JP6726782B2 - Scroll for compressor and scroll compressor - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機用スクロールの製造方法、製造装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a scroll for a compressor.
一般に、スクロール圧縮機は、端板の一側面に渦巻き状の壁体を立設した固定スクロールと、端板の一側面に固定スクロールの壁体と実質的に同一形状の渦巻き状の壁体を立設した旋回スクロールとを有している。そして、固定スクロールと旋回スクロールとの各端板の一側面を向き合わせて互いの壁体を組み合わせて配置する。この状態で固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させることで各壁体間に形成した圧縮室の容積を漸次減少させて当該圧縮室内の流体を圧縮する。 Generally, a scroll compressor has a fixed scroll in which a spiral wall is erected on one side surface of an end plate, and a spiral wall body having substantially the same shape as the wall of the fixed scroll on one side surface of the end plate. And an orbiting scroll that is erected. Then, one side surface of each of the end plates of the fixed scroll and the orbiting scroll is made to face each other, and the wall bodies are arranged in combination. In this state, the orbiting scroll orbits the orbiting scroll with respect to the fixed scroll to gradually reduce the volume of the compression chamber formed between the wall bodies and compress the fluid in the compression chamber.
このような圧縮機に用いられるスクロールについて、従来、例えば、特許文献1に記載のスクロール圧縮機の製造方法では、固定または旋回の少なくともいずれかの一方のスクロールの端板(鏡板)の対向側(ラップ側)の面に、硬質微粒子を含んだ液体を噴射することで表面に潤滑油保持のための多数の微小な窪みを設けることが示されている。 Regarding a scroll used in such a compressor, conventionally, for example, in a method for manufacturing a scroll compressor described in Patent Document 1, a side opposite to an end plate (end plate) of at least one of fixed and swivel scrolls ( It is shown that a large number of minute depressions for retaining lubricating oil are provided on the surface of the lapping side) by jetting a liquid containing hard particles.
一方、従来、例えば、特許文献2に記載の金属材料の残留応力改善方法では、金属材料の溶接部またはその近傍において応力腐食割れが発生することを防止するため、ウォータージェット噴出によりキャビテーション現象によって発生するキャビテーション気泡を含む液体流を金属材料表面に衝突させることで、キャビテーション気泡の崩壊により生じる衝撃力によって金属材料に圧縮残留応力を発生させることが示されている。
On the other hand, conventionally, for example, in the residual stress improving method for a metal material described in
圧縮機のスクロールは、端板と壁体の繋ぎ部分の隅部に運転時に応力集中が発生して疲労によるクラックが発生しやすい。従って、疲労によるクラックの発生が顕著である上記所望箇所に圧縮側の残留応力を負荷させ、疲労強度の向上を測ることが望ましい。その残留応力の負荷手段としては、ピーニングなどがあるが、通常のショットピーニングなどでは上記所望箇所にはピーニング用の鋼球などがあたらないためスクロールへの適用は適さない。また、ショットピーニングに対してウォータージェットによるキャビテーション気泡は、上記所望箇所のような狭い箇所にも届きやすいのでスクロールへの適用はショットピーニングなどよりも向いている。 In a scroll of a compressor, stress concentration occurs at the corner of the connecting portion between the end plate and the wall during operation, and cracks due to fatigue easily occur. Therefore, it is desirable to apply the residual stress on the compression side to the above-mentioned desired locations where cracking due to fatigue is remarkable, and measure the improvement in fatigue strength. As a means for applying the residual stress, there is peening or the like. However, in ordinary shot peening or the like, a steel ball for peening does not hit the desired portion, so that it is not suitable for a scroll. Further, as compared with shot peening, the cavitation bubbles due to the water jet are more likely to reach a narrow place such as the desired place than the shot peening, and thus are suitable for scroll application than shot peening.
しかし、ウォータージェットによるキャビテーション気泡が向いているとはいっても、スクロールは、端板に壁体が立設された形状であり、特許文献2に示す試験片のような板状ではないため、上記所望箇所にキャビテーション気泡を衝突させ難く、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させることが困難であるという問題があった。
However, even though the cavitation bubbles due to the water jet are facing, the scroll has a shape in which the wall body is erected on the end plate, and is not a plate shape like the test piece shown in
本発明は上述した課題を解決するものであり、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を適宜衝突させることのできる圧縮機用スクロールの製造方法、製造装置、およびクラックの発生が防止された圧縮機用スクロールおよびスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention is to solve the above problems, a method of manufacturing a scroll for a compressor capable of appropriately colliding cavitation bubbles at a desired position of the scroll, a manufacturing apparatus, and a scroll for a compressor in which cracks are prevented. And a scroll compressor.
