JP7071670B2

JP7071670B2 - 圧縮機、及び圧縮機の製造方法

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Publication number: JP7071670B2
Application number: JP2020141949A
Authority: JP
Inventors: 早祐美西川; 康夫水嶋; 義友塚; 有希子前島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2040-08-25
Also published as: EP4174319A4; JP2022060350A; CN115943258A; WO2022044550A1; EP4174319A1; CN115943258B; US11953004B2; US20230204031A1; JP2022037692A

Description

本開示は、圧縮機、及び圧縮機の製造方法に関するものである。

従来、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のスクロール圧縮機は、圧縮機構と、クランクシャフトと、ハウジングと、ケーシングとを備える。圧縮機構は、低温低圧の冷媒ガスを吸引及び圧縮して、高温高圧の冷媒ガスである圧縮冷媒を吐出する。クランクシャフトは、圧縮機構に回転力を与える。ハウジングは、クランクシャフトを回転自在に支持する。ケーシングは、圧縮機構と、クランクシャフトと、ハウジングとを収容する。ケーシングは、胴部ケーシングと、上壁部と、底壁部とから構成される。上壁部は、胴部ケーシングの上端部に溶接される。底壁部は、胴部ケーシングの下端部に溶接される。胴部ケーシングには、ハウジングがタック溶接される。

特開２０１７－２５７６２号公報

しかし、スクロール圧縮機の製造時において、胴部ケーシングが変形すると、製品として出荷されたスクロール圧縮機の使用時に不具合が生じる可能性がある。

本開示の目的は、胴部ケーシングが変形することを抑制することにある。

本開示の第１の態様は、圧縮機（10）を対象とする。圧縮機（10）は、筒状の胴部ケーシング（21）と、前記胴部ケーシング（21）の端部の開口（21a）を覆うように設けられる端部ケーシング（22）とを有するケーシング（20）と、前記ケーシング（20）の内部に設けられるハウジング（50）と、前記胴部ケーシング（21）と前記ハウジング（50）とを溶接することによって形成された第１溶接部（Ma）と、前記胴部ケーシング（21）と前記端部ケーシング（22）とを前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に所定長さに亘って溶接することによって形成された第２溶接部（N）とを備え、前記第２溶接部（N）は、前記第２溶接部（N）の一端部と他端部とが重なり合うことによって形成され、又は、前記第２溶接部（N）の端部と他の前記第２溶接部（N）の端部が重なり合うことによって形成された重複溶接部分（NB）を有し、前記重複溶接部分（NB）と前記第１溶接部（Ma）とが、前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶことを特徴とする。

第１の態様では、第１溶接部（Ma）により確保された剛性を重複溶接部分（NB）に対して有効に作用させることができる。その結果、胴部ケーシング（21）の変形を抑制できる。

本開示の第２の態様は、上記第１の態様において、前記重複溶接部分（NB）は、前記第２溶接部（N）のうち前記重複溶接部分（NB）以外の部分よりも***し、又は、太くなることを特徴とする。

第２の態様では、重複溶接部分（NB）を確認できる。

本開示の第３の態様は、上記第１または第２の態様において、前記第１溶接部（Ma）が、前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で並ぶように複数存在することを特徴とする。

第３の態様では、胴部ケーシング（21）に対するハウジング（50）の相対的な変位を抑制できる。

本開示の第４の態様は、上記第１～第３の態様のいずれか１つにおいて、前記第１溶接部（Ma）が前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように複数存在することを特徴とする。

第４の態様では、重合溶接部分（NB）の剛性を効果的に確保できる。

本開示の第５の態様は、上記第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、前記第１溶接部（Ma）、及び、前記重複溶接部分（NB）の各々が複数存在し、前記複数の前記第１溶接部（Ma）のうちのいずれかと、前記複数の前記重複溶接部分（NB）のうちのいずれかとが前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ配列構造が、複数存在し、前記複数の前記配列構造が、前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で並ぶことを特徴とする。

第５の態様では、複数の配列構造を形成することで、胴部ケーシング（21）の変形を効果的に抑制できる。

本開示の第６の態様は、圧縮機（10）の製造方法を対象とする。圧縮機（10）の製造方法は、筒状の胴部ケーシング（21）の内部にハウジング（50）を収容する工程と、前記胴部ケーシング（21）と前記ハウジング（50）とを溶接することによって第１溶接部（Ma）を形成する工程と、前記胴部ケーシング（21）と、前記胴部ケーシング（21）の端部の開口（21a）を覆うようにして設けられる端部ケーシング（22）とを、所定の溶接開始箇所から前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って溶接することによって、前記胴部ケーシング（21）の全周に亘って接合する円周溶接工程とを含み、前記所定の溶接開始箇所は、前記第１溶接部（Ma）と前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ場所に位置することを特徴とする。

第６の態様では、第１溶接部（Ma）により確保された剛性を重複溶接部分（NB）に対して有効に作用させることができる。その結果、胴部ケーシング（21）の変形を抑制できる。

本開示の第７の態様は、上記第６の態様において、前記溶接開始箇所は、第１溶接開始箇所と、第２溶接開始箇所とを含み、前記円周溶接工程は、前記胴部ケーシング（21）の端部と前記端部ケーシング（22）とを、前記第１溶接開始箇所から前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って所定の第１溶接終了箇所まで溶接する第１工程と、前記胴部ケーシング（21）の端部と前記端部ケーシング（22）とを、前記第２溶接開始箇所から前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って所定の第２溶接終了箇所まで溶接する第２工程とを含むことを特徴とする。

