JPH06509408A - かしめられた外殻を備えた圧縮機組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 かしめられたり１殼を備えた圧縮機組立体ｇ辺９茸域 この発明は気密に密閉された圧縮機組立体に関するものである。特にこの発明は 、独特の方法でかしめて位置を固定され軸線方向及び周り向の過剰な負荷に耐え るものとされている外殻を備えた、気密に密閉された圧縮機組立体に関する。

各種設計の気密に密閉された電動圧縮機が、本技術分野で周知である。これらの 設計品にはピストン／シリンダ型のものとスクロール型のものとの両者が含まれ る４、この発明は各種設計の電動圧縮機ユニットの全てに等しく適用できるが、 例示」−のＩ］的からして気密に密閉されたスクロール型流体機械を例にとって 説明を進める。

スクロール型機械は気密な外殻内で支持されている圧縮機部と電気モータ部を何 し、外殻の壁にはそれを貫通する流体通路が形成されている。機械が冷凍系統で 使用されるとき同流体通路は普通、例えば蒸発器及び凝縮器のような外部装置に 対しパイプにより接続される。

スクロール型の圧縮機部は、互いに対をなす非旋回スクロール部材と旋回スクロ ール部材とを備える圧縮機を有する。これらのスクロール部材は、普通インボリ ュート曲線に近似した曲線に一致した形状のものとして端板から垂直に突出させ てあ番螺旋翼を有する。そしてこれらのスクロール部材は、その翼同士がかみ合 ってその間に圧縮チャンバーが形成されるように、組立てられる。圧縮チャンバ ーの容積は、旋回スクロール部材の旋回運動に伴って次第に変更される。最も外 側の圧縮チャンバーの放射方向外端近くで非旋回スクロール部材の一部分に対し 流体吸入［」を連通させてあり、また非旋回スクロール部材の中心部に流体吐出 （」を開口させである。旋回スクロール部材と非旋回スクロール部材間には、旋 回スクロール部材がそれ自身の軸線まわりで回転するのを阻止するためにオルグ ムリンク機構を配置しである。

非旋回スクロール部材は主軸受ハウジングに対し、これらの軸受ハウジングと非 旋回スクロール部材間の＋１１限された相対的軸線方向移動を許容する複数本の ポルトにより取付けられている。非旋回スクロール部材の取付は方法は、本願出 願人の１９９０年１０月１０付は米国特許出願Ｎｏ、０７１５９１．４４４　ｒ Ｎｏｎ−Ｏｒｂｉｔｉｎｇ　５ｃｒｏｌｌ　Ｍｏｕｎｔｉｎｇ　Ａｒｒａｎｇｅ ｍｅｎｔｓ　Ｆｏｒ　ａ　Ｓｃ＋ｏｌｌ　Ｍａｃｈｉｎｅ　（スクロ[ル 機械における非旋回スクロールの支持装償）」により詳細に記載されており、こ こに同出願を引用してその記載を加入する。

旋回スクロール部材はクランク軸により、静止したスクロ・−小部材に対し相対 的に旋回運動を生じるように駆動される。その結果、前記チャンバーの容積が次 第に減少されて該チャンバー内に閉じ込められている流体が圧縮され、圧縮され た流体は、圧縮チャンバーが吐出口と連通せしめられたときに該吐出口から放出 される。前記ハウジングは密閉外殻に取付は固定されている。外殻に対してハウ ジングを取付ける方法としてはホルト止め、ビン又はプラグ溶接、圧ばめ及び焼 ばめがある。これらの各方法は一定の長所を有するが、またそれぞれ固有の欠点 も有する。

圧ばめ或は焼はめは最も安価な取付は方法であり、また圧縮機組立体が普通発生 するほとんどの力に耐えることができる。しかし圧縮機組立体は成る条件の下で 、圧ばめ構造の保持能力を越える力を発生することがある。この過剰の力が発生 するとハウジングが密閉外殻に対し軸線方向又は周方向で滑りを生じて、圧縮機 組立体の作動に悪影響を及ぼすことがある。

