(57)【要約】【課題】円筒状部材の外周面に平坦面を形成する場合において、変形を抑制し信頼性をより容易に確保することが可能な密閉型圧縮機及び密閉型圧縮機の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】密閉型圧縮機は、円筒状部材を有するセンターハウジング１０Ａを備え、円筒状部材は、軸線方向に対して垂直方向に切断した円筒状部材の断面形状が一定の外径を有する外面４２と、円筒状部材の断面形状が一定の内径を有する円筒状の内面４３とを有し、外面４２は、外径よりも中心側に位置する平坦面４０を有し、円筒状部材の内径の中心Ｏ２は、円筒状部材の外径の中心Ｏ１を間に挟んで平坦面４０側とは反対側に位置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状部材を有するハウジングを備え、
前記円筒状部材は、
軸線方向に対して垂直方向に切断した前記円筒状部材の断面形状が一定の外径を有する外面と、
前記円筒状部材の前記断面形状が一定の内径を有する円筒状の内面と、
を有し、
前記外面は、前記外径よりも中心側に位置する平坦面を有し、
前記円筒状部材の前記内径の中心は、前記円筒状部材の前記外径の中心を間に挟んで前記平坦面側とは反対側に位置する密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記外面に形成された前記平坦面における前記外面と前記内面間の厚さ最小部分の厚さは、前記外面に形成された前記平坦面から離れた側における前記外面と前記内面間の厚さ最小部分の厚さと等しい請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記外面に形成された前記平坦面に貫通孔が形成され、
前記貫通孔に電動モータと電気的に接続される接続端子が固定されている請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
円筒状部材を有するハウジングを備え、前記円筒状部材は、軸線方向に対して垂直方向に切断した前記円筒状部材の断面形状が一定の外径を有する外面と、前記円筒状部材の前記断面形状が一定の内径を有する円筒状の内面とを有する密閉型圧縮機の製造方法であって、
前記外面において、前記外径よりも中心側に位置する平坦面を形成するステップと、
前記円筒状部材の前記内径の中心が、前記円筒状部材の前記外径の中心を間に挟んで前記平坦面側とは反対側に位置するように前記内面を形成するステップと、
を有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、密閉型圧縮機及び密閉型圧縮機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷媒が循環する冷凍回路を備える空気調和装置、冷凍装置などにおいて設置される圧縮機として、密閉容器内に圧縮機構と電動モータが内蔵されたものがあり、その圧縮機は密閉型圧縮機とも呼ばれる。密閉型圧縮機に内蔵された圧縮機構は、例えばスクロール型、ロータリ型であり、回転軸に１段のみ設置される場合、２段以上の複数段設置される場合がある。
【０００３】
密閉型圧縮機のハウジングは、通常、円筒形状を有しており、外周面が曲面を有している。また、ハウジングには、内蔵された電動モータに電力を供給するための接続端子が設置され、接続端子は、溶接によってハウジングに対し固定される。
【０００４】
ハウジングにおいて接続端子が接続される面は、溶接時に溶接電極が密着可能なように、ハウジングの曲面を有する外周面に平坦面が切削加工等によって形成される。
【０００５】
なお、下記の特許文献１には、スクロール圧縮機の圧縮機要素（圧縮機構）が内蔵される密閉容器に関する技術が開示されている。特許文献１では、密閉容器の胴部に、接続端子を抵抗溶接するための平坦面が胴部の内径よりも外側に成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、密閉型圧縮機のハウジングは円筒形状であり、軸線方向に対して垂直方向に切断した断面の形状が一定の肉厚を有する。すなわち、円筒形状のハウジングの外径と内径の中心が一致している。ハウジングの円筒状部材を製造する場合、鋼材を円筒状に曲げ加工した後、対向面を溶接して円筒形状とする方法がある。
【０００８】
また、密閉型圧縮機においてＣＯ２冷媒等の比較的圧力の高い冷媒が適用される場合、汎用品（市販品）の円筒形状を有する鋼管を加工してハウジングを製造している。この場合、鋼管が一体成型品であることから、鋼材を曲げ加工して溶接する場合に比べて、ハウジングが高い圧力に耐え得る。