上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法は、第一端板の一側面に渦巻き状の第一壁体が設けられた第一スクロールと、第二端板の一側面に渦巻き状の第二壁体が設けられて当該第二壁体を前記第一スクロールの前記第一壁体に対してかみ合わせた状態で自転を阻止されつつ公転旋回可能に支持される第二スクロールと、を有し、各前記端板の各前記一側面の高さを各前記壁体に沿う渦の中心部側で高くし外終端側で低くした段差部、および各前記壁体の高さを渦の中心部側で低くし外終端側で高くして各前記スクロールで相互の前記段差部に係合する段付部が形成された圧縮機用スクロールの製造方法であって、水中にて、ウォータージェットを噴射することで形成されるキャビテーション気泡を前記スクロールにおける前記端板の前記一側面に向けて噴射させ、当該キャビテーション気泡の中心を前記端板における前記壁体の渦巻き状の中心から離隔させた状態で、前記キャビテーション気泡の外周部分に前記段差部および前記段付部を位置させるウォータージェットピーニング工程を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a method for manufacturing a compressor scroll of the present invention includes a first scroll in which a spiral-shaped first wall body is provided on one side surface of a first end plate, and a second end plate. A spiral second wall body is provided on one side surface, and the second wall body is rotatably supported while being prevented from rotating in a state in which the second wall body is engaged with the first wall body of the first scroll. Two scrolls, and a step portion in which the height of each of the one side surfaces of each of the end plates is increased on the center side of the vortex along each of the wall bodies and lowered on the outer end side, and each of the wall bodies. A method of manufacturing a scroll for a compressor, wherein a stepped portion is formed in which the height is lowered on the central portion side of the vortex and increased on the outer terminal side to engage with the step portions of each scroll. At, a cavitation bubble formed by jetting a water jet is jetted toward the one side surface of the end plate in the scroll, and the center of the cavitation bubble is the spiral center of the wall body in the end plate. A water jet peening step of arranging the stepped portion and the stepped portion on an outer peripheral portion of the cavitation bubble in a state of being separated from the cavitation bubble.
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、キャビテーション気泡の中心を端板における壁体の渦巻き状の中心から離隔させた状態で、キャビテーション気泡の範囲の外周部分に段差部および段付部を位置させると、キャビテーション気泡の中心の位置が、壁体による渦巻き状の通路において段差部および段付部近傍の壁体の接合する隅部に至り直線上の位置となり、キャビテーション気泡を含む液体流の流れが壁体により妨害されないため、隅部にキャビテーション気泡を衝突させることができる。つまり、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。 According to this method for manufacturing a scroll for a compressor, the stepped portion and the stepped portion are located in the outer peripheral portion of the range of the cavitation bubble in a state where the center of the cavitation bubble is separated from the spiral center of the wall body in the end plate. Then, the center position of the cavitation bubble becomes a straight line position to the corner where the wall is joined near the step and the stepped portion in the spiral passage by the wall, and the flow of the liquid flow containing the cavitation bubble Is not obstructed by the wall, it is possible to make cavitation bubbles collide with the corners. That is, the cavitation bubbles can be made to collide with a desired portion of the scroll as appropriate, a compressive residual stress can be generated at the desired portion, and the generation of cracks can be prevented.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記ウォータージェットピーニング工程は、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの前記位置を含み、前記段差部と前記段付部とを直線で結ぶ仮想線に交差するように、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとを相対移動させることを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing a compressor scroll of the present invention, the water jet peening step includes the positions of the cavitation bubbles and the scroll, and a virtual line that connects the step portion and the stepped portion with a straight line is formed. It is characterized in that the cavitation bubbles and the scroll are moved relative to each other so as to intersect with each other.
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロールの所望箇所(隅部)にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。 According to this method for manufacturing a scroll for a compressor, it is possible to cause cavitation bubbles to appropriately collide with a desired portion (corner) of the scroll, generate a compressive residual stress at the desired portion, and prevent the occurrence of cracks. it can.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記ウォータージェットピーニング工程は、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの前記位置において、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの相対移動を所定時間停止することを特徴とする。 Further, in the compressor scroll manufacturing method of the present invention, the water jet peening step, at the position of the cavitation bubble and the scroll, to stop the relative movement of the cavitation bubble and the scroll for a predetermined time. Characterize.
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロールの所望箇所(隅部)にキャビテーション気泡を十分に衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。 According to the method for manufacturing a scroll for a compressor, cavitation bubbles can be sufficiently collided with a desired portion (corner) of the scroll, a compressive residual stress is generated at the desired portion, and a crack is prevented from occurring. You can
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記スクロールに表面処理を実施する以前に、前記ウォータージェットピーニング工程を行うことを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing a compressor scroll of the present invention, the water jet peening step is performed before the surface treatment is performed on the scroll.
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロールに表面処理を実施する以前に、ウォータージェットピーニング工程を行うことで、キャビテーション気泡の衝突による圧縮残留応力の発生を助勢し、クラックの発生を防止する効果を顕著に得ることができる。 According to this method of manufacturing a scroll for a compressor, a water jet peening step is performed before the surface treatment of the scroll, which assists the generation of compressive residual stress due to the collision of cavitation bubbles and prevents the generation of cracks. It is possible to obtain a remarkable effect.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記キャビテーション気泡を発生させる水中に洗浄液を混入することを特徴とする。 Further, the method for manufacturing a scroll for a compressor of the present invention is characterized in that a cleaning liquid is mixed into the water for generating the cavitation bubbles.
