(57)【要約】【課題】電動圧縮機の重量増、大型化、並びに製造原価上昇を招くことなく、ハウジングの強度を高める。【解決手段】軸受保持部材１２をハウジング４のうちコイル６の外周側に対応する部位にてハウジング４に溶接する。これにより、軸受保持部材１２とハウジング４との接合箇所は、固定子鉄心５に非常に近接した状態となる。したがって、軸受保持部材１２を効果的に補強部材として機能させることができるので、ハウジング４の変形を効果的に防止することができる。延いては、電動圧縮機１の重量増、大型化、並びに製造原価上昇を招くことなく、ハウジング４の変形を効果的に防止することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略筒状のハウジング（４）と、
前記ハウジング（４）内の軸方向一端側に収納されたポンプ部（２）と、
焼き嵌め又はしまり嵌めにて前記ハウジング（４）内の軸方向他端側に固定された固定子（５）及び前記固定子（５）に巻かれたコイル（６）からなるステータ（７）、並びに前記ステータ（７）内で回転するロータ（８）を有して構成された電動モータ部（３）と、
前記ハウジング（４）内の軸方向他端側にて前記ハウジング（４）に接合された補強部材（１２、２１）とを備え、
前記補強部材（１２、２１）は、前記ハウジング（４）のうち前記コイル（６）の外周側に対応する部位にて前記ハウジング（４）に接合されていることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
前記ロータ（８）の一端側を回転可能に支持する軸受（１０ｂ）が、前記補強部材（１２）を介して前記ハウジング（４）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記補強部材（１２、２１）は、溶接にて前記ハウジング（４）に接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記補強部材（１２、２１）は、複数箇所の部位にて局所的に溶接されていることを特徴とする請求項３に記載の流体機械。
【請求項５】
前記補強部材（１２、２１）は、全周に渡って前記ハウジング（４）に溶接されていることを特徴とする請求項３に記載の流体機械。
【請求項６】
前記ポンプ部（２）は、固定スクロール（１３）に対して旋回スクロール（１４）を旋回させることにより流体を吸入圧縮するスクロール型圧縮機構であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流体機械。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の流体機械にて構成された圧縮機（１）と、
前記圧縮機（１）にて圧縮された冷媒の熱を放冷する放熱器（３０）と、
低圧の冷媒を蒸発させて雰囲気から吸熱する蒸発器（４０）とを備えることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機。
【請求項８】
前記圧縮機（１）の吐出圧を、冷媒の臨界圧力以上とする場合があることを特徴とする請求項７に記載の蒸気圧縮式冷凍機。
【請求項９】
冷媒として、二酸化炭素が用いられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の蒸気圧縮式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体を吸入して加圧した状態で吐出する電動式の流体機械に関するもので、蒸気圧縮式冷凍機用のスクロール型圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動式スクロール型圧縮機では、電動モータのロータを支持する軸受を保持する軸受保持部材は、ステータから十分に離れた部位にてハウジングに溶接されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２８８３６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば冷媒を二酸化炭素とした蒸気圧縮式冷凍機では、フロン（Ｒ１３４ａ）等を冷媒とする蒸気圧縮式冷凍機よりも作動圧力が略１０倍程度高いため、圧縮機（ハウジング）内の内圧もこれに呼応して高くなる。
【０００５】
また、電動モータを構成するステータは、通常、焼き嵌め又はしまり嵌めにてハウジング内に固定されているため、ハウジングの内側に作用する圧力が増大して、ハウジングの内径寸法が拡大するようにハウジングが変形してしまうと、ステータをハウジングに保持固定する固定力（圧入代、締め代）が小さくなってしまい、電動式スクロール型圧縮機の信頼性及び耐久性が低下してしまう。
【０００６】
