JP7350101B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本開示は、固定スクロール及び揺動スクロールを備えるスクロール圧縮機に関する。

従来、外殻に固定された固定スクロール及び、固定スクロールに対して揺動する揺動スクロールによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機が知られている。このようなスクロール圧縮機の外殻をなすシェルは、内壁面に固定スクロールが固定される中空且つ円筒状のメインシェル、メインシェルの上部の開口を覆う略半球状のアッパーシェル及び、メインシェルの下部の開口を覆う略半球状のロアシェルからなる。特許文献１には、アッパーシェルの下部の内径がメインシェルの上部の外径よりも大きいスクロール圧縮機が開示されている。特許文献１のスクロール圧縮機において、メインシェルの上端部の面には、固定スクロールの外周部が係合し、取り付けられる。即ち、特許文献１は、固定スクロールが取り付けられるための部材を追加したり、シェルに固定スクロールの外周部が係合する段差を形成したりする必要がない。このように、特許文献１のスクロール圧縮機は、製造を容易にしようとされたものである。

国際公開第２０１８／０７８７８７号

しかしながら、特許文献１に開示されたスクロール圧縮機は、アッパーシェルの下面がメインシェルの上面に接触していない。このため、アッパーシェルは、メインシェルに取り付けられた際に、下方への移動が規制されていない。したがって、特許文献１において、アッパーシェルとメインシェルとを溶接する際の位置決めは、精確に行われ難い。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、アッパーシェルとメインシェルとを溶接する際の位置決めが精確に行われるスクロール圧縮機を提供するものである。

本開示に係るスクロール圧縮機は、中空のシェルと、シェルに格納され、板状の第１台板と、第１台板から一方に延びる渦巻状の第１渦巻歯と、を有する固定スクロールと、第１台板よりも一方に位置する板状の第２台板と、第２台板から第１台板に向かって延びる渦巻状の第２渦巻歯と、を有する揺動スクロールと、を有する圧縮機構部と、を備え、シェルは、他方側の端面に内部の空間と連通する開口であるメイン開口が形成された筒状であると共に、メイン開口を囲む縁において他方を向く環状の面である縁面に第１台板が接触して固定されるメインシェルと、一方側の端面に開口であるアッパー開口が形成され、メイン開口を覆う凹形の蓋状であると共に、アッパー開口を囲む縁において縁面に対向する環状の面である対向面が、第１台板よりもメインシェルの外周側で縁面に接触して固定されるアッパーシェルと、を有し、第１台板は、内周部と、内周部よりも薄く形成された外周部と、からなり、内周部の他方側の面に凹状の台板窪みが形成され、台板窪みの一部は、内周部の第１渦巻歯の最外周より内周側の領域に形成されている。

本開示によれば、メインシェルの縁面とアッパーシェルの対向面とが接触している。このため、アッパーシェルは、メインシェルと接触する位置から一方への移動が規制されている。したがって、本開示のスクロール圧縮機において、アッパーシェルとメインシェルとを溶接する際の位置決めは、精確に行われることができる。

実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の縦断面を示す構成図である。 実施の形態１に係るメインシェル２０及びメインフレーム８を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るメインシェル２０及びアッパーシェル２１を示す構成図である。 実施の形態１に係る圧縮機構部１４を示す構成図である。 実施の形態２に係るメインシェル２０及びアッパーシェル２２１を示す構成図である。 実施の形態３に係る固定スクロール３９０を示す上視図である。 実施の形態３に係る固定スクロール３９０の縦断面を示す構成図である。 実施の形態３に係る固定スクロール３９０を示す上視図である。 実施の形態３に係る固定スクロール３９０の縦断面を示す構成図である。 実施の形態３に係る固定スクロール３９０を示す上視図である。 実施の形態３に係る固定スクロール３９０の縦断面を示す構成図である。 実施の形態４に係るメインシェル２０及びアッパーシェル４２１を示す構成図である。 実施の形態５に係るスクロール圧縮機５０１を示す構成図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１の縦断面を示す構成図である。図１に示すように、スクロール圧縮機１は、シェル５、固定台６、給電部７、メインフレーム８、返油管９、サブフレーム１０、電動機部１１、伝達部１２、圧縮機構部１４及び吐出部１５を有している。また、スクロール圧縮機１には、吸入管２及び吐出管３が接続されている。図１において、矢印Ｕは、上方向を示し、矢印Ｌは、下方向を示している。スクロール圧縮機１は、後述するクランクシャフト７０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。吸入管２は、シェル５に冷媒ガスを吸入するための管である。吐出管３は、シェル５から冷媒ガスを吐出するための管である。なお、スクロール圧縮機１は、縦型のスクロール圧縮機でなくてもよい。この場合、位置又は向き等の説明に「上」又は「下」の語が用いられている部材は、単に、「一方」若しくは「他方」が規定されているものとして読み替えられる。

