JP7150196B2 - スクロール圧縮機およびスクロール圧縮機の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、スクロール圧縮機における固定スクロールの固定構造および製造方法に関するものである。

スクロール圧縮機は、揺動スクロールが固定スクロールに対して揺動することにより、両スクロールの渦巻状の歯で形成される圧縮室で冷媒を圧縮して吐出するものである。特許文献１では、揺動スクロールは軸受部品であるフレームに支持され、固定スクロールはシェルに直接固定されている。この構造では、固定スクロールをボルト固定するためのフレームの周壁を削除できるため、揺動スクロールを配置する空間を拡大できるメリットがある。なお、固定スクロールのシェルへの固定は焼嵌め、すなわち、加熱により膨張したシェルに固定スクロールを収容したのち、シェルを収縮させることで固定スクロールをシェルに直接固着している。

ＷＯ２０１８／１７９１３５公報

しかしながら、固定スクロールをシェルに直接固定すると、シェルの固着力によって固定スクロールが撓んでしまうことがある。固定スクロールが撓むと、一方のスクロールの渦巻状歯の先端と他方のスクロールの台板との間隔、いわゆる歯先隙間の距離が所定の圧縮機の能力を得るための設計値とは異なる値となってしまい、圧縮時に圧縮した冷媒が低圧側の空間空間に漏れて圧縮効率が低下するおそれがあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、固定スクロールの撓みを抑制可能なスクロール圧縮機およびスクロール圧縮機の製造方法を提供することを目的とするものである。

この発明に係るスクロール圧縮機は、第１収容空間を形成する第１内壁面と、前記第１内壁面から突出して形成され、第２内壁面と第１位置決め面とを有する第１突出部と、を備えるシェルと、固定側渦巻体が形成され、外寸が前記第１内壁面で画定される内寸よりも小さく、前記第２内壁面で画定される内寸より大きい固定側台板を備え、前記第１突出部の前記第１位置決め面に位置決めされた固定スクロールと、前記第１収容空間に配置され、外寸が前記固定側台板の外寸よりも大きく、前記第１突出部とで前記固定スクロールを挟持した状態で、前記第１内壁面に焼嵌めによって固定された固定部材と、を備え、前記固定スクロールは、前記固定部材によって前記第１突出部の前記第１位置決め面に押し付けられている。
また、この発明に係るスクロール圧縮機の製造方法は、第１収容空間を形成する第１内壁面と、前記第１内壁面から突出して形成され、第２内壁面と第１位置決め面とを有する第１突出部と、を備えるシェルに、固定側渦巻体が形成され、外寸が前記第１内壁面で画定される内寸よりも小さく、前記第２内壁面で画定される内寸より大きい固定側台板を備える固定スクロールを挿入するステップと、前記固定スクロールを前記第１突出部の前記第１位置決め面に位置決めするステップと、前記固定側台板が位置している前記シェルの部分を加熱し、前記第１内壁面で画定される内寸を膨張させるステップと、外寸が前記固定側台板の外寸および前記固定側台板が位置している前記シェルの部分が加熱される前の前記第１内壁面で画定される内寸よりも大きい固定部材を、前記第１突出部とで前記固定スクロールを挟持するように前記第１収容空間に配置するステップと、前記シェルの収縮により前記固定部材を前記第１内壁面に焼嵌めによって固定するステップと、を備え、前記固定スクロールは、前記固定部材によって前記第１突出部の前記第１位置決め面に押し付けられている。

この発明によれば、固定スクロールの撓みを抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の正面図である。 図１のスクロール圧縮機を側面から見たときの図である。 図２のスクロール圧縮機のＸ－Ｘ’断面を矢印方向から見たときの断面図である。 この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の一部構成の分解斜視図である。 メインシェル、固定スクロールおよび固定部材の関係について説明するための図である。 図３の一点鎖線の領域Ｙの拡大図である。 図６の二点鎖線の領域Ｚの拡大図である。 １の実施の形態のスクロール圧縮機の製造方法について説明するための図である。 この発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の断面図である。 この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の断面図である。 この発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機の断面図である。 固定部材の変形例について説明するための図である。

以下、図面を参照して、この発明の一実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又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又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この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．
以下、実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の外観図である。図２は、図１のスクロール圧縮機を側面から見たときの外観図である。図３は、図２のスクロール圧縮機のＸ－Ｘ’断面を矢印方向から見たときの断面図である。図４は、この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の一部構成の分解斜視図である。なお、図３においては、シェルおよび圧縮機構等、構成の一部は断面で示しているが、その他の構成は外観図として図示している。

