WO2022050142A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2022050142A1
WO2022050142A1 PCT/JP2021/031100 JP2021031100W WO2022050142A1 WO 2022050142 A1 WO2022050142 A1 WO 2022050142A1 JP 2021031100 W JP2021031100 W JP 2021031100W WO 2022050142 A1 WO2022050142 A1 WO 2022050142A1
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WO
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main frame
scroll
scroll compressor
shell
end side
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/031100
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English (en)
French (fr)
Inventor
文昭 安田
浩平 達脇
佑介 梅鉢
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2022546260A priority patent/JP7321384B2/ja
Priority to CN202180052658.5A priority patent/CN116157600A/zh
Priority to GB2302459.9A priority patent/GB2612265B/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008Hermetic pumps

Definitions

  • This application relates to a scroll compressor.
  • Some conventional scroll compressors have a stator fixed to the central part inside the shell, a main frame fixed to the upper part inside the shell, and a subframe fixed to the lower part inside the shell. Furthermore, it has a bearing fixed to the subframe, a crankshaft supported by the main frame, a rotor fixed to the crankshaft, and a swing scroll attached to the eccentric part at the tip of the crankshaft, making it a swing scroll. It has a fixed scroll that is provided facing each other and is fixed to the shell. Then, the crankshaft is rotated by the power of the stator and the rotor, the oscillating scroll oscillates with respect to the fixed scroll, and the refrigerant is compressed in the compression chamber formed by the oscillating scroll and the fixed scroll (patented). See Document 1).
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a scroll compressor capable of suppressing deterioration of flatness of a flat surface of a mainframe.
  • the scroll compressor disclosed in the present application includes a fixed scroll having a first spiral body, a swing scroll having a second spiral body that forms a compression chamber by being meshed with the first spiral body, and the rocking scroll.
  • An old dam ring provided with a second key portion accommodated in a pair of second oldam grooves provided in the dynamic scroll, and a pair of first key portions provided in the old dam ring. It is provided with a main frame provided with an old dam groove, the fixed scroll, the swing scroll, and a shell for accommodating the main frame inside.
  • the rigidity against the bending moment due to the compressive load applied in the radial direction as compared with the other components in the mainframe is provided on both the left and right sides with respect to the first axis passing through the center of the first oldham groove.
  • the lower first and second parts A straight line perpendicular to the first axis, and the first portion and the second portion are arranged so as to straddle the second axis with respect to the second axis passing through the center of the mainframe. It is a thing.
  • Another scroll compressor disclosed in the present application includes a fixed scroll having a first spiral body and a swing scroll having a second spiral body that forms a compression chamber by being meshed with the first spiral body.
  • An old dam ring provided with a second key portion accommodated in a pair of second oldham grooves provided in the swing scroll, and a pair for accommodating a pair of first key portions provided in the old dam ring.
  • the main frame provided with the first Oldham groove, the fixed scroll, the swing scroll, and the shell for accommodating the main frame inside.
  • a portion having high rigidity is provided at a position corresponding to a circumferential position of a portion having low rigidity with respect to a bending moment caused by a compressive load applied in the radial direction as compared with other constituent portions in the main frame.
  • FIG. 10 is an enlarged view of part A in FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged view of part B in FIG.
  • It is sectional drawing which shows the K part in FIG. It is an enlarged sectional view which shows the main frame and a swing scroll part. It is an enlarged sectional view which shows the main frame and a swing scroll part. It is an enlarged sectional view which shows the main frame and a swing scroll part. It is an enlarged sectional view which shows the main frame and a swing scroll part. It is an enlarged sectional view which shows the main frame and a swing scroll part. It is an enlarged sectional view which shows the main frame and a swing scroll part.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the plane passing through the X axis in FIG. 26. It is sectional drawing which shows the main frame. It is a perspective view which looked at the main frame from one end side. It is a perspective view which looked at the main frame from the other end side.
  • Embodiment 1 relates to a scroll compressor, and particularly to a structure of a mainframe which is a component of the scroll compressor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a scroll compressor
  • FIG. 2 is a vertical sectional view showing the scroll compressor
  • FIG. 3 is a perspective view showing a middle shell in the scroll compressor
  • FIG. 4 is a perspective view showing a main frame
  • FIG. It is a perspective view which shows the fixed scroll, and is the figure which looked at the fixed scroll from the lower side.
  • 6A and 6B are perspective views showing a swinging scroll
  • FIG. 6A is a perspective view showing a case where the swinging scroll is viewed from above
  • FIG. 6B is a perspective view showing a case where the swinging scroll is viewed from below.
  • 7 is a perspective view showing an old dam ring
  • FIG. 8 is a perspective view showing a crankshaft
  • FIG. 9 is a perspective view showing a bush.
  • the compressor shown in FIG. 1 is a so-called vertical scroll compressor used in a state where the central axis of the crankshaft is substantially perpendicular to the ground.
  • the scroll compressor includes a shell 1, a main frame 2, a compression mechanism unit 3, a drive mechanism unit 4, a subframe 5, a crankshaft 6, a bush 7, and a power feeding unit 8.
  • the side (upper side) where the compression mechanism unit 3 is provided is directed to one end side
  • the side (lower side) where the drive mechanism unit 4 is provided is directed to the other end side.
  • the shell 1 is a housing made of metal and closed at both ends, and includes a middle shell 11, an upper shell 12, and a lower shell 13.
  • the middle shell 11 is formed in a cylindrical shape, and a suction pipe 14 is connected to the side wall thereof by welding or the like.
  • the suction pipe 14 is a pipe that introduces the refrigerant into the shell 1 and communicates with the inside of the middle shell 11.
  • the upper shell 12 is formed in a substantially hemispherical shape, and a part of the side wall thereof is connected by welding or the like at the upper end portion of the middle shell 11 to cover the upper opening of the middle shell 11.
  • a discharge pipe 15 is connected to the upper part of the upper shell 12 by welding or the like.
  • the discharge pipe 15 is a pipe that discharges the refrigerant to the outside of the shell 1 and communicates with the internal space of the middle shell 11.
  • the lower shell 13 is formed in a substantially hemispherical shape, and a part of the side wall thereof is connected by welding or the like at the lower end portion of the middle shell 11 to cover the lower opening of the middle shell 11.
  • the shell 1 is supported by a fixing base 16 having a plurality of screw holes. A plurality of screw holes are formed in the fixing base 16, and by screwing screws into these screw holes, the scroll compressor can be fixed to other members such as the housing of the outdoor unit.
  • the main frame 2 is made of a metal such as cast iron, is formed in a hollow frame in which a cavity is formed, and is provided inside the shell 1.
  • the main frame 2 includes a main body portion 21, a main bearing portion 22, and an oil return pipe 23.
  • the main body portion 21 is fixed to the inner wall surface on one end side of the middle shell 11, and a storage space 211 is formed in the central portion along the longitudinal direction of the shell 1.
  • the accommodation space 211 has a stepped shape in which one end side is open and the space becomes narrower toward the other end side.
  • An annular flat surface 212 is formed on one end side of the main body 21 so as to surround the accommodation space 211.
  • a ring-shaped thrust plate 24 (see FIG. 10) made of a steel plate-based material such as valve steel is arranged on the flat surface 212. Therefore, in the present embodiment, the thrust plate 24 functions as a thrust bearing.
  • the thrust plate 24 functions as a thrust bearing, a detent to suppress rotation is required.
  • the flat surface 212 of the main frame 2 may be provided with protrusions thinner than the thickness of the thrust plate 24 to suppress the rotation of the thrust plate 24.
  • the structure may be such that a groove is formed in the main frame 2 and a protrusion is formed in the thrust plate 24 to fit both parts.
  • a suction port 213 is formed at a position of the main frame 2 that does not overlap with the thrust plate 24 on the outer end side of the flat surface 212.
  • the suction port 213 is a space that penetrates the main body portion 21 in the vertical direction, that is, the upper shell 12 side and the lower shell 13 side.
  • FIG. 4 shows a case where two suction ports 213 and two oil return pipes 23 are provided, but the number is not limited to this.
  • the suction port 213 is a through hole, it may have a notch shape with the outer wall removed.
  • An oldham accommodating portion 214 is formed at a step portion on the other end side of the flat surface 212 of the main frame 2.
  • a first Oldham groove 215 is formed in the Oldham accommodating portion 214.
  • the first Oldham groove 215 is formed so that a part of the outer end side is cut off from the inner end side of the flat surface 212. Therefore, when the main frame 2 is viewed from one end side, a part of the first Oldham groove 215 overlaps with the thrust plate 24.
  • the pair of two first Oldham grooves 215 are formed so as to face each other.
  • the main bearing portion 22 is continuously formed on the other end side of the main body portion 21, and a shaft hole 221 is formed inside the main bearing portion 22.
  • the shaft hole 221 penetrates the main bearing portion 22 in the vertical direction, and one end side thereof communicates with the accommodation space 211.
  • the oil return pipe 23 is a pipe for returning the lubricating oil accumulated in the accommodation space 211 to the oil reservoir provided inside the lower shell 13, and is inserted and fixed in the oil drain hole formed through the inside and outside of the main frame 2. Has been done.
  • the lubricating oil is, for example, a refrigerating machine oil containing an ester-based synthetic oil.
  • Lubricating oil is stored in the lower part of the shell 1, that is, in the lower shell 13, is sucked up by the oil pump 52 described later, passes through the oil passage 63 provided in the crankshaft 6, and is mechanically such as the compression mechanism portion 3. It reduces the wear between parts that come into contact with the oil, regulates the temperature of the sliding part, and further improves the sealing performance.