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、炭化水素、又は、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冷媒である。低ＧＷＰ冷媒としては、例えばＨＦＯ冷媒があり、化学式がＣ３Ｈ２Ｆ４で表されるＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ又は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）又は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やプロピレン等が例示される。混合物は、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ又はＨＦＯ１２４３ｚｆ等に、Ｒ３２又はＲ４１等を混合した混合冷媒が例示される。

（シェル５）
シェル５は、中空且つ内部が冷媒で満たされ、金属などの導電性部材からなる容器である。シェル５は、内部が密閉状態に保たれている。シェル５は、メインシェル２０、アッパーシェル２１、ロアシェル２２及び連結シェル２３からなる。

（メインシェル２０）
図２は、実施の形態１に係るメインシェル２０及びメインフレーム８を示す分解斜視図である。図２に示すように、メインシェル２０は、上下方向に延びた円筒形状をなしている。メインシェル２０は、上部において内径が広がるように形成されている。メインシェル２０の上端面及び下端面には、内部の空間と連通する開口であるメイン開口３２が形成されている。メイン開口３２は、メインシェル２０の上端面に形成されたメイン上開口３３及び、メインシェル２０の下端面に形成されたメイン下開口３４からなる。また、メインシェル２０は、縁面２８、位置決め面２９、上内壁面３０及び下内壁面３１を有している。縁面２８は、メイン開口３２を囲む縁において上方を向く環状の平面である。位置決め面２９は、メインシェル２０が拡径された箇所において、上方を向く環状の平面である。上内壁面３０は、縁面２８の内周側と、位置決め面２９の外周側とを接続し、メインシェル２０の内壁となる曲面である。下内壁面３１は、位置決め面２９の内周側から下方に延び、メインシェル２０の内壁となる曲面である。

（アッパーシェル２１）
図３は、実施の形態１に係るメインシェル２０及びアッパーシェル２１を示す構成図である。図３は、図１において、点線で示された範囲を拡大した図である。図２に示すように、アッパーシェル２１は、下端面に開口であるアッパー開口３５が形成され、凹形の蓋状をなしている。アッパーシェル２１は、下部がメインシェル２０に溶接等で接続され、メイン上開口３３を覆っている。また、図３に示すように、アッパーシェル２１は、対向面３６を有している。対向面３６は、アッパー開口３５を囲む縁において下方を向く環状の面である。即ち、対向面３６は、縁面２８に対向している。アッパーシェル２１は、対向面３６が縁面２８の外周側に接触する位置でメインシェル２０に固定される。また、アッパーシェル２１の上部には、吐出管３が溶接等により接続されている。

（ロアシェル２２、連結シェル２３）
ロアシェル２２は、凹形の蓋状をなすと共に、上部がメインシェル２０の下部に連結シェル２３を介して溶接等で接続され、メイン下開口３４を覆っている。ロアシェル２２の底部には、潤滑油が貯留される油溜め部３７が形成されている。連結シェル２３は、環状をなしており、ロアシェル２２とメインシェル２０とを接続する。

潤滑油は、例えば、エステル系合成油を含む冷凍機油である。潤滑油は、後述するオイルポンプ６１で吸い上げられ、クランクシャフト７０内の後述する通油路７９を通り、圧縮機構部１４等において、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。潤滑油は、潤滑特性、電気絶縁性、安定性、冷媒溶解性及び低温流動性等に優れると共に、適度な粘度を有する油が好適である。

（固定台６）
固定台６は、シェル５と接続され、空気調和機の室外機の筐体といった他の部材にシェル５を固定するものである。固定台６には、複数のネジ穴（図示せず）が形成されている。シェル５は、ネジ穴にネジが締められることによって、固定台６を介して支持及び固定される。

（給電部７）
給電部７は、電動機部１１に給電する機器である。給電部７は、メインシェル２０の外周面に接続されている。給電部７は、給電端子４１、カバー４２及び内部配線４３を有している。給電端子４１は、金属部材からなり、電力を供給する電線（図示せず）が接続される端子である。給電端子４１の一側部は、シェル５の外部に位置し、電線が接続されている。給電端子４１の他側部は、シェル５の内部に位置し、内部配線４３が接続される。カバー４２は、シェル５の外部において、給電端子４１の一側部を覆い、給電端子４１が汚損することを防ぐ部材である。内部配線４３は、シェル５の内部において、給電端子４１の他側部と接続された一端部から、電動機部１１と接続された他端部まで延びる配線である。内部配線４３は、電線から供給された電力を電動機部１１に伝達する。

（メインフレーム８）
メインフレーム８は、金属製の円環状のフレームであり、シェル５の内部且つ上部に設けられ、伝達部１２及び後述する圧縮機構部１４の揺動スクロール９１を支持する。図２に示すように、メインフレーム８は、フレーム本体４５及び軸受部からなる。メインフレーム８は、フレーム本体４５の外周部が位置決め面２９及び上内壁面３０に焼嵌め等されることで、メインシェル２０に固定されている。フレーム本体４５は、中空の円筒状をなしている。フレーム本体４５の下部は、内径が段状に縮められている。即ち、フレーム本体４５の内壁面には、段差が形成されている。フレーム本体４５は、平坦面４７、段差面４８、フレーム上内壁面４９、フレーム下内壁面５０、フレーム縁部５１及び縁突部５２を有している。また、フレーム本体４５には、オルダム収容空間５３、偏心収容空間５４、第１オルダム溝５５及び吸入ポート５６が形成されている。

