JP6910544B2

JP6910544B2 - スクロール圧縮機及びその製造方法

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Publication number: JP6910544B2
Application number: JP2020515446A
Authority: JP
Inventors: 友寿松井; 岩崎　俊明; 俊明岩崎; 哲英横山; 祐司 ▲高▼村; 雷人河村; 矢野　賢司; 賢司矢野; 石園　文彦; 文彦石園; 優作宮本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2038-04-27
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Description

本発明は、空調機又は冷凍機等に用いられるスクロール圧縮機及びその製造方法に関するものである。

従来、空調機又は冷凍機等に用いられる圧縮機としてスクロール圧縮機が知られている。例えば、特許文献１に開示されたスクロール圧縮機では、固定スクロールに向いて突設した外壁がフレームの外周部に設けられており、フレームが凹形状を有している。このスクロール圧縮機は、フレームの凹部内に揺動スクロールが設けられている。また、このスクロール圧縮機は、フレームの外周部の外壁を利用して、フレームと固定スクロールとを、ボルトまたはピン等の固定部材で、位相決めして固定している。

特開平３−７４５８８号公報

特許文献１に開示されたスクロール圧縮機では、フレームの凹部内に揺動スクロールが設けられているため、フレームの外壁の厚み分、揺動スクロールが揺動するスペースが小さくなっている。特に、このスクロール圧縮機では、フレームの外壁を利用して、フレームと固定スクロールとを、ボルトまたはピン等の固定部材で、位相決めして固定しているため、フレームの外壁の幅が厚くなっており、揺動スクロールが揺動するスペースが小さくなっている。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、揺動スクロールが揺動するスペースを大型化することができる、スクロール圧縮機及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明に係るスクロール圧縮機は、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、前記第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、前記揺動スクロールを揺動自在に支持するフレームと、前記固定スクロールと前記揺動スクロールと前記フレームとを収容した本体シェルと、を備え、前記固定スクロールと前記フレームとが、前記本体シェルの内壁面に固着されており、前記固定台板には、前記フレームと対向する側の面に、組み立ての位相出しに用いられる第１凹部が形成され、前記フレームには、前記第１凹部と対向する位置に、組み立ての位相出しに用いられる第２凹部が形成されているものである。

本発明によれば、固定スクロールとフレームとが本体シェルの内壁面に固着されており、第１凹部と第２凹部とを利用して固定スクロールとフレームとの位相決めが行われるため、フレームと固定スクロールとを位相決めして且つ固定するボルトまたはピン等の固定部材を省略し又は簡略化することができる。したがって、本発明のスクロール圧縮機は、フレームの外壁を省略し又は薄肉化することができるため、揺動スクロールが揺動するスペースを大型化することができる。

本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の内部構造を示した縦断面図である。本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機であって、第１凹部に挿入した位相決め部材を抜き取った状態を示した模式図である。本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の変形例であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の変形例であって、第１凹部及び第２凹部に挿入した位相決め部材を抜き取った状態を示した模式図である。本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部を平面的に示した模式図である。位相決め部材として並行キーを使用した構成を示した模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
先ず、図１及び図２に基づいてスクロール圧縮機１００の構成及び動作を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の内部構造を示した縦断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の各種産業機械に用いられる冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。

スクロール圧縮機１００は、冷凍サイクルを循環する冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の状態として吐出させるものである。スクロール圧縮機１００は、図１に示すように、外郭を形成する本体シェル１の内部に、固定スクロール３と、固定スクロール３に対して揺動する揺動スクロール４と、を組み合わせた圧縮機構部２を備えている。また、スクロール圧縮機１００は、本体シェル１の内部に電動機７を備えている。

本体シェル１は、図１に示すように、密閉空間を有する円筒形状に形成されたものであって耐圧性を有している。本体シェル１は、円筒状のメインシェル１ａと、メインシェル１ａの上面開口を塞ぐ略半球状のアッパーシェル１ｂと、メインシェル１ａの下面開口を塞ぐ略半球状のロアシェル１ｃと、で構成されている。アッパーシェル１ｂ及びロアシェル１ｃは、それぞれメインシェル１ａに溶接等で固着されている。

