(57)【要約】【課題】二酸化炭素などのガスを超臨界圧に圧縮することによりドーム内が従来よりも高い圧力になる圧縮機において、ケーシングに抵抗溶接で接合されるターミナルの接合強度を高めるとともに、溶接時の電極の摩滅を防止し生産性の向上を図るものである。【解決手段】本発明の密閉型圧縮機は、ターミナルをケーシングに溶接固定する際のターミナルボディと電極との接触面をテーパ形状を維持しながら広く設けることができるため溶接時の電極の摩滅を防止するとともに、ターミナルボディとケーシングの端子固定孔との位置ズレによる溶接強度の低下を防止することができるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内部に圧縮機構とこの圧縮機構を駆動する電動機とが収納される一方、電動機に給電するターミナルの基材であるターミナルボディが前記ケーシングに抵抗溶接により接合され、かつ、ガスを超臨界圧に圧縮する圧縮機であって、前記ターミナルボディは、抵抗溶接機の電極との接触面を有し、この接触面が、前記抵抗溶接機によるケーシングとターミナルボディとの加圧方向に実質的に直交する平面に対して５〜４０°のテーパに形成されていることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
ケーシングには、ターミナルボディが嵌合するようにこのケーシングの板厚方向に貫通する端子固定孔が形成され、ターミナルボディは、端子固定孔と嵌合する本体部と、本体部からケーシングの内面側へフレア状に膨出してケーシングにおける端子固定孔の周縁部に線接触するテーパ面を有する接合端部とを備え、接合端部におけるテーパ面と反対側の端面がケーシングの内面に対して５〜４０°のテーパに構成され、かつ抵抗溶接機の電極との接触面に構成されていることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
ターミナルボディは、鋼材のブロックにより形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
ガスを超臨界圧に圧縮する圧縮機の製造方法であって、ケーシングの内部に設けられた電動機に給電するターミナルのターミナルボディをこのケーシングに抵抗溶接により接合するターミナル接合工程を有し、このターミナル接合工程は、ターミナルボディが前記ケーシングの内面よりもこのケーシングの内側に有する抵抗溶接機の電極との接触面をケーシングの内面に対して５〜４０°のテーパにした状態で、ターミナルボディをケーシングに対して前記接触面と直交する方向に加圧しながら抵抗溶接を行う工程であることを特徴とする密閉型圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを超臨界圧に圧縮する密閉型圧縮機とその製造方法に関し、特に、密閉型圧縮機のケーシングとターミナルとの接合部分の改良に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒回路内で冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置が知られており、空調機等として広く利用されている。この冷凍装置では、一般に冷媒回路で冷媒が相変化しつつ循環し、圧縮行程、凝縮行程、膨張行程、及び蒸発行程の各行程を繰り返すことで冷凍サイクルが行われる。このうち、圧縮行程を行うのには圧縮機が用いられている。
【０００３】
上記圧縮機は、一般に、ケーシング内に圧縮機構とこの圧縮機構を駆動する電動機とを備え、密閉型に構成されている。そして、ケーシングには、電動機への給電用のターミナルが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、従来の圧縮機におけるケーシングとターミナルの接合構造について、この圧縮機の部分断面構造図である図５および図６を参照して説明する。図示するように、圧縮機１００のケーシング１１０は、筒状の胴部１１１に、上部鏡板１１２と、図示しない下部鏡板とが溶接により接合され、高耐圧の圧力容器として構成されている。ケーシング１１０内には、図示しない圧縮機構と、これを駆動する電動機１２０とが内蔵されている。
【０００５】