平坦面４７は、フレームの上部に形成された環状且つ、平坦な面である。段差面４８は、フレーム本体４５に段差が形成されている箇所において、上方を向いた環状の平面である。フレーム上内壁面４９は、段差面４８の外周側と平坦面４７の内周側に接続し、フレーム本体４５の内壁となる曲面である。フレーム下内壁面５０は、フレーム本体４５において、段差面４８の内周側から下方に延び、フレーム本体４５の内壁となる曲面である。フレーム縁部５１は、フレーム本体４５の上部の縁であり、平坦面４７よりも上方に突出し、平坦面４７を囲む。縁突部５２は、フレーム縁部５１からフレーム本体４５の内周側に突出する１対の部材である。

オルダム収容空間５３は、フレーム本体４５の内部の空間において、段差面４８と、フレーム上内壁面４９と、フレーム下内壁面５０を上方に延長した場合の面と、平坦面４７を径方向に延長した場合の面と、によって囲まれる環状の空間である。オルダム収容空間５３には、後述するオルダムリング７１のリング部８０が収容される。偏心収容空間５４は、フレーム本体４５の内部の空間において、オルダム収容空間５３を除いた空間である。偏心収容空間５４には、後述するクランクシャフト７０の偏心軸部７６、偏心軸受部１１２、及びブッシュ７３等が収容される。第１オルダム溝５５は、平坦面４７、段差面４８、フレーム上内壁面４９及びフレーム下内壁面５０に連続して径方向に延びるように形成された溝である。第１オルダム溝５５は、対向する１対の溝からなる。第１オルダム溝５５には、後述するオルダムリング７１の第１キー部８１が摺動可能に収容される。吸入ポート５６は、フレーム本体４５において、上下方向に貫通した空間である。吸入ポート５６の上部は、縁突部５２に挟まれた箇所に形成されている。なお、吸入ポート５６は、一つではなく、複数形成されていてもよい。

主軸受部４６は、フレーム本体４５の下部に接続されている。主軸受部４６の中央部には、主軸孔５７が形成されている。主軸孔５７は、主軸受部４６を上下方向に貫通し、上部が収容空間２１１と連通した空間である。また、主軸孔５７は、偏心収容空間５４よりも径方向に小さい。主軸孔５７には、後述するクランクシャフト７０の主軸部７５の上部が挿通される。また、図１に示すように、フレーム本体４５及び主軸受部４６が接続される箇所には、排油孔が形成されている。排油孔は、内外に貫通して形成された空間であり、オルダム収容空間５３及び偏心収容空間５４に溜まった潤滑油が流れる。

（返油管９）
返油管９は、排油孔に挿入及び固定されている。返油管９は、オルダム収容空間５３及び偏心収容空間５４に溜まった潤滑油を油溜め部３７に戻す管である。

（サブフレーム１０）
サブフレーム１０は、金属製の円環状のフレームであり、シェル５の内部且つ下部に設けられ、クランクシャフト７０を支持する。サブフレーム１０は、焼嵌め、又は溶接等によってメインシェル２０の内周面に固着支持されている。サブフレーム１０は、副軸受部６０及びオイルポンプ６１を有している。副軸受部６０は、サブフレーム１０の中央且つ上部に設けられたボールベアリングである。副軸受部６０の中央部には、副軸孔６２が形成されている。副軸孔６２は、副軸受部６０を上下方向に貫通する空間である。オイルポンプ６１は、サブフレーム１０の中央且つ下側に設けられたポンプである。オイルポンプ６１は、油溜め部３７に貯留された潤滑油に浸漬するように配置されている。

（電動機部１１）
電動機部１１は、シェル５の上下方向の中央部に格納されるものであり、内部配線４３を介して外部から電力が供給されることで、圧縮機構部１４を回転駆動させるものである。電動機部１１は、固定子６５及び回転子６６を有している。固定子６５は、シェル５の内壁面に焼き嵌め等により固着支持された円環状の部材である。固定子６５は、例えば、電磁鋼板（図示せず）を複数積層してなる鉄心（図示せず）に、絶縁層（図示せず）を介して巻線（図示せず）を巻回して形成されている。回転子６６は、固定子６５の内側面に対向して設けられた部材であり、電磁鋼板（図示せず）を複数積層してなる鉄心（図示せず）の内部に永久磁石（図示せず）を内蔵することで形成されている。回転子６６は、固定子６５に通電されることにより回転する。回転子６６は、中央に上下方向に貫通する貫通孔６７を有している。

