JP7209894B2 - 密閉型圧縮機の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、ベーンを押すスプリングが密閉容器の中に収容された密閉型圧縮機の製造方法に関する。
密閉型の回転式圧縮機の圧縮機構部は、内部に圧縮室となる空間が形成されたシリンダと、シリンダに形成された溝に摺動自在に設けられ、シリンダに形成された空間を仕切るベーンと、ベーンを前記空間に向かって押すスプリングとを備えている。また、密閉型の回転式圧縮機は、密閉容器に圧縮機構部が収容されている。従来、密閉容器は、略円筒形状の容器本体を備えている。そして、従来の密閉型の回転式圧縮機においては、シリンダ、ベーン及びスプリングが容器本体に収容されていた。
近年、密閉型の回転式圧縮機のストロークボリュームの拡大に伴い、スプリングの設置スペースが小さくなり、スプリングの伸縮代の確保が難しい場合がある。そこで、従来の密閉型の回転式圧縮機のなかには、密閉容器が突出容器を備え、該突出容器にスプリングの一部が収容されたものも提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、突出容器は、容器本体に溶接されて、容器本体の外方に突出している。容器本体には、シリンダ及びベーンが収容されている。また、スプリングは、一部が容器本体に収容され、残りの一部が突出容器に収容されている。これにより、容器本体にのみスプリングを収容する場合と比べ、スプリングの設置スペースを大きく確保することができ、スプリングの伸縮代を確保することができる。
特開昭63-16189号公報
密閉容器の容器本体と突出容器とを抵抗溶接で接続する場合、容器本体と突出容器とを一対の電極で挟持して加圧し、この状態で一対の電極間に電気を流すことにより、容器本体と突出容器との接触箇所を溶接することとなる。しかしながら、容器本体と突出容器とを挟持している一対の電極間の距離が長くなるため、容器本体と突出容器との接触箇所の電流が低下してしまう。このため、突出容器を有する密閉容器を備えた従来の密閉型圧縮機においては、容器本体と突出容器とを抵抗溶接で接続する場合、容器本体と突出容器との接触箇所に溶接不良が発生する場合がある。この結果、突出容器を有する密閉容器を備えた従来の密閉型圧縮機においては、容器本体と突出容器との接続部の気密性が低下してしまい、容器本体と突出容器との接続部から冷媒が漏れてしまう場合があるという課題があった。
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、容器本体と突出容器との接続部の気密性の低下を従来よりも抑制できる密閉型圧縮機の製造方法を提案することを目的とする。
本開示に係る密閉型圧縮機の製造方法は、内部に圧縮室となる空間が形成されたシリンダと、前記シリンダに形成された溝に摺動自在に設けられ、前記空間を仕切るベーンと、前記ベーンを前記空間に向かって押すスプリングとが収容される密閉容器を備え、前記密閉容器が、前記シリンダ及び前記ベーンが収容される容器本体と、前記容器本体に溶接されて前記容器本体の外方に突出し、前記スプリングの一部が収容される突出容器と、を備えた密閉型圧縮機の製造方法であって、前記突出容器に接触する第1電極と前記容器本体に接触する第2電極とで、前記容器本体と前記突出容器とを挟持し、前記突出容器よりも導電性の高い材質で形成された通電補助治具を前記突出容器の外周部に接触させた状態で、前記第1電極と前記第2電極との間に電気を流し、前記容器本体と前記突出容器とを抵抗溶接で接続する。
本開示に係る密閉型圧縮機の製造方法においては、第1電極と容器本体との間を流れる電気は、突出容器よりも導電性の高い材質で形成された通電補助治具が設けられている範囲では、主に通電補助治具を流れる。そして、第1電極と容器本体との間を流れる電気は、通電補助治具が設けられていない範囲では、突出容器を流れる。このため、本開示に係る密閉型圧縮機の製造方法は、第1電極と容器本体との間を流れる電気の経路において、突出容器のみを流れる経路の長さを低減できる。したがって、本開示に係る密閉型圧縮機の製造方法においては、容器本体と突出容器との接触箇所の電流が低下してしまうことを、従来よりも抑制できる。このため、本開示に係る密閉型圧縮機の製造方法においては、容器本体と突出容器との接触箇所に溶接不良が発生することを従来よりも抑制でき、容器本体と突出容器との接続部の気密性が低下することを従来よりも抑制できる。
本実施の形態に係る密閉型圧縮機を示す縦断面図である。 本実施の形態に係る密閉型容器を示す横断面図である。 従来の抵抗溶接での容器本体と突出容器との接続方法を説明するための図である。 本実施の形態に係る抵抗溶接での容器本体と突出容器との接続方法を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態に係る密閉型圧縮機の突出容器に通電補助治具を取り付けた状態を示す図である。 図5のA-A断面図である。 本実施の形態に係る抵抗溶接での容器本体と突出容器との接続方法を説明するための図である。
実施の形態.
