圧縮機の製造方法および圧縮機
【課題】圧縮機の胴体ケーシングに対して内部部品を溶接しつつ、内部部品の位置精度の確保が容易となる圧縮機の製造方法を提供する。
【解決手段】圧縮機の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備えている。製造される圧縮機は、ケーシング１０および下部主軸受６０を備える。ケーシング１０は、その胴体ケーシング部１１の内面に被溶接部を有している。下部主軸受６０は、ケーシング１０の内部に収容されるものであり、被溶接部に対向する外周部６１を有している。第１工程では、胴体ケーシング１１の被溶接部と下部主軸受６０の外周部６１とを対面させる。第２工程では、被溶接部と外周部６１との対面部分の少なくとも一部に、胴体ケーシング部１１の内面に沿うようにレーザー光を照射して、ケーシング１０と下部主軸受６０とをレーザー溶接する。
【解決手段】圧縮機の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備えている。製造される圧縮機は、ケーシング１０および下部主軸受６０を備える。ケーシング１０は、その胴体ケーシング部１１の内面に被溶接部を有している。下部主軸受６０は、ケーシング１０の内部に収容されるものであり、被溶接部に対向する外周部６１を有している。第１工程では、胴体ケーシング１１の被溶接部と下部主軸受６０の外周部６１とを対面させる。第２工程では、被溶接部と外周部６１との対面部分の少なくとも一部に、胴体ケーシング部１１の内面に沿うようにレーザー光を照射して、ケーシング１０と下部主軸受６０とをレーザー溶接する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置などにおいて冷媒を圧縮するために、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機といった圧縮機が従来から広く用いられている。
これらの圧縮機において、胴体ケーシングに対して、ケーシングの内部に配置される内部部品を、スポット溶接で固定することが行われている。例えば、特許文献１の圧縮機では、モータの回転軸を軸支する軸受と胴体ケーシングとが、複数位置において胴体ケーシングの外側からスポット溶接されて接合している。具体的には、胴体ケーシングに穴を開け、その穴に溶加材を用いてアーク溶接（ＴＩＧ溶接など）を行うことで、胴体ケーシングに軸受を固定するとともに胴体ケーシングに開けていた穴を塞いでいる。
【特許文献１】特開２０００−１０４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のスクロール圧縮機の軸受やロータリー圧縮機のシリンダなどの内部部品は、圧縮機において極めて高い位置精度が確保されている必要がある。もしも、溶接時の入熱による歪みが大きくなって圧縮機の内部部品の位置精度が悪化すると、内部部品等の摩耗量が大きくなったり圧縮機の性能が低下したりする。
しかし、近年のＣＯ２（二酸化炭素）冷媒を圧縮するための圧縮機などでは、従来のフロン系冷媒に較べて圧縮機内での圧力が高くなるため、ケーシングの板厚を大きくする傾向にある。例えば、従来であれば３〜４ｍｍであったケーシングの板厚が、最近のＣ０２圧縮機の場合には、８〜１０ｍｍにまで厚くなっている。このようなケーシングを備える圧縮機において、アーク溶接によって胴体ケーシングに内部部品を固定する従来の方法を採用すると、入熱量が大きくなりすぎて、内部部品の位置精度を確保することが難しくなる。一方、高い位置精度が要求される内部部品を直接胴体ケーシングに溶接するのではなく、マウンティングプレートを胴体ケーシングに溶接し、内部部品をマウンティングプレートに対してボルトで締結するという方法を採ることが考えられるが、この方法を採る場合にはコストアップや圧縮機の大型化が懸念される。
【０００４】
本発明の課題は、圧縮機の胴体ケーシングに対して内部部品を溶接しつつ、内部部品の位置精度の確保が容易となる圧縮機の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る圧縮機の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備えている。製造される圧縮機は、ケーシングおよび内部部品を備える。ケーシングは、内面に第１部を有している。内部部品は、ケーシングの内部に収容されるものであり、第１部に対向する第２部を有している。第１工程では、ケーシングの第１部と内部部品の第２部とを対面させる。第２工程では、第１部と第２部との対面部分の少なくとも一部に、ケーシングの内面に沿うようにレーザー光を照射して、ケーシングと内部部品とをレーザー溶接する。
【０００６】
ここでは、従来のようにアーク溶接によりケーシングと内部部品とを溶接するのではなく、レーザー溶接により両者の溶接を行っている。
ただ、ケーシングの外側からケーシングを貫通させる形でレーザーを照射するのでは、ケーシングの板厚が大きい場合には、時間をかけて入熱量を多く確保しなければ、ケーシングと内部部品との溶け込み領域が小さくなってしまう。一方、入熱量を大きくすると、歪みによって内部部品の位置精度の確保が難しくなる。
【０００７】
これに鑑み、第１発明では、ケーシングの内面の第１部と、その第１部に接する内部部品の第２部との対面部分に対して、ケーシングの内面に沿う角度で直接レーザー光を照射している。このように、ここでは、ケーシングの内側から第１部と第２部との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。
【０００８】
また、レーザー溶接によりケーシングと内部部品とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機の小型化を図ることができる。
なお、同じ入熱量である場合、ケーシングの外側からレーザー光を照射してケーシングを貫通させて内部部品を溶接する方法に較べ、両者の対面部分に直接レーザー光を当てる本発明の方法を採ったほうが、接合部分の強度が高くなる。
【０００９】
第２発明に係る圧縮機の製造方法は、第１発明の方法であって、ケーシングの第１部の厚みが５mm以上である。
このようにケーシングが厚い場合、ケーシングの外側からレーザー光を貫通させてケーシング内面の第１部と内部部品の第２部とを溶接しようとすると、溶接領域が小さくなったり、溶接領域を確保させるために内部部品に大きな入熱が加わったりする。
【００１０】
しかし、ここでは第１部と第２部との対面部分にケーシングの内側から直接レーザー光を当てる方法を採っているため、小さな入熱量で十分な溶接領域を確保することができる。
なお、本発明は、ケーシングの板厚が７ｍｍを超えるような場合に、特にその効果が顕著となる。
【００１１】
第３発明に係る圧縮機の製造方法は、第１又は第２発明の方法であって、圧縮機は、スクロール式の圧縮機であり、回転機械および回転機械の回転軸を軸支する軸受を有する回転機構を備えている。また、内部部品は、回転機構の軸受である。
ここでは、回転機械の回転軸の芯の位置精度を比較的容易に確保することができる。
【００１２】
第４発明に係る圧縮機の製造方法は、第１又は第２発明の方法であって、圧縮機は、ロータリー式の圧縮機であり、シリンダ部材およびシリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材を有する圧縮機構を備えている。また、内部部品は、シリンダ部材あるいはヘッド部材である。
ここでは、圧縮機構の構成部品であるシリンダ部材やヘッド部材の相対位置精度などを比較的容易に確保することができ、圧縮機の振動や圧縮機構の各部品の摩耗量を所定の設計値の範囲内に収めることができる。
【００１３】
第５発明に係る圧縮機の製造方法は、第４発明の方法であって、内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形されたシリンダ部材あるいはヘッド部材である。
ここでは、半溶融／半凝固ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができて切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなる。
【００１４】
第６発明に係る圧縮機の製造方法は、第４又は第５発明の方法であって、圧縮機は、シリンダ部材およびヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータを回す回転機械をさらに備えている。ヘッド部材は、シリンダ部材の回転機械側に位置する第１ヘッド部材と、シリンダ部材を挟んで第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材とから成っている。内部部品は、第２ヘッド部材である。そして、第２工程では、ケーシングの第１部と、第２ヘッド部材の第２部との対面部分に、回転機械が存在する側とは反対の側からレーザー光を照射する。
ここでは、シリンダ部材、第１ヘッド部材および第２ヘッド部材を有する圧縮機構の片側（シリンダ部材から見て第１ヘッド部材側）に回転機械が存在するが、レーザー光の照射は反対側（シリンダ部材から見て第２ヘッド部材側）から行うため、回転機械がレーザー溶接を妨げる恐れが少なくなる。
【００１５】
第７発明に係る圧縮機の製造方法は、第１〜第６発明のいずれかの方法であって、第２工程において、レーザー光は、ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射される。
【００１６】
第８発明に係る圧縮機の製造方法は、第１〜第７発明のいずれかの方法であって、第２工程において、レーザー光は、第１部と第２部との対面部分に対し全周にわたって照射される。
ここでは、全周にわたってレーザー溶接が為されるため、ＣＯ２を冷媒とする冷凍機械に圧縮機が用いられて内部圧力が非常に高くなるような場合でも、ケーシングから内部部品が外れるといった恐れが殆どなくなる。
【００１７】
第９発明に係る圧縮機は、内面に第１部を有するケーシングと、そのケーシングの内部に収容され第１部に対向する第２部を有する内部部品とを備えている。第１部と第２部とは、ケーシングの内面に沿うようにレーザー光が照射され、レーザー溶接されている。
【００１８】
第１０発明に係る圧縮機は、第９発明の圧縮機であって、圧縮対象が、二酸化炭素冷媒である。
【００１９】
第１１発明に係る圧縮機は、第９又は第１０発明の圧縮機であって、ケーシングの第１部は、厚みが５mm以上である。
【００２０】
第１２発明に係る圧縮機は、第９〜第１１発明のいずれかの圧縮機であって、スクロール式の圧縮機である。この圧縮機は、回転機構をさらに備えている。回転機構は、回転機械と、その回転機械の回転軸を軸支する軸受とを有している。そして、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、回転機構の軸受である。
【００２１】
第１３発明に係る圧縮機は、第９〜第１１発明のいずれかの圧縮機であって、ロータリー式の圧縮機である。この圧縮機は、圧縮機構をさらに備えている。圧縮機構は、シリンダ部材と、そのシリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材とを有している。そして、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、シリンダ部材あるいはヘッド部材である。
【００２２】
第１４発明に係る圧縮機は、第１３発明の圧縮機であって、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形されたシリンダ部材あるいはヘッド部材である。
【００２３】
第１５発明に係る圧縮機は、第１３又は第１４発明の圧縮機であって、回転機械をさらに備えている。回転機械は、シリンダ部材およびヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータを回す。ヘッド部材は、シリンダ部材の回転機械側に位置する第１ヘッド部材と、シリンダ部材を挟んで第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材とを有している。そして、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、第２ヘッド部材である。ケーシングの第１部と、第２ヘッド部材の第２部との対面部分には、回転機械が存在する側とは反対の側からレーザー光が照射されている。
【００２４】
第１６発明に係る圧縮機は、第９〜第１５発明のいずれかの圧縮機であって、レーザー光が、ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射されて、第１部と第２部とがレーザー溶接されている。
【００２５】
第１７発明に係る圧縮機は、第９〜第１６発明のいずれかの圧縮機であって、レーザー光が、第１部と第２部との対面部分に対し、その全周にわたって照射されて、第１部と第２部とがレーザー溶接されている。
【発明の効果】
【００２６】
第１発明に係る圧縮機の製造方法では、ケーシングの内側から第１部と第２部との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。そして、レーザー溶接によりケーシングと内部部品とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機の小型化を図ることができる。
第２発明に係る圧縮機の製造方法では、ケーシングが厚いが、第１部と第２部との対面部分にケーシングの内側から直接レーザー光を当てる方法を採っているため、小さな入熱量で十分な溶接領域を確保することができる。
第３発明や第４発明に係る圧縮機の製造方法では、回転機械の回転軸の芯の位置精度を比較的容易に確保することができる。
第５発明に係る圧縮機の製造方法では、半溶融／半凝固ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができて切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなる。
【００２７】
第６発明に係る圧縮機の製造方法では、シリンダ部材、第１ヘッド部材および第２ヘッド部材を有する圧縮機構の片側に回転機械が存在するが、レーザー光の照射は反対側から行うため、回転機械がレーザー溶接を妨げる恐れが少なくなる。
第７発明に係る圧縮機の製造方法では、第１部と第２部とを広い面積でレーザー溶接できる。
第８発明に係る圧縮機の製造方法では、全周にわたってレーザー溶接が為されるため、ＣＯ２を冷媒とする冷凍機械に圧縮機が用いられて内部圧力が非常に高くなるような場合でも、ケーシングから内部部品が外れるといった恐れが殆どなくなる。
第９発明や第１０発明に係る圧縮機では、ケーシングの内側から第１部と第２部との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。そして、レーザー溶接によりケーシングと内部部品とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機の小型化を図ることができる。
