JP2010138852A - ロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法及びロータリ圧縮機の製造装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリ圧縮機のクランクシャフトを複数のシャフトを連結して構成した場合に加工誤差と組立誤差の累積により，クランクシャフトの同軸精度が著しく低下する。
【解決手段】第１シャフトと第２シャフトと仕切板を同軸上にセットし、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔に挿通し、仕切板のシャフト貫通孔を挿通した第１シャフトの嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結してクランクシャフトを構成し、仕切板が一時的に固定状態で挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持し、クランクシャフトの軸受挿入部を研削するようにしたので、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てるようにした。
【選択図】図６

Description

この発明は、例えば複数の圧縮室を有する冷凍・空調機用のロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法、及びロータリ圧縮機の製造装置に関するものである。

ロータリ圧縮機は、シェル内部に設置されたモータが駆動源となり、ガラス端子部からの通電によりモータが駆動され、モータの回転子に挿設され偏心部を持つクランクシャフトを回転させ、シリンダ、ベーン、バネ、ローラにより構成される圧縮室に、吸入マフラ、吸入パイプを通じてシリンダ内にガスを吸入して圧縮し、吐出口よりシリンダ外に吐出後、吐出パイプよりシェル外に吐出する機能を有するものである。

仕切板は２つのシリンダ内の圧縮室を仕切る役割を果たしている部材であり、第１シリンダと第２シリンダに挟まれて固定されている。

このようなロータリ圧縮機においては、大容量化と低コスト化が求められている。

一般に、複数のシリンダを有するロータリ圧縮機の圧縮室の容量、すなわちシリンダの内径とローラの外径との間の部分の容量を大きくする場合、シリンダをクランクシャフトの軸方向に長くする方法、シリンダ外径と内径を大きくする方法、及びシリンダの外径はそのままで、クランクシャフトの偏心量を大きくする方法が考えられる。

ここで、シリンダをクランクシャフトの軸方向に長くする方法あるいはシリンダ外径を大きくする方法を取る場合、ロータリ圧縮機は大型化し、高コストとなる。

そこで、シリンダの外径はそのままにして、クランクシャフトの偏心量を大きくし、ローラの肉厚、すなわち径方向の厚みを小さくする方法が考えられる。

通常、複数のシリンダを有するロータリ圧縮機を組立てる際は、シリンダ数がｎの場合、ｎ個の軸受、シリンダ、ローラと、ｎ−１個の仕切板とをクランクシャフトに挿通させる必要がある。

ゆえに、仕切板をクランクシャフトに挿通できるようにするためには、仕切板の穴径は、幾何的にクランクシャフトの偏心部より大きくしなければならず、その結果、組立てられた圧縮機は、シリンダの中間に位置された仕切板の穴とシリンダ内の圧縮室との間に漏れ流路が発生し、圧縮効率が悪いといった問題が生じる。

漏れ流路を生じさせないために、ローラの肉厚、すなわち径方向の厚みを十分大きくする方法があるが、偏心量を大きくし、かつローラの肉厚を大きくする場合は、シリンダの内径を大きくする必要があり、シリンダの肉厚、すなわち径方向の厚みが小さくなるため、必要な強度を満たすためには、寸法の限界があった。

特許文献１はこのような問題を解決するために考案されたものであり、クランクシャフトを第１シャフトと第２シャフトとに分割するとともに、シャフトに連結部を設け、かつ仕切板の穴径を第１シャフトと第２シャフトの連結部より大きく、かつ第１シャフトあるいは第２シャフトの偏心部より小さくなるように構成している。

本特許文献１によれば、第１シャフトと第２シャフトとの連結部を仕切板の開口部内に設け、その連結部は、第１シャフトの偏心軸部より下方の部分が仕切板の開口部内に挿入されかつ仕切板の開口部内に軸受メタルによって回転可能に支承されるとともに下端面に嵌合穴が形成された雌型連結部と、第２シャフトの偏心軸部より上方の部分である上端部が第１シャフトの雌型連結部の嵌合穴に圧入される雄型連結部とにより構成されている。第１シャフトの下方部分の雌型連結部を仕切板の開口部内に挿通した状態で、第１シャフトの雌型連結部の嵌合穴に第２シャフトの上端部の雄型連結部を圧入、接着、溶接、爆溶着、ネジ結合等により連結して組立てるようにしており、仕切板の穴径はシャフトを分割しない場合の仕切板の穴径より小さくてよく、シリンダの外径及び内径の大きさをそのままにして、容量が大きくかつ漏れ流路のない圧縮機構造を構成するようにしている。

