WO2023188916A1

WO2023188916A1 - 両回転式スクロール型圧縮機

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Publication number: WO2023188916A1
Application number: PCT/JP2023/005060
Authority: WO
Inventors: 武藤圭史朗; 本田和也; 橋本友次; 小林裕之; 稲垣洋介; 管原彬人
Original assignee: 株式会社豊田自動織機
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2023-02-14
Publication date: 2023-10-05
Also published as: JP2023149536A

Abstract

駆動軸心（Ｘ１）に直交する仮想平面において、駆動側基礎円（３４）の中心と従動側基礎円（４４）の中心との中点（ＭＰ）を駆動軸心（Ｘ１）の径方向に発生する圧縮荷重の作用点と定義し、駆動渦巻体（３３）の側面と従動渦巻体（４３）の側面とが最外周側で接する２つの第１接点（Ｐ１）と第２接点（Ｐ２）とを結ぶ仮想線（ＶＬ）に対して直交する方向を圧縮荷重の荷重方向（ＬＤ）と定義し、かつ、駆動スクロール（３０）が１回転する間に荷重方向（ＬＤ）が変動する範囲を変動範囲（ＦＲ）と定義したとき、ステータ（１３）はハウジング（６０）内で固定軸心（ＦＸ）を定義し、駆動軸心（Ｘ１）は、ロータ（１４）によって定義され、変動範囲（ＦＲ）に含まれる荷重方向（ＬＤ）において、非作動時には固定軸心（ＦＸ）に対して離隔し、作動時には固定軸心（ＦＸ）に対して一致又は近づくように設定されている。

Description

両回転式スクロール型圧縮機

　本発明は両回転式スクロール型圧縮機に関する。

　特許文献１に従来の両回転式スクロール型圧縮機（以下、単に圧縮機という）が開示されている。この圧縮機は、駆動機構、駆動スクロール、従動機構、従動スクロール及び筒状のハウジングを備えている。

　駆動スクロールは、ハウジング内に設けられるとともに、駆動機構によって駆動軸心周りで回転駆動される。従動スクロールは、ハウジング内に設けられるとともに、駆動スクロールに対して偏心しつつ従動軸心周りで駆動スクロール及び従動機構によって回転従動される。

　駆動スクロールは、駆動端板及び駆動渦巻体を有している。駆動端板は、駆動軸心と交差する方向に延びている。駆動渦巻体は、駆動端板から従動スクロールに向かって突出し、渦巻状をなしている。

　従動スクロールは、従動端板及び従動渦巻体を有している。従動端板は、従動軸心と交差する方向に延びている。従動渦巻体は、従動端板から駆動スクロールに向かって突出し、渦巻状をなしている。

　駆動機構は、ハウジング内に設けられた電動モータを有している。電動モータは、ハウジングに固定されたステータと、ステータ内に配置され、駆動スクロールと共に回転可能なロータとを有している。

　駆動スクロール及び従動スクロールは、駆動渦巻体と従動渦巻体とが互いに対向して圧縮室を形成するとともに、回転駆動及び回転従動によって圧縮室の容積を変化させる。

特開２００２－３１００７３号公報

　圧縮機の作動中には、圧縮室内で冷媒が圧縮されることで圧縮荷重が発生する。この圧縮荷重は、駆動軸心方向よりも駆動軸心の径方向に主に作用する。このため、駆動軸心の径方向の圧縮荷重が例えば駆動スクロールを介してロータに作用することで、そのロータの挙動が不安定になるおそれがあり、ひいては駆動スクロール及び従動スクロールの挙動も不安定になるおそれがある。

　本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、駆動軸心の径方向の圧縮荷重に起因して駆動スクロール及び従動スクロールの挙動が不安定になるのを抑えることを解決すべき課題としている。

　本発明の両回転式スクロール型圧縮機は、駆動機構、駆動スクロール、従動機構、従動スクロール及び筒状のハウジングを備え、
　前記駆動スクロールは、前記ハウジング内に設けられるとともに、駆動機構によって駆動軸心周りで回転駆動され、
　前記従動スクロールは、前記ハウジング内に設けられるとともに、前記駆動スクロールに対して偏心しつつ従動軸心周りで前記駆動スクロール及び前記従動機構によって回転従動され、
　前記駆動スクロールは、前記駆動軸心と交差する方向に延びる駆動端板と、前記駆動端板から前記従動スクロールに向かって突出し、渦巻状をなす駆動渦巻体とを有し、
　前記従動スクロールは、前記従動軸心と交差する方向に延びる従動端板と、前記従動端板から前記駆動スクロールに向かって突出し、渦巻状をなす従動渦巻体とを有し、
　前記駆動機構は、前記ハウジングに固定されたステータと、前記ステータ内に配置され、前記駆動スクロールと共に回転可能なロータとを有する電動モータを含み、
　前記駆動スクロール及び前記従動スクロールは互いに対向し、前記駆動渦巻体と前記従動渦巻体とが圧縮室を形成し、前記回転駆動及び前記回転従動によって前記駆動スクロール及び前記従動スクロールは前記圧縮室の容積を変化させる両回転式スクロール型圧縮機において、
　前記駆動軸心に直交する仮想平面において、
　前記駆動渦巻体を形成する駆動側基礎円の中心と、前記従動渦巻体を形成する従動側基礎円の中心との中点を、前記駆動スクロール及び前記従動スクロールの回転により前記駆動軸心の径方向に発生する圧縮荷重の作用点と定義し、
　前記駆動渦巻体の外側面と前記従動渦巻体の内側面とが最外周側で接する第１接点と、前記駆動渦巻体の内側面と前記従動渦巻体の外側面とが最外周側で接する第２接点とを結ぶ仮想線に対して直交する方向を、前記圧縮荷重の荷重方向と定義し、かつ、
　前記駆動スクロール及び前記従動スクロールが１回転する間に前記荷重方向が変動する範囲を変動範囲と定義したとき、
　前記ステータは前記ハウジング内で固定軸心を定義し、
　前記駆動軸心は、前記ロータによって定義され、前記変動範囲に含まれる前記荷重方向において、非作動時には前記固定軸心に対して離隔し、作動時には前記固定軸心に対して一致又は近づくように設定されていることを特徴とする。