第１１発明に係る圧縮機では、ケーシングが厚いが、第１部と第２部との対面部分にケーシングの内側から直接レーザー光を当てる方法を採っているため、小さな入熱量で十分な溶接領域を確保することができる。
【００２８】
第１２発明や第１３発明に係る圧縮機では、回転機械の回転軸の芯の位置精度を比較的容易に確保することができる。
第１４発明に係る圧縮機では、半溶融／半凝固ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができて切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなる。
第１５発明に係る圧縮機では、シリンダ部材、第１ヘッド部材および第２ヘッド部材を有する圧縮機構の片側に回転機械が存在するが、レーザー光の照射は反対側から行うため、回転機械がレーザー溶接を妨げる恐れが少なくなる。
第１６発明に係る圧縮機では、第１部と第２部とを広い面積でレーザー溶接できる。
第１７発明に係る圧縮機では、全周にわたってレーザー溶接が為されるため、ＣＯ２を冷媒とする冷凍機械に圧縮機が用いられて内部圧力が非常に高くなるような場合でも、ケーシングから内部部品が外れるといった恐れが殆どなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
＜圧縮機の概略構成＞
本発明の第１実施形態に係るスクロール式の圧縮機１を、図１に示す。この圧縮機１は、蒸発器、凝縮器、膨張弁などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、主に、円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダムリング３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９ａ、および吐出管１９ｂから構成されている。
なお、圧縮機１は、圧縮する対象のガス冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）が使用されることを前提に設計されているものである。
【００３０】
（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴体ケーシング部１１と、胴体ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁ケーシング部１２と、胴体ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁ケーシング部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クロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。
なお、この圧縮機１がＣＯ２冷媒用のものであり、高い耐圧性が必要になるため、胴体ケーシング部１１、上壁ケーシング部１２および底壁ケーシング部１３の板厚は、８〜１０ｍｍとされており、通常のＲ４１０Ａなどの冷媒用の圧縮機のケーシング厚み（３〜４ｍｍ）に較べてかなり厚くなっている。
【００３１】
（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール部材２４と、固定スクロール部材２４に噛み合う可動スクロール部材２６とから構成されている。
【００３２】
（２−１）固定スクロール部材
固定スクロール部材２４は、主に、鏡板２４ａと、鏡板２４ａから下方に延びる渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂとから構成される。
鏡板２４ａには、後述する圧縮室４０に連通する吐出穴４１と、吐出穴４１に連通する拡大凹部４２とが形成されている。吐出穴４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。
【００３３】
拡大凹部４２は、吐出穴４１と連続し、吐出穴４１よりも拡大した空間を形成するもので、鏡板２４ａの上面に水平方向に広がるように形成された凹部である。そして、固定スクロール部材２４には、この拡大凹部４２の上を塞ぐように、蓋体４４がボルトにより締結固定される。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより、スクロール圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室としてのマフラー空間４５が形成される。固定スクロール部材２４と蓋体４４とは、図示しないパッキンを介して密着させることによりシールされている。
【００３４】
（２−２）可動スクロール部材
可動スクロール部材２６は、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａから上方に延びる渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂとから構成される。可動スクロール部材２６は、アウタードライブタイプの可動スクロールであり、駆動軸１７の外周溝に嵌合する軸受部を有している。可動スクロール部材２６は、鏡板２６ａの下面に形成される溝部にオルダムリング３９が嵌め込まれることにより、ハウジング２３に支持される。
【００３５】
可動スクロール部材２６は、駆動軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。可動スクロール部材２６のラップ２６ｂは固定スクロール部材２４のラップ２４ｂに噛み合っており、両ラップ２４ｂ、２６ｂの接触部の間には圧縮室４０が形成される。そして、この圧縮室４０は、可動スクロール部材２６の公転に伴い中心に向かって変移し、その容積が収縮していく。これにより、圧縮機１では、圧縮室４０に入ったガス冷媒が圧縮される。
【００３６】
（２−３）ハウジング
ハウジング２３は、その外周面において、周方向の全体に亘って胴体ケーシング部１１に圧入固定されている。つまり、胴体ケーシング部１１とハウジング２３とは全周に亘って密着されている。これにより、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３よりも下方の高圧空間２８と、ハウジング２３よりも上方の低圧空間２９とに区画される。また、このハウジング２３は、その上端面が固定スクロール部材２４の下端面と密着するように、複数のボルトにより固定スクロール部材２４と締結固定されている。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には、上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３に駆動軸１７が軸受３４を介して回転自在に嵌入されている。
【００３７】
（２−４）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール部材２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。連絡通路４６の上端はマフラー空間４５を形成する拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、圧縮された冷媒は、圧縮室４０からマフラー空間４５を経て間隙空間１８に流出する。
【００３８】
（３）オルダムリング
オルダムリング３９は、上述したように、可動スクロール部材２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００３９】
（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、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）を空けて回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。
【００４０】
ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方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が設けられている。
ロータ５２は、上下方向に延びるように胴体ケーシング部１１の軸心に配置された駆動軸１７を介して、スクロール圧縮機構１５の可動スクロール部材２６に駆動連結されている。
【００４１】
（５）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴体ケーシング部１１に固定されるとともに駆動軸１７の下部を軸支している。
また、下部主軸受６０は、周方向に複数箇所、胴体ケーシング部１１まで延びる外周部６１を有している。これらの外周部６１は、それぞれ、その下部において胴体ケーシング部１１とレーザー溶接される。このレーザー溶接については後述する。
【００４２】
（６）吸入管
吸入管１９ａは、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁ケーシング部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９ａは、低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール部材２４に嵌入されている。
【００４３】
（７）吐出管
吐出管１９ｂは、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴体ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管１９ｂは、上下方向に延びる円筒形状に形成されハウジング２３の下端部の近傍に内端部３６を有している。なお、吐出管１９ｂの内端開口、即ち流入口は、ハウジング２３によって下方に向かって開口されている。
【００４４】
（８）下部主軸受の製造方法
下部主軸受６０は、ダイキャストによって成形された後、切削加工を施すことによって製造される。
（８−１）素材
下部主軸受６０の原材料である鉄素材は、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である。ここにいう重量割合は、全量に対する割合である。また、ビレットとは、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ている。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となるように決定されている。
【００４５】
（８−２）半溶融ダイキャスト成形
上記の鉄素材を使い、ダイキャストの一種である半溶融ダイキャスト成形法により、下部主軸受６０が成形される。
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、ビレットを所望の形状に成形する。そして、金型から取り出して急冷させることにより、その金属組織は、全体的に白銑化したものとなる。その後、熱処理を施すと、この下部主軸受６０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。
【００４６】
（８−３）機械加工
上記の半溶融ダイキャスト成形法により成形された下部主軸受６０は、さらに機械加工されることによって、圧縮機１に組み込まれる最終の形状となる。
（９）下部主軸受と胴体ケーシング部との固定
互いに隣接する、下部主軸受６０の外周部６１と、胴体ケーシング部１１とは、図２に示すように、レーザー溶接される。具体的には、外周部６１の下部と、そこに対向する胴体ケーシング部１１の被溶接部１１ｂとが、対面状態（接触状態）とされ、その対面部分に、レーザー溶接機（本体は図示せず）のレーザー光照射部７２からレーザー光が照射されて、レーザー溶接が為される。ここで、レーザー光照射部７２から照射されるレーザー光は、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに沿うように、具体的には、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに対して５〜２０°程度の小さな角度θ（図２の角度θを参照）で、照射される。このため、下部主軸受６０の外周部６１と胴体ケーシング部１１の被溶接部１１ｂとは、比較的小さな入熱量で、接合部分の溶け込み領域を大きく確保することができている。また、レーザー溶接を採用していることに加え、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに沿うようにレーザー光を接合部分に直接照射しているため、下部主軸受６０に入熱される熱量を少なくすることができており、下部主軸受６０に歪みが殆ど生じず、駆動軸１７の軸芯がずれるような不具合が回避できている。
【００４７】
なお、外周部６１の下部と、そこに対向する胴体ケーシング部１１の被溶接部１１ｂとを対面状態にする際には、胴体ケーシング部１１に対し、わずかな隙間を持たせて下部主軸受６０の外周部６１を挿入する。これにより、外周部６１の下部と被溶接部１１ｂとが、わずかな隙間を挟んで対面するようになる。このように両者の間にわずかな隙間があくようにしているのは、胴体ケーシング部１１の芯と下部主軸受６０との芯とを合わせるためである。
【００４８】
＜圧縮機の運転動作＞
駆動モータ１６が駆動されると、駆動軸１７が回転し、可動スクロール部材２６が自転することなく公転運転を行う。すると、低圧のガス冷媒が、吸入管１９から圧縮室４０に吸引され、圧縮室４０の容積変化に伴って圧縮され、高圧のガス冷媒となる。そして、この高圧のガス冷媒は、圧縮室４０から吐出穴４１を通ってマフラー空間４５へ吐出され、その後、連絡通路４６を通って間隙空間１８へ流出し、吐出管２０を通ってケーシング１０の外に吐出される。そして、圧縮機１から吐出されたガス冷媒は、図示しない冷媒回路を循環した後、再度吸入管１９を通ってスクロール圧縮機構１５に吸入され圧縮される。
【００４９】
＜圧縮機の特徴＞
（１）
第１実施形態に係るスクロール式の圧縮機１では、従来のようにアーク溶接により胴体ケーシング部１１と下部主軸受６０とを溶接するのではなく、レーザー溶接により両者の接合を行っている。
【００５０】
ただ、ケーシング１０の外側から胴体ケーシング部１１を貫通させる形でレーザー光を照射するのでは、胴体ケーシング部１１が５ｍｍ以上（ここでは、８〜１０ｍｍ）の板厚を有していることから、時間をかけて入熱量を多く確保しなければ、胴体ケーシング部１１と下部主軸受６０との溶け込み領域が小さくなってしまう。一方、入熱量を大きくすると、胴体ケーシング部１１等に生じる歪みによって下部主軸受６０の位置精度の確保が難しくなる。
【００５１】
これに鑑み、圧縮機１では、胴体ケーシング部１１の内面１１ａの被溶接部１１ｂと下部主軸受６０の外周部６１の下部との対面部分に対して、直接、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに沿う角度θでレーザー光を照射している。このように、ケーシング１０の内側から被溶接部１１ｂと外周部６１との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。
