JP2005330827A5 - - Google Patents

Description

密閉形圧縮機、密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法及び密閉形圧縮機の製造装置

この発明は、例えば冷凍装置や空調装置などに好ましく用いることができる密閉形圧縮機、密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法及び密閉形圧縮機の製造装置に関する。

従来の密閉形圧縮機としては、密閉容器に穴あけ加工を施し、圧縮機構部を密閉容器に焼嵌め、穴部外側から溶融金属を流し込み、内蔵部品を密閉容器に固定する方法がある（例えば特許文献１参照。）。
また、密閉容器外側に穴あけ加工を施さない圧縮機の圧縮機構部を密閉容器内に圧入し位置決めされた後、圧縮機構部に設けた凹部に対向する密閉容器を押付治具にて放射方向内向きに押付け、密閉容器を凹部のように塑性変形させ、圧縮機構部を密閉容器内に固定するようにしたものがある（例えば特許文献２参照。）。

特開平０６−２７２６７７号公報（第２頁、図１） 特表平６−５０９４０８号公報（第１頁、図１）

上記のような従来技術においては、下記のような課題があった。
１．密閉容器に穴あけ加工を施すものでは、溶接時に穴部から溶接スパッタ等の異物が混入したり、溶接不良により密閉容器穴部から冷媒のリークが発生する恐れがある。
２．密閉容器に穴あけ加工を施さないものでは、密閉容器に圧縮機構部を圧入するため、圧縮機構部の締付け力が増加し、圧縮機構部に歪が発生する。さらに圧縮機構部の凹部に対応する部分を密閉容器の外側から押し付けるときに、圧縮機構部に直接力が加わる為、圧縮機構部に発生する歪みが増加する。

この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたもので、溶接スパッタ等の異物が混入したり、冷媒のリークの恐れがなく、かつ密閉容器内に圧縮機構部を固定したときに圧縮機構部の受ける応力を減少させた密閉形圧縮機を提供することを目的とするものである。
また、塑性変形により固定部を形成する際に、密閉容器の内周部と外周部の双方にせん断を積極利用することにより、小さな力で加工することができ、しかも密閉容器内に圧縮機構部を固定したときに圧縮機構部の受ける応力を減少させた密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定方法を提供することを目的とするものである。
また、溶接スパッタ等の異物が混入したり、冷媒のリークの恐れがなく、かつ密閉容器内に圧縮機構部を固定したときに圧縮機構部の受ける応力を減少させることができる密閉形圧縮機の製造装置を提供することを目的とするものである。

この発明による密閉形圧縮機においては、密閉容器内に圧縮機構部が収納された密閉形圧縮機において、上記圧縮機構部は、上記密閉容器の内周部に対向する外周部に凹部が形成されてなり、上記密閉容器は、該圧縮機構部の凹部に対応する部分が外側から該凹部の底部の方向に押し付けられてせん断された状態で該凹部内に進入され、上記密閉容器の外周部に該圧縮機構部の凹部と略同様の押付治具による凹所が形成されてなり、これら圧縮機構部の凹部及び密閉容器の押付部により、上記密閉容器と圧縮機構部相互の固定部を形成するようにしたものである。
また、この発明による密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定方法は、密閉形圧縮機における密閉容器とこの密閉容器内に収納された圧縮機構部の固定方法において、上記密閉容器の内周部に対向する上記圧縮機構部の外周部に凹部を形成して、上記密閉容器内に収容した後、上記凹部と略同一寸法もしくはわずかに小さい押付治具を用いて、該密閉容器の外側から上記圧縮機構部の凹部に対応する部分を該凹部の底部の方向に押し付けて、該密閉容器をせん断させた状態で上記凹部内に進入させることにより、上記密閉容器と圧縮機構部とを固定するようにしたものである。
また、この発明による密閉形圧縮機の製造装置は、密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の位置決めを行ない、ワークである上記密閉容器と上記圧縮機構部を固定する架台と、該架台に固定された上記密閉容器の押し付ける箇所の局所加熱を行う加熱源と、上記圧縮機構部の外周部に設けられた凹部に対向し、上記加熱源により局所加熱された上記密閉容器の上記押し付ける箇所を押付治具により押し込む加圧機構と、を備えたものである。