　両回転式スクロール型圧縮機では、圧縮室内で冷媒が圧縮されることで、主に駆動軸心の径方向に作用する圧縮荷重が発生する。なお、以下の説明において、特に断らない限り、圧縮荷重とは、駆動軸心の径方向に作用する圧縮荷重を意味する。

　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であっても、旋回スクロールを旋回させる回転軸の径方向に圧縮荷重が作用する。この回転軸の径方向に作用する圧縮荷重の方向は、旋回スクロールの旋回に伴って回転して３６０度変化する。

　これに対し、両回転式スクロール型圧縮機では、駆動スクロールと従動スクロールとが偏心しつつ同一の角速度で回転する。このため、圧縮荷重の方向は、駆動軸心の周方向において圧縮機の作動中に大きく変化することがない。すなわち、圧縮機の作動中に発生する圧縮荷重の範囲は、駆動軸心の周方向において所定の小さな角度範囲に限られている。本発明者らは、この点に着目して本発明を完成した。

　すなわち、駆動軸心の周方向において、圧縮荷重の方向が作動中に大きく変化しなければ、例えば駆動スクロールに作用する圧縮荷重の方向も大きく変化することがない。このため、圧縮機の作動中、駆動スクロールはその圧縮荷重の方向に常に押されることになる。その結果、駆動スクロールと共に回転するロータ及びロータによって定義される駆動軸心もその圧縮荷重の方向に押されて若干移動する。

　本発明の両回転式スクロール型圧縮機では、ハウジングに固定されたステータによって定義される固定軸心と、ステータ内で回転するロータによって定義される駆動軸心とが所定の関係に設定されている。すなわち、上記のように定義した変動範囲に含まれる荷重方向において、圧縮機の非作動時には駆動軸心が固定軸心に対して隔離し、圧縮機の作動時には駆動軸心が固定軸心に対して一致又は近づくように設定されている。

　このため、圧縮機の作動中に、圧縮荷重の方向に駆動軸心が移動することによる固定軸心との軸ずれの発生を抑えることができる。よって、固定軸心と駆動軸心との軸ずれによりロータの挙動が不安定になることを抑えることができ、ひいては駆動スクロール及び従動スクロールの挙動が不安定になることを抑えることができる。

　したがって、本発明の両回転式スクロール型圧縮機は、駆動軸心の径方向の圧縮荷重に起因して駆動スクロール及び従動スクロールの挙動が不安定になるのを抑えることができる。

　ハウジングは、固定軸心の周方向において、薄肉部と、薄肉部よりも厚さの厚い厚肉部とを有することが好ましく、薄肉部は、変動範囲を含んで設けられていることが好ましい。

　周方向において薄肉部と厚肉部とを有する筒状のハウジングに対してステータを圧入により固定する際、しまりばめの影響により、ステータの本来の軸心位置から薄肉部側に若干軸ずれした状態でステータが固定される。また、この薄肉部は変動範囲を含んで設けられている。このステータの本来の軸心位置とは、圧縮機の非作動時にハウジング内でベアリング等により正規位置に配置されたロータの中心である駆動軸心と一致する位置のことである。

　このため、ステータは、本来の軸心位置から変動範囲に含まれる荷重方向に向かって若干軸ずれした状態でハウジングに固定される。すなわち、ハウジングに固定されたステータにより定義される固定軸心は、本来の軸心位置から荷重方向に向かって若干軸ずれしている。

　このようにしまりばめの影響による固定軸心の軸ずれ方向が圧縮荷重の荷重方向に一致している。このため、圧縮機の作動中に、駆動軸心は圧縮荷重の荷重方向に押されて固定軸心の軸ずれ方向に若干移動する。よって、作動中における固定軸心と駆動軸心との軸ずれを抑えることができる。

　ステータはハウジングにしまりばめ固定されていることが好ましい。

　この場合、しまりばめによる固定時に所定のしめしろを設定することが容易であり、固定軸心の軸ずれ量の設定が容易になる。

　駆動機構は電動モータを駆動するインバータ回路を有し、インバータ回路は厚肉部に設けられていることが好ましい。

　ハウジングの厚肉部にインバータ回路を設けて圧縮機の駆動軸心方向への大型化を避けつつ、作動中における固定軸心と駆動軸心との軸ずれを抑えることができる。

　駆動スクロールはロータに内蔵されていることが好ましい。

　この場合、駆動軸心の径方向において電動モータと駆動スクロール及び従動スクロールとが並ぶので、駆動スクロール及び従動スクロールに対して電動モータが駆動軸心方向に並ぶ場合と比較して、駆動軸心方向において圧縮機を小型化できる。

