(57)【要約】【課題】密閉容器への応力集中を抑制する。【解決手段】密閉容器内に、固定子と、回転子と、スクロール機構と、を有する密閉型圧縮機において、密閉容器の側周は、固定子に対向する第一円筒状径部と、スクロール機構に対向する第二円筒状径部と、第一円筒状径部と第二円筒状径部を連続的に繋ぐ円錐台形状部と、から成り、第一円筒状径部と固定子とは、空隙を介して固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、固定子と、回転子と、スクロール機構と、を有する密閉型圧縮機において、
前記密閉容器の側周は、
前記固定子に対向する第一円筒状径部と、
前記スクロール機構に対向する第二円筒状径部と、
前記第一円筒状径部と前記第二円筒状径部を連続的に繋ぐ円錐台形状部と、から成り、
前記第一円筒状径部と前記固定子とは、空隙を介して固定されている密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記第一円筒状径部と前記第二円筒状径部との直径差は、１．０ｍｍ以下である請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機を有する機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型圧縮機及びこれを備える機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、密閉容器１に、段部１ｃにて径が拡大された拡径部１９を設け、密閉容器１に固定子２ａを取り付ける際の位置決め精度を向上させている。密閉容器１の下方が上方より大径とされている。冷媒は、Ｒ４１０Ａなど通常のルームエアコンなどに用いられるもの、ＨＣＦＣ冷媒，ＨＦＣ冷媒，ＨＣ冷媒も可能としている（００３５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７９６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷媒として超臨界冷凍サイクルとなる二酸化炭素を用いる場合、密閉容器内の圧力は通常のルームエアコンの約３倍程度以上となる場合がある。拡径部１９が特許文献１に図示されるような程度に急峻であると応力集中が発生し易い。特許文献１も二酸化炭素冷媒の圧力については示唆するものの（００３５〜００３７）、その具体的な対応については密閉容器の膨らみと圧入や焼き嵌めとのバランスという抽象的な言及に留まり、拡径部１９をＲ４１０Ａ冷媒の場合と異なるものにする示唆はされていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、
密閉容器内に、固定子と、回転子と、スクロール機構と、を有する密閉型圧縮機において、
前記密閉容器の側周は、
前記固定子に対向する第一円筒状径部と、
前記スクロール機構に対向する第二円筒状径部と、
前記第一円筒状径部と前記第二円筒状径部を連続的に繋ぐ円錐台形状部と、から成り、
前記第一円筒状径部と前記固定子とは、空隙を介して固定されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施例１のスクロール圧縮機の縦断面図
【図２】実施例１の密閉容器と固定子の締結状態を示す横断面図
【図３】実施例１の冷凍機器（ヒートポンプ式給湯機）の構成模式図冷凍機器（ヒートポンプ式給湯機）の構成模式図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は実施例１のスクロール圧縮機の縦断面図である。第一円筒状径部１ａ及び第二円筒状径部１ｂの直径寸法差は非常に誇張して図示している。
【０００９】
［スクロール圧縮機の概要］
