JP6165123B2 - 密閉形圧縮機及びこれを備えた冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒ガスの圧縮を行う密閉形圧縮機及びこれを備えた冷凍サイクル装置に関する。

従来の密閉形圧縮機として、例えば容器に穴あけ加工を施し、圧縮機構部を容器に焼嵌めし、穴部外側から溶接金属を流し込むことで、圧縮機構部などの内蔵部品を容器に溶接固定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の密閉形圧縮機として、溶接を施さずに圧縮機構部などの内蔵部品を容器に固定するものがある。この密閉形圧縮機は、例えば圧縮機構部の外周部に、軸方向と直交する半径方向の係止穴を設けるとともに、容器における圧縮機構部の係止穴に対向する部位を押付治具にて半径方向内向きに押し付け、容器における圧縮機構部の係止穴に対向する部位を係止穴の内部に塑性変形させることで、圧縮機構部を容器内に固定している（例えば、特許文献２参照）。

また、溶接を施さずに圧縮機構部などの内蔵部品を容器に固定する密閉形圧縮機の他の例として、次のようなものがある。この他の例の密閉形圧縮機は、例えば圧縮機構部の外周部に、軸方向と直交する半径方向の複数の係止穴を設けるとともに、容器における圧縮機構部の係止穴に対向する部位を加熱した後、この容器の加熱部分を押付治具にて半径方向内向きに押し付け、この容器の加熱部分に各係止穴に係合する突部を成形している。これら突部は、容器の冷却に伴う熱収縮によって、圧縮機構部の係止穴間を締め付け、圧縮機構部を容器に固定する（例えば、特許文献３参照）。

特開平０６−２７２６７７号公報（図１〜図３、段落［００２０］） 特表平６−５０９４０８号公報（Ｆｉｇ１〜Ｆｉｇ３） 特開２００５−３３０８２７号公報（請求項６、図１及び図２）

ところで、特許文献１のように容器と圧縮機構部とを溶接によって固定する場合には、圧縮機構部の材料として、溶接性の良いＦＣ材（ねずみ鋳鉄品）の鋳物材を選択することが多い。しかしながら、鋳込み成形では、一般に寸法や表面粗さの精度が悪く、外観を機械加工で整える必要があり、加工費を抑えることができなかった。
それ以外の材料としては、例えば成形精度が良くかつ加工費が抑えられる焼結材が知られている。焼結材で構成される焼結体は、金属粉末を焼き固めることで製作される。しかし、焼結体の場合は、内部に空孔が存在するため、溶接性が悪く、溶接後の強度が鋳物材に比べて低下する。このため、容器と圧縮機構部とを溶接によって固定する密閉形圧縮機においては、焼結体は採用されてこなかった。

一方、特許文献２，３のように溶接を施さずに圧縮機構部などの内蔵部品を容器に固定する密閉形圧縮機においては、既述したように圧縮機構部の外周部に、軸方向と直交する半径方向の係止穴を設ける必要がある。また、圧縮機構部などの内蔵部品を焼結材にて製作する場合は、焼結材を固めるために、加圧、加熱が必要である。

焼結材にて製作される圧縮機構部などの内蔵部品の形状が、例えば軸受のようにボス及びフランジを有する形状の場合、焼結型は、次のように構成される。
すなわち、焼結型は、焼結材が収容される孔を有するダイと、ダイの孔内にスライド自在に配置されて焼結材に軸方向の貫通孔を成型するコアロッドとを備えている。
また、焼結型は、コアロッドに外嵌してダイの孔内に上方よりスライド自在に差し込まれる上パンチと、コアロッドに遊嵌してダイの孔内に下方よりスライド自在に差し込まれて上パンチと共に焼結材を挟み込むことで焼結材の一端部にフランジ部を成型する第１の下パンチとを備えている。
また、焼結型は、第１の下パンチとコアロッドとの間にスライド自在に配置されて焼結材の他端部を成型する第２の下パンチとを備えている。

そして、これらコアロッドと上パンチと第１の下パンチ及び第２の下パンチとは、いずれも焼結材の成型及び焼結時に軸方向（以下、これを「焼結型のスライド方向」と称する）にスライドする。このため、焼結型のスライド方向と直交する半径方向の係止穴を精度良く成形できなかった。そのため、圧縮機の軸方向と直交する半径方向の係止穴は、成型、焼結済みの製品（焼結体）に、後加工で形成する必要があり、焼結材を用いることによる加工費を抑えるメリットを十分に享受できていなかった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、圧縮機構部の密閉容器との固定部に焼結体を用いても、後加工の必要がなく、成形精度が良く、かつ加工費が抑えられる密閉形圧縮機及びこれを備えた冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。

