專利名稱:壓縮機及其制造方法
技術領域:
本發(fā)明涉及壓縮機、特別涉及實現(xiàn)了小型化(小直徑化)的壓縮機。
背景技術:
過去提出有這樣的技術“通過將外殼和固定渦旋件(固定スクロ—ル)之間的接合面形成為階梯狀來區(qū)分密封面和焊接面,遍及焊接面的整個外周進行激光焊接,從而緊固殼體和固定渦旋件”(例如參照專利文獻1)。并且,關于激光焊接,過去提出有這樣的技術“在鑄鐵和鋼材之間夾入純鎳薄膜,從鋼材側照射激光,對鑄鐵和鋼材進行焊接”(例如參照專利文獻2)。
專利文獻1日本特開2002-195171號公報 專利文獻2日本特開2001-334378號公報 但是,近年來,特別是在日本社會中,由于難以確保設置空間等,因此希望空調機或供熱水器等的小型化。為了實現(xiàn)該小型化,不可避免地要使要素部件中屬于大部件的壓縮機小型化。
因此,例如想出將結構部件的接合方法由原來進行的“螺栓固定”改換成“激光焊接”。如果這樣將接合方法從“螺栓固定”改換為“激光焊接”,則能夠排除專門為螺栓接合用而設置的部分,因此可使壓縮機小型化(小直徑化)。并且,由于不需要用于為螺栓接合用而設置的部分的相應的原料,因此還能夠享受可降低原料費用的優(yōu)點。但是,如果如上述技術那樣在進行激光焊接時區(qū)分密封面和焊接面,則在焊接面上必然產生數(shù)十μm的由加工導致的間隙,因此如果不使用填充金屬(溶加材)則會產生咬邊(アンダ—カット),從而產生焊接質量不穩(wěn)定的問題。但是,如果使用鎳等填充金屬,則由于鎳本身很貴,因此可能無法充分享受上述的原料費用降低效果。
并且,在對碳鋼進行焊接的情況下,通常選擇含碳量在0.3wt%以下的碳鋼。但是,由于在壓縮機中有很多滑動部件,因此存在為了確?;瑒有远鴥?yōu)選含碳量多的原料的情況。并且,由于含碳量低時該原料的加工性不足,因此優(yōu)選使含碳量盡量高。
發(fā)明內容
本發(fā)明的課題在于提供一種能夠實現(xiàn)小型化、能夠價格低廉地提供給市場、并且不失現(xiàn)有的滑動性和加工性的壓縮機。
本發(fā)明第一方面所述的壓縮機具有第一結構部件和第一滑動部件。第一結構部件能夠被激光焊接。第一滑動部件由含碳量在2.0wt%以上、且在2.7wt%以下的可激光焊接的鑄鐵形成。另外,這里所說的“含碳量在2.0wt%以上、且在2.7wt%以下的可激光焊接的鑄鐵”例如是下述的鑄鐵等在急冷而整體冷硬化后,進行熱處理以使抗拉強度在600MPa以上、且在900MPa以下,其結果形成有微細的金相組織。即,該第一滑動部件相當于在利用半熔融壓鑄成形法或者半凝固壓鑄成形法等成形后進行了熱處理的部件。在這樣的第一滑動部件中,由于顯示出高抗拉強度和耐久性,因此設計自由度大幅度提高,能夠達成壓縮機的小直徑化。并且,如果將其硬度調節(jié)成在比HRB90高且比HRB100低的范圍內,則在壓縮機運轉時能夠容易地在盡量早的時期內“磨合”,并且,能夠防止在異常運轉時產生熱膠著。另外,關于這樣的第一滑動部件,由于與FC材料相比韌性優(yōu)良,因此針對突發(fā)性的內壓上升或異物嚙入不易產生損傷,即使產生損傷也不易產生細小的雜塵,不需要清洗配管。另外,這里所說的“微細的”的用語意思是比片狀石墨鑄鐵的金相組織更細。并且,該第一滑動部件在不使用填充金屬的情況下通過激光焊接與第一結構部件接合。另外,結構部件可以是與第一滑動部件不同的滑動部件,也可以是非滑動部件。并且,這里所說的“滑動部件”例如是渦旋壓縮機的固定渦旋件或殼體(軸承部分)、或者是旋轉壓縮機的汽缸體等。另外,在激光焊接中,優(yōu)選將激光調節(jié)成使焊接進行方向的每單位長度的熱量輸入量在10(J/mm)以上、且在70(J/mm)以下。這是因為存在下述問題若熱量輸入量不足10(J/mm),則熔深較淺,不能充分地緊固,若熱量輸入量大于70(J/mm),則鑄鐵的抗拉強度降低3~4成,并且疲勞強度也會降低。并且,根據(jù)本發(fā)明人的實驗結果可以明確如果該熱量輸入量在該范圍內,則能夠將激光焊接部分的鑄鐵的抗拉強度維持在8成以上,并且在平面彎曲試驗中能夠得到0.4~0.5倍的(疲勞極限/鑄鐵強度)。并且,優(yōu)選激光是光纖激光。這是因為在激光焊接時能夠得到較深的熔深,從而能夠進行低熱量輸入的接合。并且,優(yōu)選激光具有Φ0.2mm以上、且在Φ0.7mm以下的光斑直徑。這是因為若光斑直徑不足Φ0.2mm,則容易因焊接位置的偏移而引起熔深不足,若光斑直徑大于Φ0.7mm,則無法得到需要的熔深。另外,為了得到需要的熔深,需要減緩加工速度。但是,當減緩加工速度時,會產生熱影響部分變大、該部分的抗拉強度降低的問題。
在該壓縮機中,由含碳量在2.0wt%以上、且在2.7wt%以下的能夠激光焊接的鑄鐵形成的第一滑動部件通過激光焊接而與第一結構部件接合。因此,在該壓縮機中,不需要螺栓固定,能夠實現(xiàn)小型化(小直徑化),并且不失現(xiàn)有的滑動性和加工性。并且,能夠排除未進行螺栓接合而設置的部分,而且在激光焊接中不使用鎳材料等填充金屬,因此能夠充分地降低原料成本。因此,該壓縮機能夠實現(xiàn)小型化、能夠價格低廉地供向市場,并且,不失現(xiàn)有的滑動性和加工性。
關于本發(fā)明第二方面所述的壓縮機,在第一方面所述的壓縮機中,第一結構部件具有第一緊固面。第一滑動部件具有第二緊固面。另外,優(yōu)選第一緊固面和第二緊固面具有1.2μm以下的中心線表面粗糙度(Ra)和0.03mm以下的平面度。這是因為能夠防止在第一緊固面和第二緊固面之間產生間隙、從而防止產生焊接缺陷。另外,當為了縮小間隙而以較大的力按壓緊固面時,會產生下述問題第一滑動部件或第一結構部件上產生形變,從而導致壓縮機的性能和可靠性降低。并且,第一緊固面和第二緊固面的抵接部分的50%以上在不使用填充金屬的情況下激光焊接在一起。另外,最優(yōu)選的是對第一緊固面和第二緊固面的大致全部抵接部分進行激光焊接。因為這樣能夠消除疲勞破壞的起點。另外,在激光焊接中,優(yōu)選使用光斑直徑在Φ0.2mm以上、且在Φ0.7mm以下的激光。因為這樣能夠防止由于焊接位置的偏移而導致的熔深不足。
在該壓縮機中,第一緊固面和第二緊固面的抵接部分的50%以上激光焊接在一起。即,在該壓縮機中,焊接面和密封面相同。因此,該壓縮機能夠實現(xiàn)小型化(小直徑化),能夠提高第一結構部件和第一滑動部件之間的焊接質量。并且,在該壓縮機中,在不使用填充金屬的情況下進行激光焊接。因此,該壓縮機能夠價格低廉地供向市場。因此,該壓縮機能夠實現(xiàn)小型化,并且殼體等結構部件和固定渦旋件等的焊接質量高,能夠價格低廉地供向市場。
關于本發(fā)明第三方面所述的壓縮機,在第二方面所述的壓縮機中,在激光焊接中,對第一緊固面和第二緊固面的抵接部分在整周范圍內進行焊接。
在該壓縮機中,在激光焊接中對第一緊固面和第二緊固面的抵接部分在整周范圍內進行焊接。因此,在該壓縮機中,與螺栓緊固相比能夠可靠地進行密封,能夠期待提高性能。
關于本發(fā)明第四方面所述的壓縮機,在第二方面或第三方面所述的壓縮機中,在第一結構部件上,在第一緊固面的激光入射側的端部實施了倒角,所述倒角大于0mm且為激光的光斑直徑的1/4以下。并且,在第一滑動部件上,在第二緊固面的激光入射側的端部實施了倒角,所述倒角大于0mm且為激光的光斑直徑的1/4以下。
有時利用照相機拍攝某一線并以該線為基準來確定激光的照射位置。并且,在該壓縮機中,在第一結構部件中,在第一緊固面的激光入射側的端部實施了倒角。并且,在第一滑動部件中,在第二緊固面的激光入射側的端部實施了倒角。因此,在該壓縮機中,能夠以存在于倒角緊固面之上或者之下的線為基準線。并且,在該壓縮機中,使倒角的大小大于0mm且為激光的光斑直徑的1/4以下。因此,在該壓縮機中,能夠防止激光的位置偏移或者焦點位置偏移。
關于本發(fā)明第五方面所述的壓縮機,在第二方面至第四方面的任一項所述的壓縮機中,第一結構部件具有第一板部和第一圍壁部。第一圍壁部從第一板部立起設置。并且,第一緊固面是第一圍壁部的與第一板部側相反一側的端面。并且,第一滑動部件具有第二板部和第二圍壁部。第二圍壁部從第二板部立起設置。并且,第二緊固面是第二圍壁部的與第二板部側相反的一側的端面。
在該壓縮機中,第一緊固面是第一圍壁部的與第一板部側相反一側的端面,第二緊固面是第二圍壁部的與第二板部側相反一側的端面。因此,對于該壓縮機,不需要顧慮螺栓的緊固轉矩、螺栓的忘記安裝以及螺栓的混入內部等,并且能夠實現(xiàn)小型化(小直徑化)。
關于本發(fā)明第六方面所述的壓縮機,在第五方面所述的壓縮機中,所述壓縮機還具有第二滑動部件。第二滑動部件收納于下述空間在第一緊固面和第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,由第一圍壁部和第二圍壁部所形成的空間。并且,第一結構部件還具有第三壁部。第三壁部具有與進行激光焊接時的激光行進方向交差的面。并且,該第三壁部在第一緊固面和第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下設置在第一圍壁的內壁面和第二滑動部件之間。
在該壓縮機中,在第一緊固面和第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,第三壁部設置在第一圍壁的內壁面和第二滑動部件之間。因此,在該壓縮機中,在對第一結構部件和第一滑動部件進行激光焊接時,能夠防止熔滴向第一圍壁的內部噴出而附著在第二滑動部件上。
關于本發(fā)明第七方面所述的壓縮機,在第五方面所述的壓縮機中,所述壓縮機還具有第二滑動部件。第二滑動部件收納于下述空間在第一緊固面和第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,由第一圍壁部和第二圍壁部所形成的空間。第一滑動部件還具有第四壁部。第四壁部具有與進行激光焊接時的激光行進方向交差的面。并且,該第四壁部設置在第二圍壁的內壁面和第二滑動部件之間。
在該壓縮機中,在第一緊固面和第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,第四壁部設置在第二圍壁的內壁面和第二滑動部件之間。因此,在該壓縮機中,在對第一結構部件和第一滑動部件進行激光焊接時,能夠防止熔滴向第二圍壁的內部噴出而附著在第二滑動部件上。
關于本發(fā)明第八方面所述的壓縮機,在第一方面所述的壓縮機中,所述壓縮機還具有曲軸和輥子。另外,這里所說的“輥子”包括擺動壓縮機的活塞的輥子部和旋轉壓縮機的輥子等。曲軸具有偏心軸部。輥子配合在偏心軸部上。并且,第一滑動部件是汽缸體。汽缸體具有汽缸孔。在汽缸孔中收納有偏心軸部和輥子。并且,第一結構部件是汽缸蓋。汽缸蓋通過在與從汽缸孔內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置,進行激光焊接而緊固在汽缸體上,并且覆蓋汽缸孔的至少一側。另外,這里所說的“汽缸蓋”包括前汽缸蓋、后汽缸蓋、中間板等。
以往,在擺動壓縮機或旋轉壓縮機中,汽缸體、前汽缸蓋以及后汽缸蓋等被利用螺栓緊固在一起,從而形成壓縮機構部(例如參照日本特開平6—307363號公報)。
但是,在這種使用螺栓緊固法的情況下,當螺栓根數(shù)少時,壓縮機構部會產生形變。特別是在近年來廣泛采用的利用二氧化碳等自然制冷劑作為制冷劑的情況下,必須確保耐壓性,因此需要增大緊固力,從而容易產生緊固形變。當然,如果增多螺栓根數(shù)可以解決這種問題,但是螺栓的成本大幅度提高(跳ねあがる),因此不是優(yōu)選的。
并且,近年來,特別是在日本社會中,由于難以確保設置空間等,因而期望空調機或供熱水機等的小型化。為了達成該小型化,無可避免地要使在要素部件中屬于大部件類的壓縮機小型化。
針對這種問題,在該壓縮機中,汽缸蓋通過在與從汽缸孔內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置,進行激光焊接而緊固在汽缸體上。因此,在該壓縮機中,不使用螺栓就能夠將汽缸蓋緊固在汽缸體上來制作出壓縮機構部。因此,在該壓縮機中,能夠在比螺栓緊固的情況靠近汽缸孔的位置緊固第一汽缸蓋。其結果是,在該壓縮機中,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且可以實現(xiàn)小直徑化。因此,在該壓縮機中,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠達成小直徑化。
關于本發(fā)明第九方面所述的壓縮機,在第八方面所述的壓縮機中,汽缸蓋的與從汽缸孔的內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。另外,在利用半熔融壓鑄成形法制造汽缸蓋并且貫通激光焊接時的激光輸出為4~5kW的情況下,所謂形成為薄壁是指形成為3mm以下的厚度。
在該壓縮機中,汽缸蓋的與從汽缸孔的內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。因此,在該壓縮機中,能夠將汽缸蓋貫通激光焊接在汽缸體上。