ハウジングの溶接は普通より過剰な力に耐える能力に関する問題点を解消するが 、量産時において溶接組立体を製造するコストは比較的高い。

外殻に対するハウジングのボルト止めも普通より過剰な力に耐える能力に関する 問題点を解消するが、外殻と内部の構成要素の両者にボルトを受け入れ可能な構 造を与えつつ必要な気密シールを保持することに伴うコストからして本方法は量 産に向かない。また締付けを完璧なものとする上での問題点と締付は作業に関連 したコストからみて、本方法を選択することは望ましくない。

したがって必要とされているものは密閉外殻に対し電動圧縮機ユニットのハウジ ングを取付は固定する手段であって、圧縮機の稼働中に発生する普通及び過剰の 力に耐え得る手段である。ハウシングを取付けるための同手段は安価であると共 に信頼性に富み、大量生産向きのものでなければならない。

＆叫９隅り この発明は外殻に対し電動圧縮機ユニットのハウジングを取付けるための手段で あって、安価であると共に信頼性に富み、また電動圧縮機の稼働中に発生する普 通及び過剰の力に耐えることができる手段を、提供するものである。

この発明に係る密閉外殻は、電動圧縮機ユニットのハウジングに形成した複数個 の穴の内部へと塑性変形されている。外殻の変形は外殻素材が上記穴内へ、密閉 外殻の壁を突き破ることなしに移動するように行われており、したがって密閉チ ャンバーの密閉の完全さが保たれる。外殻の移動素材と穴の形状は軸線方向及び 周方向の何れの方向の力に対しても耐え得る、はぼ円筒状の負荷受は接触面が形 成されるように設定されている。

層面ｐ印μ脱男 この発明の他の目的、特徴及び効果は明細書の以下の記載、請求の範囲及び添付 図面を分析することによって明らかとなる。図面において、第１図は、この発明 に従った密閉型圧縮機の縦断側面図である。

第２図は、この発明に従ったかしめ部を形成するために使用される工具の拡大図 である。

第３図は第１図に円３で指した、この発明に従ったかしめ領域をさらに拡大して 示す図である。

好Ｊしい実施例省詳刺享虞労 例示上の目的からこの発明を、気密に密閉されたスクロール型圧縮機に関して説 明して行（。この発明はスクロール型圧縮機に限定されず、本発明のかしめ構造 を実際上どのような型式の電動圧縮機及び類似の機械にも利用可能である点が、 理解されるべきである。

図面について述べると、図例では冷凍系統の圧縮機であるスクロール型流体機械 １０が示されている。流体機械１０は密閉外殻組立体１２、圧縮機部１４及びモ ータ駆動部１６を備えている。密閉外殻組立体１２は下部殻体１３、上部キャッ プ１５、底部カバー１７及び仕切り板１９を備える。これらの底部カバー１７、 下部殻体１３、仕切り板１９及び上部キャップ１５は、流体機械１０の組立て中 に溶接により図示の態様で固着及び封止して、密閉された吸入チャンバー２１と 吐出チャンバー５６とを形成しである。密閉外殻１２はさらに、入口管接手２３ 及び出「１前接手２５を有する。

圧縮機部１４は非旋回スクロール部材１８、旋回スクロール部材２０及び軸受ハ ウジング２２を備える。非旋回スクロール部材１８はチャンバー２６を形成する 端板及びボデー２４を有し、チャンバー２６内には螺旋翼２８を配置しである。

この非旋回スクロール部材１８は複数個のエンボス加工部（ボス部）３０を有し 、そこで軸受ハウジング２２に対しポルト３２によって取付けられるものとされ ている。

旋回スクロール部材２０は端板３４、及びこの端板３４からチャンバー２６内へ 垂直に延出している螺旋翼３６を備える。螺旋翼３６は通常の態様で非旋回スク ロール部材１８の螺旋翼２８とかみ合わされて、軸受ハウジング２２と共に流体 機械１０の圧縮機部１４を形成している。かみ合わされた翼２８．３６により閉 鎖されたチャンバー５２が区画形成されており、該チャンバーは非旋回スクロー ル部材１８の中心部に形成されている通常の吐出口５４と連通することとなる。