なお、同じ入熱量である場合、ケーシング１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１を貫通させて下部主軸受６０を胴体ケーシング部１１に溶接する方法に較べ、下部主軸受６０と胴体ケーシング部１１との対面部分に直接レーザー光を当てる上記方法を採ったほうが、接合部分の強度が高くなる。
【００５２】
（２）
ケーシング１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１を貫通させて下部主軸受６０を溶接するのではなく、上記（１）のように、ケーシング１０の内側から被溶接部１１ｂと外周部６１との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることによる、入熱量低減の効果は、胴体ケーシング部１１の板厚が、５mm以上、特に７ｍｍを超えるような場合に非常に有利に働く。圧縮機１のように胴体ケーシング部１１の板厚が８〜１０mmとなる場合に、ケーシング１０の外側からレーザー光を照射してレーザー溶接を行おうとすると、胴体ケーシング部１１と下部主軸受６０との溶け込み領域を十分に確保するためには大きな熱量が下部主軸受６０に入ることになり、歪みが生じて軸芯の精度を確保することが難しくなるからである。
【００５３】
〔第２実施形態〕
＜圧縮機の概略構成＞
本発明の第２実施形態に係るロータリー式（より詳細にはスイング式）の圧縮機１０１は、図３に示すように、主として、密閉ドーム型のケーシング１１０、スイング圧縮機構１１５、駆動モータ１１６、吸入管１１９ａ，１１９ｂ、および吐出管１１９ｃから構成されている。このスイング圧縮機１０１には、ケーシング１１０にアキュームレータ（気液分離器）１９０が取り付けられている。
なお、圧縮機１０１は、圧縮する対象のガス冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）が使用されることを前提に設計されているものである。
【００５４】
（１）ケーシング
ケーシング１１０は、略円筒状の胴体ケーシング部１１１と、胴体ケーシング部１１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁ケーシング部１１２と、胴体ケーシング部１１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁ケーシング部１１３とを有する。そして、このケーシング１１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスイング圧縮機構１１５と、スイング圧縮機構１１５の上方に配置される駆動モータ１１６とが収容されている。このスイング圧縮機構１１５と駆動モータ１１６とは、ケーシング１１０内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸１１７によって連結されている。
なお、この圧縮機１０１がＣＯ２冷媒用のものであり、高い耐圧性が必要になるため、胴体ケーシング部１１１、上壁ケーシング部１１２および底壁ケーシング部１１３の板厚は、８〜１０ｍｍとされており、通常のＲ４１０Ａなどの冷媒用の圧縮機のケーシング厚み（３〜４ｍｍ）に較べてかなり厚くなっている。
【００５５】
（２）スイング圧縮機構
スイング圧縮機構１１５は、図３および図４に示すように、主に、クランク軸１１７と、ピストン１２１，１２８と、ブッシュ１２２，１２２と、フロントヘッド１２３と、第１シリンダブロック１２４と、ミドルプレート１２７と、第２シリンダブロック１２６と、リアヘッド１２５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１２３、第１シリンダブロック１２４、ミドルプレート１２７、第２シリンダブロック１２６およびリアヘッド１２５は、複数本のボルトによって一体に締結されている。
【００５６】
（２−１）シリンダブロック
第１シリンダブロック１２４と第２シリンダブロック１２６とは、同様の構成であるため、主として第１シリンダブロック１２４について説明を行い、第２シリンダブロック１２６については重複部分の説明を省略する。
第１シリンダブロック１２４には、図４に示すように、シリンダ孔１２４ａ、吸入孔１２４ｂ、吐出路１２４ｃおよびブレード収容孔１２４ｄが形成されている。シリンダ孔１２４ａは、回転軸１０１ａに沿って貫通する円柱状の孔である。吸入孔１２４ｂは、外周面１２４ｅからシリンダ孔１２４ａに貫通している。吐出路１２４ｃは、シリンダ孔１２４ａ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。ブレード収容孔１２４ｄは、後述するピストン１２１のブレード部１２１ｂを収容するための孔であり、第１シリンダブロック１２４の板厚方向に沿って貫通している。ブレード収容孔１２４ｄの回転軸１０１ａ側の部分は、後述するブッシュ１２２を収容しブッシュ１２２と摺動する。
【００５７】
そして、この第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａには、クランク軸１１７の偏心軸部１１７ａおよびピストン１２１のローラ部１２１ａが収容され、ブレード収容孔１２４ｄには、ピストン１２１のブレード部１２１ｂおよびブッシュ１２２が収容された状態で、吐出路１２４ｃがフロントヘッド１２３側を向くようにしてフロントヘッド１２３とミドルプレート１２７とに挟まれる。この結果、スイング圧縮機構１１５には、フロントヘッド１２３とミドルプレート１２７との間においてシリンダ室が形成され、このシリンダ室はピストン１２１によって吸入孔１２４ｂと連通する吸入室１１５ａと、吐出路１２４ｃと連通する吐出室１１５ｂとに区画されることになる。
【００５８】
第２シリンダブロック１２６にも、同様に、シリンダ孔、吸入孔、吐出路およびブレード収容孔が形成されている。第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔にも、クランク軸１１７の偏心軸部１１７ｂおよびピストン１２８のローラ部が収容されるが、第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａに収容されている偏心軸部１１７ａおよびローラ部１２１ａとは位相が１８０°ずれている。また、第２シリンダブロック１２６の吐出路は、ミドルプレート１２７とリアヘッド１２５とに挟まれる。この結果、スイング圧縮機構１１５には、ミドルプレート１２７とリアヘッド１２５との間においてもシリンダ室が形成される。
【００５９】
（２−２）クランク軸
クランク軸１１７には、下部に、第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａの中に配置される偏心軸部１１７ａと、第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔の中に配置される偏心軸部１１７ｂとが設けられている。２つの偏心軸部１１７ａ，１１７ｂは、互いの偏心軸がクランク軸１１７の回転軸１０１ａを挟んで対向するように形成されている。クランク軸１１７の上部は、駆動モータ１１６のロータ１５２に固定されている。
【００６０】
（２−３）ピストン
第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａの中に配置されるピストン１２１も、第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔の中に配置されるピストン１２８も、同様の構成である。ここでは、ピストン１２１を例にとって説明を行う。
ピストン１２１は、図４に示すように、円筒状のローラ部１２１ａと、そのローラ部１２１ａの径方向外側に突出するブレード部１２１ｂとを有する。なお、ローラ部１２１ａは、クランク軸１１７の偏心軸部１１７ａに嵌合された状態で第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａに挿入される。これにより、ローラ部１２１ａは、クランク軸１１７が回転すると、クランク軸１１７の回転軸１０１ａを中心とした公転運動を行う。また、ブレード部１２１ｂは、ブレード収容孔１２４ｄに収容される。これによりブレード部１２１ｂは、揺動すると同時に長手方向に沿ってブッシュ１２２およびブレード収容孔１２４ｄに対して進退運動を行うことになる。
【００６１】
（２−４）ブッシュ
ブッシュ１２２は、ピストン１２１に対してもピストン１２８に対しても設けられるが、ここではピストン１２１に対して設けられるものを例にとって説明を行う。
ブッシュ１２２は、略半円柱状の一対の部材であって、ピストン１２１のブレード部１２１ｂを挟み込むようにして第１シリンダブロック１２４のブレード収容孔１２４ｄに収容される。
【００６２】
（２−５）フロントヘッド
フロントヘッド１２３は、第１シリンダブロック１２４の吐出路１２４ｃ側を覆う部材であって、ケーシング１１０に嵌合されている。このフロントヘッド１２３には軸受部１２３ａが形成されており、この軸受部１２３ａにはクランク軸１１７が挿入される。また、このフロントヘッド１２３には、第１シリンダブロック１２４に形成された吐出路１２４ｃを通って流れてくる冷媒ガスを吐出管１１９ｃに導くための開口１２３ｂが形成されている。そして、この開口１２３ｂ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。
【００６３】
（２−６）リアヘッド
リアヘッド１２５は、シリンダブロック１２４，１２６およびミドルプレート１２７を挟んでフロントヘッド１２３と対向する部材であり、第２シリンダブロック１２６の下方を覆う。このリアヘッド１２５には、軸受部１２５ａが形成されており、この軸受部１２５ａにはクランク軸１１７が挿入される。また、リアヘッド１２５は、環状の外周部１２５ｂを有している。外周部１２５ｂの外周面は、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａと対向しており、両面は対面している。後述するように、リアヘッド１２５の外周部１２５ｂの外周面の下部と、それに対向する胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａの被溶接部１１１ｂとは、レーザー溶接によって接合される。
なお、図示していないが、このリアヘッド１２５には、第２シリンダブロック１２６に形成された吐出路を通って流れてくる冷媒ガスを吐出管１１９ｃに導くための開口が形成されている。
【００６４】
（２−７）ミドルプレート
ミドルプレート１２７は、第１シリンダブロック１２４と第２シリンダブロック１２６との間に配置され、上下それぞれに形成されるシリンダ室を分けている。
【００６５】
（３）駆動モータ
駆動モータ１１６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１１０の内壁面に固定された環状のステータ１５１と、ステータ１５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）を空けて回転自在に収容されたロータ１５２とから構成されている。
【００６６】
ステータ１５１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１５３が形成されている。また、ステータ１５１の外周面には、ステータ１５１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。
ロータ１５２には、回転軸１０１ａに沿うようにクランク軸１１７が固定されている。
なお、駆動モータ１１６のステータ１５１に巻回されている銅線は、ターミナル１７０の３本のターミナルピンと接続され電源供給されている。
【００６７】
（４）吸入管
吸入管１１９ａは、ケーシング１１０を貫通するように設けられており、一端が第１シリンダブロック１２４に形成される吸入孔１２４ｂに連通しており、他端がアキュームレータ１９０に連通している。
吸入管１１９ｂも、ケーシング１１０を貫通するように設けられており、一端が第２シリンダブロック１２６に形成される吸入孔に連通しており、他端がアキュームレータ１９０に連通している。
【００６８】
（５）吐出管
吐出管１１９ｃは、ケーシング１１０の上壁ケーシング部１１２を貫通するように設けられている。
【００６９】
（６）摺動部品の製造方法
本実施形態に係る圧縮機１０１において、ピストン１２１，１２８、フロントヘッド１２３、ミドルプレート１２７、リアヘッド１２５等の摺動部品は、第１実施形態の下部主軸受６０の製造方法と同様に、ダイキャストによって成形された後、切削加工を施すことによって製造される。
【００７０】
（７）スイング圧縮機構のリアヘッドと胴体ケーシング部との固定
スイング圧縮機構１１５のリアヘッド１２５は、図５に示すように、胴体ケーシング部１１１に、レーザー溶接によって固定される。具体的には、リアヘッド１２５の外周部１２５ｂの外周面の下部と、それに対向する胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａの被溶接部１１１ｂとが、対面状態（接触状態）とされ、その対面部分に、レーザー溶接機（本体は図示せず）のレーザー光照射部７２からレーザー光が照射されて、レーザー溶接が為される。ここで、レーザー光照射部７２から照射されるレーザー光は、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに沿うように、具体的には、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに対して５〜２０°程度の小さな角度θ（図５の角度θを参照）で、レーザー光が照射される。このため、リアヘッド１２５の外周部１２５ｂと胴体ケーシング部１１１の被溶接部１１１ｂとは、比較的小さな入熱量で、接合部分の溶け込み領域を大きく確保することができている。また、レーザー溶接を採用していることに加え、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに沿うようにレーザー光を接合部分に直接照射しているため、リアヘッド１２５に入熱される熱量を少なくすることができており、リアヘッド１２５に歪みが殆ど生じず、クランク軸１１７の軸芯がずれたりスイング圧縮機構１１５における摩耗量が大きくなったりする不具合が回避できている。
【００７１】
なお、図３および図５から明らかなように、レーザー溶接機のレーザー光照射部７２からのレーザー光は、リアヘッド１２５の下方から、すなわち、リアヘッド１２５の駆動モータ１１６が存在する側と反対の側から、照射されている。また、図３より明らかなように、スイング圧縮機構１１５のうち最も下側（駆動モータ１１６から離れた側）にあるリアヘッド１２５を胴体ケーシング部１１１まで延ばし、リアヘッド１２５と胴体ケーシング部１１１とを下方からレーザー溶接する方法を採用しているため、レーザーの焦点距離を小さくすることができ、接合の精度を高くすることができている。
