JP2017155717A - 分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行えるようにする。【解決手段】分割式ハウジングの位置決め構造30Aは、一方のハウジング構成部材2Aの合わせ面2aに形成された一方のピン挿入穴31aと、他方のハウジング構成部材2Bの合わせ面2bに形成された他方のピン挿入穴31bと、一端が一方のピン挿入穴31aに挿入され、他端が他方のピン挿入穴31bに挿入されることにより、一方のハウジング構成部材2Aおよび他方のハウジング構成部材2Bの位置合わせを行う位置決めピン10と、位置決めピン10の外周面とピン挿入穴31a,31bの内周面との間に弾接するように設けられるOリング33と、を備え、一方および他方のピン挿入穴31a,31bの少なくとも片方は、位置決めピン10が隙間嵌めされる内径寸法を有し、このピン挿入穴31bと位置決めピン10との間にOリング33が設けられる。【選択図】図3

Description

本発明は、複数のハウジンング構成部材が合わせられて構成される分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機に関するものである。
特許文献1に示されるような外部動力式のスクロール圧縮機や、特許文献2に示されるような電動機を内蔵したスクロール圧縮機は、その駆動軸の軸方向に沿って配置された2〜3個のハウジング構成部材が接合されてなる分割式のハウジングを備えている。各ハウジング構成部材の間は、正確に芯出しがなされていないと、駆動軸とスクロール圧縮機構との間に芯ずれ(ミスアライメント)が起こり、騒音や振動を発生させる虞がある。
特許文献1のスクロール圧縮機は、同文献の図1、図2に示されるように、接合される複数のハウジング構成部材の合わせ面に位置決めピン(ノックピン)を嵌合させることで芯出しを行っている。このような位置決めピンを用いる芯出し構造は簡素であるため、スクロール圧縮機に限らず、他の多くの機械、機器類におけるハウジングの接合面に広く採用されている。
このような従来の位置決めピンを用いた構造を図8に示す。接合されるハウジング構成部材101,102の合わせ面にそれぞれ形成されたピン挿入穴103,104に跨って位置決めピン105が挿入される。位置決めピン105の外径は全長に亘って均一である。
ハウジング構成部材101側のピン挿入穴103は、位置決めピン105が締まり嵌めされる内径寸法とされ、ハウジング構成部材102側のピン挿入穴104は、位置決めピン105が隙間嵌めされる内径寸法とされている。
ハウジング構成部材101と102とが分離される時、位置決めピン105は、締まり嵌めされているハウジング構成部材101側のピン挿入穴103に残される。
特開2002−213377号公報 特開2005−201256号公報
しかしながら、上記のように、位置決めピン105が、ハウジング構成部材102のピン挿入穴104に対して隙間嵌めされるようになっていたため、その隙間の分だけ、ハウジング構成部材102がハウジング構成部材101に対して合わせ面の面方向(矢印方向)に相対移動することができる。このため、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれを厳密に防止することができなかった。なお、ピン挿入穴103と104を両方とも締まり嵌めにするとハウジングの組立工数が増加してしまう。
本発明は、上記の課題を解決するべくなされたものであり、簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことのできる分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、本発明の第1態様に係る分割式ハウジングの位置決め構造は、一方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された一方のピン挿入穴と、他方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された他方のピン挿入穴と、一端が前記一方のピン挿入穴に挿入され、他端が前記他方のピン挿入穴に挿入されることにより、前記一方のハウジング構成部材および前記他方のハウジング構成部材の位置合わせを行う位置決めピンと、前記位置決めピンの外周面と前記ピン挿入穴の内周面との間に弾接するように設けられる弾性リングと、を備え、前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の少なくとも片方は、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法を有し、この隙間嵌めされる内径寸法を有する前記ピン挿入穴と、前記位置決めピンとの間に前記弾性リングが設けられるものである。