關于本發(fā)明第十方面所述的壓縮機,在第一方面所述的壓縮機中,所述壓縮機還具有曲軸和輥子。另外,這里所說的“輥子”包括擺動壓縮機的活塞的輥子部和旋轉壓縮機的輥子等。曲軸具有偏心軸部。輥子配合在偏心軸部上。并且,第一滑動部件是汽缸體。汽缸體具有汽缸孔和絕熱空間。汽缸孔收納偏心軸部和輥子。絕熱空間形成于汽缸孔的外周。另外,優(yōu)選以下述方式形成絕熱空間在從汽缸孔內周面向外周側離開大于4mm的位置,沿著汽缸孔的貫通方向從第一面?zhèn)乳_槽,并且在第一面的相反側的端面即第二面?zhèn)刃纬捎芯o固部。因為這樣做能夠容易地將汽缸體緊固在汽缸蓋上。另外,此時,優(yōu)選的是汽缸體通過對緊固部進行貫通激光焊接而緊固在第二汽缸蓋上。另外,在該情況下,需要使緊固部形成為薄壁以便能夠進行貫通激光焊接。并且,第一結構部件是汽缸蓋。汽缸蓋覆蓋汽缸孔和絕熱空間。并且,該汽缸蓋在與汽缸孔和絕熱空間之間的位置相對應的位置與汽缸體激光焊接在一起。另外,優(yōu)選汽缸蓋在與絕熱空間的外周側位置相對應的位置也與汽缸體激光焊接在一起。因為這樣能夠良好地密封絕熱空間。
另外,優(yōu)選利用半熔融壓鑄成形法形成汽缸體和汽缸蓋。因為這樣能夠獲得汽缸體和輥子之間的良好的適應性,能夠得到汽缸體和汽缸蓋的足夠的耐壓強度,并且在成形時能夠接近終形(Near Net shape),并且,與以往的砂型成形法相比能夠容易地形成絕熱空間。
過去,在擺動壓縮機和旋轉壓縮機等中,為了減少從在汽缸室中壓縮而變成高溫的制冷劑氣體通過汽缸體泄漏到低溫的吸入氣體中的熱量、提高壓縮機的容積效率,提出有在汽缸室的外周側形成絕熱空間的方案(例如參照日本特開平5—99183號公報)。
但是,當這樣在汽缸室的外周側形成絕熱空間的情況下,根據(jù)汽缸蓋和汽缸體之間的密封程度,在產品之間會產生稍許的容積效率的波動。
針對這種問題,在該壓縮機中,該汽缸蓋在與汽缸孔和絕熱空間之間的位置相對應的位置與汽缸體激光焊接在一起。因此,在該壓縮機中,汽缸孔和絕熱空間之間大致被完全密封。并且,通過激光焊接能夠不使用螺栓,因此能夠使汽缸變小,從而減小傳熱面積。因此,該壓縮機能夠減少產品之間的容積效率的波動。
關于本發(fā)明第十一方面所述的壓縮機,在第十方面所述的壓縮機中,汽缸蓋在與汽缸孔和絕熱空間之間的位置相對應的位置、以及與絕熱空間的外周側位置相對應的位置與汽缸體激光焊接在一起。
在該壓縮機中,汽缸蓋在與汽缸孔和絕熱空間之間的位置相對應的位置、以及與絕熱空間的外周側位置相對應的位置與汽缸體激光焊接在一起。因此,在該壓縮機中,不僅能夠確保汽缸孔和絕熱空間之間的密封性,而且還能夠確保絕熱空間的密閉性。
關于本發(fā)明第十二方面所述的壓縮機,在第八方面至第十一方面中的任一項所述的壓縮機中,貫通汽缸蓋進行激光焊接。另外,在該情況下,需要使汽缸蓋的與汽缸體之間的緊固部分形成為薄壁以便能夠進行貫通激光焊接。并且,在貫通激光焊接時的激光輸出為4~5kW的情況下,所謂形成為薄壁是指形成為3mm以下的厚度。
在該壓縮機中,貫通汽缸蓋進行激光焊接。因此,在該壓縮機中,能夠良好地密封汽缸孔和絕熱空間之間。
關于本發(fā)明第十三方面所述的壓縮機,在第一方面所述的壓縮機中,所述壓縮機具有曲軸和輥子。曲軸具有偏心軸部。輥子配合在偏心軸部上。第一滑動部件是汽缸體。汽缸體具有汽缸孔。在汽缸孔中收納有偏心軸部和輥子。第一結構部件是汽缸蓋。汽缸蓋通過貫通激光焊接與汽缸體緊固在一起,并覆蓋汽缸孔的至少一側。
在該壓縮機中,汽缸蓋通過貫通激光焊接與汽缸體緊固在一起,并覆蓋汽缸孔的至少一側。因此,在該壓縮機中,不使用螺栓就能夠將汽缸蓋緊固在汽缸體上制作出壓縮機構部。因此,在該壓縮機中,能夠防止因螺栓緊固產生緊固形變并且能夠實現(xiàn)小直徑化。其結果是,在該壓縮機中,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠達成小直徑化。
關于本發(fā)明第十四方面所述的壓縮機,在第八方面至第十三方面的任一項所述的壓縮機中,汽缸蓋通過沿著曲軸的軸向進行貫通激光焊接而與汽缸體緊固在一起。
在該壓縮機中,汽缸蓋通過沿著曲軸的軸向進行貫通激光焊接而與汽缸體緊固在一起。因此,在該壓縮機中,能夠容易地將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上。
關于本發(fā)明第十五方面所述的壓縮機,在第八方面至第十三方面的任一項所述的壓縮機中,汽缸蓋通過沿著與曲軸的軸向交差的方向(與曲軸的軸向正交的方向除外)進行貫通激光焊接而與汽缸體緊固在一起。
在該壓縮機中,汽缸蓋通過沿著與曲軸的軸向交差的方向(與曲軸的軸向正交的方向除外)進行貫通激光焊接而與汽缸體緊固在一起。因此,在該壓縮機中,能夠容易地將汽缸蓋緊固在汽缸體上。
關于本發(fā)明第十六方面所述的壓縮機,在第一方面至第十五方面的任一項所述的壓縮機中,所述壓縮機對二氧化碳進行壓縮。
在將第一結構部件和第一滑動部件以通常的方式螺栓緊固在一起的壓縮機中,在對二氧化碳等高壓制冷劑進行壓縮時,由于緊固強度不足,因此會從緊固部產生制冷劑等的泄漏,或者在該壓縮機是渦旋壓縮機的情況下渦旋件的螺旋部會產生不均一的形變。但是,在本發(fā)明所述的壓縮機中,利用激光焊接將第一固定部件和第一滑動部件牢固地緊固在一起。因此,在該壓縮機中,即使是在采用二氧化碳作為制冷劑的情況下也不會產生上述問題。另外,優(yōu)選在整周范圍內對第一結構部件和第一滑動部件進行激光焊接。
關于本發(fā)明第十七方面所述的壓縮機的制造方法,所述壓縮機具有具有偏心軸部的曲軸;配合在偏心軸部上的輥子;汽缸體,其具有收納偏心軸部和輥子的汽缸孔;以及覆蓋汽缸孔的汽缸蓋,所述壓縮機的制造方法包括接觸工序和激光焊接工序。在接觸工序中,使汽缸蓋以覆蓋汽缸孔的方式與汽缸體接觸。在激光焊接工序中,將汽缸蓋,在與從汽缸孔內周面向外周側離開2mm以上、且在4mm以下的位置相對應的位置,激光焊接到汽缸體上。
在該壓縮機的制造方法中,在激光焊接工序中,在與從汽缸孔內周面向外周側離開2mm以上、且在4mm以下的位置相對應的位置將汽缸蓋激光焊接到汽缸體上。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,則不使用螺栓就能夠將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上從而制作出壓縮機構部。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠使壓縮機小直徑化。其結果是,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠使壓縮機小直徑化。
關于本發(fā)明第十八方面所述的壓縮機的制造方法,所述壓縮機具有具有偏心軸部的曲軸;配合在偏心軸部上的輥子;汽缸體,其具有收納偏心軸部和輥子的汽缸孔;以及覆蓋汽缸孔的汽缸蓋,所述壓縮機的制造方法包括接觸工序和貫通激光焊接工序。在接觸工序中,使汽缸蓋以覆蓋汽缸孔的方式與汽缸體接觸。在貫通激光焊接工序中,將汽缸蓋貫通激光焊接到汽缸體上。
在該壓縮機的制造方法中,在貫通激光焊接工序中,將汽缸蓋貫通激光焊接到汽缸體上。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,不使用螺栓就能夠將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上從而制作出壓縮機構部。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠使壓縮機小直徑化。其結果是,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠使壓縮機小直徑化。
本發(fā)明第十九方面所述的壓縮機的制造方法包括以下工序第一貫穿插入工序、第一緊固工序、第二緊固工序、第三緊固工序、第二貫穿插入工序、第三貫穿插入工序、第四緊固工序、以及第五緊固工序。在第一貫穿插入工序中,將第一汽缸蓋、具有汽缸孔的第一汽缸體以及第一中間板以如下方式貫穿插入到具有第一偏心軸部和第二偏心軸部的曲軸上第一偏心軸部收納在汽缸孔中,而且第一中間板位于第一偏心軸部和第二偏心軸部之間。在第一緊固工序中,對第一汽缸蓋進行貫通激光焊接以使其緊固在第一汽缸體上。在第二緊固工序中,對第一中間板進行貫通激光焊接以使其緊固在第一汽缸體上。另外,第一緊固工序和第二緊固工序中的任一方都可以在第一貫穿插入工序之前進行。在第三緊固工序中,對第二中間板進行貫通激光焊接以使其緊固在第二汽缸體上,制作出緊固有中間板的第二汽缸體。在第二貫穿插入工序中,從第二偏心軸部側,以第一中間板和第二中間板對置的方式,貫穿插入緊固有中間板的第二汽缸體。在第三貫穿插入工序中,從第二偏心軸部側貫穿插入第二汽缸蓋。在第四緊固工序中,對第二汽缸蓋進行貫通激光焊接以使其緊固在第二汽缸體上。在第五緊固工序中,對第一中間板和第二中間板進行激光焊接以將兩者緊固在一起。另外,第五緊固工序也可以在第三貫穿插入工序或者第四緊固工序之前進行。
如果實施該壓縮機的制造方法,在第一貫穿插入工序中,將第一汽缸蓋、具有汽缸孔的第一汽缸體和第一中間板以如下方式貫穿插入到具有第一偏心軸部和第二偏心軸部的曲軸上第一偏心軸部收納在汽缸孔中,而且第一中間板位于第一偏心軸部和第二偏心軸部之間。并且,在第一緊固工序中,對第一汽缸蓋進行貫通激光焊接以使其緊固在第一汽缸體上。并且,在第二緊固工序中,對第一中間板進行貫通激光焊接以使其緊固在第一汽缸體上。并且,在第三緊固工序中,對第二中間板進行貫通激光焊接以使其緊固在第二汽缸體上,制作出緊固有中間板的第二汽缸體。并且,在第二貫穿插入工序中,從第二偏心軸部側,以第一中間板和第二中間板對置的方式,貫穿插入緊固有中間板的第二汽缸體。并且,在第三貫穿插入工序中,從第二偏心軸部側貫穿插入第二汽缸蓋。并且,在第四緊固工序中,對第二汽缸蓋進行貫通激光焊接以使其緊固在第二汽缸體上。并且,在第五緊固工序中,對第一中間板和第二中間板進行激光焊接以將兩者緊固在一起。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,不使用螺栓就能夠制作雙汽缸型的壓縮機構部。并且,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠使壓縮機小直徑化。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠使壓縮機小直徑化。
關于本發(fā)明第一方面所述的壓縮機,能夠實現(xiàn)小型化、能夠價格低廉地供向市場,而且不失現(xiàn)有的滑動性和加工性。
關于本發(fā)明第二方面所述的壓縮機,能夠實現(xiàn)小型化,殼體等結構部件和固定渦旋件等的焊接質量高,并且能夠價格低廉地供向市場。
在本發(fā)明第三方面所述的壓縮機中,與螺栓緊固相比能夠可靠地密封,能夠期待提高性能。
在本發(fā)明第四方面所述的壓縮機中,能夠以存在于倒角緊固面之上或者之下的線作為基準線。并且,在該壓縮機中,倒角的大小被設置為大于0mm并且為激光的光斑直徑的1/4以下。因此,在該壓縮機中,能夠防止激光的位置偏移或者焦點位置偏移。
關于本發(fā)明第五方面所述的壓縮機,不需要顧慮螺栓的緊固轉矩、螺栓的忘記安裝、以及螺栓的混入內部等,并且能夠實現(xiàn)小型化(小直徑化)。
在本發(fā)明第六方面所述的壓縮機中,在對第一結構部件和第一滑動部件進行激光焊接時,能夠防止熔滴向第一圍壁的內壁噴出而附著在第二滑動部件上。
在本發(fā)明第七方面所述的壓縮機中,在對第一結構部件和第一滑動部件進行激光焊接時,能夠防止熔滴向第二圍壁的內壁噴出而附著在第二滑動部件上。
在本發(fā)明第八方面所述的壓縮機中,不使用螺栓就能夠將汽缸蓋緊固在汽缸體上來制作出壓縮機構部。因此,在該壓縮機中,能夠在比螺栓緊固的情況靠近汽缸孔的位置緊固第一汽缸蓋。其結果是,在該壓縮機中,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且可以實現(xiàn)小直徑化。因此,在該壓縮機中,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠達成小直徑化。
在本發(fā)明第九方面所述的壓縮機中,能夠將汽缸蓋貫通激光焊接到汽缸體上。
在本發(fā)明第十方面所述的壓縮機中,汽缸孔和絕熱空間之間大致被完全密封。并且,通過激光焊接能夠不使用螺栓,因此能夠使汽缸變小,從而傳熱面積也減小。因此,該壓縮機能夠減少產品之間的容積效率的波動。
在本發(fā)明第十一方面所述的壓縮機中,不僅能夠確保汽缸孔和絕熱空間之間的密封性,而且還能夠確保絕熱空間的密閉性。
在本發(fā)明第十二方面所述的壓縮機中,能夠良好地密封汽缸孔和絕熱空間之間。
在本發(fā)明第十三方面所述的壓縮機中,不使用螺栓就能夠將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上來制作出壓縮機構部。因此,在該壓縮機中,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠實現(xiàn)小直徑化。其結果是,在該壓縮機中,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠達成小直徑化。
在本發(fā)明第十四方面所述的壓縮機中,能夠容易地將汽缸蓋緊固在汽缸體上。
在本發(fā)明第十五方面所述的壓縮機中,能夠容易地將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上。
