JP2007268609A - 圧縮機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシングと内部部品との溶接又は胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接の強度を十分に確保しつつ、溶接による熱影響を抑制することにより低歪みの圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明に圧縮機１の製造方法は、位置合わせ工程と、溶接工程とを含む。圧縮機１は、ケーシング１０と、ケーシング１０に収容された内部部品６０とを備える。ケーシング１０は、第１面部１１ａを有する。内部部品６０は、第２面部６０ａを有する。第２面部６０ａは、第１面部１１ａに対向する。位置合わせ工程では、第１面部１１ａと第２面部６０ａとの隙間が０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下となるように、ケーシング１０と内部部品６０とが位置合わせされる。溶接工程では、溶加材が供給されることなく、孔が形成されていない状態の第１面部１１ａが第２面部６０ａとレーザ溶接される。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機の製造方法に関し、特に、ケーシングと内部部品とが溶接される圧縮機、及び胴部ケーシングと端部ケーシングとが溶接される圧縮機の製造方法に関する。

従来より、圧縮機の胴部ケーシングとその端部に嵌合する端部ケーシングとを溶接するために、アーク溶接が用いられることがある。例えば、特許文献１には、密閉型圧縮機の円筒状の胴部ケーシングの下端部に、この胴部ケーシングの下端開口を気密状に覆う椀状の端部ケーシングがアーク溶接されることが開示されている。

一方、特許文献２には、こうした胴部ケーシングと端部ケーシングとがレーザ溶接により溶接されることが開示されている。
特開平０９−３２９０８２号公報 特開平０７−１６７０５９号公報

上述のように胴部ケーシングの端部に端部ケーシングを溶接することを目的とする場合、或いは、ケーシングの所定の位置に内部部品を溶接することを目的とする場合、即ち、溶接される母材の一方がケーシングである場合には、アーク溶接を用いることが必ずしも適切であるとは言えないことがある。なぜならば、アーク溶接による熱影響によりケーシングが歪み、また、このようなケーシングの歪みの影響がモータ等にまで及ぶ場合には、そのことが騒音の原因ともなり得るからである。一方で、特許文献２のように、アーク溶接よりも熱影響の少ないレーザ溶接が用いられる場合には、レーザ溶接の加工点の幅ないし直径がアーク溶接の場合と比べて狭小であるために、溶接の強度が不十分となる虞がある。

本発明の課題は、ケーシングと内部部品との溶接又は胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接の強度を十分に確保しつつ、溶接による熱影響を抑制することにより低歪みの圧縮機を提供することにある。

第１発明に係る圧縮機の製造方法は、位置合わせ工程と、溶接工程とを含む。圧縮機は、ケーシングと、ケーシングに収容された内部部品とを備える。ケーシングは、第１面部を有する。内部部品は、第２面部を有する。第２面部は、第１面部に対向する。位置合わせ工程では、第１面部と第２面部との隙間が０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下となるように、ケーシングと内部部品とが位置合わせされる。溶接工程では、溶加材が供給されることなく、孔が形成されていない状態の第１面部が第２面部とレーザ溶接される。

この圧縮機の製造方法では、位置合わせ工程において、圧縮機のケーシングの第１面部と圧縮機の内部部品の第２面部との隙間が、０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下に維持される。そして、続く溶接工程において、位置合わせ工程において位置合わせされた状態の第１面部と第２面部とに、第１面部の第２面部に対して反対側の端面側から、即ちケーシングの外側から、レーザが照射される。このように、この圧縮機の製造方法では、ケーシングと内部部品との溶接にレーザ溶接が用いられることにより、アーク溶接が用いられる場合と比べて、溶接による熱影響が抑制され、低歪みの圧縮機を提供することができる。また、第１面部と第２面部との隙間が０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下に維持されることにより、ケーシングと内部部品との溶接の強度を十分に確保することができる。

さらに、この圧縮機の製造方法では、ケーシングと内部部品との溶接に際しては、第１面部に予め孔を開けておく必要がなく、また、溶加材も使用されない。一般的に、アーク溶接では、レーザ溶接のように深溶込みとならないため、第１面部の加工点となる位置に予め孔を開けておかなければ、第１面部と第２面部とを十分な強度で溶接することができない。さらに、アーク溶接では、溶加材の供給も必要となる。しかしながら、この圧縮機の製造方法では、レーザ溶接が用いられるため、孔の形成及び溶加材の添加に必要となる製造コストを省略することができる。

