(57)【要約】【課題】溶接の作業性を向上させ、最終的に圧縮機構部へ及ぼす熱ひずみの影響を低減し、同時に溶接部の強度の安定性を向上させることで性能と信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機構部２ａで密閉容器１と溶接固定する部材は少なくとも鋼鉄系材料を含む複合材からなり、この鋼鉄系材料が密閉容器と溶接固定される構成にすることで、溶接固定に要する作業時間を短縮し、密閉型電動圧縮機に加わる総熱量を減らし、圧縮機構部２ａへ影響を及ぼす残留ひずみの発生を抑制する。【選択図】図３
2009180164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸と、クランク軸を回転自在に支持する軸受からなる電動圧縮機構を密閉容器に収納した密閉型電動圧縮機であって、鋼鉄系部材からなる密閉容器に電動圧縮機構が溶接固定されるとき、この密閉容器に溶接固定される電動圧縮機構の構成部品は鋼鉄系部材との組合せ部材からなり、この鋼鉄系部材が溶接部分で密閉容器に対向し、あるいは接している事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉型電動圧縮機であって、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品はクランク軸を支持する軸受部品であり、この軸受部品は鋳鉄部材のように鋼鉄系部材ではない鉄系部材からなる軸受に、鋼鉄系部材からなる輪状部品を軸受外周部に配置した組合せ部材として構成され、この輪状部品を密閉容器に溶接固定した事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
請求項１および請求項２に記載の密閉型電動圧縮機であって、前記軸受部品と鋼鉄系部材による輪状部品の接合部の形状を軸受中心軸に対する開き角度で５度から４０度となるように構成した事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の密閉型電動圧縮機であって、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品はクランク軸を支持する軸受部品であり、この軸受部品はその外周部に鋼鉄系部材が分割配置された組合せ部材として構成されており、この鋼鉄系部材を密閉容器に溶接固定した事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載の密閉型電動圧縮機であって、前記軸受部品外周部に配置された輪状部品および鋼鉄系部材は密閉容器との溶接固定後に密閉容器内周面と圧縮機構部外周部との間に隙間が生じるように構成配置された事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項６】
請求項１および請求項４、請求項５に記載の密閉型電動圧縮機であって、前記軸受部品外周部に鋼鉄系部材を分割配置した組合せ部材は、前記軸受部品の外周部にねじ穴を配置して、このねじ穴にボルトなどのねじ類を挿入することにより構成され、このねじ類を密閉容器に溶接固定した事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項７】
請求項１から請求項６に記載の密閉型電動圧縮機の製造方法であって、電動圧縮機構と密閉容器の溶接固定の後に溶接部位を再加熱する事を特徴とする密閉型電動圧縮機の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の密閉型電動圧縮機の製造方法であって、電動圧縮機構と密閉容器の溶接固定の後に溶接部位に電磁誘導により再加熱する事を特徴とする密閉型電動圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房装置あるいは冷蔵庫などに用いられるスクロール圧縮機やロータリー圧縮機などの密閉型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の密閉型電動圧縮機では溶接構造の密閉容器が採用され、圧縮機構部と容器との溶接や容器の封止のための溶接により生じる密閉容器での残留ひずみの影響が最終的に電動圧縮機の性能低下に至る事態を回避するための方策が講じられてきた（例えば、特許文献１又は２参照）。
【０００３】
また、電動圧縮機へ冷媒ガスを供給する管を密閉容器に固定する際にも銀ロウ材等の使用による加熱固定作業が生じるため、これによる密閉容器での残留ひずみの影響が電動圧縮機の性能低下を引き起こす事態を回避するための方策も講じられてきた（例えば、特許文献３又は４参照）。
【０００４】
