(57)【要約】【課題】密閉容器に抵抗溶接で接合されるターミナルを軽量化しつつ、容易にしてその接合強度を高め、ひいてはターミナルの信頼性を向上することができる流体機械を提供する。【解決手段】密閉容器(2)内に作動流体の吸入から吐出の一連のプロセスを実施するユニット(14)と、このユニットを駆動する電動機(18)とが収納され、該電動機に密閉容器外からシール部材で保護された端子を介して給電するターミナルの基材であるターミナルボディ(52)が密閉容器に抵抗溶接機により接合される流体機械であって、ターミナルボディは、密閉容器の内面(6a)よりも該密閉容器の内側に抵抗溶接機の電極(66)が非平坦面にて接触して嵌合され、密閉容器に加圧される接触部(70)を有する。【選択図】図２
2009097482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に作動流体の吸入から吐出の一連のプロセスを実施するユニットと、該ユニットを駆動する電動機とが収納され、該電動機に前記密閉容器外からシール部材で保護された端子を介して給電するターミナルの基材であるターミナルボディが前記密閉容器に抵抗溶接機により接合される流体機械であって、
前記ターミナルボディは、前記密閉容器の内面よりも該密閉容器の内側に前記抵抗溶接機の電極が非平坦面にて接触して嵌合され、前記密閉容器に加圧される接触部を有することを特徴とする流体機械。
【請求項２】
前記密閉容器を貫通され、該密閉容器の内側から前記ターミナルボディが嵌合されることにより前記端子が該密閉容器に固定される端子固定孔を備え、
前記ターミナルボディは、前記端子固定孔に嵌合される本体部と、該本体部から前記密閉容器の前記内面側へスカート状に膨出して傾斜され前記端子固定孔の周縁部に線接触すると共に前記接触部に連なる接合面を有する接合端部とからなることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記接触部は、前記ターミナルボディに対する前記電極の加圧方向を中心として断面視略対称に形成される接触面からなることを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記接触面は、前記接合端部の外面である前記接合面と略平行に対向する前記接合端部の内面と、該内面と略直交して前記電極の加圧方向を中心に断面視略対称なＶ字状をなす前記接合端部の端面とからなることを特徴とする請求項３に記載の流体機械。
【請求項５】
前記接触面は、前記電極の加圧方向を中心として断面視略対称な湾曲状をなす曲面からなることを特徴とする請求項３に記載の流体機械。
【請求項６】
前記作動流体は、二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体機械に係り、詳しくは、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機に用いられて好適な流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流体機械、例えば密閉型のスクロール圧縮機は、密閉容器に収容され、電動機により駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットを備えている。密閉容器の上蓋をなすトップシェルには、電動機への給電用のターミナルが設けられ、ターミナルは、その基材をなすターミナルボディのスカート状をなす接合端部が抵抗溶接機の下電極で加圧されることにより抵抗溶接にてトップシェルに固定される。
【０００３】
そして、接合端部における下電極の接触面を平坦面として、ターミナルボディの下面をトップシェルの内面側に圧縮変形させると共に、ターミナルボディの上面をトップシェルの外面側に引張変形させることにより、圧縮機の運転時に密閉容器内が高圧になったときと同じ変形モードとする密閉容器とターミナルとの接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８４３９１７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、上記従来技術では、接合端部における下電極の接触面が平坦面となることから、ターミナルボディに対する下電極の位置決めが困難であるとの問題がある。
しかも、ターミナルボディを変形に耐えうる鋼材のブロック等から厚肉に形成する必要があり、また、接合端部における下電極の接触面を平坦面とするためにスカート状をなす接合端部の外端を大きくせざるを得ず、ターミナルの軽量化を実現できないとの問題がある。
