JP2015014196A - ベーン挿入治具及びこれを用いた圧縮機の組み付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ロータに挿入されたベーンがベーン溝から飛び出すことなく、容易に圧縮機を組み立てることのできるベーン挿入治具およびこれを用いた圧縮機の組み付け方法を提供することを目的としている。
【解決手段】底部にスプリング２３が取り付けられるベーン９を用いた圧縮機１の組み立てに使用するベーン挿入治具３１であって、治具本体部３７は、圧縮機１のロータ７を収容するロータ収容部４５と、前記ロータ７に形成されたベーン溝１９にベーン９を挿入するベーン挿入スリット４７とを備えることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、ベーンロータリー圧縮機に関し、特にベーンロータリー圧縮機のロータのベーン溝にベーンを挿入するベーン挿入治具及びこれを用いた圧縮機の組み付け方法に関する。

従来、一般的なベーンロータリー圧縮機では、特許文献１に示すように、ハウジングと、ハウジング内に収容される圧縮機と、圧縮機の駆動を制御するモータ部とを備えている。

ハウジング内に収容される圧縮機は、内周にシリンダ室を有するシリンダブロックと、一対のサイドブロックと、シリンダ室に収容されるロータと、ロータに形成されるベーン溝に収容されるベーンと、ロータに固定され回転駆動力を伝達する駆動軸とを備えている。

モータ部の駆動制御によって回転駆動力が伝達された駆動軸が回転することにより、駆動軸に固定されたロータが回転し、ロータに形成されたベーンがベーン溝から突出してシリンダ室の内壁に当接することで冷媒を圧縮している。

また、ベーン溝からベーンを飛び出しやすくするために、ベーンの底部にはスプリングが配置されている。

特開２００９−２０９７０２号公報

しかしながら、特許文献１に示すベーンロータリー圧縮機では、スプリングの座屈を防止するためのピンがベーンの底部に圧入されているため、シリンダブロックにロータを挿入した後、ロータの端面からベーンをベーン溝に挿入することができないという課題があった。

また、ロータのベーン溝にスプリングとベーンを挿入した後、シリンダブロックへ挿入しなければならず、ロータをシリンダブロックへ挿入する時には、スプリングの付勢力によってベーンがベーン溝から飛び出そうとするため、容易に圧縮機を組み付けることができなかった。

そこで、本発明は、ロータに挿入されたベーンがベーン溝から飛び出すことなく、容易に圧縮機を組み立てることのできるベーン挿入治具およびこれを用いた圧縮機の組み付け方法を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明は、底部にスプリング２３が取り付けられるベーン９を用いた圧縮機１の組み立てに使用するベーン挿入治具３１であって、前記ベーン挿入治具３１は、基台３３と、前記基台３３上に配置される取付部３５と、前記基台３３に着脱可能な治具本体部３７とを備え、前記治具本体部３７は、圧縮機１のロータ７を収容するロータ収容部４５と、前記ロータ７に形成されたベーン溝１９にベーン９を挿入するベーン挿入スリット４７とを備えることを特徴とする。

また、圧縮機１は、内周に非真円状のシリンダ室１３を有するシリンダブロック３と、前記シリンダブロック３の両端に配置される一対のサイドブロック５と、前記シリンダ室１３に回転自在に収容されるロータ７と、前記ロータ７に形成された複数のベーン溝１９に出没自在に収容されるベーン９と、前記ロータ７に固定される駆動軸１１とを備え、前記治具本体部３７の前記ロータ収容部４５に前記ロータ７を配置する第１工程と、前記治具本体部３７の前記ベーン挿入スリット４７から前記ロータ７のベーン溝１９にベーン９を挿入する第２工程と、前記ロータ収容部４５内でロータ７を回転させる第３工程と、前記第２工程と前記第３工程とを複数回繰り返す第４工程と、ベーン溝１９内にベーン９を収容したロータ７とともに治具本体部３７を、一方のサイドブロック５とシリンダブロック３の上部に配置し、シリンダ室１３内にロータ７を挿入する第５工程とを、備えることを特徴とする。

さらに、前記ベーン溝１９内に収容されたベーン９を、前記シリンダ室１３の短径位置以外でシリンダブロック３内に挿入することを特徴とする。

また、前記取付部３５は、前記基台３３上に設けられる取付本体部３９を備え、前記取付本体部３９の取付案内部４９の位置決め凸部５１と前記駆動軸１１の位置決め凹部２５とによって、前記シリンダブロック３と、前記ロータ７との中心合わせを行うことを特徴とする。

