(57)【要約】【課題】腐食に対する製造コストの増加を抑制しつつ、各ハウジング部材の締結端部間の塩水等による腐食を防止又は抑制する。【解決手段】  圧縮機１のハウジング１０は、フロントハウジング１１、センターハウジング１２、及び、リアハウジング１３を有する。フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２は複数の締結部材３１によって互いに締結されると共に互いの締結端部（１１１、１２１）同士が溶接される。センターハウジング１２及びリアハウジング１３は複数の締結部材３２によって互いに締結されると共に互いの締結端部（１２２、１３１）同士が溶接される。溶接ビードＷ１が締結端部１１１と締結端部１２１との間に形成され、溶接ビードＷ２が締結端部１２２と締結端部１３１との間に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金からなるハウジングと、前記ハウジングに収容された圧縮機構と、を含む圧縮機であって、
前記ハウジングは、複数の締結部材によって互いに締結される第１ハウジング部材及び第２ハウジング部材であって、互いの締結端部同士が溶接される第１ハウジング部材及び第２ハウジング部材を有し、前記第１ハウジング部材の前記締結端部と前記第２ハウジング部材の前記締結端部と間に溶接ビードが形成されている、
圧縮機。
【請求項２】
前記溶接ビードの内部に、ブローホールがハウジング外周方向に亘って分散している、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記溶接ビードは、前記第１ハウジング部材の前記締結端部と前記第２ハウジング部材の前記締結端部との間の環状領域における前記複数の締結部材に対応する各領域を除いた部分に形成されている、請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第１ハウジング部材及び前記第２ハウジング部材は、互いの前記締結端部の端面同士が突き合わされた状態で、ハウジング外面側から互いに溶接され、
前記溶接ビードは、前記ハウジング外面における前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材との接合部に沿って延在している、請求項１〜３のいずれか一つに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第１ハウジング部材の前記締結端部又は前記第２ハウジング部材の前記締結端部にシール部材が収容される環状溝が形成され、
前記溶接ビードのハウジング外面からの溶け込み深さは、前記ハウジング外面から前記環状溝の外側の壁面までの距離よりも浅くなるように設定されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記溶接ビードの引張強度は、前記第１ハウジング部材及び前記第２ハウジング部材の引張強度よりも低くなるように設定されている、請求項１〜５のいずれか一つに記載の圧縮機。
【請求項７】
前記締結部材はボルトであり、
複数の前記ボルトによる締結が解除された状態で、前記第１ハウジング部材及び前記第２ハウジング部材に前記締結端部同士を引き離す方向に引張荷重を作用させて、前記溶接ビードが塑性変形し始めたときの荷重を破壊荷重とし、
前記ボルトは、前記破壊荷重をボルト本数で除して得られる引張荷重が作用したときに内部に発生する応力よりも大きな降伏応力を有する、請求項６に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機及びその製造方法に関し、特に複数のハウジング部材から構成されたハウジングを有する圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機の一例として特許文献１に記載された圧縮機が知られている。特許文献１に記載された圧縮機において、ハウジングは、圧縮機構を収容するフロントケースと、電動モータを収容するモータケースと、前記フロントケースと前記モータケースとの間に配置されたフレームとからなり、これらがボルトによって互いに締結されて構成されている。前記フロントケースの端面と前記フレームの一方の端面との間、及び、前記モータケースの端面と前記フレームの他方の端面との間は、いずれもＯリングによってシールされている。
【０００３】
また、別の例として特許文献２に記載された圧縮機も知られている。特許文献２に記載された圧縮機において、ハウジング（密閉容器）は、容器筒部材と、容器下部材と、容器上部材とからなり、これらが互いに溶接されて構成されている。前記容器筒部材の上端部と前記容器上部材とが嵌合し、前記容器筒部材の下端部と前記容器下部材とが嵌合し、これらの嵌合部分がハウジング外周方向の全周に亘って溶接されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−４２１５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の圧縮機において、各端面間への塩水等の侵入による各端面の腐食を防止するためには、依然として、各端面間の面圧を十分に確保する必要がある。このため、必要なボルト数が多くならざるを得ず、また、各ボルトの締め付けトルクの管理も必要であることから、腐食に対する製造コストが増加する傾向にあった。