これに対して、ハウジングの肉厚を十分に厚くしてハウジングの強度を高めれば良いが、この手段では、電動式スクロール型圧縮機の重量増、大型化、並びに製造原価上昇を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な流体機械を提供し、第２には、重量増、大型化、並びに製造原価上昇を招くことなく、ハウジングの強度を高めることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、略筒状のハウジング（４）と、ハウジング（４）内の軸方向一端側に収納されたポンプ部（２）と、焼き嵌め又はしまり嵌めにてハウジング（４）内の軸方向他端側に固定された固定子（５）及び固定子（５）に巻かれたコイル（６）からなるステータ（７）、並びにステータ（７）内で回転するロータ（８）を有して構成された電動モータ部（３）と、ハウジング（４）内の軸方向他端側にてハウジング（４）に接合された補強部材（１２、２１）とを備え、補強部材（１２、２１）は、ハウジング（４）のうちコイル（６）の外周側に対応する部位にてハウジング（４）に接合されていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、補強部材（１２、２１）がハウジング（４）に接合されているので、ハウジング（４）の内径が拡大するようにハウジング（４）が変形してしまうことが抑制される。
【００１０】
このとき、補強部材（１２、２１）は、ハウジング（４）のうちコイル（６）の外周側に対応する部位にてハウジング（４）に接合されているので、補強部材（１２、２１）とハウジング（４）との接合箇所は、固定子（５）に近接した状態となる。
【００１１】
したがって、補強部材（１２、２１）を効果的に機能させることができるので、ハウジング（４）の変形を効果的に防止することができる。延いては、流体機械の重量増、大型化、並びに製造原価上昇を招くことなく、ハウジング（４）の変形を効果的に防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、ロータ（８）の一端側を回転可能に支持する軸受（１０ｂ）が、補強部材（１２）を介してハウジング（４）に固定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、補強部材（１２、２１）は、溶接にてハウジング（４）に接合されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、補強部材（１２、２１）は、複数箇所の部位にて局所的に溶接されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、補強部材（１２、２１）は、全周に渡ってハウジング（４）に溶接されていることを特徴とするのである。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、ポンプ部（２）は、固定スクロール（１３）に対して旋回スクロール（１４）を旋回させることにより流体を吸入圧縮するスクロール型圧縮機構であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の流体機械にて構成された圧縮機（１）と、圧縮機（１）にて圧縮された冷媒の熱を放冷する放熱器（３０）と、低圧の冷媒を蒸発させて雰囲気から吸熱する蒸発器（４０）とを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に記載の発明では、圧縮機（１）の吐出圧を、冷媒の臨界圧力以上とする場合があることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９に記載の発明では、冷媒として、二酸化炭素が用いられていることを特徴とするものである。
【００２０】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、給湯水を加熱する給湯器に本発明に係る蒸気圧縮式冷凍機及び電動圧縮機を適用したものであって、図１はヒートポンプ式給湯器であり、図２は本実施形態に係る電動圧縮機１の断面図である。
【００２２】
そして、ヒートポンプ式給湯器とは、図１に示すように、冷媒を吸入圧縮する電動圧縮機１、水冷媒熱交換器３０、水冷媒熱交換器３０から流出した冷媒を減圧する減圧器４０、外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器５０、及び蒸発器５０から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、気相冷媒を圧縮機１０に供給する気液分離器６０等から構成されたもので、外気から吸熱した熱及び電動圧縮機１の圧縮仕事量に相当する熱量を給湯水に与えることにより給湯水を加熱する。
【００２３】
また、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いており、電動圧縮機１から吐出される冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力以上として、必要な吐出冷媒温度（例えば、８０℃〜９０℃）を得ている。
【００２４】
なお、本実施形態では、水冷媒熱交換器３０に流入する高圧冷媒の圧力を臨界圧力以上としているので、水冷媒熱交換器３０内で冷媒は凝縮することなく、その温度を低下させながらエンタルピを低下させる。
【００２５】