また、レーザー溶接は、リアヘッド１２５の環状の外周部１２５ｂと胴体ケーシング部１１１の被溶接部１１１ｂとの対面部分に対し、全周にわたって実施されている。
【００７２】
＜圧縮機の運転動作＞
駆動モータ１１６が駆動されると、クランク軸１１７が回転軸１０１ａ周りに回転し、偏心軸部１１７ａが偏心回転し、この偏心軸部１１７ａに嵌合されたピストン１２１のローラ部１２１ａが、その外周面を、第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａの内周面に接しながら公転する。そして、ローラ部１２１ａがシリンダ室内で公転するに伴って、ブレード部１２１ｂは両側面をブッシュ１２２によって保持されながら進退動する。そうすると、第１シリンダブロック１２４の吸入孔１２４ｂに接続された吸入管１１９ａから低圧の冷媒ガスが吸入され、圧縮されて高圧にされた後、吐出路１２４ｃから高圧の冷媒ガスとして吐出される。
【００７３】
同様に、駆動モータ１１６が駆動されると、偏心軸部１１７ｂが偏心回転し、この偏心軸部１１７ｂに嵌合されたピストン１２８のローラ部が、その外周面を、第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔の内周面に接しながら公転する。これにより、第２シリンダブロック１２６の吸入孔に接続された吸入管１１９ｂから低圧の冷媒ガスが吸入され、圧縮されて高圧にされた後、吐出路から高圧の冷媒ガスとして吐出される。
【００７４】
＜圧縮機の特徴＞
（１）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１では、従来のようにアーク溶接により胴体ケーシング部１１１とスイング圧縮機構１１５とを溶接するのではなく、レーザー溶接により両者の接合を行っている。
【００７５】
ただ、ケーシング１１０の外側から胴体ケーシング部１１１を貫通させる形でレーザー光を照射するのでは、胴体ケーシング部１１１が５ｍｍ以上（ここでは、８〜１０ｍｍ）の板厚を有していることから、時間をかけて入熱量を多く確保しなければ、胴体ケーシング部１１１とリアヘッド１２５との溶け込み領域が小さくなってしまう。一方、入熱量を大きくすると、胴体ケーシング部１１１に歪みが生じ、リアヘッド１２５の位置精度の確保、すなわち、スイング圧縮機構１１５とクランク軸１１７との相対位置精度の確保が難しくなる。
【００７６】
これに鑑み、圧縮機１０１では、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａの被溶接部１１１ｂと、その被溶接部１１１ｂに接するリアヘッド１２５の外周部１２５ｂの外周面との対面部分に対して、直接、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに沿うようにレーザー光を照射している。このように、ケーシング１１０の内側から被溶接部１１１ｂと外周部１２５ｂとの対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。
【００７７】
また、レーザー溶接により胴体ケーシング部１１１とリアヘッド１２５とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機１０１の小型化を図ることができている。
なお、同じ入熱量である場合、ケーシング１１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１１を貫通させてリアヘッド１２５を胴体ケーシング部１１１に溶接する方法に較べ、リアヘッド１２５と胴体ケーシング部１１１との対面部分に直接レーザー光を当てる上記方法を採ったほうが、接合部分の強度が高くなる。
【００７８】
（２）
ケーシング１１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１１を貫通させてリアヘッド１２５を溶接するのではなく、上記（１）のように、ケーシング１１０の内側から被溶接部１１１ｂと外周部１２５ｂとの対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることによる、入熱量低減の効果は、胴体ケーシング部１１１の板厚が、５mm以上、特に７ｍｍを超えるような場合に非常に有利に働く。圧縮機１０１のように胴体ケーシング部１１１の板厚が８〜１０mmとなる場合に、ケーシング１１０の外側からレーザー光を照射してレーザー溶接を行おうとすると、胴体ケーシング部１１１とリアヘッド１２５との溶け込み領域を十分に確保するためには大きな熱量がリアヘッド１２５と胴体ケーシング部１１１とに入ることになり、胴体ケーシング部１１１に歪みが生じてスイング圧縮機構１１５とクランク軸１１７との相対位置精度を確保することが難しくなるからである。
【００７９】
（３）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１では、フロントヘッド１２３、第１シリンダブロック１２４、リアヘッド１２５、ピストン１２１などが、半溶融ダイキャスト成形工程を経て製造される。このため、従来の砂型鋳造方法により製造される片状黒鉛鋳鉄製のシリンダブロックやピストンよりも高引張強度かつ高硬度のシリンダブロックやピストンを容易に得ることができる。また、半溶融ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができており、切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなっている。
なお、半溶融ダイキャスト成形法ではなく、半凝固ダイキャスト成型法を採用することも可能である。
【００８０】
（４）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１は、ＣＯ２冷媒用の圧縮機であり内部圧力が非常に高くなるが、リアヘッド１２５の環状の外周部１２５ｂと胴体ケーシング部１１１の被溶接部１１１ｂとの対面部分に対し、その全周にわたってレーザー溶接が為されているため、ケーシング１１０からスイング圧縮機構１１５が外れるといった不具合は生じない。
【００８１】
（５）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１では、スイング圧縮機構１１５の構成部品の１つであるリアヘッド１２５を、駆動モータ１１６のロータ１５２と一体の状態で胴体ケーシング部１１１に挿入し、ステータ１５１とロータ１５２との芯を出して組み立てた状態でレーザー溶接を行う。そして、レーザー溶接により上述のように歪みが抑制されているため、圧縮機１０１では、ステータ１５１とロータ１５２との隙間の均一性が向上し、またスイング圧縮機構１１５の各構成部品の相対位置精度を容易に確保することができるので、振動やスイング圧縮機構１１５の各構成部品の摩耗量を所定の設計値の範囲内に収めることができている。
【００８２】
＜変形例＞
（Ａ）
第２実施形態に係る圧縮機１０１は、シリンダ室の中でピストンが回転することで圧縮を行うロータリー式の圧縮機の中でも、ローラ部とブレード部とを一体化した形のスイング式を採用しているが、本発明は、ローラ部とブレード部とが別体である圧縮機に対しても適用可能である。
【００８３】
（Ｂ）
第２実施形態に係る圧縮機１０１では、リアヘッド１２５の環状の外周部１２５ｂを胴体ケーシング部１１１にレーザー溶接しているが、リアヘッド１２５ではなく第１シリンダブロック１２４、ミドルプレート１２７、第２シリンダブロック１２６あるいはフロントヘッド１２３を胴体ケーシング部１１１まで延ばし、その部品と胴体ケーシング部１１１とをレーザー溶接する構成とすることもできる。
【００８４】
（Ｃ）
第２実施形態に係る圧縮機１０１は、フロントヘッド１２３とミドルプレート１２７との間にシリンダ室が形成されるとともに、ミドルプレート１２７とリアヘッド１２５との間にもシリンダ室が形成される、いわゆる２シリンダ−タイプの圧縮機であるが、ミドルプレートがない圧縮機（いわゆる１シリンダ−タイプの圧縮機）においても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図。
【図２】下部主軸受と胴体ケーシング部との接合部分の拡大図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の縦断面図。
【図４】図３のIV-IV矢視断面図。
【図５】スイング圧縮機構のリアヘッドと胴体ケーシング部との接合部分の拡大図。
【符号の説明】
【００８６】
１ スクロール式の圧縮機
１１ 胴体ケーシング部
１１ａ 胴体ケーシング部の内面
１１ｂ 胴体ケーシング部の内面の被溶接部（第１部）
１６ 駆動モータ（回転機械）
１７ 駆動軸（回転軸）
６０ 下部主軸受（軸受）
６１ 下部主軸受の外周部（第２部）
１０１ ロータリー式（スイング式）の圧縮機
１１１ 胴体ケーシング部
１１１ａ 胴体ケーシング部の内面
１１１ｂ 胴体ケーシング部の内面の被溶接部（第１部）
１１５ スイング圧縮機構
１１６ 駆動モータ（回転機械）
１２１ ピストン（ロータ）
１２３ フロントヘッド（第１ヘッド部材）
１２４ 第１シリンダブロック（シリンダ部材）
１２５ リアヘッド（第２ヘッド部材）
１２５ｂ リアヘッドの外周部（第２部）
１２６ 第２シリンダブロック（シリンダ部材）
１２７ ミドルプレート（ヘッド部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍装置などにおいて冷媒を圧縮するために、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機といった圧縮機が従来から広く用いられている。
これらの圧縮機において、胴体ケーシングに対して、ケーシングの内部に配置される内部部品を、スポット溶接で固定することが行われている。例えば、特許文献１の圧縮機では、モータの回転軸を軸支する軸受と胴体ケーシングとが、複数位置において胴体ケーシングの外側からスポット溶接されて接合している。具体的には、胴体ケーシングに穴を開け、その穴に溶加材を用いてアーク溶接（ＴＩＧ溶接など）を行うことで、胴体ケーシングに軸受を固定するとともに胴体ケーシングに開けていた穴を塞いでいる。
【特許文献１】特開２０００−１０４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のスクロール圧縮機の軸受やロータリー圧縮機のシリンダなどの内部部品は、圧縮機において極めて高い位置精度が確保されている必要がある。もしも、溶接時の入熱による歪みが大きくなって圧縮機の内部部品の位置精度が悪化すると、内部部品等の摩耗量が大きくなったり圧縮機の性能が低下したりする。
しかし、近年のＣＯ２（二酸化炭素）冷媒を圧縮するための圧縮機などでは、従来のフロン系冷媒に較べて圧縮機内での圧力が高くなるため、ケーシングの板厚を大きくする傾向にある。例えば、従来であれば３〜４ｍｍであったケーシングの板厚が、最近のＣ０２圧縮機の場合には、８〜１０ｍｍにまで厚くなっている。このようなケーシングを備える圧縮機において、アーク溶接によって胴体ケーシングに内部部品を固定する従来の方法を採用すると、入熱量が大きくなりすぎて、内部部品の位置精度を確保することが難しくなる。一方、高い位置精度が要求される内部部品を直接胴体ケーシングに溶接するのではなく、マウンティングプレートを胴体ケーシングに溶接し、内部部品をマウンティングプレートに対してボルトで締結するという方法を採ることが考えられるが、この方法を採る場合にはコストアップや圧縮機の大型化が懸念される。
【０００４】
本発明の課題は、圧縮機の胴体ケーシングに対して内部部品を溶接しつつ、内部部品の位置精度の確保が容易となる圧縮機の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る圧縮機の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備えている。製造される圧縮機は、ケーシングおよび内部部品を備える。ケーシングは、内面に第１部を有している。内部部品は、ケーシングの内部に収容されるものであり、第１部に対向する第２部を有している。第１工程では、ケーシングの第１部と内部部品の第２部とを対面させる。第２工程では、第１部と第２部との対面部分の少なくとも一部に、ケーシングの内面に沿うようにレーザー光を照射して、ケーシングと内部部品とをレーザー溶接する。
【０００６】
ここでは、従来のようにアーク溶接によりケーシングと内部部品とを溶接するのではなく、レーザー溶接により両者の溶接を行っている。
ただ、ケーシングの外側からケーシングを貫通させる形でレーザーを照射するのでは、ケーシングの板厚が大きい場合には、時間をかけて入熱量を多く確保しなければ、ケーシングと内部部品との溶け込み領域が小さくなってしまう。一方、入熱量を大きくすると、歪みによって内部部品の位置精度の確保が難しくなる。
【０００７】
これに鑑み、第１発明では、ケーシングの内面の第１部と、その第１部に接する内部部品の第２部との対面部分に対して、ケーシングの内面に沿う角度で直接レーザー光を照射している。このように、ここでは、ケーシングの内側から第１部と第２部との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。
【０００８】
また、レーザー溶接によりケーシングと内部部品とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機の小型化を図ることができる。
なお、同じ入熱量である場合、ケーシングの外側からレーザー光を照射してケーシングを貫通させて内部部品を溶接する方法に較べ、両者の対面部分に直接レーザー光を当てる本発明の方法を採ったほうが、接合部分の強度が高くなる。
【０００９】
第２発明に係る圧縮機の製造方法は、第１発明の方法であって、ケーシングの第１部の厚みが５mm以上である。
このようにケーシングが厚い場合、ケーシングの外側からレーザー光を貫通させてケーシング内面の第１部と内部部品の第２部とを溶接しようとすると、溶接領域が小さくなったり、溶接領域を確保させるために内部部品に大きな入熱が加わったりする。
【００１０】
しかし、ここでは第１部と第２部との対面部分にケーシングの内側から直接レーザー光を当てる方法を採っているため、小さな入熱量で十分な溶接領域を確保することができる。
なお、本発明は、ケーシングの板厚が７ｍｍを超えるような場合に、特にその効果が顕著となる。
【００１１】
第３発明に係る圧縮機の製造方法は、第１又は第２発明の方法であって、圧縮機は、スクロール式の圧縮機であり、回転機械および回転機械の回転軸を軸支する軸受を有する回転機構を備えている。また、内部部品は、回転機構の軸受である。
ここでは、回転機械の回転軸の芯の位置精度を比較的容易に確保することができる。
【００１２】
第４発明に係る圧縮機の製造方法は、第１又は第２発明の方法であって、圧縮機は、ロータリー式の圧縮機であり、シリンダ部材およびシリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材を有する圧縮機構を備えている。また、内部部品は、シリンダ部材あるいはヘッド部材である。