スクロール圧縮機は、シェル１と、メインフレーム２と、スラストプレート３と、圧縮機構部４と、駆動機構部５と、サブフレーム６と、クランクシャフト７と、固定部材８と、を備えている。この実施の形態１の圧縮機は、クランクシャフト７の中心軸が地面に対して略垂直の状態で使用される、いわゆる縦置型のスクロール圧縮機である。

シェル１は、金属などの導電性部材からなる筒状の筐体であり、メインシェル１１と、アッパーシェル１２と、ロアシェル１３と、吸入管１４と、吐出管１５と、給電部１６と、固定台１７と、を備えている。メインシェル１１は、円筒状の管である。アッパーシェル１２は、略半球状の蓋体であり、その一部がメインシェル１１の上側で溶接等により接続され、メインシェル１１の一方の開口を閉じている。ロアシェル１３は、略半球状の底体であり、その一部がメインシェル１１の下側において、溶接等により接続され、メインシェル１１の他方の開口を閉じている。吸入管１４は、冷媒をシェル１の内部に導入するための管であり、メインシェル１１の側壁に設けられた孔に、一部が挿入された状態で溶接等により接続されている。吐出管１５は、冷媒をシェル１の外部に吐出するための管であり、アッパーシェル１２に設けられた孔に、一部が挿入された状態で溶接等により接続されている。

給電部１６は、スクロール圧縮機に給電する部材であり、メインシェル１１の側壁に設けられている。給電部１６は、カバー１６１と、給電端子１６２と、配線１６３と、を備えている。カバー１６１は、カバー部材である。給電端子１６２は、金属部材からなり、一方がカバー１６１に囲まれるように設けられ、他方がメインシェル１１の内部に設けられている。配線１６３は、一方が給電端子１６２と接続され、他方が駆動機構部５のステータ５１と接続されている。固定台１７は、シェル１を支える支持台である。固定台１７は複数の脚部を有しており、その脚部をネジ固定することによってスクロール圧縮機を空調室外機の筐体等の他の部材に固定可能になっている。

メインフレーム２は、円筒状の金属フレームであり、シェル１の内部に設けられ、圧縮機構部４の揺動スクロール４２を揺動自在に保持する。メインフレーム２は、本体部２１と、平坦面２２と、収容部２３と、軸孔２４と、吸入ポート２５と、返油孔２６と、返油管２７と、を備えている。

本体部２１は、メインフレーム２を構成する主要な部分である。平坦面２２は、本体部２１の上側に環状に形成されている。収容部２３は、本体部２１の径方向の中央に、上下方向に延びるように形成されており、図４に示すとおり、オルダム収容部２３１と、ブッシュ収容部２３２と、第１オルダム溝２３３と、で構成されている。オルダム収容部２３１は、収容部２３における上側に設けられている。ブッシュ収容部２３２は、収容部２３における下側に設けられ、オルダム収容部２３１と連通している。第１オルダム溝２３３は、本体部２１および平坦面２２の一部に凹状に形成されたキー溝であり、一対設けられている。軸孔２４は、収容部２３の下側に設けられ、ブッシュ収容部２３２と連通している。すなわち、収容部２３および軸孔２４により、メインフレーム２の上下方向に貫通する空間が形成されている。なお、この軸孔２４が形成されているメインフレーム２の部分は、クランクシャフト７を支持する主軸受部として機能する。

吸入ポート２５は、圧縮機構部４に冷媒を供給するための孔であり、平坦面２２において、本体部２１の上下方向に貫通して形成されている。返油孔２６は、本体部２１における下側にブッシュ収容部２３２と連通して形成されている。返油管２７は、収容部２３に溜まった潤滑油をロアシェル１３の内側に形成される油溜めに戻すための管であり、返油孔２６に挿入されている。なお、吸入ポート２５、返油孔２６および返油管２７は、一つに限らず、複数設けられても良い。

スラストプレート３は、スラスト軸受として機能する鋼板系の薄い金属板であり、メインフレーム２の平坦面２２に配置され、圧縮機構部４のスラスト荷重を支持する。スラストプレート３は、切欠き３１を備える。切欠き３１は、リング状のスラストプレート３の外周の一部を切欠かれるようにして形成された部分であり、メインフレーム２の吸入ポート２５に対応して配置される。すなわち、切欠き３１は、吸入ポート２５からの冷媒の吸入の妨げを防止するためのものであるため、吸入ポート２５を覆わないよう、同じ形状か、それよりも大きく形成されている。

