JP2011174449A - 密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機構部へのスパッタ侵入を防ぎ、スパッタが原因で起こる摺動の噛り、焼付けによるロック事故などを防止して、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供する。また、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】本密閉型圧縮機は圧縮機構部及び電動機部を収容するケーシングを複数個のケーシング部材に分割して、これらケーシング部材のケース開口部の端面を突合わせ、突合わされるケース開口部の少なくとも一方にプロジェクションを全周に渡り形成し、突合せ抵抗溶接によりケーシングを形成する密閉型圧縮機において、溶接で飛散するスパッタがケーシング内部及び圧縮機構部に侵入することを防ぐための封止手段を備える。また、本冷凍サイクル装置は上記密閉型圧縮機を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置に係り、特にケーシング接合構造を改良した密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置に関する。

一般に小型サイズの密閉型圧縮機は、小型で肉薄のケーシング内に圧縮機構部と電動機部を収容してなる。

このようなケーシングの製造において、ケーシング接合にマグ溶接を用いると、溶接時の熱によるケーシングの変形の影響が高いため、プロジェクション溶接が用いられている。

従来のプロジェクション溶接は、ケーシングを構成する円筒形状の筒体と蓋体を接合する際、筒体及び蓋体の端面にプロジェクション（突起）を形成し、これら端部同士に均一な力がかかるように加圧しながら、互いに接合する筒体と蓋体間に電流を流して機械的に一体化する、いわゆる突合せ抵抗溶接が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、筒体及び蓋体に大径端部を設け、ここを溶接部分にした突合せ抵抗溶接が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−１３７２７３号公報 特開２０００−３３７２５９号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の溶接方法では、溶接時に発生するスパッタ（溶接時に飛散する微粒子）がケーシングの内外に飛散してしまい、このようなケーシングを用いた密閉型圧縮機を冷凍サイクル装置に組込んで使用した場合、スパッタが圧縮機構部へ侵入することがあり、このスパッタが原因で摺動の噛り、焼付けによるロック事故などが発生し、密閉型圧縮機の信頼性が低下する問題があった。

また、このような密閉型圧縮機を組込んだ冷凍サイクル装置は信頼性に欠ける問題があった。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、圧縮機構部へのスパッタ侵入を防ぎ、スパッタが原因で起こる摺動の噛り、焼付けによるロック事故などを防止して、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

また、信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る密閉型圧縮機は、圧縮機構部及び電動機部を収容するケーシングを複数個のケーシング部材に分割して、これらケーシング部材同士を突合わせ、突合わされるケーシング部材の少なくとも一方にプロジェクションを形成し、突合せ抵抗溶接によりケーシングを形成する密閉型圧縮機において、溶接で飛散するスパッタが前記ケーシング内部に侵入することを防ぐための封止手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る密閉型圧縮機によれば、圧縮機構部へのスパッタ侵入を防ぎ、スパッタが原因で起こる摺動の噛り、焼付けによるロック事故などを防止して、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、信頼性の高い冷凍サイクル装置が実現される。

本発明の第１実施形態に係る密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置の概念図。 本発明の第１実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接前の説明図。 本発明の第１実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接後の説明図。 本発明の第２実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接前の説明図。 本発明の第２実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接後の説明図。 本発明の第３実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接前の説明図。 本発明の第３実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接後の説明図。 本発明の第４実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接前の説明図。 本発明の第４実施形態に係る密閉型圧縮機のケーシングの溶接部の溶接後の説明図。

本発明に係る密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置の第１実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１に示すように、本第１実施形態に係る冷凍サイクル装置４１は、第１実施形態の密閉型圧縮機１と、凝縮器４２と、膨張装置４３と、蒸発器４４とを備える。

本第１実施形態の密閉型圧縮機１は、ケーシング２を備え、このケーシング２内には電動機部３と回転軸４を介して回転される圧縮機構部５が収容されている。

ケーシング２は複数個、例えば円筒形状のケーシング本体を形成するケーシング部材、例えば、筒体２３と、この筒体２３の上部開口２２を塞ぐ上部蓋体２１と、筒体２３の下部開口２４を塞ぐ下部蓋体２５からなり、上部蓋体２１が上部開口２２に、平板状の下部蓋体２５が下部開口２４に各々接合されている。
この接合は図２に示すような溶接部を形成して行われる。

すなわち、上部蓋体２１の蓋端面２６の略中央部には、断面が二等辺台形状のプロジェクション（突起）２７がリング状に形成され、両側部には水平に延びる平坦部２８、２９が形成されている。