図1は、本実施の形態に係る密閉型圧縮機を示す縦断面図である。また、図2は、本実施の形態に係る密閉型容器を示す横断面図である。なお、図2は、圧縮機構部20の位置で密閉型圧縮機100を切断した図となっている。
本実施の形態に係る密閉型圧縮機100は、回転式圧縮機であり、電動機1、圧縮機構部20、及び駆動軸10を備えている。駆動軸10は、電動機1と圧縮機構部20とを接続するものである。また、本実施の形態に係る密閉型圧縮機100は、密閉容器30を備えている。電動機1、圧縮機構部20及び駆動軸10は、密閉容器30に収容されている。
電動機1は、密閉容器30に固定された固定子2と、固定子2が発生する磁力によって回転する回転子3とを備えている。
駆動軸10は、電動機1の回転子3と圧縮機構部20とに接続され、電動機1の駆動力を圧縮機構部20に伝達するものである。駆動軸10は、主軸部11と、主軸部11の途中部に設けられた偏心部12とを備えている。主軸部11及び偏心部12は、それぞれ、円柱形状をしている。また、偏心部12の中心軸は、主軸部11の中心軸に対して偏心している。すなわち、主軸部11が回転すると、偏心部12は偏心回転をする。主軸部11は、電動機1の回転子3に固定されている。偏心部12の外周部には、円筒状の形状のローリングピストン22が摺動自在に取り付けられている。ローリングピストン22は、圧縮機構部20の構成部品である。
圧縮機構部20は、駆動軸10から伝達された電動機1の駆動力によって、圧縮機構部20に吸入した低圧の冷媒を圧縮し、高圧の冷媒を密閉容器30内に吐出するものである。この圧縮機構部20は、シリンダ21、ローリングピストン22、ベーン23、第1軸受部24、第2軸受部25、及びスプリング26を備えている。
シリンダ21は、内部に、圧縮室21aとなる空間が形成されている。具体的には、シリンダ21の内部に形成された空間は、ベーン23で仕切られて、一部が圧縮室21aとなり、一部が吸入室21bとなる。シリンダ21の内部に形成された空間は、円筒形状をしている。そして、この空間の中心軸は、駆動軸10の主軸部11の中心軸と同軸上に配置されている。また、この空間には、ローリングピストン22が配置されている。このため、駆動軸10が回転することにより、シリンダ21の内部に形成された空間内では、偏心部12及びローリングピストン22が、この空間の中心軸に対して偏心回転する。また、シリンダ21の内部に形成された空間の上部開口部は、第1軸受部24によって閉塞されている。シリンダ21の内部に形成された空間の下部開口部は、第2軸受部25によって閉塞されている。第1軸受部24及び第2軸受部25は、駆動軸10の主軸部11を回転自在に支持している。
また、シリンダ21には、該シリンダ21の径方向に沿って形成された溝21cが形成されている。溝21cの一方の端部は、シリンダ21の内部に形成された空間に連通している。溝21cの他方の端部は、シリンダ21の外周部に開口している。溝21cには、ベーン23が摺動自在に設けられている。
ベーン23の端部23a側には、スプリング26が設けられている。このスプリング26は、端部26aが固定されている。具体的には、本実施の形態では、スプリング26の端部26a部分は、例えば円管状のスプリングガイド27に収容されている。そして、スプリング26の端部26aは、スプリングガイド27に固定されている。また、スプリングガイド27は、シリンダ21の外周部に固定されている。また、スプリング26は、自然長よりも圧縮された状態で、端部26bがベーン23の端部23aに当接している。すなわち、スプリング26は、ベーン23をローリングピストン22に向かって押すものである。換言すると、スプリング26は、ベーン23を、シリンダ21の内部に形成された空間に向かって押すものである。
これにより、シリンダ21の内部に形成された空間内で偏心部12及びローリングピストン22が偏心回転しても、ベーン23の端部23bを常時、ローリングピストン22の外周面に当接させることができる。すなわち、シリンダ21の内部に形成された空間内で偏心部12及びローリングピストン22が偏心回転しても、常時、シリンダ21の内部に形成された空間をベーン23によって吸入室21bと圧縮室21aとに仕切ることができる。