本体シェル１の側面には、冷媒を本体シェル１の内部に取り込むため接続された吸入管１２と、スクロール圧縮機１００に給電するための給電部１９が設けられている。本体シェル１の上面には、圧縮した冷媒を本体シェル１から吐き出す吐出管１３が接続されている。本体シェル１の上部側には、揺動スクロール４を揺動自在に支持するフレーム５が、メインシェル１ａの内壁面に焼き嵌め等により固着されている。また、本体シェル１の底部には潤滑油を貯留する油溜め１１が設けられている。

固定スクロール３は、図１に示すように、固定台板３ａと、固定台板３ａの下面に設けられた第１渦巻突起部３ｂと、で構成されている。揺動スクロール４は、揺動台板４ａと、揺動台板４ａの上面に設けられ、第１渦巻突起部３ｂと噛み合う第２渦巻突起部４ｂと、で構成されている。揺動スクロール４は、固定スクロール３に対して偏心させて設置されている。固定スクロール３の第１渦巻突起部３ｂと揺動スクロール４の第２渦巻突起部４ｂとが組み合わされて冷媒を圧縮する圧縮室２０が形成されている。

固定スクロール３は、固定台板３ａの外周面がメインシェル１ａの内壁面に、焼き嵌め等で固着されている。固定台板３ａの外周面をメインシェル１ａの内壁面に固着させる理由は、メインシェル１ａにおける幅広の内周面と外周面を利用して固定スクロール３を焼き嵌めできるので、作業性を高めることができ、例えばアッパーシェル１ｂに焼き嵌めする場合と比較して製造工程を安定化させることができるからである。但し、固定スクロール３は、固定台板３ａの外周面をアッパーシェル１ｂの内壁面に焼き嵌めしてもよい。

固定台板３ａの中央部には、圧縮されて高温かつ高圧となった冷媒を吐出する吐出ポート１４が形成されている。圧縮された高温かつ高圧冷媒は、吐出ポート１４から固定スクロール３の上部の高圧室１５に排出され、吐出管１３を通り、本体シェル１の外部へ吐出される。吐出ポート１４には、冷媒の逆流を防ぐ吐出弁１６が設けられている。

また、図２に示すように、固定スクロール３の固定台板３ａには、フレーム５と対向する側の面（図示例の場合は下面）に、組み立て位相出しに用いられる位相決め部材９を挿入するための第１凹部８ａが形成されている。第１凹部８ａは、固定台板３ａの第１渦巻突起部３ｂが設けられた領域よりも径方向の外側に形成されている。図示した第１凹部８ａは、貫通孔とした構成を示しているが、貫通孔に限定されず、上面が閉塞された構成でもよい。位相決め部材９は、例えばピンである。

揺動スクロール４は、自転運動を阻止するためのオルダムリング１７により、固定スクロール３に対して自転運動することなく公転運動を行う。なお、揺動台板４ａの第２渦巻突起部４ｂが形成されていない側の面（図示例の場合は下面）は、揺動スクロールスラスト軸受面４０として作用する。また、揺動スクロールスラスト軸受面４０の中心部には、中空円筒形状のボス部４１が設けられている。揺動スクロール４は、ボス部４１に挿入された主軸６の偏心軸部６ａが回転することで、フレーム５のスラスト摺動面上で公転運動する。

オルダムリング１７は、上方に向かって突出したオルダム爪が揺動スクロール４の揺動スクロールスラスト軸受面４０に形成されたオルダム溝に摺動可能に収納され、下方に向かって突出したオルダム爪がフレーム５に形成されたオルダムキー溝に摺動できるように収納された構成である。

フレーム５は、図１及び図２に示すように、下方に向かって段階的に先細る円筒状で構成されており、揺動スクロール４を揺動自在に支持するものである。フレーム５の上面には、環状の平坦面が形成されている。平坦面には、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５０が設けられている。スラストプレート５０は、フレーム５のスラスト摺動面として機能する。また、フレーム５には、平坦面の外周に、アッパーシェル１ｂ側に向かって突き出す突壁部５１が形成されている。突壁部５１の上面が、フレーム５の上端面となる。突壁部５１は、上面がスラストプレート５０の上面と略面一となるように形成されている。なお、揺動スクロール４を支持する側の端面は、図示した突壁部５１の上面であることに限定されず、他の構成部分の上面としてもよい。