【０００６】
また、特許文献２に記載の圧縮機では、前記嵌合部分の全周溶接によって前記塩水等の侵入による腐食を防止又は抑制されているものの、ハウジングの耐圧強度を溶接強度により確保する必要がある。このため、溶接ビードの内部欠陥等の溶接についての品質管理を厳密に行わなければならず、腐食に対する製造コストが特許文献１に記載の圧縮機と同様に増加する傾向にあった。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のハウジング部材から構成されたハウジングを有する圧縮機において、腐食に対する製造コストの増加を抑制しつつ、各ハウジング部材の締結端部間の塩水等による腐食を防止又は抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る圧縮機の一側面によると、アルミニウム合金からなるハウジングと、前記ハウジングに収容された圧縮機構と、を含む圧縮機が提供される。前記圧縮機において、前記ハウジングは、複数の締結部材によって互いに締結される第１ハウジング部材及び第２ハウジング部材であって、互いの締結端部同士が溶接される第１ハウジング部材及び第２ハウジング部材を有し、前記第１ハウジング部材の前記締結端部と前記第２ハウジング部材の前記締結端部と間に溶接ビードが形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
前記一側面による前記圧縮機においては、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材が前記複数の締結部材によって互いに締結されると共に互いの前記締結端部同士が溶接され、この溶接により前記第１ハウジング部材の前記締結端部と前記第２ハウジング部材の前記締結端部との間に溶接ビードが形成されている。つまり、前記一側面による前記圧縮機では、前記溶接及び前記締結部材による締結の両方を用いて前記締結端部間を接合するハイブリッドな接合構造を有している。
【００１０】
ここで、前記締結端部同士を引き離す方向の荷重に対する抗力を、前記複数の締結部材によって容易に確保することができるので、前記ハウジングの耐圧強度の全部又は大半を前記複数の締結部材に負担させることができる。その結果、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材との低強度溶接が許容されることになるので、従来に比べて、例えば、溶接深さを浅くしたり、溶接ビードの内部欠陥等の溶接についての品質管理を緩めたりすることができる。また、前記第１ハウジング部材の前記締結端部と前記第２ハウジング部材の前記締結端部との間に溶接ビードを形成しているため、この溶接ビードが前記塩水等に対する遮壁として機能し、前記締結端部間への塩水等の侵入と、これによる前記締結端部間の腐食とを容易に防止又は抑制することができる。その結果、従来に比べて、例えば、前記締結部材の数を低減したり、各締結部材の締め付けトルクの管理を緩めたりすることができる。
【００１１】
このようにして、前記圧縮機によれば、腐食に対する圧縮機の製造コストの増加を抑制しつつ、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジングとの締結端部間への塩水等の侵入と、これによる前記締結端部間の腐食とを防止又は抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。
【図２】前記圧縮機のハウジングの外観を模式的に示した側面図である。
【図３】図２に模式的に示した前記ハウジングを後方から視た図である。
【図４】図２に模式的に示した前記ハウジングを前方から視た図である。
【図５】図３に示すＡ−Ａ矢視断面の部分拡大断面図である。
【図６】図４に示すＢ−Ｂ矢視断面の部分拡大断面図である。
【図７】図５に示すＣ−Ｃ矢視断面、及び、図６に示すＣ’−Ｃ’矢視断面のイメージ図（部分拡大断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る圧縮機１の概略断面図である。図２は、圧縮機１の外観を模式的に示した図、図３は後方から視た図、図４は前方から視た図である。
本実施形態に係る圧縮機１は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に組み込まれ、前記冷媒回路（詳しくはその低圧側）から吸入した冷媒を圧縮して前記冷媒回路（詳しくはその高圧側）に吐出する。圧縮機１は、概ね円柱状の外観を有するハウジング１０と、ハウジング１０に収容された圧縮機構２０とを含む。
【００１４】
