WO2023063243A1

WO2023063243A1 - スクロール圧縮機およびその製造方法

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Publication number: WO2023063243A1
Application number: PCT/JP2022/037562
Authority: WO
Inventors: 文昭安田; 浩平達脇; 佑介梅鉢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2024-04-12
Also published as: GB2626466A; JPWO2023063243A1; JP7727004B2; CN118043558A; GB202404747D0; GB2626466B; DE112022004927T5

Abstract

固定スクロール（３１）と揺動スクロール（３２）を備えた圧縮機構部（３）、揺動スクロール（３２）を摺動自在に保持するフレーム（２）、揺動スクロール（３２）を摺動させる駆動機構部（４）、を収容する筒状のメインシェル（１１）を、中心軸に沿って延びる第１直管部（１１１１）と、第１直管部（１１１１）よりも外径が小さい第２直管部（１１１２）と、第２直管部（１１１２）より外径が小さい第３直管部（１１１３）とで構成し、第３直管部の外径（Ｄ３）を縮小することで、メインシェル（１１）の第１直管部の外径（Ｄ１）と第３直管部の外径（Ｄ３）の比がメインシェル（１１）を構成する素材の引張強度に相当するひずみ量を超えても、メインシェル（１１）の破断を抑制することができる。

Description

スクロール圧縮機およびその製造方法

　本願は、スクロール圧縮機およびその製造方法に関する。

　シェル内部の中部に固定されたステータ、シェル内部の上部に固定されたメインフレーム、シェル内部の下部に固定されたサブフレーム、メインフレーム、および、サブフレームに固定された軸受に支持されたクランクシャフト、クランクシャフトに固定されたロータ、クランクシャフトの先端の偏心部分に取付けられた揺動スクロール、その揺動スクロールに対向して設けられ、かつ、シェルに固定される固定スクロールで構成されているスクロール圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。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。

国際公開第２０１８／０７８７８７号

　しかしながら、特許文献１に記載のスクロール圧縮機では、メインシェルの第１直管部と第２直管部のように、メインシェルの直管部を径方向に拡大していくと、メインシェルの内部に生じる応力が増加する。そのため、増加した応力が、メインシェルを構成する素材の引張強度に達し、メインシェルが破断する恐れがあるという問題があった。

　本願は、上述のような問題を解決するためになされたもので、メインシェルの破断を抑制可能な構造の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、固定スクロールと揺動スクロールを備えた圧縮機構部、揺動スクロールを摺動自在に保持するフレーム、揺動スクロールを摺動させる駆動機構部、圧縮機構部とフレームと駆動機構部とを収容する筒状のメインシェル、を備え、メインシェルは、中心軸に沿って延びる第１直管部と、中心軸に沿って延び第１直管部よりも外径が小さい第２直管部と、中心軸に沿って延び第２直管部より外径が小さい第３直管部とを有し、固定スクロールが第１直管部内に固定され、フレームが第２直管部内に固定され、駆動機構部が第３直管部内に固定されていることを特徴とする。

　本願に開示されるスクロール圧縮機によれば、第２直管部を基準にして、第１直管部の径を拡大し、かつ、第３直管部の径を縮小することで、メインシェルの第１直管部の外径と第３直管部の外径の比がメインシェルを構成する素材の引張強度に相当するひずみ量を超えていても、メインシェルの破断を抑制することができる。

実施の形態１に係るスクロール圧縮機の斜視図である。実施の形態１に係るスクロール圧縮機の断面図である。実施の形態１に係るメインシェルの要部斜視図である。図２の破線で囲まれた領域の拡大図である。実施の形態１に係るメインシェルの拡大断面図である。実施の形態１に係るメインシェルの拡大断面図である。実施の形態１に係るメインシェルの拡大断面図である。実施の形態１に係るメインシェルの拡大断面図である。実施の形態１に係る第１フレームの要部斜視図である。実施の形態１に係る固定スクロールの要部斜視図である。実施の形態１に係る揺動スクロールの要部斜視図である。実施の形態１に係るオルダムリングの斜視図である。実施の形態１に係るクランクシャフトの斜視図である。実施の形態１に係るブッシュの斜視図である。図４で示したメインシェルの破線の領域の寸法関係を説明する図である。