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、ウォータージェットピーニング工程と同時に洗浄液によるスクロールの洗浄を行うことができる。 According to the method for manufacturing a scroll for a compressor, the scroll can be cleaned with the cleaning liquid at the same time as the water jet peening step.
上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置は、第一端板の一側面に渦巻き状の第一壁体が設けられた第一スクロールと、第二端板の一側面に渦巻き状の第二壁体が設けられて当該第二壁体を前記第一スクロールの前記第一壁体に対してかみ合わせた状態で自転を阻止されつつ公転旋回可能に支持される第二スクロールと、を有し、各前記端板の各前記一側面の高さを各前記壁体に沿う渦の中心部側で高くし外終端側で低くした段差部、および各前記壁体の高さを渦の中心部側で低くし外終端側で高くして各前記スクロールで相互の前記段差部に係合する段付部が形成された圧縮機用スクロールの製造装置であって、水が満たされる容器と、前記容器内に前記スクロールを位置決めして配置する位置決手段と、前記容器内の水中に配置されて前記スクロールに向けてウォータージェットを噴射するノズルを有するウォータージェット噴射手段と、を備え、前記ウォータージェット噴射手段のウォータージェットにより前記容器の水中にて生じるキャビテーション気泡を、前記位置決手段により位置決めされた前記スクロールの前記一側面に向けて噴射させ、当該キャビテーション気泡の中心を前記端板における前記壁体の渦巻き状の中心から離隔させた状態で、前記キャビテーション気泡の外周部分に前記段差部および前記段付部を位置させることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the compressor scroll manufacturing apparatus of the present invention includes a first scroll in which a spiral first wall is provided on one side surface of a first end plate, and a second end plate. A spiral second wall body is provided on one side surface, and the second wall body is rotatably supported while being prevented from rotating in a state in which the second wall body is engaged with the first wall body of the first scroll. Two scrolls, and a step portion in which the height of each of the one side surfaces of each of the end plates is increased on the center side of the vortex along each of the wall bodies and lowered on the outer end side, and each of the wall bodies. A compressor scroll manufacturing apparatus in which a height is reduced on the center side of a vortex and increased on the outer end side to form stepped portions that engage with each other's step portions in each scroll. And a positioning means for positioning and arranging the scroll in the container, and a water jet ejecting means having a nozzle for ejecting a water jet toward the scroll, which is disposed in water in the container. , The cavitation bubbles generated in the water of the container by the water jet of the water jet injection means, toward the one side surface of the scroll positioned by the positioning means, the center of the cavitation bubbles The stepped portion and the stepped portion are positioned on the outer peripheral portion of the cavitation bubble in a state of being separated from the spiral center of the wall body of the end plate.
この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を実施できる。 According to this compressor scroll manufacturing apparatus, the water jet peening step in the above-described compressor scroll manufacturing method can be performed.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記位置決手段は、前記スクロールにおける前記端板に係合して前記スクロールを固定する固定機構を有することを特徴とする。 Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus of the present invention, the positioning means includes a fixing mechanism that engages with the end plate of the scroll to fix the scroll.
この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、固定機構によりスクロールを固定することで、キャビテーション気泡がスクロールに衝突する際にスクロールを保持し、所望箇所(隅部)にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。 According to this scroll manufacturing device for a compressor, by fixing the scroll by the fixing mechanism, the cavitation bubble is held when the cavitation bubble collides with the scroll, and the cavitation bubble appropriately collides with a desired portion (corner). Therefore, a compressive residual stress is generated at the desired portion, and the generation of cracks can be prevented.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記位置決手段は、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの前記位置を含み、前記段差部と前記段付部とを直線で結ぶ仮想線に交差するように、前記スクロールを移動させる移動機構を有することを特徴とする。 Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus of the present invention, the position determining means includes the positions of the cavitation bubbles and the scroll, and intersects a virtual line that connects the step portion and the stepped portion with a straight line. As described above, a moving mechanism for moving the scroll is provided.
この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、スクロールの所望箇所(隅部)にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。 According to this compressor scroll manufacturing apparatus, it is possible to appropriately cause cavitation bubbles to collide with a desired portion (corner) of the scroll, generate a compressive residual stress at the desired portion, and prevent occurrence of cracks. it can.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記移動機構は、前記固定機構を複数有して複数の前記スクロールを移動させることを特徴とする。 Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus of the present invention, the moving mechanism includes a plurality of the fixing mechanisms to move a plurality of the scrolls.
この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、複数のスクロールの所望箇所(隅部)に、順次キャビテーション気泡を適宜衝突させることができる。この結果、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を効率的に実施できる。 According to this compressor scroll manufacturing apparatus, it is possible to sequentially cause cavitation bubbles to collide with desired portions (corners) of a plurality of scrolls in an appropriate manner. As a result, the water jet peening step in the method for manufacturing a compressor scroll described above can be efficiently performed.
また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記ウォータージェット噴射手段は、前記キャビテーション気泡が前記スクロールに対して旋回するように前記ノズルを旋回移動させる旋回機構を有することを特徴とする。 Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus of the present invention, the water jet spraying means includes a swirling mechanism that swivels the nozzle so that the cavitation bubbles swirl with respect to the scroll.