特開２００５−３３７２１０号公報（段落番号［００７２］、［００７３］、図３）

上述したようなロータリ圧縮機においては、複数のシャフトを連結した際、連結したそれぞれのシャフトの同軸度は小さければ小さいほど機械的損失が少なく、軸受寿命の優れた圧縮機となる。特に、シャフトを支承するメタル軸受構造の場合には顕著であることが知られている。

しかしながら、上述した特許文献１における技術では、第１シャフトと第２シャフトとの連結部を仕切板の開口部内に設け、その連結部を仕切板の開口部内周面に設けた軸受メタルで回転可能に支承するようにしており、構造が複雑化するとともに大型化するという問題があった。

また、実際には、特許文献１における技術は各シャフトの加工誤差と組立誤差が累積するため、各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができないという問題があった。

この発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法及びロータリ圧縮機の製造装置を得ることを目的としている。

この発明は、第１軸受に挿入される第１軸受挿入部と第１シリンダに配置される第１偏心部と一端側に形成された嵌合軸と第１偏心部と嵌合軸の間に位置する中間軸とを有する第１シャフトと、第２シリンダに配置される第２偏心部とこの第２偏心部に形成され第１シャフトの嵌合軸が嵌合される嵌合穴と一端側に形成され第２軸受に挿入される第２軸受挿入部とを有する第２シャフトと、第１シャフトと第２シャフトを連結して構成されるクランクシャフトと、クランクシャフトが貫通するシャフト貫通孔が形成され、第１シャフトと第２シャフトの間に挿通され第１シリンダと第２シリンダとの間を仕切る仕切板と、仕切板に形成されたシャフト貫通孔と中間軸との間に仕切板を一時的に固定状態とする一時的固定機構とを備え、クランクシャフトは、第１シャフトの嵌合軸を仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通し、嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結することにより構成されたロータリ圧縮機を提供するものである。

また、この発明は、第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造方法において、第１シャフトと第２シャフトと仕切板を同軸上にセットする工程と、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔に挿通する工程と、仕切板のシャフト貫通孔を挿通した第１シャフトの嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結してクランクシャフトを構成する工程と、仕切板をクランクシャフトの第１偏心部と第２偏心部間に一時的に固定状態とする工程と、仕切板が挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持する工程と、クランクシャフトの軸受挿入部を研削する工程と、仕切板とクランクシャフトとを分離する工程とを備えたロータリ圧縮機の製造方法を提供するものである。

また、この発明は、第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造装置において、基台に設けられ仕切板が所定位置に載置されるとともに仕切板に形成されたシャフト貫通孔よりも大きい開口部を有する仕切板保持台と、仕切板保持台の開口部下方の基台に取り付けられ、第２シャフトの嵌合穴が上側となるように保持する第２シャフト保持台と、仕切板保持台の開口部上方に第２シャフト保持具と同軸上に配置され、第１シャフトの嵌合軸が下側となるよう保持する第１シャフト保持具と、第１シャフト保持具が装着され、第１シャフトが保持された第１シャフト保持具を下降させることにより、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔を挿通して第２シャフト保持台に保持された第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結するとともに仕切板をクランクシャフトに一時的に固定状態とする嵌合装置とを備えたロータリ圧縮機の製造装置を提供するものである。

また、この発明は、第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造装置において、基台に設けられその基台とともに移動する軸方向送り装置と、軸方向送り装置に取り付けられ、仕切板が一時的に固定状態で挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持する回転保持具と、クランクシャフトの軸受挿入部を研削する研削体とを備えたロータリ圧縮機の製造装置を提供するものである。

この発明によれば、第１シャフトと第２シャフトを連結して構成されるクランクシャフトは、第１シャフトの嵌合軸を仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通し、一時的固定機構により仕切板がクランクシャフトに一時的に固定状態とするとともに第１シャフトの嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結することにより構成したので、構造が簡単で小型化を図ることができるロータリ圧縮機を得ることができる。

また、この発明によれば、第１シャフトと第２シャフトと仕切板を同軸上にセットし、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔に挿通し、仕切板のシャフト貫通孔を挿通した第１シャフトの嵌合軸を第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結してクランクシャフトを構成し、仕切板が一時的に固定状態で挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持し、クランクシャフトの軸受挿入部を研削するようにしたので、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造方法を得ることができる。

また、この発明によれば、基台に設けられ仕切板が所定位置に載置されるとともに仕切板に形成されたシャフト貫通孔よりも大きい開口部を有する仕切板保持台と、仕切板保持台の開口部下方の基台に取り付けられ、第２シャフトの嵌合穴が上側となるように保持する第２シャフト保持台と、仕切板保持台の開口部上方に第２シャフト保持具と同軸上に配置され、第１シャフトの嵌合軸が下側となるよう保持する第１シャフト保持具と、第１シャフト保持具が装着され、第１シャフトが保持された第１シャフト保持具を下降させることにより、第１シャフトの嵌合軸を仕切板のシャフト貫通孔を挿通して第２シャフト保持台に保持された第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結するとともに仕切板をクランクシャフトに一時的に固定状態とする嵌合装置とを備えたことにより、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