本発明に係る密閉形圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部が固定された密閉形圧縮機において、前記圧縮機構部は、前記密閉容器内に隙間嵌めされるフランジ部を備え、該フランジ部は、焼結体で構成され、一部に前記密閉容器との固定部を有し、該固定部は、前記フランジ部の一端面から他端面側に延出する係止溝を備え、前記密閉容器には、前記係止溝に進入する突部が設けられ、前記圧縮機構部の前記係止溝と前記密閉容器の前記突部とによって、前記圧縮機構部と前記密閉容器とが相互に固定される。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、前記の密閉形圧縮機を備えたものである。

本発明の密閉形圧縮機において、圧縮機構部は、密閉容器内に隙間嵌めされ、圧縮機構部の密閉容器との嵌め合い部は、焼結体で構成され、焼結体でなる嵌め合い部の外周部には、嵌め合い部の一端面から他端面側に延出する係止溝が設けられ、密閉容器には、係止溝に対向する部分に、この係止溝内に進入する突部が設けられ、圧縮機構部の係止溝と密閉容器の突部とによって、圧縮機構部と密閉容器相互の固定部が構成されてなるので、固定に必要な係止溝を、後加工することなく焼結型で精度良く成型できる。このため、加工費を抑えることができ、コストを削減することができる。
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、前記の密閉形圧縮機を備えたので、装置全体としてのコストを削減することができる。

本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 焼結軸受の焼結型の一例を示す概略構造図である。 本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押付治具を示す図、（ｂ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｃ）は係止溝形状を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の係止溝と突部との関係を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の係止溝と突部との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押付治具を示す図、（ｂ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｃ）は係止溝形状を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部の係止溝形状の第１変形例を模式的に示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部の係止溝形状の第２変形例を模式的に示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部の係止溝形状の第３変形例を模式的に示す要部断面図である。 本発明の実施の形態３に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押付治具を示す図、（ｂ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｃ）は係止溝形状を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る密閉形圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る密閉形圧縮機、例えば２シリンダーを有する２気筒型密閉形圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
本実施の形態１の密閉形圧縮機１００、例えば２気筒型密閉形圧縮機は、図１に示すように、高圧雰囲気の密閉容器１内に、固定子２と回転子３とを有する電動機部２００と、電動機部２００によりクランク軸４を介して駆動される圧縮機構部３００とが設けられている。また、密閉容器１内の底部には、圧縮機構部３００の摺動部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。

圧縮機構部３００は、密閉容器１内の下方に配置され、密閉容器１内の圧縮機構部３００の上方に、電動機部２００が配置される。

圧縮機構部３００は、吸入マフラー２０を介して冷凍サイクルの低圧側に接続される吸入管４０，４１から低圧の冷媒ガスを吸入し、圧縮する。

圧縮機構部３００から吐出される高圧の冷媒ガスは、電動機部２００を通過し、吐出管２５から冷凍サイクルの高圧側に吐出される。

電動機部２００は、通常、回転子３に永久磁石を使用するブラシレスＤＣモータが採用される。ただし、誘導電動機が使用される場合もある。

外部電源（図示せず）からガラス端子２６及びリード線２７を経由して電力が電動機部２００の固定子２に供給される。

クランク軸４は、電動機部２００の回転子３に固定され、主軸受６０により支持される主軸部４ａと、主軸部４ａの反対側に設けられ、副軸受７０で支持される副軸部４ｂと、主軸部４ａと副軸部４ｂとの間に所定の位相差（例えば、１８０°）を設けて形成される偏芯軸部４ｃ，４ｄとを有する。

主軸受６０は、焼結材で構成され、断面がＴ字形状を有している。主軸受６０は、クランク軸４の主軸部４ａに摺動のためのクリアランスを持って嵌合され、回転自在に主軸部４ａを軸支する。また、第１のシリンダー８の両端部の開口部の一方（電動機部側）を閉塞する。主軸受６０を構成する焼結材は、一般に（１）粒子径が１０から１００ミクロンの原料粉末の混合、（２）成形、（３）焼結、（４）焼入れの手順で生成される。（３）の焼結工程では原料粉末の溶融点以下の高温で加熱を行うことで、金属粒子間の拡散結合、合金化を進行させることができる。（４）の焼入れ工程によって表面硬度を上昇させることができる。

副軸受７０は、断面がＴ字形状である。副軸受７０は、クランク軸４の副軸部４ｂに摺動のためのクリアランスを持って嵌合され、回転自在に副軸部４ｂを軸支する。また、第２のシリンダー９の両端部の開口部の一方（反電動機部側）を閉塞する。

