JP2004332614A

JP2004332614A - Fluid machinery

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Publication number: JP2004332614A
Application number: JP2003129169A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Katada; 智貴方田; Hiroyasu Kato; 裕康加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: JP4026537B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce man-hours for manufacture, while preventing insufficient insertion in shrinkage fit of a motor part. <P>SOLUTION: An inside diameter Rc of a pump fixing part 11k is smaller than an inside diameter Rm of a motor fixing part 11j. An insertion distance of a stator 12d is a distance from a stepped part 11m to a bottom part 11a side, that is, a dimension in an axial direction of the stator 12d. Since the insertion distance of the stator 12d is sufficiently shortened compared with a case where the stator 12d is inserted from an insertion port 11g to a bottom part 11a, the insufficient insertion in inserting the stator 12d can be substantially prevented. Since the need for heating a whole housing 11 is eliminated, a time required for cooling the whole housing 2 to a room temperature can be shortened. Therefore, since a cooling time for transition from shrinkage fit and assembly process to the next process can be shortened, the man-hours for manufacturing an electric compressor 10 is reduced to lower its production cost. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ部とこのポンプ部を駆動するモータ部とが一体となった流体機械に関するもので、蒸気圧縮式冷凍機用の密閉型電動圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉型圧縮機においては、モータ部の固定子（ステータ）及び圧縮機構部（ポンプ部）をハウジングに密着固定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、モータ部及びポンプ部をハウジングに密着固定する方法としては、圧入（しまり嵌め）、焼き嵌め、又はそれらと溶接との組み合わせ等が考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１４−１１５６８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は、一端側（底部）側が閉塞された略コップ状のハウジングにモータ部及びポンプ部が収納され、かつ、ハウジングの底部側に配置されたモータ部（ステータ）が焼き嵌めにて固定される電動圧縮機を検討したが、以下に述べる問題が発生した。
【０００６】
すなわち、ハウジングの底部側に配置されたステータをハウジング内に焼き嵌めするには、図５に示すように、ハウジング１１全体をコイル６０等で高周波加熱して、挿入口１１ｊから底部１１ａまで略全域に渡ってハウジング内径寸法を拡大した状態で、ステータ１２ｄを挿入口から底部に向けて挿入する必要がある。
【０００７】
このため、挿入口１１ｊから底部１１ａまでステータ１２ｄを挿入する間に、ステータ１２ｄがハウジング１１に対して僅かでも傾くと、ステータ１２ｄをハウジング１１に対して正確に配置固定することができないといった挿入不良を招いてしまう。
【０００８】
なお、焼き嵌め時においては、ハウジング１１全体を加熱して挿入口１１ｊから底部１１ａまで略全域に渡ってハウジング１１内径寸法を拡大した状態でステータ１２ｄをハウジング１１内に挿入するものの、その拡大量は僅かであるので、ステータ１２ｄがハウジング１１に対して僅かでも傾くと、容易に挿入不良が発生してしまう。
【０００９】
また、ステータ１２ｄをハウジング１１に焼き嵌め組み付けした後、次の組み付け工程を行うが、ハウジング１１の温度が常温（室温）まで低下しないと、次の工程を実施することができない。
【００１０】
このとき、ハウジング１１全体を加熱しているため、ハウジング１１全体が常温まで冷えるには、比較的長い時間を要する。したがって、焼き嵌め組み付け後、次の工程に移行するために比較的長い時間を要するため、電動圧縮機の製造工数を低減することが難しい。
【００１１】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な電動圧縮機等の流体機械を提供し、第２には、モータ部等の焼き嵌め固定部の挿入不良を防止しつつ、製造工数を低減することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、底部（１１ａ）側が閉塞された略コップ状のハウジング（１１）と、ハウジング（１１）の軸方向一端側に収納され、流体を吸入吐出するポンプ部（１３）と、ハウジング（１１）の軸方向他端側に収納され、ポンプ部（１３）を駆動するモータ部（１２）とを備え、ポンプ部（１３）及びモータ部（１２）は、挿入口（１１ｇ）からハウジング（１１）内に挿入されてハウジング（１１）の内周面に接触しており、ハウジング（１１）のうちモータ部（１２）と接触するモータ固定部（１１ｊ）の内径（Ｒｍ）は、ハウジング（１１）のポンプ部（１３）と接触するポンプ固定部（１１ｋ）の内径（Ｒｃ）と相違しており、さらに、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち底部（１１ａ）側の内径（Ｒｍ）は、挿入口（１１ｇ）側の内径（Ｒｃ）より小さく、かつ、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち底部（１１ａ）側の固定部（１１ｊ）は焼き嵌めにて固定されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、前述のごとく、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち底部（１１ａ）側の内径（Ｒｍ）を挿入口（１１ｇ）側の内径（Ｒｃ）より小さくしているので、本発明における挿入距離は、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）の境目をなす段差部から底部（１１ａ）側に至る距離となる。
