JP5134886B2 - 密閉式電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動されると共に、複数の圧縮要素から構成される圧縮機構部とを収容して成る密閉式電動圧縮機に関するものである。

従来より密閉式電動圧縮機、例えば、ロータリコンプレッサでは、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される圧縮機構部とが収容されている。密閉容器は、本体を構成する筒体と、この筒体の一端開口を閉塞し、電動要素に給電するためのターミナルを備えたエンドキャップと、筒体の他方の開口を閉塞し、密閉容器の底部を構成するボトムとから成る。また、電動要素は、周知の如くステータと、このステータの内側で回転するロータとから構成されている。そして、ターミナル及び配線を介して電動要素に通電されると、圧縮機構部のシリンダ内に冷媒が吸入され、この冷媒はローラとベーンの動作により圧縮され、高温高圧の冷媒となり、密閉容器内に吐出される。その後、密閉容器内に吐出された高温高圧の冷媒は、該密閉容器に連通接続された冷媒配管からロータリコンプレッサの外部に吐出されていた（例えば、特許文献１参照）。
特許第３８４３９１７号公報

ところで、上記圧縮機構部が複数の圧縮要素から成る密閉式電動圧縮機では、密閉容器の電動要素側に配置された圧縮要素が密閉容器の筒体の中央部に近い位置となり、圧縮要素に冷媒を導入するための冷媒導入管、或いは、圧縮要素から冷媒を吐出するための冷媒吐出管などの冷媒配管を接続するためのスリーブが密閉容器の中央に近づくこととなる。

このスリーブは、密閉容器に溶接にて固定されるが、密閉容器は内部の圧力が高圧となると膨らむため、特に、密閉容器の中央部が最も膨らむため、上述の中央に近い位置の圧縮要素に対応するスリーブの固定箇所に損傷が発生し易くなる。

更に、従来の密閉式電動圧縮機では、電動要素のステータが密閉容器の筒体の内周面に焼き嵌めにて固定されていたが、上述のような密閉容器の変形（膨張）により、ステータの固定が緩んで当該ステータがずれたり、落下するといった問題も生じていた。

そこで、本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、複数の圧縮要素から圧縮機構部が構成された密閉式電動圧縮機において、スリーブの損傷とステータの落下を抑制して、密閉式電動圧縮機の信頼性の改善を図ることを目的とする。

本発明の密閉式電動圧縮機は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される圧縮機構部とを収容し、圧縮機構部を、複数の圧縮要素にて構成して成るものであって、密閉容器は、本体を構成する筒体と、この筒体に取り付けられたエンドキャップとを備え、密閉容器の筒体には、圧縮機構部の各圧縮要素にそれぞれ冷媒を導入するための冷媒導入管、及び／又は、各圧縮要素からそれぞれ冷媒を吐出するための冷媒吐出管が接続される複数のスリーブが溶接固定されており、電動要素のステータは、複数枚の電磁鋼板を積層し、カシメ固定して成り、密閉容器内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、このステータの下端部は密閉容器の筒体の軸方向における中央部に対応しており、当該ステータの下端部は、密閉容器の筒体の中央部に溶接にて固定されていることを特徴とする。

請求項２の発明の密閉式電動圧縮機は、上記発明において各圧縮要素により圧縮される冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする。

本発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される圧縮機構部とを収容し、圧縮機構部を、複数の圧縮要素にて構成して成る密閉式電動圧縮機において、密閉容器の筒体に溶接固定され、圧縮機構部の各圧縮要素にそれぞれ冷媒を導入するための冷媒導入管、及び／又は、各圧縮要素からそれぞれ冷媒を吐出するための冷媒吐出管が接続される複数のスリーブを備え、電動要素のステータは、密閉容器内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、このステータは、密閉容器に溶接にて固定されているので、密閉容器の膨らみを抑えることができる。これにより、スリーブに発生する損傷とステータのずれや落下を効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

また、密閉容器は、本体を構成する筒体と、この筒体に取り付けられたエンドキャップとを備え、ステータは複数枚の電磁鋼板を積層し、カシメ固定して成り、その下端部は密閉容器の筒体の軸方向における中央部に対応しており、この筒体の中央部に溶接にて固定されているので、密閉容器の膨らみを最も効果的に抑制することができる。これにより、特に、複数有る圧縮要素のうちの密閉容器中央に近い位置の圧縮要素に対するスリーブの損傷を防止、或いは、抑制することができるようになると共に、ステータ全体の落下及び電磁鋼板の落下を最も効果的に防止することができる。

特に、上記発明に記載の発明において各圧縮要素により圧縮される冷媒として請求項２の発明の如く圧縮により著しく高い圧力となる二酸化炭素を使用した場合には、効果的となる。これにより、二酸化炭素冷媒を使用した密閉式電動圧縮機の信頼性の向上を図ることができるようになる。

本発明は、複数の圧縮要素から成る圧縮機構部を備えた密閉式電動圧縮機において、密閉容器の変形によって、冷媒導入管や冷媒吐出管が接続されるスリーブに損傷と、密閉容器に焼き嵌めにて保持されたステータがずれたり落下する不都合を極力抑制するために成されたものである。このようなスリーブの損傷とステータのずれや落下を抑制するという目的を、ステータを密閉容器内側に焼き嵌めにて保持し、且つ、密閉容器に溶接にて固定することにより実現した。以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。

