JP2002221166A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガイドフレームと密閉容器との締結部分に過
大な力が作用しないようにすること。 【解決手段】 ガイドフレーム１５と密閉容器１０との
締結位置を、ガイドフレーム１５の上側嵌合円周内面１
５ａおよびコンプライアントフレーム３の上側嵌合円周
外面３ｄと、ガイドフレーム１５の下側嵌合円周内面１
５ｂおよびコンプライアントフレーム３の下側嵌合円周
外面３ｅとの間の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍空調機器に
使用される冷媒圧縮機であるスクロール圧縮機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷凍空調機器に使用される冷
媒圧縮機として、例えば特開２０００−１６１２５４号
に示すようなスクロール圧縮機が知られている。このス
クロール圧縮機は、図５の縦断面図に示すように、密閉
容器１０の内部に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、
この圧縮機構部を駆動する電動機部とが配設されて形成
されている。

【０００３】ここで、圧縮機構部の中心をなすのは、固
定スクロール１および揺動スクロール２であり、固定ス
クロール１は、その外周部が、図示しないボルト等によ
って、密閉容器１０に締結されたガイドフレーム１５に
締結され、また、この固定スクロール１は、円板状の台
板部１ａと、この台板部１ａの一方の側の面（図５にお
いて、下側の面）に形成された板状渦巻歯１ｂとからな
る。また、固定スクロール１の外周部には２個一対のオ
ルダム案内溝１ｃが、略一直線上に形成され、このオル
ダム案内溝１ｃには、オルダムリング９の、２個一対の
固定側爪９ｃが、往復摺動自在に係合されている。

【０００４】一方、揺動スクロール２も、円板状の台板
部２ａと、この台板部２ａの一方の側の面（図５におい
て、上側の面）に形成された板状渦巻歯２ｂとからな
り、この板状渦巻歯２ｂの形状は、固定スクロール１の
板状渦巻歯１ｂと実質的に同一の渦巻き形状で形成され
ている。また台板部２ａの、板状渦巻歯２ｂが形成され
ている面と反対側の面（図５において、下側の面）の中
心部には、中空円筒状のボス部２ｆが形成されており、
ボス部２ｆの内周面には、揺動軸受２ｃが形成されてい
る。さらに、この面（図５において、下側の面）の外周
部には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３
ａに対して圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されて
いる。

【０００５】また、揺動スクロール２の台板部２ａの外
周部には、固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃに対
して略９０度の位相差を有する２個一対のオルダム案内
溝２ｅが略一直線上に形成されており、このオルダム案
内溝２ｅには、オルダムリング９の２個一対の揺動側爪
９ａが往復摺動自在に係合されている。さらに台板部２
ａの、固定スクロール１に対向する面（図５において、
上側の面）と、コンプライアントフレーム３側の面（図
５において、下側の面）とを連通する小孔である抽気孔
２ｊが形成されている。

【０００６】そして、この抽気孔２ｊの、コンプライア
ントフレーム３側の面における開口部、すなわち下面開
口部２ｋは、通常運転時には、その円軌跡がコンプライ
アントフレーム３のスラスト軸受３ａに常時対向する位
置に開口している。

【０００７】コンプライアントフレーム３の中心部に
は、電動機部によって回転駆動される主軸４を、半径方
向に支持する主軸受３ｃと補助主軸受３ｈとが形成され
ている。また、コンプライアントフレーム３には、スラ
スト軸受３ａからフレーム空間１５ｆに連通する連通孔
３ｓが形成されている。

【０００８】さらにコンプライアントフレーム３は、台
板外周部空間２ｉとフレーム空間１５ｈを連通する連通
孔３ｎが形成されている。また、コンプライアントフレ
ーム３には、調整弁収納空間３ｐも形成されており、こ
の調整弁収納空間３ｐの一端は、調整弁前流路３ｊを介
して、ボス部外部空間２ｈに連通するとともに、他端は
連通孔３ｎを介して、台板外周部空間２ｉに連通してい
る。

【０００９】また、この調整弁収納空間３ｐには、その
一端に、往復運動自在に中間圧調整弁３ｌが収納され、
反対側端には、中間圧調整スプリング押え３ｔがコンプ
ライアントフレーム３に固着されて収納されており、こ
れら中間圧調整弁３ｌと中間圧調整スプリング押え３ｔ
との間には、中間圧調整スプリング３ｍが、自然長より
圧縮されて配置されており、中間圧調整弁３ｌを調整弁
前流路３ｊ側に付勢している。

【００１０】ガイドフレーム１５の外周面１５ｇは、焼
嵌め、または溶接などによって、密閉容器１０内面に固
着締結されている。ただし、固定スクロール１の吐出ポ
ート１ｆから吐出される高圧の冷媒ガスを、ガイドフレ
ーム１５よりも電動機側（図５において下側）に設けら
れた吐出管１０ｂに導く流路は確保されている。

【００１１】また、ガイドフレーム１５の内側面の、固
定スクロール１側（図５において上側）には、上側嵌合
円周内面１５ａが形成されており、この上側嵌合円周内
面１５ａは、コンプライアントフレーム３の外周面に形
成された上側嵌合円周外面３ｄと当接している。

【００１２】さらに、ガイドフレーム１５の内側面の、
電動機部側（図５において下側）には、下側嵌合円周内
面１５ｂが形成されており、この下側嵌合円周内面１５
ｂは、コンプライアントフレーム３の外周面に形成され
た下側嵌合円周外面３ｅと当接している。なお、ガイド
フレーム１５の内側面には、シール材１６ａ，１６ｂを
収納する円環状のシール溝が２列形成されており、これ
らのシール溝に、円環状の上側シール材１６ａおよび下
側シール材１６ｂが、それぞれ対応して嵌装されてい
る。