また、この発明によれば、基台に設けられその基台とともに移動する軸方向送り装置と、軸方向送り装置に取り付けられ、仕切板が一時的に固定状態で挿通されたクランクシャフトを回転可能に保持する回転保持具と、クランクシャフトの軸受挿入部を研削する研削体とを備えたことにより、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機を図に基づいて詳細に説明する。

図１はこの発明の実施形態１に基づくロータリ圧縮機の構成例を示す縦断面図であり、図は一例として２つの圧縮室を有する２シリンダと言われるロータリ圧縮機１００の場合を示しており、例えば冷凍・空調機用として使用されるものである。図２は図１におけるII−II線の断面図を示す。

ロータリ圧縮機１００は、圧力容器であるシェル１０１の内部に駆動源であるモータ１０２と圧縮機構１０３が連結されて内蔵されている。シェル１０１は、上部シェル１０１ａと中間シェル１０１ｂと下部シェル１０１ｃとから構成されている。上部シェル１０１ａは、外部からモータ１０２に電力を供給するためのガラス端子１０４と、圧縮された冷媒をロータリ圧縮機１００の外部へと吐出する吐出パイプ１０５とが取り付けられ固定されている。中間シェル１０１ｂは、モータ１０２と圧縮機構１０３と、その圧縮機構１０３へと冷媒を導く吸入パイプ１０６とが取り付けられている。なお、吸入パイプ１０６は吸入マフラ１０７に接続されており、吸入マフラ１０７にて冷凍機油と冷媒の分離、及び冷媒中のゴミの除去が行なわれる。

モータ１０２は、固定子１０２ａと回転子１０２ｂとから構成され、回転子１０２ｂはクランクシャフト１０８に取り付けられている。これにより、モータ１０２で発生した回転トルクは回転子１０２ｂ、クランクシャフト１０８を通じて圧縮機構１０３に伝達されるようになっている。

圧縮機構１０３は、クランクシャフト１０８、第１軸受１０９、第１シリンダ１１０、仕切板１１４、第２シリンダ１１５、第２軸受１１７で基本的に構成され、第１シリンダ１１０内には第１バネ１１１、第１ベーン１１２、第１ローラ１１３が内蔵されており、第１ベーン１１２により低圧部分１３１と高圧部分１３２とに区分けされ、圧縮された冷媒を吐出する吐出口１３３が設けられている。また、第２シリンダ１１５内には第２バネ（図示しない）、第２ベーン（図示しない）、第２ローラ１１６が内蔵されており、第１シリンダ１１０と同様に、第２ベーンにより低圧部分（図示しない）と高圧部分（図示しない）とに区分けされ、圧縮された冷媒を吐出する吐出口（図示しない）が設けられている。

図３はクランクシャフト１０８及び仕切板１１４の関連を示す展開図である。クランクシャフト１０８は、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とから構成され、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを同軸上に連結することにより一体化されてクランクシャフト１０８が構成されるものである。第１シャフト１１８は、モータ１０２の回転子１０２ｂが取り付けられる回転子嵌合部１２０と、第１軸受１０９に挿入される第１軸受挿入部１２１と、第１シリンダ１１０に配置される第１偏心部１２２と、仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２９に位置するよう挿通される中間軸１２３と、一端側に形成され仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２９を挿通して仕切板１１４より突出される嵌合軸１２４とを有する構成となっている。また、中間軸１２３の第１偏心部１２２側に軸方向の幅が小さいシャフト段部１２５が形成され、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９は段付部１３０が形成され、これらシャフト段部１２５と段付部１３０とにより一時的固定機構が構成され、中間軸１２３のシャフト段付部１２５の小さい幅部と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に設けた段付部１３０が一時的な固定状態となるよう嵌合されるとともに仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に中間軸１２３が挿通している。第２シャフト１１９は、第２シリンダ１１５に配置される第２偏心部１２６と、この第２偏心部１２６に形成され、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４が嵌合される嵌合穴１２７と、一端側に形成された第２軸受１１７に挿入される第２軸受挿入部１２８とを有する構成となっている。第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に挿通して第２シャフト１１９の嵌合穴１２７に嵌合、例えば圧入や焼嵌めなどによって同軸上に連結して固定することにより、ロータリ圧縮機１００の運転時には一体となって回転するようになっている。