この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、端板と壁体との内角部である所望箇所(隅部)に対してキャビテーション気泡が直接衝突するため、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を十分に衝突させることができる。 According to this scroll manufacturing device for a compressor, cavitation bubbles directly collide with a desired portion (corner) which is an inner corner portion of the end plate and the wall body. Can be collided.
上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機用スクロールは、上述した圧縮機用スクロールの製造装置を用いて作成されたことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the compressor scroll of the present invention is characterized by being produced by using the above-described compressor scroll manufacturing apparatus.
この圧縮機用スクロールによれば、クラックの発生が防止され、当該クラックに基づく故障の発生を低減することができる。 According to this compressor scroll, the occurrence of cracks can be prevented, and the occurrence of failures due to the cracks can be reduced.
上述の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、上述した圧縮機用スクロールが適用されたことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the scroll compressor of the present invention is characterized in that the above-mentioned compressor scroll is applied.
このスクロール圧縮機によれば、スクロールにおけるクラックの発生が防止され、当該クラックに基づく故障の発生を低減することができる。 According to this scroll compressor, the occurrence of cracks in the scroll can be prevented, and the occurrence of failures due to the cracks can be reduced.
本発明によれば、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができる。 According to the present invention, cavitation bubbles can be appropriately made to collide with a desired portion of the scroll.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include elements that can be easily replaced by those skilled in the art, or substantially the same elements.
図1は、本実施形態に係るスクロール圧縮機の一例をあらわす断面図、図2は、本実施形態に係る固定スクロールおよび旋回スクロールの斜視図、図3は、本実施形態に係る固定スクロールの正面図、図4は、本実施形態に係る旋回スクロールの正面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a scroll compressor according to this embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a fixed scroll and an orbiting scroll according to this embodiment, and FIG. 3 is a front view of the fixed scroll according to this embodiment. 4 and 5 are front views of the orbiting scroll according to the present embodiment.
図1に示すスクロール圧縮機10は、主として車両用空調装置の冷媒を圧縮するために用いられる。このスクロール圧縮機10は、ハウジング11の内部に、第一スクロールとしての固定スクロール12および第二スクロールとしての旋回スクロール13からなるスクロール圧縮機構が配設される。
The scroll compressor 10 shown in FIG. 1 is mainly used for compressing a refrigerant of a vehicle air conditioner. In the scroll compressor 10, a scroll compression mechanism including a fixed
ハウジング11は、ハウジング本体11Aと蓋体11Bとで構成されている。ハウジング本体11Aは、筒状の大径部11Aaと小径部11Abとが一体に形成された中空形状である。ハウジング本体11Aの大径部11Aa側は、その開口端部にお椀型の蓋体11Bが嵌合した状態で、複数のボルト20により固定されて閉塞される。ハウジング本体11Aの小径部11Ab側は、駆動軸14が挿通され、軸シール11Dにより駆動軸14との間が封止される。このようにして、ハウジング11は、スクロール圧縮機構全体を包む密閉容器として構成される。
The
固定スクロール12は、図2に示すように、円盤形状をなす端板(ディスク)12Aと、この端板12Aの一側面に立設して渦巻き状に形成された壁体(ラップ)12Bと、を有している。
As shown in FIG. 2, the fixed
固定スクロール12は、図2および図3に示すように、端板12Aにおいて壁体12Bを立設した一側面に、壁体12Bの渦の方向に沿って中心部側で高く外終端側で低くなるように段差部12Aaが形成されている。また、固定スクロール12は、壁体12Bにおいて渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように段付部12Baが形成されている。さらに、固定スクロール12は、壁体12Bの端縁に溝が形成され、当該溝にチップシール12Bbが設けられる。なお、本実施形態において、固定スクロール12は、図3に示すように、端板12Aにおいて後述する圧縮室S1における過大圧縮を防止するためのバイパス孔12Abが形成されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the fixed