ケーシング１１０の上部鏡板１１２には、電動機１２０への給電用のターミナル１３０が固定されている。このターミナル１３０は、図５に示すように、ターミナル１３０の基材であり全体として皿形のターミナルボディ１３１と、三相交流の三線に対応する端子ピン１３２とを有し、ターミナルボディ１３１と各端子ピン１３２との間にはガラスシール１３３が設けられている。ターミナルボディ１３１は、板材をプレス加工により成形した板金部品であり、上部鏡板１１２に形成されている端子固定孔１１２ａに遊嵌する本体部１３１ａと、本体部１３１ａの外周側の一端部が折り曲げられた接合端部１３１ｂとを有し、接合端部１３１ｂは先端側がフレア状に広がっている。
【０００６】
上記ターミナルボディ１３１は、上部鏡板１１２に、抵抗溶接の一種であるプロジェクション溶接によって接合される。図７には、プロジェクション溶接の概略の様子を示している。上部鏡板１１２の端子固定孔１１２ａにはターミナルボディ１３１が下方から嵌合し、その下端には抵抗溶接機１４０の下電極１４１が突き当てられている。下電極１４１の先端面は、ターミナルボディ１３１の接合端部１３１ｂのフレア形状に合致しており、下電極１４１とターミナルボディ１３１との接触面積を十分に広くして、その間の接触抵抗が大きくならないようにしている。また、上部鏡板１１２の上面には上電極１４２の下端面が接触し、この部分でも接触抵抗が大きくならないように十分な接触面積が確保されている。
【０００７】
一方、上部鏡板１１２とターミナル１３０とは、端子固定孔１１２ａの下端縁と接合端部１３１ｂのフレア状部分とで線接触していて、その間の接触抵抗を高め、電極１４１，１４２間での通電時に十分な発熱が生じるようになっている。そして、両電極間１４１，１４２に通電した状態で上電極１４２を下電極１４１の方へ加圧することによってターミナル１３０と上部鏡板１１２との接触箇所が溶融し、両者の接合が行われる。
【０００８】
ところで、上記冷媒回路では、一般には冷媒が臨界圧力未満にしか圧縮されないのに対
して、冷媒を超臨界圧、即ち臨界圧力よりも高い圧力にまで圧縮して冷凍サイクルを行うものも知られている（例えば、特許文献２参照）。冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）を採用する場合には、冷媒の物性等から冷凍サイクルの高圧圧力を臨界圧力よりも高く設定することが多い（この冷凍サイクルを超臨界圧サイクルという）。この超臨界圧サイクルにおいては、冷凍サイクルの高圧圧力が通常の冷凍サイクルに比べて非常に高くなる。
【特許文献１】特開平１１−２３００４４号公報
【特許文献２】特開２００４−９２５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記圧縮機としては、例えば、ケーシング内が吐出圧力となる高圧ドーム型圧縮機が知られている。この高圧ドーム型圧縮機で冷媒に二酸化炭素のように超臨界圧に圧縮されるガスを用いる場合、ケーシング内の圧力は、従来の一般的な冷媒用の圧縮機と比べて大幅に高くなる。そして、このようにケーシング内が超臨界圧になる圧縮機において、ターミナルボディが板金部品であるターミナルを採用すると、ターミナルボディが強度不足のために破損するおそれがある。
【００１０】
そこで、ターミナルボディを例えば鋼材のブロックから厚肉に形成し、その強度を高めることが考えられる。しかし、この場合には、ケーシングにターミナルボディを溶接する時に次のような問題が生じてしまう。つまり、図８に示すように、外形形状を大きくしないで単に厚肉にしたターミナルボディを従来の電極を用いてケーシングに溶接する際に、十分な溶接強度を得るためにプロジェクション溶接時の下電極に対する上電極の加圧力を強くすると、下電極とターミナルボディとのテーパ面の接触面積が狭いため、その間の接触抵抗が大きくなり発熱することで下電極が摩滅するという課題を有していた。また図９に示すように、下電極との接触面をターミナルボディの端面で構成した場合は、下電極とターミナルボディの位置合わせが困難となるためケーシングのターミナル孔との位置ズレが発生し溶接強度が低下してしまう課題を有していた。