(57)【要約】  スクロール圧縮機は、シェルと、シェルの内壁面に固定されたメインフレームと、シェルの内壁面に固定され、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、を備えている。シェルの内壁面には、外方に向かって凹む第１凹部及び第２凹部が形成されている。シェルの内部において圧縮室内に冷媒を供給するための吸入ポートが、第１凹部とメインフレームの外壁面との間、及び第２凹部とメインフレームの外壁面との間にそれぞれ形成されている。
2020250337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間を有するシェルと、
前記シェルの内壁面に固定されたメインフレームと、
前記シェルの内壁面に固定され、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、
前記メインフレームに揺動自在に支持され、前記第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、を備え、
前記シェルの内壁面には、外方に向かって凹む第１凹部及び第２凹部が形成されており、
前記シェルの内部において前記圧縮室内に冷媒を供給するための吸入ポートが、前記第１凹部と前記メインフレームの外壁面との間、及び前記第２凹部と前記メインフレームの外壁面との間にそれぞれ形成されている、スクロール圧縮機。
【請求項２】
前記第１凹部は、前記第１渦巻突起部の渦巻の外端部にある前記圧縮室の吸入口に対向させて形成されている、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記第２凹部は、前記第１凹部に対して径方向に対向する位置にある、請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記シェルには、該シェルの内部に外部から冷媒を取り込むための吸入管が接続されており、
前記第２凹部は、平面視で前記吸入管と対向する位置にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載したスクロール圧縮機の製造方法であって、
鋼板に曲げ加工を施して円筒状とし、両端面を溶接して円筒部品を製作する工程と、
前記円筒部品にプレス加工を施し、前記第１凹部及び前記第２凹部を形成する工程と、
前記円筒部品に打抜加工を施し、吸入管及び給電端子を取り付けるための取付け孔を形成する工程と、
前記吸入管及び前記給電端子を前記円筒部品に取り付ける工程と、を備えた、スクロール圧縮機の製造方法。
【請求項６】
前記吸入管及び前記給電端子を前記円筒部品に取り付けた後に、前記円筒部品の内壁面に切削加工を施し、大径の第１内壁面と、前記第１内壁面よりも小径の第２内壁面と、を形成する工程を含む、請求項５に記載のスクロール圧縮機の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載したスクロール圧縮機の製造方法であって、
鋼板に曲げ加工を施して円筒状とし、両端面を溶接して円筒部品を製作する工程と、
前記円筒部品に打抜加工を施し、吸入管及び給電端子を取り付けるための取付け孔、並びに、前記吸入ポートを形成するためのポート孔を形成する工程と、
前記吸入管及び前記給電端子を前記円筒部品に取り付けると共に、別部品として製作した凹部材を前記円筒部品の前記ポート孔の周囲の外面に接合して前記第１凹部及び前記第２凹部を形成する工程と、を備えた、スクロール圧縮機の製造方法。
【請求項８】
前記第１凹部及び前記第２凹部を形成した後、前記円筒部品の内壁面に切削加工を施し、大径の第１内壁面と、前記第１内壁面よりも小径の第２内壁面と、を形成する工程を含む、請求項７に記載のスクロール圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機及びそのスクロール圧縮機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば空気調和装置又は冷凍装置等に用いられる圧縮機として、スクロール圧縮機が知られている。例えば特許文献１に開示されたスクロール圧縮機は、シェルと、シェルの内壁面に固定されたメインフレームと、シェルの内壁面に固定され、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、メインフレームに揺動自在に支持され、第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有する揺動スクロールと、を備えている。スクロール圧縮機は、第１渦巻突起部と第２渦巻突起部とを噛み合わせることにより、第１渦巻突起部と第２渦巻突起部との間に冷媒を圧縮する圧縮室が形成される。メインフレームには、シェルの低圧空間から圧縮室に冷媒を取り込むための吸入ポートが形成されている。揺動スクロールの揺動台板は、揺動運動中に吸入ポートを閉塞しない大きさで設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／１６３２３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクロール圧縮機は、圧縮室の容量を拡大させることで圧縮効率を高めることができる。例えば特許文献１のスクロール圧縮機では、揺動運動中でもシェルの内壁面に干渉しない大きさまで揺動スクロールの揺動台板を拡大して、圧縮室の容量を拡大させることができる。しかし、揺動スクロールの揺動台板を拡大しすぎると、吸入ポートを閉塞してしまい、圧力損失が大きくなるおそれがある。