仕切板１１４は、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９との間に挿通され、第１シリンダ１１０と第２シリンダ１１５との間を仕切る。また、仕切板１１４の中心付近に形成したシャフト貫通孔１２９の径は、シャフト貫通孔１２９に挿通して位置する第１シャフト１１８の中間部１２３の径よりも大きく、第１シャフト１１８の第１偏心部１２２及び第２シャフト１１９の第２偏心部１２６の径よりも小さく構成されている。また、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９は第１シャフト１１８の中間部１２３に形成されたシャフト段部１２５に一時的に嵌合されて固定状態となるよう構成されている。さらに、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に設けた段付部１３０に中間軸１２３が所定の隙間を持って挿通されている。

クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１２２、及び第２シャフト１１９の第２偏心部１２６にはそれぞれ第1ローラ１１３、第２ローラ１１６が回転自在に嵌合している。第１シリンダ１１０、及び第２シリンダ１１５にはそれぞれ径方向に伸縮する第１バネ１１１、第２バネが取り付けられており、第１バネ１１１、第２バネの押付け力により第１ベーン１１２、第２ベーンがそれぞれ第１ローラ１１３、第２ローラ１１６の外周に押付けられる。第１ベーン１１２、第２ベーンは第１シリンダ１１０及び第２シリンダ１１５の内部をそれぞれ低圧部分１３１と高圧部分１３２に区分けするように構成されている。

次に動作について説明する。外部から電力をガラス端子１０４を通してモータ１０２に供給することにより、モータ１０２の回転子１０２ｂが回転する。モータ１０２の回転子１０２ｂが回転することにより、その回転子１０２ｂと連結されたクランクシャフト１０８が連動して一体となって回転する。そして、吸入マフラ１０７に接続された吸入パイプ１０６より第１シリンダ１１０及び第２シリンダ１１５のそれぞれの内部に吸入された冷媒は、クランクシャフト１０８の回転に伴って第１シリンダ１１０及び第２シリンダ１１５のそれぞれの内部で圧縮され、一定の圧力になると第１シリンダ１１０の吐出口１３３及び第２シリンダ１１５の吐出口からそれぞれシェル１０１内部へ吐出され、吐出パイプ１０５よりロータリ圧縮機１００の外部へ吐出される。

以上のように、この発明の実施の形態１によれば、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９を同軸上に連結して構成されるクランクシャフト１０８は、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２９に挿通し、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を第２シャフト１１９の嵌合穴１２７に嵌合させて連結するとともに仕切板をクランクシャフト１０８に一時的に固定状態とすることにより構成したので、構造が簡単で小型化を図ることができるロータリ圧縮機を得ることができる。

すなわち、上述した特許文献１における従来技術のように、第１シャフトと第２シャフトの連結部を仕切板の開口部に配置しているのに対し、この発明の実施の形態１における第１シャフト１１８と第２シャフト１１９との連結部分は仕切板１１４の貫通孔１２９の外側であり、仕切板１１４の貫通孔１２９に上述した従来技術のように複雑な連結部を配置していないので、その貫通孔１２９も小さいものとすることができる。また、上述した従来技術においては、第１シャフトと第２シャフトとの連結部分は仕切板の開口部に配置され、その連結部分が第１シャフトの中間軸を構成し、その中間軸を回転自在に支承するよう仕切板の開口部内周面に軸受メタルを配置しているが、この発明の実施の形態１においては、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９の内周面には上述した従来技術のように軸受メタルを設けておらず、第１シャフト１１８の中間部１２３が仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に挿通してそのシャフト貫通孔１２９に位置するだけであり、構造が簡単で小型化を図ることができるロータリ圧縮機を得ることができる。

実施の形態２．
上述した実施の形態１において、仕切板１１４をクランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２６の間に一時的に固定状態とする一時的固定機構として、中間軸１３にシャフト段部１２５を形成し、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に形成した段付部１３０を形成し、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９を中間軸１３に形成したシャフト段部１２５に嵌合させることにより、仕切板１１４を一時的に固定状態とする場合について述べたが、図４及び図５に示すように、第１シャフト１１８の中間軸１２３の第１偏心部１２２側に設けた軸方向の幅が小さいキー状突起体１３４と、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に設けたキー状突起体１３４と係合するキー溝１３５とから構成するようにしてもよく、この場合は仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に設けたキー溝１３５を中間軸１２３に設けたキー状突起体１３４に係合させることにより、仕切板１１４を一時的に固定状態とすることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３におけるロータリ圧縮機の製造方法、特にクランクシャフトの組立・研削仕上げ加工を含めた製造方法について、図６に示したフローチャートに基づいて説明する。

ＳＴＥＰ１においては、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９と第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８のそれぞれの軸心が同軸上となるようにセットする。この際、第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２６の位相が１８０°ずらした状態とする。

