JP4045567B2 - 圧縮機及びその組立方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸が回転することによって圧縮作動室にて気体を圧縮させる回転軸を有する圧縮機に係わり、特に空調、冷凍用圧縮機及びその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮機の一例としての圧縮機は、例えば特開平４−１４３４７６号公報に開示され、また図７に示すように、上キャップ１及び下キャップ２とともに密閉容器３を形成する筒状のケーシング４内に固定された環状のステータ５及び該ステータ５内に挿入された中空円筒状のロータ６からなる電動機部７と、固定スクロール８、旋回スクロール９、オルダムリング１０、ロータ６に係合した回転軸１１及びロータ６の上方に位置し前記回転軸１１を回転自在に支持する主軸受１２を有する主軸受部１３からなる圧縮機構部１４と、ロータ６の下方に位置し回転軸１１を回転自在に支持する副軸受１５を有する副軸受部１６と、で構成される。
【０００３】
このような圧縮機の従来の組立方法の一例としては、例えば特開平４−１４３４７５号公報に開示され、また図８に示すように、ケーシング４にステータ５を、回転軸１１にロータ６を焼ばめ等により固定し、前記ケーシング４において主軸受部１３及び副軸受部１６を溶接する位置に、段付部４ａ及び段付部４ｂを追加工して設けておき、段付部４ａに主軸受部１３を、段付部４ｂに副軸受部１６を挿入して、両軸受部の中心軸をケーシングの円筒軸上に位置決めする方法がある。
【０００４】
圧縮機の従来の組立方法の他の例としては、例えば特開平１１−１８２４２８号公報に開示され、また図９に示すように、主軸受部１３の主軸受１２に挿入された回転軸１１にロータ６を、ケーシング４にステータ５を焼ばめ等により固定し、ステータ５とロータ６の隙間に薄板１７を複数枚挿入して前記ステータ５に対する回転軸１１の位置決めを行い、芯出し部材である円筒状ピン１８を副軸受部１６の貫通孔１９′及び回転軸１１に形成された給油孔２０に挿入することにより、回転軸１１に対して副軸受１５を位置決めする方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平４−１４３４７６号公報などに開示されている従来の圧縮機において、回転軸に対する軸受の傾きについては、特に配慮されていなかった。回転軸軸芯と軸受軸芯との傾きは、軸受部の信頼性に大きく影響し、この傾きが許容値を越えると、軸受の寿命が低下し、また、主軸受軸芯と副軸受軸芯の芯ずれにより回転軸の傾きが大きくなると、旋回スクロールと固定スクロールとの接触等により性能が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、主軸受及び副軸受の軸芯は、回転軸の軸芯に対して精度良く組み立てる必要が生じるが、特開平４−１４３４７５号公報に開示されている圧縮機の従来の組立方法には、あらかじめ設けたケーシングの段付部に両軸受部を位置決めしても、精度的に限界のあるケーシング内径を同軸度の基準としているため、両軸受の同軸度がでにくいという問題があった。
【０００７】
また、特開平１１−１８２４２８号公報に開示されている圧縮機の従来の組立方法には、回転軸と主軸受の同軸度が十分に確立されていないので、副軸受を回転軸に対して精度よく組み立てても、両軸受の同軸度がでないという問題があった。
【０００８】
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、回転軸軸芯と軸受軸芯との同軸度及び主軸受軸芯と副軸受軸芯の同軸度を高精度に組立ることができる圧縮機及びその組立方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による圧縮機及びその組立方法は、特許請求の範囲の各請求項に記載されたところを特徴とするものであるが、装置発明としての請求項１に係る圧縮機は、容器内部に、回転軸を支持する主軸受部を備えた圧縮機構部と、前記回転軸を駆動するロータ及びステータからなる電動機部と、前記回転軸を支持する副軸受部と、を収納配設し、前記回転軸の片側は、前記主軸受部に同軸で内蔵された主軸受により回転自在に支持され、中間部が前記ロータの中心部に挿嵌され、他側は、前記副軸受部に内蔵された副軸受により回転自在に支持された圧縮機において、前記回転軸は、前記片側を大径に、前記中間部及び前記他側を小径にして、その間で前記主軸受部の前記ロータ側に近接した部分に係合するテーパ部を設け、前記主軸受部は、前記ロータ側に近接し、前記回転軸の前記テーパ部と係合する前記部分に、前記主軸受部と同軸に加工されたテーパ状または段差形状のテーパ受部を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