図１は本発明の一実施例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。本実施例に係る密閉式電動圧縮機は、密閉容器２内に駆動要素としての電動要素３と、この電動要素３にて駆動される複数の回転圧縮要素（圧縮要素）から構成された回転圧縮機構部６（圧縮機構部）を収容して成るロータリコンプレッサ１である。本実施例のロータリコンプレッサ１は、回転圧縮機構部６が第１の回転圧縮要素４及び第２の回転圧縮要素５から成り、外部からの低圧冷媒を第１の回転圧縮要素４で圧縮し、密閉容器２内に吐出した後、第２の回転圧縮要素５に吸い込んで圧縮する内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサである。具体的に、図１に示す本実施例のロータリコンプレッサ１は、鋼板からなる縦型円筒状の密閉容器２内に、この密閉容器２の内部空間の上側に電動要素３が設けられ、この電動要素３の下側に当該電動要素３の回転軸７により駆動される回転圧縮機構部６（第１及び第２の回転圧縮要素４、５）が配設されている。そして、本実施例のロータリコンプレッサ１には冷媒として二酸化炭素 （ＣＯ₂）が使用される。

前記密閉容器２は、本体を構成する円筒状を呈した筒体２Ａと、この筒体２Ａの電動要素３が配置される側となる一端（上端）の開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）２Ｂと、該筒体２Ａの他端（下端）の開口を閉塞する同じく略椀状のボトム（底体）２Ｃとで構成されている。また、エンドキャップ２Ｂの上面には円形の取付孔２Ｄが形成され、この取付孔２Ｄには電動要素３に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）８が取り付けられている。また、本実施例のボトム２Ｃは、密閉容器２の底部に位置し、オイル溜めとして使用される。即ち、ボトム２Ｃの内部にはオイルが貯留され、そこから給油手段としてのオイルポンプ９によりオイルが汲み上げられ、回転軸７内の図示しないオイル孔を介して各摺動部等に供給可能に構成されている。

一方、前記電動要素３は、密閉容器２の筒体２Ａの一端側の空間（上部空間）の内周面に沿って環状に固定されたステータ１０と、このステータ１０の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ１１とから構成されており、このロータ１１は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸７に固定されている。

上記ステータ１０は、後述する複数枚の電磁鋼板（後述するステータ用鉄板１５）を積層した積層体１２から成り、この積層体１２の歯部１６（図１では図示されず）に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル１３を有している。また、ロータ１１もステータ１０と同様に電磁鋼板の積層体１４で構成されている。

他方、前記回転圧縮機構部６は、中間仕切板１９を挟んで、２段目となる第２の回転圧縮要素５を密閉容器２内の電動要素３側、１段目となる第１の回転圧縮要素４を電動要素３とは反対側に配置されている。即ち、本実施例のロータリコンプレッサ１では、中間仕切板１９を挟んで第１の回転圧縮要素４が下側、第２の回転圧縮要素５が上側に配置されている。当該第１及び第２の回転圧縮要素４、５は、シリンダ２０、２２と、電動要素３の回転軸７に形成された偏心部２４、２６に嵌合されて、各シリンダ２０、２２内で偏心回転するローラ２８、３０と、各ローラ２８、３０に当接して各シリンダ２０、２２内を低圧室側と高圧室側にそれぞれ区画するベーン（図示せず）と、各ベーンを常時ローラ２８、３０側に付勢するためのバネ部材としてのスプリング（図示せず）と、第１の回転圧縮要素４を構成するシリンダ２２の一方（下側）の開口を閉塞すると共に、回転軸７の副軸受け３４Ａを有する下部支持部材３４と、第２の回転圧縮要素５を構成するシリンダ２０の一方（上側）の開口を閉塞すると共に、回転軸７の主軸受け３２Ａを有する上部支持部材３２によって構成される。

従って、本実施例のロータリコンプレッサ１では、回転軸７は当該回転軸７の軸方向における略中央部を主軸受け３２Ａにより支持され、下方を副軸受け３４Ａにより支持されている。尚、上記偏心部２４、２６はそれぞれ１８０度の位相差を有して回転軸７に設けられている。

上部支持部材３２及び下部支持部材３４には、吸込ポート３６、３８を介してシリンダ２０、２２の内部とそれぞれ連通する吸込通路４０、４２と、上部支持部材３２のシリンダ２０とは反対側（上側）の面を凹陥させ、この凹陥部を上部カバー４４にて閉塞することにより形成された吐出消音室５０と、下部支持部材３４のシリンダ２２とは反対側（下側）の面を凹陥させ、この凹陥部を下部カバー４６にて閉塞することにより形成された吐出消音室５２とが設けられている。即ち、吐出消音室５０は上部カバー４４にて閉塞され、吐出消音室５２は下部カバー４６にて閉塞される。

上部カバー４４は上部支持部材３２の主軸受け３２Ａが貫通する孔が形成された略ドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部が４本のボルト６０により、上から上部支持部材３２に固定されている。このボルト６０の先端は下部支持部材３４に螺合する。
同様に、下部カバー４６もドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の４カ所をボルト６５にて下から下部支持部材３４に固定され、図示しない吐出ポートにて第１の回転圧縮要素４のシリンダ２２内部と連通する吐出消音室５２の下面開口部を閉塞する。このボルト６０の先端は上部支持部材３２に螺合する。

そして、第１の回転圧縮要素４の吐出消音室５２と密閉容器２内とは連通路にて連通されている。この連通路は上部支持部材３２、シリンダ２０、２２、中間仕切板１９を貫通する図示しない孔であり、当該孔の一端が吐出消音室５２の上面にて開口し、当該吐出消音室５２内と連通すると共に、他端が上部支持部材３２を貫通して密閉容器２内と連通している。係る構成により、第１の回転圧縮要素４で圧縮され吐出消音室５２内に吐出された中間圧の冷媒が当該連通路を介して密閉容器２内に吐出されることとなる。

そして、本実施例のロータリコンプレッサ１では、冷媒として地球環境に優しい自然冷媒である前記二酸化炭素を使用するものとする。また、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等該存のオイルが使用される。

