WO2017077827A1 - スクロール圧縮機、スクロール圧縮機の製造方法 - Google Patents

スクロール圧縮機、スクロール圧縮機の製造方法 Download PDF

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housing
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bearing
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洋悟 高須
創 佐藤
一樹 高橋
央幸 木全
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三菱重工業株式会社
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    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
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    • F04C2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2230/00—Manufacture
    • F04C2230/60—Assembly methods

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor and a method for manufacturing the scroll compressor.
  • the scroll compressor includes a main shaft rotated by an electric motor, an eccentric shaft provided at a position offset with respect to the main shaft, an orbiting scroll supported by the eccentric shaft via a bearing device, and the orbiting scroll.
  • a fixed scroll that forms a compression chamber with a variable volume and a housing that accommodates these members are provided.
  • the orbiting scroll performs an orbiting motion around the axis of the main shaft without rotation. Thereby, the fluid led into the compression chamber is compressed.
  • the main shaft and the eccentric shaft are supported on both sides in the axial direction of the main shaft by a main bearing (upper bearing) and a sub-bearing (lower bearing) provided in the housing.
  • the orbiting scroll performs the orbiting movement about the axis of the main axis by the eccentric shaft offset with respect to the main axis as described above, and compresses the refrigerant gas. For this reason, the load by the reaction force of refrigerant
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to provide a scroll compressor capable of stable operation.
  • a scroll compressor includes an electric motor, a rotary shaft that is driven to rotate about an axis by the electric motor, a scroll compressor main body that is driven by rotation of the rotary shaft, and the electric motor.
  • a sub bearing having a plurality of arms spaced apart from each other, and a cylindrical shape extending along the axis, the electric motor, the rotary shaft, the scroll compressor body, the main bearing, and the sub bearing.
  • a housing formed with a welding opening that penetrates in a radial direction at a location corresponding to the outer peripheral end of the arm.
  • the welding opening includes a plurality of holes formed at intervals in at least one of the circumferential direction and the axial direction of the rotary shaft, and is filled in each of the holes, and the inner peripheral surface of the hole and the A welding portion for welding the outer peripheral end of the arm is further provided.
  • the outer peripheral end of the arm and the inner peripheral surface of the hole are welded together by the weld.
  • a sub bearing can be firmly fixed to a housing via each arm.
  • the sub-bearing can be sufficiently resisted against a force applied from at least one of the circumferential direction and the axial direction. .
  • the scroll compressor according to the second aspect of the present invention is the scroll compressor according to (1), wherein the hole portion is at least in the circumferential direction and the axial direction when viewed from the extending direction of the arm. They are provided at symmetrical positions with respect to one side.
  • the plurality of hole portions are provided at symmetrical positions with respect to the arm, the possibility that the force is biased to only a specific welded portion can be reduced.
  • the scroll compressor according to the third aspect of the present invention is the scroll compressor according to (1) or (2), wherein the welded portion and the outer peripheral surface of the housing are flush with each other.
  • the welded portion and the outer peripheral end of the arm do not protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the housing. Etc. can be reduced.
  • a method for manufacturing a scroll compressor according to a fourth aspect of the present invention includes an electric motor, a rotary shaft that is driven to rotate about an axis by the electric motor, a scroll compressor main body that is driven by rotation of the rotary shaft, A main bearing that rotatably supports the rotary shaft between the electric motor and the scroll compressor main body, and a rotary bearing that rotatably supports the rotary shaft on the opposite side of the main bearing of the electric motor, and extends in a radial direction.
  • a sub bearing having a plurality of arms provided at intervals in the circumferential direction, and a cylindrical shape extending along the axis, the electric motor, the rotating shaft, the scroll compressor body, the main bearing, and A housing for housing the sub-bearing, each having a welding opening that penetrates in a radial direction at a location corresponding to the outer peripheral end of the arm.
  • a manufacturing method of a scroll compressor wherein the electric motor, the rotary shaft, the scroll compressor main body, the main bearing and the sub bearing are accommodated in the housing, and the outer peripheral end of the arm is disposed in the housing.
  • a welding step of exposing the welding opening and providing a welding portion in the welding opening by welding, and cutting for cutting a portion of the welding portion that protrudes from the welding opening to the outer peripheral side of the housing And a process.
  • the welded portion and the outer peripheral end of the arm do not protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the housing. Therefore, stress concentration occurs in the protruding region, and the welded portion cracks. Etc. can be reduced.
  • the scroll compressor manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention is the scroll compressor manufacturing method according to (4), wherein the welded portion and the outer peripheral surface of the housing are flush with each other. The weld is cut so that
  • a scroll compressor 100 includes a housing 1 that forms the outer shape of the apparatus, a compression unit 2 (scroll compressor body 2) provided in the housing 1, and a drive unit that drives the compression unit 2. 3 (electric motor 3).
  • the compressing unit 2 and the driving unit 3 are connected to each other by a rotating shaft 4 extending along the axis O1. That is, the rotational energy by the drive unit 3 is immediately transmitted to the compression unit 2 through the rotation shaft 4.
  • the compressing unit 2 compresses the working fluid with this rotational energy and discharges the working fluid to the outside in a high pressure state.
  • the high-pressure working fluid is used as a refrigerant in, for example, an air conditioner.
  • the housing 1 includes a suction pipe 11 that sucks refrigerant gas as a working fluid from the outside, and a discharge pipe 12 that discharges the refrigerant gas that has become a high pressure state in the discharge chamber 67 after being compressed by the compression unit 2. Is provided.
  • the rotary shaft 4 has a cylindrical shape with the axis O1 as the center.
  • the rotary shaft 4 includes a main bearing 9A provided at one end (first end) of the rotary shaft 4 in the direction of the axis O1, and a rotary shaft on the opposite side of the axis O1 direction when viewed from the main bearing 9A. 4 is rotatably supported in the housing 1 by a sub-bearing 9B provided at the other end portion (second end portion).