同じく装置発明としての請求項２に係る圧縮機は、容器内部に、回転軸を支持する主軸受部を備えた圧縮機構部と、前記回転軸を駆動するロータ及びステータからなる電動機部と、前記回転軸を支持する副軸受部と、を収納配設し、前記回転軸の片側は、前記主軸受部に同軸で内蔵された主軸受により回転自在に支持され、中間部が前記ロータの中心部に挿嵌され、他側は、前記副軸受部に内蔵された副軸受により回転自在に支持された圧縮機において、前記主軸受部は、前記ロータ側に近接し、前記回転軸と係合する部分に、前記主軸受部と同軸に加工されたテーパ部を設け、前記回転軸は、前記片側を大径に、前記中間部及び前記他側を小径にして、その間で前記主軸受部の前記テーパ部と係合する部分に、段差形状のテーパ受部を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
同じく方法発明としての請求項３に係る圧縮機の組立方法は、請求項１または２に記載の圧縮機を使用し、前記テーパ部と前記テーパ受部とを接触させて位置決めされた前記回転軸を案内として、前記副軸受の軸芯を前記回転軸の軸芯上に位置決めした状態で前記副軸受部を前記容器に固定することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図６を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例における圧縮機全体の縦断面図である。図１において、該圧縮機は、圧縮機構部１４、電動機部７、回転軸１１及び副軸受部１６を密閉容器３内に収納配設した構造となっている。密閉容器３は、筒状のケーシング４とその両側開口端を塞ぐように、上キャップ１及び下キャップ２を溶接して形成される。
【００１３】
圧縮機構部１４は、鏡板に渦巻状のラップを立設させた固定スクロール８と、同じく鏡板に渦巻状のラップを立設させて固定スクロール８に噛合う旋回スクロール９と、旋回スクロール９の自転を防止するオルダムリング１０と、主軸受部１３等と、からなっている。旋回スクロール９は、その立設させたラップの反対側にボス部を形成し、該ボス部に回転軸１１の上端が係合された状態で、固定スクロール８と主軸受部１３との間に旋回可能に挟持されている。オルダムリング１０は、旋回スクロール９と主軸受部１３との間に挟持され、主軸受部１３により支持されている。
【００１４】
外周部に吸込ポート２１及び中央部に吐出ポート２２を有する固定スクロール８と、旋回スクロール９との噛合わせにより、圧縮作動室２３が形成される。固定スクロール８は、鏡板外周部にフランジ面を有し、ボルト等によって主軸受部１３に固定され、圧縮作動室２３は、実質的な密閉空間を形成するようになっている。圧縮作動室２３は、旋回スクロール９の旋回運動に伴って、外周部から中心部に移動するにつれて、その体積を減じるように構成されている。主軸受部１３は、ケーシング４に溶接等で固定される。
【００１５】
電動機部７は、ステータ５及びロータ６等からなっている。ステータ５は、ケーシング４に焼ばめ等により固定される。ロータ６は、環状のステータ５内に回転可能に配置され、回転軸１１を介して主軸受１２及び副軸受１５により回転自在に支持されている。
【００１６】
回転軸１１は、上部外周が主軸受部１３に同軸で内蔵された主軸受１２により回転自在に支持され、中間部がロータ６の中心部に貫通して固定され、下部外周が副軸受部１６に内蔵された副軸受１５により回転自在に支持されている。回転軸１１には、軸心部に両端面に貫通する給油孔２０が設けられている。また、旋回スクロール９の運動に伴って作用する不釣り合い力を相殺し、圧縮機の振動を低く保ったりするための平衡部品であるバランスウェイト２４が、回転軸１１と係合し一体化されている。