【００１３】そして、これら２つのシール材１６ａ，１
６ｂ、ガイドフレーム１５の内側面、およびコンプライ
アントフレーム３の外側面によって形成された空間は、
フレーム空間１５ｆを形成している。また、上下を、揺
動スクロール２の台板部２ａおよびコンプライアントフ
レーム３によって囲まれたスラスト軸受３ａの外周側の
空間すなわち台板外周部空間２ｉは、板状渦巻歯１ｂの
外側巻き終わり近傍である吸入空間１ｇに連通してお
り、吸入ガス雰囲気（吸入圧）の低圧空間となってい
る。

【００１４】主軸４の、揺動スクロール２側（図５にお
いて上側）端部には、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃ
に回転自在に支持される揺動軸部４ｂが形成されてお
り、その下側には、コンプライアントフレーム３の主軸
受け３ｃおよび補助主軸受３ｈに回転自在に支持される
主軸部４ｃが形成されている。また主軸４の他端部に
は、サブフレーム６の副軸受６ａに回転自在に支持され
る副軸部４ｄが形成されており、この副軸部４ｄと前述
した主軸部４ｃとの間に、電動機部の回転子８が、焼嵌
められている。さらに主軸４の下端面には、オイルパイ
プ４ｆが圧入されており、圧縮機構部の運転によって、
密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１０ｅが、主軸
４の内部に形成された高圧油給油孔４ｇに吸い上げられ
る。

【００１５】次に、このスクロール圧縮機の動作につい
て、以下に説明する。まず、定常運転時には、密閉容器
１０の内部空間１０ｄが、吐出された冷媒ガスによって
高圧雰囲気となり、密閉容器１０の底部の冷凍機油１０
ｅは、オイルパイプ４ｆおよび高圧油給油孔４ｇ内を上
昇してボス部空間２ｇに導かれる。そして、この高圧と
なった冷凍機油１０ｅは、揺動軸受２ｃによって減圧さ
れ、吸入圧力以上吐出圧力以下である中間圧となり、ボ
ス部外側空間２ｈに流れる。

【００１６】高圧油給油孔４ｇを上昇した高圧の冷凍機
油１０ｅは、他の径路として、高圧油給油孔４ｇの途中
位置に形成された横穴（図示せず）から、主軸受３ｃの
高圧側端面（図５において下端面）に導かれ、この主軸
受３ｃによって減圧されて中間圧となり、同じくボス部
外側空間２ｈに流れる。

【００１７】ボス部外側空間２ｈで中間圧となった冷凍
機油１０ｅ（冷凍機油１０ｅに溶解していた冷媒の発砲
で、一般には冷媒ガスと冷凍機油１０ｅの２相流になっ
ている）は、調整弁前流路３ｊを通り、中間圧調整スプ
リング３ｍによる付勢力に抗して中間圧調整弁３ｌを押
し上げ、吸入圧力雰囲気すなわち低圧雰囲気である調整
弁収納空間３ｐに流れ、その後、連通孔３ｎを通って台
板外周部空間２ｉに放出される。

【００１８】以上説明したように、ボス部外側空間２ｈ
の中間圧力Ｐｍ１は、中間圧調整スプリング３ｍのバネ
力と中間圧調整弁３ｌの中間圧露出面積とに応じて略決
定される所定の圧力αにより制御され、Ｐｍ１＝Ｐｓ＋
αと表すことができる。なお、Ｐｓは吸入雰囲気圧力
（低圧）を表す。

【００１９】他方、揺動スクロール２の台板部２ａに形
成された抽気孔２ｊの下側開口部２ｋは、コンプライア
ントフレーム３に設けられた連通孔３ｓのスラスト軸受
３ａ側開口部である上側開口部３ｕ（図５において上面
側の開口部）と、常時または間欠的に連通する。このた
め、固定スクロール１と揺動スクロール２とで形成され
る圧縮室から、圧縮途上の吸入圧力以上、吐出圧力以下
の中間圧の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊ
およびコンプライアントフレーム３の連通孔３ｓを介し
て、フレーム空間１５ｆに導かれる。

【００２０】なお、フレーム空間１５ｆは、上側シール
材１６ａと下側シール材１６ｂとによって密閉された閉
空間であるため、定常運転時には圧縮室の圧力変動に対
応して、圧縮室とフレーム空間１５ｆとの間で、双方向
に微弱な流れが生じている。

【００２１】以上説明したように、フレーム空間１５ｆ
の中間圧Ｐｍ２は、連通する圧縮室の位置に応じて略決
定される所定の倍率βにより制御され、Ｐｍ２＝Ｐｓ×
βと表すことができる。

【００２２】コンプライアントフレーム３には、ボス部
外側空間２ｈの中間圧Ｐｍ１に起因する力およびスラス
ト軸受３ａを介した揺動スクロール２からの押付け力の
合力が下向きの力として作用する一方、フレーム空間１
５ｆの中間圧Ｐｍ２に起因する力および下端面の高圧雰
囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力の
合力が上向きの力として作用し、定常運転時には、この
上向きの力が下向きの力より大きくなるように設定され
ている。

【００２３】このためコンプライアントフレーム３は、
その上側嵌合円周外面３ｄがガイドフレーム１５の上側
嵌合円周内面１５ａに、その下側嵌合円周外面３ｅがガ
イドフレーム１５の下側嵌合円周内面１５ｂに、それぞ
れ案内され、ガイドフレーム１５に対して軸方向に摺動
可能となり、固定スクロール１側（図５において上側）
に浮き上がる。そして、スラスト軸受３ａを介してコン
プライアントフレーム３に押し付けられている揺動スク
ロール２も、同じく上方に浮き上がり、この結果、揺動
スクロール２の歯先は固定スクロール１の歯底に、揺動
スクロール２の歯底は固定スクロール１の歯先に、それ
ぞれ当接した状態で摺動する。