図４は従来の密閉型電動圧縮機の縦断面を示すものである。図４に示すように密閉容器１の内部には圧縮機構部２と、軸受３と電動機部４が収納され、軸受３で支持されたクランク軸５には電動機部４の回転子６が装着されている。
【特許文献１】特開２００２−１４７３５５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４７３５６号公報
【特許文献３】特開２００３−４２０６８号公報
【特許文献４】特開２００３−１２０５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前記従来の構成では、圧縮機構部２を構成する部材である軸受部材３と密閉容器１の溶接固定に際して生じる残留ひずみが軸受部材３を介して圧縮機構部２の主要構造部に伝播することは避けられず、密閉型電動圧縮機の性能低下を回避するための技術的課題が残されていた。
【０００６】
具体的には、従来からこの種の密閉型電動圧縮機では圧縮機構部を密閉容器に固定する場合には、固定方法に対する信頼性の確保の観点から経験的に溶接による方法が採用され、一方で溶接時の加熱に起因するひずみが圧縮機構部に直接影響して性能低下を招かないようにするために、ひずみの伝播を少なくする観点から、圧縮機構部で軸受を構成する軸受部材を密閉容器に溶接固定することが一般的に行われている。
【０００７】
しかし、軸受部材はクランク軸を支持する必要性からその材質には鋳鉄が用いられ、一方の密閉容器は耐圧性能を確保するために材質は鋼材が採用される事が多い。このため、密閉容器と軸受部材を溶接固定する事は、溶接性に劣る鋳鉄材を密閉容器に無理に加熱溶着する事になるので溶接の作業性に劣り、長時間に亘る加熱によるひずみの増大という課題を抱えると共に、溶接後の溶接部の強度のばらつきも大きく、溶接強度の安定性の観点からも課題の多い固定技術であった。
【０００８】
本発明は前記従来の課題を解決するために圧縮機構部の溶接部材を鋼材からなる複合材とする事で、溶接の作業性を向上させ、最終的に圧縮機構部へ及ぼす熱ひずみの影響を低減し、同時に溶接部の強度の安定性を向上させることで性能と信頼性の高い密閉型電動圧縮機を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型電動圧縮機は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸と、クランク軸を回転自在に支持する軸受からなる電動圧縮機構を密閉容器に収納した密閉型電動圧縮機であって、鋼鉄系部材からなる密閉容器に電動圧縮機構が溶接固定されるとき、この密閉容器に溶接固定される電動圧縮機構の構成部品は鋼鉄系部材との組合せ部材からなり、この鋼鉄系部材が溶接部分で密閉容器に対向し、あるいは接する構成としたものである。
【００１０】
これにより、従来技術のように溶接固定に適しない部材と鋼鉄系部材との間で溶接固定を行う場合と比較して鋼鉄系部材同士での溶接固定の場合には、溶接時の作業性が従来に比べて向上することから、前記電動圧縮機構の構成部品と密閉容器の溶接作業時に密閉容器内の電動圧縮機構へ伝播する総熱量を低減できる。
【００１１】
前記電動圧縮機構の構成部品と密閉容器の溶接固定強度を同じ水準に維持する場合には溶接部材の接合部の面積を小さく出来るので、接合部の面積が減少した分、溶接固定部での熱収縮応力も小さくなることから、溶接固定後のひずみ量も低減する事が出来る。
【００１２】
これにより最終的には電動圧縮機構の圧縮機構部に伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定する。
【００１３】
さらに、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品にはクランク軸を支持する軸受部品を利用し、この軸受部品の中心部の部材には鋳鉄部材のように鋼鉄系部材ではない鉄系部材を使用し、外周部には鋼鉄系部材からなる輪状部品を配置した組合せ部材として構成したものでも同じ効果を得る解決手段となる。
【００１４】
さらに、組合せ部材として構成した前記軸受部品において中心部の部材と外周部に配置した鋼鉄系部材からなる輪状部品の接合部の形状を軸受中心軸に対する開き角度で５度から４０度となるように構成すると、軸受部材と輪状部材の接合部には圧縮機構部の自重に加え、電動機部による電磁的斥力の作用による力がクランク軸を介して加わり、接合部にはくさび効果が生じるので、軸受部材と輪状部材の接合の後、部材の熱膨張率のわずかな相違に起因して生じる可能性のある軸受部材からの輪状部材の脱落、ずれ等が原因となる圧縮機構部の軸心の狂いなどの不都合な影響を排除できる。
【００１５】
さらに、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品にはクランク軸を支持する軸受部品を利用し、この軸受部品の外周部に鋼鉄系部材を分割配置する事で軸受部品を組合せ部材として構成した後、この分割配置された鋼鉄系部材を密閉容器に溶接固定する構成としても良い。