【００１７】
副軸受部１６は、副軸受１５を内蔵し、中央部分に副軸受部貫通孔１９を設けて、回転軸１１の下端をスラスト方向に支持する平板状の支持部材２５を有し、ケーシング４に溶着等により固定されている。密閉容器３下部の潤滑油２６は、圧縮機の運転に伴って生じる差圧により、回転軸１１の下端に固定した給油パイプ２７と給油孔２０を経由し、圧縮機構部１４へと供給され、排出された潤滑油２６は、主軸受部１３の主軸受１２や隙間を介して圧縮作動室２３へ流入する。
【００１８】
図２は、第１の実施例における圧縮機の主軸受部及び回転軸の詳細図である。図２において、回転軸１１は、主軸受部１３側を大径に、中間部及び副軸受部１６側を小径にして、その間で主軸受部１３のロータ６側に近接した部分に係合するテーパ部２８を設け、主軸受部１３は、ロータ６側に近接し、回転軸１１のテーパ部２８と係合する部分に、主軸受部１３と同軸に加工されたテーパ状のテーパ受部２９を設けてある。テーパ部２８及びテーパ受部２９のテーパ部分の各軸芯に対する傾き角度は、両部同士で接触するならば、同一でなくとも良い。また、各部の面積も、両部同士で接触する箇所が３点以上あるならば、どのような大きさでも良い。
【００１９】
例えば、図３に示すように、第１の実施例と異なる形状をもったテーパ受部２９及びテーパ部２８であっても、両部同士で接触するのであれば可能である。図３は第２の実施例で、テーパ受部２９は段差形状であり、テーパ部２８はテーパ形状である。また、回転軸１１に段差形状のテーパ受部２９を、主軸受部１３にテーパ部２８を設けても良い。
【００２０】
次に、第１の実施例における圧縮機の組立方法を説明する。図４に示すように、ステータ５をケーシング４に焼ばめ等により固定する。主軸受１２を内蔵した主軸受部１３に、バランスウェイト２４が係合され一体化されている回転軸１１を挿入して、回転自在に支持する。オルダムリング１０を主軸受部１３に支持させて、旋回スクロール９を回転軸１１の上端に係合させる。固定スクロール８は、旋回スクロール９に噛合わせて、ボルト等によって主軸受部１３に固定する。次に、ロータ６は、回転軸１１の中間部が、ロータ６の中心部に挿嵌された状態で固定される。
【００２１】
図５は、第１の実施例における圧縮機の組立途中の主軸受部及び回転軸の詳細図である。図５において、回転軸１１をスラスト方向の下方へ引っ張り、テーパ部２８とテーパ受部２９とを接触させる。両部同士の接触により、回転軸１１の軸芯は、主軸受部１３の軸芯及び主軸受１２の軸芯と同軸上に位置決めされる。この状態のままで、ステータ５とロータ６の隙間に、その隙間と同等か若干薄い板厚の薄板１７を複数枚挿入して、ステータ５に対するロータ６及び回転軸１１の位置決めを行いながら、主軸受部１３をケーシング４に溶接等で固定する。固定後に薄板１７を取り外す。
【００２２】
続いて、図６に示すように、回転軸１１をスラスト方向の下方へ引っ張り、テーパ部２８とテーパ受部２９とを接触させた状態のままで、副軸受部１６に内蔵された副軸受１５に回転軸１１の下部外周が挿入されるように、副軸受部１６を回転軸１１に取付け、ケーシング４に溶着等により固定する。この状態で、回転軸軸芯は、主軸受軸芯と同軸上にあるので、回転軸１１を案内とした副軸受軸芯の回転軸軸芯及び主軸受軸芯に対する同軸度は、精度よく一致する。
【００２３】
副軸受部１６の固定後、図１に示したように、回転軸１１をスラスト方向の上方へ押し出し、テーパ部２８とテーパ受部２９とを接触しない状態になるように、回転軸１１の下端をスラスト方向に支持する平板状の支持部材２５を挿入して、支持部材固定具３０を副軸受部１６に固定する。支持部材固定具３０の中央部分に設けた副軸受部貫通孔１９を通して、給油孔２０に給油パイプ２７を挿入する。最後に、ケーシング４に上キャップ１及び下キャップ２を溶接する。
【００２４】
なお、本発明の実施の形態は、スクロール圧縮機を例としたが、他の回転軸を有する圧縮機にも適用できるものである。
【００２５】
