JP2004204836A

JP2004204836A - 電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材及び圧縮機

Info

Publication number: JP2004204836A
Application number: JP2003276366A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Saito; 隆泰斎藤; Hiroyuki Matsumori; 裕之松森; Takashi Sato; 孝佐藤; Masaru Matsuura; 大松浦; Toshiyuki Ebara; 俊行江原
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2004-07-22
Also published as: TW200409690A; US20040115072A1; CN100496966C; TWI264340B; US6971849B2; CN1506585A; EP1429031A1; KR20040053758A

Abstract

【課題】電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材及び圧縮機の密閉容器の信頼性の向上を図りながら、生産コストの増大及び作業性の低下を極力抑える。
【解決手段】密閉容器１２は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体１２Ａに電弧溶接された蓋部材としてのエンドキャップ１２Ｂとから成り、このエンドキャップ１２Ｂには、周縁部から中心部に向かう厚さ寸法の厚いリブ１３・・が所定間隔で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材及び圧縮機に関するものである。

従来この種電弧溶接により組み立てられる部材、例えば、鋼板により構成された圧縮機の密閉容器は、電動要素や圧縮要素を収納する容器本体と、この容器本体の開口を閉塞する蓋部材（密閉蓋）とから成り、容器本体内に電動要素や圧縮要素を取り付けた後、容器本体が蓋体の外側となるように重合して、この重合部分を一定の電流・電圧をかけて溶接することにより組み立てられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１０４６８９号公報

一方で、このような圧縮機を例えば車両のエンジンルームに搭載する場合、圧縮機の重量が車両重量に影響し、その結果、自動車の燃費が低下するという問題が生じていた。

このため、圧縮機の軽量化を図るために密閉容器をアルミニウム材にて形成することが試みられている。このアルミニウムは鋼板に比べて著しく軽量であるという利点を有するが、その一方で、鋼板に比べて非常に熱伝導率が高く、熱を加えると急激な強度低下が生じるため、従来の鋼板を溶接するように、一定の電流・電圧をかけて容器本体と蓋部材とを溶接した場合には、重合部分やその周辺の温度上昇に伴い、溶接状態が変化して、最悪、密閉容器が破損するなどの問題が生じていた。

このため、重合部分の温度変化などにより、溶接条件が変化しないように、電流・電圧を徐々に変えて溶接するという溶接方法を行っている。しかしながら、このような溶接方法では、格別な溶接機を用いたり、溶接状態を厳重に監視しなければならないなど溶接による生産コストの高騰や密閉容器の信頼性の低下を招いていた。

本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材及び圧縮機の密閉容器の信頼性の向上を図りながら、生産コストの増大及び作業性の低下を極力抑えることを目的とする。

即ち、請求項１の発明の電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材は、所定範囲に渡って電弧溶接された第１のアルミニウム部材と第２のアルミニウム部材とを備え、溶接箇所を含む前記第１の部材の厚さ寸法が、所定の間隔で厚く設定されているので、第１の部材の厚く設定された箇所により、溶接時の過剰な熱を逃がすことができるようになる。

請求項２の発明の圧縮機では、密閉容器は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体と、この容器本体の開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体に電弧溶接された蓋部材とから成り、この蓋部材には、周縁部から中心部に向かう厚さ寸法の厚いリブが所定間隔で形成されているので、当該リブにより、溶接時の過剰な熱を逃がすことができるようになる。
請求項３の発明の圧縮機は、密閉容器内に圧縮要素を収納して成る圧縮機において、前記密閉容器は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体と、該容器本体の開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体に電弧溶接された蓋部材とから成り、前記密閉容器及び蓋部材のアルミニウム部材の材質をヤング率６０００以上、Ｓｉ含有量を０．１％〜１２％としたことにより、溶接性を良好に保つと共に、圧縮機として用いるのに充分な強度も確保することができる。

請求項１の発明によれば、電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材は、所定範囲に渡って電弧溶接された第１のアルミニウム部材と第２のアルミニウム部材とを備え、溶接箇所を含む前記第１の部材の厚さ寸法が、所定の間隔で厚く設定されているので、第１の部材の厚く設定された箇所により、溶接時の過剰な熱を逃がすことができるようになる。