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、二酸化炭素などのガスを超臨界圧に圧縮することによりドーム内が従来よりも高い圧力になる圧縮機において、ケーシングに抵抗溶接で接合されるターミナルの接合強度を高めるとともに、溶接時の電極の摩滅を防止し生産性の向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、抵抗溶接機の電極とターミナルボディとの接触面を抵抗溶接時の加圧方向と直交する方向に対して５〜４０°のテーパに設定したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の密閉型圧縮機は、ターミナルをケーシングに溶接固定する際のターミナルボディと電極との接触面をテーパ形状を維持しながら広く設けることができるため溶接時の電極の摩滅を防止するとともにターミナルボディとケーシングの端子固定孔との位置ズレによる溶接強度の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、ケーシングの内部に圧縮機構とこの圧縮機構を駆動する電動機とが収納される一方、電動機に給電するターミナルの基材であるターミナルボディが前記ケーシングに抵抗溶接により接合され、かつ、ガスを超臨界圧に圧縮する密閉型圧縮機であって、前記ターミナルボディは、抵抗溶接機の電極との接触面を有し、この接触面が、前記抵抗溶接機によるケーシングとターミナルボディとの加圧方向に実質的に直交する平面に対して５〜４０°のテーパに形成されているため、ターミナルをケーシングに溶接固定する際
のターミナルボディと電極との接触面をテーパ形状を維持しながら広く設けることができることで溶接時の電極の摩滅を防止することができる。
【００１５】
第２の発明は、ケーシングには、ターミナルボディが嵌合するようにこのケーシングの板厚方向に貫通する端子固定孔が形成され、ターミナルボディは、端子固定孔と嵌合する本体部と、本体部からケーシングの内面側へフレア状に膨出してケーシングにおける端子固定孔の周縁部に線接触するテーパ面を有する接合端部とを備え、接合端部におけるテーパ面と反対側の端面がケーシングの内面に対して５〜４０°のテーパに構成され、かつ抵抗溶接機の電極との接触面に構成されているため、ターミナルをケーシングに溶接固定する際にターミナルと電極の位置合せが容易となりターミナルと端子固定孔の位置ズレによる溶接強度の低下を防止することができる。
【００１６】
第３の発明は、ターミナルボディは、鋼材のブロックにより形成されているため、ターミナルボディを板金部品ではなく鋼材のブロックから形成した部品としているので、厚肉にすることが可能であり、ターミナルボディ自体の剛性を高め、抵抗溶接時の加圧力の影響を低減できるとともに、接合端部のテーパ角度に対して電極との接触面のテーパ角度を任意に設定できるため電極摩耗とターミナルの位置合わせに対して最適なテーパ角度を設定できる。
【００１７】
第４の発明は、ガスを超臨界圧に圧縮する密閉型圧縮機の製造方法であって、ケーシングの内部に設けられた電動機に給電するターミナルのターミナルボディをこのケーシングに抵抗溶接により接合するターミナル接合工程を有し、このターミナル接合工程は、ターミナルボディが前記ケーシングの内面よりもこのケーシングの内側に有する抵抗溶接機の電極との接触面をケーシングの内面に対して５〜４０°のテーパにした状態で、ターミナルボディをケーシングに対して前記接触面と直交する方向に加圧しながら抵抗溶接を行う工程であり良好な耐圧強度を有する圧縮機の製造方法を提供することができる。
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は本実施形態に係る圧縮機１の断面構造図である。本実施形態に係る圧縮機１は、いわゆるローリングピストン型の圧縮機である。この圧縮機１は、全密閉型のケーシング１０を備え、このケーシング１０の内部に、冷媒ガスを圧縮するための圧縮機構２０と、該圧縮機構２０を駆動する駆動機構としての電動機３０とが収納されている。
【００２０】
この圧縮機１は、空調機などの冷凍装置の冷媒回路において、冷凍サイクルの圧縮行程を行うものである。上記冷凍サイクルは、冷媒に二酸化炭素を用いた超臨界サイクルに設定されている。また、上記圧縮機１は、ケーシング１０内が冷媒の吐出圧になる高圧ドーム型の圧縮機により構成されている。
【００２１】
ケーシング１０は、円筒状の胴部１１と、この胴部１１の上端部に溶接された上部鏡板１２と、胴部１１の下端部に溶接された下部鏡板１３とから構成されている。胴部１１には、下方寄りの所定の位置に、この胴部１１を貫通する吸入管１４が設けられている。また、上部鏡板１２には、この上部鏡板１２を貫通する吐出管１５が設けられている。
【００２２】