また、シリンダ21には、吸入室21bと連通する吸入口21dが形成されている。この吸入口21dには、吸入管40の一端が接続されている。吸入管40の他端は、冷媒音を抑制する機能を果たすアキュムレータ41と接続されている。また、シリンダ21には、圧縮室21aと連通する吐出口21eが形成されている。この吐出口21eは、第1軸受部24に形成された図示せぬ吐出口を介して、密閉容器30の内部とも連通している。
ローリングピストン22がシリンダ21内で偏心回転すると、吸入室21bの体積が拡大していく。これにより、アキュムレータ41、吸入管40及び吸入口21dを通って、密閉型圧縮機100外から吸入室21bへ、低圧の冷媒が流入する。ローリングピストン22がシリンダ21内でさらに偏心回転すると、吸入室21bと吸入口21dとが連通しなくなる。このとき、吸入室21bだった空間は、圧縮室21aとなる。
一方、ローリングピストン22がシリンダ21内で偏心回転すると、圧縮室21aの体積が縮小していく。これにより、圧縮室21a内の冷媒は、圧縮されて高圧の冷媒となり、吐出口21e及び第1軸受部24の図示せぬ吐出口を通って、密閉容器30内に吐出される。密閉容器30内に吐出された高圧の冷媒は、密閉容器30内と連通する吐出管39を通って、密閉型圧縮機100の外部へ流出する。ローリングピストン22がシリンダ21内でさらに偏心回転すると、圧縮室21aと吐出口21eとが連通しなくなる。このとき、圧縮室21aだった空間は、吸入室21bとなる。
本実施の形態に係る密閉容器30は、容器本体31及び突出容器35を備えている。容器本体31は、略円筒形状をしている。本実施の形態では、上部容器32、中部容器33及び下部容器34で、容器本体31が構成されている。中部容器33は、略円管形状をしている部材である。上部容器32は、中部容器33の上部開口部を閉塞している部材である。下部容器34は、中部容器33の下部開口部を閉塞している部材である。
突出容器35は、略円管形状の本体部36を備えている。突出容器35は、本体部36の端部36aが容器本体31に溶接されて、容器本体31の外方に突出している。本実施の形態では、突出容器35の本体部36の端部36aは、中部容器33に溶接されている。中部容器33は、突出容器35の本体部36の端部36aと対向する位置に、貫通孔33aが形成されている。このため、容器本体31内と突出容器35内は、貫通孔33aを介して連通している。また、突出容器35の本体部36の端部36bは、蓋38で閉塞されている。これにより、容器本体31及び突出容器35で構成された密閉容器30の内部が密閉空間となる。また、本実施の形態では、突出容器35は、本体部36の端部36bに、本体部36の外部へ突出するフランジ37を備えている。
ここで、図2に示すように、圧縮機構部20のシリンダ21及びベーン23等は、容器本体31に収容されている。一方、スプリング26及びスプリングガイド27の一部は、貫通孔33aを通って、容器本体31から突出している。そして、スプリング26及びスプリングガイド27における容器本体31から突出している部分は、突出容器35の内部に配置されている。すなわち、スプリング26の一部は、突出容器35に収容されている。
密閉型圧縮機100のストロークボリュームを拡大する場合、シリンダ21に形成されている圧縮室21a及び吸入室21bの体積を大きくする必要がある。このため、密閉型圧縮機100のストロークボリュームを拡大した場合、スプリング26の全てを容器本体31内に配置しようとすると、スプリング26の伸縮代の確保が難しい場合がある。しかしながら、スプリング26の一部を突出容器35に収容することにより、密閉型圧縮機100のストロークボリュームを拡大した場合でも、スプリング26の設置スペースを大きく確保することができ、スプリング26の伸縮代を確保することができる。