ここでは、圧縮機構の構成部品であるシリンダ部材やヘッド部材の相対位置精度などを比較的容易に確保することができ、圧縮機の振動や圧縮機構の各部品の摩耗量を所定の設計値の範囲内に収めることができる。
【００１３】
第５発明に係る圧縮機の製造方法は、第４発明の方法であって、内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形されたシリンダ部材あるいはヘッド部材である。
ここでは、半溶融／半凝固ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができて切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなる。
【００１４】
第６発明に係る圧縮機の製造方法は、第４又は第５発明の方法であって、圧縮機は、シリンダ部材およびヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータを回す回転機械をさらに備えている。ヘッド部材は、シリンダ部材の回転機械側に位置する第１ヘッド部材と、シリンダ部材を挟んで第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材とから成っている。内部部品は、第２ヘッド部材である。そして、第２工程では、ケーシングの第１部と、第２ヘッド部材の第２部との対面部分に、回転機械が存在する側とは反対の側からレーザー光を照射する。
ここでは、シリンダ部材、第１ヘッド部材および第２ヘッド部材を有する圧縮機構の片側（シリンダ部材から見て第１ヘッド部材側）に回転機械が存在するが、レーザー光の照射は反対側（シリンダ部材から見て第２ヘッド部材側）から行うため、回転機械がレーザー溶接を妨げる恐れが少なくなる。
【００１５】
第７発明に係る圧縮機の製造方法は、第１〜第６発明のいずれかの方法であって、第２工程において、レーザー光は、ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射される。
【００１６】
第８発明に係る圧縮機の製造方法は、第１〜第７発明のいずれかの方法であって、第２工程において、レーザー光は、第１部と第２部との対面部分に対し全周にわたって照射される。
ここでは、全周にわたってレーザー溶接が為されるため、ＣＯ２を冷媒とする冷凍機械に圧縮機が用いられて内部圧力が非常に高くなるような場合でも、ケーシングから内部部品が外れるといった恐れが殆どなくなる。
【００１７】
第９発明に係る圧縮機は、内面に第１部を有するケーシングと、そのケーシングの内部に収容され第１部に対向する第２部を有する内部部品とを備えている。第１部と第２部とは、ケーシングの内面に沿うようにレーザー光が照射され、レーザー溶接されている。
【００１８】
第１０発明に係る圧縮機は、第９発明の圧縮機であって、圧縮対象が、二酸化炭素冷媒である。
【００１９】
第１１発明に係る圧縮機は、第９又は第１０発明の圧縮機であって、ケーシングの第１部は、厚みが５mm以上である。
【００２０】
第１２発明に係る圧縮機は、第９〜第１１発明のいずれかの圧縮機であって、スクロール式の圧縮機である。この圧縮機は、回転機構をさらに備えている。回転機構は、回転機械と、その回転機械の回転軸を軸支する軸受とを有している。そして、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、回転機構の軸受である。
【００２１】
第１３発明に係る圧縮機は、第９〜第１１発明のいずれかの圧縮機であって、ロータリー式の圧縮機である。この圧縮機は、圧縮機構をさらに備えている。圧縮機構は、シリンダ部材と、そのシリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材とを有している。そして、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、シリンダ部材あるいはヘッド部材である。
【００２２】
第１４発明に係る圧縮機は、第１３発明の圧縮機であって、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形されたシリンダ部材あるいはヘッド部材である。
【００２３】
第１５発明に係る圧縮機は、第１３又は第１４発明の圧縮機であって、回転機械をさらに備えている。回転機械は、シリンダ部材およびヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータを回す。ヘッド部材は、シリンダ部材の回転機械側に位置する第１ヘッド部材と、シリンダ部材を挟んで第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材とを有している。そして、ケーシングにレーザー溶接される内部部品は、第２ヘッド部材である。ケーシングの第１部と、第２ヘッド部材の第２部との対面部分には、回転機械が存在する側とは反対の側からレーザー光が照射されている。
【００２４】
第１６発明に係る圧縮機は、第９〜第１５発明のいずれかの圧縮機であって、レーザー光が、ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射されて、第１部と第２部とがレーザー溶接されている。
【００２５】
第１７発明に係る圧縮機は、第９〜第１６発明のいずれかの圧縮機であって、レーザー光が、第１部と第２部との対面部分に対し、その全周にわたって照射されて、第１部と第２部とがレーザー溶接されている。
【発明の効果】
【００２６】
第１発明に係る圧縮機の製造方法では、ケーシングの内側から第１部と第２部との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。そして、レーザー溶接によりケーシングと内部部品とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機の小型化を図ることができる。
第２発明に係る圧縮機の製造方法では、ケーシングが厚いが、第１部と第２部との対面部分にケーシングの内側から直接レーザー光を当てる方法を採っているため、小さな入熱量で十分な溶接領域を確保することができる。
第３発明や第４発明に係る圧縮機の製造方法では、回転機械の回転軸の芯の位置精度を比較的容易に確保することができる。
第５発明に係る圧縮機の製造方法では、半溶融／半凝固ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができて切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなる。
【００２７】
第６発明に係る圧縮機の製造方法では、シリンダ部材、第１ヘッド部材および第２ヘッド部材を有する圧縮機構の片側に回転機械が存在するが、レーザー光の照射は反対側から行うため、回転機械がレーザー溶接を妨げる恐れが少なくなる。
第７発明に係る圧縮機の製造方法では、第１部と第２部とを広い面積でレーザー溶接できる。
第８発明に係る圧縮機の製造方法では、全周にわたってレーザー溶接が為されるため、ＣＯ２を冷媒とする冷凍機械に圧縮機が用いられて内部圧力が非常に高くなるような場合でも、ケーシングから内部部品が外れるといった恐れが殆どなくなる。
第９発明や第１０発明に係る圧縮機では、ケーシングの内側から第１部と第２部との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。そして、レーザー溶接によりケーシングと内部部品とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機の小型化を図ることができる。
第１１発明に係る圧縮機では、ケーシングが厚いが、第１部と第２部との対面部分にケーシングの内側から直接レーザー光を当てる方法を採っているため、小さな入熱量で十分な溶接領域を確保することができる。
【００２８】
第１２発明や第１３発明に係る圧縮機では、回転機械の回転軸の芯の位置精度を比較的容易に確保することができる。
第１４発明に係る圧縮機では、半溶融／半凝固ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができて切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなる。
第１５発明に係る圧縮機では、シリンダ部材、第１ヘッド部材および第２ヘッド部材を有する圧縮機構の片側に回転機械が存在するが、レーザー光の照射は反対側から行うため、回転機械がレーザー溶接を妨げる恐れが少なくなる。
第１６発明に係る圧縮機では、第１部と第２部とを広い面積でレーザー溶接できる。
第１７発明に係る圧縮機では、全周にわたってレーザー溶接が為されるため、ＣＯ２を冷媒とする冷凍機械に圧縮機が用いられて内部圧力が非常に高くなるような場合でも、ケーシングから内部部品が外れるといった恐れが殆どなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
＜圧縮機の概略構成＞
本発明の第１実施形態に係るスクロール式の圧縮機１を、図１に示す。この圧縮機１は、蒸発器、凝縮器、膨張弁などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、主に、円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダムリング３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９ａ、および吐出管１９ｂから構成されている。
なお、圧縮機１は、圧縮する対象のガス冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）が使用されることを前提に設計されているものである。
【００３０】
（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴体ケーシング部１１と、胴体ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁ケーシング部１２と、胴体ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁ケーシング部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クロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。
なお、この圧縮機１がＣＯ２冷媒用のものであり、高い耐圧性が必要になるため、胴体ケーシング部１１、上壁ケーシング部１２および底壁ケーシング部１３の板厚は、８〜１０ｍｍとされており、通常のＲ４１０Ａなどの冷媒用の圧縮機のケーシング厚み（３〜４ｍｍ）に較べてかなり厚くなっている。
【００３１】
（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール部材２４と、固定スクロール部材２４に噛み合う可動スクロール部材２６とから構成されている。
【００３２】
（２−１）固定スクロール部材
固定スクロール部材２４は、主に、鏡板２４ａと、鏡板２４ａから下方に延びる渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂとから構成される。
鏡板２４ａには、後述する圧縮室４０に連通する吐出穴４１と、吐出穴４１に連通する拡大凹部４２とが形成されている。吐出穴４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。
【００３３】
拡大凹部４２は、吐出穴４１と連続し、吐出穴４１よりも拡大した空間を形成するもので、鏡板２４ａの上面に水平方向に広がるように形成された凹部である。そして、固定スクロール部材２４には、この拡大凹部４２の上を塞ぐように、蓋体４４がボルトにより締結固定される。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより、スクロール圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室としてのマフラー空間４５が形成される。固定スクロール部材２４と蓋体４４とは、図示しないパッキンを介して密着させることによりシールされている。
【００３４】
（２−２）可動スクロール部材
可動スクロール部材２６は、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａから上方に延びる渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂとから構成される。可動スクロール部材２６は、アウタードライブタイプの可動スクロールであり、駆動軸１７の外周溝に嵌合する軸受部を有している。可動スクロール部材２６は、鏡板２６ａの下面に形成される溝部にオルダムリング３９が嵌め込まれることにより、ハウジング２３に支持される。
【００３５】
可動スクロール部材２６は、駆動軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。可動スクロール部材２６のラップ２６ｂは固定スクロール部材２４のラップ２４ｂに噛み合っており、両ラップ２４ｂ、２６ｂの接触部の間には圧縮室４０が形成される。そして、この圧縮室４０は、可動スクロール部材２６の公転に伴い中心に向かって変移し、その容積が収縮していく。これにより、圧縮機１では、圧縮室４０に入ったガス冷媒が圧縮される。
【００３６】
（２−３）ハウジング
ハウジング２３は、その外周面において、周方向の全体に亘って胴体ケーシング部１１に圧入固定されている。つまり、胴体ケーシング部１１とハウジング２３とは全周に亘って密着されている。これにより、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３よりも下方の高圧空間２８と、ハウジング２３よりも上方の低圧空間２９とに区画される。また、このハウジング２３は、その上端面が固定スクロール部材２４の下端面と密着するように、複数のボルトにより固定スクロール部材２４と締結固定されている。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には、上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３に駆動軸１７が軸受３４を介して回転自在に嵌入されている。
【００３７】
（２−４）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール部材２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。連絡通路４６の上端はマフラー空間４５を形成する拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、圧縮された冷媒は、圧縮室４０からマフラー空間４５を経て間隙空間１８に流出する。
