(57)【要約】【課題】容器１となる胴シェル４に固定子６を焼きバメまたは溶接固定する際に生じていた、固定子６の巻線７や絶縁部材８の焼損を防止する。【解決手段】胴シェル４に固定子６を焼きバメまたは溶接固定する際、冷却手段２１で固定子６を冷却しながら行う事により、固定子６が高温となる事を防止し、固定子６の巻線７の被覆、絶縁部材８などの熱に弱い部品を焼損することなく、固定子６を胴シェル４に確実に固定できる。また、胴シェル４の冷却も短時間で終了するため、生産性を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴シェルを有する容器内に流体搬送機構とこれを駆動する電動機とを収納し、前記胴シェルに前記電動機の固定子が挿入され固定される流体機械の製造方法であって、前記胴シェルを加熱したのち、前記固定子を冷却手段により冷却しながら、前記胴シェルと前記固定子の焼バメ固定を行う流体機械の製造方法。
【請求項２】
筒状の胴シェルを有する密閉容器内に流体搬送機構とこれを駆動する電動機とを収納し、前記胴シェルに前記電動機の固定子が挿入され固定される流体機械の製造方法であって、前記固定子を冷却手段により冷却しながら、前記胴シェルに設けた貫通孔を介して前記胴シェルと前記固定子の溶接固定を行う流体機械の製造方法。
【請求項３】
冷却手段が、固定子の内径側に挿入され接触する冷却面を有する請求項１または２記載の流体機械の製造方法。
【請求項４】
冷却手段が、固定子の近傍に冷却ガス供給手段を有する請求項１〜３記載の流体機械の製造方法。
【請求項５】
圧縮される冷媒が二酸化炭素である請求項１〜４記載の流体機械の製造方法。
【請求項６】
筒状の胴シェルを有する密閉容器内に圧縮機構とこれを駆動する電動機とを収納し、前記胴シェルに前記電動機の固定子が挿入され、前記胴シェルに設けた貫通孔を介して前記胴シェルに前記固定子が溶接固定された流体機械。
【請求項７】
貫通孔の内径を胴シェルの板厚より小さくした請求項６記載の流体機械。
【請求項８】
圧縮される冷媒が二酸化炭素である請求項６または７記載の流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家庭用の冷凍サイクル応用機器などに使用される電動機を内蔵した流体機械及びその製造方法に関するもので、特には、冷媒（作動流体）として二酸化炭素等を用いるような密閉容器内部が特に高圧となる流体機械及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点からアンモニアや二酸化炭素などの自然冷媒が見直され始めており、中でも二酸化炭素冷媒は毒性も低く可燃性もないため極めて扱いやすい冷媒として注目されており、ヒートポンプ式給湯機などへの応用が進んでいる。それらの機器には一般に電動機を内蔵した流体機械である密閉型圧縮機が用いられている。その圧縮機構にはスクロール式、ロータリ式等が良く用いられている。
【０００３】
従来のＲ２２、Ｒ４１０Ａ等の冷媒を圧縮するスクロール式を用いた圧縮機の縦断面図を図５に示す。図５に示すように、密閉容器１は電動機２や圧縮機構３を取りつけた筒状の胴シェル４と、この両端に密着配置された上シェル５ａと下シェル５ｂとを密着部を全周にわたって溶接して形成されている。密閉容器１は板厚約３ｍｍの鋼板で構成されており、加熱され膨張した胴シェル４に固定子６を挿入することで、固定子６が胴シェル４に焼バメ固定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクル等のような高圧や高圧縮比を要求される用途の密閉型圧縮機では、密閉容器１内の圧力が高圧となる為、耐圧強度を確保する必要があり、そのために密閉容器１の胴シェル４や上、下シェル５ａ，５ｂの板厚を厚くするとともに、密閉容器１となる胴シェル４等と各部材の接合部を確実に強固に溶接等で接合、固定する必要がある。
【特許文献１】特開２００２−１６１８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、胴シェル４の厚みが厚くなることで次のような課題が生じていた。
