(57)【要約】【課題】  従来の密閉型圧縮機では、圧力が高い冷媒を使用する場合、特に、二酸化炭素のような圧力の高い冷媒を使用する場合、密閉容器の耐圧が充分でない。【解決手段】  別部材に開口部を形成し、該開口部に、電動機に電力を供給する気密端子１６を開口部を貫通するように取付け、さらに、別部材を密閉容器４に形成した開口部に取付けることにより、気密端子１６を別部材を介して、密閉容器４を貫通して密閉容器４に取付けた密閉型圧縮機であって、別部材の開口部の開口を形成する開口形成部の板厚を、密閉容器４の板厚より小さくし、また、気密端子１６の別部材への取付けは、気密端子１６を開口部を貫通させ、気密端子１６と開口形成部との溶接で行い、さらに、別部材は、材質的に及び／又は構造的に開口形成部の変形に対する剛性を大きくした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上鏡板部、胴部及び下鏡板部から構成した密閉容器内に、圧縮機構及びその圧縮機構を駆動する電動機を収容し、また、別部材に開口部を形成し、該開口部に、前記電動機に電力を供給する気密端子を前記開口部を貫通するように取付け、さらに、前記別部材を前記密閉容器に形成した開口部に取付けることにより、前記気密端子を前記別部材を介して、前記密閉容器を貫通して該密閉容器に取付けた密閉型圧縮機において、
前記別部材の開口部の開口を形成する開口形成部の板厚を、前記密閉容器の板厚より小さくし、
また、前記気密端子の前記別部材への取付けは、前記気密端子を前記開口部を貫通させ、前記気密端子と前記開口形成部との溶接で行い、
さらに、前記別部材は、材質的に及び／又は構造的に前記開口形成部の変形に対する剛性を大きくしたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記別部材は、鋼材からなる平板であり、該平板の降伏点応力を前記密閉容器の鋼材の降伏点応力より大きくし、また、その板厚を前記密閉容器の板厚より小さくし、
前記平板に開口部を形成し、該開口部に前記気密端子を貫通するように溶接し、
また、前記平板は前記密閉容器の前記開口部の開口形成部に重なり部を形成し、前記密閉容器に溶接したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記別部材は、鋼材からなり、底面部と側面部を有するカップ状体であり、その鋼材の降伏点応力を前記密閉容器の鋼材の降伏点応力より大きくし、また、その板厚を前記密閉容器の板厚より小さくし、
前記カップ状体の底面部に前記開口部を形成し、該開口部に前記気密端子を貫通するように溶接し、
また、前記カップ状体の側面部を前記密閉容器に形成した開口部に溶接したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記別部材が、前記密閉容器の材質と同じ鋼材又は降伏点応力が同程度の鋼材からなり、底面部と側面部を有するカップ状体であり、前記底面部の板厚が前記密閉容器の板厚より小さく、また、前記側面部の板厚が前記密閉容器の板厚以上であり、
前記カップ状体の底面部に前記開口部を形成し、該開口部に前記気密端子を貫通するように溶接し、
また、前記カップ状体の側面部を前記密閉容器に形成した開口部に溶接したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記カップ状体が前記気密端子の保護カバーの取付具として使用されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記密閉容器の前記開口部を前記密閉容器の前記上鏡板部に形成したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの請求項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記気密端子が前記密閉容器の前記上鏡板部の中心部に取付けられたことを特徴とする請求項６に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記気密端子が取付けられた前記上鏡板部が前記開口部を形成した平坦部を有する略球形状であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の密閉型圧縮機。
【請求項９】