第２発明に係る圧縮機の製造方法は、第１発明に係る圧縮機の製造方法であって、位置合わせ工程では、第１面部と第２面部との隙間が０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下となるように、ケーシングと内部部品とが位置合わせされる。

この圧縮機の製造方法では、位置合わせ工程において、ケーシングの第１面部と内部部品の第２面部との隙間が、０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下に維持される。これにより、この圧縮機の製造方法では、ケーシングと内部部品との溶接の強度を向上させることができる。

第３発明に係る圧縮機の製造方法は、第１発明又は第２発明に係る圧縮機の製造方法であって、溶接工程では、溶融部位は、第１面部及び第２面部に直交する方向から見て開曲線の形状となる。溶融部位は、第１面部及び第２面部のうちレーザが照射され溶融する部位である。

溶融部位が円形等の閉曲線を描く場合には、第１面部と第２面部と溶融部位とにより閉空間が規定されることになり、この閉空間内の熱せられた空気がその圧力により溶接の軌道の終点付近等で噴き出して溶融部位に孔を開け、圧縮機の気密性が損なわれることがある。一方、第３発明に係る圧縮機の製造方法では、溶接工程において、溶融部位が開曲線を描くようにレーザが照射される。これにより、この圧縮機の製造方法では、上述の問題を回避して、圧縮機の気密性を確保することができる。

第４発明に係る圧縮機の製造方法は、第３発明に係る圧縮機の製造方法であって、溶接工程では、溶融部位は、第１面部及び第２面部に直交する方向から見てＶ字形状となる。

一般的に、レーザ溶接では、その加工点がアーク溶接の場合と比べて微小となるため、溶融部位の形状をスポットではなく線ないし面として描くことが望ましい。しかしながら、溶融部位の形状を上下方向又は左右方向の直線として描いた場合には、溶接の強度が左右方向又は上下方向の振動等に脆弱となり、上下方向及び左右方向の直線を交差させた十字として描いた場合には、交点での熱影響が大きくなり、交点付近の強度の低下をもたらす虞がある。また、むやみに溶融部位を拡大することは、製造コストを無駄に増大させることになる。そこで、第４発明に係る圧縮機の製造方法では、溶接工程において、溶融部位がＶ字を描くようにレーザが照射される。Ｖ字形状の場合には、例えば、同じ閉曲線である渦巻き形状、Ｃ字形状、Ｕ字形状と比べて、溶接量を抑制しつつ、十分な溶接の強度を得ることができる。このように、この圧縮機の製造方法では、簡易に溶接の強度を確保することができる。

第５発明に係る圧縮機の製造方法は、第４発明に係る圧縮機の製造方法であって、溶接工程では、溶融部位のＶ字の頂点は、丸みを帯びた形状となる。

この圧縮機の製造方法では、溶接工程において、溶融部位のＶ字の頂点が丸みを帯びた形状となるようにレーザが照射される。これにより、この圧縮機の製造方法では、溶融部位のＶ字の頂点における応力集中を回避することができる。

第６発明に係る圧縮機の製造方法は、位置合わせ工程と、溶接工程とを含む。圧縮機は、ケーシングを備える。ケーシングは、筒状の胴部ケーシングと、胴部ケーシングの端部に気密状に溶接された端部ケーシングとを有する。位置合わせ工程では、胴部ケーシングと端部ケーシングとが位置合わせされる。溶接工程では、溶加材が供給されながら、胴部ケーシングの周方向に沿って、胴部ケーシングが端部ケーシングとレーザ溶接される。

この圧縮機の製造方法では、位置合わせ工程において、圧縮機の胴部ケーシングと圧縮機の端部ケーシングとが位置合わせされる。そして、続く溶接工程において、位置合わせ工程において位置合わせされた状態の胴部ケーシングと端部ケーシングとに、レーザが照射される。このように、この圧縮機の製造方法では、胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接にレーザ溶接が用いられることにより、アーク溶接が用いられる場合と比べて、溶接による熱影響が抑制され、低歪みの圧縮機を提供することができる。また、この胴部ケーシングと端部ケーシングとのレーザ溶接に際しては、溶加材が使用されるため、溶融部位に十分なのど厚が確保されることになり、胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接の強度を十分に確保することができる。

第７発明に係る圧縮機の製造方法は、第６発明に係る圧縮機の製造方法であって、溶接工程では、胴部ケーシングは端部ケーシングとすみ肉溶接される。

この圧縮機の製造方法では、胴部ケーシングと端部ケーシングとがすみ肉溶接される。このように、すみ肉溶接が用いられる場合には、外観検査により溶接の品質を判断することができる。

