JP4225502B2 - スクロール圧縮機及びスクロール圧縮機のフレーム固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に、フレームを密閉容器に容易且つ堅固に固定させることができるフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機及びスクロール圧縮機のフレーム固定方法に関する。

一般に、圧縮機は、機械的エネルギーを圧縮性流体の圧縮エネルギーに変換させるもので、通常、往復動式、スクロール式、遠心式及びベーン式に区分することができる。
スクロール式圧縮機は、ピストンの直線運動を利用する往復動式と異なり、遠心式やベーン式のように、回転体を利用してガスを吸入、圧縮して吐出する方式である。

図４は、従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図で、図５は、図４のＡ部拡大断面図である。
図に示すように、従来のスクロール圧縮機は、密閉容器１の内部に備えられた収容空間の上部に、上部フレーム２が固定されており、下部には、下部フレーム３が固定されている。

また、前記上部フレーム２と下部フレーム３との間には、固定子４と、前記固定子４の内側に回転自在に結合される回転子５と、からなる電動機構部６が設置されており、前記回転子５の上部及び下部には、回転子５の回転時の回転不均衡を調節するためのバランスウェイトＢＷが装着されている。

且つ、前記回転子５の中心に垂直方向に形成されている軸孔５ａには、回転子５の回転と同時に回転するように回転軸７が圧入されているが、このように回転子５に結合された回転軸７の上端部は、上部フレーム２の支持孔２ａに回転自在に挿入されており、下端部は、下部フレーム３の支持孔３ａに回転自在に挿入されている。

また、前記上部フレーム２の上側には、上部フレーム２に固定される固定スクロール８と、前記固定スクロール８と上部フレーム２との間に回転自在に結合される旋回スクロール９と、からなる圧縮機構部１０が設置されているが、前記旋回スクロール９の下端部に形成されたボス部１１の結合孔１１ａには、前記回転軸７の上端部に偏心して形成された偏心部７ａが挿入結合されている。

且つ、前記回転軸７の下端部には、密閉容器１の底部に充填されているオイル１２を吸い上げて、回転軸７に形成されたオイル流路７ｂを通して圧縮機構部１０の摩擦部位に供給するためのオイルフィーダ１３が結合されている。

また、前記密閉容器１の側面には、冷媒ガスを吸入するための吸入管１４、及び圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出管１５が高さ差をおいて設置され、前記固定スクロール８の上部には、前記吸入管１４を通して密閉容器１の内部に吸入された冷媒ガスが存在する低圧部２０と、その吸入された冷媒ガスが圧縮機構部１０で圧縮されて吐出管１５を通して吐出される前に滞留する高圧部２１と、を区画する高低圧分離板１６が固定されている。

且つ、前記固定スクロール８の上面には、固定スクロール８に形成された吐出孔８ａを通して吐出される冷媒ガスが逆流しないように、チェックバルブ１９が結合されている。

図中、未説明符号８ｂは固定スクロール８のラップで、８ｃは冷媒流入孔で、９ａは旋回スクロール９のラップで、１６ａは排出孔で、３０は自転防止部材で、Ｐは圧縮ポケットである。

このように構成されるスクロール圧縮機は、電源が印加されると電動機構部６の回転子５が回転を行い、前記回転子５の回転により回転軸７が回転を行い、これにより、前記回転軸７の上端部に結合された旋回スクロール９が回転を行う。
前記旋回スクロール９の回転は、回転軸７の中心から偏心部７ａの中心までの距離である偏心距離を旋回半径とする旋回運動であり、このように旋回運動を行う旋回スクロール９は、自転防止部材３０により自転が防止される。

このように旋回スクロール９が旋回運動を行うと、前記旋回スクロール９のラップ９ａが前記固定スクロール８のラップ８ｂに嵌合されて旋回運動を行うようになるが、このとき、冷媒ガスが前記吸入管１４を通して密閉容器１の低圧部２０に流入し、その流入した冷媒ガスが、固定スクロール８に形成された流入孔８ｃを通して、固定スクロール８のラップ８ｂと旋回スクロール９のラップ９ａとの間に形成される圧縮ポケットＰに流入し、継続的な旋回スクロール９の回転により、圧縮ポケットＰの体積が縮小されて冷媒ガスの圧縮が行われると共に、中央部分に移動されて圧縮された冷媒ガスが、固定スクロール８の吐出孔８ａを通して外部に吐出される。