使用冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかの請求項に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型圧縮機に関し、特に、気密端子の密閉容器への取付け改善による密閉容器の耐圧強度の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力の高い冷媒が使用できる耐圧強度を持った密閉容器を提供するため、密閉容器に取付ける気密端子の破損を防止する従来技術には、冷媒としてＲ４１０Ａ使用の高圧型の密閉型圧縮機において、気密端子をドーナツ状の鋼製の平板に気密溶接し、この平板を密閉容器の上鏡板部に重なり部を持って気密溶接したものがある。ここで、平板の板厚は密閉容器の上鏡板部の板厚より厚く設定され、また、重なり部の長さは上鏡板部の板厚より長い重なり代とする（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−６４７９号公報（第５頁、第６頁、図１１）
【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、上記従来の構成の密閉型圧縮機では、二酸化炭素のようなＲ４１０Ａより圧力が高い冷媒を使用する場合、変形に対する剛性が充分でない。そこで、剛性を向上するために、例えば、上鏡板部と気密端子のカップ形金属体の板厚を共に厚くしなければならない。ところで、厚さを厚くすると、気密端子を抵抗溶接により上鏡板部に取付ける際に、従来よりも大きな電流が必要となる。大電流で溶接すると、この大電流の影響で気密端子のガラス部に割れが生じたり、また、溶接強度のばらつきも大きくなり、密閉容器内の圧力が上昇した場合に、気密端子のガラス部に割れが生じたり、気密端子の溶接部が破壊する等の問題点があった。
【０００４】
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、気密端子の溶接時に気密端子のガラス部の割れが生じることがなく、また、密閉容器内の圧力が上昇した場合に、気密端子のガラス部の割れを防ぎ、気密端子の溶接部の破壊のない耐圧強度の向上した密閉容器を有する密閉型圧縮機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る密閉型圧縮機は、上鏡板部、胴部及び下鏡板部から構成した密閉容器内に、圧縮機構及びその圧縮機構を駆動する電動機を収容し、また、別部材に開口部を形成し、該開口部に、電動機に電力を供給する気密端子を開口部を貫通するように取付け、さらに、別部材を密閉容器に形成した開口部に取付けることにより、気密端子を別部材を介して、密閉容器を貫通して密閉容器に取付けた密閉型圧縮機であって、
別部材の開口部の開口を形成する開口形成部の板厚を、密閉容器の板厚より小さくし、また、気密端子の別部材への取付けは、気密端子を開口部を貫通させ、気密端子と開口形成部との溶接で行い、さらに、別部材は、材質的に及び／又は構造的に開口形成部の変形に対する剛性を大きくしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の密閉型圧縮機においては、別部材の開口部の開口を形成する開口形成部の板厚を、密閉容器の板厚より小さくし、気密端子の別部材への取付けは、気密端子を開口部を貫通させ、気密端子と開口形成部との溶接で行うので、溶接の際、小電流で行うことができ、溶接による気密端子のガラス部の割れを防止でき、溶接部の溶接強度のばらつきがなく、溶接強度を安定して確保することができる。また、別部材は、材質的に及び／又は構造的に開口形成部の変形に対する剛性を大きくしたので、別部材を介してガラス端子を取付けた密閉容器内の圧力が上昇した時にも、別部材の開口形成部等の溶接部周辺の変形を抑えて気密端子のガラス部及び溶接部の破壊を防ぎ、密閉容器の耐圧強度を向上させることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機を示す縦断面図であり、図２は、図１の気密端子取付け部周辺を示す要部断面図である。
これらの図において、密閉型圧縮機の密閉容器４内には、下部の圧縮機構１０と、圧縮機構１０の上方の電動機１３と、電動機１３の回転力により圧縮機構１０を駆動する駆動軸８等が収容される。
密閉容器４は、円筒形の胴部１と、その両端（図１では上下）の皿形の上鏡板部２及び皿形の下鏡板部３とが気密状に溶接固定される。
圧縮機構１０は、密閉容器４の胴部１の下部に溶接固定された円筒状のシリンダ５と、その上下を挟持する上軸受け６及び下軸受け７と、シリンダ５内で駆動軸８の偏心部に嵌合され、シリンダ５の内面とで圧縮を行うローラ９とで構成される。
電動機１３は、胴部１の上部に焼き嵌め固定されたステータ１１と、圧縮機構１０を駆動する駆動軸８に焼き嵌め固定されたロータ１２とで構成される。
【０００８】
また、密閉型圧縮機の密閉容器４の胴部１の下部に、冷媒回路から圧縮機構１０に冷媒を吸入する吸入管１４が気密状に貫通して溶接固定されており、その内端部はシリンダ５に挿入されている。
また、上鏡板部２に、冷媒回路に冷媒を吐出する吐出管１５と電動機１３に電力を供給するために結線される気密端子１６が気密状に貫通して溶接固定されている。