圧縮機構部４は、冷媒を圧縮する圧縮機構である。圧縮機構部４は、固定スクロール４１と、揺動スクロール４２と、オルダムリング４３と、チャンバー４４と、吐出弁４５と、を備えており、これらスクロールにより圧縮室４６が形成される。

固定スクロール４１は、鋳鉄等の金属からなり、固定側台板４１１と、固定側渦巻体４１２と、凸部４１３と、チップシール４１４と、吐出ポート４１５と、を備えている。固定側台板４１１は、円盤状のフランジである。固定側渦巻体４１２は、固定側台板４１１の一方の面から突出して形成された渦巻状の歯である。凸部４１３は、固定スクロール４１の剛性、特に固定側渦巻体４１２が形成された固定側台板４１１の剛性を高めるために、固定側台板４１１の上側に設けられた肉厚部である。凸部４１３の外寸（直径）は、固定側渦巻体４１２の形成領域より大きく、固定側台板４１１の外寸（外径）よりは小さい。チップシール４１４は、例えば硬質プラスチックからなり、固定側渦巻体４１２の先端に形成された溝に設けられている。吐出ポート４１５は、固定側台板４１１および凸部４１３の略中央に、その厚み方向である上下方向に貫通して形成された孔である。

揺動スクロール４２は、アルミニウム等の金属からなり、揺動側台板４２１と、揺動側渦巻体４２２と、チップシール４２３と、筒状部４２４と、第２オルダム溝４２５と、を備えている。揺動側台板４２１は、円盤状のフランジである。揺動側渦巻体４２２は、揺動側台板４２１の一方の面から突出して形成された渦巻状の歯である。チップシール４２３は、例えば硬質プラスチックからなり、揺動側渦巻体４２２の先端に形成された溝に設けられている。筒状部４２４は、揺動側台板４２１の他方の面の略中央から突出して形成された円筒状のボスである。筒状部４２４の内周面には、ブッシュ７４を回転自在に支持する揺動軸受、いわゆるジャーナル軸受が、その中心軸がクランクシャフト７の中心軸と平行になるように設けられている。第２オルダム溝４２５は、揺動側台板４２１の他方の面に形成されたキー溝である。第２オルダム溝４２５は、筒状部４２４を挟んで一対対向するように設けられている。一対の第２オルダム溝４２５は、それらを結ぶ線が、一対の第１オルダム溝２３３を結ぶ線に対して、直交する関係になるように配置される。

オルダムリング４３は、揺動スクロール４２が自転することを防止するための部材であり、リング部４３１と、第１キー部４３２と、第２キー部４３３と、を備えている。リング部４３１は、環状であり、メインフレーム２のオルダム収容部２３１に設けられている。第１キー部４３２は、リング部４３１の一方の面に一対設けられており、メインフレーム２の一対の第１オルダム溝２３３に各々収容される。第２キー部４３３は、リング部４３１の他方の面一対設けられており、揺動スクロール４２の一対の第２オルダム溝４２５に各々収容される。このように揺動スクロール４２の第２オルダム溝４２５をオルダムリング４３の第２キー部４３３に合わせることで、揺動スクロール４２の揺動側渦巻体４２２の回転が規制されるため、メインフレーム２に対する揺動側渦巻体４２２の位相決めが完了する。

チャンバー４４は、固定スクロール４１の他方の面に設けられており、吐出ポート４１５と空間的に連通する吐出孔４４１を備えている。吐出弁４５は、冷媒の圧力に応じて吐出孔４４１を開閉する弁であり、チャンバー４４における上側にねじ止めにされ、吐出ポート４１５と連通する圧縮室４６の冷媒が所定の圧力に達したときに、吐出孔４４１を閉状態から開状態にする。

圧縮室４６は、固定スクロール４１の固定側渦巻体４１２と、揺動スクロール４２の揺動側渦巻体４２２と、を互いに噛み合わせるとともに、渦巻体の先端、チップシールおよび台板と、でシールすることによって形成される。圧縮室４６は、スクロールの半径方向において、外側から内側へ向かうに従って容積が縮小する複数の圧縮室で構成される。

冷媒は、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、自然冷媒、又は、それらを含む混合物を使用することができる。例えば、Ｒ３２（ＣＨ２Ｆ２）や、Ｒ４１０Ａ（Ｒ３２／Ｒ１２５）を使用することができる。