続いて、密閉型圧縮機100の製造方法について、説明する。具体的には、密閉容器30の製造方法について説明する。本実施の形態では、容器本体31及び突出容器35は、鋼材で形成されている。そして、容器本体31と突出容器35とは、抵抗溶接で接続される。ここで、従来の抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続した場合、容器本体31と突出容器35との接触箇所に溶接不良が発生する場合がある。この結果、従来の抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続した場合、容器本体31と突出容器35との接続部の気密性が低下してしまい、容器本体31と突出容器35との接続部から冷媒が漏れてしまう場合があった。一方、本実施の形態で示す抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続することにより、容器本体31と突出容器35との接触箇所に溶接不良が発生することを従来よりも抑制でき、容器本体31と突出容器35との接続部の気密性が低下することを従来よりも抑制できる。当該効果の理解を容易とするため、以下では、まず、従来の抵抗溶接での容器本体31と突出容器35との接続方法について説明する。そして、その後に、本実施の形態に係る抵抗溶接での容器本体31と突出容器35との接続方法について説明する。
図3は、従来の抵抗溶接での容器本体と突出容器との接続方法を説明するための図である。なお、図3に示す破線の矢印は、電気の流れを示している。
従来の抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続する場合、突出容器35の端部36bに接触する第1電極61と容器本体31に接触する第2電極62とで、容器本体31と突出容器35とを挟持する。すなわち、第1電極61と第2電極62とで、容器本体31と突出容器35とを加圧する。そして、この状態で、第1電極61と第2電極62との間に電気を流す。
この際、従来の抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続する場合、第1電極61と第2電極62との間の距離が長くなるため、容器本体31と突出容器35との接触箇所の電流が低下してしまう。このため、従来の抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続する場合、容器本体31と突出容器35との接触箇所に溶接不良が発生する場合がある。この結果、従来の抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続する場合、容器本体31と突出容器35との接続部の気密性が低下してしまい、容器本体31と突出容器35との接続部から冷媒が漏れてしまう場合がある。また、容器本体31と突出容器35との接触箇所の電流を増加させるため、第1電極61と第2電極62との間の電圧を大きくすると、突出容器35の温度が過度に上昇し、突出容器35が変形してしまう場合がある。そこで、本実施の形態では、次のように、抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続している。
図4は、本実施の形態に係る抵抗溶接での容器本体と突出容器との接続方法を説明するためのフローチャートである。図5は、本実施の形態に係る密閉型圧縮機の突出容器に通電補助治具を取り付けた状態を示す図である。図6は、図5のA-A断面図である。また、図7は、本実施の形態に係る抵抗溶接での容器本体と突出容器との接続方法を説明するための図である。なお、図7に示す破線の矢印は、電気の流れを示している。
本実施の形態では、抵抗溶接で容器本体31と突出容器35とを接続する際、図4においてステップS1として示す、通電補助治具取り付け工程を行う。通電補助治具取り付け工程では、図5及び図6に示すように、突出容器35に通電補助治具50を取り付け、突出容器35の外周部に通電補助治具50を接触させる。より詳しくは、通電補助治具50は、突出容器35の本体部36の外周部に接触する。この通電補助治具50は、突出容器35よりも導電性の高い材質で形成されている。すなわち、通電補助治具50は、突出容器35よりも電気が通りやすい材質で形成されている。本実施の形態では、通電補助治具50は、クロム銅合金等の銅合金で形成されている。
なお、本実施の形態では、上述のように、突出容器35の端部36bに、フランジ37を備えている。換言すると、突出容器35は、第1電極61が接触する側の端部である端部36bに、フランジ37を備えている。そして、通電補助治具50は、突出容器35の外周部に加え、フランジ37にも接触している。