【０００９】
次に、気密端子１６の取付け周辺部について詳しく説明する。
気密端子１６は、上部の平坦部と下方にスカート状に広がった下部のスカート部２１とを有するカップ形金属体１７と、その平坦部に有する孔に挿通された鋼製ピン１８と、カップ形金属体１７と鋼製ピン１８を絶縁するガラス部１９とで構成される。
そして、この気密端子１６は、平板２０の中央部に設けられた開口に嵌め込まれ、カップ形金属体１７のスカート部２１で抵抗溶接により開口を形成する開口形成部に気密状に取付けられる。このように、気密端子１６は、平板２０の開口部に溶接により気密状に取付けられる。この平板２０は、気密端子１６を密閉容器４の上鏡板部２に取付けるために使用する別部材であり、上鏡板部２の鋼材より降伏点応力が大きい鋼材が使用されており、その板厚は上鏡板部２の板厚より薄くなっている。例えば、上鏡板部２には板厚８ｍｍ、自動車構造用熱間圧延鋼板で、降伏点応力が１７５Ｎ／ｍｍ2であるものを使用するのに対して、平板２０には、板厚６ｍｍ、自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板で、降伏点応力が３２５Ｎ／ｍｍ2のものを使用する。
気密端子１６が溶接された平板２０は、皿形の上鏡板部２の平坦部に形成した開口を気密端子１６が貫通するように、また、平板２０の周辺部が平坦部に重なり部を持って載置され、重なり部の先端部で気密状に上鏡板部２に溶接固定される。このように、気密端子１６を取付けた平板２０は、上鏡板部２の開口部に取付けられる。図２には、上鏡板部２の外側に取付けた例を示すが、内側に取付けてもよい。
【００１０】
次にこのように構成した密閉型圧縮機の動作について説明する。
冷媒は、冷凍回路から吸入管１４を通り圧縮機構１０に吸入され、圧縮機構１０で圧縮され、高圧となり密閉容器４内に吐出される。この冷媒は、吐出管１５より冷凍回路へ吐出される。したがって、通常の運転時は、密閉容器４内は高圧の冷媒で満たされる。密閉容器４内の圧力が上昇すると、密閉容器４は次第に膨らむ方向の力を受け、上鏡板部２は球形状に膨らむ力を受ける。
【００１１】
しかしながら、本密閉型圧縮機においては、気密端子１６を密閉容器４の上鏡板部２に上記のように取付けているので、密閉容器の耐圧強度が向上し、冷媒として二酸化炭素のような圧力の高い冷媒の使用も可能となる。
即ち、気密端子１６を取付けた別部材である鋼材からなる平板２０の板厚を薄くしている（上鏡板部２の板厚より薄くしている）ので、気密端子１６を平板２０の開口部に抵抗溶接で取付ける際に、小さな電流で溶接することができ、ガラス部１９に割れを生じることが無く、また、スカート部２１と平板２０の開口を形成する開口形成部との溶接部の溶接強度を安定して確保できる。
さらに、この平板２０は上鏡板部２より降伏点応力の大きい鋼材を使用し（材質的に剛性を大きくする効果）、かつ、気密端子１６が溶接固定された平板２０は、上鏡板部２に重なり部を持って溶接固定される（構造的に剛性を大きくする効果）ので、剛性が大きくなり、そこで、密閉容器４内の圧力が上昇した場合に、平板２０の変形（特に、開口形成部の変形）が抑えられ、気密端子１６に生じる応力を小さくすることができ、変形応力による気密端子１６のガラス部１９または溶接部が破壊するのを防止できる。
なお、気密端子１６の取り付け場所は、上鏡板部２に限らず、密閉容器４の胴部１でもよく、胴部１の場合も、部分的に平坦部を形成し、上記の上鏡板部２の場合と同様に取付ける。
また、気密端子１６の溶接は、熱影響によるガラス部１９の破損を防止する必要上、局所的に熱を加えて溶接するため抵抗溶接が実用的であり、別部材である平板２０と密閉容器４の溶接は、溶接金属が母材より高強度な材料を用いたアーク溶接又はロー付け等が剛性を向上させるために実用的である。
【００１２】
以上のように、別部材である、鋼材からなる平板２０の降伏点応力を密閉容器４の鋼材の降伏点応力より大きくし、また、その板厚を密閉容器４の板厚より小さくし、この平板２０に開口部を形成し、該開口部に気密端子１６を貫通するように溶接し、また、この平板２０は密閉容器４の開口部の開口形成部に重なり部を形成し、密閉容器４に溶接したので、溶接により気密端子１６を取付ける際のガラス部１９の破壊を防ぎ、且つ、密閉容器４内の圧力が上昇した場合に、気密端子１６を溶接した平板２０の変形を抑えて、ガラス部１９及び溶接部の破壊を防ぐことができる。
そこで、密閉容器４の耐圧強度を向上させることができる。
なお、上記において、平板２０及び密閉容器４（上鏡板部２）の開口、開口形成部及び開口部とは、平板２０又は密閉容器４（上鏡板部２）の開口を形成する開口周辺部が開口形成部であり、また、開口及び開口形成部を合せて開口部とする。実施の形態２以降におけるカップ状体であるカップ形金属体２２、２３においても同様である。
【００１３】
実施の形態２．