つまり、このスクロール圧縮機では、揺動台板の大きさが吸入ポートの大きさに制限されるので、圧縮室の容量も制限される。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、圧力損失を増加させることなく、揺動スクロールをメインシェルの内壁面まで最大限拡大させることができ、圧縮室の容量を拡大させることができる、スクロール圧縮機及びそのスクロール圧縮機の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るスクロール圧縮機は、密閉空間を有するシェルと、前記シェルの内壁面に固定されたメインフレームと、前記シェルの内壁面に固定され、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、前記メインフレームに揺動自在に支持され、前記第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、を備え、前記シェルの内壁面には、外方に向かって凹む第１凹部及び第２凹部が形成されており、前記シェルの内部において前記圧縮室内に冷媒を供給するための吸入ポートが、前記第１凹部と前記メインフレームの外壁面との間、及び前記第２凹部と前記メインフレームの外壁面との間にそれぞれ形成されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シェルの内部において圧縮室内に冷媒を供給するための吸入ポートが、第１凹部とメインフレームの外壁面との間、及び第２凹部とメインフレームの外壁面との間にそれぞれ形成されている。したがって、メインシェルの内壁面まで揺動スクロール５の揺動台板を拡大しても、吸入ポートがメインシェルの内壁面よりも外側に位置しているため、吸入ポートが拡大した揺動スクロール５によって閉塞されることがない。よって、圧力損失を増加させることなく、揺動スクロールをメインシェルの内壁面まで最大限拡大させることができ、圧縮室の容量を拡大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係るスクロール圧縮機の外観を示した正面図である。
【図２】実施の形態に係るスクロール圧縮機の内部構造を示した縦断面図である。
【図３】実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部を分解して示した斜視図である。
【図４】実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の横断面図である。
【図５】実施の形態に係るスクロール圧縮機の製造方法の一例を示した説明図である。
【図６】実施の形態に係るスクロール圧縮機の製造方法の一例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、及び配置等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の外観を示した正面図である。図２は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の内部構造を示した縦断面図である。図３は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の要部を分解して示した斜視図である。本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和装置、冷凍装置又は給湯器等に用いられる冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。
【００１１】
スクロール圧縮機１００は、冷凍サイクルを循環する冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の状態として吐出させるものである。スクロール圧縮機１００は、図１及び図２に示すように、外郭を形成するシェル１と、シェル１の内壁面に固着されたメインフレーム２と、固定スクロール４及び揺動スクロール５で構成された圧縮機構部３と、圧縮機構部３を駆動させる電動機６と、圧縮機構部３と電動機６を連結するクランクシャフト７と、を備えている。
【００１２】
シェル１は、図１に示すように、金属などの導電性部材であり、密閉空間を有する筒状に形成されたものである。シェル１の内部には、メインフレーム２と、圧縮機構部３と、電動機６と、クランクシャフト７とが収容されている。
【００１３】
シェル１は、円筒状のメインシェル１ａと、メインシェル１ａの上面開口を塞ぐ略半球状のアッパーシェル１ｂと、メインシェル１ａの下面開口を塞ぐ略半球状のロアシェル１ｃと、で構成されている。アッパーシェル１ｂ及びロアシェル１ｃは、それぞれメインシェル１ａに溶接等で固着されている。シェル１は、ロアシェル１ｃに固定された固定台１ｄによって支持されている。
【００１４】
メインシェル１ａの内壁面は、図３に示すように、上端部に形成された大径の第１内壁面１０ａと、第１内壁面１０ａの下方に形成され、第１内壁面１０ａの内径よりも小径の第２内壁面１０ｂと、第２内壁面１０ｂの下方に形成され、第２内壁面１０ｂの内径よりも小径の第３内壁面１０ｃと、を有している。第１内壁面１０ａの下端と第２内壁面１０ｂの上端とで形成された第１段部１１ａは、固定スクロール４の位置決め部として機能する。第２内壁面１０ｂの下端と第３内壁面１０ｃの上端とで形成された第２段部１１ｂが、メインフレーム２の位置決め部として機能する。
【００１５】