【０００６】
図６は密閉型圧縮機の横断面図（図５の破線部Ａ）であり、従来構成の胴シェル４の厚みを厚くした場合を示している。図５の従来の密閉型圧縮機の胴シェル４の板厚は、約３ｍｍ程度である。図５に示すように、巻線７は絶縁部材８をはさんで固定子６のスロット部９内に設置してある。このような構成で、胴シェル４の厚みが２倍以上の約７ｍｍとなる場合、胴シェル４は熱容量が大きくなるため焼バメの加熱の際、胴シェル４から固定子６へ多大の熱量が流れ固定子６の温度が上昇し、固定子６の巻線７及びその絶縁部材８の焼損や、胴シェル４、固定子６が熱変形して電動機２の可動子２ｂ（図５参照）とのすき間（エアギャップ）に狂いが生じるなど、信頼性や性能の不具合が生じていた。
【０００７】
また、胴シェルが厚くなるとその剛性が上がる為、焼バメの締め代を大きく取ると胴シェルより固定子側に締め代分の変形が生じる事となる。逆に締め代を小さく取ると、容器内部が高圧となる二酸化炭素等を冷媒に用いる場合、その圧力によって胴シェルの内径が伸び拡大し、固定子との間に締め代がなくなりすき間が生じ固定子の回転や脱落する場合があり、胴シェルと固定子の焼バメ代範囲は、上記従来の構造の場合より狭く管理する必要が生じていた。したがって、適切な締め代を確保する為に、従来例以上に胴シェル４の内径及び固定子６の外径には高い精度が必要となり、コスト面での課題を有していた。
【０００８】
一方、固定子の温度上昇を緩和するために、焼バメ時の胴シェルの加熱温度を下げると、内径を焼バメ代に相当する量の熱膨張をさせる事ができず固定子が挿入できないという課題を生じていた。
【０００９】
このような不具合を解消する為、例えば胴シェルを電動機や圧縮機構を固定する内筒と、耐圧性の高い外筒とからなる二重構造としたものが提案されている。
【００１０】
この場合、焼バメや溶接時において外筒に熱が加わった場合、電動機への熱影響を抑えられるので、巻線や絶縁部材の焼損を防止できる。また、仮に外筒が熱変形したとしても、内筒の変形を抑えることができるので、電動機のエアギャップに狂いが生じることも防止できる構成となっている。
【００１１】
しかしながら、このような二重構造を採用した構成では、構造が複雑となり、生産工数も増える為、生産性に課題を有していた。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、固定子の絶縁部材や電線を熱損傷から保護しつつ、高圧力に耐える厚い容器に確実に電動機が固定された流体機械及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体機械の製造方法は、冷却手段により電動機の固定子を冷却しながら、加熱された胴シェルに固定子を挿入し焼きバメ固定するものである。これによって、固定子は冷却手段により冷却されつづけているので、焼バメ時に固定子が高温となることを防止できる。
【００１４】
また、本発明の流体機械の製造方法は、冷却手段により電動機の固定子を冷却しながら、前記胴シェルに設けた貫通孔を介して前記胴シェルと前記固定子の溶接固定するものである。これによって、胴シェルと固定子の内外径に締め代ないまたは小さい場合でも、固定子は冷却手段により冷却されつづけているので、溶接時に固定子が高温となることを防止できる。
【００１５】
さらに、本発明の流体機械は、胴シェルに設けたその板厚より小さい径の貫通孔を介して前記胴シェルと前記固定子の溶接固定するものである。これによって、上記のような特に冷却手段を用いなくとも、溶接時の熱を小さくする事ができるため、接合部の強度を確保するとともに固定子が高温となることを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の流体機械の製造方法によれば、流体機械の電動機の固定子を胴シェルに焼バメまたは溶接固定する際に、固定子の温度がその巻線の被覆や絶縁部材などの熱に弱い部品を損傷するような危険な値まで上昇することを防止することができる。
【００１７】
