(57)【要約】【課題】電源ターミナルの溶接部の耐圧強度を向上させる密閉型圧縮機を得る。【解決手段】本発明の密閉型圧縮機は、胴部１と上部鏡板２および下部鏡板３とをそれぞれ溶接接合した密閉容器１００、密閉容器２００の内部に配置された電動機構６、密閉容器１００の内部に配置され電動機構６によって駆動される圧縮機構５、および電動機構６に電源を供給する導電ピン８ａを有する電源ターミナル７を備え、電源ターミナル７は、導電ピン８ａが接合される円板状の円板部７ａと、外直径が円板部より大きく、外周面で密閉容器１００と溶接接合されるスカート部７ｂと、円板部７ａの下面とスカート部７ｂの上面とを連結する円筒状の円筒部１２とを有するものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部と上部鏡板および下部鏡板とをそれぞれ溶接接合した密閉容器、
前記密閉容器の内部に配置された電動機構、
前記密閉容器の内部に配置され前記電動機構によって駆動される圧縮機構、
および前記電動機構に電源を供給する導電ピンを有する電源ターミナルを備え、
前記電源ターミナルは、前記導電ピンが接合される円板状の円板部と、外直径が前記円板部より大きく、外周面で前記密閉容器と溶接接合されるスカート部と、前記円板部の下面と前記スカート部の上面とを連結する円筒状の円筒部とを有することを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
胴部と上部鏡板および下部鏡板とをそれぞれ溶接接合した密閉容器、
前記密閉容器の内部に配置された電動機構、
前記密閉容器の内部に配置され前記電動機構によって駆動される圧縮機構、
前記電動機構に電源を供給する導電ピンを有する電源ターミナル、
および下部を前記電源ターミナルの上面と接合され、上部を前記密閉容器と接合される円筒状の円筒部を備えたことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記電源ターミナルは、前記上部鏡板と接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記電源ターミナルは、前記胴部と接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記円筒部は、上部に開先部を有することを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記円筒部は、上部に外側に折れ曲がった折曲部を有することを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍サイクル装置等に用いられる冷媒を圧縮する密閉型圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉型圧縮機は、上部鏡板、胴部、下部鏡板から構成される密閉容器の内部に圧縮機構とこの圧縮機構を駆動する電動機が固定されている。この電動機の電源は、密閉容器に密封溶接されているキャップ型金属体にガラスシールで絶縁された導電ピンを有する電源ターミナルを介して外部電源から供給される。冷媒は、冷凍サイクルにつながる吸入管から圧縮機構に吸い込まれ、圧縮され、高圧となり密閉容器内に吐き出され、吐出管から冷凍サイクルに戻される。このような密閉容器内が吐き出し圧力となる高圧型の密閉型圧縮機は、密閉容器の耐圧疲労強度を強くする必要がある。上記構成では、密閉容器内部の圧力が高くなるにつれ、上部鏡板と下部鏡板は、外方向にふくれ、徐々に球状になってくる。電源ターミナルは、上部鏡板の平坦部に溶接固定されているため、上部鏡板の変形によって応力がかかり変形するが、電源ターミナルの溶接部は、密閉容器全体の中でも耐圧疲労強度の最も弱い部分となっており、耐圧疲労強度の補強が必要である。従来の密閉型圧縮機においては、電源ターミナルの溶接部の耐圧疲労強度を補強するために、周囲にリング状金属体を溶接したものがある（例えば、特許文献１参照）。また、切り欠き部を有する円弧状金属体を電源ターミナルの周囲に溶接したものもある（例えば、特許文献２参照）
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６４７９号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−２１８２号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の密閉型圧縮機においては、特定フロンと呼ばれるＣＦＣ（ＣｈｌｏｒｏＦｌｕｏｒｏＣａｒｂｏｎ）、指定フロンと呼ばれるＨＣＦＣ（ＨｙｄｒｏＣｈｌｏｒｏＦｌｕｏｒｏＣａｒｂｏｎ）、代替フロンと呼ばれるＨＦＣ（ＨｙｄｒｏＦｌｕｏｒｏＣａｒｂｏｎ）などのフロン系冷媒が用いられていた。近年、上記フロン系冷媒に替わって、環境負荷の低い自然冷媒を使用する動きが起こっている。しかしながら、自然冷媒の中には、フロン系冷媒の臨界圧力よりもはるかに高い臨界圧力を持つものがあり、このようなフロン系冷媒よりも高い臨界圧力を持つ自然冷媒を使用する場合には、密閉容器に溶接で接合されている電源ターミナルの溶接部の耐圧疲労強度をさらに向上させる必要がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、電源ターミナルの溶接部の耐圧疲労強度を向上させる密閉型圧縮機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】