【００２４】一方、コンプライアントフレーム３の主軸
受け３ｃおよび補助主軸受け３ｈには、冷媒ガスを圧縮
するときに生じるガス負荷、バランスウェイトの遠心力
および揺動スクロール２の遠心力等の力が、主軸４に直
交する方向に作用する。この力は、コンプライアントフ
レーム３の上側嵌合円周外面３ｄと下側嵌合円周外面３
ｅを介して、ガイドフレーム１５に伝達される。

【００２５】しかし、コンプライアントフレーム３の主
軸受け３ｃおよび補助主軸受け３ｈには、常に軸方向に
平行な均一荷重が作用するのではなく、軸方向に関して
分布した荷重が作用するとともに、コンプライアントフ
レーム３の上側嵌合円周外面３ｄと下側嵌合円周外面３
ｅとの距離が、主軸受け３ｃと補助主軸受け３ｈとの荷
重作用点の距離に等しくないため、コンプライアントフ
レーム３を、軸方向に対して傾斜させるモーメントが発
生する。

【００２６】このモーメントは、ガイドフレーム１５
に、上側嵌合円周内面１５ａおよび下側嵌合円周内面１
５ｂを通して伝達されるが、ガイドフレーム１５は密閉
容器１０に焼嵌め等により締結されているため、コンプ
ライアントフレーム３を傾斜させることなく安定的に保
持することができる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】このように、コンプラ
イアントフレーム３は、それ自体がモーメントバランス
を取りながら、軸方向について可動となるように配設さ
れているが、ガイドフレーム１５には、コンプライアン
トフレーム３の上側嵌合円周外面３ｄおよび下側嵌合円
周外面３ｅを介して、軸受へ負荷等の力が作用する。そ
してガイドフレーム１５の上側嵌合円周内面１５ａに作
用する荷重と下側嵌合円周内面１５ｂに作用する荷重と
の差によって、ガイドフレーム１５を回転させるモーメ
ントが発生する。

【００２８】このため、ガイドフレーム１５を密閉容器
１０に締結する場合、ガイドフレーム１５に作用するモ
ーメントによって、ガイドフレーム１５と密閉容器１０
との締結部分に過大な力が作用する場合があるという問
題があった。

【００２９】また、ガイドフレーム１５と密閉容器１０
を締結したとき、ガイドフレーム１５には歪みが発生す
る。ガイドフレーム１５と密閉容器１０との締結位置
が、ガイドフレーム１５の上側嵌合円周内面１５ａおよ
び下側嵌合円周内面１５ｂのうち一方に偏って近い場
合、ガイドフレーム１５と密閉容器１０との締結によっ
て発生したガイドフレーム１５の締結部分の歪みが、ガ
イドフレーム１５の上側嵌合円周内面１５ａおよび下側
嵌合円周内面１５ｂのうち一方に偏って近い方の嵌合円
周内面に歪みを発生させる。そして、この歪みは、コン
プライアントフレーム３が軸方向にスムーズに摺動する
のを妨げたり、コンプライアントフレーム３を主軸４に
対して偏心させる、という問題があった。

【００３０】また、ガイドフレーム１５は、密閉容器１
０に溶接または焼嵌め等によって締結されるが、従来
は、この締結位置を決定するに際して、電動機部の固定
子７の切欠き位置との関係を考慮していなかった。すな
わち、固定子７を密閉容器１０に焼嵌めまたは圧入した
とき、固定子７の切欠きに対応する密閉容器１０の部分
は変形するが、ガイドフレーム１５と密閉容器１０との
締結位置が、固定子７の切欠き位置と同一位相になる
と、ガイドフレーム１５の中心と固定子７の中心とがず
れて、固定子７と電動機部の回転子８とのエアギャップ
を、全周に亘って均等にすることができないという問題
点もあった。

【００３１】さらに、ガイドフレーム１５を密閉容器１
０に締結したとき、ガイドフレーム１５の外周面および
固定スクロール１の外周面が同一円周面となっていた
が、この場合、ガイドフレーム１５と密閉容器１０との
溶接等による締結部分を除いた部分は、圧縮機運転中の
振動によって、密閉容器１０の内面と接触し、ビビリ音
等の異常騒音が発生するという問題もあった。

【００３２】この発明は、上述した問題に鑑みてなされ
たもので、ガイドフレームに作用するモーメントが小さ
くなるように、すなわちガイドフレームと密閉容器との
締結部分に過大な力が作用しないスクロール圧縮機を得
ることを第一の目的とする。

【００３３】また、ガイドフレームを密閉容器に締結し
たときに生じる締結部分の歪みが、ガイドフレームの上
側嵌合円周内面と下側嵌合円周内面まで影響しないスク
ロール圧縮機を得ることを第二の目的とする。

【００３４】また、電動機部の固定子を密閉容器に焼嵌
めまたは圧入したときに密閉容器に生じる変形が、ガイ
ドフレームの締結位置に影響を及ぼさないスクロール圧
縮機を得ることを第三の目的とする。

【００３５】また、ガイドフレームと密閉容器との締結
部分が高強度、高信頼性となるスクロール圧縮機を得る
ことを第四の目的とする。

【００３６】また、ガイドフレームおよび固定スクロー
ルと密閉容器とが、圧縮機運転中に接触することがな
く、接触に起因した異常な騒音が生じないスクロール圧
縮機を得ることを第五の目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかるスクロール圧縮機は、密閉容器内
に設けられ、それぞれの板状渦巻歯が相互間に圧縮室を
形成するように噛み合わされた固定スクロールおよび揺
動スクロールと、前記揺動スクロールを軸方向に支持し
つつ回転駆動させる主軸を半径方向に支持するコンプラ
イアントフレームと、前記コンプライアントフレームを
軸方向の異なる２箇所以上において半径方向に支持する
とともに、前記密閉容器に締結されたガイドフレームと
を備え、前記ガイドフレームに対する前記コンプライア
ントフレームの軸方向への摺動によって、前記揺動スク
ロールを軸方向に移動可能としたスクロール圧縮機であ
って、前記コンプライアントフレームと前記ガイドフレ
ームとの間の前記２箇所以上の支持位置に対応する軸方
向範囲内において前記ガイドフレームと前記密閉容器と
を締結したことを特徴とする。