【００１４】
したがって、モータ部（１２）を挿入口（１１ｇ）から底部（１１ａ）まで挿入する従来の技術に比べて挿入距離を小さくできるので、挿入時に挿入不良が発生することを十分に防止でき得る。
【００１５】
また、底部（１１ａ）側の固定部（１１ｊ）を挿入する際に、ハウジング（１１）全体を加熱する必要が無いので、ハウジング（１１）全体が常温まで冷える時間を、ハウジング（１１）全体を加熱する場合に比べて短くすることができる。
【００１６】
したがって、焼き嵌め組み付け後、次の工程に移行するための冷却時間を短縮することができるので、流体機械の製造工数を低減することができ、製造原価を低減することができる。
【００１７】
なお、本発明で言う「底部（１１ａ）側が閉塞された略コップ状のハウジング（１１）」とは、底部（１１ａ）側からポンプ部（１３）及びモータ部（１２）を挿入することができない程度に密閉されていると言う意味であり、完全密封は勿論のこと、ポンプ部（１３）及びモータ部（１２）を挿入することができない程度の穴が開いていることも含むものである。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、ハウジング（１１）の軸方向一端側に収納され、流体を吸入吐出するポンプ部（１３）と、ハウジング（１１）の軸方向他端側に収納され、ポンプ部（１３）を駆動するモータ部（１２）とを備え、ポンプ部（１３）及びモータ部（１２）は、挿入口（１１ｇ）からハウジング（１１）内に挿入されてハウジング（１１）の内周面に接触しており、ハウジング（１１）のうちモータ部（１２）と接触するモータ固定部（１１ｊ）の内径（Ｒｍ）は、ハウジング（１１）のポンプ部（１３）と接触するポンプ固定部（１１ｋ）の内径（Ｒｃ）と相違しており、さらに、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち内径が小さい方の固定部（１１ｊ）は焼き嵌めにて固定されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、焼き嵌め組み付け後、次の工程に移行するための冷却時間を短縮することができるので、流体機械の製造工数を低減することができ、製造原価を低減することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、モータ部（１２）のうちモータ固定部（１１ｊ）と接触する外形部の外径寸法と、ポンプ部（１３）のうちポンプ固定部（１１ｋ）と接触する外形部の外径寸法とが相違していることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち挿入口（１１ｇ）側の固定部（１１ｋ）も焼き嵌めにて固定されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち挿入口（１１ｇ）側の固定部（１１ｋ）は、中間ばめ以上に圧入されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、モータ部（１２）はハウジング（１１）内のうち底部（１１ａ）側に位置し、さらに、ポンプ部（１３）はハウジング（１１）内のうち挿入口（１１ｇ）側に位置していることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、ポンプ部（１３）は、渦巻き状の歯部を有する２枚のスクロール（１３ａ、１３ｂ）からなるスクロール型ポンプであることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項８に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する請求項１ないし７のいずれか１つに記載の流体機械（１０）と、流体機械（１０）から吐出された高圧冷媒の熱を放冷する放熱器（２０）と、低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器（４０）とを備えることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項９に記載の発明では、高圧冷媒の圧力が、冷媒の臨界圧力以上となり得ることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１０に記載の発明では、冷媒として、二酸化炭素が用いられていることを特徴とするものである。
【００２８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、給湯水を加熱する給湯器に本発明に係る蒸気圧縮式冷凍機及び電動圧縮機を適用したものであって、図１はヒートポンプ式給湯器であり、図２は本実施形態に係る電動圧縮機１０の断面図である。
【００３０】
ヒートポンプ式給湯器は、図１に示すように、冷媒を吸入圧縮する電動圧縮機１０、水冷媒熱交換器２０、水冷媒熱交換器２０から流出した冷媒を減圧する減圧器３０、外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器４０、及び蒸発器４０から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、気相冷媒を圧縮機１０に供給する気液分離器５０等から構成されたもので、外気から吸熱した熱及び圧縮機１０の圧縮仕事量に相当する熱量を給湯水に与えることにより給湯水を加熱する。
【００３１】
また、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いており、電動圧縮機１０から吐出される冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力以上として、必要な吐出冷媒温度（例えば、８０℃〜９０℃）を得ている。
【００３２】
なお、本実施形態では、水冷媒熱交換器２０に流入する高圧冷媒の圧力を臨界圧力以上としているので、水冷媒熱交換器２０内で冷媒は凝縮することなく、その温度を低下させながらエンタルピを低下させる。
【００３３】
次に、図２に基づいて電動圧縮機１０について述べる。
【００３４】
ハウジング１１は、底部１１ａ側（紙面上側）が閉塞されて略コップ状に形成された金属（本実施形態では、鉄系材料）製のケーシングであり、本実施形態では、底部１１ａは、軸受１２ｃを保持する金属（本実施形態では、鉄系材料）製の軸受保持部材１１ｂにより閉塞され、円筒状の外周部の外形寸法は、軸方向一端側から端側に渡って外形寸法が略同一寸法となっている。
【００３５】
なお、軸受１２ｃは、後述するモータ部１２のシャフト１２ｂの一端側を回転可能に支持するもので、本実施形態では転がり軸受を採用している。
【００３６】
因みに、軸受保持部材１１ｂは、ハウジング１１に溶接やろう付け等にて接合されたもので、本実施形態では、軸受保持部材１１ｂをハウジング１１に接合した後、ハウジング１１の内壁と軸受保持部材１１ｂの軸受保持部１１ｃとを切削加工にて同軸加工することにより、ハウジング１１の中心と軸受保持部１１ｃの中心とのズレ量を所定寸法以下となるようにしている。
【００３７】
モータ部１２はロータ１２ａ及びステータ１２ｄ等からなる回転電機であり、本実施形態では、ロータ１２ａに永久磁石を埋設し、ステータ１２ｄに印加する電圧の極性を所定の周期で変化させることによりロータ１２ａを回転させるＤＣブラシレスモータを採用している。