ＳＴＥＰ２においては、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２９に挿通する。

ＳＴＥＰ３においては、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に挿通した第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を第２シャフト１１９の嵌合穴１２７に嵌合、例えば圧入させて連結してクランクシャフト１０８を構成する。なお、この時点においては、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを連結して一体構成としたクランクシャフト１０８と仕切板１１４とは互いに固定されておらず、仕切板１１４は第１偏心部１１２と第２偏心部１２６と間での軸方向の移動、径方向の移動、軸心に対する傾き、及び回転は自在となっている。

ＳＴＥＰ４においては、仕切板１１４をクランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１１２側へ移動し、軸方向の荷重をかけて中間軸１２３に形成したシャフト段部１２５に仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に形成した段付部１３０を嵌合、すなわち、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９を中間軸１２３のシャフト段部１２５に圧入することにより、仕切板１１４を中間軸１２３のシャフト段部１２５に一時的に固定状態とする。

なお、中間軸１２３にキー状突起体１３４を設け、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９にキー溝１３５を設けた場合には、仕切板１１４をクランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１偏心部１１２側へ移動し、軸方向の荷重をかけて中間軸１２３に形成したキー状突起体１３４に仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９に形成したキー溝１３５を係合させることにより、仕切板１１４を中間軸１２３に一時的に固定状態とする。

ＳＴＥＰ５においては、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを連結して一体構成としたクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２８を研削し得るようにクランクシャフト１０８の両端部を回転可能となるようセンター芯出しを行って保持する。

ＳＴＥＰ６においては、クランクシャフト１０８を回転させ、砥石などの研削体により第１軸受挿入部１２１、及び第２軸受挿入部１２８を研削することにより最終的な仕上げ加工を施す。

以上のようにしてクランクシャフト１０８を製造することにより、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８と第２シャフト１１９との同軸度を精度よく得ることができるものである。すなわち、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を砥石などの研削体により研削して仕上げるようにしているので、各シャフトの組立誤差は全くなくなり、各シャフトの同軸度の精度が著しく向上するものであり、実質的に各シャフトの同軸度に差異が全くないものとなる。したがって、この実施の形態３によって製造されたロータリ圧縮機１００によれば、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造方法を得ることができる。

なお、当然のことながら、研削終了後にはエアブロー等の手段により研削カスを除去する。また、研削仕上げされたクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２８には第１軸受１０９及び第２軸受１１７への挿入時にそれぞれ二硫化モリブデン等の固体潤滑材を塗布して耐摩耗性などの潤滑特性を向上するようにしている。

ところで、上述した実施の形態３によって製造されたクランクシャフト１０８の圧縮機構１０３への組立方法について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

ＳＴＥＰ１１においては、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１と第１偏心部１２２の偏心ずれ量を測定する。

ＳＴＥＰ１２においては、第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８と第２偏心部１２６の偏心ずれ量を測定する。

ＳＴＥＰ１３においては、第１シリンダ１１０と第１軸受１０９を、上述したＳＴＥＰ１１における測定結果に基づいて第１シャフト１１８が回転した場合に第１ローラ１１３の外周面と第１シリンダ１１０の内周面との隙間が最適となるように組立てる。

ＳＴＥＰ１４においては、第２シリンダ１１５と第２軸受１１７を、上述したＳＴＥＰ１２における測定結果に基づいて第２シャフト１１９が回転した場合に第２ローラ１１６の外周面と第２シリンダ１１５の内周面との隙間が最適となるように組立てる。

ＳＴＥＰ１５においては、第１シリンダ１１０に第１ローラ１１３と第１ベーン１１２を挿入する。

ＳＴＥＰ１６においては、第１シリンダ１１０に研削して仕上げられたクランクシャフト１０８と仕切板１１４とを挿入する。

ＳＴＥＰ１７においては、仕切板１１４と研削して仕上げられたクランクシャフト１０８を分離、すなわち、仕切板１１４をクランクシャフト１０８の第１偏心部１２２と反対側の軸方向への荷重をかけて中間軸１２３のシャフト段部１２５から分離する。これにより一時的な固定状態が解除される。なお、キー状突起体１３４とキー溝１３５による一時的な固定状態の場合は、キー結合を解除することにより仕切板１１４と中間軸１２３とが分離される。

ＳＴＥＰ１８においては、研削して仕上げられたクランクシャフト１０８に第２ローラ１１６と第２ベーンとをセットした第２シリンダ１１５を挿入する。

ＳＴＥＰ１９においては、第１シャフト１１８の第１軸受１０９と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９と第２シャフト１１９の第２軸受１１７が同軸上となるように、第１シリンダ１１０と仕切板１１４と第２シリンダ１１５とを位置決めし、ボルトなどによって締結する。

