JPH09310692A - 密閉型圧縮機および密閉型圧縮機における密閉ケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、圧縮機構部や電動機部から生じる振
動が密閉ケースに伝達しても騒音の低減を図れ、組立て
時におけるかじりの発生を防止して局部変形を無くし、
高精度の組み立てと信頼性の向上を図れる密閉型圧縮機
および密閉型圧縮機における密閉ケースの製造方法を提
供する。 【解決手段】密閉ケース１と、この密閉ケース内周壁に
圧入固着される圧縮機構部８および電動機部７とを具備
し、上記密閉ケースは、一端開口部から、その内接円に
圧縮機構部および電動機部が圧入固着されるケース体２
および、このケース体の開口端を閉塞する蓋体３，４と
からなり、上記ケース体は、塑性加工により、複数の分
割部痕２１が内接円の外側に位置するように成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばロータリ
式圧縮機である密閉型圧縮機と、その内部に圧縮機構部
および電動機部が圧入固着される密閉ケースの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば空気調和機や、冷蔵庫などを構
成する冷凍サイクル装置に用いられるロータリ式圧縮機
は、密閉ケース内に圧縮機構部と電動機部とが収容され
た密閉型圧縮機である。

【０００３】上記密閉ケースは、少なくとも、ケース体
と蓋体との２つの部品からなる。上記ケース体は有底筒
状もしくは両端が開口される筒体からなっていて、この
開口端は上記蓋体で閉塞される。

【０００４】上記ケース体の内周壁に、圧縮機構部を構
成するシリンダと、電動機部を構成する固定子とが、圧
入もしくは焼嵌めなどの手段で固着される。したがっ
て、密閉ケースを構成する、特にケース体の内径精度に
対する、内装部品である圧縮機構部と電動機部との嵌め
合い必要寸法の真円・円筒度向上を図ることが必要不可
欠である。

【０００５】これらの理由から、上記ケース体の成形に
あたり、より高精度を得るための手段として、もっぱ
ら、拡管塑性加工法である、いわゆるエキスパンダ法が
用いられる。

【０００６】これは、図７に示すようになっている。は
じめ同図（Ａ）に示すように、円筒状に形成されたケー
ス体内周壁Ｍに、複数に分割されたエキスパンダと呼ば
れる拡開用作動子Ｓ…を挿入する。この状態で、扇状に
形成される拡開用作動子Ｓの両側面は互いに当接して、
全体の断面形状はリング状をなす。

【０００７】そして、拡開用作動子Ｓの両側端部に、図
示しない円錐状の拡開体を強制的に挿入する。拡開用作
動子Ｓ相互は径方向に拡開して、その外周円弧面がケー
ス体内周壁Ｍに当接し、かつ拡開力を付勢する。

【０００８】その結果、ケース体内周壁Ｍは径方向に膨
出変形する。実際の変形量Ｘｂは、数１０μm 〜数１０
０μm であるが、図では模式的に極端な変形として表
す。ただし、各拡開用作動子Ｓは扇状に形成されるとこ
ろから、この拡開時には、各拡開用作動子Ｓの両側面は
互いに隙間が形成される。この隙間の部分はケース本体
に対して拡開付勢できないので、ケース体の隙間対向部
分は拡開変形せずにそのまま残る。

【０００９】これら拡管残りの部分を、分割部痕Ｋと呼
んでいる。（もしくは、エキスパンダ痕、エキスパンダ
分割部とも呼ばれる） 同図（Ｂ）に示すように、上記分割部痕Ｋのなす直径φ
Ａ1 がケース体としての内接円径となる。これは拡開用
作動子Ｓの外周直径がケース体の最終外径と一致するよ
うに設計されているが、ケース体素材のスプリングバッ
ク分、拡管時に拡開量（エキスパンド量）を大きくする
ようにしなければ必要径にできないことによる。図の外
径線φＢ1 は、膨出変形したケース体内周壁Ｍの直径で
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して形成された密閉型圧縮機を駆動すると、上記圧縮機
構部より圧縮仕事に起因する振動や、上記電動機部の電
磁振動がケース体に伝達され、騒音として周囲に放射さ
れる。

【００１１】上述したように、上記圧縮機構部や電動機
部は、特に分割部痕で強くケース体に接触固定されてい
るので、これらに対する支持が不安定となっている。な
お説明すれば、たとえば電動機部において、その外周面
に冷媒ガスの導通路を形成したり、電磁鋼板のカシメ変
形の逃げ部となる切欠部が複数設けられる。

