JP4820204B2

JP4820204B2 - 密閉型圧縮装置およびその製造装置並びにその製造方法

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Publication number: JP4820204B2
Application number: JP2006119495A
Authority: JP
Inventors: 俊明岩崎; 忍國分; 智博白畑
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: CN101063446A; CN100520073C; JP2007291920A

Description

この発明は、密閉容器内に圧縮機と、電動機と、圧縮機と電動機を連結する駆動回転軸を組み込んだ密閉型圧縮装置、およびその製造装置、並びにその製造方法に関するものである。

この種の密閉型圧縮装置では、密閉容器は、円筒状シェルの両端部を端部シェルで封止して構成される。圧縮機は、圧縮室を形成するシリンダと、圧縮室内で回転する圧縮ロータを有し、シリンダは、例えば複数ポイントで、アークスポット溶接により、円筒状シェルの内周に固定される。電動機は、固定子と、この固定子の内周にエアキャップを介して対向する電動機回転子とを有し、固定子は円筒状シェルに内周に、圧縮機のシリンダと間隔をおいて固定される。駆動回転軸には、圧縮ロータが設けられる。この駆動回転軸は、圧縮機のシリンダにより回転可能に支持され、電動機回転子の内周まで延長され、電動機回転子に結合される。

このような密閉型圧縮装置にあって、密閉容器の円筒状シェルには、圧縮機のシリンダをアークスポット溶接する際に発生する熱により、アークスポット溶接点付近に永久歪が発生する。各アークスポット溶接点に発生する永久歪の歪み量は、円筒状シェルの素材加工時と素材を円筒状に加工した時に発生する残留応力、およびアークスポット溶接時の入熱条件などに依存して変化しており、シリンダの溶接後における円筒状シェルとシリンダとの相対位置関係は、その溶接前に設定した相対位置関係からずれる。前記残留応力は、円筒状シェルの素材製造時から円筒状に成形されるまでの圧延、熱処理、溶接、およびプレスなどの多数の加工工程において蓄積されたもので、円筒状シェル毎に、ばらつきが大きく、この円筒状シェルの残留応力を正確にコントロールすることは困難である。また、シリンダをアークスポット溶接するときの入熱条件についても、アーク現象の不安定性から、その熱量、溶接タイミングを正確にコントロールすることは困難である。

したがって、シリンダを円筒状シェルに溶接する前後で、電動機の固定子と電動機回転子との相対位置関係にずれが生じ、そのずれ量、およびずれの方向に、ばらつきがあるため、電動機の固定子と電動機回転子との間の形成されるエアギャップのギャップ長が、回転軸の周りで不均一となる不都合が発生する。

特許文献１の先行技術、特開２０００−２９１５７７号公報には、円筒状シェルに発生する残留変形の極小点に圧縮機のシリンダをアークスポット溶接し、駆動回転軸の周りにおけるエアギャップの均一性を改善するものが開示されている。また、特許文献２の先行技術、特開平６−２８４６５５号公報には、初期に製造した密閉型圧縮装置を対象として、電動機の起動時に発生する振動の強さと振動の方向に基づき、駆動回転軸の周りにおけるエアギャップの変化量を測定し、エアギャップの偏りが大きい場合には、次に製造する密閉型圧縮装置について、圧縮機のシリンダを円筒状シェルに溶接する溶接時の所定溶接位置の溶接タイミングを調節するものが開示されている。

特開２０００−２９１５７７号公報の段落００１９〜００２２特開平６−２８４６５５号公報の段落０００４〜０００５

しかし、特許文献１に開示されたものでは、円筒状シェルの残留応力、およびシリンダのアークスポット溶接時の入熱条件にばらつきがあると、それらのばらつきに応じて、円筒状シェルの残留変形の極小点の位置が変動するので、エアギャップのギャップ長が駆動回転軸の周りで不均一となる不都合が生じる。また、特許文献２に開示されたものでは、初期の製造した密閉型圧縮装置については、エアギャップの調整をすることができず、また次に製造する密閉型圧縮装置においても、円筒状シェルに圧縮機のシリンダをアークスポット溶接する時の入熱量のばらつきのために、駆動回転軸の周りにおけるエアギャップのギャップ長が不均一となる不都合がある。

この発明は、このような不都合を改善し、駆動回転軸の周りにおけるエアギャップのギャップ長を、より均一化することのできる改良された密閉型圧縮装置を提案するものであり、またその密閉型圧縮装置の製造装置、並びにその製造方法を提案するものである。

この発明による密閉型圧縮装置は、少なくとも、密閉容器を構成する円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダが固定され、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結された組立状態に組立られた密閉型圧縮装置であって、前記円筒状シェルは、前記組立状態でその外周から形成された歪付与領域を有し、この歪付与領域が、前記円筒状シェルに永久歪を付与し、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善したことを特徴とする。

また、この発明による密閉型圧縮装置の製造装置は、組立状態において、少なくとも、密閉容器の円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダが固定され、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結された密閉型圧縮装置に対して、前記エアギャップの補正を行なうエアギャップ補正装置を備え、前記エアギャップ補正装置は、前記組立状態にある密閉型圧縮装置の前記円筒状シェルに対して、その外周から補正加工を行ない、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善する歪付与領域を形成する加工ヘッドと、前記補正加工の位置と加工条件を演算し、前記加工ヘッドを制御する演算制御手段を有することを特徴とする。