第７の態様では、円周溶接工程において、端部ケーシング（22）の周方向の一部を胴部ケーシング（21）に接合する第１工程と、端部ケーシング（22）の周方向の他の一部を胴部ケーシング（21）に接合する第２工程とが行われる。

本開示の第８の態様は、前記第１溶接終了箇所が前記第２溶接開始箇所と一致し、前記第２溶接終了箇所が前記第１溶接開始箇所と一致することを特徴とする。

第８の態様では、第１工程と第２工程とにより胴部ケーシング（21）の全周に亘って胴部ケーシング（21）と端部ケーシング（22）とを溶接できる。

図１は、本本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の断面図である。図２は、図１に示すスクロール圧縮機の断面図の一部拡大図である。図３は、図２に示すスクロール圧縮機を胴部ケーシングの軸方向から見た模式図である。図４は、胴部ケーシングとハウジングとが溶接される手順を示すスクロール圧縮機の断面図である。図５は、図４に示すスクロール圧縮機を胴部ケーシングの軸方向から見た模式図である。図６は、胴部ケーシングと第１端部ケーシングとが溶接される手順を示すスクロール圧縮機の断面図である。図７は、図６に示すスクロール圧縮機を胴部ケーシングの軸方向から見た模式図である。図８は、実験結果を表す概念図である。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付し、詳細な説明及びそれに付随する効果等の説明は繰り返さない。

図１を参照して、本発明の圧縮機の一例であるスクロール圧縮機（10）について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機（10）の断面図である。スクロール圧縮機（10）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（図示せず）に設けられ、作動流体である冷媒を圧縮するものである。冷媒回路では、スクロール圧縮機（10）により圧縮された冷媒が、凝縮器で凝縮し、減圧機構で減圧され、蒸発器で蒸発し、スクロール圧縮機（10）に吸入される。

図１に示すように、スクロール圧縮機（10）は、ケーシング（20）と、電動機（30）と、圧縮機構（40）と、ハウジング（50）とを備えている。

ケーシング（20）は、電動機（30）と、圧縮機構（40）と、ハウジング（50）とを収容する。ケーシング（20）は、縦長の円筒状に形成され、密閉ドーム式に構成されている。ケーシング（20）は、金属製の部材である。ケーシング（20）は、胴部ケーシング（21）と、第１端部ケーシング（22）と、第２端部ケーシング（23）とを含む。

胴部ケーシング（21）は、両端部が開口する円筒状の部材である。本実施形態では、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）が上下方向（鉛直方向）に対して平行になるように、スクロール圧縮機（10）が設置される。胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）は、胴部ケーシング（21）の軸（A）が伸びる方向である。胴部ケーシング（21）の軸（A）は、胴部ケーシング（21）の両端部の開口（21a）（21b）の中心を通る仮想線である。本実施形態では、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）のうちの一側方向（Z1）を上方とし、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）のうちの他側方向（Z2）を下方とする。

第１端部ケーシング（22）は、下端部に開口（22ａ）を有する椀状の部材である。第１端部ケーシング（22）は、胴部ケーシング（21）の上端部に設けられる。第１端部ケーシング（22）の下端部の開口（22ａ）には、胴部ケーシング（21）の上端部の開口（21a）が挿入される。第１端部ケーシング（22）は、胴部ケーシング（21）の上端部の開口（21a）を覆うようにして、胴部ケーシング（21）の上端部に気密状に溶接されている。第１端部ケーシング（22）は、本発明の端部ケーシングの一例である。第２端部ケーシング（23）は、上端部に開口（23）を有する椀状の部材である。第２端部ケーシング（23）は、胴部ケーシング（21）の下端部に設けられる。第２端部ケーシング（23）の上端部の開口（23ａ）には、胴部ケーシング（21）の下端部の開口（21b）が挿入される。第２端部ケーシング（23）は、胴部ケーシング（21）の下端部の開口（21b）を覆うようにして、胴部ケーシング（21）の下端部に気密状に溶接されている。

電動機（30）は、ケーシング（20）に固定された固定子（31）と、該固定子（31）の内側に配置された回転子（32）とを備えている。回転子（32）の軸心部には、駆動軸（11）が貫通して固定される。電動機（30）は、インバータ装置を介して電源に接続され、回転数（運転周波数）が可変に構成される。

第２端部ケーシング（23）には、潤滑油が貯留される油溜部（24）が形成されている。第１端部ケーシング（22）の上部には、冷媒回路の冷媒を圧縮機構（40）へ導入するための吸入管（12）が貫通している。胴部ケーシング（21）の中央部には、吐出管（13）が貫通している。

油溜部（24）の潤滑油には、ケーシング（20）内の高圧冷媒の圧力が作用する。胴部ケーシング（21）には、吐出管（13）が接続し、第１端部ケーシング（22）には、吸入管（12）及びインジェクション管（81）が接続している。また、胴部ケーシング（21）には、電動機（30）の上方に位置するハウジング（50）と、該ハウジング（50）の上方に位置する圧縮機構（40）とが固定される。