一方、上部鏡板１２のほぼ中央部には、電動機３０に電流を供給するターミナル４０が設けられている。このターミナル４０は、図示しない外部電源と、上記電動機３０とに接続されている。ターミナル４０が取り付けられている上部鏡板１２の中央部分は、胴部１１とほぼ直交する平面状に形成されている。
【００２３】
上記圧縮機構２０は、シリンダ２１と、このシリンダ２１のシリンダ室２５に収納されたピストン２６とを備え、ケーシング１０内の下部側における上記吸入管１４と対応する位置に配置されている。シリンダ２１は、円筒状のシリンダ部２２と、このシリンダ部２２の上部開口を閉塞するフロントヘッド２３と、シリンダ部２２の下部開口を閉塞するリヤヘッド２４とから構成され、上記シリンダ部２２、フロントヘッド２３及びリヤヘッド２４がボルトなどで締結されて一体化している。上記電動機３０は、ステータ３１とロータ３２とを備えている。ステータ３１は、圧縮機構２０の上方位置でケーシング１０の胴部１１に固定されている。ロータ３２には駆動軸３３が連結されている。駆動軸３３は、上記シリンダ室２５を上下方向に貫通している。フロントヘッド２３とリヤヘッド２４は、駆動軸３３を支持するための軸受機能も果たしている。
【００２４】
駆動軸３３には、シリンダ室２５の中に位置する部分に偏心軸３３ａが形成されている。偏心軸３３ａは、駆動軸３３よりも大径に形成され、駆動軸３３の軸心から所定量偏心している。そして、偏心軸３３ａは、圧縮機構２０のピストン２６に摺動自在に嵌め込まれている。
【００２５】
シリンダ部２２には、吸入管１４の一端が接続されており、この吸入管１４がシリンダ室２５内に連通するようになっている。一方、リアヘッド２４には図示しない吐出口が駆動軸３３の軸方向に貫通形成され、シリンダ室２５と連通している。吐出口には、この吐出口を開閉する吐出弁（図示せず）が設けられている。
【００２６】
ローリングピストン型の圧縮機構は従来より周知のものであり、具体的な構成について、これ以上の説明は省略するが、以上の構成において電動機３０に通電して駆動軸３３が回転すると、シリンダ室２５内で揺動ピストン２６が回転し、冷媒の吸入、圧縮、吐出が連続的に行われる。そして、吸入管１４からシリンダ室２５に吸入された冷媒ガスが圧縮されて高圧になったときに前記吐出弁が開き、この高圧冷媒がケーシング１０内に充満した後に吐出管１５から流出する。
【００２７】
次に、本発明の特徴であるケーシング１０に対するターミナル４０の接合構造について説明する。
【００２８】
ターミナル４０は、電動機３０に接続された図示しない内部配線と、圧縮機１０の外部に設けられている三相三線式交流電源（図示省略）からの給電線（外部配線）とを繋ぐもので、図２に示すように蓋状のターミナルボディ４１と、このターミナルボディ４１を貫通する状態で設けられた端子ピン４５とを有している。各端子ピン４５は、三相交流の三線に対応している。
【００２９】
上記ターミナルボディ４１と各端子ピン４５との間にはガラスシール４６が設けられ、各端子ピン４５がガラスシール４６を介してターミナルボディ４１に固定されている。また、上記各端子ピン４５には、各端子ピン４５が圧入される３つのスリーブ４７ａがゴムで一体成形された絶縁材４７が、ターミナルボディ４１と密着するように装着されている。
【００３０】
ターミナルボディ４１は、鋼材のブロックを切削加工することにより形成した削り出し部品である。ただし、ターミナルボディ４１は鍛造などによって形成したものでもよく、要は圧縮機１におけるケーシング１０内の高圧圧力に耐え得る厚肉の部品であればよい。ケーシング１０の上部鏡板１２には、ターミナルボディ４１が嵌合するようにこのケーシング１０の板厚方向に貫通する端子固定孔１２ａが形成されている。そして、ターミナルボディ４１は、この端子固定孔１２ａに嵌合（遊嵌）する本体部４２と、本体部４２からケーシング１０（鏡板１２）の内面１２ｂ側へフレア状に膨出してケーシング１０の上部
鏡板１２における端子固定孔１２ａの周縁部に線接触するテーパ面４３ａを有する接合端部４３とを備えている。
【００３１】
この接合端部４３におけるテーパ面４３ａと反対側に位置する接触面４３ｂは、上部鏡板１２の内面１２ｂに対して５〜４０°のテーパが形成され、かつ、後述する抵抗溶接機５０の下電極５１との接触面として構成されている。
【００３２】
次に、ケーシング１０の上部鏡板１２に対し、ターミナルボディ４１をプロジェクション溶接で接合する方法について図３および図４を参照して説明する。
【００３３】