【００３８】
（３）オルダムリング
オルダムリング３９は、上述したように、可動スクロール部材２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００３９】
（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、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）を空けて回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。
【００４０】
ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方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が設けられている。
ロータ５２は、上下方向に延びるように胴体ケーシング部１１の軸心に配置された駆動軸１７を介して、スクロール圧縮機構１５の可動スクロール部材２６に駆動連結されている。
【００４１】
（５）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴体ケーシング部１１に固定されるとともに駆動軸１７の下部を軸支している。
また、下部主軸受６０は、周方向に複数箇所、胴体ケーシング部１１まで延びる外周部６１を有している。これらの外周部６１は、それぞれ、その下部において胴体ケーシング部１１とレーザー溶接される。このレーザー溶接については後述する。
【００４２】
（６）吸入管
吸入管１９ａは、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁ケーシング部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９ａは、低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール部材２４に嵌入されている。
【００４３】
（７）吐出管
吐出管１９ｂは、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴体ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管１９ｂは、上下方向に延びる円筒形状に形成されハウジング２３の下端部の近傍に内端部３６を有している。なお、吐出管１９ｂの内端開口、即ち流入口は、ハウジング２３によって下方に向かって開口されている。
【００４４】
（８）下部主軸受の製造方法
下部主軸受６０は、ダイキャストによって成形された後、切削加工を施すことによって製造される。
（８−１）素材
下部主軸受６０の原材料である鉄素材は、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である。ここにいう重量割合は、全量に対する割合である。また、ビレットとは、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ている。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となるように決定されている。
【００４５】
（８−２）半溶融ダイキャスト成形
上記の鉄素材を使い、ダイキャストの一種である半溶融ダイキャスト成形法により、下部主軸受６０が成形される。
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、ビレットを所望の形状に成形する。そして、金型から取り出して急冷させることにより、その金属組織は、全体的に白銑化したものとなる。その後、熱処理を施すと、この下部主軸受６０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。
【００４６】
（８−３）機械加工
上記の半溶融ダイキャスト成形法により成形された下部主軸受６０は、さらに機械加工されることによって、圧縮機１に組み込まれる最終の形状となる。
（９）下部主軸受と胴体ケーシング部との固定
互いに隣接する、下部主軸受６０の外周部６１と、胴体ケーシング部１１とは、図２に示すように、レーザー溶接される。具体的には、外周部６１の下部と、そこに対向する胴体ケーシング部１１の被溶接部１１ｂとが、対面状態（接触状態）とされ、その対面部分に、レーザー溶接機（本体は図示せず）のレーザー光照射部７２からレーザー光が照射されて、レーザー溶接が為される。ここで、レーザー光照射部７２から照射されるレーザー光は、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに沿うように、具体的には、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに対して５〜２０°程度の小さな角度θ（図２の角度θを参照）で、照射される。このため、下部主軸受６０の外周部６１と胴体ケーシング部１１の被溶接部１１ｂとは、比較的小さな入熱量で、接合部分の溶け込み領域を大きく確保することができている。また、レーザー溶接を採用していることに加え、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに沿うようにレーザー光を接合部分に直接照射しているため、下部主軸受６０に入熱される熱量を少なくすることができており、下部主軸受６０に歪みが殆ど生じず、駆動軸１７の軸芯がずれるような不具合が回避できている。
【００４７】
なお、外周部６１の下部と、そこに対向する胴体ケーシング部１１の被溶接部１１ｂとを対面状態にする際には、胴体ケーシング部１１に対し、わずかな隙間を持たせて下部主軸受６０の外周部６１を挿入する。これにより、外周部６１の下部と被溶接部１１ｂとが、わずかな隙間を挟んで対面するようになる。このように両者の間にわずかな隙間があくようにしているのは、胴体ケーシング部１１の芯と下部主軸受６０との芯とを合わせるためである。
【００４８】
＜圧縮機の運転動作＞
駆動モータ１６が駆動されると、駆動軸１７が回転し、可動スクロール部材２６が自転することなく公転運転を行う。すると、低圧のガス冷媒が、吸入管１９から圧縮室４０に吸引され、圧縮室４０の容積変化に伴って圧縮され、高圧のガス冷媒となる。そして、この高圧のガス冷媒は、圧縮室４０から吐出穴４１を通ってマフラー空間４５へ吐出され、その後、連絡通路４６を通って間隙空間１８へ流出し、吐出管２０を通ってケーシング１０の外に吐出される。そして、圧縮機１から吐出されたガス冷媒は、図示しない冷媒回路を循環した後、再度吸入管１９を通ってスクロール圧縮機構１５に吸入され圧縮される。
【００４９】
＜圧縮機の特徴＞
（１）
第１実施形態に係るスクロール式の圧縮機１では、従来のようにアーク溶接により胴体ケーシング部１１と下部主軸受６０とを溶接するのではなく、レーザー溶接により両者の接合を行っている。
【００５０】
ただ、ケーシング１０の外側から胴体ケーシング部１１を貫通させる形でレーザー光を照射するのでは、胴体ケーシング部１１が５ｍｍ以上（ここでは、８〜１０ｍｍ）の板厚を有していることから、時間をかけて入熱量を多く確保しなければ、胴体ケーシング部１１と下部主軸受６０との溶け込み領域が小さくなってしまう。一方、入熱量を大きくすると、胴体ケーシング部１１等に生じる歪みによって下部主軸受６０の位置精度の確保が難しくなる。
【００５１】
これに鑑み、圧縮機１では、胴体ケーシング部１１の内面１１ａの被溶接部１１ｂと下部主軸受６０の外周部６１の下部との対面部分に対して、直接、胴体ケーシング部１１の内面１１ａに沿う角度θでレーザー光を照射している。このように、ケーシング１０の内側から被溶接部１１ｂと外周部６１との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。
なお、同じ入熱量である場合、ケーシング１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１を貫通させて下部主軸受６０を胴体ケーシング部１１に溶接する方法に較べ、下部主軸受６０と胴体ケーシング部１１との対面部分に直接レーザー光を当てる上記方法を採ったほうが、接合部分の強度が高くなる。
【００５２】
（２）
ケーシング１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１を貫通させて下部主軸受６０を溶接するのではなく、上記（１）のように、ケーシング１０の内側から被溶接部１１ｂと外周部６１との対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることによる、入熱量低減の効果は、胴体ケーシング部１１の板厚が、５mm以上、特に７ｍｍを超えるような場合に非常に有利に働く。圧縮機１のように胴体ケーシング部１１の板厚が８〜１０mmとなる場合に、ケーシング１０の外側からレーザー光を照射してレーザー溶接を行おうとすると、胴体ケーシング部１１と下部主軸受６０との溶け込み領域を十分に確保するためには大きな熱量が下部主軸受６０に入ることになり、歪みが生じて軸芯の精度を確保することが難しくなるからである。
【００５３】
〔第２実施形態〕
＜圧縮機の概略構成＞
本発明の第２実施形態に係るロータリー式（より詳細にはスイング式）の圧縮機１０１は、図３に示すように、主として、密閉ドーム型のケーシング１１０、スイング圧縮機構１１５、駆動モータ１１６、吸入管１１９ａ，１１９ｂ、および吐出管１１９ｃから構成されている。このスイング圧縮機１０１には、ケーシング１１０にアキュームレータ（気液分離器）１９０が取り付けられている。
なお、圧縮機１０１は、圧縮する対象のガス冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）が使用されることを前提に設計されているものである。
【００５４】
（１）ケーシング
ケーシング１１０は、略円筒状の胴体ケーシング部１１１と、胴体ケーシング部１１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁ケーシング部１１２と、胴体ケーシング部１１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁ケーシング部１１３とを有する。そして、このケーシング１１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスイング圧縮機構１１５と、スイング圧縮機構１１５の上方に配置される駆動モータ１１６とが収容されている。このスイング圧縮機構１１５と駆動モータ１１６とは、ケーシング１１０内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸１１７によって連結されている。
なお、この圧縮機１０１がＣＯ２冷媒用のものであり、高い耐圧性が必要になるため、胴体ケーシング部１１１、上壁ケーシング部１１２および底壁ケーシング部１１３の板厚は、８〜１０ｍｍとされており、通常のＲ４１０Ａなどの冷媒用の圧縮機のケーシング厚み（３〜４ｍｍ）に較べてかなり厚くなっている。
【００５５】
（２）スイング圧縮機構
スイング圧縮機構１１５は、図３および図４に示すように、主に、クランク軸１１７と、ピストン１２１，１２８と、ブッシュ１２２，１２２と、フロントヘッド１２３と、第１シリンダブロック１２４と、ミドルプレート１２７と、第２シリンダブロック１２６と、リアヘッド１２５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１２３、第１シリンダブロック１２４、ミドルプレート１２７、第２シリンダブロック１２６およびリアヘッド１２５は、複数本のボルトによって一体に締結されている。
【００５６】
（２−１）シリンダブロック
第１シリンダブロック１２４と第２シリンダブロック１２６とは、同様の構成であるため、主として第１シリンダブロック１２４について説明を行い、第２シリンダブロック１２６については重複部分の説明を省略する。
第１シリンダブロック１２４には、図４に示すように、シリンダ孔１２４ａ、吸入孔１２４ｂ、吐出路１２４ｃおよびブレード収容孔１２４ｄが形成されている。シリンダ孔１２４ａは、回転軸１０１ａに沿って貫通する円柱状の孔である。吸入孔１２４ｂは、外周面１２４ｅからシリンダ孔１２４ａに貫通している。吐出路１２４ｃは、シリンダ孔１２４ａ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。ブレード収容孔１２４ｄは、後述するピストン１２１のブレード部１２１ｂを収容するための孔であり、第１シリンダブロック１２４の板厚方向に沿って貫通している。ブレード収容孔１２４ｄの回転軸１０１ａ側の部分は、後述するブッシュ１２２を収容しブッシュ１２２と摺動する。
【００５７】
そして、この第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａには、クランク軸１１７の偏心軸部１１７ａおよびピストン１２１のローラ部１２１ａが収容され、ブレード収容孔１２４ｄには、ピストン１２１のブレード部１２１ｂおよびブッシュ１２２が収容された状態で、吐出路１２４ｃがフロントヘッド１２３側を向くようにしてフロントヘッド１２３とミドルプレート１２７とに挟まれる。この結果、スイング圧縮機構１１５には、フロントヘッド１２３とミドルプレート１２７との間においてシリンダ室が形成され、このシリンダ室はピストン１２１によって吸入孔１２４ｂと連通する吸入室１１５ａと、吐出路１２４ｃと連通する吐出室１１５ｂとに区画されることになる。
【００５８】
第２シリンダブロック１２６にも、同様に、シリンダ孔、吸入孔、吐出路およびブレード収容孔が形成されている。第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔にも、クランク軸１１７の偏心軸部１１７ｂおよびピストン１２８のローラ部が収容されるが、第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａに収容されている偏心軸部１１７ａおよびローラ部１２１ａとは位相が１８０°ずれている。また、第２シリンダブロック１２６の吐出路は、ミドルプレート１２７とリアヘッド１２５とに挟まれる。この結果、スイング圧縮機構１１５には、ミドルプレート１２７とリアヘッド１２５との間においてもシリンダ室が形成される。
【００５９】
（２−２）クランク軸
クランク軸１１７には、下部に、第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａの中に配置される偏心軸部１１７ａと、第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔の中に配置される偏心軸部１１７ｂとが設けられている。２つの偏心軸部１１７ａ，１１７ｂは、互いの偏心軸がクランク軸１１７の回転軸１０１ａを挟んで対向するように形成されている。クランク軸１１７の上部は、駆動モータ１１６のロータ１５２に固定されている。
【００６０】
（２−３）ピストン