駆動機構部５は、メインフレーム２より下側に設けられている。駆動機構部５はステータ５１と、ロータ５２と、を備えている。ステータ５１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リング状の固定子であり、焼き嵌め等によりメインシェル１１の内壁に固定されている。ロータ５２は、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ともに、中央に上下方向に貫通する貫通穴を有する円筒状の回転子であり、ステータ５１の内部空間に配置されている。

サブフレーム６は、金属製のフレームであり、駆動機構部５の下側に設けられ、焼き嵌めや、溶接等によってメインシェル１１の内壁に固定されている。サブフレーム６は、副軸受部６１と、オイルポンプ６２と、を備えている。副軸受部６１は、サブフレーム６の中央上側に設けられたボールベアリングである。オイルポンプ６２は、潤滑油を吸い上げるためのポンプであり、サブフレーム６の中央下側に設けられている。

潤滑油は、シェル１の下部のロアシェル１３に貯留されており、オイルポンプ６２で吸い上げられて、クランクシャフト７内を通り、圧縮機構部４等に供給され、機械的に接触するパーツ同士の摩耗低減、摺動部の温度調節、シール性を改善する。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ともに、適度な粘度の油が好適である。例えば、ナフテン系、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニールエーテル（ＰＶＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の油を使用することができる。

クランクシャフト７は、金属製の棒状部材であり、シェル１の内部に設けられている。クランクシャフト７は、主軸部７１と、偏心軸部７２と、通油路７３と、ブッシュ７４と、を備えている。主軸部７１は、クランクシャフト７の主要部を構成する軸であり、ロータ５２の中心の貫通孔に焼嵌め等により固定され、中心軸が円筒状を呈するメインシェル１１の中心軸と一致するように配置されている。偏心軸部７２は、その中心軸が主軸部７１の中心軸に対して偏心するように、主軸部７１における上側に設けられている。通油路７３は、主軸部７１および偏心軸部７２の内部に、軸方向に沿って上下に貫通して設けられている。ブッシュ７４は、鉄等の金属からなり、スライダ７４１と、バランスウエイト７４２と、を備える。スライダ７４１は、鍔が形成された筒状の部材であり、偏心軸部７２に挿入された状態で、筒状部４２４に嵌入されている。バランスウエイト７４２は、上側から見た形状が略Ｃ状を呈するウエイト部を備えたドーナツ状の部材であり、スライダ７４１の鍔に焼嵌め等の方法により嵌合されている。このように構成されたクランクシャフト７は、メインフレーム２の軸孔２４に挿入されるとともに、他端側Ｌがサブフレーム６の副軸受部６１の貫通孔に挿入固定される。

固定部材８は、鋳鉄などの金属からなるドーナツ状の部材であり、固定スクロール４１の固定側台板４１１の上側に配置されている。

ここで、メインシェル１１、固定スクロール４１および固定部材８の寸法について、図５を参照してさらに詳しく説明する。図５は、メインシェル、固定スクロールおよび固定部材の関係について説明するための図である。

メインシェル１１は、図５に示すとおり、固定部材８や固定スクロール４１の少なくとも一部、例えば固定側台板４１１を収容する第１収容空間１１１１を形成する第１内壁面１１１と、第１内壁面１１１から突出しする第１突出部１１２と、第１突出部１１２において上側に向く面である第１位置決め面１１３と、を有している。また、揺動スクロール４２やメインフレーム２の少なくとも一部を収容する第２収容空間１１４１を形成する第２内壁面１１４と、第２内壁面１１４から突出する第２突出部１１５と、第２突出部１１５において上側に向く面である第２位置決め面１１６と、を有している。なお、この実施の形態では、第２内壁面１１４は、第１突出部１１２の内面に形成されている。つまり、メインシェル１１は、上側に向かって内径が大きくなる段状の内面形状となっており、第１内壁面１１１で画定される内寸（内径）ｒ１＞第２内壁面１１４で画定される内寸（内径）ｒ２である。なお、内寸、外寸は真円以外の形状、例えば楕円、多角形も含む意味であり、真円以外の場合の内寸、外寸は、本発明の作用効果を発生させている部分の寸法に当てはめるものとする。