メインシェル１ａには、図１及び図２に示すように、シェル１の内部に冷媒を取り込むための吸入管１３と、スクロール圧縮機１００に給電するための給電部１９と、が設けられている。吸入管１３は、メインシェル１ａの側壁に形成された孔に、一部が挿入された状態でろう付け等により接続されている。給電部１９は、カバー１９ａと、給電端子１９ｂと、配線１９ｃと、を備えている。給電端子１９ｂは、金属部材であり、一端がカバー１９ａに囲まれるように配置され、他端がメインシェル１ａの内部に配置されている。配線１９ｃは、一端が給電端子１９ｂと接続され、他端が電動機６に接続されている。
【００１６】
アッパーシェル１ｂには、圧縮した冷媒をシェル１から吐き出す吐出管１４が接続されている。吐出管１４は、アッパーシェル１ｂの上部に形成された孔に、一部が挿入された状態でろう付け等により接続されている。また、シェル１の内底部には、潤滑油を貯留する油溜め１８が設けられている。
【００１７】
メインフレーム２は、図１及び図２に示すように、下方に向かって段階的に先細る円筒状の金属フレームであり、揺動スクロール５を揺動自在に支持するものである。メインフレーム２の外周面は、例えば焼嵌め等で、メインシェル１ａの内壁面に固着されている。メインフレーム２の上面には、環状の平坦面２０が形成されている。平坦面２０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２５が設けられている。スラストプレート２５は、メインフレーム２のスラスト摺動面として機能し、圧縮機構部３のスラスト荷重を支持する。
【００１８】
また、図３に示すように、メインフレーム２の筒内部は、収容部２１と、クランクシャフト７を支持する主軸受部２２と、で構成されている。収容部２１は、メインフレーム２の上部側に設けられている。主軸受部２２は、メインフレーム２の下部側に設けられている。
【００１９】
収容部２１は、図３に示すように、下方に向かって段階的に内径が小さくなるように形成されている。収容部２１は、平坦面２０側に位置する段差部分がオルダム収容部２１ａとされ、主軸受部２２側に位置する段差部分がブッシュ収容部２１ｂとされている。また、オルダム収容部２１ａ及び平坦面２０の一部には、軸孔を挟んで対向するように形成された一対の第１オルダム溝２１ｃが設けられている。第１オルダム溝２１ｃは、キー溝である。
【００２０】
また、メインフレーム２には、図２に示すように、内外を貫通して形成された返油孔２３に返油管２４が挿入されて固定されている。返油孔２３は、ブッシュ収容部２１ｂと連通している。返油管２４は、収容部２１に溜まった潤滑油をロアシェル１ｃに設けられた油溜め１８に戻すために設けられている。なお、返油孔２３及び返油管２４は、一つに限らず、複数設けてもよい。
【００２１】
固定スクロール４は、図２及び図３に示すように、円板状の固定台板４ａと、固定台板４ａの下面に設けられた第１渦巻突起部４ｂと、を有している。揺動スクロール５は、円板状の揺動台板５ａと、揺動台板５ａの上面に設けられ、第１渦巻突起部４ｂと噛み合う第２渦巻突起部５ｂと、を有している。揺動スクロール５は、固定スクロール４に対して偏心させて設置されている。固定スクロール４の第１渦巻突起部４ｂと揺動スクロール５の第２渦巻突起部５ｂとが組み合わされて冷媒を圧縮する圧縮室３０が形成されている。
【００２２】
固定スクロール４は、例えば鋳鉄等の金属で形成されている。固定スクロール４は、固定台板４ａの外周面が、メインシェル１ａの第１段部１１ａに支持された状態で、第１内壁面１０ａに焼き嵌め等で固着されている。
【００２３】
固定台板４ａの中央部には、圧縮されて高温かつ高圧となった冷媒を吐出する吐出ポート４０が形成されている。固定スクロール４の上面には、吐出ポート４０に連通する吐出孔１５ａが形成されたチャンバー１５が設けられている。チャンバー１５には、冷媒の圧力に応じて吐出孔１５ａを開閉する吐出弁１７がネジ止めして設けられている。吐出弁１７は、吐出ポート４０に連通する圧縮室３０の冷媒が所定の圧力に達したときに、吐出孔１５ａを開状態にする。圧縮された高温かつ高圧冷媒は、吐出ポート４０から固定スクロール４の上部の高圧空間１６ａに排出され、吐出管１４を通り、シェル１の外部へ吐出される。また、第１渦巻突起部４ｂの先端部には、溝が形成されており、この溝に例えば硬質プラスチックからなるチップシール４１が設けられている。
【００２４】
揺動スクロール５は、例えばアルミニウム等の金属で形成されている。揺動スクロール５は、図２及び図３に示すように、自転運動を阻止するためのオルダムリング５４により、固定スクロール４に対して自転運動することなく公転運動を行う。なお、揺動台板５ａの第２渦巻突起部５ｂが形成されていない側の面（図示例の場合は下面）は、揺動スクロールスラスト軸受面として作用する。また、揺動スクロールスラスト軸受面の中心部には、中空円筒形状のボス部５１が設けられている。ボス部５１の内周面には、ブッシュ８のスライダ８０を回転自在に支持する揺動軸受が設けられている。揺動軸受は、いわゆるジャーナル軸受である。揺動軸受は、中心軸がクランクシャフト７の中心軸と平行になるように設けられている。揺動スクロール５は、ボス部５１に挿入されたクランクシャフト７の偏心軸部７１が回転することで、メインフレーム２のスラスト摺動面上で公転運動する。
【００２５】
また、第２渦巻突起部５ｂの先端部には、溝が形成されており、この溝に例えば硬質プラスチックからなるチップシール５２が設けられている。また、揺動スクロールスラスト軸受面には、ボス部５１を挟んで対向するように形成された一対の第２オルダム溝５３が設けられている。第２オルダム溝５３は、長丸形状のキー溝である。一対の第２オルダム溝５３は、それらを結ぶ線が、一対の第１オルダム溝２１ｃを結ぶ線に対して、直交する関係となるように配置されている。