【０００６】
この発明に係る密閉型圧縮機は、胴部と上部鏡板および下部鏡板とをそれぞれ溶接接合した密閉容器、前記密閉容器の内部に配置された電動機構、前記密閉容器の内部に配置され前記電動機構によって駆動される圧縮機構、および前記電動機構に電源を供給する導電ピンを有する電源ターミナルを備え、前記電源ターミナルは、前記導電ピンが接合される円板状の円板部と、外直径が前記円板部より大きく、外周面で前記密閉容器と溶接接合されるスカート部と、前記円板部の下面と前記スカート部の上面とを連結する円筒状の円筒部とを有するものである。
【０００７】
また、この発明に係る密閉型圧縮機は、胴部と上部鏡板および下部鏡板とをそれぞれ溶接接合した密閉容器、前記密閉容器の内部に配置された電動機構、前記密閉容器の内部に配置され前記電動機構によって駆動される圧縮機構、前記電動機構に電源を供給する導電ピンを有する電源ターミナル、および下部を前記電源ターミナルの上面と接合され、上部を前記密閉容器と接合される円筒状の円筒部を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る密閉型圧縮機によれば、電源ターミナルの溶接部の耐圧疲労強度を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】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による密閉型圧縮機の構成を模式的に示す断面図である。また、図２は、この発明の実施の形態１による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。
【００１０】
図１に示すように、密閉型圧縮機は、円筒状の胴部１、略半球状の上部鏡板２および略半球状の下部鏡板３を有する密閉容器１００を備えている。上部鏡板２と胴部１とは溶接接合部４ａを介して溶接接合され、下部鏡板３と胴部１とは溶接接合部４ｂを介して溶接接合されており、密閉容器１００の気密性を確保している。密閉容器１００内の上部には、電動機構６が配置され、密閉容器１００内の電動機構６の下方には、冷媒を圧縮する圧縮機構５が配置されている。上部鏡板２には、ガラスで絶縁された導電ピン８ａを有する電源ターミナル７が溶接接合されており、電動機構６は、電源ターミナル７の導電ピン８ａとこの導電ピン８ａに接続されているリード線８ｂとを介して図示していない外部電源から供給された電力によって、圧縮機構５を駆動する。また、胴部１の側面には、冷媒を吸入する吸入管９が配置されており、上部鏡板２の上部には、冷媒を吐出する吐出管１０が配置されている。
【００１１】
このような密閉型圧縮機においては、冷媒は、冷凍サイクルにつながる吸入管９から密閉容器１００内の圧縮機構５に供給され、臨界圧力まで圧縮される。圧縮された冷媒は、密閉容器１００内に排出され、吐出管１０から冷凍サイクルに吐出される。このため、密閉容器１００内は、高圧の冷媒で満たされることになる。ここで、冷媒としては、二酸化炭素などの臨界圧力の高い自然冷媒を用いることを想定している。なお、圧縮機構５の詳細は図示していないが、ロータリ式でも、スクロール式でもよい。
【００１２】
図２に示すように、電源ターミナル７は、円板状の円板部７ａと、円板部７ａよりも外直径の大きいスカート部７ｂとを備えている。スカート部７ｂは、上部の外直径よりも下部の外直径の方が大きくなるよう傾斜面を有し、スカート部７ｂの外周面である傾斜面と上部鏡板２に設けられた円形の円孔部とが電源ターミナル溶接部１１を介して溶接接合されている。また、電源ターミナル７は、円板部７ａの下面とスカート部７ｂの上面とを連結し、電源ターミナル溶接部１１に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部１２を備えている。
【００１３】
電源ターミナル７は、高い剛性の上部鏡板２に溶接接合されているので、図２の矢印に示すように、内圧で膨らむ上部鏡板２の変形量が外力として電源ターミナル７に作用する。臨界圧力の高い自然冷媒の場合、上部鏡板２の内圧で膨らむ変形量が大きいので、電源ターミナル溶接部１１には過大な応力が作用することになる。
【００１４】
実施の形態１に係る密閉型圧縮機においては、図２に示すように、密閉容器１００に取り付けられた電源ターミナル７の円板部７ａの下面とスカート部７ｂの上面との間に円筒状の円筒部１２を有する。この円筒部１２の上部が円板部７ａの下面と連結され、円筒部１２の下部がスカート部７ｂの上面と連結されているので、内圧による変形量に対して円筒部１２がたわむ柔軟な構造となっている。そのため、電源ターミナル溶接部１１に作用する応力を緩和させることができ、電源ターミナル溶接部１１の耐圧疲労強度を向上することができる。