ハウジング１０は、アルミニウム合金、具体的には、鋳造アルミニウム合金からなる鋳物品である。ハウジング１０は、図１に示すように、圧縮機構２０の後述する駆動軸４２の延伸方向に複数個（本実施形態では三つ）に分割されており、フロントハウジング１１、センターハウジング１２及びリアハウジング１３を有する。本実施形態では、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２とは、互いの締結端部１１１、１２１の端面（つまりフロントハウジング１１の後端面１１ａ及びセンターハウジング１２の前端面１２ａ）同士が突き合わされた状態で、周方向に間隔をあけて配置された複数のボルト３１によって互いに締結されている。センターハウジング１２とリアハウジング１３とは、互いの締結端部１２２、１３１の端面（つまりセンターハウジング１２の後端面１２ｂ及びリアハウジング１３の前端面１３ａ）同士が突き合わされた状態で、周方向に間隔をあけて配置された複数のボルト３２によって締結されている。なお、本実施形態において、フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２の締結体、並びに、センターハウジング１２及びリアハウジング１３の締結体が、それぞれ、本発明に係る「第１ハウジング部材及び第２ハウジング部材」の締結体に相当する。また、本実施形態において、後端面１１ａ、前端面１２ａ、後端面１２ｂ、前端面１３ａが、それぞれ、本発明に係る「端面」に相当し、ボルト３１、３２がそれぞれ本発明に係る「締結部材」に相当する。
【００１５】
本実施形態では、各締結端部１１１、１２１、１２２、１３１は、図２〜図４に示すように、そのボルト３１、３２の挿通部位がハウジング胴部よりも径方向外側に突出するように形成されている。
【００１６】
また、本実施形態では、センターハウジング１２の前端面１２ａには、シール部材としてのＯリング１４が収容される環状溝（Ｏリング溝）１２ｃがボルト３１よりもハウジング径方向内側に形成されている。また、センターハウジング１２の後端面１２ｂにも、シール部材としてのＯリング１５が収容される環状溝（Ｏリング溝）１２ｄがボルト３２よりもハウジング径方向内側に形成されている。なお、Ｏリング１４、１５を収容する環状溝はフロントハウジング１１の後端面１１ａやリアハウジング１３の前端面１３ａに形成されてもよい。
【００１７】
図１に戻って、ハウジング１０内には、吸入室Ｃ１と吐出室Ｃ２とが設けられている。吸入室Ｃ１は、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２とによって形成されている。吸入室Ｃ１は、フロントハウジング１１に形成された図示省略の吸入ポートを介して前記冷媒回路（の低圧側）に連通している。吐出室Ｃ２は、センターハウジング１２とリアハウジング１３とによって形成されている。吐出室Ｃ２は、リアハウジング１３に形成された図示省略の吐出ポートを介して前記冷媒回路（の高圧側）に連通している。
【００１８】
圧縮機構２０は、前記冷媒回路（の低圧側）から前記吸入ポートを介して吸入室Ｃ１に導かれた冷媒を圧縮する。圧縮機構２０は、スクロール型圧縮機構であり、固定スクロール２１と可動スクロール２２とを含む。固定スクロール２１は、台板部２１１と、台板部２１１の一方の面に形成（立設）された渦巻きラップ２１２とを有する。同様に、可動スクロール２２は、台板部２２１と、台板部２２１の一方の面に形成（立設）された渦巻きラップ２２２とを有する。固定スクロール２１と可動スクロール２２とは、互いの渦巻きラップ２１２、２２２が噛み合うように配置されている。そして、両渦巻きラップ２１２、２２２の側壁が部分的に接触することによって両渦巻きラップ２１２、２２２の間に密閉空間としての圧縮室Ｃ３が形成される。
【００１９】
本実施形態において、固定スクロール２１は、センターハウジング１２と一体的に構成されている。すなわち、センターハウジング１２は、前端を開口端とし、後端を閉鎖端とする有底円筒状に形成され、センターハウジング１２の締結端部（後端壁）１２２が固定スクロール２１の台板部２１１を構成している。また、固定スクロール２１の台板部２１１のほぼ中央には、貫通孔２１３が形成されている。貫通孔２１３は、圧縮機構２０によって圧縮された冷媒を吐出室Ｃ２に吐出するための吐出孔として機能するものであり、リード弁（吐出弁）２１４によって開閉される。
【００２０】
可動スクロール２２は、クランク機構４１を介して駆動軸４２に連結されている。クランク機構４１は、駆動軸４２の回転運動を可動スクロール２２の旋回運動に変換するように構成されている。このような機能を有するクランク機構は公知であるので、その詳細な説明は省略するが、クランク機構４１は、例えば特開２０１３−１６０１８７号公報に記載された従動クランク機構と同様の構成を有するものであり得る。なお、可動スクロール２２は、自転阻止機構４３によってその自転が阻止されている。
【００２１】
駆動軸４２のクランク機構４１（可動スクロール２２）側とは反対側の端部４２ａは、フロントハウジング１１の外に突出しており、この突出した駆動軸４２の端部４２ａに、電磁クラッチ５１を介してプーリ５２が接続されている。プーリ５２は、回転自在に設けられており、図示省略のベルトを介して駆動源（前記車両のエンジンやモータ）側の出力プーリ（図示省略）に連結されている。
【００２２】
圧縮機１において、前記出力プーリの回転に伴うプーリ５２の回転が電磁クラッチ５１を介して駆動軸４２に伝達されると、駆動軸４２が回転する。駆動軸４２の回転は、クランク機構４１によって可動スクロール２２の旋回運動に変換され、これにより、可動スクロール２２は固定スクロール２１に対して旋回運動を行う。可動スクロール２２が旋回運動を行うと、両渦巻きラップ２１２、２２２によって両渦巻きラップ２１２、２２２の外側端部の近傍に圧縮室Ｃ３が形成され、その際、前記冷媒回路（の低圧側）から前記吸入ポートを介して吸入室Ｃ１に導かれた冷媒が圧縮室Ｃ３に取り込まれる。冷媒を取り込んだ圧縮室Ｃ３は、その後、その容積を減少させつつ、両渦巻きラップ２１２、２２２の内側端部、すなわち、台板部２１１、２２１の中央部に向かって移動する。これにより、圧縮室Ｃ３内の冷媒が圧縮される。そして、圧縮室Ｃ３内で圧縮された冷媒は、貫通孔（吐出孔）２１３及びリード弁２１４を介して吐出室Ｃ２に吐出され、その後、前記吐出ポートを介して前記冷媒回路（の高圧側）に吐出される。