スクロール圧縮機５０は、密閉容器１の内部に、電動機２と、電動機２により駆動される旋回スクロール１１と固定スクロール１２とを有している。これらスクロール１１，１２の間で吸込みパイプ１７より吸い込まれた冷媒は圧縮される。圧縮された冷媒は吐出パイプ１６より冷凍サイクルへ排出される。フレーム１３は密閉容器１に溶接により締結されている。電動機２は、固定子２ａと回転子２ｂとから構成されている。固定子２ａは密閉容器１に固定され、回転子２ｂはシャフト１５に圧入固定されている。
【００１０】
［密閉容器の拡管テーパ形状部の構造と製法］
円筒状の密閉容器１の側面は２つの円筒形状の部分とこれら円筒形状を繋ぐ円錐台形状の部分からなる。すなわち、固定子２ａ側周を囲む第一円筒状径部１ａと、スクロール１１，１２側周を囲む第二円筒状径部１ｂと、第一円筒状径部１ａ及び第二円筒状径部１ｂを繋ぐ連続的な円錐台形状部１ｃとからなる。第一円筒状径部１ａと第二円筒状径部１ｂの直径は、例えば互いに０．１ｍｍ程度だけ異なる。最大でも１．０ｍｍ以下が好ましい。１．０ｍｍ超とすると特許文献１のように応力集中が生じ得る。一方、密閉容器１の真円度を考慮すると０．１ｍｍ以上の直径差が実質的に必要である。
【００１１】
第一円筒状径部１ａの寸法は固定子２aの外径よりも大きい。第二円筒状径部１ｂの寸法はフレーム１３の外径よりも大きい。
【００１２】
連続的な円錐台形状部１ｃは、次のようにして製造できる。まず、一端から他端まで同一直径である中空円筒を準備する。円筒状径部１ａ，１ｂのうち大径とする方に拡径機を配し、その面押しプレートを以て中空円筒の一部を拡径する。密閉容器１の内部圧力が二酸化炭素冷媒のような超臨界冷凍サイクル条件下の高圧となっても連続的な円錐台形状部１ｃを設けることで、密閉容器１は応力集中を受けにくくすることができる。
【００１３】
図２は実施例１の密閉容器１と固定子２ａの締結状態を示す横断面図である。空隙２ｃは非常に誇張して図示している。第一円筒状径部１ａの外周側の複数箇所において、溶接部２０によって固定子２ａと密閉容器１は溶接固定されている。溶接固定に代えてネジあるいはカシメ等による固定でもよい。
【００１４】
空隙２ｃは隙間嵌めが可能である程度に小さければそれで足りるが、目安としては、機械で芯出ししなければ固定子２ａを密閉容器１内に挿入できないほどの小ささは要求されず、人手によって固定子２ａを密閉容器１内に挿入できる程度に小さければ十分である。なお、固定子２ａは拡径する前の密閉容器１に圧入や焼嵌め等するようにして製作されたものである。
【００１５】
溶接は、容器１に６mm程度の孔を空けておき、そこに溶接剤を流し込むようにして行われる。溶接剤は非常に誇張して図示されている。
【００１６】
［組立手順］
固定子２ａを密閉容器１の第一円筒状径部１ａに挿入し、外周部を溶接機にて溶接固定する。このとき固定子２ａの挿入寸法は、密閉容器１の端面部１ｄと固定子２ａの下側の端面部２ｄの寸法により管理する。このとき、固定子２ａが連続的な円錐台形状部１ｃに接したまま溶接されないことが好ましい。連続的な円錐台形状部１ｃにより固定子２ａに応力が生じてしまうことをも回避した方が有利だからである。
【００１７】
次に、回転子２ｂが圧入固定されたシャフト１５を準備する。回転子２ｂの外周部に、固定子２ａとのエアギャップを形成するための薄板部材を配設しておき、その状態で密閉容器１に固定された固定子２ａ内に固定する。その後、前記回転子２ｂの外周部に設置した薄板部材を取り除くことで、電動機２の部分の構造が完成する。
【００１８】
ここで、固定子２ａと回転子２ｂとは軸方向にずれており、回転子２ｂの方が圧縮機構３の側にある。これは回転子２ｂについて、圧縮機構３から離れる方向に磁力を発生させ、回転子２ｂと連結しているシャフト１５を、フレーム１３に押付けることにより、回転子２ｂの揺動を抑制することを狙いとしたものである。
【００１９】
前述のように、固定子２ａが第一円筒状径部１ａに空間嵌めにて溶接固定されていることで、固定子２ａの鉄心２ｉ，コアバック２ｅの変形が抑制できる。コアバック２ｅとは、ティース２ｆの外径側の部分ではなく、巻線２ｇ用に設定した空間２ｈの外径側の部分であり、この点で溶接が成される。 
【００２０】
[冷凍機器]