これにより、電弧溶接により形成されたアルミニウム部材の信頼性の向上を図ることができるようになる。更に、溶接途中で溶接機の電流・電圧などの諸条件の変更を行うことなく最初に設定した条件のまま溶接できるので、生産コストが低減する。

また、溶接状態を厳密に監視する必要もなくなるので、作業性の向上を図ることができるようになる。更に、電弧溶接されたアルミニウム部材の耐久性も維持することが可能となる。

請求項２の発明によれば、圧縮機の密閉容器は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体と、この容器本体の開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体に電弧溶接された蓋部材とから成り、この蓋部材には、周縁部から中心部に向かう厚さ寸法の厚いリブが所定間隔で形成されているので、当該リブにより、溶接時の過剰な熱を逃がすことができるようになる。

これにより、電弧溶接により形成されたアルミニウムにて構成された密閉容器の信頼性の向上を図ることができるようになる。更に、溶接途中で溶接機の電流・電圧などの諸条件の変更を行うことなく最初に設定した条件のまま溶接できるので、生産コストが低減する。

また、溶接状態を厳密に監視する必要もなくなるので、作業性の向上を図ることができるようになる。更に、アルミニウムにて形成された容器本体と蓋部材とを溶接固定することで、容器本体と蓋部材との重合部分やその周辺が強度低下するなどの不都合も解消することができるようになり、密閉容器の耐久性も維持することが可能となる。

一方、当該アルミニウムにて構成された密閉容器を備えた圧縮機を車両に搭載した場合には、車両重量の低減に繋がるため燃費の向上を図ることができる。
請求項３の発明によれば、密閉容器内に圧縮要素を収納して成る圧縮機において、前記密閉容器は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体と、該容器本体の開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体に電弧溶接された蓋部材とから成り、前記密閉容器及び蓋部材のアルミニウム部材の材質をヤング率６０００以上、Ｓｉ含有量を０．１％〜１２％としたことにより、電弧溶接の際の溶接性を良好に保つと共に、内部が高圧となる圧縮機として充分な強度も確保することができ、圧縮機の耐久性の向上を図ることができる。

電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材及び圧縮機の密閉容器の信頼性の向上を図りながら、生産コストの増大及び作業性の低下を極力抑えるという目的を、溶接箇所を含む前記第１の部材の厚さ寸法が、所定の間隔で厚く設定する事で実現した。

次に、図面に基づき本発明の実施例１を詳述する。図１は本発明に使用する電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材の実施例としてアルミニウムによって構成される圧縮機の密閉容器１２の縦断面図、図２は密閉容器１２の平面図を示している。尚、図１において、密閉容器１２の内部に収納される電動要素や圧縮要素などは図示しないものとする。

尚、図示しないが、本発明は、二段圧縮式で内部中間圧型の圧縮機、二段圧縮式で内部高圧型の圧縮機、単段圧縮式で内部高圧型の圧縮機などに用いる事ができ、この圧縮機を備える冷凍サイクルの冷媒は、ＣＯ２冷媒、ＨＣ冷媒、ＨＦＣ冷媒などを用いる事ができる。また、これら各冷媒と組み合わされるオイルとしては、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）、ＰＶＥ（ポリビニールエーテル）、ＰＯＥ（ポリオールエステル）、ミネラルオイルなどがあげられる。
ここで、特にＣＯ２を冷媒として用いる場合、二段圧縮式で内部中間圧型の圧縮機では、設計圧力が高段側（高圧）１６ＭＰａＧ、低段側（中間圧）１１ＭＰａＧと、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ冷媒に比較して非常に高圧となる。本発明ではこの様な高圧となる条件であっても、密閉容器１２の強度を充分に確保する事ができるものである。

この密閉容器１２は、容器本体（第２アルミニウム部材）１２Ａと、この容器本体１２Ａの上開口部を閉塞する蓋部材としての略椀状のエンドキャップ（第１アルミニウム部材）１２Ｂとで構成されている。また、この容器本体１２Ａ内には図示しない電動要素や圧縮要素などが収納される。また、エンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素に電力を供給するための図示しないターミナルが取り付けられる。