【００２３】
ここで、ハウジング１０において、フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２は互いの締結端部１１１、１２１同士が溶接され、この溶接によりフロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１と間に溶接ビードＷ１が形成されている。そして、ハウジング１０において、センターハウジング１２及びリアハウジング１３も互いの締結端部１２２、１３１同士が溶接され、この溶接によりセンターハウジング１２の締結端部１２２とリアハウジング１３の締結端部１３１と間にも溶接ビードＷ２が形成されている。つまり、圧縮機１では、レーザ溶接及びボルト３１、３２による締結の両方を用いて各締結端部間（１１１と１２１との間、１２２と１３１との間）をそれぞれ接合するハイブリッドな接合構造を有している。
【００２４】
本実施形態では、溶接ビードＷ１は、フロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１との間の環状領域における複数のボルト３１に対応する各領域を除いた部分（つまり、図２に斜線で示され、図３に破線で示されている部分）に形成されている。同様に、溶接ビードＷ２は、センターハウジング１２の締結端部１２２とリアハウジング１３の締結端部１３１との間の環状領域における複数のボルト３２に対応する各領域を除いた部分（つまり、図２に斜線で示され、図４に破線で示されている部分）に形成されている。
【００２５】
図５は図３に示すＡ−Ａ矢視断面の部分拡大断面図であり、図６は図３に示すＢ−Ｂ矢視断面の部分拡大断面図である。本実施形態では、フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２は、図５に示すように、互いの締結端部１１１、１２１の端面（後端面１１ａ、前端面１２ａ）同士が突き合わされた状態で、ハウジング外面１０ａ側から互いに溶接（突合せ溶接）されている。そして、溶接ビードＷ１は、ハウジング外面１０ａにおけるフロントハウジング１１の後端面１１ａとセンターハウジング１２の前端面１２ａとの接合部１０ｂに沿って延在し、接合部１０ｂ全周のうちの互いに隣り合うボルト３１、３１間の部分にそれぞれ形成されている。また、センターハウジング１２及びリアハウジング１３は、図６に示すように、互いの締結端部１２２、１３１の端面（後端面１２ｂ、前端面１３ａ）同士が突き合わされた状態で、ハウジング外面１０ａ側から互いに溶接されている。そして、溶接ビードＷ２は、ハウジング外面１０ａにおけるセンターハウジング１２の後端面１２ｂとリアハウジング１３の前端面１３ａとの接合部１０ｃに沿って延在し、接合部１０ｃ全周のうちの互いに隣り合うボルト３２、３２間の部分にそれぞれ形成されている。
【００２６】
また、本実施形態では、フロントハウジング１１、センターハウジング１２、及び、リアハウジング１３はいずれも鋳造アルミニウム合金からなるものであり、溶接方式としては例えばレーザ溶接が採用されている。溶接ビードＷ１、Ｗ２は、いずれも母材としての鋳造アルミニウム合金がレーザ照射によって溶融して凝固した溶融凝固物であり、レーザのスポット径等に応じたビード幅を有している。
【００２７】
また、本実施形態では、溶接ビードＷ１、Ｗ２のハウジング外面１０ａからの溶け込み深さｄ１、ｄ２は、ハウジング外面１０ａから環状溝１２ｃ、１２ｄの外側（ハウジング径方向の外側）の壁面１２ｃ１、１２ｄ１までの距離Ｌ１、Ｌ２よりも浅くなるように設定されている。溶け込み深さｄ１、ｄ２は、例えば、従来と比べて浅い１ｍｍ程度に設定されている。また、溶接ビードＷ１の先端と壁面１２ｃ１との間の距離Ｌ３、及び、溶接ビードＷ２の先端と壁面１２ｄ１との間の距離Ｌ４は、溶け込み深さｄ１、ｄ２よりも長く、例えば、それぞれ２ｍｍ程度である。溶接は、環状溝１２ｃ、１２ｄ内にＯリング１４、１５が収容された状態で行われる。しかし、このように溶け込み深さｄ１、ｄ２を比較的に浅く設定しつつ、距離Ｌ３、Ｌ４が適切に確保されていれば、溶接熱に起因するＯリング１４、１５の熱劣化は生じないことが確認されている。溶け込み深さｄ１、ｄ２や距離Ｌ３、Ｌ４は主にＯリング１４、１５等のシール部材の耐熱性等に応じて適宜に設定すればよい。
【００２８】
図７は、図５に示すＣ−Ｃ矢視断面、及び、図６に示すＣ’−Ｃ’矢視断面のイメージ図（部分拡大断面図）である。図５〜図７に示すように、溶接ビードＷ１、Ｗ２の内部には、ブローホールＨがハウジング外周方向に分散している。各ブローホールＨは溶接ビードＷ１、Ｗ２の先端側（深さｄ１、ｄ２方向先端側）に偏る傾向にある。
【００２９】