また、この発明による密閉型圧縮装置の製造方法は、組立工程とエアギャップ補正工程を含む密閉型圧縮装置の製造方法であって、前記組立工程は、密閉容器を構成する円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダを固定し、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結されるように前記密閉型圧縮装置の組立を行ない、また、前記エアギャップ補正工程は、前記組立工程の後で前記密閉型圧縮装置の前記円筒状シェルに対して、その外周から補正加工を行ない、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善する歪付与領域を形成することを特徴とする。

この発明による密閉型圧縮装置では、円筒状シェルは、組立状態でその外周から形成された歪付与領域を有し、この歪付与領域が、前記円筒状シェルに永久歪を付与し、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善したことを特徴としており、円筒状シェルのすべての残留応力、シリンダの固定に伴なう入熱条件を含め、それらのばらつきに伴なうエアギャップの変化を補償して、そのギャップ長の均一性を改善することができる。

また、この発明による密閉型圧縮装置の製造装置では、エアギャップ補正装置が、組立状態にある密閉型圧縮装置の前記円筒状シェルに対して、その外周から補正加工を行ない、駆動回転軸の周りにおけるエアギャップのギャップ長の均一性を改善する歪付与領域を形成する加工ヘッドと、前記補正加工の位置と加工条件を演算し、前記加工ヘッドを制御する演算制御手段を有しているので、組立状態にある円筒状シェルのすべての残留応力、シリンダの固定に伴なう入熱条件を含め、それらのばらつきに伴なうエアギャップの変化を補償して、そのギャップ長の均一性を改善することができる。

また、この発明による密閉型圧縮装置の製造方法では、組立工程は、密閉容器を構成する円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダを固定し、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結されるように前記密閉型圧縮装置の組立を行ない、また、前記エアギャップ補正工程は、前記組立工程の後で前記密閉型圧縮装置の前記円筒状シェルに対して、その外周から補正加工を行ない、前記駆動回転軸の周りにおけるエアギャップのギャップ長の均一性を改善する歪付与領域を形成するので、組立工程の後における円筒状シェルのすべての残留応力、シリンダの固定に伴なう入熱条件を含め、それらのばらつきに伴なうエアギャップの変化を補償して、そのギャップ長の均一性を改善することができる。

以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明による密閉型圧縮装置の実施の形態１を示す斜視図、図２は、その縦断面図である。

実施の形態１の密閉型圧縮装置１００は、密閉容器１０と、電動機２０と、圧縮機３０と、駆動回転軸４０と、アキュームレータ５０を有する。この密閉型圧縮装置１００は、例えば空調機、電気冷蔵庫などに応用される。

密閉容器１０は、円筒状シェル１１と、端部シェル１２、１３を有する。これらのシェル１１、１２、１３は、例えば比較的薄い鋼板により構成される。円筒状シェル１１は、例えば鋼板を円筒状に成形して構成され、その中心軸線が鉛直方向となるように配置される。この円筒状シェル１１は、ミドルシェルとも呼ばれ、端部シェル１２、１３の間に配置される。端部シェル１２は、円筒状シェル１１の上部開口部を封止するようにして円筒状シェル１１に固定される。この端部シェル１２はアッパーシェルとも呼ばれ、その中心部には、吐出管１４が配置される。この吐出管１４は、圧縮機３０により圧縮された被圧縮ガス、例えば冷媒を吐出する。端部シェル１３は、円筒状シェル１１の下部開口部を封止するようにして円筒状シェル１１に固定される。この端部シェル１３はロアシェルとも呼ばれ、この端部シェル１３には、フットシェル１５が固定される。このフットシェル１５は、密閉型圧縮装置１００を固定するのに利用される。密閉容器１０は、内部に密閉空間１６を形成する。

電動機２０は、例えば単相誘導電動機であり、密閉空間１６に配置され、固定子２１と、電動機回転子２５を有する。固定子２１は、固定子コア２２と固定子コイル２３を有する。固定子コア２２は、例えば珪素鋼板と積層して円筒状に構成され、密閉容器１０の円筒状シェル１１の内周面に、例えば圧入または焼き嵌めされて固定される。固定子コイル２３は、固定子コア２２に巻回される。この固定子コイル２３は、例えば商用交流電源に接続され、固定子コア２２の内周に回転磁界を発生する。電動機回転子２５は、例えば珪素鋼板を積層して円筒状に構成され、固定子２１の内周に配置され、固定子２１の内周面と電動機回転子２５の外周面は、環状のエアギャップ２７を介して互いに対向する。電動機回転子２５は、エアギャップ２７を介して固定子２１から回転磁界を受け、この回転磁界により回転する。

圧縮機３０は、電動機２０とともに密閉空間１６に配置され、シリンダ３１と、圧縮ロータ３５と、第１、第２軸受３７、３８を有する。シリンダ３１は、例えば鋳鉄または焼結材を加工して構成される。このシリンダ３１は、円筒状シェル１１の内径よりも僅かに小さい外径を持つように作られ、例えば複数のアークスポット溶接点３２により、円筒状シェル１１の内周面に固定される。複数のアークスポット溶接点３２は、円筒状シェル１１の外部からアークスポット溶接を行なうことにより、形成される。シリンダ３１の中心部には、圧縮室３３が形成される。この圧縮室３３は、例えばシリンダ３１の中心部を切削加工して形成される。

圧縮ロータ３５は、圧縮室３３に配置される。この圧縮ロータ３５は、圧縮室３３内で回転することにより、アキュームレータ５０からの被圧縮ガスを圧縮する。圧縮室３３で圧縮された被圧縮ガスは、密閉空間１６に排出され、エアギャップ２７を通り、吐出管１４から吐出される。