また、密閉容器２の筒体２Ａの側面には、上部支持部材３２と下部支持部材３４の吸込通路４０、４２、吐出消音室５０、上部カバー４４の上側（電動要素３の下端）に対応する位置に、スリーブ７０、７１、７２及び７３がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ７０とスリーブ７１は上下に隣接すると共に、スリーブ７２はスリーブ７０の略対角線上にある。また、スリーブ７３はスリーブ７０と略９０度ずれた位置にある。

そして、スリーブ７０内には回転圧縮機構部６の第２の回転圧縮要素５のシリンダ２０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管８２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管８２の一端はシリンダ２０の吸込通路４０と連通する。冷媒導入管８２は密閉容器２の上側を通過してスリーブ７３に至り、他端はスリーブ７３内に挿入接続されて密閉容器２内に連通する。

また、スリーブ７１内には回転圧縮機構部６の第１の回転圧縮要素４のシリンダ２２に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管８４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管８４の一端はシリンダ２２の吸込通路４２と連通する。また、スリーブ７２内には第２の回転圧縮要素５から冷媒を吐出するための冷媒吐出管８６が挿入接続され、この冷媒吐出管８６の一端は吐出消音室５０と連通する。

ここで、前述した電動要素４のステータ１０について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２は図１に示す本実施例のロータリコンプレッサ１のステータ１０及び密閉容器２の縦断平面図、図３は図２に示すステータ１０のＡ−Ａ断面の一部を示す図である。ステータ１０は、珪素鋼板などの電磁鋼板からなる複数枚のステータ用鉄板１５から構成されている。具体的に、このステータ用鉄板１５の内周には６個の歯部１６が形成されており、これら歯部１６の間に内方及び上下に開放したスロット１７が６箇所形成されている。そして、ステータ用鉄板１５は、複数枚積層され、各ステータ用鉄板１５にそれぞれ４箇所設けられたカシメ部１８が相互にカシメ固定されてステータ１０が構成されている。

以上の構成で、次に本実施例のロータリコンプレッサ１の動作を説明する。ターミナル８及び図示されない配線を介して電動要素３のステータコイル１３に通電されると、電動要素３が起動してロータ１１が回転する。この回転により回転軸７と一体に設けた偏心部２４、２６に嵌合されたローラ２８、３０がシリンダ２０、２２内を偏心回転する。

これにより、冷媒導入管８４及び下部支持部材３４に形成された吸込通路４２を経由して吸込ポート３８からシリンダ２２の低圧室側に吸入された低圧の冷媒ガスは、ローラ３０と図示しないベーンの動作により圧縮されて中間圧となり、シリンダ２２の高圧室側より図示しない吐出ポートを経て吐出消音室５２内に吐出される。吐出消音室５２に吐出された中間圧の冷媒ガスは、図示しない連通路を経て密閉容器２内に吐出される。これにより、密閉容器２内は中間圧となる。

そして、密閉容器２内の中間圧の冷媒ガスは、冷媒導入管８２を通って、上部支持部材３２に形成された吸込通路４０を経由して吸込ポート３６からシリンダ２０の低圧室側に吸入される。吸込ポート３６からシリンダ２０の低圧室側に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ２８と図示しないベーンの動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、シリンダ２０の高圧室側から図示しない吐出ポート内を通り上部支持部材３２に形成された吐出消音室５０内に吐出される。吐出消音室５０に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、該吐出消音室５０内に連通された冷媒吐出管８６からロータリコンプレッサ１の外部に吐出される。

ところで、本実施例の如き回転圧縮機構部が複数の圧縮要素（本実施例では第１の回転圧縮要素４と第２の回転圧縮要素５の２つの圧縮要素）から成る密閉式電動圧縮機では、密閉容器２の電動要素３側に位置する圧縮要素（本実施例では第２の回転圧縮要素５）が密閉容器２の筒体２Ａの中央部の近い位置となる。従って、第２の回転圧縮要素５に冷媒を導入する冷媒導入管８２を接続するためのスリーブ７０及び第２の回転圧縮要素５から冷媒を吐出するための冷媒吐出管８６を接続するためのスリーブ７２が密閉容器２の中央に近づく。

この場合、前述の如くロータリコンプレッサ１の密閉容器２内には第１の回転圧縮要素４で圧縮された中間圧の冷媒ガスが吐出されるが、当該密閉容器２内に吐出されるガスの圧力により、密閉容器２が膨らむように変形する（膨張する）恐れがある。特に、ファンロックなどの異常時には冷媒の圧力が異常上昇し、密閉容器２内の圧力が密閉容器２の設計圧を超えて上昇する問題が生じていた。このように、密閉容器２内の圧力が異常に上昇し続けると、密閉容器２が圧力に耐えられなくなって大きく変形し（膨張し）、係る密閉容器２の変形により、当該密閉容器２に溶接固定されたスリーブに悪影響を来す恐れがあった。特に、密閉容器２の中央部が最も膨らむため、上述したように中央に近い位置の第２の回転圧縮要素５に対応するスリーブの固定箇所に損傷が発生し易かった。特に、本実施例のロータリコンプレッサ１の如く二酸化炭素冷媒を使用した場合、二酸化炭素冷媒は他の冷媒と比べて圧縮により極めて高い圧力となるため、係る圧力による密閉容器２の変形の問題がより深刻であった。

更に、従来よりロータリコンプレッサの密閉容器内に収容された電動要素は、当該密閉容器の筒体の内周面に焼き嵌めにて固定されていたため、係る密閉容器２の変形によりステータ１０の固定が緩んで、ステータ１０がずれたり、落下するといった問題も生じていた。

そこで、本発明のロータリコンプレッサ１では、電動要素３のステータ１０を密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持し、且つ、このステータ１０を、密閉容器２に溶接にて固定するものとする。本実施例では、ステータ１０を密閉容器２の本体を構成する筒体２Ａの軸方向における中央部に溶接にて固定するものとする。この場合、本実施例のロータリコンプレッサ１は、図１に示すように筒体２Ａの軸方向における中央部にステータ１０の下端部が位置するよう配置されているため、当該ステータ１０の下端部が密閉容器２の筒体２Ａに溶接にて固定されることとなる。

