(57)【要約】【課題】冷媒の吐出圧が作用する円筒状の密閉容器(2)内に収容される被固定部材(38)を密閉容器に対して固定する固定手段(40)を備えた密閉型流体機械(1)であって、固定手段は、密閉容器の被固定部材の存する位置に形成された貫通孔(42)と、被固定部材に形成されたピン穴(44)と、貫通孔及びピン穴への挿入によって密閉容器に接触するヘッド部(48)を有するピン(46)とを備え、ヘッド部を密閉容器に抵抗溶接する。【解決手段】溶接熱による被固定部材の歪変形を抑制し、性能の安定化を図ることができる密閉型流体機械及びその製造方法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吐出圧が作用する円筒状の密閉容器内に収容される被固定部材を密閉容器に対して固定する固定手段を備えた密閉型流体機械であって、
前記固定手段は、前記密閉容器の前記被固定部材の存する位置に形成された貫通孔と、前記被固定部材に形成されたピン穴と、前記貫通孔及び前記ピン穴への挿入によって前記密閉容器に接触するヘッド部を有するピンとを備え、前記ヘッド部を前記密閉容器に抵抗溶接することを特徴とする密閉型流体機械。
【請求項２】
前記ピンは、前記ヘッド部の前記ピンの先端部側に、前記ピンの前記貫通孔及び前記ピン穴への挿入によって前記貫通孔の開口縁部に線接触されるテーパ面を有することを特徴とする請求項１の密閉型流体機械。
【請求項３】
前記ピンは、前記テーパ面から前記先端部にかけて、前記貫通孔に対して前記ピンを電気的に絶縁させる絶縁部を有することを特徴とする請求項２の密閉型流体機械。
【請求項４】
前記ピンは前記先端部に雄ねじが形成されたねじピンであって、前記ピン穴には雄ねじが螺合される雌ねじが形成されることを特徴とする請求項３の密閉型流体機械。
【請求項５】
前記ピンは、前記ピン穴よりも拡開された割りを有する割りピンであることを特徴とする請求項３の密閉型流体機械。
【請求項６】
冷媒の吐出圧が作用する円筒状の密閉容器内に収容される被固定部材を該密閉容器に固定するための密閉型流体機械の製造方法であって、
前記密閉容器の前記被固定部材の存する位置に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔形成工程にて形成された前記貫通孔の位置から前記被固定部材に形成するピン穴の位置を決めるピン穴位置決め工程と、
前記ピン穴位置決め工程にて決められた前記被固定部材における前記ピン穴の位置に前記ピン穴を形成するピン穴形成工程と、
前記貫通孔及び前記ピン穴に前記ピンを挿入し、前記ピンのヘッド部を前記密閉容器に接触させるピン挿入工程と、
前記ヘッド部を前記密閉容器に対して抵抗溶接する抵抗溶接工程とからなることを特徴とする密閉型流体機械の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型流体機械及びその製造方法に係り、詳しくは、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機に組み込まれて好適な密閉型流体機械及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の密閉型流体機械、例えば密閉圧縮機は、密閉ハウジングのうち側にシリンダを固定し、ハウジングの全周にわたって３箇所以上設けられた貫通穴、この貫通穴に向き合うシリンダ状の位置に設けられた円筒形の穴、円筒形の穴に嵌入されたブッシュ、及びハウジングの外側より貫通穴を通しブッシュの中心孔に挿入されハウジングとシリンダとを結合する結合ピンを具備し、シリンダたる圧縮要素をいわゆるタック溶接（鋲溶接）によって密閉ハウジングに固定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平２−６７０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、圧縮要素などの被固定部材にタック溶接による溶接熱が伝播し、被固定部材に熱による歪変形が生じるとの問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、溶接熱による被固定部材の歪変形を抑制し、性能の安定化を図ることができる密閉型流体機械及びそ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】