（伝達部１２）
伝達部１２は、電動機部１１と接続され、電動機部１１によって生じた回転力を圧縮機構部１４に伝達し、駆動させるものである。伝達部１２は、クランクシャフト７０、オルダムリング７１、スラストプレート７２及びブッシュ７３からなる。

（クランクシャフト７０）
クランクシャフト７０は、長尺な金属製の棒状部材であり、シェル５の内部に設けられている。クランクシャフト７０は、主軸部７５及び偏心軸部７６を有している。また、クランクシャフト７０には、通油路７９が形成されている。主軸部７５は、クランクシャフト７０の上下方向の中央部及び下部を構成する軸であり、その中心軸がメインシェル２０の中心軸と一致するように配置されている。主軸部７５は、貫通孔６７に挿入され、その外表面には回転子６６が接触して固定されている。また、主軸部７５の上部は、主軸受部４６の軸孔に挿入されている。主軸部７５の下部は、副軸受部６０の副軸孔６２に挿入されている。主軸部７５には、第１バランサ７７及び第２バランサ７８が設けられている。第１バランサ７７は、主軸部７５の上部に設けられ、偏心軸部７６の偏心回転に対応して、バランスをとるものである。第２バランサ７８は、主軸部７５の下部に設けられ、偏心軸部７６の偏心回転に対応して、バランスをとるものである。

偏心軸部７６は、中心軸が主軸部７５の中心軸に対して偏心するように主軸部７５の上部に接続している。偏心軸部７６の上部は、偏心軸受部１１２に嵌合した状態で、偏心収容空間５４内に位置している。通油路７９は、主軸部７５および偏心軸部７６の内部を上下方向に貫通して設けられている。

（オルダムリング７１）
オルダムリング７１は、揺動スクロール９１に揺動運動を行わせるものである。図２に示すように、オルダムリング７１は、リング部８０、第１キー部８１及び第２キー部８２を有している。リング部８０は、環状の部材である。リング部８０は、メインフレーム８のオルダム収容空間５３に収容される。第１キー部８１は、リング部８０の下部に設けられた棒状の部材である。第１キー部８１は、対向する一対の部材からなるものである。第１キー部８１のそれぞれは、メインフレーム８の第１オルダム溝５５のそれぞれに収容される。第２キー部８２は、リング部８０の上部に設けられた棒状の部材である。第２キー部８２は、対向する一対の部材からなるものである。第２キー部８２のそれぞれは、後述する、揺動スクロール９１に形成された一対の第２オルダム溝１１６のそれぞれに収容される。クランクシャフト７０の回転によって揺動スクロール９１が公転旋回する際に、第１キー部８１は第１オルダム溝５５、第２キー部８２は第２オルダム溝１１６を摺動する。このため、オルダムリング７１は、揺動スクロール９１が自転することを防止する。

（スラストプレート７２）
スラストプレート７２は、平坦面４７に配置され、バルブ鋼などの鋼板系材料からなる環状の部材である。スラストプレート７２は、スラスト軸受として機能する。スラストプレート７２には、吸入ポート５６と対向する位置に切欠き８３が形成されている。スラストプレート７２は、切欠き８３の内側に縁突部５２が位置するように平坦面４７に配置され、周方向への移動が規制されている。

（ブッシュ７３）
ブッシュ７３は、鉄等の金属からなり、偏心軸受部１１２と偏心軸部７６とを接続する部材である。ブッシュ７３は、スライダ８４及びバランスウエイト８５を有している。スライダ８４は、筒状の部材であり、内部に偏心軸部７６が挿入されている。また、スライダ８４は、偏心軸受部１１２に嵌入されている。即ち、偏心軸部７６は、スライダ８４を介して、偏心軸受部１１２に接続されている。スライダ８４は、鍔部８６を有する。鍔部８６は、スライダ８４の下部において、鍔状に形成された部材である。バランスウエイトは、環状の部材であり、例えば、焼嵌め等の方法により、鍔部８６に嵌合されている。バランスウエイトは、上面視において、略Ｃ状をなしている部材であるウエイト部８７を有しており、クランクシャフト７０及び揺動スクロール９１の回転に伴って生じる遠心力を相殺するものである。

（圧縮機構部１４）
図４は、実施の形態１に係る圧縮機構部１４を示す構成図である。圧縮機構部１４は、シェル５に格納され、吸入管２から吸入ポート５６を通り冷媒取込空間８８へ吸入した冷媒ガスを圧縮し、圧縮した冷媒ガスを排出する。冷媒取込空間８８は、シェル５内部において、圧縮機構部１４の周囲に形成された空間である。図４に示すように、圧縮機構部１４は、固定スクロール９０及び揺動スクロール９１を有している。