ここで、本実施の形態に係る通電補助治具50は、第1治具51及び第2治具52を備えている。第1治具51には、突出容器35の本体部36の外周部に接触する第1凹部51aが形成されている。上述のように、本体部36は、略円管形状をしている。このため、第1凹部51aの断面形状は、本体部36の外周部の形状に対応して、略円弧形状となっている。また、第2治具52には、突出容器35の本体部36の外周部に接触する第2凹部52aが形成されている。第2凹部52aの断面形状も、第1凹部51aの断面形状と同様に、本体部36の外周部の形状に対応して、略円弧形状となっている。そして、本実施の形態に係る通電補助治具50は、第1治具51と第2治具52とで突出容器35の本体部36を挟持し、通電補助治具50が突出容器35の本体部36の外周部に接触する構成となっている。このように通電補助治具50を構成することにより、通電補助治具50を突出容器35の本体部36の外周部に接触させることが容易となる。なお、突出容器35の本体部36を挟持している第1治具51と第2治具52との固定方法は、任意である。例えば、第1治具51と第2治具52とは、ベルトを用いて固定されていてもよいし、クランプを用いて固定されていてもよい。
図4に示すように、ステップS1の後のステップS2は、溶接部材設置工程である。溶接部材設置工程では、図7に示すように、突出容器35の端部36bに接触する第1電極61と容器本体31に接触する第2電極62との間に、突出容器35及び容器本体31を設置する。なお、ステップS2の溶接部材設置工程の後に、ステップS1の通電補助治具取り付け工程を行ってもよい。図4に示すように、ステップS1及びステップS2の後のステップS3は、加圧工程である。加圧工程では、図7に示すように、第1電極61と第2電極62とで容器本体31と突出容器35とを挟持し、第1電極61と第2電極62とで容器本体31と突出容器35とを加圧する。
図4に示すように、ステップS3の後のステップS4は、通電工程である。通電工程では、図7に示すように、第1電極61と第2電極62とで容器本体31と突出容器35とを加圧している状態で、第1電極61と第2電極62との間に電気を流す。これにより、容器本体31と突出容器35との接触箇所の抵抗溶接が行われる。すなわち、本実施の形態では、第1電極61と第2電極62とで容器本体31と突出容器35とを挟持し、通電補助治具50を突出容器35の外周部に接触させた状態で第1電極61と第2電極62との間に電気を流し、容器本体31と突出容器35とを抵抗溶接で接続する。
容器本体31と突出容器35とを本実施の形態のように抵抗溶接することにより、第1電極61と容器本体31との間を流れる電気は、突出容器35よりも導電性の高い材質で形成された通電補助治具50が設けられている範囲では、主に通電補助治具50を流れる。そして、第1電極61と容器本体31との間を流れる電気は、通電補助治具50が設けられていない範囲では、突出容器35を流れる。このため、容器本体31と突出容器35とを本実施の形態のように抵抗溶接することにより、第1電極61と容器本体31との間を流れる電気の経路において、突出容器35のみを流れる経路の長さを低減できる。したがって、容器本体31と突出容器35とを本実施の形態のように抵抗溶接することにより、容器本体31と突出容器35との接触箇所の電流が低下してしまうことを、従来よりも抑制できる。このため、容器本体31と突出容器35とを本実施の形態のように抵抗溶接することにより、容器本体31と突出容器35との接触箇所に溶接不良が発生することを従来よりも抑制でき、容器本体31と突出容器35との接続部の気密性が低下することを従来よりも抑制できる。
また、本実施の形態では、第1電極61と第2電極62とで容器本体31と突出容器35とを挟持し、通電補助治具50を突出容器35の外周部及びフランジ37に接触させた状態で第1電極61と第2電極62との間に電気を流し、容器本体31と突出容器35とを抵抗溶接で接続する。このため、第1電極61と容器本体31との間を流れる電気は、フランジ37を通って通電補助治具50に流入しやすくなる。この結果、容器本体31と突出容器35との接触箇所に溶接不良が発生することをさらに抑制でき、容器本体31と突出容器35との接続部の気密性が低下することをさらに抑制できる。