第１、第２軸受３７、３８は、例えば軸受メタルにより構成される。第１軸受３７は、シリンダ３１に上面に、また第２軸受３８は、シリンダ３１の下面に、それぞれ圧縮室３３を密封するように固定される。これらの第１、第２軸受３７、３８は、シリンダ３１の中心部を上下から挟むようにしてシリンダ３１に固定され、圧縮室３３を密封する。

駆動回転軸４０は、電動機２０と圧縮機３０とに共通な回転軸であり、密閉空間１６に鉛直方向に延びるように配置される。この駆動回転軸４０は、圧縮機のシリンダ３１を貫通し、圧縮室３３を貫通して、電動機回転子２５の内周に延びている。この駆動回転軸４０には、圧縮ロータ３５が一体に形成される。駆動回転軸４０は、シリンダ３１を貫通する部分において、第１、第２軸受３７、３８により、回転可能に支持される。第２軸受３８は、駆動回転軸４０の下端部を支持するが、第１軸受３７は、第２軸受３８よりも中央部で駆動回転軸４０を支持する。このため、第１軸受３７が、駆動回転軸４０の主軸受を構成し、第２軸受３８は補助軸受を構成する。

駆動回転軸４０は、第１軸受３７の下方に、圧縮機３０のシリンダ３１を貫通する第１部分４１を有し、また第１軸受３７の上方に、電動機回転子２５の内周へ延びる第２部分４２を有する。第１部分４１は、第２軸受３８により支持されるが、第２部分４２には、軸受は配置されず、自由部分となっており、この第２部分４２に電動機回転子２５が取り付けられる。駆動回転軸４０は電動機回転子２５により回転駆動される。

アキュームレータ５０は、密閉容器１０の外部に配置され、密閉容器１０に取り付けられる。このアキュームレータ５０の下端部の連通管５２は、ろう付部分５３により、圧縮室３３の吸入口３３ａに連通する吸入管５５および円筒状シェル１１に固定された継手管５４に接合される。継手管５４は、円筒状シェル１１の外部に固定される。吸入管５５は、圧縮室３３の吸入口３３ａから円筒状シェル１１および継手管５４を貫通して、密閉容器１０に外部に突出している。アキュームレータ５０の連通管５２は、吸入管５５の内部に嵌め込まれ、ろう付部分５３により、吸入管５５および継手管５４にろう付される。

さて、密閉容器１０の円筒状シェル１１は、図１に示すように、第１部分１１Ａと、第２部分１１Ｂと、中間部分１１Ｃを有する。第１部分１１Ａは、その内周に、電動機２０の固定子２１が固定された部分である。第２部分１１Ｂは、その内周に圧縮機３０のシリンダ３１が固定された部分である。中間部分１１Ｃは、第１部分１１Ａと第２部分１１Ｂに挟まれた部分である。この中間部分１１Ｃには、この発明により、歪付与領域１１Ｓが形成されている。この歪付与領域１１Ｓは、図１に示すように、中間部分１１Ｃに、駆動回転軸４０の周方向に沿って、長さＡを持つように形成される。

歪付与領域１１Ｓは、駆動回転軸４０の周りに、始端ＳＥと終端ＥＥとの間に形成される。始端ＳＥは、駆動回転軸４０の周りの角度位置θ１に位置し、終端ＥＥは、駆動回転軸４０の周りの角度位置θ２に位置する。歪付与領域１１Ｓは、始端ＳＥと終端ＥＥとの間に、長さＡを持って円弧状に形成される。

歪付与部分１１Ｓは、実施の形態１では、中間部分１１Ｃに設定された補正加工部分１１Wに、その外周から局部加熱を行なうことにより、形成される。この局部加熱による歪付与領域１１Ｓは、組立状態とされた密閉型圧縮装置１００に形成される。この組立状態では、密閉容器１０の内部に固定子２１と電動機回転子２５を有する電動機２０、シリンダ３１と圧縮ロータ３５を有する圧縮機３０、および駆動回転軸４０とが配置され、固定子２１とシリンダ３１が、ともに円筒状シェル１１の内周に固定され、また電動機回転子２５と圧縮ロータ３５とが駆動回転軸４０で連結されている。また、前記組立状態では、アキュームレータ５０が密閉容器１０に取り付けられ、その連通管５２がろう付部分５３により円筒状シェル１１に固定された継手管５４にろう付けされている。また、円筒状シェル１１に端部シェル１２、１３が固定され、密閉容器１０が構成されている。

歪付与部分１１Ｓは、前記組立状態とされた密閉型圧縮装置１００の円筒状シェル１１に永久歪を与え、駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心を改善し、この駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善する。図３は、歪付与領域１１Ｓにより円筒状シェル１１に付与される永久歪を説明する説明図である。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、円筒状シェル１１の中間部分１１Cの断面図である。図３（ａ）には、補正加工部分１１Ｗとその周囲部分１１Ｐが示される。図３（ｂ）は、この補正加工部分１１Ｗに局部加熱が行なわれている状態を示し、また図３（ｃ）は、この局部加熱後の自然冷却状態を示す。図３（ｃ）で、補正加工部分１１Ｗは、歪付与領域１１Ｓとなる。