  • a main bearing body 75 is attached between the main bearing 9 ⁇ / b> A and the outer peripheral surface of the rotary shaft 4.
  • a sub-bearing body 76 is attached between the sub-bearing 9 ⁇ / b> B and the outer peripheral surface of the rotary shaft 4.
  • An eccentric shaft 5 having a columnar shape with an eccentric axis O2 different from the axis O1 as a center is provided at a position offset (eccentric) with respect to the axis O1 at one end of the rotary shaft 4.
  • the eccentric axis O2 is parallel to the axis O1.
  • the eccentric shaft 5 has a cylindrical shape protruding from the end of the rotating shaft 4 toward one side in the axis O1 direction. Therefore, the eccentric shaft 5 revolves around the axis O1 of the rotating shaft 4 in a state where the rotating shaft 4 rotates around the axis O1.
  • the main bearing 9A is provided with an Oldham ring 91 for restricting the rotation of the orbiting scroll 7 (rotation around the eccentric axis O2).
  • the Oldham ring 91 is formed with a protrusion that fits into a groove formed in the end plate 71 of the orbiting scroll 7.
  • a thrust bearing 92 is provided on the radially inner side when viewed from the Oldham ring 91. The thrust bearing 92 supports the load in the direction of the axis O ⁇ b> 1 by the orbiting scroll 7.
  • the compression unit 2 has a fixed scroll 6 and a turning scroll 7.
  • the discharge cover 8 is a substantially disk-shaped member that divides the space inside the housing 1 in the direction of the axis O1, and has a discharge port 68 that communicates the discharge chamber 67 and the compressed refrigerant gas at the center thereof.
  • a discharge valve 66 is provided to prevent the refrigerant from flowing back from the high pressure side.
  • the fixed scroll 6 is a substantially disk-shaped member fixed inside the housing 1.
  • the orbiting scroll 7 is opposed to the fixed scroll 6 from the direction of the axis O1 to form a compression chamber C therebetween.
  • the fixed scroll 6 includes a disk-shaped end plate 61 and a fixed wrap 62 erected on the other surface of the end plate 61 in the axial direction O1 from one side to the other side in the direction of the axis O1. And have.
  • the end plate 61 extends along a plane that is substantially orthogonal to the axis O1.
  • the fixed wrap 62 is a wall formed in a spiral shape when viewed from the direction of the axis O1.
  • the fixed wrap 62 is formed of a plate-like member wound around the center of the end plate 61.
  • the fixed wrap 62 is preferably configured to form an involute curve centered on the axis O1 when viewed from the direction of the axis O1.
  • An outer peripheral wall 63 extending in a cylindrical shape along the outer periphery of the end plate 61 is formed on the radially outer side of the fixed wrap 62. Further, an annular flange portion 64 that extends from the radially inner side to the outer side is provided at the other edge of the outer peripheral wall 63 in the direction of the axis O1.
  • the fixed scroll 6 is fixed to the main bearing 9 ⁇ / b> A with a bolt or the like through the flange portion 64. Further, a fixed scroll discharge port 65 is formed at the center of the spiral of the fixed scroll 6.
  • the orbiting scroll 7 has a disk-like end plate 71 and a spiral orbiting wrap 72 provided on one surface of the end plate 71 in the axis O1 direction.
  • the swirl wrap 72 is also preferably configured to form an involute curve centered on the axis O2.
  • the turning wraps 72 are arranged so as to face the fixed wrap 62 from the direction of the axis O1 and overlap each other in the direction intersecting the axis O1.
  • the fixed wrap 62 and the turning wrap 72 mesh with each other.
  • a fixed space is formed between the fixed wrap 62 and the swivel wrap 72 in such a state of meshing. The volume of this space changes as the turning wrap 72 turns. Thereby, refrigerant gas can be compressed.
  • the orbiting scroll 7 configured as described above is connected to one side in the direction of the axis O1 of the rotary shaft 4 via a bush assembly 10 described later.
  • a cylindrical boss portion 73 is formed on the surface on the other side in the axis O1 direction of the end plate 71 of the turning wrap 72.
  • the central axis of the boss 73 is coaxial with the axis O2.
  • the eccentric shaft 5 formed on the rotating shaft 4 is fitted into the space inside the boss portion 73 from the direction of the axis O ⁇ b> 1 via the bush assembly 10.
  • lubricating oil is supplied to the rotating shaft 4 (eccentric shaft 5) from the oil supply pump 80. This lubricating oil is lubricated between the bush 101 of the bush assembly 10 and the bearing 74 of the orbiting scroll 7 and then recovered downward in the housing 1.
  • the sub-bearing 9B includes a cylindrical holder portion 78 that supports the sub-bearing body 76 from the outer peripheral side, and a plurality (three) of arms 79 that extend radially around the holder portion 78. have.
  • the holder portion 78 is provided at a position that is generally coaxial with the axis O1.
  • the arm 79 is a rod-shaped member that connects the inner peripheral surface 1 ⁇ / b> A of the housing 1 and the outer peripheral surface of the holder portion 78.
  • the three arms 79 in this embodiment have substantially the same shape and dimensions.
  • the radially outer end (outer peripheral end 79A) of the arm 79 is fixed to the inner peripheral surface 1A of the housing 1 by plug welding (plug welding).
  • the outer peripheral end 79A of the arm 79 is generally rectangular when viewed from the extending direction of the arm 79 (that is, the radial direction of the axis O1).
  • the outer peripheral end 79 ⁇ / b> A of the arm 79 preferably has a curved surface corresponding to the shape of the inner peripheral surface 1 ⁇ / b> A of the housing 1.
  • a welding opening H ⁇ b> 1 penetrating the housing 1 in the radial direction is formed at a location corresponding to the outer peripheral end 79 ⁇ / b> A in the housing 1.