以上、本実施の形態に係る密閉型圧縮機100においては、シリンダ21、ベーン23及びスプリング26が収納される密閉容器30とを備えている。シリンダ21の内部には、圧縮室21aとなる空間が形成されている。ベーン23は、シリンダ21に形成された溝21cに摺動自在に設けられ、シリンダ21の内部に形成された空間を仕切るものである。スプリング26は、シリンダ21の内部に形成された空間に向かってベーン23を押すものである。また、密閉容器30は、容器本体31と、突出容器35とを備えている。容器本体31には、シリンダ21及びベーン23が収容される。突出容器35は、容器本体31に溶接されて、容器本体31の外方に突出している。そして、突出容器35には、スプリング26の一部が収容される。
本実施の形態では、突出容器35に接触する第1電極61と容器本体31に接触する第2電極62とで容器本体31と突出容器35とを挟持する。そして、突出容器35よりも導電性の高い材質で形成された通電補助治具50を突出容器35の外周部に接触させた状態で、第1電極61と第2電極62との間に電気を流し、容器本体31と突出容器35とを抵抗溶接で接続する。容器本体31と突出容器35とを本実施の形態のように抵抗溶接することにより、上述のように、容器本体31と突出容器35との接触箇所に溶接不良が発生することを従来よりも抑制でき、容器本体31と突出容器35との接続部の気密性が低下することを従来よりも抑制できる。
1 電動機、2 固定子、3 回転子、10 駆動軸、11 主軸部、12 偏心部、20 圧縮機構部、21 シリンダ、21a 圧縮室、21b 吸入室、21c 溝、21d 吸入口、21e 吐出口、22 ローリングピストン、23 ベーン、23a 端部、23b 端部、24 第1軸受部、25 第2軸受部、26 スプリング、26a 端部、26b 端部、27 スプリングガイド、30 密閉容器、31 容器本体、32
上部容器、33 中部容器、33a 貫通孔、34 下部容器、35 突出容器、36
本体部、36a 端部、36b 端部、37 フランジ、38 蓋、39 吐出管、40 吸入管、41 アキュムレータ、50 通電補助治具、51 第1治具、51a 第1凹部、52 第2治具、52a 第2凹部、61 第1電極、62 第2電極、100
密閉型圧縮機。

Claims (4)

  1. 内部に圧縮室となる空間が形成されたシリンダと、前記シリンダに形成された溝に摺動自在に設けられ、前記空間を仕切るベーンと、前記ベーンを前記空間に向かって押すスプリングとが収容される密閉容器を備え、
    前記密閉容器が、
    前記シリンダ及び前記ベーンが収容される容器本体と、
    前記容器本体に溶接されて前記容器本体の外方に突出し、前記スプリングの一部が収容される突出容器と、
    を備えた密閉型圧縮機の製造方法であって、
    前記突出容器に接触する第1電極と前記容器本体に接触する第2電極とで、前記容器本体と前記突出容器とを挟持し、
    前記突出容器よりも導電性の高い材質で形成された通電補助治具を前記突出容器の外周部に接触させた状態で、前記第1電極と前記第2電極との間に電気を流し、
    前記容器本体と前記突出容器とを抵抗溶接で接続する
    密閉型圧縮機の製造方法。
  2. 前記通電補助治具は、
    前記突出容器の前記外周部に接触する第1凹部が形成された第1治具と、
    前記突出容器の前記外周部に接触する第2凹部が形成された第2治具と、
    を備え、
    前記第1治具と前記第2治具とで前記突出容器を挟持し、前記通電補助治具を前記突出容器の前記外周部に接触させる
    請求項1に記載の密閉型圧縮機の製造方法。
  3. 前記突出容器は、前記第1電極が接触する側の端部にフランジを備え、
    前記通電補助治具を前記突出容器の前記外周部及び前記フランジに接触させた状態で、前記第1電極と前記第2電極との間に電流を流し、
    前記密閉容器と前記突出容器とを抵抗溶接で接続する
    請求項1又は請求項2に記載の密閉型圧縮機の製造方法。
  4. 前記通電補助治具は、銅合金で形成されている
    請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機の製造方法。
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