(57)【要約】【課題】従来の継ぎ手構造よりも耐圧疲労強度を向上させることが可能な継ぎ手構造、及びこの配管継ぎ手構造を用いた圧縮機を得る。【解決手段】密閉容器１０に形成された接続用開口部１０ａに吐出管６を接続する継ぎ手構造であって、接続用開口部１０ａの内周部と吐出管６の外周部との間に開口力緩和部材２０を設け、開口力緩和部材２０は、接続用開口部１０ａの内周部と接触する外側緩和部材２１と、吐出管６の外周部と接触する内側緩和部材２２とを有し、外側緩和部材２１と内側緩和部材２２とは、互いに一方の端部が接続され、外側緩和部材２１及び内側緩和部材２２の少なくとも一方には、少なくとも１つの段部２４が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の筒状体に形成された接続用開口部に、該接続用開口部よりも外径の小さな第２の筒状体を接続する継ぎ手構造であって、
前記接続用開口部の内周部と前記第２の筒状体の外周部との間に開口力緩和部材を設け、
該開口力緩和部材は、
前記接続用開口部の内周部と接触する外側緩和部材と、前記第２の筒状体の外周部と接触する内側緩和部材とを有し、
前記外側緩和部材と前記内側緩和部材とは、互いに一方の端部が接続され、
前記外側緩和部材及び前記内側緩和部材の少なくとも一方には、少なくとも１つの段部が形成されていることを特徴とする継ぎ手構造。
【請求項２】
前記内側緩和部材は、
第１の内側緩和部材と、
該第１の内側緩和部材よりも直径が小さく、前記第２の筒状体の外周部と接触する第２の内側緩和部材と、
を備え、
前記第１の内側緩和部材と前記第２の内側緩和部材とは、前記段部で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手構造。
【請求項３】
前記外側緩和部材の他方の端部には、
前記第１の筒状体の外周部に向かって鍔部が突設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の継ぎ手構造。
【請求項４】
前記鍔部は、
前記第１の筒状体の外周部に対して所定角度傾けて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の継ぎ手構造。
【請求項５】
密閉容器に圧縮機構及び該圧縮機構を駆動する電動機構を収容し、前記密閉容器に、吸入管、吐出管及び電源ターミナルのうち少なくとも１つを接続した圧縮機であって、
前記第１の筒状体は圧縮機の密閉容器であり、
前記第２の筒状体は、前記吸入管、前記吐出管及び前記電源ターミナルのうち少なくとも１つであり、
前記密閉容器と前記吸入管、前記吐出管及び前記電源ターミナルのうち少なくとも１つとは、
請求項１〜請求項４のいずれか一項の継ぎ手構造で接続されていることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば冷凍サイクル装置等に用いられる配管等の継ぎ手構造及びこの継ぎ手構造を用いた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器等の各機器間が配管接続されて構成されている。そして、これら各機器や配管内を冷媒が循環している。これらの配管（筒状体）は、直線部、曲げ加工部及びロウ付け継ぎ手部等を有しており、その構造は多種多様である。また、これらの配管には、内部に高圧が作用するものと、内部に低圧が作用するものとがある。内部に高圧が作用する配管の接続部は耐圧強度を必要とする。
【０００３】
また、圧縮機構で圧縮された高圧の冷媒を密閉容器内に排出する、いわゆる高圧シェルタイプの圧縮機は、密閉容器の内部に高圧が作用する。このため、密閉容器とこの密閉容器に接続される、冷媒吸入管、冷媒吐出管及び電源ターミナル等の筒状体との接続部は、耐圧強度を必要とする。
【０００４】
冷凍サイクル装置の配管の継ぎ手構造や、圧縮機の密閉容器と筒状体の継ぎ手構造には、次のような構造が一般的に用いられている。すなわち、直径の比較的大きな配管（主管）又は圧縮機のシェル（以下、これらを第１の筒状体という）に、これらよりも直径の小さな枝管又は筒状体（以下、これらを第２の筒状体という）を接続するための接続用開口部を形成する。この第１の筒状体に形成された接続用開口部に第２の筒状体を挿入し、ロウ付けや溶接等により接続する。