圧縮機構部３００は、既述したように主軸部４ａ側の第１のシリンダー８と、副軸部４ｂ側の第２のシリンダー９とを備える。

第１のシリンダー８は、円筒状の内部空間を有し、この内部空間に、クランク軸４の偏芯軸部４ｃと、偏芯軸部４ｃに回転自在に嵌合する第１のピストン（ローリングピストンともいう）１１ａとが収容され、クランク軸４が回転することによって第１のピストン１１ａに偏芯回転が与えられるようになっている。さらに、偏芯軸部４ｃの回転に伴い、第１のピストン１１ａに当接しながら、第１のベーン溝（図示せず）内を往復運動する第１のベーン（図示せず）が設けられている。第１のベーンは、第１のベーン溝内を往復運動して、第１のシリンダー８と第１のピストン１１ａとの間に形成される空間を吸入室と圧縮室とに仕切る。第１のベーン溝は、第１のシリンダー８に径方向に設けられ、軸方向に貫通している。

第１のピストン１１ａと第１のベーンとを収容した第１のシリンダー８は、その内部空間の軸方向両端面が主軸受６０と仕切板１０とで閉塞されており、これによって第１のシリンダー８内に密閉された室８ａが形成されている。室８ａは、第１のピストン１１ａと第１のベーンとによって、クランク軸４の回転方向に、吸入室と圧縮室とに仕切られる。

第２のシリンダー９も、円筒状の内部空間を有し、この内部空間に、クランク軸４の偏芯軸部４ｄと、偏芯軸部４ｄに回転自在に嵌合する第２のピストン（ローリングピストンともいう）１１ｂとが収容され、クランク軸４が回転することによって第２のピストン１１ｂに偏芯回転が与えられるようになっている。さらに、偏芯軸部４ｄの回転に伴い、第２のピストン１１ｂに当接しながら、第２のベーン溝（図示せず）内を往復運動する第２のベーン（図示せず）が設けられている。第２のベーンは、第２のベーン溝内を往復運動して、第２のシリンダー９と第２のピストン１１ｂとの間に形成される空間を吸入室と圧縮室とに仕切る。第２のベーン溝は、第２のシリンダー９に径方向に設けられ、軸方向に貫通している。

第２のピストン１１ｂと第２のベーンとを収容した第２のシリンダー９は、その内部空間の軸方向両端面が副軸受７０と仕切板１０とで閉塞されており、これによって第２のシリンダー９内に密閉された室９ａが形成されている。室９ａは、第２のピストン１１ｂと第２のベーンとによって、クランク軸４の回転方向に、吸入室と圧縮室とに仕切られる。

第１のベーンと第２のベーンとは、いずれも付勢手段（図示せず）によって第１のピストン１１ａと第２のピストン１１ｂとに押接されるようになっている。そして、圧縮機構部３００は、回転運動を支える主軸受６０と副軸受７０とによって、両端を支持されるようになっている。

密閉容器１と圧縮機構部３００とは、主軸受６０を介して固定される。主軸受６０は、焼結体であり、そのフランジ部６１の外周部には、フランジ部６１の一端面（下端面）から他端面（上端面）にかけて軸方向に貫通する、つまり主軸部４ａの軸方向と同一方向に延びる係止溝６２が設けられている。

係止溝６２は、ここでは近接した状態の２本の係止溝６２ａ，６２ｂが１組となって設けられている。以下、複数（ここでは２本）の係止溝６２ａ，６２ｂと、これら係止溝６２ａ，６２ｂによって挟まれた部位とを合わせた主軸受外周部の部分的な領域を「固定部」と称する。この固定部は、主軸受６０のフランジ部６１の外周部に例えば等ピッチ間隔で３箇所に設けられている。したがって、係止溝６２は全部で６本となっている。

一方、密閉容器１には、壁部内側に係止溝６２ａ，６２ｂに入り込む２つの突部（容器突部）１ａ，１ｂが形成されている。

図２は焼結軸受の焼結型の一例を示す概略構造図である。
焼結型５００は、図２に示すように、ダイ５０１と、コアロッド５０２と、上パンチ５０３と、第１の下パンチ５０４と、第２の下パンチ５０５とを備えている。

これを更に詳述すると、ダイ５０１は、焼結材６００が収容される孔５０１ａを有する。

コアロッド５０２は、ダイ５０１の孔５０１ａ内にスライド自在に配置され、焼結材６００の中心部に、軸方向の貫通孔６０１を成型する。

上パンチ５０３は、コアロッド５０２に外嵌して、ダイ５０１の孔５０１ａ内に上方よりスライド自在に差し込まれる。

第１の下パンチ５０４は、コアロッド５０２に遊嵌してダイ５０１の孔５０１ａ内に下方よりスライド自在に差し込まれて上パンチ５０３と共に焼結材６００を挟み込むことでフランジ部６０２を成型する。

