JPWO2012127720A1 - スクロール型圧縮機の組立製造方法とそのスクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングの熱損傷を防止すると共に、部品の寸法精度や組立精度が高くなくても組立作業が容易なスクロール型圧縮機の組立製造方法を提供する。【解決手段】固定スクロール２２と揺動スクロール２４を収容する圧縮機ケーシング１０の上エンドキャップ１４を貫通して、外部配管Ｐからの冷媒ガスを吸入する吸入管５０が接合され、該吸入管の下端部は固定スクロールに設けた吸込み口部２２ＫにＯリング６０を介して嵌合させたスクロール型圧縮機の組立製造方法であって、吸入管は、下側が鉄管体であり、この上側に、鉄管体の肉厚以下の肉厚の銅管体を接合して構成すると共に、該銅管体の部分を前記上エンドキャップに接合した上エンドキャップ組立体を形成し、その後に、上エンドキャップ組立体をケーシング本体１２の上側に組込み接合させる。【選択図】図１

Description

本発明は、スクロール型圧縮機の組立製造方法とその方法で組み立てられたスクロール型圧縮機に関する。

冷凍サイクルの蒸発器から冷媒ガス配管を流れて来る冷媒ガスを吸入して圧縮する圧縮機としてスクロール型圧縮機がある。このスクロール型圧縮機として、下記特許文献１には、一体材料からなる吸入管５１が圧縮機ケーシングの一部であるエンドキャップ４Ａに接合された構造が図示されている。また、吸入管５１の先部は、冷媒ガスの漏れ防止のためにＯリングを介して固定スクロール１２の吸入口１８に嵌合されている。この吸入管５１の材料としては従来からの鉄鋼材が使用され、この吸入管をエンドキャップに接合させるには、通常、アーク溶接が使用される。

特開２００９−２２８４３９号公報

しかし、吸入管５１を、Ｏリングを介して固定スクロール１２の吸入口１８に嵌合させた後、その吸入管５１をエンドキャップ４Ａに溶接接合すると、その溶接時の熱が吸入管５１を伝導してＯリングが熱損傷し得る。かといって、吸入管５１とエンドキャップ４Ａとを先に溶接してエンドキャップ組立体を形成した後に、固定スクロール１２のある本体側に組み込もうとすると、吸入管５１を固定スクロール１２の吸入口１８に挿入すると共に、エンドキャップ４Ａの周囲下端部の位置を本体側である容器本体４の上端部の位置にも合致させる必要がある。即ち、それだけ各部品の寸法精度や組立の精度の高いことが要求される。それらの精度如何では、組付けができない事態も生じ得る。
依って解決しようとする課題は、Ｏリングの熱損傷を防止すると共に、部品の寸法精度や組立精度が高くなくても組立作業が容易なスクロール型圧縮機の組立製造方法とその方法で組み立てられたスクロール型圧縮機の提供である。

上記課題に鑑みて第１の発明は、固定スクロールと揺動スクロールを収容する圧縮機ケーシングは、ケーシング本体と、該ケーシング本体の上側を塞ぐ上エンドキャップとを具備しており、外部配管からの冷媒ガスを吸入する吸入管が前記上エンドキャップを貫通して該上エンドキャップに対して接合され、該吸入管の下端部は前記固定スクロールに設けた吸込み口部にＯリングを介して嵌合させたスクロール型圧縮機の組立製造方法であって、
前記吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、該鉄管体の上端側に、銅製であって前記鉄管体の肉厚以下の肉厚の銅管体を接合して構成すると共に、該銅管体の部分を前記上エンドキャップに接合した上エンドキャップ組立体を形成し、
その後に、前記Ｏリングを介して前記吸入管の鉄管体を前記吸込み口部に嵌合させることを含み、前記上エンドキャップ組立体を前記ケーシング本体の上側に組込み接合させる
ことを特徴とするスクロール型圧縮機の組立製造方法を提供する。

第２の発明は、第１の発明の前記上エンドキャップ組立体をケーシング本体側に組込み接合する際に、まず、前記吸入管を前記吸込み口部に挿入開始し、その後に該吸入管を吸込み口部内に押し込みつつ上エンドキャップの周囲下端部をケーシング本体の上部に係合させる。