  • As the lubricating oil an oil having excellent lubrication characteristics, electrical insulation, stability, refrigerant solubility, low temperature fluidity and the like and having an appropriate viscosity is suitable.
  • the compression mechanism unit 3 is a compression mechanism that compresses the refrigerant.
  • the compression mechanism unit 3 is a scroll compression mechanism including a fixed scroll 31 and a swing scroll 32.
  • the fixed scroll 31 is made of a metal such as cast iron and includes a first substrate 311 and a first spiral body 312.
  • the first substrate 311 is formed in a disk shape, and a discharge port 313 is formed in the center thereof so as to penetrate in the vertical direction.
  • the first spiral body 312 protrudes from the other end side surface of the first substrate 311 to form a spiral wall, and the tip thereof protrudes toward the other end side.
  • the rocking scroll 32 is made of a metal such as aluminum and includes a second substrate 321, a second spiral body 322, a cylindrical portion 323, and a second Oldham groove 324. ..
  • the second substrate 321 is located on one surface on which the second spiral body 322 is formed, the other surface on which at least a part of the outer peripheral region is the sliding surface 3211, and the outermost surface in the radial direction. It is formed in the shape of a disk having a side surface 3212 connecting the surface and the other surface.
  • the sliding surface 3211 on the other surface is configured to be slidable with respect to the thrust plate 24, and is supported (supported) by the main frame 2.
  • the second spiral body 322 protrudes from one surface of the second substrate 321 to form a spiral wall, and the tip thereof protrudes to one end side.
  • a seal member for suppressing leakage of the refrigerant is provided at the tip of the first spiral body 312 of the fixed scroll 31 and the second spiral body 322 of the rocking scroll 32.
  • the tubular portion 323 is a cylindrical boss formed so as to project from substantially the center of the other surface of the second substrate 321 toward the other end side.
  • a swing bearing that rotatably supports the slider 71 described later, a so-called journal bearing, is provided so that its central axis is parallel to the central axis of the crankshaft 6. ..
  • the second Oldham groove 324 is formed on the other surface of the second substrate 321 and is a rectangular groove in which one surface is formed in an arc shape.
  • the two second Oldham grooves 324 constituting the pair are provided so as to face each other.
  • the line connecting the two second Oldham grooves 324 constituting the pair is provided so as to be orthogonal to the line connecting the two first Oldam grooves 215 forming the pair.
  • An old dam ring 33 is arranged in the old dam accommodating portion 214 provided in the main frame 2.
  • the oldam ring 33 includes a ring portion 331, a first key portion 332, and a second key portion 333.
  • the ring portion 331 is formed in a ring shape.
  • two first key portions 332 forming a pair are formed so as to face each other on the surface on the other end side of the ring portion 331, and two pieces forming a pair of the main frame 2 are formed. It is housed in the first Oldham ditch 215.
  • the two second key portions 333 that form a pair are formed so as to face each other on the surface on one end side of the ring portion 331, and the two that form a pair of the swing scroll 32. It is housed in the second Oldham ditch 324.
  • the compression chamber 34 is formed by engaging the first spiral body 312 of the fixed scroll 31 and the second spiral body 322 of the rocking scroll 32 with each other. Since the volume of the compression chamber 34 decreases from the outside to the inside in the radial direction, the refrigerant is gradually compressed by being taken in from the outer end side of the spiral body and moved to the center side.
  • the compression chamber 34 communicates with the discharge port 313 at the central portion of the fixed scroll 31.
  • a muffler 35 having a discharge hole 351 is provided on the surface on one end side of the fixed scroll 31, and a discharge valve 36 that opens and closes the discharge hole 351 in a predetermined case to prevent backflow of the refrigerant is provided. ..
  • the refrigerant includes, for example, a halogenated hydrocarbon having a carbon double bond in the composition, a halogenated hydrocarbon having no carbon double bond, a hydrocarbon, and a mixture containing them.
  • Examples of the halogenated hydrocarbon having a carbon double bond correspond to an HFC refrigerant having a zero ozone depletion potential and a freon-based low GWP refrigerant, and tetrafluoro such as HFO1234yf, HFO1234ze, and HFO1243zf having a chemical formula of C3H2F4.
  • Propen is an example.
  • Examples of the halogenated hydrocarbon having no carbon double bond include a refrigerant mixed with R32 (difluoromethane) represented by CH2F2 and R41 and the like.
  • Examples of the hydrocarbon include propane and propylene, which are natural refrigerants.
  • Examples of the mixture include a mixed refrigerant in which R32, R41 and the like are mixed with HFO1234yf, HFO1234ze, HFO1243zf and the like.
  • the drive mechanism unit 4 is provided on the other end side of the main frame 2 inside the shell 1.
  • the drive mechanism unit 4 includes a stator 41 and a rotor 42.
  • the stator 41 is a stator formed by winding windings around an iron core formed by laminating a plurality of electrical steel sheets, for example, via an insulating layer, and is formed in a ring shape.
  • the stator 41 is fixedly supported inside the middle shell 11 by shrink fitting or the like.
  • the rotor 42 is a cylindrical one having a permanent magnet built in an iron core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets and having a through hole penetrating in the vertical direction in the center, and is arranged in the internal space of the stator 41. There is.
  • the subframe 5 is a frame made of metal such as cast iron, and is provided on the other end side with respect to the drive mechanism portion 4 inside the shell 1.
  • the subframe 5 is fixedly supported on the inner peripheral surface on the other end side of the middle shell 11 by shrink fitting, welding, or the like.
  • the subframe 5 includes an auxiliary bearing portion 51 and an oil pump 52.
  • the auxiliary bearing portion 51 is a ball bearing provided on the upper side of the central portion of the subframe 5, and has a hole penetrating in the vertical direction in the center.
  • the oil pump 52 is provided below the central portion of the subframe 5, and is arranged so that at least a part of the oil pump 52 is immersed in the lubricating oil stored in the oil reservoir of the shell 1.
  • a ball bearing is shown as the auxiliary bearing portion 51 in FIG. 2, this may be, for example, a journal bearing.
  • the crankshaft 6 is a long rod-shaped metal member, which is provided inside the shell 1.
  • the crankshaft 6 includes a main shaft portion 61, an eccentric shaft portion 62, and an oil passage 63.
  • the main shaft portion 61 is a shaft constituting the main portion of the crankshaft 6, and the central shaft thereof is arranged so as to coincide with the central shaft of the middle shell 11.
  • a rotor 42 is contact-fixed to the outer surface of the spindle portion 61.
  • the eccentric shaft portion 62 is provided on one end side of the spindle portion 61 so that the central axis of the eccentric shaft portion 62 is eccentric with respect to the central axis of the spindle portion 61.
  • the oil passage 63 is provided so as to vertically penetrate the inside of the spindle portion 61 and the eccentric shaft portion 62.
  • one end side of the spindle portion 61 is inserted into the main bearing portion 22 of the main frame 2, and the other end side is inserted and fixed into the sub bearing portion 51 of the subframe 5.
  • the eccentric shaft portion 62 is arranged in the cylinder of the tubular portion 323 of the swing scroll 32.
  • the outer peripheral surface of the rotor 42 is arranged with a predetermined gap from the inner peripheral surface of the stator 41.
  • a first balancer 64 is provided on one end side of the spindle portion 61, and a second balancer 65 is provided on the other end side in order to cancel the imbalance caused by the swing of the swing scroll 32.
  • the bush 7 is made of a metal such as iron, and is a connecting member for connecting the swing scroll 32 and the crankshaft 6.
  • the bush 7 is composed of two parts in FIG. 9, that is, includes a slider 71 and a balance weight 72.
  • the slider 71 is a tubular member having a flange portion formed therein, and is fitted into each of the eccentric shaft portion 62 and the tubular portion 323.
  • the balance weight 72 is a donut-shaped member having a weight portion 721 having a substantially C-shaped shape when viewed from one end side, and is biased with respect to the center of rotation in order to offset the centrifugal force of the swing scroll 32. It is provided with a core.
  • the balance weight 72 is fitted to the flange portion of the slider 71 by a method such as shrink fitting.
  • the slider 71 and the balance weight 72 may be integrally machined and configured as one component by machining, for example.
  • the feeding unit 8 is a feeding member that supplies power to the scroll compressor, and is formed on the outer peripheral surface of the middle shell 11 of the shell 1.
  • the power feeding unit 8 includes a cover 81, a power feeding terminal 82, and a wiring 83.
  • the cover 81 is a cover member having a bottom and an opening.
  • the power feeding terminal 82 is made of a metal member, one of which is provided inside the cover 81 and the other of which is provided inside the shell 1.
  • One of the wiring 83 is connected to the power feeding terminal 82, and the other is connected to the stator 41.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the K portion in FIG. 2.
  • 11 is an enlarged view of part A in FIG. 10
  • FIG. 12 is an enlarged view of part B in FIG.
  • the middle shell 11 has a first protruding portion 112 that protrudes radially from the first inner wall surface 111.
  • the middle shell 11 has a first positioning surface 113 which is in contact with the first substrate 311 of the fixed scroll 31 and determines the axial position of the fixed scroll 31 at the end surface of the first protruding portion 112 facing the upper shell 12 side.
  • the middle shell 11 has a second inner wall surface 114 which is an inner wall surface of the first protruding portion 112, and a second protruding portion 115 which further protrudes in the radial direction from the first protruding portion 112. Further, the middle shell 11 is an end surface of the second protruding portion 115 facing the upper shell 12 side, and is in contact with the main body portion 21 of the main frame 2 to be contacted with the second positioning surface 116 that determines the axial position of the main frame 2. It has a third inner wall surface 117 which is an inner wall surface of the second protruding portion 115.