ここで、一般的に、ブローホールは溶接ビード内の欠陥として扱われ、例えば強度を要求される溶接部位では好ましくないものである。また、アルミニウム合金同士の溶接においては、ブローホールが比較的に発生し易い。そして、ブローホールは大気中で溶接を行うとより発生し易くなる。また、一般的に、レーザ溶接により母材（溶接対象物）を溶融して凝固した溶接ビードの引張強度は母材の引張強度よりも高くなる。しかし、本実施形態では、溶接ビードＷ１、Ｗ２の引張強度は、母材としてのフロントハウジング１１、センターハウジング１２及びリアハウジング１３の引張強度よりも低くなるように設定されている。具体的には、ハウジング１０の材料として鋳造アルミニウム合金を採用した上、図７に示すように、従来では内部欠陥として扱われるブローホールＨを、レーザ溶接を例えば大気中で行うことにより意図的に形成させている。このように、溶接ビードＷ１、Ｗ２内にブローホールＨを意図的に分散させることにより、溶接ビードＷ１、Ｗ２の引張強度が母材（１１、１２、１３）の引張強度よりも低くなるように設定され、低強度溶接が施工されている。
【００３０】
次に、溶接強度とボルト３１、３２自体の引張強度との関係について説明する。
圧縮機１において、複数のボルト３１による締結が解除された状態（つまり全てのボルト３１を取り外した状態）で、フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２に締結端部１１１、１２１同士を引き離す方向に引張荷重を作用させて、溶接ビードＷ１が塑性変形し始めたときの荷重を破壊荷重Ｆ１とする。同様に、複数のボルト３２による締結が解除された状態（つまり全てのボルト３２を取り外した状態）で、センターハウジング１２及びリアハウジング１３に締結端部１２２、１３１同士を引き離す方向に引張荷重を作用させて、溶接ビードＷ２が塑性変形し始めたときの荷重を破壊荷重Ｆ２とする。本実施形態では、各ボルト３１は、破壊荷重Ｆ１をボルト３１の本数で除して得られる引張荷重ｆ１が作用したときにその内部に発生する応力よりも大きな降伏応力σ１を有する。同様に、各ボルト３２は、破壊荷重Ｆ２をボルト３２の本数で除して得られる引張荷重ｆ２が作用したときにその内部に発生する応力よりも大きな降伏応力σ２を有する。つまり、溶接部位（溶接ビードＷ１、Ｗ２）の強度は、ボルト３１、３２自体の引張強度よりも低い。
【００３１】
次に、本実施形態の圧縮機１の製造方法について説明する。
本実施形態の圧縮機１の製造方法では、組立工程と、締結工程と、溶接工程とを含む。
【００３２】
前記組立工程では、例えば、センターハウジング１２内に圧縮機構２０を組み込むと共に自転阻止機構４３等の適宜の部品を組み付け、フロントハウジング１１に駆動軸４２等の適宜の部品を組み付ける。
【００３３】
前記締結工程では、例えば、まず、前記適宜の部品がそれぞれ組み付けられたフロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１とを複数のボルト３１によって互いに締結する。その後、センターハウジング１２の締結端部１２２とリアハウジング１３の締結端部１３１とを複数のボルト３２によって締結する。
【００３４】
前記溶接工程では、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２との接合部１０ｂにおける溶接を行うフロント側溶接工程と、センターハウジング１２とリアハウジング１３との接合部１０ｃにおける溶接を行うリア側溶接工程とを含む。
【００３５】
本実施形態では、溶接方法としてはレーザ溶接を採用する。溶接装置としては、図示を省略するが、例えば、レーザ照射装置とワーク回転装置とを有して構成されている。前記レーザ照射装置では、適宜の方式のレーザ発振源を採用することができ、例えば、ディスクレーザ、ファイバーレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、半導体レーザ等の適宜の方式を採用することができる。前記ワーク回転装置は、ハウジング１０を把持すると共に適宜に回転させ、前記レーザ照射装置のレーザヘッドから出射されるレーザ光をハウジング１０の接合部１０ｂ、１０ｃに沿って走査可能に構成されている。また、前記レーザ照射装置には、溶接部位へシールドガスを吹き付けるシールドガス供給装置が備えられている。
【００３６】
前記フロント側溶接工程では、前記適宜の部品がそれぞれ組み付けられたフロントハウジング１１及びセンターハウジング１２の締結端部１１１、１２１同士を溶接する。具体的には、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２とがボルト３１によって締結された締結体を前記ワーク回転装置によって把持すると共に回転させ、前記レーザ照射装置により、ハウジング外面１０ａにおけるフロントハウジング１１の後端面１１ａとセンターハウジング１２の前端面１２ａとの接合部１０ｂに沿ってレーザ光を照射する。これにより、フロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１との間（具体的にはハウジング外面１０ａ側における後端面１１ａと前端面１２ａの間）に溶接ビードＷ１を形成する。本実施形態では、レーザ照射は接合部１０ｂ全周のうちの互いに隣り合うボルト３１、３１間の角度位置についてのみ行われる。したがって、後端面１１ａと前端面１２ａの間のうち、ボルト３１の軸力による面圧が比較的に低く、隙間（いわゆる口開き）が生じ得る隣り合うボルト３１、３１間の部分を、溶接ビードＷ１によって埋めている。