一方、筒体２３の筒体端面３０には、プロジェクション２７に対向し、このプロジェクション２７と略同じ幅を持つ断面が扁平長方体形状の溝部３１がリング状に設けられ、両端には平坦部２８、２９と平行に延びる平坦部３２、３３が形成されている。

そして、溶接前、上部蓋体２１を筒体２３に押付け、溝部３１の底部３１ａがプロジェクション２７の頂部２７ａに当接させた状態では、プロジェクション２７の高さと溝部３１の深さの差により、蓋端面２６と筒体端面３０間にわずかな間隙ｇが形成される。

このような溶接部構造を用いて突合せ抵抗溶接を行う。
そして、上部蓋体２１を筒体２３に押付けた状態で、筒体２３、上部蓋体２１間に大きな電流を流す。

電流が流されると、プロジェクション２７に電流が集中し、頂部２７ａと底部３１ａが加熱と同時に加圧接合（溶接）される。

なおこのとき、平坦部２８、２９及び平坦部３２、３３間には間隙ｇが形成されているので、平坦部２８、２９及び平坦部３２、３３間には電流が流れない。

図３に示すように、この加圧接合に伴い、頂部２７ａの高さが順次減じ、平坦部２８、２９及び平坦部３２、３３が当接して、プロジェクション２７と溝部３１間に接合と略同時に封止空間Ｓが形成される。

従って、溶接時に発生するスパッタは、溶接と略同時に形成される封止空間Ｓによって、閉じ込められ、ケーシング内に飛散することがない。

これにより、圧縮機構部へのスパッタ侵入を防ぎ、スパッタが原因で起こる摺動の噛り、焼付けによるロック事故などを防止して、信頼性を向上させることができる。

ここで、溶接部の具体的構成について説明する。
例えば、プロジェクション２７の高さは２．０ｍｍ、溝部３１の深さは１．５ｍｍにする。プロジェクション２７の頂部２７ａと溝部３１の底部３１ａを突合せ、抵抗溶接を実施する。

接合後はプロジェクション２７が高さ０．５ｍｍ（間隔ｇに相当）だけ潰れる設計であり、溶接前に未接触の状態にあった平坦部２８、２９及び平坦部３２、３３が互いに重なることで封止空間Ｓが形成され、ケーシング内側方向へ飛散したスパッタを封止空間Ｓに閉じ込める。

次に、本発明に係る密閉型圧縮機の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態は、第１実施形態がプロジェクションと溝部を用い両者間に封止空間を形成するのに対して、蓋端面及び筒体端面の両端面の外側近傍にプロジェクションを形成し、これらプロジェクションより内側に封止空間を設ける。

例えば、図４に示すように、第２実施形態の密閉型圧縮機は、溶接部となる蓋端面２６及び筒体端面３０の外周側近傍に、各々プロジェクション２７、３４がリング状に形成され、このプロジェクション２７、３４より内周側で略中央には各々逆二等辺台形状の溝部３５、３６が形成され、さらに、溝部３５、３６より内周側には、各々平坦部２８、３２が形成される。

そして、平坦部２８、３２間には間隙ｇが形成されるように、プロジェクション２７、３４の高さが調整される。

図５に示すように、溶接後は、プロジェクション２７、３４間で接合され、平坦部２８、３２間が気密的に当接し、溝部３５、３６により封止空間Ｓが形成される。

これにより、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、本第２実施形態では蓋端面と筒体端面の形状を統一化できるため、加工コストを抑えることができる。
他の構成は図１に示す密閉型圧縮機と変わらないので、説明は省略する。

また、本発明に係る密閉型圧縮機の第３実施形態について説明する。

本第３実施形態は、第２実施形態が筒体端面及び蓋端面の両端面の外周側近傍にプロジェクションを形成し、このプロジェクションより内周側に封止空間を設けるのに対して、蓋端面を平坦にし、筒体端面の外周側近傍にプロジェクションを形成し、このプロジェクションより内周側に封止空間を設ける。

例えば、図６に示すように、第３実施形態の密閉型圧縮機は、溶接部となる上部蓋体２１の蓋端面２６は平坦面をなし、筒体２３の筒体端面３０の外周側近傍には、プロジェクション３４がリング状に形成され、このプロジェクション３４より内周側で略中央には二等辺台形状の溝部３６が形成され、さらに、この溝部３６より内周側には、平坦部３２が形成される。