  • the middle shell 11 has a stepped portion whose inner diameter decreases toward the other end side.
  • the first positioning surface 113 and the second positioning surface 116 are formed so as to be substantially perpendicular to the central axis of the crankshaft 6, and the normal vectors of both positioning surfaces are formed so as to face the same direction. ing.
  • the first protrusion 112 is fitted with the protrusion 314 of the fixed scroll 31 described later and the protrusion 216 of the main frame 2 to form a groove 118 that determines the phase of both parts. ..
  • a chamfered portion 1181 is formed at the tip of the groove 118 on the upper shell 12 side by C chamfering (cutting the corners with a right-angled isosceles triangle) or R chamfering (chamfering in an arc shape), and the groove width is gradually reduced from the tip. It's narrowing.
  • the chamfered portion 1181 serves as a guide, and it becomes easy to guide the protrusion 216 of the main frame 2 and the protrusion 314 of the fixed scroll 31, so that the assembly becomes easy and the assembleability of the compressor is improved.
  • a recess 1131 and a recess 1161 are provided at the corner where the first positioning surface 113 and the first inner wall surface 111 intersect, and at the corner where the second positioning surface 116 and the second inner wall surface 114 intersect, respectively.
  • the fixed scroll 31 and the main frame 2 can be reliably brought into contact with each positioning surface.
  • the main frame 2 has a protrusion 216 protruding in the radial direction from the outer diameter of the main body portion 21.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view showing a protruding portion.
  • a C-chamfered or R-chamfered chamfered portion 2161 is formed at the tip of the protrusion 216 on the lower shell 13 side, and the protrusion width is gradually widened from the tip.
  • the phase of the main frame 2 is determined by fitting the protrusion 216 with the groove 118 formed in the middle shell 11. Further, the position of the main frame 2 in the axial direction is determined by bringing the main body 21 of the main frame 2 into contact with the second positioning surface 116 formed on the middle shell 11.
  • the center position is determined by press-fitting and shrink-fitting the main frame 2 to the second inner wall surface 114 or the third inner wall surface 117 of the middle shell 11. If the holding force is insufficient, arc spot welding or the like may be further performed.
  • the main frame 2 can be held by the middle shell 11 in a state where the center position, the height position in the axial direction, and the phase are determined with respect to the middle shell 11.
  • the fixed scroll 31 has a protrusion 314 protruding from the surface of the first substrate 311 on the side forming the first spiral body 312 toward the lower shell 13.
  • FIG. 14 is an enlarged perspective view showing a protruding portion.
  • a C-chamfered or R-chamfered chamfered portion 3141 is formed at the tip of the protrusion 314 on the lower shell 13 side, and the protrusion width is gradually widened from the tip.
  • the phase of the fixed scroll 31 is determined by fitting the protrusion 314 into the groove 118 formed in the middle shell 11. Further, as shown in FIG.
  • the fixed scroll 31 is formed by bringing the surface of the first substrate 311 of the fixed scroll 31 on the side forming the first spiral body 312 into contact with the first positioning surface 113 formed on the middle shell 11.
  • the axial position of is determined.
  • the center position is determined by fixing the side surface 3111 of the first substrate 311 to the first inner wall surface 111 of the middle shell 11 by shrink fitting.
  • the fixed scroll 31 can be held in the middle shell 11 in a state where the center position, the height position in the axial direction, and the phase with respect to the middle shell 11 are determined. Further, the fixed scroll 31 has a function of separating high pressure and low pressure inside the shell 1.
  • the shrink fitting position is set to the first inner wall surface 111 in which the groove 118 is not formed.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the K portion in FIG. 2 as in FIG. 10, and shows the dimensions of each component.
  • the tooth tip clearance Q can be expressed by the following formula.
  • the target tooth tip clearance Q can be obtained by adjusting the thickness T of the thrust plate 24, which is capable of producing the widest variety and large quantities.
  • the target tooth tip clearance Q here is 71 ⁇ 5 ⁇ m as a guide.
  • this value is a numerical value of a representative model, and the target value changes for each model.
  • FIGS. 16 to 19 are enlarged cross-sectional views showing the main frame 2 and the swing scroll 32 portion.
  • the Z-axis 28 shown in FIGS. 16 to 19 is a straight line that is perpendicular to the flat surface 212 of the main frame 2 and passes through the center of the outer diameter portion where the stress F is generated.
  • the swing scroll 32 is placed on the main frame 2. In this state, as shown in FIG. 16, stress F due to shrink fitting of the middle shell 11 is generated in the surface of the outer diameter portion of the main frame 2, and the flat surface 212 of the main frame 2 is deformed as shown in FIG. do.
  • FIG. 17 shows the deformation of the main frame 2 when the suction port 213 as a portion having low rigidity against the bending moment due to the stress F generated by the compressive load applied in the radial direction is on one side of the Z axis 28.
  • the portion 25 that has lower rigidity than the other components of the mainframe 2 includes a pin hole for positioning required during machining, a hole that suppresses vibration during vibration, an old dam groove, and a fixed scroll. There are holes for determining the phase.
  • FIG. 18 and 19 show the deformation of the main frame 2 when the low-rigidity portions 25 are on both sides of the Z-axis 28.
  • a portion having low rigidity is compared with the flatness of the flat surface 212 at the time of deformation of the main frame 2 when the portion 25 having low rigidity is on one side of the Z axis 28.
  • the flatness of the flat surface 212 at the time of deformation of the main frame 2 is improved. Therefore, when the flat surface 212 of the main frame 2 is used as a reference surface, the inclination of the rocking scroll 32 with respect to the flat surface 212 when the rocking scroll 32 is provided on the main frame 2 becomes small.
  • the tooth tip clearance Q can be assembled with high accuracy, leakage to the adjacent compression space can be suppressed, and the loss of the scroll compressor can be reduced. Further, since the deterioration of the flatness of the flat surface 212 of the main frame 2 can be suppressed, the increase in the sliding resistance of the swing scroll 32 can be suppressed, and the deterioration of the performance of the scroll compressor can be suppressed.
  • FIG. 20 is a plan view showing a mainframe
  • FIG. 21 is a cross-sectional view cut along a plane passing through the X-axis 26 in FIG.
  • the Z-axis 28 is a straight line that is perpendicular to the flat surface 212 of the main frame 2 and passes through the center of the outer peripheral surface of the main frame 2.
  • the Y-axis 27 is a straight line that passes through the center of the first Oldham groove 215 and intersects the Z-axis 28.
  • the X-axis 26 is a straight line perpendicular to the Y-axis 27 and is a straight line intersecting the Z-axis 28.
  • the second portion 252 having low rigidity is provided over the first quadrant and the fourth quadrant.
  • the pair of low-rigidity portions 251 and 252 are located symmetrically with respect to the Y-axis 27 and face each other with the Z-axis 28, which is the central axis of the main frame 2, interposed therebetween. That is, the first portion 251 having low rigidity, which is a portion having two low rigidity on both the left and right sides with respect to the Y axis (first axis) which is a straight line passing through the center of the first Oldham groove 215 and intersecting the Z axis 28.
  • a second portion 252 having low rigidity is provided, and a straight line perpendicular to the Y-axis 27 and intersecting the Z-axis 28, which is a straight line passing through the center of the outer peripheral surface of the main frame 2, is the X-axis 26 (the second).
  • the first portion 251 having low rigidity and the second portion 252 having low rigidity are arranged so as to straddle the X-axis 26.
  • the portions 251 and 252 having low rigidity of the main frame 2 are shown as having the same shape.
  • the hole 220 can be provided. Further, it can be configured asymmetrically with respect to the X-axis 26 or the Y-axis 27 as compared with the shape of the portion 25 having low rigidity. Further, it can be set to a different shape or a different number.
  • the shape of the portion 25 having low rigidity may be a hole, a notch, a groove, or a suction port 213.
  • FIG. 23 is a plan view showing a case where the notch 230 is provided.
  • FIG. 24 is a plan view showing a case where the hole 240 is provided.
  • FIG. 25 is a plan view showing a case where the groove 250 is provided. These are provided in order to suppress deterioration of the flatness of the flat surface 212 of the main frame 2.
  • the portion 25 having low rigidity is the suction port 213, it is desirable that a part of the suction port 213 is located outside the locus of the swing scroll 32 when the swing scroll 32 swings, in order to allow the refrigerant to penetrate the main frame 2.
  • the second substrate 321 of the swing scroll 32 does not block the passage of the refrigerant. That is, when the suction port 213 corresponds to the portion having low rigidity, the portion 25 having low rigidity is located on the outer diameter side of the swing scroll 32.
  • FIG. 26 is a plan view showing a mainframe
  • FIG. 27 is a cross-sectional view cut along a plane passing through the X axis in FIG. 26.
  • the Z-axis 28 is a straight line perpendicular to the flat surface 212 of the main frame 2 and passing through the center of the outer diameter.
  • the Y-axis 27 is a straight line that passes through the center of the first Oldham groove 215 and intersects the Z-axis 28.
  • the X-axis 26 is a straight line perpendicular to the Y-axis 27 and intersects the Z-axis 28.
  • the low-rigidity portion 25 of the main frame 2 is provided over the second quadrant and the third quadrant, as shown in FIG. 27, over the second quadrant and the third quadrant.
  • a portion 100 having high rigidity is provided.