補正加工部分１１Ｗには、図３（ｂ）の段階で局部加熱が行なわれ、その局部加熱により補正加工部分１１Ｗは熱膨張して、周囲部分１１Ｐに向かって押圧力Ｆｂを与える。この押圧力Ｆｂは、周囲部分１１Ｐを押し広げるように作用する。この図３（ｂ）の局部加熱が行なわれている状態では、補正加工部分１１Ｗには、押圧力Ｆｂと逆方向に、この押圧力Ｆｂと同じ大きさの圧縮塑性歪が発生する。この圧縮塑性歪は、補正加工領域１１Ｗの温度上昇による熱膨張と降伏強度の低下に基づいて発生する。補正加工部分１１Ｗは、局部加熱が終了した後に自然冷却される。補正加工部分１１Ｗは、この自然冷却により収縮し、周囲部分１１Pを引張る収縮力Ｆｃを与える。この収縮力Ｆｃは、補正加工部分１１Ｗが、その加熱時に発生した圧縮塑性歪と同じ量だけ収縮することにより発生するもので、この収縮力Ｆｃが永久歪となって円筒状シェル１１に与えられる。

駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性は、組立状態にある密閉型圧縮装置１００について、例えば特開平６−２８４６５５号公報に開示された周知の方法で測定される。このエアギャップ２７の変化特性は、駆動回転軸４０の周りにおける角度位置と、それに対するエアギャップ２７のギャップ長の変化との関係を表わす。

補正加工部分１１Ｗは、局部加熱とその後の自然冷却により、歪付与領域１１Ｓとなる部分であり、歪付与領域１１Ｓに対応して、それと同じ始端ＳＥと終端ＥＥを持って設定される。この補正加工部分１１Ｗの始端ＳＥ、終端ＥＥの角度位置θ１、θ２および補正加工部分１１Ｗに対する加工条件、すなわち加熱条件は、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性に基づいて、そのエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善するように、予め決定される。その結果、歪付与領域１１Ｓは、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善するような収縮力Ｆｃ、すなわち永久歪Ｆｃを円筒状シェル１１に付与する。

密閉型圧縮装置１００の組立工程では、最初に電動機２０の固定子２１を円筒状シェル１１の第1部分に固定する。その後、圧縮機３０のシリンダ３１の圧縮室３３を貫通するように駆動回転軸４０を配置し、この駆動回転軸４０に第１、第２軸受３７、３８を嵌め込み、この第１、第２軸受３７、３８により駆動回転軸４０を支持した後、この駆動回転軸４０に電動機回転子２５を取り付けた状態で、シリンダ３１をアークスポット溶接により、円筒状シェル１１の内周に固定する。その後に、アキュームレータ５０が取り付けられ、その連通管５２が、吸入管５５および継手管５４とろう付けされる。

シリンダ３１をアークスポット溶接する工程では、電動機２０の固定子２１と電動機回転子２５との間のエアギャップ２７が、駆動回転軸４０の周りで均一化されるように、固定子２１と電動機回転子２５の位置関係を保持した状態で、アークスポット溶接が行なわれるが、円筒状シェル１１の残留応力のばらつき、およびアークスポット溶接の入熱条件のばらつき、複数のアークスポット溶接点３２の溶接タイミングのずれなどに起因して、駆動回転軸４０が同軸ずれ、または偏心し、この駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長が不均一となる。

また、アキュームレータ５０の連通管５２をろう付部分５３により、ろう付けする工程でも、継手管５４が加熱され、円筒状シェル１１が再び加熱され、圧縮機３０のシリンダ３１の取り付け部が変形して、シリンダ３１に傾き、偏心が発生する。このろう付けによるシリンダ３１の傾き、偏心も、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長を不均一にする。

エアギャップ２７の不均一は、密閉型圧縮装置１００の運転時における振動、騒音を増加させ、電動機２０が単相誘導電動機で構成される場合には、その起動性を悪化させるばかりでなく、最悪の場合には、電動機回転子２５が固定子２１に接触する事故をも引き起こす。

実施の形態１では、歪付与領域１１Ｓが、組立状態にある密閉型圧縮装置１００に対して形成されるので、歪付与領域１１Ｓによる永久歪Ｆｃは、組立状態にある密閉型圧縮装置において、円筒状シェル１１のすべての残留応力、および圧縮機３０のシリンダ３１のアークスポット溶接時における入熱に伴なう駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心を改善し、またアキュームレータ５０の連通管５２のろう付け時の入熱に伴なう駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心も改善し、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善することができる。また、製造される初期の密閉型圧縮装置を含めてすべての密閉型圧縮装置１００について、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性を測定することにより、そのエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善することができる。

実施の形態２．
図４は、この発明による密閉型圧縮装置の製造に使用される製造装置の実施の形態２を示す縦断面図、図５は、図４に示す製造装置の実施の形態２の制御系を示すブロック図である。この製造装置は、図１、図２に示す密閉型圧縮装置１００を製造するのに使用され、歪付与領域１１Ｓを形成するのに使用される。

この実施の形態２の製造装置２００は、エアギャップ補正装置２１０を備えている。このエアギャップ補正装置２１０は、図４に示すように、ケース１３０を有し、このケース１３０の中に歪付与領域１１Ｓを形成するのに使用される各種機器を組み込んだものである。ケース１３０は、上部ケース１４０と、下部ケース１５０を有する。上部ケース１４０の下部には、ベース１０１が配置され、このベース１０１上に回転テーブル１０２が配置される。この回転テーブル１０２は、水平面内に回転可能に配置される。この回転テーブル１０２上に組立状態にある密閉型圧縮装置１００が設置される。密閉型圧縮装置１００は、駆動回転軸４０の軸線が回転テーブル１０２の軸線と一致するようにして、フットシェル１５が回転テーブル１０２上に取り付けられる。回転テーブル１０２には、位置決めピン１０３が付設される。この位置決めピン１０３は、回転テーブル１０２に対し、密閉型圧縮装置１００を所定の初期設定位置にセットする。回転テーブル１０２の回転方向を矢印Ｒで示す。