第２の下パンチ５０５は、第１の下パンチ５０４とコアロッド５０２との間にスライド自在に配置され、焼結材６００の他端部６０３を成型する。

そして、これらコアロッド５０２と上パンチ５０３と第１の下パンチ５０４及び第２の下パンチ５０５とは、いずれも焼結材６００の成型及び焼結時に焼結型５００のスライド方向にスライドする。なお、係止溝６２の成形部（図示せず）は、上パンチ５０３、第１の下パンチ５０４、又はこれらの双方に一体に設けられる。

すなわち、焼結型５００は、軸方向にスライドする構造であり、主軸受６０となる焼結材６００の中心部に主軸部４ａを挿入する穴（貫通孔６０１）を設けながら、焼結材６００を軸方向に加圧し焼結する。したがって、焼結型５００は、構造上、軸方向と垂直方向の横穴を成形することはできない。しかし、本実施の形態１においては、係止溝６２が、フランジ部６１の一端面（下端面）から他端面（上端面）にかけて軸方向に貫通するように外周部に設けられるので、係止溝６２の延長方向と焼結型５００のスライド方向とが一致する。そのため、焼結型５００での成形が可能となり、後加工が不要となって追加費用が発生することはない。

次に、圧縮機構部３００を密閉容器１へ固定する手順について図３〜図５に基づき、前述の図１を参照しながら説明する。
図３は本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押付治具を示す図、（ｂ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｃ）は係止溝形状を示す図である。図４は本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の係止溝と突部との関係を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の係止溝と突部との関係を示す図である。図５は本発明の実施の形態１に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図である。

本実施の形態１の密閉形圧縮機１００、例えば２気筒型密閉形圧縮機は、圧縮機構部３００が、密閉容器１に対して隙間嵌めの状態にあり、圧縮機構部３００が主軸受６０を介して密閉容器１に固定される。ここで、隙間嵌めとは、圧縮機構部３００の外径が密閉容器１の内径より小さく、互いの真円度を考慮しても、配置されたときに圧縮機構部３００に密閉容器１から荷重が作用しない嵌め合いを意味する。また、ここでいう外径、内径とは、直交する２箇所あるいはそれら２箇所にさらに付け加えた３箇所以上の箇所で測定される外径や内径の平均値を意味する。

まず、密閉容器１における圧縮機構部３００の各固定部に対向する壁部を外側から局所的に加熱し、密閉容器１を熱膨張させる。すなわち、図１及び図３に示すように、圧縮機構部３００の主軸受６０の各固定部の２本の係止溝６２ａ，６２ｂの間の中心位置にある部位６３上の密閉容器１の外周部を加熱中心として、各固定部に対向する密閉容器１の壁部を外側から局所的に加熱し、この加熱によって密閉容器１を熱膨張させる。

次いで、図３に示すように、２本の係止溝６２ａ，６２ｂの直上から、これら係止溝６２ａ，６２ｂの幅と等しいか、それよりも僅かに小さい幅を有する四角形状で先端が平面である２つの押付治具８１Ａ，８２Ａを、２点同時に密閉容器１の壁部外側から押し付ける。これによって、図４に示すように、密閉容器１の壁部内側に係止溝６２ａ，６２ｂに入り込む２つの突部（容器突部）１ａ，１ｂ、つまり２つのかしめ点を成形する。以下、近接する複数のかしめ点（ここでは２点）のことを「かしめ部」と称する。このかしめ部を、圧縮機構部３００の外周部の３箇所で、それぞれ押付治具８１Ａ，８２Ａを同時に押し付けることで、成形する。

その後、熱膨張した密閉容器１が冷却されると、図５に示すように、熱収縮によって２つの突部１ａ，１ｂは、加熱中心に向かって引き寄せられる。このため、２点の突部１ａ，１ｂによって、係止溝６２ａ，６２ｂの間の中心位置にある部位６３が円周方向に締め付けられ（かしめられ）、圧縮機構部３００は密閉容器１に固定される。このようなかしめによる固定は、主軸受６０のフランジ部６１の外周部に等ピッチ間隔で３箇所に設けられている各固定部で行われる。

このように、本実施の形態１の密閉形圧縮機１００、例えば２気筒型密閉形圧縮機においては、従来の溶接や圧入による固定のように、半径方向の力によって圧縮機構部３００を固定するのではなく、円周方向の力ではさみ込んで（かしめて）固定するため、圧縮機構部３００に与える歪みが小さい。また、密閉容器１に穴あけ加工を施さないため、スパッタ等の異物が混入したり、冷媒のリークの恐れがない。