【０００５】
この継ぎ手構造では、第２の筒状体自身に作用する内圧に加えて、第１の筒状体に作用する内圧により第１の筒状体が膨張することで発生する、上記接続用開口部を広げようとする力（以下、開口力という）が、第２の筒状体に働く。このため、この継ぎ手構造は、疲労負荷に対して比較的弱い構造となっている。
【０００６】
したがって、この継ぎ手構造において、耐圧疲労強度を補強したものが従来より提案されている。このような耐圧疲労強度を補強した従来の継ぎ手構造としては、例えば「１は金属製のシェル、２は該シェル１の内周円筒、３は外周円筒、４はリード線５を封着するガラス等の絶縁体、６はパッケージを示す。そして、このように２重円筒形状のシェル１の外周円筒３側で変形応力を吸収し、絶縁体４が封入された内周円筒２側には応力が伝わらないようにして、ガラスクラックを防止するのである。」（例えば、特許文献１参照）というものが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】実開昭５９−８４７７１号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の冷凍サイクル装置においては、特定フロンと呼ばれるＣＦＣ（ＣｈｌｏｒｏＦｌｕｏｒｏＣａｒｂｏｎ）、指定フロンと呼ばれるＨＣＦＣ（ＨｙｄｒｏＣｈｌｏｒｏＦｌｕｏｒｏＣａｒｂｏｎ）、又は代替フロンと呼ばれるＨＦＣ（ＨｙｄｒｏＦｌｕｏｒｏＣａｒｂｏｎ）等のフロン系冷媒が用いられている。また、近年では、上記フロン系冷媒に替わって、環境負荷の低い自然冷媒を使用する動きが起こっている。
【０００９】
しかしながら、自然冷媒の中には、フロン系冷媒の臨界圧力よりもはるかに高い臨界圧力を持つものがある。このようなフロン系冷媒よりも高い臨界圧力を持つ自然冷媒を使用する場合には、配管継ぎ手部の耐圧疲労強度をさらに向上させる必要があり、従来の継ぎ手構造では、耐圧疲労強度が十分ではないという問題点があった。
【００１０】
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、従来の継ぎ手構造よりも耐圧疲労強度を向上させることが可能な継ぎ手構造、及びこの配管継ぎ手構造を用いた圧縮機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る継ぎ手構造は、第１の筒状体に形成された接続用開口部に、該接続用開口部よりも外径の小さな第２の筒状体を接続する継ぎ手構造であって、前記接続用開口部の内周部と前記第２の筒状体の外周部との間に開口力緩和部材を設け、該開口力緩和部材は、前記接続用開口部の内周部と接触する外側緩和部材と、前記第２の筒状体の外周部と接触する内側緩和部材とを有し、前記外側緩和部材と前記内側緩和部材とは、互いに一方の端部が接続され、前記外側緩和部材及び前記内側緩和部材の少なくとも一方には、少なくとも１つの段部が形成されているものである。
【００１２】
また、本発明に係る圧縮機は、密閉容器に圧縮機構及び該圧縮機構を駆動する電動機構を収容し、前記密閉容器に、吸入管、吐出管及び電源ターミナルのうち少なくとも１つを接続した圧縮機であって、前記第１の筒状体は圧縮機の密閉容器であり、前記第２の筒状体は、前記吸入管、前記吐出管及び前記電源ターミナルのうち少なくとも１つであり、前記密閉容器と前記吸入管、前記吐出管及び前記電源ターミナルのうち少なくとも１つとは、上記の継ぎ手構造で接続されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、開口力緩和部材の外側緩和部材及び内側緩和部材の少なくとも一方には、少なくとも１つの段部が形成されている。このため、接続用開口部の開口力は、外側緩和部材と内側緩和部材との接続部に加え、外側緩和部材及び内側緩和部材の少なくとも一方に形成された段部によっても吸収される。したがって、第１の筒状体と第２の筒状体との継ぎ手構造を、従来よりも耐圧疲労強度を向上させたものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
本実施の形態１では、圧縮機の密閉容器と吐出管との継ぎ手構造に本発明を実施した場合について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態１に係る密閉型圧縮機を示す断面模式図である。