実施の形態１では、気密端子１６の周辺部に、別部材として、平板２０が設けられたものであるが、次に、気密端子１６の周辺部に、別部材として、カップ状体であるカップ形金属体２２を設けた実施の形態２を説明する。
図３は、本実施の形態の気密端子取付け部周辺を示す要部断面図（実施の形態１の図２に対応する図）である。本実施の形態では、気密端子１６を取付ける別部材が変わり、それに伴い別部材の密閉容器４への取付けが変わった以外は、実施の形態１と同様であり、以下、主として相違点を説明する。
別部材であるカップ形金属体２２は、底面部２２ａとこの底面部２２ａから上方に突出する側面部２２ｂとからなるカップ状体であり、上鏡板部２の鋼材より降伏点応力が大きく板厚が薄い鋼材が使用され、その底面部２２ａには開口が設けられており、この開口に気密端子１６が嵌め込まれ、気密端子１６のスカート部２１で抵抗溶接により開口を形成する開口形成部に気密状に取付けられる。即ち、このように、気密端子１６は、カップ形金属体２２の底面部２２ａの開口部に溶接により気密状に取付けられる。
【００１４】
また、カップ形金属体２２のカップ内径は、気密端子１６を抵抗溶接するための電極が入る程度の大きさで、側面部２２ｂの高さは上鏡板部２の板厚より大きく、上鏡板部２に設けられた開口にカップ形金属体２２をはめ込み、カップ形金属体２２の側面部２２ｂと上鏡板部２の開口を形成する開口形成部とを気密状に溶接する。このようにカップ形金属体２２の側面部２２ｂを上鏡板部２の開口部に溶接固定する。
【００１５】
以上のように、別部材を、鋼材からなり、底面部２２ａと側面部２２ｂを有するカップ状体であるカップ形金属体２２とし、その鋼材の降伏点応力を密閉容器４（上鏡板部２）の鋼材の降伏点応力より大きくし、また、その板厚を密閉容器４（上鏡板部２）の板厚より小さくし、カップ状体の底面部２２ａに開口部を形成し、該開口部に気密端子１６を貫通するように溶接し、また、カップ状体の側面部２２ａを密閉容器４（上鏡板部２）に形成した開口部に溶接したので、気密端子１６をカップ状体２２に溶接する際、カップ状体の底面部２２ａの板厚を密閉容器４（上鏡板部２）の板厚より小さくしたことにより、溶接が小さな電流でよく、大電流によるガラス部１９の割れを防ぐことができ、また、溶接部の安定した溶接強度を確保できる。
また、別部材をカップ状体とし、カップ状体の側面部２２ｂを密閉容器４（上鏡板部２）に形成した開口部に溶接し（構造的に剛性を大きくする効果）、かつ、カップ状体を密閉容器４（上鏡板部２）より降伏点応力が大きい鋼材とした（材質的に剛性を大きくする効果）ことにより、密閉容器４内の圧力が上昇した場合に、カップ状体の剛性が大きく、変形が抑えられ、気密端子１６のガラス部１９や気密端子１６とカップ状体との溶接部の破壊が防止できる。
よって、密閉容器４の耐圧強度を向上させることができる。
【００１６】
実施の形態３．
本実施の形態の密閉圧縮機は、実施の形態２の密閉圧縮機のカップ状体であるカップ形金属体２２を別のカップ状体であるカップ形金属体２３としたもので、その他の構成等は、実施の形態２と同様であるので、以下、主として相違点を説明する。
図４は、本実施の形態の気密端子取付け部周辺を示す要部断面図（実施の形態２の図３に対応する図）である。
本実施の形態のカップ形金属体２３は、密閉容器４と同じ鋼材又は降伏点応力が同程度の鋼材が使用され、底面部２３ａとこの底面部２３ａから上方に突出する側面部２３ｂとからなり、側面部２３ｂの板厚は上鏡板部２の板厚と同等以上で、底面部２３ａの板厚は上鏡板部２の板厚より薄くする。
また、実施の形態２のカップ形金属体２２と同様に、その底面部２３ａには開口が設けられ、この開口に気密端子１６が嵌め込まれ、気密端子１６のスカート部２１で抵抗溶接により気密状に取り付けられる。カップ形金属体２３は、そのカップ内径が気密端子１６を抵抗溶接するための電極が入る程度の大きさで、側面部２３ｂの高さは上鏡板部２の板厚より大きく、上鏡板部２に設けられた開口部にカップ形金属体２３の側面部２３ｂが気密状に溶接固定される。
【００１７】
以上のように、別部材を、密閉容器４の材質と同じ鋼材又は降伏点応力が同程度の鋼材からなり、底面部２３ａと側面部２３ｂを有するカップ状体であるカップ形金属体２３とし、底面部２３ａの板厚を密閉容器４（上鏡板部２）の板厚より小さく、また、側面部２３ｂの板厚を密閉容器４（上鏡板部２）の板厚以上とし、カップ状体の底面部２３ａに開口部を形成し、該開口部に気密端子１６を貫通するように溶接し、また、カップ状体の側面部２３ｂを密閉容器４（上鏡板部２）に形成した開口部に溶接したので、気密端子１６をカップ状体２３に溶接する際、カップ状体の底面部２３ａの板厚を密閉容器４（上鏡板部２）の板厚より小さくしたことにより、溶接が小さな電流でよく、大電流によるガラス部１９の割れを防ぐことができ、また、溶接部の安定した溶接強度を確保できる。