下部ケース１５０には、回転テーブル１０２の駆動手段１０５と減速機１０４が配置される。駆動手段１０５は、例えば電動機であり、減速機１０４を介して回転テーブル１０２を回転駆動する。減速機１０４の出力軸１０４ａは鉛直方向に延び、回転テーブル１０２に連結される。

上部ケース１４０には、さらに、加工ヘッド１０６と、移動機構１２０と、燃料ガス供給管１０７と、酸素ガス供給管１０８と、入力手段１０９が配置される。加工ヘッド１０６は、例えばガスバーナで構成される。加工ヘッド１０６は、その先端の加工部が密閉型圧縮装置１００の円筒状シェル１１の中間部分１１Ｃに対向するように配置される。移動機構１２０は、加工ヘッド１０６を密閉型圧縮装置１００の径方向に矢印Ｂで示す方向に駆動し、加工ヘッド１０６を密閉型圧縮装置１００に向けて前進させ、またそれから後退するように移動させる。歪付与領域１１Ｓを形成するときには、加工ヘッド１０６は、移動機構１２０により前進位置に移動されるが、歪付与領域１１Ｓを形成した後は、加工ヘッド１０６は後退位置に移動される。前進位置では、加工ヘッド１０６の先端の加工部が円筒状シェル１１の外周に接近し、加工ヘッド１０６の火炎が補正加工部分１１Ｗに直接吹き付けられる。

移動機構１２０は、ガイドレール１２１と駆動機構１２２を有する。ガイドレール１２１は、円筒状シェル１１の径方向に延びるように配置される。駆動機構１２２には、加工ヘッド１０６が取り付けられる。駆動機構１２２は、ガイドレール１２１上に載置され、加工ヘッド１０６が円筒状シェル１１に接近するように、加工ヘッド１０６を前進させ、また円筒状シェル１１から遠さけるように加工ヘッド１０６を後退させる。

燃料ガス供給管１０７および酸素ガス供給管１０８は、加工ヘッド１０６に連結され、加工ヘッド１０６に燃料ガス、例えば炭化水素ガスＣ₂Ｈ₂および酸素ガスＯ₂を供給し、加工ヘッド１０６の先端の加工部に火炎を発生させる。この火炎が補正加工部分１１Ｗを局部加熱し、歪付与領域１１Ｓを形成する。

エアギャップ補正装置２１０の制御系は、図５に示すように、入力手段１０９と、演算制御手段１１０と、シーケンサ１１１と、サーボアンプ１１２と、ガス流量制御器１１３を含み、駆動手段１０５、および加工ヘッド１０６に対する燃料ガスと酸素ガスの供給量を制御する。演算制御手段１１０は、例えばパーソナルコンピュータで構成される。入力手段１０９は、例えばタッチパネルであり、演算制御手段１１０に対する入力手段を構成する。この入力手段１０９には、密閉型圧縮装置１００の駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性が入力される。

このエアギャップ２７の変化特性は、前述の通り、例えば特開平６−２８４６５号公報に開示された周知の方法で測定される。この周知の方法では、組立状態にある密閉型圧縮装置１００について、実際に電動機２０を回転させ、円筒状シェル１１の外周に、２つの振動検出センサを取り付け、エアギャップ２７の変化特性が測定される。２つの振動検出センサの中の第１の振動検出センサは、電動機２０の固定子コイル２３による電動機回転子２５の吸引力が最大となる位置に設置され、また第２の振動検出センサは、駆動回転軸４０の周りで第１の振動検出センサから９０度だけ隔たった位置に設置される。

演算制御手段１１０は、入力されたエアギャップ２７の変化特性に基づき、補正加工部分１１Ｗの角度位置θ１、θ２と、その補正加工部分１１Ｗに対する加工条件、すなわち加熱条件を演算して決定する。補正加工部分１１Ｗの角度位置θ１、θ２は、図１に示す歪付与領域１１Ｓの始端ＳＥと終端ＥＥを規定する。加熱条件は、補正加工部分１１Ｗに対する加熱量であり、加工ヘッド１０６に対する燃料ガスと酸素ガスの供給量を制御する。

駆動手段１０５は、演算制御手段１１０により、シーケンサ１１１とサーボアンプ１１２を介して制御される。この駆動電動機１０５は、最初に予備駆動として、加工ヘッド１０６に燃料ガスと酸素ガスが供給されない状態で、回転テーブル１０２を回転させ、密閉型圧縮装置１００を初期設定位置から、補正加工部分１１Ｗの始端ＳＥが加工ヘッド１０６の先端の加工部と一致する状態まで、回転テーブル１０２を回転させる。次に、加工ヘッド１０６に燃料ガスと酸素ガスが供給され、加工ヘッド１０６が火炎を発生した状態で、補正加工駆動として、補正加工部分１１Ｗの終端ＥＥが加工ヘッド１０６の先端の加工部と一致する位置まで、回転テーブル１０２を駆動する。この補正加工駆動は、加工ヘッド１０６が移動機構１２０により前進位置に制御された状態で行なわれ、歪付与領域１１Ｓの角度位置θ１、θ２を決定する。

