(57)【要約】【課題】高圧力仕様の冷媒ガスを使用する密閉型電動圧縮機において、密閉容器に要求される耐圧力性能を確保する一方で、密閉容器を組み立てる際の円周溶接に必要とする加熱熱量を低減し、併せて比較的短時間の内に円周溶接を終了する密閉型電動圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器の構成部材について円周溶接を施す部位の形状を突起状、窪み状あるいはテーパ状に構成する等して局部的に部材の肉の量を減らし、更に溶融金属を一時的に滞留する溶融金属溜めを設ける。これにより、部分的に密閉容器の構成部材の断面積が小さくなる事で、密閉容器の構成部材の中を熱が拡散する事により過度に部材が昇温するよりも早く円周溶接部位の金属が加熱され溶融が始まる。そして溶融した金属は密閉容器の構成部材に設けられた溶融金属溜めに一時的に滞留して周辺金属部材の未溶融部位の加熱を促進するので、少ない熱量で短時間の内に円周溶接を終える事が出来る。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部部材と端部部材に分割された密閉容器の構成部材を円周溶接で繋ぎ合わせることにより密閉容器を一体的に構成し、この密閉容器内には冷媒ガスの圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、冷媒ガスには二酸化炭素またはこれに類する高圧力仕様の冷媒を用いた電動圧縮機であって、前記円周溶接を施す部位の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成して局部的に部材の肉の量を減らし、併せて密閉容器の胴部部材と端部部材の重ね合わせ部には円周溶接時の溶融金属を一時溜める隙間を設けた事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
密閉容器を構成する胴部部材の端面部の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、胴部部材には端部部材と重ね合わさる部分に円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けた事を特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
密閉容器を構成する端部部材の端面部形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、端部部材には胴部部材と重ね合わさる部分に円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けた事を特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
密閉容器を構成する胴部部材と端部部材の両方について端面部形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、胴部部材と端部部材が重ね合わさる部分には円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けた事を特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
密閉容器を構成する胴部部材と端部部材の両方について端面部形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、併せて両方の部材には胴部部材と端部部材が重ね合わさる部分に円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間をそれぞれ設けた事を特徴とする請求項１または請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷暖房の空調装置や冷凍装置あるいは乾燥機などに用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フロン系冷媒を使用した密閉型電動圧縮機の場合と比べ、二酸化炭素冷媒などのいわゆる高圧力仕様の冷媒ガスを使用する密閉型電動圧縮機においては、密閉容器の耐圧力性能を高めなければならない必要から密閉容器を構成する部材の肉厚をフロン系冷媒を使用したものに比べて極端に大きくする事により部材強度の向上を図り、結果的に高圧力仕様の冷媒ガスに起因する内部圧力に耐え得る強度の密閉容器を構成している。
【０００３】
しかし、密閉容器を構成する各部材の肉厚が増大する事により容器の部材質量も一層増大するので、容器の構成部材を円周溶接構造で一体的に繋ぐ場合には、溶接部位を加熱した時の熱量が容器全体の昇温のために先ず消費されてしまうので、フロン系冷媒を使用した密閉型電動圧縮機の密閉容器に円周溶接を施す場合に比べて溶接部位の金属が溶け出すまでにはより長い時間とより多くの熱量を加える事が必要となる。
【０００４】
