(57)【要約】  【課題】  金属製の容器に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成するにあたり、溶接時の熱が容器側とエンドキャップ側にほぼ均等に伝導するようにした圧縮機を提供する。  【解決手段】  アルミニウム材で形成されている容器２の開口端部２ｃに、アルミニウム材で形成されているエンドキャップ３の肩部３ｃをアーク溶接して密閉容器を形成するにあたり、開先Ｇにアークを放射した時にアーク熱がエンドキャップ側と容器側にほぼ同等に伝導するように、肩部３ｃの開先からの高さＨを、開口端部２ｃの板厚ｔに対してｔ≦Ｈ≦４ｔに設定する。【選択図】  図３
2005214110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の容器の開口端部に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成する圧縮機であって、前記エンドキャップは外周部に肩部が設けられ、この肩部と前記容器の開口端部とを溶接するにあたり、前記肩部と容器の開口端部とにほぼ均等に熱が伝導するように、肩部の高さと容器の開口端部の板厚とを設定したことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記肩部の高さを前記容器の開口端部の板厚に対して１〜４倍に設定することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に係わるもので、特に金属製の容器の開口端部に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを収納した圧縮機が知られており、この種の圧縮機においては、密閉容器は鉄材のものを使用しているのが一般的である。鉄材の密閉容器を使用すると、圧縮機全体の重量が重くなるため使用目的によっては適さない場合がある。例えば、自動車に搭載してエアコンの冷凍サイクル用圧縮機として使用する場合には、重量の重い圧縮機では自動車の総重量を増大させ、燃費が嵩むことになるので好ましくない。このため、圧縮機の密閉容器をアルミニウム材のものに替えて軽量化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２等）。
【特許文献１】特開２００２−１７４１７９号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
圧縮機の密閉容器をアルミニウム材のものに替えるには、ほぼ円筒形状の容器と、ほぼ円盤形状又は椀形状のエンドキャップとをボルト締めするか、或いは溶接する手段が採用される。溶接手段による場合には、アーク溶接が一般的であり、アーク溶接による結合部分は密閉容器として高圧力に耐え得る充分な強度を備えていなければならない。鉄材等の他の金属で形成されている密閉容器を溶接により形成する場合も同様であり、溶接による結合部分は密閉容器として耐高圧力の強度を備えることが要求される。
【０００４】
アーク溶接により密閉容器を形成する時には、容器とエンドキャップとの重合部において、アーク放電による熱が容器側とエンドキャップ側にほぼ均等に加わることが望ましい。このため、例えば容器の開口端部には薄肉の縁片を円周方向に立ち上げて形成し、エンドキャップの端部には薄肉の裏板部を形成し、このエンドキャップの裏板部を容器の開口端部に圧入して縁片に重合させ、この重合部をほぼ均等に加熱溶融して溶接するようにしている。
【０００５】
