(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部(11)とその両端に固定された鏡板(12,13) とからなるハウジング(10)内に、圧縮機構(20)と該圧縮機構(20)を駆動する圧縮機モータ(30)とが収納されて構成された密閉型圧縮機であって、
上記胴部(11)は内筒(14)と外筒(15)とから二重構造に構成され、
内筒(14)の内部に圧縮機構(20)と圧縮機モータ(30)とが固定され、外筒(15)の両端に鏡板(12,13)が固定され、
内筒(14)の外径は外筒(15)の内径よりも小さい寸法に形成されるとともに、内筒(14)の外周面と外筒(15)の内周面との間に位置して該内筒(14)と外筒(15)とを連結する連結部材(16)を備え、
該内筒(14)と外筒(15)の間には、ハウジング(10)の内部に連通する筒状のスペース(11a) が形成され、
連結部材(16)が環状に形成されるとともに、該連結部材(16)には軸方向に連続する切り欠き(16a) が形成され、
複数の連結部材(16)が軸方向に離れた箇所に配設されて内筒(14)と外筒(15)が連結されている密閉型圧縮機。
【請求項２】
複数の連結部材(16)は、それぞれ、圧縮機モータ(30)のステータ(31)に対して軸方向に偏倚した位置に配置されている請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
連結部材(16)の少なくとも一つが、圧縮機モータ(30)のステータ(31)の外周に位置するように配置されるとともに、その連結部材(16)の切り欠き(16a) は、ステータ(31)のコアカット部(31a) に対して周方向に偏倚した位置に形成されている請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
外筒(15)と鏡板(12,13) とが突き合わせ継手構造により接合されている請求項１乃至３の何れか１記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
外筒(15)の両端部には、鏡板(12,13) の端部の内面に嵌合する嵌合部(15a) が形成されている請求項４記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
鏡板(12,13) が、略半球形状に形成されている請求項１乃至５の何れか１記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
使用される冷媒が炭酸ガス冷媒である請求項１乃至６の何れか１記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型圧縮機に関し、特に、ガスを高圧縮比で圧縮する密閉型圧縮機に好適なハウジング構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平６−１５９２７４号公報に開示されているように、圧縮機構と圧縮機モータとを溶接構造のハウジングに収納して密閉した密閉型圧縮機が知られている。この密閉型圧縮機は、例えば冷凍装置の冷媒回路に設けてガス冷媒を圧縮する際に、冷媒が漏洩せず、水分の侵入等のおそれも無いことから、高い信頼性を有し、空調機や冷蔵庫に広く用いられている。
【０００３】
上記公報に記載されている密閉型圧縮機はローリングピストン型の回転式圧縮機であり、このような回転式圧縮機(50)のハウジング(51)は、通常、図７に示すように、円筒状の胴部(52)と、その両端部に溶接で固定された皿形や楕円型の鏡板(53,54) とから構成されている。そして、ハウジング(51)の胴部(52)に対し、圧縮機モータ(55)が焼き嵌めにより固定され、圧縮機構(56)はスポット溶接によって固定されるのが一般的である。なお、図中、(57)がスポット溶接部を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷媒ガスを高圧（例えば50Kgf/cm２ を越えるような高圧）に圧縮する密閉型圧縮機(50)では、耐圧性を上げるためにハウジング(51)の肉厚を増やす必要があることから、以下のような問題が生じるおそれがあった。
【０００５】