【０００４】
上記の目的を達成するべく、請求項１の密閉型流体機械は、冷媒の吐出圧が作用する円筒状の密閉容器内に収容される被固定部材を密閉容器に対して固定する固定手段を備えた密閉型流体機械であって、固定手段は、密閉容器の被固定部材の存する位置に形成された貫通孔と、被固定部材に形成されたピン穴と、貫通孔及びピン穴への挿入によって密閉容器に接触するヘッド部を有するピンとを備え、ヘッド部を密閉容器に抵抗溶接することを特徴としている。
【０００５】
また、請求項２の発明では、請求項１において、ピンは、ヘッド部のピンの先端部側に、ピンの貫通孔及びピン穴への挿入によって貫通孔の開口縁部に線接触されるテーパ面を有することを特徴としている。
更に、請求項３の発明では、請求項２において、ピンは、テーパ面から先端部にかけて、貫通孔に対してピンを電気的に絶縁させる絶縁部を有することを特徴としている。
【０００６】
更にまた、請求項４の発明では、請求項３において、ピンは先端部に雄ねじが形成されたねじピンであって、ピン穴には雄ねじが螺合される雌ねじが形成されることを特徴としている。
また、請求項５の発明では、請求項３において、ピンは、ピン穴よりも拡開された割りを有する割りピンであることを特徴としている。
【０００７】
更に、請求項６の密閉型流体機械の製造方法は、冷媒の吐出圧が作用する円筒状の密閉容器内に収容される被固定部材を密閉容器に固定するための密閉型流体機械の製造方法であって、密閉容器の被固定部材の存する位置に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程にて形成された貫通孔の位置から被固定部材に形成するピン穴の位置を決めるピン穴位置決め工程と、ピン穴位置決め工程にて決められた被固定部材におけるピン穴の位置にピン穴を形成するピン穴形成工程と、貫通孔及びピン穴にピンを挿入し、ピンのヘッド部を密閉容器に接触させるピン挿入工程と、ヘッド部を密閉容器に対して抵抗溶接する抵抗溶接工程とからなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
従って、請求項１の本発明の密閉型流体機械によれば、固定手段は、密閉容器の被固定部材の存する位置に形成された貫通孔と、被固定部材に形成されたピン穴と、貫通孔及びピン穴への挿入によって密閉容器に接触するヘッド部を有するピンとを備え、ヘッド部を密閉容器に対して抵抗溶接することによって被固定部材を密閉容器に固定する。これにより、溶接箇所を被固定部材から極力離間させ、被固定部材への溶接熱の伝播を最小限に抑制することができるため、溶接熱による被固定部材の歪変形を抑制し、密閉型流体機械の性能の安定化を図ることができる。
【０００９】
また、請求項２の発明によれば、ピンは、ヘッド部のピンの先端部側に、ピンの貫通孔及びピン穴への挿入によって貫通孔の開口縁部に線接触されるテーパ面を有する。これにより、ピンを貫通孔及びピン穴に挿入するだけでヘッド部を密閉容器に線接触させることができるため、貫通孔を容易にして確実に閉塞できるとともに、被固定部材を密閉容器に対して強固に固定することができる。
【００１０】
更に、請求項３の発明によれば、ピンは、テーパ面から先端部にかけて、貫通孔に対してピンを電気的に絶縁させる絶縁部を有する。これにより、溶接箇所をテーパ面上に限定することができるため、溶接箇所を被固定部材から確実に離間させることができる。
更にまた、請求項４の発明によれば、ピンは先端部に雄ねじが形成されたねじピンであって、ピン穴には雄ねじが螺合される雌ねじが形成される。これにより、被固定部材を密閉容器に対して更に強固に固定することができる。
【００１１】