以上のようにして、研削して仕上げられたクランクシャフト１０８及び仕切板１１４は第１軸受１０９、第１シリンダ１１０、第２シリンダ１１５、第２軸受１１７などと同軸度のよい状態で組み立てられて圧縮機構１０３が構成されることになる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４におけるロータリ圧縮機の製造装置、特にクランクシャフトの組立に係る製造装置を図８に基づいて説明する。図８において、クランクシャフト１０８、第１シャフト１１８の各部構成、第２シャフトの各部構成、仕切板１１４の各部構成は上述した各実施の形態の構成と同様である。

組立装置２００は、基台２０１に設けられ仕切板１１４が所定位置に載置されるとともに仕切板１１４に形成されたシャフト貫通孔１２９よりも大きな開口部２０２ａを有する仕切板保時台２０２と、仕切板保時台２０２の開口部２０２ａ下方の基台２０１に取り付けられ、第２シャフト１１９の嵌合穴１２７が上側となるように第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を保持する第２シャフト保持台２０３と、仕切板保時台２０２を上下に昇降する駆動シリンダ２０４と、仕切板保持台２０２の開口部２０２ａ上方に第２シャフト保持台２０３と同軸上に配置され、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４が下側となるように第１シャフト１１８の回転子嵌合部１２０を保持する第１シャフト保持具２０５と、第１シャフト保持具２０５が装着され、第１シャフト１１８が保持された第１シャフト保持具２０５を鉛直下方に下降させることにより、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４を仕切板１１４の貫通孔１２９及び仕切板保時台２０２の開口部２０２ａを挿通して第２シャフト保持台２０３に保持された第２シャフト１１９の嵌合穴１２７に嵌合させて連結する例えばプレス機からなる嵌合装置２０６とにより構成されている。なお、当然のことながら、第１シャフト保持具２０５と第２シャフト保持台２０３とは同軸上に配置されている。したがって、第１シャフト１１８の嵌合軸１２４と第２シャフト１１９の嵌合穴１２７は同軸となるようにセットされる。

この実施の形態４における製造装置は、第２シャフト１１９を嵌合穴１２７が上側となるように第２シャフト保持台２０３にセットして保持する。仕切板１１４を仕切板保時台２０２上に載置する。第１シャフト１１８を嵌合軸１２４が下側となるように第１シャフト保持具２０５に保持する。このとき、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９とを同軸上にセットするとともに第１シャフト１１８の第１偏心部１２２と第２シャフト１１９の第２偏心部１２６とは１８０°位相がずれるようにセットする。そして、プレス機からなる嵌合装置２０６により第１シャフト１１８を保持した第１シャフト保持具２０５を鉛直下方に下降させることにより第１シャフト１１８も連動して下降する。第１シャフト１１８の嵌合軸１２４が仕切板１１４の貫通孔１２８及び仕切板保時台２０２の開口部２０２ａを挿通して、第２シャフト保持台２０３に保持された第２シャフト１１９の嵌合穴１２７に鉛直下方の力を加えて圧入した後、駆動シリンダ２０４を駆動して仕切板保持台２０２を上方に持ち上げ、仕切板１１４に鉛直上方の力を加えることにより、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とが同軸上に連結されて一体化されてクランクシャフト１０８が構成され、クランクシャフト１０８に仕切板１１４が一時的に固定状態になる。

この実施の形態４によれば、第２シャフト保持台２０３に第２シャフト１１９を保持し、第１シャフト保持具２０５に第１シャフト１１８を保持し、仕切板保時台２０２に仕切板１１４を載置し、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９と仕切板１１４のシャフト貫通孔１２９を同軸上にセットして、嵌合装置２０６を駆動して第１シャフト保持具２０５を下降させて第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とを同軸上に連結してクランクシャフト１０８を構成するようにしたことにより、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５におけるロータリ圧縮機の製造装置、特にクランクシャフトの研削仕上げに係る製造装置を図９〜図１１に基づいて説明する。図９は正面図を示し、図１０は平面図、図１１は要部拡大図を示す。これら各図において、クランクシャフト１０８、第１シャフト１１８の各部構成、第２シャフトの各部構成、仕切板１１４の各部構成は上述した各実施の形態の構成と同様である。

研削装置３００は、基台３０１に設けられ、基台３０１とともに軸方向に移動する軸方向送り装置３０２と、軸方向送り装置３０２に取り付けられ、仕切板１１４が挿通されたクランクシャフト１０８を回転可能に保持する回転保持具３０３と、例えば砥石からなる研削体３０４とにより構成されている。

回転保持具３０３は両センター部分でクランクシャフト１０８を回転可能に保持する。回転保持具３０３が取り付けられた軸方向送り装置３０２は軸方向に移動することによりクランクシャフト１０８を軸方向に移動させ、研削位置を変更する。