したがって、樹脂材で構成された巻線の被覆、絶縁部材などの熱に弱い部品を損傷することなく、固定子を胴シェルに確実に固定する事が可能となり、また、胴シェルの冷却も短時間で終了するため、信頼性の高い流体機械を高い生産性で実現する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本願第１の発明は、筒状の胴シェルを有する容器内に流体搬送機構とこれを駆動する電動機とを収納し、前記胴シェルに前記電動機の固定子が挿入され固定される流体機械の製造方法であって、前記胴シェルを加熱したのち、前記固定子を冷却手段により冷却しながら、前記胴シェルと前記固定子の焼バメ固定を行うことにより、焼バメ時に胴シェルより
固定子に伝わった熱が、冷却ガスや冷却面を有する冷却手段により吸熱されるので、固定子の温度がその巻線の被覆や絶縁部材などの熱に弱い部品を損傷するような危険な値まで上昇することを防止することができる。
【００１９】
第２の発明は、胴シェルと固定子を溶接固定し、第１の発明において焼バメの締め代が小さいまたは無い場合でも固定可能としたもので、筒状の胴シェルを有する密閉容器内に流体搬送機構とこれを駆動する電動機とを収納し、前記胴シェルに前記電動機の固定子が挿入され固定される流体機械の製造方法であって、前記固定子を冷却手段により冷却しながら、前記胴シェルに設けた貫通孔を介して前記胴シェルと前記固定子の溶接固定を行うことにより、溶接時に胴シェルより固定子に伝わった熱が、冷却ガスや冷却面を有する冷却手段により吸熱されるので、固定子の温度がその巻線の被覆や絶縁部材などの熱に弱い部品を損傷するような危険な値まで上昇することを防止することができる。また、締め代が少ないまたは無いので、固定子の変形や歪が少なく性能低下を防止できる。
【００２０】
第３の発明は、特に第１または第２の発明で冷却手段が、固定子の内径側に挿入され接触する冷却面を有することで、固定子のもっとも大きい放熱面である内径面から熱伝導で直接吸熱できるため、固定子の温度上昇を抑え、巻線の被覆や絶縁部材の損傷を防止する事ができる。
【００２１】
第４の発明は、特に第１〜第３の発明で冷却手段が、固定子の近傍に冷却ガス供給手段を有することで、巻線の被覆や絶縁部材に直接冷却ガスが当たり、それらの表面から熱伝達で直接吸熱できるため、巻線の被覆や絶縁部材の損傷を防止する事ができる。
【００２２】
第５の発明は、特に第１〜第４の発明で圧縮される冷媒が二酸化炭素である場合であり、この場合、運転時に密閉容器内部が高圧になるので特に各部材の耐圧や接合及び固定強度の高い密閉容器や部材が要求されるが、本発明により内部の部品を損傷することなく高耐圧の密閉容器を提供することができる。
【００２３】
第６の発明は筒状の胴シェルを有する密閉容器内に圧縮機構とこれを駆動する電動機とを収納し、前記胴シェルに前記電動機の固定子が挿入され、前記胴シェルに設けた貫通孔を介して前記胴シェルに前記固定子が溶接固定されたものであり、胴シェルと固定子の焼バメの締め代が小さいまたは無い場合でも固定可能となるため、焼バメの締め代による固定子の変形や歪を防止できる。
【００２４】
第７の発明は、特に第６の発明で貫通孔の内径を胴シェルの板厚より小さくしたものであり、これにより、胴シェルに固定子を溶接固定する際の固定子へ流熱を小さく抑えることができるため、特に冷却手段がなくても、溶接での固定子の温度上昇を抑えられ、巻線の被覆や絶縁部材の損傷を防止する事ができる。
【００２５】
第８の発明は、特に第５〜第６の発明で圧縮される冷媒が二酸化炭素である場合であり、この場合、運転時に密閉容器内部が高圧になるので特に各部材の耐圧や接合及び固定強度の高い密閉容器や部材が要求されるが、本発明により内部の部品を損傷することなく高圧に耐える流体機械を提供することができる。
【００２６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載する実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明第１の実施の形態における流体機械である密閉型圧縮機の製造方法を示す図であり、胴シェルと固定子の縦断面を示してある。図１において、冷却手段である冷