上記構成によれば、簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことができる。即ち、位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法を有するピン挿入穴に、位置決めピンが弾性リングを圧縮しながら挿入されるため、弾性リングの弾力がピン挿入穴と位置決めピンとの間の隙間の全周に亘って均一に作用する。これにより、ピン挿入穴と位置決めピンとの間が隙間嵌めであるにも拘わらず、ピン挿入穴と位置決めピンとが同心状に保たれる。
このため、一方のハウジング構成部材と他方のハウジング構成部材とが、その合わせ面の面方向に相対移動することができなくなり、両方のハウジング構成部材が正確に位置決めされる。したがって、スクロール圧縮機の場合においては、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれを厳密に防止し、騒音や振動の発生を抑制することができる。
上記構成の分割式ハウジングの位置決め構造において、前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら両方のピン挿入穴と前記位置決めピンとの間に、それぞれ前記弾性リングが設けられる構成としてもよい。
このようにすれば、位置決めピンが一方のピン挿入穴と他方のピン挿入穴との両方に対して隙間嵌めされるので、位置決めピンを締まり嵌めするための工程(圧入、叩き込み等)が不要になり、組立工数を低減させ、ひいてはハウジングの製造コストダウンを図ることができる。
上記構成の分割式ハウジングの位置決め構造において、前記一方のピン挿入穴と、前記他方のピン挿入穴の少なくとも一方は、少なくともその内径寸法のまま前記合わせ面とは反対側の外部に貫通する貫通孔状であり、前記位置決めピンは、前記貫通孔状のピン挿入穴の外部まで延びる把持部を備えた構成としてもよい。
上記構成によれば、先に一方のハウジング構成部材と他方のハウジング構成部材とを合わせてボルト等を緩く締めて仮組みしてから、位置決めピンの把持部を把持して該位置決めピンを貫通孔状のピン挿入穴に外部側から挿入し、そのまま対向するピン挿入穴まで挿し込んで両方のハウジング構成部材を位置決めすることができる。次に、一方と他方のハウジング部材を仮組みしているボルトを本締めした後、位置決めピンを抜き取る。即ち、位置決めピンを位置決め治具として使用し、ハウジング内部に残さない構造とすることができる。この構成により、ハウジングの構成部品点数を減らしてハウジングの製造コストダウンを図ることができる。
上記構成の分割式ハウジングの位置決め構造において、前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら各々のピン挿入穴の内周面と前記合わせ面とがなす角部にそれぞれ面取り部が設けられ、これらの面取り部が合わせられることにより形成されるV字溝形状の内部に前記弾性リングが設けられる構成としてもよい。
上記構成によれば、1つの弾性リングが、位置決めピンと、一方および他方のピン挿入穴に形成された面取り部がなすV字溝形状との間に嵌め込まれて圧縮される。これにより、位置決めピンが一方のピン挿入穴と他方のピン挿入穴との両方に対して隙間嵌めされる構成としながら、弾性リングの使用数を1つのみにし、組立を容易にするとともに部品点数を削減してハウジングの製造コストダウンを図ることができる。
本発明の第2態様に係るスクロール圧縮機は、上記のいずれかの構成の分割式ハウジングの位置決め構造を備えたものである。これにより、そのハウジングを構成するハウジング構成部材間の位置決めを正確に行い、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれ(ミスアライメント)を防止して、騒音や振動の発生を抑制することができる。
以上のように、本発明に係る分割式ハウジングの位置決め構造、これを備えたスクロール圧縮機によれば、簡素で安価な構成により、複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことができ、スクロール圧縮機においては、駆動軸とスクロール圧縮機構との間の芯ずれを厳密に防止して騒音や振動の発生を防止することができる。
本発明に係るハウジング位置決め構造の適用例を示す電動スクロール圧縮機の縦断面図である。 図1のII-II矢視図である。 図1のIII部を拡大して本発明に係るハウジング位置決め構造の第1実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第2実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第3実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第4実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係るハウジング位置決め構造の第5実施形態を示す縦断面図である。 従来の技術を示すハウジング位置決め構造の縦断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係るハウジング位置決め構造の適用例を示すスクロール圧縮機の縦断面図であり、図2は図1のII-II矢視図である。