研削体３０４は、例えば砥石から構成されており、図示しない駆動装置によりクランクシャフト１０８の軸方向と直交する方向に進退移動されるように構成されており、砥石からなる研削体３０４によってクランクシャフト１０８の第１軸受挿入部１２１及び第２軸受挿入部１２８が研削されて最終的な仕上げ加工が施されるようになっている。

この実施の形態５における製造装置は、上述した実施の形態４における製造装置により第１シャフト１１８と第２シャフト１１９とが一体的に連結されたクランクシャフト１０８を軸方向送り装置３０２に取り付けられた回転保持具３０３によって両センター部分で芯出しを行ないクランクシャフト１０８を回転可能に保持する。図は一例として、クランクシャフト１０８の第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を研削している状態を示しており、軸方向送り装置３０２を駆動して第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８が研削体３０４である砥石の位置近傍にくるよう軸方向に移動する。次いで、研削体３０４である砥石をクランクシャフト１０８の軸方向と直交する方向に進行させ、第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を研削して最終的な仕上げ加工を施す。第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８の最終的な仕上げ加工が完了すると、軸方向送り装置３０２を駆動して第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１が研削体３０４である砥石の位置近傍にくるよう軸方向に移動する。次いで、研削体３０４である砥石をクランクシャフト１０８の軸方向と直交する方向に進行させ、第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１を研削して最終的な仕上げ加工を施す。なお、研削体３０４である砥石による研削は、先に第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１を研削した後、第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を研削するようにしてもよい。

この実施の形態５によれば、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を研削体３０４である砥石により研削して最終的な仕上げ加工を施すようにしたことにより、各シャフトの組立誤差は全くなくなり、各シャフトの同軸度の精度が著しく向上するものであり、実質的に各シャフトの同軸度に差異が全くないものとなる。したがって、この実施の形態５によって製造されたロータリ圧縮機１００によれば、構造が簡単で小型化を図ることができるとともに各シャフトの同軸度を精度よく組立てることができるロータリ圧縮機の製造装置を得ることができる。

以上のように、加工対象であるクランクシャフト１０８に、加工対象でない仕切板１１４が軸方向の移動、径方向の移動、軸心に対する傾き、及び回転自在に挿通されてあっても、仕切板１１４はクランクシャフト１０８に一時的に固定状態でクランクシャフト１０８と一体となって回転するようにしているので、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を研削することができる。さらには第１シャフト１１８と第２シャフト１１９を組立後に研削するので、第１シャフト１１８と第２シャフト１１９の組立誤差があっても高精度なクランクシャフト１０８を製造することができる。

実施の形態６．
上述した実施の形態６においては、研削体３０４が１台の場合について述べたが、この実施の形態６においては、図１２の平面図で示すように、研削体３０４を２台配置し、各研削体３０４の砥石により、クランクシャフト１０８の第１シャフト１１８の第１軸受挿入部１２１及び第２シャフト１１９の第２軸受挿入部１２８を同時に研削して最終的な仕上げ加工を施すようにしてもよく、この場合はさらに研削加工効率が向上する。

実施の形態７．
この実施の形態７においては、上述した実施の形態３における製造方法、または上述した実施の形態４〜６のいずれかに１つにおける製造装置によって製造されるロータリ圧縮機に関するものである。

この実施の形態７におけるロータリ圧縮機は、仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８の径がクランクシャフト１０８の第１偏心部１２２及び第２偏心部１２５の径より小さくでき、かつクランクシャフト１０８の同軸精度を高精度とすることができるため、クランクシャフト１０８の偏心量を大きくしても仕切板１１４のシャフト貫通孔１２８からガス漏れが生じることはなく、小型で大容量のロータリ圧縮機とすることが可能である。

この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機を示す図１のII−II線における断面図である。 この発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機のクランクシャフトと仕切板の関連を示す展開図である。 この発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機のクランクシャフトと仕切板の関連を示す展開図である。 この発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機を示す図１のIV−IV線における断面図である。 この発明の実施の形態３におけるロータリ圧縮機のクランクシャフトの組立・製造方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３におけるロータリ圧縮機の製造方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態５におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す正面図である。 この発明の実施の形態５におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す平面図である。 この発明の実施の形態５におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す要部拡大図である。 この発明の実施の形態６におけるロータリ圧縮機の製造装置を示す平面図である。

符号の説明

１００：ロータリ圧縮機、１０８：クランクシャフト、１０９：第１軸受、１１０：第１シリンダ、１１４：仕切板、１１５：第２シリンダ、１１７：第２軸受、１１８：第１シャフト、１１９：第２シャフト、１２１：第１軸受挿入部、１２２：第１偏心部、１２３：中間軸、１２４：嵌合軸、１２５：シャフト段部、１２６：：第２偏心部、１２７：嵌合穴、１２８：第２軸受挿入部、１２９：シャフト貫通孔、１３０：段付部、２０１：基台、２０２：仕切板保持台、２０２ａ：開口部、２０３：第２シャフト保持台、２０５：第１シャフト保持具、２０６：嵌合装置、３０１：基台、３０２：軸方向送り装置、３０３：回転保持具、３０４：研削体。