　以下、本願に係るスクロール圧縮機の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。以降の実施形態も同様に、同一符号を付した構成について重複した説明は省略する。

実施の形態１．
　図１は、スクロール圧縮機の斜視図、図２はこの実施の形態１に係るスクロール圧縮機の縦概略断面図である。図１の圧縮機は、クランクシャフトの主軸部６１（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。以後、図１に示された縦型のスクロール圧縮機を、スクロール圧縮機と称して説明する。

　スクロール圧縮機は、シェル１、第１フレーム２、圧縮機構部３、駆動機構部４、第２フレーム５、クランクシャフト６、ブッシュ７、給電部８を備えている。以下では、第１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Ｕ側、駆動機構部４が設けられている側（下側）をＬ側と方向づけて説明する。なお、図２において、第１フレーム２、圧縮機構部３、クランクシャフト６は直接示していないが、各構成部材に付した符号の最初の数字に応じて、第１フレーム２、圧縮機構部３、クランクシャフト６のいずれかの構成の構成部材を示している。

　シェル１は、金属からなる両端が閉塞された筐体であり、メインシェル１１、アッパーシェル１２、ロアシェル１３を備えている。メインシェル１１は、円筒状を呈し、その側壁には吸入管１４が溶接等により接続されている。

　図２において、吸入管１４は、冷媒をシェル１内に導入する管であり、メインシェル１１内と連通している。アッパーシェル１２は、略半球状で、その側壁の一部がメインシェル１１の上端部において溶接等により接続され、メインシェル１１の上側の開口を覆っている。アッパーシェル１２の上部には、吐出管１５が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外に吐出する管であり、メインシェル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、その側壁の一部がメインシェル１１の下端部において、溶接等により接続され、メインシェル１１の下側の開口を覆っている。なお、シェル１は、複数のネジ穴を備える固定台１６によって支持されている。固定台１６には、複数のネジ穴が形成されており、それらのネジ穴にネジをねじ込むことによって、スクロール圧縮機を室外機の筐体等の他の部材に固定可能になっている。

　以下に構成部分ごとに詳細に説明する。
〈メインシェル１１の構成〉
　図１、図２に示すメインシェル１１は、簡略化のためメインシェル１１を円筒状で表示し、メインシェルの内径および外形の変化を省略している。しかし、メインシェル１１の外形構造は、以下のような特徴を有する。

　メインシェル１１は、図３に示すように、第１内壁面１１１から径方向に突出する第２内壁面１１４を有する第１突出部１１２、第１突出部１１２のアッパーシェル１２の側に向いた端面で、図２に示した固定スクロール３１の第１基板３１１（後述する図１０参照）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、第１突出部１１２からさらに径方向に突出する第３内壁面１１７を有する第２突出部１１５、第２突出部１１５のアッパーシェル１２の側に向いた端面で、第１フレーム２の本体部２１と接触して、第１フレーム２の軸方向位置を決める第２位置決め面１１６を有している。つまり、メインシェル１１は、図２に示すＬ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。

　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であり、かつ、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、第１突出部１１２に、後述する固定スクロール３１の突起３１４（図１０参照）と第１フレーム２の突起２１６（後述する図９参照）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、またはＲ面取り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１１８１がガイドとなり、第１フレーム２の突起２１６と固定スクロール３１の突起３１４を誘い込むため、組立が容易となり圧縮機の組立性が向上する。

　図４（ａ）は、図２の破線で囲まれた部分の拡大図であり、図４（ａ）内で、円で囲んだ領域Ａ、領域Ｂのそれぞれの拡大図が図４（ｂ）、図４（ｃ）である。図４（ｂ）、図４（ｃ）に記載の通り、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、第１フレーム２を確実に接触させることができる。

　なお、メインシェル１１を、板状鋼材をロールあるいはプレスによって管状に成形後、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、メインシェル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。