第８発明に係る圧縮機の製造方法は、第６発明に係る圧縮機の製造方法であって、溶接工程では、胴部ケーシングは端部ケーシングと突き合わせ溶接される。

この圧縮機の製造方法では、胴部ケーシングと端部ケーシングとが突き合わせ溶接される。このように、突き合わせ溶接が用いられる場合には、すみ肉溶接が用いられる場合よりもさらに溶接による熱影響が抑制される。

第９発明に係る圧縮機は、第１発明から第８発明のいずれかに係る製造方法で製造され、二酸化炭素を圧縮する。

冷媒として二酸化炭素等の高圧冷媒が採用される場合、従来のケーシングでは比較的大きな圧力変形が生じてしまうので、より肉厚の厚いケーシングが必要とされる。ところで、この肉厚の厚いケーシングに、従来のように貫通孔を形成しその貫通孔を介して溶加剤を用いたアーク溶接により内部部品を締結すると、ケーシングへの入熱量が従来のケーシングの場合に比べて多くなりケーシングが大きく歪んでしまうおそれがある。しかし、第１発明から第８発明のいずれかに係る製造方法では、内部部品がエネルギー密度の高いレーザ光線によりケーシングに締結される。このため、肉厚の厚いケーシングが必要とされる高圧冷媒用の圧縮機であっても、内部部品締結時にケーシングの歪みを抑制することができる。

第１発明に係る圧縮機の製造方法では、ケーシングと内部部品との溶接にレーザ溶接が用いられることにより、アーク溶接が用いられる場合と比べて、溶接による熱影響が抑制され、低歪みの圧縮機を提供することができる。また、ケーシングの第１面部と内部部品の第２面部との隙間が０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下に維持されることにより、ケーシングと内部部品との溶接の強度を十分に確保することができる。さらに、ケーシングと内部部品との溶接に際しては、第１面部に予め孔を開けておく必要がなく、また、溶加材も使用されないため、製造コストを省略することができる。

第２発明に係る圧縮機の製造方法では、ケーシングの第１面部と内部部品の第２面部との隙間が０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下に維持されることにより、ケーシングと内部部品との溶接の強度を向上させることができる。

第３発明に係る圧縮機の製造方法では、溶接工程において、溶融部位が開曲線を描くようにレーザが照射されることにより、圧縮機の気密性を確保することができる。

第４発明に係る圧縮機の製造方法では、溶接工程において、溶融部位がＶ字を描くようにレーザが照射されることにより、簡易に溶接の強度を確保することができる。

第５発明に係る圧縮機の製造方法では、溶接工程において、溶融部位のＶ字の頂点が丸みを帯びた形状となるようにレーザが照射されることにより、溶融部位のＶ字の頂点における応力集中を回避することができる。

第６発明に係る圧縮機の製造方法では、胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接にレーザ溶接が用いられることにより、アーク溶接が用いられる場合と比べて、溶接による熱影響が抑制され、低歪みの圧縮機を提供することができる。また、この胴部ケーシングと端部ケーシングとのレーザ溶接に際しては、溶加材が使用されるため、溶融部位に十分なのど厚が確保されることになり、胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接の強度を十分に確保することができる。

第７発明に係る圧縮機の製造方法では、胴部ケーシングと端部ケーシングとがすみ肉溶接されることにより、外観検査により溶接の品質を判断することができる。

第８発明に係る圧縮機の製造方法では、胴部ケーシングと端部ケーシングとが突き合わせ溶接されることにより、すみ肉溶接が用いられる場合よりもさらに溶接による熱影響が抑制される。

第９発明に係る圧縮機では、歪みが抑制された肉厚の厚いケーシングを採用することができる。

本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１は、蒸発器、凝縮器及び膨張機構等とともに冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、図１に示されるように、主に、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダムリング３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９、及び吐出管２０から構成されている。以下、この高低圧ドーム型圧縮機１の構成部品についてそれぞれ詳述していく。

〔高低圧ドーム型圧縮機の構成部品の詳細〕
（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング１１と、胴部ケーシング１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とを有する。なお、胴部ケーシング１１と上壁部１２及び底壁部１３との溶接方法の詳細についは、後述する。そして、このケーシング１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。

（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール２４と、固定スクロール２４に噛合する可動スクロール２６とから構成されている。以下、このスクロール圧縮機構１５の構成部品についてそれぞれ詳述していく。

