JP5520063B2 - 流体機械 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の密閉容器は、筒状のセンターシェルと、センターシェルの両開口端部にそれぞれ溶接されるカップ状のトップシェル、ボトムシェルとの3部材から構成され、各シェル同士は溶接部の溶融金属に溶接進行方向の作用力を与えながら溶接して接合される。
そこで、密閉容器をトップシェル、ボトムシェルの2部材のみから構成すれば、溶接箇所が少なくなり、密閉容器の組立工数も減らせ、密閉容器の製造コストを低減することができると考えられる。
更に、各シール部は、複数の異なる面で互いに当接される(請求項3)。
更にまた、空間は断面視略ハート形をなす(請求項5)。
また、密閉容器内には、被駆動ユニットに吸入され、被駆動ユニットから吐出される作動流体の圧力が作用し、作動流体は二酸化炭素冷媒である(請求項6)。
また、空間を形成することにより、溶接部への応力集中が緩和されるため、亀裂の発生が抑制され、更に、溶接時に飛散するスパッタや火花が密閉容器内に侵入することを防止し、また、溶接部が密閉容器内にまで至ることを防止しながら、溶接部ののど厚を確保して溶接強度を高めることができるため、流体機械の信頼性を向上することができる。
請求項3記載の発明によれば、溶接時のスパッタや火花は各シェルの径方向中心に向けて飛散しがちであるが、各シール部を複数の異なる面で互いに当接させることにより、段階的なシールが可能となるため、溶接時のスパッタや火花が密閉容器内に侵入することを更に確実に防止することができる。
請求項5記載の発明によれば、空間は断面視略ハート形をなすことにより、溶接後の各凹部の壁面と溶接部とが緩い角度で滑らかに連続しつつ、溶接部の内端部と各シール部とを極力離間させることができるため、溶接時のスパッタや火花が密閉容器内に侵入することを効果的に防止しつつ、溶接部の溶接強度を高めることができる。
圧縮機1は、密閉型の往復動圧縮機であり、詳しくはレシプロ圧縮機やピストン圧縮機と称される容積式圧縮機に分類され、例えば自動販売機に組み込まれた図示しない冷凍サイクルの構成機器として使用される。
冷凍サイクルは、圧縮機1の作動流体としての冷媒が循環する経路を備え、冷媒には例えば非可燃性の自然冷媒である二酸化炭素冷媒が用いられる。
電動モータ4は、給電により磁界を発生するステータ8と、ステータ8で発生した磁界により回転するロータ10とから構成され、ロータ10はステータ8の内側の同軸上に配置され、後述するクランクシャフト14の主軸部24に焼き嵌め固定されている。ステータ8には密閉容器2に固定された電装部12、及び図示しないリード線を介して圧縮機1外から給電される。
図2に示されるように、シリンダブロック16には、シリンダボア26が一体に形成され、シリンダボア26の開口を閉じるように、シリンダブロック16側から順にシリンダガスケット28、後述する吸入バルブ50、バルブプレート30、ヘッドガスケット32、シリンダヘッド34がボルトによって押圧固定されている。
詳しくは、電動モータ4及び圧縮機構6はフレーム36の下部の台座部38にて支持され、フレーム36は台座部38にて密閉容器2に固定されている。一方、フレーム36の上部の円筒部40においては、その内周面40aに主軸部24の軸受42が配置され、円筒部40の上端面40bにはロータ10のスラスト荷重を受けるスラストレース(ベアリング)またはスラストワッシャなどの軸受44が配置されている。
シリンダヘッド34は冷媒の吸入室54、吐出室56を備え、ピストン18の圧縮行程において吐出バルブ52が開くことにより、吐出室56は吐出孔48を介してシリンダボア26と連通する。一方、ピストン18の吸入行程において吸入バルブ50が開くことにより、吸入室54は吸入孔46を介してシリンダボア26と連通する。
密閉容器2内には冷媒の主として吐出圧力が作用し、密閉容器2の内底部2aには、軸受42,44といった、電動モータ4及び圧縮機構6の各摺動部を潤滑する潤滑油が少量貯留される。
圧縮機1では、ステータ8に給電することによって主軸部24に固定されたロータ10が回転され、ひいてはクランクシャフト14が回転され、コネクティングロッド20を介しピストン18がシリンダボア26内で往復運動する。そして、このピストン18の往復運動により、冷凍サイクルからシリンダボア26へ冷媒が吸入され、この冷媒はシリンダボア26で圧縮され、更に冷凍サイクルへ吐出される。