【００１２】上記分割部痕は、組立て製造におけるばら
つきがあると切欠部に落込んだり、あるいは切欠部以外
の電動機部外周面に乗り上げたりしてしまう。そのため
振動伝達が不安定、複雑化し、ケース体により放射され
る騒音の発生方向および発生周波数がばらついて、騒音
が高くなるという問題がある。

【００１３】また、精密部品の集合組立て体である圧縮
機構部は、組立て変形を防止するため、ケース体に対し
て強い締まり嵌めとならないようにして組込まれる。し
かしながら、上記分割部痕があるので、局部的に両者相
互が接触して、精密部品の一部に局部的な変化が生じて
しまう。これらは全て騒音発生の条件となるところか
ら、必要にして十分な騒音低減対策を整える必要に迫ら
れている。

【００１４】一方、極く微量の油脂分が付着したまま組
立てを完了すると、実際に冷凍サイクル運転をなした際
に油脂分が冷媒ガスに溶解して圧縮効率に悪影響を及ぼ
す。そこで従来では、ケース体内に圧縮機構部と電動機
部とを組込んだ後に脱脂工程をなしており、ケース体内
部を洗浄して油脂分を完全除去している。洗浄剤は、電
動機部の巻線などの絶縁被覆を侵さないフロンが用いら
れている。

【００１５】このような組立て完了後の内部洗浄は、換
言すれば、ケース体内周面に油分の残った状態で電動機
部などの組込みをなすこととなる。すなわち、ケース体
に分割部痕が形成されていても、除去前の油脂分が潤滑
剤となって、かじりなどの不具合が発生せずにすみ、生
産性を阻害することがなかった。

【００１６】ところが、近年の地球保護の観念から、フ
ロン洗浄が全廃されることになっている。代替え洗浄剤
として水溶性洗浄剤が用いられるが、これはモータ巻線
の絶縁被覆などを侵す性質があるところから、ケース体
内に電動機部などを組込む以前に、ケース体内部を洗浄
しなければならない。

【００１７】結局、完全に油脂分が除去されたケース体
内周壁に電動機部などを圧入することになり、上記分割
部痕を起点としてかじりが生じる恐れがある。このかじ
りは、圧入不良発生など生産性を阻害するばかりでな
く、発生したかじり片が圧縮機構部内に停滞して信頼性
を損なう。

【００１８】本発明は、上述した事情に鑑みなされたも
のであり、その目的とするところは、ケース体内周壁に
対するかじりの生じない分割部痕を形成する拡開用作動
子を用いて、圧縮機構部や電動機部から生じる振動が密
閉ケースに伝達しても、騒音の低減を図れるとともに、
組立て時におけるかじりの発生を確実に防止して、局部
的な変形の発生を防止し、高精度の組み立てをなし、信
頼性の向上を図れる密閉型圧縮機および密閉型圧縮機に
おける密閉ケースの製造方法を提供しようとするもので
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
第１の発明の密閉型圧縮機は、請求項１として、密閉ケ
ースと、この密閉ケース内周壁に固着される圧縮機構部
および電動機部とを具備した密閉型圧縮機において、上
記密閉ケースは、一端開口部から、その内接円に圧縮機
構部および電動機部が挿入固着されるケース体および、
このケース体の開口端を閉塞する蓋体とからなり、上記
ケース体は、塑性加工により、複数の分割部痕が内接円
の外側に位置するように成形されたことを特徴とする。

【００２０】請求項２として、上記圧縮機構部および電
動機部の外径は、上記ケース体の内接円よりも大である
ことを特徴とする。請求項３として、請求項２記載の上
記圧縮機構部および電動機部は、上記ケース体の分割部
痕に干渉しない切欠部を備えたことを特徴とする。

【００２１】上記目的を満足するため第２の発明の密閉
型圧縮機における密閉ケースの製造方法は、請求項４と
して、円筒状のケース体と、このケース体の開口端を閉
塞する蓋体とからなる密閉ケースであり、上記ケース体
を塑性加工により成形する密閉型圧縮機における密閉ケ
ースの製造方法において、上記ケース体の内周壁に、周
方向に複数に分割され、かつその外周円弧の外径がケー
ス体の内接円の直径よりも大とした拡開用作動子を挿入
し、この拡開用作動子を径方向に拡開して内接円より外
側に位置する複数の分割部痕を形成したことを特徴とす
る。

【００２２】以上のごとき発明を解決する手段を採用す
ることにより、電動機部から電磁振動や電磁鋼板に伝達
した圧力脈動による振動が、ケース体との接合部を介し
てケース体に伝達しても、この外周面はケース体内周壁
に面接触しているので、振動伝達が安定し、発生する騒
音方向や周波数のばらつきが減少する。