【００３８】
なお、ステータ１２ｄに印加する電圧の周波数、つまりモータ部１２の回転数はインバータ等にて制御される。
【００３９】
また、圧縮機構部をなすポンプ部１３は、モータ部１２により旋回駆動される旋回スクロール１３ａ、及びミドルハウジング１１ｄを介してハウジング１１に対して固定された固定スクロール（シェル）１３ｂ等からなる周知のスクロール型圧縮機構である。
【００４０】
なお、固定スクロール１３ｂは、ボルト等の機械的締結手段によりミドルハウジング１１ｄに固定されているので、本実施形態では、ミドルハウジング１１ｄも含めてポンプ部１３と呼ぶ。
【００４１】
ここで、スクロール型圧縮機構は、薄巻き状の歯部が設けられた両スクロール１３ａ、１３ｂを噛み合わせることにより形成される作動室を、旋回スクロール１３ａの旋回運動に応じて拡大縮小させることにより冷媒を吸入圧縮するもので、本実施形態では、モータ部１２側（底部１１ａ側）に冷媒の吸入口１３ｃを設け、ハウジング１１内のモータ部１２を通過してモータ部１２を冷却した冷媒をポンプ部１３にて吸引した後、吐出室１３ｄを経由して吐出口１３ｅから水冷媒熱交換器２０に向けて圧縮した冷媒を吐出する。
【００４２】
因みに、ミドルハウジング１１ｄは、ハウジング１１と同様に金属（本実施形態では、鉄系材料）製であり、このミドルハウジング１１ｄには、シャフト１２ｂの他端側を回転可能に支持する軸受１２ｅが装着されている。
【００４３】
なお、軸受保持部材１１ｂは、ハウジング１１に溶接等にて接合されたカバー１１ｅにより覆われて保護されているととともに、このカバー１１ｅには、ステータ１２ｄに接続されるリード線とカバー１１ｅとの隙間を閉塞するハーメチックシール１１ｆが装着されている。
【００４４】
また、ハウジング１１のうちポンプ部１３側、つまりモータ部１２及びポンプ部１３を挿入するための挿入口１１ｇ側は、溶接にてハウジング１１に固定されたカバー１１ｈにより閉塞されている。
【００４５】
ところで、ポンプ部１３及びモータ部１２は、共に挿入口１１ｇからハウジング１１内に挿入されてハウジング１１の内周面に接触した状態で焼き嵌めにて固定されている。
【００４６】
そして、ハウジング１１のうちモータ部１２（ステータ１２ｄの外周面）と接触するモータ固定部１１ｊの内径Ｒｍが、ハウジング１１のポンプ部１３と接触するポンプ固定部１１ｋの内径Ｒｃより小さくなるように両内径寸法Ｒｍ、Ｒｃを相違させて、ハウジング１１の内壁に段差部１１ｍを設けている。
【００４７】
これに呼応して、本実施形態では、ステータ１２ｄの外周面、つまりモータ部１２のうちモータ固定部１１ｊと接触する外形部の外径寸法が、ミドルハウジング１１ｄの外周面、つまりポンプ部１３のうちポンプ固定部１１ｋと接触する外形部の外径寸法より小さくなるように両外径寸法を相違させている。
【００４８】
具体的には、ポンプ固定部１１ｋの内径Ｒｃがモータ固定部１１ｊの内径Ｒｍより大きくなっても、ポンプ固定部１１ｋにて所定の締め代を確保して所定の保持力を確保することができるように、両外径寸法を相違させている。
【００４９】
次に、モータ部１２及びポンプ部１３の組み付け手順について述べる。
【００５０】
先ず、図３に示すように、モータ固定部１１ｊの周りのみに加熱用コイル６０を配置してモータ固定部１１ｊのみを局所的に加熱してモータ固定部１１ｊの内径Ｒｍを拡大させる。
【００５１】
そして、モータ固定部１１ｊの温度が所定温度以上まで上昇して内径Ｒｍが拡大したときに、モータ部１２、つまりステータ１２ｄを挿入口１１ｇ側から底部１１ａ側に挿入してステータ１２ｄをモータ固定部１１ｊに焼き嵌め固定する。
【００５２】
次に、加熱用コイル６０を、図４に示すように、ポンプ固定部１１ｋ周りまで移動させてポンプ固定部１１ｋのみを局所的に加熱してポンプ固定部１１ｋの内径Ｒｃを拡大させる。
【００５３】
そして、ポンプ固定部１１ｋの温度が所定温度以上まで上昇して内径Ｒｃが拡大したときに、ポンプ部１３にロータ１２ａを組み付けたサブアッセンブリを挿入口１１ｇ側からステータ１２ｄ側に挿入してポンプ部１３、つまりミドルハウジング１１ｄをモータ固定部１１ｊに焼き嵌め固定する。
【００５４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５５】
本実施形態では、両固定部１１ｊ、１１ｋのうち底部１１ａ側、つまりモータ固定部１１ｊの内径Ｒｍを挿入口１１ｇ側、つまりポンプ固定部１１ｋの内径Ｒｃより小さくしているので、ステータ１２ｄの挿入距離は、段差部１１ｍから底部１１ａ側に至る距離、つまりステータ１２ｄの軸方向寸法Ｌ（図３参照）となる。
【００５６】
したがって、ステータ１２ｄを挿入口１１ｇから底部１１ａまで挿入する場合（図５参照）に比べてステータ１２ｄの挿入距離を十分に小さくできるので、ステータ１２ｄを挿入する際の挿入不良が発生することを十分に防止でき得る。
【００５７】
また、ハウジング１１全体を加熱する必要が無いので、ハウジング１１全体が常温まで冷える時間を、ハウジング１１全体を加熱する場合に比べて短くすることができる。
【００５８】
したがって、焼き嵌め組み付け後、次の工程に移行するための冷却時間を短縮することができるので、電動圧縮機１０の製造工数を低減することができ、製造原価を低減することができる。
【００５９】
また、ハウジング１１全体を加熱する必要が無いので、加熱用コイル６０を小さくすることができ、焼き嵌め用の設備投資を最小限に止めることが可能となる。
【００６０】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ステータ１２ｄの外周面の外径寸法とミドルハウジング１１ｄの外周面の外径寸法を相違させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば両外径寸法を同一寸法としてもよい。
【００６１】
なお、両外径寸法を同一寸法とすると、ポンプ部１３に作用する保持力が低下するので、溶接等で保持力を補うことが望ましい。
【００６２】
また、上述の実施形態では、挿入口１１ｇ側の固定部１１ｋも焼き嵌めとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、挿入口１１ｇ側の固定部１１ｋを中間はめ、又はしまりはめとしてもよい。
【００６３】
また、上述の実施形態では、底部１１ａ側にモータ部１２を配置し、挿入口１１ｇ側にポンプ部１３を配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に、底部１１ａ側にポンプ部１３を配置し、挿入口１１ｇ側にモータ部１２を配置してもよい。
【００６４】
また、上述の実施形態では、吸入冷媒にてモータ部１２を冷却したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばポンプ部１３から吐出された吐出冷媒にてモータ部１２を冷却してもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、冷媒を二酸化炭素として高圧冷媒圧力を臨界圧力以上としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷媒をＨＦＣ系、ＨＣＦＣ系、ＦＣ系、ＨＣ系、エーテル系、アンモニア系冷媒として高圧冷媒圧力を臨界圧力未満としてもよい。
【００６６】
また、上述の実施形態では、給湯器に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【００６７】