　インバータ回路が厚肉部に設けられ、かつ、駆動スクロールがロータに内蔵されていることが特に好ましい。

　この場合、ステータの外周にインバータ回路が配置されるので、インバータ回路からステータへの給電のための配線構造を簡素化するのに有利となる。また、駆動スクロール及び従動スクロールに対して、電動モータ及びインバータ回路が駆動軸心の径方向に並ぶため、駆動軸心方向に圧縮機が大型化するのを避けつつ、インバータ回路を圧縮機に一体化することができる。

　本発明の両回転式スクロール型圧縮機は、駆動軸心の径方向の圧縮荷重に起因して駆動スクロール及び従動スクロールの挙動が不安定になるのを抑えることができる。

図１は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、インバータケース以外の部分の断面を示す模式断面図である。図２は、図１のII－II線における断面図である。図３は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、最外周側に形成される圧縮室が閉鎖された瞬間(閉じ込み時）の図である。図４は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、閉じ込み時から６０度回転した時の図である。図５は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、閉じ込み時から１２０度回転した時の図である。図６は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、閉じ込み時から１８０度回転した時の図である。図７は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、閉じ込み時から２４０度回転した時の図である。図８は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、閉じ込み時から３００度回転した時の図である。図９は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向を説明する模式図であり、閉じ込み時から３６０度回転する直前の図である。図１０は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、圧縮荷重の荷重方向の変動範囲を説明する模式図である。図１１は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、ハウジングに対するステータの焼嵌めを説明する図であり、ハウジング本体の断面図である。図１２は、実施例の両回転式スクロール型圧縮機に係り、ハウジングに対するステータの焼嵌めを説明する図であり、ハウジング本体にステータを焼嵌めした状態を示す断面図である。

　以下、本発明を具体化した実施例を、図面を参照しつつ説明する。

（実施例）
　図１に示すように、実施例の両回転式スクロール型圧縮機１（以下、単に圧縮機１という）は、本発明の具体的態様の一例である。圧縮機１は、ハウジング６０を備えている。ハウジング６０は、ハウジング本体６１及びカバー６５を有している。

　ハウジング本体６１は、外周壁６２及び底壁６３を有する有底筒状部材である。外周壁６２は、駆動軸心Ｘ１を中心とする円筒状の内周面６２Ｃを有している。底壁６３は、駆動軸心Ｘ１と直交して略円形平板状に延びている。

　底壁６３の外周縁は、外周壁６２におけるカバー６５から離れた基端に接続している。底壁６３の内面中央には、駆動軸心Ｘ１を中心とする円筒状の軸支部６４が凸設されている。軸支部６４には、ベアリング７１の外輪が嵌入している。

　カバー６５は、駆動軸心Ｘ１と直交して略円形平板状に延びている。カバー６５は、その外周縁がハウジング本体６１の外周壁６２の先端に当接する状態で、図示しないボルトによって外周壁６２に締結されることにより、ハウジング本体６１を塞いでいる。

　カバー６５の内面中央には、従動軸心Ｘ２を中心とする円筒状の軸支部６６が凸設されている。従動軸心Ｘ２は、駆動軸心Ｘ１に対して所定の偏心量で偏心しつつ駆動軸心Ｘ１と平行に延びている。軸支部６６には、ニードルベアリング７２の外輪が嵌入している。

　カバー６５は、吸入孔６７及び吐出孔６８を有している。吸入孔６７は、カバー６５における外周縁と軸支部６６との間に位置し、駆動軸心Ｘ１と平行な方向においてカバー６５を貫通している。吐出孔６８は、カバー６５の中央に位置し、駆動軸心Ｘ１と平行な方向においてカバー６５を貫通している。

　図１及び図２に示すように、圧縮機１は、駆動機構１０、従動機構２０、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０を備えている。

　駆動機構１０は、駆動スクロール３０を駆動軸心Ｘ１周りで回転駆動させる。駆動機構１０は、電動モータ１１と、電動モータ１１を駆動するインバータ回路１２とを有する。電動モータ１１は、ステータ１３と、ロータ１４とを有する。

　インバータ回路１２は、筒状のハウジング本体６１の外周側面、すなわち外周壁６２の外周面に設けられている。インバータ回路１２は、インバータケース１５に内蔵されている。外周壁６２の周方向において、インバータケース１５が取り付けられる範囲の外周壁６２の部位は、他の薄肉一般部６２Ｂよりも厚さの厚い厚肉部６２Ａとなっている。すなわち、ハウジング６０は、固定軸心ＦＸの周方向において、薄肉一般部６２Ｂ（薄肉部）と、薄肉部よりも厚さの厚い厚肉部とを有している。この厚肉部６２Ａの外表面である、インバータケース１５の被取付面は平坦面６２Ｄとされている。インバータケース１５は平坦面６２Ｄに図示しないボルトにより固定されている。インバータ回路１２を構成するインバータ基板は、平坦面６２Ｄに対してほぼ平行に配置されている。