  • a thick portion 100 provided along the circumferential direction over the second and third quadrants is a portion having high rigidity, and this portion is a rib. That is, the high-rigidity portion 100 is provided at a position corresponding to the circumferential position of the low-rigidity portion 25 of the main frame 2.
  • the position corresponding to the circumferential position refers to the angle range ⁇ in which the low-rigidity portion 25 is provided in FIG.
  • the high-rigidity portion 100 is provided in the same angle range ⁇ .
  • the moment of inertia of area with respect to the bending moment caused by the stress F generated by the compressive load applied in the radial direction is larger than the moment of inertia of area of the cross section in the first and fourth quadrants.
  • the rigidity in the second and third quadrants is higher than that in the first and fourth quadrants.
  • the low-rigidity portion 25 and the high-rigidity portion 100 are located in the same phase (the positions corresponding to the circumferential positions are the same). In this case, they are only in the same phase, and there are degrees of freedom in the radial direction.
  • the high-rigidity portion 100 may be asymmetrical with respect to the X-axis 26 and the Y-axis 27, have a different shape, or may have a different number.
  • FIG. 28 shows a case where the bracket 281 is attached by a screw 280 as a separate member.
  • FIG. 29 is a perspective view of the main frame as viewed from one end side (see FIG. 2)
  • FIG. 30 is a perspective view of the main frame as viewed from the other end side
  • FIGS. 31 and 32 are views of the main frame from the other end side. It is a plan view.
  • the main frame 2 is provided with ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, and 100F, which are portions having high rigidity.
  • the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, the main body portion 21, and the main bearing portion 22, which are the parts having high rigidity of the main frame 2 are dotted (FIG. 30).
  • the truss structures 29A, 29B, and 29C are configured.
  • the rib 100A, the main bearing portion 22, the rib 100F and the main body portion 21 are composed, the rib 100F and the main body portion 21 are rigidly joined by the contact 29A1, and the rib 100A and the main body portion 21 are rigidly joined.
  • the rib 100F and the main bearing portion 22 and the rib 100A and the main bearing portion 22 are rigidly joined by the contact 29A2.
  • the truss structures 29B and 29C are similarly configured.
  • the contacts 29A1, 29A2 ... 29C3 are rigidly joined to form the truss structures 29A, 29B and 29C.
  • ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, and 100F which are highly rigid portions, are provided from the main body portion 21 of the main frame 2 toward the main bearing portion 22. That is, one end side of the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F on the main body 21 side, which is a connection between the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F and the main body 21 of the main frame 2. Is connected to the portion where the mainframe 2 is in contact with the shell 1.
  • the axial direction means the vertical direction in which the compressor as shown in FIG. 2 is attached.
  • the circumferential position of the rib 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F on the axial end side of the main body 21 side is within the circumferential range of the main body 21 to which stress is applied (for example, in FIG. 31, the rib 100A).
  • the circumferential position of the other end side in the axial direction on the portion 22 side is within the circumferential direction range of the portions 25A, 25B, and 25C having low rigidity (for example, the circumferential direction on the other end side of the main bearing portion 22 side of the rib 100A).
  • the position is within the circumferential range 300 of the less rigid portion 25A).
  • the ribs 100A and 100B are provided symmetrically from the center Q of the surface of the main body 21 in contact with the shell 1. The same applies to the ribs 100C and 100D, and the ribs 100E and 100F.
  • the truss structure 29A is composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100A and 100F, and a main bearing portion 22 as shown by a dotted line.
  • the truss structure 29B is composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100B and 100C, and a main bearing portion 22 as shown by a dotted line like the truss structure 29A.
  • the truss structure 29C is composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100D and 100E, and a main bearing portion 22 as shown by dotted lines like the truss structures 29A and 29B. Further, as shown in FIGS.
  • the adjacent ribs 100A and the other end side of the 100F on the main bearing portion 22 side in the axial direction are connected to each other.
  • the adjacent ribs 100B and 100C are connected to each other on the other end side in the axial direction on the main bearing portion 22 side.
  • the adjacent ribs 100D and 100E are connected to each other on the other end side in the axial direction on the main bearing portion 22 side.
  • the adjacent ribs 100A and 100F are provided so as to be in contact with each other at the dotted line portion R portion of the main bearing portion 22. This also applies to the relationship between the ribs 100B and 100C, and further the relationship between the ribs 100D and 100E.
  • FIG. 33 is a perspective view of the main frame viewed from one end side
  • FIG. 34 is a perspective view of the main frame viewed from the other end side
  • FIGS. 35 and 36 are plan views of the main frame viewed from the other end side. ..
  • the main frame 2 is provided with highly rigid portions 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, and 100H.
  • the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, the main body portion 21, and the main bearing portion 22, which are the parts having high rigidity of the main frame 2 are used.
  • the truss structures 29A, 29B, 29C, and 29D are configured.
  • the rib 100A, the main bearing portion 22, the rib 100H and the main body portion 21 are composed, the rib 100H and the main body portion 21 are rigidly joined by the contact 29A1, and the rib 100A and the main body portion 21 are rigidly joined.
  • the rib 100H and the main bearing portion 22 and the rib 100A and the main bearing portion 22 are rigidly joined by the contact 29A2.
  • the truss structures 29B, 29C, and 29D are similarly configured.
  • the contacts 29A1, 29A2 ... 29D3 are rigidly joined to form the truss structures 29A, 29B, 29C and 29D.
  • 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, and 100H which are highly rigid portions, are provided from the main body portion 21 of the main frame 2 toward the main bearing portion 22. That is, the main body in the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, which is the connection portion between the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H and the main body portion 21 of the main frame 2.
  • One end side in the axial direction on the portion 21 side is connected to a portion where the main frame 2 is in contact with the shell 1.
  • the axial direction means the vertical direction in which the compressor as shown in FIG.
  • the circumferential position of the rib 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H on the axial end side of the main body 21 side is the position of the main body 21 to which stress is applied. It is within the circumferential range.
  • the ribs 100A, 100B which are the connecting portions between the main bearing portion 22 side of the ribs 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H and the main bearing portion 22 of the main frame 2,
  • the circumferential position on the other end side in the axial direction on the main bearing portion 22 side is within the circumferential range of the portions 25A, 25B, 25C, and 25D having low rigidity.
  • the ribs 100A and 100B are provided symmetrically from the center of the surface of the main body 21 in contact with the shell 1.
  • the truss structure 29A is composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100A and 100H, and a main bearing portion 22.
  • the truss structure 29B is composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100B and 100C, and a main bearing portion 22 as shown by a dotted line like the truss structure 29A.
  • the truss structure 29C is composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100D and 100E, and a main bearing portion 22 as shown by dotted lines like the truss structures 29A and 29B.
  • the truss structure 29D is also composed of a main body portion 21, highly rigid portions 100F, 100G, and a main bearing portion 22, as shown by dotted lines, like the truss structures 29A, 29B, and 29C.
  • the adjacent ribs 100A and 100H are connected to each other on the other end side in the axial direction on the main bearing portion 22 side.
  • the adjacent ribs 100B and 100C are connected to each other on the other end side in the axial direction on the main bearing portion 22 side.
  • the adjacent ribs 100D and 100E are connected to each other on the other end side in the axial direction on the main bearing portion 22 side.
  • the adjacent ribs 100F and the other end side of 100G on the main bearing portion 22 side in the axial direction are connected to each other.
  • the adjacent ribs 100A and 100H are provided so as to be in contact with each other at the dotted line portion R portion of the main bearing portion 22. This also applies to the relationship between the ribs 100B and 100C, the relationship between the ribs 100D and 100E, and further the relationship between the ribs 100F and 100G.