まず、胴部(52)と鏡板(53,54) は、通常は端部同士を嵌合させてすみ肉溶接（すみ肉溶接部を(58)で示している）で固定されるが、高圧に対応して溶接強度を高めるためには溶接脚長を長くする必要があることから、溶接機器（溶接トーチや溶接棒など）を溶接部分に沿って１周させて溶接しただけでは充分な溶接脚長が得られず、強固に溶接するには溶接機器を溶接部に沿って複数回走行させて溶接ビードを重ねるようにしなければならない。しかし、そうすると、ハウジング(51)への入熱量が過大になり、溶接前にハウジング(51)に固定された圧縮機モータ(55)のステータ(59)が焼損したり、ハウジング(51)が熱変形して圧縮機モータ(55)のエアギャップに狂いが生じたりするおそれがある。
【０００６】
また、ハウジング(51)の肉厚が増すことから、圧縮機構(56)のスポット溶接を強力に行うことが必要となり、しかも、ハウジング(51)内が高圧になったときにスポット溶接部(57)からのガス漏れを防止するためにもスポット溶接を強固に行う必要が生じる。そして、その結果、スポット溶接設備が大型化したり、ハウジング(51)への入熱量の増大に伴って圧縮機構(56)が変形したりするおそれがある。
【０００７】
さらに、胴部(52)の肉厚を厚くすると、圧縮機モータ(55)のステータ(59)を焼き嵌めする際に、胴部(52)の加熱時間を長くするか、熱容量の大きな加熱装置が必要となり、コストアップの要因となる問題もある。
【０００８】
このように、従来の密閉型圧縮機(50)で高圧に対応するにはハウジング(51)の肉厚を増やす必要があることから、溶接時の入熱量の増大に伴って圧縮機モータ(55)や圧縮機構(56)に不具合が生じたり、コストアップが生じたりすることになっていた。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、密閉型圧縮機において、溶接に伴う圧縮機モータや圧縮機構の損傷やコストアップなどの問題の発生を防止しつつ、高圧に対応できるようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジング(10)の胴部(11)を、圧縮機モータ(30)や圧縮機構(20)を固定する内筒(14)と、耐圧性の高い外筒(15)とから二重構造に構成したものである。
【００１１】
具体的に、本発明が講じた解決手段は、胴部(11)とその両端に固定された鏡板(12,13) とからなるハウジング(10)内に、圧縮機構(20)と該圧縮機構(20)を駆動する圧縮機モータ(30)とが収納されて構成された密閉型圧縮機を前提としている。そして、上記胴部(11)を内筒(14)と外筒(15)とから二重構造に構成するとともに、内筒(14)の内部に圧縮機構(20)と圧縮機モータ(30)とを固定し、外筒(15)の両端に鏡板(12,13) を固定したものである。
【００１２】
上記構成においては、内筒(14)の外径を外筒(15)の内径よりも小さい寸法に形成するとともに、内筒(14)の外周面と外筒(15)の内周面との間に位置して該内筒(14)と外筒(15)とを連結する連結部材(16)を設け、内筒(14)と外筒(15)の間に、ハウジング(10)の内部に連通する筒状のスペース(11a) を形成するようにしている。
【００１３】
また、上記構成においては、連結部材(16)を環状に形成するとともに、該連結部材(16)には軸方向に連続する切り欠き(16a) を形成し、複数の連結部材(16)を軸方向に離れた箇所に配設して内筒(14)と外筒(15)を連結するようにしている。
【００１４】
この構成においては、複数の連結部材(16)を、それぞれ、圧縮機モータ(30)のステータ(31)に対して軸方向に偏倚した位置に配置したり、連結部材(16)の少なくとも一つを、圧縮機モータ(30)のステータ(31)の外周に位置するように配置するとともに、その連結部材(16)の切り欠き(16a) を、ステータ(31)のコアカット部(31a) に対して周方向に偏倚した位置に形成したりすることができる。
【００１５】
また、上記構成においては、外筒(15)と鏡板(12,13) とを突き合わせ継手構造により接合することが好ましい。この場合、外筒(15)の両端部には、鏡板(12,13) の端部の内面に嵌合する嵌合部(15a) を形成することが好ましい。
【００１６】
さらに、鏡板(12,13) は、皿形や楕円型でなく、略半球形状に形成することが好ましい。
【００１７】
また、上記構成の密閉型圧縮機は、使用される冷媒を炭酸ガス冷媒とすることができる。
【００１８】
−作用−