　図２に示すように、インバータケース１５は、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２の周方向において、駆動軸心Ｘ１と従動軸心Ｘ２とが並ぶ方向、すなわち駆動軸心Ｘ１と従動軸心Ｘ２とを結ぶ直線方向に対して直交(又はほぼ直交）する方向に配置されている。なお、インバータケース１５は、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２の周方向において、後述する仮想線ＶＬ方向に対して直交(又はほぼ直交）する方向に配置されている。また、後述するように、インバータケース１５は、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２の周方向において、圧縮荷重の荷重方向ＬＤの変動範囲ＦＲを避けて、この変動範囲ＦＲに含まれる荷重方向ＬＤとは逆向きの方向に配置されている。

　ステータ１３は、駆動軸心Ｘ１を中心とする円筒状であり、巻き線１６を有している。ステータ１３は、ハウジング本体６１の外周壁６２の内周面６２Ｃに嵌入することにより、ハウジング６０に駆動軸心Ｘ１周りに固定されている。

　ロータ１４は、駆動軸心Ｘ１周りで円筒状をなしている。ロータ１４は、ステータ１３に対応する複数個の図示しない永久磁石と、各永久磁石を固定する図示しない積層鋼板とからなる。ロータ１４は、ステータ１３の内周に配置され、ステータ１３内で駆動スクロール３０と共に回転可能とされている。

　ロータ１４には駆動スクロール３０が内蔵されている。ロータ１４の内周面１４Ａには駆動スクロール３０の後述する駆動周壁３２が嵌着されている。これにより、ロータ１４と駆動スクロール３０とが一体回転するようになっている。こうして、駆動スクロール３０は、駆動機構１０によって駆動軸心Ｘ１周りで回転駆動される。

　図１に示すように、駆動スクロール３０は、駆動端板３１、駆動周壁３２及び駆動渦巻体３３を有している。

　駆動端板３１は、駆動軸心Ｘ１と直交して略円形平板状に延びている。駆動端板３１におけるハウジング本体６１の底壁６３と対向する面の中央には、駆動軸心Ｘ１を中心とする円筒状の被軸支部３５が凸設されている。

　被軸支部３５には、ベアリング７１の内輪が外嵌している。これにより、駆動スクロール３０は、駆動軸心Ｘ１周りで回転可能にハウジング６０内に設けられ、ハウジング本体６１に支持されている。

　駆動周壁３２は、駆動端板３１の外周縁３１Ｆから従動スクロール４０に向かって駆動軸心Ｘ１と平行に突出し、駆動軸心Ｘ１周りで円筒状をなしている。

　図１及び図２に示すように、駆動渦巻体３３は、駆動周壁３２よりも駆動軸心Ｘ１の径方向の内側に位置している。駆動渦巻体３３は、駆動端板３１から従動スクロール４０に向かって駆動軸心Ｘ１と平行に突出し、駆動軸心Ｘ１周りで渦巻状をなしている。

　従動スクロール４０は、従動端板４１及び従動渦巻体４３を有している。

　従動端板４１は、従動軸心Ｘ２と直交して略円形平板状に延びている。従動端板４１におけるカバー６５と対向する面の中央には、従動軸心Ｘ２を中心とする円筒状の被軸支部４５が凸設されている。

　被軸支部４５には、ニードルベアリング７２の内輪が外嵌している。これにより、従動スクロール４０は、従動軸心Ｘ２周りで回転可能にハウジング６０内に設けられ、カバー６５に支持されている。

　従動端板４１は、吸入ポート４７（図２参照）及び吐出ポート４８を有している。

　吸入ポート４７は、軸支部６６の外周面よりも従動軸心Ｘ２の径方向の外側に位置し、従動軸心Ｘ２と平行な方向において従動端板４１を貫通している。吸入ポート４７は、従動端板４１に１８０度の位相差をもって２個形成されている。

　吐出ポート４８は、被軸支部４５の内周面よりも従動軸心Ｘ２の径方向の内側に位置し、従動軸心Ｘ２と平行な方向において従動端板４１を貫通している。

　被軸支部４５の内周面に囲まれ、かつカバー６５と従動端板４１とに挟まれた空間は、吐出室５５とされている。

　従動端板４１には、吐出室５５側に位置して吐出ポート４８を開閉する吐出弁５８と、吐出弁５８の開度を規制するリテーナ５９とが設けられている。

　図１及び図２に示すように、従動渦巻体４３は、従動端板４１から駆動スクロール３０に向かって従動軸心Ｘ２と平行に突出し、従動軸心Ｘ２周りで渦巻状をなしている。

　駆動スクロール３０及び従動スクロール４０は、互いに対向し、かつ駆動渦巻体３３及び従動渦巻体４３が互いに噛合することにより、圧縮室５０を形成している。

　従動機構２０は、複数組（ピン・リング方式では３組以上）のピン２１及びリング２２を備えている。各組のピン２１及びリング２２は、駆動スクロール３０から従動スクロール４０に駆動力を伝達する。

　各ピン２１はそれぞれ、駆動軸心Ｘ１の周方向において適宜間隔を置いて、駆動周壁３２の先端から従動端板４１に向かって突出する円柱部材である。

　各リング２２はそれぞれ、各ピン２１に対向するように従動端板４１側に設けられている。各リング２２はそれぞれ、従動端板４１に凹設された円形有底穴に嵌着されている。各ピン２１は、各リング２２の内周面に摺接する状態で移動可能となっている。