【００２３】このばらつき減少は他の部分に投入する騒
音低減アイテムの狙い周波数を限定するので騒音低減し
易い。さらに、圧縮機構部および電動機部に分割部痕が
強く接触しないので、ケース体内周壁への組込み時にか
じりが発生せず、したがって局部的な変形がなく、構成
部品の精度が維持できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
密閉型圧縮機としてたとえばロータリ式圧縮機に適用
し、図面にもとづいて説明する。図５に示す、１は密閉
ケースである。この密閉ケース１は、後述する製造方法
によって製造される、上下両端部が開口するケース体２
と、このケース体２の上下両開口端部を閉塞する蓋体
３，４とから構成され、互いの部品の合わせ面がたとえ
ば溶接手段によって完全密閉状となっている。

【００２５】上記密閉ケース１内には、電動圧縮機本体
５が収容される。この電動圧縮機本体５は、軸芯が垂直
方向に向けられる回転軸６の上部側に電動機部７、下部
側に圧縮機構部８が連設されてなる。

【００２６】上記電動機部７は、密閉ケース１のケース
体２に圧入固定される固定子９と、外周面が上記固定子
９の内周面と狭少の間隙を存して配設され、上記回転軸
６に嵌着される回転子１０とからなる。

【００２７】上記回転軸６は、圧縮機構部８に対応する
位置に偏心部６ａが一体に設けられていて、この偏心部
外周にローラ１１が嵌合されている。また、これら偏心
部６ａおよびローラ１１は、密閉ケース１の上記ケース
体２にフレーム１２を介して挿嵌されるシリンダ１３内
に収容される。シリンダ１３の上面には主軸受具１４
が、かつ下面には副軸受具１５が設けられている。

【００２８】これらシリンダ１３内周面と、主軸受具１
４および副軸受具１５とで囲撓される空間部をシリンダ
室１６と呼ぶ。このシリンダ室１６に上記ローラ１１と
偏心部６ａが偏心回転自在に収容される。上記ローラ１
１の外周面はシリンダ室１６の内周面に常に線接触する
ように設定されている。

【００２９】なお、特に図示しないが、上記シリンダ１
３にはブレードが弾性的に押圧付勢された状態で取付け
られていて、この先端部は上記ローラ１１外周面に弾性
的に当接する。したがって、このブレードによってシリ
ンダ室１６内が２室に区分される。

【００３０】上記シリンダ１３の内周面から外周面に亘
って吸込みポート１７が貫通して設けられ、ここに外部
の冷凍サイクル機器である蒸発器に連通する吸込み管１
８が密閉ケース１を貫通して接続される。

【００３１】一方、上記主軸受具１４には図示しない吐
出弁機構が設けられていて、シリンダ室１６内に連通す
る。さらに、密閉ケース１の上部蓋体３に外部の冷凍サ
イクル機器である凝縮器に連通する吐出管１９が接続さ
れている。

【００３２】しかして、回転軸６の回転にともなって吸
込み管１８から吸込みポート１７を介して被圧縮ガスで
ある冷媒ガスがシリンダ室１６内に吸込まれる。シリン
ダ室１６内では、回転軸６の偏心部６ａとともにローラ
１１が偏心回転し、かつローラ周面にブレード先端部が
摺接してシリンダ室内を区分する。

【００３３】シリンダ室１６内に吸込まれたガスは、区
分されたシリンダ室内の容積低減にともなって徐々に圧
縮され、ついには高圧化する。所定圧まで上昇したとこ
ろで、区分された高圧側のシリンダ室１６が吐出弁機構
に連通し、かつこの吐出弁機構が開放して高圧ガスがシ
リンダ室内から密閉ケース１内に導出される。そして、
高圧ガスは密閉ケース内に一旦充満したあと、吐出管１
９から吐出される。

【００３４】つぎに、上記密閉ケース１を構成する、上
記ケース体２の製造方法について説明する。図２（Ａ）
に示すように、所定の幅寸法と長手方向寸法の矩形状鋼
板２を用意し、同図（Ｂ）に示すように、その両端部か
らカール状に曲成する。そして、同図（Ｃ）に示すよう
に、両側縁部を当接して断面真円状に形成する。上記当
接縁部は、たとえば溶接手段により完全固着する。この
ようにして、両端部が開口する円筒状のケース体２を成
形する。

【００３５】図１に示すように、円筒状のケース体内周
壁２ａ内に、ここでは８分割されたエキスパンダとも呼
ばれる拡開用作動子２０…を挿入する。それぞれの拡開
用作動子２０は、断面が円弧状をなし、その両側面は扇
状に拡開している。そして、両側面の内径側と外径側に
は、適宜な面取り加工がなされている。