また、本発明の実施の形態は、縦型の圧縮機を例示して説明したが、横型の圧縮機であっても、組立時だけ、回転軸の軸芯が地平面に対しほぼ垂直になるように設置して組立を行なえば適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による主軸受部及び主軸受と同軸に加工されたテーパ受部と回転軸と同軸に加工されたテーパ部とを接触させる組立方法により、回転軸を案内として副軸受をケーシングへ適正かつ容易に組み付けることができる。その結果、回転軸軸芯と軸受軸芯との同軸度を高精度に組立ることができ、軸受の寿命低下を防止し、高信頼性を確保することができる。また、主軸受軸芯と副軸受軸芯との同軸度を高精度に組立ることができ、旋回スクロールと固定スクロールの接触等による性能低下を防止し、高性能化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における圧縮機全体を示す縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施例における圧縮機の主軸受部及び回転軸を示す詳細図。
【図３】本発明の第２の実施例における圧縮機の主軸受部及び回転軸を示す拡大図。
【図４】本発明の第１の実施例における圧縮機機構部の組立方法を示す縦断面図。
【図５】本発明の第１の実施例における圧縮機の回転軸を案内とした位置合せを示す詳細図。
【図６】本発明の第１の実施例における圧縮機副軸受部の組立方法を示す縦断面図。
【図７】従来の技術における圧縮機全体の一例を示す縦断面図。
【図８】従来の技術における圧縮機の組立方法の一例を示す縦断面図。
【図９】従来の技術における圧縮機の組立方法の他の例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…上キャップ
２…下キャップ
３…密閉容器
４…ケーシング
４ａ…段付部
４ｂ…段付部
５…ステータ
６…ロータ
７…電動機部
８…固定スクロール
９…旋回スクロール
１０…オルダムリング
１１…回転軸
１２…主軸受
１３…主軸受部
１４…圧縮機構部
１５…副軸受
１６…副軸受部
１７…薄板
１８…円筒状ピン
１９…副軸受部貫通孔
１９′…貫通孔
２０…給油孔
２１…吸込ポート
２２…吐出ポート
２３…圧縮作動室
２４…バランスウェイト
２５…支持部材
２６…潤滑油
２７…給油パイプ
２８…テーパ部
２９…テーパ受部
３０…支持部材固定具

Claims (3)

1. 容器内部に、回転軸を支持する主軸受部を備えた圧縮機構部と、前記回転軸を駆動するロータ及びステータからなる電動機部と、前記回転軸を支持する副軸受部と、を収納配設し、前記回転軸の片側は、前記主軸受部に同軸で内蔵された主軸受により回転自在に支持され、中間部が前記ロータの中心部に挿嵌され、他側は、前記副軸受部に内蔵された副軸受により回転自在に支持された圧縮機において、
   前記回転軸は、前記片側を大径に、前記中間部及び前記他側を小径にして、その間で前記主軸受部の前記ロータ側に近接した部分に係合するテーパ部を設け、前記主軸受部は、前記ロータ側に近接し、前記回転軸の前記テーパ部と係合する前記部分に、前記主軸受部と同軸に加工されたテーパ状または段差形状のテーパ受部を設けたことを特徴とする圧縮機。
2. 容器内部に、回転軸を支持する主軸受部を備えた圧縮機構部と、前記回転軸を駆動するロータ及びステータからなる電動機部と、前記回転軸を支持する副軸受部と、を収納配設し、前記回転軸の片側は、前記主軸受部に同軸で内蔵された主軸受により回転自在に支持され、中間部が前記ロータの中心部に挿嵌され、他側は、前記副軸受部に内蔵された副軸受により回転自在に支持された圧縮機において、
   前記主軸受部は、前記ロータ側に近接し、前記回転軸と係合する部分に、前記主軸受部と同軸に加工されたテーパ部を設け、前記回転軸は、前記片側を大径に、前記中間部及び前記他側を小径にして、その間で前記主軸受部の前記テーパ部と係合する部分に、段差形状のテーパ受部を設けたことを特徴とする圧縮機。
3. 請求項１または２に記載の圧縮機を使用し、前記テーパ部と前記テーパ受部とを接触させて位置決めされた前記回転軸を案内として、前記副軸受の軸芯を前記回転軸の軸芯上に位置決めした状態で前記副軸受部を前記容器に固定することを特徴とする圧縮機の組立方法。

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