　駆動スクロール３０が駆動機構１０によって駆動軸心Ｘ１周りで回転駆動されるとき、各ピン２１は各リング２２の内周面に摺接しつつ各リング２２を各ピン２１の中心周りで相対的に回転させることで、従動スクロール４０に駆動スクロール３０のトルクを伝達する。リング２２の旋回半径は、駆動スクロール３０の駆動軸心Ｘ１に対する従動スクロール４０の従動軸心Ｘ２の偏心量に等しくされている。

　その結果、従動スクロール４０は、駆動スクロール３０に対して偏心しつつ駆動軸心Ｘ１と平行な従動軸心Ｘ２周りで駆動スクロール３０及び従動機構２０によって回転従動される。駆動スクロール３０及び従動スクロール４０は、その回転駆動及びその回転従動によって従動スクロール４０が駆動スクロール３０に対して駆動軸心Ｘ１周りで相対的に公転することで、圧縮室５０の容積を変化させる。

　図示は省略するが、この圧縮機１は、蒸発器、膨張弁及び凝縮器とともに車両用空調装置の冷凍回路を構成している。吸入孔６７には、蒸発器が配管によって接続されている。吐出孔６８には、凝縮器が配管によって接続されている。膨張弁は、配管によって蒸発器及び凝縮器と接続されている。

　蒸発器から供給される冷媒は、吸入孔６７からハウジング６０内に流入し、吸入ポート４７を経由して圧縮室５０に導入される。圧縮室５０で吐出圧力まで圧縮された冷媒は、吐出ポート４８を経由して吐出室５５に吐出され、吐出孔６８から凝縮器に排出される。こうして、車両用空調装置の空調が行われる。

＜ハウジングに対するステータの焼嵌め＞
　この圧縮機１では、ハウジング６０にステータ１３が焼嵌めによりしまりばめ固定されている。具体的には、ハウジング本体６１の外周壁６２の内周面６２Ｃにステータ１３が所定のしめしろの焼嵌めにより固定されている。

　図１１は、ハウジング本体６１の駆動軸心Ｘ１に直交する断面図である。図１１中、中心点Ｏは、外周壁６２の円形の内周面６２Ｃの中心位置を示す。この中心点Ｏは、圧縮機１の非作動時においてハウジング６０内でベアリング７１等により所定の正規位置に支持されたロータ１４の中心によって定義される駆動軸心Ｘ１の位置と一致する。

　図１２は、外周壁６２の内周面６２Ｃにステータ１３を焼嵌めにより固定した状態を示す断面図である。図１２に示すように、ハウジング６０内でステータ１３の中心点により定義される固定軸心ＦＸは、上記中心点Ｏに対して若干ずれている。これは、ハウジング本体６１の外周壁６２が、周方向において、厚肉部６２Ａと薄肉一般部６２Ｂとを有しているので、焼嵌め時のしまりばめの影響により、ステータ１３が薄肉一般部６２Ｂ側にずれて固定されたためである。

　上記中心点Ｏに対する固定軸心ＦＸの焼嵌めによるずれ方向は、厚肉部６２Ａの平坦面６２Ｄに対して直交する方向であり、かつ、厚肉部６２Ａから薄肉一般部６２Ｂに向かう方向である。

　こうしてステータ１３は、圧縮機１の非作動時にハウジング６０内で正規位置に支持されたロータ１４によって定義される駆動軸心Ｘ１に対して、外周壁６２の厚肉部６２Ａから薄肉一般部６２Ｂに向かう方向に所定量軸ずれした状態で固定されている。

＜荷重方向の変動範囲＞
　圧縮機１の作動中においては、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０の回転により、圧縮室５０内で駆動軸心Ｘ１の径方向に圧縮荷重が発生する。

　図３～図１０は、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２に対して直交する仮想平面の図である。図３～図９は、圧縮機１の作動中に駆動スクロール３０及び従動スクロール４０が約１回転する間に、圧縮室５０内で発生する圧縮荷重の荷重方向ＬＤについて、回転角度６０度刻みで示す。

　図３～図１０においては、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０について、圧縮室５０の形成に実質的に寄与する部分のみの駆動渦巻体３３及び従動渦巻体４３を模式的に示す。図３～図９において、駆動渦巻体３３の外側面３３Ａ及び内側面３３Ｂを形成する駆動側基礎円（インボリュート曲線の基礎円）３４と、従動渦巻体４３の外側面４３Ａ及び内側面４３Ｂを形成する従動側基礎円（インボリュート曲線の基礎円）４４を示す。二点鎖線で示す円のうち図中上側のものは駆動側基礎円３４であり、二点鎖線で示す円のうち図中下側のものは従動側基礎円４４である。駆動側基礎円３４の中心と従動側基礎円４４の中心とは、駆動軸心Ｘ１に直交する方向に所定量ずれている。図３～図９において、３つの黒丸のうち中央の黒丸は、駆動側基礎円３４の中心と従動側基礎円４４の中心との中点ＭＰである。図３において、２つの白丸のうち上側のものは駆動軸心Ｘ１の位置を示し、下側のものは従動軸心Ｘ２の位置を示す。図４～図９において、駆動軸心Ｘ１の位置は示すが、従動軸心Ｘ２は省略している。