このスクロール圧縮機1は、例えば自動車等の車両用空気調和機に用いられるものであって、その外殻をなすアルミニウム合金製のハウジング2の内部に、スクロール圧縮機構3と、これを駆動する電動機4と、電動機4を制御するインバータ5とが収容されて一体化された、電動式スクロール圧縮機として周知の全体構成を持っている。
ハウジング2は、電動機4の駆動軸(主軸)7の軸方向に沿って配置されるモーターハウジング2A(一方のハウジング構成部材)と、スクロールハウジング2B(他方のハウジング構成部材)とが、それぞれの合わせ面2a,2bを気密的に合わせることによって組み立てられる分割式となっている。これらの合わせ面2a,2bは、例えば180°対向する位置に設けられた2本の位置決めピン(ノックピン)10により、その相対位置を正確に位置決め(芯出し)される。なお、モーターハウジング2Aにはインバータ5を収容するインバータ室5aが一体に形成され、蓋5bで気密的に閉塞されるようになっている。位置決めピン10は、後述するように、合わせ面2a,2bに形成されるピン挿入穴とともに位置決め構造30A〜30Eを構成する。
このように、位置決めピン10によって正確に位置決めされるモーターハウジング2Aとスクロールハウジング2Bは、例えば8本のボルト12によって互いに固定される。即ち、8本のボルト12は、スクロールハウジング2Bの開口部周囲のフランジ部2d側から挿入され、図2に示すようにモーターハウジング2Aの開口部周囲のフランジ部2cの周方向に沿って形成された8つの雌ネジ穴12aに締結される。これにより、モーターハウジング2Aとスクロールハウジング2Bとが正確に位置決めされた状態で固定される。なお、フランジ部2cとフランジ部2dとの間はOリング14や図示しないガスケット、液体シール剤等によって気密的にシールされる。
モーターハウジング2Aにおけるスクロールハウジング2B側の開口部付近に軸受部材16が複数のボルト17で固定されている。電動機4の駆動軸7は、軸受部材16に圧入されたメインベアリング18と、モーターハウジング2Aの内奥部に圧入されたサブベアリング19とによって回転自在に軸支される。
一方、スクロール圧縮機構3を構成する固定スクロール部材3Aがスクロールハウジング2Bに複数のボルト21で固定され、これに対向するように設けられた旋回スクロール部材3Bが、駆動軸7の端部に偏心形成されたクランクピン7aに偏心ブッシュ23を介して偏心駆動されるようになっている。この偏心駆動時には、自転防止機構24によって旋回スクロール部材3Bの自転が防止される。
電動機4を構成するステータ4Aはモーターハウジング2Aの内周面に固定され、ロータ4Bが駆動軸7の中間部に回転一体に設けられてステータ4Aの内周側で回転する。電動機4が作動して駆動軸7が回転すると、スクロール圧縮機構3の旋回スクロール部材3Bが固定スクロール部材3Aに対して偏心旋回運動し、固定スクロール部材3Aと旋回スクロール部材3Bとの間に形成される一対の圧縮室3Cの内容積が減少する。
したがって、モーターハウジング2Aの後端部に設けられた冷媒吸入口26から気相状の冷媒がハウジング2内に吸入され、この冷媒は電動機4の内部を通って図示しない吸入ポートからスクロール圧縮機構3の圧縮室3Cに吸入され、ここで圧縮された後、吐出弁27およびスクロールハウジング2Bに前端部に形成された吐出ポート28を経て所定の空調系統に供給される。
[第1実施形態]
図3は、図1のIII部を拡大して本発明に係るハウジング位置決め構造の第1実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造30Aは、モーターハウジング2Aの合わせ面2aに形成されたピン挿入穴31a(一方のピン挿入穴)と、スクロールハウジング2Bの合わせ面2bに形成されたピン挿入穴31b(他方のピン挿入穴)と、前述の位置決めピン10と、位置決めピン10に形成された外周溝10aに嵌合されたOリング33(弾性リング)とを備えて構成されている。位置決めピン10は、その一端がピン挿入穴31aに挿入され、他端がピン挿入穴31bに挿入されることにより、前述の通りモーターハウジング2Aおよびスクロールハウジング2Bの位置合わせを行う。
本実施形態において、ピン挿入穴31aの内径は、位置決めピン10が締まり嵌めされる内径寸法に設定され、ピン挿入穴31bの内径は、位置決めピン10が隙間嵌めされる内径寸法に設定されている。外周溝10aおよびOリング33は、位置決めピン10が隙間嵌めされる側(ピン挿入穴31b側)に設けられており、Oリング33は位置決めピン10の外周面(外周溝10aの底面)とピン挿入穴31bの内周面との間に弾接するようになっている。なお、ピン挿入穴31bは、図1に示すフランジ部2dを貫通する貫通穴状に形成されているが、その外端側の内径が縮径されており、位置決めピン10の外方への抜脱が防止されている。