【００３８】この発明にかかるスクロール圧縮機によれ
ば、ガイドフレームと密閉容器とが、コンプライアント
フレームとガイドフレームとの間の２箇所以上の支持位
置に対応する軸方向範囲内において、締結されているた
め、コンプライアントフレームから、２箇所以上の支持
位置を通じてガイドフレームにモーメントが作用して
も、ガイドフレームは、これらの支持位置に対応する軸
方向の範囲内で、密閉容器に締結されて支持されている
ため、その締結部分に関するモーメントは、コンプライ
アントフレームから作用するモーメントより小さくな
り、この締結部分に生じる負荷を低減することができ
る。

【００３９】つぎの発明にかかるスクロール圧縮機は、
上記の発明において、前記コンプライアントフレームと
前記ガイドフレームとの間の前記支持位置が２箇所であ
り、該２箇所の支持位置に対応する軸方向略中間位置に
おいて前記ガイドフレームと前記密閉容器とを締結した
ことを特徴とする。

【００４０】この発明にかかるスクロール圧縮機によれ
ば、コンプライアントフレームからガイドフレームに作
用するモーメントは、２箇所の支持位置から作用する
が、ガイドフレームは、この２箇所の支持位置の、軸方
向における略中間位置において、密閉容器に締結されて
いるため、この締結部分は、軸方向に関して、双方の支
持位置と略等距離となり、締結位置に関するモーメント
を極小化することができる。この結果、締結部分に過大
な力が作用することなく、安定した締結を得ることがで
きる。また、ガイドフレームと密閉容器を締結する際に
ガイドフレームの締結部分に生じる歪みによる、嵌合円
周面に対する影響を極小化することができるため、コン
プライアントフレームの、軸方向への摺動動作に支障が
生じたり、コンプライアントフレームが主軸に対して偏
心するということがなく、信頼性が向上する。

【００４１】つぎの発明にかかるスクロール圧縮機は、
上記の発明において、前記ガイドフレームおよび前記密
閉容器の締結位置と前記密閉容器に対する電動機部の固
定子の固定支持位置とを、前記密閉容器の周方向におけ
る位相位置を一致させたことを特徴とする。

【００４２】この発明にかかるスクロール圧縮機によれ
ば、ガイドフレームおよび密閉容器の締結位置と、密閉
容器に対する電動機部の固定子の固定支持位置との、密
閉容器の周方向における位相位置を一致させてなること
により、固定子を密閉容器に固定支持することによっ
て、密閉容器の当該固定支持位置に生じる歪みと、ガイ
ドフレームを密閉容器に締結することによって位置と、
密閉容器の当該締結位置に生じる歪みとを、密閉容器の
周方向に関して略一致させることができるため、一方の
歪みが、他方の歪みに与える影響を極小化することがで
き、ガイドフレームの中心と固定子の中心とのずれを低
減し、固定子と電動機部の回転子とのエアギャップを、
全周に亘って略均等にすることができる。

【００４３】つぎの発明にかかるスクロール圧縮機は、
上記の発明において、前記ガイドフレームの外周に沿っ
て延び、前記密閉容器の内面に密接するリブを形成し、
該リブの周方向における３箇所以上の部分を前記密閉容
器に締結したことを特徴とする。

【００４４】この発明にかかるスクロール圧縮機によれ
ば、ガイドフレームの外周部分に、周方向に延びて形成
されたリブにおいて、密閉容器と締結したことにより、
締結強度を向上させることができる。なお、密閉容器と
リブとを締結する３箇所以上の締結箇所は、隣接する締
結箇所間の角度間隔が、いずれも１８０度未満であるの
が望ましい。

【００４５】つぎの発明にかかるスクロール圧縮機は、
上記の発明において、焼嵌めまたはアークスポット溶接
により、前記リブと前記密閉容器とを締結したことを特
徴とする。この発明にかかるスクロール圧縮機によれ
ば、ガイドフレームのリブと密閉容器とを、焼嵌めまた
はアークスポット溶接によって締結したことにより、従
来と同様の締結作業性を確保しつつ、上述した締結強度
の向上を図ることができる。

【００４６】つぎの発明にかかるスクロール圧縮機は、
上記の発明において、前記リブには略円形状の凹部を３
箇所以上設けられており、この略円形状の凹部に前記密
閉容器を凸状に加締めて係合したことを特徴とする。こ
の発明にかかるスクロール圧縮機によれば、ガイドフレ
ームのリブに形成された円形状の凹部に、密閉容器を凸
状に加締めて係合させたことにより、両者が強固に締結
され、信頼性を向上させることができる。

【００４７】つぎの発明にかかるスクロール圧縮機は、
上記の発明において、前記ガイドフレームと前記密閉容
器との締結部分以外の前記ガイドフレームの外周面およ
び前記固定スクロールの外周面と前記密閉容器の内周面
との間に、それぞれ間隙を設けたことを特徴とする。こ
の発明にかかるスクロール圧縮機によれば、ガイドフレ
ームと密閉容器との溶接等による締結部分を除いた部分
や、固定スクロールと密閉容器との間に、それぞれ間隙
が設けられているため、圧縮機運転中の振動によって、
これらガイドフレームの締結部分以外の部分や固定スク
ロールが、密閉容器内面と接触するのを防止することが
でき、接触によってビビリ音等の異常騒音が発生するの
を防止することができ、低騒音のスクロール圧縮機とす
ることができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
にかかるスクロール圧縮機の実施の形態について説明す
る。

【００４９】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１であるスクロール圧縮機の縦断面図である。このス
クロール圧縮機は、密閉容器１０の内部に、冷媒ガスを
圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する電動
機部とが配設されて形成されている。