ａ）ハウジング
ハウジング２３は、主に、板部２３ａと、板部の外周面から立設される第１外周壁２３ｂとから構成されている。そして、このハウジング２３は、その外周面において周方向の全体に亘って胴部ケーシング１１に圧入固定されている。つまり、胴部ケーシング１１とハウジング２３とは全周に亘って気密状に密着されている。このため、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３下方の高圧空間２８とハウジング２３上方の低圧空間２９とに区画されていることになる。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には、上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３に駆動軸１７が軸受３４を介して回転自在に嵌入されている。

ｂ）固定スクロール
固定スクロール２４は、主に、鏡板２４ａと、鏡板２４ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂと、ラップ２４ｂを囲う第２外周壁２４ｃとから構成されている。鏡板２４ａには、圧縮室４０（後述）に連通する吐出通路４１と、吐出通路４１に連通する拡大凹部４２とが形成されている。吐出通路４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。拡大凹部４２は、鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる凹部により構成されている。そして、固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被ることにより、スクロール圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、図示しないパッキンを介して密着させることによりシールされている。

ｃ）可動スクロール
可動スクロール２６は、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂと、鏡板２６ａの下面に形成された軸受部２６ｃと、鏡板２６ａの両端部に形成された溝部２６ｄとから構成されている。そして、この可動スクロール２６は、溝部２６ｄにオルダムリング３９が嵌め込まれることによりハウジング２３に支持される。また、軸受部２６ｃには、駆動軸１７の上端が嵌入される。可動スクロール２６は、このような態様でスクロール圧縮機構１５に組み込まれることによって、駆動軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。また、可動スクロール２６のラップ２６ｂは、固定スクロール２４のラップ２４ｂに噛合させられており、両ラップ２４ｂ，２６ｂの接触部の間には、圧縮室４０が形成されている。そして、両ラップ２４ｂ，２６ｂの接触部が可動スクロール２６の公転に伴い中心に向かって移動するため、圧縮室４０も可動スクロール２６の公転に伴い中心に向かって移動する。このとき、圧縮室４０の容積は、中心に向かうにつれて収縮される。本実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１では、このようにしてガス冷媒が圧縮されることになる。

ｄ）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。この連絡通路４６は、固定スクロール２４に切欠形成されたスクロール側通路４７と、ハウジング２３に切欠形成されたハウジング側通路４８とが連通するように形成されている。そして、連絡通路４６の上端、即ちスクロール側通路４７の上端は拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端、即ちハウジング側通路４８の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、このハウジング側通路４８の下端開口により、連絡通路４６の冷媒を間隙空間１８に流出させる吐出口４９が構成されていることになる。

（３）オルダムリング
オルダムリング３９は、上述したように、可動スクロール２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。

（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、本実施の形態において直流モータであって、主に、ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ５１と、ステータ５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。

ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方及び下方にコイルエンド５３が形成されている。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコアカット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング１１とステータ５１との間に上下方向に延びるモータ冷却通路５５が形成されている。

ロータ５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング１１の軸心に配置された駆動軸１７を介して、スクロール圧縮機構１５の可動スクロール２６に駆動連結されている。また、連絡通路４６の吐出口４９から流出した冷媒をモータ冷却通路５５に案内する案内板５８が、間隙空間１８に配設されている。

（５）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴部ケーシング１１に固定されるとともに、駆動軸１７の下端側の軸受を構成し、駆動軸１７を支持している。なお、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との溶接方法の詳細についは、後述する。

（６）吸入管
吸入管１９は、冷媒回路中の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間２９を上下方向に貫通するとともに、内端部が固定スクロール２４に嵌入されている。

（７）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴部ケーシング１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管２０は、上下方向に延びる円筒形状に形成されハウジング２３の下端部に固定される内端部３６を有している。なお、吐出管２０の内端開口、即ち冷媒の流入口は、下方に向かって開口している。

〔胴部ケーシングと下部主軸受との溶接方法〕
本実施の形態において、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０とはレーザ溶接によって締結される。

具体的には、まず、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との相対位置が、高さ方向、周方向及び半径方向について、高低圧ドーム型圧縮機１の製品完成時の態様と同様になるように位置合わせされる。このとき、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との半径方向の相対位置は、図２に示されるように、胴部ケーシング１１の溶接面部１１ａと下部主軸受６０の溶接面部６０ａとの隙間Ｈ１が０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下となるように維持される。また、下部主軸受６０の溶接面部６０ａには、溶接面部１１ａ側に向けて開口する凹部６０ｂが形成されており、この凹部６０ｂには、溶接ピン８０が圧入されている。なお、下部主軸受６０は、鋳鉄で形成されているのに対し、この溶接ピン８０は、溶接の母材として適切な低炭素鋼で形成されている。