また、密閉容器１２Ａは、重合部２Ａと本体部２Ｂとから構成されている。この重合部２Ａは本体部２Ｂより肉厚に形成されていると共に、第１、第２のアルミニウム部材をヤング率６０００以上、Ｓｉ含有量０．１％〜１２％、設備などの溶接条件を考慮して、本実施例１では特にＳｉ含有量１．０％±０．２％のアルミニウムとすることで、容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとを溶接した場合であっても、溶接性を良好に保つことができ、且つ充分な強度も確保できる。更には当該肉厚に形成した重合部２Ａにより重合部分やその周辺の強度が低下する不都合を極力避けることができるようになる。
尚、Ｓｉ含有量は、多ければ強度向上を図る事ができ、少なければ溶接性の向上を図る事ができるため、使用冷媒や設備などを考慮し、Ｓｉ含有量０．１〜１２％の範囲内で適宜Ｓｉ含有量を決定するものである。また、Ｓｉを含有する事により、潤滑性の向上をも図る事ができる。

ここで、前記エンドキャップ１２Ｂには、周縁部から中心部に向かう厚さ寸法の厚いリブ１３・・が所定間隔で形成されている。即ち、容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとを溶接する際に、前記容器本体１２Ａの重合部２Ａの内側に重合されて、重合部分となる箇所を当該リブ１３・・が形成されている箇所と、形成されていない箇所とが交互に出現するように形成している。

このリブ１３・・は溶接時に重合部分やその周辺の温度が上昇しすぎて、容器本体１２Ａの重合部２Ａとエンドキャップ１２Ｂとの重合部分が必要以上にとけ込んで、重合部分やその周辺の強度が低下したり、最悪、穴が開いてしまうなどという不都合を回避する為に設けられたものである。即ち、肉厚に形成したリブ１３・・により溶接時の熱を逃がすことができ、所定の条件で溶接を行った際に、電圧・電流を変化させることなく溶接状態（容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとのとけ込み状態）がほぼ一定となるようにな間隔でリブ１３・・とリブ１３・・が形成されていない箇所とを設けている。

従来では、アルミニウムにて構成された容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとを溶接する場合、溶接機の電圧・電流を重合部分の状態を確認しながら徐々に変えなければならなかった。しかしながら、エンドキャップ１２Ｂの周辺部から中心部に向かう厚さ寸法の厚いリブ１３・・を所定間隔で形成することによって、溶接時に必要以上に上昇した熱を逃がすことができるようになる。これにより、電圧や電流を変えることなく一定の条件のまま溶接することが可能となる。

次に、容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとを溶接する場合には、容器本体１２Ａ内に図示しない電動要素や圧縮要素を取り付けた後、容器本体１２Ａの開口部である上端の内側にエンドキャップ１２Ｂの下端を挿入して重合する。このとき、エンドキャップ１２Ｂには前もって、図示しないターミナルをエンドキャップ１２Ｂの下側から取付孔１２Ｄに挿入してボルト等により固定している。そして、この状態で、重合部分において容器本体１２Ａの上端にあたる重合部２Ａと、この重合部分において内側となるエンドキャップ１２Ｂの前記リブ１３・・が形成された周縁部とを重合部２Ａから全周に渡って電弧溶接する。

ここで、電弧溶接は前記リブ１３・・が形成されていない箇所から開始する。即ち、リブ１３・・が形成されていない箇所から溶接を開始することで、アルミニウムが充分に加熱されて、重合部２Ａとエンドキャップ１２Ｂとが適度に溶け込んで一体となり、重合部２Ａとエンドキャップ１２Ｂを接続固定することができる。

一方、容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとは前述したようにアルミニウムにて形成されているため、ある程度同じ条件で溶接していくと重合部２Ａとエンドキャップ１２Ｂとが必要以上にとけ込んでしまう。これにより、重合部分やその周辺の強度が低下したり、最悪、穴が開いてしまうなどの不都合が生じる。しかしながら、前述した如く、リブ１３・・を所定間隔に設けているので、当該リブ１３・・において溶接箇所やその付近が放熱し、温度を下げることができる。これにより、必要以上に重合部２Ａとエンドキャップ１２Ｂとがとけ込んでしまう不都合を避けることができる。