上記解決手段では、内筒(14)の内部に圧縮機構(20)と圧縮機モータ(30)とを固定し、外筒(15)の両端に鏡板(12,13) を固定しているので、耐圧性を高めるために外筒(15)を厚く形成しても、内筒(14)は比較的薄く形成することができる。このため、内筒(14)と圧縮機構(20)とのスポット溶接部の入熱量を抑えることができるとともに、焼き嵌め際の加熱時間が長くなったり、特に熱容量の大きな加熱装置が必要になったりすることはない。さらに、外筒(15)と鏡板(12,13) とを強力に接合するために溶接機器を複数回走行させるなどして接合部への入熱量が多くなっても、熱が直接に圧縮機モータ(30)のステータ(31)に伝達されることはない。
【００１９】
また、内筒(14)と外筒(15)とを連結部材(16)を介して連結し、内筒(14)と外筒(15)の間に、ハウジング(10)の内部に連通する筒状のスペース(11a) を形成しているので、内筒(14)の内側と外側とで圧力差が発生しなくなる。
【００２０】
また、環状に形成した複数の連結部材(16)を用いて内筒(14)と外筒(15)を連結しているので、内筒(14)と外筒(15)とを容易に同心上に配置することが可能となる。
【００２１】
また、複数の連結部材(16)を、圧縮機モータ(30)のステータ(31)に対して軸方向に偏倚した位置に配置すると、連結部材(16)を用いるために焼き嵌めのための加熱時間を長くしたり、熱容量の大きな加熱装置を用いたりしなくてよい。
【００２２】
また、連結部材(16)が圧縮機モータ(30)の外周に位置するように配置する場合でも、連結部材(16)の切り欠き(16a) を、ステータ(31)のコアカット部(31a) から周方向に偏倚した位置に形成すると、同様に、加熱時間を長くしたり熱容量の大きな加熱装置を用いたりしなくても焼き嵌めを容易に行える。
【００２３】
また、外筒(15)と鏡板(12,13) とを突き合わせ継手構造により接合すると、すみ肉溶接による継手構造よりも溶接効率が高いことから、溶接部への入熱量を抑えられる。また、外筒(15)の両端部に、鏡板(12,13) の端部の内面に嵌合する嵌合部(15a) を形成すると、外筒(15)と鏡板(12,13) とを嵌合させて位置決めした状態で溶接できる。また、鏡板(12,13) を略半球形状に形成すると、皿形や楕円型の鏡板に比べて同じ肉厚でも強度を高められる。
【００２４】
【発明の効果】
上記解決手段によれば、まず内筒(14)と圧縮機構(20)とのスポット溶接部において入熱量が過大になるのを防止できるから、スポット溶接設備が大型化したり、圧縮機構(20)が変形したりするのを防止できる。また、圧縮機モータ(30)のステータ(31)を焼き嵌めする際に、加熱時間を長くしたり、熱容量の大きな加熱装置が必要になったりすることがないので、コストアップを防止できる。さらに、外筒(15)と鏡板(12,13) を強固に溶接しても、圧縮機モータ(30)への熱影響を抑えられるので、圧縮機モータ(30)のステータ(31)の焼損を防止できる。また、仮に外筒(15)が熱変形したとしても、内筒(14)の変形を抑えることができるので、圧縮機モータ(30)のエアギャップに狂いが生じることも防止できる。
【００２５】
以上の点については、内筒(14)と外筒(15)とが密着した二重管であっても従来より効果的であるが、上記解決手段では、内筒(14)と外筒(15)の間に筒状のスペース(11a) を形成して、内筒(14)の内側と外側とで圧力差が生じないようにしているので、さらに高い効果が得られる。また、この場合には内筒(11a)を薄く形成することが容易となるため、内筒(14)への圧縮機モータ(30)の焼き嵌めやスポット溶接を容易に行える。
【００２６】
また、環状に形成した連結部材(16)の位置や、切り欠き(16a) の位置を上述のように特定すると、焼き嵌めが困難になることがなく、コストアップを防止できる。
【００２７】
また、外筒(15)と鏡板(12,13) との接合部に突き合わせ継手構造を採用すると、溶接部への入熱量を抑えられるため、圧縮機モータ(30)の焼損や、エアギャップのずれ、さらにハウジング(10)の変形などの問題が発生するのをより確実に防止できる。また、外筒(15)に鏡板(12,13) と嵌合する嵌合部(15a) を設けると、両部材(15),(12,13)を位置決めした状態で溶接できるので、溶接を容易に行えるとともに、ハウジング(10)内への溶接スパッタの侵入も防止できる。このため、単に突き合わせ継手構造を採用しただけではスパッタが摺動部に入り込み、軸受が損傷（焼き付き）したり、熱いスパッタがモータコイルなどに降りかかってモータの絶縁不良が生じ、さらにはモータが焼損したりするおそれがあるが、上記構成によればそのような問題を防止できる。