　次に、メインシェル１１の壁面の構造を図５、図６に示す断面でさらに詳細に説明する。図６は、図５に、第１フレーム２、圧縮機構部３、駆動機構部４が取り付けられた状態での断面を示す。メインシェル１１のＵ側から第１直管部１１１１、第２直管部１１１２、第３直管部１１１３を備え、第１直管部１１１１と第２直管部１１１２を連結する第１連結部１１１７、第２直管部１１１２と第３直管部１１１３を連結する第２連結部１１１８と区分する。メインシェル１１は、円筒状を呈するため、図５，図６で示したのと同じ断面構成が、クランクシャフトの中心軸反対側にも形成されている。

　メインシェル１１の第１直管部１１１１の外径Ｄ１、メインシェル１１の第２直管部１１１２の外径Ｄ２、メインシェル１１の第３直管部１１１３の外径Ｄ３の関係がＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３である。また、メインシェル１１の第１直管部１１１１が、メインシェル１１と固定スクロール３１が嵌合する第１内壁面１１１を含む位置にある。また、メインシェル１１の第２直管部１１１２が、メインシェル１１と第１フレーム２の本体部２１が嵌合する第２内壁面１１４を含む位置にある。

　例えば、プレス加工などで、メインシェル１１の第１直管部１１１１、第２直管部１１１２、第３直管部１１１３、第１連結部１１１７、第２連結部１１１８を成形する。すなわち、クランクシャフト６の中心軸に沿って延びる第２直管部１１１２を基準として、内径が第２直管部１１１２の内径より大きくなるように中心軸に沿って延びる第１直管部１１１１を成形し、内径が第２直管部１１１２の内径より小さくなるように中心軸に沿って延びる第３直管部１１１３を成形する。この際、メインシェル１１の第１直管部１１１１の内径、または外径に、内径または外径が治具等で押さえられることによって付けられる第１加工痕１１１９が残る。同様に、メインシェル１１の第２直管部１１１２の内径、または外径に、第２加工痕１１２０が残る。さらに、同様に、メインシェル１１の第３直管部１１１３の内径、または外径に、内径または外径が治具等で押さえられることによって付けられる第３加工痕１１２１が残る。メインシェル１１を成形後、図４（ａ）で説明した通り、固定スクロール３１を第１直管部１１１１の内径に固定し、第１フレーム２を第２直管部１１１２の内径に固定し、駆動機構部４を第３直管部１１１３の内径に固定する。

　図５および図６において、直管部を３つ、連結部を２つ、加工痕を３つ設けているが、数をこれに限定するものではない。また、図４に示すように、第１突出部１１２および第２突出部１１５を設けているが、これらを設けずに、設備あるいは治工具で、固定スクロール３１、第１フレーム２を固定することも可能であり、必ず第１突出部１１２および第２突出部１１５を設けることを限定するものではない。

　前述したように、メインシェル１１の形状を、第２直管部１１１２の外径Ｄ２を基準にして、第１直管部１１１１の外径Ｄ１を拡大し、かつ、第３直管部１１１３の外径Ｄ３を縮小する。この構成により、メインシェル１１の第１直管部１１１１の外径Ｄ１と第３直管部１１１３の外径Ｄ３の比がメインシェル１１を構成する素材の引張強度に相当するひずみ量を超えていても、実際に発生するひずみは、第３直管部１１１３の外径Ｄ３を基準にして第１直管部１１１１の外径Ｄ１を拡大したときのひずみ量よりも、第２直管部１１１２の外径Ｄ２を基準にして第１直管部１１１１の外径Ｄ１を拡大したときのひずみ量のほうが小さい。したがって、このひずみ量の比較のとおり、本実施の形態の構造により応力が小さくなるため、メインシェル１１の破断を抑制可能とする。

　なお、前述した拡大または縮小した際に生ずる応力の許容範囲において、第１直管部１１１１の外径Ｄ１をさらに拡大して、図示しない第４直管部の外径Ｄ４を形成してもよいし、第３直管部１１１３の外径Ｄ３をさらに縮小して、図示しない第４直管部の外径Ｄ４を形成してもよい。そして、さらに同様の方法で、図示しない第Ｎ直管部の外径ＤＮ（Ｎは自然数）を形成してもよい。この場合、基準となる第Ｋ直管部の外径ＤＫは、Ｄ１＜ＤＫ＜ＤＮを満たせばよいが、Ｋの値は、上述の応力の観点からＮ／２に近い値が望ましい。

