(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とが収納されたロータリコンプレッサにおいて、
前記回転圧縮機構部は、シリンダと、該シリンダの開口面を閉塞し、前記駆動要素の回転軸の軸受けを有する支持部材と、該支持部材に凹陥形成された吐出消音室と、該吐出消音室を閉塞すると共に、前記支持部材及びシリンダが固定されるカバーとを備え、
該カバーは、中央部に形成されて前記支持部材の軸受けが隙間嵌めにて貫通される貫通部と、周縁部に形成されて前記支持部材側に延在し、前記密閉容器内側に隙間嵌めにて設けられた状態で当該密閉容器に溶接固定される固定部とを有し、
前記カバーの貫通部と前記支持部材の軸受け間の隙間を、前記カバーの固定部と前記密閉容器間の隙間よりも小さくしたことを特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項２】
密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納してロータリコンプレッサを製造する方法であって、
前記回転圧縮機構部を構成するシリンダと、該シリンダの開口面を閉塞し、前記駆動要素の回転軸の軸受けを有する支持部材と、該支持部材に凹陥形成された吐出消音室と、該吐出消音室を閉塞するためのカバーとを準備し、
該カバーには、中央部に貫通部と、周縁部に前記支持部材側に延在する固定部を形成し、前記カバーの貫通部と前記支持部材の軸受け間の隙間が、前記カバーの固定部と前記密閉容器間の隙間よりも小さくなるように設定しておくと共に、
前記支持部材の軸受けを前記カバーの貫通部に隙間嵌めにて貫通させ、前記支持部材及びシリンダを前記カバーに固定した状態で、当該カバーの固定部を前記密閉容器内側に隙間嵌めにて設け、その状態で、当該固定部を前記密閉容器に溶接固定することを特徴とするロータリコンプレッサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動要素と、この駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とを密閉容器内に収納して成るロータリコンプレッサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、給湯装置や車載エアコンは、熱交換器や圧縮機で構成された冷媒回路を備えている（例えば、特許文献１参照）。この圧縮機は、駆動要素（電動要素）と、この駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とを密閉容器内に収納して成るロータリコンプレッサにて構成され、駆動要素で回転圧縮機構部を回転駆動することにより、導入された冷媒を圧縮して吐出する。
【０００３】
この場合、前記特許文献では回転圧縮機構部を構成する上部支持部材の軸受けに凹陥形成された吐出消音室を閉塞するためのカバーに上部支持部材やシリンダを固定し、カバーを密閉容器に溶接固定していた。
【特許文献１】特開２００５−２２０７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献の構成ではカバーの周縁部に駆動要素側に屈曲された当接部を形成し、この当接部を密閉容器内面に溶接していたため、駆動要素と当接部とが干渉しないようにカバーと駆動要素との間の間隔を考慮しなければならず、そのため、ロータリコンプレッサの全高が拡大する問題があった。
【０００５】
また、上部支持部材の軸受けはカバー中央部を貫通する構成とされているが、このカバーと軸受け間はＯリングでシールされる構造であり、カバーが上部支持部材やシリンダの位置決めに何ら関与するものでは無かった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、全体寸法を縮小できると共に、生産性を向上させることができるロータリコンプレッサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明のロータリコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とが収納されたものであって、回転圧縮機構部は、シリンダと、このシリンダの開口面を閉塞し、駆動要素の回転軸の軸受けを有する支持部材と、この支持部材に凹陥形成された吐出消音室と、この吐出消音室を閉塞すると共に、支持部材及びシリンダが固定されるカバーとを備え、このカバーは、中央部に形成されて支持部材の軸受けが隙間嵌めにて貫通される貫通部と、周縁部に形成されて支持部材側に延在し、密閉容器内