フレーム５は、揺動スクロール４を支持する側の端面である突壁部５１の上面と固定台板３ａとの間に目標の間隔Ｓ_１をあけて配置されている。つまり、固定スクロール３の固定台板３ａとフレーム５の上端面とを接合しておらず、固定スクロール３とフレーム５とが直接的に接触しない構成である。そして、フレーム５には、第１凹部８ａと対向する位置であって、第１凹部８ａと共通の位相決め部材９を挿入するための第２凹部８ｂが突壁部５１に形成されている。

また、図１に示すように、フレーム５の中央部には、電動機７により回転駆動される主軸６を径方向に支持する主軸受６０が形成されている。また、フレーム５には、内外を貫通して形成された排出孔に返油管５２が挿入されて固定されている。返油管５２は、フレーム５の筒内に溜まった潤滑油を油溜め１１に戻すための管である。

電動機７は、本体シェル１の内壁面に焼き嵌め等により固着支持された円環状の固定子７ａと、固定子７ａの内側面に対向して回転可能に取り付けられた回転子７ｂとで構成されている。電動機７は、主軸６を介して連結された圧縮機構部２を駆動させるものである。

主軸６は、フレーム５の中央部に設けられた主軸受６０と、本体シェル１の下部に溶接等で固着されたサブフレーム６１の中央部に設けられた副軸受６２と、によって回転自在に支持されている。主軸６の上端部には、揺動スクロール４のボス部４１に回転自在に支持される偏心軸部６ａが設けられている。偏心軸部６ａは、回転軸から偏心した偏心軸上で揺動スクロール４に係合している。主軸６は、回転子７ｂの回転に伴って回転し、偏心軸部６ａで揺動スクロール４を旋回させる。なお、サブフレーム６１には、オイルポンプ６１ａが設けられている。このオイルポンプ６１ａで吸引された潤滑油は、主軸６の内部に形成された給油孔６３を介して各摺動部に送られる。

また、主軸６には、バランスウェイト付きのスライダ１８が設けられている。バランスウェイトは、揺動運動により発生する揺動スクロール４の遠心力を相殺するために設けられている。バランスウェイトは、揺動スクロール４に働く遠心力の方向と反対側に配置されている。スクロール圧縮機１００は、バランスウェイトによって第２渦巻突起部４ｂが第１渦巻突起部３ｂに押し付けられることを軽減することができる。

スライダ１８は、ボス部４１に回転自在に挿入されている。スライダ１８のスライド面には、偏心軸部６ａが挿入されている。つまり、スライダ１８は、揺動スクロール４と主軸６の偏心軸部６ａとの間に介在され、揺動スクロール４の揺動半径を可変とすると共に、揺動スクロール４を公転運動させるために支承するものである。

次に、実施の形態１のスクロール圧縮機１００の動作について簡潔に説明する。スクロール圧縮機１００は、運転が開始されると、吸入管１２より吸入された吸入冷媒が、フレーム５に設けられた吸入口（図示省略）を通じて圧縮室２０に入る。揺動スクロール４は、電動機７によって回転する主軸６の偏心軸部６ａにより偏心旋回運動を行う。具体的には、揺動スクロール４は、オルダムリング１７によって自転が防止されることで公転運動を行う。これにより、圧縮室２０の容積が次第に小さくなり、冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、固定台板３ａの吐出ポート１４から高圧室１５に吐出され、吐出管１３を介して本体シェル１の外部へ排出される。

次に、スクロール圧縮機１００の圧縮室２０の設計制約について説明する。スクロール圧縮機１００は、冷媒を圧縮する圧縮室２０の容積について構造上の限界がある。スクロール圧縮機１００の一般的な構造としては、本体シェル１の内壁面に固着された筒状のフレーム５の内部に圧縮室２０が形成されている。スクロール圧縮機１００は、フレーム５の筒内部に揺動スクロール４が収納されるように設計されるため、物理的な渦巻き容積の限界が発生する。圧縮室２０の容積は、揺動台板４ａに設けた第２渦巻突起部４ｂによって決定される。そのため、揺動台板４ａの外径が小さい場合には、第２渦巻突起部４ｂも小さくなり、圧縮室２０の容積も小さくなる。