駆動軸（11）は、胴部ケーシング（21）の軸（A）に沿って上下方向に延びている。駆動軸（11）は、主軸部（14）と、該主軸部（14）の上端に形成される偏心部（15）とを有している。主軸部（14）の上部は、ハウジング（50）を貫通し、ハウジング（50）の上部軸受（51）によって回転自在に支持される。主軸部（14）の下部は、下部軸受（25）によって回転自在に支持される。下部軸受（25）は、胴部ケーシング（21）の内周面に固定されている。

駆動軸（11）の下端部には、油ポンプ（11a）が連結される。油ポンプ（11a）は、油溜部（24）の油を上方へ搬送する。この油は、駆動軸（11）の給油路（16）を経由して、各軸受（25,51）や圧縮機構（40）の各摺動部へ供給される。

ハウジング（50）は、駆動軸（11）を支持する。ハウジング（50）は、電動機（30）の上方に配置される。ハウジング（50）の上方には、上記圧縮機構（40）が配置されている。ハウジング（50）は、胴部ケーシング（21）に固定される。ケーシング（20）の内部は、ハウジング（50）の下側の下部空間（27）と、ハウジング（50）の上側の上部空間（26）とに区画される。下部空間（27）には電動機（30）が収容され、上部空間（26）には圧縮機構（40）が収容される。ハウジング（50）は、外周部に環状部（52）が形成され、中央部の上部に凹部（53）が形成される。

圧縮機構（40）は、ハウジング（50）の上側に設置される固定スクロール（60）と、該固定スクロール（60）とハウジング（50）の間に設けられる可動スクロール（70）とを有している。

固定スクロール（60）は、鏡板（61）と、該鏡板（61）の正面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（62）とを備えている。鏡板（61）は、外周側に位置してラップ（62）と連続的に形成された外周壁（63）を備えている。固定スクロール（60）のラップ（62）の先端面と外周壁（63）の先端面とは略面一に形成されている。

可動スクロール（70）は、鏡板（71）と、該鏡板（71）の正面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（72）と、鏡板（71）の背面中心部に形成されたボス部（73）とを備えている。そして、ボス部（73）の内側空間（73a）には、駆動軸（11）の偏心部（15）が挿入されて駆動軸（11）が連結される。

可動スクロール（70）は、ラップ（72）が固定スクロール（60）のラップ（62）と噛み合うように配設されている。そして、圧縮機構（40）は、固定スクロール（60）と可動スクロール（70）とによって圧縮室（41）を形成する。

固定スクロール（60）の外周壁（63）には、吸入ポート（63a）が形成され、この吸入ポート（63a）に吸入管（12）の流出端が接続されている。また、固定スクロール（60）の鏡板（61）の中央には吐出口（65）が形成される。また、固定スクロール（60）の背面には、吐出口（65）が開口する高圧チャンバ（66）が形成される。高圧チャンバ（66）には、吐出口（65）を開閉する吐出弁（67）が設けられる。吐出弁（67）は、圧縮室の吐出圧力が所定値を越えると、吐出口（65）を開放するリード弁で構成される。また、固定スクロール（60）及びハウジング（50）には、高圧チャンバ（66）の吐出冷媒を下部空間（27）側へ送る冷媒通路（図示省略）が形成される。つまり、下部空間（27）は、冷媒の吐出圧力に対応する高圧雰囲気となる。

ハウジング（50）の環状部（52）の上側には、可動スクロール（70）の自転阻止部材（46）が形成される。自転阻止部材（46）は、例えば、オルダム継手で構成される。自転阻止部材（46）であるオルダム継手は、ハウジング（50）の環状部（52）の上面に設けられ、可動スクロール（70）の鏡板（71）とハウジング（50）に摺動自在に嵌め込まれる。

スクロール圧縮機（10）は、中間圧導入路（80）を有している。中間圧導入路（80）は、インジェクション管（81）と、インジェクションポート（82）とによって構成される。インジェクション管（81）は、固定スクロール（60）の鏡板（61）を軸方向に貫通し、インジェクションポート（82）に連通している。つまり、中間圧導入路（80）は、圧縮機構（40）の圧縮途中の圧縮室（41）に連通している。インジェクション管（81）には、逆止弁（図示省略）が設けられる。逆止弁は、インジェクション管（81）から圧縮室（41）への冷媒の流れを許容し、圧縮機構（40）の圧縮室（41）からインジェクション管（81）側への冷媒の流れを禁止する逆流防止機構を構成する。

図１を参照して、スクロール圧縮機（10）の動作について説明する。

図１に示すように、電動機（30）に電力が供給されると、圧縮機構（40）の可動スクロール（70）が回転駆動する。可動スクロール（70）は、自転阻止部材（46）によって自転を防止されるため、駆動軸（11）の軸心を中心として偏心運動を行う。可動スクロール（70）の偏心運動に伴い、圧縮室（41）の容積が中心に向かって収縮する。これにより、吸入管（12）の低圧冷媒が吸入ポート（63a）より圧縮室（41）に流入し、該圧縮室（41）で圧縮される。圧縮室（41）で圧縮された冷媒は、吐出口（65）を介して高圧チャンバ（66）に吐出される。高圧チャンバ（66）の高圧のガス冷媒は、固定スクロール（60）及びハウジング（50）の通路を介して下部空間（27）に流れる。下部空間（27）の冷媒は、吐出管（13）を介して、ケーシング（20）の外部へ吐出される。

