JP2005069547A - ヒートポンプ装置の室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、動力源の駆動プーリと圧縮機のプーリ従動とのアラインメント及びこれらプーリに巻き掛けられるベルトの張力の調整を容易に行なうことのできるヒートポンプ装置の室外ユニットを提供する。
【解決手段】ヒートポンプ装置の室外ユニット１は、エンジン（動力源）２の駆動軸６に取り付けられる駆動プーリ７と、圧縮機３の回転軸８に取り付けられる従動プーリ９と、駆動プーリ７と従動プーリ９に巻き掛けられるベルト１０と、エンジン２と圧縮機３を一体に固定するブラケット１１と、駆動軸６と直交する方向に沿ってブラケット１１に設けられる凸条１２と、回転軸８と直交する方向に沿って圧縮機３の底部３ａに設けられて凸条１２と嵌合する溝１３と、凸条１２に並んでブラケット１１に設けられて圧縮機の固定用ボルト１４が通される長孔１６とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内蔵する圧縮機と動力源とが動力伝達機構で互いに連結されるヒートポンプ装置の室外ユニットに関する。

ヒートポンプ装置は、室内ユニットと室外ユニットとを備える。室内ユニットには、室内熱交換器を内蔵し、室外ユニットには、室外熱交換器と圧縮機とエンジン（動力源）とを内蔵する。別体に設けられた圧縮機とエンジンとは、駆動力を伝達するためにカプラやベルトなどで互いに連結される。ベルトで連結される場合、圧縮機の回転軸とエンジンの駆動軸とのそれぞれにはプーリが取り付けられる。

互いのプーリにベルトを巻き掛けた状態でベルトの中心線に沿って互いのプーリが一直線状に並ぶように配置されていないと、動力の伝達効率の低下、ベルトの耐久性の低下、異音や振動の発生などを引き起こすため、プーリのアラインメントは、重要である。

ベルトが巻き掛けられて対を成すプーリ同士のアラインメントを行なうための治具がある（例えば、特許文献１参照。）。この治具は、一方のプーリに取り付けられる第１保持部と、一方のプーリが取り付けられた回転軸に直交する方向に第１保持部から伸びるアーム部と、他方のプーリに取り付けられてアーム部の先端を他方のプーリに嵌合させるべく他方のプーリが設けられた回転軸に直交する方向に延びる溝を有した第２保持部とを備える。この治具を用いてアーム部の先端を溝に嵌合させることで、対を成すプーリが取り付けられている回転装置同士の位置決めを容易にしている。
特開平８-２８５０５２号公報

しかしながら、ヒートポンプ装置の室外ユニットに内蔵される動力源と圧縮機に巻き掛けられるベルトの途中には、ベルトテンショナが配置されることが少ない。また、上述の治具は、ベルトを巻き掛けた状態で使用することができない。したがって、上述の治具を用いて位置決めしても、ベルトを後で巻き掛けることができない。また、新しいベルトを掛けた直後は、そのベルトが馴染むにつれて緩んでくるので、ベルトが程好い緊張状態になるようにその都度アラインメントをし直さなければならない。

動力源に対して１つの圧縮機を連結する場合、双方を移動させることでアラインメントを容易にすることができるが、動力源に対して複数の圧縮機が連結される場合、双方を移動させるとかえって作業が煩雑になる。そのため、動力源を基準に圧縮機を個々にアラインメントしなければならず、時間がかかるだけでなく、適度の緊張状態に個々のベルトにテンションを掛けることは難しい。

そこで、本発明は、動力源の駆動プーリと圧縮機のプーリ従動とのアラインメント及びこれらプーリに巻き掛けられるベルトの張力の調整を容易に行なうことのできるヒートポンプ装置の室外ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ装置の室外ユニットは、動力源の駆動軸に取り付けられる駆動プーリと、圧縮機の回転軸に取り付けられる従動プーリと、駆動プーリと従動プーリに巻き掛けられるベルトと、動力源と圧縮機を一体に固定するブラケットと、駆動軸と直交する方向に沿ってブラケットに設けられる少なくとも１つの凸条と、回転軸と直交する方向に沿って圧縮機の底部に設けられて凸条と嵌合する溝と、凸条に並んでブラケットに設けられて圧縮機固定用のボルトが通される少なくとも１つの長孔とを備える。