ここで、第２渦巻突起部４ｂを大きく設計するためには、揺動台板４ａの外径を大きく設計すればよい。しかし、揺動台板４ａの外径は、フレーム５の筒内部の内径によって決定される。そこで、揺動スクロール４の外径を本体シェル１の内壁の近傍まで最大限大きくすることができるように、固定スクロール３の固定台板３ａとフレーム５の上端面との間に目標の間隔Ｓ_１を設けた構成が考えられる。しかし、この場合、固定台板３ａとフレーム５とを接合部材で接合せずに、固定スクロール３を本体シェル１の内壁面に固着させる必要があるので、固定スクロール３とフレーム５との位相精度を確保することが課題であった。

具体的には、渦巻設計は圧縮部設計であり、固定スクロール３と揺動スクロール４とに設けられた渦巻突起部の噛みあいは、高精度なものが必要である。通常、従来のスクロール圧縮機にも用いられているように位相決めピンによって、渦巻突起部同士の位相出しが行われる。しかしながら、揺動スクロール４は、公転運動するため、固定スクロール３と直接位相決めピンで位相出しが困難である。そのため、一般的な構造は、揺動スクロール４とフレーム５とをオルダムリング１７で係合させ、固定スクロール３とフレーム５とを位相決めピンで固定し、間接的に固定スクロール３と揺動スクロール４の位相出しをする。

本体シェル１の内壁面に固定スクロール３を固着する構造の場合、揺動スクロール４とフレーム５の位相出しは、従来通りオルダムリング１７で係合可能である。しかし、固定スクロール３とフレーム５は、直接固定しないため、位相出し方法を従来構造から変更する必要がある。

一般的に、二つの部品の回転位相決めとしては、１ヶ所を支点としてもう１ヶ所で回転位相を決める構造が最も組立しやすい。つまり、２ヶ所で位置決めする構造である。本体シェル１の内壁面に、固定スクロール３とフレーム５をそれぞれ固着させる構造になると、固定スクロール３とフレーム５との間に位相決めピンを２本挿入する従来の手法の適用が難しくなる。固定スクロール３とフレーム５の位相を決めた後、固定スクロール３をフレーム５にボルト締結固定していた従来方法のままでは、２本のピンの中心と、本体シェル１の内壁にならって固着される固定スクロール３の外径中心とを合致させる加工精度が必要になるためである。そこで、固定スクロール３の外周面で本体シェル１と固着する構造を利用し、固定スクロール３の外径の中心を支点とし、回転位相出しをピン１本とする構造、すなわち２ヶ所で位置決めする構造にすれば、加工も組立も容易になる効果が得られる。

実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００では、固定スクロール３が、本体シェル１の内壁面に固着され、フレーム５が揺動スクロール４を支持する側の端面と固定台板３ａとの間に目標の間隔Ｓ_１をあけて配置されている。つまり、スクロール圧縮機１００は、固定スクロール３の固定台板３ａとフレーム５の上端面とを接合していない構成としている。したがって、スクロール圧縮機１００は、揺動台板４ａの外径がフレーム５の内径に制約されないので、第２渦巻突起部４ｂの設計スペースとして揺動台板４ａの外径を本体シェル１の内壁近傍まで拡大できる。よって、スクロール圧縮機１００は、圧縮室２０の容積が大きく設計することができ、最大馬力を高めることができる。また、固定スクロール３の固定台板３ａとフレーム５の上端面とを接合していない構成とすることで、固定台板３ａに接合するために設けていたフレーム５の外壁面を省略することができるので、材料費を削減できるし、軽量化を図ることもできる。