本発明では、治具本体部３７は、圧縮機１のロータ７を収容するロータ収容部４５と、前記ロータ７に形成されたベーン溝１９にベーン９を挿入するベーン挿入スリット４７とを備えることにより、ロータ７に設けられたベーン溝１９からベーン９が飛び出すことを防止することができる。

また、治具本体部３７のロータ収容部４５にロータ７を配置する第１工程と、治具本体部３７のベーン挿入スリット４７からロータ７のベーン溝１９にベーン９を挿入する第２工程と、ロータ収容部４５内でロータ７を回転させる第３工程と、第２工程と第３工程とを複数回繰り返す第４工程と、ベーン溝１９内にベーン９を収容したロータ７とともに治具本体部３７を、一方のサイドブロック５とシリンダブロック３の上部に配置し、シリンダ室１３内にロータ７を挿入する第５工程とを備えることにより、ロータ７に挿入されたベーン９がスプリング２３の付勢力によってベーン溝１９から飛び出すことなく、ベーン９をロータ７に挿入することができる。

本発明の圧縮機の全体斜視図。 本発明の圧縮機の分解全体斜視図。 （ａ）第１工程を示す挿入治具の上面図、（ｂ）第１工程を示す挿入治具の即面図。 （ａ）第２工程を示す挿入治具の上面図、（ｂ）第２工程を示す挿入治具の即面図。 （ａ）第３工程を示す挿入治具の上面図、（ｂ）第３工程を示す挿入治具の即面図。 （ａ）第４工程を示す挿入治具の上面図、（ｂ）第４工程を示す挿入治具の即面図。 （ａ）第５工程を示す挿入治具の上面図、（ｂ）第５工程を示す挿入治具の即面図。 第５工程を示す挿入治具の全体一部断面図。

以下、本発明の圧縮機およびベーン挿入治具の実施の形態について、図１〜８を用いて詳細に説明する。

まず、本発明の圧縮機について図１，２を用いて説明する。

図１，２に示すように、本発明のベーン挿入治具３１を用いて組み立てられる圧縮機１は、略断面O字状のシリンダブロック３と、シリンダブロック３の両端を狭持するように配置される一対のサイドブロック５と、シリンダブロック３の内周に形成されるシリンダ室１３に回転自在に収容されるロータ７と、ロータ７に形成されるベーン溝１９に出没自在に収容されるベーン９と、ロータ７に固定されて回転駆動力を伝達する駆動軸１１とを備えている。

シリンダブロック３は、内周側に長径と短径を有する非真円状のシリンダ室１３が形成され、後述するサイドブロック５が当接するフロント側端面１５と、リア側端面１７とを備えている。

非真円状のシリンダ室１３は、歪な円形状に形成されており、シリンダ室１３内にロータ７が配置されることによって、シリンダ室１３の内壁とロータ７の外周面との距離が比較的短径の短径位置と、シリンダ室１３の内壁とロータ７の外周面との距離が短径位置よりも長径の長径位置が形成される。また、この短径位置と長径位置は対向する位置（反対位置）に配置されている。

シリンダブロック３を狭持するように配置される一対のサイドブロック５は、フロントサイドブロック５ａと、リアサイドブロック５ｂとからなっている。

フロントサイドブロック５ａには、シリンダ側の端面６ａが形成されており、リアサイドブロック５ｂのシリンダ側にも端面６ｂが形成されている。この端面６ａと端面６ｂとによってシリンダブロック３を狭持している。

シリンダ室１３の内周に回転自在に収容されるロータ７は、円柱状に形成されており、後述するベーン９が収容されるベーン溝１９が複数形成されている。なお、このベーン溝１９には、後述するスプリング２３の一端部が固定されるスプリング収容部２７とスプリング規制部２１が収容される規制部収容部２９が形成されている。

ロータ７に収容されるベーン９は、ベーン９の底部にスプリング規制部２１が突出して形成されており、このスプリング規制部２１には、ベーン溝１９から突出する方向に付勢するスプリング２３が固定される。このスプリング２３は上述したように、一端側の端部がベーン溝１９に設けられたスプリング収容部２７に収容され、他端側の端部がベーン９の底部から突出したスプリング規制部２１に規制されてベーン９の底部に当接している。

ロータ７に固定される駆動軸１１は、ロータ７を貫通するようにして固定されており、一端側の端部には後述する位置決め凸部５１が係合される位置決め凹部２５が形成されている。

次に、図８を用いて、ベーン挿入治具について説明する。

図８に示すように、ベーン挿入治具３１は、基台３３と、基台３３上に配置される取付部３５と、基台３３に着脱可能な治具本体部３７とを備えている。

取付部３５は、基台３３上に設けられる取付本体部３９と、取付本体部３９の端部から突出するフランジ部４１と、基台３３とフランジ部４１とを固定するボルト４３とを備えている。

