JP2021076085A

JP2021076085A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2021076085A
Application number: JP2019204452A
Authority: JP
Inventors: 文昭安田; Fumiaki Yasuda; 浩平達脇; Kohei Tatsuwaki; 伊藤　慎一; Shinichi Ito; 慎一伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2021-05-20

Abstract

【課題】メインフレームとシェル同士を熱歪の影響を極力低減して強固に固定できるスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】筒状のシェル１の内部には、クランクシャフト６を回転駆動する駆動機構部３、クランクシャフト６の先端の偏心部分に取付けられた揺動スクロール３２、揺動スクロール３２に対向してシェル１に固定された固定スクロール３１、およびクランクシャフト６の一端と揺動スクロール３２を保持するメインフレーム２を備え、シェル１には当該シェルの周壁を内外に貫通する貫通穴１１９が、メインフレーム２のシェルとの接触する外周面２１７と対向する位置に形成され、かつ貫通穴１１９にはメインフレーム２とシェル１との間を固定する固定部材９１が設けられている。【選択図】図１３

Description

本願は、スクロール圧縮機に関するものである。

従来のスクロール圧縮機には、シェル内部の上部と下部にそれぞれ固定されたメインフレームおよびサブフレーム、メインフレームおよびサブフレームに固定された軸受に支持されたクランクシャフト、クランクシャフトを回転駆動する駆動機構部、クランクシャフトの先端の偏心部分に取付けられた揺動スクロール、その揺動スクロールに対向して設けられ、かつ、シェルに固定された固定スクロールを備えた構成のものがある（例えば、下記の特許文献１参照）。

この構成のスクロール圧縮機では、駆動機構部の動力によってクランクシャフトを回転させ、これに伴い揺動スクロールが固定スクロールに対して揺動運動を行い、揺動スクロールおよび固定スクロールの両者で形成された圧縮室で冷媒を圧縮する。

国際公開第２０１８／０７８７８７号公報

特許文献１のような従来のスクロール圧縮機では、メインフレームをシェルの内壁面に焼嵌めで固定する場合には、焼嵌め固定した保持力モーメントに比べて液バックなどの高負荷条件において、回転駆動力とガス圧縮荷重で発生するモーメントの方が大きいため、メインフレームとシェルが分離する。

また、メインフレームを焼嵌めするためにシェルを加熱する際には、熱応力の分布がシェルに生じてシェルが変形する。このシェルの変形に伴いメインフレームの位置がずれ、メインフレームとサブフレームの平行度と同軸度が悪化する。このため、メインフレームとシェルの分離、シェルの変形、およびメインフレームの位置ずれなどの不具合発生を確実に抑制することが望まれている。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示ものであり、メインフレームとシェル同士を熱歪の影響を極力低減して強固に固定できるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

本願に開示されるスクロール圧縮機は、筒状のシェルの内部の上部に固定されたメインフレーム、前記シェルの内部の下部に固定されたサブフレーム、前記メインフレームおよび前記サブフレームに固定された軸受に支持されたクランクシャフト、前記クランクシャフトを回転駆動する駆動機構部、前記クランクシャフトの先端の偏心部分に取付けられた揺動スクロール、前記揺動スクロールに対向して前記シェルに固定された固定スクロール、ならびに前記揺動スクロールと前記メインフレームとの間に介在されて前記揺動スクロールの自転を防止するオルダムリングを備えており、
前記シェルには、当該シェルの周壁を内外に貫通する貫通穴が、前記メインフレームの前記シェルとの接触面と対向する位置に形成され、かつ前記貫通穴には前記メインフレームと前記シェルとの間を固定する固定部材が設けられている。

本願に開示されるスクロール圧縮機によれば、メインフレームのシェルとの接触面の位置で、固定部材を介してメインフレームとシェルの間を強固に固定できるため、メインフレームとシェル同士を熱歪の影響を極力低減して強固に固定できる。