【００２８】
また、鏡板(12,13) は、略半球形状にすると、皿形にした場合に比べて強度を高められるため、肉厚を薄くすることが可能となる。したがって、材料費が少なくなり、鏡板(12,13)を１回のプレス加工で成形することも可能となる。
【００２９】
以上のように、本発明の密閉型圧縮機(1) は問題なく高圧に対応できるため、例えば炭酸ガス冷媒を使用して、50Kgf/cm２ を越えるような高圧に圧縮することが可能となる。このため、地球環境に温暖化などの悪影響を及ぼさない炭酸ガス圧縮機を冷凍装置で使用することが実現可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
本実施形態の密閉型圧縮機(1) は、ローリングピストン型の回転式圧縮機に関するものである。図１に示すように、この密閉型圧縮機(1) は、ハウジング(10)内に、圧縮機構(20)と圧縮機モータ(30)とを収納し、全密閉型に構成されている。そして、空調機等の冷媒回路中に設けられて、炭酸ガス（ＣＯ２  ）冷媒を圧縮するように構成されている。
【００３２】
上記ハウジング(10)は、円筒状の胴部(11)と、該胴部(11)の上下にそれぞれ設けられた鏡板(12,13) とによって構成されている。胴部(11)は、内筒(14)と外筒(15)とから二重構造に構成されている。そして、内筒(14)の内部に圧縮機構(20)と圧縮機モータ(30)とが固定され、外筒(15)の両端に鏡板(12,13) が固定されている。
【００３３】
内筒(14)の外径は外筒(15)の内径よりも小さい寸法で、内筒(14)と外筒(15)とは、内筒(14)の外周面と外筒(15)の内周面との間に配置された連結部材(16)を介して連結されている。ハウジング(10)の胴部(11)の横断面図である図２に示すように、連結部材(16)は環状に形成され、かつその内周面には、９０°間隔で４箇所に、軸方向に連続する切り欠き(16a) が形成されている。
【００３４】
連結部材(16)は、内筒(14)と外筒(15)との間で、互いに軸方向に離れた２箇所に配置され、内筒(14)と外筒(15)を同心上に位置するように連結している。そして、この連結部材(16)を介して内筒(14)と外筒(15)を連結することにより、内筒(14)と外筒(15)との間に、ハウジング(10)の内部に連通する円筒状のスペース(11a) が形成されている。
【００３５】
なお、外筒(15)の下端部は、外周面側が削られ、肉厚が薄く形成されている。このことにより、内筒(14)と外筒(15)の下端部を揃えた状態で外筒(15)に下部鏡板(13)を嵌合させたときに嵌合長さを短くするようにしており、嵌合長さが長い場合と違って、外筒(15)と下部鏡板(13)の嵌合部に高い加工精度が必要になるのを防止している。
【００３６】
上記ハウジング(10)には、下部の鏡板(13)を貫通して吸入管(17)が設けられている。一方、上部の鏡板(12)には、ハウジング(10)の内外を連通する吐出管(18)と、図示しない外部電源に接続されて圧縮機モータ(30)に電力を供給するターミナル(19)とが設けられている。また、ハウジング(10)の下部には所定量の潤滑油が貯留されている（図示せず）。
【００３７】
上記圧縮機構(20)は、シリンダ(21)と、フロントヘッド(22)と、リヤヘッド(23)と、回転ピストン(24)とを備え、ハウジング(10)内の下部側に配置されている。シリンダ(21)は円筒状に形成され、ハウジング(10)の胴部(11)と同心に配置されている。シリンダ(21)の上端にはフロントヘッド(22)が、下端にはリヤヘッド(23)が設けられており、このシリンダ(21)、フロントヘッド(22)及びリヤヘッド(23)は、図示しないボルト等で締結されて一体に組み立てられている。そして、シリンダ(21)の内周面と、フロントヘッド(22)の下端面と、リヤヘッド(23)の上端面との間に、円柱状のシリンダ室(25)が区画形成されている。また、この圧縮機構(20)は、フロントヘッド(22)を内筒(14)にスポット溶接することによって固定されている。
【００３８】