また、上述の実施形態では、ポンプ部１３としてスクロール型圧縮機構を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
また、上述の実施形態では、略コップ状のハウジング１１であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば軸受保持部材１１ｂや軸受１２ｃがない、つまり底部側が閉塞されていない単純な筒状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯器の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動圧縮機の模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動圧縮機の製造方法を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電動圧縮機の製造方法を示す模式図である。
【図５】従来の技術に係る電動圧縮機の製造方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１１ｂ…軸受保持部材、
１１ｊ…モータ固定部、１１ｋ…ポンプ固定部、１２…モータ部、
１２ａ…ロータ、１２ｄ…ステータ、
１３…ポンプ部（スクロール型圧縮機構）、１３ａ…旋回スクロール、
１３ｂ…固定スクロール（シェル）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid machine in which a pump section and a motor section for driving the pump section are integrated, and is effective when applied to a hermetic electric compressor for a vapor compression refrigerator.
[0002]
[Prior art]
In a conventional hermetic compressor, a stator (stator) of a motor section and a compression mechanism section (pump section) are tightly fixed to a housing (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In addition, as a method of tightly fixing the motor unit and the pump unit to the housing, press-fitting (tight fitting), shrink fitting, or a combination of these with welding and the like can be considered.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 14-115385
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the inventors of the present invention have disclosed that a motor portion and a pump portion are housed in a substantially cup-shaped housing whose one end (bottom) side is closed, and that a motor portion (stator) arranged on the bottom side of the housing is shrink-fitted. The electric compressor that is fixed by using the compressor was studied, but the following problems occurred.
[0006]
In other words, in order to shrink-fit the stator disposed on the bottom side of the housing into the housing, as shown in FIG. It is necessary to insert the stator 12d from the insertion opening toward the bottom with the housing inner diameter enlarged.
[0007]
Therefore, if the stator 12d is slightly inclined with respect to the housing 11 during the insertion of the stator 12d from the insertion opening 11j to the bottom portion 11a, the stator 12d cannot be accurately arranged and fixed with respect to the housing 11. Will be invited.
[0008]
At the time of shrink fitting, the stator 12d is inserted into the housing 11 with the inner diameter of the housing 11 expanded over substantially the entire area from the insertion opening 11j to the bottom 11a by heating the entire housing 11, but the amount of expansion is increased. Therefore, if the stator 12 d is slightly inclined with respect to the housing 11, a poor insertion easily occurs.
[0009]
After the stator 12d is shrink-fitted into the housing 11, the next assembling step is performed. However, the next step cannot be performed unless the temperature of the housing 11 is lowered to room temperature (room temperature).
[0010]
At this time, since the entire housing 11 is heated, it takes a relatively long time to cool the entire housing 11 to room temperature. Therefore, it takes a relatively long time to move to the next step after shrink fitting, and it is difficult to reduce the number of manufacturing steps of the electric compressor.