また、スクロール圧縮機１００は、固定スクロール３に第１凹部８ａが形成され、フレーム５に第１凹部８ａと対向する位置に第２凹部８ｂが形成されているので、第１凹部８ａと第２凹部８ｂを利用して、例えば共通の位相決め部材９であるピンを挿入することができ、組み立て位相出しが可能となる。つまり、スクロール圧縮機１００は、固定スクロール３とフレーム５との位相精度を確保しつつ、第２渦巻突起部４ｂの設計スペースとして揺動台板４ａの外径を本体シェル１の内壁近傍まで拡大することができるので、圧縮室２０の容積が大きくすることができる。

次に、図２及び図３に基づいて、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の製造方法を説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機であって、第１凹部に挿入した位相決め部材を抜き取った状態を示した模式図である。

実施の形態１に係るスクロール圧縮機の製造方法は、図２及び図３に示すように、フレーム５をメインシェル１ａの内壁面に固定するフレーム固定工程と、フレーム固定工程の後に、第１凹部８ａと第２凹部８ｂとに位相決め部材９を挿入して固定スクロール３とフレーム５との位相決めを行う位相決め工程と、位相決め工程の後に、固定台板３ａをメインシェル１ａの内壁面に固定する固定台板固定工程と、固定台板固定工程の後に、位相決め部材９を抜き取る抜き取り工程と、を有する。

具体的には、図２に示すように、フレーム５の外周面のうち、径方向における最外部に位置する外周面をメインシェル１ａの内壁面に焼き嵌め等で固着した後、第１凹部８ａと第２凹部８ｂとに位相決め部材９を挿入して、固定スクロール３とフレーム５との位相決めを行う。位相決め部材９は、例えばピンである。そして、固定台板３ａの外周面をメインシェル１ａの内壁面に焼き嵌め等で固着する。このように、固定スクロール３とフレーム５との回転位相決めが行われる。位相決め部材９であるピンは、図３に示すように、固定台板３ａの外周面をメインシェル１ａの内壁面を固着した後、第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取られる。位相決め部材９を第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取ることにより、位相決め部材９と揺動スクロール４とが干渉する事態をなくすことができる。なお、位相決め部材９であるピンは、図２に示すように、第１凹部８ａと第２凹部８ｂに挿入したままでよい。

したがって、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の製造方法は、位相決め部材９を第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取ることにより、揺動スクロール４を大型化することができる。また、位相決め部材９を第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取る構成とするときは、第１凹部８ａを固定台板３ａの第１渦巻突起部３ｂが設けられた領域である渦巻歯の内側の領域に形成することができる。なお、位相決め部材９を第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取る構成とするときは、第１凹部８ａを介して冷媒が流れることを抑制する封止部材（図示を省略）を第１凹部８ａに設けるとよい。封止部材は、位相決め部材９を第２凹部８ｂから抜き取って、第１凹部８ａの内部に留めることで形成してもよい。

実施の形態２．
次に、図４に基づいて本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機１０１を説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。なお、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

上記したようにスクロール圧縮機１００は、固定台板３ａに第１凹部８ａを形成し、フレーム５に第２凹部８ｂを形成し、第１凹部８ａと第２凹部８ｂに共通の位相決め部材９を挿入することで、固定スクロール３とフレーム５との位相精度を高めることができる。しかし、フレーム５の第２凹部８ｂを形成した上端面と、固定台板３ａとが離れすぎて位相決め部材９の長さが長くなると、位相ずれの距離が増加し、位相精度が低下するおそれがある。その理由は、例えばピンと第１凹部８ａとの掛かり代と隙間が従来と寸法同一の場合、傾斜角は一定となるが、ピンの長さが長くなるほど位相ずれの距離が増加することによる。

そこで、実施の形態２に係るスクロール圧縮機１０１の固定スクロール３には、固定台板３ａからフレーム５に向かって突き出し、第１凹部８ａが形成されたランド部３０が設けられている。一方、フレーム５には、第１凹部８ａに対向する位置に第２凹部８ｂが形成されている。第１凹部８ａと第２凹部８ｂには、組み立て位相出しに用いられる位相決め部材９としてピンが嵌め込まれる。つまり、スクロール圧縮機１００では、固定台板３ａにランド部３０を設けることによって、位相決め部材９の長さを短くすることができるので、位相ずれを抑えることができ、固定スクロール３とフレーム５との位相精度を高めることができる。