一方、圧縮機モータ(30)は、ステータ(31)とロータ(32)とを備え、ステータ(31)がハウジング(10)の胴部(11)に上記圧縮機構(20)の上方で固定されている。具体的に、ステータ(31)は、上側の連結部材(16)と軸方向に重なる位置で胴部(11)の内筒(14)に焼き嵌めによって固定されている。そして、ステータ(31)は、図２に示すように、コアカット部(31a) が連結部材(16)の切り欠き(16a) に対して周方向に偏倚した位置になるように配置されている。コアカット部(31a) は、ハウジング(10)内での冷媒ガスの流通路として設けられるものであるが、このコアカット部(31a) と連結部材(16)の切り欠き(16a) との位置関係を上述のように設定することにより、内筒(14)にステータ(31)を焼き嵌めする際に圧入を比較的容易に行えるようにしている。なお、この図２ではモータ(30)を簡略化し、ステータ(31)のコアカット部(31a) の位置のみを表している。
【００３９】
上記ロータ(32)には駆動軸(33)が連結され、該駆動軸(33)は、ハウジング(10)の中心を通り、シリンダ室(25)を上下方向に貫通している。この駆動軸(33)を支持するため、フロントヘッド(22)とリヤヘッド(23)には、それぞれ軸受部(22a,23a) が形成されている。そして、ターミナル(19)を介して圧縮機モータ(30)に通電することにより、ロータ(32)とともに駆動軸(33)が回転するように構成されている。
【００４０】
駆動軸(33)は、シリンダ室(25)の中に位置する部分が、大径で該駆動軸(33)の回転中心から所定量偏心した偏心カム(33a) として構成されている。そして、この偏心カム(33a) に、上記圧縮機構(20)の回転ピストン(24)が固定されている。回転ピストン(24)は、圧縮機構(20)の横断面を示す図３に表しているように円環状で、その外周面が、シリンダ(21)の内周面と一点で接触するように形成されている。
【００４１】
一方、上記シリンダ(21)には、該シリンダ(21)の軸方向に貫通するブレード溝(21a) が形成され、このブレード溝(21a) に、長方形の板状に形成されたブレード(26)がブレード溝(21a) 内を径方向へ摺動可能に装着されている。ブレード(26)は、スプリング(27)によって径方向内方へ付勢され、先端が上記回転ピストン(24)の外周面に常に圧接した状態で、駆動軸(33)の回転に伴ってブレード溝(21a) 内を進退するように構成されている。
【００４２】
上記ブレード(26)は、シリンダ(21)の内周面と回転ピストン(24)の外周面との間のシリンダ室(25)を、低圧室(25a) と高圧室(25b) とに区画している。そして、シリンダ(21)には、シリンダ(21)の外周面から内周面へ径方向に貫通して低圧室(25a) と連通する吸入口(41)が形成される一方、フロントヘッド(22)には、上下方向に貫通してハウジング(10)内と高圧室(25b) とを連通する吐出口(42)が形成されている。
【００４３】
図１の部分拡大図である図４にも示すように、シリンダ室(25)内の高圧ガスをこの吐出口(42)から吐出するために、シリンダ(21)の内周面には該吐出口(42)と連通する吐出路(43)が形成されている。また、上記吸入口(41)には、上記吸入管(17)を通って、図示しないアキュムレータからの吸入配管(44)が接続されている。
【００４４】
吐出口(42)は、フロントヘッド(22)の上面に形成された切り欠き凹部(45)に設けられている。この切り欠き凹部(45)は、図３に仮想線で示すように平面視がほぼ長円形状で、この切り欠き凹部(45)内の一端側に上記吐出口(42)が形成されている。そして、吐出弁(46)として用いられているリード弁の基端部が、切り欠き凹部(45)内の他端側で固定され、先端部が吐出口(42)を閉塞している。吐出弁(46)であるリード弁は、内外の圧力差によって撓んで開閉する板状の開閉弁で、シリンダ室(25)（高圧室(25b) ）が一定の高圧に達すると開いて冷媒ガスが吐出口(42)から流出するように構成されている。なお、吐出弁(46)が過剰に撓むことのないように、切り欠き凹部(45)内には吐出弁(46)の撓み量を規制するための弁押さえ（ストッパ）(47)が設けられている。
【００４５】
なお、上記駆動軸(33)には、図示しないが、遠心ポンプと、給油路とが設けられている。遠心ポンプは駆動軸(33)の下端部に設けられ、該駆動軸(33)の回転に伴ってハウジング(10)内の下部に貯留する潤滑油を汲み上げるように構成されている。そして、給油路は、駆動軸(33)内を上下方向に延びるとともに、遠心ポンプが汲み上げた潤滑油を各摺動部分へ供給するように、各部に設けられた給油口と連通している。具体的には、シリンダ(21)の内周面とピストン(24)との摺動部や、フロントヘッド(22)及びリヤヘッド(23)の軸受部(22a,22b) の軸受面などに給油するように構成されている。