この位置決め構造30Aによれば、位置決めピン10が隙間嵌めされる内径寸法を有するピン挿入穴31bに、位置決めピン10がOリング33を圧縮しながら挿入される。このため、Oリング33の弾力がピン挿入穴31bと位置決めピン10との間の隙間の全周に亘って均一に作用する。これにより、ピン挿入穴31bと位置決めピン10との間が隙間嵌めであるにも拘わらず、ピン挿入穴31bと位置決めピン10とが同心状に保たれる。
このため、モーターハウジング2Aとスクロールハウジング2Bとが、その合わせ面2a,2bの面方向に相対移動することができなくなり、両ハウジング2A,2Bが正確に位置決めされる。したがって、スクロール圧縮機1の場合においては、駆動軸7とスクロール圧縮機構3との間の芯ずれを厳密に防止し、騒音や振動の発生を抑制することができる。こうして、簡素で安価な構成により、ハウジング2を構成する複数のハウジング構成部材2A,2B間の位置決めを正確に行うことができる。
[第2実施形態]
図4は、ハウジング位置決め構造の第2実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造30Bでは、ピン挿入穴31aとピン挿入穴31bの両方が、位置決めピン10を隙間嵌めさせる内径寸法とされている。また、これら両方のピン挿入穴31a,31bと位置決めピン10との間に、それぞれOリング33が設けられる構成である。即ち、外周溝10aおよびOリング33は、位置決めピン10の、ピン挿入穴31aに挿入される部分と、ピン挿入穴31bに挿入される部分との両方に設けられている。
このように構成された位置決め構造30Bによれば、位置決めピン10がピン挿入穴31aとピン挿入穴31bとの両方に対して隙間嵌めされるため、位置決めピン10を締まり嵌めするための工程(圧入、叩き込み等)が不要になり、組立工数を低減させ、ひいてはハウジング2の製造コストダウンを図ることができる。
[第3実施形態]
図5は、ハウジング位置決め構造の第3実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造30Cでは、ピン挿入穴31aとピン挿入穴31bの両方が、位置決めピン10を隙間嵌めさせる内径寸法とされている。また、これら各々のピン挿入穴31a,31bの内周面と合わせ面2a,2bとがなす角部にそれぞれ面取り部35a,35bが設けられ、これらの面取り部35a,35bが合わせられることにより形成されるV字溝形状の内部に1つのOリング33が設けられる構成である。即ち、外周溝10aおよびOリング33は、位置決めピン10の軸方向中間部、且つ合わせ面2a,2bに一致する位置に設けられている。
このように構成された位置決め構造30Cによれば、1つのOリング33が、位置決めピン10と、ピン挿入穴31a,31bに形成された面取り部35a,35bがなすV字溝形状との間に嵌め込まれて圧縮される。これにより、位置決めピン10がピン挿入穴31a,31bの両方に対して隙間嵌めされる構成としながら、Oリング33の使用数を1つのみにし、組立を容易にするとともに部品点数を削減してハウジング2の製造コストダウンを図ることができる。
組立中にピン挿入穴31a,31bの内部で位置決めピン10が傾斜しても、V字溝に嵌合されたOリング33の反発力がバランス良く作用して位置決めピン10の傾斜が修正される。このため、モーターハウジング2Aとスクロールハウジング2Bとの間に位置ずれが生じる懸念はない。
[第4実施形態]
図6は、ハウジング位置決め構造の第4実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造30Dにおいて、ピン挿入穴31aの内径は、位置決めピン10が締まり嵌めされる内径寸法に設定され、ピン挿入穴31bの内径は、位置決めピン10が隙間嵌めされる内径寸法に設定されている。Oリング33は、ピン挿入穴31bの内周面に形成された内周溝37に嵌合されている。なお、ピン挿入穴31aと位置決めピン10との間も隙間嵌めとし、ピン挿入穴31aの内周面にも内周溝37を形成してOリング33を嵌合させてもよい。
この位置決め構造30Dの作用、効果は第1実施形態の位置決め構造30Aと同様であるが、それに加えて、位置決めピン10に外周溝10aを形成しなくてもよくなるため、位置決めピン10の形状を簡素化することができる。このように、Oリング33は位置決めピン10の外周部に限らず、ピン挿入穴31a,31bの内周部に設けてもよい。なお、内周溝37を、点線37aで示すように溝でなく段差状に形成してもよい。
[第5実施形態]
図7は、ハウジング位置決め構造の第5実施形態を示す縦断面図である。