【００５０】ここで、圧縮機構部の中心をなすのは、固
定スクロール１および揺動スクロール２であり、固定ス
クロール１は、その外周部が、図示しないボルト等によ
って、密閉容器１０に締結されたガイドフレーム１５に
締結され、また、この固定スクロール１は、円板状の台
板部１ａと、この台板部１ａの一方の側の面（図１にお
いて、下側の面）に形成された板状渦巻歯１ｂとからな
る。また、固定スクロール１の外周部には２個一対のオ
ルダム案内溝１ｃが、略一直線上に形成され、このオル
ダム案内溝１ｃには、オルダムリング９の、２個一対の
固定側爪９ｃが、往復摺動自在に係合されている。

【００５１】一方、揺動スクロール２も、円板状の台板
部２ａと、この台板部２ａの一方の側の面（図１におい
て、上側の面）に形成された板状渦巻歯２ｂとからな
り、この板状渦巻歯２ｂの形状は、固定スクロール１の
板状渦巻歯１ｂと実質的に同一の渦巻き形状で形成され
ている。また台板部２ａの、板状渦巻歯２ｂが形成され
ている面と反対側の面（図１において、下側の面）の中
心部には、中空円筒状のボス部２ｆが形成されており、
ボス部２ｆの内周面には、揺動軸受２ｃが形成されてい
る。さらに、この面（図１において、下側の面）の外周
部には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３
ａに対して圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されて
いる。

【００５２】また、揺動スクロール２の台板部２ａの外
周部には、固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃに対
して略９０度の位相差を有する２個一対のオルダム案内
溝２ｅがほぼ一直線上に形成されており、このオルダム
案内溝２ｅには、オルダムリング９の２個一対の揺動側
爪９ａが往復摺動自在に係合されている。さらに台板部
２ａの、固定スクロール１に対向する面（図１におい
て、上側の面）と、コンプライアントフレーム３側の面
（図１において、下側の面）とを連通する小孔である抽
気孔２ｊが形成されている。

【００５３】そして、この抽気孔２ｊの、コンプライア
ントフレーム３側の面における開口部、すなわち下面開
口部２ｋは、通常運転時には、その円軌跡がコンプライ
アントフレーム３のスラスト軸受３ａに常時対向する位
置に開口している。

【００５４】コンプライアントフレーム３の中心部に
は、電動機部によって回転駆動される主軸４を、半径方
向に支持する主軸受３ｃと補助主軸受３ｈとが形成され
ている。またコンプライアントフレーム３には、スラス
ト軸受３ａからフレーム空間１５ｆに連通する連通孔３
ｓが形成されている。

【００５５】さらにコンプライアントフレーム３は、台
板外周部空間２ｉとフレーム空間１５ｈを連通する連通
孔３ｎが形成されている。また、コンプライアントフレ
ーム３には、調整弁収納空間３ｐも形成されており、こ
の調整弁収納空間３ｐの一端は、調整弁前流路３ｊを介
して、ボス部外部空間２ｈに連通するとともに、他端は
連通孔３ｎを介して、台板外周部空間２ｉに連通してい
る。

【００５６】また、この調整弁収納空間３ｐには、その
一端に、往復運動自在に中間圧調整弁３ｌが収納され、
反対側端には、中間圧調整スプリング押え３ｔがコンプ
ライアントフレーム３に固着されて収納されており、こ
れら中間圧調整弁３ｌと中間圧調整スプリング押え３ｔ
との間には、中間圧調整スプリング３ｍが、自然長より
圧縮されて配置されており、中間圧調整弁３ｌを調整弁
前流路３ｊ側に付勢している。

【００５７】ガイドフレーム１５の内側面の、固定スク
ロール１側（図１において上側）には、上側嵌合円周内
面１５ａが形成されており、この上側嵌合円周内面１５
ａは、コンプライアントフレーム３の外周面に形成され
た上側嵌合円周外面３ｄと当接している。また、ガイド
フレーム１５の内側面の、電動機部側（図１において下
側）には、下側嵌合円周内面１５ｂが形成されており、
この下側嵌合円周内面１５ｂは、コンプライアントフレ
ーム３の外周面に形成された下側嵌合円周外面３ｅと当
接している。なお、ガイドフレーム１５およびコンプラ
イアントフレーム３には、上側嵌合円周内面１５ａ，上
側嵌合円周外面３ｄと下側嵌合円周内面１５ｂ，下側嵌
合円周外面３ｅとの間に、互いに嵌合する他の円周面を
さらにそれぞれ設けてもよい。

【００５８】ガイドフレーム１５の外周部には、密閉容
器１０と締結される、周方向に延びるリブ１５ｊが形成
されている。このガイドフレーム１５は、密閉容器１０
の所定の位置に嵌挿され、リブ１５ｊの一部分が、アー
クスポット溶接等により、密閉容器１０に締結されてい
る。ガイドフレーム１５と密閉容器１０との、軸方向の
締結位置は、図２に示すように、ガイドフレーム１５
の、上側嵌合円周内面１５ａと下側嵌合円周内面１５ｂ
との間である。

【００５９】また、ガイドフレーム１５のうち、密閉容
器１０に締結されるリブ１５ｊ以外の部分である外周面
１５ｇ、および固定スクロール１の外周面１ｊは、密閉
容器１０の内周面１０ａとの間に、密閉容器１０の変形
等によって密閉容器１０がガイドフレーム１５に接触し
ない程度の間隙が形成されている。なお、固定スクロー
ル１の吐出ポート１ｆから吐出される高圧の冷媒ガス
を、ガイドフレーム１５よりも電動機側（図１において
下側）に設けられた吐出管１０ｂに導く流路は確保され
ている。

【００６０】ガイドフレーム１５の内側面には、シール
材１６ａ，１６ｂを収納する円環状のシール溝が２列形
成されており、これらのシール溝に、円環状の上側シー
ル材１６ａおよび下側シール材１６ｂが、それぞれ対応
して嵌装されている。