在本發(fā)明第十六方面所述的壓縮機中,利用激光焊接將第一結構部件和第一滑動部件牢固地緊固在一起,即使是在采用二氧化碳作為制冷劑的情況下也不會出現(xiàn)下述現(xiàn)象從緊固部產生制冷劑等的泄漏,或者渦旋件的螺旋部產生不均一的形變。
如果實施本發(fā)明第十七方面所述的壓縮機的制造方法,不使用螺栓就能夠將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上從而制作出壓縮機構部。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠使壓縮機小直徑化。其結果是,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠使壓縮機小直徑化。
如果實施本發(fā)明第十八方面所述的壓縮機的制造方法,不使用螺栓就能夠將第一汽缸蓋緊固在汽缸體上從而制作出壓縮機構部。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠使壓縮機小直徑化。其結果是,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠使壓縮機小直徑化。
如果實施本發(fā)明第十九方面所述的壓縮機的制造方法,不使用螺栓就能夠制作出雙汽缸型的壓縮機構部。并且,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠防止因螺栓緊固而產生緊固形變,并且能夠使壓縮機小直徑化。因此,如果實施該壓縮機的制造方法,能夠在抑制制造成本的同時消除壓縮機構部的形變,而且能夠使壓縮機小直徑化。
圖1是第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機的縱剖視圖。
圖2是第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機的殼體和固定渦旋件之間的緊固部位的放大圖。
圖3是第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機的殼體和固定渦旋件之間的緊固部位的放大圖。
圖4是第一實施方式的變形例(N)的高低壓圓頂型壓縮機的殼體和固定渦旋件之間的緊固部位的放大圖。
圖5是第二實施方式的擺動壓縮機的縱剖視圖。
圖6是構成第二實施方式的擺動壓縮機的汽缸體的上表面。
圖7是構成第二實施方式的擺動壓縮機的壓縮機構部的A—A剖視圖。
圖8是示出第二實施方式的貫通激光焊接時的激光照射方向的圖。
圖9是示出第二實施方式的汽缸蓋的貫通激光焊接部分的圖(另外,局部地繪出了汽缸蓋)。
圖10是構成第二實施方式的變形例(A)的旋轉壓縮機的汽缸體的上表面。
圖11是第二實施方式的變形例(A)的旋轉壓縮機的壓縮機構部的橫剖視圖。
圖12是示出第二實施方式的變形例(B)的汽缸蓋的貫通激光焊接部分的圖(另外,局部地繪出了汽缸蓋)。
圖13是示出第二實施方式的變形例(C)的激光照射方向的圖。
圖14是示出第二實施方式的變形例(D)的角焊的形態(tài)的圖。
圖15是示出第二實施方式的變形例(H)的汽缸蓋的激光焊接的圖。
圖16第三實施方式的擺動壓縮機的縱剖視圖。
圖17是構成第三實施方式的擺動壓縮機的汽缸體的上表面。
圖18是構成第三實施方式的擺動壓縮機的壓縮機構部的橫剖視圖。
圖19是示出第三實施方式的貫通激光焊接時的激光照射方向的圖。
圖20是示出第三實施方式的汽缸蓋和汽缸體的緊固部的貫通激光焊接部分的圖(另外,局部地繪出了汽缸蓋)。
圖21是構成第三實施方式的變形例(A)的旋轉壓縮機的汽缸體的上表面。
圖22是第三實施方式的變形例(A)的旋轉壓縮機的壓縮機構部的橫剖視圖。
圖23是示出第三實施方式的變形例(B)的汽缸蓋的貫通激光焊接部分的圖(另外,局部地繪出了汽缸蓋)。
圖24是示出第三實施方式的變形例(J)的擺動壓縮機構部的組裝方法的圖。
圖25是示出第三實施方式的變形例(J)的擺動壓縮機構部的組裝方法的圖。
標號說明 1高低壓圓頂型壓縮機(壓縮機);23殼體(第一結構部件);23a板部(第一板部);23b第一外周壁(第一圍壁部);23c熔滴防止壁(第三壁部);24固定渦旋件(第一滑動部件);24a端板(第二板部);24c第二外周壁(第二圍壁部);24d熔滴防止壁(第四壁部);26可動渦旋件(第二滑動部件);101、301擺動壓縮機(壓縮機);117、217、317、417曲軸;117a、217a、317a、317b、417a偏心軸部;121a、321a輥子部;123、323前汽缸蓋(汽缸蓋);124、224、324、324A、326、326A、424汽缸體;124a、224a、324a、326a、424a汽缸孔;124f、224f、324f、326f、424f絕熱孔(絕熱空間);125、325后汽缸蓋(汽缸蓋);201、401旋轉壓縮機(壓縮機);221、421輥子;327、327A、327B中間板(第二汽缸蓋、中間板);Ps1殼體的上端面(第一緊固面);Ps2固定渦旋件的下端面(第二緊固面)。
具體實施例方式 —第一實施方式— 第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1與蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹機構等一起構成制冷劑回路,高低壓圓頂型壓縮機1承擔對該制冷劑回路中的氣體制冷劑進行壓縮的作用,如圖1所示,高低壓圓頂型壓縮機1主要包括縱長圓筒狀的密閉圓頂型的外殼10;渦旋壓縮機構15;十字環(huán)39;驅動電動機16;下部主軸承60;吸入管19以及排出管20。下面,分別對該高低壓圓頂型渦旋壓縮機1的結構部件進行詳細描述。
<高低壓圓頂型壓縮機的結構部件的詳細情況> (1)外殼 外殼10具有大致圓筒狀的主體部外殼11;氣密狀地焊接在主體部外殼11的上端部的碗狀的上壁部12;以及氣密狀地焊接在主體部外殼11的下端部的碗狀的底壁部13。并且,在該外殼10中主要收納有對氣體制冷劑進行壓縮的渦旋壓縮機構15;以及配置在渦旋壓縮機構15的下方的驅動電動機16。該渦旋壓縮機構15和驅動電動機16通過驅動軸17連接,該驅動軸17以在外殼10內沿著上下方向延伸的方式配置。并且,其結果是,在渦旋壓縮機構15和驅動電動機16之間產生間隙空間18。
(2)渦旋壓縮機構 如圖1所示,渦旋壓縮機構15主要包括殼體23;緊貼配置在殼體23的上方的固定渦旋件24;以及與固定渦旋件24嚙合的可動渦旋件26。下面,分別對該渦旋壓縮機構15的結構部件進行詳細描述。
a)殼體 殼體23主要具有板部23a和從板部的外周面立起設置的第一外周壁23b。并且,該殼體23在其外周面在整個周方向上壓入固定在主體部外殼部11中。即,主體部外殼部11和殼體23在整周范圍內氣密狀地緊貼。因此,外殼10的內部被劃分為殼體23下方的高壓空間28和殼體23上方的低壓空間29。并且,在該殼體23上形成有在上表面中央凹陷設置的殼體凹部31和從下表面中央向下方延伸設置的軸承部32。并且,在該軸承部32上形成有貫穿上下方向的軸承孔33,驅動軸17經軸承34可自由旋轉地嵌入在該軸承孔33中。
b)固定渦旋件 固定渦旋件24主要具有端板24a;形成在端板24a的下表面上的螺旋狀(漸開線狀)的搭接部24b;以及包圍搭接部24b的第2外周壁24c。在端板24a上形成有與壓縮室40(后述)連通的排出通道41以及與排出通道41連通的擴大凹部42。排出通道41形成為在端板24a的中央部分沿上下方向延伸。擴大凹部42由凹陷設置在端板24a的上表面上的、在水平方向上變寬的凹部構成。并且,蓋體44以堵塞該擴大凹部42的方式通過螺栓44a緊固固定在固定渦旋件24的上表面上。并且,通過用蓋體44覆蓋擴大凹部42,形成了由使渦旋壓縮機構15的運轉音消聲的膨脹室構成的消聲空間45。固定渦旋件24和蓋體44通過隔著未圖示的襯墊緊貼而被密封。并且,在第二外周壁24c的下端面中,在相當于緊固面(以下稱為第二緊固面)Ps2的部分的內周側設有熔滴防止壁24d。另外,對于該熔滴防止壁24d的作用在后面描述(參照圖2)。
c)可動渦旋件 可動渦旋件26主要具有端板26a;形成在端板26a的上表面上的螺旋狀(漸開線狀)的搭接部26b;形成在端板26a的下表面上的軸承部26c;以及形成在端板26a的兩端部的槽部26d。并且,該可動渦旋件26通過在槽部26d中嵌入十字環(huán)39而支承在殼體23上。并且,驅動軸17的上端嵌入在軸承部26c中??蓜訙u旋件26通過這樣組裝在渦旋壓縮機構15上,而利用驅動軸17的旋轉不自轉地在殼體23內公轉。并且,可動渦旋件26的搭接部26b與固定渦旋件24的搭接部24b嚙合,在兩搭接部24b、26b的接觸部之間形成了壓縮室40。并且,在該壓縮室40中,伴隨著可動渦旋件26的公轉,兩搭接部24b、26b之間的容積朝向中心逐漸收縮。在第一實施方式所述的高低壓圓頂型壓縮機1中這樣對氣體制冷劑進行壓縮。
d)其它 并且,在該渦旋壓縮機構15中,縱貫固定渦旋件24和殼體23形成有連接通道46。該連接通道46形成為在固定渦旋件24上通過開槽而形成的渦旋件側通道47和在殼體23上通過開槽而形成的殼體側通道48相連通。并且,連接通道46的上端、即渦旋件側通道47的上端面向擴大凹部42開口,連接通道46的下端、即殼體側通道48的下端在殼體23的下端面上開口。即,通過該殼體側通道48的下端開口,構成了排出口49,該排出口49使連接通道46的制冷劑流出至間隙空間18中。
(3)十字環(huán) 如上所述,十字環(huán)39是用于防止可動渦旋件26的自轉運動的部件,其嵌入在形成于殼體23的十字槽(未圖示)中。另外,該十字槽是橢圓形狀的槽,其配設在殼體23的相互對置的位置上。
(4)驅動電動機 驅動電動機16在第一實施方式中是直流電動機,其主要具有環(huán)狀的定子51,其固定在外殼10的內壁面上;以及轉子52,其以具有微小的間隙(空氣隙通道)的方式可自由旋轉地收納在定子51的內側。并且,該驅動電動機16配置成形成于定子51的上側的線圈端53的上端與殼體23的軸承部32的下端位于大致相同高度的位置。
在定子51上,在齒部上卷繞有銅線,在上方和下方形成有線圈端53。并且,在定子51的外周面上,設有鐵芯切割部,所述鐵芯切割部從定子51的上端面延伸到下端面,并且在圓周方向上隔開預定間隔地開槽形成在多個部位。并且,通過該鐵芯切割部,在主體部外殼部11和定子51之間形成了沿上下方向延伸的電動機冷卻通道55。
轉子52經驅動軸17與渦旋壓縮機構15的可動渦旋件26驅動連接,驅動軸17以沿上下方向延伸的方式配置于主體部外殼部11的軸心。并且,將從連接通道46的排出口49流出的制冷劑引導至電動機冷卻通道55中的引導板58配置在間隙空間18中。
(5)下部主軸承 下部主軸承60配置在驅動電動機16下方的下部空間中。該下部主軸承60固定在主體部外殼部11上,并且構成驅動軸17的下端側軸承,并支承驅動軸17。
(6)吸入管 吸入管19是用于將制冷劑回路的制冷劑導入渦旋壓縮機構15中的部件,其氣密狀地嵌入在外殼10的上壁部12中。吸入管19在上下方向上貫通低壓空間29,并且吸入管19的內端部嵌入在固定渦旋件24中。
(7)排出管 排出管20是用于使外殼10內的制冷劑排出至外殼10外的部件,其氣密狀地嵌入外殼10的主體部外殼部11中。并且,該排出管20具有內端部36,內端部36形成為沿上下方向延伸的圓筒形狀,并固定在殼體23的下端部上。另外,排出管20的內端開口即流入口朝下方開口。
<殼體以及固定渦旋件的制造方法> 在第一實施方式中,殼體23以及固定渦旋件24是利用下述的制造方法制造的。
(1)原材料 在第一實施方式中,作為成為上述結構部件的原材料的鐵原料,采用添加了下述材料的鐵坯C2.3~2.4wt%、Si1.95~2.05wt%、Mn0.6~0.7wt%、P<0.035wt%、S<0.04wt%、Cr0.00~0.50wt%、Ni0.50~1.00wt%。另外,這里所說的重量比例是相對于總量的比例。另外,這里的“鐵坯”意思是指將上述成分的鐵原料在熔融爐中熔融后利用連續(xù)鑄造裝置成形為圓柱形狀等的最終成形前的原料。另外,此處的C和Si的含量被確定成滿足下述兩個條件抗拉強度和拉伸彈性率比片狀石墨鑄鐵要高;以及,具有適于成形復雜形狀的結構部件基體(成為最終的結構部件之前的部件)的流動性。并且,Ni的含量確定成構成了適于提高金相組織的韌性、防止成形時的表面裂紋的金屬合成物。
(2)制造工序 上述結構部件是經過半熔融壓鑄成形工序、熱處理工序以及最終精加工工序來進行制造的。下面,對各工序進行詳細描述。
a)半熔融壓鑄成形工序 在半熔融壓鑄成形工序中,首先,通過高頻加熱使鐵坯成為半熔融狀態(tài)。接著,在將該半熔融狀態(tài)的鐵坯注入預定的模具中時,在使用壓鑄機施加預定壓力的同時使鐵坯成形為所希望的形狀,從而得到結構部件基體。然后,當將結構部件基體從模具取出使其急冷時,該結構部件基體的金相組織整體地白口化。另外,結構部件基體比最終得到的結構部件稍大,該結構部件基體在后面的精加工工序中被除去加工余量從而成為最終的結構部件。