【００４６】
−組立工程−
次に、この密閉型圧縮機(1) の組立工程について説明する。
【００４７】
まず、内筒(14)を、外周面の所定位置に環状の連結部材(16)が固定された状態に組み立て、さらに外筒(15)を取り付ける。また、駆動軸(33)、シリンダ(21)、フロントヘッド(22)、リヤヘッド(23)、及び回転ピストン(24)等により、圧縮機構(20)を組み立てる。そして、内筒(14)の上部側の位置に圧縮機モータ(30)のステータ(31)を焼き嵌めにより固定するとともに、駆動軸(33)の先端部に圧縮機モータ(30)のロータ(32)を固定した圧縮機構(20)を内筒の下方から挿入し、内筒(14)とフロントヘッド(22)とをスポット溶接によって固定する。
【００４８】
圧縮機モータ(30)のステータ(31)を内筒(14)に焼き嵌めするときは、上側の連結部材(16)の切り欠き(16a) が、図２に示すようにステータ(31)のコアカット部(31a) に対して周方向に偏倚した位置となるように、ステータ(31)の圧入の向きを調整しながら作業を行う。その後、吸入配管(44)の接続や圧縮機モータ(30)への配線などを行ってから、外筒(15)の両端部に鏡板(12,13) を嵌合させ、すみ肉溶接をすることでハウジング(10)を密閉する。なお、本実施形態１では、高圧に耐え得るように外筒(15)と鏡板(12,13) は肉厚の厚い部材で形成しており、かつすみ肉溶接は十分な脚長が得られるように強固に行われる。
【００４９】
−運転動作−
次に、本実施形態１に係る密閉型圧縮機(1) の運転動作について説明する。
【００５０】
ターミナル(19)を通じて圧縮機モータ(30)に電力を供給するとロータ(32)が回転し、該ロータ(32)の回転が駆動軸(33)を介して圧縮機構(20)の回転ピストン(24)に伝達される。これによって、圧縮機構(20)が所定の圧縮動作を行う。
【００５１】
具体的に、図３を参照しながら、圧縮機構(20)の圧縮動作について説明する。まず、シリンダ(21)の内周の吸入口(41)の開口部のすぐ右側においてシリンダ(21)の内周と回転ピストン(24)の外周とが接触する状態から説明すると、この状態でシリンダ室(25)の低圧室(25a) の容積が最小となる。圧縮機モータ(30)に駆動されて回転ピストン(24)が右回りに回転すると、この回転ピストン(24)の回転に従って低圧室(25a) の容積が拡大し、該低圧室(25a) に低圧の冷媒ガスが吸入される。その際、回転ピストン(24)はシリンダ室(25)内で偏心運動するが、ブレード(26)は回転ピストン(24)に常に押圧されており、高圧室(25b) から低圧室(25a) への冷媒ガスの流入は生じない。この冷媒ガスの吸入は、回転ピストン(24)が１回公転して再び吸入ポート(41)開口部のすぐ右側でシリンダ(21)と回転ピストン(24)とが接触する状態となるまで続く。
【００５２】
このようにして冷媒ガスの吸入を終えた部分は、今度は冷媒ガスが圧縮される高圧室(25b) になっている。そして、この時点で高圧室(25b) の容積は最大であり、この高圧室(25b) には低圧の冷媒ガスが満たされている。このとき、高圧室(25b) 内が低圧であるため、吐出口(42)は吐出弁(46)で閉鎖され、該高圧室(25b) は密閉空間となっている。この状態から回転ピストン(24)が回転するに従って高圧室(25b) の容積が減少し、高圧室(25b) 内の冷媒ガスが圧縮される。そして、高圧室(25b) の圧力が所定値となると、高圧室(25b) の高圧の冷媒ガスに押されて吐出弁(46)がたわみ、吐出口(42)が開口状態となって、高圧の冷媒ガスが高圧室(25b) からハウジング(10)内に吐出され、さらに、ハウジング(10)内の高圧のガスが吐出管(18)から吐出される。
【００５３】
なお、本実施形態１では、内筒(14)と外筒(15)の間の円筒状のスペース(11a) が、ハウジング(10)内の空間と連通しているため、内筒(14)の内側と外側とで圧力差は生じない。このため、ハウジング(10)内の高圧圧力で内筒(14)が変形することはない。
【００５４】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、以下のような効果が発揮される。
【００５５】
