WO2023188917A1

WO2023188917A1 - 両回転式スクロール型圧縮機

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Publication number: WO2023188917A1
Application number: PCT/JP2023/005061
Authority: WO
Inventors: 管原彬人; 本田和也; 橋本友次; 小林裕之; 稲垣洋介; 武藤圭史朗
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2023-02-14
Publication date: 2023-10-05
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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）の外側面（３３Ａ）と従動渦巻体（４３）の内側面（４３Ｂ）とが最外周側で接する第１接点（Ｐ１）と、駆動渦巻体（３３）の内側面（３３Ｂ）と従動渦巻体（４３）の外側面（４３Ａ）とが最外周側で接する第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、筒状のハウジング（６０）の外周面に設けられたインバータ回路（１２）は、駆動軸心（Ｘ１）の周方向において変動範囲（ＦＲ）を避けて配置されている。

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。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駆動スクロールや従動スクロールを軸支するベアリング等を介してハウジングに作用することで、ハウジングが振動するおそれがある。

　しかし、上記従来の圧縮機では、このような圧縮荷重に起因するハウジングの振動を問題視していない。仮に、電動モータを駆動するインバータ回路を、圧縮機が駆動軸心方向に大型化するのを避けるべくハウジングの外周面に設けた場合、ハウジングの振動がそのインバータ回路やインバータ基板を収容する薄型形状のケーシングによって増幅され、騒音も悪化するおそれがある。

　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、ハウジングの外周面にインバータ回路を設けつつ、駆動軸心の径方向に作用する圧縮荷重に起因して発生する振動や騒音を抑えることができる両回転式スクロール型圧縮機を提供す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、前記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、
　前記駆動機構は、前記ハウジング内に設けられた電動モータと、前記ハウジングの外周面に設けられ、前記電動モータを駆動するインバータ回路とを有し、
　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、
　前記インバータ回路は、前記駆動軸心の周方向において前記変動範囲を避けて配置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。

　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。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、駆動軸心の径方向又は回転軸の径方向に作用する圧縮荷重を意味する。

　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、圧縮荷重の方向が旋回スクロールの旋回に伴って回転して３６０度変化する場合、ハウジングの外周面にインバータ回路を設ければ、旋回スクロールが１回転する毎に、周方向においてインバータ回路が占める角度範囲の全体に圧縮荷重が必ず作用することになる。このため、圧縮荷重の影響を受けて発生するハウジングの振動が大きく増幅するおそれがある。

　この点、本発明の両回転式スクロール型圧縮機では、ハウジングの外周面に設けられたインバータ回路が、駆動軸心の周方向において、上記のように定義した変動範囲を避けて配置されている。このため、圧縮荷重に起因するハウジングの振動がインバータ回路やインバータ基板を収容する薄型形状のケーシングによって増幅することを抑えることができ、その結果騒音が悪化することも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、ハウジングの外周面にインバータ回路を設けつつ、駆動軸心の径方向に作用する圧縮荷重に起因して発生する振動や騒音を抑えることができる。

　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、駆動スクロールはロータに内蔵され、インバータ回路はステータの外周に配置されていることが好ましい。

　この場合、駆動スクロールの外周にインバータ回路が配置されることになる。駆動スクロール及びインバータ回路が駆動軸心の径方向に並べば、駆動スクロールや従動スクロールに作用した圧縮荷重の影響が、これらを軸支するベアリング等を介してハウジングやその外周面に設けられたインバータ回路に及び易い。このため、インバータ回路によってハウジングの振動が増幅する問題が特に顕著になるが、本発明によりこの問題を有効に解決しうる。

　また、ステータの外周にインバータ回路が配置されているので、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。

　さらに、駆動スクロールがロータに内蔵されてもいるので、駆動スクロール及び従動スクロールに対して、ステータ、ロータ及びインバータ回路が駆動軸心の径方向に並ぶ。このため、駆動スクロール及び従動スクロールに対して、ステータ、ロータ及びインバータ回路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。

　本発明の両回転式スクロール型圧縮機は、ハウジングの外周面にインバータ回路を設けつつ、駆動軸心の径方向に作用する圧縮荷重に起因して発生する振動や騒音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、圧縮荷重の発生範囲を説明する模式図である。

　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、すなわちハウジング６０の外周壁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。この厚肉部６２Ａの外表面は平坦面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、かつ、圧縮荷重の発生範囲ＧＲを避けて配置されている。

　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。

＜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１１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１１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。

＜圧縮荷重の発生範囲＞
　図３に示す閉じ込み時に２つの圧縮室５０全体の大きさが最大になる。この時、駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２の径方向、すなわち駆動軸心Ｘ１及び従動軸心Ｘ２と直交する仮想平面において、圧縮室５０内で発生する圧縮荷重の範囲が最大になる。

　図１１に示すように、閉じ込み時における第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２の距離、すなわち仮想線ＶＬの長さに等しい幅でこの時の荷重方向ＬＤに延びる範囲を圧縮荷重の発生範囲ＧＲと定義する。

　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、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、かつ、圧縮荷重の発生範囲ＧＲを避けて配置されている。

＜作用効果＞
　上述のとおり、実施例の圧縮機１では、ハウジング本体６１の外周壁６２に設けられたインバータケース１５が、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を避けて配置されている。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を作用点とする圧縮荷重の荷重方向ＬＤは、２つの圧縮室５０全体の中心において圧縮室５０の外部に作用する圧縮荷重の方向となる。圧縮機１の作動中にこの荷重方向ＬＤが変動する変動範囲ＦＲを避けてインバータケース１５を配置することで、圧縮室５０内で発生する圧縮荷重の影響がインバータケース１５に及ぶことを抑えることができる。