そして、蓋端面２６と平坦部３２間には間隙ｇが形成されるように、プロジェクション２７の高さが調整される。

図７に示すように、溶接後は、プロジェクション３４と蓋端面２６間で接合され、蓋端面２６と平坦部３２間が気密的に当接し、溝部３６に封止空間Ｓが形成される。

これにより、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、蓋端面がシンプルな平坦面であるため、第２実施形態よりもさらに加工コストを抑えることができる。
また、本第３実施形態は平板状の下部蓋体２５を下部開口２４に接合する場合にも適用できる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機の第４実施形態について説明する。
本第４実施形態は、第２実施形態が筒体端面及び蓋端面の両端面の外周側近傍にプロジェクションを形成し、これらプロジェクションより内周側に封止空間を設けるのに対して、封止空間は拡径された溶接部と、溶接の際にケーシング部材の内側全周に配置された絶縁材との間に形成される。

例えば、図８に示すように、第４実施形態の密閉型圧縮機は、溶接部となる筒体２３と上部蓋体２１の開口部が拡径され、蓋端面２６及び筒体端面３０の略中央部には、各々プロジェクション２７、３４がリング状に形成され、封止空間Ｓは、溶接の際に上部蓋体２１と筒体２３の内側全周に配置された絶縁材６との間に形成される。

図９に示すように、絶縁材６は拡径部同士を互いに突合わせることでできたケース内部空間ｓ_０に、剛体、あるいは弾性体の絶縁材６を全周に亘り挟込んだ状態で接合し、絶縁材の変形を利用して絶縁材を固定することで封止空間Ｓを形成する。

第１実施形態において、封止空間Ｓを形成させるためのプロジェクションの潰れ代は、加圧力、充電電圧、電流等の接合条件により自在に変更できるが、接合強度に関わるために取扱いが高度になる。

これに対して、本第４実施形態では封止空間に関係なく、接合強度に着目したプロジェクションを形成できる。さらに、溶接の際はケース開口部の筒体端面全体（全面積）を溶接面として有効利用できるため、板厚の薄いケースの場合などにおいても溶接強度を容易かつ十分確保できる。

本密閉型圧縮機の製造方法は、電動機部３と圧縮機構部５を一体に組立てた後、予め第３実施形態の溶接部を用いて、下部蓋体２５を筒体２３の下部開口２４に接合し、しかる後、電動機部３及び圧縮機構部５を収容し、電動機部３を筒体２３に嵌合支持する。その後、第１〜４実施形態の溶接部を用いて、上部蓋体２１を筒体２３に接合する。

また、本密閉型圧縮機の他の製造方法は、電動機部３と圧縮機構部５を一体に組立てた後、予め第１〜４実施形態の溶接部を用いて、上部蓋体２１を筒体２３に接合し、電動機部３及び圧縮機構部５を収容し、電動機部３を筒体２３に嵌合支持する。その後、第３実施形態の溶接部を用いて、下部蓋体２５を筒体２３の下部開口２４に接合する。

上述のように、本実施形態に係る密閉型圧縮機によれば、圧縮機構部へのスパッタ侵入を防ぎ、スパッタが原因で起こる摺動の噛り、焼付けによるロック事故などを防止して、信頼性の高い密閉型圧縮機が実現される。

また、本発明に係る密閉型圧縮機を用いることにより、信頼性の高い冷凍サイクル装置が実現される。

１…密閉型圧縮機、２…ケーシング、２１…上部蓋体、２２…上部開口、２３…筒体、２４…下部開口、２５…下部蓋体、２６…蓋端面、２７…プロジェクション（突起）、２７ａ…頂部、２８、２９…平坦部、３０…筒体端面、３１…溝部、３２、３３…平坦部、３１ａ…底部、３…電動機部、４…回転軸、４１…冷凍サイクル装置、４２…凝縮器、４３…膨張装置、４４…蒸発器、５…圧縮機構部、ｇ…間隙。

Claims (5)

1. 圧縮機構部及び電動機部を収容するケーシングを複数個のケーシング部材に分割して、これらケーシング部材同士を突合わせ、突合わされるケーシング部材の少なくとも一方にプロジェクションを形成し、突合せ抵抗溶接によりケーシングを形成する密閉型圧縮機において、
   溶接で飛散するスパッタが前記ケーシング内部に侵入することを防ぐための封止手段を備えたことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記封止手段は、溶接部の内周側に形成した封止空間であることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記封止空間は、突合わされる前記ケーシング部材の開口部の端面に形成されることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記ケーシング部材は、開口部が拡径され、前記封止空間は、拡径された開口部と、溶接の際にケーシング部材の内側全周に配置された絶縁材との間に形成されることを特徴とする請求項２に記載の密閉型圧縮機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と蒸発器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。

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