第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａの中に配置されるピストン１２１も、第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔の中に配置されるピストン１２８も、同様の構成である。ここでは、ピストン１２１を例にとって説明を行う。
ピストン１２１は、図４に示すように、円筒状のローラ部１２１ａと、そのローラ部１２１ａの径方向外側に突出するブレード部１２１ｂとを有する。なお、ローラ部１２１ａは、クランク軸１１７の偏心軸部１１７ａに嵌合された状態で第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａに挿入される。これにより、ローラ部１２１ａは、クランク軸１１７が回転すると、クランク軸１１７の回転軸１０１ａを中心とした公転運動を行う。また、ブレード部１２１ｂは、ブレード収容孔１２４ｄに収容される。これによりブレード部１２１ｂは、揺動すると同時に長手方向に沿ってブッシュ１２２およびブレード収容孔１２４ｄに対して進退運動を行うことになる。
【００６１】
（２−４）ブッシュ
ブッシュ１２２は、ピストン１２１に対してもピストン１２８に対しても設けられるが、ここではピストン１２１に対して設けられるものを例にとって説明を行う。
ブッシュ１２２は、略半円柱状の一対の部材であって、ピストン１２１のブレード部１２１ｂを挟み込むようにして第１シリンダブロック１２４のブレード収容孔１２４ｄに収容される。
【００６２】
（２−５）フロントヘッド
フロントヘッド１２３は、第１シリンダブロック１２４の吐出路１２４ｃ側を覆う部材であって、ケーシング１１０に嵌合されている。このフロントヘッド１２３には軸受部１２３ａが形成されており、この軸受部１２３ａにはクランク軸１１７が挿入される。また、このフロントヘッド１２３には、第１シリンダブロック１２４に形成された吐出路１２４ｃを通って流れてくる冷媒ガスを吐出管１１９ｃに導くための開口１２３ｂが形成されている。そして、この開口１２３ｂ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。
【００６３】
（２−６）リアヘッド
リアヘッド１２５は、シリンダブロック１２４，１２６およびミドルプレート１２７を挟んでフロントヘッド１２３と対向する部材であり、第２シリンダブロック１２６の下方を覆う。このリアヘッド１２５には、軸受部１２５ａが形成されており、この軸受部１２５ａにはクランク軸１１７が挿入される。また、リアヘッド１２５は、環状の外周部１２５ｂを有している。外周部１２５ｂの外周面は、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａと対向しており、両面は対面している。後述するように、リアヘッド１２５の外周部１２５ｂの外周面の下部と、それに対向する胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａの被溶接部１１１ｂとは、レーザー溶接によって接合される。
なお、図示していないが、このリアヘッド１２５には、第２シリンダブロック１２６に形成された吐出路を通って流れてくる冷媒ガスを吐出管１１９ｃに導くための開口が形成されている。
【００６４】
（２−７）ミドルプレート
ミドルプレート１２７は、第１シリンダブロック１２４と第２シリンダブロック１２６との間に配置され、上下それぞれに形成されるシリンダ室を分けている。
【００６５】
（３）駆動モータ
駆動モータ１１６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１１０の内壁面に固定された環状のステータ１５１と、ステータ１５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）を空けて回転自在に収容されたロータ１５２とから構成されている。
【００６６】
ステータ１５１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１５３が形成されている。また、ステータ１５１の外周面には、ステータ１５１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。
ロータ１５２には、回転軸１０１ａに沿うようにクランク軸１１７が固定されている。
なお、駆動モータ１１６のステータ１５１に巻回されている銅線は、ターミナル１７０の３本のターミナルピンと接続され電源供給されている。
【００６７】
（４）吸入管
吸入管１１９ａは、ケーシング１１０を貫通するように設けられており、一端が第１シリンダブロック１２４に形成される吸入孔１２４ｂに連通しており、他端がアキュームレータ１９０に連通している。
吸入管１１９ｂも、ケーシング１１０を貫通するように設けられており、一端が第２シリンダブロック１２６に形成される吸入孔に連通しており、他端がアキュームレータ１９０に連通している。
【００６８】
（５）吐出管
吐出管１１９ｃは、ケーシング１１０の上壁ケーシング部１１２を貫通するように設けられている。
【００６９】
（６）摺動部品の製造方法
本実施形態に係る圧縮機１０１において、ピストン１２１，１２８、フロントヘッド１２３、ミドルプレート１２７、リアヘッド１２５等の摺動部品は、第１実施形態の下部主軸受６０の製造方法と同様に、ダイキャストによって成形された後、切削加工を施すことによって製造される。
【００７０】
（７）スイング圧縮機構のリアヘッドと胴体ケーシング部との固定
スイング圧縮機構１１５のリアヘッド１２５は、図５に示すように、胴体ケーシング部１１１に、レーザー溶接によって固定される。具体的には、リアヘッド１２５の外周部１２５ｂの外周面の下部と、それに対向する胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａの被溶接部１１１ｂとが、対面状態（接触状態）とされ、その対面部分に、レーザー溶接機（本体は図示せず）のレーザー光照射部７２からレーザー光が照射されて、レーザー溶接が為される。ここで、レーザー光照射部７２から照射されるレーザー光は、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに沿うように、具体的には、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに対して５〜２０°程度の小さな角度θ（図５の角度θを参照）で、レーザー光が照射される。このため、リアヘッド１２５の外周部１２５ｂと胴体ケーシング部１１１の被溶接部１１１ｂとは、比較的小さな入熱量で、接合部分の溶け込み領域を大きく確保することができている。また、レーザー溶接を採用していることに加え、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに沿うようにレーザー光を接合部分に直接照射しているため、リアヘッド１２５に入熱される熱量を少なくすることができており、リアヘッド１２５に歪みが殆ど生じず、クランク軸１１７の軸芯がずれたりスイング圧縮機構１１５における摩耗量が大きくなったりする不具合が回避できている。
【００７１】
なお、図３および図５から明らかなように、レーザー溶接機のレーザー光照射部７２からのレーザー光は、リアヘッド１２５の下方から、すなわち、リアヘッド１２５の駆動モータ１１６が存在する側と反対の側から、照射されている。また、図３より明らかなように、スイング圧縮機構１１５のうち最も下側（駆動モータ１１６から離れた側）にあるリアヘッド１２５を胴体ケーシング部１１１まで延ばし、リアヘッド１２５と胴体ケーシング部１１１とを下方からレーザー溶接する方法を採用しているため、レーザーの焦点距離を小さくすることができ、接合の精度を高くすることができている。
また、レーザー溶接は、リアヘッド１２５の環状の外周部１２５ｂと胴体ケーシング部１１１の被溶接部１１１ｂとの対面部分に対し、全周にわたって実施されている。
【００７２】
＜圧縮機の運転動作＞
駆動モータ１１６が駆動されると、クランク軸１１７が回転軸１０１ａ周りに回転し、偏心軸部１１７ａが偏心回転し、この偏心軸部１１７ａに嵌合されたピストン１２１のローラ部１２１ａが、その外周面を、第１シリンダブロック１２４のシリンダ孔１２４ａの内周面に接しながら公転する。そして、ローラ部１２１ａがシリンダ室内で公転するに伴って、ブレード部１２１ｂは両側面をブッシュ１２２によって保持されながら進退動する。そうすると、第１シリンダブロック１２４の吸入孔１２４ｂに接続された吸入管１１９ａから低圧の冷媒ガスが吸入され、圧縮されて高圧にされた後、吐出路１２４ｃから高圧の冷媒ガスとして吐出される。
【００７３】
同様に、駆動モータ１１６が駆動されると、偏心軸部１１７ｂが偏心回転し、この偏心軸部１１７ｂに嵌合されたピストン１２８のローラ部が、その外周面を、第２シリンダブロック１２６のシリンダ孔の内周面に接しながら公転する。これにより、第２シリンダブロック１２６の吸入孔に接続された吸入管１１９ｂから低圧の冷媒ガスが吸入され、圧縮されて高圧にされた後、吐出路から高圧の冷媒ガスとして吐出される。
【００７４】
＜圧縮機の特徴＞
（１）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１では、従来のようにアーク溶接により胴体ケーシング部１１１とスイング圧縮機構１１５とを溶接するのではなく、レーザー溶接により両者の接合を行っている。
【００７５】
ただ、ケーシング１１０の外側から胴体ケーシング部１１１を貫通させる形でレーザー光を照射するのでは、胴体ケーシング部１１１が５ｍｍ以上（ここでは、８〜１０ｍｍ）の板厚を有していることから、時間をかけて入熱量を多く確保しなければ、胴体ケーシング部１１１とリアヘッド１２５との溶け込み領域が小さくなってしまう。一方、入熱量を大きくすると、胴体ケーシング部１１１に歪みが生じ、リアヘッド１２５の位置精度の確保、すなわち、スイング圧縮機構１１５とクランク軸１１７との相対位置精度の確保が難しくなる。
【００７６】
これに鑑み、圧縮機１０１では、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａの被溶接部１１１ｂと、その被溶接部１１１ｂに接するリアヘッド１２５の外周部１２５ｂの外周面との対面部分に対して、直接、胴体ケーシング部１１１の内面１１１ａに沿うようにレーザー光を照射している。このように、ケーシング１１０の内側から被溶接部１１１ｂと外周部１２５ｂとの対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることで、比較的少ない入熱量で両者の溶け込み領域を大きくして接合部分の強度を確保している。
【００７７】
また、レーザー溶接により胴体ケーシング部１１１とリアヘッド１２５とを直接溶接するため、従来用いていたマウンティングプレートなどの仲介部材を介在させる必要がなくなり、コストダウンや圧縮機１０１の小型化を図ることができている。
なお、同じ入熱量である場合、ケーシング１１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１１を貫通させてリアヘッド１２５を胴体ケーシング部１１１に溶接する方法に較べ、リアヘッド１２５と胴体ケーシング部１１１との対面部分に直接レーザー光を当てる上記方法を採ったほうが、接合部分の強度が高くなる。
【００７８】
（２）
ケーシング１１０の外側からレーザー光を照射して胴体ケーシング部１１１を貫通させてリアヘッド１２５を溶接するのではなく、上記（１）のように、ケーシング１１０の内側から被溶接部１１１ｂと外周部１２５ｂとの対面部分に直接レーザー光を照射してレーザー溶接をする方法を採ることによる、入熱量低減の効果は、胴体ケーシング部１１１の板厚が、５mm以上、特に７ｍｍを超えるような場合に非常に有利に働く。圧縮機１０１のように胴体ケーシング部１１１の板厚が８〜１０mmとなる場合に、ケーシング１１０の外側からレーザー光を照射してレーザー溶接を行おうとすると、胴体ケーシング部１１１とリアヘッド１２５との溶け込み領域を十分に確保するためには大きな熱量がリアヘッド１２５と胴体ケーシング部１１１とに入ることになり、胴体ケーシング部１１１に歪みが生じてスイング圧縮機構１１５とクランク軸１１７との相対位置精度を確保することが難しくなるからである。
【００７９】
（３）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１では、フロントヘッド１２３、第１シリンダブロック１２４、リアヘッド１２５、ピストン１２１などが、半溶融ダイキャスト成形工程を経て製造される。このため、従来の砂型鋳造方法により製造される片状黒鉛鋳鉄製のシリンダブロックやピストンよりも高引張強度かつ高硬度のシリンダブロックやピストンを容易に得ることができる。また、半溶融ダイキャストによりニアネットシェイプに部材を成形することができており、切削加工等の機械加工処理が少なくて済み、また、ＦＣ材よりも溶接強度が高くなっている。
なお、半溶融ダイキャスト成形法ではなく、半凝固ダイキャスト成型法を採用することも可能である。
【００８０】
（４）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１は、ＣＯ２冷媒用の圧縮機であり内部圧力が非常に高くなるが、リアヘッド１２５の環状の外周部１２５ｂと胴体ケーシング部１１１の被溶接部１１１ｂとの対面部分に対し、その全周にわたってレーザー溶接が為されているため、ケーシング１１０からスイング圧縮機構１１５が外れるといった不具合は生じない。
【００８１】
（５）
第２実施形態に係るスイング式の圧縮機１０１では、スイング圧縮機構１１５の構成部品の１つであるリアヘッド１２５を、駆動モータ１１６のロータ１５２と一体の状態で胴体ケーシング部１１１に挿入し、ステータ１５１とロータ１５２との芯を出して組み立てた状態でレーザー溶接を行う。そして、レーザー溶接により上述のように歪みが抑制されているため、圧縮機１０１では、ステータ１５１とロータ１５２との隙間の均一性が向上し、またスイング圧縮機構１１５の各構成部品の相対位置精度を容易に確保することができるので、振動やスイング圧縮機構１１５の各構成部品の摩耗量を所定の設計値の範囲内に収めることができている。
【００８２】
＜変形例＞
（Ａ）
第２実施形態に係る圧縮機１０１は、シリンダ室の中でピストンが回転することで圧縮を行うロータリー式の圧縮機の中でも、ローラ部とブレード部とを一体化した形のスイング式を採用しているが、本発明は、ローラ部とブレード部とが別体である圧縮機に対しても適用可能である。
【００８３】
（Ｂ）
第２実施形態に係る圧縮機１０１では、リアヘッド１２５の環状の外周部１２５ｂを胴体ケーシング部１１１にレーザー溶接しているが、リアヘッド１２５ではなく第１シリンダブロック１２４、ミドルプレート１２７、第２シリンダブロック１２６あるいはフロントヘッド１２３を胴体ケーシング部１１１まで延ばし、その部品と胴体ケーシング部１１１とをレーザー溶接する構成とすることもできる。
【００８４】
（Ｃ）