旋回スクロール13は、図2に示すように、固定スクロール12と同様に、円盤形状をなす端板(ディスク)13Aと、この端板13Aの一側面に立設して渦巻き状に形成された壁体(ラップ)13Bと、を有している。
As shown in FIG. 2, the orbiting
旋回スクロール13は、図2および図4に示すように、固定スクロール12と同様に、端板13Aにおいて壁体13Bを立設した一側面に、壁体13Bの渦の方向に沿って中心部側で高く外終端側で低くなるように段差部13Aaが形成されている。また、旋回スクロール13は、壁体13Bにおいて渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように段付部13Baが形成されている。さらに、旋回スクロール13は、壁体13Bの端縁に溝が形成され、当該溝にチップシール13Bbが設けられる。
As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the orbiting
これら、固定スクロール12および旋回スクロール13は、図1に示すように、ハウジング本体11Aの大径部11Aa内に配設され、相互の端板12A,13Aの一側面を対向し壁体12B,13Bが180°だけ位相をずらして噛み合うように組み合わされて先端が端板12A,13Aの一側面に接触した状態で、端板12A,13Aおよび壁体12B,13Bで区画された空間に圧縮室S1が形成される。この際、固定スクロール12および旋回スクロール13は、相互に組み合わされた状態で、相互の段差部12Aa,13Aaと段付部12Ba,13Baとが係合することになる。また、図1に示すように、ハウジング本体11A内において、固定スクロール12および旋回スクロール13の各壁体12B,13Bが組み合わされた外周に、圧縮室S1に通じる吸入室S3が形成される。そして、ハウジング本体11Aは、冷媒ガスを吸入する吸入口11Acが形成され、この吸入口11Acが吸入室S3に開口している。
As shown in FIG. 1, the fixed
また、固定スクロール12は、図1に示すように、端板12Aの他側面の外周部が蓋体11Bの内周面に密着、かつ嵌合した状態で、複数のボルト21により蓋体11Bに対して複数箇所で固定される。このようにして、固定スクロール12の端板12Aの他側に、ハウジング11の蓋体11Bとの間の空間である吐出室S2が区画される。固定スクロール12は、端板12Aにおいて壁体12Bの渦巻き状の中央となる位置に、圧縮室S1および吐出室S2に通じるように貫通して形成された吐出ポート12Cが設けられている。また、固定スクロール12は、端板12Aに、所定の大きさ以上の圧力が作用した場合にのみ吐出ポート12Cを開くように板バネにより形成された吐出弁12Dが設けられている。
As shown in FIG. 1, the fixed
また、旋回スクロール13は、端板13Aの他側面がハウジング本体11A内における大径部11Aaと小径部11Abとの境となる壁面11Adに当接することで、駆動軸14の延在方向である軸方向への移動が規制される。
Further, the orbiting
駆動軸14は、上述したように、ハウジング本体11Aの小径部11Abに挿通されている。駆動軸14は、図1に示すように、小径部11Ab内において、一端部14Aが軸受22により支持され、中央部に形成された大径の円盤部14Bが軸受23により支持されて、回転自在に設けられている。また、駆動軸14は、その他端部において、駆動軸14の回転中心に対して偏心した偏心軸14Cが円盤部14Bに一体に設けられている。この偏心軸14Cは、駆動軸14の回転に伴って旋回移動する。
As described above, the
偏心軸14Cは、その外周部にバランスブッシュ24が嵌合されている。バランスブッシュ24は、偏心軸14Cと一体に旋回移動する。また、バランスブッシュ24は、旋回スクロール13に生じるアンバランス量を打ち消すためのバランスウェイト24Aが一体に設けられている。バランスブッシュ24の偏心軸14Cに嵌合された部分は、円柱形状に形成され、その外周部に円環状のドライブブッシュ25が装着されている。
The
その一方で、旋回スクロール13は、端板13Aの他側の中央部に突出するボス13Cが設けられている。ボス13Cには、壁体12Bの渦巻き状の中央となる位置に中心を有する円形状の凹部13Dが形成されている。そして、この旋回スクロール13の凹部13Dに、軸受26を介して相対回転可能にドライブブッシュ25が挿入されている。また、旋回スクロール13は、端板13Aの他側の外周部に円形状の自転規制凹部13Eが形成されている。自転規制凹部13Eは、凹部13Dを中心として複数設けられている。この自転規制凹部13Eは、ハウジング本体11Aに固定された自転防止ピン11Aeが挿入されている。自転防止ピン11Aeが自転規制凹部13Eに挿入することで、旋回スクロール13の自転が阻止される。
On the other hand, the orbiting
また、駆動軸14は、駆動部15により回転を駆動される。駆動部15は、ハウジング本体11Aの小径部11Abの外周部に装着された軸受27により回転自在に支持されたプーリ15Aを有する。また、駆動部15は、駆動軸14の一端部14Aに対してナット28により固定された回転板15Bを有する。回転板15Bは、その外周部に支持リング15Cが連結されている。そして、この支持リング15Cにプーリ15Aの端面が固定されている。また、プーリ15Aは、その内部に電磁クラッチ15Dが設けられている。このプーリ15Aは、図示しない駆動ベルトを介して駆動源(例えば、エンジン)からの回転が伝達される。
The
このように構成されたスクロール圧縮機10は、電磁クラッチ15Dが解除されている状態で、駆動源の回転が駆動部15のプーリ15Aに伝達され駆動軸14が回転する。この駆動軸14の回転により、偏心軸14Cが偏心して回転移動する。そして、偏心軸14Cの回転移動が、バランスブッシュ24およびドライブブッシュ25を介して旋回スクロール13に伝達される。旋回スクロール13は、自転規制凹部13Eと自転防止ピン11Aeとの係合により自転が阻止されながら公転旋回する。これにより、冷媒ガスが吸入口11Acからハウジング11内の吸入室S3に吸い込まれ、この吸入室S3の冷媒ガスが圧縮室S1に吸い込まれる。そして、旋回スクロール13が旋回を続けると、これに伴って圧縮室S1が各スクロール12,13の中央に向かって次第に狭められ、容積が減少することで内部の冷媒ガスが圧縮されながら各スクロール12,13の中央部に流動し、やがて吐出ポート12Cに至り、吐出弁12Dが圧縮室S1と吐出室S2との差圧により開閉する。即ち、圧縮室S1の冷媒ガスが圧縮されてその圧力が吐出室S2の圧力よりも高くなることで、この冷媒ガスが吐出弁12Dを押し開いて吐出室S2に流出する。その後、高圧の冷媒ガスは、吐出室S2から蓋体11Bに形成された吐出口(図示せず)を経てハウジング11の外部に吐き出され、車両に搭載された空調機に導入される。
In the scroll compressor 10 configured as described above, the rotation of the drive source is transmitted to the
以下、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法および製造装置について説明する。図5は、本実施形態に係る圧縮機用スクロールの製造方法をあらわす概略図である。図6は、本実施形態に係る圧縮機用スクロールの製造装置をあらわす概略側面図である。なお、以下の説明において、圧縮機用スクロールとは、上述した固定スクロール12および旋回スクロール13を含んでおり、以下では、単にスクロールという。また、以下の説明では、便宜上、スクロールとして図5および図6に旋回スクロール13を図示して説明する。