実施の形態１のスクロール圧縮機の全体を示す斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機の縦断面図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成するミドルシェルの要部斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成するメインフレームの斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成する固定スクロールの斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成する揺動スクロールの斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成するオルダムリングの斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成するクランクシャフトの斜視図である。実施の形態１のスクロール圧縮機を構成するブッシュの斜視図である。図２の点線で囲まれた領域Ｅを拡大して示す断面図である。図１０の部分の寸法関係を示した説明図である。実施の形態１のスクロール圧縮機におけるメインフレームに対してミドルシェルに形成する貫通穴の位置を示す平面図である。実施の形態１のスクロール圧縮機におけるミドルシェルとメインフレームの固定方法を示した断面図である。実施の形態１のスクロール圧縮機におけるミドルシェルとメインフレームの他の固定方法を示した断面図である。実施の形態１のスクロール圧縮機におけるミドルシェルとメインフレームの他の固定方法を示した断面図である。実施の形態１のスクロール圧縮機におけるミドルシェルとメインフレームの他の固定方法を示した断面図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１のスクロール圧縮機の全体を示す斜視図、図２は実施の形態１のスクロール圧縮機の縦断面図、図３〜９は実施の形態１のスクロール圧縮機を構成するミドルシェル、メインフレーム、固定スクロール、揺動スクロール、オルダムリング、クランクシャフト、およびブッシュをそれぞれ示す斜視図である。

この実施の形態１のスクロール圧縮機は、例えばエアコンディショナーなどに使用されるもので、クランクシャフト６の中心軸が地面に対して略垂直の状態で使用される、いわゆる縦型のスクロール圧縮機である。そして、このスクロール圧縮機は、シェル１、メインフレーム２、圧縮機構部３、駆動機構部４、サブフレーム５、クランクシャフト６、ブッシュ７、および給電部８を主体に構成されている。以下、これら各部の詳細について説明する。
なお、ここでは、メインフレーム２を基準として、圧縮機構部３が設けられている上側を一端側Ｕ、駆動機構部４が設けられている下側を他端側Ｌと方向付けて説明する。

シェル１は、図１および図２に示すように、金属からなる両端が閉塞された筐体であり、ミドルシェル１１、アッパーシェル１２、およびロアシェル１３を備えている。ミドルシェル１１は、円筒状を呈し、その外周壁には吸入管１４が例えば溶接により接続されている。吸入管１４は、冷媒をシェル１内に導入する管であり、ミドルシェル１１の内部と連通している。アッパーシェル１２は、略半球状であり、その側壁の一部がミドルシェル１１の上端部において例えば溶接により一体的に接続されてミドルシェル１１の上側の開口を覆っている。アッパーシェル１２の上部には、吐出管１５が例えば溶接により接続されている。吐出管１５は、冷媒をシェル１の外部に吐出する管であり、ミドルシェル１１の内部空間と連通している。ロアシェル１３は、略半球状であり、その側壁の一部がミドルシェル１１の下端部において例えば溶接により一体的に接続され、ミドルシェル１１の下側の開口を覆っている。

そして、シェル１全体は、複数のネジ穴を備える固定台１６によって支持されている。固定台１６には、複数のネジ穴が形成されており、それらのネジ穴にネジをねじ込むことによって、スクロール圧縮機を室外機の例えば筐体といった他の部材に固定可能になっている。

ミドルシェル１１は、図３に示すように、その一端側Ｕに位置する第１内壁面１１１、この第１内壁面１１１の他端側Ｌにおいて径方向内方に縮径された第１突出部１１２、およびこの第１突出部１１２の他端側Ｌにおいて第１突出部１１２よりもさらに径方向内方に縮径された第２突出部１１５がそれぞれ形成されている。つまり、ミドルシェル１１の内周部は、一端側Ｕから他端側Ｌに向かって第１内壁面１１１、第１突出部１１２、第２突出部１１５へと順次その内径が次第に小さくなる段状に形成されている。

ここで、上記の第１突出部１１２は、アッパーシェル１２の側に向いた一端側Ｕの周端面である第１位置決め面１１３、および第１突出部１１２の内周面である第２内壁面１１４を有すると共に、第２内壁面１１４の一部を切り欠いて位置決め溝１１８が形成されている。

この場合、上記の第１位置決め面１１３は、後述の固定スクロール３１の第１基板３１１と接触して固定スクロール３１の軸方向位置を決める役目を果たす。また、上記の位置決め溝１１８には、固定スクロール３１に設けた突起３１４ならびに後述のメインフレーム２に設けた突起２１６がそれぞれ嵌合されて固定スクロール３１とメインフレーム２の互いの周方向の位相を決める役目を果たす。

なお、第１突出部１１２に設けた位置決め溝１１８には、アッパーシェル１２側の先端にそれぞれＣ面取り、または、Ｒ面取りを形成して溝幅を先端から徐々に狭めている。これにより、面取り箇所がガイドとなって固定スクロール３１の突起３１４およびメインフレーム２の突起２１６を誘い込むため、組立が容易となり圧縮機の組立性が向上する。