【００１５】
円筒部１２の高さＨは、長ければ長いほど応力の低下に寄与するが、あまり長くすると、電源ターミナル７が上部鏡板２から突き出た構造となってしまう。そのため、円筒部１２の高さＨは、密閉容器１００の上部鏡板２の厚さの１／２以下が望ましい。また、円筒部１２の厚さｔ（ｍｍ）は、高圧ガス取締法規集に従い、以下の式（１）から決定する。
2009180168.tif 000003
ここで、ｐ：内圧(Ｎ/ｍｍ２)、Ｄ：電源ターミナルの外直径(ｍｍ)、σａ：高圧ガス取締法規集で定められた許容応力(Ｎ/ｍｍ２)である。
なお、円筒部１２の材料は、胴部１、上部鏡板２および下部鏡板３の材料と同一で、高圧ガス取締法規集に定められた鉄鋼材、アルミ合金材、銅材等を用いる。また、胴部１、上部鏡板２および下部鏡板３の厚さは同程度である。
【００１６】
実施の形態２．
実施の形態１に示す密閉型圧縮機においては、電源ターミナルの円板部とスカート部との間に電源ターミナル溶接部に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部を備えていた。実施の形態２に示す密閉型圧縮機においては、電源ターミナルと上部鏡板との間に電源ターミナル溶接部に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部を備え、電源ターミナルと円筒部とを別体で構成する点が実施の形態１と異なっている。その他の構成および機能は、実施の形態１に示す密閉型圧縮機と同様である。
【００１７】
図３は、この発明の実施の形態２による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
図３に示すように、密閉容器１００は、電源ターミナル７と上部鏡板２との間に電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂに作用する応力を緩和する円筒状の円筒部１３を備えている。円筒部１３の下部は、電源ターミナル７のスカート部７ｂの傾斜面と電源ターミナル溶接部１１ａを介して溶接接合されており、円筒部１３の上部は、上部鏡板２の円孔部の上部と電源ターミナル溶接部１１ｂを介して溶接接合されている。
【００１８】
実施の形態２に係る密閉型圧縮機においては、円筒部１３が、上部を上部鏡板２と、下部を電源ターミナル７と連結されているので、内圧による変形量に対して円筒部１３がたわむ柔軟な構造となっている。そのため、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂに作用する応力を緩和させることができ、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂの耐圧疲労強度を向上することができる。また、電源ターミナル７とは別に、応力を緩和する円筒部１３を有するので、電源ターミナル７の構造変更を必要としない。そのため、特注の高コストな電源ターミナルを用いる必要がないので、低コストで電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂの耐圧疲労強度を向上することができる。
【００１９】
電源ターミナル７が上部鏡板２から突き出た構造とならないようするためには、円筒部１３の高さＨ１は、上部鏡板２の厚さ以下が望ましい。このことから、円筒部１３の高さＨ２は、実施の形態１に示す円筒部１２の高さＨの約２倍となり、より長くとることができるので、応力緩和の効果を高くすることができる。そのため、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂの耐圧疲労強度をさらに向上することができる。
【００２０】
実施の形態３．
実施の形態２に示す密閉型圧縮機においては、電源ターミナルと上部鏡板との間に電源ターミナル溶接部に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部を備えていた。実施の形態３に示す密閉型圧縮機においては、電源ターミナルと上部鏡板との間に設けられた円筒状の円筒部の上部に開先部を備えている点が実施の形態２と異なっている。その他の構成および機能は、実施の形態２に示す密閉型圧縮機と同様である。
【００２１】
図４は、この発明の実施の形態３による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
図４に示すように、密閉容器１００は、電源ターミナル７と上部鏡板２との間に電源ターミナル溶接部１１に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部１３を備えている。また、円筒部１３は、上端が段付き加工されており、外直径が大きくなるよう斜面を有する開先部１４を備えている。円筒部１３の下部は、電源ターミナル７のスカート部７ｂの傾斜面と電源ターミナル溶接部１１ａを介して溶接接合されており、円筒部１３の上部は、円筒部１３の開先部１４の斜面と上部鏡板２の円孔部の上部とが電源ターミナル溶接部１１ｂを介して溶接接合されている。開先部１４の角度θは、４５度以上６０度以下が好ましい。