　図３は、最外周側に２つの圧縮室５０、５０が閉鎖された瞬間(閉じ込み時、０ｄｅｇ）の図である。この時、駆動渦巻体３３の外側面３３Ａと従動渦巻体４３の内側面４３Ｂとが最外周側で第１接点Ｐ１において接するとともに、駆動渦巻体３３の内側面３３Ｂと従動渦巻体４３の外側面４３Ａとが最外周側で第２接点Ｐ２において接している。

　駆動渦巻体３３と従動渦巻体４３とが最外周側で接する２つの接点である、第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２とを結ぶ仮想線ＶＬを定義する。仮想線ＶＬの長さは、２つの圧縮室５０全体の径方向幅とみなすことができる。中点ＭＰは２つの圧縮室５０全体の中心とみなすことができる。仮想線ＶＬを含み、かつ、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２の軸心方向に延びる面を圧縮荷重の受圧面と定義する。駆動側基礎円３４の中心と従動側基礎円４４の中心との中点ＭＰを圧縮荷重の作用点と定義する。駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２と直交する仮想平面において仮想線ＶＬに対して直交する方向を圧縮荷重の荷重方向（作用方向）ＬＤと定義する。

　なお、第１接点Ｐ１は、駆動側基礎円３４及び従動側基礎円４４の双方に接する一方の接線上に位置する。第２接点Ｐ２は、駆動側基礎円３４及び従動側基礎円４４の双方に接する他方の接線上に位置する。これらの接線は、仮想線ＶＬと平行に延びている。

　図４は閉じ込み時から６０度回転した時の図である。図５は、閉じ込み時から１２０度回転した時の図である。図６は、閉じ込み時から１８０度回転した時の図である。図７は、閉じ込み時から２４０度回転した時の図である。図８は、閉じ込み時から３００度回転した時の図である。図９は、閉じ込み時から３６０度回転する直前の図である。

　図４～図９に示すように、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０の回転が進むにつれて、第１接点Ｐ１及び第２接点Ｐ２が内周側に向かって変位する。これに伴い、仮想線ＶＬの長さ、すなわち２つの圧縮室５０全体の径方向幅も徐々に小さくなる。

　駆動スクロール３０の駆動軸心Ｘ１と従動スクロール４０の従動軸心Ｘ２とは所定の偏心量で偏心している。駆動スクロール３０及び従動スクロール４０が回転するに従って、第１接点Ｐ１及び第２接点Ｐ２が移動するため、中点ＭＰを作用点とする圧縮荷重の荷重方向ＬＤも変動する。駆動スクロール３０及び従動スクロール４０が１回転する間に荷重方向ＬＤが変動する範囲を変動範囲ＦＲと定義する。

　図３～図９において水平線を想定し、荷重方向ＬＤの水平線に対する角度を荷重角度θと定義する。図３に示す閉じ込み時に最小の荷重角度θｍｉｎとなり、図９に示す閉じ込み時から３６０度回転する直前の時に最大の荷重角度θｍａｘとなる。

　図１０に示すように、荷重方向ＬＤの変動範囲ＦＲは、最小の荷重角度θｍｉｎと最大の荷重角度θｍａｘとの差の角度範囲となる。図１０において、閉じ込み時における荷重方向ＬＤを実線の矢印で示し、閉じ込み時から３６０度回転する直前の時における荷重方向ＬＤを二点鎖線で示す。

　図２に示すように、この圧縮機１では、インバータ回路１２を内蔵するインバータケース１５が、外周壁６２の周方向において所定の位置に配置されている。すなわち、外周壁６２の薄肉一般部６２Ｂは、上記荷重方向ＬＤの変動範囲ＦＲを含むように設けられており、インバータケース１５が取り付けられる厚肉部６２Ａは、上記荷重方向ＬＤの変動範囲ＦＲを避けて、上記荷重方向ＬＤとは逆向きの方向に配置されている。

＜作用効果＞
　外周壁６２において、インバータケース１５が取り付けられる厚肉部６２Ａの平坦面６２Ｄは、図３に示す上記閉じ込み時における圧縮荷重の荷重方向ＬＤに対して直交(又はほぼ直交）している。また上述のとおり、外周壁６２に焼嵌めされたステータ１３によって定義される固定軸心ＦＸは、圧縮機１の非作動時にハウジング６０内で正規位置に支持されたロータ１４によって定義される駆動軸心Ｘ１に対して、平坦面６２Ｄに直交する方向において、厚肉部６２Ａから薄肉一般部６２Ｂに向かって所定量軸ずれしている。

　すなわち、駆動軸心Ｘ１に直交する仮想平面において、ロータ１４の中心点である駆動軸心Ｘ１は、圧縮機１の非作動時にはステータ１３によって定義される固定軸心ＦＸに対して所定量離隔している。この離隔方向は、上記変動範囲ＦＲに含まれる、図３に示す上記閉じ込み時における圧縮荷重の荷重方向ＬＤに対して一致(又はほぼ一致）する方向であり、かつ、厚肉部６２Ａから薄肉一般部６２Ｂに向かう方向である。言い換えれば、ロータ１４によって定義される駆動軸心Ｘ１は、上記変動範囲ＦＲに含まれる閉じ込み時における荷重方向ＬＤにおいて、圧縮機１の非作動時にはステータ１３によって定義される固定軸心ＦＸに対して所定量離隔しており、その離隔方向はその荷重方向ＬＤとは逆向きである。

