JP2006312881A - 往復式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランクシャフトピン部に圧縮運動にかかわる各要素の重量との平衡を保つためにバランスウェイトを圧入する構造を取る密閉型圧縮機において、圧入力が不足するとクランクシャフトピン部を起点にバランスウェイトが回転し、他の圧縮機構成部品との干渉し故障の原因となる。
【解決手段】 クランクシャフトピン部先端に切欠きを設け、圧入させるバランスウェイト内径部にクランクシャフトピン部の切欠きに合わせた段部を形成させる。そして、これら部品を組み合わせることにより、圧縮機構造部の運転時にクランクシャフトピン部を起点にバランスウェイトを回転させなくすることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は往復式圧縮機に関し、特にシャフトとバランスウェイト周辺の構造に関する。

従来の往復式圧縮機の一例として図１を用いて説明する。

図１に示した圧縮機は密閉容器1を有し、その密閉容器1は底チャンバ1bと蓋チャンバ1aとからなる。この密閉容器1に圧縮機本体2が収納されている。密閉容器1の端子と電動機の端子は電気的に連結するように接続される。

圧縮機本体2は、フレーム3を基準に圧縮機構造部と電動機10からなり圧縮機構造部と電動機10はクランクシャフト4によって連結されている。

この圧縮機構造部はシリンダ3aと、このシリンダ内に挿入されるピストン12と、このピストン12とクランクシャフト4のピン部4aとを連結するロッド13から構成される。シリンダ3aとベアリング3cはフレーム3と一体に設けられている。ベアリング3cはフレーム3の中央部に設けられクランクシャフト4を支承する。クランクシャフト4のピン部4aの最上部に、圧縮運動にかかわる各要素の重量との並行を保つためにバランスウェイト9が設けられている。

この圧縮機構造のピストン12とクランクシャフト4は、ロッド13により連動する。ロッド13はクランクシャフト4のピン部4aと摺動自在に嵌合する円筒端部と、ピストン12と連結する小径端部とを有する。クランクシャフト4は電動機10と直結しているので、これらの構造により、電動機10の回転運動はピストン12の往復運動に変換され、圧縮機構造部は所期の圧縮機性能を実現する。

この従来技術における圧縮機構造部の組立は、図２に示すように実施される。

図２（１）はクランクシャフト4のジャーナル部を、フレーム3のベアリング内径部に挿入している状態を示す。

図２（２）は、クランクシャフトピン部4aとロッド13円筒端部とが摺動自在なクリアランスをもって嵌合した状態を示す。フレーム3のベアリングの上方に形成したスラスト面と、クランクシャフト4のフランジ部に設けられたスラスト面とは密着している。その後、ピストン12をシリンダ3bに挿入し、ロッド13とピストン12を組み立てた状態を示す。

図２（３）は、クランクシャフトピン部4aにバランスウェイト9を挿入した状態を示す。バランスウェイト9は、ピン部4aより脱落しないようにするために圧入する構造となっている。

特開２００３-６５２３６号公報（図６）

この従来技術である密閉型圧縮機は、組立の制約のためバランスウェイト9をクランクシャフトピン部4aに圧入する構造をとっている。そのため、ピン部4aにバランスウェイト9を組付ける際は最適な圧入代を設定する必要がある。圧入代が少ない時は、バランスウェイト9がクランクシャフトピン部4aを起点に回転する現象が起こり、圧縮運動にかかわる各要素の重量との平衡を保てなくなることや、図３に示す他の圧縮機構造部品との干渉などにより故障の原因となる。また、圧入代が大き過ぎるとピン部4aの変形や組立時にバランスウェイト9の割れやすくなる。そのため、最適な圧入代の設定を定めることや、割れや変形が起こらない形状を考えなければならない。

本発明の目的は、上記の問題を解決するため、バランスウェイト9をクランクシャフトピン部4aを起点に回転させない構造を有する密閉型圧縮機を提供する。

上記の目的を達成するために、クランクシャフトピン部4aとバランスウェイト9の内径部に図４に示す形状を追加させることで、圧入代を大きくすることなくピン部を起点にバランスウェイトを回転させない構造を提供する。

本発明によれば、バランスウェイトがクランクシャフトピン部を起点に回転する現象が起こり、圧縮運動にかかわる各要素の重量との平衡を保つことができなくなり、摺動摩擦による装置への入力の増加及び、故障の原因となることや、組立時の間違いをなくすことができる。また、バランスウェイト9がクランクシャフトピン部4aから脱落しない程度の圧入代の設定を行うだけでよいので、圧入の公差の設定を広げることが可能となる。