【００１６】
この場合も前記と同様に、最終的には電動圧縮機構の圧縮機構部に伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定する。
【００１７】
さらに、前記軸受部品外周部に配置された輪状部品および鋼鉄系部材は密閉容器との溶接固定後に密閉容器内周面と圧縮機構部外周部との間に隙間が生じるように構成配置されるので、溶接固定時の加熱に起因する前記の熱ひずみの影響の低減効果、溶接部の固定強度のばらつきの安定と併せて圧縮機構部の吐出ガス中に含まれる冷凍機油を密閉容器内の冷凍機油溜りへ効果的に回収する効果を得る事ができる。
【００１８】
さらに、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品にはクランク軸を支持する軸受部品を利用し、この軸受部品の外周部に鋼鉄系部材を分割配置する際には軸受部品の外周部にねじ加工を施した穴を予め配置し、この穴にボルトなどのねじ類を挿入した後、このねじ類を密閉容器に溶接固定する構成とすると分割配置される鋼鉄系部材が軸受け部品に簡易かつ確実に固定される効果が得られる。
【００１９】
なお、この場合にも前記と同様に、最終的には電動圧縮機構の圧縮機構部に伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定するという効果に付いても併せて得る事が出来る。
【００２０】
さらに、電動圧縮機構と密閉容器の溶接固定の後に溶接部位を再加熱する事で溶接部位に焼きなまし効果を付加する事ができるので溶接部の接合強度を向上させる事が出来る。
【００２１】
さらに、電動圧縮機構と密閉容器の溶接固定の後に溶接部位を電磁誘導にて再加熱する事で、溶接部位の焼きなましの程度を調整する事が出来る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の密閉型電動圧縮機は、密閉容器内に電動圧縮機構を溶接固定する際に溶接固定に起因するひずみが溶接部を介して圧縮機構部に伝播し、その組立て精度が阻害される事を防止することで性能の高い電動圧縮機を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
第１の発明は、圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部と、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達するクランク軸と、クランク軸を回転自在に支持する軸受からなる電動圧縮機構を密閉容器に収納した密閉型電動圧縮機であって、鋼鉄系部材からなる密閉容器に電動圧縮機構が溶接固定されるとき、この密閉容器に溶接固定される電動圧縮機構の構成部品は鋼鉄系部材との組合せ部材からなり、この鋼鉄系部材が溶接部分で密閉容器に対向し、あるいは接する構成としたものである。
【００２４】
これにより、従来技術のように溶接固定に適しない部材と鋼鉄系部材との間で溶接固定を行う場合と比較して鋼鉄系部材同士での溶接固定の場合には、溶接時の作業性が従来に比べて向上することから、前記電動圧縮機構の構成部品と密閉容器の溶接作業時に密閉容器内の電動圧縮機構へ伝播する総熱量を低減できる。
【００２５】
前記電動圧縮機構の構成部品と密閉容器の溶接固定強度を同じ水準に維持する場合には溶接部材の接合部の面積を小さく出来るので、接合部の面積が減少した分、溶接固定部での熱収縮応力も小さくなることから、溶接固定後のひずみ量も低減する事が出来る。
【００２６】
これにより最終的には電動圧縮機構の圧縮機構部に伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定する。
【００２７】
第２の発明は、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品にはクランク軸を支持する軸受部品を利用し、この軸受部品の中心部の部材には鋳鉄部材のように鋼鉄系部材ではない鉄系部材を使用し、外周部には鋼鉄系部材からなる輪状部品を配置した組合せ部材として構成したものでも同じ効果を得る解決手段となる。また、輪状部品として焼結材からなる鉄鋼系部材を用いた場合でも同等の効果が得られる。
【００２８】
第３の発明は、組合せ部材として構成した前記軸受部品において中心部の部材と外周部に配置した鋼鉄系部材からなる輪状部品の接合部の形状を軸受中心軸に対する開き角度で５度から４０度となるように構成すると、軸受部材と輪状部材の接合部には圧縮機構部の自重に加え、電動機部による電磁的斥力の作用による力がクランク軸を介して加わり、接合部にはくさび効果が生じるので、軸受部材と輪状部材の接合の後、部材の熱膨張率のわずかな相違に起因して生じる可能性のある軸受部材からの輪状部材の脱落、ずれ等が原因となる圧縮機構部の軸心の狂いなどの不都合な影響を排除できる。