Hereinafter, a method and an apparatus for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic view showing the method for manufacturing the compressor scroll according to the present embodiment. FIG. 6 is a schematic side view showing a compressor scroll manufacturing apparatus according to the present embodiment. In the following description, the compressor scroll includes the fixed
本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法および製造装置は、スクロール13の端板13Aと壁体13Bとの隅部におけるクラック発生を改善するため、当該隅部に対し、水中にてウォータージェットの噴出によりキャビテーション現象によって発生するキャビテーション気泡を含む液体流を衝突させることで、キャビテーション気泡の崩壊により生じる衝撃力によって金属材料に圧縮残留応力を発生させる。
The method and apparatus for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment improve the occurrence of cracks at the corners of the
ここで、クラックが顕著に表れやすい部分であって、圧縮残留応力を発生させたい所望箇所は、図5に示すように、段付部13Baが設けられている付近の渦の壁体13B付け根の隅部A、および段差部13Aaが設けられている付近の渦の壁体13B付け根の各隅部Bがある。この隅部A,Bは応力集中をしやすい形状となっている。また、特にこの隅部Bは隅部と隅部が合流する部分になり特に応力集中しやすい。そのため隅部A,Bにキャビテーション気泡を衝突させることが望まれる。
Here, as shown in FIG. 5, a desired portion where a crack is apt to appear and a compressive residual stress is desired to be generated is the root of the
そこで、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、図5に示すように、ウォータージェットピーニング工程として、スクロール13における端板13Aの一側面に向けてキャビテーション気泡Cを噴射させ、当該キャビテーション気泡Cの中心Pを端板13Aにおける壁体13Bの渦巻き状の中心Oから離隔させた状態で、キャビテーション気泡Cの範囲(図5中二点鎖線で示す円の範囲)の外周部分に段差部13Aaおよび段付部13Baを位置させる。キャビテーション気泡Cの中心Pの位置は、図5に示すように、壁体13Bによる渦巻き状の通路において隅部A,Bが直線上に位置するP1や、壁体13Bによる渦巻き状の通路において隅部Bが直線上に位置するP2や、壁体13Bによる渦巻き状の通路において隅部Bが直線上に位置するP3がある。
Therefore, in the method for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment, as shown in FIG. 5, as the water jet peening step, the cavitation bubbles C are jetted toward one side surface of the
例えば、キャビテーション気泡Cの中心Pを端板13Aにおける壁体13Bの渦巻き状の中心O上に位置させた場合、壁体13Bによる渦巻き状の通路において隅部A,Bが直線上に位置しないことから、キャビテーション気泡Cを含む液体流の流れが壁体13Bにより妨害されて乱れるため、隅部A,Bにキャビテーション気泡Cが衝突し難くなっているものと考えられる。
For example, when the center P of the cavitation bubble C is located on the spiral center O of the
これに対し、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法によれば、上述したように、キャビテーション気泡Cの中心Pを端板13Aにおける壁体13Bの渦巻き状の中心Oから離隔させた状態で、キャビテーション気泡Cの範囲の外周部分に段差部13Aaおよび段付部13Baを位置させると、キャビテーション気泡Cの中心Pの位置が、壁体13Bによる渦巻き状の通路において段差部13Aaおよび段付部13Ba近傍の壁体13Bの隅部A,Bに至り直線上の位置P1,P2,P3となり、キャビテーション気泡Cを含む液体流の流れが壁体13Bにより妨害されないため、隅部A,Bにキャビテーション気泡Cを衝突させることができる。つまり、スクロール13の所望箇所にキャビテーション気泡Cを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。
On the other hand, according to the method for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment, as described above, the center P of the cavitation bubble C is separated from the spiral center O of the
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、図5に示すように、ウォータージェットピーニング工程は、キャビテーション気泡Cとスクロール13との前記位置P1,P2,P3を含み、段差部13Aaと段付部13Baとを直線で結ぶ仮想線Lに交差するように、キャビテーション気泡Cとスクロール13とを相対移動させる。移動に関しては、キャビテーション気泡Cや、スクロール13や、キャビテーション気泡Cおよびスクロール13を移動させる。
Further, in the method for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the water jet peening step includes the positions P1, P2, P3 of the cavitation bubble C and the
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロール13の所望箇所(隅部A,B)にキャビテーション気泡Cを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。