【０００９】
一方、汎用品の鋼管は、ＪＩＳ規格等の標準に則って外径や肉厚が定められている。ハウジングの製造において汎用品の鋼管が用いられる場合、上述したハウジングの外周面に平坦面を形成すると、平坦面はハウジングの外径よりも内側に位置するため、平坦面以外の部分と比べて厚さが薄くなる。
【００１０】
したがって、接続端子が接続されたハウジングの平坦面において、円筒状部材の肉厚が薄くなり、強度が低く変形しやすくなるため、圧力容器としてのハウジングの信頼性を確保しづらいという問題がある。例えば、ハウジングの平坦面における肉厚を確保するため、ＪＩＳ規格等の標準に存在しない鋼管、又は、汎用品として流通していない鋼管を用いて、円筒状部材を形成しなければならない。または、汎用品として流通している鋼管を用いる場合、ハウジングを所望の肉厚とするため、サイズの大きい鋼管を採用し、外周面に対して削り出し加工を施す必要がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、円筒状部材の外周面に平坦面を形成する場合において、変形を抑制し信頼性をより容易に確保することが可能な密閉型圧縮機及び密閉型圧縮機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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機及び密閉型圧縮機の製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る密閉型圧縮機は、円筒状部材を有するハウジングを備え、前記円筒状部材は、軸線方向に対して垂直方向に切断した前記円筒状部材の断面形状が一定の外径を有する外面と、前記円筒状部材の前記断面形状が一定の内径を有する円筒状の内面とを有し、前記外面は、前記外径よりも中心側に位置する平坦面を有し、前記円筒状部材の前記内径の中心は、前記円筒状部材の前記外径の中心を間に挟んで前記平坦面側とは反対側に位置する。
【００１３】
この構成によれば、ハウジングは円筒状部材を有する。一定の外径を有する円筒状部材の外面は、円筒状部材の外径よりも中心側に位置する平坦面を有し、円筒状部材の内面は一定の内径を有する。そして、円筒状部材の内径の中心が、円筒状部材の外径の中心を間に挟んで平坦面側とは反対側に位置する。そのため、外面に形成された平坦面が、円筒状部材の外径よりも中心側に位置するが、円筒状部材の外面と内面の中心を一致させた場合に比べて、平坦面に対応する部分の円筒状部材の肉厚が薄くならず、円筒状部材の強度が確保されて変形が抑制される。
【００１４】
上記発明において、前記外面に形成された前記平坦面における前記外面と前記内面間の厚さ最小部分の厚さは、前記外面に形成された前記平坦面から離れた側における前記外面と前記内面間の厚さ最小部分の厚さと等しくてもよい。
【００１５】
この構成によれば、外面に形成された平坦面における外面と内面間の厚さ最小部分に作用する応力と、外面に形成された平坦面から離れた側における外面と内面間の厚さ最小部分に作用する応力とをほぼ等しくすることができる。
【００１６】
上記発明において、前記外面に形成された前記平坦面に貫通孔が形成され、前記貫通孔に電動モータと電気的に接続される接続端子が固定されてもよい。
【００１７】
この構成によれば、貫通孔が外面に形成された平坦面に形成され、電動モータと電気的に接続される接続端子が貫通孔に固定される。外面に形成された平坦面に形成された貫通孔に接続端子が固定される場合に、接続端子の固定部分の肉厚が薄くならず、強度を確保できる。
【００１８】
本発明に係る密閉型圧縮機の製造方法は、円筒状部材を有するハウジングを備え、前記円筒状部材は、軸線方向に対して垂直方向に切断した前記円筒状部材の断面形状が一定の外径を有する外面と、前記円筒状部材の前記断面形状が一定の内径を有する円筒状の内面とを有する密閉型圧縮機の製造方法であって、前記外面において、前記外径よりも中心側に位置する平坦面を形成するステップと、前記円筒状部材の前記内径の中心が、前記円筒状部材の前記外径の中心を間に挟んで前記平坦面側とは反対側に位置するように前記内面を形成するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、円筒状部材の外周面に平坦面を形成する場合において、変形を抑制し信頼性をより容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機のセンターハウジングを示す横断面図であり、平坦面において貫通孔が形成される前の状態を示している。