密閉型圧縮機である圧縮機１００は、圧縮機構１、電動機構２及び密閉容器１０等から構成されている。
密閉容器１０は、円筒状の胴部１１、略半球状の上部鏡板１２及び略半球状の下部鏡板１３等を備えている。上部鏡板１２と胴部１１とは、溶接接合部１１ａを介して溶接接合されている。下部鏡板１３と胴部１１とは、溶接接合部１１ｂを介して溶接接合されている。これにより、密閉容器１０の気密性を確保している。この密閉容器１０の内部には、その上部に電動機構２が収容されている。また、密閉容器１０の内部には、電動機構２の下方に、冷媒を圧縮する圧縮機構１が収容されている。なお、圧縮機構１の詳細は図示していないが、ロータリ式でも、スクロール式でもよい。
【００１６】
上部鏡板１２には、例えば上部が閉塞された有底円筒形状の電源ターミナル３が、例えば溶接接合されている。この電源ターミナル３には、ガラス等の絶縁物で絶縁された電源ピン４ａが設けられている。電源ピン４ａは、リード線４ｂを介して電動機構２と接続されている。電動機構２は、電源ピン４ａ及びリード線４ｂを介して外部電源（図示せず）から供給された電力によって、圧縮機構１を駆動する。
また、胴部１１の側面部には、冷媒を密閉容器１０内（より詳しくは圧縮機構１内）に吸入する吸入管５が配置されている。上部鏡板１２の上部には、密閉容器１０から冷媒を吐出する吐出管６が配置されている。
【００１７】
圧縮機１００は、圧縮機構１で圧縮された高圧の冷媒を密閉容器１０内に排出する、いわゆる高圧シェルタイプの圧縮機である。
このような圧縮機１００においては、冷凍サイクルにつながる吸入管５から圧縮機構１に吸入された冷媒は、臨界圧力まで圧縮される。この圧縮された高圧の冷媒は、密閉容器１０内に排出され、吐出管６から冷凍サイクルに吐出される。このため、密閉容器１０内は、高圧の冷媒で満たされることになる。なお、本実施の形態１では、冷媒として、二酸化炭素等の臨界圧力の高い自然冷媒を用いることを想定している。
【００１８】
このように、内部が高圧の冷媒で満たされる（高圧状態となる）密閉容器１０と吐出管６との継ぎ手構造には、以下の構成が採用されている。ここで、密閉容器１０が第１の筒状体に相当し、吐出管６が第２の筒状体に相当する。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態１に係る密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。また、本実施の形態１に係る継ぎ手構造との比較のため、図３に、従来の密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す。
これら図２及び図３は、図１におけるＡ−Ａ断面位置を示している。なお、図２及び図３においては、以下の説明の理解を容易とするため、密閉容器１０の断面を略円形状に示している。また、圧縮機構１や電動機構２等の図示を省略している。この図２及び図３における図示方法は、以下に示す図４及び図５においても同様である。
【００２０】
図２に示すように、密閉容器１０には、吐出管６を接続するため、吐出管６の外径よりも大きい接続用開口部１０ａが形成されている。吐出管６は、この接続用開口部１０ａに挿入されている。そして、吐出管６は、接続用開口部１０ａの内周部と吐出管６の外周部との間に設けられた開口力緩和部材２０によって、密閉容器１０と接続されている。
【００２１】
この開口力緩和部材２０は、外側緩和部材２１及び内側緩和部材２２等から構成されている。開口力緩和部材２０は、可撓性を有する例えば金属等で形成されており、例えばプレス加工等により形成される。外側緩和部材２１は、例えば略円環状をしており、接続用開口部１０ａの内周部と接続するように設けられている。内側緩和部材２２は、第１の内側緩和部材２２ａ及び第２の内側緩和部材２２ｂより構成されている。第１の内側緩和部材２２ａ及び第２の内側緩和部材２２ｂは、例えば略円環状をしており、第２の内側緩和部材２２ｂの直径は第１の内側緩和部材２２ａの直径よりも小さく形成されている。そして、第１の内側緩和部材２２ａと第２の内側緩和部材２２ｂとは、段部２４で接続されている。つまり、内側緩和部材２２には、段部２４が形成されている。内側緩和部材２２は、第２の内側緩和部材２２ｂが吐出管６の外周部と接触するように設けられている。これら外側緩和部材２１と内側緩和部材２２とは、外側緩和部材２１の一方の端部と第１の内側緩和部材２２ａの一方の端部とが断面略Ｕ字形状の接続部２３で接続されている。