  • the welding opening H1 in the present embodiment includes a plurality of holes H2. In a state where the sub bearing 9B is disposed inside the housing 1, the outer peripheral end 79A is exposed to the outer peripheral side of the housing 1 through the hole H2.
  • the plug welding is performed from the outer peripheral side of the housing 1 to the outer peripheral end 79A of the arm 79 through these holes H2.
  • the space surrounded by the inner peripheral surface of the hole H2 and the outer peripheral end 79A is filled by welding, and the welded portion W is formed.
  • the portion protruding from the hole H2 (welding opening H1) to the outer peripheral side is cut after the welded portion W is cured. That is, the welded portion W and the outer peripheral surface 1B of the housing 1 are generally flush with each other.
  • a plurality of holes H2 are provided at intervals in at least one of the direction of the axis O1 and the circumferential direction of the axis O1. More specifically, in the present embodiment, two holes H2 are formed on the housing 1 with an interval in the direction of the axis O1 (see FIG. 3). Further, these two holes H2 are formed at positions symmetrical with respect to an imaginary line extending in the circumferential direction of the axis O1 when viewed from the extending direction of the arm 79.
  • the manufacturing method of the scroll compressor 100 in this embodiment includes an assembly process S1, a welding process S2, and a cutting process S3.
  • the electric motor 3, the rotary shaft 4, the compression unit 2 (scroll compressor main body 2), the main bearing main body 75, and the sub-bearing main body 76 are accommodated in the housing 1.
  • the arm 79 of the sub bearing 9B is plug welded to the inner peripheral surface 1A of the housing 1.
  • the above-described welded portion W is formed between the inner peripheral surface of the plurality of holes H2 and the outer peripheral end 79A of the arm 79.
  • a surplus due to welding protrudes outside the hole H2 (on the outer peripheral surface 1B side of the housing 1) (see FIG. 6).
  • the above protruding portion (remaining wall) is cut and removed in the subsequent cutting step S3. More specifically, in the cutting step S3, the surplus thickness of the welded portion W is removed by a cutting tool such as a grinder. Thereby, the outer peripheral surface 1B of the housing 1 and the welded portion W are flush with each other. Thus, each step in the method for manufacturing the scroll compressor 100 according to the present embodiment is completed.
  • the drive shaft 3 (electric motor 3) is energized, so that the rotary shaft 4 is rotationally driven around the axis O1.
  • the eccentric shaft 5 revolves around the axis O1, and the orbiting scroll 7 attached thereto rotates around the axis O1.
  • the rotation of the orbiting scroll 7 is restricted by the Oldham ring 91 described above. Therefore, the orbiting scroll 7 makes a circular motion (turns) about the axis O1 of the rotating shaft 4 along the locus drawn by the eccentric axis O2.
  • the turning wrap 72 of the turning scroll 7 repeats continuous relative movement with respect to the fixed wrap 62 of the fixed scroll 6. By this relative movement, the volume of the compression chamber C formed between the fixed wrap 62 and the swirl wrap 72 changes over time.
  • refrigerant gas as a working fluid is introduced into the compression chamber C from an opening generated on the radially outer side of the orbiting wrap 72 (and the fixed wrap 62) during the orbiting of the orbiting scroll 7. As the orbiting scroll 7 turns, the opening is closed. Thereby, the refrigerant gas is confined in the compression chamber C. Subsequently, as the orbiting scroll 7 is still revolving, the refrigerant gas moves toward the radially inner side (that is, the eccentric axis O2 side). At this time, since the swirl wrap 72 and the fixed wrap 62 have the above-described spiral shape, the volume of the compression chamber C formed by both decreases as it goes radially inward.
  • the refrigerant gas is compressed. Finally, the refrigerant gas reaches the maximum pressure in the vicinity of the center portion of the orbiting scroll 7 (or the fixed scroll 6), and then is supplied to the outside through the fixed scroll discharge port 65 and the discharge pipe 12 of the housing 1.
  • the arm 79 (welded portion W) in the sub-bearing 9B has a diameter due to a reaction force when compressing the refrigerant gas and a moment of a member such as a balance weight that adjusts the balance during rotation.
  • a load directed inward or outward in the direction is applied in a sine wave shape.
  • the arm 79 when the arm 79 is fixed to the housing 1 with a single weld W, the above stress is concentrated locally, which may cause fatigue failure.
  • the two welded portions W are formed by plug welding through the plurality (two) of the hole portions H2. Thereby, the arm 79 (sub bearing 9B) can be firmly and stably fixed to the inner peripheral surface 1A of the housing 1.
  • the sub bearing 9B can be stably fixed on the inner peripheral surface 1A of the housing 1.
  • the surplus material generated outside the hole H2 by plug welding is removed by cutting (cutting step S3). Therefore, the welded portion W and the outer peripheral end 79A of the arm 79 do not protrude outward in the radial direction from the outer peripheral surface 1B of the housing 1, and stress concentration occurs in the protruding region, thereby causing a crack in the welded portion. The possibility can be reduced.
  • the first embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings.
  • the above-described embodiment is merely an example, and various changes and the like can be added thereto.
  • the number of the holes H2 is not limited to two, and may be four, or an even number of six or more as necessary.
  • the aspect of the hole H2 and the welding part W differs from the said 1st embodiment.
  • the two holes H21 are formed at intervals in the circumferential direction of the axis O1. That is, these two holes H21 are formed at positions that are symmetric with respect to the axis O1.
  • the outer peripheral end 79A of the arm 79 has a rectangular shape extending in the circumferential direction of the axis O1 corresponding to the arrangement direction of the two holes H21.