【図３】本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機のセンターハウジングを示す部分拡大縦断面図であり、平坦面において貫通孔が形成される前の状態を示している。
【図４】従来の密閉型圧縮機のセンターハウジングを示す横断面図であり、平坦面において貫通孔が形成される前の状態を示している。
【図５】従来の密閉型圧縮機のセンターハウジングを示す部分拡大縦断面図であり、平坦面において貫通孔が形成される前の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機を空気調和装置用又は冷凍装置用の密閉型多段圧縮機に適用した例について説明する。
本実施形態においては、便宜上、低段側にロータリ圧縮機２、高段側にスクロール圧縮機３を用いて構成した密閉型多段圧縮機（多段圧縮機）１に適用した例について説明するが、本発明は、単段のスクロール圧縮機、又は、低段側および高段側を共にスクロール圧縮機とした多段スクロール圧縮機等にも適用できる。
【００２２】
図１に示すように、ロータリ圧縮機２及びスクロール圧縮機３を用いた多段圧縮機１は、密閉ハウジング１０を備えている。密閉ハウジング１０は、円筒状のセンターハウジング１０Ａと、センターハウジング１０Ａの上部にかしめ固定により設けられた軸受部材３１と、センターハウジング１０Ａの下部を密閉する下部ハウジング１０Ｂと、軸受部材３１の上方に全周溶接により設けられ、センターハウジング１０Ａの上部を密閉する上部ハウジング１０Ｃとから構成されている。
【００２３】
センターハウジング１０Ａ内のほぼ中央部には、ステータ５とロータ６とから構成される電動モータ４が固定設置されている。ロータ６には、回転軸（クランク軸）７が一体に結合されている。この電動モータ４の下部には、低段側のロータリ圧縮機２が設置されている。低段側のロータリ圧縮機２は、シリンダ室２０を備え、センターハウジング１０Ａ内に固定設置されるシリンダ本体２１と、シリンダ本体２１の上下に固定設置され、シリンダ室２０の上部および下部を密閉する上部軸受２２および下部軸受２３と、回転軸７のクランク部７Ａに嵌合され、シリンダ室２０の内周面を回動するロータ２４と、シリンダ室２０内を吸入側と吐出側とに仕切る図示省略のブレードおよびブレード押えバネ等とを備えた構成とされている。
【００２４】
このロータリ圧縮機２は、吸入管２５を介してシリンダ室２０内に低圧の冷媒ガスを吸入し、この冷媒ガスをロータ２４の回動により中間圧まで圧縮した後、上部軸受２２および下部軸受２３を用いて上下に形成されている吐出チャンバ２６，２７内に吐出し、吐出チャンバ２６内で合流した後、センターハウジング１０Ａ内に吐き出すように構成されている。この中間圧冷媒ガスは、電動モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔等を流通して電動モータ４の上部空間に導かれ、さらに高段側のスクロール圧縮機３へと吸入されて２段圧縮されるようになっている。
【００２５】
高段側のスクロール圧縮機３は、上部ハウジング１０Ｃ内に設けられている。スクロール圧縮機３は、回転軸（クランク軸）７を支持する軸受３０が設けられた軸受部材３１と、それぞれ端板３２Ａ，３３Ａ上に立設される渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂを備え、渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂ同士を噛み合わせて軸受部材３１上に組み付けることにより一対の圧縮室３４を構成する固定スクロール部材３２および旋回スクロール部材３３とを備えている。
【００２６】
スクロール圧縮機３は、更に旋回スクロール部材３３と回転軸７の偏心ピン７Ｂとをドライブブッシュ１３を介して結合し、旋回スクロール部材３３を公転旋回駆動する旋回ボス部３３Ｃと、旋回スクロール部材３３と軸受部材３１との間に設けられ、旋回スクロール部材３３をその自転を阻止して公転旋回させるための自転阻止機構３５と、固定スクロール部材３２の背面側に設けられ、吐出ポート３２Ｃを開閉する吐出弁３６と、固定スクロール部材３２の背面側に吐出弁３６を包囲するように固定設置されるディスチャージカバー３８と、ディスチャージカバー３８の中心部に接続され、圧縮された高温高圧ガスを外部に吐き出す吐出管３９を備えた構成とされている。
【００２７】