【０００５】
更には、密閉容器内が高圧になったときと同じ変形モードとはいえ、ターミナルボディを変形させる以上、ターミナルボディに経年による疲労破壊が生じるおそれは否めない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、密閉容器に抵抗溶接で接合されるターミナルを軽量化しつつ、容易にしてその接合強度を高め、ひいてはターミナルの信頼性を向上することができる流体機械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べく、請求項１記載の流体機械は、密閉容器内に作動流体の吸入から吐出の一連のプロセスを実施するユニットと、このユニットを駆動する電動機とが収納され、該電動機に密閉容器外からシール部材で保護された端子を介して給電するターミナルの基材であるターミナルボディが密閉容器に抵抗溶接機により接合される流体機械であって、ターミナルボディは、密閉容器の内面よりも該密閉容器の内側に抵抗溶接機の電極が非平坦面にて接触して嵌合され、密閉容器に加圧される接触部を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の発明では、請求項１において、密閉容器を貫通され、該密閉容器の内側からターミナルボディが嵌合されることにより端子が密閉容器に固定される端子固定孔を備え、ターミナルボディは、端子固定孔に嵌合される本体部と、該本体部から密閉容器の内面側へスカート状に膨出して傾斜され端子固定孔の周縁部に線接触すると共に接触部に連なる接合面を有する接合端部とからなることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の発明では、請求項２において、接触部がターミナルボディに対する電極の加圧方向を中心として断面視略対称に形成される接触面からなることを特徴としている。
請求項４記載の発明では、請求項３において、接触面が接合端部の外面である接合面と略平行に対向する接合端部の内面と、該内面と略直交して電極の加圧方向を中心に断面視略対称なＶ字状をなす接合端部の端面とからなることを特徴としている。
【０００９】
請求項５記載の発明では、請求項３において、接触面が電極の加圧方向を中心として断面視略対称な湾曲状をなす曲面からなることを特徴としている。
請求項６記載の発明では、請求項１乃至５の何れかにおいて、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の本発明の流体機械によれば、ターミナルボディが密閉容器の内面よりも密閉容器の内側に抵抗溶接機の電極が非平坦面にて接触して嵌合され、密閉容器に加圧される接触部を有することにより、抵抗溶接時におけるターミナルボディに対する電極の位置決めを容易に行うことができる。
請求項２記載の発明によれば、ターミナルボディが密閉容器の端子固定孔に嵌合される本体部と、該本体部から密閉容器の内面側へスカート状に膨出して傾斜され端子固定孔の周縁部に線接触すると共に接触部に連なる接合面を有する接合端部とからなる。これにより、スカート状に膨出して傾斜された接合面から非平坦面の接触部にかけての接合端部の外端は、接触部を単に平坦面とする場合のスカート状をなす接合端部の外端を切断した形状となり、その分ターミナルボディの容積を小さくすることができるため、ターミナルの軽量化を実現することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、接触部がターミナルボディに対する電極の加圧方向を中心として断面視略対称に形成される接触面からなることにより、接触面に作用する加圧力の水平分力であって、接合端部を密閉容器の内面側へ加圧する引張分力と、接合端部をターミナルボディの内側に加圧する圧縮分力とが相殺され、加圧力を加圧方向のみに作用させることができるため、抵抗溶接時におけるターミナルボディの無理な変形を防止でき、シール部材の損傷により密閉容器のシール性が損なわれるのを防止することができる。
【００１２】
しかも、抵抗溶接時において加圧方向のみの力を考慮して加圧力を調整することができるため、ターミナルボディに過大な力がかかるのを容易にして防止することができる。
