JP2007309146A - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機、特に製品間の容積効率のバラツキを低減することができる圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor, and more particularly to a compressor that can reduce variation in volumetric efficiency between products.
過去に、スイング圧縮機やロータリー圧縮機などにおいて、シリンダ室で圧縮され高温になった冷媒ガスからシリンダブロックを通って低温の吸入ガスへ漏れる熱の量を低減して圧縮機の容積効率を向上させる目的で、シリンダ室よりも外周側に断熱空間を形成することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、このようにシリンダ室よりも外周側に断熱空間を形成した場合、ヘッドとシリンダブロックとの間のシールの程度によって製品間で多少の容積効率のバラツキが出てしまうことがある。 However, when the heat insulating space is formed on the outer peripheral side of the cylinder chamber in this way, there may be some variation in volume efficiency between products depending on the degree of sealing between the head and the cylinder block.
本発明の課題は、容積効率のバラツキの少ない圧縮機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a compressor with less variation in volumetric efficiency.
第1発明に係る圧縮機は、クランク軸、ローター、シリンダブロック、及びヘッドを備える。なお、ここにいう「ローター」は、スイング圧縮機のピストンのローター部やロータリー圧縮機のローター等を含む。クランク軸は、偏心軸部を有する。ローターは、偏心軸部に嵌合される。シリンダブロックは、シリンダ孔および断熱空間を有する。シリンダ孔は、偏心軸部およびローターを収容する。断熱空間は、シリンダ孔の外周に形成される。ヘッドは、シリンダ孔および断熱空間を覆っている。そして、このヘッドは、シリンダ孔と断熱空間との間に相当する位置でシリンダブロックとレーザ溶接されている。 A compressor according to a first invention includes a crankshaft, a rotor, a cylinder block, and a head. Here, the “rotor” includes a rotor portion of a piston of a swing compressor, a rotor of a rotary compressor, and the like. The crankshaft has an eccentric shaft portion. The rotor is fitted to the eccentric shaft portion. The cylinder block has a cylinder hole and a heat insulating space. The cylinder hole accommodates the eccentric shaft portion and the rotor. The heat insulating space is formed on the outer periphery of the cylinder hole. The head covers the cylinder hole and the heat insulating space. The head is laser welded to the cylinder block at a position corresponding to the space between the cylinder hole and the heat insulating space.
この圧縮機では、このヘッドが、シリンダ孔と断熱空間との間に相当する位置でシリンダブロックとレーザ溶接されている。このため、この圧縮機では、シリンダ孔と断熱空間との間がほぼ完全にシールされることになる。また、レーザ溶接によりボルトレス化できるためシリンダが小さくでき、伝熱面積も小さくなる。したがって、この圧縮機は、製品間での容積効率のバラツキを少なくすることができる。 In this compressor, the head is laser welded to the cylinder block at a position corresponding to the space between the cylinder hole and the heat insulating space. For this reason, in this compressor, the space between the cylinder hole and the heat insulating space is almost completely sealed. In addition, since it can be made boltless by laser welding, the cylinder can be made smaller and the heat transfer area can be reduced. Therefore, this compressor can reduce variation in volumetric efficiency between products.
第2発明に係る圧縮機は、第1発明に係る圧縮機であって、レーザ溶接は、ヘッドを貫通して行われている。 The compressor according to the second invention is the compressor according to the first invention, and the laser welding is performed through the head.
この圧縮機では、ヘッドを貫通してレーザ溶接が行われている。このため、この圧縮機では、シリンダ孔と断熱空間との間が良好にシールされる。 In this compressor, laser welding is performed through the head. For this reason, in this compressor, the space between the cylinder hole and the heat insulating space is well sealed.
第3発明に係る圧縮機は、第1発明または第2発明に係る圧縮機であって、ヘッドは、シリンダ孔と断熱空間との間に相当する位置および断熱空間よりも外周側に相当する位置でシリンダブロックとレーザ溶接されている。 The compressor according to the third invention is the compressor according to the first invention or the second invention, wherein the head is located between the cylinder hole and the heat insulation space, and is located on the outer peripheral side of the heat insulation space. It is laser welded to the cylinder block.