【００２９】
第４の発明は、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品にはクランク軸を支持する軸受部品を利用し、この軸受部品の外周部に鋼鉄系部材を分割配置する事で軸受部品を組合せ部材として構成した後、この分割配置された鋼鉄系部材を密閉容器に溶接固定する構成としても良い。
【００３０】
この場合も前記と同様に、最終的には電動圧縮機構の圧縮機構部に伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定する。
【００３１】
第５の発明は、前記軸受部品外周部に配置された輪状部品および鋼鉄系部材は密閉容器との溶接固定後に密閉容器内周面と圧縮機構部外周部との間に隙間が生じるように構成配置されるので、溶接固定時の加熱に起因する前記の熱ひずみの影響の低減効果、溶接部の固定強度のばらつきの安定と併せて圧縮機構部の吐出ガス中に含まれる冷凍機油を密閉容器内の冷凍機油溜りへ効果的に回収する効果を得る事ができる。
【００３２】
第６の発明は、密閉容器に溶接固定される前記電動圧縮機構の構成部品にはクランク軸を支持する軸受部品を利用し、この軸受部品の外周部に鋼鉄系部材を分割配置する際には軸受部品の外周部にねじ加工を施した穴を予め配置し、この穴にボルトなどのねじ類を挿入した後、このねじ類を密閉容器に溶接固定する構成とすると分割配置される鋼鉄系部材が軸受け部品に簡易かつ確実に固定される効果が得られる。
【００３３】
なお、この場合にも前記と同様に、最終的には電動圧縮機構の圧縮機構部に伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定するという効果に付いても併せて得る事が出来る。
【００３４】
第７の発明は、電動圧縮機構と密閉容器の溶接固定の後に溶接部位を再加熱する事で溶接部位に焼きなまし効果を付加する事ができるので溶接部の接合強度を向上させる事が出来る。
【００３５】
第８の発明は、電動圧縮機構と密閉容器の溶接固定の後に溶接部位を電磁誘導にて再加熱する事で、溶接部位の焼きなましの程度を調整する事が出来る。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態に付いて、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１から第３の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図を示すものである。
【００３８】
図１において電動圧縮機構２の圧縮機構部２ａを構成する部材である軸受部材３はクランク軸５を支持する部分では鋳鉄材料のように非鋼鉄系の鉄系材料で製造された軸受部材３ａと、その外周部に配設された鋼鉄材料や焼結材料による鋼鉄系材料製の輪状部材３ｂで構成され、輪状部材３ｂの外周部分で圧縮機構部２ａが密閉容器１に挿入されている。
【００３９】
これにより、圧縮機構部２ａと密閉容器１の溶接固定は鋼鉄系材料同士での溶接となるため、従来技術のように鋳鉄のような非鋼鉄系材料と鋼鉄系材料との間での溶接に要する作業時間に比べ短時間で処理できる。溶接作業性が向上するので溶接作業に要する時間を短くでき、あるいは溶接エネルギーを低く設定できることから、密閉型電動圧縮機に加えられる熱総量も低減することが出来る。
【００４０】
また、溶接される部材の熱膨張率が近似する事から溶接熱によるひずみも軸受部材３ａと密閉容器１との溶接部に局部的に残留しない。
【００４１】
軸受部材３ａと密閉容器１の溶接固定強度を同じ水準に維持する場合には溶接部材の接合部の面積を小さく出来るので、接合部の面積が減少した分、溶接固定部での熱収縮応力も小さくなることから、溶接固定後のひずみ量そのものも低減する事が出来る。
【００４２】
これにより従来技術と比べて最終的には電動圧縮機構２の圧縮機構部２ａに伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定する。
【００４３】
さらに、軸受部材３ａと輪状部材３ｂの接合面を軸受部材３の軸方向に対して５度から４０度の角度範囲内の傾斜を有するように配設すると、圧縮機構部２の自重に加え、電動機部３の電磁的斥力が回転子６とクランク軸５を介して圧縮機構部２の自重方向の力に重なるので、接合部にはくさび効果が生じる。これにより軸受部材３ａと３ｂの締まり具合が向上し、両部材の軸心の一致が維持されるように作用するので、軸受部材と輪状部材の接合の後は両部材の熱膨張率のわずかな相違に起因して生じる可能性のある軸受部材と輪状部材の脱落、ずれ等が原因となる圧縮機構部の軸心の狂いなどの不都合な影響を排除できる。
