JP6366819B2

JP6366819B2 - 流体機械

Info

Publication number: JP6366819B2
Application number: JP2017508785A
Authority: JP
Inventors: 政則伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JPWO2016157236A1; WO2016157236A1

Description

この発明は、例えば圧縮機およびポンプなどのように流体を送給する流体機械に関するものである。

従来、この種の流体機械としては、流体吸入口および流体吐出口を有する密閉容器と、密閉容器内に配備されて駆動し流体吸入口から密閉容器内に流体を吸い込んで流体吐出口から吐出する圧縮機構と、密閉容器内に配備されて圧縮機構を駆動させる電動機と、密閉容器の取付用穴に密封状に溶接され電動機と配線接続されて外部電源を電動機に給電するための気密端子と、から構成されているものが知られている。前記の気密端子は、密閉容器の取付用穴に密封状に溶接されるカップ状の金属ケースと、金属ケースの底平面部に形成されたバーリング部内に配置される導電ピンと、導電ピンとバーリング部の間に装填されて導電ピンを絶縁状に保持するガラスシール部と、を備えている。そうして、気密端子の金属ケースが密閉容器の取付用穴に溶接される際に、金属ケース内に装入されて金属ケースを位置決め支持する溶接治具が用いられるようになっている。
斯かる流体機械は、圧縮機構の駆動により、冷媒が冷凍サイクルから流体吸入口を経て密閉容器内に吸い込まれ、圧縮機構で加圧されたのちに、流体吐出口から冷凍サイクルに戻されるようになっている。

上記した従来の流体機械は、気密端子を密閉容器に溶接固着するときに、位置決めとして、気密端子における金属ケースの底平面部のバーリング部を溶接治具で固定して、密閉容器へプレスで押さえつけた状態にして溶接するようになっている。このようにバーリング部を固定しているため、気密端子を密閉容器へプレスして溶接するときにバーリング部のガラスシール部に過大な応力が加わることがある。このように過大な応力が加わると、ガラスシール部が破損したり、または微細なクラックが発生したり、絶縁抵抗が低下したりするという問題があった。また、バーリング部への応力を回避するために、バーリング部と溶接治具とのクリアランスを大きくしようとすると、気密端子と密閉容器との間に位置ずれが生じ、溶接長さがアンバランスとなって溶接力が低下し、耐圧強度が低下してしまうという問題もある。

そこで、下記の特許文献１に示すように、金属ケースの側壁部の厚みを底平面部よりも薄く形成したり、または金属ケースにリブを形成したりした気密端子を備える流体機械が提案されている。この特許文献１に記載の技術は、密閉容器内の異常高圧に対して気密端子の金属ケースの変形を抑制することにより、絶縁用のガラスシール部へかかる応力を緩和するようにしている。

特開平１１−３０３７４４

ところで、特許文献１記載の技術は、気密端子における金属ケースの側壁部の厚みを底平面部よりも薄くしたり、金属ケースにリブを形成したりすることにより、密閉容器内の異常高圧に対して気密端子の金属ケースの変形を抑制するとともに、ガラスシール部への応力緩和を図るようにしたものであるが、密閉容器への溶接時の変形までは考慮していない。

この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、溶接時のガラスシー
ル部にかかる応力を回避するとともに、溶接時の気密端子と溶接治具との位置ずれを防止
することで、十分な溶接長さを確保して耐圧強度の信頼性を向上化することのできる流体
機械の提供を目的とする。

この発明に係る流体機械は、流体吸入口および流体吐出口を有する密閉容器と、前記密閉容器内に配備されて駆動し前記流体吸入口から前記密閉容器内に流体を吸い込んで前記流体吐出口から吐出する圧縮機構と、前記密閉容器内に配備されて前記圧縮機構を駆動させる電動機と、前記密閉容器の取付用穴に密封状に溶接され前記電動機と配線接続されて外部電源を前記電動機に給電するための気密端子と、から構成され、前記気密端子は、前記密閉容器の取付用穴に密封状に溶接されるカップ状の金属ケースと、前記金属ケースの底平面部に形成されたバーリング部内に配置される導電ピンと、前記導電ピンと前記バーリング部の間に装填されて前記導電ピンを絶縁状に保持するガラスシール部と、を備えて成り、前記気密端子の前記金属ケースが前記密閉容器の取付用穴に溶接される際に、前記金属ケース内に装入されて前記金属ケースを位置決め支持する溶接治具が用いられ、前記金属ケースの開口縁部には第１位置決め係止部が設けられ、前記溶接治具において前記金属ケースの開口縁部と対面する位置には、前記金属ケースの第１位置決め係止部と係脱可能に係合する第２位置決め係止部が設けられているものである。