b)熱處理工序 在熱處理工序中,對半熔融壓鑄成形工序后的結構部件基體進行熱處理。在該熱處理工序中,結構部件基體的金相組織從白口化組織變成由珠光體/鐵素體基質、粒狀石墨形成的金相組織。另外,對于該白口化組織的石墨化、珠光體化,可通過調節(jié)熱處理溫度、保持時間、冷卻速度等來進行調節(jié)。例如,如Honda R&D Technical Review的Vol.14 No.1中的論文“鐵的半熔融成形技術研究”中所述,通過在950℃下保持60分鐘后以0.05~0.10℃/sec的冷卻速度在爐中慢冷卻,能夠得到具有大約500MPa~700MPa的抗拉強度、大約HB150(HRB81(來自SAE J417硬度換算表的換算值))~HB200(HRB96(來自SAE J 417硬度換算表的換算值))的硬度的金相組織。這樣的金相組織以鐵素體為中心,因此較軟且切削性優(yōu)良,但是在機械加工時有可能形成積屑瘤而使刀具壽命縮短。另外,通過在1000℃下保持60分鐘后進行空冷、并進一步在比最初的溫度稍低的溫度下保持預定時間后進行空冷,能夠得到具有大約600MPa~900MPa的抗拉強度,大約HB200(HRB96(來自SAE J 417硬度換算表的換算值))~HB250(HRB105、HRC26(來自SAE J 417硬度換算表的換算值,另外HRB105超出了試驗類型的有效實用范圍,因此是參考值))的硬度的金相組織。在這樣的金相組織中,與片狀石墨鑄鐵具有相同硬度的金相組織具有與片狀石墨鑄鐵相同的切削性,并且與具有相同的延展性、韌性的球狀石墨鑄鐵相比切削性優(yōu)良。此外,通過在1000℃下保持60分鐘后進行油冷、并進一步在比最初的溫度稍低的溫度下保持預定時間后進行空冷,能夠得到具有大約800MPa~1300MPa的抗拉強度,大約HB250(HRB105、HRC26(來自SAE J 417硬度換算表的換算值,另外HRB105超出了試驗類型的有效實用范圍,因此是參考值))~HB350(HRB122、HRC41(來自SAE J 417硬度換算表的換算值,另外HRB122超出了試驗類型的有效實用范圍,因此是參考值))的硬度的金相組織。這樣的金相組織以珠光體為中心因此較硬、切削性差,但是耐磨性優(yōu)良。但是,存在具有由過硬導致的對滑動對象材料的攻擊性的可能性。
另外,在第一實施方式中,在該熱處理工序中,在滑動部件基體的硬度比HRB90(HB176(來自SAE J 417硬度換算表的換算值))高、且比HRB100(HB219(來自SAE J 417硬度換算表的換算值))低的條件下進行熱處理。另外,在通過半熔融壓鑄成形法來制造滑動部件基體的情況下,可知滑動部件基體的硬度與該滑動部件基體的抗拉強度成比例關系。并且,此時的滑動部件基體的抗拉強度大致相當于600MPa至900MPa的范圍。
c)最終精加工工序 在最終精加工工序中,對結構部件基體進行機械加工從而完成結構部件。另外,在第一實施方式中,固定渦旋件24的下端面Ps2(參照圖2和圖3)的中心線表面粗糙度(Ra)的標準值為0.6~1.2μm,平面度的標準值為0.01~0.03mm。另外,殼體23的上端面Ps1(參照圖2和圖3)的中心線表面粗糙度(Ra)的標準值為0.6~1.2μm,平面度的標準值為0.01~0.03mm。另外,在固定渦旋件24的下端面Ps2的外端部和殼體23的上端面Ps1的外端部進行了0.07mm的倒角(參照圖3)。
<殼體和固定渦旋件的接合方法> 在第一實施方式中,殼體23和固定渦旋件24不是通過螺栓固定而是通過激光焊接緊固。具體而言,在將曲軸17、可動渦旋件26、十字環(huán)39等組裝在殼體23上后,在將殼體23的上端面Ps1和固定渦旋件24的下端面Ps2彼此對接并從兩側按壓在一起的狀態(tài)下,以夾著該抵接面的方式照射光斑直徑為Φ0.3mm的光纖激光LS。另外,此時,關于光纖激光LS的照射位置,在沿著激光照射方向觀察的情況下,以固定渦旋件24的倒角面的上側或者殼體23的倒角面的下側的線為基準線進行調節(jié)。并且,光纖激光LS的輸出、焊接速度被調節(jié)成在焊接進行方向上每單位長度的熱量輸入量為50±5(J/mm)。并且,在第一實施方式中,在抵接面的整周范圍內進行激光焊接。并且,在第一實施方式中,從外周激光焊接到內周。即,對抵接面整個面進行激光焊接。另外,在第一實施方式中,由于在固定渦旋件24上設有熔滴防止壁24d,因此在激光焊接中,能夠防止熔滴附著在可動渦旋件26、或者十字環(huán)39、固定渦旋件24的推力面等上。
<高低壓圓頂型壓縮機的運轉動作> 當驅動電動機16被驅動時,驅動軸17旋轉,可動渦旋件不自轉地進行公轉。于是,低壓的氣體制冷劑通過吸入管19從壓縮室40的周緣側被抽吸至壓縮室40中,所述氣體制冷劑伴隨著壓縮室40的容積變化而被壓縮,從而成為高壓的氣體制冷劑。然后,該高壓的氣體制冷劑從壓縮室40的中央部通過排出通道41排出至消聲空間45,然后通過連接通道46、渦旋件側通道47、殼體側通道48、排出口49流出至間隙空間18,并在引導板58和主體部外殼部11的內表面之間向下側流動。之后,當該氣體制冷劑在引導板58和主體部外殼部11的內表面之間向下側流動時,一部分分流而在引導板58和驅動電動機16之間沿圓周方向流動。另外,此時,混入到氣體制冷劑中的潤滑油被分離。另一方面,分流了的氣體制冷劑另一部分在電動機冷卻通道55中向下側流動,在流動至電動機下部空間后反轉,并在定子51和轉子52之間的空氣隙通道、或者與連接通道46對置的一側(圖1中的左側)的電動機冷卻通道55中向上方流動。此后,通過了引導板58的氣體制冷劑和流過了空氣隙通道或者電動機冷卻通道55的氣體制冷劑在間隙空間18中匯合并從排出管20的內端部36流入到排出管20中,排出至外殼10外。接著,排出至外殼10外的氣體制冷劑在制冷劑回路中循環(huán)后,再次通過吸入管19被吸入到渦旋壓縮機構15中并被壓縮。
<高低壓圓頂型壓縮機的特征> (1) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,利用半熔融壓鑄成形法制造的、含碳量為2.3~2.4wt%的固定渦旋件24通過激光焊接與殼體23緊固,而不是通過螺栓固定。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,能夠實現(xiàn)小型化(小直徑化)并且不失現(xiàn)有的滑動性和加工性。
(2) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,固定渦旋件24通過半熔融壓鑄成形法來成形,并利用熱處理將其抗拉強度調節(jié)至600MPa以上且在900Mpa以下。因此,高低壓圓頂型壓縮機1表現(xiàn)出高耐久性,并且與FC(鑄鐵)材料相比韌性優(yōu)良,因此對于突發(fā)性的內壓上升或者異物嚙入,不易產生損傷,即使產生損傷也不易產生細小的雜塵,不需要清洗配管。
(3) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在對殼體23和固定渦旋件24進行激光焊接時,光纖激光LS的輸出、焊接速度被調節(jié)成在焊接進行方向上每單位長度的熱量輸入量為50±5(J/mm)。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,能夠將激光焊接部分W的抗拉強度維持在八成以上,并且,在平面彎曲試驗中能夠得到0.4~0.5的(疲勞極限/鑄鐵強度)。
(4) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在對殼體23和固定渦旋件24進行激光焊接時,使用光纖激光LS。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,在進行激光焊接時,可得到較深的熔深(溶け込み),因此能夠進行低熱量輸入的接合。
(5) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在激光焊接中,使用具有Φ0.3mm的光斑直徑的光纖激光LS。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,能夠防止由于焊接位置的偏移導致的熔深不足。
(6) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,固定渦旋件24的下端面Ps2和殼體23的上端面Ps1的中心線表面粗糙度(Ra)的標準值為0.6~1.2μm,平面度的標準值為0.01~0.03mm。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,既能夠維持性能和可靠性等,也能防止焊接缺陷。
(7) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,第一緊固面Ps1和第二緊固面Ps2的抵接部分的大致全部都被激光焊接。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,與螺栓固定相比能夠可靠地進行密封,能夠期待提高性能,并且能夠消除疲勞破壞的起點。因此,該高低壓圓頂型壓縮機1能夠對二氧化碳等高壓制冷劑進行壓縮。
(8) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在進行激光焊接時不使用填充金屬。因此,該高低壓圓頂型壓縮機1能夠價格低廉地供向市場。
(9) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,關于光纖激光LS的照射位置,在沿著激光照射方向觀察的情況下,以固定渦旋件24的倒角面的上側或者殼體23的倒角面的下側的線為基準線進行調節(jié)。并且,該倒角為光纖激光的光斑直徑的1/4以下。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,能夠防止激光的位置偏移或者焦點位置偏移。
(10) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在固定渦旋件24上設有熔滴防止壁24d。因此,在該高低壓圓頂型壓縮機1中,在激光焊接時,能夠防止熔滴附著在可動渦旋件26、或者十字環(huán)39、固定渦旋件24的推力面等上。
<第一實施方式的變形例> (A) 雖然在第一實施方式中采用了密閉型的高低壓圓頂型壓縮機1,但是壓縮機既可以是高壓圓頂型的壓縮機也可以是低壓圓頂型的壓縮機。并且,也可以是半密閉型或者開放型的壓縮機。
(B) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,作為自轉防止機構而采用了十字環(huán)39,但是作為自轉防止機構也可以采用銷、球式聯(lián)接器、曲柄等。
(C) 在第一實施方式中列舉了將壓縮機1用在制冷劑回路中的情況的例子,但是關于用途并不限于空調用,也可以是單體或者組裝在系統(tǒng)中使用的壓縮機或者送風機、增壓器、泵等。
(D) 在第一實施方式中的高低壓圓頂型壓縮機1中存在有潤滑油,但是也可以是無油或者均衡(oil-free)(可以有油也可以無油)型的壓縮機、送風機、增壓器、泵等。
(E) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,殼體23和固定渦旋件24通過半熔融壓鑄成形法來成形,并且含碳量為2.3~2.4wt%,但是含碳量只要在2.0wt%以上且在2.7wt%以下即可。
(F) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,殼體23和固定渦旋件24通過半熔融壓鑄成形法來成形,但是殼體23和固定渦旋件24也可以通過半凝固壓鑄成形法來成形。
(G) 在第一實施方式的激光焊接中,使用了光斑直徑為Φ0.3mm的光纖激光LS,但是光斑直徑只要在Φ0.2mm以上且在Φ0.7mm以下即可。
(H) 在第一實施方式的激光焊接中,使用了光纖激光,但是也可以使用其他種類的激光。
(I) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,激光焊接前的固定渦旋件24的下端面Ps2和殼體23的上端面Ps1的中心線表面粗糙度(Ra)的標準值為0.6~1.2μm,但是中心線表面粗糙度(Ra)的標準值只要在1.2μm以下即可。
(J) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,激光焊接前的固定渦旋件24的下端面Ps2和殼體23的上端面Ps1的平面度的標準值為0.01~0.03mm,但是平面度的標準值只要在0.03mm以下即可。
(K) 在第一實施方式中,在高低壓圓頂型壓縮機1中,使用含碳量為2.3~2.4wt%的鐵坯通過半熔融壓鑄成形法來成形殼體23和固定渦旋件24,而在擺動壓縮機或旋轉壓縮機中,也可以同樣使用含碳量為2.3~2.4wt%的鐵坯通過半熔融壓鑄成形法來成形汽缸、前汽缸蓋、后汽缸蓋、中間板等,以與第一實施方式相同的要領進行激光焊接。
(L) 在第一實施方式的激光焊接中,光纖激光LS的輸出、焊接速度被調節(jié)成在焊接進行方向上每單位長度的熱量輸入量為50±5(J/mm),但是熱量輸入量只要在10(J/mm)以上且在70(J/mm)以下即可。
(M) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,對第一緊固面Ps1和第二緊固面Ps2的抵接部分的大致全部進行激光焊接。但是,只要對第一緊固面Ps1和第二緊固面Ps2的抵接部分的50%以上進行激光焊接就足夠了。
(N) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在固定渦旋件24上設有熔滴防止壁24d,但是也可以如圖4所示那樣,在殼體23上設置熔滴防止壁23c。