一方で、密閉容器を円周溶接する場合には予め電動機部や圧縮機構部の精密部材が密閉容器本体部に組み付けられているので、長時間にわたり多量の熱量を加える方法による円周溶接では組み付け済みの部材にひずみを生じ、あるいは密閉容器への部材の取り付け精度に狂いを生じ、さらには電動機部の電気絶縁の被膜が損傷を受ける等の不具合が生じる。
【０００５】
このため高圧力仕様の冷媒ガスを用いる密閉型電動圧縮機においては、本来の性能を維持する必要から密閉容器の円周溶接には電動機部や圧縮機構部での不具合発生の防止の観点から導かれる必要最低限の熱量を加え、併せてより短時間の作業で手際よく円周溶接を終了する事が求められている。
【０００６】
しかし、この要求は円周溶接の品質と品位の保障と言う観点からは多くの課題を抱えている。すなわち溶接時の加熱量不足と不十分な作業方法により溶接の完全性が損なわれる懸念がある。例えば、溶接後に間をおいてからの溶接部のはずれや、電動圧縮機の実動運転の時まで発見されない溶接部のピンホールによる性能阻害の発生などである。
【０００７】
この矛盾の解消を意図した関連技術として、例えば特許文献１には密閉容器を二重構造として、薄肉部材による内側容器に電動機部や圧縮機構部を予め固定し、これを高圧力仕様に適した厚肉部材で構成した外側密閉容器に取り付ける事により外側容器の円周溶接時の溶接熱が圧縮機構部や電動機部に不具合を及ぼす事を軽減する方策が提案されている。
【０００８】
しかし本発明で課題としている円周溶接作業時における密閉容器及び電動圧縮機の構成部材への付加熱量の低減と溶接作業時間の短縮を実現する事と、溶接の品質と品位を確保する事の両立という観点からの技術の改善までには至っていない。今後、高圧力仕様の冷媒ガスを使用する場合の密閉型電動圧縮機においては、厚肉部材で構成された密閉容器への円周溶接性の向上を図る技術の提案が更に必要となる。
【特許文献１】特開２００１−１１５９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、高圧力仕様の冷媒ガスを使用する密閉型電動圧縮機において、密閉容器の円周溶接部の品質と品位を保障して容器の耐圧力性能を確保する一方で、密閉容器を組み立てる際の円周溶接作業に必要とする加熱熱量を低減し、併せて比較的短時間の作業で円周溶接を終了する方法を開示する事により、溶接熱に起因する密閉型電動圧縮機での各種の不具合現象の発生を防止し、良好な性能を維持した密閉型電動圧縮機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本発明の密閉型電動圧縮機では、密閉容器の構成部材について円周溶接を施す部分の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成する等して局部的に部材の肉の量を減らしているので、部分的に密閉容器の構成部材の断面積が小さくなり、この事が溶接時に材料に加えた熱量が熱伝導により拡散する経路を絞る効果を生じる。
【００１１】
このため密閉容器の構成部材の中を熱が拡散して容器全体が過度に昇温するよりも早く溶接部分の金属が加熱され溶融が始まる。そして溶融した金属は部材に設けられた溶融金属溜めに一時的に滞留する事でこの高温の溶融金属が更に周辺の円周溶接部位の未溶融部分の加熱を加速するので従来技術による密閉容器の構成に比べてより少ない熱量で短時間の内に円周溶接作業を終える事が出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の密閉型電動圧縮機では、厚肉部材で構成された従来技術による密閉容器への円周溶接に比べて、必要とする加熱熱量を低減し、比較的短時間の内に円周溶接を終了できるので、電動圧縮機本体を構成する各部品に伝わる溶接熱による部材のひずみや組み立て精度の狂い、更には電動機部の電気絶縁性能の損傷がなく、密閉容器の円周溶接部の品質と品位が保障され、容器の耐圧力性能が確保された、良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、胴部部材と端部部材に分割された密閉容器の構成部材を円周溶接構造で繋ぎ合わせることにより密閉容器を一体的に構成し、この密閉容器内には冷媒ガスの圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、冷媒ガスには二酸化炭素およびこれに類する高圧力仕様の冷媒を用いた電動圧縮機において、密閉容器を構成する各部材について円周溶接を施す部位の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成する等して局部的に部材の肉の量を減らし、併せて密閉容器の胴部部材と端部部材が重ね合わさる部分には円周溶接時の溶融金属を一時溜める隙間を設けているので、密閉容器を構成する部材に円周溶接を施す際に必要とする加熱熱量を従来技術による密閉容器の構成の場合に比べて低減し、この結果比較的短時間の内に溶接作業が終了できるので、電動圧縮機本体に加わる溶接熱による部材のひずみや組み立て精度の狂い、更には電動機部の電気絶縁性能に損傷のない良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【００１４】