  • Plug welding similar to that in the first embodiment is performed on the hole H21 as described above. Furthermore, the surplus thickness of the welded portion W is removed through the same process as the above-described cutting process S3. Thereby, the welding part W and the outer peripheral surface 1B of the housing 1 become mutually flush. According to such a configuration, the arm 79 can resist the stress in the direction of the axis O ⁇ b> 1 in addition to the stress generated with the turning of the orbiting scroll 7. That is, the stability of the scroll compressor 100 can be further increased.
  • a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a plurality (four) of holes H22 are arranged at intervals in the direction of the axis O1 and in the circumferential direction of the axis O1.
  • the outer peripheral end 79A of the arm 79 is also generally square so as to correspond to the region where the hole H22 is provided.
  • Plug welding similar to that in the first embodiment is performed on the hole H22 as described above. Furthermore, the surplus thickness of the welded portion W is removed through the same process as the above-described cutting process S3. Thereby, the welding part W and the outer peripheral surface 1B of the housing 1 become mutually flush. According to such a configuration, the arm 79 can resist the stress in the direction of the axis O1 with a sufficient margin in addition to the stress generated as the orbiting scroll 7 turns. That is, the stability of the scroll compressor 100 can be further increased.
  • Main bearing body 76 ... Sub-bearing body 79 ... arm 80 ... oil pump 91 ... Oldham ring 92 ... thrust bearing 100 ... scroll compressor 101 ... bush C ... compression chamber H1 ... welding openings H2, H21, H22 ... hole O1 ... axis O2 ... eccentric axis W ... welding Part

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Abstract

スクロール圧縮機（１００）は、回転軸（４）と、スクロール圧縮機本体（２）と、メイン軸受（９Ａ）と、複数のアーム（７９）を有するサブ軸受（９Ｂ）と、アーム（７９）の外周端部に対応する箇所に径方向に貫通する溶接用開口部（Ｈ１）がそれぞれ形成されたハウジング（１）と、を備えている。溶接用開口部（Ｈ１）は、複数の孔部（Ｈ２）を含み、孔部（Ｈ２）の内周面とアーム（７９）の外周端部との間には溶接部（Ｗ）が形成されている。

Description

スクロール圧縮機、スクロール圧縮機の製造方法
　本発明は、スクロール圧縮機、及びスクロール圧縮機の製造方法に関する。
　本願は、２０１５年１１月５日に日本に出願された特願２０１５－２１７４６２号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　スクロール圧縮機は、電動機によって回転駆動される主軸と、主軸に対してオフセットされた位置に設けられた偏心軸と、この偏心軸に軸受装置を介して支持される旋回スクロールと、旋回スクロールと対向することで容積可変の圧縮室を形成する固定スクロールと、これら部材を収容するハウジングと、を有している。旋回スクロールは、上記主軸の軸線を中心として、自転を伴わずに旋回運動を行う。これにより、圧縮室内に導かれた流体が圧縮される。ここで、上記の主軸、及び偏心軸は、ハウジング内に設けられたメイン軸受（上部軸受）、及びサブ軸受（下部軸受）によって、該主軸の軸線方向両側で支持されている。
　このようなスクロール圧縮機の具体例として、下記特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載されたスクロール圧縮機では、主軸を下方から支持する第２フレームが、複数のリブ部を介してアタッチメントの内周面に対して１か所のみのスポット溶接によって固定されている。