　圧縮機１の作動時には、圧縮室５０内で圧縮荷重が発生する。圧縮機１の作動中における圧縮荷重の荷重方向ＬＤは、上記変動範囲ＦＲという極狭い範囲内でのみ変動する。このため、駆動スクロール３０を介して圧縮荷重が作用したロータ１４は、上記変動範囲ＦＲに含まれる圧縮荷重の荷重方向ＬＤに向かって押される。

　上記荷重方向ＬＤにおいて、圧縮機１の非作動時には、ステータ１３の固定軸心ＦＸに対してその荷重方向ＬＤとは逆向きに軸ずれしていたロータ１４の駆動軸心Ｘ１が、圧縮機１の作動時には、圧縮荷重に押されて上記荷重方向ＬＤに向かって押されて移動する。このため、圧縮機１の作動時には、ロータ１４の駆動軸心Ｘ１がステータ１３の固定軸心ＦＸに対して一致又は近づく。よって、圧縮機１の作動中、圧縮荷重に起因するステータ１３とロータ１４との軸ずれを抑えることができ、ひいては駆動スクロール３０及び従動スクロール４０の挙動が不安定になることを抑えることができる。

　したがって、実施例の両回転式スクロール型圧縮機１は、駆動軸心Ｘ１の径方向の圧縮荷重に起因して駆動スクロール３０及び従動スクロール４０の挙動が不安定になるのを抑えることができる。

　この圧縮機１では、ステータ１３はハウジング６０の外周壁６２に焼嵌め固定されている。この場合、焼嵌め時に所定のしめしろを設定することが容易であり、固定軸心ＦＸの軸ずれ量の設定が容易になる。

　また、インバータ回路１２が外周壁６２の厚肉部６２Ａに設けられ、かつ、駆動スクロール３０がロータ１４に内蔵されている。この場合、駆動軸心Ｘ１の径方向において、電動モータ１１及びインバータ回路１２と駆動スクロール３０及び従動スクロール４０とが並ぶので、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０に対して電動モータ１１及びインバータ回路１２が駆動軸心Ｘ１方向に並ぶ場合と比較して、駆動軸心Ｘ１方向において圧縮機１を小型化できる。

　このため、圧縮機１の駆動軸心Ｘ１方向への大型化を避けつつ、作動中における固定軸心ＦＸと駆動軸心Ｘ１との軸ずれを抑えることができるとともに、インバータ回路１２を圧縮機１に一体化することができる。また、ステータ１３の外周にインバータ回路１２が配置されているので、インバータ回路１２からステータ１３への給電のための配線構造を簡素化するのに有利となる。

　さらに、インバータケース１５は、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２の周方向において、圧縮荷重の荷重方向ＬＤの変動範囲ＦＲを避けて、この変動範囲ＦＲに含まれる荷重方向ＬＤとは逆向きの方向に配置されている。このため、圧縮室５０内で発生する圧縮荷重の影響を受けてハウジング６０等が振動する場合があっても、インバータケース１５やインバータ回路１２による振動増幅を抑えることができる。よって、圧縮荷重に起因するハウジング６０等の振動を抑えることができる。

　以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

　実施例では、外周壁６２の厚肉部６２Ａにインバータケース１５を取り付けるが、本発明はこの構成に限定されない。厚肉部６２Ａには、インバータケース１５以外の他の部品を取り付けてもよいし、何も取り付けなくてもよい。また、厚肉部６２Ａの形状も、厚肉部６２Ａに取り付ける部品等に応じて適宜設定可能である。

　実施例では、外周壁６２の一部が厚肉部６２Ａとなり、厚肉部６２Ａがハウジング６０と一体となっているが、これに限られず、厚肉部６２Ａがハウジング６０と別体であってもよい。

　実施例では、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０に対して電動モータ１１及びインバータ回路１２が駆動軸心Ｘ１の径方向に並ぶが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０に対して、電動モータ１１のみが駆動軸心Ｘ１の径方向に並び、インバータ回路１２は駆動軸心Ｘ１方向に並んでいてもよい。また、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０に対して電動モータ１１及びインバータ回路１２が駆動軸心Ｘ１方向に並んでいてもよい。また、駆動スクロール３０及び従動スクロール４０に対して、電動モータ１１のみが駆動軸心Ｘ１の径方向に並び、インバータ回路１２は駆動軸心Ｘ１方向にずれた位置でハウジング６０の外周面に配置されていてもよい。

　実施例では、駆動渦巻体３３及び従動渦巻体４３が２巻き弱程度であるが、駆動渦巻体３３及び従動渦巻体４３の巻き数はこれに限られない。例えば、駆動渦巻体３３及び従動渦巻体４３の巻き数を増やして、圧縮室５０の数を増やしてもよい。また、駆動渦巻体３３と従動渦巻体４３とで巻き数を異ならせてもよい。この場合でも、最外周側で２つの圧縮室５０が閉鎖された瞬間を０ｄｅｇの上記閉じ込み時とすることができる。