この発明に係る流体機械は、気密端子の金属ケースの開口縁部に第１位置決め係止部が設けられ、溶接治具において金属ケースの開口縁部が対面する位置に、金属ケースの第１位置決め係止部と係脱可能に係合する第２位置決め係止部が設けられているので、溶接の際に、金属ケースの開口縁部の第１位置決め係止部を、溶接治具の第２位置決め係止部と係合させて固定することにより、金属ケースと溶接治具とを規定位置に正確に位置決めすることができる。それにより、金属ケースの底平面部のバーリング部に対する溶接治具による固定を廃止することができる。その結果、溶接時にかかるガラスシール部への応力を回避することができ、流体機械の製造品質を向上化できる。また、気密端子の金属ケースと密閉容器との間の溶接長さの安定化を図り得るため、密閉容器全体の耐圧強度を向上化できるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る流体機械の正面図である。前記流体機械の内部を示す部分縦断面図である。前記流体機械の気密端子取付け部分を示す拡大断面図である。前記流体機械の気密端子の金属ケースを示す側面図である。前記流体機械の気密端子を示す平面図である。前記流体機械に用いられる溶接治具を示す正面図である。前記溶接治具の側面図である。前記溶接治具を気密端子に装着した状態を示す平面図である。前記溶接治具を気密端子に装着した状態を示す側断面図である。この発明の実施の形態２に係る流体機械における気密端子の金属ケースを示す側面図である。前記流体機械の気密端子を示す平面図である。前記流体機械に用いられる溶接治具を示す正面図である。前記溶接治具の側面図である。前記溶接治具を気密端子に装着した状態を示す平面図である。前記溶接治具を気密端子に装着した状態の側断面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る流体機械の正面図、図２は前記流体機械の内部を示す部分縦断面図、図３は前記流体機械の気密端子取付け部分を示す拡大断面図を示している。
図１〜図３において、この実施の形態１に係る流体機械は、気密端子の溶接時の位置決め方法に改良が加えられたものである。ここでは、例えば、揺動スクロールを有していて空気調和機などの冷媒回路に用いられるスクロール圧縮機を、流体機械として例示する。

この流体機械としてのスクロール圧縮機は、流体吸入口１７Ａおよび流体吐出口１８Ａを有する密閉容器１４と、密閉容器１４内に配備されて駆動し流体吸入口１７Ａから密閉容器１４内に流体（冷媒ガス）を吸い込んで流体吐出口１８Ａから吐出する圧縮機構１５と、密閉容器１４内に配備されて圧縮機構１５を駆動させる電動機１６と、密閉容器１４に形成されている取付用穴１９に密封状に溶接され電動機１６と電線２０を介して配線接続されて外部電源を電動機１６に給電するための気密端子２６と、から構成されている。密閉容器１４は、円筒状の容器胴部１２の上端縁に上部鏡板１１が溶接付けされるとともに、容器胴部１２の下端縁に下部鏡板１３が溶接付けされて密封状に形成されている。密閉容器１４の流体吸入口１７Ａには吸入管１７が接続され、流体吐出口１８Ａには吐出管１８が接続されている。圧縮機構１５における揺動スクロールなどの回転駆動部は、電動機１６の回転駆動軸１６Ａと連結されている。

前記の気密端子２６は、密閉容器１４の取付用穴１９に密封状に溶接されるカップ状の金属ケース２１ａと、金属ケース２１ａに形成されたバーリング部２１Ｂ，２１Ｂ，２１Ｂ内に配置される導電ピン２５，２５，２５と、各導電ピン２５と各バーリング部２１Ｂとの間に装填されて各導電ピン２５を保持する絶縁用のガラスシール部２４，２４，２４と、金属ケース２１に装着される保護用のフード２３と、から構成されている。

そして、図４および図５に示すように、金属ケース２１ａは、平らな円板状の底平面部２１Ａと、底平面部２１Ａの周縁から延在する外側面部２１Ｅと、外側面部２１Ｅの周縁からテーパ状に拡がって延在する開口縁部２１Ｄと、から形成されている。前記のバーリング部２１Ｂ，２１Ｂ，２１Ｂは、底平面部２１Ａに形成されている。金属ケース２１ａの開口縁部２１Ｄには、１対の第１位置決め係止部３１，３１が設けられている。これらの第１位置決め係止部３１，３１は、凹状の切欠きとして形成されており、金属ケース２１ａのカップ筒心Ｃを通る対角線Ｌ上の対向位置に設けられている。