[0011]
In view of the above points, the present invention firstly provides a novel fluid machine such as an electric compressor different from the conventional one, and secondly, prevents insertion failure of a shrink fit fixing portion such as a motor portion. It is intended to reduce the number of manufacturing steps.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a substantially cup-shaped housing (11) having a closed bottom (11a) side and one axial end of the housing (11) are housed. A pump section (13) for sucking and discharging a fluid, and a motor section (12) housed at the other axial end of the housing (11) for driving the pump section (13). The motor part (12) is inserted into the housing (11) through the insertion opening (11g) and is in contact with the inner peripheral surface of the housing (11), and is in contact with the motor part (12) of the housing (11). The inner diameter (Rm) of the motor fixing part (11j) is different from the inner diameter (Rc) of the pump fixing part (11k) that comes into contact with the pump part (13) of the housing (11). 11j, 11k) bottom The inner diameter (Rm) on the (11a) side is smaller than the inner diameter (Rc) on the insertion port (11g) side, and the fixing part (11j) on the bottom part (11a) side of both fixing parts (11j, 11k) is baked. It is characterized by being fixed by fitting.
[0013]
In the present invention, as described above, the inner diameter (Rm) on the bottom (11a) side of the fixed portions (11j, 11k) is smaller than the inner diameter (Rc) on the insertion port (11g) side. The insertion distance is the distance from the stepped portion that borders the fixed portions (11j, 11k) to the bottom (11a) side.
[0014]
Therefore, the insertion distance can be reduced as compared with the related art in which the motor part (12) is inserted from the insertion opening (11g) to the bottom part (11a), so that it is possible to sufficiently prevent the occurrence of poor insertion at the time of insertion.
[0015]
In addition, when the fixing portion (11j) on the bottom (11a) side is inserted, it is not necessary to heat the entire housing (11), so that the time required for the entire housing (11) to cool to room temperature is reduced. It can be shorter than when heating.
[0016]
Therefore, after the shrink fitting, the cooling time for moving to the next step can be shortened, so that the number of manufacturing steps of the fluid machine can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
[0017]
In the present invention, the “substantially cup-shaped housing (11) whose bottom (11a) side is closed” means that the pump (13) and the motor (12) cannot be inserted from the bottom (11a) side. This means that it is sealed to a certain degree, which includes not only complete sealing, but also a hole in which the pump part (13) and the motor part (12) cannot be inserted.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, the pump (13) is housed at one axial end of the housing (11) and sucks and discharges fluid, and is housed at the other axial end of the housing (11). And a motor section (12) for driving the housing (11). The pump section (13) and the motor section (12) are inserted into the housing (11) from the insertion port (11g) and the inner periphery of the housing (11). The inner diameter (Rm) of the motor fixing portion (11j) that is in contact with the surface and contacts the motor portion (12) of the housing (11) is the pump fixing portion that contacts the pump portion (13) of the housing (11). It is different from the inner diameter (Rc) of (11k), and the fixing part (11j) having the smaller inner diameter of both fixing parts (11j, 11k) is fixed by shrink fitting. .
[0019]
As a result, similarly to the first aspect of the invention, the cooling time for moving to the next step after shrink fitting can be reduced, so that the number of manufacturing steps of the fluid machine can be reduced, and Costs can be reduced.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, the outer diameter of the outer portion of the motor portion (12) in contact with the motor fixing portion (11j) and the outer diameter of the pump portion (13) in contact with the pump fixing portion (11k). This is characterized in that the outer diameter of the portion is different.
[0021]
The invention according to claim 4 is characterized in that the fixing portion (11k) on the insertion port (11g) side of both fixing portions (11j, 11k) is also fixed by shrink fitting.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, the fixing portion (11k) of the fixing portion (11j, 11k) on the side of the insertion opening (11g) is press-fitted more than the intermediate fit. .
[0023]
In the invention according to claim 6, the motor part (12) is located on the bottom part (11a) side in the housing (11), and the pump part (13) is inserted in the insertion port (11g) in the housing (11). ) Side.
[0024]
According to a seventh aspect of the present invention, the pump section (13) is a scroll type pump including two scrolls (13a, 13b) having spiral teeth.
[0025]
According to an eighth aspect of the present invention, the fluid machine (10) according to any one of the first to seventh aspects, wherein the refrigerant is sucked and compressed, and heat of the high-pressure refrigerant discharged from the fluid machine (10) is cooled. And a evaporator (40) for evaporating the low-pressure refrigerant.
[0026]
According to a ninth aspect of the present invention, the pressure of the high-pressure refrigerant can be equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
[0027]
The invention according to claim 10 is characterized in that carbon dioxide is used as the refrigerant.
[0028]
Incidentally, reference numerals in parentheses of the above-mentioned units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
The present embodiment is one in which the steam compression refrigerator and the electric compressor according to the present invention are applied to a water heater for heating hot water, FIG. 1 shows a heat pump water heater, and FIG. 2 shows this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric compressor 10 according to FIG.
[0030]
As shown in FIG. 1, the heat pump water heater includes an electric compressor 10 that sucks and compresses a refrigerant, a water refrigerant heat exchanger 20, a decompressor 30 that decompresses refrigerant flowing out of the water refrigerant heat exchanger 20, and heat absorption from outside air. Evaporator 40 for evaporating the refrigerant by evaporating the refrigerant, and separating the refrigerant flowing out of the evaporator 40 into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant, storing the surplus refrigerant as a liquid-phase refrigerant, and supplying the gas-phase refrigerant to the compressor 10. The hot water is heated by applying heat absorbed from the outside air and heat corresponding to the compression work of the compressor 10 to the hot water.