特開平５－２３１３４５号公報
　ところで、スクロール圧縮機では、上記のように主軸に対してオフセットされた偏心軸によって、旋回スクロールが主軸の軸線を中心として旋回運動を行い、冷媒ガスを圧縮する。このため、メイン軸受、及びサブ軸受には、冷媒圧縮の反力と、ロータバランスウェイト等、回転時のバランスを調整するための部材に起因するモーメントと、による荷重が継続的に加わる。さらに、近年進められているスクロール圧縮機の大容量・高出力化に伴って、上記の荷重も大きくなる傾向にある。
　しかしながら、上記特許文献１に記載されたスクロール圧縮機では、リブ部のスポット溶接が１か所のみであることから、上記のような過大な荷重が継続的に付加された場合、応力集中による疲労破壊等を生じる可能性がある。これにより、スクロール圧縮機の安定的な運用に支障を来してしまう可能性がある。
　本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、安定的な運用が可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
　（１）本発明の第一の態様におけるスクロール圧縮機は、電動機と、前記電動機によって軸線回りに回転駆動される回転軸と、前記回転軸の回転によって駆動するスクロール圧縮機本体と、前記電動機と前記スクロール圧縮機本体との間で、前記回転軸を回転可能に支持するメイン軸受と、前記電動機の前記メイン軸受の反対側で前記回転軸を回転可能に支持し、径方向に延びて周方向に間隔をあけて複数設けられたアームを有するサブ軸受と、前記軸線に沿って延びる筒状をなして、前記電動機、前記回転軸、前記スクロール圧縮機本体、前記メイン軸受、及び前記サブ軸受を収容するとともに、前記アームの外周端部に対応する箇所に径方向に貫通する溶接用開口部がそれぞれ形成されたハウジングとを備え、各前記アームに対応する前記溶接用開口部は、前記回転軸の周方向及び軸線方向の少なくとも一方に間隔をあけて複数形成された孔部を含み、各前記孔部に充填されるとともに該孔部の内周面と前記アームの外周端部とを溶接する溶接部をさらに備える。
　上述のような構成によれば、アームの外周端部と孔部の内周面とが溶接部によって互いに溶接される。これにより、各アームを介してサブ軸受をハウジングに対して強固に固定することができる。特に、孔部が周方向及び軸線方向の少なくとも一方に沿って複数形成されることから、サブ軸受に対して該周方向及び軸線方向の少なくとも一方から加わる力に対して十分に抗することができる。
　（２）本発明の第二の態様におけるスクロール圧縮機は、（１）に記載のスクロール圧縮機であって、前記アームの延びる方向から見て、前記孔部は、周方向及び軸線方向の少なくとも一方を基準として対称な位置に設けられている。
　上述のような構成によれば、複数の孔部がアームを基準として対称な位置に設けられることから、特定の溶接部のみに力が偏る可能性を低減することができる。
　（３）本発明の第三の態様におけるスクロール圧縮機は、（１）又は（２）に記載のスクロール圧縮機であって、前記溶接部と、前記ハウジングの外周面とが面一である。
　上述のような構成によれば、溶接部及びアームの外周端部が、ハウジングの外周面よりも径方向外側にはみ出すことがないため、該はみ出した領域に応力集中が生じることで溶接部に亀裂等が生じる可能性を低減することができる。
　（４）本発明の第四の態様におけるスクロール圧縮機の製造方法は、電動機と、前記電動機によって軸線回りに回転駆動される回転軸と、前記回転軸の回転によって駆動するスクロール圧縮機本体と、前記電動機と前記スクロール圧縮機本体との間で、前記回転軸を回転可能に支持するメイン軸受と、前記電動機の前記メイン軸受の反対側で前記回転軸を回転可能に支持し、径方向に延びて周方向に間隔をあけて複数設けられたアームを有するサブ軸受と、前記軸線に沿って延びる筒状をなしており、前記電動機、前記回転軸、前記スクロール圧縮機本体、前記メイン軸受、及び前記サブ軸受を収容するためのものであり、前記アームの外周端部に対応する箇所に径方向に貫通する溶接用開口部がそれぞれ形成されたハウジングと、を備えるスクロール圧縮機の製造方法であって、前記ハウジング内に、前記電動機、前記回転軸、前記スクロール圧縮機本体、前記メイン軸受及び前記サブ軸受を収容する組立工程と、前記アームの外周端部を前記溶接用開口部から露出させるとともに、溶接によって該溶接用開口部に溶接部を設ける溶接工程と、前記溶接部のうち、前記溶接用開口部から前記ハウジングの外周側にはみ出した部分を切削する切削工程と、を含む。
　上述のような方法によれば、溶接部及びアームの外周端部が、ハウジングの外周面よりも径方向外側にはみ出すことがないため、該はみ出した領域に応力集中が生じることで溶接部に亀裂等が生じる可能性を低減することができる。
　（５）本発明の第五の態様におけるスクロール圧縮機の製造方法は、（４）に記載のスクロール圧縮機の製造方法であって、前記溶接部と、前記ハウジングの外周面とが互いに面一となるように該溶接部を切削する。
　上述のような構成によれば、溶接部に亀裂等が生じる可能性をさらに低減することができる。
　本発明に係わるスクロール圧縮機によれば、安定的な運用を長期にわたって実現することができる。
本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機の断面図である。 本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機の軸線方向における断面図である。 本発明の第一実施形態に係る溶接部の構成を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係る溶接部の構成を示す模式図である。 本発明の第三実施形態に係る溶接部の構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の製造方法に含まれる切削工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の製造方法の各工程を示す図である。
［第一実施形態］