（固定スクロール９０）
固定スクロール９０は、第１台板９５及び第１渦巻歯９６からなる。図１に示すように、第１台板９５は、円盤状且つ板状の部材である。また、図３に示すように、第１台板９５は、外周部の下部が全周にわたって段状に縮径されている。第１台板９５には、吐出ポート１０４が形成されている。第１台板９５は、吐出内周面９７、吐出外周面９８、固定圧縮面９９、固定段差面１００、吐出側面１０１、固定上側面１０２及び固定下側面１０３を有する。吐出内周面９７は、第１台板９５における上面の内周側であり、吐出部１５が取り付けられている。吐出外周面９８は、第１台板９５における上面であり、吐出内周面９７より外周側且つ下方に位置している。固定圧縮面９９は、第１台板９５において、吐出内周面９７及び吐出外周面９８の反対側に形成された面である。固定段差面１００は、第１台板９５が縮径されている箇所において、下方を向いた環状の平面である。吐出側面１０１は、吐出内周面９７の外周側と、吐出外周面９８の内周側とを接続する面である。固定上側面１０２は、第１台板９５の径方向の最外部に位置し、吐出外周面９８の外周側と、固定圧縮面９９の外周側とを接続する面である。固定下側面１０３は、固定圧縮面９９の外周側と、固定段差面１００の内周側とを接続する面である。

固定スクロール９０は、メインシェル２０の縁面２８において、固定段差面１００が対向面３６よりも内周側に接触するように位置を合わせられ、固定下側面１０３がメインシェル２０の上内壁面３０に焼嵌められることでメインシェル２０に固定される。固定下側面１０３は、長さが焼嵌め強度に応じて適宜調整され、例えば、固定上側面１０２と同等の長さである。なお、固定下側面１０３の長さは、固定上側面１０２の長さと固定下側面１０３の長さとを加算した長さの９割以上の長さであってもよい。吐出ポート１０４は、第１台板９５の径方向の中央部において、第１台板９５を上下方向に貫通するように形成され、圧縮された冷媒ガスを吐出する開口である。

第１渦巻歯９６は、固定圧縮面９９から下方に延びる渦巻状の部材である。第１渦巻歯９６の先端部である第１先端部１０５には、第１シール部材１０６が設けられている。第１シール部材１０６は、第１先端部１０５と、後述する第２台板１１０との間から冷媒が漏れることを抑制するものである。

（揺動スクロール９１）
揺動スクロール９１は、第２台板１１０、第２渦巻歯１１１及び偏心軸受部１１２からなる。揺動スクロール９１は、例えば、アルミニウム等の金属からなる。第２台板１１０は板状の部材である。第２台板１１０は、摺動面１１３、揺動圧縮面１１４及び揺動側面１１５を有する。揺動圧縮面１１４は、固定スクロール９０の固定圧縮面９９と対向する面である。摺動面１１３は、第２台板１１０において、揺動圧縮面１１４の反対側に形成された面である。また、揺動スクロール９１は、摺動面１１３がスラストプレート７２上に配置された状態でメインフレーム８に支持されている。摺動面１１３は、偏心軸部７６の揺動運動に伴い、スラストプレート７２の上面を摺動する。摺動面１１３には、第２オルダム溝１１６が形成されている。第２オルダム溝１１６は、対向する１対の溝からなる。第２オルダム溝１１６には、第２キー部８２が摺動可能に収容される。揺動側面１１５は、径方向の最外部に位置し、摺動面１１３と揺動圧縮面１１４とを接続する面である。

第２渦巻歯１１１は、第２台板１１０から第１台板９５に向かって延び、第１渦巻歯９６との間に圧縮室９２を形成する渦巻状の部材である。第２渦巻歯１１１の先端部である第２先端部１１７には、第２シール部材１１８が設けられている。第２シール部材１１８は、第２先端部１１７と、第１台板９５との間から冷媒の漏れを抑制するものである。圧縮室９２は、第１渦巻歯９６と第２渦巻歯１１１とが接触する内部の空間に、複数形成されている。圧縮室９２は、固定スクロール９０の中央部において、吐出ポート１０４と連通する。偏心軸受部１１２は、第２台板１１０から下方に突出し、偏心軸部７６及びブッシュ７３を回転自在に支持している。

偏心軸受部１１２は、第２台板１１０の摺動面１１３の略中央から下方に突出して形成された円筒状の部材である。偏心軸受部１１２の内周面には、ジャーナル軸受（図示せず）が設けられている。ジャーナル軸受は、中心軸がクランクシャフト７０の中心軸と平行になるように設けられ、スライダ８４を回転自在に支持する。