この圧縮機では、ヘッドが、シリンダ孔と断熱空間との間に相当する位置および断熱空間よりも外周側に相当する位置でシリンダブロックとレーザ溶接されている。このため、この圧縮機では、シリンダ孔と断熱空間との間のシール性を確保するのみならず断熱空間の密閉性をも確保することができる。 In this compressor, the head is laser welded to the cylinder block at a position corresponding to between the cylinder hole and the heat insulating space and a position corresponding to the outer peripheral side of the heat insulating space. For this reason, in this compressor, not only the sealing performance between the cylinder hole and the heat insulating space can be secured, but also the sealing performance of the heat insulating space can be secured.
第4発明に係る圧縮機は、第1発明から第3発明のいずれかに係る圧縮機であって、シリンダブロック及びヘッドは、半溶融ダイキャスト成形法により形成される。 A compressor according to a fourth aspect is the compressor according to any one of the first to third aspects, wherein the cylinder block and the head are formed by a semi-molten die casting method.
この圧縮機では、シリンダブロックが、半溶融ダイキャスト成形法により形成されている。このため、この圧縮機では、シリンダブロックとヘッドとの締結にレーザ溶接を用いることができるのに加えて、シリンダブロックとローターとの良好ななじみ性やシリンダブロック及びヘッドの十分な耐圧強度などが得られる。また、半溶融ダイキャスト成形法を用いた場合、ニアネットシェイプが可能となる。このため、従来の砂型成形法よりも容易に断熱空間を形成することができる。 In this compressor, the cylinder block is formed by a semi-molten die casting method. For this reason, in this compressor, in addition to being able to use laser welding for fastening the cylinder block and the head, there is good conformability between the cylinder block and the rotor and sufficient pressure resistance strength of the cylinder block and the head. can get. In addition, when a semi-molten die casting method is used, a near net shape is possible. For this reason, a heat insulation space can be formed more easily than the conventional sand mold forming method.
第1発明に係る圧縮機では、シリンダ孔と断熱空間との間がほぼ完全にシールされることになる。また、レーザ溶接によりボルトレス化できるためシリンダが小さくでき、伝熱面積も小さくなる。したがって、この圧縮機は、製品間での容積効率のバラツキを少なくすることができる。 In the compressor according to the first invention, the gap between the cylinder hole and the heat insulating space is almost completely sealed. In addition, since it can be made boltless by laser welding, the cylinder can be made smaller and the heat transfer area can be reduced. Therefore, this compressor can reduce variation in volumetric efficiency between products.
第2発明に係る圧縮機では、シリンダ孔と断熱空間との間が良好にシールされる。 In the compressor according to the second aspect of the invention, the space between the cylinder hole and the heat insulating space is well sealed.
第3発明に係る圧縮機では、シリンダ孔と断熱空間との間のシール性を確保するのみならず断熱空間の密閉性をも確保することができる。 In the compressor which concerns on 3rd invention, not only the sealing performance between a cylinder hole and heat insulation space is ensured but the sealing performance of heat insulation space is also securable.
第4発明に係る圧縮機では、シリンダブロックとヘッドとの締結にレーザ溶接を用いることができるのに加えて、シリンダブロックとローターとの良好ななじみ性やシリンダブロック及びヘッドの十分な耐圧強度などが得られる。また、半溶融ダイキャスト成形法を用いた場合、ニアネットシェイプが可能となる。このため、従来の砂型成形法よりも容易に断熱空間を形成することができる。 In the compressor according to the fourth aspect of the invention, in addition to being able to use laser welding for fastening the cylinder block and the head, good conformability between the cylinder block and the rotor, sufficient pressure strength of the cylinder block and the head, etc. Is obtained. In addition, when a semi-molten die casting method is used, a near net shape is possible. For this reason, a heat insulation space can be formed more easily than the conventional sand mold forming method.