　本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機１００について、図面を参照して説明する。図１に示すように、スクロール圧縮機１００は、装置の外形をなすハウジング１と、ハウジング１内に設けられた圧縮部２（スクロール圧縮機本体２）と、この圧縮部２を駆動する駆動部３（電動機３）と、を有している。圧縮部２と駆動部３とは、軸線Ｏ１に沿って延びる回転軸４によって互いに接続されている。すなわち、駆動部３による回転エネルギーは、この回転軸４を通じて圧縮部２に即時に伝達される。圧縮部２は、この回転エネルギーによって作動流体を圧縮して高圧状態で外部に吐出する。高圧の作動流体は、例えば空調機器等における冷媒として利用される。以下、各部の構成について詳細に説明する。
　ハウジング１には、外部から作動流体としての冷媒ガスを吸入する吸入配管１１と、上記圧縮部２による圧縮を経て吐出チャンバ６７内で高圧状態となった冷媒ガスを排出する吐出配管１２と、が設けられている。
　回転軸４は軸線Ｏ１を中心とした円柱状をなしている。回転軸４は、軸線Ｏ１方向における回転軸４の一方側の端部（第一端部）に設けられたメイン軸受９Ａ、及び該メイン軸受９Ａから見て軸線Ｏ１方向の反対側である回転軸４の他方側の端部（第二端部）に設けられたサブ軸受９Ｂによってハウジング１内で回転可能に支持されている。メイン軸受９Ａと回転軸４の外周面との間にはメイン軸受本体７５が取り付けられている。サブ軸受９Ｂと回転軸４の外周面との間にはサブ軸受本体７６が取り付けられている。
　回転軸４の一方側の端部において、軸線Ｏ１に対してオフセットされた（偏心した）位置には、軸線Ｏ１とは異なる偏心軸線Ｏ２を中心として柱状をなす偏心軸５が設けられている。この偏心軸線Ｏ２は軸線Ｏ１と平行をなしている。この偏心軸５は、回転軸４の端部から軸線Ｏ１方向一方側に向かって突出する円柱状をなしている。したがって、回転軸４が軸線Ｏ１回りに回転している状態では、偏心軸５は回転軸４の軸線Ｏ１回りに公転する。
　なお、メイン軸受９Ａには旋回スクロール７の自転（偏心軸線Ｏ２回りの回転）を規制するためのオルダムリング９１が設けられている。詳しくは図示しないが、このオルダムリング９１には、旋回スクロール７の端板７１に形成された溝に嵌合する突起が形成されている。さらに、オルダムリング９１から見て径方向内側には、スラスト軸受９２が設けられている。このスラスト軸受９２は、旋回スクロール７による軸線Ｏ１方向の荷重を支持する。
　圧縮部２は、固定スクロール６、及び旋回スクロール７と、を有している。ディスチャージカバー８は、ハウジング１の内部の空間を軸線Ｏ１方向に区画する略円盤状の部材であり、その中央部には、上記の吐出チャンバ６７と圧縮後の冷媒ガスを連通するディスチャージポート６８と、高圧側からの冷媒の逆流を防止するための吐出弁６６が設けられている。
　固定スクロール６は、ハウジング１内部に固定された略円盤状の部材である。旋回スクロール７は、この固定スクロール６に対して軸線Ｏ１方向から対向することで両者の間に圧縮室Ｃを形成する。より詳細には、固定スクロール６は、円盤状の端板６１と、この端板６１の軸線方向Ｏ１における他方側の面に軸線Ｏ１方向一方側から他方側に向かって立設された固定ラップ６２と、を有している。端板６１は、軸線Ｏ１におおむね直交する面に沿って延びている。固定ラップ６２は、軸線Ｏ１方向から見て渦巻状に形成された壁体である。より具体的には、固定ラップ６２は、端板６１の中心回りに巻回された板状の部材で形成されている。一例として固定ラップ６２は、軸線Ｏ１方向から見て該軸線Ｏ１を中心とするインボリュート曲線をなすように構成されることが望ましい。
　固定ラップ６２の径方向外側には、端板６１の外周に沿って筒状に延びる外周壁６３が形成されている。さらに、外周壁６３の軸線Ｏ１方向他方側の端縁には、径方向内側から外側に向かって広がる円環状のフランジ部６４が設けられている。固定スクロール６は、フランジ部６４を介してボルト等によってメイン軸受９Ａに固定されている。さらに、固定スクロール６の渦巻の中央部には、固定スクロール吐出口６５が形成されている。
　旋回スクロール７は、円盤状の端板７１と、この端板７１における軸線Ｏ１方向一方側の面に設けられた渦巻状の旋回ラップ７２と、を有している。この旋回ラップ７２も、軸線Ｏ２を中心とするインボリュート曲線をなすように構成されることが望ましい。
　さらに、旋回ラップ７２は、上記の固定ラップ６２に対して軸線Ｏ１方向から対向するとともに、軸線Ｏ１と交差する方向で互いに重なり合うように配置される。言い換えれば、固定ラップ６２と旋回ラップ７２とは互いに噛み合っている。このように噛み合った状態で、固定ラップ６２と旋回ラップ７２との間には一定の空間が形成される。この空間は旋回ラップ７２の旋回に伴ってその容積が変化する。これにより、冷媒ガスを圧縮することが可能とされている。
　以上のように構成された旋回スクロール７は、後述のブッシュアッセンブリ１０を介して、上記の回転軸４の軸線Ｏ１方向一方側に連結される。旋回ラップ７２の端板７１における軸線Ｏ１方向他方側の面には、円筒状のボス部７３が形成されている。このボス部７３の中心軸は、軸線Ｏ２と同軸となっている。ボス部７３の内側の空間には、上記回転軸４に形成された偏心軸５が、ブッシュアッセンブリ１０を介して軸線Ｏ１方向から嵌入される。
　なお、回転軸４（偏心軸５）には、給油ポンプ８０から潤滑油が供給される。この潤滑油はブッシュアッセンブリ１０のブッシュ１０１と、旋回スクロール７の軸受７４との間を潤滑した後、ハウジング１内の下方に向かって回収される。
　続いて、サブ軸受９Ｂの詳細な構成について図２を参照して説明する。同図に示すように、サブ軸受９Ｂは、サブ軸受本体７６を外周側から支持する筒状のホルダ部７８と、このホルダ部７８を中心として放射状に延びる複数（３つ）のアーム７９と、を有している。
　ホルダ部７８は、軸線Ｏ１とおおむね同軸となる位置に設けられる。アーム７９は、ハウジング１の内周面１Ａとホルダ部７８の外周面とを接続する棒状の部材である。本実施形態における３つのアーム７９は互いにおおむね同一の形状、寸法を有している。