【００２２】
密閉容器１０と吐出管６との継ぎ手構造において気密性を確保するため、外側緩和部材２１と密閉容器１０とは、例えばロウ付けや溶接により接合されている。また、この密閉容器１０と吐出管６との継ぎ手構造において気密性を確保するため、第２の内側緩和部材２２ｂと吐出管６とは、例えばロウ付けや溶接により接合されている。
【００２３】
一方、図３に示す従来の密閉容器１０と吐出管６との継ぎ手構造においても、吐出管６は、接続用開口部１０ａの内周部と吐出管６の外周部との間に設けられた開口力緩和部材２２０によって、密閉容器１０と接続されている。この開口力緩和部材２２０も、本実施の形態１に係る開口力緩和部材２０と同様に、外側緩和部材２１及び内側緩和部材２２等から構成されている。そして、外側緩和部材２２１と内側緩和部材２２２とは、外側緩和部材２２１の一方の端部と内側緩和部材２２２の一方の端部とが断面略Ｕ字形状の接続部２２３で接続されている。しかしながら、内側緩和部材２２２に段部２４が形成されていない点が、本実施の形態１に係る開口力緩和部材２０と異なる。
【００２４】
（開口力緩和部材の作用）
続いて、本実施の形態１に係る開口力緩和部材２０の作用について、従来の開口力緩和部材２２０と比較しながら説明する。
上述のように、密閉容器１０の内部は高圧な状態となる。このため、密閉容器１０は膨張し、接続用開口部１０ａには、この開口部を広げようとする開口力が働く。本実施の形態１に係る開口力緩和部材２０においては、この開口力は、外側緩和部材２１及び内側緩和部材２２を開くように作用する。そして、この開口力は接続部２３で吸収される。
同様に、従来の開口力緩和部材２２０においても、この開口力は、外側緩和部材２２１及び内側緩和部材２２２を開くように作用する。そして、この開口力は接続部２２３で吸収される。
【００２５】
ここで、フロン系冷媒よりも臨界圧力の高い二酸化炭素等の自然冷媒を用いた場合、接続部２３や接続部２２３で吸収できない開口力が、密閉容器１０の接続用開口部１０ａに作用する場合がある。しかしながら、本実施の形態に係る開口力緩和部材２０においては、内側緩和部材２２に段部２４が形成されているので、接続部２３で吸収しきれなかった開口力はこの段部２４で吸収することができる。より詳しくは、接続部２３で吸収しきれなかった開口力は、内側緩和部材２２を段部２４で曲げるように作用する。そして、この接続部２３で吸収しきれなかった開口力は、この段部２４で吸収される。
【００２６】
このように構成された継ぎ手構造においては、従来の開口力緩和部材２２０よりも可撓性が高いので、臨界圧力の高い二酸化炭素等の自然冷媒を用いた場合であっても、吐出管６に開口力が伝達されにくくなる。つまり、本実施の形態１に係る開口力緩和部材２０は、従来の開口力緩和部材２２０よりも、継ぎ手構造の耐圧疲労強度が向上する。
【００２７】
なお、本実施の形態１では第１の内側緩和部材２２ａの直径と第２の内側緩和部材２２ｂの直径を異なるものとしたが、第１の内側緩和部材２２ａの直径と第２の内側緩和部材２２ｂの直径を同一直径としてもよい。第１の内側緩和部材２２ａの直径と第２の内側緩和部材２２ｂとの間に、接続部２３で吸収しきれなかった開口力を吸収可能な段部２４（例えば断面略Ｕ字形状の凹溝等）が形成されていればよい。また、段部２４は１つに限らず、内側緩和部材２２に複数形成されていてもよい。また、外側緩和部材２１に段部２４が形成されていてもよい。外側緩和部材２１と内側緩和部材２２の両方に段部２４が形成されていてもよい。
【００２８】
また、本実施の形態１に係る継ぎ手構造は、密閉容器１０と吐出管６の接続以外に用いることももちろん可能である。例えば、密閉容器１０と吸入管５の接続に、本実施の形態１に係る継ぎ手構造を用いてもよい。この場合、密閉容器１０が第１の筒状体に相当し、吸入管５が第２の筒状体に相当する。
また、例えば、密閉容器１０と電源ターミナル３の接続に、本実施の形態１に係る継ぎ手構造を用いてもよい。この場合、密閉容器１０が第１の筒状体に相当し、電源ターミナル３が第２の筒状体に相当する。