基台３３上に配置される取付本体部３９は、バネ性を有する取付案内部４９と、取付案内部４９の先端に設けられる位置決め凸部５１とを備えている。

バネ性を有する取付案内部４９は、取付本体部３９の上面から突出するように形成され、基台３３方向と基台３３と離間する方向に移動可能に形成されている。

また、取付案内部４９の先端には、位置決め凸部５１が突出して形成されており、上述した駆動軸１１の位置決め凹部２５と係合する。

四角柱状の治具本体部３７は、圧縮機１のロータ７を収容するロータ収容部４５と、ロータ７に形成されたベーン溝１９にベーン９を挿入するベーン挿入スリット４７とを備えている。

ロータ７を収容するロータ収容部４５は、ロータ７の外周と同形状に設けられており、ロータ７の外周よりも大きく形成されている。

また、このロータ収容部４５と治具本体部３７の外周壁とを連通するようにベーン挿入スリット４７が形成されている。

このベーン挿入スリット４７は、ベーン９の厚さよりも大きく形成されており、このベーン挿入スリット４７からロータ収容部４５内へベーン９を挿入可能な形状を有している。

なお、本実施例では、ベーン挿入スリット４７が１箇所にのみ設けられているが、複数箇所にベーン挿入スリット４７を設けてももちろんよい。

次に、ベーン挿入治具３１を用いた圧縮機１の組み付け方法について図3〜８を用いて説明する。

まず、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、治具本体部３７のロータ収容部４５にロータ７を配置する。（第１工程）
そして、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ロータ収容部４５に収容されたロータ７を回転させ、治具本体部３７に形成されたベーン挿入スリット４７とロータ７のベーン溝１９が連通する位置までロータ７を回転させる。ベーン挿入スリット４７とベーン溝１９とが連通する位置において、ベーン挿入スリット４７からベーン９を挿入する。（第２工程）
なお、この第２工程において挿入するベーン９の底部には、上述したスプリング２３が配置されており、ベーン９とともにベーン溝１９に挿入されている。

また、図４（ａ）に示すように、第２工程において挿入されるベーン９の先端部が完全にベーン溝１９内に収容された状態でロータ７を回転させ、図５（ａ）、（ｂ）に示す状態となる。（第３工程）
この第３工程の状態においては、ベーン９がスプリング２３の付勢力によってベーン溝１９から突出しようとするが、ロータ収容部４５にベーン９が当接し、ベーン溝１９からベーン９が飛び出すことを防止している。

そして、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上述した第２工程と第３工程を複数のベーン溝１９にベーン９を挿入するまで複数回繰り返す。（第４工程）
図７（ａ）、図８に示すように、全てのベーン溝１９にベーン９が挿入された状態で、治具本体部３７を取付部３５の上部に配置する。

なお、図７（ｂ）、図８に示すように、治具本体部３７を取付部３５の上部に配置する際、取付部３５には、一方のサイドブロック５（リアサイドブロック５ｂ）とシリンダブロック３が組みつけられた状態で取付部３５に載置されており、このシリンダブロック３のフロント側端面１５にベーン挿入治具３１を載置する。

また、ベーン挿入治具３１を載置する際にシリンダ室１３の短径位置以外の位置にてベーン９が挿入されるようにロータ７を回転させてベーン９の位置を調節している。

このとき、シリンダブロック３にベーン挿入治具３１を配置するとともに、駆動軸１１の一端側に形成された位置決め凹部２５と取付本体部３９の位置決め凸部５１が係合し、シリンダブロック３とロータ７の中心合わせを行うことができる。

そして、シリンダブロック３のフロント側端面１５にベーン挿入治具３１が載置された状態で、シリンダブロック３及びリアサイドブロック５ｂを取付部３５から離間させることにより、ロータ７がシリンダブロック３のシリンダ室１３へ挿入される。（第５工程）
上述したように、本発明によれば、治具本体部３７が、圧縮機１のロータ７を収容するロータ収容部４５と、前記ロータ７に形成されたベーン溝１９にベーン９を挿入するベーン挿入スリット４７とを備えることにより、ロータ７に設けられたベーン溝１９からベーン９が飛び出すことを防止することができる。