本発明の実施の形態に係るスイング圧縮機1は、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、スイング圧縮機構部15、駆動モータ16、吸入管19、吐出管20、およびターミナル95から構成されている。なお、このスイング圧縮機1には、ケーシング10にアキュームレータ(気液分離器)90が取り付けられている。以下、このスイング圧縮機1の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
As shown in FIG. 1, the
〔スイング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部11と、胴部ケーシング部11の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部12と、胴部ケーシング部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。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イング圧縮機構部15と、スイング圧縮機構部15の上方に配置される駆動モータ16とが収容されている。このスイング圧縮機構部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クランク軸17によって連結されている。
[Details of swing compressor components]
(1) Casing The
(2)スイング圧縮機構部
スイング圧縮機構部15は、図1および図3に示されるように、主に、クランク軸17と、ピストン21と、ブッシュ22と、フロントヘッド23と、シリンダブロック24と、リアヘッド25とから構成されている。なお、本実施の形態において、フロントヘッド23およびリアヘッド25は、締結部23b,25bがクランク軸17の軸方向1aに沿って貫通レーザ溶接されることによってシリンダブロック24と一体に締結されている。また、本実施の形態において、このスイング圧縮機構部15はケーシング10の底部に貯められている潤滑油Lに浸漬されており、スイング圧縮機構部15には、潤滑油Lが差圧給油されるようになっている。以下、このスイング圧縮機構部15の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
(2) Swing compression mechanism unit As shown in FIGS. 1 and 3, the swing
a)シリンダブロック
シリンダブロック24には、図1および図2に示されるように、シリンダ孔24a、吸入孔24b、吐出路24c、ブッシュ収容孔24d、ブレード収容孔24e、および断熱溝24fが形成されている。シリンダ孔24aは、図1および図2に示されるように、板厚方向に沿って貫通する円柱状の孔である。吸入孔24bは、外周壁面からシリンダ孔24aに貫通して延びている。吐出路24cは、シリンダ孔24aを形作る円筒部の内周側の一部が切り欠かれることによって形成されている。ブッシュ収容孔24dは、板厚方向に沿って貫通する孔であって、板厚方向に沿って見た場合において吸入孔24bと吐出路24cとの間に位置している。ブレード収容孔24eは、板厚方向に沿って貫通する孔であって、ブッシュ収容孔24dと連通している。断熱溝24fは、シリンダ孔24aの貫通方向に沿って上下両側に形成される複数の溝であって、シリンダ室Rcを断熱するためのものである。
a) Cylinder Block As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、このシリンダブロック24は、シリンダ孔24aにクランク軸17の偏心軸部17aおよびピストン21のローター部21aが収容され、ブッシュ収容孔24dにピストン21のブレード部21bおよびブッシュ22が収容され、ブレード収容孔24eにピストン21のブレード部21bが収容された状態で吐出路24cがフロントヘッド23側を向くようにしてフロントヘッド23とリアヘッド25とに嵌合される(図3参照)。この結果、スイング圧縮機構部15にはシリンダ室Rc1が形成され、このシリンダ室Rc1はピストン21によって吸入孔24bと連通する吸入室と、吐出路24cと連通する吐出室とに区画されることになる。なお、この状態で、ロータ部21aは、偏心軸部17aに嵌め込まれている。また、断熱孔24fには何も収容されることがない。なお、断熱孔24fは、できるだけ真空に近い状態であることが好ましい。
In the
b)クランク軸
クランク軸17には、一方の端部に偏心軸部17aが設けられている。そして、このクランク軸17は、偏心軸部17aが設けられていない側が駆動モータ16のローター52に固定されている。
b) Crankshaft The
c)ピストン
ピストン21は、略円筒状のローター部21aと、ローター部21aの径方向外側に突出するブレード部21bとを有する。なお、ローター部21aは、クランク軸17の偏心軸部17aに嵌合された状態でシリンダブロック24のシリンダ孔24aに挿入される。これにより、ローター部21aは、クランク軸17が回転すると、クランク軸17の回転軸を中心とした公転運動を行う。また、ブレード部21bは、ブッシュ収容孔24dおよびブレード収容孔24eに収容される。これによりブレード部21bは、揺動すると同時に長手方向に沿って進退運動を行うことになる。
c) Piston The
d)ブッシュ
ブッシュ22は、略半円柱状の部材であって、ピストン21のブレード部21bを挟み込むようにしてブッシュ収容孔24dに収容される。
d) Bush The
e)フロントヘッド