次に、本実施形態に係る電動圧縮機１の構造を図２に基づいて述べる。
【００２６】
本実施形態に係る電動圧縮機１は、ハウジング４の軸方向一端側に設けられて冷媒を吸入圧縮するスクロール型圧縮機構２と、ハウジング４の軸方向他端側に設けられてスクロール型圧縮機構２を駆動する電動モータ（本実施形態では、ＤＣブラシレスモータ）３とが一体となった密閉型圧縮機である。
【００２７】
ここで、電動モータ３の概略について述べる。
【００２８】
ハウジング４は略円筒状に形成された鉄製のものであり、固定子鉄心５は、けい素鋼板等の磁性材料からなるヨークであり、この固定子鉄心５はハウジング４に対して焼き嵌め又はしまり嵌めにて固定されている。コイル６は固定子鉄心５に巻き付けられた巻線であり、この巻線６及び固定子鉄心５等からステータコイル７が構成されている。
【００２９】
また、ロータ８はステータコイル７内で回転する回転子であり、このロータ８は複数個の永久磁石、並びに軸受１０ａ、１０ｂを介して回転可能に支持されたシャフト１１等から構成されている。
【００３０】
そして、軸受１０ａは、ハウジング４に焼き嵌め又はしまり嵌めにて固定されたミドルハウジング９に装着され、軸受１０ｂは、ハウジング４に接合された軸受保持部材１２に装着されている。
【００３１】
ここで、軸受保持部材１２は、その外周側設けられた略円筒状の接合部１２ａがハウジング４のうちコイル６の外周側、つまりコイルエンドに対応する部位にて溶接やろう付け等にてハウジング４の内周面に接合されたもので、本実施形態では、スポット溶接等の電気溶接により複数箇所の部位にて局所的に軸受保持部材１２とハウジング４とを溶接している。
【００３２】
また、本実施形態では、軸受保持部材１２をハウジング４に溶接した後、ハウジング４の内壁と軸受保持部材１２の軸受保持部１２ｂとを切削加工にて同軸加工することにより、ハウジング４の中心と軸受保持部１２ｂの中心とのズレ量を所定寸法以下となるようにしている。
【００３３】
次に、スクロール型圧縮機構２について述べる。
【００３４】
シェル１３はミドルハウジング９に固定されてミドルハウジング９と共に空間を構成する固定部材であり、このシェル１３のうちミドルハウジング９側には、ミドルハウジング９側に向けて突出する渦巻状の歯部１３ａが形成されている。
【００３５】
また、ミドルハウジング９とシェル１３との間には、シェル１３の歯部１３ａに接触して作動室Ｖを構成する渦巻状の歯部１４ａ、及びこの歯部１４ａが一体形成された略円盤状の端板部１４ｂ等からなる旋回スクロール１４が配設されており、この旋回スクロール１４が、シェル１３、つまり固定スクロール１３に対して旋回することにより、作動室Ｖの体積を拡大縮小させて流体、つまり圧縮性流体を吸入圧縮する。
【００３６】
また、旋回スクロール１４は、端板部１４ｂの略中央に形成された略円筒状のボス部１４ｃにてシャフト１１の一端側（紙面下側）に形成されたクランク部１１ａに、ブッシング１６及びシェル型（内輪を持たないタイプ）の針状コロ軸受（ニードルベアリング）１５を介して連結されている。
【００３７】
そして、クランク部１１ａは、シャフト１１の回転中心から径外方側に偏心した位置に形成されているため、シャフト１１が回転すると、旋回スクロール１４は、シャフト１１周りに旋回（回転）運動する。
【００３８】
因みに、ブッシング１６は、旋回スクロール１４をクランク部１１ａに対して摺動可能に連結し、両歯部１３ａ、１４ａ間の接触面圧を増大させる従動クランク機構を構成するものであり、このブッシング１６は、旋回スクロール１４に作用する圧縮反力のうち旋回方向の力によって旋回スクロール１４をクランク部１１ａに対して微小変位させて両歯部１３ａ、１４ａ間の接触面圧を増大させている。
【００３９】
また、自転防止用ピン１７は、旋回スクロール１４が旋回する際に、旋回スクロール１４がクランク部１１ａ周りに回転（自転）することを防止する自転防止用手段である。このため、シャフト１１が回転すると、旋回スクロール１４は、クランク部１１ａ周りに回転（自転）することなく、シャフト１１の軸方向と直交する平面内において、シャフト１１の回転中心を公転中心としてに対して旋回（公転）する。
【００４０】
また、リアハウジング１８は、シェル１３と共に作動室Ｖから吐出する冷媒を平滑化する吐出室１９を構成するものであり、このリアハウジング１８は、ボルト等の締結手段によりシェル１３に固定されている。
【００４１】
また、吐出ポート２０はシェル（固定スクロール）１３の略中心部に位置する作動室Ｖと吐出室１９とを連通させる連通口であり、この吐出ポート２０のうち吐出室１９側には、吐出室１９に吐出した冷媒が作動室Ｖに逆流することを防止するリード弁状の吐出弁（図示せず）及び吐出弁の最大開度を規制するストッパが設けられている。
【００４２】
なお、蓋部２１、２２は、ハウジング４の軸方向端部に溶接されてハウジング４の軸方向端部を閉塞して、ハウジング４を密閉容器とするものである。
【００４３】
以上に述べた構成により、電動モータ３が稼動すると、ハウジング４に設けられた吸入口４ａから連通穴１２ｃ（図２参照）を経由してロータ８やステータコイル７等が収納されたモータ室４ｂ内に流入した吸入冷媒は、ロータ８とステータコイル７との隙間等を流れて電動モータ３を冷却した後、スクロール型圧縮機構２に吸引されて圧縮され、その後、吐出室１９を経由して吐出口４ｃから水冷媒熱交換器３０に向けて吐出される。