また、上記の第２突出部１１５は、アッパーシェル１２の側に向いた一端側Ｕの周端面である第２位置決め面１１６、および第２突出部１１５の内周面である第３内壁面１１７を有する。この場合、第２位置決め面１１６は、後述のメインフレーム２の本体部２１と接触してメインフレーム２の軸方向位置を決める役目を果たす。

そして、上述の第１位置決め面１１３および第２位置決め面１１６は、共にクランクシャフト６の中心軸に対して略垂直であり、かつ、第１位置決め面１１３および第２位置決め面１１６の法線ベクトルが同一方向を向くように形成されている。

なお、上述した第１位置決め面１１３と第１内壁面１１１が交差した段部、および、第２位置決め面１１６と第２内壁面１１４が交差した段部にそれぞれ凹みを形成しておけば、各々の位置決め面１１３、１１６に対して固定スクロール３１およびメインフレーム２を確実に接触させることができる。

また、ミドルシェル１１を、板状鋼材をロールあるいはプレスによって管状に成形した後、継目を溶接で接続して鋼管とした溶接鋼管で製作する場合には、位置決め溝１１８を溶接継ぎ手部以外の箇所に形成すると、ミドルシェル１１の信頼性を損なうことがないので都合がよい。

メインフレーム２は、図２および図４に示すように、例えば鋳鉄などの金属からなり、中央に空洞が形成されたものであって、本体部２１、主軸受部２２、および返油管２３を備えている。

メインフレーム２の本体部２１は、略円環状のもので、その中央に後述のブッシュ７およびオルダムリング３３を収容する収容空間２１１が形成されている。そして、この収容空間２１１は、一端側Ｕが開口すると共に、他端側Ｌに向かって空間が狭くなる段差状に形成されている。また、本体部２１の外周面２１７がミドルシェル１１の第１突出部１１２の第２内壁面１１４と接触する接触面となっている。

また、メインフレーム２の本体部２１の一端側Ｕには、収容空間２１１を囲むように環状の平坦面２１２が形成されており、この平坦面２１２には、図２および図１０に示すように、バルブ鋼などの鋼板系材料からなるリング状のスラストプレート２４が配置されている。そして、この実施の形態１では、スラストプレート２４が揺動スクロール３２に対するスラスト軸受として機能する。なお、スラストプレート２４がスラスト軸受として機能するためには、その回転を抑制する回り止めが必要になる。これには、例えば、図示しないが、メインフレーム２の平坦面２１２に溝を、またスラストプレート２４にはその厚みよりも薄い突起をそれぞれ設け、突起を溝に嵌合させるなどしてスラストプレート２４の回転を抑制することができる。

また、メインフレーム２の平坦面２１２の外周端側のスラストプレート２４と重ならない位置には、周方向に沿う２箇所に吸入ポート２１３が形成されている。これらの吸入ポート２１３は、本体部２１の上下方向、すなわちアッパーシェル１２側とロアシェル１３側を上下に貫通する空間である。

さらに、メインフレーム２の平坦面２１２の内周側には径方向内方に向けて張り出した段差状のオルダム収容部２１４が形成されている。このオルダム収容部２１４は、後述のオルダムリング３３を収納するためのもので、その周方向の互いに対向する位置には、それぞれ一部を切り欠いて後述のオルダムリング３３の第１キー部３３２が嵌入される摺動溝としての第１オルダム溝２１５が形成されている。これら一対の第１オルダム溝２１５は、いずれも外端側の一部が平坦面２１２の内周端側を削るように形成されている。そのため、メインフレーム２を一端側Ｕから見たときに、第１オルダム溝２１５の一部は、スラストプレート２４と重なっている。

また、このメインフレーム２には、本体部２１から他端側Ｌに向けて後述のクランクシャフト６の主軸部６１を支承する主軸受部２２が一体に形成されており、この主軸受部２２の内部には軸方向に沿ってその一端側Ｕが収容空間２１１と連通する軸孔２２１が形成されている。

また、メインフレーム２には、メインフレーム２の内外を貫通して収容空間２１１に開口する２つの排油孔２１８が形成され、これらの排油孔２１８にそれぞれ返油管２３が接続されている。これらの２本の返油管２３は、収容空間２１１に溜まった潤滑油をロアシェル１３の内側の油溜めに戻すための役目を果たす。