この発明による密閉形圧縮機によれば、溶接スパッタ等の異物が混入したり、冷媒のリークの恐れがなく、かつ密閉容器内に圧縮機構部を固定するときに圧縮機構部の受ける応力が減少されていることにより、圧縮機性能が向上された密閉形圧縮機を提供することができる。
また、この発明による密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定方法によれば、塑性変形により固定部を形成する際に、密閉容器の内周部と外周部の双方にせん断を積極利用することにより、小さな力で加工することができ、しかも密閉容器内に圧縮機構部を固定したときに圧縮機構部の受ける応力を減少させた密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定方法を提供することができる。
また、この発明による密閉形圧縮機の製造装置においては、製造過程で溶接スパッタ等の異物が混入したり、冷媒のリークの恐れがなく、かつ密閉容器内に圧縮機構部を固定するときに圧縮機構部の受ける応力が減少される。

実施の形態１．
図１及び図２はこの発明の実施の形態１による密閉形圧縮機、及び密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定方法を説明するもので、図１は要部を概略的に示す断面図、図２は固定部の構造、及び固定方法を示す要部断面図である。図において、密閉容器１に収容される圧縮機構部２における、該密閉容器１の内周部１ａに対向する外周部２１には、周方向所定部に正面から見て例えば円形の凹部２２が形成されている。密閉容器１の外側から凹部２２と略同一寸法もしくはわずかに小さく先端が平面形状である押付治具３を該凹部２２の底部２２ａの方向に押し付けることにより、密閉容器１の押付部を塑性変形させ、図２に示すように該密閉容器１の内周部１ａ、外周部１ｂ共に積極的にせん断させることで、密閉容器１の内周部１ａに、圧縮機構部２の凹部２２と緊密に係合する円柱状の凸部１０が形成され、該凹部２２と凸部１０で密閉容器１と圧縮機構部２相互を固定する固定部４が形成されている。

なお、１１は密閉容器（上）、１２は密閉容器（下）、１３は密閉容器１の外周部１ｂの押付部に形成された凹所、２３は圧縮機構部２で圧縮する圧縮ガスの吸入管である。また、５は電動機部であり、ロータ５１、クランクシャフト５２、ステータ５３などから構成されている。これらについては公知の従来技術を特別な制限なく用いることができる部分であるので詳細図示及び動作説明を省略する。また、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。

次に上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。圧縮機構部２における、密閉容器１の内周部１ａに対向する外周部２１には、周方向所定部に１箇所もしくは複数箇所に凹部２２を形成しておく。この外周部２１に凹部２２を設けた圧縮機構部２は密閉容器１に隙間嵌めで挿入する。次に、例えば図２に示すように凹部２２と外径が略同一寸法もしくはわずかに小さく先端が平面形状のハンコ型（円柱状）の押付治具３を用いて密閉容器１を外側から底部２２ａの方向（図の左方向）に押し付けるように加圧することで、加圧時に圧縮機構部２の凹部２２と押付治具３により積極的に密閉容器１の内周部１ａ及び外周部１ｂをせん断し、かつ圧縮機構部２を固定するために必要な円筒状の凸部１０を形成し、圧縮機構部２を密閉容器１に緊密に固定する。

上記のように、押付治具３で押し付け（加圧）を行った場合には、積極的にせん断を利用していることで加圧を効率的に行うことができ、押付力（押込み力）を低減させ、圧縮機構部２に発生する歪を減少させることができる。なお、押付治具３による押し付け前に凹部２２に対向する密閉容器１を局所的に加熱することにより、密閉容器１の剛性を下げることができるため、押付力が低減し、圧縮機構部２の固定時に発生する歪をさらに減少させることができる。

上記のように、この実施の形態１によれば、密閉容器１と圧縮機構部２を固定する際、予め圧縮機構部２の外周部に凹部２２を設け、密閉容器１外側から凹部２２と同様もしくはわずかに小さく先端が平面形状である押付治具３を押し付けることにより、密閉容器１の内外周部１ａ、１ｂをせん断することで、圧縮機構部２の受ける力を減少させ、密閉容器１内に圧縮機構部２を固定することができる。また、押付治具３による押し付けの前に凹部２２に対応する密閉容器１を局所的に加熱した場合には密閉容器１の剛性を下げることができるため、押付力が低減され、圧縮機構部２に発生する歪をさらに減少させることができる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、上記図１に示す実施の形態１と同様の密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定を行う際に、圧縮機構部に発生する歪を低減させるために、加圧時の押付力は圧縮機構部に塑性歪が発生しない力以下とし、上記押付け力内にて所定押込み量を得られるように加熱量を調整した。例えば、何れも図示を省略している厚さ１２．８ｍｍ、鋳鉄製のロータリ圧縮機シリンダは、加圧時に約１３００ｋｇｆ程度でベーン溝根元部が塑性変形するため、加圧時の押込み力は１３００ｋｇｆ以下とし、その押付け力内にて所定押込み量が得られるように加熱量を調節することにより、良好な固定部を得ることができる。