上記スクロール圧縮機３は、低段側に設置されたロータリ圧縮機２により圧縮されて密閉ハウジング１０に吐き出された中間圧の冷媒ガスを圧縮室３４内に吸入し、この中間圧冷媒ガスを旋回スクロール部材３３の公転旋回駆動による圧縮動作によって更に高圧に圧縮した後、吐出弁３６を介してディスチャージカバー３８内に吐き出すように構成されている。この高温高圧冷媒ガスは、吐出管３９を介して多段圧縮機１の外部、すなわち冷凍サイクル側へと送出されるようになっている。
【００２８】
さらに、回転軸（クランク軸）７の最下端部と低段側に設置されたロータリ圧縮機２の下部軸受２３との間には、公知の容積形給油ポンプ１４が組み込まれている。この容積形給油ポンプ１４は、密閉ハウジング１０の底部に充填されている潤滑油１５を汲み上げ、回転軸７内に設けられている給油孔を経てロータリ圧縮機２およびスクロール圧縮機３の軸受部等の所要潤滑箇所に潤滑油１５を強制給油するように構成されている。
【００２９】
センターハウジング１０Ａの外面４２に形成された平坦面４０には、貫通孔４１が形成される。接続端子５０は、貫通孔４１に固定され、電動モータ４と電気的に接続される。接続端子５０は、内蔵された電動モータ４にケーブル５３を介して電力を供給する。接続端子５０は、台部５１と、台部５１に固定された端子部５２とを有する。平坦面４０において、接続端子５０の台部５１が貫通孔４１に溶接されて固定される。
【００３０】
以下、密閉ハウジング１０のセンターハウジング１０Ａについて詳しく説明する。
密閉ハウジング１０のセンターハウジング１０Ａは、円筒状部材であり、中空の円柱形状を有し、軸方向に沿って所定の長さを有する。センターハウジング１０Ａは、例えば、ＪＩＳ規格等の標準に規定された汎用品（市販品）の円筒形状を有する鋼管を加工して製造される。鋼管が一体成型品であることから、鋼材を曲げ加工して溶接する場合に比べて、センターハウジング１０Ａが高い圧力に耐え得る。センターハウジング１０Ａの製造に用いられる鋼管は、例えばＪＩＳ規格の呼び径が１２５Ａ、すなわち外径が１３９．８ｍｍであり、呼び厚さがスケジュール８０、すなわち厚さが９ｍｍである。
【００３１】
円筒状部材であるセンターハウジング１０Ａは、外面４２と内面４３から構成され、軸方向に対して垂直方向に切断した断面の形状は、図２に示すように、円環形状である。
【００３２】
センターハウジング１０Ａの外面４２の径、すなわち、外径は一定であり、外面４２の断面形状は円形状である。また、センターハウジング１０Ａの内面４３の径、すなわち、内径は一定であり、内面４３の断面形状は円形状である。
【００３３】
センターハウジング１０Ａの外面４２には、接続端子５０が設置される平坦面４０が形成される。これにより、接続端子５０が設置される平坦面４０は、溶接時に溶接電極と密着され、接続端子５０がセンターハウジング１０Ａに安定して溶接固定される。平坦面４０は、外面４２において、例えば正面視形状が四角形に形成される。
【００３４】
平坦面４０は、円筒形状の鋼管の外周面を、切削加工等によって平坦に加工して形成される。なお、センターハウジング１０Ａを製造する際、鋼管の外周面に対して、径を調整する加工は施されない。
【００３５】
平坦面４０は、鋼管の外周面を削って形成されることから、センターハウジング１０Ａにおいて、センターハウジング１０Ａの外面４２の外径よりも中心Ｏ１側に位置する。すなわち、平坦面４０は、一定の外径を有する鋼管の外周面よりも内側に形成される。
【００３６】
図２に示すように、センターハウジング１０Ａの外面４２の中心Ｏ１と内面４３の中心Ｏ２とは一致しておらず、外面４２と内面４３は偏芯して形成される。すなわち、センターハウジング１０Ａにおいて、内面４３の内径の中心Ｏ２は、外面４２の外径の中心Ｏ１と異なる位置にあり、内径の中心Ｏ２は、外径の中心Ｏ１を間に挟んで平坦面４０側とは反対側に位置する。
【００３７】
従来、図４及び図５に示すように、センターハウジング１０Ａの外面８２と内面８３の中心Ｏ３，Ｏ４を一致させるように内面８３を加工する場合、すなわち、外面８２と内面８３が同心円状にある場合、センターハウジング１０Ａの厚さは、外面４２に形成された平坦面４０側の最小肉厚部Ａ３が、中心Ｏ１，Ｏ２を間に挟んだ反対側の肉厚部Ａ４よりも薄い。図４及び図５では、切削前の鋼管の内面８４を二点鎖線で示している。
【００３８】
一方、本実施形態の場合、センターハウジング１０Ａの外面８２と内面８３の中心Ｏ３，Ｏ４を一致させた場合と比較すると、図２及び図３に示すように、センターハウジング１０Ａの厚さは、外面４２に形成された平坦面４０側の最小肉厚部Ａ１が厚くなり、中心Ｏ１，Ｏ２を間に挟んだ反対側の最小肉厚部Ａ２が薄くなる。
【００３９】