または、本発明に係るヒートポンプ装置の室外ユニットは、動力源の駆動軸に取り付けられる駆動プーリと、圧縮機の回転軸に取り付けられる従動プーリと、駆動プーリと従動プーリに巻き掛けられるベルトと、動力源と圧縮機を一体に固定するブラケットと、駆動軸と直交する方向に沿ってブラケットに設けられる少なくとも１つの溝と、回転軸と直交する方向に沿って圧縮機の底部に設けられて溝と嵌合する凸条と、溝に並んでブラケットに設けられて圧縮機固定用のボルトが通される少なくとも１つの長孔とを備える。

また、動力源と圧縮機との設置作業を容易にするために、ベルトの循環面に対して、動力源を一方側に配置し、圧縮機を他方側に配置する。また、動力源と圧縮機との設置面積を小さくするために、ベルトの循環面に対して、動力源と圧縮機とを同じ側に配置する。１つの動力源に対して２つの圧縮機を配置する場合、ベルトのテンションによって駆動軸にかかる荷重をバランスさせるために、圧縮機は、駆動軸に沿う鉛直面を挟む両側に１つずつ配置する。

また、ベルトのテンションの調整を容易にするために、凸条または溝と平行に動力源から離れる外方向へ圧縮機に開口するねじ穴と、このねじ穴が開口する側にブラケットに設けられる立ち上がり部と、この立ち上がり部に設けられた貫通孔を通してねじ穴と螺合するテンション調整ボルトとを備える。または、圧縮機と動力源との間にブラケットから立ち上がるリブと、凸条または溝と平行にリブに設けられる貫通ねじ孔と、この貫通ねじ孔に螺合して圧縮機を外方向へ押圧するテンション調整ボルトとを備える。

凸条と溝との隙間を小さくするために、凸条の断面形状は、先端に向かって幅を狭め、溝の断面形状は、凸条の断面形状に沿って開口側を拡げる。また、ベルトにテンションを掛ける際に圧縮機が浮き上がらないようにするために、凸条の断面形状は、先端に向かって幅を拡げ、溝の断面形状は、凸条の断面形状に沿って開口側を狭める。

本発明に係るヒートポンプ装置の室外ユニットによれば、ブラケットに設けられた凸条と圧縮機に設けられた溝、ブラケットに設けられた溝と圧縮機に設けられた凸条をそれぞれ嵌合させることで、動力源の駆動軸と圧縮機の回転軸とが平行に配置される。したがって、駆動プーリ及び従動プーリをそれぞれ駆動軸及び従動軸に沿って移動させることで、ベルトを巻き掛けた状態で駆動プーリと従動プーリとが一直線状に並ぶように容易に調整することができる。また、圧縮機を凸条または溝に沿って移動させることで、ベルトの張力を適度な緊張状態に設定することができる。

このように、本発明に係るヒートポンプ装置の室外ユニットによれば、動力源の駆動プーリと圧縮機の従動プーリとのアラインメント及びこれらプーリに巻き掛けられるベルトの張力の調整を容易に行なうことができる。

本発明に係る第１の実施形態のヒートポンプ装置の室外ユニット１について、図１から図５を参照して説明する。図１に示す室外ユニット１は、エンジン２と、２台の圧縮機３とを収容するエンジン室４を下部に備えている。エンジン２は、動力源の一例であって、可燃ガスを燃料として作動するガスエンジンである。エンジン室４の上方には、ヒートポンプ装置の室外熱交換器、及びファンを内蔵する熱交換器室５が設けられている。

エンジン２の駆動軸６には、駆動プーリ７が取り付けられている。圧縮機３の回転軸８には、従動プーリ９が取り付けられている。駆動プーリ７と各従動プーリ９とには、ベルト１０が巻き掛けられる。エンジン２と圧縮機３とは、ベルト１０のテンションが程好い緊張状態となるようにブラケット１１によって一体に固定されている。

なお、エンジン２は、ガソリンエンジンや電気モータでも良い。また、室外ユニット１には、上述の他、エンジン２を冷却するためのラジエータ及びこの冷却水を循環するための冷却水ポンプなどの冷却系統、吸気サイレンサなどエンジン２の吸気系統、排気マフラなどエンジン２の排気系統、エンジン２の潤滑油を循環させるオイル系統、室内及び室外の熱交換器内を循環する冷媒の冷媒循環系統、各系統に設けられるセンサの信号を検出するとともに各系統に設けられる電磁弁などを制御する制御盤などを内蔵する。