続いて、このように胴部ケーシング１１と下部主軸受６０とが位置合わせされた状態において、胴部ケーシング１１の外周面側から略半径方向に向けて溶接面部１１ａにレーザ光ＬＳが照射される。このレーザ光ＬＳは、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０の溶接ピン８０とを溶融させて溶接する。なお、レーザ光ＬＳを照射する前の溶接面部１１ａには、孔は形成されていない。そして、レーザ光ＬＳの光源（図示されない）は、半径方向から見て溶接面部１１ａ内をＶ字を描くようにして連続的に移動されるため、レーザ光ＬＳの照射により溶融される溶融部位７０は、図３に示されるようなＶ字形状となる。このとき、溶融部位７０のＶ字の頂点７０ａ付近では、レーザ光ＬＳの光源（図示されない）が、半径方向から見てＶ字の頂点７０ａが丸みを帯びるように移動される。なお、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０とのレーザ溶接においては、溶加材は一切使用されない。また、Ｖ字形状の溶融部位７０は、胴部ケーシング１１の外周面において三箇所に形成される。

〔胴部ケーシングと上壁部及び底壁部との溶接方法〕
本実施の形態において、胴部ケーシング１１と上壁部１２及び底壁部１３とはレーザ溶接によって締結される。以下、胴部ケーシング１１と上壁部１２とのレーザ溶接の方法を具体的に説明するが、胴部ケーシング１１と底壁部１３とのレーザ溶接の場合も同様である。

まず、胴部ケーシング１１と上壁部１２との相対位置が、高さ方向、周方向及び半径方向について、高低圧ドーム型圧縮機１の製品完成時の態様と同様になるように位置合わせされる。このとき、図４（ａ）に示されるように、胴部ケーシング１１の上端部１１ｂと上壁部１２の下端部１２ａとは、互いに重なるようにして位置合わせされる。そして、上端部１１ｂと下端部１２ａとの間には、胴部ケーシング１１と上壁部１２との組立性を重視して、隙間Ｈ２が設けられている。また、上壁部１２の下端部１２ａのうち、半径方向の最外部であって高さ方向の最下部における周方向の全体に亘る環状部位１２ｂには、Ｃ面取りが施されている。このＣ面取りの精度は、環状部位１２ｂの周方向の全体に亘ってＣ０．１以下となるように調整されている。

続いて、このように胴部ケーシング１１と上壁部１２とが位置合わせされた状態において、胴部ケーシング１１の外周面側から隙間Ｈ２に向けてレーザ光ＬＳが照射される。このレーザ光ＬＳは、胴部ケーシング１１の上端部１１ｂと上壁部１２の下端部１２ａとを溶融させて溶接する。即ち、胴部ケーシング１１と上壁部１２とは、すみ肉溶接されることになる。そして、この胴部ケーシング１１と上壁部１２とのレーザ溶接においては、溶加材が供給される。これにより、図４（ｂ）に示されるように、隙間Ｈ２に溶融した金属が流れ込んだとしても、溶融部位９０に十分なのど厚が確保されることになる。なお、参考として、図４（ｃ）に、溶加材が供給されずにレーザ溶接された場合の端部１１ｂ，１２ａ付近の様子を示す。また、レーザ光ＬＳの光源（図示されない）は、周方向の全体に亘って環状の軌跡を描くようにして連続的に移動されるため、レーザ光ＬＳの照射により溶融される溶融部位９０は、環状に形成される。このとき、レーザ光ＬＳの照射位置は、環状部位１２ｂに環状に形成された面取りの稜線がカメラでトラッキングされることにより、この面取りの稜線を基準線として調整される。