【００２２】
実施の形態３に係る密閉型圧縮機においては、円筒部１３の上部に外直径が大きくなるよう斜面を有する開先部１４を設けることによって、実施の形態２に示す密閉型圧縮機と同様に、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂに作用する応力を緩和させることができるとともに、溶接のど厚を大きくとることができ、上部鏡板２の圧力変形を抑制する補強効果も有している。そのため、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂの耐圧疲労強度をさらに向上することができる。
【００２３】
実施の形態４．
実施の形態２に示す密閉型圧縮機においては、電源ターミナルと上部鏡板との間に電源ターミナル溶接部に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部を備えていた。実施の形態４に示す密閉型圧縮機においては、電源ターミナルと上部鏡板との間に設けられた円筒状の円筒部の上部に折曲部を備えている点が実施の形態２と異なっている。その他の構成および機能は、実施の形態２に示す密閉型圧縮機と同様である。
【００２４】
図５は、この発明の実施の形態４による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
図５に示すように、密閉容器１００は、電源ターミナル７と上部鏡板２との間に電源ターミナル溶接部１１に作用する応力を緩和する円筒状の円筒部１３を備えている。また、円筒部１３は、上端を外側に折り曲げられており、外直径が大きくなるよう斜面を有する折曲部１５を備えている。円筒部１３の下部は、電源ターミナル７のスカート部７ｂの傾斜面と電源ターミナル溶接部１１ａを介して溶接接合されており、円筒部１３の上部は、円筒部１３の折曲部１５の斜面と上部鏡板２の円孔部の上部とが電源ターミナル溶接部１１ｂを介して溶接接合されている。折曲部の角度θは、４５度以上６０度以下が好ましい。
【００２５】
実施の形態４に係る密閉型圧縮機においては、円筒部１３の上部に外直径が大きくなるよう斜面を有する折曲部１５を設けることによって、実施の形態３に示す密閉型圧縮機と同様に、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂに作用する応力を緩和させることができるとともに、溶接のど厚を大きくとることができ、上部鏡板２の圧力変形を抑制する補強効果も有している。そのため、電源ターミナル溶接部１１ａ，１１ｂの耐圧疲労強度をさらに向上することができる。
【００２６】
以上に示した実施の形態１〜実施の形態４に係る密閉型圧縮機においては、上部鏡板２に電源ターミナル７を設けた場合について示した。電源ターミナル７は、図６に示すように胴部１に設けてもよい。胴部１に電源ターミナル７を設けた場合も、実施の形態１〜実施の形態４に示した密閉型圧縮機と同様に、電源ターミナル７の平板部７ａとスカート部７ｂとの間または電源ターミナル７と胴部１との間に応力を緩和する円筒部を設けることによって、電源ターミナル溶接部に作用する応力を緩和させることができ、電源ターミナル溶接部の耐圧疲労強度をさらに向上することができる。
【００２７】
また、電源ターミナル７を下部鏡板３に設けた場合も、実施の形態１〜実施の形態４に示した密閉型圧縮機と同様に、電源ターミナル７の円板部７ａとスカート部７ｂとの間または電源ターミナル７と下部鏡板３との間に応力を緩和する円筒部を設けることによって、電源ターミナル溶接部に作用する応力を緩和させることができ、電源ターミナル溶接部の耐圧疲労強度をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１による密閉型圧縮機の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による密閉型圧縮機の電源ターミナルの溶接部を拡大した断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４による密閉型圧縮機の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  胴部、２  上部鏡板、３  下部鏡板、４ａ，４ｂ  溶接接合部、５  圧縮機構５  電動機構、７  電源ターミナル、７ａ  平板部、７ｂ  スカート部、８ａ  電源ピン、８ｂ  リード線、９  吸入管、１０  吐出管、１１，１１ａ，１１ｂ  電源ターミナル接合部、１２  円筒部、１３  円筒部、１４  開先部、１５  折曲部、１００  密閉容器。
【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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