【００４４】
次に、本実施形態に係る電動圧縮機１の作用効果を述べる。
【００４５】
ハウジング４のうちモータ室４ｂには、冷媒の圧力が内圧として作用するものの、軸受保持部材１２がハウジング４に接合されているので、軸受保持部材１２が補強部材として機能し、ハウジング４の内径が拡大するようにハウジング４が変形してしまうことが抑制される。
【００４６】
このとき、軸受保持部材１２は、ハウジング４のうちコイル６の外周側に対応する部位にてハウジング４に接合されているので、軸受保持部材１２とハウジング４との接合箇所は、固定子鉄心５に非常に近接した状態となる。
【００４７】
したがって、軸受保持部材１２を効果的に補強部材として機能させることができるので、ハウジング４の変形を効果的に防止することができる。延いては、電動圧縮機１の重量増、大型化、並びに製造原価上昇を招くことなく、ハウジング４の変形を効果的に防止することができる。
【００４８】
また、軸受保持部材１２とハウジング４との接合部が、ハウジング４のうちコイル６の外周側に対応する部位に位置しているので、軸受保持部材１２とハウジング４との接合部がステータコイル７からずれた部位に位置する特許文献１に記載の発明に比べて、電動圧縮機１の軸方向寸法を小型にすることができ得る。
【００４９】
なお、本実施形態では、蓋部２１も補強部材として機能していることは言うまでもない。
【００５０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、軸受保持部材１２を補強部材として利用したが、本実施形態は、図３に示すように、蓋部２１の外縁部をハウジング４のうちコイル６の外周側に対応する部位にてハウジング４に接合して蓋部２１を補強部材として機能させたものである。
【００５１】
なお、本実施形態では、蓋部２１をドーム状として耐圧性を高めるとともに、軸受保持部材１２及び軸受１０ｂを廃止している。
【００５２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ミドルハウジング９にメインベアリングをなす軸受１０ａを設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばメインベアリング１０ａを支持するための専用の部材を配置してもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、本発明を給湯器に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば空調装置に適用してもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、冷媒を二酸化炭素として、高圧側冷媒圧力を臨界圧力以上としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷媒をフロンとして、高圧側冷媒圧力を臨界圧力未満としてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、吸入冷媒にて電動モータ３を冷却したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吐出冷媒にて電動モータ３を冷却してもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態では、スクロール型圧縮機構２をポンプ機構として採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他形式のポンプ機構として採用してもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、複数箇所の部位にて局所的に軸受保持部材１２又は蓋部２１とハウジング４とを溶接したが、本発明はこれに限定されるものではなく、軸受保持部材１２又は蓋部２１とハウジング４と全周に渡って溶接してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電動圧縮機の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電動圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
１…電動圧縮機、２…スクロール型圧縮機構、３…電動モータ、
４…ハウジング、５…固定子鉄心、６…コイル、７…ステータ、
８…ロータ、９…ミドルハウジング、１１…シャフト、
１２…軸受保持部材、１３…シェル、１４…旋回スクロール、
２１、２２…蓋部。
【図１】
2004339975.tif 000003
【図２】
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【図３】
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