第３の発明は、固定スクロールと揺動スクロールを収容する圧縮機ケーシングは、ケーシング本体と、該ケーシング本体の上側を塞ぐ上エンドキャップとを具備しており、外部配管からの冷媒ガスを吸入する吸入管が前記上エンドキャップを貫通して該上エンドキャップに対して接合され、該吸入管の下端部は前記固定スクロールに設けた吸込み口部にＯリングを介して嵌合させたスクロール型圧縮機であって、
前記吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、該鉄管体の上端側に、銅製であって前記鉄管体の肉厚以下の肉厚の銅管体を接合して構成しており、
前記鉄管体と銅管体との接合部に、冷媒ガスに混入しているゴミを取り除くフィルターを装着しており、
組立時に前記吸入管の下端が前記吸込み口部の入口に位置した際には、上エンドキャップの周囲下端がケーシング本体の上端には達していない寸法関係となるように、前記吸入管を前記上エンドキャップに対して接合している
ことを特徴とするスクロール型圧縮機を提供する。

第４の発明は、第３の発明の前記鉄管体と前記銅管体とを銀ロー付けで接合しており、前記吸入管が上エンドキャップを貫通する貫通孔には、鉄鋼製の管状の台座管を上エンドキャップに溶接接合しており、該台座管に挿通させた前記吸入管の銅管体と該台座管とを銀ロー付けで接合している。

第１の発明では、予め吸入管を上エンドキャップに対して接合させるので、未だＯリングを装着させる必要はなく、その接合時の熱によるＯリングの熱損傷が防止できる。また、この吸入管を鉄管体と銅管体とを接合して構成し、その銅管体の部分を上エンドキャップに接合させた上エンドキャップ組立体を、固定スクロールのある本体側に組み込もうとした際に、Ｏリングを介して吸入管の下端部を固定スクロールに設けた吸込み口部に嵌合させた際、部品や組立の寸法精度に起因して、上エンドキャップの周囲下端部の位置がケーシング本体の上端部の位置と僅かにずれていても、吸入管と上エンドキャップとの接合部分である銅管体部分は、鉄管体以下の肉厚であって銅製故柔らかいため微小変形可能となり、その変形によって前記僅かな位置ずれを吸収できて組立が容易となる。

第２の発明では、まず、吸入管を吸込み口部に挿入開始し、その後に該吸入管を吸込み口部内に押し込みつつ上エンドキャップの周囲下端部をケーシング本体の上部に係合させるので、上エンドキャップ組立体を本体側に組み込む際に、吸入管をガイド部材として組み込みが容易になる。また、吸入管を固定スクロールに設けた吸込み口部に挿入開始させる作業は外から視認し難いが、上エンドキャップをケーシング本体と係合させる前に行うので、組み込み作業が容易になる。

第３の発明では、吸入管を鉄管体と銅管体との２つの部品の接合で構成しているため、例えば一つの方法であるが、この接合前の２つの別体部品状態の際に、それらの接合端部間に挟持する等の手法でフィルターを保持し、その後にこの接合端部をロー付け等で接合すれば、特別な手数を要することなく、吸入管の製造の際のついでにフィルターを装着できる。また、組立時に吸入管の下端が吸込み口部の入口に位置した際には、上エンドキャップの周囲下端がケーシング本体の上端には達していない寸法関係であるため、上エンドキャップをケーシング本体と係合させる前に、吸入管を固定スクロールに設けた吸込み口部に挿入開始させることができ、組立作業が容易となる。仮に、部品や組立の寸法精度が多少悪くて、吸入管を吸い込み口部に挿入している状態において、上エンドキャップとケーシング本体との接合位置が僅かにずれていた場合でも、吸入管の銅管体部分は鉄管体の肉厚以下であるため、鉄管体よりも微小撓み可能であって、この銅管体部分が僅かに撓むことによって、前記接合位置のずれを修正できて組立の容易なスクロール型圧縮機の提供が可能となる。