ここで、ロータリコンプレッサ１の組み立て方法について説明する。先ず、筒体２Ａに予め形成されたスリーブ７０〜７３を取り付けるための図示しない円形の孔内にスリーブ７０〜７３を順次挿入して、各スリーブ７０〜７３を筒体２Ａに溶接（プロジェクション溶接）にて固定する。

このとき、スリーブ７０〜７３の溶接時の熱により筒体２Ａが変形するため、筒体２Ａの内面に器具を挿入して筒体２Ａの内面を広げて筒体２Ａ内の円形状及び所定の内径となるように再度筒体２Ａを成型し、次に、筒体２Ａの他端（下端）の開口部にボトム２Ｃを挿入し、筒体２Ａとボトム２Ｃとを溶接固定する。

次に、電動要素３とこの電動要素３の回転軸７に回転圧縮機構部６を取り付けて予め一体に成型した電動要素３及び回転圧縮機構部６を密閉容器２内に挿入し、電動要素３のステータ１０を密閉容器２の内側に焼き嵌めにて固定する。具体的には、筒体２Ａの上下を反転して、即ち、ボトム２Ｃを上側とした状態で、該筒体２Ａを加熱して膨張させ、予め組み立てられた上記電動要素３及び回転圧縮機構部６を該回転圧縮機構部６側から筒体２Ａのボトム２Ｃとは反対側（後にエンドキャップ２Ａが取り付けられる側）の開口に挿入し、当該筒体２Ａ内の位置決めされた所定の位置に配置する。この状態で、加熱された筒体２Ａが冷めて筒体２Ａが縮むと、電動要素３のステータ１０の外周面が筒体２Ａの内周面に固着（焼き嵌め）される。これにより、スタータ１０が密閉容器２内側（筒体２Ａの内周面）に焼き嵌めにて保持される。

その後、筒体２Ａの軸方向における中央部（即ち、本実施例ではステータ１０の下端に対応する位置）に該筒体２Ａの外周面側から内周面側に向かってドリルで孔９０を形成し、該孔９０からステータ１０と筒体２Ａとを溶接にて固定する。即ち、各孔９０から溶接を行うことで、溶融した高温の溶接材と、当該孔９０近傍のステータ用鉄板１５、及び、孔９０付近の筒体２Ａとが溶けてこれらが一体化される。これにより、ステータ１０と筒体２Ａとが接合される。本実施例では図２に示すように筒体２Ａのステータ１０の下端に対応する位置に略１２０度の間隔を存して３箇所の孔９０を形成し、各孔９０を溶接してステータ１０と筒体２Ａとを接合するものとする。

また、本実施例では、図４に示す如きステータ１０を構成するステータ用鉄板１５のうち、最も回転圧縮機構部６側（下側）に配置されたステータ用鉄板１５Ａの他のステータ用鉄板１５Ｂが積層されていない側となる回転圧縮機構部６側の面（底面）と、溶接部９２の回転圧縮機構部６側となる一端（下端）とが一致するように孔９０を形成し、溶接を行うものとする。尚、図１、図２及び図４において、溶接部９２は、孔９０に沿った形状で示しているが、実際の溶接部はステータ１０のステータ用鉄板１５と筒体２Ａの一部とが溶けあって一体となり、これら全体が溶接部となる。

また、本実施例では、上述のようにステータ用鉄板１５Ａの底面と溶接部９２部の一端（下端）とを位置させるものとしたが、これに限らず、例えば、図５に示すように溶接部９２の一端（下端）がステータ用鉄板１５Ａの底面より上側となる位置に孔９０を形成しても差し支えない。即ち、溶接部９２の一端（下端）がステータ用鉄板１５Ａの底面より回転圧縮機構部６側となる位置に孔９０を形成した場合、溶接時に溶接材がステータ用鉄板１５Ａの下側に流れ込み、密閉容器２内に垂れ落ちる不都合が生じる。

そこで、本発明は少なくとも係る溶接部９２の回転圧縮機構部６側の一端（下端）がステータ１０を構成する最も回転圧縮機構部６側（下側）のステータ用鉄板１５Ａの他のステータ用鉄板１５Ｂが積層されていない側である回転圧縮機構部６側の面（底面）若しくは、該面より他のステータ用鉄板１５Ｂが積層されている側（回転圧縮機構部６とは反対側、即ち、本実施例では上側）に孔９０を形成して、溶接するものであれば、図４、或いは、図５に示す位置に限らず有効である。

一方、上述したようにステータ１０の下端部を密閉容器２（筒体２Ａ）に溶接にて固定した後、次に、筒体２Ａのボトム２Ｃとは反対側の開口に予めターミナル８が取り付けられたエンドキャップ２Ｂを溶接する。これにより、密閉容器２が構成される。そして、当該密閉容器２内に窒素ガスを封入し、その状態で、各スリーブ７０〜７３内に前述した各冷媒配管（冷媒導入管８２、冷媒導入管８４及び冷媒吐出管８６）を溶接する。このように、上述の如きエンドキャップ２Ｂを筒体２Ａに取り付けて密閉容器２を完成させた状態で、密閉容器２内に窒素を置換して、各スリーブ７０〜７３内に各冷媒配管を溶接することで、溶接により各冷媒配管が酸化される不都合を防ぐことができる。