却装置２１は、冷却機２２と設置部２３ａ、支持部２３ｂ、冷却面２３ｃにより構成されており、固定子６の内径面に冷却面２３ｃを挿入し下端面を支持部２３ｂに支持し、固定子６をその内径側より冷却面２３ｃで接触させて固定させ冷却する。この冷却された状態で固定された固定子６に、別途加熱された胴シェルをかぶせ挿入する。
【００２８】
固定子６に胴シェル４が挿入されると、胴シェル４からの熱が固定子６へ流入するが、冷却面２３ｃにより固定子６は冷却されているため、その温度上昇が抑制される。固定子６の温度上昇が抑制される事で、熱に弱い巻線７の被覆や、絶縁部材８が損傷する事を防止できる。
【００２９】
このとき、二酸化炭素冷媒を圧縮する為の密閉型圧縮機では、密閉容器内部が高圧になる為、胴シェル４は通常のフロン冷媒を圧縮するものに比べて板厚の大きな鉄板（即ち熱容量が大きい）で形成されており、胴シェル４と固定子６の焼バメ時に、多大な熱量が固定子６側に流入しないようにする必要があるが、上記構成の場合、その熱を十分吸収できるように固定子６を冷却する事ができる。巻線７の被覆１７に熱損傷を与えることなく胴シェル４への固定子６の焼バメ固定を完了することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図２は、本発明第２の実施の形態における密閉型圧縮機の製造方法を示す図であり、胴シェルと固定子の縦断面を示してある。図３は、密閉型圧縮機の胴シェルと固定子の横断面図である。図２において、第１の実施の形態（図１参照）と異なるのは固定子６冷却手段に冷却ガスを用いた点である。
【００３１】
図２において、冷却手段である冷却装置３１は、ガス供給装置３２と設置部３３ａ、支持部３３ｂ、内径支持部３３ｃにより構成されており、固定子６はその内径面を内径支持部３３ｃが挿入され支持され、また下端面を支持部３３ｂで支持されている。ガス供給装置３２より供給された冷却ガス（例えば窒素）は、設置部３３ａ内に設けられた第１ガス通路と、支持部３３ｂ、内径支持部３３ｃ内にもうけられた第２ガス通路３５を通じて、各々矢印３４ａ，３５ａの方向に流出する。
【００３２】
第１ガス通路の冷却ガスは、巻線の上下端部（図３の巻線７参照）を冷却するとともに、図３に示す固定子６の外周部の切り欠き部１０、及び巻線が巻かれているスロット部９のすき間を図２の下方から上方に流れ、固定子６と巻線７及び絶縁部材８を冷却し、それらの温度上昇を抑制する。
【００３３】
また、第２ガス通路の冷却ガスは、図２、３に示す矢印３５ａの方向に中心から外側に向かって放出され、巻線７を冷却しスロット９の切り欠き部より矢印３５ｂの方向に中心から外側に向かって流れ、スロット９内部の巻線７及び絶縁部材８を冷却する。
【００３４】
したがって、上記実施の形態によれば、固定子６に加熱された胴シェル４が挿入されると、胴シェル４からの熱が固定子６へ流入するが、第１、第２ガス通路の冷却ガス（矢印３４ａ、３５ｂ）により、固定子６の巻線７および絶縁部材８が直接冷却されるため、熱に弱い巻線７の被覆や、絶縁部材８の温度上昇が抑制され、それらの損傷を防止できる。
【００３５】
なお、上記実施例では、冷却装置で冷却したガスを用いたが、それに限らず、常温のガスでも良く、ガス流量を多くする事で冷却作用を得る事ができる。冷却ガスには窒素ガスを用いたが、それに限らず、空気、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素などの不活性ガスや不燃性ガスを使用しても良い。
【００３６】
尚、上記実施例に、第１の実施の形態をあわせて実施する事で、より確実に固定子６、
巻線７、絶縁部材８を冷却する事ができる。
【００３７】
（実施の形態３）
図４は、本発明第３の実施の形態における密閉型圧縮機の横断面図である。
【００３８】
第１及び第２の実施の形態（図１〜３参照）と異なる点は、固定子６が胴シェル４に設けられた貫通穴４１を介して溶接（栓溶接）固定される点である。固定子６の冷却には、図１または図２に示す冷却手段を用いている。
【００３９】