一方、図６および図７に示すように、溶接治具４１ａは、気密端子２６の金属ケース２１ａ内に装着されるものであり、金属ケース２１ａ内で底平面部２１Ａの裏面を支持する円柱状の外側面部４１Ｂと、外側面部４１Ｂの端縁から延在して形成され金属ケース２１ａの開口縁部２１Ｄの裏面を支持するテーパ面部４１Ａと、を備えている。外側面部４１Ｂの表面には、各導電ピン２５およびガラスシール部２４を収容するための３つのピン収容空間２８，２８，２８が形成されている。この溶接治具４１ａにおいて、装着された金属ケース２１ａの開口縁部２１Ｄと対面するテーパ面部４１Ａの位置には、第２位置決め係止部４２，４２が立設されている。これらの第２位置決め係止部４２，４２は、凸部として形成されており、金属ケース２１ａのカップ筒心Ｃを通る対角線Ｌ上の対向位置で、且つ、溶接治具４１ａが金属ケース２１ａにおける溶接のための規定位置に装着されたときに金属ケース２１ａの第１位置決め係止部３１，３１と係合する位置に設けられている。

そこで、気密端子２６の金属ケース２１ａがその溶接位置２７（図３参照）で密閉容器１４の取付用穴１９に溶接付けされる際には、図８および図９に示すように、溶接治具４１ａが金属ケース２１ａ内に装入されて、第２位置決め係止部４２，４２が、金属ケース２１ａの第１位置決め係止部３１，３１と係脱可能に係合し、金属ケース２１ａを位置決め支持するようになっている。

次に動作について説明する。
このように構成された流体機械において、電動機１６は気密端子２６および電線２０を介して外部電源から給電される。そして、圧縮機構１５の駆動により、冷凍サイクルにつながっている吸入管１７から流体吸入口１７Ａを経て、冷媒が密閉容器１４内に吸い込まれ、圧縮機構１５で加圧されたのちに、流体吐出口１８Ａから吐出管１８を経て冷凍サイクルに送り出されるようになっている。ここで、流体機械が例えば冷媒圧縮機などである場合は、密閉容器１４内で冷媒や冷凍機油が循環するので、気密端子２６の絶縁抵抗を確保するため、気密端子２６のガラスシール部２４の表面にシリコンコーティングを施すことによりガラスシール部２４表面への冷媒や冷凍機油の付着を防止することにより、気密端子２６の絶縁性を確保している。

以上のように、この実施の形態１に係る流体機械は、溶接の際に、金属ケース２１の開口縁部２１Ｄの第１位置決め係止部３１を、溶接治具４１の第２位置決め係止部４２と係合させることにより、金属ケース２１と溶接治具４１とを規定位置に正確に位置決め固定することができる。それにより、従来技術のような金属ケース２１の底平面部２１Ａのガラス絶縁されたバーリング部２１Ｂの溶接治具４１による固定を廃止することができる。その結果、溶接時にかかる絶縁用のガラスシール部２４への応力を回避することができ、流体機械の製造品質を向上化できる。また、溶接長さの安定化を図ることができるため、密閉容器１４全体の耐圧強度の品質を向上化できる。また、この実施の形態１に係る流体機械は、金属ケース２１ａおよび溶接治具４１ａの位置決め精度が向上しているため、溶接長さの均等化を図ることができる。これにより、この実施の形態１に係る流体機械は、従来技術のように溶接時に位置決めをしない場合と比べ、溶接長さのアンバランスを回避することができる。
尚、この実施の形態１では、金属ケース２１ａに凹状の第１位置決め係止部３１，３１を設け、これらと係合する凸状の第２位置決め係止部４２，４２を溶接治具４１ａに設けたが、金属ケース２１ａに凸状の第１位置決め係止部を設け、これらと係合する凹状の第２位置決め係止部を溶接治具４１ａに設けてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１では、気密端子２６の第１位置決め係止部３１，３１を、金属ケース２１ａのカップ筒心Ｃを通る対角線Ｌ上の位置に設けたが、対角線Ｌ上の２点ではない角度の位置に形成してもよい。このような実施の形態２を、図１０〜図１５に示す。
この実施の形態２に係る気密端子２６ａおよび溶接治具４１ｂの基本的な構成は、実施の形態１で示した気密端子２６および溶接治具４１ａと同様である。そして、この実施の形態２に係る気密端子２６ａおよび溶接治具４１ｂが実施の形態１のものと構成の異なるところは、気密端子２６ａにおける金属ケース２１ｂの第１位置決め係止部３１ａ，３１ａが、凸部として金属ケース２１ｂのカップ筒心Ｃを通る対角線Ｌ上以外の位置（すなわち、非対角の位置）に設けられていることと、第１位置決め係止部３１ａ，３１ａの配置に対応して、第２位置決め係止部４２ａ，４２ａが、凹部として溶接治具４１ｂのカップ筒心Ｃを通る対角線Ｌ上以外の対向位置に設けられていることである。各第２位置決め係止部４２ａは、これらの間が第１位置決め係止部３１ａを係脱可能に係合させる配置となっている。