Claims (8)

1. 第１軸受に挿入される第１軸受挿入部と、第１シリンダに配置される第１偏心部と、一端側に形成された嵌合軸と、前記第１偏心部と前記嵌合軸との間に位置する中間軸とを有する第１シャフトと、
   第２シリンダに配置される第２偏心部と、この第２偏心部に形成され、前記第１シャフトの前記嵌合軸が嵌合される嵌合穴と、一端側に形成され第２軸受に挿入される第２軸受挿入部とを有する第２シャフトと、
   前記第１シャフトと前記第２シャフトを連結して構成されるクランクシャフトと、
   前記クランクシャフトが貫通するシャフト貫通孔が形成され、前記第１シャフトと前記第２シャフトの間に挿通され前記第１シリンダと前記第２シリンダとの間を仕切る仕切板と、
   前記仕切板に形成された前記シャフト貫通孔と前記中間軸との間に前記仕切板を一時的に固定状態とする一時的固定機構とを備え、
   前記クランクシャフトは、前記第１シャフトの前記嵌合軸を前記仕切板に形成された前記シャフト貫通孔に挿通し、前記嵌合軸を前記第２シャフトの前記嵌合穴に嵌合させて連結することにより構成されたことを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 前記一時的固定機構は、前記中間軸に形成されたシャフト段部と、前記仕切板のシャフト貫通孔が前記シャフト段部と一時的な固定状態をなすよう前記シャフト貫通孔に形成された段付部とからなることを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
3. 前記一時的固定機構は、前記中間軸に設けられたキー状突起体と、前記仕切板のシャフト貫通孔に形成され前記キー状突起体が係合されるキー溝とからなることを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
4. 第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造方法において、前記第１シャフトと前記第２シャフトと前記仕切板を同軸上にセットする工程と、前記第１シャフトの嵌合軸を前記仕切板の前記シャフト貫通孔に挿通する工程と、前記仕切板の前記シャフト貫通孔を挿通した前記第１シャフトの前記嵌合軸を前記第２シャフトの嵌合穴に嵌合させて連結して前記クランクシャフトを構成する工程と、前期仕切板を前記クランクシャフトの前記第１偏心部と前記第２偏心部間に一時的に固定状態とする工程と、前記仕切板が挿通された前記クランクシャフトを回転可能に保持する工程と、前記クランクシャフトの軸受挿入部を研削する工程と、前記仕切板と前記クランクシャフトとを分離する工程とを備えたことを特徴とするロータリ圧縮機の製造方法。
5. 第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造装置において、基台に設けられ前記仕切板が所定位置に載置されるとともに前記仕切板に形成された前記シャフト貫通孔よりも大きい開口部を有する仕切板保持台と、前記仕切板保持台の開口部下方の前記基台に取り付けられ、前記第２シャフトの嵌合穴が上側となるように保持する第２シャフト保持台と、前記仕切板保持台の開口部上方に前記第２シャフト保持台と同軸上に配置され、前記第１シャフトの嵌合軸が下側となるよう保持する第１シャフト保持具と、前記第１シャフト保持具が装着され、前記第１シャフトが保持された前記第１シャフト保持具を下降させることにより、前記第１シャフトの前記嵌合軸を前記仕切板のシャフト貫通孔を挿通して前記第２シャフト保持台に保持された前記第２シャフトの前記嵌合穴に嵌合させて連結するともに前記仕切板を前記クランクシャフトに一時的に固定状態とする嵌合装置とを
   備えたことを特徴とするロータリ圧縮機の製造装置。
6. 前記嵌合装置は、プレス機からなることを特徴とする請求項５項に記載のロータリ圧縮機の製造装置。
7. 第１偏心部を有する第１シャフトと第２偏心部を有する第２シャフトが連結されて構成されるクランクシャフトを第１シリンダと第２シリンダ間を仕切る仕切板に形成されたシャフト貫通孔に挿通して組み立てるロータリ圧縮機の製造装置において、基台に設けられ前記基台とともに移動する軸方向送り装置と、前記軸方向送り装置に取り付けられ、前記仕切板が一時的に固定状態で挿通された前記クランクシャフトを回転可能に保持する回転保持具と、前記クランクシャフトの軸受挿入部を研削する研削体とを備えたことを特徴とするロータリ圧縮機の製造装置。
8. 請求項４に記載の製造方法、もしくは請求項５〜７のいずれか１項に記載の製造装置によって製造されたことを特徴とするロータリ圧縮機。

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