【００２６】
オルダムリング５４は、リング部５４ａと、第１キー部５４ｂと、第２キー部５４ｃと、を備えている。リング部５４ａは、環状であり、メインフレーム２のオルダム収容部２１ａに設けられている。第１キー部５４ｂは、リング部５４ａの下面に設けられている。第１キー部５４ｂは、一対で構成され、メインフレーム２の一対の第１オルダム溝２１ｃに各々収容される。第２キー部５４ｃは、リング部５４ａの上面に設けられている。第２キー部５４ｃは、一対で構成され、揺動スクロール５の一対の第２オルダム溝５３に各々収容される。揺動スクロール５の第２オルダム溝５３をオルダムリング５４の第２キー部５４ｃに合わせることで、揺動スクロール５の第２渦巻突起部５ｂの回転方向の位置が決まる。つまり、オルダムリング５４により、メインフレーム２に対して揺動スクロール５が位置決めされ、メインフレーム２に対する第２渦巻突起部５ｂの位相が決定する。
【００２７】
圧縮室３０は、固定スクロール４の第１渦巻突起部４ｂと、揺動スクロール５の第２渦巻突起部５ｂと、を互いに噛み合わせるとともに、第１渦巻突起部４ｂの先端に設けたチップシール４１及び揺動台板５ａと、第２渦巻突起部５ｂの先端に設けたチップシール５２及び固定台板４ａと、でシールすることによって形成される。圧縮室３０は、スクロールの半径方向において、外側から内側へ向かうに従って容積が縮小する複数の圧縮室で構成される。
【００２８】
冷媒は、例えば、組成中に、炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素、自然冷媒、又はそれらを含む混合物を使用することができる。炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素は、Ｒ１２３４ｙｆ（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）、Ｒ１２３４ｚｅ（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＦ）、Ｒ１２３３ｚｄ（ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＣｌ）等のＨＦＯ冷媒が挙げられる。炭素の二重結合を有しないハロゲン化炭化水素は、Ｒ３２（ＣＨ２Ｆ２）、Ｒ４１（ＣＨ３Ｆ）、Ｒ１２５（Ｃ２ＨＦ３）、Ｒ１３４ａ（ＣＨ２ＦＣＦ２）、Ｒ１４３ａ（ＣＦ３ＣＨ３）、Ｒ４１０Ａ（Ｒ３２／Ｒ１２５）、Ｒ４０７Ｃ（Ｒ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ）等のＨＦＣ冷媒が挙げられる。ＣＨ２Ｆ２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。自然冷媒は、アンモニア（ＮＨ３）、二酸化炭素（ＣＯ２）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、イソブタン（ＣＨ（ＣＨ３）３）等が挙げられる。冷媒は、オゾン層破壊係数がゼロで、低ＧＷＰの冷媒が望ましい。
【００２９】
電動機６は、図２に示すように、クランクシャフト７を介して連結された圧縮機構部３を駆動させるものである。電動機６は、シェル１の内壁面に焼き嵌め等により固着支持された円環状のステータ６ａと、ステータ６ａの内側面に対向して回転可能に取り付けられたロータ６ｂとで構成されている。ステータ６ａは、例えば電磁鋼板を複数枚積層してなる鉄心に、絶縁層を介して巻線が巻回された構成であり、平面視でリング状に形成されている。ロータ６ｂは、電磁鋼板を複数枚積層してなる鉄心の内部に永久磁石が内蔵された構成であり、中央に上下方向に貫通する貫通孔を有している。
【００３０】
クランクシャフト７は、図２に示すように、金属製の棒状部材である。クランクシャフト７は、主軸部７０と、偏心軸部７１と、を備えている。主軸部７０は、クランクシャフト７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１ａの中心軸と一致するように配置されている。主軸部７０は、ロータ６ｂの中心の貫通孔に焼嵌め等により固定され、メインフレーム２の中央部に設けられた主軸受部２２と、シェル１の下部に溶接等で固着されたサブフレーム９の中央部に設けられた副軸受部９０と、によって回転自在に支持されている。
【００３１】
偏心軸部７１は、その中心軸が主軸部７０の中心軸に対して偏心するように、主軸部７０の上端部に設けられている。偏心軸部７１は、例えば鉄等の金属部材であるブッシュ８を介して揺動スクロール５に接続され、揺動スクロール５のボス部５１に回転自在に支持されている。クランクシャフト７は、ロータ６ｂの回転に伴って回転し、偏心軸部７１で揺動スクロール５を旋回させる。また、主軸部７０及び偏心軸部７１の内部には、通油路７２が、軸方向に沿って上下に貫通して設けられている。
【００３２】
ブッシュ８は、図２及び図３に示すように、スライダ８０と、バランスウェイト８１と、を備えている。スライダ８０は、鍔が形成された筒状の部材であり、ボス部５１に回転自在に挿入されている。スライダ８０のスライド面には、偏心軸部７１が挿入されている。つまり、スライダ８０は、揺動スクロール５と偏心軸部７１との間に介在され、揺動スクロール５の揺動半径を可変とすると共に、揺動スクロール５を公転運動させるために支承するものである。
【００３３】
バランスウェイト８１は、揺動運動により発生する揺動スクロール５の遠心力を相殺するために設けられている。バランスウェイト８１は、円環状であり、揺動スクロール５に働く遠心力の方向と反対側に略Ｃ字状のウェイト部８１ａが設けられている。スクロール圧縮機１００は、バランスウェイト８１によって第２渦巻突起部５ｂが第１渦巻突起部４ｂに押し付けられることを軽減することができる。バランスウェイト８１は、例えばスライダ８０の鍔に焼嵌め等により嵌合されている。