【００３７】
前記リア側溶接工程では、センターハウジング１２及びリアハウジング１３の締結端部１２２、１３１同士を溶接する。具体的には、フロントハウジング１１及びセンターハウジング１２の締結体とリアハウジング１３とがボルト３２によって締結された締結体（つまり、内部に圧縮機構２０等を収容した状態のハウジング１０）を前記ワーク回転装置によって把持すると共に回転させ、前記レーザ照射装置により、ハウジング外面１０ａにおけるセンターハウジング１２の後端面１２ｂとリアハウジング１３の前端面１３ａとの接合部１０ｃに沿ってレーザ光を照射する。これにより、センターハウジング１２の締結端部１２２とリアハウジング１３の締結端部１３１との間に溶接ビードＷ２を形成する。本実施形態では、レーザ照射は接合部１０ｃ全周のうちの互いに隣り合うボルト３２、３２間の角度位置についてのみ行われる。したがって、後端面１２ｂと前端面１３ａの間のうち、ボルト３２の軸力による面圧が比較的に低く、隙間（いわゆる口開き）が生じ得る隣り合うボルト３２、３２間の部分を、溶接ビードＷ２によって埋めている。
【００３８】
また、本実施形態では、前記溶接工程は、大気中で行われる。また、本実施形態では、前記締結工程の後に、前記溶接工程を行う。つまり、前記締結工程により締結端部間（１１１と１２１との間、１２２と１３１との間）に予圧を負荷した状態で、前記溶接工程を行う。
【００３９】
本実施形態に係る圧縮機１においては、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２が複数のボルト３１によって互いに締結されると共に互いの締結端部１１１、１２１同士が溶接され、この溶接によりフロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１との間に溶接ビードＷ１が形成されている。また、センターハウジング１２とリアハウジング１３が複数のボルト３２によって互いに締結されると共に互いの締結端部１２２、１３１同士が溶接され、この溶接によりセンターハウジング１２の締結端部１２２とリアハウジング１３の締結端部１３１との間に溶接ビードＷ２が形成されている。つまり、圧縮機１では、溶接とボルト締結の両方を用いて締結端部間（１１１と１２１との間、１２２と１３１との間）をそれぞれ接合するハイブリッドな接合構造を有している。
【００４０】
また、本実施形態に係る圧縮機１の製造方法においては、前記締結工程では、フロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１とを複数のボルト３１によって互いに締結し、前記溶接工程では、締結端部（１１１、１２１、並びに、１２２、１３１）同士を溶接することにより、前記締結端部間に溶接ビードを形成している。つまり、前記一側面による前記圧縮機の製造方法では、レーザ溶接と前記締結部材による締結の両方を用いて前記締結端部間を接合するハイブリッドな接合方法を採用している。
【００４１】
ここで、締結端部（１１１、１２１、並びに、１２２、１３１）同士を引き離す方向の荷重に対する抗力を複数のボルト３１、３２により容易に確保することができるので、ハウジング１０の耐圧強度の全部又は大半を複数のボルト３１、３２に負担させることができる。その結果、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２との溶接部位と、センターハウジング１２とリアハウジング１３との溶接部位については耐圧等に対する強度は要求されず、低強度溶接が許容されることになる。したがって、従来に比べて、例えば溶接深さを浅くしたり、溶接ビードの内部欠陥等の溶接についての品質管理を緩めたりすることができる。また、各締結端部間（１１１と１２１との間、１２２と１３１との間）にそれぞれ溶接ビードＷ１、Ｗ２を形成しているため、この溶接ビードＷ１、Ｗ２が前記塩水等に対する遮壁として機能して、前記締結端部間への塩水等の侵入と、これによる前記締結端部間の腐食とを容易に防止又は抑制することができる。その結果、従来に比べて、例えばボルト３１、３２の本数を低減したり、各ボルト３１、３２の締め付けトルクの管理を緩めたりすることができる。
【００４２】
このようにして、本実施形態に係る圧縮機１及びその製造方法によれば、腐食に対する圧縮機の製造コストの増加を抑制しつつ、複数のハウジング部材（１１、１２、１３）の前記締結端部間への塩水等の侵入と、これによる前記締結端部間の腐食とを防止又は抑制することができる。
【００４３】
本実施形態では、溶接ビードＷ１、Ｗ２の内部に、ブローホールＨがハウジング外周方向に亘って分散している。これにより、低強度溶接を容易に実現することができる。なお、低強度溶接は、ブローホールＨに限らず、溶け込み深さｄ１、ｄ２を浅くすることのみでも実現できる。
【００４４】
ここで、端面間の腐食、換言すると、合わせ面のすきま腐食、が発生する原因は、前記合わせ面間の酸素濃度の低下に起因している。この点、本実施形態では、フロントハウジング１１の後端面１１ａ及びセンターハウジング１２の前端面１２ａ、センターハウジング１２の後端面１２ｂ及びリアハウジング１３の前端面１３ａが、前記合わせ面に相当する。しかし、本実施形態では、この合わせ面間には、ブローホールＨが内部に形成された溶接ビードＷ１、Ｗ２が位置している。そのため、仮に、溶接ビードＷ１、Ｗ２に亀裂等が生じる等して、溶接ビードＷ１、Ｗ２内に塩水等が侵入したとしても、その侵入経路上の至るところにブローホールＨが形成されているので、ブローホールＨが酸素の供給源となり、前記合わせ面のすきま腐食の進行を止める又は遅らせることができる。