フロントヘッド23は、シリンダブロック24の吐出路24c側を覆う部材であって、ケーシング10に嵌合されている。このフロントヘッド23には軸受部23aが形成されており、この軸受部23aにはクランク軸17が挿入される。また、このフロントヘッド23には、シリンダブロック24に形成された吐出路24cを通って流れてくる冷媒ガスを吐出管20に導くための開口(図示せず)が形成されている。そして、この開口は、冷媒ガスの逆流を防止するための吐出弁(図示せず)により閉塞されたり開放されたりする。また、このフロントヘッド23には、締結部23bが設けられる。締結部23bは、貫通レーザ溶接可能なように薄肉化されている。
e) Front Head The
f)リアヘッド
リアヘッド25は、シリンダブロック24の吐出路24c側の反対側を覆う。このリアヘッド25には軸受部25aが形成されており、この軸受部25aにはクランク軸17が挿入される。また、このリアヘッド25には、締結部25bが設けられる。締結部25bは、フロントヘッド23の締結部23aと同様に、貫通レーザ溶接可能なように薄肉化されている。
f) Rear Head The
(3)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ー52とから構成されている。
(3) Drive Motor The drive
ステータ51には、ティース部(図示せず)に銅線が巻回されており、上方およ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(図示せず)が設けられている。
In the
ローター52には、回転軸に沿うようにクランク軸17が固定されている。
The
(4)吸入管
吸入管19は、ケーシング10を貫通するように設けられており、一端がシリンダブロック24に形成される吸入孔24bに嵌め込まれており、他端がアキュームレータ90に嵌め込まれている。
(4) Suction Pipe The
(5)吐出管
吐出管20は、ケーシング10の上壁部12を貫通するように設けられている。
(5) Discharge pipe The
(6)ターミナル
ターミナル95は、図1に示されるように、主に、ターミナルピン95aおよびターミナルボディ95bから構成される。ターミナルピン95aはターミナルボディ95bによって支持されており、ターミナルボディ95bはケーシング10の上壁部12に嵌め込まれて溶接されている。そして、ターミナルピン95aのケーシング10内部側にはコイルエンド53から延びるリード線(図示せず)が接続され、ターミナルピン95aのケーシング10外部側には外部電源(図示せず)が接続される。
(6) Terminal As shown in FIG. 1, the terminal 95 is mainly composed of a
〔主要部品の製造方法〕
本実施の形態に係るスイング圧縮機1において、ピストン21、シリンダブロック24、フロントヘッド23、リアヘッド25、およびクランク軸17は、下記製造方法に従って製造される。
[Manufacturing method of main parts]
In the
(1)原材料
本実施の形態において上記主要部品の原材料となる鉄素材としては、C:2.3〜2.4wt%、Si:1.95〜2.05wt%、Mn:0.6〜0.7wt%、P:<0.035wt%、S:<0.04wt%、Cr:0.00〜0.50wt%、Ni:0.50〜1.00wt%が添加されているビレットが採用される。なお、ここにいう重量割合は全量に対する割合である。また、ここに「ビレット」とは、一端、上記成分の鉄素材が溶融炉において溶融された後に、連続鋳造装置により円柱形状等に成形された最終成形前の素材を意味する。なお、ここで、CおよびSiの含有量は、引張強度および引張弾性率が片状黒鉛鋳鉄より高くなること、および複雑な形状の摺動部品基体を成形するのに適切な流動性を備えていることの両方を満足するように決定される。また、Niの含有量は、金属組織の靭性を向上させて成形時の表面クラックを防止するのに適切な金属組成を構成するように決定されている。
(1) Raw material In the present embodiment, the iron raw material used as the raw material of the main part is C: 2.3 to 2.4 wt%, Si: 1.95 to 2.05 wt%, Mn: 0.6 to 0 7 wt%, P: <0.035 wt%, S: <0.04 wt%, Cr: 0.00-0.50 wt%, Ni: 0.50-1.00 wt% are added. The In addition, the weight ratio here is a ratio with respect to the whole quantity. Here, the “billet” means a material before final molding which is formed into a cylindrical shape or the like by a continuous casting apparatus after the iron material having the above components is melted in a melting furnace. Here, the content of C and Si is such that the tensile strength and tensile modulus are higher than those of flake graphite cast iron, and the fluidity suitable for molding a sliding part substrate having a complicated shape is provided. Be determined to satisfy both. The content of Ni is determined so as to constitute a metal composition suitable for improving the toughness of the metal structure and preventing surface cracks during molding.