また、ランド部３０は、フレーム５の上端面との間に、揺動台板４ａの厚さ以上の間隔Ｓ_２をあけて設けられている。つまり、揺動台板４ａの外径は、位相決め部材９に隣接する位置まで拡大させることができる。揺動台板４ａは、揺動スクロール４の公転運動において、ランド部３０とフレーム５との間に一部が常時入り込んだ構成としてもよいし、ランド部３０とフレーム５との間に、一部が少なくとも一公転あたり一回入り込む構成でもよい。よって、スクロール圧縮機１００は、固定スクロール３とフレーム５との位相精度を確保しつつ、第２渦巻突起部４ｂの設計スペースとして揺動台板４ａの外径を本体シェル１の内壁近傍まで拡大することができるので、圧縮室２０の容積が大きくすることができ、最大馬力を高めることができる。

なお、ランド部３０は、位相決め部材９を設ける部分にのみ設ければ足りるが、固定スクロール３の剛性、及び固定スクロール３を製造する際の加工性を考慮すると、固定スクロール３の外周縁に沿って全周に設けることが望ましい。

次に、図５及び図６に基づいて実施の形態２のスクロール圧縮機１０１の変形例について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の変形例であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。図６は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の変形例であって、第１凹部及び第２凹部に挿入した位相決め部材を抜き取った状態を示した模式図である。図５に示すスクロール圧縮機１０１は、第１凹部８ａが、固定台板３ａとランド部３０とを貫通する貫通孔とした構成である。つまり、図５に示すスクロール圧縮機１０１では、第１凹部８ａと第２凹部８ｂとに嵌め込まれた位相決め部材９を、固定スクロール３とフレーム５との位相決めを行った後に第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取ることができる。

具体的には、フレーム５の外周縁をメインシェル１ａの内壁面に焼き嵌め等で固着した後、第１凹部８ａと第２凹部８ｂとに位相決め部材９を挿入して、固定スクロール３とフレーム５との位相決めを行う。位相決め部材９は、例えばピン等である。そして、固定台板３ａの外周縁をメインシェル１ａの内壁面に焼き嵌め等で固着した後、図６に示すように、位相決め部材９を第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取る。このように、固定スクロール３とフレーム５との回転位相決めが行われる。なお、位相決め部材９は、例えば図４に示すように、第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂから抜き取らず、挿入したままの状態でもよい。

実施の形態３．
次に、図７に基づいて本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機１０２を説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部の要部を拡大して示した模式図である。なお、実施の形態１及び２で説明したスクロール圧縮機と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

実施の形態３におけるランド部３０は、フレーム５の上端面との間に、揺動台板４ａの板厚よりも小さい間隔Ｓ_３をあけて設けられている。また、揺動スクロール４には、ランド部３０とフレーム５との間に設けられた隙間に入り込む薄厚部４２が形成されている。揺動台板４ａは、揺動スクロール４の公転運動において、ランド部３０とフレーム５との間に薄厚部４２が常時入り込んだ構成としてもよいし、ランド部３０とフレーム５との間に、薄厚部４２が少なくとも一公転あたり一回入り込む構成でもよい。つまり、このスクロール圧縮機１０２では、フレーム５の上端面とランド部３０の下端面とを近接させているので、位相決め部材９の長さを短くすることができ、位相ずれを効果的に抑えて位相精度を高めることができる。また、このスクロール圧縮機１０２では、揺動スクロール４の公転運動においてランド部３０に位置する範囲のみ薄厚部４２とすることで、全体として揺動台板４ａを位相決め部材９に隣接する位置まで拡大させることができる。よって、圧縮室２０の容積を大きくすることができ、最大馬力を高めることができる。

実施の形態４．
次に、図８に基づいて本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機１０３を説明する。図８は、本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機であって、圧縮機構部を平面的に示した模式図である。なお、実施の形態１〜３で説明したスクロール圧縮機と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