第４の発明では、上エンドキャップに溶接接合された管状の台座管を介するので、吸入管の組込み状態が安定する。また、鉄管体と銅管体とは銀ロー付けで接合し、前記台座管への接合も銀ロー付け故、溶接の場合と比較して、鉄管体と銅管体との接合部に配設されたフィルターが、接合時の熱によって損傷することが防止できる。

本発明に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 図１のスクロール型圧縮機の組み立て途中の拡大図である。

以下、本発明を添付図面を用いて更に詳細に説明する。まず、図１を参照する。スクロール型圧縮機は、冷媒が循環して冷凍サイクル運転動作を行う図示しない冷媒回路の蒸発器からの冷媒ガス配管Ｐに接続されており、冷媒ガスを圧縮するものである。この圧縮機は、縦長円筒状の密閉ドーム型の圧縮機ケーシング１０を有する。この圧縮機ケーシング１０は、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部であるケーシング本体１２と、その上側を気密状に塞ぐべく溶接して一体接合され、上方側に突な椀状の上エンドキャップ１４と、ケーシング本体１２の下側を気密状に塞ぐべく溶接して一体接合され、下方側に突な椀状の下エンドキャップ１６とを有して圧力容器として構成されている。

圧縮機ケーシング１０の内部には、冷媒ガスを圧縮するスクロール圧縮機構２０と、このスクロール圧縮機構２０の下方に配置される駆動モータ３０とが収容されている。このスクロール圧縮機構２０と駆動モータ３０とは、圧縮機ケーシング１０内を上下方向に延び、この駆動モータ３０の出力軸である駆動軸３６によって連結されている。そして、スクロール圧縮機構２０と駆動モータ３０との間には高圧空間ＫＫが形成されている。

スクロール圧縮機構２０は、環状の基台４０と、該基台４０の上面に密着して配置される固定スクロール２２と、これら固定スクロール２２と基台４０の間に配置され、固定スクロール２２に揺動係合する揺動スクロール２４とを備えている。基台４０はその外周面において全周に亘ってケーシング本体１２に圧入固定されている。また、基台４０によって、圧縮機ケーシング１０内が基台４０の下側の高圧空間ＫＫと、基台４０の上側の吐出空間ＴＫとに区画され、各空間ＫＫ，ＴＫは、基台４０及び固定スクロール２２の各外周部に縦に延びて形成された縦溝Ｍを介して連通している。スクロール型圧縮機２０によって高圧に圧縮された冷媒ガスは吐出空間ＴＫ、縦溝Ｍ、高圧空間ＫＫの順に流れる。

基台４０には、前記駆動軸３６をラジアル軸受３９を介して回転可能に軸受する軸受部４０Ｔが、下面中央部において下に向かって突出している。また、駆動軸３６の上端部には、該駆動軸３６の中心軸線から偏心した中心軸線を有する偏心軸部３８が一体に設けられている。この偏心軸部３８は、揺動スクロール２４の鏡板部２４Ａの下面の中央部において下に向かって突出した円筒状のボス部２４Ｂに挿入されており、偏心軸部３８とボス部２４Ｂとは相対回転可能である。基台４０には、この偏心軸部３８を受容した揺動スクロール２４のボス部２４Ｂが回動できる空間４０Ｈが前記軸受部４０Ｔの孔に連通してその上側に形成されている。

また、既述したが、圧縮機ケーシング１０の上エンドキャップ１４の所定位置には、鉄鋼製の管状の台座管１４Ｚがその中心軸線を上下方向に指向させつつ貫通して溶接接続されている。後で詳述するが、この台座管１４Ｚを挿通して、冷媒回路の冷媒ガス配管Ｐからの冷媒ガスをスクロール圧縮機構２０に導くための吸入管５０が接合固定されている。また、ケーシング本体１２には、圧縮機ケーシング１０内の高圧空間ＫＫの冷媒ガスを圧縮機ケーシング１０の外に吐出させる吐出管７０が気密状に貫通固定されている。吸入管５０は、吐出空間ＴＫを上下方向に延び、その下端部はＯリング６０を介して固定スクロール２２の鏡板部２２Ａに設けた吸込み口部２２Ｋに嵌入しており、更に、この吸込み口部２２Ｋは鏡板部２２Ａを貫通した孔部２２Ｈと連通し、固定スクロール２２のラップ２２Ｒと揺動スクロール２４のラップ２４Ｒとの成す圧縮室２６に連通している。こうして圧縮室２６内に冷媒ガスが吸入される。

