に沿って得た断面図である。

【図４】 図３に示される本発明の実施の形態に係わる
クランク軸偏心軸部の軸受構造においてクランク軸に傾
きが生じた状態を示す断面図である。

【図５】 クランク軸偏心軸部の軸受構造における別の
構成例を示す斜視図である。

【図６】 クランク軸偏心軸部の軸受構造における更に
別の構成例を示す斜視図である。

【図７】 クランク軸偏心軸部の軸受構造における更に
他の構成例を示す断面図である。

【図８】 クランク軸偏心軸部の更に他の軸受構造を示
す断面図である。

【図９】 本発明の一実施の形態に係わるスクロール圧
縮機において、クランク軸の主軸部を支持する軸受構造
を示す断面図である。

【図１０】 クランク軸主軸部の軸受構造における他の
構成例を示す断面図である。

【図１１】 クランク軸主軸部の軸受構造における更に
他の構成例を示す分解斜視図である。

【図１２】 本発明の一実施の形態に係わるスクロール
圧縮機において、クランク軸の副軸部を支持する軸受構
造を示す断面図である。

【図１３】 図１２に示されるクランク軸副軸部の軸受
構造において、クランク軸に傾きが生じた状態を概略的
に示す断面図である。

【図１４】 クランク軸副軸部の軸受構造における別の
構成例を示す断面図である。

【図１５】 クランク軸副軸部の軸受構造における更に
他の構成例を示す断面図である。

【図１６】 図１５に示されるクランク軸副軸部の軸受
構造において、クランク軸に傾きが生じた状態を概略的
に示す断面図である。

【図１７】 従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図で
ある。

【図１８】 スクロール圧縮機におけるクランク軸に作
用する圧縮荷重およびバランスウエイトの遠心力の方向
を示す説明図である。

【図１９】 スクロール圧縮機におけるクランク軸の傾
きの状態を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール、 ２ 旋回スクロール、 ２ａ
軸受部、 ２０ スクロール圧縮機、 ２１ クランク
軸、 ２２ 偏心軸部、 ２２ａ 平面部、２２ｂ 曲
面部、 ２５ 駆動ブッシュ、 ３１ 高硬度部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 博史 静岡県静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 小林 教秀 静岡県静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 白藤 好範 静岡県静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 山本 隆史 静岡県静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 境野 恵樹 静岡県静岡市小鹿三丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部に偏心軸部を持つ回転可能なクラン
   ク軸と、 固定スクロールと、 流体を圧縮するために前記固定スクロールと協働する旋
   回スクロールと、 前記旋回スクロールを公転させために、前記旋回スクロ
   ールを前記偏心軸部へ、回転可能に結合する第１の軸受
   手段とを備え、 前記第１の軸受手段が、前記旋回スクロールの軸受部に
   回転可能に嵌合される駆動ブッシュと、 前記駆動ブッシュと前記偏心軸部間における前記クラン
   ク軸の軸線方向に沿う曲面部と平面部との組合わせによ
   る対向係合面部と、を有することを特徴とするスクロー
   ル圧縮機。
2. 【請求項２】 偏心軸部が、該偏心軸部の外周面の一部
   に形成されたクランク軸の軸線方向に沿う曲面部を備
   え、 一方、駆動ブッシュがその内周面で前記偏心軸部と嵌合
   し、 該駆動ブッシュの内周面は前記偏心軸部の曲面部に対応
   する位置に平面部を有することを特徴とする請求項１記
   載のスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 偏心軸部が、該偏心軸部の外周面の一部
   に形成された平面部を備え、 一方、駆動ブッシュがその内周面で前記偏心軸部と嵌合
   し、 該駆動ブッシュの内周面は前記偏心軸部の平面部に対応
   する位置に、クランク軸の軸線方向に沿う曲面部を有す
   ることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 クランク軸の軸線方向に沿う曲面部の頂
   点が、旋回スクロールの軸受部のほぼ中央の軸方向位置
   に存在することを特徴とする請求項１から請求項３のい
   ずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 偏心軸部の曲面部と駆動ブッシュの平面
   部、または偏心軸部の平面部と駆動ブッシュの曲面部と
   の間に高硬度部材を配設したことを特徴とする請求項１
   から請求項４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮
   機。
6. 【請求項６】 密閉容器と、 固定スクロールと、 前記固定スクロールと協働して流体を圧縮する旋回スク
   ロールと、 前記密閉容器に嵌着固定された電動機の固定子と、 前記電動機の両側で、前記密閉容器に嵌着固定された主
   フレームと副フレームと、 前記旋回スクロールに回転力を付与し、前記主フレーム
   と副フレームの軸受部において半径方向に支持される主
   軸部および副軸部を有するクランク軸と、 前記クランク軸に嵌着固定された電動機の回転子と、 前記クランク軸と一体に回転するバランスウエイトと、 前記クランク軸の下端側に配設された潤滑油を搬送する
   ための給油ポンプと、 前記クランク軸の上端に形成された偏心軸部と、 前記旋回スクロールを公転させるために、前記旋回スク
   ロールを前記偏心軸部に回転可能に結合する第１の軸受
   手段を有し、 前記第１の軸受手段が、前記偏心軸部の外周面の一部に
   形成された前記クランク軸の軸線方向に沿う曲面部と、 前記旋回スクロールの軸受部に回転可能に嵌合され、か
   つ、内周面で前記偏心軸部と嵌合し、前記偏心軸部の曲
   面部に対応する位置に平面部を有する駆動ブッシュとか
   ら構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。