潤滑油は、シェル１の下部、すなわちロアシェル１３に貯留されており、後述するオイルポンプ５２で吸い上げられて、クランクシャフト６内の通油路６３を通り、圧縮機構部３などの機械的に接触する部品同士の摩耗低減、摺動部の温度調節、シール性を改善する。この場合の潤滑油としては、潤滑特性、電気絶縁性、安定性、冷媒溶解性、低温流動性などに優れると共に、適度な粘度の油が好適であって、例えば、エステル系合成油を含む冷凍機油を使用することができる。

さらに、メインフレーム２は、本体部２１から径方向外方に部分的に突出した突起２１６を有しており、この突起２１６をミドルシェル１１の第１突出部１１２に形成した位置決め溝１１８と嵌合することでメインフレーム２の周方向の位相を決めている。また、メインフレーム２の本体部２１をミドルシェル１１の第２突出部１１５に形成した第２位置決め面１１６に当接することで、メインフレーム２の軸方向位置を決めている。さらに、この状態で、メインフレーム２をミドルシェル１１の第２内壁面１１４、または、第３内壁面１１７に圧入、焼嵌めで固定することで、中心位置を決めている。なお、保持力が足りない場合に、さらにアークスポット溶接等をほどこしてもよい。このようにして、メインフレーム２は、中心位置、軸方向高さ位置、および周方向の位相を決めた状態でミドルシェル１１に保持されている。

なお、図４では、吸入ポート２１３および排油孔２１８をそれぞれ２箇所設けているが、これらの数はこれに限定するものではない。また、吸入ポート２１３を貫通孔としているが、吸入ポート２１３を設ける代わりに、本体部２１の外壁の一部を除去した切り欠き形状であっても問題はない。

圧縮機構部３は、この実施の形態１では冷媒の圧縮に適用されるスクロール圧縮機構であって、固定スクロール３１および揺動スクロール３２を備える。

固定スクロール３１は、例えば鋳鉄などの金属からなり、図２および図５に示すように、第１基板３１１と、第１渦巻体３１２を備えている。第１基板３１１は、中空円板状を呈しており、その中央には軸方向に貫通して吐出ポート３１３が形成されている。また、第１渦巻体３１２は、第１基板３１１の他端側Ｌの面から軸方向に突出して渦巻状の壁を形成している。

また、固定スクロール３１は、第１基板３１１の第１渦巻体３１２を形成している側の面から他端側Ｌに向けて突出する突起３１４を有しており、この突起３１４をミドルシェル１１に形成された位置決め溝１１８に嵌合することで固定スクロール３１の周方向の位相を決めている。また、第１基板３１１の第１渦巻体３１２を形成する側の外周面をミドルシェル１１に形成された第１位置決め面１１３に当接することで、固定スクロール３１の軸方向位置を決めている。さらに、この状態で、ミドルシェル１１の第１内壁面１１１に第１基板３１１の外周面を焼嵌めで固定することで、中心位置が決まる。以上により、固定スクロール３１を、中心位置、軸方向高さ位置、および周方向の位相を決めた状態で、ミドルシェル１１に保持することができる。

なお、シェル１内部の高低圧の分離機能は、固定スクロール３１に持たせている。これには、ミドルシェル１１の位置決め溝１１８を形成している部分を除く第１内壁面１１１と、固定スクロール３１の第１基板３１１の外周面とを焼嵌めにより加圧して、冷媒が漏れないようにしている。

図６Ａは揺動スクロールを一端側Ｕから俯瞰して見た要部斜視図、図６Ｂは同じ揺動スクロールを他端側Ｌ側から俯瞰して見た要部斜視図である。

揺動スクロール３２は、例えばアルミニウムなどの金属からなり、第２基板３２１、第２渦巻体３２２、筒状部３２３、および第２オルダム溝３２４を備えている。

第２基板３２１は、略円板状を呈し、一端側Ｕの面には軸方向に突出して渦巻状の第２渦巻体３２２が形成され、また他端側Ｌの面には軸方向に突出して筒状部３２３が形成されている。そして、筒状部３２３と第２基板３２１との間の他端側Ｌの面がスラストプレート２４に対する摺動面となり、この摺動面には、筒状部３２３を挟んで互いに対向する位置にそれぞれ長丸形状の第２オルダム溝３２４が形成されている。

ここに、筒状部３２３は円筒状のボスであって、その内周部には後述するスライダ７１（図９）が回転自在に嵌合されており、これにより揺動軸受（いわゆるジャーナル軸受）が構成され、その中心軸がクランクシャフト６の中心軸と平行になるように設けられている。