固定スクロール４１は、第２内壁面１１４の内寸ｒ２＜固定側台板４１１の外寸（外径）ｒ３＜第１内壁面１１１の内寸ｒ１となっているため、メインシェル１１の上側から挿入することで、第１位置決め面１１３で位置決めが可能になっている。固定部材８は、内寸（内径）ｒ５＞凸部４１３の外寸（外径）ｒ４、かつ外寸（外径）ｒ６＞第１内壁面１１１の内寸ｒ１である。固定部材８の外寸ｒ６＞第１内壁面１１１の内寸ｒ１であるため、このままでは固定部材８はメインシェル１１内に配置できないが、第１内壁面１１１付近を加熱し、径方向に膨張させることでメインシェル１１の上側から挿入、かつ固定側台板４１１の上側に配置可能になっている。なお、メインシェル１１が冷えて径方向に収縮すると、メインシェル１１と固定部材８とが固着され、いわゆる焼嵌め状態となる。

ここで、シェル１における固定スクロール４１、固定部材８の固定構造について、図６、図７を参照してさらに詳しく説明する。図６は、図３の一点鎖線の領域Ｙの拡大図である。図７は、図６の二点鎖線の領域Ｚの拡大図である。

メインシェル１１、固定スクロール４１、固定部材８が上述した関係であることにより、図６に示すとおり、固定スクロール４１は、固定側台板４１１と第１内壁面１１１とが離間した状態で第１突出部１１２に位置決めされ、固定部材８は、第１突出部１１２とで固定スクロール４１を挟持した状態で、第１内壁面１１１に固定される。これにより、固定スクロール４１をメインシェル１１に直接固定しなくて済むため、固定スクロール４１に焼嵌めによる歪みが作用して変形することを防止でき、理想的な渦巻き形状が崩れて圧縮の効率が低下することを抑制できる。また、固定スクロール４１を固定部材８で上側から第１位置決め面１１３に押し付けているため、固定スクロール４１の位置決め精度を高めることができるとともに、圧縮室４６の異常な圧力上昇による固定スクロール４１の上方向への浮き上がりを抑制できる。さらに、圧縮機の運転中や輸送時の振動による固定スクロール４１の上下方向の位置ずれも抑制することができる。なお、当該効果は、アッパーシェル１２で固定スクロール４１を押さえる構造によっても期待できるが、固定部材８を用いる本実施の形態の方が優れている。具体的には、アッパーシェル１２で固定スクロール４１を押さえる場合には、メインシェル１１とアッパーシェル１２を円周溶接する際の熱でアッパーシェル１２が熱膨張することにより、常温に戻ったときにアッパーシェル１２と固定スクロール４１の間に数十～数百μｍの隙間が発生するためであり、固定部材８で押さえる場合にはその影響が少ないため固定スクロール４１の上方向への浮き上がりや位置ずれに対する効果がさらに高い。

また、固定スクロール４１の固定側台板４１１の外寸ｒ３は、第１内壁面１１１の内寸ｒ１よりも小さいため、図７に示すように、固定側台板４１１の側面と第１内壁面１１１との間にクリアランスＣが形成される。このクリアランスＣは、最大で第１内壁面１１１の内寸ｒ１－固定側台板４１１の外寸ｒ３の大きさであるが、実際には非常に僅かであり、数μｍである。このようにクリアランスＣが生じることは、固定スクロール４１にはメインシェル１１による焼嵌めの影響を受けないことを意味し、焼嵌めによる固定側台板４１１の撓みが発生しないため、スクロールの渦巻状歯の先端の歯先隙間の製造ばらつきを抑制することができる。

次に、スクロール圧縮機の製造方法、特に固定スクロール４１および固定部材８を配置する工程について、図８を参照して説明する。図８は、実施の形態１のスクロール圧縮機の製造方法について説明するための図である。

まず、スクロール圧縮機は、（ａ）に示すように、メインシェル１１内に揺動スクロール４２までが配置された状態である。具体的には、メインフレーム２を第２突出部１１５に位置決めした状態で、焼嵌めにより第２内壁面１１４に固定したのち、揺動スクロール４２をメインフレーム２に支持させた状態である。この状態において、メインシェル１１の上側から固定スクロール４１を第１位置決め面１１３に押し当てるように挿入し、固定スクロール４１を第１突出部１１２に接触させて位置決めする。このとき、固定スクロール４１と第１内壁面１１１の間にはクリアランスＣが形成され、離間している状態であるので、固定スクロール４１を回転させることによって揺動側渦巻体４２２に対する固定側渦巻体４１２の位置関係を変えることができる。従来のように焼嵌めによって固定スクロールをシェルに固定する場合、加熱・膨張したシェルに固定スクロールを配置してから十秒程度でシェルが収縮して固定スクロールに固着し始めてしまうため、その間に固定スクロール４１と揺動スクロール４２の渦巻状歯同士の噛み合わせを好適な状態にする、いわゆる位相合わせを行うことが困難であったが、この方法であれば時間的な制約なく、精度の高い位相合わせを容易に行うことができる。