また、治具本体部３７のロータ収容部４５にロータ７を配置する第１工程と、治具本体部３７のベーン挿入スリット４７からロータ７のベーン溝１９にベーン９を挿入する第２工程と、ロータ収容部４５内でロータ７を回転させる第３工程と、第２工程と第３工程とを複数回繰り返す第４工程と、ベーン溝１９内にベーン９を収容したロータ７とともに治具本体部３７を、一方のサイドブロック５とシリンダブロック３の上部に配置し、シリンダ室１３内にロータ７を挿入する第５工程とを備えることにより、ロータ７に挿入されたベーン９がスプリング２３の付勢力によってベーン溝１９から飛び出すことなく、ベーン９をロータ７に挿入することができる。

さらに、ベーン溝１９内に収容されたベーン９を、シリンダ室１３の短径位置以外でシリンダブロック３内に挿入することにより、ベーン９とシリンダ室１３の内壁とのクリアランスを確保することができ、ベーン９の先端部及びシリンダ室１３の内壁への傷防止を図ることができる。

加えて、取付案内部４９の位置決め凸部５１と駆動軸１１の位置決め凹部２５とによって、シリンダブロック３とロータ７との中心位置合わせを行うことができる。

また、本発明のベーン挿入治具３１は、ベーン９及びスプリング２３のベーン溝１９への挿入と、シリンダブロック３へのロータ７の挿入とを兼ね備えているため、製造コスト及び工数を削減することができる。

なお、本実施例においてベーン溝にベーンを挿入する際、ロータを回転させているが、ロータを回転させる方向はどちらの回転でもよい。

本発明は、ベーンロータリー圧縮機に利用することができる。

１ 圧縮機
７ ロータ
９ ベーン
１９ ベーン溝
２３ スプリング
３１ ベーン挿入治具
３３ 基台
３５ 取付部
３９ 取付本体部
４７ ベーン挿入スリット

Claims (4)

1. 底部にスプリング（２３）が取り付けられるベーン（９）を用いた圧縮機（１）の組み立てに使用するベーン挿入治具（３１）であって、
   前記ベーン挿入治具（３１）は、基台（３３）と、前記基台（３３）上に配置される取付部（３５）と、前記基台（３３）に着脱可能な治具本体部（３７）とを備え、
   前記治具本体部（３７）は、圧縮機（１）のロータ（７）を収容するロータ収容部（４５）と、前記ロータ（７）に形成されたベーン溝（１９）にベーン（９）を挿入するベーン挿入スリット（４７）とを備えることを特徴とするベーン挿入治具（３１）。
2. 請求項１記載のベーン挿入治具（３１）を用いた圧縮機（１）の組み付け方法であって、
   前記圧縮機（１）は、内周に非真円状のシリンダ室（１３）を有するシリンダブロック（３）と、前記シリンダブロック（３）の両端に配置される一対のサイドブロック（５）と、前記シリンダ室（１３）に回転自在に収容されるロータ（７）と、前記ロータ（７）に形成された複数のベーン溝（１９）に出没自在に収容されるベーン（９）と、前記ロータ（７）に固定される駆動軸（１１）とを備え、
   前記治具本体部（３７）の前記ロータ収容部（４５）に前記ロータ（７）を配置する第１工程と、
   前記治具本体部（３７）の前記ベーン挿入スリット（４７）から前記ロータ（７）のベーン溝（１９）にベーン（９）を挿入する第２工程と、
   前記ロータ収容部（４５）内でロータ（７）を回転させる第３工程と、
   前記第２工程と前記第３工程とを複数回繰り返す第４工程と、
   ベーン溝（１９）内にベーン（９）を収容したロータ（７）とともに治具本体部（３７）を、一方のサイドブロック（５）とシリンダブロック（３）の上部に配置し、シリンダ室（１３）内にロータ（７）を挿入する第５工程とを、
   備えることを特徴とするベーン挿入治具（３１）を用いた圧縮機（１）の組み付け方法。
3. 請求項２に記載のベーン挿入治具（３１）を用いた圧縮機（１）の組み付け方法であって、
   前記ベーン溝（１９）内に収容されたベーン（９）を、前記シリンダ室（１３）の短径位置以外でシリンダブロック（３）内に挿入することを特徴とするベーン挿入治具（３１）を用いた圧縮機（１）の組み付け方法。
4. 請求項２又は請求項３に記載の圧縮機（１）の組み付け方法であって、
   前記取付部（３５）は、前記基台（３３）上に設けられる取付本体部（３９）を備え、
   前記取付本体部（３９）の取付案内部（４９）の位置決め凸部（５１）と前記駆動軸（１１）の位置決め凹部（２５）とによって、前記シリンダブロック（３）と、前記ロータ（７）との中心合わせを行うことを特徴とするベーン挿入治具（３１）を用いた圧縮機（１）の組み付け方法。

Images