第２実施形態に係る圧縮機１０１は、フロントヘッド１２３とミドルプレート１２７との間にシリンダ室が形成されるとともに、ミドルプレート１２７とリアヘッド１２５との間にもシリンダ室が形成される、いわゆる２シリンダ−タイプの圧縮機であるが、ミドルプレートがない圧縮機（いわゆる１シリンダ−タイプの圧縮機）においても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の縦断面図。
【図２】下部主軸受と胴体ケーシング部との接合部分の拡大図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の縦断面図。
【図４】図３のIV-IV矢視断面図。
【図５】スイング圧縮機構のリアヘッドと胴体ケーシング部との接合部分の拡大図。
【符号の説明】
【００８６】
１ スクロール式の圧縮機
１１ 胴体ケーシング部
１１ａ 胴体ケーシング部の内面
１１ｂ 胴体ケーシング部の内面の被溶接部（第１部）
１６ 駆動モータ（回転機械）
１７ 駆動軸（回転軸）
６０ 下部主軸受（軸受）
６１ 下部主軸受の外周部（第２部）
１０１ ロータリー式（スイング式）の圧縮機
１１１ 胴体ケーシング部
１１１ａ 胴体ケーシング部の内面
１１１ｂ 胴体ケーシング部の内面の被溶接部（第１部）
１１５ スイング圧縮機構
１１６ 駆動モータ（回転機械）
１２１ ピストン（ロータ）
１２３ フロントヘッド（第１ヘッド部材）
１２４ 第１シリンダブロック（シリンダ部材）
１２５ リアヘッド（第２ヘッド部材）
１２５ｂ リアヘッドの外周部（第２部）
１２６ 第２シリンダブロック（シリンダ部材）
１２７ ミドルプレート（ヘッド部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面（１１ａ，１１１ａ）に第１部（１１ｂ，１１１ｂ）を有するケーシング（１１，１１１）と、前記ケーシングの内部に収容され前記第１部に対向する第２部（６１，１２５ｂ）を有する内部部品（６０，１２５）とを備える圧縮機（１，１０１）の製造方法であって、
前記ケーシングの第１部と前記内部部品の第２部とを対面させる第１工程と、
前記第１部と前記第２部との対面部分の少なくとも一部に、前記ケーシングの内面に沿うようにレーザー光を照射して、前記ケーシングと前記内部部品とをレーザー溶接する第２工程と、
を備えた圧縮機の製造方法。
【請求項２】
前記ケーシングの第１部は、厚みが５mm以上である、
請求項１に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項３】
前記圧縮機は、スクロール式の圧縮機（１）であり、回転機械（１６）および前記回転機械の回転軸（１７）を軸支する軸受（６０）を有する回転機構を備え、
前記内部部品は、前記軸受である、
請求項１又は２に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項４】
前記圧縮機は、ロータリー式の圧縮機（１０１）であり、シリンダ部材（１２４，１２６）および前記シリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材（１２３，１２５，１２７）を有する圧縮機構（１１５）を備え、
前記内部部品は、前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項１又は２に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項５】
前記内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形された前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項４に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項６】
前記圧縮機は、前記シリンダ部材および前記ヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータ（１２１）を回す回転機械（１１６）をさらに備えており、
前記ヘッド部材は、前記シリンダ部材の前記回転機械側に位置する第１ヘッド部材（１２３）と、前記シリンダ部材を挟んで前記第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材（１２５）とを有し、
前記内部部品は、前記第２ヘッド部材であり、
前記第２工程では、前記ケーシングの前記第１部と、前記第２ヘッド部材の前記第２部との対面部分に、前記回転機械が存在する側とは反対の側から前記レーザー光を照射する、
請求項４又は５に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項７】
前記第２工程において、前記レーザー光は、前記ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射される、
請求項１から６のいずれかに記載の圧縮機の製造方法。
【請求項８】
前記第２工程において、前記レーザー光は、前記第１部と前記第２部との対面部分に対し、その全周にわたって照射される、
請求項１から７のいずれかに記載の圧縮機の製造方法。
【請求項９】
内面（１１ａ，１１１ａ）に第１部（１１ｂ，１１１ｂ）を有するケーシング（１１，１１１）と、
前記ケーシングの内部に収容され前記第１部に対向する第２部（６１，１２５ｂ）を有する内部部品（６０，１２５）と、
を備え、
前記第１部と前記第２部とは、前記ケーシングの内面に沿うようにレーザー光が照射され、レーザー溶接されている、
圧縮機。
【請求項１０】
圧縮対象が、二酸化炭素冷媒である、
請求項９に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記ケーシングの第１部は、厚みが５mm以上である、
請求項９又は１０に記載の圧縮機。
【請求項１２】
回転機械（１６）および前記回転機械の回転軸（１７）を軸支する軸受（６０）を有する回転機構をさらに備え、
前記内部部品は、前記軸受である、
請求項９から１１のいずれかに記載のスクロール式の圧縮機（１）。
【請求項１３】
シリンダ部材（１２４，１２６）および前記シリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材（１２３，１２５，１２７）を有する圧縮機構（１１５）を備え、
前記内部部品は、前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項９から１１のいずれかに記載のロータリー式の圧縮機（１０１）。
【請求項１４】
前記内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形された前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項１３に記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記シリンダ部材および前記ヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータ（１２１，１２８）を回す回転機械（１１６）をさらに備えており、
前記ヘッド部材は、前記シリンダ部材の前記回転機械側に位置する第１ヘッド部材（１２３）と、前記シリンダ部材を挟んで前記第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材（１２５）とを有し、
前記内部部品は、前記第２ヘッド部材であり、
前記ケーシングの前記第１部と、前記第２ヘッド部材の前記第２部との対面部分には、前記回転機械が存在する側とは反対の側から前記レーザー光が照射されている、
請求項１３又は１４に記載の圧縮機。
【請求項１６】
前記レーザー光が、前記ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射されて、前記第１部と前記第２部とがレーザー溶接されている、
請求項９から１５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１７】
前記レーザー光が、前記第１部と前記第２部との対面部分に対し、その全周にわたって照射されて、前記第１部と前記第２部とがレーザー溶接されている、
請求項９から１６のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１】
内面（１１ａ，１１１ａ）に第１部（１１ｂ，１１１ｂ）を有するケーシング（１１，１１１）と、前記ケーシングの内部に収容され前記第１部に対向する第２部（６１，１２５ｂ）を有する内部部品（６０，１２５）とを備える圧縮機（１，１０１）の製造方法であって、
前記ケーシングの第１部と前記内部部品の第２部とを対面させる第１工程と、
前記第１部と前記第２部との対面部分の少なくとも一部に、前記ケーシングの内面に沿うようにレーザー光を照射して、前記ケーシングと前記内部部品とをレーザー溶接する第２工程と、
を備えた圧縮機の製造方法。
【請求項２】
前記ケーシングの第１部は、厚みが５mm以上である、
請求項１に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項３】
前記圧縮機は、スクロール式の圧縮機（１）であり、回転機械（１６）および前記回転機械の回転軸（１７）を軸支する軸受（６０）を有する回転機構を備え、
前記内部部品は、前記軸受である、
請求項１又は２に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項４】
前記圧縮機は、ロータリー式の圧縮機（１０１）であり、シリンダ部材（１２４，１２６）および前記シリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材（１２３，１２５，１２７）を有する圧縮機構（１１５）を備え、
前記内部部品は、前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項１又は２に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項５】
前記内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形された前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項４に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項６】
前記圧縮機は、前記シリンダ部材および前記ヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータ（１２１）を回す回転機械（１１６）をさらに備えており、
前記ヘッド部材は、前記シリンダ部材の前記回転機械側に位置する第１ヘッド部材（１２３）と、前記シリンダ部材を挟んで前記第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材（１２５）とを有し、
前記内部部品は、前記第２ヘッド部材であり、
前記第２工程では、前記ケーシングの前記第１部と、前記第２ヘッド部材の前記第２部との対面部分に、前記回転機械が存在する側とは反対の側から前記レーザー光を照射する、
請求項４又は５に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項７】
前記第２工程において、前記レーザー光は、前記ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射される、
請求項１から６のいずれかに記載の圧縮機の製造方法。
【請求項８】
前記第２工程において、前記レーザー光は、前記第１部と前記第２部との対面部分に対し、その全周にわたって照射される、
請求項１から７のいずれかに記載の圧縮機の製造方法。
【請求項９】
内面（１１ａ，１１１ａ）に第１部（１１ｂ，１１１ｂ）を有するケーシング（１１，１１１）と、
前記ケーシングの内部に収容され前記第１部に対向する第２部（６１，１２５ｂ）を有する内部部品（６０，１２５）と、
を備え、
前記第１部と前記第２部とは、前記ケーシングの内面に沿うようにレーザー光が照射され、レーザー溶接されている、
圧縮機。
【請求項１０】
圧縮対象が、二酸化炭素冷媒である、
請求項９に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記ケーシングの第１部は、厚みが５mm以上である、
請求項９又は１０に記載の圧縮機。
【請求項１２】
回転機械（１６）および前記回転機械の回転軸（１７）を軸支する軸受（６０）を有する回転機構をさらに備え、
前記内部部品は、前記軸受である、
請求項９から１１のいずれかに記載のスクロール式の圧縮機（１）。
【請求項１３】
シリンダ部材（１２４，１２６）および前記シリンダ部材の開口を塞ぐヘッド部材（１２３，１２５，１２７）を有する圧縮機構（１１５）を備え、
前記内部部品は、前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項９から１１のいずれかに記載のロータリー式の圧縮機（１０１）。
【請求項１４】
前記内部部品は、半溶融／半凝固ダイキャストにより成形された前記シリンダ部材あるいは前記ヘッド部材である、
請求項１３に記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記シリンダ部材および前記ヘッド部材により形成される空間の中で偏芯回転するロータ（１２１，１２８）を回す回転機械（１１６）をさらに備えており、
前記ヘッド部材は、前記シリンダ部材の前記回転機械側に位置する第１ヘッド部材（１２３）と、前記シリンダ部材を挟んで前記第１ヘッド部材と対向する第２ヘッド部材（１２５）とを有し、
前記内部部品は、前記第２ヘッド部材であり、
前記ケーシングの前記第１部と、前記第２ヘッド部材の前記第２部との対面部分には、前記回転機械が存在する側とは反対の側から前記レーザー光が照射されている、
請求項１３又は１４に記載の圧縮機。
【請求項１６】
前記レーザー光が、前記ケーシングの内面に対して３０度以下の角度で照射されて、前記第１部と前記第２部とがレーザー溶接されている、
請求項９から１５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１７】
前記レーザー光が、前記第１部と前記第２部との対面部分に対し、その全周にわたって照射されて、前記第１部と前記第２部とがレーザー溶接されている、
請求項９から１６のいずれかに記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２９１９７２（Ｐ２００７−２９１９７２Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２１６７０（Ｐ２００６−１２１６７０）
【出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２６日（２００６．４．２６）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]