[0031]
Further, in the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant, and the pressure of the refrigerant discharged from the electric compressor 10 is set to be equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant, and the required discharge refrigerant temperature (for example, 80 ° C. to 90 ° C.) It has gained.
[0032]
In the present embodiment, since the pressure of the high-pressure refrigerant flowing into the water-refrigerant heat exchanger 20 is equal to or higher than the critical pressure, the refrigerant is not condensed in the water-refrigerant heat exchanger 20 and the enthalpy Lower.
[0033]
Next, the electric compressor 10 will be described with reference to FIG.
[0034]
The housing 11 is a casing made of a metal (in the present embodiment, an iron-based material) formed in a substantially cup shape by closing the bottom 11a side (upper side of the paper). In the present embodiment, the bottom 11a is Is closed by a bearing holding member 11b made of metal (in this embodiment, an iron-based material), and the outer dimensions of the cylindrical outer peripheral portion are substantially the same from one axial end to the other end. It has become.
[0035]
The bearing 12c rotatably supports one end of a shaft 12b of the motor unit 12, which will be described later. In the present embodiment, a rolling bearing is employed.
[0036]
Incidentally, the bearing holding member 11b is joined to the housing 11 by welding, brazing, or the like. In this embodiment, after the bearing holding member 11b is joined to the housing 11, the inner wall of the housing 11 and the bearing holding member 11b are joined. And the center of the housing 11 and the center of the bearing holding portion 11c are adjusted to be equal to or smaller than a predetermined dimension by coaxial machining with the bearing holding portion 11c.
[0037]
The motor unit 12 is a rotating electric machine including a rotor 12a, a stator 12d, and the like. In this embodiment, a permanent magnet is embedded in the rotor 12a, and the polarity of the voltage applied to the stator 12d is changed at a predetermined cycle. A DC brushless motor that rotates the motor is adopted.
[0038]
The frequency of the voltage applied to the stator 12d, that is, the rotation speed of the motor unit 12 is controlled by an inverter or the like.
[0039]
The pump unit 13 serving as a compression mechanism includes a well-known orbiting scroll 13a orbitingly driven by a motor unit 12, a fixed scroll (shell) 13b fixed to the housing 11 via a middle housing 11d, and the like. This is a scroll type compression mechanism.
[0040]
Since the fixed scroll 13b is fixed to the middle housing 11d by mechanical fastening means such as bolts, the fixed scroll 13b is referred to as the pump unit 13 including the middle housing 11d in this embodiment.
[0041]
Here, the scroll-type compression mechanism enlarges or reduces the working chamber formed by meshing the two scrolls 13a and 13b provided with the thin-wound teeth in accordance with the turning motion of the turning scroll 13a. In the present embodiment, a refrigerant suction port 13c is provided on the motor section 12 side (bottom section 11a side), and the refrigerant that cools the motor section 12 through the motor section 12 in the housing 11 is provided in the present embodiment. After being sucked by the pump unit 13, the compressed refrigerant is discharged from the discharge port 13e to the water-refrigerant heat exchanger 20 via the discharge chamber 13d.
[0042]
Incidentally, the middle housing 11d is made of a metal (in the present embodiment, an iron-based material) similarly to the housing 11, and a bearing 12e rotatably supporting the other end of the shaft 12b is mounted on the middle housing 11d. Have been.
[0043]
The bearing holding member 11b is covered and protected by a cover 11e joined to the housing 11 by welding or the like, and the cover 11e is provided with a lead wire connected to a stator 12d and a cover 11e. A hermetic seal 11f for closing the gap is provided.
[0044]
Further, the pump portion 13 side of the housing 11, that is, the insertion opening 11g side for inserting the motor portion 12 and the pump portion 13 is closed by a cover 11h fixed to the housing 11 by welding.
[0045]
Incidentally, the pump unit 13 and the motor unit 12 are both inserted into the housing 11 from the insertion opening 11g and fixed by shrink fitting in a state of being in contact with the inner peripheral surface of the housing 11.
[0046]
The inner diameter Rm of the motor fixing portion 11j in contact with the motor portion 12 (the outer peripheral surface of the stator 12d) of the housing 11 is smaller than the inner diameter Rc of the pump fixing portion 11k in contact with the pump portion 13 of the housing 11. A step 11m is provided on the inner wall of the housing 11 with different inner diameters Rm and Rc.
[0047]
In response to this, in the present embodiment, the outer diameter of the outer peripheral surface of the stator 12d, that is, the outer diameter portion of the motor portion 12, which is in contact with the motor fixing portion 11j, is equal to the outer peripheral surface of the middle housing 11d, that is, the pump portion 13. The two outer diameters are different from each other so as to be smaller than the outer diameter of the outer part that comes into contact with the pump fixing part 11k.
[0048]
Specifically, even if the inner diameter Rc of the pump fixing part 11k is larger than the inner diameter Rm of the motor fixing part 11j, a predetermined interference can be secured by the pump fixing part 11k, and a predetermined holding force can be ensured. Thus, both outer diameters are different.
[0049]
Next, a procedure for assembling the motor unit 12 and the pump unit 13 will be described.
[0050]
First, as shown in FIG. 3, the heating coil 60 is arranged only around the motor fixing portion 11j, and only the motor fixing portion 11j is locally heated to enlarge the inner diameter Rm of the motor fixing portion 11j.