第２の発明は、密閉容器を構成する胴部部材の端面部の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成する等して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、胴部部材には端部部材と重ね合わさる部分に円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けているので、密閉容器を構成する部材に円周溶接を施す際に必要とする加熱熱量を従来技術による密閉容器の構成の場合に比べて低減し、この結果比較的短時間の内に溶接作業が終了できるので、電動圧縮機本体に加わる溶接熱による部材のひずみや組み立て精度の狂い、更には電動機部の電気絶縁性能に損傷のない良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【００１５】
第３の発明は、密閉容器を構成する端部部材の端面部の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成する等して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、端部部材には胴部部材と重ね合わさる部分に円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けているので、密閉容器を構成する部材に円周溶接を施す際に必要とする加熱熱量を従来技術による密閉容器の構成の場合に比べて低減し、この結果比較的短時間の内に溶接作業が終了できるので、電動圧縮機本体に加わる溶接熱による部材のひずみや組み立て精度の狂い、更には電動機部の電気絶縁性能に損傷のない良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【００１６】
第４の発明は、密閉容器を構成する胴部部材と端部部材の両方について端面部の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成する等して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、胴部部材と端部部材が重ね合わさる部分には円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けているので、密閉容器を構成する部材に円周溶接を施す際に必要とする加熱熱量を従来技術による密閉容器の構成の場合に比べて低減し、この結果比較的短時間の内に溶接作業が終了できるので、電動圧縮機本体に加わる溶接熱による部材のひずみや組み立て精度の狂い、更には電動機部の電気絶縁性能に損傷のない良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【００１７】
第５の発明は、密閉容器を構成する胴部部材と端部部材の両方について端面部の形状を突起形状、窪み形状あるいはテーパ形状に構成する等して円周溶接を施す部位の部材の肉の量を局部的に減らし、併せて両方の部材には胴部部材と端部部材が重ね合わさる部分に円周溶接に際して溶融した金属を一時溜める隙間を設けているので、密閉容器を構成する部材に円周溶接を施す際に必要とする加熱熱量を従来技術による密閉容器の構成の場合に比べて低減し、この結果比較的短時間の内に溶接作業が終了できるので、電動圧縮機本体に加わる溶接熱による部材のひずみや組み立て精度の狂い、更には電動機部の電気絶縁性能に損傷のない良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明における第１の発明と第２の発明による実施の形態の例を図１と図２に示す。
【００１９】
図１は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の構造を示す部分断面図であり、図２は図１の密閉容器に円周溶接を施した後の状態を示す部分断面図である。また、比較のために従来技術による密閉型電動圧縮機および密閉容器の構造を示す部分断面図を図９に例示する。
【００２０】
先ず、従来の技術について図９を基に説明する。
【００２１】
冷凍空調サイクル（図示せず）から電動圧縮機へ戻って来た高圧力仕様の冷媒は圧縮機内部の圧縮機構部１１へ導かれる。
【００２２】
圧縮機構部１１には電動機部１２の回転運動がクランクシャフト１３を介して伝達され、気化した冷媒は圧縮された後に圧縮機構部１１から密閉容器１の内部に高圧ガスとなって放出された後に冷凍空調サイクルへ戻される。
【００２３】
この、高圧力の冷媒ガスが密閉容器１に及ぼす圧力に対抗するために、容器は高耐圧力仕様でなければならず、密閉容器１を構成する部材は従来技術では鉄系材料で中実構造としてその肉厚を十分大きくした構成となる。更に、密閉容器胴体部１ａの両端に胴体部と一体的に取り付けられる密閉容器の端部部材１ｂ、１ｃも鉄系材料で中実構造としてその肉厚を十分大きくした構成となり、その形状は高圧力に耐え得るように概球面形状となる。