以上詳述したように、本発明のロータリコンプレッサ１によれば、ステータ１０が密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、このステータ１０は、密閉容器２に溶接にて固定されているので、ステータ１０のずれや落下を未然に解消することができる。また、係る溶接固定により、密閉容器２の変形を極力防ぐことができるようになる。即ち、密閉容器２内の圧力が異常上昇しても係るステータ１０と密閉容器２（筒体２Ａ）との溶接による固着状態が維持されれば、当該溶接部８における密閉容器２の変形（膨らみ）を抑えることができる。これにより、前述したスリーブの損傷、特に、密閉容器２の中央に近い位置の第２の回転圧縮要素５に対するスリーブ７０、７２に発生する損傷を効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

特に、密閉容器２が最も膨らみやすい密閉容器２の筒体２Ａの軸方向における中央部にてステータ１０を溶接固定することで、密閉容器２の膨らみを最も効果的に抑制することができるようになる。

また、本実施例の如くステータ１０の下端部を、密閉容器２に溶接して固定することで、搬送時等に誤って回転圧縮機構部６側を下としてロータリコンプレッサ１を落下させた場合にも、ステータ用鉄板１５が落下する不都合を確実に回避することができる。従って、本発明により密閉容器２の耐圧性の向上と、ロータリコンプレッサ１の信頼性の向上を図ることができる。

特に、他の冷媒と比べて圧縮により極めて高い圧力となる二酸化炭素冷媒を使用したロータリコンプレッサ１では、本発明は効果的である。これにより、二酸化炭素冷媒を用いたロータリコンプレッサ１の信頼性の向上を図ることができるようになる。

尚、上記実施例１では、密閉容器２内において、ステータ１０を筒体２Ａの軸方向における中央部に下端部が位置するように配置して、ステータ１０の下端部を密閉容器２の筒体２Ａに溶接にて固定するものとしたが、例えば、図６に示すようにステータ１０を密閉容器２の筒体２Ａに溶接固定しても良い。図６は、本参考例１の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。本参考例に係る密閉式電動圧縮機は、前記実施例１と同様に内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１である。従って、本参考例では前記実施例１のロータリコンプレッサ１と異なる構成のみ説明する。尚、図６において、前記図１乃至図５と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果若しくは作用を奏するものとする。

本参考例のロータリコンプレッサ１は、ステータ１０を筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部６とは反対側（即ち、ロータリコンプレッサ１の上側）の位置に溶接にて固定したものである。この場合、筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部側に当該筒体２Ａの外周面側から内周面側に向かってドリルで孔９５を形成し、該孔９５からステータ１０と筒体２Ａとを溶接にて固定する。本参考例では筒体２Ａの軸方向におけるステータ１０の略中央部に対応する位置の筒体２Ａに略１２０度の間隔を存して３箇所の孔９５を形成し、各孔９５からステータ１０と筒体２Ａとを溶接にて固定する。即ち、孔９５から溶接を行うことで、溶融した高温の溶接材と、当該孔９５近傍のステータ用鉄板１５、及び、孔９５付近の筒体２Ａとが溶けてこれらが一体化される。これにより、ステータ１０と筒体２Ａとが接合される。また、当該ステータ１０と密閉容器２の溶接は、前記実施例１で説明したステータ１０の下端部と密閉容器２の溶接と同様の方法、及び、順序で行うものとする。尚、図６に示す溶接部９６は、孔９５に沿った形状で示しているが、実際の溶接部はステータ１０のステータ用鉄板１５と筒体２Ａの一部とが溶けあって一体となり、これら全体が溶接部となる。

以上詳述した本参考例の場合にも、ステータ１０が密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、このステータ１０は、密閉容器２に溶接にて固定されているので、ステータのずれや落下を未然に解消しながら、密閉容器２の変形を極力防ぐことができるようになる。

特に、本参考例では、ステータ１０を筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部６とは反対側（即ち、ロータリコンプレッサ１の上側）の位置に溶接にて固定したので、ステータ１０が筒体２Ａの中央に対してスリーブ７０及びスリーブ７２の反対側となる位置で溶接にて固定されることとなるので、密閉容器２の中央に最も近い位置であって、筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部６側の筒体２Ａに溶接固定された第２の回転圧縮要素５のスリーブ７０、７２とステータ１０の溶接箇所とを充分に離すことができる。これにより、ステータ１０を筒体２Ａに溶接固定する際に、スリーブ７０、７２の溶接箇所に与える溶接の悪影響を抑制することができる。

次に、本発明の他の実施例の密閉式電動圧縮機について図７を用いて説明する。本実施例に係る密閉式電動圧縮機は、前記実施例１と同様に内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１である。従って、本実施例では前記実施例１のロータリコンプレッサ１と異なる構成のみ説明する。尚、図７において、前記図１乃至図６と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果若しくは作用を奏するものとして説明を省略する。

本実施例のロータリコンプレッサ１は、前記実施例１のステータ１０の下端部の溶接に加えて、ステータ１０の上端部も密閉容器２に溶接にて固定したものである。本実施例では、図８に示すようにステータ１０を構成するステータ用鉄板１５のうち、最も回転圧縮機構部６とは反対側（上側）に配置されたステータ用鉄板１５Ｃの他のステータ用鉄板１５Ｂが積層されていない側となる回転圧縮機構部６とは反対側の面（上面）と、溶接部９３の回転圧縮機構部６とは反対側となる一端（上端）が一致するように孔９１を形成し、溶接を行うものとする。