ここに示す位置決め構造30Eは、位置決めピン10Aがピン挿入穴31a,31bの両方に対して隙間嵌めされる点と、2つのOリング33を備える点において図4に示す位置決め構造30Bと同様である。相違点は、ピン挿入穴31a,31bの少なくとも一方、例えばピン挿入穴31bの方が、少なくともその内径寸法のまま合わせ面2bとは反対側の外部に貫通する貫通孔状とされている点と、位置決めピン10Aに、ピン挿入穴31bの外部まで延びる把持部10bが設けられている点である。例えばピン挿入穴31bの外端側の内径はやや拡径されている。
このように構成された位置決め構造30Eによれば、先にモーターハウジング2Aとスクロールハウジング2Bとを、その合わせ面2a,2bにおいて接合してボルト12(図1,2参照)を緩く締めて仮組みしてから、位置決めピン10Aの把持部10bを把持して該位置決めピン10Aを貫通孔状のピン挿入穴31bに外部側から挿入し、そのまま対向するピン挿入穴31aまで挿し込んで両方のハウジング構成部材2A,2Bを位置決めすることができる。
次に、仮組みしているボルト12を本締めした後、位置決めピン10Aを抜き取る。即ち、位置決めピン10Aを位置決め治具として使用し、ハウジング2の内部に残さない構造とすることができる。
この構成により、ハウジング2の構成部品から位置決めピン10Aを削除し、部品点数を減らしてハウジング2の製造コストダウンを図ることができる。また、位置決めピンがピン挿入穴31a,31bの内部で錆びて抜けなくなることを未然に防止し、ハウジング2の分解整備性を向上させることができる。
以上に説明したように、本実施形態に係る位置決め構造30A〜30Eによれば、簡素で安価な構成により、ハウジング2を構成するモーターハウジング2Aとスクロールハウジング2Bとの間の位置決め、あるいは他の複数のハウジング構成部材間の位置決めを正確に行うことができる。
また、この位置決め構造30A〜30Eを備えたスクロール圧縮機1によれば、駆動軸7とスクロール圧縮機構3との間の芯ずれ(ミスアライメント)を厳密に防止して、騒音や振動の発生を防止することができる。
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
1 スクロール圧縮機
2 ハウジング
2A モーターハウジング(一方のハウジング構成部材)
2B スクロールハウジング(他方のハウジング構成部材)
2a,2b 合わせ面
3 スクロール圧縮機構
4 電動機
5 インバータ
7 駆動軸
10,10A 位置決めピン
10b 把持部
12 ボルト
30A〜30E 位置決め構造
31a ピン挿入穴(一方のピン挿入穴)
31b ピン挿入穴(他方のピン挿入穴)
33 Oリング(弾性リング)
35a,35b 面取り部

Claims (5)

  1. 一方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された一方のピン挿入穴と、
    他方のハウジング構成部材の合わせ面に形成された他方のピン挿入穴と、
    一端が前記一方のピン挿入穴に挿入され、他端が前記他方のピン挿入穴に挿入されることにより、前記一方のハウジング構成部材および前記他方のハウジング構成部材の位置合わせを行う位置決めピンと、
    前記位置決めピンの外周面と前記ピン挿入穴の内周面との間に弾接するように設けられる弾性リングと、
    を備え、
    前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の少なくとも片方は、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法を有し、この隙間嵌めされる内径寸法を有する前記ピン挿入穴と、前記位置決めピンとの間に前記弾性リングが設けられる分割式ハウジングの位置決め構造。
  2. 前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら両方のピン挿入穴と前記位置決めピンとの間に、それぞれ前記弾性リングが設けられる請求項1に記載の分割式ハウジングの位置決め構造。
  3. 前記一方のピン挿入穴と、前記他方のピン挿入穴の少なくとも一方は、少なくともその内径寸法のまま前記合わせ面とは反対側の外部に貫通する貫通孔状であり、
    前記位置決めピンは、前記貫通孔状のピン挿入穴の外部まで延びる把持部を備えている請求項2に記載の分割式ハウジングの位置決め構造。
  4. 前記一方のピン挿入穴および前記他方のピン挿入穴の両方が、前記位置決めピンが隙間嵌めされる内径寸法とされるとともに、これら各々のピン挿入穴の内周面と前記合わせ面とがなす角部にそれぞれ面取り部が設けられ、これらの面取り部が合わせられることにより形成されるV字溝形状の内部に前記弾性リングが設けられる請求項1に記載の分割式ハウジングの位置決め構造。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載の分割式ハウジングの位置決め構造を備えたスクロール圧縮機。
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