シリンダボア26内の圧力が冷媒の吸入圧力以下になると、シリンダボア26内の圧力と吸入室54内の圧力との差に応じて吸入バルブ50が開く。そして、冷凍サイクルの冷媒は、吸入パイプ58を経て吸入室54に導かれ、吸入孔46を経てシリンダボア26内に吸入される。
一方、ボトムシェル80は、S20C、S25Cなどの軟質鋼を鍛造成型にて8.5mm程度の厚さに極力薄く形成され、トップシェル78と同様に高圧冷媒に対する耐圧強度が確保されている。
各ルートエッジ部88,90、各凹部92,94、及び各シール部96,98は、溶接部84の内端部84aが位置づけられた空間100を形成している。
各斜面96a,98aは、空間100が形成された状態において開先部82よりも上側の位置で当接され、ボトムシェル80側においては、斜面98aはシール部98が凸となるように形成されている。このような各斜面96a,98aでの当接が可能なのは、トップシェル78の側部78bよりもボトムシェル80の側部80bのほうが厚みが若干大きいことによるものである。
上述した第1実施例の圧縮機1は、開先部82に全周溶接をして溶接部84を形成することにより、2つのシェル78,80を1回の溶接作業で形成された1箇所の突き合わせ溶接継ぎ手86で接合して密閉容器2を構成することができるため、密閉容器2の組立を1工数で行うことができ、密閉容器2、ひいては圧縮機1の製造コストを低減することができる。
また、各凹部92,94の壁面92a,94aと溶接部84の内端部84aとが鋭角をなすようにしてルート部102,104が形成されることにより、溶接後の各凹部92,94の壁面92a,94aと溶接部84とが緩い角度で滑らかに連続するため、溶接部84と各シェル78,80である母材との境目に、応力集中ひいてはそれに起因する亀裂が生じ難くなり、溶接部84の溶接強度を更に高めることができる。
具体的には、上記実施例では、各シール部96,98は斜面96a,98aで互いに当接される。このような斜面96a,98aでの当接が可能なのは、プレス成型されるトップシェル78の側部78bよりも、鍛造成型されるボトムシェル80の側部80bのほうが厚みが若干大きいことによるものである。
2 密閉容器
4 電動モータ(駆動ユニット)
6 圧縮機構(被駆動ユニット)
78 トップシェル(第1シェル)
78a 開口端部
80 ボトムシェル(第2シェル)
80a 開口端部
82 開先部
84 溶接部
84a 内端部
88 ルートエッジ部
90 ルートエッジ部
92 凹部
92a 壁面
94 凹部
94a 壁面
96 シール部
96a 斜面
96a1 端面
96a2 側面
98 シール部
98a 斜面
98a1 端面
98a2 側面
100 空間
102 ルート部
104 ルート部
Claims (6)
- 密閉容器内に、駆動ユニットと、前記駆動ユニットの駆動力が伝達される被駆動ユニットとが収容される流体機械であって、
前記密閉容器は、前記駆動ユニット側を覆う第1シェルと、前記第1シェルに接合され、前記被駆動ユニット側を覆う第2シェルとからなり、
前記第1及び前記第2シェルは、これらの各開口端部を突き合わせて形成される開先部に全周溶接をして溶接部を形成し、前記溶接部は、前記各開口端部にて互いに当接されるシール部と所定の空間を存して離間し、
前記各シール部は、前記各開口端部の突き合わせ方向に対して傾斜した斜面で互いに当接されることを特徴とする流体機械。 - 前記空間は、前記開先部を形成するルートエッジ部と、前記各開口端部の内方に凹まされた凹部と、前記シール部とから形成されることを特徴とする請求項1に記載の流体機械。
- 前記各シール部は、複数の異なる面で互いに当接されることを特徴とする請求項1または2に記載の流体機械。
- 前記各凹部と前記溶接部との境目であるルート部は、前記各凹部の壁面と前記溶接部の内端部とが鋭角をなすようにして形成されることを特徴とする請求項2に記載の流体機械。
- 前記空間は断面視略ハート形をなすことを特徴とする請求項4に記載の流体機械。
- 前記密閉容器内には、前記被駆動ユニットに吸入され、前記被駆動ユニットから吐出される作動流体の圧力が作用し、前記作動流体は二酸化炭素冷媒であることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の流体機械。
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