請求項４及び５記載の発明によれば、接触面が接合端部の外面である接合面と略平行に対向する接合端部の内面と、該内面と略直交して電極の加圧方向を中心に断面視略対称なＶ字状をなす接合端部の端面とからなる、或いは、接触面が電極の加圧方向を中心として断面視略対称な湾曲状をなす曲面からなることにより、ターミナルボディを鋼材のブロック等から厚肉に形成しなくとも、加圧力の水平分力を効果的に相殺して加圧力を加圧方向のみに作用させることができるため、ターミナルの更なる軽量化を実現することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明によれば、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることによって密閉容器内がより高圧になるが、上記各構成によれば、密閉容器に抵抗溶接で接合されるターミナルの接合強度を容易にして高めることができ、密閉容器のシール性を効果的に向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る流体機械の一例である密閉型のスクロール圧縮機の縦断面図を示している。この圧縮機１は、冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれ、当該回路は作動流体の一例である二酸化炭素冷媒（以下、冷媒という）が循環する経路を備え、圧縮機１は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて吐出する。
【００１５】
圧縮機１は密閉容器２を備え、密閉容器２は両端が開口した筒状のセンターシェル４と、センターシェル４の上端、下端にそれぞれ気密に内嵌されるトップシェル６、及びボトムシェル８とから構成され、これよりセンターシェル４の内部は密閉されて冷媒の吐出圧が作用している。センターシェル４の適宜位置には冷凍回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管１０が接続され、一方、トップシェル６の適宜位置には密閉容器２内の圧縮冷媒を冷凍回路へ吐出する吐出管１２が接続されている。
【００１６】
センターシェル４内にはスクロールユニット（ユニット）１４と、当該ユニット１４の下方に配され、回転軸１６を介してユニット１４を駆動する電動モータ（電動機）１８とが収容されている。
回転軸１６の上端側は軸受を介して主軸フレーム２０に回転自在に支持され、主軸フレーム２０はセンターシェル４に固定されている。
【００１７】
一方、回転軸１６の下端側は軸受を介して副軸フレーム２２に回転自在に支持され、オイルポンプ２４が装着されており、このポンプ２４はボトムシェル８の内側に形成された貯油室２６内の潤滑油を吸引している。吸引された潤滑油は、回転軸１６内を軸線方向に穿孔される給油路２８を上昇し、回転軸１６の上端からユニット１４、モータ１８、軸受等に供給される。副軸フレーム２２の適宜位置には潤滑油の導入口３０が形成され、圧縮機１の各摺動部分や軸受等に供給された潤滑油は導入口３０を介して貯油室２６に貯留される。
【００１８】
ユニット１４は、可動スクロール３２及び固定スクロール３４から構成され、これらスクロール３２，３４が互いに協働し、吸入管１０から冷媒を吸入して圧縮室を形成している。圧縮室は、固定スクロール３４に対する可動スクロール３２の公転旋回運動により、ユニット１４の中心に向けて移動しながら、その容積を減少させて、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施している。
【００１９】
可動スクロール３２は、その自転が自転阻止ピン３６により阻止され、主軸フレーム２０上を公転旋回運動する。可動スクロール３２に公転旋回運動を付与するため、可動スクロール３２の鏡板の背面側にはボス３８が突出して形成され、それに対向する回転軸１６の上端側には偏心軸４０が一体形成されており、ボス３８は軸受を介して偏心軸４０に回転自在に支持されている。
【００２０】
一方、固定スクロール３４は、センターシェル４に固定されると共に、固定スクロール３４の鏡板の背面側に形成される冷媒の吐出室４２を圧縮室と区画している。
詳しくは、固定スクロール３４の鏡板中央の適宜位置には吐出孔４４が穿設されており、吐出孔４４は吐出室４２側に配置された吐出弁４６により開閉される。吐出弁４６は吐出カバー４８で覆われ、吐出カバー４８によって圧縮室と吐出室４２とが区画されると共に、吐出弁４６の開弁時における音が抑制される。
【００２１】
上述した圧縮機１によれば、回転軸１６の回転に伴い可動スクロール３２が主軸フレーム２０上を公転旋回運動し、これにより吸入管１０を介して吸入された冷媒がユニット１４の内方に向けて流動しながら圧縮され、圧縮された高圧冷媒が吐出孔４４から吐出されて密閉容器２内を循環し、循環した冷媒が吐出室４２から吐出管１２を介して圧縮機１の外部へ送出される。
【００２２】