（圧縮機構部１４の動作）
ここで、圧縮機構部１４の圧縮動作について、説明する。先ず、回転子６６の回転に伴って主軸部７５が回転すると、主軸部７５に対して偏心している偏心軸部７６は、主軸部７５に対して、主軸部７５の軸心と偏心軸部７６の軸心との間の距離となる半径で回転する。これにより、偏心軸受部１１２を介して偏心軸部７６と連結されている揺動スクロール９１の第２台板１１０は、主軸部７５に対して上述の揺動半径で回転しようとする。換言すると、揺動スクロール９１は、固定されている固定スクロール９０に対して、上述の揺動半径で回転しようとする。そして、揺動スクロール９１は、上述のように、オルダムリング７１によって自転が規制されているため、ブッシュ７３と共に、固定スクロール９０に対して上述の揺動半径で揺動する。この際に、第１渦巻歯９６と第２渦巻歯１１１とが接触する内部の空間に形成された複数の圧縮室９２は、揺動スクロール９１の揺動に伴い、第１渦巻歯９６と第２渦巻歯１１１とが接触する位置が変わることで、形状及び容積が変化する。このため、それぞれの圧縮室９２において、偏心軸部７６の回転とともに圧力が変動し、冷媒ガスが圧縮されることとなる。

（吐出部１５）
吐出部１５は、吐出ポート１０４を覆い、圧縮機構部１４から吐出される冷媒ガスの勢いを弱める部材である。吐出部１５は、マフラー１２０及び吐出弁１２１を有する。マフラー１２０は、吐出内周面９７に設けられ、圧縮機構部１４から吐出される冷媒を一時的に溜めるものである。マフラー１２０には、吐出孔１２２が形成されている。吐出孔１２２は、マフラー１２０に溜められた冷媒を排出するものである。吐出弁１２１は、吐出孔１２２を開閉し、冷媒の逆流を防止する弁である。

（スクロール圧縮機１の動作）
図１を用いて、スクロール圧縮機１の動作について説明する。吸入管２からシェル５に流入した低圧の冷媒ガスは、吸入ポート５６を通って冷媒取込空間８８に到達し、圧縮機構部１４の圧縮室９２へと吸い込まれる。圧縮室９２へと吸い込まれた低圧の冷媒ガスは、揺動スクロール９１が揺動することに伴う、圧縮室９２の容積変化によって低圧から高圧へと昇圧される。そして、高圧となった冷媒ガスは、吐出ポート１０４を通り、吐出弁１２１に逆らって、吐出孔１２２を通過する。吐出孔１２２を通過した冷媒は、吐出管３からスクロール圧縮機１の外部へと吐出される。

本実施の形態１によれば、メインシェル２０の縁面２８とアッパーシェル２１の対向面３６とが接触している。このため、アッパーシェル２１は、メインシェル２０と接触する位置から一方への移動が規制されている。したがって、本実施の形態１のスクロール圧縮機１は、アッパーシェル２１とメインシェル２０とを溶接する際の位置決めを精確に行うことができる。

また、本実施の形態１によれば、固定スクロール９０は、固定段差面１００が縁面２８に接触するように位置をあわせられることで、メインシェル２０に固定されている。概して、固定スクロールがシェルの上方から挿入され、シェルの内壁面に形成された段差に係合して固定される場合、シェルに形成された段差より上方は、固定スクロールの外周部よりも内径が広げられている。この際に、シェルは、全体の肉厚が厚く形成されることで、内径が広げられた部分の強度が低下することを避ける。このため、シェルは、材料の増加に伴うコストアップ及び重量の増加を引き起こし易い。本実施の形態１の固定スクロール９０は、固定段差面１００が縁面２８に接触するように位置をあわせられることで、メインシェル２０に固定されている。即ち、メインシェル２０の内壁面には、固定スクロール９０が係合する段差が形成されていない。このため、メインシェル２０は、全体の肉厚を厚くする必要がない。したがって、メインシェル２０は、材料の増加に伴うコストアップ及び重量の増加を引き起こし難い。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係るメインシェル２０及びアッパーシェル２２１を示す構成図である。図５に示すように、本実施の形態２は、アッパーシェル２２１には、嵌合空間２２３が形成されている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（アッパーシェル２２１）
アッパーシェル２２１の下部の内周側には、嵌合空間２２３が形成されている。嵌合空間２２３は、縁面２８とアッパーシェル２２１の下端部との間に第１台板９５が嵌合する空間である。

本実施の形態２によれば、第１台板９５は、縁面２８とアッパーシェル２２１の一方側の端部との間に嵌合している。概して、スクロール圧縮機の運転中において、固定スクロールには、圧縮室側からのガス荷重が作用している。このため、固定スクロールが所定の位置から移動しないように、固定スクロールとメインシェルとの焼嵌め代は、大きくとられることがある。しかしながら、固定スクロールは、焼嵌め代が大きすぎると、焼嵌めの際に変形及び破損し易くなる。本実施の形態２によれば、第１台板９５は、縁面２８とアッパーシェル２２１の一方側の端部との間に嵌合している。このため、固定スクロール９０は、ガス荷重が作用しても、所定の位置から移動しない。即ち、固定スクロール９０の焼嵌め代は、無用に大きくする必要がない。したがって、固定スクロール９０は、焼嵌めによる変形及び破損を抑制することができる。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る固定スクロール３９０を示す上視図である。図７は、実施の形態３に係る固定スクロール３９０の縦断面を示す構成図である。図６及び図７に示すように、本実施の形態３は、第１台板９５には、台板窪み３０２が形成されている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（固定スクロール３９０）
固定スクロール３９０は、第１台板３９５及び第１渦巻歯９６からなる。第１台板３９５は、円盤状且つ板状の部材であり、内周部よりも外周部が薄く形成されている。吐出外周面９８には、環状且つ凹状の台板窪み３０２が形成されている。第１渦巻歯９６は、第１台板３９５の下面から下方に延びる渦巻状の部材である。