側に隙間嵌めにて設けられた状態で当該密閉容器に溶接固定される固定部とを有し、カバーの貫通部と支持部材の軸受け間の隙間を、カバーの固定部と密閉容器間の隙間よりも小さくしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の製造方法は、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納してロータリコンプレッサを製造するにあたり、回転圧縮機構部を構成するシリンダと、このシリンダの開口面を閉塞し、駆動要素の回転軸の軸受けを有する支持部材と、この支持部材に凹陥形成された吐出消音室と、この吐出消音室を閉塞するためのカバーとを準備し、このカバーには、中央部に貫通部と、周縁部に支持部材側に延在する固定部を形成し、カバーの貫通部と支持部材の軸受け間の隙間が、カバーの固定部と密閉容器間の隙間よりも小さくなるように設定しておくと共に、支持部材の軸受けをカバーの貫通部に隙間嵌めにて貫通させ、支持部材及びシリンダをカバーに固定した状態で、当該カバーの固定部を密閉容器内側に隙間嵌めにて設け、その状態で、当該固定部を密閉容器に溶接固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、密閉容器に溶接固定されるカバーの固定部を、支持部材側に延在させているので、従来に比して駆動要素とカバーの固定部とが干渉することが無くなり、駆動要素とカバー間の間隔を縮小してロータリコンプレッサの全体寸法を小型化することが可能となる。
【００１０】
特に、カバーの貫通部と支持部材の軸受け間の隙間を、カバーの固定部と密閉容器間の隙間よりも小さくなるように設定しているので、支持部材の軸受けをカバーの貫通部に隙間嵌めにて貫通させることにより、貫通部の内径と軸受けの外径とによって回転圧縮機構部の同軸度を出すことが可能となり、組立作業性が著しく改善され、生産性の向上を図ることができるようになるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例にかかる第１回転圧縮要素３２および第２回転圧縮要素３４を備えた内部高圧型多段（２段）圧縮式圧縮機であるロータリコンプレッサ１０の縦断面図である。
【００１２】
実施例のロータリコンプレッサ１０は、例えば電気自動車（ＨＥＶやＰＥＶ）などの車両のエンジンルームに搭載され、二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として使用する内部高圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサである。このロータリコンプレッサ１０は、円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に収納された駆動要素である電動要素１４と、この密閉容器１２の内部空間の下側に収納され、電動要素１４に連結された回転圧縮機構部１８とで構成されている。
【００１３】
前記電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に形成されたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隙（エアギャップ）を介して回転可能に設けられたロータ２４とを備える。
【００１４】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板が積層された積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８とを有している。また、ロータ２４は、回転中心を通る回転軸１６と、ステータ２２と同様に電磁鋼板が積層された積層体３０と、この積層体３０内に配置された永久磁石ＭＧとを有する。
【００１５】
一方、回転圧縮機構部１８は、電動要素１４により駆動される第１回転圧縮要素３２（１段目）および第２回転圧縮要素３４（２段目）と、第２回転圧縮要素３４の上側に配置された上部支持部材５４および本発明におけるカバーとしての上部カバー６６と、第１回転圧縮要素３２と第２回転圧縮要素３４との間に配置された中間仕切板３６と、第１回転圧縮要素３２の下側に配置されて回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材５６および下部カバー６８とを備えている。ここで、第２回転圧縮要素３４の排除容積は、第１回転圧縮要素３２の排除容積よりも小さい。
【００１６】