According to this method for manufacturing a scroll for a compressor, the cavitation bubbles C can be appropriately made to collide with desired portions (corners A and B) of the
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、ウォータージェットピーニング工程は、キャビテーション気泡Cとスクロール13との前記位置P1,P2,P3において、キャビテーション気泡Cとスクロール13との相対移動を所定時間停止する。
In the method for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment, in the water jet peening step, the relative movement of the cavitation bubble C and the
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロール13の所望箇所(隅部A,B)にキャビテーション気泡Cを十分に衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。なお、所定時間とは、所望箇所に圧縮残留応力を発生させる所要時間である。
According to this method for manufacturing a scroll for a compressor, the cavitation bubbles C can be made to sufficiently collide with desired portions (corners A and B) of the
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、スクロール13に表面処理を実施する以前に、ウォータージェットピーニング工程を行う。
In addition, in the method for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment, the water jet peening step is performed before the surface treatment is performed on the
表面処理は、例えば、スクロール13がアルミニウム合金で形成される場合に、その耐食性および耐摩耗性の向上を図るために表面をアルマイトでコーティングするアルマイト処理がある。この表面処理を実施すると、キャビテーション気泡Cの衝突による圧縮残留応力の発生が抑えられ、クラックの発生を防止する効果が低下するおそれがある。従って、この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロール13に表面処理を実施する以前に、ウォータージェットピーニング工程を行うことで、キャビテーション気泡Cの衝突による圧縮残留応力の発生を助勢し、クラックの発生を防止する効果を顕著に得ることができる。
As the surface treatment, for example, when the
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、キャビテーション気泡Cを発生させる水中に洗浄液を混入する。 Further, in the method for manufacturing the compressor scroll of the present embodiment, the cleaning liquid is mixed in the water that causes the cavitation bubbles C.
この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、ウォータージェットピーニング工程と同時に洗浄液によるスクロール13の洗浄を行うことができる。
According to this method for manufacturing a scroll for a compressor, the
ここで、上述した圧縮機用スクロールの製造方法を実施するための圧縮機用スクロールの製造装置について説明する。 Here, a compressor scroll manufacturing apparatus for carrying out the above-described compressor scroll manufacturing method will be described.
本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置1は、図6に示すように、水が満たされる容器2と、容器2内にスクロール13を位置決めして配置する位置決手段3と、容器2内の水中に配置されてスクロール13に向けてウォータージェットJを噴射するノズル4Aを有するウォータージェット噴射手段4と、を備える。
As shown in FIG. 6, the compressor scroll manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment includes a
容器2は、ノズル4Aから噴射されたウォータージェットJにより生じるキャビテーション気泡Cが、位置決手段3により位置決めされたスクロール13に対して、上述したウォータージェットピーニング工程を実施できる水深が得られるものである。
In the
位置決手段3は、上述したウォータージェットピーニング工程を実施できるように、容器2内でスクロール13を位置決めして配置するものである。位置決手段3は、例えば、スクロール13における端板13Aの他側面に当接する当接部3Aと、スクロール13における端板13Aの周縁の複数箇所(例えば、3箇所)に係合するチャック部3Bと、を有する。
The positioning means 3 positions and positions the
ウォータージェット噴射手段4は、ノズル4Aと、ノズル4Aを支持するノズル支持部4Bと、ノズル4Aに高圧水を供給する高圧水ポンプ4Cと、を有する。
The water jet ejecting unit 4 has a
そして、この圧縮機用スクロールの製造装置1は、ウォータージェット噴射手段4のウォータージェットJにより容器2の水中にて生じるキャビテーション気泡Cを、位置決手段3により位置決めされたスクロール13の一側面に向けて噴射させ、図5に示すように、当該キャビテーション気泡Cの中心Pを端板13Aにおける壁体13Bの渦巻き状の中心Oから離隔させた状態で、キャビテーション気泡Cの外周部分に段差部13Aaおよび段付部13Baを位置させる。
The compressor scroll manufacturing apparatus 1 directs the cavitation bubbles C generated in the water of the
このような圧縮機用スクロールの製造装置1によれば、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を実施できる。 According to such a compressor scroll manufacturing apparatus 1, the water jet peening step in the above-described compressor scroll manufacturing method can be performed.