図８は、実施の形態３に係る固定スクロール３９０を示す上視図である。図９は、実施の形態３に係る固定スクロール３９０の縦断面を示す構成図である。図８及び図９に示すように、吐出内周面９７には、台板窪み３０２が形成されていてもよい。

図１０は、実施の形態３に係る固定スクロール３９０を示す上視図である。図１１は、実施の形態３に係る固定スクロール３９０の縦断面を示す構成図である。図１０及び図１１に示すように、台板窪み３０２は、環状ではなくてもよい。また、台板窪み３０２は、複数形成されていてもよい。

本実施の形態３によれば、第１台板３９５の一方側の面から第１渦巻歯９６が延びていると共に、他方側の面には、台板窪み３０２が形成されている。概して、第１台板には、メインシェルとアッパーシェルとを溶接する際に生じた熱又は応力等によって、溶接歪が生じ易い。本実施の形態３によれば、第１台板３９５の他方側の面には、台板窪み３０２が形成されている。このため、台板窪み３０２には、膨張した分の負荷が吸収される。即ち、固定スクロール３９０には、溶接歪が生じにくい。したがって、固定スクロール３９０は、変形及び破損を抑制することができる。

また、本実施の形態３によれば、台板窪み３０２は、環状である。このため、台板窪み３０２には、膨張した分の負荷が第１台板３９５の全周に渡り均等に吸収される。即ち、固定スクロール３９０には、溶接歪がより生じにくい。したがって、固定スクロール３９０は、変形及び破損を更に抑制することができる。

更に、本実施の形態３によれば、台板窪み３０２は、第１台板３９５の外周側に形成されている。概して、溶接がされている部分に近い第１台板の外周部は、特に膨張し易い。本実施の形態３によれば、台板窪み３０２は、第１台板３９５の外周側に形成されている。この場合、台板窪み３０２には、膨張した分の負荷がより吸収される。即ち、固定スクロール３９０には、溶接歪がより生じにくい。したがって、固定スクロール３９０は、変形及び破損を更に抑制することができる。

なお、本実施の形態３によれば、台板窪み３０２は、複数形成されていてもよい。この場合、台板窪み３０２には、膨張した分の負荷がより吸収される。即ち、固定スクロール３９０には、溶接歪がより生じにくい。したがって、固定スクロール３９０は、変形及び破損を更に抑制することができる。

実施の形態４．
図１２は、実施の形態４に係るメインシェル２０及びアッパーシェル４２１を示す構成図である。図１２に示すように、本実施の形態４は、アッパーシェル４２１の下部の外周側は、メインシェル２０に沿って延びている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（アッパーシェル４２１）
アッパーシェル４２１の下部の外周側は、メインシェル２０に沿って延びている。即ち、アッパーシェル４２１の下部とメインシェル２０との溶接部分は、縁面２８に接近していない。なお、アッパーシェル４２１の下部の外周側は、上下方向において、縁面２８と、メインフレーム８の焼嵌め位置との間に位置するように、長さが適宜調整される。

本実施の形態４によれば、アッパーシェル４２１の一方側の端部の外周側は、メインシェル２０に沿って延びている。概して、第１台板は、メインシェルとアッパーシェルとを溶接する際に生じた熱又は応力等によって、溶接歪が生じ易い。本実施の形態３によれば、アッパーシェル４２１の一方側の端部の外周側は、メインシェル２０に沿って延びている。即ち、第１台板９５と、メインシェル２０とアッパーシェル４２１とが溶接された部分は、接近していない。このため、第１台板９５には、メインシェル２０とアッパーシェル４２１とを溶接する際に生じた熱又は応力等が伝わりづらく、溶接歪が生じ難い。したがって、固定スクロール９０は、変形及び破損を抑制することができる。

実施の形態５．
図１３は、実施の形態５に係るスクロール圧縮機５０１を示す構成図である。図１３に示すように、本実施の形態５のスクロール圧縮機５０１は、アッパーシェルを有しておらず、固定スクロール５９０に吐出管３が設けられている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態５では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（シェル５）
シェル５は、アッパーシェル２１を有していない。また、メインシェル２０には、第１台板５９５がアッパーシェル２１の上部に形成された開口を覆い、冷媒を密閉するように溶接されている。

（固定スクロール５９０）
固定スクロール５９０には、上部に吐出管３が設けられている。固定スクロール５９０は、例えば、ＳＭ材等の溶接可能な金属材料からなる。なお、固定スクロール５９０は、焼嵌めによってメインシェル２０に固定されてもよい。この場合、固定スクロール５９０は、鋳鉄からなるものであってもよい。