図２及び図５に示すように、ブラケット１１には、各圧縮機３を据える位置に駆動軸６と直交する方向に沿って直方体形状の凸条１２が２つずつ平行に設けられている。圧縮機３の底部３ａには、図４に示すように回転軸８と直交する方向に沿って延びる溝１３が２つ設けられている。溝１３は、凸条１２に対して摺動可能に嵌り合う形状及び配置に設けられている。また、溝１３の近傍には、圧縮機３を固定するための固定ボルト１４が螺合される固定用ねじ穴１５が設けられている。固定用ねじ穴１５は、溝１３の近傍に少なくとも１つあればよい。図４に示すように溝１３を挟む両側にそれぞれ少なくとも１つずつ、合計で３つ設けると、よりしっかりと固定できる。ブラケット１１には、固定用ねじ穴１５に対応する位置に固定ボルト１４を通すための長孔１６が、凸条１２と並んで設けられている。

また、図４に示すように、圧縮機３の底部３ａには、溝１３と平行にエンジン２から離れる外方向へ開口する調整用ねじ穴１７が設けられている。この調整用ねじ穴１７が開口する側のブラケット１１の縁には、立ち上がり部１８が形成されている。調整用ねじ穴１７に対応する位置の立ち上がり部１８には、調整用ねじ穴１７と螺合するテンション調整ボルト１９を通す貫通孔２０が設けられている。

以上のように構成された室外ユニット１は、エンジン２の駆動軸６とブラケット１１に形成された凸条１２とが直交し、圧縮機３の回転軸８と溝１３とが直交する。したがって、凸条１２と溝１３とが嵌り合うことで、駆動軸６と回転軸８とは、自ずと平行に配置される。

その結果、駆動プーリ７及び従動プーリ９をそれぞれ駆動軸６及び回転軸８に沿って移動させ、固定位置を調整することで、駆動プーリ７と従動プーリ９とベルト１０とが同じ面内に揃うように、容易にアラインメントをすることができる。また、凸条１２が駆動軸６に対して直交する方向に設けられているので、圧縮機３を凸条１２に沿って移動させても駆動プーリ７と従動プーリ９が同一面内からずれることがない。

そこで、次の順序でエンジン２と圧縮機３とを据付けると容易にアラインメントを行なうことができる。まず、エンジン２にブラケット１１を固定する。次に、圧縮機３を凸条１２に合わせてブラケット１１に載せる。駆動プーリ７と従動プーリ９とを同じ面内にあわせて固定する。駆動プーリ７と従動プーリ９とにベルト１０をそれぞれ巻き掛けた後、圧縮機３をそれぞれ駆動軸６から離れる方向にスライドさせることで、ベルト１０のテンションを程好い緊張状態に調整し、圧縮機３をブラケット１１に固定ボルト１４で固定する。

また、立ち上がり部１８に設けられた貫通孔２０にテンション調整ボルト１９を通して圧縮機３の調整用ねじ穴１７に螺合させ、テンション調整ボルト１９を締め込むことによってベルト１０にテンションを掛けると、テンションの微調整を容易に行なうことができる。

なお、本実施形態において、駆動プーリ７と従動プーリ９とベルト１０とによるベルト駆動を採用しているが、各プーリ７，９とベルト１０は、歯付プーリと歯付ベルトであっても良いし、スプロケットとチェーンでも良い。

次に、本発明に係る第２の実施形態のヒートポンプの室外ユニット１に内蔵されるエンジン２と圧縮機３との配置及び固定方法について、図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すエンジン２と圧縮機３とは、図１に示すエンジン２と圧縮機３に置き換わって室外ユニット１に内蔵されるものである。エンジン２と圧縮機３とは、ベルト１０の循環面に対して同じ側に配置されている。このように配置することで、設置面積を小さくまとめることができる。ブラケット１１には、駆動軸６と直交する方向に沿って直方体形状の１つの凸条１２が設けられている。圧縮機３の底部３ａには、回転軸８に直交する溝１３が凸条１２に対応して１つ設けられている。また、底部３ａの溝１３を挟む両側には、それぞれ少なくとも１つずつ、本実施形態では合計３つの固定用ねじ穴１５が設けられている。

