(57)【要約】  【課題】軽量化に寄与しつつ、エンドキャップの取付強度と密閉性の増大が図れ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の開口端部に、アルミニウム材で形成されているエンドキャップ３のフランジ部３ｃを複数のボルトで締め付けて固定することにより密閉容器を構成する。フランジ部３ｃの肉厚（Ｌ−ｈ）を最大肉厚部の肉厚ｔに対して２０％以上、即ち（Ｌ−ｈ）／ｔ≧０．２に設定し、段部深さｈを全長Ｌに対して４０％以上、即ちｈ／Ｌ≧０．４に設定する。これにより、エンドキャップ３の取付強度及び密閉性を増大できることから、フロン系の冷媒ガスよりも高圧力となるＣＯ２冷媒ガスを圧縮するのに好適な密閉容器を形成することができ、且つ密閉容器の軽量化を達成することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材で形成されている容器の開口端部に、アルミニウム材でほぼ円盤状に形成されたエンドキャップにターミナルが装着され、このエンドキャップをボルト締め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をボルト締めする外周部の肉厚は、前記ターミナルを装着する部分の肉厚に対して２０％以上であり、且つターミナルを装着する部分の上面と前記ボルト締めする外周部の上面との差が、ターミナルを装着する部分の上面からボルト締めする外周部の下面までの長さに対して４０％以上であることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
冷媒ガスとしてＣＯ２冷媒ガスを用いて圧縮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、特にアルミニウム材で形成されている容器の開口端部にアルミニウム材で形成されているエンドキャップをボルト締め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と、鉄材で形成されたものよりも重量軽減が図れるという利点はあるが、加熱により強度が低下するため、上記特許文献１に開示されているように容器とエンドキャップ（蓋部材）とを溶接するものにおいては、溶接部の強度が低下して密閉容器として高圧力に対して充分耐えられないという問題がある。このため、容器の開口端部にエンドキャップを溶接により固定するのではなく、ボルトにて締め付けて固定することが行われている。
【０００４】
エンドキャップをボルトにて固定する場合においては、密閉容器として高圧力に十分耐え得る強度と高度の密閉性を備えていなければならない。特に、ＣＯ２冷媒ガスを圧縮する圧縮機では、フロン系の冷媒ガスを圧縮する場合よりも高圧力となるため、密閉容器は強い強度と高い密閉性が要求される。このような要求に応えるには、例えばエンドキャップを肉厚に形成すればよいが、重量が増大して密閉容器の総重量が重くなることから軽量化に反することになる。又、エンドキャップの締め付けボルト数を増やして強度及び密閉性を増大させることも可能であるが、その場合にはエンドキャップに設けるボルト挿通用の孔が増えると共に、容器の開口端部に設けるボルト螺合用のネジ孔が増え、これらの孔加工及び位置合わせが厄介となって作業性の低下を招くことになる。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、圧縮機の軽量化に寄与しつつ、ボルト締めするエンドキャップの強度と密閉性の向上が図れ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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１は、アルミニウム材で形成されている容器の開口端部に、アルミニウム材でほぼ円盤状に形成されたエンドキャップにターミナルが装着され、このエンドキャップをボルト締め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をボルト締めする外周部の肉厚は、前記ターミナルを装着する部分の肉厚に対して２０％以上であり、且つターミナルを装着する部分の上面と前記ボルト締めする外周部の上面との差が、ターミナルを装着する部分の上面からボルト締めする外周部の下面までの長さに対して４０％以上であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２は、請求項１の圧縮機において、冷媒としてＣＯ２冷媒ガスを用いて圧縮することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記の請求項１の発明によれば、アルミニウム材で形成されている容器の開口端部に、アルミニウム材で形成されているエンドキャップをボルト締めして密閉容器を形成する圧縮機において、容器の端部にボルト締めする部分であるエンドキャップの外周部の肉厚を、エンドキャップの最大肉厚部分（ターミナルを装着する部分）の２０％以上としたので、ボルト締め部分の強度を保持できると共に密閉性を確保することができる。又、ターミナルを装着する部分の上面と前記ボルト締めする外周部の上面との差を、ターミナルを装着する部分の上面からボルト締めする外周部の下面までの長さ（高さ）に対して４０％以上としたので、ターミナル取付部分とボルト締め部分との段差を大きくしてエンドキャップの重量を大幅に削減することができ、その結果軽量化に寄与することになる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１の圧縮機を用いることによりフロン系の冷媒ガスより高圧力となるＣＯ２冷媒ガスを冷媒として圧縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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を示している。図２は図１の２段回転圧縮機の上面図である。図３は図１の２段回転圧縮機におけるエンドキャップの肉厚を示す説明図である。
【００１１】
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、アルミニウム材でほぼ円盤状に形成されているエンドキャップ３とから構成され、エンドキャップ３は容器２の開口端部に複数のボルト１ａにより締め付けて固定されている。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。そして、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。
【００１２】
上記電動要素４は、容器２の内壁面に固定された環状のステータ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ているロータ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。
【００１３】
上記回転圧縮要素５は、第１の回転圧縮要素７と、その上に仕切板９を介して配設された第２の回転圧縮要素８とから構成され、第１の回転圧縮要素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の回転圧縮要素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。
【００１４】
又、第１の回転圧縮要素７の下には第１の支持部材１４が配設されると共に、第２の回転圧縮要素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の回転圧縮要素７、仕切板９、第２の回転圧縮要素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。
【００１５】