【００３４】
サブフレーム９は、金属製のフレームである。サブフレーム９には、図２に示すように、副軸受部９０と、オイルポンプ９１と、を備えている。副軸受部９０は、サブフレーム９の中央に設けられたボールベアリングである。オイルポンプ９１は、シェル１の油溜め１８に貯留された潤滑油を吸い上げるためのポンプであり、副軸受部９０の下側に設けられている。
【００３５】
潤滑油は、図２に示すように、油溜め１８に貯留されている。潤滑油は、オイルポンプ９１で吸い上げられて、クランクシャフト７の通油路７２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擦低減、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。潤滑油は、例えばナフテン系、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニールエーテル（ＰＶＥ）、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の油を使用することができる。
【００３６】
次に、図１〜図３を参照しつつ、図４に基づいてメインシェル１ａとメインフレーム２との関係を詳しく説明する。図４は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の横断面図である。なお、図４では、構成要素の一部を省いて示している。図２及び図４に示すように、メインシェル１ａの第２内壁面１０ｂには、メインフレーム２の外壁面と対向する位置に、外方へ向かって凹む第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂが形成されている。
【００３７】
第１凹部１２ａは、メインシェル１ａの第２内壁面１０ｂの一部であり、かつ吸入管１３の直上に形成されている。第２凹部１２ｂは、メインシェル１ａの第２内壁面１０ｂの一部であり、かつ第１凹部１２ａに対して径方向に対向する位置に形成されている。つまり、第２凹部１２ｂは、平面視で吸入管１３と対向する位置に形成されている。メインフレーム２は、メインシェル１ａの第２段部１１ｂで位置決めされた状態で、第２内壁面１０ｂに焼嵌め等により固定されている。第１吸入ポート２６は、圧縮機構部３の圧縮室３０に冷媒を供給するための孔であり、第１凹部１２ａとメインフレーム２の外壁面との間に形成されている。第２吸入ポート２７は、第１吸入ポート２６と同じく圧縮機構部３の圧縮室３０に冷媒を供給するための孔であり、第２凹部１２ｂとメインフレーム２の外壁面との間に形成されている。このように、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００では、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７を、メインシェル１ａの第２内壁面１０ｂよりも外側に突出させている。スラストプレート２５は、メインフレーム２の平坦面２０に位置している。揺動スクロール５は、スラストプレート２５の上面に位置している。
【００３８】
なお、第１凹部１２ａは、第１渦巻突起部４ｂの渦巻の外端部４ｃにある圧縮室３０の吸入口３１に対向させて形成されている。低圧空間１６ｂから第１吸入ポート２６を通じて圧縮室３０へ冷媒を効率良く取り込むためである。また、第２凹部１２ｂは、第１凹部１２ａに対して径方向に対向させて形成されているので、第２渦巻突起部５ｂの渦巻の外端部５ｃの位置に合わせることができる。つまり、揺動スクロール５の位相は、第２渦巻突起部５ｂの渦巻の外端部５ｃが、第２吸入ポート２７の位置になるように設計できる。よって、低圧空間１６ｂから第２吸入ポート２７を通じて圧縮室３０へ冷媒を容易に取込むことができる。
【００３９】
また、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７の周方向の幅寸法は、メインシェル１ａとメインフレーム２の焼嵌め保持力を考慮したうえで設定する。スクロール圧縮機１００の駆動中には、クランクシャフト７からメインフレーム２の主軸受部２２の内壁面に対して、径方向に押し付ける荷重が働く。そのため、スクロール圧縮機１００の駆動中は、常にメインフレーム２を転覆させようとするモーメントが働く。よって、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７の周方向の幅寸法は、メインシェル１ａとメインフレーム２の焼嵌め保持力が、スクロール圧縮機１００の駆動中にメインフレーム２が転覆しない大きさを確保できるように設定する必要がある。
【００４０】
また、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７は、吸入管１３から取り込まれた冷媒による圧力損失を低減させるために、開口面積を吸入管１３の内径断面積よりも大きくすることが望ましい。
【００４１】