エンジン２と圧縮機３との間には、ブラケット１１からリブ２１が立ち上がっている。リブ２１には、凸条１２と平行に貫通ねじ孔２２が設けられ、テンション調整ボルト１９が圧縮機３をエンジン２から離れる外方向へ押圧するように螺合されている。

以上のように構成されることで、駆動軸６と回転軸８とは、ブラケット１１に形成された凸条１２と圧縮機３に形成された溝１３とを嵌合させることで、自ずと平行に位置決めされる。したがって、第１の実施形態と同様に、駆動プーリ７及び従動プーリ９をそれぞれ駆動軸６および回転軸８に沿って移動させることで、駆動プーリ７と従動プーリ９とが同一面内に揃うように容易にアラインメントすることができる。また、凸条１２に沿って圧縮機３をスライドさせることで、駆動プーリ７と従動プーリ９とを同一面内に揃っている状態からずらすことなく、ベルト１０を巻きかけてテンションの調整を行なうことができる。

第１の実施形態のように、第２の実施形態においても１台のエンジン２に対して駆動軸６に沿う鉛直面を挟む両側に圧縮機３をそれぞれ１つずつ配置しても良い。また、ベルト１０の循環面に対して、エンジン２を一方側に配置し、圧縮機３を他方側に配置しても良い。

本発明に係る第３の実施形態について図７を参照して説明する。なお、第１及び第２の実施形態と同じ機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、第１及び第２の実施形態と異なる部分は、図７に示すようにヒートポンプ装置の室外ユニット１におけるブラケット１１と圧縮機３との係合部であり、その他の部分は、第１または第２の実施形態と同じであって、同様の効果を奏するので、その説明を省略する。

図７に示すように、ブラケット１１には、第１及び第２の実施形態で示した凸条１２の代わりに溝１３′が設けられ、圧縮機３には、第１及び第２の実施形態で示した溝１３の代わりに凸条１２′が設けられている。ブラケット１１に設けられた溝１３′は、駆動軸６と直交する方向に沿って設けられ、圧縮機３に設けられた凸条１２′は、回転軸８と直交する方向に設けられている。なお、溝１３′は、ブラケット１１を貫通するスリットであっても良い。

本発明に係る第４の実施形態について図８を参照して説明する。なお、第１から第３の実施形態と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、第１から第３の実施形態と異なる部分は、図８に示すようにヒートポンプ装置の室外ユニット１におけるブラケット１１と圧縮機３との係合部である凸条１２，１２′及び溝１３，１３′の形状であり、その他の部分は第１から第３の実施形態を同じであって、同様の効果を奏するので、その説明を省略する。

図８に示すように、凸条１２，１２′の断面形状は、先端に向かって幅が狭くなっており、溝１３，１３′の断面形状は、凸条１２，１２′の断面形状に沿って開口側が拡がるように形成されている。また、凸条１２，１２′と溝１３，１３′とが嵌り合った状態で、ブラケット１１と圧縮機３の底部３ａとの間に隙間ができるようになっている。このように構成されることで、凸条１２，１２′と溝１３，１３′との係合部に生じる隙間を小さくすることができる。

凸条１２，１２′と溝１３，１３′をそれぞれ２つ以上備える場合は、凸条１２，１２′同士、溝１３，１３′同士のピッチ誤差によって隙間が生じることも考えられるが、シムプレートを挿入したり、どちらか一方を他方に合わせて実寸で仕上げ加工したりすればよい。

本発明に係る第５の実施形態について図９を参照して説明する。なお、第１から第４の実施形態と同じ機能を有する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、第１から第４の実施形態と異なる部分は、図９に示すようにヒートポンプ装置の室外ユニット１におけるブラケット１１と圧縮機３との係合部である凸条１２，１２′と溝１３，１３′の形状であり、その他の部分は、第１から第４の実施形態と同じであって、同様の効果を奏するので、その説明を省略する。

図９に示すように、凸条１２，１２′の断面形状は、先端に向かって幅が広くなっており、溝１３，１３′の断面形状は、凸条１２，１２′の断面形状に沿って開口側が狭まるように形成されている。すなわち、凸条１２，１２′と溝１３，１３′とは、いわゆるあり継形状になっている。凸条１２，１２′と溝１３，１３′とを嵌合させる場合、凸条１２，１２′と溝１３，１３′とを互いにスライドさせて挿嵌させる必要があるが、ベルト１０のテンションを調整する際に圧縮機３が持ち上がらないので、アラインメント作業をより簡単に行なうことができる。