(2)製造工程
上記主要部品は、半溶融ダイキャスト成形工程、熱処理工程、および最終仕上げ工程を経て製造される。以下、各工程について詳述する。
(2) Manufacturing process The said main components are manufactured through a semi-molten die-casting process, a heat treatment process, and a final finishing process. Hereinafter, each process is explained in full detail.
a)半溶融ダイキャスト成形工程
半溶融ダイキャスト成形工程では、先ず、ビレットを高周波加熱することにより半溶融状態とする。次いで、その半溶融状態のビレットを所定の金型に注入する際に、ダイキャストマシンで所定圧力を加えながらビレットを所望の形状に成形し部品基体を得る。そして、部品基体を金型から取り出して急冷させると、その部品基体の金属組織は、全体的に白銑化したものとなる。なお、部品基体は最終的に得られる部品よりも若干大きく、この部品基体は、後の最終仕上げ工程において加工代が取り除かれて最終的な部品となる。
a) Semi-molten die-cast molding process In the semi-molten die-cast molding process, first, the billet is heated to a high frequency to be in a semi-molten state. Next, when the billet in the semi-molten state is poured into a predetermined mold, the billet is formed into a desired shape while applying a predetermined pressure with a die casting machine to obtain a component base. When the component base is taken out of the mold and rapidly cooled, the metal structure of the component base is entirely whitened. Note that the component base is slightly larger than the finally obtained component, and this component base becomes the final component after the machining allowance is removed in the final finishing step.
b)熱処理工程
熱処理工程では、半溶融ダイキャスト成形工程後の部品基体が熱処理される。この熱処理工程において、部品基体の金属組織は、白銑化組織からパーライト/フェライト基地、粒状黒鉛から成る金属組織へと変化する。なお、この白銑化組織の黒鉛化、パーライト化については熱処理温度、保持時間、冷却速度などを調節することにより調節することができる。例えば、Honda R&D Technical Review の Vol.14 No.1 の論文「鉄の半溶融成形技術の研究」にあるように、950℃で60分保持した後に0.05〜0.10℃/secの冷却速度で炉中にて徐冷することにより、500MPa〜700MPa程度の引張強度、HB150(HRB81(SAE J 417硬さ換算表からの換算値))〜HB200(HRB96(SAE J 417硬さ換算表からの換算値))程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織はフェライト中心であるために軟らかく被削性に優れるが、機械加工時に構成刃先を形成して刃具寿命を低下させる可能性がある。また、1000℃で60分保持した後に空冷し、さらに最初の温度より少し低い温度で所定時間保持した後に空冷することにより、600MPa〜900MPa程度の引張強度、HB200(HRB96(SAE J 417硬さ換算表からの換算値))〜HB250(HRB105,HRC26(SAE J 417硬さ換算表からの換算値、なおHRB105は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である))程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織において、片状黒鉛鋳鉄と同等の硬度を有するものは、片状黒鉛鋳鉄と同等の被削性を有し、同等の延性・靭性を有する球状黒鉛鋳鉄と比較すると被削性に優れている。また、1000℃で60分保持した後に油冷し、さらに最初の温度より少し低い温度で所定時間保持した後に空冷することにより、800MPa〜1300MPa程度の引張強度、HB250(HRB105,HRC26(SAE J 417硬さ換算表からの換算値、なおHRB105は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である))〜HB350(HRB122,HRC41(SAE J 417硬さ換算表からの換算値、なおHRB122は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である))程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織はパーライト中心であるために硬く、被削性に劣るが、耐摩耗性に優れている。
b) Heat treatment step In the heat treatment step, the component substrate after the semi-molten die casting molding step is heat treated. In this heat treatment step, the metal structure of the component base changes from a whitened structure to a metal structure composed of pearlite / ferrite matrix and granular graphite. The graphitization and pearlization of the whitened structure can be adjusted by adjusting the heat treatment temperature, holding time, cooling rate, and the like. For example, as described in Honda R & D Technical Review Vol.14 No.1 paper "Study on the semi-melting technology of iron", cooling at 0.05 to 0.10 ° C / sec after holding at 950 ° C for 60 minutes By slowly cooling in the furnace at a speed, tensile strength of about 500 MPa to 700 MPa, HB150 (HRB81 (converted value from SAE J417 hardness conversion table)) to HB200 (HRB96 (SAE J417 hardness conversion table) A metal structure having a hardness of the order of conversion))) can be obtained. Such a metal structure is soft and excellent in machinability because it has a ferrite center, but there is a possibility of forming a cutting edge during machining and reducing the tool life. In addition, after holding at 1000 ° C. for 60 minutes, air cooling, and further holding for a predetermined time at a temperature slightly lower than the initial temperature and then air cooling, tensile strength of about 600 MPa to 900 MPa, HB200 (HRB96 (SAE J 417 hardness conversion) Conversion value from the table)) to HB250 (HRB105, HRC26 (conversion value from SAE J417 hardness conversion table, HRB105 is a reference value because it exceeds the effective practical range of the test type))) A metal structure can be obtained. In such a metal structure, those having hardness equivalent to flake graphite cast iron have machinability equivalent to flake graphite cast iron, and machinability compared to spheroidal graphite cast iron having equivalent ductility and toughness. Is excellent. In addition, by holding the oil at 1000 ° C. for 60 minutes, cooling with oil, and holding the air at a temperature slightly lower than the initial temperature for a predetermined time and then air cooling, tensile strength of about 800 MPa to 1300 MPa, HB250 (HRB105, HRC26 (SAE J 417) Conversion value from hardness conversion table, HRB105 is a reference value because it exceeds the effective practical range of test type))-HB350 (HRB122, HRC41 (converted value from SAE J417 hardness conversion table, HRB122) It is possible to obtain a metal structure having a hardness of a reference level because it exceeds the effective practical range of the test type. Such a metal structure is hard because it has a pearlite center and is inferior in machinability, but has excellent wear resistance.
なお、本実施の形態において、この熱処理工程では、部品基体の硬度がHRB90(HB176(SAE J 417硬さ換算表からの換算値))よりも高くHRB100(HB219(SAE J 417硬さ換算表からの換算値))よりも低くなるような条件下で熱処理される。なお、部品基体が半溶融ダイキャスト成形法により製造される場合、部品基体の硬度はその部品基体の引張強度と比例関係になることが明らかとなっているので、このときの部品基体の引張強度は600MPaから900MPaの範囲にほぼ相当する。 In this embodiment, in this heat treatment step, the hardness of the component base is higher than HRB90 (HB176 (converted value from SAE J417 hardness conversion table)) and HRB100 (HB219 (SAE J417 from hardness conversion table). The heat treatment is carried out under such a condition that the value becomes lower than the conversion value)). When the component base is manufactured by a semi-molten die casting method, it is clear that the hardness of the component base is proportional to the tensile strength of the component base. Substantially corresponds to a range of 600 MPa to 900 MPa.