また、上記の一対の第２オルダム溝３２４を結ぶ線は、メインフレーム２に形成されている前述の一対の第１オルダム溝２１５を結ぶ線に対して直交するように、すなわち、メインフレーム２の第１オルダム溝２１５と揺動スクロール３２の第２オルダム溝３２４は、周方向に互いに９０°ずれた状態で設けられている。

なお、固定スクロール３１の第１渦巻体３１２、および揺動スクロール３２の第２渦巻体３２２の各々の先端部には、冷媒の漏れを抑制するための図示しないシール部材が設けられている。

メインフレーム２のオルダム収容部２１４には、図７に示すオルダムリング３３が設けられている。このオルダムリング３３は、円環状のリング部３３１、一対の第１キー部３３２、および一対の第２キー部３３３を備えている。

ここに、一対の第１キー部３３２は、リング部３３１の他端側Ｌに向けて突出すると共に、周方向において互いに対向する位置に形成されている。また、一対の第２キー部３３３は、リング部３３１の一端側Ｕに向けて突出すると共に、第１キー部３３２と周方向に９０°位相をずらせた位置に互いに対向して形成されている。

そして、リング部３３１は、メインフレーム２のオルダム収容部２１４に嵌合され、また、第１キー部３３２がメインフレーム２の第１オルダム溝２１５に嵌合され、第２キー部３３３が揺動スクロール３２の第２オルダム溝３２４に嵌合されている。

このように、オルダムリング３３は、その第１キー部３３２がメインフレーム２の第１オルダム溝２１５に、また、その第２キー部３３３が揺動スクロール３２の第２オルダム溝３２４にそれぞれ嵌合しているため、クランクシャフト６の回転によって揺動スクロール３２が公転旋回する際に、第１キー部３３２はメインフレーム２の第１オルダム溝２１５に沿って、また、第２キー部３３３は揺動スクロール３２の第２オルダム溝３２４に沿ってそれぞれ摺動し、揺動スクロール３２の周方向の動きが規制される。従って、オルダムリング３３は、揺動スクロール３２が自転するのを防止する役目を果たす。

そして、上述の固定スクロール３１の第１渦巻体３１２および揺動スクロール３２の第２渦巻体３２２を互いに噛み合わせることにより圧縮室３４が形成される。この圧縮室３４は、径方向において、外側から内側へ向かうに従って容積が縮小するものであるため、冷媒を第１、第２渦巻体３１２、３２２の隙間に外端側から取り入れて、中央側に移動させることで徐々に圧縮される。

圧縮室３４は、固定スクロール３１の中央部において吐出ポート３１３と連通している。固定スクロール３１の一端側Ｕの面には、吐出孔３５１を有するマフラー３５が設けられると共に、吐出孔３５１を開閉して冷媒の逆流を防止する吐出弁３６が設けられている。

スクロール圧縮機に使用される冷媒としては、例えば、組成中に、炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素、炭化水素、または、それらを含む混合物からなる。炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、オゾン層破壊係数がゼロであるＨＦＣ冷媒、フロン系低ＧＷＰ冷媒であり、化学式がＣ３Ｈ２Ｆ４で表されるＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ等のテトラフルオロプロペンが例示される。炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素は、ＣＨ２Ｆ２で表されるＲ３２（ジフルオロメタン）、Ｒ４１等が混合された冷媒が例示される。炭化水素は、自然冷媒であるプロパン、プロピレン等が例示される。混合物は、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ等に、Ｒ３２、Ｒ４１等を混合した混合冷媒が例示される。

駆動機構部４は、シェル１内部のメインフレーム２の他端側Ｌに設けられており、ステータ４１、およびロータ４２を備えている。

ステータ４１は、例えば電磁鋼板を複数積層してなる鉄心に絶縁層を介して巻線を巻回してなる固定子であって、リング状に形成されており、焼嵌めなどによりミドルシェル１１内部に固着支持されている。そして、このステータ４１の内側には、円筒状のロータ４２がステータ４１の内周面と所定の隙間を保って配置されている。このロータ４２は、例えば電磁鋼板を複数積層してなる鉄心の内部に永久磁石を内蔵すると共に、中央には後述のクランクシャフト６を挿通するための貫通穴を有する。

サブフレーム５は、例えば鋳鉄等の金属からなるフレームであって、焼嵌め、または溶接などによってミドルシェル１１の駆動機構部４よりも他端側Ｌの内周面に固着支持されている。そして、このサブフレーム５は、副軸受部５１、およびオイルポンプ５２を備えている。