本実施の形態５によれば、スクロール圧縮機５０１は、アッパーシェルを有しておらず、固定スクロール５９０に吐出管３が設けられている。この場合も、スクロール圧縮機５０１は、吸入した冷媒を圧縮し、吐出することができる。このため、スクロール圧縮機５０１は、部品点数が減少している。したがって、スクロール圧縮機５０１は、生産に係る費用が低減されている。

１ スクロール圧縮機、２ 吸入管、３ 吐出管、５ シェル、６ 固定台、７ 給電部、８ メインフレーム、９ 返油管、１０ サブフレーム、１１ 電動機部、１２ 伝達部、１４ 圧縮機構部、１５ 吐出部、２０ メインシェル、２１ アッパーシェル、２２ ロアシェル、２３ 連結シェル、２８ 縁面、２９ 位置決め面、３０ 上内壁面、３１ 下内壁面、３２ メイン開口、３３ メイン上開口、３４ メイン下開口、３５
アッパー開口、３６ 対向面、３７ 油溜め部、４１ 給電端子、４２ カバー、４３
内部配線、４５ フレーム本体、４６ 主軸受部、４７ 平坦面、４８ 段差面、４９
フレーム上内壁面、５０ フレーム下内壁面、５１ フレーム縁部、５２ 縁突部、５３ オルダム収容空間、５４ 偏心収容空間、５５ 第１オルダム溝、５６ 吸入ポート、５７ 主軸孔、６０ 副軸受部、６１ オイルポンプ、６２ 副軸孔、６５ 固定子、６６ 回転子、６７ 貫通孔、７０ クランクシャフト、７１ オルダムリング、７２ スラストプレート、７３ ブッシュ、７５ 主軸部、７６ 偏心軸部、７７ 第１バランサ、７８ 第２バランサ、７９ 通油路、８０ リング部、８１ 第１キー部、８２ 第２キー部、８３ 切欠き、８４ スライダ、８５ バランスウエイト、８６ 鍔部、８７
ウエイト部、８８ 冷媒取込空間、９０ 固定スクロール、９１ 揺動スクロール、９２ 圧縮室、９５ 第１台板、９６ 第１渦巻歯、９７ 吐出内周面、９８ 吐出外周面、９９ 固定圧縮面、１００ 固定段差面、１０１ 吐出側面、１０２ 固定上側面、１０３ 固定下側面、１０４ 吐出ポート、１０５ 第１先端部、１０６ 第１シール部材、１１０ 第２台板、１１１ 第２渦巻歯、１１２ 偏心軸受部、１１３ 摺動面、１１４ 揺動圧縮面、１１５ 揺動側面、１１６ 第２オルダム溝、１１７ 第２先端部、１１８ 第２シール部材、１２０ マフラー、１２１ 吐出弁、１２２ 吐出孔、２２１ アッパーシェル、２２３ 嵌合空間、３０２ 台板窪み、３９０ 固定スクロール、３９５ 第１台板、４２１ アッパーシェル、５０１ スクロール圧縮機、５９０ 固定スクロール、５９５ 第１台板。

Claims (5)

1. 中空のシェルと、
   前記シェルに格納され、板状の第１台板と、前記第１台板から一方に延びる渦巻状の第１渦巻歯と、を有する固定スクロールと、前記第１台板よりも前記一方に位置する板状の第２台板と、前記第２台板から前記第１台板に向かって延びる渦巻状の第２渦巻歯と、を有する揺動スクロールと、を有する圧縮機構部と、を備え、
   前記シェルは、
   他方側の端面に内部の空間と連通する開口であるメイン開口が形成された筒状であると共に、前記メイン開口を囲む縁において前記他方を向く環状の面である縁面に前記第１台板が接触して固定されるメインシェルと、
   前記一方側の端面に開口であるアッパー開口が形成され、前記メイン開口を覆う凹形の蓋状であると共に、前記アッパー開口を囲む縁において前記縁面に対向する環状の面である対向面が、前記第１台板よりも前記メインシェルの外周側で前記縁面に接触して固定されるアッパーシェルと、を有し、
   前記第１台板は、
   内周部と、
   前記内周部よりも薄く形成された外周部と、からなり、
   前記内周部の前記他方側の面に凹状の台板窪みが形成され、
   前記台板窪みの一部は、前記内周部の前記第１渦巻歯の最外周より内周側の領域に形成されている
   スクロール圧縮機。
2. 前記アッパーシェルにおける前記一方側の端部の内周側には、
   前記縁面と前記アッパーシェルの一端部との間に前記第１台板が嵌合する嵌合空間が形成されている
   請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記アッパーシェルにおける前記一方側の端部の外周側は、
   前記メインシェルに沿って延びている
   請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記台板窪みは、
   環状である
   請求項１～３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記台板窪みは、
   複数形成されている
   請求項１～４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。

Images