c)最終仕上げ工程
最終仕上げ工程では、部品基体が機械加工されて部品の完成となる。ただし、本実施の形態において、シリンダブロック24は、熱処理工程後、最終仕上げ工程前に、焼入れ工程を経て製造される。焼入れ工程では、ブッシュ収容孔24dに高周波加熱器(図示せず)が挿入され、ブッシュ収容孔24d周辺の部分の硬度がHRC50よりも高くHRC65よりも低くなるようにシリンダブロック24に焼入れ処理が施される。
c) Final finishing process In the final finishing process, the component base is machined to complete the component. However, in the present embodiment, the
〔圧縮機構部の組立〕
本発明の実施の形態において、圧縮機構部15は、圧着工程および貫通レーザ溶接工程を経て作製される。
[Assembly of compression mechanism]
In the embodiment of the present invention, the
圧着工程では、シリンダ孔24aにクランク軸17の偏心軸部17aおよびローター部21aが収容された状態で、ヘッド23,25が予め定められているように位置決めされてシリンダブロック24に圧着される。なお、この圧着工程では、フロントヘッド23およびリアヘッド25が同時にシリンダブロック24に圧着されてもよいし、先ずいずれか一方のヘッド23,25のみが圧着されてもよい。なお、一方のヘッド23,25のみが圧着される場合は、そのヘッド23がシリンダブロック25に貫通レーザ溶接された後に、他方のヘッド23,25が圧着されて貫通レーザ溶接されることになる。貫通レーザ溶接工程では、シリンダブロック24に圧着されたヘッド23,25に対して図4の実線矢印で示される方向からレーザ光線LSが照射され、ヘッド23,25がシリンダブロック24に貫通レーザ溶接される。なお、本実施の形態において、ヘッド23,25の溶接位置Pwは、図5に示されるように、ヘッド23,25のうちシリンダブロック24のシリンダ孔24aと断熱溝24fとの間に相当する位置、およびヘッド23,25のうちシリンダブロック24の断熱溝24fよりも外周側に相当する位置である。なお、ピストン21の揺動およびブッシュ22の回転運動を保証するために、ピストン21のブレード部21b及びブッシュ22に相当する位置には貫通レーザ溶接は施されない。また、本実施の形態では、圧縮機構部15の組立にボルトは一切使用されない。
In the crimping step, the
〔スイング圧縮機の運転動作〕
駆動モータ16が駆動されると、偏心軸部17aがクランク軸17周りに偏心回転して、この偏心軸部17aに嵌合されたローラー部21aが、外周面をシリンダ室Rc1の内周面に接して公転する。そして、ローラー部21aがシリンダ室Rc内で公転するに伴って、ブレード部21bは両側面をブッシュ22によって保持されながら進退動する。そうすると、吸入口19から低圧の冷媒ガスが吸入室に吸入されて、吐出室で圧縮されて高圧にされた後、吐出路24cから高圧の冷媒ガスが吐出される。
[Operation of swing compressor]
When the
〔スイング圧縮機の特徴〕
(1)
本発明の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、フロントヘッド23およびリアヘッド25が、シリンダブロック24のシリンダ孔24aと断熱溝24fとの間に相当する位置でシリンダブロック24に貫通レーザ溶接されて締結されている。このため、このスイング圧縮機1では、シリンダ孔24aと断熱溝24fとの間がほぼ完全にシールされることになる。したがって、このスイング圧縮機1は、製品間での容積効率のバラツキを少なくすることができる。
[Characteristics of swing compressor]
(1)
In the
(2)
本発明の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、フロントヘッド23およびリアヘッド25が、シリンダブロック24のシリンダ孔24aと断熱溝24fとの間に相当する位置およびシリンダブロック24の断熱溝24fよりも外周側に相当する位置でシリンダブロック24に貫通レーザ溶接されている。このため、このスイング圧縮機1では、断熱溝24fの密閉性を確保することができる。
(2)
In the
(3)
本発明の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、フロントヘッド23、リアヘッド25、及びシリンダブロック24が、半溶融ダイキャスト成形法により形成されている。このため、このスイング圧縮機1では、シリンダブロック24とヘッド23,25との締結にレーザ溶接を用いることができるのに加えて、シリンダブロック24とローター部21aとの良好ななじみ性やシリンダブロック24及びヘッド23,25の十分な耐圧強度などが得られる。
(3)
In the
(4)
本発明の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、スイング圧縮機構部15の組立にボルトが一切用いられない。このため、このスイング圧縮機1では、フロントヘッド23、シリンダブロック24、およびリアヘッド25にボルト穴を設ける必要がない。このため、このスイング圧縮機1は小径化されている。また、従来用いられているボルトのコストが不要となっているので、スイング圧縮機1の製造コストが低減されている。
(4)
In the
〔変形例〕
(A)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、ヘッド23,25が貫通レーザ溶接によりシリンダブロック24に締結されてスイング圧縮機構部15が組み立てられた。ここで、このような組立技術を図7に示されるようなロータリー圧縮機101のシリンダブロック124やヘッド(図示しないが、先の実施の形態にかかるヘッド23,25と同一物である)に適用してもよい。つまり、ロータリー圧縮機101のフロントヘッドおよびリアヘッドが、シリンダブロック124のシリンダ孔124aと断熱溝124fとの間に相当する位置およびシリンダブロック124の断熱溝124fよりも外周側に相当する位置でシリンダブロック124に貫通レーザ溶接されて締結されてもよいということである。なお、図6および図7において、符号117はクランク軸を示し、符号117aはクランク軸の偏心軸部を示し、符号121はローターを示し、符号122はベーンを示し、符号123はスプリングを示し、符号124bは吸入孔を示し、符号124cは吐出路を示し、符号124dはベーン収容孔を示し、符号Rc2はシリンダ室を示している。