【００６１】そして、これら２つのシール材１６ａ，１
６ｂ、ガイドフレーム１５の内側面、およびコンプライ
アントフレーム３の外側面によって形成された空間は、
フレーム空間１５ｆを形成している。また、上下を、揺
動スクロール２の台板部２ａおよびコンプライアントフ
レーム３によって囲まれたスラスト軸受３ａの外周側の
空間すなわち台板外周部空間２ｉは、板状渦巻歯１ｂの
外側巻き終わり近傍である吸入空間１ｇに連通してお
り、吸入ガス雰囲気（吸入圧）の低圧空間となってい
る。

【００６２】図３は、密閉容器１０に電動機部の固定子
７を焼嵌めまたは圧入した状態を示す平面図である。こ
の固定子７には、２箇所以上の切欠き７ａが設けられて
おり、この切欠き７ａ以外の部分７ｂは、密閉容器１０
の内周面に接触して、固定子７が密閉容器１０に固定さ
れている。ここで、ガイドフレーム１５と密閉容器１０
との締結位置は、固定子７と密閉容器１０との接触部分
の鉛直軸線上、すなわち密閉容器１０の周面について同
一位相位置、となっている。

【００６３】主軸４の、揺動スクロール２側（図１にお
いて上側）端部には、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃ
に回転自在に支持される揺動軸部４ｂが形成されてお
り、その下側には、コンプライアントフレーム３の主軸
受け３ｃおよび補助主軸受３ｈに回転自在に支持される
主軸部４ｃが形成されている。また主軸４の他端部に
は、サブフレーム６の副軸受６ａに回転自在に支持され
る副軸部４ｄが形成されており、この副軸部４ｄと前述
した主軸部４ｃとの間に、電動機部の回転子８が、焼嵌
められている。さらに主軸４の下端面には、オイルパイ
プ４ｆが圧入されており、圧縮機構部の運転によって、
密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１０ｅが、主軸
４の内部に形成された高圧油給油孔４ｇに吸い上げられ
る。

【００６４】次に、このスクロール圧縮機の動作につい
て、以下に説明する。まず、定常運転時には、密閉容器
１０の内部空間１０ｄが、吐出された冷媒ガスによって
高圧雰囲気となり、密閉容器１０の底部の冷凍機油１０
ｅは、オイルパイプ４ｆおよび高圧油給油孔４ｇ内を上
昇してボス部空間２ｇに導かれる。そして、この高圧と
なった冷凍機油は、揺動軸受２ｃによって減圧され、吸
入圧力以上、吐出圧力以下である中間圧となり、ボス部
外側空間２ｈに流れる。

【００６５】高圧油給油孔４ｇを上昇した高圧の冷凍機
油１０ｅは、他の径路として、高圧油給油孔４ｇの途中
位置に形成された横穴（図示せず）から、主軸受３ｃの
高圧側端面（図１において下端面）に導かれ、この主軸
受３ｃによって減圧されて中間圧となり、同じくボス部
外側空間２ｈに流れる。

【００６６】ボス部外側空間２ｈで中間圧となった冷凍
機油１０ｅ（冷凍機油１０ｅに溶解していた冷媒の発砲
で、一般には冷媒ガスと冷凍機油１０ｅの２相流になっ
ている）は、調整弁前流路３ｊを通り、中間圧調整スプ
リング３ｍによる付勢力に抗して中間圧調整弁３ｌを押
し上げ、吸入圧力雰囲気すなわち低圧雰囲気である調整
弁収納空間３ｐに流れ、その後、連通孔３ｎを通って台
板外周部空間２ｉに放出される。

【００６７】以上説明したように、ボス部外側空間２ｈ
の中間圧力Ｐｍ１は、中間圧調整スプリング３ｍのバネ
力と中間圧調整弁３ｌの中間圧露出面積とに応じて略決
定される所定の圧力αにより制御され、Ｐｍ１＝Ｐｓ＋
αと表すことができる。なお、Ｐｓは吸入雰囲気圧力
（低圧）を表す。

【００６８】他方、揺動スクロール２の台板部２ａに形
成された抽気孔２ｊの下側開口部２ｋは、コンプライア
ントフレーム３に設けられた連通孔３ｓのスラスト軸受
３ａ側開口部である上側開口部３ｕ（図５において上面
側の開口部）と、常時または間欠的に連通する。このた
め、固定スクロール１と揺動スクロール２とで形成され
る圧縮室から、圧縮途上の吸入圧力以上、吐出圧力以下
の中間圧の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊ
およびコンプライアントフレーム３の連通孔３ｓを介し
て、フレーム空間１５ｆに導かれる。

【００６９】なお、フレーム空間１５ｆは、上側シール
材１６ａと下側シール材１６ｂとによって密閉された閉
空間であるため、定常運転時には圧縮室の圧力変動に対
応して、圧縮室とフレーム空間１５ｆとの間で、双方向
に微弱な流れが生じている。

【００７０】このように、フレーム空間１５ｆの中間圧
Ｐｍ２は、連通する圧縮室の位置に応じて略決定される
所定の倍率βにより制御され、Ｐｍ２＝Ｐｓ×βと表す
ことができる。

【００７１】コンプライアントフレーム３には、ボス部
外側空間２ｈの中間圧Ｐｍ１に起因する力およびスラス
ト軸受３ａを介した揺動スクロール２からの押付け力の
合力が下向きの力として作用する一方、フレーム空間１
５ｆの中間圧Ｐｍ２に起因する力および下端面の高圧雰
囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力の
合力が上向きの力として作用し、定常運転時には、この
上向きの力が下向きの力より大きくなるように設定され
ている。