この場合、ステータ１０の上端に対応する位置となる筒体２Ａに筒体２Ａの外周面側から内周面側に向かってドリルで孔９１を形成し、該孔９１からステータ１０と筒体２Ａとを溶接にて固定する。本実施例では筒体２Ａのステータ１０の上端に対応する位置に略１２０度の間隔を存して３箇所の孔９１を形成し、各孔９１からステータ１０と筒体２Ａとを溶接にて固定する。即ち、孔９１から溶接を行うことで、溶融した高温の溶接材と、当該孔９１近傍のステータ用鉄板１５、及び、孔９１付近の筒体２Ａとが溶けてこれらが一体化される。これにより、ステータ１０と筒体２Ａとが接合される。また、当該ステータ１０の上端部と密閉容器２の溶接は、実施例１で説明したステータ１０の下端部と密閉容器２の溶接と同時、若しくは、その直前、或いは、直後の何れかの順序で行うものとする。尚、図７及び図８において、溶接部９２及び溶接部９３は孔９０、９１に沿った形状で示しているが、実際の溶接部はステータ１０のステータ用鉄板１５と筒体２Ａの一部とが溶けあって一体となり、これら全体が溶接部となる。

また、本実施例では、上述のようにステータ用鉄板１５Ｃの上面と溶接部９３部の一端（上端）とを位置させるものとしたが、これに限らず、例えば、図９に示すように溶接部９３の一端（上端）がステータ用鉄板１５Ｃの上面より下側となる位置に孔９１を形成しても差し支えない。即ち、溶接部９３の一端（上端）がステータ用鉄板１５Ｃの上面より回転圧縮機構部６とは反対側となる位置に孔９１を形成した場合、溶接時に溶接材がステータ用鉄板１５Ｃの上側から密閉容器２内に流れ込む不都合が生じる。

そこで、本発明は少なくとも係る溶接部９３の回転圧縮機構部６とは反対側の一端（上端）がステータ１０を構成する最も回転圧縮機構部６とは反対側（上側）のステータ用鉄板１５Ｃの他のステータ用鉄板１５Ｂが積層されていない側である回転圧縮機構部６とは反対側の面（上面）若しくは、該面より他のステータ用鉄板１５Ｂが積層されている側（回転圧縮機構部６側、即ち、本実施例では下側）に孔９１を形成し、溶接するものであれば、図８、或いは、図９に示す位置に限らず有効である。

以上詳述したように、本実施例のロータリコンプレッサ１によれば、前記各実施例と同様にステータのずれや落下を未然に解消しながら、密閉容器２の変形を極力防ぐことができるようになる。

また、実施例１と同様に密閉容器２が最も膨らみやすい密閉容器２の筒体２Ａの軸方向における中央部にてステータ１０を溶接固定することで、密閉容器２の膨らみを最も効果的に抑制することができるようになる。更に、ステータ１０の下端部を、密閉容器２に溶接して固定することで、搬送時等に誤って回転圧縮機構部６側を下としてロータリコンプレッサ１を落下させた場合にも、ステータ用鉄板１５が落下する不都合を確実に回避することができる。

特に、本実施例のロータリコンプレッサ１によれば、前記実施例１のステータ１０の下端部の溶接に加えて、ステータ１０の上端部を、密閉容器２に溶接して固定することで、回転圧縮機構部６とは反対側を下としてロータリコンプレッサ１を落下させた場合においても、この状態で下側となるステータ用鉄板１５が落下する不都合を解消することができる。

これらにより、複数枚のステータ用鉄板１５を積層し、それらをカシメ固定して成るステータ１０を備えた電動要素３を有するロータリコンプレッサ１おいて、ステータ用鉄板１５が落下、或いは、ずれるなどの不都合を防ぐことが可能となる。即ち、誤ってロータリコンプレッサ１を落下させてしまった場合にもステータ１０を構成するステータ用鉄板１５がずれたり、落下すると言った不都合を防ぐことができるので、ロータリコンプレッサ１の信頼性の向上を図ることができるようになる。

尚、上記各実施例では本発明を内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１に適用させるものとしたが、内部高圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ１００に適用することも可能である。図１０はこの場合の一例を示すロータリコンプレッサ１００の縦断側面図である。尚、図１０において図１乃至図９と同一の符号が付されているものは同様、或いは、類似の効果、或いは、作用を奏するものであるので、ここでは説明を省略する。

本実施例のロータリコンプレッサ１００は、外部からの低圧冷媒を第１の回転圧縮要素４で圧縮した後、当該第１の回転圧縮要素４で圧縮された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素５に吸い込んで圧縮し、密閉容器２内に吐出する内部高圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサである。

即ち、本実施例のロータリコンプレッサ１００は、第２の回転圧縮要素５の吐出消音室５０と密閉容器２内とが連通路にて連通されている。この連通路は、上部カバー４４を貫通する図示しない孔であり、この孔の一端が吐出消音室５０の上面にて開口し、吐出消音室５０内と連通すると共に、他端が上部カバー４４の上面を貫通して密閉容器２内に開口し、当該密閉容器２内と連通している。係る構成により、第２の回転圧縮要素５で圧縮され吐出消音室５０内に吐出された高温高圧の冷媒が当該連通路を介して密閉容器２内に吐出されることとなる。

また、密閉容器２の筒体２Ａの側面には、上部支持部材３２と下部支持部材３４の吸込通路４０、４２、吐出消音室５２、電動要素３の回転圧縮機構部６とは反対側（即ち、本実施例では電動要素３の上側）に対応する位置に、スリーブ７０、７１、７５、７６がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ７０とスリーブ７１は上下に隣接すると共に、スリーブ７５はスリーブ７１の対角線上にある。

そして、スリーブ７０内には前記各実施例と同様にシリンダ２０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管８２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管８２の一端はシリンダ２０の吸込通路４０と連通する。冷媒導入管８２は密閉容器２の上側を通過してスリーブ７５に至り、他端はスリーブ７５内に挿入接続されて吐出消音室５２内に連通する。

また、スリーブ７１内には前記各実施例と同様にシリンダ２２に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管８４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管８４の一端はシリンダ２２の吸込通路４２と連通する。また、スリーブ７６内には冷媒吐出管８６が挿入接続され、この冷媒吐出管８６の一端は密閉容器２内に連通する。