〔高低圧ドーム型圧縮機の運転動作〕
駆動モータ１６が駆動されると、駆動軸１７が回転し、可動スクロール２６が自転することなく公転運転を行う。すると、低圧のガス冷媒が、吸入管１９を通って圧縮室４０の周縁側から圧縮室４０に吸引され、圧縮室４０の容積変化に伴って圧縮され、高圧のガス冷媒となる。そして、この高圧のガス冷媒は、圧縮室４０の中央部から吐出通路４１を通ってマフラー空間４５へ吐出され、その後、連絡通路４６、スクロール側通路４７、ハウジング側通路４８、吐出口４９を通って間隙空間１８へ流出し、案内板５８と胴部ケーシング１１の内面との間を下側に向かって流れる。そして、このガス冷媒は、案内板５８と胴部ケーシング１１の内面との間を下側に向かって流れる際に、一部が分流して案内板５８と駆動モータ１６との間を円周方向に流れる。なお、このとき、ガス冷媒に混入している潤滑油が分離される。一方、分流したガス冷媒の他部は、モータ冷却通路５５を下側に向かって流れ、駆動モータ１６の下方の下部空間まで流れた後、反転してステータ５１とロータ５２との間のエアギャップ通路、又は連絡通路４６に対向する側（図１における左側）のモータ冷却通路５５を上方に向かって流れる。その後、案内板５８を通過したガス冷媒と、エアギャップ通路又はモータ冷却通路５５を流れてきたガス冷媒とは、間隙空間１８で合流して吐出管２０の内端部３６から吐出管２０に流入し、ケーシング１０外に吐出される。そして、ケーシング１０外に吐出されたガス冷媒は、冷媒回路を循環した後、再度吸入管１９を通ってスクロール圧縮機構１５に吸入されて圧縮される。

〔高低圧ドーム型圧縮機の特徴〕
（１）
上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との溶接にレーザ溶接が用いられる。これにより、従来のようにアーク溶接が用いられる場合と比べて溶接による熱影響が極小化され、ケーシング１０の歪みが抑制される。また、二酸化炭素等の高圧冷媒用に用意されている肉厚の厚いケーシングであっても、歪みを与えることなく下部主軸受６０を締結させることができる。

本発明は、上下に軸受を有する圧縮機に適用された場合においては、そのケーシングの歪みによる軸のズレを防止したり、一方、片持ちの軸受を有する圧縮機に適用された場合おいては、ステータ５１とロータ５２との相対位置のズレを防止したりする。

（２）
上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１の溶接面部１１ａと下部主軸受６０の溶接面部６０ａとの隙間Ｈ１が、０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下に維持される。これにより、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０とのレーザ溶接の強度が十分に確保されることになる。

（３）
上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との溶接に際しては、胴部ケーシング１１の溶接面部１１ａに予め孔を開けておく必要がない。従来のようにアーク溶接が用いられる場合には、溶接面部１１ａに予め孔を開けておく必要がある。この場合、溶接時に一旦開けた孔を埋めていくことになるため、溶接位置が詳細に調整される必要性が生じる。このため、レーザ溶接が用いられる上記実施の形態では、従来よりも溶接作業が容易になる。

（４）
上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との溶接に際しては、溶加材が使用されない。これにより、溶接作業が容易になるとともに、製造コストも低減される。

（５）
上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との溶融により形成される溶融部位７０が、半径方向から見てＶ字形状となっている。また、このとき、溶融部位７０のＶ字の頂点７０ａは、丸みを帯びた形状となっている。このため、溶接作業者は、溶融部位７０を形成するためのレーザ光ＬＳの軌跡を簡易に描くことができる一方で、上下左右方向からの加圧に強く、且つ、任意の箇所における応力集中が回避される溶融部位７０を形成することができる。

（６）
上記実施の形態では、胴部ケーシング１１の周方向の全体に亘って溶接が行われるが、このように、溶接部位が広きに亘る場合、全体としての熱影響が過大なものとなりやすい。特に、Ｒ４１０ａやＣＯ₂等の高圧冷媒が用いられる圧縮機では、密閉ケーシングの耐圧強度の向上が要求されるため、ケーシングの板厚が増大する傾向にある。このような条件下でアーク溶接を用いるとすれば、溶接部位の脚長を十分に確保するためには、溶接速度を低下させるか、又は、２重３重の溶接が必要となり、全体としての熱影響がさらに増大する。

そこで、上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と上壁部１２及び底壁部１３との溶接にレーザ溶接が用いられる。これにより、従来のようにアーク溶接が用いられる場合と比べて溶接による熱影響が極小化され、ケーシング１０の歪みが抑制される。

（７）
上記高低圧ドーム型圧縮機１においては、胴部ケーシング１１と上壁部１２との組立性を重視して、上端部１１ｂと下端部１２ａとの間に隙間Ｈ２が設けられている。この場合、図４（ｃ）のように、レーザ光ＬＳが照射され溶融した金属がこの隙間Ｈ２に入り込んでしまう。