[0051]
Then, when the temperature of the motor fixing portion 11j rises to a predetermined temperature or higher and the inner diameter Rm increases, the motor portion 12, that is, the stator 12d is inserted from the insertion opening 11g side to the bottom portion 11a side, and the stator 12d is fixed to the motor fixing portion. 11j.
[0052]
Next, as shown in FIG. 4, the heating coil 60 is moved to around the pump fixing portion 11k, and only the pump fixing portion 11k is locally heated to enlarge the inner diameter Rc of the pump fixing portion 11k.
[0053]
Then, when the temperature of the pump fixing portion 11k rises to a predetermined temperature or higher and the inner diameter Rc increases, a subassembly in which the rotor 12a is assembled to the pump portion 13 is inserted from the insertion port 11g side to the stator 12d side, and 13, that is, the middle housing 11d is shrink-fitted and fixed to the motor fixing portion 11j.
[0054]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
[0055]
In the present embodiment, since the inner diameter Rm of the motor fixing portion 11j is smaller than the insertion opening 11g, that is, the inner diameter Rc of the pump fixing portion 11k, of the fixing portion 11j, 11k, the stator 12d is inserted. The distance is the distance from the step portion 11m to the bottom portion 11a side, that is, the axial dimension L of the stator 12d (see FIG. 3).
[0056]
Therefore, the insertion distance of the stator 12d can be sufficiently reduced as compared with the case where the stator 12d is inserted from the insertion opening 11g to the bottom 11a (see FIG. 5). Can be prevented.
[0057]
Further, since it is not necessary to heat the entire housing 11, the time required for the entire housing 11 to cool to room temperature can be shortened as compared with the case where the entire housing 11 is heated.
[0058]
Therefore, after the shrink fitting, the cooling time for moving to the next step can be reduced, so that the number of manufacturing steps of the electric compressor 10 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0059]
Further, since it is not necessary to heat the entire housing 11, the heating coil 60 can be reduced in size, and the investment in equipment for shrink fitting can be minimized.
[0060]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the outer diameter of the outer peripheral surface of the stator 12d and the outer diameter of the outer peripheral surface of the middle housing 11d are different. However, the present invention is not limited to this. The dimensions may be the same.
[0061]
If the two outer diameters are the same, the holding force acting on the pump portion 13 is reduced. Therefore, it is desirable to supplement the holding force by welding or the like.
[0062]
In the above-described embodiment, the fixing portion 11k on the side of the insertion port 11g is shrink-fitted. However, the present invention is not limited to this, and the fixing portion 11k on the side of the insertion port 11g is fitted in the middle or tight. It may be.
[0063]
Further, in the above-described embodiment, the motor unit 12 is disposed on the bottom 11a side, and the pump unit 13 is disposed on the insertion port 11g side. However, the present invention is not limited to this. The pump unit 13 may be disposed on the bottom 11a side, and the motor unit 12 may be disposed on the insertion port 11g side.
[0064]
In the above-described embodiment, the motor unit 12 is cooled by the suction refrigerant. However, the present invention is not limited to this. For example, the motor unit 12 is cooled by the discharge refrigerant discharged from the pump unit 13. You may.
[0065]
Further, in the above-described embodiment, the refrigerant is carbon dioxide and the high-pressure refrigerant pressure is equal to or higher than the critical pressure. However, the present invention is not limited to this. The high-pressure refrigerant pressure as the ether-based or ammonia-based refrigerant may be lower than the critical pressure.
[0066]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the water heater, but the application of the present invention is not limited to this.
[0067]
Further, in the above-described embodiment, the scroll-type compression mechanism is adopted as the pump unit 13, but the present invention is not limited to this.
[0068]
Further, in the above-described embodiment, the housing 11 has a substantially cup shape. However, the present invention is not limited to this. It may be a cylindrical shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a water heater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a method for manufacturing the electric compressor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view illustrating a method for manufacturing the electric compressor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view illustrating a method for manufacturing an electric compressor according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10 ... electric compressor, 11 ... housing, 11b ... bearing holding member,
11j: motor fixing portion, 11k: pump fixing portion, 12: motor portion,
12a: rotor, 12d: stator,
13: pump part (scroll type compression mechanism), 13a: orbiting scroll,
13b: fixed scroll (shell).

Claims

底部（１１ａ）側が閉塞された略コップ状のハウジング（１１）と、
前記ハウジング（１１）の軸方向一端側に収納され、流体を吸入吐出するポンプ部（１３）と、
前記ハウジング（１１）の軸方向他端側に収納され、前記ポンプ部（１３）を駆動するモータ部（１２）とを備え、
前記ポンプ部（１３）及び前記モータ部（１２）は、挿入口（１１ｇ）から前記ハウジング（１１）内に挿入されて前記ハウジング（１１）の内周面に接触しており、
前記ハウジング（１１）のうち前記モータ部（１２）と接触するモータ固定部（１１ｊ）の内径（Ｒｍ）は、前記ハウジング（１１）の前記ポンプ部（１３）と接触するポンプ固定部（１１ｋ）の内径（Ｒｃ）と相違しており、
さらに、前記両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち前記底部（１１ａ）側の内径（Ｒｍ）は、前記挿入口（１１ｇ）側の内径（Ｒｃ）より小さく、かつ、前記両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち前記底部（１１ａ）側の固定部（１１ｊ）は焼き嵌めにて固定されていることを特徴とする流体機械。A substantially cup-shaped housing (11) having a closed bottom (11a) side;
A pump unit (13) housed at one axial end of the housing (11) and sucking and discharging a fluid;
A motor unit (12) housed on the other axial side of the housing (11) and driving the pump unit (13);
The pump section (13) and the motor section (12) are inserted into the housing (11) from an insertion port (11g) and are in contact with the inner peripheral surface of the housing (11),
An inner diameter (Rm) of a motor fixing portion (11j) of the housing (11) that contacts the motor portion (12) is a pump fixing portion (11k) of the housing (11) that contacts the pump portion (13). Is different from the inner diameter (Rc) of
Further, the inner diameter (Rm) of the bottom portion (11a) side of the both fixing portions (11j, 11k) is smaller than the inner diameter (Rc) of the insertion port (11g) side, and the both fixing portions (11j, 11k, 11k), wherein the fixed portion (11j) on the bottom portion (11a) side is fixed by shrink fitting.