なお、このように圧縮が行われる間、密閉容器１の内側下部に充填されているオイル１２は、回転軸７の回転と共に回転されるオイルフィーダ１３により吸い上げられ、その吸い上げられたオイル１２は、オイル流路７ｂを通して圧縮機構部１０に供給される。
一方、図５に示すように、上部フレーム２の側面に形成されたピン挿入溝２ｂに溶接ピン２１が挿入された状態で、密閉容器１の通孔１ａを貫通する溶接部Ｗにより、前記溶接ピン２１が前記密閉容器１に溶接されることによって、上部フレーム２が密閉容器１に固定される。

しかしながら、このような従来のスクロール圧縮機においては、上部フレーム２が密閉容器１に直接固定されることなく溶接ピン２１により固定されるため、固定部位(接合部位)が脆弱で、圧縮機の運転時に発生する振動により接合部位が外れやすいという問題点があった。

従って、本発明の目的は、塑性加工により、密閉容器に形成された貫通穴の内周面をフレームの側面に形成された接合溝内に挿入されるようにした状態で、溶接を行うことにより、フレームが密閉容器に直接的に堅固に結合されて、圧縮機の運転時に発生する振動により密閉容器とフレームとの接合部が外れることを效果的に防止できるフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機及びスクロール圧縮機のフレーム固定方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係るフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機は、密閉容器の内部上側に設置される上部フレームと、前記上部フレームの上部に固定される固定スクロールと、前記固定スクロールと上部フレームとの間に旋回自在に設置される旋回スクロールと、を備えるスクロール圧縮機において、前記上部フレームの側面に接合溝が形成され、前記接合溝と対応する前記密閉容器の側面に貫通穴を有する折曲部が形成され、前記貫通穴を貫通して前記密閉容器と前記上部フレームとを固定させる溶接部が形成される。該溶接部は、その一端が前記接合溝に溶着されて固定されると共に、その他端の部分が少なくとも前記折曲部の内側で貫通穴よりも拡大されて前記折曲部に固定されている。

本発明に係るスクロール圧縮機のフレーム固定方法は、フレームの側面に接合溝を形成する第１の段階と、前記接合溝に対応する密閉容器の側面に貫通穴を形成する第２の段階と、前記貫通穴の周囲を前記接合溝の内側に折曲させて折曲部を形成する第３の段階と、前記フレームを前記密閉容器に溶接させる第４の段階と、を含む。前記第４の段階における溶接は、溶接部が貫通穴を貫通し、その一端が前記接合溝に溶着されて固定されると共に、その他端の部分が少なくとも前記折曲部の内側で貫通穴よりも拡大されて前記折曲部に固定されるようにおこなわれる。

本発明に係るフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機及びスクロール圧縮機のフレーム固定方法によれば、塑性加工により、密閉容器に形成された貫通穴の内周面をフレームの側面に形成された接合溝内に挿入されるようにした状態で、溶接を行い溶接部が貫通穴を貫通し、その一端が前記接合溝に溶着されて固定されると共に、その他端の部分が少なくとも前記折曲部の内側で貫通穴よりも拡大されて前記折曲部に固定されるようにおこなわれることにより、フレームが密閉容器に直接的に堅固に結合されて、圧縮機の運転時に発生する振動により密閉容器とフレームとの接合部が外れることを效果的に防止できるという効果がある。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係るフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機及びスクロール圧縮機のフレーム固定方法について説明する。
図１は、本発明に係るフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機を示す縦断面図で、図２は、図１のＢ部拡大断面図である。

図に示すように、本発明に係るフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機は、密閉容器１０３の内部に備えられた収容空間１０１の上部に、上部フレーム１０４が固定されており、下部には、下部フレーム１０５が固定されている。
前記上部フレーム１０４と下部フレーム１０５との間には、固定子１０６と、前記固定子１０６の内側に回転自在に結合される回転子１０７と、からなる電動機構部１０８が設置されている。

前記回転子１０７の上部及び下部には、回転子１０７の回転時の回転不均衡を調節するためのバランスウェイトＢＷが装着されている。
且つ、前記回転子１０７の中心に垂直方向に形成されている軸孔１０９ａには、回転子１０７の回転と同時に回転するように回転軸１０９が圧入されている。前記回転子１０７に結合された回転軸１０９の上端部は、上部フレーム１０４の支持孔１０４ａに回転自在に挿入されており、下端部は、下部フレーム１０５の支持孔１０５ａに回転自在に挿入されている。

また、前記上部フレーム１０４の上側には、上部フレーム１０４に固定される固定スクロール１１０と、前記固定スクロール１１０と上部フレーム１０4との間に回転自在に結合される旋回スクロール１１１と、からなる圧縮機構部１１２が設置されている。前記旋回スクロール１１１の下端部に形成されたボス部１１７の結合孔１１７ａには、前記回転軸１０９の上端部に偏心して形成された偏心部１０９ｂが挿入結合されている。