図３は実施例１の冷凍機器（ヒートポンプ式給湯機）のサイクル構成模式図である。冷凍機器は、冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮機としてスクロール圧縮機５０を備える。冷凍機器とは、冷凍サイクルにより冷熱を供給する装置（例えば、冷凍機、冷凍・冷蔵ショーケース、冷房運転する空気調和機など）に限られるものではなく、ヒートポンプサイクルにより熱を供給する装置（例えば、ヒートポンプ式給湯機、暖房運転する空気調和機など）であってもよい。
【００２１】
ヒートポンプ式給湯機（冷凍機器）は、スクロール圧縮機５０と、第１熱交換器（凝縮器）５１と、膨張弁（減圧手段）５２と、第２熱交換器（蒸発器）５３と、を備え、作動冷媒が循環可能なように冷媒配管で接続され、ヒートポンプサイクルが形成されている。なお、作動冷媒として二酸化炭素冷媒を用い、冷凍機油１８（図１参照）としてＰＡＧ（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ；ポリアルキレングリコール）を用いる。   
第１熱交換器（凝縮器）５１は、スクロール圧縮機５０の吐出パイプ１７（図１参照）から吐出された高温高圧の作動冷媒と、液配管５５を流れる被加熱液体（例えば、水）と、を熱交換させるようになっている。これにより、ヒートポンプ式給湯機（冷凍機器）は、液配管５５を流れる被加熱液体（例えば、水）を加熱することができるようになっている。   
第１熱交換器（凝縮器）５１で放熱した高圧の作動冷媒は、膨張弁（減圧手段）５２で減圧され、低温低圧の作動冷媒となり、第２熱交換器（蒸発器）５３に流入する。第２熱交換器（蒸発器）５３は、流入した低温低圧の作動冷媒と、外気と、を熱交換させるようになっている。なお、作動冷媒と外気との熱交換を促進させるために、第２熱交換器（蒸発器）５３に外気を送風する送風ファン５４が設けられている。   
第２熱交換器（蒸発器）５３で吸熱した低圧の作動冷媒となって、再びスクロール圧縮機５０の吸込パイプ１６（図１参照）に吸込され加圧されるサイクルを繰り返す。
【００２２】
また、作動冷媒として二酸化炭素冷媒を用いるものとして説明したが、これに限られるものではない。作動冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒、Ｒ３２冷媒、Ｒ３２冷媒を混合した冷媒、Ｒ４０４Ａ冷媒、Ｒ２９０冷媒であってもよく、同様の効果が得られる。また、作動冷媒に合わせて、冷凍機油１８（図１参照）を適宜選択すればよい。   
冷凍機器としてヒートポンプ式給湯機を例に説明したが、前述したように、冷凍機器はこれに限られるものではない。冷凍機器は、家庭用または業務用のエアコン（空気調和機）であってもよく、冷凍機であってもよく、冷凍・冷蔵ショーケースであってもよく、ヒートポンプ式給湯機の例と同様の効果が得られる。  
なお、密閉型電動圧縮機の代表例として縦型のスクロール圧縮機を例にとって実施例を記載したが、もちろん横型においても本発明を適用することができ、効果を得ることができる。更に、ロータリー圧縮機、その他の密閉型電動圧縮機でも同様である。
本圧縮機は給湯機等種々の機器に適用できる。
【符号の説明】
【００２３】
１ 密閉容器
１ａ  第一円筒状径部
１ｂ  第二円筒状径部
１ｃ  円錐台形状部
１ｄ  端面部
２ 電動機
２ａ 固定子   
２ｂ 回転子
２ｃ 空隙  
２ｄ 端面部
２ｅ コアバック   
２ｆ ティース
２ｇ 巻線
２ｈ 空間
２ｉ  鉄心
３ 圧縮機構
１２ 旋回スクロール
１３ 固定スクロール   
１４ オルダムリング
１５ フレーム
１６ 吸込パイプ   
１７ 吐出パイプ   
１８  冷凍機油
２０  溶接部
５０  スクロール圧縮機
５１  第一熱交換器
５２  膨張弁
５３  第二熱交換器
５４  送風ファン
５５  液配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020128715.tif 000005