このとき、上部鏡板１２の端子固定孔１２ａにターミナルボディ４１を下方から嵌合させた状態として、ターミナルボディ４１の接触面４３ｂに抵抗溶接機５０の下電極５１のテーパ面を有した先端面を当接させ、上部鏡板１２の上面には上電極５２の先端面を当接させる。また、上部鏡板１２は、図示しない位置決め機構により下電極５１に対して位置決めをした状態とする。
【００３４】
この状態で、下電極５１の先端面は、ターミナルボディ４１の接触面４３ｂに対して位置ズレが無くまた十分に広い面積で接触しており、その間の接触抵抗を小さくするようにしている。また、上電極５２の先端面も鏡板１２の上面に十分に広い面積で接触しており、その間の接触抵抗を小さくするようにしている。一方、鏡板１２とターミナルボディ４１とは、図４に示すように、溶接前は端子固定孔１２ａの下端縁とターミナルボディ４１のテーパ面４３ａとで線接触していて、その間の接触抵抗を高め、電極５１，５２間での通電時に十分な発熱が生じるようになっている。
【００３５】
そして、両電極５１，５２間に通電した状態で、上電極５１を下電極５２側へ押圧すると、ターミナルボディ４１をケーシング１０の鏡板１２に対して上記接触面４３ｂと直交する方向に加圧しながら抵抗溶接を行うことになり、両部材４１，１２の接触部分が溶融して一体化する。特に、加圧力を従来よりも高く設定しておくことで、接合箇所の溶融量を増やし、二酸化炭素用の圧縮機においてドーム内が所定の高圧圧力になるのに対応する十分な接合強度を得ることが可能となる。
【００３６】
本実施の形態の密閉型圧縮機１は、以上説明したターミナル接合工程を始め、胴部１１内に圧縮機構２０及び電動機３０などの内部機構を固定する工程や、胴部１１に上部鏡板１２及び下部鏡板１３を溶接する工程などを行うことにより製造することができる。
【００３７】
本実施形態によれば、以下のような効果が発揮される。
【００３８】
ターミナルボディ４１の接触面４３ｂに５〜４０°のテーパを設け、かつ、下電極５１のテーパを一致させているためターミナルボディ４１と下電極５１の位置合わせが容易となり溶接後の端子固定孔１２ａとターミナルボディ４１の位置ズレが無いため溶接強度の低下を防止することができる。
【００３９】
また、ターミナルボディ４１を、例えば鋼材のブロックから形成した厚肉の部品にしているので、このターミナルボディ４１の高剛性化が容易であるとともに、接合端部４３のテーパ角度に対して接触面４３ａのテーパ角度を任意に設定できるため、ケーシング１０の鏡板１２にターミナルボディ４１を抵抗溶接で接合する際に、ターミナルボディ４１を鏡板１２側に加圧しながら溶接するようにしているので、その加圧力を高めれば接触部が十分に溶融することで溶接面積が大きくなり、溶接強度も十分に大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、ターミナルをケーシングに溶接固定する際のターミナルボディと電極との接触面をテーパ形状を維持しながら広く設けることができるため溶接時の電極の摩滅を防止するとともに、ターミナルボディとケーシングの端子固定孔との位置ズレによる溶接強度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る密閉型圧縮機を示す断面構造図
【図２】図１の圧縮機におけるケーシングとターミナルとの接合構造を示す拡大断面図
【図３】ケーシングとターミナルとの溶接状態を示す断面図
【図４】図３の要部拡大図
【図５】従来の圧縮機の部分断面構造図
【図６】図５の圧縮機におけるケーシングとターミナルとの接合構造を示す拡大断面図
【図７】従来の圧縮機のケーシングとターミナルとの溶接状態を示す説明図
【図８】超臨界圧に圧縮する従来の圧縮機のケーシングとターミナルとの溶接状態を示す説明図
【図９】超臨界圧に圧縮する従来の圧縮機のケーシングとターミナルとの溶接状態を示す他の説明図
【符号の説明】
【００４２】
１      圧縮機
１０    ケーシング
１２ａ  端子固定孔
２０    圧縮機構
３０    電動機
４０    ターミナル
４１    ターミナルボディ
４２    本体部
４３    接合端部
４３ａ  テーパ面
４３ｂ  接触面
５０    抵抗溶接機
５１    下電極
５２    上電極
【図１】
2010101213.tif 000003
【図２】
2010101213.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010101213.tif 000011