そこで、上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と上壁部１２及び底壁部１３とのレーザ溶接に際しては、溶加材が使用される。これにより、隙間Ｈ２に溶融した金属が流れ込んだとしても、溶融部位９０に十分なのど厚が確保されることになる。

（８）
上記高低圧ドーム型圧縮機１の製造工程においては、胴部ケーシング１１と上壁部１２及び底壁部１３とのレーザ溶接に際しては、すみ肉溶接が採用されている。これにより、溶接の品質が外観検査により判断可能となる。

〔変形例〕
（Ａ）
上記実施の形態では密閉型の高低圧ドーム型圧縮機１が採用されたが、圧縮機は、高圧ドーム型の圧縮機であっても低圧ドーム型の圧縮機であってもよい。また、半密閉形や開放型の圧縮機であってもよい。

（Ｂ）
上記実施の形態に係る圧縮機１ではスクロール圧縮機構１５が採用されたが、圧縮機構は、ロータリー圧縮機構、レシプロ圧縮機構、スクリュー圧縮機構等であってもよい。また、スクロール圧縮機構１５は、両歯や共回りタイプのスクロールであってもよい。

（Ｃ）
上記実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１では、自転防止機構としてオルダムリング３９が採用されていたが、ピン、ボールカップリング、クランク等が自転防止機構として採用されてもよい。

（Ｄ）
上記実施の形態では圧縮機１が冷媒回路内で用いられる場合を例に挙げたが、用途に付いては空調用に限定するものではなく、単体で若しくはシステムに組込まれて用いられる圧縮機、送風機、過給機、ポンプ等であってもよい。

（Ｅ）
上記実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１には潤滑油が存在したが、オイルレス若しくはオイルフリー（油があってもなくてもよい）タイプの圧縮機、送風機、過給機、ポンプであってもよい。

（Ｆ）
上記実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１では、胴部ケーシング１１の溶接面部１１ａと下部主軸受６０の溶接面部６０ａとの隙間Ｈ１が０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下に維持されていた。しかしながら、隙間Ｈ１は、０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下に維持されていれば十分である。胴部ケーシング１１と下部主軸受６０との溶接の強度が、隙間Ｈ１が０．６ｍｍを超えると急激に低下するからである。

（Ｇ）
上記実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１では、Ｖ字形状の溶融部位７０は、胴部ケーシング１１の外周面において三箇所に形成されるが、四箇所以上形成されてもよい。また、一箇所のみ、又は二箇所に形成されてもよい。なお、複数箇所に形成される場合においては、胴部ケーシング１１の外周面において周方向又は高さ方向に亘って、或いは、周方向及び高さ方向に亘って形成される。

（Ｈ）
上記実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機１では、胴部ケーシング１１と上壁部１２とがすみ肉溶接されたが、突き合わせ溶接されてもよい。突き合わせ溶接が用いられる場合には、すみ肉溶接が用いられる場合よりも、溶接による熱影響が低減するという利点がある。

この場合、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、胴部ケーシング１１又は上壁部１２を段付形状として、胴部ケーシング１１に溶滴防止壁１１ｃが設けられてもよいし、或いは、上壁部１２に溶滴防止壁１２ｃが設けられてもよい。この溶滴防止壁１１ｃ，１２ｃは、レーザ溶接において裏当金の役割を果たし、溶滴が脱落して圧縮機内部に混入することを防止することができる。また、この変形例において、溶滴防止壁１１ｃ，１２ｃが果たす機能を内部部品の一部で代用してもよい。例えば、環状の溶融部位９０に周方向の全体に亘って対向するハウジング２３に溶滴防止壁を設けてもよいし、環状の溶融部位９０に沿うように環状の新たな部材を導入してもよい。

また、この場合、図５（ｃ）に示されるように、胴部ケーシング１１と上壁部１２との突き合わせされる部位のうちレーザ光ＬＳの光源側には、Ｃ面取りが施されてもよい（例えば、Ｃ０．１以下）。このとき、レーザ光ＬＳの照射位置は、環状に形成されたこの面取りの稜線がカメラでトラッキングされることにより、この面取りの稜線を基準線として調整される。

胴部ケーシング１１と底壁部１３との溶接の場合も同様である。

本発明に係る圧縮機の製造方法は、ケーシングと内部部品との溶接又は胴部ケーシングと端部ケーシングとの溶接の強度を十分に確保しつつ、溶接による熱影響を抑制することにより低歪みの圧縮機の製造を実現することができるという効果を有し、ケーシングと内部部品とが溶接される圧縮機、及び胴部ケーシングと端部ケーシングとが溶接される圧縮機の製造方法として有用である。