　第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２との距離、すなわち仮想線ＶＬの長さは、２つの圧縮室全体の径方向幅とみなすことができる。２つの圧縮室５０全体の大きさは閉じ込み時に最大となる。閉じ込み時における第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２の距離、すなわち仮想線ＶＬの長さが２つの圧縮室５０全体の径方向幅が最大となる長さとみなすことができる。閉じ込み時における第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２の距離（仮想線ＶＬの長さ）に等しい幅で、この時の荷重方向ＬＤに延びる範囲である圧縮荷重の発生範囲ＧＲを避けてインバータケース１５を配置することで、圧縮室５０内で発生する圧縮荷重の影響がインバータケース１５に及ぶことをより抑えることができる。

　このため、実施例の圧縮機１では、圧縮室５０内で発生する圧縮荷重に起因するハウジング６０の振動がインバータ回路１２やインバータケース１５によって増幅することを抑えることができ、その結果騒音が悪化することも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、ハウジング６０の外周面にインバータ回路１２を設けつつ、駆動軸心Ｘ１の径方向に作用する圧縮荷重に起因して発生する振動や騒音を抑えることができる。

　この圧縮機１では、ハウジング６０内に設けられた電動モータ１１に駆動スクロール３０及び従動スクロール４０が内蔵されており、これらの外周側、すなわち駆動軸心Ｘ１の径方向外方にインバータ回路１２を含むインバータケース１５が配置されている。

　この場合、駆動スクロール３０の外周にインバータケース１５が配置されることになる。駆動スクロール３０及びインバータケース１５が駆動軸心Ｘ１の径方向に並べば、駆動スクロール３０や従動スクロール４０に作用した圧縮荷重の影響が、これらを軸支するベアリング等を介してハウジング６０やその外周面に設けられたインバータケース１５やインバータ回路１２に及び易い。このため、インバータ回路１２やインバータケース１５によってハウジング６０の振動が増幅する問題が特に顕著になるが、この圧縮機１ではこの問題を有効に解決しうる。

　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、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及びインバータケース１５が駆動軸心Ｘ１の径方向に並んでいるので、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及びインバータケース１５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。

　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、インバータ回路１２及びインバータケース１５が、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とを結ぶ直線方向又は仮想線ＶＬ方向に配置されており、これらの直線上にインバータ回路１２が存在し、かつ、これらの直線とほぼ直交するようにインバータ回路１２が配置されているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、駆動軸心Ｘ１の周方向において、インバータ回路１２の中心が駆動軸心Ｘ１と従動軸心Ｘ２とを結ぶ直線方向又は仮想線ＶＬ上に配置されていてもよい。駆動軸心Ｘ１の周方向におけるインバータ回路１２の位置や角度は、上記荷重方向ＬＤの変動範囲ＦＲを避け得る限り、適宜設定可能である。

　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が駆動軸心Ｘ１方向に並び、その電動モータ１１の位置でハウジング６０の外周面にインバータ回路１２が設けられていてもよい。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の外周面に設けられていてもよい。

　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、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。

　以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例から把握できる技術的思想を以下に記載する。

(付記１）
　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、前記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、
　前記駆動機構は、前記ハウジング内に設けられた電動モータと、前記ハウジングの外周面に設けられ、前記電動モータを駆動するインバータ回路とを有し、
　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、かつ、
　最外周側に形成される前記圧縮室が閉鎖された瞬間において、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たとき、
　前記インバータ回路は、前記駆動軸心の周方向において、前記第１接点と前記第２接点との距離に等しい幅で前記荷重方向に延びる範囲を避けて配置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。

(付記２）
　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、前記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、
　前記駆動機構は、前記ハウジング内に設けられた電動モータと、前記ハウジングの外周面に設けられ、前記電動モータを駆動するインバータ回路とを有し、
　前記駆動軸心に直交する仮想平面において、
　前記駆動軸心と前記従動軸心とを結ぶ直線を定義したとき、
　前記インバータ回路は、前記駆動軸心の周方向において、前記直線上に配置されている両回転式スクロール型圧縮機。

(付記３）
　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、前記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、
　前記駆動機構は、前記ハウジング内に設けられた電動モータと、前記ハウジングの外周面に設けられ、前記電動モータを駆動するインバータ回路とを有し、
　前記駆動軸心に直交する仮想平面において、
　最外周側に形成される前記圧縮室が閉鎖された瞬間において、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を定義したとき、
　前記インバータ回路は、前記駆動軸心の周方向において、前記仮想線上に配置されている両回転式スクロール型圧縮機。

（付記４）
　前記駆動軸心の周方向において、前記インバータ回路の中心が前記直線又は前記仮想線上に位置する付記２又は付記３に記載の両回転式スクロール型圧縮機。

　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
　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

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、前記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、
　前記駆動機構は、前記ハウジング内に設けられた電動モータと、前記ハウジングの外周面に設けられ、前記電動モータを駆動するインバータ回路とを有し、
　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、
　前記インバータ回路は、前記駆動軸心の周方向において前記変動範囲を避けて配置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。
　前記電動モータは、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し、
　前記駆動スクロールは前記ロータに内蔵され、
　前記インバータ回路は前記ステータの外周に配置されている請求項１記載の両回転式スクロール型圧縮機。