また、カップ状体の板厚を密閉容器４（上鏡板部２）の板厚以上とした側面部２３ｂを密閉容器４（上鏡板部２）に形成した開口部に溶接したこと（構造的に剛性を大きくする効果）により、密閉容器４内の圧力が上昇した場合に、カップ状体の剛性が大きく、変形が抑えられ、気密端子１６のガラス部１９や気密端子１６とカップ状体との溶接部の破壊が防止できる。
よって、密閉容器４の耐圧強度を向上させることができる。
【００１８】
実施の形態４．
本実施の形態の密閉型圧縮機は、実施の形態２、３の密閉型圧縮機において、気密端子１６に保護カバー２５を取付けたもので、この保護カバー２５をカップ状体であるカップ形金属体２２又はカップ形金属体２３の側面部２２ｂ、２３ｂに取付けたバンド２６により固定したものである。その他の構成等は、実施の形態２、３と同様である。
図５は、図２の密閉型圧縮機に保護カバーを取付けた状態を示す要部断面図である。
図５に示すように、カップ形金属体２２の側面部２２ｂの上部には孔２２ｃが設けられており、その孔２２ｃに気密端子１６の保護カバー２５を止めるためのバンド２６が固定されている。このバンド２６の弾性力により、気密端子１６を上から覆う保護カバー２５をカップ形金属体２２のカップ内で、その底面部２２ａに押し付け固定する。
【００１９】
以上のように、カップ形金属体２２の側面部２２ｂを利用してバンド２６を取付け、バンド２６により気密端子１６覆う保護カバー２５を固定するので、即ち、カップ状体を気密端子１６の保護カバー２５の取付具として使用するので、部品点数を削減し、コストアップを抑えて、気密端子１６を保護することができる。
【００２０】
実施の形態５．
本実施の形態の密閉型圧縮機は、実施の形態１〜４の密閉型圧縮機において、気密端子１６を取付けた別部材である平板２０、カップ状体であるカップ形金属体２２、２３を密閉容器の上鏡板部２の中心付近に取り付けたものである（図６の要部断面図に示す）。その他の構成等は、それぞれの実施の形態と同様である。
本実施の形態のように、密閉容器４の上鏡板部２の中心部に密閉端子１６を取付けたことにより、密閉容器４内の圧力が上昇したとき、上鏡板部２は球形状に膨らむため、平板２０等の別部材及び気密端子１６に対して応力が均等に生じる。そこで、気密端子１６のガラス部１９や溶接部の応力を緩和でき、密閉容器４の耐圧強度を向上させることができる。
【００２１】
実施の形態６．
次に、本実施の形態の密閉型圧縮機は、実施の形態１〜５において、気密端子１６を密閉容器４の上鏡板部２に取付け、この上鏡板部２の形状を平坦部を有する略球形状（略球形状の一部）としたものである（図７の要部断面図に示す）。
略球形状にすることにより、密閉容器４内の圧力が上昇すると、上鏡板部２は球形状に膨らむため、変形が小さく抑えられ、平板２０等の別部材及び気密端子１６に生じる応力が小さい。そこで、密閉容器４の耐圧強度を向上させることができる。
【００２２】
上記のそれぞれの実施の形態では、密閉型圧縮機をロータリ圧縮機の例で説明したが、本発明の密閉容器４の耐圧強度を向上させる技術は、ロータリ圧縮機に限らず、スクロール圧縮機等その他の密閉型圧縮機に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における気密端子周辺部を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における気密端子周辺部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３における気密端子周辺部を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４における気密端子周辺部を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態５における上鏡板部を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態６における上鏡板部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  密閉容器胴部、２  密閉容器上鏡板部、３  密閉容器下鏡板部、４  密閉容器、１０  圧縮機構、１３  電動機、１６  気密端子、２０  別部材（平板）、２２  別部材（カップ状体）、２２ａ  底面部、２２ｂ  側面部、２３  別部材（カップ状体）、２５  保護カバー。
【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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【図７】
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