第２回転圧縮要素３４は、上シリンダ３８と、この上シリンダ３８内に配置されて回転軸１６に固定された上偏心部４２と、この上偏心部４２に嵌合された上ローラ４６と、この上ローラ４６に当接して上シリンダ３８内を低圧側と高圧側に区画する上ベーン（図示せず）とを備えている。
【００１７】
上シリンダ３８には、低圧側と上部支持部材５４の吸込通路５８とを連通する吸込ポート１６１と、高圧側と上部支持部材５４の後述する吐出消音室６２とを連通する吐出ポート（図示せず）とが形成されている。
【００１８】
この第２回転圧縮要素３４が回転することで、吸込ポート１６１を通って低圧側に冷媒ガスが吸入される。そして、上偏心部４２および上ローラ４６が偏心回転することにより、上シリンダ３８内の冷媒ガスが吸入された空間が縮小される。その結果、冷媒ガスは圧縮されて高圧となり、高圧側から前記吐出ポートを通って吐出消音室６２に吐出される。
【００１９】
上部支持部材５４は、上シリンダ３８の吸込ポート１６１に接続された吸込通路５８と、上面より凹陥して形成されて上シリンダ３８の前記吐出ポートに接続された吐出消音室６２とを備えている。尚、上部支持部材５４には、前記吐出ポートを開閉する吐出弁（図示せず）が設けられている。
【００２０】
また、上部支持部材５４の中央には、回転軸１６の軸受け５４Ａが起立形成されており、この軸受け５４Ａ内面には、筒状のブッシュ１２２が装着されている。ブッシュ１２２は、摺動性の良い材料で形成されている。
【００２１】
上部カバー６６は、上部支持部材５４の吐出消音室６２を閉塞する。これにより、吐出消音室６２と密閉容器１２内の電動要素１４側とは仕切られている。この上部カバー６６は、図２、図３に示されるように密閉容器１２を仕切る仕切部６６Ａと、この仕切部６６Ａの外周縁部を上部支持部材５４側（下側）に屈曲することで形成され、密閉容器１２の内面に隙間嵌めにて設けられる固定部６６Ｂと、仕切部６６Ａの中央部に形成された貫通部６６Ｃとを有している。尚、貫通部６６Ｃの周囲には上側にバーリング加工されたフランジ６６Ｄが形成されている。
【００２２】
そして、上部カバー６６の貫通部６６Ｃには、上部支持部材５４の軸受け５４Ａが隙間嵌めにて貫通する。また、固定部６６Ｂは実施例では上下（密閉容器１２の軸方向）９ｍｍ以上の寸法とされており、密閉容器１２にタック溶接で固定されるものであるが、貫通部６６Ｃと軸受け５４Ａ間の隙間Ｐ１は、固定部６６Ｂと密閉容器１２内面間の隙間Ｐ２よりも小さく（Ｐ１＜Ｐ２）設定されている。また、上部カバー６６には吐出消音室６２内と電動要素１４側の密閉容器１２内とを連通する連通口６６Ｅが形成されている。
【００２３】
一方、第１回転圧縮要素３２は、第２回転圧縮要素３４と同様の構成であり、下シリンダ４０と、この下シリンダ４０内に上偏心部４２に対して１８０度の位相差で回転軸１６に固定された下偏心部４４と、この下偏心部４４に嵌合された下ローラ４８と、この下ローラ４８に当接して下シリンダ４０内を低圧側と高圧側に区画する図示しない下ベーンと、を備えている。
【００２４】
下シリンダ４０には、低圧側と下部支持部材５６の吸込通路６０とを連通する吸込ポート１６２と、高圧側と下部支持部材５６の後述する吐出消音室６４とを連通する図示しない吐出ポートとが形成されている。
【００２５】
この第１回転圧縮要素３２が回転駆動されると、吸込ポート１６２を通って低圧側に冷媒ガスが吸入される。そして、下偏心部４４および下ローラ４８が偏心回転することにより、下シリンダ４０内の冷媒ガスが吸入された空間が縮小される。その結果、冷媒ガスは、圧縮されて高圧となり、高圧側から吐出ポートを通って吐出される。
【００２６】
下部支持部材５６は、下シリンダ４０の吸込ポート１６２に接続された吸込通路６０と、下面に凹陥して形成されて下シリンダ４０の吐出ポートに接続された吐出消音室６４とを備えている。なお、下部支持部材５６には、吐出ポートを開閉する図示しない吐出弁が設けられている。また、下部支持部材５６の中央には、軸受け５６Ａが貫通形成されている。下部カバー６８は、下部支持部材５６の吐出消音室６４を閉塞する。下部カバー６８は、ドーナッツ状の円形鋼板で形成されており、下部支持部材５６に固定される。
【００２７】
上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６、上下部支持部材５４、５６、および上下部カバー６６、６８は、それぞれ、４本の主ボルト１２８および主ボルト１２９で上下から締結される。すなわち、主ボルト１２８は、上部カバー６６側から挿入されて、その先端が上シリンダ３８に２本のボルトで螺合される。また、残りの２本の主ボルト１２８は下シリンダ４０に螺合される。主ボルト１２９は、下部カバー６８側から挿入されて、その先端が上シリンダ３８に螺合される。