しかしながら、熱バランスを配慮した上記アーク溶接の場合であっても、エンドキャップの裏板部に続く部分（通常は肩部）と、容器の開口端部における縁片に続く部分とが熱伝導に影響を及ぼし、容器側とエンドキャップ側にほぼ均等にアーク熱が伝導しないことがある。このような事態が生じると、アーク溶接が不安定になるばかりか、密閉容器として高圧力に充分耐え得る溶接強度が得られなくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解消するためになされたもので、金属製の容器に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成するにあたり、溶接時の熱が容器側とエンドキャップ側にほぼ均等に伝導するようにした圧縮機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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１は、金属製の容器の開口端部に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成する圧縮機であって、前記エンドキャップは外周部に肩部が設けられ、この肩部と前記容器の開口端部とを溶接するにあたり、前記エンドキャップ側と前記容器側にほぼ均等に熱が伝導するように、肩部の高さと容器の開口端部の板厚とを設定したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２は、請求項１において、前記肩部の高さを前記容器の開口端部の板厚に対して１〜４倍に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記請求項１の発明によれば、金属製の容器の開口端部に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成する圧縮機において、エンドキャップに設けた肩部と容器の開口端部とを溶接するにあたり、エンドキャップ側と容器側にほぼ均等に熱が伝導するようにエンドキャップの肩部の高さと容器の開口端部の板厚とを設定したので、安定した溶接が得られると共に、密閉容器として高圧力に充分耐え得る溶接強度が得られる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１において、前記肩部の高さを前記容器の開口端部の板厚に対して１〜４倍に設定して熱容量が同等となるように調整したので、溶接時にエンドキャップ側と容器側とにほぼ均等に熱を伝導させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明に係る圧縮機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。添付図面中、図１は本発明を内部中間圧型の２段回転圧縮機に適用した実施形態を示す概略縦断面図である。図２（ａ）は図１の２段回転圧縮機における密閉容器の溶接前であって、エンドキャップを容器の開口端部に圧入する前の状態を示す部分断面図である。（ｂ）はエンドキャップを容器の開口端部に圧入した状態を示す部分断面図である。図３は容器とエンドキャップの溶接部分を示す一部概略縦断面図である。
【００１２】
図１において、１は密閉容器であり、アルミニウム材で形成されている容器２と、この容器２の開口端部に溶接Ｗにより結合されたアルミニウム材で形成されているエンドキャップ３とから構成され、容器２の内部には電動要素４と、この電動要素４により駆動される回転圧縮要素５とが収納されている。アルミニウム材としては、例えばＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕを含むアルミニウム合金を使用することができる。
【００１３】
上記電動要素４は、容器２の内壁面に固定されたステータ４ａと、このステータ４ａの中心部に僅かな間隔をあけて配設されたロータ４ｂとから構成され、ロータ４ｂの中心は回転軸６に固定され、回転軸６の下部は鉛直下方に延伸している。
【００１４】
上記回転圧縮要素５は、第１の回転圧縮部７と、その上に仕切板９を介して配設された第２の回転圧縮部８とから構成され、第１の回転圧縮部７は第１のシリンダ１０と、前記回転軸６に設けられている第１の偏心部６ａに嵌合して第１のシリンダ１０の内部を偏心回転する第１のローラ１１を備えており、第２の回転圧縮部８は第２のシリンダ１２と、前記回転軸６に設けられている第２の偏心部６ｂに嵌合して第２のシリンダ１２の内部を偏心回転する第２のローラ１３を備えている。又、第１のローラ１１にはバネで付勢されているベーン（図略）が常時当接することにより第１のシリンダ１０の内部が低圧室と高圧室とに区画されており、同様に第２のローラ１３にもバネで付勢されているベーン（図略）が常時当接することにより第２のシリンダ１２の内部が低圧室と高圧室とに区画されている。尚、上記回転軸６に設けられている第１の偏心部６ａと、第２の偏心部６ｂとは１８０°位相をずらせてある。