吐出口５４は、仕−ノリ板１９と上部キャップ１５とにより形成されている吐出 チャンバー５６と連通している。

軸受ハウジング２２は、放射方向の外向きに突出していて密閉外殻組立体１２に 対し取（＝Ｉけられる複数個（３ないし４個）の丸い突起（ローブ）３８を有す る。

軸受ハウジング２２の該突起３８は非旋回スクロール部材１８のボス部３０と整 列位置しており、前述したように非旋回スクロール部材１８を取付けるためのポ ルト３２を受け入れるネジ穴４０を有する。各突起３８はその外端に円筒状の凹 溝４２を有する。

圧縮機部１４はさらにクランク軸４６を含み、このクランク軸４６は駆動ブツシ ュ・ベアリング組立体５０を介し旋回スクロール部材２０へと接続されている偏 心軸部４８を有する。クランク軸４６には釣合い重り６０を固定してあり、クラ ンク軸４８は下端部で下部ベアリング組立体６４により支持されている。下部ヘ アリング組立体６４は外殻１２に固定してあり、細長い六６８をもつ中心部分６ ６を有しており、六６８内にクランク軸４６の下端部を支承する平軸受７０を配 置しである。

モータ駆動部１（５は下部殻体１３に好ましくは圧ばめにより固定支持されたモ ータ固定子８０、及び圧縮機部１４のクランク軸４６に連結されたモータ回転子 ８２を備える。

軸受ハウシンク２２の突起３８は密閉外殻組立体１２の内径内に圧ばめされてい る３、ト”部殻体１３内で軸受ハウジング２２を正しく位置決めした上でかしめ 工１−１．４Ｊ　Ｏを殻体１３に対し放射方向内向きに押付け、各凹溝４２の領 域で下部殻体１；３を塑性度Ｊ［ニさせて、第３図に示すように複数の円形かし め部９２を形成する。

下部殻体１３は、凹溝４２の端縁９４が殻体金属素材とかみ合いを生じて複数の 円筒状保持面９２が形成されるのに４＝分なだけ、しかし下部殻体１３の塑性変 形によっ−ｒ　’２２体素材の過度の弱化又は突き抜けが生じて密閉チャンバー ２１の気密シールに対し影響が起きないように、変形される。スクロール型流体 機械の稼働中、圧縮機稼働により軸線方向及び周方向の何れの方向で生じる力も 突起３８とＦ部殻体１３間の接合部で受け入れられねばならない。凹溝４２の寸 法と個数は、発生がｒ測される最大の異常な力を支え得ることとなるように設定 するのが望ましい１、 かしめ工具９０は第２図及び第３図に示されており、はぼ平坦な環状円面１００ と誂向から突出している球面１０２を有する。湾曲部１０４が、球面１０２が環 状面１００と接する領域である。これらの２面１０２，１０４が接する円の直（ １１０（ｊはヘース直径（ｂａｓｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ）と呼ばれる。

殻体素材として絞り性の熱間圧延鋼を用いヘース直径１０６を、軸受ハウジンク ２２に形成する凹溝４２の直径の１．３０ないし１．３５倍に等しくすると、惨 めで満足すべき結果が得られることを見いだした。球面１０２が平坦な円形面１ ００から突出している距離は刀先の高さくｎｏｓｅ　ｈｅｉｇｈｔ）と名付けら れている。

この％Ｊ尤の高さはかしめ材料である下部ρ体（１３）製作素材の厚さとほぼ等 しくすべきであることを、１１いだした。さらに球面１０２の半径はノーズ半径 （ｎ＋＋Ｓｃ　ｒａｄｉｕｓ）と乙付けられているが、このノース半径は凹溝４ ２の直径の約０゜８５倍に等しくすべきであることを、見いだした。上の指針に 従うと第３図に示したのと類似のかしめ領域が得られる。円形の保持面９２の幅 は、かしめ材料である下部殻体（１３）製作素材の厚さの約３分の１に等しい。