【００２８】
そして、冷媒としては、可燃性および毒性等を考慮して、地球環境にやさしい自然冷媒である炭酸ガス、ここでは前記二酸化炭素（ＣＯ2）が用いられる。また、オイル（潤滑油）としては、既存のオイル、例えば、鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、または、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）が用いられる。
【００２９】
前記密閉容器１２は、アルミニウムを主成分とする材料で形成され、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する円筒状の容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの底部開口を閉塞するよう溶接固定されたオイル溜である底部１２Ｃと、容器本体１２Ａの上部開口を閉塞するよう溶接固定された略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成される。このエンドキャップ１２Ｂの中心には円形の取付孔１２Ｄが設けられている。取付孔１２Ｄには、電動要素１４に電力を供給するための電気的端子１３９を有するターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００３０】
密閉容器１２の容器本体１２Ａの外面には、冷媒導入管９４が挿通されるスリーブ１４２と、冷媒配管９２の一端が挿通されるスリーブ１４１と、冷媒配管９２の他端が挿通されるスリーブ１４４と、冷媒吐出管９６が挿通されるスリーブ１４３とが設けられている。尚、スリーブ１４３は電動要素１４の回転圧縮機構部１８とは反対側（上側）に設けられている。
【００３１】
冷媒導入管９４の一端は、スリーブ１４２を通って下部支持部材５６の吸込通路６０に接続され、他端は、図示しない冷媒回路のアキュムレータの下端に接続されている。冷媒配管９２の一端は、スリーブ１４１を通って上部支持部材５４の吸込通路５８に接続され、他端は、スリーブ１４４を通って下部支持部材５６の吐出消音室６４に接続される。冷媒吐出管９６は、スリーブ１４３を通って電動要素１４上方の密閉容器１２内に接続される。尚、スリーブ１４１に対応する位置の固定部６６Ｂは切り欠かれている（図３における向かって右側）。
【００３２】
以上のロータリコンプレッサ１０は、以下の手順で組み立てられる。尚、密閉容器１２および上部カバー６６は、鉄を主成分とする材料で形成されているものとする。
【００３３】
先ず、回転圧縮機構部１８を組み立てる。この場合、上部カバー６６の貫通部６６Ｃ内に上部支持部材５４の軸受け５４Ａを挿入し、隙間嵌めにて嵌合する。その状態で上部支持部材５４の下（実際には反転させて積層していく）に回転軸１６、上シリンダ４８、上ローラ４６、中間仕切板３６、下シリンダ４０、下ローラ４８を重ねていき、４本の主ボルト１２８を上部カバー６６側から挿入し、上シリンダ３８に２本の主ボルト１２８で螺合し、残りの２本の主ボルト１２８で下シリンダ４０に螺合させる。
【００３４】
次に、下シリンダ４０の下に下部支持部材５６、下部カバー６８を順次重ね、下部カバー６８側から主ボルト１２９を挿入し、それらを貫通して上シリンダ３８に螺合させる。このようにして回転圧縮機構部１８を組み立てるものであるが、上部カバー６６の貫通部６６Ｃに上部支持部材５４の軸受け５４Ａを隙間嵌めにて貫通させるようにしたので、貫通部６６Ｃの内径（フランジ６６Ｄの内面）と軸受け５４Ａの外径とによって回転圧縮機構部１８の同軸度を出すことが可能となる。これにより、回転圧縮機構部１８の組立作業性が著しく改善される。尚、貫通部６６Ｃの内径はバーリング加工後に切削して精度を出しても良い。また、この状態で固定部６６Ｂは上部支持部材５４の外側に位置している。
【００３５】
次に、このように組み立てた回転圧縮機構部１８を逆さまとした状態で治具にセットする。また、電動要素１４のステータ２２も当該セットされた回転圧縮機構部１８から下方に延びている回転軸１６の周囲に位置するように治具にセットされる。その状態で容器本体１２Ａに底部１２Ｃを溶接したものを逆さまとし、上から回転圧縮機構部１８及びステータ２２に上から被せる。
【００３６】
このとき、ステータ２２は容器本体１２Ａの内面に焼き嵌めされる。また、上部カバー６６の固定部６６Ｂは容器本体１２Ａの内側に隙間嵌めされる。次に、それらを反転し、回転軸１６を上側として上からロータ２４を回転軸１６に挿通し、焼き嵌めにて固定する。このときロータ２４はステータ２２の内側に位置している。そして、両者のエアギャップは隙間ゲージを用いて調整する。