　また、図７のように、第１連結部１１１７と第２直管部１１１２の間の内径、または外径に溶接痕１１２２を有することにより、第１直管部１１１１と第２直管部１１１２の内、いずれかを基準に塑性加工する際の破断強度による加工限界を無くし、破断強度に関係なく、径の大きい第１直管部１１１１を有することができる。この場合、図７には示していないが、このように径の大きい第１直管部１１１１の内径に、固定スクロール３１と第１フレーム２を固定し、駆動機構部４を第２直管部１１１２の内径に固定してもよい。

　一方、第２直管部１１１２を変形させずに、第１直管部１１１１と第３直管部１１１３を内径側もしくは外径側から加工した場合、メインシェル１１がＵ側、Ｌ側に伸びる。そのため、第１直管部１１１１の肉厚ｔ１、第２直管部１１１２の肉厚ｔ２、第３直管部１１１３の肉厚ｔ３を比較すると、図８において、ｔ１＜ｔ３＜ｔ２となっており、ｔ１＜ｔ２、ｔ３＜ｔ２になる。また、第１連結部１１１７の肉厚は、第２直管部１１１２側の一端の肉厚がｔ２となり、第１直管部１１１１側の他端の肉厚がｔ１となるように、第２直管部１１１２から第１直管部１１１１に向かって漸減している。そして、第２連結部１１１８の肉厚は、第２直管部１１１２側の一端の肉厚がｔ２となり、第３直管部１１１３側の他端の肉厚がｔ３となるように、第２直管部１１１２から第３直管部１１１３に向かって漸減している。

　また、第１直管部１１１１の肉厚ｔ１および第３直管部１１１３の肉厚ｔ３の内、第２直管部１１１２の肉厚ｔ２との差の絶対値｜ｔ１－ｔ２｜および｜ｔ３－ｔ２｜の大きいほうの肉厚（図８においては、肉厚ｔ２との差の絶対値が大きい｜ｔ１－ｔ２｜の肉厚ｔ１）が、第２直管部１１１２の肉厚ｔ２との差の絶対値｜ｔ１－ｔ２｜および｜ｔ３－ｔ２｜の小さいほうの肉厚（図８においては、肉厚ｔ２との差の絶対値が小さい｜ｔ３－ｔ２｜の肉厚ｔ３）よりも小さい（すなわち、ｔ１＜ｔ３）。なお、図８の場合と異なり、ｔ３＜ｔ１＜ｔ２となっていてもよい。

　この構成により、ｔ１＜ｔ２およびｔ３＜ｔ２とできるため、第２直管部１１１２の外径Ｄ２を基準にして第１直管部１１１１の外径Ｄ１を拡大し、第３直管部１１１３の外径Ｄ３を縮小したときのひずみ量（すなわち応力）を、第３直管部１１１３の外径Ｄ３を基準にして第１直管部１１１１の外径Ｄ１を拡大したときのひずみ量よりも抑えることができる。

　また、メインシェル１１の肉厚が均一な円筒の状態から、第２直管部１１１２の内径および第１直管部１１１１の内径に相当する部分を加工して、第３直管部１１１３の内径よりも第２直管部１１１２の内径および第１直管部１１１１の内径を広げる場合よりも、メインシェル１１の軽量化を図ることができる。

〈第１フレーム２の構成〉
　第１フレーム２は、例えば鋳鉄等の金属からなり、図９に示すように、空洞が形成された中空なフレームであり、シェル１の内部に設けられている。第１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、メインシェル１１のＵ側の内壁面に固定されており、その中央にはシェル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、Ｕ側が開口しているとともに、Ｌ側に向かって空間が狭くなる段差状に形成されている。

　本体部２１のＵ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、第１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、第１フレーム２に溝、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が考えられる。