【００４５】
本実施形態では、溶接ビードＷ１、Ｗ２は、フロントハウジング１１の締結端部１１１とセンターハウジング１２の締結端部１２１との間の環状領域における複数のボルト３１に対応する各領域を除いた部分に形成されている。つまり、溶接範囲を、接合部１０ｂ、１０ｃ全周のうちの互いに隣り合うボルト間（３１と３１の間、３２と３２の間）の部分に限定されている。ボルト３１、３２に対応する位置は、ボルト３１、３２の軸力による面圧が高く、そもそも各接合部１０ｂ、１０ｃから塩水等がほとんど侵入しない。そのため、本実施形態では、溶接範囲を狭めることにより、製造コストの低減を図っている。
【００４６】
本実施形態では、溶接ビードＷ１、Ｗ２のハウジング外面１０ａからの溶け込み深さｄ１、ｄ２は、それぞれ、ハウジング外面１０ａから環状溝１２ｃ、１２ｄの外側の壁面１２ｃ１、１２ｄ１までの距離Ｌ１、Ｌ２よりも浅くなるように設定されている。これにより、溶接熱に起因するシール部材としてのＯリング１４、１５の熱劣化を容易に防止又は抑制することができる。
【００４７】
本実施形態では、溶接ビードＷ１、Ｗ２の引張強度は、溶接母材としてのフロントハウジング１１、センターハウジング１２、及び、リアハウジング１３の引張強度よりも低くなるように設定されている。これにより、例えば、圧縮機１を廃棄する際に、ハウジング１０を分解する場合に、溶接ビードＷ１、Ｗ２の部位を容易に破壊することができるので、分解作業の負担を軽減することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、各ボルト３１は、破壊荷重Ｆ１をボルト３１の本数で除して得られる引張荷重ｆ１が作用したときにその内部に発生する応力よりも大きな降伏応力σ１を有し、各ボルト３２は、破壊荷重Ｆ２をボルト３２の本数で除して得られる引張荷重ｆ２が作用したときにその内部に発生する応力よりも大きな降伏応力σ２を有する。このため、ハウジング１０の組立て状態でハウジング１０の両端部に引張荷重を加えて、徐々にその荷重を増加させた場合、溶接部位（溶接ビードＷ１、Ｗ２）がボルト３１、３２よりも先に破壊される。これにより、レーザ溶接とボルト締結の両方を用いて各締結端部間（１１１と１２１との間、１２２と１３１との間）をそれぞれ接合するハイブリッドな接合構造を有する圧縮機１において、ハウジング１０の耐圧強度の全部又は大半が複数のボルト３１、３２に負担され、且つ、前記溶接部位が低強度溶接であるハイブリッド接合構造を顕在化させることができる。
【００４９】
本実施形態では、前記溶接工程は大気中で行われるものとした。これにより、大気中の水分を利用してブローホールＨを形成し易くすることができる。また、ブローホールＨを更に形成し易い適宜の環境下や溶接条件下で、前記溶接工程を行うとよい。例えば、前記溶接工程は、大気中において湿度が比較的に高い環境下で行ったり、各締結端部（１１１、１２１、１２２、１３１）の端面（１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ）に油分や水分が残置した状態で行ったり、シールドガスの吹き付け量を意図的に減らすか又はシールドガスを吹き付けないようにしたり、又は、これらの組み合わせた環境下や条件下で行うとよい。
【００５０】
本実施形態では、溶接方式としてレーザ溶接を採用し、溶接ビードＷ１、Ｗ２をレーザ溶接により形成するものとした。ここで、レーザ溶接では、高密度のエネルギーを溶接対象物に局所的に与えることができるため、溶接熱によるハウジング１０の変形を防止又は抑制することができる。また、レーザ溶接では溶け込み深さｄ１、ｄ２を比較的に容易に制御することができるため、低強度溶接を容易に実現できる。
【００５１】
本実施形態では、前記締結工程の後に、前記溶接工程を行っている。これにより、溶接対象物（１１、１２、１３）同士を確実に位置決めした状態で溶接を行うことができ、溶接精度を向上させることができる。また、前記締結工程により締結端部間（１１１と１２１との間、１２２と１３１との間）に予圧を負荷した状態で、前記溶接工程を行うことができる。この予圧が大きいほど、ブローホールＨの発生が抑制される傾向にあるが、例えば、溶接深さｄ１、ｄ２が浅い場合においては、予圧下においても十分なブローホールＨを形成することができる。
【００５２】
また、ハウジング１０の耐圧強度を要求される場合には、隅肉溶接が望ましいところ、本実施形態では、溶接自体に強度は要求されていないので、突合せ溶接を採用することができる。
【００５３】
次に、上述の実施形態のいくつかの変形例について説明する。なお、以下の各変形例は適宜組み合わせることが可能である。
【００５４】