Landscapes

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Abstract

メインフレーム(2)における第1オルダム溝(215)の中心を通る第1の軸線(27)に対して左右両側にメインフレーム(2)における他の構成部分に比べて径方向にかかる圧縮荷重を起因とする曲げモーメントに対する剛性が低い第1部分(251)及び第2部分(252)を設けるとともに、第1の軸線(27)に対して垂直な直線であり、メインフレーム(2)の中心を通る第2の軸線(26)に対して、第1部分(251)及び第2部分(252)は第2の軸線(26)を跨ぐように配置されるものである。

Description

スクロール圧縮機
 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おいては、シェル内部の中央部に固定されたステータと、シェル内部の上部に固定されたメインフレームと、シェル内部の下部に固定されたサブフレームを有するものがある。更にサブフレームに固定された軸受及びメインフレームに支持されたクランクシャフトと、クランクシャフトに固定されたロータと、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を有し、揺動スクロールに対向して設けられるとともに、シェルに固定される固定スクロールを有している。そしてステータおよびロータの動力によってクランクシャフトを回転させ、揺動スクロールが固定スクロールに対して揺動運動し、揺動スクロールと固定スクロールとで形成された圧縮室で冷媒を圧縮するものである(特許文献1参照)。
国際公開2018/078787号公報
 上記特許文献1に記載されたスクロール圧縮機では、メインフレームをメインシェルの第2内壁面に焼嵌め等で固定する際、メインフレームの最外径の接触面に負荷がかかる。その結果、応力がメインフレーム内に発生し、メインフレームが変形する。メインフレームに設けられた吸入ポートなどの位置によっては、応力分布が偏り、メインフレームの平坦面が変形し、平坦面の平面度が悪化する。これにともないメインフレームの平坦面上に支持される揺動スクロールが傾き、揺動スクロールと固定スクロールの渦巻体同士の平行度、直角度が悪化することで、歯先すきまを高精度に組立できないという問題点があった。そのため揺動スクロール、固定スクロールおよびメインフレームの摺動抵抗が増加し、気密性が悪化するなどにより圧縮機の性能が劣化するという問題点があった。したがってメインフレームの平坦面の平面度の悪化を抑制する必要がある。
 本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、メインフレームの平坦面の平面度の悪化を抑制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、第1渦巻体を有する固定スクロールと、前記第1渦巻体と互いに噛み合わせられることにより圧縮室を形成する第2渦巻体を有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに設けられた一対の第2オルダム溝に収容される第2キー部が設けられたオルダムリングと、前記オルダムリングに設けられた一対の第1キー部を収容するための一対の第1オルダム溝が設けられたメインフレームと、前記固定スクロール、前記揺動スクロール及び前記メインフレームを内側に収容するシェルを備えたものであって、
前記メインフレームにおいて、前記第1オルダム溝の中心を通る第1の軸線に対して左右両側に前記メインフレームにおける他の構成部分に比べて径方向にかかる圧縮荷重を起因とする曲げモーメントに対する剛性が低い第1部分及び第2部分を設けるとともに、
前記第1の軸線に対して垂直な直線であり、前記メインフレームの中心を通る第2の軸線に対して、前記第1部分及び前記第2部分は前記第2の軸線を跨ぐように配置されるものである。
 又本願に開示される別のスクロール圧縮機は、第1渦巻体を有する固定スクロールと、前記第1渦巻体と互いに噛み合わせられることにより圧縮室を形成する第2渦巻体を有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに設けられた一対の第2オルダム溝に収容される第2キー部が設けられたオルダムリングと、前記オルダムリングに設けられた一対の第1キー部を収容するための一対の第1オルダム溝が設けられたメインフレームと、前記固定スクロール、前記揺動スクロール及び前記メインフレームを内側に収容するシェルを備えたものであって、
前記メインフレームにおける他の構成部分に比べて径方向にかかる圧縮荷重を起因とする曲げモーメントに対する剛性の低い部分の周方向位置に対応する位置に剛性が高い部分を設けたものである。
 本願に開示されるスクロール圧縮機によれば、メインフレームの平坦面の平面度の悪化を抑制できる。
実施の形態1によるスクロール圧縮機を示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機を示す縦断面図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機におけるミドルシェルを示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機におけるメインフレームを示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機における固定スクロールを示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機における揺動スクロールを示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機におけるオルダムリングを示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機におけるクランクシャフトを示す斜視図である。 実施の形態1によるスクロール圧縮機におけるブッシュを示す斜視図である。 図2におけるK部を示す断面図である。 図10におけるA部拡大図である。 図10におけるB部拡大図である。 突起部分を示す拡大斜視図である。 突起部分を示す拡大斜視図である。 図2におけるK部を示す断面図である。 メインフレームと揺動スクロール部分を示す拡大断面図である。 メインフレームと揺動スクロール部分を示す拡大断面図である。 メインフレームと揺動スクロール部分を示す拡大断面図である。 メインフレームと揺動スクロール部分を示す拡大断面図である。 メインフレームを示す平面図である。 図20におけるX軸を通る面で切断した断面図である。 メインフレームを示す平面図である。 メインフレームを示す平面図である。 メインフレームを示す平面図である。 メインフレームを示す平面図である。 実施の形態2によるスクロール圧縮機におけるメインフレームを示す平面図である。 図26におけるX軸を通る面で切断した断面図である。 メインフレームを示す断面図である。 メインフレームを一端側から見た斜視図である。 メインフレームを他端側から見た斜視図である。 メインフレームを他端側から見た平面図である。 メインフレームを他端側から見た平面図である。 メインフレームを一端側から見た斜視図である。 メインフレームを他端側から見た斜視図である。 メインフレームを他端側から見た平面図である。 メインフレームを他端側から見た平面図である。
実施の形態1.
 本実施の形態は、スクロール圧縮機に関し、特にスクロール圧縮機の構成部品であるメインフレームの構造に関するものである。
以下、実施の形態1について図に基づいて説明する。図1はスクロール圧縮機を示す斜視図、図2はスクロール圧縮機を示す縦断面図、図3はスクロール圧縮機におけるミドルシェルを示す斜視図、図4はメインフレームを示す斜視図、図5は固定スクロールを示す斜視図であり、固定スクロールを下側から見た図である。図6は揺動スクロールを示す斜視図であり、図6Aは揺動スクロールを上側から見た場合を示す斜視図、図6Bは揺動スクロールを下側から見た場合を示す斜視図である。図7はオルダムリングを示す斜視図、図8はクランクシャフトを示す斜視図、図9はブッシュを示す斜視図である。なお、図1に示す圧縮機は、クランクシャフト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。
 スクロール圧縮機は、シェル1と、メインフレーム2と、圧縮機構部3と、駆動機構部4と、サブフレーム5と、クランクシャフト6と、ブッシュ7と、給電部8とを備えている。以下では、メインフレーム2を基準として、圧縮機構部3が設けられている側(上側)を一端側、駆動機構部4が設けられている側(下側)を他端側と方向づけて説明する。
 シェル1は、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と、アッパーシェル12と、ロアシェル13とからなる。ミドルシェル11は円筒状で構成され、その側壁には吸入管14が溶接等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内と連通している。
 アッパーシェル12は、略半球状で構成されており、その側壁の一部がミドルシェル11の上端部において溶接等により接続され、ミドルシェル11の上側の開口部を覆っている。アッパーシェル12の上部には、吐出管15が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は略半球状で構成されており、その側壁の一部がミドルシェル11の下端部において、溶接等により接続され、ミドルシェル11の下側の開口部を覆っている。なおシェル1は、複数のねじ穴を備える固定台16によって支持されている。固定台16には、複数のねじ穴が形成されており、それらのねじ穴にねじをねじ込むことによって、スクロール圧縮機を室外機の筐体等の他の部材に固定できるようになっている。
 図4に示すように、メインフレーム2は、例えば鋳鉄等の金属からなり、空洞が形成された中空なフレームに形成されており、シェル1の内部に設けられている。メインフレーム2は、本体部21と、主軸受部22と、返油管23を備えている。本体部21は、ミドルシェル11の一端側の内壁面に固定されており、中央部にはシェル1の長手方向に沿って収容空間211が形成されている。収容空間211は、一端側が開口しているとともに、他端側に向かって空間が狭くなる段差状になっている。本体部21の一端側には、収容空間211を囲むように環状の平坦面212が形成されている。平坦面212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24(図10参照)が配置されている。よって本実施の形態では、スラストプレート24が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、回転を抑制する回り止めが必要になる。ここでは図示しないが、例えばメインフレーム2の平坦面212に、スラストプレート24の厚みよりも薄い突起を設け、スラストプレート24の回転を抑制することができる。又メインフレーム2に溝を形成するとともに、スラストプレート24に突起を形成し、両部品を嵌合させる等の構造であってもよい。また、メインフレーム2における平坦面212の外端側のスラストプレート24と重ならない位置には、吸入ポート213が形成されている。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側を貫通する空間である。図4においては、吸入ポート213を2箇所、返油管23を2本設けた場合を示しているが、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、外壁を除去した切欠き形状であってもよい。
 メインフレーム2の平坦面212よりも他端側の段差部分には、オルダム収容部214が形成されている。オルダム収容部214には、第1オルダム溝215が形成されている。第1オルダム溝215は、外端側の一部が平坦面212の内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と重なる。そして一対をなす2個の第1オルダム溝215は、対向するように形成されている。主軸受部22は、本体部21の他端側に連続して形成され、その内部には軸孔221が形成されている。軸孔221は、主軸受部22の上下方向に貫通しており、その一端側が収容空間211と連通している。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の内側に設けられた油溜めに戻すための管であり、メインフレーム2の内外に貫通して形成された排油孔に挿入固定されている。
 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内に設けられた通油路63を通り、圧縮機構部3等の機械的に接触する部品同士の摩耗を低減させ、摺動部の温度を調節し、更にシール性を改善させる。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、適度な粘度を有する油が好適である。
 圧縮機構部3は、冷媒を圧縮する圧縮機構である。圧縮機構部3は、固定スクロール31と、揺動スクロール32を備えたスクロール圧縮機構である。図2、図5に示すように、固定スクロール31は、鋳鉄等の金属からなり、第1基板311と、第1渦巻体312を備えている。第1基板311は、円板状に形成されており、その中央には上下方向に貫通して吐出ポート313が形成されている。第1渦巻体312は、第1基板311の他端側の面から突出して渦巻状の壁を形成しており、その先端は他端側に突出している。