【００１５】
又、第１の回転圧縮部７の下には第１の支持部材１４が配設されると共に、第２の回転圧縮部８の上には第２の支持部材１５が配設され、この第１の支持部材１４と第２の支持部材１５とは、その間に前記第１の回転圧縮部７、仕切板９、第２の回転圧縮部８を挟着した状態で、前記容器２の内壁面に固定されているメインフレーム１６に複数のボルト１６ａで締め付けることにより一体的に固定されている。
【００１６】
第１の支持部材１４は中心に軸受け部１４ａを有し、この軸受け部１４ａの内側にブッシュを嵌装して前記回転軸６の下端部を軸受けしている。又、第１の支持部材１４の下面側には軸受け部１４ａの外周に沿って消音室１４ｂが設けられ、この消音室１４ｂは前記第１のシリンダ１０における高圧室の出口に連通していると共に、第１の支持部材１４に設けられている吐出ポート１４ｃに連通している。消音室１４ｂは第１の支持部材１４の下面にボルト１７ａで固定されたカバー板１７により開口面が被覆され、このカバー板１７の中央には軸受け部１４ａに対応させて孔１７ｂが設けられている。更に、第１の支持部材１４には吸入ポート１４ｄが設けられ、この吸入ポート１４ｄは前記第１のシリンダ１０に設けられている通路１０ａを介して第１のシリンダ１０における低圧室の入口に連通している。尚、回転軸６には軸孔６ｃが設けられ、その下端部は拡径されて内部に潤滑油汲み上げ部材１８が装着されている。
【００１７】
前記第２の支持部材１５は中心に軸受け部１５ａを有し、この軸受け部１５ａは前記メインフレーム１６の中心孔を貫通して上方に突出し、軸受け部１５ａの内側にブッシュを嵌装して前記回転軸６を軸受けしている。又、第２の支持部材１５の上面側には軸受け部１５ａの外周に沿って消音室１５ｂが設けられ、この消音室１５ｂは前記第２のシリンダ１２における高圧室の出口に連通していると共に、第２の支持部材１５に設けられている吐出ポート１５ｃに連通している。更に、第２の支持部材１５には吸入ポート１５ｄが設けられ、この吸入ポート１５ｄの上端は前記メインフレーム１６に設けられている吸入用通路１６ｂを介して前記容器２の内部に連通しており、吸入ポート１５ｄの下端は前記第２のシリンダ１２に設けられている通路１２ａを介して第２のシリンダ１２における低圧室の入口に連通している。尚、メインフレーム１６には吐出用通路１６ｃが設けられ、この吐出用通路１６ｃによって容器内部のメインフレーム１６より下方領域と、メインフレーム１６より上方領域とを連通させてある。
【００１８】
前記容器２は、前記第１の支持部材１４における吸入ポート１４ｄに臨む側壁部分に吸入側の孔２ａが設けられ、この吸入側の孔２ａの位置にスリーブ１９がボルト１９ａにより固定され、前記第２の支持部材１５における吐出ポート１４ｃに臨む側壁部分には吐出側の孔２ｂが設けられ、この吐出側の孔２ｂの位置にスリーブ２０がボルト２０ａにより固定されている。
【００１９】
上記吸入側のスリーブ１９は、孔１９ｂの内側端部と前記吸入ポート１４ｄの入口端部とが吸入用連通管２１により接続され、気密保持のためにスリーブ１９側では吸入用連通管２１との接続部にＯリングを嵌装し、吸入ポート１４ｄ側では吸入用連通管２１との接続部にブッシュを嵌装してある。この吸入側のスリーブ１９には冷媒ガスの導入管（図略）が接続される。
【００２０】
上記吐出側のスリーブ２０は、孔２０ｂの内側端部と前記吐出ポート１５ｃの出口端部とが吐出用連通管２２により接続され、気密保持のためにスリーブ２０側では吐出用連通管２２との接続部にＯリングを嵌装し、吐出ポート１５ｃ側では吐出用連通管２２との接続部にブッシュを嵌装してある。この吐出側のスリーブ２０には冷媒ガスの導出管（図略）が接続される。
【００２１】