　アーム７９の径方向外側の端部（外周端部７９Ａ）は、ハウジング１の内周面１Ａに対して、プラグ溶接（栓溶接）によって固定される。アーム７９の外周端部７９Ａは、該アーム７９の延びる方向（すなわち、軸線Ｏ１の径方向）から見て、おおむね矩形をなしている。なお、アーム７９の外周端部７９Ａは、ハウジング１の内周面１Ａの形状に対応する曲面状をなしていることが望ましい。
　ここで、図２及び図３に示すように、ハウジング１における外周端部７９Ａと対応する箇所には、該ハウジング１を径方向に貫通する溶接用開口部Ｈ１が形成されている。さらに、本実施形態における溶接用開口部Ｈ１は、複数の孔部Ｈ２を含んでいる。サブ軸受９Ｂをハウジング１の内側に配置した状態において、外周端部７９Ａは孔部Ｈ２を通じてハウジング１の外周側に露出した状態となる。
　これら孔部Ｈ２を経てハウジング１の外周側からアーム７９の外周端部７９Ａにプラグ溶接が施される。これにより、孔部Ｈ２の内周面と外周端部７９Ａとによって囲まれた空間は、溶接によって充填されて、溶接部Ｗが形成される。溶接部Ｗのうち、孔部Ｈ２（溶接用開口部Ｈ１）から外周側にはみ出した部分は、溶接部Ｗの硬化後に切削される。すなわち、溶接部Ｗとハウジング１の外周面１Ｂとは、互いにおおむね面一となる。
　ここで、孔部Ｈ２は、軸線Ｏ１方向、及び該軸線Ｏ１の周方向の少なくとも一方に間隔をあけて複数設けられる。より具体的には、本実施形態では、軸線Ｏ１方向に間隔をあけて２つの孔部Ｈ２がハウジング１上に形成されている（図３参照）。さらに、これら２つの孔部Ｈ２は、アーム７９の延びる方向から見て、軸線Ｏ１の周方向に延びた仮想線を基準として対称となる位置に形成されている。
　続いて、上記のスクロール圧縮機１００の製造方法の主要な工程について、図６、図７を参照して説明する。本実施形態におけるスクロール圧縮機１００の製造方法は、組立工程Ｓ１と、溶接工程Ｓ２と、切削工程Ｓ３と、を含む。
　組立工程Ｓ１では、ハウジング１内に、電動機３、回転軸４、圧縮部２（スクロール圧縮機本体２）、メイン軸受本体７５及びサブ軸受本体７６を収容する。
　次いで、溶接工程Ｓ２では、上記のサブ軸受９Ｂのアーム７９を、ハウジング１の内周面１Ａに対してプラグ溶接する。これにより、上述した溶接部Ｗが複数の孔部Ｈ２の内周面とアーム７９の外周端部７９Ａとの間に形成される。なお、このとき、プラグ溶接の性質上、孔部Ｈ２の外側（ハウジング１の外周面１Ｂ側）には、溶接による余肉がはみ出した状態となる（図６参照）。
　上記のはみ出した部分（余肉）は、後続の切削工程Ｓ３において切削・除去される。より具体的には、切削工程Ｓ３では、グラインダ等の切削工具によって、溶接部Ｗの余肉が除去される。これにより、ハウジング１の外周面１Ｂと、溶接部Ｗとは互いに面一となる。以上により、本実施形態に係るスクロール圧縮機１００の製造方法における各工程が完了する。
　次に、本実施形態に係るスクロール圧縮機１００の動作について説明する。スクロール圧縮機１００の運転を開始するに当たっては、まず上記の駆動部３（電動機３）に通電することで、回転軸４が軸線Ｏ１回りに回転駆動される。
　回転軸４の回転に伴って、上記の偏心軸５は軸線Ｏ１回りに公転し、これに取り付けられた旋回スクロール７は軸線Ｏ１を中心として旋回する。ここで、旋回スクロール７は、上述のオルダムリング９１によって自転が規制されている。したがって、旋回スクロール７は回転軸４の軸線Ｏ１を中心として、偏心軸線Ｏ２の描く軌跡に沿って円運動（旋回）する。この旋回に伴って、旋回スクロール７の旋回ラップ７２は、固定スクロール６の固定ラップ６２に対して連続的な相対移動を繰り返す。この相対移動によって、固定ラップ６２と旋回ラップ７２との間に形成される圧縮室Ｃの容積が時間変化する。
　詳しくは図示しないが、まず旋回スクロール７の旋回中に、旋回ラップ７２（及び固定ラップ６２）の径方向外側に生じた開口から、作動流体としての冷媒ガスが圧縮室Ｃ内に導入される。旋回スクロール７の旋回に伴って、上記の開口は閉塞される。これにより、冷媒ガスは圧縮室Ｃ内に閉じ込められる。続いて、なおも旋回スクロール７が旋回することで、冷媒ガスは径方向内側（すなわち、偏心軸線Ｏ２側）に向かって移動する。このとき、旋回ラップ７２と固定ラップ６２は上記の渦巻状をなしていることから、両者によって形成される圧縮室Ｃの容積は、径方向内側に向かうに従って縮小する。これにより、冷媒ガスが圧縮される。最終的に旋回スクロール７（又は固定スクロール６）の中心部付近で、冷媒ガスは最高圧に達した後、上記の固定スクロール吐出口６５、及びハウジング１の吐出配管１２を通じて外部に供給される。
　ここで、上記のように、サブ軸受９Ｂにおけるアーム７９（溶接部Ｗ）には、冷媒ガスを圧縮する際の反力と、回転時のバランスを調整するバランスウェイト等の部材のモーメントにより、径方向の内側又は外側に向かう荷重が正弦波状に加わる。
　例えば、アーム７９を単一の溶接部Ｗでハウジング１に固定した場合、上記の応力が局所的に集中するため、疲労破壊等を生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態に係るスクロール圧縮機１００では、上述のように複数（２つ）の孔部Ｈ２を通じて、２つの溶接部Ｗがプラグ溶接によって形成される。これにより、アーム７９（サブ軸受９Ｂ）をハウジング１の内周面１Ａに対して強固かつ安定的に固定することができる。
　さらに、上述のような構成によれば、複数の孔部Ｈ２がアーム７９を基準として対称な位置に設けられることから、特定の溶接部Ｗのみに応力が偏る可能性を低減することができる。これにより、サブ軸受９Ｂをハウジング１の内周面１Ａ上で安定的に固定することができる。
　加えて、上述のような構成によれば、プラグ溶接によって孔部Ｈ２の外側に生じた余肉が切削加工（切削工程Ｓ３）によって除去される。したがって、溶接部Ｗ及びアーム７９の外周端部７９Ａが、ハウジング１の外周面１Ｂよりも径方向外側にはみ出すことがなく、該はみ出した領域に応力集中が生じることで溶接部に亀裂等が生じる可能性を低減することができる。
　以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明した。なお、上記の実施形態はあくまで一例であって、これに種々の変更等を加えることが可能である。
　例えば、上記実施形態では、軸線Ｏ１方向に２つの孔部Ｈ２を設けた例について説明した。しかしながら、孔部Ｈ２の個数は２つに限定されず、必要に応じて、４つ、または６つ以上の偶数個設けられてもよい。