そして、溶接温度が下がったところで次に、リブ１３・・が形成されていない箇所に到達して、溶接温度が上昇する。これにより、溶接温度が下がりすぎて容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとが充分に溶接されないといった不都合も避けることができる。このように、リブ１３・・とリブ１３・・とが形成されていない箇所とを順次溶接していくことで、溶接温度を維持しながら溶接することが可能となり、ほぼ一定の溶接状態で容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとを全周に渡って溶接することが可能となる。

これにより、従来のように、溶接時の電流や電圧の制御を行うことなく、最初に設定した電流・電圧のまま溶接を行うことができる。従って、溶接時の厳密な設定条件の変更や管理を行うことなく容易に溶接することが可能となる。

また、電弧溶接により形成されたアルミニウムにて構成された密閉容器１２の信頼性の向上を図ることができるようになる。更に、溶接途中で溶接機の電流・電圧などの諸条件の変更を行うことなく最初に設定した条件のまま溶接できるので、生産コストの低減を図ることができるようになる。

更に、溶接状態を厳密に監視する必要もなくなるので、作業性の向上を図ることができるようになる。また、容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとの重合部分やその周辺が強度低下するなどの不都合も解消することができるようになり、密閉容器１２の耐久性も維持することが可能となる。

更にまた、ヤング率６０００以上、Ｓｉ含有量０．１％〜１２％のアルミニウム部材を圧縮機の密閉容器１２に用いる事で、Ｓｉによって潤滑性が向上するため、密閉容器１２内で分離されるオイルがスムーズに密閉容器１２内壁を下って所定のオイル溜まりに導入される。従って、内部中間圧や内部高圧の圧縮機において、冷媒吐出口付近に付着したオイルも滞留する事無くオイル溜まりに流下し、吐出冷媒に巻き込まれて吐出されてしまうオイルを減らす事ができるため、密閉容器１２からのオイル吐出量を極力減少させる事ができるものである。

当該密閉容器１２にて形成された圧縮機を車両に搭載した場合には、車両重量の低減に繋がるため燃費の向上を図ることができる。これによりアルミニウムにて構成された部材の汎用性の向上を図ることができるようになる。

尚、本実施例では圧縮機の密閉容器１２をアルミニウムにて構成された容器本体１２Ａとエンドキャップ１２Ｂとを電弧溶接して形成するものとしたが、これに限らず、請求項１の発明ではアルミニウム部材にて構成されたものを電弧溶接によって組み立てるもので有れば、どのようなものであっても、適応可能である。

本発明に適応した実施例の圧縮機の密閉容器の縦断面図である。図１の密閉容器の平面図である。

符号の説明

２Ａ重合部
２Ｂ本体部
１０圧縮機
１２密閉容器
１２Ａ容器本体
１２Ｂエンドキャップ
１２Ｄ取付孔
１３リブ

Claims

所定範囲に渡って電弧溶接された第１のアルミニウム部材と第２のアルミニウム部材とを備え、溶接箇所を含む前記第１の部材の厚さ寸法が、所定の間隔で厚く設定されていることを特徴とする電弧溶接により組み立てられるアルミニウム部材。
密閉容器内に圧縮要素を収納して成る圧縮機において、前記密閉容器は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体と、該容器本体の開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体に電弧溶接された蓋部材とから成り、
該蓋部材には、周縁部から中心部に向かう厚さ寸法の厚いリブが所定間隔で形成されていることを特徴とする圧縮機。
密閉容器内に圧縮要素を収納して成る圧縮機において、前記密閉容器は、何れもアルミニウムにて構成される容器本体と、該容器本体の開口部を閉塞するようその周縁部が全周に渡って当該容器本体に電弧溶接された蓋部材とから成り、前記密閉容器及び蓋部材のアルミニウム部材の材質をヤング率６０００以上、Ｓｉ含有量を０．１％〜１２％としたことを特徴とする圧縮機。