密閉容器１の材料は一般的に鉄である。鉄は、６００℃辺りから、急激に降伏点が低下する。このように急激に降伏点が低下し始める温度を、ここでは「軟化する温度」と称する。密閉容器１の剛性を下げ、突部１ａ，１ｂを成形するための押付治具８１Ａ，８２Ａの押し込み力を低下させ、そしてさらに密閉容器１の材料の降伏点を下げ、効率良く突部１ａ，１ｂの形状に変形させるため、加熱時の温度は、材料が軟化する温度以上でかつ融点未満が良い。ちなみに、鉄の融点は、１５６０℃である。

本実施の形態１の密閉形圧縮機、例えば２気筒型密閉形圧縮機においては、加熱により降伏点を低下させているので、密閉容器１を塑性変形させた（この場合、突部１ａ，１ｂを成形させた）後における密閉容器１の半径方向のスプリングバック（この場合、突部１ａ，１ｂの戻り）を低減させることができ、効率良く、しかも確実に所定の押し込み量を確保することができる。ここで、押し込み量とは、係止溝６２ａ，６２ｂに入り込む突部１ａ，１ｂの深さのことであり、図５（ａ）にＨで示す寸法である。既述したように、密閉容器１の材料は鉄であり、その軟化する温度は６００℃、融点は１５６０℃である。そのため、局所加熱する加熱温度は、６００℃以上でかつ１５００℃以下が望ましい。もちろん材料が鉄以外であれば、加熱温度は変化し、その材料の軟化する温度以上でかつ融点未満とするものである。

密閉容器１の加熱範囲が、押付治具８１Ａ，８２Ａの押付部位を全て含むようにすることで、前述したような密閉容器１の材料の高温での特性を用いて、突部１ａ，１ｂの確実な成形と、その突部成形のための押し込み力の低減が成され、組立時の圧縮機構部３００に発生する歪みを低減できる。さらに、密閉容器１の加熱中心を２本の係止溝６２ａ，６２ｂの中心上（部位６３上）とすることで、密閉容器１に突部１ａ，１ｂを成形させた後、突部１ａ，１ｂを加熱中心に向かって冷却により熱収縮させることができる。このため、密閉容器１の近接した２つの突部１ａ，１ｂで圧縮機構部３００の係止溝６２ａ，６２ｂ間の部位６３を強固に挟み込むことができる。

このように、密閉容器１の突部成形のための押し込み力の低減がされ、圧縮機構部３００の係止溝６２ａ，６２ｂ間の部位６３を強固に挟み込むことができるので、強固な圧縮機構部３００の密閉容器１に対する固定が可能となる。このため、圧縮機構部３００が、密閉容器１に対して隙間嵌めであっても、密閉形圧縮機の長期的な使用に対して、稼働中に通常発生する力や異常時の過剰な力に耐え、がたつきが発生することがない。

さらに、隙間嵌めにすることで、固定完了後に、従来の溶接や圧入では作用していた圧縮機構部３００の半径方向に押し付ける力をなくすことができる。このため、圧縮機構部３００の歪みを低減でき、密閉形圧縮機の性能も向上できる。

本実施の形態１の場合、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、密閉形圧縮機の軸方向に対しては、圧縮機構部３００が密閉容器１の突部１ａ，１ｂのはさみ込みにより支持される。また、接線方向に対しては、圧縮機構部３００が密閉容器１の突部１ａ，１ｂのはさみ込みによる支持と、密閉容器１の突部１ａ，１ｂそのものの剛性とで支持される。固定部に発生する加速度に応じて必要な固定強度を得られるよう、固定形状を選択すれば良い。例えば、突部１ａ，１ｂの断面積を増加させたり、固定部の個数を増やすことで、固定強度を増加させることができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押付治具を示す図、（ｂ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｃ）は係止溝形状を示す図である。図７は本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図である。なお、各図中、前述の実施の形態１と同一部分には同一符号を付してある。また、説明にあたっては前述の図１及び図２を参照するものとする。
本実施の形態２の密閉形圧縮機は、図６及び図７に示すように、係止溝６２ｃ，６２ｄを、軸方向に貫通しない止まり溝とし、嵌め合い部となる主軸受６０のフランジ部６１の外周部に、周方向に位置をずらせてフランジ部６１の両端面からそれぞれ軸方向に成形したものである。
また、押付治具８１Ｂ，８２Ｂは、係止溝６２ｃ，６２ｄの幅と等しいか、それよりも僅かに小さい幅を有する円形状で先端が平面であるものである。それ以外の構成及び焼結型５００を用いた焼結軸受の製造手順は前述の実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