一般に、スクロール圧縮機の揺動スクロール４は、揺動台板４ａが、第２渦巻突起部４ｂを立設する部分と、第１渦巻突起部３ｂの公転軌跡となる部分とを有していればよい。つまり、運転時に圧縮機構部２として利用している部分を考えると、揺動台板４ａが平面的に見て略円形である必要がない。ここで、図８に示すように、揺動スクロール４の中心部Ｏと第２渦巻突起部４ｂの外端部４ｃとを結んだ直線をＸ軸とし、揺動台板４ａの中心部Ｏと通り、Ｘ軸と直交する直線をＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸とで４つの象限Ａ〜Ｄに仕切る。圧縮機構部２として利用されていない揺動スクロール４の揺動台板４ａは、外端部４ｃを含む象限を第１象限Ａとすると、第１象限Ａに隣接する第２象限Ｂ及び第３象限Ｃである。つまり、揺動スクロール４は、第２象限Ｂ及び第３象限Ｃに切り欠き等があっても、冷媒を圧縮する上で機能的には問題とならない。

そこで、実施の形態４に係るスクロール圧縮機１０３では、図８に示すように、第１象限Ａに隣接する第２象限Ｂ及び第３象限Ｃに位置する揺動台板４ａに、切り欠き部４３と４４を形成した構成としている。そして、ランド部３０は、Ｘ軸とＹ軸とで成るＸＹ平面に投影した場合、第２象限Ｂに位置している。但し、ランド部３０は、Ｘ軸とＹ軸とで成るＸＹ平面に投影した場合、第３象限Ｃに位置してもよい。なお、図示することは省略したが、実施の形態１の構成では、位相決め部材９が、Ｘ軸とＹ軸とで成るＸＹ平面に投影した場合、第２象限Ｂ又は第３象限Ｃに位置しているものとする。

つまり、実施の形態４に係るスクロール圧縮機１０３では、揺動台板４ａにおける第２渦巻突起部４ｂを立設する部分及び第１渦巻突起部３ｂの公転軌跡となる部分を、第２渦巻突起部４ｂの設計スペースとして本体シェル１の内壁近傍まで拡大できる。よって、スクロール圧縮機１０３は、圧縮室２０の容積を大きくすることができ、最大馬力を高めることができる。

なお、図８では、第１象限Ａに隣接する第２象限Ｂ及び第３象限Ｃに切り欠き部４３、４４が形成された構成を示したが、第２象限Ｂ及び第３象限Ｃのうち、少なくとも１つの象限に切り欠き部を形成してもよい。この場合、ランド部３０は、形成した切り欠き部に相当する位置に設けられる。

以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成に限定されない。例えば、図示したスクロール圧縮機１００の内部構成は、上述した内容に限定されるものではなく、他の構成要素を含んでもよい。また、図９は、位相決め部材として並行キーを使用した構成を示した模式図である。図９に示すように、第２凹部８ｂをキー溝とし、位相決め部材１０を第１凹部８ａ及び第２凹部８ｂに嵌る並行キーとした構成でもよい。並行キーは、ピンに取り付けられ、又はピンと一体的に形成されたものである。並行キーを有することで、１本のピンで位相決めすることができる。なお、位相決め部材１０である並行キーは、説明の便宜上、実施の形態４に基づいた形態を示したが、これに限定されず、実施の形態１〜３の構成においても適用できる。要するに、本発明は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。

１本体シェル、１ａメインシェル、１ｂアッパーシェル、１ｃロアシェル、２圧縮機構部、３固定スクロール、３ａ固定台板、３ｂ第１渦巻突起部、４揺動スクロール、４ａ揺動台板、４ｂ第２渦巻突起部、４ｃ外端部、５フレーム、６主軸、６ａ偏心軸部、７電動機、７ａ固定子、７ｂ回転子、８ａ第１凹部、８ｂ第２凹部、９、１０位相決め部材、１１油溜め、１２吸入管、１３吐出管、１４吐出ポート、１５高圧室、１６吐出弁、１７オルダムリング、１８スライダ、１９給電部、２０圧縮室、３０ランド部、４０揺動スクロールスラスト軸受面、４１ボス部、４２薄厚部、４３、４４切り欠き部、５０スラストプレート、５１突壁、５２返油管、６０主軸受、６１サブフレーム、６１ａオイルポンプ、６２副軸受、６３給油孔、１００、１０１、１０２スクロール圧縮機、Ａ第１象限、Ｂ第２象限、Ｃ第３象限、Ｄ第４象限、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３間隔。