【００３６】上記ケース体内周壁２ａに挿入された状態
で、拡開用作動子２０の両側面は互いに密に接触してお
り、断面形状はほぼリング状をなす。それぞれの拡開用
作動子２０の内径側の曲率半径は、ケース体２内に挿入
された状態で真円状をなす適宜な寸法に設定してよい。

【００３７】しかしながら、拡開用作動子２０の外径側
の曲率半径は、以下のように設定しなければならない。
すなわち、拡開用作動子２０の外径円弧の半径をＲｃと
したとき、その直径Ｒ：２Ｒｃは内接円φＡよりも大と
する。（２Ｒｃ＞φＡ） このような拡開用作動子２０の組み合わせでケース体内
周壁２ａに挿入し、かつそれぞれを外径方向に沿って強
制的に拡開する。ケース体内周壁２ａは、数１０μm か
ら数１００μm の範囲で拡開する。

【００３８】そして、拡開用作動子２０の外径円弧の直
径Ｒ：２Ｒｃを内接円φＡよりも大としたので、作動子
の両側部位において突出量Ｘａが数１０μm から数１０
０μm の範囲で外径側に突出する分割部痕２１が形成さ
れる。

【００３９】これら分割部痕２１が形成されない拡開用
作動子２０の外周円弧中央部分を連なる円が形成され、
この直径がすなわち上記内接円φＡであり、かつケース
体２の内径φＢとなる。

【００４０】このようにして完成されたケース体２内
に、再び図５で示す、電動機部７を構成する固定子９
や、圧縮機構部８を構成するフレーム１２などを圧入す
る。これら固定子９やフレーム１２の外径は、上記ケー
ス体２の内接円φＡよりもわずかに大であり、圧入また
は焼き嵌めなどで、固定子９やフレーム１２をケース体
２に強固に固着する。

【００４１】なお、このときはフロン規制の条件から既
に水溶性洗浄剤を用いてケース体２内が脱脂洗浄されて
おり、この内周壁２ａには極くわずかの油脂分も残され
ていない。

【００４２】完全脱脂されたケース体２内に、たとえば
固定子９を圧入する際に、ケース体内周壁２ａに内接円
φＡよりも外側に突出する分割部痕２１が形成されてい
るところから、固定子９周面が分割部痕２１に接触する
ことがなく、したがってかじりは発生しない。

【００４３】内接円φＡと、ケース体２内径φＢとがほ
ぼ一致し、かつ固定子９の外径が内接円φＡよりもわず
かに大であるところから、固定子９はケース体内周壁２
ａに面接触の状態で圧入固着されることになる。また、
圧縮機構部８を構成する上記シリンダ受け１２も全く同
様な状態でケース体内周壁２ａに圧入固着される。

【００４４】図３に示すように、特に上記固定子９の場
合は、その周面に等間隔を存して４か所の平坦な切欠部
９ａを有している。一方、上記拡開用作動子２１は８分
割されており、８か所の分割部痕２１が形成されるの
で、上記切欠部９ａを１つおきの分割部痕２１に対向し
て圧入することになる。

【００４５】上記分割部痕２１は内接円φＡよりも外側
に突出しているので、上記切欠部９ａとの間に十分な容
量の空間部が形成され、ここを冷媒ガスの導通路として
確保できる。

【００４６】また、図４に示すように、拡開用作動子２
０を最大限拡開した状態で、互いの作動子相互に隙間が
生じる。上記分割部痕２１は内接円φＡよりも外側に突
出することは前述したとおりであるが、実際の分割部痕
の頂点部分に上記拡開用作動子相互の隙間が対向して付
勢されないところから、この頂点部分を拡大すると、あ
る程度の曲率半径の凹部が形成される。もしくは、平坦
状をなし、少なくとも頂点部分は突出することはない。

【００４７】しかして、冷凍サイクル運転にともないこ
の密閉型圧縮機を駆動すると、電動機部７から電磁振動
や電磁鋼板に伝達した圧力脈動による振動が、ケース体
２との接合部を介して密閉ケース１に伝達しても、この
外周面はケース体内周壁２ａに面接触しているので、振
動伝達が安定し、発生する騒音方向や周波数のばらつき
が減少する。

【００４８】さらに、圧縮機構部８および電動機部７に
分割部痕２１が強く接触しないので、ケース体２内への
組込み時にかじりが発生せず、したがって局部的な変形
がなく、構成部品の精度が維持できる。