且つ、前記回転軸１０９の下端部には、密閉容器１０３の底部に充填されているオイル１０２を吸い上げて、回転軸１０９に形成されたオイル流路１０９ｃを通して圧縮機構部１１２の摩擦部位に供給するためのオイルフィーダ１０３ａが結合されている。

また、前記密閉容器１０３の側面には、冷媒ガスを吸入するための吸入管１１５、及び圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出管１１６が高さ差をおいて設置され、前記固定スクロール１１０の上部には、前記吸入管１１５を通して密閉容器１０３の内部に吸入された冷媒ガスが存在する低圧部ＬＰと、その吸入された冷媒ガスが圧縮機構部１１２で圧縮されて吐出管１１６を通して吐出される前に滞留する高圧部ＨＰと、を区画する高低圧分離板１１０ｂが固定されている。

且つ、前記固定スクロール１１０の上面には、固定スクロール１１０に形成された吐出孔１１０ｃを通して吐出される冷媒ガスが逆流しないように、チェックバルブ１１３が結合されている。

また、前記上部フレーム１０４の側面(または外周面)に接合溝１２１が形成され、前記接合溝１２１と対応する前記密閉容器１０３の側面(または外周面)に貫通穴１２２を有する折曲部１２３が形成され、前記貫通穴１２２を貫通して前記密閉容器１０３と前記上部フレーム１０４とを固定させる溶接部１２４が形成されている。

前記接合溝１２１は、先端部１２１ａと入口部１２１ｂとからなる。前記先端部１２１ａは、直径が次第に小さくなるように形成されており、前記入口部１２１ｂは、同一直径に形成されている。

前記貫通穴１２２を中心に、前記折曲部１２３の内面１２３ａは、前記接合溝１２１の内側に突出され、前記折曲部１２３の外面１２３ｂは、前記密閉容器１０３の内側に陥没形成されている。

前記折曲部１２３は、その一部が塑性加工により、その突出面が前記接合溝１２１の内側面から隔離するように、前記接合溝１２１の内側にベンディングされているが、この状態で、前記貫通穴１２２を貫通して溶接された溶接部１２４の一端１２４ａは先端部１２１ａに溶着されて固定され、他端１２４ｂは前記折曲部１２３の内側および外側で貫通穴１２２よりも拡大されて折曲部１２３に固定されることによって、上部フレーム１０４が密閉容器１０３に堅固に固定されるようになる。

図中、未説明符号１１０ａは固定スクロール１１０のラップで、１１０ｄは冷媒流入孔で、１１１ａは旋回スクロール１１１のラップで、３０は自転防止部材で、Ｐは圧縮ポケットである。

このように構成された本発明に係るスクロール圧縮機においては、電源が印加されて電動機構部１０８の回転子１０７が回転を行うと、前記回転子１０７に圧入されている回転軸１０９が回転を行い、前記回転軸１０９の上端部に形成された偏心部１０９ｂに結合された旋回スクロール１１１が回転を行う。

前記旋回スクロール１１１の回転は、前記回転軸１０９の中心から偏心部１０９ｂの中心までの距離である偏心距離を旋回半径とする旋回運動であり、このように旋回運動を行う旋回スクロール１１１は、自転防止部材1３０により自転が防止される。

このように旋回スクロール１１１が旋回運動を行うと、前記旋回スクロール１１１のラップ１１１ａが前記固定スクロール１１０のラップ１１０ａに嵌合されて旋回運動を行うようになるが、このとき、冷媒ガスが前記冷媒吸入管１１５を通して密閉容器１０３の低圧部ＬＰに流入し、その流入した冷媒ガスが、固定スクロール１１０に形成された流入孔１１０ｄを通して、固定スクロール１１０のラップ１１０ａと旋回スクロール１１１のラップ１１１ａとの間に形成される圧縮ポケットＰに流入し、継続的な旋回スクロール１１１の回転により、圧縮ポケットＰの体積が縮小されて冷媒ガスの圧縮が行われると共に、中央部分に移動されて圧縮された冷媒ガスが、固定スクロール１１０の吐出孔１１０ｃを通して吐出された後、高圧部ＨＰに吐出される。

本発明に係るスクロール圧縮機の特徴として、上部フレーム１０４に形成された接合溝１２１に密閉容器１０３の折曲部１２３が挿入された状態で、前記上部フレーム１０４が密閉容器１０３にさらに堅固に溶接されることによって、圧縮機の運転時に発生する振動により上部フレーム１０４と密閉容器１０３との結合部位が外れることが效果的に防止される。本発明の技術は、上部フレーム１０４の固定構造だけでなく、下部フレーム１０５の固定構造にも適用可能である。

