JP2015105612A - クランクシャフトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフトが撓むことで軸振れが発生する。【解決手段】クランクシャフト１２は、主軸１２ａ（軸部）と、副軸１２ｃ（軸部）と、主軸１２ａおよび副軸１２ｃに対して偏心した１つの偏心部１２ｂとを有している。偏心部１２ｂの硬度を向上させるために、偏心部１２ｂの熱処理が行われる（熱処理工程）。偏心部１２ｂの熱処理を行った後で、偏心部１２ｂの表面の研磨加工が行われる（第１研磨工程）。熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力が開放されるが、その残留応力の開放が周方向で不均一であるので、軸部１２ａが撓んでしまう。その後、軸部１２ａの撓みがなくなるように、軸部１２ａの表面の研磨加工が行われる（第２研磨工程）。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば空気調和機等の圧縮機に使用されるクランクシャフトの製造方法に関する。

空気調和機等の圧縮機は、ケーシング内に配置された圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータとを有している。圧縮機構は、圧縮室を形成するシリンダ本体と、このシリンダ本体の上下端面に取り付けられて圧縮室に蓋をする上側の端面部材および下側の端面部材とを備える。そして、モータによって回転駆動されるクランクシャフトは、上側の端面部材および下側の端面部材を貫通して、圧縮室の内部に進入している。圧縮室には、クランクシャフトに設けられた偏心部に嵌合したローラが公転可能に配置されており、このローラの公転運動で圧縮作用を行うようにしている。この圧縮機では、クランクシャフトの硬度を向上させるためにクランクシャフトに対して熱処理が行われる。

特開２００８−３８７８７

クランクシャフト１１２には、図５に示すように、軸部１１２ａ（主軸および副軸）と、軸部１１２ａに対して偏心した１つの偏心部１１２ｂとを有するものがあって、偏心部１１２ｂの硬度を向上させるために偏心部１１２ｂの熱処理を行われる場合には、偏心部１１２ｂの熱処理を行った後で、軸部１１２ａの表面および偏心部１１２ｂの表面が研磨加工されるのが一般的である。しかし、コイル部の内部に配置された偏心部１１２ｂの熱処理が行われるときに、偏心部１１２ｂの軸部（主軸および副軸）近傍では熱が逃げやすいため、偏心部１１２ｂの熱処理の不均一が発生する。したがって、偏心部１１２ｂの表面の熱処理部分（図５において黒色領域で図示された部分）が周方向に不均一になっており、偏心部１１２ｂの熱処理が行われた後において、軸部１１２ａの表面を研磨加工した後で偏心部１１２ｂの表面を研磨加工した場合には、熱処理時に発生した偏心部１１２ｂの残留応力の開放が周方向で不均一であるため、クランクシャフトが撓んでしまう。そして、クランクシャフトが撓むことで軸振れが発生するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、クランクシャフトが撓むのを防止できるクランクシャフトの製造方法を提供することである。

第１の発明にかかるクランクシャフトの製造方法は、軸部と、前記軸部に対して偏心した１つの偏心部とを有するクランクシャフトの製造方法であって、前記偏心部の熱処理を行う熱処理工程と、前記偏心部の表面の研磨加工を行う第１研磨工程と、前記軸部の表面の研磨加工を行う第２研磨工程とを備え、前記熱処理工程、前記第１研磨工程、前記第２研磨工程の順に行われることを特徴とする。

このクランクシャフトの製造方法では、偏心部の熱処理が行われた後、偏心部の表面を研磨加工した後で軸部の表面が研磨加工されるので、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放された後で、軸部の表面が研磨加工される。したがって、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で不均一である場合でも、クランクシャフトが撓むのを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、偏心部の熱処理が行われた後、偏心部の表面を研磨加工した後で軸部の表面が研磨加工されるので、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放された後で、軸部の表面が研磨加工される。したがって、熱処理時に発生した偏心部の残留応力の開放が周方向で不均一である場合でも、クランクシャフトが撓むのを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。

本発明の実施形態に係る製造方法で製造されたクランクシャフトを備えた圧縮機の断面図である。 図１の圧縮機のシリンダ本体の平面図である。 本発明のクランクシャフトの製造方法の手順を示す図である。 本発明のクランクシャフトの製造方法を説明する図である。 圧縮機のクランクシャフトを説明する図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の製造方法で製造されたクランクシャフトを備えた圧縮機の断面図を示している。この圧縮機は、いわゆる高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、ケーシング１内に圧縮機構２を下に、モータ３を上に配置している。このモータ３のロータ６によって、クランクシャフト１２を介して圧縮機構２を駆動するようにしている。クランクシャフト１２は、軸部１２ａと、軸部１２ａに対して偏心した１つの偏心部１２ｂとを有している。

圧縮機構２は、アキュムレータ１０から吸入管１１を通して冷媒を吸入する。この冷媒は、圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、圧縮機構２から吐出してケーシング１の内部に満たすと共に、モータ３のステータ５とロータ６との間の隙間を通して、モータ３を冷却した後、吐出管１３から外部に吐出するようにしている。ケーシング１内の高圧領域の下部に、潤滑油９を溜めている。