【００３７】
この場合、本発明では上部カバー６６の貫通部６６Ｃと上部支持部材５４の軸受け５４Ａ間の隙間Ｐ１を、上部カバー６６の固定部６６Ｂと密閉容器１２（容器本体１２Ａ）間の隙間Ｐ２よりも小さくなるように設定しているので、エアギャップの調整は隙間Ｐ２を利用して支障無く行える。
【００３８】
このようにいエアギャップの調整を行った後、固定部６６Ｂを容器本体１２Ａにタック溶接にて固定する。そして、最後にエンドキャップ１２Ｂを容器本体１２Ａに被せて溶接固定し、ステータ２２のステータコイル２８を利用してロータ２４の永久磁石ＭＧに着磁する。また、スリーブ１４２に冷媒導入管９４を挿通し、スリーブ１４１、１４４に冷媒配管９２を挿通し、スリーブ１４３に冷媒吐出管９６を挿通して完成するものである。
【００３９】
このとき、上部カバー６６の固定部６６Ｂにより溶接面積が拡大されるため、上部カバー６６の密閉容器１２に対する固定強度は向上する。また、本発明では固定部６６Ｂは上部支持部材５４側に延在しているので、従来に比して電動要素１４のステータコイル２８などと固定部６６Ｂとが干渉することが無くなり、電動要素１４と上部カバー６６間の間隔を縮小することが可能となる。これにより、ロータリコンプレッサ１０の全体寸法を小型化できる。
【００４０】
次に、ロータリコンプレッサ１０の動作を説明する。まず、ターミナル２０および図示されない配線を介して、電動要素１４のステータコイル２８に通電すると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。これにより、回転軸１６および上下偏心部４２、４４を介して、回転圧縮要素３２、３４の上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００４１】
これにより、冷媒導入管９４内の低圧（１段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、ロータリコンプレッサ１０に吸入される。具体的には、冷媒ガスは、下部支持部材５６の吸込通路６０および第１回転圧縮要素３２の下シリンダ４０の吸込ポート１６２を経由して、第１回転圧縮要素３２の低圧側に吸入される。この吸入された低圧の冷媒ガスは、第１回転圧縮要素３２の下ローラ４８および下ベーンの動作により圧縮されて、中間圧（１段目吐出圧ＭＰ１：８ＭＰａＧ）の冷媒ガスとなる。この中間圧の冷媒ガスは、第１回転圧縮要素３２の高圧室側より、下シリンダ４０の吐出ポート、下部支持部材５６の吐出消音室６４を経て冷媒配管９２に吐出される。
【００４２】
中間圧の冷媒ガスは、この冷媒配管９２、上部支持部材５４の吸込通路５８および第２回転圧縮要素３４の上シリンダ３８の吸込ポート１６１を経由して、第２回転圧縮要素３４の低圧側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ２：８ＭＰａＧ）。この吸入された中間圧の冷媒ガスは、第２回転圧縮要素３４の上ローラ４６と上ベーンの動作によりさらに圧縮されて、高温高圧（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）の冷媒ガスとなる。この高圧の冷媒ガスは、第２回転圧縮要素３４の高圧室側より、上シリンダ３８の吐出ポートおよび上部支持部材５４の吐出消音室６２を経由して、連通口６６Ｅより電動要素１４下側の密閉容器１２内に吐出される。
【００４３】
密閉容器１２内に吐出された冷媒ガスはステータ２２とロータ２４間のエアギャップなどを通過して電動要素１２の上側に移動し、冷媒吐出管９６より外部に吐出されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を適用した実施例のロータリコンプレッサの縦断側面図である。
【図２】図１のロータリコンプレッサの上部カバー６６の平面図である。
【図３】図２の上部カバー６６の縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ロータリコンプレッサ
１２  密閉容器
１４  電動要素（駆動要素）
１６  回転軸
１８  回転圧縮機構部
３２  第１回転圧縮要素
３４  第２回転圧縮要素
５４  上部支持部材（支持部材）
５４Ａ  軸受け
６２  吐出消音室
６６  上部カバー（カバー）
６６Ｂ  固定部
６６Ｃ  貫通部
【図１】
0005028243.tif 000002
【図２】
0005028243.tif 000003
【図３】
0005028243.tif 000004