そして、本実施例のロータリコンプレッサ１００も、前記各実施例と同様に冷媒として地球環境に優しい自然冷媒である二酸化炭素を使用するものとする。また、潤滑油としてのオイルも同様に、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等該存のオイルが使用される。

以上の構成で、次に本実施例のロータリコンプレッサ１００の動作を説明する。ターミナル８及び図示されない配線を介して電動要素３のステータコイル１３に通電されると、電動要素３が起動してロータ１１が回転する。この回転により回転軸７と一体に設けた偏心部２４、２６に嵌合されたローラ２８、３０がシリンダ２０、２２内を偏心回転する。

これにより、冷媒導入管８４及び下部支持部材３４に形成された吸込通路４２を経由して吸込ポート３８からシリンダ２２の低圧室側に吸入された低圧の冷媒ガスは、ローラ３０と図示しないベーンの動作により圧縮されて中間圧となり、シリンダ２２の高圧室側より図示しない吐出ポートを経て吐出消音室５２内に吐出される。

吐出消音室５２に吐出された中間圧の冷媒ガスは、該吐出消音室５２内に連通された冷媒導入管８２を通って、上部支持部材３２に形成された吸込通路４０を経由して吸込ポート３６からシリンダ２０の低圧室側に吸入される。吸込ポート３６からシリンダ２０の低圧室側に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ２８と図示しないベーンの動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、シリンダ２０の高圧室側から図示しない吐出ポート内を通り上部支持部材３２に形成された吐出消音室５０内に吐出される。

吐出消音室５０に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、そこから図示しない連通路を経て密閉容器２内に吐出される。これにより、密閉容器２内は高圧となる。そして、密閉容器２内に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、電動要素３の隙間を通って密閉容器２の上方の空間に移動し、そこに接続された冷媒吐出管８６からロータリコンプレッサ１００の外部に吐出される。

上述したように、ロータリコンプレッサ１００の密閉容器２内には第２の回転圧縮要素５で圧縮された高圧の冷媒ガスが吐出されることとなる。この場合、本実施例のロータリコンプレッサ１００では第２の回転圧縮要素５で圧縮された高温高圧の二酸化炭素冷媒が密閉容器２内に吐出されるため、前記各実施例の如く中間圧の二酸化炭素冷媒が密閉容器２内に吐出される場合より、密閉容器２内の圧力が遙かに高くなり、前述した圧力による密閉容器２の変形の問題がより一層深刻であった。

そこで、本実施例のロータリコンプレッサ１００では、前記実施例１のロータリコンプレッサ１と同様に、ステータ１０を密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持し、且つ、このステータ１０の下端部を、密閉容器２に溶接にて固定するものとする。また、本実施例のロータリコンプレッサ１００も同様にステータ１０の下端部が筒体２Ａの軸方向における中央部に対応して構成されているため、当該ステータ１０の下端部を密閉容器２に溶接することで、ステータ１０が筒体２Ａの中央部に溶接にて固定されることとなる。

尚、ロータリコンプレッサ１００の組み立て方法、及び、孔９０の形成位置等は前記実施例１で詳述したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。

このように、ステータ１０が密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、このステータ１０は、密閉容器２に溶接にて固定されているので、ステータのずれや落下を未然に解消することができる。また、係る溶接固定により、密閉容器２の変形を極力抑えることができるようになる。即ち、密閉容器２内の圧力が異常上昇しても係るステータ１０と密閉容器２（筒体２Ａ）との溶接による固着状態が維持されれば、当該溶接部８における密閉容器２の変形（膨らみ）を抑制することができる。これにより、前述したスリーブの損傷、特に、密閉容器２の中央に近い位置の第２の回転圧縮要素５に対するスリーブ７０に発生する損傷を効果的に防止、若しくは、抑制することができるようになる。

特に、密閉容器２が最も膨らみやすい密閉容器２の筒体２Ａの軸方向における中央部にてステータ１０を溶接固定することで、密閉容器２の膨らみを最も効果的に抑制することができるようになる。

また、本実施例の如くステータ１０の下端部を、密閉容器２に溶接して固定することで、搬送時等に誤って回転圧縮機構部６側を下としてロータリコンプレッサ１を落下させた場合にも、ステータ用鉄板１５が落下する不都合を確実に回避することができる。従って、本発明により密閉容器２の耐圧性の向上と、ロータリコンプレッサ１の信頼性の向上を図ることができる。

特に、他の冷媒と比べて圧縮により極めて高い圧力となる二酸化炭素冷媒を使用すると共に、本実施例の如く密閉容器２内が高温高圧となるロータリコンプレッサ１００では、本発明は特に効果的である。これにより、密閉容器２内に高温高圧の二酸化炭素冷媒が吐出される内部高圧型ロータリコンプレッサ１００の密閉容器２の膨らみ（変形）を抑制することができるようになり、密閉容器２に溶接固定されたスリーブ７０、７１７５、７６の破損やステータ１０のずれや落下を極力防ぐことが可能となるので、当該ロータリコンプレッサ１００の信頼性の向上を図ることができるようになる。

また、前記参考例１で詳述した構成、即ち、図１１に示すようにステータ１０を筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部６とは反対側（ロータリコンプレッサ１の上側）の位置に溶接にて固定する構成を、内部高圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサ１００に適用しても有効である。図１１は、この場合のロータリコンプレッサ１００の縦断側面図であり、当該図１１において、前記図１乃至図１０と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果若しくは作用を奏するものとする。また、本参考例２におけるロータリコンプレッサ１００の動作は前記実施例３のロータリコンプレッサ１００と同様であるため説明を省略する。