この例では、駆動モータ３０は直流モータであって、圧縮機ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ３２と、このステータ３２の内側に回転自在に構成されたロータ３４とを備え、該ロータ３４には既述の駆動軸３６が固定されている。この駆動軸３６の回転によって前記偏心軸部３８が回転して既述の揺動スクロール２４が駆動される。この揺動スクロール２４の駆動に際しては、周知のオルダムリング２８の作用によって遥動スクロール２４は自転を規制されつつ旋回する（揺動する）。その旋回は、駆動軸３６に対する偏心軸部３８の偏心量を半径とする円となる。

駆動モータ３０の下側の下部空間ＵＫは高圧に保たれており、該下部空間ＵＫを区画形成する下エンドキャップ１６の内底部には油が貯留されている。駆動軸３６の軸中には、高圧油供給手段の一部としての給油路８０が形成され、この給油路８０は、揺動スクロール２４の鏡板部２４Ａの下面側の油室８０ＫＫに連通している。駆動軸３６の下端には図示しないピックアップが連結されていて、これが下エンドキャップ１６の内底部に貯留している油を掻き上げる。この掻き上げられた油は、駆動軸３６の給油路８０を通って揺動スクロール２４の下側の油室８０ＫＫに供給され、この油室８０ＫＫから、揺動スクロール２４に設けられた連通路２４ＡＲを介してスクロール圧縮機構２０の各摺動部分及び圧縮室２６へ供給される。

固定スクロール２２は、鏡板部２２Ａと、この鏡板部２２Ａの下面に形成された渦巻き状、即ち、インボリュートの既述したラップ２２Ｒを有している。一方、揺動スクロール２４は、鏡板部２４Ａと、この鏡板部２４Ａの上面に形成された渦巻き状、即ち、インボリュートの既述したラップ２４Ｒとを有している。そして、固定スクロール２２のラップ２２Ｒと揺動スクロール２４のラップ２４Ｒとは互いに対面して揺動係合し、このことにより固定スクロール２２と揺動スクロール２４との間において、両ラップ２２Ｒ，２４Ｒによって、３つ或いは適宜数の圧縮室２６が形成される。

基台４０の軸受部４０Ｔの下側位置の駆動軸３６には、揺動スクロール２４や偏心軸部３８等と動的バランスを取るための釣合錘３７が設けられており、釣合錘３７によりバランスを取りながら、揺動スクロール２４を自転させることなく旋回させるようになっている。そして、この揺動スクロール２４の旋回に伴い、圧縮室２６は、両ラップ２２Ｒ，２４Ｒ間の容積が固定スクロール２２の中心部に向かって収縮することで、吸入管５０を介して吸入された冷媒ガスを圧縮して高圧化するよう構成されている。

固定スクロール２２の中心部には吐出孔ＴＰが設けられており、この吐出孔ＴＰから吐出された高圧冷媒ガスは、吐出弁４２を通って吐出空間ＴＫに吐出され、既述のように、基台４０及び固定スクロール２２の各外周部に設けた既述の縦溝Ｍを介して、基台４０の下側の高圧空間ＫＫに流出し、この高圧冷媒ガスは、ケーシング本体１２に設けた吐出管７０を介して圧縮機ケーシング１０の外に吐出される。