ところで、モータ１８にはターミナル５０を介して圧縮機１の外部から電力が供給されている。
ターミナル５０は、モータ１８に接続される図示しない内部配線と、圧縮機１の外部に設けられる図示しない三相三線式交流電源から延設される外部配線とを電気的に中継し、蓋状のターミナルボディ５２と、ターミナルボディ５２を貫通して設けられた上記三相三線に対応する３つの端子ピン（端子）５４と、各端子ピン５４を絶縁してターミナルボディ５２の内部に気密に装着させるガラス等からなるシール部材５６とから構成されている。
【００２３】
ターミナルボディ５２は、鍛造や鋼材ブロック等の切削加工により形成され、少なくとも密閉容器２内に作用する高圧に耐え得る程度の薄い肉厚を有し、トップシェル６の略中央を貫通して各端子ピン５４を固定させる端子固定孔５８に嵌合される本体部６０と、本体部６０からトップシェル６の内面６ａ側へスカート状に膨出される接合端部６２とから構成されている。
【００２４】
接合端部６２は、端子固定孔５８の周縁部５８ａにスカート状の外面として傾斜されるテーパ外面（接合面）６２ａが線接触した状態で、トップシェル６に対しターミナルボディ５２がプロジェクション溶接等にて抵抗溶接される。
図２には、ターミナルボディ５２の断面図と抵抗溶接機の上電極６４、下電極（電極）６６とが示され、以下、図２を参照してトップシェル６に対しターミナルボディ５２をプロジェクション溶接にて接合する方法について説明する。
【００２５】
先ず、ターミナルボディ５２は、端子固定孔５８に内面６ａ側から嵌合され、トップシェル６の上面６ｂに円筒状をなす上電極６４の先端面６４ａを接触させる一方、接合端部６２に同じく円筒状をなす下電極６６を接触させる。
ここで、下電極６６の先端面６６ａには、断面視Ｖ字状に環状溝６８が凹設される一方、接合端部６２は、テーパ外面６２ａの他、テーパ外面６２ａと略平行に対向するテーパ内面（接触面、内面）６２ｂ、テーパ外面６２ａ及びテーパ内面６２ｂと略直交するテーパ端面（接触面、端面）６２ｃを有して形成されている。
【００２６】
そして、スカート状をなす接合端部６２に環状溝６８を嵌合させることにより、テーパ内面６２ｂ、テーパ端面６２ｃが環状溝６８の各傾斜面６８ａ，６８ｂにそれぞれ接触され、これより接合端部６２は、テーパ内面６２ｂ及びテーパ端面６２ｃによって下電極６６に対し断面視Ｖ字状に突出された接触部７０を形成し、この接触部７０の形成に伴い下電極６６がターミナルボディ５２に対して位置決めされる。なお、好ましくは、接触部７０及び環状溝６８は、加圧力Ｐ１,Ｐ２による加圧方向を中心に略対称にとなるＶ字状に形成される。
【００２７】
最後に、ターミナルボディ５２が上電極６４、下電極６６からそれぞれ鉛直方向に作用する加圧力Ｐ１,Ｐ２で加圧され、この状態で両電極６４,６６間に通電することにより、テーパ外面６２ａが周縁部５８ａと線接触した状態で溶融し、ターミナルボディ５２がトップシェル６に一体に接合される。
以上のように、本実施形態では、下電極６６をＶ字状の接触部７０に嵌合させて加圧することができることから、抵抗溶接時におけるターミナルボディ５２に対する下電極６６の位置決めを容易に行うことができる。
【００２８】
ここで、密閉容器２内の高圧に十分耐えられるようにテーパ外面６２ａにおける接合強度を確保するためには、加圧力Ｐ１，Ｐ２を大きく設定する必要がある。しかし、抵抗溶接時の加圧力Ｐ１，Ｐ２を大きくすると、ターミナルボディ５２の変形によりシール部材５６が損傷して密閉容器２のシール性が損なわれるおそれがある。
そこで、本実施形態では、図３の接触部７０に作用する加圧力Ｐ１の分力を示した拡大図を参照すると、接触部７０を加圧力Ｐ１の作用方向を中心に略対称となるテーパ内面６２ｂとテーパ端面６２ｃとの２面から構成することにより、それぞれ加圧力Ｐ１のテーパ内面６２ｂ、テーパ端面６２ｃに作用する分力Ｐd１（点線で示す）の水平分力であって、接合端部６２をトップシェル６の内面６ａ側の方向に加圧する引張分力Ｐd１’（１点鎖線で示す）と、接合端部６２をターミナルボディ５２の内側の方向に加圧する圧縮分力Ｐd１” （２点鎖線で示す）とが相殺され、加圧力Ｐ１をその加圧方向のみに作用させることができる。これにより、抵抗溶接における上電極６４及び下電極６６の加圧力Ｐ１，Ｐ２を大きくしても、接合端部６２の圧縮及び引張りによる変形が防止され、抵抗溶接時におけるターミナルボディ５２の無理な変形を防止できるため、シール部材５６の損傷により密閉容器２のシール性が損なわれるのを確実に防止することができる。
【００２９】