スクロール型流体ユニット１０について試験し、最も信頼性のあるものは下部殻 体１：３の厚さが約３．００ｍｍのものであった。軸受ハウシングは４個の凹溝 ４２を有し、各凹溝４２は直径が約１２．７０ｍｍであった。液圧プレスを用い 約２０００ポンドの力て軸受ハウジング２２を下部殻体１３内に、０．　２４１ ０゜４（ｉｍｍの締め代で圧ばめした。次にヘース直径１０６が約１６．　７６ ４１１１１ＴＩ、υ尤の高さが約３．　０４５１１１１１＋、ノーズ半径が約１ ０．８０ｍｍの４個のかしめ工具９０を用い下部殻体１３を、直径１２．　７０ ｎｕｎの４個の凹溝４２中へとがしめた。これによって幅が１．　０ないし１． ３ｍｍである円筒状保持面９２を有する、第２，３図に図示のかしめ構造が得ら れた。

上述した本発明の好ましい実施例がｎＩＩ述した長所を４えるように良く配慮さ れたものであることは明らかであるが、請求の範囲の記載の適正な範囲ないし公 正な意義から逸脱することなく修止、変形及び変更を加えて本発明を実施できる ことは、明らかである。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．密閉型圧縮機であって、 殻体、 ハウジングを有し、該殻体内に配置されている圧縮機、上記した殻体とハウジン グ間に設けられた複数個の機械的な連結部であって、その各々がハウジングに設 けられた凹溝と該回溝内に位置する、殻体の内向き変形部分を有し、全体として 圧縮機の稼働時に発生する大きな力に耐える保持力を付与する複数個の連結部、 及び 上記圧縮機を駆動するために上記殻体内に配置されているモータ、を備えた密閉 型圧縮機。
2. ２．前記ハウジングが前記殻体内で、圧縮機の通常の稼働条件下で発生する力に 耐え得るように圧ばめによって位置保持されており、前記した機械的な連結部が 異常な力に耐えるものに構成されている請求項１の密閉型圧縮機。
3. ３．密閉型電動圧縮機であって、 殻体、 外面及び長手軸線をもつハウジングを有し、該殻体内に配置されている圧縮機、 上記した殻体とハウジング間に設けられた少なくとも１個の機械的な連結部であ って、その各々がハウジングに設けられた凹溝と該凹溝内に位置する、殻体の内 向き変形部分を有し、凹溝が上記したハウジングの外面に対しほぼ垂直で上記長 手軸線に対しほぼ平行である面を有し該面と殻体の上記内向き変形部分とによっ てハウジングに対する殻体の相対回転が阻止され、全体として圧縮機の稼働時に 発生する大きな力に耐える保持力を付与する機械的な連結部、及び上記圧縮機を 駆動するために上記殻体内に配置されているモータ、を備えた密閉型電動圧縮機 。
4. ４．前記殻体の軸線方向でみて前記モータを、前記ハウジングのい一側に配置し てある請求項３の密閉型電動圧縮機。
5. ５．前記した力が軸線方向の力である請求項４の密閉型電動圧縮機。
6. ６．前記した力が、前記殻体の長手軸線に関し岡方向の力である請求項４の密閉 型電動圧縮機。
7. ７．前記した力が、前記殻体の長手軸線に関し軸線方向の力及び周方向の力であ る請求項４の密閉型電動圧縮機。
8. ８．前記圧縮機が回転式圧縮機である請求項３の密閉型電動圧縮機。
9. ９．前記圧縮機がスクロール型圧縮機である請求項８の密閉型電動圧縮機。
10. １０．前記圧縮機を駆動するための駆動軸を備え、該駆動軸を前記ハウジングに 支承させてある請求項３の密閉型電動圧縮機。
11. １１．前記したハウジングの凹溝が円筒状内面を有し、前記した殻体の内向き変 形部分が球面及び円筒状面を有していて、殻体の円筒状面を凹溝の円筒状内面に 対し密接させてある請求項３の密閉型電動圧縮機。
12. １２．前記殻体を前記凹溝の端縁に対しはめ合い接触させてある請求項１１の密 閉型電動圧縮機。