[Modification]
(A)
In the
(B)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、主に、ヘッド23,25のうちシリンダブロック24のシリンダ孔24aと断熱溝24fとの間に相当する位置、およびヘッド23,25のうちシリンダブロック24の断熱溝24fよりも外周側に相当する位置で不連続に貫通レーザ溶接が行われ、ヘッド23,25がシリンダブロック24に締結された。しかし、貫通レーザ溶接は、図8に示されるように、連続的に行われてもよい。このようにすれば、シリンダ孔24aと断熱溝24fとの間のシール性および断熱溝24fの密閉性をさらに向上させることができる。
(B)
In the
(C)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、レーザ光線LSの照射方向がクランク軸17の軸1aに沿っていたが、レーザ光線LSの照射方向は、図9に示されるように、クランク軸17の軸1aに対して傾いていてもよい。
(C)
In the
(D)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、ヘッド23,25がシリンダブロック24に貫通レーザ溶接されていた。しかし、ヘッド23,25のうちシリンダブロック24のシリンダ孔24aと断熱溝24fとの間に相当する位置、およびヘッド23,25のうちシリンダブロック24の断熱溝24fよりも外周側に相当する位置に図10に示されるような貫通溝23c,25cを設け、その貫通溝23c,25cの壁とシリンダブロック24とを隅溶接するようにしてもよい。なお、かかる場合、溶加剤を用いてレーザ溶接してもよいし溶加剤を用いずにレーザ溶接してもよい。
(D)
In the
(E)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、断熱溝24fは上下両側に形成されていたが、断熱溝は、シリンダ孔24aのように、板厚方向に貫通していてもよい。
(E)
In the
(F)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、断熱溝24fは4つに分けれられて形成されていたが、すべての断熱溝が連通するように断熱溝を形成するようにしてもかまわない。
(F)
In the
(G)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1は、1シリンダタイプのスイング圧縮機であったが、本発明に係るスイング圧縮機構部15の組立技術は2シリンダタイプのスイング圧縮機やロータリー圧縮機にも適用可能である。
(G)
Although the
(H)
先の実施の形態に係るスイング圧縮機1では、スイング圧縮機構部15がボルトなしで組み立てられた。しかし、スイング圧縮機構部15の組立に貫通レーザ溶接だけでなく更にボルトが用いられてもかまわない。
(H)
In the
1 スイング圧縮機(圧縮機)
17,117 クランク軸
17a,117a 偏心軸部
21a ローター部
23 フロントヘッド(ヘッド)
25 リアヘッド(ヘッド)
24,124 シリンダブロック
24a,124a シリンダ孔
24f,124f 断熱溝(断熱空間)
101 ロータリー圧縮機(圧縮機)
121 ローター
1 Swing compressor (compressor)
17, 117
25 Rear head (head)
24,124
101 Rotary compressor (compressor)
121 rotor
Claims (4)
前記偏心軸部に嵌合されるローター(21a,121)と、
前記偏心軸部および前記ローターを収容するシリンダ孔(24a,124a)と、前記シリンダ孔の外周に形成される断熱空間(24f,124f)とを有するシリンダブロック(24,124)と、
前記シリンダ孔と前記断熱空間との間に相当する位置で前記シリンダブロックとレーザ溶接され、前記シリンダ孔および前記断熱空間を覆っているヘッド(23,25)と、
を備える、圧縮機(1,101)。 A crankshaft (17, 117) having an eccentric shaft portion (17a, 117a);
A rotor (21a, 121) fitted to the eccentric shaft portion;
A cylinder block (24, 124) having a cylinder hole (24a, 124a) for accommodating the eccentric shaft portion and the rotor, and a heat insulating space (24f, 124f) formed on the outer periphery of the cylinder hole;
A head (23, 25) that is laser welded to the cylinder block at a position corresponding to the space between the cylinder hole and the heat insulation space, and covers the cylinder hole and the heat insulation space;
A compressor (1, 101).
請求項1に記載の圧縮機。 The laser welding is performed through the head,
The compressor according to claim 1.
請求項1または2に記載の圧縮機。 The head is laser welded to the cylinder block at a position corresponding to the space between the cylinder hole and the heat insulating space and a position corresponding to the outer peripheral side of the heat insulating space.
The compressor according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載の圧縮機。 The cylinder block and the head are formed by a semi-molten die casting method,
The compressor according to any one of claims 1 to 3.
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