(O) 在第一實施方式的高低壓圓頂型壓縮機1中,在固定渦旋件24的下端面的外端部和殼體23的上端面Ps1的外端部上,進行了0.07mm的倒角,但是倒角的大小只要比0mm大且在激光的光斑直徑的1/4以下即可。
—第二實施方式— 如圖5所示,第二實施方式的擺動壓縮機101主要包括圓筒狀的密閉圓頂型的外殼110;擺動壓縮機構部115;驅動電動機116;吸入管119;排出管120;以及端子設備195。另外,在該擺動壓縮機101中,在外殼110上安裝有儲氣筒(氣液分離器)190。以下,分別對該擺動壓縮機101的結構部件進行詳細描述。
<擺動壓縮機的結構部件的詳細情況> (1)外殼 外殼110具有大致圓筒狀的主體部外殼部111;氣密狀地焊接在主體部外殼部111的上端部的碗狀的上壁部112;以及氣密狀地焊接在主體部外殼部111的下端部的碗狀的底壁部113。并且,在該外殼110中主要收納有對氣體制冷劑進行壓縮的擺動壓縮機構部115;以及配置在擺動壓縮機構部115的上方的驅動電動機116。該擺動壓縮機構部115和驅動電動機116通過曲軸117連接,該曲軸117以在外殼110內沿著上下方向延伸的方式配置。
(2)擺動壓縮機構部 如圖5和圖7所示,擺動壓縮機構部115主要具有曲軸117、活塞121;襯套122;前汽缸蓋123;汽缸體124;以及后汽缸蓋125。另外,在第二實施方式中,通過對緊固部123b、125b沿著曲軸117的軸向101a進行貫通激光焊接,前汽缸蓋123和后汽缸蓋125與汽缸體124緊固成一體。并且,在第二實施方式中,該擺動壓縮機構部115浸漬在儲存于外殼110底部的潤滑油L中,潤滑油L利用差壓被供給(差圧給油)至擺動壓縮機構部115。下面,分別對該擺動壓縮機構部115的結構部件進行詳細描述。
a)汽缸體 如圖5和圖6所示,在汽缸體124上形成有汽缸孔124a;吸入孔124b;排出路徑124c;襯套收納孔124d;葉片收納孔124e;以及絕熱槽124f。如圖5和圖6所示,汽缸孔124a是沿著板厚方向貫通的圓柱狀的孔。吸入孔124b從外周壁面貫通地延伸至汽缸孔124a。排出路徑124c通過對形成汽缸孔124a的圓筒部的內周側的一部分進行開槽而形成。襯套收納孔124d是沿著板厚方向貫通的孔,在沿著板厚方向觀察時,襯套收納孔124d位于吸入孔124b和排出路徑124c之間。葉片收納孔124e是沿著板厚方向貫通的孔,其與襯套收納孔124d連通。絕熱槽124f是沿著汽缸孔124a的貫通方向形成在上下兩側的多個槽,其用于對汽缸室Rc1進行絕熱。
并且,該汽缸體124以在下述狀態(tài)下排出路徑124c朝向前汽缸蓋123側的方式與前汽缸蓋123和后汽缸蓋125配合(參照圖7)在汽缸孔124a中收納有曲軸117的偏心軸部117a以及活塞121的輥子部121a,在襯套收納孔124d中收納有活塞121的葉片部121b以及襯套122,在葉片收納孔124e中收納有活塞121的葉片部121b。其結果是,在擺動壓縮機構部115中形成了汽缸室Rc1,通過活塞121,該汽缸室Rc1被劃分成與吸入孔124b連通的吸入室以及與排出路徑124c連通的排出室。另外,在該狀態(tài)下,輥子部121a套在偏心軸部117a上。并且,絕熱孔124f中沒有收納任何部件。另外,優(yōu)選使絕熱孔124f為盡量接近真空的狀態(tài)。
b)曲軸 在曲軸117上,在一個端部設有偏心軸部117a。并且,該曲軸117的沒有設置偏心軸部117a的一側固定在驅動電動機116的轉子152上。
c)活塞 活塞121具有大致圓筒狀的輥子部121a和向輥子部121a的徑向外側凸出的葉片部121b。另外,輥子部121a以配合在曲軸117的偏心軸部117a上的狀態(tài)插入在汽缸體124的汽缸孔124a中。由此,當曲軸117旋轉時,輥子部121a以曲軸117的旋轉軸為中心進行公轉運動。并且,葉片部121b收納在襯套收納孔124d以及葉片收納孔124e中。由此葉片部121b在擺動的同時沿長度方向進行進退運動。
d)襯套 襯套122是大致半圓柱狀的部件,其以夾著活塞121的葉片部121b的方式收納在襯套收納孔124d中。
e)前汽缸蓋 前汽缸蓋123是覆蓋汽缸體124的排出路徑124c側的部件,其配合在外殼110中。在該前汽缸蓋123上形成有軸承部123a,曲軸117插入在該軸承部123a中。并且,在該前汽缸蓋123上形成有用于將通過形成于汽缸體124的排出路徑124c流動來的制冷劑氣體導向排出管120的開口(未圖示)。并且,該開口通過用于防止制冷劑氣體的逆流的排出閥(未圖示)被堵塞或者敞開。并且,在該前汽缸蓋123上設有緊固部123b。緊固部123b形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接,其厚度為2mm。另外,在第二實施方式中,所謂該緊固部123b,具體而言,指的是前汽缸蓋123中的與從汽缸體124的汽缸孔124a內周面向外周側離開2mm以上的區(qū)域相對應的區(qū)域。
f)后汽缸蓋 后汽缸蓋125覆蓋汽缸體124的排出路徑124c側的相反側。在該后汽缸蓋124上形成有軸承部125a,曲軸117插入在該軸承部125a中。并且,在該后汽缸蓋125上設有緊固部125b。與前汽缸蓋123的緊固部123a一樣,緊固部125b也形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接,其厚度為2mm。另外,在第二實施方式中,所謂該緊固部125b,具體而言,指的是后汽缸蓋125中的與從汽缸體124的汽缸孔124a內周面向外周側離開2mm以上的區(qū)域相對應的區(qū)域。
(3)驅動電動機 驅動電動機116在第二實施方式中是直流電動機,其主要具有環(huán)狀的定子151,其固定在外殼110的內壁面上;以及轉子152,其以具有微小的間隙(空氣隙通道)的方式可自由旋轉地收納在定子151的內側。
在定子151上,在齒部(未圖示)卷繞有銅線,在上方和下方形成有線圈端153。并且,在定子151的外周面上設有鐵芯切割部(未圖示),所述鐵芯切割部從定子151的上端面延伸到下端面,并且在周方向上隔開預定間隔地在開槽形成在多個部位。
在轉子152中以沿著旋轉軸的方式固定有曲軸117。
(4)吸入管 吸入管119以貫通外殼110的方式設置,吸入管119的一端嵌入在形成于汽缸體124的吸入孔124b中,而另一端則嵌入在儲氣筒190中。
(5)排出管 排出管120以貫通外殼110的上壁部112的方式設置。
(6)端子設備 如圖5所示,端子設備195主要由接線柱(terminal pin)195a和端子主體195b構成。接線柱195a由端子主體195b支承,端子主體195b嵌入并焊接在外殼110的上壁部112上。并且,在接線柱195a的靠外殼110內部側,連接有從線圈端153伸出的引線(未圖示),在接線柱195a的靠外殼110外部側連接有外部電源(未圖示)。
<主要部件的制造方法> 在第二實施方式的擺動壓縮機1中,活塞121、汽缸體124、前汽缸蓋123、后汽缸蓋125以及曲軸117是按照下述制造方法制造的。
(1)原材料 采用與第一實施方式相同的鐵原料。
(2)制造工序 第二實施方式的主要部件與第一實施方式的部件同樣地制作。另外,在淬火工序中,在襯套收納孔124d中插入高頻加熱器(未圖示),對汽缸體124進行淬火處理,使襯套收納孔124d周圍部分的硬度比HRC50高、且比HRC65低。
<擺動壓縮機構部的組裝> 在第二實施方式中,擺動壓縮機構部115是經過壓接工序以及貫通激光焊接工序來進行制作的。
在壓接工序中,在將曲軸117的偏心軸部117a以及輥子部121a收納在汽缸孔124a中的狀態(tài)下,如預先確定的那樣對汽缸蓋123、125進行定位,并壓接在汽缸體124上。另外,在該壓接工序中,可以將前汽缸蓋123和后汽缸蓋125同時壓接在汽缸體124上,也可以先僅壓接汽缸蓋123、125的任一方。另外,在僅壓接汽缸蓋123、125的一方的情況下,在將該汽缸蓋123貫通激光焊接在汽缸體124上之后,再壓接汽缸蓋123、125的另一方并進行貫通激光焊接。在貫通激光焊接工序中,從圖8中的實線箭頭所示的方向對壓接在汽缸體124上的汽缸蓋123、125照射激光光線LS,將汽缸蓋123、125貫通激光焊接在汽缸體124上。另外,在第二實施方式中,激光輸出被設定為4~5kW。并且,在第二實施方式中,如圖9所示,汽缸蓋123、125的焊接位置Pw是汽缸蓋123、125中與汽缸體124的汽缸孔124a和絕熱槽124f之間的位置相對應的位置,更準確地說是汽缸蓋123、125中的與從汽缸體124的汽缸孔124a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置,以及汽缸蓋123、125中與汽缸體124的絕熱槽124f的外周側位置相對應的位置。并且,為了保證活塞121的擺動以及襯套122的旋轉運動,對于與活塞121的葉片部121b以及襯套122相對應的位置不實施貫通激光焊接。并且,在第二實施方式中,在擺動壓縮機構部115的組裝中完全不使用螺栓。
<擺動壓縮機的運轉動作> 當驅動電動機116被驅動時,偏心軸部117a繞曲軸117偏心旋轉,配合在該偏心軸部117a上的輥子部121a以外周面和汽缸室Rc1的內周面相接觸的方式公轉。并且,伴隨著輥子部121a在汽缸室Rc1內公轉,葉片部121b在兩側面由襯套122保持的同時進行進退動作。這樣,低壓的制冷劑氣體從吸入口119被吸入到吸入室中,在排出室中進行壓縮而成為高壓后,從排出路徑124c排出高壓的制冷劑氣體。
<擺動壓縮機的特征> (1) 在第二實施方式的擺動壓縮機101中,汽缸蓋123、125,通過在與從汽缸孔124a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置,進行貫通激光焊接而緊固在汽缸體124上。因此,在該擺動壓縮機101中,不使用螺栓就能夠將汽缸蓋123、125緊固到汽缸體124上制作出擺動壓縮機構部115。因此,在該擺動壓縮機101中,能夠防止產生由螺栓緊固導致的緊固形變,并能夠實現(xiàn)小直徑化。其結果是,該擺動壓縮機101能夠在抑制制造成本的同時消除擺動壓縮機構部115的形變,而且能夠實現(xiàn)小直徑化。
(2) 在第二實施方式的擺動壓縮機101中,汽缸蓋123、125的與從汽缸孔124a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。因此,在該擺動壓縮機101中,能夠將汽缸蓋123、125貫通激光焊接在汽缸體124上。
(3) 在第二實施方式的擺動壓縮機101中,汽缸蓋123、125通過沿著曲軸117的軸向101a進行貫通激光焊接而與汽缸體124緊固在一起。因此,在該擺動壓縮機101中,能夠容易地將汽缸蓋123、125緊固在汽缸體124上。
(4) 在第二實施方式的擺動壓縮機101中,前汽缸蓋123以及后汽缸蓋125在與汽缸體124的汽缸孔124a和絕熱槽124f之間的位置相對應的位置、以及與汽缸體124的絕熱槽124f的外周側位置相對應的位置貫通激光焊接在汽缸體124上。因此,在該擺動壓縮機101中,能夠確保絕熱槽124f的密閉性。因此,該擺動壓縮機101能夠減小產品之間的容積效率的波動。
(5) 在第二實施方式的擺動壓縮機101中,前汽缸蓋123、后汽缸蓋125以及汽缸體124通過半熔融壓鑄成形法來形成。因此,在該擺動壓縮機101中,除了能夠將激光焊接應用于汽缸體124和汽缸蓋123、125的緊固,還能夠得到汽缸體124和輥子部121a的良好的適應性,以及汽缸體124和汽缸蓋123、125的足夠的耐壓強度等。
(6) 在第二實施方式的擺動壓縮機101中,在擺動壓縮機構部115的組裝中完全不使用螺栓。因此,在該擺動壓縮機101中,不需要在前汽缸蓋123、汽缸體124、以及后汽缸蓋125上設置螺栓孔。因此,能夠使該擺動壓縮機101小直徑化。并且,由于不需要以往使用的螺栓的成本,因此能夠降低擺動壓縮機101的制造成本。
<第二實施方式的變形例> (A) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,汽缸蓋123、125通過貫通激光焊接而緊固在汽缸體124上,從而組裝成擺動壓縮機構部115。此處,這種組裝技術也可以應用于圖11所示的旋轉壓縮機201的汽缸體224和汽缸蓋(雖然未圖示,但是與第二實施方式所述的汽缸蓋123、125是同一部件)。即,旋轉壓縮機201的前汽缸蓋和后汽缸蓋也可以在與汽缸體224的從汽缸孔224a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置(其中,必須在與汽缸體224的汽缸孔224a和絕熱槽224f之間的區(qū)域相對應的區(qū)域內)、以及與汽缸體224的絕熱槽224f的外周側位置相對應的位置,通過貫通激光焊接而緊固在汽缸體224上。另外,在圖10和圖11中,標號217表示曲軸,標號217a表示曲軸的偏心軸部,標號221表示輥子,標號222表示翼片(vane),標號223表示彈簧,標號224b表示吸入孔,標號224c表示排出路徑,標號224d表示翼片收納孔,標號Rc2表示汽缸室。