スクロール圧縮機（10）の運転時には、下部空間（27）の内部が高圧の圧力状態に保持され、油溜部（24）の潤滑油に高圧が作用する。油溜部（24）の潤滑油は、駆動軸（11）の給油路（16）の下端から上端に向かって流れ、駆動軸（11）の偏心部（15）の上端開口から可動スクロール（70）のボス部（73）の内側空間（73a）に流出する。ボス部（73）に供給された油は、ボス部（73）と駆動軸（11）の偏心部（15）との間の摺動面を潤滑する。

次に、図１～図３を参照して、スクロール圧縮機（10）の構成についてさらに説明する。図２は、図１に示すスクロール圧縮機（10）の断面図の一部拡大図である。図３は、図２に示すスクロール圧縮機（10）を胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見た模式図である。

図１及び図２に示すように、胴部ケーシング（21）の上部には、第１端部ケーシング（22）が位置している。胴部ケーシング（21）の内部の空間は、第１端部ケーシング（22）の内部の空間と連続している。

固定スクロール（60）の上側部分は、第１端部ケーシング（22）の内部に位置する。固定スクロール（60）の下側部分は、胴部ケーシング（21）の内部に位置する。固定スクロール（60）の下側部分の外周面（60a）は、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）に対向する。固定スクロール（60）の外周面（60a）と、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）との間には、隙間（C）が形成される。

ハウジング（50）は、胴部ケーシング（21）の内部に配置される。ハウジング（50）は、固定スクロール（60）の下方に配置される。ハウジング（50）の外周面（50a）は、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）と対向する。ハウジング（50）の外周面（50a）には、凹部が形成される。凹部には、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とを溶接するための溶接ピン（Pa）が圧入される。溶接ピン（Pa）は、例えば、溶接の母材として適切な低炭素鋼で形成されている。

図２及び図３に示すように、溶接ピン（Pa）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で並ぶように複数存在する。また、溶接ピン（Pa）は、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように複数存在する。

本実施形態では、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とを溶接するために、8つの溶接ピン（Pa）が用いられる。

図２及び図３に示すように、本実施形態では、４つの溶接ピン群（P）が、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って９０度間隔で並ぶ。各溶接ピン群（P）は、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ２つの溶接ピン（Pa）で構成される。

次に、図４及び図５を参照して、スクロール圧縮機（10）の製造時において、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接される手順について説明する。図４は、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接される手順を示すスクロール圧縮機（10）の断面図である。図５は、図４に示すスクロール圧縮機（10）を胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見た模式図である。

図４及び図５に示すように、ハウジング（50）に溶接ピン（Pa）が圧入され、その後にハウジング（50）が胴部ケーシング（21）の内部に収容される。なお、胴部ケーシング（21）にハウジング（50）を収容する前に、胴部ケーシング（21）には、電動機（30）と、駆動軸（11）とが既に収容されている。次に、ハウジング（50）と胴部ケーシング（21）との相対位置が、軸方向（Z）、胴部ケーシング（21）の周方向（D）、及び、胴部ケーシング（21）の径方向の各々について、スクロール圧縮機（10）の製品完成時の態様と同様になるように位置合わせされる。

胴部ケーシング（21）に対してハウジング（50）が位置合わせされた状態で、胴部ケーシング（21）の外側から、胴部ケーシング（21）において溶接ピン（Pa）と対向する部分に対してレーザ光（LS1）が照射される。レーザ光（LS1）は、胴部ケーシング（21）において複数の溶接ピン（Pa）の各々と対向する部分毎に点状に照射される。これにより、胴部ケーシング（21）と溶接ピン（Pa）とが溶融して凝固することで、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接される。

胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接された場所（レーザ光（LS1）が照射された場所）には、第１溶接部（Ma）が形成される。

第１溶接部（Ma）は、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接される際に溶融した部材が凝固したものである。第１溶接部（Ma）は、溶接ピン（Pa）の設置場所毎に点状に形成される。第１溶接部（Ma）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で複数存在する。また、第１溶接部（Ma）は、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように複数存在する。

本実施形態では、８つの溶接ピン（Pa）が用いられ、８つの溶接ピン（Pa）に対応して、８つの第１溶接部（Ma）が形成される。

本実施形態では、８つの第１溶接部（Ma）によって、４つの第１溶接部群（M）が構成される。各第１溶接部群（M）は、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ２つの第１溶接部（Ma）で構成される。４つの第１溶接部群（M）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って９０度間隔で並ぶ。

４つの第１溶接部群（M）には、第１溶接部群（M１）と、第１溶接部群（M2）とが含まれる。第１溶接部群（M１）と第１溶接部群（M2）とは、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って、互いに１８０度の間隔を空けて配置される。

以上のように、本実施形態では、４つの第１溶接部群（M）によって胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接される。

次に、図６及び図７を参照して、スクロール圧縮機（10）の製造時において、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とが溶接される手順について説明する。図６は、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とが溶接される手順を示すスクロール圧縮機（10）の断面図である。図７は、図６に示すスクロール圧縮機（10）を胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見た模式図である。