以上説明したスクロール型圧縮機の組立製造作業の内、上エンドキャップ１４と吸入管５０を、その他の本体側のケーシング本体１２の上側に組込み接合固定させる組立製造作業について以下説明する。図２を参照する。まず、吸入管５０は、適宜長さの鉄鋼製の鉄管体５４と適宜長さの銅製の銅管体５２とを準備する。鉄管体５４の肉厚よりも銅管体５２の肉厚は薄い。この例の銅管体５２は鉄管体５４の半分以下の肉厚である。この鉄管体５４の下方部外周には、Ｏリング６０を装着させる環状の溝５４Ｍを設けており、下端外周部は先細状のガイド部５４Ｇに形成されている。また、上端部の内周部（外周部でもよい）には段差部を設けており、ここに銅管体５２を嵌めて銀ローＹ２でロー付け接合する。この時に、銅管体５２の下端と鉄管体５４の段差部との間に、冷媒ガスに混入しているゴミを取り除く篭状のフィルターＦの入口開口縁部、或いはここに設けたフランジ部を挟持させ、吸入管５０の中に一緒に装着させると、こうしたフィルターを冷媒ガス配管Ｐ等、他の配管内にわざわざ配設する手数が省ける。この例のフィルターＦはステンレス製の細径線材の網で構成されている。

一方、鉄鋼製の上エンドキャップ１４には、既述の如く、鉄鋼製の台座管１４Ｚをアーク溶接によって溶接接合している（参照番号Ｙ１の肉盛部）。前記吸入管５０をこの台座管１４Ｚに嵌入させ、その銅管体５２の部分を銀ローＹ３によってロー付け接合する。こうして上エンドキャップ組立体を形成しておく。従って、吸入管５０を上エンドキャップ１４に対して接合固定させる間、Ｏリング６０を外したままにしておくことができるので、接合時の熱によってＯリングが熱損傷することを防止できる。また、この例の銅管体５２は、その最大外径部を台座管１４Ｚと銀ロー付けしており、その上下の部分は小径化しており、この下側小径部の下端部を、鉄管体５４の上端部の段差部に接合している。従って、銅管体５２の下側小径部は、台座管１４Ｚの内面から離隔しており、所定の力を与えれば微小な撓み（曲げ）が可能となっている。

また、上エンドキャップ１４の周囲下端部の外面側に、段差底面１４Ｓを有する段差部１４Ｄを形成している。台座管１４Ｚへ吸入管５０を挿入、接合した上エンドキャップ組立体の状態における吸入管５０の下端と、上エンドキャップ１４の周囲下端１４Ｅとの高さの差をＨ１としておく。スクロール型圧縮機の本体側の固定スクロール２２の鏡板部２２Ａに設けた吸込み口部２２Ｋは、その入口縁部を先拡がり（上拡がり）のガイド部２２ＫＧに形成している。このガイド部２２ＫＧと前記吸入管５０のガイド部５４Ｇとによって上エンドキャップ組立体の吸入管５０を吸込み口部２２Ｋに挿入し易くしている。

この例では、スクロール型圧縮機本体側のケーシング本体１２の上端１２Ｅと、吸込み口部２２Ｋの入口端との高さの差をＨ２とすると、Ｈ２は前記Ｈ１よりも大きく構成している。このため、上エンドキャップ組立体をスクロール型圧縮機本体側に組み込む際、まず、上エンドキャップ１４の吸入管５０の環状溝５４ＭにＯリング６０を装着させておき、この上エンドキャップ１４の周囲下端１４Ｅがケーシング本体１２の上端１２Ｅに位置する前に、吸入管５０の下端が吸込み口部２２Ｋの入口縁に位置する。従って、まず、吸入管５０の下端部を吸込み口部２２Ｋに挿入させ、次に上エンドキャップ１４の段差部１４Ｄの壁部がケーシング本体１２の上端部の内面側に嵌合するように押し込む。従って、吸入管５０と吸込み口部２２Ｋとの難しい嵌入作業が、ケーシング本体１２と上エンドキャップ１４とが嵌合する前に行える。