また、請求項５の発明によれば、ピンは、ピン穴よりも拡開された割りを有する割りピンであることにより、割りをかしめて貫通孔及びピン穴に挿入することで被固定部材を密閉容器に対して更に強固に固定することができる。
更にまた、請求項６記載の発明によれば、密閉型流体機械の製造方法は、貫通孔形成工程、ピン穴位置決め工程、ピン穴形成工程、ピン挿入工程、抵抗溶接工程からなる。これにより、溶接箇所を被固定部材から離間させ、被固定部材への溶接熱の伝播を最小限に抑制することができるため、溶接熱による被固定部材の歪変形を抑制し、密閉型流体機械の性能の安定化を図ることができる。
【００１２】
しかも、ピン穴位置決め工程を有することで、貫通孔の位置から被固定部材に対するピン穴の位置を決め、この位置にピン穴を形成することができるため、貫通孔とピン穴とを容易にして位置合わせすることができて好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面により本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る密閉型流体機械の一例として、密閉型スクロール圧縮機の縦断面図を示しており、この圧縮機１は冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれている。当該回路は作動流体の一例である二酸化炭素冷媒（以下、冷媒と称する）が循環する経路を備え、圧縮機１は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて吐出する。
【００１４】
圧縮機１はＳ２５Ｃなどの鉄系材料からなるハウジング（密閉容器）２を備え、ハウジング２の円筒胴部をなすセンターシェル４は、その上側及び下側がトップシェル６及びボトムシェル８によってそれぞれ気密に嵌合され、センターシェル４の内部は密閉されて冷媒の吐出圧が作用している。センターシェル４には上記回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管１０が接続され、トップシェル６の適宜位置には、ハウジング２内の圧縮冷媒を上記回路へ送出する吐出管１２が接続されている。
【００１５】
センターシェル４には、上から順にスクロールユニット１４、電動モータ１６、ポンプユニット１８が収容され、電動モータ１６内には回転軸２０が配置されており、回転軸２０は電動モータ１６への通電によって駆動される。
スクロールユニット１４は、可動スクロール２２及び固定スクロール２４から構成され、各スクロール２２，２４が互いに協働し、吸入管１０から冷媒を吸入して圧縮室を形成する。圧縮室は、固定スクロール２４に対する可動スクロール２２の公転旋回運動により、スクロールユニット１４の中心に向けて移動しながらその容積が減少される。
【００１６】
一方、電動モータ１６は、円筒状の固定子２６と固定子２６の内側に配置される回転子２８とから構成され、回転子２８は固定子２６と所定の空隙を有して回転軸２０と一体に回転される。
回転子２８は、その外周面に磁性材料である珪素鋼板などが積層されて形成されるとともに、内部に隣り合う磁極を互いに逆極性とする永久磁石が埋設されている。一方、固定子２６は、電動モータ１６への通電によって回転子２８の永久磁石に作用する磁界を生じる固定子巻線が巻回されている。
【００１７】
一方、ポンプユニット１８はトロコイド式などのギヤポンプを構成しており、ボトムシェル８の内側に形成された貯油室３０の潤滑油を吸引して回転軸２０内を軸線方向に穿孔して形成される給油路３２を上昇させ、回転軸２０の上端からスクロールユニット１４や軸受等に供給している。
そして、回転軸２０は、その上端がスクロールユニット１４と電動モータ１６との間に設けられた主軸フレーム３４に支持されてスクロールユニット１４に連結されるとともに、その下端が電動モータ１６とポンプユニット１８との間に設けられた副軸フレーム３６に支持されてポンプユニット１８に連結されており、電動モータ１６、ひいては回転軸２０が駆動されることにより、これらユニット１４，１８も駆動される。
【００１８】