なお、図６において、実際は、第１溶接部（Ma）が形成されることで溶接ピン（Pa）が溶融している。しかし、第１溶接部（Ma）の位置を、溶接ピン（Pa）の位置との比較で簡潔に表現するために、図６において、溶接ピン（Pa）の図示はあえて残している。

胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とが溶接されることで第１溶接部（Ma）が形成された後（図４及び図５参照）、ハウジング（50）の上に、自転阻止部材（46）と、可動スクロール（70）と、固定スクロール（60）が順に設置される。固定スクロール（60）は、図外のボルトによってハウジング（50）と締結される。その後、胴部ケーシング（21）の端部を覆うように第１端部ケーシング（22）が設置され、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とが溶接される。

図６及び図７に示すように、胴部ケーシング（21）の上端部が第１端部ケーシング（22）の下端部の開口（22a）に挿入されて、胴部ケーシング（21）の上端部と第１端部ケーシング（22）の下端部とが連結された状態で、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分に対してレーザ光（LS2）が照射される。

胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分について説明する。

胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分は、胴部ケーシング（21）の上端部と第１端部ケーシング（22）の下端部との継ぎ目となる部分を示す。胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿うようにして環状に形成される。

胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分には、第１所定箇所（H1）と、第２所定箇所（H2）とが設定される。第１所定箇所（H1）及び第２所定箇所（H2）の各々は、複数の溶接ピン群（P）のうちのいずれかと、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ場所に位置する。本実施形態では、第１所定箇所（H1）が第１溶接部群（M1）と軸方向（Z）に沿って並ぶ場所に位置し、第２所定箇所（H2）が第１溶接部群（M2）と周方向（D）に沿って並ぶ場所に位置する。言い換えると、本実施形態において、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見て、第１所定箇所（H1）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）における位置が第１溶接部群（M1）と実質的に一致し、第２所定箇所（H2）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）における位置が第１溶接部群（M2）と実質的に一致する。

胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分に対して、レーザ光（LS2）が照射される手順について説明する。

レーザ光（LS2）は、第１レーザ光（LS21）と、第２レーザ光（LS22）とを含む。

第１レーザ光（LS21）は、第１所定箇所（H1）から照射を開始された後、胴部ケーシング（21）の周方向（D）のうちの一側方向（D1）へ向かい、そして、第２所定箇所（H2）まで連続的に照射される。第２所定箇所（H2）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）へ第１所定箇所（H1）から１８０°離れている。

第２レーザ光（LS22）は、第２所定箇所（H2）から照射を開始された後、胴部ケーシング（21）の周方向（D）のうちの他側方向（D2）へ向かい、そして、第１所定箇所（H1）まで連続的に照射される。

第１レーザ光（LS21）により胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分のうちの半周部分が溶接され、第２レーザ光（LS22）により連結部分のうちの残りの半周部分が溶接される。

第１レーザ光（LS21）と第２レーザ光（LS22）との各々による溶接箇所には、第２溶接部（N）が形成される。

第２溶接部（N）は、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とを胴部ケーシング（21）の周方向（D）に所定長さに亘って溶接することによって形成される。所定長さは、後述する重複溶接部分（NB）の位置に応じて決定される。

第２溶接部（N）は、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分が溶接される際に溶融した部材が凝固したものである。本実施形態では、胴部ケーシング（21）の上端部と、第１端部ケーシング（22）の下端部とが溶融して凝固することで、第２溶接部（N）となる。

以下では、第１レーザ光（LS21）が照射された箇所に形成される形成される第２溶接部（N）を、第２溶接部（N1）と記載する。第２レーザ光（LS22）が照射された箇所に形成される形成される第２溶接部（N）を、第２溶接部（N2）と記載する。

第２溶接部（N1）は、略半円弧状に形成される。第２溶接部（N1）は、第１所定箇所（H1）から、胴部ケーシング（21）の周方向（D）のうちの一側方向（D1）へ向かいつつ、第２所定箇所（H2）までの間に位置する領域に形成される。

第２溶接部（N2）は、略半円弧状に形成される。第２溶接部（N2）は、第２所定箇所（H2）から、胴部ケーシング（21）の周方向（D）のうちの他側方向（D2）へ向かいつつ、第１所定箇所（H1）までの間に位置する領域に形成される。

第２溶接部（N2）が形成される際、レーザ光（LS2）が重複して照射される箇所には、重複溶接部分（NB）が形成される。重複溶接部分（NB）は、第２溶接部（N2）のうち重複溶接部分（NB）以外の部分よりも***し、又は、太くなる。これにより、作業者は、重複溶接部分（NB）の位置を容易に確認できる。なお、胴部ケーシング（21）の径方向から見て、第２溶接部（N2）の端部同士が重なる場合は重複溶接部分（NB）が***し、第２溶接部（N2）の端部同士が重ならずに当該端部同士の位置がずれる場合は重複溶接部分（NB）が太くなる。

本実施形態では、重複溶接部分（NB）は、重複溶接部分（NB1）と、重複溶接部分（NB2）とを含む。

重複溶接部分（NB1）は、第２溶接部（N1）の溶接開始箇所と、第２溶接部（N2）の溶接終了箇所とが重なる部分である。本実施形態では、重複溶接部分（NB1）は、第１所定箇所（H1）に形成される。