　また、スラストプレート２４と重ならない、平坦面２１２の外端側に、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側に貫通する空間である。図９において、吸入ポート２１３を２箇所、返油管２３を２本もうけているが、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問題はない。

　第１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を有しており、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２１６１を形成し、突起幅を先端から徐々に広げている。突起２１６をメインシェル１１に形成した溝１１８（図３参照）と嵌合することで第１フレーム２の位相を決めている。また、前述したように、第１フレーム２の本体部２１をメインシェル１１に形成した第２位置決め面１１６（図３参照）に当てることで、第１フレーム２の軸方向位置を決めている。

　さらに、この状態で、メインシェル１１の第２内壁面１１４、または、第３内壁面１１７に圧入、焼嵌めで固定することで、中心位置を決めている。なお、保持力が足りない場合に、さらにアークスポット溶接等をほどこしてもよい。以上により、第１フレーム２を、中心位置、軸方向高さ位置、および、位相を決めた状態で、メインシェル１１に保持することができる。

　第１フレーム２の平坦面２１２よりもＬ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、第１フレーム２をＵ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。第１オルダム溝２１５は、一対が対向するように形成されている。

　このような構成により、第１フレーム２は、後述するオルダムリング３３の格納および動作空間を兼ねたオルダム収容部２１４を、固定スクロール３１の第１渦巻体３１２と対向する面に形成し、オルダムリング３３を介して揺動スクロール３２を摺動自在に保持しつつ、揺動スクロール３２の回転方向の位相を決めている。

　主軸受部２２は、本体部２１のＬ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、そのＵ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の内側の油溜めに戻すための管であり、第１フレーム２に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（図１、図２参照）に貯留されており、後述するオイルポンプ５２で吸い上げられて、クランクシャフト６内の通油路６３を通り、圧縮機構部３等の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。

〈圧縮機構部３の構成〉
　図２に示す、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。固定スクロール３１は、鋳鉄等の金属からなり、図１０に示すように、第１基板３１１と、第１渦巻体３１２を備えている。第１基板３１１は、円板状を呈しており、その中央には上下方向に貫通して吐出ポート３１３（図２参照）が形成されている。第１渦巻体３１２は、第１基板３１１のＬ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Ｌ側に突出している。

　図２および図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（Ｌ側）に突出する突起３１４を有しており、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をメインシェル１１に形成した溝１１８（図３参照）と嵌合することで固定スクロール３１の位相を決めている。

　また、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、図３に示したように、メインシェル１１に形成した第１位置決め面１１３に当てることで、固定スクロール３１の軸方向位置を決めている。さらに、この状態で、メインシェル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、固定スクロール３１を、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とメインシェル１１の第１内壁面１１１を、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を形成していない第１内壁面１１１としている。

　揺動スクロール３２は、アルミニウム等の金属からなり、図１１に示すように、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とを備えた円板状を呈し、その摺動面３２１１がスラストプレート２４に摺動可能に、第１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Ｕ側に突出している。

　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Ｌ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長丸形状の溝である。第２オルダム溝３２４は、一対が対向するように設けられている。一対の第２オルダム溝３２４を結ぶ線は、図９に示された、一対の第１オルダム溝２１５を結ぶ線に対して、直交するように設けられている。

　第１フレーム２のオルダム収容部２１４（図９参照）には、オルダムリング３３が設けられている。オルダムリング３３は、図１２に示すように、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、リング状である。第１キー部３３２は、リング部３３１のＬ側の面に一対が対向するように形成されており、第１フレーム２の一対の第１オルダム溝２１５に収容される。第２キー部３３３は、リング部３３１のＵ側の面に一対が対向するように形成されており、揺動スクロール３２の一対の第２オルダム溝３２４（図１１参照）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、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。

　また、圧縮室３４は、図２に示すように、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Ｕ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冷媒であり、化学式がＣ_３Ｈ_２Ｆ_４で表されるＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ等のテトラフルオロプロペンが例示される。炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素は、ＣＨ_２Ｆ_２で表されるＲ３２（ジフルオロメタン）、Ｒ４１等が混合された冷媒が例示される。炭化水素は、自然冷媒であるプロパンまたはプロピレン等が例示される。混合物は、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ等に、Ｒ３２、Ｒ４１等を混合した混合冷媒が例示される。