(B) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,主要在汽缸蓋123、125中的與汽缸體124的汽缸孔124a和絕熱槽124f之間的位置相對應的位置,以及汽缸蓋123、125中的與汽缸體124的絕熱槽124f的外周側位置相對應的位置,不連續(xù)地進行貫通激光焊接,從而汽缸蓋123、125緊固在汽缸體124上,但是,也可以如圖12所示連續(xù)地進行貫通激光焊接。這樣,能夠進一步提高汽缸孔124a和絕熱槽124f之間的密封性以及絕熱槽124f的密閉性。
(C) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,激光光線LS的照射方向沿著曲軸117的軸101a,但是激光光線LS的照射方向也可以如圖13所示那樣相對于曲軸117的軸101a傾斜。
(D) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,汽缸蓋123、125貫通激光焊接在汽缸體124上。但是,也可以在汽缸蓋123、125中的與汽缸體124的汽缸孔124a和絕熱槽124f之間的位置相對應的位置、以及汽缸蓋123、125中的與汽缸體124的絕熱槽124f的外周側位置相對應的位置,設置圖14所示的貫通槽123c、125c,對該貫通槽123c、125c的壁和汽缸體124進行角焊。另外,在該情況下,可以使用填充金屬進行激光焊接,也可以不使用填充金屬進行激光焊接。
(E) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,在上下兩側形成有絕熱槽124f,但是也可以像汽缸孔124a那樣,貫通板厚方向形成絕熱槽。
(F) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,絕熱槽124f形成為被分成4個,但是也可以以連通所有的絕熱槽的方式形成絕熱槽。
(G) 第二實施方式所述的擺動壓縮機101是單汽缸型的擺動壓縮機,但是本發(fā)明所述的擺動壓縮機構部115的組裝技術也能夠應用于雙汽缸型的擺動壓縮機或者旋轉壓縮機。
(H) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,在汽缸體124上設有絕熱槽124f,但是也可以不設置絕熱槽124f(參照圖15)。在該情況下,如圖15所示,前汽缸蓋123可以通過僅在與從汽缸體124的汽缸孔124a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置進行貫通激光焊接,而緊固在汽缸體124上。并且,后汽缸蓋125也可以如圖15所示不具有緊固部125b。在該情況下,后汽缸蓋125可以通過在汽缸體124的從汽缸孔124a內周面向外周側離開2mm以上、且在4mm以下的位置進行角焊,而緊固在汽缸體124上。另外,在該情況下,可以使用填充金屬進行激光焊接,也可以不使用填充金屬進行激光焊接。
(I) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,汽缸蓋123、125通過在與從汽缸體124的汽缸孔124a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置進行貫通激光焊接而緊固在汽缸體124上,但是,貫通激光焊接位置只要是汽缸蓋123、125中的與從汽缸體124的汽缸孔124a內周面向外周側離開2mm以上且4mm以下的位置相對應的位置即可。
(J) 在第二實施方式所述的擺動壓縮機101中,前汽缸蓋123和后汽缸蓋125的緊固部123b、125b的厚度為2mm,貫通激光焊接時的激光輸出為4~5kW。但是,若激光輸出為4~5kW,則緊固部123b、125b的厚度只要在3mm以下即可。并且,在能夠提高激光輸出的情況下,緊固部123b、125b的厚度也可以比3mm厚。并且,如果無法使激光輸出大于4kW,則只要減薄厚度即可。
(H) 在第二實施方式所述的壓縮機101中,擺動壓縮機構部115不用螺栓地組裝起來。但是,在擺動壓縮機構部115的組裝中也可以不僅僅使用貫通激光焊接,還進一步使用螺栓。
—第三實施方式— 如圖16所示,第三實施方式所述的擺動壓縮機301是雙汽缸型的擺動壓縮機,其主要包括圓筒狀的密閉圓頂型的外殼310;擺動壓縮機構部315;驅動電動機316;吸入管319;排出管320;以及端子設備(未圖示)。另外,在該擺動壓縮機301上,在外殼310上安裝有儲氣筒(氣液分離器)390。以下,分別對該擺動壓縮機301的結構部件進行詳細描述。
<擺動壓縮機的結構部件的詳細情況> (1)外殼 外殼310具有大致圓筒狀的主體部外殼部311;氣密狀地焊接在主體部外殼部311的上端部的碗狀的上壁部312;以及氣密狀地焊接在主體部外殼部311的下端部的碗狀的底壁部313。并且,在該外殼310內主要收納有對氣體制冷劑進行壓縮的擺動壓縮機構部315;以及配置在擺動壓縮機構部315的上方的驅動電動機316。該擺動壓縮機構部315和驅動電動機316通過曲軸317連接,曲軸317以在外殼310內沿上下方向延伸的方式配置。
(2)擺動壓縮機構部 如圖16和圖18所示,擺動壓縮機構部315主要包括前汽缸蓋323;第一汽缸體324;中間板327;第二汽缸體326;后汽缸蓋325;曲軸317;活塞321;以及襯套322。另外,在第三實施方式中,前汽缸蓋323、第一汽缸體324、中間板327、第二汽缸體326以及后汽缸蓋325通過貫通激光焊接而緊固成一體。并且,在第三實施方式中,該擺動壓縮機構部315浸漬在儲存于外殼310的底部的潤滑油L中,潤滑油L利用差壓被供給至擺動壓縮機構部315。下面,分別對該擺動壓縮機構部315的結構部件進行詳細描述。
a)第一汽缸體 如圖17所示,在第一汽缸體324上形成有汽缸孔324a、吸入孔324b、排出路徑324c、襯套收納孔324d、葉片收納孔324e以及絕熱孔324f。如圖16和圖17所示,汽缸孔324a是沿著板厚方向貫通的圓柱狀的孔。吸入孔324b從外周壁面貫通至汽缸孔324a。排出路徑324c通過對形成汽缸孔324a的圓筒部的內周側的一部分進行開槽而形成。襯套收納孔324d是沿著板厚方向貫通的孔,在沿著板厚方向觀察時,襯套收納孔324d配置在吸入孔324b和排出路徑324c之間。葉片收納孔324e是沿著板厚方向貫通的孔,其與襯套收納孔324d連通。絕熱孔324f是沿著汽缸孔324a的貫通方向形成的多個孔,其用于對汽缸室Rc3進行絕熱。并且,在該第一汽缸體324中,在絕熱孔324f內、在排出路徑324c形成側的相反側的端部設有緊固部328(參照圖17)。另外,該緊固部328與第一汽缸體324設置成一體。并且,該緊固部328形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。
并且,該第一汽缸體324以在下述狀態(tài)下排出路徑324c朝向前汽缸蓋323側的方式,與前汽缸蓋323和中間板327緊固在一起(參照圖18)曲軸317的偏心軸部317a以及活塞321的輥子部321a收納在汽缸孔324a中,活塞321的葉片部321b以及襯套322收納在襯套收納孔324d中,活塞321的葉片部321b收納在葉片收納孔324e中。其結果是,在擺動壓縮機構部315中形成了第三汽缸室Rc3,該第三汽缸室Rc3通過活塞321被劃分成與吸入孔324b連通的吸入室和與排出路徑324c連通的排出室。
b)第二汽缸體 如圖17所示,和第一汽缸體324一樣,在第二汽缸體326上形成有汽缸孔326a、吸入孔326b、排出路徑326c、襯套收納孔326d、葉片收納孔326e以及絕熱孔326f。如圖16和圖17所示,汽缸孔326a是沿著板厚方向貫通的圓柱狀的孔。吸入孔326b從外周壁面貫通至汽缸孔326a。排出路徑326c通過對形成汽缸孔326a的圓筒部的內周側的一部分進行開槽而形成。襯套收納孔326d是沿著板厚方向貫通的孔,在沿著板厚方向觀察時,襯套收納孔326d配置在吸入孔326b和排出路徑326c之間。葉片收納孔326e是沿著板厚方向貫通的孔,其與襯套收納孔326d連通。絕熱孔326f是沿著汽缸孔326a的貫通方向形成的多個孔,其用于對汽缸室Rc4進行絕熱。并且,在該第二汽缸體326中,在絕熱孔326f內、在排出路徑326c形成側的相反側的端部設有緊固部328(參照圖16)。另外,該緊固部328與第二汽缸體326設置成一體。并且,該緊固部328形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。
并且,該第二汽缸體326以在下述狀態(tài)下排出路徑326c朝向后汽缸蓋325側的方式與后汽缸蓋325和中間板327配合(參照圖18)曲軸317的偏心軸部317b以及活塞321的輥子部321a收納在汽缸孔326a中,活塞321的葉片部321b以及襯套322收納在襯套收納孔326d中,活塞321的葉片部321b收納在葉片收納孔326e中。其結果是,在擺動壓縮機構部315中形成了第四汽缸室Rc4,該第四汽缸室Rc4通過活塞321被劃分成與吸入孔326b連通的吸入室和與排出路徑326c連通的排出室。
c)曲軸 在曲軸317上,在一個端部上設有兩個偏心軸部317a、317b。另外,這兩個偏心軸部317a、317b形成為彼此的偏心軸夾著曲軸317的中心軸對置。并且,該曲軸317的沒有設置偏心軸317a、317b的一側固定在驅動電動機316的轉子352上。
d)活塞 活塞321具有大致圓筒狀的輥子部321a和向輥子部321a的徑向外側凸出的葉片部321b。另外,輥子部321a在配合在曲軸317的偏心軸部317a、317b上的狀態(tài)下插入在汽缸體324、326的汽缸孔324a、326a中。由此,當曲軸317旋轉時,輥子部321a以曲軸317的旋轉軸為中心進行公轉運動。并且,葉片部321b收納在襯套收納孔324d、326d以及葉片收納孔324e、326e中。由此葉片部321b在擺動的同時沿著長度方向進行進退運動。
e)襯套 襯套322是大致半圓柱狀的部件,其以夾著活塞321的葉片部321b的方式收納在襯套收納孔324d、326d中。
f)前汽缸蓋 前汽缸蓋323是覆蓋第一汽缸體324的排出路徑324c側的部件,其緊固在外殼310中。在該前汽缸蓋323上形成有軸承部323a,曲軸317插入在該軸承部323a中。并且,在該前汽缸蓋323上形成有用于將通過形成于第一汽缸體324的排出路徑324c流動來的制冷劑氣體導向排出管320的開口(未圖示)。并且,該開口通過用于防止制冷劑氣體的逆流的排出閥(未圖示)被堵塞或者敞開。并且,在該前汽缸蓋323上設有緊固部323b。緊固部323b形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接,其厚度為2mm。另外,在第三實施方式中,該所謂緊固部323b,具體而言,指的是前汽缸蓋323中的與從第一汽缸體324的汽缸孔324a內周面向外周側離開2mm以上的區(qū)域相對應的區(qū)域。
g)后汽缸蓋 后汽缸蓋325覆蓋第二汽缸體326的排出路徑326c側。在該后汽缸蓋325上形成有軸承部325a,曲軸317插入在該軸承部325a中。并且,在該后汽缸蓋325上形成有用于將通過形成于第二汽缸體326的排出路徑326c流動來的制冷劑氣體導向排出管320的開口(未圖示)。并且,該開口通過用于防止制冷劑氣體的逆流的排出閥(未圖示)被堵塞或者敞開。并且,在該后汽缸蓋325上設有緊固部325b。與前汽缸蓋323的緊固部323b一樣,緊固部325b也形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接,其厚度為2mm。另外,在第三實施方式中,該所謂緊固部325b,具體而言,指的是后汽缸蓋325中的與從第二汽缸體326的汽缸孔326a內周面向外周側離開2mm以上的區(qū)域相對應的區(qū)域。
h)中間板 中間板327配置在第一汽缸體324和第二汽缸體326之間,分隔第三汽缸室Rc3和第四汽缸室Rc4。另外,在第三實施方式中,該中間板327中的貫通激光焊接部位的厚度為2mm。
(3)驅動電動機 驅動電動機316在第三實施方式中是直流電動機,其主要具有環(huán)狀的定子351,其固定在外殼310的內壁面上;以及轉子352,其以具有微小的間隙(空氣隙通道)的方式可自由旋轉地收納在定子351的內側。
在定子351上,在齒部(未圖示)卷繞有銅線,在上方和下方形成有線圈端353。并且,在定子351的外周面上設有鐵芯切割部(未圖示),所述鐵芯切割部從定子351的上端面延伸到下端面,并且在周方向上隔開預定間隔地在開槽形成在多個部位。
在轉子352上,以沿著旋轉軸的方式固定有曲軸317。
(4)吸入管 吸入管319以貫通外殼310的方式進行設置,吸入管319的一端嵌入在形成于第一汽缸體324的吸入孔324b和形成于第二汽缸體326的吸入孔326b中,而另一端則嵌入在儲氣筒390中。
(5)排出管 排出管320以貫通外殼310的上壁部312的方式設置。
(6)端子設備 端子設備(未圖示)主要由接線柱(未圖示)以及端子主體(未圖示)構成。接線柱由端子主體支承,端子主體嵌入并焊接在外殼310的上壁部312上。并且,在接線柱的靠外殼310內部側,連接有從線圈端353伸出的引線(未圖示),在接線柱的靠外殼310外部側連接有外部電源(未圖示)。
<主要部件的制造方法> 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,活塞321、汽缸體324、326、前汽缸蓋323、后汽缸蓋325、中間板327以及曲軸317與第二實施方式同樣地制造。