以上のように、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００では、密閉空間を有するシェル１と、シェル１の内壁面に固定されたメインフレーム２と、第１渦巻突起部４ｂが設けられた固定台板４ａを有する固定スクロール４と、メインフレーム２に揺動自在に支持され、第１渦巻突起部４ｂと噛み合う第２渦巻突起部５ｂが設けられた揺動台板５ａを有し、固定スクロール４との間に冷媒を圧縮する圧縮室３０を形成する揺動スクロール５と、を備えている。シェル１の内壁面には、外方に向かって凹む第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂが形成されている。シェル１の内部において圧縮室３０内に冷媒を供給するための第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７が、第１凹部１２ａとメインフレーム２の外壁面との間、及び第２凹部１２ｂとメインフレーム２の外壁面との間にそれぞれ形成されている。
【００４２】
したがって、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００では、メインシェル１ａの内壁面まで揺動スクロール５の揺動台板５ａを拡大しても、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７がメインシェル１ａの第２内壁面１０ｂよりも外側に位置しているため、該第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７が拡大した揺動スクロール５によって閉塞されることがない。よって、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、圧力損失を増加させることなく、揺動スクロール５をメインシェル１ａの第２内壁面１０ｂまで最大限拡大させることができ、圧縮室３０の容量を拡大させることができる。
【００４３】
また、第１凹部１２ａは、第１渦巻突起部４ｂの渦巻の外端部４ｃにある圧縮室３０の吸入口３１に対向させて形成されている。よって、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００では、低圧空間１６ｂから第１吸入ポート２６を通じて圧縮室３０へ冷媒を効率良く取り込むことができる。
【００４４】
また、第２凹部１２ｂは、第１凹部１２ａに対して径方向に対向する位置にあるので、第２渦巻突起部５ｂの渦巻の外端部５ｃの位置に合わせることができる。つまり、揺動スクロール５の位相は、第２渦巻突起部５ｂの渦巻の外端部５ｃが、第２吸入ポート２７の位置になるように設計できる。よって、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００では、低圧空間１６ｂから第２吸入ポート２７を通じて圧縮室３０へ冷媒を容易に取込むことができる。
【００４５】
また、シェル１には、シェル１の内部に外部から冷媒を取り込むための吸入管１３が接続されている。第２凹部１２ｂは、平面視で吸入管１３と対向する位置にある。つまり、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、吸入管１３から取り込まれた冷媒で主軸受部２２及び電動機６を冷却した後、第２吸入ポート２７を通じて圧縮室３０に冷媒を取り込むことができる。よって、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、主軸受部２２及び電動機６の冷却効率を向上させることができる。
【００４６】
なお、図示することは省略したが、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、第１凹部１２ａの位置に吸入管１３を接続してもよい。この場合、吸入管１３から吸入された冷媒は、圧縮室３０に吸い込まれるものと、主軸受部２２及び電動機６を冷却するものとに分かれる。主軸受部２２及び電動機６を冷却する冷媒は、第２吸入ポート２７を通じて圧縮室３０に冷媒を取り込むことができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００の製造方法を説明する。本実施の形態のスクロール圧縮機１００の製造方法では、メインシェル１ａの製造方法に特徴を有する。メインシェル１ａは、一枚の鋼板から形成されている。先ず、鋼板に曲げ加工を施して円筒状とし、両端面を溶接してメインシェル１ａの素材となる円筒部品を製作する。次に、円筒部品にプレス加工を施し、図２及び図４に示すように、第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂを形成する。次に、円筒部品に打抜加工を施し、吸入管１３及び給電端子１９ｂを取り付けるための取付け孔を形成する。次に、吸入管１３及び給電端子１９ｂを例えばロウ付け又は溶接等により円筒部品に取り付ける。最後に、円筒部品の内壁面に切削加工を施し、大径の第１内壁面１０ａと、第１内壁面１０ａよりも小径の第２内壁面１０ｂを形成する。
【００４８】
本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００の製造方法では、鋼板の曲げ加工と、吸入管１３及び給電端子１９ｂの打抜加工との間に、第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂのプレス加工を行うので、第１凹部１２ａに対する第２凹部１２ｂの位相決めが容易となり、かつ第２凹部１２ｂに対する吸入管１３を取り付けるための穴の位相決めも容易となる。つまり、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００の製造方法では、第１吸入ポート２６の位置を、第２吸入ポート２７に対向するように製造することが容易となり、かつ第２凹部１２ｂの位置を、吸入管１３に対向するように製造することが容易となる。
【００４９】