本発明に係る第１の実施形態の室外ユニットについてエンジンと圧縮機とが見えるように一部切欠いて示す斜視図。 図１のエンジンと圧縮機との位置関係を一部断面にして示す平面図。 図２のエンジンと圧縮機とを一部断面にして示す側面図。 図２の圧縮機の底面を一部断面にして示す図。 図２のエンジンとブラケットの一部を示す斜視図。 本発明に係る第２の実施形態の室外ユニットのエンジンと圧縮機との位置関係を一部断面にして示す平面図。 本発明に係る第３の実施形態の室外ユニットの圧縮機とブラケットの係合部を拡大して示す断面図。 本発明に係る第４の実施形態の室外ユニットの圧縮機とブラケットの係合部を拡大して示す断面図。 本発明に係る第５の実施形態の室外ユニットの圧縮機とブラケットの係合部を拡大して示す断面図。

符号の説明

１…室外ユニット、２…エンジン（動力源）、３…圧縮機、３ａ…底部、６…駆動軸、７…駆動プーリ、８…回転軸、９…従動プーリ、１０…ベルト、１１…ブラケット、１２，１２′…凸条、１３，１３′…溝、１４…固定用ボルト、１６…長穴、１７…調整用ねじ穴、１８…立ち上がり部、１９…テンション調整ボルト、２０…貫通孔、２１…リブ、２２…貫通ねじ孔。

Claims (9)

1. 動力源の駆動軸に取り付けられる駆動プーリと、
   圧縮機の回転軸に取り付けられる従動プーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリに巻き掛けられるベルトと、
   前記動力源と前記圧縮機を一体に固定するブラケットと、
   前記駆動軸と直交する方向に沿って前記ブラケットに設けられる少なくとも１つの凸条と、
   前記回転軸と直交する方向に沿って前記圧縮機の底部に設けられて前記凸条と嵌合する溝と、
   前記凸条に並んで前記ブラケットに設けられて前記圧縮機の固定用ボルトが通される少なくとも１つの長孔と
   を備えることを特徴とするヒートポンプ装置の室外ユニット。
2. 動力源の駆動軸に取り付けられる駆動プーリと、
   圧縮機の回転軸に取り付けられる従動プーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリに巻き掛けられるベルトと、
   前記動力源と前記圧縮機を一体に固定するブラケットと、
   前記駆動軸と直交する方向に沿って前記ブラケットに設けられる少なくとも１つの溝と、
   前記回転軸と直交する方向に沿って前記圧縮機の底部に設けられて前記溝と嵌合する凸条と、
   前記溝に並んで前記ブラケットに設けられて前記圧縮機の固定用ボルトが通される少なくとも１つの長孔と
   を備えることを特徴とするヒートポンプ装置の室外ユニット。
3. 前記ベルトの循環面に対し、前記動力源を一方側に配置し、前記圧縮機を他方側に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。
4. 前記ベルトの循環面に対し、前記動力源と前記圧縮機とを同じ側に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。
5. 前記圧縮機は、前記駆動軸に沿う鉛直面を挟む両側に１つずつ配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。
6. 前記凸条または前記溝と平行に前記動力源から離れる外方向へ前記圧縮機に開口する調整用ねじ穴と、
   前記調整用ねじ穴が開口する側に前記ブラケットに設けられる立ち上がり部と、
   前記立ち上がり部に設けられた貫通孔を通して前記調整用ねじ穴と螺合するテンション調整ボルトと
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。
7. 前記圧縮機と前記動力源との間に前記ブラケットから立ち上がるリブと、
   前記凸条または前記溝と平行に前記リブに設けられる貫通ねじ孔と、
   前記貫通ねじ孔に螺合して前記圧縮機を前記外方向へ押圧するテンション調整ボルトと
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。
8. 前記凸条の断面形状は、先端に向かって幅が狭くなり、前記溝の断面形状は、前記凸条の断面形状に沿って開口側が拡がることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。
9. 前記凸条の断面形状は、先端に向かって幅が広くなり、前記溝の断面形状は、前記凸条の断面形状に沿って開口側が狭まることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のヒートポンプ装置の室外ユニット。

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