本実施の形態２の密閉形圧縮機においては、係止溝６２ｃ，６２ｄを止まり溝とし、主軸受６０のフランジ部６１の外周部に、周方向に位置をずらせてフランジ部６１の両端面からそれぞれ軸方向に成形するようにしているので、焼結型５００での成形が可能となり、後加工が不要となって追加費用が発生することはない。

また、係止溝６２ｃ，６２ｄを互いに逆向きの止まり溝とすることで、軸方向に対しても、図７に示すように、押付治具８１Ｂ，８２Ｂで成形された密閉容器１の突部１ｃ，１ｄのはさみ込みによる支持だけでなく、密閉容器１の突部１ｃ，１ｄそのものの剛性でも支持させることができる。

なお、止まり溝の端部形状は、四角形状でも円形状でも形状に制限がなく、またかしめ後の密閉容器１の突部１ｃ，１ｄの断面形状も、必要な固定強度を得られる断面積を確保できればよく、形状に制限がない。

また、止まり溝の方向も、本実施の形態２の係止溝６２ｃ，６２ｄのような周方向に位置をずらせた互いに逆向きの止まり溝に限定されるものではなく、以下のような第１変形例〜第３変形例も採用することができる。

図８は本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部の係止溝形状の第１変形例を模式的に示す要部断面図である。
この第１変形例のものは、近接した２本の係止溝（止まり溝）６２ｅ，６２ｆの向きを同一方向（軸方向）とし、嵌め合い部となる主軸受６０のフランジ部６１の外周部に、フランジ部６１の一端面からそれぞれ軸方向に成形するようにしたものである。

この第１変形例の係止溝形状の場合、焼結型５００の上パンチ５０３又は第１の下パンチ５０４のいずれか一方に係止溝６２ｅ，６２ｆの成形部を設ければよいため、焼結型５００の製作が容易である。

図９は本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部の係止溝形状の第２変形例を模式的に示す要部断面図である。
この第２変形例のものは、近接した２本の係止溝（止まり溝）６２ｇ，６２ｈの向きを同一方向（軸方向）とし、嵌め合い部となる主軸受６０のフランジ部６１の外周部に、前述の第１変形例のものとは反対側のフランジ部６１の他端面から軸方向に成形するようにしたものである。

この第２変形例の係止溝形状の場合、焼結型５００の第１の下パンチ５０４又は上パンチ５０３のいずれか一方に係止溝６２ｇ，６２ｈの成形部を設ければよいため、焼結型５００の製作が容易である。

図１０は本発明の実施の形態２に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部の係止溝形状の第３変形例を模式的に示す要部断面図である。
この第３変形例のものは、近接した２本の係止溝（止まり溝）６２ｉ，６２ｊの向きを同一軸線上で対向するように、嵌め合い部となる主軸受６０のフランジ部６１の外周部に、フランジ部６１の両端面からそれぞれ成形したものである。

この第３変形例の係止溝形状の場合、同一軸線上に係止溝６２ｉ，６２ｊを配置しているため、押付治具８１Ｂ，８２Ｂを湾曲面上でなく、直線上に配置でき、押付治具８１Ｂ，８２Ｂの製作が容易となる。

実施の形態３．
図１１は本発明の実施の形態３に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は押付治具を示す図、（ｂ）は押し付け前の加熱位置を示す図、（ｃ）は係止溝形状を示す図である。図１２は本発明の実施の形態３に係る密閉形圧縮機の圧縮機構部を密閉容器へ固定する手順を模式的に示す要部断面図であり、（ａ）は突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図、（ｂ）は（ａ）とは異なる角度から見た突部成形後の冷却収縮による締付け状態を示す図である。なお、各図中、前述の実施の形態１と同一部分には同一符号を付してある。また、説明にあたっては前述の図１及び図２を参照するものとする。
本実施の形態３の密閉形圧縮機は、図１１及び図１２に示すように、係止溝６２ｋ，６２ｌを軸方向に対し傾斜させた貫通溝としたものである。
また、押付治具８１Ｃ，８２Ｃは、係止溝６２ｋ，６２ｌの幅と等しいか、それよりも僅かに小さい幅を有する四角形状で先端が平面であるものである。それ以外の構成は前述の実施の形態１と同様である。

本実施の形態３の密閉形圧縮機において、係止溝６２ｋ，６２ｌを軸方向に対し傾斜させた貫通溝は、その成形部がある焼結型５００の上パンチ５０３又は第１の下パンチ５０４に、スライド機能だけでなく、回転機能を持たせることで、焼結型５００での成形が可能となる。そのため、後加工が不要となって追加費用が発生することはない。