次に、（ｂ）に示すように、第１内壁面１１１付近、具体的には固定側台板４１１が位置している部分、およびその部分よりも上側を加熱装置ＨＤで加熱し、固定側台板４１１の上側のメインシェル１１を径方向に膨張させたのち、（ｃ）に示すように、メインシェル１１の上側から固定部材８を挿入するとともに、固定部材８で固定スクロール４１を第１位置決め面１１３に押さえつけた状態で、（ｄ）のようにメインシェル１１を冷やして径方向に収縮させることで、固定部材８をメインシェル１１に焼嵌めしつつ、固定部材８と第１突出部１１２とで固定スクロール４１を挟持させる。なお、このメインシェル１１の冷却では、自然冷却でもクーリングファンなどを使用した強制冷却でもよい。

この実施の形態では、固定スクロール４１は固定側渦巻体４１２が形成され、外寸ｒ３が第１内壁面１１１で画定される内寸ｒ１よりも小さい固定側台板４１１を備え、第１突出部１１２に位置決めされ、固定部材８は、第１収容空間１１１１に配置され、外寸ｒ６が固定側台板４１１の外寸ｒ３よりも大きく、第１突出部１１２とで固定スクロール４１を挟持した状態で、第１内壁面１１１に固定される。これにより、固定スクロール４１に焼嵌めの影響を発生させないで、固定スクロール４１をシェル１内に固定することができる。すなわち、固定スクロール４１が焼嵌め力により撓むことないため、スクロールの渦巻状歯同士で形成される歯先隙間が安定化し、圧縮時の高圧冷媒の漏れを低減することができる。これは、第１内壁面１１１の内寸ｒ１よりも大きい外寸ｒ６の固定部材８を焼嵌めすることで実現しやすい。なお、完成品では、第１内壁面１１１の内寸ｒ１＝固定部材８の外寸ｒ６に見えてしまうが、第１内壁面１１１による固着力が固定部材８に作用している、すなわち第１内壁面１１１付近のメインシェル１１を熱膨張させなければ固定スクロール４１を取り外せない状態であれば、第１内壁面１１１の内寸ｒ１＜固定部材８の外寸ｒ６の関係を満たすと判断できる。また、固定スクロール４１と第１内壁面１１１との間にクリアランスＣがあるため、固定部材８を焼嵌めするまでの間に、固定スクロール４１と揺動スクロール４２の渦巻状歯同士の位相合わせを容易に行うことができ、精度の高いスクロール圧縮機を実現できる。

また、固定スクロール４１は、固定側渦巻体４１２が形成された面に対して反対の面に凸部４１３を備え、固定部材８はリング状であり、その内寸ｒ５は、凸部４１３の外寸ｒ４よりも大きいため、固定スクロール４１の特に使用されない空間に固定部材８を収容することができる。なお、固定部材８は、焼嵌めによって作用する力に対して強度が必要となるため、内寸ｒ５はできる限り小さいことが望ましいが、内寸ｒ５を小さくするだけでは強度を維持できない場合は、固定部材８の高さを大きくするなどにより、スクロール圧縮機の構造に応じて適宜設定することができる。

シェル１は、固定スクロール４１とともに圧縮室４６を形成する揺動スクロール４２の少なくとも一部を収容する第２収容空間１１４１を形成する第２内壁面１１４から突出して形成され、揺動スクロール４２を摺動自在に保持するメインフレーム２を位置決めする第２突出部１１５と、を備えているため、メインシェル１１の上側から順次、メインフレーム２や、固定部材８を焼嵌めによって固定することができ、製造方法を簡略化できる。また、固定側台板４１１の外寸ｒ３は、第２内壁面１１４で画定される内寸ｒ２より大きいため、固定スクロール４１を確実に第１位置決め面１１３に位置決めおよび固定部材８で挟持することができる。さらに、第２内壁面１１４は、第１突出部１１２の内壁に形成されているため、本実施の形態のようなシェル１の内面形状をシンプルにすることができる。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の断面図である。以下の実施の形態等では、図１～図８のスクロール圧縮機と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