上述した圧縮機１によれば、回転軸２０の回転に伴って可動スクロール２２が自転することなく公転旋回運動することにより、吸入管１０を介してスクロールユニット１４に吸入された冷媒をスクロールユニット１４の内方に向けて移動させながら圧縮した後にハウジング２内に吐出し、ハウジング２を循環した後に吐出管１２を介して圧縮機１外へ送出される。
【００１９】
ところで、固定スクロール２４、主軸フレーム３４、固定子２６、副軸フレーム３６は、センターシェル４の内側に焼き嵌め、或いは圧入固定されている。更に、このようなセンターシェル４に対する被固定部材３８は、例えば図１中のセンターシェル４の固定子２６の存する位置に示されるような係止構造４０により、センターシェル４に対する複数の、例えば３箇所の回り止め措置が施されている（固定手段）。
【００２０】
図２は係止構造４０の拡大縦断面図を示しており、当該係止構造４０は、センターシェル４の被固定部材３８の存する位置に形成された貫通孔４２と、被固定部材３８に形成されたピン穴４４と、貫通孔４２及びピン穴４４に挿入されるピン４６とから構成されている。
ピン４６はＳ２０Ｃなどの鉄系材料から形成され、ピン４６の貫通孔４２及びピン穴４４への挿入によってセンターシェル４の外周面４ａに接触するヘッド部４８を有し、ヘッド部４８は図２における状態にて外周面４ａから約２ｍｍ程度の高さを有して突出している。
【００２１】
ピン４６には、ヘッド部４８のピン４６の先端部５０側に、ヘッド部４６から先端部５０に向けてピン４６の径を縮径させる方向に傾斜するテーパ面５２が形成されている。
そして、ピン４６の貫通孔４２及びピン穴４４への挿入によってテーパ面５２を貫通孔４２の開口縁部５４に対して線接触させた状態で、ヘッド部４８とセンターシェル４とに抵抗溶接機５６の異なる極性の溶接電極５８を接続して通電することにより、ピン４６がヘッド部４８においてセンターシェル４に抵抗溶接、例えばプロジェクション溶接にて溶着され、テーパ面５２の全周にわたって線状の溶着部６０が形成され、被固定部材３８がセンターシェル４に対して固定される。
【００２２】
以下、図３のフローチャートを参照して、係止構造４０を形成し、被固定部材３８をセンターシェル４に固定する工程について説明する。
先ず、本工程が開始されるとＳ１に移行し（以下、Ｓはステップを表す）、Ｓ１ではセンターシェル４の被固定部材３８の存する位置にドリルなどで穿孔することによって貫通孔４２を形成し（貫通孔形成工程）、Ｓ２に移行する。
【００２３】
Ｓ２では、Ｓ１にて形成された貫通孔４２の位置から被固定部材３８に形成するピン穴４４の位置を決定してマーキングを施し（ピン穴位置決め工程）、Ｓ３に移行する。
Ｓ３では、Ｓ２にて決定された被固定部材３８におけるピン穴４４の位置にセンターシェル４の板厚及びピン４６の長さに応じた所定深さのピン穴４４をドリルなどで形成し（ピン穴形成工程）、Ｓ４に移行する。
Ｓ４では、貫通孔４２及びピン穴４４にピン４６を挿入し、ピン４６のヘッド部４８をテーパ面５２にてセンターシェル４の開口縁部５４に線接触させ（ピン挿入工程）、Ｓ５に移行する。
【００２４】
Ｓ５では、ヘッド部４８をセンターシェル４に対してプロジェクション溶接してテーパ面５２の全周にわたって線状の溶着部６０を形成し（抵抗溶接工程）、本製造工程を終了する。
以上のように、本実施形態では、センターシェル４の被固定部材３８の存する位置に形成された貫通孔４２と、被固定部材３８に形成されたピン穴４４と、貫通孔４２及びピン穴４４に挿入されるピン４６とからなる係止構造４０を備え、ピン４６の貫通孔４２及びピン穴４４への挿入によってピン４６のヘッド部４８をセンターシェル４に接触させ、ヘッド部４８をセンターシェル４に抵抗溶接することによって被固定部材３８をセンターシェル４に固定する。これにより、溶着部６０を被固定部材３８から極力離間させ、被固定部材３８への溶接熱の伝播を最小限に抑制することができるため、溶接熱による被固定部材３８の歪変形を抑制し、圧縮機１の性能の安定化を図ることができる。
【００２５】