本実施形態では、溶接ビードＷ１は、接合部１０ｂ全周のうちの互いに隣り合うボルト３１、３１間の部分に形成されるものとしたが、これに限らず、ハウジング外周方向の全周（つまり、接合部１０ｂの全周）に亘って形成されてもよい。同様に、溶接ビードＷ２は、接合部１０ｃ全周のうちの互いに隣り合うボルト３２、３２間の部分に形成されるものとしたが、これに限らず、ハウジング外周方向の全周（つまり、接合部１０ｃの全周）に亘って形成されてもよい。これにより、塩水等の侵入をより確実に防止又は抑制することができる。この場合、ハウジング１０の分解性の観点から溶接強度を低下させる必要がある場合は、溶接の溶け込み深さｄ１、ｄ２を更に浅くすればよい。
【００５５】
また、ハウジング１０の分解作業を軽減するために、図示を省略するが、例えば、ハウジング外面１０ａにおける接合部１０ｂ、１０ｃ（溶接ビードＷ１、Ｗ２）に隣接する部位に、突起部を設けるとよい。ハウジング１０の分解作業時に、前記突起部をハンマー等により殴打することにより、ハウジング１０を容易に分解することができる。
【００５６】
また、ハウジング１０では、互いに隣り合うハウジング部材の端面（後端面１１ａと前端面１２ａ、後端面１２ｂと前端面１３ａ）同士を直接的に突き合わせて接合する突合せ接合構造を採用した。しかし、これに限らず、互いに隣り合うハウジング部材の端面間（後端面１１ａと前端面１２ａ、後端面１２ｂと前端面１３ａ）におけるハウジング外面１０ａの内側に例えば鉄系材料からなるシム等の介装物を設け、この介装物を介して間接的に突き合わせて接合する突合せ接合構造としてもよい。この場合、溶接ビードＷ１、Ｗ２は、母材（１１、１２、１３）とシムとが溶融して凝固した異種金属の溶融凝固物である。また、Ｏリング１４、１５に限らず、ガスケット等の適宜のシール部材を採用することができる。また、ハウジング１０では、前記突合せ接合構造に限らず、互いに嵌合させる嵌合接合構造であってもよい。この場合、その嵌合部分を例えば隅肉溶接すればよい。
【００５７】
なお、本実施形態及び上記各変形例では、ハウジング１０は、鋳造アルミニウム合金からなるものとしたが、これに限らず、鍛造アルミニウム合金からなるものとしてもよい。なお、鋳造アルミニウム合金の方が鍛造アルミニウム合金よりも、溶接時にブローホールＨが形成され易く、且つ、低コストの材料であるため、ハウジング１０の材料としては、鋳造アルミニウム合金が望ましい。
【００５８】
本実施形態及び上記各変形例では、溶接方式としてはレーザ溶接を採用したが、これに限らず、スポット溶接、アーク溶接等の適宜の溶接方式を採用することができる。また、溶接ビードＷ１、Ｗ２内にブローホールＨを意図的に形成するものとしたが、これに限らず、ブローホールＨを形成しなくてもよい。この場合、主に溶接の溶け込み深さｄ１、ｄ２を更に浅くすることにより低強度溶接を実現すればよい。したがって、低強度溶接を溶け込み深さｄ１、ｄ２の制御のみにより行う場合は、溶接は大気中に限らず、真空中であってもよい。
【００５９】
本実施形態及び上記各変形例では、溶接とボルト締結を併用したハイブリッドな接合構造、接合方法を、フロントハウジング１１とセンターハウジング１２との接合部位、及び、センターハウジング１２とリアハウジング１３との接合部位の両方に適用した。しかし、これに限らず、各接合部位のいずれか一方に前記接合構造、前記接合方法を適用してもよい。これにより、従来と比べて、圧縮機１の製造コストの増加を抑制しつつ、複数のハウジング部材（１１、１２、１３）の前記締結端部間への塩水等の侵入と、これによる前記締結端部間の腐食とを防止又は抑制することができるという一定の効果を有することができる。また、ハウジング１０の分割箇所、分割数は適宜に定めることができ、少なくとも一つの分割部位に対して前記ハイブリッドな接合構造、接合方法を適用すればよい。
【００６０】
本実施形態及び上記各変形例では、各締結端部１１１、１２１、１２２、１３１は、ボルト３１、３２の挿通部位のみがハウジング胴部よりも径方向外側に突出するように形成される構成とした。しかし、これに限らず、各締結端部１１１、１２１、１２２、１３１の全部又はその一部は、隣り合うボルト間に対応する部位が肉抜きされずに、全体に亘ってフランジ状になるように形成されていてもよい。
【００６１】
また、本実施形態及び上記各変形例では、締結部材の一例として頭部付きのボルト３２、３１を挙げて説明したが、締結部材は、これに限らず、頭部付きのボルト３２、３１とナットからなるものとしてもよいし、頭部の無いスタッドボルトとナットからなるものとしてもよい。
【００６２】
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・圧縮機
１０・・・ハウジング
１０ａ・・・ハウジング外面
１０ｂ、１０ｃ・・・接合部
１１・・・フロントハウジング（ハウジング部材）
１１ａ・・・後端面（端面）
１２・・・センターハウジング（ハウジング部材）
１２ａ・・・前端面（端面）
１２ｂ・・・後端面（端面）
１２ｃ、１２ｄ・・・環状溝
１２ｃ１、１２ｄ１・・・壁面
１３・・・リアハウジング（ハウジング部材）
１３ａ・・・後端面（端面）
１４、１５・・・シール部材
２０・・・圧縮機構
３１、３２・・・ボルト（締結部材）
１１１、１２１、１２２、１３１・・・締結端部
ｄ１、ｄ２・・・溶け込み深さ
Ｌ１、Ｌ２・・・距離
Ｗ１、Ｗ２・・・溶接ビード
【図１】
2018071471.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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