一方、図３の(Ａ)〜(Ｃ)は、本発明に係るスクロール圧縮機のフレーム固定方法を説明するために、スクロール圧縮機を示す部分縦断面図である。

図に示すように、本発明に係るスクロール圧縮機のフレーム固定方法は、上部フレーム１０４の側面に接合溝１２１を形成する第１の段階(図３の(Ａ)参照)と、前記接合溝１２１に対応する密閉容器１０３の側面に貫通穴１２２を形成する第２の段階(図３の(Ａ)参照)と、前記貫通穴１２２の周囲を前記接合溝１２１の内側に折曲させて折曲部１２３を形成する第３の段階(図３の(Ｂ)参照)と、前記上部フレーム１０４を前記密閉容器１０３に溶接させる第４の段階(図３の(Ｃ)参照)と、を含む。

前記第１の段階では、前記接合溝１２１を、上部フレーム１０４の側面に、少なくとも一つ以上所定の間隔をおいて形成することもできる。また、前記第３の段階では、塑性加工により前記折曲部１２３を形成することが好ましい。

本発明に係るフレーム固定構造を有するスクロール圧縮機を示す縦断面図である。 図１のＢ部拡大断面図である。 (Ａ) 本発明に係るスクロール圧縮機のフレーム固定方法を説明するために、スクロール圧縮機を示す部分縦断面図である。 (Ｂ) 本発明に係るスクロール圧縮機のフレーム固定方法を説明するために、スクロール圧縮機を示す部分縦断面図である。 (Ｃ) 本発明に係るスクロール圧縮機のフレーム固定方法を説明するために、スクロール圧縮機を示す部分縦断面図である。 従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図である。 図４のＡ部拡大断面図である。

符号の説明

１０３ 密閉容器
１０４ 上部フレーム
１１０ 固定スクロール
１１１ 旋回スクロール
１２１ 接合溝
１２２ 貫通穴
１２３ 折曲部
１２４ 溶接部

Claims (11)

1. 密閉容器の内部上側に設置される上部フレームと、前記上部フレームの上部に固定される固定スクロールと、前記固定スクロールと上部フレームとの間に旋回自在に設置される旋回スクロールと、を備えるスクロール圧縮機において、
   前記上部フレームの側面に接合溝が形成され、前記接合溝と対応する前記密閉容器の側面に貫通穴を有する折曲部が形成され、前記貫通穴を貫通して前記密閉容器と前記上部フレームとを固定させる溶接部が形成され、該溶接部は、その一端が前記接合溝に溶着されて固定されると共に、その他端の部分が少なくとも前記折曲部の内側で貫通穴よりも拡大されて前記折曲部に固定されている、フレーム固定構造を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記接合溝は、先端部と入口部とからなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
3. 前記接合溝は、少なくとも一つ以上形成されることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
4. 前記接合溝は、等間隔で形成されることを特徴とする請求項３記載のスクロール圧縮機。
5. 前記折曲部は、その一部が前記接合溝の内側にベンディングされることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
6. 前記貫通穴を中心に、前記折曲部の内面は、前記接合溝の内側に突出され、前記折曲部の外面は、前記密閉容器の内側に陥没形成されることを特徴とする請求項５記載のスクロール圧縮機。
7. 前記折曲部の突出面が前記接合溝の内側面と所定間隔隔離するように形成されることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
8. フレームの側面に接合溝を形成する第１の段階と、
   前記接合溝に対応する密閉容器の側面に貫通穴を形成する第２の段階と、
   前記貫通穴の周囲を前記接合溝の内側に折曲させて折曲部を形成する第３の段階と、
   前記フレームを前記密閉容器に溶接させる第４の段階とを含み、
   前記第４の段階における溶接は、溶接部が貫通穴を貫通し、その一端が前記接合溝に溶着されて固定されると共に、その他端の部分が少なくとも前記折曲部の内側で貫通穴よりも拡大されて前記折曲部に固定されるようにおこなわれる、
   ことを特徴とするスクロール圧縮機のフレーム固定方法。
9. 前記第１の段階では、前記接合溝を、前記フレームの側面に所定の間隔をおいて形成することを特徴とする請求項８記載のスクロール圧縮機のフレーム固定方法。
10. 前記第３の段階では、塑性加工により前記折曲部を形成することを特徴とする請求項８記載のスクロール圧縮機のフレーム固定方法。
11. 前記折曲部の突出面が前記接合溝の内側面と所定間隔隔離するように形成されることを特徴とする請求項８記載のスクロール圧縮機のフレーム固定方法。

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