重複溶接部分（NB2）は、第２溶接部（N1）の溶接終了箇所と、第２溶接部（N2）の溶接開始箇所とが重なる部分である。本実施形態では、重複溶接部分（NB2）は、第２所定箇所（H2）に形成される。

本実施形態では、重複溶接部分（NB1）と重複溶接部分（NB2）とは、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って互いに１８０度の間隔を空けた場所に形成される。

重複溶接部分（NB1）及び重複溶接部分（NB2）の各々は、複数の第１溶接部群（M）のうちのいずれかと胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ場所に形成される。本実施形態では、重複溶接部分（NB1）が第１溶接部群（M1）と胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並び、重複溶接部分（NB2）が第１溶接部群（M2）と胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ。言い換えると、本実施形態において、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見て、重複溶接部分（NB1）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）における位置が第１溶接部群（M1）と実質的に一致し、重複溶接部分（NB2）は、胴部ケーシング（21）の周方向（D）における位置が第２溶接部群（M2）と実質的に一致する。

胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶことは、言い換えれば、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見て、胴部ケーシング（21）の周方向（D）の回転角度が同じになることを示す。

以下では、複数の重複溶接部分（NB）のうちのいずれかと、複数の第１溶接部（Mａ）のうちのいずれかとが、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ構造を、配列構造と記載することがある。当該配列構造は複数存在し、複数の配列構造が胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で並ぶ。本実施形態では、２つの配列構造が、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って１８０度の間隔を空けて並ぶ。本実施形態の２つの配列構造は、重複溶接部分（NB1）と第１溶接部群（M1）とで構成される第１の配列構造と、重複溶接部分（NB2）と第１溶接部群（M2）とで構成される第２の配列構造とで構成される。

以上のように、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とは、第２溶接部（N1）（N2）により溶接されることで、胴部ケーシング（22）の全周に亘って接合される。また、第２溶接部（N1）（N2）により、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とが溶接される際、上記した重複溶接部分（NB）と第１溶接部（Mａ）との配列構造が形成される。

図８を参照して、スクロール圧縮機（10）の製造時における胴部ケーシング（21）の収縮について考察するために行われた実験結果について説明する。図８は、実験結果を表す概念図である。本願発明者は、実験を行うことで、図８に表される実験結果を取得した。

まず、本願発明者が、当該実験を行った背景について説明する。

スクロール圧縮機（10）を小型化する場合、スクロール圧縮機（10）の寸法の抑制とシール性の確保とを両立させるために、固定スクロール（60）の外周面（60a）と、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）との間の隙間（C）（図２参照）を小さく設計することが考えられる。しかし、隙間（C）を小さく設計した場合、スクロール圧縮機（10）の製造時において胴部ケーシング（21）が収縮することで、隙間（C）が予定していた寸法よりも小さくなると、固定スクロール（60）の外周面（60a）と、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）とが接触しやすくなる。固定スクロール（60）の外周面（60a）と、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）とが接触すると、スクロール圧縮機（10）の使用時において、異音の発生、固定スクロール（60）の変形等の不具合が生じることがある。そこで、本願発明者は、スクロール圧縮機（10）の製造時において胴部ケーシング（21）が収縮する原因を解明し、さらに、解決策を導き出すために当該実験を行った。

次に、図８を参照して、実験結果について説明する。

本願発明者は、２つの胴部ケーシング（21）のうちの一方の胴部ケーシング（21）に対しては第１の条件を採用して第２溶接部（N）を形成した。また、本願発明者は、２つの胴部ケーシング（21）のうちの他方の胴部ケーシング（21）に対しては第２の条件を採用して第２溶接部（N）を形成した。そして、本願発明者は、各胴部ケーシング（21）の収縮の度合いを比較する実験を行った。

以下では、第1の条件を採用して形成された第２溶接部（N）を第２溶接部（NA1）と記載し、第２の条件を採用して形成された第２溶接部（N）を第２溶接部（NA2）と記載する。

第１の条件は、第１溶接部（Ma）と、第２溶接部（NA1）の重複溶接部分（NB）とが胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶようにして、第２溶接部（NA1）を形成する条件を示す。

第２の条件は、第１溶接部（Ma）と、第２溶接部（NA2）の重複溶接部分（NB）とが胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ばないようにして、第２溶接部（NA2）を形成する条件を示す。今回の実験では、第２溶接部（NA2）の重複溶接部分（NB）は、第１溶接部（Ma）に対して、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に４５度離れた場所に形成される。

図８において、点線で表される外形（G）は、第２溶接部（N）が形成される前（収縮前）の胴部ケーシング（21）の外周部の形状を、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見た概略図である。なお、図８においては、外形（G）を便宜的に多角形状としているが、実際は、外形（G）は略円形状を有している。また、図８においては、外形（G）に対する外形（G1）（G2）の変形量を表しているが、当該変形量を誇張して表現している。

太線で表される外形（G1）は、第１の条件により第２溶接部（NA1）が形成されたときの胴部ケーシング（21）の外周部の形状を、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見た概略図である。なお、図８において、図面の便宜上、第２溶接部（NA1）が外形（G1）の外側に図示されている。しかし、実際は、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見ると、第２溶接部（NA1）が、外形（G1）と略重なるような形状を有する。この場合、第２溶接部（NA1）の重複溶接部分（NB）は、外形（G1）のうちの第１溶接部（Ma）が形成される部分と略重なる。