前記エンドキャップ３は中央に孔３ａが設けられ、この中央孔３ａの位置にターミナル２３がボルト３ｂにより固定される。ターミナル２３はエンドキャップ３への取付用の基盤２３ａと、この基盤２３ａにガラス材やエポキシ樹脂等の電気絶縁材２３ｂを介して貫通固定された複数の接続用端子２３ｃとから構成され、接続用端子２３ｃの下端部は前記電動要素４のステータ４ａに内部リード線（図略）を介して接続され、接続用端子２３ｃの上端部は外部電源に外部リード線（図略）を介して接続される。
【００２２】
上記エンドキャップ３は、ターミナル２３を取り付けてステータ４ａに結線した後に前記容器２の開口端部に圧入し、その重合部をアーク溶接することにより固定して密閉容器１を構成する。
【００２３】
図２（ａ）は、エンドキャップ３を容器２の開口端部２ｃに圧入する前の状態を示している部分断面図であり、エンドキャップ３は、外周部に肩部３ｃが設けられ、この肩部３ｃの下面側に裏板部３ｄが円周方向に沿って立設されている。又、肩部３ｃの外周面の下部には内側に傾斜するテーパ面３ｅが円周方向に沿って設けられ、このテーパ面３ｅと裏板部３ｄの外周面との境界領域には突出段部３ｆが同じく円周方向に沿って設けられている。
【００２４】
前記容器２は、開口端部２ｃの外周面の上部には内側に傾斜するテーパ面２ｄが円周方向に沿って設けられ、このテーパ面２ｄに続いて薄肉で低寸の縁片２ｅが内周面側に立設されている。
【００２５】
アーク溶接する前に、容器２の開口端部２ｃにエンドキャップ３を圧入する。前記エンドキャップ３における裏板部３ｄの外径は、容器２の開口端部２ｃの内径より若干大きめに設定されており、裏板部３ｄを開口端部２ｃの内側に圧入することによりエンドキャップ３を容器２の開口端部２ｃに嵌め込む。
【００２６】
図２（ｂ）はエンドキャップ３を容器２の開口端部２ｃに圧入した状態を示しており、エンドキャップ３の突出段部３ｆに容器２の縁片２ｅが当接して受け止され、エンドキャップ３と容器２との重合部が形成されると共に、エンドキャップ３のテーパ面３ｅ、突出段部３ｆと、容器２のテーパ面２ｄ、縁片２ｅとにより断面形状が略Ｖ字形の開先Ｇ（ｇｒｏｏｖｅ）が円周方向に沿って形成される。
【００２７】
次いで、エンドキャップ３と容器２との重合部をアーク溶接する。アーク溶接としては、例えばミグ（ＭＩＧ）溶接又はティグ（ＴＩＧ）溶接が作業上適している。このアーク溶接において、前記開先Ｇの底部に向けてアークを放射し、エンドキャップ３と容器２との重合部を溶かすと共に開先Ｇに芯線を溶かし込む。
【００２８】
本発明においては、アーク溶接時にアーク熱がエンドキャップ３側と容器２側にほぼ均等に伝導するように熱容量を調整する。この熱容量を調整するために、例えばエンドキャップ３における肩部３ｃの開先Ｇからの高さＨを、容器２における開口端部２ｃの板厚をｔとすると１〜４倍（ｔ≦Ｈ≦４ｔ）に設定する。肩部３ｃの開先Ｇからの高さＨが、開口端部２ｃの板厚ｔ未満であると、肩部３ｃ側の熱容量が減少してアーク熱が開口端部２ｃ側より肩部３ｃ側に多く伝導し、開口端部２ｃの板厚ｔの４倍を超えると、逆に開口端部２ｃ側の熱容量が減少してアーク熱が肩部３ｃ側より開口端部２ｃ側に多く伝導し、熱容量のバランスが取れないことになる。
【００２９】
本実施形態では容器２の開口端部２ｃの板厚が４．５ｍｍであり、エンドキャップ３における肩部３ｃの開先Ｇからの高さＨを１２．２ｍｍに設定して約２．７倍としてある。これにより、アーク溶接時にアーク熱がエンドキャップ３側と容器２側とにほぼ均等に伝導し、重合部をほぼ均等に加熱溶融することにより安定した溶接が得られ、且つ芯線の溶融物と共に前記開先Ｇに適切に肉盛りされることから溶接Ｗ部の強度が強くなる。従って、高圧力に充分耐え得る密閉容器１を得ることができる。
【００３０】
本実施形態では、共にアルミニウム材で形成されている容器とエンドキャップとのアーク溶接について説明したが、鉄材等の他の金属で形成されている場合にも同様に適用することが可能である。又、上記の説明では、開先Ｇを形成してこの開先Ｇに沿ってアーク溶接するものであるが、開先のない隅肉形態の場合であっても適用することができる。
【００３１】
このようにして構成される本発明に係る２段回転圧縮機は、従来の鉄材密閉容器を用いた圧縮機よりも軽量であるため、例えば自動車に搭載してカーエアコンの冷凍サイクル用圧縮機として使用するのに好適なものとなる。