図１と図２に示すように、圧縮機構２は、圧縮室２２を形成するシリンダ本体２１と、このシリンダ本体２１の上下端面に取り付けられて圧縮室２２に蓋をする上側の端面部材２３および下側の端面部材２４とを備える。駆動軸１２は、上側の端面部材２３および下側の端面部材２４を貫通して、圧縮室２２の内部に進入している。圧縮室２２には、クランクシャフト１２に設けられた偏心部１２ｂに嵌合したローラ２７を、公転可能に配置し、このローラ２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

このローラ２７に一体に設けたブレード２８で圧縮室２２内を仕切っている。すなわち、図２に示すように、シリンダ本体２１は、圧縮室２２の内面に開口したシリンダ吸入孔２１ａを有しており、圧縮室２２には、シリンダ吸入孔２１ａに挿入された吸入管１１を介して冷媒が供給されるが、ブレード２８の右側の室は、シリンダ吸入孔２１ａが開口した吸入室２２ａを形成している。一方、ブレード２８の左側は、図１に示す吐出孔２３ａが圧縮室２２の内周面に開口した吐出室２２ｂを形成している。ブレード２８の両面には、半円形状のブッシュが密着して、シールを行っている。ブレード２８とブッシュとの間は、潤滑油９で潤滑を行っている。

圧縮機構２の動作について説明すると、偏心部１２ｂが、クランクシャフト１２と共に、偏心回転して、偏心部１２ｂに嵌合したローラ２７が、このローラ２７の外周面を圧縮室２２の内周面に接して公転する。ローラ２７が、圧縮室２２内で公転するに伴って、ブレード２８は、このブレード２８の両側面をブッシュによって保持されて進退動する。すると、吸入管１１から低圧の冷媒を吸入室２２ａに吸入して、吐出室２２ｂで冷媒が所定の圧力まで圧縮されると、吐出弁３１が開状態に変化して吐出孔２３ａから高圧の冷媒が吐出される。

本実施形態の圧縮機に使用されるクランクシャフトの製造方法の製造方法について、図３、図４に基づいて説明する。

クランクシャフト１２は、主軸１２ａ（軸部）と、副軸１２ｃ（軸部）と、主軸１２ａおよび副軸１２ｃに対して偏心した１つの偏心部１２ｂとを有しているが、偏心部１２ｂの硬度を向上させるために、偏心部１２ｂの熱処理（高周波焼入れ）が行われる（熱処理工程）。このとき、偏心部１２ｂの主軸１２ａおよび副軸１２ｃ近傍では熱が逃げやすいため、偏心部１２ｂの熱処理の不均一が発生する。したがって、図４（ａ）に示すように、偏心部１２ｂの表面の熱処理部分（高周波焼入れされた部分であって、図４において黒色領域で図示された部分）が周方向に不均一になっている。そして、偏心部１２ｂの熱処理を行った後で、偏心部１２ｂの表面の研磨加工が行われる（第１研磨工程）。このとき、熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力が開放されるが、その残留応力の開放が周方向で不均一であるので、図４（ｂ）クランクに示すように、主軸１２ａおよび副軸１２ｃが撓んでしまう。その後、図４（ｃ）に示すように、主軸１２ａおよび副軸１２ｃの撓みがなくなるように、主軸１２ａおよび副軸１２ｃの表面の研磨加工が行われる（第２研磨工程）。したがって、主軸１２ａおよび副軸１２ｃがほとんど撓んでない状態のクランクシャフト１２が製造される。

＜本実施形態の圧縮機の特徴＞
本実施形態の圧縮機では、偏心部１２ｂの熱処理が行われた後、偏心部１２ｂの表面を研磨加工した後で主軸１２ａおよび副軸１２ｃの表面が研磨加工されるので、熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力の開放された後で、主軸１２ａおよび副軸１２ｃの表面が研磨加工される。したがって、熱処理時に発生した偏心部１２ｂの残留応力の開放が周方向で不均一である場合でも、クランクシャフト１２が撓むのを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、本実施形態では、主軸１２ａおよび副軸１２ｃに対して熱処理（高周波焼入れ）が行われない場合について説明したが、主軸１２ａおよび副軸１２ｃに対して熱処理（高周波焼入れ）が行われてよい。

本発明を利用すれば、クランクシャフトが撓むのを防止でき、軸振れが発生するのを防止できる。

１２ クランクシャフト
１２ａ 主軸（軸部）
１２ｂ 偏心部
１２ｃ 副軸（軸部）

Claims (1)

1. 軸部と、前記軸部に対して偏心した１つの偏心部とを有するクランクシャフトの製造方法であって、
   前記偏心部の熱処理を行う熱処理工程と、
   前記偏心部の表面の研磨加工を行う第１研磨工程と、
   前記軸部の表面の研磨加工を行う第２研磨工程とを備え、
   前記熱処理工程、前記第１研磨工程、前記第２研磨工程の順に行われることを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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