本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機の縦断面図。 図１の縦断面図における胴部ケーシングと下部主軸受とのレーザ溶接による溶融部位付近の拡大図。 本発明の実施の形態に係る胴部ケーシングの溶接面部をレーザ光の照射方向から見た図。 （ａ）本発明の実施の形態に係る胴部ケーシングと上壁部とにレーザ溶接が施される前の溶融部位付近の縦断面図。（ｂ）本発明の実施の形態に係る溶加材の供給を受けて胴部ケーシングと上壁部とにレーザ溶接が施された後の溶融部位付近の縦断面図。（ｃ）従来技術に係る溶加材の供給を受けないで胴部ケーシングと上壁部とにレーザ溶接が施された後の溶融部位付近の縦断面図。 （ａ）変形例に係る胴部ケーシングと上壁部とにレーザ溶接が施された後の溶融部位付近の縦断面図。（ｂ）別の変形例に係る胴部ケーシングと上壁部とにレーザ溶接が施された後の溶融部位付近の縦断面図。（ｃ）（ａ）の変形例に係る胴部ケーシングと上壁部とにレーザ溶接が施される前の溶融部位付近の縦断面図。

符号の説明

１ 高低圧ドーム型圧縮機（圧縮機）
１０ ケーシング
１１ 胴部ケーシング
１１ａ 溶接面部（第１面部）
１２ 上壁部（端部ケーシング）
１３ 底壁部（端部ケーシング）
６０ 下部主軸受（内部部品）
６０ａ 溶接面部（第２面部）
７０ 溶融部位

Claims (9)

1. 第１面部（１１ａ）を有するケーシング（１０）と、前記ケーシング（１０）に収容され、前記第１面部（１１ａ）に対向する第２面部（６０ａ）を有する内部部品とを備える圧縮機（１）の製造方法であって、
   前記第１面部（１１ａ）と前記第２面部（６０ａ）との隙間が０ｍｍよりも大きく０．６ｍｍ以下となるように、前記ケーシング（１０）と前記内部部品とを位置合わせする位置合わせ工程と、
   溶加材を供給することなく、孔が形成されていない状態の前記第１面部（１１ａ）を前記第２面部（６０ａ）とレーザ溶接する溶接工程と、
   を含む、
   圧縮機（１）の製造方法。
2. 前記位置合わせ工程では、前記隙間が０ｍｍよりも大きく０．２ｍｍ以下となるように、前記ケーシング（１０）と前記内部部品とが位置合わせされる、
   請求項１に記載の圧縮機（１）の製造方法。
3. 前記溶接工程では、前記第１面部（１１ａ）及び前記第２面部（６０ａ）のうちレーザが照射され溶融する溶融部位（７０）は、前記第１面部（１１ａ）及び前記第２面部（６０ａ）に直交する方向から見て開曲線の形状となる、
   請求項１又は２に記載の圧縮機（１）の製造方法。
4. 前記溶接工程では、前記溶融部位（７０）は、前記第１面部（１１ａ）及び前記第２面部（６０ａ）に直交する方向から見てＶ字形状となる、
   請求項３に記載の圧縮機（１）の製造方法。
5. 前記溶接工程では、前記溶融部位（７０）のＶ字の頂点は、丸みを帯びた形状となる、
   請求項４に記載の圧縮機（１）の製造方法。
6. 筒状の胴部ケーシング（１１）と、前記胴部ケーシング（１１）の端部に気密状に溶接された端部ケーシング（１２，１３）とを有するケーシング（１０）を備える圧縮機（１）の製造方法であって、
   前記胴部ケーシング（１１）と前記端部ケーシング（１２，１３）とを位置合わせする位置合わせ工程と、
   溶加材を供給しながら、前記胴部ケーシング（１１）の周方向に沿って、前記胴部ケーシング（１１）を前記端部ケーシング（１２，１３）とレーザ溶接する溶接工程と、
   を含む、圧縮機（１）の製造方法。
7. 前記溶接工程では、前記胴部ケーシング（１１）は前記端部ケーシング（１２，１３）とすみ肉溶接される、
   請求項６に記載の圧縮機（１）の製造方法。
8. 前記溶接工程では、前記胴部ケーシング（１１）は前記端部ケーシング（１２，１３）と突き合わせ溶接される、
   請求項６に記載の圧縮機（１）の製造方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の製造方法で製造され、二酸化炭素を圧縮する、
   圧縮機。

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