本実施の形態３の密閉形圧縮機においては、係止溝６２ｋ，６２ｌを軸方向に対し傾斜させた貫通溝としているため、図１２に示すように、軸方向に対しても、密閉容器１の突部のはさみ込みによる支持だけでなく、傾斜角度に応じ、密閉容器１の突部１ｅ，１ｆそのものの剛性でも支持させることができる。

ここまで、密閉容器１と圧縮機構部３００とを主軸受６０を介して固定する構造について説明してきたが、圧縮機構部３００の第１のシリンダー８、第２のシリンダー９、仕切板１０、又は副軸受７０などの他の部品を介して圧縮機構部３００を密閉容器１と固定する構造であっても良く、そのような場合であっても、本発明により得られる効果が損なわれることはない。

実施の形態４．
以上の実施の形態１〜３では、圧縮機構部３００の密閉容器１との固定部品が焼結体で構成され、近接した２本１組の係止溝形状を有し、密閉容器１に対して隙間嵌めの状態であり、密閉容器１を加熱後に２本の係止溝の直上から２つの押付治具を２点同時に密閉容器１の壁部外側から押し付け固定するものであるが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば係止溝は、固定部の１箇所につき１本とし、１つの押付治具で密閉容器１の壁部外側から押し付け固定しても良い。密閉容器１を加熱せず冷間で押付固定する場合、密閉容器１の剛性が高いまま押付治具を押し付けることにより、突部を形成するための押し込み力が大きくなる。密閉容器１を加熱した後に押付固定する場合、冷間に対し、突部を形成するための押し込み力を低下させることができるが、押付固定後に密閉容器１が熱収縮し、圧縮機構部３００と密閉容器１の突部との間に微小ながたが発生する可能性がある。これを防ぐには、圧縮機構部３００が密閉容器１に対し締まり嵌めの状態としておけば良い。この場合は、圧縮機構部３００に径方向に力が加わることとなるため、圧縮機構部３００の剛性を高めておけば良い。これによって、圧縮機構部３００に発生する歪みを抑制できる。

実施の形態５．
図１３は本発明の実施の形態５に係る密閉形圧縮機を備えた冷凍サイクル装置、例えば空気調和装置の冷媒回路図である。なお、図中、前述の実施の形態１に相当する部分には同一符号を付してある。
本実施の形態５の冷凍サイクル装置、例えば空気調和装置４００は、図１３のように前述の実施の形態１で説明した密閉形圧縮機１００と、密閉形圧縮機１００からの冷媒の流れを切換える四方切換弁１３１と、室外側熱交換器１３２と、電動膨張弁等の減圧装置１３３と、室内側熱交換器１３４と、密閉形圧縮機１００の吸入側配管に接続されて冷媒を貯留するアキュームレーター１３５と、吸入マフラー２０とを備え、これら機器が配管を介して順次接続されて構成されている。

次に、以上のように構成された冷凍サイクル装置、例えば空気調和装置４００の運転動作について、暖房運転動作、冷房運転動作の順で説明する。
暖房運転が開始されると、四方切換弁１３１は図１３の実線側に接続される。これにより、密閉形圧縮機１００で圧縮された高温高圧の冷媒は、室内側熱交換器１３４に流れ、凝縮し、液化した後、減圧装置１３３で絞られ、低温低圧の二相状態となり、室外側熱交換器１３２へ流れ、蒸発し、ガス化して四方切換弁１３１、アキュームレーター１３５を通って吸入マフラー２０から再び密閉形圧縮機１００に戻る。即ち、図１３の実線矢印に示すように冷媒は循環する。

次に、冷房運転について説明する。冷房運転が開始されると、四方切換弁１３１は図１３の破線側に接続される。これにより、密閉形圧縮機１００で圧縮された高温高圧の冷媒は、室外側熱交換器１３２に流れ、凝縮し、液化した後、減圧装置１３３で絞られ、低温低圧の二相状態となり、室内側熱交換器１３４へ流れ、蒸発し、ガス化して四方切換弁１３１、アキュームレーター１３５を通って吸入マフラー２０から再び密閉形圧縮機１００に戻る。即ち、暖房運転から冷房運転に変わると、室内側熱交換器１３４が凝縮器から蒸発器に変わり、室外側熱交換器１３２が蒸発器から凝縮器に変わり、図１３の破線矢印に示すように冷媒は循環する。

本実施の形態５の冷凍サイクル装置、例えば空気調和装置４００においては、密閉形圧縮機として前述の実施の形態１で説明した密閉形圧縮機１００を用いているので、装置全体としてのコストを削減することができる。