【００７２】このためコンプライアントフレーム３は、
その上側嵌合円周外面３ｄがガイドフレーム１５の上側
嵌合円周内面１５ａに、その下側嵌合円周外面３ｅがガ
イドフレーム１５の下側嵌合円周内面１５ｂに、それぞ
れ案内され、ガイドフレーム１５に対して軸方向に摺動
可能となり、固定スクロール１側（図５において上側）
に浮き上がる。そして、スラスト軸受３ａを介してコン
プライアントフレーム３に押し付けられている揺動スク
ロール２も、同じく上方に浮き上がり、この結果、揺動
スクロール２の歯先は固定スクロール１の歯底に、揺動
スクロール２の歯底は固定スクロール１の歯先に、それ
ぞれ当接した状態で摺動する。

【００７３】一方、コンプライアントフレーム３の主軸
受け３ｃおよび補助主軸受け３ｈには、冷媒ガスを圧縮
するときに生ずるガス負荷、バランスウェイトの遠心力
および揺動スクロール２の遠心力等の力が、主軸４に直
交する方向に作用する。この力は、コンプライアントフ
レーム３の上側嵌合円周外面３ｄと下側嵌合円周外面３
ｅを介して、ガイドフレーム１５に伝達され、さらに、
ガイドフレーム１５から密閉容器１０との締結部分に伝
達される。

【００７４】ここで、コンプライアントフレーム３の主
軸受け３ｃおよび補助主軸受け３ｈには、常に軸方向に
平行な均一荷重が作用するのではなく、ガイドフレーム
１５の上側嵌合円周内面１５ａに作用する荷重と下側嵌
合円周内面１５ｂに作用する荷重とは等しくない。ガイ
ドフレーム１５の上側嵌合円周内面１５ａと下側嵌合円
周内面１５ｂに作用する荷重の合力の作用点は、ガイド
フレーム１５と密閉容器１０との締結部分と、軸方向に
同じ位置であれば、ガイドフレーム１５と密閉容器１０
との締結部分にモーメントが作用することはない。

【００７５】しかし、通常、この合力の作用点は、圧縮
機の負荷状態等により変化するため、設計の段階で、ガ
イドフレーム１５と密閉容器１０との締結部分にモーメ
ントが作用しないように、ガイドフレーム１５とコンプ
ライアントフレーム３との支持面（上側嵌合円周内面１
５ａ，上側嵌合円周外面３ｄおよび下側嵌合円周内面１
５ｂ，下側嵌合円周内面３ｅ）の位置を決定することは
できない。

【００７６】また、ガイドフレーム１５と密閉容器１０
との締結部分には、歪みが生じる。ガイドフレーム１５
と密閉容器１０との締結部分が、ガイドフレーム１５の
上側嵌合円周内面１５ａおよび下側嵌合円周内面１５ｂ
に近い場合、この歪みがガイドフレーム１５の上側嵌合
円周内面１５ａおよび下側嵌合円周内面１５ｂに影響
し、コンプライアントフレーム３の、スムーズな摺動を
妨げたり、コンプライアントフレーム３が主軸４に対し
て偏心してしまうことがある。

【００７７】しかし、本実施の形態のスクロール圧縮機
のように、ガイドフレーム１５の上側嵌合円周内面１５
ａおよびコンプライアントフレーム３の上側嵌合円周外
面３ｄと、ガイドフレーム１５の下側嵌合円周内面１５
ｂおよびコンプライアントフレーム３の下側嵌合円周外
面３ｅとの略中間位置に、ガイドフレーム１５と密閉容
器１０との締結部分が形成されていることによって、締
結部分に作用するモーメントを、多様な負荷条件に対応
して、共通して小さくすることができ、またガイドフレ
ーム１５と密閉容器１０との締結部分の歪みの影響も小
さくすることができる。

【００７８】また、ガイドフレーム１５と密閉容器１０
との締結部分以外のガイドフレーム１５の外周面１５ｇ
と密閉容器１０の内周面１０ａとには、密閉容器１０の
変形等により、密閉容器１０の内周面１０ａが、ガイド
フレーム１５の外周面１５ｇおよび固定スクロール１の
外周面１ｊに接触しない程度の隙間が形成されているた
め、これらの接触による異音の発生を防止することがで
きる。

【００７９】実施の形態２．図４は、本発明の実施の形
態２であるスクロール圧縮機の要部断面図である。実施
の形態１のスクロール圧縮機では、ガイドフレーム１５
に設けられたリブ１５ｊが、アークスポット溶接または
焼嵌めにより、密閉容器１０と締結されていたが、この
締結方法を変更したものが、実施の形態２のスクロール
圧縮機である。以下に、この締結方法を説明する。

【００８０】ガイドフレーム１５の外周には、密閉容器
１０と締結するための、周方向に延びるリブ１５ｊが形
成されており、このリブ１５ｊには円形状の凹部１５ｋ
が少なくとも３箇所以上設けられている。ガイドフレー
ム１５と密閉容器１０との締結は、ガイドフレーム１５
を、密閉容器１０内の所定の位置に挿入し、その後に、
ガイドフレーム１５の円形状の凹部１５ｋに対応する密
閉容器１０の部分を押圧することにより、密閉容器１０
の内壁面に凸部１０ｇを形成し、この凸部１０ｇがガイ
ドフレーム１５の円形状の凹部１５ｋに加締められるこ
とにより、両者の締結を強固なものとすることができ
る。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ガイドフレームと密閉容器とが、コンプライアント
フレームとガイドフレームとの間の２箇所以上の支持位
置に対応する軸方向範囲内において、締結されているた
め、コンプライアントフレームから、２箇所以上の支持
位置を通じてガイドフレームにモーメントが作用して
も、ガイドフレームは、これらの支持位置に対応する軸
方向の範囲内で、密閉容器に締結されて支持されている
ため、その締結部分に関するモーメントは、コンプライ
アントフレームから作用するモーメントより小さくな
り、この締結部分に生じる負荷を低減することができ
る。