具体的には、例えば最大押付力を１３００ｋｇｆ、ＴＩＧ溶接機を加熱源とし、密閉容器の板厚３．６ｍｍに対し目標押込み量を１．５ｍｍとした場合について、試験を行った結果、ＴＩＧ溶接機による加熱量が２００Ａ、１０Ｖ、２ｓｅｃでは１ｍｍ程度しか押し込むことができなかったのに対し、密閉容器をさらに軟化させ容易に変形させるため、例えば上記加熱時間を３ｓｅｃにした他は同一条件で、押付治具を押込むことで、圧縮機構部に塑性歪を発生させること無く、目標押込み量を得ることができた。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による密閉形圧縮機、及びその密閉容器と圧縮機構部の固定方法を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｂ）は凹所形成後の冷却収縮による締付けを説明する図である。図に示すように、この実施の形態３では、上記実施の形態１と同様の圧縮機構部２の外周部２１に２箇所以上の凹部２２、２２を近接させて設け、隣接する２つの凹部２２、２２の中央部に対応する密閉容器１の矢印で示す加熱部１４を外側から加熱し、２つの押付治具（図示省略）で同時に密閉容器１の外側から押し付け、密閉容器１の内周部１ａに２つの凸部１０、１０を形成することで、密閉容器１の冷却収縮により密閉容器の凸部１０、１０が内蔵した圧縮機構部２を矢印Ａで示すように周方向に締付けて圧縮機の性能に影響する部分の歪を増加させること無く、圧縮機構部２を固定することができる。

例えば圧縮機構部２の外周部２１に近接させて設けた２つの凹部２２、２２の間の寸法Ｌが６ｍｍ、凹部２２、２２の中央部に位置する密閉容器１の加熱部１４を約１０００℃に加熱した後、押付治具で成形した場合、加熱により２つの凹部２２、２２間の密閉容器１が約７０μｍ程度膨張するため、加圧による密閉容器１の凸部１０、１０形成後の冷却収縮により、圧縮機構部１を周方向に約７０μｍ締付けることができる。

このように、圧縮機構部２の外周部２１に複数の凹部２２、２２を近接させて設け、図示を省略している押付治具を密閉容器１の外側から押し付ける（加圧する）前に密閉容器１の凹部間中央部の加熱部１４を加熱することで、密閉容器凹部間の冷却収縮により密閉容器１凸部１０、１０間が収縮するため、圧縮機構部２を矢印Ａで示す周方向に締付け、圧縮機構部２の性能に影響を与える部分の歪を増加させること無く、圧縮機構部２を密閉容器１内に固定することができる。

実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４による密閉形圧縮機における密閉容器と圧縮機構部の固定方法の要部を示す断面図である。この実施の形態４は、上記実施の形態１において局所加熱後の冷却により密閉容器１の凸部１０が冷却収縮し、圧縮機構部２の凹部２２と密閉容器１の凸部１０との間にガタが発生する恐れがある場合や、凸部１０による締付け力が低く運転時に内蔵部品に振動が発生する恐れが場合などに好ましく用いることができるもので、密閉容器１に近接させて設けた２つの凸部１０、１０間の加熱部１４を局所加熱して密閉容器１を変形させ、密閉容器１の凸部１０、１０間を収縮させることで圧縮機構部２の凹部２２、２２間を締付け、ガタや振動を取除くようにしたものである。

例えば、図４のように板厚３．２ｍｍの密閉容器にて密閉容器１の周方向又は軸方向の凸部１０、１０相互の距離Ｌ＝６ｍｍの中央部加熱部１４をＴＩＧ溶接機にて加熱したとき（溶接条件：１０Ｖ、２００Ａ、１．５ｓｅｃ）、凸部１０、１０間は局所加熱による塑性変形で、矢印Ｂで示す方向に約１００μｍ収縮する。
このように、実施の形態４によれば、実施の形態３と同様に近接して設けた固定部を押し付けるときの加圧により圧縮機構部を固定した後、密閉容器１の近接する２つの凸部１０、１０間を局所加熱することで、密閉容器１を変形させ、密閉容器１と圧縮機構部２の締付け力を増加させ、ガタや振動の発生を抑えた密閉形圧縮機を得ることができる。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５による密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定に用いる密閉容器の締付け力を増加させるための押付装置を模式的に示す断面図である。図において、６は密閉容器の締付け力を増加させるための機能を備えた押付装置であり、中央部に円柱状で先端部が平らな押付治具３を保持し、図示を省略している駆動源によって矢印Ｃ方向に進退する基体６１と、中央部に押付治具３を挿通する貫通孔６２ａを有し、先端部６２ｂが密閉容器１の外周部１ｂに密着する曲面に形成され、基体６１に突出されたガイド６３によって矢印Ｃと反対方向に移動可能に保持された周囲押付治具６２と、この周囲押付治具６２を基体６１に対して矢印Ｃ方向に付勢する圧縮バネ等の弾性部材６４などを用いて構成されている。なお、押付治具３の先端部は退避状態では、図示のように周囲押付治具６２の先端部よりも後退した位置にある。また、ワークである密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部は上記実施の形態１と同様であるので、密閉容器１の一部を除いて図示を省略している。