ガス流量制御器１１３は、燃料ガスボンベ１１４および酸素ガスボンベ１１５と、加工ヘッド１０６との間に配置される。このガス流量制御器１１３は、演算制御手段１１０からシーケンサ１１１を介して制御され、加工ヘッド１０６による局部加熱の加熱量を制御する。この局部加熱の加熱量の制御は、加工ヘッド１０６が移動機構１２０により前進位置に制御された状態で行なわれ、歪付与領域１１Ｓによる永久歪Ｆｃの大きさを制御する。

図６は、歪付与領域１１Ｓの角度範囲とエアギャップの調整量との関係を示す特性図である。図６の横軸は歪付与領域１１Ｓの角度範囲（長さＡ）を示し、駆動回転軸４０の周りの角度位置０から角度位置１８０度の間の角度範囲が示される。図６の縦軸は、歪付与領域１１Ｓによるエアギャップ２７の調整量を示す。

図６には、３つの調整量特性Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が示される。調整量特性Ｃ１は、局部加熱の加熱量をｃ１としたときの特性であり、調整量特性Ｃ２、Ｃ３はそれぞれ局部加熱の加熱量をｃ２、ｃ３としたときに特性である。ｃ１＜ｃ２＜ｃ３の関係に設定されており、局部加熱の加熱量を大きくすることにより、エアギャップ２７の調整量を大きくできることを示す。

図６は、歪付与領域１１Ｓの角度範囲を０から１８０度とした場合を例示している。しかし、歪付与領域１１Ｓの角度範囲が、１８０度以下であれば、この図６の特性からエアギャップ２７の調整量特性を読取ることができる。歪付与領域１１Ｓが、図１に示すように、角度位置θ１と角度位置θ２の間にあるとき、その角度範囲θは、θ＝θ２−θ１であり、図６の角度０から角度θの範囲のエアギャップ２７の調整量特性を読取ることができる。演算制御手段１１０は、この図６の調整量特性を記憶しており、この調整量特性に基づき、補正加工部分１１Ｗの角度位置θ１、θ２と、加熱量を決定する。

以上のように、実施の形態２の製造装置２００は、組立状態にある密閉型圧縮装置１００の円筒状シェル１１に対して、その外周から補正加工を行ない、歪付与領域１１Ｓを形成するエアギャップ補正装置２１０を含んでいるので、組立状態にある密閉型圧縮装置１００において、円筒状シェル１１のすべての残留応力、および圧縮機３０のシリンダ３１のアークスポット溶接時における入熱に伴なう駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心を改善し、またアキュームレータ５０の連通管５２のろう付け時の入熱に伴なう駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心も改善し、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善することができる。また、製造される初期の密閉型圧縮装置を含めてすべての密閉型圧縮装置１００について、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性を測定することにより、そのエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善することができる。

実施の形態３．
図７は、この発明による密閉型圧縮装置の製造方法に関する実施の形態３を示すフローチャートである。この実施の形態３の製造方法は、実施の形態１の密閉型圧縮装置１００の製造方法であり、実施の形態２のエアギャップ補正装置２１０を用いて、密閉型圧縮装置１００に歪付与領域１１Ｓを形成する。

図７に示すフローチャートは、密閉型圧縮装置１００の組立工程ＡＳＳと、この組立工程ＡＳＳに続くエアギャップ補正工程ＡＭＡを含んでいる。組立工程ＡＳＳでは、図８（ａ）に示すように、歪付与領域１１Ｓが形成されていない密閉型圧縮装置１００が組立られる。この密閉型圧縮装置１００の組立状態では、前述の通り、密閉容器１０の内部に固定子２１と電動機回転子２５を有する電動機２０と、シリンダ３１と圧縮ロータ３５を有する圧縮機３０と、駆動回転軸４０とが配置され、固定子２１とシリンダ３１が円筒状シェル１１の内周に固定され、また電動機回転子２５と圧縮ロータ３５とが駆動回転軸４０で連結されている。また、前記組立状態では、アキュームレータ５０が密閉容器１０に取り付けられ、その連通管５２がろう付け部分５３により密閉容器１０にろう付けされ、円筒状シェル１１には端部シェル１２、１３が接合される。

エアギャップ補正工程ＡＭＡは、組立工程ＡＳＳの完了後に実行され、図８（ｂ）に示すように、組立状態にある密閉型圧縮装置１００に歪付与領域１１Ｓを形成して、密閉型圧縮装置１００のエアギャップ２７のギャップ長の均一化を図る。図８（ｂ）の密閉型圧縮装置１００は、図２に示す密閉型圧縮装置１００と同じである。エアギャップ補正工程ＡＭＡは、図７に示すように、１１のステップＳＴ１００からＳＴ１１０を含む。最初のステップＳＴ１００では、周知の測定装置により、組立状態にある密閉型圧縮装置１００の駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性が測定される。

次のステップＳＴ１０１では、組立状態にある密閉型圧縮装置１００を回転テーブル１０２上にセットする。このステップＳＴ１０１では、位置決めピン１０３を用いて、密閉型圧縮装置１００を初期設定位置に置き、回転テーブル１０２上にセットする。回転テーブル１０２は、初期設定位置にセットされる。次のステップＳＴ１０２では、ステップＳＴ１００で測定したエアギャップ２７の変化特性を入力手段１０９に入力する。次のステップＳＴ１０３では、入力されたエアギャップ２７の変化特性に基づいて、演算制御手段１１０により、補正加工部分１１Ｗの角度位置θ１、θ２と、補正加工部分１１Ｗに対する加工条件、すなわち加熱条件を演算する。このステップＳＴ１０３では、演算制御手段１１０は、図６に示すエアギャップの調整量特性を用いて、補正加工部分１１Ｗの角度位置θ１、θ２と、補正加工ヘッド１０６に対する燃料ガスと酸素ガスの供給量を決定する。