１ 密閉容器、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 突部、２ 固定子、３ 回転子、４ クランク軸、４ａ 主軸部、４ｂ 副軸部、４ｃ，４ｄ 偏芯軸部、８ 第１のシリンダー、８ａ 室、９ 第２のシリンダー、９ａ 室、１０ 仕切板、１１ａ 第１のピストン、１１ｂ 第２のピストン、２０ 吸入マフラー、２５ 吐出管、２６ ガラス端子、２７ リード線、４０，４１ 吸入管、６０ 主軸受（嵌め合い部）、６１ フランジ部、６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ，６２ｈ，６２ｉ，６２ｊ，６２ｋ，６２ｌ 係止溝、６３ 部位、７０ 副軸受、８１Ａ，８２Ａ，８１Ｂ，８２Ｂ，８１Ｃ，８２Ｃ 押付治具、１００ 密閉形圧縮機、１３１ 四方切換弁、１３２ 室外側熱交換器、１３３ 減圧装置、１３４ 室内側熱交換器、１３５ アキュームレーター、２００ 電動機部、３００ 圧縮機構部、４００ 空気調和装置（冷凍サイクル装置）、５００ 焼結型、５０１ ダイ、５０１ａ 孔、５０２ コアロッド、５０３ 上パンチ、５０４ 第１の下パンチ、５０５ 第２の下パンチ、６００ 焼結材、６０１ 貫通孔、６０２ フランジ部、６０３ 他端部。

Claims (14)

1. 密閉容器内に圧縮機構部が固定された密閉形圧縮機において、
   前記圧縮機構部は、
   前記密閉容器内に隙間嵌めされるフランジ部を備え、
   該フランジ部は、
   焼結体で構成され、一部に前記密閉容器との固定部を有し、
   該固定部は、
   前記フランジ部の一端面から他端面側に延出する係止溝を備え、
   前記密閉容器には、前記係止溝に進入する突部が設けられ、
   前記圧縮機構部の前記係止溝と前記密閉容器の前記突部とによって、前記圧縮機構部と前記密閉容器とが相互に固定される、密閉形圧縮機。
2. 前記係止溝は、複数本が１組となり、前記フランジ部に１組以上設けられていることを特徴とする請求項１記載の密閉形圧縮機。
3. 前記密閉容器の前記突部は、前記密閉容器の前記係止溝に対向する部分が加熱状態下で前記係止溝の底部の方向に押し付けられて該密閉容器の内周部に成形されたものである、請求項１又は２記載の密閉形圧縮機。
4. 前記密閉容器の前記係止溝に対向する部分が加熱される温度は、前記密閉容器の材料の軟化する温度以上でかつ融点未満の温度である、請求項３記載の密閉形圧縮機。
5. 密閉容器内に圧縮機構部が固定された密閉形圧縮機において、
   前記圧縮機構部は、前記密閉容器内に締まり嵌めされる、フランジ部を備え、
   該フランジ部は、焼結体で構成され、一部に前記密閉容器との固定部を有し、
   該固定部は、
   前記フランジ部の一端面から他端面側に延出する係止溝を備え、
   前記密閉容器には、前記係止溝に対向する部分に、該係止溝内に進入する突部が設けられ、
   前記圧縮機構部の前記係止溝と前記密閉容器の前記突部とによって、前記圧縮機構部と前記密閉容器とが相互に固定される、密閉形圧縮機。
6. 前記係止溝は、複数本が１組となり、前記フランジ部に１組以上設けられている、請求項５記載の密閉形圧縮機。
7. 前記密閉容器の前記突部は、前記密閉容器の前記係止溝に対向する部分が加熱状態下で前記係止溝の底部の方向に押し付けられて該密閉容器の内周部に成形されたものである、請求項５又は６記載の密閉形圧縮機。
8. 前記密閉容器の前記係止溝に対向する部分が加熱される温度は、前記密閉容器の材料の軟化する温度以上でかつ融点未満の温度である、請求項７記載の密閉形圧縮機。
9. 前記圧縮機構部の前記係止溝は、該圧縮機構部の軸方向と同一方向の貫通溝である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
10. 前記圧縮機構部の前記係止溝は、該圧縮機構部の軸方向と同一方向の止まり溝である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
11. 前記圧縮機構部の前記係止溝は、該圧縮機構部の軸方向に対し傾斜させた貫通溝である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
12. 前記圧縮機構部の前記係止溝は、前記フランジ部の両端面からそれぞれ成形された止まり溝であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
13. 前記圧縮機構部の前記係止溝は、同一軸線上で対向するように前記フランジ部の両端面からそれぞれ成形された止まり溝であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機を備える、冷凍サイクル装置。

Images