また、例えば冷凍サイクルの主管とこの主管よりも直径の小さな枝管とを、本実施の形態１に係る継ぎ手構造で接続してもよい。この場合、主管が第１の筒状体に相当し、枝管が第２の筒状体に相応する。なお、本実施の形態１では配管材料として銅やアルミニウム等を想定しているが、配管材料は任意である。
【００２９】
実施の形態２．
実施の形態１に係る開口力緩和部材２０に鍔部を形成することにより、継ぎ手構造の強度をさらに向上させることができる。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００３０】
図４は、本実施の形態２に係る密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。本実施の形態２に係る開口力緩和部材２０は、実施の形態１に係る開口力緩和部材２０に鍔部２５が形成されている。この鍔部２５は、外側緩和部材２１の他方の端部（内側緩和部材２２と接続されている端部の反対側端部）に形成されており、外周部に向かって突設されている。本実施の形態２では、この鍔部２５と密閉容器１０の外周部とをロウ付け等することで、開口力緩和部材２０と密閉容器とを接合している。
【００３１】
このように構成された継ぎ手構造においては、鍔部２５を密閉容器１０の外周部に係止することにより、密閉容器１０の補強をすることができる。つまり、実施の形態１に記載の効果に加え、継ぎ手構造の強度さらに向上させることができる。
【００３２】
実施の形態３．
鍔部２５を以下のように形成することにより、継ぎ手構造の強度をさらに向上させることができる。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００３３】
図５は、本発明の実施の形態３に係る密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。本実施の形態３では、密閉容器１０の外周部に対して所定角度傾くように、鍔部２５が設けられている。そして、鍔部２５と密閉容器１０の外周部との間をロウ付けしている。つまり、鍔部２５と密閉容器１０の外周部との間に溶け込んだロウ付け金属２６が溜まるように、鍔部２５が設けられている。なお、鍔部２５と密閉容器１０の外周部との接合は、溶接により行ってももちろんよい。
【００３４】
このように構成された継ぎ手構造においては、鍔部２５と密閉容器１０の外周部との接合部ののど厚を大きくすることができる。このため、継ぎ手構造の強度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１に係る密閉型圧縮機を示す断面模式図である。
【図２】実施の形態１に係る密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。
【図３】従来の密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。
【図４】実施の形態２に係る密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。
【図５】実施の形態３に係る密閉容器と吐出管との継ぎ手構造を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  圧縮機構、２  電動機構、３  電源ターミナル、４ａ  電源ピン、４ｂ  リード線、５  吸入管、６  吐出管、１０  密閉容器、１０ａ  接続用開口部、１１  胴部、１１ａ，１１ｂ  溶接接合部、１２  上部鏡板、１３  下部鏡板、２０  開口力緩和部材、２１  外側緩和部材、２２  内側緩和部材、２２ａ  第１の内側緩和部材、２２ｂ  第２の内側緩和部材、２３  接続部、２４  段部、２５  鍔部、２６  ロウ付け金属、１００  圧縮機、２２０  開口力緩和部材、２２１  外側緩和部材、２２２  内側緩和部材、２２３  接続部。
【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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