各部品の寸法精度や組立の精度が悪い場合、上記組み込みの際に、まず、吸入管５０の下端部が吸込み口部２２Ｋに挿入できても、上エンドキャップ１４の段差部１４Ｄの壁部をケーシング本体１２の上端部の内面側に嵌合できない場合がある。しかし、この場合も、既述の如く、銅管体５２が微小変形可能であるため、吸入管５０を若干撓ませて所定の力で上エンドキャップ１４の段差部１４Ｄの壁部をケーシング本体１２の上端部の内面側に嵌合させることができる。その嵌合状態で押し込めば、やがて上エンドキャップ１４の段差部１４Ｄの段差底面１４Ｓがケーシング本体１２の上端１２Ｅに当接する。その状態で、上エンドキャップ１４とケーシング本体１２とをアーク溶接によって溶接接合する（参照番号Ｙ４の肉盛部）ことで組立製造が完了する。銅管製の冷媒ガス配管Ｐは、吸入管５０の銅管体５２と銅ロー付けにより極めて容易に接合できる。
本願では、吸入管５０内にフィルターＦを設けない形態もある。また、寸法Ｈ１が寸法Ｈ２以上の形態もある。

本発明は、スクロール型圧縮機の組立製造方法とそのスクロール型圧縮機に利用できる。

１０ 圧縮機ケーシング
１２ ケーシング本体
１４ 上エンドキャップ
１４Ｄ 段差部
１４Ｚ 台座管
２２ 固定スクロール
２２Ｋ 吸込み口部
２４ 揺動スクロール
５０ 吸入管
５２ 銅管体
５４ 鉄管体
６０ Ｏリング
Ｆ フィルター
Ｙ１，Ｙ４ アーク溶接部
Ｙ２，Ｙ３ 銀ロー付け部

Claims (4)

1. 固定スクロールと揺動スクロールを収容する圧縮機ケーシングは、ケーシング本体と、該ケーシング本体の上側を塞ぐ上エンドキャップとを具備しており、外部配管からの冷媒ガスを吸入する吸入管が前記上エンドキャップを貫通して該上エンドキャップに対して接合され、該吸入管の下端部は前記固定スクロールに設けた吸込み口部にＯリングを介して嵌合させたスクロール型圧縮機の組立製造方法であって、
   前記吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、該鉄管体の上端側に、銅製であって前記鉄管体の肉厚以下の肉厚の銅管体を接合して構成すると共に、該銅管体の部分を前記上エンドキャップに接合した上エンドキャップ組立体を形成し、
   その後に、前記Ｏリングを介して前記吸入管の鉄管体を前記吸込み口部に嵌合させることを含み、前記上エンドキャップ組立体を前記ケーシング本体の上側に組込み接合させる
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機の組立製造方法。
2. 前記上エンドキャップ組立体をケーシング本体側に組込み接合する際に、まず、前記吸入管を前記吸込み口部に挿入開始し、その後に該吸入管を吸込み口部内に押し込みつつ上エンドキャップの周囲下端部をケーシング本体の上部に係合させる請求項１記載のスクロール型圧縮機の組立製造方法。
3. 固定スクロールと揺動スクロールを収容する圧縮機ケーシングは、ケーシング本体と、該ケーシング本体の上側を塞ぐ上エンドキャップとを具備しており、外部配管からの冷媒ガスを吸入する吸入管が前記上エンドキャップを貫通して該上エンドキャップに対して接合され、該吸入管の下端部は前記固定スクロールに設けた吸込み口部にＯリングを介して嵌合させたスクロール型圧縮機であって、
   前記吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、該鉄管体の上端側に、銅製であって前記鉄管体の肉厚以下の肉厚の銅管体を接合して構成しており、
   前記鉄管体と銅管体との接合部に、冷媒ガスに混入しているゴミを取り除くフィルターを装着しており、
   組立時に前記吸入管の下端が前記吸込み口部の入口に位置した際には、上エンドキャップの周囲下端がケーシング本体の上端には達していない寸法関係となるように、前記吸入管を前記上エンドキャップに対して接合している
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
4. 前記鉄管体と前記銅管体とを銀ロー付けで接合しており、
   前記吸入管が上エンドキャップを貫通する貫通孔には、鉄鋼製の管状の台座管を上エンドキャップに溶接接合しており、該台座管に挿通させた前記吸入管の銅管体と該台座管とを銀ロー付けで接合している請求項３記載のスクロール型圧縮機。