実施の形態２では、固定部材８Ａは、外周面の上部に突部８Ａ１を備えており、突部８Ａ１において第１内壁面１１１に固定されている。このように、固定部材８Ａが下方向に凸の形状であると、メインシェル１１で焼嵌めを行った際に、固定部材８Ａが下方向に変形しやすい。そのため、固定部材８Ａをメインシェル１１に焼嵌めすると、固定スクロール４１を下方向に押し付ける力が作用して、固定スクロール４１の固定を強めることができ、固定スクロール４１の回転や浮き上がりを防止することができる。なお、突部９Ａ１の高さ寸法は、押し付け力や焼嵌め力を考慮して必要な大きさとすることができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の断面図である。

実施の形態３では、固定スクロール４１Ｂが凸部を備えておらず、その代わりにチャンバー４４の外寸に合わせて、第１の形態１よりも内寸ｒ５が小さい固定部材８Ｂを使用している。これにより、固定部材８Ｂの幅（外寸ｒ６－内寸ｒ５）が大きくなるため、強度を高めることができ、焼嵌め力による固定部材８Ｂの変形を抑制できる。

実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機の断面図である。

実施の形態４では、第１内壁面１１１の内寸ｒ１よりも外寸が大きいチャンバー４４Ｃを使用することで、チャンバー４４Ｃをメインシェル１１に直接焼嵌めている。この実施の形態では、チャンバー４４Ｃが固定部材を兼ねるため、構成部材を減らすことができるとともに、焼嵌め力に対する固定部材としての幅寸法も大きくすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、縦型スクロール圧縮機について説明したが、横型のスクロール圧縮機や斜め型のスクロール圧縮機にも適用できる。その際、それらの圧縮機においては、メインフレームを基準として、圧縮機構部が設けられている側を上側、駆動機構部が設けられている側を下側に置き換えてみることができる。また、駆動機構部５が配置されたメインシェル１１内の空間の圧力がアッパーシェル１２内の吐出空間の圧力よりも低くなる低圧シェル方式のスクロール圧縮機に限らず、駆動機構部５が配置されたメインシェル１１内の空間の圧力がアッパーシェル１２内の吐出空間の圧力と同等か、それよりも高くなる高圧シェル方式のスクロール圧縮機にも適用できる。

固定部材８は、固定スクロール４１と同じ材料の金属に限らず、比較的剛性があり鋳鉄よりも軽量な金属、例えばステンレスで構成してもよい。また、図１２のように、固定スクロール４１を押さえる側の固定部材８Ｄの面に突起部８Ｄ１を形成し、固定スクロール４１の穴部４１１１と係合するようにしてもよい。この構造によれば、突起部８Ｄ１により固定スクロール４１が回転することを抑制することができる。なお、固定部材８に穴部、固定スクロール４１に突起部を形成してよく、固定スクロール４１と固定部材８とが互いに係合する構造であればよい。

また、アッパーシェル１２に固定部材８の機能を兼ねさせてもよい。すなわち、固定側台板４１１の外径ｒ３＜メインシェル１１の第１内壁面１１１で画定される内径ｒ１＜アッパーシェル１２の外径ｒ６とし、アッパーシェル１２と第１突出部１１２とで固定スクロールを挟持した状態で、アッパーシェル１２を第１内壁面１１１に焼嵌め固定するようにしてもよい。この場合でも第４の実施形態と同様に、構成部材を減らしつつ、第１の実施形態の効果を得ることができる。なお、この実施例におけるアッパーシェル１２とメインシェル１１の固定は焼嵌めのみに限らず、アッパーシェル１２とメインシェル１１をさらに円周溶接するようにしてもよい。