図４は、固定子６が胴シェル４に挿入されて貫通穴４１で溶接された栓溶接部４１ａで固定された状態を示した図で、固定子６は、その切り欠き部１０がない外周面で貫通穴４１の栓溶接部４１ａで胴シェル４に固定されている。
【００４０】
栓溶接部４１ａが形成される際、栓溶接部４１ａから固定子６に溶接時の熱が流出するが、図１または図２に示す冷却手段を用いる事で、固定子６、巻線７、絶縁子８等の温度上昇が抑制され、それらの損傷を防止できる。したがって、胴シェル４及び固定子６の各々内径、外径が、従来と同等またはそれより低い精度でも固定できるため、低コストかが可能となる。
【００４１】
また、第１及び第２の実施の形態の焼バメ固定の場合より、本実施の形態の栓溶接の方が胴シェル４に与えられる熱量が少なく、冷却に要する時間も短くなるため、生産性も向上することができる。
【００４２】
尚、本実施の形態の栓溶接での固定と、第１及び第２の実施の形態の焼バメ固定を併用しても良い事はいうまでもない。
【００４３】
さらに、図４に示すように、貫通穴４１の内径ｄ小さくする事で、溶接部４１ａの熱量を小さくできる。特に、内径ｄを胴シェル４の板厚ｔより小さくする事で、溶接部の第１及び第２の実施の形態（図１および図２参照）の冷却装置２１、３１（冷却機２２やガス供給装置３２）を用いなくとも、固定子６へ流れる熱を小さくでき、巻線７の被覆や、絶縁部材８の温度上昇を抑制できるため、それらの損傷を防止できる。例えば、ｔが約６〜８ｍｍの場合、ｄを約３〜５ｍｍとし、３箇所の栓溶接を行っている。したがって、信頼性を確保すると共に生産性が高い密閉型圧縮機を、安価に提供する事ができる。
【００４４】
尚、内径ｄを小さくするに従い（例えば、ｔが約６〜８ｍｍでｄが約３ｍｍ以下の場合）、固定強度が下がるので、その場合は栓溶接部４１ａの溶接箇所を増やす事ことで固定に必要な強度を確保できる。
【００４５】
尚、上記第１から第３の実施の形態では、密閉型圧縮機を例に説明したが、本発明は、高圧液体などの高圧の作動流体を扱うポンプなど、電動機を内蔵した流体機械及びその製造等の用途にも適用できるものであることは言うまでもない。
【００４６】
さらに、巻線の被覆や絶縁部材などのように熱に弱い部分を有する固定子を厚い胴シェルに固定する流体機械の製造に適用できる事は言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる流体機械の製造方法は、固定子の温度を抑制しながら固定子を胴シェルに焼きバメまたは溶接固定を確実に行うことが可能となるので、二酸化炭素冷媒圧縮機のような板厚の厚い高耐圧性の密閉容器を必要とする密閉型圧縮機及びその製造方法のみならず、高圧の作動流体を扱うポンプなど、電動機を内蔵し固定する流体機
械及びその製造等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明第１の実施形態における密閉型圧縮機の製造方法を示す図
【図２】本発明第２の実施形態における密閉型圧縮機の製造方法を示す図
【図３】本発明第２の実施形態における密閉型圧縮機の製造方法を示す図
【図４】本発明第４の実施形態における密閉型圧縮機の横断面図
【図５】従来の密閉型圧縮機の縦断面図
【図６】従来の密閉型圧縮機の横断面図
【符号の説明】
【００４９】
１      密閉容器
２      電動機
３      圧縮機構
４      胴シェル
５ａ    上シェル
５ｂ    下シェル
６      固定子
７      巻線
８      絶縁部材
９      スロット
１０    切り欠き部
２１、３１    冷却装置（冷却手段）
２２    冷却機
２３ｃ  冷却面
３２    ガス供給装置
３４    第１ガス通路
３５    第２ガス通路
【図１】
2005146937.tif 000003
【図２】
2005146937.tif 000004
【図３】
2005146937.tif 000005
【図４】
2005146937.tif 000006
【図５】
2005146937.tif 000007
【図６】
2005146937.tif 000008