しかも、抵抗溶接時における上電極６４及び下電極６６による加圧作業において加圧方向の力のみを考慮して加圧力Ｐ１，Ｐ２を調整することができるため、抵抗溶接時にターミナルボディ５２に過大な力がかかるのを容易にして防止することができる。
更には、抵抗溶接時におけるターミナルボディ５２の変形に係る分力Ｐd１’， Ｐd１”が相殺されることにより、ターミナルボディ５２を鋼材のブロック等から厚肉に形成する必要はなく、逆にその肉厚を小さくすることができ、また、接触部７０をＶ字状とすることにより、ターミナルボディ５２の容積が接触部７０を単に平坦面とする場合に比して、接合端部６２の外端を切断した分だけ小さくなるため、ターミナル５０の更なる軽量化をも実現することができる。
【００３０】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、接合端部６２に断面視Ｖ字状の接触部７０を形成しているが、接触部７０が平坦面でない限り、例えば図４の変形例に示す如く、加圧力Ｐ１，Ｐ２の作用方向を中心として略対称となる断面視湾曲形状の曲面（接触面）７２からなる接触部７４と、それに対応する環状溝７６とを形成しても良い。
【００３１】
この場合にも、上記実施形態と同様に、ターミナルボディ５２に対する下電極６６の位置決めを容易に行え、しかも、ターミナル５０の更なる軽量化を実現することができる。
また、図５に示されるように、加圧力Ｐ１の作用方向を中心として略対称とした分力Ｐd１（点線で示す）の水平方向の分力であって、トップシェル６の内面６ａ側の方向に加圧する引張分力Ｐd１’（１点鎖線で示す）と、接合端部６２をターミナルボディ５２の内側の方向に加圧する圧縮分力Ｐd１” （２点鎖線で示す）とが相殺され、加圧力Ｐ１をその加圧方向のみに作用させることができる。これにより、本変形例においても、容易にしてターミナルボディ５２の変形に伴うシール部材５６の損傷を防止し、密閉容器２のシール性を確保することができる。
【００３２】
更に、上記実施形態及びその変形例では、接触部７０，７４及び環状溝６８，７６は加圧力Ｐ１の作用方向を中心として略対称に形成されるが、略対称でなくとも、圧縮機１の運転時に密閉容器２内が高圧になったときと反対の変形モードである圧縮分力Ｐd１”を引張分力Ｐd１’で少なくとも小さくすることはでき、また、上記と同様に、ターミナルボディ５２に対する下電極６６の位置決めを容易に行え、しかも、ターミナル５０の更なる軽量化を実現することができる。
【００３３】
最後に、上記実施形態及びその変形例では、冷凍空調機やヒートポンプ給湯機に好適なスクロール型の圧縮機１に二酸化炭素冷媒を使用しているが、冷媒の種類や圧縮機の用途、種類についてはこれに限定されるものではない。但し、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることにより、ユニット１４は高温高圧で作動して密閉容器２内がより高圧になるが、上記各構成によれば、密閉容器２に抵抗溶接で接合されるターミナル５０の接合強度を容易にして高めることができ、密閉容器２のシール性を効果的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】抵抗溶接機の上電極及び下電極によって加圧される図１のターミナルボディを拡大して示した縦断面図である。
【図３】図２の接触部に作用する加圧力の分力を示した拡大図である。
【図４】抵抗溶接機の上電極及び下電極によって加圧される図１の変形例に係るターミナルボディを拡大して示した縦断面図である。
【図５】図４の接触部に作用する加圧力の分力を示した拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      スクロール圧縮機（流体機械）
２      密閉容器
６ａ    内面
１４    スクロールユニット（ユニット）
１８    電動モータ（電動機）
５０    ターミナル
５２    ターミナルボディ
５４    端子ピン（端子）
５６    シール部材
５８    端子固定孔
５８ａ  周縁部
６０    本体部
６２    接合端部
６２ａ  テーパ外面（接合面）
６２ｂ  テーパ内面（接触面、内面）
６２ｃ  テーパ端面（接触面、端面）
６６    下電極（電極）
７０    接触部
７２    曲面（接触面）
７４    接触部
【図１】
2009097482.tif 000003
【図２】
2009097482.tif 000004
【図３】
2009097482.tif 000005
【図４】
2009097482.tif 000006
【図５】
2009097482.tif 000007