【００２４】
このため、密閉容器全体の質量は高圧力仕様の冷媒を用いない旧来型の電動圧縮機の場合に比べて極端に多くなる。密閉型電動圧縮機を構成する際には密閉容器の胴部部材１ａに両端部の部材１ｂ、１ｃを円周溶接により接合し、容器１の密閉性を保障する事が旧来からの一般的な技術であるが、容器１の溶接による接合部３ａ、３ｂの部材溶融性を旧来通りに維持するためには被溶接体である容器１の質量が極端に多くなった分円周溶接時に容器部材１ａ、１ｂ、１ｃに加えなければならない熱量も多くなり、溶接作業に要する時間も旧来に比べて長くなる。
【００２５】
しかし、加熱熱量が増大し、加熱時間も長くなる事で、例えば電動機部１２の電気的絶縁皮膜が熱損傷を受け、あるいは密閉容器胴部部材１ａに予め組み付けられている電動機部１２や圧縮機構部１１に組付け精度の狂いが生じたり、電動機部１２や圧縮機構部１１自体が熱による歪みのためにその組立精度が狂ってしまう等の不具合が生じてしまう。
【００２６】
さらには、部材の肉厚が増え、密閉容器１の部材の質量が増加した分、円周溶接時に円周溶接部での熱の分布にむらが生じて円周溶接部３ａ、３ｂの溶接品質が不均一となり、場合によっては溶接はずれ、ピンホールを招き、容器の密封性能が保障できない事態に至る。
【００２７】
これに対して本発明では、図１に示すように、密閉容器１の胴部部材１ａはその端部２ａの部分だけが薄肉構造となっている。このため、円周溶接時に端部２ａを加熱すると加えられた熱が熱伝導により部材１ａ中を伝わる際には端部２ａの熱伝導路の断面積が部材１ａの他の部位の断面積よりも小さいので、この部分で熱伝導の経路が絞られる状態となる。このため従来技術による密閉容器への円周溶接の場合に比べて端部２ａに加えられた熱量が部材１ａ中に散逸する現象が大幅に抑制される。これにより、円周溶接時には部材１ａの端部２ａが先行して溶融し、この溶融部分が部材１ａに設けられた溶融金属溜まり４ａに一時的に滞留してこの高温の溶融金属が部材１ｂの円周溶接部位の未溶融部分の加熱を更に促進して図２に示すように部材１ａの溶融部が部材１ｂに大きく食い込んだ状態で円周溶接部３ａが形成されるので、円周溶接後の溶接はずれが回避されるばかりか、従来技術による密閉容器の構成部材への円周溶接に比べて少ない加熱量で短時間の内に溶接作業が完遂されるので電動機部１２や圧縮機構部１１に及ぼす熱的損傷をなくす事が出来る。
【００２８】
（実施の形態２）
本発明における第１と第３の発明による実施の形態の例を図３と図４に示す。図３は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の構造を示す部分断面図であり、図４は図３の密閉容器に円周溶接を施した後の状態を示す部分断面図である。
【００２９】
この実施の形態では、図３に示すように、密閉容器１の端部部材１ｂはその端部２ｂの部分だけが薄肉構造となっている。このため、円周溶接時に端部２ｂを加熱すると加えられた熱が熱伝導により部材１ｂ中を伝わる際には端部２ｂの熱伝導路の断面積が部材１ｂの他の部位の断面積よりも小さいので、この部分で熱伝導の経路が絞られる状態となる。このため従来技術による密閉容器の場合に比べて端部２ｂに加えられた熱量が部材１ｂ中に散逸する現象が大幅に抑制される。これにより、円周溶接時には部材１ｂの端部２ｂが先行して溶融し、この溶融部分が部材１ｂに設けられた溶融金属溜まり４ｂに一時的に滞留してこの高温の溶融金属が部材１ａの円周溶接部位の未溶融部分の加熱を促進して、図４に示すように部材１ｂの溶融部が部材１ａに確実に連通した状態で円周溶接部３ａが形成されるので、円周溶接後の溶接はずれが回避されるばかりか、従来技術による密閉容器の構成部材への円周溶接に比べて少ない加熱量で短時間の内に溶接作業が完遂されるので電動機部１２や圧縮機構部１１に及ぼす熱的損傷をなくす事が出来る。
【００３０】
（実施の形態３）
本発明における第１と第４の発明による実施の形態の例を図５と図６に示す。図５は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の構造を示す部分断面図であり、図６は図５の密閉容器に円周溶接を施した後の状態を示す部分断面図である。
【００３１】
この実施の形態では、図５に示すように、密閉容器１の胴部部材１ａの端部２ｃと端部部材１ｂの端部２ｃの部分だけがそれぞれ薄肉構造となっている。このため、円周溶接時に端部２ｃと２ｄを加熱すると加えられた熱が熱伝導により部材１ａと１ｂの中を伝わる際には端部２ｃと２ｄの熱伝導路の断面積が部材１ａ、１ｂの他の部位の断面積よりも小さいので、この部分で熱伝導の経路が絞られる状態となる。このため従来技術による密閉容器の場合に比べて端部２ｃと２ｄに加えられた熱量が部材１ａ、１ｂ中に散逸する現象が大幅に抑制される。これにより、円周溶接時には部材１ａの端部２ｃと部材１ｂの端部２ｄが先行して溶融し、この溶融部分が部材１ｂに設けられた溶融金属溜まり４ｃに一時的に滞留してこの高温の溶融金属が部材１ａと１ｂの円周溶接部位の未溶融部分の加熱を促進して、図６に示すように部材１ａと部材１ｂの溶融部が確実に連通して相互に食い込んだ状態で円周溶接部３ａが形成されるので、円周溶接後の溶接はずれが回避されるばかりか、従来技術による密閉容器の構成部材への円周溶接に比べて少ない加熱量で短時間の内に溶接作業が完遂されるので電動機部１２や圧縮機構部１１に及ぼす熱的損傷をなくす事が出来る。