次に、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１００の製造方法の異なる形態を図５及び図６に基づいて説明する。図５及び図６は、実施の形態に係るスクロール圧縮機の製造方法の一例を示した説明図である。
【００５０】
図５に示したスクロール圧縮機１００の製造方法は、第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂが、プレス加工ではなく、別部品として製作した凹部材２０１を円筒部品２００に溶接等して形成された構成である。具体的には、先ず、鋼板に曲げ加工を施して円筒状とし、両端面を溶接してメインシェル１ａの素材となる円筒部品２００を製作する。次に、メインシェル１ａの素材に打抜加工を施し、吸入管１３及び給電端子１９ｂを取り付けるための取付け孔（図示省略）、並びに、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７を形成するためのポート孔２０２を形成する。次に、吸入管１３及び給電端子１９ｂを例えばロウ付け又は溶接等により円筒部品２００に取り付ける（図示省略）。そして、別部品として製作した凹部材２０１を、円筒部品２００のポート孔２０２の周囲の外面に、例えば溶接等で接合して第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂを形成する。最後に、円筒部品２００の内壁面に切削加工を施し、第１内壁面１０ａ及び第２内壁面１０ｂを形成する。
【００５１】
なお、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７は、図５に示すように、大径とした１つのポート孔２０２でもよいし、図６に示すように、例えばメインフレーム２の上下方向に並列させた２つの小径のポート孔２０３を形成してもよい。小径のポート孔２０３を上下方向に２つ形成する場合、別部品として製作した凹部材２０１は、２つのポート孔２０３の周囲を囲うように、円筒部品２００の外面に溶接等で接合される。この場合、大径とした１つのポート孔２０２である場合と比較して、メインフレーム２の外周面とメインシェル１ａの内壁面との焼嵌め等による固着面積を増加させることができるので、焼嵌め強度を向上させることができる。なお、小径のポート孔２０３は、図示した２つに限定されず、３以上設けてもよい。また、小径のポート孔２０３は、吸入管１３から取り込まれた冷媒による圧力損失を低減させるために、各ポート孔２０３の開口面積を吸入管１３の内径断面積よりも大きくすることが望ましい。この場合、吸入管１３から離れた位置に形成したポート孔２０３の断面積を、吸入管１３に近い位置に形成したポート孔２０３の断面積よりも大きくして、吸入量の均一化を図ってもよい。
【００５２】
図５及び図６に示した異なる製造方法では、第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂを、打抜加工と溶接等とによって成形している。つまり、打抜加工時の孔寸法の精度を確保することで、第１吸入ポート２６及び第２吸入ポート２７の周方向の幅寸法を精度よく加工することができる。そのため、メインシェル１ａの内壁面とメインフレーム２の外壁面との焼嵌めによる保持力を高めることができる。
【００５３】
以上に、スクロール圧縮機１００及びそのスクロール圧縮機１００の製造方法を実施の形態に基づいて説明したが、スクロール圧縮機１００及びそのスクロール圧縮機１００の製造方法は上述した実施の形態の構成に限定されない。例えば、図示したスクロール圧縮機１００の内部構成は、上述した内容に限定されるものではなく、他の構成要素を含んでもよい。また、第１凹部１２ａは、第１渦巻突起部４ｂの渦巻の外端部４ｃにある圧縮室３０の吸入口３１に対向させて形成することに限定されない。また、第２凹部１２ｂは、第１凹部１２ａに対して径方向に対向させて形成することに限定されない。更に、第２凹部１２ｂは、平面視で吸入管１３と対向する位置に形成することに限定されない。要するに、スクロール圧縮機１００及びそのスクロール圧縮機１００の製造方法は、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更及び応用のバリエーションの範囲を含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
１  シェル、１ａ  メインシェル、１ｂ  アッパーシェル、１ｃ  ロアシェル、１ｄ  固定台、２  メインフレーム、３  圧縮機構部、４  固定スクロール、４ａ  固定台板、４ｂ  第１渦巻突起部、４ｃ  外端部、５  揺動スクロール、５ａ  揺動台板、５ｂ  第２渦巻突起部、５ｃ  外端部、６  電動機、６ａ  ステータ、６ｂ  ロータ、７  クランクシャフト、８  ブッシュ、９  サブフレーム、１０ａ  第１内壁面、１０ｂ  第２内壁面、１０ｃ  第３内壁面、１１ａ  第１段部、１１ｂ  第２段部、１２ａ  第１凹部、１２ｂ  第２凹部、１３  吸入管、１４  吐出管、１５  チャンバー、１５ａ  吐出孔、１６ａ  高圧空間、１６ｂ  低圧空間、１７  吐出弁、１８  油溜め、１９  給電部、１９ａ  カバー、１９ｂ  給電端子、１９ｃ  配線、２０  平坦面、２１  収容部、２１ａ  オルダム収容部、２１ｂ  ブッシュ収容部、２１ｃ  第１オルダム溝、２２  主軸受部、２３  返油孔、２４  返油管、２５  スラストプレート、２６  第１吸入ポート、２７  第２吸入ポート、３０  圧縮室、３１  吸入口、４０  吐出ポート、４１  チップシール、５１  ボス部、５２  チップシール、５３  第２オルダム溝、５４  オルダムリング、５４ａ  リング部、５４ｂ  第１キー部、５４ｃ  第２キー部、７０  主軸部、７１  偏心軸部、７２  通油路、８０  スライダ、８１  バランスウェイト、８１ａ  ウェイト部、９０  副軸受部、９１  オイルポンプ、１００  スクロール圧縮機、２００  円筒部品、２０１  凹部材、２０２、２０３  ポート孔。