次のステップＳＴ１０４では、駆動電動機１０５により、回転テーブル１０２を予備駆動し、回転テーブル１０２を初期設定位置から密閉型圧縮装置１００を補正加工開始位置まで回転させる。このステップＳＴ１０４では、加工ヘッド１０６の先端の加工部の位置と、補正加工部分１１Ｗの始端（角度位置θ１）とが一致するように、密閉型圧縮装置１００を予備駆動する。次のステップＳＴ１０５では、演算制御手段１１０により演算された加工条件、すなわち加熱条件に基づき、ガス流量制御器１１３が燃料ガスと酸素ガスの供給量を設定する。

次のステップＳＴ１０６では、移動機構１２０により加工ヘッド１０６を前進位置の移動させ、加工ヘッド１０６に点火し、補正加工部分１１Ｗに対する局部加熱を開始する。ステップＳＴ１０７では、駆動電動機１０５により回転テーブル１０２を補正加工駆動し、加工ヘッド１０６に対して密閉型圧縮装置１００を相対回転する。この補正加工駆動は、加工ヘッド１０６が火炎を補正加工部分１１Ｗに吹き付けている状態で、補正加工部分１１Ｗを移動する。この補正加工駆動は、加工ヘッド１０６の先端の加工部の位置と、補正加工部分１１Ｗの終端（角度位置θ２）とが一致するまで継続する。

次のステップＳＴ１０８では、加工ヘッド１０６の先端の加工部の位置と、補正加工部分１１Ｗの終端（角度位置θ２）とが一致し、加工ヘッド１０６が消火され、また駆動電動機１０５による回転テーブル１０２の回転が停止され、移動機構１２０により加工ヘッド１０６が後退位置に後退する。次のステップＳＴ１０９では、回転テーブル１０２を初期設定位置に復帰させ、ステップＳＴ１１０で作業が完了する。

歪付与領域１１Ｓを形成する前の密閉型圧縮装置１００では、図８（ａ）に示すように、例えば固定子２１と電動機回転子２５の上端部分で、左側のエアギャップ長ｇ１が、その右側のエアギャップ長ｇ２よりも小さく、また固定子２１と電動機回転子２５の下端部分でも、左側のエアギャップ長ｇ３が、その右側のエアギャップ長ｇ４よりも小さいとする。すなわち、ｇ１＜ｇ２、ｇ３＜ｇ４とする。また、エアギャップｇ１は、エアギャップｇ３に比べて小さく、エアギャップｇ２はエアギャップｇ４に比べて大きいので、ｇ１＜ｇ３、ｇ２＞ｇ４である。すなわち、回転子２５が固定子２１に対してシリンダ３１を中心として回転するようにして傾斜した状態にあり、ｇ１＜ｇ３＜ｇ４＜ｇ２となる。シリンダ３１と円筒シェル１１のアークスポット溶接固定またはシリンダ３１と連通管５２のろう付によって発生するエアギャップの偏りは図８（ａ）に示すような状態がほとんどである。

歪付与領域１１Ｓを形成した密閉型圧縮装置１００では、図８（ｂ）に示すように、円筒状シェル１１の外周から、小さなギャップ長ｇ１、ｇ３となっている位置に、歪付与領域１１Ｓが形成され、これらのエアギャップ長ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４が、均一のギャップ長ｇに均一化される。

以上にように実施の形態３の密閉型圧縮装置の製造方法では、組立状態にある密閉型圧縮装置１００の円筒状シェル１１に対して、その外周から補正加工を行ない、歪付与領域１１Ｓを形成するエアギャップ補正工程ＡＭＡを含んでいるので、組立状態の密閉型圧縮装置１００において、円筒状シェル１１のすべての残留応力、および圧縮機３０のシリンダ３１のアークスポット溶接時における入熱に伴なう駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心を改善し、またアキュームレータ５０の連通管５２のろう付け時の入熱に伴なう駆動回転軸４０の同軸ずれ、または偏心も改善し、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善することができる。また、製造される初期の密閉型圧縮装置を含めてすべての密閉型圧縮装置１００について、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７の変化特性を測定することにより、そのエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善することができる。

実施の形態４．
図９は、この発明による密閉型圧縮装置の実施の形態４を示す断面図である。この実施の形態４の密閉型圧縮装置１００Ａでは、実施の形態１における歪付与領域１１Ｓが、歪付与部分１１Ｆに変えられ、この歪付与領域１１Ｆは、補正加工部分１１Ｗを局部変形することにより形成される。その他は、実施の形態１の密閉型圧縮装置１００と同じに構成される。

実施の形態４の密閉型圧縮装置１００Ａの歪付与領域１１Ｆは、補正加工部分１１Ｗを局部変形して形成される。この補正加工部分１１Ｗの位置は、実施の形態２における演算制御手段１１０により決定され、始端ＳＥと終端ＥＥを有する。加工ヘッド１０６は、この補正加工部分１１Ｗに、その外周から外力を加える局部変形ヘッドとされる。歪付与領域１１Ｆは、演算制御手段１１０により、局部変形ヘッドが補正加工部分１１Ｗに、演算制御手段１１０で決定された大きさの圧力を与えることにより形成される。局部変形ヘッドが補正加工部分１１Ｗの始端ＳＥから終端ＥＥまでの範囲に、演算制御手段１１０により決定された大きさの圧力を与えるように、回転テーブル１０２が回転される。