［第二実施形態］
　続いて、本発明の第二実施形態について、図４を参照して説明する。
　本実施形態では、孔部Ｈ２、及び溶接部Ｗの態様が上記第一実施形態とは異なっている。より具体的には、本実施形態では、２つの孔部Ｈ２１が、軸線Ｏ１の周方向に間隔をあけて形成されている。すなわち、これらの２つの孔部Ｈ２１は、軸線Ｏ１を基準として対称となる位置に形成されている。さらに、アーム７９の外周端部７９Ａも、２つの孔部Ｈ２１の配列方向に対応して、軸線Ｏ１の周方向に延びる矩形状をなしている。
　以上のような孔部Ｈ２１に対して、それぞれ上記第一実施形態と同様のプラグ溶接が施される。さらに、上記の切削工程Ｓ３と同様の工程を経て、溶接部Ｗの余肉が除去される。これにより、溶接部Ｗとハウジング１の外周面１Ｂとは互いに面一となる。
　このような構成によれば、アーム７９は、旋回スクロール７の旋回に伴って発生する応力に加えて、軸線Ｏ１方向における応力に対しても抗することができる。すなわち、スクロール圧縮機１００の安定性をさらに高めることができる。
　［第三実施形態］
　次に、本発明の第三実施形態について、図５を参照して説明する。同図に示すように、本実施形態では、複数（４つ）の孔部Ｈ２２が、軸線Ｏ１方向、及び該軸線Ｏ１の周方向にそれぞれ間隔をあけて配列されている。さらに、アーム７９の外周端部７９Ａもこれら孔部Ｈ２２が設けられる領域に対応するように、おおむね正方形状をなしている。
　以上のような孔部Ｈ２２に対して、それぞれ上記第一実施形態と同様のプラグ溶接が施される。さらに、上記の切削工程Ｓ３と同様の工程を経て、溶接部Ｗの余肉が除去される。これにより、溶接部Ｗとハウジング１の外周面１Ｂとは互いに面一となる。
　このような構成によれば、アーム７９は、旋回スクロール７の旋回に伴って発生する応力に加えて、軸線Ｏ１方向における応力に対してさらに十分な余裕度を持って抗することができる。すなわち、スクロール圧縮機１００の安定性をさらに高めることができる。
　本発明のスクロール圧縮機によれば、安定的な運用を長期にわたって実現することができる。
　１…ハウジング
　２…圧縮部
　３…駆動部（電動モータ）
　４…回転軸
　５…偏心軸
　６…固定スクロール
　７…旋回スクロール
　８…ディスチャージカバー
　９Ａ…メイン軸受
　９Ｂ…サブ軸受
　１０…ブッシュアッセンブリ
　１１…吸入配管
　１２…吐出配管
　６１…端板
　６２…固定ラップ
　６３…外周壁
　６４…フランジ部
　６５…固定スクロール吐出口
　６６…吐出弁
　６７…吐出チャンバ
　６８…ディスチャージポート
　７１…端板
　７２…旋回ラップ
　７３…ボス部
　７４…軸受
　７５…メイン軸受本体
　７６…サブ軸受本体
　７９…アーム
　８０…給油ポンプ
　９１…オルダムリング
　９２…スラスト軸受
　１００…スクロール圧縮機
　１０１…ブッシュ
　Ｃ…圧縮室
　Ｈ１…溶接用開口部
　Ｈ２，Ｈ２１，Ｈ２２…孔部
　Ｏ１…軸線
　Ｏ２…偏心軸線
　Ｗ…溶接部

Claims (5)

  1. 　電動機と、
    　前記電動機によって軸線回りに回転駆動される回転軸と、
    　前記回転軸の回転によって駆動するスクロール圧縮機本体と、
    　前記電動機と前記スクロール圧縮機本体との間で、前記回転軸を回転可能に支持するメイン軸受と、
    　前記電動機の前記メイン軸受の反対側で前記回転軸を回転可能に支持し、径方向に延びて周方向に間隔をあけて複数設けられたアームを有するサブ軸受と、
    　前記軸線に沿って延びる筒状をなして、前記電動機、前記回転軸、前記スクロール圧縮機本体、前記メイン軸受、及び前記サブ軸受を収容するとともに、前記アームの外周端部に対応する箇所に径方向に貫通する溶接用開口部がそれぞれ形成されたハウジングとを備え、
    　各前記アームに対応する前記溶接用開口部は、前記回転軸の周方向及び軸線方向の少なくとも一方に間隔をあけて複数形成された孔部を含み、
    　各前記孔部に充填されるとともに該孔部の内周面と前記アームの外周端部とを溶接する溶接部をさらに備える
    　スクロール圧縮機。
  2. 　前記アームの延びる方向から見て、前記孔部は、周方向及び軸線方向の少なくとも一方を基準として対称な位置に設けられる
    　請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記溶接部と、前記ハウジングの外周面とが面一である
    　請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。
  4. 　電動機と、
    　前記電動機によって軸線回りに回転駆動される回転軸と、
    　前記回転軸の回転によって駆動するスクロール圧縮機本体と、
    　前記電動機と前記スクロール圧縮機本体との間で、前記回転軸を回転可能に支持するメイン軸受と、
    　前記電動機の前記メイン軸受の反対側で前記回転軸を回転可能に支持し、径方向に延びて周方向に間隔をあけて複数設けられたアームを有するサブ軸受と、
    　前記軸線に沿って延びる筒状をなしており、前記電動機、前記回転軸、前記スクロール圧縮機本体、前記メイン軸受、及び前記サブ軸受を収容するためのものであり、前記アームの外周端部に対応する箇所に径方向に貫通する溶接用開口部がそれぞれ形成されたハウジングとを備えるスクロール圧縮機の製造方法であって、
    　前記ハウジング内に、前記電動機、前記回転軸、前記スクロール圧縮機本体、前記メイン軸受及び前記サブ軸受を収容する組立工程と、
    　前記アームの外周端部を前記溶接用開口部から露出させるとともに、溶接によって該溶接用開口部に溶接部を設ける溶接工程と、
    　前記溶接部のうち、前記溶接用開口部から前記ハウジングの外周側にはみ出した部分を切削する切削工程と、を含む
    　スクロール圧縮機の製造方法。
  5. 　前記切削工程では、前記溶接部と、前記ハウジングの外周面とが互いに面一となるように該溶接部を切削する
    　請求項４に記載のスクロール圧縮機の製造方法。
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