副軸受部５１は、サブフレーム５の内側に設けられたボールベアリングであって、中央に後述のクランクシャフト６を挿通する貫通孔を有している。また、オイルポンプ５２は、サブフレーム５の中央部の他端側Ｌに設けられており、シェル１の油溜めに貯留された潤滑油に少なくとも一部が浸漬するように配置されている。なお、図２では、副軸受部５１としてボールベアリングを例示しているが、これに代えて例えばジャーナル軸受であっても問題はない。

クランクシャフト６は、図２および図８に示すように、長尺な金属製の棒状部材であり、シェル１の内部にあって主軸部６１、偏心軸部６２、および通油路６３を備えている。

主軸部６１は、クランクシャフト６の主要部を構成する軸であり、その中間部がロータ４２に挿通されて一体固定されており、その中心軸がミドルシェル１１の中心軸と一致するように配置されている。また、揺動スクロール３２の搖動によるアンバランスを相殺するために、主軸部６１の一端側Ｕの外周には第１バランサ６４が、他端側Ｌの外周には第２バランサ６５がそれぞれ固定されている。

一方、偏心軸部６２は、主軸部６１の一端側Ｕに一体に設けられており、その中心軸は主軸部６１の中心軸に対して偏心して形成されている。通油路６３は、主軸部６１および偏心軸部６２の内部を軸方向に沿って貫通して設けられている。

そして、このクランクシャフト６は、主軸部６１の一端側Ｕがメインフレーム２の主軸受部２２に形成されている軸孔２２１内に挿入され、他端側Ｌがサブフレーム５に設けられている副軸受部５１に挿入されている。また、偏心軸部６２は、後述のブッシュ７のスライダ７１を介して揺動スクロール３２の筒状部３２３内に挿入配置されている。

ブッシュ７は、図２および図９に示すように、揺動スクロール３２とクランクシャフト６との間を接続するための接続部材であって、例えば鉄などの金属からなり、この実施の形態１では、スライダ７１、およびバランスウエイト７２の２つの部材で構成されている。

ここに、スライダ７１は、円筒部７１１を備えると共に、この円筒部７１１の他端側Ｌにおいて径方向外方に張り出した鍔部７１２が一体形成されている。そして、円筒部７１１の外周面側には揺動スクロール３２の筒状部３２３が嵌入され、円筒部７１１の内周面側にはクランクシャフト６の偏心軸部６２が嵌入されている。

一方、バランスウエイト７２は、円環状のリング部７２１、およびこのリング部７２１から一端側Ｕに一体的に突出形成された径方向断面が略Ｃ状を呈するウエイト部７２２を有し、リング部７２１がスライダ７１の鍔部７１２に例えば焼嵌めなどの方法により一体的に嵌合されている。また、ウエイト部７２２は、揺動スクロール３２の遠心力を相殺するために、回転中心に対して偏芯して設けられている。

なお、ここでは、ブッシュ７は、スライダ７１およびバランスウエイト７２の２つの部材で構成されているものとしたが、これに限らず、例えば、機械加工によってスライダ７１とバランスウエイト７２を一体で削りだして１部品としてもよい。

給電部８は、駆動機構部４へ給電するものであり、ミドルシェル１１の外周面に設けられたドーム状のカバー８１、および給電端子８２を備えると共に、ミドルシェル１１の内部において給電端子８２とステータ４１間を電気的に接続する配線８３を有する。

次に、固定スクロール３１の第１渦巻体３１２の歯先と揺動スクロール３２の第２基板３２１の一端側Ｕの面との間の隙間をＱとすると、この隙間Ｑを調整する方法について、図１０および図１１を用いて説明する。なお、図１０は図２の点線で囲まれた領域Ｅを拡大して示す断面図、図１１は図１０の各部に寸法を付したものである。

各部の寸法を以下のように設定すると、固定スクロール３１の第１渦巻体３１２の歯先と、揺動スクロール３２の第２基板３２１の一端側Ｕの面との間の隙間Ｑは、以下の式で表すことができる。