【図１】
2020250337.tif 000003
【図２】
2020250337.tif 000004
【図３】
2020250337.tif 000005
【図４】
2020250337.tif 000006
【図５】
2020250337.tif 000007
【図６】
2020250337.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月30日(2021.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係るスクロール圧縮機は、密閉空間を有するシェルと、前記シェルの内壁面に固定されたメインフレームと、前記シェルの内壁面に固定され、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、前記メインフレームに揺動自在に支持され、前記第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、を備え、前記シェルの内壁面には、外方に向かって凹む凹部が少なくとも一つ形成されており、前記シェルの内部において前記圧縮室内に冷媒を供給するための吸入ポートが、前記凹部と前記メインフレームの外壁面との間に形成されているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間を有するシェルと、
前記シェルの内壁面に固定されたメインフレームと、
前記シェルの内壁面に固定され、第１渦巻突起部が設けられた固定台板を有する固定スクロールと、
前記メインフレームに揺動自在に支持され、前記第１渦巻突起部と噛み合う第２渦巻突起部が設けられた揺動台板を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、を備え、
前記シェルの内壁面には、外方に向かって凹む凹部が少なくとも一つ形成されており、
前記シェルの内部において前記圧縮室内に冷媒を供給するための吸入ポートが、前記凹部と前記メインフレームの外壁面との間に形成されている、スクロール圧縮機。
【請求項２】
前記シェルは、
前記固定スクロールが固定される第１内壁面と、
前記第１内壁面の内径よりも小径とされ、前記メインフレームが固定される第２内壁面と、
前記第２内壁面の内径よりも小径とされ、前記固定スクロール及び前記揺動スクロールを有する圧縮機構部を駆動させる電動機が固定される第３内壁面と、を有している、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記凹部の少なくとも１つは、前記第１渦巻突起部の渦巻の外端部にある前記圧縮室の吸入口に対向させて形成されている、請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記シェルには、前記吸入ポートを形成するためのポート孔が形成されており、
前記凹部は、前記シェルとは別部品からなる凹部材を、前記ポート孔の周囲における前記シェルの外面に接合して形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記ポート孔は、前記シェルの上下方向に長い長孔である、請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記ポート孔は、前記シェルの上下方向に並列させた複数の孔で構成されている、請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスクロール圧縮機の製造方法であって、
鋼板に曲げ加工を施して円筒状とし、両端面を溶接して円筒部品を製作する工程と、
前記円筒部品にプレス加工を施し、前記凹部を形成する工程と、
前記円筒部品に打抜加工を施し、吸入管及び給電端子を取り付けるための取付け孔を形成する工程と、
前記吸入管及び前記給電端子を前記円筒部品に取り付ける工程と、を備えた、スクロール圧縮機の製造方法。
【請求項８】
前記吸入管及び前記給電端子を前記円筒部品に取り付けた後に、前記円筒部品の内壁面に切削加工を施し、大径の第１内壁面と、前記第１内壁面よりも小径の第２内壁面と、を形成する工程を含む、請求項７に記載のスクロール圧縮機の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したスクロール圧縮機の製造方法であって、
鋼板に曲げ加工を施して円筒状とし、両端面を溶接して円筒部品を製作する工程と、
前記円筒部品に打抜加工を施し、吸入管及び給電端子を取り付けるための取付け孔、並びに、前記吸入ポートを形成するためのポート孔を形成する工程と、
前記吸入管及び前記給電端子を前記円筒部品に取り付けると共に、別部品として製作した凹部材を前記円筒部品の前記ポート孔の周囲の外面に接合して前記凹部を形成する工程と、を備えた、スクロール圧縮機の製造方法。
【請求項１０】
前記凹部を形成した後、前記円筒部品の内壁面に切削加工を施し、大径の第１内壁面と、前記第１内壁面よりも小径の第２内壁面と、を形成する工程を含む、請求項９に記載のスクロール圧縮機の製造方法。
【国際調査報告】
2020250337.tif 000009
2020250337.tif 000010
2020250337.tif 000011
2020250337.tif 000012