<擺動壓縮機構部的組裝> 在第三實施方式中,擺動壓縮機構部315是經過汽缸體—中間板緊固工序以及汽缸體—汽缸蓋緊固工序來進行制作的。
在汽缸體—中間板緊固工序中,在汽缸體324、326以緊固部328和中間板327接觸的方式壓接在中間板327上的狀態(tài)下,沿著曲軸317的軸向301a(參照圖19中的實線箭頭)對汽缸體324、326的緊固部328照射激光光線LS,從而緊固部328被貫通激光焊接在中間板327上。另外,在第三實施方式中,激光輸出被設定為4~5kW。并且,在第三實施方式中,緊固部328的焊接位置Pw如圖20中的粗虛線所示。另外,在該汽缸體—中間板緊固工序中,也可以在曲軸317的偏心軸部317a、317b以及輥子部321a收納在汽缸孔324a、326a中的狀態(tài)下將汽缸體324、326貫通激光焊接在中間板327上,也可以在曲軸317的偏心軸部317a、317b以及輥子部321a沒有收納在汽缸孔324a、326a中的狀態(tài)下將汽缸體324、326貫通激光焊接在中間板327上。另外,在后者的情況下,在貫通激光焊接完成后,將曲軸317插入到該組裝體中,以形成曲軸317的偏心軸部317a、317b以及輥子部321a收納在汽缸孔324a、326a中的狀態(tài)。
在汽缸體—汽缸蓋緊固工序中,在汽缸蓋323、325壓接在汽缸體324、326上的狀態(tài)下,沿著曲軸317的軸向301a(參照圖19中的實線箭頭)對汽缸蓋323、325照射激光光線LS,將汽缸蓋323、325貫通激光焊接在汽缸體324、326上。另外,在第三實施方式中,如圖20所示,汽缸蓋323、325的焊接位置Pw是汽缸蓋323、325中的與從汽缸體324的汽缸孔324a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置、以及汽缸蓋323、325中的與汽缸體324的絕熱孔324f的外周側位置相對應的位置。另外,汽缸蓋323、325中的與從汽缸體324的汽缸孔324a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置屬于與汽缸體324的汽缸孔324a和絕熱孔324f之間的區(qū)域相對應的區(qū)域。并且,為了保證活塞321的擺動以及襯套322的旋轉運動,在與活塞321的葉片部321b以及襯套322相對應的位置不實施貫通激光焊接。并且,在第三實施方式中,在擺動壓縮機構部315的組裝中完全不使用螺栓。
<擺動壓縮機的運轉動作> 當驅動電動機316被驅動時,偏心軸部317a、317b圍繞曲軸317偏心旋轉,配合在該偏心軸部317a、317b上的輥子部321a以外周面和汽缸室Rc3、Rc4的內周面相接觸的方式公轉。并且,伴隨著輥子部321a在汽缸室Rc3、Rc4內公轉,葉片部321b在兩側面由襯套322保持的同時進行進退動作。這樣,低壓的制冷劑氣體從吸入口319被吸入到吸入室中,在排出室中進行壓縮而成為高壓后,從排出路徑324c、326c排出高壓的制冷劑氣體。
<擺動壓縮機的特征> (1) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸蓋323、325,通過在與從汽缸孔324a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置,進行貫通激光焊接而緊固在汽缸體324、326上。并且,在該擺動壓縮機301中,通過對汽缸體324、326的緊固部328進行貫通激光焊接,將汽缸體324、326緊固在中間板327上。因此,在該擺動壓縮機301中,不使用螺栓就能夠將汽缸蓋323、325緊固到汽缸體324、326上制作出雙汽缸型的擺動壓縮機構部315。因此,在該擺動壓縮機301中,能夠防止產生由螺栓緊固導致的緊固形變,并能夠實現(xiàn)小直徑化。其結果是,該擺動壓縮機301能夠在抑制制造成本的同時消除擺動壓縮機構部315的形變,并且能夠實現(xiàn)小直徑化。
(2) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸蓋323、325的與從汽缸孔324a、326a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。因此,在該擺動壓縮機301中,能夠將汽缸蓋323、325貫通激光焊接在汽缸體324、326上。
(3) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸蓋323、325通過沿著曲軸317的軸向301a進行貫通激光焊接而與汽缸體324、326緊固在一起。因此,在該擺動壓縮機301中,能夠容易地將汽缸蓋323、325緊固在汽缸體324、326上。
(4) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,前汽缸蓋323以及后汽缸蓋325在與汽缸體324、326的汽缸孔324a、326a和絕熱孔324f、326f之間的位置相對應的位置、以及與汽缸體324、326的絕熱孔324f、326f的外周側位置相對應的位置貫通激光焊接在汽缸體324、326上。因此,在該擺動壓縮機301中,能夠確保絕熱孔324f、326f的密閉性。
(5) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,前汽缸蓋323、后汽缸蓋325、中間板327、以及汽缸體324、326通過半熔融壓鑄成形法形成。因此,在該擺動壓縮機301中,除了能夠將激光焊接應用于汽缸體324、326、汽缸蓋323、325以及中間板327的緊固,還能夠得到汽缸體324、326和輥子部321a的良好的適應性,以及汽缸體324、326和汽缸蓋323、325的足夠的耐壓強度等。
(6) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,在擺動壓縮機構部315的組裝中完全不使用螺栓。因此,在該擺動壓縮機301中,不需要在前汽缸蓋323、汽缸體324、326、中間板327、以及后汽缸蓋325上設置螺栓孔。因此,能夠使該擺動壓縮機301小直徑化。并且,由于不需要以往使用的螺栓的成本,因此能夠降低擺動壓縮機301的制造成本。
<第三實施方式的變形例> (A) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸體324、326的緊固部328通過貫通激光焊接而緊固在中間板327上,進一步地,汽缸蓋323、325通過貫通激光焊接而緊固在汽缸體324、326上,從而組裝成雙汽缸型的擺動壓縮機構部315。此處,這種組裝技術也可以應用于圖22所示的旋轉壓縮機401的汽缸體424和汽缸蓋(雖然未圖示,但是與第三實施方式的汽缸蓋323、325是相同的部件)。即,在雙汽缸型的旋轉壓縮機401中,前汽缸蓋和后汽缸蓋在與汽缸體424的從汽缸孔424a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置(其中,必須在與汽缸體424的汽缸孔424a和絕熱槽424f之間的區(qū)域相對應的區(qū)域內)、以及與汽缸體424的絕熱槽424f的外周側位置相對應的位置,通過貫通激光焊接而緊固在汽缸體424上,并且,也可以說汽缸體424的緊固部428通過貫通激光焊接而緊固在中間板(未圖示)上。另外,在圖21和圖22中,標號417表示曲軸,標號417a表示曲軸的偏心軸部,標號421表示輥子,標號422表示翼片,標號423表示彈簧,標號424b表示吸入孔,標號424c表示排出路徑,標號424d表示翼片收納孔,標號Rc5表示汽缸室。
(B) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,主要在汽缸蓋323、325中的與汽缸體324、326的汽缸孔324a和絕熱槽324f之間的位置相對應的位置,以及汽缸蓋323、325中的與汽缸體324、326的絕熱槽324f、326f的外周側位置相對應的位置,不連續(xù)地進行貫通激光焊接,從而將汽缸蓋323、325緊固在汽缸體324、326上。但是,也可以如圖23所示連續(xù)地進行貫通激光焊接。這樣,能夠進一步提高汽缸孔324a和絕熱孔324f之間的密封性以及絕熱孔324f的密閉性。
(C) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,激光光線LS的照射方向沿著曲軸317的軸301a,但是激光光線LS的照射方向也可以相對于曲軸317的軸301a傾斜(例如參照第二實施方式的變形例(C)和圖13)。
(D) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸蓋323、325貫通激光焊接在汽缸體324、326上。但是,也可以在汽缸蓋323、325中的與汽缸體324、326的汽缸孔324a、326a和絕熱孔324f、326f之間的位置相對應的位置、以及汽缸蓋323、325中的與汽缸體324、326的絕熱孔324f、326f的外周側相對應的位置設置貫通槽,對該貫通槽的壁和汽缸體324、326進行角焊(例如,參照第二實施方式的變形例(D)和圖14)。另外,在該情況下,可以使用填充金屬進行激光焊接,也可以不使用填充金屬進行激光焊接。
(E) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,絕熱槽324f、326f形成為被分成4個,但是也可以以連通所有的絕熱孔的方式形成絕熱孔。
(F) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,后汽缸蓋325通過貫通激光焊接而緊固在第二汽缸體326上,但是后汽缸蓋325也可以通過在從第二汽缸體326的汽缸孔326a內周面向外周側離開2mm以上、且在4mm以下的位置進行角焊而緊固在第二汽缸體326上(參照第二實施方式的變形例(H)和圖15)。另外,在該情況下,可以使用填充金屬進行激光焊接,也可以不使用填充金屬進行激光焊接。
(G) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸蓋323、325通過在與從汽缸體324、326的汽缸孔324a、326a內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置進行貫通激光焊接而緊固在汽缸體324、326上,但是貫通激光焊接位置只要是汽缸蓋323、325中的與從汽缸體324、326的汽缸孔324a、326a內周面向外周側離開2mm以上、且在4mm以下的位置相對應的位置即可。
(H) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,在汽缸體324、326的絕熱孔324f、326f內,在排出路徑324c、326c形成側的相反側的端部設有緊固部328,但是該緊固部也可以完全覆蓋絕熱孔324f、326f。
(I) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,在汽缸體324、326的絕熱孔324f、326f內,在排出路徑324c、326c形成側的相反側的端部設有緊固部328,但是該緊固部也可以是在絕熱孔324f、326f內,從排出路徑324c、326c形成側的相反側的端部的外周側、或者內周側凸出的形狀。
(J) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,汽缸體324、326的緊固部328通過貫通激光焊接而緊固在中間板327上,進一步地,汽缸蓋323、325通過貫通激光焊接而緊固在汽缸體324、326上,從而組裝成雙汽缸型的擺動壓縮機構部315。但是,也可以如圖24和圖25那樣組裝擺動壓縮機構部。下面,對該組裝方法進行詳細描述。
該組裝方法主要包括第一貫穿插入工序、第一壓接工序、第一貫通激光焊接工序、第二貫通激光焊接工序、第二貫穿插入工序、第二壓接工序、以及第三貫通激光焊接工序。
在第一貫穿插入工序中,以曲軸317的第一偏心軸部317a收納在第一汽缸體324A的汽缸孔中的方式,將第一汽缸體324A貫穿插入到曲軸317上。并且,以第一中間板327A位于曲軸317的第一偏心軸部317a和第二偏心軸部317b之間的方式,將第一中間板327A貫穿插入到曲軸317上。然后,從曲軸317的驅動電動機316側將前汽缸蓋323貫穿插入到曲軸317上。
在第一壓接工序中,對前汽缸蓋323、第一汽缸體324A、第一中間板327A進行壓接。
在第一貫通激光焊接工序中,沿著曲軸317的軸向301a對前汽缸蓋323和中間板327A照射激光光線LS,從而將前汽缸蓋323和第一中間板327A緊固在第一汽缸體324A上。另外,在本變形例中,前汽缸蓋323和第一中間板327A的焊接位置是前汽缸蓋323和第一中間板327A中的與從第一汽缸體324A的汽缸孔內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置。并且,為了保證活塞321的擺動以及襯套322的旋轉運動,在與活塞321的葉片部321b以及襯套322相對應的位置不實施貫通激光焊接。