このように、ステータ１０を筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部６とは反対側（即ち、ロータリコンプレッサ１の上側）の位置に溶接にて固定したので、ステータ１０が筒体２Ａの中央に対してスリーブ７０の反対側となる位置で溶接にて固定されることとなるので、密閉容器２の中央に最も近い位置であって、筒体２Ａの軸方向における中央部よりも回転圧縮機構部６側の筒体２Ａに溶接固定された第２の回転圧縮要素５のスリーブ７０とステータ１０の溶接箇所とを充分に離すことができる。これにより、ステータ１０を筒体２Ａに溶接固定する際に、スリーブ７０の溶接箇所に与える溶接の悪影響を抑制することができる。

次に、図１２に示す密閉式電動圧縮機は本発明のもう一つの他の実施例であり、本実施例に係る密閉式電動圧縮機は、前記実施例４、５と同様に内部高圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１００である。従って、本実施例では前記実施例３及び参考例２のロータリコンプレッサ１００と異なる構成のみ説明する。尚、図１２において、前記図１乃至図１１と同一の符号が付されているものは、同様、或いは、類似の効果若しくは作用を奏するものとして説明を省略する。

前記実施例３のロータリコンプレッサ１００では、実施例１のコンプレッサ１と同様にステータ１０を密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持し、且つ、このステータ１０の下端部を、密閉容器２に溶接にて固定するものとしたが、本実施例のロータリコンプレッサ１００では、実施例２で示したロータリコンプレッサ１と同様に上記ステータ１０の下端部の溶接に加えて、ステータ１０の上端部も密閉容器２に溶接にて固定するものとする。この場合、孔９１の形成位置等は前記実施例３で詳述したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。

このように、本実施例のロータリコンプレッサ１００によれば、前記実施例３のロータリコンプレッサ１００の構成（即ち、ステータ１０が密閉容器２内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、このステータ１０の下端部は、密閉容器２に溶接にて固定）に加えて、ステータ１０の上端部も密閉容器２に溶接にて固定されているので、誤ってロータリコンプレッサ１００を落下させてしまった場合にもステータ１０を構成するステータ用鉄板１５がずれたり、落下すると言った不都合を防ぐことができるので、ロータリコンプレッサ１の信頼性の向上を図ることができるようになる。

尚、上記各実施例では縦型の多段圧縮式のロータコンプレッサを例に挙げて説明したが、本発明の密閉式電動圧縮機は、各実施例のロータリコンプレッサに限定されるものでなく、少なくとも、複数の圧縮機構部が複数の圧縮要素にて構成される密閉式電動圧縮機であれば、有効である。例えば、複数の圧縮要素を有する単段、例えば、２気筒型のロータリコンプレッサや、３段以上の圧縮要素を有するロータリコンプレッサにも有効であると共に、更に、ロータリコンプレッサに限らず、スクロール等、他の形式の圧縮機であっても差し使えない。また、横型の密閉式電動圧縮機に本発明を適用することも可能である。

本発明の一実施例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。（実施例１） 図１の密閉式電動圧縮機の電動要素のステータ及び密閉容器の横断平面図である。 図２のステータのＡ−Ａ断面図である。 図１の密閉式電動圧縮機のステータと密閉容器の溶接部の拡大図である。 図１の密閉式電動圧縮機の他の例のステータと密閉容器の溶接部の拡大図である。 参考例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。（参考例１） 本発明の他の実施例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。（実施例２） 図７の密閉式電動圧縮機のステータの上端部と密閉容器の溶接部の拡大図である。 図７の密閉式電動圧縮機の他の例のステータの上端部と密閉容器の溶接部の拡大図である。 本発明の第３実施例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。（実施例３） もう一つの参考例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。（参考例２） 本発明の第４実施例の密閉式電動圧縮機の縦断側面図である。（実施例４）

１ ロータリコンプレッサ（密閉式電動圧縮機）
２ 密閉容器
２Ａ 筒体
２Ｂ エンドキャップ
２Ｃ ボトム
３ 電動要素
４ 第１の回転圧縮要素
５ 第２の回転圧縮要素
６ 回転圧縮機構部
７ 回転軸
８ ターミナル
９ オイルポンプ
１０ ステータ
１１ ロータ
１２、１４ 積層体
１３ ステータコイル
１５ ステータ用鉄板（電磁鋼板）
１６ 歯部
１７ スロット
１８ カシメ部
１９ 中間仕切板
２０、２２ シリンダ
２４、２６ 偏心部
２８、３０ ローラ
３２ 上部支持部材
３２Ａ 主軸受け
３４ 下部支持部材
３４Ａ 副軸受け
３６、３８ 吸込ポート
４０、４２ 吸込通路
４４ 上部カバー
４６ 下部カバー
５０、５２ 吐出消音室
６０、６５ ボルト
７０、７１、７２、７３ スリーブ
８２、８４ 冷媒導入管
８６ 冷媒吐出管
９０、９１、９５ 孔
９２、９３、９６ 溶接部

Claims (2)

1. 密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される圧縮機構部とを収容し、該圧縮機構部を、複数の圧縮要素にて構成して成る密閉式電動圧縮機において、
   前記密閉容器は、本体を構成する筒体と、該筒体に取り付けられたエンドキャップとを備え、
   前記密閉容器の筒体には、前記圧縮機構部の各圧縮要素にそれぞれ冷媒を導入するための冷媒導入管、及び／又は、各圧縮要素からそれぞれ冷媒を吐出するための冷媒吐出管が接続される複数のスリーブが溶接固定されており、
   前記電動要素のステータは、複数枚の電磁鋼板を積層し、カシメ固定して成り、前記密閉容器内側に焼き嵌めにて保持され、且つ、該ステータの下端部は前記密閉容器の筒体の軸方向における中央部に対応しており、当該ステータの下端部は、前記密閉容器の筒体の中央部に溶接にて固定されていることを特徴とする密閉式電動圧縮機。
2. 前記各圧縮要素により圧縮される冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする請求項１に記載の密閉式電動圧縮機。

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