以上のように、この実施の形態２に係る流体機械は、実施の形態１と同様に、気密端子２６ａの金属ケース２１ｂと溶接治具４１ｂとに位置決め用に係合する凹凸を設けたことにより、溶接時の位置決めをガラスシール部２４および導電ピン２５ではなく、金属ケース２１ｂの部位で位置決めできる。そのため、この実施の形態２に係る流体機械は、特許文献１に記載された流体機械とは異なり、気密端子２６ａを密閉容器１４に溶接するときのガラスシール部２４へのダメージを回避できるため、実施の形態１と同様に流体機械の品質を向上化することができる。また、この実施の形態２に係る流体機械は、非対角位置での凹凸部の係合により、１８０度反対向きとなるような逆位相取り付けの防止を確実に行なうことができる。このため、この実施の形態２に係る流体機械は、実施の形態１で示した流体機械と比べ、流体機械の端子部の絶縁抵抗劣化に対する品質をよりいっそう向上化することができる。

尚、前記の実施の形態２では、金属ケース２１ｂに凸状の第１位置決め係止部３１ａ，３１ａを設け、これらと係合する凹状を成す第２位置決め係止部４２ａ，４２ａ，４２ａ，４２ａを溶接治具４１ｂに設けたが、金属ケース２１ｂに凹状の第１位置決め係止部を設け、これらと係合する凸状の第２位置決め係止部を溶接治具４１ｂに設けてもよい。
また、本発明の流体機械に適用される流体としては、実施の形態１，２で例示した冷媒に限らず、空気や炭酸ガスなどの気体、あるいは水やアルコールなどの液体であっても構わない。

１４密閉容器
１５圧縮機構
１６電動機
１６Ａ回転駆動軸
１７Ａ流体吸入口
１８Ａ流体吐出口
１９取付用穴
２１ａ，２１ｂ金属ケース
２１Ａ底平面部
２１Ｂバーリング部
２１Ｄ開口縁部
２４ガラスシール部
２５導電ピン
２６，２６ａ気密端子
３１，３１ａ第１位置決め係止部
４１ａ，４１ｂ溶接治具
４１Ａテーパ面部
４２，４２ａ第２位置決め係止部
Ｃカップ筒心
Ｌ対角線

Claims

流体吸入口および流体吐出口を有する密閉容器と、前記密閉容器内に配備されて駆動し前記流体吸入口から前記密閉容器内に流体を吸い込んで前記流体吐出口から吐出する圧縮機構と、前記密閉容器内に配備されて前記圧縮機構を駆動させる電動機と、前記密閉容器の取付用穴に密封状に溶接され前記電動機と配線接続されて外部電源を前記電動機に給電するための気密端子と、から構成され、
前記気密端子は、前記密閉容器の取付用穴に密封状に溶接されるカップ状の金属ケースと、前記金属ケースの底平面部に形成されたバーリング部内に配置される導電ピンと、前記導電ピンと前記バーリング部の間に装填されて前記導電ピンを絶縁状に保持するガラスシール部と、を備えて成り、
前記気密端子の前記金属ケースが前記密閉容器の取付用穴に溶接される際に、前記金属ケース内に装入されて前記金属ケースを位置決め支持する溶接治具が用いられ、
前記金属ケースの開口縁部には第１位置決め係止部が設けられ、前記溶接治具において前記金属ケースの開口縁部と対面する位置には、前記金属ケースの第１位置決め係止部と係脱可能に係合する第２位置決め係止部が設けられている流体機械。
前記気密端子の前記金属ケースの前記第１位置決め係止部が、前記金属ケースのカップ筒心を通る対角線上の位置に設けられている請求項１に記載の流体機械。
前記気密端子の前記金属ケースの前記第１位置決め係止部が、前記金属ケースのカップ筒心を通る対角線上以外の位置に設けられている請求項１又は２に記載の流体機械。
前記第１位置決め係止部は、凹形状であり、前記第２位置決め係止部は、凸形状である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体機械。
前記第１位置決め係止部は、凸形状であり、前記第２位置決め係止部は、凹形状である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の流体機械。