Ｌ＝Ｍ＋Ｑ＋Ｎ＋Ｔ＋Ｐ
したがって、
Ｑ＝Ｌ−Ｍ−Ｎ−Ｔ−Ｐ

ここに、
Ｌ：ミドルシェル１１の第１位置決め面１１３とミドルシェル１１の第２位置決め面１１６との間の距離
Ｍ：ミドルシェル１１の第１位置決め面１１３と固定スクロール３１の第１渦巻体３１２の歯先との間の距離
Ｎ：揺動スクロール３２の第２基板３２１の厚み
Ｔ：スラストプレート２４の厚み
Ｐ：ミドルシェル１１の第２位置決め面１１６とメインフレーム２の平坦面２１２との間の距離

ここで、各部の寸法を測定により既知とすると、最も多種多量の生産を可能とするスラストプレート２４の厚みＴを調整することにより、所望の隙間Ｑを設定することができる。そして、この隙間Ｑを調整することで、冷媒が隙間Ｑを通って圧縮空間に漏れることを抑制できるので、スクロール圧縮機の損失を低減することが可能になる。

次に、メインフレーム２をミドルシェル１１に固定する方法の詳細を、図１２〜図１６を用いて説明する。

図１２および図１３に示すように、メインフレーム２の本体部２１をミドルシェル１１の第２位置決め面１１６に掛止した場合に、本体部２１の外周面２１７がミドルシェル１１の第１突出部１１２と対向し、かつ、ミドルシェル１１の周方向に沿って９０°ごとに位相をずらせた位置に、当該ミドルシェル１１の内外を貫通する貫通穴１１９を形成する。

例えば、図１２に示すように、メインフレーム２の一対の第１オルダム溝２１５を径方向に結ぶ軸をＹ軸、このＹ軸から周方向に９０°回転した径方向の軸をＸ軸とすると、Ｘ軸とミドルシェル１１の交わる場所、およびＹ軸とミドルシェル１１の交わる場所にそれぞれ貫通穴１１９を形成する。

その上で、メインフレーム２をミドルシェル１１内に挿入し、その本体部２１を第２位置決め面１１６に掛止して軸方向位置を位置決めしてミドルシェル１１とメインフレーム２を仮固定する。なお、メインフレーム２のミドルシェル１１内への挿入は、焼嵌め、もしくは圧入することで行うことができる。次に、例えばアーク溶接、あるいはレーザ溶接などよって各々の貫通穴１１９を固定部材としての溶接金属９１で充填して、ミドルシェル１１とメインフレーム２を一体固定する。

この方法では、回転の駆動力と冷媒ガスの圧縮荷重でモーメントが発生してもメインフレーム２とミドルシェル１１は分離しない。また、メインフレーム２のミドルシェル１１内への挿入を焼嵌めで行う場合でも、円周部分のみの局所加熱で済むため、ミドルシェル１１全体を加熱することで生じる変形を抑制できる。さらに、ミドルシェル１１の周方向に沿って貫通穴１１９を互いに９０°ずらせた位置に形成して溶接するので、加熱箇所が周方向に均等に分散され、ミドルシェル１１とメインフレーム２の変形を抑制することができる。これにより、メインフレーム２とサブフレーム５の平行度と同軸度を良好に保つことができる。

図１４に示す場合は、図１２に示した場合と同様にして、当該ミドルシェル１１にはその内外を貫通する貫通穴１１９を形成すると共に、さらに、メインフレーム２の本体部２１の上記の各々の貫通穴１１９と対面する位置にはそれぞれ止まり穴２２２を形成する。この場合の各々の止まり穴２２２は、貫通穴１１９と同軸になるように、本体部２１のミドルシェル１１に接触する外周面から径方向内方に向けて、メインフレーム２の軸方向と直交するように形成する。

そして、メインフレーム２をミドルシェル１１内に挿入し、その本体部２１を第２位置決め面１１６に掛止して軸方向位置を位置決めしてミドルシェル１１とメインフレーム２を仮固定した後、最終的な固定部材としてピン９２を適用し、このピン９２をミドルシェル１１の貫通穴１１９を通り止まり穴２２２に至るまで嵌入することで、ミドルシェル１１とメインフレーム２を一体固定する。

この方法は、ミドルシェル１１を加熱しないため、ミドルシェル１１の熱変形を極力抑えることができる。

先の図１４で示した場合は、ピン９２を適用してミドルシェル１１とメインフレーム２を一体固定したが、図１５に示す場合は、ピン９２を使用せず、これに代えて、アーク溶接、あるいはレーザ溶接などよって貫通穴１１９および止まり穴２２２を共に溶接金属９１で充填して、ミドルシェル１１とメインフレーム２を一体固定する。