次に上記のように構成された実施の形態５の動作について説明する。なお、密閉容器を局所加熱すると冷却後、内部応力開放のために密閉容器が半径方向外側へ広がるため、圧縮機構部の締付け力が低下し、ガタが発生する恐れがあるが、この実施の形態５はそのようなガタを抑制することができるものである。例えば上記実施の形態１と同様に構成された図示を省略している圧縮機構部と密閉容器において、押付部を加熱後、基体６１を矢印Ｃの方向に移動させると、密閉容器１の外周部１ｂにおける押付部の周囲が周囲押付治具６２によって先に押えられる。さらに基体６１を弾性部材６４に抗して矢印Ｃの方向に移動させると、先端が平面形状のハンコ型の押付治具３（かしめ治具）の先端部が外周部１ｂを図示省略している圧縮機構部の凹部の方向に押し付けることで、加熱による半径方向外側の変形を強制的に抑制し、密閉容器１の締付け力を増加させ、圧縮機構部のガタを抑制することができる。

このように、実施の形態５によれば、加熱による密閉容器外側への変形を抑制し、密閉容器の締付け力を増加させることで、ガタや振動の発生を抑えた密閉形圧縮機を得ることができる。

実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６による密閉形圧縮機の製造装置の要部である密閉容器と圧縮機構部の固定装置を模式的に示す正面図である。図において、７は固定装置であり、加熱源７１と、この加熱源７１を矢印Ｄ方向に進退させる退避機構７２と、押付治具３を密閉形圧縮機であるワーク８に対して矢印Ｅ方向に押し付け、あるいは退避させる加圧機構７３と、ワーク回転機構７４、架台７５などから構成されている。

次に動作について説明する。例えば、固定装置７にて詳細図示を省略している圧縮機構部外周部の凹部を上面にして密閉容器と圧縮機構部を固定する箇所の位置決めを行ってワーク８を固定した後、ＴＩＧ溶接機やバーナ等の加熱源７１により押し付ける箇所の局所加熱を行う。加熱後、押込み量と押込み力を管理できる例えばサーボプレス等からなる加圧機構７３により、圧縮機構部の外周部に設けられた凹部に対向する密閉容器の局所加熱場所を押付治具３により押し込む。１点目の押込み後、ワーク回転機構７４にて次の圧縮機構部の凹部を上面にして固定後、一点目と同様に圧縮機構部を順次固定する。なお、上記加熱源７１と加圧機構７３をワーク８の密閉容器周方向に複数配置させ、同時に複数箇所を加熱・加圧し、圧縮機構部と密閉容器を固定するようにしても良い。さらに、加熱を行うステージと押し付け・加圧を行うステージを周方向にずらせても差し支えない。

上記のように構成された実施の形態６においては、例えば加熱部の温度を検知する温度センサ（図示省略）などを用い、加熱源７１への供給エネルギーや加熱時間などを制御してワークの加熱温度を制御し、加圧機構７３としてサーボプレスなどを用いることにより固定部の固定品質が安定した密閉形圧縮機を得ることができる。また、図示を省略しているワークの搬送機構、搬送されたワークを固定装置７に対して移動させるハンドリング機構などを装置することにより、自動化することも容易である。

この発明の実施の形態１による密閉形圧縮機、及び密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定方法の要部を概略的に示す断面図である。 図１に示す固定部の構造、及び固定方法を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態３による密閉形圧縮機、及びその密閉容器と圧縮機構部の固定方法を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｂ）は凹所形成後の冷却収縮による締付けを説明する図である。 この発明の実施の形態４による密閉形圧縮機における密閉容器と圧縮機構部の固定方法の要部を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の固定に用いる密閉容器の締付け力を増加させるための装置を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態６による密閉形圧縮機の製造装置の要部である密閉容器と圧縮機構部の固定装置を模式的に示す正面図である。