〈駆動機構部４の構成〉
　駆動機構部４は、図２に示すように、シェル１内部の第１フレーム２のＬ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、リング状に形成されている。ステータ４１は、焼き嵌め等によりメインシェル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回転子であり、ステータ４１の内部空間に配置されている。

〈第２フレーム５の構成〉
　第２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、図２に示すように、シェル１内部の駆動機構部４のＬ側に設けられ、焼き嵌め、または溶接等によってメインシェル１１のＬ側の内周面に固着支持されている。第２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、第２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、第２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、本実施の形態では、副軸受部５１にボールベアリングを例示しているが、これが例えばジャーナル軸受であってもよい。

〈クランクシャフト６の構成〉
　クランクシャフト６は、長尺な金属製の棒状部材であり、図１３に示すように、主軸部６１、偏心軸部６２、通油路６３を備え、図２で示すように、シェル１の内部に設けられている。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。主軸部６１は、その外表面にはロータ４２が接触固定されている。偏心軸部６２は、その中心軸が主軸部６１の中心軸に対して偏心するように主軸部６１のＵ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は、主軸部６１のＵ側が第１フレーム２の主軸受部２２内に挿入され、Ｌ側が第２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は筒状部３２３の筒内に配置され、ロータ４２は、その外周面がステータ４１の内周面とあらかじめ定められた隙間を保って配置される。また、主軸部６１のＵ側には第１バランサ６４、Ｌ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。

〈ブッシュ７の構成〉
　ブッシュ７は、鉄等の金属からなり、図２に示すように、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、本実施の形態では図１４に示すように、２パーツで構成され、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、鍔が形成された筒状の部材であり、偏心軸部６２（図２参照）および筒状部３２３（図１１参照）のそれぞれに嵌入されている。バランスウエイト７２は、Ｕ側から見た形状が略Ｃ状を呈するウエイト部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の鍔に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、例えば機械加工で、スライダ７１とバランスウエイト７２を一体で削りだした１パーツ品としてもよい。

〈給電部８の構成〉
　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、図１、図２で示すように、シェル１のメインシェル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、有底開口のカバー部材である。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。

〈スクロール圧縮機の刃先すきまの調整方法〉
次に、固定スクロール３１と揺動スクロール３２の渦巻先端と基板間のすきま(歯先すきま)を調整する方法を、図１５を用いて説明する。図１５は図４（ａ）に寸法を付したものである。各部の寸法を以下のように設定すると、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　⇒　Ｑ＝Ｌ－Ｍ－Ｎ－Ｔ－Ｐ

ここで、各部の寸法を測定により既知とすると、最も多種多量の生産を可能とするスラストプレート２４の厚みＴを調整することで、狙いとすると歯先すきまＱを得ることができる。本調整により冷媒が渦巻先端と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、圧縮機の損失を低減させることができる。

　本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、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、本願明細書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が含まれるものとする。

１：シェル、１１：メインシェル、１１１：第１内壁面、１１１１：第１直管部、１１１２：第２直管部、１１１３：第３直管部、１１１７：第１連結部、１１１８：第２連結部、１１１９：第１加工痕、１１２０：第２加工痕、１１２１：第３加工痕、１１２：第１突出部、１１３：第１位置決め面、１１３１：凹み、１１４：第２内壁面、１１５：第２突出部、１１６：第２位置決め面、１１６１：凹み、１１７：第３内壁面、１１８：溝、１１８１：面取り、１２：アッパーシェル、１３：ロアシェル、１４：吸入管、１５：吐出管、１６：固定台、２：第１フレーム、２１：本体部、２１１：収容空間、２１２：平坦面、２１３：吸入ポート、２１４：オルダム収容部、２１５：第１オルダム溝、２１６：突起、２１６１：面取り、２２：主軸受部、２２１：軸孔、２３：返油管、２４：スラストプレート、３：圧縮機構部、３１：固定スクロール、３１１：第１基板、３１１１：側面、３１２：第１渦巻体、３１３：吐出ポート、３１４：突起、３１４１：面取り、３２：揺動スクロール、３２１：第２基板、３２２：第２渦巻体、３２１１：摺動面、３２１２：側面、３２３：筒状部、３２４：第２オルダム溝、３３：オルダムリング、３３１：リング部、３３２：第１キー部、３３３：第２キー部、３４：圧縮室、３５：マフラー、３５１：吐出孔、３６：吐出弁、４：駆動機構部、４１：ステータ、４２：ロータ、５：第２フレーム、５１：副軸受部、５２：オイルポンプ、６：クランクシャフト、６１：主軸部、６２：偏心軸部、６３：通油路、７：ブッシュ、７１：スライダ、７２：バランスウエイト、７２１：ウエイト部、８：給電部、８１：カバー、８２：給電端子。