この方法は、ミドルシェル１１の貫通穴１１９およびメインフレーム２の止まり穴２２２の中を溶接金属９１で充填して一体化できるため、強固な固定を行える。

図１６に示す場合は、図１４で示した方法によって、ミドルシェル１１の貫通穴１１９からメインフレーム２の止まり穴２２２に至るピン９２を嵌入した後、さらに、アーク溶接、あるいはレーザ溶接などよってミドルシェル１１とピン９２を溶接金属９１で溶接することでミドルシェル１１とメインフレームを一体固定する。

この方法は、ミドルシェル１１とピン９２を溶接するため、気密性を確保でき、かつ、強固な固定になる。

なお、本願の実施の形態１には、様々な例示的な実施の態様が記載されているが、ここに記載された様々な特徴、態様、および機能は、特定の形態の適用に限られるものではなく、単独で、または様々な組み合わせで適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも一つの構成要素を変形する場合、追加する場合、または省略する場合、さらには、少なくとも一つの構成要素を抽出して、他の構成要素と組み合わせる場合が含まれものとする。

１シェル、１１ミドルシェル、１１１第１内壁面、１１２第１突出部、
１１３第１位置決め面、１１４第２内壁面、１１５第２突出部、
１１６第２位置決め面、１１８位置決め溝、１１９貫通穴、
１２アッパーシル、１３ロアシェル、１４吸入管、１５吐出管、
１６固定台、２メインフレーム、２１本体部、２１１収容空間、
２１２平坦面、２１３吸入ポート、２１４オルダム収容部、
２１５第１オルダム溝、２１６突起、２１７外周面（接触面）、
２１８排油孔、２２主軸受部、２２１軸孔、２２２止まり穴、２３返油管、２４スラストプレート、３圧縮機構部、３１固定スクロール、
３１１第１基板、３１２第１渦巻体、３１３吐出ポート、３１４突起、
３２揺動スクロール、３２１第２基板、３２２第２渦巻体、３２３筒状部、
３２４第２オルダム溝、３３オルダムリング、３３１リング部、
３３２第１キー部、３３３第２キー部、３４圧縮室、３５マフラー、
３５１吐出孔、３６吐出弁、４駆動機構部、４１ステータ、４２ロータ、
５サブフレーム、５１副軸受部、５２オイルポンプ、６クランクシャフト、
６１主軸部、６２偏心軸部、６３通油路、７ブッシュ、７１スライダ、
７２バランスウエイト、７１１円筒部、７１２鍔部、７２バランスウエイト、７２１リング部、７２２ウエイト部、８給電部、８１カバー、
８２給電端子、８３配線、９１溶接金属（固定部材）、
９２ピン（固定部材）、Ｕ一端側（アッパーシェル側）、
Ｌ他端側（ロアシェル側）。

Claims

筒状のシェルの内部の上部に固定されたメインフレーム、前記シェルの内部の下部に固定されたサブフレーム、前記メインフレームおよび前記サブフレームに固定された軸受に支持されたクランクシャフト、前記クランクシャフトを回転駆動する駆動機構部、前記クランクシャフトの先端の偏心部分に取付けられた揺動スクロール、前記揺動スクロールに対向して前記シェルに固定された固定スクロール、ならびに前記揺動スクロールと前記メインフレームとの間に介在されて前記揺動スクロールの自転を防止するオルダムリングを備えており、
前記シェルには、当該シェルの周壁を内外に貫通する貫通穴が、前記メインフレームの前記シェルとの接触面と対向する位置に形成され、かつ前記貫通穴には前記メインフレームと前記シェルとの間を固定する固定部材が設けられているスクロール圧縮機。
前記固定部材は、溶接によって前記貫通穴を充填して設けられた溶接金属である請求項１に記載のスクロール圧縮機。
前記固定部材は、ピンであり、かつ前記メインフレームには止まり穴が設けられており、前記ピンは前記貫通穴から前記止まり穴に至る位置まで嵌入されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
前記メインフレームには止まり穴が設けられており、前記溶接金属は、前記貫通穴および前記止まり穴を充填して設けられている請求項２に記載のスクロール圧縮機。
前記シェルと前記ピンとが溶接によって設けられた溶接金属で固定されている請求項３に記載のスクロール圧縮機。
前記貫通穴は、前記オルダムリングが前記メインフレームに嵌入される摺動溝に沿った径方向の互いの対向位置、およびこの対向位置と周方向において直交する径方向の互いの対向位置の少なくとも一方に形成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。