符号の説明

１ 密閉容器、 １ａ 内周部、 １０ 凸部、 １１ 密閉容器（上）、 １２ 密閉容器（下）、 １３ 凹所（押付部）、 １４ 加熱部、 ２ 圧縮機構部、 ２１ 外周部、 ２２ 凹部、 ２２ａ 底部、 ２３ 吸入管、 ３ 押付治具、 ４ 固定部、 ５ 電動機部、 ５１ ロータ、 ５２ クランクシャフト、 ５３ ステータ、 ６ 押付装置、 ６１ 基体、 ６２ 周囲押付治具、 ６２ａ 貫通孔、 ６２ｂ 先端部、 ６３ ガイド、 ６４ 弾性部材、 ７ 固定装置、 ７１ 加熱源、 ７２ 退避機構、 ７３ 加圧機構、 ７４ ワーク回転機構、 ７５ 架台、８ ワーク。

Claims (12)

1. 密閉容器内に圧縮機構部が収納された密閉形圧縮機において、上記圧縮機構部は、上記密閉容器の内周部に対向する外周部に凹部が形成されてなり、上記密閉容器は、該圧縮機構部の凹部に対応する部分が外側から該凹部の底部の方向に押し付けられてせん断された状態で該凹部内に進入され、上記密閉容器の外周部に該圧縮機構部の凹部と略同様の押付治具による凹所が形成されてなり、これら圧縮機構部の凹部及び密閉容器の押付部により、上記密閉容器と圧縮機構部相互の固定部が形成されてなることを特徴とする密閉形圧縮機。
2. 上記固定部は、上記圧縮機構部の外周部に互いに近接して設けられた複数の凹部を用いて形成されてなり、かつ該固定部を周方向に１箇所以上設けてなることを特徴とする請求項１に記載の密閉形圧縮機。
3. 上記固定部外周部に形成された凹部が加熱されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉形圧縮機。
4. 上記圧縮機構部外周部に近接して設けられた凹部間が加熱されたものであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の密閉形圧縮機。
5. 密閉形圧縮機における密閉容器とこの密閉容器内に収納された圧縮機構部の固定方法において、上記密閉容器の内周部に対向する上記圧縮機構部の外周部に凹部を形成して、上記密閉容器内に収容した後、上記凹部と略同一寸法もしくはわずかに小さい押付治具を用いて、該密閉容器の外側から上記圧縮機構部の凹部に対応する部分を該凹部の底部の方向に押し付けて、該密閉容器をせん断させた状態で上記凹部内に進入させることにより、上記密閉容器と圧縮機構部とを固定することを特徴とする密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法。
6. 上記押付治具を用いて上記密閉容器を押し付ける前に、上記密閉容器の上記圧縮機構部の凹部に対応する部分を加熱するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法。
7. 上記圧縮機構部の凹部を複数近接させて設け、上記押付治具を用いて上記密閉容器を押し付けた後、近接させた押付部相互の密閉容器中央部を加熱するようにしたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法。
8. 上記圧縮機構部の凹部を複数近接させて設け、近接させた凹部間直上の密閉容器を加熱した後、上記押付治具を用いて、上記圧縮機構部凹部直上の密閉容器の隣接箇所を同時に押し付けたことを特徴とする請求項５に記載の密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法。
9. 上記押付治具を用いて上記密閉容器を押し付ける前に、上記密閉容器の外側から固定部周囲を押さえ、かかる状態を保持して上記押付治具による押し付けを行うようにしたことを特徴とする請求項６に記載の密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部との固定方法。
10. 密閉形圧縮機の密閉容器と圧縮機構部の位置決めを行ない、ワークである上記密閉容器と上記圧縮機構部を固定する架台と、該架台に固定された上記密閉容器の押し付ける箇所の局所加熱を行う加熱源と、上記圧縮機構部の外周部に設けられた凹部に対向し、上記加熱源により局所加熱された上記密閉容器の上記押し付ける箇所を押付治具により押し込む加圧機構と、を備えたことを特徴とする密閉形圧縮機の製造装置。
11. 上記加熱源と上記加圧機構を上記密閉容器の周方向に複数配置し、同時に複数箇所を加熱し、加圧することを特徴とする請求項１０に記載の密閉形圧縮機の製造装置。
12. 上記加圧機構が上記押付治具により押し込む押込み量を管理することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の密閉形圧縮機の製造装置。