ハウジング（１１）の軸方向一端側に収納され、流体を吸入吐出するポンプ部（１３）と、
前記ハウジング（１１）の軸方向他端側に収納され、前記ポンプ部（１３）を駆動するモータ部（１２）とを備え、
前記ポンプ部（１３）及び前記モータ部（１２）は、挿入口（１１ｇ）から前記ハウジング（１１）内に挿入されて前記ハウジング（１１）の内周面に接触しており、
前記ハウジング（１１）のうち前記モータ部（１２）と接触するモータ固定部（１１ｊ）の内径（Ｒｍ）は、前記ハウジング（１１）の前記ポンプ部（１３）と接触するポンプ固定部（１１ｋ）の内径（Ｒｃ）と相違しており、
さらに、前記両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち内径が小さい方の固定部（１１ｊ）は焼き嵌めにて固定されていることを特徴とする流体機械。A pump unit (13) housed at one axial end of the housing (11) and sucking and discharging a fluid;
A motor unit (12) housed on the other axial side of the housing (11) and driving the pump unit (13);
The pump section (13) and the motor section (12) are inserted into the housing (11) from an insertion port (11g) and are in contact with the inner peripheral surface of the housing (11),
An inner diameter (Rm) of a motor fixing portion (11j) of the housing (11) that contacts the motor portion (12) is a pump fixing portion (11k) of the housing (11) that contacts the pump portion (13). Is different from the inner diameter (Rc) of
A fluid machine characterized in that a fixing portion (11j) having a smaller inner diameter of the fixing portions (11j, 11k) is fixed by shrink fitting.

前記モータ部（１２）のうち前記モータ固定部（１１ｊ）と接触する外形部の外径寸法と、前記ポンプ部（１３）のうち前記ポンプ固定部（１１ｋ）と接触する外形部の外径寸法とが相違していることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体機械。The outer diameter of the outer part of the motor part (12) that contacts the motor fixing part (11j), and the outer diameter of the outer part of the pump part (13) that contacts the pump fixing part (11k). 3. The fluid machine according to claim 1, wherein the fluid machine is different from the fluid machine.

前記両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち前記挿入口（１１ｇ）側の固定部（１１ｋ）も焼き嵌めにて固定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに流体機械。The fluid according to any one of claims 1 to 3, wherein the fixing portion (11k) on the insertion port (11g) side of the fixing portions (11j, 11k) is also fixed by shrink fitting. machine.

前記両固定部（１１ｊ、１１ｋ）のうち前記挿入口（１１ｇ）側の固定部（１１ｋ）は、中間ばめ以上に圧入されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに流体機械。The fixing part (11k) of the insertion opening (11g) side of the fixing parts (11j, 11k) is press-fitted more than an intermediate fit. Fluid machinery.

前記モータ部（１２）は前記ハウジング（１１）内のうち前記底部（１１ａ）側に位置し、
さらに、前記ポンプ部（１３）は前記ハウジング（１１）内のうち前記挿入口（１１ｇ）側に位置していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流体機械。The motor part (12) is located on the bottom part (11a) side in the housing (11),
The fluid machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the pump portion (13) is located on the insertion port (11g) side in the housing (11).

前記ポンプ部（１３）は、渦巻き状の歯部を有する２枚のスクロール（１３ａ、１３ｂ）からなるスクロール型ポンプであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の流体機械。The fluid according to any one of claims 1 to 6, wherein the pump section (13) is a scroll type pump including two scrolls (13a, 13b) having spiral teeth. machine.

冷媒を吸入圧縮する請求項１ないし７のいずれか１つに記載の流体機械（１０）と、
前記流体機械（１０）から吐出された高圧冷媒の熱を放冷する放熱器（２０）と、
低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器（４０）とを備えることを特徴とする蒸気圧縮式冷凍機。The fluid machine (10) according to any one of claims 1 to 7, wherein the fluid machine sucks and compresses the refrigerant.
A radiator (20) for releasing heat of the high-pressure refrigerant discharged from the fluid machine (10);
A vapor compression refrigerator comprising: an evaporator (40) for evaporating a low-pressure refrigerant.

前記高圧冷媒の圧力が、冷媒の臨界圧力以上となり得ることを特徴とする請求項８に記載の蒸気圧縮式冷凍機。9. The vapor compression refrigerator according to claim 8, wherein the pressure of the high-pressure refrigerant can be equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.

前記冷媒として、二酸化炭素が用いられていることを特徴とする請求項８又は９に記載の蒸気圧縮式冷凍機。The vapor compression refrigerator according to claim 8 or 9, wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.