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の内側にスリーブ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。
【００１６】
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の内側にスリーブ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。
【００１７】
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の位置に吸入用スリーブ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の位置に吐出用スリーブ２０がボルト２０ａにより固定されている。
【００１８】
上記吸入用スリーブ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、気密保持のために吸入用スリーブ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。この吸入用スリーブ１９には冷媒ガスの導入管（図略）が接続される。
【００１９】
上記吐出用スリーブ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、気密保持のために吐出用スリーブ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。この吐出用スリーブ２０には冷媒ガスの導出管（図略）が接続される。
【００２０】
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が複数のボルト３ｂにより締め付けて固定されている。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にガラス系又は樹脂系の電気絶縁材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。
【００２１】
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２ｃに裏板部３ｄを嵌合し、エンドキャップ３の外周部に形成されているフランジ部３ｃを図２のように前記複数のボルト１ａにより締め付けて固定することで密閉容器１を構成する。このため、エンドキャップ３のフランジ部３ｃにはボルト１ａを挿通するための複数の挿通孔が等間隔に設けられ、これらの挿通孔に対応させて前記容器２の開口端部２ｃにはボルト１ａに螺合するための複数のネジ孔が設けられている。
【００２２】
本発明では、エンドキャップ３の取付強度と密閉性を増大させるために、図３に示すように前記フランジ部３ｃの肉厚（Ｌ−ｈ）を、前記ターミナル２３を装着する部分（この部分は最大肉厚部になっている）の肉厚ｔに対して２０％以上、即ち（Ｌ−ｈ）／ｔ≧０．２に設定する。ここで、Ｌはターミナル装着部の上面から前記ボルト締めするフランジ部３ｃの下面までの長さ（高さ）、ｈはターミナル装着部の上面から前フランジ部３ｃの上面までの長さ、即ち段部深さとする。ボルト締めするフランジ部３ｃの肉厚が最大肉厚部の厚さｔの２０％未満であると、ボルトによる取付強度が低下し且つ密閉性も低下することになる。
【００２３】
又、エンドキャップ３の軽量化を図るために、前記段部深さｈをターミナル装着部の上面から前記ボルト締めするフランジ部３ｃの下面までの長さ（全長）Ｌに対して４０％以上、即ちｈ／Ｌ≧０．４に設定する。段部深さｈがターミナル装着部の上面から前記ボルト締めするフランジ部３ｃの下面までの長さ（全長）Ｌの４０％未満であると、段部深さｈが低くなってフランジ部３ｃの肉厚は厚くなるがエンドキャップ３の重量は増大して軽量化に反することになる。ターミナル装着部においては、前記ターミナル２３の基盤２３ａの大きさにより規制されるため、その基盤２３ａの直径に合わせて中央孔３ａの中心軸を中心とする直径Ｄの寸法は替えるわけにはいかない。
【００２４】
上記実施形態では、Ｌ＝２５ｍｍ、ｔ＝２０ｍｍ、ｈ＝１１ｍｍ、Ｄ＝６０ｍｍであり、前記（Ｌ−ｈ）／ｔ値は０．７即ち７０％に、前記ｈ／Ｌ値は０．４４即ち４４％にそれぞれ設定してある。これにより、フランジ部３ｃをボルト締めした時に充分な強度と密閉性が得られ、且つエンドキャップ３の軽量化を達成することができる。尚、エンドキャップ３の裏板部３ｄと、容器２の開口端部２ｃとの接触面にＯリング等のシール材２４を装着すると密閉性が向上する。
【００２５】
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。しかも、密閉容器１の強度及び密閉性が高いため、フロン系の冷媒ガスより高圧力となるＣＯ２冷媒ガスを用いて圧縮することが可能となる。
【００２６】
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用スリーブ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。
【００２７】
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の回転圧縮要素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の吐出用通路１６ｃを通って容器内部の上方領域に吐出される。
【００２８】
前記のように冷媒ガスとしてＣＯ２冷媒ガスを用いているため、容器内部の上方領域に吐出される圧力はフロン系の冷媒ガスよりも高圧であるが、エンドキャップ３はフランジ部３ｃが前記ボルト１ａを介して高強度に固定され、且つ高密閉性になっているため、高圧のＣＯ２冷媒ガスによりフランジ部３ｃの締め付け部分が破壊したり、変形したり或いはフランジ部３ｃからガスリークが生じるといったことはない。
【００２９】
第１の回転圧縮要素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の回転圧縮要素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を通って吐出用スリーブ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の回転圧縮要素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圧縮機に戻される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、アルミニウム材で形成されている容器と、アルミニウム材で形成されているエンドキャップとをボルト締めして密閉容器を形成する圧縮機に適用することができ、特にＣＯ２冷媒ガスを圧縮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】
【００３１】
【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】図１の２段回転圧縮機の上面図である。
【図３】図１の２段回転圧縮機におけるエンドキャップの肉厚を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  密閉容器
１ａ  ボルト
２  容器
２ｃ  開口端部
３  エンドキャップ
３ｃ  フランジ部
４  電動要素
５  回転圧縮要素
６  回転軸
７  第１の回転圧縮要素
８  第２の回転圧縮要素
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
２４  シール材
【図１】
2005220780.tif 000003
【図２】
2005220780.tif 000004
【図３】
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