Claims

　固定スクロールと揺動スクロールを備えた圧縮機構部、前記揺動スクロールを摺動自在に保持するフレーム、前記揺動スクロールを摺動させる駆動機構部、前記圧縮機構部と前記フレームと前記駆動機構部とを収容する筒状のメインシェル、を備えたスクロール圧縮機において、前記メインシェルは、中心軸に沿って延びる第１直管部と、前記中心軸に沿って延び前記第１直管部よりも外径が小さい第２直管部と、前記中心軸に沿って延び前記第２直管部より外径が小さい第３直管部とを有し、前記固定スクロールが前記第１直管部内に固定され、前記フレームが前記第２直管部内に固定され、前記駆動機構部が前記第３直管部内に固定されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
　前記第１直管部の肉厚および前記第３直管部の肉厚は、前記第２直管部の肉厚よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　前記第１直管部の肉厚および前記第３直管部の肉厚の内、前記第２直管部の肉厚との差の絶対値が大きい方の肉厚は、前記第２直管部の肉厚との差の絶対値が小さい方の肉厚よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　前記第１直管部と前記第２直管部とを連結する第１連結部と、前記第２直管部と前記第３直管部とを連結する第２連結部とを有する請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　前記第１直管部の内壁面から突出し、前記固定スクロールを位置決めする第１突出部と、前記第２直管部の内壁面から突出し、前記フレームを位置決めする第２突出部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　前記第１直管部、前記第２直管部、および前記第３直管部は、内径または外径に加工痕を有することを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
　固定スクロールと揺動スクロールを備えた圧縮機構部、前記揺動スクロールを摺動自在に保持するフレーム、前記揺動スクロールを摺動させる駆動機構部、前記圧縮機構部と前記フレームと前記駆動機構部とを収容する筒状のメインシェル、を備えたスクロール圧縮機において、
前記メインシェルは、中心軸に沿って延びる第１直管部と、前記中心軸に沿って延び前記第１直管部よりも外径が小さい第２直管部と、前記第１直管部と前記第２直管部とを連結する第１連結部と、を有し、
前記固定スクロールおよび前記フレームが前記第１直管部内に固定され、
前記駆動機構部が前記第２直管部内に固定され、
前記第１連結部および前記第２直管部は、内径または外径に溶接痕を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
　固定スクロールと揺動スクロールを備えた圧縮機構部、前記揺動スクロールを摺動自在に保持するフレーム、前記揺動スクロールを摺動させる駆動機構部、前記圧縮機構部と前記フレームと前記駆動機構部とを収容する筒状のメインシェル、を備えたスクロール圧縮機の製造方法において、前記メインシェルは、中心軸に沿って延びる第２直管部を基準として、外径が前記第２直管部の外径より大きくなるように前記中心軸に沿って延びる第１直管部を成形する工程と、外径が前記第２直管部の外径より小さくなるように前記中心軸に沿って延びる第３直管部を成形する工程と、前記固定スクロールを前記第１直管部の内径に固定し、前記フレームを前記第２直管部の内径に固定し、前記駆動機構部を前記第３直管部の内径に固定する固定工程とを備えるスクロール圧縮機の製造方法。