【００４４】
また、密閉容器１の内周面と接する輪状部材３ｂの外周面には電動圧縮機構２の縦軸方向に溝を設けることにより、密閉型電動圧縮機の運転中における底部冷凍機油溜りへ至る冷凍機油の戻り通路を確保して、冷凍機油が密閉型電動圧縮機の外部へ飛び出す事を抑制する効果を併せて得る事が出来る。
【００４５】
図２は本発明の第１と第４および第６の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図を示すものである。
【００４６】
図２において軸受部材３は鋳鉄材料のように非鋼鉄系材料による軸受部材３ａの外周部に鋼鉄系部材３ｃが１箇所あるいは複数個配置された組合せ部材として構成されている。
【００４７】
密閉容器１と軸受部材３ａを挿入位置決めした後の溶接固定に際しては密閉容器１と鋼鉄系部材３ｃの鋼鉄系材料同士の溶接となるため、従来技術に比べて前記改良効果と同等の効果を得る事が出来、最終的には電動圧縮機構２の圧縮機構部２ａに伝播する熱ひずみの影響が低減すると共に、溶接固定に適した鋼鉄系部材同士での溶接固定を行うため溶接部の強度のばらつきも安定する。
【００４８】
軸受部材３ａの外周部に所要個数のねじ穴を設け、このねじ穴にボルトなどの雄ねじ類を鋼鉄系部材３ｃとして挿入固定すれば、軸受部材３ａと鋼鉄系部材３ｃの固定が簡易かつ確実に実施でき、両部品の組立て精度も向上する。
【００４９】
図３は本発明の第１と、第４から第６の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図を示すものである。
【００５０】
図３は図２の構成に対して、軸受部材３ａの外周面の鋼鉄系部材３ｃが外周面に対して飛び出した構成に配置される事により、鋼鉄系部材３ｃと密閉容器１の溶接固定後には軸受部材３ａの外周面と密閉容器１の内周面との間に隙間が設けられるようにしたものである。
【００５１】
これにより、図２の実施例の効果に加え、圧縮機構部２ａから吐出された冷媒ガス中に含まれる冷凍機油を密閉型電動圧縮機内部の底部冷凍機油溜りへ回収する際の通路の数と面積を増やす事ができ、この結果外部冷凍サイクル中へ吐出される冷凍機油量を減らし、性能の良い密閉型電動圧縮機を提供できる。
【００５２】
次に、図１から図３のいずれの実施例においても、鋼鉄系部材同士で溶接固定を実施しているため、軸受部材３を介して圧縮機構部２ａと密閉容器１を溶接固定した後に、溶接固定部を再度加熱することで焼きなまし効果を生じ、溶接固定部の残留ひずみを開放することが出来、結果的に圧縮機後部２ａに影響を及ぼすひずみによる弊害を予め排除し、性能の高い密閉型電動圧縮機を提供する事が出来る。
【００５３】
また、溶接固定後の加熱方法を電磁誘導加熱方式で行う事により、溶接バリの発生を抑制する事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように本発明による密閉型電動圧縮機は、密閉容器と圧縮機構部の溶接固定に際して鋼鉄系材料同士での接合を実現するので、溶接作業の時間を短縮し、溶接エネルギー量も低減されるため密閉型電動圧縮機に加わる総熱量を従来技術に比べて低減できる。
【００５５】
このため溶接固定部での残留ひずみに起因する弊害を緩和できることから、密閉容器内部に収納した電動圧縮機構の組立精度が維持され、一方で溶接強度のばらつきも従来技術と比較して安定したものとなる。
【００５６】
これにより、冷暖房装置あるいは冷蔵庫、洗濯乾燥機などに用いられるスクロール圧縮機やロータリー圧縮機のように、溶接ひずみの弊害を排除し、安定した性能を確保することが課題となる諸製品に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図
【図２】本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図
【図３】本発明の実施の形態１における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図
【図４】従来の技術による密閉型電動圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
【００５８】
１    密閉容器
２    電動圧縮機構
２ａ  圧縮機構部
３    軸受部材
３ａ  非鋼鉄系軸受部材
３ｂ  輪状部材
３ｃ  鋼鉄系部材
４    電動機部
５    クランク軸
６    回転子
【図１】
2009180164.tif 000003
【図２】
2009180164.tif 000004
【図３】
2009180164.tif 000005
【図４】
2009180164.tif 000006