また、ピン４６は、ヘッド部４８のピン４６の先端部５０側に、ピン４６の貫通孔４２及びピン穴４４への挿入によって貫通孔４２の開口縁部５４に線接触されるテーパ面５２を有する。これにより、ピン４６を貫通孔４２及びピン穴４６に挿入するだけでヘッド部４８をセンターシェル４に線接触させることができるため、貫通孔４２を容易にして確実に閉塞できるとともに、被固定部材３８をセンターシェル４に対して強固に固定することができる。
【００２６】
更に、圧縮機１の製造方法のうち、被固定部材３８をセンターシェル４に対して固定する工程は、貫通孔形成工程、ピン穴位置決め工程、ピン穴形成工程、ピン挿入工程、抵抗溶接工程からなり、ピン穴位置決め工程にて貫通孔４２の位置から被固定部材３８に対するピン穴４４の位置を決め、この位置にピン穴４４を形成することができるため、貫通孔４２とピン穴４４とを容易にして位置合わせすることができて好ましい。
【００２７】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態のの変形例として、図４の係止構造４０を拡大した縦断面図に示されるように、テーパ面５２から先端部５０にかけて、貫通孔４２に対してピン４６を電気的に絶縁させる絶縁部６２をピン４６に形成することにより、溶着部６０をテーパ面５２上に限定することができるため、溶着部６０を被固定部材３８から確実に離間させることができる。尚、絶縁部６２はピン４６に対して絶縁材の表面処理を施して形成しても良く、また、シールテープなどをピン４６に巻回して形成しても良い。更に、貫通孔４２側に絶縁部６２を形成しても良い。
【００２８】
また、上記実施形態の別の変形例として、図５の係止構造４０を拡大した縦断面図に示されるように、ピン４６を先端部５０に雄ねじ６４が形成されたねじピンとし、ピン穴４４に雄ねじ６４が螺合される雌ねじ６６を形成しても良く、この場合には、被固定部材３８をセンターシェル４に対して更に強固に固定することができる。
更に、上記実施形態及び各変形例の別の変形例として、図６の係止構造４０を拡大した縦断面図に示されるように、ピン４６にピン穴４４よりも拡開された複数の割り６８を形成した割りピンとすることにより、割り６８をかしめて貫通孔４２及びピン穴４４に挿入することで被固定部材３８をセンターシェル４に対して更に強固に固定することができる。
【００２９】
更にまた、上記実施形態及び各変形例では、被固定部材３８を固定子１６として説明しているが、これに限らず、被固定部材３８を固定スクロール２４、主軸フレーム３４、副軸フレーム３６としても同様の効果を得ることができるのは勿論である。
最後に、上記実施形態及び各変形例では、密閉型流体機械の一例として密閉型スクロール圧縮機１について説明しているが、これに限らず、密閉型の他の圧縮方式の圧縮機や膨張機に本発明を適用することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉型スクロール圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】図１の係止構造において抵抗溶接する状態を拡大して示した図である。
【図３】図２の係止構造を形成し、被固定部材をセンターシェルに固定する工程を示したフローチャートである。
【図４】図２の係止構造の変形例を拡大して示した図である。
【図５】図２の係止構造の別の変形例を拡大して示した図である。
【図６】図２の係止構造の更に別の変形例を拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  密閉型スクロール圧縮機（密閉型流体機械）
２  ハウジング（密閉容器）
３８  被固定部材
４０  係止構造（固定手段)
４２  貫通孔
４４  ピン穴
４６  ピン
４８  ヘッド部
５０  先端部
５２  テーパ面
５４  開口縁部
６２  絶縁部
６４  雄ねじ
６６  雌ねじ
６８  割り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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