Claims

第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、
前記第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、
前記揺動スクロールを揺動自在に支持するフレームと、
前記固定スクロールと前記揺動スクロールと前記フレームとを収容した本体シェルと、を備え、
前記固定スクロールと前記フレームとが、前記本体シェルの内壁面に固着されており、
前記固定台板には、前記フレームと対向する側の面に、組み立ての位相出しに用いられる第１凹部が形成され、
前記フレームには、前記第１凹部と対向する位置に、組み立ての位相出しに用いられる第２凹部が形成されている、スクロール圧縮機。
前記第１凹部は、前記固定台板の前記第１渦巻突起部が設けられた領域よりも径方向の外側に形成されている、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
前記第１凹部と前記第２凹部には、共通の位相決め部材が挿入されている、請求項２に記載のスクロール圧縮機。
前記フレームは、前記揺動スクロールを支持する側の端面と前記固定台板との間に目標の間隔をあけて配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
前記固定スクロールの前記固定台板は、前記フレームに向かって突き出し、前記第１凹部が形成されたランド部を有しており、
前記フレームは、前記揺動スクロールを支持する側の端面と前記ランド部との間に前記目標の間隔をあけて配置されている、請求項４に記載のスクロール圧縮機。
前記ランド部は、前記フレームとの間に、前記揺動台板の板厚よりも大きい間隔をあけて設けられている、請求項５に記載のスクロール圧縮機。
前記ランド部は、前記フレームとの間に、前記揺動台板の板厚よりも小さい間隔をあけて設けられており、
前記揺動台板には、前記ランド部と前記フレームとの間に設けられた隙間に入り込む薄厚部が形成されている、請求項５に記載のスクロール圧縮機。
前記揺動台板は、前記揺動スクロールの公転運動において、前記ランド部と前記フレームとの間に一部が常時入り込んだ構成、又は前記揺動スクロールの公転運動において、前記ランド部と前記フレームとの間に、一部が少なくとも一公転あたり一回入り込む構成である、請求項６又は７に記載のスクロール圧縮機。
前記揺動台板の中心部と前記第２渦巻突起部の外端部とを結んだ直線をＸ軸とし、前記揺動台板の中心部を通り、Ｘ軸と直交する直線をＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸とで４つの象限に仕切り、前記第２渦巻突起部の外端部を含む象限を第１象限とすると、前記第１象限に隣接する第２象限及び第３象限のうち、少なくとも１つの象限に位置する前記揺動台板に切り欠き部が形成されている、請求項６〜８のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
前記ランド部は、Ｘ軸とＹ軸とで成るＸＹ平面に投影した場合、前記第２象限又は前記第３象限に位置している、請求項９に記載のスクロール圧縮機。
前記第１凹部は、前記固定台板を貫通する貫通孔である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
前記本体シェルは、
円筒状のメインシェルと、
前記メインシェルの上面開口を塞ぐアッパーシェルと、
前記メインシェルの下面開口を塞ぐロアシェルと、を有し、
前記固定スクロールと前記フレームとが、前記メインシェルの内壁面に固着されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
上方に向かって突出して前記揺動スクロールに形成されたオルダム溝に収容されるオルダム爪と、下方に向かって突出して前記フレームに形成されたオルダムキー溝に収容されるオルダム爪と、を有するオルダムリングを、更に備えている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
請求項１に記載のスクロール圧縮機の製造方法であって、
前記フレームを前記本体シェルの内壁面に固定する工程と、
前記第１凹部と前記第２凹部とに位相決め部材を挿入して前記固定スクロールと前記フレームとの位相決めを行う工程と、
前記固定台板を前記本体シェルの内壁面に固定する工程と、
前記位相決め部材を前記第１凹部と前記第２凹部から抜き取る工程と、を有する、スクロール圧縮機の製造方法。