【００３２】
次に、本発明に係る２段回転圧縮機の作用を説明する。前記ターミナル２３を介して電動要素４のステータ４ａに通電するとロータ４ｂが回転し、このロータ４ｂの回転により回転軸６が回転して回転圧縮要素５を駆動させる。回転圧縮要素５が駆動すると、冷媒ガスが前記吸入側のスリーブ１９に接続される冷媒ガス導入管及び吸入用連通管２１を介して第１の支持部材１４の吸入ポート１４ｄに吸入される。
【００３３】
第１の支持部材１４の吸入ポート１４ｄに吸入された冷媒ガスは、第１の回転圧縮部７における第１のシリンダ１０の通路１０ａを通って第１のシリンダ１０の低圧室に吸入される。この第１のシリンダ１０では、回転軸６の第１の偏心部６ａに嵌合している第１のローラ１１が偏心回転して冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガスは、第１のシリンダ１０の高圧室から第１の支持部材１４の消音室１４ｂに吐出され、ここで消音された後に吐出ポート１４ｃから容器内部の下方領域に吐出される。そして、この吐出された圧縮冷媒ガスは、メインフレーム１６の吐出側の用通路１６ｃを通って容器内部の上方領域に吐出される。
【００３４】
第１の回転圧縮部７で圧縮されて容器内部の上方領域に吐出された冷媒ガスは中間圧力になっており、この中間圧力の冷媒ガスは、メインフレーム１６の吸入用通路１６ｂから第２の支持部材１５の吸入ポート１５ｄに吸入される。第２の支持部材１５の吸入ポート１５ｄに吸入された中間圧力の冷媒ガスは、第２の回転圧縮部８における第２のシリンダ１２の通路１２ａを通って第２のシリンダ１２の低圧室に吸入される。この第２のシリンダ１２では、回転軸６の第２の偏心部６ｂに嵌合している第２のローラ１３が偏心回転して冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガスは、第２のシリンダ１２の高圧室から第２の支持部材１５の消音室１５ｂに吐出され、ここで消音された後に吐出ポート１５ｃから吐出されると共に、吐出用連通管２２を通って吐出側のスリーブ２０に接続される冷媒ガス導出管により容器外部に吐出される。容器外部に吐出される冷媒ガスは、第２の回転圧縮部８で圧縮されて高圧力になっている。この高圧力の冷媒ガスは、例えば自動車エアコンの冷凍サイクル用冷媒ガスとして使用され、冷凍サイクルを一巡した後に低圧力の冷媒ガスとなって吸入側のスリーブ１９から圧縮機に戻される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、金属製の容器の開口端部に金属製のエンドキャップを溶接して密閉容器を形成する圧縮機に適用すると有効である。又、本発明は、内部中間圧型の２段回転圧縮機に適用するだけでなく、３段以上の多段回転圧縮機、内部高圧型の単段回転圧縮機、その他の各種形式の圧縮機に適用することが可能である。更に、本発明に係る圧縮機は、自動車エアコンに限らず、家庭用エアコン、業務用エアコン、その他冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を内部中間圧型の２段回転圧縮機に適用した実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１の２段回転圧縮機における密閉容器の溶接前であって、エンドキャップを容器の開口端部に圧入する前の状態を示す部分断面図である。（ｂ）はエンドキャップを容器の開口端部に圧入した状態を示す部分断面図である。
【図３】容器とエンドキャップの溶接部分を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  密閉容器
２  容器
２ｃ  開口端部
３  エンドキャップ
３ｃ  肩部
４  電動要素
５  回転圧縮要素
６  回転軸
７  第１の回転圧縮部
８  第２の回転圧縮部
９  仕切板
１４  第１の支持部材
１５  第２の支持部材
１６  メインフレーム
２３  ターミナル
【図１】
2005214110.tif 000003
【図２】
2005214110.tif 000004
【図３】
2005214110.tif 000005