細線で表される外形（G2）は、第２の条件により第２溶接部（NA2）が形成されたときの胴部ケーシング（21）の外周部の形状を、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見た概略図である。なお、図６において、図面の便宜上、第２溶接部（NA2）が外形（G2）の外側に図示されている。しかし、実際は、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）から見ると、第２溶接部（NA2）が、外形（G2）と略重なるような形状を有する。この場合、第２溶接部（NA2）の重複溶接部分（NB）は、外形（G2）のうち胴部ケーシング（21）の径方向内側に凹んでいる凹部（G21）と略重なる。

図８に示すように、外形（G1）及び外形（G2）の両方は、外形（G）と比較して収縮している。従って、本願発明者は、第２溶接部（NA１）（NA2）が形成される際、溶接時の熱により胴部ケーシング（21）が収縮するとする知見を得た。

また、重複溶接部分（NB）においては、二重に加熱されることで、他の溶接部分（一重に加熱される部分）よりも余計に熱を加えられる。従って、本願発明者は、重複溶接部分（NB）の近辺部分では胴部ケーシング（21）に対して作用する収縮力が大きくなるとする知見を得た（胴部ケーシング（21）の凹部（G21）を参照）。

図８に示すように、外形（G1）及び外形（G2）の両方において、第１溶接部（Ma）の近辺部分では、外形（G）に対する収縮の度合いが小さい。従って、本願発明者は、第１溶接部（Ma）が胴部ケーシング（21）の剛性を確保する補剛部材として機能しているとする知見を得た。

第１溶接部（Ma）が補剛部材として機能することは、言い換えれば、溶接ピン（Pa）が補剛部材として機能していることを示す。

図８に示すように、上記第１の条件を採用して形成された外形（G1）の方が、上記第２の条件を採用して形成された外形（G2）よりも、外形（G）に対する収縮の度合いが小さい。従って、本願発明者は、上記第１の条件を採用する方が、上記第２の条件を採用するよりも、収縮力が大きくなる重複溶接部分（NB）に対して、第１溶接部（Ma）により確保された剛性を有効に作用させて、胴部ケーシング（21）の収縮を効果的に抑制できる知見を得た。

―本実施形態の効果―
以上、図１～図８を参照して説明したように、重複溶接部分（NB）と第１溶接部（Ma）とが、胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ（図６参照）。従って、第１溶接部（Ma）により確保された剛性を重複溶接部分（NB）に対して有効に作用させることができる。その結果、胴部ケーシング（21）の変形を抑制できるので、固定スクロール（60）の外周面（60a）と、胴部ケーシング（21）の内周面（21c）との間の隙間（C）（図２参照）を効果的に確保できる。

また、重複溶接部分（NB）と第１溶接部（Ma）とが胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように重複溶接部分（NB）を形成することで、第２溶接部（N）が形成された際に、重複溶接部分（NB）が形成された部分（二重に溶接された部分）の胴部ケーシング（21）の収縮度合いと、他の部分（一重に溶接された部分）の胴部ケーシング（21）の収縮度合いとの間に差が生じることを抑制できる。その結果、胴部ケーシング（22）の収縮度合い（歪み）を、胴部ケーシング（22）の全周において、重複溶接部分（NB）が形成された部分であるか否かに関係なく、略一定の大きさにすることができる。

また、図７に示すように、第１レーザ光（LS21）を照射して第２溶接部（N1）を形成する処理と、第２レーザ光（LS22）を照射して第２溶接部（N2）を形成する処理とを同時に行うことで、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との溶接にかかる時間を短縮できる。その結果、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との溶接を効率的に行うことができる。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう（例えば、（１）～（５））。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

（１）本実施形態では、８つの第１溶接部（Ma）が形成される（図４及び図５参照）。しかし、第１溶接部（Ma）の個数は特に限定されない。例えば、８つ以外の複数の第１溶接部（Ma）が形成されてもよい。

また、１つの第１溶接部（Ma）が形成されてもよい。この場合、１つの第１溶接部（Ma）に対して胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ場所に、重複溶接部分（NB）が形成される。また、この場合、１つの第２溶接部（N）が形成される。当該１つの第２溶接部（N）は、溶接開始箇所と溶接終了箇所とが共に重複溶接部分（NB）とされ、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分を周方向（D）に一周するようにして形成される。

（２）本実施形態では、複数の第１溶接部（Ma）が、胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔（９０度間隔）で並ぶように形成される（図５参照）。これにより、胴部ケーシング（21）の軸（A）を中心に、複数の第１溶接部（Ma）が対称に形成されるので、スクロール圧縮機（10）の重量バランスを効果的に確保できる。その結果、胴部ケーシング（21）に対するハウジング（50）の相対的な変位を抑制できる。

しかし、本発明はこれに限定されない。複数の第１溶接部（Ma）において、隣り合う第１溶接部（Ma）同士の周方向（D）の間隔は特に限定されず、等間隔ではなくてもよい。その結果、スクロール圧縮機（10）の設計の自由度を向上させることができる。

（３）本実施形態では、第１溶接部群（M）において、２つの第１溶接部（Ma）が胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように構成される（図６参照）。これにより、第１溶接部（Ma）の補剛部材として機能を効果的に確保することができる。しかし、本発明はこれに限定されない。