１ シェル、１１ メインシェル、１１１ 第１内壁面、１１１１ 第１収容空間、１１２ 第１突出部、１１３ 第１位置決め面、１１４ 第２内壁面、１１４１ 第２収容空間、１１５ 第２突出部、１１６ 第２位置決め面、１２ アッパーシェル、１３ ロアシェル、１４ 吸入管、１５ 吐出管、１６ 給電部、１６１ カバー、１６２ 給電端子、１７ 固定台、２ メインフレーム、２１ 本体部、２２ 平坦面、２３ 収容部、２３１ オルダム収容部、２３２ ブッシュ収容部、２３３ 第１オルダム溝、２４ 軸孔、２５ 吸入ポート、２６ 返油孔、２７ 返油管、３ スラストプレート、３１ 切欠き、４ 圧縮機構部、４１ 固定スクロール、４１１ 固定側台板、４１１１ 穴部、４１２ 固定側渦巻体、４１３ 凸部、４１４ チップシール、４１５ 吐出ポート、４２ 揺動スクロール、４２１ 揺動側台板、４２２ 揺動側渦巻体、４２３ チップシール、４２４ 筒状部、４２５ 第２オルダム溝、４３ オルダムリング、４３１ リング部、４３２ 第１キー部、４３３ 第２キー部、４４、４４Ｃ チャンバー、４４１ 吐出孔、４５ 吐出弁、４６ 圧縮室、５ 駆動機構部、５１ ステータ、５２ ロータ、６ サブフレーム、６１ 副軸受部、６２ オイルポンプ、７ クランクシャフト、７１ 主軸部、７２ 偏心軸部、７３ 通油路、７４ ブッシュ、７４１ スライダ、７４２ バランスウエイト、８、８Ａ、８Ｂ、８Ｄ 固定部材、８Ａ１ 突部、８Ｄ１ 突起部、Ｃ クリアランス、ＨＤ 加熱装置。

Claims (8)

1. 第１収容空間を形成する第１内壁面と、前記第１内壁面から突出して形成され、第２内壁面と第１位置決め面とを有する第１突出部と、を備えるシェルと、
   固定側渦巻体が形成され、外寸が前記第１内壁面で画定される内寸よりも小さく、前記第２内壁面で画定される内寸より大きい固定側台板を備え、前記第１突出部の前記第１位置決め面に位置決めされた固定スクロールと、
   前記第１収容空間に配置され、外寸が前記固定側台板の外寸よりも大きく、前記第１突出部とで前記固定スクロールを挟持した状態で、前記第１内壁面に焼嵌めによって固定された固定部材と、
   を備え、
   前記固定スクロールは、前記固定部材によって前記第１突出部の前記第１位置決め面に押し付けられているスクロール圧縮機。
2. 前記固定部材の外寸は、前記第１内壁面の内寸よりも大きい請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記固定スクロールは、前記固定側渦巻体が形成された面に対して反対の面に凸部を備え、
   前記固定部材はリング状であり、その内寸は、前記凸部の外寸よりも大きい請求項１または請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記シェルは、前記固定スクロールとともに圧縮室を形成する揺動スクロールの少なくとも一部を収容する第２収容空間を形成する前記第２内壁面から突出して形成され、前記揺動スクロールを摺動自在に保持するフレームを位置決めする第２突出部と、を備える請求項１～請求項３の何れかに記載のスクロール圧縮機。
5. 前記第２内壁面は、前記第１突出部の内壁に形成されている請求項４に記載のスクロール圧縮機。
6. 第１収容空間を形成する第１内壁面と、前記第１内壁面から突出して形成され、第２内壁面と第１位置決め面とを有する第１突出部と、を備えるシェルに、固定側渦巻体が形成され、外寸が前記第１内壁面で画定される内寸よりも小さく、前記第２内壁面で画定される内寸より大きい固定側台板を備える固定スクロールを挿入するステップと、
   前記固定スクロールを前記第１突出部の前記第１位置決め面に位置決めするステップと、
   前記固定側台板が位置している前記シェルの部分を加熱し、前記第１内壁面で画定される内寸を膨張させるステップと、
   外寸が前記固定側台板の外寸および前記固定側台板が位置している前記シェルの部分が加熱される前の前記第１内壁面で画定される内寸よりも大きい固定部材を、前記第１突出部とで前記固定スクロールを挟持するように前記第１収容空間に配置するステップと、
   前記シェルの収縮により前記固定部材を前記第１内壁面に焼嵌めによって固定するステップと、
   を備え、
   前記固定スクロールは、前記固定部材によって前記第１突出部の前記第１位置決め面に押し付けられているスクロール圧縮機の製造方法。
7. 前記固定部材の外寸は、前記第１内壁面の内寸よりも大きい請求項６に記載のスクロール圧縮機の製造方法。
8. 前記固定側台板が位置している前記シェルの部分を加熱し、膨張させるステップの前に、前記固定スクロールとともに圧縮室を形成する揺動スクロールと前記固定スクロールの位相合わせをするステップを行う請求項６または請求項７に記載のスクロール圧縮機の製造方法。

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