 図6A、Bに示すように、揺動スクロール32は、アルミニウム等の金属からなり、第2基板321と、第2渦巻体322と、筒状部323と、第2オルダム溝324を備えている。第2基板321は、第2渦巻体322が形成された一方の面と、外周領域の少なくとも一部が摺動面3211となる他方の面と、径方向の最外部に位置し、一方の面と他方の面とを接続する側面3212を備えた円板状に形成されている。そして他方の面における摺動面3211がスラストプレート24に対し摺動できるようにされており、メインフレーム2に支持(支承)されている。
 第2渦巻体322は、第2基板321の一方の面から突出して渦巻状の壁を形成しており、その先端は一端側に突出している。なお固定スクロール31の第1渦巻体312と、揺動スクロール32の第2渦巻体322の先端部には、冷媒の漏れを抑制するためのシール部材が設けられている。筒状部323は、第2基板321の他方の面の略中央から他端側に突出して形成された円筒状のボスである。筒状部323の内周面には、後述するスライダ71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6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324は、第2基板321の他方の面に形成されたものであり、一方の面が円弧状に形成された長方形状の溝である。そして一対を構成する2個の第2オルダム溝324が対向するように設けられている。一対を構成する2個の第2オルダム溝324を結ぶ線は、一対を構成する2個の第1オルダム溝215を結ぶ線に対して、直交するように設けられている。
 メインフレーム2に設けられたオルダム収容部214には、オルダムリング33が配置されている。図7に示すように、オルダムリング33は、リング部331と、第1キー部332と、第2キー部333とを備えている。リング部331はリング状に形成されている。第1キー部332においては、リング部331の他端側の面に一対を構成する2個の第1キー部332が対向するように形成されており、メインフレーム2の一対を構成する2個の第1オルダム溝215に収容される。第2キー部333においては、リング部331の一端側の面に一対を構成する2個の第2キー部333が対向するように形成されており、揺動スクロール32の一対を構成する2個の第2オルダム溝324に収容される。
 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は第1オルダム溝215でスライドし、又第2キー部333は第2オルダム溝324でスライドすることにより、オルダムリング33は、揺動スクロール32が自転することを防止する。これら固定スクロール31の第1渦巻体312と、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。圧縮室34は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ものであるため、冷媒を渦巻体の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と連通する。固定スクロール31の一端側の面には、吐出孔351を有するマフラー35が設けられているとともに、吐出孔351を所定の場合に開閉し、冷媒の逆流を防止する吐出弁36が設けられている。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、更に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としては、オゾン層破壊係数がゼロであるHFC冷媒、フロン系低GWP冷媒が該当し、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として挙げられる。炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素としては、CH2F2で表されるR32(ジフルオロメタン)、更にはR41等が混合された冷媒が例として挙げられる。炭化水素としては、自然冷媒であるプロパン又はプロピレン等が例として挙げられる。混合物としては、HFO1234yf、HFO1234ze、HFO1243zf等に、R32、R41等を混合した混合冷媒が例として挙げられる。
 駆動機構部4は、シェル1内部のメインフレーム2に対して他端側に設けられている。駆動機構部4は、ステータ41と、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り、リング状に形成されている。ステータ41は、焼き嵌め等によりミドルシェル11内部に固着支持されている。ロータ42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ものであり、ステータ41の内部空間に配置されている。
 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り、シェル1内部の駆動機構部4に対して他端側に設けられている。サブフレーム5は、焼き嵌め、または溶接等によってミドルシェル11の他端側の内周面に固着支持されている。サブフレーム5は、副軸受部51と、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の中央部上側に設けられたボールベアリングであり、中央に上下方向に貫通する孔を有している。オイルポンプ52は、サブフレーム5の中央部下側に設けられており、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において副軸受部51としてボールベアリングを示しているが、これが例えばジャーナル軸受であってもよい。
 図8に示すように、クランクシャフト6は、長い棒状の金属製の部材であり、シェル1の内部に設けられている。クランクシャフト6は、主軸部61と、偏心軸部62と、通油路63とを備えている。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。主軸部61の外側表面にはロータ42が接触固定されている。偏心軸部62の中心軸が主軸部61の中心軸に対して偏心するように、偏心軸部62は主軸部61の一端側に設けられている。通油路63は、主軸部61および偏心軸部62の内部に上下に貫通して設けられている。このクランクシャフト6については、主軸部61の一端側がメインフレーム2の主軸受部22内に挿入され、他端側がサブフレーム5の副軸受部51に挿入固定される。これにより、偏心軸部62は揺動スクロール32の筒状部323の筒内に配置される。又ロータ42の外周面がステータ41の内周面と所定の隙間を保って配置される。また、主軸部61の一端側には第1バランサ64、他端側には第2バランサ65が、揺動スクロール32の揺動によるアンバランスを相殺するために設けられている。
 図9に示すように、ブッシュ7は鉄等の金属からなり、揺動スクロール32とクランクシャフト6を接続する接続部材である。ブッシュ7は、図9においては2つの部品で構成され、即ちスライダ71と、バランスウエイト72を備える。スライダ71は、鍔部が形成された筒状の部材であり、偏心軸部62および筒状部323のそれぞれに嵌入されている。バランスウエイト72は、一端側から見た形状が略C字形状を有するウエイト部721を備えたドーナツ状の部材であり、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。バランスウエイト72は、例えばスライダ71の鍔部に対して焼嵌め等の方法により嵌合されている。なおブッシュ7については、例えば機械加工によりスライダ71とバランスウエイト72を一体で削り出し1つの部品として構成してもよい。
 図2、図3に示すように、給電部8は、スクロール圧縮機に給電する給電部材であり、シェル1のミドルシェル11の外周面に形成されている。給電部8はカバー81と、給電端子82と、配線83とを備えている。カバー81は底があり、かつ開口部を備えたカバー部材である。給電端子82は金属部材からなり、一方がカバー81の内部に設けられ、他方がシェル1の内部に設けられている。配線83は一方が給電端子82と接続され、他方がステータ41と接続されている。
 図10は図2におけるK部を示す断面図である。又図11は図10におけるA部拡大図、図12は図10におけるB部拡大図である。図10において、ミドルシェル11は、第1内壁面111から径方向に突出する第1突出部112を有している。又ミドルシェル11は、第1突出部112のアッパーシェル12の側に向いた端面で、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第1位置決め面113を有している。又ミドルシェル11は、第1突出部112の内壁面となる第2内壁面114と、第1突出部112からさらに径方向に突出する第2突出部115を有している。又ミドルシェル11は、第2突出部115のアッパーシェル12の側に向いた端面で、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第2位置決め面116と、第2突出部115の内壁面となる第3内壁面117を有している。
 即ち、ミドルシェル11は、他端側に向かって内径が小さくなる段状の部分を備えている。そして第1位置決め面113と第2位置決め面116は、クランクシャフト6の中心軸に対して略垂直になるよう形成されており、更に両位置決め面の法線ベクトルが同一方向を向くように形成している。さらに図3に示すように、第1突出部112に、後述する固定スクロール31の突起314と、メインフレーム2の突起216と嵌合して、両部品の位相を決める溝118を形成している。溝118のアッパーシェル12側の先端にC面取り(角部を直角二等辺三角形で切り取る)、またはR面取り(円弧状に面取りする)された面取り部分1181を形成し、溝幅を先端から徐々に狭めている。これにより、面取り部分1181がガイドとなり、メインフレーム2の突起216と固定スクロール31の突起314を誘導し易くなるため、組立が容易となり圧縮機の組立性が向上する。
 第1位置決め面113と第1内壁面111が交差した角部、および第2位置決め面116と第2内壁面114が交差した角部に、それぞれ凹み1131と凹み1161を設けている。これにより各位置決め面に固定スクロール31及びメインフレーム2を確実に接触させることができる。なおミドルシェル11を制作するに際し、板状鋼材をロールあるいはプレスによって管状に成形後、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、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なく、溝を形成することができる。
 図4に示すように、メインフレーム2は、本体部21の外径から径方向に突出する突起216を有している。図13は突起部分を示す拡大斜視図である。突起216のロアシェル13側の先端にC面取り、またはR面取りされた面取り部2161が形成され、突起幅を先端から徐々に広げている。突起216をミドルシェル11に形成した溝118と嵌合させることでメインフレーム2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に形成した第2位置決め面116に接触させることにより、メインフレーム2の軸方向の位置を決めている。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により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施してもよい。以上により、ミドルシェル11に対して中心位置、軸方向高さ位置、および位相を決めた状態で、メインフレーム2をミドルシェル11に保持することができる。
 図5に示すように、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ロアシェル13側に突出する突起314を有している。図14は突起部分を示す拡大斜視図である。突起314のロアシェル13側の先端にC面取り、またはR面取りされた面取り部3141を形成し、突起幅を先端から徐々に広げている。突起314をミドルシェル11に形成した溝118に嵌合させることにより、固定スクロール31の位相を決めている。また図10に示すように、固定スクロール31の第1基板311の第1渦巻体312を形成する側の面を、ミドルシェル11に形成した第1位置決め面113に接触させることにより、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の側面3111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、ミドルシェル11に対する中心位置、軸方向高さ位置、および位相を決めた状態で、固定スクロール31をミドルシェル11に保持することができる。またシェル1内部の高圧及び低圧の分離機能を、固定スクロール31に持たせる。そのため固定スクロール31の第1基板311の側面3111とミドルシェル11の第1内壁面111に対して、焼嵌めにより全周を加圧して、冷媒が漏れないようにする必要がある。そのため焼嵌め位置を、溝118が形成されていない第1内壁面111とする。
 次に、固定スクロール31と揺動スクロール32の渦巻体先端と各基板間の隙間(歯先隙間)を調整する方法を、図15に基づいて説明する。図15は図10と同じく図2におけるK部を示す断面図であり、各部品の寸法を示したものである。各部の寸法を以下のように設定すると、歯先すきまQを以下の式で表すことができる。
第1位置決め面113と第2位置決め面116の距離 L
第1位置決め面113と第1渦巻体312先端の距離 M
揺動スクロール32の第2基板321の厚み     N
スラストプレート24の厚み            T
第2位置決め面116と平坦面212の距離     P
歯先すきま                    Q

L=M+Q+N+T+P
即ちQ=L-M-N-T-Pとなる。
 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が可能であるスラストプレート24の厚みTを調整することで、狙いとする歯先すきまQを得ることができる。ここで狙いとする歯先すきまQとしては、71±5μmが目安となる。ただし、この値は代表機種の数値であり、機種ごとに狙い値は変わる。