第１溶接部群（M）において、３つ以上の第１溶接部（Ma）が胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように構成されてもよい。これにより、胴部ケーシング（21）の剛性を効果的に確保できる。また、第１溶接部群（M）が１つの第１溶接部（Ma）で構成されてもよい。これにより、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とを溶接する処理を迅速に行うことができる。

（４）本実施形態では、ハウジング（50）に溶接ピン（Pa）を圧入し、溶接ピン（Pa）を溶融させることで、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とを溶接する。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、胴部ケーシング（21）においてハウジング（50）と対向する場所に貫通孔を形成し、貫通孔に溶融した第１溶加材を供給し、供給した第１溶加材を凝固させることで、胴部ケーシング（21）とハウジング（50）とを溶接してもよい。この場合、凝固した第１溶加材が第１溶接部（Ma）を構成する。

（５）本実施形態では、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分をレーザ光（LS2）により溶融させて凝固させることで、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とを溶接する。しかし、本発明はこれに限定されない。胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）との連結部分に対して溶融した第２溶加材を供給し、供給した第２溶加材を凝固させることで、胴部ケーシング（21）と第１端部ケーシング（22）とを溶接してもよい。この場合、凝固した第２溶加材が第２溶接部（N）を構成する。

以上説明したように、本開示は、圧縮機、及び圧縮機の製造方法について有用である。

10 圧縮機
20 ケーシング
21 胴部ケーシング
21a 開口
22 第１端部ケーシング(端部ケーシング)
50 ハウジング
60 圧縮機構
D 周方向
Ma 第１溶接部
N 第２溶接部
NB 重複溶接部分
Z 軸方向

Claims

筒状の胴部ケーシング（21）と、前記胴部ケーシング（21）の端部の開口（21a）を覆うように設けられる端部ケーシング（22）とを有するケーシング（20）と、
前記ケーシング（20）の内部に設けられるハウジング（50）と、
前記胴部ケーシング（21）と前記ハウジング（50）とを溶接することによって形成された第１溶接部（Ma）と、
前記胴部ケーシング（21）と前記端部ケーシング（22）とを前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に所定長さに亘って溶接することによって形成された第２溶接部（N）と
を備え、
前記第２溶接部（N）は、前記第２溶接部（N）の一端部と他端部とが重なり合うことによって形成され、又は、前記第２溶接部（N）の端部と他の前記第２溶接部（N）の端部が重なり合うことによって形成された重複溶接部分（NB）を有し、
前記胴部ケーシング（21）の変形が抑制されるように重複溶接部分（NB）が形成される圧縮機であって、
前記重複溶接部分（NB）と前記第１溶接部（Ma）とが、前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶことを特徴とする圧縮機。
請求項１において、
前記重複溶接部分（NB）は、前記第２溶接部（N）のうち前記重複溶接部分（NB）以外の部分よりも***し、又は、太くなることを特徴とする圧縮機。
請求項１又は請求項２において、
前記第１溶接部（Ma）が、前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で並ぶように複数存在することを特徴とする圧縮機。
請求項１～３のいずれか１項において、
前記第１溶接部（Ma）が前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶように複数存在することを特徴とする圧縮機。
請求項１～４のいずれか１項において、
前記第１溶接部（Ma）、及び、前記重複溶接部分（NB）の各々が複数存在し、
前記複数の前記第１溶接部（Ma）のうちのいずれかと、前記複数の前記重複溶接部分（NB）のうちのいずれかとが前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ配列構造が、複数存在し、
前記複数の前記配列構造が、前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って等角度間隔で並ぶことを特徴とする圧縮機。
筒状の胴部ケーシング（21）の内部にハウジング（50）を収容する工程と、
前記胴部ケーシング（21）と前記ハウジング（50）とを溶接することによって第１溶接部（Ma）を形成する工程と、
前記胴部ケーシング（21）と、前記胴部ケーシング（21）の端部の開口（21a）を覆うようにして設けられる端部ケーシング（22）とを、所定の溶接開始箇所から前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って前記胴部ケーシング（21）の変形が抑制されるように溶接することによって、前記胴部ケーシング（21）の全周に亘って接合する円周溶接工程と
を含み、
前記所定の溶接開始箇所は、前記第１溶接部（Ma）と前記胴部ケーシング（21）の軸方向（Z）に沿って並ぶ場所に位置し、
前記所定の溶接開始箇所では、溶接の端部同士が重なり合うことを特徴とする圧縮機の製造方法。
請求項６において、
前記溶接開始箇所は、第１溶接開始箇所と、第２溶接開始箇所とを含み、
前記円周溶接工程は、
前記胴部ケーシング（21）の端部と前記端部ケーシング（22）とを、前記第１溶接開始箇所から前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って所定の第１溶接終了箇所まで溶接する第１工程と、
前記胴部ケーシング（21）の端部と前記端部ケーシング（22）とを、前記第２溶接開始箇所から前記胴部ケーシング（21）の周方向（D）に沿って所定の第２溶接終了箇所まで溶接する第２工程と
を含むことを特徴とする圧縮機の製造方法。
請求項７において、
前記第１溶接終了箇所が前記第２溶接開始箇所と一致し、
前記第２溶接終了箇所が前記第１溶接開始箇所と一致することを特徴とする圧縮機の製造方法。