【００８２】また、つぎの発明によれば、コンプライア
ントフレームからガイドフレームに作用するモーメント
は、２箇所の支持位置から作用するが、ガイドフレーム
は、この２箇所の支持位置の、軸方向における略中間位
置において、密閉容器に締結されているため、この締結
部分は、軸方向に関して、双方の支持位置と略等距離と
なり、締結位置に関するモーメントを極小化することが
できる。この結果、締結部分に過大な力が作用すること
なく、安定した締結を得ることができる。また、ガイド
フレームと密閉容器を締結する際にガイドフレームの締
結部分に生じる歪みによる、嵌合円周面に対する影響を
極小化することができるため、コンプライアントフレー
ムの、軸方向への摺動動作に支障が生じたり、コンプラ
イアントフレームが主軸に対して偏心するということが
なく、信頼性が向上する。

【００８３】また、つぎの発明によれば、ガイドフレー
ムおよび密閉容器の締結位置と、密閉容器に対する電動
機部の固定子の固定支持位置との、密閉容器の周方向に
おける位相位置を一致させてなることにより、固定子を
密閉容器に固定支持することによって、密閉容器の当該
固定支持位置に生じる歪みと、ガイドフレームを密閉容
器に締結することによって位置と、密閉容器の当該締結
位置に生じる歪みとを、密閉容器の周方向に関して略一
致させることができるため、一方の歪みが、他方の歪み
に与える影響を極小化することができ、ガイドフレーム
の中心と固定子の中心とのずれを低減し、固定子と電動
機部の回転子とのエアギャップを、全周に亘って略均等
にすることができる。

【００８４】また、つぎの発明によれば、ガイドフレー
ムの外周部分に、周方向に延びて形成されたリブにおい
て、密閉容器と締結したことにより、締結強度を向上さ
せることができる。

【００８５】また、つぎの発明によれば、ガイドフレー
ムのリブと密閉容器とを、焼嵌めまたはアークスポット
溶接によって締結したことにより、ガイドフレームのリ
ブと密閉容器とを、焼嵌めまたはアークスポット溶接に
よって締結したことにより、従来と同様の締結作業性を
確保しつつ、上述した締結強度の向上を図ることができ
る。

【００８６】また、つぎの発明によれば、ガイドフレー
ムの外周に形成されたリブには、略円形状の凹部が３箇
所以上設けられており、この略円形状の凹部に密閉容器
を凸状に加締めて係合させたことにより、両者が強固に
締結され、信頼性を向上させることができる。

【００８７】また、つぎの発明によれば、ガイドフレー
ムと密閉容器との溶接等による締結部分を除いた部分
や、固定スクロールと密閉容器との間に、それぞれ間隙
が設けられているため、圧縮機運転中の振動によって、
これらガイドフレームの締結部分以外の部分や固定スク
ロールが、密閉容器内面と接触するのを防止することが
でき、接触によってビビリ音等の異常騒音が発生するの
を防止することができ、低騒音のスクロール圧縮機とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１であるスクロール圧
縮機を示す縦断面図である。

【図２】 ガイドフレームと密閉容器との、軸方向の締
結位置を示す図である。

【図３】 密閉容器に電動機部の固定子を焼嵌めまたは
圧入した状態を示す平面図である。

【図４】 この発明の実施の形態２であるスクロール圧
縮機を示す要部断面図である。

【図５】 従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール、２ 揺動スクロール、３ コンプ
ライアントフレーム、４ 主軸、７ 固定子、８ 回転
子、１０ 密閉容器、１０ａ 内周面、１５ガイドフレ
ーム、１５ｇ 外周面、１５ｊ リブ。

フロントページの続き (72)発明者 池田 清春 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小川 喜英 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 瀬畑 崇史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 佐野 文昭 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H039 AA06 AA12 BB01 BB02 BB03 BB05 BB07 BB11 BB15 CC09 CC22 CC29 CC33

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に設けられ、それぞれの板状
   渦巻歯が相互間に圧縮室を形成するように噛み合わされ
   た固定スクロールおよび揺動スクロールと、前記揺動ス
   クロールを軸方向に支持しつつ回転駆動させる主軸を半
   径方向に支持するコンプライアントフレームと、前記コ
   ンプライアントフレームを軸方向の異なる２箇所以上に
   おいて半径方向に支持するとともに、前記密閉容器に締
   結されたガイドフレームとを備え、前記ガイドフレーム
   に対する前記コンプライアントフレームの軸方向への摺
   動によって、前記揺動スクロールを軸方向に移動可能と
   したスクロール圧縮機であって、 前記コンプライアントフレームと前記ガイドフレームと
   の間の前記２箇所以上の支持位置に対応する軸方向範囲
   内において前記ガイドフレームと前記密閉容器とを締結
   したことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記コンプライアントフレームと前記ガ
   イドフレームとの間の前記支持位置が２箇所であり、該
   ２箇所の支持位置に対応する軸方向略中間位置において
   前記ガイドフレームと前記密閉容器とを締結したことを
   特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記ガイドフレームおよび前記密閉容器
   の締結位置と前記密閉容器に対する電動機部の固定子の
   固定支持位置とを、前記密閉容器の周方向における位相
   位置を一致させたことを特徴とする請求項１または２に
   記載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ガイドフレームの外周に沿って延
   び、前記密閉容器の内面に密接するリブを形成し、該リ
   ブの周方向における３箇所以上の部分を前記密閉容器に
   締結したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか
   一つに記載のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 焼嵌めまたはアークスポット溶接によ
   り、前記リブと前記密閉容器とを締結したことを特徴と
   する請求項４に記載のスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 前記リブには略円形状の凹部が３箇所以
   上設けられており、この略円形状の凹部に前記密閉容器
   を凸状に加締めて係合したことを特徴とする請求項４ま
   たは５に記載のスクロール圧縮機。
7. 【請求項７】 前記ガイドフレームと前記密閉容器との
   締結部分以外の前記ガイドフレームの外周面および前記
   固定スクロールの外周面と前記密閉容器の内周面との間
   に、それぞれ間隙を設けたことを特徴とする請求項４〜
   ６のうちいずれか一つに記載のスクロール圧縮機。