すなわち、内筒(14)と外筒(15)の間に筒状のスペース(11a) を形成して内筒(14)の内側と外側とで圧力差が生じないようにしていることから内筒(14)の肉厚を薄くできるので、内筒(14)に圧縮機構(20)を固定するためのスポット溶接を必要以上に強固にする必要がない。したがって、このスポット溶接部において入熱量が過大になるのを防止できるから、スポット溶接設備が大型化せず、従来の設備を使用できると共に、圧縮機構(20)が変形したりするのも防止できる。
【００５６】
また、内筒(14)の厚さが薄いため、圧縮機モータ(30)のステータ(31)を内筒(14)に焼き嵌めする際に、加熱時間を長くしたり、熱容量の大きな加熱装置を必要としたりすることがなく、コストアップを防止できる。さらに、従来の一重構造のハウジングでは、肉厚を厚くせずに通常の焼き嵌め代で圧縮機モータ(30)を固定した場合、内部圧力が高くなると胴部の圧力変形により圧縮機モータ(30)のステータ(31)に対する締め代が小さくなり、圧縮機モータ(30)のステータ(31)がずれやすくなるのに対して、本実施形態１では内筒(14)の内外での圧力差が生じないことから、焼き嵌め代を大きくしなくても圧縮機モータ(30)のステータ(31)がずれるのを防止できる。
【００５７】
また、外筒(15)と鏡板(12,13) はすみ肉溶接により強固に接合されるが、胴部(11)を二重構造としたことで圧縮機モータ(30)への熱影響を抑えられるので、ステータ(31)の焼損などの不具合を防止できる。また、仮に外筒(15)が熱変形したとしても内筒(14)の変形は抑えられるので、圧縮機モータ(30)のエアギャップに狂いが生じることも防止できる。この点、内筒(14)と外筒(15)の間にスペース(11a)を設けていることで、より効果が高められている。
【００５８】
さらに、本実施形態１では、環状に形成した複数の連結部材(16)を用いて内筒(14)と外筒(15)を連結しているため、内筒(14)と外筒(15)を同心上に配置することが容易となり、しかも連結部材(16)の切り欠き(16a) の位置をステータ(31)のコアカット部(31a) から周方向に偏倚させているので、加熱時間を長くしたり熱容量の大きな加熱装置を用いたりしなくても焼き嵌めを容易に行うことができ、コストアップを防止できる。
【００５９】
そして、以上のように、本実施形態１の密閉型圧縮機(1) は従来のような問題を伴わずに例えば50Kgf/cm２ を越えるような高圧に容易に対応できるため、炭酸ガス冷媒であっても使用することが可能となる。このため、地球環境に温暖化などの悪影響を及ぼさない炭酸ガス圧縮機を実現できることとなる。なお、本実施形態１の圧縮機(1) は、ケーシング(10)の形状や肉厚等を適宜設計すれば、140〜150Kgf/cm２ 程度の圧力にも対応可能である。
【００６０】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、図５に示すように、鏡板(12,13) の構造を実施形態１とは異なるようにしたものである。
【００６１】
具体的に、実施形態２の密閉型圧縮機(1) は、各鏡板(12,13) を、皿型でなく、半球形状としている。鏡板(12,13) は、皿型や楕円型とするよりも半球型とした方が、同じ肉厚であれば強度を高められることから、逆に肉厚を薄くしても内圧に対して十分な強度を得ることができる。このため、本実施形態２では、実施形態１の鏡板(12,13) よりも薄い材料をプレス成形して形成した半球形状の鏡板(12,13) を使用している。
【００６２】
胴部(11)は、実施形態１と同様に内筒(14)と外筒(15)とから構成されている。外筒(15)の両端部は、内周側が外周側よりも軸方向外側に突出した形状で、該突出部が、鏡板(12,13) の端部の内面に嵌合する嵌合部(15a) に形成されている。そして、鏡板(12,13) の先端部と外筒(15)の両端部の外径側にＶ型の開先部(V) が形成され、この開先部(V) に溶着金属を埋めることで、外筒(15)と鏡板(12,13) とが突き合わせ継手構造により接合されている。なお、開先形状は、任意に変更することができる。
【００６３】
また、本実施形態２では、環状の連結部材(16)の切り欠き部(16a) を、図６に示すように、該連結部材(16)の外周面側に形成している。さらに、本実施形態２では、鏡板(12,13) の肉厚を薄くしていることから、吸入管(17)を下部鏡板(13)ではなく、外筒(15)の下部に固定している。その他の構成並びに運転動作は実施形態１と同様であるため、それらについての具体的な説明は省略する。
【００６４】
−組立工程−