【００３２】
（実施の形態４）
本発明における第１と第４と第５の発明による実施の形態の例を図７と図８に示す。図７は本発明による密閉型電動圧縮機の密閉容器の構造を示す部分断面図であり、図８は図７の密閉容器に円周溶接を施した後の状態を示す部分断面図である。
【００３３】
この実施の形態では、図７に示すように、密閉容器１の胴部部材１ａの端部２ｅと端部部材１ｂの端部２ｆの部分だけがそれぞれ薄肉構造となっている。さらに薄肉構造部を囲むように溶融金属溜め４ｄと４ｅが配設されている。このため、円周溶接時に端部２ｅと２ｆを加熱すると加えられた熱が熱伝導により部材１ａと１ｂの中を伝わる際には端部２ｅと２ｆの熱伝導路の断面積が部材１ａ、１ｂの他の部位の断面積よりも小さいので、この部分で熱伝導の経路が絞られる状態となり、従来技術による密閉容器の場合に比べて端部２ｅと２ｆに加えられた熱量が部材１ａ、１ｂ中に散逸する現象が大幅に抑制される。
【００３４】
一方で、円周溶接時には部材１ａの端部２ｅと部材１ｂの端部２ｆが共に先行して加熱されやすく、溶融した金属が端部２ｅと２ｆの薄肉構造部を囲むように部材１ａと１ｂに配設された溶融金属溜まり４ｄと４ｅに直ちに滞留してこの高温の溶融金属が部材１ａと１ｂの円周溶接部を順次継続的に加速して加熱して行くので溶接作業が促進される。
【００３５】
この結果、図８に示すように部材１ａと部材１ｂの溶融部が確実に連通して相互に食い込んだ状態で円周溶接部３ａが形成されるので、円周溶接後の溶接はずれやピンホールによる溶接品質の不具合が防止されるばかりか、従来技術による密閉容器の構成部材への円周溶接に比べて少ない加熱量で短時間の内に溶接作業が完遂されるので電動機部１２や圧縮機構部１１に及ぼす熱的損傷をなくす事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように本発明による密閉型電動圧縮機では、高圧力仕様の冷媒ガスを使用する場合に要求される密閉容器の耐圧力性能を確保したままで密閉容器の円周溶接を従来に比べて軽微な熱付加の下で比較的短時間に処理できる。このため、電動圧縮機本体を構成する各部材に加わる溶接熱に起因して生じる各構成部材のひずみや組立精度の狂い、更には電
動機部の電気絶縁性能の損傷と言った不具合を予め解消し、良好な性能の密閉型電動圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１と第２の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図２】本発明の第１と第２の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図３】本発明の第１と第３の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図４】本発明の第１と第３の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図５】本発明の第１と第４の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図６】本発明の第１と第４の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図７】本発明の第１と第５の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図８】本発明の第１と第５の実施の形態における密閉型電動圧縮機の部分断面図
【図９】高圧力仕様の冷媒ガスを使用した場合の従来技術による密閉型電動圧縮機と密閉容器の構成の例を示す縦部分断面図
【符号の説明】
【００３８】
１    密閉容器
１ａ  密閉容器の胴体部
１ｂ  密閉容器の端部部材
１ｃ  密閉容器の端部部材
２ａ  密閉容器の円周溶接部位
２ｂ  密閉容器の円周溶接部位
２ｃ  密閉容器の円周溶接部位
２ｄ  密閉容器の円周溶接部位
２ｅ  密閉容器の円周溶接部位
２ｆ  密閉容器の円周溶接部位
３ａ  円周溶接部
３ｂ  円周溶接部
４ａ  溶融金属溜め
４ｂ  溶融金属溜め
４ｃ  溶融金属溜め
４ｄ  溶融金属溜め
４ｅ  溶融金属溜め
１１  圧縮機構部
１２  電動機部
１３  シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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