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置1では、位置決手段3は、スクロール13における端板13Aに係合してスクロール13を固定する固定機構である当接部3Aおよびチャック部3Bを有する。
Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the positioning means 3 engages with the
この圧縮機用スクロールの製造装置1によれば、固定機構によりスクロール13を固定することで、キャビテーション気泡Cがスクロール13に衝突する際にスクロール13を保持し、所望箇所(隅部A,B)にキャビテーション気泡Cを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。
According to this compressor scroll manufacturing apparatus 1, by fixing the
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置1では、位置決手段3は、図5および図6に示すように、キャビテーション気泡Cとスクロール13との前記位置P1,P2,P3を含み、段差部13Aaと段付部13Baとを直線で結ぶ仮想線Lに交差するように、スクロール13を移動させる移動機構3Cを有する。
Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the positioning means 3 includes the cavitation bubbles C and the positions P1, P2, P3 of the
移動機構3Cは、固定機構(当接部3Aおよびチャック部3B)を支持した状態で平行移動させるもので、例えば、ベルトコンベアが好ましい。
The moving
この圧縮機用スクロールの製造装置1によれば、スクロール13の所望箇所(隅部A,B)にキャビテーション気泡Cを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。
According to the compressor scroll manufacturing apparatus 1, the cavitation bubbles C can be appropriately made to collide with desired portions (corner portions A and B) of the
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置1では、移動機構3Cは、固定機構を複数有して複数のスクロール13を移動させる。
Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the moving
この圧縮機用スクロールの製造装置1によれば、複数のスクロール13の所望箇所(隅部A,B)に、順次キャビテーション気泡Cを適宜衝突させることができる。この結果、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を効率的に実施できる。
According to the compressor scroll manufacturing apparatus 1, the cavitation bubbles C can be sequentially made to collide with desired portions (corners A and B) of the plurality of
また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置1では、ウォータージェット噴射手段4は、キャビテーション気泡Cがスクロール13に対して旋回するようにノズル4Aを旋回移動させる旋回機構4Dを有する。
Further, in the compressor scroll manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the water jet injection means 4 has a
旋回機構4Dは、ノズル支持部4Bに設けられており、ノズル4AによるウォータージェットJの噴射方向を図6に示す鉛直線Vに対して傾け、かつ鉛直な軸を中心に回転させるものである。このようにすることで、端板13Aと壁体13Bとの内角部である所望箇所(隅部A,B)に対してキャビテーション気泡Cが直接衝突するため、スクロール13の所望箇所にキャビテーション気泡Cを十分に衝突させることができる。
The
1 圧縮機用スクロールの製造装置
2 容器
3 位置決手段
3C 移動機構
4 ウォータージェット噴射手段
4A ノズル
4D 旋回機構
12 固定スクロール(第一スクロール)
12A 端板
12Aa 段差部
12B 壁体
12Ba 段付部
13 旋回スクロール(第二スクロール)
13A 端板
13Aa 段差部
13B 壁体
13Ba 段付部
A,B 隅部
C キャビテーション気泡
J ウォータージェット
L 仮想線
O 中心
P 中心
P1,P2,P3 位置
1 Compressor
12A End plate
13A End plate 13Aa Stepped
Claims (4)
前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記段付部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第一の隅部、または、各前記段差部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第二の隅部に圧縮残留応力を有し、
前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記端板における各前記壁体の渦巻き状の中心と、各前記段差部と、各前記段付部とが直線上に位置しており、前記圧縮残留応力が前記直線に交差して線状に設けられている、圧縮機用スクロール。 A first scroll in which a spiral first wall body is provided on one side surface of the first end plate, and a spiral second wall body is provided on one side surface of the second end plate, and the second wall body is defined as follows. A second scroll supported while being revolvable while being prevented from rotating in a state of being meshed with the first wall of the first scroll, and the height of each one side surface of each end plate A stepped portion that is higher on the center side of the vortex along each of the wall bodies and lower on the outer end side, and a height of each wall body is lower on the center side of the vortex and higher on the outer end side, A scroll for a compressor in which a stepped portion that engages with the step portion of each other is formed,
Either one of the first scroll or the second scroll is provided with a first corner portion of the root of each wall near the stepped portion or each step portion. a second corner of the base of each of said wall bodies near by and has a compressive residual stress,
In either one of the first scroll or the second scroll, the spiral center of each of the wall bodies in each of the end plates, each of the step portions, and each of the stepped portions are located on a straight line. A scroll for a compressor , wherein the compressive residual stress is linearly provided so as to intersect the straight line .
前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記段付部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第一の隅部、および、各前記段差部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第二の隅部に圧縮残留応力を有し、
前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記端板における各前記壁体の渦巻き状の中心と、各前記段差部と、各前記段付部とが直線上に位置しており、前記圧縮残留応力が前記直線に交差して線状に設けられている、圧縮機用スクロール。 A first scroll in which a spiral first wall body is provided on one side surface of the first end plate, and a spiral second wall body is provided on one side surface of the second end plate, and the second wall body is defined as follows. A second scroll supported while being revolvable while being prevented from rotating in a state of being meshed with the first wall of the first scroll, and the height of each one side surface of each end plate A stepped portion that is higher on the center side of the vortex along each of the wall bodies and lower on the outer end side, and a height of each wall body is lower on the center side of the vortex and higher on the outer end side, A scroll for a compressor in which a stepped portion that engages with the step portion of each other is formed,
Either one of the first scroll or the second scroll is provided with a first corner portion of the root of each wall near the stepped portion and each step portion. a second corner of the base of each of said wall bodies near by and has a compressive residual stress,
In either one of the first scroll or the second scroll, the spiral center of each of the wall bodies in each of the end plates, each of the step portions, and each of the stepped portions are located on a straight line. A scroll for a compressor , wherein the compressive residual stress is linearly provided so as to intersect the straight line .
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