この密閉型圧縮機(1) において、内筒(14)と外筒(15)とを連結部材(16)を介して接続し、かつ内筒(14)に対して圧縮機モータ(30)のステータ(31)を焼き嵌めにより固定し、圧縮機構(20)をスポット溶接により固定するのは実施形態１と同様に行われる。そして、配管や配線を行って、外筒(15)に鏡板(12,13) を固定する。このときには、開先部(V) に溶着金属を埋め込みながら溶接を行う。したがって、外筒(15)と鏡板(12,13) とは突き合わせ継手構造により強固に接合される。
【００６５】
−実施形態２の効果−
本実施形態２によれば、外筒(15)と鏡板(12,13) とを開先部(V) を用いた突き合わせ継手構造により接合しているので、すみ肉溶接による継手構造よりも溶接効率が高いことから、溶接部への入熱量を抑えられる。したがって、圧縮機モータ(30)の焼損や、エアギャップのずれ、さらにハウジング(10)の変形などの問題が発生するのをより確実に防止できる。
【００６６】
また、外筒(15)の両端部に、鏡板(12,13) の端部の内面に嵌合する嵌合部(15a) を形成して、外筒(15)と鏡板(12,13) とを嵌合させて位置決めした状態で溶接できるようにしているので、両部材(15),(12,13)の溶接を容易に行える。また、嵌合部(15a) を設けたことで、突き合わせ溶接継手構造でありながら、ハウジング(10)内への溶接スパッタの侵入も防止できる。したがって、溶接スパッタを原因とする各部の損傷を防ぐことができる。
【００６７】
さらに、鏡板(12,13) を略半球形状に形成して、皿形や楕円型の鏡板に比べて強度を落とさずに肉厚を薄くしている。したがって、材料費が少なくなり、しかも鏡板(12,13) を１回のプレス加工で簡単に成形することも可能となる。
【００６８】
【発明のその他の実施の形態】
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００６９】
例えば、本発明は、上記各実施形態で説明したローリングピストン型の回転式圧縮機以外に、スイング型やスクロール型の回転式圧縮機や、さらには回転式以外の圧縮機にも適用可能である。また、使用する冷媒についても、炭酸ガス冷媒に限らず、運転中の差圧が比較的大きなＲ４１０ＡやＲ３２など、その他種々の冷媒が使用可能である。
【００７０】
また、上記各実施形態では、環状の連結部材(16)の一方を圧縮機モータ(30)のステータ(31)と軸方向に重なる位置に配置しているが、各連結部材(16)を、それぞれが圧縮機モータ(30)のステータ(31)に対して軸方向に偏倚した位置、つまり重ならない位置に配置してもよい。このように各連結部材(16)を圧縮機モータ(30)のステータ(31)に対して軸方向にずらした位置に配置すると、焼き嵌めのための加熱時間を長くしたり、熱容量の大きな加熱装置を用いたりする必要を、より確実になくすことができる。なお、連結部材(16)の個数は、２個に限定されるものではなく、圧縮機(1) の具体的な設計に合わせて適宜変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１に係る密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図２】  図１の密閉型圧縮機のハウジング構造を示す横断面図である。
【図３】  図１の密閉型圧縮機の圧縮機構を示す横断面図である。
【図４】  図１の部分拡大断面図である。
【図５】  本発明の実施形態２に係る密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図６】  図５の密閉型圧縮機のハウジング構造を示す横断面図である。
【図７】  従来の密閉型圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
(1)     密閉型圧縮機
(10)    ハウジング
(11)    胴部
(11a)   筒状スペース
(12,13) 鏡板
(14)    内筒
(15)    外筒
(15a)   嵌合部
(16)    連結部材
(16a)   切り欠き
(20)    圧縮機構
(30)    圧縮機モータ
(31)    ステータ
(31a)   コアカット部
(32)    ロータ
(33)    駆動軸
【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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