　実施例では、変動範囲ＦＲに関し、閉じ込み時に最小の荷重角度θｍiｎとなり、閉じ込み時から３６０度回転する直前の時に最大の荷重角度θｍaｘとなったが、スクロール形状によっては、最小の荷重角度θｍiｎになる時が閉じ込み時からずれたり、最大の荷重角度θｍaｘになる時が閉じ込み時から３６０度回転する直前の時からずれたりする場合がある。

　実施例では、ハウジング６０の外周壁６２にステータ１３を焼嵌め固定するが、ステータ１３とハウジング６０との固定方法はこれに限られない。例えば、冷やし嵌めや圧入によって、ステータ１３をハウジング６０の外周壁６２に固定してもよい。

　実施例では、従動機構２０がピン２１及びリング２２によって構成されているが、本発明はこの構成には限定されない。例えば、従動機構２０は、２本のピンが１つのフリーリングの内周面に摺接するピン・リング・ピン方式、２本のピンの外周面同士が摺接するピン・ピン方式、オルダム接手を用いる方式等によって構成されていてもよい。

　本発明は例えば、車両の空調装置等に利用可能である。

　１　　両回転式スクロール型圧縮機
　１０　　駆動機構
　１１　　電動モータ
　１２　　インバータ回路
　１３　　ステータ
　１４　　ロータ
　２０　　従動機構
　３０　　駆動スクロール
　３１　　駆動端板
　３３　　駆動渦巻体
　３４　　駆動側基礎円
　４０　　従動スクロール
　４１　　従動端板
　４３　　従動渦巻体
　４４　　従動側基礎円
　５０　　圧縮室
　６０　　ハウジング
　６２Ａ　　厚肉部
　６２Ｂ　　薄肉一般部(薄肉部）
　Ｘ１　　駆動軸心
　Ｘ２　　従動軸心
　ＭＰ　　中点
　Ｐ１　　第１接点
　Ｐ２　　第２接点
　ＶＬ　　仮想線
　ＬＤ　　荷重方向
　ＦＲ　　変動範囲
　ＦＸ　　固定軸心

Claims

　駆動機構、駆動スクロール、従動機構、従動スクロール及び筒状のハウジングを備え、
　前記駆動スクロールは、前記ハウジング内に設けられるとともに、駆動機構によって駆動軸心周りで回転駆動され、
　前記従動スクロールは、前記ハウジング内に設けられるとともに、前記駆動スクロールに対して偏心しつつ従動軸心周りで前記駆動スクロール及び前記従動機構によって回転従動され、
　前記駆動スクロールは、前記駆動軸心と交差する方向に延びる駆動端板と、前記駆動端板から前記従動スクロールに向かって突出し、渦巻状をなす駆動渦巻体とを有し、
　前記従動スクロールは、前記従動軸心と交差する方向に延びる従動端板と、前記従動端板から前記駆動スクロールに向かって突出し、渦巻状をなす従動渦巻体とを有し、
　前記駆動機構は、前記ハウジングに固定されたステータと、前記ステータ内に配置され、前記駆動スクロールと共に回転可能なロータとを有する電動モータを含み、
　前記駆動スクロール及び前記従動スクロールは互いに対向し、前記駆動渦巻体と前記従動渦巻体とが圧縮室を形成し、前記回転駆動及び前記回転従動によって前記駆動スクロール及び前記従動スクロールは前記圧縮室の容積を変化させる両回転式スクロール型圧縮機において、
　前記駆動軸心に直交する仮想平面において、
　前記駆動渦巻体を形成する駆動側基礎円の中心と、前記従動渦巻体を形成する従動側基礎円の中心との中点を、前記駆動スクロール及び前記従動スクロールの回転により前記駆動軸心の径方向に発生する圧縮荷重の作用点と定義し、
　前記駆動渦巻体の外側面と前記従動渦巻体の内側面とが最外周側で接する第１接点と、前記駆動渦巻体の内側面と前記従動渦巻体の外側面とが最外周側で接する第２接点とを結ぶ仮想線に対して直交する方向を、前記圧縮荷重の荷重方向と定義し、かつ、
　前記駆動スクロール及び前記従動スクロールが１回転する間に前記荷重方向が変動する範囲を変動範囲と定義したとき、
　前記ステータは前記ハウジング内で固定軸心を定義し、
　前記駆動軸心は、前記ロータによって定義され、前記変動範囲に含まれる前記荷重方向において、非作動時には前記固定軸心に対して離隔し、作動時には前記固定軸心に対して一致又は近づくように設定されていることを特徴とする両回転式スクロール型圧縮機。
　前記ハウジングは、前記固定軸心の周方向において、薄肉部と、前記薄肉部よりも厚さの厚い厚肉部とを有し、
　前記薄肉部は、前記変動範囲を含んで設けられている請求項１記載の両回転式スクロール型圧縮機。
　前記ステータは前記ハウジングにしまりばめ固定されている請求項２記載の両回転式スクロール圧縮機。
　前記駆動機構は前記電動モータを駆動するインバータ回路を有し、
　前記インバータ回路は前記厚肉部に設けられている請求項１乃至３のいずれか１項記載の両回転式スクロール型圧縮機。
　前記駆動スクロールは前記ロータに内蔵されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の両回転式スクロール型圧縮機。