【００４９】図６に、本発明構成の密閉型圧縮機と、従
来構成による密閉型圧縮機を駆動して、その騒音値を実
測した結果を示す。同図（Ｂ）に示すように、従来構成
の密閉型圧縮機では、各運転周波数における騒音レベル
のピークばらつきが比較的大であったが、同図（Ａ）に
示すように本発明構成の密閉型圧縮機では、各運転周波
数における騒音レベルのピークばらつきが従来構成のも
のよりも小さくなっており、騒音低減を得られることが
理解できる。

【００５０】なお、上記拡開用作動子２０の円弧外径を
設定する条件として、上記実施の形態では内接円φＡよ
りも大としたが、これに限定されるものではなく、円弧
外径寸法が異なる複数の円弧集合体によって分割部痕２
１がケース体２内接円に接触しないように設定しても、
同様の効果を得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したよう請求項１の発明は、密
閉ケースを構成するケース体は、塑性加工により、複数
の分割部痕が内接円の外側に位置するように成形した。
請求項２の発明は、圧縮機構部および電動機部の外径
は、ケース体の内接円よりも大とした。

【００５２】請求項３の発明は、圧縮機構部および電動
機部は、上記ケース体の分割部痕に干渉しない切欠部を
備えている。請求項４の発明は、内周壁に、周方向に複
数に分割され、外周円弧の外径がケース体の内接円の直
径よりも大とした拡開用作動子を挿入し、径方向に拡開
して内接円より外側に位置する複数の分割部痕を形成し
たケース体である。

【００５３】したがって以上の発明によれば、内部の油
脂分を全て除去したケース体内周壁に圧縮機構部や電動
機部を圧入してもかじりが生じることがなく、局部的な
変形の発生を防止し、高精度の組み立てをなし、信頼性
の向上を図れる。

【００５４】そして、ケース体に対して電動機部が面接
触するので、振動伝達が安定化し、発生する騒音方向と
周波数のばらつきが低減する一方、ケース体は電動機部
によって補強されるので制振効果が増大し、よって騒音
低減を図れるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す、密閉ケースのケ
ース体と、このケース体を製造するための拡開用分割子
の横断平面図。

【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）は、同実施の形態の、ケー
ス体の成形工程を順に説明する図。

【図３】同実施の形態の、ケース体内周壁に電動機部の
固定子を圧入した状態の横断平面図。

【図４】同実施の形態の、拡開用作動子による分割部痕
を拡大した図。

【図５】同実施の形態の、製造工程をもって成形される
密閉ケースを備えた密閉型圧縮機の縦断面図。

【図６】（Ａ）は、本発明構造の密閉型圧縮機を駆動し
た際の騒音特性図。（Ｂ）は、従来構造の密閉型圧縮機
を駆動した際の騒音特性図。

【図７】（Ａ）は、従来の密閉ケースのケース体と、こ
のケース体を製造するための拡開用分割子の横断平面
図。（Ｂ）は、従来の成形された密閉ケースのケース体
の横断平面図。

【符号の説明】

１…密閉ケース、 ８…圧縮機構部、 ７…電動機部、 ２…ケース体、 ２ａ…ケース体内周壁、 ３，４…蓋体、 ２１…分割部痕、 ９ａ…切欠部、 ２０…拡開用作動子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉ケースと、この密閉ケース内周壁に固
   着される圧縮機構部および電動機部とを具備した密閉型
   圧縮機において、 上記密閉ケースは、一端開口部から、その内接円に圧縮
   機構部および電動機部が挿入固着されるケース体およ
   び、このケース体の開口端を閉塞する蓋体とからなり、 上記ケース体は、塑性加工により、複数の分割部痕が内
   接円の外側に位置するように成形されることを特徴とす
   る密閉型圧縮機。
2. 【請求項２】上記圧縮機構部および電動機部の外径は、
   上記ケース体の内接円よりも大であることを特徴とする
   請求項１記載の密閉型圧縮機。
3. 【請求項３】上記圧縮機構部および電動機部は、上記ケ
   ース体の分割部痕に干渉しない切欠部を備えたことを特
   徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
4. 【請求項４】円筒状のケース体と、このケース体の開口
   端を閉塞する蓋体とからなる密閉ケースであり、上記ケ
   ース体を塑性加工により成形する密閉型圧縮機における
   密閉ケースの製造方法において、 上記ケース体の内周壁に、周方向に複数に分割され、か
   つその外周円弧の外径がケース体の内接円の直径よりも
   大とした拡開用作動子を挿入し、この拡開用作動子を径
   方向に拡開して内接円より外側に位置する複数の分割部
   痕を形成したことを特徴とする密閉型圧縮機における密
   閉ケースの製造方法。