これにより、本実施形態では、外面４２に形成された平坦面４０が、センターハウジング１０Ａの外径よりも中心側に位置するが、外面４２の中心Ｏ１と内面４３の中心Ｏ２が偏芯しているため、センターハウジング１０Ａの外面８２と内面８３の中心Ｏ３，Ｏ４を一致させた場合に比べて、平坦面４０に対応する部分のセンターハウジング１０Ａの肉厚が薄くならず、センターハウジング１０Ａの強度が確保されて変形が抑制される。したがって、センターハウジング１０Ａの外周面に平坦面４０を形成する場合において、変形を抑制し信頼性を確保することができる。
【００４０】
センターハウジング１０Ａの内面４３は、汎用品の鋼管の内面４３に対して、切削加工等によって断面が円形状に削られる。図２及び図３では、切削前の鋼管の内面４４を二点鎖線で示している。そして、切削加工等の加工が施された結果、内面４３の中心が外面４２の中心とは異なる位置となるように形成される。より具体的には、内径の中心Ｏ２が、外径の中心Ｏ１を間に挟んで平坦面４０側とは反対側に位置するように内面４３が形成される。また、切削加工等を施すことによって、加工前に比べて表面を滑らかにし、円形状の精度を高めることができる。
【００４１】
外面４２に形成された平坦面４０における外面４２と内面４３間の厚さが最小の最小肉厚部Ａ１の厚さは、平坦面４０から離れた側における外面４２と内面４３間の厚さが最小の最小肉厚部Ａ２の厚さとほぼ等しい。これにより、外面４２に形成された平坦面４０における最小肉厚部Ａ１に作用する応力と、外面４２に形成された平坦面４０から離れた側における最小肉厚部Ａ２に作用する応力とをほぼ等しくすることができる。
【００４２】
または、最小肉厚部Ａ１の厚さが、最小肉厚部Ａ２の厚さよりも僅かに厚くなるようにしてもよい。これにより、外面４２に形成された平坦面４０に集中する応力を低減できる。
【００４３】
外面４２に形成された平坦面４０には、貫通孔４１が形成され、接続端子５０の台部５１が、貫通孔４１に固定される。上述したとおり、本実施形態では、従来に比べて平坦面４０において肉厚が薄くならずに変形が抑制されているため、接続端子５０の固定部分の強度が確保されている。
【００４４】
以上、本実施形態によれば、外面４２に形成された平坦面４０が、センターハウジング１０Ａの外径よりも中心側に位置する。そして、図２及び図３に示すように、外面４２の中心Ｏ１と内面４３の中心Ｏ２が偏芯しているため、平坦面４０に対応する部分のセンターハウジング１０Ａの肉厚が、従来の構成に比べて薄くならず、センターハウジング１０Ａの強度が確保されて変形が抑制される。したがって、センターハウジング１０Ａの外周面に平坦面４０を形成する場合において、変形を抑制し信頼性を確保することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１      ：多段圧縮機
２      ：ロータリ圧縮機
３      ：スクロール圧縮機
４      ：電動モータ
５      ：ステータ
６      ：ロータ
７      ：回転軸
７Ａ    ：クランク部
７Ｂ    ：偏心ピン
１０    ：密閉ハウジング
１０Ａ  ：センターハウジング
１０Ｂ  ：下部ハウジング
１０Ｃ  ：上部ハウジング
１３    ：ドライブブッシュ
１４    ：容積形給油ポンプ
１５    ：潤滑油
２０    ：シリンダ室
２１    ：シリンダ本体
２２    ：上部軸受
２３    ：下部軸受
２４    ：ロータ
２５    ：吸入管
２６    ：吐出チャンバ
２７    ：吐出チャンバ
３０    ：軸受
３１    ：軸受部材
３２    ：固定スクロール部材
３２Ａ  ：端板
３２Ｂ  ：渦巻き状ラップ
３２Ｃ  ：吐出ポート
３３    ：旋回スクロール部材
３３Ａ  ：端板
３３Ｂ  ：渦巻き状ラップ
３３Ｃ  ：旋回ボス部
３４    ：圧縮室
３５    ：自転阻止機構
３６    ：吐出弁
３８    ：ディスチャージカバー
３９    ：吐出管
４０    ：平坦面
４１    ：貫通孔
４２    ：外面
４３    ：内面
４４    ：内面
５０    ：接続端子
５１    ：台部
５２    ：端子部
５３    ：ケーブル
８２    ：外面
８３    ：内面
８４    ：内面
【図１】
2018204453.tif 000003
【図２】
2018204453.tif 000004
【図３】
2018204453.tif 000005
【図４】
2018204453.tif 000006
【図５】
2018204453.tif 000007