以下、本発明の一実施例を図６を用いて説明する。

図６に記載された往復式圧縮機は密閉容器1を備えていて、その密閉容器1は底チャンバ1b、蓋チャンバ1aを溶接されている。この密閉容器1には圧縮機本体2が収納されていて、密閉容器1と圧縮機本体2はスプリング11と吐出パイプ15によって弾性的に連係されている。密閉容器のハーメチック端子と電動機10のリード端子とは、電気的に連係するように接続している。

圧縮機本体2は、フレーム3とベアリング3cにクランクシャフト4のジャーナル部を挿入し、ジャーナル部の下部に電動機10のロータ10aを接合固定した後、ロータの外周にエアギャップをもってステータ10bを配置しフレーム3に締結ボルト14によって締結する。

フレーム3にはシリンダ3aが一体化されており、シリンダ3にはボア3bにピストン12を挿入し、クランクシャフトピン部4aにコンロッド13の大端部が挿入された後、ピストン12の内球部にコンロッド13の小端部が接合される。

その後、クランクシャフトピン部上端にバランスウェイト9の内径部を圧入し、吸込バルブ5、シリンダヘッド6、吐出バルブ7、ヘッドカバー8をヘッドボルトで締付ると圧縮機本体の組立は終了する。

図５にクランクシャフトピン部4aに切欠きを設けた形状と、バランスウェイト9の内径部に段部を設けた形状を示している。

本実施例ではクランクシャフトピン部4aの切欠き幅Wは、ピン部4aの強度を保つためにピン部肉厚Tの０．５倍以下とする。また、切欠き高さHはバランスウェイト9の厚さ相当の寸法とする。

バランスウェイトの内径部には、クランクシャフトピン部4aに設定した切欠き幅W相当の段部を内径中心側に設ける。

上述したクランクシャフトピン部4aにバランスウェイト9を組み付けることで図３に示すようなバランスウェイトの回転を防ぐことができる。

これにより、クランクシャフトピン部4aからバランスウェイト9が脱落しない程度の圧入代を設定すれば、バランスウェイトがピン部を起点に回転することなく、バランスウェイトが他の圧縮機構造部品と干渉し故障することを防ぐことができる。

従来の往復式圧縮機の一例を示す側断面図。 従来の往復式圧縮機の組立例を示し、クランクシャフトのジャーナル部を、フレームのベアリング内径部に挿入している状態を示す図。 従来の往復式圧縮機の組立例を示し、クランクシャフトピン部とロッド円筒端部とが摺動自在なクリアランスをもって嵌合した状態を示す図。 従来の往復式圧縮機の組立例を示し、クランクシャフトピン部4aにバランスウェイト9を挿入した状態を示す図。 バランスウェイト回転による圧縮機構造部品との干渉例を示す図。 従来のクランクシャフトピン部とシャフトバランサの構造を示す図。 本発明に係るクランクシャフトピン部とシャフトバランサの構造(回転防止切欠きの一例)を示す図。 本発明に係る往復式圧縮機の一例を示す側断面図。

符号の説明

1…密閉容器、1a…蓋チャンバ、1b…底チャンバ、2…圧縮機本体、3…フレーム、3a…シリンダ、3b…ボア、3c…ベアリング、4…クランクシャフト、4a…ピン部、5…吸込みバルブ、6…シリンダヘッド、7…吐出バルブ、8…ヘッドカバー、9…バランスウェイト、10…電動機、10a…ロータ、10b…ステータ、11…スプリング、12…ピストン、13…ロッド、14…締結ボルト、15…切欠き、16…バランサ回転軌跡。

Claims (2)

1. フレームに設けられた軸受がクランクシャフトを支承し、そのフレームの下方に前記クランクシャフトを駆動する電動機が、またそのフレームの上方に前記クランクシャフトの駆動により流体を圧縮する圧縮機構が設けられた往復式圧縮機において、圧縮運動にかかわる各要素の重量との平衡を保たれるようなバランスウェイトを組付け、そのバランスウェイトがクランクシャフトピン部を起点に回転及び脱落をしない構造をとることを特徴とした密閉型圧縮機。
2. 請求項２のクランクシャフトピン部とバランスウェイトの組み付け部に回転させない切欠きを有することを特徴とする密閉型圧縮機。
   

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