このような調整により、冷媒が渦巻体先端と各基板の隙間を通って、隣の圧縮空間に漏れることを抑制し、スクロール圧縮機の損失を低減させることができる。
 次にミドルシェル11とメインフレーム2の固定に関して、固定する際のメインフレーム2の変形のメカニズムについて、図16~図19に基づいて説明する。図16~図19は、メインフレーム2と揺動スクロール32部分を示す拡大断面図である。図16~図19に示すZ軸28は、メインフレーム2の平坦面212に対して垂直であり、かつ応力Fが発生する外径部分の中心を通る直線である。図16では、メインフレーム2の上に揺動スクロール32が載置されている。この状態で、図16に示すように、ミドルシェル11の焼き嵌めによる応力Fがメインフレーム2の外径部分の面内に発生し、メインフレーム2の平坦面212が図17に示すように変形する。また、図17では径方向にかかる圧縮荷重により発生する応力Fを起因とする曲げモーメントに対する剛性が低い部分としての吸入ポート213がZ軸28の片側にある場合のメインフレーム2の変形を示している。メインフレーム2における他の構成部分に比べて剛性が低い部分25としては吸入ポート213以外に、加工時に必要な位置決め用のピン穴、振動時の振れ周りを抑制する穴、オルダム溝、固定スクロールの位相を決めるための穴等がある。
 図18、図19においては、剛性が低い部分25がZ軸28の両側にある場合のメインフレーム2の変形を示している。図17に示すように、剛性が低い部分25がZ軸28の片側にある場合のメインフレーム2の変形時の平坦面212の平面度に比べて、図19に示すように、剛性が低い部分25がZ軸28の両側にある場合のメインフレーム2の変形時の平坦面212の平面度が良くなる。したがって、メインフレーム2の平坦面212を基準面にするとき、揺動スクロール32をメインフレーム2の上に設けたときの平坦面212に対する揺動スクロール32の傾きが小さくなる。よって歯先すきまQを高精度に組立てることができ、隣の圧縮空間に漏れることを抑制し、スクロール圧縮機の損失を低減させることができる。
 また、メインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制できるため、揺動スクロール32の摺動抵抗の増加を抑制でき、スクロール圧縮機の性能の劣化を抑制できる。
 次に、メインフレーム2の構造において、メインフレーム2の剛性が低い部分25の配置について、図20、図21を用いて説明する。図20はメインフレームを示す平面図であり、図21は図20におけるX軸26を通る面で切断した断面図である。Z軸28は、メインフレーム2の平坦面212に対して垂直であり、かつメインフレーム2の外周面の中心を通る直線である。またY軸27は、第1オルダム溝215の中心を通り、かつZ軸28と交差する直線である。またX軸26は、Y軸27に対して垂直な直線であり、Z軸28と交差する直線である。
 メインフレーム2の剛性が低い第1部分251が第2象限、第3象限に亘って設けられている場合、第1象限、第4象限に亘って剛性が低い第2部分252を設ける。図20において、一対の剛性が低い部分251、252は、Y軸27に対して対称の位置にあり、メインフレーム2の中心軸であるZ軸28を挟んで互いに対向している。即ち第1オルダム溝215の中心を通り、かつZ軸28と交差する直線であるY軸(第1の軸線)に対して左右両側に2つ剛性が低い部分である剛性が低い第1部分251及び剛性が低い第2部分252を設けるとともに、Y軸27に対して垂直な直線であり、メインフレーム2の外周面の中心を通る直線であるZ軸28と交差する直線をX軸26(第2の軸線)としたとき、剛性が低い第1部分251及び剛性が低い第2部分252はX軸26を跨ぐように配置されるものである。
 図20においては、メインフレーム2の剛性が低い部分251、252を同じ形状として示している。但しX軸26およびY軸27に対して軸に非対称、異なる形状、異なる数でも問題ない。
例えば図22に示すように、穴220を設けることができる。更には剛性が低い部分25の形状に比べて、X軸26又はY軸27に対して非対称に構成することもできる。更には異なる形状又は異なる数に設定することもできる。
 また、剛性が低い部分25の形状として、穴、切り欠き、溝、吸入ポート213であってもよい。図23は切り欠き230を設けた場合を示す平面図である。又図24は穴240を設けた場合を示す平面図である。更に図25は溝250を設けた場合を示す平面図である。これらはメインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制するために設けられたものである。
なお、剛性が低い部分25が吸入ポート213の場合、冷媒をメインフレーム2に貫通させるため、揺動スクロール32の揺動時の軌跡の外側に吸入ポート213の一部が位置する方が望ましい。これは揺動スクロール32の第2基板321が、冷媒の通り道を塞がないようにするためである。即ち剛性が低い部分として吸入ポート213が該当する場合、剛性が低い部分25は、揺動スクロール32よりも外径側に位置する。
実施の形態2.
 以下、実施の形態2を図に基づいて説明する。図26はメインフレームを示す平面図であり、図27は図26におけるX軸を通る面で切断した断面図である。本実施形態においては、メインフレーム2の構造に関して、メインフレーム2の剛性が高い部分100を配置したものである。Z軸28は、メインフレーム2の平坦面212に対して垂直であり、かつ外径の中心を通る直線である。またY軸27は、第1オルダム溝215の中心を通り、かつZ軸28と交差する直線である。またX軸26は、Y軸27に対して垂直な直線であり、かつZ軸28と交差する直線である。
 図26に示すように、メインフレーム2の剛性の低い部分25が第2象限、第3象限に亘って設けられている場合、図27に示すように、第2象限、第3象限に亘って剛性が高い部分100を設ける。図27に示すように、第2、第3象限に亘って周方向に沿うように設けた厚みのある部分100が剛性が高い部分となり、この部分をリブとする。即ちメインフレーム2の剛性の低い部分25の周方向位置に対応する位置に剛性が高い部分100を設けるものである。ここで周方向位置に対応する位置とは、図26において、剛性の低い部分25が設けられている角度範囲θを指し、これと同じ角度範囲θ内において剛性が高い部分100を設ける。
 図16に示すように、径方向にかかる圧縮荷重により発生する応力Fを起因とする曲げモーメントに対する断面二次モーメントにおいて、第1、第4象限における断面の断面二次モーメントに比べて大きくなるため、第2、第3象限における剛性が第1、第4象限に比べて高くなる。そして剛性が低い部分25と剛性が高い部分100とは、同じ位相に位置する(周方向位置に対応する位置が同じ)。この場合同じ位相というだけであり、径方向には自由度がある。又図22に示したものと同様、剛性が高い部分100はX軸26およびY軸27に対して非対称のもの、異なる形状のもの、更には異なる数のものであってもよい。
 又前記においては、メインフレーム2の剛性が高い部分として、メインフレーム2と一体にリブを設けた場合を示したが、図28に示すように、リブの代わりにメインフレーム2とは別の部材を設けてもよい。図28においては、別部材としてねじ280によりブラケット281を取り付けた場合を示している。このように、剛性が低い部分を補う位置に剛性が高い部分を配置しても、実施の形態1と同様にメインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制できる。尚剛性が低い部分25が左右対称に存在すれば剛性が高い部分は必要なくなる。
実施の形態3.
 以下、実施の形態3を図に基づいて説明する。図29は、メインフレームを一端側(図2参照)から見た斜視図、図30は、メインフレームを他端側から見た斜視図、図31、図32はメインフレームを他端側から見た平面図である。図において、メインフレーム2には剛性が高い部分であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fが設けられている。本実施の形態においては、メインフレーム2の構造に関して、メインフレーム2の剛性が高い部分であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、本体部21、主軸受部22により点線(図30及び図31参照)で示すように、トラス構造29A、29B、29Cを構成したものである。例えばトラス構造29Aにおいては、リブ100A、主軸受部22、リブ100F及び本体部21により構成されており、リブ100Fと本体部21は接点29A1で剛接合されており、リブ100Aと本体部21は接点29A2で剛接合されており、リブ100Fと主軸受部22及びリブ100Aと主軸受部22は接点29A3で剛接合されている。トラス構造29B、29Cについても同様に構成されている。本構造においては、接点29A1、29A2・・・・・29C3は剛接合されており、トラス構造29A、29B、29Cが形成されることとなる。
 図30、図31に示すように、メインフレーム2の本体部21から主軸受部22に向かって、剛性が高い部分であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fを設ける。すなわち、リブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fとメインフレーム2の本体部21との接続部であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fにおける本体部21側の軸方向一端側は、メインフレーム2がシェル1に接触している部分に繋がっている。ここで軸方向とは図2に示されているような圧縮機が取り付けられている垂直方向をいう。更にリブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fの本体部21側の軸方向一端側の周方向位置は、応力がかかる本体部21の周方向範囲内にある(図31において、例えばリブ100A、100Bについては、本体部21側の軸方向一端側が周方向範囲200内にある)。また図31に示すように、リブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fとメインフレーム2の主軸受部22との接続部であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100Fにおける主軸受部22側の軸方向他端側の周方向位置は、剛性が低い部分25A、25B、25Cの周方向範囲内にある(例えばリブ100Aの主軸受部22側の軸方向他端側の周方向位置は、剛性が低い部分25Aの周方向範囲300内にある)。
 これにより、メインフレーム2をシェル1に焼嵌等で固定する際、メインフレーム2とシェル1の接触部に発生する応力によるメインフレーム2の変形を抑制できる。即ち上記のようにトラス構造29A、29B、29Cを採用しているため、メインフレーム2に内部応力が発生してもメインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を防止できる。また、リブ100Aおよび100Bは、本体部21におけるシェル1に接触している面の中心Qから左右対称に設けられている。リブ100Cおよび100D、リブ100Eおよび100Fも同様である。これにより、メインフレーム2をシェル1に焼嵌等で固定する際、メインフレーム2とシェル1の接触部に発生する応力によるメインフレーム2の変形が対称になるため、メインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制できる。
 このときトラス構造29Aは、点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100A、100F、主軸受部22で構成される。またトラス構造29Bは、トラス構造29Aと同様に点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100B、100C、主軸受部22で構成される。またトラス構造29Cは、トラス構造29A、29Bと同様に点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100D、100E、主軸受部22で構成される。また図31、図32に示すように、トラス構造29Aにおいて、隣り合うリブ100Aと100Fの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。又トラス構造29Bにおいて、隣り合うリブ100Bと100Cの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。更にトラス構造29Cにおいて、隣り合うリブ100Dと100Eの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。
 これによりメインフレーム2をシェル1に焼嵌等で固定する際、メインフレーム2とシェル1の接触部に発生する応力によるメインフレーム2の変形を抑制できる。図30、図31に示すトラス構造29A、29B、29Cは、メインフレーム2の本体部21に応力が発生した場合、本体部21、剛性が高い部分100A、100B、100C、100D、100E、100F、主軸受部22に発生する内部応力によって生じる曲げモーメントを抑制することのできる構造である。従ってメインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制できる。又図32に示すように、隣り合うリブ100Aと100Fは主軸受部22の点線部R部分で接するように設けられている。これはリブ100Bと100Cの関係、更にはリブ100Dと100Eの関係に関しても同様である。
実施の形態4.