在第二貫通激光焊接工序中,在將第二汽缸體324B和第二中間板327B貫穿插入到曲軸317上之前,沿著曲軸317的軸線301a對第二中間板327B照射激光光線LS,將第二中間板327B緊固在第二汽缸體324B上。另外,以下將該焊接物稱為帶第二中間板的汽缸體。并且,在本變形例中,第二中間板327B的焊接位置是第二中間板327B中的與從第二汽缸體324B的汽缸孔內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置。
在第二貫穿插入工序中,將帶第二中間板的汽缸體以第二中間板327B與第一中間板327A對置的方式貫穿插入到曲軸317上。并且,其后在曲軸317上貫穿插入后汽缸蓋325。
在第二壓接工序中,將帶第二中間板的汽缸體壓接在第一中間板327A上,將后汽缸蓋325壓接在第二汽缸體324A上。
在第三貫通激光焊接工序中,如圖24所示,沿著曲軸317的軸向301a對后汽缸蓋325照射激光光線LS,將后汽缸蓋325緊固在第二汽缸體324B上。另外,在本變形例中,后汽缸蓋325的焊接位置是后汽缸蓋325中的與從第二汽缸體324B的汽缸孔內周面向外周側離開3mm的位置相對應的位置。并且,在該第三貫通激光焊接工序中,沿著第一中間板327A和第二中間板327B的緊固面照射激光光線LS,將第一中間板327A和第二中間板327B緊固在一起。另外,關于該第一中間板327A和第二中間板327B,可以在整周范圍內進行焊接,也可以進行點焊。
另外,在本變形例中,關于工序的順序,只要結果物件是相同的物件,則沒有特殊限制。例如,也可以先進行第二汽缸體324B、后汽缸蓋325以及第二中間板327B的組裝,后進行第一汽缸體324A、前汽缸蓋323以及第一中間板327A的組裝。并且,在第一貫穿插入工序中,可以從曲軸317的驅動電動機316側,將預先與前汽缸蓋323緊固在一起的第一汽缸體324A貫穿插入到曲軸317上,也可以將預先與第一中間板327A緊固在一起的第一汽缸體324A貫穿插入到曲軸317上。并且,第二貫通激光焊接工序只要在第二貫穿插入工序之前進行,則可在任何時候進行。并且,在第三貫通激光焊接工序中,也可以在將后汽缸蓋325貫通激光焊接在第二汽缸體324B上之前,對第一中間板327A和第二中間板327B進行激光焊接。
(K) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,在汽缸體324、326的絕熱孔324f、326f內、在排出路徑324c、326c形成側的相反側的端部,設置有緊固部328,但是也可以不設置緊固部328。該情況下,汽缸體通過在絕熱孔的內壁的端部進行激光角焊而與后汽缸蓋緊固在一起。
(L) 在第三實施方式所述的擺動壓縮機301中,前汽缸蓋323和后汽缸蓋325的緊固部323b、325b的厚度為2mm,貫通激光焊接時的激光輸出為4~5kW。但是,若激光輸出為4~5kW,則緊固部323b、325b的厚度只要在3mm以下即可。并且,在能夠提高激光輸出的情況下,緊固部323b、325b的厚度也可以比3mm厚。并且,如果無法使激光輸出大于4kW,則只要減薄緊固部323b、325b的厚度即可。
產業(yè)上的應用可能性 本發(fā)明的壓縮機具有能夠實現(xiàn)小型化、能夠價格低廉地提供給市場、并且不失以往的滑動性和加工性的特征,作為安裝于狹小設置空間的壓縮機是具有實用性的。
權利要求
1、一種壓縮機(1、101、201、301、401),所述壓縮機包括
可激光焊接的第一結構部件(23、123、125、323、325、327、327A、327B);以及
第一滑動部件(24、124、224、324、324A、326、326A、424),其由含碳量在2.0wt%以上、而且在2.7wt%以下的可激光焊接的鑄鐵形成,該第一滑動部件在不使用填充金屬的情況下通過激光焊接與第一結構部件接合。
2、根據(jù)權利要求1所述的壓縮機(1),其中,
所述第一結構部件具有第一緊固面(Ps1),
所述第一滑動部件具有第二緊固面(Ps2),
所述第一緊固面和所述第二緊固面的抵接部分的50%以上在不使用填充金屬的情況下激光焊接在一起。
3、根據(jù)權利要求2所述的壓縮機,其中,
在所述激光焊接中,對所述第一緊固面和所述第二緊固面的抵接部分在整周范圍內進行焊接。
4、根據(jù)權利要求2或3所述的壓縮機,其中,
在所述第一結構部件上,在所述第一緊固面的所述激光入射側的端部實施了倒角,所述倒角大于0mm且為所述激光的所述光斑直徑的1/4以下,
在所述第一滑動部件上,在所述第二緊固面的所述激光入射側的端部實施了倒角,所述倒角大于0mm且為所述激光的所述光斑直徑的1/4以下。
5、根據(jù)權利要求2至4中的任一項所述的壓縮機,其中,
所述第一結構部件具有第一板部(23a)和從所述第一板部立起設置的第一圍壁部(23b),
所述第一緊固面是所述第一圍壁部的與所述第一板部側相反一側的端面,
所述第一滑動部件具有第二板部(24a)和從所述第二板部立起設置的第二圍壁部(24c),
所述第二緊固面是所述第二圍壁部的與所述第二板部側相反一側的端面。
6、根據(jù)權利要求5所述的壓縮機,其中,
所述壓縮機還具有第二滑動部件(26),所述第二滑動部件收納于下述空間在所述第一緊固面和所述第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,由所述第一圍部和所述第二圍部形成的空間,
所述第一結構部件還具有第三壁部(23c),所述第三壁部在所述第一緊固面和所述第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,設置在所述第一圍壁的內壁面和所述第二滑動部件之間,并且具有與進行所述激光焊接時的激光行進方向交差的面。
7、根據(jù)權利要求5所述的壓縮機,其中,
所述壓縮機還具有第二滑動部件(26),所述第二滑動部件收納于下述空間在所述第一緊固面和所述第二緊固面彼此對接的狀態(tài)下,由所述第一圍部和所述第二圍部所形成的空間,
所述第一滑動部件還具有第四壁部(24d),所述第四壁部設置在所述第二圍壁的內壁面和所述第二滑動部件之間,并且具有與進行所述激光焊接時的激光行進方向交差的面。
8、根據(jù)權利要求1所述的壓縮機(101、201、301、401),其中,
所述壓縮機還具有
具有偏心軸部(117a、217a、317a、317b、417a)的曲軸(117、217、317、417);以及
配合在所述偏心軸部上的輥子(121a、221、321a、421),
所述第一滑動部件是汽缸體(124、224、324、324A、326、326A、424),所述汽缸體具有用于收納所述偏心軸部和所述輥子的汽缸孔(124a、224a、324a、326a、424a),
所述第一結構部件是汽缸蓋(123、125、323、325、327、327A、327B),所述汽缸蓋通過在與從所述汽缸孔的內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置,進行激光焊接而緊固在所述汽缸體上,并且覆蓋所述汽缸孔的至少一側。
9、根據(jù)權利要求8所述的壓縮機,其中,
所述汽缸蓋的與從所述汽缸孔的內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置形成為薄壁,以便能夠進行貫通激光焊接。
10、根據(jù)權利要求1所述的壓縮機(101、201、301、401),其中,
所述壓縮機還具有
具有偏心軸部(117a、217a、317a、317b、417a)的曲軸(117、217、317、417);以及
配合在所述偏心軸部上的輥子(121a、221、321a、421),
所述第一滑動部件是汽缸體(124、224、324、324A、326、326A、424),所述汽缸體具有收納所述偏心軸部和所述輥子的汽缸孔(124a、224a、324a、326a、424a);以及形成在所述汽缸孔的外周的絕熱空間(124f、224f、324f、326f、424f),
所述第一結構部件是汽缸蓋(123、125、323、325、327、327A、327B),所述汽缸蓋在與所述汽缸孔和所述絕熱空間之間的位置相對應的位置與所述汽缸體激光焊接在一起,并且覆蓋所述汽缸孔和所述絕熱空間。
11、根據(jù)權利要求10所述的壓縮機,其中,
所述汽缸蓋在與所述汽缸孔和所述絕熱空間之間的位置相對應的位置、以及與所述絕熱空間的外周側位置相對應的位置與所述汽缸體激光焊接在一起。
12、根據(jù)權利要求8至11中的任一項所述的壓縮機,其中,
貫通所述汽缸蓋進行所述激光焊接。
13、根據(jù)權利要求1所述的壓縮機(101、201、301、401),其中,
所述壓縮機還具有
具有偏心軸部(117a、217a、317a、317b、417a)的曲軸(117、217、317、417);以及
配合在所述偏心軸部上的輥子(121a、221、321a、421),
所述第一滑動部件是汽缸體(124、224、324、324A、326、326A、424),所述汽缸體具有收納所述偏心軸部和所述輥子的汽缸孔(124a、224a、324a、326a、424a),
所述第一結構部件是汽缸蓋(123、125、323、325、327、327A、327B),所述汽缸蓋通過貫通激光焊接而與所述汽缸體緊固在一起,并且覆蓋所述汽缸孔的至少一側。
14、根據(jù)權利要求8至13中的任一項所述的壓縮機,其中,
所述汽缸蓋通過沿著所述曲軸的軸向進行貫通激光焊接而與所述汽缸體緊固在一起。
15、根據(jù)權利要求8至13中的任一項所述的壓縮機,其中,
所述汽缸蓋通過沿著與所述曲軸的軸向交差的方向(與曲軸的軸向正交的方向除外)進行貫通激光焊接而與所述汽缸體緊固在一起。
16、根據(jù)權利要求1至15中的任一項所述的壓縮機,其中,
所述壓縮機對二氧化碳進行壓縮。
17、一種壓縮機的制造方法,所述壓縮機具有偏心軸部(117a、217a、317a、317b、417a);配合在所述偏心軸部上的輥子(121a、221、321a、421);汽缸體(124、224、324、324A、326、326A、424),其具有收納所述偏心軸部和所述輥子的汽缸孔(124a、224a、324a、326a、424a);以及覆蓋所述汽缸孔的汽缸蓋(123、125、323、325、327、327A、327B),
其中,所述壓縮機的制造方法包括以下工序
接觸工序,使所述汽缸蓋以覆蓋所述汽缸孔的方式與所述汽缸體接觸;以及
激光焊接工序,將所述汽缸蓋,在與從所述汽缸孔的內周面向外周側離開2mm以上、且4mm以下的位置相對應的位置,激光焊接到所述汽缸體上。
18、一種壓縮機的制造方法,所述壓縮機具有具有偏心軸部(117a、217a、317a、317b、417a)的曲軸(117、217、317、417);配合在所述偏心軸部上的輥子(121a、221、321a、421);汽缸體(124、224、324、324A、326、326A、424),其具有收納所述偏心軸部和所述輥子的汽缸孔(124a、224a、324a、326a、424a);以及覆蓋所述汽缸孔的汽缸蓋(123、125、323、325、327、327A、327B),
其中,所述壓縮機的制造方法包括以下工序
接觸工序,使所述汽缸蓋以覆蓋所述汽缸孔的方式與所述汽缸體接觸;以及
貫通激光焊接工序,將所述汽缸蓋貫通激光焊接到所述汽缸體上。
19、一種壓縮機的制造方法,所述壓縮機的制造方法包括以下工序
第一貫穿插入工序,將第一汽缸蓋(323)、具有汽缸孔(324a)的第一汽缸體(324)以及第一中間板(327A)以如下方式貫穿插入到具有第一偏心軸部(317a)和第二偏心軸部(317b)的曲軸(317)上所述第一偏心軸部收納在所述汽缸孔中,而且所述第一中間板位于所述第一偏心軸部和所述第二偏心軸部之間,
第一緊固工序,對所述第一汽缸蓋進行貫通激光焊接以使其緊固在所述第一汽缸體上;
第二緊固工序,對所述第一中間板進行貫通激光焊接以使其緊固在所述第一汽缸體上;
第三緊固工序,對第二中間板(327B)進行貫通激光焊接以使其緊固在第二汽缸體(326)上,制作出緊固有中間板的第二汽缸體;
第二貫穿插入工序,從所述第二偏心軸部側,以所述第一中間板和所述第二中間板對置的方式,貫穿插入所述緊固有中間板的第二汽缸體;
第三貫穿插入工序,從第二偏心軸部側貫穿插入第二汽缸蓋(325);
第四緊固工序,對所述第二汽缸蓋進行貫通激光焊接以使其緊固在所述第二汽缸體上;以及
第五緊固工序,對所述第一中間板和所述第二中間板進行激光焊接以將兩者緊固在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓縮機及其制造方法,所述壓縮機能夠實現(xiàn)小型化,能夠價格低廉地提供給市場,并且不失現(xiàn)有的滑動性和加工性。壓縮機(1、101、201、301、401)具有第一結構部件(23、123、125、323、325、327、327A、327B)和第一滑動部件(24、124、224、324、324A、326、326A、424)。第一結構部件可激光焊接。第一滑動部件由含碳量在2.0wt%以上、且在2.7wt%以下的、可激光焊接的鑄鐵形成。并且,該第一滑動部件在不使用填充金屬情況下通過激光焊接與第一結構部件接合。
文檔編號F04C18/02GK101395376SQ20078000741
公開日2009年3月25日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權日2006年3月3日
發(fā)明者岸川光彥, 廣內隆, 山路洋行, 新井美繪, 梶原干央, 山本哲 申請人:大金工業(yè)株式會社