実施の形態４における歪付与領域１１Ｆも、実施の形態１における歪付与領域１１Ｓと同様に、円筒状シェル１１に永久歪Ｆｃを与え、駆動回転軸４０の周りにおけるエアギャップ２７のギャップ長の均一性を改善する。

この発明による密閉型圧縮装置は、例えば空調機、電気冷蔵庫などに利用される。

この発明による密閉型圧縮装置の実施の形態１を示す斜視図である。実施の形態１の縦断面図である。実施の形態１における歪付与領域による永久歪の説明図である。この発明による密閉型圧縮装置の製造装置の実施の形態２を示す縦断面図である。実施の形態２における制御系を示すブロック図である。実施の形態２における演算制御手段に記憶されるエアギャップの調整量特性を示す特性図である。この発明による密閉型圧縮装置の製造方法の実施の形態３を示すフローチャートである。実施の形態３により、エアギャップ補正工程前の密閉型圧縮装置と、エアギャップ補正工程後の密閉型圧縮装置を示す断面図である。この発明による密閉型圧縮装置の実施の形態４を示す断面図である。

符号の説明

１０：密閉容器、１１：円筒状シェル、１１Ａ：第1部分、１１Ｂ：第２部分、
１１Ｃ：中間部分、１１Ｗ：補正加工部分、１１Ｓ、１１F：歪付与部分、
１２：１３：端部シェル、２０：電動機、２１：固定子、２５：電動機回転子、
３０：圧縮機、３１：シリンダ、３３：圧縮室、３５：圧縮ロータ、
４０：駆動回転軸、５０：アキュームレータ、５２：連通管。

Claims

少なくとも、密閉容器を構成する円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダが固定され、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結された組立状態に組立られた密閉型圧縮装置であって、
前記円筒状シェルは、前記組立状態でその外周から形成された歪付与領域を有し、この歪付与領域が、前記円筒状シェルに永久歪を付与し、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善したことを特徴とする密閉型圧縮装置。
請求項１記載の密閉型圧縮装置であって、前記歪付与領域が、前記円筒状シェルの前記固定子を固定する第１部分と、前記シリンダを固定する第２部分との間に形成された密閉型圧縮装置。
請求項１記載の密閉型圧縮装置であって、前記歪付与領域が、前記円筒状シェルを局部加熱して形成された密閉型圧縮装置。
請求項１記載の密閉型圧縮装置であって、前記歪付与領域が、前記円筒状シェルの周方向に、所定長さを持って形成された密閉型圧縮装置。
請求項１記載の密閉型圧縮装置であって、前記歪付与領域が、前記円筒状シェルを局部変形して形成された密閉型圧縮装置。
組立状態において、少なくとも、密閉容器の円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダが固定され、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結された密閉型圧縮装置に対して、前記エアギャップの補正を行なうエアギャップ補正装置を備え、
前記エアギャップ補正装置は、前記組立状態にある密閉型圧縮装置の前記円筒状シェルに対して、その外周から補正加工を行ない、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善する歪付与領域を形成する加工ヘッドと、前記補正加工の位置と加工条件を演算し、前記加工ヘッドを制御する演算制御手段を有することを特徴とする密閉型圧縮装置の製造装置。
請求項６記載の密閉型圧縮装置の製造装置であって、前記組立状態では、さらに、前記円筒状シェルの外周にアキュームレータが取り付けられ、このアキュームレータの連通管が、前記円筒状シェルの継手管にろう付けされた密閉型圧縮装置の製造装置。
請求項６記載の密閉型圧縮装置の製造装置であって、前記演算制御手段は、前記組立状態にある密閉型圧縮装置を対象として測定された前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップの変化特性が入力され、このエアギャップの変化特性に基づいて、前記補正加工の位置と加工条件を演算する密閉型圧縮装置の製造装置。
組立工程とエアギャップ補正工程を含む密閉型圧縮装置の製造方法であって、前記組立工程は、密閉容器を構成する円筒状シェルの内周に、電動機の固定子と圧縮機のシリンダを固定し、前記電動機の電動機回転子がエアギャップを介して前記固定子の内周に対向し、前記電動機回転子が駆動回転軸により前記圧縮機の圧縮ロータに連結されるように前記密閉型圧縮装置の組立を行ない、
また、前記エアギャップ補正工程は、前記組立工程の後で前記密閉型圧縮装置の前記円筒状シェルに対して、その外周から補正加工を行ない、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップのギャップ長の均一性を改善する歪付与領域を形成することを特徴とする密閉型圧縮装置の製造方法。
請求項９記載の密閉型圧縮装置の製造方法であって、前記組立工程では、さらに、前記円筒状シェルの外周にアキュームレータが取り付けられ、このアキュームレータの連通管が、前記円筒状シェルの継手管にろう付けされる密閉型圧縮装置の製造方法。
請求項９記載の密閉型圧縮装置の製造方法であって、前記エアギャップ補正工程において、前記補正加工が局部加熱とされ、この局部加熱により前記歪付与領域を形成する密閉型圧縮装置の製造方法。
請求項９記載の密閉型圧縮装置の製造方法であって、前記エアギャップ補正工程が、前記駆動回転軸の周りにおける前記エアギャップの変化特性を測定する工程と、前記エアギャップの変化特性に基づいて、前記補正加工の位置と加工条件を決定する工程、および前記補正加工の位置と加工条件に基づき、前記円筒状シェルに補正加工を行なう工程を含む密閉型圧縮装置の製造方法。