 以下、実施の形態4を図に基づいて説明する。図33は、メインフレームを一端側から見た斜視図、図34は、メインフレームを他端側から見た斜視図、図35、図36はメインフレームを他端側から見た平面図である。図において、メインフレーム2には剛性が高い部分100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hが設けられている。本実施の形態においては、メインフレーム2の構造に関して、メインフレーム2の剛性が高い部分であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、本体部21、主軸受部22により点線(図34、図35参照)で示すように、トラス構造29A、29B、29C、29Dを構成したものである。例えばトラス構造29Aにおいては、リブ100A、主軸受部22、リブ100H及び本体部21により構成されており、リブ100Hと本体部21は接点29A1で剛接合されており、リブ100Aと本体部21は接点29A2で剛接合されており、リブ100Hと主軸受部22及びリブ100Aと主軸受部22は接点29A3で剛接合されている。トラス構造29B、29C、29Dについても同様に構成されている。本構造においては、接点29A1、29A2・・・・・29D3は剛接合されており、トラス構造29A、29B、29C、29Dが形成されることとなる。
 図34、図35に示すように、メインフレーム2の本体部21から主軸受部22に向かって、剛性が高い部分である100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hを設ける。すなわち、リブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hとメインフレーム2の本体部21との接続部であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hにおける本体部21側の軸方向一端側は、メインフレーム2がシェル1に接触している部分に繋がっている。ここで軸方向とは図2に示されているような圧縮機が取り付けられている垂直方向をいう。更に実施の形態3の場合と同様に、リブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hの本体部21側の軸方向一端側の周方向位置は、応力がかかる本体部21の周方向範囲内にある。
 また図35に示すように、リブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hの主軸受部22側とメインフレーム2の主軸受部22との接続部であるリブ100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hにおける主軸受部22側の軸方向他端側の周方向位置は、剛性が低い部分25A、25B、25C、25Dの周方向範囲内にある。これにより、メインフレーム2をシェル1に焼嵌等で固定する際、メインフレーム2とシェル1の接触部に発生する応力によるメインフレーム2の変形を抑制できる。即ち上記のようにトラス構造29A、29B、29C、29Dを採用しているため、メインフレーム2に内部応力が発生してもメインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を防止できる。
 また、リブ100Aおよび100Bは、本体部21におけるシェル1に接触している面の中心から左右対称に設けられている。リブ100Cおよび100D、リブ100Eおよび100F、リブ100Gおよび100Hも同様である。これにより、メインフレーム2をシェル1に焼嵌等で固定する際、メインフレーム2とシェル1の接触部に発生する応力によるメインフレーム2の変形が対称になるため、メインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制できる。このとき、トラス構造29Aは、点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100A、100H、主軸受部22で構成される。また、トラス構造29Bは、トラス構造29Aと同様に点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100B、100C、主軸受部22で構成される。また、トラス構造29Cは、トラス構造29A、29Bと同様に点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100D、100E、主軸受部22で構成される。また、トラス構造29Dも、トラス構造29A、29B、29Cと同様に点線で示すように、本体部21、剛性が高い部分100F、100G、主軸受部22で構成される。
 また図35、図36に示すように、トラス構造29Aにおいて、隣り合うリブ100Aと100Hの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。又トラス構造29Bにおいて、隣り合うリブ100Bと100Cの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。又トラス構造29Cにおいて、隣り合うリブ100Dと100Eの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。又トラス構造29Dにおいて、隣り合うリブ100Fと100Gの主軸受部22側の軸方向他端側が繋がっている。これによりメインフレーム2をシェル1に焼嵌等で固定する際、メインフレーム2とシェル1の接触部に発生する応力によるメインフレーム2の変形を抑制できる。図34、図35に示すトラス構造29A、29B、29C、29Dは、メインフレーム2の本体部21に応力が発生した場合、本体部21、剛性が高い部分100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、主軸受部22に発生する内部応力によって生じる曲げモーメントを抑制することのできる構造である。従ってメインフレーム2の平坦面212の平面度の悪化を抑制できる。又図36に示すように、隣り合うリブ100Aと100Hは主軸受部22の点線部R部分で接するように設けられている。これはリブ100Bと100Cの関係、リブ100Dと100Eの関係、更にはリブ100Fと100Gの関係に関しても同様である。
 本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
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1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1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
 1 シェル、2 メインフレーム、21 本体部、22 主軸受部、215 第1オルダム溝、25,25A,25B,25C,25D 剛性が低い部分、251 第1部分、252 第2部分、31 固定スクロール、312 第1渦巻体、32 揺動スクロール、322 第2渦巻体、324 第2オルダム溝、33 オルダムリング、332 第1キー部、333 第2キー部、34 圧縮室、100,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100G,100H 剛性が高い部分。

Claims (11)

  1. 第1渦巻体を有する固定スクロールと、前記第1渦巻体と互いに噛み合わせられることにより圧縮室を形成する第2渦巻体を有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに設けられた一対の第2オルダム溝に収容される第2キー部が設けられたオルダムリングと、前記オルダムリングに設けられた一対の第1キー部を収容するための一対の第1オルダム溝が設けられたメインフレームと、前記固定スクロール、前記揺動スクロール及び前記メインフレームを内側に収容するシェルを備えたスクロール圧縮機であって、
    前記メインフレームにおいて、前記第1オルダム溝の中心を通る第1の軸線に対して左右両側に前記メインフレームにおける他の構成部分に比べて径方向にかかる圧縮荷重を起因とする曲げモーメントに対する剛性が低い第1部分及び第2部分を設けるとともに、
    前記第1の軸線に対して垂直な直線であり、前記メインフレームの中心を通る第2の軸線に対して、前記第1部分及び前記第2部分は前記第2の軸線を跨ぐように配置されるスクロール圧縮機。
  2. 前記第1部分及び前記第2部分は前記第1の軸線に対して左右対称に配置されている請求項1記載のスクロール圧縮機。
  3. 第1渦巻体を有する固定スクロールと、前記第1渦巻体と互いに噛み合わせられることにより圧縮室を形成する第2渦巻体を有する揺動スクロールと、前記揺動スクロールに設けられた一対の第2オルダム溝に収容される第2キー部が設けられたオルダムリングと、前記オルダムリングに設けられた一対の第1キー部を収容するための一対の第1オルダム溝が設けられたメインフレームと、前記固定スクロール、前記揺動スクロール及び前記メインフレームを内側に収容するシェルを備えたスクロール圧縮機であって、
    前記メインフレームにおける他の構成部分に比べて径方向にかかる圧縮荷重を起因とする曲げモーメントに対する剛性の低い部分の周方向位置に対応する位置に剛性が高い部分を設けたスクロール圧縮機。
  4. 前記剛性が高い部分はリブである請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  5. 前記リブと前記メインフレームの本体部との接続部である前記リブにおける前記本体部側の軸方向一端側は、前記メインフレームが前記シェルに接触している部分に繋がっている請求項4に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記リブと前記メインフレームの主軸受部との接続部である前記リブにおける前記主軸受部側の軸方向他端側の周方向位置は、剛性の低い部分の周方向範囲内にある請求項4または請求項5に記載のスクロール圧縮機。
  7. 隣り合う2つの前記リブにおいては、前記主軸受部側の軸方向他端側が繋がっている請求項6に記載のスクロール圧縮機。
  8. 前記リブを複数設けるとともに、複数の前記リブのうちの2本の前記リブは、前記メインフレームが前記シェルに接触している面の中心に対して左右対称に設けられている請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
  9. 前記剛性が高い部分は前記メインフレームとは別の部材である請求項3に記載のスクロール圧縮機。
  10. 前記剛性が低い部分は、穴、溝、または切り欠きである請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
  11. 前記剛性が低い部分は、前記揺動スクロールよりも外径側に位置する請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
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